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Title:
METHOD FOR DETECTING ETCHING RESIDUE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/198082
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to the technical field of displays. Disclosed is a method for detecting etching residue, capable of detecting the etching residue, thus improving good product rate. The method comprises: employing film color deviation to fit the boundary of a pattern at a position to be detected, and positioning the pattern at the position to be detected so as to acquire the pattern at the position to be detected (S101); conducting an infrared spectrum test on the pattern at the position to be detected to acquire an infrared spectrogram (S102); and determining whether residuale material exists according to the infrared spectrogram (S103). The present invention is used to detect etching residue during the preparation of an array substrate or a cell-aligned substrate.

Inventors:
WANG LINLIN (CN)
CHEN XI (CN)
WANG SHOUKUN (CN)
YUAN JIANFENG (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/081147
Publication Date:
December 18, 2014
Filing Date:
August 09, 2013
Export Citation:
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Assignee:
BOE TECHNOLOGY GROUP CO LTD (CN)
BEIJING BOE DISPLAY TECH CO (CN)
International Classes:
G03F7/42; G01N21/35; H01L21/66
Foreign References:
CN102354665A2012-02-15
CN102073227A2011-05-25
CN102566327A2012-07-11
CN1596368A2005-03-16
JP2001141657A2001-05-25
Attorney, Agent or Firm:
DRAGON INTELLECTUAL PROPERTY LAW FIRM (CN)
北京银龙知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
1、 一种检测刻蚀残留的方法, 其特征在于, 包括:

采用膜层色差拟合出待检测处的图案的边界, 并对所述待检测处的图案 进行定位, 从而获取所述待检测处的图案;

对所述待检测处的图案进行红外光谱测试, 得到红外光谱图;

根据所述红外光谱图, 判断是否存在残留物质。

2、 根据权利要求 1所述的检测方法, 其特征在于, 所述根据所述红外光 谱图, 判断是否存在残留物质包括: 判断是否存在表征所述残留物质的官能 若存在所述特征峰, 则所述待检测处存在所述残留物质; 若不存在所述 特征峰, 则所述待检测处不存在所述残留物质。

3、 根据权利要求 1或 2所述的检测方法, 其特征在于, 所述对所述待检 测处的图案进行红外光谱测试包括:

采用傅里叶变换红外光谱仪对所述待检测处的图案进行红外光谱测试。

4、 根据权利要求 3所述的检测方法, 其特征在于, 所述对所述待检测处 的图案进行红外光谱测试, 得到红外光谱图之前, 获取所述待检测处的图案 之.后, 所述方法还包括:

通过设置与所述待检测处的图案对应的光阑, 将所述傅里叶变换红外光 谱仪的入射光限定在所述待检测处。

5、 根据权利要求 4所述的检测方法, 其特征在于, 所述光讓的透光部分 的形状与所述待检测处的图案的形状相同, 且所述光讓的透光部分的面积 小于等于所述待检测处的图案的面积。

6、 根据权利要求 4或 5所述的检测方法, 其特征在于, 所述光阑设置在 所述傅里叶变换红外光谱仪中, 或设置在所述傅里叶变换红外光谱仪的出光

7、 根据权利要求 3所述的检测方法, 其特征在于, 在所述待检测处正下 方设置有金属层的情况下,

所述采用傅里叶变换红外光谱仪对所述待检测处的图案进行红外光谱测 试包括: 采用傅里叶变换红外光谱仪的反射模式对所述待检测处的图案进行 红外光谱测试。

Description:
技术领域

本发明涉及显示技术领域, 尤其涉及一种检测刻蚀残留的方法。

在阵列基板和对盒基板的制备过程中, 构图工艺是必不可少的步 骤, 一般构图工艺包括光刻胶涂覆、 曝光、 显影、 以及刻蚀, 在刻蚀 工序中如果刻蚀均匀性不好常会导致出现刻蚀 残留问题; 其中, 所述 刻蚀残留是指在构图工艺结束后, 需要全部去除的膜层没有完全去除, 即仍有部分残留。

