CN104458823B - 一种快速检测显影液显影效力的方法 - Google Patents

一种快速检测显影液显影效力的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种快速检测有机或碱性显影液显影效力的方法,首先通过在同一显影条件下,通过测量显影不同片数基板时对应的显影液电导率,得到显影液电导率与显影片数的关系曲线,即标准曲线;然后结合显影工艺的参数控制,通过计算获得具有适宜显影效力的显影液的电导率值,作为目标电导率;测量显影液的实际电导率,与目标电导率进行对比,判断显影液的显影效力;根据设定的标准显影时间以及标准曲线估算下次测量时间;及测量的实际电导率值超出或等于目标电导率时,更换新鲜显影液。有效降低了显影液的更换更换频率,同时降低了不良产品出现的几率,节约成本,提高良率。

Description

一种快速检测显影液显影效力的方法
技术领域
本发明涉及一种快速检测显影液显影效力的方法,适用于所有涉及光刻显影技术的领域,包括电润湿工艺及液晶显示等。
背景技术
电润湿显示的前板制作中像素墙包围出一个个最小的显示单元,是显示的重要组成部分,而像素墙的制作常采用光致刻蚀剂经光刻工艺得到。所谓光致刻蚀剂即为一种感光性树脂组成物,分正性和负性两类,曝光区域被显影而未曝光区域不能被显影的为正性光致刻蚀剂,反之为负性光致刻蚀剂。以负性光致刻蚀剂为例,首先在衬底基板上涂布光致刻蚀剂,将光致刻蚀剂进行预烤,之后采用掩模板以UV光曝光,再以显影液洗去用掩模板遮盖的未曝光区域的光致刻蚀剂,即可按照掩模板的图案留下所需要的光致刻蚀剂图案,具体为一矩阵图案,各矩阵点对应各个像素。目前常用的显影方式有浸渍显影、摇动显影、喷淋显影(spray)和静置显影(puddle)等,显影液包括有机溶剂、碱性显影液等。
有机溶剂显影液和碱性显影液随着显影片数的逐步增多,其显影效力均会下降。针对碱性显影液,一些专利文献中提出了电导率-基补系统的方法。比如,专利CN1280678C和专利CN1267790C均为电导率-基补系统的实例,通过检测碱性溶液显影液中电导率值的下降监测碱性溶液显影液的显影效力;但是没有具体说明如何确定目标电导率。碱性显影液的检测机理为光致刻蚀剂在曝光后进行显影时,感光性树脂组成物含有的酸性基团,如羧基等,在碱性显影溶液中被碱性基团中和,从而形成水溶性的有机聚合物盐,这即表现为感光性树脂组成物在碱性显影液中被溶解。随着碱性显影液的碱性基团逐渐被中和,显影液的显影效力逐渐降低,同时碱性显影液的电导率值下降。
而有机溶剂显影液,如电润湿显示工艺中经常用到的光致刻蚀剂SU8光刻胶(MicroChem公司),其显影液即为有机溶剂显影液,比如MicroChem公司自己的SU8显影液,或者有机溶剂PGMEA(丙二醇甲醚醋酸酯)。实际中,因为这些有机溶剂本身电导率很低,甚至为0,比如PGMEA(丙二醇甲醚醋酸酯),人们通常忽略了其电导率的变化。因此鲜有人对有机溶剂显影液采取电导率变化来确定显影液的补偿。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,提供一种快速检测有机或碱性显影液显影效力的方法。
本发明解决其技术问题的解决方案是:一种快速检测有机或碱性显影液显影效力的方法,包括以下步骤:
获得标准曲线:在同一显影条件下,通过测量显影不同片数基板时对应的显影液电导率,得到显影液电导率与显影片数的关系曲线,即标准曲线;
结合显影工艺的参数控制,通过计算获得具有适宜显影效力的显影液的电导率值,作为目标电导率;
测量显影液的实际电导率,与目标电导率进行对比,判断显影液的显影效力;
根据设定的标准显影时间以及标准曲线估算下次测量时间;及
测量的实际电导率值超出或等于目标电导率时,更换新鲜显影液。
