CN111415855B - 蚀刻设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蚀刻设备，包括一腔室、供气***、下部电极、上部电极以及射频电源；其中上部电极包括一上电极以及一固定装置，其中所述固定装置用于将所述被处理基板保持于所述上电极下表面，所述上电极电经配置以用于激励所述蚀刻气体产生蚀刻等离子并诱导所述蚀刻等离子对定位于所述上电极下表面的被处理基板进行蚀刻处理；本发明所述蚀刻设备能实现对保持于所述上电极上的被处理基板并进行蚀刻处理，从而能避免颗粒物或相应的固态产物向下坠落在被处理基板上，造成产品不良。

Description

蚀刻设备

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种蚀刻设备。

背景技术

在半导体显示制造领域，干法刻蚀是一种常见的刻蚀工艺。干法刻蚀是将特定的刻蚀气体通入反应腔室中，通过射频(Radio Frequency，RF)电场产生蚀刻等离子对待刻蚀工件进行刻蚀的一种工艺。

半导体显示领域常见的干法刻蚀主要有四种模式，分别为PE mode、RIE mode、ICPmode以及ECCP mode。图1A-图1D分别为PE mode、RIE mode、ICP mode以及ECCP mode的示意图。

如图1A-图1D所示，在上述干法蚀刻四种常见刻蚀模式中，被处理基板2均放置于在下部电极1上，从而不可避免的会因为颗粒物或相应的固态产物而产生颗粒物坠落在基板上，造成产品不良。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种蚀刻设备，所述蚀刻设备通过将上部电极配置射频电源和固定装置，能实现将被处理基板保持于上部电极上，从而能避免使颗粒物或相应的固态产物向下坠落在被处理基板上，造成产品不良。

为解决上述问题，本发明所述蚀刻设备采取了以下技术方案。

本发明提供一种蚀刻设备，用于对一被处理基板进行蚀刻处理的设备，包括：一腔室，收容被处理基板并对所述被处理基板进行蚀刻处理的场所；一供气***，用于向所述腔室内供给用于执行蚀刻处理的蚀刻气体；一下部电极，设置于所述腔室内；一上部电极，设置于所述腔室内并包括一上电极和一固定装置；其中，所述固定装置用于将所述被处理基板定位于所述上电极的下表面，所述上电极经配置用于将所述蚀刻气体转变为蚀刻等离子并诱导所述蚀刻等离子对所述被处理基板的下表面进行蚀刻处理。

进一步，所述蚀刻设备还包括一射频电源，所述射频电源包括：一源射频电源，与所述上电极连接，用于提供源射频电力至所述上电极；以及，一偏压射频电源，与所述上电极连接，用于提供偏压射频电力至所述偏压电极。

进一步，所述下部电极包括一下电极，所述下电极接地。

进一步，所述上电极包含延伸穿过其厚度的气孔，所述气孔被配置为向所述被处理基板喷射换热气体。

进一步，在所述上电极内部设置有静电吸盘，所述静电吸盘经用于对所述被处理基板进行静电吸附。

进一步，所述上电极还配置有换热通道，所述换热通道与一换热介质源相连通，用于将所述上电极的温度保持在一定范围内。

进一步，所述供气***包括多个喷气口，所述喷气口位于所述上部电极和所述下部电极之间的所述腔室内，用于所述喷气***和所述腔室的流体连通。

进一步，所述喷气口沿着所述腔室的内侧壁的周向对称排布。

进一步，所述蚀刻设备还包括一排气***，所述排气***经配置与所述腔室流体连接，用于至少将所述腔室内的气体排出。

进一步，所述排气***的包括分子泵和泵线管路，所述分子泵与所述腔室流体连接，所述泵线管路与所述分子泵相流体连接。

进一步，在所述腔室内还设置有导流板，所述导流板用于将由所述供气***供给于所述腔室的蚀刻气体均匀分布在上电极的下表面。

本发明所述蚀刻设备具有以下有益效果：

(1)本发明所述蚀刻设备通过将所述上部电极配置射频电源及固定装置，能实现对保持于所述上电极上的被处理基板进行蚀刻处理，从而能避免颗粒物或相应的固态产物向下坠落在被处理基板上，造成产品不良；

