TFT-Array工艺

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2TFT-LCDModule电路部件偏光板3偏光板TFT基板TFT背光源偏光板液晶单像素（旋转）TFT部位侧视像素TNGATEG-SiNxa-Sin+a-SiDRAINSOURCEP-SiNxITO像素电极GLASS接触孔实际结构4GATEG-SiNxa-Sin+a-SiDRAINSOURCEP-SiNxITO像素电极GLASS接触孔G工程I工程D工程C工程PI工程5PR曝光工程成膜工程刻蚀工程剥离G层Sputter(AL-Nb,Mo-Nd)G-MaskPR曝光G层湿刻剥离工艺详细流程－G工程6PR曝光工程成膜工程剥离工程D层Sputter(Cr)D-MaskPR曝光D层湿刻2剥离PCVD（SiNx）Island干刻D层湿刻1刻蚀工程成膜工程PCVD（3层CVD）成膜工程Channel干刻7PR曝光工程成膜工程刻蚀工程剥离PCVD(SiNx)C-MaskPR曝光ContactHole干刻剥离8PR曝光工程成膜工程刻蚀工程Sputter（ITO）PI-MaskPR曝光ITO湿刻剥离剥离工艺名称工艺目的1洗净清洁基板表面，防止成膜不良2溅射（SPUTTER)成Gate膜、D/S膜和Pixel膜3P-CVD成a-Si膜和SiNx膜4PR/曝光形成与MASK图案相一致的光刻胶图案5湿刻（WE)刻蚀掉未被光刻胶掩蔽的金属膜6干刻（DE)刻蚀掉未被光刻胶掩蔽的非金属膜7剥离去掉残余的光刻胶8退火修复晶体损伤，改善晶体性质9检查修复监控产品不良，修复不良910ＵＶ药液刷子高圧2流体Ａ／ＫＰＤＡ排水Ｐ排水Ｐ纯水ＤＡ洗净功能洗净对象作用ＵＶ药液刷洗高压喷射2流体氧化分解溶解机械剥离机械剥离机械剥离有机物(浸润性改善)有机物微粒子(大径)微粒子(中径)微粒子(小径)ＵＶ/Ｏ３溶解接触压水压加速度cavitation11洗浄対象目的Ｔｏｏｌ1、Ｄｒｙ洗浄有機物汚染密着力向上UV／Ｏ３ＥｘｃｉｍｅｒＵＶ濡れ性向上2、Ｗｅｔ洗浄無機物Ｐａｒｔｉｃｌｅ微小Ｇｌａｓｓ傷有機物ＰａｒｔｉｃｌｅＰａｒｔｉｃｌｅ除去微小Ｇｌａｓｓ傷除去超音波高圧Ｓｐｒａｙ純水／Ａｉｒ２流体ＪｅｔＢｒｕｓｈＡｌｋａｌｉ洗剤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。Sputter在工艺流程中的位置12洗净Sputter成膜InlinePRWetEtching剥离Sputter工艺在生产工艺流程中的位置TFT中Sputter薄膜的种类和作用类型名称作用G配线Al传递扫描信号D配线Cr传递数据信号像素电极ITO存储数据信号13D-CrPI-ITOG1-AlG2-Mo整体图（SMD-1200）◦基板搬入（加热）/搬出（冷却）室（L1、L2）◦搬送室(Tr)◦成膜室（X1、X3）14UpperSlot-Load(Heating)UnderSlot-Unload(Cooling)SputterX1Type(1Target)S3X1Ｔｙｐｅ1sheetS4X3Type1sheetMax3sheetcassette120sheetcassette220sheetcassette320sheetcassette420sheetVacRob2sheetAtmRob2sheetSputterX3Type(1~3Target)CassetteLoaderGlassSize1100×1300(mm)S1枚葉SputterULVACSMD-1200膜层材料作用G-绝缘膜SiNx绝缘a-Si非晶硅导电沟道n+a-SiN掺杂非晶硅欧姆接触PA-SiNxSiNx保护15G-SiNxa-Sin+a-SiP-SiNxGLASSI工程G-SiNxa-Sin+a-SiP-SiNxGLASSI工程163-2、PCVD除害装置（scrubber）ＭＦＣＭＦＣＭＦＣ汽缸cabinet气体BOX气体吹出电极（阴极）ヒーター等离子体Ｍ．