TW567083B - Method for removing waste particle - Google Patents

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TW567083B
TW567083B TW091123660A TW91123660A TW567083B TW 567083 B TW567083 B TW 567083B TW 091123660 A TW091123660 A TW 091123660A TW 91123660 A TW91123660 A TW 91123660A TW 567083 B TW567083 B TW 567083B
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filter medium
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Hiroyuki Umezawa
Masahiro Iseki
Motoyuki Tsuihiji
Hirofumi Iinuma
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Sanyo Electric Co
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Description

567083 五、發明說明（1) [發明所屬之技術領域] 本發明係關於一種被除去物之除去方法，主要係有關 一種於膠體溶液（液膠）包含有小於0. 1 5/z m之極微細被除 去物之流體被除去物之除去方法。 [先前技術] 現今，有關產業廢棄物之減少，或將產業廢棄物分類 後再加以利用，或是阻止產業廢棄物釋出於自然環境等議 題，由生態觀點來看，不僅是一項重要課題，同時更是2 1 世紀之企業課題。而在該產業廢棄物中，包含有被除去物 之各種流體。 該等流體係以污水、排水、廢液等各種名詞表示，以 下，係將水或藥品等流體中包含有被除去物之物質者稱之 為排水以進行說明。該等排水係利用高價的過濾處理裝置 等將前述被除去物去除，使排水變為潔淨的流體再加以利 用，而經分類之被除去物或無法過濾而殘留者則作為產業 廢棄物處理。特別是水，係藉由過濾使之達到符合環境基 準之潔淨狀態，再流回至河川或海洋等自然界，並予以再 利用。 但是基於過濾處理等設備費用、及運轉費用等問題， 採用該等裝置非常困難，同時也會造成環境問題。 由上述得知，排水處理技術，不論就環境污染的層 面，或是資源回收的層面而言均極為重要，因此乃急於實 現一種低建設成本、低運轉費用的系統。 以下，以半導體領域中的排水處理為例進行說明。一
314093.ptd 第7頁 567083 五、發明說明（2) 般而言，在研削或研磨金屬、半導體，陶瓷等板狀體時， 基於考量防止因摩擦所產生之研磨（研削）工模等溫度的上 升，提高潤滑性，以及研削屑或切削屑附著於板狀體上， 而將水等流體喷淋在研磨（研削）工模或板狀體上。 具體而言，在切割或背面研磨半導體材料之板狀體之 半導體晶圓時，係採用以純水洗滌的方法。在切割裝置 中，為防止切割刀之溫度上升、或切割屑附著於晶圓之 上，而於半導體晶圓上使純水流動，並安裝放水用之噴嘴 進行噴淋，以使純水可接觸到切割刀。另外，利用背面研 磨削薄晶圓厚度時，亦基於相同理由而喷淋純水。 混入有由前述切割裝置或背面研磨裝置所排出的研削 屑或研磨屑的排水，經由過濾形成淨水後流回自然界，或 重新利用，而濃縮之排水則被回收。 在當今之半導體製造上，對於混入有以S i為主體之被 除去物（屑）的排水的處理，有凝聚沉殿法，及結合濾材過 濾與離心分離之方法等兩種處理法。 前者之凝聚沉澱法，係將作為凝聚劑之PAC (聚氯化 鋁）或A1 2( S04) 3(硫酸鋁）等混入排水當中，使之產生與Si之 反應物，藉由去除該反應物而進行排水之過濾。 後者之結合濾材過濾與離心分離之方法，則是先過濾 排水，再將濃縮之排水放入離心分離器，一面將矽屑作成 淤泥加以回收，一面過濾排水使所形成之淨水排出於自然 界，或再行利用。 如第1 1圖所示一般，切割時所產生之排水，係收集於
314093.ptd 第8頁 567083 五、發明說明（3) ---______ 原水槽2 0 1中，再以栗 置2 0 3中安裝有陶究系02輸送至過濾裝置2 0 3。因過濾裝 管2 0 4將過濾後的水輪ζ有機物系之濾材F，因此可藉由配 將之排出於自然界。咬至回收水槽2 〇 5而再度利用。或是 另 塞的情形，因此需定裝置2 0 3中的濾材F會產生濾孔堵 侧之閥門Β卜並打Μ β洗。舉例而言，關閉原水槽2 0 1 閥門Β2，而利用回：:門B3及用以從原水槽運送洗淨水之 混入有因此所產生的古^ 2 0 5中的水對濾材F進行逆洗淨。 2〇卜此外，濃縮水描V辰度以屑的排水，則返回至原水槽 離心分離器、2 0 9，再由之濃^水，係藉由泵2 0 8輸送至 (Sludge)與分離液。曰由二器2 0 9分離成於泥 有ΓΛ離液則收集在分離液槽211之中。此外， ΐί# 20? 2Πόί，#^ 5 该等方法係採用於回收研削或研磨例如以Cu、Fe、A1 專金屬材料為主材料的固體物或是由板狀體、陶瓷等無機 物所形成之固體物或板狀物等時所產生之屑。 另一方面，CMP (化學機械研磨法，
Chemical-Mechanical P〇lishing)係以一種全新的半導體 製程技術問世。 該CMP技術可達到： ① ：實現平坦化的元件面形狀 ② ·實現與基板不同之材料的填埋構造
314093.ptd 567083 五、發明說明（4) '一~' $係指可在良好精密度下運用微影技術形成 U是藉由併用Si晶圓之貼合技術，實 ：、：， 可旎性。 〜維I C的 / <②·係可貫現填埋構造。過去，在丨C的多層 係採用鶴（W )的填埋枯分- tl· 73 It rK - Ά上 法）將鎢填埋於層間膜之槽溝中，再回蝕表面使之平坦積 ί庫年來則是藉由CMP法使之平坦化。在該填埋技術 心 ，可列舉金屬鑲夜製程、元件分離等。 該等CMP之技術及應用’係詳述於科學論壇所發行之 「CMP之科學 一 接著’扼要說明CMP機構。如第1 2圖所示，係將半導 體曰曰圓25 2載置於旋轉平台25 0上的研磨布251上，一面注 入研磨材（磨漿）2 5 3使之相互摩擦，一面藉由研磨加工、 化學式钱刻’去除晶圓2 5 2表面的凹凸。利用研磨材2 5 3中 的〉谷劑所產生的化學反應、以及研磨布及研磨劑中的研磨 磨粒之間的機械性研磨作用使之平坦化。研磨布2 5 1，例 如係使用發泡聚氨基甲酸乙酯，或不織布等，研磨材係將 二氧化石夕、氧化鋁等研磨磨粒混合於含"調整材的水中， 一般稱之為磨漿。一面注入該磨漿2 5 3，一面在研磨布2 5 1 上旋轉晶圓2 5 2並施加一定壓力使之產生相互摩擦。此 外’ 2 5 4係用以維持研磨布2 5丨之研磨能力，並經常地將研 磨布2 5 1表面維持在修整狀態的修整部。另外，2 〇 2、 208、21 2為馬達，25 5至25 7為皮帶。 上述機構，如第1 3圖所示，係以系統來架構。該系統
