WO2016106845A1 - 干式蚀刻机及用于捕集气体中磁性颗粒的捕集装置 - Google Patents

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    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/08—Apparatus, e.g. for photomechanical printing surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a dry etching machine and a trapping device for trapping magnetic particles in a gas.
  • the dry etching machine includes, in order of the gas flow direction, an etching device, an air extracting device capable of extracting gas from the etching device, and an exhaust gas treating device capable of purifying the gas discharged from the air extracting device, and a pipe for sequentially connecting the devices.
  • the etching apparatus of the dry etching machine generates a gas with a large amount of magnetic particles when a special object to be etched, for example, a metal-doped low-temperature polysilicon layer (i.e., a semiconductor active layer of an array substrate) is dry-etched.
  • the main components of the magnetic particles include aluminum trichloride (chemical formula: AlCl 3 ) and molybdenum chloride (chemical formula: MoCl x ).
  • the magnetic particles will deposit inside the air extracting device, which greatly reduces the exhausting efficiency and service life of the air extracting device. At the same time, the magnetic particles will also accumulate at the corners and necks of the pipe, affecting the smoothness of the gas inside the pipe.
  • the present invention provides a dry etching machine including etching capable of generating a gas with magnetic particles And a device for extracting gas from the etching device, and a trapping device for trapping magnetic particles in the gas between the etching device and the air extracting device.
  • the capture device includes a housing having an inlet and an outlet, and a magnetic filter unit disposed within the housing. A passage communicating with both the inlet and the outlet is formed between the magnetic filter unit and the housing, and/or within the magnetic filter unit. Wherein, the magnetic filter unit is configured to adsorb magnetic particles in the gas as it flows through the passage.
  • the magnetic filter unit includes a plurality of sequentially sleeved magnetic sleeves
  • the channel includes a plurality of annular gaps formed between the magnetic sleeves, and openings for connecting the annular gaps disposed on the respective magnetic sleeves, adjacent The openings are staggered from each other.
  • the capture device further includes a heat dissipation mechanism capable of dissipating heat from the magnetic filter unit.
  • the present invention also provides a trap for trapping magnetic particles in a gas, comprising a housing having an inlet and an outlet, and a magnetic filter unit disposed within the housing. Wherein, a channel communicating with both the inlet and the outlet is formed between the magnetic filter unit and the housing and/or the magnetic filter unit, and the magnetic filter unit is configured to adsorb magnetic particles in the gas when the gas flows through the passage.
  • a filter core is disposed in the housing, the filter core includes a first surface attached to the inner wall of the housing, a blind hole disposed on the first surface and connected to the outlet, and the channel is connected to the channel a second surface having a plurality of grooves.
  • the dry etching machine according to the present invention is capable of trapping magnetic particles in the gas through its trapping device, whereby magnetic particles can be prevented from entering the air extracting device for deposition, thereby improving the exhausting efficiency and the service life of the air extracting device.
  • the trap device can also prevent the magnetic particles from entering the pipeline and the exhaust gas treatment device downstream of the trap device, thereby preventing the magnetic particles from clogging the downstream pipeline and the exhaust gas treatment device, especially avoiding clogging the corners in the pipeline. And necking.
  • the dry etching machine and the collecting device according to the present invention have a simple structure, are easy to assemble, are safe to use, and are easy to implement and popularize.
  • Figure 1 is a schematic view showing the structure of a dry etching machine according to the present invention.
  • the dry etching machine 50 further includes an air extracting device 30 capable of extracting gas from the etching device 20, and a trapping device 10 disposed between the etching device 20 and the air extracting device 30.
  • the air extracting device 30 can be selected as an exhaust fan.
  • the dry etch machine 50 can also include an exhaust gas treatment device 40 coupled to the venting device 30.
  • the exhaust gas treatment device 40 is capable of purifying dust and contaminants in the gas to discharge clean and clean gas.
