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 新象新知



                                                                關鍵詞/ 原物料品質、特殊氣體、品質分析儀
                                                                Keywords/ Incoming Material, Specialty Gases,
                                                                Quality Check Instruments



                                                                前言

                                                                隨    著半導體製程的演進，電晶體的線寬日漸微縮，
                                                                     生產原物料品質對製程良率的重要性，相較於
                                                                過去的成熟製程更顯重要，任何一點品質異常如不純
                                                                物質提高、供應壓力變化、及供應濃度的改變等，均
                                                                可能對線上生產良率造成劇烈影響。

                                                                目前公司在生產原物料品質控管上，主要有以下把
                                                                關程序。首先為供應商所提供之原物料檢驗報告
                                                                (Certification of Analysis, COA)。公司內部的原物料
                                                                品質暨可靠度管控部門 (Incoming Material Quality &
                                                                Reliability control, IMQR) 會請原物料供應商，在出貨前
                                                                先對自家產品進行自我檢測，並提出原物料的 COA，
                                                                於入廠後交由品管人員做第一道把關。接著廠務端會
                                                                利用進料品檢 (Incoming Quality Check, IQC) 對進廠
                                                                原物料品質作再次確認，確保原物料由供應商端運
                                                                送至公司內的這段期間，品質未受其他因素影響。
                                                                常見的 IQC 有大宗氣體 (Bulk Gas) 的水氧分析儀，
                                                                以及用來量測大宗化學品 (Bulk Chemical) 中金屬不
                                                                純物濃度的感應耦合電漿質譜儀 (Inductively Coupled
                                                                Plasma Mass Spectrometry, ICP-MS)。即使有了 COA
                                                                及 IQC 兩道品質防護關卡，還是可能因為管路閥件
                                                                損耗，或是氣體純化器故障等因素，造成原物料品質
                                                                在供應的過程中發生異常，此時就須藉由連續品質監
                                                                控儀 (Continuous Quality Check, CQC)，讓廠務工程
                                                                師能及早作出應變，降低對線上生產的影響。常見
                                                                的 CQC 包括，大宗氣體所使用的微粒計數器 (Particle
                                                                Counter)、化學品供應系統的定期手動取樣分析、化
                                                                學品混酸系統的濃度分析、化學研磨液的 pH 與比重

 特殊製程氣體之品質監測系統開發  特殊製程氣體之品質監控系統(SGQCS)  圖片提供/信紘科技  影像處理/洪湘寧     即時監測等。



 Development of the Quality Check System for   表1 為各類型生產原物料的品質控管彙整，由該表可看出，除了特殊氣體之外，其餘所有的生產原物料均
                      有 IQC 或是 CQC 用來控管品質。特殊氣體中，僅有少部分的混氣系統 (Mixer) 如 4% H2/N2、1% GeH4/
 Specialty Gases      H2 有即時濃度監測，其餘以鋼瓶供應之特殊氣體僅能單靠 COA 來為其內部的不純物品質或是混合氣體
                      濃度品質把關，是目前所有生產原物料中，品保方面較弱的一塊。
                      氣體原物料中常見的不純物指標有水分、氧氣、金屬離子、碳氫化合物及微粒子等，其中又以水分最常
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 文│劉俊男  巫幸峰  黃介然 │ 中科廠務五部  新廠設計部 │  影響供應系統，而腐蝕性氣體類的供應系統則是水分的頭號受害者。供應商在填充原物料鋼瓶或是廠務
                      端執行鋼瓶更換時，若執行管路沖吹 (Purge) 的步驟不確實，會導致水分殘留於鋼瓶內或氣櫃盤面的管路
                      中。原物料供應商若將殘氣鋼瓶拖回生產廠未做適當處裡，甚至還會造成鋼瓶內水分累積。水分不純物
 本計畫設計了一套特殊製程氣體之品質監控系統 (SGQCS)，以補足目前特殊氣體在所有生產原物料中品質監控較  和腐蝕性氣體反應會產生各種會腐蝕閥件的強酸，不僅會使閥件內漏影響供應品質，閥件洩漏至環境中
 弱的一環。此系統結合了現有的氣瓶櫃 (GC)，再由一個選擇箱體 (Select Box)、一套分析儀器主體及一個氣體除
 害設備 (Scrubber) 所組成。藉由選用不同類型的分析儀器，這套系統可於鋼瓶更換後切上線供應之前，先對原物
                          進入台積 4 年餘，感謝公司                    今年邁入知天命，人生一                     愛山、玩相機、也愛宅在
 料氣體鋼瓶內之水分、微氧量、金屬離子等不純物做預先檢測，而對於混合氣體鋼瓶，也可先針對氣體組成濃度    俊 男    幸 峰                         介 然
                          提供了如此優質的工作環境，                     半的時間都奉獻給公司 ( 年                  家 裡 玩 3C， 通 稱 為「 果
 做篩檢，為特殊氣體供應系統增設一道監視器，做為供應至生產機台之前的最後把關。本文將針對 SGQCS 的系統  劉 Chun-Nan Liu   也感謝一路上給予指導的同仁  巫 Hsing Fong Wu  資 23 年 )。喜歡新事物、  黃 Andy Huang  粉」族。座右銘為「行於
                          們，讓我能在工作中持續成長。                    吸收新知也喜歡結交朋友。                    所當行，止於不可不止」。
 架構做說明，並針對相關之分析儀器原理進行介紹。


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