一种待刻蚀基板的蚀刻方法和蚀刻机台与流程

文档序号:26289137发布日期:2021-08-17 13:40阅读:98来源:国知局
一种待刻蚀基板的蚀刻方法和蚀刻机台与流程
本申请涉及显示
技术领域
,尤其涉及一种待刻蚀基板的蚀刻方法和蚀刻机台。
背景技术
:由于半导体和显示面板等行业的迅猛发展,对显示面板的质量要求也越来越高。其中,蚀刻技术作为半导体、显示面板等必不可少的工艺环节,也在不断地发展进步。显示面板中的金属走线,薄膜晶体管中的金属层等都离不开金属铝,金属铝具有优异的电导性,成本较低而被广泛使用。通过在形成金属走线的过程中,是在硅衬底或玻璃基板上形成一层金属层之后,选择蚀刻掉部分金属,留下的金属形成金属走线。蚀刻也分为干法蚀刻蚀和湿法蚀刻蚀;湿法刻蚀通过是通过液体与金属产生化学反应来去除金属层。但是,由于湿法刻蚀中,蚀刻液的使用周期、浓度、粘粘度会随着时间发生改变,进而造成先后制程的显示面板的金属走线的宽度不一致;成了本领域亟需解决的问题。技术实现要素:本申请的目的是提供一种待刻蚀基板的蚀刻方法和蚀刻机台,使得先后制程的基板的金属走线的宽度一致。本申请公开了一种待刻蚀基板的蚀刻方法,包括步骤:设定蚀刻液的初始温度;对多个待刻蚀基板依次进行刻蚀;记录完成刻蚀的基板数量;根据所述基板数量得到所述蚀刻液的补偿温度参数;根据所述补偿温度参数,调节所述蚀刻液的刻蚀温度。本申请的一实施方式,所述记录完成刻蚀的基板数量;根据所述基板数量得到待刻蚀的基板的补偿温度的步骤中包括:所述补偿温度参数随所述基板数量线性增大。本申请的一实施方式,所述根据所述补偿温度参数,调节所述蚀刻液的刻蚀温度的步骤中包括:根据所述补偿温度参数,实时调节所述蚀刻液的刻蚀温度。本申请的一实施方式,所述记录完成刻蚀的基板数量;根据所述基板数量得到所述蚀刻液的补偿温度参数的步骤中包括:当所述基板数量达到n片时;输出一预设补偿温度;并重新开始计数;当所述基板数量未达到n片时,继续对完成刻蚀的基板进行计数;所述根据所述补偿温度参数,调节所述蚀刻液的刻蚀温度的步骤中包括:根据所述预设补偿温度,调节所述蚀刻液的刻蚀温度;其中n为不为零的自然数。本申请的一实施方式,所述对多个基板依次进行刻蚀的步骤中包括:将待刻蚀基板送至蚀刻机台中;打开蚀刻液供给箱开关,使得蚀刻液喷洒在所述待刻蚀基板上;刻蚀预设时间后,取出完成刻蚀的基板;继续执行将待刻蚀基板送至蚀刻机台中的步骤。本申请的一实施方式,所述打开蚀刻液开关,使得蚀刻液喷洒在所述待刻蚀基板上的步骤之后还包括:收集喷洒在所述待刻蚀基板的蚀刻液;将所述蚀刻液回流至所述蚀刻液供给箱。本申请的一实施方式,所述预设补偿温度为0.1至0.2度,所述基板数量n为500至1000片。本申请的一实施方式,所述蚀刻液中水的质量分数在16-22%;磷酸的质量分数在67-73%;醋酸的质量分数在8-12%;硝酸的质量分数在1.7-2.2%;所述蚀刻液用于刻蚀玻璃基板上的金属层;所述金属层采用铝、钼材料的一种或多种。本申请还公开了一种蚀刻机台,使用上述待刻蚀基板的蚀刻方法,包括:蚀刻液供给模组、基板放置模组、计数模组和控制模组;蚀刻液供给模组,用于提供蚀刻液,对基板进行刻蚀;基板放置模组,用于承载所述基板;计数模组,用于记录完成刻蚀的基板数量;以及控制模组,用于调节所述蚀刻液的温度。本申请的一实施方式,所述蚀刻液供给模组包括:蚀刻液供给箱、蚀刻液供给管路和回流器;蚀刻液供给箱用于存储蚀刻液;蚀刻液供给管路用于将蚀刻液喷洒至所述基板放置模组上的待刻蚀基板上;回流器用于回收基板放置模组上使用后的蚀刻液;所述控制模组包括:加热模块、循环泵和冷却水模块;加热模块用于对所述蚀刻液供给箱的蚀刻液进行加热;循环泵用于使用所述蚀刻液供给箱的蚀刻液循环流动;冷却水模块用于保持所述蚀刻液供给箱的蚀刻液的温度。本申请中,蚀刻液一般而言是重复使用的,具有一使用周期,即从新液开始,使用一个周期的时间,蚀刻液不再使用,需要换液。