TFTLCD陣列工藝介紹解析課件

1、1TFT-LCD陣列工藝介紹第1頁，共38頁。2主要內容一、TFT-LCD的基本構造二、 ARRAY工藝簡介三、 陣列檢查介紹第2頁，共38頁。3 一、TFT-LCD的基本構造圖1 TFT-LCD液晶顯示屏的構造第3頁，共38頁。4圖2 液晶盒的構造 一、TFT-LCD的基本構造第4頁，共38頁。5二、ARRAY工藝介紹2.1 陣列基板的構造和功能2.2 陣列基板的制造原理2.3 陣列基板的制造工藝流程第5頁，共38頁。62.1 陣列基板的構造和功能圖3 ARRAY基板等效電路圖第6頁，共38頁。7Gate DriverSource Driver圖4 Array面板信號傳輸說明2.1 陣列基板

2、的構造和功能第7頁，共38頁。82.1 陣列基板的構造和功能圖5 ARRAY基板的構造DRAIN端子TFT部分柵極（GATE）漏極（DRAIN）源極（SOURCE)第8頁，共38頁。9圖6 TFT器件的基本構造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2.1 陣列基板的構造和功能第9頁，共38頁。10當VgVth時 Ids=0當VgVth且VdsVth且VdsVg-Vth時 Ids=(W/L)C0(Vg-Vth)2/2式中，Vth:閾值電壓 ：電子遷移率 C0: 單位面積柵絕緣層電容VgVdVsI

3、ds2.1 陣列基板的構造和功能第10頁，共38頁。112.2 陣列基板的制造原理ARRAY工程由成膜工程、PR工程和刻蝕工程反復進行4次或5次完成。4次：4MASK工藝 5次：5MASK工藝圖7 TFT的制造原理成膜工程（ ）工程（涂布、曝光、顯像）刻蝕工程（ ）剝離第11頁，共38頁。12工藝名稱 工藝目的濺射（SPUTTER)成Al膜、Cr膜和ITO膜P-CVD成a-Si膜、n+a-Si膜和SiNx膜PR曝光 形成光刻膠圖案濕刻（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2.2 陣列基板的制造原理表1 陣列各工程的說明第12頁，共38

4、頁。13圖8 初始放電和自續(xù)放電示意圖陽極（+）陰極（-）E電子氣體離子氣體分子初期電子所謂Sputter是指利用借助電場加速的氣體離子對靶材的轟擊，從而使成膜材料從靶材轉移到基板上的一種物理成膜方法。SPUTTER原理2.2 陣列基板的制造原理第13頁，共38頁。14PCVD原理電子和反映氣體分子碰撞，產生大量的活性基；活性基被吸附在基板上，或取代基板表面的H原子；被吸附的原子在自身動能和基板溫度的作用下，在基板表面遷移，選擇能量最低的點安定；同時，基板上的原子不斷脫離周圍原子的束縛，進入等離子體氣氛中，所以達到動態(tài)的平衡；不斷的補充原料氣體，使原子沉積速度大于原子逃逸速度，薄膜持續(xù)生長。2

5、.2 陣列基板的制造原理圖9 PCVD成膜示意圖第14頁，共38頁。15PR曝光原理Photoresist膜基板Photolithography工程涂布曝光顯影2.2 陣列基板的制造原理圖10 PR工程示意圖第15頁，共38頁。16曝光原理橫倍率臺形凸面凹面非線形光源弧狀2.2 陣列基板的制造原理圖11 曝光原理示意圖第16頁，共38頁。17濕刻原理濕刻是通過對象材料（一般為金屬導電膜）與刻蝕液之間的化學反應，對對象材料進行刻蝕的過程。濕刻的過程刻蝕液在對象物質表面的移送階段 刻蝕過程中，刻蝕液不斷被消耗，反應生成物不斷生成，刻蝕對象周圍形成濃度梯度，促使新的刻蝕液不斷向刻蝕對象輸送，并將反應

6、生成物從其表面除去，從而使新的刻蝕液與對象物質接觸。 刻蝕液與對象物質的化學反應階段 指的是在對象物質表面，藥液與刻蝕對象之間的化學反應過程。 水洗干燥2.2 陣列基板的制造原理圖12 濕刻裝置及原理示意圖第17頁，共38頁。18反應氣體在高頻電場作用下發(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。ETCHING GASPLASMA干刻原理2.2 陣列基板的制造原理圖13 干刻原理示意圖第18頁，共38頁。19光刻膠膜初期狀態(tài) 膨潤 界面浸透 溶解剝離原理：刻蝕（干刻、濕刻）完 成后除去光刻膠的過程。2.2 陣列基板的制造原理圖14 剝離原理示意圖第1

7、9頁，共38頁。204maskG-SPG-PRG-WEG-PR剝離1st SiN CVD三層CVDD-SPDI-PRD1-WEI/PR DED2-WECH-DEDI-PR剝離PA-CVDC-PRC-DEC-PR剝離PI-SPPI-PRPI-WEPI-PR剝離G-SPG-PRG-WEG-PR剝離1st SiN-CVD三層CVDI-PRI-DEI-PR剝離D-SPD-PRD-WEPA-CVDC-PRC-DEC-PR剝離PI-SPPI-PRPI-WEPI-PR剝離CH-DED-PR剝離5mask圖15 4mask和5mask工藝流程圖2.3 陣列基板的制造工藝流程第20頁，共38頁。21三、陣列檢查

