阅读说明：本技术 一种导电金属氧化物的加工方法 (Processing method of conductive metal oxide ) 是由 黄志刚 于 2018-06-05 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种导电金属氧化物的加工方法,在刻蚀完的晶片后,先采用加热方式去除晶片光刻胶图形、导电金属氧化物层及金属层表面残留的卤族元素以及卤族元素化合物,可有效避免卤族元素对金属层的腐蚀,然后采用氧气(O<Sub>2</Sub>)的等离子体去除光刻胶,且气体中不包含水气(H<Sub>2</Sub>O),可有效避免水气的等离子体对导电金属氧化物的腐蚀。采用本发明的加工方法,在完全去除光刻胶图形的同时,可以获得形貌完整的导电金属氧化物层-金属层的叠层结构。(The invention provides a processing method of conductive metal oxide, which is characterized in that after a wafer is etched, a heating mode is firstly adopted to remove a wafer photoresist pattern, a conductive metal oxide layer and residual halogen elements and halogen element compounds on the surface of a metal layer, so that the metal layer can be effectively prevented from being corroded by the halogen elements, and then oxygen (O) is adopted 2 ) The photoresist is removed by plasma, and the gas does not contain moisture (H) 2 O), the corrosion of the plasma of the water vapor to the conductive metal oxide can be effectively avoided. By adopting the processing method, the photoresist pattern is completely removed, and simultaneously, the laminated structure of the conductive metal oxide layer-metal layer with complete appearance can be obtained.)

一种导电金属氧化物的加工方法

技术领域

本发明属于半导体制造领域，特别是涉及一种导电金属氧化物的加工方法。

背景技术

氧化铟锡(ITO)作为纳米铟锡金属氧化物，具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线。因此，氧化铟锡(ITO)通常喷涂在玻璃、塑料、金属及电子显示屏上，用作透明导电薄膜，同时减少对人体有害的电子辐射、紫外辐射及红外辐射。

在制作OLED基板的时，通常需要搭配氧化铟锡(ITO)和金属Al，为形成图形化的氧化铟锡(ITO)和金属Al，需要在氧化铟锡(ITO)和金属Al上利用掩膜版进行光刻图形定义，再对氧化铟锡(ITO)和金属Al进行干法刻蚀。具体步骤包括：在氧化硅衬底上依次沉积Al和氧化铟锡(ITO)。在氧化铟锡(ITO)表面形成图形化的光刻胶。采用干法刻蚀工艺，将光刻定义好的图形转移到下层金属Al和氧化铟锡(ITO)上。

氧化铟锡(ITO)和Al刻蚀完成后，若使用传统的H₂O与O₂等离子体去除光刻胶方法，H₂O等离子会造成氧化铟锡(ITO)膜层腐蚀，导致图形定义异常。但是若用O₂等离子体去除光刻胶，则残留的Cl则又会造成Al腐蚀。

基于以上所述，本发明提供一种氧化铟锡(ITO)和金属Al刻蚀后的去胶方法，以使氧化铟锡(ITO)和金属Al在图形化刻蚀后能顺利完成去胶，并确保氧化铟锡(ITO)和金属Al都不被腐蚀。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种导电金属氧化物的加工方法，用以解决以下问题：在氧化铟锡(ITO)和Al刻蚀完成后，若使用传统的H₂O与O₂等离子体去除光刻胶方法，H₂O等离子会造成氧化铟锡(ITO)膜层腐蚀，导致图形定义异常。但是若用O₂等离子体去除光刻胶，则残留的Cl则又会造成Al腐蚀。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种导电金属氧化物的加工方法，包括步骤：1)于基底上形成金属层，所述金属层易与卤族元素反应造成腐蚀；2)于所述金属层上形成导电金属氧化物层；3)于所述导电金属氧化物层上形成光刻胶图形；4)基于所述光刻胶图形，采用含有卤族元素的气体刻蚀所述导电金属氧化物层以及所述金属层；5)采用加热方式去除所述光刻胶图形、所述导电金属氧化物层及所述金属层表面的卤族元素以及卤族元素化合物；以及6)去除所述光刻胶图形。