(2)通过在所述上电极配置气孔和换热管道，能实现对所述上电极的温度调控，提高所述被处理基板的蚀刻均匀性；

(3)通过将所述喷气口沿着所述腔室内侧壁周向对称设置，能实现均匀喷射蚀刻气体，还能防止因反应产物坠落而造成喷气口堵塞问题。

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它有益效果显而易见。

图1A-图1D分别为干法蚀刻的PE mode、RIE mode、ICP mode以及ECCP mode的示意图。

图2为本发明所述蚀刻设备的结构示意图。

图3为本发明所述蚀刻设备的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

如图2所示，本发明提供一种蚀刻设备，所述蚀刻设备包括一腔室10、供气***20(图中未标示)、下部电极30、上部电极40以及一射频电源50。其中，所述上部电极40包括上电极41以及一固定装置42。所述固定装置42用于将所述被处理基板70定位于所述上电极41的下表面，所述上电极41经配置用于激励由所述供气***20供给于所述内腔10内的蚀刻气体产生蚀刻等离子并诱导所述蚀刻等离子对上述保持于所述上电极41下面的被处理基板70进行蚀刻处理。

可见，本发明所述蚀刻设备能将被处理基板70固定于所述上部电极40并对被处理基板70进行蚀刻处理，从而能避免将被处理基板70固定于下部电极30时造成的颗粒物或相应的固态产物坠落于被处理基板70造成产品不良的问题。

本发明所述蚀刻设备通过将所述上部电极40配置射频电源50和固定装置42，能实现将所述被处理基板70保持于上部电极30的下表面并对所述被处理基板70的下表面进行蚀刻处理的效果，能解决将被处理基板50固定于下部电极30时造成的颗粒物或相应的固态产物坠落在被处理基板70上的问题。

如图2所示，所述腔室10用于收容被处理基板40并对所述被处理基板40进行蚀刻处理的场所。

请继续参考图2，在本实施例中，所述腔室10为一中空的腔体，所述腔体具有相对的顶部和底部，以及位于所述部和底部之间的侧壁。在具体实施时，所述上部电极20和所述下部电极30分别位于所述腔体的顶部和底部并相对设置。

如图2所示，所述供气***20被配置为与所述腔室10流体连接，用于向所述腔室10内部提供用于执行蚀刻处理的蚀刻气体。

如图2所示，所述供气***20包括多个喷气口21并通过所述喷气口21与所述内腔10相连通。即，所述供气***20通过所述喷气口21向所述腔室10供给蚀刻气体。

所述喷气口21定位于所述上部电极40和所述下部电极30之间的所述腔室10内。并且，所述喷气口21沿着所述腔室10的内侧壁的周向对称排布。

具体地，所述蚀刻气体选自由氩、氦、氙、氮及氢中的一种或多种。

如图2所示，在所述腔室10内还设置有相对设置的下部电极30和上部电极40，其中所述上部电极40经配置用于激励由所述供气***20供给于所述内腔10内的蚀刻气体产生蚀刻等离子并诱导所述蚀刻等离子对上述保持于所述上电极41下面的被处理基板70进行蚀刻处理。

具体地，所述上部电极40与所述下部电极30之间建立的射频电场激励所述蚀刻气体转变为蚀刻等离子，并将所述蚀刻等离子的带电荷离子(例如，氩离子Ar+)引导到所述上部电极40，蚀刻等离子轰击通过固定装置42保持于所述上部电极40上的被处理基板70。

如图2所示，所述上部电极40设置于所述腔室10内并包括上电极41和固定装置42，其中上电极41与所述下部电极30的相对设置，所述固定装置42用于将所述被处理基板70保持于所述上电极41的下表面。

