CN108597978B - 干刻蚀设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种干刻蚀设备，包括用于对基板进行干法刻蚀的工艺腔，所述工艺腔内设置有上电极部及下电极部，所述上电极部、下电极部及工艺腔壁之间构成等离子体真空放电区，所述下电极部包括下电极板、静电吸附平台及边缘的边缘保护板，所述工艺腔壁上覆盖有周边保护件，所述边缘保护板以及周边保护件与等离子体真空放电区相连接的表面均涂覆有一层氧化钇的保护膜，能够有效延长边缘保护板和周边保护件的使用寿命，从而有效提高干刻蚀设备的保养周期，增加干刻蚀设备的正常工作时间，降低耗材费用，减少维护成本及产能损失。

Description

干刻蚀设备
技术领域
本发明涉及显示器的制程领域，尤其涉及一种干刻蚀设备。
背景技术
在显示技术领域，薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor LiquidCrystal Display，TFT-LCD)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用，如：移动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、计算机屏幕或笔记本屏幕等。
液晶显示器一般包括壳体、设于壳体内的液晶面板及设于壳体内的背光模组(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，通过玻璃基板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。
上述TFT-LCD的制作过程中，尤其是薄膜晶体管阵列基板的制作过程中，刻蚀工艺是一个最重要的图形转移工艺步骤，尤其是多晶硅刻蚀，应用于需要去除硅的场合。
刻蚀是指利用化学或物理方法有选择地从材料膜片表面去除不需要的材料的过程，刻蚀的基本工艺目的是在涂胶的材料膜片上正确的复制出掩膜图形，刻蚀通常是在光刻工艺之后进行，将需要的图形留在材料膜片上，刻蚀可以被称为最终的和最主要的图形转移工艺步骤。
干法刻蚀通常是利用辉光放电方式，产生包含离子、电子等带电粒子以及具有高度化学活性的中性原子、分子及自由基的电浆，来进行图案转印的刻蚀技术，干法刻蚀具有很好的各向异性线宽控制，干法刻蚀是亚微米尺寸下刻蚀器件的最主要方法，广泛应用于半导体或LCD前段制程等微电子技术中。
干法刻蚀机台的工艺腔(Process Chamber，PC)主要由上电极部、下电极部和工艺腔壁组成，上电极部、下电极部和工艺腔壁之间构成等离子体真空放电区，其中，上电极部上均匀分布着用于将反应气体导入反应腔的电极孔，下电极部包括下电极板及设于下电极板上的静电吸附平台，刻蚀时利用等离子体真空放电区内的高压电场互相作用所产生的等离子体来对设于静电吸附平台上的晶元或玻璃基板进行刻蚀；通常在干刻蚀设备中，下电极板的尺寸要大于待刻蚀晶元或基板的尺寸。这种情况次下，为了防止等离子体与下电极板导通，发生电弧放电而击伤下电极板，干刻蚀设备中还设置了与静电吸附平台上表面平齐的边缘保护板(edge ring)，另外，为了防止等离子体对上电极板及工艺腔壁的腐蚀，上电极板面向等离子体真空放电区的侧表面上设置了上天板，工艺腔壁面向等离子体真空放电区的侧表面上设置了周边保护件。
在使用干刻蚀设备进行干法刻蚀时，工艺腔内各部件(parts)的损伤较大，同时其工艺腔内也会产生大量生成物，造成了业界干刻蚀设备PM(保养)周期短的事实。上天板、边缘保护板、周边保护件、下电极板为干刻蚀设备中的易耗项目，其中下电极板的寿命较长，通常能用于刻蚀16000pcs基板，但上天板、边缘保护板、周边保护件的寿命却只有2000-3000pcs，每次保养(PM)均需进行更换，不算人力成本，每次PM均需需要耗费大量的耗材费用，而且会产生30hour左右的产能损失。
本发明技术人员调查了业界3家主流设备制造商日本YAC社、日本TEL社、韩国ICD社目前主流的ICP机台。3家厂商的上天板及边缘保护板使用陶瓷，周边保护件使用铝材进行阳极氧化制得，均存在上述所说的现状。
发明内容
本发明的目的在于提供一种干刻蚀设备，边缘保护板以及周边保护件的表面均涂覆有一层氧化钇的保护膜，可以有效提高设备的保养周期，降低耗材费用，减少产能损失。
为实现上述目的，本发明提供一种干刻蚀设备，包括用于对基板进行干法刻蚀的工艺腔，所述工艺腔内设置有位于顶部的上电极部、与所述上电极部相对的位于底部的下电极部，所述工艺腔具有从四周包围上电极部和下电极部的工艺腔壁，所述上电极部、下电极部及工艺腔壁之间构成等离子体真空放电区；
所述下电极部包括下电极板、设于所述下电极板上用于承载基板的静电吸附平台、在静电吸附平台外围覆盖静电吸附平台所露出的下电极板边缘的边缘保护板；
所述工艺腔壁面向等离子体真空放电区的一侧覆盖有周边保护件；
所述边缘保护板以及周边保护件与等离子体真空放电区相连接的表面均涂覆有一层保护膜。
所述保护膜的材料为氧化钇。
所述边缘保护板上涂覆的保护膜的厚度为140-160μm。
所述周边保护件上涂覆的保护膜的厚度为40-60μm。
所述周边保护件上涂覆的保护膜的粗糙度为5-6μm。
所述边缘保护板的材料均为防腐蚀材料。
所述边缘保护板的材料为陶瓷材料。
所述周边保护件的材料为防腐蚀材料。
所述周边保护件的材料为表面经氧化后的铝材。
所述上电极部面向等离子体真空放电区的一侧覆盖有上天板。