例如, 对于底 »型阵列基板, 其形成过程可以包括: 在基板上依 次形成栅极.、 栅绝缘层、 有源层、 源极和漏极、 以及保护层和像素电 极, 其中所述有源层可以包括非晶硅层和 n+非晶硅层, 像素电极通过 设置在保护层上的过孔与所述漏极连接。

其中, 在刻蚀形成 n+非晶硅层时, 与所述源极和漏极之间间隙对 应的 n+非晶硅需要完全刻蚀掉,但刻蚀工序后经常 出现该处 11+非晶 硅刻蚀不完全的现象, 这将会导致最终制备的阵列基板结构改变, 从 而产生不良品。

此外, 在刻蚀形成位于保护层上的过孔时, 所述过孔处的保护层 物质例如氮化硅也需要完全刻蚀掉, 但刻蚀工序后也经常会出现过孔 刻蚀不完全现象, 从而导致该过孔不能连接像素电极和漏极, 产生不

^ 口

本发明的实施例提供一种检測刻蚀残留的方 法, 可实现检测刻蚀 残留, 从而提高产品良率。

为达到上述目的, 本发明的实施例采 ^如下技术方案: 提供一种检 测刻蚀残留的方法, 包括:

采用膜层色差拟合出待检测处的图案的边界, 并对所述待检测处的图案 进行定位, 从而获取所述待检测处的图案; 对所述待检测处的图案进行红外光谱测试, 得到红外光谱图; 根据所述红外光谱图, 判断是否存在残留物质。 可选的, 所述根 据所述红外光谱图, 判断是否存在残留物质包括:

判断是否存在表征所述残留物质的官能团或化 学键的特征峰; 若存在所述特征峰, 则所述待检测处存在所述残留物质; 若不存 在所述特征峰, 则所述待检测处不存在所述残留物质。

可选的, 所述对所述待检测处的图案进行红外光谱测试 包括: 采用傅里叶变换红外光谱仪对所述待检测处的 图案进行红外光谱 测试。

进一步可选的, 所述对所述待检测处的图案进行红外光谱测试 , 得到红外光谱图之前, 获取所述待检测处的图案之后, 所述方法还包 丄-、一 通过设置与所述待检测处的图案对应的光阑, 将所述傳里叶变换 红外光谱仪的入射光限定在所述待检测处。

迸一步地, 所述光阑的透光部分的形状与所述待检测处的 图案的 形状相同, 且所述光 ¾的透光部分面积小于等于所述待检测处的图 的面积。

迸一步可选的, 所述光 ¾设置在所述傅里叶变换红外光谱仪中, 或设置在所述傳里叶变换红外光谱仪的出光一 侧。

可选的, 在所述待检测处正下方设置有金属层的情况下 , 所述采 ^傅里叶变换红外光谱仪对所述待检测处的图 进行红外 光谱测试包括: 采用傅里叶变换红外光谱仪的反射模式对所述 待检测 处的图案进行红外光谱测试。

本发明实施例提供了一种检测刻蚀残留的方法 , 该方法包括: 获取 待检测处的图案; 对所述待检测处的图案进行红外光谱测试, 得到红外 光谱图; 根据所述红外光谱图, 判断是否存在残留物质; 这样, 通过判 断所述红外光谱图中是否包括有表征所述残留 物质的官能团或化学键 的特征峰, 可以判断出是否存在所述残留物质, 从而实现检测刻蚀残留 的目的, 进而提高产品良率。 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中 的技术方案, 下面将 对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图 作简单地介绍, 显而易见 地, 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例 , 对于本领域普通技 术人员来讲, 在不付出创造性劳动的前提下, 还可以根据这些附图获得 其他的 ^图。

图 1为本发明实施例提供的一种检測刻蚀残留的 程示意图; 图 2为本发明实施例提供的阵列基板的保护层上 孔处残留氮化硅 的结构示意图;

图 3为本发明实施例提供的阵列基板的与源极和 极之间间隙对应 的有源层上残留 n+非晶硅的结构示意图;

图 4a 为本发明实施例一提供的与所述源极和漏极之 间间隙对应的 图案处没有 11+非晶硅残留时阵列基板薄膜晶体管的俯视示 意图;

