專利名稱：一種在氧化銦錫玻璃基板上形成鉻鋁鉻金屬走線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種氧化銦錫即IT0(Indium-Tin Oxide)玻璃基板上形成鉻鋁鉻金 屬走線的方法。
背景技術(shù)：
鋁類金屬及其合金材料價(jià)格便宜且電阻非常低，適合于作為金屬走線，因此在薄 膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管即TFT(Thin Film Transistor)及電容式觸摸屏中得到廣泛的使用，尤其 是電容式觸摸屏近年來(lái)成為手機(jī)技術(shù)熱點(diǎn)，具有較好的市場(chǎng)前景。然而，由于純鋁或鋁合金本身容易被腐蝕和氧化等問(wèn)題，常用金屬鉻或鉻合金與 鋁或鋁合金一起在ITO表面形成鋁鉻復(fù)合金屬沉積層，然后經(jīng)刻蝕形成金屬走線即電路。 現(xiàn)有的一種在ITO玻璃基板上的鋁鉻復(fù)合金屬沉積層依次為第一鉻層、鋁層、第二鉻層，與 ITO玻璃基板相接觸的一相對(duì)鋁層較薄的第一鉻層用以改善鋁或鋁合金層在ITO上的附著 力，因?yàn)殇X或鋁合金直接鍍制在ITO上時(shí)附著力較低。而覆蓋在鋁層表面的另外一相對(duì)鋁 層較薄的第二鉻層用以保護(hù)鋁層，因?yàn)殇X或鋁合金強(qiáng)度不高，制作電路時(shí)容易被劃傷造成 斷路，而鉻或鉻合金的強(qiáng)度相對(duì)較大。專利申請(qǐng)(CN200910105503. 4)中采用了一種蝕刻液對(duì)上述鉻層、鋁層、鉻層即鉻 鋁鉻層進(jìn)行一次蝕刻即可以得到金屬走線的方法。所述的蝕刻液，其成分以其總重量為基 準(zhǔn)，包括5 30wt%的硝酸鈰銨，10 40襯％的磷酸，2 20襯％的硝酸。但是上述蝕刻 液存在蝕刻速度慢，導(dǎo)致光致抗蝕劑長(zhǎng)時(shí)間浸泡在蝕刻液中，將會(huì)使部分光致抗蝕劑脫落， 導(dǎo)致部分金屬走線蝕刻效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是形成鉻鋁鉻金屬走線的蝕刻速度較慢且蝕刻效果較 差的問(wèn)題。本發(fā)明提供一種蝕刻速度較現(xiàn)有技術(shù)較快，同時(shí)蝕刻精度較好的形成鉻鋁鉻金 屬走線的蝕刻方法。本發(fā)明將提供一種形成鉻鋁鉻金屬走線的方法，特別涉及到一種在ITO玻璃基板 上形成鉻鋁鉻金屬走線的方法。—種在氧化銦錫玻璃基板上形成鉻鋁鉻金屬走線的方法，在氧化銦錫玻璃基板上 依次覆有第一鉻層、鋁層、第二鉻層形成鉻鋁鉻層，印刷光致抗蝕劑用于將形成鉻鋁鉻金屬 走線的部分進(jìn)行保護(hù)，將覆有鉻鋁鉻層的玻璃基板至少依次與含有硝酸鈰銨的鉻蝕刻液蝕 刻、鋁蝕刻液蝕刻、含有硝酸鈰銨的鉻蝕刻液接觸蝕刻，脫膜劑去除光致抗蝕劑，得到帶有 鉻鋁鉻金屬走線氧化銦錫玻璃基板。在本發(fā)明中，層疊膜采用三次分步蝕刻的方式，避免了由于層疊膜中各金屬的電 極位不同而造成蝕刻速度不同的影響，蝕刻速度非常快，對(duì)光致蝕刻劑無(wú)影響，且不會(huì)對(duì)玻 璃基板上的ITO造成傷害。


圖1為該鉻類金屬膜層結(jié)構(gòu)截面示意圖；圖2為在該膜層上形成金屬走線掩膜圖案的膜層截面示意圖；圖3為蝕刻掉最上層Cr膜后的膜層截面示意圖；圖4為蝕刻掉中間Al膜后的膜層截面示意圖；圖5為蝕刻最下層Cr膜后的膜層截面示意圖。其中，1為玻璃基板，2為ITO層，3為第一 Cr層，4為Al層，5為第二 Cr層，6為光 致抗蝕劑層。
