一种快速检测显影液显影效力的方法技术

本发明专利技术公开了一种快速检测有机或碱性显影液显影效力的方法，首先通过在同一显影条件下，通过测量显影不同片数基板时对应的显影液电导率，得到显影液电导率与显影片数的关系曲线，即标准曲线；然后结合显影工艺的参数控制，通过计算获得具有适宜显影效力的显影液的电导率值，作为目标电导率；测量显影液的实际电导率，与目标电导率进行对比，判断显影液的显影效力；根据设定的标准显影时间以及标准曲线估算下次测量时间；及测量的实际电导率值超出或等于目标电导率时，更换新鲜显影液。有效降低了显影液的更换更换频率，同时降低了不良产品出现的几率，节约成本，提高良率。

【技术实现步骤摘要】
一种快速检测显影液显影效力的方法
本专利技术涉及一种快速检测显影液显影效力的方法，适用于所有涉及光刻显影技术的领域，包括电润湿工艺及液晶显示等。
技术介绍
电润湿显示的前板制作中像素墙包围出一个个最小的显示单元，是显示的重要组成部分，而像素墙的制作常采用光致刻蚀剂经光刻工艺得到。所谓光致刻蚀剂即为一种感光性树脂组成物，分正性和负性两类，曝光区域被显影而未曝光区域不能被显影的为正性光致刻蚀剂，反之为负性光致刻蚀剂。以负性光致刻蚀剂为例，首先在衬底基板上涂布光致刻蚀剂，将光致刻蚀剂进行预烤，之后采用掩模板以UV光曝光，再以显影液洗去用掩模板遮盖的未曝光区域的光致刻蚀剂，即可按照掩模板的图案留下所需要的光致刻蚀剂图案，具体为一矩阵图案，各矩阵点对应各个像素。目前常用的显影方式有浸渍显影、摇动显影、喷淋显影(spray)和静置显影(puddle)等，显影液包括有机溶剂、碱性显影液等。有机溶剂显影液和碱性显影液随着显影片数的逐步增多，其显影效力均会下降。针对碱性显影液，一些专利文献中提出了电导率-基补系统的方法。比如，专利CN1280678C和专利CN1267790C均为电导率-基补系统的实例，通过检测碱性溶液显影液中电导率值的下降监测碱性溶液显影液的显影效力；但是没有具体说明如何确定目标电导率。碱性显影液的检测机理为光致刻蚀剂在曝光后进行显影时，感光性树脂组成物含有的酸性基团，如羧基等，在碱性显影溶液中被碱性基团中和，从而形成水溶性的有机聚合物盐，这即表现为感光性树脂组成物在碱性显影液中被溶解。随着碱性显影液的碱性基团逐渐被中和，显影液的显影效力逐渐降低，同时碱性显影液的电导率值下降。而有机溶剂显影液，如电润湿显示工艺中经常用到的光致刻蚀剂SU8光刻胶(MicroChem公司)，其显影液即为有机溶剂显影液，比如MicroChem公司自己的SU8显影液，或者有机溶剂PGMEA(丙二醇甲醚醋酸酯)。实际中，因为这些有机溶剂本身电导率很低，甚至为0，比如PGMEA(丙二醇甲醚醋酸酯)，人们通常忽略了其电导率的变化。因此鲜有人对有机溶剂显影液采取电导率变化来确定显影液的补偿。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种快速检测有机或碱性显影液显影效力的方法。本专利技术解决其技术问题的解决方案是：一种快速检测有机或碱性显影液显影效力的方法，包括以下步骤：获得标准曲线：在同一显影条件下，通过测量显影不同片数基板时对应的显影液电导率，得到显影液电导率与显影片数的关系曲线，即标准曲线；结合显影工艺的参数控制，通过计算获得具有适宜显影效力的显影液的电导率值，作为目标电导率；测量显影液的实际电导率，与目标电导率进行对比，判断显影液的显影效力；根据设定的标准显影时间以及标准曲线估算下次测量时间；及测量的实际电导率值超出或等于目标电导率时，更换新鲜显影液。