СПОСОБ ТРАВЛЕНИЯ СЛОЕВ, НАНЕСЕННЫХ НА ПРОЗРАЧНЫЕ ПОДЛОЖКИ Российский патент 2006 года по МПК C25F3/14 H01J9/02 

Изобретение касается способа травления слоев, нанесенных на прозрачные подложки типа стеклянной подложки, и, более конкретно, по меньшей мере слабоэлектропроводящих слоев с целью получения электродов, т.е. проводящих элементов.

Изобретение относится, в частности, к слоям на основе оксида металла типа SnO₂, легированного фтором, которые обычно используют в качестве электродов для излучающих экранов (дисплеев) типа плоского экрана, например плазменных экранов.

Из американского патента US-3837944 известна технология химического травления слоев проводящего оксида металла, такого как SnO₂, заключающаяся с самого начала в нанесении на подлежащий травлению слой сплошного слоя на основе смолы, называемой "фоторезистом", который необходимо экспонировать через шаблон, проявить и затем промыть таким образом, чтобы получить маску, имеющую желаемый рисунок. Затем на снабженный этой маской слой осаждают высушенный порошок цинка, а затем осуществляют химическое травление участков слоя, не покрытых смолой, погружая подложку в ванну с сильной кислотой типа HCl.

Травление химическими средствами хорошо подходит для оксида индия-олова (Indium Tin Oxide, ITO), но оказывается малоэффективным для SnO₂ или даже для SnO₂, легированного фтором (SnO₂:F), которые являются более стойкими.

Французская заявка на патент FR 2325084 раскрывает другой способ травления электрохимическими средствами. Речь идет об электролитическом восстановлении слоя оксида металла SnO₂ путем погружения в ванну с раствором соляной кислоты или серной кислоты подложки, снабженной подлежащим травлению слоем, и медного электрода, при этом подложка и электрод присоединены к источнику электропитания и служат соответственно катодом и анодом данной системы. Электрод имеет размеры по высоте и ширине, эквивалентные размерам подложки, которую медленно погружают с постоянной скоростью, например примерно 1 см/мин, при толщине слоя 0,5 мкм.

Принцип травления электрохимическими средствами является выгодным, однако описанный выше способ с таким электродом может повлечь за собой проблему перетравливания. Фигура 2 иллюстрирует это явление перетравливания. Подложку погружают с постоянной скоростью, следовательно, травление осуществляется по мере продвижения подложки. Так как подложка остается погруженной, участки, уже подвергшиеся травлению, остаются в контакте с раствором электролита и рядом с электродом, так что травление на упомянутых участках продолжается, протекая под маской. Упомянутая часть слоя под маской, которая является таким образом снятой, называется подтравливанием, которое, если оно является неравномерным, делает подложку непригодной для использования, так как расстояние между электродами протравленной подложки больше не является постоянным.

Таким образом, изобретение имеет своей целью предложить способ нового типа с использованием электрохимического травления, в существенной степени ограничивающий и даже позволяющий избавиться от явления перетравливания.

Согласно изобретению предложен способ электрохимического травления слоя с электропроводящими свойствами (например, из легированного оксида металла) на прозрачной подложке (например, из стекла), включающий: приведение по меньшей мере одного подлежащего травлению участка этого слоя в контакт с электропроводящим раствором; погружение в этот раствор электрода и помещение его напротив и на расстоянии (d) от подлежащего травлению участка; приложение электрического напряжения (U) между электродом, соединенным с положительным полюсом, и подлежащим травлению слоем, соединенным с отрицательным полюсом; при этом прозрачная подложка содержит маску, предварительно нанесенную на упомянутый слой перед осуществлением способа и имеющую рисунок, ограничивающий множество открытых участков слоя, причем маска приспособлена к удалению после травления, отличающийся тем, что используют по меньшей мере один электрод и этот электрод имеет продолговатую форму для осуществления одновременного травления на нескольких открытых участках слоя по ширине l.

Продолговатая форма электрода, то есть электрода, имеющего поперечное сечение, размеры которого много меньше его длины, делает возможным нахождение подложки напротив электрода только своей ограниченной зоной, а не всей своей поверхностью, и следовательно, электрод не находится напротив тех участков, которые уже подвергнуты травлению. Опасность перетравливания является в таком случае в существенной степени ограниченной.

