液晶面板上配单层触控传感器(Single Layer On Cell, SLOC)产品在完成传感器光刻工艺后, 在宏观检查机上观察, 基板的彩膜倒角侧存在大面积的不良(Mura), 测试不良区域与正常区域的关键尺寸(CD)值, 不良区域的CD值明显偏大, 部分点位超出管控指标;另外, SLOC产品在生产工艺后段模组段缺陷不良高发, 缺陷不良平均发生率为2.82%, 缺陷不良高发位置与不良和CD偏大区域基本一致, 有强相关性。通过旋转涂布等测试以及实际流片观察, 锁定造成不良的设备为显影机。由于基板从显影1(DEV#1)进入显影2(DEV#2)时基板流片末端药液干燥导致显影不良, 进而引起不良, 本文称其为干燥不良。为解决此问题, 对基板由DEV#1向DEV#2流片的速度进行软体修改, 干燥不良有轻微改善, 但未消除; 通过在DEV#1腔室内增加二次液切的方式, 消除了SLOC产品传感器光刻生产时的干燥不良。SLOC产品的CD均一性由3.3%提升到1.9%, 缺陷不良率从改善前的平均2.82%降低到平均0.27%。
干燥不良 CD均一性 缺陷不良 显影机 二次液切 dry Mura CD uniformity short defect developer secondary aqua knife
中国科学技术大学 国家同步辐射实验室, 安徽 合肥 230029
针对大高宽比微结构显影过程中由显影液的对流传质严重受限、光刻胶层厚、显影时间长带来的显影不均匀问题, 提出了基于翘板式摇床辅助的显影方法。利用有限元法模拟了摇床工作时整个样品表面的流场分布以及显影液在不同高宽比微结构光栅表面的流场分布。模拟结果表明, 通过摇床摆动可以实现显影液均匀流动。然后, 提出了快速的显影参数确定方法, 并通过实验给出了沟槽深宽比和显影速率之间的关系, 提供了可参考的显影工艺参数, 并验证了工艺参数的合理性。在显影时间为10~12 min, 显影速率为0.21~0.23 m/s, 沟槽深宽比为2.5, 光刻胶厚度为200 μm的光栅的显影均匀性优于96%。该方法可以实现大高宽比微结构的均匀显影, 满足高质量大高宽比光栅的制作要求。
大高宽比光栅 摇床式辅助显影 沟槽深宽比 均匀流场 high aspect ratio grating shaker-assisted development process the aspect ratio of trench uniform flow
通过对TFT-LCD行业用显影液浓度(质量分数)C1和其中酸根离子浓度(质量分数)C2与半色调光刻胶膜厚(Half Tone Thickness, THK)的影响研究, 提出了改善THK波动的方法。首先, 固定光刻工艺生产条件, 采用单因素实验法分别对C1和C2对THK的影响进行试验, 研究表明, C1、C2的变化都会影响显影液的显影能力, 导致THK的变化, 且都呈线性负相关。其次, 根据C1和C2变化对THK的影响程度, 将二者之间建立公式对应关系, 通过系统对C1进行调整, 改善C2波动的影响。最终将关系公式导入系统, 稳定了显影能力, 有效改善了THK的波动, 沟道相关不良发生率从0.20%以上降低到0.03%以下。
显影液 浓度 酸根离子 半色调膜厚 波动 developer doncentration acid radical ion halftone thickness fluctuation
1 重庆京东方光电科技有限公司, 重庆 400700
2 重庆大学 物理学院, 重庆 400044
光刻胶经过曝光、显影后的锥角(Taper)和关键尺寸(Develop Inspection Critical Dimension, DICD)是光刻工艺的重要参数。明确影响锥角和DICD的工艺参数, 进而控制锥角和DICD, 这对工艺制程至关重要。本文结合光刻制程, 探究了光刻胶厚度、曝光剂量、Z值、显影时间对锥角和DICD的影响, 并结合蒙特卡罗算法对显影制程进行评估。实验结果表明: 光刻胶厚度每增加1 μm, DICD增加约2.6 μm。同时, 厚度增加会导致光刻胶顶部的锥角逐渐由锐角向钝角演变。曝光剂量每增加10 mJ/s, DICD则减小约0.8 μm, 锥角则呈阈值跳跃式上升趋势。基板在最佳焦平面曝光, DICD和锥角均一性最好。显影时间每增加10 s, DICD下降约0.3 m, 锥角则增加约1.7°。最终, DICD和锥角呈负相关关系, 可以通过调节光刻工艺参数对锥角和DICD进行控制。
光刻胶 锥角 显影后关键尺寸 光刻工艺 蒙特卡罗计算 photo resist taper DICD lithography process Monte Carlo algorithm
