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TSMC/ Facility Published

前言

隨著半導體製程的推進，製程所需之光阻、顯影劑、 達到環境背景值，VOCs 排氣處理設備的不斷改善便
剝除液等有機溶劑種類也持續增加，進而產生大量揮 成為公司近期主要發展的方針之一。
發性有機物 (Volatile Organic Compounds, VOCs)，
若大量排放至空氣中，亦可能經由皮膚接觸或透過呼 表 1：台積公司各廠區排氣分佈表
吸系統對人體產生負面影響，並有致癌之可能性。故
A B C D E F G
VOCs 排放已經是空污檢測之重要指標，同時亦是空污
VOCs 26% 31% 27% 32% 25% 19% 30%
排放之主要管制項目。目前半導體產業針對有機性排氣
五酸 57% 35% 32% 30% 35% 37% 40%
以沸石濃縮轉輪加上直燃式燃燒爐所組成之 VOCs 處理
設備為主流，透過蜂巢式吸附濃縮轉輪，並配合適當 鹼 17% 34% 42% 38% 39% 44% 31%
的轉動速度及吸脫附區域比例，達到線上吸附、脫附、
再生而達成提高廢氣濃度之目的，最終藉由高熱將高
濃度之有機廢氣完全破壞。 2.2 現址 VOCs 處理設備 ‒ 沸石轉輪吸附
及直燃式燃燒爐
然而現行製程使用之有機性化合物氣體含有硫類和胺
現址 VOCs 處理技術可分為吸附法、濕式洗滌、熱焚
類等高沸點物質，在沸石轉輪低溫環境下，會有不穩
化、觸媒焚化、蓄熱焚化、生物濾床及冷凝等七種技
定與競爭脫附的現象，使既有單沸石濃縮轉輪設計的
術。半導體廠揮發性有機排氣 (VEX) 與酸鹼排氣一樣
脫附溫度無法將有機物完全脫附，造成轉輪去除效率
具有高風量低濃度的特性，故結合吸附法及熱焚化法
下降。台積新廠區已透過導入材質全面升級的雙轉輪
為一身的沸石轉輪吸附濃縮加焚化系統便成為半導體
系統，使脫附溫度可從原設計的 220℃上升至 300℃，
廠解決 VOCs 排放的最佳解法。( 圖1)
進而改善此現象。而既有廠區仍有多達 110 台單轉輪
VOCs 處理設備正在使用中，若直接將脫附溫度提升將
沸石轉輪處理系統內部可分為吸附區、脫附區以及冷
使轉輪氣密邊條失去彈性，去除效率不增反減，故本
卻區，大部分低濃度高風量的製程有機廢氣直接透過
文將針對單轉輪設備脫附溫度提升的方法進行探討。
轉輪吸附後變為乾淨氣體排放至煙囪。少部分有機廢
氣則經由焚化系統預熱至 180℃ -250℃後流回至脫附
區，藉此高溫氣體將轉輪內濃縮後的有機物脫附送至
燃燒爐進行焚化作業。而此吸附、脫附交互循環之流
文獻探討 程便是沸石轉輪濃縮系統之基本處理架構 ，且沸石轉
輪經由此再生程序後，即可反覆使用，使 VOCs 去除
效率達到 95% 以上。
2.1 半導體業揮發性有機污染物

揮 發 性 有 機 污 染 物(Volatile Organic Compounds,
VOCs)依世界衛生組織的定義為氣壓在 101.3Kpa 下，
該有機化合物的沸點在 50-250℃。VOCs 具有滲透、脂
溶及揮發等特性，長時間吸入將導致肝臟、腎臟、大腦
等器官受損。此外，氮氧化物 (NOX) 與非甲烷碳氫化合
物 (NMHC) 經由日光的照射後，便會因光化學反應而形
成臭氧造成環境二次污染，使鄰近地區空氣品質惡化。

台積公司環保政策一向以「促進環境永續，成為世界
級環境保護標竿企業」為願景，經 2021 年各廠空氣
污染物排放量檢視，可發現全廠區 VOCs 的排放量佔
圖 1： VOCs 去除設備選用圖
總排量約 23%( 表1)。為使煙囪空污排放於 2030 年
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