CN103337465B - 一种检测刻蚀残留的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种检测刻蚀残留的方法，涉及显示技术领域，可实现检测刻蚀残留的目的，从而提高产品良率;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。用于制备阵列基板或对盒基板过程中刻蚀残留的检测。

Description

一种检测刻蚀残留的方法
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。
背景技术
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，对于底栅型阵列基板，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，但刻蚀工序后经常会出现该处n+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，产生不良品。
发明内容
本发明的实施例提供一种检测刻蚀残留的方法，可实现检测刻蚀残留，从而提高产品良率。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案:
提供一种检测刻蚀残留的方法，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。
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。
进一步可选的，所述获取待检测处的图案包括:
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形状进行定位。
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。
进一步地，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，且面积小于等于所述待检测处的图案的面积。
进一步可选的，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。
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。
附图说明
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附图。
图1为本发明实施例提供的一种检测刻蚀残留的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的阵列基板的保护层上过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漏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n+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+非晶硅残留时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n+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+非晶硅残留时的俯视示意图；
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O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O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。
附图标记；
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，601a-氮化硅残留；100-光阑，100a-U型透光部分，100b-O型透光部分；200-傅里叶变换红外光谱仪。
具体实施方式
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，该方法包括以下步骤:
S101、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，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n+非晶硅残留402a等，其中所述有源层40包括非晶硅层401和n+非晶硅层402。
此处需要说明的是，本发明所有实施例中及附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n+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进行红外光谱测试，得到红外光谱图。
所述傅里叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer，简写为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谱。
为了使所述傅里叶变换红外光谱仪的入射光只照射到待检测处，优选的，在S102之前，S101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。
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叶变换红外光谱仪中，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，在所述待检测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。
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测试，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位置。
S103、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n+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n+非晶硅残留为例，所述检测刻蚀残留的方法包括如下步骤:
S201、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，并对该图案进行定位，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n+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n+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0.4μm宽度的n+非晶硅层402图案，因此在实际测试时，需将这部分n+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进行限定。
S202、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，将所述傅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，其中所述光阑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0.4μm宽度的n+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。
S203、采用傅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。
在本步骤中，如图7所示，可以采用包括U型透光部分100a的光阑100(图7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，此处使用傅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n+非晶硅残留402a在此仅为示意。
S204、根据所述红外光谱图，判断是否存在表征n+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之间或附近，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n+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n+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n+ 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:
S301、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601a时，所述过孔601下方的图案为氮化硅残留601a的图案。
此处，当所述过孔601处有氮化硅残留601a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。
S302、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O型，设置包括与该过孔601的形状对应的透光部分的光阑100，其中所述光阑100的O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。
S303、采用傅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O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-N，N-H对应的光谱波数，即波数2100cm-1，840cm-1，3350cm-1附近，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，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种检测刻蚀残留的方法，其特征在于，包括：
获取待检测处的图案，包括：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；
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；
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；
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；
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。
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。
3.根据权利要求1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一侧。
4.根据权利要求1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。
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