本案為兩昌集塵於台南科學園區完成的磊晶製程排氣工程。磊晶與 CVD 製程排氣含腐蝕性氣體與反應副產物粉塵，以耐蝕管路、乾式吸附與安全排放流程處理，確保管路不阻塞、維護可控。
BACKGROUND
產業背景
磊晶與化學氣相沉積（CVD）是化合物半導體、功率元件與 LED 製造的核心製程，使用的特殊氣體種類多、性質差異大，部分具有腐蝕性或毒性。製程排氣不只是「抽走」這麼簡單，還涉及材質相容、反應副產物處理與安全排放。若排氣系統設計不當，輕則管路堵塞、抽氣不穩影響製程參數，重則因氣體混合反應或設備腐蝕造成安全事故，因此磊晶廠對排氣工程的要求往往比一般集塵系統更加嚴謹。
CHALLENGE
現場問題
反應副產物在管路中結晶沉積，造成抽氣衰退與定期拆管清洗；腐蝕性氣體對一般碳鋼風管與風機造成快速鏽蝕，維護風險高。
SPECIFICATION
系統規格
- 製程
- 磊晶・CVD 薄膜
- 污染物
- 腐蝕性氣體・反應副產物
- 集塵型式
- 乾式攔截＋吸附床
- 管路
- 耐蝕披覆・法蘭密合
ANALYSIS
粉塵與污染特性分析
磊晶與 CVD 製程的排氣成分複雜，常見含氯、含氟等腐蝕性氣體，以及反應後生成的固態副產物。這些副產物在高溫段呈氣態，進入管路降溫後便會結晶析出，沿管壁逐漸堆積，最終造成抽氣衰退甚至堵管。腐蝕性氣體遇到水氣後酸性更強，會加速一般碳鋼材質的鏽蝕。此外，不同製程的排氣若混合，可能產生非預期的化學反應，因此排氣系統的設計重點在於材質相容、副產物攔截與氣體分流。
DECISION
方案比較與選型
本案的關鍵決策有三項。第一是材質：一般碳鋼風管成本低，但在腐蝕性氣體環境下壽命很短，因此改用耐蝕披覆管與不鏽鋼，並以法蘭接頭取代容易洩漏的接合方式。第二是副產物攔截位置：與其讓結晶物進入主管後再定期拆管清洗，不如在製程端先攔截，從源頭降低堵管風險。第三是排氣分流：雖然共用一條主管施工較省，但為了避免不相容氣體混合，最後依氣體種類分區獨立排放。這些決策讓初期投資略高，但大幅降低了長期維護成本與安全風險。
SOLUTION
設計邏輯
耐蝕材質選用
管路與風機採耐蝕披覆與不鏽鋼材質，接頭改為法蘭密合。
副產物攔截
製程端加裝粉塵攔截裝置，減少結晶物進入主管。
乾式吸附
依氣體種類配置吸附床，並以差壓判斷更換時機。
分區獨立排氣
不相容氣體分管排放，避免混合反應與安全風險。
SITE SURVEY
現場評估重點
磊晶製程排氣的現場評估，會先與製程與廠務人員確認使用的特殊氣體種類、流量與尾氣處理設備（Local Scrubber）的配置，因為不同氣體對後端排氣系統的材質與處理方式要求完全不同。接著確認反應腔清潔與維修時產生的粉塵量與頻率，以及既有排氣管路是否有積粉或腐蝕。評估時也會確認排氣系統的備援需求，磊晶設備停機成本高，排氣中斷可能造成整批晶圓報廢。
CONSTRUCTION
施工與試車
本案施工前與廠務單位逐一確認各製程機台的排氣成分與相容性，據此劃分獨立排氣管線。舊管拆除與新管安裝配合歲修排程進行，並在每段管路完成後進行氣密測試。耐蝕披覆管與法蘭接頭安裝後，再依廠內環安衛程序完成檢查與文件交付，確保系統啟用前已符合安全要求。
RESULTS
改善成果
- 主管結晶沉積大幅減少，拆管清洗週期延長三倍。
- 抽氣量長期穩定，製程參數漂移問題改善。
- 耐蝕配置使風機鏽蝕更換頻率明顯下降。
- 分區排放符合廠內環安衛與氣體相容性要求。
EVALUATION
效益與驗收方式
本案的效益主要反映在維護與穩定性上：一是主管拆管清洗的週期，二是製程端抽氣量的長期穩定度，三是風機與管路的鏽蝕更換紀錄。交機時也一併提交管路配置、材質規格與氣體分流說明，讓廠內環安衛單位在稽核時能清楚掌握排氣系統的設計依據，這也是磊晶製程排氣工程中不可或缺的一環。
MAINTENANCE
後續維護建議
- 定期開啟檢修口檢查主管內部的結晶堆積狀況，掌握清洗時機。
- 依差壓變化判斷吸附床更換時間，並保留更換紀錄供稽核使用。
- 每年檢查法蘭墊片與耐蝕披覆層是否有劣化或剝落。
COMPLIANCE
安全與法規注意事項
特殊氣體排氣涉及毒性、可燃性或腐蝕性物質，管路材質、接頭密封與洩漏偵測都必須符合廠內安全規範，並與氣體供應及尾氣處理系統整合。系統需設計異常警報與連鎖停機，排氣中斷時能即時通知。相關作業應遵循職業安全衛生與毒性及關注化學物質管理的規定，排放部分則依空氣污染防制相關法規辦理。
FAQ
常見問題
Q：磊晶製程排氣為什麼容易堵管？
反應副產物在高溫時呈氣態，進入排氣管路降溫後會結晶析出並附著於管壁。磊晶製程排氣系統若沒有在製程端先攔截副產物，結晶物會在主管持續累積，造成抽氣量下降。
Q：不同製程的排氣可以共用一條管路嗎？
需要先確認氣體相容性。若排氣成分可能互相反應，必須分管獨立排放；本案即依氣體種類規劃分區排氣，以降低混合反應的安全風險。
APPLICATIONS
延伸應用
耐蝕材質、副產物攔截與氣體分流的觀念，同樣適用於其他使用特殊氣體的製程，例如乾式蝕刻、擴散爐、太陽能電池製程與化合物半導體製造。不同製程的氣體種類與副產物特性各有差異，實際設計時需要先取得完整的製程資料，再依相容性與安全需求規劃最合適的排氣架構。
若您的工廠也有磊晶 CVD相關的粉塵、油霧或廢氣問題，歡迎與兩昌集塵聯繫。我們會依現場製程與產塵點評估，提供合適的磊晶製程排氣規劃建議。
NOTE
本案例為真實工程專案，文章由工程師結合 AI 協作撰寫並校對。
