TW525241B - Method and apparatus for reuse of abrasive fluid used in the manufacture of semiconductors - Google Patents

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525241 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（1 ) 發明背景 本發明係關於一種用於製造半導體之裝置，更關於一 種半導體製造中所使用的研磨溶液之再利用方法與裝置。 一種化學機械拋光（CMP)元件係用以在一半導體製造 步驟中將半導體表面修平。CMP元件採用一種研磨漿液， 因此，當製造之產品數量增加時，所使用的研磨漿液之數 量亦會增加。所使用的研磨漿液之數量會影響製造成本， 且因此需要使用過的研磨漿液或溶液之有效的再使用。 在傳統將一晶圓表面修平之實務中，一種呈液體形式 並包含一種商業上可利用之研磨原料之研磨漿液被使用， 該研磨原料係具有重量百分比約為2 5 wt%並被去離子水稀 釋成近13wt%。被使用的研磨溶液進一步在拋光元件内被 稀釋，以產生具有一個相當於例如約〇·1至〇.2wt%之濃度 的廢水。將會被了解的是，研磨廢水包含從晶圓上磨掉的 膜碎片與由抛光元件之拋光臺（或塾）所產生的不純物。研 磨廢水一般在清除或被以排放處理所造成之淤泥的形式運 送到一工業廢棄物處理者處之前會通過一個中和處理過 程。研磨溶液代表晶圓處理成本之重大比例，但是研磨廢 水卻已清除，而不會再使用。 包含在研磨廢水中的研磨顆粒被聚結成較大的尺寸。 然而，結塊中之單一顆粒具有一個顆粒直徑，係自其被供 料至拋光步驟前呈現出之顆粒尺寸大致未改變，並因此保 留一個在研磨操作中仍不可使用的顆粒尺寸。儘管如此， 顆粒結塊被清除，而不會再循環。 (請先閱讀背面之注意事_填寫本頁) i •裝.！ . 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Λ 525241 A7 - B7 五、發明說明（2 ) -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 清除被運送到工業廢棄物處理者處之淤泥的成本會加 到半導體製造之成本。因此，研磨廢水之再利用於降低半 導體製造成本上是重要的。 提供一種能夠再利用研磨廢水之方法與裝置是本發明 之一目的。

在本發明第一層面中，提供一種再利用漿液廢水之方 法，該漿液廢水係包含已經被使用在製造半導體之拋光步 驟中的研磨顆粒之結塊。首先，包含在漿液水之研磨顆粒 的結塊被粉碎。接著，研磨流體運用包含經粉碎的研磨顆 粒之漿液廢水再生。 在本發明之第二層面中，一種再利用漿液廢水之裝置 被提供，該漿液廢水係包含已經被使用在製造半導體之拋 光步驟中的研磨顆粒之結塊。此裝置包含一台用以粉碎包 φ 含在漿液廢水中的研磨顆粒之結塊的破碎機，以及一用以 運用含有經粉碎之研磨顆粒的漿液廢水再生研磨液體之再 生單元。 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 在本發明之第三層面中，提供一種研磨顆粒粉碎的破 碎機，其係包含在漿液廢水中已經被使用在製造半導體 中。破碎機包括一個用以儲存漿液廢水之槽，以及被連結 至該槽之至少一個碾磨機、一超音波震盪器、及一個增壓 循環單元。 在本發明之第四層面中，一種用以濃縮漿液廢水之裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ 5 _ 』 525241 A7 ' -------67 _______._ 五、發明說明（3 ) 置被提供。該裝置包括一個濃縮單元，係包括用以將漿液 廢水分離成濃縮液體與滲透液體之濃縮構件；一溫度調節 器，係用以調整漿液廢水之溫度；以及一濃度控制器，用 以控制溫度調節器以控制濃縮液體的濃度。 在本發明之第四層面中，一種用以調節包括研磨顆粒 的漿液廢水品質之裝置被提供。該裝置包括一個用以儲存 漿液廢水之槽，以及一個用以調整在漿液廢水中的研磨顆 粒之濃度的比重調整單元。 在本發明之第六層面中，一種用以調節包括研磨顆粒 的漿液廢水之品質之裝置被提供。該裝置包括一個用以儲 存漿液廢水之槽，以及一個用以調整漿液廢水的pH之pH 調整單元。 在本發明之第七層面中，一種用以清洗用在濃縮漿液 廢水的濃縮膜之裝置被提供。