  • the etching device 20 and the exhaust gas treatment device 40 are well known to those skilled in the art and will not be described in detail herein.
  • the passage 7 in the magnetic filter unit 6 may be configured to be spiral or spiral. That is, the centerline of the channel 7 is similar to a spiral or a vortex. In this way, the moving path of the gas can be increased, the trapping or adsorption time can be prolonged, and the trapping ability of the magnetic filter unit 6 can be improved.

Abstract

一种干式蚀刻机和用于捕集气体中磁性颗粒的捕集装置。干式蚀刻机沿气体流动方向依次包括蚀刻装置（20）、捕集装置（10）和抽风装置（30）。捕集装置（10）包括设在壳体（5）内的磁性过滤单元（6）。磁性过滤单元（6）与壳体（5）之间，和/或磁性过滤单元（6）内形成有通道（7）。磁性过滤单元（6）能吸附流经通道（7）的气体内的磁性颗粒，避免其在抽风装置（30）的内部进行沉积，从而提升抽风装置（30）的抽风效率和使用寿命。

Description

干式蚀刻机及用于捕集气体中磁性颗粒的捕集装置
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2014年12月31日提交的名称为“干式蚀刻机及用于捕集气体中磁性颗粒的捕集装置”的中国专利申请CN201410856121.6的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种干式蚀刻机及一种用于捕集气体中磁性颗粒的捕集装置。
背景技术
干式蚀刻机沿着气体流动方向依次包括蚀刻装置、能够从蚀刻装置内抽出气体的抽风装置和能够净化抽风装置排出的气体的尾气处理装置，以及用于把各装置依次连接起来的管道。
该干式蚀刻机的蚀刻装置对特殊的待蚀刻对象、例如掺有金属的低温多晶硅层(即阵列基板的半导体活性层)进行干法蚀刻时会产生带有大量磁性颗粒的气体。该磁性颗粒的主要成分包括三氯化铝(化学式为AlCl3)和钼的氯化物(化学式为MoClx)。
在干式蚀刻机频繁使用后，磁性颗粒会在抽风装置的内部出现沉积，大幅度地降低抽风装置的抽风效率和使用寿命。同时，磁性颗粒还会在管道的拐角处和缩颈处进行堆积，影响管道内气体的顺畅性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供了一种干式蚀刻机，其能够避免磁性颗粒在抽风装置的内部进行沉积，从而提升抽风装置的抽风效率和使用寿命。同时，本发明的目的是还提供了一种用于捕集气体中磁性颗粒的捕集装置，其能够有效地捕集气体中的磁性颗粒。
本发明提供了一种干式蚀刻机，其包括能够产生带有磁性颗粒的气体的蚀刻 装置和能够从蚀刻装置内抽出气体的抽风装置，以及设置在蚀刻装置与抽风装置之间的用于捕集气体中的磁性颗粒的捕集装置。捕集装置包括具有进口和出口的壳体，以及设置在壳体内的磁性过滤单元。磁性过滤单元与壳体之间，和/或磁性过滤单元内形成有与进口和出口均连通的通道。其中，磁性过滤单元构造成当气体流经通道时，能够吸附气体内的磁性颗粒。
