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                                                                                                    技術專文


                                                  TSMC / FACILITY PUBLISHED
           VOL.44
                                                   廠務季刊


                                                     URL.http://nfjournal/



           純水小分子TOC的防禦與對策

           The defense and strategy against small molecule TOC in UPW system




                                                                                       文│楊昀瑍 傅正貴│台南廠務九部│


           摘要 / Abstract

              隨著半導體製程的精進(N5→N3製程)，使用的超純水越趨純淨，其中總有機碳(TOC)過高將導致晶圓表面氧化及結晶缺
           陷，導致蝕刻不均、清洗效率不佳。各廠廠務超純水系統對TOC素有極高的去除效率(POU出口已達<0.5ppb)，惟獨針對小分
           子TOC(分子量<350g/mol)的去除效果不佳，當超純水系統遭受小分TOC污染(尿素/IPA/Acetone/其他未知物等)，易於短時間
           TOC大幅上升。
              經與UPW系統商奧璐佳瑙合作進行研究，發展各種小分子TOC的量測方法，如尿素分析儀(比色法)用於現地連續監測、液
           相層析儀-有機碳量測法(LC-OCD)可鑑別出水體中各種分子量大小的有機物、小型純水系統(Pilot Test)模擬測試..等，並評估出
           小分子TOC的改善方法(系統改善)。最終擬定一系列採樣計畫以建立水源地的水質長期趨勢。本文旨在探討超純水系統中小分
           子TOC的量測鑑別及去除效率的精進，以期強化超純水系統的應變能力。

           關鍵詞 / 超純水、總有機碳、尿素、小分子TOC

              With the progress of semiconductor process(N5àN3 process), the purity of Ultra Pure Water(UPW) is more and
           more important. Especially higher Total Organic Carbon(TOC) could lead to oxidation of wafer surface Band crystal
           defects. The removal rate of TOC in each FAB UPW system is quite significant(TOC in POU<0.5ppb), except for Small
           Molecule TOC(molecular weight <350g/mol). When small molecule TOC contaminant appear in UPW system(UREA/IPA/
           Acetone/Unknown…), TOC will increase rapidly.
              Cooperate with Organo to develop identification of small molecule TOC. Such as UREA analyzer(colorimetric
           method), Liquid Chromatography-Organic Carbon Detection(LC-OCD) which is an analytical technique for identification
           and quantification of TOC(various molecular weight), UPW simulation system, etc. Finally we expected to set up water
           quality long-term trend of water source. We want to discuss the identification methods of small molecule TOC and
           improve the TOC removal rate, as a result in strengthen response ability of UPW system.

           Keywords / Ultra Pure Water, Total Organic Carbon, Urea, Small Molecule TOC



           1.  前言

              由於南科水資源匱乏，未來以再生水替代自來水勢在必                       口已達<0.5ppb)，惟獨針對小分子TOC(分子量<350g/mol)
           行，再生水中未知的小分子TOC對UPW系統而言會是一大威                      的去除效果不佳，當超純水系統遭受小分TOC污染(尿素/IPA/
           脅。本文旨在探討超純水系統中小分子TOC的量測鑑別及去                       Acetone/其他未知物等)，易於短時間TOC大幅上升。目前受
           除效率的精進，以期當未來再生水導入時可強化超純水系統                        限於儀器極限及偵測方法，於超低濃度TOC污染物的精確度
           的應變能力。                                            仍有待提升 ; 再者針對小分子TOC進行之系統改善造價昂貴，
              各廠廠務超純水系統對TOC素有極高的去除效率(POU出                    需於效果跟成本間取得平衡。

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