3.TFT-LCD制造技术-Array 工艺

1.1.2 Sputter设备主要结构
Transfer Chamber 的主要构成： 机械手：搬送玻璃基板在各个Chamber之间移动的两层的机 械手。 玻璃基板有无传感器：在各个Chamber的入口处，都有一对 可以感知玻璃基板边缘的传感器，可以感知玻璃基板的有无 以及是否发生破碎。
Door Valve: 与各个Chamber之间都有一个Door Valve。
Glass Backing TargetPlate Magnetic Bar
实现。
共同板
1.1.3 Sputter设备的真空系统
Sputter设备的真空系统主要有以下构成部分： Dry Pump：是一种机械Pump，主要用于对Chamber及Cryo Pump抽初真空 用，延长Cryo Pump的使用寿命。 Cryo Pump：是一种低温Pump，靠液氦的气化来产生低温，工作时的温 度可达到20K以下，使气体凝固，达到高真空。 Compressor：把He转化为液态，提供给Cryo Pump使用，L/UL的两个CP 公用一个Compressor，其它每个CP一个。 真空表：Sputter设备使用的真空表主要有四种，ATM Sensor、PIG表、 DG表、IG表，他们测量的真空度递增。
Via hole
1.1
Sputter
1.1.1 Plasma在Sputter中的应用 1.1.2 Sputter设备的主要结构 1.1.3 Sputter设备的真空系统 1.1.4 Sputter的测试标准及不良
Sputter概论
Sputter和PECVD在Array的5Mask工艺中，共同承担 了各个Mask的 第一步主要工序---成膜。 Sputter用于做金属膜和ITO膜：
Motor: 有Plate转动的Motor 、Plate 升降的Motor 、
Cathode开关的Motor 、Magnetic Bar运动的Motor等。 Door Valve: 与Transfer Chamber之间有Door Valve。
1.1.2 Sputter设备主要结构
为了加快成膜的速度，在Target的后面使用Magnetic Bar，使等 离子在该区域内集中，从而加快成膜速度。G5 使用的是连在一起的9 个Magnetic Bar。
1.1.2 Sputter设备主要结构
Transfer Chamber 用于在设备内部各个 Chamber 之 间 传 送 Substrate 。 它 里 面 有 一 个两层的机械手，可以在 x 轴 ﹑θ轴和 Z 轴三个方 向上进行运动。其作用就 是把 L/UL Chamber 中预热 好的玻璃基板运送到 Sputter Chamber 并 把 Sputter Chamber 中 已 经 完成的玻璃基板送到 L/UL Chamber中。
(二)
Layer Multi
PECVD 所做各层膜概要
名称 g-SiNx:H g-SiNx:L a-Si:L a-Si:H 膜厚 3500〒10%Å 500〒10%Å 500〒15%Å 1300〒20%Å SiH4+H2 在TFT器件中起到开关作用 使用气体 SiH4+NH3+N2 描述 对Gate信号线进行保护和绝 缘的作用
n+ a-Si
500〒20%Å
SiH4+PH3+H2
减小a-Si层与S/D信号线的 电阻
对S/D信号线进行保护
PVX
p-SiNx
2500〒10%Å
SiH4+NH3+N2
1.2.2 PECVD 工艺
2. 几种膜的性能要求
(1)
a-Si:H
低隙态密度、深能级杂质少、高迁移率、暗态电阻率高
1.1.1
Plasma在Sputter中的应用
我们使用的
Sputter 设备是利用
相 应 的 DC Power 产 生一个如左图所示 的 Plasma 区 ， 并 相 应的产生一个下图 所示的自建电场。 对这个电场，我们
使用的是阴极一侧
压降比较大的区域 作 为 Plasma 的 加 速 区域。
1.1.1
Plasma在Sputter中的应用
在真空室内通入一定压力的Ar Gas，根据 已设定好的电场，在电场的作用下，电子被加 速并使Ar原子ion化形成Glow Discharge。 Ion 与 Cathode (Target) 碰撞生成 Target Atom、2次电子等产物，Target Atom再沉积到 基板上形成THIN FILM，2次电子起到维持Glow Discharge的作用。 在 DC Sputtering 过程中通过适当调节真 空室内的气体压力（Pressure Control）可得 到理想条件下的最大溅射速率。 如果Ar Gas的压力过大会减小溅射速率， 其原因是参与Sputter的原子的运动受到Gas运 动阻碍的结果。相反压力太低就不会形成 Plasma辉光放电现象。
1.1.2 Sputter设备主要结构
L/UL Chamber的主要构成： Heat Plate：玻璃基板从Cassette进入设备后，首先要在 这里进行预热，预热使用的是64个红外灯。 Cooling Plate：玻璃基板成膜后的温度比较高，不可以 直接进入低温的ATM环境中，所以要进行冷却。 Motor：有可以使Heat Plate升降和使Cooling Plate的 Pin升降的Motor。 Door Valve:和Transfer Chamber及ATM之间都有Door Valve来实现ATM和真空的转换。
1.1.2 Sputter设备主要结构
Sputter Chamber 是Substrate最后进行Process的Chamber。
1.1.2 Sputter设备主要结构
Sputter Chamber的主要构成有：
放玻璃基板的Platen（Gate 有两个）
Cathode （Gate 有两个）：包括 Target 、Mask 、 Shield 、Magnetic Bar等构成部分。
● 防止交叉污染；
● 原料气体具有腐蚀性、可燃性、爆炸性、易燃性和毒性，应 采取必要的防护措施。
