CN100403145C - 工厂生产加工系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种工厂生产加工系统，至少包括传输系统、两个沉积设备组、蚀刻设备组、光刻工艺设备组与两个光阻剥除设备组。传输系统具有多条传输路线，这些传输路线至少包括两条彼此相连的环形路线，且这两条环形路线相连之处为公共路线。这些沉积设备组与光阻剥除设备组分别设置于这些环形路线上，而蚀刻设备组设置于公共路线上，且光刻工艺设备组设置于两个沉积设备组之间的两条环形路线上。本发明之工厂生产加工系统共同结合了群组式及连续式生产加工系统的优点。

Description

工厂生产加工系统及其操作方法

技术领域

本发明是有关于一种加工系统及其操作方法，且特别是有关于一种工厂生产加工系统及其操作方法的发明，适用于生产需要经过薄膜沉积、光刻工艺、蚀刻及去光阻等多道工序的产品。

背景技术

就薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-LiquidCrystal Display，TFT-LCD)的生产而言，其工厂生产加工系统通常包括传输系统、沉积设备组、蚀刻设备组、光刻工艺设备组及光阻剥除设备等。因薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的生产设备精密、金额较高且生产设备的开工率较低，故其生产设备的布置方式以群组式为主，以下则简单描述群组式工厂生产加工系统及其操作方法。

公知的群组式工厂生产加工系统包含传输系统以及布置于工厂内特定位置的沉积设备组、光刻工艺设备组、蚀刻设备组、光阻剥除设备组等等。上述传输系统具有多条长条状纵向放置的传输路线与一条长条状横向放置的传输路线，其中这些纵向的传输路线是通过横向的传输路线而达到彼此之间的连接。此群组式工厂生产加工系统之操作方法是通过传输系统将基板运往特定的设备处以进行相应的工序。之后，再将基板运往下一工序设备处以进行下一道工序。因此传统群组式工厂生产加工系统之操作方法的传输线，必须时常往返于纵向传输路线与横向传输路线之间，才能将基板运往特定的生产设备组。因此，公知的群组式工厂生产加工系统的物流性传输线并不顺畅，进而产生下列问题，例如为(一)产品的生产周期较长，使得在制品的数量较高，(二)各个生产设备组之间的传输距离过长，进而增强产品在生产工序中被污染的可能性，使得产品的生产合格率较低，以及(三)物流性传输线产生高度的迴流特性，进而在生产产品时造成频繁的无效传输活动。

为了克服上述群组式生产加工系统的缺点，公知技术尚有另外一种连续式工厂生产加工系统可供选择。图1为公知的一种连续式工厂生产加工系统的示意图。请参照图1，公知的连续式工厂生产加工系统100适用于制造液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)基板或其它半导体基板(substrate)，此工厂生产加工系统100至少包含传输路线110、沉积设备120、光刻工艺设备130、蚀刻设备140、光阻剥除设备150及检验设备160等。沉积设备120、光刻工艺设备130、蚀刻设备140、光阻剥除设备150及检验设备160分别设置于传输路线110上。

请继续参照图1，此连续式工厂生产加工系统之操作方法与上述公知的群组式工厂生产加工系统的步骤相同，只是传输系统的路线布局方式不同，且制造设备的布置、排列方式不同。值得注意的是，公知的连续式工厂生产加工系统，虽可有效地克服群组式工厂生产加工系统之物流性传输线不顺畅的缺点，但却存在下列问题，例如为(一)若用于生产大量的产品时，则需要较多的生产线，换言之，则必须购买较多的生产设备，使得投资于生产设备的金额较高；以及(二)当任何一条生产线上的任何一台生产设备出现故障时，就有可能造成此条生产线停线。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种工厂生产加工系统及其操作方法，可共同结合群组式及连续式生产加工系统的优点，以降低生产产品的制造成本。

