WO2014169614A1 - 显影方法 - Google Patents

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WO2014169614A1
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developing
development
developing machine
inclination angle
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黄常刚
吴洪江
袁剑峰
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京东方科技集团股份有限公司
北京京东方显示技术有限公司
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/30—Imagewise removal using liquid means

Definitions

  • Embodiments of the invention relate to a development method. Background technique
  • a photoresist coated on a glass substrate is developed after exposure to obtain a desired lithographic pattern.
  • the glass substrate 2 is moved at an inclination angle, along a horizontally placed developing machine table 1, and the glass substrate 2 and the developing machine table 1 are The dip angle between the two remains unchanged.
  • a plurality of nozzles 3 arranged in a straight line are fixed to the flat-shaped nozzle holder 4, and the nozzle holder 4 is disposed above the glass substrate 2, and the nozzle holder 4 is parallel to the glass substrate 2.
  • the developer is sprayed onto the glass substrate 2 by the nozzle 3, and the developer sprayed onto the upper side (ie, the side of the side) of the glass substrate 2 is chemically reacted with the photoresist, and the concentration is lowered, and the concentration is lowered.
  • the liquid flows toward the lower side (ie, the b side) of the glass substrate 2, so that the developer directly sprayed onto the b side of the glass substrate 2 is diluted, which causes chemistry with the photoresist on the b side of the glass substrate 2.
  • the concentration of the developing solution of the reaction is lowered.
  • the exposed photoresist is retained after development, and the remaining photoresist that has not been exposed is removed.
  • the line width of the photolithographic pattern prepared by the development method is not uniform, and the line width of the photolithographic pattern is gradually widened from the side of the glass substrate 2 to the side of the b side.
  • the glass substrate 2 is horizontally placed on a circular developing machine table 1, the nozzle holder 4 is disposed above the glass substrate 2, and the nozzle holder 4 and the glass are provided.
  • the substrates 2 are parallel.
  • the developer is sprayed onto the glass substrate 2 by the nozzle 3, and at the same time, the developing machine 1 is rotated to prepare a lithographic pattern having a uniform line width.
  • This development method is only suitable for small-sized glass substrates.
  • the glass substrate of the high-generation line is particularly large in size, and the rotation of the developing machine 1 easily causes the glass substrate to be chipped, so this development method is not suitable for the high-generation line.
  • An aspect of the invention provides a developing method, comprising: arranging a substrate obliquely with respect to a developing machine, the first side of the substrate is upward, and the second side opposite to the first side position is downward, And the inclination angle between the substrate and the developing machine is ⁇ 1 0 ⁇ ⁇ ! ⁇ 90°, and the developing solution is sprayed onto the substrate by a nozzle disposed above the substrate for first development
  • the substrate is disposed obliquely with respect to the developing machine for the first time, the second side of the substrate is upward, the first side thereof is downward, and the inclination between the substrate and the developing machine It is ⁇ 2 , 0 ⁇ ⁇ 2 ⁇ 90.
  • the developer is uniformly sprayed onto the substrate by the nozzle disposed above the substrate for second development for a second time t2 .
  • the developing method further includes the steps of: alternately repeating the steps of "tilting the substrate obliquely with respect to the developing machine, the first side of the substrate being upward, and the second side opposite to the first side position Downward, and the inclination angle between the substrate and the developing machine is ⁇ 1 0 ⁇ ⁇ ! ⁇ 90°, and the developer is sprayed onto the substrate by a nozzle disposed above the substrate.
  • a first development for a first time, and a step of "slanting" the substrate relative to the developing machine, the second side of the substrate being upward, the first side thereof being downward, and
  • the inclination angle between the substrate and the developing machine table is ⁇ 2 , 0 ⁇ 2 ⁇ 90°, and the developing solution is uniformly sprayed onto the substrate through the nozzle disposed above the substrate for second development, Continue for the second time t 2 ".
  • a plurality of the nozzles are fixed to a nozzle holder, and the nozzle holder is disposed above the substrate.
  • a plurality of the nozzles are arranged in a straight line.
  • the nozzle holder is in the shape of a flat plate, and the nozzle holder is parallel to the substrate.
  • the first time is equal to the second development time t 2 .
  • the value of the inclination angle ⁇ 2 between the substrate and the developing machine table ranges from 5 to 10°.
  • Figure 1 is a schematic view showing a development method of the first conventional technique
  • 2 is a schematic diagram showing the line width of a lithographic pattern prepared by the developing method of the first conventional technique
  • FIG. 3 is a schematic view showing a developing method of the second conventional technique
  • 4(a) and 4(b) are schematic views showing a developing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the line width of a lithographic pattern prepared by the developing method provided by the embodiment of the present invention.
  • the developing method provided in this embodiment can be carried out as follows.
  • step S1 is performed.
  • the substrate 2 is disposed obliquely with respect to the developing machine table 1, the first side of the substrate 2 (for example, the c side) is upward, and the second side (for example, the d side) is downward.
  • the first side of the substrate 2 is opposite to the position of the second side, that is, the c side of the substrate 2 is opposite to the side of the d side, and the inclination angle between the substrate 2 and the developing machine 1 is ⁇ 1 0 ⁇ ⁇ ! ⁇ 90°laut
  • the developer is uniformly sprayed onto the substrate 2 through the nozzles 3 disposed above the substrate 2.
  • the development duration of this step is ⁇ .
  • nozzle 3 is fixed to a flat-shaped nozzle holder 4, and the nozzle holder 4 is disposed above the substrate 2, and the nozzle holder 4 is parallel to the substrate 2.
  • step S2 is performed.
  • the substrate 2 is disposed obliquely with respect to the developing machine table 1, the second side of the substrate 2 (ie, the d side) is upward, and the first side (ie, the c side) is downward, and
  • the inclination angle between the substrate 2 and the developing machine table 1 is ⁇ 2 , 0 ⁇ ⁇ 2 ⁇ 90°.
  • the developer is uniformly sprayed onto the substrate 2 through the nozzles 3 disposed above the substrate 2.
  • the development duration of this step is t 2 .
  • a plurality of nozzles 3 uniformly arranged in a straight line are fixed to the flat-shaped nozzle holder 4, the nozzle holder 4 is disposed above the substrate 2, and the nozzle holder 4 is parallel to the substrate 2.
  • the substrate 2 is a glass substrate, for example, a structural layer may have been prepared on the substrate, for example For example, various structural layers of a thin film transistor are formed.
  • the inclination angle between the substrate 2 of the step S1 and the step S2 and the developing machine table 1 may be equal, that is, 9 ⁇ 02. More preferably, the angle of inclination ⁇ ⁇ 2 between the substrate 2 and the developing machine table 1 ranges from 5 to 10°.
  • the developing machine is horizontally disposed.
  • the plurality of nozzles 3 may be arranged in other forms such as a U-shape in addition to being linearly arranged uniformly on the flat-plate-shaped nozzle holder 4.
  • the exposed photoresist is retained after development, and the remaining unexposed photoresist is dissolved and removed.
  • the line width of the lithographic pattern prepared by the above-described developing method is uniform, that is, from the c-end to the d-end of the substrate 2, the line width of the lithographic pattern is substantially the same.
  • the technical solution of the embodiment of the present invention is not limited to a negative photoresist, and may also be used for a positive photoresist.
  • the developer sprayed from the nozzle since the two ends of the substrate are alternately upward, the developer sprayed from the nozzle alternately flows from one end of the substrate to the other end, and the developer sprayed on both ends of the substrate chemically reacts with the photoresist.
  • the uniformity of the chemical reaction between the developer and the photoresist can be improved, thereby improving the line width uniformity of the lithographic pattern obtained after development.
  • the method does not require the developing machine to rotate, and does not cause chipping of the substrate, and is suitable for high-generation production lines.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Abstract

