CN105331929A - 氧化铟锡镀膜方法 - Google Patents

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黄伟东
邓泽新
刘力明
李建华
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Abstract

一种氧化铟锡镀膜方法，包括如下步骤：S110、将彩色滤光片置于安装有氧化铟锡靶材的磁控溅射真空腔内；S120、对所述真空腔内进行抽真空；S130、通入工作气体，并稳定3～30s；S140、对所述工作气体进行通电，并控制所述氧化铟锡靶材的表面磁场强度，在所述彩色滤光片上形成氧化铟锡镀膜；S150、停止通入所述工作气体及停止通电，取出氧化铟锡镀膜完成的彩色滤光片，准备待处理的下一彩色滤光片，继续执行步骤S110。上述氧化铟锡镀膜方法，可以保证真空腔的洁净度，避免杂质对镀膜过程的影响，从而有效解决彩色滤光片氧化铟锡镀膜后的电阻超标现象，提高镀膜良率。

Description

氧化铟锡镀膜方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种氧化铟锡镀膜的方法。
背景技术
液晶显示器是一种放置在光源或者反射面前方的平面超薄的显示设备，其主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。液晶显示器功耗很低，因此广泛应用于使用电池的电子设备中。然而，现有液晶显示器在使用过程中，产生静电。而静电自身产生电场，从而影响液晶显示器内部电场，进一步影响刺激液晶分子的电流，导致液晶显示器显示画面失真。
为了消除静电对液晶显示器显示画面的影响，需要在液晶显示器的彩色滤光片的背面上镀一层ITO(IndiumTinOxides，纳米铟锡金属氧化物)膜。
由于磁控溅射沉积的膜层均匀、致密、针孔少，纯度高，附着力强，可以在低温、低损伤的条件下实现高速沉积各种材料薄膜，已经成为当今真空镀膜中的一种成熟技术与工业化的生产方式。目前，在彩色滤光片的背面镀膜主要采用磁控溅射方式，真空腔室通入工作气体，并使气体分子电离，离子在电场和磁场作用下撞击靶材使靶材原子溅射沉积在基板上，可以精确控制形成低至只有10nm厚度的氧化铟锡薄膜。
然而，采用磁控溅射在彩色滤光片的背面镀氧化铟锡的生产过程中，经常会出现氧化铟锡的电阻超标现象，镀膜良率较低。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种氧化铟锡镀膜方法，其能够避免氧化铟锡电阻超标，提高镀膜良率。
一种氧化铟锡镀膜方法，包括如下步骤：
S110、将彩色滤光片置于安装有氧化铟锡靶材的磁控溅射真空腔内；
S120、对所述真空腔内进行抽真空；
S130、通入工作气体，并稳定3～30s；
S140、对所述工作气体进行通电，并控制所述氧化铟锡靶材的表面磁场强度，在所述彩色滤光片上形成氧化铟锡镀膜；
S150、停止通入所述工作气体及停止通电，取出氧化铟锡镀膜完成的彩色滤光片，准备待处理的下一彩色滤光片，继续执行步骤S110。
在其中一个实施例中，在步骤S120中，在抽真空10～60s后，再执行步骤S130。
在其中一个实施例中，在步骤S120中，在抽真空15～40s后，再执行步骤S130。
在其中一个实施例中，在通入所述工作气体前，所述真空腔内抽真空后的真空度不低于5×10-4Pa。
在其中一个实施例中，步骤S140中，所述真空腔内的真空度为0.2Pa～0.7Pa。
