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技術專文

表 2、科學園區常用 VOCs 去除方式 表 3、各分析儀器分析原理及量測項目

控制技術 優點 缺點 儀器種類 分析原理 分析項目

其它串聯 沸石濃縮轉 去除效率高(300ppm以下) 含高沸點化學品時，轉輪需定期水洗再生(廢水處理問題) 離子層析儀(IC) 流動相對固定相中的離子進行洗脫，離子中不同的物質會以不同的速度沿固定相移動，最終達 酸鹼離子
不同處理 輪＋焚化 高濃縮比(20:1) 濃度較高時及操作處理不當時，有潛在的著火危險，需加 到分離的效果，當移動相通過偵測器時，便可進行定性及定量的分析。
設備 適用於大風量低濃度 裝保護措施(N 2 及消防水自動噴灑)
燃料費較省(as活性碳固定床、RTO) 輪轉壽命3~5年(高沸點成分脫附困難) 氣體層析火焰離子偵測器(GC-FID) 利用層析管分離有機化合物後再以火焰離子偵測器測定強度後轉換為濃度。 有機化合物
含高沸點化學品，可水洗(疏水性沸石)
氣體層析質譜儀(GC-MS) 利用層析管分離有機化合物後被下游的質譜分析器捕捉，使離子化、加速、偏向後最終分別測 有機化合物
沸石濃縮轉 佔地空間小 系統壓力變動大 定離子化碎片，依據質荷比(質量/電荷比值)進行篩選偵測，將這些分布情況與各種離子的相對
輪＋RTO 高處理效益 燃料費用高 強度作圖，即為質譜圖並換算濃度。
高沸點化學品，或HMDS時，有蓄熱材堵塞問題
電感耦合電漿體質譜儀(ICP-MS) 利用氬電漿所產生的高能量讓樣品同時進行乾燥、原子化及離子化，搭配惰性氣體碰撞系統及 金屬
專業活性碳 初設成本低 不適合含水分之溶劑 配有氧氣、氨氣與甲烷的氣體反應系統去除基質干擾，再經由四極柱進行質量分析。
吸脫附系統 確保減廢效率(>90%) 不適合含粒狀物之廢氣
操作成本低 有火災之危險 不透光率儀(Opacity) 入射光線經過介質而衰減之百分率。 白煙
無二次污染問題 廢棄活性碳處理問題
費用低廉，技術成熟 氣體層析光離子偵測儀(GC-PID) 利用層析管分析有機化合物後再利用惰性氣體真空放電現象所產生的紫外線(VUV)，使待測氣 異丙醇/丙酮
體分子發生電離，並通過測量離子化後的氣體所產生的電流強度，從而得到待測氣體濃度。

