CN109755159B - 干法刻蚀机台及干法刻蚀方法 - Google Patents

干法刻蚀机台及干法刻蚀方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种干法刻蚀机台及干法刻蚀方法，所述干法刻蚀机台包括用于对基板进行刻蚀的制程腔，所述制程腔包括底板、升降部件、转动部件和承载部件，所述承载部件上设置有基板固定装置，进行干法刻蚀时，调整升降部件和转动部件，使基板的刻蚀面朝下，刻蚀用等离子体从底板上的气孔中释放并向上扩散至刻蚀面，该干法刻蚀机台可防止刻蚀过程中制程腔顶部和侧壁的杂质掉落至刻蚀面而影响刻蚀质量；本发明还提供了一种干法刻蚀方法，包括使用上述干法刻蚀机台对基板进行干法刻蚀的步骤，该方法可避免刻蚀过程中制程腔顶部和侧壁的杂质掉落至刻蚀面而影响刻蚀质量。

Description

干法刻蚀机台及干法刻蚀方法
技术领域
本发明涉及显示面板制程领域，尤其涉及一种干法刻蚀机台及干法刻蚀方法。
背景技术
在显示面板制造领域，需要使用干法刻蚀工艺去除基板表面材料，结合涂胶形状，刻蚀出具有特定图案的膜层，即实现膜层图案化。干法刻蚀的基本原理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，与未被涂胶层覆盖的膜层反应。
干法刻蚀工艺需要使用干法刻蚀机台来完成，干法刻蚀机台包括制程腔(PC,Process Chamber)，制程腔内设置有下极板和上天板。进行干法刻蚀时，反应气体从上天板的气孔通入制程腔，并辉光放电产生等离子体，等离子体向下扩散，与置于下极板上的基板反应，从而对基板进行刻蚀。
但现有的干法刻蚀工艺存在一定的不足，主要表现在，随着制程腔使用时间的延长，上天板表面和制程腔侧壁会出现起皮现象，另外一些来不及排除制程腔的生成物也会附着在上天板和制程腔侧壁上，这些起皮和生成物在刻蚀制程中掉落至基板表面，造成刻蚀图案异常，严重影响产品质量。
发明内容
为了解决上述干法刻蚀过程中的问题，本发明提供了一种干法刻蚀机台及干法刻蚀方法，可有效解决上述现有技术中的不足，提高产品质量。
本发明提供了一种干法刻蚀机台，包括用于对基板进行干法刻蚀的制程腔，所述制程腔包括：
底板，固定于所述制程腔的底部，所述底板上包括可供反应气体通入所述制程腔内部的气孔；
升降部件，固定于所述制程腔内部侧壁，用于沿竖直方向升降基板；
转动部件，位于所述制程腔内部，与所述升降部件连接，用于在竖直面内旋转基板；
所述转动部件与所述升降部件组合使用，以实现将基板在所述制程腔内升降和/或旋转的操作；
承载部件，位于所述制程腔内部，与所述转动部件连接，用于承载基板；
其中，所述承载部件包括固定装置，所述固定装置用于将基板固定在所述承载部件上，以保证基板与所述承载部件之间在升降和/或旋转过程中无相对移动；所述固定装置为沿所述承载部件相对两边设置的固定夹，所述固定夹包括第二水平杆、第二竖直杆、第三竖直杆和头部，所述第二水平杆与所述承载部件固定连接，所述第二竖直杆可沿所述第二水平杆水平移动，所述第三竖直杆可沿所述第二竖直杆竖直移动，所述头部固定在所述第三竖直杆上。
根据本发明一实施例，所述底板上间隔设置有多个支撑柱，用于支撑所述转动部件。
根据本发明一实施例，所述升降部件包括沿所述制程腔侧壁固定的第一竖直杆和可沿所述第一竖直杆升降的升降架。
根据本发明一实施例，所述转动部件包括与所述升降部件固定连接的第一水平杆和可绕所述第一水平杆在竖直面旋转的转动轮，所述承载部件与所述转动轮固定连接，并可随所述转动轮在竖直面旋转。
根据本发明一实施例，所述承载部件包括载物台，所述载物台承载基板的一面设置有可升降的顶针，所述顶针可伸出或缩入所述所述载物台。
本发明还提供了一种干法刻蚀方法，包括以下步骤：
