专利名称：彩色滤光片的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体工艺方法，尤其涉及一种彩色滤光片的制造方法。
背景技术：
现今社会多媒体技术相当发达，多半受惠于半导体元件或显示装置的 进步。就显示器而言，具有高画质、空间利用效率佳、低消耗功率、无辐 射等优越特性的液晶显示器已逐渐成为市场的主流。
液晶显示器主要是由显示面板与背光模块所构成，其中显示面板包括 有源阵列显示基板与彩色滤光片。彩色滤光片是用以将背光模块所发出的 光进行过滤，而使液晶显示器具有全彩的功能。
彩色滤光片通常可分为单一膜层的滤光片与具有复合层结构的滤光 片。 一般来说，具有复合层结构的滤光片是藉由将不同折射率的膜层交错 叠合而成，以达成对特定波长过滤的目的。通常，复合层的光学特性若要
符合所需，其制作的温度通常在摄氏150度以上。然而，在高温环境下形 成的复合层，其结构致密，难以蚀刻，而复合层的厚度又高达8000A(800nm), 其蚀刻速率过低，往往使得蚀刻工艺耗费过多的时间，严重影响产能。
发明内容
本发明的目的是提供一种彩色滤光片的制造方法，其做为滤光片的复 合层的结构致密，具有所需的光学特性，且易于蚀刻，可以有效地缩短蚀
刻时间。
本发明提出一种彩色滤光片的制造方法，此方法是先在较低的温度下 形成一复合层，然后，再于较高的温度下进行一退火工艺。
依照本发明实施例所述，上述较低的温度高于摄氏0度且低于摄氏150 度。上述较高的温度为摄氏300度至900度，或^"聂氏300度至400度。
依照本发明实施例所述，上述退火工艺所使用的气体选自于氮气、氮
气及氢气、氨气、氨气及氢气所组成的族群其中之一。退火工艺的时间为
10分钟至4小时。
依照本发明实施例所述，上述复合层包括由氧化钛层与氧化硅层交错 堆叠而成的堆叠层、五氧化二钽层与氧化硅层交错堆叠而成的堆叠层或是 硫化锌层与氟化镁层交错堆叠而成的堆叠层。
本发明又提出一种彩色滤光片的制造方法，此方法是在基板上形成结 构松散的复合层，然后，图案化结构松散的复合层，以形成一图案化复合 层，之后，再进行一处理步骤，以使图案化第一复合层的结构致密化，形 成一滤光片。
依照本发明实施例所述，上述结构松散的复合层是在一较低的温度下 形成；而处理步骤是在一较高的温度下进行。
依照本发明实施例所述，上述较低的温度高于摄氏0度且低于摄氏150 度。上述较高的温度为摄氏300度至900度，或是摄氏300度至400度。
依照本发明实施例所述，上述处理步骤包括一退火工艺。退火工艺所 使用的气体选自于氮气、氮气及氢气、氨气、氨气及氢气所组成的族群其 中之一。退火工艺的时间为10分钟至4小时。
依照本发明实施例所述，上述结构松散的复合层包括氧化钛层与氧化 硅层交错堆叠而成的堆叠层、五氧化二钽层与氧化硅层交错堆叠而成的堆 叠层或是硫化锌层与氟化镁层交错堆叠而成的堆叠层。
本发明再提出一种彩色滤光片的制造方法。此方法是在基板上形成结 构松散的第一复合层，并将其图案化，以形成一图案化第一复合层。之后， 在依照上述方法在基板上形成图案化第二复合层与图案化第三复合层。之 后，进行一处理步骤，以使图案化第一复合层、图案化第二复合层以及图 案化第三复合层的结构致密化，以分别形成一第一滤光片、 一第二滤光片 与一第三滤光片。
依照本发明实施例所述，上述结构松散的第一复合层、第二复合层与 第三复合层是在一较低的温度下形成；而处理步骤是在一较高的温度下进行。
依照本发明实施例所述，上述较低的温度高于摄氏0度且低于摄氏150 度。较高的温度为摄氏300度至900度或是摄氏300度至400度。
依照本发明实施例所述，上述处理步骤包括一退火工艺。退火工艺所
使用的气体选自于氮气、氮气及氢气、氨气、氨气及氢气所组成的族群其 中之一。退火工艺的时间为10分钟至4小时。
依照本发明实施例所述，上述结构松散的第一复合层、结构松散的第 二复合层与结构松散的第三复合层分别为红色膜层、绿色膜层或蓝色膜层 其中之一。
