專利名稱：根據累積處理數目而采用不同蝕刻時間的蝕刻系統及方法
技術領域：
本發明涉及如半導體元件或液晶顯示器(liquid crystal display；以下簡稱LCD)等微電子裝置的蝕刻系統及其蝕刻方法，特別是涉及一種根據微電子裝置的累積處理數目而采用不同蝕刻時間的蝕刻系統及蝕刻方法。
如半導體元件及液晶顯示器等微電子裝置，集積有許多微細圖案，而這種圖案是通過多個制造工序而形成。其中有一種蝕刻工序，它包括利用液體蝕刻劑的濕式蝕刻法，及利用等離子體(plasma)的干式蝕刻法。
下面，以LCD為例對過去使用的濕式蝕刻法做說明。
在制造液晶顯示器時，有必要形成如閘極線和數據線等金屬圖案，這種金屬圖案是由含有硝酸(HNO3)的蝕刻劑蝕刻而成。在LCD上形成金屬圖案(或其他圖案)而使用蝕刻劑時，為了降低制造成本，用一個單一的、預定用量的蝕刻劑制造多個LCD。但是，在使用一個預定量的蝕刻劑蝕刻多個LCD時，隨著使用于蝕刻作業中的LCD數目(以下稱‘累積處理數目’)增加，而導致蝕刻劑中的硝酸成份減少，所以，蝕刻比(etching ratio)也下降。因此，以相同的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，金屬圖案的臨界尺寸(critical dimension；以下稱‘CD’)也會增加。
圖1是表示根據過去技術制造LCD時，累積處理數目與CD之間關系的圖。
如圖1所示，根據過去技術制造LCD時，蝕刻是以一預定時間(過蝕刻率‘overetch rate’)進行，而與累積處理數目無關。如圖所示，當以此方式制造LCD時，隨著累積處理數目的增加，CD值幾乎是以直線增加。所以，在過去的LCD制造過程中，當CD值達到預定值(CD0)時，即300個裝置時，就須替換蝕刻劑。
因此，利用這種現有技術制造LCD時，會相當浪費蝕刻劑，而增加制造成本。
本發明是為了解決上述問題而提出。
本發明的目的在于，根據裝置的累積處理數目而采用不同的蝕刻時間，使CD值得到調整，從而減少蝕刻劑的替換次數。
為了實現上述目的，根據本發明一特征的蝕刻方法，是利用一個蝕刻劑，蝕刻多個基板上的涂層(layer)而形成預定的圖案時，根據上述基板的累積處理數目而采用不同的蝕刻時間。
在此，采用不同蝕刻時間的方法，具體地說是，當上述基板的累積處理數目為從1至N個時，以T1蝕刻時間進行蝕刻，當上述基板的累積處理數目為N+1個以上時，以大于T1的T2蝕刻時間進行蝕刻工程，及根據上述基板的累積處理數目的變化而采用與之一一對應的蝕刻時間進行蝕刻工程。
根據本發明一特征的蝕刻系統包括一蝕刻處理部，用以利用一個蝕刻劑，蝕刻多個基板上的涂層而形成各自預定的圖案；一蝕刻設備，其具有用以臨時儲藏內部含有上述基板的卡匣(cassette)的裝載器；和，一控制部，用以控制上述蝕刻設備的蝕刻作業。在此，上述蝕刻設備根據上述基板的累積處理數目而設定不同的蝕刻時間。
此時，當上述基板的累積處理數目為從1至N個時，控制部向蝕刻設備部傳送以T1時間為進行蝕刻工程時間的第一作業方法，當上述基板的累積處理數目為N+1個以上時，控制部向蝕刻設備傳送以大于T1的T2時間為進行蝕刻工程時間的第二作業方法。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蝕刻作業。
另外，上述蝕刻設備也可以根據與上述不同基板的累積處理數目一一對應的不同蝕刻時間進行蝕刻作業。這時，蝕刻設備可以預先把對基板的累積處理數目的蝕刻時間函數值儲存在存儲器中，然后，利用該函數值進行蝕刻作業。也可以預先通過試驗測出上述基板的累積處理數目的最佳蝕刻時間，并把測得的值儲存在存儲器中，然后，從存儲器中讀取與上述累積處理數目相對應的最佳蝕刻時間進行蝕刻作業。
