TFTLCD陣列工藝介紹課件

TFT-LCD陣列工藝介紹2024/4/16TFTLCD陣列工藝介紹主要內(nèi)容一、TFT-LCD的基本構(gòu)造二、ARRAY工藝簡(jiǎn)介三、陣列檢查介紹TFTLCD陣列工藝介紹一、TFT-LCD的基本構(gòu)造圖1TFT-LCD液晶顯示屏的構(gòu)造TFTLCD陣列工藝介紹圖2液晶盒的構(gòu)造一、TFT-LCD的基本構(gòu)造TFTLCD陣列工藝介紹二、ARRAY工藝介紹2.1陣列基板的構(gòu)造和功能2.2陣列基板的制造原理2.3陣列基板的制造工藝流程TFTLCD陣列工藝介紹2.1陣列基板的構(gòu)造和功能圖3ARRAY基板等效電路圖TFTLCD陣列工藝介紹GateDriverSourceDriver圖4Array面板信號(hào)傳輸說明2.1陣列基板的構(gòu)造和功能TFTLCD陣列工藝介紹2.1陣列基板的構(gòu)造和功能圖5ARRAY基板的構(gòu)造DRAIN端子TFT部分柵極（GATE）漏極（DRAIN）源極（SOURCE)TFTLCD陣列工藝介紹圖6TFT器件的基本構(gòu)造GATEG-SiNxa-Sin+a-SiDRAINSOURCEP-SiNxITO像素電極GLASS接觸孔G工程I工程D工程C工程PI工程2.1陣列基板的構(gòu)造和功能TFTLCD陣列工藝介紹當(dāng)Vg≤Vth時(shí)Ids=0當(dāng)Vg>Vth且Vds<Vg-Vth時(shí)Ids=(W/L)?μC0{(Vg-Vth)Vds-Vds2/2}當(dāng)Vg>Vth且Vds>Vg-Vth時(shí)Ids=(W/L)?μC0(Vg-Vth)2/2式中，Vth:閾值電壓μ：電子遷移率C0:單位面積柵絕緣層電容VgVdVsIds2.1陣列基板的構(gòu)造和功能TFTLCD陣列工藝介紹

2.2陣列基板的制造原理

ARRAY工程由成膜工程、PR工程和刻蝕工程反復(fù)進(jìn)行4次或5次完成。4次：4MASK工藝5次：5MASK工藝圖7TFT的制造原理成膜工程（ＳＰｏｒＣＶＤ）ＰＲ工程（涂布、曝光、顯像）刻蝕工程（ＤＥｏｒＷＥ）ＰＲ剝離TFTLCD陣列工藝介紹工藝名稱工藝目的濺射（SPUTTER)成Al膜、Cr膜和ITO膜P-CVD成a-Si膜、n+a-Si膜和SiNx膜PR?曝光形成光刻膠圖案濕刻（WE)刻蝕掉未被光刻膠掩蔽的金屬膜干刻（DE)刻蝕掉未被光刻膠掩蔽的非金屬膜剝離去掉殘余的光刻膠

2.2陣列基板的制造原理

表1陣列各工程的說明

TFTLCD陣列工藝介紹圖8初始放電和自續(xù)放電示意圖陽(yáng)極（+）陰極（-）E電子氣體離子氣體分子初期電子所謂Sputter是指利用借助電場(chǎng)加速的氣體離子對(duì)靶材的轟擊，從而使成膜材料從靶材轉(zhuǎn)移到基板上的一種物理成膜方法。SPUTTER原理

2.2陣列基板的制造原理

TFTLCD陣列工藝介紹PCVD原理①電子和反映氣體分子碰撞，產(chǎn)生大量的活性基；②活性基被吸附在基板上，或取代基板表面的H原子；③被吸附的原子在自身動(dòng)能和基板溫度的作用下，在基板表面遷移，選擇能量最低的點(diǎn)安定；④同時(shí)，基板上的原子不斷脫離周圍原子的束縛，進(jìn)入等離子體氣氛中，所以達(dá)到動(dòng)態(tài)的平衡；⑤不斷的補(bǔ)充原料氣體，使原子沉積速度大于原子逃逸速度，薄膜持續(xù)生長(zhǎng)。

2.2陣列基板的制造原理

圖9PCVD成膜示意圖TFTLCD陣列工藝介紹PR?曝光原理Photoresist膜基板Photolithography工程Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ涂布曝光顯影

2.2陣列基板的制造原理

圖10PR工程示意圖TFTLCD陣列工藝介紹曝光原理橫倍率臺(tái)形Ｍｉｒｒｏｒ凸面Ｍｉｒｒｏｒ凹面ＭｉｒｒｏｒＸ非線形Ｓｃａｎ光源ＣＣＤ弧狀ＳｌｉｔＭａｓｋＦｌｙＥｙｅ