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五、發明說明（5) 可大 分為：晶圓匣之裝卸 台 2 60 : ;晶圓移載機構 部2 6 1 ;第 12圖 所說明之研磨機構部 2 6 2 ;晶圓洗淨機構部 2 6 3以及用 以控 制上述機構之系統控 制 〇 首先，將裝有晶圓之 匣 264 ，放置於晶圓匣 之裝卸台 260 並取出匣2 64中之晶 圓 。接 著，利用晶圓移載機構部 261 例如用操縱器2 6 5保 持 前述 晶圓，並載置於裝設於研 磨機 構部2 6 2的旋轉平台2 5 0上， 再使用CMP技術 使晶圓平 坦化 。在完成該平坦化作 業 後， 為進行磨漿之清洗，而藉 由前 述操縱器2 6 6將晶圓移送至晶圓洗淨機構部 2 6 3，以進 行清 洗。而洗淨後的晶圓 則 收納 於晶圓ϋ 2 6 6中 〇 例如，一次製程所使 用 之磨 漿量，約5 0 0cc至1公升/ 晶圓 。在前述研磨機構部 2 6 2、晶圓洗淨機構部 2 6 3中注入 純水 。由於該等排水最後 係 藉由 排水管匯集於- -處，因此 一次 平坦化作業所排出的 排 水約 5公升至1 0公升 /晶圓。例 如為 3層金屬時，金屬之平坦化與層間絕緣膜之 平坦化約 需進 行7次的平坦化作業， ，而完成一片晶圓’將 排放出5至 10公 升之7倍排水。 因此，若使用CMP裝置 ，則可以了解將排放 出大量經 純水 稀釋過的磨漿。 該等排水係利用凝聚 沉 澱法 加以處理。 [發明所欲解決之課題] 但是，凝聚沉澱法必 須 投入 化學藥品作為凝聚劑。然 而卻 很難去特定可完全反 應 的藥 品量，故經常會投入過多 的藥 品而殘留未反應的藥 品 〇相 反地，當藥量過少時，貝U
314093.ptd 第11頁 567083 五、發明說明（6) 無法使所有被除去物凝聚沉澱，而導致無法分離被除去物 而殘留其中。特別是，當藥品量過多時，會在上層澄清液 中殘留藥品。而於再度利用該澄清液時，由於過濾流體中 殘留藥品之故，因而產生無法再度利用於忌諱化學反應的 物質上。 此外藥品與被除去物之反應物之凝聚物，係形成如同 水藻般的浮游物。該凝聚物之形成條件，其pH條件較為嚴 格，並需要攪拌機、pH測定裝置、凝聚劑注入裝置及控制 該等裝置之控制機器等。此外為了安定並沉澱凝聚物，還 需要大型的沉澱槽。例如具備3立方公尺（m 3) / 1小時之排水 處理能力者，須有直徑3公尺，深4公尺左右的槽（大約1 5 噸的沉澱槽），而完成整體系統則需要約1 1公尺X 1 1公尺 的建地，因此將形成一龐大系統。 此外，因沉澱槽中含有無法沉澱而浮游的凝聚物，而 有發生該凝聚物從槽中流出至外部之虞，而導致不易完全 回收之問題。換言之，其具有設備過於龐大、該系統所導 致之建設成本過高、水之再利用不易、以及使用藥品而導 致運轉費用增加等各項問題。 另一方面，如第1 1圖所示，在結合5立方公尺（m 3) / 1小 時之濾材過濾與離心分離機之方法上，因在過濾裝置2 0 3 中使用濾、材F (稱之為U F模組，係由聚楓系纖維所構成，或 是陶瓷濾材）而得以實現水之再利用。但是過濾裝置2 0 3中 安裝有4支濾材F，由該濾材F之壽命來看，約5 0萬曰幣/1 支之高價濾材，至少需一年更換一次。同時過濾裝置2 0 3
314093.ptd 第12頁 567083 五、發明說明（7) 正前方的泵2 0 2，因濾材F係運用加壓型過濾方法，而會有 濾材產生濾孔堵塞、馬達負荷過大、且泵2 0 2為高容量的 問題。此外，通過濾材F的排水中，有大約2 / 3返回至原水 槽2 0 1。另外，因混入被除去物之排水係以泵2 0 2輸送之 故，而使得泵2 0 2之内壁被削薄，而使泵2 0 2之壽命亦會變 得非常短。 綜合以上各點，基於相當耗費馬達電費，及泵p及濾 材F之交換費用的花費，而導致運轉成本高漲的問題。 此外，在CMP中，排放出無法與切割加工相比擬的排 水量。使磨漿形成凝聚物狀並分布於流體内，且因產生布 朗運動（B r 〇 w n m 〇 t i ο η )之故而無法沉澱。此外，混入於磨 漿的磨粒係粒徑為1 0至2 0 0 n m之極微細物。因此，以濾材 過渡由極微細的磨粒所形成的磨漿時，磨粒會侵入至渡材 之濾孔内，而立即引起堵塞，因堵塞情形過於頻繁，而產 生無法大量處理排水的問題。 由先前之說明可以得知，為儘可能地將危害地球環境 的物質予以去除，或再利用過濾流體或被分離的被除去 物’而導致排水之過滤裝置會因加裝各種裝置而形成龐大 的系統’其結果使得建設成本及運轉成本大幅增加。因 此，至目前為止的污水處理裝置形成並不足以採用之系 統。 ’、 [發明内容] 本發明係鑑於上述課題而創作者，本發明之目的在提 供一種被除去物之除去方法，其係以由膠化膜所構成之黄
567083 五、發明說明（8) 材來過濾包含在流體的被除去物。 本發明之另一目的，在提供一種被除去物之除去方 法，其中，前述被除去物係以液膠形態包含於前述流體 中 〇 本發明之另一目的，在提供一種被除去物之除去方 法，係將由被除去物所成膜之膠化膜作為濾材使用。 本發明之另一目的，在於提供一種被除去物之除去方 法，其係使用由流體之抽吸所成膜的膠化膜。 本發明之另一目的，在於提供一種被除去物之除去方 法，其係使用經調整流體之pH而抽吸成膜的膠化膜。 本發明之另一目的，在於提供一種被除去物之除去方 法，其係使用經調整流體之温度而抽吸成膜的膠化膜。 本發明之另一目的，在於提供一種被除去物之除去方 法，其係使用由前述膠化膜成膜時之過濾量與以前述膠化 膜進行過濾時之過濾量大致等量的抽吸壓力所選擇成膜的 膠化膜。 本發明之另一目的，在於提供一種被除去物之除去方 法，其係將抽吸壓力設定為前述膠化膜成膜時及過濾時之 過濾量可長時間保持一定的微弱抽吸壓力。 本發明之另一目的，在於提供一種被除去物之除去方 法，其係在以膠化膜過濾前述被除去物時緩緩地增加前述 抽吸壓力，並將以膠化膜進行過濾時之過濾量控制為一 定。 本發明之另一目的，在於提供一種被除去物之除去方
