本發(fā)明涉及液晶顯示領(lǐng)域，特別涉及一種多層金屬層的蝕刻方法。

背景技術(shù)：

液晶顯示裝置(LCD,Liquid Crystal Display)具有機(jī)身薄、省電、無(wú)輻射等眾多優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。通常液晶顯示面板包括CF(Color Filter)基板、TFT(Thin Film Transistor)陣列基板、及設(shè)于CF基板與TFT陣列基板之間的液晶(Liquid Crystal)。通過(guò)給TFT陣列基板供電與否來(lái)控制液晶分子改變方向，將背光模組的光線投射到CF基板產(chǎn)生畫面。TFT陣列基板的性能特征和運(yùn)行特性部分很大程度上取決于形成TFT陣列基板各元件的材料。在TFT陣列基板上布有金屬導(dǎo)線，TFT陣列基板中的金屬導(dǎo)線是將物理氣相沉積在TFT陣列基板上的金屬層通過(guò)蝕刻工藝制成，該蝕刻工藝可分為干式蝕刻和濕式蝕刻。

隨著TFT-LCD向著大尺寸，高分辨率方向發(fā)展，金屬導(dǎo)線也從傳統(tǒng)的鋁導(dǎo)線變成銅導(dǎo)線，由于銅自身的性質(zhì)，如容易擴(kuò)散，與基板結(jié)合能力差等，在真正的制程中，往往不會(huì)使用單一的銅導(dǎo)線，而是使用多層金屬或者金屬合金，譬如說(shuō)鉬/銅/鉬結(jié)構(gòu)。

在這種結(jié)構(gòu)里，銅作為主要的導(dǎo)電金屬，厚度較厚，鉬作為修飾層，厚度較薄，如上層鉬的厚度為100-300A，銅的厚度為1000-8000A，下層鉬的厚度為100-300A。這樣的結(jié)構(gòu)雖然對(duì)銅的保護(hù)很好，不過(guò)在蝕刻過(guò)程中由于不可避免的電化學(xué)反應(yīng)，會(huì)造成蝕刻異常。具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于這種復(fù)合的膜層結(jié)構(gòu)，接觸蝕刻液的順序依次為上層鉬、銅和下層鉬。當(dāng)下層鉬蝕刻干凈，上層鉬通常蝕刻干凈，或幾乎蝕刻干凈，造成光阻無(wú)金屬可附著，直接剝落，失去了光阻層的作用，如果希望光阻層不脫落而降低蝕刻時(shí)間，下層的鉬會(huì)有殘留，造成金屬導(dǎo)電異常。

以上說(shuō)的是使用濕蝕刻(濕刻)出現(xiàn)的問(wèn)題，但是如果不使用濕蝕刻(濕蝕刻)而采用干蝕刻(DRY)，則會(huì)造成蝕刻之后的金屬坡度角過(guò)于陡峭，后續(xù)膜層搭接會(huì)出現(xiàn)異常。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種多層金屬層的蝕刻方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中，在蝕刻完多層金屬層時(shí)，上層金屬層被完全蝕刻，導(dǎo)致光阻層無(wú)金屬附著而脫落，進(jìn)而導(dǎo)致非蝕刻區(qū)域的多層金屬層亦被蝕刻掉的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種多層金屬層的蝕刻方法，所述多層金屬層設(shè)于襯底基板上，其從上往下包括上層金屬層、中層金屬層及下層金屬層，其特征在于，該蝕刻方法包括：

在所述上層金屬層表面上涂覆光阻層；

對(duì)所述光阻層進(jìn)行曝光顯影，以在所述多層金屬層表面上形成蝕刻區(qū)域；

對(duì)所述多層金屬層進(jìn)行濕蝕刻，將蝕刻至預(yù)設(shè)位置的時(shí)間點(diǎn)作為濕蝕刻終點(diǎn)，所述預(yù)設(shè)位置位于所述多層金屬層的內(nèi)部；

停止?jié)裎g刻并將所述襯底基板進(jìn)行干燥處理后，對(duì)所述預(yù)設(shè)位置以下的所述多層金屬層部分進(jìn)行干蝕刻并將其蝕刻完；

剝離位于所述上層金屬層上的所述光阻層，完成蝕刻操作；

其中，濕蝕刻至所述預(yù)設(shè)位置時(shí)，所述光阻層下表面尚存在可維持其不脫落的所述上層金屬層，所述光阻層尚覆蓋在所述蝕刻區(qū)域外的所述上層金屬層上。

