TFT-LCD阵列工艺介绍.ppt

1,TFT-LCD阵列工艺介绍,2,主要内容,一、TFT-LCD的基本构造二、ARRAY工艺简介三、阵列检查介绍,3,一、TFT-LCD的基本构造,图1TFT-LCD液晶显示屏的构造,4,图2液晶盒的构造,一、TFT-LCD的基本构造,5,二、ARRAY工艺介绍,2.1阵列基板的构造和功能2.2阵列基板的制造原理2.3阵列基板的制造工艺流程,6,2.1阵列基板的构造和功能,图3ARRAY基板等效电路图,7,图4Array面板信号传输说明,2.1阵列基板的构造和功能,8,2.1阵列基板的构造和功能,图5ARRAY基板的构造,DRAIN端子,TFT部分,栅极（GATE）,漏极（DRAIN）,源极（SOURCE),9,图6TFT器件的基本构造,GATE,G-SiNx,a-Si,n+a-Si,DRAIN,SOURCE,P-SiNx,ITO像素电极,GLASS,接触孔,G工程,I工程,D工程,C工程,PI工程,2.1阵列基板的构造和功能,10,当VgVth时Ids=0当VgVth且VdsVth且VdsVg-Vth时Ids=(W/L)C0(Vg-Vth)2/2式中，Vth:阈值电压：电子迁移率C0:单位面积栅绝缘层电容,Vg,Vd,Vs,Ids,2.1阵列基板的构造和功能,11,2.2阵列基板的制造原理,ARRAY工程由成膜工程、PR工程和刻蚀工程反复进行4次或5次完成。4次：4MASK工艺5次：5MASK工艺,图7TFT的制造原理,12,2.2阵列基板的制造原理,表1阵列各工程的说明,13,所谓Sputter是指利用借助电场加速的气体离子对靶材的轰击，从而使成膜材料从靶材转移到基板上的一种物理成膜方法。,SPUTTER原理,2.2阵列基板的制造原理,14,PCVD原理,电子和反映气体分子碰撞，产生大量的活性基；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动能和基板温度的作用下，在基板表面迁移，选择能量最低的点安定；同时，基板上的原子不断脱离周围原子的束缚，进入等离子体气氛中，所以达到动态的平衡；不断的补充原料气体，使原子沉积速度大于原子逃逸速度，薄膜持续生长。,2.2阵列基板的制造原理,图9PCVD成膜示意图,15,PR曝光原理,2.2阵列基板的制造原理,图10PR工程示意图,16,曝光原理,2.2阵列基板的制造原理,图11曝光原理示意图,17,湿刻原理,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。湿刻的过程刻蚀液在对象物质表面的移送阶段刻蚀过程中，刻蚀液不断被消耗，反应生成物不断生成，刻蚀对象周围形成浓度梯度，促使新的刻蚀液不断向刻蚀对象输送，并将反应生成物从其表面除去，从而使新的刻蚀液与对象物质接触。刻蚀液与对象物质的化学反应阶段指的是在对象物质表面，药液与刻蚀对象之间的化学反应过程。,2.2阵列基板的制造原理,图12湿刻装置及原理示意图,18,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。,ETCHINGGAS,PLASMA,干刻原理,2.2阵列基板的制造原理,图13干刻原理示意图,19,剥离原理：刻蚀（干刻、湿刻）完成后除去光刻胶的过程。,2.2阵列基板的制造原理,图14剥离原理示意图,20,4mask,G-SP,G-PR,G-WE,G-PR剥离,1stSiNCVD,三层CVD,D-SP,DI-PR,D1-WE,I/PRDE,D2-WE,CH-DE,DI-PR剥离,PA-CVD,C-PR,C-DE,C-PR剥离,PI-SP,PI-PR,PI-WE,PI-PR剥离,G-SP,G-PR,G-WE,G-PR剥离,1stSiN-CVD,三层CVD,I-PR,I-DE,I-PR剥离,D-SP,D-PR,D-WE,PA-CVD,C-PR,C-DE,C-PR剥离,PI-SP,PI-PR,PI-WE,PI-PR剥离,CH-DE,D-PR剥离,5mask,图154mask和5mask工艺流程图,2.3阵列基板的制造工艺流程,21,三、阵列检查介绍,工程检查的目的对上一工序的工艺结果进行监测，防止生产线上不符合工艺管理规格的不良品大量产生。,表2Array工程检查项目概况,22,检查装置：宏观/微观检查装置（MMM）,3.1显影Check&剥离外观Check,表3显影和剥离外观check项目,装置原理,Micro検査光学系统，轴可以移动进行目视观察。明暗视野、透过照明、干渉光观察等。,36,图16Micro装置示意图,23,Macro検査移动Array基板、改变照明方式、从不同的角度目視検査基板。,Backlight,扩散光收束光各种Filter等,轴驱动（可有多种方式）,37,图17Macro装置示意图,24,25,3.2尺寸测定,表4线幅check项目,检查装置：线幅测定装置（SEN）测定原理：自动线幅检测是用UV光照射基板待测区域，然后利用CCDCamera采集基板上的图案，采集到的图案经过电脑进行二值化处理（所谓二值化即将图案转化为以数字0、1表示的黑白图案，其灰度等级以2进制数值表示）。二值化处理后基板上各膜层、各材料就以不同的灰度加以区分，从而能够识别。,26,3.3PR形状测定,检查装置：原子力显微镜（AFM）,27,3.4自动外观,检查装置：自动外观测定装置（AOI）,原理：本装置通过对基板上形成的图案进行对比检查，检测出制造过程中发生的各种类型的缺陷,表5自动外观check项目,D检Flow,DrainEtching剥离完了,检查結果例缺陷：420.115：223.765,自动外观检查,DrainEtching结束后检查出图案上的缺陷,自动外观检查,LaserRepair（short）,LaserCVD（Open）,ShortOpen点缺陷,D-Open,8,28,Systemcontroller,Keyboard,Quadoptics,Mainwindow,Reviewwindow,Communicationstatuswindow,Systemmonitor,Imagecomputer,8bitADConverter,Machinecontroller,7,图18AOI装置示意图,29,画像取得,画像处理（比较）,缺陷检出,LotNo、PanelNo、缺陷坐标、Size、Mode,相邻Pattern比较,基板全面扫描确定像素,（、）,area3,Origin,9,30,31,3.5ELP测定,检查装置：Elipsometer（ELP）,表6膜厚check项目,32,检测原理：光线经过透明薄膜表面进行反射时，由于光线在薄膜上下表面均产生反射，因此反射光产生光程差（图1所示）。当入射光为线偏光时，反射光为椭偏光。根据光线反射前后偏振状态的改变，可以测量薄膜的光学参数和膜厚，这种方法叫做Ellipsometry法（椭圆偏光解析法）。,33,检查装置：段差测定装置（DAN）,测量原理：具体采用探针接触式方法进行测量。,3.6段差测定,表7段差check项目,GateEtching剥离完了,Short&Open缺陷检出,O/Scheck,check,自动外观检查,LaserRepair（Short）,LaserCVD（Open）,G-Op