图 4b 为本发明实施例一提供的与所述源极和漏极之 间间隙对应的 图案处有 n +非晶硅残留 H寸阵列基板薄膜晶体管的俯视示意图;

图 5a 为本发明实施例一提供的与所述源极和漏极之 间间隙对应的 图案处没有 11 +非晶硅残留时的俯视示意图;

图 5b 为本发明实施例一提供的与所述源极和漏极之 间间隙对应的 图案处有 n+非晶硅残留 H寸的俯视示意图;

图 6为本发明实施例一提供的一种包括 U型透光部分的光阑的示意 图;

图 7为本发明实施例一提供的采用包括 U型透光部分的光阑的傅里 叶变换红外光谱仪进行红外光谱测试的示意图 ;

图 8a 为本发明实施例二提供的过孔下方的图案处没 有氮化硅残留 时的俯视示意图;

图 8b 为本发明实施例二提供的过孔下方的图案处有 氮化硅残留时 的俯视示意图;

图 9为本发明实施例二提供的一种包括 0型透光部分的光阑的示意 图;

图 10为本发明实施例二提供的采用包括 0型透光部分的光阑的傅 里叶变换红外光谱仪迸行红外光谱测试的示意 图。

图标记:

10-基板; 20-栅极; 30栅绝缘层; 40-有源层, 401 -非晶硅层, 402- n+ 非晶硅层, 402a-n+非晶硅残留; 501-源极, 502-漏极; 60-保护层, 601 过孔, 601 a氮化硅残留; 100光阑, 100a U型透光部分, 100b- 0型透 光部分; 200-傅里叶变换红外光谱仪。 下面将结合本发明实施例中的附图, 对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述, 显然, 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例, 而 不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例, 本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动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。

本发明实施例提供了一种检测刻蚀残留的方法 , 如图 1所示, 该方 法包括以下歩骤:

S 10 获取待检测处的图案。

本步骤具体可以为: 采用膜层色差拟合出所述待检测处的图案的边 界, 并对所述待检测处的图案进行定位, 从而获取待检测处的图案。

其中, "拟合" 是指采用薄层色层法识别出待检测位置的图形 以便 形成光极

其中, 本发明所有实施例中所指的待检测处即为经刻 蚀后可能残留 有应该被刻蚀掉的残留物质处, 刻蚀残留例如图 2所示, 可以是在制作 底栅型阵列基板时在保护层 60上刻蚀形成连接漏极 502和像素电极 (图 中未标识出)的过孔 601 时, 保护层材料例如氮化硅残留 601a; 又或例 如图 3所示, 可以是在制作底栅型阵列基板时形成源极 501和漏极 502 后, 与源极和漏极之间间隙对应的有源层 40上 11+非晶硅残留 402a等, 其中所述有源层 40包括非晶硅层 401和 11+非晶硅层 402。

此处需要说明的是, 本发明所有实施例中及^图中所述的底栅型阵 列基板, 从下到上依次包括: 基板 10、 设置在基板上的栅极 20、 栅绝 缘层 30、 半导体有源层 40、 包括源极 501和漏极 502的源漏金属层、 以及保护层。 其中, 有源层 40包括非晶硅层 401和 11+非晶硅层 402; 所述栅极 20、 栅绝缘层 30、 半导体有源层 40、 源极 501和漏极 502构 成所述阵列基板的薄膜晶体管。 对于像素电极, 在附图中没有绘示出。

相应的, 获取待检测处的图案例如可以是获取过孔下方 的图案; 又 或是获取与源极和漏极之间间隙对应的下方的 图案。

S102、 对所述待检测处的图案进行红外光谱测试, 得到红外光谱图。 本步骤具体可以为: 采用傅里叶变换红外光谱仪对所述待检测处的 图案迸行红外光谱测试, 得到红外光谱图。

所述傅里叶变换红夕卜光谱仪 ( Fourier Transform Infrared Spectrometer, 筒写为 FTIR Spectrometer)是利用物质对不同波长的红外 辐射的吸收特性, 对物质进行分子结构和化学组成分析的仪器。 其原理 是: 当物质受到频率连续变化的红外光照射时, 组成物质的分子吸收某些频 率的辐射, 并由其振动运动或转动运动引起偶极矩的变化 , 产生的分子振动 和转动能级从基态到激发态的跃迁, 在从而形成的分子吸收光谱称为红外光#。

