บทที่9 microelectronics

42
Needs for Cleanroom Needs for Cleanroom Semiconductors Semiconductors ตองผลิตในหองสะอาดที่มีระดับความสะอาด ตองผลิตในหองสะอาดที่มีระดับความสะอาด ไมนอยกวาระดับ ไมนอยกวาระดับ ISO ISO 5 (Class 100) 5 (Class 100) Megachip Megachip จะยอมใหมีขอบกพรองขนาด จะยอมใหมีขอบกพรองขนาด 0 0 .5 .5 m ตอ ตอ 1 1 ตาราง ตาราง เซนติเมตรไดไมเกิน เซนติเมตรไดไมเกิน 1 1 แหงเทานั้น แหงเทานั้น Gigachip Gigachip ตองมีความสะอาดของอากาศไมนอยกวาระดับ ตองมีความสะอาดของอากาศไมนอยกวาระดับ ISO ISO 3 3 (Class 1) (Class 1)

Upload: variddhi-ungbhakorn

Post on 04-Apr-2015

167 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: บทที่9 Microelectronics

Needs for CleanroomNeeds for Cleanroom

•• Semiconductors Semiconductors ตองผลิตในหองสะอาดที่มีระดับความสะอาดตองผลิตในหองสะอาดที่มีระดับความสะอาดไมนอยกวาระดับไมนอยกวาระดับ ISO ISO 5 (Class 100)5 (Class 100)

•• Megachip Megachip จะยอมใหมีขอบกพรองขนาดจะยอมใหมีขอบกพรองขนาด 0 0.5 .5 mm ตอตอ 1 1 ตารางตารางเซนติเมตรไดไมเกินเซนติเมตรไดไมเกิน 1 1 แหงเทาน้ันแหงเทาน้ัน

•• Gigachip Gigachip ตองมีความสะอาดของอากาศไมนอยกวาระดับตองมีความสะอาดของอากาศไมนอยกวาระดับ ISO ISO 3 3 (Class 1) (Class 1)

Page 2: บทที่9 Microelectronics

ตัวอยางขอบกพรองท่ีอาจจะตองคัดตัวอยางขอบกพรองท่ีอาจจะตองคัดแผงวงจรรวมแผงวงจรรวม ในกระบวนการผลิตออกท้ิงในกระบวนการผลิตออกท้ิง

ความจุความจุ ( (Kbit) Kbit) ระยะหางระหวางชั้นระยะหางระหวางชั้นวงจรวงจร

ขนาดเสนผานศูนยกลางขนาดเสนผานศูนยกลางฝุนผงที่เล็กที่สุดที่อาจฝุนผงที่เล็กที่สุดที่อาจเกิดปญหาไดเกิดปญหาได

1616 4.04.0 0.40.4

6464 2.52.5 0.30.3

256256 1.501.50 0.170.17

11x10x1033 0.90.9 0.090.09

4x104x1033 0.50.5 0.050.05

mm

แนวทางในการออกแบบหองสะอาดสําหรับแนวทางในการออกแบบหองสะอาดสําหรับไมโครอิเล็กทรอนิกสไมโครอิเล็กทรอนิกส

•• พื้นท่ีบริเวณท่ีใชในการผลิตพื้นท่ีบริเวณท่ีใชในการผลิต Wafer Wafer สามารถมีอายุการใชงานไดสูงสุดสามารถมีอายุการใชงานไดสูงสุดประมาณประมาณ 55 ปป จะตองใหผลกําไรเพียงพอท่ีจะคุมทุนในการสรางโรงงานจะตองใหผลกําไรเพียงพอท่ีจะคุมทุนในการสรางโรงงานภายในระยะภายในระยะ 22 ปแรกเทาน้ันปแรกเทาน้ัน

•• จงอยาออกแบบระดับความสะอาดดีเกินความตองการจงอยาออกแบบระดับความสะอาดดีเกินความตองการ •• จงออกแบบใหมีความยืดหยุนในการผลิตจงออกแบบใหมีความยืดหยุนในการผลิต•• ติดต้ังเคร่ืองมือของกระบวนการผลิตซึ่งตองการความสะอาดสูงมาอยูติดต้ังเคร่ืองมือของกระบวนการผลิตซึ่งตองการความสะอาดสูงมาอยู

ภายในหองกั้นเฉพาะใชภายในหองกั้นเฉพาะใช MiniMini--environment conceptenvironment concept•• จัดใหสามารถตรวจสอบและจัดใหสามารถตรวจสอบและ monitor monitor เคร่ืองมือของกระบวนการผลิตและเคร่ืองมือของกระบวนการผลิตและ

สภาวะของหองเสมอสภาวะของหองเสมอ•• จงออกแบบใหปราศจากการรบกวนจากความสั่นสะเทือนและคลื่นจงออกแบบใหปราศจากการรบกวนจากความสั่นสะเทือนและคลื่น

แมเหล็กไฟฟาแมเหล็กไฟฟา•• ใหวางขอกําหนดในการสรางหองสะอาดใหวางขอกําหนดในการสรางหองสะอาด

Page 3: บทที่9 Microelectronics

จงอยาออกแบบระดับความสะอาดดีเกินความตองการจงอยาออกแบบระดับความสะอาดดีเกินความตองการ

หองสะอาดชนิดหองสะอาดชนิด ““BallroomBallroom”” น้ีน้ี สะอาดสะอาดท่ีสุดท่ีสุด ใชงานงายท่ีสุดใชงานงายท่ีสุด แตคากอสรางหองแตคากอสรางหองพรอมระบบและพรอมระบบและคาใชจายในขณะคาใชจายในขณะปฏิบัติงานก็จะสูงท่ีสุดปฏิบัติงานก็จะสูงท่ีสุดดวยดวย

จงออกแบบใหมีความยืดหยุนในการผลิตจงออกแบบใหมีความยืดหยุนในการผลิต

•• เน่ืองจากอุตสาหกรรมไมโครอิเล็กทรอนิกสมีการกาวหนาและเน่ืองจากอุตสาหกรรมไมโครอิเล็กทรอนิกสมีการกาวหนาและเปลี่ยนแปลงรวดเรว็มากเปลี่ยนแปลงรวดเรว็มาก เครื่องมือและกระบวนการผลิตจะตองเครื่องมือและกระบวนการผลิตจะตองเปลี่ยนไปในอนาคตอันใกลเปลี่ยนไปในอนาคตอันใกล จึงควรออกแบบระบบหองสะอาดใหจึงควรออกแบบระบบหองสะอาดใหมีความยืดหยุนตวัในการจัดวางสิ่งตางๆมีความยืดหยุนตวัในการจัดวางสิ่งตางๆ ใหมไดงายใหมไดงาย เชนเชน เครื่องมือเครื่องมือ ผนังผนัง แผงกรองอากาศแผงกรองอากาศ ชองลมกลับชองลมกลับ และส่ิงอํานวยและส่ิงอํานวยความสะดวกอ่ืนๆความสะดวกอ่ืนๆ ถึงแมวาคากอสรางจะเพ่ิมข้ึนบางถึงแมวาคากอสรางจะเพ่ิมข้ึนบาง แตในระยะแตในระยะยาวแลวจะคุมคาดานการลงทุนมากกวายาวแลวจะคุมคาดานการลงทุนมากกวา

•• ควรจัดใหมีพ้ืนที่เพียงพอสําหรับการขยายงานดวยควรจัดใหมีพ้ืนที่เพียงพอสําหรับการขยายงานดวย

Page 4: บทที่9 Microelectronics

ติดตั้งเครื่องมือของกระบวนการผลติซึ่งตองการความสะอาดสูงติดตั้งเครื่องมือของกระบวนการผลติซึ่งตองการความสะอาดสูงมากอยูภายในหองก้ันเฉพาะมากอยูภายในหองก้ันเฉพาะ

วิธีการน้ีจะทาํใหเกิดการแบงแยกระหวางการเคลือ่นที่ของวิธีการน้ีจะทาํใหเกิดการแบงแยกระหวางการเคลือ่นที่ของผลิตภัณฑออกจากเครื่องมือของกระบวนการผลติผลิตภัณฑออกจากเครื่องมือของกระบวนการผลติ การซอมการซอมบํารุงและบุคลากรทางวิศวกรรมบํารุงและบุคลากรทางวิศวกรรม

บริเวณที่มีการควบคุมความสะอาดระดับสูงจะเหลือนอยมากบริเวณที่มีการควบคุมความสะอาดระดับสูงจะเหลือนอยมากเม่ือเทียบกับบริเวณการปฏิบัติงานและบริเวณติดตั้งเครื่องมือเม่ือเทียบกับบริเวณการปฏิบัติงานและบริเวณติดตั้งเครื่องมือซึ่งตองการระดับความสะอาดลดลงมาซึ่งตองการระดับความสะอาดลดลงมา ทําใหสามารถประหยัดทําใหสามารถประหยัดคากอสรางและคาใชจายในขณะปฏิบัติงานลงไดมากคากอสรางและคาใชจายในขณะปฏิบัติงานลงไดมาก

จงตรวจสอบเครื่องมือของกระบวนการผลิตเสมอจงตรวจสอบเครื่องมือของกระบวนการผลิตเสมอ

•• เครื่องมือของกระบวนการผลิตควรไดรับการทําความสะอาดเครื่องมือของกระบวนการผลิตควรไดรับการทําความสะอาดอยางหมดจดอยางหมดจด และทดสอบเพ่ือดูส่ิงปนเปอนที่คงเหลือคางอยูและทดสอบเพ่ือดูส่ิงปนเปอนที่คงเหลือคางอยูกอนที่จะนําเขามาภายในหองสะอาดกอนที่จะนําเขามาภายในหองสะอาด

•• ใหขอใบรับประกันจากผูผลิตเครื่องมือเก่ียวกับระดับของสิ่งใหขอใบรับประกันจากผูผลิตเครื่องมือเก่ียวกับระดับของสิ่งปนเปอนสูงสุดที่ถูกปลดปลอยออกมาจากเครื่องมือของเขาปนเปอนสูงสุดที่ถูกปลดปลอยออกมาจากเครื่องมือของเขา

•• การรับประกันของผูผลิตจะมีความสําคัญอยางสูงในการที่จะการรับประกันของผูผลิตจะมีความสําคัญอยางสูงในการที่จะเลือกซื้อเครื่องมือเลือกซื้อเครื่องมือ จากขอมูลน้ีเราจะสามารถออกแบบระบบจากขอมูลน้ีเราจะสามารถออกแบบระบบของหองสะอาดที่ประหยัดยิ่งข้ึนไดของหองสะอาดที่ประหยัดยิ่งข้ึนได

Page 5: บทที่9 Microelectronics

จงออกแบบใหปราศจากการรบกวนจากความสั่นสะเทือนจงออกแบบใหปราศจากการรบกวนจากความสั่นสะเทือนและคล่ืนแมเหล็กไฟฟาและคล่ืนแมเหล็กไฟฟา

•• ในบางลักษณะของการผลิตท้ังความส่ันสะเทือนและเสนแรงแมเหล็กไฟฟาในบางลักษณะของการผลิตท้ังความส่ันสะเทือนและเสนแรงแมเหล็กไฟฟาอาจจะมีความสําคัญอยางยิ่งยวดอาจจะมีความสําคัญอยางยิ่งยวด

