TFT-LCD制造工艺中金属或金属复合膜层坡度角的研究

在薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)面板制程中,Gate层(栅极)电路和SD层(源极)电路根据产品电阻等要求可以使用纯金属膜层,如钼、铜等金属膜层,也可以使用金属复合膜层,如铝钼、铝钕钼、钼铝钼等金属复合膜层。当使用不同金属或金属复合膜层作为Gate、SD电路时,应当对应不同的刻蚀液。但在实际生产时,往往是一种刻蚀液同时对应金属膜层或金属复合膜层。由于钼金属膜层的Etch Rate(刻蚀速率)大于铝钼等金属复合膜层Etch Rate,所以当铝钼等金属复合膜层刻蚀完成后对应坡度角有时会存在异常,如膜层角度较大(80～90°)、顶层金属钼发生尖角或缩进等现象,产生宏观不良及进行后工序时会产生相应的光学不良或导致后层物质残留,影响产品品质。本文针对金属膜层或金属复合膜层坡度角进行影响因素分析,主要受刻蚀工序及曝光工序影响。通过对刻蚀液浓度调整、温度调整、刻蚀方式调整及曝光工序等调整减少金属钼发生尖角、缩进几率,将金属膜层坡度角控制在60°左右及金属复合膜层坡度角控制在50°左右,从而降低不良的发生率,提高产品品质。     

OLED掩模版Mura缺陷分析与改善

Mura缺陷管控作为关键技术指标直接决定着OLED器件的显示画质与良品率。针对OLED掩模版生产过程中发生的Mura缺陷,通过Mura不良分析发现这种缺陷与阵列像素单元邻近辅助图形有关,并在显影工艺后表现出阵列像素单元关键尺寸（CD）不均匀与宏观色差。依据显影工艺分析,基于旋喷式显影模式提出了一种分步显影方案,实验测试分析了显影液流速、旋转速度、纯水流速以及纯水/显影液过渡时间等工艺参数对Mura缺陷的影响。通过优化显影工艺,实现阵列像素单元CD不均匀性优于120 nm,阵列像素单元边缘Mura不良区域由大于3%降低至无视觉可见Mura,结果表明该工艺方案可以显著改善Mura缺陷。     

摩擦工艺不良的探究

TFT-LCD的摩擦工艺中,容易产生摩擦Mura、L0条形不均、摩擦划伤等不良。分析及验证发现:摩擦Mura的发生与摩擦强度较弱,聚酰亚胺膜配向力不足引起像素漏光相关。选择摩擦强度好的尼龙布,并控制摩擦布寿命在100张基板以下,可以有效控制不良的发生。通过工艺调整加强摩擦强度时需考虑Zara发生情况,选择摩擦Mura和Zara总体发生较低的摩擦强度是必要的。采用摩擦辊垂直基板短边设计,可一定程度控制摩擦Mura的发生;长条型像素设计可从源头防止漏光产生。产品设计时避免显示区延伸区域大块金属的干涉可一定程度防止条形不均发生,以信号层作为绑定IC引线较之开关层做引线对条形不均改善有更好的效果。棉布的棉籽剪裁、摩擦设备机台的及时有效清洁、基板来料的超声波清洗是防止摩擦划伤发生的有效保证。     

TFT-LCD制造工艺中金属残留的解决方案

在TFT-LCD阵列的四次掩模技术中,复合层刻蚀是非常难控制的一道工序,最突出的问题是在复合层刻蚀后信号线的两边有金属残留,金属残留会对之后的绝缘层产生影响,导致断层等不良.调整复合层刻蚀工艺是目前解决金属残留问题的通用方法,但是都没有根本地解决这个问题.文章通过研究信号线刻蚀时间对复合层刻蚀后金属残留的影响,认为通过...     

