一种气液喷雾刻蚀设备及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生产制造技术领域，尤其涉及一种气液喷雾刻蚀设备及方法。
【背景技术】
[0002]湿法刻蚀是将刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀的技术。简单来说，就是中学化学课中化学溶液腐蚀的概念，它是一种纯化学刻蚀，具有优良的选择性，刻蚀完当前薄膜就会停止，而不会损坏下面一层其他材料的薄膜。目前TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)阵列基板制造的刻蚀方法采用湿法刻蚀，具体采用喷淋或浸泡的方法。这两种方法都存在CD BI AS (Criti ca I Dimen si on Bias，线宽偏差)大、侧蚀比大等问题，尤其在高PPI(Pixels Per Inch，像素密度)的TFT刻蚀时问题更明显。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明提供一种气液喷雾刻蚀设备及方法，能够改善湿法刻蚀效果。
[0004]基于上述目的本发明提供的气液喷雾刻蚀设备，其特征在于，包括刻蚀腔室、气体提供装置、刻蚀液提供装置、气液混合装置、气液喷射装置;其中:
[0005]气液混合装置，与所述气体提供装置、刻蚀液提供装置分别连接，用于将刻蚀液提供装置提供的刻蚀液和气体提供装置提供的载气混合，形成气液混合物，其中，所述刻蚀液用于刻蚀刻蚀腔室中的目标物；
[0006]气液喷射装置，与所述气液混合装置连接，用于利用所述气液混合物形成喷雾并按照设定压强将所述喷雾喷射至目标物上的目标位置。
[0007]可选的，所述气液喷雾刻蚀设备还包括:
[0008]支撑装置:用于在刻蚀过程中承载待刻蚀的目标物，并带动所述目标物旋转。
[0009]可选的，所述支撑装置正对所述气液喷射装置喷射方向设置。
[0010]可选的，所述支撑装置包括用于吸附所述目标物的真空吸附机构和与所述真空吸附机构连接的旋转电机;所述旋转电机用于匀速或匀加速驱动所述真空吸附机构旋转。
[0011 ]可选的，所述气液混合装置为气液混合栗。
[0012]可选的，还包括清洗装置，用于在设定时间向所述目标物的待刻蚀面喷射清洗液。
[0013]可选的，所述载气为惰性保护气体。
[0014]可选的，还包括第一温度控制机构，用于控制刻蚀液的温度。
[0015]可选的，还包括第二温度控制机构，用于控制刻蚀腔室内的温度。
[0016]可选的，还包括距离调节机构，用于在不同的喷雾压力参数下，调节喷嘴与目标物间的距离。
[0017]可选的，所述刻蚀液提供装置提供刻蚀液的压强为0.1-0.5MPa;所述气体提供装置提供气体的压强为0.l_2MPa;所述气液混合装置的气液混合比为0-20%，所述气液混合装置的最大输出压强不小于0.5MPa。
[0018]可选的，所述气液喷射装置喷射的喷雾雾滴粒径为目标物上所需线宽的0.001-1倍。
[0019]同时，本发明提供一种气液喷雾刻蚀方法，采用本发明任意一项实施例所提供的气液喷雾刻蚀设备对目标物进行刻蚀，包括:
[0020]将用于刻蚀目标物的刻蚀液与刻蚀液的载气进行混合，形成气液混合物；
[0021 ]将所述气液混合物按照设定速率喷射到待刻蚀的目标物上的目标位置。
[0022]可选的，所述气液喷雾刻蚀设备还包括用于吸附所述目标物的真空吸附机构和与所述真空吸附机构连接的旋转电机;所述旋转电机用于匀速或匀加速驱动所述真空吸附机构旋转，所述方法还包括:
[0023]对所述目标物进行清洗；
[0024]在对所述目标物进行清洗的过程中，利用所述旋转电机按照设定的第一速率驱动所述真空吸附机构，使得真空吸附机构带动所述目标物旋转。
[0025]可选的，所述方法还包括:
[0026]根据设定的喷雾压力参数，调整所述气液喷射装置与所述目标物之间的距离。
[0027]可选的，所述气液喷雾刻蚀设备还包括用于吸附所述目标物的真空吸附机构和与所述真空吸附机构连接的旋转电机;所述旋转电机用于匀速或匀加速驱动所述真空吸附机构旋转，所述方法还包括:
[0028]将所述气液混合物按照设定速率喷射到待刻蚀的目标物上的目标位置时，利用所述旋转电机按照设定的第二速率驱动所述真空吸附机构，使得真空吸附机构带动所述目标物旋转。
[0029]从上面所述可以看出，本发明所提供的气液刻蚀设备及刻蚀方法，利用气液混合物形成的喷雾对目标物进行刻蚀，载气能够提到喷雾喷射的力度和速度，喷雾中刻蚀液的粒径能够得减小，从而降低线宽偏差、降低侧蚀比，提高刻蚀精度、刻蚀效果和刻蚀速率。同时刻蚀液的提供量能够得到较为准确的控制，减少刻蚀液的残留。本发明实施例提供的气液喷雾刻蚀设备及刻蚀方法，能够在刻蚀过程中匀速或匀加速转动目标物，并在刻蚀结束后对目标物进行清洗，提高刻蚀均匀性，并进一步减少刻蚀液的残留。
【附图说明】
