揭密台積電「超純水」製程!廢水重複利用3.5次 還要分36種類別回收

產業、創新和基礎設施

台積電熊本廠。 圖/美聯社
台積電熊本廠。 圖/美聯社

日本媒體本月獲准進入台積電位於熊本縣的第一工廠地下室採訪,一窺面積約2萬5000平方公尺的水處理系統區域,廠方也介紹產出洗淨矽晶圓所需的「超純水」,必經的3道製程。

工廠監測8座抽水井 防止過度抽取地下水

「熊本朝日放送」(KAB)12日報導,位於熊本縣菊陽町的第一工廠,地上4層樓主要是無塵室,地下室則設置水處理設施。

營運熊本廠的台積電日本子公司JASM(日本先進半導體製造)水處理課員工山本淳二,本月稍早帶領熊本朝日放送的採訪團隊前往地下2樓,面積約2萬5000平方公尺、相當約4座足球場大的水處理系統區域。

生產半導體的過程中,洗淨晶圓等製程需要消耗大量的水。而第一工廠的系統,不斷監測著8座抽水井的水位,若水位降到特定數值以下,幫浦會自動停止運作,防止過度抽取地下水。

產製半導體不容奈米級塵埃 3道製程產洗淨用水

製造半導體過程中,不容許奈米級的塵埃附著。山本說明,「晶圓的電路寬度,以奈米為單位計算,水中參雜不純物或離子的話,(這些東西)會卡在電路之間,導致產品異常,因此必須使用未參雜任何雜質的『超純水』洗淨,才不會影響產品」。

熊本廠透過3道工序產出「超純水」,前段處理先使用過濾裝置等設備去除雜質,接下來的中段處理則要去除含碳物質,最終則經過精煉處理。

經過處理的水,純度之高,只允許相當於「在(長度)50公尺的游泳池,加入一小匙掏耳勺分量的不純物」。

熊本朝日放送的報導寫道,有人可能會有疑問,製造這種高純度的水,是否必須使用熊本的地下水呢?

山本表示,「原水為地下水或水庫的水並不重要」,因為這對於製造晶片而言都是不純物,換言之,熊本縣政府提案使用當地「龍門水庫」未利用的水,當作半導體工廠的工業用水,技術上是可行的。

日媒驚訝 廢水被細分36種類別回收處理

產出的「超純水」會被送到無塵室,拿去清洗晶圓過後,就會變成含有化學物質等雜質的廢水。報導指出,其中最驚人的是工廠根據其種類與濃度,細分為36種不同的類別回收處理。

山本充滿自信地說:「這些廢水透過適當的回收處理,可被轉化為乾淨的水」。據悉,經過處理的水平均可重複使用3.5次。

要洗淨1平方公分的晶圓,全球半導體企業必須使用平均約12公升的水,而台積電只要5公升。台積電也把這項技術導入熊本廠,希望有助於節省用水量。


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