蚀刻方法和利用该蚀刻方法制备的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种双ITO结构，所述双ITO结构包括铟锡氧化物(ITO)、二氧化硅(si02)(其可包含掺杂物材料)和ITO的顺序层。所述双ITO结构选择性地受图案化光致抗蚀剂掩模保护。所述顺序层利用蚀刻剂组合物以单个蚀刻步骤一起蚀刻，所述蚀刻剂组合物为包含过渡金属氯化物和盐酸(HCl)的酸性溶液。因此，所述双ITO结构利用基本上不合氟的蚀刻剂组合物进行蚀刻。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蚀刻方法和利用该蚀刻方法制备的装置
本专利技术涉及一种用于蚀刻微结构的方法，该微结构包括形成于透明或半透明基底上的铟锡氧化物(ITO)、二氧化硅(SiO2)（其可包含掺杂物材料）和ITO的顺序层。
技术介绍
具有触感屏的装置的市场增长非常迅速。这些装置中的许多为具有触摸屏的移动装置，诸如移动通信装置。其它此类装置包括多触摸显示器（即，能够检测屏幕上三个或更多个不同接触点的各自位置的显示装置），和具有触感屏的计算机。触感屏使用电耦装置图像传感器。传感器通常采用双ITO结构。此类结构具有通过二氧化硅或掺杂有导电金属的二氧化硅的绝缘层与第二透明导电ITO电极分开的第一透明导电ITO电极。双ITO结构通过在透明或半透明基底上形成ITO、SiO2和ITO的顺序层以及随后选择性地蚀刻这些层来制备。剩余部分的双ITO结构在基底表面上提供电极。蚀刻不同层的步骤是制造微电子元件的重要步骤。广泛用于对具有待蚀刻层的制品进行蚀刻的一种方法为用适当的图案化掩模覆盖所述层，然后将所述层和掩模浸渍于化学溶液中，所述化学溶液侵蚀层的同时掩模完好，并且同时仅最小程度蚀刻所述制品的其它材料。通常，此工艺通过对不同的各个层进行多个蚀刻步骤而用于蚀刻双ITO结构，所述双ITO结构包括ITO、SiO2和ITO的顺序层。特别地，用于蚀刻每个ITO层的方法一直为用具有诸如2N浓度的热酸性溶液（诸如氢碘酸或硝酸或盐酸溶液）浸渍而进行。此类酸各向同性地蚀刻材料并可剥离光至抗蚀剂，从而潜在地导致下方的层的不当部分被蚀刻。US20080217576（Stockum等人）公开了用于蚀刻氧化导电层的基于磷酸的蚀刻糊剂的用途。US5456795（Danjo等人）公开了利用含有氢碘酸和氯化铁的蚀刻剂的水性混合物，用于蚀刻ITO以形成微小电极图案。ITO酸的大部分蚀刻剂组合物不能蚀刻二氧化硅。相反，二氧化硅层通常利用蚀刻组合物来蚀刻，所述蚀刻组合物包含环境有害性含氟化合物，诸如HF或NH4F。蚀刻二氧化硅的机理为二氧化硅的溶解。例如，US5976988(Konuma等人)描述了基于氟化物的蚀刻溶液，其用于蚀刻氧化硅、氧化铝和氮化硅薄膜。US6254796(Rath等人)描述了硅酸盐玻璃利用含氟化合物和某些有机溶剂的选择性蚀刻。US6936183(Chinn等人)描述了用气态氟化氢各向同性地蚀刻置于两个含硅层之间的氧化硅层。US7470628(Ko)描述了利用碳氟化合物气体来蚀刻二氧化硅。蚀刻制品上的SiO2层是特别困难的（如果所述制品的其它部分也包括SiO2或其合金），因为所述制品的其它部分也暴露于蚀刻组合物。注意，这些参考文件涉及蚀刻ITO或SiO2，而非两者。图1A和1B示出了在双ITO结构利用图案化光致抗蚀剂掩模进行蚀刻时可能出现的两个问题。理想的是，双ITO结构的未蚀刻部分（即，双ITO结构在蚀刻之后残余的部分）应具有非常类似于图案化光致抗蚀剂掩模的图案的图案。然而，如果双ITO结构在光致抗蚀剂掩模的侧面部分之下的位置进行蚀刻，那么结果称为“过蚀刻”。这点示出于图1A中，其中双ITO结构的未蚀刻部分22在横向方向上（即，在平行于基底23的表面的方向上）比光致抗蚀剂掩模21更窄。过蚀刻由于前导区域变得太薄而导致前导区域上升（即，电极从基底的分离）。反之，图1B示出了称为“欠蚀刻”的问题，其中双ITO结构的未蚀刻部分22横向延伸超出光致抗蚀剂掩模21。欠蚀刻导致短路，因为相邻前导区域短路。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种用于蚀刻层状结构的新型和可用方法，所述层状结构具有形成于透明或半透明基底上的铟锡氧化物(ITO)、二氧化硅(SiO2)（其可包含掺杂物材料）和ITO的顺序层。本专利技术基于使用单个蚀刻剂组合物一并蚀刻SiO2和ITO两者的新型理念。一些已知的蚀刻剂组合物可潜在地实现这点，诸如氢氟酸溶液或一些强碱性蚀刻组合物，但是根据我们的认知，这些蚀刻剂组合物尚未用于本目的。此外，氢氟酸是毒性的，并且强碱性蚀刻剂组合物将侵蚀基底（如果该基底为PET）。概括地说，本专利技术提供了一种双ITO结构，即为包含ITO、SiO2（其可包含掺杂物材料）和ITO的顺序层的结构，选择性地受图案化光致抗蚀剂掩模保护，并且这些顺序层以单个蚀刻步骤进行蚀刻，从而移除双ITO结构的选择部分。已经发现可以利用作为蚀刻剂组合物的酸性溶液，所述酸性溶液包含过渡金属氯化物和盐酸(HCl)。本专利技术使得双ITO结构图案化（通过干燥光致抗蚀剂光刻工艺和润湿蚀刻步骤）的更廉价和更环保的方式成为可能。特别地，双ITO结构可利用基本上不含氟化物的蚀刻剂组合物进行蚀刻。