摘要

近年半導體製程演進快速,調整機台配置(layout)以滿足產能需求已成常態,加上廠區無塵室(fab)空間有限,進而衍生大量拆移機發生,統計2016年1月至2017年12月,新竹及台南廠區約2,000多台拆移機,其中超過一半均為裝機完成未達2年機台,除了造成二次裝機費用增加也衍生大量拆機物料報廢;2016年2月起,二次配(hookup)初步對於拆移機物料進行回收(如PIU, gauge),更於2017年2月時,將所有拆機物料分類成76項,並依據物料特性規範其處理方式,其中經簡易處理後可再使用於新裝機共計40項(約52%)及隨機台運送7項(約9%),兩者共計活化47項物料(約回收61%);尚有物料歸廠商帶回12項及運送至廢棄物庫房報廢17項,共計 29 項物料待評估其回收可行性,以提昇拆移機物料活化效益。
前言
半導體產業競爭日益激烈,產能需求變化快速,公司除每年需於新進製程投入大量成本進行研發,以確保競爭優勢之外,於產能配置方面,因廠區無塵室空間有限,為快速調整機台配置,造成廠區大量拆移機發生,統計2016年1月至2017年12月,新竹及台南廠區大約2,000多台機台進行拆移機,其中很多是裝機未達2年機台,除了造成二次裝機費用,也衍生大量拆移機物料報廢,因此,2016年2月起,二次配(hookup)初步針對拆移機物料可再使用物料進行回收,以降低二次裝機費用,更於2017年2月起,二次配針對所有拆機物料特性,將其中可直接使用或經簡易處理後可再使用之物料,進行回收供後續新裝機使用。
機台拆移機物料現況
2016年2月起,拆移機物料中除排氣系統機械錶頭(Exhaust gauge)及電力系統中外掛裝置(PIU)已進行回收再使用,其中可直接再使用物料,如電力系統資料擷取器(DAQ)、交流低壓配電箱(AC BOX)均以極低價格(約新品5%價格)折價台積後,拆機物料歸廠商,廠商於拆移機後將物料帶回簡單整理後續新裝機再使用;其中經簡易處理後可再使用物料,如超純水隔膜閥(UPW Diaphragm valve)、超純水調壓閥(UPW Regulator)及製程冷卻水盤面(PCW DP panel ),均於拆移機後報廢至台積廢棄物庫房,並於二次裝機時,發包廠商使用新品,其中一半物料均裝機後使用未達2年,其品質均符合驗收及使用標準,徒增大量物料報廢。
拆移機物料回收處理分類依據
這些裝機後使用未達2年物料,於拆機後折價歸廠商帶回或報廢庫房,除了將大量可用物料報廢外,也造成二次裝機費用增加,因此,2017年2月起,二次配(hookup),全面針對所有拆移機物料進行分類及活化評估,並依其特性及裝機再使用可行性,正面表列其回收流程,進行物料活化再利用。
二次配(Hookup)拆移機共計13工種,竹科廠及南科廠實際執行拆移機廠商共約30幾家,經由竹科廠及南科廠大量拆移機(約4000台)後物料與廠商討論後,共計歸類出76項,再根據物料回收方式、效益及回收活化可行性進行評估,將76項物料歸類成4種處理方式,分別為台積回收再使用、隨機台運送、料折價台積歸廠商帶回、回收台積廢棄物庫房 圖1。
圖1、拆移機物料分類依據及回收處理方式

拆移機物料回收流程
二次配(Hookup)為能有效將所有拆機物料納管,依據物回收處理方式,規劃回收活化流程,當廠區拆移機機台需求產生,並於TII大表上新增拆機碼(FAC Code)後,拆移機廠商依裝機報告(QC report)檢核物料清單,後續廠務(FAC)工程師依裝機報告(QC report)確認物料清單,並於拆移機現場,依物料清單確認現場物料與清單相符,封存物料後依規定處理方式,運送至tsmc指定地點或現場點交機台設備工程師;並於拆移機後,廠商上傳物料單至裝機(QC)系統存查 圖2。
圖2、拆移機物料回收流程

