淺談彩色濾光片生產(chǎn)制程不良解析及設(shè)備應(yīng)用VIP

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、調(diào)試的同時，也兼顧著實驗室的相關(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、接觸式膜厚計。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，對不良缺陷的形態(tài)、成分進行定量定性分析，也可對成品進行信賴性測試。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，簡稱cf）的質(zhì)量對整個tft-lcd產(chǎn)品影響巨大。而在彩色濾光片制造中會出現(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，我們必須著力對這些缺陷進行分析并找到快速、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。實驗

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cf產(chǎn)品進行表面、切面觀察分析，品質(zhì)確認，信賴性測試等。1 實驗室不良品解析種類匯總實驗室分析事項，主要需分析事項為客訴不良品解析、產(chǎn)線其他測試、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。較嚴重的是38.5 uv2a nr不良，周不良率最高達到1.3%?，F(xiàn)每周客戶端會對nr不良進行挑樣解析，在顯微鏡下區(qū)分不良發(fā)生側(cè)（tft/cf/cell），做好分類，cf責不良品將由我們?nèi)』亟馕?，履歷調(diào)查，成因分析。（2）產(chǎn)線異物取樣成分分析：在平時對設(shè)備維護保養(yǎng)過程中，對粉末狀異物、磨屑、升華物等取樣

4、進行成分分析，或針對造成產(chǎn)線良率低，修補難的已知缺陷不良進行取樣，分析不良原因，以解決產(chǎn)線良率低的問題。2 實驗室不良品解析設(shè)備2.1 ft-ir（紅外光譜儀）連續(xù)波長的紅外光通過物質(zhì)，某些波長的光被物質(zhì)吸收，物質(zhì)分子中某個基團振動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)振動能級躍進到能量較高的振動能級。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?？v坐標t%表示百分透光率，即紅外吸收的強弱。t%=（i/i0）%，i為透過光強度，i0為入射光強度。橫坐標表示波數(shù)，=1/（cm）=104/（m）（cm-1）。ft-ir紅外光譜儀分析主要針對有機物的

5、能譜圖進行比對，需事先建立充足的數(shù)據(jù)庫，有利于在產(chǎn)線有突發(fā)不良時，在未知成因的情況下，進行ft-ir成分分析，進行能譜比對，以匹配出性質(zhì)最為相近的物質(zhì)。因數(shù)據(jù)庫限制，產(chǎn)線設(shè)備維護保養(yǎng)時，需收集異常物質(zhì)，如粉末狀碎屑、潤滑油、升華物等，進行ft-ir打樣，完善數(shù)據(jù)庫。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，這個像是在樣品被掃描時按時序建立起來的，即使用逐點成像的方法獲得放大像。se

6、m的優(yōu)點是：（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微結(jié)構(gòu)；（3）試樣制備簡單。2.2.2 能譜儀用來對材料微區(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，特征波長的大小則取決于能級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來進行成分分析的。2.2.3 sem/eds實驗室應(yīng)用實例38.5 uv2a產(chǎn)品客訴nr爆量，實驗室持續(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）查詢客戶碼對應(yīng)cf id，確認廠內(nèi)生產(chǎn)履歷

7、，記錄基板各制程作業(yè)線別、時間以及該基板是否經(jīng)過repair站點。對比客戶端解析顯微鏡圖片對應(yīng)產(chǎn)線aoi及修補有無檢出同類缺陷。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下測量異物高度，記錄3d圖像。測量異物大小，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，查詢該基板在repair站點及各制程aoi review圖片。若有對應(yīng)異物點，記錄坐標，依次查詢前制程aoi上報坐標點，找到異物產(chǎn)生線別。（4）選取特征性較明顯的異物進行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，能夠更為細致地觀察樣品表面形態(tài)，可測量兩點間距離，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、點與點間測量距離，亦可選取參照物，測量目標物體的高度。倍率有5x/10x/20x/50x/100x。具備表面觀察及高度測量功能。在不良品解析中，3d顯微鏡的應(yīng)用實例如下。（1）客訴mura、nr、修補不良等，可利用3d顯微鏡測量ps和異物高度。（2）廠內(nèi)異物取樣表面觀察、3d測高。2.4 小型色度機小型色度機主要針對m

9、ura類不良進行分析。廣泛應(yīng)用于色差mura解析、信賴性實驗、標準片測試等。mura解析思路如下。將客戶端取回標記好mura位置，去除pi的樣片，先至macro綠燈下目視觀察，確認mura是否肉眼可見，形狀，位置及可視角度。至小型色度機橫跨mura區(qū)域逐個測量rgb畫素的色度值。將結(jié)果作成圖表，對比數(shù)據(jù)，確認mura區(qū)與非mura區(qū)色度差值。一般差值超過3%?？芍苯哟_定為該色阻層異常，對應(yīng)為膜厚差異，可推測為涂布制程產(chǎn)生不良。鎖定線體及機臺，進行原因分析。2.5 接觸式膜厚計接觸式膜厚計可精確測量樣品膜厚，精度達到0.01m，主要用于rgb膜厚、牛角、ito膜厚等高度測量。針對客戶端返回的樣品，因無法進行光學(xué)式膜厚測量，僅可使用接觸式膜厚計進行膜厚段差測量。此設(shè)備使用前制樣很關(guān)鍵，需先在樣品上針對測量區(qū)域用刀片刮出v字樣區(qū)域，測量區(qū)位于v字尖端，測量時橫跨尖端進行接觸式測量。3 結(jié)語目前tft-lcd所應(yīng)用的實驗設(shè)備對于不良的分析已有一定的經(jīng)驗，但針對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，將更先進的實驗技術(shù)應(yīng)用到實際的不良分析中。參考文獻1 馬群剛.tft-lcd原理與設(shè)計m.北京：電子工業(yè)出版社，2011：147-148.2 黃新民，解挺.材料分析測試方法m.