一種干蝕刻設備及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種干蝕刻設備，其包括：蝕刻腔體以及設在所述蝕刻腔體底部的抽氣系統(tǒng)。其中，抽氣系統(tǒng)包括：具有若干抽氣口和排氣口的抽氣通道、抽氣機、對應安裝在各個抽氣口上的可控閥。本發(fā)明還公開了一種干蝕刻方法，其包括以下步驟：將待蝕刻工件放入蝕刻腔體內的基臺上；根據(jù)所要進行的工序選擇抽氣方式，其中所述抽氣方式包括循環(huán)工作模式和非循環(huán)工作模式；在按照所述循環(huán)工作模式或非循環(huán)工作模式進行抽氣的同時進行干蝕刻加工工序。根據(jù)本發(fā)明設計的干蝕刻設備，可以進一步改善干蝕刻制程均一性，提升陣列基板的制造均一性，從而提升產品品質及良品率，減小制程均一性對產品設計的限制，提升產品設計空間。
【專利說明】一種干蝕刻設備及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體加工領域，具體說涉及一種干蝕刻設備及方法。
【背景技術】
[0002]隨著信息社會的發(fā)展，人們對顯示設備的需求得到了增長，因而也推動了液晶面板行業(yè)的快速發(fā)展，面板的產量不斷提升。蝕刻工藝是制造薄膜晶體管液晶顯示裝置(ThinFirm Transistor LiquidCrystal Display,簡稱為TFT-LCD)陣列基板過程中的一個重要步驟。蝕刻工藝根據(jù)蝕刻劑的物理狀態(tài)分為干蝕刻工藝和濕蝕刻工藝，即干蝕刻工藝為利用蝕刻氣體進行蝕刻的工藝，濕蝕刻工藝為利用蝕刻液體進行蝕刻的工藝。
[0003]在利用干蝕刻工藝進行TFT-1XD加工制造的過程中，理想狀態(tài)下蝕刻氣體是在進氣系統(tǒng)的吹力、抽氣系統(tǒng)的吸力、電極板之間的電壓等因素的作用下以完全垂直于待加工基板面的方向吹向待加工基板面。在整個加工過程中，保證蝕刻氣體的氣壓、氣流的穩(wěn)定從而保證整個加工過程中待加工基板面每個部分接觸到的蝕刻氣體的量是相等的，從而保證待加工基板各部分以相同的速率被處理，保證待加工基板各部分在加工過程中的加工均一性。但是由于蝕刻腔體內部設計結構以及排氣系統(tǒng)設計等因素導致在實際操作中蝕刻氣體的流向并不是完全垂直于待加工基板面并且流經待加工基板面的各個部分的蝕刻氣體流速不完全相同。其結果就是在整個蝕刻加工過程中吹向待加工基板各個部分的蝕刻氣體的量并不完全相同。從而導 致待加工基板各個部分的蝕刻程度不同，不能很好地保證待加工基板的各部分的加工均一性。
[0004]但是隨著社會的發(fā)展進步，人們對顯示設備的需求不斷增長，人們對液晶面板的品質也有了更聞要求。為了追求更聞的液晶面板品質以及液晶面板生廣的良品率。對液晶面板加工過程中待加工基板的各部分的加工均一性就有了更高的要求。同時對于使用干蝕刻工藝用于加工其他基板的干蝕刻設備，對其制程均一性的要求也在不斷提高。
[0005]因此，為了更好的保證加工過程中待加工基板的不同位置的制程均一性，需要一種新的用于干蝕刻加工工藝的裝置及方法。

【發(fā)明內容】

[0006]針對現(xiàn)有技術中干蝕刻加工制程均一性不夠高的問題，本發(fā)明提供了一種干蝕刻設備，包括:
[0007]蝕刻腔體，其包括基臺以放置待蝕刻工件；
[0008]設在所述蝕刻腔體底部的抽氣系統(tǒng)，以控制所述蝕刻腔體內部的氣流運動，其中，所述抽氣系統(tǒng)包括:
[0009]抽氣通道，其具有若干抽氣口和排氣口，所述抽氣口通過所述腔體底部的開口伸入到所述腔體中；
[0010]抽氣機，其設置在所述抽氣通道內并靠近所述排氣口 ；
[0011]可控閥，其對應安裝在各個抽氣口上，且被配置成根據(jù)設定參數(shù)打開/關閉；[0012]其中，所述抽氣系統(tǒng)具有循環(huán)工作模式和非循環(huán)工作模式，其中，在所述循環(huán)工作模式下，所述可控閥依次打開/關閉一定時間間隔，從而控制所述腔體內蝕刻氣體的流向，使得在特定工序下流過所述待蝕刻工件的不同位置的蝕刻氣體的平均接觸密度一致。
[0013]在一個實施例中，在所述非循環(huán)工作模式下，所述可控閥全部打開進行抽氣。
[0014]在一個實施例中，在所述循環(huán)工作模式下，所述可控閥經控制逐漸改變所述腔體內蝕刻氣體的流向，從而保持所述蝕刻腔體內部氣流穩(wěn)定。
