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技術專文

1. 前言

1.1 製程排氣管路穩定運轉的重要性

制程排氣系統作為生產機台日常運轉的重要環節，承
擔著空汙防制重要責任。該系統由制程排氣管路Pumping-
line、Dry pump、現址式廢氣處理洗滌塔Local scrubber、制
程排氣管路Exhaust duct、中央洗滌塔Central scrubber組成。
Pumping-line由兩部分組成，第一部分為Tool至Dry
pump之間的管路，稱為Fore-line段，具有高真空度環境；第
圖2、不同制程產出Powder形態分析
二部分為Dry pump至LSC之間的管路，無真空度需求，僅為
微負壓環境(通常介於-0.9Kpa~0Kpa之間)(圖1)。其中制程排
Pumping-line運轉的第二大問題是「氣體洩漏」，經由
氣管路Pumping-line作為Dry pump之後的微負壓管路，內部
運轉統計資料分析，2018/3~2021/10期間，共發生氣體洩漏10
輸送的黏滯性氣體會產生化學反應或是冷凝形成粉塵附著於
次，其中3次氣體洩漏發生原因為管路拆裝清潔保養後重新組
管路內，雖然Pumping-line外部有包覆加熱帶以推遲粉塵形
裝氣密不佳。通過加強保養人員Pumping-line拆裝訓練，雖然
成的速度，但是隨著生產機台運轉時數的增加，粉塵累積的
可以在一定程度減少人為拆裝失誤，但是仍不可杜絕裝配失誤
量會增多，進而會堵塞管路，造成Dry pump的背壓升高，存
導致的氣體洩漏事件。
在Dry pump宕機或是制程排氣回灌Tool chamber的風險，最
其三，Pumping-line管路拆裝清潔保養增大加熱帶損壞
終造成產品的缺陷。
率。加熱帶作為推遲管路Powder堵塞的附屬裝置，在清管前，
需先行拆卸下來，待保養完成後再重新安裝。此過程，分段式
加熱帶接頭由於多次插拔會導致鬆動，引發加熱帶溫度監視信
號中斷，甚至接頭接觸不良導致加熱帶不加熱的情況發生。據
統計，人為拆裝加熱帶導致的故障發生率為31%(以2020年度南
京廠加熱帶警報統計資料分析(圖3)，人為原因導致的故障發生
58起，總計警報184起)，也是運轉過程中一大負擔。

圖1、製程排氣處理系統介紹

1.2 製程排氣管路(Pumping-line)運轉宿疾

在實際運轉過程中Pumping-line，通常會產生諸多持續困
擾廠務工程師的問題。第一個問題就是「塞管」，不同制程所
用特殊氣體不盡相同，管路內積聚的Powder成分也不同，所
表現的特性也不同，清潔難度各不相同：部分制程Powder質
地鬆軟、有孔隙，便於清潔；一些制程Powder質地堅硬，很
難清刷；還有一些制程Powder包括易燃發火性組分，清管過 圖3、2020年度南京廠加熱帶ALARM統計分析
程則屬於高風險作業(圖2)。依據清管時間區分清潔難度，共
分5個層級，以下列舉幾項易塞制程說明(表1)。 1.3 製程排氣管路保養模式智慧化變革的意義
Pumping-line現行保養模式為人員手動拆卸-清潔-組裝
表1、易塞製程Powder清潔難度説明 每段管路，依南京廠運轉經驗來看，全年消耗4500hr工時
製程 單臺清潔時間(hr) 清潔難度 數，約占LSC system PM loading 20%(表2)。
薄膜SiN 1 ★
蝕刻Oxide 2.5 ★★
蝕刻Metal 3 ★★★ 表2、南京廠傳統清管模式全年消耗工時
爐管TiN 4 ★★★★
薄膜P-EPI 6 ★★★★★ PM項目 全年數量 單台人力 單人單台工時(hr) 全年總工時(hr)
Pumping line PM 500 3 3 4500

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