Array工程綜合介紹

Array工藝科：王曉鳳2004/12/3TFT-LCD工藝技術(shù)概要1主要內(nèi)容一、TFT的基本構(gòu)造二、4Mask與5Mask工藝對(duì)比三、ARRAY基板的工藝流程四、TN與SFT工藝對(duì)比五、其他2一、TFT的基本構(gòu)造偏光板TFT基板TFT背光源偏光板液晶單像素（旋轉(zhuǎn)）TFT部位側(cè)視像素TNGATEG-SiNxa-Sin+a-SiDRAINSOURCEP-SiNxITO像素電極GLASS接觸孔實(shí)際結(jié)構(gòu)3一、TFT的基本構(gòu)造GATEG-SiNxa-Sin+a-SiDRAINSOURCEP-SiNxITO像素電極GLASS接觸孔G工程I工程D工程C工程PI工程4二、4Mask與5Mask工藝對(duì)比PR/曝光——使待刻蝕膜層上的光刻膠形成掩模圖形的過程PhotoresistEtching剝離膜基板Photolithography工程Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ塗布露光現(xiàn)像5[ＧＬＡＳＳ]成膜

CVD?Sputter[膜]Lithography[Glass]（a)(b)(c)(d)曝光[Mask]Array工程顯像Etching(e)剝離反復(fù)二、4Mask與5Mask工藝對(duì)比6二、4Mask與5Mask工藝對(duì)比1.節(jié)省時(shí)間：(1462-1398)/1462=4.38%2.節(jié)省設(shè)備：1套InlinePR+曝光機(jī)7二、4Mask與5Mask工藝對(duì)比4Mask–D/I工程I-工藝I-DED-工藝D-WEDI-工藝D1-WEI-DEPR-DED2-WE曝光曝光曝光5Mask–D工程和I工程CH-DECH-DE8三、ARRAY基板的工藝流程工藝名稱工藝目的洗凈清潔基板表面，防止成膜不良濺射（SPUTTER)成Gate膜、D/S膜和Pixel膜P-CVD成a-Si膜、n+a-Si膜和SiNx膜PR/曝光形成與MASK圖案相一致的光刻膠圖案濕刻（WE)刻蝕掉未被光刻膠掩蔽的金屬膜干刻（DE)刻蝕掉未被光刻膠掩蔽的非金屬膜剝離去掉殘余的光刻膠9ＵＶ藥液刷子高圧ＭＳＡ／ＫＰＤＡ排水Ｐ排水Ｐ純水ＤＡ洗凈功能洗凈對(duì)象作用ＵＶ藥液刷洗高壓噴射ＭＳ氧化分解溶解機(jī)械剝離機(jī)械剝離機(jī)械剝離有機(jī)物(浸潤(rùn)性改善)有機(jī)物微粒子(大徑)微粒子(中徑)

微粒子(小徑)ＵＶ/Ｏ３溶解接觸壓水壓加速度cavitation洗凈10洗凈方法及原理概述洗浄対象目的Ｔｏｏｌ1、Ｄｒｙ洗浄有機(jī)物汚染密著力向上UV／Ｏ３ＥｘｃｉｍｅｒＵＶ濡れ性向上2、Ｗｅｔ洗浄無機(jī)物Ｐａｒｔｉｃｌｅ微?。牵欤幔螅髠袡C(jī)物ＰａｒｔｉｃｌｅＰａｒｔｉｃｌｅ除去微?。牵欤幔螅髠コ舨ǜ邎RＳｐｒａｙ純水／Ａｉｒ２流體ＪｅｔＢｒｕｓｈＡｌｋａｌｉ洗剤11成膜—SputterSputter在工藝流程中的位置洗凈Sputter成膜InlinePRWetEtching剝離Sputter工藝在生產(chǎn)工藝流程中的位置12成膜—SputterTFT中Sputter薄膜的種類和作用D-CrPI-ITOG1-AlNdG2-MoNb類型名稱作用G配線MoNb/AlNd傳遞掃描信號(hào)D配線Cr傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)像素電極ITO存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信號(hào)13Sputter設(shè)備整體圖

