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2.3 螺旋刮刀探討 表1、數值模型之幾何參數
流體於光滑管內流動時，隨著流動的發展，壁面會產生
較厚的邊界層從而不利於熱傳，尤其是在流體速度較低的情況
[01]
下，層流流動的壁面邊界層導致熱阻較高 。螺旋刮刀因其會
迫使流體旋轉，破壞壁面邊界層，增加熱傳與流動路徑，使中
心流體與壁面流體混合，受熱溫度均勻且流動時間增加，也可
減少污垢在壁面之生成，延長加熱器之壽命。因此使用在CVD
製程上，其流體溫度提升且流體滯留時間增加，有助於有機物
之熱烈解，進而提升NMHC之去除效率。
3.3 實驗設計

3. 研究方法 本研究目的主要是針對NMHC是否能透過改善加熱器達
提升去除效率。以中科廠區CVD製程作為研究標的，透過改善
3.1 有機物污染源頭分析 加熱器並加入螺旋刮刀，評估不同CDA、Heater溫度與轉速對
盤點15A各種製程，SEX NMHC主要污染物為是CVD製 NMHC去除效率之影響，通過量測改善前、後之濃度進行比
程源頭端有使用到CxHx之化學品，而電熱式LSC雖符合規定 較，以達到最佳解之設定，實驗流程圖如 圖6所示。
(1/10L.E.L)，但對於有機物的去除效率不佳，因此先針對最大
宗的CVD製程進行改善，以達到空污減量。
由 圖5可以看到CVD中含有機物(CVD-1)之製程為NMHC
主要污染來源，佔66%其中主要有使用C 3 H 6 氣體，C 3 H 6 要完全
反應需要額外的O 2 使其轉化為CO 2 、H 2 O，反應方程式如下 :
2C 3 H 6 +9O 2 →6CO 2 +6H 2 O，可以透過LSC腔體前增加CDA流量 圖6、實驗流程圖
改善，但過多的CDA會導致反應溫度過低，需同步調升加熱器
溫度，相對需耗費較大之能源與損耗Heater的壽命，本研究期 4. 結果與分析
許透過螺旋刮刀提升滯留時間，以達到去除效率之提升與節能
4.1 模擬結果分析
之效益。
從 圖7模擬結果之滯留時間來看，相較於KT 1000FA而言，
當加熱器加大時，滯留時間增加1.62倍，加入螺旋刮刀後，增加
2.05倍，當轉速逐漸上升，滯留時間也隨著轉速增加，當轉速為
50RPM時，滯留時間增加2.92倍。從結果上來看加熱器加大與轉
速的提升，能有效的使滯留時間增加，而實驗刮刀最大轉速設
定為17RPM，其滯留時間增加2.35倍。

圖5、盤點各CVD製程之NMHC

3.2 模擬設計

模擬以KT-1000FA作為研究標的，僅針對Heater內部改善
進行流場分析，並根據現場量測之數據做為邊界條件。用有限
體積法(Finite Volume Method)分析，並使用卡式座標、交錯
網格以及SIMPLE演算法計算流場，邊界條件以速度入口、壓
力出口進行求解，並以滯留時間進行各項比較，其各項參數如
圖7、模擬各模型之滯留時間
表1所示。

FACILITY JOURNAL 03 2022 43