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Recycling

Techniques

for Inert Process Gases

惰性製程氣體回收技術

本計畫開發了一套惰性製程氣體回收系統，將半導體製程機台所排放出來含有大量高單價惰性氣體的製程
廢氣加以收集，再回收給氣體供應商，以降低原物料成本。此套系統主要由一個低壓緩衝桶槽、一個高壓
貯存桶槽、一組加壓幫浦及一個氣體回收站所組成，配合相關的氣體偵測系統及壓力迴授控制，達到不影
響生產、不造成工安危害及降低原物料成本的三大目標。該系統目前已成功運用於氖氣回收上，實測結果
顯示，回收到的氖氣純度達 93% 以上。另外，本文也針對後續氣體純化的部分，對極低溫純化技術做了相
關簡介。

關鍵詞/ 氣體回收、氖氣、極低溫純化
Keywords/ Gas Recycling、Neon、Cryogenic Purification

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文│劉俊男 黃介然 │ 十五廠六期新建工程專案 新廠設計部│
前言 在 1 大氣壓下約 -246℃，遠低於氮氣的 -196℃，
故無法使用傳統的液氮分餾塔將其提煉出，一般
氖氣混合氣的分離方式係透過鋼鐵廠於煉鋼的過
半導體製程中所使用的氣體種類繁多，其中不乏
程中所提取。位於烏克蘭奧德薩這座大量生產
稀有、高單價者，如惰性的氦（He）、氖（Ne），
鋼鐵的城市，即為全球的氖氣供應重鎮，其中的
或是燃燒性的甲鍺烷（GeH 4 ）以及腐蝕性的乙硼
ICEBLICK 公司掌握了全球 60% 的氖氣產量。然
烷（B 2 H 6 ）等。在全球半導體業競爭日趨激烈的
而受到 2014 年烏克蘭內戰以及奧德薩水災等因
環境下，各家公司除了先進製程的競賽之外，藉
素的影響，使得氖氣產量銳減，間接了影響全球
由控管生產原物料成本來提升獲利，也是提升公
氖氣的原物料供應價格，2015 年中，氖氣價格甚
司競爭力相當重要的一環。回收高單價的製程氣 [2]
體即為一種降低原物料成本最直接的做法。 至上看原始價位的 20 至 30 倍之譜 。
半導體微影製程中所需之雷射光源，其生產過程 氦氣為另一項具有回收價值的惰性製程氣體。雖
中主要使用的緩衝氣體為氖氣。氖氣為單原子氣 然其價格並未若氖氣如此昂貴，但氦氣在半導體
體，在地球大氣層中的含量相當稀少，僅占所有 製造中的用途卻相當廣泛，如高壓氣相化學沉積
氣體中約六萬五千分之一 [1] 。由於其沸點相當低， 及蝕刻程序上做為晶背冷卻用，使氦氣的耗用量

進入台積工作兩年餘，從一開始的新工處 2004 年進 TSMC 即加入新廠工程處至今。
俊 男 介 然
設計部，接著中科十五廠五 / 六期的建廠 愛山、玩相機、也愛宅在家裡玩 3C，通
及運轉，感謝一路上提攜教導我的長官及 黃 Andy Huang 稱為「果粉」族。
同仁們。 座右銘為「行於所當行，止於不可不止」
劉 Chun-Nan Liu

300mm FABS FACILITY JOURNAL SEPTEMBER 2016 33