淺談彩色濾光片生產(chǎn)制程不良解析及設(shè)備應(yīng)用

1、    淺談彩色濾光片生產(chǎn)制程不良解析及設(shè)備應(yīng)用    顏媛摘 要：中電熊貓液晶材料科技有限公司自2012年建廠以來，在產(chǎn)線設(shè)備裝機(jī)、調(diào)試的同時(shí)，也兼顧著實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)設(shè)備安裝，主要設(shè)備有ft-ir（紅外光譜儀）、sem/eds（掃描電子顯微鏡/能譜儀）、3d顯微鏡、小型色度機(jī)、接觸式膜厚計(jì)。自2013年年底開始陸續(xù)投入使用，現(xiàn)已能夠充分配合產(chǎn)線，對(duì)不良缺陷的形態(tài)、成分進(jìn)行定量定性分析，也可對(duì)成品進(jìn)行信賴性測(cè)試。關(guān)鍵詞：不良品 紅紅外光譜儀 客訴nr 掃描電子顯微鏡：tn141 ：a ：1672-3791（2018）08（b）-0110-02隨著tft-l

2、cd（thin film transistor liquid crystal display，薄膜晶體管液晶顯示器）的流行，tft-lcd正逐漸成為主流顯示設(shè)備。在tft-lcd顯示設(shè)備當(dāng)中，tft-lcd面板是其主要部件。作為tft-lcd面板的重要組件之一，彩色濾光片（color filter，簡(jiǎn)稱cf）的質(zhì)量對(duì)整個(gè)tft-lcd產(chǎn)品影響巨大。而在彩色濾光片制造中會(huì)出現(xiàn)一些常見的和突發(fā)的缺陷問題，它們直接影響著本身的合格率，也影響著tft-lcd面板客戶的合格率和滿意度。為此，我們必須著力對(duì)這些缺陷進(jìn)行分析并找到快速、有效的解決方案，因此制程不良的解析及解析設(shè)備的有效應(yīng)用變得至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)

3、室是確保產(chǎn)線高品質(zhì)、高質(zhì)量生產(chǎn)的后備力量，是分析產(chǎn)線不良的重要環(huán)節(jié)。對(duì)cf產(chǎn)品進(jìn)行表面、切面觀察分析，品質(zhì)確認(rèn)，信賴性測(cè)試等。1 實(shí)驗(yàn)室不良品解析種類匯總實(shí)驗(yàn)室分析事項(xiàng)，主要需分析事項(xiàng)為客訴不良品解析、產(chǎn)線其他測(cè)試、異物取樣成分分析。（1）客訴不良：異常集中于異物類，顯影不良、色度異常、共通等。較嚴(yán)重的是38.5 uv2a nr不良，周不良率最高達(dá)到1.3%。現(xiàn)每周客戶端會(huì)對(duì)nr不良進(jìn)行挑樣解析，在顯微鏡下區(qū)分不良發(fā)生側(cè)（tft/cf/cell），做好分類，cf責(zé)不良品將由我們?nèi)』亟馕觯臍v調(diào)查，成因分析。（2）產(chǎn)線異物取樣成分分析：在平時(shí)對(duì)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)過程中，對(duì)粉末狀異物、磨屑、升華物等取樣

4、進(jìn)行成分分析，或針對(duì)造成產(chǎn)線良率低，修補(bǔ)難的已知缺陷不良進(jìn)行取樣，分析不良原因，以解決產(chǎn)線良率低的問題。2 實(shí)驗(yàn)室不良品解析設(shè)備2.1 ft-ir（紅外光譜儀）連續(xù)波長(zhǎng)的紅外光通過物質(zhì)，某些波長(zhǎng)的光被物質(zhì)吸收，物質(zhì)分子中某個(gè)基團(tuán)振動(dòng)頻率與紅外光的頻率一樣，二者發(fā)生共振，分子吸收能量，由基態(tài)振動(dòng)能級(jí)躍進(jìn)到能量較高的振動(dòng)能級(jí)。因此，通過紅紅外光譜圖，可鑒別物質(zhì)的類型。紅外光譜圖表示分子吸收紅外的情況。縱坐標(biāo)t%表示百分透光率，即紅外吸收的強(qiáng)弱。t%=（i/i0）%，i為透過光強(qiáng)度，i0為入射光強(qiáng)度。橫坐標(biāo)表示波數(shù)，=1/（cm）=104/（m）（cm-1）。ft-ir紅外光譜儀分析主要針對(duì)有機(jī)物的

5、能譜圖進(jìn)行比對(duì)，需事先建立充足的數(shù)據(jù)庫(kù)，有利于在產(chǎn)線有突發(fā)不良時(shí)，在未知成因的情況下，進(jìn)行ft-ir成分分析，進(jìn)行能譜比對(duì)，以匹配出性質(zhì)最為相近的物質(zhì)。因數(shù)據(jù)庫(kù)限制，產(chǎn)線設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，需收集異常物質(zhì)，如粉末狀碎屑、潤(rùn)滑油、升華物等，進(jìn)行ft-ir打樣，完善數(shù)據(jù)庫(kù)。2.2 sem/eds（掃描電子顯微鏡/能譜儀）2.2.1 掃描電子顯微鏡主要是利用二次電子信號(hào)成像來觀察樣品的表面形態(tài)，即用狹窄的電子束去掃描樣品，通過電子束與樣品的相互作用產(chǎn)生各種效應(yīng)，其中主要是樣品的二次電子發(fā)射。二次電子能夠產(chǎn)生樣品表面放大的形貌像，這個(gè)像是在樣品被掃描時(shí)按時(shí)序建立起來的，即使用逐點(diǎn)成像的方法獲得放大像。se

