CN101930930B - 一种在氧化铟锡玻璃基板上形成铬铝铬金属走线的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在氧化铟锡玻璃基板上形成铬铝铬金属走线的方法，在氧化铟锡玻璃基板上依次覆有第一铬层、铝层、第二铬层形成铬铝铬层，印刷光致抗蚀剂用于将形成铬铝铬金属走线的部分进行保护，将覆有铬铝铬层的玻璃基板至少依次与含有硝酸铈铵的铬蚀刻液蚀刻、铝蚀刻液蚀刻、含有硝酸铈铵的铬蚀刻液接触蚀刻，脱膜剂去除光致抗蚀剂，得到带有铬铝铬金属走线氧化铟锡玻璃基板。本发明的蚀刻速度较现有技术较快，同时蚀刻精度较好。

Description

一种在氧化铟锡玻璃基板上形成铬铝铬金属走线的方法

技术领域

本发明涉及到一种氧化铟锡即ITO(Indium-Tin Oxide)玻璃基板上形成铬铝铬金属走线的方法。

背景技术

铝类金属及其合金材料价格便宜且电阻非常低，适合于作为金属走线，因此在薄膜场效应晶体管即TFT(Thin Film Transistor)及电容式触摸屏中得到广泛的使用，尤其是电容式触摸屏近年来成为手机技术热点，具有较好的市场前景。

然而，由于纯铝或铝合金本身容易被腐蚀和氧化等问题，常用金属铬或铬合金与铝或铝合金一起在ITO表面形成铝铬复合金属沉积层，然后经刻蚀形成金属走线即电路。现有的一种在ITO玻璃基板上的铝铬复合金属沉积层依次为第一铬层、铝层、第二铬层，与ITO玻璃基板相接触的一相对铝层较薄的第一铬层用以改善铝或铝合金层在ITO上的附着力，因为铝或铝合金直接镀制在ITO上时附着力较低。而覆盖在铝层表面的另外一相对铝层较薄的第二铬层用以保护铝层，因为铝或铝合金强度不高，制作电路时容易被划伤造成断路，而铬或铬合金的强度相对较大。

专利申请(CN200910105503.4)中采用了一种蚀刻液对上述铬层、铝层、铬层即铬铝铬层进行一次蚀刻即可以得到金属走线的方法。所述的蚀刻液，其成分以其总重量为基准，包括：5～30wt％的硝酸铈铵，10～40wt％的磷酸，2～20wt％的硝酸。但是上述蚀刻液存在蚀刻速度慢，导致光致抗蚀剂长时间浸泡在蚀刻液中，将会使部分光致抗蚀剂脱落，导致部分金属走线蚀刻效果不佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题是形成铬铝铬金属走线的蚀刻速度较慢且蚀刻效果较差的问题。本发明提供一种蚀刻速度较现有技术较快，同时蚀刻精度较好的形成铬铝铬金属走线的蚀刻方法。

本发明将提供一种形成铬铝铬金属走线的方法，特别涉及到一种在ITO玻璃基板上形成铬铝铬金属走线的方法。

一种在氧化铟锡玻璃基板上形成铬铝铬金属走线的方法，在氧化铟锡玻璃基板上依次覆有第一铬层、铝层、第二铬层形成铬铝铬层，印刷光致抗蚀剂用于将形成铬铝铬金属走线的部分进行保护，将覆有铬铝铬层的玻璃基板至少依次与含有硝酸铈铵的铬蚀刻液蚀刻、铝蚀刻液蚀刻、含有硝酸铈铵的铬蚀刻液接触蚀刻，脱膜剂去除光致抗蚀剂，得到带有铬铝铬金属走线氧化铟锡玻璃基板。

在本发明中，层叠膜采用三次分步蚀刻的方式，避免了由于层叠膜中各金属的电极位不同而造成蚀刻速度不同的影响，蚀刻速度非常快，对光致蚀刻剂无影响，且不会对玻璃基板上的ITO造成伤害。