TFT-LCD过孔接触电阻研究

研究了过孔接触电阻变化规律,并进行机理分析,为优化薄膜晶体管的过孔设计提供依据。首先,运用开尔文四线检测法对不同大小、形状、数量的钼/铝/钼结构的栅极和源/漏层金属与氧化铟锡连接过孔的接触电阻进行测试。然后,通过扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱仪和聚焦离子束显微镜对过孔内部形貌进行表征。最后,对过孔接触电阻变化规律进行机理分析。实验结果表明:过孔面积越大,接触电阻越小;过孔面积相同时,长方形过孔的接触电阻小于正方形过孔的接触电阻,多小孔的接触电阻小于单大孔的接触电阻,栅极金属与氧化铟锡的过孔接触电阻小于源/漏层金属与氧化铟锡的过孔接触电阻。为了降低钼/铝/钼与氧化铟锡连接过孔的接触电阻,过孔面积尽可能最大化,采用长方形过孔优于正方形过孔,多小过孔优于单大孔设计,同时优化过孔刻蚀工艺,减少过孔内顶层钼的损失。     

高PPI ADS产品白Mura不良产生原理及改善研究

现有传统TFT-LCD 生产工艺中,Rubbing工艺在生产高PPI ADS产品的过程中,在改善Rubbing Mura不良时会使用H Cloth,但使用H Cloth Glass在经过Rubbing后ODF Rubbing Cleaner清洗时会出现白Mura不良。经过对白Mura不良Panel的微观解析,并结合H Cloth性质分析出白Mura不良是由于H Cloth自身的聚醋酸脂颗粒经过Rubbing Cleaner聚集造成的。从Rubbing Cleaner清洗时改变Glass表面性质(醇类可以有效改变界面性质)入手,通过使用IPA对Glass进行清洗以改变聚醋酸脂疏水性,使得聚醋酸脂颗粒更易被Rubbing Cleaner清洗掉来改善白Mura不良,并结合生产实际定期对IPA进行更换以保持IPA浓度处于一个稳定的区间,使得高PPI ADS产品白Mura不良发生率由改善前的3.42%降低至改善后的0.11%,白Mura不良得到非常有效的改善。     

TFT-LCD一种黑Mura机理分析及工艺验证改善

TFT-LCD面板生产过程中会出现各种Mura,尤其是电视大尺寸产品,对显示均一性要求很高。Mura现象种类多,原因差异性大,本文分析的Mura属于电视面板的特殊不良。为解决此黑Mura,首先进行了实物分析研究,通过液晶盒特性、表面微观以及电学分析确认实物未见明显异常,为极微观异常。采用目前实际可操作方法很难进行深入分析,需依靠工艺验证来明确,因此通过工艺验证确认到不良为配向膜清洗机相关,而清洗机独立单元繁多。依据不良可能的原因以及实际生产线的运营状况,设计了5项相关可行性实验:清洗速度降低,清洗后增加静置时间,紫外光清洗强度提升,毛刷远离基板以及清洗机高压二流体喷淋压力调整。通过以上工艺验证结果,推理出不良形成原因为电荷残留,并提出两个合理可行的改善方向,首先是减少基板在高压二流体喷淋下的停留,其次为增加监控或关闭高压二流体喷淋,使不良从0.94%降低至0.00%,提升了产品品质。     

TFT-LCD工艺中角落白Mura的成因机理研究与改善

在新产品导入过程中会突发各种Mura类不良。本文为解决TV机种导入中出现的一种原因未知的角落白Mura,首先进行了大量的排查和推理,初步判定异常来源于成盒工艺(Cell)段,利用气相色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)设备测试并对比了角落白Mura区域与正常区域的液晶纯度、液晶组份和框胶溶出的差异,最后探讨了其形成的机理。结果表明角落白Mura区域液晶组份发生较大变动,液晶组份挥发是角落白Mura产生的主因。通过优化贴合时的真空抽气时间、真空保持时间、液晶滴下点数、液晶与边框胶距离等一系列的改善措施,使产品的角落白Mura发生率从16.59%降到了0.001%以下管控范围。实验有效解决了角落白Mura异常并为今后类似Mura类不良的对策提供了思路,同时提升了公司的效益和竞争力。     

网状斑点不良分析研究

针对网状斑点(Emboss Mura)不良现象进行系统研究,确定不良发生的机理,并找到有效的改善措施。首先通过半导体参数测试设备和改变电压、频率等方法测试Mura电学特性,然后采用扫描电子显微镜、椭偏仪对栅极绝缘层进行测量,最后采用扫描电子显微镜、X射线电子能谱对玻璃基板背面Mura形貌和成分进行测试,对Mura产生的原因提出合理的解释,并给出有效的改善措施。结果表明,Emboss Mura是干刻反应腔下部电极的阵列凸起划伤玻璃基板背面和凸起碎屑粘附在划伤处形成的。通过更改电极凸起的形状、结构、材质以及下部电极清洁方式、优化电极温度、增加PI膜厚等方式可以极大降低不良的发生率。     

