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TFT-LCD 面板全部製程約 300 個步驟,這些步驟由大塊面板玻璃以清洗 開始投入製程中歷經無塵室等級為Class1000 → Class100 → Class10 →

Class100 → Class 1000 等 5 次變換,面板玻璃由全尺寸到最後變成只有其 1/6 Conveyor,為了玻璃轉向之用的 Turn Conveyor,為了翻面用的 Flip 機構,為了 使玻璃轉角前進的Transfer Conveyor,為了騰出維修走道之用的 Lifter unit 及 Sky Conveyor,為了能滿足玻璃前進不塞車的 Buffer unit,或是這些單片的面 板玻璃完成一小段連續製程被送回整個Fab 的統籌分配管控中心 Stocker 時(通

TFT-LCD 前段製程中面板玻璃會送入一種可多片承載的 Cassette 裝置,

此是為了使Stocker 內的 Crane 效率有效提升的裝置,即 Crane 搬送一次的 Cassette 內含量就有 30pcs到50pcs不等的面板玻璃,Cassette 有二種型式,一為 Wire cassette(如圖 2-1 ),另為 Normal cassette(如圖 2-2),如可用機械手臂 對面板板玻璃進行Fork Arm 取、放的製程站時,當完成製程工序後就用機械手

臂去將面板玻璃放入Normal Cassette,此因有要預留 Fork Arm 最後進出及 Arm 下垂的間隙,所以可存放的玻璃數較少約20pcs~30pcs左右;若製程上不需用到 Robot 去取放,而只要以 Roller Conveyor 將玻璃滾動傳輸前進時,則會利用一 個Exchanger 的 AMHS 裝置,先將 Wire cassette 用 MGV 裝置或 Stocker 內之 Crane Arm 放入 Exchanger port 內,此 Port 是在 Stocker 內只留有一個僅可供玻 璃利用Roller Conveyor 進入此 Port 內之小窗口,其餘均用隔板罩住,當玻璃進 Port 內後流入 Wire Cassette 中(如圖 2-3),當每進完一片玻璃 Cassette 在 Exchanger AMHS 裝置的自動上升,逐一將玻璃收納到 Wire Cassette 內(約可 儲存30pcs到50pcs),待裝滿後Stocker Crane 再將此 Wire Cassette 搬走,並放入 一個空的Cassette,以此方式將製程中的玻璃收回到 Stocker 中;同樣的若要將 暫存於Stocker 內的玻璃往下一製程放出時,則以上述之反向操作進行放片的 動作,所以在Stocker 的外部會有許多 Roller Conveyor 執行玻璃片進出的協助,

這些都是AMHS 的主要功能;由於每片玻璃上都有以雷射雕刻方式刻上 ID No.,所以每一片玻璃於每一製程中的施工品質好壞會被記憶及配合 AMHS 的 另一分類功能,執行製程中之強迫取出進維修站,如此即可將上製程發生的不 良逐一修護後,再往下製程加工,否則前製程之不良未檢出修護,後面製程再 蓋上去後,當跑完300 個製程後,可能剩下只有幾片面板玻璃是 ok 的,其他 的都要當廢玻璃回收丟棄。所以這些AMHS(Automatic Material Handling System)為配合 TFT-LCD 的製程中因面板玻璃易破(板厚只有 0.7mm),製程

個因素,一為靜態(固定)的如FFU 的入口速度,開孔板的開孔率,供清淨 Air 的通風道,高架地板的開孔率等,另一為於Stocker 內往返走動的 Crane,動態 往返運動所造成的捲揚尾流的污染等,依據江[12]採用側向入風,馮[13]

每個時間點的Crane 產生捲揚尾流可發現均未超過 Pass line,且於 Crane 停止後從氣流狀況也未見尾流上揚如圖2-4 倉儲內 Crane 加減速模擬結果,此

行,零件選用以不發塵或低發塵量的元件,並將這些可能發塵的部位已設計安 值最小的空氣年齡值;但為了突破儲位內有Cassette 時及 Cassette 中有面板玻 璃在內時則無法進行量測及相關數據執行調校,故只有將儲位中之Cassette 取 大,因目前TFT-LCD 廠的使用經驗,FFU 供應商的 Input flow rate = 1410m3/hr 已屬足夠,因若太大則以後的營運成本會提高,如電費,FFU 濾網的更換頻