（SMD-1200）基板搬入（加熱）/搬出（冷卻）室（L1、L2）搬送室(Tr)成膜室（X1、X3）UpperSlot-Load(Heating)UnderSlot-Unload(Cooling)SputterX1Type(1Target)S3X1Ｔｙｐｅ1sheetS4X3Type1sheetMax3sheetcassette120sheetcassette220sheetcassette320sheetcassette420sheetVacRob2sheetAtmRob2sheetTargetTargetL1-11sheetL1-21sheetL2-11sheetL2-21sheettargettargetSputterX3Type(1~3Target)CassetteLoaderGlassSize1100×1300(mm)S1枚葉SputterULVACSMD-120014成膜—PCVD15成膜—PCVD除害裝置（scrubber）ＭＦＣＭＦＣＭＦＣ汽缸cabinet氣體BOX氣體吹出電極（陰極）ヒーター等離子體Ｍ．ＢＯＸＰ控制ＲＦ電源下部電極（陽極）壓力計(jì)節(jié)流閥干泵氣體供給流量控制ＲＦpower壓力控制真空排氣特氣對(duì)應(yīng)工藝腔體（電極部）16成膜基礎(chǔ)

在多層膜成膜工藝中最重要的是薄膜間的界面處理，通常采用過渡層的思想來解決。比如，TFT中aSi和金屬Cr的接觸勢(shì)壘較大，所以引入n+層降低接觸電阻。同樣G-Mo/Al采用兩層金屬結(jié)構(gòu)，也是因?yàn)镸o和ITO的接觸電阻很小。非晶硅采用低速/高速結(jié)構(gòu)也是利用低速非晶硅的電子遷移率較高。在沉積非晶硅前通常對(duì)襯底用H2等離子體處理的目的也是在襯底上預(yù)沉積一層H原子，增大Si原子和襯底的浸潤(rùn)性。另外，界面也是缺陷和雜質(zhì)離子容易聚集的地方，所以經(jīng)常需要對(duì)界面進(jìn)行等離子處理。影響薄膜質(zhì)量的影響因素很多，而且薄膜屬于非晶材料，所以結(jié)果可能偏離理論知識(shí)。所以通用的做法是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)。所以多水平實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)法是常用的方法。所以要在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以理論知識(shí)為指導(dǎo)，不斷總結(jié)規(guī)律。17由洗凈、涂覆、曝光、顯影四大部分組成。洗凈：ExcimerUV→RB＋AAJet→直水Spray→A/k涂覆：除水干燥→Slit涂覆→Spin涂覆→減壓干燥→端面清洗→前烘曝光顯影：顯影1→顯影2→循環(huán)純水Spray→直水Spray→A/K→后烘PR/曝光工藝流程介紹18InlinePR涂布前洗凈HMDS處理涂布EBR處理預(yù)烘光刻膠和基板的密著性改善Ｎ２腔體加熱盤OHH2O(CH3)3Si-N-Si(CH3)2

IH

O-Si(CH4)3+NH3↑基板端面的光刻膠除去→減少垃圾N２洗浄液排氣光刻膠中的溶劑除去，燒成→改善膜厚均一性和密著性加熱盤非接觸方式→改善靜電、背面污染、熱應(yīng)力等方面非接觸式栓氣泡發(fā)生罐刷子超聲波噴頭背面正面疏水化旋轉(zhuǎn)cup方式氣流控制、膜厚改善19曝光橫倍率臺(tái)形Ｍｉｒｒｏｒ凸面Ｍｉｒｒｏｒ凹面ＭｉｒｒｏｒＸ非線形基板Ｓｃａｎ光源ＣＣＤ円弧狀ＳｌｉｔＭａｓｋＦｌｙＥｙｅ弓なり補(bǔ)正20顯影顯影液回收清洗槽風(fēng)刀干燥顯影液顯影槽基板傾斜，顯像液流下基板全面噴純水回收顯影液純水21濕刻的目的

