CN109338365B - 发光显示器件及其刻蚀方法及显示装置 - Google Patents

发光显示器件及其刻蚀方法及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发光显示器件及其刻蚀方法及显示装置,其中方法包括;在待刻蚀金属膜层上涂覆光刻胶、曝光并显影;采用预设刻蚀条件对所述金属层进行刻蚀;所述预设刻蚀条件包括:刻蚀气体包括流量大于60sccm的三氯化硼、刻蚀气体包括氩气以及偏置电源的功率大于或等于300W中的至少之一的刻蚀条件。上述刻蚀条件可以增强物理刻蚀,增强物理刻蚀可以较为有效的去除氯与金属反应后生长在刻蚀侧壁的刻蚀副产物,以便于后续膜层的填充,提高金属膜层的电性能和后续膜层的成膜质量,进而提高产品良率和可靠性。可以进一步加强金属膜层侧壁副产物的去除。

Description

发光显示器件及其刻蚀方法及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域,具体涉及一种发光显示器件及其刻蚀方法及显示装置。
背景技术
在传统的OLED显示领域通常采用氯基气体对OLED显示器件中的金属层例如:铝(Al)、钛(Ti)等金属进行刻蚀可以取得较好的刻蚀效果。随着新工艺新版图的不断出现,产品的图形密度逐渐变大,线条的形貌逐渐复杂化。
采用现有的氯基气体对OLED显示器件中的金属层进行刻蚀时会出现金属膜层电学性能下降,后续成膜质量下降,严重影响器件的良率和可靠性。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种发光显示器件及其刻蚀方法及显示装置,以提高发光显示器件的良率和可靠性。
为此,本发明实施例提供了如下技术方案:一种刻蚀方法,包括;在待刻蚀金属膜层上涂覆光刻胶、曝光并显影;采用预设刻蚀条件对所述金属层进行刻蚀;所述预设刻蚀条件包括:刻蚀气体包括流量大于60sccm的三氯化硼、刻蚀气体包括氩气以及偏置电源的功率大于或等于300W中的至少之一的刻蚀条件。
可选地,所述偏置电源的功率为300W-450W。
可选地,所述三氯化硼的流量为100sccm-150sccm。
可选地,所述刻蚀气体包括:氯气,所述氯气的流量为所述三氯化硼的流量的1-1.5倍。
可选地,所述氩气的流量小于或等于所述三氯化硼的流量。
可选地,所述预设刻蚀条件还包括:刻蚀压力的范围为3mTorr-8mTorr。
可选地,在待刻蚀金属层上涂覆光刻胶、曝光并显影包括:在待刻蚀金属层上涂覆光刻胶;基于掩膜对所述光刻胶进行曝光;显影以暴露待刻蚀图形和待刻蚀金属膜层边缘无效区域。
可选地,所述预设刻蚀条件还包括:刻蚀温度为60℃-250℃。
根据第二方面,本发明实施例提供了一种发光显示器件,所述显示模组的金属膜层采用第一方面任意一项描述的刻蚀方法制得。
根据第三方面,本发明实施例提供了一种显示装置,包括上述第二方面描述的发光显示器件。
本发明实施例提供了发光显示器件及其刻蚀方法及显示装置的有益效果如下:
