CN104628261A - 循环式均匀蚀刻装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种循环式均匀蚀刻装置，包括一槽体、一承载板、多条出酸管、一回酸管及多条气泡管，该槽体内容纳有一蚀刻液，该承载板设置于该槽体内且邻近该槽体的底端，该承载板与该槽体的底端共同界定出一回流通道，该些出酸管设置于该承载板上，该回酸管设置于该槽体的底端且连通于该回流通道，该回酸管还经由一回流管路连接该些出酸管，该些气泡管设置于该承载板上，用以施予气泡以促进该蚀刻液的扰动。采用本发明的循环式均匀蚀刻装置，可配合载具所产生的波动使加工件表面均匀薄化。

Description

循环式均匀蚀刻装置

技术领域

本发明涉及一种湿式蚀刻技术（Wet etching），且特别涉及一种可使加工件均匀薄化的循环式均匀蚀刻装置。

背景技术

一般来说，手机、数码相机、个人数字助理（PDA）、平板电脑（TabletPC）及笔记本电脑（Notebook）等可携式电子装置的显示屏幕（特别是触控式屏幕），为了防止刮伤或因为手指施力过大而受损，通常会在屏幕表面上覆盖一片玻璃盖板作为保护之用。另外，为了适应半导体、平面显示器等产业的发展以及消费者对产品的轻薄短小需求，现今正积极开发各种玻璃基板/盖板的薄化技术。

目前各家厂商常用的薄化技术主要有以下几种：多片直立式浸泡（Dip）、单片水平喷洒（In-line horizontal）及单片直立式喷洒（Spray）。其中不论是哪种方法，都是利用化学蚀刻液（如氟化氢溶液）以对玻璃基板/盖板做等向性蚀刻，而玻璃基板/盖板的薄化程度取决于蚀刻时间的控制，若配合物理性蚀刻，可进一步薄化玻璃基板/盖板。

然而，现有湿式蚀刻装置对于大面积的玻璃基板的蚀刻，通常只考虑到蚀刻速率而忽略了蚀刻的均匀性；举例来说，玻璃基板于湿式蚀刻时是容置于载具（Cassette）内，而载具因其结构性可能具有蚀刻液无法到达的死角，导致蚀刻不完全；另外，玻璃基板于蚀刻过程中表面会持续析出氟硅酸根颗粒，然而现有湿式蚀刻装置并无法提供蚀刻液足够的流体剪力和惯性力，造成玻璃基板表面有颗粒残留，此不只会影响蚀刻的均匀性，也会影响蚀刻速率。

因此，本发明人有鉴于现有湿式蚀刻装置实在有其改良的必要性，遂以其多年从事相关领域的创作设计及专业制造经验，积极地针对湿式蚀刻装置进行研究改良，在各方条件的审慎考量下终于开发出本发明“循环式均匀蚀刻装置”。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺失，提出一种循环式均匀蚀刻装置，通过槽体内容纳的蚀刻液持续回流与更新，并配合载具在槽体内下降所产生的波动，除了可降低工艺成本外，还可提高蚀刻均匀度以增进良率。

为达成上述目的及功效，本发明采用以下技术方案：一种循环式均匀蚀刻装置，包括一槽体、一承载板、多条出酸管、一回酸管及多条气泡管。该槽体内容纳有一蚀刻液，该承载板设置于该槽体内且邻近该槽体的底端，该承载板与该槽体的底端共同界定出一回流通道，所述多条出酸管设置于该承载板上，该回酸管设置于该槽体的底端且连通于该回流通道，该回酸管还经由一回流管路连接所述多条出酸管，所述多条气泡管设置于该承载板上，用以施予气泡以促进该蚀刻液的扰动。

本发明另采用以下技术方案：一种循环式均匀蚀刻装置，用于均匀蚀刻一载具内的多片玻璃基板，其中该载具具有供液体流通的一上自由端及一下自由端，该循环式均匀蚀刻装置包括一槽体、一承载板、多条出酸管、一回酸管及多条气泡管。