在其中一个实施例中，所述氧化铟锡靶材中氧化铟与氧化锡的质量比例不小于90:10。
在其中一个实施例中，在步骤S140中，控制所述氧化铟锡的表面磁场大于400高斯。
在其中一个实施例中，在步骤S140中，所述通电的通电功率为1～6KW。
在其中一个实施例中，在步骤S140中，所述通电的通电时间为6～100s。
在其中一个实施例中，在步骤S110前，还包括步骤：对所述彩色滤光片进行清洗。
上述氧化铟锡镀膜方法，在每一彩色滤光片在镀膜前，先通过抽真空的方法将真空腔内的固体微粒及挥发性气体除去，可以保证真空腔的洁净度，避免杂质对镀膜过程的影响，从而解决彩色滤光片氧化铟锡镀膜后的电阻超标现象，提高镀膜良率。
附图说明
图1为本发明一实施例中氧化铟锡镀膜方法的流程示意图。
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。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
目前，彩色滤光片的氧化铟锡镀膜一般采用磁控溅射方法。然而，采用磁控溅射镀膜，在彩色滤光片的背面溅镀氧化铟锡的生产过程中，经常会出现氧化铟锡的电阻超标现象，特别是在连续生产一段时间后，超标现象就会特别频繁。
一般地，电阻超标现象出现的原因有多种。而发明人发现，在彩色滤光片产品镀膜出现电阻超标的时候，设备并无异常，且在其它产品进行连续生产并不会出现电阻超标现象。发明人通过磁控溅射观察窗观察彩色滤光片镀膜时，观测到辉光颜色异常，由此，发明人根据上述情况对现有工艺进行改进，提出了一种新的氧化铟锡镀膜方法。
请参阅图1，其为本发明一实施例中氧化铟锡镀膜方法的流程示意图。
一种氧化铟锡镀膜方法，包括如下步骤：
S110、将彩色滤光片置于安装有氧化铟锡靶材的磁控溅射真空腔内；
S120、对所述真空腔内进行抽真空；
S130、通入工作气体，并稳定3～30s；
S140、对所述工作气体进行通电，并控制所述氧化铟锡靶材的表面磁场强度，在所述彩色滤光片上形成氧化铟锡镀膜；
S150、停止通入所述工作气体及停止通电，取出氧化铟锡镀膜完成的彩色滤光片，准备待处理的下一彩色滤光片，继续执行步骤S110。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，以便于本领域技术人员充分理解本发明。
S101、对彩色滤光片进行清洗。
在本实施例中，清洗方式可以为超声波清洗，或者使用清水冲洗，清洗后将彩色滤光片烘干。
S102、将清洗后的彩色滤光片置于安装有氧化铟锡靶材的磁控溅射真空腔内。
具体的，采用机械手将清洗后的彩色滤光片置于磁控溅射真空腔内，实现自动化生产。其中，真空腔内氧化铟锡靶材中氧化铟与氧化锡的质量比例不小于90：10，以降低电阻率。
S103、对真空腔内进行抽真空，以除去彩色滤光片表面的固体微粒及真空腔内的挥发性气体。
具体的，采用冷泵进行抽真空，通过制冷及抽真空作用，将彩色滤光片产生的固体微粒及挥发性气体被冷泵吸附走，以净化磁控溅射镀膜的周围环境，杜绝杂质的累积，使真空腔内达到较高的洁净度，保证后续正常工作。
为了尽可能除去彩色滤光片表面的固体颗粒及真空腔内的挥发性气体，例如，控制真空腔内的真空度不低于5×10-4Pa，又如，控制真空腔内的真空度不为1×10-4Pa～4×10-4Pa，以确保将彩色滤光片表面的固体颗粒及真空腔内的挥发性气体抽走，保证真空腔内的高洁净度。
S104、在抽真空10～60s后，通入工作气体，并稳定3～30s；
