CN214378322U - 干蚀刻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种干蚀刻机，其包括：反应腔、上电极、下电极和多块导流板。下电极的上表面承载用于接受蚀刻气体蚀刻的基板。下电极的每个侧面设有至少一块导流板。每块导流板在下电极的对应侧面上沿着靠近或远离上电极的方向独立移动，使得下电极的同一侧面或者不同侧面上的导流板具有高度差。该高度差能够协调从位于下电极上表面的基板的不同位置逸出的气体的速率，减缓从基板薄区域逸出气体的速率或者增加从基板厚区域逸出气体的速率，从而使基板的厚区域和薄区域的气流速率大致一样，有利于保证蚀刻过程的均一性。

Description

干蚀刻机

技术领域

本实用新型属于蚀刻机技术领域，具体涉及一种干蚀刻机。

背景技术

液晶显示面板(Liquid crystal display，LCD)的制造需要使用蚀刻工艺。根据蚀刻剂的物理状态可以将蚀刻工艺分为干蚀刻工艺和湿蚀刻工艺。其中，湿蚀刻工艺利用蚀刻液体对基板进行蚀刻。干蚀刻工艺是利用干蚀刻机使蚀刻气体在RF射频电极的作用产生等离子体，在基板上把没有被光阻覆盖或保护的薄膜层以化学反应和物理反应的方式去除，而被光阻覆盖或保护的薄膜层因不被等离子体蚀刻而保留下来。

现有的干蚀刻机包括上电极、下电极和导流板。上电极和下电极的共同作用使蚀刻气体产生等离子体等。导流板则用于导流蚀刻完毕后残余的等离子气体。在蚀刻过程中，基板不同位置的薄膜层厚度因蚀刻作用而会发生变化，产生厚区域和薄区域。这些区域厚度的不同会影响通过的等离子体的流速。现有的干蚀刻机的上电极、下电极和导流板均采用固定连接方式，其相对位置无法灵活调节，难以响应等离子体流速的变化，从而对蚀刻的均一性产生不利的影响。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种干蚀刻机。在本申请中，该干蚀刻机的下电极的不同侧面独立设置了数块导流板，这些导流板能在下电极的侧面上沿着靠近或远离下电极上表面的方向独立移动，从而平衡蚀刻过程中流经基板厚区域和薄区域的蚀刻气体的流速，降低由于基板在蚀刻过程中不同位置存在厚度变化而造成的蚀刻气体流速差异的现象，有利于维持基板整体蚀刻过程和蚀刻速率的均一性。

为了达到上述目的，本申请提供了一种干蚀刻机，其包括如下组件：反应腔、上电极、下电极和多块导流板。

其中，反应腔用于供蚀刻气体对基板进行干蚀刻反应。上电极设于反应腔内部的上方空间，可以与反应腔的内侧顶面相结合，也可以与反应腔的顶面内侧存在一定间隙。下电极设于反应腔内部的下方空间并与上电极相对设置，其上表面承载用于接受蚀刻气体蚀刻的基板，其下表面置于或固定于反应腔的内侧底面上。多块导流板可移动地设于下电极的一个或多个对应侧面，即下电极的每个侧面上设置了至少一块导流板，该导流板用于导流从下电极的上表面逸向其侧面的残留蚀刻气体。每块导流板在下电极的对应侧面上沿着靠近或远离上电极的方向独立移动。在本申请的一些实施例中，下电极的每个侧面上可以设有1至5块导流板。

在本申请的一些实施例中，干蚀刻机还可以包括：多根支撑柱和多个升降机构。其中，每根支撑柱支撑与其对应设置的导流板并与该导流板的底部固定连接。一个导流板的底部可以被一根以上支撑柱支撑。支撑柱的一部分位于反应腔，而另一部分位于反应腔外，故反应腔的底部设有用于供支撑柱贯穿的第一通孔，支撑柱与该第一通孔可移动地密封连接，以防止蚀刻气体从第一通孔中逸出并造成漏气。升降机构的数目与支撑柱的数目一致，故升降机构与支撑柱一一对应设置，每个升降机构独立控制与其一一对应设置的支撑柱的升降。

