1、 半導體廠製程排氣系統 魏振翼, 彭淑惠, 胡石政 摘要 新竹新學園區的設，帶動台灣的經濟發展，但也造成環境方面的污染，半導體業在製造過程中，無可避免地必須使用同種的化學物質，為提高產品的，必須精密控制產品所接觸之環境的空氣品質。而製程排氣系統（Exhaust System） ，雖非製程生產所需設備，但卻是為生產區域營造一個可供生產人員在安全無虞情況下的工作環境，因此製程排氣系統，從廢氣物質相容性至排放氣體送，以至於各種污染處設備，皆需經嚴格且縝密選擇，這些均是環環相扣缺一可。本文研究的目的乃是希望藉由針對廢氣種及化學性質之源頭分析，進而分，以期能從目前園區常用系統中篩選出既安全又環保的系統。
2、 關鍵詞： 半導體工業、揮發性有機廢氣、洗滌塔 1 前言 半導體工業，雖已有四十的發展，卻是在近十內快速發展，成長之速非常驚人，且電子產品已成為人們生活中可缺少的必需品，各個先進國家無努於研究發展，以期在工業能及市場佔有方面能取得優勢。但在半導體製程生產既可符合製程生產需求，又能兼顧工業安全，同時可為環保盡一份心時，所排放之廢氣，除對人體會有安全性之威脅外，會造成環保空氣污染。有鑑於此，在投入半導體工業建廠的同時，希望能對製程排氣之處原，環保相關法規甚至各個系統處所使用之管材，做全面通盤的解。 2 製程排氣系統之分： 半導體製程程中，使用機台種相當煩多，各種排放物質種是勝枚舉，要針對單一種設置
3、單獨排放處設施，僅有其設置上的因難，而且施工上及日後維修保養屬，因而，目前半導體廠房中，依據排放之特性大致上區分為酸毒性（ Acid Exhaust） 、鹼性（ Alkali Exhaust） 、有機溶劑（ Solvent Exhaust）及一般排氣（ General Exhaust）四個系統： (1) 酸、鹼性廢氣：其主要源為化學清洗工作站，清洗晶片時所產生之揮發性氣體，此氣體部分含有濃煙，部分則對呼吸系統有激性作用有害人體，故必須經過 Central Scrubber做水洗中和處後，再排入大氣。 (2) 毒 性 廢 氣：其主要源為化學氣相積（ CVD）乾蝕刻機、擴散、子植入機及晶等製程時所
4、產生，由於以上之製程均使用大的毒性氣體，因此在其機台本身即設置有Local Scrubber 作先處，再送至 Central Scrubber 做水洗中和處後，再排入大氣。 (3) 有機溶劑廢氣：目前半導體製造業大多以活性碳吸附塔或填充式洗滌塔處廠內排之 VOC氣體，但本公司之前設計茂德廠則採用沸石濃縮轉燃氣式焚化，去除可達 90以上，為目前較佳之空氣污染控制技術。 (4) 一 般 廢 氣：其源為機器運轉發熱產生含有害物質，故可經由排氣設備直接排入大氣。 酸性廢氣Acid ExhaustToxic Exhaust毒性廢氣CDODASLocal Scr酸、毒性廢氣排放管ScrubberCentr
5、al排至大氣廢水處廠Alkali Exhaust鹼性廢氣鹼性廢氣排放管ScrubberCentral排至大氣廢水處廠有機廢氣排放管Solvent Exhaust有機廢氣直燃式焚化沸石濃縮轉塔排至大氣一般廢氣排放管General Exhaust一般廢氣排氣風 排至大氣圖一 半導體依排氣種規畫程圖 2.1 半導體製造業空氣污染物排放標準 表一 半導體製造業空氣污染物排放標準明) 2.2 酸 /鹼廢氣處系統（ Acid/ Alkali Exhaust System） 製程排放之廢氣，用風管銜接至 Central Scrubber，目前毒、酸、鹼排放廢氣系統處，多使用水洗式中央洗滌塔，進酸、鹼、毒物之
6、水洗，使排出之氣體符合環保法規要求，而清洗後污水進污水處廠處。 空氣污染物 排放標準 揮發性有機物 VOCs 排放削減應大於 90 %或工廠排放總應小於 0.6 kg/hr(以甲烷為計算基準 )。 三氯乙烯 排放削減應大於 90 %或排放總應小於 0.02 kg/hr 硝酸、鹽酸、磷酸及氫氟酸 排放削減應大於 95 %或排放總應各小於 0.6 kg/hr 酸 排放削減應大於 95 %或排放總應小於 0.1 kg/hr 2.2.1 處原 應用水洗式中央洗滌塔可處廢氣中 0.3m 以上之微物，同時也可以去除廢氣中之氣態污染物，其基本原是用氣體與液體間的接觸，而去除氣體中的污染物傳送到液體中，然後再