[0015]在一個實施例中，在所述循環(huán)工作模式下，所述可控閥經控制使所述抽氣系統(tǒng)在單位時間內以恒定的抽氣總量抽氣，從而保持所述蝕刻腔體內部氣壓不變。
[0016]在一個實施例中，在所述循環(huán)工作模式下，所述可控閥打開/關閉的時間間隔由所述特定工序的加工時間決定。
[0017]在一個實施例中，所述抽氣口的數(shù)量及位置由干蝕刻設備電極形狀、基臺形狀、待加工工件的待加工面形狀中的至少一個決定。
[0018]在一個實施例中，所述抽氣口位于所述蝕刻腔體底部，且以相等間距排布在所述基臺的周圍。
[0019]在一個實施例中，在所述循環(huán)工作模式下，相鄰位置上的所述可控閥經控制交替打開/關閉，從而緩慢改變所述腔體內蝕刻氣體的流向。
[0020]在一個實施例中，在所述循環(huán)工作模式下，所述可控閥經控制使得處于打開過程的可控閥處的單位時間內 抽氣量增加量與處于關閉過程的可控閥處的單位時間內抽氣量減小量相等，從而保持所述抽氣通道單位時間內抽氣總量不變。
[0021]在一個實施例中，在所述循環(huán)工作模式下，所述可控閥經控制使得處于打開過程的可控閥的打開程度與處于關閉過程的可控閥的關閉程度相等。
[0022]本發(fā)明還提供了一種對工件進行干蝕刻的方法，包括以下步驟:
[0023]將待蝕刻工件放入蝕刻腔體內的基臺上；
[0024]根據(jù)所要進行的工序選擇抽氣方式，其中所述抽氣方式包括循環(huán)工作模式和非循環(huán)工作模式；
[0025]如果為循環(huán)工作模式，則根據(jù)設定參數(shù)控制可控閥的打開/關閉，從而控制所述蝕刻氣體的流向，使得在特定工序下所述待蝕刻工件的不同位置與流過的蝕刻氣體的平均接觸密度趨于一致；
[0026]在所述循環(huán)工作模式或非循環(huán)工作模式下進行抽氣的同時進行干蝕刻加工工序。
[0027]在一個實施例中，干蝕刻設備的抽氣系統(tǒng)在干蝕刻設備進行蝕刻加工主工序時進入循環(huán)工作模式。
[0028]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0029]根據(jù)本發(fā)明設計的干蝕刻設備，可以進一步改善干蝕刻制程均一性，提升陣列基板的制造均一性，從而提升產品品質及良品率。
[0030]根據(jù)本發(fā)明設計的干蝕刻設備進一步減小了制程均一性對產品設計的限制，提升了產品設計空間。
[0031]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的步驟來實現(xiàn)和獲得?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0032]附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0033]圖1是現(xiàn)有技術中干蝕刻設備的結構框圖；
[0034]圖2和圖3是采用本發(fā)明一實施例的干蝕刻設備的結構框圖；
[0035]圖4是采用本發(fā)明一實施例的干蝕刻設備的俯視結構示意圖；
[0036]圖5a和圖5b是分別采用本發(fā)明實施例的干蝕刻設備的俯視結構示意圖；
[0037]圖6是根據(jù)本發(fā)明的抽氣系統(tǒng)抽氣口形狀示意圖；
[0038]圖7是根據(jù)本發(fā)明一實施例的干蝕刻設備的抽氣系統(tǒng)運作流程示意圖；
[0039]圖8是根據(jù)本發(fā)明一實施例的干蝕刻設備的抽氣系統(tǒng)運作流程圖；
[0040]圖9是根據(jù)本發(fā)明一實施例的干蝕刻設備運作流程示意圖；
[0041]圖10是根據(jù) 本發(fā)明一實施例的干蝕刻設備運作流程示意圖。
【具體實施方式】
[0042]以下將結合附圖及實施例來詳細說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應用技術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。需要說明的是，只要不構成沖突，本發(fā)明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結合，所形成的技術方案均在本發(fā)明的保護范圍之內。