在本申请的一些实施例中，升降机构可以为步进电机或气缸。在本申请的另一些实施例中，支撑柱可以与反应腔底部的第一通孔处通过波纹管密封连接。在本申请的其它一些实施例中，支撑柱与导流板的底部通过螺丝连接。

在本申请的一些实施例中，干蚀刻机还包括：输入装置。输入装置与多个升降机构通信连接，用于将用户输入的指令信息转换为控制信号并分别传输至对应的升降机构中。每个升降机构根据接收到的控制信号独立控制与其对应设置的支撑柱的升降，从而实现上述每块导流板的单独移动。

在本申请的一些实施例中，干蚀刻机还可以包括：多条可锁止滑轨。可锁止滑轨设于下电极的对应侧面上，即下电极的每个侧面上可以设有至少一条可锁止滑轨，使得每块导流板的侧面与下电极的对应侧面通过可锁止滑轨相连接。可锁止滑轨的长轴方向与下电极的上表面具有夹角。在本申请的另一些实施例中，可锁止滑轨的长轴方向与下电极的上表面相垂直。

在本申请的一些实施例中，导流板上可以开设有多个第二通孔。多块导流板的开孔率可以一致。第二通孔的尺寸也可以一致。

在本申请的一些实施例中，下电极的上表面上可以设有一圈屏蔽环，供基板的边缘置于该屏蔽环之上。

由于采用以上技术方案，本申请取得了以下技术效果：

在本申请的干蚀刻机中，下电极的每一个侧面设置有一块以上导流板，每块导流板在下电极的对应侧面上沿着靠近(即导流板高度升高)或远离(即导流板高度降低)上电极的方向独立移动，从而下电极的同一侧面或者不同侧面上的导流板具有高度差。该高度差能够协调从下电极顶面的基板不同位置逸出的气体的速率，减缓从基板薄区域逸出气体的速率或者增加从基板厚区域逸出气体的速率，从而将基板的厚区域和薄区域的气流速率调节为大致一样，起到保证蚀刻过程的均一性的作用，有利于提升产品品质可靠度和一致性。

附图说明

图1是本申请的干蚀刻机的截面示意图。

图2是本申请的干蚀刻机的导流板示意图。

图3是本申请实施例一的干蚀刻机的导流板设置方式示意图。该图仅显示了一部分导流板的设置方式。

图4是本申请实施例一的下电极俯视图。

图5是本申请实施例三的干蚀刻机的导流板设置方式示意图。该图仅显示了一部分导流板的设置方式。

图6是本申请实施例三的下电极俯视图。

图7是本申请实施例四的可锁止滑轨的一种设置方式示意图。

图8是本申请实施例四的可锁止滑轨的另一种设置方式示意图。

附图标记：

干蚀刻机1、反应腔2、上电极3、下电极4、导流板5、基板6、蚀刻气体7、支撑柱8、升降机构9、长导流板5a、短导流板5b、第二通孔12、屏蔽环13、可锁止滑轨14。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本申请的技术进行详细描述。应当知道的是，以下具体实施方式仅用于帮助本领域技术人员理解本申请，而非对本申请的限制。下面的描述和/或附图仅为本实用新型的部分实施例和/或附图。对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些以下的描述和/或附图获取其他的实施例或附图。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种干蚀刻机1，其包括反应腔2、上电极3、下电极4、多块导流板5、多根支撑柱8、多个升降机构9。

