Array工藝過程（課堂PPT）

Array工藝技術(shù)BOEOTQA/OQA劉衛(wèi)民2009.05.06.一、Array工藝流程簡介二、Clean工藝簡介三、Sputter工藝簡介四、PECVD工藝簡介五、Photo工藝簡介六、Etch工藝簡介七、Strip工藝簡介八、4Mask和5Mask比較九、4Mask工藝流程目錄

一.Array工藝流程簡介成膜

/Pattern工程詳細(xì)圖(Deposition&PatterningProcessinDetail)沉積清洗PR涂附曝光顯影刻蝕PR剝離檢查WetEtchDryEtch

二、Clean工藝簡介

目的：除去基板表面影響成膜的具有物理特性、化學(xué)特性、電學(xué)特性的異物及基板表面附著的灰塵、油份、自然氧化物等等，露出干凈的膜層及潔凈的質(zhì)地，此外還可以除去成膜后的表面灰塵、異物等。

的:Glass輸入時(shí),去除殘留的Particle和Metal/有機(jī)物等

二、Clean工藝簡介DryCleaningExcimerUVO3(ozone)AsherPlasmaWetCleaningUltraSonic

MegaSonicBrushCleaningbubbleJetCleaningSprayShowerDetergentcleaningAqua-knifeShower

二、Clean工藝簡介種類例子清洗方法貼附粒子鋁、不銹鋼、玻璃塑料頭屑、毛發(fā)、線BRUSHUS,CJMS有機(jī)污染膜油、指紋、殘余物空氣、氣體中有機(jī)物蒸汽洗劑（界面活性劑）殘余物等洗劑UVMS無機(jī)污染膜氣體，排管中的金屬不純物的貼附純水，藥液中的不純物離子的吸附自然氧化膜的形成超純水化學(xué)清洗劑

二、Clean工藝簡介Initialcleaner

在所有的玻璃基板拆包裝后進(jìn)入生產(chǎn)線之前所必須進(jìn)行的清洗；Predepcleaner

在成膜之前經(jīng)常要進(jìn)行的清洗；主要清洗strip之后殘留的particle；Dockingcleaner

在PECVD成膜之間進(jìn)行的一步清洗；去除PECVD高速沉積所留下的particle；

三、Sputter工藝簡介Sputter和PECVD在Array的5Mask工藝中，共同承擔(dān)了各個(gè)Mask的第一步主要工序---成膜。Sputter用于做金屬膜和ITO膜：S/DITOGateGLASSGATEMo)GLASSGATEITO

三、Sputter工藝簡介Sputter是通過DCPower形成Plasma,具有高能量的GasIon撞擊Target表面,粒子從Target表面射出并貼附到基板表面的工程。

