半导体废气制程排放-图文.pdf

半导体废气制程排放-图文（精）LT半醇微摩裂程排氧系统魏振翼，彭淑惠，胡石政摘要新竹新阜圜扇的立，带勤了台湾的湃彝展，但也造成了琪境方面的 污染，半醇髓蕖在裂造遇程中，辗可避免地必须使用不同槿的化学物 卷了提高J1品的良率，必须精密控制羟品所接解之琪境的空氟品而裂程 排氟系统(Exhaust System),81非裂程生羟所需但郤是卷生羟国域管 造一他可供生羟人具在安全辗虞情况下的工作琪境，因此裂程排氧系统，优 屡靠物相容性至排放氧髓翰送，以至於各槿污染鹿理15借，皆需格且 缜密逗撵，追些均是琪琪相扣缺一不可。本文研究的目的乃是希望藉由斜封 座氯槿及化晕性之源分析，暹而分51,以期能优目前圜显常用系统中 箭逗出既安全又璟保的系统。同：半醇髓工蕖、挥赞性有械座氟、洗滁塔1.前言半厚18工蕖，雎己有四十年的赞展，郤是在近十年内快速赞展，成房之速非常 熊人,且重子羟品已成卷人ffl生活中不可缺少的必需品，各他先迤阈家舞不努力於 研究樊展，以期在工蕖能力及市埸估有方面能取得僵势。但在半厚髓裂程生羟既可 符合裂程生羟需求，又能兼ii工蕖安全，同畤更可卷琪保翥一份心力畤，所排放之 座氟，除了封人髓畲有安全性之威耆外，更畲造成璟保空氟污染。有於此，在投 入半蹲股工蕖建摩的同畤，希望能封装程排氟之虞理原理，琪保相IW法规甚至各他 系统虑理所使用之管材，做全面通黑的了解。2.裂程排氧系统之分半醇髓裂程流程中，使用械台槿相常短多，各槿排放物槿更是不瞒枚聚,若要斜封里一槿置罩猬排放虞理施，不僮有其置上的因KL而且施工上及 日彼雉修保普更周不易，因而，目前半厚髓1ft房中，依撼排放之特性大致上图分悬 酸/毒性(Acid Exhaust)、龄性(Alkali Exhaust)、有械溶音J(Solvent Exhaust)及一般排氧(General Exhaust)四他系统：(I酸、雌性屡氧：其主要来源卷化阜清洗工作站，清洗晶片畤所羟生之挥赞性 氧赭，此氧髓部分含有渡理，部分即封呼吸系统有刺激性作用有害人髓，故必Central Scrubber做水洗中和虚理接，再排入大氟。(2毒性廖氟：其主要来源卷化阜氟相沈稹(CVD)乾触刻械、散、蹄 子植入橙及磊晶等裂程畤所羟生，由於以上之裂程均使用大量的毒性氟髓，因此在其台本身 即置有Local Scrubber作先行鹿理,再送至Central Scrubber做水洗中和腹理tt，再排入大氟。(3有械溶州 1座氯：目前半厚髓裂造蕖大多以活性碳吸附塔或填充式洗源塔腹理 If内排之VOC氧髓，但本公司之前Ifttt茂德摩用探用沸石滤缩例输+燃氧式焚化燧，去除率 可逢90%以上，检目前较佳之空氟污染控制技衍。(4 一般座氯：其来源悬械器il樽赞熟)1生不含有害物故可由排氟 借直接排入大Mo酸性啜氧Acid ExhuutCDO毒性解运Toxic ExhaustDAS酸意费氧排放管Central Scrubber一一排至大氧南千7!序Ltval Sci 旗水电理取蛾睥氯Alkali Exhausl瑜性囊氧排放管Skr 一排至大氯有檄嗔意.Solvent Exhaust有槌费氧排放管沸石凝相樽塔十 一小王”分直哄式焚化遍-徘至九召般殿轨General Exhtiust般爽氧排放管排就我卓-一排至大氧圈一半醇醴依排氯槿辍重漏呈圜I2.1 半醇飕裂造渠空氟污染物排放檄型表一半醇醴裂造渠空氟污染物排放檄型恻VOCs 90%或工摩排放量小於0.6 kg/hr（以甲烷悬言十O90%或排放区原雌小於0.02 kg/hr95%或排放量鹰各小於0.6 kg/hr95%或排放区息雌小於0.1 kg/hr2.2 酸油翕/S氟虑理系统(Acid/Alkali Exhaust System)裂程排放之座氯，利用凰管衔接至CentralScrubber,目前毒、酸、排放屡氟系统虑理多使用水洗式中央洗源塔，迤彳瞬、亶缸 毒物之水洗，使排出之氯醴符合琪保法规要求，而清洗彳笈污水it污水虑理敞2.2.1 MISMaJ用水洗式中央洗源塔可虑崛氟中0.3囚11以上之微微物，同日寺也可以去除屣氟中之氧熊污染物，其基本原理是利用氟II典 液醴的接角蜀，而去除氯醴中的污染物停送到液飕中，然彳笈再招清瀑之氯醴典污 染的液醴分梃到清浮空氟之目的。