CN106898569B - 一种湿法刻蚀设备和湿法刻蚀的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿法刻蚀设备和湿法刻蚀的方法，其中，该湿法刻蚀设备包括：刻蚀腔，所述刻蚀腔内设置有可移动旋转的工作台和设置在工作台上方的喷头装置；所述工作台用于承载待刻蚀基板，所述待刻蚀基板包括覆盖基板上的薄膜层；所述喷头装置用于将刻蚀液逐个喷淋至待形成图案的每个像素对应的薄膜层上。本发明通过利用喷头装置将刻蚀液喷淋至待形成图案的每个像素对应的薄膜层上，实现每个像素单独进行刻蚀，不仅减少了刻蚀液的使用量，提高了刻蚀效率，而且能够方便的实现多层薄膜的刻蚀。
Description
技术领域
本发明涉及显示器件制备领域，尤指一种湿法刻蚀设备和湿法刻蚀的方法。
背景技术
湿法刻蚀是用适当的刻蚀液与刻蚀物进行化学反应，改变刻蚀物的结构，使无光刻胶覆盖的薄膜部分脱离基片表面，而把有光刻胶覆盖的区域保存下来，这样便在基板表面得到了所需要的图形。现有湿法刻蚀设备是在湿法刻蚀槽内利用酸性液体对基板进行刻蚀。
采用现有的湿法刻蚀设备进行薄膜刻蚀过程中，由于刻蚀液通过喷淋至整个基板上或者浸泡基板的方式刻蚀基板，不仅造成整个过程中需要的刻蚀液量比较大，而且由于湿法刻蚀槽中的刻蚀液是反复使用的，刻蚀效能会不断的下降，从而导致刻蚀使用时间长，刻蚀效率较低。
另外，随着技术的不断进步，需要刻蚀的薄膜已经不再仅仅是单层薄膜，往往是多层的，不同薄膜的刻蚀选择比会有差异，现有的湿法刻蚀设备进行多层刻蚀时需要刻蚀完一层再刻蚀下一层，导致现有的湿法刻蚀设备不便进行多层刻蚀。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种湿法刻蚀设备和湿法刻蚀的方法，不仅能够减少刻蚀液的使用量，提高刻蚀的效率，而且能够方便地进行多层刻蚀。
为了达到本发明目的，本发明提供了一种湿法刻蚀设备，包括：刻蚀腔，所述刻蚀腔内设置有可移动旋转的工作台和设置在工作台上方的喷头装置；所述工作台用于承载待刻蚀基板，所述待刻蚀基板包括覆盖基板上的薄膜层；所述喷头装置用于将刻蚀液逐个喷淋至待形成图案的每个像素对应的薄膜层上。
进一步地，所述湿法刻蚀设备，还包括：调整装置；
所述调整装置用于调整工作台，使得待刻蚀基板到达预设摆放位置。
进一步地，喷头装置包括多个喷头。
进一步地，所述喷头包括：喷头主体、设置在喷头主体两侧的进液口和出液口、设置在所述喷头主体的上方的进气孔和负压孔以及多个可调节孔径的喷孔。
进一步地，所述喷孔之间的间距固定。
进一步地，所述喷头与待刻蚀基板之间的距离为0.5mm-5mm。
进一步地，所述湿法刻蚀设备还包括水洗装置；
所述水洗装置，用于在待刻蚀基板进入刻蚀腔之前，去除附着在待刻蚀基板表面的有机物。
进一步地，所述湿法刻蚀设备还包括加热装置，用于提高喷淋至待刻蚀基板上的刻蚀液的温度。
本发明还提供一种湿法刻蚀的方法，采用上述的湿法刻蚀设备，包括以下步骤：
将待刻蚀基板放置在工作台上；
将刻蚀液逐个喷淋至待形成图案的每个像素对应的薄膜层上。
进一步地，所述将待刻蚀基板放置在工作台上之后，还包括：
调整工作台，使得待刻蚀基板到达预设摆放位置。
本发明提供一种湿法刻蚀设备和湿法刻蚀的方法，其中，该湿法刻蚀设备包括：刻蚀腔，所述刻蚀腔内设置有可移动旋转的工作台和设置在工作台上方的喷头装置；所述工作台用于承载待刻蚀基板，所述待刻蚀基板包括覆盖基板上的薄膜层；所述喷头装置用于将刻蚀液逐个喷淋至待形成图案的每个像素对应的薄膜层上。本发明通过利用喷头装置将刻蚀液逐个喷淋至待形成图案的每个像素对应的薄膜层上，实现每个像素单独进行刻蚀，不仅减少了刻蚀液的使用量，另外，本发明中使用的刻蚀液均为未被回收过的，刻蚀效果较高，而且，在进行多层刻蚀的过程中，本发明刻蚀完在某个像素上的薄膜层之后在刻蚀该像素上对应的下一层薄膜层，能够方便的实现进行多层薄膜的刻蚀。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的湿法刻蚀设备的实施例一的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的湿法刻蚀设备的实施例二的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的喷头装置的结构示意图；
