CN106856644A - 等离子体射流装置 - Google Patents

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张俊
张慧文
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    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • HELECTRICITY
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66234Bipolar junction transistors [BJT]

Abstract

本发明公开了一种等离子体射流装置,包括外壳,所述外壳上设置有第一入口和第一出口,所述外壳内分布设置有多个放电单元;所述第一入口用于向所述放电单元提供反应气体;所述放电单元用于对所述反应气体进行放电处理,以形成等离子体射流;所述第一出口用于输出所述等离子体射流。本发明提供的等离子体射流装置形成的等离子体通过气流作用形成大面积均匀稳定的等离子体射流,这些阵列式的等离子体射流直接作用于基板,对薄膜晶体管进行刻蚀处理,最终实现放电区域与工作区域分离的薄膜晶体管等离子体刻蚀工艺。本发明提供的技术方案具有等离子体粒子活性高、处理速度快,可实现多角度、大面积均匀稳定的低温薄膜晶体管表面刻蚀等优点。

Description

等离子体射流装置
技术领域
[0001] 本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种等离子体射流装置。
背景技术
[0002] 现有的等离子体装置通过真空泵将工艺腔室抽至高真空状态,然后打开刻蚀气体 的流量阀,将反应气体充入工艺腔室,最后接通射频电源,刻蚀气体通过辉光放电产生等离 子体,上述等离子体含有电子、离子、活性反应基团等刻蚀反应需要的刻蚀物质。然而,现有 的等离子体装置产生的等离子体不均匀,导致基板表面的干刻不均匀。
发明内容
[0003] 为解决上述问题,本发明提供一种等离子体射流装置,至少部分解决现有的等离 子体装置产生的等离子体不均匀,导致基板表面的干刻不均匀的问题。
[0004] 为此,本发明提供一种等离子体射流装置,包括外壳,所述外壳上设置有第一入口 和第一出口,所述外壳内分布设置有多个放电单元;
[0005] 所述第一入口用于向所述放电单元提供反应气体;
[0006] 所述放电单元用于对所述反应气体进行放电处理,以形成等离子体射流;
[0007] 所述第一出口用于输出所述等离子体射流。
[0008] 可选的,多个所述放电单元按照一维阵列方式排布。
[0009] 可选的,多个所述放电单元按照二维阵列方式排布。
[0010] 可选的,所述放电单元包括第一电极、介质阻挡层以及第二电极,所述介质阻挡层 设置在所述第一电极与所述第二电极之间。
[0011] 可选的,所述介质阻挡层为管状绝缘体,所述第一电极为柱状导体,所述第二电极 为环状导体,所述柱状导体设置在所述管状绝缘体的内部,所述环状导体套设在所述管状 绝缘体的外部。
[0012] 可选的,所述管状绝缘体的上端为第二入口,所述管状绝缘体的下端为第二出口, 所述第二出口与所述第一出口对应设置。
[0013] 可选的,所述管状绝缘体为玻璃管或者陶瓷管。
[0014] 可选的,所述第一电极与电源连接,所述第二电极接地。
[0015] 可选的,所述第一电极与电容器的第一极连接,所述第二电极与电阻器的第一极 连接,所述电容器的第二极和所述电阻器的第二极分别与电源连接。
[0016] 可选的,所述电阻器为可变电阻器。
[0017] 本发明具有下述有益效果:
[0018] 本发明提供的等离子体射流装置包括外壳,所述外壳上设置有第一入口和第一出 口,所述外壳内分布设置有多个放电单元;所述第一入口用于向所述放电单元提供反应气 体;所述放电单元用于对所述反应气体进行放电处理,以形成等离子体射流;所述第一出口 用于输出所述等离子体射流。本发明提供的等离子体射流装置形成的等离子体通过气流作 用形成大面积均匀稳定的等离子体射流,这些阵列式的等离子体射流直接作用于基板,对 薄膜晶体管进行刻蚀处理,最终实现放电区域与工作区域分离的薄膜晶体管等离子体刻蚀 工艺。本发明提供的技术方案具有等离子体粒子活性高、处理速度快,可实现多角度、大面 积均匀稳定的低温薄膜晶体管表面刻蚀等优点。
附图说明
[0019] 图1为本发明实施例一提供的一种等离子体射流装置的结构示意图;
[0020] 图2为图1所示放电单元的结构示意图;
[0021] 图3为本发明实施例二提供的一种等离子体射流装置的结构示意图;
[0022] 图4为图3所示放电单元的分布图;
[0023] 图5为本发明实施例三提供的一种等离子体射流装置的结构示意图;
[0024] 图6为图5所示放电单元的分布图。
具体实施方式
[0025] 为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明提 供的等离子体射流装置进行详细描述。
[0026] 实施例一
[0027] 图1为本发明实施例一提供的一种等离子体射流装置的结构示意图。如图1所示, 所述等离子体射流装置包括外壳100,所述外壳1〇〇包围形成放电空间。所述外壳100上设置 有第一入口 101和第一出口 102,所述外壳100内分布设置有多个放电单元200。所述第一入 口 101用于向所述放电单元200提供反应气体,所述放电单元200用于对所述反应气体进行 放电处理,以形成等离子体射流1〇3,所述第一出口 1〇2用于输出所述等离子体射流1〇3。本 实施例提供的等离子体射流装置形成的等离子体通过气流作用形成大面积均匀稳定的等 离子体射流103,这些阵列式的等离子体射流1〇3直接作用于基板300,对薄膜晶体管进行刻 蚀处理,最终实现放电区域与工作区域分离的薄膜晶体管等离子体刻蚀工艺。本实施例提 供的技术方案具有等离子体粒子活性高、处理速度快,可实现多角度、大面积均匀稳定的低 温薄膜晶体管表面刻蚀等优点。
[0028] 图2为图1所示放电单元的结构示意图。如图2所示,所述放电单元200包括第一电 极201、介质阻挡层203以及第二电极202,所述介质阻挡层203设置在所述第一电极2〇1与所 述第二电极202之间。本实施例中,所述介质阻挡层203为管状绝缘体,所述第一电极201为 柱状导体,所述第二电极202为环状导体,所述柱状导体设置在所述管状绝缘体的内部,所 述环状导体套设在所述管状绝缘体的外部。本实施例提供的放电单元2〇〇形成的等离子体 的活性粒子浓度高,处理速度快,可实现多角度、大面积、均匀、稳定的薄膜晶体管表面刻 蚀。另外,本实施例避免在真空环境或者低气压环境下形成等离子体,降低了生产成本。因 此,本实施例形成的低温等离子体射流对薄膜晶体管刻蚀表面伤害小。
[0029] 参见图2,所述管状绝缘体的上端为第二入口 204,所述管状绝缘体的下端为第二 出口 205,所述第二出口 205与所述第一出口 102对应设置。可选的,所述管状绝缘体为玻璃 管或者陶瓷管,所述第一电极2〇1与电源连接,所述第二电极202接地。本实施例通过气体流 量阀将反应气体导入放电空间,气流的吹动可以把放电空间产生的活性成分、激发态粒子、 甚至荷电粒子导出放电空间,这样就可以实现放电区域与工作区域的分离,使得等离子体 射流装置具有更大的实用性。另外,气流的快速吹动可以进一步抑制放电过程中产生的放 电通道过于集中的问题,有利于形成均匀稳定的放电状态,最终产生的等离子体均匀性好、 稳定性高。
[0030] 参见图1和图2,送气装置通过气体流量阀和流量计(图中未示出)按照预设比例向 玻璃管输送刻蚀所需的He、C12、SF6等反应气体,所述反应气体充满整个反应空间。本实施例 将所需电压加载到玻璃管的第一电极2〇1上,放电单元2〇〇通过介质阻挡放电方式产生等离 子体。阵列排布的玻璃管形成的等离子体射流103从各自的第二出口205中喷出,形成阵列 式等离子体射流。均匀稳定的阵列式等离子体射流大面积作用于位于正下方的待处理基板 300的表面。干刻工艺完成之后,形成薄膜晶体管所需的刻蚀图案。