8、介紹工程檢查的目的對上一工序的工藝結果進行監(jiān)測，防止生產線上不符合工藝管理規(guī)格的不良品大量產生。檢查項目名稱檢查裝置檢查工程顯影CheckMMMG-PR、DIPR、C-PR、PIPR剝離外觀CheckMMMG-PR、DIPR、C-PR、PIPR尺寸測定SENG-PR、DIPRPR形狀測定AFMDIPRCVD后自動外觀AOIDIPR自動外觀AOIG-PR、DIPR、C-PR、PIPR段差測定DANG-PR、DIPR、C-PR、PIPRELP測定ELPG絕緣膜、DIPR表2 Array工程檢查項目概況第21頁，共38頁。22工程微觀項目宏觀項目G-PR配列精度&預對位精度PR涂敷Mura等G剝離像

9、素異?？涛gMura、剝離殘留DIPR像素異常Mura有無DI剝離像素異?？涛gMura、剝離殘留C-PRPattern變換、C/D重合精度PR涂敷Mura等C剝離Pattern變換刻蝕Mura、剝離殘留PIPRPattern變換、PI/G重合精度PR涂敷Mura等PI剝離Pattern變換刻蝕Mura、剝離殘留檢查裝置：宏觀/微觀檢查裝置（MMM）3.1 顯影Check & 剝離外觀Check表3 顯影和剝離外觀check項目第22頁，共38頁。裝置原理Micro検査光學系統(tǒng)，軸可以移動進行目視觀察。明暗視野、透過照明、干渉光觀察等。Lens基板 CameraOr 接眼目視鏡筒Stage透過照明

10、落斜照明36圖16 Micro裝置示意圖23第23頁，共38頁。Macro検査移動Array基板、改變照明方式、從不同的角度目視検査基板。Backlight擴散光收束光各種Filter等軸驅動（可有多種方式）37圖17 Macro裝置示意圖24第24頁，共38頁。253.2 尺寸測定工程測量項目G-PRPR后光刻膠圖形G線線寬G剝離G剝離后金屬圖型G線線寬DIPRPR后光刻膠圖形D線線寬、DI/G重合精度DI剝離DI剝離后圖形D線線寬、溝道長度L表4 線幅check項目檢查裝置：線幅測定裝置 （SEN） 測定原理：自動線幅檢測是用UV光照射基板待測區(qū)域，然后利用CCD Camera采集基板上的

11、圖案，采集到的圖案經過電腦進行二值化處理（所謂二值化即將圖案轉化為以數(shù)字0、1表示的黑白圖案，其灰度等級以2進制數(shù)值表示）。二值化處理后基板上各膜層、各材料就以不同的灰度加以區(qū)分，從而能夠識別。第25頁，共38頁。263.3 PR形狀測定工程測量項目DIPRPR后光刻膠圖形溝道處殘膜厚度檢查裝置：原子力顯微鏡（AFM）殘膜厚T1.5umChannel長L傾斜角Resist第26頁，共38頁。273.4 自動外觀工程測量項目G-PRG Mask起因共通缺陷檢查DIPRDI Mask起因共通缺陷檢查IDEDI Mask起因(溝道部分)共通缺陷檢查C-PRC Mask起因共通缺陷檢查PIPRPI M

12、ask起因共通缺陷檢查檢查裝置：自動外觀測定裝置（AOI）原理：本裝置通過對基板上形成的圖案進行對比檢查，檢測出制造過程中發(fā)生的各種類型的缺陷表5 自動外觀check項目第27頁，共38頁。D 檢FlowDrain Etching剝離完了檢查結果例缺陷：420.115 ： 223.765自動外觀檢查Drain Etching結束后檢查出圖案上的缺陷自動外觀檢查Laser Repair（short）Laser CVD（Open） Short Open點缺陷D -Open828第28頁，共38頁。System controllerKeyboardMouseJoystickQuad opticsMa

13、in windowReview windowCommunication status windowSystem monitorImage computer8bit AD ConverterMachine controller7圖18 AOI裝置示意圖29第29頁，共38頁。畫像取得畫像處理 （比較）缺陷檢出 Lot No、Panel No、缺陷坐標、Size、 Mode相鄰Pattern比較基板全面掃描確定像素（、）area 3Origin930第30頁，共38頁。313.5 ELP測定工程測量項目G絕緣膜 (G-SiNx)G-SiNx膜厚DIPR (3層CVD后)G-SiNx、a-Si、n+

14、 a-Si三層膜厚C-PR (PA-SiNx)PA-SiNx膜厚檢查裝置：Elipsometer（ELP）表6 膜厚check項目第31頁，共38頁。32檢測原理： 光線經過透明薄膜表面進行反射時，由于光線在薄膜上下表面均產生反射，因此反射光產生光程差（圖1所示）。當入射光為線偏光時，反射光為橢偏光。根據(jù)光線反射前后偏振狀態(tài)的改變，可以測量薄膜的光學參數(shù)和膜厚，這種方法叫做Ellipsometry法（橢圓偏光解析法）。入射光反射光1反射光2第32頁，共38頁。33工程測量項目G-PRG層Mo-Al金屬膜厚DIPRD層Cr金屬膜厚、溝道干刻量C-PRPA SiNx膜厚、G層SiNx膜厚、PIPRPI層ITO膜厚檢查裝置：段差測定裝置（DAN）測量原理： 具體采用探針接觸式方法進行測量。3.6 段差測定表7 段差check項目第33頁，共38頁。Gate Etching剝離完了Short&Open缺陷檢出O/S check check自動外觀檢查Laser Repair（Short）Laser CVD（Open）G-OpenG-Com short 實例：用于G極斷路和短路的檢查3.7 O/S測定34第34頁，共38頁。AC 200V200KHzSens