•• เลือกสถานท่ีกอสรางใหเหมาะสมเลือกสถานท่ีกอสรางใหเหมาะสม ควรตรวจสอบอยางถี่ถวนถึงเร่ืองความถี่ควรตรวจสอบอยางถี่ถวนถึงเร่ืองความถี่และขนาดของแผนดินไหวและขนาดของแผนดินไหว สภาวะของดินสภาวะของดิน การอยูใกลกับทางรถไฟการอยูใกลกับทางรถไฟ ทางทางหลวงหลวง ทางข้ึนทางข้ึน--ลงของเครื่องบินลงของเครื่องบิน อุตสาหกรรมท่ีอยูใกลเคียงอุตสาหกรรมท่ีอยูใกลเคียง ผืนนํ้าบริเวณผืนนํ้าบริเวณใกลเคียงซึ่งคลื่นสามารถกระทบกับฝงและกอใหเกิดความถี่ของแรงใกลเคียงซึ่งคลื่นสามารถกระทบกับฝงและกอใหเกิดความถี่ของแรงกระแทกไดกระแทกได

•• เคร่ืองจักรกลไฟฟาท่ีหมุนอยูและมีขนาดใหญในบริเวณรอบๆเคร่ืองจักรกลไฟฟาท่ีหมุนอยูและมีขนาดใหญในบริเวณรอบๆ อาจจะสรางอาจจะสรางท้ังความส่ันสะเทือนในพื้นดินและสนามแมเหล็กไฟฟามารบกวนท้ังความส่ันสะเทือนในพื้นดินและสนามแมเหล็กไฟฟามารบกวนกระบวนการผลิตไดกระบวนการผลิตได

•• สายไฟฟาแรงสูงท่ีพาดผานใกลๆไมเพียงแตจะสรางคลื่นแมเหล็กไฟฟสายไฟฟาแรงสูงท่ีพาดผานใกลๆไมเพียงแตจะสรางคลื่นแมเหล็กไฟฟาาเทาน้ันเทาน้ัน แตยังอาจจะทําใหโครงสรางบางชิ้นสั่นไหวไดดวยแตยังอาจจะทําใหโครงสรางบางชิ้นสั่นไหวไดดวย

วางขอกําหนดในการสรางหองสะอาดสําหรับผูสรางวางขอกําหนดในการสรางหองสะอาดสําหรับผูสราง

•• ความสําเร็จของโครงการหองสะอาดจะข้ึนอยูกับวาจะทําการความสําเร็จของโครงการหองสะอาดจะข้ึนอยูกับวาจะทําการสรางอยางไรคอนขางมากสรางอยางไรคอนขางมาก

•• กําหนดบังคับถึงการควบคุมความสะอาดและวิธีการดูแลความกําหนดบังคับถึงการควบคุมความสะอาดและวิธีการดูแลความสะอาดในระหวางการกอสรางสะอาดในระหวางการกอสราง มิใหฝุนผงจํานวนมากตกคางอยูมิใหฝุนผงจํานวนมากตกคางอยูในโครงสรางอันจะเปนตัวกอความเสียหายในการปฏิบัติงานในโครงสรางอันจะเปนตัวกอความเสียหายในการปฏิบัติงานตอไปตอไป

•• เม่ือการกอสรางเสร็จและกอนการติดตั้งระบบอํานวยความเม่ือการกอสรางเสร็จและกอนการติดตั้งระบบอํานวยความสะดวกหรือเคร่ืองมือใดๆสะดวกหรือเคร่ืองมือใดๆ จะตองใหมีการทําความสะอาดอยางจะตองใหมีการทําความสะอาดอยางตอเน่ืองเพ่ือมิใหฝุนผงที่ตกคางอยูในระหวางการกอสรางมากอตอเน่ืองเพ่ือมิใหฝุนผงที่ตกคางอยูในระหวางการกอสรางมากอปญหาข้ึนในหองภายหลังปญหาข้ึนในหองภายหลัง

Page 6: บทที่9 Microelectronics

Conventional Microelectronics CleanRMConventional Microelectronics CleanRM““Ballroom TypeBallroom Type””

M/AM/A M/AM/ADry cooling coilDry cooling coil

Column Supports Under Raised FloorColumn Supports Under Raised Floor

Page 7: บทที่9 Microelectronics

หองสะอาดหองสะอาด 33 ชนิดชนิด

(ก) ชนิด Ballroom (ข) ชนิด Service chase (ค) ชนิด Mini-environmentISO 3 (Class 1) (Cleanroom Tunnels)ISO 6 (Class 1 000)

รูป 9.2 แสดงแผนผังของหองสะอาดสามชนิด

CleanroomCleanroomService areaService area

CleanroomCleanroom TunnelsTunnelsService areaService area พรอมพรอม chaseschases

CleanroomCleanroomService area MiniService area Mini--environmentenvironment

Clean Tunnel w/ Service ChaseClean Tunnel w/ Service Chase (1)(1)

จัดแบงหองเปนจัดแบงหองเปนชองแนวยาวชองแนวยาวพรอมดวยผนังพรอมดวยผนังกั้นแบบร้ือถอนกั้นแบบร้ือถอนไดได ขนาดของขนาดของอุโมงคควรมีอุโมงคควรมีความกวางความกวางระหวางระหวาง 3 3.5 .5 ถึงถึง 4.5 4.5 เมตรเมตร ใหลมใหลมกลับไปผานกลับไปผานหนวยบํารุงรักษาหนวยบํารุงรักษา

Page 8: บทที่9 Microelectronics

Clean Tunnel w/ Service ChaseClean Tunnel w/ Service Chase (2)(2)

แบบไมใชพื้นยกแบบไมใชพื้นยก และจายลมอัตราและจายลมอัตราสูงในพื้นท่ีสูงในพื้นท่ี ISO 4ISO 4 จายลมลดลงมาจายลมลดลงมาในพื้นท่ีในพื้นท่ี ISO 6ISO 6 ลมกลับดานลางลมกลับดานลางของผนังไปผานของผนังไปผานหนวยบํารุงรักษาหนวยบํารุงรักษา

Top View of Service ChaseTop View of Service Chase

Page 9: บทที่9 Microelectronics

Cleanroom TunnelCleanroom Tunnel

ชองลมกลับไปผานชองลมกลับไปผาน service chaseservice chase

ISO 4ISO 4ISO 6ISO 6

ISO 4ISO 4

Cleanroom Tunnel with Service ChaseCleanroom Tunnel with Service Chase

Class 1 000Class 1 000

Class 100Class 100

ลมกลบัลมกลบั

Page 10: บทที่9 Microelectronics

Cleanroom w/ Service ChaseCleanroom w/ Service Chase

ชนิดจายลมใหกับชนิดจายลมใหกับ service chase service chase โดยตรงโดยตรง

การลดระดับความสะอาดโดยลดความเร็วลมจายการลดระดับความสะอาดโดยลดความเร็วลมจาย

Class Class รูปแบบการไหลรูปแบบการไหลของอากาศของอากาศ

ความเร็วเฉลี่ยความเร็วเฉลี่ย m/s (ft/min) m/s (ft/min)

Air changes Air changes ตอตอชั่วโมงชั่วโมง

ISO 8 (100 000)ISO 8 (100 000) แบบปนปวนแบบปนปวน 0.0050.005--0.04 (10.04 (1--8)8) 55--4848

ISO 7 (10 000)ISO 7 (10 000) แบบปนปวนแบบปนปวน 0.050.05--0.08 (100.08 (10--15)15) 6060--9090

ISO 6ISO 6 (1(1 000)000) แบบปนปวนแบบปนปวน // แบบทิศทางเดียวแบบทิศทางเดียว

0.130.13--0.20 (250.20 (25--40)40) 150150--240240

ISO 5 (100)ISO 5 (100) แบบทิศทางเดียวแบบทิศทางเดียว 0.200.20--0.40 (400.40 (40--80)80) 240240--480480

ISO 4 (10)ISO 4 (10) แบบทิศทางเดียวแบบทิศทางเดียว 0.250.25--0.45 (500.45 (50--90)90) 300300--540540

ISO 3 (1)ISO 3 (1) แบบทิศทางเดียวแบบทิศทางเดียว 0.300.30--0.45 (600.45 (60--90)90) 360360--540540

ดีกวาดีกวา ISO ISO 3 (1)3 (1) แบบทิศทางเดียวแบบทิศทางเดียว 0.300.30--0.50 (600.50 (60--100)100) 360360--600600

Page 11: บทที่9 Microelectronics

การลดระดับความสะอาดโดยลดพื้นที่ของแผนกรองการลดระดับความสะอาดโดยลดพื้นที่ของแผนกรอง HEPAHEPA

HEPAHEPA แผงไฟฟาแผงไฟฟา แผงไฟฟาแผงไฟฟา

พื้นรพูรุนพื้นรพูรุน

สําหรับ ISO 8 (Class 100 000) ใช HEPA filter 5-10 % ของพ้ืนท่ีเพดานสําหรับ ISO 7 (Class 10 000) ใช HEPA filter 15-20 % ของพ้ืนท่ีเพดาน

ทอสงลมจากชุดสงลมทอสงลมจากชุดสงลม

ความเร็วลมจายความเร็วลมจาย 0.030.03 –– 0.080.08 m/s (6 m/s (6 --15 fpm)15 fpm)

Cleanroom w/ MiniCleanroom w/ Mini--EnvironmentEnvironment

Page 12: บทที่9 Microelectronics

MiniMini--environmentenvironment

MiniMini--environmentenvironment

Class 1 000Class 1 000

Class 100Class 100

Page 13: บทที่9 Microelectronics

การรั่วของลมจายผานรอยตอตางการรั่วของลมจายผานรอยตอตาง ๆของๆของ Air plenum Air plenum

บริเวณท่ีอาจจะรั่วบริเวณท่ีอาจจะรั่ว ::A: A: รอยตอระหวางเพดานกับผนังรอยตอระหวางเพดานกับผนังB: B: รอยตอระหวางเพดานกับตัวชุดกรองรอยตอระหวางเพดานกับตัวชุดกรองC: C: รอยตอระหวางเพดานกับมุมหุมดวยโลหะรอยตอระหวางเพดานกับมุมหุมดวยโลหะD: D: รอยตอท่ีโลหะหุมเสารอยตอท่ีโลหะหุมเสา

ลมจายเขาลมจายเขา Air Air plenumplenum

เสาเสา

ระบบการไหลของอากาศระบบการไหลของอากาศ ( (1) 1)

การควบคุมความสะอาดของผลิตภัณฑใหไดระดับสูงสุดการควบคุมความสะอาดของผลิตภัณฑใหไดระดับสูงสุด อากาศจะตองไหลอากาศจะตองไหลในแนวด่ิงจากเพดานลงมาสูพื้นในแนวด่ิงจากเพดานลงมาสูพื้น อากาศสวนท่ีไหลลงไปบนผลิตภัณฑอากาศสวนท่ีไหลลงไปบนผลิตภัณฑ Microelectronics Microelectronics โดยตรงควรทําใหไดระดับโดยตรงควรทําใหไดระดับ ISO 3 (Class 1) ISO 3 (Class 1) เปนอยางนอยเปนอยางนอย ในการออกแบบระดับความสะอาดในการออกแบบระดับความสะอาด ISO 3 (Class 1) ISO 3 (Class 1) เราจะตองใชชุดกรองเราจะตองใชชุดกรอง ULPA ULPA ซึ่งมีประสิทธิภาพซึ่งมีประสิทธิภาพ 99.9995%99.9995% เมื่อทดสอบกับอนุภาคขนาดเมื่อทดสอบกับอนุภาคขนาด 0.120.12 m m ณณ โรงงานผูผลิตโรงงานผูผลิต

อากาศควรไหลกลับออกจากหองสะอาดผานพื้นท่ีมีรูพรุนหรือเปนอากาศควรไหลกลับออกจากหองสะอาดผานพื้นท่ีมีรูพรุนหรือเปนตะแกรงพรอมกับมีตะแกรงพรอมกับมี Air damper Air damper เพื่อใชในการปรับการไหลของอากาศไดเพื่อใชในการปรับการไหลของอากาศได แผนท่ีเคลือบปดผิวหนาของพ้ืนแผนท่ีเคลือบปดผิวหนาของพ้ืน เปนแบบเปนแบบ conductive flooring conductive flooring ควรทํามาควรทํามาจากวัสดุท่ีมีผิวหนาแข็งและสึกหรอไดยากจากวัสดุท่ีมผีิวหนาแข็งและสึกหรอไดยาก และระบบพ้ืนท้ังหมดจะตองและระบบพ้ืนท้ังหมดจะตองตอสายดินดวยตอสายดินดวย