有利的是，选择蚀刻剂组合物，所述蚀刻剂组合物以类似蚀刻速率蚀刻ITO层和SiO2层。优选地，过渡金属氯化物为氯化铁或氯化铜。蚀刻剂组合物中的盐酸可具有0.01-1.0N范围内的浓度。一种可能它具有大约0.02-1.0N的浓度。优选趋于范围的下端的值（例如，低于0.5N），以将氯离子的浓度意外地上升太高的风险最小化，其可导致过蚀刻和/或氯气的释放。0.01-1.0N的浓度范围低于用于蚀刻ITO的传统技术所使用的浓度范围，这减少了在双ITO结构已蚀刻之前剥离图案化光致抗蚀剂掩模的风险。因此，可选择在未覆盖图案化光致抗蚀剂掩模的区域中蚀刻双ITO结构而不损坏光致抗蚀剂的蚀刻时间。注意，SiO2可通过本专利技术的蚀刻组合物进行蚀刻的事实是令人惊讶的，因为SiO2不溶于此类组合物中，并且（如上文所提及）用于蚀刻SiO2的传统技术取决于溶解度。不受理论的约束，目前据信，本专利技术中SiO2进行蚀刻的机理可为过渡金属氯化物导致SiO2的表面的裂纹，以使得SiO2的成片脱落。这种机理根本上不同于现有技术。如上文所述，SiO2可包含掺杂物，诸如铝、银或锌。在本文中，掺杂有铝的SiO2（其通常称为二氧化硅铝）将称为SiAlOx。本术语并不限制硅与银的原子比率，但是铝原子的比例通常将低于硅原子的比例，并且可为铝和硅原子的总数目的约10%。换句话说，可为约90%的硅原子和10%的铝原子。本专利技术的实施例提供了用于蚀刻透明或半透明基底上的双ITO结构的两种方法和所述方法所制备的装置。在本专利技术的装置的至少一个实施例中，双ITO结构的未蚀刻部分包括行和列电极的矩阵。所述装置可为触感屏，优选地为电容式触感屏。触感屏可用于移动手机、显示器或计算机。屏幕可结合到其中的设备的一些实例为GPS装置、PDA、交互式TV、电子书阅读器、自动售卖机（例如，食物和饮料）、游戏机、娱乐设备（例如，电影点播）、金融设备（诸如自动交易机（ATM））、交互式标牌设备、健身器材，等等。本专利技术的上述
技术实现思路
并不意在描述本专利技术的每个公开的实施例或每种实施方式。以下附图和详细说明更具体地举例说明了这些实施例。附图说明本专利技术的实施例现将仅出于举例说明的目的参考下述附图进行描述，其中：图1包括图1A和图1B，它们利用图案化光致抗蚀剂掩模分别示出双ITO结构的过蚀刻和欠蚀刻；图2示出了本专利技术的实施例的步骤；图3A至3E示出了图2的方法中对应于时间的结构；图4和5为导致欠蚀刻的实验条件的图2的方法制备的结构的光学显微镜图像；图6和7为导致过蚀刻的实验条件的图2的方法制备的结构的光学显微镜图像；图8示出了在进行如图2中所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于蚀刻层状结构的方法，所述层状结构具有形成于透明或半透明基底上的ITO、SiO2和ITO的顺序层，所述方法包括：使用图案化掩模来暴露所述层状结构的一部分；以及使所述层状结构的所述暴露部分与包含过渡金属氯化物和盐酸(HCl)的酸性溶液接触，以移除所述层状结构的所述暴露部分的每个层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.14 SG 201105168-71.一种用于蚀刻形成于透明或半透明基底上的层状结构的方法，所述层状结构包含双ITO结构，所述双ITO结构由ITO、SiO2和ITO的顺序层组成，所述方法包括：使用图案化掩模来暴露所述层状结构的一部分；以及使所述层状结构的所述暴露部分与包含过渡金属氯化物和浓度为0.01-1.0N的盐酸(HCl)的酸性溶液接触，以移除所述层状结构的所述暴露部分的每个层。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述层状结构的所述暴露部分的所述蚀刻在45至85℃的温度下。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述酸性溶液不含氟。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述酸性溶液包含具有0.02-1.0N的浓度的盐酸(HCl)。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述过渡金属氯化物为氯化铜(CuCl2)。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述氯化铜(CuCl2)的浓度为50g/L-200g/L。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述过渡金属氯化物为氯化铁(FeCl3)。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述氯化铁(FeCl3)的浓度为50g/L-200g/L。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述层状结构的所述蚀刻进行20秒至2分钟...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆图·塞巴斯蒂安，陈风良，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：
国别省市：