CN110316971B

CN110316971B - 蚀刻混切玻璃基板的方法

Info

Publication number: CN110316971B
Application number: CN201910594360.1A
Authority: CN
Inventors: 袁林; 晏英
Original assignee: TCL Huaxing Photoelectric Technology Co Ltd
Current assignee: TCL Huaxing Photoelectric Technology Co Ltd
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2019-07-03
Publication date: 2021-09-24
Anticipated expiration: 2039-07-03
Also published as: CN110316971A

Abstract

本发明公开了一种蚀刻混切玻璃基板的方法以改善膜层厚度的均一性，包括以下步骤：S1)获取玻璃基板中每一蚀刻区中的蚀刻量、残留膜厚量与对应的可控参数之间的关联数据；S2)根据关联数据对可控参数、检测区域的蚀刻量、残留膜厚量进行数据分析，得到膜层厚度均一性所述可控参数之间的关系函数；S3)设定残留膜厚量的阈值，并根据所述关系函数，重新优化可控参数；根据优化后的可控参数干蚀刻混切玻璃基板。

Description

蚀刻混切玻璃基板的方法

技术领域

本发明涉及显示器等领域，具体为一种蚀刻混切玻璃基板的方法，以改善膜厚的均一性。

背景技术

对于玻璃混切基板(MMG)而言，玻璃混切基板(MMG)能够通过混切技术混切成两个不同尺寸产品。由于每英寸像素数量(PPI)、膜层的金属密度及产品显示区(AA区)与外围图形分布均存在差异，会使玻璃混切基板(MMG)关键特性差异化加大，如蚀刻前后的线条变化量(CD loss)、无定形硅的残留膜厚均匀性(As Remain U％)等。

以43+22吋玻璃混切基板(MMG)为例，如下图1中所示，22吋产品的图形密度较43吋产品的图形密度大，在相同蚀刻环境下，22吋产品的蚀刻速度慢，蚀刻后的膜厚偏厚，而43吋产品的蚀刻速率快，蚀刻后的膜厚偏薄。在行业内，这种因暴露在等离子体中的膜层面积较大的蚀刻速率，要小于面积较小的蚀刻速率的现象称之为负载效应(Loading effect)。玻璃混切基板(MMG)中不同尺寸产品的膜厚不一致，产品的膜厚均匀性不佳，蚀刻图形差异最终表现为产品的电性和光学特性差异，严重的将影响产品的品质。因此，实际生产中需要控制干蚀刻的残留膜厚均匀性(As Remain U％)。

发明内容

为解决上述技术问题：本发明提供一种蚀刻混切玻璃基板的方法，减小了玻璃混切基板(MMG)的产品的图形在干蚀刻制程中的差异性，保证了经蚀刻工艺后，产品的膜层厚度均一性较好，产品的电性和光学特性较佳。

解决上述问题的技术方案是：本发明提供一种蚀刻混切玻璃基板的方法，包括以下步骤：S1)获取玻璃基板中每一蚀刻区中的蚀刻量、残留膜厚量与对应的可控参数之间的关联数据；S2)根据所述关联数据对所述可控参数、所述检测区域的蚀刻量、残留膜厚量进行数据分析，得到膜层厚度均一性所述可控参数之间的关系函数，其中，残留膜厚量波动区间越小，膜层厚度均一性越佳；S3)设定残留膜厚量的阈值，并根据所述关系函数，重新优化可控参数；根据优化后的可控参数干蚀刻混切玻璃基板。

在本发明一实施例中，在步骤S1)中包括以下步骤：S11)提供一实验混切玻璃基板，所述实验混切玻璃基板包括若干蚀刻区，每一蚀刻区具有若干检测区域，每一检测区域具有蚀刻前的膜层厚度；S12)设定干蚀刻工艺中至少两个以上可控参数，并在每一蚀刻区干蚀刻所述实验混切玻璃基板；S13)在所述实验混切玻璃基板进行干蚀刻工艺后，测定每一蚀刻区中检测区域的蚀刻后的膜层厚度以及测量每一蚀刻区中检测区域的蚀刻后的残留膜厚量；S14)根据蚀刻前的膜层厚度和蚀刻后的膜层厚度，计算每一蚀刻区中检测区域的蚀刻量；S15)将每一蚀刻区中检测区域的蚀刻量、残留膜厚量与对应的可控参数关联，得到关联数据；S16)重复步骤S11)至步骤S15)直至重复次数达到预设次数，得到多组关联数据；所述可控参数包括电源功率、气体压力、气体浓度比例。

