一种湿法刻蚀设备的制作方法

1.本发明属于湿法蚀刻领域，尤其涉及一种湿法刻蚀设备。


背景技术：

2.湿法刻蚀是一种刻蚀方法，是将刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀的技术，主要在较为平整的膜面上刻出绒面，从而增加光程，减少光的反射，刻蚀可用稀释的盐酸等。
3.随着蚀刻基板的增大，通过湿法蚀刻工艺处理的基板蚀刻面的不均匀性越来越突出，其主要原因如下：1、因目前的蚀刻是通过喷嘴将蚀刻液喷洒至基板上，导致基板不同区域的蚀刻液浓度、蚀刻起始时间及蚀刻液在基板表面分布的均匀性不同，从而导致蚀刻不均匀。
4.2、当基板蚀刻完毕后，因基板上残留的蚀刻液不能及时有效地的清理，也会导致基板上的蚀刻不均匀。
5.本发明设计一种湿法刻蚀设备解决如上问题。


技术实现要素：

6.为解决现有技术中的所述缺陷，本发明公开一种湿法刻蚀设备，它是采用以下技术方案来实现的。
7.在本发明的描述中需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅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设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
8.一种湿法刻蚀设备，它包括蚀刻机构、浸板机构，其中被机械臂驱动的浸板机构带动均匀安装于其上的若干蚀刻基板在蚀刻机构中的蚀刻液内进行同步均匀蚀刻；蚀刻机构对蚀刻完毕的基板上残留的蚀刻液进行快速有效清理回收的同时在浸板机构的配合下对蚀刻液进行浓度均匀化扰动并使蚀刻液液面快速处于水平状态。
9.所述蚀刻机构包括液槽、导杆、滑套、弹簧a、拨板a、析液盒、气泵、方框a、栅格、柱套、滑塞、弹簧b、开关阀、弹簧c、弹簧d、阻尼器，其中上方开口且盛装有蚀刻液的方形液槽内竖直运动有方框a，液槽底部对称安装有四个对方框a复位的弹簧d；方框a中安装有均匀栅格，栅格的每个十字交汇处均具有上下贯通的柱套；每个柱套中均密封滑动配合有对其内壁上周向均匀分布的若干通气槽进行开关的滑塞，且柱套内安装有对相应滑塞复位的弹簧b；液槽内对称安装有四个促使方框a快速复位的单向阻尼器；液槽上端内壁对称分布有四个内部填充吸液棉的横条状吸气口，液槽外侧对称安装有四个通过导气套与吸气口一一对应连通且内部填充吸液棉的密封析液盒和四个与析液盒一一对应连通的气泵；每个气泵均通过安装有开关阀的软管与四分之一的柱套下端连通，开关阀固装于方框a侧壁；每个开关阀上均安装有对其开关拨板b复位的弹簧c；液槽内安装有四个与开关阀一一对应的竖直
导杆，每个导杆上均滑动配合有滑套，滑套上具有与相应开关阀上拨板b配合的拨板a；每个导杆上均嵌套有对相应滑套复位的弹簧a。
10.作为本技术的进一步改进，所述方框a的上端外缘安装有板框a，板框a上均匀密布有减小方框a和栅格运动阻力的穿流孔；板框a上安装有通过与液槽内壁滑动配合对方框a和栅格运动形成导向作用的方框b；栅格的下端均匀安装有六个在基板蚀刻结束后对蚀刻液浓度均匀化扰动的扰动板；弹簧d可拉伸可压缩；弹簧d一端与相应位置的扰动板连接，另一端与液槽底部连接；阻尼器通过固定板b安装于液槽内的相应一角处，阻尼器下端与板框a配合。
