控制湿法蚀刻终点的装置及方法与流程

本发明总体而言涉及蚀刻技术领域，更具体地讲，涉及一种控制湿法蚀刻终点的装置及方法。

背景技术：

目前，根据现有技术，在制作液晶面板时，可以利用金属湿式蚀刻机对金属进行蚀刻的金属湿式蚀刻工序。金属湿式蚀刻是指：将表面镀覆有金属膜或金属层的基板置于盛满酸液的蚀刻槽内，对金属膜的未被光阻保护的区域进行蚀刻，以得到被光阻所保护的图案。在利用金属湿式蚀刻机对批量的金属膜进行蚀刻之前，通常需要先从批量的金属膜中选取一块作为样板金属膜，并针对该样板金属膜进行蚀刻终点的侦测以获取其蚀刻终点时间。

目前业界现存有两种方式来进行蚀刻终点的侦测，第一种方式是由工作人员实施抽检，并且以目视的方式结合经验进行判定来获取样板金属膜的蚀刻终点时间。第二种方式是通过终点侦测机(EPD，End Point Detector)的感测器来获取样板金属膜的蚀刻终点时间。

图1示出了现有技术的通过终点侦测机的感测器来获取样板金属膜的蚀刻终点时间的示例。蚀刻终点时间被定义为从承载在基板上的金属膜接触用于蚀刻的酸液开始，到终点侦测机的感测器测试到金属膜透光为止。参见图1，终点侦测机的感测器包括发射器1和接收器2，发射器1和接收器2分别位于基板3的下侧和上侧。终点侦测机的工作原理为采用光透射原理，即，当基板3上覆盖有金属膜时，因为金属膜不透光，所以发射器1发射出的光信号会被金属膜反射，接收器2接收不到光信号，终点侦测机据此来判定仍未达金属膜的蚀刻终点。当基板3所承载的金属膜被酸液蚀刻完全时，基板3就会透光，发射器1发出的光信号会穿透基板3传输至接收器2而不会被反射，终点侦测机据此判定达到了蚀刻终点。

然而，如图1所示，现有技术的终点侦测机的接收器2通常设置在基板3上方，即，与蚀刻液喷淋装置4设置在基板3的同一侧，因此，其对透射光和反射光的接收容易受到喷淋出的蚀刻液5的影响。残留在金属膜上的蚀刻液5会导致对刻蚀终点进行判定的准确性下降，造成蚀刻图案失真。

技术实现要素：

为了解决上述至少一个技术问题，本发明提出一种能够提高判断蚀刻终点的准确性的控制湿法蚀刻终点的装置及方法。

本发明的一方面，提供了一种控制湿法蚀刻终点的装置，所述控制湿蚀刻终点的装置包括：多个探头，以矩阵形式设置在透光基板下方，所述透光基板上覆盖有待蚀刻的金属膜层，其中，所述多个探头中的每个被配置为基于从所述金属膜层接收的反射光的强度变化来确定蚀刻完成的终点。

根据本发明的实施例，所述透光基板可以位于基板传送机构上，所述多个探头中的每个可以设置在相邻的基板传送机构之间的间隙中。

根据本发明的实施例，所述控制湿法蚀刻终点的装置还可以包括：与所述多个探头电连接的数据分析模块，其中，所述多个探头中的每个可以被配置为响应于从所述金属膜层接收的反射光而向数据分析模块发送光信号，其中，所述数据分析模块可以被配置为检测接收的所述光信号不再变小的时间点并且将所述时间点确定为蚀刻终点。

根据本发明的实施例，所述多个探头中的每个可以包括：发射器，被配置为向所述透光基板发射具有一定波长的光；以及接收器，被配置为响应于接收从所述金属膜层反射回来的光而生成所述光信号，并向所述数据分析模块发送所述光信号。

根据本发明的实施例，所述发射器和所述接收器可以分别与光的入射角和反射角对应地倾斜设置以彼此成一定角度。

根据本发明的实施例，所述控制湿法蚀刻终点的装置还可以包括：电连接到所述数据分析模块和蚀刻液喷淋系统的过蚀刻控制模块，其中，所述过蚀刻控制模块可以被配置为在检测到所述蚀刻终点之后，向所述蚀刻液喷淋系统发送反馈信号，所述蚀刻液喷淋系统可以响应于所述反馈信号，继续进行一段时间的过蚀刻。

根据本发明的实施例，所述多个探头中的每个可以设置在用于隔离蚀刻液的防护罩内。

本发明的另一方面，提供了一种控制湿法蚀刻终点的方法，所述控制湿法蚀刻终点的方法包括：提供其上覆盖有待蚀刻的金属膜层的透光基板；在蚀刻所述金属膜层的同时，通过以矩阵形式设置在所述透光基板下方的多个探头来检测从所述金属膜层反射的光的强度；以及，基于接收的反射光的强度变化来确定蚀刻终点。

根据本发明的实施例，检测从所述金属膜层反射的光的强度的步骤可以包括：通过所述多个探头向所述透光基板发射具有一定波长的光，并接收从所述金属膜层反射的光；所述多个探头响应于反射的光而生成光信号，并把所述光信号发送给与所述多个探头电连接的数据分析模块。

