半導體製程中,有許多需要利用真空泵的設備。其中以Dry Pump影響製程關係重大,該如何避免設備無預警停機?
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乾式真空泵原理
真空泵主要藉由高速轉子壓縮氣體或動能傳遞將氣體排出,乾式泵浦主要有魯式、螺旋(screw)、挖爪(claw)、分子曳引(molecular drag)與渦輪分子等型式。轉子高達數千至數萬rpm,抽氣速率遠大於機械迴轉泵浦。半導體製程設備中,有許多需要利用真空泵的製程。例如在擴散製程中若出現真空度不足或真空泵浦突然故障停機,將會導致大氣回灌、particle過量等。導致晶圓品質異常、報廢等。
Dry Pump線上監測系統
透過長期監測真空泵轉子的狀態,確保設備運轉中製程的穩定,落實預知保養,避免無預警停機的發生。並藉由SOA頻譜總量,快速抓出異常原因,進而縮短維修時間。
根據不同機械種類分類 (馬力大小分類、馬達與負載連接形式、轉子種類、剛性或饒性結構) ,使用該種類指定之特定頻寬,並濾除頻寬內特定頻段,依需求將規定振動物理量之振幅以0-Peak、Peak to Peak、RMS值呈現。
· 適合套用 ISO 第一類規範管理:振動最大限制值管控
· 適合套用 ISO 第二類變異管理:振動變異管控
1. 根據既有量測基準,以機械振動變化量作為品質依據
Zone A 新機械,振動品質優良。
Zone B 可接受的振動值,可長時間使用。
Zone C 不可長時間使用,須進行保養修復。
Zone D 異常的振動值,建議即刻修復。
ex:類別為300KW-50MW,軸高大於等於315mm,剛性結構。此類別Zone B上限為4.5mm/s,因此品質界線值為:標準值(前測穩定值)±(4.5mm/s)x25%
2. 若無先前量測值,第一次先以“1 ”建議標準區域方式量測,後再建立量測標準值
機械異常警戒值,最高仍不得超出種類內ZoneC標準
若超出 ZoneC 請依循方式 -1 建議做法,進行保養修復。
若使用此評鑑方法,每次量測感測器需放置於相同測試點。
必須先有先前量測值作為標準,後續定期量測相同測試點,振動值不得超過規定的變化量Δ [變化量Δ:該類別群組Zone B上限值的25%]
右上轉子品質顯示警告橘燈
右下轉子品質顯示警告橘燈
橘燈顯示代表警告,不可長時間使用,需要進行計畫性維修及保養。
利用振動頻譜進行特徵分析了解異常原因,幫助快速排修
對心不良的振動特徵
振動頻率主要發生於1倍、2倍或3倍轉速上。
因大部分之不對心乃混合式不對心(角度式+平行式),故振動方向同時來自於徑向和軸向。
利用線上系統監測真空泵浦,幫助預防製程中發生無預警停機的發生。利用系統內建趨勢圖表,進行長時間的監測,能夠提前了解設備衰退趨勢,更進一步能夠落實預知保養規劃。