[发明专利]湿法刻蚀设备

说明书

技术领域

本发明涉及微电子加工设备技术领域，尤其涉及一种湿法刻蚀设备。

背景技术

目前，在平板显示(Flat Panel Display，简称FPD)技术中，由于液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)具有轻薄短小，节省摆放空间等优点，已经逐渐取代阴极射线管(Cathode Ray Tube，简称CRT)，成为主流的显示器。在各种类型的LCD中，薄膜场效应晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，简称TFT-LCD)具有性能优良，适合大规模自动化生产等优点，已经成为主流的LCD产品。

在TFT-LCD制造工艺中，ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)凭借其自身优良的特性，被广泛用于制作透明显示电极。在ITO透明显示电极制作过程中，首先通过磁控溅射(sputter)形成ITO薄膜，再经过光刻形成光刻胶图形，最后通过湿法刻蚀将ITO薄膜图案化，形成最终的透明显示电极。

图1为现有技术用于ITO薄膜图案化的湿法刻蚀设备的结构示意图。请参照图1，表面覆盖ITO薄膜的基板由入口单元(IN CV)进入，在清洗腔(EUV)中去除表面的有机物，而后进入过渡单元(NEU)，再后，通过前缓冲腔(BUF1)进入刻蚀腔(ETCH)。在刻蚀腔中，通过刻蚀液将基板上不需要保留的ITO薄膜(即未被光刻胶图形覆盖的ITO薄膜)去除。而后，基板由后缓冲腔(BUF2)送出，经由第一水洗单元(SWR1)、第二水洗单元(SWR2)、第三水洗单元(SWR3)、第四水洗单元(SWR4)和最终水洗单元CFR)进行清洗，去除基板表面残留的刻蚀液，再后，经由风刀单元(AK)进行干燥，最后由传送单元(NT)和出口单元(OUT CV)被传送出湿法刻蚀设备。

图2A为图1所示湿法刻蚀设备中刻蚀腔及前、后缓冲腔的俯视图。图2B为图1所示湿法刻蚀设备中刻蚀腔及前、后缓冲腔的侧视图。如图2A和图2B所示，在刻蚀腔200前后各有一缓冲腔-前缓冲腔100和后缓冲腔300。传送轮(101、201、301等)将基片400由前缓冲腔100传送至刻蚀腔200进行刻蚀，而后又可将完成刻蚀的基片由刻蚀腔200传送至后缓冲腔300。

在前缓冲腔100靠近刻蚀腔200的刻蚀腔入口处安装有前遮蔽门(shutter)203。该前遮蔽门203的下部安装有转轴(shaft)203a。该转轴203a与气缸相连，通过气缸的上下作动，可以驱动前遮蔽门进行上/下翻转完成开/关动作。在基片400由前缓冲腔100进入刻蚀腔200前，该前遮蔽门203打开。在基片400完全进入刻蚀腔200后，前遮蔽门203闭合。

同样，在后缓冲腔300靠近刻蚀腔200的出口处安装有后遮蔽门(shutter)204。该后遮蔽门204的结构和工作方式与前遮蔽门203相同，其下部同样安装有转轴(shaft)204a。在基片400进入后缓冲腔300前，该后遮蔽门204打开。在基片400完全进入后缓冲腔300后，后遮蔽门204闭合。

可见，除了基片进入和流出的时间之外，刻蚀腔200保持相对封闭，从而为基片的刻蚀营造一个稳定的刻蚀环境。

基片刻蚀一般采用喷淋模式，即喷淋装置202向下方的基片喷出刻蚀液，从而将未被光刻胶图形覆盖的ITO薄膜去除。草酸(又叫乙二酸)，因其成本低廉，且可完全满足整个TFT基板工艺需求，因而被广泛使用在ITO湿法刻蚀当中。在TFT基板工艺中，ITO湿法刻蚀所用的草酸一般为浓度在3.4％～3.8％的水溶液，工艺温度在40℃～45℃。然而，草酸有一特点，其遇冷后极易形成白色结晶。且该白色结晶溶于水。

在ITO湿法刻蚀过程中，前遮蔽门203和后遮蔽门204不断的开合，刻蚀腔200内的草酸会从处于打开状态的遮蔽门挥发出来。由于前、后缓冲腔的温度均低于刻蚀腔的温度，草酸遇冷结晶，会在刻蚀腔的入口、出口和遮蔽门处形成大量结晶601，如图3所示。时间久了，可以覆盖整个刻蚀腔的入口及出口，如不及时清洁，将造成机台内部环境的污染，甚至造成基板的划伤，严重影响产品质量。然而，频繁的清洁，会占用设备大量的工作时间(up time)，降低设备稼动率。