7、將清潔之氣體與污染的液體分達到清淨空氣之目的。 氣中的 (物 )與洗滌液接觸後，液滴或液膜擴散附於氣中之子上或者增濕於子使子藉著重、慣性，等作用達到分去除之目的。 (氣態污染物質 )則藉著絮分子擴散等質傳送，以及化學反應等現象傳送洗滌液體中達到與進入氣體分之目的並可在洗滌液中添加化學物質，以吸收方式控制氣臭味物質。 2.2.2 處方式 廢氣經由填充式洗滌塔和洗滌液進吸收中和 (用填充物增加接觸表面積 )以去除廢氣中之有害微物質，廢氣經由填充式洗滌塔，採用氣液逆向吸收方式處 (downward)以霧噴灑而下產生小水滴，廢氣則由塔底 (逆向 )達到氣液接觸之目的，此處方式可卻廢氣溫，氣體調，及顆去
8、除，為確保塔內氣體之均勻分佈，及氣液之完全接觸因此採用好填充材應具有疏鬆之表面較大之自由表面積使氣體，液體之間停時間增長，同時使用填充材之選用應有適當的空隙以減少氣體向上升之阻，減少洗滌塔之壓，再經過除霧段處 (mist eliminator)後排入大氣中。 2.2.3 法規對潤濕因子及填充段空塔滯時間定義如下： 潤濕因子areabasicxsurfacepackingrateflowwater 0.1 hrm2 填充段空塔滯時間velocityairlengthscrubber 0.5 s 2.2.4 處優點 填充物之有效表面積大，質能傳送效高，接觸去除效果特強，構造均勻，孔隙特大，減少壓以
9、達節馬達動之目的。 成本價格較低。 空間需求小體積質輕，減少整體洗滌塔的重及空間，本體結構堅固耐用，具備有超高堆放高，而必特別支架。 整個系統可以設計在地面或屋頂高之處。 可去除 0.3m 以上微達 99% 。 當空間受限時，可依現場尺寸定製洗滌塔，但通過洗滌之風速必須小於 2.5 m/s。 2.2.5 附屬處設備 (Equipment) 風機 : 風機位於設備下游，它提供系統需要之風，和克服系統中各種單元之壓 (此風機為後傾式翼 )，以大負荷設計 (皮帶驅動 )含電動馬達，避震系統排水，檢測孔。 風管 : 提供廢氣源至處設備間之銜接管包含轉接頭、彎頭和調節風門、法和必要之防震接頭，皆有好的結
10、構支持。 水管 : 未包含接至現場水管閥門接頭和管固定。 PH 控制器 : 用以設定吸收液內藥劑濃，以吸收機制進。 儲藥槽 : 儲存添加之化學藥品 電控裝置 : 控制系統各項裝置之正常運作和常檢出警示與必要之處置功能 循環泵浦 : 提供塔內吸收液一定循環，泵浦型式為 (式無軸封型式 )可無水運轉，及無軸封水之虞，含電動馬達 圖二 臥式酸鹼中央洗滌塔 圖三 式酸鹼中央洗滌塔 圖四 附屬設備（風機） 2.3 毒性廢氣處系統（ Toxic Exhaust System） 區域性洗滌塔 (Local Scrubber)之範圍針對提供現場設備局部排氣處的設備，從製程設備處未反應完之可燃性氣體或帶有酸性或
11、毒性氣體，送入 Central Scrubber 之前所裝置的設備，依其加熱化學作用或物吸附方式增加廢氣洗滌效果。一般半導體廠房將 Local Scrubber 安置如圖五，將其處廢氣的差分為四種同型式。 製程設備回風室製程設備潔淨室製程區區域性洗滌塔(潔淨空氣) (潔淨空氣)區域性洗滌塔洗滌塔中央圖五 區域性洗滌塔（ Local Scrubber）在潔淨室的配置圖 2.3.1 水洗式區域性洗滌塔：用水洗方式將可溶於水之廢氣及粉塵水洗滌除。廢氣由設備之結構決定其在氣室停時間與處，主要元件有噴嘴 (Spray Nozzle)，泵浦，加鹼機制及PH 值分析器，進出口壓感知器，感知器，控制監視裝置，
12、廢氣進氣室積時之清機制，氮氣之吹驅 (Purge)， 等相關設備。 2.3.2 吸附式 (含加熱吸附式）區域性洗滌塔：用化學吸附方式將廢氣吸附至屬罐中，吸附劑之飽和檢測機制有壓感測器，或出口濃感知器，或由吸附劑之顏色變化判斷。定時移除化學吸附劑。 2.3.3 燃燒式區域性洗滌塔：目前燃燒方式有通入一定壓之氧源，或有熱源加熱，在自然通入空氣用廢氣本身自燃特性而進燃燒，如 burning box 或 burning tube,均是用水洗與吸附方式。用進出口之壓差感知裝置確認堵情形，定時必須清氣室內部。 2.3.4 加熱 (燃燒 )兼水洗式區域性洗滌塔：針對化學氣相積 (CVD)製程機台或多晶矽 (