附图说明

图1为该铬类金属膜层结构截面示意图；

图2为在该膜层上形成金属走线掩膜图案的膜层截面示意图；

图3为蚀刻掉最上层Cr膜后的膜层截面示意图；

图4为蚀刻掉中间Al膜后的膜层截面示意图；

图5为蚀刻最下层Cr膜后的膜层截面示意图。

其中，1为玻璃基板，2为ITO层，3为第一Cr层，4为Al层，5为第二Cr层，6为光致抗蚀剂层。

具体实施方式

一种在氧化铟锡玻璃基板上形成铬铝铬金属走线的方法，在氧化铟锡玻璃基板上依次覆有第一铬层、铝层、第二铬层形成铬铝铬层，印刷光致抗蚀剂用于将形成铬铝铬金属走线的部分进行保护，将覆有铬铝铬层的玻璃基板至少依次与含有硝酸铈铵的铬蚀刻液蚀刻、铝蚀刻液蚀刻、含有硝酸铈铵的铬蚀刻液接触蚀刻，脱膜剂去除光致抗蚀剂，得到带有铬铝铬金属走线氧化铟锡玻璃基板。所述的接触方式为本领域的技术人员常见的蚀刻接触方式，如喷淋。

所述覆有铬铝铬层的玻璃基板依次经过铬蚀刻液接触蚀刻、水洗、铝蚀刻液接触蚀刻、水洗、铬蚀刻液接触蚀刻、水洗、干燥得到带有铬铝铬金属走线氧化铟锡玻璃基板。

以铬蚀刻液的总量计，所述铬蚀刻液为含有5wt％～30wt％的硝酸铈铵的水溶液。

所述铬蚀刻液还含有冰乙酸，用来增加蚀刻液与金属的亲密性，或者说是改善蚀刻剂对疏水性光致抗蚀剂的亲和力，使蚀刻液能够渗透入光致抗蚀剂的线缝中对金属进行蚀刻。

所述铝蚀刻液为含有磷酸的水溶液，以铝蚀刻液的总量计，所述铝蚀刻液为含有30wt％-80wt％磷酸的水溶液。

所述铝蚀刻液还含有硝酸、醋酸、钾离子、钠离子中的一种或几种。

所述第一铬层的厚度为20-50纳米。

所述第二铬层的厚度为50纳米。

所述铝层的厚度大于0且小于1微米。

下面将结合图形对本专利所述的具体实施方法进行详细地说明。

图1是该铬类金属膜层结构截面示意图，从图中可以看出，该铬类金属膜层主要由三层薄膜组成，与玻璃基板1上ITO薄膜2接触的最下层第一Cr层3，中间Al层4，以及在Al层上面的第二Cr层5。三种金属薄膜通过真空磁控溅射的方式镀制在ITO导电玻璃基板上。与玻璃基板上ITO薄膜接触的第一Cr层3属于过渡层，主要起着增加整个金属层叠膜附着力的作用，如果将Al膜层4直接镀制在ITO导电玻璃，所得的膜层附着力将会很差，不仅降低了金属走线的可靠性，而且在蚀刻过程中容易造成膜层的脱落，使蚀刻失败。

第一Cr层3的厚度范围本领域的技术人员可根据设计需要经过实验得出，本发明的发明人经过实验，优选第一Cr膜层3的厚度在20-50纳米，此时整个层叠膜有着较好的附着力。

在该层叠膜中，Al膜层4主要起传导电的作用，由于Al的电阻率小，且容易被蚀刻，因此属于优选导电材料。最上层的第二Cr层5主要起保护作用，由于Al层容易被氧化，且表面会生成氧化膜，这样会增加金属走线的电阻，降低金属走线的性能，第二Cr层5的抗氧化性较强，能够有效保护Al层4不被氧化。第二Cr层5的厚度范围本领域的技术人员可根据设计需要经过实验得出，本发明的发明人经过实验，第二Cr膜层5的厚度在50纳米时能够起着较好的保护铝层作用。

