フロントエンドウェハファブ(ロジック/メモリ) — 半導体・IC製造
ISO 3〜5ゾーンを備え、数百種類のガスと薬品を扱う300 mmファブです。
フロントエンドウェハファブ(ロジック/メモリ) は 半導体・IC製造 のセグメントです。以下は、半導体・IC製造 ソリューションから絞り込んだ、FacilityOS が対応するシステムと機器です。
FacilityOS が役立つ点
- クリーンルームの圧力カスケード、ISO 14644-1 クラス別のパーティクルカウント、ゾーンごとの温度・湿度・露点を、基準内時間レポートとともに管理します。
- チラープラントと PCW、超純水、バルクガスと特殊ガス、真空、除害を、ひとつの施設全体ビューで確認できます。
- ガス監視システム（GMS）と毒性ガス検知器は監視のみです。プラットフォームは、期待された遮断連動が実際に行われたかを確認し、担当者に通知します。
- 主母線の電力品質：電圧サグは、装置トリップの隠れた原因としてよくあるためです。
システムと機器
必須：この種の施設ではどこにでもあります。一般的：ほとんどの施設にあります。任意：施設によります。
チラープラント・PCW
プラントはMAUとドライコイルを冷却し、PCWは装置、ポンプ、RF発生器を冷却します。
| 機器 | レベル | 注目すべきポイント | 注記 |
|---|---|---|---|
| 大型遠心チラー | 必須 | CHW供給温度 · CHW還り温度 · 負荷 · 消費電力 · 効率(kW/ton) · 故障 | BACnet/IP接続の1000トン級遠心チラー(Trane、York、Carrier、Daikin)で、通常はN+1構成です。 |
| 冷却塔セル | 必須 | 冷却塔出口水温 · 冷却塔入口水温 · ファン速度 · 水槽レベル · 水の導電率 · ファン振動 | |
| ポンプ | 必須 | 運転中 · 速度 · 差圧 | 冷水ポンプと冷却水ポンプで、ドライブは通常Modbus TCPです。 |
| プロセス冷却水ループ | 必須 | 供給温度 · 還り温度 · 供給圧力 · 供給・還り差圧 · ループ流量 · ループ導電率 · 漏水検知 | |
| 熱回収チラー/ヒートポンプ | 任意 | 温水供給温度 · 冷水供給温度(回収側) · 消費電力 · 総合COP | 熱回収によりボイラのガス使用を置き換えます — 脱炭素化の主要な施策の一つです。 |
| 温水ボイラ | 一般的 | 温水供給温度 · 燃焼率 · 故障 | MAUの予熱と再熱のための温水です。 |
| プレート式熱交換器 | 一般的 | 二次側供給温度 · アプローチ温度 · 一次側圧力損失 | |
| 加圧・膨張ユニット | 一般的 | システム圧力 · 低圧警報 · 本日の補給量 | |
| 冷却塔薬品処理 | 一般的 | 導電率 · 薬品ドラム残量低下 | |
| サイドストリームろ過器 | 任意 | フィルタ差圧 |
クリーンルーム空気
外気処理、循環、FFUが、清浄度、圧力カスケード、温湿度を維持します。
| 機器 | レベル | 注目すべきポイント | 注記 |
|---|---|---|---|
| 外気処理機(MAU) | 必須 | 給気温度 · 給気露点 · 外気風量 · ファン速度 · 最終フィルタ圧力損失 · 故障 | 露点制御がクリーンルームの湿度を決定します。 |
| 循環空気ユニット | 必須 | 給気温度 · 還気温度 · 循環風量 · ドライコイルバルブ · フィルタ圧力損失 | |
| ファンフィルタユニット群 | 必須 | 運転中のFFU · 故障中のFFU · 平均速度 · 群の電力 · FFUネットワーク故障 | フィーダまたは制御セグメントごとにグループ化します。故障が集中している場合は、通常、回路が原因です。 |
| クリーンルームゾーン | 必須 | 隣接室との差圧 · 室温 · 相対湿度 · ダウンフロー風速 · 目標クラス(ISO 14644-1) · ドア開放放置 | 一般的なカスケードは0.02〜0.06 inWC(5〜15 Pa)です。 |