依照本发明实施例所述，上述结构松散的第一复合层、结构松散的第 二复合层以及结构松散的第三复合层分别包括氧化钛层与氧化硅层交错堆 叠而成的堆叠层、五氧化二钽层与氧化硅层交错堆叠而成的堆叠层或是硫 化锌层与氟化镁层交错堆叠而成的堆叠层。
由于复合层结构较为松散，在进行图案化时，易于蚀刻，因此，本发 明可以提升蚀刻的速率，缩短工艺的时间。在蚀刻工艺之后，所进行的退 火工艺，则可以使得复合层的结构变得较为致密，达到所需的材料特性。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举 优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1是依照本发明实施例所绘示的彩色滤光片的制造流程剖面图； 图2A至图2G是依照本发明实施例所绘示的彩色滤光片的制造流程剖 面图。
主要元件符号说明 100- 106:步骤 200:基板
202、 206、 212:复合层
202a、 206a、 212a:图案化复合层
202b、 206b、 212b:滤光片
204、 208、 214:图案化光致抗蚀剂层
具体实施例方式
请参錄图l，本发明的彩色滤光片的制造方法是先在一较低的温度下形 成结构较为*>散的复合层，步骤102。然后，步骤106，再于较高的温度下， 进行一处理步骤，例如是一退火工艺，以使复合层的结构变得较为密实，
形成所需要的彩色滤光片。结构较为松散的复合层例如是由氧化钛层与氧 化硅层交错堆叠而成的堆叠层、五氧化二钽层与氧化硅层交错堆叠而成的 堆叠层或是硫化锌层与氟化镁层交错堆叠而成的堆叠层。其形成的温度例
如是高于摄氏0度且低于摄氏150度。优选的是退火工艺是在摄氏0度至 摄氏100度之间。退火工艺可以减少结构中的悬浮键(danglingbond)，使结
在一实施例中，彩色滤光片的工艺是属于前段工艺，则退火的温度例如是 摄氏300度至900度左右。在另一实施例中，彩色滤光片的工艺是属于后 段工艺，则退火的温度例如是摄氏300度至400度左右。退火工艺所使用
的气体选自于氮气、氮气及氢气、氨气、氨气及氢气所组成的族群其中之 一。退火的时间为10分钟至4小时。
请参照图1，在应用时，蚀刻复合层的步骤104,可以安排在形成松散 的复合层的步骤102之后，进行退火工艺步骤106之前来施行。由于结构 松散的复合层易于蚀刻，因此，复合层的蚀刻速率可大幅提升。在一实施 例中，松散的复合层的蚀刻速率为1600埃/分钟，其相对于现有在较高温度 下所形成的复合层的蚀刻速率为1400埃/分钟，明显提升了 15%。
经过实验证明，虽然在较低温度的环境下所形成的松散的复合层的光 谱特性与现有在较高温度下所形成的复合层的光谱不同，但是，在进行蚀 刻工艺之后，所进行的退火工艺确实可以使得最终所形成的复合层的光谱 特性与现有在较高温度下所形成的复合层的光谱大致相同，且可以提升其 对于特定波长的透光率。在一实施例中，复合层在进行退火后，其对于特 定波长的透光率可由99.1 %提升到99.7%。
本发明彩色滤光片可以用来制作红外光线滤光片(infrared filter)、紫外 光滤光片(ultraviolet filter)、 RGB彩色滤光片(color filter)或CYM彩色滤光 片。以下仅以RGB彩色滤光片来说明，但其并非用以限制本发明。
图2A~图2G为依照本发明实施例所绘示的彩色滤光片的制作流程剖 面图。首先，请参照图2A，提供基板200,基板200例如为硅基板，且基 板200上已形成有一般熟知的半导体元件(未绘示)。接着，在一较低的温度 下，例如是高于摄氏0度且低于摄氏150度，形成结构较为松散的复合层 202。此复合层202可以是以物理气相沉积法或化学气相沉积法将具有不同 折射率的膜层交错堆叠而成厚度约为8000埃的堆叠层。举例来说，复合层202例如是以低折射率至高折射率的顺序，将各膜层依序重复形成于基板 200上。或者，在另一实施例中，复合层202也可以是以高折射率至低折射 率的顺序，将各膜层依序重复形成于基板200上。复合层202例如是由氧 化钛层与氧化硅层交错堆叠而成的堆叠层、五氧化二钽层与氧化硅层交错 堆叠而成的堆叠层或是硫化锌层与氟化镁层交错堆叠而成的堆叠层。复合 层202可以是作为红色膜层、绿色膜层或蓝色膜层其中之一。在此实施例 中，以复合层202为红色膜层来说明之。