圖1是表示根據過去技術制造LCD時，累積處理數目與CD之間關系的圖；圖2是表示根據本發明實施例的蝕刻系統圖；圖3是表示根據本發明第一實施例的蝕刻設備與控制部之間通訊內容的圖；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之間關系的圖；及圖5是表示根據本發明第二實施例的累積處理數目、蝕刻時間與CD之間關系的圖。
下面，參照附圖對本發明的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，根據本發明實施例的蝕刻系統包括蝕刻設備100和控制部200。蝕刻設備100包括裝載部120；蝕刻處理部140；和，搬運機器人160。
控制部200對蝕刻設備100的作業進行控制，具體地說，當相應的卡匣被裝載到裝載部120時，控制部200向蝕刻設備100傳送應對卡匣內的玻璃基板進行蝕刻作業的作業方法，比如，蝕刻時間、蝕刻劑、蝕刻劑替換時間等。
裝載部120是為了臨時儲存從自動運輸裝置(未圖示)搬運來的卡匣，該卡匣內含有應在蝕刻設備中進行蝕刻作業的玻璃基板，當相應的卡匣被裝載到裝載部時，裝載部就向控制部200傳送卡匣已裝載完畢的信息。
搬運機器人160，從上述卡匣內的玻璃基板中，取出應在蝕刻處理部140進行作業的玻璃基板，并搬運到蝕刻處理部140。
蝕刻處理部140根據控制部200傳送來的作業方法，對上述玻璃基板進行蝕刻作業。
在本發明中，根據玻璃基板的累積處理數目的不同而采用不同的蝕刻時間，這時，控制不同蝕刻時間的方法有兩種一種是通過控制部200進行控制；另一種方法是通過蝕刻設備100自身進行控制。
下面，對通過控制部200進行蝕刻時間控制的本發明第一實施例進行說明。
在本發明第一實施例的蝕刻控制方法中，控制部200備有兩個可在蝕刻設備中進行蝕刻作業的作業方法，各作業方法的蝕刻時間(過蝕刻率)互不相同。這時，作業方法是由控制部200向蝕刻設備100傳送。具體而言，當替換蝕刻劑后，對第1至400個玻璃基板采用T1蝕刻時間(30％過蝕刻率)的作業方法進行蝕刻作業，對401至1000個玻璃基板采用T2蝕刻時間(60％過蝕刻率)的作業方法進行蝕刻作業，而第二蝕刻時間T2較第一蝕刻時間T1為長。如上所述，本發明的第一實施例在累積處理數目少于預定的數目(比如，400個)時，和大于預定的數目時，采用具有不同的蝕刻時間(過蝕刻率)的作業方法進行蝕刻工程。
關于玻璃基板數目(即累積處理數目)的判斷，是通過控制部200從蝕刻設備接收裝載到裝載部120的卡匣開始到目前為止的累積處理數目的資料而完成。使用此一資料，控制部200能夠，當累積處理數目少于所預定的數400個時，采用過蝕刻率為30％的作業方法，而在累積處理數目大于401個時，采用過蝕刻率為60％的作業方法進行蝕刻作業。
對此，參照圖3進行詳細說明。
圖3是根據本發明第一實施例的設備100與控制部200之間通訊兡熱蕕圖。首先，蝕刻設備100向控制部200傳送要求裝載卡匣的信息S11。得到要求裝載卡匣的信息的控制部200，檢索自身的數據庫，查出內裝有應在蝕刻設備100中進行作業的玻璃基板的卡匣的編號，然后向自動運送裝置(未圖示)下達指令，使上述正確的卡匣裝載到蝕刻設備100上S12。如此，自動運送裝置就從庫存(未圖示)中取出相應的卡匣，放到蝕刻設備的裝載部120上，之后蝕刻設備100就向控制部200傳送卡匣已裝載完畢的信息S13。
此后，控制部200就向蝕刻設備100傳送應答信號S14，并傳送一要求至蝕刻設備100，要求有關玻璃基板的累積處理數目的信息S15。蝕刻設備100把計算出的累積處理數目資料傳送給控制部200S16，接著，控制部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(overetchrate)的作業方法傳送給蝕刻設備，同時向蝕刻設備下達開始作業命令S17。那么，蝕刻設備100向控制部200傳送應答信號S18，并開始啟動設備S19。
