TWI467653B - 製作圖案化氧化物導電層的方法及蝕刻機台 - Google Patents

Description

製作圖案化氧化物導電層的方法及蝕刻機台

本發明係關於一種製作氧化物導電層的方法，特別是一種製作圖案化氧化物導電層的方法與可實施該方法的蝕刻機台。

氧化物導電層因具有透明且可導電的特性，進而被廣泛地用在製作顯示器之畫素電極。在習知製程中，氧化物導電層經由濺鍍的方式形成在基板表面，在經過上光阻、曝光、顯影、蝕刻和去光阻等一連串的製程而達到形成圖案化氧化物導電層的目的。然而，在這樣的製作過程中，蝕刻步驟完畢與去圖案化光阻層步驟完畢後皆須經過一道水洗步驟，也就是每一片基板至少須經由兩次洗淨過程，無疑地，製作的過程中會消耗大量的水。即使將這些水經由循環再利用而企圖減少消耗量，然而為確保水的純淨度，卻會增加循環過程中濾心的消耗，因而增加製造成本並依舊無法達到環保與節能的要求。

本發明目的之一在於提供一種製作圖案化氧化物導電層的方法與可實施該方法的蝕刻機台，在不犧牲產品良率的前提下，藉由省去蝕刻步驟和去光阻步驟之間的水洗步驟而達到省水與節能的目的。

為達上述目的，本發明提供一種製作圖案化氧化物導電層的方法，包含下列步驟。提供基板並於基板上形成氧化物導電層。接下來於氧化物導電層上形成圖案化光阻層，其中圖案化光阻層暴露出部分氧化物導電層。之後再利用蝕刻液蝕刻圖案化光阻層暴露出之氧化物導電層，以形成圖案化氧化物導電層，以及於蝕刻氧化物導電層之後，利用化學藥劑除去圖案化氧化物導電層上之圖案化光阻層，其中蝕刻氧化物導電層之步驟與利用化學藥劑除去圖案化氧化物導電層上之圖案化光阻層之步驟之間不包括對基板及圖案化光阻層進行水洗步驟。

為達上述目的，本發明提供一種蝕刻機台。蝕刻機台包含蝕刻單元與去光阻單元。蝕刻單元用以蝕刻基板上之圖案化光阻層暴露出之氧化物導電層；去光阻單元用以除去氧化物導電層上之圖案化光阻層，其中蝕刻單元與去光阻單元之間不包括水洗單元。

為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。

請參考第1圖，其繪示本發明實施例之蝕刻機台。如第1圖所示，蝕刻機台50包括蝕刻單元22、乾燥單元32以及去光阻單元42。

蝕刻機台50包括基板傳輸單元2以及噴灑裝置4。基板傳輸單元2用以於蝕刻單元22、乾燥單元32以及去光阻單元42之間傳輸基板1。噴灑裝置4設置於蝕刻單元22與去光阻單元42內之基板傳輸單元2上方。位於蝕刻單元22之噴灑裝置4係用於將用來蝕刻氧化物導電層之蝕刻液均勻噴灑在基板1上，而位於去光阻單元42之噴灑裝置4係用以將去光阻的化學藥劑向下噴灑在基板1上。另外，位於蝕刻單元22與去光阻單元42中之基板傳輸單元2下方分別設置回收槽6，用以回收蝕刻液或回收用於去光阻的化學藥劑，藉此已使用的蝕刻液或用於去光阻的化學藥劑會經過管路12流至蝕刻單元22或去光阻單元42對應的儲存槽8內回收並於下次再使用。為確保回收的蝕刻液或化學藥劑的效果，可針對儲存槽8作數種設定，例如當某個數量的基板1經過蝕刻單元22或去光阻單元42後便將槽內液體排掉，重新補上新的蝕刻液或化學藥劑，或著每當一個或數個基板1經過蝕刻單元22或去光阻單元42後便排掉儲存槽8內一定比例的蝕刻液或化學藥劑並同時補上新的蝕刻液或化學藥劑，或者不以基板1數量為基準而改以時間為基準，排掉全部或一部分的蝕刻液或化學藥劑並補充新的蝕刻液或化學藥劑。之後，不同單元的儲存槽8內液體會流經對應的濾心10再流至不同單元內的噴灑裝置4而再次使用。

