CN106019860B - 一种套刻精度的确定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种套刻精度的确定方法，该确定方法包括：根据目标基板上形成的多个套刻标记的位置，确定目标基板上当前膜层分别相对位于当前膜层下方的任一膜层在同一预设区域形成的套刻标记的偏移量；根据各偏移量和预设规则，确定当前膜层的套刻精度。本发明实施例提供的套刻精度的确定方法，可获取任意两层间的套刻偏移量，同时能监控三层及以上层间套刻精度是否均满足生产需求；并且，可直接目视多层套刻层间对位偏移方向及优劣程度。

Description

一种套刻精度的确定方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤指一种套刻精度的确定方法。
背景技术
光刻是半导体领域制造工艺中的一个重要步骤。光刻是通过对准、曝光和显影等步骤将掩膜版上的图形转移到目标基板上的工艺过程。一个产品一般包括多层功能膜层，需要进行多层光刻工艺才能完成整个产品的制作过程，当前功能膜层的光刻图形与前一层功能膜层的光刻图形的位置对准尤为重要，套刻测试是半导体制造光刻过程中的一项基本工艺，套刻精度的大小反映不同功能膜层之间光刻图形的位置对准的好坏程度，其实现方法式在划片槽中放置特定的测试结构，使用套刻测试仪测定，最后根据测定数值的大小来判断套刻是否符合规范。
以TFT-LCD显示面板的制造工艺为例，TFT基板需要进行多层套刻曝光，最终在基板上形成多层图案，共同实现TFT开关控制液晶旋转功能。在这个过程中需要管控每一层图案与其他层图案间的套刻精度。一旦套刻精度超出设计要求，则会产生串扰(Crosstalk)，闪烁(Flicker)，花斑不匀(Mura)，污渍等显示不良，影响产品良率。因曝光过程中，对位和补偿仅在两层间进行，无法确保三层及以上层间套刻精度均能满足在较窄的范围：例如可以通过人工收集第一层图案与第二层图案，第一层图案与第三层图案的实际对位数据整理计算出第二层图案与第三层图案对位套刻精度，以此判断三层及以上层间对位精度是否有问题，但这样会出现因未确认或未及时确认而导致的产品不良，并且消耗大量的人力。
因此，如何实现三层间及以上套刻精度检测和补偿，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种套刻精度的确定方法，可获取任意两层间的套刻偏移量，同时能监控三层及以上层间套刻精度是否均满足生产需求。
因此，本发明实施例提供了一种套刻精度的确定方法，包括：
根据目标基板上形成的多个套刻标记的位置，确定所述目标基板上当前膜层分别相对位于所述当前膜层下方的任一膜层在同一预设区域形成的套刻标记的偏移量；
根据各所述偏移量和预设规则，确定所述当前膜层的套刻精度。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，当所述目标基板上各膜层仅设置一个套刻标记时，根据各所述偏移量和预设规则，确定所述当前膜层的套刻精度，具体包括：
确定全部所述偏移量的平均值或最大绝对值，作为所述当前膜层的套刻精度。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，当所述目标基板上各膜层均设置多个套刻标记时，根据各所述偏移量和预设规则，确定所述当前膜层的套刻精度，具体包括：
确定全部所述偏移量的平均值或最大绝对值，作为所述当前膜层的套刻精度；或
分别确定所述当前膜层相对位于所述当前膜层下方的任一膜层对应的全部偏移量的平均值，作为所述当前膜层的套刻精度；或
根据每个预设区域对应的全部所述偏移量的平均值，确认该平均值中的最大绝对值，作为所述当前膜层的套刻精度。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，在确定出所述套刻精度之后，还包括：
若所述套刻精度超出预设阈值时，则发出警告；若否，则不发出警告。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，当发出警告时，将经曝光显影后形成在所述当前膜层表面的光刻胶进行剥离；
根据全部所述偏移量的平均值，重新对所述当前膜层进行曝光工艺。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，各所述套刻标记的形状均为正方形；
从所述最底层膜层到所述当前膜层形成的套刻标记的边长依次递减。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，采用下述公式计算所述当前膜层分别相对位于所述当前膜层下方的任一膜层在同一预设区域形成的套刻标记的偏移量：
