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                                                                                                    Notes
                                                                                                    技術專文


           (Ｍicroelectromechanical system, MEMS)技術開發氣相層析儀    供給時，如何確保物料供應品質是廠務系統負責人的重要課
           的微型管柱，應用在大氣監測的氣相層析質譜儀(Spacecraft                  題，一個具有材料/物料/微汙染分析能力的實驗室，將有助於
           Atmosphere Monitor, SAM-GC-MS)、結合毛細管電泳與質譜         廠務系統品質的提升與改善，接下來將針對各種物料系統面
           儀(Capillary Electrophoresis-Mass Spectrometer, CE-MS)，未  臨的問題種類、分析技術的應用、監測方法的開發作探討，
           來在廠務監控系統的開發和改善上，不同技術的結合是成功
                                                             3.1  各種物料系統面臨的問題
           的關鍵。
              以廠務系統而言，最佳的監測方法就是現場量測，不經                           分析是一門「問題導向」的科學，所有分析的目的都為
           任何樣品處理(取樣、分解、稀釋、濃縮)的線上即時量測，                       了解決問題，而在半導體積體電路製造如此精密的製程中，
           NASA在開發即時監測儀器的先決條件是—必須知道目標物為                      出問題的項目卻又往往不在成份分析檢驗報告書(Certificate
           何?但並不是所有測項及物料都可以即時監控。在半導體先進                       of Analysis, CoA)的規範項目中，再則，CoA規範的只是材料
           製程中，影響產品品質的不純物大都是未知物，少有現成線上                       最基本的品質要求，如何將材料經由中央供應系統傳送至製
           量測技術可用，因此，在廠務分析技術的開發過程，必須經過                       程，還要保有原品質，甚至優於原品質，這是一項挑戰，解
           取樣、樣品處理、儀器量測定義出關鍵的目標物(如 圖5) ，                     決問題必須先知道問題是什麼?製程要什麼? 表3中列出與廠務
                                                      [12]
           然後依據實驗室分析結果，開發出現場量測方法，再進一步推                       供應系統相關材料所面臨的分析需求與時機。
           展成關鍵物質線上即時量測技術。                                   3.1.1  水Water

                                                                 水是至關重要的材料，在半導體製程中晶片進製程前與
                                                             製程後的清洗都是水，超純水，從工業用水經由系統處理到
                                                             超純水，中間經由許多程序移除水中的不純物，而微量的金
                                                             屬離子、有機化合物是隱形殺手，來自原水中的不純物理當
                                                             「完全」被去除，但當原水中不純物濃度變化時(豐水期與枯
                                                             水期)，或種類改變時(水源改變)，系統該如何因應?能處理的
                                                             是什麼?殘留的是什麼?

                                                             3.1.2  化學品Chemical
                                                                 許多酸、鹼、有機溶劑用於製程的清洗、蝕刻、乾燥，
                                                             雖然經過供酸系統中的層層過濾，但是製程問題還是時有所
                                                             聞，尤其是用於前段製程的清洗的化學品，particle是最常
                                                             發生的項目，好發在有機溶劑如異丙醇、稀釋劑，鹼性化學
                        圖5、化學分析流程示意圖                         品如顯影液，和高溫硫酸，至今仍困擾工廠，顯然化學品中
                                                             還含有很微量的不明物質，這非現有例行監測的方法所能偵
           2.5 企業社會責任-綠色製造                                   測，而這些微量不明物質是來自原物料?供酸系統?還是生產
                                                             設備?仍待釐清。
              台積公司是「綠色力量的執行者」，在2019年企業社
                       [13]
           會責任報告書中 ，在煙道排放、空氣污染、廢水排放及回                        3.1.3  研磨液slurry
           收、廢化學品的回收都有相當的成效。其中，在實現綠色製
                                                                 化學機械研磨的研磨液，其組成較化學品複雜，而其中
                                        [13]
           造的過程，由廢水分類及資源化系統 ，可看出從機台分流
                                                             所含懸浮粒子(研磨劑abrasive)決定研磨效率，包括研磨速
           →回收系統→廢水處理→回收再利用，共38項廢水分類及31
                                                             率(Remove rate, RR)、微刮痕(micro scratch)等，由於研磨
           種回收處理再利用，欲使整個系統更有效運作，許多的改善
                                                             液中含有研磨劑，使得研磨液在供輸過程變得相當複雜，過
           過程及成效驗證都需要化學分析數據來加以確認，廠務環境
                                                             渡過濾造成研磨速率變慢、過濾不足造成刮傷、流速不足怕
           實驗室在綠色製造的推展上，未來應該扮演更重要角色。
                                                             沉降，而大部分研磨液都透過廠務系統調配、過濾後供應至
                                                             製程使用，調配過程中落料順序、速度；混合槽過濾循環時
           3.  廠務實驗室發展藍圖
                                                             間、流速；濾網種類、規格、使用壽命；待料時間及循環速
              在現代半導體積體電路製造工廠裡，廠務擔任水、電、                       率，以上種種都會關係到研磨液的供應品質，一種新研磨液
           氣、化學品的供給者，IRDS對於這些製程原物料的品質要                       的上線，混酸系統是不是已在最佳狀態?這需要經過重重驗證
           求，也隨著技術的進步越來越嚴苛，在負責這些製程物料的                        把關，未來先進製程的研磨液更要如此，其實，研磨液混酸

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