CN107564840A - 浸泡式蚀刻设备及浸泡式蚀刻方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种浸泡式蚀刻设备及浸泡式蚀刻方法。本发明的浸泡式蚀刻设备包括承载台、感应器、以及蚀刻槽；所述蚀刻槽的下端和上端分别设有多个进液口和多个排液口；由进液口不断输送蚀刻液，并由排液口不断排除多余的蚀刻液，可以使得蚀刻槽内始终储有蚀刻液，并保证蚀刻槽内蚀刻液始终新鲜，从而可避免对于每一片基板都重新进行蓄液和排液，能够有效提高蚀刻效率，并且通过在蚀刻槽上端设置排液口以不断排除多余的蚀刻液，可以避免现有蚀刻设备排液时因Shutter快速打开而导致产品Mura的形成，另外，本发明通过设置用于判定蚀刻终点的感应器，相较于人眼观察，能够更加准确地判断蚀刻终点，得到最优的产品参数规格。

Description

浸泡式蚀刻设备及浸泡式蚀刻方法

技术领域

本发明涉及平面显示器的制程领域，尤其涉及一种浸泡式蚀刻设备及浸泡式蚀刻方法。

背景技术

在显示技术领域，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)和有源矩阵驱动式有机电致发光(Active Matrix Organic Light-Emitting Diode，AMOLED)显示器等平板显示装置因具有机身薄、高画质、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用，如：移动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、计算机屏幕或笔记本屏幕等。

薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)阵列(Array)基板是目前LCD装置和AMOLED装置中的主要组成部件，直接关系到高性能平板显示装置的发展方向。例如LCD的制程一般包括：前段阵列制程、中段成盒(Cell)制程、及后段模组组装制程，前段阵列制程又包括：玻璃基板的清洗与干燥、镀膜、涂光刻胶、曝光、显影、蚀刻、去除光刻胶等制程。蚀刻又分为湿法(WET)蚀刻和干法(DRY)蚀刻，其中湿法蚀刻的效果对于布线的精细程度以及最终面板的品质有很大的影响，因此蚀刻尺寸偏差(CD Bias)及蚀刻尺寸(CD)均一性是湿法蚀刻后的重要特征值。举例来说，对于第二层金属，如果蚀刻尺寸不均匀，也即部分区域导线较宽，会造成像素之间第二层金属与第一层金属交盖面积的不同，也就是说，产生不同的电容耦合效应，使面板的品质偏离设计值。

目前常用的湿法蚀刻模式主要为将玻璃基板完全进入蚀刻药液进行蚀刻的浸泡式(Dip Mode)。Dip模式下，现有的浸泡式蚀刻设备主要通过关闭蚀刻槽两端的出入门(Shutter)达到浸泡目的，其对玻璃基板的具体蚀刻过程为：

(1)如图1所示，通过打开蚀刻槽100两侧的出入门110，玻璃基板500在传送轮200的带动下进入蚀刻槽100内；

(2)如图2所示，待玻璃基板500进入蚀刻槽100内后，关闭出入门110，开始向蚀刻槽100内加入蚀刻液对玻璃基板500进行蚀刻；

(3)待蚀刻完成后，开启出入门110，将蚀刻液排出，玻璃基板500在传送轮200的带动下沿水平方向离开蚀刻槽100。

那么采用现有的浸泡式蚀刻设备对玻璃基板进行蚀刻就会存在以下问题：一是对于每一片玻璃基板都需进行关Shutter动作和开Shutter动作以分别完成蓄液和排液过程，蚀刻效率较低；二是在进行排液时，蚀刻槽两端的Shutter快速打开，很容易造成玻璃基板上蚀刻液的不均匀流动，从而致使产品形成Mura；三是现有的浸泡式蚀刻设备无标准的蚀刻终点判断单元，蚀刻终点一般通过人眼观察进行判断，因此判断结果十分不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浸泡式蚀刻设备，可以提高蚀刻效率，避免排液时因Shutter快速打开而导致产品Mura的形成，并能够准确判断蚀刻终点，得到最优的产品参数规格。

