CN110106504A - 一种蚀刻设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蚀刻设备，包括载物台与两个以上喷淋单元，载物台用以放置基板；喷淋单元设于所述载物台上方，用以向所述基板喷淋刻蚀液；每一喷淋单元包括第一喷嘴与第二喷嘴，第一喷嘴朝向所述基板方向，第一喷嘴中心轴线与竖直方向形成第一夹角；以及第二喷嘴朝向所述基板方向，第二喷嘴中心轴线与竖直方向形成第二夹角。通过调节喷淋单元中的每一喷嘴的方向，使得金属层侧壁下部的腐蚀程度更深，从而调节面板成品中taper角的角度，使得taper角的角度不会过小，进而提高面板的良率。

Description

一种蚀刻设备
技术领域
本发明涉及基板蚀刻技术领域，尤其涉及一种蚀刻设备。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display,TFT-LCD)是目前常见的液晶显示器产品，在其生产过程中，湿法蚀刻工艺是极其重要的一个环节。
湿法蚀刻是利用混合酸液对玻璃表面的掩膜层未覆盖的金属层进行侧向蚀刻，由于蚀刻设备是采用湿法蚀刻的方式对基板进行蚀刻，当基板在蚀刻设备内进行蚀刻时，蚀刻液喷洒在基板上方后，从掩膜层的通孔及边缘处流下，接触并腐蚀金属层。在蚀刻过程中，掩膜层的通孔内存留有蚀刻液，掩膜层的通孔对应的金属层被腐蚀，通孔边缘处的金属层侧壁被腐蚀。由于金属层侧壁上部与蚀刻液直接接触时间较长，且上层蚀刻液浓度较大，因此金属层侧壁上部的腐蚀程度比下部要更严重，从而形成taper角(刻蚀后金属层侧壁与掩膜层下表面的夹角)。在后续工艺中，taper角内会被填充其他材质，如果taper角的角度过小，会有部分空间无法被填充满，从而影响显示效果，因此，在蚀刻过程中，taper角的角度应优选30～70度。
如图1～3所示，现有技术中，蚀刻设备中的载物台1上放置基板2，喷淋单元3为了对基板2进行蚀刻处理。喷淋单元3中的喷嘴的方向垂直于基板2表面，蚀刻液的行进速度V0与基板2表面垂直。在蚀刻过程中，蚀刻液喷洒在基板上方后，掩膜层的通孔内存留有蚀刻液，掩膜层的通孔对应的金属层被腐蚀，通孔边缘处的金属层侧壁也被腐蚀。由于金属层4侧壁上部与蚀刻液直接接触时间较长，且上层蚀刻液浓度较大，因此金属层侧壁上部的腐蚀程度比下部要更严重，从而形成taper角(刻蚀后金属层侧壁与掩膜层下表面的夹角)，参见图3，所述taper角为25～30度。
由于蚀刻设备无法控制喷嘴的方向，喷嘴的喷淋角度无法进行调整，在加工过程中无法实现对taper角的调整，从而导致面板成品中taper角过小的次品面板数量较多，产品良率较低。玻璃基板的尺寸越大，由此导致的面板良率越低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蚀刻设备，以解决现有技术中蚀刻设备存在的taper角过小、面板良率过低的技术问题。
本发明提供一种蚀刻设备，包括载物台以及两个以上喷淋单元，所述载物台用以放置基板，所述喷淋单元设于所述载物台上方，用以向所述基板喷淋刻蚀液；每一喷淋单元包括第一喷嘴与第二喷嘴，所述第一喷嘴朝向所述基板方向，所述第一喷嘴中心轴线与竖直方向形成第一夹角；所述第二喷嘴朝向所述基板方向，所述第二喷嘴中心轴线与竖直方向形成第二夹角。
进一步地，所述第一夹角、所述第二夹角的角度是可调整的。
进一步地，所述第一夹角与所述第二夹角均为30°～60。
进一步地，所述第二夹角等于所述第一夹角。
进一步地，所述两个以上喷淋单元均匀分布于所述载物台上方。
进一步地，所述两个以上喷淋单元排列为矩阵。
进一步地，所述喷淋单元中喷淋液的喷淋流量和喷淋压力是可调节的。
进一步地，所述的一种蚀刻设备还包括金属层与掩膜层，所述金属层覆于所述基板一侧的表面；所述掩膜层覆于所述金属层远离所述基板一侧的表面；