11.作为本技术的进一步改进，所述浸板机构包括工作板、固定柱、固定座、固定板c、卡板a、卡板b、卡板c、卡板d、板簧a、板簧b，其中工作板安装于现有技术的机械臂末端；工作板两侧端对称安装有两个竖直的固定板c，每个固定板c上均具有自上而下依次间隔分布的卡板a、卡板b和卡板c；卡板c上铰接有卡板d，卡板c与卡板d之间对称安装有两个限制卡板d绕铰接轴下摆的板簧b和两个对卡板d绕铰接轴上摆进行复位的板簧a；板簧a一端与卡板d接触配合，另一端与卡板c连接；板簧b一端与卡板d接触配合，另一端与卡板c连接；卡板a与安装在液槽内壁的卡条配合，卡板b和卡板d与安装在方框b内壁的板框b配合；工作板上均匀安装有若干固定柱，每个固定柱末端均安装有用来吸附固定基板的板形固定座。
12.作为本技术的进一步改进，所述板簧a的弹性系数小于板簧b的弹性系数。
13.作为本技术的进一步改进，所述导杆的上端安装有防止相应滑套脱离的限位块；弹簧a和弹簧b均为拉伸弹簧；弹簧a一端与相应滑套连接，另一端与液槽底部连接；弹簧b一端与相应滑塞连接，另一端与安装在相应柱套内的固定环连接；弹簧c一端与相应拨板b连接，另一端与固定在相应开关阀外侧的固定板a连接。
14.作为本技术的进一步改进，所述吸气口在液槽内壁上的槽口处具有两个将从柱套吹至基板上的气流引入吸气口的引导斜面；每个滑塞上均对称安装有两个导向块，两个导向块分别滑动于相应柱套内壁上的两个导向槽内。导向块与导向槽的配合对滑塞在柱套内的运动发挥定位导向作用，并防止滑塞在气泵作用下脱离柱套。柱套内壁的环槽内安装有与对通气槽处于关闭状态的滑塞配合的密封圈；开关阀一端通过软管与相应气泵连通，另一端通过软管与用来连通相应四分之一部分柱套的叉状连通管连通。
15.相对于传统的湿法蚀刻设备，本发明中始终处于待机状态的四个气泵在浸板机构上的基板脱离蚀刻液时通过打开的开关阀同步向全部的柱塞内鼓气，柱塞内的滑塞在气泵鼓气作用下瞬间对相应柱套内壁上的通气槽打开，气泵鼓出的气经柱套的引导多点均匀密布地将依然附着残留于基板上的蚀刻液吹离并在基板反射作用下经液槽内壁上四个吸气口处的引导斜面引导和吸气口及析液盒内的吸液棉的过滤循环至气泵，保证蚀刻液不会因其随气体流动而损失，有利于随气体流动的蚀刻液的回收利用，同时，保证蚀刻结束的基板上不会因残留的蚀刻液而出现基板蚀刻不均匀的现象。
16.本发明中的栅格在静止状态对液槽内的蚀刻液具有较好的稳定作用，保证蚀刻液的液面在基板浸入时始终处于稳定水平状态，保证浸板机构上的全部基板浸液深度相同，每个基板的蚀刻效果均匀，保证全部基板的蚀刻质量。另外，在浸板机构脱离蚀刻机构后，随着栅格在四个阻尼器和四个弹簧d复位作用下快速复位，安装于栅格上的六个扰动板对蚀刻过基板的蚀刻液进行快速有效扰动，使得蚀刻液的浓度能够快速地均匀化，有利于下
一批基板在蚀刻液中的均匀有效蚀刻。本发明结构简单，具有较好的使用效果。
附图说明
17.图1是浸板机构与蚀刻机构配合剖面示意图。
18.图2是蚀刻机构局部剖面示意图。
19.图3是浸板机构与蚀刻机构局部配合剖面示意图。
20.图4是浸板机构示意图。
21.图5是蚀刻机构示意图。
22.图6是液槽及其剖面示意图。
23.图7是栅格、方框a、板框a、方框b与板框b配合及其剖面示意图。
24.图8是柱套与滑塞配合剖面示意图。
25.图9是柱套剖面示意图。
26.图10是蚀刻机构俯视剖面示意图。