请继续参考图2，在本实施例中，所述上电极41的通过其上表面固定于所述腔室10的顶部。所述固定装置42安装于所述腔室10的顶部，并且所述固定装置42定位于所述上电极41的***，以便于将所述被处理基板70保持于所述上电极板41的下表面。也就是说，所述被处理基板70的被处理面朝向所述下部电极30一侧。

具体地，所述上电极41上形成有延伸穿过其厚度的气孔411(图中未表示)。也就是说，所述气孔411能贯穿所述上电极41的相对的上表面和下表面。

所述气孔411被配置为向所述被处理基板70喷射换热气体，通过所述换热气体能对所述被处理基板70进行冷却。在具体实施时，所述气孔411被配置为与一换热气源相连通。所述换热气源能提供所述换热气体，所述换热气体经所述气孔411喷射于所述被处理基板70上。

在具体实施时，所述换热气体可以选用氮气。

具体地，所述上电极41的下表面具有一定粗糙度。通过将所述上电极41的下表面保持一定粗糙度，经所述气孔411喷洒于所述被处理基板70的所述换热气体能填充于所述被处理基板70和所述上电极41的下表面的之间，以便于所述换热气体对所述被处理基板70进行均匀冷却，防止所述被处理基板70上各处存在较大温差，从而影响蚀刻均匀性。

在具体实施时，可通过喷砂、喷珠、弧喷射、等离子喷射或其它粗糙化工艺使上电极41的至少其下表面粗糙化。

具体地，所述上电极41内还设置有一静电吸盘(ESC)412(图中未标示)。其中，所述静电吸盘412能够具有单极或多极吸附电极并通过库仑效应或Johnsen-Rahbek效应来提供吸附力。在具体实施时，所述静电吸盘412的直径能够大于被处理基板70的直径，以便于达到更好的吸附效果。

进一步，所述上电极41还配置有换热通道413，所述换热通道413被配置于一换热介质源相连通，用于将所述上电极41的温度控制在一定范围内。

通过向所述换热通道413内供给热交换介质并控制所述热交换介质在所述换热通道413内循环流通，可以降低气体撞击所述上电极41而产生的热量，进而确保被处理基板70的蚀刻均匀性好，蚀刻速度高，保障比较好的产品加工质量。

在本实施例中，所述换热通道413形成于所述上电极41的内部，并且所述换热通道413呈迂回型结构，并沿所述上电极41的延伸方向布置。

在其它实施例中，所述换热通道413还能形成于所述上电极41的其它侧面。

在具体实施时，所述上电极41还配置若干个温度检测件和温度控制器，所述温度检测件阵列排布在所述上电极41上，用于检测所述上电极41的各处的温度。所述温度控制器与所述温度检测件和所述换热介质源电连接。因而通过温度检测件对上电极41温度进行实时检测，可以通过温度控制器灵活控制换热介质源的通断供给，确保上电极41工作可靠，保证产品蚀刻均匀性好；此外，也有利于降低设备损耗及资源消耗，提高企业生产经济性。

在本实施例中，所述换热介质源可以为一冷却液槽或冷却液箱。

如图2所示，所述下部电极30位于所述腔室10的底部并与所述上部电极20相对设置。

在本实施例中，所述下部电极30为一平板电极。在具体实施时，所述下部电极30经配置以通过支撑其下表面设置于所述腔室10底部。

所述上部电极40设置于所述腔室10的顶部，并且所述上部电极40的下表面与所述下部电极30的上表面相对设置。

如图2所示，所述蚀刻设备100还包括用于为所述上电极41或所述上部电极40提供射频功率的一射频(Radio Frequency，RF)电源50。

如图2所示，所述射频电源50包括分别与所述上电极41电连接的一源射频电源51和一偏压射频电源52。其中，所述源射频电源51提供源射频电力至所述上电极41，以配置形成射频电场，用于将蚀刻气体转变为蚀刻等离子。

