半导体厂务系统
半导体厂务系统事故
半导体厂务系统事故及经验教训征集，有金币奖励！发表时间: 2007-3-31 08:31 作者: hhnec 来源: 半导体技术天地字体: 小中大| 打印半导体厂务系统相关的事故及经验教训征集，根据精彩与详尽程度有不等的金币奖励！说明：每个FAB、每个做厂务的engineer都会碰到各种各样、大大小小的事故，以及由此产生许多的经验教训供他人借鉴。
作为各位专业人士互相之间的业务交流，请大家说出你碰到过的各类事故（也可以是你听说的其他FAB发生的真实事件）。
要求说明时间、地点、发生情况以及对策、相关的经验教训等。
前车之鉴、他山之石，与人共享，善莫大焉！我也来说两句查看全部评论相关评论kitgain (2007-3-31 11:33:59)版主大人的宝贴怎么不回呢？俺抢沙发先。
某fab发生的真实案例，猴年马月子时亥分，厂务特气小组highlight Kr/F2/He消耗太快，整个fab 只有一种设备使用这种鸟气体－－呵呵，卖个关子先。
追查发现一周以前新进的这台设备刚做完hookup，即QC验收通过，现场一切正常，但源头既然在这里，还是要查。
事故现状：该特气消耗量增大到平时2倍，而整个工厂、设备正常运转；源头分析：就是这台设备了。
特气组开始彻查整套管路，从厂务GC到VMB到设备端，一边询问EE了解状况;EE初闻此信息，惊骇莫名，F2泄漏，还了得，但设备这边一切看起来正常，也帮不上什么忙。
特气组累死累活每端管路（即有接头的2端管路）做he leak,保压测试，最后查到VMB到laser端，这里开始是EE的范围了。
这时发现测试不过，laser接口端漏气！！！继续打开接口端，发现小小的mouse tip微微扭曲变形一点点，毒气就是从这么一点点的罅缝，越过swage lock而泄漏！追究原因，在于该mouse tip的问题，特气施工商一口咬定是EE的问题，原因是当时恰恰特气施工商在施工这段管路时，mouse tip用完了。
半导体厂务系统
半導體廠務工作吳世全國家奈米元件實驗室一、前言近年來，半導體晶圓廠已進展到8"晶圓的量產規模，同時，也著手規劃12"晶圓的建廠與生產，準備迎接另一世代的產業規模。
於是各廠不斷地擴增其產能與擴充其廠區規模，似乎稍一停頓即會從此競爭中敗下陣來。
所以，推促著製程技術不斷地往前邁進，從0.25μm設計規格的64Mb（百萬位元）DRAM （動態隨機記憶元件）記憶體密度的此際技術起，又加速地往0.18μm規格的256M發展；甚至0.13μm的1Gb（十億位元）集積度的DRAM元件設計也屢見不鮮。
亦即整個半導體產業正陷入尖端技術更迭的追逐戰，在競爭中，除了更新製程設備外，最重要的是維持廠區正常運作的廠務工作之配合，而這兩方面的支出乃佔資本財的最大宗。
特別是多次的工安事故及環保意識抬頭之後，廠務工作更是倍顯其重要及殷切。
事實上，半導體廠的廠務工作為多援屬性的任務，也是後勤配合與收攤（廢棄物）處理的工作；平時很難察覺其重要性，但狀況一出，即會令整廠雞飛狗跳，人仰馬翻，以致關廠停機的地步。
所以，藉此針對廠務工作的內容做一概略性的描述，說明其重要性並供作參考與了解。
文章分為三部份：首先為廠務工作的種類，其次是廠務工作的未來方向，最後是本文的結語。
二、廠務工作的種類目前在本實驗室所代表的半導體製程的廠務工作，約可分為下列數項：1.一般氣體及特殊氣體的供應及監控。
2.超純水之供應。
3.中央化學品的供應。
4.潔淨室之溫度，濕度的維持。
5.廢水及廢氣的處理系統。
6.電力，照明及冷卻水的配合。
7.潔淨隔間，及相關系統的營繕支援工作。
8.監控，輔佐事故應變的機動工作等數項。
下述將就各項工作內容予以概略性說明：1.一般氣體及特殊氣體的供應及監控[1]一座半導體廠所可能使用的氣體約為30種上下，其氣體的規格會隨製程要求而有不同；但通常可分為用量較大的一般氣體(Bulk Gas)，及用量較小的特殊氣體(Special Gsa)二大類。
半导体厂GAS系统基础知识解读
GAS系统基础知识概述HOOK-UP专业认知一、厂务系统HOOK UP定义HOOK UP 乃是藉由连接以传输UTILITIES使机台达到预期的功能。
HOOK UP是将厂务提供的UTILITIES ( 如水,电,气,化学品等),经由预留之UTILITIES连接点( PORT OR STICK),藉由管路及电缆线连接至机台及其附属设备( SUBUNITS)。
机台使用这些UTILITIES,达成其所被付予的制程需求并将机台使用后,所产生之可回收水或废弃物( 如废水,废气等),经由管路连接至系统预留接点,再传送到厂务回收系统或废水废气处理系统。
HOOK UP 项目主要包括∶CAD，MOVE IN ，CORE DRILL，SEISMIC ，VACUU，GAS，CHEMICAL，D.I ,PCW,CW,EXHAUST,ELECTRIC, DRAIN.二、GAS HOOK-UP专业知识的基本认识在半导体厂，所谓气体管路的Hook-up（配管衔接）以Buck Gas （一般性气体如CDA、GN2、PN2、PO2、PHE、PAR、H2等）而言，自供气源之气体存贮槽出口点经主管线（Main Piping）至次主管线（Sub-Main Piping）之Take Off点称为一次配（SP1Hook-up），自Take Off出口点至机台（Tool）或设备（Equipment）的入口点，谓之二次配（SP2 Hook-up）。
以Specialty Gas（特殊性气体如：腐蚀性、毒性、易燃性、加热气体等之气体）而言其供气源为气柜（Gas Cabinet）。