本发明提出一种工厂生产加工系统，包括传输系统、两个沉积设备组、蚀刻设备组、光刻工艺设备组及两个光阻剥除设备组等。传输系统具有多条传输路线，这些传输路线至少包括两条彼此相连的环形路线，且这两条环形路线相连之处为公共路线。这些沉积设备组与光阻剥除设备组分别设置于两条环形路线上，而蚀刻设备组设置于公共路线上。光刻工艺设备组设置于两个沉积设备组之间的两条环形路线上。

本发明另提出一种工厂生产加工系统的操作方法，可应用于上述工厂生产加工系统，而此工厂生产加工系统的操作方法包含如下步骤：步骤(a)，通过传输系统将基板运送至沉积设备组，以进行沉积工序。步骤(b)，将基板自沉积设备组运往至光刻工艺设备组，以进行光刻工艺工序。步骤(c)，将基板由光刻工艺设备组运往至蚀刻设备组，以进行蚀刻工序，而形成图案化膜层。步骤(d)，将基板由蚀刻设备组运往光阻剥除设备组，以进行光阻剥除工序。步骤(e)，将基板由光阻剥除设备组运往另一沉积设备组，以进行另一沉积工序。步骤(f)，将基板自此沉积设备组运往至另一光刻工艺设备组，以进行另一光刻工艺工序。步骤(g)，将基板由此光刻工艺设备组运往至另一蚀刻设备组，以进行另一蚀刻工序，而形成另一图案化膜层。步骤(h)，将基板由此蚀刻设备组运往另一光阻剥除设备组，以进行另一光阻剥除工序。之后，将基板由此光阻剥除设备组运往至下一沉积设备组，并重复上述之(a)至(c)以及(e)至(g)之步骤，即可依次地形成多个图案化膜层。

基于上述，本发明因采用环形路线工厂生产加工系统及其操作方法，并将多个制造设备以群组式方式设置于该环形路线上，故可共同地结合群组式及连续式生产加工系统的优点，以降低生产产品的制造成本。这些优点例如为当设备组中的一台机器出现故障时，仅会造成生产率的部分损失，而不至于让整个生产线停止(群组式生产加工系统之优点)。另外，生产线之生产加工的物流性更为顺畅，并不会造成无效的传输等(连续式生产加工系统之优点)。

为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为一种公知的连续式工厂生产加工系统的示意图。

图2A为本发明一较佳实施例的一种工厂生产加工系统的示意图。

图2B为图2A中工厂生产加工系统的传输系统的路线示意图。

主要元件标记说明

100：工厂生产加工系统

110：传输路线

120：沉积设备

130：光刻工艺设备

140：蚀刻设备

150：光阻剥除设备

160：检验设备

200：工厂生产加工系统

210：传输系统

210a：传输路线

212、214：环形路线

216：公共路线

220a、220b：沉积设备组

230a、230b：光刻工艺设备组

240a、240b：蚀刻设备组

250a、250b：光阻剥除设备组

260a、260b：中间工序检验设备组

265a、265b：终端工序检验设备组

270a、270b、275a、275b：清洁设备组

具体实施方式

图2A为本发明一较佳实施例的工厂生产加工系统的示意图。图2B为图2A中工厂生产加工系统的传输系统的路线示意图。请同时参照图2A及2B，本发明工厂生产加工系统200适用于制造液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)或其它半导体元件，此工厂生产加工系统200至少包含一个传输系统210、两个沉积设备组220、220b、两个光刻工艺设备组230a、230b、两个蚀刻设备组240a、240b以及两个光阻剥除设备组250a、250b等。传输系统210例如包括自动化物料传输系统(Automatic Material Handling System，AMHS)等，而此自动化物料传输系统例如至少包含自动导向运输车(AutomaticGuided Vehicle，AGV)、线内储藏库(In-Line Stocker)或中央天车系统(OHS)等，其中单一设备组内的自动化物料传输系统可使用自动导向运输车或线内储藏库，而设备组之间的自动化物料传输系统可使用自动导向运输车或中央天车系统来连接。沉积设备组220a、220b例如包括多个物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)设备或多个化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)设备等，且蚀刻设备组240a、240b例如包括多个干蚀刻(Dry Etching)设备或多个湿蚀刻(Wet Etching)设备等。

