气流分配装置及干刻蚀设备的制作方法

文档序号:15353355发布日期:2018-09-04 23:36阅读:138来源:国知局

本发明涉及显示器的制程领域,尤其涉及一种气流分配装置及干刻蚀设备。



背景技术:

在显示技术领域,薄膜晶体管液晶显示器(thinfilmtransistorliquidcrystaldisplay,tft-lcd)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点,得到了广泛的应用,如:移动电话、个人数字助理(pda)、数字相机、计算机屏幕或笔记本屏幕等。

液晶显示器一般包括壳体、设于壳体内的液晶面板及设于壳体内的背光模组(backlightmodule)。液晶显示面板的工作原理是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶分子,通过玻璃基板通电与否来控制液晶分子改变方向,将背光模组的光线折射出来产生画面。

上述tft-lcd的制作过程中,尤其是薄膜晶体管阵列基板的制作过程中,刻蚀工艺是一个最重要的图形转移工艺步骤,尤其是多晶硅刻蚀,应用于需要去除硅的场合。

刻蚀是指利用化学或物理方法有选择地从材料膜片表面去除不需要的材料的过程,刻蚀的基本工艺目的是在涂胶的材料膜片上正确的复制出掩膜图形,刻蚀通常是在光刻工艺之后进行,将需要的图形留在材料膜片上,刻蚀可以被称为最终的和最主要的图形转移工艺步骤。

干法刻蚀通常是利用辉光放电方式,产生包含离子、电子等带电粒子以及具有高度化学活性的中性原子、分子及自由基的电浆,来进行图案转印的刻蚀技术,干法刻蚀具有很好的各向异性线宽控制,干法刻蚀是亚微米尺寸下刻蚀器件的最主要方法,广泛应用于半导体或lcd前段制程等微电子技术中。

干法蚀刻工艺中,产品的线宽精度及均一性在很大程度是由制程气流分配所决定;制程气体进入干法刻蚀机台的制程腔(processchamber,pc)内部后会在高真空高频电压条件下形成不同的等离子体(plasma),而不同的气流分配决定了不同的plasma分布,通过控制气流分配,最终能够得到较优的蚀刻均一性,线宽均一性将得到优化,从而保证产品的高电性需求。

干法刻蚀机台的制程腔主要由上电极部、下电极部和制程腔壁组成,上电极部、下电极部和制程腔壁之间构成等离子体真空放电区,其中,上电极部包括上天板,上天板上均匀分布着多个用于将反应气体导入制程腔的气孔。目前实现制程气流分配的方法为在上天板上设置不同的气孔阀(gasnozzle),通过不同的气孔阀来决定不同区域的气流量。如图1所示,反应气体通过管道进入到上天板100上部的封闭区域,然后经由气孔110及气孔110下方的气孔阀200进入到制程腔体内。如图2所示,现有气孔阀分为多种类型,主要包括封闭式、单孔式和多孔式,其中多孔式有包括双孔式、四孔式、八孔式等。传统方法通过不同的气孔阀设计来实现制程气流的分配,以达到蚀刻线宽精度及均一性,图3为现有一种气孔阀设计方式的示意图。

然而,以上所述的气流分配模式存在一定的固有缺陷:1、无法根据产品来实现不同的气流分配;不同产品可能需求不同的气流分配,但上述气流分配方式无法直接卡控,无法在不同产品上实现不同的气流分配;2、无法实现气流精确分配;3、无法实现制程气流的高效调整;当制程条件变更等情况需求改变气流分配时,只能通过机台保养(pm)方式进行调整,但pm耗费人力时间成本。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种气流分配装置,能够实现制程气流分配的精确性、高效性,根据不同产品对于不同电性需求可快速调节气流分配,避免了通过频繁保养进行调整,提高了生产效率。

本发明的目的还在于提供一种干刻蚀设备,采用上述气流分配装置,能够实现制程气流分配的精确性、高效性,根据不同产品对于不同电性需求可快速调节气流分配,避免了通过频繁保养进行调整,提高了生产效率。

为实现上述目的,本发明提供一种气流分配装置,包括上天板、均匀分布在上天板上的多个气孔、设于上天板上分别并与所述多个气孔对应连通的多个气体管路、分别设于所述多个气体管路内的多个气阀叶片及分别带动所述多个气阀叶片在气体管路内转动的多组驱动组件;

使用时,每一气体管路通过对应的气孔向外输出气体;通过所述驱动组件带动相应气阀叶片转动而调整该气阀叶片的开启度,进而控制相应气体管路的输出气体流量。

每一驱动组件包括基座、叶片转动轴及动力控制系统;其中,所述基座和动力控制系统固定在所述上天板上,所述叶片转动轴安装在基座上并穿过相应气体管路与气阀叶片连接,所述动力控制系统通过叶片转动轴使气阀叶片进行转动,从而控制气阀叶片开启度。