接着，请参照图2B,对复合层202进行图案化工艺，以形成图案化复 合层202a。图案化工艺是先在复合层202上形成图案化光致抗蚀剂层204, 然后，进行蚀刻工艺来将复合层202图案化。蚀刻工艺例如是以氟氯化碳 或氟化碳与氯气所组成的混合气体作为蚀刻气体。
然后，请参照图2C，移除图案化光致抗蚀剂层204。移除光致抗蚀剂 层204的方法例如是氧等离子体灰化法。接着，于基板200上形成结构较 为松散的复合层206。复合层206例如为绿色膜层，其形成方法以及材料的 选择可参照上述复合层202者，于此不再赘述。接着，于复合层206上形 成图案化光致抗蚀剂层208，以覆盖预定形成绿色滤光片的位置。
然后，请参照图2D,对复合层206进行蚀刻工艺，以形成图案化复合 层206a。蚀刻工艺例如是以氟氯化碳或氟化碳与氯气所组成的混合气体作 为蚀刻气体。然后，移除图案化光致抗蚀剂层208。移除光致抗蚀剂层208 的方法例如是氧等离子体灰化法。
而后，请参照图2E，于基板200上形成结构较为松散的复合层212。 复合层212例如为蓝色膜层，其形成方法以及材料的选择可参照上述复合 层202者，于此不再赘述。接着，于复合层212上形成图案化光致抗蚀剂 层214，以覆盖预定形成蓝色滤光片的位置。
之后，请参照图2F，对复合层212进行蚀刻工艺，以形成图案化复合 层212a。蚀刻工艺例如是以氟氯化碳或氟化碳与氯气所组成的混合气体作 为蚀刻气体。然后，移除图案化光致抗蚀剂层214。移除光致抗蚀剂层214 的方法例如是氧等离子体灰化法。
其后，请参照图2G，在较高温的环境中，对上述的图案化复合层202a、 206a以及212a进行一处理步骤，如退火工艺，以使图案化复合层202a、 206a 以及212a变成结构较为致密的滤光片202b、 206b以及212b。当制作滤光片工艺是属于后段工艺时，退火的温度例如是摄氏300度至卯O度。在另 一实施例中，制作滤光片工艺是属于前段工艺，则退火的温度例如是摄氏 300度至400度。退火工艺所使用的气体选自于氮气、氮气及氢气、氨气、 氨气及氢气所组成的族群其中之一。退火的时间为10分钟至4小时。
特别一提的是，红色滤光片、绿色滤光片与蓝色滤光片的制作顺序并 非限定与上述实施例相同，可视需求而自行变更顺序。
权利要求
1.一种彩色滤光片的制造方法，包括在较低的温度下形成复合层；以及在较高的温度下进行退火工艺。
2. 如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其中该较低的温度高 于摄氏0度且低于4聂氏150度。
3. 如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其中该较高的温度为 摄氏300度至900度。
4. 如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其中该较高的温度为 摄氏300度至400度。
5. 如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其中该退火工艺所使 用的气体选自于氮气、氮气及氢气、氨气、氨气及氢气所组成的族群其中 之一。
6. 如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其中该退火工艺的时 间为10分钟至4小时。