[0043]在電子設備的集成電路制造過程中，常需要在工件表面將整個電路圖案定義出來。其制造程序通常是先在待加工工件的待加工面上蓋上一層薄膜，再利用微影技術在這層薄膜上以光阻定義出電路圖案，再利用化學或物理方式將不需要的部分去除，此種去除步驟便稱為蝕刻。在蝕刻工藝中，通常使用制程均一性來描述在某一制程下工件整體的蝕刻程度。在一特定制程中，同一工件加工面上不同位置的蝕刻程度越接近其制程均一性越高。為保證工件各部分能夠同時完成蝕刻加工，保證工件加工良品率以及工件品質，需要對工件各部分的蝕刻程度進行控制，盡量保證待加工工件各部分以相同的速率被蝕刻。即在蝕刻制程中保證較高的制程均一性。
[0044]在現(xiàn)有技術中，蝕刻工藝通常分為濕蝕刻工藝和干蝕刻工藝。顧名思義，濕蝕刻工藝是采用液體作媒介進行蝕刻，干蝕刻工藝是采用氣體作媒介進行蝕刻。因此對于干蝕刻工藝，在整個制程中待加工工件待加工面接觸到的蝕刻氣體的量就成了決定蝕刻速率的一個重要決定因素。一般情況下改善干蝕刻設備制程均一性主要是通過調整壓力、氣體流量等參數(shù)實現(xiàn)。但是隨著對制程均一性要求的不斷提高，僅僅通過上述幾個參數(shù)調整已很難進一步提升制程均一性，尤其是目前待加工工件越來越大，制程均一性改善難度也越來越大。
[0045]本發(fā)明依據(jù)現(xiàn)有干蝕刻設備機構設計的不足以及均一性很難提升的原因而提出。由于現(xiàn)有干蝕刻設備中抽氣系統(tǒng)功能單一，制程氣體受抽氣系統(tǒng)影響的分布性固定，本發(fā)明針對干蝕刻設備的抽氣系統(tǒng)進行優(yōu)化改進，從而改善加工過程中蝕刻氣體的流向，達到控制整個制程中待加工工件待加工面上不同位置接觸到的蝕刻氣體的量的目的，從而提高制程均一性。[0046]使用本發(fā)明的干蝕刻設備可以改善制程均一性。在這里我們主要基于加工TFT液晶顯示面板的干蝕刻設備來描述本發(fā)明的運作方式，之后所述蝕刻制程主要以加工處理玻璃基板為主。但是需要指出的是，本發(fā)明的干蝕刻設備應用不限于此，任何采用干蝕刻加工工藝的加工制造環(huán)節(jié)都可以采用本發(fā)明所述的干蝕刻設備。
[0047]圖1為現(xiàn)有的一種干蝕刻設備的示意圖，如圖1所示，干蝕刻設備包括:用于進行蝕刻的蝕刻腔體13 ;設置在蝕刻腔體13側面的用于傳送基板15的腔門11 ;架設在蝕刻腔體13底部的用于放置基板15的基臺18 ;用于控制蝕刻氣體流向的上電極12以及下電極16 ;架設在干蝕刻設備的蝕刻腔體13底部，用于排出蝕刻氣體的抽氣系統(tǒng)19。干蝕刻設備的進氣系統(tǒng)架設在蝕刻腔體13頂部電極12處，用于吹進蝕刻氣體，由于進氣系統(tǒng)的位置和上電極12重合，其在圖1中沒有具體體現(xiàn)。
[0048]通過如圖1所示的干蝕刻設備進行蝕刻時，先令上電極12和下電極16之間存在恒定的壓差，然后通過進氣系統(tǒng)將蝕刻氣體吹入蝕刻腔體13中。蝕刻氣體在進氣系統(tǒng)的吹力、抽氣系統(tǒng)19的吸力以及上電極12和下電極16之間的電壓的作用下以從上到下的方向吹向待加工基板15的待加工面。蝕刻氣體的實際流向如標識14處箭頭線所示,吹到待加工面上蝕刻氣體從待加工面中心向邊緣流動，然后沿著基板邊緣向下被抽氣系統(tǒng)19抽出。
[0049]抽氣系統(tǒng)19只有一個大的抽氣通道，蝕刻氣流作用到玻璃基板上時氣體向基板四周擴散，由于基板四周抽氣吸力牽扯，導致基板中間與邊緣的過渡區(qū)域氣體一直處于橫向流動狀態(tài)，導致蝕刻效率較低。由圖1中標識14處的蝕刻氣體流向線的形狀可以看出，流經基板中心區(qū)域20、基板外圍區(qū)域21和22、以及基板邊緣區(qū)域23和24的蝕刻氣體流向是不同的，并由此導致流經基板不同位置的蝕刻氣體的流速不同，從而導致單位時間內，基板不同位置接觸到的蝕刻氣體的接觸密度不同。粗略的描述就是，基板中心區(qū)域20以及邊緣區(qū)域23、24接觸到的蝕刻氣體的接觸密度要小于基板外圍區(qū)域21、22接觸到的蝕刻氣體的接觸密度。因此導致了在對蝕刻氣體比較敏感的材料進行蝕刻時，基板中心區(qū)域20以及邊緣區(qū)域23、24的蝕刻率要小于基板外圍區(qū)域21、22的蝕刻率。
