以 GC/SAW(電子鼻)偵測無塵室微量 VOC 技術之探討 Monitoring and Analyzing Volatile Organic Compounds in Fabs by Gas

Chromatograph / Surface Acoustic Wave sensors

遲玉倡 胡石政 Y.C. Chih, S.C. Hu

台北科技大學冷凍空調工程系

摘 要

存在於產業及生活週遭之材料與環境污染日益受到重視，尤其針對 TFT-LCD 光電產業與晶圓代工之半導體製程，不斷尋求更大尺寸之產品及更細規格之線寬製程，其製程中揮發出

之 AMC 與 VOC 污染物，日益嚴重且更難控制。為此，如何做有效且快速之化學污染危害評估，成為目前極重要之課題，本文以電子鼻 SAW 偵測 VOC，強調 Real time 之監測與探討。本文以 CF 廠光阻塗佈及曝光區之 Red、Green、Blue 區作實際偵測，結果 NMP 及 HMDS 因溶劑過濃，易造成 Trap、Column 及 SAW 層積過多高分子量揮發性有機污染物不易清除，IPA (異丙醇)、Acetone (丙酮)因分子量低，與空氣中水氣之 Retention Time 接近，判讀上仍有待釐清( 尤其 Acetone );此外，因光阻塗佈之配方牽涉廠方製程機密，因此，多項高分子量具極性之 VOC 無法確認為何種化合物。另外，針對待測區間所欲偵測之 VOC 濃度考量，內建之比對標準件，亦須作濃度上之調整，以避免誤差過大。 關鍵詞:揮發性有機化合物（Volatile Organic Compounds）、GC 毛細管柱氣相層析（Gas Chromatograph）、SAW 表面聲波光譜（Surface Acoustic Wave Spectrum）。

ABSTRACT The continuous trend toward smaller structures and thinner layers in semiconductor and

TFT/LCD manufacturing directs attention more and more toward yield-affecting influences from the clean room air. Not only particle be a factor that is not easy to control but also so-called airborne molecular contamination (AMC) is a problem. VOCs are typical AMCs in Fabs. In this thesis, field monitoring and analyzing on concentration of various VOCs of the so-called Red, Green,and Bule areas of a Color Filter Fab were conducted. The results show that the Trap, Column and SAQ sensor can be block-off due to deposition VOCs, such as NMP and HMDS, which have high molecular weight. IPA and Acetone has approximate Retention Time to water vapor, creating reading error. Nevertheless, the SAW exhibits excellent real time monitoring function for other VOCs such as Toluene, Xylene, PGME, and PGMEA. Keyword：VOC（Volatile Organic Compounds）、GC（Gas Chromatograph）、 SAW（Surface Acoustic Wave Spectrum）

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一、前言

VOC 存在於產業及生活週遭之材料與環境中日益受到重視，尤其為提升精密產業之良率，

在極微小線徑之電路板製作及更大尺寸晶圓或

TFT 之研發上，為避免產品乃至於人員因VOC/AMC 等之污染而受傷害，即早偵測 VOC等污染物已是刻不容緩的議題。

行政院勞工委員會於修訂之『作業環境測定

實施辦法』中規定，雇主在實施作業環境測定時

，應訂定含採樣策略之作業環境測定計畫，然而

至今仍成效不彰;加上，半導體機台 SMEI-S2 建議之標準中，對於半導體廠的『機台安全設計控

制標準』，於一般作業狀況時，需能控制製程所

使用之化學物質，其揮發至空氣中之濃度在 1%的職業暴露標準( OEL );而在機台維修保養之際，亦能控制在 25%的職業暴露標準之下【1】。然而對於 VOC 種類及濃度均大於半導體廠之光電產業，如 TFT、CF 及偏光板…等產業，卻無類似之建議規範，如此將形成未來在環安衛與產品