本发明的目的还在于提供一种浸泡式蚀刻方法，采用上述的浸泡式蚀刻设备，可以提高蚀刻效率，避免排液时因Shutter快速打开而导致产品Mura的形成，并能够准确判断蚀刻终点，得到最优的产品参数规格。

为实现上述目的，本发明提供一种浸泡式蚀刻设备，包括用于承载基板的承载台、设于所述承载台上用于判定蚀刻终点的感应器、以及设于所述承载台下方用于容纳蚀刻液和基板的蚀刻槽；

所述蚀刻槽的下端设有多个用于向蚀刻槽内输送蚀刻液的进液口，所述蚀刻槽的上端设有多个用于排出蚀刻槽内多余蚀刻液的排液口；

所述承载台通过沿垂直方向上下移动，带动基板一起进入蚀刻槽内的蚀刻液中以开始蚀刻，或带动基板从蚀刻槽内的蚀刻液中离开以停止蚀刻。

所述感应器为电感应器，所述电感应器设于所述承载台的上侧，通过监控蚀刻过程中基板的导电率来判定蚀刻终点。

所述感应器为光感应器，所述光感应器设于所述承载台的下侧，通过监控蚀刻过程中基板的透光率或反光率来判定蚀刻终点。

所述的浸泡式蚀刻设备还包括驱动承载台进行移动的驱动单元、以及与所述驱动单元和感应器均相连接的控制单元。

蚀刻过程中，当所述感应器监测到用于判定蚀刻终点的阈值时，所述感应器将监测结果发送到控制单元，所述控制单元通过控制所述驱动单元来控制所述承载台带动基板从蚀刻槽内的蚀刻液中离开以停止蚀刻。

所述蚀刻槽具有多个槽壁，所述蚀刻槽的每一槽壁上均设有排液口。

所述多个排液口均匀分布在所述蚀刻槽的多个槽壁上。

所述的浸泡式蚀刻设备还包括设于所述承载台上方用于将基板固定在承载台上的固定装置。

本发明还提供一种浸泡式蚀刻方法，包括如下步骤：

步骤S1、提供如上所述的浸泡式蚀刻设备，通过蚀刻槽下端设置的多个进液口向蚀刻槽内不断加入蚀刻液，当蚀刻槽内的蚀刻液达到排液口的高度时，多余的蚀刻液由排液口排出，此时通过进液口不断加入蚀刻液并通过排液口不断排出蚀刻液，使得蚀刻槽内的蚀刻液达到动态平衡，设置用于判定蚀刻终点的阈值，将所述基板固定在承载台上；

步骤S2、所述承载台向下移动，带动基板一起进入蚀刻槽内的蚀刻液中，蚀刻开始；蚀刻过程中，所述感应器对基板进行监测以判定蚀刻终点；

步骤S3、当所述感应器监测到用于判定蚀刻终点的阈值时，所述承载台向上移动，带动基板一起从蚀刻槽内的蚀刻液中离开，蚀刻停止。

蚀刻过程中，所述承载台通过沿水平方向前后来回移动，带动基板在蚀刻液中来回摆动，以加快蚀刻速率并提高蚀刻均匀度。

本发明的有益效果：本发明的浸泡式蚀刻设备包括用于承载基板的承载台、设于所述承载台上用于判定蚀刻终点的感应器、以及设于所述承载台下方用于容纳蚀刻液和基板的蚀刻槽；所述蚀刻槽的下端和上端分别设有多个进液口和多个排液口；本发明中，蚀刻槽采用进液口和排液口进行蓄液的方式，来代替现有的Shutter蓄液方式，由进液口不断输送蚀刻液，并由排液口不断排除多余的蚀刻液，可以使得蚀刻槽内始终储有蚀刻液，并保证蚀刻槽内蚀刻液始终新鲜，从而可避免对于每一片基板都重新进行蓄液和排液，能够有效提高蚀刻效率，并且通过在蚀刻槽上端设置排液口以不断排除多余的蚀刻液，可以避免现有蚀刻设备排液时因Shutter快速打开而导致产品Mura的形成，另外，本发明通过设置用于判定蚀刻终点的感应器，相较于人眼观察，能够更加准确地判断蚀刻终点，得到最优的产品参数规格。本发明的浸泡式蚀刻方法采用上述的浸泡式蚀刻设备，可以有效提高蚀刻效率，避免排液时因Shutter快速打开而导致产品Mura的形成，并能够准确判断蚀刻终点，得到最优的产品参数规格。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1为采用现有一浸泡式蚀刻设备进行蚀刻时打开开关门以使基板进入蚀刻槽内的示意图；