1.采用功率为大于或等于300W的偏置电源,可以增大鞘层电压,加强偏置电源对射频电源电离出的等离子的吸引,进而可以增大物理刻蚀中等离子的速度,增强物理刻蚀;由于三氯化硼的分子质量较大,电离后产生的等离子体较重,在进行物理刻蚀时,可以增大离子轰击的力度,因此,增大三氯化硼的气体流量,可以增强物理刻蚀效果,由于氩原子的原子质量较大,电离后产生的等离子体较重,在进行物理刻蚀时,可以增大离子轰击的力度,因此,加入部分的氩气,可以增强物理刻蚀效果;增强物理刻蚀可以较为有效的去除氯与金属反应后生长在刻蚀侧壁的刻蚀副产物,以便于后续膜层的填充,提高金属膜层的电性能和后续膜层的成膜质量,进而提高产品良率和可靠性。可以进一步加强金属膜层侧壁副产物的去除。
2.刻蚀气体中还可以包括氯气,将氯气的流量设置为三氯化硼的气体流量的1-1.5倍,以便能够被电离出更多自由基,更多的自由基可以增强与由物理轰击产生的金属微尘的化学作用,可以较为有效的减少由物理轰击产生的金属微尘的沉积,减少了金属膜层侧壁的异物。进一步提高金属膜层的电性能和后续膜层的成膜质量,进而提高产品良率和可靠性。
3.刻蚀压力控制在3mTorr-8mTor的范围之间,通过减小刻蚀压力,等效增加生成物的抽速度,可以等效减小刻蚀生成物的浓度,减少了壁副产物生长和侧壁异物的积淀,提高金属膜层的电性能以及后续膜层的成膜质量。
4.在对光刻胶进行显影时,暴露金属膜层边缘的无效区域,并配合增加刻蚀气体的气体流量,例如,可以通过增大三氯化硼的气体流量、增大氯气的比例以及加入氩气中的任意至少之一的条件增大刻蚀气体的流量和流速,以改善气流的分布,降低刻蚀副产物和由物理轰击产生的金属微尘配合减小光刻胶的覆盖率,可以较为有效的减小去除光刻胶后金属膜层残留的副产物。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了现有技术中的刻蚀方法的刻蚀效果示意图;
图2示出了现有技术中的刻蚀方法的刻蚀效果示意图;
图3示出了现有技术中的刻蚀方法的刻蚀效果示意图;
图4示出了本发明实施例中刻蚀方法的流程示意图;
图5示出了本发明实施例中另一刻蚀方法的流程示意图;
图6示出了本发明实施例中的刻蚀方法的刻蚀效果对比示意图;
图7示出了本发明实施例中的刻蚀方法的刻蚀效果对比示意图;
图8示出了本发明实施例中的刻蚀方法的刻蚀效果对比示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在对OLED显示器件中的Al、Ti金属层进行刻蚀时,采用氯基刻蚀气体进行刻蚀,通常采用的工艺条件为氯气的流量为70sccm-80sccm,刻蚀压力为8mTorr,射频电源的功率为800W,偏置电源的功率为140W,温度为60℃,并且,在基板边缘无效区域保留光刻胶,在以此刻蚀条件对对OLED显示器件中的Al、Ti金属层进行刻蚀时,发明人发现金属膜层电学性能下降,后续成膜质量下降,整体器件的良率较低,经研究发现,在采用上述工艺条件,利用氯基气体进行刻蚀时,可能会引入微观和宏观的刻蚀负载。发明人研究发现,由于不同产品的图形的密度、线条等差异,并且金属与氯基气体进行反应生成的聚合物的熔点较高,饱和蒸汽压较小,在上述刻蚀条件下很难挥发会,进而会在刻蚀侧壁生长例如图1所示侧壁刻蚀副产物等微观刻蚀负载,另外,上述干法刻蚀中,存在一定的物理干法刻蚀,离子轰击出的异物,也可能在上述刻蚀条件下会在刻蚀的侧壁沉淀一些见图2所示的由离子轰击产生的异物等微观刻蚀负载。发明人还发现,由于光刻胶开口率较低,如图3所示,在去除光刻胶后,在基板表面会存在副产物。这些微观和宏观的刻蚀负载会对金属膜层的电性能产生较大影响,并且会影响其他层膜的成膜质量,对产品的良率和可靠性产生了较大的影响。