根据本发明的实施例，基于接收的反射光的强度变化来确定蚀刻终点的步骤可以包括：所述数据分析模块检测接收的所述光信号不再变小的时间点并将所述时间点确定为蚀刻终点。

根据本发明的实施例的控制湿法蚀刻终点的装置和方法可以减少由于喷淋蚀刻液造成的对光学检测元件的影响，提高蚀刻终点判断的准确性。

在下文中，将部分地详细阐述本发明。然而，本发明的其他特征和/或优点将通过描述而变得清楚，或者可以经过本发明的实施而得知。

附图说明

通过下面结合附图描述实施例，本发明的上述和/或其他目的和优点将变得更加清楚。在附图中，同样的附图标记表示同样的元件。

图1示出了现有技术的通过终点侦测机的感测器来获取样板金属膜的蚀刻终点时间的示例。

图2示出了根据本发明的实施例的控制湿法蚀刻终点的原理。

图3示出了根据本发明的实施例的控制湿法蚀刻终点的装置。

图4示出了根据本发明的实施例的多个探头的布置。

图5示出了图3中的一个探头的放大图。

图6是根据本发明的实施例的控制湿法蚀刻终点的方法的流程图。

图7是根据本发明的实施例的检测从金属膜层反射的光强度的流程图。

具体实施方式

在下文中，将结合附图详细描述本发明的实施例。在附图中，清楚而简明地示出了与发明构思有关的主要元件，可夸大层或区域的形状，并且可省略次要的元件以避免表述不清楚。在整个说明书附图中，相同的附图标记始终指示相同的元件。然而，本发明不局限于下述实施例。在各个实施例或相应的方法描述中涉及的特征、元件或结构，均可单独或组合应用于其他实施例。

图2示出了根据本发明的实施例的控制湿法蚀刻终点的原理。图2中的多条信号线M1沿竖直方向布置并且沿水平方向延伸，多条信号线M2沿水平方向布置并且沿竖直方向延伸。作为示例，图2所示的图案可以是显示面板内部的集成电路，信号线M1可以是扫描线，信号线M2可以是数据线，在信号线M1与M2彼此交叉的位置处可以设置有多个发光元件，例如，像素PXL。

当通过湿法蚀刻工艺形成图2所示的图案时，可依次经历以下工艺：首先可通过沉积、镀覆、溅射或涂敷等方法在透光基底上覆盖金属膜层，然后，可在金属膜层上涂覆光致抗蚀剂，然后可利用掩膜对基底执行曝光，再利用蚀刻溶液对曝光之后的基底执行显影。在曝光和显影工艺之后，与将要形成信号线M1和M2以及像素PX的区域对应的金属膜层被保留在透光基底上，而其余区域的金属膜层被去除，从而可形成透光区域。透光区域的大小可根据像素设计的开口率而改变。

在蚀刻过程中，随着金属膜层被刻蚀，金属反射面积随之减少，从而被金属膜层反射的光的光强度也会减弱。本发明构思基于接收的反射光的强度变化来确定蚀刻终点。

图3示出了根据本发明的实施例的控制湿法蚀刻终点的装置。图4示出了根据本发明的实施例的多个探头的布置。如图3和图4所示，控制湿蚀刻终点的装置100包括：多个探头110，以矩阵形式设置在透光基板200下方。透光基板200上覆盖有待蚀刻的金属膜层(未示出)，从所述金属膜层反射的光的强度随着蚀刻过程的进行而变小。多个探头110中的每个被配置为基于从金属膜层接收的反射光的强度变化来确定蚀刻完成的终点。

根据本发明的实施例，透光基板200可以位于基板传送机构300上，多个探头110中的每个可以设置在相邻的基板传送机构300之间的间隙中。作为示例，如图3所示，基板传送机构300可以是传送轮或传送辊。透光基板200可在基板传送机构300提供的动力下沿着固定方向运送，例如，在本实施例中可沿着水平方向从左向右运送。在这种情况下，多个探头110中的每个可以设置在相邻的基板传送机构300之间的间隙中以防止从多个探头110发射出的光被基板传送机构300遮挡。

根据本发明的实施例，控制湿法蚀刻终点的装置100还可以包括数据分析模块120。数据分析模块120可以与多个探头110电连接。多个探头110中的每个可以被配置为响应于从金属膜层接收的反射光而向数据分析模块120发送光信号。根据本发明构思，数据分析模块120可以被配置为检测接收的光信号不再变小的时间点并且将所述时间点确定为蚀刻终点。

图5示出了图3中的一个探头的放大图。根据本发明的实施例，多个探头110中的每个可以包括：发射器111，被配置为向透光基板200发射具有一定波长的光；以及接收器112，被配置为响应于接收从金属膜层反射回来的光而生成光信号，并向数据分析模块120发送所述光信号。在本实施例中，所述具有一定波长的光可以是紫外光。当进行刻蚀时，发射器111发射的紫外光到达透光基板200上的金属膜层之后被反射，从而被接收器112接收。随着蚀刻过程的不断进行，金属膜层的部分区域被蚀刻透，金属反射面积逐渐减小，接收器112所接收的光信号也会相应地减弱。当蚀刻进行到终点附近时，由于金属布线及开口率的设计，透光区域和反射面积不再减小，因此接收器112接收到的光的强度不再减小，此时即可判定蚀刻到达了终点。