| パーティクルカウンタ | 必須 | 粒子 ≥ 0.1 µm · 粒子 ≥ 0.3 µm · 粒子 ≥ 0.5 µm · 粒子 ≥ 5.0 µm · 測定クラス(ISO相当) · 目標ISOクラス超過 | ISO 14644-1の限度値はm³あたりです。ft³あたりにするには35.3147で割ります。 |
| クリーンルームFMCSサマリ | 一般的 | 最悪ゾーンの粒子 ≥ 0.5 µm · 故障中のFFU(全バンク) · 規格外のゾーン | |
| 加湿器 | 一般的 | 湿度制御 · シリンダ/ノズルの整備 | |
| パススルー/エアロックインターロック | 一般的 | 両側のドアが開放 · UVランプ時間 | |
| 空気中分子状汚染物質(AMC)モニター | 一般的 | 酸 · 塩基(NH₃) | |
| ファブ微振動モニター | 任意 | VC基準適合 · 装置仕様超過 |
プロセスユーティリティ:CDA、真空、バルクガス・特殊ガス
装置の生命線です。供給が失われれば装置は停止し、漏えいは人命安全の問題です。
| 機器 | レベル | 注目すべきポイント | 注記 |
|---|---|---|---|
| クリーンドライエア圧縮機 | 必須 | 吐出圧力 · 出力 · 負荷 · 消費電力 · サージ検出 · 故障 | |
| デシカント式エアドライヤ | 必須 | 圧力露点 · 圧力損失 · 再生温度 · 故障 | 一般的な圧力露点は−94°F(−70°C)です。 |
| CDAヘッダ | 必須 | ヘッダ圧力 · ヘッダ露点 · 需要量 | |
| バルクガス供給 | 必須 | タンクレベル · 供給圧力 · 気化器出口温度 · 流量 · 不純物 · 予備供給使用中 | N2、O2、Ar、H2、CO2。タンクのテレメトリは、通常ガス供給会社が提供します。 |
| オンサイト窒素発生装置 | 任意 | 製品O2含有量 · 出力 · 出口圧力 · 純度規格外(LINバックアップ使用中) | |
| 特殊ガスキャビネット | 必須 | シリンダ圧力 · 供給圧力 · シリンダ重量(秤) · キャビネット排気 · 過流量トリップ · 自動遮断バルブ閉 · キャビネット排気低下 | 毒性、可燃性、腐食性のガスは、排気付きキャビネットに収められます(IFC HPM規定)。 |
| バルブマニホールドボックス | 必須 | 配管圧力 · 開固着 · 筐体排気 · 筐体内ガス検知 · 自動遮断バルブ閉 | |
| 特殊ガス使用量メーター | 一般的 | 現在の使用量 · 本日の使用量(scf) · 残り供給日数 | |
| プロセス真空ポンプ | 必須 | 吸込圧力 · モータ電力 · N2パージ流量 · ポンプ本体温度 · 整備警告 | Ebara、Edwards、Kashiyamaのドライポンプで、通常はModbusまたはProfinetです。 |
| ハウス真空システム | 一般的 | 真空度 · 運転中のポンプ | |
| バルク薬品供給システム | 必須 | 供給タンクレベル · 供給圧力 · 供給流量 · ドリップパン漏えい · 二重封じ込め漏えい · 自動遮断バルブ閉 | 二重封じ込め配管内の、酸、塩基、溶剤です。 |
| CMPスラリー供給 | 必須 | サービスタンクレベル · ループ供給圧力 · ループ流量 · 大粒子 ≥ 1 µm(mLあたり) · ドリップパン漏えい | |
| 薬液希釈ユニット | 一般的 | 出口濃度 · 漏えい · 濃度警報 | |
| 窒素精製器 | 一般的 | 出口O₂ | |
| タンクヤードレベル | 一般的 | レベル · 高高位 · 防液堤漏えい | |
| 極低温気化器 | 一般的 | 出口ガス温度 · 出口温度低下 |
UPW・水回収・排水
UPWの水質は歩留まりに直接影響します。排水は排水許可を満たす必要があります。
| 機器 | レベル | 注目すべきポイント | 注記 |
|---|---|---|---|
| 逆浸透(RO)装置 | 必須 | 透過水導電率 · 透過水流量 · 回収率 · 膜差圧 | |
| 電気脱イオン(EDI)装置 | 必須 | 製品比抵抗 · 製品流量 | |
| UV TOC低減装置 | 必須 | UV強度 · 出口TOC | |
| UPWポリッシングループ | 必須 | 供給比抵抗 · TOC · 溶存酸素 · 溶存シリカ · 粒子 ≥ 0.05 µm(mLあたり) · 供給流量 · 供給圧力 | 一般的な目標値:18.2 MΩ·cmとTOC 1 ppb未満(最先端ノードではさらに厳しくなります)。 |
