TW525244B - Etching system and method varying etching time according to accumulated process number of devices - Google Patents

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525244 Μ ------------- Β7____ 五、發明説明（1 ) ~ " - 發明領域 本發明大體有關於如半導體元件或液晶顯示裝置（ 町Staldlsplay ;以下稱LCD)等微電子裝置之姓刻系統及姓 刻方法，更特別是關於一種依微電子裝置之累積處理數目 不同而採取不同蝕刻時間之蝕刻系統及蝕刻方法。 先前技術 半導體兀件或液晶顯示裝置等微電子裝置是以多個精密 圖案集積而成’這種圖案是通過多個製程步騾而成，其中 有種蝕刻步騾。在微電子製程中主要有兩種蝕刻型態： 利用液體蝕刻劑之濕式蝕刻法，及，利用電漿之乾式蝕刻 法。 下面以L C D為例對習知濕式蝕刻法進行說明。 在製造液晶顯示裝置時有必要形成如閘極線和資料線等 金屬圖案，逞種金屬圖案是由含有硝酸（HN〇3)之蝕刻劑蝕 刻而成。為了形成金屬圖案及其他圖案於LCD上而使用蝕 刻劑時’為了減少製造成本，所以用一個單一，預定用量 之触刻劑製造多個LCD。但是，在使用一個蝕刻劑蝕刻多 個LCD時’因使用於蝕刻作業中之LCD數目（以下稱”累積 處理數目”）增加而導致蝕刻劑中之硝酸成份減少，所以， 姓刻比（etch rate)也下降。因此，以相同之時間進行蝕刻工 作而不考慮累積處理數目時，隨著累積處理數目的增加， 金屬圖案之臨界尺寸（critical dimensi〇n ;以下稱” CD”）也會 增加。 圖1是根據習知技術製造LCD時累積處理數目與CD之間 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 格（21〇χ297公釐1 --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣. -訂- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525244 A7 B7 五、發明説明（2 ) 濟 部 智 慧

I 印 關係之圖。 如圖1所示’依現有技術製造LCD時，蝕刻係以一預定 時間（以一過蚀刻率）實行而與累積處理數目無關。如圖所 不’當以此方式製造LCD時隨著累積處理數目的增加，CD 值备乎疋以直線增加。所以，在習知之LCD製造過程中， 當CD值達到預定值（CDO)時，即，300個裝置時，就須替換 姓刻劑。 因此’利用這種現有技術製造LCD時，會相當浪費蝕刻 劑，而增加製造成本。 發明之摘要 因此，本發明係為了解決上述著問題而提出。 、本發明之一個目的在於提供一微電子裝置之蝕刻系統及 方法其蝕刻時間係根據被蝕刻之微電子裝置之累積處理 數目而改變。 、為了實現上述目的，本發明提供-姓刻系統及方法，在 孩方法中，利用—個㈣劑㈣多個基片上之塗層而形成 預定之圖案時，根据上述基片之1#處理數目的不同而採 用不同的姓刻時間。 根據本發明之-個特徵’ t上述基片之累積處理數目為 從1至N個時，蝕刻時間包括一第—蝕刻時間τι，备上，戒 f片之累積處理數目為…或以上時，使用一第二： 時：”。根據本發明之另一個特徵，蚀刻時間係以不同^ 累知處'理數目而作改變。 根據本發明之次-特徵，^係以—相應於累積處理數

