TFT-Array工艺

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水洗Unit 干燥Unit




Etching槽
对基板进行刻蚀处理
水洗槽
干燥槽
通过纯水将刻蚀液冲洗
用A/K干燥基板
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成膜工程(CVD)
PR剥离
PR工程(涂布、曝光、显像)
刻蚀工程(DE )
刻蚀目的:形成TFT基板的各种pattern。 DE刻蚀的主要对象为非金属膜。
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PLASMA
ETCHING GAS
纯水
20
湿刻的目的
湿刻是通过对象材料(一般为金属导电膜)与刻蚀液之间的化 学反应,对对象材料进行刻蚀的过程。 在TFT-LCD工艺中,主要是对Gate层(Mo/Al)、Drain层(Cr) 及像素层(ITO)进行刻蚀。
成膜工程
PR工艺(涂敷,曝光,显影)
Etching工程
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湿刻装置的构成
Etching Unit
真空 P/C (Process Chamber) 真空中进行 Plasma的物理、 化学反应,进行 刻蚀
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1.剥离简介:刻蚀(干刻、湿刻)完 成后除去光刻胶的过程。
成膜工程 PR工程(涂覆,曝光,显影)
剥离工程:刻蚀后 除去光刻胶
刻蚀工程
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2 .剥离装置示意图
剥离槽 IPA槽 水洗槽 干燥槽
损伤分解,缺陷复 合,再结晶,掺杂 物质再分布。
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9、检查与修复
项目 Layer 缺陷 Gate 短路 Gate Gate 断路 图形不良 D 检 查 Island Si残留 Drain 短路 Drain Drain 断路 图形不良 修复 激光切断 不可修复 根据缺陷判断是否修复 根据缺陷判断是否修复 激光切断 激光 CVD
OUT
IN SB
Load Unload
ARM ARM EXP.
Excim RB+AA A O Slit Spin 减压 IN er Jet / U HB DB IN Coat coat EBR OUT SB EDGE.EXP 干燥 UV 水洗 K T er er
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4-2、InlinePR
涂布前洗净
纯 水
排 水 2流体
D A
药 液
洗净 功能
洗净对象
氧化分解 有机物 (浸润性改善) UV/O3
溶 解 有机物 溶 解
机械剥离 微粒子 (大径)
机械剥离 微粒子 (中径) 水压


接触压
机械剥离 微粒子 (小径) 加速度 cavitation
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洗浄対象 1、Dry洗浄 有機物汚染
目的 密着力向上
Tool UV/O3
刷子
HMDS处理
光刻胶和基板的密着性改善
N2
涂布
旋转cup方式
腔体
2流体
气泡发生罐
(CH3)3Si-N-Si(CH3)2 H2 I O OH H 疏水化
加热盘
O-Si(CH4)3+NH3↑
气流控制、膜厚改善
EBR处理
基板端面的光刻胶除去
预烘
光刻胶中的溶剂除去
→决定光刻胶Hale Waihona Puke Baidu光速度
N2 洗浄液 排 气 非接触式栓 加热盘
TFT-LCD Module
GSiNx
3
接触孔
ITO像素电极
PI工程
C工程
SOURCE DRAIN D工程 n+ aSi a-Si I 工程 GATE P-SiNx
GLASS
G-SiNx
G工程
4
工艺详细流程-G工程
成膜工程 PR曝光工程 刻蚀工程 剥离
G层Sputter (AL-Nb, Mo-Nd) G-Mask PR曝光
3 .各部分作用
部位 剥离槽 IPA槽 水洗槽 干燥槽 作用 利用剥离液溶解并剥离光刻胶 利用IPA置换剥离液。(防止Al腐蚀) 用纯水洗净处理液 利用A/K干燥基板
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热退火简介: 经过适当时间的热处理,修
复晶体损伤,改善晶体性质。
淀积,刻蚀等基本 加工完成。
热退火处理
薄膜晶体(主要是 ITO和N+)性质 得到提高。
濡れ性向上
Excimer UV
2、Wet洗浄
無機物Particle Particle除去
Brush 超音波
有機物Particle
高圧Spray 微小Glass傷 微小Glass傷除去 純水/Air 2流体Jet
Alkali洗剤
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溅射( Sputter )是指利用电场加速的气体离子对靶材的轰 击,使成膜材料从靶材转移到基板的物理成膜方法。
非接触方式→改善静电、背 面污染、热应力等方面
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光源 FlyEye
CCD
円弧状Slit Mask 横倍率
凹面 台形 Mirror 弓なり補正 X非線形 凸面 Mirror 基板 Scan
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Mirror
4-4、显影
显影槽
显影液回收
清洗槽
风刀干燥
基板倾斜,显像液流下
基板全面喷纯水
显影液
回收 显影液
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3-2、PCVD
气体供给
MFC MFC MFC
RFpower
气体BOX
RF电源 M.BOX 气体吹出电极 (阴极)
流量控制
汽缸cabinet
等离子体
ヒーター
下部电极 (阳极)

