廠務(wù)運(yùn)行VS工程設(shè)計(jì)

1、廠務(wù)運(yùn)行VS工程設(shè)計(jì)第一頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程客戶對(duì)廠務(wù)管理工作的重要思索如何才能有效的減少突發(fā)故障的次數(shù)，將廠務(wù)系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)的影響減到最小成本領(lǐng)先戰(zhàn)略下，廠務(wù)的貢獻(xiàn)度在哪，COST DOWN 如何切入技改項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，如何有效避免重復(fù)投資以及最短時(shí)間的影響現(xiàn)生產(chǎn)安全、環(huán)保、能源漲價(jià)因素的壓力，廠務(wù)工作如何才能處變不驚擴(kuò)產(chǎn)時(shí)設(shè)備動(dòng)力需要與動(dòng)力現(xiàn)有系統(tǒng)的供應(yīng)矛盾，如何才能防患于未然根本原因?qū)ふ抑校瑸樯犊傆斜г瓜忍觳蛔愕穆曇暨\(yùn)行策略的優(yōu)化，在廠務(wù)優(yōu)秀管理人才一將難求的情況下，又是如此舉步維艱，是否還有其它途徑新建項(xiàng)目的上馬似乎總是那么困難重重，前期設(shè)計(jì)方案是否真的符合預(yù)期,基于廠務(wù)大系統(tǒng)技術(shù)

2、能否突破傳統(tǒng)思維服務(wù)于工程實(shí)踐或優(yōu)化運(yùn)行滿足客戶的事實(shí)需要是努力方向10/9/20222第二頁(yè)，共30頁(yè)。IC FAB /廠務(wù)供應(yīng)系統(tǒng)酸/堿化學(xué)品供應(yīng)站有機(jī)溶劑供應(yīng)站清潔用真空廢氣處理Acid ScrubberSolvent VOC空調(diào)設(shè)施UPWDI回收軟水裝置自來(lái)水儲(chǔ)存槽(20000m3)設(shè)備冷卻水供應(yīng)系統(tǒng)低壓配電室特殊氣體站CDA酸廢水站含氟廢水站有機(jī)溶劑收集槽維修區(qū)/制造支持區(qū)潔凈室(IC 制造設(shè)備)CIM + 晶片自動(dòng)停送潔凈室(IC 制造設(shè)備)液態(tài)氮液氧液氬氦氣氫氣補(bǔ)充空氣熱水蒸氣廢氣冰水ROpcw酸/堿H2SO4回收有機(jī)溶劑IPA再生系統(tǒng)廢溶劑光阻劑廢HF清洗用水接地系統(tǒng)大地污水處

3、理廠回收公司供應(yīng)商氣體供應(yīng)商氮?dú)夤┴浬?電力公司市水回收公司濃縮污泥供應(yīng)商供應(yīng)商溫水衛(wèi)生排水設(shè)備用真空柴油儲(chǔ)槽供應(yīng)商TFMS/TFPSFire Detection & Protection飲用水DI高壓配電室電力供應(yīng)站EG + DUPS磷酸回收FAC Monitor & ControlPOU Monitor & Control外氣外氣外氣外氣外氣水蒸汽確保酸堿廢水酸鹼廢水DI 再生廢水HF再生系統(tǒng)酸堿廢水N E W新創(chuàng)工程第三頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程10/9/20224第四頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程凈化空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)機(jī)預(yù)熱輸入源蒸汽VS熱水VS冷水冬季冷卻水替代冷凍水/夏季冷卻水代

4、用熱水的考慮新風(fēng)機(jī)（無(wú)除濕工況）表冷器輸入源調(diào)整為熱水，延長(zhǎng)冷卻水代用熱水的時(shí)間/防凍/熱交換站輸送溫度及壓力的調(diào)整空調(diào)機(jī)配管閥組的合理設(shè)置，便于操作有利于運(yùn)行實(shí)際中必要的人工干預(yù)干盤管冷水系統(tǒng)的選擇(混流VS熱交換，并聯(lián)VS串聯(lián)）吊頂自循環(huán)風(fēng)機(jī)閥組托盤的設(shè)置，解決排污管路與冷凝水管路合流的隱患10/9/20225第五頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程凈化空調(diào)系統(tǒng)蒸汽末端應(yīng)有吹掃管路直通室外，主要考慮調(diào)試運(yùn)行及維護(hù)后送氣排風(fēng)變頻/雙風(fēng)機(jī)的必要性以及有機(jī)排風(fēng)管排液管設(shè)置二次配排風(fēng)負(fù)壓表設(shè)置空調(diào)冷凝水，蒸汽疏水回用于純水制備原水合理布置機(jī)房,在布置機(jī)房設(shè)備時(shí)，既要考慮冷凝器、蒸發(fā)器、表冷器的檢修空間