優(yōu)選地，其中，所述中層金屬層的厚度大于所述上層金屬層的厚度，且大于所述下層金屬層的厚度。

優(yōu)選地，所述上層金屬層與所述下層金屬層的厚度相同，且均為鉬金屬層，所述中層金屬層為銅金屬層，且所述銅金屬層的厚度大于所述鉬金屬層的厚度。

優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)位置位于所述下層金屬層的表面。

優(yōu)選地，濕蝕刻至所述預(yù)設(shè)位置的判斷方法，具體包括：

人工觀察所述蝕刻區(qū)域的顏色，當(dāng)所述蝕刻區(qū)域第二次出現(xiàn)所述鉬金屬層的顏色時(shí)，即判斷此時(shí)濕蝕刻至所述預(yù)設(shè)位置。

優(yōu)選地，濕蝕刻至所述預(yù)設(shè)位置的判斷方法，具體包括：

計(jì)算濕蝕刻的時(shí)間長(zhǎng)度，當(dāng)該濕蝕刻的時(shí)間長(zhǎng)度達(dá)到設(shè)定時(shí)間長(zhǎng)度時(shí)，即判斷此時(shí)濕蝕刻至所述預(yù)設(shè)位置，其中所述設(shè)定時(shí)間長(zhǎng)度為經(jīng)驗(yàn)平均值。

優(yōu)選地，所述上層金屬層和所述下層金屬層的擴(kuò)散速度均小于所述中層金屬層的擴(kuò)散速度。

優(yōu)選地，蝕刻操作完成后，所述蝕刻區(qū)域外的所述中層金屬層與所述上層金屬層的側(cè)邊形成坡度角，所述坡度角位于其對(duì)應(yīng)的所述下層金屬層的表面內(nèi)，且該對(duì)應(yīng)的所述下層金屬層的兩端形成有防止所述中層金屬層擴(kuò)散到所述襯底基板的凸塊，所述凸塊的頂邊與所述坡度角的斜邊形成鈍角。

優(yōu)選地，所述中層金屬層的顏色與所述上層金屬層的顏色不同，且與所述下層金屬層的顏色不同。

優(yōu)選地，干蝕刻完所述預(yù)設(shè)位置以下的所述多層金屬層的判斷方法，具體包括：

人工觀察所述蝕刻區(qū)域的顏色，當(dāng)所述蝕刻區(qū)域出現(xiàn)所述襯底基板的顏色時(shí)，即判斷此時(shí)已干蝕刻完所述下層金屬層。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明公開了一種多層金屬層的蝕刻方法，通過(guò)先使用濕蝕刻的方法對(duì)多層金屬層上面的部分進(jìn)行蝕刻，再對(duì)剩余部分進(jìn)行干蝕刻直至完成全部蝕刻操作，解決了現(xiàn)有技術(shù)中，在蝕刻完多層金屬層時(shí)，上層金屬層被完全蝕刻，導(dǎo)致光阻層無(wú)金屬附著而脫落，進(jìn)而導(dǎo)致非蝕刻區(qū)域的多層金屬層亦被蝕刻掉的問(wèn)題。

【附圖說(shuō)明】

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種多層金屬層的蝕刻方法的整體實(shí)施步驟流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的一種多層金屬層的蝕刻方法的實(shí)施步驟中，開始蝕刻時(shí)的陣列基板的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的一種多層金屬層的蝕刻方法的實(shí)施步驟中，蝕刻至下層金屬層時(shí)的陣列基板的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的一種多層金屬層的蝕刻方法的實(shí)施步驟中，蝕刻完下層金屬層時(shí)的陣列基板的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】

以下各實(shí)施例的說(shuō)明是參考附加的圖式，用以例示本發(fā)明可用以實(shí)施的特定實(shí)施例。本發(fā)明所提到的方向用語(yǔ)，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「內(nèi)」、「外」、「?jìng)?cè)面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語(yǔ)是用以說(shuō)明及理解本發(fā)明，而非用以限制本發(fā)明。在圖中，結(jié)構(gòu)相似的單元是以相同標(biāo)號(hào)表示。

