CN106098525B - 干蚀刻设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种干蚀刻设备，通过将载体存放室的抽气管路连通至干蚀刻处理室与废气处理室之间的抽气管路，利用从载体存放室抽出的破真空气体对废气处理室的入口进行吹扫，减少粉尘堆积，通过废物利用解决了废气处理室的入口堵塞问题，降低了废气处理室发生障碍的可能性，从而减少废气处理室的维修和停机次数，降低生产成本，由于废气处理室的维修和停机次数减少，使得干蚀刻处理室的运行时间变长，从而提高生产效率。

Description

干蚀刻设备
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种干蚀刻设备。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。
现有市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示器，其包括液晶显示面板及背光模组(backlight module)。液晶显示面板的工作原理是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶分子，两片玻璃基板中间有许多垂直和水平的细小电线，通过通电与否来控制液晶分子改变方向，将背光模组的光线折射出来产生画面。
通常液晶显示面板由彩膜(CF，Color Filter)基板、薄膜晶体管(TFT，Thin FilmTransistor)基板、夹于彩膜基板与薄膜晶体管基板之间的液晶(LC，Liquid Crystal)及密封胶框(Sealant)组成，其成型工艺一般包括：前段阵列(Array)制程(薄膜、黄光、蚀刻及剥膜)、中段成盒(Cell)制程(TFT基板与CF基板贴合)及后段模组组装制程(驱动IC与印刷电路板压合)。其中，前段Array制程主要是形成TFT基板，以便于控制液晶分子的运动；中段Cell制程主要是在TFT基板与CF基板之间添加液晶；后段模组组装制程主要是驱动IC压合与印刷电路板的整合，进而驱动液晶分子转动，显示图像。
液晶显示器的制作过程，尤其是薄膜晶体管阵列基板的制作过程经常需要使用到干蚀刻设备，图1为现有的干蚀刻设备的结构示意图，如图1所示，所述干蚀刻设备包括依次排列的载体存放室100、传输室200及干蚀刻处理室300，所述干蚀刻处理室300通过第一抽气设备410与废气处理室600相连，所述废气处理室600与酸性排气管520相连，所述载体存放室100通过第二抽气设备420连通至干性排气管510。
所述载体存放室100通常在真空状态和大气压状态之间切换，所述载体存放室100一般采用压缩空气(CDA)作为破真空气体(vent gas)。考虑到高分辨率(high resolution)产品的良率需求，使用压缩空气容易出现水汽及颗粒物等问题，因此通常采用较高纯度的普氮(GN2)作为破真空气体。当所述载体存放室100通过注入普氮达到大气压状态，再通过抽气回到真空状态时，被抽出的普氮通过干性排气管510直接排放到废气管道中，造成浪费。
所述干蚀刻处理室300内的蚀刻制程，尤其是金属的蚀刻制程，经常会产生大量含氟化钼(MoFx)、氯化钼(MoClx)及氯化铝(AlClx)的尾气，这些尾气通过第一抽气设备410抽送至废气处理室600，由于这些尾气中的金属氯化物和金属氟化物具有较高的黏性和吸水潮解性，极易以粉尘的形式沉积在废气处理室600入口，造成废气处理室600入口堵塞及整个抽气系统压力异常，使得废气处理室600经常需要进行停机和维修保养，从而缩短了干蚀刻处理室300的运行时间，降低生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种干蚀刻设备，解决了废气处理室的入口堵塞问题，降低了废气处理室发生障碍的可能性，可提高生产效率，降低生产成本。
