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著人們對其依賴性升高而逐漸加強 。半導體晶圓製程機台 75 56
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TSMC / FACILITY DIVISION PUBLISHED
VOL.41 為一完整的設備，欲於這些設備內加入減震系統有待設備開
廠務季刊 發者設計。因此，能維持原設備的完整性又可減輕地震危害
的解決方案就屬隔震系統較為可行。
URL.http://nfjournal/ 儀器設備隔震系統要考量的重要因素有易於安裝、免保
養、快速維修、適合各類工作平台等。材質的選擇可為金屬、
合金、硬化塑膠等不易因空氣潮溼、時間等因素腐蝕變質的
半導體製程機台隔震工程實務 材料，且各部分零件模組化、一致化可方便運送、組裝與維
Seismic Isolation Engineering of Semiconductor Process Tools 護保養。耐火、導電性等要求亦是儀器設備物隔震系統設計
時之重要考量因素。
隔震系統可有效的隔離震動源對結構物的侵害。隔震支
文│吳家榮 郭昺辰│新廠工程管理部│ 承裝置有許多種型式，其中，滾動式隔震支承裝置，係以滾
動的方式隔離各水平向地震的侵襲。理論分析顯示，不論地
表輸入之最大加速度為何，此裝置的動力反應均呈現一固定
關鍵詞 / Keywords 摘要
反應。由國家地震中心振動台試驗，滾動式隔震支承裝置的
地震 / Earthquake 依據歷史地震資料顯示，半導體製程機台受地震影響最嚴重的是爐管機台，晶 確能隔絕大部分的地震力輸入，因此可以避免或降低地震帶
爐管機台 / Furnace Tool 片也是在爐管機台內損失最嚴重，因此保護爐管機台與爐管機台內的晶片就成為對 來之災害損失 。
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隔震平台 / Isolation Foundation 抗地震的重點目標。本文針對爐管機台隔震工程實務，做了一系列深入的探討，配 滾動式隔震支承平台係採用「滾動」方式作為隔震系統
微振 / Vibration 合國家地震工程研究中心實驗測試，分析模擬出爐管機台隔震系統最佳阻尼參數設 的新式隔震支承 。此隔震支承之滾動面為一變化斜面，利
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定。另外，黃光設備是半導體機台中最昂貴的設備，是屬於整個半導體製程的重要 用上部結構重量分量使其自動回復至初始位置。水平面地震
瓶頸，而其要求重點與爐管機台不同，對於微振特別敏感，本文亦提供了不同於一 波的傳遞方向可分成相互垂直的兩水平向分量，因此將滾軸
般基座的解決方案-主動式隔振基座。 以相互垂直方式上下相疊，即可組成一抵抗任一方向地震侵
擾的滾動隔震裝置。滾動面與其上之滾動軸承均以金屬合金
製成，符合前述耐久、耐火、性質不易變化的原則且具高度
1. 前言 承載能力(如 圖1)。
現今半導體晶圓廠投資動輒千億，其中又以製程機台投 逐漸超越過去對製造設備精密度的要求。就半導體晶片的生
資為最大宗，影響這些製程機台停止運轉的，除了電力的中 產過程，很多設備對振動是非常敏感的。尤其黃光設備，振
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斷外，就屬地震為最嚴重。電力系統可以備援，但地震的侵 動更是直接影響到晶片曝光顯影的結果 。而影響此結果的因
襲則是無預警且影響範圍廣大。為了避免這些災害，晶圓廠 素，除了設備本身的制振能力、廠房的抗振設計，另外一個關
對於防震都有一連串的措施。其中爐管機台的隔震更是不斷 鍵的因素便是架設在設備與廠房之間基座。目前廠內黃光設備
努力，從最早期機台沒有基座，後來使用鐵板載重，再後來 都是使用被動式基座，本文期望在目前使用的被動式基座之外，
使用鋼構載重，目前則是使用隔震平台。本文期望在透過實 能有一個更有效的制振基座可供選擇，業界已使用的主動式基
驗後，建立隔震平台使用上最佳化的參數設定。 座，應用在黃光設備基座上可以得到不錯的成效。
高科技的研發製造，微晶片、微處理器和精密儀器設備等
等的微型化精密度要求逐漸提高。為了善用此類精密儀器，其 2. 文獻探討
使用過程通常需要一個可接受震動水準的穩定平台。因為在
防震的領域可粗分為隔震與減震兩大項，許多實際結構
高科技的研究、發展與製造過程中，震動可能源於地震、氣
物已裝設各類型隔、減震系統。廣義而言，結構控制的範疇
流、噪音、交通、關門。在製造設備更為複雜且更要求微型
不只侷限於傳統房屋及橋梁結構。儀器、設備的隔減震已隨
化更精密時，震動影響之重要性在奈米科技之發展時程上已
家
成功大學工程管理碩士。2000年到台積擔任 淡江大學機械與機電固力組碩士。5年設備、5年
設備工程師，2002年加入廠務。感謝台積電 Hook up、0.5年新工水系統建廠。做對的事、長
廠務這個大家庭，讓我可以跟一群志同道合 官交待的事項全力以赴，很感謝此次與家榮哥合
的夥伴一起努力合作。 作「半導體製程機台隔震工程實務」專案研究。
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