光刻胶剥离制程中的问题分析

龙源期刊网光刻胶剥离制程中的问题分析作者：马彩霞郝起林来源：《文化产业》2014年第12期摘要:光刻胶剥离制程为TFT-LCD中重要的制程，其剥离效果及洗净程度将直接影响TFT质量，本文主要阐述了TFT-LCD生产中光刻胶剥离制程可影响产品质量的问题，并根据产线的情况对这些问题产生原因进行了分析,对实际生产过程中出现的问题提出了相应的解决方案。关键词:光刻胶剥离；Mura；腐蚀；光刻胶残留中图分类号：TN305.7文献标识码：A在TFT-LCD生产的阵列段内，光刻胶剥离制程是使用有机性、碱性剥离液洗去TFT基板上的用于保护非蚀刻部分的光刻胶，是每道制程中最后一步，其质量控制点在于：光刻胶的去除能力，Mura（色差）的控制，金属层的腐蚀，Particle（细小颗粒）的控制。由于光刻胶剥离制程存在于TFT制程中的每一道，清洗的质量将直接影响后续制程，且光刻胶剥离机的Tacttime（节拍）较短，只有40秒/片，产品的抽检为每10~20批抽检1批，所以光刻胶剥离制程一旦出现问题，产品将影响多批，所以保持光刻胶剥离设备的制程稳定性显得尤为重要。公司目前设备常发生Mura，光刻胶回粘，和金属层腐蚀问题，使用光刻胶剥离液有TOK106（MEA70%，DMSO30%）。理论联系实际，通过实验找寻解决问题，改善产品质量的方法。一、TOK106剥离液。TOK106剥离液的主要成分为,MEA(70%，HO-CH2-CH2-NH2乙醇胺)作用：浸润能力，与光刻胶形成微胞。DMSO（30%，（CH3）2SO二甲基亚砜），溶剂，作用：浸润能力。TOK106剥离液与光刻胶作用的步骤：第一步：机台通过液刀，低压喷嘴等将剥离液均匀喷洒至基板表面，剥离液将光刻胶浸润，软化。其中DMSO溶剂将膨胀光刻胶，MEA在光刻胶和基板间交互。第二步：一般通过高压喷嘴喷出的剥离液击打已被软化的光刻胶，将光刻胶击碎，分解，形成微胞。第三步：利用药液循环作用，洗净基板表面残留光刻胶，并降低剥离液内光刻胶含量，防止产生光刻胶回粘在基板上二、光刻胶剥离常见的制程的问题龙源期刊网常见的光刻胶剥离制程产品问题有以下：1、剥离不净。2、光刻胶回粘。3、Particle4、Mura5、Al腐蚀6、刮伤基板其中刮伤问题多因机台机构异常，机构直接与基板接触，导致刮伤产生；Particle的防控多以控制水洗单元的流量，清洁干燥单元有关本文不表。笔者将常见的制程问题进行比对和再划分，分为（1）剥离单元剥离能力。（2）光刻胶回粘洗净能力。（3）水洗置换能力。三、剥离单元剥离能力剥离单元的剥离能力不足导致光刻胶剥离不净。剥离单元常使用的制程：先正常中低压喷洒，用以泡胀光刻胶，再用高压喷洒击碎光刻胶，最后用正常中低压喷洒清洗，用较洁净的药液置换脏污的药液。其中在第二步中，如果用高压和低压间隔喷洒，称为MSJ（高低压混合型喷洒）。如果只用高压喷洒，称为连续JET。连续JET，由于药液浸润只在光刻胶的表层，下层的光刻胶没有得到充分的浸润，经过连续JET也只能将表层的光刻胶洗去，下层光刻胶清洗不净易导致残渣的发生。MSJ，每经过浸润的光刻胶都会被接下来的高压JET击碎、洗去，再浸润高压JET，反复多次直至洗净全部光刻胶。目前公司常发生光刻胶残留的设备。连续的中压冲洗，去光刻胶能力弱于MSJ。建议改造方案：（1）将DMSO室改造为剥离室。