刻蚀设备及自动控制刻蚀终点的刻蚀方法技术

本发明专利技术公开了一种刻蚀设备，包括用于盛装刻蚀液的刻蚀槽和用于对浸没在刻蚀液中的金属层施加电压的加压装置，加压装置用于同时接触金属层的两不同部位以形成加压回路；加压装置包括两组电极组件，每组电极组件包括相对设置的电磁铁机构与夹紧簧片以及电连接于所述电磁铁机构内表面的电极探针，所述夹紧簧片在所述电磁铁机构的吸引下靠近所述电极探针。本发明专利技术还公开了一种自动控制刻蚀终点的刻蚀方法。本发明专利技术利用电磁铁机构与夹紧簧片配合而实现电极探针与金属层的夹紧，并利用刻蚀过程中金属层电阻的变化对电磁铁机构的吸力变化的影响，使得设备在刻蚀终点到达时自动撤去对金属层的夹紧作用，从而实现刻蚀终点的自动控制，提高刻蚀的自动化程度。

Etching equipment and etching method for automatic control etching end point

The invention discloses an etching device, which comprises an etching groove for holding an etching solution and a pressurizing device for applying voltage to a metal layer immersed in the etching solution. The pressurizing device is used for simultaneously contacting two different parts of the metal layer to form a pressurizing circuit; the pressurizing device comprises two groups of electrode assemblies, each group of electrode assemblies including The electromagnet mechanism is relatively arranged with a clamping reed and an electrode probe electrically connected to the inner surface of the electromagnet mechanism. The clamping reed is close to the electrode probe under the attraction of the electromagnet mechanism. The invention also discloses an etching method for automatically controlling the etching end point. The invention utilizes the electromagnet mechanism to cooperate with the clamping reed to realize the clamping of the electrode probe and the metal layer, and utilizes the influence of the change of the resistance of the metal layer on the suction change of the electromagnet mechanism during the etching process to make the equipment automatically remove the clamping effect on the metal layer when the etching end point arrives, thereby realizing the self-etching end point. Dynamic control improves the automation of etching.