13、Ploy)成長過程的設備之未處的或反應剩餘的氣體，屬於可燃性氣體如氫氣，矽甲烷及用加熱(燃燒 )方式將可燃性氣體高溫氧化，屬於有毒 ,或腐蝕性 ,爆氣體但可溶於水用水加以洗滌卻，主要關鍵元件如去除氣室粉塵之清機制有的是刮刀或噴嘴或鋼刷，另外加熱設備組件與加熱控制方式，燃燒之導燃器設備組件，緊急時吹驅氮氣之供應電磁閥，通入氧氣與氫氣之控制電磁閥，水洗卻之循環泵浦。 2.3.5 四種 Local Scrubber 之優缺點比較： 表二 區域性洗滌塔之優缺點比較表 2.4 有機廢氣（ VOC）處系統（ Solvent Exhaust System） 目前半導體製造業大多以活性碳吸附塔或填充式洗滌塔處
14、廠內排放之有機廢氣，依處設備之設計去除效及園區內實際調查結果顯示（表三） ，有機廢氣排放削減大多無法符合未半導體製造業空氣污染排排標準（排放削需大於 90%） 。另外，新竹科學園區目前少工廠採用沸石濃縮轉直燃式焚化，其去除效果相當顯著，去除可達 90%以上，為目前新竹科學園區較佳之空氣污染控制技術。茲就目前園區所使用設備可分為四種型式： 表三 園區半導體廠商污染防制設備之調查結果 設備名稱 工廠代號 污染防制設備效 污染防制設備明 A032 98.5% A042 56.3% A025 25% 活性碳吸附塔 A002 -1.5% 一般活性碳吸附塔在正常操作下，其去除應可達 90%以上，但當活性碳
15、吸附塔出現超飽和時，去除效則會明顯低。 A001 67.2% A004 60.7% A005 54.6% 填充式洗滌塔 A015 33.4% 半導体廠所排放有機廢氣中，部份屬於水溶性較低的物質，故採用濕式洗滌法去除有機廢氣者，其去除效有一定的限制。 A124 92.3% A274 88.5% 沸石轉 +直燃式焚化 A151(試運轉 ) 78% 本法為目前園區較佳之空氣污染控制技術，在一般操作條件下，其去除應可達 90%以上。 生物床 - 6080% 通常此法的總有機廢氣去除效會大於 90%以上，需藉由二種以上之控制設備之，才得以符合半導体排放標準之要求。 註：上述之排放均指單一煙囪之排放而言L
16、ocal Scrubber 別 優點 缺點 水洗式 (Wet type) 1. 以溶解吸收法之廢氣被有效處2. 成本低能源損耗少 1. 水氣逆至反應室或排至廠務管2. 維修保養多 吸附式 (兼含加熱 ) (Dry type) 1. 修保養次少 2. 能源損耗少 3. 較無工安問題 4. 成本高 1. 有廢棄物處之環保問題 2. 適用在大廢氣處 燃燒式 1. 成本低能源損耗少 2. 維修保養次少 1. 無控制機制下讓 SiH4燃燒 2. 效未能預知 加熱 (燃燒 )兼水洗式 1. 有效處 PFC 全氟碳化物，較無環境污染顧慮 2. 適用在大廢氣處 1. 粉塵凝結或阻造成維修保養次多 2.4.1
17、活性碳吸附處 活性碳吸附法使用活性物質吸收有機物，一般適用於處低濃及考慮資源回收的前題下，以吸附的方式最廣為工業界採用。但根據半導體廠空氣污染控制設備前後之採樣分析結果顯示（表四） ，維持活性碳正常運作，應可去除大部份揮發性有機空氣污染物，但使用此法會有下三種缺點： (1) 由於氣體含有多有機無機污染物時，活性物質很容達飽和態，因此再生頻高，設備操作麻煩。 (2) 一般工廠有機廢氣排放與活性碳容之評估有所差，且部份工廠之活性碳吸附設備已達飽和而未予換，因而會發生溢的現象無法達到應有的處效。 (3) 活性碳再生時，使用蒸氣，則將產生大廢水，增加廢水處之負擔及成本；使用燃燒方式，則活性碳在每次燃燒
18、時將損失 510%之。 圖 活性碳吸附塔 2.4.2 沸石濃縮轉直燃式焚化系統 2.4.2.1 處原： 此系統之設計目的為去除半導體所排放之有機廢氣，把有機廢氣經過一濃縮轉（ VOC Concentrating Rotor）濃縮後，將高濃之有機廢氣送入燃燒機（ Thermal Oxidizer）燃燒後排放，以求符合環保要求。 本系統並設計有二個熱交換器，以回收燃燒機（ Oxidizer）燃燒排放之廢熱。回收之廢熱，一方面做為有機廢氣濃縮轉再生（ Regenerating）之熱源，節能源；二方面預熱進入燃燒機之有機廢氣氣體，以節燃；三方面可減低熱排放造成之熱污染。 有機廢氣進氣氣經過濃縮轉，濃縮