在本发明一实施例中，所述电源功率包括Source电源功率、Bias电源功率；所述气体浓度比例为氯气与六氟化硫的浓度比例。

在本发明一实施例中，在每一蚀刻区中，所述检测区域至少具有五个，其中一个检测区域位于这一蚀刻区的中心位置，其余检测区域分布在这一蚀刻区的边角。

在本发明一实施例中，在所述蚀刻区中，中心位置的检测区域的膜层厚度小于边角的检测区域的膜层厚度。

在本发明一实施例中，在蚀刻前，所有实验混切玻璃基板的膜厚均一性均一致。

在本发明一实施例中，所述步骤S2)中包括以下步骤：S21)计算中心位置的检测区域的蚀刻量与边角的检测区域的蚀刻量的差值；S22)对所述差值进行望大分析，得到所述差值与所述气体压力、所述Source电源功率、所述Bias电源功率和所述气体浓度比例的望大分析结果；S23)对残留膜厚量波动区间进行望小分析，得到所述残留膜厚量与所述气体压力、所述Source电源功率、所述Bias电源功率和所述气体浓度比例的望小分析结果；S24)根据望大分析结果、望小分析结果，分析膜层厚度均一性与所述气体压力、所述Source电源功率、所述Bias电源功率和所述气体浓度比例的关系。

在本发明一实施例中，所述蚀刻区分为第一蚀刻区和第二蚀刻区，所述第一蚀刻区的尺寸小于所述第二蚀刻区的尺寸。

在本发明一实施例中，所述第一蚀刻区的检测区域的数量少于所述第二蚀刻区的检测区域的数量。

在本发明一实施例中，所述残留膜厚量小于或等于25％。

本发明的优点是：本发明提供一种蚀刻工艺中膜层厚度均一性的改善方法，有效解决了现有技术中无法统一控制参数，以保障玻璃混切基板(MMG)的产品的膜厚均一性问题，减小了玻璃混切基板(MMG)的产品的图形在干蚀刻制程中的差异性，保证了经蚀刻工艺后，产品的膜层厚度均一性较好，产品的电性和光学特性较佳，能够批量统一生产，提高了生产效率，产品质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释。

图1是背景技术中22吋产品的图形和43吋产品的图形的密度分布图。

图2是本发明实施例的蚀刻工艺中膜层厚度均一性的改善方法的步骤流程图。

图3是本发明实施例的蚀刻工艺中膜层厚度均一性的步骤S1)的步骤流程图。

图4是本发明实施例的蚀刻工艺中膜层厚度均一性的步骤S1)的步骤流程图。

图5是本发明实施例的混切玻璃基板混切区域划分图。

其中，

1实验混切玻璃基板、混切玻璃基板；

11第二蚀刻区；12第一蚀刻区；

100检测区域。

具体实施方式

以下实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

如图2所示，在一实施例中，本发明的蚀刻混切玻璃基板的方法，包括步骤S1)-步骤S3)。

S1)获取玻璃基板中每一蚀刻区中的蚀刻量、残留膜厚量与对应的可控参数之间的关联数据，在步骤S1)中包括步骤S11)-S16)，如图3所示。

S11)提供一实验混切玻璃基板1，所述实验混切玻璃基板1包括若干蚀刻区，每一蚀刻区具有若干检测区域100，每一检测区域100具有蚀刻前的膜层厚度。本实施例中，每一蚀刻区的检测区域100具有至少五个，其中一个检测区域100位于这一蚀刻区的中心位置，其余检测区域100分布在这一蚀刻区的边角，如图5所示。

所述蚀刻区分为第一蚀刻区12和第二蚀刻区11，所述第一蚀刻区12的尺寸小于所述第二蚀刻区11的尺寸。本实施例中，实验混切玻璃基板1选用日本AGC公司的玻璃基板，尺寸为宽2200mm×长2500mm。实验混切玻璃基板1的混切产品选择43吋产品+22吋产品进行验证，对其有源层(无定型硅)进行干蚀刻实验，即所述第一蚀刻区12为22吋产品，第二蚀刻区11为43吋产品。所述第一蚀刻区12的检测区域100的数量少于所述第二蚀刻区11的检测区域100的数量，即在本实施例中，所述第一蚀刻区12的检测区域100设置为五个，所述第二蚀刻区11的检测区域10080个。为了避免不同工艺生产出的实验混切玻璃基板1的膜厚不一致，因此本实施例中，在蚀刻前，所有实验混切玻璃基板1的膜厚均一性均一致，即均为相同化学气相沉积工艺设备产出，因此，所有的实验混切玻璃基板1的膜厚均一性基本相同，所以本实施例中，在蚀刻前，化学气相沉积成膜的实验混切玻璃基板1的膜厚均一性不需作为噪音因子进行实验数据分析。

在所述蚀刻区中，蚀刻前，中心位置的检测区域100的膜层厚度小于边角的检测区域100的膜层厚度。即在成膜后，四周的有源层的膜层较厚，中间较薄，实验混切玻璃基板1上的有源层尤为表现明显。

