摘 要
半導體晶圓廠之廠務設施系統為生產供應活動之命脈，在建廠及擴廠工程進行或各系統運轉時若發生異常，將使工程進行或生產受到影響，造成工程延誤，成本、品質及安全損失，良率下降，產品報廢。因此如何使建廠擴廠工程穩定控制，廠務系統供應順利，使異常狀況減少，降低人員傷亡與損失成為各大半導體廠亟需改善的重點。
本研究利用失效模式、效應與關鍵性分析 (Failure Mode and Effective Criticality Analysis，FMECA) 為基礎，探討晶圓廠建廠擴廠工程問題，運轉失效原因及所造成之重大影響，發展出適合晶圓廠建廠及運轉之異常改善分析模式，並進行因應措施之研究，再以晶圓廠之實例驗證，比較其效益。經由本研究方法之應用，可明確獲得失效改善之重點，並經由改善措施使得風險優先數降低，損失明顯減少。

ABSTRACT
The facility system of semiconductor fab. provides the logistic supports for the production activities. The abnormal phenomena occurred during the installation/expansion phase or system operation would result in the engineering delay, quality and cost loss, drop of the yield rate and scrape rate increase. Hence, how to maintain the stability of the system and reduce the losses or damages of personnel and system are the key improvement concerns for major semiconductor fabs.
In this research, a Failure Mode and Effective Criticality Analysis (FMECA) was proposed to resolve the above engineering problem and then developed for the analysis of abnormal operations. The results showed that this FMECA model could clearly identify the key operations of the malfunctions and decreased the risk priority number (RPN) of the new fab. system.

目 錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄iv
表目錄vi
圖目錄vii
第一章 緒論1
1.1 研究背景與動機1
1.2 研究目的1
1.3 研究範圍與假設2
1.4 研究方法及流程2
第二章 文獻探討5
2.1 半導體晶圓廠建廠工程相關程序5
2.2 半導體晶圓廠廠務系統設施簡介5
2.2.1 機電系統5
2.2.2 空調系統7
2.2.3 氣體化學供應系統 8
2.2.4 水系統8
2.2.5 消防系統8
2.2.6 土木/結構/建築10
2.3 半導體產業環境、安全、衛生管理10
2.4 建廠工程管理方式探討12
2.5 失效分析方法探討16
2.5.1 FMECA分析方法16
2.5.2 相關應用的探討16
第三章 失效模式與效應分析架構建立18
3.1 發展適合晶圓廠特性之評比模式19
3.1.1 工程FMECA分析程序之建立19
3.1.2 運轉FMECA分析程序之建立22
3.2 風險優先數之評比方式24
3.3 RPN組成等級25
3.3.1 建廠工程發生失效之嚴重度25
3.3.2 運轉失效之嚴重度26
3.3.3 失效之發生度30
3.3.4 失效之偵測度31
3.4 復機時間與損失成本計算32
3.4.1 總恢復生產時間32
3.4.2 損失成本33
3.5 關鍵性分析34
3.6 原因分析與對策建立34
第四章 實例導入與分析35
4.1 建廠工程之FMECA分析35
4.1.1 流程說明35
4.1.2 FMECA分析及應變改善措施36
4.2 製程有機氣體排放處理系統 (VOC) 之FMECA分析36
4.2.1 系統功能說明36
4.2.2 相關系統組成37
4.2.3 FMECA分析及應變改善措施37
4.3 不斷電系統 (UPS) 之FMECA分析38
4.3.1 近年重大電力異常事故統計分析38
4.3.2 系統功能說明38
4.3.3 相關系統組成40
4.3.4 FMECA分析及應變改善措施41
4.4 相關應用程式之建立41
第五章 結論47
5.1 結論47
5.2 未來研究方向48
參考文獻49
附錄一52
附錄二59
附錄三67
表 目 錄
表1 配電系統5
表2 變電系統7
表3 氣體依危害性的分類11
表4 FMECA表格範例23
表5 嚴重度分級 (安全及環保)28
表6 嚴重度分級 (生產)29
表7 嚴重度分級 (品質)29
表8 嚴重度分級 (時程)29
表9 發生頻率30
表10 偵測程度32
表11 近年重大電力異常事故統計39
表12 建廠工程關鍵性特性分析52
表13 建廠工程FMECA分析53
表14 建廠工程FMECA分析54
表15 送審正確作業辦法58
表16 VOC關鍵性特性分析59
表17 VOC FMECA分析60
表18 改善分析66
表19 UPS關鍵性特性分析67
表20 UPS FMECA分析68
表21 改善分析69
圖 目 錄
圖1 研究流程4
圖2 半導體晶圓廠建廠工程相關程序6
圖3 ISO 9000品質系統之產品特性定義13
圖4 國際標準IEC 300 -1/ISO 9000 - 4規定的可恃度工作項目15
圖5 建廠及運轉相關時程18
圖6 半導體建廠及運轉改善架構建立流程20
圖7 工程失效模式事件樹21
圖8 運轉失效模式事件樹23
圖9 失效工程分析方法與邏輯25
圖10 失效缺陷失誤與缺點之關係28
圖11 成本與風險相關圖33
圖12 VOC系統流程圖37
圖13 UPS系統流程圖程式畫面40
圖14 程式畫面43
圖15 程式畫面43
圖16 程式畫面44
圖17 程式畫面44
圖18 程式畫面45
圖19 程式畫面45
圖20 系統失效報告書46
圖21 建廠工程風險優先數排序圖52
圖22 VOC風險優先數排序圖59
圖23 UPS風險優先數排序圖67

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