Чтобы полностью устранить указанную опасность, способ согласно изобретению предусматривает, что электрод или подложку перемещают друг относительно друга таким образом, что электрод располагается последовательно напротив участков, подлежащих одновременному травлению, и что согласно первому варианту осуществления участки, уже подвергнутые травлению, физически изолируют от электропроводящего раствора или согласно второму варианту осуществления скорость травления увеличивают по мере того, как участки подвергаются травлению и остаются в контакте с электропроводящим раствором.

Согласно первому варианту осуществления электрод удерживают фиксированным в электропроводящем растворе, который временно приводят в контакт только с подлежащими одновременному травлению участками на некоторое время, т.е. время травления. С этой целью в первом подварианте электропроводящий раствор находится в фиксированном положении, в то время как подложку перемещают с постоянной скоростью по отношению к раствору или же подложка находится в фиксированном положении, в то время как раствор перемещают с постоянной скоростью относительно подложки. Также согласно одной характерной особенности электропроводящий раствор содержат в баке, подходящем по размерам для электрода и расположенном под подложкой.

Во втором подварианте первого варианта осуществления подложку погружают в электропроводящий раствор для травления, а после травления погружают во второй непроводящий раствор, на котором покоится проводящий раствор.

Согласно третьему подварианту первого варианта осуществления подложка фиксированным образом полностью погружена в раствор, при этом поверхность, снабженная упомянутым слоем, параллельна поверхности раствора и обращена к ней, и электрод перемещают с постоянной скоростью с помещением напротив подлежащих травлению участков и объединяют с укрывающими средствами, которые прикрывают электрод и подлежащие травлению участки с тем, чтобы изолировать их от участков, уже подвергнутых травлению.

Согласно второму варианту осуществления изобретения электрод фиксируют в электропроводящем растворе, в то время как подложу постепенно погружают в раствор по мере травления, при этом скорость травления увеличивают путем уменьшения скорости перемещения подложки. Предпочтительно, скорость перемещения подложки является экспоненциально убывающей функцией.

Когда совокупность подлежащих травлению участков представляет собой множество полосок, параллельных друг другу, электрод располагают поперек этих полос.

Предпочтительно, нанесенный на подложку слой представляет собой оксид олова или легированный фтором оксид олова, или оксид индия-олова.

Электрод предпочтительно изготовлен из платины и имеет площадь поперечного сечения в интервале от 0,2 до 5 мм².

Согласно другой характерной особенности подложку снабжают электрическим контактом для приложения электрического напряжения, при этом контакт устанавливают на одном конце подложки, а травление осуществляют, начиная с конца, свободного от всякого электрического контакта, до противоположного конца, снабженного электрическим контактом. Электрическое напряжение по меньшей мере равно потенциалу восстановления проводящего материала, образующего упомянутый слой. В альтернативном варианте напряжение между электродом и слоем прикладывают посредством электрического контакта, полученного погружением электрода в электропроводящий раствор, приведенный в контакт с по меньшей мере одним не подвергавшимся травлению участком.

Предпочтительно, предусматривают средства для удаления пузырьков кислорода и водорода, которые появляются во время травления вблизи электрода и/или на электроде.

Также в настоящем изобретении предложена прозрачная подложка, содержащая слой с электропроводящими свойствами, подвергнутый травлению описанным выше способом по изобретению.

Данный тип подложек может использоваться, в частности, в экранах для визуализации (устройствах визуального отображения) типа плазменного экрана.

Предпочтительно, подложка может быть изготовлена из стеклянной композиции, имеющей температуру деформации (наименьшая температура отжига) более 540°С, при этом величина усадки подложки составляет менее 60 млн^-1 (ppm), а ее тепловая характеристика DT составляет более 130°С.

В настоящем изобретении предложено также устройство для электрохимического травления участков слоя с электропроводящими свойствами на прозрачной подложке, включающее в себя по меньшей мере один электрод и электропроводящий раствор, находящийся в ванне, в которую погружен упомянутый электрод, при этом электропроводящий слой соединен электрическим контактом с отрицательным полюсом генератора, в то время как электрод соединен с его положительным полюсом, отличающееся тем, что электрод имеет продолговатую форму для осуществления одновременного травления на нескольких участках слоя по ширине l.