良率上之一大挑戰。所幸，由化學感測元件所組

成之陣列（Array），藉其所攜帶的活性材料，目前已應用在電子嗅覺上，以此偵測空氣中微粒分

子流體及其所攜帶具極性與揮發性之有機化合

物。 在AMC問題方面，由交通大學環境工程研究

所白曛綾教授等人，對無塵室空氣中微量物質之

監測與晶圓表面上污染物質鑑定【2】之研究;以及台北科技大學胡石政教授針對 300mm晶圓傳送盒(Front Open Unified Pod，FOUP)之氮氣充填實驗與模擬研究【3】得知，現今半導體及光電產業之污染防治，隨著半導體元件加工之線寬由

0.25µm進入到 0.13µm，甚至 90nm之逐漸奈米化，其製程環境污染的防治重心已由Particle轉移至AMC (Airborne Molecular Contamination)上;而且針對AMC與Particle作比較時，Muller et al等人【4】於 1994 年提出其研究指出在Class 100 的潔淨室內總有機氣態污染物濃度約 100 µg/m3，而粒狀污染物濃度則為 20 ng/m3，兩者沉積之總質量在比例上相差了 5000 倍以上。故潔淨室內氣態分子污染物沉積於晶圓表面之質量沉積可能為

微粒的數個Order以上。再者，AMC的污染濃度與目前之潔淨室等級並無直接關係，此項研究

Kitajima and Shiramizu【5】亦已於 1997 年提出，其中並指出Class 1 無塵室內的有機氣態污染物之濃度可能比Class 10 還大【2】。因此，如何解決AMC之污染問題，已是必須面臨的課題。

本文之動機係針對半導體廠及 TFT-LCD (薄膜電晶體液晶顯示器)相關產業無塵室中製程及操作人員身處環境 VOC 之潛在危險，期望能先知先覺地加以隔離或排除。尤其針對製程中之

VOC 污染物，以電子鼻作 Real time 之監測及探討，藉此引起業者對 VOC 污染問題之重視，並進而應用於仿生科技及延伸作為無塵室氣流與

空氣品質改善之研究。

二、探討內容

電子鼻一詞首現於 1988 年 Gardner 的文獻中【6】，較為大家所接受的定義是『一種可以分辨並且定量氣味的儀器』，其基本構造由取樣

(Sampling)系統(如圖 1 所示)進入化學感測器組成之陣列(Chemical sensor array)後，連接圖譜辨識( Pattern recognition )及氣味分析( Odor categorized )系統(如圖 2 所示)。感測器之精密度與型式將決定所偵測之方式與結果，因此，針對

不同之感測器，目前常用的儀器型式區分為下列

五種【16】【19】: 1. 導電度型 2. 壓電型---GC/SAW 屬此型式。 3. MOSFET 型 4. 光纖維型(光學型 ) 5. 頻譜型 若以組合搭配方式區分，則目前常用之型式

為【16】【19】: 1) GC with Double Mass (毛細管柱氣相層析質

譜儀法) 2) Photo Acoustic Spectrum(聲波光譜儀) 3) IMS(Ion Mobility Spectrophotometer)( 移動

式離子光譜儀) 4) GC with SAW (Surface Acoustic Wave

Spectrum)(毛細管柱氣相層析儀/表面聲波震盪光譜儀)

本次測試儀器採用GC/SAW方式，其可偵測中高分子量之有機揮發性氣體至ppt/ ppb等級，在10~30 秒的反應時間內可同時測 35 種C4(分子量48)以上之有機揮發性氣體，並且可用Standard濃度溶劑校正，符合EPA規範。然其需少量之He作為載氣，僅能測C4 以上之有機揮發物，無法測無機酸氣及NH3為其缺憾。此外，因其係以比對滯留時間之方式作偵測，當數種化合物之分子量

極為接近時，要將彼此間之滯留時間分辨清楚，

並非易事;而且雖然可以同時測 35 種C4 以上之有機揮發性氣體，然而除滯留時間需釐清外，內

建比對標準件時，其所有溫度、時間、風量及斜

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率…等等，均需相同，以致無法任意將所選用之溶劑在相同條件下產生適合的Peak。因此，使用GC/SAW儀器偵測時，最大的挑戰在於內建資料之辨別與建立。 2.2 測試步驟 2.2.1 尋找適用之測試規範

