CN204834563U - 干法刻蚀设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及刻蚀领域，特别是涉及一种干法刻蚀设备，包括：腔室及阴极载体，腔室具有收容腔，阴极载体设置于收容腔中，干法刻蚀设备还包括设置于收容腔内的承载平台、第一阳极载体、第二阳极载体，第一旋转件及第二旋转件；第一旋转件及第二旋转件相互间隔地设置于承载平台上，第一阳极载体与第一旋转件连接，第二阳极载体与第二旋转件连接。上述干法刻蚀设备，当第一阳极载体刻蚀完成后，承载平台旋转带动第二阳极载体靠近阴极载体，并在第二旋转件的旋转作用下，使得第二阳极载体对准阴极载体进行刻蚀作业，从而提高基板的刻蚀效率。

Description

干法刻蚀设备

技术领域

本实用新型涉及刻蚀领域，特别是涉及一种干法刻蚀设备。

背景技术

干法刻蚀是用等离子体进行薄膜刻蚀的技术。当气体以等离子体形式存在时，它具备两个特点：一方面等离子体中的气体活性自由基化学活性比常态下的气体时要强很多，根据被刻蚀材料的不同，选择合适的气体，就可以更快地与材料进行反应，实现刻蚀去除的目的；另一方面，还可以利用电场对等离子体进行引导和加速，使其具备一定能量，当其轰击被刻蚀物的表面时，会将被刻蚀物材料的原子击出，从而达到利用物理上的能量转移来实现刻蚀的目的。目前的干法刻蚀既可采用单独的化学反应方法进行刻蚀，又可采用化学刻蚀和物理轰击两种方式结合到一起的方法进行刻蚀。

在TFT-LCD(ThinFilmTransistor-LiquidCrystalDisplay薄膜场效应晶体液晶显示管)生产过程中，干法刻蚀具有非常重要的作用，array段(TFT玻璃面板显示区)所有的非金属膜层的图形都是由干法刻蚀完成，刻蚀效果的好坏直接影响到TFT的性能。

目前，在TFT生产过程中，需要对基板上的非金属层进行刻蚀，但现在的刻蚀方式均采用将基板固定在水平放置的下电极上进行刻蚀，采取此种方法，在刻蚀时灰尘较易落到基板上造成刻蚀残留，影响产品的合格率。

此外，现有刻蚀腔室内只能放一块刻蚀基板，刻蚀完毕后需打开腔室更换下一块基板，这样基板从进到出所用时间较长，效率不高。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种高良率及高效率的干法刻蚀设备。

一种干法刻蚀设备，包括：腔室及阴极载体，所述腔室具有收容腔，所述阴极载体设置于所述收容腔中，所述干法刻蚀设备还包括设置于所述收容腔内的承载平台、第一阳极载体、第二阳极载体，第一旋转件及第二旋转件，所述承载平台邻近所述阴极载体旋转设置于所述腔室内；所述第一旋转件及所述第二旋转件相互间隔地设置于所述承载平台上，所述第一阳极载体与所述第一旋转件连接，所述第二阳极载体与所述第二旋转件连接，所述第一旋转件可带动所述第一阳极载体旋转并对准所述阴极载体以进行蚀刻作业，所述承载平台可旋转并带动所述第一阳极载体远离所述阴极载体，同时使所述第二阳极载体靠近所述阴极载体，所述第二旋转件可带动所述阳极载体旋转并对准所述阴极载体以进行刻蚀作业。

