Tft基板接觸孔蝕刻製程監控方法
2023-09-21 19:38:35 2
專利名稱：Tft基板接觸孔蝕刻製程監控方法
技術領域：
本發明涉及液晶顯示裝置生產領域，尤其涉及ー種TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法。
背景技術：
液晶顯示裝置(LCD, Liquid Crystal Display)具有機身薄、省電、無福射等眾多優點，得到了廣泛的應用。現有市場上的液晶顯示裝置大部分為背光型液晶顯示裝置，其包括殼體、設於殼體內的液晶面板及設於殼體內的背光模組(backlight module)。液晶面板的工作原理是在兩片平行的玻璃基板當中放置液晶分子，兩片玻璃基板中間有許多垂直和水平的細小電線，通過通電與否來控制液晶分子改變方向，將背光模組的光線折射出來產生畫面。 通常液晶顯示面板由彩膜(CF，Color Filter)基板、薄膜電晶體基(TFT，ThinFilm Transistor)板、夾於彩膜基板與薄膜電晶體基板之間的液晶(LC, Liquid Crystal)及密封膠框(Sealant)組成，其成型エ藝一般包括前段陣列(Array)製程(薄膜、黃光、蝕刻及剝膜)、中段成盒(Cell)製程(TFT基板與CF基板貼合)及後段模組組裝製程(驅動IC與印刷電路板壓合)。其中，前段Array製程主要是形成TFT基板，以便於控制液晶分子的運動；中段Cell製程主要是在TFT基板與CF基板之間添加液晶；後段模組組裝製程主要是驅動IC壓合與印刷電路板的整合，進而驅動液晶分子轉動，顯示圖像。薄膜電晶體基板一般包括玻璃基板及形成於玻璃基板上的薄膜電晶體，在形成薄膜電晶體時，需要將柵極金屬層(Gate Metal)與源/漏極金屬層(SD Metal)上的絕緣層蝕刻棹，但由於Gate Metal與SD Metal上的絕緣層的厚度不相同，使得在蝕刻時蝕刻機臺終點檢測(End Point Detect)很難實現。另，為了實現電連接，需要在絕緣層上蝕刻接觸孔(Contact hole)以露出源極電極，現有的Contact hole—般有兩種形成方式,第一種為，幹蝕刻(Dry etch)掉源漏極絕緣層(PVX)與柵極絕緣層(Gate insulator)形成,這種結構的源極電極(GE)—般由Al/Mo形成；第二種為，幹蝕刻掉源漏極絕緣層(PVX)形成，這種結構的源極電極(SE) —般由Mo/Al/Mo 形成。現以華星光電(China Star Optoelectronics Technology, CS0T)32inch 液晶顯示面板用薄膜電晶體基板為例對上述兩種結構中各層厚度予以說明第一種結構，以Al/Mo形成源極電極，其Al層厚度為3900A,Mo厚度為600 A,源漏極絕緣層(由SiNx形成)厚度為2000 A，柵極絕緣層(由SiNx形成)厚度為4000 A;第二種結構，以Mo/Al/Mo形成源極電極，源極電極的Mo層、Al層與Mo層(由上至下)的厚度分別為350 k、3000 λ與100 Α，而源漏極絕緣層(由SiNx形成)厚度為2000 Α。在上述形成的接觸孔中形成透明導電層(ΙΤ0)，並蝕刻過孔(Via hole),以實現源極電極與像素電極的電連接，現有的蝕刻中一般通過納米(Nano)機臺測量待蝕刻薄膜厚度，在根據該厚度確定蝕刻的深度，但現有的Nano機臺的測量範圍有限，如果薄膜厚度小於300人，其就不能或者不能準確測出，在蝕刻Via hole時,如果蝕刻過量(Over etch)會導致ITO膠接(Tape)不佳，容易斷線，進而導致薄膜電晶體異常。
發明內容
