FPDのArray工程とは？――大型基板上にTFTと画素配線を作る
FPDのArray工程で行う洗浄、成膜、フォトリソグラフィ、エッチング、熱処理、検査の流れを説明する。
この記事の結論
- Array工程は大型基板上へTFT、画素電極、配線を形成する前半工程
- 成膜、フォト、エッチング、洗浄、熱処理、検査を複数回繰り返す
- 大型基板全面で膜厚、線幅、電気特性、欠陥を揃える必要がある
まず結論
Array工程は、Glassなどの大型基板上へ、各Subpixelを制御するTFT、画素電極、Gate・Data配線を作る工程です。半導体の前工程に似た加工を使いますが、基板が大きく薄いため、搬送と面内均一性が大きな課題になります。
基本的な繰り返し
代表的には次の処理を、作る層ごとに繰り返します。
- 基板を洗浄する
- 金属、絶縁膜、半導体膜などを成膜する
- Photoresistを塗布する
- 露光・現像してMaskを作る
- WetまたはDry Etchingで膜を加工する
- Resistを剥離し、洗浄する
- 必要に応じて熱処理する
- 膜厚、寸法、欠陥、電気特性を検査する
主な形成物
製品構造により順序は異なりますが、Gate電極・配線、Gate絶縁膜、半導体層、Source・Drain電極、Passivation膜、Pixel電極などを形成します。
Color FilterをTFT基板側へ形成する方式や、Touch Sensorを同じ基板へ統合する方式もあります。
成膜
PECVD、Sputteringなどで絶縁膜、半導体膜、金属膜、透明導電膜を作ります。膜厚、組成、応力、抵抗、密着、基板全面の均一性を管理します。
大型基板ではGas流れ、Plasma密度、電極間隔、温度分布が位置による差を生みます。
Photolithography
大型基板へResistを均一に塗り、Mask Patternを露光します。複数回の露光をつなぐ場合はStitching精度、既存層へ重ねるOverlay、基板伸縮補正が重要です。
Etching
Wet Etchingは薬液反応を利用し、大面積処理や高いSelectivityに向く場合があります。Dry EtchingはPlasmaなどを使い、細かな形状制御に向きます。
膜材料と必要形状に応じて使い分け、線幅、Taper、残渣、下地Damage、面内Etch Rateを管理します。
検査・Repair
Particle、Short、Open、膜欠陥、Pattern欠陥、TFT特性を検査します。大型Panelでは一つの欠陥が製品領域を失わせるため、欠陥位置を特定してLaser Repairなどを行う場合があります。
半導体前工程との違い
基礎技術は共通しますが、FPDは数メートル級のGlassを扱う場合があり、たわみ、割れ、搬送、熱履歴、面内均一性の影響が大きくなります。線幅だけでなく、広い面積を安定量産する能力が重要です。