三、Sputter工藝簡介Sputter關(guān)鍵控制要素工藝參數(shù)：本底真空和壓力上升，氣體壓力和氣體流量，濺射功率和濺射時(shí)間，加熱溫度，TM值質(zhì)量控制（方法）：Rs(方塊電阻)，PI(測(cè)量particle數(shù)量)，Thickness(薄膜厚度)，Stress(薄膜應(yīng)力)GlassTargetBackingPlate共同板MagnetBarTM值：Target-Magnet間距離TM值對(duì)濺射的影響非常大，而隨著Target的使用，Target會(huì)變薄，從而使TM值變小，這時(shí)往往表現(xiàn)為Rs均勻性變差。這就要求MagnetBar隨著Target的使用量而進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。剛換完靶材后，TM值比較小，當(dāng)靶材消耗到一定程度后，需要適當(dāng)調(diào)整TM值，從而改善Rs均勻性。三、Sputter工藝簡介三、Sputter工藝簡介質(zhì)量控制：Rs測(cè)量的是薄膜的電學(xué)性能，測(cè)量儀器為4探針設(shè)備（4-probe）。控制值為Rs平均值（單位為方塊電阻），均勻性。PI是采用光學(xué)的方法測(cè)量薄膜上的defect，主要為Dep中產(chǎn)生的particle數(shù)量，Gate要求小于50ea,SD要求小于100ea，ITO要求小于150ea.Thickness是采用機(jī)械的方法測(cè)量薄膜厚度，測(cè)量儀器為a-step設(shè)備。它是檢測(cè)非透明薄膜厚度的常用手段。Sputter所dep的三層薄膜均可以用a-step設(shè)備來測(cè)試。另外，由于ITO為透明膜，它也可以用光學(xué)方法來測(cè)試。Stress測(cè)量的是薄膜應(yīng)力，薄膜應(yīng)力太大，容易引起玻璃基板彎曲乃至broken。質(zhì)量控制中的Rs和PI為經(jīng)常測(cè)試項(xiàng)目，Thickness和Stress為非經(jīng)常測(cè)試項(xiàng)目。三、Sputter工藝簡介濺射功率：濺射功率主要由直流電源提供。針對(duì)不同的工藝可以設(shè)定不同的濺射功率。鍍膜的時(shí)候，采用恒功率濺射。一定時(shí)間內(nèi)，如果濺射功率越大，沉膜效率就越高。濺射時(shí)間：一定功率時(shí)，若濺射時(shí)間越長，成膜厚度越厚。但是考慮到金屬膜濺射后的應(yīng)力都比較大，因此濺射時(shí)間不宜太長。SiNX絕緣膜：通過SiH4與NH3混合氣體作為反應(yīng)氣體,輝光放電生成等離子體在襯底上成膜。a-Si:H有源層膜：SiH4氣體在反應(yīng)室中通過輝光放電，經(jīng)過一系列初級(jí)、次級(jí)反應(yīng)，生成包括離子、子活性基團(tuán)等較復(fù)雜的反應(yīng)產(chǎn)物，最終生成a-Si:H薄膜沉積在襯底上，其中直接參與薄膜生長的主要是一些中性產(chǎn)物SiHn（n為0～3）n+a-Si:H歐姆接觸層：在SiH4氣體中參入少量PH3氣體通過輝光放電在襯底上成膜。PECVD絕緣膜、有源膜成膜機(jī)理a-Si:H：低隙態(tài)密度、深能級(jí)雜質(zhì)少、高遷移率、暗態(tài)電阻率高(2)a-SiNx:H：i.作為介質(zhì)層和絕緣層，介電常數(shù)適中，耐壓能力強(qiáng)，電阻率高，固定電荷少，穩(wěn)定性好，含富氮材料，針孔少，厚度均勻。ii.作為鈍化層，密度較高，針孔少。(3)n+a-Si：具有較高的電導(dǎo)率，較低的電導(dǎo)激活能，較高的參雜效率，形成微晶薄膜。---成膜機(jī)理---膜性能要求四、PECVD工藝簡介

四、PECVD工藝簡介GlassGateSiNxa-Si:HSiNxS/DPVXOhmic多層膜(有源層)和PVX(保護(hù)層)

四、PECVD工藝簡介利用化學(xué)反應(yīng)方式,將反應(yīng)物(氣體)生成固態(tài)的產(chǎn)物,并沉積在基片表面的薄膜沉積技術(shù).Layer名稱膜厚使用氣體描述Multig-SiNx:H3500±10%?SiH4+NH3+N2對(duì)Gate信號(hào)線進(jìn)行保護(hù)和絕緣的作用g-SiNx:L500±10%?a-Si:L500±15%?SiH4+H2在TFT器件中起到開關(guān)作用a-Si:H1300±20%?n+a-Si500±20%?SiH4+PH3+H2減小a-Si層與S/D信號(hào)線的電阻PVXp-SiNx2500±10%?SiH4+NH3+N2對(duì)S/D信號(hào)線進(jìn)行保護(hù)

四、PECVD工藝簡介PECVD設(shè)備主要由主設(shè)備和輔助設(shè)備構(gòu)成,它是立體布局,主設(shè)備和輔助設(shè)備不在同一層.

五、Photo工藝簡介光刻就是以光刻膠為材料在玻璃基板表面形成TFTpattern，這個(gè)TFTpattern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TFTpattern。Coat&ExposureDevelopmentGlassTFTPanel

五、Photo工藝簡介(1)涂膠Coater：將光刻膠通過涂膠這個(gè)步驟，均勻的涂在玻璃基板上。Coat三個(gè)主要步驟：他們是涂膠Coater，曝光Exposure，顯影Development此過程通過Track機(jī)單元來實(shí)現(xiàn)。

五、Photo工藝簡介(2)曝光ExposureExposuremask通過Mask的遮光作用，有選擇性的將光刻膠感光。此過程通過曝光機(jī)來實(shí)現(xiàn)。