图2为采用图1的浸泡式蚀刻设备进行蚀刻时关闭开关门将基板浸泡在蚀刻液内的示意图

图3为本发明的浸泡式蚀刻设备的结构示意图；

图4为本发明的浸泡式蚀刻方法的流程示意图；

图5本发明的浸泡式蚀刻方法的步骤S1的示意图；

图6本发明的浸泡式蚀刻方法的步骤S2的示意图；

图7本发明的浸泡式蚀刻方法的步骤S3的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的实施例及其附图进行详细描述。

请参阅图3，本发明提供一种浸泡式蚀刻设备，包括用于承载基板90的承载台10、设于所述承载台10上并用于判定蚀刻终点的感应器20、以及设于所述承载台10下方用于容纳蚀刻液和基板90的蚀刻槽30；

所述蚀刻槽30的下端设有多个用于向蚀刻槽30内输送蚀刻液的进液口301，所述蚀刻槽30的上端设有多个用于排出蚀刻槽30内多余蚀刻液的排液口302；

所述承载台10可以沿垂直及水平方向移动，所述承载台10通过沿垂直方向上下移动，带动基板90一起进入蚀刻槽30内的蚀刻液中以开始蚀刻，或带动基板90从蚀刻槽30内的蚀刻液中离开以停止蚀刻。

具体地，蚀刻槽30可以为固定的或可移动的凹槽。

具体地，所述感应器20可以为电感应器21，所述电感应器21的数量可以设置为两个，该两个电感应器21分别设于所述承载台10两端的上侧，通过监控蚀刻过程中基板90的导电率来判定蚀刻终点。或者，

所述感应器20也可以为光感应器22，该光感应器22设于所述承载台10的下侧，通过监控蚀刻过程中基板90的透光率或反光率来判定蚀刻终点。

具体地，所述承载台10为导轮式、导轨式、传送带式、或气浮式等可移动的承载台。

具体地，所述的浸泡式蚀刻设备还包括驱动承载台10进行移动的驱动单元40、以及与所述驱动单元40和感应器20均相连接的控制单元50，所述承载台10在驱动单元40驱动下沿垂直方向上下移动、沿水平方向左右移动。

具体地，对基板50的蚀刻过程中，当所述感应器20监测到用于判定蚀刻终点的阈值时，所述感应器20将监测结果发送到控制单元40，所述控制单元40通过控制所述驱动单元40来控制所述承载台10带动基板90从蚀刻槽30内的蚀刻液中离开以停止蚀刻。

具体地，所述蚀刻槽30具有多个槽壁，所述蚀刻槽30的每一槽壁上均设有排液口302，进一步地，所述多个排液口302均匀分布在所述蚀刻槽30的多个槽壁上，从而保证基板50向上移动以离开蚀刻槽30及蚀刻液时，基板50上的蚀刻液向四周边缘均匀流动并从均匀排布的多个排液口302排出，从而可以减少产品Mura的形成。

具体地，所述的浸泡式蚀刻设备还包括设于所述承载台10上方用于将基板90固定在承载台10上的固定装置15，进一步地，所述固定装置15可以为双辊(Double Roller)固定夹、或真空吸盘等。