为实现上述目的，本发明提供一种干蚀刻设备，包括依次排列的载体存放室、传输室及干蚀刻处理室；所述载体存放室与传输室通过第一腔门进行连通和隔离，所述传输室与干蚀刻处理室通过第二腔门进行连通和隔离；
所述干蚀刻处理室通过第一管路连通至第一抽气设备，所述第一抽气设备通过第二管路连通至废气处理室，从而可在蚀刻制程结束后所述干蚀刻处理室内残留的制程尾气抽送至废气处理室中并在废气处理室内进行处理；
所述载体存放室在真空状态和大气压状态之间切换，从真空状态切换至大气压状态需要向载体存放室内注入破真空气体，从大气压状态切换至真空状态需要从载体存放室内抽出破真空气体；
所述载体存放室通过第三管路连通至第二抽气设备，所述第二抽气设备连通至第四管路，所述第四管路连通至所述第二管路上靠近废气处理室入口的位置，从而可在所述载体存放室从大气压状态切换至真空状态时将所述载体存放室内的破真空气体抽出并传输至废气处理室入口，对废气处理室入口进行吹扫。
所述传输室内设有传输装置，所述传输装置用于将制程前基板和制程后基板在所述载体存放室与干蚀刻处理室之间传递。
所述第四管路通过第一三通接头连通至所述第二管路，所述第二管路在所述第一三通接头处断开，断开的两端分别与所述第一三通接头的两个端口相连，所述第四管路与所述第一三通接头的另一个端口相连。
所述第四管路上设有一三通阀，所述第四管路在所述三通阀处断开，所述第四管路上靠近所述第二抽气设备的断开端与所述三通阀的入口相连，所述第四管路上靠近所述废气处理室的断开端与所述三通阀的一出口相连，所述三通阀的另一出口与第五管路相连，所述第五管路与第一排气管相连。
所述第四管路上位于三通阀与废气处理室之间的部分通过第二三通接头连通至第六管路，所述第四管路在所述第二三通接头处断开，断开的两端分别与所述第二三通接头的两个端口相连，所述第六管路与第二三通接头的另外一个端口相连，所述第六管路连通至第一排气管，且所述第六管路上设有一手动阀。
所述废气处理室与第二排气管相连，所述第二排气管为管道内表面设有防腐蚀涂层的不锈钢管。
所述第一管路、第二管路及第四管路上位于三通阀与废气处理室之间的部分的外部均设有加热装置。
所述加热装置为包覆于管路外表面的加热带。
所述加热装置的加热温度为大于等于120℃。
所述第一抽气设备与第二抽气设备均为干泵。
本发明的有益效果：本发明提供的一种干蚀刻设备，通过将载体存放室的抽气管路连通至干蚀刻处理室与废气处理室之间的抽气管路，利用从载体存放室抽出的破真空气体对废气处理室的入口进行吹扫，减少粉尘堆积，通过废物利用解决了废气处理室的入口堵塞问题，降低了废气处理室发生障碍的可能性，从而减少废气处理室的维修和停机次数，降低生产成本，由于废气处理室的维修和停机次数减少，使得干蚀刻处理室的运行时间变长，从而提高生产效率。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为现有的干蚀刻设备的结构示意图；
图2为本发明的干蚀刻设备的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图2，本发明提供一种干蚀刻设备，包括依次排列的载体存放室10、传输室20及干蚀刻处理室30；所述载体存放室10与传输室20通过第一腔门81进行连通和隔离，所述传输室20与干蚀刻处理室30通过第二腔门82进行连通和隔离；
所述干蚀刻处理室30通过第一管路51连通至第一抽气设备41，所述第一抽气设备41通过第二管路52连通至废气处理室70，从而可在蚀刻制程结束后将所述干蚀刻处理室30内残留的制程尾气抽送至废气处理室70中并在废气处理室70内进行处理；
所述载体存放室10在真空状态和大气压状态之间切换，从真空状态切换至大气压状态需要向载体存放室10内注入破真空气体，从大气压状态切换至真空状态需要从载体存放室10内抽出破真空气体；
所述载体存放室10通过第三管路53连通至第二抽气设备42，所述第二抽气设备42连通至第四管路54，所述第四管路54连通至所述第二管路52上靠近废气处理室70入口的位置，从而可在所述载体存放室10从大气压状态切换至真空状态时将所述载体存放室10内的破真空气体抽出并传输至废气处理室70入口，对废气处理室70入口进行吹扫。