本發明的目的在於提供ー種TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法，其通過檢測金屬層反射率的變化以確定接觸孔的蝕刻程度，有效保證接觸孔的蝕刻效果，進而提升TFT基板的品質。為實現上述目的，本發明提供ー種TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法，包括以下步驟步驟I、提供具有第一金屬層的基板及監測機臺；步驟2、提供具有第一金屬層的基板的反射率參考值； 步驟3、通過光罩製程圖案化該第一金屬層，以形成柵極；步驟4、在柵極上形成柵極絕緣層；步驟5、在柵極絕緣層上蝕刻接觸孔，同時通過監測機臺測量該接觸孔底面的反射率，當該接觸孔底面的反射率介於參考值的90% 110%之間時，停止蝕刻。所述基板為玻璃基板或塑膠基板。所述第一金屬層包含有鋁層。所述步驟2中反射率參考值為所述第一金屬層中鋁層的反射率。所述柵極絕緣層為氮化矽層。本發明還提供ー種TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法，其特徵在於，包括以下步驟步驟101、提供具有第二金屬層的基板及監測機臺；步驟102、提供具有第二金屬層的基板的反射率參考值；步驟103、通過光罩製程圖案化該第二金屬層，以形成源漏極；步驟104、在源漏極上形成源漏極絕緣層；步驟105、在源漏極絕緣層上蝕刻接觸孔，同時通過監測機臺測量該接觸孔底面的反射率，當該接觸孔底面的反射率介於參考值的90% 110%之間時，停止蝕刻。所述基板為玻璃基板或塑膠基板。所述第二金屬層包含有鋁層。所述步驟102中反射率參考值為所述第二金屬層中鋁層的反射率。所述源漏極絕緣層為氮化矽層本發明的有益效果本發明提供ー種TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法，其通過監控金屬層的反射率變化以確定接觸孔內的絕緣層是否蝕刻乾淨，有效避免由於絕緣層蝕刻不乾淨而產生接觸電阻造成的TFT基板報廢，及由於過蝕刻而導致的接觸孔鑽蝕，接觸孔形貌差，進而造成ITO覆蓋的時候接觸不良。為了能更進一歩了解本發明的特徵以及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制。
下面結合附圖，通過對本發明的具體實施方式
詳細描述，將使本發明的技術方案及其它有益效果顯而易見。附圖中，圖I為本發明TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法的一實施例的流程圖；圖2為用圖I所示的方法蝕刻接觸孔的TFT基板的結構示意圖；圖3為金屬層反射光線的光路示意圖；圖4為絕緣層反射光線的光路示意圖；圖5為本發明TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法的另ー實施例的流程圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本發明所採取的技術手段及其效果，以下結合本發明的優選實施例及其附圖進行詳細描述。請參閱圖I至圖4，本發明提供種TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法，包括以下步驟步驟I、提供具有第一金屬層40的基板20及監測機臺(未圖示)。所述基板20為透明基板，優選玻璃基板或塑膠基板。所述監測機臺為納米(Nano)機臺，該納米機臺的姆個測試單元的規格需求為2000umX2000um的正方形。所述第一金屬層為鋁/鑰層。步驟2、提供具有第一金屬層40的基板20的反射率參考值(target)。該步驟中反射率參考值為所述第一金屬層中鋁層的反射率，其檢測方法為在第一金屬層40中的招層上畫出測試單元(test key),該測試單元的規格為2000umX 2000um的正方形，以配合監測機臺的測試規格需求，通過監測機臺測量該鋁層的反射率，並將該反射率予以記錄，以作為參考值。步驟3、通過光罩製程圖案化該第一金屬層40，以形成柵極。步驟4、在柵極上形成柵極絕緣層60。所述柵極絕緣層60為氮化矽(SiNx)層。步驟5、在柵極絕緣層60上蝕刻接觸孔62，同時通過監測機臺測量該接觸孔62底面的反射率，當該接觸孔62底面的反射率介於參考值的90% 110%之間時，停止蝕刻。在監測接觸孔62底面的反射率過程，如果接觸孔62底面上面沒有柵極絕緣層60而只有第一金屬層40 (如圖3所示)，由於第一金屬層40表面比較粗糙，比較容易產生漫反射，這樣監測機臺發出的雷射大部分會被散射掉，因而反射回來的雷射能量就比較小，監測機臺量測到的反射率就比較低。