本发明的浸泡式蚀刻设备，蚀刻槽30的下端和上端分别设置有多个进液口301和多个排液口302，蚀刻槽30采用进液口301和排液口302进行蓄液的方式，来代替现有的Shutter蓄液方式，由进液口301不断输送蚀刻液，并由排液口302不断排除多余的蚀刻液，可以使得蚀刻槽30内始终储有蚀刻液，并保证蚀刻槽30内蚀刻液始终新鲜，从而可避免对于每一片基板都重新进行蓄液和排液，能够有效提高蚀刻效率，并且通过在蚀刻槽30上端设置排液口302以不断排除多余的蚀刻液，可以避免现有蚀刻设备排液时因Shutter快速打开而导致产品Mura的形成，另外，本发明通过设置用于判定蚀刻终点的感应器20，相较于人眼观察，能够更加准确地判断蚀刻终点，得到最优的产品参数规格。

请参阅图4，基于上述的浸泡式蚀刻设备，本发明还提供一种浸泡式蚀刻方法，包括如下步骤：

步骤S1、如图5所示，提供如上所述的浸泡式蚀刻设备，所述浸泡式蚀刻设备的具体技术特征与上述实施例相同，在此不再赘述，通过蚀刻槽30下端设置的多个进液口301向蚀刻槽30内不断加入蚀刻液，当蚀刻槽30内的蚀刻液达到排液口302的高度时，多余的蚀刻液由排液口302排出，此时通过进液口301不断加入蚀刻液并通过排液口302不断排出蚀刻液，使得蚀刻槽30内的蚀刻液达到动态平衡，设置用于判定蚀刻终点的阈值，将所述基板90固定在承载台10上，此时基板50的上表面是整面待蚀刻的金属(Metal)膜或氧化铟锡(ITO)膜，其导电率、透光率或反光率为一固定值，然而随着蚀刻进行，当达到蚀刻终点时，其导电率、透光率或反光率变为另一固定值，故将该另一固定值设置为所述阈值。

步骤S2、如图6所示，所述承载台10向下移动，带动基板90一起进入蚀刻槽30内的蚀刻液中，蚀刻开始；蚀刻过程中，基板50的导电率、透光率或反光率开始发生变化，所述感应器20对基板90进行监测以判定蚀刻终点。

步骤S3、如图7所示，当所述感应器20监测到用于判定蚀刻终点的阈值时，所述承载台10向上移动，带动基板90一起离开蚀刻槽30内的蚀刻液中，蚀刻停止。

具体地，蚀刻过程中，所述承载台10通过沿水平方向前后来回移动，带动基板90在蚀刻液中来回摆动，以加快蚀刻速率并提高蚀刻均匀度。

本发明的浸泡式蚀刻方法，采用上述的浸泡式蚀刻设备，可以有效提高蚀刻效率，避免现有蚀刻设备排液时因Shutter快速打开而导致产品Mura的形成，并能够准确判断蚀刻终点，得到最优的产品参数规格。

综上所述，本发明的浸泡式蚀刻设备包括用于承载基板的承载台、设于所述承载台上用于判定蚀刻终点的感应器、以及设于所述承载台下方用于容纳蚀刻液和基板的蚀刻槽；所述蚀刻槽的下端和上端分别设有多个进液口和多个排液口；本发明中，蚀刻槽采用进液口和排液口进行蓄液的方式，来代替现有的Shutter蓄液方式，由进液口不断输送蚀刻液，并由排液口不断排除多余的蚀刻液，可以使得蚀刻槽内始终储有蚀刻液，并保证蚀刻槽内蚀刻液始终新鲜，从而可避免对于每一片基板都重新进行蓄液和排液，能够有效提高蚀刻效率，并且通过在蚀刻槽上端设置排液口以不断排除多余的蚀刻液，可以避免现有蚀刻设备排液时因Shutter快速打开而导致产品Mura的形成，另外，本发明通过设置用于判定蚀刻终点的感应器，相较于人眼观察，能够更加准确地判断蚀刻终点，得到最优的产品参数规格。本发明的浸泡式蚀刻方法采用上述的浸泡式蚀刻设备，可以有效提高蚀刻效率，避免排液时因Shutter快速打开而导致产品Mura的形成，并能够准确判断蚀刻终点，得到最优的产品参数规格。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种浸泡式蚀刻设备，其特征在于，包括用于承载基板(90)的承载台(10)、设于所述承载台(10)上并用于判定蚀刻终点的感应器(20)、以及设于所述承载台(10)下方用于容纳蚀刻液和基板(90)的蚀刻槽(30)；

