薄膜黄光蚀刻制程简介.ppt

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1、World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron1NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay1 薄膜黃光蝕刻製程簡介顏良富、簡鼎杰World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron2NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay2薄膜技術簡介薄膜技術簡介World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron3NATIONAL QUALITY

2、AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay3 Sputter ITO技術介紹技術介紹World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron4NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay4大大 綱綱成膜製程成膜製程ITO 靶材靶材品質異常處理品質異常處理World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron5NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTI

3、ALUniDisplay5Touch panel ITO layer剖面圖剖面圖玻璃基板玻璃基板(0.55 mm)ITO(Indium-Tin-Oxide)透明導電膜透明導電膜 高透過率高透過率 低低Sheet阻抗值阻抗值(高導電性高導電性)ITO film 200AWorld Class QualityCONFIDENTIALUnimicron6NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay6透明導電膜透明導電膜 可視透過率可視透過率90 以上以上 (400700nm)，sheet抵抗抵抗 檢查每一氣體流量是否

4、異常 進料穿越漏氣=檢查處理壓力異常處 底下漏氣=檢查處理壓力異常處 濺鍍內部Carrier 感測器之石英玻璃是否破裂 靶材是否擊穿漏水 濺鍍 Chamber間是否有Gap造成漏氣濺鍍功率異常:電源供應損壞 Sparc損壞 剝離造成靶材和備品導通量測機台異常或人員量測錯誤World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron30NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay30靶材更換後，真空異常之可能原因靶材更換後，真空異常之可能原因氣灑裝置異常氣灑裝置異常(螺絲未裝或未鎖緊螺絲未裝或

5、未鎖緊;O-環損壞或未裝環損壞或未裝)背板有坑洞傷痕背板有坑洞傷痕靶材未裝好或鐵弗龍框架變形，靶材未裝好或鐵弗龍框架變形，O-環不潔或受損環不潔或受損腔室上之腔室上之O-環不潔或受損環不潔或受損清機後東西未收拾完全清機後東西未收拾完全(如無塵布留在腔室如無塵布留在腔室等等)設備工程師保養不妥善設備工程師保養不妥善背板背板漏水漏水其他其他World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron31NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay31黃光技術簡介黃光技術簡介World Class

6、 QualityCONFIDENTIALUnimicron32NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay32綱要黃光工程基本概念黃光製程流程簡介黃光設備功能簡介World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron33NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay33黃光工程基本概念Negative Type Photo Resist Resist CoatingExposure&PatterningD

7、eveloping&Pattern FormingGlass SubstrateWorld Class QualityCONFIDENTIALUnimicron34NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay34黃光工程基本概念Positive Type Photo Resist Resist CoatingExposure&PatterningDeveloping&Pattern FormingGlass Substrate正型光阻所製作出來的Pattern與光罩上的相同World Class Quality

8、CONFIDENTIALUnimicron35NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay35黃光製程流程簡介(正型光阻)LDCleanerPlasmaB/FSlit CoaterCPB/FHP(pre bake)ExposureDevelopStripperEtchingFlipperHP(post bake)B/FSlit CoaterB/FFlipperHP(pre bake)B/FULDWorld Class QualityCONFIDENTIALUnimicron36NATIONAL QUALITY

9、AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay36黃光設備功能簡介World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron37NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay37Cleaner(溼式洗淨)Brush Area毛刷洗淨Jet-spray噴射灑水(DIW1)MS超高音波(DIW2)Air Knife空氣刀基板行進方向World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron38NATIONAL QUALITY

10、AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay38Detergent CleanerDETERGENTC.J.AREAD.I.W.1BRUSH AREAD.I.W.2AIR KNIFED.I.W.TANK 上方噴嘴 下方噴嘴AIRFILTERDRAINDRAIN廠務端廠務給水廠務端壓縮空氣(CDA)廠務給水DETERGENTTANK UNITDETERGENTTANK UNITDRAINALKALINE鹼性排氣給水方向排水方向壓縮空氣方向World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron39NATIONAL QUAL

11、ITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay39DIW CleanerD.I.WATER TANK廠務給水DRAIN 上方噴嘴上方噴嘴 下方噴嘴下方噴嘴DRY CHAMBERD.I.W.2D.I.W.1D.I.W.BRUSHDRAIN(2)AIRFILTER廠務端壓縮空氣(CDA)WET濕氣排氣給水方向排水方向壓縮空氣方向WET濕氣排氣DRAIN(1)WET濕氣排氣(1)(1)(1)(2)BRUSHBRUSHSHOWERSHOWER(B)(B)(A)(C)排水氣排水氣BRUSHWorld Class QualityCONFIDENTIA

12、LUnimicron40NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay40Brush Area基板可藉由刷洗的程序除去較大粒徑的異物(100m)。毛刷旋轉方向可分為順時針與逆時針兩種。World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron41NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay41Jet-Spray噴射灑水可除去中等粒徑的異物(25m)。噴射灑水洗淨又稱為二流體(liquid+gas)洗淨。Wor