此外，在乾燥單元32中，基板傳輸單元2一端具有升降裝置(圖未示)，其目的在於能將基板1一端升起而使基板1與水平面具有一夾角，藉此可以加速排除基板1表面蝕刻液，此夾角之角度需視基板1大小而定，當該角度大體上介於5度至75度之間時可得到排除基板1表面液體的最佳效果。另外，基板傳輸單元2上方與下方兩側有一組或多組對稱的風刀14，且風刀14在外觀上為長條狀並與輸送方向垂直，或者與輸送方向有一夾角，目的在於能將經過風刀14的基板1表面蝕刻液全部除去，風刀14截面大體上為五邊形，其中最靠近傳送軸的頂端上具有一出風口，該出風口的出風方向也與基板1表面有一夾角，如此從出風口吹出來的風有一平行於傳送軸表面的橫向向量而將蝕刻液順著傾斜的基板1表面帶往下方，這樣設計的另一個好處是也可避免蝕刻液流入下側風刀的出風口。而在下側風刀的下方另有一個回收槽6用以回收蝕刻液，回收槽下方可經由管路12連接到蝕刻單元的儲存槽8或直接排出蝕刻機台5外。

請參考第2A圖、第2B圖、第2C圖、第3圖至第6圖。第2A圖、第2B圖、第2C圖、第3圖至第6圖繪示了本發明實施例製作圖案化氧化物導電層的方法。如第2A圖所示，首先提供基板1，基板1材料可為例如玻璃或半導體，但不以此為限。基板1上方亦可包含一層以上的層狀結構，例如金屬導電層，絕緣層，半導體層或色阻層等。如第2B圖所示，隨後於基板1表面上方形成氧化物導電層3，常用的氧化物材料包含銦錫氧化物或鋅錫氧化物但不以此為限，任何能導電的透明氧化物均可為此氧化物導電層材料。氧化物導電層3的形成方法可採用物理氣相沉積法，化學氣相沉積法，旋轉塗佈法或濺鍍法等於半導體製造常見的方式。如第2C圖所示，接著於氧化物導電層3上形成圖案化光阻層5，圖案化光阻層5的形成方法可採用塗佈法、旋轉塗佈法或其他半導體業界常見的方式，先形成光阻層(圖未示)，之後再以具有特定圖案的光罩於曝光機台對光阻層曝光，改變曝光後之光阻層的特性，最後再以一道顯影步驟形成圖案化光阻層5。

請參考第3圖。第3圖繪示了蝕刻機台於進行蝕刻步驟時的示意圖。如第3圖所示，基板1位於蝕刻機台50的蝕刻單元22內的基板傳輸單元2上，蝕刻液由上方噴灑裝置4進行噴灑並均勻分布於基板1的表面，並蝕刻圖案化光阻層5曝露出的氧化物導電層，以形成圖案化氧化物導電層3A。流經基板1的蝕刻液可由蝕刻單元22下方的回收槽6回收至儲存槽8內，再經過濾後重複使用。在本實施例中，蝕刻液主要為含有草酸的水溶液，其中水含量大體上為90%以上，最佳為97%，但不以此為限。

請參考第4圖與第5圖。第4圖繪示了蝕刻機台於進行乾燥步驟時的示意圖，而第5圖為沿第4圖之A-A’剖線繪示之蝕刻機台之乾燥單元之示意圖。如第4圖所示，基板1位於蝕刻機台50的乾燥單元32內的基板傳輸單元2上，乾燥步驟可藉由將基板1傾斜而加快排除基板1表面液體，傾斜角度可為5~75度之間，如第5圖所示，此傾斜角度定義為基板1與水平面的夾角α。此外，第5圖顯示乾燥單元32另可包括一組風刀14，風刀14可對基板1吹送出風，藉此可加速排除基板1表面液體。

請參考第6圖。第6圖繪示了蝕刻機台於進行去光阻步驟時的示意圖。如第6圖所示，基板1位於蝕刻機台50的去光阻單元42內的基板傳輸單元2上，化學藥劑由機台上方噴灑裝置4噴灑於基板1上方以除去圖案化光阻層。同樣的，化學藥劑亦可經由下方回收槽6回收後再利用。

請參考第7圖。第7圖繪示本發明另一個實施例之蝕刻機台。如第7圖所示，本實施例之蝕刻機台60包括蝕刻單元22與去光阻單元42相鄰設置，此處的相鄰設置定義為兩種不同單元之間未再設置如水洗、乾燥或其它任何單元。然而為了避免過多的蝕刻液經由基板1帶入蝕刻機台50的去光阻單元42，蝕刻單元42內的基板傳輸單元2一端上升使基板於傳送方向與水平面有一夾角，藉由調整此夾角角度可加速排除蝕刻液。

綜上所述，在形成圖案化氧化物導電層的方法中，基板經由蝕刻步驟，乾燥步驟與去光阻步驟而完成。由於本發明使用之蝕刻液的主要成分為水，因此蝕刻步驟與去光阻步驟間無須水洗步驟，不僅可達到與原本需水洗步驟的產品相同的效果，還可節省水的消耗，達到環保節能的目的。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1．．．基板