Предпочтительно, предложенное устройство содержит средства перемещения подложки или электрода, при этом один из них остается неподвижным относительно другого, причем упомянутые средства способны останавливать подложку или электрод таким образом, что электрод располагается напротив подлежащих травлению участков, а также средства для изоляции уже подвергнутых травлению участков от электропроводящего раствора.

Более предпочтительно, средства для изоляции уже подвергнутых травлению участков состоят из бака, содержащего электропроводящий раствор и подобранного по размерам электрода. Альтернативно, средства для изоляции уже подвергнутых травлению участков состоят из непроводящего раствора, на котором покоится электропроводящий раствор.

Другие преимущества и характеристики изобретения станут понятными при изучении описания, следующего ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

- фигуры 1А и 1Б представляют собой подложку соответственно до и после процесса травления;

- фигура 2 иллюстрирует явление перетравливания;

- фигура 3 представляет собой вид сверху подложки, снабженной маской, часть слоя которой была подвергнута травлению;

- фигуры с 4 по 7 представляют собой схематические поперечные разрезы устройств для осуществления различных вариантов способа согласно изобретению;

- фигура 8 представляет собой вид сбоку электрода, соединенного с держателем, который относится к варианту согласно фигуре 4.

Чтобы упростить их понимание, фигуры выполнены не в масштабе.

Условились брать в качестве примера в нижеследующем описании прозрачную подложку 10 типа стекла, которая изображена на фигурах 1А и 1Б соответственно до и после того, как она была подвергнута процессу травления согласно изобретению.

Подложка 10 изготовлена из флоат-стекла толщиной примерно 2,8 мм и в данном случае, в качестве примера, имеет размеры 60 см × 100 см, причем она предназначена для создания передней или задней поверхности излучающего экрана типа плазменного экрана.

Подложка 10 содержит слой 11 из легированного фтором оксида олова (SnO₂:F) толщиной 300 нм, например, нанесенный на предварительной стадии, не описанной здесь детально, так как она известна специалисту в данной области техники, например, методом пиролиза из газовой фазы (называемым также химическим осаждением из газовой фазы от англ. Chemical Vapor Deposition) непрерывно и непосредственно на ленту флоат-стекла, или с перерывом на разрезанные стекла, или по вакуумной технологии, обычно с перерывом, на разрезанные стекла.

Целью является травление этого слоя с высоким разрешением для изготовления электродов 11' в форме параллельных полосок длиной 100 см, т.е. с размером, соответствующим длине подложки, и шириной 250 мкм. Данные полоски могут быть сгруппированы в "пары" полосок, отделенные одни от других промежутком в 400 мкм, с расстоянием между двумя полосками одной и той же пары в 80 мкм.

Маска 12 на основе смолы, которая называется «фоторезистом» и толщина которой может изменяться от 3 до 60 мкм, покрывает весь подлежащий травлению слой 11.

Метод нанесения маски, который хорошо известен специалисту в данной области и вариант осуществления которого описан, например, в американском патенте US 3837944, ниже излагаться не будет.

Маска 12 имеет рисунок, который определяет форму полосок электродов 11', которые желают получить. Таким образом, травление слоя 11 осуществляют на открытых («обнаженных») участках 13 без маски, которые в их совокупности также представляют собой параллельные полоски.

Способ травления согласно изобретению заключается в приведении в контакт подлежащих травлению участков 13 с электропроводящим раствором или электролитом, погружение электрода в этот же раствор, помещение его напротив каждого участка 13 и приложение электрического напряжения между электродом и слоем 11.

Электрод имеет продолговатую форму с тем, чтобы простираться, предпочтительно, на всю ширину подложки и поперек подлежащих травлению полосок, что позволяет перекрыть несколько или множество участков 13, которые таким образом могут подвергаться травлению одновременно (фигура 3). Травление осуществляют на поверхности шириной 1, например, примерно 1 см и перпендикулярно оси электрода. Операцию травления повторяют, перемещая либо электрод, либо подложку вдоль подлежащих травлению полосок по всей длине подложки.

Если невозможно сделать электрод столь же большим, как и ширина подложки, операцию травления осуществляют по ширине, соответствующей длине электрода, и в таком случае операция должна быть повторена для осуществления травления подложки по всей ее ширине. Или же, чтобы выиграть во времени изготовления, можно предусмотреть использование нескольких электродов, каждый из которых травит часть ширины подложки.