增加剥离的制程时间，增加水洗室水量，防止金属层腐蚀和Mura产生，实验证明，DMSO室可直接改造成剥离室，但生产出的产品有Mura（将在第5章详述）。同时产品因机台异常停在水洗时，会发生金属层腐蚀。但由于不使用DMSO药液，将节约DMSO液的使用量，从而节省药液并降低生产成本。（2）将剥离3室改造为高压冲洗，需更换泵的型号，并需增加上压滚轮防止因喷洒压力增大导致基板传送问题发生。龙源期刊网（3）将剥离2和剥离3室的几排喷嘴用外壳包起，使其在喷洒的时形成气泡，通过气泡的破裂形成高压。四、光刻胶回粘清洁能力光刻胶回粘清洗能力取决于：药液中的光刻胶含量及第一道水的洗净能力。药液中的光刻胶含量：为了节省剥离液的使用量，在药液的运用上常是最先发生反应的单元药液中光刻胶含量越高，最后反应的制程光刻胶含量越少，由基板带到水洗室的剥离液中的光刻胶含量越少，被洗的可能性就越大。使用析光度分析仪，通过对Tank4内药液做光的折射率分析来判断tank4内的光刻胶含量，这种方法也可以使用肉眼观察分析来做简单鉴定。现有机台药液的运用方法，使得随基板带到水洗的的光刻胶含量是某5代线剥离3带到剥离4的含量，不同的光刻胶含量运用同样的水洗能力去洗净残留光刻胶得到的效果必然不同。（1）参照国内某5代线的药液运用方式改造现有机台，将Tank1A与Tank1B由现有的交替供应剥离1，2室，改为Tank1A对应剥离1，Tank1B对应剥离2。这种改造，管路变动较大，泵无需增加，改造费用较高，但效果明显。（2）增加药液更换频率，浪费药液使Tank2达到某5代线Tank3的效果。这种方案将浪费较多药液。实验证明，将所有药液更换成新药液生产实验产品，光刻胶回粘依旧存在。对比机台间的异同，焦点将集中在水洗置换能力。五、水洗置换能力将Mura和金属层腐蚀合并成一类，即因MEA与水反应生成强碱腐蚀金属层，因为Mura的产生就是局部色差，根据漫反射原理，发生色差的区域必定和其他区域有不同的。同时由于全部使用新药液实验仍会发生光刻胶回粘现象，故水洗置换能力也与光刻胶回粘关联起来。现有设备的Mura状况如图8，这种Mura在阵列厂无法检测到，经过实验，将DMSO室的药液换为剥离液，生产实验货，该Mura在阵列斜光检查可见，且样式一直。可以得出结论，该Mura的产生式MEA和水反应的结果。机台已经使用DMSO液先置换剥离液中的MEA，为什么仍会存在Mura问题呢?笔者将所以Mura产生批与DMSO药液使用片数联系在一起，发现Mura发生片都在DMSO使用超过4500片后发生如图9。而国内的某5代线直接使用水置换剥离液，为什么不产生Mura呢？提升水洗室水洗能力，现有设备第一段水洗流量为90L/min，传送速度3300mm/min，而某5代线的第一段水洗流量210L/min,传送速度6000mm/min由于两种设备的传输速度不同，现有设备如需达到同样的清洗能力，水量提升至115L/min，现有设备需在第一段水洗额外增加液刀或喷嘴以求达到所需流量。龙源期刊网实验：将液刀流量提升至120L/min，除液刀喷洒开叉产生光刻胶回粘，其余正常处无异常。六、结论本文从制程角度分析了现有剥离设备产生的多种制程问题，并针对Mura，光刻胶回粘，光刻胶残留进行了分析。从现象追踪到制程,并通过调整制程参数，改造现有设备解决问题，同时本文还对光刻胶剥离和制备技术进行了比较全面的阐述。