濕刻是通過對(duì)象材料（一般為金屬導(dǎo)電膜）與刻蝕液之間的化學(xué)反應(yīng)，對(duì)對(duì)象材料進(jìn)行刻蝕的過程。在TFT-LCD工藝中，主要是對(duì)Gate層（Mo/Al）、Drain層（Cr）及像素層（ITO）進(jìn)行刻蝕?？涛g—濕刻成膜工程ＰＲ工藝（涂敷,曝光,顯影）Ｅｔｃｈｉｎｇ工程22濕刻設(shè)備概要濕刻裝置的構(gòu)成ＥｔｃｈｉｎｇＵｎｉｔ水洗Ｕｎｉｔ干燥Ｕｎｉｔ部位作用Etching槽對(duì)基板進(jìn)行刻蝕處理水洗槽通過純水將刻蝕液沖洗干燥槽用A/K干燥基板23刻蝕—干刻成膜工程（ＣＶＤ）ＰＲ工程（涂布、曝光、顯像）刻蝕工程（ＤＥ）ＰＲ剝離刻蝕目的：形成TFT基板的各種pattern。

DE刻蝕的主要對(duì)象為非金屬膜。24干刻原理反應(yīng)氣體在高頻電場(chǎng)作用下發(fā)生等離子體（PLASMA）放電。等離子體與基板發(fā)生作用將沒有被光刻膠掩蔽的薄膜刻蝕掉。ETCHINGGASPLASMA25干刻裝置大氣壓大氣壓?真空真空真空plasmaP/C(ProcessChamber)T/C(TransferChamber)L/L(LoadLock)大氣Robot從Cassette和L/L之間的搬送大氣壓和真空兩種狀態(tài)之間的切換L/L和P/C之間的搬送。防止不純物進(jìn)入P/C，P/C內(nèi)的特氣外泄真空中進(jìn)行Plasma的物理、化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)行刻蝕261.剝離簡(jiǎn)介：刻蝕（干刻、濕刻）完成后除去光刻膠的過程。剝離成膜工程PR工程（涂覆，曝光，顯影）刻蝕工程剝離工程：刻蝕后除去光刻膠27剝離水洗槽干燥槽剝離槽IPA槽3.各部分作用部位作用剝離槽利用剝離液溶解并剝離光刻膠IPA槽利用IPA置換剝離液。（防止Al腐蝕）水洗槽用純水洗凈處理液干燥槽利用A/K干燥基板2.剝離裝置示意圖

28四、TN與SFT工藝對(duì)比ＴＮ４MaskProcessＳＦＴ５MaskProcessＧ工程（Gate)Ｉ工程

(Island)Ｄ工程

(Drain)

Ｃ工程(Contact)ＰＩ工程

(Pixel)Ｃ-Pattern在周邊部位ＰＩ-Pattern在周邊部I工程和D工程一起進(jìn)行29四、TN與SFT工藝對(duì)比TN：

構(gòu)造簡(jiǎn)單

PR數(shù)少，成本低，LT短開口率大

開態(tài)時(shí)液晶分子不能完全直立，視角較小

常白模式，不良點(diǎn)多為明點(diǎn)，易成為點(diǎn)缺陷SFT：液晶分子水平排列，視角大常黑模式，不良點(diǎn)為暗點(diǎn)，不易發(fā)現(xiàn)電極面積大導(dǎo)致開口率小

Pattern密度高，易受異物影響為了增加亮度必須增大背光源輝度，功耗較大

30五、其他-玻璃尺寸比較31NEG出展的8代玻璃五、其他-玻璃尺寸比較32五、其他-

TFT-LCD產(chǎn)業(yè)特性與半導(dǎo)體的異同TFT-LCD產(chǎn)業(yè)與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最相似之處：在于前段陣列制程，都是設(shè)備投資金額昂貴以及進(jìn)行一連串高精細(xì)度的半導(dǎo)體制程。不同的是：1．TFT是在玻璃上加工，半導(dǎo)體則是在硅晶圓上加工。2．半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的材料成本比例大約僅在8到10%左右；但是TFT的材料成本高達(dá)五至六成。所以，DRAM價(jià)格可能下殺到原來的一成以下，但TFT面板的價(jià)格走勢(shì)相對(duì)較為平