1 清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室, 北京 100084
2 清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室, 北京 100084
根据扫描干涉场曝光的特点,针对光刻胶层内曝光量的驻波效应,建立了动态曝光模型。基于快速推进法建立了显影模型,得到了光栅掩模槽形的演变规律。为减弱驻波效应的影响,提出了一种抗反射层最优厚度的设计方法。仿真结果表明,建立的曝光和显影模型能有效预测光栅掩模的槽形轮廓,同时可优化抗反射膜的厚度。
光栅 扫描干涉场曝光 曝光模型 显影模型 快速推进法 驻波效应
1 北京京东方显示技术有限公司, 北京 100176
2 江南大学 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室, 江苏 无锡 214122
通过对TFT-LCD制造过程中GOA单元不良原因的研究,提出了改善GOA单元不良的方法.分析表明静电放电(ESD)的发生在于电容瞬间释放的电流过大,导致过细的金属线熔化;沟道桥接和开裂的发生在于显影效应,显影方向以及图案密度,导致局部区域沟道光刻胶厚度偏厚和偏薄.采用静电分散释放的连线设计,ESD的发生率从5.4%降低到004%以下.GOA单元两侧增加测试图样(Dummy Pattern)的设计防止沟道桥接的发生,减压干燥(VCD)抽气曲线的调整和软烘(Soft Bake)底部温度的优化措施防止沟道开裂的发生,沟道桥接和开裂的发生率从13.4%降低到1.22%以下.
静电放电 沟道桥接 沟道开裂 显影效应 gate driver on array GOA electro-static discharge channel bridge channel open development effect
中国科学院上海微系统与信息技术研究所 信息功能材料国家重点实验室,上海200050
采用全息光刻和二次显影的方法制备了柱形二维光子晶体.在此过程中, 二维点状的周期结构首先在正性光刻胶上直接形成, 然后经由Si3N4硬掩模转移到衬底材料上.利用二次显影的方法, 曝光强度最强和曝光强度中等区域的光刻胶能够被同时充分显影, 而曝光强度最弱区域的光刻胶则可以完全被保留下来.通过调节入射角, 可以方便地调节二维结构的周期.利用此方法, 在相对较大的面积上制备了不同周期的二维结构, 二维结构具有很好的均匀性和重复性.文章对有关的工艺参数进行了详细讨论.
全息光刻 二维光子晶体 柱形 二次显影 holographic lithography two dimensional photonic crystals column shape double developments
1 四川大学 物理科学与技术学院,成都 610064
2 武警成都指挥学院 教研部,成都 610213
基于薄层抗蚀剂的曝光模型，建立了普遍适应于表面等离子体激元光刻的抗蚀剂曝光模型.选用AZ1500和AR3170两种抗蚀剂对表面等离子体激元干涉光刻曝光显影过程进行计算对比，获得表面等离子体激元光刻显影的最终轮廓.由此得出工艺优化的条件，对表面等离子体激元光刻的进一步工作和实验开展有着重要的意义.
SPPs光刻 干涉光刻 曝光潜像 显影轮廓 SPPs lithography Interference lithography Exposed latent image Image contours
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院研究生院,北京 100049
两束记录光非对称入射必然造成光刻胶中潜像光栅“沟槽”的倾斜,进而影响显影后光栅沟槽的形状。特别是在凹面全息光栅的制作中,两束记录光一般都是非对称入射。为了能够从理论上分析并指导非对称全息光栅的制作,建立了非对称曝光、显影理论模型,重点分析了两束记录光从光栅表面一侧照射的情况。运用此模型模拟了光栅沟槽的形成过程,计算了全息光栅制作中非对称曝光、显影的实时监测曲线。理论计算显示,非对称曝光下,曝光实时监测曲线和显影实时监测曲线变化趋势与对称曝光时相同,只是衍射效率值不同,这与实验结果吻合;数值模拟光栅沟槽的演化发现,非线性效应特别显著时得到的沟槽为倾斜矩形,非线性效应比较显著时得到的沟槽为非对称梯形,非线性效应受到抑制时得到的沟槽为非对称性不明显的正弦形,这与实验结果一致。该模型能够有效地指导全息光栅掩模的制作,有助于为离子束刻蚀工艺提供所需的合格掩模。
全息 光栅 曝光模型 显影模型 非对称 实时监测
