CN104867813A - 非金属图案的制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种非金属图案的制作方法，其包括如下步骤：在基板上形成非金属刻蚀层；在所述非金属刻蚀层上形成非晶金属氧化物；对所述非晶金属氧化物的预定区域进行激光退火处理，使所述预定区域的非晶金属氧化物形成多晶金属氧化物；对预定区域外的非晶金属氧化物进行第一次刻蚀处理，对所述预定区域外的非金属刻蚀层进行第二次刻蚀处理；去除所述预定区域的多晶金属氧化物，形成非金属图案。与现有技术相比，上述非金属图案的制作方法减少了涂胶、曝光、显影、脱膜等一系列步骤，缩短了生产周期，降低了生产成本，而且实现了在不使用曝光掩膜板的条件下的产品生产，减少了物料的耗损及设备的投入，避免了有机试剂的使用，并减少了对环境的污染。

Description

非金属图案的制作方法
技术领域
本发明涉及触控显示技术领域，特别是涉及一种非金属图案的制作方法。
背景技术
在OLED、LCD及TP的制作过程中，常需要对单层非金属或多层非金属材料进行图形化，例如在OLED的制作过程中，需要对含硅材料进行图形化，以形成OLED的半导体层、介电层、缓冲层、绝缘层或平坦化层等。
目前，非金属图案的生产制造通常采用以下工艺流程：镀膜→涂胶→曝光→显影→刻蚀→脱膜。图1为现有技术中非金属图案的制作工艺流程。请参阅图1，该非金属图案的制作方法主要包括：
1、在基板上沉积非金属刻蚀层；
2、在非金属刻蚀层上涂覆光刻胶；
3、利用掩膜板，对光刻胶进行曝光；
4、对光刻胶进行显影；
5、对非金属刻蚀层进行刻蚀处理；
6、通过脱膜工艺除去光刻胶。
然而，上述生产工序流程繁琐，生产周期较长，而且在制作过程中使用的光刻胶、稀释剂、显影液、剥离液等材料都是有机材料，有一定的毒性，对人体具有较大的危害性，对环境污染较大，同时，上述制备过程所消耗的成本较高、设备投入大、物料损耗较多。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种非金属图案的制作方法，不仅可有效缩短生产周期，降低成本，减少环境污染及设备投入。
一种非金属图案的制作方法，包括如下步骤：
在基板上形成非金属刻蚀层；
在所述非金属刻蚀层上形成非晶金属氧化物；
对所述非晶金属氧化物的预定区域进行激光退火处理，使所述预定区域的非晶金属氧化物形成多晶金属氧化物；
对预定区域外的非晶金属氧化物进行第一次刻蚀处理，以除去所述预定区域外的所述非晶金属氧化物；
对所述预定区域外的非金属刻蚀层进行第二次刻蚀处理，以除去所述预定区域外的非金属刻蚀层；
去除所述预定区域的多晶金属氧化物，形成非金属图案。
在其中一个实施例中，所述非晶金属氧化物为氧化铟锡、氧化锡、氧化铟锡锌或氧化铟镓锌的至少一种。
在其中一个实施例中，所述第一次刻蚀处理，所采用的刻蚀液为草酸溶液。
在其中一个实施例中，所述非金属刻蚀层为含硅材料层或OC胶层。
在其中一个实施例中，所述第二次刻蚀处理为干法刻蚀。
在其中一个实施例中，所述干法刻蚀所采用的刻蚀气体包括Ar、O2、CO、CO2、H2、SF6、CxFy或CxFyHz中的一种或者几种。
在其中一个实施例中，所述非晶氧化物的厚度为25nm～200nm。
在其中一个实施例中，采用王水作为去除所述预定区域的多晶金属氧化物的试剂。
在其中一个实施例中，所述非晶氧化物的厚度为25nm～200nm。
在其中一个实施例中，对所述非晶金属氧化物的预定区域进行激光退火处理的步骤包括：利用激光光源照射所述非晶金属氧化物的预定区域。
在其中一个实施例中，所述激光光源为激光点光源。
上述非金属图案的制作方法，首先在非金属刻蚀层上形成非晶氧化物，利用激光对非晶金属氧化物的预定区域进行激光退火处理，将非晶金属氧化物转化为多晶金属氧化物，然后对非晶金属氧化物进行刻蚀，再对没有被覆盖的非金属刻蚀层进行刻蚀处理，这样，多晶金属氧化物可充当光阻作用用来保护其底下的非金属刻蚀层不被刻蚀，而没有多晶金属氧化物保护的非金属刻蚀层就被刻蚀掉了，最后去除多晶金属氧化层，形成器件所需的非金属图案。
与现有技术相比，上述非金属图案的制作方法减少了涂胶、曝光、显影、脱膜等一系列生产工艺流程，缩短了生产周期，节约了生产时间，降低了生产成本，而且实现了在不使用曝光掩膜板的条件下的产品生产，减少了物料的耗损及设备的投入，避免了有机试剂的使用，并减少了对环境的污染。
附图说明
图1为现有技术中非金属图案制作方法的流程图；
图2为本发明一实施例中非金属图案制作方法的流程图；
图3A-3F为图2所示的非金属图案在制作过程中的各步骤的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明提供一种非金属图案的制作方法，例如，其包括如下步骤：在基板上形成非金属刻蚀层；在所述非金属刻蚀层上形成非晶金属氧化物；对所述非晶金属氧化物的预定区域进行激光退火处理，使所述预定区域的非晶金属氧化物形成多晶金属氧化物；对预定区域外的非晶金属氧化物进行第一次刻蚀处理，以除去所述预定区域外的所述非晶金属氧化物；对所述预定区域外的非金属刻蚀层进行第二次刻蚀处理，以除去所述预定区域外的非金属刻蚀层；去除所述预定区域的多晶金属氧化物。
