Photo細(xì)化資料

1、新入社員PHOTO工程教育Array生產(chǎn)技術(shù)部1. 3 Photoi. 3. 1光刻概述1. 3. 2 TRACK設(shè)備1. 3. 3 ALIGNER （曝光機(jī)）1. 3. 1光刻概述1 什么是光刻?光刻就是以光刻膠為材料在玻璃基板表面形成TFT pattern,這個(gè) TFT pattern的作用就是保護(hù)在它下面的金屬或者其他的薄膜，使其在 下一道刻蝕工序中不被刻蝕掉，從而最終形成我們所需要的TFT pattern oGlassCoat & ExposureDevelopme ntTFT Panel1. 3. 1光刻概述2. 如何實(shí)現(xiàn)？三個(gè)主要步驟：他們是涂膠Coater,曝光Expos

2、ure,顯影Development(1)涂膠Coater :將光刻膠通過(guò)涂膠這個(gè)步驟，均勻的涂在玻璃 基板上。PhotoresistCOATSubstrateSubstrate此過(guò)程通過(guò)Track機(jī)的COAT&ER單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。曝光ExposureLight (EKposure)ExposuremaskPhotoresistSubstrate通過(guò)Mask的遮光作用，有選擇性的將光刻膠感光。此過(guò)程通過(guò)曝光機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。(3)顯影 DevelopmentDEVSubstrate通過(guò)化學(xué)作用將感光的光刻膠溶解去掉將未感光的光刻膠固化。此過(guò)程通過(guò)Track機(jī)的DEV單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。1. 3. 1光刻概述

3、3. 光刻具體的流程及其作用上面提到的光刻步驟只是光刻過(guò)程中最主要的步驟，為了更好地實(shí)現(xiàn)上面的主要步驟，光刻還需要一些輔助的步驟如冷卻等。下面具體介紹一下光刻的具體流程。a）IN OUT:玻璃基板通過(guò)Cassette進(jìn)入這個(gè)單元，在這里等待進(jìn)入設(shè)備進(jìn)行處 理，處理結(jié)束的玻璃基板也在這里等待被運(yùn)送到下個(gè)工序。b）A. SCR單元，對(duì)玻璃基板進(jìn)行涂膠前清洗。c）低溫烘烤，除去玻璃基板上的水分。d）冷卻，使玻璃基板降至室溫。e）CT&ER單元：涂膠及除去邊緣光刻膠。f）前烘Soft Bake,除去光刻膠中的水份及有機(jī)溶劑。g）冷卻，使玻璃基板降至室溫。h）曝光，使部分光刻膠變質(zhì)以便顯影時(shí)除去

4、。1）顯影，此時(shí)玻璃基板上的光刻膠已顯現(xiàn)出想要的圖形。j）后烘Hard Bake,固化光刻膠。k）冷卻，使玻璃基板降至室溫。l）將玻璃基板送進(jìn)Cassette,進(jìn)入下一個(gè)匚序。光刻具體的流程圖Tlie inline unit of photo engineeringAlignerexpoITTLERUnit(oiily GATE)DEVmiitCOAT&ERluiit1. 3. 1光刻概述4. 光刻與整個(gè)陣列的關(guān)系(1) 光刻工序在整個(gè)陣列工序中起著承上啟下的作用，它和其他兩個(gè)陣 列工序一樣，光刻工序使用5MASK工藝處理玻璃基板，具體的說(shuō)， 就是將最終要在玻璃基板上形成的TFT pa

5、ttern分成GATE ,ACTIVE , S/D , VIA ,ITO(2) 5個(gè)層，每次曝光形成一個(gè)層，最后疊加形成最終的TFT pattern。玻璃基板Thin film1. 3. 1光刻概述1. 3. 1光刻概述Photo5maskTFT陣列基板EtchingCleanerTrack概述在PHOTO工序, 包括除了曝光機(jī)以外的設(shè)備通稱為TRACK機(jī)，清洗設(shè)備 涂膠設(shè)備 顯影設(shè)備 烘烤設(shè)備Cleaner;Precoater> Spin-coater LPD 、 EBR;Developer;脫水(DB)、前烘(SB)、后烘(HB)設(shè)備;冷卻設(shè)備等。<Process Flow&g

6、t;Indexer t 5 c/V E-UV Roll-Blush > 置換 Spray t AA-Jet t a/KCleanerCleanerSjGuideWRoller1Lift pinCleanerUV處理單元作用：用于除去玻璃基板表面的浮游物質(zhì)原理：在一個(gè)封閉的chamber內(nèi)通過(guò)紫外光(UV)照射使O?電 離生成O3,進(jìn)而將有機(jī)物氧化關(guān)鍵點(diǎn)：紫外光的強(qiáng)度，均勻度，燈與玻璃基板的距離。CleanerCleanerCleaner輔助Roller：保證玻璃基板上下空氣壓力均 等，以保護(hù)玻璃基板不受損傷。Bake本單元包含三個(gè)主要部分：1. Dehydration Bake (DB)