该槽体内容纳有一蚀刻液，该槽体具有一开口端及相对于该开口端的一底端；该承载板设置于该槽体内且邻近该底端，该承载板与该底端共同界定出一回流通道；所述多条出酸管设置于该承载板上；该回酸管设置于该底端且连通于该回流通道，该回酸管还经由一回流管路连接所述多条出酸管；所述多条气泡管设置于该承载板上，用以施予气泡以促进该蚀刻液的扰动；其中，该载具从该槽体的外部通过该开口端传送至该承载板上时，该蚀刻液产生一由该下自由端朝该上自由端的波动，使部分该蚀刻液溢出该载具的上开口端并经该回流通道流入该回酸管，进一步经该回流管路回流至所述多条出酸管。

在本发明的一实施例中，所述多条出酸管沿着一第一方向间隔设置于该承载板上，每一出酸管具有多个出酸孔，且相邻的两出酸孔相隔一第一间距。

在本发明的一实施例中，所述多条气泡管沿着垂直于该第一方向的一第二方向间隔设置于所述多条出酸管的上方，每一气泡管具有多个喷气孔，且相邻的两喷气孔相隔一第二间距。

在本发明的一实施例中，该第一间距介于3至5厘米之间，该第二间距介于3至5厘米之间。

在本发明的一实施例中，该回流管路包括一加压泵及多条引流管，该加压泵连接设置于该回酸管与所述多条引流管之间，所述多条引流管分别连接所述多条出酸管。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征得到进一步的了解。为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的循环式均匀蚀刻装置的立体视图。

图2为本发明的循环式均匀蚀刻装置的剖面视图。

图3为本发明的循环式均匀蚀刻装置的使用状态图。

其中，附图标记说明如下：

1   循环式均匀蚀刻装置

10  槽体

10a 开口端

10b 底端

11  承载板

111 固定架

112 回流通道

12  出酸管

120 出酸孔

13  回酸管

14  气泡管

140 喷气孔

15  回流管路

151 加压泵

152 引流管

20  载具

20a 上自由端

20b 下自由端

S   加工件

d1  第一间距

d2  第二间距

具体实施方式

本公开提出一种新颖的湿式蚀刻装置，其通过特殊的蚀刻液回流设计，可持续回流与更新槽体内容纳的蚀刻液；进一步地，所提出的湿式蚀刻装置通过特殊的结构设计，当装载多个加工件的一载具从外部环境传送至槽体内时，可在载具内部产生一由下而上的波动以提高加工件的蚀刻均匀度，并且溢出载具的部分蚀刻液可自槽体底端流入一回流管路，进一步重新回流至槽体内；所述的加工件例如是玻璃基板、晶圆等，但不限制于此。下文特举一较佳实施例并配合附图来详细说明本发明的循环式均匀蚀刻装置的细部特征。

请参考图1及2，图1为本发明的循环式均匀蚀刻装置的立体视图，图2为本发明的循环式均匀蚀刻装置的剖面视图。如图所示，本发明的循环式均匀蚀刻装置1包括一槽体10、一承载板11、多条出酸管12、一回酸管13及多条气泡管14。

详细而言，槽体10为一底壁及一环侧壁所构成（未标示），其中环侧壁由底壁垂直延伸所形成，且底壁与环侧壁共同界定出一开口端10a及相对于开口端10a的一底端10b。在本实施例中，槽体10内容纳有一蚀刻液，用以进行湿式蚀刻反应以对加工件S进行薄化，所采用的蚀刻液可以是氢氟酸（HF），但本发明并不限制于此。更详细地说，多个加工件S是以平行置放方式密集排列于一载具20内，而载具20借由一自动化搬运装置从槽体10外部通过其开口端10a传送至槽体10内部，直到所有加工件浸泡于蚀刻液为止。