例如本申请下文提及蚀刻液供给箱(tank)大概可以存储3000升的蚀刻液,足够刻蚀10000片待刻蚀基板,时间为6天左右。当10000片待刻蚀基板完成后,对蚀刻液进行换液处理。在蚀刻液使用周期中,但是越到使用后期,溶解在蚀刻液中的金属离子越多,蚀刻液的的粘度增加,使得蚀刻液在玻璃基板的流动性变差,导致刻蚀速率降低。从而使得先刻蚀的玻璃基板与后刻蚀的玻璃基板存在制程上的差异。蚀刻速率与蚀刻液温度有关,温度越高,对应的刻蚀速率越大。而同一蚀刻液的蚀刻速率又与完成刻蚀的基板数量有关,对应的基板数量越多,蚀刻液的使用时间越长,对应的蚀刻速率越慢。本申请通过将后期的蚀刻液的温度进行调节,使得蚀刻液使用周期的后期,对应改善蚀刻液的温度,进而改善后期蚀刻液的粘度,使得蚀刻速率在蚀刻液的使用周期中,尽可能保持相同的刻蚀速率。进而使得先刻蚀的玻璃基板与后刻蚀的玻璃基板更趋近于一致。附图说明所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解,其构成了说明书的一部分,用于例示本申请的实施方式,并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中:图1是本申请的一实施例的一种刻蚀基板的蚀刻方法的步骤示意图;图2是本申请的一实施例的对应蚀刻速率与基板数量和温度的关系曲线的示意图;图3是本申请的一实施例的一种蚀刻机台的示意图;图4是本申请的另一实施例的一种刻蚀基板的蚀刻方法的步骤的示意图;图5是本申请的未补偿温度和补偿温度的情况下对完成刻蚀基板的金属走线的线宽的示意图。其中,100、基板;200、蚀刻机台;210、蚀刻液供给模组;211、蚀刻液供给箱;212、蚀刻液供给管路;213、回流器;220、基板放置模组;230、计数模组;240、控制模组;241、加热模块;242、循环泵;243、冷却水模块。具体实施方式需要理解的是,这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节,仅仅是为了描述具体实施例,是代表性的,但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现,不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示相对重要性,或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,除非另有说明,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该特征;“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形,意为不排他的包含,可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。另外,“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语,是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的,仅是为了便于描述本申请的简化描述,而不是指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申请的限制。此外,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,或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。下面参考附图和本申请的一实施方式实施例对本申请作详细说明。