图4为未刻蚀的待刻蚀基板的结构示意图；
图5为采用喷头打印方式进行刻蚀的待刻蚀基板的结构示意图；
图6为采用狭缝打印方式进行刻蚀的待刻蚀基板的机构示意图；
图7为本发明实施例提供的喷头的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的湿法刻蚀设备实施例四的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的湿法刻蚀方法实施例一的流程图；
图10为本发明实施例提供的湿法刻蚀方法实施例二的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1为本发明实施例提供的湿法刻蚀设备实施例一的结构示意图，如图1所述，本发明实施例提供一种湿法刻蚀设备，包括：刻蚀腔10，刻蚀腔10内设置有可移动旋转的工作台20和设置在工作台20上方的喷头装置30。
其中，工作台20用于承载待刻蚀基板，所述待刻蚀基板包括覆盖基板上的薄膜层；喷头装置30用于将刻蚀液逐个喷淋至待形成图案的每个像素对应的薄膜层上。
其中，待刻蚀基板包括依次覆盖衬底基板的薄膜层和光刻胶，待刻蚀基板可以为彩膜基板和阵列基板，具体的，彩膜基板和阵列基板均由多层薄膜层构成，每一个薄膜层根据功能的不同可以具有不同的图案。待刻蚀基板可以是用于形成薄膜层的透明基板，也可以是已经制作有薄膜层图案的基板。
具体的，待形成图案的形状可以为线性、栅线或数据线。
薄膜层可以为金属薄膜，以形成金属线或者金属电极等薄膜薄膜，示例的，金属线可以是栅线或者金属线，当然上述薄膜层还可以为氧化物薄膜，例如，上述薄膜层可以氧化铟锡(Indium Tin Oxide，简称ITO)薄膜，以形成像素电极或者公共电极。
具体的，刻蚀腔10，其内部通过刻蚀液对待刻蚀基板上的薄膜层进行刻蚀，且如图1所述，刻蚀腔在其前端具有刻蚀腔入口11，在其后端具有刻蚀腔出口12。
其中，工作台20下方还可以设置用于传送待刻蚀基板的传送机构(图中未示出)，利用传送机构，将待刻蚀基板从刻蚀腔入口传入刻蚀腔中的工作台上，并在刻蚀完成之后，将刻蚀完毕后的基板从刻蚀腔出口传出以进行下一步的操作。
另外，工作台可以连接有振动结构，用于驱动工作台振动，以使得上述待刻蚀基板上的刻蚀液充分与光刻胶边缘覆盖的薄膜层相接触，提高刻蚀液的反应速度和刻蚀效率。
具体的，振动结构包括：液压电机、气压电机或电磁电动机。此处需要说明的是，本发明对振动机构的型号、规格、功率等不做限定，可以根据具体的刻蚀需要进行选择。
具体的，喷头装置30可以设置在工作台20的正上方，还可以设置在工作台20的斜上方，此处需要说明的是，本发明对喷头装置的位置不做限定，具体设置位置根据湿法刻蚀设备的制作需求确定。喷头装置30喷淋与待刻蚀基板的薄膜层对应的预设用量的预设浓度的刻蚀液，其中，预设用量与每个像素对应的薄膜层的厚度相关，预设浓度与薄膜层的材料有关，不同的薄膜层对应的预设浓度不同，所需的预设用量也不相同。
另外，本发明实施例中采用的刻蚀液可以为草酸溶液，硝酸(HNO3)溶液，醋酸(CH3COOH)溶液或者磷酸(H3PO4)溶液。其中，草酸一般为溶度在3.4％-3.8％的水溶液，工艺温度在40-45度。
具体的，根据待刻蚀基板上覆盖薄膜层的不同，刻蚀液的选择也会有所差异。在此基础上，由于刻蚀液具有一定的腐蚀性，因此湿法刻蚀设备内部的部件应该具有良好的抗腐蚀性能。例如，所述刻蚀腔10和喷头装置30用于为刻蚀液提供流通管道，其内壁与所述刻蚀液直接接触，因此，刻蚀液腔体和喷头装置应该用具有良好抗腐蚀性能的材料进行制备，或者刻蚀腔和喷头装置可以设置具有良好抗腐蚀性的涂层。