方案中提到的实际电导率超出或等于目标电导率时,更换新鲜显影液,具体的可以分为两种情况,对于有机显影液,由于随着显影的进行,光刻胶中感光性树脂组成物未曝光交联部分在显影步骤中因相似相溶原理溶解到有机显影液中,使得随着显影片数的增多显影液的电导率增大,因此当测量的实际电导率大于或等于目标电导率时,便更换新鲜有机显影液;而对于碱性显影液,由于其中的碱性基团在显影过程中逐渐被中和,因此是当测量的实际电导率小于或等于目标电导率时,便更换新鲜碱性显影液;故这里的超出并不限定是大于的意思。
进一步地,所述目标电导率是通过以下步骤获得的,
1)确定临界电导率γc;包括:
a)测量第N片基板的实际显影时间,根据以下公式
t1=pt2
t1,显出点时间,即第N片基板实际显影完全需要的时间;
t2,标准显影时间,即为了便于工艺控制,规定的每片基板的固定显影时间;
p,显影系数,随着显影片数的增多,逐渐变大;
计算得到显影系数p。
b)测量第N片基板显影后得到的显影图案的尺寸,计算所得到显影图案的尺寸的平均值和标准偏差。
c)判断显影系数p、显影图案的尺寸的平均值和标准偏差是否达到控制的临界值,当其中至少一个达到临界值时,则对应的显影液的电导率即为临界电导率γc
2)确定平均临界电导率γa;重复步骤1)(m-1)次,对得到的共m次临界电导率值取算术平均,即得到平均临界电导率γa
3)确定目标电导率γ;利用公式γ=η·γa计算得到目标电导率γ,其中η为保护系数,其计算公式为:
当2≤m≤10时,η=(1-(γmaxmin)/2/γa)×100%,
当m>10时,η=(1-3S/γa)×100%,其中
m,临界电导率测量的次数,m≥2,为正整数;
γmax,m次测量的最大临界电导率;
γmin,m次测量的最小临界电导率;
γa,m次测量的平均临界电导率;
S,m次测量得到的临界电导率的标准偏差。
优选地,所述步骤2)中,测量次数m≥3。进一步优选地,m≥5。
进一步地,上述方法优选地适用于电润湿基板像素墙的显影过程中显影液显影效力的检测。
进一步地,当用于电润湿基板像素墙的显影过程中显影液显影效力的检测时,所述步骤b)包括:
测量第N片基板显影后得到的像素墙的宽度,并依此计算平均宽度和宽度的标准偏差;
测量第N片基板显影后得到的像素墙的高度,并依此计算平均高度和高度的标准偏差。
优选地,上述方法中,测量次数m≥3。进一步优选地,m≥5。
进一步地,上述方法中,是在工艺条件不变的情况下,测量显影液电导率与目标电导率进行对比,判断显影效力的;若工艺发生改变,即基板尺寸、显影图案面积或光致刻蚀剂厚度发生变化,其余条件一致情况下,则根据公式s2·h2·n2=s1·h1·n1计算得到新的显影液电导率与显影片数的关系,从而得到新的标准曲线;然后再依照此新的标准曲线来判断显影液的显影效力。
其中s2、s1,新、旧工艺分别对应的有效显影面积,即被显影液显影掉的光致刻蚀剂膜的面积,与基板尺寸和图案尺寸有关;
h2、h1,新、旧工艺分别对应的光致刻蚀剂膜厚;
n2、n1,新、旧工艺分别对应的已显影片数。
本发明的有益效果是:本发明的申请人通过研究发现,光致刻蚀剂(如SU8)在曝光后进行显影时,感光性树脂组成物未曝光交联部分在显影步骤因相似相溶原理溶解到有机显影液中,使得随着显影片数的增多显影液的电导率增大,从而可以通过电导率的测量监测有机显影液的显影效力,同时结合已知的对碱性显影液的了解,依据电导率测量,建立了一种通过电导率来快速检测有机或碱性显影液显影效力的方法,具体地,首先通过实验得到电导率与显影片数的标准曲线,进而得到不同电导率对应的显影时间,并通过显微镜等手段观察不同显影片数显影效果(显影后结构的尺寸及边缘的平滑度等),得到临界电导率。多次实验测量得到平均临界电导率。