6、m的優(yōu)點(diǎn)是：（1）有較高的放大倍數(shù)，放大倍數(shù)連續(xù)可調(diào)；（2）有很大的景深，視野大，成像富有立體感，可直接觀察各種試樣凹凸不平表面的細(xì)微結(jié)構(gòu)；（3）試樣制備簡(jiǎn)單。2.2.2 能譜儀用來對(duì)材料微區(qū)成分元素種類與含量分析，配合掃描電子顯微鏡的使用。因各種元素具有自己的x射線特征波長(zhǎng)，特征波長(zhǎng)的大小則取決于能級(jí)躍遷過程中釋放出的特征能量，能譜儀就是利用不同元素x射線光子特征能量不同這一特點(diǎn)來進(jìn)行成分分析的。2.2.3 sem/eds實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用實(shí)例38.5 uv2a產(chǎn)品客訴nr爆量，實(shí)驗(yàn)室持續(xù)解析不良品，nr類型主要是異物型及ps高模式。nr解析思路如下。（1）查詢客戶碼對(duì)應(yīng)cf id，確認(rèn)廠內(nèi)生產(chǎn)履歷

7、，記錄基板各制程作業(yè)線別、時(shí)間以及該基板是否經(jīng)過repair站點(diǎn)。對(duì)比客戶端解析顯微鏡圖片對(duì)應(yīng)產(chǎn)線aoi及修補(bǔ)有無檢出同類缺陷。確定不良產(chǎn)品經(jīng)過的線體，制程參數(shù)。（2）3d顯微鏡20x觀察異物表面形態(tài)，并于50x下測(cè)量異物高度，記錄3d圖像。測(cè)量異物大小，高度，區(qū)分異物位于畫素層別。（3）根據(jù)3d顯微鏡記錄圖片，查詢?cè)摶逶趓epair站點(diǎn)及各制程aoi review圖片。若有對(duì)應(yīng)異物點(diǎn)，記錄坐標(biāo)，依次查詢前制程aoi上報(bào)坐標(biāo)點(diǎn)，找到異物產(chǎn)生線別。（4）選取特征性較明顯的異物進(jìn)行eds成分分析。（5）根據(jù)eds成分分析，初步確定異物成分及產(chǎn)生工序，結(jié)合產(chǎn)線查詢結(jié)果，找出共通性。從而確定不良成因

8、。利用sem，能夠更為細(xì)致地觀察樣品表面形態(tài)，可測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距離，如ito/pi膜厚，傾斜角度后觀察斷層，分析不良品成因。eds可精確分析樣品所含元素種類及含量，用于辨別異物成分，但不能完全將異物定性。2.3 3d顯微鏡3d顯微鏡可利用2d、3d模式，觀察樣品表面形態(tài)，水平、豎直、點(diǎn)與點(diǎn)間測(cè)量距離，亦可選取參照物，測(cè)量目標(biāo)物體的高度。倍率有5x/10x/20x/50x/100x。具備表面觀察及高度測(cè)量功能。在不良品解析中，3d顯微鏡的應(yīng)用實(shí)例如下。（1）客訴mura、nr、修補(bǔ)不良等，可利用3d顯微鏡測(cè)量ps和異物高度。（2）廠內(nèi)異物取樣表面觀察、3d測(cè)高。2.4 小型色度機(jī)小型色度機(jī)主要針對(duì)m

9、ura類不良進(jìn)行分析。廣泛應(yīng)用于色差mura解析、信賴性實(shí)驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)片測(cè)試等。mura解析思路如下。將客戶端取回標(biāo)記好mura位置，去除pi的樣片，先至macro綠燈下目視觀察，確認(rèn)mura是否肉眼可見，形狀，位置及可視角度。至小型色度機(jī)橫跨mura區(qū)域逐個(gè)測(cè)量rgb畫素的色度值。將結(jié)果作成圖表，對(duì)比數(shù)據(jù)，確認(rèn)mura區(qū)與非mura區(qū)色度差值。一般差值超過3%。可直接確定為該色阻層異常，對(duì)應(yīng)為膜厚差異，可推測(cè)為涂布制程產(chǎn)生不良。鎖定線體及機(jī)臺(tái)，進(jìn)行原因分析。2.5 接觸式膜厚計(jì)接觸式膜厚計(jì)可精確測(cè)量樣品膜厚，精度達(dá)到0.01m，主要用于rgb膜厚、牛角、ito膜厚等高度測(cè)量。針對(duì)客戶端返回的樣品，因無法進(jìn)行光學(xué)式膜厚測(cè)量，僅可使用接觸式膜厚計(jì)進(jìn)行膜厚段差測(cè)量。此設(shè)備使用前制樣很關(guān)鍵，需先在樣品上針對(duì)測(cè)量區(qū)域用刀片刮出v字樣區(qū)域，測(cè)量區(qū)位于v字尖端，測(cè)量時(shí)橫跨尖端進(jìn)行接觸式測(cè)量。3 結(jié)語目前tft-lcd所應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)于不良的分析已有一定的經(jīng)驗(yàn)，但針對(duì)不良品的定量定性分析還存在一定的難度，需持續(xù)摸索，不斷累積經(jīng)驗(yàn)，將更先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際的不良分析中。參考文獻(xiàn)1 馬群剛.tft-lcd原理與設(shè)計(jì)m.北京：電子工業(yè)出版社，2011：147-148.2 黃新民，解挺.材料分析測(cè)試方法m.