请继续同时参照图2A及2B，传输系统210具有多条传输路线210a，这些传输路线210a至少包括两条彼此相连的环形路线212及214，且这两条环形路线212及214之间的相连处为公共路线216。沉积设备组220a、220b与光阻剥除设备组250a、250b分别设置于两条环形路线212及214上，而光阻剥除设备组250a、250b例如是分别设置在沉积设备组220a、220b的附近。光刻工艺设备组230a、230b分别设置于两个沉积设备组220a、220b之间的两条环形路线212、214上。蚀刻设备组240a及240b设置于公共路线216上。

请继续同时参照图2A及2B，上述工厂生产加工系统200之操作方法例如包括如下步骤：首先，进行步骤(1)，通过传输系统210将至少一块基板(图中未标出)运送至沉积设备组220a，以进行沉积工序。之后，进行步骤(2)，将基板自沉积设备组220a运往至光刻工艺设备组230a，以进行光刻工艺工序。然后，进行步骤(3)，将基板由光刻工艺设备组230a运往至蚀刻设备组240a或240b，以进行蚀刻工序，而形成图案化膜层(图中未标出)。再者，进行步骤(4)，将基板由蚀刻设备组240a或240b运往光阻剥除设备组250b，以进行光阻剥除工序。

请同样参照图2A及2B，接着，进行步骤(5)，将基板由光阻剥除设备组250b运往另一沉积设备组220b，以进行另一沉积工序。之后，进行步骤(6)，将基板自此沉积设备组220b运往至光刻工艺设备组230b，以进行光刻工艺工序。然后，进行步骤(7)，将基板由光刻工艺设备组230b运往至蚀刻设备组240a或240b，以进行蚀刻工序，而形成另一图案化膜层(图中未标出)。再者，进行步骤(8)，将基板由蚀刻设备组240a或240b运往另一光阻剥除设备组250a，以进行光阻剥除工序。之后，重复上述(1)至(3)步骤以及(5)至(7)步骤，即可依次地形成多层图案化膜层(图中未标出)，直到完成预定工序为止。

请同时参照图2A及2B，在另一较佳实施例中，本发明工厂生产加工系统200还包括两个中间工序检验设备组260a、260b，其分别设置于两个沉积设备组220a、220b之间的环形路线212、214上。在一较佳实施例中，中间工序检验设备组260a、260b可以分别设置于光刻工艺设备组230a、230b的附近。若工厂生产加工系统200包含有中间工序检验设备组260a、260b时，则操作方法还可包括步骤(4-1)，其接在上述较佳实施例之步骤(4)的光阻剥除工序之后进行。步骤(4-1)是将基板由光阻剥除设备组250a、250b运往中间工序检验设备组260b、260a，以进行中间工序检验工序。

请同时参照图2A及2B，在另一较佳实施例中，本发明工厂生产加工系统200还包括两个终端工序检验设备组265a、265b，其分别设置于两个沉积设备组220a、220b之间的环形路线212、214上。在一较佳实施例中，终端工序检验设备组265a、265b可分别设置在图2A中最右边的环形路线212、214上。若工厂生产加工系统200包含有终端工序检验设备组265a、265b时，则工厂生产加工系统200之操作方法还可包括步骤(9)，其是在所有工序步骤完成之后才进行。步骤(9)是当基板在完成所有工序步骤之后，接着移入终端工序检验设备组265a或265b中，以进行检验工序。

