专利名称：具有多腔体的气相蚀刻设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气相蚀刻设备，特别是涉及一种具有多腔体的气相蚀刻设备。
背景技术：
蚀刻技术可以分为『湿蚀刻』(wet etching)、『干蚀刻』(dry etching)两类。传统区域性蚀刻是将目标材料，先定义欲蚀刻的位置与面积后利用液态化学溶液 直接接触目标材料与之进行蚀刻反应，或物理撞击作用而移除的技术。其中湿蚀刻，又称液相蚀刻，是将目标材料浸没于适当的化学溶液中，或将液相化学溶液喷洒至目标材料上，经由溶液与被蚀刻物间的化学反应，来移除目标材料上的层膜，以达到蚀刻的目的。但在湿蚀刻过程，制程步骤复杂且液相化学品分子体积大、接触目标材料的表面积小，故蚀刻制程时间冗长。而干蚀刻通常是一种电衆蚀刻(plasma etching),电衆蚀刻中的蚀刻作用，但目前两种普遍使用的蚀刻技术皆须经过多道复杂制作程序达到蚀刻效果，且干蚀刻的缺点有对底层的低选择性，组件遭受电浆损坏的风险及昂贵的设备。湿蚀刻则有等向性的问题，易造成蚀刻偏差，因此制作步骤复杂且成本高。有鉴于此，本实用新型人凭借多年从事相关产业的开发经验，针对现有蚀刻制作过程及其设备在使用上所面临的问题深入探讨，通过大量分析，并积极寻求解决之道，经过长期努力研究与发展，终于成功的创作出一种具有多腔体的气相蚀刻设备，藉以改善以上所述的缺失。
实用新型内容本实用新型的主要目的，是提供一种具有多腔体的气相蚀刻设备，利用含氟气体，例如氟化氮气体、氟气、氟化氯气体或氟化氢气体作为制程气体，以进行蚀刻例如是太阳能电池、半导体、平面显示器基板层膜区域性去除与各项金属及非金属产品表面加工的制程设备，以达到一种通过不同化学品气相特性搭载本实用新型的气相蚀刻设备进行蚀刻动作，其相较于过去蚀刻技术，更具有低成本、高蚀刻率及区域选择性的效果，同时兼顾绝佳安全性。本实用新型的另一目的，是提供一种具有多腔体的气相蚀刻设备，其可根据对象不同尺寸、蚀刻面积、并以对象材料搭配不同液态或固态化学品的气相特性，进行搭配调整温度、流量及流速，均可透过相同设计的高安全性、以多腔体结构进行保护的气相蚀刻设备。为达上述目的，本实用新型提供一种具有多腔体的气相蚀刻设备，包含有工作腔体以利用制程气体蚀刻对象，并产生残余气体，工作腔体具有第一开口，且工作腔体内具有腔体压力；除气腔体包覆工作腔体，且除气腔体具有第二开口，除气腔体内具有除气压力，且腔体压力大于除气压力，以排出残余气体；防护腔体包覆除气腔体，防护腔体内具有气体压力，且气体压力大于除气压力，藉此挤压除气压力。本实用新型的具有多腔体的气相蚀刻设备，其中优选所述防护腔体中的气体压力大于或等于所述工作腔体中的腔体压力，可对所述除气腔体施加该气体压力。本实用新型的具有多腔体的气相蚀刻设备，其中优选所述工作腔体、所述除气腔体及所述防护腔体各具有一通口，所述通口利用一气体管路分别对应连接一气体传输装置、一洗气装置及一压缩干燥空气装置，且所述腔体压力是由该气体传输装置提供，所述除气压力是由该洗气装置提供，该气体压力是由该压缩干燥空气装置提供。进一步地，本实用新型的具有多腔体的气相蚀刻设备，其中所述工作腔体、所述除气腔体、所述防护腔体及所述气体管路的温度均为20. Of 99. 9°C。所述工作腔体与所述气体传输装置之间、所述除气腔体与所述洗气装置之间以及所述防护腔体与所述压缩干燥空气装置之间各具有一单向阀，以分别对应控制该制程气体及该残余气体的流向。 本实用新型的具有多腔体的气相蚀刻设备，还包括一气体回收装置，连接所述洗气装置及所述气体传输装置，接收所述残余气体，以产生一蚀刻气体至所述气体传输装置，该气体传输装置可将该蚀刻气体结合所述制程气体一并传输至所述工作腔体。本实用新型的具有多腔体的气相蚀刻设备，更包括一气体防泄组件，以密封所述
