隨著晶圓製造進入到3奈米線寬微縮製程，製程中的各個環節面臨著更高度的精密挑戰。即使是微小的顆粒（如PM5），也可能導致晶圓線路短路，影響晶片的良率。因此，高效能的粉塵處理系統成為台灣半導體產業持續精進和保持競爭力的關鍵之一。
為了協助產業發展，工研院開發名為「粉塵終結器」的高效微粒捕集技術，能夠有效捕捉和集中微小的粉塵微粒，PM5以下的粉塵捕集率超過九成。目前，該技術已技轉廠務系統服務廠商，將可促成竹科大廠尾氣處理系統升級。
工研院機械與機電系統研究所副理董福慶表示，半導體製程會產生含有各種化學物質和粉塵的廢氣，目前國內大型工廠多使用濕式洗滌方式，其利用現址式洗滌器藉由水柱噴灑的方式來捕捉粉塵。
然而，使用一段時間後，由於設備老化，原本的捕捉率會從八成，下降到六成甚至四成。
因此，工研院在多年前即著手廠務方面的改良，自主研發了高效能的粉塵捕集系統「粉塵終結器」，利用水霧噴灑和離心旋風的方法，使PM5以下的粉塵去除率超過90%，平均效率提高了50%。這使得微小粉塵的淨化能力超越了國內外的廢氣微粒減量規範。
董福慶回憶起研發過程，由於無法停機且須符合半導體廠商的產能目標，在不能更改現有洗滌器的規格尺寸情況下，尋找提升捕集效率的方法。經過研發團隊的不斷討論研究，一次在家中使用吸塵器打掃的時候，他突然靈機一動，想到了類似龍捲風的離心分離概念，可以將被沖刷揚起的粉塵完全捕捉，同時利用水霧噴灑進行最有效的清洗。
從模擬到實際的測試驗證過程是一個真正的挑戰。由於國內晶圓代工廠須確保產能穩定，因此實際驗證的場域不易取得，在工研院研發團隊積極與半導體設備服務商洽詢合作後，經過半年的實驗，量測了經過粉塵終結器處理後的顆粒數量，結果遠低於環境中PM5顆粒數量的90%以上，這證明了粉塵終結器的有效性。該研發成果更入圍了去年的R&D 100 Awards全球百大科技研發獎。
目前國內對於粒狀汙染物的排放規範是每立方公尺排放重量不得高於100毫克（包括所有粒狀汙染物）。工研院開發的粉塵終結器能夠大幅降低排放量，遠超過國家標準。所帶來的降汙、減碳效益及綠色價值，能夠讓國內半導體業者在全球樹立標竿，未來赴海外設廠時，遠優於國際標準的超高規格，即便面對當地的環境規範，也無後顧之憂。
目前，粉塵終結器已經進行技術轉移給半導體設備服務商。工研院在經濟部科專計畫補助下，將繼續針對小於PM2.5的微粒進行高效捕集技術的開發，同時結合低耗能電漿燃燒的創新研究，以更有效地去除廢氣和粉塵。
未來，該技術能夠滿足其他高排放產業的潔淨需求，包括：顯示器、化工、燃煤燃氣電廠和鋼鐵業等，根據粉塵粒徑、產業特性和現地條件進行客製化設計。去除工業粉塵的同時，提高產業的良率，並注重環境友善，工研院力助台灣半導體及製造業在科技領先優勢下，能夠領先迎接淨零永續的世界趨勢。
資料來源：經濟日報 https://money.udn.com/
