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                                                                                                    Notes
                                                                                                    技術專文


           續處理，就半導體如此耗能的製程而言，公司在節能減碳已                        問題為起點，「發現」問題需要分析、「釐清」問題需要分
           是行之有年，而今除了減廢外，進一步將廢料回收再利用的                        析、「解決」問題更需要分析，在分析技術的開發上，與微
           「循環經濟」是另一個重要議題。                                   污染相關的「超微量分析」仍然是首要技術，因為在廠務運
              無論是在材料經由系統供應至生產線品質的保證，或是                       轉過程中，各項改善措施的目的必須以製程需求為依歸，有
           廢棄物的減量回收再利用的過程，從新系統的建立驗證、廠                        機污染物、無機污染物(金屬不純物、酸鹼離子)及微粒子是半
           務系統的開發與改進、日常運轉維護的優化、故障的排除及                        導體的殺手，廠務實驗室必須具備微污染的分析能力，在未
           預防、廢棄物的減量回收，都需要有正確分析的數據做為改                        來系統最佳化的驗證過程才能事半功倍。
           善依據。因此，建立一個廠務專屬、具備先進分析能力的實                            其次，是材料失效測試技術，以廠務供酸/供氣系統為
           驗室是必要的。                                           例，從原物料進來經系統到使用點，其過程必須經過由20種
                                                             以上不同組件、大於80~90個零件所組成的供應系統，任何
           1.1  廠務分析檢測能力現況
                                                             組件的老化失效都可能造成產品問題，若能夠透過材料失效
              相較於一般的實驗室，廠務較著重在即時監測，廠務系                       測試，收集汰舊換新或故障零件的數據，根據這些數據可以
           統中其實存在許多與化學分析相關的檢測，以下概略將現有                        進一步訂定材料的規格與使用規範，優化廠務系統的運轉。
           廠務檢測分類如下 :                                            與綠色製造環境保護相關的環境實驗室，在面對越來越

           ①  TCM(Total Chemical Management)實驗室 : 因應廠務       複雜的先進製程材料(種類變多、成分變複雜)，及越來越嚴格
             化學品及研磨液混酸系統的運作，TCM實驗室負責混酸                       的法規，亦將持續建立新方法，包括煙道/空氣/污泥中重金屬
             後的品質監測，通常著重在濃度、酸鹼度、導電度、比                        分析、放流水中有機物等，除因應未來在資源回收再利用、
             重、表面張力的監測。                                      再生水、空氣/水污染防制的需求外，對於未來先進製程新材
           ②  氣體CQC(Continue Quality Control) : 針對大宗氣體(bulk   料的導入所帶來的環境衝擊，亦將扮演重要角色。
             gas)在進生產線前，經由純化器(purifier)純化後不純物
             的監測，包括氮(N 2 )、氧(O 2 )、一氧化碳(CO)、二氧化碳
             (CO 2 )、氬(Ar)、水(H 2 O)、微粒子(particle)的及時監測，
             這是所有廠區的標準配備。
           ③  線上監測系統(online monitor system) : 在許多系統上
             安裝有線上監測裝置，例如 : 超純水(Ultra Pure Water,
             UPW)的二氧化矽(Silicon dioxide, SiO 2 )、溶氧(Dissolved
             Oxygen, DO)、總有機碳(Total organic carbon, TOC)、
             微粒子(particle)氣動分子污染物(Airborne Molecular
             Contamination, AMC)的總硫(TS)、氯化氫(HCl)、氨
             (NH 4 )、揮發性有機物(Volatile Organic Compound,
             ＶOC)化學品/研磨液的濃度、酸鹼值、導電度。
                                                                           圖1、廠務實驗室技術願景
           ④  環境分析實驗室  :  目前具備對煙道及周界空氣中的五
             酸、氨氣、氯氣、溴氣、揮發性有機污染物，及廢水中
             的重金屬及磷酸鹽的分析能力，且定期對廠區進行煙道                        2. 文獻探討
             五酸、重金屬的監測。
                                                             2.1 先進製程的需求
              前三項提供個別廠區供應系統運轉的基本品質趨勢監
                                                                 依據2020年IRDS良率提升(IRDS Yield Enhancement)文件
           測，目前這樣的監測機制還是無法滿足產線的需求，產線的                        [01] ，將液體和氣體從供應商經由廠務系統到設備端的產品晶片
           問題依舊無法避免，顯然還有其他的未知物存在其中，是物
                                                             上，共劃分為6個不同介面，如 表1，並強調污染控制必須由
           料?是系統?這都需要客觀的分析和持續改善。
                                                             源頭供應點(Point of Supplier, POS)開始，化學品和氣體就是指
           1.2  廠務實驗室的技術發展目的                                 供應商，一旦進入廠務系統傳送點(Point of Delivery, POD)，經
                                                             由連接點(Point of Connection, POC)到進入設備端POE(Point of
              在半導體工廠裡，廠務既是物料的提供者，也是廢棄物
                                                             Entry)，就必須依賴系統中的過濾器或純化器進行過濾/純化，
           的處理者，未來廠務實驗室的角色，將協助以優化廠務運轉
                                                             甚至在進入設備機台使用點(point of use, POU)到達晶片之前，
           為前提，提升產品品質，同時達到綠色製造的目標(如 圖1)。
                                                             都還需再進一步處理，才能讓晶片的缺陷降至最低。
              「分析」是一門「問題導向」的科學，所有的分析都以
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