5、，又要考慮主機(jī)操作人員能觀察到儀表的變化空調(diào)機(jī)組的斷面風(fēng)速適宜,空調(diào)機(jī)組現(xiàn)在多采用組合式空調(diào)機(jī)組，為了節(jié)約初期投資和機(jī)組占地面機(jī)，往往選用大風(fēng)量機(jī)組，以及盡可能減小空調(diào)機(jī)組外形尺寸，從而增加了空調(diào)機(jī)組的斷面風(fēng)速，這樣各級(jí)過(guò)濾器阻力上升快，而且擋水板的擋水效果不佳，空調(diào)機(jī)組容易積水。一般機(jī)組的斷面風(fēng)速不宜超過(guò)2.5m/s。設(shè)在屋頂?shù)睦鋮s塔宜設(shè)風(fēng)機(jī)檢修控制開關(guān),考慮檢修安全因素發(fā)熱量差別較大的房間不宜并入一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)(如清洗/擴(kuò)散),但也有并入的節(jié)能做法10/9/20226第六頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程10/9/20227第七頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程凈化空調(diào)系統(tǒng)潔凈室的氣流速度換氣次

6、數(shù)的確定潔凈室內(nèi)氣流的橫向擴(kuò)散只在甚低的流速下才有可能，單向流在合理的氣流組織下，流速0.050.1m/s就足夠帶走污染物 末級(jí)過(guò)濾器的效率對(duì)潔凈度的影響是值得起注意的。有的氣流速度/換氣次數(shù)推薦或參考值對(duì)末級(jí)過(guò)濾器效率提高的因素往往沒(méi)作考慮。 當(dāng)前有的IC工廠其ISO5級(jí)(0.3m)的潔凈室，采用FFU系統(tǒng),帶ULPA(99.9995%,0.12m)，出口風(fēng)速為0.38m/s，其滿布率為25%，這樣室內(nèi)平均氣流速度為0.095m/s，在各有關(guān)推薦或參考值的下限下。10/9/20228第八頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程冷凍系統(tǒng)冷凍機(jī)的合理布置，務(wù)必考慮夏季高峰有一臺(tái)備機(jī)，單機(jī)冷量的選擇需結(jié)合

7、四季負(fù)荷變化的因素冷凍水系統(tǒng)在站內(nèi)有自來(lái)水快補(bǔ)入口,對(duì)于冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)水計(jì)量冷凍水泵、冷卻水泵考慮代用適宜的布置冷凍機(jī)配管操作閥門的布置，應(yīng)考慮機(jī)組關(guān)閉后切斷旁通流量，減少水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)BKS系統(tǒng)的應(yīng)用，調(diào)整送回水溫差，提高冷凍機(jī)COP值，減少冷凍/冷卻水泵功耗分散的冷凍站應(yīng)考慮聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)，確保穩(wěn)定供應(yīng)的同時(shí)還能一舉多得冷凍水系統(tǒng)應(yīng)增設(shè)手動(dòng)放氣管路，尤其吊頂內(nèi)自清洗過(guò)濾器的全流量設(shè)置在冷凍水泵總管路10/9/20229第九頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程各種不同設(shè)計(jì)之潔凈室耗能比較 (單位KW)10/9/202210第十頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程工藝?yán)鋮s水系統(tǒng)為充分保證系統(tǒng)不間斷

8、運(yùn)行，也有考慮雙電源設(shè)計(jì)和管路失壓備泵自投功能顆粒過(guò)濾精度45um,電導(dǎo)10us/cm，過(guò)濾器及補(bǔ)水水質(zhì)的考慮系統(tǒng)選擇閉式或開式，閉式節(jié)能但務(wù)必確認(rèn)工藝設(shè)備是否有無(wú)背壓回水的特殊要求工藝?yán)鋮s水冬季熱能回用于純水站加熱原水?dāng)U散爐/外延爐冷卻水應(yīng)有自來(lái)水應(yīng)急管路的考慮工藝?yán)鋮s水一次配閥門盡量按一臺(tái)套設(shè)備留一組閥的原則工藝?yán)鋮s水一次配閥門管路接出位置工藝?yán)鋮s水站采用分體式的好處二次配轉(zhuǎn)子流量計(jì)的設(shè)置，合理調(diào)節(jié)需求量，避免系統(tǒng)小溫差大流量10/9/202211第十一頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程水處理系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)流程圖10/9/202212第十二頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程純水系統(tǒng)純水水溫的確