一种显影方法，包括：将基板（2）相对于显影机台（1）倾斜设置，基板（2）的第一侧边（c）向上，与第一侧边（c）相对的第二侧边（d）向下，且基板（2）与显影机台之间的倾角为θ1，0＜θ1＜90°，通过设置于基板（2）上方的喷嘴（3）将显影液均匀地喷洒到基板（2）上进行第一显影，持续第一时间t1；将基板（2）相对于显影机台（1）倾斜设置，基板（2）的第二侧边（d）向上，第一侧边（c）向下，且基板（2）与显影机台之间的倾角为θ2，0＜θ2＜90°，通过设置于基板（2）上方的喷嘴（3）将显影液均匀地喷洒到基板（2）上进行第二显影，持续第二时间t2。这种显影方法能够提高显影之后获得的光刻图形的线宽均匀性。

Description

显影方法 技术领域
本发明的实施例涉及一种显影方法。 背景技术
在 TFT-LCD (薄膜晶体管液晶显示器)生产过程中， 涂布在玻璃基板上的 光刻胶在曝光后进行显影以得到需要的光刻图形。
如图 1所示，在一种传统技术的应用于高世代生产线的一种显影方法中， 玻璃基板 2以倾角 Θ, 沿水平放置的显影机台 1运动， 玻璃基板 2与显影机 台 1之间的倾角 Θ保持不变。 呈直线形排列的多个喷嘴 3 固定于平板形的喷 嘴架 4上， 喷嘴架 4设置于玻璃基板 2的上方， 且喷嘴架 4与玻璃基板 2平 行。 显影过程中， 显影液被喷嘴 3喷洒到玻璃基板 2上， 喷洒到玻璃基板 2 的上侧边（即 a侧边） 的显影液与光刻胶发生化学反应后浓度降低， 且浓度 降低的显影液向玻璃基板 2的下侧边（即 b侧边）流动， 使得直接喷洒到玻 璃基板 2的 b侧边的显影液被稀释， 这导致与玻璃基板 2的 b侧边的光刻胶 发生化学反应的显影液浓度降低。 以负性光刻胶为例， 被曝光的光刻胶在显 影后被保留下来， 其余没有被曝光的光刻胶被去除。 如图 2所示， 采用该种 显影方法制备的光刻图形的线宽不均匀，由玻璃基板 2的 a侧边到其 b侧边， 光刻图形的线宽逐渐变宽。
如图 3所示， 在传统技术的另一种显影方法中， 将玻璃基板 2水平放置 于圓形的显影机台 1上， 喷嘴架 4设置于玻璃基板 2的上方， 且喷嘴架 4与 玻璃基板 2平行。 显影过程中， 显影液被喷嘴 3喷洒到玻璃基板 2上， 与之 同时显影机台 1旋转， 以制备线宽均匀的光刻图形。 该种显影方法仅适用于 小尺寸的玻璃基板。 高世代产线的玻璃基板尺寸特别大， 显影机台 1旋转很 容易造成玻璃基板碎裂， 因此该种显影方法不适用于高世代产线。
在高世代产线的生产中， 对于一些线宽均勾性要求比较高的膜层， 例如 彩膜基板上的黑矩阵（BM ) 、 TFT 的各层膜， 均需要寻求线宽均匀性更好 的显影方法。 发明内容
本发明的一个方面提供了一种显影方法， 包括： 将基板相对于显影机台 倾斜设置， 所述基板的第一侧边向上， 其与第一侧边位置相对的第二侧边向 下， 且所述基板与所述显影机台之间的倾角为 Θ1 0<θ!<90° , 通过设置于所 述基板上方的喷嘴将显影液均勾地喷洒到所述基板上进行第一显影， 持续第 一时间 所述基板相对于所述显影机台倾斜设置， 所述基板的第二侧边向 上，其第一侧边向下，且所述基板与所述显影机台之间的倾角为 θ2, 0<θ2<90。， 通过设置于所述基板上方的所述喷嘴将显影液均勾地喷洒到所述基板上进行 第二显影， 持续第二时间 t2。
例如，所述显影方法还包括如下步骤： 交替重复所述步骤"将基板相对于 显影机台倾斜设置， 所述基板的第一侧边向上， 其与第一侧边位置相对的第 二侧边向下， 且所述基板与所述显影机台之间的倾角为 Θ1 0<θ!<90°, 通过 设置于所述基板上方的喷嘴将显影液均勾地喷洒到所述基板上进行第一显 影，持续第一时间 ^ "和所述步骤 "将所述基板相对于所述显影机台倾斜设置， 所述基板的第二侧边向上， 其第一侧边向下， 且所述基板与所述显影机台之 间的倾角为 θ2, 0<θ2<90°, 通过设置于所述基板上方的所述喷嘴将显影液均 匀地喷洒到所述基板上进行第二显影， 持续第二时间 t2"。
例如， 多个所述喷嘴固定于喷嘴架上， 所述喷嘴架设置于所述基板的上 方。
例如， 多个所述喷嘴呈直线形均勾排列。
例如， 所述喷嘴架呈平板形， 且所述喷嘴架与所述基板平行。
例如， 所述第一时间 等于第二显影时间 t2。
例如， 所述基板与所述显影机台之间的倾角 θ θ^
