基板清洗方法及成膜方法与流程

本发明涉显示面板制造技术领域，尤其涉及一种基板清洗方法及成膜方法。

背景技术：

在显示技术领域，液晶显示器(liquidcrystaldisplay，lcd)与有机发光二极管显示器(organiclightemittingdiode，oled)等平板显示器已经逐步取代crt显示器，广泛的应用于液晶电视、手机、个人数字助理、数字相机、计算机屏幕或笔记本电脑屏幕等。

显示面板是lcd、oled的重要组成部分。不论是lcd的显示面板，还是oled的显示面板，通常都具有一薄膜晶体管(thinfilmtransistor，tft)阵列基板。以lcd的显示面板为例，其主要是由一tft阵列基板、一彩色滤光片基板(colorfilter，cf)、以及配置于两基板间的液晶层(liquidcrystallayer)所构成，其工作原理是通过在tft阵列基板与cf基板上施加驱动电压来控制液晶层中液晶分子的旋转，将背光模组的光线折射出来产生画面。

在tft基板的生产过程中，从化学气相沉积(cvd)、微影(photo)、蚀刻(etch)至溅镀(sputter)等制程多次重复循环，每一道制程步骤都存在潜在性的污染源，可导致缺陷(defect)的生成，造成组件特性失效。日常见到的污染物如粒子(particles)、无机物金属离子(metalions)、有机物杂质(organicimpurity)、原生氧化薄膜(nativeoxide)和水痕(watermark)等因素，这对组件的特性都会造成重大影响。

因此，基板的清洗是tft基板生产制程中重复使用频率最高的步骤，在每一道制程步骤之前都必须将基板表面清洗干净，以去除污染物。例如，在cvd制程中，成膜前需要对基板进行清洗，以保证cvd成膜的质量，目前cvd成膜前对基板进行清洗的方法通常包括如下依次进行的单元工序：

(1)紫外(euv)单元：通过紫外光照射去除基板表面的有机物；

(2)水洗(swr)单元：用水清洗去除基板表面的杂质；

(3)臭氧(o3)单元：通过o3去除基板表面的氧化物和金属离子；

(4)氢氟酸-臭氧(hf-o3)单元：通过氢氟酸去除基板表面原生氧化膜和金属离子，然后通过o3形成均匀且致密的氧化膜以提高基板表面平坦度；

(5)二次水洗(swr2)单元：第二次用水清洗去除基板表面的杂质；

(6)干燥(dry)单元：干燥基板，完成对基板的清洗。

上述对基板进行清洗的方法，由于使用大量的水对基板进行清洗，且基板在成膜前经过清洗机传输至成膜主机台的路径较长，便会存在以下问题：

1、水痕问题：基板在成膜前经过很多湿单元，如果最后的干燥过程不充分，就会在基板上残留水分，经过成膜后形成水痕异物，影响良率；

2、油污问题：基板在成膜前经过长路径的传送，易在基板上掉落油污，成膜后容易造成褶皱等，也会影响良率。

进一步分析水痕和油污产生的原因，除上述原因外，也是因为基板表面对水和油均具有较强的亲和力，如图1所示，通常基板10对水和油的接触角(ca)均小于90°。当水滴或油滴落在基板10的表面时，液滴迅速在基板10上铺展开，即基板10对液滴有较强的润湿性能，这样液滴不易被从基板10上剥离，便会形成水痕和油污。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基板清洗方法，通过在经过前期清洗后的基板上形成疏水疏油的超双疏膜层，可避免后续水痕和油污问题的产生，实现成膜前基板清洁度的提升，可有效提高成膜质量，提升产品良率。