基于上述研究发现,本实施例提出了一种刻蚀方法,如图4所示,该刻蚀方法可以包括如下步骤:
S10.在待刻蚀金属层上涂覆光刻胶;
S20.基于预设掩膜对光刻胶进行曝光;
S30.显影以暴露待刻蚀图形;
S40.采用预设刻蚀条件对金属膜层进行刻蚀。预设刻蚀条件包括:刻蚀气体包括流量大于60sccm的三氯化硼、刻蚀气体包括氩气以及偏置电源的功率大于或等于300W中的至少之一的刻蚀条件。
S50.采用干法灰化去除光刻胶;
S60.采用湿法清洗金属膜层。
上述刻蚀方法主要提高金属膜层的刻蚀质量,以提高金属膜层的电性能和其他层膜的成膜质量,进而提高产品的良率的可靠性。
下面通过具体的刻蚀条件对上述刻蚀方法进行详细说明:
所称的偏置电源的功率大于或等于300W。可以现有条件对金属膜层进行刻蚀后,再将偏置电源的功率设置为大于或等于300W进行补刻一定时间,以去除金属膜层在现有刻蚀条件下刻蚀而生长的侧壁副产物,具体补刻时长可以为2s-200s。还可以在对金属膜层进行刻蚀就采用偏置电源的功率设置为大于或等于300W的条件对金属膜层进行刻蚀,防止金属膜层侧壁生长副产物。
采用功率为大于或等于300W的偏置电源,可以增大鞘层电压,加强偏置电源对射频电源电离出的等离子的吸引,进而可以增大物理刻蚀中等离子的速度,增强物理刻蚀,由于氯基气体与AI、Ti等金属反应的聚合物熔点较高,饱和蒸汽压较小,易于在膜层上生长副产物,在本实施例中增大物理刻蚀可以较为有效的去除氯与金属反应后生长的刻蚀副产物,防止刻蚀副产物生长在金属膜层刻蚀侧壁上,使得侧壁光滑无副产物粘附且有一定的坡度,以便于后续膜层的填充,提高金属膜层的电性能和后续膜层的成膜质量,进而提高产品良率和可靠性。
对金属膜层进行刻蚀时,刻蚀气体可以包括三氯化硼(BCl3),具体的BCl3的气体流量可以大于60sccm,在具体的实施例中,BCl3的气体流量可以设置为100sccm、120sccm或150sccm等值,在本实施例中可以以BCl3的气体流量为150sccm为例进行说明。相比于现有的刻蚀条件,增大BCl3的气体流量,一方面,由于BCl3的分子质量较大,电离后产生的等离子体较重,在进行物理刻蚀时,可以增大离子轰击的力度,因此,增大BCl3的气体流量,可以增强物理刻蚀效果,可以进一步加强金属膜层侧壁副产物的去除。另一方面,由于BCl3经电离后,会产生部分氯离子自由基,增大BCl3的气体流量可以增大自由基的浓度,可以将由于对金属膜层进行物理轰击产生的金属微尘进行进一步的反应,可以减少由于物理轰击而产生的微尘,进而可以减小物理轰击出的微尘的沉淀,减少金属膜层侧壁异物。其他方面,在BCl3的气体流量增大后,可以增大气体流速,改善刻蚀室内的气流分布,减小由物理轰击产生的金属微尘的沉积,进而减少金属膜层侧壁异物。增大BCl3的气体流量不仅可以增加物理轰击,减小金属膜层侧壁的刻蚀副产物,还可以通过增加化学作用和改善气流分布,减小由物理轰击产生的金属微尘,减少了金属膜层侧壁的异物,进一步提高金属膜层的电性能和后续膜层的成膜质量,进而提高产品良率和可靠性。
刻蚀气体中还可以包括氯气(Cl2),在本实施例中为减小由物理轰击产生的金属微尘,可以将Cl2的流量设置为BCl3的气体流量的1-1.5倍,以便能够被电离出更多自由基,更多的自由基可以增强与由物理轰击产生的金属微尘的化学作用,可以较为有效的减少由物理轰击产生的金属微尘的沉积,减少了金属膜层侧壁的异物。进一步提高金属膜层的电性能和后续膜层的成膜质量,进而提高产品良率和可靠性。