[0031] 本实施例提供的等离子体射流装置包括外壳,所述外壳上设置有第一入口和第一 出口,所述外壳内分布设置有多个放电单元;所述第一入口用于向所述放电单元提供反应 气体;所述放电单元用于对所述反应气体进行放电处理,以形成等离子体射流;所述第一出 口用于输出所述等离子体射流。本实施例提供的等离子体射流装置形成的等离子体通过气 流作用形成大面积均匀稳定的等离子体射流,这些阵列式的等离子体射流直接作用于基 板,对薄膜晶体管进行刻蚀处理,最终实现放电区域与工作区域分离的薄膜晶体管等离子 体刻蚀工艺。本实施例提供的技术方案具有等离子体粒子活性高、处理速度快,可实现多角 度、大面积均匀稳定的低温薄膜晶体管表面刻蚀等优点。
[0032] 实施例二
[0033] 图3为本发明实施例二提供的一种等离子体射流装置的结构示意图。如图3所示, 所述等离子体射流装置包括外壳100,所述外壳100上设置有第一入口 101和第一出口102, 所述外壳100内分布设置有多个放电单元200。所述第一入口 101用于向所述放电单元2〇〇提 供反应气体,所述放电单元200用于对所述反应气体进行放电处理,以形成等离子体射流 103,所述第一出口 102用于输出所述等离子体射流103。本实施例提供的等离子体射流装置 形成的等离子体通过气流作用形成大面积均匀稳定的等离子体射流1〇3,这些阵列式的等 离子体射流103直接作用于基板300,对薄膜晶体管进行刻蚀处理,最终实现放电区域与工 作区域分离的薄膜晶体管等离子体刻蚀工艺。本实施例提供的技术方案具有等离子体粒子 活性高、处理速度快,可实现多角度、大面积均匀稳定的低温薄膜晶体管表面刻蚀等优点。
[0034] 参见图2,所述放电单元200包括第一电极201、介质阻挡层2〇3以及第二电极2〇2, 所述介质阻挡层203设置在所述第一电极201与所述第二电极202之间。本实施例中,所述介 质阻挡层203为管状绝缘体,所述第一电极201为柱状导体,所述第二电极202为环状导体, 所述柱状导体设置在所述管状绝缘体的内部,所述环状导体套设在所述管状绝缘体的外 部。本实施例提供的放电单元2〇〇形成的等离子体的活性粒子浓度高,处理速度快,可实现 多角度、大面积、均匀、稳定的薄膜晶体管表面刻蚀。另外,本实施例避免在真空环境或者低 气压环境下形成等离子体,降低了生产成本。因此,本实施例形成的低温等离子体射流对薄 膜晶体管刻蚀表面伤害小。
[0035] 本实施例中,所述管状绝缘体的上端为第二入口 2〇4,所述管状绝缘体的下端为第 二出口 205,所述第二出口 205与所述第一出口 102对应设置。可选的,所述管状绝缘体为玻 璃管或者陶瓷管。所述第一电极2〇1与电容器C的第一极连接,所述第二电极202与电阻器尺 的第一极连接,所述电容器C的第二极和所述电阻器R的第二极分别与电源连接。同时,所述 电阻器R的第二极接地。优选的,所述电阻器R为可变电阻器。
[0036] 图4为图3所示放电单元的分布图。如图4所示,多个所述放电单元200按照一维阵 列方式排布。本实施例通过气体流量阀将反应气体导入放电空间,气流的吹动可以把放电 空间产生的活性成分、激发态粒子、甚至荷电粒子导出放电空间,这样就可以实现放电区域 与工作区域的分离,使得等离子体射流装置具有更大的实用性。另外,气流的快速吹动可以 进一步抑制放电过程中产生的放电通道过于集中的问题,有利于形成均匀稳定的放电状 态,最终产生的等离子体均匀性好、稳定性高。
[0037] 参见图2和图3,送气装置通过气体流量阀和流量计(图中未示出)按照预设比例向 玻璃管输送刻蚀所需的He、Cl2、SF6等反应气体,所述反应气体充满整个反应空间。本实施例 将所需电压加载到玻璃管的第一电极201上,放电单元200通过介质阻挡放电方式产生等离 子体。阵列排布的玻璃管形成的等离子体射流103从各自的第二出口2〇5中喷出,形成阵列 式等离子体射流。均匀稳定的阵列式等离子体射流大面积作用于位于正下方的待处理基板 300的表面。干刻工艺完成之后,形成薄膜晶体管所需的刻蚀图案。
