毕业论文
课题名称TFT液晶显示器CVD设备操作与维护院/专业机械工程学院/ 机电一体化
班级机电1211班
学号1101043
学生姓名
指导教师：徐锋
2015年5月20日
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摘要
知识经济的到来代表着人类逐步进入信息化社会。数字技术、多媒体技术的迅速发展以及家庭与个个人电子信息系统的逐步推广，人们对信息的显示需求的要求越来越迫切、广泛，其要求也越来越高。FPD 是市场中，薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）凭着其低压、低功耗、显示信息量大、易于彩色化、寿命长、无辐射等优异特性占据整个平板显示技术的主导地位。液晶显示器广泛应用于计算机和消费电子中，横跨 1 英寸到 100 英寸的市场，液晶显示器的市场规模巨大，已占平板显示市场的 90，因此，我国显示器产业将重点发展TFT-LCD 领域。
本文以TFT液晶显示器制造过程为出发点，在阐明了液晶显示器显示原理及构造后，重点研究了TFT液晶显示器（TFT-LCD）下玻璃基板非金属膜的工艺。本研究对于我们了解整个液晶显示器的生产工艺，完善工艺流程，并且进一步提出更高效高质的非金属膜生产工艺，提供了广泛的理论和实践基础。本文主要研究内容如下：（1）TFT-LCD 显示技术的发展概况，以及其的结构特点来整体认识TFT-LCD；（2）非金属膜的形成的技术原理及分类；（3）非金属膜的形成的所需要的材料；（4）形成非金属膜的CVD所需要的设备；（5）非金属膜的形成的条件的确定；（6）成膜回顾及工艺的改善
关键词：TFT液晶显示器（TFT LCD）、发展概括、非金属膜、工艺研究
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Abstract
The arrival of the knowledge economy represents human gradually into the information society. Digital technology, multimedia technology and the rapid development of the family and gradually extended a personal electronic information system, the information display requirement is more and more urgent, widely, the requirements are also getting higher and higher. FPD is the market, thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD) with its low voltage, low power, large information display, easy to color, long service life, no outstanding characteristics of radiation to occupy the entire flat panel display dominant technology. Liquid crystal display has been widely applied to the computer and consumer electronics, across 1 inch to 100 inch LCD market, the market is huge, flat panel display market has accounted for 90, therefore, China's display industry will focus on the development of the TFT-LCD field.
In this paper, TFT liquid crystal display manufacturing process as a starting point, in the liquid crystal display principle and structure, focusing on the study of TFT liquid crystal display (TFT-LCD) glass substrate non metal film process. This research to understand the production process of the liquid crystal display for us, and improve the process, and further more efficient non metal film production process, to provide a wide range of theoretical and practical foundation. The main research contents of this paper are as follows: (1) the TFT-LCD display is introduced, and the structure characteristics of the overall understanding of TFT-LCD; (2) the technical principle and classification of the formation of non metal film; (3)) of non metal film forming material needed; (4) the formation of non metal film CVD the equipment needed; (5) determine the formation conditions of non metal film; (6) the film review and outlook, requirements and improve the process.