9、認(rèn)，恒溫純水需考慮冷量需求原水管路計(jì)量的要求送回水管路材質(zhì)選擇的合理性回流量考慮的適宜，使用量的30%同時(shí)使用系數(shù)的確定10/9/202213第十三頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程由于制程上的需要，在半導(dǎo)體工廠使用了許多種類的氣體。一般我們皆以氣體特性來(lái)區(qū)分。可分為特殊氣體及一般氣體兩大類。前者為使用量較小之氣體。如SiH4、NF3等。后者為使用量較大之氣體。如N2、CDA等。因用量較大；一般氣體常以“大宗氣體”稱之。即Bulk Gas。特氣Specialty Gas。Bulk Gas在半導(dǎo)體制程中，需提供各種高純度的一般氣體使用于氣動(dòng)設(shè)備動(dòng)力、化學(xué)品輸送壓力介質(zhì)或用作惰性環(huán)境，或參與反應(yīng)或去

10、除雜質(zhì)度等不同功能。大宗氣體在半導(dǎo)體廠中的用途 CDA主要供給FAB內(nèi)氣動(dòng)設(shè)備動(dòng)力氣源及吹凈(Purge),Local Scurruber助燃。 N2主要供給部份氣動(dòng)設(shè)備氣源或供給吹凈、稀釋惰性氣體環(huán)境及化學(xué)品輸送 O2供給ETCH制程氧化劑所需及CPCVD制程中供給氧化制程用，供給O3 Generator所需之O2供應(yīng)及其他制程所需。 Ar供給Sputter制程，離子濺鍍熱傳導(dǎo)介質(zhì)，Chamber稀釋及惰性氣體環(huán)境。 H2供給爐管設(shè)備燃燒造成混氧環(huán)境，POLY制程中做H2 BAKE之用。W-PLUG制程中作為WF6之還原反應(yīng)氣體及其他制程所需。 He供給制程晶片冷卻。氣體供應(yīng)系統(tǒng)10/9/2

11、02214第十四頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程SpecialtyGas 半導(dǎo)體廠所使用的Specialty Gas種類繁多，約有四、五十種，依危險(xiǎn)性可分為以下數(shù)類：易燃性氣體有些氣體當(dāng)因泄漏或混入時(shí)，其本身之濃度只要在某一范圍內(nèi)（相對(duì)空氣），只要一有火源，此氣體乃會(huì)因相混而燃燒。此稱為該氣體之爆炸范圍。如：SiH4 1.35%-100% SiH2CL2 4.1%-98.8% PH3 1.32%-100%低壓性氣體有些氣體常態(tài)下為粘稠液態(tài)氣體，室溫的飽和蒸汽壓均小于10Psi，易造成管線阻塞，需包加熱套，提高氣體蒸汽壓，才能充分供應(yīng)氣體。如：DCS、CLF3、WF6毒性氣體有些氣體由于其反應(yīng)性

12、很強(qiáng)，對(duì)動(dòng)物（含人類）的呼吸、粘膜、皮膚等功能有強(qiáng)烈影響。如：NF3,PH3腐蝕性氣體有些氣體與水分一作用，即水解后產(chǎn)生HCL或HF等酸化物，對(duì)人體（包含眼睛、鼻子、皮膚、呼吸系統(tǒng)等）及設(shè)備（如管路及閥件）多少有腐蝕作用。此氣體有下列： HCL、CL2、SiH2CL2、BCL3等含CL元素的氣體-HCL BF3、SiF4、WF6含F(xiàn)元素-HF NH3-氨水 極刺激性氣體供應(yīng)系統(tǒng)10/9/202215第十五頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程窒息性氣體如：CO2、CF4、C2F6等氣體，無(wú)臭無(wú)味。若大量泄出而相對(duì)致空氣含O2量減少至16%以下時(shí)，即有頭痛與惡心癥狀。當(dāng)O2含量少至10%時(shí)，人將陷入意