濃縮液體與滲透液體藉由濃 縮漿液廢水而產生。該裝置包括一個用以暫時儲存滲透水 之腔室，以及一個用以運用儲存在腔室中的滲透液體清洗 濃縮膜之回洗單元。 本發明之其他層面與優點將由下列說明、連同參考附 呈圖式、以例子的方式舉例說明本發明之原理而變得顯而 易見。 圖式之簡短說明 本發明連同其目的與優點會藉由參考目前較佳實施例 之下列說明以及附呈圖式一起而得到最好的了解，其中： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事_填寫本頁) 裝 . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525241 A7 二___________ B7 五、發明說明（4 ) 第1圖是根據本發明之一實施例之研磨廢水再生工廠 的示意圖； 第2圖是第1圖之工廠之漿液廢水再生單元之示意圖； 第3圖是第1圖之工廠之破碎機之示意圖。 較佳實施例之詳細說明 ^ 根據本發明之一貫施例之研磨廢水再生工廉現在將參 考第1至3圖作說明。 第1圖是研磨廢水再生工廠丨之示意圖，其包括一個包 含一用以供給研磨溶液至多個拋光元件2之進料系統之循 環糸統，該等拋光元件在數目上可以是三個，以及一個再 生系統，係再生由拋光裝置2排出之研磨廢水或漿液廢水。 特別地，工廠1包含一原料溶液圓筒室4，其係包含一原料 溶液圓筒3、一漿液進料器5、及一漿液廢水再生單元6。 拋光元件較佳包含一化學機械拋光元件（CMp)，其係被用 #來研磨例如被形成在半導體晶圓上之金屬層或鋁氧化層。 原料溶液圓筒3包含一含有研磨顆粒之原料溶液，例 如鋁的微小粒子。較佳地，原料溶液具有約25wt%的濃度。 原料溶液圓筒3經由通道7被連接至漿液進料器5上，並且 亦經由通道8被連接至漿液廢水再生單元6上。原料溶液藉 由開啟閥9、10而被供給至進料器5與單元6 ,該等閥9、1〇 係分別被設置在通道7、8中。 雖然未顯示，但漿液進料器5包括一個混合槽。被從 圓筒3供給之一給定比例的原料溶液被去離子水稀釋並與 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） — — — — — — — — — — — — — — — — — — — II ^ 1111111« (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525241 A7 B7 五、發明說明（5 ) 去離子水混合’以配製一聚液流體。最後，用來稀釋之去 離子水被供給至漿液進料器5。較佳地，經配置的漿液流 體具有約13 wt%的濃度。較好的是，一對混合槽被設置以 被用在一個交替型式中。漿液進料器5經由進料通道11而 與各個拋光元件2連接，並且一閥12被設置在進料通道11 中，以當其被開啟時，可使來自漿液進料器5的漿液流體 供給至各個拋光元件2。被供給至各拋光元件2之漿液流體 的數量藉由開啟閥12而作調節。 各個拋.光元件2將漿液流體供給至被設置在旋轉台上 的拋光墊上，並且藉由對著該墊推動晶圓的方式而將一晶 圓拋光。被使用的漿液流體被水稀釋，並且接著當作漿液 廢水被排放，因此避免一個在該台周圍之間隙被研磨顆粒 裝填或塞住。漿液廢水具有較佳約為0.1-0.2wt%的濃度。 漿液廢水從各個拋光元件2透過一出料通道13被排放至漿 液廢水再生單元6。 漿液廢水再生單元6藉由將其分離成經再生與經濃縮 漿液流體與滲透流體（其後簡稱為經再生漿液流體）而再生 漿液廢水，該濃縮漿液流體係被濃縮至一個與最初或原始 的漿液流體之濃度相同的給定濃度。經再生漿液流體被從 漿液廢水再生單元6透過一條與進料通道11匯合之循環通 道14而被供給，俾透過分別的拋光元件2被循環。在其中 間長度，循環通道14具有將其連接至漿液進料器5之分路。 將再生的漿液流體藉由開啟被設置在循環通道14中之閥 15、16而被供給至各拋光單元2，並且亦藉由開啟一被設 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --裝--- (請先閱讀背面之注意事填寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 痤齊郎智慧財產局員工消費合作社印製 525241 A7 - B7 五、發明說明（6 置在分路通道中之閥17而被供給至漿液進料器5。如此， 藉由控制閥15-17之開啟，經再生的漿液流體可以被選擇 地供給至拋光元件2與漿液進料器5。