19、倍為 10 倍，如此可以低燃燒機的大小（ Capacity）為十分之一，可低整個系統之投資成本。 燃： LNG（正常用） LPG（備用燃） 圖七 濃縮轉處程 2.4.2.2 處效 有機廢氣濃縮：吸附轉之功能有二： (1) 淨化有機廢氣氣：當有機廢氣氣通過轉面後，即被淨化，淨化效約 90%98%。 (2) 濃縮有機廢氣的成份：以另一再生氣再生轉，由於脫附作用，使有機廢氣濃縮約 10倍以上。有於後續燃燒焚化處，節約容。 後段燃燒焚化之有機廢氣分解（ Destruction）效約 99%。 有機廢氣中，高沸點者，如 DMSO、 MEA，濃過高影響效及性能，以 12ppm 為佳。 有關沸石轉之空塔速與
20、有機廢氣濃，去除效及濃縮倍之關係，請考下圖： 5060708090100240 6 8 10 (rph)V=2.5m/secV=1.7m/secVOC去除效1V=吸附廢氣空塔速濃縮倍=20倍裝置入口濃=100200ppm吸附轉回轉VOC去除2.0裝置入口濃50 1001.5200 300(倍)20 10空塔速2.5(m/s)廢氣濃縮2濃縮倍線(ppm)圖八 轉裝置空塔速與有機廢氣濃、去除效及濃縮倍之關係圖 圖九 沸石濃縮轉直燃式焚化系統 2.4.2.3 處特點 精緻設計，有容操作之自動控制人機介面，能快速啓動。 高的有機廢氣去除效（ Destruction Efficiency） 95%。 完
21、全燃燒無二次污染。 熱回收節約能源。 2.4.3 濕式洗滌法 目前園區較常的洗滌塔型式一般採用填充洗滌塔。其主要優點在於廢氣處大，可同時處多個污染源所排放廢氣，在處含多種同污染物廢氣時，可考慮使用同洗滌液之洗滌塔，以多段洗滌確保同特性污染物之去除效。但根據園區半導體廠所提供的濕式洗滌設備資看，其設計值大多為 8090%之間，要符合未半導體製造業排放標準，仍需加強其設備的去除。另外濕式洗滌法會產生廢水等二次污染問題，增加操作上的成本、污染排放的風險及增加園區污水處廠的負擔，故在選用本項方法時必須作謹慎之考。 2.4.4 生物床法 生物床法之處方式，是在常溫常壓下用微生物，將氣態污染物氧化分解成
22、CO2、水及無害之鹽，並用污染物作為微生物新陳代謝所需能之碳源，一部份碳源則做為合成微生物細胞之用。目前園區某半導體廠用此方法處其含多成份低濃有機廢氣。此方法為有機廢氣處成本最低之技術，並較無二次污染問題（需注意臭味問題）且可避免半導體業最擔憂之設備著火事故，但其缺點如下三點，所以目前國內外半導體中並多。 (1) 處效無法符合半導體製造業空氣污染排放標準（排放削減需大於 90%） 。 (2) 佔地面積過大。 (3) 可靠性佳，需經常作操作上的調整。 圖十 Acid/Alkali Exhaust System P&ID 圖十一 General Exhaust System P&ID Fresh
23、AirTANKGASFresh Airx3THERMALOXIDIZERPilotGasZeoliteAdsorberAStackCD#1 Process Fan500CMM2000PaACDStackAAOXIDIZERFANFANAAHEATExchangerAStackVOC StreamNatural GasProcess FanHEATExchanger圖十二 Solvent Exhaust System P&ID 3 製程排氣風管材質介紹： 3.1 管材質分 半導體廠房中，依據排放之特性大致上區分為酸毒性（ Acid Exhaust） 、鹼性（ Alkali Exhaust） 、有