GC/SAW 目前找不到適用之規範，故參考環保署公告之 GC/MS 方式---中華民國八十九年五月十日(89)環署檢字第 24802 號公告;以及中華民國九十一年三月五日環署檢字第 0910014627 號公告修正為 NIEA M731.00C---半揮發性有機物檢測方法-毛細管柱氣相層析質譜儀法【8】，以及，中華民國九十一年三月五日 環署檢字第0910014627 號公告修正，原方法名稱「事業廢棄物溶出液中半揮發性有機物檢測方法－氣相層

析質譜儀偵測法」，方法編號修正為 NIEA R814.11B---事業廢棄物萃出液中半揮發性有機物檢測方法－氣相層析質譜儀偵測法【9】。此外，針對測試值之濃度標準，則以半導體機台

SMEI-S2 建議之標準規範中，對於半導體廠的『機台安全設計控制標準』，於一般作業狀況時，

需能控制製程所使用之化學物質，其揮發至空氣

中之濃度在1%的職業暴露標準( OEL );而在機台維修保養之際，亦能控制在 25%的職業暴露標準之下，並且，需標示界定廠區使用之化學品及其

副產品之潛在危害。另外，所謂的職業暴露標準

( OEL )則參考環保署所公佈之物質安全資料表(MSDS) 【10】，以八小時日時量平均容許濃度(TWA)為基準。

2.2.2 選定儀器並排除造成干擾的因素 本測試採用 GC/SAW 作為測試儀器。為避免干擾因素造成誤差，參考前述之規範，針對可能干

擾之因素進行預防及隔離。其常見之干擾因素及

測試儀器選用重點有下列幾項【8】【9】【16】: 1) 須避免採樣溶劑濃縮時之氧化現象而降低濃

度，如聯苯胺(Benzidine)等。 2) 須避免採樣溶劑在注射器中因熱而分解，抑

或在丙酮溶液中及光照下而分解，此外，亦

有部份會因溶劑過於粘稠而導致無法與溶劑

分離，如(去)光阻劑 NMP 與 HMDS 等。 3) 層析系統易受高沸點化合物之污染，而無法

得到良好的層析圖譜。如 NMP、PGMEA…等等化合物，因此，在內建比對標準件時，

比較妥當的做法係由低沸點之化合物開始內

建，然後逐項提高沸點;並且在兩化合物內建

之空檔，進行徹底地 Purge 與空白分析，以避免殘留物造成比對上之失真及跨次污染。

4) Sensor/Column/Valve/Inlet/Trap之溫度會影響待測物之分析，如 IPA 等較低沸點之化合物，其溫度設定便無法與 PGMEA 等高沸點化合物相同，以致無法獲致 Peak，如此亦造成IPA 等物質無法在同一時間對同一區間進行測試與分析。

5) 空白分析，樣品分析及添加分析所得之原始氣相層析質譜數據，均須評估其中是否有干

擾物質。若經前處理及／或淨化處理之樣品

萃取液中含有干擾物時，必須採取修正措施

以減少干擾。 6) 試藥、溶劑或玻璃器皿所含之雜質，可能污

染並干擾分析結果，為確保試藥或溶劑之適

用性，必須執行空白試驗。玻璃器皿、取樣

針筒及導氣針筒使用完畢，應立即以甲醇淋

洗，置乾後以鋁箔紙封口，放置於乾淨地點

，避免污染。 7) 塑膠製品中所含的可塑劑，為最常見的干擾

，所以在分析過程中絕對禁止使用一般塑膠

製品。 8) 當 Peak 間有 Overlap 現象時，可調整 Ramp

，降低溫升速度及 Sampling Flow，使各 Peak拉開。然若有其中一組調整參數，則所有比

對標準件均需重新內建，以免 Retention Time失真。

9) 因空氣中水氣之 Retention Time 約在 1.2~1.4 sec.之範圍，為避免造成誤解，可調整『Method』內之 Wait time 至 1.5~2 sec.，以濾除水氣之 Peak。此外，對於極微小之 Peak 值，可在『Peak』設定中限制低限值。

