薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)产业经过近30年的发展,其规模不断扩大,技术成熟度不断加深。特别是近10年来,国内液晶显示产业迅速发展。以北京京东方、上海天马、深圳华星光电等面板公司纷纷投产G4.5至G11代液晶面板生产线。随着液晶显示产业发展,薄膜晶体管的光刻制程次数也从最初的7道降低到5道,制造成本大幅降低。2010年,随着半透光罩与灰阶光罩技术的应用,光刻次数从5道光罩变成了4道光罩。当前4道光刻技术依旧是各面板厂的主流技术,同时3道光刻技术目前已成为各大面板厂的主要研发课题。但是3道光刻技术因技术难度大、良率低,目前还有很多问题需要解决。本论文通过对3道光刻技术的研究,分析了三种常见的3道光刻技术工艺方法,包括氧化铟锡剥离法、接触孔填充法及三段式光罩等方法。重点对氧化铟锡剥离技术的核心工艺方法进行研究,包含负性光阻下挖法、双层光阻下挖法及光阻与绝缘层下挖法。在此基础上,自主开发出一种全新的氧化铟锡剥离技术,即光阻制绒技术。光阻制绒技术的原理是使用等离子体对光阻表面进行处理,在光阻表面生长一层绒状物,这层绒状物具有很大的表面积,利于ITO沉积在其上。这种光阻绒状物和ITO的结合形式会在它们结合的界面形成大量的缝隙,降低后续制程ITO和光阻剥离的难度。这种方法克服了传统3道光刻技术中ITO及光阻剥离不干净的问题,解决3道光刻技术中剥离物颗粒过大导致的剥离设备管道堵塞问题,大幅度提升3道光刻技术量产可能性。通过对光阻制绒技术的3道光刻工艺技术的研究,开发出一种全新的3道光刻工艺技术工艺流程,包含干刻光阻制绒工艺、成膜工艺及黄光工艺流程。实验研究取得光阻蚀刻制绒工艺的最佳参数及工艺窗口、黄光Photo制程的关键参数及工艺窗口、Dry Etch制程光阻灰化工艺最佳参数及工艺窗口。最后搭配全新的3道光刻技术,制备出世界首片28寸薄膜晶体管基板及液晶模组,同时产出多篇3道光刻技术相关专利。制绒技术3道光刻工艺大幅度缩减了薄膜晶体管液晶显示器的制作成本,且解决其他3道光刻技术难以克服的光阻剥离问题,使3道光刻工艺薄膜晶体管技术量产可能性大幅度提升,为后续国内液晶显示器产业发展做出贡献。