TFT制造原理和流程.ppt

Shanghai Tianma Micro electronics Co.,LtdTFT显示面板制造工程简介2 2目录一、液晶显示器一、液晶显示器(LCD)(LCD)的基础的基础 1.11.1液晶材料及液晶显示器的基本定义液晶材料及液晶显示器的基本定义 1.21.2液晶显示器的基础及原理液晶显示器的基础及原理二、二、TFT-LCDTFT-LCD制造基本流程及设备制造基本流程及设备 2.1 2.1 制造流程概要制造流程概要 2.2 ARRAY 2.2 ARRAY工艺流程及设备工艺流程及设备 2.3 CELL 2.3 CELL工艺流程及设备工艺流程及设备 2.4 Module 2.4 Module工艺流程及设备工艺流程及设备3 3一、液晶显示器(LCD)的基础1.11.1液晶材料及液晶显示器的基本定义液晶材料及液晶显示器的基本定义液晶的发现液晶的发现 1888 1888年，奥地利植物学家年，奥地利植物学家F.ReinitzerF.Reinitzer在测量在测量某些有机物熔点时发现：某些有机物熔点时发现：1889 1889年，德国物理学家年，德国物理学家O.LehmannO.Lehmann发现：发现：这类不透明的物体外观上属液体，但具有晶体这类不透明的物体外观上属液体，但具有晶体特有的双折射性质，于是将其命名为特有的双折射性质，于是将其命名为“液态晶体液态晶体”固态固态不透明不透明浑浊状态浑浊状态透明液态透明液态加热加热冷却冷却加热加热冷却冷却4 4一、液晶显示器(LCD)的基础液晶液晶 :一种液体状结晶性物质，介于固体一种液体状结晶性物质，介于固体(结晶结晶)以及液体以及液体(非结非结晶晶)之间的第四状态之间的第四状态(中间状态中间状态)，具有流动性以及各向异性，具有流动性以及各向异性(光学光学各向异性，如双折射效应各向异性，如双折射效应).).液晶显示器液晶显示器 :利用外加电压以及液晶材料本身光学各向异性利用外加电压以及液晶材料本身光学各向异性(如如双折射效应以及旋光特性双折射效应以及旋光特性)，进而显示所需要的数字、文字、图形，进而显示所需要的数字、文字、图形以及影像等功能的一种人机界面的信息、通讯、网络的系统以及影像等功能的一种人机界面的信息、通讯、网络的系统。1.11.1液晶材料及液晶显示器的基本定义液晶材料及液晶显示器的基本定义5 5一、液晶显示器(LCD)的基础扩散扩散 光学薄膜光学薄膜导光板导光板荧光管荧光管接续电路基板接续电路基板驱动用驱动用LSITCPCF基板基板偏光板偏光板液晶盒液晶盒Array基板基板液晶液晶显示器的构造模式断面示器的构造模式断面图1.21.2液晶显示器的基础及原理液晶显示器的基础及原理6 6一、液晶显示器(LCD)的基础封框胶封框胶 信号配线端子信号配线端子 Gate配线端子配线端子 基板基板CF基板基板Ag电极电极 配向膜配向膜液晶面板的构造平面图液晶面板的构造平面图(TFT(TFT型型 )1.21.2液晶显示器的基础及原理液晶显示器的基础及原理7 7一、液晶显示器(LCD)的基础偏光板偏光板CF基板基板盒垫料盒垫料转移电极转移电极(Ag)封框胶封框胶封框胶垫料封框胶垫料取向膜取向膜TFT基板基板偏光板偏光板液晶液晶BGRITOBM液晶面板的构造断面图液晶面板的构造断面图(TN(TN型型 )1.21.2液晶显示器的基础及原理液晶显示器的基础及原理8 8一、液晶显示器(LCD)的基础彩膜空间混色法实现彩膜空间混色法实现TFTTFTLCDLCD彩色化彩色化TFT基板基板彩膜的彩膜的结结构构偏光板偏光板TFT背光源背光源偏光板偏光板液晶液晶黑色矩阵黑色矩阵提高对比度提高对比度降低降低Ioff Ioff 1.21.2液晶显示器的基础及原理液晶显示器的基础及原理9 9二、TFT-LCD制造基本流程及设备CELL工程工程MODULE工程工程基板基板玻璃玻璃基板基板1100110013001300成膜成膜光刻光刻（反复反复）基板基板贴贴合合彩膜彩膜取向取向液晶液晶滴下滴下贴贴合合切断切断(1515型型1616片片)面板面板端子接端子接续续电电路基板路基板安装安装背光源背光源面板面板外框外框组组装装液晶液晶面板面板完成完成2.1 2.1 制造流程概要制造流程概要1010二、TFT-LCD制造基本流程及设备2.2 ARRAY2.2 ARRAY工艺流程及设备工艺流程及设备工程工程ActiveActive&S/工工程程工程工程工程工程检查检查(TN-1)检查检查(TN-2)：Mask ProcessCell工程工程ate工程工程Active工程工程 