基板檢測用定位圖形及其製造方法

2023-07-28 13:28:36

基板檢測用定位圖形及其製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種基板檢測用的定位圖形及其製造方法，其中基板檢測用定位圖形包括至少兩層金屬層圖案以及位於任意兩層金屬層圖案之間的絕緣層。本發明解決了TFT?LCD基板加工過程中由於絕緣層覆蓋不完全時導致的定位圖形缺失的問題，使成品率得到提高。
【專利說明】基板檢測用定位圖形及其製造方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及TFT IXD加工製造領域，尤其涉及一種基板檢測用定位圖形及其製造 方法。

【背景技術】
[0002] 隨著TFT LCD (Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)產業的發展和競爭 的加劇，追求玻璃利用率最大化成為提升產品競爭力的有效途徑，為了提高玻璃利用率，會 儘量靠近玻璃邊緣來設計掩模版。
[0003] 定位圖形（例如，十字圖形）是玻璃基板上起輔助作用的工藝結構，通常位於玻璃 基板的最外側，如圖1所示，在玻璃基板的四角處分別有一個十字形狀的定位圖形。定位圖 形主要用於使各種檢測設備與玻璃基板進行對位，在缺陷檢查、尺寸量測、膜厚量測、線寬 量測、電性測試、或成盒對組等過程中，都需要利用定位圖形來進行定位。
[0004] 現有工藝中使用的定位圖形多為單層金屬結構。下面以十字圖形為例來說明其結 構。具體如圖2所示，該十字圖形在陣列基板製程中的第一層金屬膜成形過程中製作成型， 並利用化學氣相沉積的方法在成型後的十字圖形20上面沉澱氮化矽絕緣膜22,該氮化矽 絕緣膜22能夠保護十字圖形20在後續蝕刻製程中不被蝕刻掉。
[0005] 然而，這種定位圖形在實際製作和使用中會遇到以下問題：由於化學氣相沉積設 備自身的限制，其成膜保證區無法完全覆蓋玻璃的邊緣，導致定位圖形未被絕緣膜覆蓋的 部分可能在後續的製程中被蝕刻掉，造成定位圖形的缺失。
[0006] 在圖3中，圖3(a)顯示的是在第一層金屬膜成形過程中成型的定位圖形20;圖 3 (b)顯示了在定位圖形20上沉澱了氮化矽絕緣膜22,但該氮化矽絕緣膜22隻覆蓋了定位 圖形20右邊的一部分；圖3(c)顯示出經過了蝕刻之後的定位圖形，由該圖可以看出，原來 沒有被絕緣膜保護的左邊部分被蝕刻掉了。
[0007] 由於定位圖形的缺失，在檢測設備無法找到完整的定位圖形進行對位時，便會將 玻璃基板作為廢品處理，給生產造成了不必要的損失。
[0008] 因此，針對現有工藝中存在的上述問題，找到一種有效的防止定位圖形缺失的解 決方案，成為TFT IXD工藝製程中一個亟待解決的問題。


【發明內容】

[0009] 為了解決上述問題，本發明設計一種新的基板檢測用定位圖形，包括：至少兩層金 屬層圖案；位於任意兩層金屬層圖案之間的絕緣層。
[0010] 在一個實施例中，所述基板檢測用定位圖形，還包括覆蓋所述至少兩層金屬層圖 案的最外層金屬層圖案上的絕緣層。
[0011] 在一個實施例中，所述金屬層圖案包括十字圖形。
[0012] 在一個實施例中，所述至少兩層金屬層圖案的尺寸相同。
[0013] 根據本發明的另一方面，還提供了一種基板檢測用定位圖形的製造方法，至少包 括以下步驟：步驟1，在基板上沉積第一層金屬膜；步驟2,在所述第一層金屬膜上塗布光 阻，並將掩膜版上的圖案轉移到光阻上；步驟3,將未被光阻覆蓋的第一層金屬膜蝕刻掉； 步驟4,剝離光阻，進而得到第一層金屬層圖案；步驟5,在所述第一層金屬層圖案上沉積一 層絕緣膜；步驟6,在所述絕緣膜上沉積第二層金屬膜；步驟7,在所述第二層金屬膜上塗 布光阻，並將掩膜版上的圖案轉移到光阻上；步驟8,將未被光阻覆蓋的第二層金屬膜蝕刻 掉；步驟9,剝離光阻，進而得到第二層金屬層圖案，其中，將至少包括所述第一層金屬層圖 案、所述第二層金屬層圖案以及所述絕緣膜的圖形作為基板檢測用定位圖形。
[0014] 在一個實施例中，所述製造方法還包括在所述第二層金屬層圖案上沉積一層絕緣 膜。
