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技術專文

加而快速遞增。
圖8、F14P1 ATRS 運轉5年之生命曲線預測 圖9、O-ring、六向閥、Dispenser加藥管病歷紀錄圖
承上，我們調出F14P1 ATRS既有
保養項目、做法、排程與過去詳細 4.00
的運轉病歷表紀錄，加以整理分
5年預測 使用半年 全新
析，如 表2所示，我們發現F14P1 3.20 半年失效週期
ATRS O-ring為一年更換，但病歷 1年失效週期
5年失效週期
表統計顯示O-ring約每半年即因老 2.40 系統開始進入
化劣化而使更換頻率開始攀升，如 失效率 (%) 老化期
圖9(a)，我們也發現O-ring與ATRS 1.60 表面劣化 表面平滑 嚴重結晶阻塞 氣泡干擾分析
無光澤 無凹陷
推進螺桿、CeSO 4 /H 2 SO 4 burette (a) O-ring半年劣化情形 (b) 六向閥結晶阻塞情形 (c) 加藥管氣泡干擾分析
的更換有相當密切的關連性， 0.80
O-ring每1年更換者，推進螺桿約
0.00
3~4年因作動不順更換，而CeSO 4 / 0 2 4 6 8 10 12 14 16
H 2 SO 4 burette約7~8年因密合度不 運轉年限 (Y) 表 3、F14P1 ATRS 最佳保養維護策略表
佳更換；O-ring低於1年較頻繁更換
No. PM作業項目 月保養 半年保養 1年保養 2年保養 4年保養 5年保養 10年保養
紀錄者，推進螺桿則都有5年以上
的壽命，CeSO 4 /H 2 SO 4 burette更
表 2、( 十四 A 廠 ) SDS ATRS 項目及 ATRS 運轉病歷紀錄統計 1 ATRS O-ring ○ △ △ △ △ △ △
是可達10年以上才更換。另外，病
歷表紀錄顯示六向閥平均1年有阻 2 ATRS 推進螺桿 ○ ○ ○ ○ ○ △ △
No. PM作業項目 月保養 年保養 病歷表紀錄
塞導致分析異常而更換，如圖9(b)；
3 ATRS CeSO 4 burette ○ ○ ○ ○ ○ ○ △
ATRS Dispenser 加藥管平均5年管
1 ATRS O-ring ○ △ 平均半年有O-ring變形更換紀錄，圖9(a)
內有氣泡導致分析異常而更換，如 4 ATRS H 2 SO 4 burette ○ ○ ○ ○ ○ ○ △
圖9(c)。 平均3~5年有作動不順更換紀錄，與O-ring失
2 ATRS推進螺桿 ○ ○
效率呈正相關 5 ATRS 六向閥 ╳ ○ ○ ◎ △ ○ ◎
綜觀上述，利用韋伯可靠度機率理
論來預測ATRS未來生命曲線，結 平均7~10年有密合度不佳更換紀錄，與O-ring 6 ATRS Dispenser 加藥管 ○ ○ ○ ○ ○ △ △
3 ATRS CeSO 4 burette ○ ○ 失效率呈正相關
合既有保養紀錄，詳細加以分析， 7 Drain valve/drain pump ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
可找出ATRS保養之關鍵元件(key 平均7~10年有密合度不佳更換紀錄，與O-ring
component)，也是ATRS PM精進 4 ATRS H 2 SO 4 burette ○ ○ 失效率呈正相關 8 ATRS valve ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
的關鍵之所在。如F14P1 ATRS保 9 ATRS reaction chamber ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
5 ATRS六向閥 ○ ○ 平均1年有管內結晶作動不順更換紀錄，圖9(b)
養關鍵元件不外乎為O-ring、推進
螺桿、CeSO 4 /H 2 SO 4 burette、六 10 ATRS leak sensor ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
6 ATRS Dispenser加藥管 ○ ○ 平均5年有管內氣泡干擾分析更換紀錄，圖9(c)
向閥、Dispenser加藥管，於是找來 11 ATRS 電極棒 ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ △ △
ATRS原廠代理商慧承公司和系統 7 Drain valve/drain pump ○ ○ 偶發，運轉10年以上內漏更換頻率漸增
商美科公司專家，針對ATRS保養 備註 ○專業保養，◎KOH浸泡，△更換，╳ 無需保養，資料來源：本研究整理
關鍵元件進行深入探討，共同合作 8 ATRS valve ○ ○ 偶發，無規律性
檢視現行既有的保養項目、作法、
9 ATRS reaction chamber ○ ○ 偶發，無規律性
排程如何改善與調整以達最佳化， 符成本效益，各元件備品甚至都已
圖10、F14P1 ATRS實際失效率與最佳維護策略生命曲線
確保能在這些關鍵元件失效前，也 10 ATRS leak sensor ○ ○ 偶發，無規律性 phase out無法修復，因此建議全
就是失效率凸起之前，即時進行設 面換新來維持系統可靠度。
4.00
備預知保養維護，防止設備失效造 11 ATRS電極棒 ○ ○ 偶發，與添加電解液KCl足夠/更換呈正相關
為驗證 表3是否為F14P1 ATRS最
成晶圓損失，這就是所謂的「預知 生命曲線
備註 ○專業保養，△更換，資料來源：本研究整理 3.20 最佳保養維護 佳保養維護策略，我們將F14P1
保養」。經各方專家聚焦關鍵元 O-ring老化/推進模組異常 保養維護總成本節省$1.8M NTD (17%)
六向閥阻塞作動異常 ATRS已實現生命曲線畫出，並標
件做深度討論後，ATRS最佳保養 2.40 加藥管氣泡干擾
維護策略結論如 表3，建議每半年 失效率 (%) 電控元件老化異常 上歷史CM維修紀錄，如 圖10紅色
更換O-ring、每五年更換Dispenser 1.60 實線所示。我們發現如將 表3應用
閥阻塞頻率，加上每兩年進行KOH 需額外添加電解液且分析較穩，壽
加藥管與ATRS推進螺桿及每十年 於F14P1 ATRS，除電控元件老
浸泡來去除結晶，可延長至四年一 命也較長可至五年一換。另外當
CeSO 4 /H 2 SO 4 burette，確保ATRS 0.80 延長設備 化外，其餘23次CM維修均可提前
換。此外，ATRS電極棒每月保養 ATRS運轉至15~20年時，系統將 整體失效率大幅下降
分析穩定性；而ATRS六向閥平均 老化時程 PM而避免，換言之， 表3保養維
皆需補充KCl電解液且電位差值不 處於老化期呈高失效率狀態，各元 0.00
1年有阻塞之情形導致分析異常， 護策略可避免掉高達95.8% CM維
0 2 4 6 8 10 12 14
經F14P34 CIP驗證證明ATRS於分 穩仍會發生，因此與原廠合作建議 件壽命亦將步入終點，此時保養維 運轉年限 (Y) 修紀錄，不只可使ATRS整體失效
析後進行DI flush，能有效減緩六向 更換新型電極棒(乾式電解液)，無 護需進行零組件大規模更換，已不 率大幅下降，還可延長設備老化

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