氟流中的（粒状物典洗源液接角蜀彳笈液滴或液膜散附於氯流中之粒了上或者增源於粒子使粒子藉著 重力惯性力等作用连到分批除之目的。（氯熊污染物即藉著絮流分子散等量傅送，以及化孽反鹰等现象僖送洗濮液II中连到舆迤入 氟醴分叱目的她可在洗源液中添加化孽物以吸收方式控制氟状臭味物2.2.2 虑核式由填充式洗源塔和洗源液迤彳返收中和（对用填充物增加接角蜀表面稹 以去除屡氟中之有害微粒物由填充式洗*晞塔，探用氧液逆向吸收方式虞 理downward以霜腆而下羟生小水滴，座氟即由塔底（逆向流逵到氧液接斶之目的，此虑理方式可襦3凌氟温度氧1兽1理及11世除，悬碓保 塔内氟飕之均匀分伟，及氧液之完全接角蜀因此探用即填充滤材愿具有疏髭之表面 敕大之自由表面稹使氟醴，液醴之停留待增晨，同峙使用填充滤材之逃用愿有 遹常的空隙以减少氯醴向上升之阻力减少洗源塔之屡降力再谩除霜段虑理mis t eliminator接排入大氯中。2.2.3 法规举扪除累因子及填充段空塔滞留1 寺定羲如下：7船聚因子=water flow rate 0.1m 2packing surface x basic area hr填充段空塔滞留畤=scrubber length 0.5 s air velocity2.2.4 虑理阿黑占2.2.5 附ft(Equipment flW：凰檄位於下游，它提供系统需要之凰量和克服系统中各樟罩元之樱照此凰檄 卷彳笈阳式翼输，以大负荷含殳言十（皮带勤含霜勤焉逵，避震系统排水，检测孔。凰管：提供屡氟源至之衔接管路包含傅接1、簪M和BiW!凰FI法畅口必要之防震接豆乳皆有即的结横支持。填充物之有效表面稹大，能停送效率高，接斶去除效果特弓氢横造均匀，孔隙特 大，减少屋力以建第省焉连勤力之甘的。成本格较低廉空需求小醴稹整，减少整醴洗源塔的重量及空本it结横笺固耐用，具借有 超高堆放高度而不必特别支架。整彳固系统可以言殳言十在地面或屋项不高之虞。可去除0.3pm以上微的99%o富空受限日寺，可依现埸尺寸定裂洗源塔，但通遇洗源之凰速必须小於2.5m/s。水管：未包含接至现埸水管区圉号接和管路固定。PH控制器：用以定吸收液内蕖剜浸度 以吸收械制迤行。侑者蕖槽：侑者存添加之化擘蕖品 雷控装置：控制系统各装置之正常建作和姬检出警示典必要之虞置功能 循璟泵浦：提供塔内吸收液一定循猿量 泵浦型式卷（节式影巾由封型式 可瓢水建醇，及瓢事由封漏水之虞，含重勤H连圈二以式酸/亶病中央洗源塔ffla节式酸/亶病中央洗源塔圈四附者殳倩（MW）2.3毒性座氯虞理系统(Toxic Exhaust System)显域性洗源塔(LocalScrubber之轮圉金耀寸提供现埸局部排氟虑理的优装程1靖虑理未反愿完 之可燃性氟醴或带有酸性或毒性氟醴，送入CentralScrubber之前所装置的依其加热化学作用或物理吸附方式增加康氯洗源效果。一般半醇醴摩房符LocalScrubber安置如圈五，符其虑理度氟的差臭分卷四槿不司型式。IH五癌域性洗*联塔(Local Scrubber)在瀑浮室的配置IH2.3.1水洗式显域性洗源塔：禾阻水洗方式揩可溶於水之JS氟及粉廛水洗源除。JS氟流由余吉横决定其在氟室停留1 寺舆虑理曼上要元件有噫嘴(SprayNozzle,泵浦，加檄制及PH值分析器，迤出口屋力感知器，涸感知器，控制盛视装置，氟谨氟室物畤之 清腰制，氮氟之吹，（Piirge,等相信抬殳倩。