27.图中标号名称：1、液槽；2、吸气口；3、引导斜面；4、导杆；5、滑套；6、弹簧a；7、拨板a；8、限位块；9、吸液棉；10、导气套；11、析液盒；12、软管；13、气泵；14、卡条；15、方框a；16、栅格；17、柱套；18、通气槽；19、导向槽；20、密封圈；21、滑塞；22、导向块；23、弹簧b；24、固定环；25、连通管；26、开关阀；27、固定板a；28、弹簧c；29、拨板b；30、扰动板；31、弹簧d；32、板框a；33、穿流孔；34、方框b；35、板框b；36、阻尼器；37、固定板b；38、工作板；39、固定柱；40、固定座；41、基板；42、固定板c；43、卡板a；44、卡板b；45、卡板c；46、卡板d；47、板簧a；48、板簧b；49、机械臂；50、浸板机构；51、蚀刻机构。
具体实施方式
28.附图均为本发明实施的示意图，以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。
29.如图1所示，它包括蚀刻机构51、浸板机构50，其中被机械臂49驱动的浸板机构50带动均匀安装于其上的若干蚀刻基板41在蚀刻机构51中的蚀刻液内进行同步均匀蚀刻；蚀刻机构51对蚀刻完毕的基板41上残留的蚀刻液进行快速有效清理回收的同时在浸板机构50的配合下对蚀刻液进行浓度均匀化扰动并使蚀刻液液面快速处于水平状态。
30.如图5、7、10所示，所述蚀刻机构51包括液槽1、导杆4、滑套5、弹簧a6、拨板a7、析液盒11、气泵13、方框a15、栅格16、柱套17、滑塞21、弹簧b23、开关阀26、弹簧c28、弹簧d31、阻尼器36，其中如图1、5所示，上方开口且盛装有蚀刻液的方形液槽1内竖直运动有方框a15，液槽1底部对称安装有四个对方框a15复位的弹簧d31；如图7、10所示，方框a15中安装有均匀栅格16，栅格16的每个十字交汇处均具有上下贯通的柱套17；如图8、9所示，每个柱套17中均密封滑动配合有对其内壁上周向均匀分布的若干通气槽18进行开关的滑塞21，且柱套17内安装有对相应滑塞21复位的弹簧b23；如图1、5、10所示，液槽1内对称安装有四个促使方框a15快速复位的单向阻尼器36；如图1、6、10所示，液槽1上端内壁对称分布有四个内部填充吸液棉9的横条状吸气口2，液槽1外侧对称安装有四个通过导气套10与吸气口2一一对应连通且内部填充吸液棉9的密封析液盒11和四个与析液盒11一一对应连通的气泵13；每个气泵13均通过安装有开关阀26的软管12与四分之一的柱套17下端连通，开关阀26固装于
方框a15侧壁；如图1、2所示，每个开关阀26上均安装有对其开关拨板b29复位的弹簧c28；液槽1内安装有四个与开关阀26一一对应的竖直导杆4，每个导杆4上均滑动配合有滑套5，滑套5上具有与相应开关阀26上拨板b29配合的拨板a7；每个导杆4上均嵌套有对相应滑套5复位的弹簧a6。
31.如图1、7所示，所述方框a15的上端外缘安装有板框a32，板框a32上均匀密布有减小方框a15和栅格16运动阻力的穿流孔33；板框a32上安装有通过与液槽1内壁滑动配合对方框a15和栅格16运动形成导向作用的方框b34；栅格16的下端均匀安装有六个在基板41蚀刻结束后对蚀刻液浓度均匀化扰动的扰动板30；弹簧d31可拉伸可压缩；弹簧d31一端与相应位置的扰动板30连接，另一端与液槽1底部连接；如图1、2、10所示，阻尼器36通过固定板b37安装于液槽1内的相应一角处，阻尼器36下端与板框a32配合。