钝钝化化层层工程工程ITO工程工程检查检查(SFT-2)：Mask Process检查检查(SFT-1)Cell工程工程S/工程工程Repair(TN-1)Repair(TN-2)Repair(SFT-1)Repair(SFT-2)Glass购购入入,洗净后使用洗净后使用Glass购购入入,洗净后使用洗净后使用1111ARRAY制造流程图1212TFT ArrayTFT Array组成材料组成材料1313TFT GATETFT GATE电极形成电极形成1414TFT Active(TFT Active(岛状半导体形成岛状半导体形成)1515TFT S/DTFT S/D源漏电极形成源漏电极形成1616TFT TFT 钝化层及接触孔形成钝化层及接触孔形成1717TFT ITOTFT ITO像素电极形成像素电极形成18182.2 ARRAY工艺流程及设备装料装料周转盒周转盒机械手机械手传送装传送装置置UV药液喷淋药液喷淋刷洗刷洗高压喷射高压喷射MS气刀气刀传送装传送装置置机械手机械手卸料卸料洗浄洗浄19192.2 ARRAY工艺流程及设备洗浄洗浄药药液液刷子刷子高圧高圧排排水水排排水水纯纯水水洗净洗净 功能功能洗净对象洗净对象作用作用药药液液刷洗刷洗高高 压压 喷射喷射氧化分解氧化分解溶解溶解机械剥离机械剥离机械剥离机械剥离机械剥离机械剥离有机物有机物(浸润浸润性性改善改善)有机物有机物微粒子微粒子(大径大径)微粒子微粒子(中径中径)微粒子微粒子(小径小径)/溶解溶解接触压接触压水压水压 加速度加速度cavitation2020PVDPVD（溅射溅射）：）：）：）：物理气相沉积物理气相沉积 (Physical Vapor Deposition)2.2 ARRAY工艺流程及设备工工艺室室工工艺室室搬送室搬送室工工艺室室加加热室室进料室料室卸料室卸料室自自动移栽装置移栽装置2121PVDPVD：物理气相沉积物理气相沉积PVD(Physical Vapor Deposition)阴极阴极靶材靶材阳极阳极腔体腔体泵泵基板基板2.2 ARRAY工艺流程及设备22222.2 ARRAY工艺流程及设备PECVDPECVD：电浆辅助化学气相沉积电浆辅助化学气相沉积Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition23232.2 ARRAY工艺流程及设备PECVDPECVD：电浆辅助化学气相沉积电浆辅助化学气相沉积Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition加热腔加热腔工艺腔工艺腔装载台装载台纳入纳入(大气到真空大气到真空)/)/送出腔送出腔(真空到大气真空到大气)机械手机械手24242.2 ARRAY工艺流程及设备PECVDPECVD：电浆辅助化学气相沉积电浆辅助化学气相沉积Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition除害装置除害装置（scrubber）汽缸汽缸cabinet气体气体BOX气体吹出电极气体吹出电极（阴极阴极）等离子体等离子体控制控制电源电源下部下部电极电极（阳极阳极）压力计压力计节流阀节流阀干泵干泵气体供给气体供给流量流量控制控制power压力控制压力控制真空排气真空排气特气对应特气对应工艺腔体工艺腔体（电极电极部）部）25252.2 ARRAY工艺流程及设备IN CVEUV N CVETCHZONEDI RINSE UNITA/Kdry2dry1液刀液刀风帘风帘干燥风刀干燥风刀置换液刀置换液刀Out CVWETWET简介简介简介简介-湿刻设备构成湿刻设备构成湿刻设备构成湿刻设备构成26262.2 ARRAY工艺流程及设备设备主要工主要工艺单元：元：EUV unit:EUV unit:祛除玻璃表面有机祛除玻璃表面有机残残留物。留物。Etch zone:Etch zone:刻刻蚀区区域域Rinse unit:Rinse unit:水洗水洗单元元Dry unitDry unit：干燥：干燥单元元液刀：主要起液刀：主要起预湿湿（置（置换），冲刷的效果。），冲刷的效果。风帘帘：主要是吹掉玻璃上：主要是吹掉玻璃上残残余的余的药液液风刀：干燥的玻璃的效果。刀：干燥的玻璃的效果。