其中，OLXi表示所述当前膜层形成的套刻标记相对第i层的膜层形成对应的套刻标记在X方向上的偏移量；OLYi表示所述当前膜层形成的套刻标记相对第i层的膜层形成对应的套刻标记在Y方向上的偏移量；xi1和xi2分别表示所述当前膜层形成的套刻标记与第i层的膜层形成对应的套刻标记在X方向上相邻两边之间的第一距离和第二距离；yi1和yi2分别表示所述当前膜层形成的套刻标记分别相对第i层的膜层形成对应的套刻标记在Y方向上相邻两边之间的第一距离和第二距离。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，采用下述公式计算全部所述偏移量的平均值：
其中，OLX表示所述当前膜层形成的套刻标记同时相对位于所述当前膜层下方的任一膜层形成对应的套刻标记在X方向上的偏移量；OLY表示所述当前膜层形成的套刻标记同时相对位于所述当前膜层下方的任一膜层形成对应的套刻标记在Y方向上的偏移量。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，在同一预设区域，各所述套刻标记的中心点重叠时，确定套刻精度为0。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，在根据目标基板上形成的多个套刻标记的位置，确定所述目标基板上当前膜层分别相对位于所述当前膜层下方的任一膜层在同一预设区域形成的套刻标记的偏移量之前，还包括：
通过曝光工艺将掩膜版组中的各掩膜版上设置的至少一个套刻标记转移至目标基板中对应膜层的预设区域形成对应的套刻标记；其中，所述掩膜版组包括至少三个掩膜版。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，在进行曝光工艺时，所述掩膜版组中除与最底层膜层的对应掩膜版之外的其它掩膜版均与所述最底层膜层形成的套刻标记进行直接对位。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例提供的一种套刻精度的确定方法，该确定方法包括：根据目标基板上形成的多个套刻标记的位置，确定目标基板上当前膜层分别相对位于当前膜层下方的任一膜层在同一预设区域形成的套刻标记的偏移量；根据各偏移量和预设规则，确定当前膜层的套刻精度。本发明实施例提供的套刻精度的确定方法，可获取任意两层间的套刻偏移量，同时能监控三层及以上层间套刻精度是否均满足生产需求；并且，可直接目视多层套刻层间对位偏移方向及优劣程度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的套刻精度的确定方法流程图之一；
图2为本发明实施例提供的套刻精度的确定方法流程图之二；
图3为本发明实施例提供的套刻精度的确定方法流程图之三；
图4为本发明实施例提供的在一预设区域形成的三个套刻标记的示意图之一；
图5为本发明实施例提供的具有9个预设区域的目标基板上形成的9组套刻标记组的示意图；
图6为本发明实施例提供的在一预设区域形成的三个套刻标记的示意图之二；
图7为本发明实施例提供的在一预设区域形成的三个套刻标记的示意图之三；
图8为本发明实施例提供的在一预设区域形成的三个套刻标记的示意图之四；
图9为重新对图8中的第三层膜层进行曝光工艺后形成的三个套刻标记的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的套刻精度的确定方法的具体实施方式进行详细地说明。
本发明实施例提供了一种套刻精度的确定方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
S101、根据目标基板上形成的多个套刻标记的位置，确定目标基板上当前膜层分别相对位于当前膜层下方的任一膜层在同一预设区域形成的套刻标记的偏移量；
S102、根据各偏移量和预设规则，确定当前膜层的套刻精度。
在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法，可获取任意两层间的套刻偏移量，同时能监控三层及以上层间套刻精度是否均满足生产需求；并且，可直接目视多层套刻层间对位偏移方向及优劣程度。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，当目标基板上各膜层仅设置一个套刻标记时，步骤S102根据各偏移量和预设规则，确定当前膜层的套刻精度，具体可以采用如下方式实现：
确定全部偏移量的平均值或最大绝对值，作为当前膜层的套刻精度。
