TFTLCD阵列工艺介绍.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,TFTLCD阵列工艺介绍,*,TFT-LCD阵列工艺介绍,2026/10/11,TFTLCD阵列工艺介绍,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,TFTLCD阵列工艺介绍,一、TFT-LCD的基本构造,图1 TFT-LCD液晶显示屏的构造,TFTLCD阵列工艺介绍,图2 液晶盒的构造,一、TFT-LCD的基本构造,TFTLCD阵列工艺介绍,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,TFTLCD阵列工艺介绍,2.1 阵列基板的构造和功能,图3 ARRAY基板等效电路图,TFTLCD阵列工艺介绍,Gate Driver,Source Driver,图4 Array面板信号传输说明,2.1 阵列基板的构造和功能,TFTLCD阵列工艺介绍,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（GATE）,漏极（DRAIN）,源极（SOURCE),TFTLCD阵列工艺介绍,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,TFTLCD阵列工艺介绍,当Vg,Vth时,Ids=0,当VgVth且VdsVth且VdsVg-Vth时,Ids=(W/L),C,0,(Vg-Vth),2,/2,式中，Vth:阈值电压,：电子迁移率,C,0,: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,TFTLCD阵列工艺介绍,2.2 阵列基板的制造原理,ARRAY工程由成膜工程、PR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,成膜工程,（）,工程（涂布、曝光、显像）,刻蚀工程,（）,剥离,TFTLCD阵列工艺介绍,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,TFTLCD阵列工艺介绍,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,TFTLCD阵列工艺介绍,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,TFTLCD阵列工艺介绍,PR,曝光,原理,Photoresist,膜,基板,Photolithography,工程,涂布,曝光,显影,2.2 阵列基板的制造原理,图10 PR工程示意图,TFTLCD阵列工艺介绍,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,TFTLCD阵列工艺介绍,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。,水洗,干燥,2.2 阵列基板的制造原理,图12 湿刻装置及原理示意图,TFTLCD阵列工艺介绍,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,TFTLCD阵列工艺介绍,光刻胶,膜,初期状态,膨润 界面浸透,溶解,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,TFTLCD阵列工艺介绍,4mask,G-SP,G-PR,G-WE,G-PR剥离,1st SiN CVD,三层CVD,D-SP,DI-PR,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,TFTLCD阵列工艺介绍,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，防止生产线上不符合工艺管理规格的不良品大量产生。,检查项目名称,检查装置,检查工程,显影Check,MMM,G-PR、DIPR、C-PR、PIPR,剥离外观Check,MMM,G-PR、DIPR、C-PR、PIPR,尺寸测定,SEN,G-PR、DIPR,PR形状测定,AFM,DIPR,CVD后自动外观,AOI,DIPR,自动外观,AOI,G-PR、DIPR、C-PR、PIPR,段差测定,DAN,G-PR、DIPR、C-PR、PIPR,ELP测定,ELP,G绝缘膜、DIPR,表2 Array工程检查项目概况,TFTLCD阵列工艺介绍,工程,微观项目,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-PR,Pattern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,PIPR,Pattern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,TFTLCD阵列工艺介绍,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。,Lens,基板,Camera,Or 接眼目視镜筒,Stage,透過照明,落斜照明,36,图16 Micro装置示意图,TFTLCD阵列工艺介绍,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,TFTLCD阵列工艺介绍,3.2 尺寸测定,工程,测量项目,G-PR,PR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,DIPR,PR后光刻胶图形D线线宽、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。,TFTLCD阵列工艺介绍,3.3 PR形状测定,工程,测量项目,DIPR,PR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,T,1.5um,Channel长L,倾斜角,Resist,TFTLCD阵列工艺介绍,3.4 自动外观,工程,测量项目,G-PR,G Mask起因共通缺陷检查,DIPR,DI Mask起因共通缺陷检查,IDE,DI Mask起因(沟道部分)共通缺陷检查,C-PR,C Mask起因共通缺陷检查,PIPR,PI Mask起因共通缺陷检查,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,TFTLCD阵列工艺介绍,D 检Flow,Drain 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,TFTLCD阵列工艺介绍,System controller,Keyboard,Mouse,Joystick,Quad optics,Main window,Review window,Communication status window,System monitor,Image computer,8bit AD Converter,Machine controller,7,图18 AOI装置示意图,TFTLCD阵列工艺介绍,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,TFTLCD阵列工艺介绍,3.5 ELP测定,工程,测量项目,G绝缘膜,(G-SiNx),G-SiNx,膜厚,DIPR(3层CVD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,TFTLCD阵列工艺介绍,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2,TFTLCD阵列工艺介绍,工程,测量项目,G-PR,G层Mo-Al金属膜厚,DIPR,D层Cr金属膜厚、沟道干刻量,C-PR,PA SiNx膜厚、G层SiNx膜厚、,PIPR,PI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,TFTLCD阵列工艺介绍,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-Open,G-Com short,实例：用于G极断路和短路的,检查,3.7 O/S测定,TFTLCD阵列工艺介绍,AC 200V,200KHz,Sensor GAP,100m30m,C容量,数10fF,給電側,受電側,AMP,Glass基板,pattern,完全,非接触,的,测量方法,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,TFTLCD阵列工艺介绍,图20 O/S装置构成,TFTLCD阵列工艺介绍,目的：测量像素特性的測定装置,Sheet内的点（像素）,測定Point,1E-10,1E-,Gate,端子,Probe,Drain,端子,Pixel,基板,3.8 特性检测,TFTLCD阵列工艺介绍,演讲完毕，谢谢听讲,!,再见，see you again,2026/10/11,TFTLCD阵列工艺介绍,