阵列工艺的主要设备

3.1　阵列工艺的主要设备

TFT制造设备主要包括清洗设备、成膜设备、光刻设备、搬运设备、控制设备、检测设备和修复设备。在TFT的制造企业，这些设备都以设备群的形式投入。

“工欲善其事，必先利其器。”在TFT-LCD的制造过程中，阵列工艺是核心技术，而阵列工艺中制膜质量的均匀性和厚度的均匀性、曝光设备的精度、各道工序的重复性是保证高质量TFT电学性能的基础。制备高质量的TFT必须要有优良的设备，TFT的技术进步首先是设备技术的进步，工艺技术的进步主要通过设备改造体现的。现代大规模工业化生产的许多技术已经集成在设备中。因此，TFT设备投资是TFT-LCD制造业的主要投资。表3.1给出了TFT阵列工艺必备的主要设备。这些设备的配置可以根据生产规模和生产内容灵活调整，一般溅射和化学气相沉积、等离子增强化学气相沉积都是多台配置，这样，一方面可以提高生产能力，另一方面可以保证生产的不间断性。曝光机（exposure system）也是根据不同的要求和条件多台配制的。如果要制造多晶硅，还要配制必要的激光退火设备或金属诱导设备等。

表3.1　阵列主要设备及用途

（续表）

在考虑工艺技术改进与设备技术进步的同时，也要考虑设备配置的优化技术，即所谓的组线技术或组线方案。

第4代以上的TFT制作线开始追求完美的自动化（reinforced automation），要求实现现代集成化制造技术，直接传送（just in time，JIT），具有储料（stocker）功能的装卸系统、稳定的传送系统、带有中心支架的玻璃基板架和Inline系统。

现代集成化制造技术包括快速传送系统、——库存和检索的组合、带有等级分类功能的库存和检索、先进的材料自动处理系统。

实时传送系统包括全自动过程控制、有条件的跳步（step skip）和工艺控制（recipe control）、批次异常时的过程控制、批次自动监视和检测。

数据可追溯系统包括从阵列到模块的数据可追溯性、液晶盒和玻璃等级数据追溯、设备等级数据追溯、计算机综合分析系统（倾向管理数据、原始数据、预期数据）。

生产线控制系统包括生产线状态实时监视、联网的数据上报系统、全参数管理、生产线控制室。

TFT制造设备可以按功能集中配置，这样设备利用率比较高，也可以按工艺流程配置。第4代以上的生产线基本上都采用按工艺流程来配置设备，这样虽然设备的共享率降低了，但同时降低了各道工序间交叉污染的可能性，这对于大基板提高合格率更有利。更重要的是提高了生产能力，有利于实现玻璃基板在各道工序间的自动化传递。

设备配置方法的比较见表3.2。按工艺流程分开放置设备的好处是周转时间短、交叉污染的机会大大减少。这两点对于大规模自动化工业生产特别重要。

表3.2　设备配置方法的比较

在TFT制造过程中，工序之间的玻璃基板的传递随着基板的增大越来越重要。这对设备的安排也提出了新的要求。图3.1所示是设备配置方式的比较。图3.2所示是第4代生产线直接传递方式与传统传递方式的比较。第5代生产线是按工艺流程配置设备的，基板传递采用了封闭式自动化通道传递方式。如图3.3所示，Bay-Stocker是基板传送通道，EQP是生产设备。

运输通道是净化间内部的高级净化通道，TFT净化间要求万级净化度，通道内则要求百级净化度。通道具有输运与存储的双重功能。

图3.1　不同设备配置的结构方式的比较

图3.2　直接传送

图3.3　第5代线TFT玻璃基板通道式传递示意