TFT-LCD Array製造流程概念

薄膜液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display；TFT-LCD) 主要是利用 玻璃當基板，在玻璃上加工而成，主要是利用薄膜電晶體 (TFT)當做開關，控制液晶顯 示器 (LCD)上每一個畫素 (Pixel)的明暗，以達到顯示色彩的效果。

薄膜液晶顯示器製造主要分為三大製程：陣列製程(Array)、面板組立(Cell)、模組 組裝(Module)。在陣列製程中主要是生成 TFT 的電路，藉由成膜(Depoe)、曝光(Photo)、

蝕刻(Etch)、剥膜(Strip)等步驟製造。其機台特性為單一機台處理單一事項，例如曝光機 只能處理曝光需求，一般都以非串聯的的方式擺置，故在更換生產機台時需大量借助搬 送系統來完成。而面板組立製程主要是將陣列製成生產的 TFT 面板與彩色濾光片(Color Filter)結合灌入液晶，並切割為生產面板大小，其機台的配置一般以串聯方式存在，類 似於生產線的模式，故較少使用搬送設備。而模組主要針對前製程的結果再加工，加入 驅動 IC 組裝後出貨。其中陣列製程可說是 LCD 生產的根本，其對工廠整體的產能影響 最深，且由於機台也較昂貴，故工廠特別重視陣列製程的產能。再者，在陣列製程中，

除生產機台外也大量使用搬送系統，故除機台生產時間外，搬送的時間對產能也有所影

1 Fab: fabrication的縮寫,表製造生產廠。

響。

針對陣列製程而言，TFT-LCD 在生產時，是由事先定義好的製造流程(Route)進行，

其製程的順序是固定不可重新排列的，並且可能多次進入同一種類的機台，例如需先成 膜再曝光，則不可改為曝光後再成膜，並且在製程中為達到較好的製造及搬送效益，所 以製造及搬送的計算以 Lot 為單位，而每個 Lot 則包含 20 片的玻璃基板，非以單片玻離 計算。由於各種生產機台的製程特性不同，工廠一般會劃分成為數個區域，如下圖 1。

區域中配置適合的機台設備，如：多種不同種的生產機台(Equipment)數台、倉儲 (Stocker)、搬送裝置，其中搬送裝置包含搬送車 RGV(Rail Guided Vehicle)及其運行所需 的軌道，如圖 2。

圖 1：TFT-LCD Array Fab 區域示意圖

Mc010 Mb030 Mb020 Mb010

Ma040 Ma030 Ma020

Stocker Md010

Ma010

Equipment Stocker RGV搬送車 軌道

Lot

圖 2：A 區域內部詳細組成配置圖

由於 LCD 的製造是經由循序且固定的製造流程生產，這些生產機台分布於工廠的 個區域中，可能多次經過同一區域，且每次進入區域後，其所需經過區域內部機台種類 及順序不相同，例如:假設 LCD 製造步驟所需經過的區域如下:

StartÆS(1)ÆA(1) ÆB(1) ÆC(1) ÆD(1) ÆA(2) ÆB(2) ÆE(1) ÆA(3) ÆB(3) ÆC(2) Æ…A(4)…A(5)…ÆEnd 如針對 A 區域討論，由上述的製造流程可知，從投入後總 共需進入 A 區域 5 次，才可完成 LCD 在此製程的製造，進而分析每次進入此區域，所 需經過的機台種類，其經過的機台種類如下表 1：

表 1：Lot 每次進入區域的詳細製造流程

進入次數 經過的機台種類與次序

A(1)、A(3) MaÆMb

A(2) 、A(5) MaÆMbÆMcÆMd A(4) MaÆMdÆMd

當 Lot 在前一個區域生產完成後，則搬送系統會將 Lot 搬到下一個區域的 Stocker 暫存。然後在區域中，Lot 會根據製造流程中下一製程機台是否等待處理(Idle)決定目的 機台，如果下一製程機台等待處理，則直接送到下一製程，此稱之為直送，如機台皆在 執行中，則將 Lot 搬回 Stocker。當製程機台狀態為等待處理時，先確認其它製程機台上 的 Lot，是否可以直送，如無法產生直送，則再從 Stocker 尋找等待此製造機台的 Lot 並搬出，如 Stocker 有多個 Lot 等待相同的機台，則以等待最久的優先處理。由 Lot 根 據目前的狀態發出搬送需求，然後在搬送系統中將產生一筆搬送命令，搬送命令內容主 要指定 Lot 及其目前所在的機台位置(From)及欲到達的目的機台(To)，然後交由 RGV 執 行，RGV 先移動到 Lot 所在的位置，然後將 Lot 自機台搬到 RGV 車上，然後再移往目 的地，將 Lot 自 RGV 搬到機台上，則結束搬送命令，每執行一筆搬送命令的時間約為 20s~40s 之間，與 RGV 的位置及機台的遠近有關。

由於區域中可能同時有多個 Lot 發出搬送命令，故在每個時間點會有許多的搬送命 令，則這些搬送命令組成命令列表。由於 RGV 只有一台，故每次只能針對一筆命令做

搬送，所以 RGV 每次在執行搬送指令前，需針對當時的命令列表挑選適當的命令，此 稱之為搬送策略。目前 TFT-LCD 工廠使用的搬送策略為 FIFO(First In First Out)，其根據 命令產生的順序來決定，先產生的命令會先被挑中執行。圖三為 FIFO 搬送的比較的例 子，如當時有兩筆命令先後產生cMb2ÆMc1 及dMa3ÆSTK，則綠色箭頭表 RGV 行經 的路線，當產生順序為cd時，RGV 的移動軌跡為 STKÆMb2ÆMc1ÆMa3ÆSTK 如圖 三左圖，反之，當產生順序為dc時，RGV 的移動軌跡為 STKÆMa3ÆSTKÆMb2ÆMc1 如圖三右圖，命令產生的順序不同，則搬送的順序也不同。 目的機台為命令搬移時間(CMt)，其中命令搬移時間包含了，RGV 的搬送時間及 Stocker 的等待時間。

當在區域中的製程處理完成後，Lot 將會被搬回到 Stocker，再移往下個區域的 Stocker，直到完成製造流程的所有步驟，則結束在陣列製程的製造。