优选地，所述卤族元素包括氟元素、氯元素及溴元素中的至少一种。

进一步地，步骤4)的刻蚀气体包括氯气，三氯化硼，三氟甲烷，氮气及氩气。

优选地，所述加热方式是在减压状态下的加热。

优选地，所述加热方式的加热温度大于100℃，加热时间大于30秒。

优选地，所述加热方式的加热温度大于200℃，加热时间大于60秒。

优选地，步骤6)中，采用灰化去胶的方式去除所述光刻胶图形。

优选地，所述灰化去胶的方式采用氧气的等离子体，且所述灰化去胶的气源中不包含水气，以避免水气的等离子体对所述导电金属氧化物层的腐蚀。

优选地，所述导电金属氧化物层包括氧化铟锡层，所述金属层包括铝层。

优选地，所述基底包括硅衬底以及位于所述硅衬底表面的二氧化硅层，所述铝层与所述二氧化硅层之间还包括氮化钛层，以提高所述铝层与所述二氧化硅层的粘接力。

如上所述，本发明的导电金属氧化物的加工方法，具有以下有益效果：

本发明在刻蚀完的晶片后，先采用加热方式去除晶片光刻胶图形、导电金属氧化物层及金属层表面的卤族元素以及卤族元素化合物，通过高温把残留的卤族元素以及卤族元素化合物去除掉，可有效避免卤族元素对金属层的腐蚀。

本发明采用氧气(O₂)的等离子体去除光刻胶，气体中不包含水气(H₂O)，可有效避免水气的等离子体对导电金属氧化物的腐蚀。

采用本发明的加工方法，在完全去除光刻胶图形的同时，可以获得形貌完整的导电金属氧化物层-金属层的叠层结构。

附图说明

图1显示为使用传统的H₂O与O₂等离子体去胶方法的扫描电镜图，H₂O等离子会造成氧化铟锡(ITO)膜层腐蚀，导致图形定义异常。

图2所示显示为使用O₂等离子体去除光刻胶的扫描电镜图，Cl残余会产生Al腐蚀。

图3显示为本发明的导电金属氧化物的加工方法的步骤流程示意图。

图4～图8显示为本发明的导电金属氧化物的加工方法各步骤所呈现的结构示意图。

图9显示为经过本发明的加工方法去胶的扫描电镜图，氧化铟锡(ITO)与Al层的形貌完整，光刻胶无残留。

元件标号说明

101 基底

102 氮化钛层

103 金属层

104 导电金属氧化物层

105 光刻胶图形

106 卤族元素以及卤族元素化合物

S11～S16 步骤1)～步骤6)

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～图9。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图3～图9所示，本实施例提供一种导电金属氧化物的加工方法，包括步骤：

如图3及图4所示，首先进行步骤1)S11，于基底101上形成金属层103，所述金属层103易与卤族元素反应造成腐蚀。

例如，所述基底101可以包括硅衬底以及位于所述硅衬底表面的二氧化硅层(SiO₂)，所述金属层103包括铝层(Al)。所述铝层与所述二氧化硅层之间还包括氮化钛层(TiN)102，以提高所述铝层(Al)与所述二氧化硅层的粘接力。

可以采用如真空蒸发法、离子束辅助沉积法及直流磁控溅射法等制作所述氮化钛层(TiN)102与所述铝层(Al)。在本实施例中，采用直流磁控溅射法于所述基底101表面沉积所述铝层，其中，采用铝靶作为靶材，采用Ar作为溅射气体。所述直流磁控溅射法中，Ar气体的流量范围介于150sccm～200sccm，直流电源的功率范围介于2000W～3000W，溅射的温度范围介于100℃～150℃。所述铝薄膜的厚度范围介于100nm～200nm之间，具体地，在本实施例中，所述铝薄膜的厚度可以为130nm。

