如何快速排查 Vacuum Dry Pump 異常原因？

監診實績｜如何快速排查 Vacuum Dry Pump 異常原因？

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半導體製程中，有許多需要利用真空泵的設備，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。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？

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。

監測說明

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。

量測狀況

轉子品質管理規範：
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%]

實際量測發現異常

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。

振動頻譜特徵分析

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。

測量結論

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。

VMS-DP 真空泵浦監測系統

預防製程中發生無預警停機的發生

常見問題（FAQ）

Vacuum Dry Pump 為什麼需要進行線上監測？
Vacuum Dry Pump 是半導體製程中維持真空環境的重要設備，若泵浦突然故障停機，可能導致真空度不足、大氣回灌、particle 過量、晶圓品質異常甚至報廢。透過線上監測真空泵轉子狀態，可提前掌握設備衰退趨勢，降低無預警停機風險。

Dry Pump 異常會對半導體製程造成什麼影響？
Dry Pump 異常可能造成抽氣效率下降、真空度不足、製程氣體排放不穩、大氣回灌與 particle 過量等問題。這些異常會影響晶圓品質與製程穩定度，嚴重時可能導致產品報廢與產線停機。

如何快速排查 Vacuum Dry Pump 異常原因？
可透過 Dry Pump 線上監測系統長期監測泵浦轉子振動狀態，並利用 SOA 頻譜總量與振動頻譜特徵分析判斷異常來源。當系統顯示警告燈號時，可進一步檢查對心不良、機械鬆動、軸承異常或轉子狀態變化，縮短維修排查時間。

Dry Pump 轉子品質燈號代表什麼？
轉子品質可依振動值分為 Zone A、Zone B、Zone C 與 Zone D。Zone A 代表新機械或振動品質優良；Zone B 代表可接受並可長時間使用；Zone C 代表不可長時間使用，需安排保養修復；Zone D 則屬於異常振動值，建議即刻修復。橘燈通常代表警告，表示設備不適合長時間運轉，需進行計畫性維修與保養。

Vacuum Dry Pump 出現 1 倍、2 倍或 3 倍轉速頻率代表什麼？
若振動頻率主要出現在 1 倍、2 倍或 3 倍轉速上，可能與對心不良有關。由於多數不對心屬於角度式與平行式混合不對心，振動方向可能同時出現在徑向與軸向，因此需要搭配頻譜分析判斷實際異常型態。

導入 VMS-DP 真空泵浦監測系統有什麼效益？
導入 VMS-DP 真空泵浦監測系統後，可透過長期趨勢圖表掌握真空泵浦轉子狀態與設備衰退趨勢，提前進行預知保養規劃。系統也能利用頻譜特徵快速排查異常原因，協助縮短維修時間並提升半導體製程穩定性。