馗鼎奈米技術部落格｜電漿設備、DLC鍍膜與表面處理新知

中英文摘要 R2R壓印技術具有大量生產，成本低的優勢，被認為是軟性顯示器及軟性電子最具競爭力的微奈米結構圖案技術；如何控制軟性基材-光阻-模板之相互作用力為壓印製程成敗的關鍵。本文介紹表面處理技術於R2R紫外光壓印製程之應用，包含模板的抗沾粘處理，如自我排列單分子薄膜(SAM)、類鑽石薄膜(DLC)及含氟類鑽石薄膜(F-DLC)，及大氣電漿對軟性基材表面處理的重要性。最後以抗眩膜為例，在模板上披覆DLC進行脫模測試，結果大幅改善模板對光阻的脫模性。 Because the low cost and mass production ability, R2R imprint process can be used to flexible electronics and flexible display manufacture in micro or nano structure formation. The interfacial force control between flexible substrates, UV resists and templates is the key points which we need to carefully consider. In this paper, we introduce some surface treatment methods apply to R2R UV imprint process. One is the template anti-sticking treatments, including self assembly monolayer (SAM), diamond like carbon films (DLC), fluorine-doped, or fluorinated diamond like carbon films (F-DLC). The other is surface treatment of flexible substrate using atmospheric pressure plasma. 前言 軟性顯示器由於具備輕、薄、可捲曲等方便性，漸漸成為人類所追逐次一世代顯示器。由於軟性顯示器使用塑膠膜材(PET)做為基材，必需剪裁成一片一片貼在玻璃基板上，才能與玻璃面板一樣...

1.氣體解離率高，電漿容易維持： 電弧放電解離率極高，甚至可達100％，這是因為電子集中在電極弧根往外發射，此高動能電子與氣體分子碰撞解離，形成的氣體離子會在被電場吸引再撞回電極而產生更多的電子，如此生生不息的循環造成極大解離率。 2.氣體處理量大： 電弧放電操作範圍寬廣，可由真空到一大氣壓以上壓力範圍皆可操作，處理量則視操作範圍及電源功率而定。 3.設備簡單，維修容易： 只需要使用直流電源，電極裝置亦簡單，整個系統所需的設備成本低，維修容易。 B. 電弧放電的缺點： 1.電漿氣體溫度極高，易傷及被處理物，且能源損耗非常大： 電弧放電消耗許多能量在溫度的提高，局部的電極溫度需提高到電極放射出熱電子，甚至造成電極昇華，因而整個能源利用效率並不高。但對某一些製程，極高溫度（數千度C）的電漿氣體反而是優勢。 2.電極壽命短： 整個操作時間的限制會操縱在電極使用壽命上，一般電弧設備電極壽命在數小時，如採用Tubular Torch則可延長到數十到數百小時左右。 **************************************************************************** 馗鼎奈米科技股份有限公司 Creating Nano Technologies,Inc. 59 Alley 21 Lane 279, Chung Cheng Road, Yung Kang City, Tainan, TAIWAN TEL:886-6-2323927 FAX:886-6-2013306 URL: http://www.creating-nanotech.com ****************************************************************************

電漿的產生需利用電磁場來提供能量以加速電子，因此電子在電場中吸收能量，若能量累積夠高時，將足以使被碰撞的氣體分子產生解離（ionization），使電子數目增加，而新生電子與原先電子再進一步吸收能量，產生更多的電子，形成連鎖反應（chain reaction）。所以，電子需在電場中吸收能量並累積到足以使氣體解離時才能產生電漿。 電子最高動能 ＝ 電場對電子所做功之累積 ＝ F × d ＝ q × ε × λ F：作用力，d：距離， q：電子電荷量，ε：電場強度，λ：電子的平均自由途徑 低壓電漿因電子的平均自由途徑較其他粒子長許多，因而可獲得足夠解離其他氣體的能量，但在壓力為一大氣壓時下，由於氣體分子碰撞頻繁而平均自由途徑非常的短，故電子難以累積足夠的能量來解離氣體分子，因而無法啟動電漿。 此時，要產生電漿的方式有二種：(一)提高外加電源的電位至幾千伏特以上，使電子在兩次碰撞間的有限的距離累積內獲得足夠的能量，以進行離子化反應產生電漿；(二)提供大量電流加熱氣體分子，形成高溫電漿。此外，常壓電漿相較於低壓電漿，常會遇到特有的各種放電不穩定問題，也就是說常壓電漿容易侷限在特定的局部區域，因而必須使用昂貴但容易放電的氬氣或氦氣做為製程氣體加以克服。 如何建立便宜、大面積且高效率的常壓電漿技術仍為全世界正在努力解決的問題，也是業界最難突破的技術瓶頸。 **************************************************************************** 馗鼎奈米科技股份有限公司 Creating Nano Technologies,Inc. 59 Alley 21 Lane 279, Chung Cheng Road, Yung Kang City, Tainan, TAIWAN TEL:886-6-2323927 FAX:886-6-2013306 URL: http://www.creating-nanotech.com ****************************************************************************