【技术实现步骤摘要】
刻蚀设备及自动控制刻蚀终点的刻蚀方法
本专利技术涉及湿蚀刻
，尤其涉及一种刻蚀设备及自动控制刻蚀终点的刻蚀方法。
技术介绍
当前湿蚀刻过程的刻蚀终点的判断主要有两种方法，其中一种是目视法，即当基板进入刻蚀槽即开始掐表计时，眼睛观察基板至金属层被完全刻蚀，此段时间记为精确刻蚀时间(justetchtime)。此方法简单易行，但主观性较大，且受膜层颜色和蚀刻液干扰，很难得到准确值。另一种是通过测定膜层的刻蚀速率，然后基于刻蚀速率计算精确刻蚀时间，此方法需要每种金属都需要事先沉积很厚的膜层来测试刻蚀速率，此方法比较准确，但当刻蚀膜层为复合层如Al/Mo，Mo/Al/Mo时，由于金属层间原电池效应影响，复合层的刻蚀速率与单一膜层有很大区别，基于单一膜层的刻蚀速率计算方法无法适用于复合膜层，不利于精确控制刻蚀终点。
技术实现思路
鉴于现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种刻蚀设备及自动控制刻蚀终点的刻蚀方法，可以精确控制刻蚀终点，有利于提高刻蚀的自动化程度。为了实现上述的目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种刻蚀设备，包括用于盛装刻蚀液的刻蚀槽和用于对浸没在所述刻蚀液中的金属层施加电压的加压装置，所述加压装置用于同时接触所述金属层的两不同部位以形成加压回路；所述加压装置包括两组电极组件，每组电极组件包括相对设置的电磁铁机构与夹紧簧片以及电连接于所述电磁铁机构内表面的电极探针，所述夹紧簧片在所述电磁铁机构的吸引下产生形变而靠近所述电极探针。作为其中一种实施方式，所述加压装置还包括电源和分别自所述电源的每极引出的两根相对的电极悬臂，每组所述电极探针与所述夹紧簧片分别固定在两根相对的所述电极悬臂内表面。作为其中一种实施方式，所述电极悬臂为弹性悬臂，在所述电磁铁机构不工作时，相对设置的所述电极悬臂朝向相互背离的方向翘起。作为其中一种实施方式，所述夹紧簧片包括连接所述电极悬臂的铁片和连接在所述铁片端部的惰性金属。作为其中一种实施方式，所述的刻蚀设备还包括第一喷淋装置和第二喷淋装置，所述第一喷淋装置和第二喷淋装置分别设于所述刻蚀槽的底部和上方，分别用于朝所述金属层的上表面和所述金属层下的基板下表面喷淋刻蚀液。作为其中一种实施方式，所述的刻蚀设备还包括设于所述刻蚀槽内的第一传送装置和第二传送装置，所述第一传送装置用于沿所述刻蚀槽的长度方向搬运所述基板，所述第二传送装置用于沿着或背向所述基板的搬运方向传输所述加压装置。作为其中一种实施方式，所述第一传送装置为传送辊。作为其中一种实施方式，所述第二传送装置为传送履带，所述加压装置固定在所述传送履带上。作为其中一种实施方式，所述第二传送装置为两个，分别固定在所述刻蚀槽的两侧。本专利技术的另一目的在于提供一种自动控制刻蚀终点的刻蚀方法，使用上述的一种刻蚀设备，包括：将基板放入刻蚀槽内，使所述基板表面的金属层浸没在刻蚀液中；加压装置通电，两组电极探针与夹紧簧片分别接触并夹紧所述金属层和所述基板；当电流减小至小于预设值时，所述夹紧簧片恢复形变而与所述电磁铁机构分开。本专利技术利用电磁铁机构与夹紧簧片配合而实现电极探针与金属层的夹紧，并利用刻蚀过程中金属层电阻的变化对电磁铁机构的吸力变化的影响，使得设备在刻蚀终点到达时自动撤去对金属层的夹紧作用，从而实现刻蚀终点的自动控制，提高刻蚀的自动化程度。附图说明图1为本专利技术实施例的刻蚀设备的结构示意图；图2为本专利技术实施例的加压装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例在进行刻蚀时的状态示意图；图4为本专利技术实施例在刻蚀过程中的回路电阻随时间的变化情况示意图；图5为本专利技术实施例在刻蚀完成后的状态示意图；图6为本专利技术实施例的刻蚀方法示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参阅图1，本专利技术实施例的刻蚀设备主要包括用于盛装刻蚀液的刻蚀槽10和用于对浸没在刻蚀液中的金属层2施加电压的加压装置20，绝缘的基板1表面具有待刻蚀的金属层2，金属层2表面覆盖有具有保护图案的保护层(图未示)，不具有保护层的金属层2表面在刻蚀过程中被刻蚀而形成与保护图案一致的镂空图案，具有保护层的金属层2表面则会保留。在刻蚀时，加压装置20同时接触金属层2的两不同部位从而形成加压回路，优选加压装置20分别接触金属层2上位于刻蚀槽10两不同侧的部位，刻蚀液浸没金属层2的同时还与加压装置20导通，通过加压装置20对金属层2的两不同部位施加电压，使得金属层2、刻蚀液均作为导电介质；在刻蚀完成后，加压装置20断开与金属层2的接触。结合图2所示，具体地，本实施例的加压装置20包括电源21和分别自电源21的每极引出的两根相对的电极悬臂22以及两组电极组件，每组电极探针23a与夹紧簧片24分别固定在两根相对的电极悬臂22内表面。每组电极组件包括相对设置的电磁铁机构23与夹紧簧片24以及电连接于电磁铁机构23内表面的电极探针23a，夹紧簧片24一般为韧性较强的金属片如铁片。如图3所示，初始状态下，基板1被放入到装有刻蚀液的刻蚀槽内并完全浸没在刻蚀液中，两个电极探针23a分别与金属层2的两侧接触形成回路，同时，电磁铁机构23通电而吸引下端的夹紧簧片24，由于两个电极探针23a通过金属层2导通，电阻小、电流大，电磁铁机构23具有较大吸力，使得电极探针23a、夹紧簧片24分别夹紧金属层2和基板1，刻蚀过程顺利进行；如图4所示，随着刻蚀反应的进行，与刻蚀液接触的金属层2越来越薄，回路中电阻R逐渐增大，电流逐渐减小，当某一点处金属层2被刻断贯穿后，电阻R突然增大，电流突然减小，此处即为第一转折点时刻t1，此时两电极探针23a之间的金属层2并未完全断开，继续刻蚀至金属层2完全断开后，此时两电极探针23a之间的导电介质由金属转为溶液离子，电阻以更快的速率急剧增大，电流相应地急剧减小，此处为第二转折点时刻t2，t2为理想状态下的精确刻蚀时间(justetchtime)，考虑到刻蚀槽的垂直度(taper)、CDloss(刻蚀前后线条的变化量)等要求，需要在刻蚀后预留一定的过刻(Overetch)时间t0，因此，总刻蚀时间T＝t2+t0。到达t2时刻后，回路电流急剧减小，由于两个电极探针23a通过离子导通，电阻大、电流小，电磁铁机构23吸力不足，导致其无法再吸引下端的夹紧簧片24，夹紧簧片24在形变力下自动回位，则电极探针23a夹紧处自动松开，即如图5，夹紧簧片24与电极探针23a之间的间隔大于基板1与金属层2的厚度之和，电极探针23a无法与金属层2保持可靠的接触。优选地，电极悬臂22为弹性悬臂，在电磁铁机构23不工作时，相对设置的电极悬臂22朝向相互背离的方向翘起。夹紧簧片24包括连接电极悬臂22的铁片和连接在铁片端部的惰性金属(如Pt、Au等)，使得该夹紧簧片24具有一定的使用寿命，保护其不备蚀刻液腐蚀。另外，也可以在加压回路上串联电流表A，可供实时观察回路电流，方便直观地监控刻蚀过程。刻蚀槽10的底部和上方还分别布置有朝金属层2的上表面和金属层2下的基板1下表面喷淋刻蚀液的第一喷淋装置30和第二喷淋装置30’，第一喷淋装置30、第二喷淋装置30’均具有多个喷头，可通过第一喷淋装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刻蚀设备，其特征在于，包括用于盛装刻蚀液的刻蚀槽(10)和用于对浸没在所述刻蚀液中的金属层(2)施加电压的加压装置(20)，所述加压装置(20)用于同时接触所述金属层(2)的两不同部位以形成加压回路；所述加压装置(20)包括两组电极组件，每组电极组件包括相对设置的电磁铁机构(23)与夹紧簧片(24)以及电连接于所述电磁铁机构(23)内表面的电极探针(23a)，所述夹紧簧片(24)在所述电磁铁机构(23)的吸引下产生形变而靠近所述电极探针(23a)。

