專利名稱：一種蝕刻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種液晶顯示面板透明導(dǎo)電層的蝕刻方法，尤指一種利用導(dǎo)電度(conductivity)計(jì)檢測草酸蝕刻液的導(dǎo)電度，并利用加水系統(tǒng)補(bǔ)充水分以控制該草酸蝕刻液濃度的蝕刻方法。
背景技術(shù)：
在液晶顯示器各元件中，畫素電極對(duì)于顯示器的顏色表現(xiàn)扮演舉足輕重的角色。在液晶顯示面板的制程中，畫素電極的制作是利用濕蝕刻技術(shù)，以遮罩層覆蓋住基板上的透明導(dǎo)電層，例如氧化銦錫(indium tin oxied，ITO)構(gòu)成的透明導(dǎo)電層，再將基板浸入一蝕刻液中，以除去基板上未被遮罩層覆蓋的透明導(dǎo)電層，以于基板上定義出畫素電極。
濕蝕刻技術(shù)的原理是利用蝕刻液與被蝕刻薄膜(固體)產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，首先蝕刻液內(nèi)的反應(yīng)物將利用擴(kuò)散效應(yīng)通過一層厚度相當(dāng)薄的邊界層，以到達(dá)被蝕刻薄膜的表面。然后這些反應(yīng)物將與薄膜表面的分子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，并生成各種生成物。這些位于薄膜表面的生成物也將利用擴(kuò)散效應(yīng)而通過邊界層到溶液中，而后隨著溶液被排出。由于濕蝕刻是一化學(xué)反應(yīng)，故蝕刻液濃度對(duì)于反應(yīng)速率影響很大，濃度過高會(huì)造成蝕刻速率過快，進(jìn)而導(dǎo)致欲定義的圖案產(chǎn)生底切現(xiàn)象(under cut)，影響后續(xù)制程的效果，且若蝕刻液的濃度不穩(wěn)定，則無法有效控制蝕刻反應(yīng)，將造成畫素電極品質(zhì)不穩(wěn)定而影響效果。
已知在定義畫素電極結(jié)構(gòu)的濕蝕刻制程中，常見的蝕刻溶液包含有草酸水溶液、溴化氫水溶液、鹽酸與硝酸混合水溶液等。以草酸作為蝕刻液來進(jìn)行濕蝕刻為例，由于草酸具有易揮發(fā)的特性，故其濃度經(jīng)常會(huì)因?yàn)樗值膿]發(fā)而偏高，而且由蝕刻反應(yīng)所生成的金屬鹽亦會(huì)導(dǎo)致草酸溶液濃度的改變，因此為了避免蝕刻液濃度的異常影響畫素電極的品質(zhì)，已知的蝕刻方法是在蝕刻槽中進(jìn)行蝕刻液取樣，再以酸堿滴定的方式得知草酸的濃度，之后再依據(jù)所測得的濃度值，適當(dāng)添加水分，以維持草酸濃度的穩(wěn)定，甚至當(dāng)蝕刻液量達(dá)到劣化濃度程度時(shí)，需采取全批更換的步驟。
由于已知采用酸堿滴定測定溶液濃度的時(shí)間過長，因此即使在測定溶液濃度后發(fā)現(xiàn)濃度異常，且需要在蝕刻液中添加水以使蝕刻液濃度回復(fù)至正常范圍，然而由于蝕刻槽內(nèi)的草酸濃度可能在測定溶液濃度的過程中再度因水分揮發(fā)而改變了，因此利用酸堿滴定測定溶液濃度的方法并無法提供有效的即時(shí)監(jiān)控(inline monitor)，進(jìn)而使得草酸的濃度無法穩(wěn)定的維持在預(yù)定的濃度范圍內(nèi)，并導(dǎo)致蝕刻不均的問題，影響整個(gè)制程的效果。
因此如何設(shè)計(jì)出一套蝕刻液濃度控制系統(tǒng)，能夠更有效地即時(shí)檢測蝕刻液濃度，并能根據(jù)所檢測到的濃度，立刻加以調(diào)整使草酸蝕刻液的草酸濃度能夠維持在穩(wěn)定的范圍內(nèi)，以確保蝕刻制程的品質(zhì)，便成為當(dāng)前研究的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種液晶顯示面板的畫素電極的蝕刻方法，利用監(jiān)測蝕刻槽內(nèi)草酸溶液的導(dǎo)電度來即時(shí)調(diào)整草酸的濃度，以改善現(xiàn)有技術(shù)中草酸濃度未能即時(shí)調(diào)整，因而影響蝕刻品質(zhì)的缺點(diǎn)。