常壓電漿在「觸控面板」業界之應用： (1) 各種基材如ITO/Nb2O5/Bare glass，於鍍膜、網印、塗裝或黏著前的表面清潔與改質，如圖二十四所示。 (2) 提升觸控面板製程良率，增加SM層、銀膠之附著力。 (3) 觸控面板銀線氧化層之還原。 表1 常壓電漿之應用實例[9] 電漿型式 應用實例: 噴射式電漿 清潔(鋁箔、金屬焊接前)、塑料活化、蝕刻(SiO2、W、Ta)、去光阻、平面顯示器玻璃基板清潔、可撓式基板清潔、3C零組件清潔(電路板、電氣接點、燈管電極) 、電漿化學輔助沉積薄膜(類鑽膜、高分子、SiO2、TiO2)、消毒(炭疽熱、芥氣)、滅菌、光譜分析、含氟廢氣處理、黏貼標籤前處理、塑膠機殼塗裝前處理(手機、筆記型電腦)、汽車工業(防撞桿/行李箱塗裝、車燈組裝、防水塑膠封條黏貼前處理) 電漿型式 應用實例: 電質放電 清潔、塑料活化、臭氧製造、礦石靜電篩選分解、靜電集塵、塑膠薄膜印刷前處理、塑膠薄膜印刷前處理、有毒廢氣與揮發性溶劑分解、UV光源、包裝薄膜材料處理、鍍膜處理、黏貼標籤前處理(塑膠、玻璃、馬口鐵、紙製容器) 、鋁陽極氧化、Ni表面鍍奈米碳管、石英表面鍍碳膜、PVC血液導管內徑鍍抗沾黏薄膜CF2、滅菌、LCD、Touch Panel、LED 電漿型式 應用實例: 電暈放電 清潔、塑料活化、塑膠薄膜印刷前處理、塑膠瓶內部消毒、光學鏡片鍍膜前處理、臭氧製造、食品藥物表面殺菌、黏貼標籤前處理 電漿型式 應用實例: 電漿炬 陶瓷與金屬切割、燃燒、焊接(MIG、TIG)、礦物還原為金屬、金屬熔解純化、噴塗(Al、Zn、Al2O3、CoCrAlY、ZrO2-Y2O3)、有機揮發性溶劑分解(三氯乙烯、丙酮、氟碳化物、氟氯碳化物) 、焚化爐粉塵玻璃化、無機事業廢棄物熔解與減量(石棉)、超細粉末合成(金屬：銀、銅 ； 陶瓷：氮化物、碳化物) 、氧化鋁顆粒與石英玻璃纖維製造、低輻射物質分解、醫學廢棄物高溫分解、廢氣分解(NOx、SOx、CO、CO2)、鑽石鍍膜 **************************************************************************** 馗鼎奈米科技股份有限公司 Creating Nan...

常壓電漿在「塑膠與紡織」業界之應用： (1) 塑膠鍍膜、塗裝或黏著前之表面粗化與改質，二十二、圖二十三所示。 (2) 提升塑膠、紙盒、玻璃及鍍鋅鐵皮...等容器之標籤黏著力。 (3) 增加纖維表面親水性而易於染整。 **************************************************************************** 馗鼎奈米科技股份有限公司 Creating Nano Technologies,Inc. 59 Alley 21 Lane 279, Chung Cheng Road, Yung Kang City, Tainan, TAIWAN TEL:886-6-2323927 FAX:886-6-2013306 URL: http://www.creating-nanotech.com ****************************************************************************

常壓電漿在「印刷電路板」業界之應用： (1) 2L-FCCL、3L-FCCL，pi面於鍍銅前、壓合前、出貨前清潔， 如圖十五所示。 (2) 防焊綠漆製程前之清潔。 (3) 軟性印刷電路板之表面清潔、活化、改質或去殘膠，如圖十六 所示。 **************************************************************************** 馗鼎奈米科技股份有限公司 Creating Nano Technologies,Inc. 59 Alley 21 Lane 279, Chung Cheng Road, Yung Kang City, Tainan, TAIWAN TEL:886-6-2323927 FAX:886-6-2013306 URL: http://www.creating-nanotech.com ****************************************************************************

常壓電漿在「液晶顯示器」業界之應用： (1) Array段：鍍膜前清除玻璃表面的有機物、去除乾蝕刻後的變性光阻、去除玻璃表面光阻剝離後的有機殘留物、分解氟化合物(PFCs) ，如圖十二所示。 (2) Cell段：PI塗佈前的基板清潔。 (3) Color Filter段：提昇色阻及over coat與基板間的附著力、ITO濺鍍前的基板清潔。 (4) Module段：提昇ACF與面板端子間的附著力，如圖十三及圖十四所示。 **************************************************************************** 馗鼎奈米科技股份有限公司 Creating Nano Technologies,Inc. 59 Alley 21 Lane 279, Chung Cheng Road, Yung Kang City, Tainan, TAIWAN TEL:886-6-2323927 FAX:886-6-2013306 URL: http://www.creating-nanotech.com ****************************************************************************