国仪量子 国产液晶面板分析专用场发射扫描电镜 SEM5000

发布时间：2023年03月

SEM5000是一款分辨率高、功能丰富的场发射扫描电子显微镜。

先进的镜筒设计，高压隧道技术（SuperTunnel）、低像差无漏磁物镜设计，实现了低电压高分辨率成像，同时磁性样品可适用。光学导航、完善的自动功能、精心设计的人机交互，优化的操作和使用流程，无论经验是否丰富，都可以快速上手，完成高分辨率拍摄任务。

液晶显示器( LCD)是目前广泛使用的平板显示器(FPD)之一，具有功耗低、外形薄、重量轻等特征。随着LCD技术的发展，台式液晶显示器、笔记本液晶显示器、手持显示器和大尺寸液晶电视已经越来越普及。从中国大陆TFT-LCD主要应用产品的需求状况来看，2008年中国大陆面板需求除受金融风暴影响导致成长率稍稍下滑外，未来几年预计年成长率都将达15%以上，由于国家家电下乡政策的出台，对于LCD取代CRT成为新一代主流显示技术更是起到了推波助澜的作用。

TFT-LCD制造过程中，主要的工艺过程分为三部分：ARRAY（阵列）工程、CELL（成盒）工程和MOUDLE（模组）工程。前者采用半导体工艺生产技术，且技术已经相当成熟，所以目前在日韩和中国台湾此部分的制造合格率一般都能达到95%甚至更高，而国内自从2003年以来相继投产的上广电、京东方和龙腾光电在这一方面稍微落后一点，如何进一步降低产品不良率，提高产品品质，成为国内液晶面板制造行业的努力方向。

液晶显示器的器件构造

液晶成盒基板是由TFT基板与彩膜(CF)基板贴合在一起，并在中间填充液晶构成的。其中阵列基板和彩膜基板之间要求控制间隔为数微米，而且具有均一的间隔，并由均一的垫料( spacer)来达到这一效果。在阵列基板侧为驱动像素设计了gate线及数据线的引出电极。彩膜基板是由多个重复的RGB（红、绿、蓝）三原色构成的图形，图形形成的位置是与阵列基板上的各像素完全对应的。利用与业已成熟的LCD技术形成一个液晶盒相结合，再经过后工序如偏光片的贴覆等过程，最后形成液晶显示屏，如图2所示。

TFT基板生产工艺

图3所示为TFT基板的生产工艺流程，玻璃素板经过反复4—5次的成膜一曝光显影一蚀刻一检查等工序，形成等效于薄膜晶闸管的TFT基板。TFT基板上薄膜分成两种：金属膜和非金属膜。非金属膜由化学气相沉积法( CVD)生成，金属膜主要由溅射法( Sputter)生成。对应薄膜的生成，蚀刻则是把不需要的薄膜部分去除掉，金属膜蚀刻大多采用湿式蚀刻(wet etching)，非金属膜大多采用干式蚀刻( dry etching)。本文主要对干式蚀刻进行分析。

针对蚀刻后图形观察实验

干式蚀刻中、蚀刻后薄膜断面示意图，前两幅为不良品。第一种为本层薄膜（灰色部分）倒角为直角( =900)，本层薄膜脆弱易断；第二种本层角度为钝角(> 900)，下一层（黑色部分）薄膜容易折断：第三种为稳定的结构，各层薄膜都相当稳定。

生产中发现G-SiNx和PA-SiNx在界面处会引起倒角（上述的第二种情况）发生，设计几个观察项目：

(1)2个Sample均采用三层CVD膜+PA-SiNx膜，区别是有无采用PR-DE;

(2)有无CH-DE Ashing和D工程；

(2 )l/PR DE中的不同水准的过蚀刻时间的实验，三层CVD为Unisas成膜，PA膜为AKT 2S方式成膜。实验过程为：三层CVD-I/PR DE-PA-CPR-CDE;

(4)CH-DE中选取不同的参数。

本文选第四项目为例进行分析，在1300mm×11OOmm的基板上选取四个点制成样本。

三层CVD为Unisas成膜，PA膜为AKT 2S方式成膜。实验过程为：三层CVD-I/PRDE-CHDE-PA-CPR-CDE。

CH-DE时仅有BT工序的G端子SEM图片，如图6～9所示（注：沟刻中无Ashing）。

CH-DE时仅有ME工序的G端子SEM图片，如图10～13所示（注：沟刻中无Ashing）。

CH-DE时有BT+ME工序的G端子SEM图片，如图14～17所示（注：沟刻中无Ashing）。

由以上扫描电镜图像可以得出，CH-DE中各工程因素对倒Tape角没有影响。

同样的，其它三组设计得到的结论为：

(1)两种蚀刻以后，两层保护膜的界面处均无倒角，即初步判定PR-DE对于两层间倒角无影响：

(2)CH-DE工程中的Ashing及D工程过程中的一些因素对倒Tape角的影响程度较轻微；倒Tape角的存在和界面层的紧密程度有一定依存性；

(3)I/PR DE中不同的过蚀刻对于倒Tape角没有影响。

初步判定倒Tape角的存在和界面层的紧密程度有一定依存性，即与制程中所使用的材料材质有一定的关系。

电子枪类型：高亮度肖特基场发射电子枪

分辨率：1.0 nm @ 15 kV；1.5 nm @ 1 kV

放大倍率：1 ~ 2,500,000 x

加速电压：20 V ~ 30 k

样品台：五轴全自动样品台

产品特点：

01 分辨率高，低加速电压下实现高分辨成像

02 电磁复合物镜，减小像差，显著提高低电压下的分辨率，而且可观察磁性样品

03 高压隧道技术(SuperTunnel) ，在隧道中的电子能保持高能量，减少了空间电荷效应，低电压分辨率得到保证

04 电子光路无交叉，有效的降低系统像差，提升分辨能力

05 水冷恒温物镜，保证物镜工作的稳定性、可靠性和可重复性

06 磁偏转六孔可调光阑，自动切换光阑孔，无需机械调节，实现高分辨率观察或大束流分析模式快速切换

产品参数

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注：该产品未在中华人民共和国食品药品监督管理部门申请医疗器械注册和备案，不可用于临床诊断或治疗等相关用途