在其中一个实施例中，所述第一阳极载体包括本体及阳极层，所述阳极层贴设于所述本体上；

所述本体的边缘区域设置有护板及若干固定柱，所述若干固定柱围绕所述阳极层的周缘设置并抵接于所述阳极层上，所述护板设置于所述若干固定柱远离所述阳极层的一侧；

所述阳极层上设置有若干第一顶针及至少一根第二顶针，所述若干第一顶针间隔设置于所述阳极层的边缘区域，至少一根所述第二顶针设置于所述阳极层的中部区域。

在其中一个实施例中，所述承载平台、所述第一阳极载体的本体、所述旋转件分别开设有彼此连通的通气腔，所述腔室开设有排气口，所述排气口与所述承载平台的通气腔连通。

在其中一个实施例中，还包括电机，所述电机与所述承载平台连接，用于转动所述承载平台。

在其中一个实施例中，所述第一阳极载体还包括导电层，所述导电层设置于所述阳极层内，用于把基板吸附到阳极平台上。

在其中一个实施例中，所述阳极层设置有八根所述第一顶针及一根所述第二顶针。

在其中一个实施例中，所述阳极层设置有第一升降马达，若干所述第一顶针及至少一根所述第二顶针分别与所述第一升降马达连接，所述第一升降马达用于驱动若干所述第一顶针及至少一根所述第二顶针在相对所述阳极层上上升或者下降。

在其中一个实施例中，所述护板包括相连接的第一护板及第二护板，所述第二护板设置于所述本体上，所述第一护板邻近所述第二护板设置于所述本体上。

在其中一个实施例中，所述护板包括八个陶瓷板，其中第一护板有四个，第二护板有四个。

在其中一个实施例中，所述本体上设置有第二升降马达，若干所述固定柱与所述第二升降马达连接，所述第二升降马达用于驱动若干所述固定柱相对所述本体上升或者下降。

在其中一个实施例中，所述第一护板垂直设置于所述第二护板上，并且所述第一护板高度大于所述固定柱的高度。

上述干法刻蚀设备，通过承载平台设置有第一阳极载体和第二阳极载体，旋转承载平台以使得第一阳极载体靠近阴极载体，并在第一旋转件的旋转作用下，使得第一阳极载体对准阴极载体进行刻蚀作业，当第一阳极载体刻蚀完成后，承载平台旋转带动第二阳极载体靠近阴极载体，并在第二旋转件的旋转作用下，使得第二阳极载体对准阴极载体进行刻蚀作业，从而提高基板的刻蚀效率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例干法刻蚀设备的结构示意图；

图2为一实施例干法刻蚀设备的俯视结构示意图；

图3为一实施例承载平台与第一阳极载体和第二阳极载体的连接结构示意图；

图4为一实施例第一阳极载体的俯视结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

现对本实施例涉及的专有名词解释如下，MFC：气体质量流量计，主要用来控制气体流量。RF：高频电源，主要用来提供使特气解离成等离子体的能量。pin：即顶针，可以升降，上面有真空吸附孔，主要用来把基板放到电极上。静电吸附：通过异性电荷吸附的方式把基板固定到阳极平台上。特气：用于刻蚀的特殊气体，包含CL2，SF6等。等离子体：特气在高频电源作用下解离所成，主要包括电子、正离子和活性自由基。同向性刻蚀：单位时间内活性自由基对膜层各个方向的刻蚀速率相同。

请参阅图1，其为本实用新型一实施例干法刻蚀设备的结构示意图，干法刻蚀设备10包括：腔室110、阴极载体120、承载平台130、第一阳极载体140、第二阳极载体150、第一旋转件160及第二旋转件170。腔室110具有收容腔111，阴极载体120设置于收容腔111中。承载平台130邻近阴极载体120旋转设置于腔室110内。第一旋转件160及第二旋转件170相互间隔地设置于承载平台130上。第一阳极载体140与第一旋转件160连接，第二阳极载体150与第二旋转件170连接，第一旋转件160可带动第一阳极载体140旋转并对准阴极载体120以进行蚀刻作业，承载平台130可旋转并带动第一阳极载体140远离阴极载体120，同时使第二阳极载体150靠近阴极载体120，第二旋转件170可带动阳极载体旋转并对准阴极载体120以进行刻蚀作业。

例如，干法刻蚀设备还包括电机190，电机190与承载平台130连接，用于转动承载平台130。例如，承载平台130设置有旋转位131，电机190的转轴与旋转位131连接，如此，电机190工作时，转轴带动承载平台130沿水平方面做圆周旋转。在其它实施例中，承载平台130的旋转操作也可以通过机械手或者其它转动机构实现。

