CN108281431B - 一种用于薄膜晶体管阵列基板的湿制程的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于薄膜晶体管阵列基板的湿制程的方法。所述方法包括：将其上形成有金属层和位于金属层上的阻挡层的基板置于处理室中，使金属层和阻挡层均与处理室中的药液接触以进行湿式处理，其中，在所述处理室中设置有电化学活性比所述金属层的电化学活性大且不与所述药液发生化学反应的金属件，使得所述金属层不与所述药液发生电化学反应。采用本发明的方法可以抑制在薄膜晶体管阵列基板的制作过程中出现的电化学腐蚀现象，提高薄膜晶体管阵列基板的质量。
Description
技术领域
本发明属于显示技术领域，更具体地讲，涉及一种用于薄膜晶体管阵列基板的湿制程的方法。
背景技术
TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)由于其功耗低、响应速度快等优点而广泛地用于计算机、视频终端、通讯及仪器仪表等行业，例如，主要用于笔记本电脑、台式计算机监视器、工业监视器、全球卫星定位系统(GPS)、个人数字助理(PDA)、游戏机、可视电话、便携式VCD、DVD及其它一些便携式装置。经过不断的发展创新，TFT-LCD迅速成长为主流显示器。
随着人们对大尺寸、高分辨率LCD以及低成本的追求，对大尺寸玻璃的设备的投入势在必行。为了克服大尺寸玻璃的布线和RC延迟等问题，采用Cu金属层代替原来的Al金属层，能够得到更低的电阻率，而被业界广泛地采用。
然而，由于金属Cu易扩散以及附着力较差等特点，在Cu制程中一般使用阻挡层阻止Cu扩散并增加其附着力。在湿蚀刻的过程中，由于Cu与阻挡层的金属(如，Mo)活性不同，容易发生电化学反应而造成Cu的蚀刻速率增大，进而导致底层Cu被掏空的现象。因而会对TFT器件的性能和信赖性造成不良影响。
因此，需要对TFT阵列制程中出现的电化学腐蚀现象进行抑制，以改善产品的质量。
发明内容
本发明的示例性实施例在于提供一种用于薄膜晶体管阵列基板的湿制程的方法，以克服在薄膜晶体管阵列基板的制作过程中出现的电化学腐蚀现象。
本发明提供一种用于薄膜晶体管阵列基板的湿制程的方法，所述方法可以包括以下步骤：将其上形成有金属层和位于金属层上的阻挡层的基板置于处理室中，使金属层和阻挡层均与处理室中的药液接触以进行湿式处理，其中，在所述处理室中设置有电化学活性比所述金属层的电化学活性大且不与所述药液发生化学反应的金属件，使得所述金属层不与所述药液发生电化学反应。
根据本发明的示例性实施例，所述处理室可以包括用于容纳所述药液的处理槽，所述湿式处理可以为浸泡式处理，其中，所述金属件可以为布置在所述处理槽的药液中的填充物。
根据本发明的示例性实施例，所述处理室可以包括用于喷射所述药液的喷嘴，所述湿式处理可以为喷淋处理，其中，所述金属件可以为布置在所述基板的上方以与通过喷嘴喷出的药液接触的金属条。
根据本发明的示例性实施例，所述处理室可以包括用于容纳所述药液的处理槽和用于喷射所述药液的喷嘴，所述湿式处理可以为浸泡-喷淋处理，其中，所述金属件可以包括布置在所述处理槽的药液中的填充物和布置在所述基板的上方以与通过喷嘴喷出的药液接触的金属条。
根据本发明的示例性实施例，所述基板可以在传送辊的作用下进入处理室，其中，所述基板可以置于所述传送辊上，所述填充物可以置于所述传送辊的下方。
根据本发明的示例性实施例，所述基板可以在传送辊的作用下进入处理槽，其中，所述基板可以置于所述传送辊上，所述金属条可以置于所述传送辊的上方。
根据本发明的示例性实施例，所述基板可以在传送辊的作用下进入处理槽，其中，所述基板可以置于所述传送辊上，所述填充物可以置于所述传送辊的下方，所述金属条置于所述传送辊的上方。
根据本发明的示例性实施例，所述基板可以包括玻璃或柔性材料。
根据本发明的示例性实施例，所述湿式处理可以包括湿蚀刻、清洗和去膜中的至少一种。
根据本发明的示例性实施例，所述湿式处理可以为湿蚀刻。
根据本发明的示例性实施例，所述金属层可以为铜层，所述阻挡层可以为钼层，所述金属件可以包括钾、钙、钠、镁、铝、锌、铬、铁、镍、锡和铅中的至少一种。