2.2陣列基板的制造原理

圖11曝光原理示意圖TFTLCD陣列工藝介紹濕刻原理■濕刻是通過對(duì)象材料（一般為金屬導(dǎo)電膜）與刻蝕液之間的化學(xué)反應(yīng)，對(duì)對(duì)象材料進(jìn)行刻蝕的過程。■濕刻的過程刻蝕液在對(duì)象物質(zhì)表面的移送階段刻蝕過程中，刻蝕液不斷被消耗，反應(yīng)生成物不斷生成，刻蝕對(duì)象周圍形成濃度梯度，促使新的刻蝕液不斷向刻蝕對(duì)象輸送，并將反應(yīng)生成物從其表面除去，從而使新的刻蝕液與對(duì)象物質(zhì)接觸。

刻蝕液與對(duì)象物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)階段指的是在對(duì)象物質(zhì)表面，藥液與刻蝕對(duì)象之間的化學(xué)反應(yīng)過程。ＥｔｃｈｉｎｇＵｎｉｔ水洗Ｕｎｉｔ干燥Ｕｎｉｔ

2.2陣列基板的制造原理

圖12濕刻裝置及原理示意圖TFTLCD陣列工藝介紹反應(yīng)氣體在高頻電場(chǎng)作用下發(fā)生等離子體（PLASMA）放電。等離子體與基板發(fā)生作用將沒有被光刻膠掩蔽的薄膜刻蝕掉。ETCHINGGASPLASMA干刻原理

2.2陣列基板的制造原理

圖13干刻原理示意圖TFTLCD陣列工藝介紹光刻膠膜①初期狀態(tài)②膨潤(rùn)·界面浸透③溶解剝離原理：刻蝕（干刻、濕刻）完成后除去光刻膠的過程。

2.2陣列基板的制造原理

圖14剝離原理示意圖TFTLCD陣列工藝介紹4maskG-SPG-PRG-WEG-PR剝離1stSiNCVD三層CVDD-SPDI-PRD1-WEI/PRDED2-WECH-DEDI-PR剝離PA-CVDC-PRC-DEC-PR剝離PI-SPPI-PRPI-WEPI-PR剝離G-SPG-PRG-WEG-PR剝離1stSiN-CVD三層CVDI-PRI-DEI-PR剝離D-SPD-PRD-WEPA-CVDC-PRC-DEC-PR剝離PI-SPPI-PRPI-WEPI-PR剝離CH-DED-PR剝離5mask圖154mask和5mask工藝流程圖2.3陣列基板的制造工藝流程TFTLCD陣列工藝介紹三、陣列檢查介紹工程檢查的目的對(duì)上一工序的工藝結(jié)果進(jìn)行監(jiān)測(cè)，防止生產(chǎn)線上不符合工藝管理規(guī)格的不良品大量產(chǎn)生。檢查項(xiàng)目名稱檢查裝置檢查工程顯影CheckMMMG-PR、DIPR、C-PR、PIPR剝離外觀CheckMMMG-PR、DIPR、C-PR、PIPR尺寸測(cè)定SENG-PR、DIPRPR形狀測(cè)定AFMDIPRCVD后自動(dòng)外觀AOIDIPR自動(dòng)外觀AOIG-PR、DIPR、C-PR、PIPR段差測(cè)定DANG-PR、DIPR、C-PR、PIPRELP測(cè)定ELPG絕緣膜、DIPR表2Array工程檢查項(xiàng)目概況TFTLCD陣列工藝介紹工程微觀項(xiàng)目宏觀項(xiàng)目G-PR配列精度&預(yù)對(duì)位精度PR涂敷Mura等G剝離像素異?？涛gMura、剝離殘留DIPR像素異常Mura有無DI剝離像素異?？涛gMura、剝離殘留C-PRPattern變換、C/D重合精度PR涂敷Mura等C剝離Pattern變換刻蝕Mura、剝離殘留PIPRPattern變換、PI/G重合精度PR涂敷Mura等PI剝離Pattern變換刻蝕Mura、剝離殘留檢查裝置：宏觀/微觀檢查裝置（MMM）3.1顯影Check&剝離外觀Check表3顯影和剝離外觀check項(xiàng)目TFTLCD陣列工藝介紹?裝置原理Micro検査光學(xué)系統(tǒng)Ｘ，Ｙ軸可以移動(dòng)進(jìn)行目視觀察。明／暗視野、透過照明、干渉光觀察等。Lens基板ＣＣＤCameraOr接眼目視鏡筒Stage透過照明落斜照明36圖16Micro裝置示意圖TFTLCD陣列工藝介紹Macro検査

