環境微振動

什麼樣的振動是歸類於環境微振動?

設備表現不良?環境微振動影響?
為了避免因為設備機能表現所造成的產品不良,關於環境振動建築物結構已有制定振動規範標準,不僅僅是要求不能傾斜、倒塌,更不能有會影響設備運作的任何微小振動。無論是廠區內部樓板的強度、設備本身的運轉、或廠房其他設備的影響、廠房內的噪音等,都會成為振動的來源。而廠區外的影響則包括外部交通工具、附近廠房的施工、地震等,也都是微振動的來源。

廠區的振動來源大致上可以分為哪些?

內部振動源:設備運轉時,就會發生振動。所以泛指工廠內的各式設備、以及工作人員或搬運車輛移動時所發生的振動。外部振動源:廠外經過的重載車輛、或是建築工地打地樁、風力 、地震等等,只要會對建築產生作用力的都會影響到建物發生微振動。

先進製程不斷的發展與提升,是現在世界各大半導體廠的首要目標,製程能夠得以持續的進步,除了大量研發人員的投入,相對應製程設備與量測儀器的投資與技術提升是進步很大之關鍵,而這些高精密的儀器則更需要有良好的環境才可以發揮其最大的效能。精密製程設備與量測儀器之振動因素已成為高科技產業導入先進製程之主要問題之一,因此各大半導體廠在規劃新廠時,振動的影響也勢必成為各大半導體廠所必須面對重大的課題之一。






為什麼廠房需要特別注意環境微振動?

設備會因為環境振動而影響得到的結果,而對於因為外界環境的振動影響要求也會因為設備對精度有不同的要求。一般來說,越要求高精度的設備要求越高,例如原子力顯微鏡、電子顯微鏡、高倍率顯微鏡、半導體的曝光機、光學元件模組鏡面加工等等,由於這些設備會透過外界的振動將有很大的機會影響到設備機能的表現及產品的成果。當廠房環境振動的條件無法達到設備本身需求的振動規格(Specification)時,將會造成製程設備的良率降低,也會造成量測儀器無法放大更高的倍率以檢測愈來愈細微的線寬,從而影響到整個高階製程的發展,因此安裝精密的隔振動設備,亦即主動式、被動式的隔振動系統,已經被認為是一種可以直接影響晶圓生產良率的事實。

什麼樣的振動是歸類於環境微振動?
何謂微振動?微振動的定義泛指頻率在2~100 Hz,振幅在50 μm/s以下之振動量。無論是廠區內部樓板的強度、設備本身的運轉、或廠房其他設備的影響、廠房內的噪音等,都會成為振動的來源(Source)。而廠區外的影響則包括外部交通工具、附近廠房的施工、地震等,也都是微振動的來源。

廠區環境微振動可適用何種振動規範?
為了避免因為設備機能表現所造成的產品不良,關於環境振動建築物結構已有制定振動規範標準,不僅僅是要求不能傾斜、倒塌,更不能有會影響設備運作的任何微小振動,這種規範國際標準組織有制定一系列跟機械振動有關的ISO-10816標準,而國外學者依據不同設備的需求提出振動規範,Vibration Criteria,簡稱VC,定義可參考如下圖示:

環境微振動

在半導體工業進入奈米級線路以後,對建物的要求再加上了NIST-A跟NIST-A1的規範 :這兩個規範可以說主要目的是在補充 VC 規範在低頻範圍的不足。


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