經滲透流體從再生單 元6通過一條滲透通道Γ8至漿液進料器5，在此其在用來稀 釋用以配製漿液流體之原料溶液。各個閥9、10、12與15-17被一個未顯示之控制器控制。 第2圖是漿液廢水再生單元6之示意圖，其係包含一破 碎機21、一流體品質調節器22、一濃縮單元23、一粗略過 濾器24、一回洗器25、一濃縮流體槽26、及一滲透流體槽 1Ί。 破碎機21之目的係為粉碎包含在漿液廢水中的研磨顆 粒之結塊。破碎機21之示意圖在第3圖中被顯示。特別地， 破碎機包括一個具有一粉碎腔室31於其中之粉碎槽32、及 被設置在粉碎槽32中之一碾磨機33、一攪拌器34與一超音 波振動器板35。一包含一循環管36與一增壓泵37之增壓循 環單元被連接至粉碎腔室31上。超音波振動器板35被與超 音波震盪器38連接，其係施予能量給板35以便以高頻率振 動。振動器板35與震盪器38之結合定義一個超音波震盪單 元。 來自出料通道13之漿液廢水最初於澆注埠39處被注入 碾磨機33中。包含在漿液廢水中的研磨顆粒之結塊被碾磨 機33粉碎，並且接著被進一步粉碎並被振動器板35之超音 波振動分散，其係被震盪器38施予能量。累積在粉碎腔室 31中的漿液廢水被攪拌器34攪拌。漿液廢水經由泵37並透 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 9 :5241 陘齊卽智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（8 ) 達一給定值。若比重之測量值未到達此給定值時，比重控 制器46藉由添加清潔的漿液流體或經再生，的漿液流體至其 中來控制漿液廢水的比重。如此，漿液廢水的濃度被調整， 使得具有一個所欲濃度之經再生漿液流體可以被得到。 pH值之調整運用pH計量器與pH控制器47被執行。在 原料溶液槽42中的漿液廢水之pH值被pH計量器45測量。 pH控制器47在經測量pH值的基準上判定漿液廢水的pH值 是否已經到達一個給定值。若經測量的pH值未到達給定 值，pH控制器47藉由將驗性溶液或酸加入其中來調整漿 液廢水的pH。當漿液廢水被從拋光元件2排出時，其會具 有約為9的pH值。pH控制器47調整漿液廢水的pH值，而 可以達到具有pH值約為10·5的漿液廢水。當漿液廢水的pH 值以此種方式被調整時，尚未被粉碎的研磨顆粒之結塊多 半會變成碎裂狀，因而改進漿液廢水中的研磨顆粒之分散 性。 濃縮單元23包含一對濃縮膜單元49、50 ; —熱交換器 52，其係被用來控制經在生漿液流體之濃度之程度；一流 速控制器63 ;以及一流量計71。濃縮膜單元49與50經由一 通道48而被連接至原料溶液槽42，其中作為一溫度調節器 之泵51與熱交換器52被設置。泵51從原料溶液槽42透過通 道48將漿液廢水供給至濃縮膜單元49、50。熱交換器52在 漿液廢水被供給至濃縮膜單元49、50之前調整漿液廢水的 溫度。兩個閥53、54被設置在通道48中，以控制到濃度膜 單元49、50的漿液廢水之流量。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 297公釐） -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 11 525241 A7 B7 五、發明說明（9 在漿液廢水的流體品質調節之後，各個濃縮單元49、 50將其分離成一濃縮流體與一滲透流體。濃縮流體分別從 濃縮膜單元49、50通過通道55、56到一對微量過濾器57中， 在此濃縮流體被粗略地過濾。在粗略過濾之後，濃縮流體 透郭一出料通道58被排放至濃縮流體槽26。微量過濾器57 從濃縮流體中移除未被粉碎之研磨顆粒。如此，當累積在 濃縮流體槽26中的濃縮流體被用作經再生漿液流體時，可 避免因濃縮流體所造成晶圓的損壞。被供給至槽26之濃縮 流體具有與被用在拋光元件2中的漿液流體相同的濃度。 因此，濃縮流體可以被直接地當作經再生的漿液流體。該 對微量過濾器57之其中之一可以藉由開啟或關閉分別與微 量過濾器57連結的閥59-62來選擇。將註明的是，流速控 制器63被設置在出料通道58中，以便控制濃縮流體的流 速。 回洗器25包含一對回洗腔室64、65 ; —對控制閥74、 7 5 ;以及一對氣體清洗器7 6、7 7。回洗器2 5的目的在於利 用滲透流體清洗單元49、50中的濃縮膜。一對回洗腔室64、 65各作為從分別的濃縮膜單元49或50透過通道66、67接收 並暫時儲存滲透流體。