314093.ptd 第14頁 567083 五、發明說明（9) ' 〜~"~~-------- ϊ膜η ϋ前述膠化物成膜時之抽吸壓力與以前述膠 膜。、仃匕濾時之抽吸壓力設定為大致相等而成膜的膠化 名务日月〇 法，1U 一目的，在於提供一種被除去物之除去方 法 物 法 法 抽吸壓力可吸壓力設定為前述膠化膜成膜時及過濾時之 本發明長時間保持一定的微弱抽吸壓力。 其4主之另一目的，在於提供一種被除去物之除去方 、 要使用0 · 1 5// m以下之微粒子來作為被除去 本發日月t _ 复私目的，在於提供一種被除去物之除去方 ^ ^使用CMP磨漿來作為被除去物。
不發日月> s _ a A 其係 的’在於提供一種被除去物之除去方 之加工屑承去作為被除去物之CMP磨漿及CMP加工時所產生 号务日月 法，其係， 目的’在於提供一種被除去物之除去方 之通過ΐ =第1遽材配置在包含有被除去物之流體，並使 前述第I虑流體，再將由膠化膜所構成的第2濾材成膜在 %、才的表面利用該第2漉材過渡前述被除去物。 法 4赞明之只—日沾 苴位 、’在於提供一種被除去物之除去方 2 ^用由被除去物所產生的膠化膜作為第2濾材。 法 材 复後 < 力 B的，在於提供一種被除去物之除去方 ”’、使用以第1濾材抽吸流體而成膜在其表面的第2渡 在於提供一種被除去物之除去方 本發明 之另一目的
第15頁 567083 五、發明說明（ίο) 法，其係使用在以第1濾材抽吸流體時調整流體之pH值而 成膜的第2濾材。 本發明之另一目的，在於提供一種被除去物之除去方 法，其係使用在以第1濾材抽吸流體時調整流體之溫度而 成膜的第2濾、材。 本發明之另一目的，在於提供一種被除去物之除去方 法，其係使用由第2濾材成膜時之過濾量與以前述第2濾材 進行過濾時之過濾量大致等量的抽吸壓力所選擇形成的第 2濾材。 本發明之另一目的，在於提供一種被除去物之除去方 法，其係將抽吸壓力設定為前述第2濾材成膜時及過濾時 之過濾量可長時間保持一定的微弱抽吸壓力。 本發明之另一目的，在於提供一種被除去物之除去方 法，其係在以第2濾材過濾前述被除去物時緩緩地增加前 述抽吸壓力，並將以第2濾材進行過濾時之過濾量控制為 一定。 本發明之另一目的，在於提供一種被除去物之除去方 法，其係使用將第2濾材成膜時之抽吸壓力與以前述第2濾 材進行過濾時之抽吸壓力設定為大致相等而成膜的第2濾 材。 本發明之另一目的，在於提供一種被除去物之除去方 法，其係將抽吸壓力設定為前述第2濾材成膜時及過濾時 之抽吸壓力可長時間保持一定的微弱抽吸壓力。 一般而言，為去除如混入於CMP之磨漿内的磨粒般低
314093.ptd 第16頁 567083 五、發明說明（11) 於20 Onm等級的初辨， 孔的過濾膜。：是本，二月Y採用具有比該粒體更小之遽 作為濾材使用Γ並被除去物所形成之膠化膜 之通過路徑。&外，澹材之多數間隙以作為流體 體之集合體，&可使“二：渡材本身係被除去物之粒 雜，以與規ift法 ^成堵基原因之被除去物從濾材分 離，以貝現過减能力之維持。 [實施方式] 在λ月本發明之同日寺，閣明本發明所用之用語之定 義。 膠體〉谷液係指直彳⑤兔i ZS 1 # ^ ^ t ^ ^ ;為1ηι^ ^ ®大小的微粒子分散於 通的濾紙而無法穿透半透二：：朗運動具有可牙透普 ^ ^ ^ ^ ά± ^ 牛透膜的性貝。此外其具有凝聚速度 β ^相i接沂，此乃微粒子間產生靜電斥力作用，而降 :二會之故。液膠與膠體溶液係大致同義， =二$二频繁二古係強調分散於液體中的流動性，而微粒 子則進打頻％、的布朗運動。 凝膠係指膠體粒子 化的狀態。例〜，洋：11 ί獨立運動性，而呈現集合固 而冷卻後則喪失流=:或㈣溶於溫水後會分散為液膠， 多之水凝膠及較為$ &而形成凝膠。凝膠可分為液體量較 夕 兩^刼之乾凝膠。 凝膠化的主要原田 @I ^ 、為·去除为散媒介物之水分後使之 0 ^ $ nHR5 H石夕磨漿（pH9至10)中添加電解質鹽而將 pH調工至P 6至pH7，使之冷卻並失 磨漿係指將粒子蛊淹麟以及外風^動f生寺 、液肢以及化學樂品予以混合，而使
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第17頁 567083 五、發明說明（12) 用於磨光之勝體溶液或液膠。用於前述CMp之研磨劑稱之 為CMP磨毁。CMP磨漿中有二氧化矽系研磨劑、氧化鋁（氧 化鋁）糸研磨劑、氧化鈽（二氧化鈽）系研磨劑等較為人 知。最常被使用者為二氧化矽研磨劑，1中又以膠 2碎最為廣為運用。膠體二氧化碎係指7至3〇〇^之膠體尺 ^ 切超微粒子在未職於水或有機溶媒中的情況 :均，分散而成的分散液，φ稱之為二氧化矽液膠。該膠 :工Γ化矽因粒子在水中呈單分散之狀態，因此利用膠體 妒子相互間的排斥力，即使放置一年以上也不致產生沉 Α、Μ Ϊ先本务明係&供一種被除去物之除去方法，可藉 =^ ^而從含有膠體溶液或液膠之流體狀的排水中去除被 於i 2除t物係包含大量的粒徑3ηι"至m之微粒子分佈 氧化石夕的，體溶液（液膠），舉例而言，如使用於CMP之二 之半言蝴氧化鋁或是二氧化鈽等磨粒與由磨粒研磨而產生 例中ΐ ^材料屑、金屬屬及/或絕緣膜材料屑。在本實施 將 用的CMP磨浆係Cabo t公司製W2 0 0 〇鹤研磨用之磨 水0 該廢爿i 一― ’之主要成分為ρΗ2· 5、磨粒分布為1 〇至2〇〇nm之 一虱化矽。 茶照第1圖說明本發明之原理。 來險f Ϊ月係以由被除去物所形成之膠化膜所構成之渡材 斤、^入有膠體溶液（液膠）之被除去物之流體（排水）。 具脸而言，係在有機高分子之第1濾材1表面，形成由
567083 五、發明說明（13) 膠體溶液之被除去物之CMP磨漿所形成之作為第2濾材2的 膠化膜，將該濾材1、2浸潰於槽内之流體3中，以過濾混 入有被除去物之排水。 第1濾材1係只要能夠使膠化膜附著於上者，依原理考 慮，可採用有機高分子系或陶瓷系之任一種。在本發明 中，係採用平均孔徑為2 5 // m、厚度為0 . 1 m m之聚稀烴系高 分子膜。由該聚烯烴系所形成之過濾膜的表面照片如第2 圖B所示。 此外，第1濾材1具有設於框架4之兩面的平膜構造， 且構成為垂直浸潰於流體並可藉由泵6由框架4之中空部5 抽吸的形式，藉此取出濾液7。 接著，第2濾材2係附著於整個第1濾材1表面，藉由抽 吸被除去物之液膠而膠化形成之膠化膜。一般之膠化膜呈 凍膠狀，被認為不具有濾材之作用。但是在本發明中，可 藉由選擇該膠化膜之生成條件而使之具有第2濾材2之功 能。該生成條件容後詳述。 接著，藉由上述被除去物之膠體溶液（液膠）形成被除 去物之膠化膜之第2濾材2，以下乃參照第1圖及第2圖A說 明去除被除去物之過濾、過程。 1為第1濾材，11為濾孔。此外於濾孔11之開口部及第 1濾材1表面上形成的層狀膜，係被除去物1 3之膠化膜。該 被除去物1 3係藉由來自泵之抽吸壓力而透過第1濾材1被抽 吸，因流體3水分被吸收之故而產生乾燥（脫水）現象，使 膠體溶液之被除去物之微粒子膠化結合，而在第1濾材1表