Key Words: TFT liquid crystal display (TFT LCD), the development of general, non metal film, process research
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目录
第一章绪论 (1)
1.1 课题来源 (1)
1.2 TFT LCD的发展 (1)
1.3 TFT LCD的结构及原理 (1)
第二章非金属膜形成的技术原理及分类 (3)
2.1 非金属膜形成的技术原理 (3)
2.2 非金属膜形成的技术分类 (5)
第三章设备加工非金属膜所需的材料 (6)
3.1 设备加工非金属膜所需的材料 (6)
3.2 设备加工需要的特种气体材料供应系统 (9)
第四章CVD形成非金属膜所需要的设备 (11)
4.1 CVD的设备及分类 (11)
4.2 CVD的设备厂家 (13)
第五章设备操作与维护方法 (15)
5.1 设备的操作方法 (15)
5.2 设备维护方法 (15)
5.3 提高设备维护水平的措施 (16)
5.4设备维护的注意事项 (16)
总结 (17)
致谢 (18)
参考文献 (19)
附录 (20)
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第一章绪论
1.1课题来源
根据学校要求，本人在苏州三星电子液晶显示科技有限公司实习，公司主要生产TFT-LCD液晶显示器，我在实习期间学习是是生产设备的操作也维护。
1.2 TFT LCD的发展
液晶最早被发现是在1888年，但是直到1971年TN 型LCD 推出后，LCD 产业才真正进入发展期。后来随着半导体技术的发展，TFT-LCD 技术开始逐步成型，并与20世纪90 年代初期在日本开始形成产业化。TFT-LCD液晶显示器广泛应用于电视机、笔记本电脑、显示器、手机显示屏等各个方面。TFT-LCD具有功耗小、厚度薄、重量轻、电压低、适于大规模集成电路的直接驱动、更加容易实现全彩色显示的特性，在平面显示技术中占据了主导的地位。
目前，TFT-LCD正在凭借其节能、无辐射和环保等方面的优势加速替代传统CRT显示器，已经成为市场规模最大的显示器件。近几年，随着大屏幕平板电视的迅速发展，大尺寸产品成为TFT-LCD 产业发展的最大增长点。
TFT液晶的市场从2003年年初开始迈入扩大期，TFT液晶产业的发展力持续增强。在TFT液晶市场上的各种应用产品中，特别是液晶电视的需求，每一年都以100%以上的成长率节节高升。亚太市场以37 in电视为主，北美市场40in以上的电视需求旺盛，因此TFT 液晶面板的大型化是电视市场发展的必然。
以第5代生产线为分水岭，第6代以上的生产线成为液晶电视的投资热点。第6代生产线主打产品为32in和37in，第7代生产线主打产品为42in和46in。虽然现在基板扩大的倾向持续进行，但在未来的5年内，平板显示产业会有很大的变化。大屏幕电视虽然有很大的市场，但这并不是平板显示的全部。
1.3 TFT LCD的结构及原理
TFT-LCD 液晶显示器件的基本结构 1.偏振片 2.玻璃基板 3.公共电极 4.取向层 5.封框胶 6.液晶 7.隔垫物 8.保护层9.ITO 像素电极 10.栅绝缘层 11.存贮电容底电极12.TFT 漏电极 13.TFT 栅电极14.有机半导体有源层 15.TFT 源电极及引线 16.各向异性导电胶(ACF) 17.TCP 18.驱动IC 19.印刷电路板(PCB) 20.控制IC 21.黑矩阵(BM) 22. 彩膜(CF).
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图1-1 TFT LCD结构简图
液晶成盒基板是由TFT基板与彩膜(CF)基板贴合在一起，并在中间填充液晶构成的。
图1-2 穿透式TFT LCD侧视图
TFT-LCD的制造工艺有以下几部分:在TFT基板上形成TFT阵列;在彩色滤光片基板上形成彩色滤光图案及ITO导电层;用两块基板形成液晶盒;安装外围电路、组装背光源等的模块组装。
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第二章非金属膜形成的技术原理及分类
2.1 非金属膜形成的技术原理
2.1.1 非金属膜形成的技术
化学气相沉积技术（CVD、Chemical Vapor Deposition）是指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需要的其它气体引入到反应室里进行反应，在衬底表面发生化学反应生而形成薄膜的过程。在超大规模的集成电路中很多薄膜都是采用CVD的方法来制作的。经过CVD处理后，表面处理膜密着性约提高30%左右。化学气相沉积技术是利用热能、等离子放电、热能紫外光照射等形式的能源或上述能源形式的综合利用，使气态物质在灼热的固体热表面上发生化学反应并在该表面上沉积，形成稳定的固态物质膜的工业过程。