| 水回収システム | 一般的 | 回収水流量 · 回収率 · 回収水導電率 · 回収水TOC · 排水へ切替(規格外) | |
| pH中和システム | 必須 | 処理水pH · 流入水pH · 苛性ソーダ注入 · 酸注入 · 流量 | |
| フッ素排水処理 | 必須 | 処理水フッ素 · 反応槽pH · 沈殿槽濁度 | |
| CMPスラリー排水 | 一般的 | 処理水濁度 · pH · UF膜間差圧 | |
| 最終放流水モニター | 必須 | 放流量 · 放流水pH · COD · フッ素 · 放流水温 | |
| リフトステーション(揚水ポンプ場) | 一般的 | ウェットウェルレベル · 運転中のポンプ · 高水位 | |
| 給水加圧ポンプ | 一般的 | 吐出圧力 · 流量 | |
| 貯水槽/タンクレベル | 一般的 | レベル · 低水位 · 溢水位 | |
| 比抵抗分析計 | 一般的 | 比抵抗 |
排気・除害
装置排気は絶対に止めてはなりません。除害設備が大気排出許可を維持します。
| 機器 | レベル | 注目すべきポイント | 注記 |
|---|---|---|---|
| プロセス排気システム | 必須 | 排気主ダクト静圧 · 排気風量 · 運転中のファン · 排気静圧低下 | 一般排気、熱排気、溶剤排気、酸排気を個別に監視します。ファンはN+1構成です。 |
| 酸排気スクラバ | 必須 | 循環液pH · 循環液流量 · 充填層圧力損失 · 入口ダクト静圧 · 循環液流量低下 | |
| アルカリ排気スクラバ | 一般的 | 循環液pH · 循環液流量 · 充填層圧力損失 | |
| VOC濃縮装置 | 必須 | 入口VOC · 出口VOC · 除去効率 · 脱着温度 | |
| 蓄熱式脱臭炉(RTO) | 一般的 | 燃焼室温度 · 入口溶剤(LEL) · バイパスダンパ開 | |
| 使用点除害装置 | 必須 | 燃焼/反応温度 · 吸込圧力 · バイパス中(未処理) · 整備警告 | PFC、シラン、アルシンなどの使用点処理です。 |
電力・子メーター
1回の電圧サグで、ベイ全体の装置が停止することがあります。
| 機器 | レベル | 注目すべきポイント | 注記 |
|---|---|---|---|
| 中電圧受配電盤 | 必須 | 母線電圧 · 受電電流 · 有効電力 · 遮断器投入 · 保護トリップ · リレー異常 | 監視のみ — 遮断器の操作は一切行いません。 |
| 低圧受配電盤 | 必須 | 母線電圧 · 負荷電流 · 有効電力 · 力率 · 電流THD · 遮断器トリップ | |
| 電力用変圧器 | 必須 | 上部油温 · 巻線温度 · 負荷 · ガス/急激な圧力上昇警報 · 過温度警報 | |
| UPS | 必須 | 負荷 · バッテリー稼働時間 · バイパス運転中 | SNMP v3(UPS-MIB)。 |
| UPSバッテリーストリングモニター | 必須 | ストリング電圧 · 最低ジャー電圧 · 最高ジャー電圧 · 最高ジャー内部抵抗 · 最高ジャー温度 · 充電状態 | ジャーごとの抵抗トレンド管理(IEEE 1188に示される保守手法の一つ)。 |
| 発電機 | 一般的 | 運転中 · 出力電力 · 燃料タンクレベル · 始動バッテリー電圧 · AUTOではない | |
| 電力品質メーター | 一般的 | 電圧THD · 電流THD · 本日の電圧サグ回数 · サグ/瞬停イベント | 電圧サグは、トリップの隠れた一般的な原因です。 |
| サイトユーティリティメーター | 必須 | サイト電力 · サイト電力(MW) · 本日の電力量 · 力率 | |
| エリアエネルギーメーター | 必須 | エリア電力 · 本日の電力量 · 15分デマンド · 力率 | エネルギー分析とコスト配賦のため、工場棟またはシステムごとに子メーターで計量します。 |
| 都市ガスメーター | 一般的 | 都市ガス流量 · 入熱量(1,037 BTU/scf) · 本日のガス使用量(scf) | 都市ガスをscfhで表示し、発熱量によってBTU/hに換算します。 |