需要说明的是，本领域技术人员来说，本文中，“上”、“下”、“左”以及“右”等方位术语是相对于附图，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，他们相对于的描述和澄清，其可以根据工作台所放置的方位的变化而相应地发生变化。
本发明提供的湿法刻蚀设备包括：刻蚀腔，所述刻蚀腔内设置有可移动旋转的工作台和设置在工作台上方的喷头装置；所述工作台用于承载待刻蚀基板，所述待刻蚀基板包括覆盖基板上的薄膜层；所述喷头装置用于将刻蚀液逐个喷淋至待形成图案的每个像素对应的薄膜层上。本发明通过利用喷头装置将刻蚀液喷淋至待形成图案的每个像素对应的薄膜层上，实现每个像素单独进行刻蚀，不仅减少了刻蚀液的使用量，另外，本发明中使用的刻蚀液均为未被回收过的，刻蚀效果较高，提高了刻蚀效率，而且，在进行多层刻蚀的过程中，本发明刻蚀完在某个像素上的薄膜层之后在刻蚀该像素上对应的下一层薄膜层，能够方便的实现进行多层薄膜的刻蚀。
进一步地，在实施例一的技术方案的基础上，图2为本发明实施例提供的湿法刻蚀设备实施例二的结构示意图，如图2所示，本发明提供的湿法刻蚀设备还包括：调整装置40，用于调整所述调整装置40用于调整工作台20，使得待刻蚀基板到达预设摆放位置。
具体的，调整装置40用于通过旋转和移动工作台，使其与设置在刻蚀腔内的对位镜头实现对位，使得待刻蚀基板到达预设摆放位置。
进一步地，在实施例一和实施例二的技术方案的基础上，图3为本发明实施例提供的喷头装置的结构示意图，如图3所示，本发明实施例三中喷头装置30包括多个喷头50。
具体的，本发明实施例中的喷头50可以采用喷头打印和狭缝打印方式进行喷淋刻蚀液至每个像素的薄膜层上。图4为未刻蚀的待刻蚀基板的结构示意图，图5为采用喷头打印方式进行刻蚀的待刻蚀基板的结构示意图；图6为采用狭缝打印方式进行刻蚀的待刻蚀基板的机构示意图。另外，图3是以3个喷头为例进行说明的，本发明并不以此为限。
其中，为了能够将刻蚀液准确的喷淋至待形成图像的每个像素对应的薄膜层上，可以将喷头设置为可以转动的。具体的，多个喷头可以装载相同的刻蚀液，也可以装载不同刻蚀液，若需要进行多层薄膜刻蚀的话，则可以在多个喷头上装在不同的刻蚀液，以实现某个像素对应的一层薄膜层刻蚀完毕之后，利用利用另外的喷头喷淋其他的刻蚀液来刻蚀下一层薄膜层，不仅可以节省刻蚀的时间，而且更加方便的实现多层薄膜刻蚀。
具体的，喷头50到待刻蚀基板的间距在0.5mm-5mm。
另外，喷头还包括距离调节机构，用于在不同的喷雾压力参数下，调节喷头与目标物间的距离。
另外，本发明实施例提供的湿法刻蚀设备还包括：供液管路，用于为喷头装置供给刻蚀液，阀门设置于供液管路与喷头之间，用于调节供液管路内刻蚀液的压力，进而控制喷头喷射刻蚀液的高度。
图7为本发明实施例提供的喷头的结构示意图，如图7所述，喷头50包括：喷头主体51、设置在喷头主体51两侧的进液口52和出液口53、设置在所述喷头主体51的上方的进气孔54和负压孔55以及多个可调节孔径的喷孔56。
其中，负压孔是为了能够吸附住刻蚀液，保证刻蚀液不能够随意流到出液口出，进气孔是为了通过气体，使得刻蚀液稳定的压到喷孔出，另外，进气孔的数量为多个，且为了均衡喷头主体中的气压，每个进气孔之间有间隔。
所述喷头的具体工作原理如下：刻蚀液通过进液口进入喷头主体中，其中，喷头主体的上半部为空气，通过在进气孔中通入气体，将刻蚀液压到喷孔进行喷出。当喷淋完毕后，将多余的刻蚀液从出液口流出。
具体的，喷头中的喷孔56的间距是固定的，且是等间距的。
进一步地，在上述实施例一至三的技术方案的基础上，图8为本发明实施例提供的湿法刻蚀设备实施例四的结构示意图，如图8所示，本发明实施例提供的湿法刻蚀设备，还包括水洗装置60，该水洗装置60用于在待刻蚀基板进入刻蚀腔之前，去除附着在待刻蚀基板表面的有机物。