依據(jù)本發(fā)明的目的，該液晶顯示面板包含有基板，透明導(dǎo)電層設(shè)于該基板表面，以及遮罩層覆蓋于該透明導(dǎo)電層，該方法是先將該基板浸泡在草酸蝕刻液中進(jìn)行蝕刻，之后檢測該草酸蝕刻液的導(dǎo)電度并根據(jù)該導(dǎo)電度調(diào)整該草酸蝕刻液濃度，以使該草酸蝕刻液濃度維持在預(yù)定濃度范圍內(nèi)，然后利用該草酸蝕刻液除去未被該遮罩層覆蓋的該透明導(dǎo)電層，以形成該畫素電極。
由于本發(fā)明是利用草酸蝕刻液濃度與其導(dǎo)電性間的線性關(guān)系，利用導(dǎo)電度計(jì)即時(shí)監(jiān)控草酸蝕刻液導(dǎo)電度，因此能夠針對(duì)草酸蝕刻液導(dǎo)電度計(jì)數(shù)值的變化，對(duì)草酸蝕刻液濃度作精確的即時(shí)監(jiān)控。此外，本發(fā)明可以根據(jù)監(jiān)控結(jié)果立即透過蝕刻機(jī)臺(tái)上設(shè)計(jì)的加水系統(tǒng)調(diào)整草酸蝕刻液濃度，故能有效的將草酸蝕刻液濃度維持在預(yù)定濃度范圍內(nèi)，以確保蝕刻制程的穩(wěn)定進(jìn)行。


圖1為本發(fā)明中實(shí)驗(yàn)所得草酸濃度與導(dǎo)電度的關(guān)系。
圖2為本發(fā)明中實(shí)際測量不同蝕刻時(shí)間內(nèi)草酸濃度與導(dǎo)電度的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，首先提供液晶顯示面板，其包含有玻璃基板，該基板表面設(shè)置有透明導(dǎo)電層，以及遮罩層覆蓋于透明導(dǎo)電層表面，用來定義該畫素電極的圖案。隨后將該玻璃基板浸泡在草酸蝕刻液中，利用導(dǎo)電度計(jì)檢測草酸蝕刻液的導(dǎo)電度，并根據(jù)該導(dǎo)電度調(diào)整草酸濃度，使其濃度維持在預(yù)定范圍內(nèi)，以利用該草酸蝕刻液除去未被遮罩層覆蓋的透明導(dǎo)電層，定義畫素電極。其中該透明導(dǎo)電層的材質(zhì)為氧化銦錫(ITO)，且該草酸蝕刻液濃度約維持在3.4wt％。
由于在ITO蝕刻制程中，蝕刻液中除含有草酸及微量表面活性劑(surfactant)外，其余大部分皆為水分，本發(fā)明是利用水不導(dǎo)電的特性，在實(shí)驗(yàn)室中測量在不同草酸溶液濃度下，其導(dǎo)電度與草酸濃度的變化關(guān)系，并利用這種關(guān)系維持蝕刻制程中草酸蝕刻液濃度的穩(wěn)定。
圖1為實(shí)驗(yàn)所得的草酸濃度與導(dǎo)電度關(guān)系圖，由圖1可清楚得知草酸濃度與其導(dǎo)電度呈現(xiàn)一正向線性關(guān)系。且由此實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可利用線性回歸方法求得以下的線性關(guān)系方程式Y(jié)＝11.025X+13.703R2＝0.9915(1)其中X代表草酸濃度(wt％)，Y是代表導(dǎo)電度(ms/cm)；此外由于蝕刻液中含有少量表面活性劑，為了更精確地求得草酸濃度與導(dǎo)電度的關(guān)系，可將表面活性劑的影響除去。表1為表面活性劑濃度與導(dǎo)電度的關(guān)系表。由表1表面活性劑濃度與導(dǎo)電度的關(guān)系，可修正方程式(1)草酸濃度與導(dǎo)電度的關(guān)系式得到方程式(2)如下X＝[(Y-0.533)-13.703]/11.025 (2)由方程式(2)可得知草酸蝕刻液的草酸濃度與導(dǎo)電度的線性關(guān)系，針對(duì)草酸蝕刻液這一特性可利用導(dǎo)電度計(jì)即時(shí)監(jiān)控蝕刻槽內(nèi)草酸溶液濃度變化情形，并利用設(shè)置于蝕刻機(jī)臺(tái)上的加水系統(tǒng)，即時(shí)補(bǔ)充水分以維持草酸溶液濃度的穩(wěn)定。