与现有技术相比，根据本发明的方法具有如下有益技术效果：根据本发明的用于薄膜晶体管阵列基板的湿制程方法通过在湿制程(如，湿蚀刻、去膜(也可以称为“去光阻”)、清洗等)中加入电深化活性比薄膜晶体管阵列基板上的金属层的电化学活性更高的金属件，以此来抑制金属层与药液的电化学反应，从而避免金属层的底部被掏空的现象。本发明所采用的方法简单，易于工业化生产；而且，可以提高显示器的性能，进而保证产品的质量，简化因为电化学腐蚀产生的后续处理工艺，具有一定的工业化价值。
将在接下来的描述中部分阐述本发明总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明总体构思的实施而得知。
附图说明
图1示意性示出了根据本发明示例性实施例的浸泡式湿制程处理的装置的俯视图；
图2示意性示出了根据本发明示例性实施例的浸泡式湿制程处理的装置的侧视图。
图3示意性示出了根据本发明示例性实施例的喷淋式湿制程处理的装置的俯视图；
图4示意性示出了根据本发明示例性实施例的喷淋式湿制程处理的装置的侧视图；
图5示意性示出了根据本发明示例性实施例的浸泡-喷淋式湿制程处理的装置的俯视图；
图6示意性示出了根据本发明示例性实施例的浸泡-喷淋式湿制程处理的装置的侧视图。
其中，1－处理槽，2－填充物，3－传送辊，4－喷嘴，5－金属条，S－基板，T－处理室。
具体实施方式
现在将参照附图更充分地描述本发明的实施例，在附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，而不应被解释为局限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且这些实施例将向本领域的普通技术人员充分地传达本发明的实施例的构思。在下面详细的描述中，通过示例的方式阐述了多处具体的细节，以提供对相关教导的充分理解。
下面将参照附图对根据本发明构思的用于薄膜晶体管阵列基板的湿制程的方法进行详细地描述。
本发明的总体构思为：通过在薄膜晶体管阵列基板的阵列制程中加入电化学活性比薄膜晶体管阵列基板上的金属层的电化学活性更高的金属件，由于电化学活性(电势)不一致，因此金属件可优先于金属层进行电化学消耗，以此来抑制金属层的电化学反应，从而避免金属层的底部被掏空的现象。
本发明提供了一种用于薄膜晶体管阵列基板的湿制程的方法，该方法具体可以包括以下步骤：将其上形成有金属层和位于金属层上的阻挡层的基板置于处理室中，使金属层和位于金属层上的阻挡层均与处理室中的药液接触而对基板进行湿式处理。这里，处理槽中加入有电化学活性比金属层的电化学活性大且不与药液发生化学反应的金属件，金属件的加入可以阻止金属层在药液中发生电化学反应。
这里所述的湿制程可以包括在制备薄膜晶体管阵列基板的过程中的湿蚀刻、清洗、去膜等制程，主要涉及的是在基板上形成金属层和位于金属层上的阻挡层之后对基板的湿法处理过程，然而，这里所述的湿制程不限于此。
在本发明中，所选用的基板例如为透光基板，根据本发明的示例性实施例，基板可以包含玻璃或柔性材料。
根据本发明的示例性实施例，基板可以在传送辊的作用下进入处理室，基板可以置于传送辊上。在处理室中，基板上的金属层与位于金属层上的阻挡层与药液接触以进行湿式处理的方式有多种，例如，可以采用浸泡式处理、喷淋式处理等方式，优选喷淋式处理方式，因为喷淋式处理对基板的处理效果更好且更均匀。
下面将结合图1至图6来详细地描述根据本发明示例性实施例的用于薄膜晶体管(TFT)阵列基板的湿制程的方法。
图1示意性示出了根据本发明示例性实施例的浸泡式湿制程处理的装置的俯视图。图2示意性示出了根据本发明示例性实施例的浸泡式湿制程处理的装置的侧视图。
参照图1和图2，用于湿制程的装置包括处理室T，其中，处理室T包括处理槽1以及包括传送辊3的传送装置。
根据本发明的示例性实施例，将其上已形成有金属层(未示出)和位于金属层上的阻挡层(未示出)的基板S置于传送辊3上，并通过传送辊3将基板S传送至处理室T中。在处理室T的处理槽1的底部设置有电化学活性比基板S上的金属层的电化学活性高的填充物2，其中，处理槽1中容纳有湿制程处理所需的药液，其中，药液的量为使得基板S上的金属层和阻挡层与填充物2接触药液即可。