WETWET简介简介简介简介-各工艺单元功能各工艺单元功能各工艺单元功能各工艺单元功能27272.2 ARRAY工艺流程及设备WETWET简介简介简介简介-工程概念图工程概念图工程概念图工程概念图28282.2 ARRAY工艺流程及设备光阻剥膜光阻剥膜DEYDEY简介简介简介简介干刻干刻干刻干刻29292.2 ARRAY工艺流程及设备DEYDEY简介简介简介简介设备原理设备原理设备原理设备原理30302.2 ARRAY工艺流程及设备压力控制压力控制气体供给气体供给控制台控制台除害装置除害装置（scrubber）汽缸汽缸cabinetGas box上部上部电极电极气体吹出气体吹出电源电源（场合场合）下部下部电极电极APC阀阀泵泵流量流量控制控制RF power压力检压力检出出真真空排空排气气特气对应特气对应APC控制控制C/M控制控制C/M等离子体等离子体工艺腔体工艺腔体M.BoxDEYDEY简介简介简介简介工程示意图工程示意图工程示意图工程示意图31312.2 ARRAY工艺流程及设备PHOTO-PHOTO-曝光显影蚀刻基本概念曝光显影蚀刻基本概念曝光显影蚀刻基本概念曝光显影蚀刻基本概念32322.2 ARRAY工艺流程及设备PHOTO-PHOTO-显影显影显影显影3333PHOTO-PHOTO-显影显影显影显影2.2 ARRAY工艺流程及设备34342.2 ARRAY工艺流程及设备TEST AOI(ADI&AEI)Auto optical inspection configurationTEST AOI(ADI&AEI)Auto optical inspection configuration 自动光学检查自动光学检查35352.2 ARRAY工艺流程及设备 2160mm 2400mm 3GB44unit=132GBThe CCD sensor detect the substrate,The CCD sensor detect the substrate,Image by the process unit.Image by the process unit.Defect can be reviewed preciselyDefect can be reviewed preciselyCCDCCD探测产品表面探测产品表面,生成的图象通过处理单生成的图象通过处理单元元,缺陷会精确的反映出来缺陷会精确的反映出来.AOI Auto optical inspection AOI Auto optical inspection configurationconfiguration 自动光学检查设备自动光学检查设备-图形处理单图形处理单元元36362.2 ARRAY工艺流程及设备O/S test designO/S test designPanel structure for O/S Panel structure for O/S TestTestEvery data line extandsEvery data line extandsout of the active area out of the active area connect with O/S padconnect with O/S padOn the other side all On the other side all data line connected data line connected together by Shorting together by Shorting barbar37372.2 ARRAY工艺流程及设备Array TesterArray Tester Test station Test station Electrical Electrical cabinetcabinet Operator Operator consoleconsole Environmental Environmental Enclosure Enclosure38382.2 ARRAY工艺流程及设备Array testerArray tester Array testerArray testerUsing instructions in the selected Using instructions in the selected processing recipe,the pattern processing recipe,the pattern generator sends testgenerator sends testsignals to the probe frame.The signals to the probe frame.The illuminator is turned on,a bias illuminator is turned on,a bias voltage applied to