又如，所述对所述非晶金属氧化物的预定区域进行激光退火处理的步骤包括：利用激光光源照射所述非晶金属氧化物的预定区域。例如，所述预定区域包括间隔设置的矩阵、间隔设置的矩形、环形、若干间隔设置的环形、圆形或者螺旋形等。
为了提高加工工艺，例如，所述激光光源为激光点光源，激光点光源产生的激光扫过非晶金属氧化物上的预定区域，这样，可精准的控制形成多晶金属氧化物形成的区域，提高了加工工艺的精度。
为了减少刻蚀过程对人体及设备的伤害及减少对环境的污染，例如，所述对预定区域外的非晶金属氧化物进行刻蚀处理的步骤，所采用的刻蚀液为草酸溶液。这样，可以减少刻蚀过程对人体及设备的伤害及减少对环境的污染。
为了保证非金属图案的精准度，例如，对所述预定区域外的非金属刻蚀层进行第二次刻蚀处理，采用干法刻蚀，又如，所述干法刻蚀所采用的刻蚀气体包括Ar、O2、CO、CO2、H2、SF6、CxFy或CxFyHz中的一种或者几种。这样，可以保证形成的非金属图案的精准度。
例如，所述非晶金属氧化物为氧化铟锡、氧化锡、氧化铟锡锌或氧化铟镓锌。又如，所述非晶氧化物的厚度为25nm～200nm。又如，所述非晶氧化物的厚度为30nm～180nm，又如，所述非晶氧化物的厚度为50nm～150nm，又如，所述非晶氧化物的厚度为80nm～100nm，又如，所述非晶氧化物的厚度为40nm、70nm、90nm、120nm、140nm或190nm。
请参阅图2，其为本发明一实施例中非金属图案的制作方法的流程图，该制作方法具体包括：
S110：在基板100上形成非金属刻蚀层200，其完成后的截面请参阅图3A。
例如，在干净的基板上，如玻璃、聚酰亚胺(PI)及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、菲林等，采用溅射、涂布或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、低压力化学气相沉积(LPCVD)、常压化学气相淀积(APCVD)、电子回旋共振微波等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)等方法沉积非金属刻蚀层。又如，所述非金属刻蚀层为含硅材料层或OC(Over Coat)胶层。又如，所述非金属刻蚀层为有机绝缘层。又如，所述非金属刻蚀层为非晶硅、多晶硅、二氧化硅、氮化硅、碳化硅或光学胶。在本实施例中，非金属刻蚀层的厚度为30nm～600nm，当然，非金属刻蚀层的厚度也可根据具体工艺需要选择合适的厚度。
S120：在非金属刻蚀层200上形成非晶氧化铟锡(ITO)层300，其完成后的截面请参阅图3B。
例如，通过物理气相沉积(PVD)技术，如真空蒸发、溅射、离子镀等，在非金属刻蚀层200上形成有一层厚度均匀的非晶ITO层300。当然，本实施例中的非晶ITO层的形成还可采用现有的其他技术手段以实现。在本实施例中，非晶ITO的厚度为25nm～200nm。又如，非晶ITO的厚度为30nm～180nm，又如，非晶ITO的厚度为50nm～150nm，又如，非晶ITO的厚度为80nm～100nm，又如，非晶ITO的厚度为40nm、70nm、90nm、120nm、140nm或190nm。例如，采用物理气相沉积方法，在非金属刻蚀层上形成有一层均匀的厚度为50nm～150nm的非晶ITO层。
需要说明的是，还可在非金属刻蚀层上形成其他非晶金属氧化物，例如，氧化锡(TO)、氧化铟锡锌(ITZO)或氧化铟镓锌(IGZO)等。
S130：对非晶ITO层的预定区域进行激光退火处理，使预定区域的非晶ITO形成多晶ITO。
请参阅图3C，利用激光照射非晶ITO层300上的预定区域310，并从基板100的一端向另一端扫描完成对预定区域内非晶ITO的激光退火处理，使预定区域的非晶ITO层转化为多晶ITO。需要说明的是，本发明中的预定区域是根据最终的非金属图案进行设定的。例如，根据目标非金属图案设置所述预定区域。
为了提高加工工艺的精准度，例如，激光光源为激光点光源，采用扫描的方式，使激光点光源产生的激光照射非晶ITO层300上的预定区域310，这样，可精准的控制形成多晶ITO层形成的区域，提高了加工工艺的精度。
S140：对预定区域外的非晶ITO层进行第一次刻蚀处理，以除去预定区域外的非晶ITO，其完成后的截面请参阅图3D。
例如，对预定区域外320的非晶ITO层进行刻蚀处理，采用湿法刻蚀。利用不同结晶态的ITO对刻蚀液具有不同的要求，因此，通过对刻蚀液的选取，使刻蚀液仅与非晶ITO发生反应，而对多晶ITO不产生作用，通过刻蚀后，仅剩下多晶ITO图形330。
为了刻蚀过程中对人体及设备的伤害，又如，选取草酸溶液为刻蚀液，由于草酸溶液对人体的危害较小、环境污染较小、对设备要求较低，这样，可以减少刻蚀过程中对人体及设备的伤害。