[0050]由于圖1中抽氣系統(tǒng)只包含一個抽氣機17且抽氣方式不變，因此在進氣系統(tǒng)進氣方式不變且上電極12與下電極16之間壓差不變的情況下，蝕刻腔體13內部的蝕刻氣體的流向也是不變的。基于上述情況，在經過一定蝕刻加工時間后，基板的中心區(qū)域20以及邊緣區(qū)域23、24的蝕刻程度小于外圍區(qū)域21、22.從而降低了基板的均一性，進而影響了完成加工后的基板的品質。甚至在這種情況嚴重時會造成基板的加工失敗，降低了蝕刻加工的成品率。
[0051]為了提高基板的蝕刻制程均一性，本發(fā)明改進了干蝕刻設備，尤其是針對干蝕刻設備的抽氣系統(tǒng)做出了改進。使用本發(fā)明一實施例的抽氣系統(tǒng)的干蝕刻設備如圖2和圖3所示。在不包含抽氣系統(tǒng)的情況下，圖2和圖3所示干蝕刻設備結構和圖1所示的完全相同，在這里就不再贅述。抽氣系統(tǒng)30架設在干蝕刻設備的蝕刻腔體13底部。其包括抽氣通道36、可控閥31和32、抽氣機37。其中抽氣通道36具有抽氣口 33和34、排氣口 35。抽氣口 33和34通過所述腔體底部的開口伸入到所述腔體中且以基臺18為中心分別安置在基臺18的兩側。在抽氣系統(tǒng)運行時，氣體在抽氣機37吸力的作用下通過抽氣口 33、34進入抽氣通道36，然后通過排氣口 35被排出。
[0052]抽氣系統(tǒng)30的可控閥31和32被配置成根據(jù)設定參數(shù)打開/關閉?？煽亻y31和32可以控制其打開/關閉的程度，從而控制抽氣口 33和34單位時間內的抽氣量。在本實施例中，抽氣系統(tǒng)30具有循環(huán)工作模式和非循環(huán)工作模式。其中，在非循環(huán)工作模式下可控閥31和32同時打開抽氣；在循環(huán)工作模式下，可控閥31和32依次打開/關閉一定時間間隔，從而控制所述腔體內蝕刻氣體的流向，使得在特定工序下流過待蝕刻工件的不同位置的蝕刻氣體的平均接觸密度一致。當然的，在實際情況下流過待蝕刻工件的不同位置的蝕刻氣體的平均接觸密度無法做到完全相同。因此這里我們所說的一致只能是一個近似相同的狀態(tài)。同樣的，在本說明書之后的描述中，所說的一致也并不是指的完全相同，而是一種近似相同的狀態(tài)。
[0053]同時，根據(jù)抽氣系統(tǒng)30的可控閥31和32不同狀態(tài)，循環(huán)工作模式下的抽氣系統(tǒng)30還可細分為兩個工作狀態(tài)。第一工作狀態(tài)如圖2所示。在第一工作狀態(tài)中可控閥31打開，可控閥32關閉，從而蝕刻氣體從抽氣口 33進入抽氣通道36，抽氣口 34處的單位時間內的抽氣量為O。在此情況下，蝕刻氣體在上電極12、下電極16、進氣系統(tǒng)以及抽氣系統(tǒng)30的作用下，其流向如標識38的箭頭線所示。
[0054]同樣的，抽氣系統(tǒng)30的第二工作狀態(tài)如圖3所示。在第二工作狀態(tài)中可控閥32打開，可控閥31關閉，從而蝕刻氣體從抽氣口 34進入抽氣通道36，抽氣口 33處當下單位時間內的抽氣量為O。在此情況下，蝕刻氣體在上電極12、下電極16、進氣系統(tǒng)以及抽氣系統(tǒng)30的作用下，其流向如標識39的箭頭線所示。
[0055]單獨看抽氣系統(tǒng)30的一個工作狀態(tài)，對于基板15的不同位置蝕刻氣體的流向和流速是不相同，因而在一個工作狀態(tài)中，單位時間內基板15不同位置接觸到的蝕刻氣體的接觸密度不同，在整個工作狀態(tài)中基板15不同位置接觸到的蝕刻氣體的總量也就不同。但是綜合的看抽氣系統(tǒng)30的兩個工作狀態(tài)，在第一工作狀態(tài)和第二工作狀態(tài)中，在水平方向上，蝕刻氣體的流向是相反的，相反方向流動的蝕刻氣體在其整個工作狀態(tài)的總氣量近似互補關系。即在第一工 作狀態(tài)中基板15接觸到的蝕刻氣體總量相對其他區(qū)域較小的區(qū)域，在第二工作狀態(tài)中接觸到的蝕刻氣體總量相對其他區(qū)域較大。這樣總體的看，在兩個工作狀態(tài)中，基板15不同位置接觸到的蝕刻氣體總量一致，從而提高了基板制程均一性。
[0056]將依次執(zhí)行兩個工作狀態(tài)算作一個抽氣周期，在蝕刻過程中完整的重復循環(huán)執(zhí)行抽氣周期即可以使得在整個蝕刻過程中基板15不同位置接觸到的蝕刻氣體總量趨于均一，從而保證在整個蝕刻過程中，基板15不同位置的蝕刻程度一致，從而最大限度的保證蝕刻處理的處理品質以及良品率。