2.1.2 非金属膜形成的原理
CVD反应原理：
应用CVD方法原则上可以制备各种材料的薄膜，如单质、氧化膜、硅化物、氮化物等薄膜。根据要形成的薄膜，采用相应的化学反应及适当的外界条件，如温度、气体浓度、压力参数，即可制备各种薄膜。
以下是CVD中利用各种类型反应制作薄膜材料：
1.热分解反应
许多元素的氢化物、羟基化合物和有机金属化合物可以以气态存在，并且在适当的条件下会在衬底表面发生热分解反应和薄膜的沉淀。如早期制备Si膜的方法是在一定温度下使硅烷分解，这一反应为：
SiH4(g)→Si（s）+2H2（g）（650℃）
另外，在传统的镍提纯技术中使用的羟基镍热分解生成金属Ni的反应也可以被用来在低温下制备NI的薄膜：
Ni(CO)4(g)→Ni(s)+4CO(g) （180℃）
2.还原反应
利用H2还原SiCl4外延制备单晶硅薄膜的反应：
SiCl4（g）+2H2（g）→Si（s）+4HCl（g）（1200℃）
3.氧化反应
氧化反应主要用于咋基片表面生长氧化膜，如SiO2、Al2O3、TiO2、TaO5等。使用的原理主要有卤化物、氯酸盐氧化物或有机化合物等，这些化合物能与各种氧化剂进行反应。为了生存氧化硅薄膜，可以用硅烷或四氯化硅和氧反应，即
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SiH4+O2→SiO2+2H2 （ 450℃）
SiCl4+O2→SiO2+2Cl2（ 1500℃）
常压下的化学气相反应沉积的优点在于它对设备的要求较为简单，且相对于低压化学气相反应沉积系统，他的价格较为便宜。但在常压下反应时，气相成核数将由于使用的稀释惰性气体而减少。
由氯化物的水解反应可氧化沉积Al：
Al2Cl6(g)+2CO2(g)+3H2(g)→Al2O3(s)+6HCl(g)+3CO(g)
4.氮化反应和碳化反应
氮化硅和氮化硼是化学气相沉积制备氮化物的两个重要例子:
3SiH4(g)+4NH3(g)→SiN4(s)+12H2(g) （1400℃）
下列反应可获得高沉积率：
3SiH2Cl2(g)+4NH3(g)→SiN4(s)+6HCl(g)+6H2(g) （750℃）
BCl3(g)+NH4(g)→BN(s)+3HCl(g) （750℃）
化学气相沉积方法得到的膜的性质取决于气体的种类和沉积条件（如稳定等）。例如，在一定的稳定下，氮化硅更易形成非晶硅。
在碳氢气体存在的情况下，使用氯化还原化学气相沉积方法可以制得TiC:
TiCl4(g)+CH4(g)→TiC(s)+4HCl(g) (1400℃)
CH3SiCl3的热分解可产生碳化硅涂层：
CH3SiCl3(g)→SiC(s)+3HCl(g)
5.化合反应
由有机金属化合物可以沉积得到Ⅲ～Ⅴ族化合物：
Ga(CH3)3(g)+AsH3(g)→GaAs(s)+3CH4(g)
如果系统有温差，当源材料在温度T1时与输送气体反应形成易挥发物时就会发生化学输送反应。当沿着温度梯度输送时，挥发材料在温度T2(T1＞T2)时会发生可逆反应，在反应器的另一端出现源材料：
6GaAs(g)+6HCl(g)→As4(g)+As2(g)+6GaCl(g)+3H2(g)
（正反应温度T1,逆反应温度T2）
在逆反应以后，所获材料处于高纯态。.
2.2 非金属膜形成的技术分类
2.2.1 非金属膜形成的技术分类
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化学气相沉积（CVD）技术有多种分类方法，以主要特征进行综合分类，可分为热化学气相沉积（TCVD）、低压化学气相沉积（LPCVD）、等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)、金属有机化学气相沉积（MOCVD）等，下面拟就这些方法分别加以介绍。
1、热化学气相沉积（TCVD）热化学气相沉积是指采用衬底表面热催化方式进行的化学气相沉积。该方法沉积温度较高，一般在800℃~1200℃左右，这样的高温使沉底的选择受到很大限制，但它是化学气相沉积的经典方法。它包括相互关联的三个部分：气相供应系统、沉积室或反应室以及排气系统。
2、PECVD ( Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition ) -- 等离子体增强化学气相沉积法
PECVD：是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。为了使化学反应能在较低的温度下进行，利用了等离子体的活性来促进反应，因而这种CVD称为等离子体增强化学气相沉积(PECVD).