314093.ptd 第19頁 567083 五、發明說明（14) 面形成無法通過濾孔11之大型膠化膜。該膠化膜即形成第 2濾、材2。 接著，當第2濾材2形成一定之膜厚後，第2濾材便形 成無法使被除去物之凝膠通過的間隙，而利用該第2濾材2 開始進行膠體溶液之被除去物之過濾。之後藉由泵6—面 抽吸一面繼續過濾，會逐漸在第2濾材2之表面疊層並形成 一定厚度的膠化膜，最後會使第2濾材2產生堵塞而無法繼 續過濾。在此期間，被除去物之膠體溶液經膠化，同時附 著於第2濾材2之表面，而膠體溶液之水則通過第1濾材1而 被取出作為過濾水。 在第2圖A中，在第1濾材1之單面，形成混入有被除去 物之膠體溶液之排水，而在第1濾材1之相反面則產生通過 第1濾材1之過濾水。排水係經抽吸而流向箭頭所示方向， 藉由該抽吸力，並隨著膠體溶液中的微粒子接近第1濾材 1，而使失去靜電斥力而膠化，並結合成多數微粒子之膠 化膜吸附於第1濾材1表面而形成第2濾材2。藉由第2濾材2 之作用使膠體溶液中的被除去物膠化，並同時進行排水之 過濾。過濾、水係由第1濾材1之相反面所抽吸。 如上所述，藉由第2濾材2緩緩抽吸膠體溶液之排水， 而將排水中之水分作為過濾水取出，而被除去物則經乾燥 膠化後疊層於第2濾材2表面，並捕捉被除去物以作為膠化 膜。 接著，參照第3圖說明第2濾材2之生成條件。第3圖顯 示第2濾材2之生成條件以及其後的過濾量。
314093.ptd 第20頁 567083 五、發明說明（15) ' 本發明之方法，首先係由第2濾材2之生成與過濾程序 :構成。根據第2濾材2之生成條件，過濾時之精製水過濾 里將有極不同。由此可清楚得知，若不適當地選擇第 渡材2之精製條件，則幾乎無法利用膠化膜之第2渡材2進 行，;慮Λ點與過去所流傳之無法進行膠體溶液之過濾的 第3圖Β所示之特性，係依照第3圖Α所示 ，。換=，係在圓筒容器21底部設置第⑷才^加二 ΓΓί ΓΓΛ51 1 W2〇°^ ^ ^ ^ ^ , a f it放入1 0 f) 膠化膜之製造。接著清除剩餘之磨漿2 2， ΐ放亡mCC之精製水23,再利用極低之抽吸壓力進行過 慮。错此可測出作為第2濾、材2之膠化膜的過 使”徑為47之第i慮材】，其面 弟=示，在膠化膜之生成程序中，將抽吸壓力變 更為-55cmHg、 — 3〇CmHg、〜10cmHg、 — 5 — 並進仃1 2 0分鐘的成膜，以測出膠化膜之性質。g立纟士 g U :吸壓力設定為較強之—55cmHg時，、2個鐘；； 名又付最大過濾量16CC，其次依序為12· 5cc、 、 及 4· 5cc〇 ’· 5cc、6cc、 接著，更換精製水利用該膠化膜進行過 吸壓力係固定設定在—l〇cmHg。在—55cmH、。此時的抽 成膜的膠化膜僅能進行〇· 75CC/每小時之過^之抽吸壓力下 SOcmHg之抽吸壓力下成膜之膠化膜可達到約' ° 〜 過濾量。然而，抽吸壓力為〜上〇cmHg之膠化膜\c/每小時之 、了達
567083 五、發明說明（16) 2. 25cc/每小時之過濾量，抽吸壓力為一5cmHg之膠化膜可 達3. 25cc/每小時之過濾量，抽吸壓力為一2cmHg之膠化膜 可達3. 1 cc/每小時之過濾量，亦即在極微弱之抽吸壓力下 成膜之膠化膜在過濾程序中也可安定的進行過濾。該實驗 結果清楚顯示，若能在第2濾材2之膠化膜之生成程序中將 抽吸壓力設定為約3cc/每小時之過濾量，便可使之後的過 濾程序中的過濾量達到最高。 其理由係當抽吸壓力過強時，成膜之膠化膜的膨潤度 低，而變得緻密過硬，又因膠化膜係在含水量少且收縮的 狀態下成膜之故，致使無法形成可供精製水滲透之通路。 相對於此，若降低抽吸壓力，則成膜之膠化膜之膨潤 度變高，且密度低而柔軟，膠化膜在含水量高而膨潤的狀 態下成膜，即可確保更多可供精製水滲透之通路。若將其 比擬成細雪緩緩降落堆積的狀態則更容易理解。本發明之 特徵係利用以該微弱抽吸壓力來製成膨潤度高的膠化膜， 並利用水分滲透該膠化膜的性質來完成過濾。 參照第4圖，說明膠化膜之特性。 第4圖A係顯示含於膝化膜中的液膠量與過壚量的關 係。液膠之除去量係由磨漿濃度3%的精製水中求出由膠化 膜成膜時之過濾量捕捉於第1濾材1之液膠量。該液膠量被 視為係藉由抽吸所致之乾燥而形成第2濾材2並膠化附著的 量。由此可明確得知藉由愈微弱之抽吸壓力使第2濾材2成 膜時液膠量較少。換言之，當過濾量為3cc/每小時的話， 則所消耗的液膠量為極少量之〇 . 1 5 c c，而當第2渡材2所含
314093.ptd 第22頁 567083 五、發明說明（17) 液膠量愈少則過濾量愈多。此點為本發明之重點，亦即藉 由儘可能形成溶膠量較少之第2濾材2，可實現膠體溶液之 排水過濾。 此外，在第4圖B中，係顯示從上述液膠除去量及膠化 膜體積得知其膨潤度亦即膠化膜中的液膠密度。由抽吸壓 力為一30mmH g時第2濾材2之膜厚為6 m m、抽吸壓力為一 1 0cmHg時第2濾材2之膜厚為4mm之實驗結果得知，膨潤度 由2 7增加為3 0。換言之，抽吸壓力愈大膨潤度愈低，且第 2濾材2之液膠量密度會變高。此外更重要的是，抽吸壓力 愈低不僅第2濾材2之膜厚變薄且膨潤度亦變大，如第3圖B 所示，證實於抽吸壓力減弱狀態下形成之第2濾材2不僅過 濾時之濾過量變多同時亦可增長過濾時間。 由此得知，在本發明中，主要是小於0. 1 5/z m之微粒 子膠體溶液之排水能夠進行過濾的最重要一點即在於非常 依賴第2滤材2之成膜條件。 第2圖所示之濾材係第1圖之濾材之單側，實際上係說 明膠化膜如何進行附著之模式圖。 第1濾材1係垂直豎立浸潰於膠體溶液之排水中，排水 則形成分散的被除去物1 3之膠體溶液。被除去物1 3係以小 黑點表示。藉由泵6並隔著第1濾材1利用微弱之抽吸壓力 抽吸排水，如此一來隨著接近第1濾材1被除去物之微粒子 凝膠化而吸附於第1濾材1之表面。白點所示之凝膠化之微 粒子1 4，其較第1濾材1之濾孔1 1大的微粒子緩緩被吸附並 疊層於第1渡材1之表面，而形成由膠化膜所形成之第2渡