刻蚀气体还可以包括:氩气(Ar),Ar的流量小于或等于BCl3的气体流量。由于氩原子的原子质量较大,电离后产生的等离子体较重,在进行物理刻蚀时,可以增大离子轰击的力度,因此,加入部分的Ar,可以增强物理刻蚀效果,可以进一步加强金属膜层侧壁副产物的去除。在本实施例中,在氯基刻蚀气体中加入部分Ar,还可以增强气体流量和流速改善气流分布,减小由物理轰击产生的金属微尘的沉积,进一步增强金属膜层的电性能以及后续膜层的成膜质量,以提高产品的良率和可靠性。
经过发明人研究发现,刻蚀生成物的浓度也可以影响金属膜层刻蚀侧壁副产物生长和侧壁异物的积淀,因此,需要在刻蚀的过程中减小刻蚀生成物的浓度,以减少侧壁副产物生长和侧壁异物的积淀,在可选的实施例,预设刻蚀条件还可以包括将刻蚀压力控制在3mTorr-8mTor的范围之间,通过减小刻蚀压力,等效增加生成物的抽速度,可以等效减小刻蚀生成物的浓度,减少了壁副产物生长和侧壁异物的积淀,提高金属膜层的电性能以及后续膜层的成膜质量。在本实施例中,可以配合增加BCl3的气体流量、增大Cl2的比例、加入Ar中的任意至少之一的条件,以增加刻蚀气体的流量,可以进一步减小刻蚀生成物的浓度,进而进一步减少壁副产物生长和侧壁异物的积淀。
干法刻蚀完成后,通常采用干法灰化(Ashing)处理去除光刻胶图案,通常,在干法刻蚀时,在会生长刻蚀副产物即在刻蚀时金属与氯基气体反应后的聚合物,在进行Ashing处理后,光刻胶表面的副产物往往会残留在金属膜层表面,因此,光刻胶开口率越小,即光刻胶覆盖面积越大,在进行Ashing处理后,金属膜层表面的副产物会越多,因此,为减小金属膜层表面的副产物,通常会减小光刻胶的覆盖率,例如,可以去除基板无效区域的光刻胶,以减小光刻胶的覆盖率,然而,发明人发现,减小光刻胶覆盖率,会增加需要刻蚀的金属,产生的副产物和异物会的浓度会增大,反而会增加金属膜层表面的副产物。因此,在本实施例中提出一种可以减小金属膜层表面副产物的刻蚀方法,具体的,在对光刻胶进行显影时,暴露金属膜层边缘的无效区域,并结合上述实施例中的增加气体流量,例如,可以通过增大BCl3的气体流量、增大Cl2的比例以及加入Ar中的任意至少之一的条件增大刻蚀气体的流量和流速,以改善气流的分布,降低刻蚀副产物和由物理轰击产生的金属微尘配合减小光刻胶的覆盖率,可以较为有效的减小去除光刻胶后金属膜层残留的副产物。
为同时减少刻蚀后侧壁副产物、侧壁异物和金属膜层表面副产物,本发明实施例提供了一种刻蚀方法,具体的,如图5所示,该刻蚀方法可以包括如下步骤:
S10.在待刻蚀金属层上涂覆光刻胶;
S20.基于预设掩膜对光刻胶进行曝光;
S30.显影以暴露待刻蚀图形和待刻蚀金属膜层边缘无效区域;
S40.采用预设刻蚀条件对金属膜层进行刻蚀。预设刻蚀条件包括:刻蚀气体包括流量大于60sccm的三氯化硼、刻蚀气体包括氩气以及偏置电源的功率大于或等于300W中的至少之一的刻蚀条件。
S50.采用干法灰化去除光刻胶;
S60.采用湿法清洗金属膜层。
下面可以通过对比试验对上述刻蚀工艺方法进行说明:
对比试验设置为氯气的流量为70sccm,刻蚀压力为8mTorr,射频电源的功率为800W,偏置电源的功率为140W,温度为60℃,BCl3流量为50sccm,金属膜层无效区域被光刻胶覆盖。采用对比试验得到的刻蚀效果如图1、图2和图3所示,刻蚀侧壁具有刻蚀副产物A,金属膜表面覆盖有刻蚀副产物A。