如图1所示,作为本申请的一实施例,公开了一种待刻蚀基板的蚀刻方法,s10:设定蚀刻液的初始温度;s20:对多个待刻蚀基板依次进行刻蚀;s30:记录完成刻蚀的基板数量;根据所述基板数量得到所述蚀刻液的补偿温度参数;s40:根据所述补偿温度参数,调节所述蚀刻液的刻蚀温度。本申请中,蚀刻液一般而言是重复使用的,具有一使用周期,即从新液开始,使用一个周期的时间,蚀刻液不再使用,需要换液。例如本申请下文提及蚀刻液供给箱(tank)大概可以存储3000升的蚀刻液,足够刻蚀10000片待刻蚀基板,时间为6天左右。当10000片待刻蚀基板完成后,对蚀刻液进行换液处理。在蚀刻液使用周期中,但是越到使用后期,溶解在蚀刻液中的金属离子越多,蚀刻液的的粘度增加,使得蚀刻液在玻璃基板的流动性变差,导致刻蚀速率降低。从而使得先刻蚀的玻璃基板与后刻蚀的玻璃基板存在制程上的差异。如图2示出了蚀刻速率与蚀刻液温度、完成刻蚀的基板数量的关系曲线图。可知,蚀刻速率与蚀刻液温度有关,温度越高,对应的刻蚀速率越大。而同一蚀刻液的蚀刻速率又与完成刻蚀的基板数量有关,对应的基板数量越多,蚀刻液的使用时间越长,对应的蚀刻速率越慢。本申请通过将后期的蚀刻液的温度进行调节,使得蚀刻液使用周期的后期,对应改善蚀刻液的温度,进而改善后期蚀刻液的粘度,使得蚀刻速率在蚀刻液的使用周期中,尽可能保持相同的刻蚀速率。进而使得先刻蚀的玻璃基板与后刻蚀的玻璃基板刻蚀速率更趋近于一致。具体地,蚀刻液的组成包括:所述蚀刻液中水的质量分数在16-22%;磷酸的质量分数在67-73%;醋酸的质量分数在8-12%;硝酸的质量分数在1.7-2.2%;本申请的蚀刻液用于刻蚀玻璃基板上的金属层;所述金属层采用铝、钼材料的一种或多种;例如显示面板中的第一金属层采用铝层和钼层的复合金属层;第二金属层则采用钼/铝/钼的复合金属层。本申请中,对应的蚀刻液对第一金属层和第二金属层都可以起到很好的刻蚀效果。如图3所示,作为本申请另一实施例,公开了本申请一种蚀刻机台,对应使用上述待刻蚀基板的蚀刻方法,蚀刻机台200包括:蚀刻液供给模组210、基板放置模组220、计数模组230和控制模组240;所述蚀刻液供给模组210用于提供蚀刻液,对基板100进行刻蚀;基板放置模组220用于承载所述基板100;计数模组230用于记录完成刻蚀的基板数量;控制模组240用于调节所述蚀刻液的温度。所述蚀刻液供给模组210包括:用于存储蚀刻液的蚀刻液供给箱211、蚀刻液供给管路212和回流器213;蚀刻液供给管路212用于将蚀刻液喷洒至所述基板放置模组220上的待刻蚀基板100上;回流器213用于回收基板放置模组220上使用后的蚀刻液;回流器213对应设置在基板放置模组220的下方,用于收集使用后的蚀刻液;回流器213将收集后的蚀刻液输送至蚀刻液供给箱中;本申请的加热主要通过控制模组来实现对蚀刻液供给箱211中的蚀刻液加热;具体地,所述控制模组240包括:加热模块241、循环泵242和冷却水模块243;加热模块241用于对所述蚀刻液供给箱210的蚀刻液进行加热;循环泵242用于使用所述蚀刻液供给箱210的蚀刻液循环流动;冷却水模块243用于保持所述蚀刻液供给箱210的蚀刻液的温度。加热模块241具体可以为加热棒等,循环泵242是为了使得蚀刻液在蚀刻液供给箱210的内部能够循环流动,对应的,加热模块241在进行加热时,可以更均匀的进行加热,确保蚀刻液供给箱内的蚀刻液的温度都保持一致,所述循环泵242包括电机和马达叶轮,通过电机驱动马达叶轮转动,达到抽水机类似的效果,将蚀刻液抽出来再送回去,达到一个循环流动的作用。冷却水模块243为工艺冷却水系统(processcoolingwater,简称pcw),pcw主要用于冷却工艺设备,为了使得蚀刻液的温度能在加热后固定在一温度,而不会因为环境温度或其它因素影响,而导致蚀刻液的温度上升或下降。