ＢＯＸＰ控制ＲＦ电源下部电极（阳极）压力计节流阀干泵气体供给流量控制ＲＦpower压力控制真空排气特气对应工艺腔体（电极部）由洗净、涂覆、曝光、显影四大部分组成。洗净：ExcimerUV→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LoadUnloadINExcimerUVRB+AAJet水洗A/KOUTHBDBINSlitCoaterSpincoaterEBROUTSBOUTAligmentconveyorINARMARMSBHBDBOUTA/K水洗1水洗2EXP.EDGE.EXPARM90度TurnBF显影2显影1ARM减压干燥17HMDS处理光刻胶和基板的密着性改善Ｎ２腔体加热盘OHH2O(CH3)3Si-N-Si(CH3)2IH气泡发生罐疏水化O-Si(CH4)3+NH3↑HMDS处理光刻胶和基板的密着性改善Ｎ２腔体加热盘OHH2O(CH3)3Si-N-Si(CH3)2IH气泡发生罐疏水化HMDS处理光刻胶和基板的密着性改善Ｎ２腔体加热盘OHH2O(CH3)3Si-N-Si(CH3)2IH气泡发生罐疏水化O-Si(CH4)3+NH3↑184-2、InlinePR涂布前洗净EBR处理预烘基板端面的光刻胶除去N２洗浄液排气光刻胶中的溶剂除去→决定光刻胶感光速度加热盘非接触方式→改善静电、背面污染、热应力等方面非接触式栓刷子2流体涂布旋转cup方式气流控制、膜厚改善涂布旋转cup方式气流控制、膜厚改善19横倍率台形Ｍｉｒｒｏｒ凸面Ｍｉｒｒｏｒ凹面ＭｉｒｒｏｒＸ非線形基板Ｓｃａｎ光源ＣＣＤ円弧状ＳｌｉｔＭａｓｋＦｌｙＥｙｅ弓なり補正204-4、显影显影液回收清洗槽风刀干燥显影液显影槽基板倾斜，显像液流下基板全面喷纯水回收显影液纯水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。21成膜工程ＰＲ工艺（涂敷,曝光,显影）Ｅｔｃｈｉｎｇ工程湿刻装置的构成部位作用Etching槽对基板进行刻蚀处理水洗槽通过纯水将刻蚀液冲洗干燥槽用A/K干燥基板22ＥｔｃｈｉｎｇＵｎｉｔ水洗Ｕｎｉｔ干燥Ｕｎｉｔ23成膜工程（ＣＶＤ）ＰＲ工程（涂布、曝光、显像）刻蚀工程（ＤＥ）ＰＲ剥离刻蚀目的：形成TFT基板的各种pattern。DE刻蚀的主要对象为非金属膜。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。24ETCHINGGASPLASMA25大气压大气压⇔真空真空真空plasmaP/C(ProcessChamber)T/C(TransferChamber)L/L(LoadLock)大气Robot从Cassette和L/L之间的搬送大气压和真空两种状态之间的切换L/L和P/C之间的搬送。防止不纯物进入P/C，P/C内的特气外泄真空中进行Plasma的物理、化学反应，进行刻蚀1.剥离简介：刻蚀（干刻、湿刻）完成后除去光刻胶的过程。26成膜工程PR工程（涂覆，曝光，显影）刻蚀工程剥离工程：刻蚀后除去光刻胶3.各部分作用27水洗槽干燥槽剥离槽IPA槽部位作用剥离槽利用剥离液溶解并剥离光刻胶IPA槽利用IPA置换剥离液。（防止Al腐蚀）水洗槽用纯水洗净处理液干燥槽利用A/K干燥基板2.剥离装置示意图28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。热退火处理损伤分解，缺陷复合，再结晶，掺杂物质再分布。薄膜晶体（主要是ITO和N+）性质得到提高。