五、Photo工藝簡介(3)顯影DevelopmentDEV通過化學(xué)作用將感光的光刻膠溶解去掉，將未感光的光刻膠固化。

五、Photo工藝簡介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，就是將最終要在玻璃基板上形成的TFTpattern分成GATE,ACTIVE,S/D,VIA,ITO2.5個(gè)層，每次曝光形成一個(gè)層，最后疊加形成最終的TFTpattern。Photo

Etching

ThinfilmTFT陣列基板玻璃基板5mask

五、Photo工藝簡介分為TRACK和曝光機(jī)兩部分：

曝光機(jī)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.在PHOTO工序，除了曝光機(jī)以外的設(shè)備通稱為TRACK機(jī)，包括---清洗設(shè)備：AdvancedScrubber;涂膠設(shè)備：Coater&ER;顯影設(shè)備：Developer;烘烤設(shè)備：前烘SoftBake、后烘HardBake設(shè)備；冷卻Cooling設(shè)備等。

六、Etch工藝簡介①PRMask后，利用化學(xué)藥劑去除薄膜形成Pattern,主要適于金屬膜或ITOPATTERN的形成。②有利于選擇比和大面積刻蝕的均勻度,生產(chǎn)性的提高,成本的降低。濕法刻蝕:干法刻蝕：

利用真空氣體和RFPower生成的GasPlasma反應(yīng)產(chǎn)生原子和原子團(tuán)，該原子和原子團(tuán)與淀積在基板上的物質(zhì)反應(yīng)生成揮發(fā)性物質(zhì)或者發(fā)生碰撞。利用該原理可進(jìn)行干法刻蝕。

六、Etch工藝簡介Etch中的各向同性:在各個(gè)方向上具有相同的刻蝕速率。WetEtch及部分PlasmaEtch屬于各向同性。SubstrateOxideOxideResistResistResistSubstrateOxideOxideOxideResistResistResist各向同性vs.各向異性Etch中的各向異性:刻蝕具有高度的取向性.僅應(yīng)用于PlasmaEtch六、Etch工藝簡介刻蝕液種類及配比：H3PO4:CH3COOH:HNO3:H2O=72:10:2:16wt%HCl:CH3COOH:H2O=22:6:72wt%Al：4AL+2HNO3→2AL2O3+N2+H2H3PO4+AL2O3→AL(PO4)+H2OMo：4Mo+2HNO3→2Mo2O3+N2+H2H3PO4+Mo2O3→Mo(PO4)+H2OCH3COOH緩沖，調(diào)節(jié)濃度H2O減少ETCHANT粘性化學(xué)反應(yīng)式：主要參數(shù)：Temp：40±1℃Time：84sec（40+22+22)Type:Spray,Spray,Spray（飛沫）

六、Etch工藝簡介濕法刻蝕GATEETCHS/DETCHITOETCHGATEGLASSIXOITO

六、Etch工藝簡介GlassGatea-Si:H(1300?)n+a-Si(500?)a-Si:L(500?)GlassGatea-Si:Ha-Si:L(500?)n+a-Si(500?)GlassGateP-SiNx(2500?)Viahole干法刻蝕ActiveEtchN+Etch

VIAHoleEtch

七、Strip工藝簡介WETSTRIP即光刻膠的剝離。在ARRAYPROCESS中，每層順序經(jīng)過成膜（THINFILM）→曝光（PHOTO）→刻蝕（ETCH）之后已經(jīng)形成PATTERN，剝離就是在這些過程完成之后把用于在薄膜上形成PATTERN的光刻膠去掉，從而這一層膜的完整的工藝即告結(jié)束。PhotoResistThinFilmGlassExposureLightPhotoMaskStripThinFilmGlassPRcoatingPhotoResistDevelopEtchThinFilmMask工藝流程八、4Mask與5Mask比較

4Mask與5Mask不同之處在于4mask將Active層與S/D層一起沉積，涂覆PR膠后進(jìn)行一次mask，在PR膠上形成一個(gè)凹坑。顯影后進(jìn)行第一次S/D層和Active層的刻蝕，然后Ashing使PR膠凹坑處露出S/D層，接著進(jìn)行第二次S/D層和N+層的干法刻蝕，最后進(jìn)行剝離，同時(shí)完成這兩層的全過程。八、4Mask與5Mask比較glassGlassPixelDataPassivationSiNxn+a-Sia-SiGateinsulatorSiNxProcess5Mask4mask八、4Mask&5MASK工藝流程比較ViaholeGate4Mask工藝流程