例如， 所述基板与所述显影机台之间的倾角 Θ^ΡΘ2的数值范围为 5-10°。 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对实施例的附图作 筒单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例， 而非对本发明的限制。
图 1为第一种传统技术的显影方法的示意图； 图 2为采用第一种传统技术的显影方法制备的光刻图形的线宽示意图； 图 3为第二种传统技术的显影方法的示意图；
图 4(a)和图 4(b)为本发明的实施例提供的显影方法的示意图；
图 5 为采用本发明实施例提供的显影方法制备的光刻图形的线宽示意
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发 明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、 完整地描述。显然， 所描述的实施例是本发明的一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于所描 述的本发明的实施例， 本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获 得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
如图 4所示， 本实施例提供的显影方法可以如下进行。
首先， 进行步骤 Sl。 如图 4(a)所示， 将基板 2相对于显影机台 1倾斜设 置， 基板 2的第一侧边（例如 c侧边 ) 向上， 其第二侧边（例如 d侧边 )向 下， 基板 2的第一侧边与第二侧边的位置相对， 即基板 2的 c侧边与 d侧边 的位置相对， 且基板 2与显影机台 1之间的倾角为 Θ1 0<θ!<90°„ 通过设置 于基板 2上方的喷嘴 3将显影液均匀地喷洒到基板 2上。 该步骤的显影持续 时间为 ^。 优选地， 在该步骤中， 例如呈直线形均匀排列的多个喷嘴 3固定 于平板形的喷嘴架 4上， 喷嘴架 4设置于基板 2的上方， 且喷嘴架 4与基板 2平行。
其次，进行步骤 S2。如图 4(b)所示，基板 2相对于显影机台 1倾斜设置， 基板 2的第二侧边（即 d侧边）向上， 其第一侧边（即 c侧边）向下， 且基 板 2与显影机台 1之间的倾角为 θ2, 0<θ2<90°。 通过设置于基板 2上方的喷 嘴 3将显影液均勾地喷洒到基板 2上。该步骤的显影持续时间为 t2。优选地， 在该步骤中， 例如呈直线形均匀排列的多个喷嘴 3固定于平板形的喷嘴架 4 上， 喷嘴架 4设置于基板 2的上方， 且喷嘴架 4与基板 2平行。
然后， 交替重复进行上述操作步骤 S1和步骤 S2, 直到得到线宽均匀的 光刻图形。
优选地， 基板 2为玻璃基板， 该基板上例如可以已经制备有结构层， 例 如形成薄膜晶体管的各个结构层。 优选地， 步骤 S1与步骤 S2的显影时间可 以相等， 即 ^= 。 优选地， 步骤 S1和步骤 S2的基板 2与显影机台 1之间的 倾角可以相等， 即 9^02。 更优选地， 基板 2与显影机台 1之间的倾角 θ^ θ2 的数值范围均为 5-10°。 如图 4(a)和图 4(b)所示， 显影机台水平设置。 多个喷 嘴 3除呈直线形均匀排列固定于平板形的喷嘴架 4上之外， 还可以以其他方 式例如 Ζ字形排列。
以负性光刻胶为例， 被曝光的光刻胶在显影后被保留下来， 其余没有被 曝光的光刻胶被溶解去除。 如图 5所示， 采用所述种显影方法制备的光刻图 形的线宽均匀， 即由基板 2的 c端到其 d端， 光刻图形的线宽基本相同。 但 是， 请注意本发明实施例的技术方案不限于负性光刻胶， 也可以用于正性光 刻胶。
采用本实施例的所述显影方法， 由于基板的两端交替向上， 喷嘴喷出的 显影液交替地由基板的一端流向另一端， 喷洒到基板两端的显影液与光刻胶 发生化学反应的程度基本相同， 即可以提高显影液与光刻胶发生化学反应的 均匀性， 从而提高显影之后获得的光刻图形的线宽均匀性。 此外， 所述方法 不需要显影机台旋转， 不会造成基板的碎裂， 适用于高世代产线。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式， 而非用于限制本发明的保护范 围， 本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims

权利要求书
1、 一种显影方法， 包括：
将基板相对于显影机台倾斜设置， 所述基板的第一侧边向上， 其与第一 侧边位置相对的第二侧边向下，且所述基板与所述显影机台之间的倾角为 , 0<θ!<90° , 通过设置于所述基板上方的喷嘴将显影液均匀地喷洒到所述基板 上进行第一显影， 持续第一时间 t1 ;
将所述基板相对于所述显影机台倾斜设置， 所述基板的第二侧边向上， 其第一侧边向下， 且所述基板与所述显影机台之间的倾角为 θ2, 0<θ2<90。， 通过设置于所述基板上方的所述喷嘴将显影液均勾地喷洒到所述基板上进行 第二显影， 持续第二时间 t2。
2、如权利要求 1所述的显影方法，还包括： 交替重复所述第一显影和所 述第二显影。
3、如权利要求 1所述的显影方法，其中，多个所述喷嘴固定于喷嘴架上， 所述喷嘴架设置于所述基板的上方。
4、如权利要求 3所述的显影方法， 其中， 多个所述喷嘴呈直线形均匀排 列。
5、 如权利要求 3所述的显影方法， 其中， 所述喷嘴架呈平板形， 且所述 喷嘴架与所述基板平行。
6、 如权利要求 1-5 中任一项所述的显影方法， 其中， 所述第一时间 ^ 等于所述第二时间 t2。
7、 如权利要求 1-5中任一项所述的显影方法， 其中， 所述基板与所述显 影机台之间的倾角 9^02。
8、如权利要求 7所述的显影方法， 其中， 所述基板与所述显影机台之间 的倾角 Θ^ΡΘ2的数值范围为 5-10°。
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