一种等离子体导流系统及等离子体处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及半导体加工领域，尤其涉及一种等离子体导流系统及等离子体处理装置。


背景技术：

2.等离子体处理工艺在半导体领域有着广泛的应用，例如，在制备显示面板时，通常使用等离子体处理工艺对显示面板的基板表面进行处理。等离子体处理工艺的主要方式为：在反应腔体中通入气体，如氧气、氮气等气体；通过反应腔体内施加的电场将气体进行电离，得到等离子体；通过等离子体对静置在反应腔体中的基板表面进行清洗、刻蚀等处理。
3.现有技术中，在等离子体处理工艺的结束阶段，需要通过排气装置将反应腔体内的等离子体抽出，但抽气过程中形成的气流会导致基板表面刻蚀不均匀，进而影响基板质量。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本实用新型提供一种等离子体导流系统及等离子体处理装置。
5.本技术实施例提供一种等离子体导流系统，应用在等离子体处理装置中，所述等离子体处理装置包括反应腔体、设置于所述反应腔体内的基板支撑部件，所述基板支撑部件包括相对设置的第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板和所述第二支撑板靠近基板的一侧开设有排气孔，所述等离子体导流系统包括：
6.第一导流部件以及第二导流部件，设置在所述第一支撑板以及所述第二支撑板之间，所述第一导流部件以及所述第二导流部件上均设置有开口；
7.其中，所述第一导流部件与所述第一支撑板之间形成第一气体通道，所述第二导流部件与所述第二支撑板之间形成第二气体通道，等离子体处理结束后的气体从所述开口进入所述第一气体通道和所述第二气体通道，从所述排气孔排出。
8.可选的，所述第一导流部件以及所述第二导流部件均包括：第一支撑架、第二支撑架、以及间隔安装在所述第一支撑架和所述第二支撑架之间的多个斜形板，其中，相邻的两个斜形板形成所述开口。
9.可选的，所述多个斜形板可旋转的设置在所述第一支撑架和所述第二支撑架之间。
10.可选的，所述系统还包括：
11.开口率调节装置，与所述每个斜形板连接，用于调节所述每个斜形板的旋转角度。
12.可选的，所述开口率调节装置包括：
13.齿轮轴组，所述齿轮轴组的中的每个齿轮轴分别与所述每个斜形板的转轴连接；
14.齿条，与所述齿轮轴组啮合；
15.驱动装置，与所述齿条连接，用于驱动所述齿条移动，带动所述每个齿轮轴转动以
调节所述每个斜形板的角度。
16.可选的，所述驱动装置为驱动电机，所述驱动电机的输出轴上连接有齿轮轴，所述齿轮轴与所述齿条啮合。
17.可选的，所述系统包括两个所述开口率调节装置，分别调节所述第一导流部件中的每个斜形板的旋转角度以及所述第二导流部件中的每个斜形板的旋转角度。
18.可选的，所述排气孔开设于所述第一支撑板和所述第二支撑板上用于支撑基板的端部。
19.可选的，所述第一导流部件以及所述第二导流部件沿基板的长度方向可移动的设置在所述反应腔体内。
20.第二方面，本技术实施例提供一种等离子体处理装置，包括如第一方面提供的等离子体导流系统。
21.通过本技术的一个或者多个技术方案，本技术具有以下有益效果或者优点：
22.本技术实施例提供的等离子体导流系统，设置在等离子体处理装置中，等离子体处理装置包括反应腔体、设置于反应腔体内的基板支撑部件，基板支撑部件包括相对设置的第一支撑板和第二支撑板，第一支撑板和第二支撑板靠近基板的一侧上开设有排气孔，等离子体的导流系统包括：第一导流部件以及第二导流部件，设置在第一支撑板以及第二支撑板之间，第一导流部件以及第二导流部件上均设置有开口，其中，第一导流部件从开口进入第一气体通道和第二气体通道，从排气孔排出。
23.上述方案中，在等离子体处理工艺结束阶段，将残余气体排出反应腔室时，残余气体的流动仍然会对基板产生一定程度上的刻蚀，本方案中，由于设置了第一导流部件和第二导流部件，气体不会直接由靠近基板的排气孔排出，而是会从导流部件上的开口进入第一气体通道和第二气体通道，再由排气孔排出，避免了直接从排气孔排出而导致的靠近排气孔的基板区域的过刻蚀情况，有效提高了基板表面刻蚀的均匀程度。
