在高度競爭的半導體製造領域，生產品質與交付穩定性是維持產線順暢與客戶信任的關鍵。隨著製程節點持續向奈米級演進，污染形式更為多元，單靠人工經驗已難同時兼顧精密度與效率，而需導入科學化的檢測工具及標準化流程，確保各環節達到高潔淨度標準。才能在最嚴苛的製程環境下，持續維護穩定運行與品質一致性。
BELFOR 將從以下實務面向切入：解析清洗在製程管控中的核心角色、依據設備狀態與排程制定最佳清洗時機、制定並落實標準作業流程（SOP）的要點，以及導入系統化管理以維持最佳運行狀態。最後，我們將透過現場案例展示，說明如何以可追溯、可驗證的清洗體系，有效管理污染、控管風險，助您在日趨嚴苛的製程要求下，穩健掌握品質與交付節奏。
一、半導體製程污染物來源與影響分析
在高度精密的半導體製程中，設備內部的潔淨度往往直接牽動製程穩定性與產品可靠性。雖然許多污染源肉眼難以察覺，但它們可能在無聲無息中影響元件表現、造成電性異常，甚至導致生產中斷。因此，從源頭掌握污染來源，並建立完整的製程污染控制機制，是維持製程穩定與提升設備壽命的關鍵。
污染從哪來？製程中最常見的四種潛在風險
製程節點持續縮小，設備對環境微污染的容忍度也大幅降低。若未妥善管控污染源，即使是極微小的雜質，也可能造成製程參數波動，影響整體稼動率與成品可靠性。以下為製程中常見的四類污染風險：
- 金屬離子污染
- 來自設備金屬部件的磨耗屑、清洗或製程化學品中的微量雜質，例如銅（Cu）、砷（As）、鎳（Ni）、鉛（Pb）等。
- 潛在風險：殘留金屬離子會導致漏電流上升、PN 結失效及氧化層崩潰電壓降低，進而影響元件的電性穩定與使用壽命。以銅為例，即使採用多道精密清洗程序，仍難以達到100%完全去除，仍有殘留風險。這也意味著，一旦導入銅製程後，未來若欲切換至非銅材料，將面臨交叉污染的潛在隱患。
- 有機化合物殘留
- 污染來源：常見於設備維護或清洗過程中使用的化學品、副產物或作業區氣體沉積，如脂肪酸與碳氫化合物。
- 潛在風險：有機殘留可能導致製程腔體內表面污染，影響下一製程步驟的反應均勻性，進而影響設備稼動率與穩定度。
- 高揮發性毒性物質殘留
- 污染來源：來自部分特殊製程使用的氣體前驅物、溶劑或清洗劑，例如含氟烴類、胺類或其他 VOC（揮發性有機化合物）成分，這些物質具有高揮發性與毒性，容易在操作區或管路系統中累積。潛在風險：若未有效清除，高揮發性毒性殘留可能造成作業人員暴露風險、交叉污染擴散，甚至引發製程反應異常或氣體偵測誤判，影響生產品質與廠務安全。
- 微粒與異物夾帶
- 污染來源：環境空氣懸浮微塵、設備運轉產生的碎屑，以及載具或工具上的細小顆粒。
- 潛在風險：微粒會黏附在設備腔體或關鍵模組表面，干擾氣體流場與真空控制，增加異常風險並加快耗材損耗速度。
- 交叉污染
- 污染來源：在批次切換、製程轉換或多段共用設備時，工具、物料或操作區域未完全隔離。
- 潛在風險：潛在影響：殘留物可能導致材料不兼容反應或突波異常，造成製程結果不穩、設備頻繁告警甚至停機。
在這些污染風險中，任一項若未即時處理，都可能在設備運轉中逐漸累積影響。唯有透過針對性極強的污染源識別、配合科學化檢測技術，並結合嚴謹的清洗作業流程，才能真正將潛在風險降至最低，為整體製程品質與營運穩定提供最堅實的保障。
二、半導體常用清洗製程及方法
在半導體設備長時間運作過程中，污染物可能逐步累積於關鍵模組、腔體表面或真空管路內，進而影響製程穩定性與設備壽命。因此，建立科學的半導體清洗製程，並依據污染類型選擇合適的清洗技術，是有效控制製程污染、提升系統可靠性的基礎。
半導體清洗製程的基本流程與主要步驟
BELFOR 依據不同設備污染情境，提供以下常見的清洗流程：
前處理（Pre-Treatment）
於清洗作業開始前，先針對污染設備進行現場評估與記錄，包括：污染範圍標示、污染源識別/區分、拆解前拍照存證、風險分類、重要元件定位註記，並根據污染程度與零組件特性，規劃後續最適化清洗程序。
主清洗（Main Cleaning）
採用針對性的化學配方（如酸性、鹼性、有機溶劑等）執行深層清潔，去除包括金屬離子、有機殘留、微粒與交叉污染源。BELFOR 可依污染物性質與材料結構調整最佳配比。
循環沖洗（Multi-Stage Rinse）
以高純度去離子水（DI Water）進行多道反覆沖洗，移除主清洗階段殘留的清洗液與雜質，必要時結合高壓水柱清洗與純水超音波震盪方式，強化細部區域潔淨度，避免二次污染。