试验1中将BCl3流量设置为大于60sccm,例如,采用150sccm的流量,其他条件不变,得到的刻蚀效果如图6所示,刻蚀后刻蚀侧壁无副产物。
试验2中在刻蚀气体中加入Ar,例如,Ar的流量为100sccm,其他条件不变,得到的刻蚀效果如图6所示,刻蚀后刻蚀侧壁无副产物A。
试验3中在将偏置电源的功率设置为大于或等于300W,例如,可以设置为400W,其他条件不变,得到的刻蚀效果如图6所示,刻蚀后刻蚀侧壁无副产物。
试验4中在将BCl3流量设置为大于60sccm,例如,采用150sccm的流量,同时将Cl2的比例调整为BCl3的1-1.5倍,例如,Cl2的流量可以设置为150sccm。刻蚀后的效果如图7所示刻蚀后侧壁无异物。
实验5中采用BCl3流量设置为大于60sccm,例如,采用150sccm的流量、将Cl2的比例调整为BCl3的1-1.5倍,例如,Cl2的流量可以设置为150sccm以及在刻蚀气体中加入Ar,例如,Ar的流量为100sccm中的至少之一的条件,并将改变曝光显影条件,即在曝光显影时暴露待刻蚀金属膜层边缘无效区域。刻蚀后的效果如图7所示的刻蚀后侧壁无异物。以及如图8所示的刻蚀后金属膜表面无刻蚀副产物。
本发明实施例提供了发光显示器件,该器件中的金属膜层可以采用上述实施例中的刻蚀方法进行刻蚀得到。在本实施例中,该显示器件可以包括手机屏幕、电脑屏幕、智能手表的屏幕以及电视屏幕、橱窗显示、车载显示中的至少之一。
本发明实施例还提供了一种显示装置,该显示装置具有上述实施例中发光显示器件,显示装置可以包括:手机、平板电脑、计算机、智能手表以及电视、橱窗或车载显示设备中的至少之一。
虽然结合附图描述了本发明的实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (6)

1.一种刻蚀方法,其特征在于,包括;
在待刻蚀金属膜层上涂覆光刻胶、曝光并显影;
采用预设刻蚀条件对所述金属层进行刻蚀;
所述预设刻蚀条件包括:刻蚀气体包括流量大于等于100sccm小于等于150sccm的三氯化硼、刻蚀气体包括氩气且氩气的流量小于或等于所述三氯化硼的流量以及偏置电源的功率大于或等于300W小于等于450W中的至少之一的刻蚀条件;
所述预设刻蚀条件还包括:刻蚀压力的范围为3mTorr-8mTorr。
2.如权利要求1所述的刻蚀方法,其特征在于,
所述刻蚀气体包括:氯气,所述氯气的流量为所述三氯化硼的流量的1-1.5倍。
3.如权利要求1所述的刻蚀方法,其特征在于,在待刻蚀金属层上涂覆光刻胶、曝光并显影包括:
在待刻蚀金属层上涂覆光刻胶;
基于掩膜对所述光刻胶进行曝光;
显影以暴露待刻蚀图形和待刻蚀金属膜层边缘无效区域。
4.如权利要求1所述的刻蚀方法,其特征在于,
所述预设刻蚀条件还包括:刻蚀温度为60℃-250℃。
5.一种发光显示器件,其特征在于,
所述显示模组的金属膜层采用如权利要求1-4任意一项所述的刻蚀方法制得。
6.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求5所述的发光显示器件。
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