| 静止形切替スイッチ(STS) | 必須 | 代替電源使用中 · 電源間が非同期 | |
| バッテリーセル監視 | 一般的 | 最高セル抵抗 · セル警報 | |
| −48 V DC電源設備 | 一般的 | DC母線電圧 · AC入力喪失 | |
| 絶縁監視装置(ITシステム) | 一般的 | 絶縁抵抗 · 絶縁警報 | |
| バスウェイ/ケーブル温度(DTS) | 任意 | 最高温度点 | |
| アクティブ高調波フィルタ(APF) | 一般的 | 補償後の電流THD · ユニット負荷 · 故障中のモジュール · ファン故障 | |
| パッシブ(同調)高調波フィルタ | 一般的 | 補償後の電流THD · コンデンサ電流(実測/定格) · 共振警報 | |
| 自動力率調整コンデンサバンク | 一般的 | 力率 · コンデンサ電流(実測/定格) · 共振警報 · 本日の開閉操作回数 | |
| 動的電圧補償装置(DVR) | 任意 | 本日補正したサグ回数 · バイパス運転中 | |
| パワーコンディショナ | 一般的 | 出力電圧 · 変圧器温度 | |
| EMIフィルタ | 任意 | 漏れ電流 | |
| 変圧器DGAモニター | 一般的 | 水素 · アセチレン | |
| ブッシングモニター | 任意 | 力率(tan δ) · 静電容量変化 | |
| 巻線温度モニター | 一般的 | 巻線ホットスポット | |
| 負荷時タップ切替器制御(OLTC) | 任意 | タップ位置 · タップ故障 · 本日の動作回数 | |
| 部分放電モニター | 一般的 | 放電量 | |
| 受配電盤ワイヤレス温度センサー | 一般的 | 最高温度点 · 位相差 | |
| アークフラッシュ保護リレー | 一般的 | アークトリップ · 保護未準備 | |
| 中性点接地抵抗器モニター | 任意 | NGR抵抗 · 抵抗器断線 · 地絡 | |
| サージアレスタモニター | 任意 | 総漏れ電流 · 抵抗分電流 | |
| フライホイール/ロータリーUPS | 任意 | フライホイール回転速度 · 放電中 · 軸受温度 | |
| 装置PDU/EMO | 一般的 | EMO押下 |
生命安全:ガス監視、火災、漏水 監視のみ
TLVに基づく2段階の警報です。すべて監視のみです。
| 機器 | レベル | 注目すべきポイント | 注記 |
|---|---|---|---|
| ガス監視システム | 必須 | 発報中の警報 · 発生中の故障 · 自動遮断作動 · 避難警報 | 遮断インターロックはGMSが行い、本プラットフォームは監視のみを行います。 |
| シラン検知器 | 必須 | シラン(SiH4) · 警報1(低) · 警報2(高) | TLV 5 ppm。 |
| アンモニア検知器 | 必須 | アンモニアレベル · アンモニア警報 | TLV 25 ppm。 |
| 塩素検知器 | 必須 | 塩素(Cl2) · 警報1(低) · 警報2(高) | TLV 0.5 ppm。 |
| HF検知器 | 必須 | フッ化水素(HF) · 警報1(低) · 警報2(高) | TLV-C 2 ppm。 |
| アルシン検知器 | 一般的 | アルシン(AsH3) · 警報1(低) · 警報2(高) | TLV 5 ppb。イオン注入とIII-Vエピタキシー用です。 |
| ホスフィン検知器 | 一般的 | ホスフィン(PH3) · 警報1(低) · 警報2(高) | TLV 50 ppb。 |
| NF3検知器 | 一般的 | 三フッ化窒素(NF3) · 警報1(低) · 警報2(高) | チャンバークリーニングガスです。TLV 10 ppm。 |
| 水素検知器 | 必須 | 水素(% LEL) · 警報1(低) · 警報2(高) | |
| 酸素欠乏モニター | 必須 | 酸素 · 警報1(O2 19.5 %未満) · 警報2(O2 18 %未満) | 窒素および不活性ガスエリア:19.5 %と18 %の2段階です。 |
| 火災報知ゾーン・連動 | 必須 | 火災報知 · 監視 · 障害 · 連動:エアハンドラ停止 · 連動:防火・防煙ダンパ閉鎖 · 連動:排煙設備運転中 · 連動:エレベーター呼び戻し | 連動確認は、火災システムが本来の動作を行ったことを検証します。 |
