CN1545636A - 利用等离子体去除衬底上涂布的有机对准层并恢复衬底的方法 - Google Patents

利用等离子体去除衬底上涂布的有机对准层并恢复衬底的方法 Download PDF

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Abstract

一种利用等离子体装置来清除涂布在玻璃衬底上的有机对准层并恢复衬底的方法，其中所述等离子体装置通过加载到电极上的高频电源而产生等离子体，该方法包括下述步骤：将其上涂布了有机对准层的玻璃衬底送入所述等离子体装置的反应室内；将所述反应室内的压力保持在100～1000mTorr；将含有O2的氟基高反应性气体引入所述反应室，同时保持所述压力；根据衬底而定以将1～10千瓦的电源供给所述等离子体装置的所述电极，从而生成F/O2等离子体；执行由所述等离子体激励的自由基离子与所述有机对准层的化学反应，由此使所述有机对准层分解为CO、CO2、NO、NO2与H2O等气体；以及排放分解后的气体。

Description

利用等离子体去除衬底上涂布的有机对准层并恢复衬底的方法
技术领域
本发明涉及一种对液晶显示器(LCD)和薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的衬底进行恢复(recovering)的方法，特别涉及这样一种方法，其可以利用干式等离子体彻底去除涂布在LCD或TFT-LCD中的元件的玻璃衬底上的有机对准层(organic alignment layer)，由此可恢复玻璃衬底。
背景技术
随着各种平板显示器件的发展，LCD和TFT-LCD的发展和制造技术得以长足进步。这样一种LCD是通过如下步骤形成的：在一对衬底的相面对的表面上形成电极，在该表面上涂布聚酰亚胺的对准层，并且向其间注入液晶而后进行密封。
在对准层的涂布处理过程中，先要清洗玻璃衬底，而后印上聚酰亚胺，并且进行预固化处理。之后，对该对准层进行检查并且在检查结果满足品质要求的情形下对衬底进行二次固化处理。然后执行研磨处理以便调准校直液晶。
在上述处理过程中，如果通过检查发现预固化的衬底中存在有缺陷，则该衬底将进入恢复处理步骤以便重新获得使用。同样的情况也存在于二次固化和研磨步骤当中。
依照传统技术，涂布在玻璃衬底上的聚酰亚胺对准层主要是通过衬底恢复中的湿处理过程而被去除的。具体而言，在这样一种用于去除对准层的湿处理过程中，待恢复的衬底由传送辊承载并且其上涂布有诸如四甲基氢氧化铵的化学溶液，以使对准层从衬底上剥离开来。随后，利用中性溶液刷洗、清洗该衬底，而后进行旋转脱水，因而使该衬底恢复原状。
但是，上述传统的湿处理过程存在如下缺点。
首先，利用这样一种化学溶液，不能完全使诸如聚酰亚胺对准层的有机对准层与衬底分离开，这将导致衬底品质劣化。通常，化学溶液浸透在衬底和聚酰亚胺对准层之间以使两者分离，这导致了这样一个问题：在最初浸入和随后浸入的不同位置上的聚酰亚胺对准层的剥离程度彼此不同。尤其是，在对衬底进行涂布步骤和预固化步骤之后比较容易从衬底上去除聚酰亚胺，但是在二次固化步骤之后就困难了，此时不能彻底清除对准层。
其次，采用传统方法的制造设施与处理过程的成本花费非常大，并且需要大面积的工作空间。还有，由于该方法使用了有毒的化学试剂，所以其不可避免地会造成环境污染。
发明内容
本发明克服了现有技术中存在的上述问题。本发明的一个目的是提供一种通过使用等离子体的干处理过程以清除有机对准层并且恢复衬底的方法。
依照本发明，即使在经过二次固化步骤之后，清除聚酰亚胺对准层也非常容易。而且，由于是通过带有离子体生成的化学反应来清除对准层而不再使用化学溶液，所以可以避免在传统方法中出现的环境污染问题以及高昂的处理费用。
为了实现上述目的，一种利用等离子体装置来清除并恢复涂布在玻璃衬底上的有机对准层的方法，其中所述等离子体装置通过加载到电极上的高频电源而产生等离子体，所述方法包括下述步骤：
将其上涂布了有机对准层的玻璃衬底送入所述等离子体装置的反应室内；
将所述反应室内的压力保持在100～1000mTorr；
将含有O2的氟基高反应性气体引入所述反应室，同时保持所述压力；
根据衬底而定以将1～10千瓦的电源供给所述等离子体装置的所述电极，从而生成F/O2等离子体；
执行由所述等离子体激励的自由基离子与所述有机对准层的化学反应，由此使所述有机对准层分解为CO、CO2、NO、NO2与H2O等气体；以及
排放分解后的气体。
优选地，所述氟基高反应性气体是SF6、C4F8、CF4或C3F6中的一种。
附图的简要说明
通过下文结合附图做出的详细说明，本发明优选实施例的这些与其它的特征、方式及优点将更加清楚。在附图中：
图1示出了根据本发明所述用于清除对准层并恢复衬底的等离子体装置的一个例子。
本发明的最佳实施方式
在下文中将参照附图详细说明本发明的优选实施例。图1示出了根据本发明所述利用等离子体从衬底上清除对准层并恢复衬底的一种等离子体装置。本发明并不局限于这样一种装置，而是可以采用在本发明范围之内的各种各样的改型装置。