如上所述，根據本發明第一實施例的蝕刻系統，把多個根據不同的累積處理數目而設定不同蝕刻時間的作業方法預先儲存在存儲器中，當玻璃基板被裝載到裝載部時，從蝕刻設備獲得累積處理數目資料，然后，從多個作業方法中選出合適的作業方法傳送給蝕刻設備，從而啟動蝕刻設備。
另外，根據本發明第一實施例的蝕刻系統，當在裝載部120中有玻璃基板的情況下替換蝕刻劑時，因累積處理數目發生變化，所以收到開始命令后，自動停止對等待中的玻璃基板的作業。當蝕刻劑替換完成后，從停止的蝕刻設備獲得新的累積處理數目的信息，然后，依據該信息從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之間關系的圖。如圖4所示，當完成替換蝕刻劑后，累積處理數目從0至400個是以過蝕刻率為30％的蝕刻時間進行了蝕刻作業。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60％的蝕刻時間進行蝕刻作業。這樣，CD值在累積處理數目為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值范圍內，本發明與過去的蝕刻方法相比，用一定量的蝕刻劑可以制造更多的LCD。
下面的圖表1，比較了根據過去技術的CD值和根據本發明的第一實施例方法的CD值。
圖表1
如上圖表1所示，過去的技術是與累積處理數目無關，以過蝕刻率為30％的蝕刻時間進行蝕刻作業，其結果ACI(after cleaning inspection)為4.312μm。這比目標值(4.1μm)大0.212μm。
但是，在本發明的第一實施例中，累積處理數目從1至400個是以過蝕刻率為30％的蝕刻時間進行蝕刻作業，累積處理數目從401至1000個是以過蝕刻率為60％的蝕刻時間進行了蝕刻作業。其結果各自的ACI值分別為4.312μm和4.080μm。因此，根據本發明的第一實施例的ACI平均值為4.105μm，這與目標值4.1μm是相一致的。
如上所示，根據本發明的第一實施例，與圖1中過去的蝕刻作業方法相比，在接近目標值的CD范圍內，能夠對更多的LCD進行處理。
下面，對在設備中進行蝕刻時間控制的本發明第二實施例進行說明。
本發明第二實施例是利用設備100本身所具有的偏移程式(offsetprogram)進行控制的方法，即，設備100在同一作業方法內，根據累積處理數目自動變化蝕刻時間(過蝕刻率)進行蝕刻作業。也就是說，本發明的第二實施例與第一實施例不同，其并不以累積處理數目達到一定數時改變蝕刻時間(也就是過蝕刻率)，即，不是以不連續地變換蝕刻時間，而是在同一作業方法內根據累積處理數目的變化，采取與之相對應的蝕刻時間(過蝕刻率)進行蝕刻作業。所以，能夠以一個作業方法進行蝕刻作業，對搬運到裝載部120的玻璃基板可以用同一個作業方法啟動設備開始作業。
這種在同一作業方法中，根據累積處理數目的變化而采取不同蝕刻時間的方法，可以有如下兩種第一種是采用對累積處理數目的工程時間函數值，進行蝕刻作業；及，第二種是預先根據累積處理數目測出最佳蝕刻時間，并把該值儲存到存儲器中，隨后，設備可以從存儲器中讀取對應于累積處理數目的蝕刻時間進行玻璃基板的蝕刻作業。
圖5是表示根據本發明第二實施例的累積處理數目、蝕刻時間與CD之間關系的圖。如圖5所示，根據本發明第二實施例的方法，在替換蝕刻劑后，隨著累積處理數目的增加而增加了蝕刻時間，這樣使CD值保持在一定范圍內。所以，與圖1中的過去使用的蝕刻技術相比，在同一CD范圍內，能夠制造更多的LCD。