Page 14: บทที่9 Microelectronics

ระบบการไหลของอากาศระบบการไหลของอากาศ ( (2)2)

ความสะอาดระดับท่ีดีกวาความสะอาดระดับท่ีดีกวา ISO 5ISO 5 (Class (Class 100100) ) จะตองใชพ้ืนท่ีมีรูพรุนท้ังจะตองใชพ้ืนท่ีมีรูพรุนท้ัง 100%100% ในขณะท่ีในขณะท่ีระดับระดับ ISO 6 ISO 6 และและ 77 (Class 1 000 (Class 1 000 และและ 1010 000000) ) จะตองใชพ้ืนรูพรุนไมเกินจะตองใชพ้ืนรูพรุนไมเกิน 50%50% ของของบริเวณพ้ืนท่ีท้ังหมดบริเวณพ้ืนท่ีท้ังหมด ปกติความสะอาดระดับหลังนี้ไมตองใชปกติความสะอาดระดับหลังนี้ไมตองใช Raised floor Raised floor ยกเวนจะยกเวนจะเตรียมเผื่อไวเพ่ือการปรับปรุงกระบวนการผลิตใหหองสะอาดขึ้นในอนาเตรียมเผื่อไวเพ่ือการปรับปรุงกระบวนการผลิตใหหองสะอาดขึ้นในอนาคตคต

ระบบการไหลของอากาศระบบการไหลของอากาศ ( (3)3)

ในการออกแบบสวนท่ีมีระดับความสะอาดในการออกแบบสวนท่ีมีระดับความสะอาด ISO 6 ISO 6 และและ 77 (Class (Class 1 000 1 000 และและ 1010 000000) ) เราอาจจะใชวิธีการไหลแบบปนปวนพรอมเราอาจจะใชวิธีการไหลแบบปนปวนพรอมชองลมกลับอยูท่ีดานลางของผนังหรือท่ีเกาะกลางหองก็ไดชองลมกลับอยูท่ีดานลางของผนังหรือท่ีเกาะกลางหองก็ได

นอกจากนี้ถาเราตองการปรับความสะอาดจากระดับนอกจากนี้ถาเราตองการปรับความสะอาดจากระดับ ISO 6 ISO 6 และและ 77 เปนเปน ISO 3 ISO 3 ถึงถึง 55 หรือดีกวาน้ีเราก็จะตองปดพื้นท่ีท้ังหมดเพ่ือหรือดีกวาน้ีเราก็จะตองปดพื้นท่ีท้ังหมดเพ่ือปรับปรุงระบบเปนเวลายาวนานปรับปรุงระบบเปนเวลายาวนาน ดังน้ันการลดคากอสรางเบื้องตนดังน้ันการลดคากอสรางเบื้องตนโดยการใชการไหลแบบปนปวนจึงอาจจะไมคุมทุนในระยะยาวโดยการใชการไหลแบบปนปวนจึงอาจจะไมคุมทุนในระยะยาว

ระบบน้ีจะไมมคีวามยืดหยุนสําหรับการปรับปรุงกระบวนการผลิตในอนาคตระบบน้ีจะไมมคีวามยืดหยุนสําหรับการปรับปรุงกระบวนการผลิตในอนาคตดังเชนการใชระบบการไหลแบบลามินารแนวดิ่งท่ีใชชองลมกลับอยูดังเชนการใชระบบการไหลแบบลามินารแนวดิ่งท่ีใชชองลมกลับอยูท่ีพื้นหองท่ีพื้นหอง

Page 15: บทที่9 Microelectronics

ความเร็วของลมจายความเร็วของลมจาย

ความสะอาดระดับความสะอาดระดับ ISO 3 ISO 3 ถึงถึง 55 (Class 1 (Class 1 ถึงถึง 100100) ) ความเร็วของความเร็วของลมจายจากเพดานจะอยูระหวางลมจายจากเพดานจะอยูระหวาง 0.30.3 ถึงถึง 0.50.5 m/s (60 m/s (60 ถึงถึง 100100 fpm)fpm)

ความสะอาดระดับความสะอาดระดับ ISO 6 ISO 7 ISO 6 ISO 7 และและ ISO 8 (Class 1 000 ISO 8 (Class 1 000 Class 10 000 Class 10 000 และและ Class Class 100100 000000) ) จะมีความเร็วของลมจะมีความเร็วของลมจายประมาณจายประมาณ 0.250.25 0.150.15 และและ 0.090.09 m/s (50 30 m/s (50 30 และและ 1818fpm)fpm) ตามลําดับตามลําดับ

Filter CeilingFilter CeilingISO 3ISO 3 ถึงถึง 55 (Class 1(Class 1 ถึงถึง 100100) ) พื้นท่ีเพดานของหองสะอาดจะประกอบดวยพื้นท่ีเพดานของหองสะอาดจะประกอบดวย Filter Modules Filter Modules แบบแบบ HEPA HEPA หรือหรือ ULPA ULPA ชองตารางขนาดชองตารางขนาด 0 0.6 .6 เมตรเมตร 1.2 1.2 เมตรเมตร ติดต้ังเขากับโครงเพดานแขวนแบบติดต้ังเขากับโครงเพดานแขวนแบบ T T--bar bar หรือโครงเพดานหรือโครงเพดาน AL AL ท่ีมีท่ีมีลักษณะเปนชองตารางส่ีเหลี่ยมลักษณะเปนชองตารางส่ีเหลี่ยม (Aluminum Ceiling Grids)(Aluminum Ceiling Grids)

Filter Module Filter Module จะครอบคลุมพื้นท่ีประมาณจะครอบคลุมพื้นท่ีประมาณ 85 85 –– 90% 90% ของพื้นท่ีเพดานสวนท่ีของพื้นท่ีเพดานสวนท่ีเหลือจะเปนเน้ือท่ีของตัวโครงตารางเองและของหัวระบบนํ้าดับเพลิงเหลือจะเปนเน้ือท่ีของตัวโครงตารางเองและของหัวระบบนํ้าดับเพลิง Sprinkler system Sprinkler system หรือระบบดับเพลิงแบบแกสหรือระบบดับเพลิงแบบแกส HFC 227ea (FMHFC 227ea (FM--200)200)

ระดับความสะอาดระดับระดับความสะอาดระดับ ISO 3 (Class 1) ISO 3 (Class 1) และและ ISO ISO 4 (Class 10) 4 (Class 10) มักใชวสัดุมักใชวสัดุ เหลวประเภทเหลวประเภท Low vapor pressure petrolatum fluid Low vapor pressure petrolatum fluid หรือหรือ Silicone Silicone dielectric gel dielectric gel อยางใดอยางหนึ่งเปนอยางใดอยางหนึ่งเปน seal seal ของของ HEPA HEPA หรือหรือ ULPA ULPA

ระดับความสะอาดระดับความสะอาด ISO ISO 5 (Class 100)5 (Class 100) จะใชประเก็นเปนจะใชประเก็นเปน Seal Seal หุมอยูหุมอยู

Page 16: บทที่9 Microelectronics

วิธีการกระจายลมจากวิธีการกระจายลมจาก HEPA HEPA / ULPA Filter / ULPA Filter (Air Circulation Systems(Air Circulation Systems

•• อาจใชพ้ืนที่ในฝาเพดานเปนอาจใชพ้ืนที่ในฝาเพดานเปน Pressurized air plenum Pressurized air plenum ที่ดานบนที่ดานบนของของ HEPA / ULPA filter moduleHEPA / ULPA filter module

•• หรือหรือ ติดตั้งทอลมแยกสําหรับอุปกรณกรองอากาศแตละชุดติดตั้งทอลมแยกสําหรับอุปกรณกรองอากาศแตละชุด (Ducted filter module(Ducted filter module พรอมพรอม air damper)air damper)

•• หรือหรือ ใชใช Fan module unit system (FMU)Fan module unit system (FMU)

•• หรือหรือ ใชพัดลมขับประจําใชพัดลมขับประจํา filter module filter module แตละชุดแตละชุด (Individual fan (Individual fan powered filter module powered filter module หรือหรือ Fan filter unit system : FFUFan filter unit system : FFU))

Pressurized Ceiling Air PlenumPressurized Ceiling Air Plenum

ULPA

พ้ืนรูพรุน

Cooling coil

Axial fan

MAMA 1212--131300CC

(Dry coil) (Dry coil) หรือหรือ FCU FCU

22.22.2200CC (72(7200F)F)14.214.200CC (57.5(57.500F)F)

Page 17: บทที่9 Microelectronics

Pressurized Air Plenum Pressurized Air Plenum

Air plenum

สปริง ระบบท่ีติดต้ังระบบท่ีติดต้ัง Air plenumAir plenum โดยใชพื้นท่ีในฝาเพดานโดยใชพื้นท่ีในฝาเพดานเปนเปน Plenum Plenum จะมีความดันจะมีความดันอากาศท่ีสม่ําเสมอท่ัวท้ังอากาศท่ีสม่ําเสมอท่ัวท้ังเพดานเพดาน ทําใหความดันท่ีทําใหความดันท่ีกระทําตอแผงกรองอากาศกระทําตอแผงกรองอากาศแตละชุดมีลักษณะแตละชุดมีลักษณะสม่ําเสมอสม่ําเสมอ คาใชจายถูกสุดคาใชจายถูกสุด

Ducted Filter Module (Negative Pressure Air Plenum)Ducted Filter Module (Negative Pressure Air Plenum)

ULPA

พ้ืนรูพรุน

FCU FCU

MAMA

Page 18: บทที่9 Microelectronics

Class ISO 5 Class ISO 5 หรือดีกวาหรือดีกวา –– RA at perforated floorRA at perforated floor

ถาถา ACHACH สูงสูง เราไมสามารถใหลมท้ังหมดไหลผานเราไมสามารถใหลมท้ังหมดไหลผาน AHU / FCU AHU / FCU ไดได จะตองจะตองใชใช Plug Fan Plug Fan หมุนเวียนลมในระบบแทนหมุนเวียนลมในระบบแทน สวนลมท่ีผานสวนลมท่ีผาน AHU / FCUAHU / FCU จะจะเทากับท่ีเทากับท่ี Sensible heatSensible heat ของหองตองการเทาน้ันของหองตองการเทาน้ัน

MA, MA, 121200--141400 CdbCdbMAMA

Dry coil AHUDry coil AHUAHUAHU

RARA

22.222.200 CdbCdb (72(720 0 FdbFdb))

Plug fanPlug fanULPA Filter moduleULPA Filter module

Plug FanPlug Fan

Plug fanPlug fan จะดูดจะดูด mixed airmixed air ((ลมท่ีลมท่ีผสมกันแลวผสมกันแลวระหวางระหวาง makemake--up up airair และและ RARA ซึ่งลมซึ่งลมบางสวนน้ีจะถูกทําบางสวนน้ีจะถูกทําใหเย็นลงโดยใหเย็นลงโดย AHUAHU)) สงไปยังทอลมและสงไปยังทอลมและอัดเขาไปในอัดเขาไปใน Filter Filter module module ใหไดใหได air air change change ตามท่ีตามท่ีออกแบบไวออกแบบไว

