新入社员TFT Array工程教育Array

新入社员TFTArray工程教育Array生产技术部苏顺康2005.01.25成膜

/Pattern工程详细图(Deposition&PatterningProcessinDetail)沉积清洗PR涂附曝光显影刻蚀PR剥离检查WetEtchDryEtchBOEOTTFTArray工程采用5MASK工艺在玻璃基板上制造出TFT电路。主要工程包括：簿膜（ThinFilm）、光刻（Photo）、刻蚀（Etch）。ArrayProcessPhotoMaskLightGLASSGLASSGLASSGLASSGLASSGLASSFILMPHOTORESISTGlassCleaningThinFilmDep.(Sputter,PECVD)PhotoresistCoat(Slit&SpinCoating)MaskAlign,ExposurePRDevelopmentEtching(Wet/DryEtch)RepeatStripPRArrayProcessFlow(TFT)1.GATELINEDEFINE2.ACTIVELAYER3.DATALINE(SORUCEDRAIN)4.VIA5.ITO(PIXELELECTRODE)ArrayProcessGATEMASK工艺简介

BAREGLASS经过INITIALIZECLEANING后，利用磁控溅射（SPUTTER）在金属表面形成一层均匀的金属薄膜；依次送往PHOTO工序进行涂胶﹑曝光和显影；送往WETETCH（湿刻），将没有受到光刻胶保护的金属膜刻蚀掉，最后将GLASS上剩余的光刻胶（PR）剥离和进行后清洗，从而形成如右图所示的栅极（GATE）引线。

ArrayProcessACTIVE

MASK工艺简介

GateMASK工艺完成后，进入到ACTVIELAYERMASK，经过沉积前的预清洗，利用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）在玻璃衬底上分别沉积SiNx,a-Si和n+a-Si三层薄膜；依次送往PHOTO工序进行涂胶﹑曝光和显影；送往DRYETCH（干刻），将没有受到光刻胶保护的有源层膜刻蚀掉，最后将GLASS上剩余的光刻胶（PR）剥离和进行后清洗，从而形成如右图所示的红色Pattern即为有源层结构图案。

ArrayProcess

S/D即为源/漏数据线的简称，ACTVIEMASK工艺完成后，同样经过预清洗，利用磁控溅射（SPUTTER）在玻璃衬底表面形成一层均匀的金属薄膜；依次送往PHOTO工序进行涂胶﹑曝光和显影；送往WETETCH（湿刻），并将没有受到光刻胶保护的部分薄膜膜刻蚀掉，且最后将GLASS上剩余的光刻胶（PR）剥离和进行后清洗，从而形成如右图所示的数据（S/D）引线，蓝色膜层为S/D层。

S/DMASK工艺简介ArrayProcess

S/DMASK完成后，利用PECVD在玻璃衬底表面形成一层均匀的PVX保护层薄膜；依次送往PHOTO工序进行涂胶﹑曝光和显影；送往DRYETCH（干刻），将没有受到光刻胶保护的PVX钝化层膜刻蚀掉，最后将GLASS上剩余的光刻胶（PR）剥离和进行后清洗，从而形成如右图所示的保护层（PVX）薄膜结构，见右图黄色膜层结构

PVXMASK工艺简介ArrayProcessITOMASK工艺简介

PVX保护层MASK工艺完成后，利用磁控溅射（SPUTTER）在玻璃衬底表面形成一层均匀的ITO薄膜；依次送往PHOTO工序进行涂胶﹑曝光和显影；送往WETETCH（湿刻），将没有受到光刻胶保护的ITO膜刻蚀掉，最后将GLASS上剩余的光刻胶（PR）剥离和进行后清洗，从而形成如右图所示的ITO膜层结构。见右图浅蓝色膜层结构所示。

ArrayProcessThinFilm工程ThinFilm分类及特点Array的成膜工程分为Sputter和PECVD两种成膜方式,二者都是使用等离子体来成膜。作用:Sputter用来成金属和金属氧化物薄膜，PECVD用于成半导体和绝缘体薄膜。区别:Sputter是使用的物理方式，用等离子体把靶材上的原子轰击出来，原子运动到玻璃基板表面，形成薄膜；而PECVD则是使用的化学方式进行成膜，是利用气体之间的反应，在玻璃基板表面形成一层薄膜。Sputtering是通过RFPower或DCPower形成的Plasma内的具有高能量的GasIon撞击Target表面,粒子从Target表面射出并贴附到基板表面的过程。一般情况在阴极镀膜的材料装在Target上，使用对装在Target上的材料特性没有影响的He，Ar等惰性气体作为工作气体把从Target射出的粒子镀到放在阳极上的Glass表面。Sputter装备采用DCPower溅射如右图所示溅射Target作为阴极（Cathode并在其上施加NegativeVoltage。在真空室内通入一定压力的ArGas，根据已设定好的电场

在电场的作用下,电子被加速使Ar原子离子化形成GlowDischarge。Sputter原理

Sputter设备12345671.ACLS2.LoadlockChamber3.ProcessChamber4.X-ferChamber5.HeatChamber6.MainFrameControlRack7.GasPanelPECVD设备PHOTO

