Transcript f14-TFTLCD생산공정

CONTENTS
Ⅰ. INTRODUCTION
Ⅱ. TFT LCD 제조 공정
Ⅱ-1. TFT 제조공정
Ⅱ-2. COLOR FILTER 제조공정
Ⅱ-3. CELL(LCD) 제조공정
Ⅱ-4. MODULE 제조공정
Ⅲ. 단위공정 설명
Ⅲ-1. 증착공정
Ⅲ-2. PHOTO공정
Ⅲ-3. WET공정
Quality, Speed and Trust
Ⅱ. TFT LCD 제조 공정
TFT-LCD는 COLOR FILTER기판과 TFT기판 사이에 액정이 채워져 있는 구조로
되어 있으며 제조공정으로 TFT공정, COLOR FILTER공정, CELL공정,
MODULE공정으로 나뉜다.
TFT 공정 : 유리기판 위에 증착(DEPOSITION),
사진식각(PHOTOLITOGRAPHY),
식각(ETCH, STRIP)공정 등의 반복을 통해 유리기판 위에
박막 트랜지스터 배열을 제작하는 공정
C/F 공정
: BLACK MATRIX가 형성된 유리기판 위에 염료나 안료를 사용하여
R,G,B 의 COLOR FILTER층을 제작하여 공통 전극용 ITO를 형성하는
공정
CELL 공정 : 공정이 완료된 TFT기판과 C/F기판을 일정한 틈이 유지되도록 합착한
후 그 틈 사이로 액정을 주입하여 LCD PANEL 을 만드는 공정
MODULE 공정 : 신호처리를 위한 회로부를 제작하고 이를 실장기술을 통해 LCD
PANEL에 연결한 후 부속 기구물을 부착하여 제품을 만드는 공정
Quality, Speed and Trust
Ⅱ. TFT LCD 제조 공정
Ⅱ-1. TFT 제조공정
- 증착, PHOTO, WET공정이 일괄로 구성
증 착
기 능
생산 장비
사용 원료
DRAIN
비
고
1)
2)
3)
4)
반도체막
절연막
GATE 전극
소스/드레인
1) CVD :반도체막
2) SPUTTER
:금속막
1) SiH4 : 반도체막,
절연막
2) Cr,Al,ITO,Mo :
금속막
3) N2,Ar : 반응개스
1) TOXIC 개스-배기
2) HF 폐수-1 차
SCR’ 수
3) AA 폐수-소량
1) DI 세정기 포합
PR 도포
1) 증착막에
감광제 도포
1) COATER
1) PR
( SOLVENT+
RESIN+ 감광제)
1) PR
2) ORG 폐수
3) 유기 배기
4) THINNER
1) Particle 에취약
2) DI 세정기 포함
3) PHOTO 공정
노광
현 상
식 각
1) PR 에 MASK
패턴의 빛주사
2) PR 의 현상액
용해성 부여
1) 빛에 주사된
PR 현상(제거)
2) PR 패턴형성
1) 현상된 부분의
증착막 제거
1) 노광기
1) U/V
2) LASER, X-RAY
1) 일반열
2) 유기 배기
1) PHOTO 공정
박리
(STRIP)
1) 패턴으로 형성된
PR 제거
2) 증착막 패턴형성
1) WET ETCHER
2) DRY ETCHER
1) STRIPPER
1) Al : 인산
2) Cr : 질산
3) ITO : 인산
4) Mo : 과수
5) Si : 불산
1) STRIPPER
2) IEC-06
3) DEVELOPER
1) DEVELOPER
2) PR
인산, 질산, 불산
과수, A/A 등
1)
2)
3)
4)
1) PHOTO 공정
1) 무기 폐수 다량
발생
2) WET 공정
1) 유기 폐수 다량
발생
2) WET 공정
1) DEVELOPER
1) DEVELOPER
유기폐수
STRIPPER
IEC-06
DEVELOPER
•세정은 각 공정사이에 있으며 DI 및 HOT DI를 주로 사용하여 IPA등유기용제도 사용하며, DRAIN수로는 주로 A/A 폐수, DIR(산,순수,
유기)
등이 있슴.