各項拆移機物料分類及活化方式
第一類、台積回收再使用(tsmc reuse)物料
拆移機物料共計76項,其中物料經評估可直接使用、或經簡易處理後可於新裝機再使用物料,歸類為第一類台積回收再使用物料,如數位錶頭(e-sensor)、風管錶頭(gauge)等…,共計40項 表1;
系統 |
項次 |
物料分類 |
---|---|---|
Cover |
SUS cover |
tsmc reuse |
E-SENSOR |
E-SENSOR*(EXH ONLY) |
|
E-SENSOR |
DAQ |
|
Exhaust |
GAUGE |
|
Exhaust |
Welding bellow (Fur only) |
|
Exhaust |
Galv st & SUS Damper |
|
Foundation |
View Panel |
|
Foundation |
View Panel |
|
Foundation |
Fab floor |
|
GAS |
DP Pane (& Reaulator) |
|
GAS |
e-sensor (與panel一起回收) |
|
GAS |
Dia Valve |
|
GAS |
Ball Valve |
|
GAS |
Bellows Valve |
|
GAS |
FAB SUS GAS Support |
|
Local Scrubber |
Local Scrubber |
|
heating jacket |
heating jacket (Pump to LSC) |
|
heating jacket |
heating jacket (Chamber to Pump) |
|
heating jacket |
Inter face |
|
heating jacket |
temperature controller |
|
heating jacket |
ELBOW, Valve, Bellow |
|
Hot Gun |
Hot Gun |
|
Hot Gun |
temperature controller |
|
PCW |
DP Panel (w: flow meter, w/o: flow meter) |
|
PCW |
high pressure pipe (PVC) |
|
PCW |
Pressure Gauge |
|
PCW |
high pressure pipe (SUS) |
|
PCW |
Filter Housing & module (Fur/Litho) |
|
Plastic |
PV DP Panel |
|
Plastic |
PP Drain exhaust Box |
|
POWER |
AC Box |
|
POWER |
AC Box內BB Type NFB |
|
POWER |
I-LINE NFB |
|
POWER |
QOB NFB |
|
POWER |
PIU |
|
Pumping Line |
Vacume valve |
|
UPW |
Dia Valve & Check Valve |
|
UPW |
UPW Pregulator |
|
Fab Floor |
Pesdestal |
|
3 in 1 |
Plate |
其回收流程為廠務(FAC)工程師於拆移機現場確認物料項次及數量與物料清單相符後依規定封存物料 圖3~圖5,如物料無法封裝時,須於拆機現場,以明確量化單位紀錄於物料清單 表1,於拆移機後點交tsmc中央庫房人員入庫造冊,供後續新裝機領用。
圖3、台積回收再使用物料回收流程圖

圖4、第二類隨機台運送物料回收流程圖

圖5、第三類歸廠商帶回物料回收流程圖

第二類、隨機台運送(transfer with tool) 物料
裝機時依機台特性裝訂製物料歸類為隨機運送物料,拆移機後直接隨機台運送至新裝機廠區,於二次裝機時同步裝設使用,如真空管路閥件(pumping line check valve)等…,共計7項 表2;其物料回收流為廠務(FAC)工程師於拆移機後,現場確認物料項次、數量並直接點交機台設備工程師後,後續物料隨機台同步運送供後續裝機直接使用。
系統 |
項次 |
物料分類 |
---|---|---|
Chemical |
T-BOX |
transfer with tool |
Chemical |
Leak Sensor |
|
Foundation |
Seismic |
|
Pumping Line |
O3 Destructor |
|
Pumping Line |
welding bellow (Fur) |
|
Pumping Line |
Check valve |
|
UPW |
Filter Housing & Module |
第三類、歸廠商帶回(belong to vendor)物料
拆移機後物料需經廠外處理或無法於新裝機時直接再使用,於發包時經採購部門與廠商議價後物料歸廠商折價台積,其中如機台鋼構(foundation)、製成冷卻水盤面(PCW DP)及電力系統電線(cable)等,共計12項 表3。
系統 |
項次 |
物料分類 |
---|---|---|
Exhaust |
Bellow/Tee/Pipe (Damper include) |
belong to vendor |
Exhaust |
Support & other material |
|
Foundation |
Support & other material |
|
Foundation |
platform |
|
Foundation |
Supporting rack (E4) |
|
Foundation |
Isolated platform (E6) |
|
PCW |
Support & other material |
|
PCW |
other material (SUS) |
|
POWER |
Cable Tray |
|
POWER |
socket |
|
POWER |
electric wire |
|
POWER |
Support & other material |
該項物料回收流程為廠務(FAC)工程師於拆移機現場確認物料項次及數量無誤後,為避免物料遺失或遭置換,需依規定封存物料,並於後續開立放行單出廠;如物料於拆移機現場,無法封裝時,須以可簡易量化之計量單位紀錄於物料清單,清單於物料出廠時同步檢附物料清單作為出廠憑據 圖5。
圖5、第三類歸廠商帶回物料回收流程圖

