了解FPD(平板顯示)前段制造TFT Array Fab中的靜電問題
1. 關(guān)鍵詞:
FPD:Flat Panel Display,平板顯示,當(dāng)今主要包括TFT-LCD、LTPS-AMOLED(剛性屏與柔性屏)
TFT:Thin Film Transistor,薄膜晶體管,LCD與AMOLED FPD顯示器的基本驅(qū)動元器件,當(dāng)前FPD的TFT技術(shù)類型包括a-Si、LTPS、IGZO等
TFT Array Glass:TFT陣列玻璃,上面包括LCD產(chǎn)品顯示的基本驅(qū)動電路元件,是LCD產(chǎn)品顯示面板兩塊玻璃之一
CF Glass:Color Filter Glass,彩色濾光玻璃,是LCD產(chǎn)品顯示面板的另一塊玻璃
LCD:Liquid Crystal Display,液晶顯示器
Mother glass:母板玻璃,F(xiàn)PD產(chǎn)品前段Fab與中段Cell的產(chǎn)品型態(tài),一張mother glass上可以切出多塊顯示屏的面板(single panel)
2. FPD產(chǎn)品的全段制造過程
FPD產(chǎn)品的生產(chǎn)制造分為Front-end前段(TFT Array Fab, Color Filter Fab)、Middle-end中段(Cell成盒裝配)與Back-end后段(Module裝配)。其中以front-end Fab為FPD產(chǎn)品制造涉及的生產(chǎn)工藝技術(shù)最為核心(這也是后端模組工廠客戶以及FPD終端客戶很少有機會接觸到的產(chǎn)線),同時也是靜電影響FPD產(chǎn)品生產(chǎn)良率、產(chǎn)品可靠性最為主要的生產(chǎn)過程。

圖1.LCD FPD產(chǎn)品的全段制造階段
3. FPD產(chǎn)品Front-end Fab產(chǎn)線中的靜電風(fēng)險簡覽
FPD產(chǎn)品front-end Fab階段,以TFT array Fab的生產(chǎn)過程中的靜電導(dǎo)致的問題為主。
TFT Array Fab生產(chǎn)過程,就是在mother glass上通過與半導(dǎo)體wafer Fab類似的工藝技術(shù)制作出TFT器件為主的array線路的各膜層器件元件。而TFT的fab過程中TFT glass的各種產(chǎn)品型態(tài)就容易受到較強的靜電作用,從而導(dǎo)致其中局部線路元件的電性損壞,參見前述的文章《概說靜電對于微電子產(chǎn)業(yè)的影響》。
圖2. BCE a-Si TFT產(chǎn)品的5層光罩生產(chǎn)流程
而TFT array各膜層的大量生產(chǎn)工序涉及的工藝操作都會產(chǎn)生并會不斷累積高靜電,從而TFT array glass的靜電損壞來自于這些高靜電帶電的生產(chǎn)工序。
圖3.FPD前段制造TFT Array Fab段每膜層線路的主要生產(chǎn)制程與流程
TFT array Fab生產(chǎn)過程中的靜電產(chǎn)生與累積
TFT array fab中大量生產(chǎn)工序包括低壓真空環(huán)境下的沉積鍍膜、刻蝕與常壓環(huán)境下的涂覆、曝光、檢測等。
以常壓環(huán)境的生產(chǎn)設(shè)備exposure(曝光)為例,TFT array glass進入設(shè)備中,完成曝光過程,再送出設(shè)備的過程,就會在glass上累積大量的靜電(尤其是使用多年的設(shè)備,玻璃帶高靜電顯著更高)。而這種glass操作產(chǎn)生大量靜電的過程,在其他設(shè)備上也是常見的。
圖4.FPD前段制造中典型的靜電產(chǎn)生的情形:FPD玻璃在真空平臺上的放置-liftup過程
TFT array Fab產(chǎn)線中都有很多rolling transfer線體用于在不同工序間來穿傳送array glass。而glass在roller上的傳送過程就會不斷在glass背面累積大量的靜電。
圖5.FPD前段制造中玻璃rolling傳送中的靜電起電并會持續(xù)累積靜電的情形
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