林瑯 王亞莉

摘 要：以玻璃基板表面殘留的各種微粒（Particles）的去除率為依據(jù)，研究TFT—LCD生產(chǎn)清洗工藝中HPMJ的洗凈壓力、NOZZLE和洗凈對(duì)象物間的距離等因素對(duì)玻璃基板表面Particles清洗效果的影響，探討這些因素的作用機(jī)理，為TFT-LCD生產(chǎn)提供最佳的超高壓清洗工藝方法。

關(guān)鍵詞：TFT-LCD；HPMJ；洗凈工藝

在TFT—LCD（Thin Film Transistor 薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管LCD）生產(chǎn)過程中，清洗的主要目的是去除玻璃基板表面殘留的Particles。目前TFT—LCD制程的清洗工藝經(jīng)常采用的清洗方法有超紫外清洗、毛刷滾刷清洗、超高壓微射流清洗HPMJ（SUPER HIGH PRESSURE MICRO JET）以及超純水沖洗等。其中HPMJ洗凈對(duì)于粒徑1～5um的Particles的清洗效果很好。它利用高壓泵加壓壓縮將洗浄液霧化為高速噴射的微小液滴沖撞對(duì)象物體，利用崩潰時(shí)的Jetting去除Particles。具有洗凈性大、洗凈液的使用量少、洗凈范圍廣等特點(diǎn)。本文通過改變HPMJ的壓力和Nozzle與洗凈對(duì)象的距離，以Particles去除率為依據(jù)，探討了HPMJ各硬件條件對(duì)清洗效果的影響。并從抑制N+小泡的角度，得出最佳的HPMJ硬件調(diào)整參數(shù)。

1 試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)樣品與設(shè)備 試驗(yàn)的樣品采用康寧0.5T玻璃基板50枚并完成GATE層的制作及鍍上N+非金屬膜，尺寸為1500mm X 1800mm。清洗設(shè)備為ASAHI AF6200S清洗機(jī)，主設(shè)備為東京電子CL1700。Particles數(shù)量測(cè)試的設(shè)備采用Particle Counter（微粒計(jì)量機(jī)）。Particles測(cè)試結(jié)果根據(jù)Particles的粒徑大小分為S（3um以下）、M（3～5 um）。

1.2 試驗(yàn)方法 ①分別用9MPa、10MPa、11MPa的壓力加壓洗凈液，其他清洗條件相同。清洗前后測(cè)試殘留在玻璃表面的Particles數(shù)量，計(jì)算Particles的去除率，計(jì)算公式為：Particles去除率=（清洗前Particles數(shù)量-清洗后Particles數(shù)量）/清洗前Particles數(shù)量。另一方面統(tǒng)計(jì)N+小泡的發(fā)生率。②Nozzle和洗凈對(duì)象物間的距離分別調(diào)整為80mm、90mm、100mm，并搭配9MPa、10MPa、11MPa的洗凈壓力，清洗前后使用Particle Counter設(shè)備測(cè)試清洗之后玻璃表面的Particles數(shù)量，通過計(jì)算清洗前后玻璃表面的Particles的去除率，得到HPMJ Nozzle與洗凈對(duì)象的距離最佳工藝。

