Что такое оборудование для литографии FPD?

Что такое оборудование для литографии FPD?

Оборудование для литографии FPD (Flat Panel Display) экспонирует свет на фотошаблон, который представляет собой оригинальную пластину с рисунком схемы тонкопленочного транзистора (TFT), который должен быть сформирован на стеклянной подложке для производства ЖК-дисплеев и органических EL-дисплеев. Система экспонирования FPD экспонирует рисунок схемы TFT на фоторезисте, нанесенном на стеклянную подложку.

Технология оборудования для литографии FPD основана на технологии фотолитографии, используемой в производстве полупроводников. Однако, в отличие от технологии экспонирования, используемой в производстве полупроводников, для FPD требуются новые технологии, такие как многократное экспонирование, поскольку одна сторона полупроводникового чипа имеет размер приблизительно 1 см, тогда как размер FPD может достигать нескольких метров.

Кроме того, количество схем TFT должно быть увеличено в соответствии с количеством пикселей для достижения более высокого разрешения. Например, 4K LCD с более чем 8 миллионами пикселей требует формирования более 24 миллионов схем TFT (8 миллионов x RGB (красный, зеленый и синий) цветных фильтров), а OLED требует формирования в несколько раз большего количества схем TFT.

Использование оборудования для литографии FPD

Оборудование для литографии FPD используется для производства различных типов FPD. В настоящее время жидкокристаллические дисплеи (ЖКД) являются наиболее распространенным типом FPD, и они используются в широком спектре мониторов, от мобильных устройств, таких как смартфоны, до обработки информации. Другие области применения включают транспортные средства, самолеты и медицинские приложения.

Помимо ЖК-дисплеев, существуют различные другие типы FPD, такие как PDP, органические EL, неорганические EL и VFD (флуоресцентные дисплейные трубки).

Механизм, общий для этих различных типов FPD, — это функция управления каждым пикселем для отображения изображения в целом, а роль оборудования для литографии FPD заключается в формировании TFT, которые управляют этой функцией с помощью технологии экспонирования.

Принцип работы оборудования для литографии FPD

Оборудование для литографии FPD состоит из источника света, оптической системы, включающей линзы, и столика, на котором установлена ​​подложка.

В качестве источника света в основном используются ультрафиолетовые лучи от ртутных ламп сверхвысокого давления, но по мере того, как схемы TFT становятся тоньше, длина волны ультрафиолетовых лучей становится короче.

Оптическая система управляет положением и фокусом фотошаблона и линзы. Поскольку схемы TFT нм-порядка должны быть сформированы точно для более высокого разрешения, система не только излучает свет с высокой точностью, но и измеряет искажение и положение фотошаблона и поверхности исходного стекла. Кроме того, она корректирует их, управляя оптической системой и столиком.

Типы оборудования для литографии FPD

Шаговые и сканирующие системы

Существует два основных типа оборудования для литографии FPD: шаговые системы и сканирующие системы.

В шаговом методе вся поверхность фотошаблона облучается сразу, чтобы экспонировать целевую стеклянную подложку, а затем процесс переходит к следующей стеклянной подложке. Он может обрабатывать одну стеклянную подложку или несколько стеклянных подложек, например, 2 x 2 за раз. Однако один из недостатков заключается в том, что трудно делать большие размеры, а общее разрешение низкое, поскольку фокус находится в центре маски. По этой причине он используется для небольших ЖК-дисплеев и т. д. Однако одним из преимуществ является то, что оборудование недорогое.

В методе сканирования источник света сужается и облучает часть фотомаски, и вся поверхность фотомаски экспонируется при сканировании облучаемого положения. Хотя это имеет преимущество в том, что позволяет изготавливать большие стеклянные подложки и повышать разрешение, используя только свет из центра маски, у него есть недостаток в том, что требуется время для сканирования всей поверхности и увеличиваются затраты на оборудование.

В настоящее время метод сканирования является основным из-за спроса на большие размеры и более высокое разрешение.

Другие технологии

Метод с несколькими линзами — это технология, которая поддерживает более крупные подложки. Эта технология расширяет область экспозиции за счет использования нескольких линз подряд, и она применима как к шаговым двигателям, так и к сканерам.

Традиционная технология экспонирования с использованием фотошаблонов подходит для массового производства, но стоимость и время, необходимые для создания фотошаблонов, являются недостатками для прототипирования и мелкосерийного производства с высокой номенклатурой. По этой причине разрабатываются технологии безмасочного экспонирования, не использующие фотошаблоны. Эта технология использует DMD (цифровое микрозеркальное устройство), изготовленное с использованием технологии MEMS (микроэлектромеханическая система), для облучения подложек путем переключения нескольких сотен тысяч лучей по отдельности на сверхвысокой скорости. Это сокращает время и стоимость прототипирования и мелкосерийного производства с высокой миксностью.