进一步的，为了在保证真空腔内洁净度的同时，尽可能地提高生产效率，例如，在抽真空15～40s后，再通入工作气体。又如，在真空腔内的真空度为5×10-4Pa后，继续抽真空10～30s后，再通入工作气体，又如，在真空腔内的真空度为5×10-4Pa后，继续抽真空15s后，再通入工作气体，又如，在真空腔内的真空度为5×10-4Pa后，并保持此真空度20～30s后，再通入工作气体，又如，在真空腔内的真空度为5×10-4Pa后，并保持此真空度25s后，再通入工作气体，既可以保证真空腔内较高的洁净度，同时还可以进一步提高生产效率。
在本实施例中，工作气体为氩气及水蒸气混合气，氩气作为保护气体，水蒸气作为反应气体，且氩气与水蒸气的体积比90～110：1。在其他实施例中，工作气体还可以为其他气体，例如，氩气与氧气混合气等。
S105、对所述工作气体进行通电，并控制所述氧化铟锡靶材的表面磁场强度，在所述彩色滤光片上形成氧化铟锡镀膜。
通电后，工作气体在电场作用下电离，等离子在磁场和电场作用下，撞击氧化铟锡靶材，将靶材分子镀在彩色滤光片上。
具体的，为了提高氧化铟锡成膜稳定性，在工作气体稳定3～30s后，对工作气体进行通电，例如，在工作气体稳定20s后，对工作气体进行通电，以保证成膜稳定性。又如，通入工作气体后，待真空腔内的真空度上升至0.2～0.7Pa时，稳定15～20秒，然后对工作气体进行通电，这样，有利于在所述彩色滤光片上形成氧化铟锡镀膜。
进一步的，控制通电功率为1～6KW，又如，控制氧化铟锡靶材的表面磁场强度大于400高斯，又如，在真空腔内的真空度为0.2Pa～0.7Pa的条件下，在彩色滤光片上形成氧化铟锡镀膜。进一步的，控制真空腔内温度低于100℃。例如，控制通电功率为3KW，氧化铟锡靶材的表面磁场强度为600高斯，真空腔内的真空度为0.5Pa，真空腔内的温度为80℃时，在彩色滤光片上形成氧化铟锡镀膜。又如，控制通电功率为4KW，氧化铟锡靶材的表面磁场强度为800高斯，真空腔内的真空度为0.3Pa，真空腔内的温度为90℃时，在彩色滤光片上形成氧化铟锡镀膜。又如，控制通电功率为5KW，氧化铟锡靶材的表面磁场强度为900高斯，真空腔内的真空度为0.2Pa，真空腔内的温度为85℃时，在彩色滤光片上形成氧化铟锡镀膜。
在本实施例中，通电时间为6～100s，即，镀膜时间为6～100s。当然，镀膜时间并不局限于此，镀膜时间还可以根据所需镀膜的厚度进行调整，控制通电时间，当彩色滤光片上需要镀的氧化铟锡膜层厚度较大时，可以适当延长通电时间，当彩色滤光片上需要镀的氧化铟锡膜层厚度较小时，可以适当缩短通电时间。
需要说明的是，在彩色滤光片上形成氧化铟锡镀膜采用现有的低温镀膜工艺，其具体原理不再赘述。
S106、停止通入所述工作气体及停止通电，取出氧化铟锡镀膜完成后的彩色滤光片，准备待处理的下一彩色滤光片，并依次重复步骤S101～S105，完成第二片彩色滤光片的氧化铟锡镀膜，并依次循环，完成其他彩色滤光片的氧化铟锡镀膜。
具体的，在第一片彩色滤光片的氧化铟锡镀膜完成后，停止通入工作气体及停止通电，再将第二片已清洗好的彩色滤光片放入真空腔内，抽真空15～40s后，再通入工作气体，并稳定3～30s后，对工作气体通电，磁场扫描，完成第二片彩色滤光片的氧化铟锡镀膜，如此循环，以完成所有彩色滤光片的氧化铟锡镀膜。
为了确保连续生产过程中真空腔内的洁净度，例如，随着生产时间的增加，每完成一片彩色滤光片的镀膜后，下一片彩色滤光片在镀膜前抽真空的时间比上一片彩色滤光片镀膜前抽真空的时间要长。又如，下一片彩色滤光片在镀膜前抽真空的时间比上一片彩色滤光片镀膜前抽真空的时间长0.5～2s。又如，第二片彩色滤光片在镀膜之前，抽真空的时间为15s，第三片彩色滤光片在镀膜之前，抽真空的时间为16s，第四片彩色滤光片在镀膜之前，抽真空的时间为17s，依次后推。这样，可以确保连续生产过程中真空腔内的洁净度，避免杂质对镀膜过程的影响。