工程1.什么是光刻(Photo)?Coat&Exposure

DevelopmentGlass(AfterThinFilm)TFTPanel光刻就是以光刻胶为材料在玻璃基板表面形成具有TFT结构的pattern，这个pattern的作用就是保护在它下面薄膜，使其在下一道刻蚀工序中不被刻蚀掉，从而最终在薄膜上形成我们所需要的TFTpattern.概述涂胶(Coater)：将光刻胶通过涂胶这个步骤，均匀的涂在玻璃基板上,此过程通过Track机的Coater单元来实现2.如何实现？Coater三个主要步骤：涂胶Coater，曝光Exposure，显影DevelopmentThinFilm概述(2)曝光ExposureExposuremask通过Mask的遮光作用，有选择性的将光刻胶感光，此过程通过曝光机来实现概述（3）显影DeveloperDevelop此过程通过Track机的Develop单元来实现通过化学作用将感光的光刻胶溶解去掉，将未感光的光刻胶固化Etch概述3.1光刻工序在整个阵列工序中起着承上启下的作用，它和其他两个阵列工序一样，光刻工序使用5MASK工艺处理玻璃基板，具体的说，就是将最终要在玻璃基板上形成的TFTpattern分成GATE,ACTIVE,S/D,VIA,ITO3.2每次曝光形成一个层，共5层，最后叠加形成最终的TFTpattern。

Photo

Etching

ThinfilmTFT阵列基板玻璃基板5mask3.光刻与整个阵列的关系概述在PHOTO工序，除了曝光机以外的设备通称为TRACK机，包括---清洗设备：Cleaner;涂胶设备：Pre-coater、Spin-coater、LPD、EBR;显影设备：Developer;烘烤设备：脱水(DB)、前烘(SB)、后烘(HB)设备；冷却设备等。概述Cleaner原理该单元的目的是要在PR涂敷之前对玻璃基板进行彻底清洁，便于增强玻璃基板与PR的粘合力，同时避免玻璃基板上的污物导致Mura产生。该单元由几种清洗方法组成:Brush：除去大的particle.LineShower：喷出高压DIW除去较小particle.TMAH：化学清洗，除去表面氧化物。该单元的开始位置处为Indexer，将玻璃基板从水平状态变换为倾斜状态。Cleaner原理本单元包含三个主要部分：DehydrationBake(DB)：在清洗单元之后对玻璃基板进行烘干使表面水分除去，以进一步提高玻璃基板与PR胶的附着性。SoftBake(SB),又称为Pre-bake：在涂胶之后显影之前对已经涂敷好的PR胶中的溶剂和水分进行烘干，并且加强PR此时与玻璃基板的附着力。HardBake(HB)，又称为Postbake：除去在基板显影之后PR形成的Pattern图形中的溶剂和水分，强化玻璃基板与PR胶之间的黏着性。Bake原理作用：在玻璃基板上涂上光刻胶，然后在EBR部分将玻璃基板周围的PR胶去除，以免滴落污染设备，光刻胶是见光后性质就发生改变的物质，曝光后再显影便形成与MASK一样的图形（正性光刻胶）Coater原理通过Shuttle将玻璃基板放置于Pre-coater载台上，同时Chuck将玻璃基板进行真空吸附。Slitnozzle移动到待机位置的另一边，准备进行PR涂敷。真空吸附有玻璃基板的Chuck上升至PR涂敷位置，slitnozzle开始返回移动进行PR涂敷。Coater原理涂敷好PR的玻璃基板经shuttle放置于Spincoater中的Chuck上，进行高速旋转，使PR均匀涂敷。Coater原理光源Mask光刻胶透镜Film(metaletc)GlassObjectLensFilm从光源发出的光通过mask。Mask上有透明和不透明的区域，这些区域形成了要转移到plate上的图形，光射到光刻胶上，通过与之发生光化学反应而在其上形成图案。再经过后续工艺（如刻蚀）把mask上的图形在plate上形成永久的图案。曝光机原理曝光后，被光照射过的PR胶性质发生变化而溶于显影液。此处就是将已经曝光的光刻胶溶解掉，使PR形成据有TFT形状的薄膜，同时还要进行显影后的清洗和干燥处理。Developer原理Etch工程刻蚀分为湿法刻蚀和干法刻蚀两种：湿法刻蚀的特征①通过PRMask，化学药液去除薄膜形成PATTERN。主要适用于GATE、S/D、ITOPATTERN的形成。②有利于良好的选择比和大面积上的刻蚀均匀度,生产性,低价格。③所形成的PATTERN受Etching时间,Etchant构成/温度,工程条件(Spray压力/流量,DipRatio等),PRPATTERN形成条件(PR均匀涂布/粘着,暴光量,显影时间,显影液清洗,HardBake等)的影响。干法刻蚀的特征利用真空气体和RFPower生成的GasPlasma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。Etch概述Substrate