进一步添加保护系数,得到目标电导率。这样生产或科研中通过电导率的快速测量结合电导率与显影片数的标准曲线估算更换新鲜显影液的时间,当测量电导率超出或等于目标电导率时更换新鲜显影液。有效降低了显影液的更换频率,同时降低了不良产品出现的几率,节约成本,提高良率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然,所描述的附图只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明的检测方法的工艺流程图;
图2是本发明实施例1中显影液随显影片数增加电导率变化的标准曲线图;
图3是本发明实施例2中显影液随显影片数增加电导率变化的标准曲线图;
图4是本发明实施例1显影的第1片(a)和第153片(b)SU8胶的光学显微镜照片(100倍放大)。
具体实施方式
参照图1,本发明提供了一种快速检测显影液显影效力的方法,包括:
1、获得标准曲线;在同一显影条件下,通过测量显影不同片数基板时对应的显影液电导率,得到显影液电导率与显影片数的关系曲线,即标准曲线。
此步骤中所提到的同一显影条件,是指为保证结果的一致性,得到良好的关系曲线,而固定显影液的初始体积、显影液类型和配比(如为多种有机溶剂的混合,或者碱性显影液则存在配比问题)、显影液纯度或浓度(有机溶剂为纯度,碱性显影液为浓度)、显影温度、显影方式(喷淋显影、摇晃显影等)及显影工艺设置(以喷淋显影为例,喷淋显影的转速、显影液流量、显影压力等)、要显影的图案、光致刻蚀剂的类型等参数条件,仅仅是随着显影片数增多,不断测量对应显影后的显影液的电导率。
2、结合显影工艺的参数控制,通过计算获得具有适宜显影效力的显影液的电导率值,作为目标电导率;具体地,目标电导率的获得可以通过以下步骤:
2.1确定临界电导率γc;包括
a)测量第N片基板的显影时间,根据公式
t1=pt2
t1,显出点时间,即第N片基板实际显影完全需要的时间;
t2,标准显影时间,即为了便于工艺控制,规定的每片基板的固定显影时间;
p,显影系数,随着显影片数的增多,逐渐变大;
计算得到p。
为了使显影更彻底,也方便工艺控制,标准显影时间t2通常为一根据工艺设定好的固定值。显影初期,显出点时间t1小于标准显影时间t2,随着显影的进行,显影液被消耗,显出点时间t1延长,显影系数p应该控制在一合理范围内,否则前期若标准显影时间t2远大于显出点时间t1,则一来浪费时间二来可能出现过显的情况(即曝光区域受到侵蚀),后期显出点时间t1大于标准显影时间t2则显影不足,因此根据工艺显影要求以及显影液性质,p值有一确定的范围。
b)测量第N片基板显影后得到的显影图案的尺寸,计算所得到显影图案的尺寸的平均值和标准偏差。
显影图案的尺寸是指显影过程中对显影图案进行常规尺寸控制要检测的尺寸,可能有一个或者一个以上的尺寸要进行测量,包括宽度、高度、弧度等等,根据实际工艺需要进行设定。
以电润湿基板上的像素墙显影为例,优选像素墙的宽度和高度作为尺寸控制点,那么具体地,步骤b)包括:
测量第N片基板显影后得到的像素墙的宽度,并依此计算平均宽度和标准偏差。
详细地,可以通过光学显微镜及扫描电子显微镜等手段观察显影得到的第N片基板的像素墙,测量多个(5-50,更优为20-30)位置的像素墙宽度,计算得出像素墙的平均宽度,得出像素墙宽度的标准偏差。像素墙宽度的标准偏差对应像素墙的平滑度,即像素墙边缘平滑则像素墙宽度的标准偏差小,反之则大。
测量第N片基板显影后得到的像素墙的高度,并依此计算平均宽度和标准偏差。
详细地,可以通过膜厚测量仪或台阶仪等手段测量多个(5-50,更优为20-30)位置的像素墙高度,计算得出像素墙的平均高度和高度的标准偏差。