Травление происходит в результате электрохимической реакции: ионы раствора переносят электроны, которые воздействуют на слой SnO₂ с восстановлением его до металлического состояния (Sn) и выделением кислорода и водорода, сопровождающимся появлением пузырьков 51 вокруг участка 13 (фигуры 4-7). Чтобы избежать прикрепления хотя бы одного пузырька на слое SnO₂:F, который может препятствовать травлению или минимизировать травление, что в противном случае такого неполного травления вызовет короткое замыкание, могут быть использованы средства 50 для удаления упомянутых пузырьков (фигура 4), такие как ультразвук.

Способ согласно изобретению заключается таким образом в том, что электрод или подложку перемещают друг относительно друга таким образом, что электрод последовательно располагается напротив участков, подлежащих одновременному травлению, и что согласно первому варианту осуществления участки, уже подвергнутые травлению, физически изолируют от электропроводящего раствора, а согласно второму варианту осуществления скорость травления увеличивают по мере того, как участки подвергаются травлению и остаются в контакте с электропроводящим раствором.

Фигуры 4-6А и 6Б иллюстрируют варианты устройства для осуществления способа согласно первому варианту осуществления, тогда как фигура 7 иллюстрирует устройство для осуществления способа по второму варианту осуществления. Общие элементы помечены идентичными номерами.

Электропроводящий раствор 20 находится в ванне, которая может содержать или не содержать подложку целиком, при этом по меньшей мере подвергающийся травлению участок должен быть в контакте с этим раствором. Выбирают, например, соляную кислоту (HCl), концентрация которой составляет от 0,1 до 5 М, предпочтительно - примерно 1 М.

Итак, электрод имеет продолговатую форму и это означает, что его поперечное сечение, какова бы ни была его форма, по размерам значительно меньше, чем его длина. Электрод может представлять собой, например, электропроводящую проволоку, предпочтительно из платины, диаметр которой соответствует сечению s, помещаемому напротив участков 13. Как вариант, электрод может представлять собой плоский проводящий элемент в форме параллелепипеда, такой как жесткая металлическая пластина, толщина которой по существу соответствует сечению s, помещаемому напротив участков 13.

Диаметр сечения s электрода равен, например, 0,5 мм, но может быть больше или меньше. Размер подбирают в соответствии с типом выбранного электрода, например, для проволоки он является функцией длины проволоки и ее материала, чтобы обеспечить определенную жесткость. Предпочтительно, площадь поперечного сечения будет составлять от 0,2 до 5 мм².

Расстояние d, которое отделяет электрод от подвергающегося травлению слоя, определяется как наименьшее расстояние, отделяющее электрод от слоя, то есть по перпендикуляру к плоскости подложки. Оно может изменяться от 0,1 мм до 3 см для подложки того типа, который принят здесь в качестве примера, однако оно является зависимым, в частности, от желаемых ширины и глубины подлежащего травлению участка и от сечения s электрода.

Предусмотрен электрический контакт 14, соединенный со слоем 11 и фиксированным образом с одним из концов подложки, причем он соединен с отрицательным полюсом генератора 40 напряжения, в то время как электрод 30 соединен с его положительным полюсом. Как видно, травление осуществляют поперек параллельных полосок подлежащего травлению слоя 11, кроме того, оно предпочтительно начинается с того конца подложки, который не имеет никакого электрического контакта, и заканчивается на том конце, который снабжен контактом 14, чтобы таким образом обеспечить постоянное электрическое соединение оставшихся для травления участков, и для этого оказывается необходимым либо перемещение электрода по отношению к подложке, либо, наоборот, перемещение подложки относительно электрода.

В альтернативном варианте, чтобы избежать закрепления такого электрического контакта на подложке, можно предусмотреть контакт, осуществляемый с помощью проводящего раствора за счет капиллярного действия, как описано далее со ссылкой на фигуру 6Б.

Электрическое напряжение U, создаваемое генератором 40 и приложенное между электродом 30 и слоем 11, как минимум, должно быть равно потенциалу восстановления металла или оксида металла, входящего в состав слоя; для SnO₂ минимальное напряжение составляет 2 В. Можно предусмотреть приложение напряжения до нескольких сотен вольт. Ток, выдаваемый тем же самым генератором, может быть равен, например, 3 А.