每一驱动组件还包括主动轮、从动轮和主动轴,所述动力控制系统通过所述主动轴连接主动轮,所述主动轮与从动轮连接并带动从动轮转动,所述从动轮和叶片转动轴连接,所述动力控制系统通过主动轴控制主动轮转动并进一步带动从动轮,从动轮通过叶片转动轴使气阀叶片进行转动,从而控制气阀叶片开启度。

所述动力控制系统通过控制线路与计算机单元连接,所述计算机单元将不同电信号通过控制线路传输给所述动力控制系统以控制所述叶片转动轴的转动。

所述基座贯穿相应的气体管路并贴合在该气体管路的外侧表面上。

所述动力控制系统为步进电动机或伺服电动机。

所述气阀叶片的材料为防腐蚀材料。

本发明还提供一种干刻蚀设备,包括用于进行干法刻蚀制程的制程腔,所述制程腔内设置有位于顶部的上电极部;

所述上电极部包括如上所述的气流分配装置,所述气流分配装置的气体管路通过对应的气孔向制程腔内输入反应气体。

所述上天板的材料为陶瓷材料。

所述的干刻蚀设备还包括与所述上电极部相对的位于所述制程腔底部的下电极部。

本发明的有益效果:本发明的气流分配装置,通过在每个上天板气孔上方的气体管路内设置气阀叶片,并通过驱动组件带动相应气阀叶片转动而调整该气阀叶片的开启度,进而控制相应气体管路的输出气体流量,能够实现制程气流分配的精确性和高效性,可通过计算机单元有效控制各区域气阀叶片的开启度,实现干刻蚀设备的制程腔体内等离子体的均匀分布,改善产品电性,当需要调整制程气流分配时,无需通过保养工程来进行调整,节省了保养带来的人力及时间成本,提高生产效率,进而可根据不同产品对于不同电性需求快速调节气流分配。本发明的干刻蚀设备,采用上述气流分配装置,能够实现制程气流分配的精确性和高效性,当需要调整制程气流分配时,无需通过保养工程来进行调整,节省了保养带来的人力及时间成本,提高生产效率,进而可根据不同产品对于不同电性需求快速调节气流分配。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而附图仅提供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图,通过对本发明的具体实施方式详细描述,将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中,

图1为现有干法刻蚀制程中气流分配的原理图;

图2为现有不同类型的气孔阀结构示意图;

图3为现有一种气孔阀设计方式的示意图;

图4为本发明气流分配装置的平面示意图;

图5为本发明气流分配装置沿图4中a-a线的剖面结构示意图;

图6为本发明气流分配装置中气阀叶片不同开启度状态的示意图;

图7为本发明的干刻蚀设备的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果,以下结合本发明的实施例及其附图进行详细描述。

请参阅图4-5,本发明首先提供一种气流分配装置,包括上天板10、均匀分布在上天板10上的多个气孔11、设于上天板10上并分别与所述多个气孔11对应连通的多个气体管路20、分别设于所述多个气体管路20内的多个气阀叶片30及分别带动所述多个气阀叶片30在气体管路20内转动的多组驱动组件40;

使用时,每一气体管路20通过对应的气孔11向外输出气体;通过所述驱动组件40带动相应气阀叶片30转动而调整该气阀叶片30的开启度,进而控制相应气体管路20的输出气体流量。

具体地,每一驱动组件40包括基座41、叶片转动轴42及动力控制系统43;其中,所述基座41和动力控制系统43固定在所述上天板10上,所述叶片转动轴42安装在基座41上并穿过相应气体管路20与气阀叶片30连接,所述动力控制系统43通过叶片转动轴42使气阀叶片30进行转动,从而控制气阀叶片30开启度。

具体地,每一驱动组件40还包括主动轮45、从动轮44和主动轴46,所述动力控制系统43通过所述主动轴46连接主动轮45,所述主动轮45与从动轮44连接并带动从动轮44转动,所述从动轮44和叶片转动轴42连接,所述动力控制系统43通过主动轴46控制主动轮45转动并进一步带动从动轮44,从动轮44通过叶片转动轴42使气阀叶片30进行转动,从而达到控制气阀叶片30开启度的效果。

具体地,所述动力控制系统43通过控制线路46与计算机单元50连接,所述计算机单元50将不同电信号通过控制线路46传输给所述动力控制系统43以控制所述叶片转动轴42的转动。