c)判断显影系数p、显影图案的尺寸的平均值和标准偏差是否达到控制的临界值,当其中至少一个达到临界值时,则对应的显影液的电导率即为临界电导率γc
同样以上述电润湿基板上的像素墙显影为例,实际生产中:
随显影片数增多,显影液显影效力降低,像素墙宽度变大,边缘平滑度降低,即像素墙宽度标准偏差变大;而随显影片数增多,显影液显影效力降低,因光致刻蚀剂的残留导致像素墙高度变低,显影不均匀性变大,因此像素墙高度的标准偏差变大。
例如,若限定像素墙平均宽度需满足:w=w0(1±a),w0为显影第一片的像素墙宽度,a为平均宽度系数,0≤a≤amax
像素墙宽度的标准偏差S1需满足:S1≤b。
像素墙平均高度需满足:h=h0(1±c),h0为显影第一片的像素墙高度,c为平均高度系数,0≤c≤cmax
像素墙高度的标准偏差S2需满足:S2≤d。
则根据步骤b)中的测量计算结果,判断显影系数、显影像素墙的宽度和高度的平均值和标准偏差是否达到临界值,即相对应的控制参数p、a、S1、c和S2是否达到临界值pmax、amax、b、cmax、d,如果其中一个达到临界值,则根据标准曲线,对应的显影液的电导率即为临界电导率γc
显影图案尺寸的限定不限于上述方法,也可以采用其他本领域内人员熟知的方法。
2.2确定平均临界电导率γa;重复步骤1)(m-1)次,对得到的共m次临界电导率值取算术平均,即得到平均临界电导率γa
2.3确定目标电导率γ;利用公式γ=η·γa计算得到目标电导率γ,其中η为保护系数,其计算公式为:
当2≤m≤10时,η=(1-(γmaxmin)/2/γa)×100%,
当m>10时,η=(1-3S/γa)×100%,
其中m,临界电导率测量的次数,m≥2,为正整数;
γmax,m次测量的最大临界电导率;
γmin,m次测量的最小临界电导率;
γa,m次测量的平均临界电导率;
S,临界电导率m次测量的标准偏差;
优选地,测量的次数m≥3;进一步优选地,m≥5。
3、在工艺条件不变的条件下,测量显影液的实际电导率,与目标电导率进行对比,判断显影液的显影效力;
进一步,根据设定的显影时间以及标准曲线估算下次测量时间;及
测量的实际电导率值超出或等于目标电导率时,更换新鲜显影液。
具体地,针对碱性显影液,则当测量的实际电导率值小于或等于目标电导率时,更换新鲜碱性显影液。
针对有机显影液,则当测量的实际电导率值大于或等于目标电导率时,更换新鲜有机显影液。
4、实际过程中,若工艺发生改变,即基板尺寸、显影图案面积、或光致刻蚀剂厚度发生变化,其他条件一致,即显影液类型、光致刻蚀剂类型、显影温度、显影方式及显影工艺设置等一致的条件下,则根据公式s2·h2·n2=s1·h1·n1计算得到新的显影液电导率与显影片数的关系曲线,即新的标准曲线;
其中s2、s1,新、旧工艺分别对应的有效显影面积,即被显影液显影掉的光致刻蚀剂膜的面积,与基板尺寸和图案尺寸有关;
h2、h1,新、旧工艺分别对应的光致刻蚀剂膜厚;
n2、n1,新、旧工艺分别对应的已显影片数。
然后依照前述步骤获得目标电导率;通过测量获得实际电导率和目标电导率进行对比,并进一步根据设定的标准显影时间以及新的标准曲线估算下次测量时间;及测量的实际电导率值超出或等于目标电导率时,便更换新鲜显影液。
本发明方案中提到的有机显影液和碱性显影液包括本领域常用的显影液,有机显影液如MicroChem公司自己的SU8显影液,有机溶剂PGMEA(丙二醇甲醚醋酸酯),N,N-二甲基甲酰胺(DMF),乳酸乙酯,二丙酮醇(DAA)等,可以是一种或者多种有机溶剂的组合;碱性显影液如含有强碱(如KOH、NaOH),碱金属的碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐等(如K2CO3),有机胺类(如四甲基氢氧化铵TMAH)等碱性试剂的溶液,其中的碱性试剂可以是一种或多种碱性试剂的组合。