閥68、69分別被設置在通道66、67 中回洗腔室64、65之下游處，並且當腔室64、65儲存滲透 流體時被關閉。當閥68、69被開啟時，滲透流體通過一出 料通道70至滲透流體槽27中。 滲透流體的流速被設置在出料通道70中的流量計71測 量。當滲透流體被流量計71測量之時，流速控制器63運用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項j I裝 頁 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525241 ί 丨才 I h 土 ;P η. A7 B7 五、發明說明（10 ) 熱交換器52控制滲透流體的流速。此即，當漿液廢水的溫 度上升時，通過濃縮膜的漿液廢水之速度會增加，而在相 反的情況下，漿液廢水的速度會減少。因此，流速控制器 63藉由使用熱交換器52控制流體之溫度來控制滲透流體之 流速，使得流速以一給定之值被維持。當流速控制器63無 法將滲透流體之流速維持在一給定值時，其判定濃度膜欲 被清洗，並且執行一回洗程序。熱交換器52、流速控制器 63、及流量計71之組合界定濃度控制之程度。 回洗腔室64、65分別經由通道72、73被連接至氣體清 洗器76、77。控制閥74、75分別被設置在通道72、73中， 藉此使氣體清洗器76、77能夠將一高壓惰性氣體（例如， 諸如氮氣或氬氣）分別供給至回洗腔室64、65中。惰性氣 體防止滲透流體的氧化作用。被供給至回洗腔室64、65的 氣體造成滲透流體分別在回洗腔室64、65中透過通道66、 67回流，使得滲透流體被有力地射到單元49、50中的濃縮 膜上。將會被註明的是，濃縮膜單元49、50經由通道55、 56以及通道78被連接至原料溶液槽42。當回洗再單元49、 50中的濃縮膜時，被設置在單元49、50之下游處的閥53、 54與被設置在單元49、50之下游處的閥79、80皆被關閉， 而被設置在返回通道78中的閥81、82被開啟。如此，被用 在回洗程序中的滲透流體透過返回通道78回到原料溶液槽 42。欲被註明的是，用以清洗單元49、50中的膜之回洗程 序分別對各單元執行。 在濃縮流體槽26中的濃縮流體被排放至循環通道14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 13 525241 A7 B7 五、發明說明（11 ) 中，並被供給至拋光元件2或漿液進料器5。反之，來自滲 透流體槽27的滲透流體透過通道1 8被排放至漿液進料器 5 〇 工廠1之操作現在將會被說明。 已經被用在各拋光元件2之拋光程序中的漿液廢水被 傳送至破碎機21之粉碎腔室21中。被了解的是，具有相當 於約500nm直徑的研磨顆粒之結塊存在於漿液廢水中。亦 被了解的是，清潔流體中的研磨顆粒具有約為lOOnm附近 的直徑，因此結塊由約為125研磨顆粒所形成。結塊亦可 能包含從晶圓上磨掉的膜碎片與諸如來自拋光墊之落削的 不純物。然而，這類膜碎片與不純物之數量與研磨顆粒的 數量相比是可以忽略的。 包含研磨顆粒結塊之漿液廢水透過澆注埠39被導入粉 碎腔室31中，如第3圖所示，並且廢水中的結塊被碾磨機33 粉碎。在粉碎操作之後，任何存留的研磨顆粒結塊遭受到 由超音波振動器板35之超音波振動所達成之粉碎與分散。 此外，被泵37加壓的漿液廢水通過循環管36並被射到粉碎 腔室31中，藉此包含在漿液廢水中之留存研磨顆粒結塊碰 撞粉碎腔室31的内壁並被粉碎。 以此類方式被粉碎之研磨顆粒以由因攪拌器34所產生 之攪拌效果所造成的浮動狀態在所有的漿液廢水中被均勻 地分散，並且接著通過出料埠40與通道41並傳送至原料溶 液槽42中，如第2圖所示。 帝斯托計量器（desitometer)44與pH計量器45測量在原 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再丨 I裝 頁 訂 .經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525241 A7 _ B7 五、發明說明（u 料溶液槽42中的漿液廢水之比重與pH值，並且比重控制 器46與pH控制器47根據此類測量來調節漿液廢水的品 質。在調節流體品質之後，漿液廢水被泵51通過熱交換器 52抽取至個別的濃縮膜單元49、50。 漿液廢水被在各個單元49、50中的濃縮膜分離成滲透 流體與濃度流體。濃縮流體通過通道55、56，並被供給至 微量過濾器57，在此濃縮流體被粗略地過濾。