提供一干法刻蚀机台，包括用于对基板进行干法刻蚀的制程腔，所述制程腔包括设有气孔的底板、升降部件、与所述升降部件相连的转动部件、与所述转动部件相连的承载部件以及连接于所述承载部件上的固定装置，所述固定装置为沿所述承载部件相对两边设置的固定夹，所述固定夹包括第二水平杆、第二竖直杆、第三竖直杆和头部，所述第二水平杆与所述承载部件固定连接，所述第二竖直杆可沿所述第二水平杆水平移动，所述第三竖直杆可沿所述第二竖直杆竖直移动，所述头部固定在所述第三竖直杆上；
将基板通过固定装置固定于所述承载部件上；
通过升降部件抬升所述基板至一定高度，使所述基板旋转时与所述底板和制程腔顶部无接触；
通过转动部件转动所述基板，使所述基板的刻蚀面朝下；
对所述制程腔进行抽真空处理；
通过所述气孔向所述制程腔内释放等离子体，对所述基板进行刻蚀。
根据本发明一实施例，所述承载部件上包括可伸出或缩入所述承载部件承载面的顶针，固定所述基板方法包括：首先将所述基板放置在伸出所述承载面的顶针上；然后将所述顶针回缩至所述承载面以下，从而使所述基板放置在所述承载面上；最后通过所述固定装置将所述基板固定在所述承载部件上。
根据本发明一实施例，所述等离子体为氧等离子体。
根据本发明一实施例，所述步骤还包括：
完成刻蚀后，通过所述转动部件和所述升降部件将所述基板恢复至初始位置，并取出所述基板。
本发明的有益效果为：通过在制程腔内设置升降部件和转动部件，使基板的刻蚀面朝向底板方向，并在底板上设置供反应气体通入的气孔，使等离子体由下向上扩散至基板，进行刻蚀，可防止刻蚀过程中制程腔顶部和侧壁的杂质掉落至基板刻蚀面，影响刻蚀质量。
附图说明
为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的干法刻蚀机台制程腔的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的紧固装置与载物台的连接结构示意图；
图3是本发明实施例提供的紧固装置将基板固定在载物台上的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的干法刻蚀方法流程图；
图5是本发明实施例提供的基板放置到载物台之前顶针的位置示意图；
图6是本发明实施例提供的基板放置到载物台上的示意图；
图7是本发明实施例提供的升降部件将基板抬升后的示意图；
图8是本发明实施例提供的转动部件将基板旋转后的示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。
如图1所示，本发明实施例提供了一种干法刻蚀机台，所述干法刻蚀机台包括用于对基板进行干法刻蚀的制程腔100，所述制程腔100包括底板101、升降部件102、转动部件103和承载部件104。
所述底板101固定于所述制程腔100的底部，并且所述底板101上包含可供反应气体通入所述制程腔100的气孔(图中未示出)，即本实施例提供的干法刻蚀机台的反应气体(电离后生成的等离子体)是从制程腔100的底部释放，并向上扩散。所述升降部件102固定于所述制程腔100的内部侧壁，优选地，所述升降部件102固定于所述制程腔100的开口对立面，所述升降部件102可沿竖直方向抬升/降落基板10。所述转动部件103位于所述制程腔100的内部，并与所述升降部件102连接，所述转动部件103可在竖直面内旋转所述基板10。所述转动部件103与所述升降部件102组合使用，可完成基板10在所述制程腔100内升降和/或旋转的操作，即通过所述升降部件102将基板10抬升，然后通过所述转动部件103将基板10旋转。本实施例提供的干法刻蚀机台可将待刻蚀的基板抬升至制程腔上部，并使待刻蚀基板的刻蚀面朝下，从而防止刻蚀过程中制程腔顶部和侧壁的杂质掉落到刻蚀面上，影响刻蚀质量。所述承载部件104位于所述制程腔100的内部，并与所述转动部件103连接，用以承载基板10；另外，所述承载部件104还包括用于固定基板10的固定装置1042，所述固定装置1042可保证基板10与所述承载部件104之间在升降和/或旋转的过程中无相对移动。