10) Column 設定之溫度越低則儀器越靈敏，然需考量夏天外氣溫度常超過 35℃，甚至更高，須避免外氣溫度所造成之干擾。

11) GC/SAW 所能偵測到之揮發性有機溶劑，大部分均具有極性，為避免靜電造成干擾，溶

劑於存放時即需放置於抗靜電袋中，如

PGME、PGMEA、NMP…等等。 12) GC/Mass 是被廣泛採用及信賴的偵測方式，

且在未知成分的分析中，目前是最好的選擇

。 13) 針對 ppm 等級之偵測儀，E.C.Sensors(電化學

感應器)是不錯的選擇。 14) 偵測ppb的無機酸氣及NH3，NMP等氣體，

IMS會是較適當之選擇。

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GC/SAW 測試使用設備 (參考環署檢字第0910014627號公告(修正為NIEA M731.00C)之方式)包含下列測試設備【8】【20】 1) GC/SAW 氣相層析儀：具全量注射且有昇溫設定功能及

其它必須之附件，如注射針、 層析管柱及氣體之氣相層析儀。毛細管柱應能

直接伸入離子源。 層析管柱：1 m×0.25 mmID，1µm 膜厚塗佈矽酮化合物之熔矽毛細管柱。且毛細管柱型式採

DB624--有機揮發性氣體 4C 以上之測試範圍，而非 DB5--10C 以上之測試範圍，以確定儀器具備測試微量氣體之能力。 SAW：能在 1 秒內或更短時間內自分子量 35 掃描至 500 amu ，使用 70 ev 執行 Electron Impact離子化方式。

氣相層析儀/SAW 之界面。 數據處理系統：可持續收集數據並加以儲存之電

腦系統，並能充分控制氣相層析儀及 SAW。 前置管柱（可視需要而定） 2) 注射針：10µL, 2~5mL。 3) 採樣瓶：50～250 mL 棕色玻璃製，附螺旋瓶

蓋，瓶蓋內襯為鐵氟龍墊片；若使用無色玻

璃瓶，可以鋁箔紙包於瓶外，以避免陽光。 4) 萃取處理設備。 5) 量瓶：同採樣瓶規格 。 6) 實驗室級待測 VOC 溶劑，純度 96%以上【8

】，亦有規範規定為 98%以上【9】。 7) 活動板手及尖嘴鉗…等手工具。 8) 氦氣(鋼瓶)及充填壓力表組。 9) 採樣袋 (以 Teflon 材質為佳)。 10) 氮氣。(無塵室內 Purge 用)。

2.2.3 內建待測溶劑之定性及定量頻譜 以 SAW 而言，將待測區間或取樣品由內建

Sample Flow( 20~40 ml/min.，亦即 20~40ccm )之取樣系統(Sampling)進入，經捕捉曲管(Trap)捕集後暫存其間 (如圖 1 所示) ，待切換至分析系統時，藉由載氣(Carrier gas) He(Grade 5)，利用 Trap熱脫附方式，將內存之 VOCs 依分子量大小脫附出來，經過 Column 層析而後送至 SAW，利用SAW 表面聲波震盪原理，將分子量小的化合物先解析出來;分子量大的化合物則因較重而較緩析出，如此形成不同的滯留時間(Retention time) (如圖 2 所示)。接著，藉由 RS-232 通訊連結控制用 Notebook 與偵測儀器，將捕獲之 Peak 圖形表現在螢幕上，完成一系列之電子嗅覺感測，此為

內建定性定量頻譜基準及現場量測均需反覆執

行之循環。表 1 為光電廠常見之 VOC，亦為本次實測所內建之項目。

如先前所述，內建待測溶劑之定性頻譜時需

避免干擾及交叉污染，同時在相同溫度、流速、

Ramp 及取樣時間…等等，調整適當之頻寬，並以相同之條件至現場測試。本次選用之項目有

IPA、PGME、PGMEA、Acetone、Toluene、Xylene等六項，內建之定性頻譜在

Sensor/Column/Valve/Inlet/Trap 之溫度( )℃ 均設定在 30/35/70/70/300，Column Flow 設定為 3ccm，動作流程 Sample → Pump 抽樣 10 sec.→ Inject → Wait 2 sec. → Trap 300 → Wait 0 sec.→ ℃Ramp 150 at 8 /sec.→ Taking Data 20 sec. ℃ ℃0.02 sec./each → Bake 25 sec. at 130 → END.℃ ，結果 IPA 無法顯現 Peak，經調整 Sensor 溫度為20℃，其他條件不變的情況下，Peak 值才顯現出來，如此在現場將無法以未調整前之條件測得

