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份的化學品，並同時補入了F=0的新化學品，因此在這當
槽可作供應及槽車填充的相互切換。接著再透過化學品輸 主要用於跨廠區相同系統的循環次數概略性比對。圖2為 3.2 動態型精算模式(Dynamic Calculation Mode, DCM) 57 58 廠區化學品供應之前的過濾次數，結果如 圖4所示，才發 59 60
送單元(Chemical Transfer Unit, CTU)將Lorry tank內的化 REM的計算示意圖。 中僅有未被消耗掉之舊有化學品的循環次數可繼續往下累 現廠區B的每日桶裝化學品使用量略高於廠區A，導致其循
本研究提出第二種計算模式為動態型精算模式
學品輸送至後端體積較小的日用桶槽中(Day Tank，體積約 加，新補入化學品的部分，其循環過濾次數需從0開始計算 環過濾次數較低，並推測此為造成兩廠區化學品X供應品
(Dynamic Calculation Mode, DCM)，顧名思義此模式可對
0.5~1.5噸)，其數量從1至3顆不等，視化學品的用量與供應 Drum 。故經過∆t之後Day tank循環次數，需先將桶槽內的化學 質差異之主因。我們也透過此數據，建議製程端分散機台
1 1 循環過濾次數作較精細的計算，計算結果也會隨時間呈現
模式而定。最後再由化學品供應單元(Chemical Dispense x t F x 品體積，乘上一舊有化學品比例(R)，再加上每小時新增的 生產負荷，讓廠區A部分的產能移至運轉負荷較低的廠區C
Q F
V T n n Q F 動態變化，可用於時序密度需求較高的線上產品缺陷
Unit, CDU)將Day tank內的化學品供應給線上機台。 Q F 2 1 1 st layer 循環次數，如式(10)所示： ，藉此增進廠區A的化學品循環過濾次數。
x t F x 2 nd layer (Defect)比對。DCM的計算方式為每經過∆t的時間，即計
為提升原物料供應品質，廠務端針對Lorry tank額外 V T n n n F 2020年初，另一劑化學品Y也發生類似案例，這次該
設置了循環單元(Circulation Unit, CU)，讓桶槽內的化學品 Q F x (n - 1) t F x 1 (n-1) th layer 算一次過濾次數，由於Day tank補充新化學品的時間間隔 (10) 化學品的供應品質則是在廠區A於1/2之後有較差的表現。
V T n n n th layer 為一定值，所以當∆t時間內從Day tank供應出去的化學品
透過不斷的循環過濾，達到提升原物料潔淨度的目的。過 其中R可用下示計算之： 然而，在此次案例中，卻無法利用REM的計算結果來完整
Q F 1 量越小，Day tank補進未經過任何過濾(F=0)的新化學品就
去廠務端針對Lorry tank循環過濾次數(F )的計算模式如下 x t F x n Q FAB 地解釋供應品質差異。圖5為A與B廠區所使用之化學品Y，
LT V T 越少，使得Day tank中的整體化學品過濾次數較高。反之
： (11) 每日桶裝化學品使用數以及REM計算之過濾次數關係圖。
，則會讓Day tank中的整體化學品過濾次數被拉低。圖3為 由 圖6可看出，化學品Y於廠區A的用量平常在3桶/日以下
(2-1) 圖2、REM計算模式的說明示意圖 DCM的計算示意圖。其中F 和F 分別為Day tank在 t REQ 則為∆t時間間隔內Day tank供應出化學品的總時間
DT, t DT, t+∆t ，但在1/2當天，因設備執行機台維護保養、異常查修與機
t和t+∆t的時間下的循環過濾次數。 。
如前文所述，由於Day tank的供應模式為補液及供應 台桶槽清洗等作業，使得當天的用量突增至6桶/日，進而
動作同時進行，為了計算方便，本文假設一顆Day tank內 4. 結果與討論 使當天的過濾次數由原本的20次以上，降至10次左右。這
(2-2) (a) 時間內無化學品耗用
∆t
的化學品可分為n層，最上層為最新補入Day tank的化學品 部分可用以說明廠區A於1/2之後供應品質表現較差的現象
其中t 及t 分別為該顆桶槽此次及前一次，從灌充 ，循環次數最少，而最下層則是在Day tank內循環最久的 4.1 REM應用實例 。然而，此結果卻無法說明為何廠區B整體的用量大於廠
F, i F, i-1 After ∆t 區A，且在1/7、1/9與1/10也有使用量大於6桶/日的狀況，
後到切換為供應側之前的有效循環時間(min)、t 則為該顆 化學品，過濾次數最多。而每一層的循環過濾次數(F DT, i )可 = +
S, i F DT,t F DT,t+∆t F DT,t F DT,∆t 化學品X為廠區A及B均有使用的化學品。在2019年10 但廠區B的化學品Y供應品質卻仍維持在相當不錯的水準。
桶槽從此次灌充後到切換為供應側之前的實際循環時間 由下式所示之： 月中下旬，廠務收到工廠反應，相較於廠區A，廠區B在使
Time = t Time = t + ∆t
(min)，V 與V 分別為該顆桶槽於此次灌充前桶槽內的原物 � 1
E F ��͵� � ∙ ( ∙ �) ∙ (3) Filtered chem. during ∆t 用化學品X時，有濕微粒(Wet Particle)較多的狀況。廠務
料剩餘體積(L)與灌充後的原物料總體積(L)。 � 端比對兩廠區廠務端的供應系統、化學品濾材更換日期與
(b) 時間內有化學品耗用
∆t
Day tank化學品的總過濾次數(F )，則是每層化學品 原物料批號等，均未發現任何差異。進一步以REM計算兩
2.3 桶裝化學品的循環過濾 DT Used chem. during ∆t
過濾次數的加總，如下：
After ∆t
除大宗化學品之外，部分的桶裝化學品供應系統 �  1  1 F = 0
�� � ∑ ⋅  ⋅ � ⋅  (4) F DT,t F DT,t+∆t = + F DT,∆t
(Drum Unit, DU)，也會透過供應桶槽循環過濾的方式來增 �1 �   F DT,t
加其供應品質。當桶裝化學品裝上DU之後，會先透過補液 當n趨近於無窮大時，式(4)可寫為： Time = t Time = t + ∆t
Remaining chem. after ∆t
幫浦將化學品輸送至Day tank，再由供應幫浦將Day tank
� �   1 (5) Filtered chem. during ∆t
內之化學品供應給線上機台，或是先輸送至壓力容器 �� � ∫ ⋅  ⋅ � ⋅  
₀ �

(Pressure Vessel)再透過其供應給線上機台。於此同時，
經計算後，式(5)可整理為： 圖3、DCM計算模式的說明示意圖
DU內的補液幫浦也會不斷地將Day tank內的化學品抽出，
�⋅ �
經過濾材過濾之後再重新補回桶槽，藉此達到循環過濾的 �� � (6)
2 � 首先，先假設一個較簡單的狀況，如 圖3(a)所示，當
目的。Day tank和Lorry tank的循環過濾最大的差異在於， ∆t時間區間內，Day tank未供應出任何化學品，此時經過
假設Day tank循環過濾不間斷，過濾期間所發生的
Day tank的數量一般僅配置1顆，桶槽內隨時都有完全未經 ∆t之後的Day tank循環次數可很直觀的以下式表示之：
Vessel補液等其他可能造成循環過濾程序短暫中斷的時間
過濾的新化學品補入，或是經循環過的舊化學品輸出，使
忽略不計，則Day tank的循環過濾時間(t )可視為：
其循環過濾次數較難估算，以致於目前尚未有一個合理的 F ��͵�₊�� � ��͵� � ��͵�� (9)
算法可供廠務端使用。有鑑於此，本文將提出兩種新型的 � (7)
� � 其中F 為在固定的∆t時間內Day tank可增加的循環
DT, ∆t
計算模式，針對Day tank的循環過濾次數進行合理的估算 ��� 次數，由式(1)可知，當循環流量不變的情況下，F 是為 5. 結論
。 其中Q FAB 為設備端的使用流量，將式(7)代入式(6)，F DT DT, ∆t
則可改寫為： 一定值。接著討論在∆t的時間區間內，Day tank有供應出 本研究提出了概略型估算模式(Rough Estimation 間內化學品總需求秒數作為計算基礎，因計算頻率高，適
化學品的狀況，如 圖3(b)所示。在討論此情況的計算方式
2.2 大宗化學品的循環過濾 3. 本研究提出之計算模式 1 � Mode, REM)及動態型精算模式(Dynamic Calculation 用於時序密度需求較高的線上Defect比對。實際應用的結
�� � ⋅ (8)
2 ��� 之前，需先建立Day tank每次的補液時間間隔遠小於∆t的
Mode, DCM)兩種新型的計算模式，針對桶裝化學品供應 果顯示，REM確實可用於某些化學品在跨廠區大方向上概
工廠內用量大較大，需透過槽車供應的化學品，廠務 3.1 概略型估算模式(Rough Estimation Mode, REM) 限制。在此前提之下，Day tank可視為均在滿桶液位的狀
端統稱大宗化學品(Bulk Chemical)。化學槽車首先會將原 式(8)即為概略估算模式的計算式，其中循環過濾流量 況下執行循環過濾，故每小時增加的循環過濾次數F DT, ∆t 仍 系統(Drum Unit, DU)的循環過濾次數進行計算。REM以每 略的比對，但若需評估短時間內化學品需求頻率對於供應
F
物料填充至體積較大的槽車桶槽中(Lorry tank，體積約6~ 第一種為概略型估算模式(Rough Estimation Mode, Q ，視供應Pump壓力設定而定，為一固定值，Q FAB 則可 可視為一定值。由於在∆t內，Day tank已被消耗掉了一部 日桶裝化學品的使用量作為計算基礎，可用於跨廠區相同 品質的影響，還是需透過DCM的計算結果，才可提供較為
30噸)，Lorry tank數量一般為二顆，主要目的為讓二顆桶 REM)，此模式可針對DU的循環過濾次數進行初步估算， 透過每日桶裝化學品平均更換數量加以概略估算之。 系統的循環過濾次數概略性比對 ; 而DCM則是使用固定時 合理的說明。此外，本研究也透過DCM的模擬，提供線上

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機台一個建議定期保養週期，確保化學品循環過濾次數能
恢復至正常水位後再執行下一次的保養。
目前DCM的計算，係建立於設備端的化學品需求流量
為一固定值的假設，故目前僅適用於設備端需求流量較為
穩定的化學品。未來若將廠務端供應機台的出口流量計即
時數據，導入DCM的計算程式中，相信可更廣泛地適用在
各種DU化學品的循環過濾次數計算。

參考文獻

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運轉策略。廠務季刊，Vol: 33。
[2] 徐銘宗、江宜臻、謝欣容，2013，先進半導體廠化學品供應系統
及微粒子控制。廠務季刊，Vol: 10。

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