S107、在完成所有彩色滤光片的氧化铟锡镀膜后，停止通入工作气体及停止通电，并停止抽真空。
上述方法的验证：按照步骤S101～S107生产时，彩色滤光片镀膜后未出现电阻超标现象，而恢复至现有工艺生产时，彩色滤光片上镀膜后再次出现电阻超标现象，从而可以验证本方法的有效性。
磁控溅射中，靶材原子与气体原子获能后，在靶面完成溅射的同时，形成放电辉光和光圈；辉光颜色及颜色深浅，与工作气体和靶材原子的种类、压力和放电电流大小有关；电流大小或者工作气体压力不同，放电辉光和光圈的颜色和深浅程度均有一定程度的变化和差别。
现有工艺中，在镀膜过程中，工作气体等离子工作气体被其它气体碰撞后，自由程缩短能量会降低，变得无序，从而使溅射到基板上的靶材分子减少，致密下降，外在表现出辉光颜色异常。
而且杂质分子进入氧化铟锡薄膜，会造成晶格缺陷，且氧原子受杂质影响不能顺利填补氧化铟锡中的氧空位，造成电阻的增大。
由于彩色滤光片基板比其它产品结构复杂而容易带有更多固体颗粒，且彩色滤光片上的有机物也更容易挥发，因此，彩色滤光片的氧化铟锡镀膜过程中，受杂质的影响更加明显，因此更容易出现电阻超标现象。
上述氧化铟锡镀膜方法，在每一彩色滤光片在镀膜前，先通过抽真空的方法将真空腔内的固体微粒及挥发性气体除去，可以保证真空腔的洁净度，避免杂质对镀膜过程的影响，从而有效解决彩色滤光片氧化铟锡镀膜后的电阻超标现象，提高镀膜良率。
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)

1.一种氧化铟锡镀膜方法，其特征在于，包括如下步骤：
S110、将彩色滤光片置于安装有氧化铟锡靶材的磁控溅射真空腔内；
S120、对所述真空腔内进行抽真空；
S130、通入工作气体，并稳定3～30s；
S140、对所述工作气体进行通电，并控制所述氧化铟锡靶材的表面磁场强度，在所述彩色滤光片上形成氧化铟锡镀膜；
S150、停止通入所述工作气体及停止通电，取出氧化铟锡镀膜完成的彩色滤光片，准备待处理的下一彩色滤光片，继续执行步骤S110。
2.根据权利要求1所述的氧化铟锡镀膜方法，其特征在于，在步骤S120中，在抽真空10～60s后，再执行步骤S130。
3.根据权利要求2所述的氧化铟锡镀膜方法，其特征在于，在步骤S120中，在抽真空15～40s后，再执行步骤S130。
4.根据权利要求1所述的氧化铟锡镀膜方法，其特征在于，在通入所述工作气体前，所述真空腔内抽真空后的真空度不低于5×10-4Pa。
5.根据权利要求1所述的氧化铟锡镀膜方法，其特征在于，步骤S140中，所述真空腔内的真空度为0.2Pa～0.7Pa。
6.根据权利要求1所述的氧化铟锡镀膜方法，其特征在于，所述氧化铟锡靶材中氧化铟与氧化锡的质量比例不小于90:10。
7.根据权利要求1所述的氧化铟锡镀膜方法，其特征在于，在步骤S140中，控制所述氧化铟锡的表面磁场大于400高斯。
8.根据权利要求1所述的氧化铟锡镀膜方法，其特征在于，在步骤S140中，所述通电的通电功率为1～6KW。
9.根据权利要求8所述的氧化铟锡镀膜方法，其特征在于，在步骤S140中，所述通电的通电时间为6～100s。
10.根据权利要求1～9任一所述的氧化铟锡镀膜方法，其特征在于，在步骤S110前，还包括步骤：对所述彩色滤光片进行清洗。
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