一種氣液噴霧刻蝕設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生產(chǎn)制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氣液噴霧刻蝕設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]濕法刻蝕是將刻蝕材料浸泡在腐蝕液內(nèi)進(jìn)行腐蝕的技術(shù)。簡單來說，就是中學(xué)化學(xué)課中化學(xué)溶液腐蝕的概念，它是一種純化學(xué)刻蝕，具有優(yōu)良的選擇性，刻蝕完當(dāng)前薄膜就會停止，而不會損壞下面一層其他材料的薄膜。目前TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶體管)陣列基板制造的刻蝕方法采用濕法刻蝕，具體采用噴淋或浸泡的方法。這兩種方法都存在CD BI AS (Criti ca I Dimen si on Bias，線寬偏差)大、側(cè)蝕比大等問題，尤其在高PPI(Pixels Per Inch，像素密度)的TFT刻蝕時問題更明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供一種氣液噴霧刻蝕設(shè)備及方法，能夠改善濕法刻蝕效果。
[0004]基于上述目的本發(fā)明提供的氣液噴霧刻蝕設(shè)備，其特征在于，包括刻蝕腔室、氣體提供裝置、刻蝕液提供裝置、氣液混合裝置、氣液噴射裝置;其中:
[0005]氣液混合裝置，與所述氣體提供裝置、刻蝕液提供裝置分別連接，用于將刻蝕液提供裝置提供的刻蝕液和氣體提供裝置提供的載氣混合，形成氣液混合物，其中，所述刻蝕液用于刻蝕刻蝕腔室中的目標(biāo)物；
[0006]氣液噴射裝置，與所述氣液混合裝置連接，用于利用所述氣液混合物形成噴霧并按照設(shè)定壓強將所述噴霧噴射至目標(biāo)物上的目標(biāo)位置。
[0007]可選的，所述氣液噴霧刻蝕設(shè)備還包括:
[0008]支撐裝置:用于在刻蝕過程中承載待刻蝕的目標(biāo)物，并帶動所述目標(biāo)物旋轉(zhuǎn)。
[0009]可選的，所述支撐裝置正對所述氣液噴射裝置噴射方向設(shè)置。
[0010]可選的，所述支撐裝置包括用于吸附所述目標(biāo)物的真空吸附機構(gòu)和與所述真空吸附機構(gòu)連接的旋轉(zhuǎn)電機;所述旋轉(zhuǎn)電機用于勻速或勻加速驅(qū)動所述真空吸附機構(gòu)旋轉(zhuǎn)。
[0011 ]可選的，所述氣液混合裝置為氣液混合栗。
[0012]可選的，還包括清洗裝置，用于在設(shè)定時間向所述目標(biāo)物的待刻蝕面噴射清洗液。
[0013]可選的，所述載氣為惰性保護(hù)氣體。
[0014]可選的，還包括第一溫度控制機構(gòu)，用于控制刻蝕液的溫度。
[0015]可選的，還包括第二溫度控制機構(gòu)，用于控制刻蝕腔室內(nèi)的溫度。
[0016]可選的，還包括距離調(diào)節(jié)機構(gòu)，用于在不同的噴霧壓力參數(shù)下，調(diào)節(jié)噴嘴與目標(biāo)物間的距離。
[0017]可選的，所述刻蝕液提供裝置提供刻蝕液的壓強為0.1-0.5MPa;所述氣體提供裝置提供氣體的壓強為0.l_2MPa;所述氣液混合裝置的氣液混合比為0-20%，所述氣液混合裝置的最大輸出壓強不小于0.5MPa。
[0018]可選的，所述氣液噴射裝置噴射的噴霧霧滴粒徑為目標(biāo)物上所需線寬的0.001-1倍。
[0019]同時，本發(fā)明提供一種氣液噴霧刻蝕方法，采用本發(fā)明任意一項實施例所提供的氣液噴霧刻蝕設(shè)備對目標(biāo)物進(jìn)行刻蝕，包括:
[0020]將用于刻蝕目標(biāo)物的刻蝕液與刻蝕液的載氣進(jìn)行混合，形成氣液混合物；
[0021 ]將所述氣液混合物按照設(shè)定速率噴射到待刻蝕的目標(biāo)物上的目標(biāo)位置。
[0022]可選的，所述氣液噴霧刻蝕設(shè)備還包括用于吸附所述目標(biāo)物的真空吸附機構(gòu)和與所述真空吸附機構(gòu)連接的旋轉(zhuǎn)電機;所述旋轉(zhuǎn)電機用于勻速或勻加速驅(qū)動所述真空吸附機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，所述方法還包括:
[0023]對所述目標(biāo)物進(jìn)行清洗；
[0024]在對所述目標(biāo)物進(jìn)行清洗的過程中，利用所述旋轉(zhuǎn)電機按照設(shè)定的第一速率驅(qū)動所述真空吸附機構(gòu)，使得真空吸附機構(gòu)帶動所述目標(biāo)物旋轉(zhuǎn)。
[0025]可選的，所述方法還包括:
[0026]根據(jù)設(shè)定的噴霧壓力參數(shù)，調(diào)整所述氣液噴射裝置與所述目標(biāo)物之間的距離。
[0027]可選的，所述氣液噴霧刻蝕設(shè)備還包括用于吸附所述目標(biāo)物的真空吸附機構(gòu)和與所述真空吸附機構(gòu)連接的旋轉(zhuǎn)電機;所述旋轉(zhuǎn)電機用于勻速或勻加速驅(qū)動所述真空吸附機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，所述方法還包括:
[0028]將所述氣液混合物按照設(shè)定速率噴射到待刻蝕的目標(biāo)物上的目標(biāo)位置時，利用所述旋轉(zhuǎn)電機按照設(shè)定的第二速率驅(qū)動所述真空吸附機構(gòu)，使得真空吸附機構(gòu)帶動所述目標(biāo)物旋轉(zhuǎn)。
[0029]從上面所述可以看出，本發(fā)明所提供的氣液刻蝕設(shè)備及刻蝕方法，利用氣液混合物形成的噴霧對目標(biāo)物進(jìn)行刻蝕，載氣能夠提到噴霧噴射的力度和速度，噴霧中刻蝕液的粒徑能夠得減小，從而降低線寬偏差、降低側(cè)蝕比，提高刻蝕精度、刻蝕效果和刻蝕速率。同時刻蝕液的提供量能夠得到較為準(zhǔn)確的控制，減少刻蝕液的殘留。本發(fā)明實施例提供的氣液噴霧刻蝕設(shè)備及刻蝕方法，能夠在刻蝕過程中勻速或勻加速轉(zhuǎn)動目標(biāo)物，并在刻蝕結(jié)束后對目標(biāo)物進(jìn)行清洗，提高刻蝕均勻性，并進(jìn)一步減少刻蝕液的殘留。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明實施例所提供的氣液噴霧刻蝕設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0031]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0032]本發(fā)明首先提供一種氣液噴霧刻蝕設(shè)備，結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括刻蝕腔室100、氣體提供裝置101、刻蝕液提供裝置102、氣液混合裝置103、氣液噴射裝置104;其中:
[0033]氣液混合裝置103，與所述氣體提供裝置101、刻蝕液提供裝置102分別連接，用于將刻蝕液提供裝置102提供的刻蝕液和氣體提供裝置提供的載氣混合，形成氣液混合物，其中，所述刻蝕液用于刻蝕刻蝕腔室中的目標(biāo)物；
[0034]氣液噴射裝置104，與所述氣液混合裝置103連接，用于利用所述氣液混合物形成噴霧并按照設(shè)定壓強將所述噴霧噴射至目標(biāo)物上的目標(biāo)位置。
[0035]從上面所述可以看出，本發(fā)明提供的氣液噴霧刻蝕設(shè)備，通過氣液混合物形成的噴霧對目標(biāo)物進(jìn)行刻蝕，將載氣和刻蝕液進(jìn)行混合，使得噴霧在噴出時的速度能夠提高，通過高壓噴霧的物理沖擊作用能實時除去窄溝道中的難溶殘留物，噴霧粒徑大小能夠有效地得到控制，從而降低線寬偏差、降低側(cè)蝕比、提高刻蝕坡度角，提高刻蝕精度，提高刻蝕效率，均一"性好，刻蝕可控性高，刻蝕效果優(yōu)于普通的濕法刻蝕，適用于高PPI (Pixels PerInch，像素密度)的TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶體管)陣列基板制造。
[0036]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所述氣液噴射裝置應(yīng)包括必要的輸出機構(gòu)，如一個或多個噴嘴等。所述刻蝕液提供裝置包括或連接一刻蝕液存儲池。
[0037]在本發(fā)明具體實施例中，所述氣體提供裝置包括氣栗，并包括或連接一氣體存儲器。所述刻蝕液提供裝置包括液體栗。