[0015] 在一個實施例中，掩膜版上的圖案包括十字圖形。
[0016] 在一個實施例中，所述製造方法還包括通過溼法蝕刻將未被光阻覆蓋的第一層金 屬膜或第二層金屬膜蝕刻掉。
[0017] 本發明帶來了以下有益效果：
[0018] 本發明通過採用至少兩層金屬層圖案的定位圖形，解決了 TFT IXD基板加工過程 中由於絕緣層覆蓋不完全時導致的定位圖形缺失的問題，使成品率得到提高。
[0019] 本發明的其它特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且部分地從說明書中變得 顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要 求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是定位圖形在玻璃基板上的位置示意圖；
[0021] 圖2是以圖1中單層金屬定位圖形的AA'線為基準的定位圖形的截面圖；
[0022] 圖3 (a)、（b)、（c)是單層金屬定位圖形被部分蝕刻的流程示意圖；
[0023] 圖4(a)_(g)是根據本發明一個實施例的基板檢測用定位圖形的製造方法的流程 示意圖；
[0024] 圖5是根據本發明的一個實施例的基板檢測用定位圖形的截面圖；
[0025] 圖6是根據本發明的另一個實施例的基板檢測用定位圖形的截面圖。

【具體實施方式】
[0026] 以下將結合附圖來詳細說明本發明的實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段 來解決技術問題，並達成技術效果的實現過程能充分理解並據以實施。需要說明的是，只要 不構成衝突，本發明各實施例以及各實施例中的各個特徵可以相互結合，所形成的技術方 案均在本發明的保護範圍之內。
[0027] 以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可用以實施的特定實施 例。本發明所提到的方向用語，例如"上"、"下"、"左"、"右"等，僅是參考附加圖式的方向。 因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。
[0028] 另外，為了清晰起見，附圖中示出的每個元件的尺寸和厚度是任意示出的，本發明 不限於此。
[0029] 圖4(a)_(g)是根據本發明一個實施例的基板檢測用定位圖形（簡稱定位圖形） 的製造方法的流程示意圖，下面參考圖4(a)-(g)，來詳細說明本發明實施例的各個步驟。
[0030] 需要說明的是，為了方便說明本實施例，僅對包括兩層金屬層圖案的定位圖形的 製造方法進行說明。然而，容易理解，在某種情況下，可以根據需要來將定位圖形設計成例 如包括三層或以上的金屬層圖案的定位圖形。
[0031] 第一步，利用物理氣相沉積設備在基板上沉積第一層金屬膜。
[0032] 該層金屬膜用於形成定位圖形的第一層金屬圖案。
[0033] 在該步驟中，採用濺射鍍膜法在基板上沉積金屬膜。所用的金屬材料優選為鉭、 鑰、鉻、鈦錯鈦、鑰鉭、鑰鶴等。
[0034] 另外，根據產品的不同，膜層厚度可設計為500 A、1000 A或1800A。沉積的第一層 金屬膜如圖4(a)中標號40所不。
[0035] 第二步，在第一層金屬膜上塗布光阻，利用曝光設備將掩膜版上的圖案轉移到光 阻上。
[0036] 需要說明的是，光阻是一種可以對紫外線照射進行感光的材料。當紫外線通過掩 膜版上的無圖形部分，照射到光阻上時，被照射到的光阻將發生化學反應，這個過程稱為曝 光。將發生化學反應的光阻在顯像液中浸泡除去，這個過程稱為顯影。經過曝光與顯影之 後，掩膜版上的圖形轉移到了光阻上，其過程如圖4(b)所示，44為顯影后的光阻層。在該步 驟中光阻層的厚度在1. 5 μ m±0. 5 μ m。
[0037] 優選地，該掩膜板上的圖案包括大致的十字圖形。容易理解，除了大致的十字圖形 以外，還可以包括其它圖形。
[0038] 第三步，利用溼法蝕刻將未被光阻覆蓋的第一層金屬膜蝕刻掉。
