微型發(fā)光二極管Micro-LED顯示技術(shù)是一種新興技術(shù)。它在可穿戴設(shè)備、虛擬現(xiàn)實、手機(jī)，微投影顯示器等便攜式應(yīng)用中具有巨大的潛力。本研究聚焦Micro-LED巨量轉(zhuǎn)印技術(shù)中彈性印章（PDMS材質(zhì)）的關(guān)鍵制程參數(shù)優(yōu)化。

半導(dǎo)體制造中表面粗糙度測量非常重要，Flexfilm費(fèi)曼儀器作為國內(nèi)領(lǐng)先的薄膜材料檢測解決方案提供商，其提供的Flexfilm探針式臺階儀可以用于量化微柱結(jié)構(gòu)的尺寸偏差（如寬度、高度），作為核心檢測的表面輪廓儀其數(shù)據(jù)直接支撐印章制造工藝的穩(wěn)定性評估，為高精度轉(zhuǎn)印提供關(guān)鍵尺寸控制依據(jù)。

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樣品制備

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彈性印章示意圖

通過光刻工藝（清洗烘干、旋涂、軟烤、曝光、后烘、顯影、沖洗烘干、硬烤）制作彈性印章模板，再采用注模成型方法，將PDMS與固化劑按比例混合、除氣泡后澆鑄到模板上，經(jīng)烘烤固化制成彈性印章。

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臺階儀測量微柱寬度

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臺階儀測量微柱尺寸示意圖

臺階儀是探針式表面形貌測量儀器，使用臺階儀對彈性印章的微柱寬度等進(jìn)行測量：當(dāng)探針在待測物體表面輕輕滑過時，由于待測物體表面不平整，表面微小的峰谷使探針在滑動的同時，還沿著峰谷上下運(yùn)動。探針的運(yùn)動軌跡，就是待測物體表面輪廓的體現(xiàn)。

臺階儀測量光刻膠模板實物圖

從測量結(jié)果可知，微柱尺寸大于模板尺寸，推測與 PDMS 烘烤時的熱脹冷縮有關(guān)(熱膨脹系數(shù)約 0.0006 / K )。微柱頂面寬度偏差為正，底面為負(fù)，這是由于 PDMS 倒入模板時可能溢出（頂面），而模板較深時顯影液蝕刻難保證豎直面垂直（底面）。且偏差值相對穩(wěn)定，基本與尺寸無關(guān)，因同一硅片光刻膠厚度均勻，曝光角度一致。

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微柱尺寸精度控制

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微柱寬度與掩模圖案設(shè)計寬度之間的平均偏差

所制造的彈性印章微柱頂面和底面的寬度誤差能控制在 5% 以內(nèi)，高度約40μm且標(biāo)準(zhǔn)偏差小。這表明通過現(xiàn)有制程可較好控制微柱尺寸，而臺階儀的測量為這種精度控制提供了數(shù)據(jù)依據(jù)，有助于后續(xù)根據(jù)需求調(diào)整制程參數(shù)。

臺階儀精準(zhǔn)量化了PDMS彈性印章微柱的尺寸偏差規(guī)律（頂面+5%、底面-5%），揭示了光刻工藝中液體溢出與顯影深度不足的核心問題。該數(shù)據(jù)支撐了顯影時間、曝光劑量等關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化，保障微柱高寬比穩(wěn)定于0.5–5的可靠區(qū)間，最終為半導(dǎo)體領(lǐng)域Micro LED 巨量轉(zhuǎn)印的良率提升提供尺寸控制基準(zhǔn)。

Flexfilm探針式臺階儀

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在半導(dǎo)體、光伏、LED、MEMS器件、材料等領(lǐng)域，表面臺階高度、膜厚的準(zhǔn)確測量具有十分重要的價值，尤其是臺階高度是一個重要的參數(shù)，對各種薄膜臺階參數(shù)的精確、快速測定和控制，是保證材料質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率的重要手段。

• 配備500W像素高分辨率彩色攝像機(jī)
• 亞埃級分辨率，臺階高度重復(fù)性1nm
• 360°旋轉(zhuǎn)θ平臺結(jié)合Z軸升降平臺
• 超微力恒力傳感器保證無接觸損傷精準(zhǔn)測量

Flexfilm費(fèi)曼儀器作為國內(nèi)領(lǐng)先的薄膜厚度測量技術(shù)解決方案提供商，研發(fā)的Flexfilm探針式臺階儀覆蓋納米至微米級薄膜的精準(zhǔn)檢測需求，為Micro-LED巨量轉(zhuǎn)印工藝提供了可靠的幾何校準(zhǔn)閉環(huán)。

原文參考：《Micro-LED巨量轉(zhuǎn)印技術(shù)中彈性印章的關(guān)鍵制程參數(shù)研究》

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