[0057]在干蝕刻工藝中，因為干蝕刻設備蝕刻腔體內的氣壓要保持一個恒定值，這就要求在抽氣系統(tǒng)運行前需要根據(jù)腔內氣壓值以及進氣系統(tǒng)的進氣總量設定抽氣系統(tǒng)的抽氣總量。并且在整個蝕刻制程中，如果進氣系統(tǒng)單位時間內的進氣總量不變，抽氣系統(tǒng)單位時間內的抽氣總量也不能發(fā)生變化。即單位時間內干蝕刻設備的可控閥經控制使所述抽氣系統(tǒng)以恒定的抽氣總量抽氣，從而保持蝕刻腔體內部氣壓不變。這就要求本實施例的抽氣系統(tǒng)運行時，在一個抽氣口單位時間內的抽氣量減小/增大的過程中，另一個抽氣口單位時間內的抽氣量等量增大/減小，即在保證兩個抽氣口單位時間內的抽氣總量始終保持不變的前提下進行工作狀態(tài)的切換，避免抽氣不足或過量導致蝕刻腔體內部氣壓不穩(wěn)定。
[0058]本發(fā)明的抽氣系統(tǒng)在正常運行的過程中，需要可控閥經控制緩慢改變腔體內蝕刻氣體的流向，從而保持蝕刻腔體內部氣流穩(wěn)定。即任意抽氣口單位時間內的抽氣量變化不能過快，同時抽氣系統(tǒng)吸入蝕刻氣體的吸入位置也不能快速改變，因為上述兩者的快速變化都會導致蝕刻氣體流向和流速的急劇變化從而影響蝕刻腔體內的氣流的穩(wěn)定。在本實施例中，抽氣系統(tǒng)在進行工作狀態(tài)切換時，緩慢的減小一個抽氣口單位時間內的抽氣量直到其為零(抽氣口關閉)，同時緩慢的打開另一個抽氣口，逐漸增加其單位時間內的抽氣量，在一個抽氣口剛達到關閉狀態(tài)的時候，保證另一個抽氣口剛剛達到系統(tǒng)設定的單位時間內的抽氣量最大值，使其始終符合兩個轉換通道開啟量相加等于一個通道開啟量原則，避免抽氣不足或過量導致蝕刻腔體內壓力不穩(wěn)定。
[0059]上述實施例只是本發(fā)明的一個簡單實施例。在上述實施例中，抽氣系統(tǒng)30的設計只考慮蝕刻氣體在基板水平面上一對相對方向上流向互補。抽氣系統(tǒng)30只包含兩個抽氣口，當然的，在實際操作中，需要根據(jù)實際情況考慮蝕刻氣體在基板水平面上多個方向上的流向。因此，在實際操作中，需要根據(jù)基板待加工面形狀、上下電極形狀、基板基座形狀等因素來設計抽氣口的數(shù)量、安裝位置、單位時間內抽氣量變化等參數(shù)，從而達到對蝕刻氣體流向的更加精確的控制，以使在一個抽氣周期中基板不同位置接觸到的蝕刻氣體總量一致。
[0060]例如，在本發(fā)明另一個實施例中，干蝕刻設備的電極、基板待加工面以及基座形狀為四邊形。在此實施例中，抽氣系統(tǒng)基于電極形狀考慮基板平面上前后左右四個方向的蝕刻氣體流向。因此在如圖4所示的實施例中，抽氣系統(tǒng)包含4個抽氣口。圖4為干蝕刻設備基板的俯視圖，如圖4所示，抽氣口 41、42、43、44等間距安裝在基板45四周，每個抽氣口對應基板45的一條邊。
[0061]本發(fā)明的干蝕刻設備的抽氣系統(tǒng)的抽氣口設計目的是控制蝕刻腔體內蝕刻氣體的流向。因此本發(fā)明的干蝕刻設備的抽氣系統(tǒng)的抽氣口設計并不限于上述實施例中所描述的情況。在保證一個抽氣周期內吹 向基板代加工區(qū)域不同位置的蝕刻氣體的總氣量一致的基礎上，配合抽氣口單位時間內抽氣量的變化，抽氣口的數(shù)量、位置設計也會有多種不同的形式。例如在如圖5a和圖5b所示的本發(fā)明的另一實施例中，干蝕刻設備的電極、基板待加工面以及基座形狀為圓形。在此實施例中，抽氣口設計可以為如圖5a所示的4個抽氣口。同樣在保證單位時間內總抽氣量不變的情況下，此實施例中的抽氣口設計也可以為如圖5b所示的5個抽氣口。當然也可以設計更多的抽氣口，只要在安裝時保證抽氣口等間距安裝在基板四周并在運行中保證單位時間內總抽氣量不變，避免抽氣不足或過量導致蝕刻腔體內壓力不穩(wěn)定。
[0062]當然的，本發(fā)明的干蝕刻設備也可包含一個可動抽氣口。即在系統(tǒng)運行過程中，抽氣口的位置是可動的。這樣即使只有一個抽氣口的，抽氣系統(tǒng)也可以通過控制抽氣口的移動從而控制蝕刻腔體內蝕刻氣體的流向。同樣本發(fā)明的另一實施例中也可采用至少一個可動抽氣口以及固定抽氣口配合的方式，這樣對蝕刻氣體的流向控制就更為復雜，但控制結果也更加精確。但其最基本的設計目的不會變化，因此在這里就不多加贅述。