但，當監測機臺測量的反射率低於參考值10%吋，說明蝕刻量過大(Over etch)，可能導致接觸孔62鑽蝕，接觸孔62形貌很差，在後續的ITO覆蓋的時候會存在接觸不良，進而影響TFT基板的品質。相反如果接觸孔62底面上面還殘留有柵極絕緣層60 (如圖4所示)，由於柵極絕緣層60為氮化矽層比較光滑，這樣覆蓋第一金屬層40後的表面比較平滑，比較容易發生鏡面反射，這樣監測機臺發出的雷射大部分會反射回來，機臺量測到的反射率就比較大，當監測機臺測量的反射率高於參考值10%時，說明柵極絕緣層60未蝕刻乾淨，同樣會導致後續的ITO覆蓋的時候產生接觸不良，進而影響TFT基板的品質。值得ー提的是，由於柵極絕緣層60的厚度(THK)、柵極絕緣層60的折射率(N)、第一金屬層40中鋁層的方塊電阻(Rs)及製程異常均會影響到接觸孔62底面的反射率，所以監測機臺在測量接觸孔62底面反射率之前還需要對柵極絕緣層60的厚度(THK)、柵極絕緣層60的折射率(N)、第一金屬層40中鋁層的方塊電阻(Rs)予以測量並記錄，以便在接觸孔62蝕刻時作為參考，進ー步保證了蝕刻的精度。請參閱圖5，本發明還提供ー種TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法，包括以下步驟步驟101、提供具有第二金屬層的基板及監測機臺。所述基板為透明基板，優選玻璃基板或塑膠基板。所述監測機臺為納米(Nano)機臺，該納米機臺的姆個測試單元規格需求為2000umX2000um的正方形。所述第二金屬層為鋁/鑰層或鑰/鋁/鑰層。步驟102、提供具有第二金屬層的基板的反射率參考值。 該步驟中反射率參考值為所述第二金屬層中鋁層的反射率，其檢測方法為在形成第二金屬層的過程中，形成鋁層後，在鋁層上畫出測試單元(test key)，該測試單元規格為2000umX2000um的正方形，以配合監測機臺的測試規格需求，通過監測機臺測量該鋁層的反射率，並將該反射率予以記錄，以作為參考值。步驟103、通過光罩製程圖案化該第二金屬層，以形成源漏扱。步驟104、在源漏極上形成源漏極絕緣層。所述源漏極絕緣層為氮化矽層。步驟105、在源漏極絕緣層上蝕刻接觸孔，同時通過監測機臺測量該接觸孔底面的反射率，當該接觸孔底面的反射率介於參考值的90% 110%之間時，停止蝕刻。在監測接觸孔底面的反射率過程，如果接觸孔底面上面沒有源漏極絕緣層而只有第二金屬層，由於第二金屬層表面比較粗糙，比較容易產生漫反射，這樣監測機臺發出的雷射大部分會被散射掉，因而反射回來的雷射能量就比較小，監測機臺量測到的反射率就比較低。但，當監測機臺測量的反射率低於參考值10%時,說明蝕刻量過大(Over etch),可能導致接觸孔鑽蝕，接觸孔形貌很差，在後續的ITO覆蓋的時候會存在接觸不良，進而影響TFT基板的品質。相反如果接觸孔底面上還殘留有源漏極絕緣層，由於源漏極絕緣層為氮化矽層比較光滑，這樣覆蓋第二金屬層後的表面比較平滑，比較容易發生鏡面反射，這樣監測機臺發出的雷射大部分會反射回來，機臺量測到的反射率就比較大，當監測機臺測量的反射率高於參考值10%時，說明源漏極絕緣層未蝕刻乾淨，同樣會導致後續的ITO覆蓋的時候會存在接觸不良，進而影響TFT基板的品質。值得ー提的是，由於源漏極絕緣層的厚度(THK)、源漏極絕緣層的折射率(N)、第ニ金屬層中鋁層的方塊電阻(Rs)及製程異常均會影響到接觸孔底面的反射率，所以監測機臺在測量接觸孔底面反射率之前還需要對源漏極絕緣層的厚度(THK)、源漏極絕緣層的折射率(N)、第二金屬層中鋁層的方塊電阻(Rs)予以測量並記錄，以便在接觸孔蝕刻時作為參考，進ー步保證了蝕刻的精度。綜上所述，本發明提供ー種TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法，其通過監控金屬層的反射率變化以確定接觸孔內的絕緣層是否蝕刻乾淨，有效避免由於絕緣層蝕刻不乾淨而產生接觸電阻造成的TFT基板報廢，及由於過蝕刻而導致的接觸孔鑽蝕，接觸孔形貌差，進而造成ITO覆蓋的時候接觸不良。 以上所述，對於本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬於本發明權利要求的 保護範圍。