以下将结合优选的具体实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行进一步描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。
实施例1
以PGMEA有机溶剂显影液显影光致刻蚀剂SU8胶(MicroChem公司),基板为3寸方片(边长7.6cm),基板上所涂光致刻蚀剂SU8胶的膜厚为6-7μm。
固定显影液体积为100mL。
PMGEA显影液纯度为99.5%,初始电导率为0。
显影温度为20-22℃。采用浸渍式显影。
1、获得标准曲线;通过实验测量得到有机溶剂PGMEA显影SU8胶的电导率与显影片数的关系曲线,如图2所示。其电导率随显影片数增多而呈递增趋势,且为三次函数幅度递增。
2、确定目标电导率γ
2.1确定临界电导率γc
a)测量得到第153片基板的显影时间t1=54s,实验中设定标准显影时间t2为60s,根据公式t1=pt2,计算得到p=90%。
b)如图4,光学显微镜观察第153片的像素墙,测量20个像素墙宽度,得到第153片像素墙的平均宽度w=13.9μm。
测试得到显影第一片的像素墙的平均宽度w0=13.7μm,根据公式w=w0(1±a),计算得到第153片像素墙的宽度的平均宽度系数a=1.4%。
计算得到第153片像素墙宽度的标准偏差S1=0.44μm
利用台阶仪测量第153片像素墙的高度,得到20个高度值,取平均得到平均高度h=6.01μm。
测试得到显影第一片的像素墙的平均高度h0=6.09μm,根据公式h=h0(1±c),计算得到第153片像素墙的高度系数c=1.3%
计算得到第153片像素墙高度的标准偏差S2=0.04μm
c)本实验中,根据显影液性质和工艺要求确定的:
显影系数p满足50%≤p≤90%;
像素墙的最大宽度系数amax=3%;
像素墙宽度的标准偏差S1≤b=1μm;
像素墙的最大高度系数cmax=3%;
像素墙高度的标准偏差S2≤d=0.1μm。
对比上述计算结果发现p值达到设定的上限临界值,根据标准曲线,得到对应的显影液的电导率为2.70μS/cm。因此2.70μS/cm即为此工艺要求下PGMEA显影SU8胶的临界电导率γc
2.2确定平均临界电导率γa
重复3次测量,得到另外3个临界电导率值:2.71μS/cm,2.63μS/cm,2.58μS/cm。对所有的4个临界电导率值取平均,得到平均临界电导率γa=2.66μS/cm。
2.3确定目标电导率γ
本实验m=4,通过公式η=(1-(γmaxmin)/2/γa)×100%,2≤m≤10,计算到保护系数η=97.56%,则目标电导率γ=η·γa=97.56%×2.66μS/cm=2.60μS/cm。
3、当工艺参数不变时,测量显影液实际电导率值,若显影液实际电导率测量值远小于2.60μS/cm,则根据图2电导率与显影片数的关系曲线,再结合工艺要求的标准显影时间60s,估算下次测量时间。
当显影液电导率测量值大于等于目标电导率2.60μS/cm时,需要及时更换新鲜有机溶剂显影液PGMEA。
4、当工艺参数发生改变时,比如基板尺寸、显影图案面积、光致刻蚀剂膜厚等,需要根据公式s2·h2·n2=s1·h1·n1首先计算出与旧工艺的对应的新工艺显影片数;从而得到新的电导率与工艺显影片数的关系的标准曲线;然后依照此新的标准曲线来判断显影效力。
实施例2
更换光致刻蚀剂为KMPR胶,其他条件同实施例1。
1、所测量得到的标准曲线如图3所示。
2、确定目标电导率γ
2.1确定临界电导率γc
同实施例1,设定50%≤p≤90%,t2为60s,amax=3%,b=1μm,cmax=3%,d=0.1μm。
