TFT-LCD設備內(nèi)Particle分析改善方法研究

合肥京東方光電科技有限公司 李林杰 劉園園 王 鵬 徐鋒剛 郭興奎

TFT-LCD設備內(nèi)Particle分析改善方法研究

合肥京東方光電科技有限公司 李林杰 劉園園 王 鵬 徐鋒剛 郭興奎

本文研究了一種快速尋找TFT-LCD制程設備內(nèi)particle源并改善的方法，研究表明利用5W1H及相關性的科學分析方法建立粒子的分布模型-Particle Map，可快速定位particle源，使得Particle尋找及改善的過程大大縮短，快速降低異物不良，提升產(chǎn)品品質。

TFT-LCD；Particle Source；Particle Map；Particle Source消除

引言

TFT-LCD（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶體管-液晶顯示器）作為一種平板顯示裝置，因其具有體積小、功耗低、無輻射以及制作成本相對較低等特點，而越來越多地被應用于高性能顯示領域當中。同時市場對Particle的要求越來越高，PPI也越做越高，品牌客戶目前均要求0 DOT亮點出貨，而異物size大小也從0.4μm收嚴至0.1μm，工藝制程設備內(nèi)particle的管理日益凸顯，particle類不良隨著客戶規(guī)格的加嚴同步升高。在本文中，我們通過對particle類不良分析及生產(chǎn)設備內(nèi)Process環(huán)境的改善，收集了大量的數(shù)據(jù)，建立了一種可以方便快捷準確的改善方法。

一、Particle Map分析方法及工具概述

（一）Particle Map的概念

Particle Map是設備內(nèi)Particle源分析的一種方法，通過5W1H及相關性方法研究確定動作與Particle的對應關系，最終確定真因子（產(chǎn)塵部件）。

我們希望在生產(chǎn)過程中能“看”到Particle粒子分布的大小和多少，這樣就可以有針對性的改善了。如圖1，Particle的分布一目了然。

圖1

（二）Particle counter

Particle counter是一種粒子計數(shù)器，是在particle改善過程中用到的重要工具。主要用于無塵室的Class等級測試，以及無塵室生產(chǎn)工藝質量監(jiān)測。主要是潔凈廠房內(nèi)微粒大小和數(shù)量的測試。通過粒子計數(shù)器可以將無形的粒子轉化為可見的數(shù)字（見圖2）。

圖2

二、Particle Map分析步驟研究

Particle Map分析步驟：

Particle Map的分析步驟按照5W1H工作法劃分為5條，如下表一為具體的操作步驟。

Step Item操作Step 1確定分析參照位置(Where Particle高發(fā)？)因設備內(nèi)各位置Particle存在差異，需要確定分析基準位置?；鶞剩哼x取設備內(nèi)Particle均值最高的機臺Pass-line Step 2篩選異常動作(When Particle高發(fā)？)利用量產(chǎn)動作與Particle相關系數(shù)計算，篩選掉非異常動作。利用部件-動作 矩陣(C-E) ，排定各設備動作排查順序Step 3篩選異常動作所對應的磨損部件(What Particle高發(fā)？)單動測試將各個動作(因子)區(qū)分開，單獨排查其動作機構部位Particle是否異常Step 4確定異常動作及磨損部件之后，通過相關性計算，Particle均值比較，Particle Size占比 分析各異常因子與超標相關性Step 5異常Event出現(xiàn)氣流&Particle分析異常磨損部件與超標相關性分析 (Why Particle高發(fā)？)（人料法環(huán)）因子排查，生產(chǎn)過程中Event出現(xiàn)（人員換料、Down機處理）異常氣流&Particle影響分析改善。

三、Particle Map應用分析研究

（一）改善背景

下面以一個運用particle map方法來鎖定particle source并降低particle水平的實例來說明具體的操作。選定的異常部位為Cell工序的PI Coater設備。衡量設備內(nèi)Paritcle水平的異常按照潔凈室國際標準ISO14644-1來衡量，這里不再贅述（見圖3）。

圖3

（二）確定高發(fā)位置–Where Particle高發(fā)？

圖4

圖5

Particle高發(fā)位置確認，設備內(nèi)部選取流片高度布置多個測試點，在設備穩(wěn)定量產(chǎn)時，同步連續(xù)測試Particle值，選取Particle均值最高的點作為分析參照位置。

（三）確定高發(fā)動作–When Particle高發(fā)？

高發(fā)位置確定后，下面確定什么時候高發(fā)的。將高發(fā)部位的動作按照動作時序圖，確認哪個部位的particle高發(fā)，并將各機構動作與Particle相關性系數(shù)匹配(如圖7)?Pin下降，PI液轉印，Table上升與Particle相關性較高。

圖6

圖7

圖8

Particle高發(fā)動作確認，利用設備Time Chart（動作時序圖），計算量產(chǎn)動作與Particle值相關性系數(shù)，篩選掉非異常動作

（四）確定高發(fā)動作–When Particle高發(fā)？（見圖8）

高發(fā)動作確認后，依據(jù)Particle源分析改善經(jīng)驗，列舉設備常見易產(chǎn)塵部件，通過制作設備動作魚骨圖和動作-部件C&E矩陣，排定設備動作排查順序。

（五）確定高發(fā)動作機構–What Particle高發(fā)？

異常部位速度加大或者減少再次驗證哪個部位Particle高發(fā)：Pin升降速度 Vs. Pin傳動部位Particle。

圖9

圖10

Pin升降傳動機構部位Particle與Pin升降的速度高度相關。

（六）驗證高發(fā)動作機構相關性–Why Particle高發(fā)？

圖11

圖12

絲杠未定期清潔或者清潔周期太長均會影響particle的高發(fā)。在此例中，絲桿就是particle source，需按照PM sheet定期清潔、注油、保養(yǎng)。防止particle再次高發(fā)。

（七）措施導入&改善效果

圖13

驗證Particle source摘除后，不良率下降相關性。從上圖可以看出，執(zhí)行定期清潔后，PI的相關不良改善明顯。

五、總結

本文通過一個實際案例的應用，詳細闡述了Particle source查找的步驟，通過“5W1H”的理論逐步測試推導，通過各步驟數(shù)據(jù)分析驗證，最終確定產(chǎn)塵源。然后通過統(tǒng)計學相關性的分析，科學定位particle source，再通過C&E矩陣篩選出Particle高發(fā)異常動作，最后采用相應的措施（不同的原因對應不同的措施）使得particle維持在一個較低的水平（particle不可完全消除，只可維持在一個較低的水平），并制定相應的作業(yè)指導書及文件，防止問題再發(fā)生?？偨Yparticle改善的經(jīng)驗，目前已形成從現(xiàn)狀分析→高發(fā)動作確認→單動測試→驗證相關性的方法，形成系統(tǒng)化分析流程，應用范圍廣，隨著客戶基準的加嚴，異物不良的升高，這種快速尋找particle的方式將為企業(yè)降低大量的LOSS。

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Research on Particle analysis and improvement method in TFT-LCD equipment

LilinjieLiuyuanyuanWangpengXufenggangGuoxingkui
（Hefei BOE Display Technology Co,Ltd, Hefei230012,CHN）

This paperstudies a method for fast searching and improving particle source in TFT-LCD process equipment,The research shows that the distribution model of particles is established by using the scientif i c analysis methods of 5W1H and correlation -Particle Map,that means Particle source can be quickly located, the Particle search and improvement time can greatly shortened, Can quickly reduce particle defect and Enhance product quality.

TFT-LCD；Particle Source；Particle Map；Particle Source Reduce