TFT-LCD设备内Particle分析改善方法研究

合肥京东方光电科技有限公司 李林杰 刘园园 王 鹏 徐锋刚 郭兴奎

TFT-LCD设备内Particle分析改善方法研究

合肥京东方光电科技有限公司 李林杰 刘园园 王 鹏 徐锋刚 郭兴奎

本文研究了一种快速寻找TFT-LCD制程设备内particle源并改善的方法，研究表明利用5W1H及相关性的科学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寻找及改善的过程大大缩短，快速降低异物不良，提升产品品质。

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

引言

TFT-LCD（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶体管-液晶显示器）作为一种平板显示装置，因其具有体积小、功耗低、无辐射以及制作成本相对较低等特点，而越来越多地被应用于高性能显示领域当中。同时市场对Particle的要求越来越高，PPI也越做越高，品牌客户目前均要求0 DOT亮点出货，而异物size大小也从0.4μm收严至0.1μm，工艺制程设备内particle的管理日益凸显，particle类不良随着客户规格的加严同步升高。在本文中，我们通过对particle类不良分析及生产设备内Process环境的改善，收集了大量的数据，建立了一种可以方便快捷准确的改善方法。

一、Particle Map分析方法及工具概述

（一）Particle Map的概念

Particle Map是设备内Particle源分析的一种方法，通过5W1H及相关性方法研究确定动作与Particle的对应关系，最终确定真因子（产尘部件）。

我们希望在生产过程中能“看”到Particle粒子分布的大小和多少，这样就可以有针对性的改善了。如图1，Particle的分布一目了然。

图1

（二）Particle counter

Particle counter是一种粒子计数器，是在particle改善过程中用到的重要工具。主要用于无尘室的Class等级测试，以及无尘室生产工艺质量监测。主要是洁净厂房内微粒大小和数量的测试。通过粒子计数器可以将无形的粒子转化为可见的数字（见图2）。

图2

二、Particle Map分析步骤研究

Particle Map分析步骤：

Particle Map的分析步骤按照5W1H工作法划分为5条，如下表一为具体的操作步骤。

Step Item操作Step 1确定分析参照位置(Where Particle高发？)因设备内各位置Particle存在差异，需要确定分析基准位置。基准：选取设备内Particle均值最高的机台Pass-line Step 2筛选异常动作(When Particle高发？)利用量产动作与Particle相关系数计算，筛选掉非异常动作。利用部件-动作 矩阵(C-E) ，排定各设备动作排查顺序Step 3筛选异常动作所对应的磨损部件(What Particle高发？)单动测试将各个动作(因子)区分开，单独排查其动作机构部位Particle是否异常Step 4确定异常动作及磨损部件之后，通过相关性计算，Particle均值比较，Particle Size占比 分析各异常因子与超标相关性Step 5异常Event出现气流&Particle分析异常磨损部件与超标相关性分析 (Why Particle高发？)（人料法环）因子排查，生产过程中Event出现（人员换料、Down机处理）异常气流&Particle影响分析改善。

三、Particle Map应用分析研究

（一）改善背景

下面以一个运用particle map方法来锁定particle source并降低particle水平的实例来说明具体的操作。选定的异常部位为Cell工序的PI Coater设备。衡量设备内Paritcle水平的异常按照洁净室国际标准ISO14644-1来衡量，这里不再赘述（见图3）。

图3

（二）确定高发位置–Where Particle高发？

图4

图5

Particle高发位置确认，设备内部选取流片高度布置多个测试点，在设备稳定量产时，同步连续测试Particle值，选取Particle均值最高的点作为分析参照位置。

（三）确定高发动作–When Particle高发？

高发位置确定后，下面确定什么时候高发的。将高发部位的动作按照动作时序图，确认哪个部位的particle高发，并将各机构动作与Particle相关性系数匹配(如图7)➜Pin下降，PI液转印，Table上升与Particle相关性较高。

图6

图7

图8

Particle高发动作确认，利用设备Time Chart（动作时序图），计算量产动作与Particle值相关性系数，筛选掉非异常动作

（四）确定高发动作–When Particle高发？（见图8）

高发动作确认后，依据Particle源分析改善经验，列举设备常见易产尘部件，通过制作设备动作鱼骨图和动作-部件C&E矩阵，排定设备动作排查顺序。

（五）确定高发动作机构–What Particle高发？

异常部位速度加大或者减少再次验证哪个部位Particle高发：Pin升降速度 Vs. Pin传动部位Particle。

图9

图10

Pin升降传动机构部位Particle与Pin升降的速度高度相关。

（六）验证高发动作机构相关性–Why Particle高发？

图11

图12

丝杠未定期清洁或者清洁周期太长均会影响particle的高发。在此例中，丝杆就是particle source，需按照PM sheet定期清洁、注油、保养。防止particle再次高发。

（七）措施导入&改善效果

图13

验证Particle source摘除后，不良率下降相关性。从上图可以看出，执行定期清洁后，PI的相关不良改善明显。

五、总结

本文通过一个实际案例的应用，详细阐述了Particle source查找的步骤，通过“5W1H”的理论逐步测试推导，通过各步骤数据分析验证，最终确定产尘源。然后通过统计学相关性的分析，科学定位particle source，再通过C&E矩阵筛选出Particle高发异常动作，最后采用相应的措施（不同的原因对应不同的措施）使得particle维持在一个较低的水平（particle不可完全消除，只可维持在一个较低的水平），并制定相应的作业指导书及文件，防止问题再发生。总结particle改善的经验，目前已形成从现状分析→高发动作确认→单动测试→验证相关性的方法，形成系统化分析流程，应用范围广，随着客户基准的加严，异物不良的升高，这种快速寻找particle的方式将为企业降低大量的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