24、機溶劑（ Solvent Exhaust）及一般排氣（ General Exhaust）四個系統。除一般氣體排放系統，因其排放氣體並無危險性及污染考，其管材使用並須特別考，其他三種系統排放物質皆有酸、鹼、腐蝕或高溫燃燒等因素，在使用管材上皆須特別考，避免產生危險及空氣污染。 表四 目前常用管材質 管材 系統分 鍍鋅旋管 SUS 304 PPSPP ATS MARK Coated風管 備 註 Acid/Toxic Exhaust Alkali Exhaust Solvent Exhaust General Exhaust 本表乃依目前各系統曾使用過之材質表 註： ：未曾使用； ：曾使用過 在四種
25、排氣系統中， General Exhaust 因無特殊考，在經濟原則下，鍍鋅及銹鋼風管都有使用，而 Solvent Exhaust 因其排放物質特質，皆採用 SUS304 風管即可合乎要求，至於 Acid Toxic Alkali Exhaust 因其考性較多，故使用管材也較多樣化。 3.2 酸、鹼排放系統常用管材質比較表 表五 管材質特性比較表（一） ATS Mark VIII Coated Metal PPs PP Sprinklers 9 9 Flexibility 1 3 2 2Installation Time 1 2 3 3 Fire Resistance 1 1 4 4 Appr
26、ovals FM FM No No Corrosion Resistance 1 (ASTM E-84) 1 1 2 Outgassing Standard 0.140.24 (SEMI E-46) 無資可考 無資可考 無資可考 FPI (6.0) 2.2 無資可考 無資可考 30 SDI (0.4) 0.05 無資可考 無資可考 1.77 CDI (1.1) 0.35 無資可考 無資可考 1.8 註 1： 1:excellent 2:good 3:poor 4:bad 註 2：其中 FPI, SDI, CDI 括弧內為 FM 所訂之標準值。 表 管材質特性比較表（二） Company ATS
27、 Composites USA Model Mark VIII Dual Guard 1000 Dual Guard 2000 General Cost Installed 1.0 0.90.95 0.90.95 Sprinklers Flexibility 1 1 1Installation Time 1Fire Resistance 1 1 無資可考 Agency Approvals FM 4922 Flame Spread 12/5 (In/Out) 5/5 (In/Out) 無資可考 Smoke Spread 375/5 (In/Out) 10/10 (In/Out) 無資可考 FM
28、4910 FPI (6.0) 2.2 1.8 1.8 SDI (0.4) 0.05 0.04 0.04 CDI (1.1) 0.35 1.1 1.1 Corrosive Characteristic Corrosion Test 1 3 1 註 1： 1:excellent 2:good 3:poor 4:bad 註 2：其中 FPI, SDI, CDI 括弧內為 FM 所訂之標準值。 在各種排氣系統常用管材選擇上，除考安全性及環保污染外，須考設置成本，而設置成本上除材施工費外，另須考建廠時投資的保險費，而保險費的高低，對整體成本影響最大，故而特殊管材選用，保險公司建議通常佔相當大的左右意。
29、3.3 針對以上管材，並代表使用上就可高枕無憂，尚需考法規或其他應注意事項： (1) FM7-7 規定，腐蝕性排氣風管應採用可燃材或經 FMRC 許可符合 Clean Room Materials Flammability Test Protocol (Class 4910)，其必須考慮風管材耐火、煙及腐蝕，而以 FPI、SDI、 CDI 三項為判斷標準。 (2) UMC1105a y 除非管內輸送之燃性或爆性之氣體或煙燻濃低於 25%LFL，輸送爆炸性或可燃性氣體、煙燻、粉塵之管線要直接穿出建築物且能進入其他空間，管線亦可插入其他管線或氣室（ Plenum） ，對於相容物質之風管要分或區別。