| 火災報知盤 | 必須 | 火災報知 · 監視信号 · 障害信号 | 監視のみ(NFPA 72)。 |
| 吸引式煙検知器 | 一般的 | 煙濃度(%/ft) · アラート · 対処 · 火災1 · 風量異常 | |
| 漏水検知ケーブル | 必須 | 漏水検知 · 漏洩までの距離 · 漏洩ゾーン · ケーブル断線または汚損 | |
| 排煙ファン | 一般的 | 運転中 · ダンパー動作未確認 | 排煙ファンまたは階段加圧ファン。監視のみ。 |
| 防火・防煙ダンパ | 必須 | 閉 · 位置異常 · 試験からの経過日数 | |
| ガス系消火設備制御盤 | 必須 | 放出済み · シリンダー圧力低下 |
セキュリティ・映像 監視のみ
カメラとドアの状態、および映像連動:カメラをエリア、機器、アラームルールに関連付けます。アラーム発生時にはゲートウェイがONVIFスナップショットを取得してアラームに添付し、NVR/VMSへのライブビューリンクを付けます。Coreがカメラに直接接続することはありません。
| 機器 | レベル | 注目すべきポイント | 注記 |
|---|---|---|---|
| ビデオカメラ | 一般的 | オンライン · 録画中 · 動体検知 · 映像解析アラーム · 改ざん(遮蔽または移動) | VMS(Milestone、Genetecなど)経由の状態。アラーム発生時にはゲートウェイがONVIFスナップショットを取得してアラームに添付します。Coreがカメラに直接接続することはありません。 |
| 入退室管理ドア | 一般的 | ドア開 · ドア開放放置 · ドアこじ開け | ドアイベントをカメラ連動のトリガーにできます。 |
| 外周侵入検知 | 一般的 | 境界侵入アラーム | |
| ネットワークスイッチ(SNMP) | 一般的 | ダウンしているポート · PSU障害 |
生命安全設備（火災報知、ガス検知、非常用電源切替）および保護機器は監視のみです。FacilityOS がこれらにコマンドを送ることは一切ありません。
規格とコンプライアンス
| 規格とコンプライアンス | 注記 |
|---|---|
| ISO 14644-1 | 空気中の粒子濃度によるクリーンルームの清浄度クラス分類。半導体工場では、前工程は通常ISO 3~5、パッケージングはISO 6~7で運用されます。 |
| ISO 14644-2 | クリーンルームが清浄度クラスを維持していることを示す証拠を得るための監視。 |
| SEMI S2 | 半導体製造装置のEHSガイドライン。 |
| SEMI F63 | 半導体製造プロセスで使用される超純水のガイド(代表値は18.2 MΩ·cm、TOC < 1 ppb程度)。 |
| NFPA 318 | 半導体製造施設の防護に関する規格。 |
| International Fire Code (HPM) | 危険物質(HPM)施設に関するIFCの規定:ガスキャビネット、排気、ガス検知、非常用電源。 |
| NFPA 55 | 圧縮ガスおよび極低温流体に関するコード(バルクタンク、シリンダー貯蔵)。 |
| CGA G-13 | シランおよびシラン混合ガスの貯蔵と取扱い。 |
| ACGIH TLVs | 空気中の化学物質の許容濃度(TLV)。ガス検知器のアラーム設定値の決定によく使われます。 |
| NFPA 72 | 国家火災警報・信号コード(National Fire Alarm and Signaling Code)。 |
| IEC 62443 | 産業用オートメーション・制御システムのセキュリティ。 |
| ANSI/ISA-18.2 | プロセス産業におけるアラームシステムの管理。 |
規格はその対象範囲とともに掲載しています。数値は一般的な目安であり、すべての施設に求められる要件ではありません。FacilityOS はお客様のコンプライアンス対応を支援しますが、施設を認証するものではありません。
半導体・IC製造 のセグメント
導入の進め方
半導体・IC製造のプロジェクトを、調査・設計から調達、設置、コミッショニング、トレーニングまで、すべて、または必要な工程のみお引き受けします。