S12)设定干蚀刻工艺中至少两个以上可控参数，并在每一蚀刻区干蚀刻所述实验混切玻璃基板1。本实施例中，实验干蚀刻的设备使用美国ADP公司的ECCP模式的干蚀刻机台。纯切产品实验DOE时，主要考量的可控参数是电能功率、气体压力和气体流量比例，由于气体流量比例无法直接控制，只能通过控制蚀刻气体浓度来实现，而且，其中六氟化硫作为主蚀刻气体，对蚀刻速率的影响相对气体流量比例来说影响更大。因此，本实施例中，所述可控参数包括电源功率、气体压力、气体浓度比例。所述电源功率包括Source电源功率、Bias电源功率；所述气体浓度比例为氯气与六氟化硫的浓度比例。

S13)在所述实验混切玻璃基板1进行干蚀刻工艺后，测定每一蚀刻区中检测区域100的蚀刻后的膜层厚度以及测量每一蚀刻区中检测区域100的蚀刻后的残留膜厚量。

如表1所示，表1为一个蚀刻区中，16组所述可控参数、蚀刻量以及残留膜厚量的参数。

表1中，蚀刻量通过蚀刻深度表示。

S14)根据蚀刻前的膜层厚度和蚀刻后的膜层厚度，计算每一蚀刻区中检测区域100的蚀刻量，如表1所示。受化学气相沉积成膜状况的影响，实验混切玻璃基板1上四边及四角膜层较厚，中间较平缓，为匹配蚀刻前膜厚特性，蚀刻后，使得膜厚区间差异小的目标，因此，需要角边检测区域100的蚀刻速度比中心位置检测区域100的蚀刻速率快，因此可以通过实验混切玻璃基板1不同检测区域100的蚀刻量来进行数据评价。

S15)将每一蚀刻区中检测区域100的蚀刻量、残留膜厚量与对应的可控参数关联，得到关联数据，即表1的数据。

S16)重复步骤S1)至步骤S5)直至重复次数达到预设次数，得到多组关联数据。如表1所示。

S2)根据所述关联数据对所述可控参数、所述检测区域100的蚀刻量、残留膜厚量进行数据分析，得到膜层厚度均一性所述可控参数之间的关系函数，其中，残留膜厚量波动区间越小，膜层厚度均一性越佳。本实施例中，考虑到实验混切玻璃基板1的四边及四角的检测区域100的膜厚与中间位置的检测区域100膜厚存在差值，因此，角边的检测区域100的蚀刻量越大越好，残留膜厚量的区间范围越小越好，即残留膜厚量越少越好。为了研究主要可控参数之间的交互作用，得到最优的可控参数，需通过田口实验对其进行分析。四边与中心位置检测区域100的膜厚的差值越大，说明四边的检测区域100的蚀刻速率越大，蚀刻量越大，因此需要进行望大分析；同理，四角的膜厚与中心检测区域100的膜厚的差值也是越大越好，需进行望大分析；而最终残留膜厚量的区间的波动区间越小越好，因此要进行望小分析。

在本实施例中，如图4所示，所述步骤S2)中包括步骤S21)-步骤S24)：步骤S21)计算中心位置的检测区域100的蚀刻量与边角的检测区域100的蚀刻量的差值。S22)对所述差值进行望大分析，得到所述差值与所述气体压力、所述Source电源功率、所述Bias电源功率和所述气体浓度比例的望大分析结果；望大分析结果中，气体压力越小时，所述差值越大；Source电源功率越小，所述差值越大；Bias电源功率越小，所述差值越小；而气体浓度比例则无此单一关系。为了使结果最大，则选择气体压力最小30mT,Source电源功率最小3000，Bias电源功率最大6000，气体比例待确认。最佳选择为气体压力：30mT；Source电源功率：3000；Bias电源功率：6000；气体浓度比例：氯气:六氟化硫为10：1。S23)对残留膜厚量波动区间进行望小分析，得到所述残留膜厚量与所述气体压力、所述Source电源功率、所述Bias电源功率和所述气体浓度比例的望小分析结果；望小分析结果中气体压力为35mT时，所述残留膜厚量波动区间最小；所述Source电源功率的变化不明显，影响不大；Bias电源功率为3000时值最大，所述残留膜厚量为求均值最小，Bias电源功率在4000与6000时，所述残留膜厚量的差异不大。气体浓度比例：氯气:六氟化硫为10：1时(氯气:六氟化硫＝4000：400)，所述残留膜厚量波动区间最小。最佳选择为气体压力：35mT，Source电源功率：3000；Bias电源功率：4000；气体浓度比例：氯气:六氟化硫为10：1。S24)根据望大分析结果、望小分析结果，分析膜层厚度均一性与所述气体压力、所述Source电源功率、所述Bias电源功率和所述气体浓度比例的关系。本实施例中，若单独分析单可控参数对望大分析结果、望小分析结果的影响，从而得到的最佳可控参数并非最优，因为忽略了各参数间的交互作用，需要综合起来看结果，所以通过田口实验对参数间的交互作用进行了分析，根据结果做出的最优预测的可控参数。可以用刻画器计算，预测的最优条件为：气体压力：30mT；Source电源功率：3000；Bias电源功率：6000；气体浓度比例：氯气:六氟化硫为10：1。