[0038] 本实施例提供的等离子体射流装置包括外壳,所述外壳上设置有第一入口和第一 出口,所述外壳内分布设置有多个放电单元;所述第一入口用于向所述放电单元提供反应 气体;所述放电单元用于对所述反应气体进行放电处理,以形成等离子体射流;所述第一出 口用于输出所述等离子体射流。本实施例提供的等离子体射流装置形成的等离子体通过气 流作用形成大面积均匀稳定的等离子体射流,这些阵列式的等离子体射流直接作用于基 板,对薄膜晶体管进行刻蚀处理,最终实现放电区域与工作区域分离的薄膜晶体管等离子 体刻蚀工艺。本实施例提供的技术方案具有等离子体粒子活性高、处理速度快,可实现多角 度、大面积均匀稳定的低温薄膜晶体管表面刻蚀等优点。
[0039] 实施例三
[0040] 图5为本发明实施例三提供的一种等离子体射流装置的结构示意图。需要说明的 是,由于本实施例提供的等离子体射流装置与实施例一提供的等离子体射流装置的不同之 处在于放电单元200的排布方式,因此图5主要示出放电单元200的排布方式,关于等离子体 射流装置的其它部分请参见图i。参见图1和图5,所述等离子体射流装置包括外壳100,所述 外壳100上设置有第一入口 101和第一出口 102,所述外壳100内分布设置有多个放电单元 200。所述第一入口 1〇1用于向所述放电单元200提供反应气体,所述放电单元200用于对所 述反应气体进行放电处理,以形成等离子体射流103,所述第一出口 102用于输出所述等离 子体射流103。本实施例提供的等离子体射流装置形成的等离子体通过气流作用形成大面 积均匀稳定的等离子体射流103,这些阵列式的等离子体射流103直接作用于基板300,对薄 膜晶体管进行刻蚀处理,最终实现放电区域与工作区域分离的薄膜晶体管等离子体刻蚀工 艺。本实施例提供的技术方案具有等离子体粒子活性高、处理速度快,可实现多角度、大面 积均匀稳定的低温薄膜晶体管表面刻蚀等优点。
[0041] 参见图2,所述放电单元200包括第一电极201、介质阻挡层203以及第二电极202, 所述介质阻挡层203设置在所述第一电极2〇1与所述第二电极2〇2之间。本实施例中,所述介 质阻挡层203为管状绝缘体,所述第一电极201为柱状导体,所述第二电极202为环状导体, 所述柱状导体设置在所述管状绝缘体的内部,所述环状导体套设在所述管状绝缘体的外 部。本实施例提供的放电单元200形成的等离子体的活性粒子浓度高,处理速度快,可头现 多角度、大面积、均匀、稳定的薄膜晶体管表面刻蚀。另外,本实施例避免在真空环境或者低 气压环境下形成等离子体,降低了生产成本。因此,本实施例形成的低温等离子体射流对薄 膜晶体管刻蚀表面伤害小。
[0042] 本实施例中,所述管状绝缘体的上端为第二入口 2〇4,所述管状绝缘体的下端为第 二出口 205,所述第二出口 205与所述第一出口 102对应设置。可选的,所述管状绝缘体为玻 璃管或者陶瓷管。本实施例通过气体流量阀将反应气体导入放电空间,气流的吹动可以把 放电空间产生的活性成分、激发态粒子、甚至荷电粒子导出放电空间,这样就可以实现放电 区域与工作区域的分离,使得等离子体射流装置具有更大的实用性。另外,气流的快速吹动 可以进一步抑制放电过程中产生的放电通道过于集中的问题,有利于形成均勻稳定的放电 状态,最终产生的等离子体均匀性好、稳定性高。
[0043] 由于一维阵列式等离子体射流只能在横向方向上扩展,在纵向方向上等离子体射 流的产生受到限制,使得纵向方向的干刻受到限制。另外,一维阵列方式排布的放电单元产 生的等离子体面积不够大,对于大面积处理具有一定的局限性。为解决上述问题,本实施例 提供一种二维阵列方式排布的放电单元。图6为图5所示放电单元的分布图。如图6所不,多 个所述放电单元200按照二维阵列方式排布。二维阵列方式排布的放电单元200形成的等离 子体射流可以在横向方向和纵向方向进行扩展,从而形成面排列的阵列式等离子体射流, 最终实现在横向方向和纵向方向的刻蚀。本实施例提供的等离子体射流装置可以适应不同 面积以及不同体积的处理对象,也可以对二维阵列之中的单个放电单元200进行控制,达到 不同强度的处理,加强了处理的灵活性和实用性。
