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圖一、空氣與水的熱質傳

未飽和空氣

未飽和空氣
邊界層

水滴
邊界層
水

(a) 水面 (b) 飛濺的水滴

污染成因可能不同，因此藉由製程 將廠內循環空氣逐步降低 AMC 物
上使用之化學品調查、廠內各材質 質。第三道採製程機台內部加裝化
前言
之釋氣調查與場外周界之污染監測 學濾網來過濾去除各類 AMC 污染
調查，將可在污染發生時迅速掌握 物。化學濾網的設置，必須同時考
半導體生產製程包含精密的微機電 污染來源及其成因。並透過即時監 量處理之 AMC 類型與其濃度範圍，
和積體電路，對於生產環境之潔 控，達到最短時間預警效果，使製 否則污染物去除效率或化學濾網之
淨度的要求特別嚴格，因此整個 程品之損失降到最低。 壽命將難以掌握。
製造過程都在嚴格控制的環境條件
在研究水洗室的熱傳效率和接
下進行，也就是一般熟悉的潔淨
晶圓隔離技術 觸係數之前，須先了解空氣與水接
室 ( cleanroom )。隨著半導體元件 SMIF、FOUP、mini-environment 觸時的過程。當空氣通過的水面或
之線寬微影技術的進展由 15 年前
晶圓隔離技術是利用一潔淨度高之 飛濺的水滴時，便與水表面發生
的 0.5~0.35 μm 縮小至 8 年前的
區域環境或是以內充氮氣之晶圓儲 熱、質傳，這時，根據水溫的不
0.25~0.1μm，而現在又由於浸潤
存盒，將晶圓與高污染環境進行隔 同，可能僅發生顯熱交換；也可能
式微影製程的發明，又將線寬縮小
離之動作。不過此技術仍存在某些 既有顯熱交換，又有質傳 ( 濕傳 )，
至 20nm，使得製程環境污染的防
問題須突破，因晶圓儲存盒的材質 而與質傳同時將發生潛熱交換。顯
治重點已由微粒轉移至氣態分子污
常有釋氣問題、盒內濕度與水氣控 熱交換是由於空氣與水之間存在溫
染 物（AMCs, Airborne Molecular
制亦是問題。待這些問題獲得解決 差，因傳導、對流和輻射作用而進
Contaminations）上。
後，區域環境隔離控制系統將成為 行換熱的結果；而潛熱交換是空氣
在 AMC 控制策略上，約略可分成 下一個世代晶圓製造必備之系統。 中的水蒸汽凝結 ( 或蒸發 ) 而放出
三方向進行： 或吸收汽化潛熱的結果。總熱傳量
污染物去除 ( 全熱交換量 ) 是顯熱交換量與潛
chemical filter、air washer
污染源控制 熱交換量的代數和。 根據質傳理論
outgassing test、monitor 汙染物去除控制通常在外氣空調系 可知，空氣與水直接接觸時，貼近
污染源控制即是在污染發生之前， 統，第一道採用 MAU Air Washer 水表面之處或水滴周圍，由於水分
先逐步對潔淨室內可能釋出污染源 水洗，將外氣中 AMC 物質局部去 子作不規則運動的結果，形成一個
加以控制，由於不同之潔淨室，其 除。第二道採廠內 FFU 循環系統， 溫度等於水表面溫度的飽和空氣邊

陳昭文 C.W. Chen
國立台北科技大學能源與冷凍空調所碩士
很榮幸加入台積電新工處；感謝新工處各
位長官、同仁的照顧與指導，希望能夠達
成建廠目標，為公司盡一份心力

NEW FAB TECHNOLOGY JOURNAL OCTOBER 2012 57