需要说明的是,基板放置模组可同时放置多块待刻蚀的基板;本实施例中基板放置模组采用四个放置位,可同时放置四块待刻蚀的基板;对应的蚀刻液供给模组采用四个喷头,对应四个放置位设置;这里的喷头,可将蚀刻液均匀的喷洒在对应的待刻蚀的基板上;本实施例通过设置多个放置位,可提升刻蚀速率,提高刻蚀基板的效率,从而提高产能。如图4所示,蚀刻机台对多个基板依次刻蚀,所述对多个基板依次进行刻蚀的步骤中包括:s201:将待刻蚀基板送至蚀刻机台中;s202:打开蚀刻液供给箱开关,使得蚀刻液喷洒在所述待刻蚀基板上;s203:刻蚀预设时间后,取出完成刻蚀的基板;s204:继续执行将待刻蚀基板送至蚀刻机台中的步骤。本实施例中,待刻蚀基板具有一流水线,依次被送入蚀刻机台中,完成刻蚀后,送出蚀刻机台;当然,对应上述的四个放置位的蚀刻机台来说,则是将四块待刻蚀基板同时送往四个放置位上。需要说明的是,本实施例中的蚀刻液供给箱一般只在开机时打开一次,在实际流片(即待刻蚀基板在流水线中,依次送往蚀刻机台)中,蚀刻液可始终保持打开的状态;避免每完成刻蚀一块基板都需要开关一次,而一般对一块基板的刻蚀只需要100s左右的刻蚀。承上文,所述记录完成刻蚀的基板数量;根据所述基板数量得到待刻蚀的基板的补偿温度的步骤中包括:所述补偿温度参数随所述基板数量线性增大。本申请中,蚀刻液的使用周期中,每完成一块基板的刻蚀,蚀刻液中的金属离子,例如铝离子的数量会逐渐增大,因而会造成蚀刻液的粘度增加;进而影响蚀刻液的刻蚀速率。而且这一刻蚀速率的影响是与完成刻蚀的基板数量相关的,即是实时变化的。因此,本申请将补偿温度参数设置成实时变动的,随所述基板数量线性增大。对应的,所述根据所述补偿温度参数,调节所述蚀刻液的刻蚀温度的步骤中包括:根据所述补偿温度参数,实时调节所述蚀刻液的刻蚀温度。通过实时补偿,调节蚀刻液的温度,使得蚀刻液的温度逐步上升,随完成刻蚀的基板数量升高,且呈正相关。通过上述蚀刻机台具体实施调节方法,具体如下:蚀刻机台上设置温度监控设备,实时监测蚀刻液的温度,并将温度反馈至控制中心,通过实时控制加热模块;对蚀刻液的温度实时升温,通过pcw来进一步控制蚀刻液的温度;进而使得每一待刻蚀的基板,在刻蚀过程中,蚀刻液的速率保持一致。当然,由于3000升蚀刻液可刻蚀基板近10000片,对应本实施例中的蚀刻液供给箱的容量即为3000升,如果每一片刻蚀完之后,对应调节一次温度,首先是加热模块的加热精度暂时还达不到2/10000摄氏度的情况下,对此,本申请公开了以下调节温度的方法,具体如下:所述记录完成刻蚀的基板数量;根据所述基板数量得到所述蚀刻液的补偿温度参数的步骤中包括:s301:当所述基板数量达到n片时;输出一预设补偿温度;并重新开始计数;s302:当所述基板数量未达到n片时,继续对完成刻蚀的基板进行计数;所述根据所述补偿温度参数,调节所述蚀刻液的刻蚀温度的步骤中包括:s401:根据所述预设补偿温度,调节所述蚀刻液的刻蚀温度;其中n为不为零的自然数。本实施中,以n片基板数量为一阶段,每完成n片基板之后调节一次温度;该预设补偿温度可以选0.1至0.2度;该预设补偿温度是大多数加热模块可以达到的精度;分阶段对蚀刻液的温度进行补偿,减少不必要的功耗损失。具体地,分阶段补偿可通过下表1,下表1是以制程温度40度,对应5000片为初始条件下的,使得蚀刻速率保持在50a/s。表1:补偿温度随基板数量分阶段变化表基板数量补偿温度(℃)蚀刻速率(a/s)1-1000-1501000-2000-0.8502000-3000-0.6503000-4000-0.4504000-5000-0.2505000-60000506000-70000.2507000-80000.4508000-90000.6509000-100000.850本实施例中,以刻蚀5000片为初始条件,在刻蚀第一阶段,即1-1000片时,对初始温度补偿-1摄氏度;即对应为39摄氏度;在刻蚀第二阶段,即1000片-2000片时,对初始温度补偿-0.8摄氏度;即对应39.2摄氏度,依次类推;本实施例相对于原本蚀刻液只能刻蚀5000片的情况,先将蚀刻液的温度降低,将蚀刻液的使用前期的蚀刻速率降低至50a/s;而刻蚀完5000片后,持续升高温度,使得后5000片基板的蚀刻速率也能保持在50a/s。