IPA; 亦即，IPA 需單獨測試，否則便需全部重新找適合之參數。後續展現之圖表即為內建資料之

Peak File，如圖 3~圖 8。圖 9 為內建六項溶劑之混合 Peak File，其中因 IPA 之溫度設定不同於其他項目，故而無法在混合狀態中展現出 Peak。圖10 為六種 VOC 溶劑之 Waterfall。

圖 11~圖 12 為取樣濃度 Count 換算至 ppm或 ppb 甚至 ppt。本次混合之六種化合物樣本，係以甲醇 1 c.c. ( 1000µι)與六種化合物( Acetone / IPA / PGMEA / PGME / Toluene / Xylene )各 5µι混合，亦即稀釋為 5000ppm。待充分混合均勻後，再由混合溶劑中取出 4µι，打入 250 mι之不透光玻璃容器內;約 30 分鐘後，打入不透光玻璃容器內之 VOC 充分揮發並平均分佈在瓶內，隨即進行定量分析。根據圖 9 與圖 12 之比對，在Sample Flow 25 ml/min. (亦即 25 ccm)，Sample Time 10 sec.之時，Count 與 ppm 之換算如表 2 所示。

三、實測結果---機台開口部位

目前測試廠區之光阻塗佈方式仍為中央滴

下(Center Dispense)加上旋轉塗佈(Spin Coater)式，較最新式之 Spin less (Slit Coater 狹縫式塗佈/五代廠以上之塗佈方式)，及次新式之狹縫式塗佈(Slit Coater)加上旋轉塗佈(Spin Coater)式，在光阻之用量上均較大許多【18】，如圖 13 所示。因此，對於機台開口部位之 VOC 逸散，業者極為重視。

本次測試為 CF 廠，現場針對 Red、Green、

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Blue 區塗佈與曝光製程開口部所作之測試結果。因製程流程係由 Red → Green → Blue，故以此為順序，每個製程取樣三點開口處，而且均係正

常運轉生產、無人員進行維修保養之狀態。因受

限於篇幅，且三點開口處所測之結果差異不大，

故僅以一點所測之圖表提報之。Red 區之測試狀態如圖 14。測試值及換算之 ppm 濃度則如表 3所示。

Green 區之測試狀態如圖 15，測試值及換算之 ppm 濃度則如表 4 所示。 Blue 區之測試狀態如圖 16。測試值及換算之 ppm濃度則如表 5 所示。

由上述之圖 14~圖 16得知所測之VOCs與內建之 Retention Time 相同時，即於 Peak 之圖塊中顯示其滯留時間與數量，然後依前述內建之比例

轉換為濃度值，如表 3~表 5 所示;表中所列之 ND代表該次使用該儀器未偵測到，勞安 TWA 則為勞工安全衛生法規規範之八小時日時量平均容

許濃度;SEMI-S2 則依前述之原則，為勞安 TWA之 1%。結果在 RED 區域有 PGME 超過 SEMI-S2之規範;Green 區有 Xylene 及 Acetone 超過;Blue區亦有 PGME 與 Acetone 超過 SEMI-S2 之規範，此外，於圖 14~圖 16 均有為數不一的高分子量VOCs 被偵測到，因牽涉廠方製程之 Know how，故當其 Retention Time 並非內建之比對標準時，除非使用 GC/MS 採樣分析，否則以 SAW 偵測並無法顯示出其為何物。另外，值得注意的是--人鼻已能明顯地嗅出有 VOCs 揮發逸散之現象，SAW 亦偵測到相當之濃度，然其濃度卻仍在TWA 容許範圍內，且相距甚遠--如此對產品良率有甚大影響，對身處其間之作業人員卻影響不大

，其中之差異以 TWA 之規範而言，是否須加以調整?似乎有探討的空間。

四、結論與建議

現今化學污染物質充斥我們所生活的空間

，加上產業科技不斷升級，原先強調之微粒

(Particle)污染控制，已不足以應付 AMC 污染。本實驗以 SAW-7100 做現場之即時偵測，藉此獲得即時的資訊,防範於未然,減低人員及製程之損害.