[0039] 此步驟是對金屬層的有選擇的移除的過程。
[0040] 一般，蝕刻分為使用蝕刻液的溼法蝕刻和使用蝕刻氣體的幹法蝕刻，根據第一步 中所沉積的金屬層的材料的不同，對刻蝕液或刻蝕氣體進行選擇。由於在該步驟中採用的 是溼法蝕刻，因此需要選擇合適的蝕刻液來進行蝕刻。
[0041] 蝕刻後的金屬層如圖4(c)所示，其中，40為第一層金屬層圖案，44為光阻層。
[0042] 第四步，剝離光阻，進而得到第一層金屬層圖案。
[0043] 光阻作為一種高分子材料，在形成金屬圖形的過程中起輔助作用，在圖形形成之 後，需要將其剝離。剝離光阻後的第一層金屬層圖案如圖4(d)所示，該第一層金屬層圖案 為大致的十字圖形。至此完成了第一層金屬層圖案的製造。
[0044] 第五步，利用化學氣相沉積設備在已經製造完成的第一層金屬層圖案上沉積一層 絕緣膜。
[0045] 絕緣膜的材料優選為氮化矽。由於化學氣相沉積設備的限制，沉積的絕緣膜可能 完全覆蓋第一層金屬層圖案，或者只覆蓋第一層金屬層圖案的一部分，或者不覆蓋第一層 金屬層圖案的任何部分。如圖4(e)所示的實施例中，絕緣膜42完全覆蓋了第一層金屬層 圖案40。
[0046] 第六步，利用物理氣相沉積設備在絕緣膜上沉積第二層金屬膜。
[0047] 第七步，在第二層金屬膜上塗布光阻，利用曝光設備將掩膜版上的圖案轉移到光 阻上。
[0048] 第八步，利用溼法蝕刻將未被光阻覆蓋的第二層金屬膜蝕刻掉。
[0049] 第九步，剝離光阻，進而得到第二層金屬層圖案，該第二層金屬層圖案為大致的十 字圖形。
[0050] 通過上述第六步到第九步完成第二層金屬層圖案的製造，由於這四個步驟的具體 的實施方式分別與上述第一步到第四步的實施方式大致相同，在此不再贅述。
[0051] 最後，將包括第一層金屬層圖案、第二層金屬層圖案以及位於兩層金屬層圖案之 間的絕緣膜作為基板檢測用定位圖形。最終得到的定位圖形如圖4(f)所示，其中，40為 定位圖形的第一層金屬層圖案，41為定位圖形的第二層金屬層圖案，42為嵌入其中的絕緣 膜。
[0052] 圖4(g)是該定位圖形的立體圖，該定位圖形為大致的十字圖形。而且，在定位圖 形的製作過程中，所使用的掩膜板的圖案是相同的，因此第二層金屬層圖案41和未被蝕刻 掉的第一層金屬層圖案40的尺寸是相同的。
[0053] 另外，在定位圖形的製造過程中，還可能涉及到沉積半導體活性層、沉積溝道保護 膜、溝道保護膜形成、沉積摻雜雜質的半導體層以及雜質摻雜半導體層的形成等步驟，但由 於這些步驟都是生產陣列基板的組成步驟，因此這裡不再贅述。
[0054] 現有定位圖形（如圖2所示）面臨的主要問題是在絕緣膜的保護下才能保持其完 整性，對於絕緣膜覆蓋不到的部分，將在後續蝕刻製程中被蝕刻掉（如圖3 (c)所示）。這種 不完整的定位圖形已經不能滿足後續玻璃基板檢測中的對位要求。
[0055] 而本實施例中的定位圖形是一種具有雙層金屬層圖案的十字圖形，如圖4(f)所 示，從下往上依次為第一層金屬層圖案40、絕緣膜42和第二層金屬層圖案41。圖4 (a) - (g) 所示的實施例是一種理想情況，即絕緣膜完全覆蓋住第一層金屬圖案的情況，在這種情況 下可以保護第一層金屬層圖案在後續蝕刻製程中不被蝕刻掉，進而第一層金屬層圖案就能 保證定位圖形的完整性。然而，更為一般的，由於絕緣膜覆蓋不完全導致第一層金屬層圖案 被蝕刻掉一部分時，需要由第二層金屬層圖案保證定位圖形的完整性，以下結合圖5來進 行說明。
[0056] 圖5是根據本發明的一個實施例的基板檢測用定位圖形的截面圖。
[0057] 從圖5中可以看出，由於絕緣膜52沒有完全覆蓋住第一層金屬層圖案50,導致第 一層金屬層圖案50的左邊部分在後續蝕刻製程中被蝕刻掉一部分。
[0058] 之後，根據前述的第二層金屬層圖案的製造步驟，在殘缺的第一層金屬層圖案的 上方，製作一層同樣大小的金屬層圖案。
[0059] 具體如圖5中的51所示，沉積的第二層金屬首先要填補第一層金屬層圖案缺失的 部分，在第一層金屬層圖案的左邊被蝕刻掉的位置填補新的金屬，形成了一層混合金屬層。 然後在填補後的第一層金屬層圖案的上面製造第二層金屬層圖案。