请参阅图2，其为一实施例干法刻蚀设备的俯视结构示意图，例如，腔室110的收容腔111由两部分组成。例如，收容腔111包括阳极腔室112和阴极腔室113。例如，承载平台130、第一阳极载体140、第二阳极载体150、第一旋转件160及第二旋转件170设置在阳极腔室112内。例如，阴极载体120设置在阴极腔室113内。例如，第一阳极载体140或者第二阳极载体150旋转至对准阴极载体120时，第一阳极载体140或者第二阳极载体150距离极载体120的距离为130-160mm，以便于刻蚀作业的顺利进行。

请一并参阅图1和图2，对本实施例的设备刻蚀原理阐述如下：刻蚀所用的特气通过MFC进入到阴极腔室113内，阴极载体120表面有均匀分布的气孔，特气可以通过气孔进入到阳极腔室112内，进入到阳极腔室112后的特气，在高频电源RF的作用下，特气解离为等离子体，这些等离子体包括电子、正离子及活性自由基，通过阳极载体与大地连接，以使得到达阳极载体的电子流向大地，这样阳极载体表面不会因电子的积累而产生鞘层电压；由于不产生鞘层电压，等离子体对阳极载体产生的离子轰击作用就会减弱，从而对阳极载体的保护起到一定的作用。通过控制阳极载体与阴极载体的距离，以使得活性自由基能由阴极载体到达阳极载体，例如，阳极载体与阴极载体的距离为150mm，如此，等离子体内的活性自由基在电子轰击产生的动能和气流的作用下到达基板表面，与基板上的非金属膜层产生化学反应，进而完成刻蚀。

请参阅图3，其为一实施例承载平台与第一阳极载体和第二阳极载体的连接结构示意图，承载平台130上间隔设置有第一旋转件160及第二旋转件170，第一阳极载体140与第一旋转件160固定连接，第二阳极载体150与第二旋转件170固定连接。例如，第一旋转件160及第二旋转件170分别通过旋转机构与承载平台130旋转连接。例如，第一旋转件160通过第一旋转机构与承载平台130旋转连接，第二旋转件170通过第二旋转机构与承载平台130旋转连接。该第一旋转机构和第二旋转机构在工作时，分别带动第一阳极载体140和第二阳极载体150相对承载平台130旋转，使得第一阳极载体140和第二阳极载体150的远离承载平台130的一端离开所述承载平台130并最终与所述承载平台130垂直。需要说明的是，所述旋转机构为现有技术，其结构和控制原理为本领域技术人员所熟知的，本实施例仅在于保护承载平台与第一旋转件及第二旋转件的连接关系，故此不再赘述所述旋转机构的结构和控制原理。

请参阅图4，其为一实施例第一阳极载体的俯视结构示意图，例如，第一阳极载体140包括本体141及阳极层142。例如，阳极层142贴设于本体141上。例如，本体141的边缘区域设置有护板143及若干固定柱144。例如，若干固定柱144围绕阳极层142的周缘设置并抵接于阳极层142上。例如，护板143设置于若干固定柱144远离阳极层142的一侧。如此，当基板设置在阳极层142上后，固定柱144可以将基板固定，避免在刻蚀过程中基板从阳极层142上脱落，从而提高刻蚀效率。

例如，阳极层142上设置有若干第一顶针145及至少一根第二顶针146。例如，若干第一顶针145间隔设置于阳极层142的边缘区域。例如，至少一根第二顶针146设置于阳极层142的中部区域。本实施例中，阳极层142上设置八根第一顶针145以及一根第二顶针146。例如，阳极层142呈四边形，在靠近每一阳极层142边缘的区域上设置两根第一顶针145，在阳极层142的中间区域设置一根第二顶针146。如此，通过设置在阳极层142的中间区域的第二顶针146，可以有效地防止基板放置在阳极层142时基板相对阳极层142下垂，避免了因基板下垂与阳极层142产生轻微摩擦而产生静电，导致基板的静电击伤。