中间Al层4的厚度主要根据产品设计对的性能要求来确定，根据在规定宽度的金属走线上电阻的大小来确定膜层的厚度。本发明的发明人通过实验发现，Al层4的厚度最好不要超过1微米，以满足膜层的附着力要求。当超过Al层4的厚度超过1微米时，薄膜组织的力学性能下降；同时厚度的增加使得膜层内应力增加，造成界面结合度下降。

通过在金属层叠膜上涂布光致抗蚀剂6，再经过曝光显影两个工序，在层叠膜形成了金属走线的掩膜图案，如图2所示。将图2所示的ITO玻璃基板与Cr蚀刻液接触蚀刻。

所述的光致抗蚀剂为本领域的技术人员常见的光致抗蚀剂，用于覆盖不被蚀刻的区域，光致抗蚀剂覆盖区域即形成后来的金属走线区域，本领域的技术人员可以根据需要来选择。光致抗蚀剂的主要成分为本领域的技术人员公知的感光树脂、增感剂和溶剂。

含有硝酸铈铵的蚀刻液对50纳米的第二Cr层5在常温状态下，能够在15秒内被蚀刻掉，通过调整硝酸铈铵溶液的浓度以及温度，可以控制蚀刻速度以及蚀刻质量。由于含有硝酸铈铵的蚀刻液有较强的氧化性质，当没有涂布光致抗蚀剂6部分的第二Cr层5被蚀刻掉以后，硝酸铈铵的蚀刻液接触到第二Cr层5下面的Al层4时，将会使Al层4的露出部分的表面形成一层氧化层，阻止Al层4被蚀刻。蚀刻完后将ITO玻璃基板从蚀刻液中取出，水洗，得到如图3所示结构。

图3是蚀刻掉最上层第二Cr层5后的膜层截面示意图。如图3中所示，没有光致抗蚀剂6部分的第二Cr层5已经被蚀刻掉，露出的Al层4表面由于有氧化层，得到了保护。将此ITO玻璃基板喷淋铝蚀刻液，所述铝蚀刻液为含有磷酸的酸性水溶液。

第二Cr层5与铝蚀刻液接触，而铬对于硝酸、磷酸等有抗蚀刻性，因此与铝蚀刻液接触的铬不发生反应，而中间的Al层4以及其表面的氧化物在磷酸溶液中能够迅速的被蚀刻。同样地，通过调整磷酸溶液的浓度以及溶液的温度就能够很好地控制蚀刻速度以及蚀刻质量，当蚀刻完全后得到如图4所示的结构。

如图4中所示，没有被光致抗蚀剂6保护的Al层4经被蚀刻掉，露出的最下层第一Cr层3，水洗，再次将ITO玻璃基板喷淋铬蚀刻液。没有被光致抗蚀剂6保护的最下层第一Cr层3在很短的时间内就能被蚀刻掉，而铬蚀刻溶液在很短时间内对露出的玻璃基板上的ITO层2影响很小，用清水清洗干净并干燥，如图5所示。

最后，采用脱膜剂去除光致抗蚀剂，得到在氧化铟锡玻璃基板上形成铬铝铬金属走线的产品，所述的脱膜剂去除光致抗蚀剂的方法为本领域的技术人员公知的方法，采用的脱膜剂可根据光致抗蚀剂进行选择，在此不再赘述。

在整个蚀刻过程中，各阶段蚀刻条件对蚀刻后金属走线的质量有着重要的影响，蚀刻条件不是本发明描述的重点。

本发明提供的此分步蚀刻的方法在工艺上避免了铬铝层叠膜中由于不同金属电极位不同而导致蚀刻出现不均匀、各金属蚀刻程度不同的现象。本专利提供的分步蚀刻方法，表面上看来增加了蚀刻的步骤，但是由于蚀刻的速度非常快，形成的金属电极质量好，反而使得金属走线的制作更加简单，生产效率更高。

