TFT-LCD設備內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particle的管理日益凸顯，particle類不良隨著客戶規格的加嚴同步升高。在本文中，我們通過對particle類不良分析及生產設備內Process環境的改善，收集了大量的數據，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（產塵部件）。

我們希望在生產過程中能“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，以及無塵室生產工藝質量監測。主要是潔凈廠房內微粒大小和數量的測試。通過粒子計數器可以將無形的粒子轉化為可見的數字（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？)因設備內各位置Particle存在差異，需要確定分析基準位置。基準：選取設備內Particle均值最高的機臺Pass-line Step 2篩選異常動作(When Particle高發？)利用量產動作與Particle相關系數計算，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？)單動測試將各個動作(因子)區分開，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出現氣流&Particle分析異常磨損部件與超標相關性分析 (Why Particle高發？)（人料法環）因子排查，生產過程中Event出現（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）確定高發位置–Where Particle高發？

圖4

圖5

Particle高發位置確認，設備內部選取流片高度布置多個測試點，在設備穩定量產時，同步連續測試Particle值，選取Particle均值最高的點作為分析參照位置。

（三）確定高發動作–When Particle高發？

高發位置確定后，下面確定什么時候高發的。將高發部位的動作按照動作時序圖，確認哪個部位的particle高發，并將各機構動作與Particle相關性系數匹配(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高發動作確認，利用設備Time Chart（動作時序圖），計算量產動作與Particle值相關性系數，篩選掉非異常動作

（四）確定高發動作–When Particle高發？（見圖8）

高發動作確認后，依據Particle源分析改善經驗，列舉設備常見易產塵部件，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）確定高發動作機構–What Particle高發？

異常部位速度加大或者減少再次驗證哪個部位Particle高發：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）驗證高發動作機構相關性–Why Particle高發？

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。在此例中，絲桿就是particle source，需按照PM sheet定期清潔、注油、保養。防止particle再次高發。

（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，通過各步驟數據分析驗證，最終確定產塵源。然后通過統計學相關性的分析，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），并制定相應的作業指導書及文件，防止問題再發生。總結particle改善的經驗，目前已形成從現狀分析→高發動作確認→單動測試→驗證相關性的方法，形成系統化分析流程，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的方式將為企業降低大量的LOSS。

[1]元榮載,張小松,鄭秀一．基于氣流場變化的潔凈室內部潔凈研究[J]．潔凈與空調技術,2005年03期．

[2]朱小龍,謝志江,劉長春,佟瑩．超潔凈過渡間內微粒污染物濃度及擴散模型[J]．重慶大學學報,2008年12期．

[3]齊鵬,施園,劉子源．TFT-LCD Touch Mura不良的研究與改善[J]．液晶與顯示,2013,28 (2): 204-209．

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