具体的，所述第四管路54通过第一三通接头93连通至所述第二管路52，所述第二管路52在所述第一三通接头93处断开，断开的两端分别与所述第一三通接头93的两个端口相连，所述第四管路54与第一三通接头93的另一个端口相连。
具体的，所述传输室20与第三抽气设备43相连，所述传输室20通过第三抽气设备43抽气来达到真空状态。
具体的，所述传输室20内设有传输装置21，所述传输装置21用于将制程前基板和制程后基板在所述载体存放室10与干蚀刻处理室30之间传递；优选的，所述传输装置21为机械手臂(Robot)。
具体的，所述载体存放室10远离所述传输室20的一侧设有第三腔门83，所述第三腔门83打开时，制程前基板可以通过所述第三腔门83进入所述载体存放室10，制程后基板可以通过所述第三腔门83从所述载体存放室10中移出。
具体的，所述第一腔门81打开时，所述载体存放室10与传输室20连通，所述第一腔门81关闭时，所述载体存放室10与传输室20被所述第一腔门81隔离开；所述第二腔门82打开时，所述传输室20与干蚀刻处理室30连通，所述第二腔门82关闭时，所述传输室20与干蚀刻处理室30被所述第二腔门82隔离开。
具体的，所述第一腔门81、第二腔门82及第三腔门83在干蚀刻制程中根据需要打开和关闭。
具体的，本发明的干蚀刻设备的工作原理是：
制程前基板进入干蚀刻设备之前，所述载体存放室10为大气压状态，所述传输室20及干蚀刻处理室30保持真空状态；
第三腔门83打开，制程前基板进入载体存放室10，关闭第三腔门83与第一腔门81，通过第二抽气设备42将所述载体存放室10抽至真空状态，打开第一腔门81和第二腔门82，所述传输室20内的传输装置21将所述制程前基板从所述载体存放室10传输至所述干蚀刻处理室30，关闭第二腔门82，所述制程前基板在所述干蚀刻处理室30内进行干蚀刻处理，处理完毕后，所述传输装置21将制程后基板从所述干蚀刻处理室30传输至所述载体存放室10内，关闭第一腔门81，向所述载体存放室10内注入破真空气体，使所述载体存放室10内的气压等于或者略大于大气压，打开第三腔门83，将所述制程后基板移出所述载体存放室10，之后向所述载体存放室10内放入另一制程前基板，关闭第三腔门83，通过第二抽气设备42将所述载体存放室10抽至真空状态，此时抽出的气体主要为之前向所述载体存放室10内充入的破真空气体，该破真空气体经由第二抽气设备42、第三管路53及第四管路54传输至第二管路52上靠近废气处理室70入口的位置，进而传输至所述废气处理室70内，对废气处理室70入口堆积的粉尘进行吹扫，避免废气处理室70入口发生堵塞。
优选的，所述破真空气体为氮气，优选为普氮(GN2)。
具体的，所述第四管路54上设有一三通阀60，所述第四管路54在所述三通阀60处断开，所述第四管路54上靠近所述第二抽气设备42的断开端与所述三通阀60的入口相连，所述第四管路54上靠近所述废气处理室70的断开端与所述三通阀60的一出口相连，所述三通阀60的另一出口与第五管路55相连，所述第五管路55与第一排气管91相连。
当所述载体存放室10在进行维护保养或者停机时，可能需要打开载体存放室10，将其暴露在大气环境中，这时载体存放室10会进入空气，空气中的水汽会造成干蚀刻处理室30尾气中的粉尘更加粘稠从而加重废气处理室70入口的堵塞，此时可利用三通阀60切换管线，将所述载体存放室10内的空气通过三通阀60连通至第五管路55，再通过第一排气管91排至干蚀刻设备外，可避免空气进入废气处理室70中。
具体的，所述废气处理室70内设有燃烧设备。
优选的，所述第四管路54上位于三通阀60与废气处理室70之间的部分通过第二三通接头94连通至第六管路56，所述第四管路54在所述第二三通接头94处断开，断开的两端分别与所述第二三通接头94的两个端口相连，所述第六管路56与所述第二三通接头94的另外一个端口相连，所述第六管路56连通至第一排气管91，且所述第六管路56上设有一手动阀63。