第二开口。进一步地，其中所述气体防泄组件为O型环密封或填衬垫(packing)。其中所述气体防泄组件的材质为抗腐蚀软性材料，例如铁氟龙(Teflon，聚四氟乙烯)或全氟化的材料。本实用新型的具有多腔体的气相蚀刻设备，其中所述制程气体为一含氟气体，该含氟气体可为氟化氮气体、氟气、氟化氯气体或氟化氢气体，且所述防护腔体中的气体压力是由所述压缩干燥空气装置利用惰性气体产生，该惰性气体可为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氡气。本实用新型的具有多腔体的气相蚀刻设备，其中优选所述蚀刻的物件对象为太阳能电池、半导体或平面显示器基板。以下通过具体实施例配合说明书附图详细说明，以便更容易了解本实用新型的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
图I为本实用新型气相蚀刻设备的多腔体立体结构图；图2为本实用新型的具有多腔体的气相蚀刻设备示意图。附图标记说明10_具有多腔体的气相蚀刻设备；12_工作腔体；14_物件对象；16-第一开口 ； 18-除气腔体；20_第二开口 ；22_防护腔体；24_通口 ；26_气体管路；28_气体传输装置；30_洗气装置；32_压缩干燥空气装置；34_单向阀；36_气体回收装置；38_气体防泄组件；G1-制程气体；G2-残余气体；P1-腔体压力；P2-除气压力；P3-气体压力。
具体实施方式
以下是具体实施方式
，但本实用新型的保护范围不限于这些实施例所列举的范围。本实用新型适用于太阳能电池、半导体、平面显示器基板层膜区域性去除以及各项金属及非金属产品表面加工的制程设备。本实用新型的设计理念是一种通过不同化学品气相特性搭载本实用新型的气相蚀刻设备进行蚀刻动作，达到低成本、高蚀刻率及区域选择性的效果，同时兼顾绝佳安全性考虑设计。本实用新型于此列举一实施例，图I及图2是以说明本实用新型气相蚀刻设备的多腔体立体结构图及具有多腔体的气相蚀刻设备示意图。如图1、2所示，本实用新型于此揭示一种具有多腔体的气相蚀刻设备10，其包含有工作腔体12以利用制程气体G1进行蚀刻对象14，制程气体G1在蚀刻对象14过程之后产生残余气体G2,工作腔体12具有第一开口 16，且工作腔体12内具有腔体压力P1,除气腔体18包覆工作腔体12，且除气腔体18具有第二开口 20，除气腔体18内具有除气压力P2，且腔体压力P1大于除气压力P2,因此工作腔体12可藉由腔体压力P1通过第一开口 16，以排出残余气体G2至除气腔体18。 续前文所述，本实用新型加设防护腔体22以包覆除气腔体18，防护腔体22内具有气体压力p3，气体压力P3大于除气压力P2,藉此本实用新型可针对第二开口 20挤压除气压力P2,使残余气体G2不外泄至防护腔体22，进而可防止残余气体G2外泄于大气之中。其中物件对象14可以是太阳能电池、半导体、平面显示器基板、各项金属及非金属产品。此外，当使用的制程气体G1极具危险性，还可在原先的防护腔体22上，再加设同样设计的防护腔体22以包覆原先防护腔体22，因此在制程过程当中更能确保使用上的安全性，然其设计方式与前述防护腔体22以包覆除气腔体18的设计原理相同，故不再赘述。