第四類、回收廢棄物庫房(waste warehouse)物料
拆移機後,無法再使用物料或其回收可行性評估中物料,於拆機後回收至台積廢棄物庫房報廢,歸類為回收廢棄物庫房物料,如化學管路接液內管(PFA)、純水系統管路(PVDF/PP)及排水管路(plastic waste pipe)等…,共17項 表4。
系統 |
項次 |
物料分類 |
---|---|---|
Chemical |
PFA Waste Pipe |
回收廢棄物庫房物料 |
Chemical |
PVC Waste Pipe |
|
Chemical |
PVDF Waste Pipe |
|
Chemical |
SUS Waste Pipe |
|
Chemical |
Support & other material |
|
E-SENSOR |
electric wire |
|
Foundation |
broken fab floor |
|
GAS |
PFA Waste Pipe |
|
GAS |
SUS Waste Pipe |
|
GAS |
Support & other material |
|
Plastic |
Leakage panel (PP) |
|
Plastic |
Waste Pipe (PVC/PP/PVDF) |
|
Plastic |
Support & other material |
|
Pumping Line |
Waste Pipe (l/l. TR pipe) |
|
Pumping Line |
Support & other material |
|
UPW |
Waste Pipe (PVDF/PP) |
|
UPW |
Support & other material |
回收流程為廠務(FAC)工程師於拆移機現場確認物料項次及數量無誤,並於拆移機後現場確認廠商將物料破壞至無法使用後封存,避免物料與新品混用,其中無法破壞、封存之物料(如Pumping line pipe),須以明確量化單位紀錄於物料清單,並於回收至tsmc廢棄物庫房時檢附物料清單作為報廢依據 圖6。
圖6、第四類回收廢棄物庫房物料回收流程圖

拆移機物料回收初步成果
統計2017年,新竹及台南廠區初步統計回收物料,其價值約為538 M.NTD,其中已使用於新裝機回收物料共計7項,分別為氣體系統一般氣體盤面(B.G DP Panel)、閥件(GAS Valve)及制式門型架(Support)、排氣系統機械錶頭(Exhaust gauge)、電力系統中外掛裝置(PIU)及真空系統(Pumping line)的真空球閥及視窗地板(View Panel),共計降低裝機費用支出298 M.NTD,約佔總回收物料55.5 %。
數字顯示,目前回收物料使用於新裝機比例約55.5 %,為提升活化效益,目前新裝機使用物料須優先確認廠務中央庫房(回收)物料庫存不足裝機使用,方可開立購買物料訂單,以落實拆機物料使用於新裝機。
二次配更進一步與專案管理課合作,於2018拆裝機發包計價,全面廢除物料折價歸廠商帶回,將所有拆移機物料一律回收至tsmc指定地方進行活化評估;更於計價方面,加入拆機物料簡易處理及使用回收物料裝機之計價規範,以利拆機物料回收驗收 表5。
物料/回收現況 |
GAS DP panel |
EXH Gauge |
Power PIU |
GAS Valve |
View Panel |
PPL 真空球 |
GAS 門型架 |
節省裝機物料(台) |
拆機物料使用率(%) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
回收(數量) |
9,490 |
2,113 |
3,990 |
468 |
3,036 |
110 |
5 |
154 |
100.00% |
領用(數量) |
1,942 |
1,234 |
2,222 |
0 |
0 |
30 |
0 |
85 |
55.50% |
庫存(數量) |
7,548 |
879 |
1,768 |
468 |
3,036 |
53 |
5 |
69 |
44.50% |
結論
為有效調整各廠機台配置符合生產需求,廠區間機台轉移勢必會持續進行。拆移機於二次配開始,拆機後物料點交入庫及後續領用物料裝機,需要庫房完善物料管理系統;裝機後的驗收計價等,需專案管理課與採購於發包時與廠商議訂價格及計價規範;後續裝機課於裝機前確認回收物料庫存,落實物料活化;內部稽核於整個物料活化執行流程,協助各單位完善物料管理規範,所有人於整個過程中均扮演重要角色。
目前待評估物料尚有歸廠商帶回的12項與報廢庫房的17項,二次配持續由專人評估其活化方式,持續完善回收入庫流程,簡化物料領用機制以增加回收物料使用率,持續提昇拆移機物料活化效益。
參考文獻
- S.C. Chen. (2017). TSMC FACILITY HOOKUP RECYCLED MATERIAL OF TOOL DISCON-NECTION HANDLING C.I. (Document No: F- GHK-01-03-013)
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