[发明专利]蚀刻方法和利用该蚀刻方法制备的装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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）。