实验机理：是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。
3、金属有机化学气相沉积（MOCVD）金属有机化学气相沉积是以一种或一种以上的金属有机化合物为前驱体的沉积工艺。金属有机化合物的采用，使它在工艺方法特征，沉积材料性能方面有别于其他的化学气相沉积方法。
表2-1 非金属薄膜种类
a-Si TFT阵列非金属薄膜的种类及其制造方法
用途薄膜种类制造方法
栅极绝缘膜SiN X等离子CVD
SiO X等离子CVD,常压CVD 保护膜SiN X等离子CVD
半导体层a-Si 等离子CVD
欧姆接触层N+a-Si 等离子CVD
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第三章设备加工非金属膜所需的材料
3.1 设备加工非金属膜所需的材料
工艺气体：
硅烷(SiH4)、磷烷(PH3)、氨气(NH3)、笑气(N2O)、氮气(N2)、氢气(H2)
1、硅烷是制作非晶硅和SiN，SiO的反应气体。火灾危险度为大。
表3-1 硅烷性质
分子量32. 118
熔点185.0 ℃101. 325 kPa
沸点111. 5 ℃101. 325 kPa
液体密度711 kg .m－3 －185 ℃
气体密度 1. 42 kg .m－3 O ℃，100 kPa
比容0.751 8.m3 (kg） -l 21.1 ℃，101. 325 kPa
临界温度－3.4 ℃
蒸气压 1.33 kPa -163 ℃
1 040 kPa -60 ℃
4 150 kPa -10 ℃
黏度0.0108 mPa.S 101. 325 kPa，0 ℃
爆炸界限0. 8%~98%
◆气中燃烧产物为粉状氧化硅和水。
SiH4 + 2O2 → SiO2 + 2H2O
◆依据硅烷在化学品安全技术说明书（material safety data sheets , MSDS）的资料，硅烷的致死半浓度（LC50）为9600ppm(4h)，美国政府工业卫生学家会议（American conference of governmenal industrial hygienists， ACGIH）明确规定在每天工作8h 或一周40h的情况下，连续工作不影响工作人体健康的硅烷气体临界浓度值（threshold limit value,TLV）为0.05ppm。
◆实际上，在工作环境中允许浓度是采用5ppm的基准测定的。
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◆在高浓度纯气体状况下，因其泄漏可能燃烧成大量的二氧化硅(Si02 ) 粉尘，因此可以推荐采用硅烷+二氧硅(SiH4+SiOz)复合型的检测器和紫外/红外(UV/IR)监测器。
◆空气中允许的硅烷浓度为0.5 ppm;一级报警浓度为0.30 ppm；二级报警浓度为0.60 ppm。听到报警，工作人员必须迅速撤离现场。
◆在TFT制造中采用的是高纯度的硅烷，对一氧化碳、二氧化碳、甲烷和水的含量都要求小于0.1 ppm。对氮气和氧气+氩气的含量也要小于1 ppm。
表3-2 TFT工艺用硅烷（气）对杂质含量的要求
TFT工艺用硅烷（气）对杂质含量的要求
杂质含量N2H2CO CO2CH4H2O O2+Ar ppm ≤1 ≤50 ≤0.1 ≤0.1 ≤0.1 ≤0.1 ≤1
2、磷烷是制作n+非晶硅的反应气体，其外观无色，比空气重，并有类似臭鱼的味道，气体经压缩液化后运输。
表3-3 磷烷性质
分子量34.0
比重 1. 18
沸点-87.7 ℃l个大气压
冰点/熔点-133. 0 ℃l个大气压
气体密度0.0886 lb .(ft)－321.1 ℃
临界温度51.9 ℃
蒸气压522 lb· m 221.1 ℃
◆磷烷虽然是一种剧毒气体，但是在TIT制作工艺中，生产是在安全条件下进行的。
◆在TFT制造中采用的是高纯度的磷烷，其工艺载气氢气也是高纯度的。
◆磷烷气体纯度要求在99.999%以上，工艺载气氢气的纯度要求在99.99999%以上。
工艺载气氢气对氧、一氧化碳、二氧化碳和甲烷的含量都要求小于0.5 ppm，对氮气和水的含量也要小于1 ppm，磷烷对氢气含量的要求小于0.05 ppm。
