原创 简谈FPD（平板显示）前段制造中的静电问题

图1. FPD全段制造的前中后段

3. FPD产品Front-end Fab产线中的静电风险简览

FPD产品front-end Fab阶段，以TFT array Fab的生产过程中的静电导致的问题为主。

TFT Array Fab生产过程，就是在mother glass上通过与半导体wafer Fab类似的工艺技术制作出TFT器件为主的array线路的各膜层器件元件。而TFT的fab过程中TFT glass的各种产品型态就容易受到较强的静电作用，从而导致其中局部线路元件的电性损坏，参见前述的文章《概说静电对于微电子产业的影响》。

图2. 5层光罩BCE TFT Fab制程

而TFT array各膜层的大量生产工序涉及的工艺操作都会产生并会不断累积高静电，从而TFT array glass的静电损坏来自于这些高静电带电的生产工序。

图3. TFT Array Fab主要工序流程

TFT array Fab生产过程中的静电产生与累积

TFT array fab中大量生产工序包括低压真空环境下的沉积镀膜、刻蚀与常压环境下的涂覆、曝光、检测等。

以常压环境的生产设备exposure（曝光）为例，TFT array glass进入设备中，完成曝光过程，再送出设备的过程，就会在glass上累积大量的静电（尤其是使用多年的设备，玻璃带高静电显著更高）。而这种glass操作产生大量静电的过程，在其他设备上也是常见的。

图4. TFT Array Fab中真空吸附平台上顶起玻璃的过程产生大量静电

TFT array Fab产线中都有很多rolling transfer线体用于在不同工序间来穿传送array glass。而glass在roller上的传送过程就会不断在glass背面累积大量的静电。

图5. TFT array Fab rolling transfer导致玻璃上累积高静电

FPD产品以智能手机屏为例，一款6.5英寸的屏幕（分辨率1600*720），其TFT array glass上的显示区域的TFT就有3456000个之多，另外手机屏上有效显示区域之外的区域也含有大量包括TFT等元件构成的显示控制线路。

图6. 6.5英寸LCD手机屏幕 （源自OPPO A11S）

由此，一块手机屏幕TFT array glass的Fab生产过程都要经过数十道乃至上百道上述生产工序。以当前业内生产手机屏幕的6代线（玻璃尺寸1850*1500）为例每张mother glass上有200多块6.5英寸的手机屏，每块手机屏上包含300多万颗TFT等元件。所以，要将TFT array Fab工厂产线的静电不良率控制到很低的目标，对于每一个Array Fab工厂来说，其技术难度与生产工艺控制挑战性都会是一项艰巨而庞大的工程。