Page 19: บทที่9 Microelectronics

Ducted Filter ModuleDucted Filter Module พรอมพรอม Air DamperAir Damper

ระบบท่ีใชทอลมแยกจะตองมีระบบท่ีใชทอลมแยกจะตองมีการสูญเสียความดันอันการสูญเสียความดันอันเน่ืองมาจากความเสียดทานเน่ืองมาจากความเสียดทานของทอสงลมไมเทากันของทอสงลมไมเทากัน ดังน้ันดังน้ันความดันท่ีแตละชุดของความดันท่ีแตละชุดของ HEPA HEPA filter module filter module จึงไมเทากันจึงไมเทากัน ทําทําใหตองติดต้ังใหตองติดต้ัง Air damperAir damper เพื่อเพื่อใชปรับใชปรับ air flow air flow ดวยดวย ระบบน้ีจะระบบน้ีจะมีคาใชจายในการบํารุงรักษาสูงมีคาใชจายในการบํารุงรักษาสูงกวาการใชกวาการใช Ceiling air plenumCeiling air plenum

ทอลมสําหรับแตละทอลมสําหรับแตละ ModuleModule

Ducted Filter ModuleDucted Filter Module

HEPA/UPLA ModuleHEPA/UPLA Module

DuctDuct

Page 20: บทที่9 Microelectronics

Ducted Filter ModuleDucted Filter Module

3

HEPA / ULPA FilterHEPA / ULPA Filter

1.2 x 0.6 m1.2 x 0.6 m22 Ducted filter Ducted filter modulemodule

Fan Module Units System (FMU) : Class ISO 5 Fan Module Units System (FMU) : Class ISO 5 หรือดีกวาหรือดีกวา(Positive Pressure Air Plenum)(Positive Pressure Air Plenum)

ULPA

พ้ืนรูพรุน

Cooling coil

Fan Fan

MA 13MA 1300 CC

(Dry coil or FCU) (Dry coil or FCU)

Filter air chamberFilter air chamber

2222จจCC

1414จจCC

พัดลมหน่ึงตัวใชจายลมพัดลมหน่ึงตัวใชจายลมใหกับใหกับ Filter Module 2 Filter Module 2 –– 66 ชุดชุด

ขอดีขอดี:: 1.Frictionloss 1.Frictionloss ในในระบบลดลงระบบลดลง

2.2.ถาพัดลมเสียถาพัดลมเสีย 11 ชุดชุด ชุดอื่นชุดอื่นจะชวยเฉล่ียลมใหไดจะชวยเฉล่ียลมใหได

3.3.เสียงคอยกวาระบบเสียงคอยกวาระบบ FFUFFU

4.Fan motor4.Fan motor มีประสิทธิภาพมีประสิทธิภาพดีกวาระบบดีกวาระบบ FFUFFU

Page 21: บทที่9 Microelectronics

Fan Module Units (FMU) SystemFan Module Units (FMU) System

Supply fan chamberSupply fan chamber

Class ISO 5 Class ISO 5 หรือดีกวาหรือดีกวา –– FMU system FMU system

RARA

72720 0 F, 50 % RHF, 50 % RH

CorridorCorridor CorridorCorridor

ULPA Filter chamberULPA Filter chamber

Dry coil FCUDry coil FCUDry coil FCUDry coil FCU

121200--141400C MAC MA121200--141400C MAC MA

Fan for FMU system Fan for FMU system –– Positive PressurePositive Pressure

Page 22: บทที่9 Microelectronics

Fan Filter Unit (FFU)Fan Filter Unit (FFU)คือคือ ระบบจายลมชนิดท่ีมีพัดลมขับประจําชุดกรองอากาศแตละชุดระบบจายลมชนิดท่ีมีพัดลมขับประจําชุดกรองอากาศแตละชุด (Individual fan powered filter module (Individual fan powered filter module หรือหรือ FFU)FFU) จะใชพัดลมท่ีมีมอเตอรจะใชพัดลมท่ีมีมอเตอรขับขนาดเล็กขับขนาดเล็ก โดยปกติจะเปนโดยปกติจะเปน Forward Forward หรือหรือ backwardbackward--curved fan curved fan เพื่อเพื่อจายลมผานชุดกรองอากาศแตละชุดออกมาจายลมผานชุดกรองอากาศแตละชุดออกมา วิธีน้ีทําใหเราสามารถในการวิธีน้ีทําใหเราสามารถในการปรับเปลี่ยนปรับเปลี่ยน air flow rate air flow rate ไดอยางอิสระตลอดทุกจุดในหองไดอยางอิสระตลอดทุกจุดในหอง การออกแบบการออกแบบและติดต้ังงายและติดต้ังงายขอเสียคือตองใชพัดลมขนาดเล็กจํานวนมากซึ่งประสิทธิภาพของพัดลมขอเสียคือตองใชพัดลมขนาดเล็กจํานวนมากซึ่งประสิทธิภาพของพัดลมและมอเตอรมีคาตํ่าประมาณและมอเตอรมีคาตํ่าประมาณ 5050 %% และอาจมีเสียงรบกวนจากพัดลมมากและอาจมีเสียงรบกวนจากพัดลมมากไดได คาลงทุนสูงท่ีสุดคาลงทุนสูงท่ีสุด นอกจากน้ียังมีคาใชจายในการบํารุงรักษาสูงกวานอกจากน้ียังมีคาใชจายในการบํารุงรักษาสูงกวาระบบอ่ืนระบบอ่ืน ๆๆ อีกดวยอีกดวย แตจะประหยัดพลังงานของพัดลมไดมากกวาระบบแตจะประหยัดพลังงานของพัดลมไดมากกวาระบบเดินทอลมเดินทอลม มีท้ังมีท้ัง AC / DC motorAC / DC motor

Page 23: บทที่9 Microelectronics

Fan Filter Unit systemFan Filter Unit system (FFU): Class ISO 5(FFU): Class ISO 5 หรือดีกวาหรือดีกวา

ULPA

พ้ืนรูพรุน

Cooling coil

Filter module with fan

FFUFFU

MAMA

(Dry coil / (Dry coil / FCU) FCU)

MA, MA, 121200 CdbCdb, & 98 % RH, & 98 % RHMAMA

Class ISO 5 Class ISO 5 หรือดีกวาหรือดีกวา –– RA at perforated floorRA at perforated floor

Dry coil FCUDry coil FCU

RARA RARA

FFUFFU FFUFFU

FCUFCU

RARA

22.222.200 CdbCdb (72(720 0 FdbFdb))

Supply Air PlenumSupply Air Plenum

Page 24: บทที่9 Microelectronics

Fan Filter Units SystemFan Filter Units System

MAMA

ISO 6 (Class 1 000) CLEANROOM ISO 6 (Class 1 000) CLEANROOM –– RA at lower wallsRA at lower walls

MAMA

FCUFCURA

RARA RARA

FFUFFU FFUFFU

FCUFCU

RA

Supply Air PlenumSupply Air Plenum

Dry coil FCU, capacity Dry coil FCU, capacity 1.5 1.5 –– 5 RT5 RT

Page 25: บทที่9 Microelectronics

Fan Filter Unit (FFU)Fan Filter Unit (FFU)ลมดูดเขาลมดูดเขา

10001000 CMH (590 CFM)CMH (590 CFM)0.30 0.30 –– 0.45 m/s (60 0.45 m/s (60 –– 90 fpm)90 fpm)Pressure drop 70 Pressure drop 70 –– 120 Pa (0.28 120 Pa (0.28 ––0.48 in. WG.)0.48 in. WG.)External static pressure 50 External static pressure 50 –– 100 100 Pa (0.20 Pa (0.20 -- 0.40 in. WG.)0.40 in. WG.)Power 160 Power 160 –– 200 W200 W

Fan for FFU SystemFan for FFU System

Backward curve fanBackward curve fan

Page 26: บทที่9 Microelectronics

FFU FFU ติดต้ังบนติดต้ังบน Extruded Aluminum Ceiling GridsExtruded Aluminum Ceiling Grids

FFUFFU

ACH and VelocityACH and Velocity for Vertical Downward Flow CRfor Vertical Downward Flow CR

Air change Air change ตอชั่วโมงตอชั่วโมง ::

Velocity of supply air,Velocity of supply air, m/s :m/s :

ACH = air change per hourACH = air change per hourx = x = อัตราการสรางอนุภาคในอัตราการสรางอนุภาคใน CR, CR, อนุภาคอนุภาค // mm3 3 / / นาทีนาทีy = y = ความเขมขนท่ีออกแบบความเขมขนท่ีออกแบบ (Class), (Class), อนุภาคอนุภาค // mm33

h = h = ความสูงของเพดานความสูงของเพดาน HEPA / ULPA, HEPA / ULPA, เมตรเมตรFilter = Filter = อัตราสวนของอัตราสวนของ HEPA / ULPA filter HEPA / ULPA filter ตอพื้นท่ีของเพดานตอพื้นท่ีของเพดาน

60xACH

y

( )

3600.

ACH hV

Filter

Page 27: บทที่9 Microelectronics

Calculation ExamplesCalculation Examples

อัตราการสรางอนุภาคขนาดอัตราการสรางอนุภาคขนาด 0.3 0.3 ภายในภายใน CR CR เทากับเทากับ

(a) 60,000 (a) 60,000 (b) 80,000 (c) 100,000 (b) 80,000 (c) 100,000 อนุภาคอนุภาค // mm33 / / นาทีนาที

ตองการหาตองการหา ACHACH และความเร็วลมจายสําหรับและความเร็วลมจายสําหรับ ISO 5 (Class 100)ISO 5 (Class 100)

ใหอัตราสวนของพื้นท่ีของใหอัตราสวนของพื้นท่ีของ HEPA / ULPA filter HEPA / ULPA filter ตอพื้นท่ีเพดานตอพื้นท่ีเพดาน == 0.90.9

ความสูงของเพดานความสูงของเพดาน == 2.5 m.2.5 m.

สําหรับสําหรับ ISO 5, y = 10,200 ISO 5, y = 10,200 อนุภาคอนุภาค // mm33

(a)(a) ACH = (60)(60000)/10200 = 353, V = (353)(2.5)/(3600)(0.9) = 0.ACH = (60)(60000)/10200 = 353, V = (353)(2.5)/(3600)(0.9) = 0.27 m/s27 m/s

(b)(b) ACH = (60)(80000)/10200 = 470, V = (470)(2.5)/(3600)(0.9) = 0.ACH = (60)(80000)/10200 = 470, V = (470)(2.5)/(3600)(0.9) = 0.36 m/s36 m/s

(c)(c) ACH = (60)(100000)/10200 = 588, V = (588)(2.5)/(3600)(0.9) = 0.ACH = (60)(100000)/10200 = 588, V = (588)(2.5)/(3600)(0.9) = 0.45 m/s45 m/s

ระบบปองกันอัคคีภัยระบบปองกันอัคคีภัย

•• ความเสี่ยงจากการเกิดเพลิงไหมอยูในระดับความเสี่ยงภัยสูงความเสี่ยงจากการเกิดเพลิงไหมอยูในระดับความเสี่ยงภัยสูง ( (Extra Extra hazardhazard) ) เพราะมีการใชสารประเภทตัวทําละลายเพราะมีการใชสารประเภทตัวทําละลาย แกสแกส และวัสดุติดไฟและวัสดุติดไฟอ่ืนๆอ่ืนๆ ท่ีอุณหภูมิและความดันสูงในข้ันตอนของการสรางและประกอบท่ีอุณหภูมิและความดันสูงในข้ันตอนของการสรางและประกอบ Wafer Wafer การออกแบบระบบดับเพลิงแบบหัวโปรยนํ้าจงึตองใชขอกําหนดการออกแบบระบบดับเพลิงแบบหัวโปรยนํ้าจึงตองใชขอกําหนดของของ ““Extra hazardExtra hazard”” ตามตาม NFPA NFPA