13、ld Class QualityCONFIDENTIALUnimicron42NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay42超音波洗淨的功能超音波洗淨的功能超高音波洗淨可除去細微粒徑(10m)的異物。超高音波洗淨主要機制如下：(1)超高音波震動子震動(2)水分子獲得能量(3)水分子到達基板(4)除去基板表面微細異物(5)能量由基板表面傳至背面(6)藉由背面潤濕除去微細異物World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron43NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份

14、有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay43Cavitation Jet(CJ)利用小氣泡沾附於Particle，當聚集成較大的氣泡時，可藉由浮力將其帶走。World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron44NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay44Air Knife空氣刀主要用來除去基板表面的水膜，避免因表面殘留的水痕造成後續製程Mura的產生。World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron45NATION

15、AL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay45Plasma Cleaner(乾式洗淨)類似UV的功能，藉由電漿將氣體分子(例如O2、H2、N2、CH4)分解成離子、電子、自由基等高反應性物質，再利用這些高反應性物質來與有機污染物進行反應，以達到表面改質及清潔的效能。World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron46NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay46Plasma Cleaner(乾式洗淨)常壓

16、式plasma cleaner的特點：在常壓下即可產生電漿不需要真空腔體，設備體積較小污染小World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron47NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay47Plasma Cleaner(乾式洗淨)World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron48NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay48Slit Coating藉由壓力將光

17、阻均勻塗佈於玻璃基板上。變因：(1)吐出量(ml)：藉由氣體的壓力的大小來調整所需光阻的滴下量。(2)塗佈速度(mm/sec)：視光阻黏度及製程需要而定。(3)塗佈寬度：以SIM片控制塗佈寬度及吐出量。(4)Gap：Nozzle與基板之間的距離，距離大小影響光阻耗用量與塗佈均勻性。World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron49NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay49Slit Coating 作動流程World Class QualityCONFIDENTIALUni

18、micron50NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay50Hot Plate(HP)&Cooling Plate(CP)變因：(1)溫度：影響光阻揮發狀況及附著性。(2)溫度的均勻性：間接影響膜厚均勻性。(3)排氣：可能是污染的來源。(4)加熱時間：影響附著性、間接影響CD值。World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron51NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay51Hot Plat

19、e(HP)&Cooling Plate(CP)HP：主要將光阻表面進行預烘烤，除了可將光阻中部份的溶劑揮發並可增加其表面硬度外，另一方面可加強光阻與基板的附著性。CP：主要用途是將高溫烘烤之基板降溫，使基板溫度適合於該製程使用。World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron52NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay52曝光機變因：(1)曝光能量：能量的多寡視光阻的起使劑種類與數量而定。(2)Gap：Gap的高低與光阻本身特性及光罩設計有關。(3)溫度：影響曝光後產品的品質

20、。(4)對位：曝光對應位置須一致。World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron53NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay53Developer玻璃基板經過Developer後，正型光阻曝光的部分將被去除。變因：(1)顯影液種類及濃度：(2)顯影壓力：(3)顯影速度：(4)流量：(5)溫度：顯影拔取時間World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron54NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CO

21、NFIDENTIALUniDisplay54DeveloperDeveloper顯影槽顯影槽DilutionDeveloper稀釋槽稀釋槽WaterCurtain液切槽液切槽WaterSpray灑水灑水Brush背面刷洗背面刷洗AirKnife空氣刀空氣刀CavitationJetCJ洗淨洗淨基板行進方向World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron55NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay55DeveloperWorld Class QualityCONFIDENTIA

22、LUnimicron56NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay56DeveloperWorld Class QualityCONFIDENTIALUnimicron57NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay57Post-bake將光阻硬化，並增強附著力。變因：(1)溫度：影響光阻揮發狀況及附著性。(2)溫度的均勻性：間接影響膜厚均勻性。(3)排氣：可能是污染的來源。(4)加熱時間：影響附著性、間接影響CD值。Worl

23、d Class QualityCONFIDENTIALUnimicron58NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay58 蝕刻技術簡介World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron59NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay59TFT Array 製程關鍵性技術蝕刻製程技術依其用途領域不同可分為濕式蝕刻法(Wet Etching)乾式蝕刻法(Dry Etching)電漿蝕刻法反應性離子蝕

24、刻法World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron60NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay60資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器技術基礎及應用”World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron61NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay61濕蝕刻反應過程大概可分為三個階段：（1）反應物質擴散到欲被蝕刻材質的表面，（2）反映物與被蝕刻薄膜反應，（

