一种干法刻蚀机及其刻蚀方法
【专利摘要】本发明公开一种干法刻蚀机及其刻蚀方法。该干法刻蚀机包括反应室以及设置于反应室中的上电极板和下电极板，上电极板上开设有多个用于向反应室中通入气体的通气孔，多个通气孔与多个刻蚀区域一一对应设置；还包括：与反应室连接的流量控制器，用于交替地控制多个通气孔中的气流量；设置在反应室中的多个刻蚀速率检测装置，用于检测基板上各个刻蚀区域的刻蚀速率；分别与流量控制器和多个刻蚀速率检测装置电连接的中央控制器，用于获取多个刻蚀区域的刻蚀速率，并在至少两个刻蚀区域的刻蚀速率不等时，在至少两个刻蚀区域的刻蚀速率不等时控制流量控制器调整相应的通气孔的气流量，以使多个刻蚀区域的刻蚀速率均相等。
【专利说明】一种干法刻蚀机及其刻蚀方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液晶显示器基板的刻蚀【技术领域】，尤其涉及一种干法刻蚀机及其刻蚀方法。
【背景技术】
[0002]在目前的液晶显示面板阵列基板制造过程中，薄膜刻蚀有干法刻蚀和湿法刻蚀两种。对于一般的a-S1、SiNx、SiOx以及一些金属膜的刻蚀，多采用干法刻蚀。然而，干法刻蚀机反应室内的气体易受机械泵抽气的影响，从而使得刻蚀均匀性受到一定的影响，基板四周刻蚀速率较中心高，从而影响了干法刻蚀的均匀性。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，为了克服现有技术中存在的干法刻蚀均匀性较差的缺陷，提供了 一种具有良好的均匀性的干法刻蚀机及其刻蚀方法。
[0004]本发明提供一种干法刻蚀机，用于对基板上多个刻蚀区域进行薄膜刻蚀，包括反应室以及设置于所述反应室中的上电极板和下电极板，所述上电极板上开设有多个用于向所述反应室中通入气体的通气孔，所述多个通气孔与所述多个刻蚀区域一一对应设置；所述干法刻蚀机还包括:
[0005]与所述反应室连接的流量控制器，用于交替地控制所述多个通气孔中的气流量；
[0006]多个刻蚀速率检测装置，分别设置在靠近所述基板的多个刻蚀区域处，用于检测所述多个刻蚀区域的刻蚀速率；
[0007]中央控制器，分别与所述流量控制器以及所述多个刻蚀速率检测装置电连接，用于获取所述多个刻蚀区域的刻蚀速率，并在至少两个所述刻蚀区域的刻蚀速率不等时，控制所述流量控制器调整与所述至少两个刻蚀区域相对应的通气孔的气流量，以使所述多个刻蚀区域的刻蚀速率均相等。
[0008]上述的干法刻蚀机中，所述刻蚀速率检测装置包括厚度检测器和计时器，所述厚度检测器用于检测所述多个刻蚀区域在预设时间段内薄膜的厚度，所述计时器用于计量所述预设时间段。
[0009]上述的干法刻蚀机中，所述上电极板呈方形，所述多个通气孔分别为:设置在所述上电极板的中心位置处的中心孔、设置在所述上电极的四个直角位置处的第一组边缘通气孔以及设置在所述每两个直角位置之间的第二组边缘通气孔。
[0010]上述的干法刻蚀机中，所述反应室呈长方体形，所述反应室的顶部设置有所述上电极板，所述反应室的底部、与所述上电极板对应的位置处设置有所述下电极板。
[0011]上述的干法刻蚀机中，所述下电极板的相对两端分别设置有一对挡板，所述一对挡板均固定在所述反应室的底部，用于使所述下电极板固定。
[0012]上述的干法刻蚀机中，所述反应室的底部还开设有至少一个抽气孔，每个所述抽气孔设置在所述下电极板的一侧，所述抽气孔用于排出所述反应室中的废气。[0013]上述的干法刻蚀机中，所述反应室中还设置有内壁板，所述内壁板环所述反应室的内侧壁一周设置，用于加强所述反应室的强度。
[0014]本发明还提供一种如上述的干法刻蚀机的干法刻蚀方法，包括以下步骤:
[0015]S1、在利用所述反应室中的气体对所述基板进行薄膜刻蚀时，所述多个刻蚀速率检测装置对所述多个刻蚀区域的刻蚀速率进行检测；并将检测值发送至所述中央控制器；
[0016]S2、当所述中央控制器判断出至少两个所述刻蚀区域的刻蚀速率不等时，所述中央控制器控制所述流量控制器调整与所述至少两个刻蚀区域对应的通气孔的气流量，以使所述多个刻蚀区域的刻蚀速率均相等。
[0017]上述的干法刻蚀方法中，所述步骤SI包括:
[0018]S11、所述厚度检测器对预设时间段内所述多个刻蚀区域的薄膜厚度进行检测，并将检测值发送至所述中央控制器；
[0019]S12、采用计时器计量所述预设时间段，并将所述预设时间段发送至所述中央控制器；
[0020]S13、所述中央控制器根据接收到的厚度值及预设时间段计算出所述多个刻蚀区域的刻蚀速率。
[0021]实施本发明的有益效果在于:本发明通过设置刻蚀速率检测装置对基板上各个刻蚀区域的薄膜的刻蚀速率进行检测，并将检测结果发送至中央控制器，中央控制器对检测结果进行分析，如果发现至少两个刻蚀区域的刻蚀速率不等时，则控制流量控制器对该至少两个刻蚀区域对应的通气孔的气流量进行控制，从而使得基板上各个刻蚀区域的刻蚀速率相等，进而提高刻蚀的均匀性。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0023]图1为本发明提供的干法刻蚀机的实施例的结构示意图；
[0024]图2为图1中上电极板的横截面示意图。
【具体实施方式】
[0025]本发明实施例提供了一种干法刻蚀机，用于基板上的薄膜刻蚀。如图1所示，该干法刻蚀机包括供气室10、流量控制器20、中央控制器100、上电极板30、反应室40、内壁板50、抽气孔60、下电极板70、挡板80、多个刻蚀速率检测装置90。反应室40大致呈长方体形，反应室40的顶部设置有上电极板30、反应室40的底部与上电极板30对应的位置处设有下电极板70。反应室40底部的下电极板70的相对两端上固定设置有两挡板80，以便将下电极板70夹紧在两挡板80之间，固定的方式可以是焊接、粘接等方式。在反应室40的底部上设置有至少一个抽气孔60，该抽气孔60与外部的机械泵(未示出)连接以用于排出反应室40中的废气以及反应产物。内壁板50环反应室40的内侧壁一周设置，从而加强反应室40的强度。该内壁板50为条形折板，包括四条与反应室40的内侧壁相对应的折边(未示出)。该内壁板50以焊接、粘接等方式固定在反应室40的内侧壁上。
[0026]上电极板30上开设有多个用于向反应室40内通入气体的通气孔(未标号)。从图2中可知，上电极板30为方形板，通气孔垂直贯穿该上电极板30，按在上电极板30上的分布可以分为:设置在上电极板30的中心区域处的中心孔301、设置在上电极板30的四个直角上的第一组边缘孔303以及设置在上电极板30的每两个直角之间的第二组边缘孔302。当刻蚀基板(未示出)时，将基板放置在下电极板70上，该基板表面包括与上电极板30上的中心孔301对应的中心刻蚀区域、与上电极板30上的第一组边缘孔303对应的第一边缘刻蚀区域以及与上电极板30上的第二组边缘孔302对应的第二边缘刻蚀区域。
[0027]供气室10用于储存在基板上刻蚀薄膜所需的气体。供气室10通过管道分别与该多个通气孔连通以便向反应室40中通入气体。流量控制器20连接在供气室10与反应室40之间，用于交替地控制上电极板30中的多个通气孔的气流量。