TFT-LCD制程中Sand Mura的失效模式分析及改善研究

在薄膜晶体管液晶显示器件(TFT-LCD)的制作过程中,Mura是一种常见的不良现象,它可以直接影响到产品的画面品质。本文结合生产工艺的实际情况,采用宏观微观检查设备Macro/Micro(M/M)、扫描电子显微镜(SEM)、聚焦离子束测试仪(FIB)等设备进行检测分析,研究了产品开发过程中出现的Sand Mura问题。实验结果表明,Sand Mura发生的主要原因是像素电极ITO在刻蚀过程中由于过刻发生断裂,导致在通电时该处液晶分子偏转发生异常,进而阻挡了光的透过而形成暗点;通过变更ITO薄膜的厚度及刻蚀时间等一系列措施,防止了像素电极在PVX过孔处因过刻引起的断裂,不良发生率降至0.3%,产品质量得到了很大的提高。此外,过孔设计优化方案有助于新产品开发阶段避免该不良的发生,为以后相关问题的研究奠定了一些理论基础。     

未确认Mura分析及改善对策

未确认Mura是一种能够影响TFT-LCD画面品质的不良。文章对未确认Mura不良进行了详细的分析,认为扇形区域出现有源层残留是导致未确认Mura不良发生的原因,介绍了一种通过变更曝光工艺条件来解决此种不良的方法,并通过试验论证了此方法的量产可行性。     

局部增强压焊块铝层厚度的工艺方法

针对目前铜线封装对芯片压焊块的铝层厚度要求较高的问题,通过改进芯片制造工艺流程,对芯片内部压焊块的铝层进行单独地加厚。以便同时满足芯片封装厂采用铜线打线和芯片制造厂金属刻蚀工艺难易的要求。做法为,在钝化层刻蚀完成后,再生长一层足够厚的金属层,进行钝化层反版的光刻以及湿法刻蚀,只保留下压焊块区域的金属层,此时压焊块区域就...     

横线Mura的分析与改善

横线Mura是一种在TFT-LCD生产过程中产生的不良,对于画面品质有较大的影响。文中对横线Mura发生的原因进行分析,通过对金属膜层的应力测量及分析不良区域金属断面结构,认为横线Mura的发生是由于在栅电极成膜过程中,玻璃基板中心和边缘的Mo金属层的应力差异较大,造成在应力释放后Mo金属层与玻璃基板之间结合不紧密,从而影响到栅电极与源电极间的寄生电容参数发生变化和信号电平发生偏移。提出对栅电极膜层结构进行调整,将栅电极底层Mo金属膜去除可以有效地降低不良的发生比率,并进行了相关验证。     

大尺寸TFT-LCD ECCP刻蚀工艺低耗整合

为简化大尺寸液晶面板四次光刻法的刻蚀工艺、减少有毒气体使用、降低射频功率消耗,在2 200mm×2 500mm大尺寸玻璃上,采用正交实验设计,验证了功率、气压、反应气体和比例等参数对各刻蚀步骤刻蚀速率、均一性和选择比的影响关系,从而得到各膜层的最佳工艺条件。在Enhance Cathode Couple Plasma Mode(ECCP)刻蚀模式下,采用新刻蚀条件合并薄膜晶体管有源区非晶硅、光刻胶、湿刻后源极和漏极剩余金属钼以及沟道非晶硅层干法刻蚀。利用扫描电子显微镜(SEM)对薄膜电学特性进行测试,结果显示,金属钼的刻蚀可以采用一次两步干法刻蚀,"2干2湿"刻蚀可以整合为"1干1湿"。整合后总刻蚀工艺时间减少16s,减少了氯气使用量和RF总功率。试验改进了均一性和刻蚀率,同时对于下底衬具有良好的选择比,保持了良好的形貌,为大批量"1干1湿"生产提供了依据。     