承上所述，本实用新型的气体压力P3大于除气压力P2是为工程师自由设定参数，然而本实用新型在气体压力P3并不以此为限，当本实用新型的具有多腔体的气相蚀刻设备10进行蚀刻一物件对象14时，更可依据实际制程状况，将气体压力P3设定大于或等于腔体压力P1,当气体压力P3设定值大于腔体压力P1时，除了可向除气腔体18施加气体压力P3之夕卜，除气腔体18内的残余气体G2也因气体压力P3挤压，仅能在除气腔体18移动，因此可保持残余气体G2不外泄于大气之中，而当气体压力P3设定值等于腔体压力P1时，则不会因气体压力P3挤压除气压力P2过程当中，间接产生挤压腔体压力P1而妨碍制程气体G1往物件对象14移动。如图2所示，本实用新型的具有多腔体的气相蚀刻设备10，其中工作腔体12、除气腔体18及防护腔体22各具有通口 24，此些通口 24利用气体管路26分别对应连接气体传输装置28、洗气装置30及压缩干燥空气装置32，且腔体压力P1是由气体传输装置28提供，除气压力P2是由洗气装置30提供，气体压力P3则是由压缩干燥空气装置32提供。如图2所示，本实用新型的具有多腔体的气相蚀刻设备10，其中工作腔体12与气体传输装置28之间、除气腔体18与洗气装置30之间以及防护腔体22与压缩干燥空气装置32之间各具有单向阀34，以分别对应控制制程气体G1及残余气体G2的流向，透过单向阀34的控制，可避免制程气体G1及残余气体G2产生回流。如前所述，本实用新型的具有多腔体的气相蚀刻设备10，可增设气体回收装置36，气体回收装置36连接气体传输装置28及洗气装置30，以接收残余气体G2，加以回收残余气体G2之后，可再产生蚀刻气体至气体传输装置28，气体传输装置28将蚀刻气体结合制程气体G1 —并传输至工作腔体12以进行蚀刻对象14。[0031]接续前文，本实用新型的具有多腔体的气相蚀刻设备10，包含有气体防泄组件38，以密封第二开口 20，其中气体防泄组件38的材质为抗腐蚀软性材料，例如铁氟龙(Teflon,聚四氟乙烯)或全氟化的材料,且气体防泄组件38为O型环密封或迫紧(packing,在压力的作用下能使密封紧密的材料)，其中制程气体G1为含氟气体，例如是氟化氮气体、氟气、氟化氯气体或氟化氢气体。且腔体压力P1是由气体传输装置28提供，通过气体在不同温度下会有不同的气相压力特性，经气体传输装置28对工作腔体12加热后，工作腔体12会有压力产生，气体压力P3可由压缩干燥空气装置32注入一惰性气体而产生，此惰性气体例如是氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氡气，使用惰性气体可更加确保制程气体G1不与外部空气产生反应，更能确保制程气体使用上的安全。综上所述，依据本实用新型的具有多腔体的气相蚀刻设备10，进行蚀刻物件对象14，利用含氟气体挥发的特性，并保持工作腔体12、除气腔体18、防护腔体22及气体管路26之间，使温度大于20. 01°C的状态(20. 0Γ99. 9°C之间)，即可将物件对象14所定义的位置全面清除。并且，本实用新型更可依据物件对象14不同尺寸、蚀刻面积、以物件对象14的材料特性来搭配不同液态或固态化学品的气相特性，搭配调整温度、流量及流速以进行蚀刻物件对象14(如图I是以太阳能基板做为举例说明)，同时再辅以本实用新型的具有多腔 体的气相蚀刻设备10，进而保持使用上的高安全性。虽然，本实用新型前述的实施例揭露如上，然其并非用以限订本实用新型。在不脱离本实用新型精神和范围内所为的更动与润饰，均属于本实用新型专利范围的主张。