[0063]在本發(fā)明的干蝕刻設備運行前，還要根據(jù)蝕刻制程時間的長短制定抽氣系統(tǒng)循環(huán)工作模式下可控閥打開/關閉的時間間隔以及可控閥打開/關閉的順序?；诳煽亻y的不同開關狀態(tài)定義抽氣系統(tǒng)的工作狀態(tài)，每次可控閥進行打開/關閉的動作即為一次工作狀態(tài)轉換。定義依次執(zhí)行所有的工作狀態(tài)為一個抽氣周期，則抽氣系統(tǒng)執(zhí)行完一個抽氣周期時,干蝕刻設備蝕刻腔體內部的蝕刻氣體流向正好也完成了一個變化周期。在一個抽氣周期內流過待蝕刻工件的不同位置的蝕刻氣體的平均接觸密度一致。[0064]因此在制定可控閥打開/關閉的時間間隔的時候要保證蝕刻制程時間為抽氣周期時間的整數(shù)倍，即在整個蝕刻制程時間內可以完整的循環(huán)運行η個抽氣周期，其中η為大于等于I的整數(shù)。在本實施例中，假設蝕刻制程時長為N*t，設定系統(tǒng)的抽氣周期時長為t，即在蝕刻制程中，抽氣系統(tǒng)循環(huán)執(zhí)行抽氣周期N次。
[0065]然后根據(jù)進氣系統(tǒng)單位時間內的進氣量以及干蝕刻設備工作時蝕刻腔體內氣壓設定抽氣系統(tǒng)單位時間內的抽氣量。在如圖4所示的實施例中，進氣系統(tǒng)單位時間內的進氣量以及干蝕刻設備工作時腔內氣壓為恒定，則在系統(tǒng)工作時必須保證其單位時間內總抽氣量始終恒定。本實施例中的干蝕刻設備的抽氣系統(tǒng)在循環(huán)工作模式下具有四個工作狀態(tài)，在任意一個工作狀態(tài)中，抽氣系統(tǒng)只有一個抽氣口開啟，所以在本實施例的抽氣系統(tǒng)運行時，一個抽氣口完全打開時單位時間內的抽氣量就是系統(tǒng)單位時間內的總抽氣量。
[0066]在如圖4、圖5a、圖5b所示的實施例中，抽氣系統(tǒng)的抽氣口設計為正方形。不難理解，只要不影響正常的抽氣運行，抽氣口的設計可以為任意形狀。如圖6所示，抽氣口的形狀可以為正方形、圓形、五邊形、八邊形或是其他任意形狀。
[0067]抽氣系統(tǒng)按照預定順序完成所有工作狀態(tài)的切換即為一個抽氣周期，即每個工作狀態(tài)的持續(xù)時間為t/4。如圖7所示:在第一工作狀態(tài)中，抽氣口 41打開，其他工作口關閉；在第二工作狀態(tài)中，抽氣口 42打開，其他工作口關閉；在第三工作狀態(tài)中，抽氣口 43打開，其他工作口關閉；在第四工作狀態(tài)中，抽氣口 44打開，其他工作口關閉。按照從第一到第四的順序執(zhí)行四個工作狀態(tài)從而完成一個抽氣周期。
[0068]當然的，抽氣周期的開始并不限于必須是由第一工作狀態(tài)開始。在本實施例中可以從任意一個工作狀 態(tài)開始初始的工作周期，但是為了保證蝕刻腔體內氣流穩(wěn)定，切換工作狀態(tài)時打開的必須是相鄰的抽氣口。即按照如圖4中抽氣口排列方式所示的順時針或逆時針方向不斷打開下一相鄰的抽氣口。同時在抽氣口的打開和關閉過程中，為了保證保證蝕刻腔體內氣流穩(wěn)定以及氣壓恒定，切換工作狀態(tài)時抽氣口要緩慢關閉/打開，處于切換狀態(tài)的兩個抽氣口的抽氣總量要始終等于一個抽氣口完全打開時的抽氣總量。例如第一工作狀態(tài)中，抽氣口 41完全打開，假設下一個工作狀態(tài)為第二工作狀態(tài)，那么在狀態(tài)切換時抽氣口 41緩慢關閉，抽氣口 42緩慢打開，并且抽氣口 41單位時間內的抽氣量減小到最大值的1/4時，抽氣口 42單位時間內的抽氣量恰好增大到最大值的3/4，即抽氣口 41和抽氣口 42單位時間內的抽氣量的和始終為抽氣口 41或抽氣口 42完全打開時單位時間內的抽氣量。即使其始終符合兩個轉換通道開啟量相加等于一個通道開啟量原則，避免抽氣不足或過量導致蝕刻腔體內壓力不穩(wěn)定。
[0069]接下來通過一系列的流程圖來描述本發(fā)明的抽氣系統(tǒng)的運作方式。在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執(zhí)行指令的計算機系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。