在一个实施例中，磁性过滤单元内的通道呈螺旋形或涡旋形。
在一个实施例中，磁性过滤单元包括多个依次套接的磁性套，通道包括形成在磁性套间的多个环形间隙，以及设置在各磁性套上的用于连通各环形间隙的开口，相邻的开口彼此错开。
在一个实施例中，在壳体内设有过滤芯，过滤芯包括贴合于壳体的内壁的第一表面和设于第一表面上并与出口相连的盲孔，以及与通道相接的且具有多个凹槽的第二表面。
在一个实施例中，捕集装置还包括能够对磁性过滤单元进行散热的散热机构。
在一个实施例中，磁性过滤单元由磁性纤维材料制成。
在一个实施例中，所述干式蚀刻机还包括与能够净化所述抽风装置排出的气体的尾气处理装置。
本发明还提供了一种用于捕集气体中磁性颗粒的捕集装置，其包括具有进口和出口的壳体，以及设置在壳体内的磁性过滤单元。其中，磁性过滤单元与壳体之间和/或磁性过滤单元内形成有与进口和出口均连通的通道，磁性过滤单元构造成当气体流经通道时，能够吸附气体内的磁性颗粒。
在一个实施例中，磁性过滤单元内的通道呈螺旋形或涡旋形。
在一个实施例中，磁性过滤单元包括多个依次套接的磁性套，通道包括形成在磁性套间的多个环形间隙，以及设置在各磁性套上的用于连通各环形间隙的开口，相邻的开口彼此错开。
在一个实施例中，在壳体内设有过滤芯，过滤芯包括贴合于壳体的内壁的第一表面和设于第一表面上并与出口相连的盲孔，以及与通道相接的且具有多个凹槽的第二表面。
在一个实施例中，捕集装置还包括能够对磁性过滤单元进行散热的散热机构。
在一个实施例中，磁性过滤单元由磁性纤维材料制成。
根据本发明的干式蚀刻机能够通过其捕集装置捕集气体内的磁性颗粒，由此可以避免磁性颗粒进入到抽风装置内进行沉积，从而提高抽风装置的抽风效率和使用寿命。同时，该捕集装置还能够避免磁性颗粒进入到处于捕集装置下游的管道和尾气处理装置内，由此可以避免磁性颗粒堵塞下游的管道和尾气处理装置，尤其是避免堵塞管道内的拐角处和缩颈处。
另外，根据本发明的干式蚀刻机和捕集装置的结构简单、装配容易，使用安全，便于实施推广应用。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1是根据本发明的干式蚀刻机的结构示意图；
图2是根据本发明的干式蚀刻机的捕集装置的纵向剖视图；以及
图3是根据本发明的干式蚀刻机的捕集装置的横向剖视图。
在附图中相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
图1显示了根据本发明的干式蚀刻机50。该干式蚀刻机50包括蚀刻装置20。蚀刻装置20对特殊的待蚀刻对象、例如掺有金属的低温多晶硅层(即阵列基板的半导体活性层)进行干法蚀刻时会产生带有大量磁性颗粒的气体。该磁性颗粒的主要成分包括AlCl3三氯化铝和MoClx钼的氯化物。这些磁性颗粒只有在磁化后才能够显露磁性，其能够被带有磁性的物质、例如电磁铁或永磁体所吸引。
同时，该干式蚀刻机50还包括能够从蚀刻装置20内抽出气体的抽风装置30，以及设置在蚀刻装置20与抽风装置30之间的捕集装置10。其中，抽风装置30可选为抽风机。另外，该干式蚀刻机50还可包括与抽风装置30相连的尾气处理装置40。该尾气处理装置40能够净化气体内的粉尘和污染物，以便排出干净而清洁的气体。其中，所述的蚀刻装置20和尾气处理装置40均属于本领域技术人员熟知的，在此不作详细描述。