1.2.2 PECVD 工艺
3. PECVD 主要工艺参数
RF Power :提供能量
真空度(与压力相关) 气体的种类和混合比 温度 Plasma的密度(通过Spacing来调节)
1.2.2 PECVD 工艺
1.1.2 Sputter设备主要结构
1.1.2 Sputter设备主要结构
左图所示就是Sputter 设 备 的 L/UL Chamber ， L/UL Chamber是ATM与真空 状态的一个中介，在正常 工作时，该Chamber一侧一 直处于真空状态，一侧一 直处于大气压状态，它的 作用就是在这两种状态之 间实现玻璃基板的传送。 在把Substrate从Cassette 送入时，要从大气压变到 真空状态，在把Substrate 从 T0 送出时，要从真空变 到大气压状态。同时 L/UL Chamber起到把玻璃基板进 行预热和冷却的作用。
第一节 Array工艺
1.1 Sputter 1.2 PECVD 1.3 Photo 1.4 Etch
Array概论---Array 工艺流程
沉积
清洗
PR涂附
曝光
显影
刻蚀 Wet Etch
PR剥离
检查
Dry Etch
Array概论---5Mask工艺流程
Glass Gate Metal Deposition Gate Patterning SiNx Deposition i a-Si Deposition n+ a-Si Deposition Active Patterning Data Metal Deposition Gate Data Metal Patterning n+ a-Si Etch SiNx Deposition Via Hole Patterning ITO Deposition Pixel Patterning n+ a-Si i a-Si Gate insulator SiNx Glass Passivation SiNx Data Pixel
其它：各种阀门、管道等。
wenku.baidu.com
1.1.4 Sputter的测试标准及不良
• S/D dep 后PI检测
ITO沉积后 particle
splash
1.2 PECVD
1.2.1 PECVD在TFT-LCD生产中的作用 1.2.2 PECVD工艺 1.2.3 PECVD设备
1.2.1 PECVD在TFT-LCD生产中的作用
PECVD (Plasma Enhanced CVD )
0.1~5.0Torr,200℃ ~500℃ 优点是在低温下可进行反应,成膜率高 缺点是处理反应产物困难
1.2.2 PECVD 工艺
2. PECVD制膜的优点及注意事项
优点：
● 均匀性和重复性好，可大面积成膜； ● 可在较低温度下成膜； ● 台阶覆盖优良； ● 薄膜成分和厚度易于控制； ● 适用范围广，设备简单，易于产业化； 注意事项： ● 要求有较高的本底真空；
Plasma 就是所谓的第四种物质状态 , 众所周知 , 宇宙中 99% 都是 Plasma 状态 , 物质
우리주변에서도 쉽게 찾아 볼 수Energy 있는时 플라즈마는 네온사인이나 형광등으로부터 中,Energy低的状态为固态 ,当接受 ,慢慢的变为液体 ,然后变成气体 ,在气体状
态下,接受更大的 Energy 形成阴阳离子总数相同并呈中性的 Plasma状态。 번갯불과 같은 것들이 플라즈마 상태라고 하면 이해하기가 쉬울 것이다.
Gate
Mo)
S/D
ITO
GATE
GLASS
ITO
GATE
GLASS
플라즈마란 전기적인 방전으로 인해 생기는 전하를 띤 양이온과 전자들의 집단말 플라즈마란 소위 '제 4 의 물질상태'라고 알려져 있으며,우주의 9 9 % 가 플라즈마 상 1.1.1 在Sputter 中的应用 물질 중 가장 낮은 에너지Plasma 상태는 고체이며 , 이것이 에너지를 받아 차츰 액체로 되 기체에 더 큰 에너지를 받으면 상전이 와는 다른 이온화된 입자들, 즉 양과 음의 총 Plasma在电学上为通过放电而形成的阳离子和电子的集合。 중성을 띄는 플라즈마 상태로 변환한다.
多层膜(有源层)和PVX(保护层)
PVX
Ohmic
a-Si:H S/D
SiNx SiNx Gate
Glass
1.2.2 PECVD 工艺
(一) CVD介绍
1. CVD(Chemical Vapor Deposition) 的定义
一种利用化学反应方式,将反应物(气体)生成固态的产物,并沉积在基 片表面的薄膜沉积技术. 如可生成: 导体: W(钨)等; 半导体:Poly-Si(多晶硅), 非晶硅等; 绝缘体(介电材质): SiO2, Si3N4等.
1.1.2 Sputter设备主要结构
TM 值对溅射的影响非常大，而
随着Target的使用，Target会变薄， 从而使TM值变小，这就要求Magnetic Bar在Z方向有一个运动，使Magnetic Bar在Z轴的位置随着Target的使用量 而进行相应的调整，而且这个运动的 规律也很重要，这些都可以在GPCS中 的 Magnetic Control Recipe 中可以
ＴＦＴ－ＬＣＤ 基础知识培训讲座
第三章 TFT-LCD制造技术
第一节 Array 工艺 第二节 Cell 工艺 第三节 Module 工艺 第四节 清洗工艺
总论: TFT-LCD的基本制造流程
在玻璃基板上形成TFT电 路、 像素电极以及必要 的引线和各种标记
形成液晶盒，组建完整 的光学系统
组装驱动电路和背光 源，形成独立的，标 准外部接口的模块
固态 液态 气态 Plasma
状态转化
Entalpy change
1.1.1
Plasma在Sputter中的应用
Sputtering 是 通 过 RF Power 或 DC Power 形 成 Plasma, 具 有 高能量的 Gas Ion 撞 击 Target 表面 , 粒 子 从 Target 表 面 射出并贴附 到基板表面 的工程。