314093.ptd 第23頁 567083 五、發明說明（18) 材2。另外直徑比濾孔1 1小的凝膠化之微粒子1 4雖通過第1 濾材1，卻因濾過水會在第2濾材2之成膜步驟中再度循環 為排水而不致產生問題。接著如前述一般經過大約1 2 0分 鐘而形成第2濾材2。在該成膜程序中，由於係利用極微弱 之抽吸壓力進行抽吸，因此凝膠化之微粒子1 4會在一面形 成各種形狀的間隙，一面進行層疊的狀態下，形成膨潤度 極高且柔軟之膠化膜之第2濾材2。排水中之水係滲透該膨 潤度高的膠化膜並被抽吸，再通過第1濾材1而作為過濾水 被抽出，最後排水就完成經過過濾處理。 換言之，本發明係利用膨潤度高的膠化膜形成第2濾 材2，並藉由微弱之抽吸壓力由第1濾材1進行抽吸，使包 含於靠近第1濾材1之膠化膜中的水分脫水，並使膠化膜收 縮，接著由靠近排水的膠化膜使水分滲透於該膠化膜，以 進行補給並使之膨潤，如此反覆運作，即可使第2濾材僅 由水分滲透以進行過渡。 此外，由排水底面將空氣氣泡1 2輸送至第1濾材1，並 沿著第1濾材1之表面形成與排水平行之平行流。此乃為了 使第2濾材2能夠均勻地附著於第1濾材1之整體表面，並在 第2濾材2上形成間隙使之柔軟附著。具體而言，一般雖設 定為1. 8公升/分之氣體流量，但可依照第2濾材2之膜質而 加以選擇。 接著，在過濾程序中，藉由微弱之抽吸壓力將白點所 示之凝膠化微粒子1 4緩緩吸附並疊層於該第2濾材2之表 面。此時精製水會滲透過第2濾材2以及所疊層之白點所示
314093.ptd 第24頁 567083 五、發明說明（19) 之凝膠化微粒子丨4 _ 含於排水中例如在2第1瀘'材1取出過濾水。換言之，包 化鈽等磨粒與磨粒 Γ 一乳化矽、氧化鋁或氧 /或絕緣膜材料屑耸士㈤產生之半導體材料屬、金屬屑及 之Λ 屑將形成凝膠緩緩地疊層捕捉於 ί 而水时透膠化職請材中被取出 第2:材疋2表有：：之^長時間之過渡，則由於 〜 考有与層之膠化膜，而使得上述間隙不久 也U ΐ而無法取出過濾水。®此為了恢復過濾能力必 須將该f層之膠化膜予以去除。 接著’參照第5圖說明更具體化之過濾裝置。 第5圖中’ 5 0為原水槽。在該原水槽5 〇上方設有管5 1 以作為排水供給裝置。該管5丨將混入有被除去物之流體導 入至f水槽5 0中。例如，以半導體領域來加以說明，係指 引導混入有從切割裝置、背面研磨裝置、鏡面拋光裝置或 是CMP裝置等流出之膠體溶液之被除去物之排水（原水）之 位置。此外，該排水係對混入有由CMP裝置流出之磨粒、 或由磨粒所研磨或研削而成之屑的排水以進行說明。 儲存於原水槽5 〇之原水5 2中，設有複數個由第2濾材 所形成之過遽裝置5 3。在該過濾裝置5 3之下方設有例如在 管上馨開小孔、或使用於魚槽中具氣泡裝置般的散氣管 5 4 將其位置調整在剛好可通過過濾裝置5 3表面之處。 該散氣管54係配置成遍佈過濾裝置53之底邊，使氣泡得以 平均供給至整個過濾裝置53。5 5為氣泵。此處之過濾裝置
567083 五、發明說明（20) 5 3係指第1圖所示之第1濾材1、框架4、中空部5以及第2濾 材2。 固定於過濾裝置5 3之管5 6，相當於第1圖之管8。該管 5 6中，流有經過濾裝置5 3過濾的過濾流體，透過閥門V 1與 用以進行抽吸之磁泵5 7相連接。管5 8係從磁泵5 7經由控制 閥門CV1而與閥門V3及閥門V4相連接。另外在管56之閥門 V 1後方設置第1壓力計5 9，以測定抽吸壓力P i η。此外，在 管線58之控制閥門CV1後方設置流量計F以及第2壓力計 6 0，並藉由流量計6 1將其控制在一定之流量。此外，來自 氣泵55的氣體流量係由控制閥門CV2所控制。 由管5 1所供給之原水5 2，係儲存於原水槽5 0，並藉由 過濾裝置5 3所過濾。安裝於該過濾裝置上的第2濾材2之表 面，通過氣泡並藉由氣泡之上昇力及破裂產生平行流，使 吸附於第2濾材2之凝膠化被除去物移動，並均勻地吸附於 整個過渡裝置5 3以維持其過濾能力不會降低。 在此乃參照第6圖及第7圖說明前述過濾裝置5 3、具體 而言亦即浸潰於原水槽5 0中的過濾裝置5 3。 第6圖Α所示之元件符號3 0，係如畫框狀般的框架，為 對應第1圖之框架4。在該框架3 0之兩面貼合並固定有作為 第1濾材1 (第1圖）之過濾膜31、32。而在由框架30、過濾 膜3卜32所圍起之内側空間33 (與第1圖之中空部5相對應） 中，係藉由抽吸管34 (與第1圖之管8相對應）而由過濾膜 3 1、3 2進行過濾。再藉由密封安裝於框架3 0中的管3 4取出 過濾水。當然過濾膜3卜3 2及框架3 0，係呈完全密封狀以
314093.ptd 第26頁 567083 五、發明說明（21) 避免排水從過濾膜之外侵入至前述空間3 3。 因第6圖A所示之過濾膜3卜3 2為薄層之樹脂膜之故， 一經抽吸便會彎入内側而造成破壞。因此，為了盡量縮小 該空間，增加其過濾能力，而必須使該空間3 3擴大。其解 決後之狀態係如第6圖B所示。在第6圖B中雖僅標示9個空 間3 3，但實際形成數量更多。此外，實際採用之過濾膜3 1 係厚度約0. 1 mm之聚楓系高分子膜，如第6圖B所示，薄層 之過濾膜係形成袋狀，在第6圖B中係以FT表示。於該袋狀 之渡材F T中，插入與管3 4—體化之框架3 0，並使前述框架 3 0與前述濾材FT相貼合。元件符號RG為按押裝置，用以由 兩側壓入貼合有濾材FT之框。並由按押裝置之開口部0P露 出濾材FT。其詳細内容將參照第7圖以再度說明。 第6圖C顯示將濾材裝置5 3本身作成圓筒形。安裝於管 3 4上的框架為圓筒形，在側面則設有開口部0?1、0?2。由 於將與開口部0P1及開口部OP2相對應之側面予以去除之 故，在開口部間設置有用以支撐過濾膜3 1之支撐裝置 S U S。而在其側面則貼合有過濾膜3卜 接著，參照第7圖以詳述第6圖B之過濾裝置5 3。 首先藉由第7圖A及第7圖B說明相當於第6圖B之框架30 的部分3 0 a。該部分3 0 a之外觀係形成瓦楞紙狀。係由厚度 約0 . 2 m m之薄層樹脂層S Η T 1、S Η T 2所重疊，其間設有複數 個縱向排列之區間SC，而空間33即由樹脂層SHT1、SHT2及 區間SC所圍繞而成。該空間33之剖面係形成長3mm，寬4mra 之矩形，以另一種方式表示的話，係形成由多根具該矩形