•• หัวโปรยนํ้าจะตองมีท้ังในฝาเพดานเหนือแผงกรองหัวโปรยนํ้าจะตองมีท้ังในฝาเพดานเหนือแผงกรอง HEPA HEPA ใตฝาเพดานใตฝาเพดาน และใตพื้นยกดวยและใตพื้นยกดวย

•• ถามีอุปกรณไฟฟาและอิเล็กทรอนิกสจํานวนมากและพื้นท่ีไมใหญนักถามีอุปกรณไฟฟาและอเิล็กทรอนิกสจํานวนมากและพื้นท่ีไมใหญนัก อาจอาจใชระบบดับเพลิงแกสใชระบบดับเพลิงแกส เชนเชน FMFM--200 200 แทนระบบหัวโปรยนํ้าแทนระบบหัวโปรยนํ้า

•• มาตรฐานของการออกแบบระบบดับเพลิงสามารถหาดูไดจากหนังสือมาตรฐานของการออกแบบระบบดับเพลิงสามารถหาดูไดจากหนังสือคูมือของคูมือของ NFPA NFPA หรือดูโดยสังเขปในหรือดูโดยสังเขปใน ““การออกแบบระบบทอภายในการออกแบบระบบทอภายในอาคารอาคาร”” โดยโดย วริทธ์ิวริทธ์ิ อ๊ึงภากรณอ๊ึงภากรณ

Page 28: บทที่9 Microelectronics

ระบบส่ิงแวดลอมระบบส่ิงแวดลอม

•• ภาระความเย็นและวธีิการทําความเยน็ภาระความเย็นและวธีิการทําความเยน็

•• ระบบการเตมิอากาศบริสุทธ์ิระบบการเตมิอากาศบริสุทธ์ิ ( (MakeMake--up Air System)up Air System)

•• ระบบการถายเทอากาศเสียจากกระบวนการผลติระบบการถายเทอากาศเสียจากกระบวนการผลติ

•• อุณหภูมิและความชื้นอุณหภูมิและความชื้น

•• การควบคุมความดันภายในหองการควบคุมความดันภายในหอง

•• ไฟแสงสวางไฟแสงสวาง

ภาระสําหรับการทําความเย็นภาระสําหรับการทําความเย็น (1)(1)•• Heat source Heat source ท่ีสําคัญท่ีสําคัญ 2 2 แหลงในการผลิตสารกึ่งตัวนําแหลงในการผลิตสารกึ่งตัวนํา คืออุปกรณท่ีใชในคืออุปกรณท่ีใชใน

กระบวนการผลิตและพลังงานจากพัดลมกระบวนการผลิตและพลังงานจากพัดลม•• ความรอนจากพัดลมเปนแหลงความรอนท่ีสูงมากสําหรับหองสะอาดความรอนจากพัดลมเปนแหลงความรอนท่ีสูงมากสําหรับหองสะอาด

ระดับระดับ ISO 5 (Class 100) ISO 5 (Class 100) หรือดีกวาหรือดกีวา ซึ่งอาจมีอัตราการไหลเวียนของซึ่งอาจมีอัตราการไหลเวียนของอากาศท่ีระดับอากาศท่ีระดับ 27 27 ลูกบาศกเมตรตอนาทีตอตารางเมตรลูกบาศกเมตรตอนาทีตอตารางเมตร ( (90 cfm 90 cfm ตอตอตารางฟุตตารางฟุต) ) หรือประมาณเทากับหรือประมาณเทากับ 600 600 Air changes Air changes ตอชั่วโมงสําหรับความตอชั่วโมงสําหรับความสูงของหองปกติสูงของหองปกติ 2.72.7 เมตรเมตร หรือมีการเปลี่ยนอากาศหองทุกหรือมีการเปลี่ยนอากาศหองทุก ๆๆ 66 วินาทีวินาที

•• ความรอนจากเคร่ืองมือผลิตจะสูงมากความรอนจากเคร่ืองมือผลิตจะสูงมาก ทําใหภาระการทําความเย็นในทําใหภาระการทําความเย็นในหองสะอาดอาจมากถึงหองสะอาดอาจมากถึง 950950 W/mW/m22 (3,230 (3,230 บทีียูตอชั่วโมงตอพื้นท่ีหองบทีียูตอชั่วโมงตอพื้นท่ีหอง 1 1 ตารางเมตรตารางเมตร)) โดยท่ัวไปจะอยูประมาณโดยท่ัวไปจะอยูประมาณ 500500 W/mW/m2 2 (1,700 (1,700 บีทียูตอชั่วโมงตอบีทียูตอชั่วโมงตอพื้นท่ีหองพื้นท่ีหอง 1 1 ตารางเมตรตารางเมตร))

•• ภาระความรอนจากคนภาระความรอนจากคน แสงไฟแสงไฟ และและ Heat transmission Heat transmission มักมีคานอยกวามักมีคานอยกวา 55 %% ของของ Total heat loadTotal heat load

Page 29: บทที่9 Microelectronics

ภาระสําหรับการทําความเย็นภาระสําหรับการทําความเย็น (2)(2)

•• ภายในเขตควบคุมอุณหภูมิในโรงงานผลิตสารกึง่ตวันําโดยปกติภายในเขตควบคุมอุณหภูมิในโรงงานผลิตสารกึง่ตวันําโดยปกติแลวความรอนแฝงจะมีปริมาณเพียงเล็กนอยเทาน้ันและแลวความรอนแฝงจะมีปริมาณเพียงเล็กนอยเทาน้ันและสามารถชดเชยไดโดยการใชสามารถชดเชยไดโดยการใช Pre Pre--cooled Makecooled Make--up air up air ที่มีอุณภูมิที่มีอุณภูมิต่ําประมาณต่ําประมาณ 121200--131300CC สวนระดับของอุณหภูมิในหองสวนระดับของอุณหภูมิในหอง (sensible (sensible heat) heat) จะถูกควบคุมดวยจะถูกควบคุมดวย ::

•• 1.1. คอยลทําความเย็นคอยลทําความเย็น ( (Dry Cooling Coil) Dry Cooling Coil) ในกระแสอากาศหลักในกระแสอากาศหลัก•• 2.2. ชุดทําความเย็นชุดทําความเย็น ( (Unitary cooling units) Unitary cooling units) ที่ดูดเอาอากาศสวนที่ดูดเอาอากาศสวน

หน่ึงออกจากกระแสอากาศหลักไปผานหน่ึงออกจากกระแสอากาศหลักไปผาน cooling coil cooling coil และผสมและผสมอากาศน้ีเขากับอากาศสวนที่เหลืออากาศน้ีเขากับอากาศสวนที่เหลือ

Cooling AHUCooling AHU

Return air Return air บางสวนบางสวน

Dry cooling coilDry cooling coil

PrePre-- filter 85filter 85--95%95%

HEPA filterHEPA filter

Fan

Chemical filter (Option)Chemical filter (Option)

SASA

PrePre--filter 30filter 30--40%40%

Page 30: บทที่9 Microelectronics

MakeMake--up Air System up Air System

อัตราการเติมอากาศบริสุทธ์ิถูกกําหนดโดยอัตราการเติมอากาศบริสุทธ์ิถูกกําหนดโดย ::1.1. อัตราอากาศเสียท่ีถูกถายเทออกไประหวางข้ันตอนการผลิตอัตราอากาศเสียท่ีถูกถายเทออกไประหวางข้ันตอนการผลิต2.2. และอัตราอากาศสําหรับการรักษาความดันอากาศภายในหองและอัตราอากาศสําหรับการรักษาความดันอากาศภายในหอง

การปรับปริมาณของการปรับปริมาณของ Make Make--up air up air สามารถกระทําไดโดยการใชสามารถกระทําไดโดยการใช Damper Damper และและ//หรืออุปกรณควบคุมความเร็วพัดลมควบคูกันหรืออุปกรณควบคุมความเร็วพัดลมควบคูกัน

PrePre--filter filter ของของ Maker Maker--up airup air ควรมีประสิทธิภาพควรมีประสิทธิภาพ 30 30% % และและ 85 85% % ตามลําดับตามลําดับกอนถึงกอนถึง PrePre--filter 95% filter 95% ตามตาม ASHARE 52.1ASHARE 52.1--1992 1992 หรือหรือ Atmospheric Dust Atmospheric Dust Test Test เพื่อยืดอายุของเพื่อยืดอายุของ PrePre--filter 95% filter 95% และและ HEPA Filter HEPA Filter

ในบางคร้ังในบางคร้ัง ยังอาจตองการยังอาจตองการ Activated carbon filter Activated carbon filter / Chemical filter / Chemical filter กรองกล่ินกรองกล่ิน แกสแกส และสารเคมีท่ีอาจจะปะปนมากับอากาศภายนอกดวยและสารเคมีท่ีอาจจะปะปนมากับอากาศภายนอกดวย

MakeMake--up Air (Ventilation) Heat Loadup Air (Ventilation) Heat Load

1. Sensible heat1. Sensible heat

2. Latent heat2. Latent heat

ในใน Cleanroom design Cleanroom design เราจะมักใชเราจะมักใช Outside air AHU Outside air AHU ปรับคุณภาพปรับคุณภาพของของ Outside airOutside air ใหเปนใหเปน MakeMake--up air up air ที่มีอุณหภูมิและความชืน้ต่ําที่มีอุณหภูมิและความชืน้ต่ํา เพื่อใหรับเพื่อใหรับ ventilation heat load ventilation heat load ทั้งหมดรวมถึงทั้งหมดรวมถึง latent heatlatent heat ของของหองสะอาดซึ่งมีปริมาณนอยดวยหองสะอาดซึ่งมีปริมาณนอยดวย ปริมาณปริมาณ MakeMake--up air up air ที่แนะนําที่แนะนํา::

MakeMake--up air = Exhaust air + Leakage air + Pressurization airup air = Exhaust air + Leakage air + Pressurization air

Pressurization air Pressurization air 22 room air changes per hourroom air changes per hour

Page 31: บทที่9 Microelectronics

MakeMake--up Air Systemup Air Systemปกติเรามักจะใชชุดปกติเรามักจะใชชุด MakeMake--up air unitup air unit แยกตางหากจากชุดสงลมของแยกตางหากจากชุดสงลมของกระแสอากาศหลักในการควบคุมจุดนํ้าคางโดยการใชกระแสอากาศหลักในการควบคุมจุดนํ้าคางโดยการใช Chilled water Chilled water หรือหรือ Glycol cooling coil Glycol cooling coil หรือไมก็ใชสารเคมีในการลดความชื้นหรือไมก็ใชสารเคมีในการลดความชื้น แตวาการใชแตวาการใชสารเคมีในการลดความชื้นจะมีการใชนอยเพราะเสียคาใชจายในการสารเคมีในการลดความชื้นจะมีการใชนอยเพราะเสียคาใชจายในการบํารุงรักษาสูงและอาจมีสารเคมีปนเปอนเขามาในหองสะอาดไดบํารุงรักษาสูงและอาจมีสารเคมีปนเปอนเขามาในหองสะอาดได

MakeMake--up air up air อาจจะถูกปรับเพิ่มความชื้นโดยอาจจะถูกปรับเพิ่มความชื้นโดย ::•• การใชการใช Steam humidifier Steam humidifier แตตองระมัดระวังเร่ืองการร่ัวไหลของสารเคมีแตตองระมัดระวังเร่ืองการร่ัวไหลของสารเคมีท่ีใชในการปรับสภาพนํ้าท่ีใชในการปรับสภาพนํ้า โดยแนะนําใหใชหมอไอนํ้าและโดยแนะนําใหใชหมอไอนํ้าและ

•• ระบบทอท่ีทําจากเหล็กกลาไรสนิมและใชนํ้าท่ีมีความบริสุทธ์ิสูงระบบทอท่ีทําจากเหล็กกลาไรสนิมและใชนํ้าท่ีมีความบริสุทธ์ิสูง DI DI (De(De--ionisedionised) water) water