压力计
工艺腔体 (电极部)
压力控制
控制
节流阀
干泵 除害装置 (scrubber)
特气对应
真空排气
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G检查
I/D工程 I工程
O/S检查 自动外观检查 激光切断 (激光CVD)
D检查
C工程 PI工程
自动外观检查(全检) 激光切断 激光CVD 特性检查 ARRAY检查(全检) 激光切断 宏观外観
D工程
D检查
C工程 PI工程
自动外观检查 激光切断 激光CVD
最終检查
Cell工程
最終检查
Cell工程
特性检查 宏观外観
G层湿刻
剥离
5
成膜工程 成膜工程 成膜工程 PR曝光工程
PCVD (SiNx) PCVD (3层CVD) D层 Sputter (Cr) D-Mask PR曝光
D层湿刻1
刻蚀工程 Island干刻 D层湿刻2 Channel干刻 剥离
6
剥离工程
成膜工程
PCVD (SiNx) C-Mask PR曝光 Contact Hole干刻 剥离
Sputter在工艺流程中的位置

洗净
Sputter成 膜
Inline PR
Wet Etching
剥离
Sputter工艺在生产工艺流程中的位置
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TFT中Sputter薄膜的种类和作用
PI - ITO 类型 G配线 D配线 像素电极 G1 - Al G2 - Mo 名称 Al Cr ITO 作用 传递扫描信号 传递数据信号 存储数据信号
反应气体在高频电场作 用下发生等离子体 (Plasma)放电。 等离子体与基板发生作 用将没有被光刻胶掩蔽 的薄膜刻蚀掉。