the voltage applied to the modulator and an image captured by the modulator and an image captured by the CCD camera.The image is sent to the CCD camera.The image is sent to the imageimage processing computer(IPPC)and panel processing computer(IPPC)and panel flaws are identified and stored in the flaws are identified and stored in the defect defect file by the Sun host computer.file by the Sun host computer.Array tester optical partArray tester optical partLight from the illuminator is reflected Light from the illuminator is reflected by the modulator and the imageby the modulator and the image captured on the CCD camera.The image captured on the CCD camera.The image is then processed and analyzed for is then processed and analyzed for defects.defects.3939TEST-TEG TESTERTEST-TEG TESTER4040TEST-TEG TEST-TEG Measurement StructureMeasurement StructureMeasurement StructureMeasurement Structure4141TEST-Array laser repairTEST-Array laser repair4242TEST-Array laser configurationTEST-Array laser configuration LASER OSCILLATOR :DIODE-PUMPED Q-SWITCHED LASER OSCILLATOR :DIODE-PUMPED Q-SWITCHED LASER MATERIAL :Nd:YAG LASER MATERIAL :Nd:YAG WAVELENGTH :1064nm/532nm WAVELENGTH :1064nm/532nm/355nm/355nm PULSE REPETITION RATE :PULSE REPETITION RATE :1pps TO 1pps TO 100100 PPS PPS OUTPUT STABILITY :LESS THAN 3%OUTPUT STABILITY :LESS THAN 3%4343TEST-CDC4444TEST-CDCCD MeasurementCD MeasurementTotal Pitch MeasurementTotal Pitch MeasurementOverlay MeasurementOverlay Measurement45452.3 CELL工艺流程及设备真真空空贴贴合合UV照照射射封封框框胶胶热热固固化化外外观观检检查查/包包装装切切割割/切切条条/切切粒粒Visual test偏偏光光片片贴贴附附2次次V/T基基板板洗洗净净/干干燥燥配配向向膜膜印印刷刷配配向向膜膜固固化化摩摩擦擦取取向向摩摩擦擦洗洗净净/干干燥燥垫垫料料散散布布Ag涂涂布布液液晶晶滴滴下下封封框框胶胶涂涂布布垫垫料料固固着着基基板板洗洗净净/干干燥燥配配向向膜膜印印刷刷配配向向摸摸固固化化摩摩擦擦取取向向摩摩擦擦洗洗净净/干干燥燥PI&摩擦摩擦ODF（cell后工程）后工程）cell-cell-制盒流程示意图制盒流程示意图TFT侧侧CF侧侧ARRAY基基板板CF基基板板消消泡泡激激光光切切线线46462.3 CELL工艺流程及设备Doctor RollPI液喷头液喷头UV洗净单元洗净单元Anilox Roll流片方向流片方向移载机械手移载机械手预干燥单元预干燥单元走行走行/升降式升降式印刷台印刷台印刷版（版胴）印刷版（版胴）CELLCELL前工程前工程（配向膜印刷）（配向膜印刷）47472.3 