Page 84 - 52

TSMC/ Facility Published

前言 文獻探討

半導體晶圓製程中，硫酸主要用於為光阻去除後之矽晶 為解決廢硫酸回收系統運轉限制，以增加廢硫酸回收
圓清洗，清洗後產生之廢硫酸，但因廢硫酸中具雙氧 系統操作彈性為目標，導入創新突破操作模式硫酸稀
水成份，如直接使用於廠務處理系統，將導致具薄膜 釋法，搭配傳統既有鹽酸催化，打破硫酸濃度過高無
單元處理系統包含硫酸銨之薄膜透氣過濾 (Membrane 法再利用之框架，本文將針對高濃度硫酸稀釋手法、
Degasifier) 及回收之逆滲透薄膜 (Reverse Osmosis 溫升反應及鹽酸添加參數等方向探討，並比較單用傳
Membrane) 氧化性反應，使單元造成不可逆之化學結 統鹽酸催化法操作，據以列為廢硫酸回收系統標準操
構破壞，因此本公司自民國 104 年成功導入廢硫酸再 作模式之參考。
生系統，使雙氧水濃度降低至 <0.005%，再回歸用於
廠內促進資源活化，減少外購工業級硫酸，同時減少
委外處理費用，達資源循環。 2.1 廢硫酸來源與探討

然而廢硫酸再生系統操作有其運轉規範要求，普遍製 目前晶圓清洗技術大致可分為乾式與濕式兩大類，
程穩定廠區廢硫酸濃度小於 70%，但對於新建初始運 濕式法仍為主流。濕式晶圓清洗目的是以整個批次
轉廠或製程污染廠，為符合供酸品質要求，硫酸供給 (batch type) 或單一晶圓 (single wafer type)，藉由
系統上線前或製程開始前需持續進行管路及機台晶圓 化學品的浸泡或噴灑去除晶片表面所有的污染物，如
製程室 (Chamber) 化學藥劑清洗 (Chemical flush)， 微塵粒 (Particle)、有機物 (Organic)、無機物、金屬
將導致廢硫酸濃度大於 70%，甚至近 96% 原液濃度之 離子 (Metal-Ions) 等雜質。
廢液，若以現況廢硫酸回收系統操作方式進行，大幅影
廣泛為各製造廠所接受的是 RCA 標準清洗法 (RCA
響系統穩定度及產酸品質，導致高濃度廢酸須委外清
[01]
clean) ，RCA clean 包 含 四 種 化 學 混 合 液 APM、
運處理，硫酸外購勢必無法避免。此外，品質不佳之
HPM、DHF、SPM，成份及清洗目的如表1。
硫酸若用於氨氮脫氣膜處理系統，硫酸銨中氯鹽濃度
過高，將影響後續硫酸銨結晶回收再利用產能及效率。
其中 SPM 用於光阻去除後之矽晶圓清洗，依照製程需
因此高濃度廢硫酸回收不宜採既有操作方式。
求，硫酸 (H 2 SO 4 ) 添加過氧化氫 (H 2 O 2 ) 以不同調配比
例配置後 (Piranha solution) 清洗矽晶圓表面上之有機
為解決廢硫酸回收系統運轉限制，以增加廢硫酸回收
物，使有機物氧化分解，因此產生廢硫酸。機台排放廢
系統操作彈性為目標，導入創新突破操作模式硫酸稀
硫酸濃度約 50%~70% 左右，過氧化氫濃度約 3%~7%
釋法(如圖1)，搭配傳統既有鹽酸催化，打破硫酸濃
左右。
度過高無法再利用之框架，本文將針對硫酸稀釋方式、
溫升反應及產酸品質等方向探討，並比較單用傳統鹽
酸催化法之操作結果，據以列為廢硫酸回收系統標準
操作模式之參考。

圖 1：高濃度廢硫酸回收系統操作創新模式比較

��