附图说明
24.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
25.图1为本说明书实施例提供的一种等离子体处理装置的示意图；
26.图2为本说明书实施例提供的在未设置有等离子体导流系统的等离子体处理装置中，抽气过程中等离子体的流动方向示意图；
27.图3为本说明书实施例提供的一种等离子体导流系统的示意图；
28.图4为本说明书实施例提供的在设置有等离子体导流系统的等离子体处理装置中，抽气过程中等离子体的流动方向示意图；
29.图5为本说明书实施例提供的一种导流部件的结构示意图；
30.图6为本说明书实施例提供的一种开口率调节装置的结构示意图；
31.图7为本说明书实施例提供的一种斜形板开口率示意图；
32.图8为本说明书实施例提供的另一种斜形板开口率示意图；
33.图9为本说明书实施例提供的一种等离子体处理装置的示意图。
具体实施方式
34.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述，请参照附图中的图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，以下的说明是基于所示的本技术具体实施例，其不应被视为限制本技术未在此详述的其他具体实施例。本说明书所使用的词语“实施例”意指实例、示例或例证。
35.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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技术和简化描述，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技术的限制。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。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
36.在本技术的描述中，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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
37.下面通过附图以及具体实施例对本技术技术方案做详细的说明，应当理解本技术实施例以及实施例中的具体特征是对本技术技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
38.本说明书实施例提供的一种等离子体导流系统，应用于等离子体处理装置中，如图1所示，为本说明书实施例提供的一种等离子体处理装置的示意图。
39.请参考图1，等离子体处理装置包括反应腔体100、设置于反应腔体100内的基板支撑部件110，基板支撑部件110包括相对设置的第一支撑板111和第二支撑板112，第一支撑板111和第二支撑板112上开设有排气孔113。
40.需要说明的是，第一支撑板111和第二支撑板112可以根据需要设置在反应腔体100的任意位置，为了便于说明，本说明书实施例中，以第一支撑板111与第二支撑板112设置在反应腔体100的底部为例。第一支撑板111和第二支撑板112用于将待处理的基板进行支撑固定，基板的固定方式可以通过多种方式实现。例如，第一支撑板111和第二支撑板112的端部可以设置有吸附装置，通过该吸附装置将基板的两端进行吸附。再如，第一支撑板111和第二支撑板112的端部可以设置有夹持部件，通过夹持部件可以将基板的两端加紧。当然，基板还可以通过其他方式进行固定，这里不做限定。
