第三章 模式建構
3.1 問題定義與分析
TFT-LCD 之製造流程主要分為三個階段，由上而下分別為薄膜電晶體 陣列段、液晶面板組立段以及電路模組組立段等三階段製程。其中，由於 薄膜電晶體陣列段之機台設備相當昂貴，為 TFT-LCD 三階段製程中之瓶 頸製程段，故在薄膜電晶體陣列廠建廠之初，其機台設備之數量配置需要 良好的規劃，以充分運用機台之產能，並避免機台產能不足或閒置等情形 發生。因此，本文針對薄膜電晶體陣列廠之建廠初期，建構一套長期規劃 模組，妥善規劃廠內各機種之機台數量，以提升整體之競爭力。
薄膜電晶體陣列段之製程與半導體晶圓廠相似，且皆具有再回流之特 性，然而薄膜電晶體陣列段僅有 30~50 道製程步驟，以及 5~7 層之回流層 數，其製程複雜度較半導體晶圓廠製程簡單。且由於陣列段之原物料為大 尺寸玻璃基板，加工時所佔之空間龐大，因此在薄膜電晶體陣列段中皆為 序列加工機台，與半導體晶圓廠具有批次加工機台之特性不同。
此外，薄膜電晶體陣列段屬於存貨式生產，產品種類少，且不同產品 別所經過之製程步驟與順序相同、對應之製程步驟所需時間差異小，僅在 黃光區所用之光罩不同。對此，吾人在建構薄膜電晶體陣列廠之生產系統 環境時，不考慮光罩供量問題，且將不同產品間對應之製程步驟所需時間 視為無差異，亦即不同產品間之製程步驟順序與製程時間相同。
然而，雖然不同產品間之製程作業順序與製程時間相同，但為控制產 品之不良率，工件在進行黃光區之加工作業前後，將抽批進行導線線寬、
光阻塗佈之均勻度檢測等量測作業，若量測結果顯示工件狀況良好，則繼 續進行下一個製程步驟；反之，若量測結果顯示工件狀況不佳，則工件須 重新進行該層之加工作業。此外，工件經量測後須進行重加工之比率，將 隨著產品製程穩定度而有所不同，然而在吾人建構之生產環境中，假設各 產品製程已達穩定狀態(steady state)，故不考慮重加工之情況發生。因此，
在考慮工件將抽批進行量測作業之狀況下，可將產品製程分為進行量測與 不進行量測兩種製程，本文將依工件進行量測與否，將工件之屬性別分為 量測工件與一般工件兩類，以進行機台數量之配置規劃。此外，一般和量
測工件在製造途程上之差異僅為量測工件較一般工件多進行了量測工作 站之加工，而在各製程工作站1之製程順序、時間以及經過次數方面則無差 異。
在薄膜電晶體陣列廠中，大尺寸之玻璃基板是透過自動化搬運系統進 行運送。若工件因搬運系統而造成延遲加工，則可能導致生產週期時間增 長、產品良率下降及產出量減少等結果，由此可知，搬運系統對於薄膜電 晶體陣列廠而言相當重要。因此，本文將在考量搬運問題之情況下進行模 式構建。
此外，在薄膜電晶體陣列段之再回流製程步驟中，每一層加工步驟皆 相當一致，故較接近流線型生產型態。然而，由於流線型生產型態較不具 彈性，且現今 TFT-LCD 產業之工廠大部分採用零工式生產佈置，故本文 依照陳氏[34]對於薄膜電晶體陣列段之設備佈置，在機台設備及搬運系統 之佈置方面皆採用零工式佈置，並將機台設備分為四大工作區，其佈置簡 圖如圖 3 - 1所示。此搬運系統為目前業界採用之 Interbay 系統，為單迴圈 之繞行軌道佈置，並假設搬運車將等速均勻於軌道中單向繞行。
本文將根據上述之生產設備佈置，以及薄膜電晶體陣列廠之生產環境 與特性，進行薄膜電晶體陣列廠在建廠初期之機台數量配置。此外，吾人 亦考量各工作區之位置、距離與搬運需求量以決定搬運車之最適數量，並 估算考量搬運時間下之生產週期時間，以作為進行機台數量規劃時之重要 參考依據。
圖 3 - 1 薄膜電晶體陣列段設備佈置簡圖[34]
1 吾人定義薄膜電晶體陣列廠中之非量測工作站為製程工作站，故整廠之工作站共
綜合上述，為建構薄膜電晶體陣列廠之機台規劃模式，本文對生產系 統之假設如下：
1. 生產系統為存貨式(Make To Stock, MTS)生產型態。
2. 各產品製程均相當穩定，不考慮報廢與重加工之情況。
3. 不同產品間之製程步驟順序與製程時間相同。
4. 不考慮機台之整備時間。
5. 不考慮光罩供量問題。
6. 搬運系統為單迴圈之繞行軌道佈置，且搬運車將等速均勻於軌道中單 向繞行。
7. 只考慮各工作區間的搬運時間，不考慮工作區內的搬運時間。
8. 由於搬運車進行裝卸載工件之動作只需數秒即可完成，故本文不考慮 裝卸載工件時所耗用之時間。