请同时参照图2A及2B，在另一较佳实施例中，本发明工厂生产加工系统200还包括四个清洁设备组270a、270b、275a及275b，其中两个清洁设备组270a、275a分别设置于环形路线212上，并设置于邻近沉积设备组220a处，且另外两个清洁设备组270b、275b分别设置于环形路线214上，并设置于邻近沉积设备组220b处。若工厂生产加工系统200包含有这些清洁设备组270a、270b、275a及275b时，则本发明工厂生产加工系统200之操作方法还包括步骤(1-1)或/及(5-1)，其接在或者是在先于上述实施例之步骤(1)或/及步骤(5)而执行。步骤(1-1)是将基板由沉积设备组220a运往至清洁设备组275a，或者是由蚀刻设备组240a或240b运往至清洁设备组270a，以进行清洁工序。而步骤(5-1)是将基板由沉积设备组220b运往至清洁设备组275b，或者是由蚀刻设备组240a或240b运往至清洁设备组270b，以进行清洁工序。

当然，本发明工厂生产加工系统200可以依照实际加工工序的需要，而搭配上述各实施例的各种设备组合及其工序步骤。此外，本发明之工厂生产加工系统200的传输系统210，其环形路线的个数不仅可以为两个，亦可以为一个或三个以上，皆在本发明所保护的范围内。

由于本发明之工厂生产加工系统200因具有彼此相连的两条环形路线212及214，且在环形路线212及214上群组式地布置了多个设备组。通过环绕这些环形路线212及214的生产传输线(如同一8字形的环绕路线)，使得基板可连续地经过薄膜沉积、光刻工艺、蚀刻及去光阻等工序而依次地形成多个图案化膜层，以共同结合群组式及连续式生产加工系统的优点，这些优点列举如下：

(一)、生产物流连续顺畅、无迴流问题，故不会造成无效的传输，进而降低自动化生产设备的投资成本，且生产周期较短，可有效地降低在制品的数量。

(二)、在制品在各个设备组之间的传输距离较短，故可降低产品在工序中受到污染的可能性，进而有效地提高产品的生产合格率。

(三)、与公知的连续式生产加工系统相比，可有效地减少所需的生产设备的数量，且当设备组中的任何一台机器出现故障时，仅会造成基板生产率的部分损失，而不至于让整个生产线停止。

综上所述，本发明之工厂生产加工系统及其操作方法，因具有彼此相连的环形路线及在环形路线上群组式地布置多个设备组。因此，通过环绕这些环形路线的生产传输线，将使得基板可连续地经过薄膜沉积、光刻工艺、蚀刻及去光阻等工序而依次地形成多个图案化膜层，以共同结合群组式及连续式生产加工系统的优点，而生产大量的基板，进而降低生产基板的制造成本。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何发明所属技术领域的专业人员，在不脱离本发明之思想和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (19)