2．．．基板傳輸單元

3．．．氧化物導電層

4．．．噴灑裝置

5．．．圖案化光阻層

6．．．回收槽

8．．．儲存槽

10．．．濾心

12．．．管路

14．．．風刀

22．．．蝕刻單元

32．．．乾燥單元

42．．．去光阻單元

3A．．．圖案化氧化物導電層

α．．．夾角

50．．．蝕刻機台

60．．．蝕刻機台

第1圖為本發明實施例之蝕刻機台示意圖。

第2A圖、第2B圖、第2C圖、第3圖至第6圖繪示本發明實施例製作圖案化氧化物導電層的方法。

第7圖為本發明另一個實施例之蝕刻機台示意圖。

1．．．基板

2．．．基板傳輸單元

3A．．．圖案化氧化物導電層

4．．．噴灑裝置

5．．．圖案化光阻層

6．．．回收槽

8．．．儲存槽

10．．．濾心

12．．．管路

14．．．風刀

22．．．蝕刻單元

32．．．乾燥單元

42．．．去光阻單元

50．．．蝕刻機台

Claims (14)

1. 一種製作圖案化氧化物導電層的方法，包含：提供一基板；於該基板上形成一氧化物導電層；於該氧化物導電層上形成一圖案化光阻層，其中該圖案化光阻層暴露出部分該氧化物導電層；於該基板上方均勻噴灑一蝕刻液，利用該蝕刻液蝕刻該圖案化光阻層暴露出之該氧化物導電層，以形成一圖案化氧化物導電層，其中該蝕刻液的主要成分是水；以及於蝕刻該氧化物導電層之後，於該基板上方噴灑一化學藥劑，利用該化學藥劑除去該圖案化氧化物導電層上之該圖案化光阻層，其中蝕刻該氧化物導電層之步驟與利用該化學藥劑除去該圖案化氧化物導電層上之該圖案化光阻層之步驟之間不包括對該基板及該氧化物導電層進行一水洗步驟。
2. 如請求項1所述之製作圖案化氧化物導電層的方法，另包括於蝕刻該氧化物導電層之步驟與利用該化學藥劑除去該氧化物導電層上之該圖案化光阻層之步驟之間進行一乾燥步驟。
3. 如請求項2所述之製作圖案化氧化物導電層的方法，其中該乾燥步驟包括利用一風刀吹乾殘留於該基板上之該蝕刻液。
4. 如請求項2所述之製作圖案化氧化物導電層的方法，其中於進行 該乾燥步驟時，該基板與一水平面具有一夾角。
5. 如請求項4所述之製作圖案化氧化物導電層的方法，其中該夾角大體上係介於為5度至75度之間。
6. 如請求項1所述之製作圖案化氧化物導電層的方法，其中該蝕刻液包括一酸性溶液。
7. 如請求項6所述之製作圖案化氧化物導電層的方法，其中該酸性溶液包含有草酸與水。
8. 如請求項6所述之製作圖案化氧化物導電層的方法，其中於該酸性溶液中，水的重量百分比大於90%。
9. 如請求項8所述之製作圖案化氧化物導電層的方法，其中於該酸性溶液中，水的重量百分比為97%。
10. 如請求項1所述之製作圖案化氧化物導電層的方法，其中該氧化物導電層包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。
11. 一種蝕刻機台，包含：一蝕刻單元，用以蝕刻一基板上之一圖案化光阻層暴露出之一氧化物導電層； 一去光阻單元，用以除去該氧化物導電層上之該圖案化光阻層；一基板輸送單元，用以傳輸該基板；以及一噴灑裝置，設置於該蝕刻單元與該去光阻單元內之該基板傳輸單元上，其中位於該蝕刻單元之該噴灑裝置係用於將用以蝕刻該氧化物導電層的一蝕刻液均勻噴灑在該基板上，而位於該去光阻單元之該噴灑裝置係用以將用來除去該圖案化光阻層的一化學藥劑向下噴灑在該基板上；其中該蝕刻液的主要成分是水，且該蝕刻單元與該去光阻單元之間不包括水洗單元。
12. 如請求項11所述之蝕刻機台，其中該蝕刻單元與該去光阻單元相鄰設置。
13. 如請求項11所述之蝕刻機台，另包括一乾燥單元位於該蝕刻單元與該去光阻單元之間，用以乾燥殘留於該基板上之該蝕刻液。
14. 如請求項13所述之蝕刻機台，其中該乾燥單元包括一組風刀，設置於該基板輸送單元之上下兩側。