本发明的目的还在于提供一种成膜方法，成膜前采用上述的基板清洗方法对基板进行清洗，实现成膜前基板清洁度的提升，可有效提高成膜质量，提升产品良率。

为实现上述目的，本发明提供一种基板清洗方法，包括如下步骤：

步骤s1、对基板进行前期清洗；

步骤s2、在经前期清洗后的基板上形成超双疏膜层；

步骤s3、用水对基板进行后期清洗，然后对基板进行干燥。

所述步骤s2中，所述超双疏膜层通过正硅酸乙酯的水解反应形成，该超双疏膜层为氧化硅纳米膜；在基板上形成超双疏膜层的具体过程为：在基板上通入正硅酸乙酯和水溶液，正硅酸乙酯和水溶液中的水在基板上发生水解反应形成二氧化硅纳米颗粒，该反应得到的二氧化硅纳米颗粒经聚集后形成氧化硅纳米膜，得到超双疏膜层。

所述步骤s2中，通过调节水溶液的酸碱度来控制正硅酸乙酯与水的反应速度，进而控制超双疏膜层的形成速度。

所述步骤s1中对基板进行前期清洗的过程，包括利用紫外光对基板进行清洗，以去除所述基板上的有机物杂质。

所述步骤s1中对基板进行前期清洗的过程，包括利用水对基板进行清洗，以去除所述基板上的颗粒杂质。

所述步骤s1中对基板进行前期清洗的过程，包括利用臭氧对基板进行清洗，以去除所述基板上的氧化物和金属离子杂质。

所述步骤s1中对基板进行前期清洗的过程，包括先后利用氢氟酸蚀刻液和臭氧对基板进行清洗，以去除所述基板上的原生氧化膜然后生成均匀的氧化膜。

本发明还提供一种成膜方法，包括：按上述的基板清洗方法对基板进行清洗，然后在所述基板上采用化学气相沉积的方法形成无机材料膜。

所述无机材料膜为含硅的膜层。

所述基板的上表面具有含硅的膜层。

本发明的有益效果：本发明的基板清洗方法，首先对基板进行前期清洗，然后在基板上形成超双疏膜层，最后用水对基板进行后期清洗，通过在经过前期清洗后的基板上形成疏水疏油的超双疏膜层，可避免后续水痕和油污问题的产生，实现成膜前基板清洁度的提升，进而可有效提高成膜质量，提升产品良率，并且对基板的电性不会产生影响。本发明的成膜方法，成膜前采用上述的基板清洗方法对基板进行清洗，实现了成膜前基板清洁度的提升，进而有效提高了成膜质量，提升了产品良率，并且对基板的电性不会产生影响。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1为基板亲水亲油的示意图；

图2为本发明的基板清洗方法的流程示意图；

图3为本发明的基板清洗方法的步骤s2中形成的超双疏膜层疏水疏油的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的实施例及其附图进行详细描述。

请参阅图2，本发明首先提供的一种基板清洗方法，包括如下步骤：

步骤s1、对基板100进行前期清洗。

具体地，本发明中所述步骤s1中对基板100进行前期清洗的过程，根据基板100的具体情况，可全部包括如下依次进行的步骤s11至s14，也可选择性地包括如下的步骤；本实施例中所述基板100用于形成低温多晶硅(lowtemperaturepoly-silicon，ltps)tft基板，所述基板100的上表面为非晶硅层的表面，所述步骤s1中对基板100进行前期清洗的过程，全部包括如下依次进行的步骤：

步骤s11、利用紫外光对基板100进行清洗，以去除所述基板100上的有机物杂质。

步骤s12、利用水对基板100进行清洗，以去除所述基板100上的颗粒杂质。

步骤s13、利用臭氧对基板100进行清洗，以去除所述基板100上的氧化物和金属离子杂质。

步骤s14、先后利用氢氟酸蚀刻液和臭氧对基板100进行清洗，其中，通过氢氟酸蚀刻液对所述基板100进行清洗，以去除基板100的非晶硅层表面自然生长的疏松和不均匀的原生氧化膜，然后通过臭氧对基板100进行清洗，以在非晶硅层表面生成一层均匀的致密的氧化膜，从而提高后续非晶硅层结晶为多晶硅层时结晶表面的均匀性。

步骤s2、在经前期清洗后的基板100上，利用正硅酸乙酯(teos)的水解反应形成氧化硅纳米膜，得到超双疏膜层200。

具体地，所述步骤s2中，在基板100上形成超双疏膜层200的具体过程为：在基板100上通入正硅酸乙酯和水溶液，正硅酸乙酯和水溶液中的水在基板100上发生水解反应形成大量的二氧化硅纳米颗粒，其中，正硅酸乙酯的水解反应式如下所示：