具體實(shí)施例方式一種在氧化銦錫玻璃基板上形成鉻鋁鉻金屬走線的方法，在氧化銦錫玻璃基板上 依次覆有第一鉻層、鋁層、第二鉻層形成鉻鋁鉻層，印刷光致抗蝕劑用于將形成鉻鋁鉻金屬 走線的部分進(jìn)行保護(hù)，將覆有鉻鋁鉻層的玻璃基板至少依次與含有硝酸鈰銨的鉻蝕刻液蝕 刻、鋁蝕刻液蝕刻、含有硝酸鈰銨的鉻蝕刻液接觸蝕刻，脫膜劑去除光致抗蝕劑，得到帶有 鉻鋁鉻金屬走線氧化銦錫玻璃基板。所述的接觸方式為本領(lǐng)域的技術(shù)人員常見(jiàn)的蝕刻接觸 方式，如噴淋。所述覆有鉻鋁鉻層的玻璃基板依次經(jīng)過(guò)鉻蝕刻液接觸蝕刻、水洗、鋁蝕刻液接觸 蝕刻、水洗、鉻蝕刻液接觸蝕刻、水洗、干燥得到帶有鉻鋁鉻金屬走線氧化銦錫玻璃基板。以鉻蝕刻液的總量計(jì)，所述鉻蝕刻液為含有5wt% 30wt%的硝酸鈰銨的水溶 液。所述鉻蝕刻液還含有冰乙酸，用來(lái)增加蝕刻液與金屬的親密性，或者說(shuō)是改善蝕 刻劑對(duì)疏水性光致抗蝕劑的親和力，使蝕刻液能夠滲透入光致抗蝕劑的線縫中對(duì)金屬進(jìn)行 蝕刻。所述鋁蝕刻液為含有磷酸的水溶液，以鋁蝕刻液的總量計(jì)，所述鋁蝕刻液為含有 30wt% -80 {%磷酸的水溶液。所述鋁蝕刻液還含有硝酸、醋酸、鉀離子、鈉離子中的一種或幾種。所述第一鉻層的厚度為20-50納米。所述第二鉻層的厚度為50納米。所述鋁層的厚度大于0且小于1微米。下面將結(jié)合圖形對(duì)本專利所述的具體實(shí)施方法進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。圖1是該鉻類金屬膜層結(jié)構(gòu)截面示意圖，從圖中可以看出，該鉻類金屬膜層主要 由三層薄膜組成，與玻璃基板1上ITO薄膜2接觸的最下層第一 Cr層3，中間Al層4，以及 在Al層上面的第二 Cr層5。三種金屬薄膜通過(guò)真空磁控濺射的方式鍍制在ITO導(dǎo)電玻璃 基板上。與玻璃基板上ITO薄膜接觸的第一 Cr層3屬于過(guò)渡層，主要起著增加整個(gè)金屬層 疊膜附著力的作用，如果將Al膜層4直接鍍制在ITO導(dǎo)電玻璃，所得的膜層附著力將會(huì)很 差，不僅降低了金屬走線的可靠性，而且在蝕刻過(guò)程中容易造成膜層的脫落，使蝕刻失敗。第一 Cr層3的厚度范圍本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)設(shè)計(jì)需要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，本發(fā)明 的發(fā)明人經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，優(yōu)選第一 Cr膜層3的厚度在20-50納米，此時(shí)整個(gè)層疊膜有著較好的 附著力。
在該層疊膜中，Al膜層4主要起傳導(dǎo)電的作用，由于Al的電阻率小，且容易被蝕 刻，因此屬于優(yōu)選導(dǎo)電材料。最上層的第二 Cr層5主要起保護(hù)作用，由于Al層容易被氧化， 且表面會(huì)生成氧化膜，這樣會(huì)增加金屬走線的電阻，降低金屬走線的性能，第二 Cr層5的抗 氧化性較強(qiáng)，能夠有效保護(hù)Al層4不被氧化。第二 Cr層5的厚度范圍本領(lǐng)域的技術(shù)人員 可根據(jù)設(shè)計(jì)需要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，第二 Cr膜層5的厚度在50納米 時(shí)能夠起著較好的保護(hù)鋁層作用。中間Al層4的厚度主要根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)的性能要求來(lái)確定，根據(jù)在規(guī)定寬度的金 屬走線上電阻的大小來(lái)確定膜層的厚度。本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Al層4的厚度最 好不要超過(guò)1微米，以滿足膜層的附著力要求。當(dāng)超過(guò)Al層4的厚度超過(guò)1微米時(shí)，薄膜 組織的力學(xué)性能下降；同時(shí)厚度的增加使得膜層內(nèi)應(yīng)力增加，造成界面結(jié)合度下降。通過(guò)在金屬層疊膜上涂布光致抗蝕劑6，再經(jīng)過(guò)曝光顯影兩個(gè)工序，在層疊膜形成 了金屬走線的掩膜圖案，如圖2所示。將圖2所示的ITO玻璃基板與Cr蝕刻液接觸蝕刻。