FPD光刻设备的基础知识

FPD光刻设备的基础知识

什么是FPD光刻设备？

FPD（平面显示器）曝光装置是一种光罩，用于用液晶显示器和OLED显示器制造过程中，将薄膜晶体管电路图案照射在玻璃基板上。 该装置将TFT电路图案暴露在涂覆于玻璃基板上的光刻胶上。

FPD光刻设备技术基于半导体制造中的光刻技术，但半导体芯片的边缘约为1厘米，而FPD可达数米。因此，与半导体制造中的曝光技术不同，需要多轮重复曝光等新技术。

此外，为了获得更高分辨率，必须根据像素数增加TFT电路的数量。 例如，一个拥有超过800万像素的4K LCD必须生成超过2400万个TFT电路，其中800×万个RGB（由红、绿、蓝组成的彩色滤镜），而OLED则需要数倍于此的TFT电路，因此需要更高的生产力和曝光精度。

FPD光刻设备的应用

FPD光刻设备被用于制造各种类型的FPD。 目前，液晶液晶（FPD）是主流类型，广泛应用于从智能手机等移动设备到信息处理、汽车、飞机和医疗应用等多种显示器。

另一方面，除了液晶显示器外，还有多种类型的FPD，如PDP、有机EL、无机EL和VFD（荧光显示管）。

这些FPD的共同机制是控制每个像素以显示整体图像，FPD光刻设备的作用是形成TFT，利用曝光技术控制该控制。

FPD光刻设备的原理

FPD光刻装置由光源、透镜等光学系统以及安装基板的舞台组成。

虽然超高压汞灯产生的紫外线主要作为光源使用，但由于TFT电路的微型化，紫外线波长的缩短也在推进。

光学系统控制光罩和透镜的位置和焦点。 为了实现高分辨率，必须精确构建纳米级的TFT电路。因此，不仅采用了高精度光照射技术，还能测量光罩和母玻璃表面的畸变和位置，并通过光学系统和舞台控制进行校正。

FPD光刻设备类型

步进器和扫描仪方法

FPD光刻设备大致可分为步进式和扫描仪两种类型。

步进法一次性照射整个光掩膜，先曝光目标玻璃基底，然后进行下一次玻璃基底处理。 它处理一个玻璃基板×或同时处理两到两个玻璃基板，但放大较难，且聚焦于中心，导致整体分辨率较低。 因此，它们被用于小型液晶屏等，但它们的优势是降低设备成本。

扫描仪方法缩小光源范围，照射光罩的一部分，然后扫描照射位置以曝光光罩的整个表面。 这允许生产大型玻璃基材，仅使用中央照明，提高分辨率，但扫描整个表面需要时间，导致设备成本增加。

目前，对更大尺寸和更高分辨率的需求日益增长，使扫描仪方法成为主流。

其他技术

一种用于适应更大电路板的技术是多镜头系统。 该技术通过并排使用多个镜头扩大曝光面积，适用于步进式和扫描仪。

传统的光罩曝光技术适合大规模生产，但原型制作或小批量多品种生产在制造光罩的成本和时间上可能存在劣势。 因此，开发了不使用光罩的无口罩曝光技术。 该技术使用采用MEMS（微机电系统）技术开发的DMD（数字微镜器件），能够快速单独切换数十万束光束并将其照射到基底上。 这使我们能够减少原型制作和小批量多品种生产的时间和成本。