32.如图4所示，所述浸板机构50包括工作板38、固定柱39、固定座40、固定板c42、卡板a43、卡板b、卡板c45、卡板d46、板簧a47、板簧b48，其中如图1、4所示，工作板38安装于现有技术的机械臂49末端；工作板38两侧端对称安装有两个竖直的固定板c42，每个固定板c42上均具有自上而下依次间隔分布的卡板a43、卡板b和卡板c45；如图3、4所示，卡板c45上铰接有卡板d46，卡板c45与卡板d46之间对称安装有两个限制卡板d46绕铰接轴下摆的板簧b48和两个对卡板d46绕铰接轴上摆进行复位的板簧a47；板簧a47一端与卡板d46接触配合，另一端与卡板c45连接；板簧b48一端与卡板d46接触配合，另一端与卡板c45连接；如图1、3所示，卡板a43与安装在液槽1内壁的卡条14配合，卡板b和卡板d46与安装在方框b34内壁的板框b35配合；如图1、4所示，工作板38上均匀安装有若干固定柱39，每个固定柱39末端均安装有用来吸附固定基板41的板形固定座40。
33.如图3所示，所述板簧a47的弹性系数小于板簧b48的弹性系数，保证卡板d46随浸板机构50向蚀刻液内运动时可以在板框b35作用下绕铰接轴向上摆动而对浸板机构50带动基板41向蚀刻液内的运动不形成阻碍，同时保证浸板机构50带动基板41脱离蚀刻液过程中可以通过卡板d46与板框d的相互作用带动格栅和方框a15竖直向上运动一定距离，使得全部的柱套17上端露出蚀刻液液面并对基板41上残留的蚀刻液进行有效清理。
34.如图1、2所示，所述导杆4的上端安装有防止相应滑套5脱离的限位块8；弹簧a6和弹簧b23均为拉伸弹簧；弹簧a6一端与相应滑套5连接，另一端与液槽1底部连接；如图8所示，弹簧b23一端与相应滑塞21连接，另一端与安装在相应柱套17内的固定环24连接；弹簧c28一端与相应拨板b29连接，另一端与固定在相应开关阀26外侧的固定板a27连接。
35.如图1、6所示，所述吸气口2在液槽1内壁上的槽口处具有两个将从柱套17吹至基板41上的气流引入吸气口2的引导斜面3；如图8、9所示，每个滑塞21上均对称安装有两个导向块22，两个导向块22分别滑动于相应柱套17内壁上的两个导向槽19内。导向块22与导向槽19的配合对滑塞21在柱套17内的运动发挥定位导向作用，并防止滑塞21在气泵13作用下脱离柱套17。柱套17内壁的环槽内安装有与对通气槽18处于关闭状态的滑塞21配合的密封圈20；如图1、2、7所示，开关阀26一端通过软管12与相应气泵13连通，另一端通过软管12与用来连通相应四分之一部分柱套17的叉状连通管25连通。
36.本发明中析液盒11和吸气口2内的吸液棉9可定期更换，连通的开关阀26和气泵13的软管12始终处于松弛状态。
37.本发明的工作流程：在初始状态，浸板机构50中的卡板d46处于水平状态，方框a15
和全部的柱套17上端均完全浸入蚀刻液中并且距离蚀刻液液面为5毫米左右。蚀刻机构51中的弹簧a6和弹簧d31均为自然状态，弹簧c28和弹簧b23均处于压缩状态。拨板a7与相应开关阀26上的拨板b29具有一定间距，单向阀处于关闭状态，气泵13处于停止运行状态。柱套17内壁的通气槽18处于被相应滑塞21关闭的状态，卡条14与板框b35之间的间距为最大。四个阻尼器36处于自然状态，且阻尼器36的下端与板框a32接触。
38.当需要使用本发明对基板41进行湿法蚀刻时，先启动四个气泵13同时运行，由于四个开关阀26均处于关闭状态，所以启动的气泵13处于待机状态。
