TFT-LCD光阻回收再利用技術(shù)

一、TFT-LCD 產(chǎn)業(yè)簡(jiǎn)介

彩色薄膜液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display; TFT-LCD) 為光電產(chǎn)品中平面顯示器的一種，由于其體積小、質(zhì)量輕、厚度薄、耗電低、不閃爍、沒(méi)輻射等許多優(yōu)點(diǎn)，目前已成為顯示器領(lǐng)域中之主要商品。液晶顯示器(liquid crystal display, LCD) 自1973 年日本Sharp 公司應用于電子計算器以來(lái)，產(chǎn)品發(fā)展一日千里，綜觀(guān)其發(fā)展歷程， 除了在產(chǎn)品應用上越來(lái)越多樣化外， 也漸漸由1990 年初的消費性電子產(chǎn)品轉為信息產(chǎn)品，而且有越來(lái)越大型化的趨勢。其中TFT -LCD 因具有較快的反應速度、較大的對比率及較寬的視角等優(yōu)點(diǎn)，遂成為L(cháng)CD 產(chǎn)業(yè)中的主流。

依據2002 年富士總合研究所推估，2002 年全球LCD 用上游材料市場(chǎng)規模高于6,669 億日圓， 較2001 年成長(cháng)達26.7%。預估2007 年全球LCD 用上游材料市場(chǎng)規模將成長(cháng)至1 兆3,907 億日圓，平均年成長(cháng)率約為21.7%。我國2002 年TFT-LCD 主要上游原材料市場(chǎng)規模 (僅以彩色濾光片、背光模塊、偏光板用主要原料推估) 估計在新臺幣600 億元以上，預估未來(lái)在臺灣TFT-LCD 產(chǎn)量持續成長(cháng)的帶動(dòng)下，臺灣LCD 顯示器上游原材料市場(chǎng)規模仍將穩定維持2 位數的成長(cháng)， 市場(chǎng)規模龐大，為一極具商機之潛在市場(chǎng)。

目前TFT-LCD 制程中光阻以旋轉涂布 (spin coating) 的方式涂布于玻璃基板上， 此種涂布方式光阻劑的利用率約為10 %，其余90 %以廢棄物處理之。估計臺灣光電產(chǎn)業(yè)每年損失之光阻劑高達50 億元以上 (以每年廢光阻約5,000 公噸，光阻劑售價(jià)約1,000-2,500 元/公升，光阻劑密度為0.8-0.9 g/cc 估計)。此外，根據竹科IC 產(chǎn)業(yè)事業(yè)廢棄物申報數據顯示，2003年度新竹科學(xué)園區正負廢光阻推估量達5,000 公秉。光電半導體業(yè)因光阻利用率低，每年損失之光阻價(jià)值估計超過(guò)100 億臺幣。

二、光阻回收再利用技術(shù)

針對光阻涂布制程中光阻利用率低造成原料浪費及使用大量溶劑清洗所造成的環(huán)境問(wèn)題及成本浪費，可以利用光阻回收再利用技術(shù)達到原料及溶劑回收再利用之目的并可減少制程中污染物的生成量。

將廢光阻與稀釋劑調整濃度后再經(jīng)過(guò)濾、消泡等處理后，以UV監控其吸光度，令其狀態(tài)與原生光阻一致，送回涂布機臺再利用。這種設計方式優(yōu)點(diǎn)為不改變光阻涂布機臺之操作條件，制程風(fēng)險較低?；厥赵倮萌艄庾枥寐侍岣咧?0%，則可節省光阻液150 公噸/年，若光阻液市價(jià)為3,000 元臺幣/公斤，則可節省4.5 億元臺幣/年，回收再利用效益非?？捎^(guān)。此外，由于廢光阻液的產(chǎn)量亦可減少150 公噸/年，若委外處理費用為7,000元臺幣/公噸，廢光阻液委外處理費用可減少約100 萬(wàn)元臺幣/年。

針對電子所提供AZ650 之原生光阻及廢光阻進(jìn)行回收實(shí)驗。首先進(jìn)行原生光阻與廢光阻之性質(zhì)分析，其黏度及固含量測定結果如表一。因涂布制程的差異，所產(chǎn)生之廢光阻可能有兩種狀況：廢光阻No.1 因制程中抽排氣使溶劑揮發(fā)，造成濃縮之效果。而廢光阻No.2 則是在上光阻前會(huì )先噴灑溶劑于玻璃基板上，使所收集之廢光阻發(fā)生稀釋的情形。


針對不同特性之廢光阻，設計出其適合之調配方式其實(shí)驗流程如圖一。廢光阻No.1 因制程方式而產(chǎn)生濃縮效應。本實(shí)驗利用丙二甲醇甲醚、丙二甲醇甲醚丙酯混合溶劑為稀釋劑，調整光阻黏度及固含量。廢光阻No.2 則因已被清洗溶劑所稀釋?zhuān)?在此為避免高溫對光阻性質(zhì)有所影響， 故以減壓濃縮方式在低溫（30 ℃）下將多余溶劑除去。

經(jīng)調整后之廢光阻No.1、No.2 以分光光度計及黏度計偵測之，當光阻黏度與固含量調整至適當條件后再以一由1.0、0.2 及0.1μm 過(guò)濾器所串聯(lián)組成之過(guò)濾系統過(guò)濾之降低其中之粒子數。再測定其黏度與固含量則可得再生光阻No.1、No.2。再生光阻再經(jīng)由電子所進(jìn)行涂布、曝光、顯影及蝕刻等驗證實(shí)驗，測試再生光阻是否具有光活性。表二為過(guò)濾后之再生光阻及原生光阻經(jīng)涂布制程后之粒子數，由表中結果得知經(jīng)過(guò)濾后之再生光阻其粒子數與原生光阻大致相符，且符合現有制程要求。