30、 y 腐蝕性排氣管通常用 FRP（ Fiberglass Reinforced Plastic 強化玻璃纖維塑脂） ，但此材質適用於溶劑排氣（ Solvent Exhaust System） 。 (3) 同時有燃性及腐蝕性物質匯入時，應選用同時具抗腐蝕性與防火性管材（即通過FM4922 認證之產品） 。 (4) Solvent 因全部使用屬管，如有腐蝕性物質或可燃性腐蝕性物質，則需注意管受腐蝕況，定期作洩檢測。 (5) Solvent 管雖採用屬管，但因該管輸送物質多為燃性，故建議在主管一次配管部分（管徑大於 12 吋，考 FM7-78 2.4.2）仍應加裝自動灑水系統。 (6) 採用 PPS
31、 材質於腐蝕性排氣管，則 FM7-7 建議大於（含） 6 吋之管段應使用自動灑水設備（ NFPA 則規定為 10 吋（含）以上） ，亦即採用灑水系統時，必須考慮初設成本與週期保養及灑水系統因誤動作時（灑水頭損壞）所造成的影響。 (7) 通過 FM4922 認證之管材質通常可分為種，一為多層材質之複合材，另一為屬管內鍍鐵氟（ ETFE 或 ECTFE 等） 。 y 複合材於層與層之間的黏結性為品質要求重點，通常因黏結技術足而造成剝現象，並形成結構物強上的問題。 y 屬管內鍍鐵氟多為 Coating 上的技術問題，因通過 FM 認證之管材質尚有規定內鍍物質之厚上限（因內鍍物質之火載極高） ，但因技
32、術問題通常會造成內鍍厚一而超過法規規定上限值，又此種管材的內鍍物質較導致外層屬腐蝕。 4 製程排氣系統安全及環保設置重點 在半導體廠除一般空調、通風換氣系統外還有製程排氣系統，因許多製程廢氣多屬危險性、有害性物質，容造成人員健康、毒害或火災爆炸、環境公害等問題，所以在排氣系統中安全性考是很重要的，故在設置排氣系統時應注意下以下幾點： 項目 設置重點 標準依據 危害分析 1 同分之製程排氣系統其風管風扇系統是必須分且其材質選用必須與氣體相容。供應商應提供排氣管材質物與化學、機械、防火性質文件。 1. NFPA 318 2. UFC 火災，爆炸及風管腐蝕及洩 2 應計算最大產時各製程排氣系統之排氣
33、，再依排氣選用適當排氣管尺寸。 （由各個 tool 開始 check） 風機馬足搬運速夠粉塵積 3 排氣管道之管徑選用及配置，應滿足最小搬運速。無法滿足時應有替代或保護措施。 1. ACGIH 2. SEMI S2 火災爆炸 風足 4 排氣煙囪應具有符合環保法規之採樣設備（採樣口及平台） ，且所架設位置及高應足以防止排出物再進入（ 2D， 8D 要求） 。 1. 空氣污染防制法 2. ACGIH 3. SEMI S2 污染物回至廠房內 5 排氣管應作耐壓及洩測試 危險性氣體外洩 6 緊急電源應提供 50%以上正常運轉之電 管危險性氣體濃過高，有火災、爆炸之虞 7 排氣管安裝、材質選用等是否為F
34、MRC 或同等級之認證單位所認證防火材質或安裝消防系統 ? 火災危害 8 撓性接管應與可燃性工作台之排氣管及使用可燃性化學物質之工作台相。 NFPA 318 火災危害 9 管內有液體凝結於管壁，則水平管斜至少為每 10 英呎下 1 英吋(1:120)使凝結液體入集水槽 ANSI 腐蝕管壁 維修人員安全 風足 10 輸送非毒性及可燃性管內有固體或黏稠物凝結於管壁，則管必須要有清潔口 ANSI 腐蝕管壁 維修人員安全 風足 11 大於 (含 )10 英吋可燃性排氣管道應裝設自動灑水器。 1. FM 7-7 2. NFPA 318 火災、爆炸 12 排氣系統可裝設防火閘門 NFPA 318 13 排
35、氣失效之警報系統與火災偵測系統，應以互鎖自動關掉排氣風扇。 火災發生時無法啟動排氣系統 14 可燃性機台之排氣支管有可燃性殘物質，無管材質為何均應裝設自動灑水器。 NFPA 318 火災、爆炸 項目 設置重點 標準依據 危害分析 15 排氣風機是否具有防火 (爆 )/防腐蝕等級之保護裝置 /設施及相關之認證資 (如性能曲線圖 ) 1. NFPA 130 2. ANSI 排氣系統失效人員安全 16 是否有至少一台接緊急電源之備用排煙風機？ FM 7-7 排氣系統主動源失效 17 管硌維修時需防化學品毒砉或電氣危害亦需進上鎖 / 掛籤裝置(lockout/tagout)，並於程序書中詳細明上鎖方法