乾燥（Drying）
依元件與設備結構採用氣體吹乾、熱風烘乾、真空乾燥技術，確保無水痕殘留並降低靜電附著與微粒再沉積風險。
品管（Quality Control）
完成乾燥後，執行全面品保檢測：包含目視檢查、顯微觀察、表面導電測試、絕緣阻抗量測與功能確認，以驗證清洗成效並確保設備性能穩定。
後處理（Post-Clean Handling）
完成品管後，依標準作業流程將設備進行復原、重新組裝與調整，包含：更換老化耗材、潤滑關鍵機構、記錄檔案建檔，包裝/裝箱作業(如有需求)，最終將處理後設備交回產線。
濕式與乾式清洗方法比較
BELFOR 實務上常根據污染物性質與設備需求，選擇合適的濕式或乾式清洗法：
| 項目 | 濕式清洗 | 乾式清洗 |
| 原理 | 液相化學反應，溶解除污染物 | 氣相反應或等離子體處理，擊散或分解污染物 |
| 主要用途 | 有機殘留與金屬離子去除 | 微粒與特定有機物去除，尤其適用水敏感工藝 |
| 殘留風險 | 需多次沖洗以避免化學劑殘留 | 殘留較少，操作過程更為乾淨 |
| 環境影響 | 廢液需妥善處理，需考量環保與廢水排放 | 無廢水排放，相對環保；但設備與開發成本較高 |
清洗製程中常用的化學品及其功能
BELFOR 採用自家德國實驗室研發的專利清潔劑配方（如 AC12、CD04 等），可有效提升清潔效率與穩定性，並兼顧材料兼容性與低殘留特性，是BELFOR在半導體精密清洗領域中展現技術領先地位的重要關鍵。
三、清洗製程風險控制的重要性
在高精度的半導體製程環境中，污染控制不僅攸關當下的生產品質，更是維繫整體產線穩定性的核心機制。尤其隨著製程節點持續縮小、複雜性提升，即使是設備腔體內部的微量沉積或未清除的殘留物，也可能造成後段穩定率波動，甚至引發局部製程異常。
舉例而言：CVD 或蝕刻模組中若有金屬氧化殘留未妥善清除，容易造成製程腔體污染，進而影響下批次產品的穩定性，甚至導致設備異常警報或產線非預期停機。而若濕蝕刻槽或真空管路中的有機聚合物未完全清除，則可能產生交叉污染、設備閥件失靈，進一步增加維護頻率與維修成本。
清洗對風險管理與製程穩定性的影響
針對不同污染源執行有針對性的清洗，能預防因設備故障或產線中斷而造成的損失，進一步提升生產效率與一致性。隨著製程節點持續微縮，任何微量污染都可能觸發連鎖缺陷。建立科學化、系統化的清洗與風險管理體系，對企業的長期營運至關重要。
影響清洗效果的六大關鍵因素
在清洗製程中，最終的潔淨度與穩定性，取決於多項作業參數的協同作用：
- 清洗液的選擇
不同污染物需對應不同化學劑：例如，酸性配方最適合去除金屬離子；含氧化劑的鹼性溶液則對有機殘留效果更佳。BELFOR 不僅提供多種經過實務驗證的清洗配方，更具備由BELFOR 德國實驗室研發、專為高階製程環境設計的專利清潔劑，能依據設備材質與污染特性，量身打造最適清洗方案，提升去污效率並兼顧設備安全，是高品質製程中不可或缺的關鍵助力。
- 清洗時間
清洗時間需根據污染程度與材質結構精確控制。時間過短可能清除不完全，時間過長則可能對材料造成蝕損，特別是鋁、鎳等金屬件或脆性陶瓷構件。
- 環境溫度與壓力
清洗時的溫度影響化學反應速率，適度加熱可提升去污效率；沖洗壓力則決定水流對殘留物的剝離力，兩者都需根據工藝需求進行調校。
- 輔助能量技術
為提升污染物去除效率，清洗作業中常會依設備結構與污染位置搭配各式輔助技術，包含超音波震盪等，幫助污染物從細縫或死角中脫附。針對特殊材質或難以直接接觸的位置，亦可採用乾冰清洗進行無水無殘留處理，或利用雷射除鏽技術精準去除表面氧化層與微粒污染，如有結晶物附著且難以去除，亦可在不損傷基材前提下，使用噴砂技術移除結晶物，大幅降低交叉污染風險，同時保護原材不受損害。
- 作業純度與設備狀態
使用高純度的去離子水與定期維護的清洗機台，才能維持整體流程的潔淨度並避免二次污染。
- 特定污染物質移除
針對金屬、有機與高揮發性毒性物質等污染源，需採用在密閉系統中；對應化學劑與處理條件進行分層去除。例如：銅與砷需以多階段酸性配方清洗，有機物則適合鹼性氧化系統處理，揮發性有毒化合物則搭配具吸附或分解能力的配方。BELFOR 可依污染特性精準設計清洗策略，降低製程風險並強化潔淨成效。
四、清洗週期規劃與操作要點
