吴世全
国家奈米组件实验室
一、前言
近年来，半导体晶圆厂已进展到8"晶圆的量产规模，同时，也着手规划12"晶圆的建厂与生产，准备迎接另一世代的产业规模。于是各厂不断地扩增其产能与扩充其厂区规模，似乎稍一停顿即会从此竞争中败下阵来。所以，推促着制程技术不断地往前迈进，从0.25μm设计规格的64Mb（兆位）DRAM（动态随机存储元件）内存密度的此际技术起，又加速地往0.18μm规格的256M发展；甚至0.13μm的1Gb（千兆位）集积度的DRAM组件设计也屡见不鲜。亦即整个半导体产业正陷入尖端技术更迭的追逐战，在竞争中，除了更新制程设备外，最重要的是维持厂区正常运作的厂务工作之配合，而这两方面的支出乃占资本财的最大宗。特别是多次的工安事故及环保意识抬头之后，厂务工作更是倍显其重要及殷切。 事实上，半导体厂的厂务工作为多援属性的任务，也是后勤配合与收摊（废弃物）处理的工作；平时很难察觉其重要性，但状况一出，即会令整厂鸡飞狗跳，人仰马翻，以致关厂停机的地步。所以，藉此针对厂务工作的内容做一概略性的描述，说明其重要性并供作参考与了解。文章分为三部份：首先为厂务工作的种类，其次是厂务工作的未来方向，最后是本文的结语。
二、厂务工作的种类
目前在本实验室所代表的半导体制程的厂务工作，约可分为下列数项：
2.超纯水之供应。
3.中央化学品的供应。
4.洁净室之温度，湿度的维持。
5.废水及废气的处理系统。
6.电力，照明及冷却水的配合。
7.洁净隔间，及相关系统的营缮支持工作。
8.监控，辅佐事故应变的机动工作等数项。
下述将就各项工作内容予以概略性说明：
1.一般气体及特殊气体的供应及监控[1]
一座半导体厂所可能使用的气体约为30种上下，其气体的规格会随制程要求而有不同；但通常可分为用量较大的一般气体(Bulk Gas)，及用量较小的特殊气体(Special Gsa)二大类。在一般气体方面，包括有N2, O2, Ar, H2等。另在特殊气体上，可略分为下述三大类：
(1) 惰性气体(Inert Gas)的He, SF6,CO2, CF4, C2F6, C4H8及CH3F等。
(2) 燃烧性气体(Flammable Gas)的SiH4,Si2H6, B2H6, PH3, SiH2Cl2, CH3, C2H2及CO等。
(3) 腐蚀性气体(Corrosive Gas)的Cl2,HCl, F2, HBr, WF6, NH3, BF2, BCl3, SiF4, AsH3, ClF3, N2O, SiCl4, AsCl3及SbCl5等。
泰斯花粉阻隔剂
实际上，有些气体是兼具燃烧及腐蚀性的。其中除惰性气体外，剩下的均归类为毒性气体。SiH4,B2H6,PH3等均属自燃性气体(Pyrophoricity)，即在很低的浓度下，一接触大气后，立刻会产生燃烧的现象。而这些仅是一般晶圆厂的气源而已，若是实验型的气源种类，则将更为多样性。
其在供气的流程上，N2可
实行的方式，有1. 由远方的N2产生器配管输送，2使用液气槽填充供应，3利用N食用油抗氧化剂2的近厂产生器等三种。目前园区都采1式为主，但新建厂房的N2用量增巨，有倾向以近厂N2产生器来更替；而本实验室则以液槽供应。O2气体亦多采用液槽方式，不过H2气体在国内则以气态高压钢瓶为主。图一乃气体供应之图示。纯化器方面，N2及O2一般均采用触煤吸附双塔式，Ar则以Getter（吸附抓取）式为主，H2则可有Getter，Pd薄膜扩散式和触媒加超低温吸附式等三项选择。
至于危险特殊气体的供应气源，大都置于具抽风装置的气瓶柜内，且用2瓶或3瓶装方式以利用罄时切换；切换时，须以N2气体来冲净数十次以确定安全，柜上亦有ESO (Emergence Shut Off Valve)阀，即紧急遮断阀，做为泄漏时的遮断之用。
目前对气体的不纯物要求已达1ppb（即109分之1）的程度，如表一所示。为达此洁净度，除要求气源的纯度外，尚需考虑配管的设计和施工。而施工的原则有下述八点：
1.Particle Free（无尘粒）
2.External Leak Free（无外漏）
3.Dead Space Free（无死角）
4.Out Gas Free（无逸气）
5.Effective Area Minimum（最小有效面积）
6.Error Operation Free（无操作误失）
7.Corrosion Free（无腐蚀）
8.Catalytic Behavior Free（无触化现象）
因此，管件的规格就必须愈来愈严谨，如表二所列。其BA为Bright Anneal Treatment，即辉光烧钝退火处理，EP则为Electro-Polish，属电极抛光之等级。
另项的重要工作是在气体监控系统，主要的目的是做为操作时的管理，及安全上的管理。可由表三说明之。而气体的毒性规范乃以启始下限值
(TLV/Threshold Limit Value)为界定，表四乃部份毒性气体的酒瓶盖TLV值。
关于毒气侦测的传感器原理，一般有下列六种：
1. 电化学式(Electro-chemical)
2. 半导体式(Semiconductor)
3. 化学试纸式(Chemical Paper Tape)
4. 火焰放射光谱式(Flame-emission Spectrometry)
5. 傅力叶红外线光谱式(Fourier-Transform Inferred Spectrometry-FTIR)
6.质谱仪式(Mass Spectrometry)
而常使用的感测为前三种。完整的毒气监控系统尚须具备：
1.24小时连续侦测
2.警报系统
3. 自动广播系统
4. 分区的闪光灯警报系统
标志1075. 图控系统显示现场位置
6.各点读值历史记录趋势图
而当侦测到毒气泄漏时，立即警报于计算机屏幕，同时启动自动广播系统及分区的闪光灯警报系统，此时相关区域全体人员应立即撤出，现场人员立即通知紧急应变小组做适当的处理。
2.超纯水之供应[2]
液压式浮球阀
toubai纯水水质之要求随集成电路之集积度增加而提高，其标准如表五所示。超纯水之制程随原水水质而有不同的方式，国内几以重力过滤方式；主要是去除水中的不纯物，如微粒子，有机物，无机盐类，重金属及生菌等等。去除的技术上，有分离、吸附及紫外灯照射等。表五详列的是新旧超纯水制程的比较情形。其中新制程的步骤有：
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