Наконец, время травления, в течение которого электрод 30 остается в положении напротив подвергающегося травлению участка 13 и в течение которого прикладывают напряжение, может изменяться от нескольких секунд до нескольких минут для подложки того типа, который взят здесь в качестве примера. Вдобавок, это время зависит от различных параметров, используемых в предложенном способе и указанных выше, в частности от расстояния d и толщины подлежащего травлению участка, то есть толщины слоя 11.

Таким образом, различные параметры, используемые в способе травления участка заданной ширины и толщины, которыми являются концентрация раствора, ток, расстояние d, поперечное сечение s электрода и время травления, зависят друг от друга и, следовательно, должны быть согласованы друг с другом.

В первом подварианте первого варианта осуществления, видимого на фигуре 4, на которой изображен поперечный разрез в плоскости, параллельной полоске подложки и проходящей через эту полоску, лишенную маски и, следовательно, подлежащую травлению, подложка 10 расположена горизонтально, полностью погружена в электропроводящий раствор 20 и удерживается в фиксированном состоянии, а поверхность, снабженная слоем 11 и маской 12, обращена к поверхности раствора. Травление осуществляют при перемещении электрода 30 в результате поступательного движения F с постоянной скоростью.

Слой 11 соединен через один из концов подложки при помощи контакта 14 с отрицательным полюсом генератора 40, тогда как положительный полюс последнего соединен с электродом 30.

Электрод 30, представляющий собой платиновую проволоку, расположен поперек подлежащих травлению полосок, и проволока расположена на вертикали к подвергающемуся травлению участку 13.

Поддержание электрода в ходе травления в фиксированном положении обеспечивается благодаря поддерживающим средствам 31, невидимым на фигуре 2, но изображенным на фигуре 8. Упомянутые средства представляют собой рамку в форме скобы, изолирующую и химически стойкую по отношению к проводящему раствору 20, например, из ПВХ (PVC), вокруг которой затянута платиновая проволока. Ножки 31а скобы опираются на подложку, а проволока 30 удерживается на расстоянии d от подложки за счет ее захвата в два выреза 31б, расположенные друг против друга на ножках 31а скобы, при этом высота h вырезов соответствует расстоянию d. Чтобы иметь различные возможные расстояния d, могут быть предусмотрены несколько вырезов 31б разной высоты.

Чтобы полностью избежать перетравливания участков, уже подвергнутых травлению, во время травления участок физически изолируют, окружая электрод и участок укрывающими средствами 32, такими как гибкая юбка. Юбка задумана для того, чтобы окружить электрод 30, при этом ее полы 32а находятся на одном уровне со слоем 11, не царапая его, и свисают с каждой стороны участков 13 во время травления.

Наконец, вместо использования ультразвуковых устройств в качестве средств для удаления (отделения) пузырьков водорода и кислорода возможно более "мягкое" воздействие на слой путем создания замкнутой циркуляции проводящего раствора, например, при помощи всасывающего и нагнетающего насоса 50, который в ходе травления всасывает жидкий раствор на одном конце и выбрасывает его через другой конец над участком 13 таким образом, чтобы отогнать пузырьки.

Во втором подварианте первого варианта осуществления, изображенном на фигуре 5, электрод 30 остается в электропроводящем растворе 20 в фиксированном положении, тогда как подложку 10 вертикально погружают в раствор в направлении F с постоянной скоростью при помощи средств 53 перемещения, таких как зажим, манипулируемый механической рукой.

Электропроводящий раствор 20 покоится (находится в "подвешенном" состоянии) на непроводящем растворе 23. Высота раствора 20 по меньшей мере соответствует ширине 1 травления (фигура 2) подлежащей травлению полосы 13, а высота непроводящего раствора 23 по существу равна величине подложки. Бак 52 вмещает резервуар с растворами 20 и 23 для того, чтобы принимать раствор 20, переливающийся через край во время погружения подложки.

Таким образом, после прохождения подложки через раствор 20 для травления ее введение в раствор 23, который является непроводящим, немедленно прекращает травление. Следовательно, всякая опасность перетравливания устраняется.