實(shí)施例一

請(qǐng)參考圖1至圖4，圖1為本實(shí)施例的一種多層金屬層的蝕刻方法的整體實(shí)施步驟流程圖。

圖2為本實(shí)施例的一種多層金屬層的蝕刻方法的實(shí)施步驟中，開始蝕刻時(shí)的陣列基板的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)施例的一種多層金屬層的蝕刻方法的實(shí)施步驟中，蝕刻至下層金屬層2時(shí)的陣列基板的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)施例的一種多層金屬層的蝕刻方法的實(shí)施步驟中，蝕刻完下層金屬層2時(shí)的陣列基板的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

從圖1至圖4可以看到，所述多層金屬層設(shè)于襯底基板1上，其從上往下包括上層金屬層4、中層金屬層3及下層金屬層2。本發(fā)明的一種多層金屬層的蝕刻方法，該蝕刻方法包括：

步驟S101：在所述上層金屬層4表面上涂覆光阻層5。

步驟S102：對(duì)所述光阻層5進(jìn)行曝光顯影，以在所述多層金屬層表面上形成蝕刻區(qū)域。

步驟S103：對(duì)所述多層金屬層進(jìn)行濕蝕刻，將蝕刻至預(yù)設(shè)位置的時(shí)間點(diǎn)作為濕蝕刻終點(diǎn)，所述預(yù)設(shè)位置位于所述多層金屬層的內(nèi)部。

步驟S104：停止?jié)裎g刻并將所述襯底基板1進(jìn)行干燥處理后，對(duì)所述預(yù)設(shè)位置以下的所述多層金屬層部分進(jìn)行干蝕刻并將其蝕刻完，其中所述預(yù)設(shè)位置以下的所述多層金屬層包括所述下層金屬層2。

步驟S105：剝離位于所述上層金屬層4上的所述光阻層5，完成蝕刻操作。

其中，濕蝕刻至所述預(yù)設(shè)位置時(shí)，所述光阻層5下表面尚存在可維持其不脫落的所述上層金屬層4，所述光阻層5尚覆蓋在所述蝕刻區(qū)域外的所述上層金屬層4上。

在本實(shí)施例中，其中所述中層金屬層3的厚度大于所述上層金屬層4的厚度，且大于所述下層金屬層2的厚度。

在本實(shí)施例中，所述中層金屬層3的顏色與所述上層金屬層4的顏色不同，且與所述下層金屬層2的顏色不同，這樣就可以顏色變化作為濕蝕刻終點(diǎn)的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

在本實(shí)施例中，優(yōu)選所述上層金屬層4與所述下層金屬層2的厚度相同，且均為鉬金屬層，所述中層金屬層3為銅金屬層，且所述銅金屬層的厚度大于所述鉬金屬層的厚度。

在本實(shí)施例中，優(yōu)選所述預(yù)設(shè)位置位于所述下層金屬層2的表面。

在本實(shí)施例中，濕蝕刻至所述預(yù)設(shè)位置的判斷方法，具體包括：

人工觀察所述蝕刻區(qū)域的顏色，當(dāng)所述蝕刻區(qū)域第二次出現(xiàn)所述鉬金屬層的顏色時(shí)，即判斷此時(shí)濕蝕刻至所述預(yù)設(shè)位置。這種方法是最簡(jiǎn)單的方法，但是比較耗費(fèi)人力。

在本實(shí)施例中，濕蝕刻至所述預(yù)設(shè)位置需要一個(gè)判斷方法，該判斷方法具體包括：

計(jì)算濕蝕刻的時(shí)間長(zhǎng)度，當(dāng)該濕蝕刻的時(shí)間長(zhǎng)度達(dá)到設(shè)定時(shí)間長(zhǎng)度時(shí)，即判斷此時(shí)濕蝕刻至所述預(yù)設(shè)位置，其中所述設(shè)定時(shí)間長(zhǎng)度為經(jīng)驗(yàn)平均值。

濕蝕刻終點(diǎn)以蝕刻區(qū)域顏色變化作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，比如銅的顏色為橙黃色，鉬的顏色為銀白色。具體操作的過(guò)程為：使用多片陣列基板測(cè)試濕蝕刻所需要的時(shí)間，當(dāng)陣列基板由銀白色(上層鉬)轉(zhuǎn)為橙黃色(中層銅)再次轉(zhuǎn)為銀白色(下層鉬出現(xiàn))的時(shí)間即為濕蝕刻終點(diǎn)，然后取平均值作為經(jīng)驗(yàn)平均值，此后在其它條件相同的前提下，所有陣列基板的蝕刻均以此經(jīng)驗(yàn)平均值來(lái)作為參考即可。