所述偏压射频电源52提供偏压电力至所述上电极41，以配置所述上电极41相对所述下部电极偏压，用于引导所述蚀刻等离子的轰击方向。

具体地，所述下部电极30接地。在具体实施时，所述下部电极30与所述腔室10连接，并通过所述腔室10接地。

如图2所示，所述蚀刻设备100还包括一排气***60，所述排气***60配置为与所述腔室10流体连接，至少用于将腔室10内的气体排出。通过所述排气***60能用于将所述腔室10内调整为预定压力。

在具体实施时，来自所述上部电极20的蚀刻气体供给动作和所述排气***60的气体排出动作在整个蚀刻过程中持续进行，通过上述动作的配合与协作，能将所述腔室10的压力维持在预定压力范围内

具体地，所述排气***60设置在所述腔室10的底部。

如图2所示，所述排气***60的包括分子泵61及泵线管路62，所述分子泵61与所述腔室10流体连接，所述泵线管路62与所述分子泵61流体连接。

本实施例中，所述分子泵61为TMP(Turbo Molecular Pump，涡轮分子泵)。如图3所示，在所述腔室10内还设置有导流板80。所述导流板80设置在所述腔室10的底部，用于将所述喷气口21的蚀刻气体反射或导向所述上电极41的方向。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本发明实施例所提供的一种蚀刻设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例的技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种蚀刻设备，用于对一被处理基板进行蚀刻处理的设备，其特征在于，包括：

一腔室，收容被处理基板以对所述被处理基板进行蚀刻处理；

一供气***，用于向所述腔室内供给用于执行蚀刻处理的蚀刻气体；

一下部电极，设置于所述腔室内；

一上部电极，设置于所述腔室内并包括一上电极和一固定装置；其中，

所述上电极包含延伸穿过其厚度的气孔，所述气孔被配置为向所述被处理基板喷射换热气体,所述上电极的下表面具有一预定粗糙度；所述上电极还配置有换热通道，所述换热通道与一换热介质源相连通，用于将所述上电极的温度保持在一预定范围内；

所述固定装置用于将所述被处理基板定位于所述上电极的下表面，所述上电极经配置用于将所述蚀刻气体转变为蚀刻等离子并诱导所述蚀刻等离子对所述被处理基板的下表面进行蚀刻处理。

2.根据权利要求1所述的蚀刻设备，其特征在于，所述蚀刻设备还包括一射频电源，所述射频电源包括：

一源射频电源，与所述上电极连接，用于提供源射频电力至所述上电极；以及，

一偏压射频电源，与所述上电极连接，用于提供偏压射频电力至所述上电极。

3.根据权利要求1所述的蚀刻设备，其特征在于，所述下部电极包括一下电极，所述下电极接地。

4.根据权利要求1所述的蚀刻设备，其特征在于，在所述上电极内部设置有静电吸盘，所述静电吸盘用于对所述被处理基板进行静电吸附。

5.根据权利要求1所述的蚀刻设备，其特征在于，所述供气***包括多个喷气口，所述喷气口位于所述上部电极和所述下部电极之间的所述腔室内，用于所述供气***和所述腔室的流体连通。

6.根据权利要求5所述的蚀刻设备，其特征在于，所述喷气口沿着所述腔室的内侧壁的周向对称排布。

7.根据权利要求1所述的蚀刻设备，其特征在于，所述蚀刻设备还包括一排气***，所述排气***经配置与所述腔室流体连接，用于至少将所述腔室内的气体排出。

8.根据权利要求7所述的蚀刻设备，其特征在于，所述排气***的包括分子泵和泵线管路，所述分子泵与所述腔室流体连接，所述泵线管路与所述分子泵相流体连接。

9.根据权利要求1所述的蚀刻设备，其特征在于，在所述腔室内还设置有导流板，所述导流板用于将由所述供气***供给于所述腔室的蚀刻气体均匀分布在上电极的下表面。

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