需要说明的是，当目标基板上各膜层仅设置一个套刻标记时，以该目标基板具有三层膜层图案为例，第一层膜层、第二层膜层和第三层膜层均在一预设区域设置一个套刻标记，可以确定第三层膜层形成的套刻标记相对第一层膜层形成的套刻标记的第一偏移量，第三层膜层形成的套刻标记相对第二层膜层形成的套刻标记的第二偏移量，此时可以计算出第一偏移量和第二偏移量的平均值或者找出第一偏移量和第二偏移量的最大绝对值(即绝对值中最大的数值)，作为第三层膜层(即当前膜层)的套刻精度。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，当目标基板上各膜层均设置多个套刻标记时，步骤S102根据各偏移量和预设规则，确定当前膜层的套刻精度，具体可以采用如下方式实现：
确定全部偏移量的平均值或最大绝对值，作为当前膜层的套刻精度；或
分别确定当前膜层相对位于当前膜层下方的任一膜层对应的全部偏移量的平均值，作为当前膜层的套刻精度；或
根据每个预设区域对应的全部偏移量的平均值，确认该平均值中的最大绝对值，作为当前膜层的套刻精度。
需要说明的是，当目标基板上各膜层均设置多个套刻标记时，以该目标基板具有三层膜层图案，且具有多个不同的预设区域为例，第一层膜层、第二层膜层和第三层膜层均在每个预设区域设置一个套刻标记，可以确定在每个预设区域对应的第三层膜层形成的套刻标记相对第一层膜层形成的套刻标记的第三偏移量，在每个预设区域对应的第三层膜层形成的套刻标记相对第二层膜层形成的套刻标记的第四偏移量，此时可以通过以下几种方式来确定第三层膜层(即当前膜层)的套刻精度：
第一种方式：计算出全部第三偏移量和第四偏移量(针对所有的预设区域)的平均值，作为第三层膜层的套刻精度，此时套刻精度有一个值；
第二种方式：找出全部第三偏移量和第四偏移量的最大绝对值(针对所有的预设区域)，作为第三层膜层的套刻精度，此时套刻精度有一个值；
第三种方式：计算出第三层膜层相对第一层膜层对应的全部第三偏移量的平均值，以及计算出第三层膜层相对第二层膜层对应的全部第四偏移量的平均值(针对所有的预设区域)，作为第三层膜层的套刻精度，此时套刻精度有两个值；
第四种方式：计算出每个预设区域对应的全部第三偏移量和第四偏移量的平均值(针对各预设区域)，找出该平均值中的最大绝对值作为第三层膜层的套刻精度，此时套刻精度有一个值。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，如图2所示，在执行步骤S102确定出当前膜层的套刻精度之后，还可以包括：
S103、确定套刻精度是否超出预设阈值；若是，则执行步骤S104；
S104、发出警告；
若否，则执行步骤S105；
S105、不发出警告。
需要说明的是，上述预设阈值可以设置在0±1.5μm范围内。对于预设阈值的设置，可以根据实际情况而定，在此不做限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，如图2所示，当执行步骤S104发出警告之后，还可以包括：
S106、将经曝光显影后形成在当前膜层表面的光刻胶进行剥离；
S107、根据全部偏移量的平均值，重新对当前膜层进行曝光工艺。
在具体实施时，选用全部偏移量的平均值进行曝光过程对位补偿，能保证多层间套刻精度，突破了曝光过程仅能保证两层间套刻精度的限制，进而提高了产品的质量；这种补偿方法将层间套刻精度水平提升了一倍。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，在执行步骤S101根据目标基板上形成的多个套刻标记的位置，确定目标基板上当前膜层分别相对位于当前膜层下方的任一膜层在同一预设区域形成的套刻标记的偏移量之前，如图3所示，还可以包括：
S301、通过曝光工艺将掩膜版组中的各掩膜版上设置的至少一个套刻标记转移至目标基板中对应膜层的预设区域形成对应的套刻标记；其中，掩膜版组包括至少三个掩膜版。
需要说明的是，以掩膜版组具有三个掩膜版为例，通过第一次曝光工艺将第一个掩膜版上的套刻标记转移在目标基板的第一层膜层上的预设区域形成第一套刻标记，通过第二次曝光工艺将第二个掩膜版上的套刻标记转移在目标基板的第二层膜层上的预设区域形成第二套刻标记，通过第三次曝光工艺将第三个掩膜版上的套刻标记转移在目标基板的第三层膜层上的预设区域形成第三套刻标记。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，在进行曝光工艺时，掩膜版组中除与最底层膜层的对应掩膜版之外的其它掩膜版均与最底层膜层形成的套刻标记进行直接对位，这样可以保证除与最底层膜层的对应掩膜版之外的其它掩膜版形成的套刻标记分别与最底层膜层形成的套刻标记之间的偏移量不会超出预设阈值。
较佳地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，各套刻标记的形状可以均设置为正方形；从最底层膜层到当前膜层形成的套刻标记的边长可以设置为依次递减。以图4为例，该目标基板上具有三层膜层，第一层膜层形成的套刻标记的边长为a，第二层膜层形成的套刻标记的边长为b，第三层膜层形成的套刻标记的边长为c，a>b>c。图5示出了目标基板具有9个预设区域时，形成的9组套刻标记组的实施例。