承载板11固设于槽体10内的邻近底端10b处，具体地说是借由固定架111架设在底端10b的上方，用以承载固定载具20及其内的加工件S，其中承载板11还与底端10b（底壁）共同界定出一回流通道112。

值得说明的是，适用于本发明的载具20具有可让蚀刻液流通的一上自由端20a及一下自由端20b，当载具20由上而下传送至承载板11上时，可使蚀刻液产生一由下自由端20b往上自由端20a波动的水波，并且该蚀刻液的波动可扩散到载具20内部所有不容易到达的死角，以均匀蚀刻全部的加工件S表面；进一步地，溢出载具20的上开口端10a的部分蚀刻液可自载具20的外壁面与槽体10环侧壁之间的空间流动至回流通道112。

为使槽体10内的蚀刻液能够循环利用以降低工艺成本，承载板11上还布设有多条出酸管12，槽体10的底端10b（底壁）则连接设置有一回酸管13；具体地说，回酸管13连通于回流通道112，回酸管13还经由一回流管路15连接该些出酸管12，其中每一出酸孔120具有多个出酸孔120，且相邻的两出酸孔120相隔一第一间距d1，系介于3cm至5cm之间，约等同于一加工件S的厚度。进一步值得说明的是，流通过回流通道112的蚀刻液可进入回酸管13并经由回流管路15回流至出酸管12，提供蚀刻液的循环利用。

更详细地说，回流管路15包含一加压泵（Pump）151及多条引流管152，其中加压泵151连接设置于回酸管13与该些引流管152之间，而该些引流管152分别连接该些出酸管；据此，加压泵151可以高压方式将进入回酸管13的蚀刻液导入引流管152，并进一步运转以加压蚀刻液进入出酸管12而排出至槽体10内。

较佳地，槽体10外可加装一浓度控制器及一温度控制器（未绘示），其中浓度控制器可定时补充一预定浓度的新鲜蚀刻液（如50%的HF），以维持槽体10内蚀刻液的浓度，确保蚀刻速率能维持一致，温度控制器则用以控制槽体10内的蚀刻反应温度。

进一步地，为加快蚀刻液在相邻的两加工件S之间的间隙内的流速以产生理想的流场，承载板11上更进一步布设有多条气泡管14，用以施予气泡以搅动蚀刻液，其中每一气泡管14具有多个喷气孔140，且相邻的两喷气孔140相隔一第二间距d2，其同样介于3cm至5cm之间，约等同于一加工件S的厚度；在本实施例中，该些气泡管14间隔设置于出酸管12上方，但本发明并不限制于此。

在本实施例中，该些出酸管12可沿着第一方向间隔排列在承载板11的上方，该些气泡管14则可沿着垂直于第一方向的第二方向间隔排列在该些出酸管12的上方（如图1所示），每一气泡管14位于出酸管12上相邻的两个喷气孔140之间，并且该些气泡管14可以借由一空气泵（未标示）导入空气；据此，本发明在供给蚀刻液的同时，还可进一步施予气泡以搅动蚀刻液，两者互不冲突。或者，该些出酸管12可与该些气泡管14沿着同一方向排列在承载板11的上方，且相邻的两条出酸管12之间布设有一条气泡管14（如图2所示），同样可达成上述功效。

综上所述，相较于传统湿式蚀刻装置，本发明至少具有下列功效：

1.本发明的循环式均匀蚀刻装置借由槽体与其内的承载板所界定出的回流通道，搭配回酸管、回流管路及出酸管的布局设计，可持续回流与更新槽体内容纳的蚀刻液，达到节省工艺成本的目的。

2.再者，当一装有多个加工件的载具由上而下传送至承载板上时，可致使蚀刻液产生一由下自由端往上自由端波动的水波，且该水波能够扩散到载具内部所有不容易到达的死角，以均匀蚀刻全部的加工件表面。