•• หรือหัวฉีดพนละอองนํ้าหรือหัวฉีดพนละอองนํ้า (Air washer) (Air washer) ซึ่งจะชวยเพิ่มท้ังความชื้นและซึ่งจะชวยเพิ่มท้ังความชื้นและทําความสะอาดของทําความสะอาดของ MakeMake--up airup air

MakeMake--up Air Systemup Air System

PrefilterPrefilter 3030--40%40%

O/AO/A M/A 12M/A 1200CC

Medium filter 85Medium filter 85--95%95%

PumpPump

Air washerAir washer

Chemical filterChemical filter

Cooling coilCooling coil

HEPA filterHEPA filterHeating coil for winterHeating coil for winter

FANFAN

DI waterDI water

Reheat coilReheat coil

HH

TT

Page 32: บทที่9 Microelectronics

ระบบการถายเทอากาศเสียจากกระบวนการผลิตระบบการถายเทอากาศเสียจากกระบวนการผลิต

•• วัสดุของวัสดุของ Exhaust air system Exhaust air system สําหรับอุปกรณการผลิตสารก่ึงสําหรับอุปกรณการผลิตสารก่ึงตวันําตองสามารถทนตอกรดตวันําตองสามารถทนตอกรด สารละลายสารละลาย สารเคมีสารเคมี สารพิษสารพิษ และและไอความรอนจากกระบวนการผลติไดไอความรอนจากกระบวนการผลติได

•• อากาศเสียจากกระบวนการผลิตที่มีสารระเหยประเภทมีฤทธ์ิกัดอากาศเสียจากกระบวนการผลิตที่มีสารระเหยประเภทมีฤทธ์ิกัดกรอนกรอน ควรใชทอที่ทาํดวยวัสดุประเภทพลาสติกเสริมใยแกวควรใชทอที่ทําดวยวัสดุประเภทพลาสติกเสริมใยแกว (Fiberglass Reinforced Plastic (Fiberglass Reinforced Plastic หรือหรือ FRP FRP))

•• สวนกาซประเภทติดไฟไดหรือไอความรอนควรใชทอสวนกาซประเภทติดไฟไดหรือไอความรอนควรใชทอ Stainless Stainless SteelSteel ใหตรวจสอบวากาซตางใหตรวจสอบวากาซตาง ๆๆ จะไมรวมตัวกันเปนจะไมรวมตัวกันเปนสารประกอบอันตรายที่อาจติดไฟหรือระเบิดข้ึนภายในทอไดสารประกอบอันตรายที่อาจติดไฟหรือระเบิดข้ึนภายในทอได

•• อาจแยกระบบทอไอรอนออกมาและในบางกรณีอาจจะนําความอาจแยกระบบทอไอรอนออกมาและในบางกรณีอาจจะนําความรอนไปใชประโยชนอยางอ่ืนเพื่อเปนการประหยัดพลังงานรอนไปใชประโยชนอยางอ่ืนเพื่อเปนการประหยัดพลังงาน

Exhaust Air Flow RateExhaust Air Flow Rateอัตราอากาศท่ีตองระบายออกในกระบวนการผลิตจะอยูระหวางอัตราอากาศท่ีตองระบายออกในกระบวนการผลิตจะอยูระหวาง 0 0.3 .3 ลูกบาศกเมตรตอนาทีตอตารางเมตรลูกบาศกเมตรตอนาทีตอตารางเมตร ( (1 cfm 1 cfm ตอตอ ตารางฟุตตารางฟุต) ) สําหรับพื้นท่ีสําหรับพื้นท่ีปฏิบัติงานพิมพแผงวงจรดวยวิธีปฏิบัติงานพิมพแผงวงจรดวยวิธี Photolithographic Photolithographic ไปจนถึงไปจนถึง 3 3 ลูกบาศกลูกบาศกเมตรตอนาทีตอตารางเมตรเมตรตอนาทีตอตารางเมตร ( (10 cfm 10 cfm ตอตารางฟุตตอตารางฟุต) ) สําหรับข้ันตอนการสําหรับข้ันตอนการกัดวงจรแบบเปยกกัดวงจรแบบเปยก ข้ันตอนการหลอมข้ันตอนการหลอม และข้ันตอนการฝงวงจรและข้ันตอนการฝงวงจร

ในการกําหนดขนาดของพัดลมและอุปกรณท่ีอยูในระบบในการกําหนดขนาดของพัดลมและอุปกรณท่ีอยูในระบบ Exhaust Air Exhaust Air ระบบระบบทอลมควรออกแบบใหลมมคีวามเร็วข้ันตํ่าทอลมควรออกแบบใหลมมคีวามเร็วข้ันตํ่า 5 m/s (1,000 fpm) 5 m/s (1,000 fpm) เพื่อรองรับเพื่อรองรับความตองการท่ีอาจจะเปลี่ยนแปลงในอนาคตไดความตองการท่ีอาจจะเปลี่ยนแปลงในอนาคตได

ในกรณีท่ีไมมีการออกแบบการจัดวางอุปกรณสําหรับการผลิตไวกอนโดยในกรณีท่ีไมมีการออกแบบการจัดวางอุปกรณสําหรับการผลิตไวกอนโดยปกติเราจะใชคาเฉลี่ยปกติเราจะใชคาเฉลี่ย 1 1.5 .5 ลูกบาศกเมตรตอนาทีตอตารางเมตรลูกบาศกเมตรตอนาทีตอตารางเมตร ( (5 cfm 5 cfm ตอตอตารางฟุตตารางฟุต))

Page 33: บทที่9 Microelectronics

อุณหภูมิอุณหภูมิ•• หองสะอาดสําหรับผลิตสารกึ่งตัวนําตองการการควบคุมอุณหภูมิท่ีหองสะอาดสําหรับผลิตสารกึ่งตัวนําตองการการควบคุมอุณหภูมิท่ี

แมนยําแมนยํา ปฏิกริยาเคมีบางอยางอาจใหผลเปลี่ยนไปหากทําปฏิกริยาในปฏิกริยาเคมีบางอยางอาจใหผลเปลี่ยนไปหากทําปฏิกริยาในอุณหภูมิท่ีไมเทากันอุณหภูมิท่ีไมเทากัน หรือเกิดความผิดพลาดอันเน่ืองมาจากท่ีผลิตภัณฑหรือเกิดความผิดพลาดอันเน่ืองมาจากท่ีผลิตภัณฑอาจมีขนาดเปลี่ยนไปอันเปนผลของสัมประสิทธ์ิการขยายตัวก็ไดอาจมีขนาดเปลี่ยนไปอันเปนผลของสัมประสิทธ์ิการขยายตัวก็ได

•• ชวงของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิท่ียอมรับไดจะอยูระหวางชวงของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิท่ียอมรับไดจะอยูระหวาง 0.56 0.56 C C ((1 1 F) F) ในการผลิตในการผลิต Wafer Wafer ท่ีมีขนาดเสนผานศูนยกลางท่ีมีขนาดเสนผานศูนยกลาง 150 150 มิลลิเมตรมิลลิเมตร

•• เมื่อโครงสรางมีขนาดเล็กกวาเมื่อโครงสรางมีขนาดเล็กกวา 1 1 mm จะตองควบคุมอุณหภูมิใหคงท่ีโดยมีจะตองควบคุมอุณหภูมิใหคงท่ีโดยมีความเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิไดเพียงความเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิไดเพียง 1% 1% เทาน้ันเทาน้ัน

•• ข้ันตอนของการผลิตข้ันตอนของการผลิต Wafer Wafer หรือหรือ Mask writing Mask writing อาจตองการความแมนยําอาจตองการความแมนยําถึงถึง 0.28 0.28 C (C (0.5 0.5 F) F)

•• เทคโนโลยีการเขียนแผนวงจรโดยใชลําแสงอิเล็กตรอนตองการความเทคโนโลยีการเขียนแผนวงจรโดยใชลําแสงอิเล็กตรอนตองการความแมนยําของอุณหภูมิท่ีแมนยําของอุณหภูมิท่ี 0.056 0.056 C (C (0.1 0.1 F)F)

•• เคร่ืองพิมพแผนวงจรโดยใชวิธีเคร่ืองพิมพแผนวงจรโดยใชวิธี Photolithographic Photolithographic ตองการควบคุมตองการควบคุมอุณหภูมิใหแปรเปลี่ยนไดไมเกินอุณหภูมิใหแปรเปลี่ยนไดไมเกิน 0.28 0.28 C (C (0.5 0.5 F )F )

ความชื้นสัมพัทธความชื้นสัมพัทธ (RH)(RH)• ระดับ RH ในหองผลิตสารกึ่งตัวนําจะอยูระหวาง 30% ถึง 50% • กระบวนการผลิตตองมีการควบคุม RH อยางแมนยําเพื่อปองกันการ

ควบแนนของไอนํ้าลงบนพื้นผิวท่ีเย็นภายในหองสะอาด และตองปองกันการเกิดไฟฟาสถิตดวย

• ความเปลี่ยนแปลงของระดับ RH ท่ียอมรับไดจะอยูระหวาง 0.5% ถึง 10% ข้ึนอยูกับความตองการของแตละข้ันตอนการผลิต

• พื้นท่ีสําหรับข้ันตอนการพิมพแผนวงจร (Photolithography) ตองการมาตรฐานที่แมนยําและระดับความชื้นตํ่ากวาเน่ืองจากวา Photo-resist เปนสารเคมีท่ีใชในกระบวนการพิมพมีความไวตอการเปลี่ยนแปลงความชื้นสัมพัทธมาก

• Negative resists ตองการระดับความชื้นสัมพัทธท่ีตํ่า (35% ถึง 45% RH) สวน Positive resists จะมีเสถียรภาพสูงกวาจึงอาจใชงานท่ีระดับความชื้นไดถึง 50% RH ซึ่งทําใหมีปญหาจากไฟฟาสถิตนอยกวา

Page 34: บทที่9 Microelectronics

การควบคุมความดันภายในหองการควบคุมความดันภายในหอง

• โดยปกติเราจะรักษาระดับความดันแตกตางระหวางอากาศภายในหองสะอาดกับบรรยากาศดานนอกรอบๆหองไวท่ีระดับ 12.5 Pa. (0.05 น้ิวนํ้า) เปนมาตรฐาน

• หองสะอาดท่ีสะอาดท่ีสุดควรรักษาระดับความดันไวใหสูงท่ีสุดเทาท่ีจะทําไดเพราะระดับความดันท่ีลดลงจะเปนผลใหระดับความสะอาดของหองลดลงตามไปดวย

• ระดับความดันภายในหองสะอาดจะถูกกําหนดโดยการสมดุลระหวางอากาศท่ีถูกดูดออกท้ิง (Exhaust air) ปริมาณ Make-up air และปริมาณอากาศหมุนเวียน ขอแนะนําคือMake-up air = Exhaust air + 2 Air changes per hour

• ระดับความแมนยําในการควบคุมระดับความดันตามปกติจะอยูระหวาง 2.5 ถึง 7.5 Pa ( 0.01 ถึง 0.03 น้ิวนํ้า)

วิธีวิธี Static pressure control Static pressure control

เหมาะสมสําหรับหองสะอาดที่มีสภาพแวดลอมคงที่เหมาะสมสําหรับหองสะอาดที่มีสภาพแวดลอมคงที่ ไมมีการไมมีการเปลี่ยนแปลงอัตราการถายเทอากาศเสียออกและอัตราการนําเปลี่ยนแปลงอัตราการถายเทอากาศเสียออกและอัตราการนําอากาศบริสุทธ์ิเขาจากภายนอกเลยอากาศบริสุทธ์ิเขาจากภายนอกเลย หรือมีการเปลี่ยนแปลงแตหรือมีการเปลี่ยนแปลงแตเล็กนอยเล็กนอย เชนเชน เปนเวลาหลายเปนเวลาหลาย ๆๆ สัปดาหหรือหลายเดือนจึงจะมีสัปดาหหรือหลายเดือนจึงจะมีการเปลี่ยนแปลงสักครั้งการเปลี่ยนแปลงสักครั้ง