[0030]图1为本发明实施例所提供的气液喷雾刻蚀设备结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0032]本发明首先提供一种气液喷雾刻蚀设备，结构如图1所示，包括刻蚀腔室100、气体提供装置101、刻蚀液提供装置102、气液混合装置103、气液喷射装置104;其中:
[0033]气液混合装置103，与所述气体提供装置101、刻蚀液提供装置102分别连接，用于将刻蚀液提供装置102提供的刻蚀液和气体提供装置提供的载气混合，形成气液混合物，其中，所述刻蚀液用于刻蚀刻蚀腔室中的目标物；
[0034]气液喷射装置104，与所述气液混合装置103连接，用于利用所述气液混合物形成喷雾并按照设定压强将所述喷雾喷射至目标物上的目标位置。
[0035]从上面所述可以看出，本发明提供的气液喷雾刻蚀设备，通过气液混合物形成的喷雾对目标物进行刻蚀，将载气和刻蚀液进行混合，使得喷雾在喷出时的速度能够提高，通过高压喷雾的物理冲击作用能实时除去窄沟道中的难溶残留物，喷雾粒径大小能够有效地得到控制，从而降低线宽偏差、降低侧蚀比、提高刻蚀坡度角，提高刻蚀精度，提高刻蚀效率，均一"性好，刻蚀可控性高，刻蚀效果优于普通的湿法刻蚀，适用于高PPI (Pixels PerInch，像素密度)的TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)阵列基板制造。
[0036]本领域技术人员应当理解，所述气液喷射装置应包括必要的输出机构，如一个或多个喷嘴等。所述刻蚀液提供装置包括或连接一刻蚀液存储池。
[0037]在本发明具体实施例中，所述气体提供装置包括气栗，并包括或连接一气体存储器。所述刻蚀液提供装置包括液体栗。
[0038]在本发明具体实施例中，所述气液喷射装置包括美国的Spray公司所出售的HighPressure (高压)系列喷嘴。
[0039]在具体实施例中，所述目标物为基板。
[0040]在本发明一些实施例中，所述气液喷雾刻蚀设备还包括:
[0041 ]支撑装置:用于在刻蚀过程中承载待刻蚀的目标物，并带动所述目标物旋转。
[0042]在本发明具体实施例中，所述支撑装置能够带动所述目标物匀速或匀加速旋转，使得目标物上需要刻蚀的部位均能够移动到气液喷射装置下方进行刻蚀，且能够使得刻蚀程度均匀。
[0043]在本发明一些实施例中，所述支撑装置正对所述气液喷射装置喷射方向设置。
[0044]在本发明其它一些实施例中，当气液喷射装置沿着水平方向喷射喷雾时，支撑装置可设置在目标物所在位置的下方，目标物架设在支撑装置上，正对着气液喷射装置设置。
[0045]在本发明一些实施例中，仍然参照图1，所述支撑装置包括用于吸附所述目标物的真空吸附机构105和与所述真空吸附机构1 5连接的旋转电机106;所述旋转电机106用于匀速或匀加速驱动所述真空吸附机构105旋转。
[0046]在实际操作中，所述真空吸附机构直接与目标物接触，可以将目标物牢固地固定，防止在旋转过程中目标物脱离支撑装置;同时使得支撑装置能够适用于各种大小不同的目标物。通过旋转电机低速驱动真空吸附机构旋转，使得目标物上的刻蚀液能够及时被甩出，防止过度刻蚀。在具体实施例中，刻蚀时，基板的旋转速度可在l-6r/min之间调节。
[0047]在本发明其它实施例中，所述支撑装置包括用于与目标物连接并固定目标物的卡盘，以及与卡盘连接的旋转电机。
[0048]在本发明其它实施例中，当气液喷雾刻蚀设备仅用于刻蚀特定的目标物时，所述支撑装置包括真空吸附机构、或卡盘等用于承载、固定目标物的机构。
[0049]在本发明一些实施例中，所述气液混合装置为气液混合栗。更具体的，所述气液混合栗为涡轮栗。
[0050]在本发明一些实施例中，仍然参照图1，所述气液喷雾刻蚀设备还包括清洗装置107，用于在设定时间向所述目标物的待刻蚀面喷射清洗液。
[0051]所述清洗液为纯净水、或蒸馏水、或其它具有清洁作用的液体。
[0052]所述设定的时间，指刻蚀完成时，或刻蚀操作停止时，或其它需要清洗目标物的时间。在一种具体实施例中，刻蚀过程完成后，立即打开清洗装置，由清洗装置将纯净水喷射至目标物进行清洗，保证精确的刻蚀时间；纯水喷淋压力可在0.01-0.1MPa之间调节，纯净水喷淋时基板的旋转速度可在1-10r/min2间调节，保证清洗快速均勾。
[0053]在本发明一些实施例中，所述载气为惰性保护气体。
[0054]更具体的，所述惰性保护气体为在刻蚀环境下不易与刻蚀液或目标物发生化学反应的气体，例如，氮气、惰性气体等。
[0055]在本发明一种具体实施例中，所述载气为氮气，气液混合装置为涡轮气液混合栗，该混合栗对高压氮气和高压药液进行混合，混合后氮气包括溶解态氮气和二流体氮气。
[0056]在本发明一些实施例中，还包括第一温度控制机构，与刻蚀液提供装置连接，用于控制刻蚀液的温度。
[0057]在本发明一些实施例中，所述气液喷雾刻蚀设备还包括第二温度控制机构，设置于刻蚀腔内，具体可以设置于刻蚀腔室内壁上，用于控制刻蚀腔室内的温度。
[0058]在本发明一些实施例中，