[0028]在本实施例中，该干法刻蚀机包括三个刻蚀速率检测装置90。一个刻蚀速率检测装置90设置在反应室中靠近基板的中心刻蚀区域处，另两个刻蚀速率检测装置90分别设置在靠近基板的第一边缘刻蚀区域和第二边缘刻蚀区域处。其中该两个刻蚀速率检测装置90可以悬挂等方式设置在反应室40中，并且这另两个刻蚀速率检测装置90还可以通过常用的马达等装置驱动以完成上下、左右移动。该刻蚀速率检测装置90用于检测反应室40中的基板不同刻蚀区域上的薄膜的刻蚀速率。刻蚀速率为单位时间内基板各刻蚀区域上的薄膜的厚度。在本实施例中，该刻蚀速率装置90包括厚度检测器和计时器，其中该厚度检测器用于检测基板上预设时间段内刻蚀的薄膜的厚度，计时器用于记录预设时间段。在本实施例中，厚度检测器可以使用现有技术中常用的薄膜厚度检测设备，如探针式膜厚量测仪光学膜厚量测仪、段差式膜厚量测仪等。计时器也可以为常用的计时设备，或者计时由中央控制器完成。通过专门膜厚测量参数写入特定时间，参数执行完成后量测膜厚，计算刻蚀速率。值得注意的是，该刻蚀速率检测装置90的数量可以根据基板上的刻蚀区域的数量来确定。
[0029]该干法刻蚀机中的中央控制器100用于控制机台的各个操作。在本实施例中，中央控制器100设置在反应室40的外部，与多个刻蚀速率检测装置90以及流量控制器20电连接。中央控制器100用于获取刻蚀速率检测装置90检测的基板各个刻蚀区域的薄膜的刻蚀速率，并在至少两个所述刻蚀区域的刻蚀速率不等时，控制所述流量控制器20以调整与所述两个刻蚀区域对应的通气孔的气流量，以使基板上各个刻蚀区域的刻蚀速率均相等。
[0030]本发明提供的该干法刻蚀机的刻蚀方法，包括如下步骤:
[0031]S1、供气室10通过管道以及与管道连通的上电极板30的通气孔向反应室40中通入气体。利用反应室40中的气体对放置在反应室中下电极板上的基板进行刻蚀，利用多个刻蚀速率检测装置90对基板上的每个刻蚀区域的刻蚀速率进行检测。具体地，刻蚀速率检测装置90中的厚度检测器对预设时间段内基板上的各个刻蚀区域的薄膜厚度进行检测，并将检测值发送至所述中央控制器100 ;采用所述刻蚀速率检测装置90中的计时器记录所述预设时间段，并将所述预设时间段发送至所述中央控制器100 ;中央控制器100根据接收的厚度值及预设时间段计算出基板上的各个刻蚀区域的薄膜的刻蚀速率。
[0032]S2、中央控制器100对检测到的薄膜的刻蚀速率进行分析。当中央控制器100检测出其中至少两个刻蚀区域上的刻蚀速率不等时，所述中央控制器100控制所述流量控制器20以调整所述该两个刻蚀区域对应的通气孔的气流量，以使基板上各个刻蚀区域的薄膜的刻蚀速率均相等。
[0033]下面进一步举例详细说明本发明的干法刻蚀方法。[0034]以在基板上刻蚀A薄膜为例。上电极板30上的多个通气孔分成中心孔301，第一组边缘孔303和第二组边缘孔302。相应地，基板的刻蚀区域分成中心刻蚀区域、第一边缘刻蚀区域和第二边缘刻蚀区域。刻蚀时，首先，中央控制器100通过流量控制器20控制向中心孔301、第一组边缘孔303和第二组边缘孔302中通入等量的气流量。此时，在基板的中心刻蚀区域、第一边缘刻蚀区域和第二边缘刻蚀区域进行一预设时间段的薄膜刻蚀，如5min。刻蚀速率检测装置90检测到预设时间段到时，停止刻蚀，并将预设时间段发送至中央控制器100。同时，刻蚀速率检测装置90中的厚度检测器对中心刻蚀区域、第一边缘刻蚀区域和第二边缘刻蚀区域的薄膜厚度进行测量，并将三个区域中的厚度值发送至中央控制器100中。中央控制器100对接收的数据进行分析，从而判断出各个刻蚀区域的刻蚀速率的快慢，并根据判断结果对每个区域的对应的气流量参数进行调整，例如，对刻蚀速率快的刻蚀区域则相应减少该刻蚀区域对应的通气孔中的气流量，从而使得各个刻蚀区域的刻蚀速率相等。具体地，中央控制器100控制流量控制器20对气流量的大小进行控制。
