TFT-LCD阵列工艺介绍.ppt

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1、2主要内容一、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TFT-LCD Module电路部件电路部件偏光板偏光板图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n2.1 阵列基板的构造和功能n2.2 阵列基板的制造原理n2.3 阵列基板的制造工艺流程62.1 阵列基板的构造和功能图3 ARRAY基板等效电路图7Gate DriverSource Driver图4 Array面板信号传输说明2.1 阵列基板的构造和功能82.1 阵列基板的构造和功能图5 ARRAY基板的构造D

2、RAIN端子TFT部分栅极（GATE）漏极（DRAIN）源极（SOURCE)9图6 TFT器件的基本构造GATEG-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2.1 阵列基板的构造和功能10n当VgVth时 Ids=0n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VgVdVsIds2.1 阵列基板的构造和功能112.2 阵列基板的制造原理nARRAY工程由成膜工程、PR工程和刻蚀工程反复进行4次

3、或5次完成。n4次：4MASK工艺 5次：5MASK工艺图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、显显像）像）刻刻蚀蚀工程工程（ ）剥离剥离12工艺名称 工艺目的溅射（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 形成光刻胶图案湿刻（WE)刻蚀掉未被光刻胶掩蔽的金属膜干刻（DE)刻蚀掉未被光刻胶掩蔽的非金属膜剥离去掉残余的光刻胶2.2 阵列基板的制造原理表1 阵列各工程的说明13图8 初始放电和自续放电示意图阳极（+）阴极（-）E电子气体离子气体分子初期电子所谓Sputter是指利用借助电场加速的气体

4、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14PCVD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9 PCVD成膜示意图15PR曝光原理Photoresist膜基板Photolithography工程工程涂布曝光显影2.2

5、阵列基板的制造原理图10 PR工程示意图16曝光原理横倍率台形凸面凹面非线形光源弧状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。料进行刻蚀的过程。湿刻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

6、表面除去，从而梯度，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。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。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18n反应气体在高频电场作用下发生等离子体（PLASMA）放电。n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 GASPLASMA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光刻胶膜初期

7、状态 膨润 界面浸透 溶解剥离原理剥离原理：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204maskG-SPG-PRG-WEG-PR剥离剥离1st SiN CVD三三层层CVDD-SPDI-PRD1-WEI/PR DED2-WECH-DEDI-PR剥离剥离PA-CVDC-PRC-DEC-PR剥离剥离PI-SPPI-PRPI-WEPI-PR剥离剥离G-SPG-PRG-WEG-PR剥离剥离1st SiN-CVD三三层层CVDI-PRI-DEI-PR剥离剥离D-SPD-PRD-WEPA-CVDC-PRC-DEC-PR剥离剥离PI-SPPI-PRPI-

8、WEPI-PR剥离剥离CH-DED-PR剥离剥离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n工程检查的目的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。良品大量产生。检查项目名称检查项目名称检查装置检查装置检查工程检查工程显影CheckMMMG-PR、DIPR、C-PR、PIPR剥离外观CheckMMMG-PR、DIPR、C-PR、PIPR尺寸测定SENG-PR、DIPRPR形状测定AFMDIPRCVD后自动外观AOIDIPR自

9、动外观AOIG-PR、DIPR、C-PR、PIPR段差测定DANG-PR、DIPR、C-PR、PIPRELP测定ELPG绝缘膜、DIPR表2 Array工程检查项目概况22工程工程微观项目微观项目宏观项目宏观项目G-PR配列精度&预对位精度PR涂敷Mura等G剥离像素异常刻蚀Mura、剥离残留DIPR像素异常Mura有无DI剥离像素异常刻蚀Mura、剥离残留C-PRPattern变换、C/D重合精度PR涂敷Mura等C剥离Pattern变换刻蚀Mura、剥离残留PIPRPattern变换、PI/G重合精度PR涂敷Mura等PI剥离Pattern变换刻蚀Mura、剥离残留检查装置：宏观/微观检查

10、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装置原理装置原理光学系统，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。Lens基板 CameraOr 接眼目視镜筒Stage透過照明落斜照明36图16 Micro装置示意图24Macro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253.2 尺寸测定工程工程测量项目测量项目G-PRPR后光刻胶图形G线线宽G剥离G剥离后金属图型G线线宽DIPRPR后光刻胶图形D线线

11、宽、DI/G重合精度DI剥离DI剥离后图形D线线宽、沟道长度L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。263.3 PR形状测定工程工程测量项目测量项目DIPRPR后光刻胶图形沟道处残膜厚度检查装置：原子力显微镜（AFM）残膜厚残膜厚T1.5umChannel长长L倾倾斜角斜角273.4 自动外观

12、工程工程测量项目测量项目G-PRG Mask起因共通缺陷检查DIPRDI Mask起因共通缺陷检查IDEDI Mask起因(沟道部分)共通缺陷检查C-PRC Mask起因共通缺陷检查PIPRPI Mask起因共通缺陷检查检查检查装置：自装置：自动动外外观测观测定装置（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28D 检FlowDrain 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（s

13、hort）Laser CVD（Open） Short Open点缺陷D -Open829System controllerKeyboardMouseJoystickSystem monitorImage computer8bit AD ConverterMachine controller7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 3Origin9313.5 ELP测定工程工程测量项目测量项目G绝缘膜 (G-SiNx)G-SiNx膜厚DIPR (3层CV

14、D后)G-SiNx、a-Si、n+ a-Si三层膜厚C-PR (PA-SiNx)PA-SiNx膜厚检查装置：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）。入射光反射光1反射光233工程工程测量项目测量项目G-PRG层Mo-Al金属膜厚DIPRD层Cr金属膜厚、沟道干刻量C-PRPA SiNx膜厚、G层SiNx膜厚、P

15、IPRPI层ITO膜厚检查装置：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34Gate 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-OpenG-Com short 实例：用于G极断路和短路的检查3.7 O/S测定35AC 200V200KHzSensor GAP100m30mC容量数10fF給電側受電側AMPGlass基板patternn完全非接非接触触的测量方法n可以避免玻璃表面的划伤信号増幅3,00010,000倍图19 O/S装置测定原理图36图20 O/S装置构成37目的：测量像素特性的測定装置Sheet内的点（像素）測定Point1E-101E-Gate端子ProbeDrain端子Pixel基板3.8 特性检测38 谢谢 谢！谢！结束结束