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表3-4 杂质含量要求
TFT工艺用硅烷（气）对杂质含量的要求
气体（Vol ppm）N2O2H2CO CO24CH4H2O H2<1 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <1 PH3<0.05
◆同一条件下生产的同一次出厂的为一批。不同批次的产品不要混淆。交货时须同时提交产品原料纯度检验单。气瓶上要明确记载气体名称、生产公司的产品编号、纯度、填充日期等。
◆磷烷在空气中允许浓度为0.3 ppm；一级报警浓度为0.25 ppm；二级报警浓度为
0.5 ppm。
◆听到报警，工作人员必须迅速撤离现场。
◆磷烷是具有自燃性的剧毒气体，皮肤接触液体，会造成刺激和冻伤。多次暴露的会潜在影响健康。吸入磷烷，会损害肺、心、肝、肾、中枢神经系统和骨骼等。
◆重复暴露在低浓度磷烷中，产生的症状包括支气管炎、厌食、神经系统问题，以及类似于急性中毒的症状。因此，使用时一定要注意安全操作。
3、氨气是合成绝缘层和保护膜的反应气体；
表3-5氨气性质
分子量17.0
比重0.59
沸点－33.4℃l个大气压
冰点/熔点-77.7 ℃l个大气压
气体密度0.045 lb .(ft)－321.1 ℃
水溶性0.848
蒸气压114.4 lb· m 221.1 ℃
◆氨气为无色气体，但有强烈刺鼻的气味，在其浓度为20ppm时可以稳定监测。
◆氨气具有可燃性，会严重灼伤眼、皮肤及呼吸道。
◆当它在空气中的浓度超过15％时，会有立即造成火灾及爆炸的危险。
◆当氨气大规模泄漏时，工作人员需要穿全身防护服，并立即随时意识到潜在的火灾
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和爆炸危险。
◆氨气的品质纯度要求为99.999wt%以上。使用中需要注意不同批号的产品不要混合使用。
4、笑气
◆这是合成绝缘层和保护膜的反应气体。
◆笑气常温下为无色气体，略带甜味，吸入能使人狂笑，是一种氧化剂;
◆化学性质稳定，不燃烧、不爆炸、无毒性，对呼吸道无刺激;
◆有助燃性，在室温时稳定，受高温有爆炸危险;
◆在300 ℃以上离解，能溶于水、乙醇、乙醚及浓硫酸;其熔点为-90.8 ℃ 1沸点为-88.49 ℃，蒸气压为 506.6 kPa(一58 ℃) ，临界温度为36.5 ℃，临界压力为7 265 kPa。
◆笑气品质的纯度要求为99. 999％以上。采购该原料要有质量分析。
5、氢气
◆氢气是与硅烷合成非晶硅的反应气体。
◆单质氢气是由两个原子以共价单键的形式结合而成的双原子分子，其键长为74 pm。
◆氢气是已知的最轻的气体,无色无味，几乎不溶于水。
◆氢气的质量只有空气的1/14.38，具有很大的扩散速度和很高的导热性。
◆氢气是一种密度最低的气体，常温常压下，每立方分米氢气重量不到0. 09 g。
◆常温下氢气并不活泼，但是能与单质氟在暗处迅速反应，生成具有很强的腐蚀性的氢氟酸(HF)。
◆氢气具有可燃性，纯净的氢气可在空气里安静燃烧，若氢气与空气或氧气混合点燃则会发生爆炸。使用氢气之前必须接受必要的上岗技术培训。
◆高温下，氢气是一个非常好的还原剂。氢分子虽然很稳定，但在高温下，在电弧中，或进行低压放电，或在紫外线的照射下，氢分子能发生离解作用，得到原子氢。
3.2 设备加工需要的特种气体材料供应系统
这里所谈论的特种气体一般是指通过气瓶输送的工艺气体，特种气体系统是一个至关重要的工艺支持系统。其目的是安全、可靠、持续和经济地为生产工艺提供符合质量要求的气体产品。
1、主要组成包括：（1）工厂外部气体供应房（2）气体分配箱（3）混合气体箱（4）工艺腔室（5）抽气泵（6）气体处理器
（1）气体供应房：主要负责各种特气的供用。
（2）气体分配箱：便于气体分支，专门为工艺需要而通气体到混合气体箱。每个气体箱分三支管路分别与三台CVD的混合气体箱连通。（气体箱包括：易氧化气体箱、易燃气体箱、磷烷气体箱）VMB,控制特气压力
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（3）混合气体箱：充分混合反应气体。每个混合气体箱分五支管路分别连通每台CVD 设备的五个工艺腔室。