2.3.2吸附式（含加热吸附式）显域性洗源塔：利用化孽吸附方式揩座氧吸附至金鼠罐中，吸附剜之能和检测檄制有屋力感测器，或出口浸度感知器，或由吸附洌之色燮化判 To定日寺移除化学吸附WL2.3.3燃式显域性洗源塔：目前燃方式有通入一定屋力之氧源，或有热源加熟，在自 然通入空氟禾师）8氟本身自燃特性而迤彳改然iB,如burning box或burning tube,均是不用水洗舆吸附方式。禾师迤出口之屡差感知装置不薪忍堵塞盾形，定日寺必 须清悖室内部。2.3.4 加热（燃兼水洗式显域性洗濮塔：金性寸化阜氟相曲（CVD裂程檄台或多晶矽（Ploy成晨遇程的之未虞理的或反鹰剩绘的氟II,3鼠於可燃性氟II如量氟，矽甲烷 及利用加热（燃靖方式符可燃性氯飕高温氧化，若腐於有寿,或腐触性，易爆氧II但可溶於水利用冷水加以洗的箱锦I上要元件如去除氟室粉廛之清啾 制有的是刮刀或喷嘴或IB刷，另外加类蜡殳件奥加热控制方式，燃之醇燃器件，聚急日寺吹氮氟之供J雷磁反昂 通入氧氧典量氧之控制雷磁区昂 水洗冷 谷|之循琪泵浦。2.3.5 四本重Local Scrubber之便缺黑占比较：表二癌域性洗源塔之便缺黠比敕表Local Scrubber狗U 水洗式（Wet type雳占缺黑占1.以溶解吸收法之屡氟被有效虑理1.水氟逆府反鹰室或排至）!矜管的.成本低能源损耗少2.雉修保餐多1.有座粢物虞理之猿保冏题吸附式（兼含加熟1.修保餐次妙2.不商用在大量凌氧虑理2.能源损耗少type3.敕瓢工安冏题4.成本高燃式成本低能源损耗少1.瓢控制檄制下SiH 4燃2.雉修保叠次娜2.效率未能II知加热（燃兼水洗式有效虑晒FC全氟碳化物，敕瓢L 粉魔凝太吉或阻碗成雉修保拣次琪境污染雇瓦敷多2.遹用在大量凝氧虑理2.4 有檄屡氯（VOC）（Solvent Exhaust System）目前半醇醴裂造渠大多以活性碳吸附塔或填充式洗源塔虑理蔽内排放之有械屡 氟，依虑取借之言十去除效制BI国内宣除Bi查余吉果示（表三），有檄屣氟排放削减率大 多瓢法符合未来辛醇fl装造渠空氟污染排排檄型（排放削率需大於90%）。另外，新竹科阜圜癌目前少数EJ探用沸石渡箍穗翰+直燃式焚化煽 其去除效果相常 著，去除率可连90%以上，卷目前新竹科阜圜癌较佳之空氟污染控制技彳杆。兹就目 前圜癌所使用含殳倩可分卷四槿型式：表三圜显半醇醴摩商污染防制之查佟吉果污染防制效率亏染防制网一般活性碳吸附塔在正常操作下，其去除雄可逢90%以上，但常活性碳吸附 塔出现超能和日寺，去除效率刖曾明H降低。半醇体摩所排放有檄座氟中，部份腐於水溶性较低的物故探用潟式洗源 法去除有檄屣氯者，其去除效率有一定的限制。本法卷目前圜显较佳之空氟污染控制技+直燃式焚化网，在一般操作脩件下，其去除演可逵90%以上。101 78%通常此法的有檄屡氯去除效率恒大於90%以上，需藉由二槿以上之控制借之用电才得以符合半醇体排放檄型之要求。B：上述之排放量均指罩一燃囱之排放而言2.4.1 活性碳吸附虑理活性碳吸附法使用活性物来吸收有械物，一般遹用於虑理低浸度及考虑资源 回收的前题下，以吸附的方式最廉卷工渠界探用。但根摞半醇醴摩空氧污染控制 吉殳儒前彳笈之探檄分析系吉果示（表四），若雉持活性碳正常建作，可去除大部份 挥樊性有檄空氟污染物，但使用此法曾有下列E樟缺黑占：（1由於氯醴含有多量有械瓢械污染物日寺，活性物很容易旌能和惬，因此再生频率 高，借操作麻:(2一般工摩有檄座氟排放量期活性碳容量之押估有所差累且部份工摩之活性碳吸附逵能和而未予烦，因而曾彝生溢流的现象.