[0044] 参见图1和图2,送气装置通过气体流量阀和流量计(图中未示出)按照预设比例向 玻璃管输送刻蚀所需的He、Cl2、SF6等反应气体,所述反应气体充满整个反应空间。本实施例 将所需电压加载到玻璃管的第一电极201上,放电单元200通过介质阻挡放电方式产生等离 子体。阵列排布的玻璃管形成的等离子体射流103从各自的第二出口20f5中喷出,形成阵列 式等离子体射流。均匀稳定的阵列式等离子体射流大面积作用于位于正下方的待处理基板 300的表面。干刻工艺完成之后,形成薄膜晶体管所需的刻蚀图案。
[0045] 本实施例提供的等离子体射流装置包括外壳,所述外壳上设置有第一入口和第一 出口,所述外壳内分布设置有多个放电单元;所述第一入口用于向所述放电单元提供反应 气体;所述放电单元用于对所述反应气体进行放电处理,以形成等离子体射流;所述第一出 口用于输出所述等离子体射流。本实施例提供的等离子体射流装置形成的等离子体通过气 流作用形成大面积均匀稳定的等离子体射流,这些阵列式的等离子体射流直接作用于基 板,对薄膜晶体管进行刻蚀处理,最终实现放电区域与工作区域分离的薄膜晶体管等离子 体刻蚀工艺。本实施例提供的技术方案具有等离子体粒子活性高、处理速度快,可实现多角 度、大面积均句稳定的低温薄膜晶体管表面刻蚀等优点。
[0046] 可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施 方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精 神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种等离子体射流装置,其特征在于,包括外壳,所述外壳上设置有第一入口和第一 出口,所述外壳内分布设置有多个放电单元; 所述第一入口用于向所述放电单元提供反应气体; 所述放电单元用于对所述反应气体进行放电处理,以形成等离子体射流; 所述第一出口用于输出所述等离子体射流。 、、—
2.根据权利要求1所述的等离子体射流装置,其特征在于,多个所述放电单元按照一维 阵列方式排布。 > _ >
3.根据权利要求1所述的等离子体射流装置,其特征在于,多个所述放电单元按照二维 阵列方式排布。 _
4. 根据权利要求1所述的等离子体射流装置,其特征在于,所述放电单元包括第一电 极、介质阻挡层以及第二电极,所述介质阻挡层设置在所述第一电极与所述第二电极之间。
5. 根据权利要求4所述的等离子体射流装置,其特征在于,所述介质阻挡层为管状绝缘 体,所述第一电极为柱状导体,所述第二电极为环状导体,所述柱状导体设置在所述管状绝 缘体的内部,所述环状导体套设在所述管状绝缘体的外部。
6.根据权利要求5所述的等离子体射流装置,其特征在于,所述管状绝缘体的上端为第 二入口,所述管状绝缘体的下端为第二出口,所述第二出口与所述第一出口对应设置。
7. 根据权利要求5所述的等离子体射流装置,其特征在于,所述管状绝缘彳本为玻璃管或 者陶瓷管。
8. 根据权利要求4所述的等离子体射流装置,其特征在于,所述第一电极与电源连接, 所述第二电极接地。
9. 根据权利要求4所述的等离子体射流装置,其特征在于,所述第一电极与电容器的第 一极连接,所述第二电极与电阻器的第一极连接,所述电容器的第一极和所述电阻器的第 二极分别与电源连接。
10. 根据权利要求9所述的等离子体射流装置,其特征在于,所述电阻器为可变电阻器。
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