方案中提到的实际电导率超出或等于目标电导率时，更换新鲜显影液，具体的可以分为两种情况，对于有机显影液，由于随着显影的进行，光刻胶中感光性树脂组成物未曝光交联部分在显影步骤中因相似相溶原理溶解到有机显影液中，使得随着显影片数的增多显影液的电导率增大，因此当测量的实际电导率大于或等于目标电导率时，便更换新鲜有机显影液；而对于碱性显影液，由于其中的碱性基团在显影过程中逐渐被中和，因此是当测量的实际电导率小于或等于目标电导率时，便更换新鲜碱性显影液；故这里的超出并不限定是大于的意思。进一步地，所述目标电导率是通过以下步骤获得的，1)确定临界电导率γc；包括：a)测量第N片基板的实际显影时间，根据以下公式t1＝pt2，t1，显出点时间，即第N片基板实际显影完全需要的时间；t2，标准显影时间，即为了便于工艺控制，规定的每片基板的固定显影时间；p，显影系数，随着显影片数的增多，逐渐变大；计算得到显影系数p。b)测量第N片基板显影后得到的显影图案的尺寸，计算所得到显影图案的尺寸的平均值和标准偏差。c)判断显影系数p、显影图案的尺寸的平均值和标准偏差是否达到控制的临界值，当其中至少一个达到临界值时，则对应的显影液的电导率即为临界电导率γc。2)确定平均临界电导率γa；重复步骤1)(m-1)次，对得到的共m次临界电导率值取算术平均，即得到平均临界电导率γa。3)确定目标电导率γ；利用公式γ＝η·γa计算得到目标电导率γ，其中η为保护系数，其计算公式为：当2≤m≤10时，η＝(1-(γmax-γmin)/2/γa)×100％，当m>10时，η＝(1-3S/γa)×100％，其中m，临界电导率测量的次数，m≥2，为正整数；γmax，m次测量的最大临界电导率；γmin，m次测量的最小临界电导率；γa，m次测量的平均临界电导率；S，m次测量得到的临界电导率的标准偏差。优选地，所述步骤2)中，测量次数m≥3。进一步优选地，m≥5。进一步地，上述方法优选地适用于电润湿基板像素墙的显影过程中显影液显影效力的检测。进一步地，当用于电润湿基板像素墙的显影过程中显影液显影效力的检测时，所述步骤b)包括：测量第N片基板显影后得到的像素墙的宽度，并依此计算平均宽度和宽度的标准偏差；测量第N片基板显影后得到的像素墙的高度，并依此计算平均高度和高度的标准偏差。优选地，上述方法中，测量次数m≥3。进一步优选地，m≥5。进一步地，上述方法中，是在工艺条件不变的情况下，测量显影液电导率与目标电导率进行对比，判断显影效力的；若工艺发生改变，即基板尺寸、显影图案面积或光致刻蚀剂厚度发生变化，其余条件一致情况下，则根据公式s2·h2·n2＝s1·h1·n1计算得到新的显影液电导率与显影片数的关系，从而得到新的标准曲线；然后再依照此新的标准曲线来判断显影液的显影效力。其中s2、s1，新、旧工艺分别对应的有效显影面积，即被显影液显影掉的光致刻蚀剂膜的面积，与基板尺寸和图案尺寸有关；h2、h1，新、旧工艺分别对应的光致刻蚀剂膜厚；n2、n1，新、旧工艺分别对应的已显影片数。本专利技术的有益效果是：本专利技术的申请人通过研究发现，光致刻蚀剂(如SU8)在曝光后进行显影时，感光性树脂组成物未曝光交联部分在显影步骤因相似相溶原理溶解到有机显影液中，使得随着显影片数的增多显影液的电导率增大，从而可以通过电导率的测量监测有机显影液的显影效力，同时结合已知的对碱性显影液的了解，依据电导率测量，建立了一种通过电导率来快速检测有机或碱性显影液显影效力的方法，具体地，首先通过实验得到电导率与显影片数的标准曲线，进而得到不同电导率对应的显影时间，并通过显微镜等手段观察不同显影片数显影效果(显影后结构的尺寸及边缘的平滑度等)，得到临界电导率。多次实验测量得到平均临界电导率。进一步添加保护系数，得到目标电导率。这样生产或科研中通过电导率的快速测量结合电导率与显影片数的标准曲线估算更换新鲜显影液的时间，当测量电导率超出或等于目标电导率时更换新鲜显影液。