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文獻探討

在文檔中 TFT-LCD製程重工決策之研究 (頁 17-21)

本章主要分為兩部分,第一部分回顧過去針對重工決策研究的相關論文,第 二部分則針對 TFT-LCD 廠前段製程,包括 Array 及 CF 製程中的生產流程及環境 加以說明。

2.1 過去相關文獻回顧

雖然針對 TFT-LCD 廠的重工決策問題,在過去的學術文獻上,經過吾人的 檢索查閱,尚未發現有相關的研究,但隨著原物料成本的提高,以及回收再利用 觀念的宣導,許多產業都會將不良品利用重工的過程重新加工[13],所以有幾篇 針對不同產業重工議題的研究文獻衍生而出。

過去有不少文獻針對印刷電路板組裝作業(Printed circuit board assembly,簡 稱 PCBA) 的重工議題加以探討,但主要著重在 PCBA 的 自 動 化重工 技 術 (automated PCBA rework)的建立以及發展[5][6];以及探討自動化重工實施情形的 一些成本結構及績效衡量分析[7];並在成本與生產週期(cycle time)的考量下,決 定自動化重工系統進行的時點[8]以及實行重工的策略(定期或是不定期)[9]

上述文獻主要針對組裝產業,在製造加工業方面,也有一些針對重工現象加 以探討的文獻,除了有針對重工策略面分析的研究[12][14],針對不同績效考量,

探討一批欲加工的物件,在進行批次加工作業時,若一部分物件為不良品時,原 批是否應該等那些不良物件重工完後再併批加工,還是直接往下加工或與其他良 品併批加工,或是發展其他重工策略;也有一些文獻依據不同的績效考量,決定 當加工達到多少數量之後進行重工[11][16]為最佳,以及決定不良品個數達到某 數量之後進行重工[10][17]為最佳。

此外還有幾篇是與本研究問題背景最為相似的半導體產業所作的重工或是 報廢決策研究(報廢決策類似於重工決策,不同在於報廢決策為低於門檻值即丟 棄,不加以回收重新利用);Daigle 等人[20]建構一管理模式來減少半導體廠中晶 圓(wafer)報廢的情形發生。Michael 等人[15]同時考量重工策略以及派工法則下,

決定最佳的派工法則與重工策略組合。Maynard 等人[21]發展出一啟發性解法,

在良率及成本的考量下,可求出半導體廠中,晶圓批的批量由於製程良率的問 題,導致某些並非包含全良品晶圓的「小量晶圓批」(small wafer lot),在哪一層 (layer)進行報廢為最佳。

另外 Wu 等人[22] [23]利用基因演算法,探討半導體廠中小量晶圓批的報廢 決策問題,此文獻的問題架構最為接近本研究,在於此篇文獻與本研究相同也是 利用門檻值的方法,針對其中幾個關鍵加工層(critical layer)設置報廢決策的決策 點,考量單一產品下,以半導體廠的利潤最大化為目的,決定各關鍵加工層的報 廢決策門檻值(threshold),良好晶圓片數高於門檻值的晶圓批可繼續進行加工,

反之該晶圓批則逕行報廢。

而雖然 TFT-LCD 廠的 Array 製程及 CF 製程類似半導體廠的製程,但是至 Cell 製程時,TFT-LCD 廠會有半導體廠所沒有的將兩片不同的基板(TFT 基板及 CF 基板)進行結合的組立製程,這也是 TFT-LCD 廠與半導體廠相當大的差別,

因為組立製程的一些特性影響,所以兩者在重工(報廢)決策的考量上也將會有所 差異,這也是本研究加以延伸探討的主要部分。

半導體廠報廢決策往往是以批(lot)為單位,低於門檻值的晶圓批上的多片晶 圓皆報廢,而 TFT-LCD 廠則是以基板為單位,低於門檻值的基板,該基板上的 面板皆報廢(重工),所以批相當於基板,晶圓相當於面板,這是兩種產業在報廢 (重工)決策的類比之處。

2.2 Array 及 CF 製程簡述

Array 製程[4]主要在製作薄膜電晶體基板(TFT plate),與半導體製程相當類 似,較大的不同在於 Array 製程是將薄膜電晶體製作於玻璃基板上,而半導體製 程則是將薄膜電晶體製作於矽晶圓上。但在生產製程與環境方面,Array 製程大 多與半導體製程類似,大致可分為成膜(film deposition)、黃光(photo)、蝕刻 (etching)、去光阻(stripping)等加工作業,同時在製程過程中,也都具有再回流 (reentrant)的特性,需重複進行多層(layer)的加工,在經過與業界相關製程人員訪 談後得知,目前在 TFT-LCD 廠中,Array 製程階段所設立的檢測站通常是位於製 程後段,甚至僅在最終製程處設立,並非位於需再回流的加工作業中,所以回流 次數並不影響檢測次數。圖 2.1 舉例說明 Array 的再回流製程與檢測站設置位置,

假設一產品的生產流程有 5 道加工作業,當作業 C 加工完後,會視產品需求重 回作業 A 進行下一層的加工,也就是再回流現象,而業界通常的檢測站會設置 於較後段製程處(D or E),也就是不需重複作業處,甚至只在作業 E 設立一最終 檢測站。

作業 A 作業 B 作業 C 作業 D 作業 E 再回流(reentrance)

:表示檢測站

圖 2.1 舉例說明 Array 製程生產模式

CF 製程[4]與半導體的製程較為不同,主要是在製作彩色濾光片(Color Filter,簡稱 CF),之後在 Cell 製程階段中,與 Array 製程所製作的 TFT 基板結 合而成 TFT-LCD 基板,CF 製程所製作的彩色濾光片是於玻璃基板上,將紅、綠、

藍三原色之有機材料,製作在每一個畫素之內,生產流程為流線式生產(flow line),並無再回流的特性。大致主要製程的生產流程如圖 2.2 所示,而其中 BM(black matrix)、Red、Green、Blue 四個製程階段的加工步驟類似,皆須進行 塗佈(coating)、曝光(UV exposure)、顯影(development)、postbaking 等作業,但是 四個製程階段皆有各自機台來進行上述細部作業,也就是 BM 製程有自己的塗佈 機台,Red 製程也有自己的塗佈機台,所以雖然細部作業相同,但是沒有 Array 或是半導體製程中的再回流現象,為一流線式生產,而檢測站的位置則視需求設 立於某兩段主要製程之間,或是設置於細部作業之間,如塗佈製程及曝光作業之 間。

BM Process

(生成黑色矩陣)

Red Process

(製作紅色色素)

Green Process

(製作綠色色素)

Blue Process

(製作藍色色素)

MVA

(廣視角製程)

Photo Spacer

Coating

UV Exposure

Development

Postbaking

圖 2.2 CF 生產流程簡述

在文檔中 TFT-LCD製程重工決策之研究 (頁 17-21)

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