Array工艺过程

Page1品质/客户服务部forworkingSmarterArray工艺技术BOEOTQA/OQA刘卫民2009.05.06.品质、速度、团队Page2Sixsigmaforworkingsmarter一、Array工艺流程简介二、Clean工艺简介三、Sputter工艺简介四、PECVD工艺简介五、Photo工艺简介六、Etch工艺简介七、Strip工艺简介八、4Mask和5Mask比较九、4Mask工艺流程目录品质、速度、团队Page3Sixsigmaforworkingsmarter一.Array工艺流程简介成膜/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WetEtchDryEtch品质、速度、团队Page4Sixsigmaforworkingsmarter二、Clean工艺简介目的：除去基板表面影响成膜的具有物理特性、化学特性、电学特性的异物及基板表面附着的灰尘、油份、自然氧化物等等，露出干净的膜层及洁净的质地，此外还可以除去成膜后的表面灰尘、异物等。的:Glass输入时,去除残留的Particle和Metal/有机物等品质、速度、团队Page5Sixsigmaforworkingsmarter二、Clean工艺简介DryCleaningExcimerUVO3(ozone)AsherPlasmaWetCleaningUltraSonicMegaSonicBrushCleaningbubbleJetCleaningSprayShowerDetergentcleaningAqua-knifeShower品质、速度、团队Page6Sixsigmaforworkingsmarter二、Clean工艺简介种类例子清洗方法贴附粒子铝、不锈钢、玻璃塑料头屑、毛发、线BRUSHUS,CJMS有机污染膜油、指纹、残余物空气、气体中有机物蒸汽洗剂（界面活性剂）残余物等洗剂UVMS无机污染膜气体，排管中的金属不纯物的贴附纯水，药液中的不纯物离子的吸附自然氧化膜的形成超纯水化学清洗剂品质、速度、团队Page7Sixsigmaforworkingsmarter二、Clean工艺简介•Initialcleaner在所有的玻璃基板拆包装后进入生产线之前所必须进行的清洗；•Predepcleaner在成膜之前经常要进行的清洗；主要清洗strip之后残留的particle；•Dockingcleaner在PECVD成膜之间进行的一步清洗；去除PECVD高速沉积所留下的particle；品质、速度、团队Page8Sixsigmaforworkingsmarter三、Sputter工艺简介Sputter和PECVD在Array的5Mask工艺中，共同承担了各个Mask的第一步主要工序---成膜。Sputter用于做金属膜和ITO膜：S/DITOGateGLASSGATEMo)GLASSGATEITO品质、速度、团队Page9Sixsigmaforworkingsmarter三、Sputter工艺简介Sputter是通过DCPower形成Plasma,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工程。品质、速度、团队Page10Sixsigmaforworkingsmarter三、Sputter工艺简介Sputter关键控制要素工艺参数：本底真空和压力上升，气体压力和气体流量，溅射功率和溅射时间，加热温度，TM值质量控制（方法）：Rs(方块电阻)，PI(测量particle数量)，Thickness(薄膜厚度)，Stress(薄膜应力)品质、速度、团队Page11SixsigmaforworkingsmarterGlassTargetBackingPlate共同板MagnetBarTM值：Target-Magnet间距离TM值对溅射的影响非常大，而随着Target的使用，Target会变薄，从而使TM值变小，这时往往表现为Rs均匀性变差。这就要求MagnetBar随着Target的使用量而进行相应的调整。刚换完靶材后，TM值比较小，当靶材消耗到一定程度后，需要适当调整TM值，从而改善Rs均匀性。三、Sputter工艺简介品质、速度、团队Page12Sixsigmaforworkingsmarter三、Sputter工艺简介质量控制：Rs测量的是薄膜的电学性能，测量仪器为4探针设备（4-probe）。控制值为Rs平均值（单位为方块电阻），均匀性。PI是采用光学的方法测量薄膜上的defect，主要为Dep中产生的particle数量，Gate要求小于50ea,SD要求小于100ea，ITO要求小于150ea.Thickness是采用机械的方法测量薄膜厚度，测量仪器为a-step设备。它是检测非透明薄膜厚度的常用手段。Sputter所dep的三层薄膜均可以用a-step设备来测试。另外，由于ITO为透明膜，它也可以用光学方法来测试。Stress测量的是薄膜应力，薄膜应力太大，容易引起玻璃基板弯曲乃至broken。质量控制中的Rs和PI为经常测试项目，Thickness和Stress为非经常测试项目。品质、速度、团队Page13Sixsigmaforworkingsmarter三、Sputter工艺简介溅射功率：溅射功率主要由直流电源提供。针对不同的工艺可以设定不同的溅射功率。镀膜的时候，采用恒功率溅射。一定时间内，如果溅射功率越大，沉膜效率就越高。溅射时间：一定功率时，若溅射时间越长，成膜厚度越厚。但是考虑到金属膜溅射后的应力都比较大，因此溅射时间不宜太长。