需要说明的是，附图中各套刻标记的大小不反映本发明实施例提供的套刻标记的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，采用下述公式计算当前膜层分别相对位于当前膜层下方的任一膜层在同一预设区域形成的套刻标记的偏移量：
其中，OLXi表示当前膜层形成的套刻标记相对第i层的膜层形成对应的套刻标记在X方向上的偏移量；OLYi表示当前膜层形成的套刻标记相对第i层的膜层形成对应的套刻标记在Y方向上的偏移量；xi1和xi2分别表示当前膜层形成的套刻标记与第i层的膜层形成对应的套刻标记在X方向上相邻两边之间的第一距离和第二距离；yi1和yi2分别表示当前膜层形成的套刻标记分别相对第i层的膜层形成对应的套刻标记在Y方向上相邻两边之间的第一距离和第二距离。
需要说明的是，如图6所示，x11和x12分别表示第三层膜层形成的套刻标记与第一层的膜层形成对应的套刻标记在X方向上相邻两边之间的第一距离和第二距离；y11和y12分别表示第三层膜层形成的套刻标记分别相对第一层的膜层形成对应的套刻标记在Y方向上相邻两边之间的第一距离和第二距离；
x21和x22分别表示第三层膜层形成的套刻标记与第二层的膜层形成对应的套刻标记在X方向上相邻两边之间的第一距离和第二距离；y21和y22分别表示第三层膜层形成的套刻标记分别相对第一层的膜层形成对应的套刻标记在Y方向上相邻两边之间的第一距离和第二距离。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，采用下述公式计算全部偏移量的平均值：
其中，OLX表示当前膜层形成的套刻标记同时相对位于当前膜层下方的任一膜层形成对应的套刻标记在X方向上的偏移量；OLY表示当前膜层形成的套刻标记同时相对位于当前膜层下方的任一膜层形成对应的套刻标记在Y方向上的偏移量。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述套刻精度的确定方法中，如图7所示，在同一预设区域，各套刻标记的中心点O重叠时，确定套刻精度为0。若有任意一个套刻标记的中心点偏离另外任意一个套刻标记的中心点，则认为这两层对位有偏差，中心点偏离越远，套刻精度越差。
下面以一个具体的实例详细的说明本发明实施例提供的套刻精度的确定方法，以目标基板具有三层膜层，且具有一个预设区域为例，具体步骤如下：
步骤一、如图8所示，通过第一次曝光工艺将第一个掩膜版上的套刻标记转移在目标基板的第一层膜层上的预设区域形成第一套刻标记1，通过第二次曝光工艺将第二个掩膜版上的套刻标记转移在目标基板的第二层膜层上的预设区域形成第二套刻标记2，通过第三次曝光工艺将第三个掩膜版上的套刻标记转移在目标基板的第三层膜层上的预设区域形成第三套刻标记3；本具体实例中第二个掩膜版和第三个掩膜版曝光时均与第一个掩膜版形成的套刻标记进行直接对位；
步骤二、通过测量设备分别对第一套刻标记、第二套刻标记和第三套刻标记的中心点坐标进行测量；
在具体实施时，如图8所示，第一套刻标记1的中心点为O1，第二套刻标记2的中心点为O2，第三套刻标记3的中心点为O3；
步骤三、根据套刻标记的位置偏差，确定目标基板上第三套刻标记分别相对第一套刻标记和第二套刻标记的偏移量；
在具体实施时，如图8所示，确定第三套刻标记3相对第一套刻标记1在Y方向上的偏移量为OLY1＝(11.4μm-8.6μm)/2＝1.4μm，第三套刻标记3相对第二套刻标记2在Y方向上的偏移量为OLY2＝(7.8μm-2.2μm)/2＝2.8μm；在监控数据的同时，亦可以通过套刻标记进行目视判断多层间偏移量偏移方向及优劣；
步骤四、根据全部偏移量的平均值或最大绝对值，作为第三层膜层的套刻精度；
在具体实施时，如图8所示，第三套刻标记3同时相对第一套刻标记1和第二套刻标记2在Y方向上的偏移量，即偏移量的平均值为OLY＝(1.4μm+2.8μm)/2＝2.1μm；2.8μm或2.1μm可以作为第三层膜层的套刻精度；
步骤五、确定套刻精度是否超出预设阈值；若是，则发出警告；若否，组不发出警告；
在具体实施时，假设预设阈值可以设置在0±1.5μm范围内，此时得出的2.8μm和2.1μm均已超出预设阈值，将提示报警；
步骤六、将经曝光显影后形成在第三层膜层表面的光刻胶进行剥离；根据全部偏移量的平均值，重新对第三层膜层进行曝光工艺。
