第四章 結果與討論
4.1 方法驗證
4.1.1 檢量線建立
關於目標化合物在檢量線製備與確認部分，首先必須配製至少 5 種不同濃度之檢量線標準溶液，將波峰面積與對應之檢量線標準品的 濃度作線性迴歸，得到如下之方程式
y = ax + b (1) 其中y：儀器訊號
a：直線的斜率(亦稱 x 的係數) x：濃度
b：截距
線性迴歸相關係數 R 必須大於或等於 0.995 才能用來定量。至 於檢量線初始校正確認的部份，則於完成檢量線分析後，必須以不同 於檢量線來源之標準品，配製檢量線中間點濃度之檢量線初始確認標 準溶液，以查核檢量線之適用性，其百分偏差應在 ± 10 % 間。若無 法達到，則需重新製作檢量線。另外於每次分析時，需以檢量線中間 濃度之標準溶液，注入氣相層析儀，確認檢量線之準確性，其百分偏 差應在 ± 10 % 間。每隔 4 個小時或 20 個樣品至少執行一次查核樣 品分析，其回收率應介於 90 %至 110 % 之間。分析樣品前、高濃度 樣品分析後至少執行一次空白分析，以查核是否受到污染。
依上述流程所建立之各目標化合物檢量線下限數據資料，與線性 迴歸相關係數 R 值等詳細的數據結果如表 4-1 所列，至於主要目標 化合物的層析圖譜則如圖 4-2 所表示。而且經與各公告方法[66]比較 後，則可明顯發現相關化合物檢量下限濃度向下修正，可以針對相對 較的樣品濃度進行偵測，而且不再出現偵測不到(ND)的分析結果。
表 4-1、目標化合物檢量下線濃度
1 丙二醇單甲基醚 1-Methoxy-2-propanol 0.4600 0.9999
2 環戊酮 Cypentanone 0.4750 0.9999
3 丙二醇單甲基醚酯 1-Methoxy-2-propyl acetate 0.4835 0.9999
4 環己酮 Cyhexanone 0.4725 0.9999
5 二甲亞碸 Dimethylsulfoxide 1.0988 0.9999 6 正-甲基-2-吡咯酮 1-Methyl-2-pyrrolidinone 0.5130 0.9999
7 乙二醇單丁醚 Butyldiglycol 0.4745 0.9999
8 丙酮 Acetone 0.7894 0.9999
9 異丙醇 Isopropyl Alcohol 0.7834 0.9996
10 甲醇 Methanol 0.3946
mg/L
0.9996
11 乙醇胺 Monoethanolamine 116.000 0.9993 12 氫氧化四甲銨 Tetramethylammonium 1.0200 µg/L
0.9996
與條件參數有可能會對於樣品的採集結果與濃度，造成程度上不同的 差異性。
首先在去光阻製程常使用的成份，如乙醇胺(MEA)、二甲亞碸 (DMSO)與二乙二醇單丁醚(BDG)等化合物，不同製程廢氣中根據其 化合物亨利常數高低，於衝擊瓶內被採集的效率將可能有所不同。由 於化合物在氣液界面上之平衡可以亨利定律表示，通常亨利常數越 低，VOCs 水溶性越佳，本研究主要是依不同製程所產生的廢氣利用 衝擊瓶採樣分析，最後再依衝擊瓶編號中 #1 與 #2 之分析濃度數 據，進行相關的結果討論與採樣率比較圖之製作。
由於乙醇胺(MEA)之亨利常數相對較低，也就是説其水溶性相對 較佳，因此於衝擊瓶採樣之採集效率，由圖 4-3 可知編號#1 的衝擊 瓶普遍皆有95 %左右的採集率，另外圖 4-4 可以看出廢氣濃度與採 樣效率也有直接的關係，但是圖中第9 個資料點則是因為採樣當下該 製程停機，以致於濃度偏低所造成採樣效率提升，所以此數據資料點 數據不具代表性；二甲亞碸(DMSO)之亨利常數相對較高，因此於衝 擊瓶採樣之採集效率與亨利常數相呼應，編號#1 採集效率則如圖 4-5 所示，平均大約落在87 %左右，由圖 4-6 則可看出廢氣濃度與採樣 效率之間的關係，濃度相對較高時所對應的採集效率也較高；至於二 乙二醇單丁醚(BDG)為光電廠經常選用的去光阻產品主成份之一，其
中考量亨利常數對於此化合物採樣效率則如圖 4-7 所表示，由圖中也
採樣效率(%) Concentration(mg/m3)
圖 4-4、乙醇胺廢氣濃度與採樣效率關係圖
74.7
採樣效率(%) Concentration(mg/m3)
圖 4-6、二甲亞碸廢氣濃度與採樣效率關係圖
98.0
採樣效率(%) Concentration(mg/m3)
圖 4-8、二乙二醇單丁醚廢氣濃度與採樣效率關係圖
光阻塗佈製程所使用的稀釋劑成份，大部分為丙二醇單甲基醚 (PGME)與丙二醇單甲基醚酯(PGMEA)，針對這 2 種化合物在衝擊瓶 中被採集的效率，以分析濃度之數據做圖，由圖 4-9 可發現衝擊瓶編
號#1 的補集效率範圍為 86 %至高於 99 %之間。至於 PGME 與
PGME PGMEA
採樣效率(%)
響樣品採集時之補集率。