自G/C出口点至VMB（Valve Mainfold Box.多功能阀箱）或VMP（Valve Mainfold Panel多功能阀盘）之一次测（Primary）入口点，称为一次配（SP1 Hook-up），由VMB或VMP Stick之二次侧（Secondary）出口点至机台入口点谓之二次配（SP2 Hook-up）。
半导体厂GAS系统基础知识
GAS系统基础知识概述HOOK-UP专业认知一、厂务系统HOOK UP定义HOOK UP 乃是藉由连接以传输UTILITIES使机台达到预期的功能。
HOOK UP是将厂务提供的UTILITIES ( 如水,电,气,化学品等),经由预留之UTILITIES连接点( PORT OR STICK),藉由管路及电缆线连接至机台及其附属设备( SUBUNITS)。
机台使用这些UTILITIES,达成其所被付予的制程需求并将机台使用后,所产生之可回收水或废弃物( 如废水,废气等),经由管路连接至系统预留接点,再传送到厂务回收系统或废水废气处理系统。
HOOK UP 项目主要包括∶CAD，MOVE IN ，CORE DRILL，SEISMIC ，VACUU，GAS，CHEMICAL，D.I ,PCW,CW,EXHAUST,ELECTRIC, DRAIN.二、GAS HOOK-UP专业知识的基本认识在半导体厂，所谓气体管路的Hook-up（配管衔接）以Buck Gas （一般性气体如CDA、GN2、PN2、PO2、PHE、PAR、H2等）而言，自供气源之气体存贮槽出口点经主管线（Main Piping）至次主管线（Sub-Main Piping）之Take Off点称为一次配（SP1Hook-up），自Take Off出口点至机台（Tool）或设备（Equipment）的入口点，谓之二次配（SP2 Hook-up）。
以Specialty Gas（特殊性气体如：腐蚀性、毒性、易燃性、加热气体等之气体）而言其供气源为气柜（Gas Cabinet）。
自G/C出口点至VMB（Valve Mainfold Box.多功能阀箱）或VMP（Valve Mainfold Panel多功能阀盘）之一次测（Primary）入口点，称为一次配（SP1 Hook-up），由VMB或VMP Stick之二次侧（Secondary）出口点至机台入口点谓之二次配（SP2 Hook-up）。
半导体行业MES操作手册
半导体行业MES操作手册目录•MES系统简介•MES系统架构•MES系统操作流程•MES系统常用功能介绍•MES系统使用注意事项•MES系统故障排除与解决方法MES系统简介MES，即制造执行系统（Manufacturing Execution System），是半导体行业中常用的一种生产管理系统。
它是在传统的ERP系统基础上，专为制造领域而设计的一种生产过程管理系统，能够对生产现场进行全面监控和管理，实现生产计划的执行和控制。
MES系统架构MES系统的整体架构分为四个层次：业务管理层、管理执行层、车间控制层和物料控制层。
1.业务管理层：负责制定和执行企业的生产计划，并对各个车间的生产数据进行分析和评估，以便于制定更合理的生产计划。
2.管理执行层：负责将生产计划转化为具体的操作指导，并向车间下达作业指令，指导生产人员进行生产。
3.车间控制层：负责监控车间设备的运行状态，以及收集车间的生产数据，将其传输到管理执行层，供生产管理人员进行分析和评估。
4.物料控制层：负责对车间的物料进行追踪管理，包括物料的入库、出库、库存等操作，确保物料能够按照计划顺利供应到生产线上。
MES系统操作流程1.登录系统：输入用户名和密码，登录MES系统。
2.查看生产计划：进入系统后，可以查看当天的生产计划，包括产品名称、数量、交货期等信息。
3.准备生产材料：根据生产计划，准备所需的原材料和工具设备。
4.开始生产：将准备好的材料和设备送至生产线上，按照作业指导进行生产。
5.监控生产过程：通过MES系统实时监控生产过程，包括设备状态、生产进度等。
6.记录生产数据：记录生产过程中的关键数据，包括生产数量、质量指标等。
7.完成生产：生产完成后，将生产数据上传到MES系统，同时进行产品质检。
8.准备下一批生产：清洁生产线，准备下一批生产所需的材料和设备。
MES系统常用功能介绍生产计划管理MES系统可以根据客户订单信息，生成相应的生产计划，并进行排产和调度。
某半导体分立器件封装测试厂厂务能源管理系统介绍
2
N2
Bulk nitrogen tank, purity not less than 99.999％, Dew point -60℃, Oxygen less than 10PPM
Taida Low Temperature Equipment Co., Ltd.
3
H2
Cylinder, purity not less than 99.999％, Dew point 60℃, Oxygen less than 10PPM
4
IEHS/FSD Cost Reduction Plan
Energy supply specification
No.
1 2 3
Item
Type
3 phase 380VAC 1phase 220VAC 3 phase 380V EPS
Specification
50Hz, 3 phase 380V，±10％ 50Hz, 1phase 220V, ±10％ 50Hz，3 phase 380V，±10％
Taida Low Temperature Equipment Co., Ltd.
