TFT-LCD COA技术特征线宽管控的研究

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近年来随着信息技术的不断发展,社会对于显示技术的需求也越来越大。TFT-LCD(Thin Film Transitor Liquid Crystal Display薄膜晶体管液晶显示技术)以其轻薄化,成本和寿命等优点成为市场上的绝对主流。国内的液晶面板行业在过去十年期间发展迅速,大世代线基本以a-si(非晶硅)技术为载体进行生产,由于a-si电子迁移率较低,需要更大的金属线宽进行信号传送,具有开口率和亮度比较低的弱点,为应对更大尺寸、更高亮度和柔性显示等要求,催生了COA(Color filter on Array阵列基板上的彩色滤光片工艺)技术的需求。在COA制程的VIA光刻工艺中,由于Array的VIA需要在CF Open中进行开孔,CF色阻3μm的膜厚在CF Open区域形成了凹陷,造成Array VIA曝光区域内的实际光刻胶厚度比设计值更厚,影响了生产节拍和产能,并且恶化了VIA制程CD(Critical Dimension特征线宽)均一性。因此本文对COA制程中VIA的光刻工艺各步骤进行分析,包含清洗单元、光刻胶涂布、减压干燥、预烘烤、曝光制程、显影制程等,并且通过实验进行逐一分析。1.光刻胶厚度研究:降低光阻膜厚至1.8μm可有效降低Dose(曝光能量)约4m J左右。2.预烘烤温度研究:通过调整预烘烤温度,VIA CD/温度的比率大致为-0.21μm/10度。3.曝光能量研究:曝光能量在CD 5.4-6.6μm范围内,与CD呈现线性关系,变化系数为0.075μm/m J。4.显影液浓度研究:显影液浓度对CD变化贡献最为显著,显影浓度从2.38%提升到2.42%可使曝光机Dose下降21m J。最终拟定改善条件为提升显影浓度至2.42%,带来的生产节拍提升经济效益107万/月。对于CD均一性的改善,本文从改善曝光机的最佳焦平面进行研究,分析曝光机曝光时的focus动态计测和补偿及其缺点,提出了一种对Chuck的平面度进行全面量测和补正的方案。并且进一步进行曝光焦平面手动优化。通过以上两种方法,将CD的整体方差从0.287改善到0.194。本文的研究,为业界后续对VIA CD的调整和产能提升方案提供了有力的依据,并且从曝光机的角度对CD均一性的改善提供了一种新的调整思路和设备管理方法。
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