为了使所述傅里时'变换红外光谱仪的入射光 照射到待检测处, 优 选的, 在 S 102之前, S 101之后, 所述方法还包括: 遥过设置与所述待 检测处的图案对应的光阑, 将所述傅里叶变换红外光谱仪的入射光限定 在所述待检测处。

这样, 可保证入射光只照射到所述待检测的图案处, 避免入射光照 射到非检测处而导致测试不准确。

在实际检测中, 为了避免所述傅里叶变换红外光谱仪的入射光 照射 到所述待检测刻处的图案周围的其它膜层, 干扰红外测试结果, 优选的, 所述光阑的透光部分的形状与所述待检测处的 图案的形状相同, 且面积 小于等于所述待检测处的图案的面积。 其中, 对于所述面积优选的为, 所述光阑的透光部分的面积略小于所述待检测 处的图案的面积。

此处需要说明的是, 在进行红外光谱测试时, 所述光阑的透光部分的位 置须与所述待检测处的图案完全对应。 且所述光阑可以是包括在所述傅 里时'变换红外光谱仪中, 也可以是单独设置的, 在此不做限定。

此外, 对于阵列基板, 考虑到阵列基板包括栅金属层, 以及源漏金 属层, 而金属层是不透光的, 因此, 可选的, 在所述待检測处正下方设 置有栅极金属层和漏极金属的情况下, 可采用傅里叶变换红夕卜光谱仪的 反射模式对所述待检測处的图案进行红外光谱 测试。

其中, 以在所述待检测处正下方设置有栅极金属层为 例, 采用傅里 叶变换红外光谱仪的反射模式对所述待检测处 的图案进行红外光谱測 试, 得到红外光谱图的原理是: 当傅里叶变换红外光谱仪的入射光照射 到位于源极 501和漏极 502之间间隙对应的图案处, 红外光穿过可能残 留膜层此处为 n+非晶硅残留 402a, 然后穿过非晶硅层 401 后到达下方 的栅极 20 金属层, 光线被金属层反射出来, 在此过程中各膜层吸收了 部分特定频率的红外光, 傅里叶变换红外光谱仪收集并检测反射光的信 号, 转化为相应的红外光谱图。

此外, 在本发明实施例中, 采用傅里叶变换红外光谱仪测试得到红 外光谱图, 从而判断是否存在刻蚀残留, 主要是利用了红外光谱具有特 征性的特点, 即, 红外光谱图中在被吸收的光的波长或波数位置 会出现 特征峰。 其中, 红外光谱图上的每个特征峰代表了某个官能团 或化学键 的特定振动形式, 每个特征峰在红外光谱图中对应于特定的波长 或波数

1—、/.直。

S 1 03 , 根据所述红外光谱图, 判断是否存在残留物质。

本步骤具体可以为: 根据所述红外光谱图, 在表征所述残留物质的 官能团或化学键对应的光谱波数处, 判断是否存在特征峰; 若存在所述 特征峰, 则所述待检测处存在所述残留物质; 若不存在所述特征峰, 则 所述待检测处不存在所述残留物质。

本发明实施例提供了一种检测刻蚀残留的方法 , 该方法包括: 获取 待检测处的图案; 对所述待检测处的图案进行红外光谱测试, 得到红外 光谱图; 根据所述红外光谱图, 判断是否存在残留物质; 这样, 通过判 断所述红外光谱图中是否包括有表征所述刻蚀 残留处残留物质的官能 团或化学键的特征峰, 可以判断出是否存在所述残留物质, 从而实现检 测刻蚀残留的目的, 进而提高产品良率。

下面将提供两个具体实施例, 以详细描述上述的检测刻蚀残留的方 法。

以底栅型阵列基板为例, 其制备方法包括依次在基板上形成栅极、 栅绝缘层、 有源层、 源漏金属层、 保护层、 以及位于所述保护层上的像 素电极, 其中所述有源层包括非晶硅层和 11 +非晶硅层, 所述源漏金属层 包括源极和漏极, 所述保护层包括过孔, 所述像素电极通过形成在所述 保护层上的过孔与所述漏极电连接; 所述栅极、 栅绝缘层、 有源层、 源 极和漏极构成阵列基板的薄膜晶体管。