39.将浸板机构50的每个固定座40上均固定安装待刻基板41，浸板机构50中的工作板38在机械臂49带动下处于水平状态，全部的基板41均处于同一水平状态并位于液槽1的正中上上方位置。
40.浸板机构50在机械臂49带动下携带全部的基板41竖直向液槽1的蚀刻液中运动，在基板41向蚀刻液中运动的过程中，工作板38两侧端的两个卡板d46先分别同时与板框b35相遇并相互作用。卡板d46在板框b35的作用下绕其铰接轴向上摆动而对浸板机构50整体的竖直向下运动不形成阻碍，板簧a47发生形变，板簧b48一端脱离卡板d46。
41.当两个卡板b分别同时与板框b35相遇时，两个卡板d46正好分别脱离板框b35并在板簧a47的复位作用下相对于卡板c45瞬间回摆复位。全部的基板41刚好同时到达蚀刻液的液面。随着机械臂49带动浸板机构50继续向下运动，两个卡板b分别通过板框b35、方框b34、板框a32和方框a15带动栅格16在蚀刻液内竖直向下运动，浸板机构50中的全部基板41同时水平浸入液面水平静止的蚀刻液内，从而保证浸板机构50中的全部基板41的蚀刻起始时间相同，保证全部基板41蚀刻的时间相同。
42.随着栅格16向蚀刻液内的深入运动，全部的基板41同步深入蚀刻液内，四个弹簧d31被压缩储能，栅格16带动四个开关阀26同步运动并分别同时逐渐远离相应滑套5上的拨板a7，板框a32脱离四个阻尼器36。
43.当工作板38两侧端的两个卡板a43分别同时与液槽1内壁上两个卡条14相遇时，机械臂49停止带动浸板机构50和全部的基板41在蚀刻液内深入运动，栅格16在浸板机构50及弹簧d31作用下也同步停止运动。保持基板41在蚀刻液中一定时间，保证基板41在蚀刻液中实现有效的蚀刻。
44.待基板41的蚀刻时间到达后，机械臂49驱动浸板机构50带动全部的基板41竖直向蚀刻液外运动，栅格16在四个弹簧d31复位作用下随着浸板机构50向其初始位置运动，两个卡板a43同时脱离相应的卡条14。
45.当格栅完成复位时，两个卡板d46距离板框b35还有一定间距，全部的基板41与栅格16中的柱套17上端具有一定间距。随着机械臂49带动浸板机构50继续竖直向上运动，当两个卡板d46与板框b35相遇并相互作用时，由于板簧b48的弹性系数足够大，所以两个卡板d46会通过板框b35、方框b34、板框a32和方框a15带动栅格16同步竖直向上运动，四个弹簧d31被拉伸储能，四个阻尼器36被同步压缩。四个开关阀26上的拨板b29同步向相应的拨板a7靠近。
46.随着全部基板41在机械臂49带动下脱离蚀刻液后的继续竖直向上运动，四个开关阀26上的拨板b29分别相应的拨板a7相互作用，拨板b29对相应的开关阀26进行逐渐关闭，弹簧c28被进一步压缩储能，弹簧a6被拉伸储能，保证开关阀26上拨板b29对开关阀26的打
开为柔性打开，避免相互冲击。
47.当基板41脱离蚀刻液液面一定高度时，方框b34与两个卡条14相遇，此时机械臂49停止运动，浸板机构50停止运动，保持基板41与栅格16的相对静止状态，此时开关阀26的拨板b29运动至极限，四个开关阀26同时完全打开，四个处于待机状态的气泵13同时开始工作。