314093.ptd 第27頁 567083 五、發明說明（22) 剖面之吸管並列且一體化之形狀。該部分3 0 a係以一定之 間隔維持兩側之過濾膜FT，故以下稱之為間隔片。 構成該間隔片30a之薄層樹脂層SHH、SHT2表面開設 有多數個直徑為1 mm之孔HL，其表面則貼有過濾膜FT。因 此’經過濾膜FT過濾之過濾水，係通過孔HL、空間3 3，而 最後由管3 4排出。 此外過濾膜FT係貼合於間隔片30a之兩面SHH、 SHT2。間隔片30a之兩面SHn、SHT2中包含有未形成孔HL 的部分，若直接將過濾膜FT 1貼附於其上，則與未形成孔 HL之部分相對應的過濾膜FT 1，因不具有過濾功能而無法 使排水通過之故，而產，生無法捕捉被除去物之部分。為防 止該現象產生，至少需貼合兩片過濾膜FT。最外側之過漁 膜FT1係用以捕捉被除去物之膜，在該過濾膜FT1朝間^ ^ 3 0a之表面SHT1靠近的同時，安裝具有比過渡膜ρτ 1之壤孔 更大之滤孔的過遽膜，在此貼上一片過濾膜F τ 2。如此· 來，在未形成間隔片30a之孔HL的部分也會因其中間μ有 過滤膜FT2之故’而使整個過濾膜FT1具有過濾功能Β，δΧ而將 被除去物捕捉於整個過濾膜FT1 ’此外第2過濾膜則形成於 表裡面之SHT^、SHT2全面。此外，因圖面所限，而以矩步 之薄片狀表示過遽膜SHTh SHT2,但實際上，係如第6圖\ 弟7圖C以及第7圖D說明袋狀之過 30a以及按押裝置RG之安裝過 接著，參照第7圖A、 濾膜SHn、SHT2、間隔片 程0
567083 五、發明說明（23) 般 第7圖A為完成圖，第7圖C係如第7圖人之A —綠所示一 從管34頭部朝管34之延伸方向（縱向）切斷的圖，第7 ^ D係如B — B線所示，將過濾裝置35朝水平方向切斷之剖視 膜圖ΛΛ7圖ci7圖D可得知，插入於袋狀過滤 所挾持::入/、，二代包含過濾膜FT其4側邊係由按押裝置RG 寺。而合併成袋狀的3側邊及剩餘的 . 布於按抻往f M h 的一邊，則是由塗 側邊（代置 的接合劑AD1所固定。此外，所剩的一 。33中產生的過遽水係透ί UP=有空間sp’於空 按押裝置RG之開口 it間及至管34。此 AD2，傕少—人—“ P 0P上係/口者全周塗布接合劑 造。 元王捃封，以形成流體僅能由濾材滲入的構 ^ ^ ί ill i m vi ^ 34^' ，在此所使用之過渡裝=之構造。 裳過據膜之框架(按押裝置置R==f/圖之構造’安 言係縱：約19cm、_ \ 為4尺寸，更具體而 積：積兩面，因而具有… 擇JJ裝置之：數與大小，即能夠決定所須之過心自由 濾方法。，使用第5圖所示之過濾裝置具體說明實際的過
比第1爐、材之濾孔11大的粒子會緩緩吸 567083 五、發明說明（24) 首先藉由管5 1將混入有膠體溶液之 入原水槽50中。於該槽5〇中浸潰未形成 第1濾材1之過濾裝置5 3，透過管5 6並利 吸壓力一面進行抽吸一面使排水循環。 置53、管56、閥門V卜泵57、管58、控 計6卜光感測器62、閥門V3，排水係由 回至槽5 0。 藉由循環使第2濾材2成膜於過濾裝 1 (在第6圖中為3 1 )，而最後捕捉目的物 去物。 換言之’當透過第1濾材1並藉由泵 力抽吸與|水時，則隨著接近第1濾材1被 形成凝膠化而吸附於第1濾材1之表面。 1表面’而形成由膠化膜所形成之第2渡 孔1 1之直彳f小的凝膠化微粒子雖會通過 第2慮材2之成膜，排水中的水也會同時 收’排水it過第1濾材1被當作過濾水取 利用光感測器6 2監視濾過水中所含 確認微粒子低於所希望之混入率後開始 行過遽、時’閥門V 3係依照來自光感測器 閉’闕H V4係呈開啟狀而前述循環路徑 玎由闕門V4中取出精製水。經常由氣泵 泡係利$控制閥門CV2進行調整後從散| 被除去物的排水放 第2濾材2之僅具有 用泵5 7以微弱之抽 循環路徑為過濾裝 制閥門CV1、流量 槽5 0所抽吸後再返 置5 3之第1濾材 之膠體 >谷液之被除 5 7以微弱之抽吸壓 除去物之微粒子將 凝膠化之微粒子中 t並疊層於第丨濾材 材2 °另外，比濾 第1渡材1，但隨著 渗透膠化膜並被吸 出而進行過渡。 的微粒子濃度，在 進行過濾。開始進 6 2之檢測訊號關 則呈關閉狀。因此 55所供給之空氣氣 L管54供給至過濾
314093.ptd 第30頁 567083 五、發明說明（25) 裝置5 3之表面。 如此連續進行過濾後，因原水槽5 0之排水中的水係作 為過濾水而被取出至槽5 0外部，因此排水中的被除去物的 濃度將升高。換言之，膠體溶液經濃縮而增加黏度。因此 原水槽5 0中必須藉由管54捕充排水，以抑制排水濃度之上 昇以提高過濾效率。但是，當過濾裝置5 3之第2濾材2表面 附著有厚層之膠化膜時，第2濾材2也將會隨之產生堵塞現 象而形成無法進行過濾之狀態。 當過濾裝置5 3之第2濾材2產生堵塞時，需進行第2濾 材2之過濾能力的再生。換言之，即停止泵5 7，並解除施 加於過濾裝置5 3之負抽吸壓力。 參照第8圖所示之模式圖，進一步詳述其再生程序。 第8圖A顯示過濾程序中的過濾裝置5 3狀態。第1濾材1之中 空部5因抽吸壓力微弱而在與外側相較下形成負壓，因而 使第1濾材1形成往内側凹陷的形狀。而吸附在其表面之第 2濾材2也同樣形成往内側凹陷的形狀。此外緩緩吸附於第 2濾材2表面的膠化膜亦形成相同形狀。 但是，在再生程序中，由於該微弱抽吸壓力停止且回 復到大致大氣壓的狀態，因此過濾裝置5 3之第1濾材1亦回 復到原有狀態。藉此，第2濾材2以及吸附於其表面之膠化 膜亦同樣回復至原狀。其結果首先，由於吸附膠化膜之抽 吸壓力消失之故，膠化膜在喪失對過濾裝置5 3的吸附力的 同時承受往外側膨脹的壓力。因此所吸附之膠化膜會藉由 本身重量而開始從過濾裝置5 3脫離。而且，為了加速該脫
314093.ptd 第31頁 567083 五、發明說明（26) 離最好將來自散氣管5 4之氣泡量增加至2倍程度。根據實 驗，係由過濾裝置5 3下端開始脫離，而第1濾材1表面之第 2濾材2之膠化膜則如雪崩一般脫離，並沉澱至原水槽5 0之 底面。之後，第2濾材2可經由前述循環路徑使排水產生循 環而再度成膜。在該再生程序中，第2濾材2回復至原有狀 態，並回歸到可進行排水過濾之狀態，而再度進行排水之 過濾。 如上述一般，一面使第2濾材2再生一面繼續進行過濾 時，原水槽5 0之排水之被除去物的濃度會上昇，使得排水 產生相當之黏度。因此，當排水之被除去物的濃度超過預 定濃度後，停止過濾作業並將其擱置以進行沉澱。之後濃 縮之磨漿將積存於槽5 0之底部，此時打開閥門6 4以回收該 凝膠之濃縮磨漿。回收後的濃縮磨漿經壓縮或熱乾燥後， 除去其中所含水分而進一步壓縮其數量。藉此可大幅減少 被視為產業廢棄物的磨漿量。 參照第9圖說明第5圖所示過濾裝置之運轉狀況。運轉 條件係使用前述A4大小之過濾裝置5 3之一張兩面（面積： 0.109ιη2)。初期流量如前述一般設定為過濾效率良好之 3 c c /小時（0 . 0 8 m 3/日），再生後流量亦為此相同設定。吹氣 量係設定為成膜及過渡時為1. 8 L /分’再生時為3 L /分。 P i η及再P i η為抽吸壓力，係以壓力計5 9測定。Pou t及再 Pout為管5 8之壓力，係以壓力計60測定。流量及再流量係 以流量計6 i測定，以顯示由過濾、裝置5 3所抽吸之過滤量。 第9圖左側之Y軸表示壓力（單位：MPa)，愈接近X軸表