以上對本發明的實施例做了說明，但本發明并不局限在上述實施例，其他多種變更與變型并不超出本發明的精神范圍。比如，在本發明的第一實施例中，對具有兩個蝕刻時間(作業方法)的蝕刻系統作了說明，但也可以使用在具有三個以上蝕刻時間的蝕刻系統中。
另外，上述實施例是以LCD為例做了說明，但是適用于除LCD以外其他半導體元件等微電子裝置，是理所當然的。
如上所述，根據本發明，隨累積處理數目的不同而設置不同的蝕刻作業時間進行蝕刻作業，就可以減少蝕刻劑的替換次數，從而能夠增加產量，降低生產成本。
權利要求
1.一種利用一個單一定量蝕刻劑蝕刻多個基板上的涂層(laver)而形成預定圖案的蝕刻方法，其特征是蝕刻時間根據基板的累積處理數目不同而改變。
2.按照權利要求1所述的蝕刻方法，其特征是上述基板的累積處理數目為從1至N個時，以T1蝕刻時間進行蝕刻作業，累積處理數目為大于N+1時，以大于T1的T2蝕刻時間進行蝕刻作業。
3.按照權利要求1所述的蝕刻方法，其特征是根據基板的累積處理數目不同，采用與之一一對應的不同蝕刻時間進行蝕刻作業。
4.按照權利要求3所述的蝕刻方法，其特征是利用對基板的不同累積處理數目的蝕刻時間函數值進行蝕刻作業。
5.按照權利要求3所述的蝕刻方法，其特征是其特征是根據基板的累積處理數目不同，采用與之一一對應的不同蝕刻時間進行蝕刻作業。不同累積處理數目的最佳蝕刻時間是由試驗導出，且該最佳蝕刻時間被預存于一存儲器中，并被蝕刻設備用以實行蝕刻。
6.按照權利要求1所述的蝕刻方法，其特征是上述基板為液晶顯示器基板。
7.一種蝕刻系統，其包括一蝕刻設備，其包括為了利用一個單一定量的蝕刻劑蝕刻多個基板上的涂層，從而形成預定圖案的蝕刻處理部和為了臨時儲藏內裝有基板的卡匣的裝載部；及一控制部，用以控制上述蝕刻設備的作業過程，其中該蝕刻設備是根據基板的累積處理數目不同，而采用不同的蝕刻時間。
8.按照權利要求7所述的蝕刻系統，其特征是當基板的累積處理數目為從1至N個時，控制部向蝕刻設備傳送以T1蝕刻時間進行蝕刻作業的第一作業方法，當基板的累積處理數目為大于N+1時，控制部向蝕刻設備傳送以大于T1的T2蝕刻時間進行蝕刻作業的第二作業方法，其中上述蝕刻設備是根據上述第一及第二作業方法進行蝕刻作業。
9.按照權利要求8所述的蝕刻系統，其特征是控制部在卡匣被裝載到裝載部時，從蝕刻設備獲得累積處理數目的資料，然后向上述蝕刻設備傳送第一或第二作業方法。
10.按照權利要求7所述的蝕刻系統，其特征是上述蝕刻設備是以與基板的不同累積處理數目相一一對應的不同蝕刻時間進行蝕刻作業。
11.按照權利要求10所述的蝕刻系統，其特征是上述蝕刻設備預先儲存有對基板的累積處理數目的蝕刻時間函數值，并利用其函數值進行蝕刻作業。
12.按照權利要求10所述的蝕刻系統，其特征是不同累積處理數目的最佳蝕刻時間是由試驗導出，且該最佳蝕刻時間被預存于存儲器中，并被蝕刻設備用以實行蝕刻。
13.按照權利要求7所述的蝕刻系統，其特征是上述基板是液晶顯示器基板。
全文摘要
一種蝕刻系統及方法,利用一個單一定量的蝕刻劑蝕刻多個基板上的涂層而形成預定的圖案時,根據基板的累積處理數目變化而采用不同的蝕刻時間。此系統包括:一蝕刻設備,其包括為了利用一個單一定量的蝕刻劑蝕刻多個基板上的涂層,從而形成預定的圖案的蝕刻處理部和為了臨時儲藏內裝有基板的卡匣的裝載部;及一控制部,控制上述蝕刻設備的作業過程,該蝕刻設備是根據基板的累積處理數目不同,而采用不同的蝕刻時間。
文檔編號C23F1/02GK1252457SQ99120400
公開日2000年5月10日 申請日期1999年9月24日 優先權日1998年9月24日
發明者林定澤, 邊圣俊, 李壽元, 金珍秀 申請人:三星電子株式會社