4
Tap water
P≥0.3MPa，quality to meet relevant standard of drinking water quality
Municipal Utility Service
Municipal Utility pipeline
Range of Supply
All building (Except for office) All building Fire fighting, EPS, exhaust scrubber system
半导体厂务系统自动化
DCS 架構圖
DCS 系統
分散系統 集中控制 資料/資訊集中整合 整合度高 系統封閉,
PLC 架構圖
PLC 系統
分散系統 分散控制 需整合系統統整各系統 介面較多 資料須整合系統整合管理 系統封閉, 但現行系統多有開放的架構與介面
PAC
PAC
PAC 系統
EIM (Engineering Information Management)
收集測試及實驗數據進行SPC分析及各種統計手法
Module 自動化系統 (續)
AMHS (Automated Material Handling System)
Tool 間 Lot 自動化傳送 設定最佳路徑, 自動化傳輸
一種透過TCP/IP (Ethernet) 介面, 讓EAP與設備間 可高速交換訊息的通訊協定
GEM – General Equipment Model
驅動設備於各式狀況下去進行特定的動作 這個標準對於EAP來說定義著設備點的狀況
其他 SEMI 標準
Carrier Management, Process Job Management, Control Job Management, Carrier Handoff
EAP 透過半導體設備通用的介面與機台交換資料
HSMS
SECSII
பைடு நூலகம்
GEM
其他 SEMI 所訂定的 Protocol
EIM
AMHS
Tool ToTooAloPl s
SECSII
EAP
MES APC
SECSII
一種固定格式的通訊協定, 讓設備與EAP之間可以 交換訊息
HSMS - High Speed SECS Message Service
IC_FAB_厂务系统简介
H:\OK000\PUBOK000\PUBLIC\訓練課程教材\SCLIU\FAB-3廠務系統介紹.ppt
外氣
: EC Section : HC Section : PU Section : OP Section : RM Section
Fuel
供應商 天然瓦斯 LPG / 柴油
1-3. Door size for process tool move-in route :
W×H : 2.8 m × 3.4 m
1-4. Goods elevator :
1-4-1. For process tool transportation : A. Load capacity : 8 tons B. H × W × D : 3.4m × 3.0m × 5.0m C. Door size（W×H） : 2.8 m × 3.4 m 1-4-2. Only for W/H material transportation : A. Load capacity : 5 tons B. H × W × D : 3.4m × 3.0m × 5.0m C. Door size（W×H） : 2.8 m × 3.4 m
As attachment-1.
2-2. Type : Normal Power : without supply when power outage Emergency Power : can sustain power failure more than 10 minutes Dynamic UPS : continuously supply even thought power outage
Fire Detection & Protection POU Monitor & Control
半导体厂GAS系统基础知识
系统基础知识概述专业认知一、厂务系统定义乃是藉由连接以传输使机台达到预期的功能。
是将厂务提供的 ( 如水,电,气,化学品等),经由预留之连接点( ),藉由管路及电缆线连接至机台及其附属设备( )。
机台使用这些 ,达成其所被付予的制程需求并将机台使用后,所产生之可回收水或废弃物( 如废水,废气等),经由管路连接至系统预留接点,再传送到厂务回收系统或废水废气处理系统。
项目主要包括∶，，，，，，， , .二、专业知识的基本认识在半导体厂，所谓气体管路的（配管衔接）以（一般性气体如、2、2、2、、、H2等）而言，自供气源之气体存贮槽出口点经主管线（）至次主管线（）之点称为一次配（1 ），自出口点至机台（）或设备（）的入口点，谓之二次配（2 ）。
以（特殊性气体如：腐蚀性、毒性、易燃性、加热气体等之气体）而言其供气源为气柜（）。
自出口点至（ .多功能阀箱）或（多功能阀盘）之一次测（）入口点，称为一次配（1 ），由或之二次侧（）出口点至机台入口点谓之二次配（2 ）。
简单知识基本掌握第一章气体概述由于制程上的需要，在半导体工厂使用了许多种类的气体，一般我们皆依气体特性来区分，可分为一般气体（）与特殊气体（）两大类。
前者为使用量较大之气体，如N2、等，因用量较大，一般气体常以大宗气体称之。
后者为使用量较小之气体•一般指用量小,极少用量便会对人体造成生命威胁的气体，如4、3等1.1 介绍半导体厂所使用的大宗气体，一般有：、2、2、、2、2、等七种。
1．大宗气体的制造：/ ( / )：之来源取之于大气经压缩机压缩后除湿，再经过滤器或活性炭吸附去除粉尘及炭氢化合物以供给无尘室 ( )。
2 ()：利用压缩机压缩冷却气体成液态气体，经过触媒转化器，将反应成2，将H2反应成H2O，再由分子筛吸附2、H2O，再经分溜分离O2 & 。
N2=-195.6℃，O2=-183℃。
2 ()：将2经由纯化器()纯化处理，产生高纯度的氮气。
IC FAB 厂务系统简介