瓢法连到愿有的虞I率(3活性碳再生日寺，若使用蒸氧，即揩羟生大量度水，增加JS水虑理量之负据及成本；若 使用燃方式，即活性碳在每次燃畤符损失510%之最圈六活性碳吸附塔2.4.2 沸石浸缩樽输+直燃式焚化系统2.4.2.1虞理京理：此系统之言殳言十目的悬去除半醇醴所排放之有檄屡氟，把有一渡缩ffllro(VOC ConcentratingRotor）浸缩彳爰，符高渡度之有械）8氧送入燃檄（ThermalOxidizer）燃彳爰排放，以求符合Si保要求。本系统加言殳言十有二彳固热交换器，以阳收燃（Oxidizer）燃排放之座熟 O回收之屡熟，一方面做卷有檄屡氟浸缩本勤余再生（Regenerating）之热源，省 能源；二方面熟迤入燃檄之有檄座氯氯18,以省燃料；三方面可减低热量排 放造成之都污染。有檄座氟迤氟氯湍空遇滤缩穗输滤缩倍铺10倍，如此.可以P倒氐燃的 大小（Capacity）卷十分之一，可降低整彳固系统之投资成本。燃料：LNG（正常用）LPG（借用燃料GAS CHRCMMTOCRAPH VOC concentration圈七浸缩醇僦理檐2A.2.2虑3率有檄屡氟渡缩：吸附斡吹功能有二：（1浮化有檄座氯氟流：常有檄）8氯氟流t谩斡赣面接，即被浮化，净化效菊勺90%98%o(2浸缩有檄屡氟的成份：以另一再生氟流再生傅翰由於脱附作用，使有檄座氟渡箍沏0倍以上。有利於接燃靖焚化虞理自福勺容量彳爰段燃焚化之有檄屡氟分解(Destruction)效瑞勺99%。有固费氟中，高沸黠者，如DMSO、MEA,浸度遢高易影簪效就性能，以12Pp m卷佳。有沸石斡输上空塔速度舆有檄屡氟渡度 去除效缩倍II参考下留(n/s)VOC去除效率府笈澧缩丰p V=L 7/secM 碟会邛：XM-60502.010 StC一corrosive(腐触Iinert(Pf 5.太吉箫科学SIE 13高科技羟蕖虽隹然带了台 湾潸的持成房，但各工摩排放的屡氟污染物郤举寸民冢健康和璟境品造成相常的彳酎擎，值得深入探言寸。由前面之施L大致掌握半醇 醴工渠裂程排氯虞理的原期及方法，初步余吉谪如下：(1在有檄污染物排放方 面，大部份工摩的排量仍高於半醇飕裂造渠空氧污染排放檄型，J改善 其污染防制,如现有部份工摩已使用效率较高的沸石直燃式焚 化系统代以往的活性碳吸附等。在瓢檄性空氟污染物排放方面，除了少数O1外，大多可符合甘前法规，但仍需金十 封排放他高及危害性较大的污染物迤彳正解，加以排放岫考量以符合半遵II裂造渠空氧污 染排放檄型。(26.稣文庸犬(1(2(3(4(5(6(7(8(9(10(11(12(13(14(15(16(17 彭振阈、王 白霎“半醇飕晶囿摩之屡水屡氟虑理系统介貂”，霜子月刊第三卷第九 期P100P110(一九九七年九月虢)弓是俊彦“半蹲醴晶圄摩之规重典 计，霜子月刊第三卷第九期P70-P75(一九九七年九月虢)张振平“半醇 醴棠局部排氟系统之研究”，行政院劳工委员 取r安全生研究所(88.11.31)“半醇醴裂造棠晶囿施安全检核指引一理控系统、理系统、洗源塔、潟式清洗台”，彳破院劳工委员曾劳工安全衢生研 究所、劳【安全衢生技彳行馥害IOSH89F033(88.6月)驻金帛烽“VOC屡氯虑理 概1号，化工技彳行第一卷第八期P74P93(八十二一一月虢)鄂宗禹“半醇 醴裂程排放之挥知性有檄屣氟之控制技秫广，毫微米通Ml第徵第四期P1P5 的平“半醇醴棠羟生有害空氧污染物虞SK彳杼阈科保署科技合作研究言十副成果幸艮告黄俊彳桀、赖麽智、王耀金名，曜子半醇醴摩之有檄屣 氟虑理：生物滤床虞理案例研究”，化工所羟1“安衢羟棠在半醇醴工棠 之J用现况典超势 X安快“阈内半蹲飕裂造棠潸在危害暴露之初步探言寸”，致r安全衢生曾Ml第24期，半醇醴裂程健康在危害曾介”，致r 安全衢生ffi Ml第II期文德“晶阅裂程排氧系统估”，工研院能W所 张善豪“科阜圜癌空氟污染物排放特性之探言寸”隙希立，半醇醴摩矜系统”“半醇醴as供鹰器殳施之教阜研究”工M技秫亍研究院委彳杆W情研究言十 制田“超浮瓢鹿室之理砌”