S150：对预定区域外的非金属刻蚀层200进行第二次刻蚀处理，以除去所述预定区域外的非金属刻蚀层，其完成后的截面请参阅图3E。
例如，对预定区域外的非金属刻蚀层进行干法刻蚀，除去所述预定区域外的非金属刻蚀层，即，对没有多晶ITO覆盖的非金属刻蚀层进行刻蚀处理，留下被多晶ITO覆盖的非金属刻蚀层，也就是说，根据多晶ITO形成的图形对非金属刻蚀层进行处理，除去没有被多晶ITO覆盖的区域。
例如，所述干法刻蚀所采用的刻蚀气体包括Ar、O2、CO、CO2、H2、SF6、CxFy或CxFyHz中的一种或者几种。又如，所述干法刻蚀所采用的刻蚀气体包括Ar、O2、CO、CO2、H2、SF6、CF4或CHF3中的一种或者几种。又如，根据非金属刻蚀层的材料性质，选择上述刻蚀气体在合适的条件下对该非金属刻蚀层进行刻蚀。又如，非金属刻蚀层为氮化硅时，选择采用CF4、CHF3、O2和Ar等离子体进行刻蚀，其中，刻蚀腔的压强为：15-250毫托(mt)，刻蚀功率为：500-3500W，CF4的流量(standard-state cubic centimeter per minute)为：20-300毫升/分钟(sccm)，CHF3的流量为：5-60sccm，O2的流量为：5-30sccm，Ar的流量为：50-800sccm。
S160：去除所述预定区域的多晶ITO层330，形成非金属图案210，其完成后的截面请参阅图3F。
例如，采用王水刻蚀所述预定区域的多晶金属氧化物，以去除所述预定区域的多晶ITO层，也就是说，将预定区域的非金属刻蚀层上的多晶金属氧化物除去，留下非金属图案210。
上述非金属图案的制作方法，首先在非金属刻蚀层上形成非晶氧化物，利用激光对非晶金属氧化物的预定区域进行激光退火处理，将非晶金属氧化物转化为多晶金属氧化物，然后对非晶金属氧化物进行刻蚀，再对没有被覆盖的非金属刻蚀层进行刻蚀处理，这样，多晶金属氧化物可充当光阻作用用来保护其底下的非金属刻蚀层不被刻蚀，而没有多晶金属氧化物保护的非金属刻蚀层就被刻蚀掉了，最后去除多晶金属氧化层，形成器件所需的非金属图案。
与现有技术相比，上述非金属图案的制作方法减少了涂胶、曝光、显影、脱膜等一系列生产工艺流程，缩短了生产周期，节约了生产时间，降低了生产成本，而且实现了在不使用曝光掩膜板的条件下的产品生产，减少了物料的耗损及设备的投入，避免了有机试剂的使用，并减少了对环境的污染。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种非金属图案的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
在基板上形成非金属刻蚀层；
在所述非金属刻蚀层上形成非晶金属氧化物；
对所述非晶金属氧化物的预定区域进行激光退火处理，使所述预定区域的非晶金属氧化物形成多晶金属氧化物；
对预定区域外的非晶金属氧化物进行第一次刻蚀处理，以除去所述预定区域外的所述非晶金属氧化物；
对所述预定区域外的非金属刻蚀层进行第二次刻蚀处理，以除去所述预定区域外的非金属刻蚀层；
去除所述预定区域的多晶金属氧化物，形成非金属图案。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述非晶金属氧化物为氧化铟锡、氧化锡、氧化铟锡锌或氧化铟镓锌的至少一种。
3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述第一次刻蚀处理，所采用的刻蚀液为草酸溶液。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述非金属刻蚀层为含硅材料层或OC胶层。
5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述第二次刻蚀处理为干法刻蚀。
6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述干法刻蚀所采用的刻蚀气体包括Ar、O2、CO、CO2、H2、SF6、CxFy或CxFyHz中的一种或者几种。
7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述非晶氧化物的厚度为25nm～200nm。
8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，采用王水作为去除所述预定区域的多晶金属氧化物的试剂。
9.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，对所述非晶金属氧化物的预定区域进行激光退火处理的步骤包括：利用激光光源照射所述非晶金属氧化物的预定区域。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述激光光源为激光点光源。
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