第三章、 彩色濾光片製程改善流程
3.3 彩色濾光片製程修正結果
3.3.1 平坦層 Planarization layer
CT 平坦層評估的重點如下:
1.可見光高穿透性(> 95 % after curing) (400 ~ 700 nm) 2. Particle level(顯影後) (< 100 counts,based on 0.3 um) 3. 膜厚的均勻性(spec.: < 1 % by 9 points)
4. Good adhesion for RGB (depends on process recipes)以下將以 laye 分別敘 述製程微調歷程和分析結果。
這裡主要提供的數據是針對永光的EOC100,因以上述條件而言,在跳 過顯影和烘烤時(全曝並不用光罩),RGB 在 EOC100 上的 peeling margin 大 於在Fuji-Film 之 CT-3050L,且 CT-3050L 在烘烤後,晶面有 shot 性的淡綠 色之溶劑殘留,改用黃光的高溫熱盤烘烤亦無效,故Fuji-Film 的 CT-3050L
暫時不評估。根據永光所提供的transmittance spectra 數據,EOC100 (1.8 m)在 200C30M curing 後,其 transmittance 在可見光區約 98 %,符合我們 的標準 (> 95 %)。為方便 run 貨,平坦層 CT 與 RGB 的顯影液 D.I. water rinse mode 須統一,在 run 貨時,顯影液才不用 purge,而硬體也不用改,
但RGB 對顯影液和沖洗方式較關鍵,故我們擬將永光的平坦層所用顯影液 變更成Fuji-Film 的顯影液,但以永光建議 EOC100 的條件(PB = 110°C w/o PEB),使用 Fuji-Film 的顯影液 CD-2030 和噴灑沖洗方式去顯影,發現晶 片會有殘留的光阻,此為顯影極度不均之現象,懷疑是曝光量不足,當時 曝光量為48 msec,因此,改變不同曝光量(spin speed = 1200 rpm)去尋找最 佳條件,data 如下
圖 3- 3 彩色濾光片曝光量分佈圖
上述的資料是用QZ131 (long scan profiler, depth measurement)測量的,在完 全不 PEB 下,曝光量約到 80 msec 就達飽和了,但晶片還是會有殘留的光 PEB 達成完全反應效率,因光阻的內聚力不足,無論
使用多大的曝光量,在此條件下,晶片還是會過度顯影,由實驗證明了材 料特性,雖然曝光量對反應效率是關鍵,在常溫下即可形成鍵結,但需一 段時間,而 PEB 正是加速因子。另外,我們嘗試改變一些條件去測試顯影 後Particle level,資料如表 3-2
表 3- 2 Particle Level for 彩色濾光片平坦層
可知HMDS 對 Particle level 有決定性的影響。原條件(PB = 110°C) 加上 PEB (70°C,90 sec) 後,其 particle counts 也高達 727 顆因此調降 PB:110 至100°C 並提升 PEB: 70 至 °80 C,且不上 HMDS,此為最佳條件。一般 而言,CT 平坦層在烘烤後的膜厚約 2um,以此為基準,確認厚度的均勻性,
詳細資料如表3-3
表 3- 3 彩色濾光片平坦層均勻性
表中的均勻性= (range/mean)x100 %。在不用 PEB 下,就如同前述過度 顯影並顯影不均,造成PDB 後,均勻性= 6.96 %,而最終條件 (PB = 100°C/120sec, PEB = 80°C/90sec) 卻可在顯影後,進一步提升均勻性(0.88
至0.68 %)。平坦層製程參數嚴重影響 RGB 對平坦層的 adhesion 程度,舉 Blue (0.6um)來說,若 EOC100 不加 PDB 步驟,曝光量需 800 msec 以上,
Blue layer 方才不會剝落,但若進行正常步驟 (顯影+顯影後烘烤),並變更 烘烤條件: 200°C/30Min 至 220°C/60Min,則曝光量僅需 300 msec 以上,即 不會光阻剝落,至於顯影.、顯影後烘烤和烘烤溫度提升三者分別的效應,
並無詳細具體數據,不過,因在顯影後,晶片表面通常較粗糙,故可用微 調三者來增加RGB 光阻剝落極限。