（4）工艺腔室：也就是指Process Chamber，是气体反应淀积成膜腔室。
（5）抽气泵：主要抽出反应腔室里的副产物和未反应的气体。每个抽气泵连接一个反应腔室。
（6）气体处理器：主要是对工艺腔室中副产物和未反应的气体进行无害化处理。也就是除害装置。每个气体处理器与两个抽气泵连接。PECVD、DE配管连接系统就是通过焊接或法兰耦合的方式将配管、管件、法兰等连接起来的管道系统，同时实现各个气体处理器的备份连接，在某一个气体处理器故障停机时，可以自动切换到备份气体处理器里，保证主设备的正常工作，提高主设备的效率。光刻设备需要保持干燥洁净的环境，其排风管线就是连接设备与干泵从而实现抽风干燥的目的。
2、系统技术要求
系统设计制造应符合ISO国家标准。必须具备ISO9000质量体系和ISO1400环境保障体系，其产品符合CE， SEMI或者等同的安全认证资格。安装方法要符合法规要求，符合当地的环境、健康、与安全条列。系统所有零部件和各种仪表的计量单位应全部采用国际单位标准。
配管系统要设计足够的检测点，便于对系统进行检测和验收。每个设备连接段都要有一个泄漏检测点。管道要进行方向变换或者并管连接，必须用连接器，严禁使用直接弯转管道的方式进行方向变化。管道连接方式只能是焊接和法兰连接，严禁其他连接方式。每段焊接管道长度合理，以方便将来的拆洗。PUMP的出风口留一个法兰接口，以方便与厂务排风连接。
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第四章CVD形成非金属膜所需要的设备
4.1 CVD的设备及分类
CVD设备一般分为反应器、加热系统、气体控制和排气系统等四个部分，下面进行简单的介绍：
1.气相反应室：其核心问题是使制得的薄膜尽可能均匀。同时也必须考虑对反应的充分供气及生产物的方便排放。
2.加热系统：加热方式有电阻加热、感应加热、红外加热和激光加热等。
3.气体控制系统：精确配比各种气体，以制备优质薄膜。监控元件主要有质量流量计和针型阀。
4.排气处理系统：CVD反应气体大多有毒性或强烈的腐蚀性，通常采用冷吸收，或通过淋水水洗后，经过中和反应后排出。
图4-1设备主结构
设备共有6个Chember、2个Robot。
DLLS是真空大气压转换Chember，
Tranfter Chember是运输Glass到各process Chember的中转仓
process Chember是进行反映镀膜的，共分为A、B、C、D、E五个
Index和T/CH中分别有一个Robot运输Glass
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图4-2 反应仓结构示意图
主要组成部分及功能：
1、Chamber Lid：传输腔体的密封盖。
2、End Effectors：是卸载装载玻璃的手臂。
3、Slit Valve：是传输腔室与各个腔室之间的阀门。
4、Vacuum Robot：主要为各个腔室间玻璃的传递。
TFT-LCD的CVD设备从第1代生产线到现在的第8代生产线，生产能力和技术上虽然有了很大的进步，但是核心技术还是非常稳定的，核心就是化学气相沉积成膜和成膜图形化的基本原理。第6代以上的生产线由于玻璃基板迅速增大，给CVD的工艺技术提出许多新的挑战。例如降低玻璃基板的破损率、提高成膜均匀性等。在第6代生产线中使用的RF频率为13.56 MHz，换算成波长大约为22 m。过渡到第7代生产线后，等离子电极对角结长为2.88 m。如果波长和级数不改变，腔内就容易产生具有半波长整数倍频率的等离子驻波，从而导致电极间的等离子分布不均匀、无法制备出均匀的薄膜。在第7代生产线的CVD腔体中，将兼做等离子气体发生装置和RF电极的“淋浴头”的部分采用挂钩方式，使其不接融内壁。这样，避免了热量通过内壁散出，从而确保了淋浴头及玻璃基板表面的温度分布的一致性。韩国三星 SDI公司1 870 mm X 2 200 mm基板的第7代TFT液晶面板生产线采用这种腔体的CVD装置已经取得成功。一般情况下，基板尺寸越大、膜厚的均匀性就越低，比第6代生产线有明显提高。第7.5代生产线的CVD腔体也采用了这种结构，这种设计理念已经成熟。