41.本说明书实施例中，第一支撑板111和第二支撑板112的结构和形状可以根据实际需要进行设定，例如，第一支撑板111和第二支撑板112可以为长条形，或者第一支撑板111和第二支撑板112可以为“l”形，当然，还可以设置成其他形状，这里不做限定。排气孔113为第一支撑板111和第二支撑板112上开设的通孔，排气孔113设置在第一支撑板111和第二支撑板112靠近基板的一侧，例如，排气孔113开设于第一支撑板111和第二支撑板112上用于支撑基板的端部。如图1所示，第一支撑板111和第二支撑板112为倒“l”型，排气孔113可以
开设在第一支撑板111和第二支撑板112的顶部。
42.需要说明的是，第一支撑板111和第二支撑板112可以固定设置在反应腔体100中，也可以可移动的设置在反应腔体100中。具体来讲，需要进行等离子体处理的基板可能包括多种尺寸，为了实现对不同尺寸基板的支撑，第一支撑板111和第二支撑板112可以设置为可移动的，以适应不同尺寸的基板。例如，若第一支撑板111与第二支撑板112设置在反应腔体100的底部，在反应腔体100的底部可以设置有移动轨道，在第一支撑板111和第二支撑板112的底部可以设置有与轨道相匹配的滚轮，通过滚轮可以带动第一支撑板111和第二支撑板112在轨道上移动以进行位置调整，从而能够对不同尺寸的基板进行固定支撑。在具体实施过程中，在基板尺寸较大时，可以通过增大第一支撑板111和第二支撑板112之间的距离来支撑基板，在基板尺寸较小时，可以通过减小第一支撑板111和第二支撑板112之间的距离来支撑基板。
43.等离子体处理装置还包括第一电极121以及第二电极122，第一电极121和第二电极122的极性相反，例如，第一电极121为正极，第二电极122为负极。第一电极121和第二电极122可以分别设置在基板的两侧，如图1所示，第一电极121位于反应腔体100的顶部，第二电极122位于反应腔体100的底部，基板位于第一电极121和第二电极122之间。第一电极121和第二电极122用于激发通入反应腔体100的工作气体，产生等离子体，等离子体作用于基板表面对基板表面进行清洗、刻蚀等处理。
44.等离子体处理装置还包括进气孔130，用于通入工作气体，例如氧气、氮气等，进气孔130可以根据实际需要进行设定，本说明书实施例中，进气孔130设置在反应腔体100的底部。如图1所示，进气孔130可以设置在第二电极122所在区域，通入的气体在电场的作用下，产生等离子体，作用于图1所示的基板下表面。
45.等离子体处理装置还包括排气装置140，排气装置140可以为分子泵，本说明书实施例中，排气装置140可以包括两个，分别位于反应腔体100两端。如图1所示，排气装置140的抽气孔距离反应腔体100底部的高度，与第一支撑板111以及第二支撑板112的高度近似相同，即抽气孔的设置高度与支撑板高度之间的差值小于阈值，该阈值可以根据实际需要进行设定，这里不做限定。
46.需要说明的是，图1中的等离子体处理装置，在等离子体处理结束后，通过设置在反应腔体100两端的排气装置140将等离子体抽出。由于在等离子体处理过程中基板下方积累了大量的等离子体，在排气装置140进行抽气时，等离子体还是会对基板产生一定的刻蚀。由于排气孔113设置在基板的两端，在抽气过程中，基板下方的等离子体会出现由基板中部向基板两端运动的情况，即气体的流动方向朝向基板两端(如图2所示的气体流动方向)。这就会导致基板两端的等离子体浓度高于中部的等离子体浓度，再加上气流流动的冲击，使得基板下表面的两端区域的刻蚀程度要大于中间区域。
47.本说明书实施例中，为了避免上述基板两端出现过刻蚀的情况，提供了一种等离子体导流系统，如图3所示，为本说明书实施例提供的一种等离子体导流系统的示意图。
48.请参考图3，等离子体导流系统包括第一导流部件310以及第二导流部件320，设置在第一支撑板111以及第二支撑板112之间，第一导流部件310以及第二导流部件320上均设置有开口330；其中，第一导流部件310与第一支撑板111之间形成第一气体通道，第二导流部件320与第二支撑板112之间形成第二气体通道，等离子体处理结束后的气体从开口330
进入第一气体通道和第二气体通道，从排气孔113排出。
