Array工艺技术基础.pptx

1B2 Project TeamArrayArrayArrayArray工工工工艺艺构构构构成成成成2B2 Project TeamThin-Film-Thin-Film-Thin-Film-Thin-Film-EQPEQPEQPEQP-L/UL Chamber：在ATM和Vacuum两个状态之间传送Glass的Chamber-Transfer Chamber：把玻璃基板在各个周边的Chamber之间进行传送的Chamber，内有一个Vacuum Robot。-Sputter Chamber：进行Deposition的Chamber。3B2 Project TeamSputter Chamber的主要构成有：-Platen：用来放玻璃基板（Gate 有2个,SD、ITO为1个）-Cathode：包括Target、Shield、Magnet Bar等构成部分-Motor:有Plate转动的Motor、Plate 升降的Cylinder、Cathode开关的Motor、Magnetic Bar运动的Motor等。Sputter-SP ChamberSputter-SP ChamberSputter-SP ChamberSputter-SP Chamber4B2 Project TeamSystem ComponentsSystem ComponentspAutomated cassette load station ACLS(optional)The system hardware consists of three major components:pMainframepRemote modules5B2 Project TeamRemote Support EquipmentRemote Support EquipmentHeat Exchanger-The heat exchanger provides DI water to the RF match for cooling purposesProcess Pumps-Provides vacuum to the process chambersRF generator-The RF generator supplies Radio Frequency to the process chamber for the purpose of creating a plasmaMainframe Pump-Provides vacuum to the transfer and loadlock chambers.Remote AC Power Box-Facility power is connected from customer facilities to the remote AC power box on the remote service module-All electrical power to the system is distributed from the AC power box6B2 Project TeamDeposition-PECVDDeposition-PECVDDeposition-PECVDDeposition-PECVDGAS INPlasmaGAS OUTGlassRF Power13.56MHzSiH4,NH3PH3等4EA GNDDiffuserSusceptorProcess chamber7B2 Project TeamDeposition-PECVDDeposition-PECVDDeposition-PECVDDeposition-PECVDACLSACLS Automatic Cassette Load StationAutomatic Cassette Load StationLoad lock ChamberLoad lock ChamberTransfer Chamber(X-Fer)Transfer Chamber(X-Fer)Process ChamberProcess Chamber8B2 Project TeamLayer名称使用气体描述MultiGHSiH4+NH3+N2对Gate信号线进行保护和绝缘的作用GLALSiH4+H2在TFT器件中起到开关作用AHNPSiH4+PH3+H2减小a-Si层与S/D信号线的电阻PVXSiNxSiH4+NH3+N2对S/D信号线进行保护PECVD PECVD PECVD PECVD 所做各层膜概要所做各层膜概要所做各层膜概要所做各层膜概要9B2 Project Team(1)SiNX绝缘膜：通过SiH4与NH3混合气体作为反应气体,生成等离子体在衬底上成膜。(2)a-Si:H有源层膜：SiH4气体在反应室中，经过一系列初级、次级反应，生成包括离子、子活性基 团等较复杂的反应产物，最终生成a-Si:H薄膜沉积在衬底上，其中直接参与薄膜生长的主要是一些中性产物SiHn（n为03）(3)n+a-Si:H欧姆接触层：在SiH4气体中参入少量PH3气体在衬底上成膜。PECVD PECVD PECVD PECVD 绝缘膜、有源膜成膜机理绝缘膜、有源膜成膜机理(1)a-Si:H：低隙态密度、深能级杂质少、高迁移率、暗态电阻率高(2)a-SiNx:H：i.作为介质层和绝缘层，介电常数适中，耐压能力强，电阻率高，固定电荷少，稳定性好，含富氮材料，针孔少，厚度均匀。ii.作为钝化层，密度较高，针孔少。(3)n+a-Si：具有较高的电导率，较低的电导激活能，较高的参杂效率，形成微晶薄膜。-成膜机理-膜性能要求10B2 Project TeamEtchEtchEtchEtchEtch RateRequirementItemsUniformitySelectivityProfileCD BiasRequirement Items of Wet Etch11B2 Project TeamFICD SizeGlass SUBSTRATEFILMDICD SizePHOTOTESISTCD BIAS|DICD FICD|说明：1、CD：Critical Dimension DICD：Development Inspection CD，PR间距离（有PR）FICD：Final Inspection CD，刻蚀完后，无PR。OL:各mask之间对位的偏差。2、干法刻蚀主要以垂直方式刻蚀，CD BIAS较小；湿法刻蚀水平方向的刻蚀多于干法刻蚀，CD BIAS较大CDCDCDCD12B2 Project TeamCD机（critical dimension）主要测试mask后各种CD（包括DICD和FICD）和OL。