В третьем подварианте (фигуры 6А и 6Б) электрод 30 поддерживается в фиксированном положении в проводящем растворе 20, который контактирует только с участками 13, подвергаемыми одновременному травлению, в течение ограниченного промежутка времени, т.е. времени травления.

Чтобы достигнуть этого, электрод 30 остается погруженным в бак 21, который содержит раствор 20 и подобран по размеру электрода. В таком случае подлежащие травлению участки подложки приводятся в контакт с раствором за счет капиллярного эффекта, при этом электрод находится напротив упомянутых участков.

Последовательное приведение в контакт подлежащих травлению участков осуществляют либо перемещением подложки по отношению к баку 21, остающемуся в фиксированном положении, при этом подложка может перемещаться с постоянной скоростью над баком 21 при помощи подходящих средств 54 привода, либо перемещением бака 21 по отношению к подложке, остающейся в фиксированном положении, при этом бак 21 перемещается с постоянной скоростью при помощи подходящих средств 55 привода, расположенных снизу подложки, удерживаемой в фиксированном положении средствами подвешивания.

Для того чтобы раствор 20 всегда находился в контакте с подложкой и при этом один из двух элементов непрерывно перемещался, предусмотрены неизображенные средства для создания избыточного давления, чтобы получить состояние мини-кипения или постоянного переливания через край раствора 20.

Таким образом, проводящий раствор 20, содержащий электрод 30, контактирует с подвергающимися одновременному травлению участками 13 только при травлении, а участки, однажды подвергшиеся травлению, больше не контактируют с раствором, что позволяет избежать явления перетравливания.

В случае необходимости подвергнутая травлению поверхность подложки затем может быть промыта от любых остатков проводящего раствора приведением подвергнутых травлению участков подложки в контакт с другим баком 22, заполненным водой. Упомянутый бак неподвижен, если перемещается подложка, или является подвижным, если подложка остается неподвижной.

В данном устройстве можно использовать в качестве электрода не только проволоку, но, например, металлизированную опору, при этом опора структурно интегрирована с баком 21 и образует канал, в котором помещен металл, расположенный параллельно подложке.

На фигуре 6А электрический контакт 14 закреплен на одном из концов подложки, при этом операция травления осуществляется, как уже излагалось выше, начиная со свободного от контакта конца подложки в направлении электрически соединенного конца.

На фигуре 6Б показан электрический контакт 14, физически независимый от подложки, который состоит из электрода 33, погруженного в электропроводящий раствор 24, содержащийся в баке 25, при этом раствор 24 контактирует с по меньшей мере одним еще не подвергавшимся травлению участком подложки. Поэтому бак 25 удален от бака 21 на постоянное расстояние, эквивалентное и пропорциональное по меньшей мере расстоянию, разделяющему две параллельные полоски слоя 11.

В устройстве для реализации способа согласно второму варианту осуществления (фигура 7) электрод 30 остается в неподвижном положении, тогда как подложку 10 для осуществления травления участков 13 постепенно погружают вертикально или наклонно в раствор 20 в результате поступательного движения F.

Электрод 30, образованный платиновой проволокой, объединен с поплавком 34, который способен перемещаться в направлении, параллельном направлению поступательного движения подложки. Поплавок позволяет поддерживать постоянным расстояние d между электродом и подложкой в результате повышения уровня раствора при постепенном введении подложки. Поплавок также является средством, взятым здесь в качестве примера, сохранения фиксированного расстояния d между электродом и подложкой. Кроме того, ввиду переливания раствора через край при постепенном введении подложки можно предусмотреть резервуар для собирания раствора.

Подложка 10 сохраняет фиксированное положение в течение времени травления, при этом подвергающиеся травлению участки 13 находятся напротив проволоки 30. Подложку перемещают благодаря подвижным поддерживающим средствам, которые не видны на фигуре. Оба боковых края подложки с полосками, подлежащими травлению, связаны с поддерживающими средствами, которые способны перемещаться по направляющим рельсам в направлении поступательного движения подложки.

Электрический контакт 14 подложки расположен на верхнем конце подложки, выступающем из раствора 20 таким образом, что электрическое соединение остается постоянным во время травления.