7、:在清洗單元之后對(duì)玻 璃基板進(jìn)行烘干使表面水分除去，以進(jìn)一步提高 玻璃基板與PR膠的附著性。2. Soft Bake (SB),又稱為Pre-bake：在涂膠之后 顯影之前對(duì)已經(jīng)涂敷好的PR膠中的溶劑和水分進(jìn) 行烘干，并且加強(qiáng)PR此時(shí)與玻璃基板的附著力。Hard Bake (HB),又稱為Post bake：除去在基 板顯影之后PR形成的Pattern圖形中的溶劑和水 分，強(qiáng)化玻璃基板與PR膠之間的黏著性。BakePanel Flow<Dehydration Bake>In conveyeffHPAPCPOut conveyer<Prebake>In conveyerH

8、PfCPf Interface<Post Bake>In conveyer-*HP-CP (or IMC) Out conveyerCoater<Process Flow>In C/V f Shuttle 1 f Pre-Coater f Shuttle 2 f Spin-Coater Shuttle 3 -> LPD f Shuttle 4 f EBR f Shuttle 5 Out C/VLinear Coater (5G)After Pre-coater:When spinning:After Spin coater:通過(guò)Shuttle將玻璃基板放置于Pre

9、- coater載臺(tái)上，同時(shí)Chuck將玻璃基板 進(jìn)行真空吸附。Slit nozzle移動(dòng)到待機(jī)位置的另一 邊，準(zhǔn)備進(jìn)行PR涂敷。真空吸附有玻璃基板的Chuck上升至PR 涂敷位置，slit nozzle開始返回移動(dòng) 進(jìn)行PR涂敷。DeveloperOutC/VF 1RLinseDesielopInC/V00 /yffl1/ 'i 11 K MIO<Process Flow>In C/V Develop 姿勢(shì)變換Stage 置換水洗 t直水洗一> A/K > 姿勢(shì)變換Stages Out C/V1.3.3 ALIGNER （曝光機(jī)）曝光機(jī)的基本工作原理：曝光機(jī)的

10、全稱是MIRROR PRO JET ION MASK ALIGNER （鏡像 投影MASK對(duì)位儀）他的作用是對(duì)涂好光刻膠的玻璃基板進(jìn)行曝 光，他所采用的方式就是利用光刻膠的光敏性將MASK上的圖像 格式投影到玻璃基板上.曝光機(jī)的工作方式有兩種，一種叫STEP方式，另外一種叫SCAN方式，這兩種 曝光機(jī)的工作方式如下圖所示：1.3.3 ALIGNER （曝光機(jī)）1.3.3 ALIGNER （曝光機(jī)）1.3.3 ALIGNER （曝光機(jī)）SCAN： SCAN工作方式的基木原理就 是：使玻璃基板和MASK在一個(gè)光束 下同時(shí)移動(dòng)，光束掃描過(guò)的部分就 算完成了曝光。STEP： STEP工作方式的基本原理

11、就是： 將玻璃基板移動(dòng)到MASK對(duì)應(yīng)的待曝光區(qū) 域，利用快門將一定區(qū)域內(nèi)的基板同時(shí) 全部曝光。1.3.3 ALIGNER （曝光機(jī)）1.3.3 ALIGNER （曝光機(jī)）曝光機(jī)結(jié)構(gòu)概述：曝光機(jī)按功能可以劃分為以下幾部分：1 空調(diào)系統(tǒng)：負(fù)責(zé)保持整個(gè)曝光機(jī)內(nèi)部 恒溫在22度左右。2 .Console :控制臺(tái)，主要由一臺(tái)裝有 MPA5000控制軟件的工作站構(gòu)成，它 的作用是將人的指令程序輸入曝光機(jī), 并反饋機(jī)器運(yùn)行狀況。3. Main body:集成mask stage用Opiate stage,這里是進(jìn)行曝光的地方。4 . illumination system:提供曝光光源，燈 房，導(dǎo)光系統(tǒng)，

12、光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。5 . Mask儲(chǔ)存箱：儲(chǔ)備常用mask, A-I 9個(gè)一般為中轉(zhuǎn)用。6. C/D box:集成了電源以及主機(jī)的機(jī)電 控制電路。7 . Mask changer:更換 masko控制ZxC/D BOXLAMPHOUSE導(dǎo)光系統(tǒng)MASK傳送道Main body1.3.3 ALIGNER （曝光機(jī)）1.3.3 ALIGNER （曝光機(jī)）CONSOLECONSOLE就相當(dāng)于是整個(gè)MPA系統(tǒng)的大腦，它的構(gòu)成：一臺(tái)裝有UNIX操作系統(tǒng)的HP工作站。TV monitor:負(fù)責(zé)查看對(duì)位標(biāo)記?？刂泼姘澹杭闪司o急停止，重啟，主 機(jī)電源切斷功能。UPS:提供不間斷穩(wěn)壓電源。我們對(duì)主機(jī)的程序設(shè)定包括機(jī)