頁 訂 525244 A7 B7 五、發明説明（3 目之處理時間之函數值為之。 根據本發明之再次-特徵，其中不同累積處理數目之最 佳姓刻時間係由試驗導出’且該最佳㈣時間被預存於— 冗憶體中並被蝕刻儀器用以實行蝕刻。 根據本發明之更次一特徵，該基片是液晶顯示裝置基 片。 该蝕刻系統包含蝕刻設備具有一蝕刻處理部，該蝕刻處 理邵可利用一個姓刻劑蝕刻多個基片上之塗層而形成各自 預定圖案，臨時儲藏内部有上述基片的盒（⑶说悅）的裝載 部；和，一控制部，該控制部控制上述蝕刻設備之蝕刻作 業。上述蝕刻設備根據上述基片之累積處理數目的不同而 設定不同的姓刻時間。 根據本發明之一個特徵，當上述基片之累積處理數目為 從1至N個時，控制部向蝕刻設備部發出以T1時間為進行 蝕刻工程時間之第一作業方法（recipe)，當上述基片之累積 處理數目為N + 1個或以上時，控制部向蝕刻設備部發出 包括一第二蝕刻時間T2時間為進行蝕刻工程時間之第二作 業方法。上述蝕刻設備根據上述第一作業方法及第二作業 方法進行姓刻作業。 根據本發明之另一特徵’該控制部在盒（cassette)被裳载 到裝載部時，從蝕刻設備得到累積處理數目之資料，而後 向上述蝕刻設備傳送第一或第二作業方法。 根據本發明之次一特徵，該蝕刻設備係以隨不同之累積 處理數目而改變之蝕刻時間蝕刻。 -6 - ^氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（2l〇x297 >i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} -訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525244 A7 B7 五、發明説明（4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明之再次一特徵，該蝕刻設備預先儲存有對基 片之累積處理數目的蝕刻時間函數值於記憶體中，並利用 其函數值行姓刻作業。 根據本發明之再另一特徵，其中不同累積處理數目之最 佳姓刻時間係由試驗導出，且該最佳蝕刻時間被預存於一 記憶體中並被i虫刻儀器用以實行姓刻。 國式簡要說明 附圖被包括於.本說明書中，以便提供本發明之進一步暸 解，且合併於本說明書中構成本說明書之一部份。在1圖 式中： 圖1是表示根據現有技術製造LCD之累積處理數目與cd 之間關係的圖； 圖2是表示根據本發明一較佳實施例的蝕刻系統方塊圖； 圖3是表示根據本發明第一實施例的設備與控制部之間 通訊内容的圖； 圖4是表示根據本發明第一較佳實施例之累積處理數 目、蝕刻時間與CD之間關係的圖； 圖5是表示根據本發明第二較佳實施例之累積處理數 目、蝕刻時間與CD之間關係的圖。 丨本發明之詳知說明 下面參照附圖對本發明之優選實施例進行詳細說明。 圖2是表示根據本發明實施例的蝕刻系統圖。 如圖2所示，根據本發明實施例之蝕刻系統包括：蝕刻 設備100和控制部200。蝕刻設備1〇〇包括：裝載部12〇

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、1T 525244 A7 ---~----___B7 ___ 五、發明説明（5 ) —""— 一 ' 刻處理部140 ;和，搬運機器人16〇。 控制部200對蝕刻設備100的作業進行控制，具體地說， 一當域的盒以-自動搬運器（未圖示）裳載到裝載部12〇時， 该魷載邵120傳送一信號以通知控制部2〇〇已接收該盒。控 制部200就傳送給蝕刻設備1〇〇蝕刻作業之作業方法，該作 業方法包含各種不同之處理條件，如㈣時間、蚀刻劑 量、蝕刻劑替換時間等。玻璃基片在該盒中即以該作業方 法處理。 蝕刻設備100之櫞運機器人160從上述盒内取出應在蝕刻 處理部140進行作業的玻璃基片，運送到蝕刻處理部140。 蝕刻處理部140根據從控制部200傳送來的作業方法，對接 收自搬運機器人160之上述玻璃基片進行蝕刻作業。 在本發明中，根據玻璃之累積處理數目的不同而採用不 同的蝕刻時間，這時，控制不同蝕刻時間之方法有兩種： 一種如本發明之第一較佳實施例，該蝕刻時間是通過控制 邵200進行控制；另一種如本發明之第二較佳實施例，該 钱刻時間是通過蚀刻設備100自身進行控制。 下面先對通過控制部200進行蝕刻時間控制進行說明。 在本發明之第一實施例之蚀刻控制方法中，控制部2〇〇 備有兩個可在蝕刻設備中進行蝕刻作業之作業方法，各作 業方法之蝕刻時間（過蝕刻率）互不相同。更具體而言，當 替換蝕刻劑後，對第1至400個玻璃基片採用一第一姓刻時 間T1 ( 30 %過蚀刻率）的作業方法進行蚀刻作業，對1至 1000個玻璃基片採用一第二蝕刻時間T2( 60%過蝕刻率）的 -8 - 本紙張尺度適用中關家標準（CNS ) Μ規格（21G><297公潑）―― ----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·裝·