具体地，本发明实施例提供的干法刻蚀机台中，所述底板101上间隔设置有多个支撑柱105，当所述转动部件103位于最低位置时，所述支撑柱105可支撑所述转动部件103，防止所述转动部件103与所述底板101直接接触而造成底板101损伤。
具体地，本发明实施例提供的干法刻蚀机台中，所述升降部件102包括沿所述制程腔100侧壁固定设置的第一竖直杆1021和可沿所述第一竖直杆1021升降的升降架1022，所述升降架1022以所述第一竖直杆1021为导轨，在外部传动机构的带动下完成升降动作，所述传动机构可以是由外部电机带动的传动齿轮、传动链条或传动带。
具体地，本发明实施例提供的干法刻蚀机台中，所述转动部件103包括与所述升降部件102固定连接的第一水平杆1031和可绕所述第一水平杆1031在竖直面旋转的转动轮1032，其中所述第一水平杆1031与所述升降架1022固定连接。在所述升降部件102的带动下，所述转动部件103可在竖直面内上升或下降。所述转动轮1032与所述承载部件104固定连接，并带动所述承载部件104在竖直面内旋转。
具体地，本发明实施例提供的干法刻蚀机台中，所述承载部件104还包括载物台1041，所述载物台1041承载基板10的一面设置有可升降的顶针1043，所述顶针1043可伸出或缩入所述载物台1041。当将基板10放入所述制程腔100中的过程中，所述顶针1043处于伸出所述载物台1041的承载面的位置，即基板被放置在所述顶针1043上，然后随着所述顶针1043回落至承载面以下，基板10被放置在所述载物台1041上；取出基板时，所述顶针1043先升起将基板10抬升，然后取出基板10。具体地，所述顶针1043由柔性材料制成，如橡胶等。关于基板的安装和拆卸方法，下文会详细介绍。
具体地，如图2所示，本发明实施例提供的干法刻蚀机台中，所述固定装置1042为沿所述载物台1041相对两边设置的固定夹1042a，所述固定夹1042a包括第二水平杆10421、第二竖直杆10422、第三竖直杆10423和头部10424，所述第二水平杆10421与所述载物台1041的相对两边固定连接，所述第二竖直杆10422的一端连接所述第二水平杆10421，并可沿所述第二水平杆10421水平移动，所述第二竖直杆10422的另一端与所述第三竖直杆10423连接，所述第三竖直杆10423可沿所述第二竖直杆10422竖直移动，所述头部10424固定在所述第三竖直杆10423朝向所述载物台1041的一侧，所述头部10424由柔性材料制成，如橡胶等。根据本发明一实施例，所述第二竖直杆10422和所述第三竖直杆10423为电动元件。如图3所示，固定基板10时，所述第二竖直杆10422和所述第三竖直杆10423定向移动，使所述头部10424紧压在基板10边缘，以完成基板10的固定。关于基板的安装和拆卸方法，下文会详细介绍。
上述实施例提供的干法刻蚀机台，包括制程腔，通过制程腔内的升降部件和转动部件可使基板的刻蚀面朝向底板方向，然后将刻蚀等离子体通过制程腔底板上的气孔通入制程腔，使等离子体由下向上扩散至基板，进行刻蚀，可防止刻蚀过程中制程腔顶部和侧壁的杂质掉落至基板刻蚀面上，影响刻蚀质量。
本发明实施例还提供了一种干法刻蚀方法，如图4所示是本发明实施例提供的干法刻蚀方法流程图，包括以下步骤：
步骤S101、参考图1和图4，本发明实施例提供的干法刻蚀方法提供了一干法刻蚀机台，所述干法刻蚀机台包括用于对基板10进行刻蚀的制程腔100，所述制程腔100包括设有气孔的底板101、升降部件102、与所述升降部件102相连的转动部件103、与所述转动部件103相连的承载部件104、以及连接于所述承载部件104上的固定装置1042。
具体地，所述底板101上间隔设置有多个支撑柱105，当所述转动部件103位于最低位置时，所述支撑柱105可支撑所述转动部件103，防止所述转动部件103与所述底板101直接接触而造成底板101损伤。
具体地，所述升降部件102包括沿所述制程腔100侧壁固定设置的第一竖直杆1021和可沿所述第一竖直杆1021升降的升降架1022，所述升降架1022以所述第一竖直杆1021为导轨，在外部传动机构的带动下完成升降动作，所述传动机构可以是由外部电机带动的传动齿轮、传动链条或传动带。