13、器的運(yùn)行 參數(shù)，特定的曝光程序，工藝參數(shù)，設(shè)備 狀況的控制監(jiān)視，都是在這里進(jìn)行的。1. 3. 3 AL IGNERMAIN BODY（曝光機(jī)）如左圖所示，這 就是曝光機(jī)的 Main body, plate 和 mask 就 是在這里進(jìn)行對(duì) 位和曝光的具 體的說(shuō)，就是 plate安置在下 部的PS Jt, mask 安置在上部的MS 上,通過(guò)同步移 動(dòng)曝光.1.3.3 ALIGNER （曝光機(jī)）Main Body功能示意（動(dòng)畫）MAINBODY的功能以及硬件實(shí)現(xiàn):MAINBOD Y的功能就是將MASK上的圖像精確的投射在glass上的光刻膠上, 使其感光，為了保證這個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，MAINBODY

14、對(duì)應(yīng)配置了兩大系統(tǒng)。光源系統(tǒng)(成像1.TFT Pattern成像系 一k UM (Ultra Mirror) 精確/成像k檢測(cè)裝置 (成像保證T 2精確成像保證系統(tǒng)一k修正裝置1. 3. 3 ALIGNERTFT Pattern成像系統(tǒng)光源系統(tǒng)本系統(tǒng)有三個(gè)主要組成部分：LAMP HOUSE（燈房）:在燈房光學(xué)豐里邊裝有5kw的水銀燈，負(fù)責(zé) 提供曝光光源。導(dǎo)光通道：將燈房的光導(dǎo)入曝光機(jī)M ASKSTAGE部分。光學(xué)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)：這里將光轉(zhuǎn)換 成弧形以適應(yīng)曝光的需要。（曝光機(jī)）1.3.3 ALIGNER （曝光機(jī)）Mask StageConcave Mirror 凹面鏡UM :成像結(jié)構(gòu)及其功能：梯形反

15、射鏡:改變光路Trapezoidal Mirror 凸面反射鏡:改變光路梯形反射鏡凹面反射鏡:會(huì)聚光路將MASK上的圖案會(huì)聚投射到plate上。Plate StageUM光學(xué)結(jié)構(gòu)說(shuō)明:為什么要采用這樣的光學(xué)系統(tǒng):1/U 十 1“ = 1/f由于光源方向性不好，再加上光的衍射作用，導(dǎo)致光從MASK的縫中投射出來(lái) 以后，無(wú)法形成清晰的圖案，這就需要將光從新進(jìn)行會(huì)聚，根據(jù)凸透鏡成像原 理，物和像是滿足一下關(guān)系式的：1/u + 1/v = 1/f 其中U為物距,V為像距,f為透鏡的焦距事實(shí)上，在早期的曝光機(jī)中也的確是使用的透鏡組系統(tǒng)。但是當(dāng)曝光面積增大以后, 我們需要大型的透鏡，而大型透鏡的制作，無(wú)論

16、從工藝，成本，精確度上，都沒(méi)有 辦法保證，所以我們轉(zhuǎn)向了與透鏡有著相同光學(xué)特性的凹面反射鏡系統(tǒng)，相對(duì)于透 鏡系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，凹而反射鏡系統(tǒng)很容易制作，而且精度高，所以現(xiàn)在所有的曝光機(jī)幾 乎都是采用的凹而鏡反射系統(tǒng)。 Mechanical pre功能與及結(jié)構(gòu)：功能：感知玻璃基板在plate stage±的位置，通過(guò)換算得到玻璃基板 的位置。Mechanical preMechanical pre 分布結(jié)構(gòu)：如右圖所示，主要由推動(dòng)汽缸和 塑料觸片構(gòu)成。推動(dòng)，接觸，感 矢口，測(cè)算。分布如圖，xytht動(dòng)畫演示1.3.3 ALIGNER （曝光機(jī)）(2) A / S (alignment scop

17、e)AS的全稱是alignment scope,就是 對(duì)位放大鏡.AS也是相當(dāng)重要的器件，它廣泛的用 于各種需要對(duì)位的場(chǎng)合：Mask Alignment Pre, Fine ) TV-Alignment ( TV-Pre, TV-Fine ) ADC檢測(cè)SDC檢測(cè)AS主要功能是通過(guò)透鏡以及光纖系統(tǒng) 將PLATE和MASK的對(duì)位標(biāo)記傳送并 合成到一個(gè)平面,在這個(gè)平面上MASK 以及PLATE這兩個(gè)平面坐標(biāo)系的原點(diǎn) 重合這樣我們就可以以MASK對(duì)位標(biāo) 志為基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)位.對(duì)位標(biāo)記（雙對(duì)位，單對(duì)位）單對(duì)位是為了讓雙對(duì)位得以進(jìn)行而進(jìn)行的mask pre align Fine Mask TV-Pre Alignment TV-Fine AlignmentTV-Fine Alignment根據(jù)對(duì)位標(biāo)記的偏差求MASK圖像PLATE圖