所述上天板的材料为陶瓷材料。
本发明的有益效果：本发明的干刻蚀设备，边缘保护板以及周边保护件与等离子体真空放电区相连接的表面均涂覆有一层氧化钇的保护膜，能够有效延长边缘保护板和周边保护件的使用寿命，从而有效提高干刻蚀设备的保养周期，增加干刻蚀设备的正常工作时间，降低耗材费用，减少维护成本及产能损失。
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他有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明干刻蚀设备的结构示意图。
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，以下结合本发明的实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1，本发明提供一种干刻蚀设备，包括用于对基板进行干法刻蚀的工艺腔1，所述工艺腔1内设置有位于顶部的上电极部2、与所述上电极部2相对的位于底部的下电极部3，所述工艺腔1具有从四周包围上电极部2和下电极部3的工艺腔壁4，所述上电极部2、下电极部3及工艺腔壁4之间构成等离子体真空放电区5；
所述下电极部3包括下电极板31、设于所述下电极板31上用于承载基板的静电吸附平台32、在静电吸附平台32外围覆盖静电吸附平台32所露出的下电极板31边缘的边缘保护板33；
所述工艺腔壁4面向等离子体真空放电区5的一侧覆盖有周边保护件41；
所述上电极部2面向等离子体真空放电区5的一侧覆盖有上天板21；
所述边缘保护板33以及周边保护件41与等离子体真空放电区相连接的表面均涂覆有一层保护膜6，所述保护膜6的材料为氧化钇(Y2O3)，以减少等离子体真空放电区内高能量(power)放电对各部件的损伤。
通过实验确认现有干刻蚀设备保养周期短主要是受边缘保护板33及周边保护件41的寿命影响，而与上天板21的关系较小，本发明通过在边缘保护板33以及周边保护件41与等离子体真空放电区5相连接的表面均涂覆一层氧化钇的保护膜6，能够有效延长边缘保护板33以及周边保护件41的使用寿命，从而有效提高干刻蚀设备的保养周期，增加干刻蚀设备的正常工作时间，降低耗材费用，减少维护成本及产能损失。
具体地，所述边缘保护板33上涂覆的保护膜6的厚度为140-160μm。
具体地，所述周边保护件41上涂覆的保护膜6的厚度为40-60μm。
具体地，所述周边保护件41上涂覆的保护膜6的粗糙度为5-6μm，通过对周边保护件41粗糙度的调整，可增加其对工艺腔1内生成物的吸附能力，从而减少生成物的影响。
具体地，所述边缘保护板33的材料均为防腐蚀材料。
进一步地，所述边缘保护板33的材料为陶瓷材料。
具体地，所述周边保护件41的材料为防腐蚀材料。
进一步地，所述周边保护件41的材料为表面经氧化后的铝材。
具体地，所述上天板21的材料为陶瓷材料。
综上所述，本发明的干刻蚀设备，边缘保护板以及周边保护件与等离子体真空放电区相连接的表面均涂覆有一层氧化钇的保护膜，能够有效延长边缘保护板和周边保护件的使用寿命，从而有效提高干刻蚀设备的保养周期，增加干刻蚀设备的正常工作时间，降低耗材费用，减少维护成本及产能损失。
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后附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种干刻蚀设备，其特征在于，包括用于对基板进行干法刻蚀的工艺腔(1)，所述工艺腔(1)内设置有位于顶部的上电极部(2)、与所述上电极部(2)相对的位于底部的下电极部(3)，所述工艺腔(1)具有从四周包围上电极部(2)和下电极部(3)的工艺腔壁(4)，所述上电极部(2)、下电极部(3)及工艺腔壁(4)之间构成等离子体真空放电区(5)；
所述下电极部(3)包括下电极板(31)、设于所述下电极板(31)上用于承载基板的静电吸附平台(32)、在静电吸附平台(32)外围覆盖静电吸附平台(32)所露出的下电极板(31)边缘的边缘保护板(33)；
所述工艺腔壁(4)面向等离子体真空放电区(5)的一侧覆盖有周边保护件(41)；
所述边缘保护板(33)以及周边保护件(41)与等离子体真空放电区(5)相连接的表面均涂覆有一层保护膜(6)；
所述周边保护件(41)上涂覆的保护膜(6)的粗糙度为5-6μm；
所述周边保护件(41)的材料为防腐蚀材料；
所述周边保护件(41)的材料为表面经氧化后的铝材。
2.如权利要求1所述的干刻蚀设备，其特征在于，所述保护膜(6)的材料为氧化钇。
3.如权利要求1所述的干刻蚀设备，其特征在于，所述边缘保护板(33)上涂覆的保护膜(6)的厚度为140-160μm。
4.如权利要求1所述的干刻蚀设备，其特征在于，所述周边保护件(41)上涂覆的保护膜(6)的厚度为40-60μm。
5.如权利要求1所述的干刻蚀设备，其特征在于，所述边缘保护板(33)的材料为防腐蚀材料。
6.如权利要求5所述的干刻蚀设备，其特征在于，所述边缘保护板(33)的材料为陶瓷材料。
7.如权利要求1所述的干刻蚀设备，其特征在于，所述上电极部(2)面向等离子体真空放电区(6)的一侧覆盖有上天板(21)。
8.如权利要求7所述的干刻蚀设备，其特征在于，所述上天板(21)的材料为陶瓷材料。
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