36、及程序 火災爆炸、化學品危害，電氣危害 18 管表面是否有標示所輸送物質之標籤，如毒酸管、 solvent 管等？ 維修人員安全 19 消費設備之配管中有三氟化氯或矽甲烷者，應採二重管構造 內管洩危害人員安全、火災及爆炸 20 管系統噪音 (風扇、管及體等所產生 )是否維持在 85 dBA 以下 ? 1. ANSI 2. ASHRAE 工作環境佳，人員適 表七 製程排氣相容氣體表 物質名稱 危害性 閃火點 ( ) LEL/UEL(%) 容許 濃 相容物質 危險警告訊息 三氯化 BCl3TC 5ppm 水 (HCl,H3BO3)、有機物、氫、氨、氧、過氧化物 會腐蝕皮膚、眼睛、肺及黏膜氟四甲 C
37、F4TC 氧氣足，會引起缺氧，危害心臟及神經系統 氟乙烷C2F6TC 氧氣足，會引起缺氧，危害心臟及神經系統 八氟丁烷C4F8氧氣足，會引起缺氧，危害心臟及神經系統 三氯甲烷CHF3TC 氧氣足，會引起缺氧，危害心臟及神經系統 二氟甲烷CH2F2TC 氧化物 吸入高農將因缺氧而死亡。氟甲烷 CH3F TC 活性屬 氧氣足，會引起缺氧，危害心臟及神經系統 五氟乙烷C2HF5TC 氧化物 吸入過多有害身體，心跳規則，嚴重時造成死亡 氯氣 Cl2TC 0.5ppm氣態碳氫化合物、液、固態碳氫化合物、屬、氮化合物 (氨等 ):生成高爆炸性三氯化氮、非屬、氫激眼睛、皮膚、呼吸系統 與燃品混合容爆炸 物質
38、名稱 危害性 閃火點 ( ) LEL/UEL(%) 容許 濃 相容物質 危險警告訊息 三氟化氯ClF3TC 0.1ppm與有機物質接觸會導致燃燒。 會腐蝕所有塑膠、橡膠、樹脂製品，但除高氟化聚合物，如鐵氟和Kel-F 之外。 與水、含氫物質會產生爆炸性反應。激皮膚、眼睛、黏膜及呼吸道，並引起嚴重灼傷及窒息。一氧化碳CO FT 12.5/74.2 35ppm 氧化物 :增加火災及爆炸的危險性。吸入過會引起頭痛、噁心、昏，嚴重者導致死亡。 二氧化碳CO2I 5000ppm水 :形成碳酸 皮膚及眼睛凍傷吸入引起頭痛、嘔吐，大吸入會昏迷死亡。 氫氣 H2F 鹵素 : 爆炸性反應、白粉末、三氟化氮 氧氣
39、足，會引起缺氧，危害心臟及神經系統 溴化氫 HBr TC 3ppm 屬、氨氣、氟 灼傷眼睛、皮膚、 氦氣 He I 氧氣足，會引起缺氧，危害心臟及神經系統 氮氣 N2I 與臭氧會引起爆炸 氧氣足，會引起缺氧，危害心臟及神經系統 三氟化氮NF3T 10ppm 可氧化物質 ( 如氨、二氧化碳、氫氣 )、氧化物 :接觸會產生火災爆炸。與水蒸氣之混合物被引燃後會爆炸。 氨氣 NH3FTC 16/25 50ppm 鹵素、鹵素化合物 :劇反應形成爆炸性化合物 吸入有毒、激眼睛及呼吸系統、皮膚接觸凍傷灼傷 一氧化氮NO T 25ppm 與水或蒸氣反應產生熱及腐蝕性薰煙 (硝酸 ) 吸入有毒 氧化氬氮N2O
40、Oxidant 碳氫化合物、燃和可燃性物、鹼屬 眼睛及皮膚接觸凍傷 氫化磷 PH3FPT 0.3ppm空氣或任何氧化劑如氯氣會導致磷化氫著火 吸入會有劇毒 極高燃 激眼睛、皮膚、呼吸系統 四氯化矽SiCl4TC 7mg/m3水、醇、一級與二級胺、氨 激眼睛、皮膚、呼吸系統 物質名稱 危害性 閃火點 ( ) LEL/UEL(%) 容許 濃 相容物質 危險警告訊息 SiF4TC 3ppm 水、鹼、醇、丙酮 可能引起窒息、水腫、咳嗽，激眼睛、皮膚 矽甲烷 SiH4FP 1.4/96 空氣、鹵素、氧化劑、酸性溶液 極高燃 吸入有害 於空氣中安定 二氯甲矽烷SiH2Cl2FTC -37.2 4.1/98
41、.8 水、鹼、酒精、丙酮、氧化劑 極高燃 嚴重激感及灼傷 溫高於 100則安定 氟化SF6I 1000ppm矽烷化合物 :激反應而爆炸 容器加熱會爆炸 吸入會窒息 TiCl4TC 水、鉀、氨、酒精 激鼻及喉、咳嗽、胸腔疼痛、呼吸困難、失去知覺 氟化鎢 WF6(T)C 3ppm 水、水蒸氣 具腐蝕性，會激呼吸系統、皮膚及眼睛。 肺部激過會引起急性肺炎和肺水腫 氟 F2TC 1ppm 水 :產生 HF、二氟化氧等有毒氣體 硝酸 :產生會爆炸之氣體 造成鼻及喉嚨、肺部激感、咳嗽、呼吸短促及胸痛 氖 Ne I 無 常溫常壓下會引起缺氧 氫氟酸 HF TC 3ppm 氟氣 (引起火災 )、三氧化砷、大部