下面通过具体的实施例对本发明进行进一步说明：

实施例1

配制含硝酸铈铵的铬蚀刻液：所述铬蚀刻液为含有16wt％的硝酸铈铵、0.05wt％冰乙酸的水溶液。

配制铝蚀刻液：所述铝蚀刻液为含有65wt％的磷酸、7wt％的硝酸、5wt％的醋酸水溶液。

取一块5cm*6cm的氧化铟锡玻璃基板，该氧化铟锡玻璃基板上溅射有50纳米第一铬层、0.8微米铝层、50纳米铬层的铬铝铬层，印刷光致抗蚀剂，将覆有铬铝铬层的玻璃基板经过与室温的上述含硝酸铈铵的铬蚀刻液接触蚀刻15秒、与50摄氏度的铝蚀刻液接触蚀刻240秒、铬蚀刻液蚀刻中蚀刻15秒，在脱膜剂中去除光致抗蚀剂，得到带有铬铝铬金属走线氧化铟锡玻璃基板。

实施例2

同实施例1，区别在于，所述该氧化铟锡玻璃基板上溅射50纳米铬层、0.8微米铝层、100纳米铬层的铬铝铬层。在上述铬蚀刻液中蚀刻15秒、在50摄氏度的铝蚀刻液中蚀刻240秒、铬蚀刻液蚀刻中蚀刻20秒，在脱膜剂中去除光致抗蚀剂，得到带有铬铝铬金属走线氧化铟锡玻璃基板。

从上述实施例可以看出，本发明的蚀刻方法采用了分步蚀刻的方法可以使蚀刻速度大大提高，整个蚀刻过程可以在短短几分钟内完成，提高了生产效率，同时避免了因为蚀刻速度较慢导致的种种弊端。

Claims (9)

1.一种在氧化铟锡玻璃基板上形成铬铝铬金属走线的方法，在氧化铟锡玻璃基板上依次覆有第一铬层、铝层、第二铬层形成铬铝铬层，使用光致抗蚀剂保护将形成铬铝铬金属走线的部分，将覆有铬铝铬层的玻璃基板至少依次与含有硝酸铈铵的铬蚀刻液蚀刻、铝蚀刻液蚀刻、含有硝酸铈铵的铬蚀刻液接触蚀刻，脱膜剂去除光致抗蚀剂，得到带有铬铝铬金属走线氧化铟锡玻璃基板。

2.根据权利要求1所述的在氧化铟锡玻璃基板上形成铬铝铬金属走线的方法，所述覆有铬铝铬层的玻璃基板依次经过铬蚀刻液接触蚀刻、水洗、铝蚀刻液接触蚀刻、水洗、铬蚀刻液接触蚀刻、水洗、干燥得到带有铬铝铬金属走线氧化铟锡玻璃基板。

3.根据权利要求1所述的在氧化铟锡玻璃基板上形成铬铝铬金属走线的方法，以铬蚀刻液的总量计，所述铬蚀刻液为含有5wt％～30wt％的硝酸铈铵的水溶液。

4.根据权利要求3所述的在氧化铟锡玻璃基板上形成铬铝铬金属走线的方法，所述铬蚀刻液还含有冰乙酸。

5.根据权利要求1所述的在氧化铟锡玻璃基板上形成铬铝铬金属走线的方法，所述铝蚀刻液为含有磷酸的水溶液，以铝蚀刻液的总量计，所述铝蚀刻液为含有30wt％-80wt％磷酸的水溶液。

6.根据权利要求5所述的在氧化铟锡玻璃基板上形成铬铝铬金属走线的方法，所述铝蚀刻液还含有硝酸、醋酸、钾离子、钠离子中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的在氧化铟锡玻璃基板上形成铬铝铬金属走线的方法，所述第一铬层的厚度为20-50纳米。

8.根据权利要求1所述的在氧化铟锡玻璃基板上形成铬铝铬金属走线的方法，所述第二铬层的厚度为50纳米。

9.根据权利要求1所述的在氧化铟锡玻璃基板上形成铬铝铬金属走线的方法，所述铝层的厚度大于0且小于1微米。

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