經過濾、的濃 縮流體通過流速控制器63與出料通道58至濃縮流體槽26。 另一方面，滲透流體通過通道66、67，並被暫時地儲存在 回洗腔室64、65中，並接著在滲透流體被流量計71測量的 同時，被從回洗腔室64、65傳送至滲透流體槽27。 當使用被暫時儲存在回洗腔室64中的滲透流體來清洗 單元49中的濃縮膜時，在閥81與控制閥74 —起被開啟時， 閥53、79被關閉，因此使來自氣體清洗器76之惰性氣體被 吹到回洗腔室64中。在惰性氣體被吹到腔室64中期間的時 間間隔被選擇，使得在回洗腔室64中的滲透流體被完全地 移除。在單元50中的濃縮膜之清洗動作藉由從氣體清洗器 77將惰性氣體吹到回洗腔室65中而被同樣地執行。當清洗 或回洗單元49、50之其中之一的濃縮膜被達成時，其他單 元（50、49)的濃縮膜被用來繼續濃縮操作。如此，濃縮操 作以一交替的型式運用一對濃縮膜單元49、50而被持續地 執行。亦欲被註明的是，被設置有兩台微量過濾器57。此 准許工廠1持續操作，使得當微量過濾器之其中之一者被 更換時，剩下的微量過濾器可以被用來繼續濃縮操作。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525241 A7 B7 五、發明說明（13 藉由借助熱交換器52來改變漿液廢水之溫度，來調整 被儲存在濃縮流體槽26中的濃縮流體之濃度，熱交換器係 控制漿液廢水在單元49、50中通過濃縮膜之速度。當熱交 換器52的溫度上升時，其係增加漿液廢水的速度，濃縮流 體的濃度被增加。另一方面，當熱交換器的溫度被控制以 降低漿液廢水的流動速度時，濃縮流體的濃度被減少。流 動速度以被流量計71測量在滲透流體之流速的基準上被流 速控制器63控制。 被儲存在滲透流體槽27中的滲透流體被供給至漿液進 料器5，在此滲透流體被用來稀釋用以配製清潔的漿液流 體之原料溶液。 本實施例之研磨廢水再生工廠1具有下列優點： 1·包含在已經被用來將一半導體晶圓拋光之漿液廢 水中的研磨顆粒之結塊在粉碎步驟期間被粉碎，並且被分 離成一濃縮流體與一滲透流體，而濃縮流體被作為一經再 生的漿液流體而再利用於拋光半導體晶圓上。因此，所使 用的拋光原料溶液之數料與所產生的淤泥之數量被大大地 減少。此減少半導體元件的製造成本。 2. 粉碎步驟使一經再生的漿液流體能夠被得到，該 漿液流體係具有可與清潔的漿液流體中之單一研磨顆粒相 比的顆粒直徑之研磨顆粒。 3. 碾磨機33之使用增進粉碎研磨顆粒結塊之效能。 因增壓槽37而能夠進行之增壓循環程序與/或因超音波震 盪器38而能夠進行之超音波震盪程序可以配合碾磨機33 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項^ I ^ 頁 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525241 A7 • B7 五、發明說明（14 ) 起使用，因此使研磨顆粒之結塊能夠以可靠的方式被粉 碎。 4·因為漿液廢水的濃度或比重被調整，因而得到具 有所欲濃度之濃縮流體。漿液廢水的pH值亦被調整，因 此任何在粉碎步驟期間未被粉碎的研磨顆粒之留存結塊在 被供給至濃縮膜單元49、50之程序中容易被分碎，因此改 善漿液廢水中的研磨顆粒之分散性。 5·藉由攪拌器34之漿液廢水的攪拌使經粉碎的研磨 顆粒能夠均勻地分散在整個流體中。 6·藉由微量過濾器57之濃縮流體的粗略過濾避免半 導體晶圓運用經再生的漿液流體拋光時，發生半導體晶圓 之損壞。 7·在稀釋原料溶液上滲透流體之使用，使清潔的漿 液流體與改進的研磨顆粒之分散性一起被得到。在腔室 64、65中之滲透流體的暫時儲存准許在濃縮膜之污染物更 嚴重之時，運用滲透流體進行濃縮膜之回洗程序，因此使 濃縮膜以一個簡單的方式運用滲透流體被清洗。 8.滲透流體的流速被流量計71檢測，並且熱交換器52 的溫度被流速控制器63依據被檢測的流速而控制，藉此在 漿液廢水遭受到濃縮操作前漿液廢水之流動速度可以被控 制，而使具有一所欲濃度之濃縮流體可以被得到。 9·該對濃縮膜單元49、50與該對回洗腔室64、65之 設置准許該等濃縮單元之其中之一者可以被使用，即使是 在其他單元49或50被清洗期間，致使時間一連續操作，而 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 17 525241 A7 B7 五、發明說明（l5 ) 不要求中斷漿液廢水之再生操作。 