具体地，所述转动部件103包括与所述升降部件102固定连接的第一水平杆1031和可绕所述第一水平杆1031在竖直面旋转的转动轮1032，其中所述第一水平杆1031与所述升降架1022固定连接。在所述升降部件102的带动下，所述转动部件103可在竖直面内上升或下降。所述转动轮1032与所述承载部件104固定连接，并带动所述承载部件104在竖直面内旋转。
具体地，所述承载部件104还包括载物台1041，所述载物台1041承载基板10的一面设置有可升降的顶针1043，所述顶针1043可伸出或缩入所述载物台1041。
具体地，参考图1和图2，所述固定装置1042为沿所述载物台1041相对两边设置的固定夹1042a，所述固定夹1042a包括第二水平杆10421、第二竖直杆10422、第三竖直杆10423和头部10424，所述第二水平杆10421与所述载物台1041的相对两边固定连接，所述第二竖直杆10422的一端连接所述第二水平杆10421，并可沿所述第二水平杆10421水平移动，所述第二竖直杆10422的另一端与所述第三竖直杆10423连接，所述第三竖直杆10423可沿所述第二竖直杆10422竖直移动，所述头部10424固定在所述第三竖直杆10423朝向所述载物台1041的一侧，所述头部10424由柔性材料制成，如橡胶等。根据本发明一实施例，所述第二竖直杆10422和所述第三竖直杆10423为电动元件。
步骤S102、参考图1和图4，将基板10通过固定装置1042固定于所述承载部件104上。
具体地，将基板10固定到所述承载部件104上的方法包括以下步骤：如图5所示，基板10放入所述制程腔100中之前，所述顶针1043伸出所述载物台1041的承载面；如图6所示，将基板10放置到所述顶针1043上；随着所述顶针1043回缩至所述载物台1041的承载面以下，基板10下落至承载面上；通过所述固定装置1042对基板10的相对两边进行固定，如图3所示，以保证基板10与载物台1041之间在升降和/或旋转过程中无相对移动。
步骤S103、参考图4和图7，通过所述升降部件102将基板10抬升至一定高度，使所述基板10旋转时与所述底板101、所述支撑柱105及所述制程腔100的顶部均无接触。
优选地，将基板10抬升至所述制程腔100内部空间高度的一半。
步骤S104、参考图4和图8，通过所述转动部件103转动所述基板10，使所述基板10的刻蚀面朝下。
需要说明的是，完成步骤S104之后，可以根据实际生产需求通过调整升降部件102再次调整基板10的高度，例如将基板10抬升至接近所述制程腔100的顶部，然后再进行下一步操作。
步骤S105、对所述制程腔100进行抽真空处理。
具体地，使用真空泵将所述制程腔100内的空气抽出，以保证干法刻蚀过程在真空环境下进行。需要说明的是，虽然本实施例将步骤S105设置在步骤S104之后，但并不仅限于这一种顺序，可以根据实际生产的需要，将步骤S105设置在步骤S102或S103或S104之后，即只要保证在向制程腔内释放等离子体之前，完成对制程腔的抽真空操作即可。
步骤S106、通过所述底板101上的气孔向所述制程腔100内释放等离子体，对所述基板10进行刻蚀。
具体地，将反应气体通过所述底板101上的气孔通入所述制程腔100，所述反应气体在通入的过程中经辉光放电，解离为等离子体，并向上扩散与所述基板10的刻蚀面反应，进行刻蚀。
具体地，所述反应气体至少是氧气，产生的等离子体至少是含氧等离子体。
进一步地，刻蚀完成后，将基板10取出所述制程腔100的方法包括以下步骤：调整所述升降部件102使基板10处于一定高度，如使基板10处于制程腔100内部空间高度的一半，以保证所述基板10旋转时与所述底板101、所述支撑柱105及所述制程腔100的顶部均无接触；调整转动部件103使基板10的刻蚀面朝上；调整升降部件102使基板10降至最低点；松开所述紧固装置1042，升起所述顶针1043，取出基板10，即完成整个刻蚀操作。