ระบบควบคุมความดันแบบระบบควบคุมความดันแบบ Static pressure control Static pressure control จะใหจะใหความดันแกหองในระยะเร่ิมแรกและรักษาระดับความดันและความดันแกหองในระยะเร่ิมแรกและรักษาระดับความดันและทําการปรับแตงปริมาณอากาศเขาและออกทุกเดือนหรือทุกทําการปรับแตงปริมาณอากาศเขาและออกทุกเดือนหรือทุกไตรมาสหากระดับความดันมีการเปลี่ยนแปลงไตรมาสหากระดับความดันมีการเปลี่ยนแปลง

Pressure damper Pressure damper จะชวยรักษาระดับความดันภายในหองในระหวางปฏิบัติงานจะชวยรักษาระดับความดันภายในหองในระหวางปฏิบัติงาน

Page 35: บทที่9 Microelectronics

ระบบระบบ Active control system Active control system

ระบบระบบ Active control system Active control system เปนระบบที่มีการเปนระบบที่มีการควบคุมแบบวงจรปดควบคุมแบบวงจรปด (Close(Close--looped system) looped system) ซึ่งจะซึ่งจะใชกับพ้ืนที่ที่การควบคุมระดับความดันเปนประเด็นใชกับพ้ืนที่ที่การควบคุมระดับความดันเปนประเด็นสําคัญยิง่ยวดเทาน้ันสําคัญยิง่ยวดเทาน้ัน เพราะระบบสามารถปรับการเพราะระบบสามารถปรับการควบคุมตามการแปรเปลีย่นของความดันที่เกิดข้ึนควบคุมตามการแปรเปลีย่นของความดันที่เกิดข้ึนจากสาเหตุตางจากสาเหตุตาง ๆๆ เชนเชน การเปดการเปด--ปดประตูปดประตู เปนตนเปนตน

ไฟแสงสวางไฟแสงสวาง

•• ในบริเวณพื้นท่ีการประกอบในบริเวณพื้นท่ีการประกอบ Wafer Wafer การใชหลอดฟลูออเรสเซนตติดต้ังบนการใชหลอดฟลูออเรสเซนตติดต้ังบนผิวหนาของแผงกรองอากาศโดยการจัดใหเปนสวนหน่ึงของชุดกรองผิวหนาของแผงกรองอากาศโดยการจัดใหเปนสวนหน่ึงของชุดกรองอากาศจะเหมาะสมท่ีสุดอากาศจะเหมาะสมท่ีสุด

•• การติดต้ังบัลลาสจะตองอยูหางออกไปนอกหองสะอาดเพื่อลดความรอนการติดต้ังบัลลาสจะตองอยูหางออกไปนอกหองสะอาดเพื่อลดความรอนท่ีฝาเพดานลงท่ีฝาเพดานลง

•• ในกรณีท่ียังไมแนใจในกรณีท่ียังไมแนใจ เพื่อท่ีจะหลีกเลี่ยงปญหาของการตัดสินใจวาท่ีใดเพื่อท่ีจะหลีกเลี่ยงปญหาของการตัดสินใจวาท่ีใดควรจะเปนแสงสีเหลืองควรจะเปนแสงสีเหลือง ( (wavelength wavelength สั้นสั้น) ) หรือแสงสีขาวหรือแสงสีขาว และเพื่อท่ีจะใหและเพื่อท่ีจะใหสามารถปรับปรุงการจัดพื้นท่ีหองในอนาคตไดสามารถปรับปรุงการจัดพื้นท่ีหองในอนาคตได จึงควรติดต้ังแสงไฟจึงควรติดต้ังแสงไฟท้ังหมดใหเปนสีเหลืองท้ังหมดใหเปนสเีหลือง

•• ควรที่จะมีการรับประกันจากผูจัดหาดวยวาควรที่จะมีการรับประกันจากผูจัดหาดวยวา หลอดสีเหลืองเปนไปตามหลอดสีเหลืองเปนไปตามขอกําหนดสําหรับการผลิตเซมิคอนดักเตอรขอกําหนดสําหรับการผลิตเซมิคอนดักเตอร

Page 36: บทที่9 Microelectronics

ระบบสํารองระบบสํารอง

•• อุปกรณผลิตอุปกรณผลิต Semiconductor Semiconductor จะเดินเคร่ืองปฏิบัติงานวันละจะเดินเคร่ืองปฏิบัติงานวันละ 24 24 ชั่วโมงชั่วโมง สัปดาหละสัปดาหละ 7 7 วันวัน และจะปดเครื่องก็ตอเม่ือไมมีการผลิตและจะปดเครื่องก็ตอเม่ือไมมีการผลิตหรือเปนวันหยุดเทาน้ันหรือเปนวันหยุดเทาน้ัน

•• ตองมีระบบไฟฟาสํารองเพ่ือปองกันการหยุดชะงักในกรณีไฟฟาตองมีระบบไฟฟาสํารองเพ่ือปองกันการหยุดชะงักในกรณีไฟฟาดับซึ่งจะมีการสูญเสียสูงดับซึ่งจะมีการสูญเสียสูง

•• ตองออกแบบใหมีการสํารองอุปกรณทั้งหลายที่จําเปนตองออกแบบใหมีการสํารองอุปกรณทั้งหลายที่จําเปน เชนเชนพัดลมดูดอากาศเสียออกจากกระบวนการผลติตองเปดทํางานพัดลมดูดอากาศเสียออกจากกระบวนการผลติตองเปดทํางานอยูตลอดเวลาระหวางปฏบิัติงานอยูตลอดเวลาระหวางปฏบิัติงาน เพ่ือเหตุผลดานความปลอดภัยเพื่อเหตุผลดานความปลอดภัยจึงควรมีพัดลมจึงควรมีพัดลม 2 2 ตวัเปดทํางานพรอมกันตวัเปดทํางานพรอมกัน หรือใชเปนหรือใชเปน standbystandby 11 ชุดในระบบระบายอากาศเสียที่มีกาซอันตรายชุดในระบบระบายอากาศเสียที่มีกาซอันตราย

การประหยัดพลังงานในหองสะอาดการประหยัดพลังงานในหองสะอาด

พลังงานในการขับพัดลมหมุนเวียนอากาศพลังงานในการขับพัดลมหมุนเวียนอากาศ

พลังงานที่ใชในระบบเติมอากาศบริสุทธ์ิและถายเทพลังงานที่ใชในระบบเติมอากาศบริสุทธ์ิและถายเทอากาศเสียอากาศเสีย

Page 37: บทที่9 Microelectronics

พลังงานในการขบัพัดลมหมุนเวียนอากาศพลังงานในการขบัพัดลมหมุนเวียนอากาศ (1)(1)

•• พลังงานที่ใชขับพัดลมเพื่อหมุนเวียนลมอาจลดลงไดโดยการพลังงานที่ใชขับพัดลมเพื่อหมุนเวียนลมอาจลดลงไดโดยการลดลดปริมาณอากาศปริมาณอากาศหรือหรือลดความดันลดความดันของพัดลมที่มากเกินไปในระบบของพัดลมที่มากเกินไปในระบบ

•• การลดปริมาณอากาศทําไดโดยการลดพื้นที่ครอบคลุมของการลดปริมาณอากาศทําไดโดยการลดพื้นที่ครอบคลุมของHEPA HEPA หรือหรือ ULPA Filter ULPA Filter ลงลง หรือโดยการลดความเร็วเฉลี่ยที่หรือโดยการลดความเร็วเฉลี่ยที่ออกมาจากออกมาจาก filterfilter

•• การลดความเร็วเฉล่ียของการไหลเวยีนอากาศภายในหองจากการลดความเร็วเฉล่ียของการไหลเวยีนอากาศภายในหองจาก 0.45 m/s (90 fpm) 0.45 m/s (90 fpm) เปนเปน 0.40 m/s (80 fpm) 0.40 m/s (80 fpm) อาจจะประหยัดอาจจะประหยัดพลังงานที่ขับพัดลมไดถึงพลังงานที่ขับพัดลมไดถึง 54 54 WW//mm22 (5 W(5 W//ftft22) ) และจะประหยัดและจะประหยัดพลังงานจํานวนเทากันน้ีสําหรับระบบทําความเยน็ไดอีกดวยพลังงานจํานวนเทากันน้ีสําหรับระบบทําความเยน็ไดอีกดวย

•• ถามีการออกแบบระบบจายลมและเลือกพัดลมที่ดีก็อาจจะถามีการออกแบบระบบจายลมและเลือกพัดลมที่ดีก็อาจจะประหยัดพลังงานไดถึงประหยัดพลังงานไดถึง 161 161 W / mW / m22 (15 W / ft(15 W / ft22) ) ตอการลดระดับตอการลดระดับของความดันลงของความดันลง 250 250 Pa (1 Pa (1 น้ิวนํ้าน้ิวนํ้า) )

•• การลดระดับของความดันอาจทําไดโดยการติดตัง้ชุดกรองการลดระดับของความดันอาจทําไดโดยการติดตัง้ชุดกรองอากาศอากาศ HEPA HEPA / ULPA / ULPA ที่มีที่มี Pressure drop Pressure drop นอยลงนอยลง

•• หรือออกแบบเปนระบบจายลมแบบหรือออกแบบเปนระบบจายลมแบบ Pressurized air plenum Pressurized air plenum หรือหรือ FFUFFU หรือหรือ FMU FMU แทนการใชทอลมแยกจายแตละชุดของแทนการใชทอลมแยกจายแตละชุดของ Filter module Filter module

พลังงานในการขบัพัดลมหมุนเวียนอากาศพลังงานในการขบัพัดลมหมุนเวียนอากาศ (2)(2)

Page 38: บทที่9 Microelectronics

เทคนิคการประหยัดพลังงานเทคนิคการประหยัดพลังงาน

•• หองปลอดฝุนบางแหงทํางานเพียงกะเดียวในแตละวันหองปลอดฝุนบางแหงทํางานเพียงกะเดียวในแตละวัน ทําใหสามารถลดทําใหสามารถลดปริมาณอากาศระหวางชวงท่ีไมมีการทํางานลงไดโดยการเลือกใชปริมาณอากาศระหวางชวงท่ีไมมีการทํางานลงไดโดยการเลือกใชมอเตอรท่ีมีความเร็วมอเตอรท่ีมีความเร็ว 2 2 ระดับรวมกับระดับรวมกับ Inverter Inverter เพื่อควบคุมความเร็วรอบเพื่อควบคุมความเร็วรอบของมอเตอรพัดลมของมอเตอรพัดลม

•• หรือในระบบท่ีใชพัดลมหลายตัวในการจายลมใหกับชุดของหรือในระบบท่ีใชพัดลมหลายตัวในการจายลมใหกับชุดของ HEPA HEPA module (Pressurized plenum) module (Pressurized plenum) ก็ใหใชจํานวนพัดลมลดลงก็ใหใชจํานวนพัดลมลดลง

•• ใชพัดลมพรอมมอเตอรท่ีมีประสิทธิภาพสูงแทนมอเตอรปกติใชพัดลมพรอมมอเตอรท่ีมีประสิทธิภาพสูงแทนมอเตอรปกติ•• การออกแบบจํานวนพัดลมท่ีใชในการออกแบบจํานวนพัดลมท่ีใชใน Pressurized plenum Pressurized plenum จะมีอิทธิพลตอจะมีอิทธิพลตอ