IC FAB 廠務系統簡介2. Electrical power supply condition :2-1. Voltage & Loading :480V : 60Hz ±0.5Hz, 3 phase 4 wire（R,S,T,G）208V : 60Hz ±0.5Hz, 3 phase 4 wire（R,S,T,G）208V : 60Hz ±0.5Hz, 3 phase 5 wire（R,S,T,N,G）120V : 60Hz ±0.5Hz, 1 phase 3 wire（L,N,G）※If tool loading of 208V is greater than 400A, we suggest to use480V power source.※Process tool should follow IEEE standard 466 -electrical power voltage requirement.As attachment-1.2-2. Type :Normal Power : without supply when power outageEmergency Power : can sustain power failure more than 10 minutesDynamic UPS : continuously supply even thought power outage3. EMI：＜10mG dc &＜1mG ac, and maximum 0.2 mG variation over 5 minutes nearsensitive equipment.4. ESD：4-1. Raised floor and concrete floor = 10E6~5×10E8Ω/□4-2. Clean room wall = 10E6~5×10E8Ω/□4-3. Voltage : ＜100 V level4-4. Photo area : discharge time: +1000V to +100V under emitter＜40 sec.5. Grounding : ≦1Ω6. Noise : ≦60 NC7. Illumination : 750 ~ 800 lux for C/R；but photo area 500 ~ 600 lux with yellow light10. Drain :10-1.『HF-S Drain』: the waste water contain fluorine ion, [F-] ＞200 mg/l10-2.『HF-W Drain』: the waste water contain fluorine ion, [F-] ＜200 mg/l10-3.『IPA Waste』: the waste liquid contain IPA and concentration [IPA]＞80%10-4.『Solvent Waste』: the waste liquid contain solvent and concentration [Solvent] ＞80% 10-5.『DA（Waste Drain）』: DA is dedicated to followed condition.A. The waste water contain TOC and concentration [TOC]＞2mg/lB. The waste water contain acid or alkali but not first acid rinse waterC. Conductivity＞800μs/㎝but not first acid rinse water10-6.『FDA Drain』: is dedicated to first acid rinse water10-7.『DG（general drain）』: DG is dedicated to followed condition.A. The waste water doesn't contain fluorine ion.B. [TOC]＜2mg/lC. Conductivity＜800μs/㎝but not hot water10-8.『DAH Drain』: hot drain water with [TOC]＜2mg/l and conductivity＜800μs/㎝and without fluorine ion.10-9.『Oxide Slurry Drain』: is dedicated to CMP oxide waste water10-10.『Metal Slurry Drain』: is dedicated to CMP metal waste water10-11.『Cu-W Drain』: is dedicated to CMP copper waste water10-12.『Cu-S Drain』: is dedicated to electroplating waste for Cu process10-13.『H2SO4-S』: the waste liquid contain H2SO4 and concentration [H2SO4]＞80%10-14.『H3PO4-S』: the waste liquid contain H3PO4 and concentration [H3PO4]＞80%10-15. Other waste collection systems are dedicated to specialty chemical waste such as EKC, coater, T-12…etc.Typical Power Design Goals for Semiconductor Process Equipment Voltage: 120/208, 277/480 variations as defined by CEBMA curve (IEEE Standard 446)RCFSUB-FABExhaustMUAoutdoor airULPA ChamberEQ-2Clean RoomHc\潔淨室air 品質管理f2.PPT, @2002/01/08.Fab Air Quality ManagementSMIF FOUPEQ-1Local Chemical FilterRCFChemical Filtermicro-environment Chemical FilterMUA Chemical Filter23511. Wafer Operation Area.2. RCF CF 前.3. RCF CF 後.4. MUA CF 前.5. MUA CF 後.儀器與方法1. IMS. (HF,Cl2,NH4OH,VOC/ppb)2. TLD-1. (Cl2 / ppb)3. CCT/ERM. (Å/hr, Å/day)4. Cu/Silver Coupon. (Å/day, Å/week)5. Metal Wafer Queue Time.6. Others. (CD, Defect, Lens,…)1FFUChemical Filter11. Air Velocity.2. Temp./Humidity.333功能與應用1. 