实施例一, 以形成源极和漏极后, 检测与所述源极和漏极之间间隙 对应的所述有源层上是否包含 η+非晶硅残留为例,所述检测刻蚀残留的 方法包括如下步骤:

S20 通过源漏金属层与所述有源层 40 之间的膜层色差, 拟合出 与所述源漏金属层的源极 501和漏极 502之间间隙对应的图案, 并对该 图案迸行定位, 得到该图案。

例如, 如图 4a所示, 当与所述源极 501和漏极 502之间间隙对应的 图案处没有 η··!··非晶硅残留时,则与所述源极 501和漏极 502之间间隙对 应的图案如图 5a 所示, 只包括的有源层的部分图案, 即包括非晶硅层 401和 n+非晶硅层 402的部分图案。

例如, 如图 4b所示, 当与所述源极 501 和漏极 502之间间隙对应 的图案处有 11+非晶硅残留 402a时, 则与所述源极 501和漏极 502之间 间隙对应的图案如图 5b 所示, 不仅包括的有源层的部分图案, 还包括 n+非晶硅残留 402a。 其中, 由于图 5b为俯视图, 因此, 对于有源层的 部分图案, 在图 5b中只能看到有源层的 n+非晶硅层 402的部分图案。

这里,考虑到在形成有源层和源漏金属层时, 由于构图工艺的限制, 从所述源极 501和漏极 502之间间隙上方俯视看过去,如图 4或 5所示, 与所述源极 501和漏极 502之间间隙对应的图案上即使在没有 n+非晶硅 残留 402a时, 所述有源层的 n+非晶硅层 402也会在所述源极 501和漏 极 502相对的边界处下方包括约 0,4μηι 宽度的 ιι+非晶硅层 402图案, 因此在实际测试时, 需将这部分 η+非晶硅层 402图案排除在外。

需要说明的是, 本发明所有实施例不对膜层色差拟合的方式迸 行限 5202、 根据与所述源极 501和漏极 502之间间隙对应的图案, 设置 包括与该图案的形状对应的透光部分的光阑, 将所述傳里叶变换红外光 谱仪的入射光限定在该图案处。

根据如图 5a或 5b所示的与所述源极 501和漏极 502之间间隙对应 的图案的形状例如 U型, 设置包括与该图案的形状对应的透光部分的光 阑 100, 其中所述光 |¾ 100的 U型透光部分 100a的形状如图 6所示, 其 面积可在略小于如图 5a或 5b所示的与所述源极 501和漏极 502之间间 隙对应的图案减去上述提到的约 0,4μϊη 宽度的 η+非晶硅层 402的图案, 即面积略小于如图 5a所示的 401处, 或如图 5b所示的 402a处。

5203、 采用傳里叶变换红外光谱仪对与所述源极 501和漏极 502之 间间隙对应的图案进行红外光谱测试, 得到红外光谱图。

在本歩骤中, 如图 7所示, 可以采 ^包括 U型透光部分 100a的光讓 100 (图 7中未标识出) 的傅里叶变换红外光谱仪 200, 使得所述傳里叶变换 红外光谱仪的入射光全部照射在与所述源极 501和漏极 502之间间隙对应 的图案处。 此外, 由于所述有源层下方为栅极 20 , 而栅极 20的材质为金 属, 金属又可以反射光, 因此, 此处使用傳里叶变换红外光谱仪的反射模 式来对与所述源极 501和漏极 502之间间隙对应的图案进行红外光谱测 试, 从而得到包括各种官能团或化学键信息的红外 光谱图。

