摘要

廠房無塵室與危害性物質放置樓層之工序與施工管理
Keywords / Civil,Interior2,FAB23,Cleanroom4,HPM(Hazardous Production Material)
晶圓廠廠房之新建工程中,包含了土建結構、內裝、無塵室、機械、電力、監控、裝修、氣體、化學、純水、廢水等數十項工程,廠房內的管線分佈綿密、工項繁瑣且複雜。若沒有有效的管理方法,就會造成不同系統間的管路干涉、與施作空間的不足,進而影響施作的進度與品質。所以依照空間規劃與施工特性,訂定各系統的施工程序,並且規劃各區域的物料、機具、人員的進出動線與可暫存的位置面積,更要確實的執行與管理,如此才可以有效的減少管路干涉與重工以及施作空間不足的問題,進而提升整體的施工效率與施作品質。
前言
雖然晶圓廠新建的廠房規模越來越大,但建廠的時程並沒有等比例的延長,因此,有效率且更安全的施工程序,為建廠人員與施工廠商所共同努力的目標。新建工程的所有需要建置的系統甚多,這些系統工程複雜且繁瑣,在目前所規劃的建廠時程裡,都必須要在較短較有效率的時程裡完成,因此良好的施工管理與有效的施工程序,是達成目標的重要關鍵。以前的區域管理大部份分配給廠商自行管理,效果不彰。現在則由系統 Sponsor 負責Area owner,Area owner於每日巡檢時即可當下解決該區域所發生各項工序、工進問題、6S等等問題,有效提升施工效率。相對的在管理方面所耗費的時間/人力/成本自然會增加,以目前各區域協管廠商的經驗值統計,所需管理成本與之前相比增加三成以上。
而各Area owner就以其自身的實際管理方法與經驗做下述的說明。
HPM工序排程及施工管理
HPM相較於其他區域,區域面積最小但其系統管路嚴密錯綜複雜、層層交疊,故有效的施工管理才能使工程進度推進順利。
HPM工序排程
在HPM區域的建築內裝批土油漆包含地坪施作完成後,便開始進入系統施作的範圍、但是廠內的系統種類繁多且系統管路嚴密錯綜複雜、層層交疊,所以在施作之前一定要有切合實際且有效的工序排程。
從上至下、從大到小、系統管路的施作順序一定要從整體結構的最內層開始施作。所以一切的工序排程一定先要從了解圖面開始,要從整個空間規劃的階層去排定施作順序 圖1,目前廠內的規劃所有區域的最上層管路一定是消防系統管路,所以消防管路施作一定是最優先的排程。
圖1、HPM 系統管路剖面

接下來看第二個階層通常都是大面積的系統管路,包含AAS、MA、Support等等的系統管路或系統管架。再來是再下一段階層的管路施作,如WWT、UPW、Gas、Chemical、Cable Tray等等,然後在空間上方的管路施作完成後,再進行地上層的基礎座、設備盤體的安裝 圖2,如此整個工序才能順利有效的進行。
圖2、HPM 系統管路施工程序

所以工序排程是一項需要嚴格且確實執行的程序,所以在施作之前必須先召集各系統的PM來排定施作的順序與施作的時間,並且每週進行施工順序與時程的排程協調,並依現場的實際情況做適宜調整 圖3。
圖3、HPM 系統管路施作工序時程

HPM施工管理
工序時程皆排定完成後,即要開始進行現場施作。現場一旦施作,便會有很多的物料、機具、施工人員進廠,既會造成很多的空間佔據,也會有很多的工程廢棄物與生活廢棄物的產生,若無有效規律的嚴實管理,將會造成現場施作的空間障礙與施作環境的髒亂,所以現場的施工管理必定是很重要的一環。
所以定期的召開溝通協調會議,協調與解決問題並規定管理的準則,才可以使得現場施作更加順暢。
會議的目的在於訂定施工規範與管理機制,各系統廠商的管理人員與工安人員皆需與會,而主要討論項目包含了各系統的施工程序與時程、機具物料進出與佔存管理與施工品質與施工安全項目的檢討,以讓各系統工項可以順利進行,減少施工干涉與維持施工環境的整潔與安全。
當然為了使現場施工能夠有效率的進行,施工環境能夠整齊清潔,那麼在物料機具入廠的管理與限制就變得非常重要 圖4。不要開放多餘的物料進廠、能作多少就進多少,通常以一週的施作消耗量作規劃依據。入廠後要規劃物料機具的暫存區域,以不妨礙現場施作為原則,並要求擺放整齊,暫存區域要保持乾淨清潔。
圖4、HPM 物料暫存管理