所述蚀刻槽(30)的下端设有多个用于向蚀刻槽(30)内输送蚀刻液的进液口(301)，所述蚀刻槽(30)的上端设有多个用于排出蚀刻槽(30)内多余蚀刻液的排液口(302)；

所述承载台(10)通过沿垂直方向上下移动，带动基板(90)一起进入蚀刻槽(30)内的蚀刻液中以开始蚀刻，或带动基板(90)从蚀刻槽(30)内的蚀刻液中离开以停止蚀刻。

2.如权利要求1所述的浸泡式蚀刻设备，其特征在于，所述感应器(20)为电感应器(21)，所述电感应器(21)设于所述承载台(10)的上侧，通过监控蚀刻过程中基板(90)的导电率来判定蚀刻终点。

3.如权利要求1所述的浸泡式蚀刻设备，其特征在于，所述感应器(20)为光感应器(22)，所述光感应器(22)设于所述承载台(10)的下侧，通过监控蚀刻过程中基板(90)的透光率或反光率来判定蚀刻终点。

4.如权利要求1所述的浸泡式蚀刻设备，其特征在于，还包括驱动承载台(10)进行移动的驱动单元(40)、以及与所述驱动单元(40)和感应器(20)均相连接的控制单元(50)。

5.如权利要求4所述的浸泡式蚀刻设备，其特征在于，对基板(50)的蚀刻过程中，当所述感应器(20)监测到用于判定蚀刻终点的阈值时，所述感应器(20)将监测结果发送到控制单元(40)，所述控制单元(40)通过控制所述驱动单元(40)来控制所述承载台(10)带动基板(90)从蚀刻槽(30)内的蚀刻液中离开以停止蚀刻。

6.如权利要求1所述的浸泡式蚀刻设备，其特征在于，所述蚀刻槽(30)具有多个槽壁，所述蚀刻槽(30)的每一槽壁上均设有排液口(302)。

7.如权利要求6所述的浸泡式蚀刻设备，其特征在于，所述多个排液口(302)均匀分布在所述蚀刻槽(30)的多个槽壁上。

8.如权利要求1所述的浸泡式蚀刻设备，其特征在于，还包括设于所述承载台(10)上方用于将基板(90)固定在承载台(10)上的固定装置(15)。

9.一种浸泡式蚀刻方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、提供如权利要求1-8中任一项所述的浸泡式蚀刻设备，通过蚀刻槽(30)下端设置的多个进液口(301)向蚀刻槽(30)内不断加入蚀刻液，当蚀刻槽(30)内的蚀刻液达到排液口(302)的高度时，多余的蚀刻液由排液口(302)排出，此时通过进液口(301)不断加入蚀刻液并通过排液口(302)不断排出蚀刻液，使得蚀刻槽(30)内的蚀刻液达到动态平衡，设置用于判定蚀刻终点的阈值，将所述基板(90)固定在承载台(10)上；

步骤S2、所述承载台(10)向下移动，带动基板(90)一起进入蚀刻槽(30)内的蚀刻液中，蚀刻开始；蚀刻过程中，所述感应器(20)对基板(90)进行监测以判定蚀刻终点；

步骤S3、当所述感应器(20)监测到用于判定蚀刻终点的阈值时，所述承载台(10)向上移动，带动基板(90)一起从蚀刻槽(30)内的蚀刻液中离开，蚀刻停止。

10.如权利要求9所述的浸泡式蚀刻方法，其特征在于，蚀刻过程中，所述承载台(10)通过沿水平方向前后来回移动，带动基板(90)在蚀刻液中来回摆动，以加快蚀刻速率并提高蚀刻均匀度。