揮發性有機物微型氣相分析儀(MiTAP) 利用高濃縮採樣系統、微型氣相層析模組、陣列式感測器從而得到待測氣體濃度。 異丙醇/丙酮
F 2 (氟氣)Sensor 電化學傳感器通過與被測氣體發生反應並產生與氣體濃度成正比的電子訊號。 F 2 (氟氣)
園區內進行周界污染物偵測，結 計畫方法 中使用酸、鹼、有機化學品進行 總碳氫化合物/甲烷/非甲烷 FID(Flame Ionization Detector)以火焰離子偵測器測定強度後以甲烷為計算基準轉換為濃度。 有機化合物
果顯示VOC污染物為Acetone、 蝕刻(etch)與乾燥(dryer)又分流不 氣體分析儀(THC Analyzer)
IPA、BETX、Cyclopentanone及 佳導致問題發生，此情形不僅影響 氮氣化物分析儀(NO X Analyzer) 根據化學發光法作為設計原理與被測氣體發生反應並產生與氣體濃度成正比的電子訊號。 氮氣化物
PGMEA，其中IPA、Benzene及 本研究的目的是為了解決廠區中同 酸排煙道的排放量，亦影響鹼性排
硫氧化物分析儀(SO 2 Analyzer) 根據紫外光螢光法作為設計原理與被測氣體發生反應並產生與氣體濃度成正比的電子訊號。 硫氧化物
Toluene的濃度最高，平均值約在 一條管道中有著不同屬性的污染物 氣中的污染物濃度。為降低煙囪的
數十個ppbv左右，最高濃度大約 俗稱混排，煙囪內污染物偏高的問 污染物排放量，因此需要更進一步 API氣體分析儀 氣體分析儀以化學發光法量測空氣中NH 3 氣體濃度，並配備一台外部熱轉換器與之結合，以先 氨氣
進的處理技術，提供精準且穩定的低濃度量測。
150ppbv，另有少量氯化烴類，濃 題，其主要原因是目前廠內製程方 進行問題探討與現狀改善。依據實
度約為數十到數百ppt。 式改良，導致嘗試找出混排機台為 際運轉經驗顯示，單片式酸槽Wet
主要方向，並研擬出改善方法以解 bench製程，於機台單腔體內混合 圖3、酸槽機台尾氣處理流程
Chen等人研究中利用GC-MS判定
決排放量問題，由於排氣系統管路 排放各項酸性化學物質、NH 3 及IPA
VOCs廢氣之顯著物質為IPA [14] ；
分佈遍及全廠，考量到分析時效與 等污染物 表4 ，造成Exhaust端無法
Tsai等人分別利用IC及GC-MS進 機台端 廠務端
成本問題，因此採用直讀式儀器進 分流的情況產生，經過Exhaust風
行中科園區大氣採樣之粒狀污染
行濃度分析。 管輸送至濕式洗滌塔加藥鹼洗後由
物質、水溶性離子及氣體樣本分
酸性排氣(SEX)煙囪排放，由第二
析，denuder吸收系統採集、經分 章中文獻探討已經了解，濕式洗滌
析後所得主要物質為SO 2 、HNO 2 及 建置污染物量測機制 塔對揮發性有機物IPA的去除效率
NH 3 ；在PM10及PM2.5中所含有 不若酸性氣體來的好，故易造成廠
參考環保署環檢所採樣量測方法
主要硝酸鹽(nitrate)、硫酸(sulfate) 區內污染物排放量升高。由於目前
及業界已使用的儀器 表3，其中 製程機台 分流設備 現址處理設備 終段處理設備
及銨鹽(ammonium) [15] 。 鮮少專家學者針對混排議題進行探
MiTAP對於IPA檢測可進行即時量
綜觀國內外文獻，多為針對各別空 測，可輔助現場人員確認I PA來 討及提供解決辦法，因而我們使用
一套創新的空污處理方案來解決此
氣污染物、同類型污染物種討論 源，快速而即時。而對於低濃度
問題。
或改善其處理設備，如HF、HCl、 NH 3 目前多使用API進行量測，但其
H 2 SO 4 、HNO 3 、H 3 PO 4 皆為酸類， 體積龐大為其缺點，於污染物查找 我們有了上述所介紹的工具後，則 廠區共有27根主風管(submain)需 處理設備預處理後才排入主風管， 結果與分析
排放以濕式洗滌塔改善為主，另則 過程初期NH 3 多屬高濃度，當時可 開始訂定量測方法，需依照尾氣排 進行量測，每支需確認其待評估之 為更精確確認污染物來源之機台，
建議不同類型空氣污染物於源頭分 採用如TLD-1手持式氣體偵測器進 放流程循序漸進，本次實驗以酸槽 污染物濃度，如量測到高濃度異丙 需經由尾氣處理設備後方之管路開
流後再行分別處理 [15] 。但由於半導 行全檢，其攜帶性增加了採樣期間 機台之尾氣為例由機台設備產生→ 醇後，即追查上游機台來源。由於 孔進行量測，此時需與設備同仁確 改善成效
體製程更新快速，依摩爾定律，積 的便利性，以利採樣人員快速確認 分流設備→現址處理設備→終端處
主風管靜壓較強，採樣時需使用高 認機台為使用狀況下且並未進行 本研究對於煙道中的總排放量減量
體電路上可容納的電晶體數目約每 污染源。 理設備 圖3 ，但為溯源以確認明確
真空泵浦，進行氣體樣本取樣，以 PM等保養動作，再行採樣。經過 提出對應的做法，有效降低了廠區
隔兩年便會增加一倍，相對半導體 混排機台，其污染物追查方式反向 內的排放總量 表5，目前已將上述
利增加捕集率。 採樣收集後可確認污染源之機台，
設備機台設計及化學品使用之演進 進行為：煙囪煙道→排氣主管→排 方案分享給各運轉廠區，甚至於未
污染源目標確認 後續再經由排放種類重新規劃，達
也是日新月異，使用過往的製程廢 氣次主管→排氣支管→生產機台。 來建廠規畫上期望以目前運轉中所
尾氣處理設備量測 到污染物減量的目的。
氣處理流程已不足以有效去除目前 混排主要發生於濕式蝕刻機台， 碰到的議題進行探討，並以此為基
煙道中的污染物。 其製程方式為同一腔體(chamber) 排氣主管量測 酸槽機台製程腔體末端先經由尾氣 礎進行新廠設計與規劃。

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