测量第102片基板时,得到显影时间t1=54s,计算得到p=90%,达到临界值,而第102片像素墙的平均宽度、宽度标准偏差、平均高度、高度平均偏差均未达到设定的临界值。
因此根据标准曲线,此时对应的显影液电导率为1.425μS/cm,则1.425μS/cm即为此工艺要求下PGMEA显影KMPR胶的临界电导率γc
2.2确定平均临界电导率γa
重复测量11次,即m=12,12次的临界电导率γc分别为:1.425μS/cm,1.421μS/cm,1.427μS/cm,1.424μS/cm,1.428μS/cm,1.415μS/cm,1.412μS/cm,1.418μS/cm,1.429μS/cm,1.424μS/cm,1.436μS/cm,1.429μS/cm。计算得到平均临界电导率γa=1.424μS/cm。
2.3确定目标电导率γ
通过公式η=(1-3S/γa)×100%,m>10计算得到η=95.37%,进而计算得到目标电导率γ为1.358μS/cm。
3、当工艺参数不变时,测量显影液实际电导率值,当电导率测量值大于等于目标电导率1.358μS/cm时,需要及时更换新鲜有机溶剂显影液PGMEA。
若显影液实际电导率测量值远小于2.60μS/cm,则根据图3电导率与显影片数的关系的标准曲线,再结合工艺要求的标准显影时间60s,估算下次测量时间。
4、同样,当工艺参数发生改变时,比如基板尺寸、显影图案面积、光致刻蚀剂膜厚等,需要根据公式s2·h2·n2=s1·h1·n1首先计算出与旧工艺的对应的新工艺显影片数;从而得到新的电导率与工艺显影片数的关系的标准曲线;然后依照新的标准曲线来判断显影液的显影效力。
以上虽然以有机显影液为例对本发明方案进行了描述,但本发明所描述的临界电导率及目标电导率值的确定不仅适用于有机溶剂显影液的电导率-基补系统,同样适用于碱性显影液的电导率-基补系统。所描述的有机溶剂显影液的电导率-基补系统,不仅适用于单一有机溶剂作为显影液的体系,还适合混合有机溶剂作为显影液的体系,如环氧树脂类光致刻蚀剂的显影等。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种快速检测显影液显影效力的方法,其特征在于,所述显影液为有机显影液,所述方法包括以下步骤:
获得标准曲线:在同一显影条件下,通过测量显影不同片数基板时对应的显影液电导率,得到显影液电导率与显影片数的关系曲线,即标准曲线;
结合显影工艺的参数控制,通过计算获得具有适宜显影效力的显影液的电导率值,作为目标电导率;
测量显影液的实际电导率,与目标电导率进行对比,判断显影液的显影效力;
根据设定的标准显影时间以及标准曲线估算下次测量时间;及测量的实际电导率值大于或等于目标电导率时,更换新鲜有机显影液;
所述目标电导率是通过以下步骤获得的,
1) 确定临界电导率γc:
a) 测量第N 片基板的实际显影时间,根据以下公式
t1= pt 2,
t1,显出点时间,即第N 片基板实际显影完全需要的时间;
t2,标准显影时间,即为了便于工艺控制,规定的每片基板的固定显影时间;
p,显影系数,随着显影片数的增多,逐渐变大;
计算得到显影系数p ;
b) 测量第N 片基板显影后得到的显影图案的尺寸,计算所得到显影图案的尺寸的平均值和标准偏差;
c) 判断显影系数p、显影图案的尺寸的平均值和标准偏差是否达到控制的临界值,当其中至少一个达到临界值时,则对应的显影液的电导率即为临界电导率γc;
2) 确定平均临界电导率γa:重复步骤1)(m-1) 次,对得到的共m 次临界电导率值取算术平均,即得到平均临界电导率γa;
3) 确定目标电导率γ:利用公式γ=η·γa计算得到目标电导率γ,其中η为保护系数,其计算公式为:
当2 ≤m≤ 10时,η= (1-(γmax-γmin)/2/γa)×100%,