1.Gateprocess

2.SDTprocess

3.PVXprocess

4.ITOprocess九、4Mask工藝流程介紹GateMask目的:為形成GateLine,通過光刻形成PRpattern設(shè)備工藝流程：入口ConveyorEUVRollerBrush&AAJETExposureDehydrationBakeAirKnifeCoaterLPDSpinCoaterPre-CoaterInterfacePre-BakeEBR姿勢(shì)變換OutC/VDevelopTitlerAOIPostBakeAK置換水洗和直水洗九、4Mask工藝流程介紹-GateprocessglassInitialCleaning

九、4Mask工藝流程介紹-GateprocessglasssputterGateLayersputter---利用氣體轟擊金屬靶材，將金屬原子濺射到玻璃基板上，形成Gate（柵電極）層九、4Mask工藝流程介紹-Gateprocess－－－DepositionSputterChamberTransferChamberL/ULChamberTransferSystem九、4Mask工藝流程介紹-Gateprocess---SputterEquipment九、4Mask工藝流程介紹-GateprocessCleaning目的：要在PR涂敷之前對(duì)玻璃基板進(jìn)行徹底清潔，便于增強(qiáng)玻璃基板與PR的粘合力，同時(shí)避免玻璃基板上的污物導(dǎo)致Mura產(chǎn)生。將玻璃基板從水平狀態(tài)變換為傾斜狀態(tài)。ConveyorEUV在一個(gè)封閉的chamber內(nèi)通過紫外光(UV)照射使O2電離生成O3，進(jìn)而將有機(jī)物氧化RollerBush&AAjet沿著玻璃基板傳送的方向分別要經(jīng)過Pre-wet,RollerBrush,AA-Jet,中間Spray,直水洗5部分。AK(AirKnife)此單元通過Airknife噴出的干燥高壓空氣對(duì)玻璃基板進(jìn)行干燥，Airknife上下各有一個(gè)。九、4Mask工藝流程介紹-Gateprocess---Bake

HotPlate(HP)：HP用于對(duì)玻璃基板進(jìn)行加熱處理HP采用近距離加熱方式，玻璃基板與plate之間距離為0.3mm，采用熱輻射的形式加熱。

CoolingPlate(CP)：CP用于對(duì)玻璃基板進(jìn)行冷卻處理Coolingplate中采用冷卻循環(huán)水進(jìn)行熱交換，玻璃基板與plate之間距離為0.3mm，采用熱輻射的形式冷卻。密著強(qiáng)化單元(AP)：AP用于對(duì)玻璃基板進(jìn)行附著力強(qiáng)化處理，通過HMDS蒸汽向玻璃表面涂敷一層HMDS薄膜，此物質(zhì)具有親玻璃和親PR膠兩種特性，在它的作用下使玻璃基板與PR之間的附著性加強(qiáng)。中間冷卻單元

(IMC)：IntermediateCooling用于在加熱之后對(duì)玻璃基板進(jìn)行自然冷卻。PRSlitScandirectionMaxscanspeed=120mm/secPre-coater在玻璃基板上涂上光刻膠，然后在EBR部分將玻璃基板周圍的PR膠去除，以免滴落污染設(shè)備，光刻膠是見光后性質(zhì)就發(fā)生改變的物質(zhì)，曝光后再顯影便形成與MASK一樣的圖形（正性光刻膠）.九、4Mask工藝流程介紹-Gateprocess---PRCoater九、4Mask工藝流程介紹-Gateprocess---InterfaceInterface：是Track設(shè)備與曝光機(jī)的接口設(shè)備。主要包括五部分：基板接收部；基板傳送部；搬送Conveyer；Buffer；MHU基板接收部：受取Pin從Pre-bake的MHU接收到基板后，位于stage對(duì)角的兩個(gè)整列Pin對(duì)基板進(jìn)行位置調(diào)整，然后stage進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)整以便滿足基板的曝光方向要求。Buffer(BF)：在Track部分與曝光部分的生產(chǎn)節(jié)拍出現(xiàn)脫節(jié)時(shí)，將玻璃基板暫存于Buffer中，起到緩沖的作用。搬送Conveyer：玻璃基板由傳送部傳送到搬送C/V后，C/V上的整列Guide對(duì)玻璃基板位置進(jìn)行調(diào)整，然后向下一單元進(jìn)行搬送。glassmaskPhotoAligner掃描曝光方式（scanner）：高壓水銀燈發(fā)出的UV光通過光路傳導(dǎo)到ArcSlitformingUnit后變成弧形光，再通過UM光學(xué)系統(tǒng)使光線平行,之后垂直照在Mask,將mask上的圖形成像在Plate上。曝光時(shí)Mask和Plate同時(shí)運(yùn)動(dòng)完成曝光.九、4Mask工藝流程介紹-Gateprocess