移動(dòng)Array基板、改變照明方式、從不同的角度目視検査基板。θｘＹθｙＸBacklight擴(kuò)散光收束光各種Filter等Ｚ軸驅(qū)動(dòng)（可有多種方式）37圖17Macro裝置示意圖TFTLCD陣列工藝介紹3.2尺寸測(cè)定工程測(cè)量項(xiàng)目G-PRPR后光刻膠圖形——G線線寬G剝離G剝離后金屬圖型——G線線寬DIPRPR后光刻膠圖形——D線線寬、DI/G重合精度DI剝離DI剝離后圖形——D線線寬、溝道長(zhǎng)度L表4線幅check項(xiàng)目檢查裝置：線幅測(cè)定裝置（SEN）測(cè)定原理：自動(dòng)線幅檢測(cè)是用UV光照射基板待測(cè)區(qū)域，然后利用CCDCamera采集基板上的圖案，采集到的圖案經(jīng)過電腦進(jìn)行二值化處理（所謂二值化即將圖案轉(zhuǎn)化為以數(shù)字0、1表示的黑白圖案，其灰度等級(jí)以2進(jìn)制數(shù)值表示）。二值化處理后基板上各膜層、各材料就以不同的灰度加以區(qū)分，從而能夠識(shí)別。TFTLCD陣列工藝介紹3.3PR形狀測(cè)定工程測(cè)量項(xiàng)目DIPRPR后光刻膠圖形——溝道處殘膜厚度檢查裝置：原子力顯微鏡（AFM）Ｇａｔｅ殘膜厚T1.5umChannel長(zhǎng)L傾斜角θＤｒａｉｎResistTFTLCD陣列工藝介紹3.4自動(dòng)外觀工程測(cè)量項(xiàng)目G-PRGMask起因共通缺陷檢查DIPRDIMask起因共通缺陷檢查IDEDIMask起因(溝道部分)共通缺陷檢查C-PRCMask起因共通缺陷檢查PIPRPIMask起因共通缺陷檢查檢查裝置：自動(dòng)外觀測(cè)定裝置（AOI）原理：本裝置通過對(duì)基板上形成的圖案進(jìn)行對(duì)比檢查，檢測(cè)出制造過程中發(fā)生的各種類型的缺陷．表5自動(dòng)外觀check項(xiàng)目TFTLCD陣列工藝介紹D檢FlowDrainEtching剝離完了?檢查結(jié)果例缺陷１Ｘ：420.115Ｙ：223.765

自動(dòng)外觀檢查DrainEtching結(jié)束后檢查出圖案上的缺陷自動(dòng)外觀檢查L(zhǎng)aserRepair（short）LaserCVD（Open）Ｄ－ＤShortＤOpen點(diǎn)缺陷?D-Open8TFTLCD陣列工藝介紹SystemcontrollerKeyboardMouseJoystickQuadopticsMainwindowReviewwindowCommunicationstatuswindowSystemmonitorImagecomputer8bitADConverterMachinecontroller7圖18AOI裝置示意圖TFTLCD陣列工藝介紹①畫像取得②畫像處理（比較）③缺陷檢出

LotNo、PanelNo、缺陷坐標(biāo)、Size、Mode．．．．相鄰Pattern比較Ａｒｒａｙ基板全面掃描Ｓｅｎｓｏｒ確定像素（４３０、１５０）area3Origin9TFTLCD陣列工藝介紹3.5ELP測(cè)定工程測(cè)量項(xiàng)目G絕緣膜(G-SiNx)G-SiNx膜厚DIPR(3層CVD后)G-SiNx、a-Si、n+a-Si三層膜厚C-PR(PA-SiNx)PA-SiNx膜厚檢查裝置：Elipsometer（ELP）表6膜厚check項(xiàng)目TFTLCD陣列工藝介紹檢測(cè)原理：光線經(jīng)過透明薄膜表面進(jìn)行反射時(shí)，由于光線在薄膜上下表面均產(chǎn)生反射，因此反射光產(chǎn)生光程差Δ（圖1所示）。當(dāng)入射光為線偏光時(shí)，反射光為橢偏光。根據(jù)光線反射前后偏振狀態(tài)的改變，可以測(cè)量薄膜的光學(xué)參數(shù)和膜厚，這種方法叫做Ellipsometry法（橢圓偏光解析法）。入射光反射光1反射光2TFTLCD陣列工藝介紹工程測(cè)量項(xiàng)目G-PRG層Mo-Al金屬膜厚DIPRD層Cr金屬膜厚、溝道干刻量C-PRPASiNx膜厚、G層SiNx膜厚、PIPRPI層ITO膜厚檢查裝置：段差測(cè)定裝置（DAN）測(cè)量原理：具體采用探針接觸式方法進(jìn)行測(cè)量。3.6段差測(cè)定表7段差check項(xiàng)目TFTLCD陣列工藝介紹GateEtching剝離完了Short&Open缺陷檢出O/ScheckＯ／Ｓcheck自動(dòng)外觀檢查L(zhǎng)aserRepair（Short）LaserCVD（Open）G-OpenG-Comshort實(shí)例：用于G極斷路和短路的檢查3.7O/S測(cè)定TFTLCD陣列工藝介紹AC200V200KHzSensorGAP100μm±30μmC容量數(shù)10fF給電側(cè)受電側(cè)AMPGlass基板pattern完全非接觸的測(cè)量方法可