行業背景

　　半導體制程複雜，對氣态分子污染物(AMC)敏感的區域比較多，在腐蝕控制方面，未來幾年半導體制造将面臨多重挑戰。據新版半導體路線圖白皮書介紹，傳統半導體的尺寸将在2024年達到極限。但是，将有更多種類的新器件、芯片堆疊和系統創新方法來持續計算機性能、功耗和成本的優化。國際器件與系統線路圖(IRDS)表示目前芯片成本降低方法主要是通過縮小多晶矽間距、金屬互連間距和電路單元的高度，這種現象将持續到2024年。

　　化學過濾器的生命周期對AMC去除效率影響很大，根據國際半導體技術路線圖(ITRS)，對光刻掃描儀晶圓環境AMC管控要求比較嚴格，無機酸總量目标值0.05ppbv、總堿目标值0.2ppbv、揮發性有機物目标值0.26ppbv。本文介紹化學過濾系統要素，包括AMC污染源、AMC控制目标值、新風化學過濾器與FFU化學過濾器配置方案。

　　AMC污染源

　　半導體制造的潔淨廠房内AMC污染源有可能源于外氣、操作人員、制程産生、潔淨室用材釋氣和設備洩漏。源于外氣的AMC主要成分包括硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、硫化氫(H2S)、氨氣(NH3)、揮發性有機物(VOCs)、臭氧(O₃)等;源于操作人員的主要是氨氣(NH3);下表顯示按照AMC分類源于半導體工藝制程、潔淨室用材釋氣、外氣的AMC主要成分和來源(參見表1)。

　　新風化學過濾器與FFU化學過濾器配置方案

　　針對半導體的不同制程工藝，新風化學過濾器與FFU化學過濾器配置方案會因很多因素而改變，比如：室外AMC濃度、潔淨室内部産生的AMC濃度、新風比、化濾的使用壽命和效率、化濾覆蓋率等。

　　MAU與潔淨室化學過濾系統示意圖

　　配置方案範例

　　表2是一個新風化學過濾器與FFU化學過濾器配置方案範例，目标AMC是無機酸，假設室外濃度是30μg/m3、化濾覆蓋率50%、内部産生源10μg/m3，需要滿足ITRS對光刻掃描儀潔淨室空氣和晶圓環境的濃度要求，分别5ppb和0.05ppb，制定的配置方案。通過美埃的自動模拟計算工具，可以模拟化濾覆蓋率對化濾效率、更換周期和每年用量的影響。根據以下的範例，≤30%化濾覆蓋率是不能滿足環境濃度要求;40%化濾覆蓋率需要提高化濾的終止效率到90%以滿足環境濃度要求;50%-75%化濾覆蓋率是比較合理的配置;化濾覆蓋率提高到100%配置過高，反而會提高每年化濾的用量。

　　美埃Puro系列化學過濾器

　　Puro-F(PF)是FFU式化學過濾器，搭配自帶風機過濾單元(FFU)和配合不同的濾料，可有效去除酸性、堿性、有機物、摻雜性等氣态分子污染物;Puro-C(PC)箱式化學過濾器和Puro-V(PV)V形化學過濾器适用于新風空調機組(MAU)與循環空調機組(RAU)内，以提供室内的AMC控制。化學過濾器的初始效率應在90%以上，終止效率一般是50-80%。化學過濾器配置是根據客戶現場需去除的AMC種類和環境濃度、管控濃度、使用壽命等要求，給客戶定制不同的濾料配方。

Puro-F化學過濾器

Puro-C化學過濾器

Puro-V化學過濾器