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525244 五、發明説明（6 I業万法進行蝕刻作業，而第二蝕刻時間T2較第一蝕刻時 間T1為長。如上所+ 士政π 吁 Η , '、，本發明的第一實施例在累積處理數 目父於所財之數目（比如，4_)時，和大於所預定之數 Β，，知用具有不同之㈣時間（過_率）的作業方法 蚀刻工程。 丁 關於玻璃基片數目（即，累積處理數目)之判斷，是通過 ㈣部細從㈣設備接收裝載到裝載部·之盒開始到目 丽為止的累積處.理數目之資料而完成。使用此一資料，控 制4 200能夠’當累積處理數目少於所預定之數働個時， 採用過蝕刻率（overetch me)為％%的作業方法，而在累積 處理數目大於401個時，採用過姓刻率（〇鹰说酸）為 的作業方法進行姓刻作業。 圖3是蝕刻設備1〇〇與圖2之控制部2〇〇間通訊内容的圖。 首先，蝕刻設備100向控制部傳送要求裝載盒之指令於步 騾S11。控制部200接著檢索内部的資料庫，查出内裝有應 進行作業正確的玻璃基片的盒的編號，然後向自動運送裝 置下達指令，使上述正確的盒裝載到蝕刻設備1〇〇上於步 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 騾S12。如此，自動運送裝置就從庫存（未圖示）中取出相 應的盒’放到姓刻設備的裝載部120上，之後蝕刻設備 就向控制部2〇〇傳送盒已裝載完畢之指令於步騾S13。 此後，控制部200就向蝕刻設備1〇〇傳送應答信號於步驟 S14,並傳送一要求至蝕刻設備100,要求玻璃基板之累積 處理數目之指令於步騾S15。蝕刻設備1〇〇把計算出的累積 處理數目資料傳送給控制部200於步驟S16。接著，控制部 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 525244 A7 B7 五、發明説明（7 ) 請 先- 閱 讀 背 δ 之 注 意 事 項 填癱 本 頁 200就把包括根據蝕刻設備傳送的累積處理數目而選出的 蝕刻時間（overetch rate)之作業方法傳送給蝕刻設備，同時 向蝕刻设備下達開始作業命令於步騾s 17。因此，蝕刻設 備100向控制部200傳送應答信號於步驟S18，之後並開始啟 動設備於步騾S19。 訂 在一使用如上所述根據本發明之第一實施例之控制蝕刻 時間的蝕刻系統中，把至少二個根據不同的累積處理數目 而設定不同蚀刻時間之作業方法預先儲存在控制部2〇〇 中。當玻璃被裝載到裝载部時，從蝕刻設備1〇〇獲得累積 處理數目資料，然後，從多個作業方法中選出合適的作業 方法傳送給蝕刻設備100。在蝕刻設備1〇〇中之玻璃基片便 根據接收之作業方法進行處理。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在使用根據本發明之第一實施例之控制蝕刻時間的蝕 刻系統中，當在裝載部12〇中有玻璃基片的情況下替換蝕 刻劑時，因累積處理數目發生變化，所以收到開始命令 後，自動停止對等待中之玻璃基片的作業。當蝕刻劑替換 完成後’從停止之蝕刻設備獲得新的累積處理數目之指 令’然後’依据該新指令重新自動啟動蝕刻設備。 圖4是表示根據本發明第一實施例的累積處理數目、蝕 刻時間與CD之間關係的圖。如圖4所示，當完成替換蝕刻 劑後，累積處理數目從〇至4〇〇個是以過蝕刻率為3〇%的蝕 刻時間進行蚀刻作業。這時，CD值隨累積處理數目的增加 而增加。相對的，當累積處理數目為401個以上時，是以 過蝕刻率為6〇%的蝕刻時間進行蝕刻作業。這樣，CD值在