3.此外，本发明的循环式均匀蚀刻装置更于出酸管上方布设多条气泡管，其可施予气泡以搅动蚀刻液，进而可增加蚀刻速率及均匀度。进一步地，该气泡作用产生的扰动可使加工件（玻璃基板）于蚀刻过程中析出的氟硅酸根颗粒脱离，并随蚀刻液回流入回酸管。

惟以上所述仅为本发明的较佳实施例，非意欲局限本发明的专利保护范围，故举凡运用本发明说明书及附图内容所为的等效变化，均同理皆包含于本发明的权利要求范围内，合予陈明。

Claims (10)

1.一种循环式均匀蚀刻装置，其特征在于，包括：

一槽体，该槽体内容纳有一蚀刻液；

一承载板，设置于该槽体内且邻近该槽体的底端，该承载板与该槽体的底端共同界定出一回流通道；

多条出酸管，设置于该承载板上；

一回酸管，设置于该槽体的底端且连通于该回流通道，该回酸管还经由一回流管路连接所述多条出酸管；以及

多条气泡管，设置于该承载板上，用以施予气泡以促进该蚀刻液的扰动。

2.如权利要求1所述的循环式均匀蚀刻装置，其中所述多条出酸管沿着一第一方向间隔设置于该承载板上，每一所述出酸管具有多个出酸孔，且相邻的两个所述出酸孔相隔一第一间距。

3.如权利要求2所述的循环式均匀蚀刻装置，其中所述多条气泡管沿着垂直于该第一方向的一第二方向间隔设置于所述多条出酸管的上方，每一所述气泡管具有多个喷气孔，且相邻的两个所述喷气孔相隔一第二间距。

4.如权利要求3所述的循环式均匀蚀刻装置，其中该第一间距介于3至5厘米之间，该第二间距介于3至5厘米之间。

5.如权利要求1所述的循环式均匀蚀刻装置，其中该回流管路包括一加压泵及多条引流管，该加压泵连接设置于该回酸管与所述多条引流管之间，所述多条引流管分别连接所述多条出酸管。

6.一种循环式均匀蚀刻装置，用于均匀蚀刻一载具内的多个加工件，其中该载具具有供液体流通的一上自由端及一下自由端，其特征在于，该循环式均匀蚀刻装置包括：

一槽体，该槽体内容纳有一蚀刻液，该槽体具有一开口端及相对于该开口端的一底端；

一承载板，设置于该槽体内且邻近该底端，该承载板与该底端共同界定出一回流通道；

多条出酸管，设置于该承载板上；

一回酸管，设置于该底端且连通于该回流通道，该回酸管还经由一回流管路连接所述多条出酸管；以及

多条气泡管，设置于该承载板上，用以施予气泡以促进该蚀刻液的扰动；

其中，该载具从该槽体的外部通过该开口端传送至该承载板上时，该蚀刻液产生一由该下自由端朝该上自由端的波动，使部分该蚀刻液溢出该载具的上开口端并经该回流通道流入该回酸管，进一步经该回流管路回流至所述多条出酸管。

7.如权利要求6所述的循环式均匀蚀刻装置，其中所述多条出酸管沿着一第一方向间隔设置于该承载板上，每一所述出酸管具有多个出酸孔，且相邻的两个所述出酸孔相隔一第一间距。

8.如权利要求7所述的循环式均匀蚀刻装置，其中所述多条气泡管沿着垂直于该第一方向的一第二方向间隔设置于所述多条出酸管的上方，每一所述气泡管具有多个喷气孔，且相邻的两个所述喷气孔相隔一第二间距。

9.如权利要求8所述的循环式均匀蚀刻装置，其中该第一间距介于3至5厘米之间，该第二间距介于3至5厘米之间。

10.如权利要求6所述的循环式均匀蚀刻装置，其中该回流管路包括一加压泵及多条引流管，该加压泵连接设置于该回酸管与所述多条引流管之间，所述多条引流管分别连接所述多条出酸管。