1.一种工厂生产加工系统，其特征是包括：

传输系统，具有多条传输路线，其中这些传输路线至少包括彼此相连的第一环形路线以及第二环形路线，且上述第一、第二环形路线相连之处为公共路线；

第一沉积设备组，设置于上述第一环形路线上；

第二沉积设备组，设置于上述第二环形路线上；

第一蚀刻设备组，设置于上述公共路线上；

第二蚀刻设备组，设置于上述公共路线上；

第一光刻工艺设备组，设置于上述第一环形路线上；

第二光刻工艺设备组，设置于上述第二环形路线上；

第一光阻剥除设备组，设置于上述第二环形路线上；以及

第二光阻剥除设备组，设置于上述第一环形路线上。

2.根据权利要求1所述的工厂生产加工系统，其特征是还包括第一中间工序检验设备组，设置于上述第一环形路线上，以及第二中间工序检验设备组，设置于上述第二环形路线上。

3.根据权利要求1所述的工厂生产加工系统，其特征是还包括第一终端工序检验设备组，设置于上述第一环形路线上，以及第二终端工序检验设备组，设置于上述第二环形路线上。

4.根据权利要求1所述的工厂生产加工系统，其特征是上述第一沉积设备组包括多个物理气相沉积设备、多个化学气相沉积设备或是其组合。

5.根据权利要求1所述的工厂生产加工系统，其特征是还包括第一清洁设备组，设置于上述第一沉积设备组附近的第一环形路线上。

6.根据权利要求1所述的工厂生产加工系统，其特征是上述第二沉积设备组包括多个物理气相沉积设备、多个化学气相沉积设备或是其组合。

7.根据权利要求1所述的工厂生产加工系统，其特征是包括第二清洁设备组，设置于上述第二沉积设备组附近的第二环形路线上。

8.根据权利要求1所述的工厂生产加工系统，其特征是上述蚀刻设备组包括多个干蚀刻设备、多个湿蚀刻设备或是其组合。

9.根据权利要求1所述的工厂生产加工系统，其特征是上述传输系统包括自动化物料传输系统。

10.一种工厂生产加工系统之操作方法，应用于如权利要求1所述的工厂生产加工系统，其特征是该工厂生产加工系统的操作方法包括：

(a)通过上述传输系统将基板运送至上述第一沉积设备组，以进行第一沉积工序；

(b)将上述基板自上述第一沉积设备组运往上述第一光刻工艺设备组，以进行第一光刻工艺工序；

(c)将上述基板由上述第一光刻工艺设备组运往上述第一蚀刻设备组，以进行第一蚀刻工序，而形成图案化第一膜层；

(d)将上述基板由上述第一蚀刻设备组运往上述第一光阻剥除设备组，以进行第一光阻剥除工序；

(e)将上述基板由上述第一光阻剥除设备组运往上述第二沉积设备组，以进行第二沉积工序；

(f)将上述基板自上述第二沉积设备组运往上述第二光刻工艺设备组，以进行第二光刻工艺工序；

(g)将上述基板由上述第二光刻工艺设备组运往上述第二蚀刻设备组，以进行第二蚀刻工序，而形成图案化第二膜层；以及

(h)将上述基板由上述第二蚀刻设备组运往上述第二光阻剥除设备组，以进行第二光阻剥除工序。

11.根据权利要求10所述的工厂生产加工系统之操作方法，其特征是还包括将上述基板由上述第二光阻剥除设备组运往第一沉积设备组，并重复步骤(a)至(c)，而形成图案化第三膜层，接着重复步骤(e)至(g)，而形成图案化第四膜层。

12.根据权利要求10所述的工厂生产加工系统之操作方法，其特征是当上述基板在移出上述第一光阻剥除设备组之后，还包括将上述基板由上述第一光阻剥除设备组运往第一中间工序检验设备组，进行第一中间工序检验工序。

13.根据权利要求10所述的工厂生产加工系统之操作方法，其特征是当上述基板在移出上述第二光阻剥除设备组之后，还包括将上述基板由上述第二光阻剥除设备组运往第二中间工序检验设备组，进行第二中间工序检验工序。

14.根据权利要求10所述的工厂生产加工系统之操作方法，其特征是当上述基板在完成所有工序步骤之后，还包括将上述基板运往第一终端工序检验设备组，进行第一终端工序检验工序。

15.根据权利要求10所述的工厂生产加工系统之操作方法，其特征是当上述基板在完成所有工序步骤之后，还包括将上述基板运往第二终端工序检验设备组，进行第二终端工序检验工序。

16.根据权利要求10所述的工厂生产加工系统之操作方法，其特征是当上述基板在移入上述第一沉积设备组之前，还包括进行清洁工序。

17.根据权利要求10所述的工厂生产加工系统之操作方法，其特征是当上述基板在移入上述第二沉积设备组之前，还包括进行清洁工序。

18.根据权利要求10所述的工厂生产加工系统之操作方法，其特征是当上述基板在移出上述第一沉积设备组之后，还包括进行清洁工序。

19.根据权利要求10所述的工厂生产加工系统之操作方法，其特征是当上述基板在移出上述第二沉积设备组之后，还包括进行清洁工序。

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