所述的光致抗蝕劑為本領(lǐng)域的技術(shù)人員常見(jiàn)的光致抗蝕劑，用于覆蓋不被蝕刻的 區(qū)域，光致抗蝕劑覆蓋區(qū)域即形成后來(lái)的金屬走線區(qū)域，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)需要 來(lái)選擇。光致抗蝕劑的主要成分為本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的感光樹(shù)脂、增感劑和溶劑。含有硝酸鈰銨的蝕刻液對(duì)50納米的第二 Cr層5在常溫狀態(tài)下，能夠在15秒內(nèi)被 蝕刻掉，通過(guò)調(diào)整硝酸鈰銨溶液的濃度以及溫度，可以控制蝕刻速度以及蝕刻質(zhì)量。由于含 有硝酸鈰銨的蝕刻液有較強(qiáng)的氧化性質(zhì)，當(dāng)沒(méi)有涂布光致抗蝕劑6部分的第二 Cr層5被蝕 刻掉以后，硝酸鈰銨的蝕刻液接觸到第二 Cr層5下面的Al層4時(shí)，將會(huì)使Al層4的露出 部分的表面形成一層氧化層，阻止Al層4被蝕刻。蝕刻完后將ITO玻璃基板從蝕刻液中取 出，水洗，得到如圖3所示結(jié)構(gòu)。圖3是蝕刻掉最上層第二 Cr層5后的膜層截面示意圖。如圖3中所示，沒(méi)有光致 抗蝕劑6部分的第二 Cr層5已經(jīng)被蝕刻掉，露出的Al層4表面由于有氧化層，得到了保護(hù)。 將此ITO玻璃基板噴淋鋁蝕刻液，所述鋁蝕刻液為含有磷酸的酸性水溶液。第二 Cr層5與鋁蝕刻液接觸，而鉻對(duì)于硝酸、磷酸等有抗蝕刻性，因此與鋁蝕刻液 接觸的鉻不發(fā)生反應(yīng)，而中間的Al層4以及其表面的氧化物在磷酸溶液中能夠迅速的被蝕 刻。同樣地，通過(guò)調(diào)整磷酸溶液的濃度以及溶液的溫度就能夠很好地控制蝕刻速度以及蝕 刻質(zhì)量，當(dāng)蝕刻完全后得到如圖4所示的結(jié)構(gòu)。如圖4中所示，沒(méi)有被光致抗蝕劑6保護(hù)的Al層4經(jīng)被蝕刻掉，露出的最下層第 一 Cr層3，水洗，再次將ITO玻璃基板噴淋鉻蝕刻液。沒(méi)有被光致抗蝕劑6保護(hù)的最下層第 一 Cr層3在很短的時(shí)間內(nèi)就能被蝕刻掉，而鉻蝕刻溶液在很短時(shí)間內(nèi)對(duì)露出的玻璃基板上 的ITO層2影響很小，用清水清洗干凈并干燥，如圖5所示。最后，采用脫膜劑去除光致抗蝕劑，得到在氧化銦錫玻璃基板上形成鉻鋁鉻金屬 走線的產(chǎn)品，所述的脫膜劑去除光致抗蝕劑的方法為本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的方法，采用 的脫膜劑可根據(jù)光致抗蝕劑進(jìn)行選擇，在此不再贅述。在整個(gè)蝕刻過(guò)程中，各階段蝕刻條件對(duì)蝕刻后金屬走線的質(zhì)量有著重要的影響， 蝕刻條件不是本發(fā)明描述的重點(diǎn)。本發(fā)明提供的此分步蝕刻的方法在工藝上避免了鉻鋁層疊膜中由于不同金屬電 極位不同而導(dǎo)致蝕刻出現(xiàn)不均勻、各金屬蝕刻程度不同的現(xiàn)象。本專利提供的分步蝕刻方法，表面上看來(lái)增加了蝕刻的步驟，但是由于蝕刻的速度非常快，形成的金屬電極質(zhì)量好， 反而使得金屬走線的制作更加簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率更高。下面通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例1配制含硝酸鈰銨的鉻蝕刻液所述鉻蝕刻液為含有16wt %的硝酸鈰銨、0. 05wt % 冰乙酸的水溶液。配制鋁蝕刻液所述鋁蝕刻液為含有65襯％的磷酸、7襯％的硝酸、5wt%的醋酸 水溶液。取一塊5cm*6cm的氧化銦錫玻璃基板，該氧化銦錫玻璃基板上濺射有50納米第一 鉻層、0. 8微米鋁層、50納米鉻層的鉻鋁鉻層，印刷光致抗蝕劑，將覆有鉻鋁鉻層的玻璃基 板經(jīng)過(guò)與室溫的上述含硝酸鈰銨的鉻蝕刻液接觸蝕刻15秒、與50攝氏度的鋁蝕刻液接觸 蝕刻240秒、鉻蝕刻液蝕刻中蝕刻15秒，在脫膜劑中去除光致抗蝕劑，得到帶有鉻鋁鉻金屬 走線氧化銦錫玻璃基板。