專利名稱：彩色濾光片的蝕刻方法與其制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體工藝與光學元件制作方法，尤其涉及一種彩色濾光片的蝕刻方法及其制作方法。
背景技術：
現今社會多媒體技術相當發(fā)達，多半受惠于半導體元件或顯示裝置的進步。就顯示器而言，具有高畫質、空間利用效率佳、低消耗功率、無輻射等優(yōu)越特性的液晶顯示器已逐漸成為市場的主流。
液晶顯示器主要是由顯示面板與背光模塊所構成，其中顯示面板包括有源陣列顯示基板與彩色濾光片。彩色濾光片是用以將背光模塊所發(fā)出的光進行過濾，而使液晶顯示器具有全彩的功能。
彩色濾光片通?？煞譃閱我荒拥臑V光片與具有復合層結構的濾光片。一般來說，具有復合層結構的濾光片是藉由將不同折射率的膜層交錯疊合而成，以達成對特定波長過濾的目的。在一般具有復合層結構的濾光片的制作過程中，通常是先將具有不同折射率的膜層依序形成在基板上，然后再進行濺鍍蝕刻工藝以將上述的膜層圖案化。
現有的濺鍍蝕刻工藝所使用的蝕刻氣體通常是由氟氯化碳、氟化碳與氯氣所組成的混合氣體。
然而，一般濾光片的膜層厚度至少大于8000(800nm)，但采用上述的蝕刻氣體來進行蝕刻工藝時，蝕刻速率卻只有17nm/min至22nm/min，其蝕刻速率過低，往往使得蝕刻工藝必須不僅耗費過多的時間，且距量產的蝕刻速率必須達到300nm/min的需求實有一段距離，因此，依照現有的蝕刻方法無法有效量產濾光片。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種彩色濾光片的蝕刻方法，可以有效地提高蝕刻速率。
本發(fā)明的另一目的是提供一種彩色濾光片的蝕刻方法，可以有效地縮短蝕刻時間。
本發(fā)明的再一目的是提供一種彩色濾光片的制作方法，可以有效地縮短彩色濾光片的工藝時間。
本發(fā)明提出一種彩色濾光片的蝕刻方法，首先，提供一基板，此基板上已形成有多層式濾光片材料層。之后，將基板置入蝕刻反應室中，通入混合氣體以進行干式蝕刻工藝，將多層式濾光片材料層圖案化。此混合氣體包括物理反應氣體與化學反應氣體。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的蝕刻方法，上述的化學反應氣體例如包括第一氣體與第二氣體，其中第一氣體例如為氟化烴氣體，而第二氣體例如為無機含氟氣體。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的蝕刻方法，上述的無機含氟氣體例如為六氟化硫(SF6)或氟化氮(NF3)，或是由六氟化硫與氟化氮所組成的氣體。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的蝕刻方法，上述的氟化烴氣體例如為全氟化碳。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的蝕刻方法，上述的第一氣體還可以包括氯氣(Cl2)。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的蝕刻方法，上述的物理反應氣體例如為氬氣(Ar)或三氯化硼(BCl3)，或是由氬氣與三氯化硼所組成的氣體。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的蝕刻方法，上述的蝕刻反應室例如為反應性離子蝕刻(reactive ion etch，RIE)反應室、變壓偶式等離子體(transformer coupled plasma，TCP)反應室、電子環(huán)繞共振(electron cyclotronresonance，ECR)反應室或磁增強反應離子蝕刻(magnetic enhanced reactiveion etch，MERIE)反應室。
本發(fā)明另提出一種彩色濾光片的蝕刻方法，首先，提供一基板，此基板上已形成有多層式濾光片材料層。之后，將基板置入蝕刻反應室中，通入混合氣體以進行干式蝕刻工藝，將多層式濾光片材料層圖案化?；旌蠚怏w包括第一氣體與第二氣體，其中第一氣體包括氟化烴氣體，而第二氣體包括無機含氟氣體。無機含氟氣體包括六氟化硫或氟化氮，或是由六氟化硫與氟化氮所組成的氣體。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的蝕刻方法，上述的氟化烴氣體的流量例如介于六氟化硫的1倍至5倍之間。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的蝕刻方法，上述的氟化烴氣體例如為全氟化碳。