项目Layer缺陷修复D检查GateGate短路激光切断Gate断路不可修复图形不良根据缺陷判断是否修复IslandSi残留根据缺陷判断是否修复DrainDrain短路激光切断Drain断路激光CVD图形不良根据缺陷判断是否修复最终检查Short画素短路激光切断G-G短路激光切断D-D短路激光切断others点缺陷等根据缺陷判断是否修复299、检查与修复30GPRDPRCPRPIPR31显影后接触孔边缘形状不规则光刻胶PinholeD断线PR/曝光——使待刻蚀膜层上的光刻胶形成掩模图形的过程32PhotoresistEtching剥離膜基板Photolithography工程①Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ塗布②露光③現像33工程名所需时间工程名所需时间lot构成lot构成受入洗净20受入洗净20G-Sputter36G-Sputter36G-PR70G-PR70G-WE28G-WE28PR剥离24PR剥离24成膜前洗净20成膜前洗净201stSiNx-CVD251stSiNx-CVD25成膜前洗净20成膜前洗净203层-CVD503层-CVD50成膜前洗净20I-PR70D-Sputter40I-DE120D/I-PR70I-剥离24DI-WE40成膜前洗净20I/PR-DE120D-Sputter40D2-WE30D-PR70CH-DE120D-WE40PR剥离24PR剥离24成膜前洗净20CH-DE120PA-CVD30成膜前洗净20C-PR70PA-CVD30C-DE210C-PR70PR剥离24C-DE210成膜前洗净20PR剥离24PI-Sputter31成膜前洗净20PI-PR70PI-Sputter31PI-WE32PI-PR70PR剥离24PI-WE32退火前洗净20PR剥离24退火90退火前洗净20退火90总计：1398总计：1462GD/IC4Mask178329314354PI5MaskG287178579354287ICDPI[ＧＬＡＳＳ]成膜CVD・Sputter[膜]Lithography[Glass]（a)(b)(c)(d)曝光[Mask]Array工程显像Etching(e)剥离反复344Mask–D/I工程I-工艺I-DED-工艺D-WEDI-工艺D1-WEI-DEPR-DED2-WE曝光曝光曝光5Mask–D工程和I工程CH-DECH-DE35三、4Mask与5Mask工艺对比—检查与修复Cell工程G工程I／D工程C工程PI工程D检查最終检查自动外观检查(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TN：4Mask工艺SFT：5Mask工艺O/S检查自动外观检查激光切断（激光CVD）G工程I工程C工程PI工程D检查Ｇ检查Cell工程D工程自动外观检查激光切断激光CVD最終检查特性检查宏观外観工程有害气/液危害PH3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NH3刺激性气味，有毒，可以腐蚀皮肤，烧伤眼睛SiH4自燃，引起呼吸道发炎、皮肤发炎和眼睛发炎，剧毒H2与空气混合明火、受热可爆明火、受热可燃SF6如在不通畅处发生泄漏可能导致氧气不足而窒息HCl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DMSO/MEA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IPA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。CVDDEWPR36工程有害气/液危害H3PO4对皮肤、眼睛等粘膜有强烈刺激、引起炎症、烧伤长时间吸入雾时，会腐蚀牙齿及引起口腔炎症及溃疡，颚部坏疽。还可引起支气管炎及肠胃病HNO3强刺激性，接触皮肤后有强烈的疼痛，并造成烧伤。进入眼睛则可能导致失明，吸入则引起喉痛、咳嗽、胸部压迫，更则引起喉头痉挛，肺水肿CH3COOH严重刺激性。吸入会引起呼吸短促、咳嗽，气喘和肺部受损，接触会引起深度灼伤、