所述喷淋单元对所述金属层进行蚀刻处理。
进一步地，所述载物台包括辊轴，用以承载所述基板；当所述辊轴转动时，所述基板被所述辊轴带动发生平移。
本发明的技术效果在于，提供一种蚀刻设备，通过调节喷淋单元中的每一喷嘴的方向，使得金属层侧壁下部的腐蚀程度更深，从而调节面板成品中taper角的角度，使得taper角的角度不会过小，进而提高面板的良率。
附图说明
图1是现有技术中提供的蚀刻设备中喷淋单元的结构示意图；
图2是现有技术中提供的喷淋单元对金属层蚀刻前的结构示意图；
图3是现有技术中提供的喷淋单元对金属层蚀刻后的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的蚀刻设备中喷淋单元的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的喷淋单元对金属层蚀刻前的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的喷淋单元对金属层蚀刻后的结构示意图。
附图中部分标识如下：
1辊轴；2基板；3喷淋单元；4金属层；5掩膜层；
31第一喷嘴；32第二喷嘴；
41第一金属层；42第二金属层；
301第一夹角；302第二夹角。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的优选实施例，用以举例证明本发明可以实施，这些实施例可以向本领域中的技术人员完整介绍本发明的技术内容，使得本发明的技术内容更加清楚和便于理解。然而本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
如图4～6所示，本实施例提供一种蚀刻设备，包括载物台(图未示)、辊轴1、基板2、喷淋单元3、金属层4以及掩膜层5。
在TFT-LCD面板的生产过程中，为了对基板2进行药液蚀刻处理，蚀刻设备中的所述载物台用以放置基板2，所述载物台包括多个平行设置的辊轴1，当辊轴1转动时，可以带动被放置在辊轴1上的基板2移动。
蚀刻设备具有蚀刻腔(图未示)，当基板2从蚀刻腔的蚀刻入口进入，并由辊轴1带动基板2向蚀刻出口的方向移动，在此过程中，多个喷淋单元3会对基板2表面进行蚀刻制程，尤其用于TFT-LCD面板的湿蚀刻制程。喷淋单元3设于蚀刻腔体内，多个喷淋单元3均匀分布于所述载物台上方，且排列为矩阵，使得蚀刻液的喷淋尽可能均匀。
如图5～6所示，金属层4与掩膜层5依次覆于基板2的上表面，掩膜层5作为保护金属层4的作用，避免金属层4上不用被蚀刻的区域被蚀刻液腐蚀，使得被蚀刻后的金属层4的图案与掩膜层5的图案一致，形成金属图案层作为光栅使用。
具体地，金属层4包括第一金属层41与第二金属层42。第一金属层41覆于基板的上表面，第二金属层42设于第一金属层41上表面，掩膜层5设于第二金属层42的上表面。
在蚀刻的过程中，喷淋单元3中喷淋液的喷淋流量和喷淋压力是可调节的，这样可以使得喷淋单元3对设于基板2上的金属层4进行均匀地蚀刻，进而保证taper角的良率。
为了解决现有技术存在的蚀刻设备的喷淋单元3作用于金属层后，形成的taper角过小的技术问题。本实施提供的每一喷淋单元3包括第一喷嘴31和第二喷嘴32。第一喷嘴31朝向基板2方向，第一喷嘴31中心轴线与竖直方向形成第一夹角301；第二喷嘴32朝向基板2方向，第二喷嘴32中心轴线与竖直方向形成第二夹角302。
其中，第一夹角31、第二夹角32的角度是可调整的。因为当喷淋单元3作用于不同的金属时，所需的taper角不一样，而且蚀刻液与各种金属发生蚀刻的效果有所区别。本实施例中，第一金属层41的金属材质为钼(Mo)，第二金属层42材质为铜(Cu)。为了更好地调节金属层4中的taper角，每一喷淋单元3中的第一夹角31与第二夹角32的角度范围均为30°～60°，优选为35°、38°、41°、45°、48°、52°、55°、57°。