314093.ptd 第32頁 567083 五、發明說明（27) 示負麼愈大。右側之Y軸表示流量（單位· 示從成膜起之經過時間（單位··八早位· CC/分）。\軸表 本發明之重點係右 ·刀。 再生後之過濾程序中，材、2之成膜程序、過濾裎序及 小時的程度。因此，.胳二里以及再流量控制在維持3cc/ 0· 0 0 5Mpa之極微弱抽斤=序係以Pin在—〇· OOlMpa至一 形成第2濾材2。 i利用輕柔吸附而成的膠化膜來 接者，在過遽程痒由 · 並在確保一定流量下，Pln由~ 0.0 05Mpa慢慢增加， 分鐘後，#流量開始m行過濾。過滤約持續進行100 2濾材2之表面附著；：’：即進行再生程序"匕乃因為第 桩签、隹^尽層之膝化膜而產生堵塞之故。 接者’進仃第2減；$ L + 面以一定之再流量‘繼样U生柃，一面緩緩再增加Pin 再過遽、係持續到原水5‘ =過遽。第2渡材2之再生以及 係由5倍增至10倍。2達到預定濃度，具體而言其濃縮度 ΙΪ1 + 5 5 ί I有別於上述運轉*法，而採用將抽吸壓力 固疋在過慮流I輕炙从 Λ Λ Λ Γ· 睹，雜缺居、索★ β的—〇· 〇〇5Mpa以進行過濾的方法。此 i t ί=ί慮〜置將隨著第2渡材2的堵塞慢慢減少，但卻 ^ :匕濾時間且容易控制泵5 7的優點。因此，只要 在過濾、流3：減少ϋ 〜处、丨^ 丄 ^ 疋值以下時再進行第2濾材2之再生即 〇 圖A係顯示包含於CMp用磨聚中的磨粒之粒徑分 rwiP/^、，W用…以，由Si氧化物所形成之層間絕緣膜進行 处J /、料係由s i氧化物所構成，一般稱之為二氧
567083 五、發明說明（28)
化矽。最小粒子徑約為〇· 0 76// m，而最大粒徑為〇 m。其最大粒子係由其中多數粒子聚集而成的凝聚粒/ 此外，平均粒徑約為〇·1 448// m，在其附近〇13至/〇 ° 係形成峰狀分布。此外，磨漿之調整劑一般係 K ΝΗ3。而pH係位於約1〇至η之間。 π 或 具體而言，CMP用之磨粒係以二氧化矽系、氧化鋁 系、氧化鈽系、金剛石系為主，其他尚有氧化鉻' 鐵系、氧化錳系、BaC04系、氧化銻系、氧化錯系、三* 化二釔系等。二氧化矽系係使用在半導體之層間絕緣膜乳、 P - Si、SOI等之平坦化、A卜玻璃碟片之平坦化上。氧化 铭系係使用於硬碟之拋光、所有金屬、及Si氧化膜等之平 坦化。此外，氧化鈽系係用於玻璃之拋光、Si氧化物之抛 光，而氧化鉻則使用在鋼鐵之鏡面研磨上。此外，氧化 錳、B a C 0 4係使用於鎢配線之拋光上。 另外，被稱作為氧化物液膠之該液膠係二氧化秒、氧 化鋁、氧化锆等、金屬氧化物或部分氫氧化物所形成之膠 體尺寸之微粒子均勻分散於水或液體中而形成之物質，係 使用於半導體裝置之層間絕緣膜或金屬之平坦化上，另外 在銘·碟片等資訊碟片上的應用亦在檢討之中。 第1 0圖B顯示CMP排水經過濾，而捕捉磨粒時之數據。 在實驗中，係利用純水將前述磨漿之原液稀釋為5 0倍、 5 0 0倍、5 0 〇 〇倍以作為試驗液備用。該三種之試驗液，係 依照傳統例所說明一般，因於CMP程序中，係藉由純水洗 淨晶圓之故，而將排水設定在5 0倍至5 0 0 0倍程度以供備
314093.ptd 第34頁 567083 五、發明說明（29) ~ ~一~ 用。 利用4 0 0 nm之波長光測試該三種試驗液之光透過率 時，50倍的試驗液為2 2 5%、5〇〇倍的試驗液為86·5%、而 5 0 0 0倍的試驗液為98· 3%。原理上，排水中若未含有磨 粒’則光無法產生散射，因此可取得趨近於丨〇 〇 %的數值。 將由前述第2過濾膜丨3所形成之濾材浸潰於該三種試 驗液進行過濾時’其過濾後之透過率，三種皆為9 9 · 8 0/〇。 亦即因過遽後之光透過率值大於過濾前之光透過率，故得 以捕捉磨粒。此外’關於5 〇倍稀釋之試驗液之透過率數 據，因其值過小而未顯示於圖面。 由以上結果得知，利用安裝於本發明之過濾裝置之過 渡裝置53之膠化膜所形成的第2濾材2，來過濾由CMP裝置 所排出之膠體/谷液之被除去物時，可進行透過率達到 9 9 · 8 %程度的過濾。 〜一般而言’為了去除混入於CMp磨漿中之像低於〇. b m等級的微粒子時’一般多採用其濾孔比該種微粒子更小 之過濾膜’但因該種過濾膜並未存在之故而無法進行過 濾。但是’本發明係在不使用具有小於〇 ·丨# m之小濾孔之 過濾、膜的情況下’使膠體溶液之被除去物成膜為膠化膜之 濾材而實現了過濾。 六此外’由於膠化膜之濾材係由包含於液膠之被除去物 之流，所形成之故，因而可在不添加凝聚劑等藥品且不使 用具微小滤孔之濾材的情況下實現了過濾。 此外’由膠化膜所形成之第2濾材之成膜係藉由抽吸
314093.ptd 第35頁 567083 五、發明說明（30) 作用使微粒子在第1濾材表面形成凝膠化，同時藉由將抽 吸壓力設定在微弱程度並緩緩地抽吸排水，而可實現過濾 效率極高之被除去物之除去方法。 此外，由膠化膜所形成之第2滤材藉由選擇最佳成膜 條件並將過濾流量保持於一定，而可實現不易產生堵塞且 過濾、時間較長的過渡。 另外，尚具有：可實現運用於製造CSP半導體裝置之 CMP磨漿之過濾，以及可同時過濾包含於CMP磨漿之大量磨 粒或在CMP製程中所排出之電極材料殘屑、以及矽或氧化 矽膜之殘屑等優點。 此外，由於實現本發明之過濾裝置係利用微弱之抽吸 壓力進行抽吸，而使第2濾材不致產生堵塞，因此僅需利 用小型泵即可達成。且過遽水會通過泵之故，而不會有因 被除去物而產生磨損之慮，故可延長其使用壽命。因此可 縮小系統規模，節約運轉泵所需之電費，同時更能夠大幅 抑制更換泵之費用，因此可同時削減建設成本及運轉成 本0 再者，過濾裝置係如第5及第6圖所示，由補強用之框 架30或30a，過濾膜31、32或FT，以及安裝在框架3 0 ( 3 0 a) 之管3 4所構成之單純構造，此外僅設置有用以輸送過濾水 的管。 第1濾材聚烯烴系之膜，其機械性強度高，即使掉落 也不會破損，對於酸•鹼等藥品具有高的抗藥性。因此， 原水濃度可對應至高濃度，且在安裝過濾裝置的狀態下，