最後匯整與分析研究期間採樣率計算結果可發現，本研究的目標 化合物於衝擊瓶採樣，大部分皆有 90 %以上的採集效率。經由相關 採樣的資訊推判，其中採樣率相對較低之相關因素，除了該化合物於 採集時之濃度可能相對較低以外，也可能因為此方法於建立之初，所 使用的衝擊瓶吸收液體積與容量相對比較少，因此於採集時可能造成 吸收液的體積量無法及時吸附所有之化合物，進而影響樣品採集時之 補集率，另外於研究初期採樣流速的配置上，如果流速不適當也可能 因為流量過大，而造成化合物於吸收液中之滯留時間太短，進而發生 採樣率偏低的狀況。
最後樣品濃度的計算則是取編號#1 與#2 之衝擊瓶內之吸收液分 別上機分析，將 2 瓶吸收液測定所得之待測物質量（mg 或 µg），各 別除上採樣之空氣總體積，即得#1 與#2 吸收液中待測物之濃度。最 後濃度計算則是將編號#1 與#2 所測得之待測物濃度相加計算，便可 以得出該次採樣分析之濃度結果。
4.3 實廠調查結果
本研究所建立之採樣技術與模式，也進行實廠處理設備濃度以及 削減率實務調查評估，至於產業別大約區分成半導體與光電產業高、
低不同濃度，由於目前相關的污染控制設備所應用的部份，主要目標 項目為處理光阻塗佈(Coating)與去光阻(Stripping)兩種製程的廢氣，
因此實廠調查所採集與分析的重點，也鎖定在高沸點的目標化合物 上。研究期間除了進行實廠各別目標化合物的採樣分析以外，也加入 行政院環境保護署公告認可之化學需氧量測定(Chemical Oxygen Demand,COD) [67]方法，希望藉以評估樣品中有機物與COD 之間的 相關性，以及此項輔助檢測對於結果呈現上的適用性。
4.3.1
各產業化合物採樣分析結果依據相關實廠測試調查所獲得的數據資料可明顯的判別，由於光 電製造業因為產品尺寸相對較大，因此光阻塗佈所使用的稀釋劑，以 及去光阻液等類別的化學原物料用量大，相對所產生的廢氣濃度也 高，至於各產業不同製程所產生的廢氣濃度比例高低之比較圖如圖
4-10 所列，圖內 X 軸所列之 S1-S17(Sampling 1-Sampling17)則為本研
究實廠採樣編號，由圖中也確實看出光電產業所測得之濃度比例相對 較高。1 10 100 1000 10000 100000
inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet
S2 S3 S4 S6 S9 S12 S14 S17 S1 S10 S11 S13 S15 S16 S5 S7 S8
STRIPPING COATING STRIPPING
半導體 光電
Concentration(mg/m3)
圖 4-10、各產業不同製程濃度比較
4.3.1.1 半導體產業調查結果
在半導體製造業關於去光阻製程，現階段於實廠調查經驗中大部 分使用的去光阻產品主要系列為 ACT690 或 ACT690C，此系列產品 所含主要成份包含有乙醇胺(Monoethanolamine, MEA)、二甲亞碸 (Dimethylsulfoxide, DMSO)等化學物質，其中 MEA 的調查濃度由 7.0 mg/m3至88.9 mg/m3之間，至於 DMSO 濃度範圍則落在 0.9 mg/m3至 38.4 mg/m3之間，由圖 4-11 可以瞭解此產業所產生的廢氣經控制設 備處理前/後所得到的相關數據資料。各處理設備對於去光阻製程廢 氣濃度削減率，其中圖 4-12 為乙醇胺(MEA)廢氣濃度削減率之比 較，削減率範圍落在48 %至高於 99 %之間， 圖 4-13 則為二甲亞碸 (DMSO) 廢氣濃度削減率之比較，削減率範圍則落在 28 %至高於 99
%之間。
0
inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet
S2 S3 S4 S6 S9
inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet
S2 S3 S4 S6
半導體 Concentration(mg/m3)
Efficiency >99 %
Efficiency 48 %
Efficiency 80 %
Efficiency 82 %
圖 4-12、半導體乙醇胺廢氣濃度削減率比較
inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet
S2 S3 S4 S6
半導體 Efficiency >99 %
Efficiency =64 %
Efficiency =28 %
Efficiency =80%
Concentration(mg/m3)
圖 4-13、半導體二甲亞碸廢氣濃度削減率比較
4.3.1.2 光電產業化合物調查結果
