〈工業技術與資訊〉粉塵終結器守護半導體良率 | Anue鉅亨 - 鉅亨新視界 (cnyes.com) https://news.cnyes.com/news/id/5134475 銳澤實業與晶圓廠業者合作密切，近幾年終端客戶對於優化空氣品質的要求日趨重視，對此，銳澤實業也不斷在市場上尋找能夠服務客戶且兼併半導體微型化與3D結構化之創新產品，終於在三年前與工研院合作技轉”粉塵終結器”來補足半導體基於ESG 企業社會責任及改善空氣品質等級最後一哩路。 晶圓製造進入 3 奈米的微縮里程碑，製程所產生的粉塵更加微小，因此須要更先進的集塵設備，以避免粉塵對良率的衝擊。為協助我國半導體產業，工研院研發出「粉塵終結器」，能將 PM5 以上粉塵微粒的捕集率提升至 9 成以上，為半導體產業帶來百億元以上的附加價值與綠色商機。 半導體產業是臺灣的護國神山，在每個製程環節，都有著最極致精密的要求，才能不斷挑戰 3 奈米、2 奈米的物理極限。但隨著進入 3 奈米以下的先進微縮製程，即便是極微小的粉塵，也會嚴重影響晶圓良率，因此更高效能的粉塵處理系統絕對是不可或缺。 舉例而言，在微影、鍍膜、蝕刻等製程，只要稍有微粒干擾，就可能導致短路或影響電性參數，造成晶片功能失常而降低良率。半導體製程產生的廢氣，挾帶各種化學物質及粉塵，目前的清除方式，大多採用濕式洗滌、袋式濾網、化學刷洗等；不過仍有極小的微粒（如 PM5）無法有效去除，且一旦製程排氣的背壓增加，就會產生氣體回流而造成汙染。以臺灣高產值半導體製造業著手，導入本粉塵終結器直接降低因生產活動所造成的環境危害，使微小粉塵淨化能力超越國內外廢氣微粒減量規範。 一顆 PM 微粒 相當於巨大隕石 以 PM5 微粒來說，粒徑為 5,000 奈米，其尺寸大小是 5 奈米線寬的 1,000 倍，這種肉眼看不見的細小微粒，掉落於晶圓上，相當於一顆巨大隕石降臨市區街道，損害程度十分可觀。 為了解決這個難題，工研院研發出「粉塵終結器」高效能粉塵處理系統，安裝於製程設備的尾端，可在第一時間捕捉尾氣及其中的汙染物，且處理效率遠優於目前業界普遍採用的技術。從實驗數據來看，粉塵終結器對 PM5 微粒的乾式與濕式水霧條件下的捕集率皆可達 90% 以上，符合半導體業界製程上的需求。 現址式洗滌器 粉塵第一道守門員 工研院機械與機電系統研究所半導體薄膜設備技術部業務副理董福慶分析，晶圓製造的粉塵捕集，分為兩大部分，一是在機台端安裝現址式洗滌器（Local Scrubber）、二是在廠房內安裝中央式洗滌器（Central Scrubber），前者的處理效率愈好，就能降低後者的負擔。粉塵終結器屬於現址式洗滌器的一部分，能夠大幅提升機台端的集塵效率。 以極紫外光（EUV）微影系統為例，因應精密節點製程趨勢，為確保精確曝光程序，機台內部必須隨時保持高真空，所抽出的氣體內即含有極小微粒，必須在 EUV 設備的尾端安裝現址式洗滌器加以清除。又以關鍵製程之薄膜沉積與蝕刻系統而言，為達製程嚴苛規格與保持真空，同樣的會抽出含有微粒的氣體，也必須在設備的尾端安裝現址式洗滌器加以清除。工研院研發的粉塵終結器，可簡易導入現址式洗滌系統，採用機械式物理清除原理，不僅有效改善粉塵捕集率，且清洗水容易循環再利用，可減少水資源及濾袋等的二次汙染及浪費。與業界既有方案如：濕式洗滌、袋式濾網、化學刷洗、靜電集塵等相比，兼具性能提升及環境友善兩大優勢。 機械式物理清洗 多段集塵學問大 董福慶解釋，機械式物理清除原理，是採用大量淋浴噴頭進行清洗，市面上雖然也有類似方案，不過缺點是當水珠撞擊微粒時，微粒可能彈跳而四處逸散，更小的微粒還會穿透水膜向外飛，成為漏網之魚。「這是微米及奈米粉塵的特性，因此即便以大量的水進行沖洗，並無法保證能夠有效捕捉微粒，」董福慶說。 為了解決這個挑戰，工研院的粉塵終結器，採多段式結構設計，先藉由控制廢氣中微粒的通過速度，與水霧噴灑讓淋浴噴頭能夠進行最有效的清洗，並利用離心風道設計，殘餘廢氣通過此通道時，離心力帶動固態微粒往下走、空氣往上飛，有效分離粉塵；還能視業者需求，做不同型式多層風道，進一步提升集塵效能。 工研院的粉塵終結者可大幅降低半導體產業粉塵排放，遠優於國家標準。透過微型粒子偵測器，量測到經粉塵終結器處裡後的顆粒數，遠低於環境中 PM3、PM5 顆粒數。 掌握關鍵優勢 粉塵捕集率增至 9 成 「粉塵終結器掌握了捕捉微粒的三大關鍵，一是流速控制、二是水霧控制、三是廢氣滯留時間，才能一舉將 PM 微粒的捕捉率提升到 9