1、王傑明王傑明 j_m_空調組空調組 技術經理技術經理廠務暨擴建工程部廠務暨擴建工程部/Fab12A廠務工程廠務工程9798簡報綱要簡報綱要q潔淨室的分類潔淨室的分類q 潔淨室系統分類潔淨室系統分類q 潔淨室空氣循環動力形式潔淨室空氣循環動力形式q 潔淨室種類潔淨室種類q什麼是什麼是SMIFqMini-Environment的概念的概念q節能最佳化的潔淨室選擇節能最佳化的潔淨室選擇qFFU轉速調整節能成效分析轉速調整節能成效分析99潔淨室系統之分類潔淨室系統之分類q 潔淨室分類潔淨室分類:q依氣流流動方式依氣流流動方式q層流層流(Laminar Airflow)式式q亂流亂流(Turbulent
2、 Airflow)式式q層流層流+亂流亂流 混合混合(Mixed Airflow)式式q依建築物結構依建築物結構q雙層潔淨室式雙層潔淨室式q三樓層式三樓層式q單樓層式單樓層式q依潔淨室結構依潔淨室結構qBall roomqBay and Chase100依潔淨室氣流依潔淨室氣流(Airflow)之分類之分類(Laminar Airflow)流速隨時間與空間作平流速隨時間與空間作平緩變化的流場緩變化的流場(Turbulent Airflow)速度隨時間作劇烈震盪的速度隨時間作劇烈震盪的流場，但其短時間平均可流場，但其短時間平均可能仍具規則性能仍具規則性(Mixed Airflow)混合型氣流混合
3、型氣流101依潔淨室建築結構之分類依潔淨室建築結構之分類Double Deck 雙層主雙層主FAB型型102依潔淨室建築結構之分類依潔淨室建築結構之分類三層式單一主三層式單一主FAB型型103依潔淨室建築結構之分類依潔淨室建築結構之分類單一樓層型式單一樓層型式104依潔淨室結構之分類依潔淨室結構之分類105潔淨室空氣循環動力形式潔淨室空氣循環動力形式循環空調機循環空調機資料提供資料提供:亞翔工程公司亞翔工程公司回風回風RCUS.A106潔淨室空氣循環動力形式潔淨室空氣循環動力形式軸流風扇軸流風扇資料提供資料提供:亞翔工程公司亞翔工程公司Axial Fan回回風風107潔淨室空氣循環動力形式潔淨
4、室空氣循環動力形式FFU系統系統資料提供資料提供:亞翔工程公司亞翔工程公司回回風風108Ball Room型潔淨室型潔淨室qBall Room型潔淨室型潔淨室FFU配置配置1.全區採同一潔淨等級設計，並無生產區及維修區之區全區採同一潔淨等級設計，並無生產區及維修區之區分分2.一般採用潔淨等級一般採用潔淨等級 Class 100 或或 Class 1,000之設計之設計3.FFU採全區均佈配置採全區均佈配置109Ball Room型潔淨室型潔淨室110Bay and Chase 潔淨室潔淨室qBay and Chase型潔淨室型潔淨室FFU配置配置1.全區依不同潔淨等級需求設計，並以隔間牆區分生
5、產全區依不同潔淨等級需求設計，並以隔間牆區分生產區及維修區之區分區及維修區之區分2.生產區採用潔淨等級生產區採用潔淨等級 Class 1設計，維修區採用設計，維修區採用 Class 1,000之設計之設計111Bay and Chase 潔淨室潔淨室資料來源資料來源:亞翔工程公司網站亞翔工程公司網站生產區生產區維修區維修區112什麼是什麼是 SMIF?1.SMIF:Standard Mechanical Interface標準機械介面的標準機械介面的 縮寫縮寫2.提供設備與晶圓間一標準的傳輸介面裝置提供設備與晶圓間一標準的傳輸介面裝置3.300mm SMIF設置及設計參考規範設置及設計參考規範
6、2-1.SEMI-15.1-1104 Specification for 300 mm Tool Load Port2-2.SEMI-19-0697 Standard Mechanical Interface(SMIF)2-3.SEMI-19.5-0996 Specification for 300-mm Bottom-Opening Standard Mechanical Interface(SMIF)113SMIF的用途的用途1.於各種不同品牌之生產設於各種不同品牌之生產設備中，提供一種標準介面裝備中，提供一種標準介面裝置，以供傳送系統或操作人置，以供傳送系統或操作人員讓晶圓出入設備內部進
7、行員讓晶圓出入設備內部進行生產。生產。2.可保護晶圓於出入設備、可保護晶圓於出入設備、傳送與儲存過程中，免於遭傳送與儲存過程中，免於遭受外氣污染物質之污染。受外氣污染物質之污染。照片來源照片來源:ASYST公司網站公司網站114SMIF與潔淨室系統的關聯與潔淨室系統的關聯qSMIF為晶圓傳送與機台間之介面裝置，因此當為晶圓傳送與機台間之介面裝置，因此當裝載晶圓之晶舟盒開啟後，即需提供一超潔淨之裝載晶圓之晶舟盒開啟後，即需提供一超潔淨之環境，以避免晶圓遭受污染環境，以避免晶圓遭受污染q此一超潔淨之環境可由廠務之潔淨室系統或機台此一超潔淨之環境可由廠務之潔淨室系統或機台本身之本身之FFU提供提供q
8、Bay and Chase潔淨室因於生產區即為潔淨室因於生產區即為Class 1之環境，因此勿須再另行架構超潔淨之環境之環境，因此勿須再另行架構超潔淨之環境qBall room潔淨室因環境均為潔淨室因環境均為Class 100/1,000之之潔淨度，所以需另行架構超潔淨之環境，以避免潔淨度，所以需另行架構超潔淨之環境，以避免晶圓遭受污染晶圓遭受污染115Mini-Environment的概念的概念q以以Ball room為架構之潔淨室，因僅需針對晶圓為架構之潔淨室，因僅需針對晶圓會暴露於環境中的區域架設超潔淨環境，而不需會暴露於環境中的區域架設超潔淨環境，而不需大費周章進行全區環境潔淨度之提昇