【技术特征摘要】
1.一种刻蚀设备，其特征在于，包括用于盛装刻蚀液的刻蚀槽(10)和用于对浸没在所述刻蚀液中的金属层(2)施加电压的加压装置(20)，所述加压装置(20)用于同时接触所述金属层(2)的两不同部位以形成加压回路；所述加压装置(20)包括两组电极组件，每组电极组件包括相对设置的电磁铁机构(23)与夹紧簧片(24)以及电连接于所述电磁铁机构(23)内表面的电极探针(23a)，所述夹紧簧片(24)在所述电磁铁机构(23)的吸引下产生形变而靠近所述电极探针(23a)。2.根据权利要求1所述的刻蚀设备，其特征在于，所述加压装置(20)还包括电源(21)和分别自所述电源(21)的每极引出的两根相对的电极悬臂(22)，每组所述电极探针(23a)与所述夹紧簧片(24)分别固定在两根相对的所述电极悬臂(22)内表面。3.根据权利要求2所述的刻蚀设备，其特征在于，所述电极悬臂(22)为弹性悬臂，在所述电磁铁机构(23)不工作时，相对设置的所述电极悬臂(22)朝向相互背离的方向翘起。4.根据权利要求1所述的刻蚀设备，其特征在于，所述夹紧簧片(24)包括连接所述电极悬臂(22)的铁片和连接在所述铁片端部的惰性金属。5.根据权利要求1所述的刻蚀设备，其特征在于，还包括第一喷淋装置(30)和第二喷淋装置(30’)，所述第一喷淋装置(30)和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦显旺，
申请(专利权)人：深圳市华星光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44