Чтобы гарантировать, что явление перетравливания не происходит, несмотря на ограничение участков, находящихся напротив электрода, увеличивают скорость травления во время погружения. Для этого уменьшают скорость погружения подложки, предпочтительно, согласно экспоненциально убывающей функции.

После травления слоя 11 на всех участках 13 согласно любому из вариантов осуществления и подвариантов, изложенных выше, осуществляют удаление маски, т.е. стадию, хорошо известную специалисту, либо химическим путем, растворяя ее в подходящем растворителе, либо термообработкой, при которой на маску направляют поток горячего воздуха или подложку помещают в печь.

Способ травления, описанный выше, подходит, в частности, для травления SnO₂, но, разумеется, он может быть применен ко всем типам проводящих или слабопроводящих металлов или оксидов металлов, таких как оксид индия-олова (ITO).

Изобретение относится к способам травления слоев, нанесенных на прозрачные подложки типа стеклянной подложки, и, более конкретно, по меньшей мере, слабо электропроводящих слоев с целью получения электродов, т.е. проводящих элементов. Способ включает приведение подлежащих травлению участков слоя в контакт с раствором, погружение в раствор электрода и помещение его напротив и на расстоянии (d) от участка, приложение электрического напряжения, при этом прозрачная подложка содержит маску, имеющую рисунок, ограничивающий множество открытых участков слоя, кроме того, используют по меньшей мере один электрод и этот электрод имеет продолговатую форму для осуществления одновременного травления на нескольких открытых участках слоя по ширине l. Способ также применяется для травления слоя оксида олова, или легированного фтором оксида олова, или оксида индия-олова. Прозрачная подложка содержит слой, подвергнутый травлению данным способом. Экран для визуализации типа плазменного экрана включает в себя указанную подложку. Устройство для электрохимического травления участков слоя включает по меньшей мере один электрод и электропроводящий раствор, находящийся в ванне, в которую погружен упомянутый электрод, при этом электрод имеет продолговатую форму для осуществления одновременного травления на нескольких участках слоя по ширине l. Технический результат: ограничение и избавление от явления перетравливания. 5 н. и 23 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ электрохимического травления слоя (11) с электропроводящими свойствами на прозрачной подложке (10), включающий приведение по меньшей мере одного подлежащего травлению участка (13) слоя в контакт с электропроводящим раствором (20), погружение в раствор (20) электрода (30) и помещение его напротив и на расстоянии (d) от участка (13), приложение электрического напряжения (U) между электродом (30), соединенным с положительным полюсом, и подлежащим травлению слоем (11), соединенным с отрицательным полюсом, при этом прозрачная подложка содержит маску (12), предварительно нанесенную на упомянутый слой (11) перед осуществлением способа и имеющую рисунок, ограничивающий множество открытых участков (13) слоя (11), причем маска приспособлена к удалению после травления, отличающийся тем, что используют по меньшей мере один электрод и этот электрод имеет продолговатую форму для осуществления одновременного травления на нескольких открытых участках слоя (11) по ширине l.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подложку (10) или электрод (30) перемещают относительно друг друга, при этом один из них является неподвижным, так что электрод последовательно располагают напротив подлежащих одновременному травлению участков, а уже подвергнутые травлению участки физически изолируют от электропроводящего раствора (20).3. Способ по п.1, отличающийся тем, что подложку (10) или электрод (30) перемещают относительно друг друга, при этом один из них является неподвижным, так что электрод последовательно располагают напротив подлежащих одновременному травлению участков и скорость травления увеличивают по мере того, как участки подвергаются травлению и остаются в контакте с электропроводящим раствором.4. Способ по п.2, отличающийся тем, что электрод (30) удерживают неподвижным в электропроводящем растворе (20), который на время травления приводят в контакт с подлежащими одновременному травлению участками (13).5. Способ по п.4, отличающийся тем, что электропроводящий раствор (20) находится в фиксированном положении, тогда как подложку перемещают с постоянной скоростью по отношению к раствору.6. Способ по п.4, отличающийся тем, что подложка находится в фиксированном положении, тогда как раствор (20) перемещают с постоянной скоростью по отношению к подложке.7. Способ по любому из пп.4-6, отличающийся тем, что электропроводящий раствор (20) содержится в баке (21), подобранном по размерам электрода и расположенном под подложкой.8. Способ по п.4, отличающийся тем, что подложку