本发明的干式蚀刻机50内的各个装置通过管道依次连接起来，管道包括连 接蚀刻装置20与捕集装置10的第一管道21和连接捕集装置10与抽风装置30的第二管道22，以及连接抽风装置30与尾气处理装置40的第三管道23。其中，第二管道22内出现的拐角处22a以及第三管道23中出现的缩颈处23a和拐角处23b都属于易堵塞位置，现有的干式蚀刻机通常需要定期清理，而本发明的干式蚀刻机50却可以解决这个问题，详情请见下文。
如图2和3所示，捕集装置10包括大致呈圆柱形壳体5。当然，壳体5也可呈其他形状。壳体5具有进口2和出口3。捕集装置10还包括设置在壳体5内的磁性过滤单元6。磁性过滤单元6与壳体5之间，和/或磁性过滤单元6内形成有通道7。通道7与壳体5上的进口2和出口3均连通。由于磁性过滤单元6具有磁性，因此其能够吸附流经通道7的气体内的磁性颗粒。通过这种方式，能够避免磁性颗粒进入到处于捕集装置10下游的抽风装置30内，由此可以避免磁性颗粒在抽风装置30内进行沉积，从而提高抽风装置30的抽风效率和使用寿命。
同时，捕集装置10还能够避免磁性颗粒进入到处于捕集装置10下游的管道和尾气处理装置40内，由此可以避免磁性颗粒堵塞下游的管道和尾气处理装置40，尤其是避免堵塞管道的易堵塞位置，易堵塞位置即拐角处22a以及缩颈处23a和拐角处23b，请参见图1。
在一个优选的实施例中，磁性过滤单元6由磁性纤维材料制成。由于磁性纤维材料本身具有很多空隙，因此多空隙的磁性纤维材料不仅可以确保磁性过滤单元6具有良好的通透性，而且还可以容纳更多的磁性颗粒，延长磁性过滤单元6的使用寿命。同时，磁性颗粒堆积后形成大颗粒，大颗粒间也可以允许气体通过。另外，多孔的磁性纤维材料可以减轻捕集装置10的重量。除此之外，磁性过滤单元6也可由其他带有磁性的材料制成，例如电磁铁或永磁体。
为了提高磁性过滤单元6的吸附能力，可以把磁性过滤单元6内的通道7构造成螺旋形或涡旋形。也就是说，通道7的中心线类似于螺旋线或涡旋线。通过这种方式，能够增加气体的移动路径，延长捕集或吸附时间，提高磁性过滤单元6的捕集能力。
除此之外，还可以通过以下方式提高磁性过滤单元6的捕集能力。磁性过滤单元6包括多个依次套接的磁性套61。通道7包括形成在各磁性套61间的多个环形间隙71，以及设置在各磁性套61上的用于连通各环形间隙71的开口72。其中，把相邻的开口72设置成彼此错开的。优选地，相邻的任意两个开口72分 别靠近壳体5的顶端和底端。由于错开的开口72能够增加气体的移动路径，延长捕集时间，提高磁性过滤单元6的捕集能力。
在一个优选的实施例中，在壳体5内设有过滤芯8。过滤芯8具有与壳体5的内壁固定的第一表面81，以及与通道7相接的第二表面82。过滤芯8可呈圆柱形或半球形。通过过滤芯8可以去除不带磁性的颗粒。过滤芯8优选为聚丙烯折叠滤芯，其是一种先进的固定型深层过滤芯、过滤精度范围可以从0.1um至60um。图2所示的过滤芯为圆柱形，其顶面为第一表面81，底面和圆周面均为第二表面82。其中，在第一表面81上设有与出口3相连的盲孔83，以便改善过滤芯8的透气性。另外，在第二表面82上设有多个凹槽84，凹槽84能够增加过滤芯8的进气时的进气面积，由此可以提升过滤芯8的过滤效率。
然而，由于蚀刻后产生的气体的温度较高，能够降低磁性过滤单元6的磁性从而影响捕集效果，因此本发明的干式蚀刻机50还包括能够对磁性过滤单元6进行散热的散热机构9。散热机构9对磁性过滤单元6进行散热后，能够提高磁性过滤单元6的捕集效果，同时还能够延长其使用寿命。另外，这种降温的方式还有利于磁性颗粒的聚集，再次提高捕集效果。
在一个实施例中，散热机构9选为水冷式散热机构。该水冷式散热机构包括包裹在壳体5外并形成环形腔94的外套91，以及设置环形腔94的两端的入水口92和出水口93。当泵把冷却液送入到环形腔94内时，便可对磁性过滤单元6进行散热降温。