因現場施工區域空間有限,物料運補動線進出不易,所以物料進出的申請須經過各個層級的簽核方可施進行。從安委會的審核與動線時程的排定,到區域管理廠商的複審,最後再由區域管理負責人核定,經過多重審核程序,以確保施工廠商無法隨意進出物料與任意擺放丟棄。
再來進入現場的實質管理,以實際的執行狀況與每個執行階段來做說明。
工具箱會議
每天早上在工人還沒去到工地工作前,會在工務所前或者是指定的地點,集合所有工人,統計出工人數及討論本日施工重點。並且宣導勞工安全的注意事項及檢查個人安全裝備及工具。確認本日工作規劃之人、機具、物料是否相符。該到的人、該到的機具、進料時間等。施工人員之身心狀況,有疑慮者,不要讓其入廠工作。確認專案進度需求的工作。且依職業安全衛生法第26、27條法規規定,重點於每日施工前執行危害告知的執行,並要求每位施工人員都必須簽名。
現場管理
為保持現場環境清潔與維護施工安全紀律,並依照已排定之施工順序施作,以維持整體工項的順暢及提昇施作品質與效率。所以各系統需依照預先排定各工項進場時間順序進場施作。現場並設置定點管制哨,以確實統計與記錄現場人員、物料、機具進出狀況。並確認施工現場動線是否順暢,照明是否充足。開口防護與粉塵作業圈圍與通風等安全措施是否落實。現場掌握或電話溝通各工班到崗的工作狀況。業主主動關心,讓現場工作可以更加落實。現場的清潔整理整頓由各廠商支援清潔人力,並由區域管理負責廠商人員統一調派分配,各包施工清潔人力比以(10:1)為原則,垃圾不可隨意亂扔,需放入指定的垃圾太空包,太空包外需噴註廠商名稱並每日清出,現場施作之機具物料亦需清楚標註所屬廠商名稱,所有物料不可落地須有置物架擺放 圖5、圖6、圖7。
圖5、HPM 管制情況

圖6、HPM 管制情況

圖7、HPM 化學房管制情況

工務協調會
為了排除工程障礙,讓各系統工程能夠順利的進行,所以需要一個良好的溝通平台。安委會每日報告當日安衛稽核缺失。確認重點進度是否合乎預期,並排定吊裝及運補動線。系統承商提出需要其他平行包配合的事項。以及大型設備搬運、吊裝及施工等的資訊公告。
收工會議
為確保每日工程進度依規劃進行,並強化施工人員紀律,於每日下午收工前與廠商召開收工會議,確認每日現場工程進度及確認每日現場工安狀況等及承包商反映的現場衝突管理,並討論明日工程重點與工作的安排。
Sub Fab工序排程及施工管理
Sub Fab可分為Clean Sub Fab及Dirty Sub Fab其施工區域面積最大,若無有效率的施工管理,將影響工程進度推進。
Sub Fab工序排程
Sub Fab的工序排程方式與HPM 大同小異,同樣的在施作之前也一定要有切合實際且有效的工序排程。只是不同之處在於,Sub Fab還有地上層的落地型管架與主管路佈置架設,落地型管架的上方一樣有設置懸掛式的主管架與主管線。所以為了施工上的安全與便利性,必須於上方懸掛式的主管架與主管線施作完成後,方可開始進行落地型管架的設置與系統主管路的施作 。
同樣秉持著從上至下、從大到小的施作順序一定要從整體結構的最上層開始施作。所以Sub Fab的工序排程也是從消防系統管路施作開始。接下來的施工順序亦是從大面積、大重量的管路系統開始施作 圖8。
圖8、Sub Fab 系統管路施工程序

Sub Fab的工序排程包含的系統種類更多, 施工程序的排定要更加嚴謹,並依現場的實際情況做適宜調整。例如PCW的管路、既長又重,在同個規劃施作的空間裡,一定要讓PCW的管路先行施作,施作完成後才可以進行其他管路的施作。
Sub Fab施工管理
Sub Fab工序時程皆排定完成後,即要開始進行現場施作。與HPM相同的管理方法與模式。包含施工工序協調會的召開、進料與物料暫存的管理,與現場施工環境的整理整頓,同樣的要有效與嚴格的實際執行 圖9、圖10。同時加強進出口的管制,除了逃生動線以外,其餘封閉,要以單一進出口做為人員、物料、機具進出的管制。
圖9、Sub Fab 管制口管制情況

圖10、Sub Fab 現場管制情況

無塵室施工工序
無塵室的施工工序 圖11,是非常複雜但是獨立性較強。它與其他系統的干涉面較少。除了AAS系統管路與HPM區有少量的氣化水處理系統管路外,其餘皆屬無塵室系統的施作範疇,所以基本上工序的排程一定是以無塵室工項為優先考量,當然,無塵室最優先的施作工項依然還是無塵室的消防系統,另外還包含了二次鋼構與排水管路的同步施作。
圖11、無塵室施工基本工序