CELL工艺流程及设备印刷印刷台面台面PI dispenserDoctor 滚轮滚轮金属板滚轮金属板滚轮印刷版印刷版版胴版胴预干燥部预干燥部印刷部印刷部加热盘加热盘基板基板 非接触式非接触式(Pin)加热加热干燥方式干燥方式Pin dispenserAnilox滚轮滚轮印刷版印刷版版胴版胴印刷印刷台面台面Doctor 滚轮滚轮印刷原理印刷原理CELLCELL前工程前工程（配向膜印刷）（配向膜印刷）48482.3 CELL工艺流程及设备摩擦摩擦滚轮空气洗空气洗净单元元摩擦摩擦头(升降式升降式)流向流向摩擦平台摩擦平台（走行式）（走行式）移移载机械手机械手空气洗空气洗净单元元CELLCELL前工程前工程（摩擦取向）（摩擦取向）49492.3 CELL工艺流程及设备配向材分子（配向材分子（无无规方向）方向）摩擦摩擦滚轮玻璃玻璃基板基板摩擦摩擦滚轮布布摩擦平台摩擦平台摩擦摩擦方式方式CELLCELL前工程前工程（摩擦取向）（摩擦取向）50502.3 CELL工艺流程及设备真空槽真空槽上基板上基板液晶液晶液晶液晶下基板下基板/AuAu UV硬化硬化贴合贴合本硬化本硬化滴下滴下 散布散布固着固着下基板下基板 ODF Line51512.3 CELL工艺流程及设备CELL中工程中工程(垫料垫料散布散布)設備外観図設備外観図排排气气垫料垫料垫料垫料输送输送输送输送部部部部散布散布散布散布腔体腔体腔体腔体清洁和清洁和清洁和清洁和检查组合检查组合检查组合检查组合上流上流下流下流喷嘴喷嘴基板基板真空真空洗净洗净检查摄像头检查摄像头 监视器监视器平台平台配管配管(使垫料带负电使垫料带负电)52522.3 CELL工艺流程及设备炉子炉子构造和加热方式构造和加热方式无尘恒温箱无尘恒温箱过滤网网风扇扇基板冷却方式基板冷却方式冷却搬送单元冷却搬送单元搬运机械手搬运机械手搬运搬运单元元SpacerSpacer固着装置图固着装置图CELL中工程中工程(Spacer固着固着)53532.3 CELL工艺流程及设备Seal Dispenser放大图放大图Base FrameTransfer RobotStageSealSeal印刷装置图印刷装置图0.0010.001涂布涂布Table散布单元散布单元高度传感器高度传感器单元单元对位摄像头对位摄像头基板基板高度传感器高度传感器喷嘴喷嘴Seal材材CELL中工程中工程 (Seal印刷印刷)54542.3 CELL工艺流程及设备固定固定压力方式力方式 基板基板驱动方式驱动方式：轴轴X、Y、StageNozzle 轴金属金属追从传感器追从传感器CELL中工程中工程(Ag胶胶涂涂布布单元元)55552.3 CELL工艺流程及设备CELL中工程中工程 (液晶滴下液晶滴下)Alignment Camera液晶液晶DispenserTransfer RobotStage滴下量计量滴下量计量Unit56562.3 CELL工艺流程及设备CELL中工程中工程 (真空贴合真空贴合)下下Chamber对位摄像头对位摄像头UV Spot Lamp上上ChamberBase FrameTransfer Robot真空泵真空泵上定盘上定盘ESC下定盘下定盘ESC57572.3 CELL工艺流程及设备CELL中工程中工程 (Seal硬化硬化)加热加热Base Base 树脂树脂三次元架桥三次元架桥58582.3 CELL工艺流程及设备Metal Halide 辅助反射镜辅助反射镜照射照射平台平台冷却水冷却水照射照射照射照射Lamp冷却冷却Filter 冷却冷却部部部部NECNEC 鹿儿岛鹿儿岛K2K2生产线装置生产线装置构成构成Mask 遮盖遮盖红外线和深层紫红外线和深层紫Metal Halide Lamp辅助反射镜辅助反射镜冷却水冷却水照射照射 部部部部NECNECK2K2生产线装置生产线装置Mask遮盖遮盖照射照射单元元 部部NECNEC生产线装置生产线装置MaskMaskMask遮盖遮盖红外线和深层紫红外线和深层紫外线隔断外线隔断生产线装置示意图生产线装置示意图冷却水冷却水Lamp冷却冷却Filter 冷却冷却部部CELL中工程中工程 (UV 硬化硬化)注：注：Seal本硬化装置和本硬化装置和Spacer固着装置基本相同固着装置基本相同59592.3 CELL工艺流程及设备cellcell后段制程示意图后段制程示意图CELLCELLCELLCELL切断切断切断切断CELLCELL端端端端面研磨面研磨面研磨面研磨2 2 2 