Quality, Speed and Trust
Ⅱ. TFT LCD 제조 공정
Ⅱ-2. C/F 제조공정
• BALCK MATRIX 및 ITO공통전극을 형성하기 위한 증착공정 및 R/G/B COLOR FILTER층을 형성하기 위한
PHOTO공정이 구분되어 구성
1) 층작공정 (BM형성)
증 착
기 능
1) BM 막 형성
2) TFT 광열화
방지
3) 색 선명도 향상
PR 도포
1) BM 막에
감광제 도포
노광
현 상
식 각
박리
(STRIP)
1) PR 에 MASK
패턴의 빛주사
2) PR 의 현상액
용해성 부여
1) 빛에 주사된
PR 현상(제거)
2) PR 패턴형성
1) 현상된 부분의
증착막 제거
1) 폐턴으로 형성된
PR 제거
2) BM 패턴형성
1) DEVELOPER
1) DEV. RECYCLE
장치
1) WET ETCHER
2) DRY ETCHER
1) STRIPPER
1) CVD :절연막
2) SPUTTER
:금속막
1) COATER
1) 노광기
1) Cr , Cr/Cr0x
2) 수지 BM
1) PR
( SOLVENT+
RESIN+ 감광제)
2) BM PR
3) THINNER
1) U/V
2) LASER, X-RAY
DRAIN
1) Cr, 열-배기
2) 냉각수 결로
1)PR/ BM PR
2) 유기/열 배기
3) 유기 폐수/폐액
비
1) DI 세정기 포합
2) 수지 BM 은
증착공정 없슴.
생산 장비
사용 원료
고
3) Particle 에취약
4) DI 세정기 포함
3) PHOTO 공정
1) 열배기
1) PHOTO 공정
1) DEVELOPER
2) CD150cr
1) Cr : 질산
2) ITO : 인산
1) STRIPPER
2) IEC-06
3) DEVELOPER
유기폐수
STRIPPER
IEC-06
DEVELOPER
1) DEVELOPER
2) CD150
3) 열/산배기
1) 질산, A/A 등
2) Cr 배기
1)
2)
3)
4)
1) PHOTO 공정
1) 무기/유기
폐수 다량발생
2) WET 공정
1) 유기 폐수 다량
발생
2) WET 공정
Quality, Speed and Trust
Ⅱ. TFT LCD 제조 공정
Ⅱ-2. C/F 제조공정
2) PHOTO공정 (R/G/B COLOR형성)
감광제 도포
기 능
1) BM 막에 감광제 도포
노광
1) MASK 패턴의 빛을
감광제에 주사
2) 감광제 현상성부여
1) 노광기
생산 장비
1) COLOR COATER
사용 원료
1) R/G/B 컬러 감광제
(아크릴/에폭시 + 안료)
1) U/V
2) LASER, X-RAY
DRAIN
1)PR/MIX
1) 유기/열 배기
1) 열배기
비
안료분산법(P4 적용공정)
고
현 상
1) 빛에 주사된 감광제 현상
(제거)
2) 감광제 패턴형성
1) DEVELOPER
1) CD150cr
1) 질산폐수
2) CD150
3) 열/산배기
Quality, Speed and Trust
Ⅱ. TFT LCD 제조 공정
Ⅱ-3. CELL 제조공정
세 정
배향막 인쇄
배향 형성
1) 얼룩/입자 세정
1) 기판에 배향막
인쇄
1) 액정의 일정한
배향성 부여
생산 장비
1) Roll Brush
2) Cavitation Jet
3) Mega Sonic
1) PI 인쇄기
2) PI 소성기
1) RUBBING 기
사용 원료
1) DI
2) 초음파
1) 배향막
(POLIIMIDE)
2) IPA
기 능
DRAIN
비
고
1) A/A,유기폐수
2) IPA, STRIPPER
3) SOLVENT 류
1) 각 공정 전/후
1) 유기/solvent
1) U/V
2) LASER, X-RAY
1) 열배기
1) 배향막에 인쇄
SEAL/ SPACER
인쇄/도포
합착/경화/절단
액정주입/봉지
1) PANEL 내부에
GAP 형성
2) 액정 LEAK 방지
1) 상하기판 결합
2) 개개의 기판
으로 분리
1) CELL 내부에 액정
주입
2) CELL 내/외부
마감
1) SEAL 인쇄기
2) SPACER 산포기
1) 합착기
2) 경화기
3) GRINDER
1) LC DISPENSER
1) SEALANT
(고분자 유기수지)
2) SPACER
(플라스틱)
1) 액정
(고분자 유기화합물)
2) IPA, SOLVENT
1) 열배기
1)
2)
3)
4)
1) 열백기
2) A/A 폐수
유기폐수
STRIPPER
IEC-06
DEVELOPER
1) 유기 폐수 다량
발생
2) WET 공정
Quality, Speed and Trust
Ⅱ. TFT LCD 제조 공정
Ⅱ-4. MODULE공정
신호처리를 위한 회로부를 제작하고 이를 통해 LCD PANEL에 연결한 후
부속 기구물을 부착하여 제품을 만드는 공정
Quality, Speed and Trust
Ⅲ. 단위공정 설명
Ⅲ-1. 증착공정
유리판위에 균일하고 일정한 막-절연막, 반도체막,각종전극(GATE, ITO), BLACK MATRIX, PIXEL, SOURCE
DRAIN-을
COATING하는 방법 중 하나로 공정장비로 PECVD 및 SPUTTER등이 있습니다.
