[发明专利]在用于液晶显示器的玻璃基板上制造导电特征的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及在液晶显示器(LCD)应用中制造镀金属特征(feature)。

背景技术

电镀是得到公认的沉积技术。在半导体制造领域，电镀通常在单晶片处理器中执行，该晶片浸在电解液中。在电镀过程中，该晶片通常放置在晶片支架上，其相对于作为阳极的带正电的平板(也浸在该电解液中)为负的或接地电位。为形成铜层，例如，该电解液通常为大约0.3M到大约0.85M之间的CuSO₄，pH在大约0到大约2之间(通过H₂SO₄调节)，并具有痕量级(ppm浓度)的专有有机添加剂以及Cl^-，以提高沉积质量。在该电镀处理工艺过程中，通常转动该晶片，以有利于均匀地电镀。在该电镀处理工艺过程中获得足够的膜厚度后，将该晶片从电镀室移到另一个室，在该室中在去离子(DI)水中清洗晶片，以从该晶片表面去除剩余的电解液。接着，该晶片经历额外的湿处理，以从背面和斜面边缘去除不需要的铜，然后用另外的DI水清洗去除湿处理化学剩余物。然后，在准备进行化学机械平面化(CMP)操作之前，干燥并冷却该晶片。

尽管在半导体晶片制造中通常使用湿电镀工艺处理，但是，到目前为止，湿电镀尚未用在LCD制造中。这主要归因于通常用在制造中的LCD的尺寸。例如，一些LCD是由3米乘3米尺寸范围的玻璃基板制造。该大尺寸使得传统意义上的电镀不能进行，因为这会产生遍及该表面区域的严重不均匀性。其次，因为CMP操作不会在如此大的基板上起作用，所以铜电镀是不切实际的。出于这些原因，LCD金属特征限制为溅射铝特征，然后该特征被蚀刻，以限定需要的布图。当前处理工艺的缺点也是该玻璃基板的尺寸。要得到基本上均匀溅射的3米乘3米的基板会需要非常大的源靶材(例如，与该基板大约相同尺寸的铝靶材)。该靶材的成本巨大，但需要大的靶材来执行铝溅射。

鉴于上述内容，需要能够在玻璃基板(如用在LCD应用中的基板)上更有效地制造金属特征的方法和装置。

发明内容

总的来说，本发明限定了能够使用局部电镀制造金属特征以在LCD中限定金属特征的方法和系统，该LCD限定在玻璃基板上。应当理解的是，本发明可以以多种方式实现，包括处理工艺、装置、系统、设备、或方法。以下描述本发明的多个创新性的实施方式。

在一个实施方式中，公开了一种用于在玻璃基板上制造金属特征的方法。该方法包括在该玻璃基板上施加光刻胶层。然后，在光刻胶层上形成多个特征的图案，以限定反型光刻胶掩模(inversephotoresist mask)。然后在该反型光刻胶掩模上局部施加电镀流体，从而在未被该反型光刻胶掩模覆盖的区域内形成电镀材料。在其后的操作中，去除该反型光刻胶掩模，以在该未被该反型光刻胶掩模覆盖的区域内限定金属特征。

在另一个实施方式中，公开了一种用于在玻璃基板上限定金属特征的系统。该系统包括光刻单元。该光刻单元配置为在玻璃基板或形成在该玻璃基板上的层之上施加和限定反型光刻胶掩模。提供接近电镀头(proximity plating head)。该接近电镀头配置为形成将施加到该反型光刻胶掩模的电镀弯液面(meniscus)。该电镀弯液面至少包含电解液和电镀化学品(plating chemistry)。提供光刻胶清除器以去除该反型光刻胶掩模，留下在先前未被该反型光刻胶掩模覆盖的区域中形成的金属特征。

在又一个实施方式中，公开一种用于限定将成为液晶显示器(LCD)一部分的金属特征的方法。该方法应用于玻璃基板，该玻璃基板的掩蔽导电金属层(例如，阻挡层)限定在该玻璃基板或该玻璃基板的一层上。在该掩蔽导电金属层上施加反型光刻胶掩模。然后在该反型光刻胶掩模上形成电镀弯液面。该电镀弯液面至少包含电解液和电镀化学品，其中该电镀弯液面在该掩蔽导电金属层上未被该反型光刻胶掩模覆盖的区域内形成金属特征。

从下面结合附图、以实例的方式说明本发明原理的详细描述中，本发明的其他方面和优点将变得显而易见。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本发明将变得容易理解。为便于描述，相同的参考标号表示相同的结构元件。

图1示出了在其上制造有层的玻璃基板的横截面示意图。

图2-图7示出了示例性的金属特征，其可使用反型光刻胶掩模和局部电镀处理工艺制造。

图8A、8B、8C、和8D-1-2示出了用于利于在具有反型光刻胶掩模的基板上局部电镀的示例性结构。

图9示出了用于在LCD基板上制造金属特征的示例性的处理工艺流程。