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在晶圓廠工作約 4 分鐘

廠務工程師在做什麼?

廠務工程師,顧的是讓整座晶圓廠「活著」的那些系統:電、超純水、氣體、化學品、無塵室的空調、排氣和廢水處理、冷卻水。機台負責做晶片,可是機台要吃電、要用水沖晶圓、要用氣體和藥液,還要把熱和廢氣排出去;這些全部從廠務來。口語常把它簡稱「水電氣化」:水、電、氣體、化學品。英文叫 facilities engineer。

廠務到底顧哪些系統?

把晶圓廠想成一座城市:機台是一間一間的店,廠務就是自來水公司、電力公司、瓦斯公司和清潔隊,全部歸同一個單位管。

系統做什麼
電每一台機台、空調、泵浦都要用電
超純水沖洗晶圓,幾乎只剩水分子的水
氣體氮氣這類用量大的,從大儲槽或製氣設備用管子送進來;有毒、會燒、會腐蝕的特殊氣體,多半一瓶一瓶放在氣瓶櫃裡送出去
化學品酸、鹼、溶劑,用管子送到機台旁邊
無塵室空調過濾空氣,讓溫度、濕度穩定,讓室內氣壓比外面高一點
排氣與廢水機台抽出來的廢氣、用過的水,處理過才能排出去
冷卻水一條送、一條回,把機台的熱帶走

這些管子、泵浦和處理設備,很多放在無塵室樓下的廠務層。機台的廢氣常先在旁邊的尾氣處理燒掉、分解或用水洗過,才送進排氣的大管子。超純水怎麼做,見「超純水有多純?」;無塵室的空氣怎麼吹,見「無塵室有多乾淨?」。

為什麼這些系統停一下,影響就很大?

一台機台壞了,停的是一台。廠務的系統一停,停的是用到它的每一台。就像一棟大樓停電,不是一戶沒電,是整棟。

電最明顯。外面的電壓突然掉一下,多半不到一秒,叫壓降。光是這一下,就可能讓機台停下來。業界還為這件事訂了一份標準,要求機台至少撐得過某些短暫的壓降,可見這不是少見的事。機台停下來的時候,裡面可能還有晶圓;重新開機、確認做出來的東西沒問題,可能要好幾個小時,嚴重的更久。

其他系統也一樣。冷卻水停了,泵浦和機台很快就會過熱停下來;超純水停了,要沖洗的步驟就做不了;溫度、濕度跑掉了,對溫濕度很敏感的黃光就會受影響。所以這些系統一年到頭都在跑(見「晶圓廠為什麼 24 小時不停?」)。

廠務工程師每天在做什麼?

中控室:一面牆看全廠

全廠的水、電、氣體、化學品、排氣,還有無塵室的溫度、濕度、壓差,訊號都送到中控室,排在一整面牆的螢幕上。中控室二十四小時有人,所以廠務也有人要輪班值夜。美國常用的一份消防規範,在半導體廠那一章裡就要求:生產區外面要有一個緊急控制站,隨時都有受過訓練的人在。

巡檢:走一圈,用眼睛和耳朵看

螢幕上看得到數字,看不到滴水、怪聲、鬆掉的東西。所以要到現場走一圈:看錶、聽泵浦的聲音、看有沒有漏。例如有些送酸的管子會做成雙層管:內管漏了,外管先接住,中間的偵測燈會亮。

換瓶、吹淨、測漏

特殊氣體用完要換瓶,這是最要小心的時候之一。常見的做法是兩個人一組、戴好呼吸防護。拆之前先吹淨:抽真空、充氮氣,來回好幾次,把管子裡剩下的氣體趕乾淨。裝好之後測漏:用偵測器沿著每一個接頭聞,確定沒有縫,才開瓶。櫃子裡也裝著氣體偵測器,萬一漏了,第一個知道。

上鎖掛牌:有人在修,不要動

修東西之前,先把會送東西過來的開關關掉、鎖住,再掛上寫著名字的牌子,這叫上鎖掛牌。職業安全的規定裡,要擋住的不只是電,還有壓力、化學品、熱;管子上的閥也算一種開關。廠務的系統全是管子和電,所以常常用得到。

新機台進廠:接管

新機台還沒到,廠務就要先把接點留好。機台定位之後,照一張接點表,把水、電、氣體、排氣一條一條接上,這叫接管。業界的標準裡,也有一份清單,列出機台接點上一般會有哪些廠務供應。

廠務工程師和設備工程師差在哪?

一句話:設備工程師顧機台本身,廠務工程師顧機台吃的水電氣。兩邊大致以機台的接點為界:接點外面的管子、電、排氣歸廠務,接點裡面、機台裡的零件歸設備。

設備工程師廠務工程師
顧什麼機台本身:腔體、零件、保養機台吃的:電、水、氣體、化學品、排氣、冷卻水
出事的範圍多半是一台用到那個系統的每一台
常做的事處理 alarm、保養、換零件中控室、巡檢、換瓶、接管

兩邊常常要打電話。例如一台機台的氣體用得比平常多:廠務從供應那一端看得到,源頭正常、同一條線上別台也正常;問題在那台機台自己的接頭,那就是設備的事。設備工程師在做什麼,見「製程工程師和設備工程師差在哪?」。這些系統要用到的知識,橫跨電機、機械、化工、環工。

在 fab24hr 裡

按「進廠」、選「打工人的一天」,在「今天你是」卡片上點「量產廠」,左右滑到廠務工程師,遊戲裡顧的是氣體和化學品。四個班照你打開的時間:深夜班「值夜」,在中控室看一面牆,清洗機保養完補酸的閥停在手動,兩個人下樓,先看閥上有沒有上鎖掛牌再轉回自動;還可能有人打來問氦氣是「一台的問題還是全部」,你從供應那一端回答。早班「換瓶」,巡檢氣瓶櫃、蝕刻機下面的泵浦、往清洗區的雙層管,再兩個人換一瓶特殊氣體,省掉的步驟之後會回來找你。午班「搬入」,新機台過兩道門,照接點表一條一條接管,新的氣體管要保壓,等不等滿由你決定。晚班「櫃子裡的一點點」,氣瓶櫃裡的偵測器讀到一點點,要分辨是真的漏,還是偵測器自己飄了。遊戲裡的廠、人物、機台編號和時間都是虛構的,也沒有寫吹淨要幾次、警報設在多少這些數字;廠務顧什麼、為什麼這樣做,照公開的一般資料寫,不代表任何一家公司的做法。其他行話可以到「半導體晶圓廠的行話,白話解釋」查。

在遊戲裡你會在哪裡遇到它當廠務工程師(量產廠),深夜班在中控室看一整面牆;早班巡檢、兩個人換一瓶特殊氣體;午班替新機台一條一條接管。

在 fab24hr 裡當一天廠務工程師:機台要的氣體和藥液,從樓下送上去。

當廠務工程師玩,顧好機台要的氣體和藥液

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