在具体实施时，可以根据全部偏移量的平均值，重新对第三层膜层进行曝光工艺，而全部偏移量的平均值为2.1μm，如图9所示，在重新对第三层膜层进行曝光工艺时，掩膜版的位置跟原先相比需要移动2.1μm，这样第三套刻标记3相对第一套刻标记1在Y方向上的偏移量变为OLY1’＝(9.3μm-10.7μm)/2＝-0.7μm，第三套刻标记3相对第二套刻标记2在Y方向上的偏移量为OLY2’＝(5.7μm-4.3μm)/2＝0.7μm,偏移量的平均值为OLY’＝(-0.7μm+0.7μm)/2＝0，此时偏移量的最大绝对值和平均值均未超出预设阈值。
至此，经过具体实例提供的上述步骤一至步骤六确定出了本发明实施例提供的上述套刻精度。
本发明实施例提供的一种套刻精度的确定方法，包括：根据目标基板上形成的多个套刻标记的位置，确定目标基板上当前膜层分别相对位于当前膜层下方的任一膜层在同一预设区域形成的套刻标记的偏移量；根据各偏移量和预设规则，确定当前膜层的套刻精度。本发明实施例提供的套刻精度的确定方法，可获取任意两层间套刻精度，同时能监控三层及以上层间套刻精度是否均满足生产需求；并且，可直接目视多层套刻层间对位偏移方向及优劣程度。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种套刻精度的确定方法，其特征在于，包括：
根据目标基板上形成的多个套刻标记的位置，确定所述目标基板上当前膜层分别相对位于所述当前膜层下方的任一膜层在同一预设区域形成的套刻标记的偏移量；
根据各所述偏移量和预设规则，确定所述当前膜层的套刻精度；
各所述套刻标记的形状均为正方形；
从最底层膜层到所述当前膜层形成的套刻标记的边长依次递减；
采用下述公式计算所述当前膜层分别相对位于所述当前膜层下方的任一膜层在同一预设区域形成的套刻标记的偏移量：
其中，OLXi表示所述当前膜层形成的套刻标记相对第i层的膜层形成对应的套刻标记在X方向上的偏移量；OLYi表示所述当前膜层形成的套刻标记相对第i层的膜层形成对应的套刻标记在Y方向上的偏移量；xi1和xi2分别表示所述当前膜层形成的套刻标记与第i层的膜层形成对应的套刻标记在X方向上相邻两边之间的第一距离和第二距离；yi1和yi2分别表示所述当前膜层形成的套刻标记分别相对第i层的膜层形成对应的套刻标记在Y方向上相邻两边之间的第一距离和第二距离；
采用下述公式计算全部所述偏移量的平均值：
其中，OLX表示所述当前膜层形成的套刻标记同时相对位于所述当前膜层下方的任一膜层形成对应的套刻标记在X方向上的偏移量；OLY表示所述当前膜层形成的套刻标记同时相对位于所述当前膜层下方的任一膜层形成对应的套刻标记在Y方向上的偏移量。
2.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，当所述目标基板上各膜层仅设置一个套刻标记时，根据各所述偏移量和预设规则，确定所述当前膜层的套刻精度，具体包括：
确定全部所述偏移量的平均值或最大绝对值，作为所述当前膜层的套刻精度。
3.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，当所述目标基板上各膜层均设置多个套刻标记时，根据各所述偏移量和预设规则，确定所述当前膜层的套刻精度，具体包括：
确定全部所述偏移量的平均值或最大绝对值，作为所述当前膜层的套刻精度；或
分别确定所述当前膜层相对位于所述当前膜层下方的任一膜层对应的全部偏移量的平均值，作为所述当前膜层的套刻精度；或
根据每个预设区域对应的全部所述偏移量的平均值，确认该平均值中的最大绝对值，作为所述当前膜层的套刻精度。
4.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，在确定出所述套刻精度之后，还包括：
若所述套刻精度超出预设阈值时，则发出警告；若否，则不发出警告。
5.如权利要求4所述的确定方法，其特征在于，当发出警告时，将经曝光显影后形成在所述当前膜层表面的光刻胶进行剥离；
根据全部所述偏移量的平均值，重新对所述当前膜层进行曝光工艺。
6.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，在同一预设区域，各所述套刻标记的中心点重叠时，确定套刻精度为0。
7.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，在根据目标基板上形成的多个套刻标记的位置，确定所述目标基板上当前膜层分别相对位于所述当前膜层下方的任一膜层在同一预设区域形成的套刻标记的偏移量之前，还包括：
通过曝光工艺将掩膜版组中的各掩膜版上设置的至少一个套刻标记转移至目标基板中对应膜层的预设区域形成对应的套刻标记；其中，所述掩膜版组包括至少三个掩膜版。
8.如权利要求7所述的确定方法，其特征在于，在进行曝光工艺时，所述掩膜版组中除与最底层膜层的对应掩膜版之外的其它掩膜版均与所述最底层膜层形成的套刻标记进行直接对位。
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