42、分屬 (腐蝕 ) 激及灼傷呼吸系統、眼睛、皮膚 鹽酸 HCl TC 5ppm 屬 (腐蝕 )、鹼、氧化劑、還原劑 激及灼傷呼吸系統、眼睛、皮膚 硝酸 HNO3TC 2ppm 大部分屬 ( 腐蝕 )、有機物、有機固體 (引起劇或爆炸性反應或自燃 )、還原劑 (產生劇或爆炸性反應 ) 激及灼傷呼吸系統、眼睛、皮膚 磷酸 H3PO4TC 1mg/m3 鹼、屬 (腐蝕 )、化物、磷化物、氟化物 (釋出燃或毒性氣體 ) 激及灼傷呼吸系統、眼睛、皮膚 酸 H2S04TC 1mg/m3 氯酸、硝酸、屬、水、可燃物、腐蝕大部分屬 激及灼傷呼吸系統、眼睛、皮膚 物質名稱 危害性 閃火點 ( ) LEL/UEL(
43、%) 容許 濃 相容物質 危險警告訊息 過氧化氫H2O2FTC 1ppm 還原劑、屬、有機物質、硝酸 激眼睛、皮膚、呼吸系統 接觸燃物，會即起火或爆炸 NH4OH FTC 50ppm 強酸、強氧化劑、溴、氯、大部分屬 激眼睛、皮膚、呼吸系統 BOE TC 氟、與 HF 劇反應，可能引起火災碳化物、化物、氰化物等產生有毒氣體 DHF TC 激及灼傷呼吸系統、眼睛、皮膚 IPA FT 12 2.5/12 400ppm強氧化劑 ( 硝酸鹽、過氯酸鹽、過氧化物 ):增加火災爆炸危險性 激眼睛、呼吸系統 EKC TC 強氧化劑、鐵、酸及酮 皮膚及眼睛之燒灼 EBR T 強氧化劑 激眼睛、皮膚、呼吸系統
44、Developer TC 強酸 灼傷呼吸系統、眼睛、皮膚 NMP FT 1.3/9.5 10ppm 強氧化劑、強還原劑 激眼睛及造成皮膚病 SSW2000 TC 激眼睛、皮膚及吸入中毒死亡 Note: Fflammable (燃燒 ) Ppyrophoric (酸 ) Ttoxic (T)toxic byproduct (毒、鹼 ) Ccorrosive (腐蝕 ) Iinert (隋性 ) 5 結 科學園區內高科技產業雖然帶台灣經濟的持續成長，但各工廠排放的廢氣污染物卻對民眾健康和環境品質造成相當的衝擊，值得深入探討。由前面之述，大致掌握半導體工業製程排氣處的原則及方法，初步結如下： (1)
45、 在有機污染物排放方面，大部份工廠的總排仍高於半導體製造業空氣污染排放標準，應改善其污染防制設備，如現有部份工廠已使用效較高的沸石轉直燃式焚化系統替代以往的活性碳吸附等。 (2) 在無機性空氣污染物排放方面，除少工廠外，大多可符合目前法規，但仍需針對排放較高及危害性較大的污染物進瞭解，並以排放總為考，以符合半導體製造業空氣污染排放標準。 6 考文獻 (1) 彭振國、王白雲 “半導體晶圓廠之廢水廢氣處系統介紹 ”，電子月刊第三卷第九期 P100P110（一九九七九月號） (2) 張俊彥 “半導體晶圓廠之規畫與設計 ”，電子月刊第三卷第九期 P70P75（一九九七九月號） (3) 張振平 “半導體
46、業局部排氣系統之研究 ”，政院工委員會工安全衛生研究所 （ 88.11.31） (4) “半導體製造業晶圓廠設施安全檢核指引煙控系統、燻煙系統、洗滌塔、濕式清洗台 ”，政院工委員會工安全衛生研究所、工安全衛生技術叢書 IOSH89F033（ 88.6 月） (5) 莊錦烽 “VOC 廢氣處概 ”，化工技術第一卷第八期 P74P93（八十二十一月號） (6) 鄧宗禹 “半導體製程排放之揮發性有機廢氣之控制技術 ”，毫微米通訊第卷第四期 P1P5 (7) 嘉平 “半導體業產生有害空氣污染物處技術 ”，國科會 /環保署科技合作研究計劃成果報告 (8) 黃俊傑、賴慶智、王耀銘 “電子半導體廠之有機廢氣處：生物床處案研究 ”，化工所產資組 (9) “安衛產業在半導體工業之應用現況與趨勢 ”，工安快訊 (10) “國內半導體製造業潛在危害之初步探討 ”，工安全衛生簡訊第 24 期 (11) “半導體製程健康在危害簡介 ”，工安全衛生簡訊第 11 期 (12) 謝文德 “晶圓製程排氣系統實評估 ”，工研院能資所 (13) 張書豪 “科學園區空氣污染物排放特性之探討 ” (14) 陳希 “半導體廠務系統 ” (15) “半導體廠務供應設施之教學研究 ”工業(16) 技術研究院委託學術機構研究計畫 (17) 田 “超淨無塵室之與實務 ”