率...等,則要靠對各清淨Air 供風道之孔板的開孔率去作最佳匹配的調 整,這將是本研究中要投入的重點。

量測驗證手法如下 ﹕ FFU 掃描

Stocker 內部之氣流為由外罩與天花板密合處之 FFU 所提供的 Class 100 等級清淨Air 即在每 ft3空間中0.3μm的微塵粒少於300 個,因現場將 FFU 由 70%

微塵粒為無塵室內最重要的指標,其能否符合Feb-Ste-209E Class 100 之 等級是根據此儀器的量測值,所以一般最佳的情形是至少有二台以上的不同廠 牌型號微塵粒計數器一同施測,如圖2-5 中 MetOne 227B 微塵粒計數器是以氦 氖雷射或雷射二極體為雷射光源,偵測微粒子最小粒徑可達0.1μm,基礎理論建 立在微粒子通過雷射光束使雷射光產生光的變化,藉此反應出微粒子的大小及 數量,因此在使用的環境上,主要是應用在具有潔淨空氣調節的無塵環境中使 用,一般而言建議潔淨度範圍依Feb-Std-209E 所規範的等級,至少需在 Class 100,000 級以上的環境中使用,使用前亦需到一可信賴的區域執行清潔及歸零,

風速計),一般量測時要隨着數據的變化轉動測頭,看到數據的最大值出現時,

空氣年齡LMA(Local Mean Age)

無塵室內的微塵粒子會隨時間會變動而形成累積現象發生,即超出測定空間內

淨空氣置換年老髒污的空氣,因此也相當於換氣次數之意;目前無塵室業界之 LMA 經驗值與 Feb-std-209E 標準潔淨等級的對應如表 2-3 無塵等級與 LMA 對 照表所示[17],以上為任何一種TFT-LCD 設備或與製程塔配的 AMHS 硬體,

要能在對應的無塵等級內使用所必需考慮的重要條件要素。

2.4 模擬與量測指標

運轉中的無塵室為了能符合製程設定的等級品質,設計之初要考量的影 響因子如圖2-7 影響 AMHS Stocker 無塵品質因子,為了要使能符合品質等級 之首要條件就是形成清淨Air 品質的 FFU 條件,要控制無塵室品質的均勻化,

則孔板的開孔率、面積大小、安裝位置為重要因素,因無塵室內除了監控微塵 粒的大小外,微塵粒的數量也要是重要的變數,所以如何使流場內的流速合理 化,及防止粒子沉積滯留的空氣年齡等的控制是其關鍵,因本研究為在原設計 有問題的硬體中進行改進,所以除了在數值的模擬過程中的參數設定適當化以 外,其結果亦需要經過比較解讀及量測。

分析階段手法:利用模擬後軟體的後處理將產出

各流場切面的Velocity-position 圖—看速度值趨勢

各流場切面的Velocity Contour 圖—看速度場均勻分佈情形 各流場切面的Velocity Vector 圖—看速度場逆流情形

以上各流場切面將由幾何模型的模擬結果Velocity Contour 模型中分層切面得 到,依看到的顯示進行相關影響因子調整以得到適化的結果,同時利用將各種 狀況所得到的Velocity-position 圖重疊比較判斷其優劣,並與無塵室現場實測值 比照對應。另利用粒子軌跡圖去找出每一種條件設定下的LMA 值,與目前業 界的建議值比較如表2.3,以得到空氣年齡的有效掌控(此為所有參考文獻中 未發現有提出做實務經驗值比較的),最後此空氣年齡之成效將由實地無塵室 內微塵粒監控量測到的數據值驗證其改善品質成效。

表2-1 ISO-14644 潔淨度定義 [1]

表2-2 Fed-std-209E 潔淨度定義 [1]

無塵等級 LMA (sec) Class 1 ~ 36 Class 10 36 ~ 45 Class 100 45 ~ 72 Class 1000 72 ~ 120

表2-3 無塵等級與 LMA 對照表 [17]

圖 2–1 Wire Cassette 工程圖及圖像

Cassette

面板玻璃

Cassette

圖 2-2 Normal Cassette 實體圖像及 3D

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