49.需要说明的是，第一导流部件310以及第二导流部件320可以固定设置在反应腔体100内，也可以可移动的设置在反应腔体100内，如沿基板长度的方向可移动的设置在反应腔体100内，和/或沿基板宽度的方向可移动的设置在反应腔体100内，这里不做限定。
50.具体来讲，在对不同的基板进行等离子体处理时，可以根据基板的尺寸来调整第一导流部件310和第二导流部件320的位置，因此，可以将第一导流部件310和第二导流部件320可移动的设置在反应腔体100内，具体的可移动方式可以根据实际需要进行设置，这里不做限定。
51.为了确保在等离子体处理阶段，增设的导流部件不会对等离子体处理过程进行遮挡，导致基板部分区域无法正常进行刻蚀，本说明书实施例中，第一导流部件310以及第二导流部件320可以设置在基板两端与支撑板之间的位置。具体来讲，第一支撑板111固定基板的第一端，第二支撑板112固定基板的第二端，则第一导流部件310位于第一端与第一支撑板111之间的位置，第二导流部件320位于第二端与第二支撑板112之间的位置。在一个实施例中，第一导流部件310位于第一端的下方，第二导流部件320位于第二端的下方。
52.另外，为了在排气过程中有效的调整基板两端的等离子体浓度，第一导流部件310和第二导流部件320的顶部需要尽可能的靠近基板，以将基板下方的等离子体与排气孔113隔开。这样，可以保证基板两端的气体在排气过程中通过开口330进入气体通道，而不会直接从排气孔113排出，从而降低流经基板两端的气体浓度。在具体实施过程中，第一导流部件310和第二导流部件320的顶部与基板之间的距离为10～20mm，当然，该距离也可以根据实际需要进行设定，这里不做限定。
53.第一导流部件310和第二导流部件320上均设置有开口330，开口330的方向和开口大小可以是固定的，也可以是可调的，开口330的方向以及开口大小也可以根据实际需要进行设定。
54.本说明书实施例中，开口330可以倾斜设置，等离子体处理结束后的气体从开口330进入第一气体通道和第二气体通道时，气体的流动方向朝向承载基板支撑部件的支撑面。如图3所示，承载基板支撑部件的支撑面为反应腔体的底部，针对第一导流部件310和第二导流部件320上的每个开口，其进气口的位置高于出气口的位置。这样，在抽气过程中，基板下方的等离子体的流动方向就会发生变化。如图4所示，为设置有等离子体导流系统的等离子体处理装置中，等离子体流动方向的示意图。如图4中gas1的流动方向所示，基板下方的主要等离子体向下流入开口330，分别进入第一气体通道和第二气体通道，大大减少了基板两端的等离子体的浓度，从而改善了基板两端的过刻蚀程度，提高了基板表面刻蚀的均匀程度。
55.在具体实施过程中，第一导流部件310和第二导流部件320的开口330可以通过多种方式来实现，例如，第一导流部件310和第二导流部件320可以为挡板，在挡板上直接开设多个通孔作为开口330。为了便于说明，本说明书实施例中，如图5所示，第一导流部件310以及第二导流部件320均包括：第一支撑架510、第二支撑架520、间隔安装在第一支撑架以及第二支撑架之间的多个斜形板530，其中，相邻的两个斜形板530形成开口330。具体来讲，针对每个导流部件，该导流部件上的多个斜形板530可以固定安装在第一支撑架510以及第二支撑架520之间，也可以旋转的设置在第一支撑架510和第二支撑架520之间。多个斜形板
530可以等间距的相互平行的进行设置。
56.另外，本说明书实施例中，可以在第一支撑架510以及第二支撑架520的部分区域上安装斜形板530，例如，斜形板530可以仅设置在第一支撑架510以及第二支撑架520靠近基板的一侧，在远离基板的一侧预留出一定的通道。例如，在第一支撑架510以及第二支撑架520设置在反应腔体100的底部时，第一支撑架510以及第二支撑架520的上部安装有斜形板，下部留出通道，这样，在进行抽气时，位于反应腔体100底部的等离子体可以通过预留出的通道排出，如图4中gas2的流动方向所示。可见，本说明书实施例中的等离子体导流系统，对于不同区域的等离子体，可以通过不同的方式进行等离子体的排出。