SAW-7100 係以 GC/SAW 型式偵測 VOC，其經由事先已建立之 Data Base 與偵測到之揮發性有機氣體作比對，即可獲得偵測波形;然而困難的部分除了 Data Base 建立費時外，載送氣體之流量需穩定且固定，否則將會影響波峰寬度，導致

定性能力變化，再者，基準氣體之比例亦不可大

意，否則將導致偵測所得 VOC 之定量性錯誤。還有，基準氣體之採用必須每個各案均校對一次

，以避免其間雜質或者干擾等所造成之失真現象

;抑或產生共模溫度現象，而無法清楚辨識所偵測到之 VOC，一般建議先將每個各案實際使用之VOC 溶劑先行與內建資料比對，或直接以實驗室級之 VOC 溶劑內建，以減少困擾。因此，針對本項實驗可獲致以下結論: 1) 在有條件地狀況下，偵測ppb等級的有機揮發

性氣體，同時要求簡易、快速之現場環境分

析時，GC/SAW便能勝任。 2) GC/SAW能對有機性揮發物質做Real Time的

偵測，因為一般之GC/MS偵測器，其GC column約30m長【8】，故需較長時間方可解析出結果;而GC/SAW內之GC Column僅1m長，故可在10~30 sec.內獲致概略的結論。此外，內部之Column型式分為DB-624與DB-5兩種，前者用於C4以上之揮發性有機氣體;後者則為C10以上之半揮發性有機氣體，吾等由其內建之溫度資料

(SAW/Column/Valve/Inlet/Max. Column)，DB-624分別為30/40/50/50/125; DB-5為60/60/170/200/200，亦可看出其可測試之分子量差異--DB-624較靈敏，且因溫度較低故可測得分子量較小之揮發性有機物質。

3) 採樣及萃取瓶需各溶劑分開使用且標示清楚，避免交叉污染。而且，每次(/種)作業前及內建標準值前均需Purge，確保Column & SAW內為清潔狀態。

4) 數種比對標準件混合時，若分子量或化學特性相近，極可能造成本體標準產生化學變化

，而影響比對之濃度值，例如，PGME與PGMEA在單獨內建時均有為數數百至千餘，然混合後便產生PGMEA激增而PGME銳減之現象。惟因本測試並不以完全精確為目的

，僅作概略性之快速反應測試，其目的在辨

別有無該種VOC，且其濃度大約在哪個範圍;若有其他疑慮時，再以GC/MS等精確儀器分析之。

5) 以無塵室工程而言，本實驗可無限延伸，協助業界進行測試並累積測試資訊，日後作為

各式分析之依據，例如，針對同性質不同廠

家機台做比較;針對製程需求與人員安全做比較;針對不同代數TFT-LCD相關製程設備(如玻璃基板、彩色濾光片、偏光板、

TFT-LCD…etc.)做比較;抑或，針對不同尺寸

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晶圓廠製程作比較;以及，針對晶圓盒FOUP本身之Outgassing作量測。相同地，在生物醫療科技方面，針對部分慢性重症之疾病，由

其排泄之汗液、尿液或呼出氣體找出預警異

常之蛋白質特徵，再經由此特徵與內建於電

子鼻中之信號比對，即可預防於未然。 6) 依照ISO-14644-1，無塵室Particle濃度計算公

式為 Cn = 10N * ( 0.1/D )2.08 而ISO-14644-8則規範AMC/VOC潔淨度Class N為 N = log10( 1 / CAMC ) 其中CAMC為AMC之容許濃度上限( g / m3或 g / cm2) 由此規範可確定Particle潔淨度等級不代表AMC潔淨度等級。根據國際半導體技術藍圖ITRS (International Technology Roadmap for Semiconductors) 2001年版之建議，AMC之污染容許濃度逐年降低，因此，下一階段無塵

室之重點在於AMC之問題上。 8) 因無塵室內揮發性溶劑甚多,為評估其分佈

濃度,工研院曾建議使用火焰離子偵檢器( FID )作初步偵測,找出濃度較高之區域,然後才再進一步以GC/MS量測.---然此方式所需時間較長,技術性較高,無法如SAW獲得Real Time的資訊---此為SAW之最大利機.