gateactivedataVIAITODICD:22.51.0umDICD:3.51.0umDICD:3.51.0umDICD:6.51.5umDICD:14.01.0umFICD:20.01.0umFICD:2.51.0umFICD:6.01.0umFICD:9.52.0umFICD:16.01.0um Stitch:1.5um OL:1.5um OL:1.5um OL:1.5um OL:1.5umCDCDCDCD13B2 Project TeamEtch ProcessEtch ProcessEtch ProcessEtch ProcessIsotropic&Anisotropic Isotropic(各向同性):指各个方向的刻蚀率是相同的,所有的Wet Etch和部分Plasma Etch为 Isotropic,SubstrateOxideOxideOxideResistResistResist Anisotropic(各向异性):指一个方向的刻蚀,刻蚀后的内壁基本为垂直的,Anisotropic只能通过 Plasma EtchSubstrateOxideOxideResistResistResist14B2 Project TeamWet Etch-Gate,SD,ITOWet Etch-Gate,SD,ITO刻蚀液种类及配比：H3PO4:CH3COOH:HNO3:H2O=72:10:2:16 wt%Al：4AL+2HNO3 2AL2O3+N2+H2 2H3PO4+AL2O3 2AL(PO4)+3H2ONd:4Nd+2HNO3 2Nd2O3+N2+H2 2H3PO4+Nd2O3 2Nd(PO4)+3H2OMo：4Mo+2HNO3 2Mo2O3+N2+H2 2H3PO4+Mo2O3 2Mo(PO4)+3H2O化学反应式：刻蚀液种类及配比：HCl:CH3COOH:H2O=22:6:72 wt%化学反应式：InSnO：InSnO2+4HCL InCl3+SnCl+2H2O CH3COOH 缓冲，调节浓度,H2O减少 ETCHANT粘性15B2 Project TeamWet EtchWet EtchWet EtchWet EtchEtch ProcessRinsing ProcessDry ProcessPR Mask后，利用化学药剂去除薄膜形成的Pattern，主要适用于金属膜或ITO Pattern的形成。16B2 Project TeamL/UL Chamber连接真空和大气压的一个Chamber。Glass进入此Chamber以后，Valve关闭，开始抽真空。M/L Chamber将L/UL Chamber中的Glass通过机械手送到反应舱中，在此Chamber中也要进一步抽真空。Process Chamber利用Plassma原理在反应舱中通入反应气体，生成的反应气体粒子撞击镀膜表面，达到刻蚀的目的。利用真空气体和RF Power 生成的Gas Plasma反应产生原子和原子团，该原子和原子团与淀积在基板上的物质反应生成挥发性物质。利用该原理可进行干法刻蚀。Dry EtchDry EtchDry EtchDry Etch17B2 Project TeamProcess ChamberProcess Chamber结构示意图结构示意图结构示意图结构示意图相关部件用途RF GeneratorRadio Frequency Generator,提供高提供高频能量能量Matching Box将将RF Generator产生的高频波能量有效的传给产生的高频波能量有效的传给chamberMFCMass Flow Controller,控制控制Gas的流量的流量,每种气体对应一个每种气体对应一个MFCChiller调节调节Chamber壁的温度壁的温度,一般分三部分一般分三部分:Top,Bottom,WallCM控制控制Process Chamber的气体压力的气体压力,根据控制压力的不同可分为根据控制压力的不同可分为:CM1和和CM2APCAdaptive Pressure Controller,控制管道的控制管道的开开口大小口大小,以此以此来来控制控制Process Chamber压力力TMP And Dry Pump抽真空的装置抽真空的装置,TMP比比Dry Pump抽得更快抽得更快,抽到的真空度大抽到的真空度大Cut Off三通口开关三通口开关ChillerPlasma上部电极上部电极下部电极下部电极Process GasRF GeneratorCut Off慢抽管慢抽管Matching Box18B2 Project TeamDry EtchDry EtchDry EtchDry EtchRF Power增大，Etch Profile有变小的倾向。RF Power增大，整体的E/R也增大。可用于改善Uniformity效果。RF Power越大，SiNx与Mo的Selectivity越小。Pressure大的情况下化学反应占优势，因此会使Profile也相应变大。Pressure增大，基板中心部分E/R增大；周边部分E/R减小。Pressure增加，Selectivity增大（10）。随着Pressure增大，Uniformity也会提高。19B2 Project TeamWet StripWet StripWet StripWet StripSTRIP就是利用腐蚀液经过化学反应去掉膜上面的光刻胶。化学反应主要是把光刻胶的长链结构断开，从而达到去除的目的。醚醚类类（Dietylene Glycol Monoethye Ether）CH3CH2O(CH2)2O(CH2)2OHC6H1403,PR中的对Resin的选择度大;胺类胺类（MEA）打破PR与Resin的Cross-Link结合 酮类酮类NMP(Normal Methyl 2-Pyrrolidone:C5H9NO)Solubility将分掉的Acid溶解;表面活化剂表面活化剂(Surfactant)促进PR在Chemical中溶解.20B2 Project Team目的：通过改变a-Si的晶格结构和减弱消除金属的应力（让分子剧烈运动，达到 均匀分布的作用）来使得TFT器件性能更加稳定。Temperature：250下保持20分钟；将温度降到23用7分钟。AnnealAnnealAnnealAnneal加热仓降温仓21B2 Project Team沉积沉积清洗清洗PRPR涂附涂附曝光曝光显影显影刻蚀刻蚀PRPR剥离剥离检查检查Wet EtchWet EtchDry EtchDry Etch5Mask5Mask5Mask5Mask工工工工艺艺流程介流程介流程介流程介绍绍MultiMultiPVXPVX22B2 Project Team