PECVD
: 고온, 진공, 고전압등이 형성된 상태에서 증착하고자 하는 기체를 플라즈마 상태로 분해하여 기판에
증착
SPUTTER
: Ar, He등 불활성기체에 직류고전압을 걸면 전자들이 가속되어 기체가 이온화 되면서 플라즈마가
형성된다. 이때의 Ar등의 이온이 증착하고자 하는 목적물질(TARGET)금속판에 충돌하면서 TARGET
물질이 뛰어나와 기판에 증착
공 정 명
원료 물질/ 증착 물질
사용 장비
ETCH STOPPER
SiH4, NH3, N2 / a-SiNx
PECVD, TFT 공정
보호막
SiH4, NH3, N2 / a-SiNx
PECVD, TFT 공정
GATE 절연막
SiH4, NH3, N2 / a-SiNx
PECVD, TFT 공정
반도체막
GATE
SiH4, H2 / a-Si : H
PECVD, TFT 공정
패턴형성 방법
불소 에칭(DRY, WET)
/ Ta, Cr, Al, Al-Ta
SPUTTER, C/F 공정
혼산에칭(WET)
PIXEL
/ ITO
SPUTTER, C/F 공정
인산, 질산, 염산, 초산
SOURCE DRAIN
/ Ti, Cr/Al, Cr/Al-Ta, Cr/Al/Al-Ta SPUTTER, C/F 공정
BLACK MATRIX
/ Cr
SPUTTER, C/F 공정
ITO
/ ITO
SPUTTER, C/F 공정
Quality, Speed and Trust
Ⅲ. 단위공정 설명
Ⅲ-2. PHOTO 공정
특정한 화학약품(PHOTO RESIST)이 빛을 받으면 화학반응을 일으켜 성질이 변화하는 원리를 이용하여 얻고자
하는 패턴의 MASK를 사용하여 빛을 선택적으로 PR에 조사함으로써 MASK의 패턴과 동일한 패턴을 형성시키는
공정입니다.
시
PHOTO공정이란
반도체 및 LCD공정에서
증착된 박막위에 감광제를
도포한 후 정렬,노광, 및
현상공정을 통해 박막에
일정한 패턴을 형성하는
공정
작
표면처리
PR 도포
SOFT BAKE
정렬/노광
현상(DEVELOP)
Quality, Speed and Trust
Ⅲ. 단위공정 설명
Ⅲ-3. ETCHING/STRIP 공정
PHOTO공정이 완료된 후 패턴을 선택적으로 형성시키기 위해서 GAS 플라즈마로 부터 만들어진 원자는
RADICAL또는 ACID CHEMICAL을 이용하여 TFT제조 공정 중 게이트전극, 소스드레인 전극, 화소전극, 및
보호막을 이루는 물질을 부식시켜 제거하는 공정으로 전자는 DRY ETCH, 후자를 WET ETCH라 합니다. 이중
DRY ETCH는 WET ETCH와 비교하여 반응속도가 빠르고 미세 형상을 식각할 수 있으며 진공 CHAMBER에서
반응이 이루어지므로 안전합니다. 현재까지는 WET ETCH가 주를 이루고 있으나 점차 대체되어가는 추세입니다.
STRIP공정은 ETCHING의 후속공정으로 패턴을 선택적으로 형성하기 위하여 ETCHING의 보호막 역할을 한
PR을 제거하는 공정입니다.