13、志不清狀態(tài)，6%以下，瞬間昏倒，無(wú)法呼吸，6分鐘以內(nèi)即死亡。自燃性氣體有些氣體，一與空氣相混，即使沒(méi)有火源也會(huì)自燃起火。此稱為自燃?xì)怏w。一般其起火點(diǎn)在常溫以下。此氣體有：SiH4、PH3、B2H6等氣體供應(yīng)系統(tǒng)10/9/202216第十六頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程空壓系統(tǒng)空壓機(jī)考慮穩(wěn)定供應(yīng)和維護(hù)保養(yǎng)的需要?jiǎng)?wù)必要有備機(jī)，結(jié)合設(shè)計(jì)容量及投產(chǎn)實(shí)際使用情況優(yōu)先設(shè)置1臺(tái)變頻機(jī)組，保證系統(tǒng)壓力穩(wěn)定及降低能耗，其余機(jī)組有待機(jī)功能最好。優(yōu)先選用水冷型空壓機(jī)，冷卻介質(zhì)優(yōu)先采用工藝?yán)鋮s水各系列空壓干燥器出口增設(shè)放空管路，對(duì)于調(diào)試運(yùn)行及系統(tǒng)維護(hù)后投運(yùn)檢查切換非常有意義總管增設(shè)渦街流量計(jì)，有助于預(yù)判設(shè)備性能/使

14、用實(shí)際流量的監(jiān)測(cè)/技改容量的核定/單耗經(jīng)濟(jì)型分析儲(chǔ)氣罐容積一般考慮空壓機(jī)每分鐘排氣量的10%過(guò)濾器要有壓差指示或管路增設(shè)壓力表預(yù)判阻力情況，計(jì)劃停供保障生產(chǎn)儲(chǔ)氣罐底部疏水管路需要有旁通10/9/202217第十七頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程工藝真空及真空清掃系統(tǒng)工藝真空管路可以采用UPVC給水管超純氣體系統(tǒng)純化器選擇時(shí)對(duì)N2、O2純化器較多采用觸媒吸附式，Ar、H2純化器則以Getter效果最佳，必須高度注意氣體對(duì)CH4，N2的要求（吸附式無(wú)法去除）鈀膜純化器10/9/202218第十八頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程超純氣體系統(tǒng)不同氣體純化器需要不同的公用工程與之相配套，純化間預(yù)留接口例

15、如，觸媒吸附式N2純化器需要高純氫氣供再生之用；觸媒吸附式純化器需要冷卻水。超純氣體管路吹掃口，取樣閥的設(shè)置，考慮系統(tǒng)檢測(cè)的需求PN2在純化間要有預(yù)留閥作為吹掃/置換源超純氣體EP管Ra值和隔膜閥cv值的要求1/4” (0.2) 1/2 “(0.7) 3/4”(1.5)高純氣體過(guò)濾器的選擇， PTFE濾膜/316L濾膜，顆粒度0.003um一次配管支干管宜采用帶后吹掃口的波紋管/隔膜閥，考慮施工及后期改造支干管開頭需一次配適當(dāng)做一些預(yù)留點(diǎn)對(duì)于主輔機(jī)的一次閥門預(yù)留建議參照冷卻水，可視具體情況10/9/202219第十九頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，線寬越做越小，其對(duì)氣體純度

16、、顆粒度、雜質(zhì)含量以及露點(diǎn)的要求也越來(lái)越高。（下表是各種線寬下對(duì)超純氮?dú)獾囊螅?氣體供應(yīng)系統(tǒng)10/9/202220第二十頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程大宗供氣系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題 由于微電子行業(yè)的投入與產(chǎn)出都是非常的大，任何供氣中斷都會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，尤其對(duì)大型集成電路芯片生產(chǎn)廠而言。因此在設(shè)計(jì)中必須充分考慮氣體供應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。若采用現(xiàn)場(chǎng)制氣方式，往往還需要設(shè)置該種氣體的儲(chǔ)蓄供氣系統(tǒng)作備用。 1）每一種氣體的純化器都需要有一臺(tái)作備用。 2）氧氣若采用現(xiàn)場(chǎng)制氣方式，雖然可以不經(jīng)純化而直接供工藝設(shè)備使用，但仍應(yīng)該設(shè)置一臺(tái)純化器作備用。 當(dāng)然，以上這些措施必須會(huì)導(dǎo)致氣體成本的急劇上升，