五、參考文獻

1) 陳佳琪、謝瑞豪，光電廠無塵室化學性因子評估技術運用探討，工業技術研究院環境與

衛生技術發展中心. 2) 白曛綾、鄧宗禹、康育豪、劉政彰，無塵室

空氣中微量物質之監測與晶圓表面上污染物

質鑑定. 3) 胡石政、林鴻忠，300mm 晶圓傳送盒(FOUP)

之氮氣充填實驗與模擬研究. 4) A Muller, J. Psota-Kelthy, L. A. Krautter and J.

D. Sinclair, Volatile Cleanroom Contamination Sources and Detection. Solid State Technol., vol.37, no. 9, 1994.

5) H. Kitajima and Y. Shiramizu, Requirements for Contamination Control in the Gigabit Era. IEEE Trans, Semiconductor Manufacture, Vol. 10, no. 2, 1997.

6) 吳仁彰，電子鼻技術簡介，科儀新知，第二十四卷第五期，中華民國九十二 年四月.

7) 林玉娟，生物感測器技術與應用，交通大學次微米人才培訓中心訓練課程，中華民國九

十三年四月.

8) 半揮發性有機物檢測方法－毛細管柱氣相層析質譜儀法，中華民國九十一年三月五日 環署檢字第 0910014627 號公告修正為 NIEA M731.00C.

9) 事業廢棄物萃出液中半揮發性有機物檢測方法－氣相層析質譜儀偵測法，中華民國九十

一年三月五日 環署檢字第 0910014627 號公告修正原方法名稱「事業廢棄物溶出液中半

揮發性有機物檢測方法－氣相層析質譜儀偵

測法」,方法編號修正為 NIEA R814.11B. 10) 物質安全資料表MSDS，

http://www.iosh.gov.tw/ 11) Edward J. Staples, Ph.D. The chemistry of

black tea aroma, Electronic Sensor Technology，http://www.zNose.com

12) Edward J. Staples Field Analysis Using A Novel Electronic Nose As An Environmental Tool，Electronic Sensor Technology，http://www.ESTCAL.com

13) Edward J. Staples Dioxin/Furan Detection and Analysis Using A SAW Based Electronic Nose，Electronic Sensor Technology，http://www.estcal.com

14) Edward J. Staples Real Time Characterization of Food & Beverages using an Electronic Nose with 500 Orthogonal Sensors and VaporPrint™ Imaging，Electronic Sensor Technology，http://www.estcal.com

15) Edward J. Staples Electronic Nose Simulation of Olfactory Response Containing 500 Orthogonal Sensors in 10 Seconds，Electronic Sensor Technology，http://www.estcal.com

16) 林慶仁，如何在 Clean Room 內偵測 ppb 濃度的微量洩漏氣體.

17) 黃寶川，潔淨室之化學微分子污染. 18) 駱文欽、許明德，第五代以上彩色濾光片技

術發展趨勢. 19) 馬志欽，人類嗅覺的延伸---電子鼻，毫微科

技專輯，1999, 03. 20) Electronic Sensor Technology Co., Ltd.，7100

FAST GC ANALYZER ，Operation Manual，MicroSense 4

21) 胡石政、賴志泓，半導體廠 VOCs 處理設備研究，2001,04.