525244 7 Β 五、發明説明（8 ) 累積處理數目為401個時就減小，接著開始隨累積處理數 目的增加而增加。 所以，在同一 CD值範圍内，本發明相較於習知技藝，使 用一定量之蝕刻劑可以製造更多的LCD。 下面的圖表1，比較了依習知技藝方法的CD值和根據本 發明的第一實施例方法的CD值。 圖表1 累積處理數目 過蚀刻率 (overetch rate) ACI(// m) (目標 4· 1 // m) 習知技藝 1 一 1000個基板 30% 4.312 第一實施例 1 — 400個基板 30% 4.131 401 — 1000個基板 60% 4.080 平均 4.105 如上圖表1所示，習知技藝是以與累積處理數目無關， 過蚀刻率為30 %的姓刻時間進行姓刻作業，其結果 八01(&1^1*(：16&1111^1113卩6(^〇11)為4.312//111。這比目標值（4.1//111) 大 0.212 // m。 但是，在本發明之第一實施例中，累積處理數目從1至 400個是以結束蝕刻率為3 0 %的蝕刻時間進行蝕刻作業， 累積處理數目從401至1000個是以結束蝕刻率為60%的蝕刻 時間進行了蚀刻作業。其結果各自的ACI值分別為4.131 μ m 和4.080 // m。所以，根據本發明之第一實施例的ACI平均值 為4.105 μ m，這與目標值4.1 // m是相一致。 下面對依據在設備中進行蝕刻時間控制的本發明第二較 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -— ί 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525244 A7 B7 五、發明説明（9 佳實施例之方法進行說明。 :發明之第二實施例是利用設備1〇〇本身所具有的偏移 私式（offset program)進行控制的方法， 許 p又備10 0在同— 作業方法内，根據累積處理數目自動變化蚀刻時間（結束 蚀刻率）進行蚀刻作業。也就是說，本發明之第二實施例 與第-實施例不同，其並不以累積處理數目達到一 改㈣刻時間（也就是結束姓刻率），即，不是以不連續地 變換触刻時間，而是在同-作業方法内根據累積處理數目 的k化’心與之相對應的蚀刻時間（結束蚀刻率）進行蚀 刻作業。所以，能夠以一個作業方法進行钱刻作業，對搬 運到裝載部120的玻璃基片可以用同—個作業方法啟動設 備開始作業。 本發明第二實施例可能之方法可以有如下兩種。第一種 是採料累積處理數目的工程時間函數值，進行姓刻作 業。第二種是預先根據累積處理數目測出最佳蚀刻時間， 並把該值儲存到記億器中，隨後，設備100可以從記憶器 中讀取對應於累積處理數目的蚀刻時間進行玻璃 作業。 " 圖5是表示根據本發明第二實施例的累積處理數目、蚀 刻時間與CD之間關係的圖。根據本發明第二實施例之方 法，在替換蚀刻劑後，隨著累積處理數目的增加而增加了 蝕刻時間，這樣使CD值保持在一定範園内。所以，與習知 技藝相比，在同一 CD範圍内，可製造更多。 以上對本發明的蝕刻系統及方法進行了說明，既然蝕刻 -12- μ氏張尺適财準（規格（27q χ 29—) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525244

定量蝕刻劑所 热習此技者瞭 案之精神與範 時間係根據累積處理數目而改變，使用單— 月匕製造之基片數目亦隨之增加。 本發明之較佳實施例雖已詳細描述於上， ~本發明基本概念後之改變或修正皆不脫本 圍’如下列申請專利範圍所定義。 比如，、在本發明之第一實施例中，對具有兩個姓刻時間 (作業万法）之蝕刻系統作了說明，但熟習該項技藝者也可 以使用在具有三個以上蝕刻時間之蝕刻系統。另外，本發 明應用於除LCD以外其他半導體元件等，是理所當然的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -13 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 525244 第088108297號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(92年1月）申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 修正 補充 1· 一種利用一個單一，定量蝕刻劑蝕刻多個基片上之塗層 (layer)而形成預定圖案（pattern)之蝕刻方法，其中蝕^ 時間根據基片之累積處理數目不同而改變。 2·如申請專利範圍第丨項之蝕刻方法，其中上述基片之累 積處理數目為從1至N個時，蝕刻時間包括一第一蝕刻 時間丁1 ,累積處理數目為大於N + i時，使用一第二蝕 刻時間T2。 _ 3.如申請專利範圍第i項之姓刻方法，其中是根據基片之 累積處理數目不同，採用不同蝕刻時間進行蝕刻作業。 4 .如申請專利範圍第3項之蝕刻方法，其中是利用對基片 之不同累積處理數目之蝕刻時間的函數值進行蝕= 5·如申請專利範圍第3項之蝕刻方法，其中不同累積處理 數目足最佳蝕刻時間係由試驗導出，且該最佳蝕刻時間 被預存於一記憶體中並被蝕刻儀器用以實行蝕刻。 6·如申請專利範圍第丨項之蝕刻方法，其中上述基片為液 晶顯示裝置基片。 7 · —種蝕刻系統，包括： 姓刻叹備’其包括為了利用一個單一定量之银刻 劑蝕刻多個基片上之塗層，從而形成預定之圖案之蝕 刻處理部和為了臨時儲藏内裝有基片之盒之裝載部； 及 一控制部，控制上述蝕刻設備之作業過程，其中該蝕 刻設備係根據基片之累積處理數目不同，而採用不同 之姓刻時間。 -1· 本紙張尺度制中g g家標準(CNS) ^規购⑽撕公爱) --------^ 525244 A8 B8

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