由于第7代生产线的玻璃基板过于庞大，如果CVD设备不作改进就没有办法进行运输。第7代生产线CVD设备中体积最大的传输舱采用一分为三的设计方案。在总处理能力方面。工艺舱最多可连接5个。但如果继续采用三氟化氮(NF3 )作清洁气体，则清洁气体的成本只降低了30%左右，在第7代生产线中来用了氟(F2)作清洁气体，使请洁气体的成本削减了
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40%~50% ，进一步降低了工艺成本。2005年，美国应用材料公司旗下的日本AKT公司开发出了面向第8代(基板尺寸为2150 mm X 2 450 mm)TFT液晶面板生产线的CVD设备“AKT-50K PECVD”，2006年第一季度开始供货。第8代生产线总处理极板能力和第7代生产线一样，为60枚/小时，但等离子均匀性提高了。设备可配备装载单元 (load lock chamber)和最多5台的处理舱。基板处理能力分别为单层成膜时60枚/小时；n+非晶硅、本征非晶硅、SiN 绝缘膜3层连续成膜时30枚/小时。一条月产能为3万枚的液晶面板生产线，需要导入5~6台CVD设备（深圳华星光电的产能9万片\月，京东方8代线产能12万片/月）。第8代生产线的CVD处理舱仍旧使用在第7代生产线设备中引进的等离子发生技术。第8代生产线的设置与第七代线的设置相比，提高了发生等离子的2个电极的平行度，进一步提高了等离子密度的均匀性，解决了第7代生产线和第8代生产线大型基板中间与四周堆相膜厚的不稳定性。从现在的技术发展来看，如果考虑成膜的均匀性，CVD设备可以支持3m X 3m的基板。
但是，对于第7代生产线以后的大型化，即使解决了均匀性问题，仍存在其他诸多问题。比如，由于产品的运输越来越难，因此必须到进行现场组装;随着加工设备的体积日益庞大，CVD设备的生产将会越来越困难;泵与电源等外部设备的体积不断增大，采购起来将会更加困难;加工舱使用的铝材料的采购目益困难，仅美国应用材料(applied komatsu technology，AKT)公司2004年大约采用了3100万吨铝材料，相当于47架被音747飞机的铝材料用量。波音公司2003 年一共才生产了235架飞机。AKT在CVD设备的生产中使用了相当于波音公司在飞机制造中使用的铝材料用量的约20%。
4.2 CVD的设备厂家
AKT（第一），ULVAC(第二），这里主要介绍的是Unaxis公司的5代线CVD设备的性能和技术。KAI 1200系统是Unaxis 第5代生产线的主流PECVD设备。宽为7.8 m，长为10.8 m，高为3.2 m，重量达53吨(t) 。
KAI 1200技术条件如下所述。
1.环境条件
环境温度为+l8~+25 ℃，空气湿度为40~60相对湿度，基板装载室净化度为100级。
2.电学数据
额定功率是实际应用数据，表中的标定功率是理论数据，实际上不可能达到，功率设计上留出相当大的余地。UPS电源只用于安全关机的目的，不能用于维持生产的目的。
3.冷却水
系统工作时会产生大量的热量，为了维持系统正常的稳定运行，冷却水的温度和流量是重要参数。
4.压缩空气
压缩空气的用量，140 L ? min -1，压力在5~6 kg . cm-2
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Unaxis PECVD设备整机由两个工艺室(PM1和 PM2)，一个传送(TC)腔，一个装载(LL in)腔，一个卸载(LL out)腔组成。TC 腔内有一个真空机械手，设备外有两个大气机械手。
每个成膜腔室可以放10片基板，LL in腔室和LL out腔室都可以放20片基板。此外，该设备配有配电箱，供气箱，排气系统，水循环系统等部件。虽然Unaxis设备有许多优点，但是Unaxis设备常常会出一些小问题。比如基板放歪、电源供电异常、传感器对位不准等等。由于每个反应室都是封闭的，不像AKT公司的设备那样可以把上盖打开，清扫的时候会有些困难。而且一旦出现问题，不能像AKT设备那样打开反应室观察，很多时候很可能要靠猜测，不是很方便。另外，反应室内空间过于狭小，高度不够，很容易在送玻璃的时候把玻璃碰碎，这在生产线上基板小时还不明显，但在第5代以上的生产线上就会比较严重。同时由于这种设备的结构，一旦碰碎了玻璃，清理起来也不太方便。比较而言， Unaxis 成膜的均匀度较好，原因可能是等离子体分布较好，同时成膜时间长、成膜速度慢、可以较好地控制均匀度。但是Unaxis一次成膜20片，不像AKT一次控制一片，在灵活性上不如AKT，也不能同时满足每个腔室的最佳条件，给成膜带来了一些负面影响。AKT设备腔室易于打开，容易判断工艺问题；Unaxis设备腔室很难打开，给判断设备带来的工艺问题增加了一些困难。