Gate層所鍍膜的材料及膜厚：

AlNd：3000?Mo：400?九、4Mask工藝流程介紹-Gateprocess－－－Parameter

Gate層所鍍膜的功率；Ar流量；壓力：

AlNd/Mo=100/90W；200sccm；0.3Pa

Gate層Particle標(biāo)準(zhǔn)：≥5?≤40ea

Gate層Rs標(biāo)準(zhǔn)：

0.35±0.1Ω/□

Gate層Sputter濺射溫度：

120℃（其中L/ULChamber預(yù)熱溫度為130℃，SputterChamber溫度為220℃）

Gate層所用設(shè)備：

#ATSP01、#ATSP02、#ATSP03九、4Mask工藝流程介紹-Gateprocess－－－Aligner曝光機(jī)的全稱是MIRRORPROJETIONMASKALIGNER(鏡像投影MASK對(duì)位儀)，它的作用是對(duì)涂好光刻膠的玻璃基板進(jìn)行曝光，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.機(jī)械預(yù)對(duì)位工序：這個(gè)工序的目的是檢測(cè)玻璃基板在PLATECHUCK上的位置。AFC（聚焦度檢測(cè)）工序：這個(gè)工序的目的是位了調(diào)整MASK的像在玻璃基板上的清晰度曝光掃描工序：這個(gè)工序就是對(duì)玻璃基板進(jìn)行曝光掃描。九、4Mask工藝流程介紹-Gateprocess－－－DeveloperDeveloper：顯影單元，曝光后，被光照射過的PR膠性質(zhì)發(fā)生變化而溶于顯影液。此處就是將已經(jīng)曝光的光刻膠溶解掉，使PR形成據(jù)有TFT形狀的薄膜，同時(shí)還要進(jìn)行顯影后的清洗和干燥處理。glass---金屬層一般用濕法刻蝕的方法（混合酸液）九、4Mask工藝流程介紹-Gateprocess－－－WetEtch九、4Mask工藝流程介紹-Gateprocess－－－WetEtchEtchRateRequirementItemsUniformitySeletctivityProfileCDBaisRequirementItemsofWetEtchglassgateGateStrip目的:去除GatePattern上的PRSTRIP就是利用腐蝕液經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)去掉膜上面的光刻膠?；瘜W(xué)反應(yīng)主要是把光刻膠的長鏈結(jié)構(gòu)斷開，從而達(dá)到去除的目的。九、4Mask工藝流程介紹-Gateprocess－－－StripglassN+a-sig-SiNxa-siglassPreDepCleaningMutliLayer:PECVD（離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積）---g-SINx：絕緣層---a-SI：半導(dǎo)體層---N+a-SI：參雜半導(dǎo)體九、4Mask工藝流程介紹-SDTprocessglassPreDepCleaning,SDDep,---沉積前對(duì)基板進(jìn)行Cleaning，去除PT，有機(jī)物。sputter---利用氣體轟擊金屬靶材，將金屬原子濺射到玻璃基板上，形成SD（Source/Drain源漏電極）層。SDLayer：MO九、4Mask工藝流程介紹-SDTprocessGTExposalDevelopglassGrayToneFullToneFullTone利用光柵或半透膜降低光照強(qiáng)度使中央部分的光刻膠一部分變性九、4Mask工藝流程介紹-SDTprocessglassglass1‘stSDEtch-WetEtchActiveEtch-DryEtch---利用真空氣體和RFPower生成的GasPlasma反應(yīng)產(chǎn)生原子和原子團(tuán)，該原子和原子團(tuán)與淀積在基板上的物質(zhì)反應(yīng)生成揮發(fā)性物質(zhì)。利用該原理可進(jìn)行干法刻蝕。---將SD層未受光刻膠保護(hù)的部分用濕刻的方法刻蝕掉。九、4Mask工藝流程介紹-SDTprocessglassO2O2O2O2O2O2RFRFO2O2O2O2O2O2RFRFAshing---灰化。顯影