10·該對微量過濾器57之設置准許在其他微量過濾器 被更換的同時藉由微量過濾器之其中之一者能夠被使用而 能夠進行一連續操作。 11· iU為濃縮單元23被控制，使得具有與被用在拋光 元件2中之漿液廢水相同的濃度之濃縮流體可以被得到， 此濃縮流體可以被直接作為供拋光元件2用之經再生的漿 液流體。 12·因為濃縮流體透過循環通道14供給至拋光元件 2 ’故全自動再生與循環系統可以被建構。 對於熟習此技者應為顯而易見的是，本發明可以許多 其他特定的形式被具體實施，而不背離本發明之精神或範 圍。應特別被了解的是，本發明可以下列形式來具體實施： a) 破碎機可包括碾磨機33、超音波震盪系統35、38 以及增壓循環系統36、37之組合。例如，破碎機可包括超 音波震盪系統與增壓循環系統。 b) 分散劑會被用在粉碎步驟中，以促進在研磨顆粒 之結塊上的粉碎作用。 C)濃縮操作不被限制於分離成濃縮流體與滲透流 體。作為例示，濃縮流體會藉由使在聚液廢水中的水分發 生蒸發作用而被產生。當使用分離程序時，其將會藉由例 如-離心步驟而實現’而不是運用—濃縮膜。此外，濃 流體可在藉由諸如沉澱之凝聚作用的分離之後藉由移除 清液層而被得到。 氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱一 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 η 填i ί裝 頁 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 縮 A7

經濟邨智慧財產局員工消費合作社印製 525241 五、發明說明（l6 ) 、0濃度比使用在拋光元件2中之濃度更高的濃縮流體 可=被產生。在這種情形下，滲透流體可以仙在衆液進 料时5中’以稀釋濃縮流體，藉此配製—經再生的聚液流 體。 e) 當增加一些再利用而導致研磨顆粒直徑在一給定值 之下時，一個藉由控制研磨顆粒直徑來排出為淤泥之漿液 _廢水的步驟可以被使用。在這種情況下，聚液流體之高抛 光能力被維持。 f) 回洗程序在一給定數目之濃縮操作後可以被執 行。在這類的情形下，濃縮操作的數目被計算，並且當計 數到達一個給定值時進行回洗程序。另外，一操作員可運 用一適合的儀器控制濃縮膜污染的程度，並且當濃縮膜依 據一個由儀器所的到之值而欲被清洗時可以決定一配時， 因而人工地達成回洗程序。 g) —個、兩個、三個或多個濃縮膜單元可以被使用。 • h) 一台、兩台、三台或多台微量過濾器可以被使用。 i) 在聚液流體或拋光流體中的研磨顆粒被限制是 鋁，而可以包含膠態矽或鑽石。 j) 本發明可以被由一個用以在濃縮流體槽中的濃縮 流體被傳送至一供給槽後將濃縮流體供給至拋光元件之系 統實現。 k) 本發明不被限制於其將已被用在半導體晶圓之拋 光步驟中的廢水再生之應用，而亦可以被使用在已用於拋 光封裝體之廢水的再生上。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------I------------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 19 525241 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（17 ) 所以’本例示與實施例被認為是解說而不是限制，並 且本發明不被限制於在此所述之細節中，而可以在後附申 請專利範圍之範圍與相等物中作修正。 元件標號對照表 1 工廠 2 抛光元件 3 原料溶液圓筒 4 原料溶液圓筒室 5 漿液進料器 6 漿液廢水再生單元 7 通道 8 通道 9 閥 10 闊 11 進料通道 12 閥 13 出料通道 14 循環通道 15 閥 16 閥 17 閥 18 滲透通道 21 破碎機 22 流體品質調節器 23 濃縮單元 24 粗略過濾器 25 回洗器 26 濃縮流體槽 27 滲透流體槽 31 粉碎腔室 32 粉碎槽 33 碾磨機 34 攪拌器 35 超音波振動器板 36 循環管 37 增壓泵 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 525241 A7 B7 五、發明說明（ 18 ) 38 震盪器 39 淹注琿 40 出料埠 41 通道 42 原料溶液槽 43 攪拌器 44 帝斯托計量器 45 pH計量器 46 比重控制器 47 pH控制器 