CN1635043A - 用于彩色光阻材料平面化的研磨浆液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于研磨彩色光阻材料的化学机械研磨浆液，该化学机械研磨浆液包含复合研磨颗粒及水性介质。本发明所述的研磨浆液可有效地磨除彩色滤光片(Color Filter)制作过程中彩色光阻材料干燥后所产生的牛角状突起物，且不易有研磨液残留现象发生。

Description

用于彩色光阻材料平面化的研磨浆液

技术领域

本发明系关于一种化学机械研磨浆液，可有效应用于彩色光阻之研磨。

背景技术

液晶显示器面板之所以能呈现彩色的影像，主要就是靠彩色滤光片(Color Filter)。背光源透过液晶及驱动IC的控制形成灰阶光源，而彩色滤光片上涂布着红、绿、蓝三色颜料光阻材料，光源再通过彩色滤光片即形成红、绿、蓝色光，最后在人眼中混合形成彩色影像。

彩色滤光片的相关制作过程中，当红、绿、蓝三色光阻材料形成时，由于需抽真空进行干燥，在干燥步骤完成后会产生牛角状凸起物，所以需要使用研磨方式除去牛角状凸起物，以达到提升光阻平面度的目的。提升光阻平面度，可以避免在制作导电玻璃(例如ITO)线路时发生断线问题，且可降低光散射现象，提高亮度。

另外，目前业界所使用的彩色光阻材料研磨浆液，大都使用氧化铝作为研磨颗粒，然而由于其形状不规则，因此光阻材料表面在研磨后会有暗影及刮伤产生。再者，研磨浆液亦普遍存在研磨粒子易沉淀的缺点。

本发明人经广泛研究发现，利用表面包覆氧化铝的氧化硅复合研磨颗粒所制成的研磨浆液，由于粒子颗粒小，所以在研磨后光阻材料表面不会有暗影及刮伤的现象发生，且研磨液流动性好，不会有沉淀现象，也没有研磨液残留，因此能有效解决上述传统化学研磨浆液的缺点。

发明内容

本发明的主要提供一种化学机械研磨浆液，其特征为包含一种复合研磨粒子，该复合研磨粒子由表面包覆氧化铝的氧化硅粒子所构成。

优选地，该研磨浆液pH值介于5～9之间。

本发明另提供一种用于研磨彩色光阻材料的化学机械研磨浆液，其包含一种复合研磨粒子以及水性介质，其中该复合研磨粒子为表面包覆氧化铝的氧化硅复合粒子。

该研磨浆液优选包含0.1～20wt％的复合研磨粒子，更优选包含0.1～10wt％的复合研磨粒子。

该研磨浆液pH值优选介于5～9之间。

该研磨浆液中的水性介质优选为去离子水。

本发明另提供一种在液晶显示器面板制作过程中用以研磨彩色光阻材料的化学机械研磨浆液，该化学机械研磨浆液包含一种复合研磨粒子以及水性介质，其中该复合研磨粒子为表面包覆氧化铝的氧化硅复合粒子。

附图说明

图1为一般氧化铝研磨粒子的透射电子显微镜(TEM)照片，由图中可以看出，其粒径约为300nm，形状呈现不规则状。

图2为本发明研磨粒子的透射电子显微镜(TEM)照片，其粒径约为50nm，形状为椭圆形，研磨粒子彼此间的大小差异不大。

图3为使用一般研磨粒子研磨光阻材料后用原子力显微镜(AFM)分析的照片，其粗糙度为29.51nm。

图4为使用本发明的研磨粒子研磨光阻材料后用原子力显微镜(AFM)分析的照片，其粗糙度为10.21nm。

本发明实施方式

本发明提供一种化学机械研磨浆液，其特征为包含一种复合研磨粒子，该复合研磨粒子由表面包覆氧化铝的氧化硅粒子所构成。

本发明所使用的复合研磨粒子，以本发明研磨浆液重量计量，其含量为0.1～20wt％。

本发明的化学机械研磨浆液除复合研磨粒子外，其余皆为水性介质。其pH值介于5～9之间。

本发明所使用的水性介质对熟习此项技术者而言，系显而易见的，例如在制备过程中，可使用水，优选为使用去离子水以使其呈浆液状。

本发明另提供一种用于研磨彩色光阻材料地化学机械研磨浆液，该化学机械研磨浆液包含一种复合研磨粒子以及水性介质，其中该复合研磨粒子为表面包覆氧化铝的氧化硅复合粒子。

本发明另提供一种于液晶显示器面板制作过程中用以研磨彩色光阻材料地化学机械研磨浆液，该化学机械研磨浆液包含一种复合研磨粒子以及水性介质，其中该复合研磨粒子为表面包覆氧化铝的氧化硅复合粒子。