57.进一步的，为了实现对开口330的开口率进行调节，以调整基板两端的刻蚀率，本说明书实施例中的等离子体导流系统还包括：开口率调节装置，与每个斜形板连接，用于通过控制每个斜形板的旋转角度，调节开口的开口率。
58.具体来讲，可以为每个斜形板均设置一个开口率调节装置，开口率调节装置例如是驱动电机，每个斜形板在对应的驱动电机的驱动下进行旋转，以实现开口率的调节。或者，开口率调节装置可以对一个导流部件上的全部斜形板进行控制，统一的对斜形板进行旋转。
59.在具体实施过程中，如图6所示，在对一个导流部件上的全部斜形板进行控制时，开口率调节装置包括：齿轮轴组610，齿轮轴组的中的每个齿轮轴分别与每个斜形板的转轴连接；齿条620，与齿轮轴组啮合；驱动装置630，与齿条连接，用于驱动齿条620移动，带动每个齿轮轴转动以调节每个斜形板的角度。
60.如图6所示，驱动装置630可以为驱动电机，驱动电机的输出轴可以连接有齿轮轴，齿轮轴与齿条620啮合，通过驱动电机可以带动齿条620移动，齿条620的移动又可以带动斜形板上的齿轮轴转动，从而调节斜形板的角度。斜形板的角度发生变化，可以导致相邻斜形板之间形成的开口的开口率发生变化。如图7和图8所示，为斜形板在不同角度下的开口率示意图，其中，图7中的开口率大于图8所示的开口率。
61.需要说明的是，在基板的等离子体处理过程中，可以通过实际测量刻蚀程度来对导流部件的开口率进行调整。具体的，由于导流部件的开口率越大，气体的流动方向越接近图2中的气体流动方向，则基板两端的刻蚀率则会增大。因此，如果测量得到的基板两端的刻蚀率高，可以对应将导流部件的开口率降低；如果测量得到的基板两端的刻蚀率低，可以对应将导流部件的开口率增大来实现调节。
62.当然，驱动装置630除了驱动电机，还可以是其他结构，例如驱动装置630为摇杆，摇杆的转动轴与齿轮轴连接，齿轮轴与齿条620啮合，从而实现通过手动转动摇杆来调整斜形板的角度。驱动装置630可以根据实际需要进行设置，这里就不一一举例说明了。
63.需要说明的是，与第一导流部件310和第二导流部件320中全部斜形板连接的齿轮轴可以均与同一个齿条啮合，并通过一个驱动电机驱动齿条的移动，这样，可以实现对两个导流部件的同时调节。当然，也可以通过为每个导流部件均设置开口率调节装置来实现对每个导流部件的单独控制。
64.本说明书实施例中，开口率调节装置可以设置两个，分别调节第一导流部件310中的每个斜形板的旋转角度以及第二导流部件320中的每个斜形板的旋转角度。
65.在具体实施过程中，由于为第一导流部件310以及第二导流部件320分别设置了开
口率调节装置，因此，可以对第一导流部件310以及第二导流部件320的开口率进行分别调节。例如，在基板两端的刻蚀程序存在差异时，若基板靠近第一导流部件310的第一端的刻蚀率较大，靠近第二导流部件320的第二端的刻蚀率较小，则可以通过第一导流部件310的开口率调节装置将第一导流部件310的开口率调小，以降低第一端的刻蚀率，和/或通过第二导流部件320的开口率调节装置将第二导流部件320的开口率调大，以提高第二端的刻蚀率。当然，也可以将第一导流部件310和第二导流部件320的开口率进行同步调节，即，调节的开口率大小、调节幅度均相同，这里不做限定。
66.综上所述，本说明书实施例提供的等离子体导流系统，通过设置第一导流部件和第二导流部件，能够有效的避免基板两端出现过刻蚀的情况，显著提高了基板表面刻蚀的均匀程度。
67.基于同一发明构思，本说明书实施例还提供一种等离子体处理装置，如图9所示，等离子体处理装置900包括等离子体导流系统910。等离子体导流系统910以及等离子体处理装置900的具体结构已经在上述对等离子体导流系统的描述中进行了详细说明，此处将不做详细阐述说明。
68.尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
69.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。