48.气泵13将空气经打开的开关阀26向全部的柱套17中鼓吹，每个柱套17中的滑塞21被鼓入的空气推动并在柱套17内竖直向上运动至极限，滑套5对柱套17内壁的通气槽18瞬间打开，来之气泵13的高压空气经柱套17上打开的通气槽18吹向全部基板41的蚀刻面，将基板41上残留的蚀刻液吹离。基板41将吹至的空气向四周反射，被基板41反射的高压空气经基板41的反射引导至液槽1内壁的四个吸气口2处并经吸气口2处的引导斜面3引导入吸气口2内。
49.由于气泵13在析液盒11中产生的负压，使得到达吸气口2处的流动空气浸入吸气口2内并经导气套10和析液盒11会流入气泵13，吸气口2和析液盒11内的吸液棉9将空气中携带的蚀刻液进行吸附，保证气泵13内不会因循环入内的空气携带具有腐蚀性的蚀刻液而被腐蚀损坏，保证气泵13的正常运行和延长气泵13的使用过寿命。吸气口2和析液盒11内的吸液棉9中的吸附的蚀刻液在积累到一定程度时可进行更换回收，保证蚀刻液不会因随空气的运动产生减损。
50.当基板41上的蚀刻液清理干净后，机械臂49带动浸板机构50继续竖直向上运动，栅格16在两个卡条14的阻止下不再随卡板d46继续向上运动，两个卡板d46克服板簧b48绕铰接轴向下摆动，板簧b48被压缩储能，卡板d46暂时脱离板簧a47一端。
51.当两个卡板d46脱离板框b35时，两个卡板d46分别在相应板簧b48复位作用下相对于卡板c45瞬间复位，在此期间，四个气泵13持续不断地将高压空气经柱套17向基板41的蚀刻面进行鼓吹，保证基板41上的蚀刻液得到完全清理。
52.随着卡板d46脱离板框b35，栅格16下四个弹簧d31和四个单向阻尼器36的复位作用下快速地复位，在栅格16复位过程中，栅格16在四个弹簧作用下形成竖直方向的短暂高频低幅的往复运动，在此过程中安装于栅格16上的六个扰动板30对蚀刻液进行有效扰动，使得蚀刻液在短时间进行快速的浓度均匀化，保证后续基板41的正常均匀蚀刻。在栅格16复位后，由于栅格16自身的网格结构，使得经过扰动板30扰动的蚀刻液能够快速地归于平静，蚀刻液的液面快速处于水平静止状态，保证下一批基板41的正常蚀刻工序。
53.在栅格16完成复位的过程中，四个开关阀26上的拨板b29重新脱离卡板a43并在相应弹簧c28的复位作用下完成复位，四个开关阀26重新被关闭，四个气泵13重新处于待机状态。
54.综上所述，本发明的有益效果为：本发明中始终处于待机状态的四个气泵13在浸板机构50上的基板41脱离蚀刻液时通过打开的开关阀26同步向全部的柱塞内鼓气，柱塞内的滑塞21在气泵13鼓气作用下瞬间对相应柱套17内壁上的通气槽18打开，气泵13鼓出的气经柱套17的引导多点均匀密布地将依然附着残留于基板41上的蚀刻液吹离并在基板41反射作用下经液槽1内壁上四个吸气口2处的引导斜面3引导和吸气口2及析液盒11内的吸液棉9的过滤循环至气泵13，保证蚀刻液不会因其随气体流动而损失，有利于随气体流动的蚀刻液的回收利用，同时，保证蚀刻结束的基板41上不会因残留的蚀刻液而出现基板41蚀刻
不均匀的现象。
55.本发明中的栅格16在静止状态对液槽1内的蚀刻液具有较好的稳定作用，保证蚀刻液的液面在基板41浸入时始终处于稳定水平状态，保证浸板机构50上的全部基板41浸液深度相同，每个基板41的蚀刻效果均匀，保证全部基板41的蚀刻质量。另外，在浸板机构50脱离蚀刻机构51后，随着栅格16在四个阻尼器36和四个弹簧d31复位作用下快速复位，安装于栅格16上的六个扰动板30对蚀刻过基板41的蚀刻液进行快速有效扰动，使得蚀刻液的浓度能够快速地均匀化，有利于下一批基板41在蚀刻液中的均匀有效蚀刻。