当m>10时,η= (1-3S/γa)×100%,其中
m,临界电导率测量的次数;
γmax,m次测量的最大临界电导率;
γmin,m次测量的最小临界电导率;
γa,m次测量的平均临界电导率;
S,m次测量得到的临界电导率的标准偏差。
2.一种快速检测显影液显影效力的方法,其特征在于,所述显影液为碱性显影液,所述方法包括以下步骤:
获得标准曲线:在同一显影条件下,通过测量显影不同片数基板时对应的显影液电导率,得到显影液电导率与显影片数的关系曲线,即标准曲线;
结合显影工艺的参数控制,通过计算获得具有适宜显影效力的显影液的电导率值,作为目标电导率;
测量显影液的实际电导率,与目标电导率进行对比,判断显影液的显影效力;
根据设定的标准显影时间以及标准曲线估算下次测量时间;及测量的实际电导率值小于或等于目标电导率时,更换新鲜碱性显影液;
所述目标电导率是通过以下步骤获得的,
1) 确定临界电导率γc:
a) 测量第N片基板的实际显影时间,根据以下公式
t1= pt 2,
t1,显出点时间,即第N片基板实际显影完全需要的时间;
t2,标准显影时间,即为了便于工艺控制,规定的每片基板的固定显影时间;
p,显影系数,随着显影片数的增多,逐渐变大;
计算得到显影系数p;
b) 测量第N片基板显影后得到的显影图案的尺寸,计算所得到显影图案的尺寸的平均值和标准偏差;
c) 判断显影系数p、显影图案的尺寸的平均值和标准偏差是否达到控制的临界值,当其中至少一个达到临界值时,则对应的显影液的电导率即为临界电导率γc;
2) 确定平均临界电导率γa:重复步骤1)(m-1) 次,对得到的共m 次临界电导率值取算术平均,即得到平均临界电导率γa;
3) 确定目标电导率γ:利用公式γ=η·γa计算得到目标电导率γ,其中η为保护系数,其计算公式为:
当2≤m≤10时,η= (1-(γmax-γmin)/2/γa)×100%,
当m>10时,η= (1-3S/γa)×100%,其中
m,临界电导率测量的次数;
γmax,m次测量的最大临界电导率;
γmin,m次测量的最小临界电导率;
γa,m次测量的平均临界电导率;
S,m次测量得到的临界电导率的标准偏差。
3.根据权利要求1或2所述的一种快速检测显影液显影效力的方法,其特征在于:所述步骤2)中,m≥3。
4.根据权利要求3所述的一种快速检测显影液显影效力的方法,其特征在于:所述步骤2)中,m≥5。
5.根据权利要求1或2所述的一种快速检测显影液显影效力的方法,其特征在于:所述方法用于电润湿基板像素墙的显影过程中显影液显影效力的检测。
6.根据权利要求5所述的一种快速检测显影液显影效力的方法,其特征在于:所述步骤b)包括:
测量第N片基板显影后得到的像素墙的宽度,并依此计算平均宽度和宽度的标准偏差;
测量第N片基板显影后得到的像素墙的高度,并依此计算平均高度和高度的标准偏差。
7.根据权利要求6所述的一种快速检测显影液显影效力的方法,其特征在于:所述步骤2)中,m≥3。
8.根据权利要求7所述的一种快速检测显影液显影效力的方法,其特征在于:所述步骤2)中,m≥5。
9.根据权利要求1、2、4、6、7、8任一项所述的一种快速检测显影液显影效力的方法,其特征在于:若显影工艺发生改变,即基板尺寸、显影图案面积或光致刻蚀剂厚度发生变化,其余条件一致情况下,则根据公式s2·h2·n2=s1·h1·n1计算得到新的显影液电导率与显影片数的关系,从而得到新的标准曲线;
其中s2、s1,新、旧工艺分别对应的有效显影面积,即被显影液显影掉的光致刻蚀剂膜的面积,与基板尺寸和图案尺寸有关;
h2、h1,新、旧工艺分别对应的光致刻蚀剂膜厚;
n2、n1,新、旧工艺分别对应的已显影片数。
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