晶片保護. (Alarm, OCAP/MRB,…), [ERT]2. Chemical Filter 之Lifetime 管理. [治標]3. 污染洩漏源管理.(Pattern,Map,...) [治本]4. CR 微污染有效管理. (計劃實驗), [持續改善]5. MUA 空氣品質管理. [提昇品質]6. 人員衛生品質管理. [特殊應用]杜絕漏源人人有責4WwaferSMIF/FOUP: Standard Mechanical Inter-Face, Front Opening Unified Pod.Fab Layout (air quality monitor)15112552434323Hc\潔淨室air 品質管理5.ppt1. Wafer Operation Area.2. RCF/FFU CF 前.3. RCF/FFU CF 後.4. MUA CF 前.5. MUA CF 後.RCFSUB-FABExhaustMUAoutdoor airULPA ChamberEQ-2Clean RoomHc\潔淨室particl e 理f2.PPT, @2002/05/13.Fab Particle ManagementSMIF FOUPEQ-1231. Wafer Exposure Area.2. ULPA 後.3. Mfg Working Area4. MUA 後.儀器與方法1. Particle Counter. (.1um)2. Particle monitor. (.3um)3. Air Velocity Meter. (0.1-1m/sec.)4. Flow pattern monitor5. Smog Generator.6. De-bug Tool. (Item1,2 + CCTV)111. Air Velocity.2. Flow Pattern23功能與應用1. 晶片保護. (Alarm, OCAP/MRB,…), [ERT]2. Filter 之Lifetime 管理. [治標]3. Particle 來源管理.(Pattern,Map,...) [治本]4. CR 微塵有效管理. (計劃實驗), [持續改善]5. MUA Particle 品質管理. [提昇品質]微塵控管人人有責4Class 1@0.1um Class 0.1@0.1umClass 100T @0.3umClass 100, @0.3umWClass 10@0.1umWafer SMIF/FOUP: Standard Mechanical Inter-Face, Front Opening Unified Pod.Gerneral Fab Layout (particle monitor)15112523323Hc\潔淨室particl e 管理5.ppt1. Wafer Operation Area.2. Mfg Working Area.3. ULPA 前.4. ULPA 後.5. MUA 前.444。
半导体厂务系统运维管理制度及流程
半导体厂务系统运维管理制度及流程
半导体厂务系统运维管理的制度及流程主要包括以下几个方面：
1. 系统运维管理制度
- 制定系统运维管理制度和规范，明确系统运维相关的工作
职责、权限和流程。
- 建立系统运维管理团队，明确团队成员的职责和工作分工，并制定团队的管理制度。
- 确定系统运维的目标和指标，制定相关的考核和评价标准。
2. 系统运维流程
- 确定系统运维的工作流程，包括问题诊断、故障排除、性
能优化等环节，以确保系统的正常运行和稳定性。
- 建立故障报告和处理机制，包括问题上报、问题分析、问
题解决和问题评估等环节。
- 设立紧急事件响应机制，明确紧急事件的处理流程和责任人，以确保系统的紧急情况能够及时得到响应和处理。
3. 系统运维管理措施
- 建立系统运维的监控机制，确保对系统运行状态、性能和
安全进行监测和检测。
- 推行预防性维护措施，制定系统运维的定期检查和维护计划，及时发现和解决潜在问题。
- 建立备份和恢复机制，确保系统数据和配置能够及时备份
和恢复，以应对意外情况。
4. 系统运维人员培训和管理
- 对系统运维人员进行培训，提高其技术水平和工作能力，
同时加强对系统运维工作的安全意识和保密意识。
- 建立绩效考核和奖惩机制，对系统运维人员进行绩效评估，并根据评估结果进行奖励或惩罚。
- 定期组织系统运维人员的经验交流和培训活动，提高团队
的整体素质和协同能力。
以上是半导体厂务系统运维管理的一般制度及流程，具体的管理制度和流程还需根据企业的实际情况进行具体设计和制定。
电子工厂 晶圆厂 TFT 厂 面板厂 厂务系统概述
2.1水系统使用材质 2.1水系统使用材质
PCW 制程冷却水 UPW/DIW 超纯水 Chill Water 冰水 RW 回收水 CW 自来水
SUS 304禁油处理/高压软管 CPVC/PVDF/PFA Tube
SUS 304
SUS 304
SUS 304
2.2气体系统使用材质-(除特气外机台端都可能用Teflon软管) 2.2气体系统使用材质
厂务系统概述
0.电子厂名言 0.电子厂名言
0.电子厂名言 0.电子厂名言
唯一的不变就是永远在变 唯一确定的就是还没决定
接下来介绍的在现场都不是绝对的~ 所以~接下来介绍的在现场都不是绝对的~
1.厂务系统功能 1.厂务系统功能
1.1水系统在制程中的功能 1.1水系统在制程中的功能
PCW 制程冷却水 UPW/DIW 超纯水 Chill Water 冰水 RW 回收水 CW 自来水
Pumping Line
机台制程 Chamber 高真空 管路 Vacuum Pump
Exhaust
高真空 管路
Scrubber
GEX
机台出口 Damper 风管
风管
风机
大气
Others Exhaust
机台出口 Damper 风管 风机 Scrubber 大气
3.8真空系统简略流程 3.8真空系统简略流程
H2 Cooler H2冷却器 H2冷却器
纯水储槽
H2 UPW Tank
回水
3.4自来水/回收水系统简略流程 3.4自来水/ 自来水
自来水
自来水外管
回收水
空气中水份
水表/隔离 阀
冷盘/空调 箱
回收管线 供应管线 回收水槽 使用点 使用点
厂务系统(FMCS)