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的蝕刻方法，上述的全氟化碳的流量例如介于六氟化硫的2倍至10倍之間。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的蝕刻方法，上述的第一氣體還可以包括氯氣。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的蝕刻方法，上述的混合氣體還可以包括氬氣或三氯化硼，或是由氬氣與三氯化硼所組成的氣體。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的蝕刻方法，上述的氬氣的流量例如介于六氟化硫的5倍至50倍之間。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的蝕刻方法，上述的三氯化硼的流量例如介于六氟化硫的0.5倍至10倍之間。
本發(fā)明再提出一種彩色濾光片的制作方法，首先，提供一基板。然后，于基板上形成第一復合層。接著，對第一復合層進行圖案化工藝以形成第一濾光片。然后，于基板上形成第二復合層。然后，對第二復合層進行圖案化刻工藝以形成第二濾光片。而后，于基板上形成第三復合層。之后，對第三復合層進行圖案化工藝以形成第三濾光片。圖案化工藝包括將基板置入蝕刻反應室中并通入混合氣體，以進行干式蝕刻工藝，其中混合氣體包括物理反應氣體與化學反應氣體。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的蝕刻方法，上述的化學反應氣體例如包括第一氣體與第二氣體，其中第一氣體例如為氟化烴氣體，而第二氣體例如為無機含氟氣體。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的蝕刻方法，上述的無機含氟氣體例如為六氟化硫或氟化氮，或是由六氟化硫與氟化氮所組成的氣體。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的蝕刻方法，上述的氟化烴氣體例如為全氟化碳。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的蝕刻方法，上述的第一氣體還可以包括氯氣。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的制作方法，上述的物理反應氣體例如為氬氣或三氯化硼，或是由氬氣與三氯化硼所組成的氣體。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的制作方法，上述的蝕刻反應室例如為反應性離子蝕刻反應室、變壓偶式等離子體反應室、電子環(huán)繞共振反應室或磁增強反應離子蝕刻反應室。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的制作方法，上述的第一復合層例如為紅色膜層。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的制作方法，上述的第二復合層例如為綠色膜層。
依照本發(fā)明實施例所述的彩色濾光片的制作方法，上述的第三復合層例如為藍色膜層。
本發(fā)明因采用無機含氟氣體，即六氟化硫、氟化氮或由六氟化硫與氟化氮所組成的氣體，作為蝕刻工藝中的化學反應氣體，因此可以在蝕刻的過程中提供足夠的氟離子來進行反應，而達到提高蝕刻速率的目的。此外，將本發(fā)明的蝕刻方法應用于彩色濾光片的制作過程中，可以縮短工藝時間以增加產量。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。


圖1為依照本發(fā)明實施例所繪示的蝕刻方法的步驟流程圖；圖2A～圖2F為依照本發(fā)明實施例所繪示的彩色濾光片的制作流程剖面圖。
主要元件符號說明100～102步驟200基板202、206、212復合層204、210、216濾光片208、214圖案化光致抗蝕劑層具體實施方式
圖1為依照本發(fā)明實施例所繪示的彩色濾光片的蝕刻方法的步驟流程圖。請參照圖1，首先，在步驟100中，提供一基板，此基板上已形成有一多層式濾光片材料層以及一般熟知的半導體元件。多層式濾光片材料層例如是將具有不同折射率的膜層交錯堆疊而成，其厚度例如是大于8000。舉例來說，多層式濾光片材料層例如是以低折射率至高折射率的順序，將各膜層依序重復形成于基板上?；蛘撸诹硪粚嵤├?，多層式濾光片材料層也可以是以高折射率至低折射率的順序，將各膜層依序重復形成于基板上。此外，本發(fā)明中的多層式濾光片材料層可以是紅外光線濾光片(infrared filter)、紫外光濾光片(ultraviolet filter)、RGB彩色濾光片(color filter)或CYM彩色濾光片。