本发明实施例提供的干法刻蚀方法，使基板的刻蚀面朝下，刻蚀用等离子体从下向上扩散至基板刻蚀面，可以防止刻蚀过程中因制程腔顶部和侧壁的杂质掉落至基板刻蚀面而影响刻蚀质量。
综上所述，本发明以具体实施例揭露如上，但上述实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定发范围为准。

Claims (9)

1.一种干法刻蚀机台，其特征在于，包括用于对基板进行干法刻蚀的制程腔，所述制程腔包括：
底板，固定于所述制程腔的底部，所述底板上包括可供反应气体通入所述制程腔内部的气孔；
升降部件，固定于所述制程腔内部侧壁，用于沿竖直方向升降基板；
转动部件，位于所述制程腔内部，与所述升降部件连接，用于在竖直面内旋转基板；
所述转动部件与所述升降部件组合使用，以实现将基板在所述制程腔内升降和/或旋转的操作；
承载部件，位于所述制程腔内部，与所述转动部件连接，用于承载基板；
其中，所述承载部件包括固定装置，所述固定装置用于将基板固定在所述承载部件上，以保证基板与所述承载部件之间在升降和/或旋转过程中无相对移动；所述固定装置为沿所述承载部件相对两边设置的固定夹，所述固定夹包括第二水平杆、第二竖直杆、第三竖直杆和头部，所述第二水平杆与所述承载部件固定连接，所述第二竖直杆可沿所述第二水平杆水平移动，所述第三竖直杆可沿所述第二竖直杆竖直移动，所述头部固定在所述第三竖直杆上。
2.根据权利要求1所述的干法刻蚀机台，其特征在于，所述底板上间隔设置有多个支撑柱，用于支撑所述转动部件。
3.根据权利要求1所述的干法刻蚀机台，其特征在于，所述升降部件包括沿所述制程腔侧壁固定的第一竖直杆和可沿所述第一竖直杆升降的升降架。
4.根据权利要求1所述的干法刻蚀机台，其特征在于，所述转动部件包括与所述升降部件固定连接的第一水平杆和可绕所述第一水平杆在竖直面旋转的转动轮，所述承载部件与所述转动轮固定连接，并可随所述转动轮在竖直面旋转。
5.根据权利要求1所述的干法刻蚀机台，其特征在于，所述承载部件包括载物台，所述载物台承载基板的一面设置有可升降的顶针，所述顶针可伸出或缩入所述所述载物台。
6.一种干法刻蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一干法刻蚀机台，包括用于对基板进行干法刻蚀的制程腔，所述制程腔包括设有气孔的底板、升降部件、与所述升降部件相连的转动部件、与所述转动部件相连的承载部件以及连接于所述承载部件上的固定装置，所述固定装置为沿所述承载部件相对两边设置的固定夹，所述固定夹包括第二水平杆、第二竖直杆、第三竖直杆和头部，所述第二水平杆与所述承载部件固定连接，所述第二竖直杆可沿所述第二水平杆水平移动，所述第三竖直杆可沿所述第二竖直杆竖直移动，所述头部固定在所述第三竖直杆上；
将基板通过固定装置固定于所述承载部件上；
通过升降部件抬升所述基板至一定高度，使所述基板旋转时与所述底板和制程腔顶部无接触；
通过转动部件转动所述基板，使所述基板的刻蚀面朝下；
对所述制程腔进行抽真空处理；
通过所述气孔向所述制程腔内释放等离子体，对所述基板进行刻蚀。
7.根据权利要求6所述的干法刻蚀方法，其特征在于，所述承载部件上包括可伸出或缩入所述承载部件承载面的顶针，固定所述基板方法包括：
首先将所述基板放置在伸出所述承载面的顶针上；
然后将所述顶针回缩至所述承载面以下，从而使所述基板放置在所述承载面上；
最后通过所述固定装置将所述基板固定在所述承载部件上。
8.根据权利要求6所述的干法刻蚀方法，其特征在于，所述等离子体为氧等离子体。
9.根据权利要求6所述的干法刻蚀方法，其特征在于，所述步骤还包括：
完成刻蚀后，通过所述转动部件和所述升降部件将所述基板恢复至初始位置，并取出所述基板。
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