如图1～3所示，现有技术中，喷淋单元3中的喷嘴的方向垂直于基板2表面，蚀刻液的行进速度V0与基板2表面垂直。在蚀刻过程中，蚀刻液喷洒在基板上方后，掩膜层的通孔内存留有蚀刻液，掩膜层的通孔对应的金属层被腐蚀，通孔边缘处的金属层侧壁也被腐蚀。由于金属层4侧壁上部与蚀刻液直接接触时间较长，且上层蚀刻液浓度较大，因此金属层侧壁上部的腐蚀程度比下部要更严重，从而形成taper角(刻蚀后金属层侧壁与掩膜层下表面的夹角)，参见图3，所述taper角的角度范围为25～30度。
如图5～6所示，第一喷嘴31、第二喷嘴32的方向不是垂直于基板2表面。本实施例中，以第二喷嘴32为例进行说明，蚀刻液的行进速度V0会产生与基板2表面平行的第一分速度V1及与基板2表面垂直的第二分速度V2。蚀刻液在下落过程中，具有一个水平方向的速度分量，使得金属层侧壁下部与蚀刻液直接接触时间得以延长，下层蚀刻液浓度得以提高，进而使得金属层侧壁下部会进一步被腐蚀，从而增大taper角，参见图6，所述taper角的角度范围为50～60度。在后续的工艺中，当taper角内被填充其他材质时，taper角被完全填充，进而提高面板的良率。
本实施例中，通过设置两个以上喷淋单元3，并排列成矩阵，从而可以对基板2上不同区域的喷嘴进行独立控制，包括喷嘴中心轴线与竖直方向形成的夹角、喷淋液的流量以及喷淋压力，使得金属层4在进行蚀刻处理后形成的taper角的角度不会过小，进而提高面板的良率。
进一步地，本实施例除了可以对一整块基板进行喷淋制程外，还可以设置多个喷淋单元对多个基板同时进行喷淋制程，从而可以节省成本，提高生产效率。
本实施例中的蚀刻设备还包括供水泵、供液管道、阀门以及控制单元等。
水泵用以装载蚀刻液，蚀刻液通过供液管道传送至喷淋单元，喷淋单元被固定供液管道上，靠近喷淋单元附近的管道设有阀门，该阀门为节流阀，通过调节阀门控制蚀刻液的流量以及压力等。
控制单元，连接至喷淋单元的阀门，在控制单元上进行操作处理，可以控制喷淋单元中喷嘴的中心轴线与竖直方向形成的夹角，使得金属层在进行蚀刻处理后形成的taper角的角度不会过小，进而提高面板的良率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种蚀刻设备，其特征在于，包括
载物台，用以放置基板；以及
两个以上喷淋单元，设于所述载物台上方，用以向所述基板喷淋刻蚀液；
每一喷淋单元包括
第一喷嘴，朝向所述基板方向，所述第一喷嘴中心轴线与竖直方向形成第一夹角；以及
第二喷嘴，朝向所述基板方向，所述第二喷嘴中心轴线与竖直方向形成第二夹角。
2.如权利要求1所述的蚀刻设备，其特征在于，
所述第一夹角、所述第二夹角的角度是可调整的。
3.如权利要求1所述的蚀刻设备，其特征在于，
所述第一夹角与所述第二夹角均为30°～60。
4.如权利要求1所述的蚀刻设备，其特征在于，
所述第二夹角等于所述第一夹角。
5.如权利要求1所述的蚀刻设备，其特征在于，
所述两个以上喷淋单元均匀分布于所述载物台上方。
6.如权利要求1所述的蚀刻设备，其特征在于，
所述两个以上喷淋单元排列为矩阵。
7.如权利要求1所述的一种蚀刻设备，其特征在于，
所述喷淋单元中喷淋液的喷淋流量和喷淋压力是可调节的。
8.如权利要求1所述的一种蚀刻设备，其特征在于，还包括
金属层，覆于所述基板一侧的表面；
掩膜层，覆于所述金属层远离所述基板一侧的表面；
所述喷淋单元对所述金属层进行蚀刻处理。
9.如权利要求1所述的一种蚀刻设备，其特征在于，所述载物台包括
辊轴，用以承载所述基板；当所述辊轴转动时，所述基板被所述辊轴带动发生平移。
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