如图1和图2所示，填充物2位于基板S的下方和传送辊3的下方，填充物2之间的间隔可根据传送辊3之间的间隔对应地设置，以使填充物2在传送辊3下方处于相邻的传送辊3之间。这里，由于填充物2的电化学活性高于基板S上的金属层的电化学活性，从而通过药液对金属层和阻挡层进行诸如湿蚀刻、清洗等的浸泡式湿处理时，使得填充物2与处理槽1中的药液形成电化学回路，以消耗填充物2而不会造成阻挡层下方的金属层的消耗。根据本发明的示例性实施例，填充物2可以通过诸如螺丝等的方式固定在处理槽1中，当填充物2被消耗后可以进行更换。采用这样的设置方式可以保证系统的正常运行，也可以起到阻止或减轻对金属层的电化学腐蚀。
图3示意性示出了根据本发明示例性实施例的喷淋式湿制程处理的装置的俯视图。图4示意性示出了根据本发明示例性实施例的喷淋式湿制程处理的装置的侧视图。
参照图3和图4，用于湿制程的装置包括处理室T，其中处理室T包括喷嘴4以及包括传送辊3的传送装置。
根据本发明的示例性实施例，将其上已形成有金属层(未示出)和位于金属层上的阻挡层(未示出)的基板S置于传送辊3上，并通过传送辊3将基板S传送至处理室T中。在处理室T中设置有电化学活性比基板S上的金属层的电化学活性高的金属条5，其中，金属条5安装在基板S的上方。湿制程所需的药液由喷嘴4喷出，使得基板S上的金属层和阻挡层与金属条5接触药液。
如图4所示，金属条7位于基板S的上方且不与基板S接触。这里，由于金属条5的电化学活性比基板S上的金属层(未示出)的电化学活性，从而在通过喷嘴4喷出的药液对金属层和阻挡层进行诸如湿蚀刻、清洗等的喷淋式湿处理时，使得金属条5与喷嘴4喷出的药液形成电化学回路，以消耗金属条5而不会造成阻挡层下方的金属层的消耗。根据本发明的示例性实施例，金属条5可以通过诸如螺丝等的方式固定在处理室T中，当金属条5被消耗后可以进行更换。这里，采用这样的设置方式可以保证系统的正常运行，也可以起到阻止或减轻对金属层的电化学腐蚀。
图5示意性示出了根据本发明示例性实施例的浸泡-喷淋式湿制程处理的装置的俯视图。图6示意性示出了根据本发明示例性实施例的浸泡-喷淋式湿制程处理的装置的侧视图。
参照图5和图6，用于湿制程的装置包括处理室T，其中，处理室T包括处理槽1、喷嘴4以及包括传送辊3的传送装置。根据本发明的示例性实施例，将其上已形成有金属层(未示出)和位于金属层上的阻挡层(未示出)的基板S置于传送辊3上，在处理槽1的底部设置有电化学活性比基板S上的金属层的电化学活性高的填充物2，在传送辊3的上方设置有电化学活性比基板S上的金属层的电化学活性高的金属条5。处理槽1中容纳有湿制程处理所需的药液，其中，药液的量为使得基板S上的金属层和阻挡层与填充物2接触药液，同时，喷嘴4喷出湿制程处理所需的药液，使得基板S上的金属层和阻挡层与金属条5接触药液。
如图5和图6所示，金属条5的设置可以与参照图3和图4描述的金属条一样，填充物2的设置可以与参照图1和图2述的填充物一样。为了避免冗余描述，这里将省略相同的描述。根据本发明的示例性实施例，采用这样的设置方式可以保证系统的正常运行，也可以起到减轻或阻止金属层的电化学腐蚀。
这里，为了更好地保证系统的运行，可以将电化学活性比基板S上的金属层高的填充物2和金属条5固定安装在容器的底部和侧壁上，优选的是采用可拆卸的方式安装在系统中。同样地，填充物和金属条可以是相同的材料。为了提高本发明的技术效果，可以增加金属件(填充物和/或金属条)的数量。
将其上形成有金属层和位于金属层上的阻挡层的基板置于传送辊上，在处理室中设置有电化学活性比金属层的电化学活性更高的金属件，其中，高电化学活性的金属件与基板上的金属层同时与药液接触。由于金属件的电化学活性(电势)高于基板上的金属层的电化学活性，因此，在金属层与金属件同时接触蚀刻药液的情况下，药液优选与金属件进行电化学反应，因此，可以起到抑制基板上的金属层的电化学反应。
在薄膜晶体管阵列基板的制备过程中会涉及很多湿制程的工艺，例如，湿蚀刻、去光阻或清洗等。通过在用于湿蚀刻的蚀刻液、用于去光阻的药液以及用于清洗的清洗液中加入电化学活性比金属层的电化学活性更高的金属件，从而降低/防止基板上的金属层的金属在诸如湿蚀刻制程、去光阻制程或清洗制程等的湿制程中出现的电化学消耗。
这里，阻挡层用于阻止金属层的金属的扩散，并增加金属层的金属的附着力。因此，阻挡层的金属的种类主要取决于所需阻止扩散的金属层的金属的类型。在基板制造过程中，金属层的金属可以为多种，例如，可以为铝、铜，优选在显示器中性能更为优良的铜金属。当金属层的金属为Cu时，阻挡层的金属可以为钼、钽等金属，本发明中金属层的金属不受限制，阻挡层的金属也不受具体的限制。