工厂自动化/厂务系统(FMCS)日期: 2009-11-6 15:00:48 作者: Admin 来源: 上海存在自动化控制设备有限公司浏览: 3588FMCS(Facility Management and Control System)其中文意思是厂务监控系统，它是目前半导体厂内制程中所使用的监控系统，用途是将厂区内特定的，有危害的，影响制程状态或系统资料于此的监控，并将其记录，以供问题即时处理及日后问题分析。
目前的制造业已经向信息化工厂逐渐过度，整个工厂作为一个有机的整体来协调运转就需要一个有效的监控和管理，通过监控可以知道工厂所有设备所有人员所有材料的具体情况，通过管理，可以使以上各个生产环节紧密结合，协调运转。
这样，就需要一个整体的全厂自动化系统。
上海存在自动化控制设备有限公司的FMCS系统就是针对以上这些具体需求提出的完美解决方案。
存在自动化根据客户的具体设备要求和工程规范，结合我们在工厂FMCS方面的多年实践经验，运用当今主流的计算机技术和自动控制技术而进行的方案设计和工程实施设计，而量身定造完整的FMCS系统。
此监控系统，具有友善的监控界面，采用Windows作业环境，只需要使用鼠标及简单的键盘，就可以进行操作，具安全性及可扩充性。
FMCS设计目标将设施供应系统、环境系统、废弃物处理系统等监控资料利用Ethernet、PLC或RS232等通讯协议连接至不同监控计算机，形成一整合网络监控系统，以达到如下目的：1.整合各单一网络为以整体，实现信息可互通。
2.提升整体管理绩效3.简化运转维护困难度4.降低安装、运转及扩充成本5.多台电脑可相互监看、控制6.可共享磁盘资源7.可达到相互备份效果8.监控报警电话Call出及邮件功能9.历史数据查询及曲线查询10.自动生成报表11.监控系统网络管理FMCS价值所在1.大量节省管理人员：传统的仪表控制系统是通过工厂操作管理人员楼上楼下来回奔走，对分布于工厂各处的设备进行开关和调节。
半导体厂务
一、前言近年来，半导体晶圆厂已进展到8"晶圆的量产规模，同时，也着手规划12"晶圆的建厂与生产，准备迎接另一世代的产业规模。
于是各厂不断地扩增其产能与扩充其厂区规模，似乎稍一停顿即会从此竞争中败下阵来。
所以，推促着制程技术不断地往前迈进，从0.25μm设计规格的64Mb（兆位）DRAM（动态随机存储元件）内存密度的此际技术起，又加速地往0.18μm规格的256M发展；甚至0.13μm的1Gb（千兆位）集积度的DRAM组件设计也屡见不鲜。
亦即整个半导体产业正陷入尖端技术更迭的追逐战，在竞争中，除了更新制程设备外，最重要的是维持厂区正常运作的厂务工作之配合，而这两方面的支出乃占资本财的最大宗。
特别是多次的工安事故及环保意识抬头之后，厂务工作更是倍显其重要及殷切。
事实上，半导体厂的厂务工作为多援属性的任务，也是后勤配合与收摊（废弃物）处理的工作；平时很难察觉其重要性，但状况一出，即会令整厂鸡飞狗跳，人仰马翻，以致关厂停机的地步。
所以，藉此针对厂务工作的内容做一概略性的描述，说明其重要性并供作参考与了解。
文章分为三部份：首先为厂务工作的种类，其次是厂务工作的未来方向，最后是本文的结语。
二、厂务工作的种类目前在本实验室所代表的半导体制程的厂务工作，约可分为下列数项：1.一般气体及特殊气体的供应及监控。
2.超纯水之供应。
3.中央化学品的供应。
4.洁净室之温度，湿度的维持。
5.废水及废气的处理系统。
6.电力，照明及冷却水的配合。
7.洁净隔间，及相关系统的营缮支持工作。
8.监控，辅佐事故应变的机动工作等数项。
下述将就各项工作内容予以概略性说明：1.一般气体及特殊气体的供应及监控[1]一座半导体厂所可能使用的气体约为30种上下，其气体的规格会随制程要求而有不同；但通常可分为用量较大的一般气体(Bulk Gas)，及用量较小的特殊气体(Special Gsa)二大类。
在一般气体方面，包括有N2, O2, Ar, H2等。
厂务系统(FMCS)
厂务系统(FMCS)
FMCS（Facility Management and Control System）是半导
体制造厂内使用的监控系统，它可以监控厂区内特定的、有危害的、影响制程状态或系统资料的情况，并将其记录，以供问题及时处理和日后问题分析。
随着制造业向信息化工厂的转型，整个工厂需要一个有效的监控和管理系统来协调运转。
XXX
的FMCS系统是为这些需求提出的完美解决方案。
存在自动化根据客户的具体设备要求和工程规范，结合多年在工厂FMCS方面的实践经验，采用当今主流的计算机技
术和自动控制技术进行方案设计和工程实施设计，量身定制完整的FMCS系统。
该监控系统具有友好的监控界面，采用Windows作业环境，只需要使用鼠标和简单的键盘就可以进
行操作，同时具有安全性和可扩展性。
FMCS的设计目标是将设施供应系统、环境系统。
PLC或RS232等通讯协议连接至不同监控计算机，形成一整合网络监控系统，以达到整合各单一网络为整体、提升整体管理绩效、简化运转维护困难度、降低安装、运转及扩充成本、多台电脑
可相互监看、控制、共享磁盘资源、相互备份效果、监控报警电话Call出及邮件功能、历史数据查询及曲线查询、自动生成报表、监控系统网络管理等目的。
FMCS的价值在于可以大量节省管理人员，传统的仪表控制系统需要管理人员在工厂内楼上楼下奔走进行开关和调节。
而采用FMCS后，可以通过计算机的键盘或鼠标在中央控制室完成调节控制工作，也可以由计算机内部的软件自动控制调节各设备的参数及开关状态，做到真正的管理自动化，从而减轻管理人员的劳动强度，减少管理人员的数量。
半导体厂务系统介绍
CleanroomSystem[洁净室系统]a,内装修工程:(高架地板工程、洁净室隔墙板系统、铝合金龙骨吊顶/ceilinggrid、无尘涂装、环氧地坪等)、压差控制系统、ESD防静电等;b,循环空调系统:(包括部分供热与通风系统,比如MAU/OAC、AHU、FFU、DDC、FCU、粗、中、高、超高过滤器、化学过滤器etc.