方程式(2)是利用實(shí)驗(yàn)所得的草酸濃度對(duì)導(dǎo)電度的關(guān)系。利用這一特性實(shí)際測量蝕刻機(jī)臺(tái)上蝕刻槽內(nèi)的草酸蝕刻液濃度與導(dǎo)電度的關(guān)系，可得如圖2的關(guān)系圖。由圖2可知在不同時(shí)間內(nèi)蝕刻槽中的草酸蝕刻液濃度與導(dǎo)電度具有一定的線性關(guān)系，因此導(dǎo)電度的確可以作為即時(shí)監(jiān)測草酸濃度的指標(biāo)，并利用設(shè)計(jì)于蝕刻機(jī)臺(tái)上的加水系統(tǒng)有效維持草酸濃度。
表1為表面活性劑濃度與導(dǎo)電度的關(guān)系

相較于已知以酸堿滴定方式來監(jiān)控草酸溶液濃度的方法，本發(fā)明利用草酸與其導(dǎo)電度之間的線性關(guān)系，透過導(dǎo)電度計(jì)所監(jiān)測到的導(dǎo)電度值，并設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)募铀到y(tǒng)補(bǔ)充水分，便可即時(shí)監(jiān)控草酸溶液濃度的穩(wěn)定，有效的改善現(xiàn)有技術(shù)無法即時(shí)監(jiān)控草酸濃度，而導(dǎo)致蝕刻品質(zhì)不佳的缺點(diǎn)。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示面板的畫素電極的蝕刻方法，該液晶顯示面板包含有基板，透明導(dǎo)電層設(shè)于該基板表面，以及遮罩層覆蓋于該透明導(dǎo)電層表面，以用來定義該畫素電極的圖案，該蝕刻方法包含下列步驟使該基板浸泡于草酸蝕刻液中；檢測該草酸蝕刻液的導(dǎo)電度，并根據(jù)該導(dǎo)電度調(diào)整該草酸蝕刻液濃度，以使該草酸蝕刻液濃度維持在預(yù)定濃度范圍內(nèi)；以及利用該草酸蝕刻液除去未被該遮罩層覆蓋的該透明導(dǎo)電層，以形成該畫素電極。
2.如權(quán)利要求1的蝕刻方法，其中該透明導(dǎo)電層是由氧化銦錫所構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1的蝕刻方法，其中該草酸蝕刻液濃度為3.4wt％。
4.如權(quán)利要求1的蝕刻方法，其中在該預(yù)定濃度范圍中，該蝕刻液濃度與該導(dǎo)電度約略具有線性關(guān)系。
5.如權(quán)利要求1的蝕刻方法，其中該方法是利用即時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在除去該透明導(dǎo)電層的過程中檢測該蝕刻液的導(dǎo)電度。
6.如權(quán)利要求5的蝕刻方法，其中該即時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)是連接于加水系統(tǒng)，以根據(jù)該即時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)測得的該導(dǎo)電度在該蝕刻液中補(bǔ)充水分，即時(shí)調(diào)整該蝕刻液濃度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在液晶顯示面板上進(jìn)行蝕刻的方法，該液晶顯示面板包含有基板，透明導(dǎo)電層設(shè)于該基板表面，以及遮罩層覆蓋于該透明導(dǎo)電層上，該方法是先將該基板浸泡于草酸蝕刻液中，然后利用導(dǎo)電度計(jì)檢測該草酸蝕刻液的導(dǎo)電度，并根據(jù)導(dǎo)電度值利用加水系統(tǒng)補(bǔ)充水分以調(diào)整該草酸蝕刻液濃度，使該草酸蝕刻液濃度維持在預(yù)定濃度范圍內(nèi)，以除去基板上未被遮罩層覆蓋的透明導(dǎo)電層，形成畫素電極。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1523451SQ0310449
公開日2004年8月25日 申請日期2003年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月18日
發(fā)明者陳慶仁 申請人:友達(dá)光電股份有限公司