本发明所使用的复合研磨粒，以本发明研磨浆液重量计量，其含量为0.1～20wt％，优选为0.1～10wt％。

本发明所使用的复合研磨粒，为表面包覆氧化铝的氧化硅复合粒子，其中氧化铝的粒径分布为介于50nm至150nm之间，较一般所使用的氧化铝粒径为小(一般为介于200nm～500nm)。本发明的研磨液对光阻材料表面研磨后，可提供较佳平面度及不易刮伤表面等优点。再者，由于含复合粒子的研磨液流动性佳，不会有沉淀现象，也不会导致研磨液残留问题。

本发明的化学机械研磨浆液，其pH值优选为介于5～9之间。

本发明所使用的水性介质对熟习此项技术者而言，系显而易见的，例如在制备过程中，可使用水，优选为使用去离子水以使其呈浆液状。

由实验结果得知，使用本发明的研磨粒子进行光阻材料研磨时，经研磨后的光阻材料表面粗糙度，可从29.51nm大幅改善至10.21nm。以下实施例将对本发明作进一步的说明，并非用以限制本发明的范围，任何熟习此项技艺的人士可轻易达成的修饰及改变(如先浓缩再稀释使用，以规避成份组成范围)，均涵盖于本发明之保护范围内。

实施例

研磨测试

A.仪器：IPEC/Westech 472

B.条件：压力：2psi

        背压：0psi

        温度：30℃

        研磨头转速：20rpm

        研磨台转速：25rpm

        研磨垫型式：Rodel POLITEX

        浆液流速：150毫升/分钟

C.晶片：氧化硅薄膜及氮化硅薄膜，购自Silicon Valley

        Microelectronics.Inc.，以LPCVD技术于6寸硅晶圆。

D.光阻：购自JSR的红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三色

        光阻材料

研磨测试流程

在研磨前后，均须以表面轮廓仪(profiler)测定膜的厚度，本发明以KLA-Tencor公司的P-11型机器测得红、绿、蓝三色光阻材料的膜厚。研磨速率的测定方法为以旋转涂布方式将光阻材料均匀涂布在6寸晶圆表面，再以钻石笔由中心向边缘划一直线测量研磨前的薄膜厚度T1，分别以实例中的浆液研磨1.5分钟后，以超纯水清洗晶圆表面后，再以高压空气将晶圆表面吹干。再使用P-11型机器测量研磨后薄膜厚度T2。将(T1-T2)/1.5即为彩色光阻的研磨速率。

实验步骤

(1)将pH值约6.3且含有表面覆盖一层氧化铝的氧化硅复合粒子(原始固含量为20wt％)的研磨液与超纯水以1∶10、1∶8、和1∶4的比例混合，混合后其研磨颗粒含量分别约为2、2.5和5wt％。

(2)以P-11型机器量测研磨前薄膜厚度。

(3)将表面均匀涂布彩色光阻材料的晶圆片用IPEC/Westech 472研磨机进行研磨测试。

(4)研磨后以超纯水清洗晶圆表面，再用高压空气将晶圆表面吹干。

(5)使用P-11型机器测量研磨后薄膜厚度，得到彩色光阻材料的研磨速率。

实施例1～4

制备具有如下表1所示组成的研磨浆液，并使用此等实例研磨浆液研磨彩色光阻材料，观察光阻材料表面的效果，所得结果如表1所示：

表1

实例号	研磨浆液组成	光阻磨除率(/min)
			实例1	2wt％复合研磨粒子+去离子水	3300
实例2	2.5wt％复合研磨粒子+去离子水	3500
			实例3	5wt％复合研磨粒子+去离子水	3800
实例4	2wt％氧化铝+去离子水	1500

由表1所示数据得知，在氧化硅表面覆盖一层氧化铝的研磨粒子可使研磨液对光阻材料的磨除率增加2倍以上，且由图4可发现以本发明研磨粒子研磨光阻材料后的表面平面度比一般以氧化铝研磨粒进行研磨的效果更好，因此本发明研磨液可提供范围更广的应用。

Claims (8)

1.一种化学机械研磨浆液，其特征为包含一种复合研磨粒子，该复合研磨粒子由表面包覆氧化铝的氧化硅粒子构成。

2.根据权利要求1所述的研磨浆液，其特征在于该研磨浆液的pH值介于5～9之间。

3.一种用于研磨彩色光阻材料的化学机械研磨浆液，其特征在于该化学机械研磨浆液包含一种复合研磨粒子以及水性介质，其中该复合研磨粒子为表面包覆氧化铝的氧化硅复合粒子。

4.根据权利要求3所述的研磨浆液，其特征在于该研磨浆液包含0.1～20wt％的复合研磨粒子。

5.根据权利要求4所述的研磨浆液，其特征在于该研磨浆液包含0.1～10wt％的复合研磨粒子。

6.根据权利要求3所述的研磨浆液，其特征在于该研磨浆液的pH值介于5～9之间。

7.根据权利要求3所述的研磨浆液，其中所述的水性介质为去离子水。

8.根据权利要求1-7任一项所述的研磨浆液，其特征在于该研磨浆液用于液晶显示器面板制作过程中。

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