、送气风机、排气风机etc.);c,FOUNDATION:防震机座、粉尘监测智能系统/DMS系统、风淋室、传递窗、层流罩、洁净工作台、洁净洗手器、洁净衣架、洁净电梯、正压洁净楼梯间系统、化学品储存冷库和压缩机etc.MechanicalSystem[机械系统]中央动力,Centralutility:Mechenical(热水、冷冻水、软水、工艺设备冷却水PCW、生产上水、自来水﹑饮用水、一般蒸汽和洁净蒸汽等管路供应系统;锅炉、冷冻机、冷却塔、空压机等厂务设施)SpecialtyGasandBulkGas[特殊气体和大宗气体]a,BulkGas:GASYARD气站,CQC(N2/H2/O2/Ar/He/天然气)【包括普通和超纯/精制气体】,压缩空气(CDA)--有些FAB还将机台用CDA和厂务设备用CDA供应系统分开,呼吸空气供应系统等;b,SpecialtyGasSystem(部分特性有重迭):(1)易燃性气体(FlammableGas)(2)毒性气体(ToxicGas)(3)腐蚀性气体(CorrosiveGas)(4)惰性气体(InertGas)(5)氧化性气体(OxideGas)(6)低压/保温气体(HeatGas)WaterTreatmentSystem[水处理系统]a,超纯水供应系统、热/温纯水供应系统、一次纯水(RO水)供应系统etc.b,工艺废水处理(酸、碱、含氟排水、slurry/cmp、研磨排液、温排水、纯水回收、一般排水、TMAH显影液、H2O2、硫酸排液、磷酸排液、NH3排液etc.)c,办公用给排水系统:饮用水供应、自来水供应、生活污水处理、雨水排放系统etcExhaustSystem[工艺排气系统]a,工厂SCRUBBER:酸、碱、有机VOC、粉尘、一般排气etc.[有些FAB还包括了紧急排烟/事故排风系统]b,LOCALSCRUBBER(一般附属于工艺设备):依其原理大概可分成下列几类(1)电热水洗式;(2)燃烧水洗式(3)填充水洗式;(4)干式吸附式。
半导体厂房简介
2 3
5
1
0
合肥晶合半导体厂房布局
0
办公楼
1
FAB厂房
2
大宗气站
3
动力站
4
废水站
5
成品库
6
110KV变电室
7
特气存储间
8
化学品供应间
9
化学品仓库A1
10
化学品仓库B2
11
硅烷站
03半导体主生产厂房-洁净室
洁净室Cleanroom:空气悬浮粒子浓度受控的房 间。它的建造和使用应减少室内诱入、产生滞 留粒子。室内其它有关参数如温度、湿度、压 力等按要求进行控制。
03半导体生产厂房各系统
制程排气设备与风管
电气室
03半导体生产厂房各系统
冷却塔
新风机组
03半导体生产厂房各系统
化学品管道
高架地板与FFU
04半导体厂二次配简介-什么是二次配
什么是二次配？
二次配（Hook Up）：一次侧SUB-Mian管路预留点
設
設 備
（Takeoff点）至机台设备出口端所连接的管线。
備
本
本
體
體
04半导体厂二次配简介
序号
系统名称
1
电力系统（Power）
2
制程冷却水和冲洗水 （PCW&LSW)
3
纯水（UPW)
4
排水系统（Drain）
5
化学品系统Chemical
6
气体供应（Gas）
7
工艺真空（Pv)
8
真空泵管道(Pumping line)
序号 9
系统名称 搬运（Move in）
10
03半导体主生产厂房示意图
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半导体厂务系统Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#半导体厂务工作吴世全国家奈米元件实验室一、前言近年来，半导体晶圆厂已进展到8"晶圆的量产规模，同时，也着手规划12"晶圆的建厂与生产，准备迎接另一世代的产业规模。
於是各厂不断地扩增其产能与扩充其厂区规模，似乎稍一停顿即会从此竞争中败下阵来。
所以，推促着制程技术不断地往前迈进，从μm设计规格的64Mb（百万位元）DRAM （动态随机记忆元件）记忆体密度的此际技术起，又加速地往μm规格的256M发展；甚至μm的1Gb（十亿位元）集积度的DRAM元件设计也屡见不鲜。
亦即整个半导体产业正陷入尖端技术更迭的追逐战，在竞争中，除了更新制程设备外，最重要的是维持厂区正常运作的厂务工作之配合，而这两方面的支出乃占资本财的最大宗。
特别是多次的工安事故及环保意识抬头之後，厂务工作更是倍显其重要及殷切。
事实上，半导体厂的厂务工作为多援属性的任务，也是後勤配合与收摊（废弃物）处理的工作；平时很难察觉其重要性，但状况一出，即会令整厂鸡飞狗跳，人仰马翻，以致关厂停机的地步。
所以，藉此针对厂务工作的内容做一概略性的描述，说明其重要性并供作参考与了解。
文章分为三部份：首先为厂务工作的种类，其次是厂务工作的未来方向，最後是本文的结语。
二、厂务工作的种类目前在本实验室所代表的半导体制程的厂务工作，约可分为下列数项：1.一般气体及特殊气体的供应及监控。
2.超纯水之供应。
3.中央化学品的供应。
4.洁净室之温度，湿度的维持。
5.废水及废气的处理系统。
6.电力，照明及冷却水的配合。
7.洁净隔间，及相关系统的营缮支援工作。
8.监控，辅佐事故应变的机动工作等数项。
下述将就各项工作内容予以概略性说明：1.一般气体及特殊气体的供应及监控[1]一座半导体厂所可能使用的气体约为30种上下，其气体的规格会随制程要求而有不同；但通常可分为用量较大的一般气体(Bulk Gas)，及用量较小的特殊气体(Special Gsa)二大类。
在一般气体方面，包括有N2, O2, Ar, H2等。
另在特殊气体上，可略分为下述三大类：(1) 惰性气体(Inert Gas)的He, SF6,CO2, CF4, C2F6, C4H8及CH3F等。
(2) 燃烧性气体(Flammable Gas)的SiH4,Si2H6, B2H6, PH3, SiH2Cl2, CH3, C2H2及CO等。
(3) 腐蚀性气体(Corrosive Gas)的Cl2,HCl, F2, HBr, WF6, NH3, BF2, BCl3, SiF4, AsH3, ClF3, N2O, SiCl4, AsCl3及SbCl5等。
实际上，有些气体是兼具燃烧及腐蚀性的。
其中除惰性气体外，剩下的均归类为毒性气体。
SiH4,B2H6,PH3等均属自燃性气体(Pyrophoricity)，即在很低的浓度下，一接触大气後，立刻会产生燃烧的现象。
而这些仅是一般晶圆厂的气源而已，若是实验型的气源种类，则将更为多样性。
其在供气的流程上，N2可采行的方式，有1. 由远方的N2产生器配管输送，2使用液气槽填充供应，3利用N2的近厂产生器等三种。
目前园区都采1式为主，但新建厂房的N2用量增钜，有倾向以近厂N2产生器来更替；而本实验室则以液槽供应。
O2气体亦多采用液槽方式，不过H2气体在国内则以气态高压钢瓶为主。
图一乃气体供应之图示。
纯化器方面，N2及O2一般均采用触煤吸附双塔式，Ar则以Getter（吸附抓取）式为主，H2则可有Getter，Pd薄膜扩散式和触媒加超低温吸附式等三项选择。
至於危险特殊气体的供应气源，大都置於具抽风装置的气瓶柜内，且用2瓶或3瓶装方式以利用罄时切换；切换时，须以N2气体来冲净数十次以确定安全，柜上亦有ESO (Emergence Shut Off Valve)阀，即紧急遮断阀，做为泄漏时的遮断之用。
如表一所示。