光電製造業的部分，因為產品尺寸相對較大，因此製程上化學原 物料用量大，相對所產生的廢氣濃度也高，主要進行測試的製程種類 為光阻塗佈製程與光阻製程兩種。此產業普遍常用的去光阻產品為 TOK 106、N 300 與 N 321 等系列產品，這些產品所含主要原物料為 二 甲 亞 碸 (Dimethylsulfoxide, DMSO) 、 二 乙 二 醇 單 丁 醚 (Butyldiglycol ,BDG) 以及乙醇胺(Monoethanolamine, MEA)等化學物 質。至於光阻稀釋劑常見的為 OK73 或 EBR7030 等產品，其中主要 成份分別為丙二醇單甲基醚(PGME)與丙二醇單甲基醚酯(PGMEA)這 兩種化學物質。其中 MEA 的調查濃度由 7.9 mg/m3至 69024.1 mg/m3 之間，至於 DMSO 濃度範圍則落在 12.4 mg/m3至252.7 mg/m3之間，
BDG 的調查濃度則由 28.0 mg/m3至2347.7 mg/m3之間，至於光阻稀 釋劑成份中之PGME 濃度範圍為 16.1 mg/m3至32.3 mg/m3，PGMEA 的調查濃度則由5848.3 mg/m3至 18322.6 mg/m3之間。
由圖 4-14 濃度比較可以瞭解在光電業這些相對高沸點的製程廢 氣濃度高低之差異性，如果進一步將製程類別進行區分後，圖 4-15 為光阻塗佈製程所產生的廢氣濃度比較圖，測得的結果以PGMEA 濃 度相對較高，圖 4-16 則為去光阻製程廢氣經過本研究所建立之採樣 分析模式所得到之濃度比較圖，圖中的異丙醇(IPA)基本上為去光阻
後所使用的清洗溶劑，由於此製程會重覆好幾次，因此造成廢氣中會 發現上一個流程中所使用的製程原物料。
1 100 10000 1000000
inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet
S12 S14 S17 S1 S10 S11 S13 S15 S16 S5 S7 S8
COATING STRIPPING
光電 Concentration(mg/m3)
圖 4-14、光電業高沸點製程廢氣濃度比較
1 10 100 1000 10000 100000
inlet outlet inlet outlet inlet outlet
S12 S14 S17
PGMEA PGME
Concentration
圖 4-15、光電業光阻塗佈製程廢氣濃度比較
1 10 100 1000 10000 100000
inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet
S1 S10 S11 S13 S15 S16 S5 S7 S8
MEA IPA DMSO BDG
Concentration
圖 4-16、光電業去光阻製程廢氣濃度比較
各處理設備對於去光阻製程廢氣濃度削減率，其中圖 4-17 為乙 醇胺(MEA)廢氣濃度削減率之比較，削減率範圍落在 32 %至 97 %之 間， 圖 4-18 則為二甲亞碸(DMSO) 廢氣濃度削減率之比較，削減率 範圍則落在61 %至高於 95 %之間，光電業常用的去光阻液成份二乙 二醇單丁醚(BDG)其削減率之比較則如圖 4-19 所示，削減率範圍則 落在49 %至高於 85 %之間。
1.0
inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet
S1 S10 S15 S16 S5 S7 S8
光電 Concentration(mg/m3)
Efficiency 75 %
Efficiency 76 %
Efficiency 85 %
Efficiency 86 %
Efficiency =32 %
Efficiency =47 %
Efficiency 97 %
圖 4-17、光電業乙醇胺廢氣濃度削減率比較
inlet outlet inlet outlet
S16 S7
光電 Concentration(mg/m3) Efficiency =95 %
Efficiency =61 %
圖 4-18、光電業二甲亞碸廢氣濃度削減率比較
inlet outlet inlet outlet inlet outlet inlet outlet
S10 S15 S5 S8
Efficiency =75 %
Efficiency =85 %
Efficiency =49 % Efficiency =60 %
光電
圖 4-19、光電業二乙二醇單丁醚廢氣濃度削減率比較
在光阻塗佈製程中的光阻稀釋劑可以利用手提直讀式光離子化 偵測器（Photoionization Detector, PID）進行濃度趨勢的評估，以確認 在採樣期間收集到的污染物為一具有代表性樣品。由於為了有效的採
在光阻塗佈製程中的光阻稀釋劑可以利用手提直讀式光離子化 偵測器（Photoionization Detector, PID）進行濃度趨勢的評估，以確認 在採樣期間收集到的污染物為一具有代表性樣品。由於為了有效的採