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除卻Pumping-line清潔保養時間長之外，現行的保養工具
也是非常簡易，保養人員主要憑藉「一字起和鋼刷」進行管路
內壁的Powder清潔，當遇到長管和彎管的時候，這兩項工具就
顯得比較乏力，無法做到有效清潔。
以上所述表明，現行Pumping-line保養模式消耗較多的
人力資源成本、ESH安全成本和附屬設備維修成本。現如今在
智慧化工廠改革的背景下，研發並運用自動化技術變革現行
Pumping-line保養模式，就顯得很有必要且有意義。
南京廠經過腦力激蕩，發想開發出一款管路清潔裝置，以
達到自動清潔效果。
圖4、Pumping-line管路連接方式

2. 文獻探討
2.2 歷年關於製程排氣管路的保養模式的研究
2.1 半導體行業製程排氣管路配置演變
為減少排氣管路内氣體沉積物的附著，半導體從業者一
半導體產業離不開真空技術。生產半導體元件：①要在 直在研究。其中主要從「源頭端減少沉積物生成」和「沉積物
矽片上摻入相應的其他元素 ; ②在生產積體電路時要形成複 處理方法」兩個方向展開。大致可分以下幾類：
雜的金屬薄膜和絕緣膜 ; ③要進行表面的刻蝕處理等複雜的工
① 提高排氣管路内氣流溫度以確保内部氣體冷凝附著，一
序。如果生產過程中的真空度不夠，矽片表面上沾了灰塵會導
是包覆加熱帶 [04] ，多數製程維持管路在120℃，少數極
致內流動的電子無法通過而出現短路導致報廢。
易塞製程維持180℃；二是管路内施以高溫N2氣體，使
制程真空則由通過真空泵和真空管路提供，真空管路同
用熱風槍原理維持氣流溫度在250℃。兩者適用場景不
時也是排氣管路，其內部輸送半導體特種氣體，包括易燃性、
同，HOT N2適用于難以包袱加熱帶的複雜管路或是管
[01]
毒性、腐蝕性等 。真空技術的零另一應用體現在此，真空造
壁厚實的特殊管路，比如彎管和球閥段，加熱效果佳。
成的壓力差可以吸著氣體，遠距離傳輸氣體至廢氣處理系統。
但是其運行費用要高於加熱帶，體現在功率較大和N2氣
[02]
同時氣體物質在低氣壓環境內蒸汽壓較低容易保持氣態，氣
體費用。三是注入特殊腐蝕性氣體清潔管路内壁 [05] ，目
體活性較低，氣體碰撞機率較小。因而保障Fore-line高真空段
前僅在fore-line段使用dry-clean技術，由於特氣費用以
易燃腐蝕性氣體不會引發火災、洩漏和附著管路等問題。
及對管路的傷害性沒有全面推廣。
較早時，油式真空泵是半導體行業中常用的真空泵種
② 管路沉積物去除方式包括在chamber出口段安裝cool
類，最主要的特點是真空度高，能滿足新型行業的特殊工藝要
trap或是濾網箱抓取粉塵 [06] 。Cool trap，利用一密閉容
求，其中又以旋片式真空泵和往復式真空泵為主要代表。因不
器於內部置一循環冰水管接觸片狀，或網狀物，因廢氣
能抽水蒸氣和可凝性氣體及易腐蝕性氣體等受限，但隨著真空
冷凝效應會有粉層吸附於片狀或網狀物上，只要定期更
泵的研發生產技術提升，轉而採用清潔、安全、耐磨、造價
換或清洗，即可低降低粉層塞管的現象。但是需要頻繁
低、維修方便、性能穩定、振動小、噪音低等優勢的幹式真空
停機，導致產能減少。
[03]
泵，就滿足半導體行業工藝要求 。
幹式真空泵後端的排氣管路僅作氣體輸送用，無需真空 現行各廠區采取管路包覆加熱帶、加裝Hot N2以及定期拆卸
環境，微負壓即可。但由此也帶來特種氣體沉積附著管路和氣 排氣管路清潔的保養模式。FOR-LINE段由於高真空，氣體沉積率
體洩漏的問題。為此管路則設計成小段通過快接件連接，便於 較低，保養周期較長，一般為3~5年；乾式真空泵後端管路為微負
停機時清潔維護。同時管路閑使用「O型密封圈」O-RING進 壓，特殊氣體易于沉積，保養周期較短，短則3個月，長則1年。
行氣密防護(圖4)，高溫制程和使用腐蝕性氣體制程排氣管路
2.3 製程排氣現行保養模式存在的弊端分析
還需使用耐高溫、耐腐蝕的全氟O-RING進行強化防護，避免
頻繁拆裝每段排氣管路，需確保復歸后管路的氣密，通常
連接段腐蝕洩漏，引發安全事故。
采用N 2 保壓或O 2 測量兩種測漏方法。實際運轉過程中，難免
存在測漏失效的情況。同時人爲手動清潔難以清理彎管和長管
内粉塵，導致管路堵塞的風險依然存在。有研究統計，某半導
體廠內，2006~2010年所發生之異常事件，針對區域洗滌設備
之異常事件進行統計與探討，氣體洩漏事故佔百分比62％，而

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