具体的，水洗装置60用于与刻蚀腔入口连通，经过水洗后的待刻蚀基板通过刻蚀腔入口进入刻蚀腔内。另外，去除附着在待刻蚀基板表面的有机物能够防止待刻蚀基板携带的有机物影响刻蚀液的刻蚀速率，进一步地，提高刻蚀液的刻蚀效率。
另外，湿法刻蚀设备还包括清洁装置70，用于在设定时间内向基板喷射清洗液，去除附着在刻蚀完毕后的基板的刻蚀液。
其中，清洗液为纯净水、或蒸馏水、或其他具有清洁作用液体。
具体的，清洁装置70用于与刻蚀腔出口连通，刻蚀完毕后的基板通过刻蚀腔出口传出。
进一步地，湿法刻蚀设备还包括加热装置(图中未示出)用于提高喷淋至待刻蚀基板上的刻蚀液的温度。
具体的，加热装置设置在刻蚀腔与清洁装置之间，可以提高刻蚀液与薄膜层的反应速度，进一步地，提高刻蚀效率。
图9为本发明实施例提供的湿法刻蚀方法实施例一的流程图，如图9所示，本发明提供的湿法刻蚀方法，采用湿法刻蚀设备，包括以下步骤：
步骤100、将待刻蚀基板放置在工作台上。
步骤200、将刻蚀液逐个喷淋至待形成图案的每个像素对应的薄膜层上。
具体的，刻蚀液可以为草酸溶液，硝酸(HNO3)溶液，醋酸(CH3COOH)溶液或者磷酸(H3PO4)溶液。其中，草酸一般为溶度在3.4％-3.8％的水溶液，工艺温度在40-45度。
具体的，待形成图案的形状可以为线性、栅线或数据线。
薄膜层可以为金属薄膜，以形成金属线或者金属电极等薄膜薄膜，示例的，金属线可以是栅线或者金属线，当然上述薄膜层还可以为氧化物薄膜，例如，上述薄膜层可以氧化铟锡(Indium Tin Oxide，简称ITO)薄膜，以形成像素电极或者公共电极。
其中，本发明实施例中的湿法刻蚀设备为如图1-5所述的湿法刻蚀设备，其实现原理和实现效果类似，在此不再赘述。
进一步地，在实施例一的技术方案的基础上，图10为本发明实施例提供的湿法刻蚀方法实施例二的流程图，如图10所示，步骤100之后，还包括：
步骤300、调整工作台，使得待刻蚀基板到达预设摆放位置。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (8)
1.一种湿法刻蚀设备，其特征在于，包括：刻蚀腔，所述刻蚀腔内设置有可移动旋转的工作台和设置在工作台上方的喷头装置；所述工作台用于承载待刻蚀基板，所述待刻蚀基板包括覆盖基板上的薄膜层；所述喷头装置用于将刻蚀液逐个喷淋至待形成图案的每个像素对应的薄膜层上；
喷头装置包括多个喷头，所述喷头包括：喷头主体、设置在喷头主体两侧的进液口和出液口、设置在所述喷头主体的上方的进气孔和负压孔以及多个可调节孔径的喷孔。
2.根据权利要求1所述的湿法刻蚀设备，其特征在于，还包括：调整装置；
所述调整装置用于调整工作台，使得待刻蚀基板到达预设摆放位置。
3.根据权利要求1所述的湿法刻蚀设备，其特征在于，所述喷孔之间的间距固定。
4.根据权利要求1所述的湿法刻蚀设备，其特征在于，所述喷头与待刻蚀基板之间的距离为0.5mm-5mm。
5.根据权利要求1所述的湿法刻蚀设备，其特征在于，还包括水洗装置；
所述水洗装置，用于在待刻蚀基板进入刻蚀腔之前，去除附着在待刻蚀基板表面的有机物。
6.根据权利要求1或5所述的湿法刻蚀设备，其特征在于，还包括加热装置，用于提高喷淋至待刻蚀基板上的刻蚀液的温度。
7.一种湿法刻蚀的方法，其特征在于，采用如权利要求1-6所述的湿法刻蚀设备，包括以下步骤：
将待刻蚀基板放置在工作台上；
将刻蚀液逐个喷淋至待形成图案的每个像素对应的薄膜层上。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将待刻蚀基板放置在工作台上之后，还包括：
调整工作台，使得待刻蚀基板到达预设摆放位置。
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