7. 如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其中该复合层包括由 氧化钛层与氧化硅层交错堆叠而成的堆叠层、五氧化二钽层与氧化硅层交 错堆叠而成的堆叠层或是硫化锌层与氟化镁层交错堆叠而成的堆叠层。
8. —种彩色滤光片的制造方法，包括 在基板上形成结构松散的复合层；图案化该结构松散的该复合层，以形成图案化复合层；以及 进行处理步骤，以使该图案化第一复合层的结构致密化，形成滤光片。
9. 如权利要求8所述的彩色滤光片的制造方法，其中 该结构松散的该复合层是在较低的温度下形成；以及 该处理步骤是在较高的温度下进行。
10. 如权利要求9所述的彩色滤光片的制造方法，其中该较低的温度 高于摄氏0度且低于摄氏150度。
11. 如权利要求9所述的彩色滤光片的制造方法，其中该较高的温度 为才聂氏300度至900度。
12. 如权利要求9所述的彩色滤光片的制造方法，其中该较高的温度为才聂氏300度至400度。
13. 如权利要求9所述的彩色滤光片的制造方法，其中该处理步骤包 括退火工艺。
14. 如权利要求13所述的彩色滤光片的制造方法，其中该退火工艺 所使用的气体选自于氮气、氮气及氢气、氨气、氨气及氢气所组成的族群其中之一。
15. 如权利要求13所述的彩色滤光片的制造方法，其中该退火工艺 的时间为10分钟至4小时。
16. 如权利要求9所述的彩色滤光片的制造方法，其中该结构松散的 该复合层包括氧化钛层与氧化硅层交错堆叠而成的堆叠层、五氧化二钽层 与氧化硅层交错堆叠而成的堆叠层或是硫化锌层与氟化镁层交错堆叠而成 的堆叠层。
17. —种彩色滤光片的制造方法，包括 在基板上形成结构松散的第一复合层；图案化该结构松散的该第 一复合层，以形成图案化第 一复合层； 在该基板上形成结构松散的第二复合层； 图案化该结构松散的该第二复合层，以形成图案化第二复合层； 在该基板上形成结构松散的第三复合层；图案化该结构松散的该第三复合层，以形成图案化第三复合层；以及 进行处理步骤，以使该图案化第一复合层、该图案化第二复合层以及该图案化第三复合层的结构致密化，以分别形成第一滤光片、第二滤光片与第三滤光片。
18. 如权利要求17所述的彩色滤光片的制造方法，其中该结构松散的该第 一 复合层、该第二复合层与该第三复合层是在较低 的温度下形成；以及该处理步骤是在较高的温度下进行。
19. 如权利要求18所述的彩色滤光片的制造方法，其中该较低的温 度高于摄氏0度且低于摄氏150度。
20. 如权利要求18所述的彩色滤光片的制造方法，其中该较高的温 度为摄氏300度至900度。
21. 如权利要求18所述的彩色滤光片的制造方法，其中该较高的温度为摄氏300度至400度。
22. 如权利要求17所述的彩色滤光片的制造方法，其中该处理步骤 包括退火工艺。
23. 如权利要求22所述的彩色滤光片的制造方法，其中该退火工艺 所使用的气体选自于氮气、氮气及氢气、氨气、氨气及氬气所组成的族群其中之一。
24. 如权利要求22所述的彩色滤光片的制造方法，其中该退火工艺 的时间为10分钟至4小时。
25. 如权利要求17所述的彩色滤光片的制造方法，其中该结构松散 的第一复合层、该结构松散的第二复合层与该结构松散的第三复合层分别 为红色膜层、绿色膜层或蓝色膜层其中之一。
26. 如权利要求17所述的彩色滤光片的制造方法，其中该结构松散 的第一复合层、该结构松散的第二复合层以及该结构松散的第三复合层分 别包括氧化钛层与氧化硅层交错堆叠而成的堆叠层、五氧化二钽层与氧化 硅层交错堆叠而成的堆叠层或是疏化锌层与氟化镁层交错堆叠而成的堆叠 层。
全文摘要
一种彩色滤光片的制造方法，此方法是先形成结构松散的复合层，然后，图案化此结构松散的复合层，之后，再进行一处理步骤，以使结构松散的图案化复合层的结构致密化，形成一彩色滤光片。
文档编号G02B5/23GK101183156SQ20061014861
公开日2008年5月21日 申请日期2006年11月14日 优先权日2006年11月14日
发明者吴沂庭 申请人:联华电子股份有限公司