例如，阳极层142设置有第一升降马达，若干第一顶针145及至少一根第二顶针146分别与第一升降马达连接，第一升降马达用于驱动若干第一顶针145及至少一根第二顶针146在相对阳极层142上上升或者下降。

例如，本体141上设置有第二升降马达，若干固定柱144与第二升降马达连接，第二升降马达用于驱动若干固定柱144在相对本体141上上升或者下降。

请再次参阅图1，例如，第一阳极载体140还包括导电层147。例如，导电层147设置于阳极层142内。例如，导电层147连接外部的阳极电极。例如，阳极层142及导电层147均为导电体。

例如，第一顶针145及第二顶针146的工作原理为：外部机械手将基板放到第一顶针145及第二顶针146上时，第一顶针145及第二顶针146通过真空吸附的方式把基板固定，固定好基板后第一顶针145及第二顶针146下降，将基板放到阳极层142上，此时，给处于电极内部的导电层147通电，基板即以静电吸附的方式被吸附到阳极层142上。

请再次参阅图4，例如，护板143包括八个陶瓷板。例如，护板143包括相连接的第一护板143a及第二护板143b。例如，第一护板有四个，第二护板有四个。例如，第二护板143b设置于本体141上。例如，第一护板143a邻近第二护板143b设置于本体141上。例如，第一护板143a垂直设置于第二护板143b上，并且第一护板143高度大于固定柱144的高度。如此，陶瓷板即可以保护阳极层，防止等离子体的轰击作用破坏电极，此外，陶瓷板有利于清洗，故该陶瓷板可以承接在刻蚀过程的灰尘。

请一并参阅图1至图4，为了排出腔室内刻蚀作业结束后的气体，例如，承载平台130、第一阳极载体140的本体141、第一旋转件160分别开设有彼此连通的第一通气腔。同样的，承载平台130、第二阳极载体150及第二旋转件170分别开设有彼此连通的第二通气腔。例如，承载平台130的第一通气腔和第二通气腔一体成型。同时，腔室110开设有排气口，排气口与承载平台130的第二通气腔连通。例如，第二护板143b开设有若干通孔143c，若干通孔143c连通所述第一通气腔和第二通气腔。如此，在对第一阳极载体140的基板进行刻蚀时，刻蚀所用的特气通过MFC进入到阴极腔室113内，阴极载体120表面有均匀分布的气孔，特气通过气孔进入到反应腔室内与第一阳极载体140的基板发生刻蚀反应，刻蚀后的气体经由第一阳极载体140的本体141、第一旋转件160及承载平台130的第一通气腔，最后由腔室110的排气口排出至腔室外。

结合图1至图4，现以一个具体的刻蚀作业过程为例，对本实用新型做出进一步的说明：将载有基板的机械手伸到第一阳极载体上方，此时第一阳极载体上的第一顶针和第二顶针同时升起。机械手将基板放到第一顶针和第二顶针上，第一顶针和第二顶针通过真空吸附的方式把基板固定，固定好基板后第一顶针和第二顶针下降将基板放到第一阳极载体上，此时，给处于第一阳极载体内部的导电层通电，基板就会以静电吸附的方式被吸附到阳极层上，此时，固定柱上升对基板进行固定。基板固定后，承载平台在电机的作用下旋转180度，按照同样的方式把另一块基板固定在第二阳极载体上。第一块基板固定完毕后，第一阳极载体在第一旋转件的作用下顺时针旋转90度，与竖直放置的阴极载体平行对应。刻蚀所用的特气通过连接在阴极载体上的MFC进入到阴极载体内，阴极表面有密布的排气孔，气体通过这些排气孔进入到腔室内，进入到腔室内的特气在高频电源RF的作用下被解离成等离子体，等离子体的中的活性自由基在与电子碰撞产生的动能的作用下来到基板表面，由于活性自由基具有很高的活性，能与基板上的膜层产生化学反应而进行同向性刻蚀。刻蚀的产物以及没有完全解离的特气通过阳极层上的通孔进入到本体内，再通过旋转件内的通气腔进入到旋转平台内，最后由腔室的排气口排出至腔室外。当第一块基板刻蚀完毕后，逆时针旋转90度变为水平，承载平台在电机的作用下旋转180度，使承载平台上的另一块载有基板的电极板转到指定的刻蚀位置竖直后进行刻蚀。

