半导体制造蕴含蚀刻、黄光、扩散、薄膜等必经程序，如何确保各项制程设备的健康状态，无疑至关重大。例如扩散制程中的低压化学气相沈积(LPCVD)炉管、离子植入(Ion Implant)机，若出现真空度不足或真空泵浦突然故障停机，皆会导致大气回灌、微粒子过量，造成炉内整批晶圆报废；至于薄膜、蚀刻等其他制程，亦可能肇因于真空度不足，分别酿成电性异常、晶圆质量异常，导致业主蒙受巨大损失。但欲避免真空度不足、泵浦失效，存在一些挑战。

举凡炉管、离子植入机，系以真空泵浦(Dry Pump)为驱动元件，内含转子电机、鲁氏泵浦。真空泵浦原厂提供的监控系统，仅涵盖压力、流量、温度及电流，未含振动，导致用户无法掌握足够信息，甚难提前探知失效预兆；为此一向专精于振动量测的固德科技，于2018年推出真空泵浦质量检测解决方案，以协助半导体厂化解长期痛点。

固德科技技术经理许文泽表示，用户对真空泵浦的主要期望有二，一是掌握故障征兆，避免无预警停机；另一是找到可信赖依据，以延长良品的工作时数(Lifetime)，减轻维护成本，即使送交保养，亦需确保回厂设备达到保养需求规格。

期盼精准认定Lifetime，减轻维运成本

他进一步解释，以往用户惯用电流来观察机械健康度，但电流是落后指标，等到产生电流异常飙高警讯，代表随时可能停机，状况岌岌可危，不符合预知保养原则。此外谈及Lifetime的订定，多由人为经验搭配数据统计所形成，真空泵浦运转到达预定时数，不管状态优劣通通送交保养，使用户可能为了保养良品耗费无谓成本，况且针对回厂设备，通常仅以电流做为验收依据，不足以确保委外保养效益，埋下日后Lifetime内提前老化的风险。

鉴于这些痛点，固德设计相关软件与算法，涵盖ISO 10816转子机械振动质量评估、Broad Band数值管理、SOA值(Spectrum Overall Value)管理等多重机制，并将复杂讯号转化为直觉可视的健康指标，有效补强传统监测功能之不足，甚至用户即使欠缺FFT(快速傅立叶转换)频谱分析能量，仍能藉由这套方案看穿许多细微征兆。

固德方案支援ISO 10816第一类规范管理(振动最大限制值管控)，可依机械分类，在特定频宽下呈现振动物理量，让用户迅速得知其真空泵浦落在优良、正常、警告、危险何等层级；另支援经常为人忽略的第二类变异管理，以满足短时间趋势之管理需求。

搭配MCM-100高分辨率，藉由精细频谱捕捉异兆

SOA值意指频谱的总量，将不对心、动不平衡、轴弯曲、机械松动、转轴磨擦等五大异常振动特征加以汇总，转换为直观数字，使用户轻易掌握机械失效讯息；更有甚者，一般振动监测方案无从捕捉的孔蚀现象(高频且宽带域的振动)、粉体扰流(低频振动)等异状，固德方案皆可掌握，能使误判率降至最低。

对于何以达到如此精准细腻的监控质量，许文泽点出箇中关键，便是固德选用凌华科技的MCM-100设备，做为此方案的载体。MCM-100体积小巧易于部署，且内含DAQ资料撷取卡，具运算功能的计算机，众多直接可用的驱动程序，甚至支援IEPE/ICP传感器，加上提供USB、COM、Ethernet、4G等丰富接口，形成完整架构，帮助固德大幅减轻系统整合负担。

MCM-100可接4个通道，意即每台可监测4个轴承。难能可贵的是，MCM-100提供24位元分辨率与128kS/s取样率，优于一般常见的12或16位元分辨率、20kS/s取样率，得以支援更宽广的传感器输入范围，执行精细的频谱解析，搭配隐身在后的固德数学模型，联手展现精准的振动分析能力，更藉由深入浅出呈现方式，指引用户评鉴真空泵浦的健康状态，并透过数据管理来优化调整Lifetime，进而以最合理的维运成本负担实现预知保养，并可确实检视委外维护效果，大幅消弭无预警停机的影响因子。

作者：林稼弘