进而使得蚀刻液的使用周期前后的蚀刻速率一致,进而使得基板刻蚀的金属走线的线宽一致,如图5所示,其横坐标为完成刻蚀基板的数量,纵坐标为完成刻蚀基板的金属走线的线宽;图5前半段对应为未补偿温度前制成的基板,对基板的金属走线宽度进行测量统计的数据,后半段为补偿温度后制成的基板,对基板的金属走线宽度进行测量统计的数据,明显可以看出,补偿后的基板的金属走线的线宽在一定范围内更均一。当然,在另一实施例中,在分阶段过程中,也可以实时升温;例如在第一阶段,将温度有39摄氏度逐渐上升至39.2摄氏度,到1000片的时候上升至39.2摄氏度,其它阶段类似。需要说明的是本申请只是以10000片为例,不同的蚀刻液供给箱具有不同的容量;都可适用于本方案。所述预设补偿温度为0.1至0.2度,所述基板数量n为500至1000片。而且本蚀刻液供给箱,以四个放置位,同时对四块待刻蚀基板进行刻蚀的条件下,蚀刻液供给箱中的所有蚀刻液全部喷洒出一次对应500-1000片左右;当然由于本申请的蚀刻液在一边喷洒的过程中,一边也会对蚀刻液进行回收,将回收后的蚀刻液运输至蚀刻液供给箱中,本申请中的循环泵可以使得原本蚀刻液供给箱中的新蚀刻液和回收的旧蚀刻液混合在一起,而且是均匀混合,提供蚀刻液的使用率,由此降低成本。具体地,所述打开蚀刻液开关,使得蚀刻液喷洒在所述待刻蚀基板上的步骤之后还包括:蚀刻液回流至所述蚀刻液供给箱。使用回流的蚀刻液回收中蚀刻液供给箱中,将使用后的蚀刻液与蚀刻液供给箱中的蚀刻液进行混合,既能保证蚀刻液不会浪费,可以最大程度的保证蚀刻液的使用,而且将在实际使用中,蚀刻液供给箱中的蚀刻液的存量是较多的,即对应的蚀刻液不在蚀刻液供给箱的情况是较少量的;对应的,回收的蚀刻液也是较少量的,将较少量的回收的蚀刻液和存量的蚀刻液进行混合,使得蚀刻液不会全部刻蚀一轮后再刻蚀第二轮;对应的蚀刻液的刻蚀速率更容易被控制。需要说明的是,本方案中涉及到的各步骤的限定,在不影响具体方案实施的前提下,并不认定为对步骤先后顺序做出限定,写在前面的步骤可以是在先执行的,也可以是在后执行的,甚至也可以是同时执行的,只要能实施本方案,都应当视为属于本申请的保护范围。需要说明的是,本申请的发明构思可以形成非常多的实施例,但是申请文件的篇幅有限,无法一一列出,因而,在不相冲突的前提下,以上描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例,各实施例或技术特征组合之后,将会增强原有的技术效果本申请的技术方案可以广泛用于各种显示面板,如tn(twistednematic,扭曲向列型)显示面板、ips(in-planeswitching,平面转换型)显示面板、va(verticalalignment,垂直配向型)显示面板、mva(multi-domainverticalalignment,多象限垂直配向型)显示面板,当然,也可以是其他类型的显示面板,如oled(organiclight-emittingdiode,有机发光二极管)显示面板,均可适用上述方案。以上内容是结合具体的可选实施方式对本申请所作的进一步详细说明,不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属
技术领域
的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本申请的保护范围。当前第1页12
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