[發明專利]濕法刻蝕系統及濕法刻蝕方法

在審

• 申請號: 201710024793.4
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106653659A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 薛大鵬
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/3213
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 趙天月

技術領域

本發明涉及半導體顯示領域，具體地，涉及濕法刻蝕系統及濕法刻蝕方法。

背景技術

在半導體顯示領域中，常見的陣列基板所用的金屬導線為Mo、Al或其合金。陣列基板的性能與其所用的導線材料有很大相關性。隨著顯示終端大尺寸，高分辨率及驅動頻率高速化的發展及要求，常規金屬導線(如Mo、Al或其合金)因電阻率較高，已無法滿足電路設計需求。而Cu導線由于相對于常規金屬導線具有較低的電阻率及良好的抗電遷移能力，因此吸引了越來越多的關注。目前在制備基于Cu導線的陣列基板時，多采用濕法刻蝕的方法，刻蝕Cu以形成陣列基板的導線等結構。

然而，目前的濕法刻蝕系統以及濕法刻蝕方法仍有待改進。

發明內容

本發明是基于發明人的以下發現而做出的：

目前采用刻蝕液對Cu進行濕法刻蝕時，常出現不同刻蝕批次的刻蝕效果不一致，刻蝕系統的穩定性較差，進而對最終獲得的陣列基板的電學性能造成負面影響。發明人經過深入研究以及大量實驗發現，這主要是由于目前常用的Cu刻蝕液，多為雙氧水系刻蝕液，其與Cu反應進行刻蝕的原理如下：

Cu+H₂O₂+2H⁺→Cu²⁺+2H₂O

出于節約成本的考慮，刻蝕后的刻蝕液多被回收循環利用。此時刻蝕后形成的銅離子(Cu²⁺)混入刻蝕后的刻蝕液中，而銅離子在未達到飽和濃度之前，會催化加速雙氧水與Cu反應的速率，因此造成刻蝕過程中Cu刻蝕速率的加快，導致不同批次的刻蝕產品刻蝕程度不能統一。雖然這一問題可以通過在刻蝕過程中，人工向刻蝕液中添加銅粉(刻蝕液溶解Cu以提高銅離子濃度至飽和)得到一定程度的緩解，然而人工添加銅粉不僅耗時耗力，且不利于濕法刻蝕系統實現全自動化。并且，添加銅粉之后，生產的銅離子會催化雙氧水的分解，生成氧氣，因此造成儲液罐中的氣壓增加，也不利于安全生產。

本發明旨在至少一定程度上緩解或解決上述提及問題中的至少之一。

有鑒于此，在本發明的一個方面，本發明提出了一種濕法刻蝕系統。根據本發明的實施例，該系統包括：刻蝕液儲存裝置，所述刻蝕液儲存單元包括刻蝕液儲罐、刻蝕液出口以及刻蝕液回收口，所述刻蝕液出口以及所述刻蝕液回收口設置在所述刻蝕液儲罐上；刻蝕裝置，所述刻蝕單元分別與所述刻蝕液出口以及所述刻蝕液回收口相連，用于利用所述刻蝕液儲罐中的刻蝕液對待刻蝕件進行刻蝕處理；以及金屬離子調節裝置，所述金屬離子調節裝置與所述刻蝕液儲存裝置相連，用于調節所述刻蝕液中的金屬離子濃度。該系統可以實現刻蝕液中金屬離子(如Cu離子)濃度的自動調節，可以實現濕法刻蝕的全程自動化處理，且對于不同批次的待處理件的刻蝕效果可以保持統一，進而有利于提高利用該系統進行濕法刻蝕的效率以及效果。

根據本發明的實施例，所述刻蝕裝置包括：噴淋單元，所述噴淋單元與所述刻蝕液出口相連，所述噴淋單元包括多個噴嘴，所述多個噴嘴用于噴淋所述刻蝕液；傳輸單元，所述傳輸單元設置在所述噴淋單元的下方，所述傳輸單元用于放置并輸送待刻蝕件；以及刻蝕液回收單元，所述刻蝕液回收單元設置在所述傳輸單元下方且與所述刻蝕液回收口相連，用于回收所述刻蝕液。由此，可以實現刻蝕后剩余刻蝕液的回收，有利于降低生產成本。

根據本發明的實施例，所述刻蝕裝置進一步包括：刻蝕液供給管路，所述刻蝕液供給管路分別與所述噴淋單元以及所述刻蝕液儲存裝置相連，所述刻蝕液供給管路上設置有泵、閥門、流量計以及溫度計。由此，可以為刻蝕液供給提供動力，并對供給至刻蝕裝置中的刻蝕液的流量、溫度進行調節，從而有利于進一步提高利用該系統進行濕法刻蝕的效率以及效果。

根據本發明的實施例，所述金屬離子調節裝置包括：金屬離子檢測器，所述金屬離子檢測器與所述刻蝕液儲罐相連，用于檢測所述刻蝕液儲罐中所述刻蝕液的所述金屬離子濃度；刻蝕液循環管路，所述刻蝕液循環管路的兩端分別與所述刻蝕液儲罐相連；金屬離子添加單元，所述金屬離子添加單元設置在所述刻蝕液循環管路上；控制單元，所述控制單元分別與所述金屬離子檢測器以及所述刻蝕液循環管路相連，用于基于所述金屬離子檢測器的檢測結果，控制所述刻蝕液循環管路與所述刻蝕液儲罐之間的液體連通或斷開。由此，可以實現對刻蝕液中金屬離子濃度的自動化調節，從而有利于進一步提高利用該系統進行刻蝕的效率以及效果。

根據本發明的實施例，所述金屬離子添加單元包括涂覆有金屬粉的濾膜。由此，可以在刻蝕液流經該濾膜時實現銅離子的添加，有利于簡化金屬離子添加單元。