其中，反应腔2提供蚀刻气体对基板6进行干蚀刻反应的空间。反应腔2内部为真空环境。

上电极3设于反应腔2内部的上方空间。上电极3可以设置于反应腔2内部的顶面，也可以设置为与反应腔2内部的顶面有一定间隔。

下电极4与上电极3相对设置于反应腔2内部的下方空间，并且下电极4的上表面与上电极3的下表面呈平行设置。在一些实施例中，下电极4可以设置于反应腔2内部的底面。下电极4的上表面承载待蚀刻的基板6。基板6可以为玻璃基板。上电极3和下电极4之间形成电场，将位于其内的气体转换为处于等离子态的蚀刻气体。蚀刻气体以一定的流速流向基板6表面，对该表面进行干法蚀刻。下电极4的顶面上还设有一圈屏蔽环(Shield ring)，基板6的边缘放置于屏蔽环之上。干蚀刻的原理为：在反应腔内的真空环境下，通入的制程气体在电场(RF Power)的作用下被解离为等离子体(如Plasma)，等离子体中含有离子(Ion)和基团(Radical)。这些离子和基团作为反应粒子以一定速率到达基板6，从而与基板6上沉积的物质发生物理或化学反应(即蚀刻反应)，最终在基板6上形成图案。蚀刻反应的速率与反应粒子的浓度呈正相关，而反应粒子的浓度与蚀刻气体的速率呈正相关。若蚀刻气体的速率越大，所带来的反应粒子的浓度越高，蚀刻反应的速率就越大。反之，若蚀刻气体的速率越小，所带来的反应粒子的浓度越低，蚀刻反应的速率就越小。

导流板5(Buffer plate，又称气流分散板)设于下电极4的侧面上，能够对下电极4的上表面四周逸出的蚀刻气体进行导流，也能够影响该蚀刻气体的流速。下电极4的每个侧面可以设置至少一块导流板5。如果每个侧面设置了多块导流板5，每块导流板5可移动地独立设置于该侧面上，以便独立地沿着该侧面进行升降移动。该升降移动定义为：导流板5在下电极4的对应侧面上沿着靠近或远离上电极3(或者下电极的上表面)的方向移动。导流板5在下电极4的侧面上进行的可升降式移动能够改变基板6四周逸出气流的速率，使气流速率趋向于一致，从而有利于保持蚀刻的均一性。各图中导流板5侧面上的小圆形标记仅起到将导流板5与其它部件区分的作用，并不实际表示其结构。

如图2所示，支撑柱8用于对导流板5起到支撑作用。每块导流板5可以对应设置多根支撑柱8。支撑柱8的顶部与导流板5的底部固定连接。在另一些实施例中，支撑柱8的顶部与导流板5的底部可以通过螺栓相连接。支撑柱8的其中一部分设于反应腔2的内部，另一部分设于反应腔2的外部。因此，反应腔2的底部设有用于供支撑柱8贯穿的第一通孔(图中未显示)。该第一通孔被配置为使支撑柱8与反应腔2的底部密封连接，从而防止反应腔2内的气体从该第一通孔内逸出。密封连接可以通过波纹管来实现。在一些实施例中，支撑柱8可以由表面阳极处理后的合金或者陶瓷等绝缘材料制成。

升降机构9设于反应腔2的外部，用于控制支撑柱8的升降，并通过支撑柱8的升降间接控制对应的导流板5的升降。每个升降机构9根据特定的条件独立控制与其对应的支撑柱8的升降，从而改变基板6四周的不同区域逸出气流的速率，使整个四周的气流速率趋向于一致，从而有利于保持蚀刻的均一性。这是因为在刚开始蚀刻时，基板6的厚薄一样，流向基板6的蚀刻气体流速一样，蚀刻过程和蚀刻速率是均一的。随着蚀刻过程的进行，基板6的部分区域因为被蚀刻而变薄，另一部分区域因受光阻保护而不被蚀刻，故厚度不变。一般而言，薄的区域受到两边厚区域的影响，风道较狭窄，流经该区域的气体流速较快，反应粒子浓度增加，蚀刻速率也就较快，而流经厚的区域的气体流速较慢，反应粒子浓度降低，蚀刻速率也就越慢。由于基板6不同区域厚薄的不同导致流经的气体流速不一样，从而从上述区域边缘向下电极的对应侧面逸出的气体流速也不一样，这会导致蚀刻过程和蚀刻速率变得不均一。此时，采用不同的升降机构9独立调节对应的导流板5的高度，使基板6厚薄不同的区域所对应的导流板5存在高度差。该高度差的存在能够对气流进行正反馈(起到增加气流流速的作用)或者负反馈(起到降低气流流速的作用)，从而增加或者降低逸出气体的流速。如图3所示，通过相应调节各个导流板5在下电极4的侧面上的位置，使不同侧面上的导流板5存在高度差。该高度差的存在使得基板6的厚区域和薄区域的气流速率被调节为大致一样，从而保证蚀刻过程或者蚀刻速率的均一性。