2 試驗(yàn)結(jié)果及其討論

2.1 HPMJ 的壓力與洗凈效果的關(guān)系 表1是HPMJ設(shè)備的高壓PUMP分別采用三種條件下進(jìn)行清洗得到的Particles去除率的結(jié)果。

從結(jié)果看，PUMP加壓11MPa的清洗效果優(yōu)于其他方法。這是因?yàn)镠PMJ的氣壓往復(fù)泵將正常壓力的水不停的加壓，送上安裝機(jī)臺(tái)端的噴頭。由于噴頭噴出的水需要較大的洗凈壓力才能夠?qū)⑺畼O度霧化變成極小的顆粒但是具有較高的噴射速度，打擊Particles表面使其松動(dòng)脫落。所以壓力越大，洗凈效果越好。但是，由于HPMJ主要是用于液晶面板生產(chǎn)線中的曝光工藝，在曝光工藝前玻璃基板表面根據(jù)需要會(huì)鍍一層金屬或非金屬膜。尤其是N+非金屬膜層由于材料和附著力的問題，較大的清洗壓力有可能造成膜脫落變形，形成N+小泡，造成后段制程的線不良。通過PHOTO后KOI量測(cè)50枚基板發(fā)現(xiàn)采用9MPa、10MPa的洗凈壓力后N+小泡的發(fā)生率幾乎為0（分別只有1顆、2顆），而采用11MPa的洗凈壓力，N+小泡發(fā)生率高達(dá)0.13顆/sheet。所以考慮到此風(fēng)險(xiǎn)，采用10MPa的洗凈壓力應(yīng)該是比較理想的。

2.2 NOZZLE和洗凈對(duì)象物間的距離對(duì)清洗效果的影響

圖1 NOZZLE和洗凈對(duì)象物間的距離與PARTICLES去除率的關(guān)系

如圖1所示是HPMJ的洗凈NOZZLE和洗凈對(duì)象物間的距離搭配不同的洗凈壓力與Particles總數(shù)計(jì)算得到的去除率的關(guān)系，從圖中1可以看出，NOZZLE和洗凈對(duì)象物間的距離為90mm，搭配10MPa清洗壓力時(shí)，總Particles去除率最高，達(dá)到71%。在采用10MPa的清洗壓力時(shí)，NOZZLE和洗凈對(duì)象物間的距離采用80mm和90mm，Particles的去除率基本相同， 但都比100mm時(shí)高5%左右。因?yàn)殚g距100mm的時(shí)候，HPMJ對(duì)于沉積在膜層中的Particles或者強(qiáng)力附著在玻璃表面的Particles的洗凈JET作用力較小，去除效果不好。這說明Particles去除率隨著NOZZLE和洗凈對(duì)象物間的距離減少而不斷增大，但是到達(dá)90mm左右時(shí)逐漸穩(wěn)定。考慮到由于HPMJ對(duì)洗凈角度有要求，但是設(shè)備端噴頭間Pitch和數(shù)量又是確定的情況下，只能通過改變NOZZLE和洗凈對(duì)象物間的距離來做調(diào)整。太遠(yuǎn)導(dǎo)致需要更大的流量和壓力，對(duì)越小顆粒Particles的洗凈能力越差，太近無法完整覆蓋，洗凈基板表面達(dá)不到清洗效果。所以，90mm間隙的時(shí)候水打擊在基板上幾乎不會(huì)引起玻璃基板的顫動(dòng)和搬送異常，不會(huì)造成二次污染，清洗效果優(yōu)秀。而80mm間隙的缺點(diǎn)是水對(duì)基板的打擊力稍大，引起玻璃基板上下顫動(dòng)，玻璃基板前進(jìn)不穩(wěn)定，甚至容易產(chǎn)生偏移引發(fā)破片等重大制程不良。所以經(jīng)過試驗(yàn)，90mm是HPMJ洗凈NOZZLE和洗凈對(duì)象物間的距離的最佳選擇。

3 結(jié)論

①本文研究了HPMJ 的洗凈壓力對(duì)于清洗效果的影響，HPMJ采用11MPa的洗凈壓力對(duì)玻璃基板進(jìn)行清洗，清洗效果優(yōu)于其他壓力，Particles去除率達(dá)到69.9% ，Particles去除效果良好。但是由于有N+小泡出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)際工藝流程中還是以10MPa的洗凈壓力為最佳。②在NOZZLE和洗凈對(duì)象物間的距離為90mm，洗凈壓力為10MPa時(shí)進(jìn)行清洗，總的Particles去除率最高，達(dá)到71%，各種粒徑的particles的去除率都較好。