증착막
1.증착
PR
GLASS
2.PR도포
증착막
GLASS
PR
PR
PR
3.PR현상
증착막
GLASS
PR
PR
PR
증
착
막
GLASS
PR
PR
PR
증
착
막
4.ETCH
5.STRIP
GLASS
Quality, Speed and Trust
Ⅱ. TFT LCD 제조 공정
TFT-LCD
: THIN FILM TRANSISTER LIQUID CRYSTAL DISPLAY
배향막
: POLYAMIC ACID(고온처리형), POLYIMIDE(저온처리형)
PECVD
: 고온, 진공, 고전압등이 형성된 상태에서 증착하고자 하는 기체를 플라즈마 상태로 분해하여 기판에 증착
GATE INSULATOR (SiNx, SiO2), ACTIVE LAYER (a-Si, na-Si), PASSIVATION(SiNx, SiO2)
SPUTTER
: Ar, He등 불활성기체에 직류고전압을 걸면 전자들이 가속되어 기체가 이온화 되면서 플라즈마가 형성된다.
이때의 Ar등의 이온이 증착하고자 하는 목적물질(TARGET)금속판에 충돌하면서 TARGET물질이 퀴어나와
기판에 증착
GATE : Cr, Al, Al/Ta, PIXEL : ITO, SOURCE : Ti, Cr/Al, Cr/Al-Ta, BM : Cr, 상판용 ITO : ITO
PR
: 빛에 의해 분자구조가 바뀌어 현상액에 선택적으로 용해가 가능한 물질로 SOLVENT, POLYMER,
SENSITIZER로 (PHOTO RESISTER)
구성됨
POLYMER
그렇지
: PR의 본체를 이루는 물질로서 물에잘녹는 NOVOLAK RESIN, 유기용제에 녹는 합성고무등으로
구성되어 빛을 받아 성질이 변형되는 SENSITIZER와 반응하여 현상액에 씻겨나가거나 또는
않게되는 물질
SENSITIZER : 빛을 받아 성질이 바뀌어 PR의 POLYMER가 알칼리성 수용액에 씻겨 나가거나 또는 SOLVENT성
현상액에 씻겨나가지 않도록한는 물질
SOLVENT
: POLYMER와 SENSITIZER를 녹여서 취급이 용이하도록 하는 물질로 PR의 대부분(60%정도)를
차지하며 PR도포 후 건조시 증발됨
노광기
: UV(248nm-256MD, 193nm-1GD), X-RAY
현상액
: NaOH, KOH, TMAH, TEAH등이 있슴.
프라즈마
: 이온화된 기체상태, 서로 반대전하를 띤 입자,즉 전자와 원자핵이 뒤섞여 존재함 (고온기체는 전기적으로 중성인
원자들로만 이루어짐) 따라서 전체적으로 중성이지만 국부적으로 이온과 전자사이의 전하분리에 의해 전기장이
형성되어 전류와 자기장이 발생한다.
Quality, Speed and Trust
Ⅱ. TFT LCD 제조 공정
DRY ETCH
: 진공과 GAS, RF POWER의 3조건하에서 형성되는 가스 플라즈마로부터 만들어진 원자나 자유기(RADICAL)와
같은 반응성 물질과 가판에 증착된 물질이 반응하여 휘발성 물질로 변하는 현상을 이용한
식각방법이다. 반응속도
굿, 미세식각가능
(PR,유기물 : 산소, 반도체막 : CF4+O2, CHF3..,절연막 : SF6+O2..)
WET ETCH
STRIP
: 증착막 PATTERN을 선택적으로 형성시키기 위해서 ACID CHEMICAL을 이용하여 게이트전극, 소스 드레인전극,
화소전극 및 채널보호막을 이루는 물질들을 부식시켜 제거하는 공정, MASK역할을 한 PR을 제거하는 공정
(Cr : 세릭암모늄, Al : 혼산(인산+질산+초산+물), ITO : 혼산(제이염화철+염산+질산),
SiNx : 버퍼드 불산(불화암모늄+불산)
COLOR FILTER
: 염료, 안료, 수지 등의 고분자 유기화합물 - 취급상 유기용제가 필요함
유리기판 투께
BM투께
수지 BM
컬러층
보호막
ITO두께
배향막두께
:
:
:
:
:
:
:
0.7~1.1 mm
1500~2000옹스트롱
1.0~1.5마이크로미터
1.0~2.0마이크로미터
1.5~3.0마이크로미터
0.1~0.3마이크로미터
500~1000옹스트롱
Quality, Speed and Trust