根据本发明的干式蚀刻机50能够通过其捕集装置10捕集气体内的磁性颗粒，可以避免磁性颗粒进入到抽风装置30内进行沉积，由此可以提升抽风装置30的抽风效率和使用寿命。同时，该捕集装置10还能够避免磁性颗粒进入到处于捕集装置10下游的管道和尾气处理装置40内，由此可以避免磁性颗粒堵塞下游的管道和尾气处理装置40，尤其是避免堵塞管道内的易堵塞位置，所述的易堵塞位置即拐角处22a以及缩颈处23a和拐角处23b。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (16)

  1. 一种干式蚀刻机，包括能够产生带有磁性颗粒的气体的蚀刻装置和能够从所述蚀刻装置内抽吸所述气体的抽风装置，以及设置在所述蚀刻装置与抽风装置之间的用于捕集所述气体中的磁性颗粒的捕集装置，其中所述捕集装置包括具有进口和出口的壳体，以及设置在所述壳体内的磁性过滤单元，其中所述磁性过滤单元与壳体之间，和/或所述磁性过滤单元内形成有与所述进口和出口均连通的通道，所述磁性过滤单元构造成当所述气体流经所述通道时，能够吸附所述气体内的磁性颗粒。
  2. 根据权利要求1所述的干式蚀刻机，其中，所述磁性过滤单元内的所述通道呈螺旋形或涡旋形。
  3. 根据权利要求2所述的干式蚀刻机，其中，所述磁性过滤单元由磁性纤维材料制成。
  4. 根据权利要求3所述的干式蚀刻机，其中，还包括能够对所述磁性过滤单元进行散热的散热机构。
  5. 根据权利要求4所述的干式蚀刻机，其中，还包括能够净化所述抽风装置排出的气体的尾气处理装置。
  6. 根据权利要求1所述的干式蚀刻机，其中，所述磁性过滤单元包括多个依次套接的磁性套，所述通道包括形成在所述磁性套间的多个环形间隙，以及设置在各所述磁性套上的用于连通各所述环形间隙的开口，相邻的所述开口彼此错开。
  7. 根据权利要求6所述的干式蚀刻机，其中，在所述壳体内设有过滤芯，所述过滤芯包括贴合于所述壳体的内壁的第一表面和设于所述第一表面上并与所述出口相连的盲孔，以及与所述通道相接的且具有多个凹槽的第二表面。
  8. 根据权利要求7所述的干式蚀刻机，其中，所述磁性过滤单元由磁性纤维材料制成。
  9. 根据权利要求8所述的干式蚀刻机，其中，还包括能够对所述磁性过滤单元进行散热的散热机构。
  10. 根据权利要求9所述的干式蚀刻机，其中，还包括能够净化所述抽风装置排出的气体的尾气处理装置。
  11. 一种用于捕集气体中磁性颗粒的捕集装置，包括具有进口和出口的壳体，以及设置在所述壳体内的磁性过滤单元，其中，所述磁性过滤单元与壳体之间和/或所述磁性过滤单元内形成有与所述进口和出口均连通的通道，所述磁性过滤单元构造成当所述气体流经所述通道时，能够吸附所述气体内的磁性颗粒。
  12. 根据权利要求11所述的捕集装置，其中，所述磁性过滤单元内的所述通道呈螺旋形或涡旋形。
  13. 根据权利要求12所述的捕集装置，其中，所述磁性过滤单元由磁性纤维材料制成。
  14. 根据权利要求11所述的捕集装置，其中，所述磁性过滤单元包括多个依次套接的磁性套，所述通道包括形成在所述磁性套间的多个环形间隙，以及设置在各所述磁性套上的用于连通各所述环形间隙的开口，相邻的所述开口彼此错开。
  15. 根据权利要求14所述的捕集装置，其中，所述磁性过滤单元由磁性纤维材料制成。
  16. 根据权利要求15所述的捕集装置，其中，还包括能够对所述磁性过滤单元进行散热的散热机构。
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