TFT-LCD Array 制程介绍

LCD的動作原理
TFT LC
Cs 保持電容
•為何叫做Array
1.Array是陣列的意思 2.RGB 與 Pixel(像素） 3.TFT：薄膜電晶體
4.解析度（如XGA）
解析度 VGA SVGA XGA SXGA
水平 640 800 1024 1280
像素個數 垂直 480 600 768 1024
乾蝕刻（Dry Etch）
目的：利用電漿以化學反應的方式將沒有光阻保護的沈積層去除，使線路圖案成型 原理：於反應器中通入特定的氣體，形成高能電漿，藉由電漿的高能離子或自由基 擴散至晶片表面與未被光阻保護的沈積層產生化學反應，藉以達到蝕刻的目 的，主要有PE,RIE,ICP等三種不同原理的機台，下圖所描述者為PE(Plasma Etch, 電漿蝕刻機)
蝕刻
蝕刻液分子 生成物分子 蝕刻液分子運動方向 生成物分子運動方向
蝕刻溶液
薄膜
去光阻機（Stripper）
目的：將蝕刻完成的玻璃基板去除其線路圖案上的保護光阻，以完成該PEP的最終動 作，然後送至薄膜區沈積下一PEP所需的薄膜
Array 製程介紹
By FA/CP
Array 製程介紹
• • • 何謂TFT-LCD 為何叫做Array Array製程的介紹 1. 製程簡介 2. 薄膜（Thin Film）區 3. 黃光（Photo）區 4. 蝕刻（Etching）區 5. 測試（Array Test）區
•何謂 TFT-LCD
ARRAY
Photo
Etching
Cell Area
薄膜（Thin Film）區
共有三種主要機台
清洗機（Cleaner）
CVD（化學氣相沈積）
Sputter（濺鍍機）
清洗機（Cleaner）：
在化學沈積（CVD）或濺鍍薄膜前清潔玻璃表面的油脂 、微粒子或其它污染物流程如下：
(PE)CVD（化學氣相沈積）
目的：沈積製程所需之非金屬薄膜 原理：1.進入之各種製程氣體因交流表面 3.化學沈積反應發生化學沈積反應發生 4.設備利用抽真空系統將未反應之反應物及副產物排出
製程氣體
電漿 氣相化學反應
薄膜分子 薄膜 晶片
擴散作用
化學沈積反應發生
Sputter（濺鍍機）
製 程 氣 體
高能氣體離子或自由基
生成物
電漿
~
濕蝕刻（Wet Etch）
目的：利用不同的化學溶液，對未受光阻保護的薄膜進行化學蝕刻反應，以完成所 欲的圖案及線路 原理：利用與薄膜極易產生化學反應的化學液體與未被光阻保護的薄膜進行反應， 生成極易溶於水的生成物或是氣相的生成物，而達到將薄膜去除的作用，因 為此類反應的蝕刻物質是以水溶液的方式存在，將這類的蝕刻製程稱為濕蝕刻
光化 阻學 的反 R 應 O N2 照光hv R C O H + N2 2 O R H O C OHOH O R ONa +H O 2
感光的光阻
顯影
蝕刻（Etching）區
共有三種主要類型的機台
乾式蝕刻機（Dry Etch） 1.PE 2.RIE 3.ICP 濕式蝕刻機（Wet Etch） 去光阻機（Stripper）
光阻劑
步進式曝光機（Stepper）
目的：將光罩上的圖案正確轉移到基板上 原理：當基板在塗佈完光阻後，基板會進入步進式曝光機內進行曝光，利用平行 的紫外光經過光罩後，因為光罩上繪有不透光的圖形，因此圖形會完全的 轉移至玻璃基板上的光阻，照射到紫外光的光阻會產生化學反應，而後藉 由顯影過程將已分解的光阻去除後，即可於玻璃基板上得到如光罩上的圖形
黃光（Photo）區
共有三種主要機台
上光阻機（Coater）
步進式曝光機（Stepper）
顯影機（Developer）
上光阻機（Coater）
目的：在成膜後的玻璃上覆上一層厚度均勻，附著性強，沒有缺陷的光 阻 ，使後續的曝光、顯影或背面曝光的製程能得到良好的圖案轉移 原理：廠內的塗佈機是利用旋轉塗佈 ( Spin coating ) 的方式在基板上塗上 一層厚度均勻約1m的光阻，其主要是利用離心力的原理，當光阻被 滴到一旋轉的基板會因離心力的關係而向外緣擴散，透過轉速及時間 的配合，即完成整個塗佈的過程
總像素 307,200 480,000 786,432 1,310720
一個單位的像素有 三個副像素（SubPixel)
GL
IS
SL + n+cut
TH
PX
Signal Line
TFT
Pixel Area
Cs
Pad-Gate Pad-Signal
X-Over
Array 製程簡介
Thin Film
紫外光
光罩
光阻
已感光的光阻
顯影機（Developer）
目的：利用顯影液將已感光部分的光阻去除，以得到所欲的圖案，使其後的蝕刻 反應得以進行 原理：光阻再受到紫外線的照射後會產生化學反應，然後利用水解及酸鹼反應將感 光的光阻由基板上去除，而於基板上得到所欲的圖案，目前顯影的過程大致 分為三個步驟；首先將顯影液均勻塗佈在舖過光厚的基板上並將其靜置，然 後基板會開始轉動同時會進行水洗將與顯影液反應的光阻被水沖走，而後在 高速旋轉將水分去除，如此既完成整個顯影的製程
目的：利用物理氣相沈積的方式沈積製程所需之金屬薄膜 原理：利用解離氣體產生電漿，解離離子離開電漿藉暗區的電場 加速而對放 置於陰極的靶材進行轟擊，並將靶材原子擊出表面，並進入電漿中隨著 擴散過程的進行而被吸附到陽極的晶片表面，最後沈積成所需的金屬薄膜
陽極 晶片 製程氣體 靶材 陰極 DC濺鍍機的基本構造 真空 幫浦 電漿 原子 解離離子 二次電子 中性離子 暗區