如图2所示，本实施例中的升降机构9为气缸。在另一些实施例中，升降机构还可以为步进电机。该步进电机也能用于控制导流板5的升降。

如图3和图4所示，本实施例的下电极4每个侧面上仅设置了一块导流板5。根据导流板5长度的不同，在其中一对相对的两个侧面上均设置了长导流板5a，在另外一对相对的两个侧面上设置了短导流板5b。两个导流板所起的作用一样，均起到对气流流速的调节作用。本实施例中的短导流板5b的高度较低，长导流板5a的高度较高，二者之间有高度差，形成了气体在横向上的扩散通道(如图3的横向箭头所示)，这使得下电极4的位于短导流板5b一侧的侧面逸出的气体流速增加(因为增加了如图3横向箭头所示的横向流量)，并且使得下电极4的位于长导流板5a一侧的侧面逸出的气体流速降低(因为长导流板5a对该侧逸出的气体有阻挡作用)，从而将两侧的气体流速调节为基本一致，由此实现蚀刻速率的均一性。同理，如果要增加长导流板5a一侧的气体流速，并且降低短导流板5b一侧的气体流速，则需要降低长导流板5a的高度，升高长导流板5a的高度。

上述导流板上均开设有多个第二通孔12。每个第二通孔的尺寸一致，并且多块导流板的开孔率也一致。开孔率被定义为每块导流板上开孔的密度。

实施例二

本实施例的干蚀刻机设有输入装置(图中未显示)。该输入装置与多个升降机构通信连接，用于将用户输入的指令信息转换为控制信号并分别发送给对应的升降机构，由每个升降机构根据接收到的控制信号独立控制对应支撑柱的升降，从而使不同的导流板根据用户的指令信息产生相应的高度差，以便起到对气流速率的调节作用。本实施例的干蚀刻机的其余部分同实施例一。

实施例三

如图5和图6所示，与实施例一不同，本实施例的干蚀刻机的下电极一个侧面设有3块导流板，每一块导流板均能单独地在该侧面上升降，使得3块导流板之间均有高度差，从而将从基板6的四块对应区域(如图5中A区域、B区域、C区域和D区域所示)逸出气流的速率调节为基本一致。本实施例的其余组件与实施例一的一致。

在其它的一些实施例中，下电极的每个侧面上设有1至5块导流板也可以，只要能够实现不同导流块之间的高度差均可。

实施例四

如图7所示，与实施例一不同，本实施例的干蚀刻机的下电极的对应侧面上设有三条可锁止滑轨14，每条可锁止滑轨14与下电极4的上表面垂直，导流板的侧面与下电极的对应侧面通过可锁止滑轨相连接。可锁止滑轨14被配置为能够使对应的导流板沿着该滑轨改变位置，并且当导流板静止时能够自动锁止位置。由此，能够实现导流板在下电极侧面上的升降。