9、，因此，我大費周章進行全區環境潔淨度之提昇，因此，我們將此一局部超潔淨之區域稱為們將此一局部超潔淨之區域稱為Mini-EnvironmentqMini-Environment的架構可由廠務的架構可由廠務FFU系統延系統延伸及機台本身建構伸及機台本身建構FFU系統兩種系統兩種q相關建構概念如後附圖說明相關建構概念如後附圖說明116Mini-Environment的概念的概念資料提供資料提供:亞翔工程公司亞翔工程公司117Mini-Environment的概念的概念資料提供資料提供:亞翔工程公司亞翔工程公司118Mini-Environment的概念的概念照片來源照片來源:ASYST公司網站公司網
10、站這就是這就是 Mini-Environment119Mini-Environment的概念的概念照片來源照片來源:美商應用材料公司網站美商應用材料公司網站照片來源照片來源:日本日本TEL公司網站公司網站機台機台FFU建構之建構之Mini-Environment+SMIF port機台機台FFU建構之建構之Mini-Environment+SMIF port120節能最佳化的潔淨室選擇節能最佳化的潔淨室選擇q空氣動力循環採用空氣動力循環採用FFU系統系統q採用採用Ball room型潔淨室型潔淨室qMini-Environment的建構由生產設備提供的建構由生產設備提供q選擇大尺寸的選擇大尺寸
11、的FFU，如如1,200 x 600 mm改為改為1,200 x 900 mm或或1,200 x 1,200 mm121FAB採採“Ball Room+SMIF”系統節能成效分系統節能成效分析析qFAB採採SMIF設計理念：設計理念：q生產設備機採生產設備機採SMIF Mini-environment設計。設計。q無塵室採全區無塵室採全區Ball room亂流式設計。亂流式設計。q採用採用FFU(Fan Filter Unit)系統無塵室。系統無塵室。q無塵室潔淨度需求無塵室潔淨度需求:l 一般生產區一般生產區 Class 100l 晶片裸露區晶片裸露區 Class 1qFAB採採SMIF設計
12、效益：設計效益：q潔淨室操潔淨室操“Ball room+SMIF”系統設計，系統設計，FFU安裝安裝台數較台數較“Bay&Chase”潔淨室操作區潔淨室操作區(採採100%FFU分佈率分佈率)，共可節省安裝，共可節省安裝3,000台台FFU。122FFU轉速調整節能成效分析轉速調整節能成效分析 qFFU轉速控制原理轉速控制原理:FFU馬達採用馬達採用DC Brushless Motor，藉由控制箱之電藉由控制箱之電路板將交流電源轉成直流電供電給風扇之馬達路板將交流電源轉成直流電供電給風扇之馬達，並改變並改變直流電壓之大小來作直流電壓之大小來作FFU轉速調整控制轉速調整控制。123FFU轉速調整
13、節能成效分析轉速調整節能成效分析 qFFU轉速調整節能措施：轉速調整節能措施：q使用使用SMIF系統設計，減少潔淨室空氣循環量，降系統設計，減少潔淨室空氣循環量，降低能源消耗。低能源消耗。q全面全面Review FAB區區FFU運轉轉速，在不影響生運轉轉速，在不影響生產狀況下，調整至合理轉速。產狀況下，調整至合理轉速。q避免影響生產區潔淨度，避免影響生產區潔淨度，FAB操作區一般維持較操作區一般維持較高轉速。高轉速。qFAB維修區可視情況調低轉速以節省能源，但以維修區可視情況調低轉速以節省能源，但以不影響環境潔淨度為原則。不影響環境潔淨度為原則。124FFU轉速調整節能成效分析轉速調整節能成效
14、分析q FAB區區FFU運轉轉速調整前運轉轉速調整前(全區全區M2 1,0001,100rpm):生產區生產區125q FAB全區全區Review FFU運轉轉速至合理轉速運轉轉速至合理轉速(M1及及L 800900rpm):FFU轉速調整節能成效分析轉速調整節能成效分析生產區生產區126qFAB採採“Ball room+SMIF”系統設計節能計算如系統設計節能計算如下下:q約可節省約可節省3,000台台FFU安裝安裝 q125W 24hr 365day 3,000台台=3,285,000kWh/年年 qFFU M2風速消耗功率為風速消耗功率為125kW qFFU轉速調整節能計算如下轉速調整節
15、能計算如下:q配合調整轉速到配合調整轉速到M1或或L的數量約為的數量約為1,990台台q共節省共節省261,000kWh/年年 qFFU L風速消耗功率為風速消耗功率為110kW q綜合以上兩點綜合以上兩點:q每年節省用電量每年節省用電量3,546,000kWh/年年 FAB採採“Ball Room+SMIF”系統暨系統暨FFU轉速調整節能成效說明轉速調整節能成效說明127潔淨室其他相關節能方案潔淨室其他相關節能方案qMAU送風溫度調降送風溫度調降q潔淨室正壓調降潔淨室正壓調降q減少潔淨室氣流洩漏量減少潔淨室氣流洩漏量q潔淨室潔淨室RAP及及TRUSS照明系統節能管制照明系統節能管制q製程排氣製程排氣(Process exhaust)減量減量128以上資料僅限本次觀摩會研究使用，請勿移作他用！以上資料僅限本次觀摩會研究使用，請勿移作他用！