[0060] 另外，從圖5中還可以看出，定位圖形的兩層金屬層圖案之間嵌入的絕緣膜是一 層沒有完全覆蓋第一層金屬層圖案的絕緣膜52,但這層絕緣膜對最終定位圖形的完整性已 經不產生影響，下面詳細說明本實施例的這種包括至少兩層金屬層圖案的定位圖形的完整 性為何不會被後續的製程破壞。
[0061] 一般，在TFT IXD陣列基板的生產過程中，蝕刻金屬層主要採用的是溼法蝕刻，該 方法根據金屬膜層的不同來選擇不同的蝕刻液。金屬膜層常用的蝕刻液為如下幾種混合液 體：hf+hno 3(+ch3cooh)(被蝕刻的金屬膜為鑰、鉭或鎢時），h3po4+hno 3(+ch3cooh)(被蝕刻 的金屬膜為鋁時），以及（NH4)2Ce (N03)6+HC104+H20(被蝕刻的金屬膜為鉻時）。非晶矽層常 用的蝕刻液為HF+HN03 (+CH3COOH)。像素電極常用的蝕刻液為HC1+HN03。
[0062] 一般，在形成第二層金屬層圖案之後只進行像素電極的蝕刻，由於所選用的蝕刻 液對該層金屬沒有影響，因此對已形成的定位圖形不會進行蝕刻，保證其完整性。
[0063] 進而，本發明實施例的包括兩層金屬層圖案的定位圖形便可以解決現有技術的問 題。
[0064] 另外，為了更好地保證定位圖形的完整性，還可以在第二層金屬層圖案上沉積一 層絕緣膜，具體如圖6所示的絕緣膜53。
[0065] 由上述分析可知，通過採用本發明實施例的製造方法，即使在第一層定位圖形的 某部分被蝕刻掉時，製造得到的定位圖形也是完整的，不會影響後續基板檢測中的對位。 [0066] 需要說明的是，雖然，上面的實施例僅對雙層定位圖形進行了說明，但容易理解， 某些情況下也可以製造出包括多於兩層金屬層圖案的定位圖形。
[〇〇67] 雖然本發明所公開的實施方式如上，但所述的內容只是為了便於理解本發明而採 用的實施方式，並非用以限定本發明。任何本發明所屬【技術領域】內的技術人員，在不脫離本 發明所公開的精神和範圍的前提下，可以在實施的形式上及細節上作任何的修改與變化， 但本發明的專利保護範圍，仍須以所附的權利要求書所界定的範圍為準。
【權利要求】
1. 一種基板檢測用定位圖形，其特徵在於，包括： 至少兩層金屬層圖案； 位於任意兩層金屬層圖案之間的絕緣層。
2. 如權利要求1所述的基板檢測用定位圖形，其特徵在於， 還包括覆蓋所述至少兩層金屬層圖案的最外層金屬層圖案上的絕緣層。
3. 如權利要求1或2所述的基板檢測用定位圖形，其特徵在於，所述金屬層圖案包括十 字圖形。
4. 如權利要求1所述的基板檢測用定位圖形，其特徵在於，所述至少兩層金屬層圖案 的尺寸相同。
5. -種基板檢測用定位圖形的製造方法，其特徵在於，至少包括以下步驟： 步驟1，在基板上沉積第一層金屬膜； 步驟2,在所述第一層金屬膜上塗布光阻，並將掩膜版上的圖案轉移到光阻上； 步驟3,將未被光阻覆蓋的第一層金屬膜蝕刻掉； 步驟4,剝離光阻，進而得到第一層金屬層圖案； 步驟5,在所述第一層金屬層圖案上沉積一層絕緣膜； 步驟6,在所述絕緣膜上沉積第二層金屬膜； 步驟7,在所述第二層金屬膜上塗布光阻，並將掩膜版上的圖案轉移到光阻上； 步驟8,將未被光阻覆蓋的第二層金屬膜蝕刻掉； 步驟9,剝離光阻，進而得到第二層金屬層圖案， 其中，將至少包括所述第一層金屬層圖案、所述第二層金屬層圖案以及所述絕緣膜的 圖形作為基板檢測用定位圖形。
6. 如權利要求5所述的製造方法，其特徵在於，還包括在所述第二層金屬層圖案上沉 積一層絕緣膜。
7. 如權利要求5或6所述的製造方法，其特徵在於， 所述掩膜版上的圖案包括十字圖形。
8. 如權利要求7所述的製造方法，其特徵在於， 通過溼法蝕刻將未被光阻覆蓋的第一層金屬膜或第二層金屬膜蝕刻掉。
【文檔編號】G02F1/13GK104062783SQ201410274153
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月18日 優先權日:2014年6月18日
【發明者】高冬子, 柴立 申請人:深圳市華星光電技術有限公司