六、圖表彙整

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http://www.iosh.gov.tw/http://www.znose.com/http://www.estcal.com/http://www.estcal.com/http://www.estcal.com/http://www.estcal.com/

圖 1 取樣過程 圖 2 分析過程

表 1 光電廠常見之 VOC

溶劑名稱 化學式 分子量(g/mole)

沸點 ( )℃

比重 ( kg/m3 )

應用 備註

IPA (CH3)2CHOH 60 88.23 0.785 玻板乾燥、清洗 選用 PGME CH3OCH2CHOHCH3 90 120 0.96 玻板及晶片清

洗 選用

PGMEA CH3COOCHCH3CH2OHCH3 132 146 0.96 玻板及晶片清洗

選用

Acetone CH3COCH3 58 56 0.7857 溶劑 選用 Toluene C6H5CH3 92 110.7 0.87 溶劑 選用 Xylene C6H4(CH3)2 106 139.1 0.87 溶劑 選用 NMP C5H9NO 202 光阻劑 不選用HMDS (CH3)3SiNH(CH3)3 165 125 介面活性劑 不選用

圖 3 Acetone 內建之 Peak File---Retention Time 1.28 sec.

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圖 4 IPA 內建之 Peak File---Retention Time 1.60 sec.

圖 5 PGMEA 內建之 Peak File---Retention Time 5.92 sec.

圖 6 PGME 內建之 Peak File---Retention Time 2.34 sec.

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圖 7 Toluene 內建之 Peak File---Retention Time 3.44 sec.

圖 8 Xylene 內建之 Peak File---Retention Time 5.74 sec.

圖 9 Mixing data base of 6 type VOC solution

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圖 10 六種 VOC 溶劑之 Waterfall

圖 11 六種 VOC 溶劑之 Analyze Parameter

圖 12 六種 VOC 溶劑之 Vapor Concentration and Mass Injected 計算

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表 2 六種 VOC 溶劑之濃度換算

PGME PGMEA Toluene Xylene IPA Acetone Count 5 17346 1144 11 - 832ppm 4.173 2.846 3.700 3.211 5.119 5.300

圖 13 塗佈方法與光阻使用量之比較 ( Source : TOK ) 【18】

表 3 Red 區 VOC 測試值及濃度換算與比對

PGME PGMEA Toluene Xylene IPA Acetone 內建 Count 5 17346 1144 11 ND 832比對 ppm 4.173 2.846 3.700 3.211 5.119 5.300#1 Count ND 1826 79 ND ND 913#1 ppm ND 0.30 0.26 ND ND 5.82#2 Count 2 ND 86 ND ND 715#2 ppm 1.67 ND 0.28 ND ND 4.56#3 Count ND 1017 9 ND ND 606#3 ppm ND 0.17 0.03 ND ND 3.86勞安 TWA 100 100 100 100 400 750SEMI-S2 1 1 1 1 4 7.5

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圖 14 Red-1 local captured data

表 4 Green 區 VOC 測試值及濃度換算與比對

PGME PGMEA Toluene Xylene IPA Acetone

內建

Count 5 17346 1144 11 ND 832

比對 ppm 4.173 2.846 3.700 3.211 5.119 5.300

#1 Count ND 32 ND 12 ND 1400

#1 ppm ND 0.005 ND 3.50 ND 8.92

#2 Count ND ND ND 3 ND 17600

#2 ppm ND ND ND 0.88 ND 112.12

#3 Count ND ND ND 4 ND 580

#3 ppm ND ND ND 1.17 ND 3.69

勞安 TWA 100 100 100 100 400 750

SEMI-S2 1 1 1 1 4 7.5

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圖 15 Green-1 local captured data

表 5 Blue 區 VOC 測試值及濃度換算與比對

PGME PGMEA Toluene Xylene IPA Acetone

內建 Count 5 17346 1144 11 ND 832

比對 ppm 4.173 2.846 3.700 3.211 5.119 5.300

#1 Count 2 ND 5 10 ND 571

#1 ppm 1.67 ND 0.016 2.92 ND 3.64

#2 Count ND 1173 ND ND ND 643

#2 ppm ND 0.19 ND ND ND 4.10

#3 Count ND 1066 5 3 ND 686

#3 ppm ND 0.17 0.016 0.88 ND 4.37

勞安 TWA 100 100 100 100 400 750

SEMI-S2 1 1 1 1 4 7.5

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圖 16 Blue-1 local captured data

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ABSTRACT2.2.2　選定儀器並排除造成干擾的因素2.2.3　內建待測溶劑之定性及定量頻譜