[0070]首先獨立的看干蝕刻設備的抽氣系統(tǒng)。在干蝕刻設備投入運行前，需要先對其內部結構進行設計。如圖8所示，在最初的步驟S810中，首先要根據(jù)干蝕刻設備蝕刻腔體的結構來設計抽氣系統(tǒng)的抽氣口。例如在電極形狀和基板形狀為四邊形時，設計四個抽氣口對應基板的四條邊，并將抽氣口如圖4所示的那樣等間距環(huán)繞基板安裝在蝕刻腔體底部。然后在步驟S820中根據(jù)上述抽氣口設計在干蝕刻設備內部安裝抽氣口。[0071]在抽氣口安裝好后，抽氣系統(tǒng)的需要配合干蝕刻設備的運行狀態(tài)來運行。在干蝕刻設備運行前，首先要進行步驟S830根據(jù)干蝕刻工藝下加工工序參數(shù)設定抽氣系統(tǒng)的運行參數(shù)，其參數(shù)包括在循環(huán)工作模式下或非循環(huán)工作模式下可控閥打開/關閉的時間間隔以及可控閥打開/關閉的順序。
[0072]當一切設定完成后，干蝕刻設備進入蝕刻制程，與此同時，抽氣系統(tǒng)進入步驟S840，其進入循環(huán)工作模式或非循環(huán)工作模式。當干蝕刻設備蝕刻制程結束，抽氣系統(tǒng)也隨之進入步驟S850，系統(tǒng)停機。
[0073]圖9是通過干蝕刻設備整體的運行流程來描述抽氣系統(tǒng)與干蝕刻設備運作配合。如圖9所示，首先在步驟S910中，待加工基板被放入干蝕刻設備中。然后在步驟S920中干蝕刻設備對待加工基板的參數(shù)進行識別從而確定蝕刻工藝制程的加工工序參數(shù)。緊接著在步驟S930中，蝕刻工藝制程的加工工序參數(shù)被傳達到抽氣系統(tǒng)，抽氣系統(tǒng)根據(jù)蝕刻工藝制程的加工工序參數(shù)確定自身的工作參數(shù)。即抽氣系統(tǒng)確定在何道工序下進入循環(huán)工作模式或非循環(huán)工作模式。并且抽氣系統(tǒng)根據(jù)加工工序參數(shù)設定自身的可控閥在循環(huán)工作模式下或非循環(huán)工作模式下打開/關閉的時間間隔以及打開/關閉的順序。
[0074]接著在步驟S940中，干蝕刻設備進行蝕刻加工操作，與此同時，抽氣系統(tǒng)按照預訂工作參數(shù)設定進行抽氣。最后在步驟S950中干蝕刻設備完成蝕刻加工，制程結束。抽氣系統(tǒng)隨之停機。
[0075]在這里需要指出的是，在圖9所示的實施例的流程中。在何道工序進入循環(huán)工作模式或非循環(huán)工作模式是由抽氣系統(tǒng)自身判斷的。當然的，此判斷步驟也可交予干蝕刻裝置或是人工完成。另外同樣，抽氣系統(tǒng)的的可控閥在循環(huán)工作模式下或非循環(huán)工作模式下打開/關閉的時間間隔以及打開/關閉的順序等工作參數(shù)設定也可交予干蝕刻裝置或是人工完成。
[0076]在這里需要指出的是，在圖8和圖9所示的實施例的流程中，抽氣系統(tǒng)僅在干蝕刻設備進行蝕刻加工制程時工作。在本發(fā)明其他實施例中，抽氣系統(tǒng)的運行情況根據(jù)干蝕刻設備的實際加工需要會有所不同。如在圖10所示本發(fā)明另一實施例的運行流程中。在步驟S1010中，干蝕刻設備進行蝕刻制程的前期準備操作，此時抽氣系統(tǒng)進入非循環(huán)工作模式。在本實施例中，抽氣系統(tǒng)在非循環(huán)工作模式下打開所有抽氣口抽氣。然后干蝕刻設備進入步驟S1020，進行蝕刻加工制程，此時抽氣系統(tǒng)也隨之進入循環(huán)工作模式，按照預定的運行參數(shù)運作。接著干蝕刻設備進入步驟S1030，進行后處理操作，并隨后進入步驟S1040，將加工完成的基板送出。在步驟S1030和步驟S1040中，抽氣系統(tǒng)進入非循環(huán)工作模式。在干蝕刻設備送出加工完成的基板后，干蝕刻設備和抽氣系統(tǒng)進入步驟S1050，兩者停機，整個蝕刻加工制成結束。
[0077]在圖10所示的步驟S1010和步驟S1030中，抽氣系統(tǒng)打開所有抽氣口進行抽氣，其原因在于此實施例中影響蝕刻均一性的是S1020蝕刻加工處理步驟，其他都是輔助步驟，干蝕刻設備在步驟S1010和步驟S1030不需要對其內部的蝕刻氣體流向做控制，如果此時抽氣系統(tǒng)也執(zhí)行抽氣周期操作的話，會造成抽氣系統(tǒng)時間分配復雜化。在本發(fā)明其他實施例中，干蝕刻設備在蝕刻制程的前期準備或是蝕刻加工制程的后處理中仍然需要對蝕刻氣體的流向做控制。如電漿預處理工序中，需要利用電漿將工件表面之光阻加以去除，此工序中，也需要控制工件加工處理的均一性。則在類似此種情況下，需要根據(jù)干蝕刻設備蝕刻加工制程的具體需要，具體設定抽氣系統(tǒng)在何道工序下進入循環(huán)工作模式或非循環(huán)工作模式。