这里，所述的药液的种类主要取决于所采用的湿制程，在基板的制作过程中，会经历不同的制程，因此，所采用的药液的种类不相同。而且对于同一制程中可以采用不同的药液进行处理，只是这些药液的功效不相同而已。因此，本发明中所述的药液可以为多种，例如，在湿蚀刻制程中，可以采用含铜的酸溶液作为药液。
这里，药液中加入的高电化学活性的金属件的顺序不受限制，可以是提前加入溶液中，也可以是基板进入处理室之后再加入溶液中。但是，为了适应工业化流程生产，优选的是提前加入溶液中。
向药液中加入的高活性金属件的种类、数量及形状不受具体的限制，只要可以实现降低或防止基板上的金属层的电化学即可。例如，当金属层为铜层时，可以加入活性高于铜的金属钾、钙、钠、镁、铝、锌、铬、铁、镍、锡和铅中的至少一种。加入的高活性金属件可以是纯金属，也可以是含有某高活性金属的合金。高活性金属件可以以颗粒状加入溶液中，也可以为棒状、条状、板状或片状，具体的形状不受限制。但是为了适应实际生产需要，优选为大尺寸的棒状、条状、板状或片状。这样的话，当高活性金属件被消耗之后，可以便于进行更换，在装置中，优选可拆卸式安装方式，进一步提高其生产应用效率。高活性金属件的数量越多，与溶液的接触面积越大，越有利于抑制基板上的金属层的电化学反应，但具体的数量取决于实际的工作环境。
高电化学活性的金属件加入处理槽之后，应不影响整个制程的顺利进行。在实际生产中，当加入大尺寸的金属件时，高活性金属件的安装必须不能影响各设备/装置的正常运行。例如，可以将金属件置于传送装置之间也可以置于传送装置下方，且将金属件固定在处理室中，如反应腔的底部或侧壁。选择固定安装方式可以有效避免溶液流动过程中带动高活性金属件的运动，进而影响传送装置等的运行。这里，优选将高活性金属件采用可拆卸的方式安装在处理室中。在实际生产过程中，随着反应的进行，高活性金属材料会逐渐地被消耗，选择可拆卸的方式固定可以便于替换。例如，可以选择螺丝等方式进行可拆卸的固定。
此外，为了保证金属件的使用效率且不对制程工艺产生副影响，因此，加入的高活性金属件单独置于本发明的薄膜晶体管阵列基板制作过程中涉及的湿制程中所采用的药液中时不与药液发生化学反应，即可以稳定存在。
综上所述，本发明的用于薄膜晶体管阵列基板的湿制程的方法中加入活性比薄膜晶体管阵列基板上的金属层活性高的金属件来降低/防止薄膜晶体管阵列基板制作过程中出现的金属层的电化学腐蚀现象。该方法可以实现降低金属层的电化学腐蚀，而且还可以广泛应用于实际的生产过程中，工艺简单，具有很高的工业化价值。
尽管上面已经结合附图和示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。
Claims (5)
1.一种用于薄膜晶体管阵列基板的湿制程的方法，其特征在于，所述方法包括：
将其上形成有金属层和位于金属层上的阻挡层的基板置于处理室中，使金属层和阻挡层均与处理室中的药液接触以进行湿式处理，其中，在所述处理室中设置有电化学活性比所述金属层的电化学活性大且不与所述药液发生化学反应的金属件，使得所述金属层不与所述药液发生电化学反应；
所述处理室包括用于容纳所述药液的处理槽和用于喷射所述药液的喷嘴，所述湿式处理为浸泡-喷淋处理，
其中，所述金属件包括布置在所述处理槽的药液中的填充物和布置在所述基板的上方以与通过喷嘴喷出的药液接触的金属条；所述填充物可拆卸地安装于所述处理槽的底部，所述金属条可拆卸地安装于所述处理室的侧壁。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基板在传送辊的作用下进入处理槽，其中，所述基板置于所述传送辊上，
其中，所述填充物置于所述传送辊的下方，所述金属条置于所述传送辊的上方。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基板包括玻璃或柔性材料。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述湿式处理包括湿蚀刻、清洗和去膜中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属层为铜层，所述阻挡层为钼层，所述金属件包括钾、钙、钠、镁、铝、锌、铬、铁、镍、锡和铅中的至少一种。
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