實(shí)施例2同實(shí)施例1，區(qū)別在于，所述該氧化銦錫玻璃基板上濺射50納米鉻層、0. 8微米鋁 層、100納米鉻層的鉻鋁鉻層。在上述鉻蝕刻液中蝕刻15秒、在50攝氏度的鋁蝕刻液中蝕 刻240秒、鉻蝕刻液蝕刻中蝕刻20秒，在脫膜劑中去除光致抗蝕劑，得到帶有鉻鋁鉻金屬走 線氧化銦錫玻璃基板。從上述實(shí)施例可以看出，本發(fā)明的蝕刻方法采用了分步蝕刻的方法可以使蝕刻速 度大大提高，整個(gè)蝕刻過(guò)程可以在短短幾分鐘內(nèi)完成，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)避免了因?yàn)槲g 刻速度較慢導(dǎo)致的種種弊端。
權(quán)利要求
一種在氧化銦錫玻璃基板上形成鉻鋁鉻金屬走線的方法，在氧化銦錫玻璃基板上依次覆有第一鉻層、鋁層、第二鉻層形成鉻鋁鉻層，印刷光致抗蝕劑用于將形成鉻鋁鉻金屬走線的部分進(jìn)行保護(hù)，將覆有鉻鋁鉻層的玻璃基板至少依次與含有硝酸鈰銨的鉻蝕刻液蝕刻、鋁蝕刻液蝕刻、含有硝酸鈰銨的鉻蝕刻液接觸蝕刻，脫膜劑去除光致抗蝕劑，得到帶有鉻鋁鉻金屬走線氧化銦錫玻璃基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在氧化銦錫玻璃基板上形成鉻鋁鉻金屬走線的方法，所述覆 有鉻鋁鉻層的玻璃基板依次經(jīng)過(guò)鉻蝕刻液接觸蝕刻、水洗、鋁蝕刻液接觸蝕刻、水洗、鉻蝕 刻液接觸蝕刻、水洗、干燥得到帶有鉻鋁鉻金屬走線氧化銦錫玻璃基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在氧化銦錫玻璃基板上形成鉻鋁鉻金屬走線的方法，以鉻蝕 刻液的總量計(jì)，所述鉻蝕刻液為含有5wt% 30襯％的硝酸鈰銨的水溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在氧化銦錫玻璃基板上形成鉻鋁鉻金屬走線的方法，所述鉻 蝕刻液還含有冰乙酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在氧化銦錫玻璃基板上形成鉻鋁鉻金屬走線的方法，所述鋁 蝕刻液為含有磷酸的水溶液，以鋁蝕刻液的總量計(jì)，所述鋁蝕刻液為含有30wt% -80wt% 磷酸的水溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在氧化銦錫玻璃基板上形成鉻鋁鉻金屬走線的方法，所述鋁 蝕刻液還含有硝酸、醋酸、鉀離子、鈉離子中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在氧化銦錫玻璃基板上形成鉻鋁鉻金屬走線的方法，所述第 一鉻層的厚度為20-50納米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在氧化銦錫玻璃基板上形成鉻鋁鉻金屬走線的方法，所述第 二鉻層的厚度為50納米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在氧化銦錫玻璃基板上形成鉻鋁鉻金屬走線的方法，所述鋁 層的厚度大于0且小于1微米。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在氧化銦錫玻璃基板上形成鉻鋁鉻金屬走線的方法，在氧化銦錫玻璃基板上依次覆有第一鉻層、鋁層、第二鉻層形成鉻鋁鉻層，印刷光致抗蝕劑用于將形成鉻鋁鉻金屬走線的部分進(jìn)行保護(hù)，將覆有鉻鋁鉻層的玻璃基板至少依次與含有硝酸鈰銨的鉻蝕刻液蝕刻、鋁蝕刻液蝕刻、含有硝酸鈰銨的鉻蝕刻液接觸蝕刻，脫膜劑去除光致抗蝕劑，得到帶有鉻鋁鉻金屬走線氧化銦錫玻璃基板。本發(fā)明的蝕刻速度較現(xiàn)有技術(shù)較快，同時(shí)蝕刻精度較好。
文檔編號(hào)H01L21/48GK101930930SQ20091010847
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者劉培鳳, 蘇丹, 陳學(xué)剛 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司