(c2h5o)4si+2h2o＝4sio2+c2h5oh；

该反应得到的二氧化硅纳米颗粒经聚集后便形成具有微观结构的氧化硅纳米膜，从而得到超双疏膜层200。

具体地，如图3所示，所述超双疏膜层200对水和油的接触角均大于150°，当水滴或油滴落在基板上时，能避免水滴和油滴在基板上停留，是因为该超双疏膜层200具有类似于“荷叶效应”的作用，该超双疏膜层200通过正硅酸乙酯的水解反应形成，其存在着复杂的多重纳米和微米级的超微结构，膜层表面相对比较粗糙，这样在凹陷部分将充满空气，从而会在其表面形成一层极薄的只有纳米级厚的空气层，使得尺寸远大于这种结构的水滴和油滴在接触其表面时，隔着一层薄空气，相当于减少了液滴与基板100的接触面积，从而使液滴只能在基板100上滚动，而不是迅速在基板100上铺展开，因此不能在基板100上停留，而是随着基板100的移动而朝基板100移动的反方向移动(动量守恒)，这样基板100表面的水和油就很容易被清除干净，从而避免了水痕和油污问题的产生。

具体地，正硅酸乙酯在中性条件下即可水解形成二氧化硅纳米颗粒，且正硅酸乙酯在中性条件下的水解速度比在碱性和酸性条件下的水解速度更快，因此，所述步骤s2中，通过调节水溶液的酸碱度来控制正硅酸乙酯与水的反应速度，进而控制超双疏膜层200的形成速度。

需要说明的是，本发明的超双疏膜层200除了可以通过上述正硅酸乙酯的水解反应形成，也可以为通过利用其他有机物的自聚或氧化作用在基板100的表面所形成的有机材料的有机高聚物层或者纳米膜层；由于后续所要进行的成膜制程通常为高温制程，因此该步骤s2中形成的有机材料的超双疏膜层200在高温下可被分解，这样便不会影响成膜质量。

步骤s3、用水对基板100进行后期清洗，然后对基板100进行干燥，完成对所述基板100的清洗。

本发明的基板清洗方法，通过在基板100上形成疏水疏油的超双疏膜层200，可避免后续水痕和油污问题的产生，有效提升了成膜前基板的清洁度，进而后续可有效提高成膜质量，提升产品良率，且超双疏膜层200通过正硅酸乙酯的水解反应形成，其材料本身是二氧化硅，相当于成膜前的一层极薄氧化层，若后续所成膜的膜层为含硅的膜层或基板100的上表面本身就为含硅膜层的表面，则该二氧化硅材料的超双疏膜层200即使不被去除，也不会影响后续成膜的膜层质量，不会对产品的电性造成影响。

基于上述的基板清洗方法，本发明还提供一种成膜方法，包括：按上述的基板清洗方法对基板100进行清洗，然后在所述基板100上采用化学气相沉积(cvd)的方法形成无机材料膜。

具体地，所述无机材料膜为含硅的膜层，和/或所述基板100的上表面为含硅的膜层的表面，那么在成膜过程中，二氧化硅材料的超双疏膜层200即使不被去除，也不会影响所形成的无机材料膜的质量，不会对产品的电性造成影响。

综上所述，本发明的基板清洗方法，首先对基板进行前期清洗，然后在基板上形成超双疏膜层，最后用水对基板进行后期清洗，通过在经过前期清洗后的基板上形成疏水疏油的超双疏膜层，可避免后续水痕和油污问题的产生，实现成膜前基板清洁度的提升，进而可有效提高成膜质量，提升产品良率，并且对基板的电性不会产生影响。本发明的成膜方法，成膜前采用上述的基板清洗方法对基板进行清洗，实现了成膜前基板清洁度的提升，进而有效提高了成膜质量，提升了产品良率，并且对基板的电性不会产生影响。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。