25、3）反應後的產物從蝕刻表面擴散到溶液中，並隨溶液被排出。在此三個階段中，反應最慢者就是蝕刻速率的控制關鍵，也就是說，該階段的進行速率即是反應速率。World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron62NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay62Scheme of Wet Etching 噴嘴玻璃薄膜 蝕蝕 刻刻 液液化學反應化學反應化學反應化學反應光阻蝕刻製程蝕刻製程(可分二種方式)1.Wet Etch1.Wet Etch 濕式蝕刻 蝕刻後光阻去除 去去 光光 阻阻 液液Wor

26、ld Class QualityCONFIDENTIALUnimicron63NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay632.Dry Etch2.Dry Etch 乾式蝕刻 A.PE mode (Plasma etching)B.RIE mode (Reactive ion etching)下電極板下電極板(陽極陽極)下電極板(陰極)PlasmaPlasma上電極板(陽極)PlasmaPlasma上電極板上電極板(陰極陰極)PE modeRIE modeWorld Class QualityCONFIDEN

27、TIALUnimicron64NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay64 顯 影去光阻液去光阻(striping)鍍第二層膜上光阻對準,曝光光罩顯影 液 蝕刻TFT的循環製程圖解 2World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron65NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay65TFTCstContactTopside exposure-UV lightMo/AlNd 蝕刻蝕刻Mask 1

28、Mo 500AAlNd 3000AWorld Class QualityCONFIDENTIALUnimicron66NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay66World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron67NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay67(1)Indexer：主要功能為將產品玻璃送入蝕刻製程線（Process line）入口，並將已完成蝕刻製程的玻璃正確送回原產品匣（C

29、assette）(2)Entrance conveyer：為蝕刻線的入口傳輸單位，可透過玻璃在此單位的停留時間，來控制兩片玻璃進入蝕刻線之前後間隔(3)Etch 1：產品玻璃所遇到的第一個蝕刻槽（etching chamber），玻璃通常在此停留以完成主要的薄膜蝕刻移除程序；部分製程甚至加裝蝕刻終點偵測器（End PointDetector，EPD），以利蝕刻終點的正確抓取。(4)Etch 2：產品玻璃於Etch 1完成主要的蝕刻程序後，為了避免因蝕刻速率不均，而有少數薄膜殘留存在，將在第二個蝕刻槽進行過蝕刻（Over etching），以確保薄膜的徹底移除。(5)Rinse 1：蝕刻完成後，

30、需將玻璃表面之化學溶液及反應生成物去除，故在此清洗槽進行初步的洗淨動作。通常玻璃由蝕刻槽進入此清洗槽之前，會有風刀（A i rknife）的設置，以將伴隨玻璃進入清洗槽的化學溶液量降至最低，如此可同時減少化學溶液的消耗及清洗用水的需求量，如圖5所示。(6)Wet shuttle：由於此類的蝕刻機台設計為U 字型，故此單位的功能主要為傳輸過渡帶；在傳輸的過程中，適當的噴灑洗淨水，有助於殘留之化學溶液去除，並保持濕潤以免玻璃表面未洗淨之化學溶液及蝕刻反應生成物乾凅。(7)Rinse 2：產品玻璃在此洗淨槽進行二次沖洗的動作，務求徹底地將化學溶液及蝕刻反應生成物完全洗淨移除，以免影響後續之製程進行。

31、World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron68NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay68(8)Dryer：此單位主要由兩道的風刀前後排列（非平行）而成，主要是利用強力風壓的作用，將留在產品玻璃上的洗淨水驅離玻璃表面，以避免塵粒（Particle）的附著，或水痕（Water mark）的殘留。(9)Outlet conveyer&Cross passageWorld Class QualityCONFIDENTIALUnimicron69NATIONAL QUALITY

32、 AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay69a.鋁、鉬金屬蝕刻鋁或鋁合金的濕蝕刻製程，主要是使用加熱的磷酸（H3PO4）、硝酸（HNO3）、醋酸（CH3COOH）及水的混合溶液來進行；加熱的溫度大約在攝氏35到60度之間，溫度越高蝕刻速率越快。而蝕刻反應的進行方式則是藉由硝酸與鋁反應產生氧化鋁，再由磷酸和水來分解氧化鋁；而醋酸主要是用做緩衝劑（Buffer Agent），來抑制硝酸的解離。至於蝕刻速率的調整，則可藉由改變硝酸及磷酸的比例，再配合醋酸的添加或是水的稀釋來控制，相關之化學反應式如World Class QualityCONFIDENTIALUnimicron70NATIONAL QUALITY AWARD明興光電股份有限公司明興光電股份有限公司CONFIDENTIALUniDisplay70b.ITO蝕刻另外關於氧化銦錫（ITO）的蝕刻製程，目前主要是利用草酸（H2C2O4）溶液來進行ITO 薄膜的移除，再配合適當的界面活性劑（Surfactant），以調配出最佳的蝕刻率（Etching rate）、蝕刻均一性（Uniformity）等重要的製程控制參數，ITO 蝕刻相關的反應式如下：