由于载体存放室10在抽气时，排出的气流量很大，可能会将废气处理室70内的燃烧设备的火焰吹灭，使废气处理室70不能正常运行，因此加装带有手动阀63的第六管路56可以将部分气流导走，降低进入废气处理室70内的气流量。
具体的，所述第五管路55、第六管路56及第一排气管91通过第三三通接头95相连通。
具体的，所述废气处理室70与第二排气管92相连，从而通过该第二排气管92将处理过的废气传输到中央废气处理站进行进一步处理。
具体的，所述第一排气管91为干性排气管，如不锈钢管或者铁管。
具体的，由于制程尾气在废气处理室70中处理后会形成酸性物质，因此所述第二排气管92为酸性排气管，如管道内表面设有防腐蚀涂层的不锈钢管。
优选的，所述第一管路51与第二管路52均为不锈钢管；所述第三管路53、第四管路54、第五管路55、第六管路56为不锈钢管或者铁管。
具体的，所述第一管路51、第二管路52及第四管路54上位于三通阀60与废气处理室70之间的部分的外部均设有加热装置75。
优选的，所述加热装置75为包覆于管路外表面的加热带；所述加热带包括中间的铜丝(加热丝)、最外层的聚合物层及填充于所述铜丝与聚合物层之间的玻璃纤维。
具体的，所述加热装置75的加热温度为大于等于120℃，优选为150℃。
通过对第一管路51与第二管路52进行加热，可以使所述干蚀刻处理室30的制程尾气中的粉尘颗粒保持气体状态，避免在管壁上沉积造成堵塞；通过对第四管路54上位于三通阀60与废气处理室70之间的部分进行加热，可以对从载体存放室10抽出的破真空气体进行加热，使废气处理室70入口的粉尘挥发，减少粉尘附着，使吹扫效果更佳。
具体的，所述第一抽气设备41、第二抽气设备42及第三抽气设备43均为干泵。
具体的，由于所述载体存放室10必须迅速完成大气压状态与真空状态之间的切换，因此所述第二抽气设备42的抽气能力一般大于50000L/min，在某些情况下需要大于150000L/min。
一般情况下，所述第一抽气设备41及第三抽气设备43的抽气能力大于20000L/min。
具体的，所述干蚀刻处理室30采用的蚀刻气体包括氯气、六氟化硫、四氟化碳及氧气中的至少一种。
本发明的干蚀刻设备带来的经济效益：
1、增加的生产成本：
每台干蚀刻设备增加一个三通阀60、一个手动阀63及数段管路，预计需要花费10万RMB；此外，第四管路54外部增设加热装置75，加热功率以加热温度150℃考量，约40A，电力消耗为：40A*208V＝8.32KW，每月花费为：8.32KW*24*30*0.68＝0.407万RMB。
2、废气处理室70节省的维修保养费用：
现有的干蚀刻设备的维修保养频率：0.5个月一次，每次约1万RMB；
本发明的干蚀刻设备的维修频保养率：1.0个月一次，每次约1万RMB；
以5年计，废气处理室70的维修保养频率降低后，节省的维修保养费用为：(12/0.5-12/1.0)*5*1＝60万RMB。
3、机台运行时间提升及生产利润：
废气处理室70每次维修保养需要2小时，使得干蚀刻处理室30停运2小时。
本发明的干蚀刻设备对干蚀刻处理室30运行时间的提升为：(12/0.5-12/1.0)*2＝24hrs/年。
以金属层干蚀刻的制程时间为80s计算，增加的产能贡献为：24*60*60/80＝1080pcs/年。
参考2016年多晶硅产品的利润，每片玻璃板(G6glass)的毛利润为5000RMB。
以5年计，干蚀刻处理室30运行时间提升后创造的利润为：1080*5000*5＝2700万RMB。
以5年计，本发明的干蚀刻设备预计创造价值为：2700+60-10-0.407*12*5＝2.7千万RMB，平均到每年为：2725/5＝545万RMB。