17、雖然與供氣中斷造成的損失相比要小的多，但這必須要與業(yè)主討論確定。而且，每個(gè)項(xiàng)目都有其特殊性，不必強(qiáng)求一步到位，可以考慮在不同的建設(shè)階段逐步實(shí)施。 另外,若有條件采用集中管道供氣方式,還需要考察氣體供應(yīng)商的系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況，是否有對(duì)供氣中斷、管路污染等突發(fā)事故的預(yù)防措施、應(yīng)急措施和恢復(fù)手段。有必要提請(qǐng)業(yè)主注意在該種經(jīng)濟(jì)便利的供氣方式背后潛在的風(fēng)險(xiǎn)。10/9/202221第二十一頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程特種氣體工藝系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置下列主要裝置：1 儲(chǔ)存、供氣的氣瓶柜、氣瓶架、集裝格；2 氣體分配用閥門箱、閥門盤；3 輔助氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)；4 尾氣處理裝置。特種氣體工藝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝對(duì)特

18、種氣體工藝參數(shù)、污染控制、使用安全的要求。不相容的特種氣體的排氣管道不得接入同一排氣系統(tǒng)。不相容的特種氣體的排風(fēng)管道不得接入同一排風(fēng)系統(tǒng)。10/9/202222第二十二頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程管路設(shè)計(jì)管路設(shè)計(jì)時(shí)需考慮輸送的距離，距離越長(zhǎng)，成本越高，風(fēng)險(xiǎn)也越高。因擴(kuò)充性不易，需預(yù)留適當(dāng)?shù)臄U(kuò)充閥組。通常較理想的設(shè)計(jì)流速為一般氣體小于20 m/sec，可燃性氣體小于10 m/sec，腐蝕性/毒性氣體則小于8 m/sec。在用量的設(shè)計(jì)方面，則需考慮使用點(diǎn)的壓力與管徑的大小，前者與氣體特性有關(guān)，后者在使用點(diǎn)一般為1/4吋3/8吋。管路型式依氣體特性設(shè)計(jì)，惰性氣體使用一般的單層管，腐蝕性、可燃性、

19、毒性則可考慮雙套管，但因其制作成本高，除非具自燃爆炸或極毒性的危險(xiǎn)氣體，如SiH4、PH3、AsH3常以雙套管制作外，其余危險(xiǎn)氣體可再行考慮。管路的材質(zhì)則依使用的需求進(jìn)行選擇，若為制程用的反應(yīng)氣體則選擇高等級(jí)的316L EP管，經(jīng)電解拋光(Electro-Polish)處理，耐腐蝕，表面粗糙度低，Rmax約為0.30.8m，其值遠(yuǎn)低于經(jīng)過(guò)光輝燒結(jié)(Bright Anneal)處理之316L BA管的36m，因平整度越高越不容易形成微渦流，而將污染粒子帶出。316L BA管則常使用于和芯片接觸但不參與制程反應(yīng)的氣體，如GN2、CDA。另一種未經(jīng)特殊處理的AP管(Annealing & Picki

20、ng)，則用于不做為供氣管路的雙套外管。氣體供應(yīng)系統(tǒng)10/9/202223第二十三頁(yè)，共30頁(yè)。N E W新創(chuàng)工程特氣系統(tǒng)特別注意事項(xiàng)（1）對(duì)于AsH3、PH3 、B2H6、SiH4等劇毒氣體的傳輸，需要采用雙套管，腐蝕性氣體采用316L VIM+VAR（2）由于SiH4氣體的自燃性，一旦外泄將對(duì)廠房和人員的生命財(cái)產(chǎn)安全造成極大的威脅。因此，SiH 4氣柜應(yīng)處于與主體廠房分開的地方，而且鋼瓶閥要求使用氣動(dòng)閥，以確保鋼瓶在緊急情況下能夠自動(dòng)關(guān)閉。含SiH4在內(nèi)，CO，B2 H6，PH3，AsH3，SbH 3等鋼瓶?jī)?nèi)接頭應(yīng)安裝限制流量孔。制造商應(yīng)依據(jù)SEMI S5提供流量計(jì)算。 （3）對(duì)于PH3，SiH4 ，B2H6等氣柜還要裝有紅外-紫外線（UV-IR）雙重掃描的火花偵測(cè)器，其光束應(yīng)該覆蓋所有可能泄漏的位置，而且其量程設(shè)置應(yīng)該偵測(cè)到比氣體偵測(cè)器偵測(cè)范圍更小的氣體泄漏，用以監(jiān)控任何可能產(chǎn)生的火花并觸發(fā)相應(yīng)的互鎖，以確保廠房及