如图5所示，在本实施例中，发射器111和接收器112可以分别与光的入射角和反射角对应地倾斜设置以彼此成一定角度。例如，发射器111与接收器112可以按1°～10°的角度设置以保证光线能够正常进行发射和接收。

根据本发明的实施例，控制湿法蚀刻终点的装置100还可以包括过蚀刻控制模块(未示出)。过蚀刻控制模块可以电连接到数据分析模块120和蚀刻液喷淋系统400。过蚀刻控制模块可以被配置为在检测到蚀刻终点之后，向蚀刻液喷淋系统400发送反馈信号。蚀刻液喷淋系统400可以响应于反馈信号继续进行一段时间的过蚀刻，以使蚀刻充分进行，消除未蚀刻的残留图案。

另外，根据本发明的实施例，多个探头110中的每个可以设置在用于隔离蚀刻液的防护罩(未示出)内。作为示例，防护罩可以是防酸罩或防碱罩。防护罩可以保护探头，使探头避免被腐蚀。

根据本发明的实施例的控制湿法蚀刻终点的装置可以减少由于喷淋蚀刻液造成的对光学检测元件的影响，提高蚀刻终点判断的准确性。

图6是根据本发明的实施例的控制湿法蚀刻终点的方法的流程图。所述控制湿法蚀刻终点的方法包括以下步骤：

S100，提供其上覆盖有待蚀刻的金属膜层的透光基板200。作为示例，透光基板200可以是玻璃基板。可以通过诸如沉积、蒸镀、溅射、涂敷等方法来在透光基板200上形成待蚀刻的金属膜层。

S200，在蚀刻金属膜层的同时，通过以矩阵形式设置在透光基板200下方的多个探头110来检测从金属膜层反射的光的强度。作为示例，多个探头110可以如图4所示地布置在透光基板200下方。更具体地，多个探头110可以如图3所示地布置在相邻的基板传送机构200之间的间隙中以避免其发射的光被基板传送机构200遮挡。

S300，基于接收的反射光的强度变化来确定蚀刻终点。如图2所示，根据本发明构思的原理，在蚀刻过程中，随着金属膜层被刻蚀，金属反射面积随之减少，从而被金属膜层反射的光的光强度也会减弱，因此可以基于接收的反射光的强度变化来确定蚀刻终点。

图7是根据本发明的实施例的检测从金属膜层反射的光强度的流程图。如图7所示，检测从金属膜层反射的光的强度的步骤可以包括：

S210，通过多个探头110可以向透光基板200发射具有一定波长的光，并接收从金属膜层反射的光。作为示例，如图5所示，多个探头110可以包括发射器111和接收器112，所述具有一定波长的光可以是紫外光。

S220，多个探头110可以响应于反射的光而生成光信号，并可以把光信号发送给与多个探头110电连接的数据分析模块120。作为示例，数据分析模块120可以如图3所示地设置在整个蚀刻系统的外部，并接收从多个探头110发射来的光信号。

在本实施例中，基于接收的反射光的强度变化来确定蚀刻终点的步骤可以包括：数据分析模块120可以检测接收的光信号不再变小的时间点并且将所述时间点确定为蚀刻终点。作为示例，如图3所示，当进行刻蚀时，发射器111发射的紫外光到达透光基板200上的金属膜层之后被反射，从而被接收器112接收。随着蚀刻过程的不断进行，金属膜层的部分区域被蚀刻透，金属反射面积逐渐减小，接收器112所接收的光信号也会相应地减弱。当蚀刻进行到终点附近时，由于金属布线及开口率的设计，透光区域和反射面积不再减小，因此接收器112接收到的光的强度不再减小，此时即可判定蚀刻到达了终点。

另外，根据本发明的实施例，控制湿法蚀刻终点的装置100还可以包括过蚀刻控制模块(未示出)。在这种情况下，如图3所示，过蚀刻控制模块可以电连接到数据分析模块120和蚀刻液喷淋系统400。此时，过蚀刻控制模块可以被配置为在检测到蚀刻终点之后，向蚀刻液喷淋系统400发送反馈信号。响应于反馈信号，蚀刻液喷淋系统400可以继续进行一段时间的过蚀刻以使蚀刻充分进行，从而消除未蚀刻的残留图案。

根据本发明的实施例的控制湿法蚀刻终点的方法可以减少由于喷淋蚀刻液造成的对光学检测元件的影响，提高蚀刻终点判断的准确性。

虽然已经示出和描述了以上实施例，但本领域技术人员将理解，本发明的创造性构思不限于这些实施例。在不脱离本发明的精神和原则的情况下，可以对上述实施例进行各种修改和变化。