[0038]在本發(fā)明具體實施例中，所述氣液噴射裝置包括美國的Spray公司所出售的HighPressure (高壓)系列噴嘴。
[0039]在具體實施例中，所述目標(biāo)物為基板。
[0040]在本發(fā)明一些實施例中，所述氣液噴霧刻蝕設(shè)備還包括:
[0041 ]支撐裝置:用于在刻蝕過程中承載待刻蝕的目標(biāo)物，并帶動所述目標(biāo)物旋轉(zhuǎn)。
[0042]在本發(fā)明具體實施例中，所述支撐裝置能夠帶動所述目標(biāo)物勻速或勻加速旋轉(zhuǎn)，使得目標(biāo)物上需要刻蝕的部位均能夠移動到氣液噴射裝置下方進(jìn)行刻蝕，且能夠使得刻蝕程度均勻。
[0043]在本發(fā)明一些實施例中，所述支撐裝置正對所述氣液噴射裝置噴射方向設(shè)置。
[0044]在本發(fā)明其它一些實施例中，當(dāng)氣液噴射裝置沿著水平方向噴射噴霧時，支撐裝置可設(shè)置在目標(biāo)物所在位置的下方，目標(biāo)物架設(shè)在支撐裝置上，正對著氣液噴射裝置設(shè)置。
[0045]在本發(fā)明一些實施例中，仍然參照圖1，所述支撐裝置包括用于吸附所述目標(biāo)物的真空吸附機構(gòu)105和與所述真空吸附機構(gòu)1 5連接的旋轉(zhuǎn)電機106;所述旋轉(zhuǎn)電機106用于勻速或勻加速驅(qū)動所述真空吸附機構(gòu)105旋轉(zhuǎn)。
[0046]在實際操作中，所述真空吸附機構(gòu)直接與目標(biāo)物接觸，可以將目標(biāo)物牢固地固定，防止在旋轉(zhuǎn)過程中目標(biāo)物脫離支撐裝置;同時使得支撐裝置能夠適用于各種大小不同的目標(biāo)物。通過旋轉(zhuǎn)電機低速驅(qū)動真空吸附機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，使得目標(biāo)物上的刻蝕液能夠及時被甩出，防止過度刻蝕。在具體實施例中，刻蝕時，基板的旋轉(zhuǎn)速度可在l-6r/min之間調(diào)節(jié)。
[0047]在本發(fā)明其它實施例中，所述支撐裝置包括用于與目標(biāo)物連接并固定目標(biāo)物的卡盤，以及與卡盤連接的旋轉(zhuǎn)電機。
[0048]在本發(fā)明其它實施例中，當(dāng)氣液噴霧刻蝕設(shè)備僅用于刻蝕特定的目標(biāo)物時，所述支撐裝置包括真空吸附機構(gòu)、或卡盤等用于承載、固定目標(biāo)物的機構(gòu)。
[0049]在本發(fā)明一些實施例中，所述氣液混合裝置為氣液混合栗。更具體的，所述氣液混合栗為渦輪栗。
[0050]在本發(fā)明一些實施例中，仍然參照圖1，所述氣液噴霧刻蝕設(shè)備還包括清洗裝置107，用于在設(shè)定時間向所述目標(biāo)物的待刻蝕面噴射清洗液。
[0051]所述清洗液為純凈水、或蒸餾水、或其它具有清潔作用的液體。
[0052]所述設(shè)定的時間，指刻蝕完成時，或刻蝕操作停止時，或其它需要清洗目標(biāo)物的時間。在一種具體實施例中，刻蝕過程完成后，立即打開清洗裝置，由清洗裝置將純凈水噴射至目標(biāo)物進(jìn)行清洗，保證精確的刻蝕時間；純水噴淋壓力可在0.01-0.1MPa之間調(diào)節(jié)，純凈水噴淋時基板的旋轉(zhuǎn)速度可在1-10r/min2間調(diào)節(jié)，保證清洗快速均勾。
[0053]在本發(fā)明一些實施例中，所述載氣為惰性保護(hù)氣體。
[0054]更具體的，所述惰性保護(hù)氣體為在刻蝕環(huán)境下不易與刻蝕液或目標(biāo)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體，例如，氮氣、惰性氣體等。
[0055]在本發(fā)明一種具體實施例中，所述載氣為氮氣，氣液混合裝置為渦輪氣液混合栗，該混合栗對高壓氮氣和高壓藥液進(jìn)行混合，混合后氮氣包括溶解態(tài)氮氣和二流體氮氣。
[0056]在本發(fā)明一些實施例中，還包括第一溫度控制機構(gòu)，與刻蝕液提供裝置連接，用于控制刻蝕液的溫度。
[0057]在本發(fā)明一些實施例中，所述氣液噴霧刻蝕設(shè)備還包括第二溫度控制機構(gòu)，設(shè)置于刻蝕腔內(nèi)，具體可以設(shè)置于刻蝕腔室內(nèi)壁上，用于控制刻蝕腔室內(nèi)的溫度。
[0058]在本發(fā)明一些實施例中，