學術研究
畢業論文
利用電漿輔助原子層沉積鍍製抗反射膜於塑膠基板之環境測試
姓名 : 何家綸
指導教授
郭倩丞
論文摘要
本論文使用電漿輔助原子層沉積技術鍍製抗反射膜於 PMMA 基板,在低溫製程 70°C 下前驅物使用 TDMAT 及 3DMAS 分別鍍製TiO2及SiO2,使用電漿模式通入氧氣混合氬氣做為氧化方式,在單層膜下探討折射率(n)及消光係數(k)之趨勢找出最佳製程參數與條件, 塑膠基板本身是軟性基材,因此在鍍製多層膜中使用 150W 及 100W 容易造成基板表面受到離子轟擊影響產生損傷形成裂痕,因此實驗中則選用 50W 做為鍍製抗反射膜之條件。
透過量測儀器來分析其單層膜及多層膜之結構,X 光繞射儀器來 確認其 TiO2 薄膜結構之組成,隨著 ALD 循環次數(膜厚)提高其結晶 強度從 82 上升至 117,使用原子力顯微鏡來探討薄膜表面之粗糙度, 其平均粗糙度約為 0.28nm 顯示出薄膜表面相當平坦,因此在 TiO2 單層膜中處於微結晶狀態,多層膜使用高解析掃描穿透式電子顯微鏡觀 察抗反射膜之結構來驗證與 Macleod 模擬軟體所設計的層數皆相符。
利用奈米複合層在單層膜中插入抑制層能有效降低其結晶現象 來降低薄膜之應力,透過恆溫恆濕機台在惡劣環境下觀察其薄膜變化 及時間耐久性,環境測試條件設定在溫度 85°C 及濕度 85%,在未插 入抑制層的抗反射膜能延長至 998 小時,有插入 4 層 1.5nm SiO2 的抗 反射膜僅能維持在 209 小時,從結果表明 TiO2 隨著插入層數增加無 明顯改善應力,反而 TiO2 隨厚度遞減使薄膜偏向不緻密性,在高濕度下水氣容易侵蝕薄膜,在未插層中 TiO2 薄膜相對厚因此緻密性足 夠因而有較低 WVTR,對於整體抗反射膜能有較佳的耐久性。