权利要求1.一种具有多腔体的气相蚀刻设备，至少包括 一工作腔体，利用一制程气体以蚀刻一物件对象，并产生一残余气体，该工作腔体具有一第一开口，且该工作腔体内具有一腔体压力； 一除气腔体，包覆所述工作腔体，且该除气腔体具有一第二开口，该除气腔体内具有一除气压力，且所述腔体压力大于该除气压力，以排出该残余气体；以及 一防护腔体，包覆所述除气腔体，该防护腔体内具有一气体压力，且该气体压力大于所述除气压力，藉此挤压所述除气压力。
2.如权利要求I所述的具有多腔体的气相蚀刻设备，其特征在于，所述防护腔体中的气体压力大于或等于所述工作腔体中的腔体压力，可对所述除气腔体施加该气体压力。
3.如权利要求2所述的具有多腔体的气相蚀刻设备，其特征在于，其中所述工作腔体、所述除气腔体及所述防护腔体各具有一通口，所述通口利用一气体管路分别对应连接一气体传输装置、一洗气装置及一压缩干燥空气装置，且所述腔体压力是由该气体传输装置提供，所述除气压力是由该洗气装置提供，该气体压力是由该压缩干燥空气装置提供。
4.如权利要求3所述的具有多腔体的气相蚀刻设备，其特征在于，其中所述工作腔体、所述除气腔体、所述防护腔体及所述气体管路的温度均为20. 01 99. 9°C。
5.如权利要求3所述的具有多腔体的气相蚀刻设备，其特征在于，其中所述工作腔体与所述气体传输装置之间、所述除气腔体与所述洗气装置之间以及所述防护腔体与所述压缩干燥空气装置之间各具有一单向阀，以分别对应控制该制程气体及该残余气体的流向。
6.如权利要求3所述的具有多腔体的气相蚀刻设备，其特征在于，还包括 一气体回收装置，连接所述洗气装置及所述气体传输装置，接收所述残余气体，以产生一蚀刻气体至所述气体传输装置，该气体传输装置可将该蚀刻气体结合所述制程气体一并传输至所述工作腔体。
7.如权利要求I所述的具有多腔体的气相蚀刻设备，其特征在于，更包括 一气体防泄组件，以密封所述第二开口。
8.如权利要求7所述的具有多腔体的气相蚀刻设备，其特征在于，其中所述气体防泄组件为O型环密封或填衬垫(packing)。
9.如权利要求7所述的具有多腔体的气相蚀刻设备，其特征在于，其中所述气体防泄组件的材质为抗腐蚀软性材料，例如铁氟龙或全氟化的材料。
10.如权利要求3所述的具有多腔体的气相蚀刻设备，其特征在于，其中所述制程气体为一含氟气体，该含氟气体可为氟化氮气体、氟气、氟化氯气体或氟化氢气体，且所述防护腔体中的气体压力是由所述压缩干燥空气装置利用惰性气体产生，该惰性气体可为氦气、氖气、IS气、氪气、氣气或氡气。
11.如权利要求I所述的具有多腔体的气相蚀刻设备，其特征在于，其中所述蚀刻的物件对象为太阳能电池、半导体或平面显示器基板。
专利摘要本实用新型涉及一种具有多腔体的气相蚀刻设备，包含有工作腔体以利用制程气体蚀刻物件对象，并产生残余气体；并且除气腔体包覆工作腔体，防护腔体再包覆除气腔体；工作腔体内具有腔体压力，除气腔体内具有除气压力，防护腔体内具有气体压力，且腔体压力大于除气压力，以排出残余气体，气体压力大于除气压力，藉此挤压除气压力，以确保残余气体不外泄至防护腔体，进而可防止残余气体外泄至大气中。依据本实用新型，可达到通过不同化学品气相特性搭载本实用新型的气相蚀刻设备进行蚀刻动作，以达到具有低成本、高蚀刻率，同时兼顾绝佳安全性的特点。
文档编号H01J37/32GK202712119SQ201220411908
公开日2013年1月30日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者陈亚理 申请人:晶呈科技股份有限公司