權利要求
1.一種TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法，其特徵在於，包括以下步驟 步驟I、提供具有第一金屬層的基板及監測機臺； 步驟2、提供具有第一金屬層的基板的反射率參考值； 步驟3、通過光罩製程圖案化該第一金屬層，以形成柵極； 步驟4、在柵極上形成柵極絕緣層； 步驟5、在柵極絕緣層上蝕刻接觸孔，同時通過監測機臺測量該接觸孔底面的反射率，當該接觸孔底面的反射率介於參考值的90% 110%之間時，停止蝕刻。
2.如權利要求I所述的TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法，其特徵在於，所述基板為玻璃基板或塑膠基板。
3.如權利要求I所述的TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法，其特徵在於，所述第一金屬層包含有鋁層。
4.如權利要求3所述的TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法，其特徵在於，所述步驟2中反射率參考值為所述第一金屬層中鋁層的反射率。
5.如權利要求I所述的TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法，其特徵在於，所述柵極絕緣層為氮化矽層。
6.一種TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法，其特徵在於，包括以下步驟 步驟101、提供具有第二金屬層的基板及監測機臺； 步驟102、提供具有第二金屬層的基板的反射率參考值； 步驟103、通過光罩製程圖案化該第二金屬層，以形成源漏極； 步驟104、在源漏極上形成源漏極絕緣層； 步驟105、在源漏極絕緣層上蝕刻接觸孔，同時通過監測機臺測量該接觸孔底面的反射率，當該接觸孔底面的反射率介於參考值的90% 110%之間時，停止蝕刻。
7.如權利要求6所述的TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法，其特徵在於，所述基板為玻璃基板或塑膠基板。
8.如權利要求6所述的TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法，其特徵在於，所述第二金屬層包含有鋁層。
9.如權利要求8所述的TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法，其特徵在於，所述步驟102中反射率參考值為所述第二金屬層中鋁層的反射率。
10.如權利要求6所述的TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法，其特徵在於，所述源漏極絕緣層為氮化矽層。
全文摘要
本發明提供一種TFT基板接觸孔蝕刻製程監控方法，包括以下步驟步驟1、提供具有第一金屬層的基板及監測機臺；步驟2，提供具有第一金屬層的基板的反射率參考值；步驟3、通過光罩製程圖案化該第一金屬層，以形成柵極；步驟4、在柵極上形成柵極絕緣層；步驟5、在柵極絕緣層上蝕刻接觸孔，同時通過監測機臺測量該接觸孔底面的反射率，當該接觸孔底面的反射率等於參考值時，停止蝕刻。本發明通過監控金屬層的反射率變化以確定接觸孔內的絕緣層是否蝕刻乾淨，有效避免由於絕緣層蝕刻不乾淨而產生接觸電阻造成的TFT基板報廢，及由於過蝕刻而導致的接觸孔鑽蝕，接觸孔形貌差，進而造成ITO覆蓋的時候接觸不良。
文檔編號H01L21/66GK102856230SQ201210381208
公開日2013年1月2日 申請日期2012年10月9日 優先權日2012年10月9日
發明者闕祥燈 申請人:深圳市華星光電技術有限公司