TFT-LCD阵列工艺介绍.ppt

1、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1 TFT-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3 ARRAY基板等效电路图,7,图4 Array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5 ARRAY基板的构造,DRAIN端子,TFT部分,栅极（GA

2、TE）,漏极（DRAIN）,源极（SOURCE),9,图6 TFT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

3、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7 TFT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

4、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9 PCVD成膜示意图,15,PR曝光原理,2.2 阵列基板的制造原理,图10 PR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

5、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。,ETCHING GAS,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,1st SiN CVD,三层CVD,D-SP,DI-PR

6、,D1-WE,I/PR DE,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,1st SiN-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15 4mask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

7、生产线上不符合工艺管理规格的不良品大量产生。,表2 Array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,23,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16 Micro装置示意图,24,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17 Macro装置示意图,25,3.2 尺寸测定,表4 线幅check项目,

8、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CCD Camera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。,26,3.3 PR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,28,D 检Flow,Drai

9、n Etching 剥离完了,检查結果例 缺陷 ：420.115 ： 223.765,自动外观检查,Drain Etching结束后 检查出图案上的缺陷,自动外观检查,Laser Repair （short）,Laser CVD （Open）, Short Open 点缺陷,D -Open,8,29,System controller,Keyboard,Quad optics,Main window,Review window,Communication status window,System monitor,Image computer,8bit AD Converter,Machine

10、controller,7,图18 AOI装置示意图,30,画像取得,画像处理 （比较）,缺陷检出,Lot No、Panel No、缺陷坐标、 Size、 Mode,相邻Pattern比较,基板全面扫描 确定像素,（、）,area 3,Origin,9,31,3.5 ELP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,34,Gate Etching 剥离完了,Short&Open缺陷检出,O/S check, check,自动外观检查,Laser Repair （Short）,Laser CVD （Open）,G