2次次次次V/TV/TV/TV/T偏光板偏光板偏光板偏光板贴附贴附贴附贴附cellcell检查装置检查装置面面贴附贴附面面贴附贴附贴附滚轮贴附滚轮 偏光板偏光板高浸透高浸透刀头刀头Scribe Scribe lineline大型基板大型基板砥石砥石屏屏研磨水研磨水喷嘴喷嘴SpindleSpindlecellcell检查装置检查装置Visual testVisual test激光切线激光切线外观检查外观检查包装包装60602.3 CELL工艺流程及设备CELL切断切断设备构成示意图设备构成示意图 第一第一切断部切断部第二第二切断部切断部旋回部旋回部除材除材部部给给材部材部Process Check部部LDCELL后工程后工程 (Cell切断切断)61612.3 CELL工艺流程及设备CELL后工程后工程(端面研磨端面研磨)给材部给材部除材部除材部面取部面取部角面取部角面取部控制盘控制盘上上游游设设备备（切切断断装装置置）下下游游设设备备（洗洗净净装装置置）屏流方向屏流方向屏屏磨石磨石研削水研削水喷嘴喷嘴磨石磨石屏屏研削水研削水喷嘴喷嘴62622.3 CELL工艺流程及设备CELL后工程后工程(偏光片贴附偏光片贴附)偏光板供给偏光板供给偏光板洗净偏光板洗净偏光板准位偏光板准位面板的位置决定面板的位置决定屏反转屏反转贴合合屏送出屏送出屏受入屏受入贴合贴合63632.3 CELL工艺流程及设备屏屏屏屏chuck table贴贴附附滚滚轮轮贴附移动方向贴附移动方向滚滚轮轮旋旋转转贴附角度贴附角度贴附压力贴附压力偏光板偏光板chuck table升降动作升降动作动作流程动作流程偏光板台面下降偏光板台面下降面板台面移动面板台面移动偏光板台子偏光板台子吸着吸着屏和偏光板接触屏和偏光板接触贴附动作贴附动作主要部分构成和动作概要主要部分构成和动作概要CELL后工程后工程(偏光片贴附偏光片贴附)64642.3 CELL工艺流程及设备屏检装置屏检装置CellProbe信号源信号源信号源信号源Visual testVisual test显示示检查65652.4 Module工艺流程及设备【COG】【FOG】背光源背光源液晶屏液晶屏TCPPWBACF贴附贴附IC位置位置吻合吻合本本压压接接液晶屏液晶屏压接头压接头ACF压接头压接头液晶屏液晶屏IC压压接接头头液晶屏液晶屏PWB组组组组装装装装COG/FOGCOG/FOG点点/线缺陷线缺陷不均不均/污点污点官能检查官能检查【老练老练】在驱动状态放置一定时间在驱动状态放置一定时间高温室高温室电性检查电性检查电性检查电性检查老化老化老化老化LCD 模块模块点点/线缺陷线缺陷不均不均/污点污点官能检查官能检查电性检查电性检查电性检查电性检查66662.4 Module工艺流程及设备COGFOG/FOB封胶封胶/点胶点胶FOG后电测后电测LCD panel/IC/ACF最终电测最终电测外外观老化老化组装组装硅胶硅胶/UV胶胶/树脂树脂ACF酒精酒精ACF贴附贴附PCB/FPC拭布拭布缓冲缓冲材材包装包装出出厂厂包包装装材材工程工程部材部材副部材副部材喷码喷码设备设备COG机台机台信号源信号源/电测机电测机/夹具夹具老化装置老化装置UV胶固化胶固化ACF贴附机台贴附机台FOG/FOB机台机台自动自动/半自动半自动/手动机台手动机台UV炉炉信号源信号源/电测机电测机/夹具夹具组装夹具组装夹具油墨喷码机油墨喷码机背光背光/胶带胶带/铁框铁框油墨油墨67672.4 Module工艺流程及设备COGCOG自动绑定设备自动绑定设备功能功能:主要完成主要完成ICIC与与panelpanel的连接的连接.ICIC摆放在摆放在IC IC 专用专用traytray盘盘中中ICIC的在电子显微镜下局部的在电子显微镜下局部放大的图象放大的图象68682.4 Module工艺流程及设备ACFACF贴附设备贴附设备功能功能:主要完成主要完成ACFACF与与panel/PCB/FPCpanel/PCB/FPC的连的连接接.ACFACF69692.4 Module工艺流程及设备热压设备热压设备功能功能:主要完成主要完成panelpanel与与PCB/FPCPCB/FPC的连接的连接.70702.4 Module工艺流程及设备金相显微镜金相显微镜功能功能:主要用来检查主要用来检查COG/FOG/FOBCOG/FOG/FOB的产的产品质量品质量;缺陷分析缺陷分析71712.4 Module工艺流程及设备AgingAging老化炉老化炉功能功能:动态动态/静态下的静态下的产品老化产品老化72722.4 Module工艺流程及设备 Thank youThank youThank youThank you !