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第2章 顯示技術製程設備 前言 α –Si TFT LCD的應用領域 以筆記型電腦的用途為主 小型口袋式的電視機 大型的監視器 液晶電視機 前言 矽半導體材料的製造過程區分為 前段工程(Front End Of the Line，FEOL) ：基板上製作電晶體、電阻器以及電容器等電子元件的工程,亦稱晶圓工程(Wafer Process) 後段工程(Back End Of the Line，BEOL)：在基板上將電路配線形成的配線工程,亦稱組裝及測試工程(Assemble Test Process) 前言 TFT LCD的陣列電路製程可區分為 玻璃基板上形成TFT Array Process：控制及調變光線之各個畫像素電極、時序信號傳送的配線及開關元件、透明電極等 Cell Process ：TFT Array底層玻璃基板及CF的上層玻璃基板相互貼合並控制其間的間隙距離，注入液晶後加以封合 Assembly Process：將液晶胞面板、提供影像信號和掃描信號驅動IC及控制IC、週邊的零組件整合於印刷電路板上,並與背光板貼合 TFT ARRAY製造技術 以通道蝕刻型α –Si TFT array製程為例— α –Si TFT array 的製程有洗淨技術、成膜技術(濺鍍法、化學氣相沉積法)、光微影技術(光阻劑塗佈、預先烘焙、微影、顯影、後續烘焙)、蝕刻技術、光阻劑去除技術及電極蒸鍍技術。 資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器—技術基礎及應用” TFT Array 製造設備 玻璃研磨裝置 洗淨裝置 微影曝光裝置 光阻劑旋轉被覆及顯影裝置 光阻劑剝除裝置 乾式蝕刻裝置 濕式蝕刻裝置 化學氣相沉積鍍膜裝置 濺鍍鍍膜裝置 離子植入裝置 雷射退火裝置 1、洗淨製程裝置(Cleaning System) 洗淨製程作業程序佔整個流程的30%，對於製程的良率有極大影響 使用物理式洗淨技術：毛刷刷洗、超音波振盪、極超音速振盪、純水噴洗等 使用化學式洗淨技術：介面活性劑、酸性溶液、鹼性溶液、臭氧水溶液等 洗淨裝置的種類有：濕式、機械式、乾式 2、成膜製程裝置—濺鍍(1) (Thin Film Formation System) 濺鍍(Sputtering)成膜法是應用於成長閘電極、源電極、汲電極、掃描線、儲存電容電極、信號線以及畫素電極等功能性金屬薄膜。 一般濺鍍裝置基本結構有真空反應室、排氣機構、放電非活性氣體導入及其壓力控制系統、放電電力供應控制系統、濺鍍材料的靶極承接器、基板的傳送搬運以及保持系統。 2、成膜製程裝置—濺鍍(2) (Thin Film Formation System) 一般濺鍍製程是使用氬類的非活性氣體，進行物理式的濺鍍 反應性濺鍍法：導入反應性氣體時，伴隨著產生化學反應，進而達到薄膜的形成。 同步式濺鍍法(或稱偏壓式濺鍍法)：將數個不同組成的靶材，置入各別獨立的濺鍍控制系統，使數個靶材同時進行濺鍍，形成組成不同化合物或合金的薄膜。 2、成膜製程裝置—化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD)(1) 使用CVD成長薄膜的製程有 半導體層的氫化，形成非晶矽薄膜(α –Si:H) 高濃度磷摻雜於n型的 α –Si:H層 閘電極絕緣膜 層間絕緣膜或作為保護膜功能之氮化矽(SiNx) 氧化矽膜(SiOx)等 2、成膜製程裝置—化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD)(2) 電漿增強型化學氣相沉積法(Plasma Enhanced CVD) 在真空中導入反應氣體，使用高頻產生電漿於兩片平行平板電極間，將所產生的反應自由基(Radical)傳達至基板表面，產生表面反應堆積成薄膜，使用原料氣體為SiH4、PH3、NH3、N2O等。 2、成膜製程裝置—化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD)(2) 大氣壓型化學氣相沉積法(Atmospheric Pressure CVD) 運用於成長閘電極絕緣膜及層間絕緣膜功能之SiO2膜。 利用熱分解方式，將原料氣體分解反應，促使薄膜堆積成形。 主要機制在於基板表面附近產生反應作用，使得微小顆粒較少發生，其絕緣性優良。 3、光阻劑塗佈製程裝置(Photo Resist Coating System) 光阻劑塗佈是將光阻劑液滴落於基板的中央，使其旋轉被覆(Spin Coating)，進而均勻地散布於基板以形成薄膜。 旋轉被覆方式的主要缺點：90%以上的光阻劑液在旋轉被覆中容易流失。 4、微影製程裝置(Lithography System) 微影製程設備：以曝光用步進機為核心設備，主要供應商有尼康精機 (Nikon) 、佳能 (C