如图3及图4所示，然后进行步骤2)S12，于所述金属层103上形成导电金属氧化物层104。

作为示例，所述导电金属氧化物层104包括氧化铟锡层(ITO透明导电层)。采用直流磁控溅射法于所述铝层表面沉积ITO透明导电层，其中，所述直流磁控溅射法采用的温度范围介于200℃～300℃之间，以提高所述ITO透明导电层的透光率，所述直流磁控溅射法采用的电源功率范围介于3000W～3500W之间，以提高所述ITO透明导电层与所述铝层的粘附强度。

所述直流磁控溅射法采用In-Sn-O靶作为靶材，以Ar气体作为溅射气体，其中，电离后的Ar离子将所述In-Sn-O靶中的In原子及Sn原子溅射至ITO反应腔中，所述In原子及Sn原子与处于激发状态的O离子在200℃～300℃下发生反应，生成所述ITO透明导电层。采用In-Sn-O靶作为靶材，可有效提高ITO透明导电层中成分的可控性。所述In-Sn-O靶中，In原子的质量比为85％～90％，Sn原子的质量比为10％～15％，以提高所述ITO透明导电层的电导率。

作为示例，所述ITO透明导电层的厚度范围介于10nm～120nm之间。优选地，所述ITO透明导电层的厚度范围介于80nm～120nm之间，在本实施例中，所述ITO透明导电层的厚度可以为100nm。

如图3及图5所示，接着进行步骤3)S13，于所述导电金属氧化物层104上形成光刻胶图形105。

例如，可以采用旋涂工艺于所述导电金属氧化物层104上形成光刻胶，然后采用光刻工艺形成所述光刻胶图形105。

如图3及图6所示，然后进行步骤4)S14，基于所述光刻胶图形105，采用含有卤族元素的气体刻蚀所述导电金属氧化物层104以及所述金属层103。

所述卤族元素包括氟元素、氯元素及溴元素中的至少一种。优选地，本实施例的刻蚀气体可以包括氯气，三氯化硼，三氟甲烷，氮气及氩气，以提高刻蚀效率以及优化刻蚀形貌。

刻蚀完成后，所述光刻胶图形105、所述导电金属氧化物层104及所述金属层103表面会残留有卤族元素以及卤族元素化合物106，如图6所示。

如图3及图7所示，接着进行步骤5)S15，采用加热方式去除所述光刻胶图形105、所述导电金属氧化物层104及所述金属层103表面的卤族元素以及卤族元素化合物106。

优选地，所述加热方式是在减压状态下的加热，以提高所述卤族元素以及卤族元素化合物106的去除速率以及有效去除量，最终使得所述卤族元素以及卤族元素化合物106基本没残留。

作为示例，所述加热方式的加热温度大于100℃，加热时间大于30秒。优选地，所述加热方式的加热温度大于200℃，加热时间大于60秒，以进一步保证所述卤族元素以及卤族元素化合物106被完全去除。

如图3及图8所示，最后进行步骤6)，去除所述光刻胶图形105，最后，使用湿法清洗液清洗晶片，以去除蚀刻过程中产生的聚合物。

可以采用灰化去胶的方式去除所述光刻胶图形105。所述灰化去胶的方式采用氧气的等离子体，且所述灰化去胶的气源中不包含水气，以避免水气的等离子体对所述导电金属氧化物层104的腐蚀。氧气的等离子体可以氧化光刻胶反应生成气体，从而达到光刻胶图形105的去除效果。

图9显示为经过本发明的加工方法去胶的扫描电镜图，由图可知，本发明的加工方法可以使得氧化铟锡(ITO)与Al层的形貌完整，且光刻胶无残留。

如上所述，本发明的导电金属氧化物的加工方法，具有以下有益效果：

本发明在刻蚀完的晶片后，先采用加热方式去除晶片光刻胶图形、导电金属氧化物层及金属层表面的卤族元素以及卤族元素化合物，通过高温把残留的卤族元素以及卤族元素化合物去除掉，可有效避免卤族元素对金属层的腐蚀。

本发明采用氧气(O₂)的等离子体去除光刻胶，气体中不包含水气(H₂O)，可有效避免水气的等离子体对导电金属氧化物的腐蚀。

采用本发明的加工方法，在完全去除光刻胶图形的同时，可以获得形貌完整的导电金属氧化物层-金属层的叠层结构。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。