48 通道 49 濃縮膜單元 50 濃縮膜單元 51 泵 熱交換器 w 52 53 閥 54 閥 55 通道 56 通道 57 微量過濾器 58 出料通道 59 閥 60 閥 61 閥 62 閥 63 流速控制器 64 回洗腔室 65 回洗腔室 66 通道 67 通道 • 68 閥 69 閥 70 出料通道 71 流量計 秦 72 通道 73 通道 聲 74 控制閥 75 控制閥 ;·Ρ r it 76 氣體清洗器 77 氣體清洗器 § 才 1 78 返回通道 79 閥 b i 80 閥 81 閥 L n 82 閥 1 土 ?P 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） ---------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -21 -

Claims (1)

1. I525241

   再審查案申請專利範圍修正本 I I I I 第8811丨6〇8號專利A金 修正日期：92年01月15曰 h 一種漿液廢水之再利用方法，«液廢水包含已經被 用在裝le半導體之拋光步驟中的研磨顆粒結塊，該方 法係包含下列步驟： 將包s在该漿液廢水中的該研磨顆粒之結塊粉 碎；以及 裝 運用包含該經粉碎的研磨顆粒之該漿液廢水再生 一研磨流體， 其中該粉碎步驟係運用輾磨步驟、超音波震盪步 驟以及增壓彳《步财之至少-者來執行。 訂 ^申明專利圍第丨項之方法，其巾該粉碎步驟包括擾 拌忒水液廢水，以使該經粉碎的研磨顆粒在該漿液廢 水中被分散。 線 3.如申睛專利範圍第之方法，係進—步包含在該粉碎 步驟後的濃縮該漿液廢水之步驟。 4·如中請專利範圍第3項之方法，係進—部包含在該粉碎 步驟與該濃縮步驟之間的調節該裝液廢水品質之步 驟。 申明專利範圍第4項之方法，其中該品質調節步驟包 括调整在該漿液廢水中的研磨顆粒之濃度。 6·如中請專利範圍第5項之方法，其中該品質調節步驟包 括調整該漿液廢水之pH值。 7·如中請專利範圍第3項之方法，其中該濃縮步驟包括運

   -22- 525241 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 用一濃縮膜將該漿液廢水分離成一濃縮流體與一渗透 流體。 / 8.如申請專利範圍第7項之方法，其中該濃縮步驟包括藉 由調整該漿液廢水的溫度來控制該濃縮流體的濃度。 9·如申請專利範圍第8項之方法，其中該濃縮流體的濃度 被控制成大致與一清潔的漿液流體之濃度相同。 1〇·如中請專利範圍第8項之方法，其中該濃縮步驟運用 數個被設置在複數條濃縮路徑中之濃縮膜來被執行。 η·如中請專利範圍第Π)項之方法，係進_步包含以時間 偏離方式運用該滲透流體來清洗複數個濃縮膜 驟。 以如申請專利範圍第7項之方法，係進一步包含運用該渗 透流體清洗該濃縮膜之步驟。 A如中請專利範圍第12項之方法，其中該清洗步驟包含 將-氣體驅至一暫時儲存該滲透流體之儲存腔室中， 致使該滲透流體朝向該濃縮膜被喷出之步驟，並且其 中該氣體為防止該滲透流體氧化 細流體之步驟。 15. Μ請專利範圍第14項之方法，其中該過❹驟係運 :複數個被設置在複數條過據路徑之過據器而被執 16. 如申請專利範圍第7項之方法，係進一步包含運用 透流體配製一清潔的漿液流體之步驟。 複 裝 訂 I 線 該滲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) 釐） 23 24

   17·-種用以再利用驗廢水之裝置，該1夜廢水係包含 7被用在製造半導體之拋光步驟中的研磨顆粒社 塊，該裝置係包含： α 一破碎機，係用以粉碎包含在該裝液廢水中 磨顆粒之結塊；以及 一再生單it，係用以運用包含該經粉碎研磨顆粒 之該漿液廢水來再生一研磨流體， 裝 θ、其中該破碎機包括碾磨機、超音波震盈器以及增 壓循壤早元中之至少一者。 18’如申請專利範圍第17項之裝置，其中該破碎機包括一 攪拌器，其係用以攪拌該漿液廢水，致使該經粉碎的 研磨顆粒分散在該漿液廢水中。 訂 用 I9·如申請專利範圍第17項之裝置，係進一步包含一個 以濃縮被該粉碎機處理之該漿液廢水之濃縮單元。 20·如申請專利範圍第19項之裝置，其中該濃縮單元包括 線 用以將該漿液廢水分離成一濃縮流體與一滲透流體 之濃縮膜。 且 21. ”請專利範圍第20項之裝置，其中該濃縮單元包括 複數條分別具有複數個濃縮膜之濃縮路徑。 22·如中請專利範圍第2()項之裝置，其中該濃縮單元包括： 一溫度調節器，係用以調整該漿液廢水的溫度； 以及 一濃度控制器，係用以控制該溫度調節器以控制 該濃縮流體的濃度。 巧張尺度適用中國A4—⑤似297公釐） 24 525241