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plasma
大气压 大气Robot 从Cassette 和L/L之间的 搬送
大气压⇔真空 L/L (Load Lock) 大气压和真 空两种状态 之间的切换
真空 T/C (Transfer Chamber) L/L和P/C之间的 搬送。防止不纯 物进入P/C, P/C内的特气外 泄
5Mask 工程名 所需时间 lot构成 受入洗净 20 G-Sputter 36 G-PR 70 178 G G-WE 28 PR剥离 24 成膜前洗净 20 1stSiNx-CVD 25 成膜前洗净 20 I 3层-CVD 50 329 I-PR 70 I-DE 120 I-剥离 24 成膜前洗净 20 D-Sputter 40 D-PR 70 D 314 D-WE 40 PR剥离 24 CH-DE 120 成膜前洗净 20 PA-CVD 30 C C-PR 70 354 C-DE 210 PR剥离 24 成膜前洗净 20 PI-Sputter 31 PI-PR 70 PI PI-WE 32 287 PR剥离 24 退火前洗净 20 退火 90 总计: 1462 33
1
一、 TFT的基本构造
二、 ARRAY工艺介绍 三、 4Mask与5Mask工艺对比 四、 Array现场气液安全
2
像素
偏光板 液晶 TFT基板 电路部件 TFT 偏光板 单像素 (旋转)
实际结构
偏光板
背光源
接触孔
TN
TFT部位侧视
DRAIN
P-SiNx
ITO像素电极
SOURCE
n+ aSi
a-Si GLASS GATE
C D/I
[Mask]
PI
4Mask 工程名 所需时间 lot构成 受入洗净 20 G-Sputter 36 G-PR 70 178 G-WE 28 PR剥离 24 成膜前洗净 20 1stSiNx-CVD 25 成膜前洗净 20 3层-CVD 50 成膜前洗净 20 D-Sputter 40 579 D/I-PR 70 DI-WE 40 I/PR-DE 120 D2-WE 30 CH-DE 120 PR剥离 24 成膜前洗净 20 PA-CVD 30 C-PR 70 354 C-DE 210 PR剥离 24 成膜前洗净 20 PI-Sputter 31 PI-PR 70 PI-WE 32 287 PR剥离 24 退火前洗净 20 退火 90 总计: 1398
PR曝光工程
刻蚀工程 剥离
7
成膜工程 PR曝光工程 刻蚀工程 剥离
Sputter (ITO) PI-Mask PR曝光 ITO湿刻 剥离
8
工艺名称 1 2 3 洗净 溅射(SPUTTER) P-CVD
工艺目的 清洁基板表面,防止成膜不良 成Gate膜、D/S膜和Pixel膜 成a-Si膜和SiNx膜
膜 Photolithography
Photoresist
工程
基板
① Photoresist塗布 ② 露光 ③ 現像
Etching
剥離
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Array工程
[GLASS]
成膜
CVD・Sputter [膜] [Glass]
G
Lithography
反复 (a) (b) 曝光 (c) 显像 (d) Etching (e) 剥离
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工程 CVD
有害气/液 PH3 NH3 SiH4 H2 SF6 HCl
DE
DMSO/MEA WPR IPA
危害 强还原性,常温常压下可自燃和氧气可以剧烈燃烧并且爆炸 刺激性气味,有毒,可以腐蚀皮肤,烧伤眼睛 自燃,引起呼吸道发炎、皮肤发炎和眼睛发炎,剧毒 与空气混合明火、受热可爆明火、受热可燃 如在不通畅处发生泄漏可能导致氧气不足而窒息 会引起上呼吸道刺激,约35ppm浓度的短期暴露,可引起喉 部刺激。严重刺激眼睛和鼻子的黏液膜.皮肤接触会引起严 重组织刺激和坏疽 长期皮肤接触会损伤真皮组织;眼睛接触会刺激眼部,灼 伤眼睛、损害视力;吸入会刺激呼吸道、肺部等;急性毒性 、亚慢性及慢性毒性、致突变性、致畸性 对皮肤没有腐蚀性,对眼、呼吸道有刺激性。急性毒性,可 通过吸入蒸汽被人体吸收,短期暴露影响可能影响中枢系 统,引起抑郁症。
根据缺陷判断是否修复
画素短路
最 终 检 查 Short
激光切断 激光切断 激光切断 根据缺陷判断是否修复
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G-G 短路 D-D 短路 点缺陷等
others
GPR
DPR
CPR
PIPR
30
光刻胶Pinhole
显影后接触孔边缘形状不规则
D断线
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PR/曝光——使待刻蚀膜层上的光刻胶形成掩模图形的过程
cassette 2 20sheet
cassette 3 20sheet
cassette 4 20sheet
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PSiNx
n+ a Si aSi I 工程
GLASS
GSiNx
膜层
材料
作用
G-绝缘膜
a-Si n+a-Si PA-SiNx
SiNx
非晶硅 N掺杂非晶硅 SiNx
绝缘
导电沟道 欧姆接触 保护
4
5 6
PR/曝光
湿刻(WE) 干刻(DE)
形成与MASK图案相一致的光刻胶图案
刻蚀掉未被光刻胶掩蔽的金属膜 刻蚀掉未被光刻胶掩蔽的非金属膜
7
8 9
剥离
退火 检查修复
去掉残余的光刻胶
修复晶体损伤,改善晶体性质 监控产品不良,修复不良
9
UV
药液
刷子
高圧
2流体
A/K
P U V
D A
排 水
P 刷洗
P 高 压 喷射
5 Mask – D工程和I 工 曝光 程
I-工艺 DI-工艺
4 Mask – D/I 工 曝光 程
D1-WE
I-DE 曝光
I-DE
D-工艺
PR-DE
D-WE
D2-WE
CH-DE
CH-DE
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三、4Mask与5Mask工艺对比—检查与修复
TN:4Mask 工艺
G工程
SFT:5Mask 工艺
G工程
Sputter X1Type (1Target)
S3 X1Type 1sheet
Sputter X3Type (1~3Target)
UpperSlot-Load (Heating) UnderSlot-Unload (Cooling)
Cassette Loader
AtmRob 2sheet
cassette 1 20sheet
D - Cr
13

整体图
S1枚葉Sputter ULVAC SMD-1200
Glass Size 1100×1300(mm)
S4 X3Type 1sheet Max3shee t VacRob 2sheet
(SMD-1200) ◦ 基板搬入(加热)/ 搬出(冷却)室 (L1、L2) ◦ 搬送室(Tr) ◦ 成膜室(X1、X3)
由洗净、涂覆、曝光、显影四大部分组成。
洗净: Excimer UV →RB+AAJet→直水Spray→A/k 涂覆: 除水干燥→ Slit涂覆→ Spin 涂覆→减压干燥→端面清洗→前烘 曝光 显影:显影1→显影2→循环纯水Spray→直水Spray→A/K →后烘
Aligment conveyor 水 显 显 水洗 HB DB OUT A/K 洗 影 影 1 2 2 1 ARM ARM 90度 BF Turn
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