[发明专利]具有多腔体的气相蚀刻设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种气相蚀刻设备，特别是涉及一种具有多腔体的气相蚀刻设备。

背景技术

蚀刻技术可以分为『湿蚀刻』(wet etching)、『干蚀刻』(dry etching)两类。传统区域性蚀刻是将目标材料，先定义欲蚀刻的位置与面积后利用液态化学溶液直接接触目标材料与之进行蚀刻反应，或物理撞击作用而移除的技术。

其中湿蚀刻，又称液相蚀刻，是将目标材料浸没于适当的化学溶液中，或将液相化学溶液喷洒至目标材料上，经由溶液与被蚀刻物间的化学反应，来移除目标材料上的层膜，以达到蚀刻的目的。但在湿蚀刻过程，制程步骤复杂且液相化学品分子体积大、接触目标材料的表面积小，故蚀刻制程时间冗长。

而干蚀刻通常是一种电浆蚀刻(plasma etching)，电浆蚀刻中的蚀刻作用，但目前两种普遍使用的蚀刻技术皆须经过多道复杂制作程序达到蚀刻效果，且干蚀刻的缺点有对底层的低选择性，组件遭受电浆损坏的风险及昂贵的设备。湿蚀刻则有等向性的问题，易造成蚀刻偏差，因此制作步骤复杂且成本高。

有鉴于此，本发明人凭借多年从事相关产业的开发经验，针对现有蚀刻制作过程及其设备在使用上所面临的问题深入探讨，通过大量分析，并积极寻求解决之道，经过长期努力研究与发展，终于成功的创作出一种具有多腔体的气相蚀刻设备，藉以改善以上所述的缺失。

发明内容

本发明的主要目的，是提供一种具有多腔体的气相蚀刻设备，利用含氟气体，例如氟化氮气体、氟气、氟化氯气体或氟化氢气体作为制程气体，以进行蚀刻例如是太阳能电池、半导体、平面显示器基板层膜区域性去除与各项金属及非金属产品表面加工的制程设备，以达到一种通过不同化学品气相特性搭载本发明的气相蚀刻设备进行蚀刻动作，其相较于过去蚀刻技术，更具有低成本、高蚀刻率及区域选择性的效果，同时兼顾绝佳安全性。

本发明的另一目的，是提供一种具有多腔体的气相蚀刻设备，其可根据对象不同尺寸、蚀刻面积、并以对象材料搭配不同液态或固态化学品的气相特性，进行搭配调整温度、流量及流速，均可透过相同设计的高安全性、以多腔体结构进行保护的气相蚀刻设备。

为达上述目的，本发明提供一种具有多腔体的气相蚀刻设备，包含有工作腔体以利用制程气体蚀刻对象，并产生残余气体，工作腔体具有第一开口，且工作腔体内具有腔体压力；除气腔体包覆工作腔体，且除气腔体具有第二开口，除气腔体内具有除气压力，且腔体压力大于除气压力，以排出残余气体；防护腔体包覆除气腔体，防护腔体内具有气体压力，且气体压力大于除气压力，藉此挤压除气压力。

本发明的具有多腔体的气相蚀刻设备，其中优选所述防护腔体中的气体压力大于或等于所述工作腔体中的腔体压力，可对所述除气腔体施加该气体压力。

本发明的具有多腔体的气相蚀刻设备，其中优选所述工作腔体、所述除气腔体及所述防护腔体各具有一通口，所述通口利用一气体管路分别对应连接一气体传输装置、一洗气装置及一压缩干燥空气装置，且所述腔体压力是由该气体传输装置提供，所述除气压力是由该洗气装置提供，该气体压力是由该压缩干燥空气装置提供。

进一步地，本发明的具有多腔体的气相蚀刻设备，其中所述工作腔体、所述除气腔体、所述防护腔体及所述气体管路的温度均为20.01~99.9℃。

所述工作腔体与所述气体传输装置之间、所述除气腔体与所述洗气装置之间以及所述防护腔体与所述压缩干燥空气装置之间各具有一单向阀，以分别对应控制该制程气体及该残余气体的流向。

本发明的具有多腔体的气相蚀刻设备，还包括：一气体回收装置，连接所述洗气装置及所述气体传输装置，接收所述残余气体，以产生一蚀刻气体至所述气体传输装置，该气体传输装置可将该蚀刻气体结合所述制程气体一并传输至所述工作腔体。

本发明的具有多腔体的气相蚀刻设备，更包括：一气体防泄组件，以密封所述第二开口。

进一步地，其中所述气体防泄组件为O型环密封或填衬垫（packing）。

其中所述气体防泄组件的材质为抗腐蚀软性材料，例如铁氟龙（Teflon，聚四氟乙烯）或全氟化的材料。

本发明的具有多腔体的气相蚀刻设备，其中所述制程气体为一含氟气体，该含氟气体可为氟化氮气体、氟气、氟化氯气体或氟化氢气体，且所述防护腔体中的气体压力是由所述压缩干燥空气装置利用惰性气体产生，该惰性气体可为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氡气。

本发明的具有多腔体的气相蚀刻设备，其中优选所述蚀刻的物件对象为太阳能电池、半导体或平面显示器基板。