参照附图，第一电极11和第二电极12是平行电极，它们彼此相对地分别安装在反应室10中的上部部分和下部部分上。工件100被安装在第二电极12上。工件100是待被恢复的衬底，在工件100上，有机对准层102被涂布在玻璃衬底101上。
第一电极11与电源13相连并且其上通有高频电，由此激发反应室10中的反应气体以生成等离子体。
反应室10形成有入口14和出口15，用于等离子体激发的反应气体通过入口14被引入，反应后的气体通过出口15排出。
现在将详细说明利用本发明的上述装置清除衬底上的对准层的方法。
待利用本发明所述方法进行处理的工件100是在TFT-LCD制造过程中被检查出来的次品衬底，其包括有玻璃衬底101以及涂布在玻璃衬底101上的诸如聚酰亚胺的有机对准层102。
首先，将工件100放置于反应室10中。此时，室内的压力被维持在100～1000mTorr。然后，反应气体通过气体入口14被导入到反应室10中。这里，反应气体是由O2和可在等离子态下生成F-基的氟基高反应性气体组成的，例如SF6、C4F8、CF4和C3F6(在下文中称为氟基气体)。SF6是优选的，因为SF6易于快速反应以激活等离子体用于在恢复处理过程中彻底清除聚酰亚胺对准层，并且它具有价格和稳定性方面的优势。由氟基气体分解产生的F-基激发了与其它离子的反应，并且O2和被氟基气体断裂的具有缩聚反应链的聚合物单元起反应，如下文所述。此时，反应室10中的压力在吸入气体期间保持恒定。
然后，根据衬底情况由电源13将1～10千瓦的高频电供给电极11，从而生成F/O2等离子体。在这种状态下，高反应性气体被激发以电离。典型的SF6离子化过程如下所示：
O2→O2 ++e
O2 ++O-→O3
O2→2O++2e
该过程可随机地包括二次反应和三次反应。SF6 +、SF5 +以及O3与电子结合以生成诸如SF6 -、SF5 +、O3 -那样的不稳定且高活性的自由基(radicals)。这些离子基与有机对准层102起反应，因此对准层被分解为待通过出口15排出的气体，这一过程如下列化学反应式所示。
作为结果，聚酰亚胺有机对准层被分解为CO、CO2、NO、NO2和H2O等气体，并通过出口15被排放出去。
根据本发明，这样一个反应过程连贯地发生在衬底的整个区域上。因此，可以均匀去除在玻璃衬底上涂布的整个聚酰亚胺对准层。
通过下面的实验将清楚地展现出本发明的技术效果。
实验
在600×700×1mm玻璃衬底上涂布500Å厚的聚酰亚胺层，将如此形成的工件放入内容积为100升且维持真空状态的等离子室内。随后，以1000sccm(标准立方厘米/分钟)的速率将SF6/O2气体充入等离子室同时将1千瓦的电供给电极，从而生成等离子体，以便在20秒内实现反应。
反应过后，取出衬底并且检查其表面。关于结果，LCD衬底上的1024×768单元没有缺陷，并且对于同样数目的单元驱动薄膜晶体管(TFT)而言，使晶体管特性劣化的离子掺杂现象的可能性为零。另外，如果采用滤色器，则在利用本发明方法处理之后的色彩变化将小于2％。
因此，本发明具有下述优点。
第一，由于是通过干式方法在等离子体室内去除有机对准层，所以不需要大型设备。与传统方法相比，它可降低操作成本并易于操作和维护。
第二，即使在二次固化之后也可以完全清除聚酰亚胺层，这使提高衬底的恢复效率成为可能。
第三，由于本发明方法所使用的等离子体干处理过程不需要使用有毒化学试剂，所以可以避免因传统湿处理过程所引致的环境污染。
第四，可以不需要额外的利用中性溶液清洗衬底的处理步骤以及干燥衬底的处理步骤，因为根据本发明所述，有机对准层是以气态形式被去除的。
第五，在现有技术中，衬底的边缘部分与中心部分之间的待清除的对准层的量是彼此不同的，因此恢复不能做到均匀并且产品的质量较低。但是，通过利用等离子体化学反应，衬底对准层能够在衬底上得以均匀和彻底的清除，这将带来均匀且高品质的产品。
但是，应当理解，本发明的详细说明和具体实施例(同时也说明了本发明的优选实施例)，只是为了示例性地阐释本发明。对本领域普通技术人员显而易见的是，通过本发明的这些详尽描述，可以对本发明做出不悖违本发明精神实质和保护范围的各种各样的变换和修改。

Claims (2)

1.一种利用等离子体装置来清除涂布在玻璃衬底上的有机对准层并恢复所述衬底的方法，其中所述等离子体装置通过加载到电极上的高频电源而产生等离子体，所述方法包括下述步骤：
将其上涂布了有机对准层的玻璃衬底送入所述等离子体装置的反应室内；
将所述反应室内的压力保持在100～1000mTorr；
将含有O2的氟基高反应性气体引入所述反应室，同时保持所述压力；
根据衬底而定以将1～10千瓦的电源供给所述等离子体装置的所述电极，从而生成F/O2等离子体；
执行由所述等离子体激励的自由基离子与所述有机对准层的化学反应，由此使所述有机对准层分解为CO、CO2、NO、NO2与H2O等气体；以及
排放所述分解后的气体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟基高反应性气体是SF6、C4F8、CF4或C3F6中的一种。
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