40nm一体化刻蚀工艺技术研究

用金属硬掩模层(MHM)进行一体化(AIO)刻蚀的工艺是40 nm节点后道工序的关键工艺技术。阐述了40 nm低功耗芯片工艺研发过程中,一体化刻蚀工艺开发所遇到的诸多工艺难题,并对其产生的机理进行了深入分析。结合工艺设备与工艺特性,进行了刻蚀实验并对刻蚀工艺条件进行了优化,使用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品形貌进行了观测,采用电迁移测试结构对通孔样品的可靠性进行了测试,结果表明,氮化钛厚度、沟槽剖面形貌和顶部缺口形貌得到优化,双大马士革凹槽形貌、通孔剖面形貌以及通孔底部完整性得到较好控制,解决了氟化钛残留问题,有效解决了一体化刻蚀的工艺难题。     

基于TSV技术的CIS芯片晶圆级封装工艺研究

基于TSV技术的封装技术是目前MEMS产品、存储器、3D IC封装中的高端和热点技术.本文论述了在国内处于领先并正在量产化研究阶段的基于TSV技术的CIS芯片晶圆级封装工艺流程.通过理论分析和实验,重点研究了在封装流程中将铝刻蚀、去胶提前到金属镀覆之前的意义和所出现的镍滋生问题.研究表明,将铝刻蚀、去胶提前到金属镀覆之前可以缩短去胶时间,减少光刻胶的残留和金属镀覆层数;通过延长金属镀覆过程中每次UPW冲洗时间,在EN Ni中防止镀液结镍,并在镀锌时降低锌液的粘附性和镀锌后增加硝酸清洗步骤,即可消除镍滋生.以上研究对于提高封装效率和合格芯片率,降低成本是很有意义的.     

大屏幕场致发射显示器薄膜型精细金属电极的研制

在洁净的玻璃基底溅射Cr-Cu-Cr复合薄膜,利用光刻和湿法刻蚀技术制备了大屏幕场致发射显示器薄膜型精细金属电极.讨论了不同腐蚀液对金属Cr刻蚀的影响,借助视频显微镜和台阶仪测试刻蚀后的电极形貌,结果表明,用质量比为6∶3∶100的KMnO4、NaOH和H2O的混合液腐蚀Cr膜的刻蚀速率平稳,刻蚀后的Cr电极边缘整齐,内向侵蚀少.此外,分析了FeCl3刻蚀液对Cu膜的刻蚀机理,讨论了刻蚀液在静置和循环条件下对制备FED薄膜型精细电极的影响,借助视频显微镜测试刻蚀后的电极形貌,结果表明,FeCl3刻蚀液在循环条件下刻蚀Cu膜速度均匀,刻蚀后电极边缘整齐.     

载盘预处理对纯铝薄膜小丘生成的影响

在TFT Array制程中,使用刚刚更换过清洗品的载盘生产纯铝薄膜时,基板周边常常会出现小丘,小丘的生成将严重影响产品的电学性能和良率。本文通过生产线上常用的阵列宏微观缺陷检查机对纯铝薄膜表面进行观察并存图,利用MATLAB软件对图片进行分析和计算,实现了工厂端对小丘发生情况的快速识别和比对。本文就可能影响小丘生成的纯铝薄膜膜厚、载盘预处理时间以及成膜后玻璃基板在加热腔室内的停留时间等几个因素设计了正交和单因素实验。实验结果表明,载盘的预处理时间是影响小丘生成的首要因素,当载盘预处理时间大于90 min,膜厚为铝/钼300/80nm,成膜后基板在加热腔室不停留的情况下,可以获得表面几乎无小丘的纯铝薄膜,这一结果对有效避免生产过程中因更换清洗品等原因导致的小丘生成具有重要的意义。     

TFT-LCD边缘彩点Mura解析和改善

通过对各项不良改善措施的验证,总结出包括画素设计、制程、材料等可以对边缘彩点Mura进行有效改善的措施。将边缘彩点Mura不良发生率由35%降低到0,有效的提高了产品的良率。     

SLOC传感器光刻干燥不良的改善

液晶面板上配单层触控传感器(Single Layer On Cell,SLOC)产品在完成传感器光刻工艺后,在宏观检查机上观察,基板的彩膜倒角侧存在大面积的不良(Mura),测试不良区域与正常区域的关键尺寸(CD)值,不良区域的CD值明显偏大,部分点位超出管控指标;另外,SLOC产品在生产工艺后段模组段缺陷不良高发,缺...