之后，在步驟102中，將基板置入蝕刻反應室中，通入含有物理反應氣體與化學反應氣體的混合氣體以進行干式蝕刻工藝，將多層式濾光片材料層圖案化。蝕刻反應室例如為反應性離子蝕刻反應室、變壓偶式等離子體反應室、電子環(huán)繞共振反應室或磁增強反應離子蝕刻反應室。物理反應氣體例如為氬氣、三氯化硼或由氬氣與三氯化硼所組成的氣體，以在蝕刻的過程中作為提供離子轟擊(bombardment)的來源。化學反應氣體例如包括第一氣體與第二氣體。第一氣體例如為氟化烴氣體，例如為全氟化碳。此外，第一氣體還可以包括氯氣。第二氣體例如為無機含氟氣體，例如為六氟化硫、氟化氮或由六氟化硫與氟化氮所組成的氣體，可以在蝕刻的過程中提供足夠的氟離子來進行反應，而達到提高蝕刻速率的目的。
在一實施例中，第一氣體為全氟化碳，第二氣體為六氟化硫，則全氟化碳的流量例如是六氟化硫的2～20倍。另外，若第一氣體例如為氟化烷、氟化烯或氟化炔的氟化烴氣體，則氟化烴氣體的流量例如是六氟化硫的1～10倍。此外，氬氣的流量例如是六氟化硫的5～50倍?；蛘?，三氯化硼的流量例如是六氟化硫的0.5～10倍。值得一提的是，以上述氣體作為蝕刻工藝中的蝕刻氣體，可以將蝕刻速率由現有的17nm/min至22nm/min，提高至500nm/min，而達到將濾光片進行量產的目的。
特別一提的是，將本發(fā)明的蝕刻方法應用于彩色濾光片的制作過程中，則可以縮短工藝時間以及增加產量。
圖2A～圖2F為依照本發(fā)明實施例所繪示的彩色濾光片的制作流程剖面圖。首先，請參照圖2A，提供基板200，基板200例如為硅基板，且基板200上已形成有一般熟知的半導體元件(未繪示)。然后，于基板200上形成復合層202。復合層202例如為紅色膜層，其形成方法例如為物理氣相沉積法或化學氣相沉積法，將具有不同折射率的膜層交錯堆疊而成。舉例來說，復合層202例如是以低折射率至高折射率的順序，將各膜層依序重復形成于基板200上?；蛘?，在另一實施例中，復合層202也可以是以高折射率至低折射率的順序，將各膜層依序重復形成于基板200上。
接著，請參照圖2B，對復合層202進行圖案化工藝以形成濾光片204。圖案化工藝是先于復合層202上形成圖案化光致抗蝕劑層(未繪示)，然后將基板200置入蝕刻反應室中并通入含有物理反應氣體與化學反應氣體的混合氣體，以圖案化光致抗蝕劑層為掩模，進行干式蝕刻工藝來將復合層202圖案化。物理反應氣體例如為氬氣、三氯化硼或由氬氣與三氯化硼所組成的氣體，以在蝕刻的過程中作為提供離子轟擊的來源?；瘜W反應氣體例如包括第一氣體與第二氣體。第一氣體例如為氟化烴氣體，例如為全氟化碳。此外，第一氣體還可以包括氯氣。第二氣體例如為無機含氟氣體，例如為六氟化硫、氟化氮或由六氟化硫與氟化氮所組成的氣體，可以在蝕刻的過程中提供足夠的氟離子來進行反應，而達到提高蝕刻速率的目的。另外，上述的蝕刻反應室例如為反應性離子蝕刻反應室、變壓偶式等離子體反應室、電子環(huán)繞共振反應室或磁增強反應離子蝕刻反應室。然后，移除圖案化光致抗蝕劑層。
然后，請參照圖2C，于基板200上形成復合層206。復合層206例如為綠色膜層，其形成方法與復合層202相同，于此不再贅述。接著，于復合層206上形成圖案化光致抗蝕劑層208，以覆蓋預定形成綠色濾光片的位置。
然后，請參照圖2D，對復合層206進行與上述相同的干式蝕刻工藝，以形成濾光片210。然后，移除圖案化光致抗蝕劑層208。
而后，請參照圖2E，于基板200上形成復合層212。復合層212例如為藍色膜層，其形成方法與復合層202相同，于此不再贅述。接著，于復合層212上形成圖案化光致抗蝕劑層214，以覆蓋預定形成藍色濾光片的位置。
之后，請參照圖2F，對復合層212進行與上述相同的干式蝕刻工藝以形成濾光片216。然后，移除圖案化光致抗蝕劑層214。
特別一提的是，紅色濾光片、綠色濾光片與藍色濾光片的制作順序并非限定與上述實施例相同，可視需求而自行變更順序。
綜上所述，本發(fā)明利用無機含氟氣體(六氟化硫、氟化氮或由六氟化硫與氟化氮所組成的氣體)作為蝕刻工藝中的化學反應氣體，因此在蝕刻的過程中能夠提供足夠的氟離子來進行反應，提高蝕刻速率，以縮短工藝時間。此外，將本發(fā)明的蝕刻方法應用于彩色濾光片的制作過程中，同樣可以縮短蝕刻工藝時間，進而增加產量。
雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種彩色濾光片的蝕刻方法，包括提供一基板，該基板上已形成有一多層式濾光片材料層；以及將該基板置入一蝕刻反應室中，通入一混合氣體以進行一干式蝕刻工藝，將該多層式濾光片材料層圖案化，該混合氣體包括一物理反應氣體與一化學反應氣體。
2.如權利要求1所述的彩色濾光片的蝕刻方法，其中該化學反應氣體包括一第一氣體與一第二氣體，該第一氣體包括一氟化烴氣體，該第二氣體包括一無機含氟氣體。
3.如權利要求2所述的彩色濾光片的蝕刻方法，其中該無機含氟氣體包括六氟化硫、氟化氮，以及由六氟化硫與氟化氮所組成的氣體。
4.如權利要求2所述的彩色濾光片的蝕刻方法，其中該氟化烴氣體包括全氟化碳。
5.如權利要求4所述的彩色濾光片的蝕刻方法，其中該第一氣體還包括氯氣。
6.如權利要求1所述的蝕刻方法，其中該物理反應氣體包括氬氣、三氯化硼，以及由氬氣與三氯化硼所組成的氣體。
7.如權利要求1所述的蝕刻方法，其中該蝕刻反應室包括反應性離子蝕刻反應室、變壓偶式等離子體反應室、電子環(huán)繞共振反應室以及磁增強反應離子蝕刻反應室。
8.一種彩色濾光片的蝕刻方法，包括提供一基板，該基板上已形成有一多層式濾光片材料層；以及將該基板置入一蝕刻反應室中，通入一混合氣體以進行干式蝕刻工藝，將該多層式濾光片材料層圖案化，該混合氣體包括一第一氣體與一第二氣體，該第一氣體包括一氟化烴氣體，該第二氣體包括一無機含氟氣體，該無機含氟氣體包括六氟化硫、氟化氮，以及由六氟化硫與氟化氮所組成的氣體。
9.如權利要求8所述的彩色濾光片的蝕刻方法，其中該氟化烴氣體的流量為六氟化硫的1倍至5倍。
10.如權利要求8所述的彩色濾光片的蝕刻方法，其中該氟化烴氣體包括一全氟化碳。
11.如權利要求10所述的彩色濾光片的蝕刻方法，其中該全氟化碳的流量為六氟化硫的2倍至10倍。
12.如權利要求10所述的彩色濾光片的蝕刻方法，其中該第一氣體還包括氯氣。
13.如權利要求8所述的彩色濾光片的蝕刻方法，其中該混合氣體還包括氬氣、三氯化硼，以及由氬氣與三氯化硼所組成的氣體。
14.如權利要求13所述的彩色濾光片的蝕刻方法，其中氬氣的流量為六氟化硫的5倍至50倍。
15.如權利要求13所述的彩色濾光片的蝕刻方法，其中三氯化硼的流量為六氟化硫的0.5倍至10倍。
16.一種彩色濾光片的制作方法，包括提供一基板；于該基板上形成一第一復合層；對該第一復合層進行一圖案化工藝，以形成一第一濾光片；于該基板上形成一第二復合層；對該第二復合層進行該圖案化工藝以形成一第二濾光片；于該基板上形成一第三復合層；以及對該第三復合層進行該圖案化工藝以形成一第三濾光片，其中該圖案化工藝包括將該基板置入一蝕刻反應室中并通入一混合氣體，以進行一干式蝕刻工藝，其中該混合氣體包括一物理反應氣體與一化學反應氣體。
17.如權利要求1 6所述的彩色濾光片的制作方法，其中該化學反應氣體包括一第一氣體與一第二氣體，該第一氣體包括一氟化烴氣體，該第二氣體包括一無機含氟氣體。
18.如權利要求17所述的彩色濾光片的制作方法，其中該無機含氟氣體包括六氟化硫、氟化氮，以及由六氟化硫與氟化氮所組成的氣體。
19.如權利要求17所述的彩色濾光片的制作方法，其中該氟化烴氣體包括全氟化碳。
20.如權利要求16所述的彩色濾光片的制作方法，其中該第一氣體還包括氯氣。
21.如權利要求16所述的彩色濾光片的制作方法，其中該物理反應氣體包括氬氣或三氯化硼，或是由氬氣與三氯化硼所組成的氣體。
22.如權利要求16所述的彩色濾光片的制作方法，其中該蝕刻反應室包括反應性離子蝕刻反應室、變壓偶式等離子體反應室、電子環(huán)繞共振反應室或磁增強反應離子蝕刻反應室。
23.如權利要求16所述的彩色濾光片的制作方法，其中該第一復合層包括紅色膜層。
24.如權利要求16所述的彩色濾光片的制作方法，其中該第二復合層包括綠色膜層。
25.如權利要求16所述的彩色濾光片的制作方法，其中該第三復合層包括藍色膜層。
全文摘要
一種彩色濾光片的蝕刻方法，此方法是先提供基板，此基板上已形成有多層式濾光片材料層。之后，將基板置入蝕刻反應室中，通入含有物理反應氣體與化學反應氣體的混合氣體，以進行干式蝕刻工藝，將多層式濾光片材料層圖案化。
文檔編號G02B5/22GK101051095SQ20061007402
公開日2007年10月10日 申請日期2006年4月4日 優(yōu)先權日2006年4月4日
發(fā)明者吳沂庭, 余華偉 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司