本实用新型的优点在于：通过承载平台设置有第一阳极载体和第二阳极载体，旋转承载平台以使得第一阳极载体靠近阴极载体，并在第一旋转件的旋转作用下，使得第一阳极载体对准阴极载体进行刻蚀作业，当第一阳极载体刻蚀完成后，承载平台旋转带动第二阳极载体靠近阴极载体，并在第二旋转件的旋转作用下，使得第二阳极载体对准阴极载体进行刻蚀作业，从而提高基板的刻蚀效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种干法刻蚀设备，包括：腔室及阴极载体，所述腔室具有收容腔，所述阴极载体设置于所述收容腔中，其特征在于，

所述干法刻蚀设备还包括设置于所述收容腔内的承载平台、第一阳极载体、第二阳极载体、第一旋转件及第二旋转件，所述承载平台邻近所述阴极载体旋转设置于所述腔室内；所述第一旋转件及所述第二旋转件相互间隔地设置于所述承载平台上，所述第一阳极载体与所述第一旋转件连接，所述第二阳极载体与所述第二旋转件连接，所述第一旋转件可带动所述第一阳极载体旋转并对准所述阴极载体以进行蚀刻作业，所述承载平台可旋转并带动所述第一阳极载体远离所述阴极载体，同时使所述第二阳极载体靠近所述阴极载体，所述第二旋转件可带动所述阳极载体旋转并对准所述阴极载体以进行刻蚀作业。

2.根据权利要求1所述的干法刻蚀设备，其特征在于，所述第一阳极载体包括本体及阳极层，所述阳极层贴设于所述本体上；

所述本体的边缘区域设置有护板及若干固定柱，所述若干固定柱围绕所述阳极层的周缘设置并抵接于所述阳极层上，所述护板设置于所述若干固定柱远离所述阳极层的一侧；

所述阳极层上设置有若干第一顶针及至少一根第二顶针，所述若干第一顶针间隔设置于所述阳极层的边缘区域，至少一根所述第二顶针设置于所述阳极层的中部区域。

3.根据权利要求1所述的干法刻蚀设备，其特征在于，所述承载平台、所述第一阳极载体的本体、所述第一旋转件分别开设有彼此连通的通气腔，所述腔室开设有排气口，所述排气口与所述承载平台的通气腔连通。

4.根据权利要求2所述的干法刻蚀设备，其特征在于，还包括电机，所述电机与所述承载平台连接，用于转动所述承载平台。

5.根据权利要求1所述的干法刻蚀设备，其特征在于，所述第一阳极载体还包括导电层，所述导电层设置于所述阳极层内，用于把基板吸附到阳极平台上。

6.根据权利要求2所述的干法刻蚀设备，其特征在于，所述阳极层设置有八根所述第一顶针及一根所述第二顶针。

7.根据权利要求2所述的干法刻蚀设备，其特征在于，所述阳极层设置有第一升降马达，若干所述第一顶针及至少一根所述第二顶针分别与所述第一升降马达连接，所述第一升降马达用于驱动若干所述第一顶针及至少一根所述第二顶针在相对所述阳极层上上升或者下降。

8.根据权利要求2所述的干法刻蚀设备，其特征在于，所述护板包括相连接的第一护板及第二护板，所述第二护板设置于所述本体上，所述第一护板邻近所述第二护板设置于所述本体上。

9.根据权利要求8所述的干法刻蚀设备，其特征在于，所述本体上设置有第二升降马达，若干所述固定柱与所述第二升降马达连接，所述第二升降马达用于驱动若干所述固定柱在相对所述本体上进行上升或者下降。

10.根据权利要求9所述的干法刻蚀设备，其特征在于，所述第一护板垂直设置于所述第二护板上，并且所述第一护板高度大于所述固定柱的高度。