综上所述，本发明提供的一种干蚀刻设备，通过将载体存放室的抽气管路连通至干蚀刻处理室与废气处理室之间的抽气管路，利用从载体存放室抽出的破真空气体对废气处理室的入口进行吹扫，减少粉尘堆积，通过废物利用解决了废气处理室的入口堵塞问题，降低了废气处理室发生障碍的可能性，从而减少废气处理室的维修和停机次数，降低生产成本，由于废气处理室的维修和停机次数减少，使得干蚀刻处理室的运行时间变长，从而提高生产效率。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种干蚀刻设备，其特征在于，包括依次排列的载体存放室(10)、传输室(20)及干蚀刻处理室(30)；所述载体存放室(10)与传输室(20)通过第一腔门(81)进行连通和隔离，所述传输室(20)与干蚀刻处理室(30)通过第二腔门(82)进行连通和隔离；
所述干蚀刻处理室(30)通过第一管路(51)连通至第一抽气设备(41)，所述第一抽气设备(41)通过第二管路(52)连通至废气处理室(70)，从而可在蚀刻制程结束后将所述干蚀刻处理室(30)内残留的制程尾气抽送至废气处理室(70)中并在废气处理室(70)内进行处理；
所述载体存放室(10)在真空状态和大气压状态之间切换，从真空状态切换至大气压状态需要向载体存放室(10)内注入破真空气体，从大气压状态切换至真空状态需要从载体存放室(10)内抽出破真空气体；
所述载体存放室(10)通过第三管路(53)连通至第二抽气设备(42)，所述第二抽气设备(42)连通至第四管路(54)，所述第四管路(54)连通至所述第二管路(52)上靠近废气处理室(70)入口的位置，从而可在所述载体存放室(10)从大气压状态切换至真空状态时将所述载体存放室(10)内的破真空气体抽出并传输至废气处理室(70)入口，对废气处理室(70)入口进行吹扫。
2.如权利要求1所述的干蚀刻设备，其特征在于，所述第四管路(54)通过第一三通接头(93)连通至所述第二管路(52)，所述第二管路(52)在所述第一三通接头(93)处断开，断开的两端分别与所述第一三通接头(93)的两个端口相连，所述第四管路(54)与第一三通接头(93)的另一个端口相连。
3.如权利要求1所述的干蚀刻设备，其特征在于，所述传输室(20)内设有传输装置(21)，所述传输装置(21)用于将制程前基板和制程后基板在所述载体存放室(10)与干蚀刻处理室(30)之间传递。
4.如权利要求1所述的干蚀刻设备，其特征在于，所述第四管路(54)上设有一三通阀(60)，所述第四管路(54)在所述三通阀(60)处断开，所述第四管路(54)上靠近所述第二抽气设备(42)的断开端与所述三通阀(60)的入口相连，所述第四管路(54)上靠近所述废气处理室(70)的断开端与所述三通阀(60)的一出口相连，所述三通阀(60)的另一出口与第五管路(55)相连，所述第五管路(55)与第一排气管(91)相连。
5.如权利要求4所述的干蚀刻设备，其特征在于，所述第四管路(54)上位于三通阀(60)与废气处理室(70)之间的部分通过第二三通接头(94)连通至第六管路(56)，所述第四管路(54)在所述第二三通接头(94)处断开，断开的两端分别与所述第二三通接头(94)的两个端口相连，所述第六管路(56)与所述第二三通接头(94)的另外一个端口相连，所述第六管路(56)连通至第一排气管(91)，且所述第六管路(56)上设有一手动阀(63)。
6.如权利要求1所述的干蚀刻设备，其特征在于，所述废气处理室(70)与第二排气管(92)相连，所述第二排气管(92)为管道内表面设有防腐蚀涂层的不锈钢管。
7.如权利要求1所述的干蚀刻设备，其特征在于，所述第一管路(51)、第二管路(52)及第四管路(54)上位于三通阀(60)与废气处理室(70)之间的部分的外部均设有加热装置(75)。
8.如权利要求7所述的干蚀刻设备，其特征在于，所述加热装置(75)为包覆于管路外表面的加热带。
9.如权利要求7所述的干蚀刻设备，其特征在于，所述加热装置(75)的加热温度为大于等于120℃。
10.如权利要求1所述的干蚀刻设备，其特征在于，所述第一抽气设备(41)及第二抽气设备(42)均为干泵。
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