具体地,使用时,将气阀叶片30开启度预先设置为一个区间范围的设置参数,例如0-100,其中开启度为0代表气阀叶片30为全关闭状态,开启度为100代表气阀叶片30为全开启状态,如图6所示,气阀叶片30通过转动实现的不同开启度状态,当需要调整制程气流分配时,无需通过保养工程来进行调整,仅需通过计算机单元50将对应不同参数的电信号通过控制线路46传输给所述动力控制系统43以控制所述动力控制系统43的转动,实现对气阀叶片30的控制,进而控制相应气体管路的输出气体流量。

具体地,所述基座41贯穿相应的气体管路20并贴合在该气体管路20的外侧表面上。

具体地,所述动力控制系统43为步进电动机或伺服电动机。

具体地,所述气阀叶片30的材料为防腐蚀材料,例如陶瓷材料等。

本发明的气流分配装置,通过在每个上天板10气孔11上方的气体管路20内设置气阀叶片30,并通过驱动组件40带动相应气阀叶片30转动而调整该气阀叶片30的开启度,进而控制相应气体管路20的输出气体流量,能够实现制程气流分配的精确性和高效性,可通过计算机单元50有效控制各区域气阀叶片30的开启度,实现干刻蚀设备的制程腔内等离子体的均匀分布,改善产品电性,当需要调整制程气流分配时,无需通过保养工程来进行调整,节省了保养带来的人力及时间成本,提高生产效率,进而可根据不同产品对于不同电性需求快速调节气流分配。

请参阅图7,基于上述的气流分配装置,本发明提供一种干刻蚀设备,包括用于进行干法刻蚀制程的制程腔1,所述制程腔1内设置有位于顶部的上电极部2、以及与所述上电极部2相对的位于所述制程腔1底部的下电极部3,所述上电极部2、下电极部3之间为等离子体真空放电区5

所述上电极部2包括如上所述的气流分配装置,所述气流分配装置的气体管路20通过对应的气孔11向制程腔1内输入反应气体。所述气流分配装置的具体技术特征与上述实施例相同,在此不再赘述。

具体地,所述上天板21的材料为陶瓷材料。

具体地,本发明的干刻蚀设备中气流分配装置的工作过程如下:

1、非工作状态时:气阀叶片30处于全关闭状态;

2、工作开始阶段:将气阀叶片30的开启度参数设置为例如0-100的数字区间,根据具体情况将开启度参数传输到计算机单元50再转换为相应电信号并传输至动力控制系统43;动力控制系统43按接收到的电信号控制主动轮45的转动角度,并带动从动轮45和叶片转动轴42而控制气阀叶片30的开启程度;

3、工作制程阶段:干刻蚀制程开始后,制程气体通过主管道进入到气体管道20,并经由气阀叶片30进入到制程腔1中,这里气阀叶片30的开启度可有效控制气体流量,从而实现制程腔体1内对应区域的气体量,进而即可得到所需求的等离子分布,实现不同产品对于不同气流分配的需求;

4、复位状态:制程结束后,计算机控制单元会给出0的电信号来控制气阀叶片30恢复全关闭状态。

本发明的干刻蚀设备,采用上述气流分配装置,通过在每个上天板10气孔11上方的气体管路20内设置气阀叶片30,并通过驱动组件40带动相应气阀叶片30转动而调整该气阀叶片30的开启度,进而控制相应气体管路20的输出气体流量,能够实现制程气流分配的精确性和高效性,可通过计算机单元50有效控制各区域气阀叶片30的开启度,实现干刻蚀设备的制程腔1体内等离子体的均匀分布,改善产品电性,当需要调整制程气流分配时,无需通过保养工程来进行调整,节省了保养带来的人力及时间成本。

综上所述,本发明的气流分配装置,通过在每个上天板气孔上方的气体管路内设置气阀叶片,并通过驱动组件带动相应气阀叶片转动而调整该气阀叶片的开启度,进而控制相应气体管路的输出气体流量,能够实现制程气流分配的精确性和高效性,可通过计算机单元有效控制各区域气阀叶片的开启度,实现干刻蚀设备的制程腔体内等离子体的均匀分布,改善产品电性,当需要调整制程气流分配时,无需通过保养工程来进行调整,节省了保养带来的人力及时间成本,提高生产效率,进而可根据不同产品对于不同电性需求快速调节气流分配。本发明的干刻蚀设备,采用上述气流分配装置,能够实现制程气流分配的精确性和高效性,当需要调整制程气流分配时,无需通过保养工程来进行调整,节省了保养带来的人力及时间成本,提高生产效率,进而可根据不同产品对于不同电性需求快速调节气流分配。

以上所述,对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形,而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

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