погружают в электропроводящий раствор (20) для травления, а после травления погружают во второй непроводящий раствор (23), на котором покоится электропроводящий раствор (20).9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что подложку (10) полностью погружают и фиксируют в растворе (20), при этом ее поверхность, снабженная слоем (11), параллельна поверхности раствора и обращена к ней, а электрод (30) перемещают с постоянной скоростью напротив подлежащих травлению участков (13) и соединяют с укрывающими средствами (32), которые окружают электрод и подвергающиеся травлению участки с тем, чтобы изолировать их от уже подвергнутых травлению участков.10. Способ по п.3, отличающийся тем, что электрод фиксируют в электропроводящем растворе (20), тогда как подложку (10) постепенно погружают в раствор по мере травления, при этом скорость травления увеличивают путем уменьшения скорости перемещения подложки.11. Способ по п.10, отличающийся тем, что скорость перемещения подложки представляет собой экспоненциально убывающую функцию.12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что электрод (30) изготовлен из платины.13. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что электрод (30) имеет площадь поперечного сечения (s) в интервале 0,2÷5 мм².14. Способ по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что расстояние (d), отделяющее участок (13) от электрода (30), находится в интервале 0,1÷30 мм.15. Способ по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что совокупность подлежащих травлению участков (13) представляет собой множество полосок, параллельных друг другу.16. Способ по п.15, отличающийся тем, что электрод (30) располагают поперек полосок.17. Способ по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что слой (11) подложки (10) снабжают электрическим контактом (14) для приложения электрического напряжения (U), причем контакт устанавливают на одном конце подложки, а травление осуществляют, начиная с конца, свободного от всякого электрического контакта, и до противоположного конца, снабженного электрическим контактом (14).18. Способ по п.4, отличающийся тем, что приложение напряжения между электродом (30) и слоем (11) осуществляют посредством электрического контакта, полученного погружением электрода (31) в электропроводящий раствор (24), приведенный в контакт с по меньшей мере одним не подвергавшимся травлению участком (13).19. Способ по любому из пп.1-18, отличающийся тем, что электрическое напряжение (U) по меньшей мере равно потенциалу восстановления проводящего материала, образующего слой (11).20. Способ по любому из пп.1-19, отличающийся тем, что предусматривают средства (50) для удаления пузырьков (51) кислорода и водорода, появляющихся во время травления вблизи электрода и/или на электроде.21. Применение способа электрохимического травления слоя с электропроводящими свойствами по любому из пп.1-20 для травления слоя оксида олова, или легированного фтором оксида олова, или оксида индия-олова.22. Прозрачная подложка, содержащая слой (11) с электропроводящими свойствами, подвергнутый травлению способом по любому из пп.1-20.23. Подложка по п.22, отличающаяся тем, что она состоит из стеклянной композиции, имеющей температуру деформации более 540°С, при этом величина уплотнения подложки составляет менее 60 млн^-1, а ее тепловая характеристика DT составляет более 130°С.24. Экран для визуализации типа плазменного экрана, содержащий подложку по п.22 или 23.25. Устройство для электрохимического травления участков (13) слоя (11) с электропроводящими свойствами на прозрачной подложке (10), включающее по меньшей мере один электрод (30) и электропроводящий раствор (20), находящийся в ванне, в которую погружен упомянутый электрод, при этом электропроводящий слой соединен электрическим контактом (14) с отрицательным полюсом генератора (40), в то время как электрод (30) соединен с положительным полюсом, отличающееся тем, что электрод имеет продолговатую форму для осуществления одновременного травления на нескольких участках слоя по ширине l.26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что содержит средства (53, 54, 55) перемещения подложки или электрода, при этом один из них остается неподвижным относительно другого, причем упомянутые средства способны останавливать подложку или электрод таким образом, что электрод располагается напротив подлежащих травлению участков, а также средства (21, 23, 32) для изоляции уже подвергнутых травлению участков от раствора (20).27. Устройство по п.26, отличающееся тем, что средства для изоляции уже подвергнутых травлению участков состоят из бака (21), содержащего раствор (20), и подобранного по размерам электрода.28. Устройство по п.25, отличающееся тем, что средства для изоляции уже подвергнутых травлению участков состоят из непроводящего раствора (23), на котором покоится электропроводящий раствор (20).