品质、速度、团队Page14Sixsigmaforworkingsmarter(1)SiNX绝缘膜：通过SiH4与NH3混合气体作为反应气体,辉光放电生成等离子体在衬底上成膜。(2)a-Si:H有源层膜：SiH4气体在反应室中通过辉光放电，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0～3）(3)n+a-Si:H欧姆接触层：在SiH4气体中参入少量PH3气体通过辉光放电在衬底上成膜。PECVD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---膜性能要求四、PECVD工艺简介品质、速度、团队Page15Sixsigmaforworkingsmarter四、PECVD工艺简介GlassGateSiNxa-Si:HSiNxS/DPVXOhmic多层膜(有源层)和PVX(保护层)品质、速度、团队Page16Sixsigmaforworkingsmarter四、PECVD工艺简介利用化学反应方式,将反应物(气体)生成固态的产物,并沉积在基片表面的薄膜沉积技术.Layer名称膜厚使用气体描述Multig-SiNx:H3500±10%ÅSiH4+NH3+N2对Gate信号线进行保护和绝缘的作用g-SiNx:L500±10%Åa-Si:L500±15%ÅSiH4+H2在TFT器件中起到开关作用a-Si:H1300±20%Ån+a-Si500±20%ÅSiH4+PH3+H2减小a-Si层与S/D信号线的电阻PVXp-SiNx2500±10%ÅSiH4+NH3+N2对S/D信号线进行保护品质、速度、团队Page17Sixsigmaforworkingsmarter四、PECVD工艺简介PECVD设备主要由主设备和辅助设备构成,它是立体布局,主设备和辅助设备不在同一层.品质、速度、团队Page18Sixsigmaforworkingsmarter五、Photo工艺简介光刻就是以光刻胶为材料在玻璃基板表面形成TFTpattern，这个TFTpattern的作用就是保护在它下面的金属或者其他的薄膜，使其在下一道刻蚀工序中不被刻蚀掉，从而最终形成我们所需要的TFTpattern。Coat&ExposureDevelopmentGlassTFTPanel品质、速度、团队Page19Sixsigmaforworkingsmarter五、Photo工艺简介(1)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。Coat三个主要步骤：他们是涂胶Coater，曝光Exposure，显影Development此过程通过Track机单元来实现。品质、速度、团队Page20Sixsigmaforworkingsmarter五、Photo工艺简介(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。品质、速度、团队Page21Sixsigmaforworkingsmarter五、Photo工艺简介(3)显影DevelopmentDEV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。品质、速度、团队Page22Sixsigmaforworkingsmarter五、Photo工艺简介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,ITO2.5个层，每次曝光形成一个层，最后叠加形成最终的TFTpattern。PhotoEtchingThinfilmTFT阵列基板玻璃基板5mask品质、速度、团队Page23Sixsigmaforworkingsmarter五、Photo工艺简介分为TRACK和曝光机两部分：曝光机利用光刻胶的光敏性将MASK上的图像格式投影到玻璃基板上.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：AdvancedScrubber;涂胶设备：Coater&ER;显影设备：Developer;烘烤设备：前烘SoftBake、后烘HardBake设备；冷却Cooling设备等。品质、速度、团队Page24Sixsigmaforworkingsmarter六、Etch工艺简介①PRMask后，利用化学药剂去除薄膜形成Pattern,主要适于金属膜或ITOPATTERN的形成。②有利于选择比和大面积刻蚀的均匀度,生产性的提高,成本的降低。湿法刻蚀:干法刻蚀：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或者发生碰撞。利用该原理可进行干法刻蚀。品质、速度、团队Page25Sixsigmaforworkingsmarter六、Etch工艺简介Etch中的各向同性:在各个方向上具有相同的刻蚀速率。WetEtch及部分PlasmaEtch属于各向同性。SubstrateOxideOxideResistResistResistSubstrateOxideOxideOxideResistResistResist各向同性vs.各向异性Etch中的各向异性:刻蚀具有高度的取向性.仅应用于PlasmaEtch品质、速度、团队Page26Sixsigmaforworkingsmarter六、Etch工艺简介刻蚀液种类及配比：H3PO4:CH3COOH:HNO3:H2O=72:10:2:16wt%HCl:CH3COOH:H2O=22:6:72wt%Al：4AL+2HNO3→2AL2O3+N2+H2H3PO4+AL2O3→AL(PO4)+H2OMo：4Mo+2HNO3→2Mo2O3+N2+H2H3PO4+Mo2O3