   六、申請專利範圍 23·如申請專利範圍第22項之裝置，其中該濃縮控制器包 括一流速檢測單元，係用以檢測該濃縮流體的流速並 用以依據該被檢測的流速而控制該溫度調節器。 24·如申請專利範圍第22項之裝置，其中該濃度控制器控 制該溫度調節器，使得該濃縮流體的濃度與一清潔的 漿液流體的濃度大致相同。 25·如申請專利範圍第2〇項之裝置，係進一步包含一條被 设置在該濃縮單元與一拋光元件之間之循環通道，用 以從該濃縮單元提供作為一經在生的漿液流體之該濃 縮流體制該拋光元件。 26.如申請專利範圍第19項之裝置，係進一步包含一被設 置在该破碎機與該濃縮單元之間的流體品質調節器， 用以從該破碎機接收該漿液廢水並調節該漿液廢水的 品質。 27·如申請專利範圍第26項之裝置，其中該流體品質調節 器包括一用以調整該漿液廢水中的研磨顆粒之濃度的 比重調整單元。 28·如申請專利範圍第26項之裝置，其中該流體調節器包 括一用以調整該漿液廢水的pH值之pH值調整單元。 29·如申請專利範圍第2〇項之裝置，係進一步包括一被設 置在該濃縮單元下游處之過濾單元，用以過濾該濃縮 流體。 3〇·如申請專利範圍第29項之裝置，其中該過濾單元包栝 複數條分別具有複數個過濾器之過濾單元。

   -25 - 24 5 2 5 ABCD 六、申請專利範圍 31.如申請專利範圍第20項之裝置，係進一步包含： 一個被設置在該濃縮單元下游處之腔室，用以暫 時地儲存該滲透流體；以及 一回洗單元，係用以運用被儲存在該腔室中的該 滲透流體清洗該濃縮膜。 32·如申請專利範圍第31項之裝置，其中該回洗單元包括 用以驅一氣體進入該腔室中之氣體清洗器，並且其中 §玄氣體為防止該渗透流體氧化之惰性氣體。 裝 33·如申請專利範圍第31項之裝置，其中該濃縮單元包括 複數條分別具有複數個濃縮膜之濃縮路徑，並且該腔 室與該回洗單元被設置，以與該等複數個濃縮膜相對 應。 訂 34·如申請專利範圍第20項之裝置，係進一步包含一個漿 液進料器，係用以從該濃縮單元接收該滲透流體並運 用該滲透流體配製一經再生的漿液流體。 線 35· —種破碎機，係用以將一包含在已經被用在半導體之 製造中的漿液廢水中的研磨顆粒之結塊粉碎，該破碎 機係包含： 一用以儲存該漿液廢水之槽；以及 連結至該槽之一碾磨機、一超音波震盪器、及一 增壓循環單元之至少一者。 36·如申請專利範圍第35項之破碎機，係進一步包含一台 被連結至該槽上之攪拌器，用以攪拌該漿液廢水，致 使该經粉碎的研磨顆粒被分散於該漿液廢水中。 26 申請專利範圍 37· 一種用以濃縮漿液廢水之裝置，係包含： 一濃縮單元係包括一用以將該漿液廢水離分成一 >農縮流體與一滲透流體之濃縮獏； 一溫度調節器，係用以調整該漿液廢水的溫度； 以及 一濃度控制器，係用以控制該溫度調節器，以控 制該濃縮流體的濃度。 々申明專利圍第37項之裝置，其中該濃度控制器包 括-用以檢測該濃縮流體的流速並依據該被檢測的流 速來控制該溫度調節器之流速檢測單元。 39· -種用以調節包括研磨顆粒之漿液廢水品質之裝置， 其係包含： 用以儲存該漿液廢水之槽；以及 用以凋整該漿液廢水中的該研磨顆粒濃度之比 重調整單元。 種用以调即包括研磨顆粒之聚液廢水品質之裝置， 其係包含： 一用以儲存該漿液廢水之槽；以及 一用以調整該漿液廢水的pH值之pH調整單元。 41·將種用以洗清濃縮膜之裝置，該濃縮膜係用在濃縮一 κ夜尾水由浪縮該漿液廢水所產生之一濃縮流體及 一滲透流體上，職置係包含： 腔室’係用以暫時儲存該滲透流體；以及 °、先單元’係用以運用被儲存在該腔室中之該 525241 六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8

   滲透流體來清洗該濃縮膜。 42.如申請專利範圍第41項之裝置，其中該回洗單元包括 一用以驅一氣體進入該腔室中之氣體清洗器，並且其 中5亥氣體為防止該渗透流體氧化之惰性氣體。 43·如申請專利範圍第41項之裝置，其中該濃縮膜包括複 數個濃縮膜，並且該腔室與該回洗單元被設置，以與 該等複數個濃縮膜相對應。 裝· 訂 線‘ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) a4規格（210X297公釐） 28