为达此洁净度，除目前对气体的不纯物要求已达1ppb（即109分之1）的程度，要求气源的纯度外，尚需考量配管的设计和施工。
而施工的原则有下述八点：Free（无尘粒）Leak Free（无外漏）Space Free（无死角）Gas Free（无逸气）Area Minimum（最小有效面积）OperationFree（无操作误失）Free（无腐蚀）Behavior Free（无触化现象）因此，管件的规格就必须愈来愈严谨，如表二所列。
其BA为Bright Anneal Treatment，即辉光烧钝退火处理，EP 则为Electro-Polish，属电极抛光之等级。
另项的重要工作是在气体监控系统，主要的目的是做为操作时的管理，及安全上的管理。
可由表三说明之。
而气体的毒性规范乃以启始下限值(TLV/Threshold Limit Value)为界定，表四乃部份毒性气体的TLV值。
关於毒气侦测的感测器原理，一般有下列六种：1. 电化学式(Electro-chemical)2. 半导体式(Semiconductor)3.化学试纸式(Chemical Paper Tape)4. 火焰放射光谱式(Flame-emission Spectrometry)5. 傅力叶红外线光谱式(Fourier-TransformInferred Spectrometry-FTIR) 6.质谱仪式(Mass Spectrometry)而常使用的感测为前三种。
完整的毒气监控系统尚须具备：小时连续侦测2.警报系统3. 自动广播系统4. 分区的闪光灯警报系统5. 图控系统显示现场位置6.各点读值历史记录趋势图而当侦测到毒气泄漏时，立即警报於电脑萤幕，同时启动自动广播系统及分区的闪光灯警报系统，此时相关区域全体人员应立即撤出，现场人员立即通知紧急应变小组做适当的处理。
2.超纯水之供应[2]纯水水质之要求随积体电路之集积度增加而提高，其标准如表五所示。
超纯水之制程随原水水质而有不同的方式，国内几以重力过滤方式；主要是去除水中的不纯物，如微粒子，有机物，无机盐类，重金属及生菌等等。
去除的技术上，有分离、吸附及紫外灯照射等。
表五详列的是新旧超纯水制程的比较情形。
其中新制程的步骤有：(1)多功能离子交换树脂和装置所使用之强硷性离子交换树脂除了可以去除离子以外，还具有吸着、去除微粒子的功能；而微粒子吸着的机制乃树脂表面的正电吸引微粒子的负电，吸着力的大小，决定於树脂表面线状高分子之尾端状态。
(2)臭氧－紫外线(UV)照射型分解有机物设备以往的技术中，采用的是过氧化氢－UV照射型之有机分解方式，以氧化和分解有机物。
原理乃利用UV照射过氧化氢此氧化剂，使其产生氢氧基(．OH)来氧化有机物。
被氧化的有机物在形成有机酸後，变成了二氧化碳和水。
新技术中乃以臭氧代替过氧化氢，如此可提高有机物的氧化分解效率，连以往甚难去除的超微小粒子「胶体物质」都可以去除。
(3)一塔二段式真空脱气塔此乃去除水中溶存之氧气，以降低氧分子在晶片表面自然氧化膜的形成。
目前去除水中溶氧的方法及所面临的问题：1.真空脱气法←无法使溶氧降至50μg/l以下。
2.膜脱气法←和1.一样，且须使用大型机器，故不具经济性。
3.氮气脱气法←使用大量氮气，所以运转费用较高。
4.触媒法←必须添加氢和联氨，运转费亦高。
而此改良式设备乃就一塔一段式真空脱气法改变为多段式的抽气，并加装冷凝器，俾以缩小塔径和真空帮浦的尺寸。
如此，建设费减少1/3，运转费减少2/3，并使溶氧降至10mg/l以下，若再配备加热循环，则更能降低至10μg/l以下。
(4)高速通水式非再生纯水器就总有机体碳(TOC)含量在10μg/l以下的超纯水而言，有机物的溶出是一项不可忽略的问题；而一般的离子交换树脂会溶出微量的有机物，所以在副系统的非再生型树脂塔中用超低溶出型的离子交换树脂後，再大幅提增其通水流速，如此便能大幅降低TOC值，且降低成本。
若以微粒子的动向来描绘各相关组件的去除效率，可如图二看出。
其组件有凝集水过滤塔，混床塔，RO（逆渗透膜），CP（套筒式纯水器，非再生型离子交换树脂塔）。
而从图二得知，混床塔之後的微粒子是由其後端的组件中溶出。
至於去除TOC的有效组件有：离子树脂塔，紫外线氧化槽，活性碳塔和TOC-UV灯等，其效率如图三所示。
3.中央化学品的供应[3]目前的化学品供应已由早期的人工倒入方式改为自动供酸系统，其系统可分为四大单元：化学品来源(Chemical Source)。
充填单元(Charge Unit)、稀释／混合单元(Dilution/Mixing Unit)，储存槽(Buffer Tank)及供应单元(Supply unit)。
(1)来源方式有桶装(Drum)，糟车(Lorry)，及混合方式(Mixing Source)。
(2)充填单元／供应单元二者为供应系统的动力部份，而将化学品经管路输送到指定点。
方法有帮浦(Pump)抽取，真空吸取(Vacuum Suction)及高压输送(Pressure Delivery)等三种。
且为降低化学品被污染的机率须配备佐助组件，如纯水，氮气喷枪－清洗接头；滤网风扇 (HEPA Fan)－保持正压避免外界灰尘粒子进入；排气(Exhaust)－排除溢漏化学品及本身的气味於室外。
(3)稀释／混合单方面，乃指一般化学品或研磨液加纯水的稀释，及研磨液与化学品，或此二者与纯水的混合而言。
(4)管路设计方面需注意事项有：1.非水平管路：即从源头到使用点由高而低，当管路漏酸时便会流到未端的阀箱(Valve Box)，可轻易清除。
2.不同高层的管路排列：上下排列之管材最好能同一属性，如同为不锈钢或铁弗龙，或透明塑胶管(CPVC)。
否则安排的顺序为铁弗龙在上，往下为CPVC，最後不锈钢管。
3.研磨液管路设计：因其与空气接触时易乾涸结晶而阻塞管路，故须注意管路尺寸及避免死角。
4.接点测漏装置，以便随时侦测管路泄漏与否。
5.避免过多的管路接点。
4.洁净室之湿度，温度的维持[4]事实上，一座半导体晶圆厂之洁净室的组成须含括多项子系统方能满足表六所列的标准：(1)与洁净室特别搭配的建筑结构－以利洁净空气的流畅，防震及足够的支撑结构，和宽敞的搬运动线。
(2)不断地新鲜，乾净空气之补充－弥补机台之排气及保持室内正压以杜绝外气的污染。
(3)保持洁净室的清洁度－配备空气循环的驱动风扇，透气的地板及天花板，且地板高架化以利回风及配管，天花板则安装过滤网与衔吊架。
(4) 恒温恒湿之控制－除配置外气空调箱外(Make-up Air unit)，室内仍需有不滴水的二次空调盘管来做温度微控，另加装精确的自动感温控制系统，即可达成此恒温，恒湿之控制。