在其它的一些实施例中，下电极的对应侧面上设有的可锁止滑轨的数目不限于3条，只要能实现导流板在可锁止滑轨14上滑动以便靠近或远离上电极即可。

在其它的一些实施例中，如图8所示，每条可锁止滑轨14的长轴方向还可以与下电极的顶面具有夹角，而不限于相垂直。

综上所述，在本申请中，每块导流板在下电极的对应侧面上沿着靠近或远离上电极的方向独立移动，使得下电极的同一侧面或者不同侧面上的导流板具有高度差。该高度差能够协调从位于下电极上表面的基板的不同位置逸出的气体的速率，例如，可以减缓从基板薄区域逸出气体的速率或者可以增加从基板厚区域逸出气体的速率，从而使基板的厚区域和薄区域的气流速率大致一样，有利于保证蚀刻过程的均一性，并且能够改善同一块基板不同位置的电性表现。

本实用新型尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本公开，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本公开包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。此外，尽管本公开的特定特征已经相对于若干实现方式中的仅一个被公开，但是这种特征可以与如可以对给定或特定应用而言是期望和有利的其他实现方式的一个或多个其他特征组合。而且，就术语“包括”、“具有”、“含有”或其变形被用在具体实施方式或权利要求中而言，这样的术语旨在以与术语“包含”相似的方式包括。

综上所述，虽然本实用新型已以实施例揭露如上，实施例前的序号，如“第一”、“第二”等仅为描述方便而使用，对本实用新型各实施例的顺序不造成限制。并且，上述实施例并非用以限制本实用新型，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种干蚀刻机，其特征在于，包括：

反应腔，供蚀刻气体对基板进行干蚀刻反应；

上电极，设于所述反应腔内部的上方空间；

下电极，设于所述反应腔内部的下方空间并与所述上电极相对设置，其上表面承载用于接受所述蚀刻气体蚀刻的所述基板；以及

多块导流板，可移动地设于所述下电极的一个或多个对应侧面，每块所述导流板在所述下电极的对应侧面上沿着靠近或远离所述上电极的方向独立移动。

2.如权利要求1所述的干蚀刻机，其特征在于，所述干蚀刻机包括：

多根支撑柱，每根支撑柱支撑与其对应设置的导流板并与该导流板的底部固定连接；以及

多个升降机构，每个所述升降机构独立控制与其对应设置的支撑柱的升降；

其中，所述反应腔的底部设有用于供所述支撑柱贯穿的第一通孔，所述支撑柱与所述第一通孔可移动地密封连接。

3.如权利要求2所述的干蚀刻机，其特征在于，所述升降机构为步进电机或气缸。

4.如权利要求2所述的干蚀刻机，其特征在于，所述支撑柱与所述反应腔的底部通过波纹管连接；和/或，所述支撑柱与所述导流板的底部通过螺丝连接。

5.如权利要求2所述的干蚀刻机，其特征在于，所述干蚀刻机包括：输入装置，与所述多个升降机构通信连接，用于将用户输入的指令信息转换为控制信号；

其中，每个所述升降机构根据所述控制信号独立控制与其对应设置的所述支撑柱的升降。

6.如权利要求1所述的干蚀刻机，其特征在于，所述干蚀刻机包括：多条可锁止滑轨；所述可锁止滑轨设于所述下电极的对应侧面上并且其长轴方向与所述下电极的上表面具有夹角，所述导流板与所述下电极的对应侧面通过所述可锁止滑轨相连接。

7.如权利要求1所述的干蚀刻机，其特征在于，所述下电极的每个侧面上设有1至5块所述导流板。

8.如权利要求1至7任意一项所述的干蚀刻机，其特征在于，所述导流板上开设有多个第二通孔。

9.如权利要求8所述的干蚀刻机，其特征在于，所述多块导流板的开孔率一致；和/或，所述第二通孔的尺寸一致。

10.如权利要求1至7任意一项所述的干蚀刻机，其特征在于，所述下电极的上表面上设有一圈屏蔽环，供所述基板的边缘置于该屏蔽环上。

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