S3)设定残留膜厚量的阈值，并根据所述关系函数，重新优化可控参数。根据优化后的可控参数干蚀刻混切玻璃基板1。如43吋产品中，残留膜厚量的平均膜厚为742A，残留膜厚量的波动区间为141A，残留膜厚量的均一性为19.0％；22吋产品中，残留膜厚量的平均膜厚为708A，残留膜厚量的波动区间为137A，残留膜厚量的均一性为19.4％，针对混切玻璃基板1蚀刻均一性控制难度大的特点，通过验证将残留膜厚量的均一性调整至25％，因此验证结果符合产品及制程要求。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种蚀刻混切玻璃基板的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1)获取玻璃基板中每一蚀刻区中的蚀刻量、残留膜厚量与对应的可控参数之间的关联数据；可控参数包括电源功率、气体压力、气体浓度比例，所述电源功率包括Source电源功率、Bias电源功率；在每一蚀刻区中，检测区域至少具有五个，其中一个检测区域位于这一蚀刻区的中心位置，其余检测区域分布在这一蚀刻区的边角；

S2)根据所述关联数据对所述可控参数、检测区域的蚀刻量、残留膜厚量进行数据分析，得到膜层厚度均一性所述可控参数之间的关系函数，其中，残留膜厚量波动区间越小，膜层厚度均一性越佳；

其中，所述步骤S2)中包括以下步骤：

S21)计算中心位置的检测区域的蚀刻量与边角的检测区域的蚀刻量的差值；

S22)对所述差值进行望大分析，得到所述差值与所述气体压力、所述

Source电源功率、所述Bias电源功率和所述气体浓度比例的望大分析结果；

S23)对残留膜厚量波动区间进行望小分析，得到所述残留膜厚量与所述气体压力、所述Source电源功率、所述Bias电源功率和所述气体浓度比例的望小分析结果；

S24)根据望大分析结果、望小分析结果，分析膜层厚度均一性与所述气体压力、所述Source电源功率、所述Bias电源功率和所述气体浓度比例的关系；

S3)设定残留膜厚量的阈值，并根据所述关系函数，重新优化可控参数；根据优化后的可控参数干蚀刻混切玻璃基板。

2.根据权利要求1所述的蚀刻混切玻璃基板的方法，其特征在于，在步骤S1)中包括以下步骤：

S11)提供一实验混切玻璃基板，所述实验混切玻璃基板包括若干蚀刻区，每一蚀刻区具有若干检测区域，每一检测区域具有蚀刻前的膜层厚度；

S12)设定干蚀刻工艺中至少两个以上可控参数，并在每一蚀刻区干蚀刻所述实验混切玻璃基板；

S13)在所述实验混切玻璃基板进行干蚀刻工艺后，测定每一蚀刻区中检测区域的蚀刻后的膜层厚度以及测量每一蚀刻区中检测区域的蚀刻后的残留膜厚量；

S14)根据蚀刻前的膜层厚度和蚀刻后的膜层厚度，计算每一蚀刻区中检测区域的蚀刻量；

S15)将每一蚀刻区中检测区域的蚀刻量、残留膜厚量与对应的可控参数关联，得到关联数据；

S16)重复步骤S11)至步骤S15)直至重复次数达到预设次数，得到多组关联数据。

3.根据权利要求1所述的蚀刻混切玻璃基板的方法，其特征在于，

所述气体浓度比例为氯气与六氟化硫的浓度比例。

4.根据权利要求1所述的蚀刻混切玻璃基板的方法，其特征在于，在所述蚀刻区中，中心位置的检测区域的膜层厚度小于边角的检测区域的膜层厚度。

5.根据权利要求1所述的蚀刻混切玻璃基板的方法，其特征在于，在蚀刻前，所有实验混切玻璃基板的膜厚均一性均一致。

6.根据权利要求1所述的蚀刻混切玻璃基板的方法，其特征在于，所述蚀刻区分为第一蚀刻区和第二蚀刻区，所述第一蚀刻区的尺寸小于所述第二蚀刻区的尺寸。

7.根据权利要求6所述的蚀刻混切玻璃基板的方法，其特征在于，所述第一蚀刻区的检测区域的数量少于所述第二蚀刻区的检测区域的数量。

8.根据权利要求1所述的蚀刻混切玻璃基板的方法，其特征在于，所述残留膜厚量的阈值为25％。