[0035]本发明通过设置刻蚀速率检测装置对基板上各个刻蚀区域的薄膜的刻蚀速率进行检测，并将检测结果发送至中央控制器，中央控制器对检测结果进行分析，如果发现至少两个刻蚀区域的刻蚀速率不等时，则控制流量控制器对该至少两个刻蚀区域对应的通气孔的气流量进行控制，从而使得基板上各个刻蚀区域的刻蚀速率相等，进而提高刻蚀的均匀性。
[0036]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种干法刻蚀机，用于对基板上多个刻蚀区域进行薄膜刻蚀，包括反应室以及设置于所述反应室中的上电极板和下电极板，所述上电极板上开设有多个用于向所述反应室中通入气体的通气孔，所述多个通气孔与所述多个刻蚀区域一一对应设置；其特征在于，所述干法刻蚀机还包括: 与所述反应室连接的流量控制器，用于交替地控制所述多个通气孔中的气流量； 设置在所述反应室中的多个刻蚀速率检测装置，用于检测所述多个刻蚀区域的刻蚀速率； 以及分别与所述流量控制器以及所述多个刻蚀速率检测装置电连接的中央控制器，用于获取所述多个刻蚀区域的刻蚀速率，并在至少两个所述刻蚀区域的刻蚀速率不等时，控制所述流量控制器调整与所述至少两个刻蚀区域相对应的通气孔的气流量，以使所述多个刻蚀区域的刻蚀速率均相等。
2.根据权利要求1所述的干法刻蚀机，其特征在于，所述刻蚀速率检测装置包括厚度检测器和计时器，所述厚度检测器用于检测所述多个刻蚀区域在预设时间段内薄膜的厚度，所述计时器用于计量所述预设时间段。
3.根据权利要求1所述的干法刻蚀机，其特征在于，所述上电极板呈方形，所述多个通气孔分别为:设置在所述上电极板的中心位置处的中心孔、设置在所述上电极的四个直角位置处的第一组边缘通气孔以及 设置在所述每两个直角位置之间的第二组边缘通气孔。
4.根据权利要求3所述的干法刻蚀机，其特征在于，所述反应室呈长方体形，所述反应室的顶部设置有所述上电极板，所述反应室的底部、与所述上电极板对应的位置处设置有所述下电极板。
5.根据权利要求4所述的干法刻蚀机，其特征在于，所述下电极板的相对两端分别设置有一对挡板，所述一对挡板均固定在所述反应室的底部，用于使所述下电极板固定。
6.根据权利要求5所述的干法刻蚀机，其特征在于，所述反应室的底部还开设有至少一个抽气孔，每个所述抽气孔设置在所述下电极板的一侧，所述抽气孔用于排出所述反应室中的废气。
7.根据权利要求6所述的干法刻蚀机，其特征在于，所述反应室中还设置有内壁板，所述内壁板环所述反应室的内侧壁一周设置，用于加强所述反应室的强度。
8.—种如权利要求1-7中任一项所述的干法刻蚀机的干法刻蚀方法，其特征在于，包括以下步骤: 51、在利用所述反应室中的气体对所述基板进行薄膜刻蚀时，所述多个刻蚀速率检测装置对所述多个刻蚀区域的刻蚀速率进行检测；并将检测值发送至所述中央控制器； 52、当所述中央控制器判断出至少两个所述刻蚀区域的刻蚀速率不等时，所述中央控制器控制所述流量控制器调整与所述至少两个刻蚀区域对应的通气孔的气流量，以使所述多个刻蚀区域的刻蚀速率均相等。
9.根据权利要求8所述的干法刻蚀方法，其特征在于，所述步骤SI包括: .511、所述厚度检测器对预设时间段内所述多个刻蚀区域的薄膜厚度进行检测，并将检测值发送至所述中央控制器； .512、采用计时器计量所述预设时间段，并将所述预设时间段发送至所述中央控制器； .513、所述中央控制器根据接收到的厚度值及预设时间段计算出所述多个刻蚀区域的刻蚀速率 。
【文档编号】H01J37/32GK103745904SQ201310753880
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】刘思洋 申请人:深圳市华星光电技术有限公司