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第五章设备操作与维护方法
5.1设备的操作方法
对于我们的设备，因为体积是特别大的，而且设备外部都有金属外壳包围，所以我们没有办法进行手动直接操作，厂商提供的操作方法就是外部电脑软件远程操控。
我们每一台设备都配有3台显示器、2台主机箱。分别分为Main显示器、CIM显示器、和一个内部监控显示器。其中CIM显示器与监控显示器公用一个主机箱。
Main显示器上主要是显示设备工作被指定的工作步骤及显示正在工作的步骤，CIM显示器上有的是设备的启动软件，如果设备出现故障，我们一般就要先关掉报警，然后关掉软件再从新启动软件，如果不行就重启电脑。如果有硬件问题，就要第一时间关掉设备，取来备用零件，安全快速的换上，不可浪费时间影响量产。监控显示器是因为我们每台设备内部都有监控摄像头，可以清楚的看到设备内部的情况，也避免人员常常出入对产品造成不良。
5.2 设备的维护方法
维护设备一般包括日常维护，定期维护，定期检查的内容，设备润滑和冷却系统维护又是设备维护的一个重要组成部分。
该设备进行日常维护工作设备维护的基础必须标准化。固定的配方和材料消耗定额的设备定期维护，根据一个固定的评估。设备定期检查是一个计划的预防性检查，所以绝对不能被忽视的。
设备维护保养程序应制定设备维护计划是日常维护的要求，我们必须坚持设备维修计划的实施可以延长设备的使用寿命。
其主要内容包括：
（1）设备要整齐，清洁，安全的工作内容，工作实践，为保持标准；
（2）常规检查，维修和定期检查的部位，方法和标准；
区域设备维修技术员承担一定的生产设备维护区域内，同工人和生产作业做日常维护，检查，定期维护，修理和检修计划的工作，并在设备的完好，该地区的停机时间对管完成评估指标负责，等。
（1）区域负责维护和修理设备，确保完成设备的可用性，停机和其他指标；
（2）认真执行设备定期检查和区域检查并做好日常维护和定期维护工作；
区域优势的维护：紧急抢修完成时有高度的灵活性，使设备停止缩短维修时间，值班员没有电话，你可以完成所有的作业和参与预防计划维修。设备维护区域应考虑生产设备，配电设备状况，技术复杂程度，生产的需要和技术水平的技术人员和其他因素。基于以上因素
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可分为几个区域的车间设备，你也可以维护按设备类型分区。区域发展的精密检验程序，定期检查和维修，以使这些努力不影响计划检查生产设备的工厂安排非工作日。
5.3项措施提高设备维护水平
为了提高设备维护水平，技术员作应做到：规范化、制度化。
工艺技术是基于一个维修过程规范设备不同的配方，根据维修规则。
标准化是用统一的内容的维护，这部分应该考虑到你想调整什么部件，检查设备应考虑到统一的客观规律，根据各企业的情况而定。
根据制度化的工作条件是不同的设备需要不同的检修周期，并严格执行。
5.4设备维护注意事项
为了保证设备的正常运行以确保良好的技术状态，减少故障率，我们必须注意维护中要注意的问题，特别是对下列规定：
检查电源和电源控制开关之前，确认每一个控制机构，传动部件，停止，限位开关的位置是正常的。确认一切正常后开始试验。在启动和调试，检查工作的所有部分，是否有异常现象和声音。严格按照设备使用规则不能非法操作。确保活动导轨面和表面的铁路枢纽无屑，灰尘，划痕，擦伤等现象。应经常观察各部件运转，仪表指示准确，灵敏，如有异常声音是正常的，应立即停车检查，直到找出故障原因为止。设备操作人员应集中精力，且不可以开了机器人却离开连岗位。设备故障，不能排除的应立即联络设备工程师；故障排除时，不要离开自己的工作地点，应与机械工程师一起工作，故障排除。一天的工作结束后，无论处理是否已完成，我们必须仔细认真的检查设备，保证没有失误。