其中, 对于图 7中阵列基板的各层图案为图 4b的 A- A向剖视图, 并—且.图 7中包含所述 11+非晶硅残留 402a在此仅为示意。

5204、 根据所述红外光谱图, 判断是否存在表征 11+非晶硅的化学键 的特征峰。

在本实施例中, 由于 n+非晶硅包括 P- H健, 因此, 可在 P- H健对 应的光谱波数, 即波数 2265 2455cm' 1 之间或 Pf†近, 判断是否存在特征 峰。 若不存在特征峰, 则可以得出与所述源极 501和漏极 502之间间隙 对应的图案处没有 ιΗ··非晶硅残留; 若存在特征峰, 则可以得出与所述源 极 501和漏极 502之间间隙对应的图案处有 η+非晶硅残留。

此外, 根据 P- H健对应的特征峰的强度和峰面积, 可以测得 11+非晶 硅的残留量。

实施例二, 以形成保护层 (例如其材质为氮化硅) 后, 检测过孔处 是否包含氮化硅残留为例, 所述检测刻蚀残留的方法包括如下步骤:

S30 通过源漏金属层与保护层 60 之间的膜层色差, 拟合出位于 所述保护层 60上的过孔 601 的边界, 并对该过孔 601进行定位, 得到 过孔 601下方的图案。

例如, 如图 8a所示, 当所述过孔 601处没有氮化硅残留时, 所述过 孔 601下方的图案为源漏金属层的漏极 502的部分图案。

例如, 如图 8b所示, 当所述过孔 601处有氮化硅残留 601 a时, 所 述过孔 601下方的图案为氮化硅残留 601 a的图案。

此处, 当所述过孔 601处有氮化硅残留 60 i a时, 由于是经过刻蚀后 的氮化硅残留, 因此其厚度比较小; 因此, 也可以通过源漏金属层与所 述保护层之间的膜层色差, 拟合出所述过孔的边界。

5302, 根据所述过孔 601下方的图案, 通过设置包括与该过孔 601 形状对应的透光部分的光阑, 将所述傅里叶变换红外光谱仪的入射光限 定在所述过孔 601下方的图案处。

根据如图 8a或图 8b所示的所述过孔 601下方的图案的形状例如 0 型, 设置包括与该过孔 601 的形状对应的透光部分的光讓 100 , 其中所 述光阑 100的 0型透光部分 100b的形状如图 9所示, 其面积可略小于 如图 8a或图 8b所示的所述过孔 601下方的图案的面积。

由于过孔 601 在刻蚀时, 其在保护层 60上远离源漏金属层的表面 的面积大于靠近源漏金属层的表面的面积, 因此, 这里所指的所述过孔 601下方的图案的面积即为所述过孔 601靠近源漏金属层的表面的面积。

5303 , 采用傳里叶变换红外光谱仪对所述过孔 601 下方的图案进行 红外光谱测试, 得到红外光谱图。

本步骤中,如图 10所示,可以采用包括 0型透光部分 100b的光阑 100 (图 10中未标识出) 的傅里叶变换红外光谱仪 200, 使得所述傅里叶变换红 外光谱仪的入射光全部照射在所述过孔 601下方的图案处。 此外, 由于所述 过孔 601 下方为漏极 502, 而漏极的材质为金属, 金属又可以反光, 因此, 此处使用傅里叶变换红外光谱仪的反射模式来 对所述过孔 601 下方的图案 进行红外光谱测试, 从而得到包括各种官能团或化学键的红外光谱 图。

其中, 对于图 10中阵列基板的各层图案为图 8b的 A-A向剖视图, 并且图 10中包含氮化硅残留 601a在此仅为示意。

S304、 根据所述红外光谱图, 判断是否存在表征氮化硅的化学键的 特征峰。

在本实施例中, 由于氮化硅包括 Si H, Si N, N-H三个特征化学键, 因此,可在 Si H,Si Ν , Ν H对应的光谱波数,即波数 2100cin ¾ , 840 cm , 3350cm 近, 判断是否存在此系列特征峰。 若不存在此系列特征峰, 则可以得出该过孔处没有氮化硅残留; 若存在此系列特征峰, 则可以得 出该过孔处有氮化硅残留。

以上所述仅是本发明的优选实施方式, 应当指出, 对于本技术领域的普 遥技术人员来说, 在不脱离本发明原理的前提下, 还可以做出若干改进和润 饰, 这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。