[0078]雖然本發(fā)明所公開的實施方式如上，但所述的內容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實施方式，并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所述方法還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明的權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種干蝕刻設備，其特征在于，所述設備包括: 蝕刻腔體，其包括基臺以放置待蝕刻工件； 設在所述蝕刻腔體底部的抽氣系統(tǒng)，以控制所述蝕刻腔體內部的氣流運動，其中，所述抽氣系統(tǒng)包括: 抽氣通道，其具有若干抽氣口和排氣口，所述抽氣口通過所述腔體底部的開口伸入到所述腔體中； 抽氣機，其設置在所述抽氣通道內并靠近所述排氣口； 可控閥，其對應安裝在各個抽氣口上，且被配置成根據(jù)設定參數(shù)打開/關閉； 其中，所述抽氣系統(tǒng)具有循環(huán)工作模式和非循環(huán)工作模式，其中，在所述循環(huán)工作模式下，所述可控閥依次打開/關閉一定時間間隔，從而控制所述腔體內蝕刻氣體的流向，使得在特定工序下流過所述待蝕刻工件的不同位置的蝕刻氣體的平均接觸密度一致。
2.如權利要求1所述的干蝕刻設備，其中，在所述非循環(huán)工作模式下，所述可控閥全部打開進行抽氣。
3.如權利要求1所述的干蝕刻設備，其中，在所述循環(huán)工作模式下，所述可控閥經控制逐漸改變所述腔體內蝕刻氣體的流向，從而保持所述蝕刻腔體內部氣流穩(wěn)定。
4.如權利要求1所述的干蝕刻設備，其中，在所述循環(huán)工作模式下，所述可控閥經控制使所述抽氣系統(tǒng)在單位時間內以恒定的抽氣總量抽氣，從而保持所述蝕刻腔體內部氣壓不變。
5.如權利要求1所述的干蝕刻設備，其中，在所述循環(huán)工作模式下，所述可控閥打開/關閉的時間間隔由所述特定工序的加工時間決定。
6.如權利要求1所述的干蝕刻設備，其中，所述抽氣口的數(shù)量及位置由干蝕刻設備電極形狀、基臺形狀、待加工工件的待加工面形狀中的至少一個決定。
7.如權利要求6所述的干蝕刻設備，其中，所述抽氣口位于所述蝕刻腔體底部，且以相等間距排布在所述基臺的周圍。
8.如權利要求3所述的干蝕刻設備，其中，在所述循環(huán)工作模式下，相鄰位置上的所述可控閥經控制交替打開/關閉，從而緩慢改變所述腔體內蝕刻氣體的流向。
9.如權利要求4所述的干蝕刻設備，其中，在所述循環(huán)工作模式下，所述可控閥經控制使得處于打開過程的可控閥處的單位時間內抽氣量增加量與處于關閉過程的可控閥處的單位時間內抽氣量減小量相等，從而保持所述抽氣通道單位時間內抽氣總量不變。
10.如權利要求9所述的干蝕刻設備，其中，在所述循環(huán)工作模式下，所述可控閥經控制使得處于打開過程的可控閥的打開程度與處于關閉過程的可控閥的關閉程度相等。
11.一種對工件進行干蝕刻的方法，其特征在于，包括以下步驟: 將待蝕刻工件放入蝕刻腔體內的基臺上； 根據(jù)所要進行的工序選擇抽氣方式，其中所述抽氣方式包括循環(huán)工作模式和非循環(huán)工作模式； 如果為循環(huán)工作模式，則根據(jù)設定參數(shù)控制可控閥的打開/關閉，從而控制所述蝕刻氣體的流向，使得在特定工序下所述待蝕刻工件的不同位置與流過的蝕刻氣體的平均接觸密度趨于一致； 在所述循環(huán)工作模式或非循環(huán)工作模式下進行抽氣的同時進行干蝕刻加工工序。
12.如權利要求11所述的抽氣方法，其中，干蝕刻設備的抽氣系統(tǒng)在干蝕刻設備進行蝕刻加工主工序時進 入循環(huán)工作模式。
【文檔編號】H01L21/3065GK104022006SQ201410221953
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權日:2014年5月23日
【發(fā)明者】柴立 申請人:深圳市華星光電技術有限公司