ท้ังระบบสํารองและการใชพลังงานทั้งหมดดวยท้ังระบบสํารองและการใชพลังงานทั้งหมดดวย•• เลือกประเภทพัดลมไมวาจะเปนแบบเลือกประเภทพัดลมไมวาจะเปนแบบ Forward Forward--curved centrifugal fan curved centrifugal fan

หรือหรือ Backward inclined fan Backward inclined fan หรือใบพัดลมแบบหรือใบพัดลมแบบ Airfoil Airfoil หรือหรือ Vane axial Vane axial fan fan ใหเหมาะกับใหเหมาะกับ flow rate flow rate และและ static pressure static pressure ของระบบของระบบ

•• การผลิตการผลิต Semiconductor Semiconductor ตองการถายเทอากาศเสียจากกระบวนการตองการถายเทอากาศเสียจากกระบวนการผลิตในอัตราระหวางผลิตในอัตราระหวาง 0 0.3 .3 ถึงถึง 3 3 ลูกบาศกเมตรตอนาทีตอตารางเมตรลูกบาศกเมตรตอนาทีตอตารางเมตร ( (1 1 ถึงถึง 10 10 cfmcfm / ft/ ft22) )

•• สวนความตองการสวนความตองการ Make Make--up air up air จะแปรผันไปตามจะแปรผันไปตาม

Exhaust air + Pressurization air + Leakage airExhaust air + Pressurization air + Leakage air

•• ปริมาณปริมาณ Make Make--up air up air ไมสามารถลดลงไดโดยไมลดการถายเทอากาศเสียไมสามารถลดลงไดโดยไมลดการถายเทอากาศเสียออกออก การลดการถายเทอากาศเสียลงเปนเร่ืองท่ียากการลดการถายเทอากาศเสียลงเปนเร่ืองท่ียาก เน่ืองดวยความเน่ืองดวยความตองการดานความปลอดภัยทางสุขภาพและการควบคุมระดับความตองการดานความปลอดภัยทางสุขภาพและการควบคุมระดับความสะอาดของหองสะอาดของหอง

•• อาจใชเคร่ืองแลกเปลี่ยนความรอนในการถายโอนความเย็นจากอาจใชเคร่ืองแลกเปลี่ยนความรอนในการถายโอนความเย็นจาก Exhaust Exhaust air air ใหกับใหกับ Outside air Outside air ซึ่งเปนการนําความเย็นกลับมาใชใหมซึ่งเปนการนําความเย็นกลับมาใชใหม

การประหยัดพลังงานในระบบเติมอากาศบริสุทธิ์การประหยัดพลังงานในระบบเติมอากาศบริสุทธิ์

Page 39: บทที่9 Microelectronics

การปองกันเสียงและแรงส่ันสะเทือนการปองกันเสียงและแรงส่ันสะเทือน

ชุดสปริงชุดสปริง

1.1. การติดต้ังฉนวนการติดต้ังฉนวนระหวางฐานของอาคารระหวางฐานของอาคารกับสวนพื้นของอุปกรณกับสวนพื้นของอุปกรณ2.2. แยกอุปกรณท่ีมีแยกอุปกรณท่ีมีแรงสั่นสะเทือนอยางแรงสั่นสะเทือนอยางมากออกจากพื้นท่ีผลิตมากออกจากพื้นท่ีผลิต3.3. หุมหอชิ้นสวนหุมหอชิ้นสวนอุปกรณตางอุปกรณตาง ๆๆ มิใหมิใหชิ้นสวนกระทบกันชิ้นสวนกระทบกัน4.4. ทําฉนวนกั้นแหลงท่ีทําฉนวนกั้นแหลงท่ีเกิดแรงสั่นสะเทือนเกิดแรงสั่นสะเทือน

ESD Flooring (Electrostatic Discharged Flooring)ESD Flooring (Electrostatic Discharged Flooring)

•• ESD Vinyl FloorESD Vinyl Floor

•• ESD Epoxy FloorESD Epoxy Floor

•• ESD Carpet tileESD Carpet tile

•• ESD RubberESD Rubber

ระบบระบบ ESD flooringESD flooring ทุกประเภทจะตองมีความทุกประเภทจะตองมีความตานทานไฟฟาอยูระหวางตานทานไฟฟาอยูระหวาง 1 1 ถึงถึง 3535 เมกกะโอมหเมกกะโอมห

Page 40: บทที่9 Microelectronics

ESD Vinyl FloorESD Vinyl Floor

•• ESD Vinyl Floor ESD Vinyl Floor ที่ดีที่สุดเรียกวาที่ดีที่สุดเรียกวา SVT (Solid vinyl tile) SVT (Solid vinyl tile) สรางข้ึนสรางข้ึนโดยการผสมโดยการผสม Conductive fibers Conductive fibers เขาไปในเน้ือของเขาไปในเน้ือของ vinylvinyl

•• ราคาไมสูงราคาไมสูง ซอมแซมงายซอมแซมงาย ทําความสะอาดงายทําความสะอาดงาย มีผิวหนามันมีผิวหนามัน ดูดูสะอาดสะอาด แตไมควรใชในที่ซึ่งอาจมีของรอนแตไมควรใชในที่ซึ่งอาจมีของรอน เชนเชน จากการบัดกรีจากการบัดกรี หกหกรดไดรดได เพราะจะละลายเพราะจะละลาย vinyl vinyl

•• Vinyl Vinyl รับแรงไดไมมากนักจึงไมควรใชในบริเวณที่มีการวางรับแรงไดไมมากนักจึงไมควรใชในบริเวณที่มีการวางเครื่องจักรกลหนักเครื่องจักรกลหนัก ๆๆ หรือมีการเข็นบรรทุกของหนักหรือมีการเข็นบรรทุกของหนัก เพราะอาจเพราะอาจแตกหรอืยุบตวัเปนรองไดแตกหรือยุบตวัเปนรองได

ESD Epoxy FloorESD Epoxy Floor

•• ESD Epoxy FloorESD Epoxy Floor มีความทนทานดีมีความทนทานดี รับแรงไดสูงรับแรงไดสูง ดูแลรักษาดูแลรักษางายงาย แตถาในกระบวนการผลิตผสมแตถาในกระบวนการผลิตผสม Conductive fibersConductive fibers หรือหรือ Conductive particles Conductive particles ไมดีก็จะทําใหพ้ืนไมสามารถไมดีก็จะทําใหพ้ืนไมสามารถกระจายไฟฟาสถิตไดตามตองการกระจายไฟฟาสถิตไดตามตองการ

•• ติดตั้งไดงายติดตั้งไดงาย ทนทานทนทาน ดูสวยงามดูสวยงาม มีทั้งเปนสีพ้ืนและสีเปนมีทั้งเปนสีพ้ืนและสีเปนลวดลายตางลวดลายตาง ๆๆ สามารถรบัแรงบดไดสูงสามารถรบัแรงบดไดสูง

•• เน่ืองจากผิวแข็งและเรียบเปนมันจึงสะทอนเสียงไดมากเน่ืองจากผิวแข็งและเรียบเปนมันจึงสะทอนเสียงไดมาก•• เม่ือใชไปนานเม่ือใชไปนาน ๆๆ หรือถูกรังสีอุลตราไวโอเลต็หรือถูกรังสอุีลตราไวโอเลต็ สีอาจจะซีดสีอาจจะซีด

เหลืองไดเหลืองได สวนที่ซอมแซมใหมจะมีสีไมเหมือนเดิมสวนที่ซอมแซมใหมจะมีสีไมเหมือนเดิม

Page 41: บทที่9 Microelectronics

เคลือบผิวหนาพ้ืนดวยอีพอกซีเคลือบผิวหนาพ้ืนดวยอีพอกซี

--ไมมีรอยตอไมมีรอยตอ ไมเกิดฝุนไมเกิดฝุน ทําทําความสะอาดงายความสะอาดงาย-- ปองกันเช้ือราปองกันเช้ือรา และและแบคทีเรียแบคทีเรีย-- ทนตอการรับน้ําหนักทนตอการรับน้ําหนัก และและแรงกระแทกแรงกระแทก-- ทนทานตอกรดทนทานตอกรด ดางดาง เคมีเคมี แอลกอฮอลลแอลกอฮอลล ทินเนอรทินเนอร น้ํามันเครื่องน้ํามันเครื่อง---- สามารถปรับระดับบนพ้ืนสามารถปรับระดับบนพ้ืนและปกปดและปกปด รองรอยบนพ้ืนรองรอยบนพ้ืนไดได

ESD Carpet TileESD Carpet Tile

•• ESD Carpet FloorESD Carpet Floor จะมีปญหาที่แตกตางกันออกไปจะมีปญหาที่แตกตางกันออกไป Conductive Conductive fibersfibers ที่อยูในพรมไมทนทานตอการถูกบดทับที่อยูในพรมไมทนทานตอการถูกบดทับ ซึ่งจะทําใหซึ่งจะทําให FibersFibers ขาดไดงายขาดไดงาย ทําใหทําให Static control quality Static control quality ลดลงลดลง

•• กระบวนการผลิตในปจจุบันน้ีจะใสกระบวนการผลิตในปจจุบันน้ีจะใส Conductive fibersConductive fibers หนาแนนข้ึนหนาแนนข้ึนมากมาก ทําใหพรมมีทําใหพรมมี indefinite number of contact points indefinite number of contact points ดังน้ันจึงมีดังน้ันจึงมีทางเดินของไฟฟาสถิตไปลงทางเดินของไฟฟาสถิตไปลง groundground ไดสะดวกไดสะดวก

•• รับแรงไดนอยกวารับแรงไดนอยกวา vinylvinyl ติดตั้งและเปลี่ยนหรือซอมบํารุงงายติดตั้งและเปลี่ยนหรือซอมบํารุงงาย แตมีแตมีราคาสูงราคาสูง

•• ไมสะดวกในการขับเคลื่อนรถยกไมสะดวกในการขับเคลื่อนรถยก เชนเชน ForkliftForklift ไปบนแผนพรมไปบนแผนพรม

•• ไมเหมาะกับบริเวณที่อาจมีสารเคมีและตวัทําละลายหกรดไมเหมาะกับบริเวณที่อาจมีสารเคมีและตวัทําละลายหกรด

Page 42: บทที่9 Microelectronics

ESD Rubber FloorESD Rubber Floor

•• ESD Rubber FloorESD Rubber Floor เปนวัสดุที่ทนทานและยืดหยุนดีและมีเปนวัสดุที่ทนทานและยืดหยุนดีและมีคุณสมบัติเปนไปตามมาตรฐานคุณสมบัติเปนไปตามมาตรฐาน ANSI / ESD S20.20ANSI / ESD S20.20--2007 2007 ทุกประการทุกประการ

•• การเกิดการเกิด walking voltagewalking voltage ต่ําต่ํา กระจายกระแสไฟฟาสถิตไดดีกระจายกระแสไฟฟาสถิตไดดีมากมาก

•• มีคุณสมบัตดิานความลาดีกวาทั้งมีคุณสมบัตดิานความลาดีกวาทั้ง VinylVinyl หรือหรือ EpoxyEpoxy

•• งายตอการทําความสะอาดและดูแลรกัษางายตอการทําความสะอาดและดูแลรกัษา

•• คาใชจายในการติดตั้งสูงสุดคาใชจายในการติดตั้งสูงสุด

Approximate Construction CostApproximate Construction Cost

0 20,0000 20,000 40,00040,000 60,000 80,00060,000 80,000บาทบาท // ตารางเมตรตารางเมตร

ISO 7 (10 000)ISO 7 (10 000)

ISO 6 (1 000)ISO 6 (1 000)

ISO 5 (100)ISO 5 (100)

ISO 4 (10)ISO 4 (10)