TFT-LCD检测设备概况.doc

產業評析專欄TFT-LCD檢測設備概況 經濟部技術處ITIS計畫/金屬中心 產業分析師 盧素涵 一、 前言製造TFT-LCD面板過程中，為提高良率與確保品質，會在製程中進行工程管理檢查與產品選別檢查。目前TFT-LCD使用的檢查手法主要分為光學檢查、電氣檢查以及目視檢查。光學檢查最為常見，係利用光學方式取得成品的表面狀態，以影像處理來檢出異物或圖案異常等。因屬非接觸式，故可在中間工程檢查半成品，且品種因應靈活性高，亦被導入Array、CF及Cell製程。電氣檢查以陣列測試器高速檢查TFT功能或周邊線路的電氣特性，檢出瑕疵的關連性比光學檢查更佳。目視檢查則用人眼來完成檢查的功能，如顯微鏡的表面檢查或面板/模組的最終畫質檢查，目前仍以受過訓練的人員進行檢查為主；但為了判定的定量化與節省人力，自動面板檢查裝置的導入亦持續進行中。二、 檢測設備分類製造TFT-LCD主要包含陣列（ARRAY）、面板（CELL）及模組（MODULE）等三段製程。陣列製程主要是TFT基板及彩色濾光片(Color Filter)的製造；面板製程是將前段Array所完成基板與彩色濾光片基板經配向處理、對位貼合後，注入液晶；模組製程是將中段Cell所完成的面板與TAB、PCB、背光（Back Light）模組、外框等多種周邊零組件進行組裝。根據製程可將TFT-LCD製程設備分為陣列（ARRAY）設備、面板組裝（CELL）設備、模組構裝（MODULE）設備、檢測修整設備與自動化設備等五大類。其中，檢測修整設備可依性質不同而分成四大類（如表一）：表一、TFT-LCD檢測設備分類類別裝置檢查設備n 玻璃基板檢查設備n CF檢查設備n TFT圖案檢查設備n 陣列測試設備n 配向膜檢查設備n 巨觀檢查機n 點燈測試設備量測設備n 顯微檢查機n 膜質/膜厚測定n 阻抗測定n 精密座標量床修整設備雷射修整機評價設備n 色彩、視角、應答速度n 環境、機械、外觀 資料來源：金屬中心ITIS計畫整理（2006/03）三、 TFT-LCD檢測設備市場現況根據2005 LCD Equipment Data Book之統計，2004年全球LCD設備市場規模為106億美元，預估2005年將衰退21%，達到84億美元水準。從設備種類區分，2004年ARRAY段製程設備之市場規模約70億美元，佔整體設備市場66，預估2005年將衰退至54.8億美元；其次為CELL段設備，市場規模約為13.3億美元，佔整體設備市場12.7，預估2005年將衰退至10.7億美元；檢查修整設備佔8.8%，約達9.4億美元，預估2005年將衰退至8.2億美元；MODULE段設備比例最低，僅佔整體設備市場5.4%，市場規模約5.7億美元，預估2005年將衰退至4.5億美元。表二為全球LCD檢測及修整設備市場規模統計，其中2004年整體檢測及修整設備市場規模中，名列第一的是陣列檢查設備，市佔率約39%；其次是佔了23%的修整設備，再來是彩色濾光片檢查設備的14。預估2005年受整體設備市場衰退影響，除彩色濾光片檢查設備與修整設備市場產值微幅成長外，其他種類檢測及修整設備市場規模均呈現衰退現象。從市佔率分析，陣列檢查設備仍居領先地位，不過佔有率將掉落至35%；其次是修整設備，市佔率成長4個百分比，達27%；第三仍是彩色濾光片檢查設備，市佔率微幅成長至16。表二、全球LCD檢測及修整設備市場規模單位：百萬美元資料來源：2005 LCD Equipment Data Book；金屬中心ITIS計畫整理（2006/06）從區域市場來看，呈現三強相爭的局面：台灣以市佔率37%領先、日本居次為34%、南韓僅28%。主要廠商方面，包括：Orbotech（以色列）、Takano（日本）、Kubotek（日本）、V Technology（日本）、Agilent（美）、KLA-Tencor（美）等公司。四、 自動光學檢測（AOI）設備為因應未來檢測設備對於新製程使用與精密度要求的提升，自動光學檢測（Automated Optical Inspection; AOI）設備，已被廣泛用在目前TFT-LCD相關製程中，可用來取代傳統速率慢、人工成本高、檢測良率低、缺乏可重複性的人工視覺檢測設備（Manual Vision Inspection, MVI）。自動光學檢測設備由照明系統、取像系統、機電控制系統、影像處理與分析軟體等四大系統所組成，主要元件包括：CCD Camera、光源、Review Camera、系統主機、系統主機螢幕、瑕疵檢查主機、瑕疵檢查主機螢幕、集線器等，採非接觸式的光學檢測方式。以下將簡述檢測設備功能發展趨勢與技術發展趨勢：1. 設備功能趨勢l 因目前需在製程中進行全檢，故需具備工程管理功能；l 利用在AOI設備內再架設另一視覺系統負責檢查Mura瑕疵功能；l 可在檢測出瑕疵後隨即在同一機台內直接修補的瑕疵修補功能。2. 技術發展趨勢l 受面板大型化趨勢，檢測速度之TACK Time需快速提升至60秒內。l 朝高影像解析度（3.5m）努力。l 週邊線路檢出列為必備功能。l 具備檢測區內的局部影像甚至是基板全影像的儲存功能。l 朝具學習能力的分類方式與更多類別的分類功能進行改善與加強。五、 結語近年來我國TFT-LCD產業快速發展，設備投資金額居全球之冠，然龐大設備資本支出中進口比例高達八成以上，除無法相對提升國內機械產業之技術能力外，國內面板廠也面臨低價競爭的成本劣勢，故台灣政府目前積極提升設備自製率，訂出2008年國內LCD設備自給率達50，產值達新台幣630億元的目標。然本土設備商有人才不足、設備規模不大、研發資金不充裕、技術專利與技術能力等困