若要讓清洗作業成為提升製程穩定性與設備可靠性的有效策略，關鍵不在頻率，而在於「做對時機、用對方法」。透過系統化的規劃與清晰的作業標準，才能降低污染累積風險，維持設備長期穩定運行。
如何判斷適當清洗時機
- 監控製程關鍵指標：定期檢查不良品比例、設備異常記錄與粒子數據，一旦出現偏差趨勢，即可評估是否需啟動清洗作業。
- 依據設備使用負荷調整週期：高頻率運轉的關鍵設備建議縮短清洗間隔，以防污染物堆積造成性能衰退。
- 搭配維護窗口或生產間隔操作：規劃在換線、設備保養或非高峰時段進行清洗，避免影響生產排程。
- 建立作業紀錄：詳實記錄每次清洗的內容、清洗劑使用、處理方式與檢測數據，作為後續優化與追溯依據。
建立 SOP、記錄與風險預警體系
- 標準作業流程（SOP）建置：清楚定義化學劑選用、清洗步驟、設備保護與安全規範，確保現場人員依循一致標準作業。
- 紀錄管理機制：導入清洗履歷檔案制度，定期回顧異常案例與檢測報告，有助於長期品質追蹤與持續改善。
- 預警與通知機制：可結合設備監控或數據分析平台，當清洗成效未達預期或設備潔淨狀況異常，即時提示現場人員啟動對應處置。
BELFOR 的系統化清洗流程
BELFOR 的設備清洗服務採用完整的流程規劃與高標準執行原則，確保每一環節可追蹤、可驗證，包含：
- 現場勘查與污染評估：掌握設備歷程與污染型態，制定針對性對策。
- 清洗計畫設計：依據污染特性選定適用的清洗劑與作業方式，並考量現場工況調整流程節點。
- 專業現場執行：所有作業人員皆遵循既定 SOP，並依 SEMI S12 要求進行風險防範與現場管理。
- 驗證與報告提供：清洗後進行潔淨度測試，並依 SEMI S12規範提交包含圖片、數據與建議的完整報告，便於客戶內部稽核與維保規劃。
如何評估清洗成效
有效的清洗作業，應可從以下幾個面向做綜合評估：
- 前後污染殘留差異數據：透過粒子數、金屬離子殘留等參數變化，判斷清洗成效。
- 運行穩定性追蹤：觀察清洗後設備維修頻率、警報次數與生產中斷狀況是否改善。
- 服務紀錄完整性：完整清洗履歷與照片佐證，提供管理階層清晰掌握服務執行情況。
- 現場人員回饋：藉由操作人員與品質工程師的觀察與意見，輔助判斷清洗後效果是否符合預期。
從污染源辨識、清洗策略制定、週期安排，到現場精準執行，每一個環節都攸關製程污染控制與設備運行的穩定性。隨著製程節點不斷微縮，對潔淨度的要求日益嚴苛，唯有導入科學化、標準化、可驗證的清洗管理機制，才能協助半導體製造端強化設備可靠性、延長使用壽命，打造更具風險抵禦力的生產環境。
五、案例分析：BELFOR 協助客戶控制污染與維持穩定運行
在追求高穩定製程與高度潔淨環境的半導體產業中，BELFOR 憑藉深厚的現場經驗與系統化操作流程，持續為晶圓廠、設備供應商與材料供應鏈提供污染控制解決方案。從日常預防清洗到災後應變處理，BELFOR 所建立的半導體清洗製程，已成為許多亞洲地區大廠穩定營運的後盾。
BELFOR 服務優勢
憑藉多年行業經驗與先進設備，BELFOR 為不同污染源提供量身訂製的方案。其主要優勢包括：
- 技術專家團隊：所有工程師均通過嚴謹培訓，並遵循標準作業程序（SOP）進行污染評估與清洗執行。
- 快速應變能力：面對突發污染事件，可即刻啟動搶救服務，將客戶產線停機時間降至最低。
- 客戶產線現場服務：提供專業的現場技術支援，快速響應客戶需求，確保生產線高效運轉。資深工程師團隊親赴現場，精準診斷問題並提供即時解決方案，減少停機損失。同時，結合實際生產環境，提供客製化優化建議，幫助提升設備效能與產品品質，為客戶創造最大價值！
- 國際化支援網絡：在亞洲多國為數十家晶圓廠提供長期服務，展現出可靠的跨區域技術與物流協同能力。
客戶實例｜BELFOR 高效應對半導體廠化學品洩漏，展現專業清洗實力
國內知名半導體廠曾因化學品大量溢漏，導致無塵室 sub-fab 區域及多部關鍵製程機台遭受嚴重污染，事發範圍廣泛且極具風險。BELFOR 團隊接獲通知後第一時間進駐現場，迅速完成污染評估並啟動高效率清洗計畫，運用專業設備與專利清潔劑，成功完成污染物去除與設備恢復作業，協助客戶在最短時間內重啟產線，降低停工損失，展現出高度整合的災後應變與製程潔淨實力。
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