無塵室施工管理
Fab 3F主無塵室,由於工程種類繁多,分工細膩,各包如果同時進場,勢必會面臨人擠人、料滿地,沒有空間可施作的情況,因此在初期備料階段,即需開始安排各包預計進場時間,不同施工種類依據計劃安排進場 表1,並依照施工計劃之人、機、料、法來施工,讓施工之效率最佳化。
主要工項 |
工期 |
預計 開始 |
預計 完成 |
備註 |
---|---|---|---|---|
假設工程 |
2 |
2/13 |
2/14 |
PVC布、鐵蓋板防護、管制口建置 |
天花板上方一次管線 |
27 |
2/15 |
3/13 |
高平台作業:消防管、排水管、二次鋼構;消防支管、消防電、Tray、維修燈、牙條。 低平台作業:排煙風管、AAS風管;灑水頭、Ceiling grid、盲板、燈具、高低差divider。 |
FFU 安裝 |
4 |
3/10 |
3/13 |
延伸板、ULPA、FFU、初濾 |
天花板檢查開放 |
5 |
3/14 |
4/18 |
防護網、安全母索施工、檢查後開放 |
天花板上方二次管線 |
15 |
3/19 |
4/2 |
FFU配電照明配電、FFU監控儀錶工程、VESDA、PA、避難方向灯、排煙口安裝、Catwalk、Divider、天花板斜撐。 |
掀鐵板、epoxy面塗 |
3 |
3/14 |
3/16 |
RC地板修補、Epoxy面塗施工 |
高架地板、導電地磚 |
10 |
3/17 |
3/26 |
|
庫板牆施工 |
10 |
3/22 |
3/31 |
內裝牆、門、逃生指示燈、排煙押扣 |
地板下工程 |
10 |
3/25 |
4/3 |
消防箱及插座、CCD TRAY、接地工程 |
環境初清 |
10 |
3/22 |
3/31 |
地板下、天地牆、天花板上、格柵清潔 |
FFU 送電 |
1 |
4/2 |
4/2 |
|
無塵室施工要做好管制,在各個階段要有不同之管制要求 表2,人員服裝要整潔、物料進場皆需擦拭,發塵作業需做好防護,需使用HEPA吸塵器做清潔,要求各承包商需做到乾淨施工,以避免後續無塵室FFU運轉後造成ULPA嚴重污染,影響使用壽命。
Stage 1_Normal一般潔淨階段 |
Stage 2_Super準潔淨階段 |
Stage 3_Ultra絕對潔淨階段 |
|
---|---|---|---|
管制時機 |
土建移交CR包施工 |
CR送正壓且送冰水後 |
FFU開始運轉後 |
出入口管制 |
設立管制口,人員進出管制。 人員進出需依管制口規定。 |
設立管制口,人員進出管制。工具皆需清水擦拭。 |
設立臨時更衣室,人員進出管制。工具皆需清水擦拭。 |
飲食管制 |
禁煙、禁食、禁飲料、禁檳榔。 |
禁煙、禁食、禁飲料、禁檳榔。 |
禁煙、禁食、禁飲料、禁檳榔、禁飲用水。 |
服裝管制 |
鞋:安全鞋 衣:衣服安全帽需整潔不髒污 |
鞋:地板上更換橡膠小白鞋 衣:衣服安全帽需整潔不髒污 |
鞋:更換為無塵鞋 衣:全套式無塵服、網帽、PVC手套、不織布口罩 |
施工管制 |
避免高發塵作業,如:切割、打石、披土…等。 |
發塵作業需吸塵器。 材料進入皆需擦拭後始得攜入CR。 需使用無塵膠帶(含車輪)。 |
發塵作業需隔離+HEPA吸塵器。 發塵材料皆不得進入,如:水泥、木材、紙類、鉛筆、綿麻繩…等。 |
清潔方式 |
水、抹布、掃具、拖把、清潔擦拭。 |
清水、無塵布、吸塵器。 |
清水、無塵布、CR專用HEPA吸塵器。 |
機具與物料之管理要求,除自走車每天需停放至固定位置充電之外,各包之物料也要劃設暫存區,物料以不落地為原則,用三角錐連桿做好圍籬並放置台車或棧板上 圖12,暫存區每週要重新劃設並移料,以免影響環境施工。
圖12、無塵室現場管理情況

各包工安每週安排現場的聯合巡檢,除了可以立即要求缺失改善之外,更可以互相比較、相互模仿與勉勵,以達到工安零缺失之目標。
結論
總結上述的論述,經過了施工工序的規劃協調與現場的施工管理,確實有效的提升了施工的品質與效率,並且強化了施工環境的安全與整潔。
所以不管是HPM、Sub Fab、Fab甚至衍申到土建結構、內裝裝設,都要進行施工工序的排程與現場施工的管理,互相協調、互相配合,如此才能有效的排定施工程序與進行實際且有效的施工管理。
施工工序與現場施工管理關係著一個專案的成敗,不可不小心謹慎,嚴格的執行與嚴密的控管,方能有效的執行專案,達成既定的目標,並如期完成一個圓滿的里程碑。
參考文獻
- 葉國安,新廠專案管理精進研討會,施工管理簡報,2017。
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