TFT-LCD陣列工藝介紹(共38頁).ppt

1、1TFT-LCD陣列工藝介紹陣列工藝介紹2主要內(nèi)容一、一、TFT-LCD的根本構(gòu)造的根本構(gòu)造二、二、 ARRAY工藝簡介工藝簡介三、三、 陣列檢查介紹陣列檢查介紹3 一、TFT-LCD的根本構(gòu)造TFT-LCD Module電路部件電路部件偏光板偏光板圖1 TFT-LCD液晶顯示屏的構(gòu)造4圖2 液晶盒的構(gòu)造 一、TFT-LCD的根本構(gòu)造5二、ARRAY工藝介紹n2.1 陣列基板的構(gòu)造和功能n2.2 陣列基板的制造原理n2.3 陣列基板的制造工藝流程62.1 陣列基板的構(gòu)造和功能圖3 ARRAY基板等效電路圖7Gate DriverSource Driver圖4 Array面板信號傳輸說明2.1

2、陣列基板的構(gòu)造和功能82.1 陣列基板的構(gòu)造和功能圖5 ARRAY基板的構(gòu)造DRAIN端子TFT局部柵極GATE漏極DRAIN源極SOURCE)9圖6 TFT器件的根本構(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2.1 陣列基板的構(gòu)造和功能10n當VgVth時 Ids=0n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VgVdVsIds2.1 陣列基板的構(gòu)造和功能112.2 陣列基板

3、的制造原理nARRAY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。n4次：4MASK工藝 5次：5MASK工藝圖7 TFT的制造原理成膜工程成膜工程（ ）工程（涂布、曝光、工程（涂布、曝光、顯顯像）像）刻刻蝕蝕工程工程（ ）剝離剝離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13圖8 初始放電和自續(xù)放電示意圖陽極（+）陰極（-）E電子

4、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(zhuǎn)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14PCVD原理電子和反映氣體分子碰撞，產(chǎn)生大量的活性基；活性基被吸附在基板上，或取代基板外表的H原子；被吸附的原子在自身動能和基板溫度的作用下，在基板外表遷移，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，所以到達動態(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。2.2 陣列基板的制造原理圖9 PCVD成膜示意圖15PR曝光原理Photoresis

5、t膜基板Photolithography工程工程涂布曝光顯影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響，對對象材料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響，對對象材料進行刻蝕的過程。進行刻蝕的過程。濕刻的過程濕刻的過程刻蝕液在對象物質(zhì)外表的移送階段刻蝕液在對象物質(zhì)外表的移送階段 刻蝕過程中，刻蝕液不斷被消耗，反響生成物不斷生成，刻蝕對象周圍形成濃度刻蝕過程中，刻蝕液不斷被消耗，反響生成物不斷生成，刻蝕對象周圍形成濃

6、度梯度，促使新的刻蝕液不斷向刻蝕對象輸送，并將反響生成物從其外表除去，從而使梯度，促使新的刻蝕液不斷向刻蝕對象輸送，并將反響生成物從其外表除去，從而使新的刻蝕液與對象物質(zhì)接觸。新的刻蝕液與對象物質(zhì)接觸。 刻蝕液與對象物質(zhì)的化學反響階段刻蝕液與對象物質(zhì)的化學反響階段 指的是在對象物質(zhì)外表，藥液與刻蝕對象之間的化學反響過程。指的是在對象物質(zhì)外表，藥液與刻蝕對象之間的化學反響過程。 2.2 陣列基板的制造原理圖12 濕刻裝置及原理示意圖18n反響氣體在高頻電場作用下發(fā)生等離子體PLASMA放電。n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

7、陣列基板的制造原理圖13 干刻原理示意圖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、濕刻完剝離原理：刻蝕干刻、濕刻完 成后除去光刻膠成后除去光刻膠的過程。的過程。2.2 陣列基板的制造原理圖14 剝離原理示意圖204maskG-SPG-PRG-WEG-PR剝離剝離1st SiN CVD三三層層CVDD-SPDI-PRD1-WEI/PR DED2-WECH-DEDI-PR剝離剝離PA-CVDC-PRC-DEC-PR剝離剝離PI-SPPI-PRPI-WEPI-PR剝離剝離G-SPG-PRG-WEG-PR剝離剝離1st SiN-CVD三三層層CVDI-PRI-DEI-PR剝離剝離D

8、-SPD-PRD-WEPA-CVDC-PRC-DEC-PR剝離剝離PI-SPPI-PRPI-WEPI-PR剝離剝離CH-DED-PR剝離剝離5mask圖15 4mask和5mask工藝流程圖2.3 陣列基板的制造工藝流程21三、陣列檢查介紹n工程檢查的目的工程檢查的目的對上一工序的工藝結(jié)果進行監(jiān)測，防止生產(chǎn)線上不符合工藝管理規(guī)格的不對上一工序的工藝結(jié)果進行監(jiān)測，防止生產(chǎn)線上不符合工藝管理規(guī)格的不良品大量產(chǎn)生。良品大量產(chǎn)生。檢查項目名稱檢查項目名稱檢查裝置檢查裝置檢查工程檢查工程顯影CheckMMMG-PR、DIPR、C-PR、PIPR剝離外觀CheckMMMG-PR、DIPR、C-PR、PIP

9、R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工程檢查工程概況22工程工程微觀項目微觀項目宏觀項目宏觀項目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/

10、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MMM3.1 顯影Check & 剝離外觀Check表3 顯影和剝離外觀check工程裝置原理裝置原理光學系統(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透過照明落斜照明36圖16 Micro裝置示意圖23Macro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(qū)動可有多種方式37圖17 Macro裝置示意圖24253.2 尺寸測定工程工程測量項目

11、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工程檢查裝置：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采集基板上的圖案，采集到的圖案經(jīng)過電腦進行二值化處理所謂二值化即將圖案轉(zhuǎn)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。263.3 PR形狀測定工程工程測量項目測量項目DIPRPR后光刻膠圖形溝道處殘膜厚度檢查裝置：原子力

12、顯微鏡AFM殘膜厚殘膜厚T1.5umChannel長長L傾傾斜角斜角273.4 自動外觀工程工程測量項目測量項目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 Mask起因共通缺陷檢查檢查檢查裝置：自裝置：自動動外外觀測觀測定裝置定裝置AOI原理：本裝置通過對基板上形成的圖案進行比照檢查，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工程D 檢FlowDrain Etching剝離完了檢查結(jié)果例缺陷：420.115 ： 223.765自動外觀檢查Drain

13、Etching結(jié)束后檢查出圖案上的缺陷自動外觀檢查Laser RepairshortLaser CVDOpen Short Open點缺陷D -Open828System controllerKeyboardMouseJoystickSystem monitorImage computer8bit AD ConverterMachine controller7圖18 AOI裝置示意圖29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 3Origin930313.5 ELP測定工程工程測量項目測量

14、項目G絕緣膜 (G-SiNx)G-SiNx膜厚DIPR (3層CVD后)G-SiNx、a-Si、n+ a-Si三層膜厚C-PR (PA-SiNx)PA-SiNx膜厚檢查裝置：ElipsometerELP表6 膜厚check工程32檢測原理： 光線經(jīng)過透明薄膜外表進行反射時，由于光線在薄膜上下外表均產(chǎn)生反射，因此反射光產(chǎn)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233工程工程測量項目測量項目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工程Gate Etching剝離完了Short&Open缺陷檢出O/S check check自動外觀檢查Laser RepairShortLaser CVDOpenG-OpenG-Com short 實例：用于G極斷路和短