在本實(shí)施例中，所述上層金屬層4和所述下層金屬層2的擴(kuò)散速度均小于而且是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于所述中層金屬層3的擴(kuò)散速度。這樣，所述上層金屬層4和所述下層金屬層2將所述中層金屬層3夾在中間，就避免了中層金屬擴(kuò)散到襯底基板1或者其它地方去，保證了陣列基板良好的導(dǎo)電性能。

在本實(shí)施例中，蝕刻操作完成后，所述蝕刻區(qū)域外的所述中層金屬層3與所述上層金屬層4的側(cè)邊形成坡度角31，所述坡度角31位于其對(duì)應(yīng)的所述下層金屬層2的表面內(nèi)，且該對(duì)應(yīng)的所述下層金屬層2的兩端形成有防止所述中層金屬層3擴(kuò)散到所述襯底基板1的凸塊21，所述凸塊21的頂邊與所述坡度角31的斜邊形成鈍角，如圖4所示。

在本實(shí)施例中，判斷是否干蝕刻完所述預(yù)設(shè)位置以下的所述多層金屬層，需要一個(gè)判斷方法，該判斷方法具體包括：

人工觀察所述蝕刻區(qū)域的顏色，當(dāng)所述蝕刻區(qū)域出現(xiàn)所述襯底基板1的顏色時(shí)，即判斷此時(shí)已干蝕刻完所述下層金屬層2。這種方法和濕蝕刻終點(diǎn)的判斷方法的思路相同。

本發(fā)明的原理簡(jiǎn)單介紹如下：

研究表明，如果使用市面上銷售的蝕刻液，由于鉬/銅/鉬這種結(jié)構(gòu)的蝕刻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，通常在140～180s之間，而相比之下銅/鉬結(jié)構(gòu)的蝕刻時(shí)間大約為120s。另外，對(duì)于銅/鉬這種結(jié)構(gòu)，由于蝕刻上層的銅需要大約60s，所以鉬接觸蝕刻液時(shí)間在60s左右，而鉬/銅/鉬結(jié)構(gòu)，表面的鉬是一進(jìn)入蝕刻液就接觸蝕刻液，濕蝕刻的時(shí)間大約為140～180s，遠(yuǎn)長(zhǎng)于銅/鉬結(jié)構(gòu)，所以會(huì)造成上層的鉬過(guò)度蝕刻，當(dāng)上層鉬過(guò)度蝕刻后，光阻層5無(wú)處附著，導(dǎo)致剝離。所以本發(fā)明的第一步是蝕刻上層鉬金屬層以及中層銅金屬層。

本發(fā)明的中層金屬層3和上層金屬層4的坡度角31良好是由蝕刻液的性質(zhì)決定的，目前市售蝕刻液可保證短時(shí)間內(nèi)坡度角31良好(蝕刻到中層金屬層3消失的時(shí)間)，若時(shí)間再加長(zhǎng)(譬如說(shuō)使用濕蝕刻方法完成所有金屬的蝕刻)，會(huì)發(fā)生上層金屬層4過(guò)度蝕刻，光阻層5無(wú)法得到支撐而剝離，圖案化作用消失，蝕刻發(fā)生異常。

本發(fā)明是針對(duì)市面上已成熟的蝕刻液提出的蝕刻方法，濕蝕刻方法為通用方法，已很成熟，而干蝕刻方法也是成熟方法，所以不再另行說(shuō)明。

本發(fā)明公開了一種多層金屬層的蝕刻方法，通過(guò)先使用濕蝕刻的方法對(duì)多層金屬層上面的部分進(jìn)行蝕刻，再對(duì)剩余部分進(jìn)行干蝕刻直至完成全部蝕刻操作，解決了現(xiàn)有技術(shù)中，在蝕刻完多層金屬層時(shí)，上層金屬層4被完全蝕刻，導(dǎo)致光阻層5無(wú)金屬附著而脫落，進(jìn)而導(dǎo)致非蝕刻區(qū)域的多層金屬層亦被蝕刻掉的問(wèn)題。

綜上所述，雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，但上述優(yōu)選實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求界定的范圍為準(zhǔn)。