有效降低了显影液的更换频率，同时降低了不良产品出现的几率，节约成本，提高良率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速检测显影液显影效力的方法，其特征在于，所述显影液为碱性显影液或有机显影液，所述方法包括以下步骤：获得标准曲线：在同一显影条件下，通过测量显影不同片数基板时对应的显影液电导率，得到显影液电导率与显影片数的关系曲线，即标准曲线；结合显影工艺的参数控制，通过计算获得具有适宜显影效力的显影液的电导率值，作为目标电导率；测量显影液的实际电导率，与目标电导率进行对比，判断显影液的显影效力；根据设定的标准显影时间以及标准曲线估算下次测量时间；及测量的实际电导率值超出或等于目标电导率时，更换新鲜显影液。

【技术特征摘要】
1.一种快速检测显影液显影效力的方法，其特征在于，所述显影液为有机显影液，所述方法包括以下步骤：获得标准曲线：在同一显影条件下，通过测量显影不同片数基板时对应的显影液电导率，得到显影液电导率与显影片数的关系曲线，即标准曲线；结合显影工艺的参数控制，通过计算获得具有适宜显影效力的显影液的电导率值，作为目标电导率；测量显影液的实际电导率，与目标电导率进行对比，判断显影液的显影效力；根据设定的标准显影时间以及标准曲线估算下次测量时间；及测量的实际电导率值大于或等于目标电导率时，更换新鲜有机显影液；所述目标电导率是通过以下步骤获得的，1)确定临界电导率γc：a)测量第N片基板的实际显影时间，根据以下公式t1＝pt2，t1，显出点时间，即第N片基板实际显影完全需要的时间；t2，标准显影时间，即为了便于工艺控制，规定的每片基板的固定显影时间；p，显影系数，随着显影片数的增多，逐渐变大；计算得到显影系数p；b)测量第N片基板显影后得到的显影图案的尺寸，计算所得到显影图案的尺寸的平均值和标准偏差；c)判断显影系数p、显影图案的尺寸的平均值和标准偏差是否达到控制的临界值，当其中至少一个达到临界值时，则对应的显影液的电导率即为临界电导率γc；2)确定平均临界电导率γa：重复步骤1)(m-1)次，对得到的共m次临界电导率值取算术平均，即得到平均临界电导率γa；3)确定目标电导率γ：利用公式γ＝η·γa计算得到目标电导率γ，其中η为保护系数，其计算公式为：当2≤m≤10时，η＝(1-(γmax-γmin)/2/γa)×100％，当m>10时，η＝(1-3S/γa)×100％，其中m，临界电导率测量的次数；γmax，m次测量的最大临界电导率；γmin，m次测量的最小临界电导率；γa，m次测量的平均临界电导率；S，m次测量得到的临界电导率的标准偏差。2.一种快速检测显影液显影效力的方法，其特征在于，所述显影液为碱性显影液，所述方法包括以下步骤：获得标准曲线：在同一显影条件下，通过测量显影不同片数基板时对应的显影液电导率，得到显影液电导率与显影片数的关系曲线，即标准曲线；结合显影工艺的参数控制，通过计算获得具有适宜显影效力的显影液的电导率值，作为目标电导率；测量显影液的实际电导率，与目标电导率进行对比，判断显影液的显影效力；根据设定的标准显影时间以及标准曲线估算下次测量时间；及测量的实际电导率值小于或等于目标电导率时，更换新鲜碱性显影液；所述目标电导率是通过以下步骤获得的，1)确定临界电导率γc：a)测量第N片基板的实际显影时间，根据以下公式t1＝pt2，t1，显出点...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦盈莹，李发宏，罗伯特·安德鲁·海耶斯，水玲玲，唐彪，周国富，
申请(专利权)人：华南师范大学，深圳市国华光电科技有限公司，深圳市国华光电研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44