314093.ptd 第36頁 567083
314093.ptd 第37頁 567083 圖式簡單說明 [圖式簡單說明] 第1圖係本發明之濾材之說明圖。 第2圖（A )、（ B)係本發明濾材之動作原理之說明圖。 第3圖係說明本發明之第2濾材之成膜條件的（A )剖視 圖以及（B)特性圖。 第4圖（A )、（ B )係本發明第2濾材之特性之說明圖。 第5圖係本發明之具體化過濾裝置之說明圖。 第6圖（A )至（C )係本發明之濾材裝置之說明圖。 第7圖（A )至（D )係本發明之更具體化之濾材裝置之說 明圖。 第8圖（A )、（ B )係本發明濾材裝置之再生之說明圖。 第9圖係本發明過濾裝置之運轉狀況之說明圖。 第1 0圖（A )、（ B )係本發明之過濾特性之說明圖。 第1 1圖係習知過濾系統之說明圖。 第1 2圖係CMP裝置之說明圖。 第1 3圖係CMP裝置之系統說明圖。 1 第1濾材 2 第2濾材 3 流體 4 > 30' 3 0 a框架 5 中空部 6' 57> 202〜208^ 212 泵 7 濾液 11 濾孔 12 氣泡 13 被除去物 14 微粒子 21 容器
314093.ptd 第38頁 567083 圖式簡單說明 11、 253 磨漿 23 精製水 3卜 32 過濾膜 33 空間 34、 5卜 56、58 管 50 原水槽 52 原水 53' 203 過濾裝置 54 散氣管 55 氣泵 59 第1壓力計 60 第2壓力計 61 流量計 62 光感測器 64 閥門 201 原水槽 204 配管 2 0 2 > 208 > 212 馬達 205 回收水槽 206 濃縮水槽 209 離心分離器 210 於泥回收槽 211 分離液槽 250 旋轉平台 251 研磨布 252 晶圓 254 修整部 2 5 5 ^ 256 ^ 257 皮帶 260 晶圓匣裝卸台 261 晶圓移載機構部 262 研磨機構部 263 晶圓洗淨機構部 264 匣 2 6 5 ^ 266 操縱器 267 水 RG 按押裝置 AD卜 AD2 接合劑 OP 開口部 SP 空間 SHT1 、SHT2、 FT 過濾膜
314093.ptd 第39頁 567083 圖式簡單說明 HL 孔 CV1 控制閥 314093.ptd 第40頁

Claims (1)

  1. 56辦私 案號 91123660 修正 六、申請專利範圍 1. 一種被除去 補无 之 2. 如 前 3. 如 前 4. 如 前 5. 如 前 者 6. 如 前 者 7. 如 前 膠 擇 8. 如 係 濾 9. 如 在 抽 滤材過濾 申請專利 述被除去 申請專利 述遽材係 申請專利 述膠化膜 申請專利 述膠化膜 〇 申請專利 述膠化膜 〇 申請專利 述膠化膜 化膜進行 成膜者。 申請專利 將抽吸壓 量可長時 申請專利 以前述膠 吸壓力， 物之除 包含在 範圍第 物係以 範圍第 由前述 範圍第 係藉由 範圍第 係藉由 範圍第 係藉由 範圍第 係由前 過濾時 範圍第 力設定 間保持 範圍第 化膜過 並將以 去方法，其係利用由膠化物所構成 流體中之被除去物。 1項之被除去物之除去方法 液膠形態包含在前述流體中 1項之被除去物之除去方法 被除去物所成膜之膠化膜。 3項之被除去物之除去方法 前述流體之抽吸而成膜者。 4項之被除去物之除去方法，其中： 調整前述流體之pH值而抽吸成膜 4項之被‘除去物之除去方法，其中， 調整前述流體之溫度而抽吸成膜 4項之被除去物之除去方法，其中， 述膠化膜成膜時之過濾量與以前述 之過濾量大致等量的抽吸壓力所選 7項之被除去物之除去方法，其中， 為前述膠化膜成膜時及過濾時之過 一定-的微弱抽吸壓力。 7項之被除去物之除去方法，其中， 濾前述被除去物時緩緩地增加前述 前述膠化膜進行過濾時之過濾量控 其中 其中 其中
    314093.ptc 第1頁 2003.09. 29. 040 567083 _案號91123660 /厶年丨ΰ月I日 修正_ 六、申請專利範圍 制為一定。 1 0 .如申請專利範圍第7項之被除去物之除去方法，其中， 前述膠化膜係將前述膠化物成膜時之抽吸壓力與以前 述膠化膜進行過濾時之抽吸壓力設定為大致相等而成 膜者。 1 1.如申請專利範圍第7項之被除去物之除去方法，其中， 係將抽吸壓力設定為前述膠化膜成膜時及過濾時之抽 吸壓力可長時間保持一定的微弱抽吸壓力。 1 2 .如申請專利範圍第1項至第1 1項中任一項之被除去物之 除去方法，其中，前述被除去物係主要由0. 1 5// m以下 之微粒子所構成者。 1 3 .如申請專利範圍第1項至第1 1項中任一項之被除去物之 除去方法，其中，前述被除去物係由CMP磨漿所構成 者。 1 4 .如申請專利範圍第1項至第1 1項中任一項之被除去物之 除去方法，其中，前述被除去物係由C Μ P磨漿及C Μ P力口 工時所產生之加工屑所構成者。 1 5. —種被除去物之除去方法，其係將第1濾材配置在包含 有被除去物之流體，並使前述流體通過，再將由膠化 膜所構成的第2濾材成膜在前述第1濾材的表面，利用 該第2慮材過滤前述被除去物。 1 6 .如申請專利範圍第1 5項之被除去物之除去方法，其 中，前述被除去物係以液膠形態包含在前述流體中。 1 7 .如申請專利範圍第1 5項之被除去物之除去方法，其
    314093.pic 第2頁 2003.09. 29.041 567083 / _案號91123660 2乙年/0月丨β 修正_ 六、申請專利範圍 中，前述第2濾材係由前述被除去物所成膜之膠化膜。 1 8 .如申請專利範圍第1 5項之被除去物之除去方法，其 中，前述第2濾材係以前述第1濾材抽吸前述流體而成 膜在其表面者。 1 9 .如申請專利範圍第1 8項之被除去物之除去方法，其 中，前述第2濾材係在以前述第1濾材抽吸前述流體時 調整前述流體之溫度而成膜者。 2 0 .如申請專利範圍第1 8項之被除去物之除去方法，其 中，前述第2濾材係在以前述第1濾材抽吸前述流體時 調整前述流體之pH值而成膜者。 2 1.如申請專利範圍第1 8項之被除去物之除去方法，其 中，前述第2濾材係由前述第2濾材成膜時之過濾量與 用前述第2濾材進行過濾時之過濾量大致等量的抽吸壓 力所選擇成膜者。 2 2 .如申請專利範圍第1 8項之被除去物之除去方法，其 中，係將抽吸壓力設定為前述第2濾材成膜時及過濾時 之過濾量可長時間保持一定的微弱抽吸壓力。 2 3 .如申請專利範圍第1 8項之被除去物之除去方法，其 中，在以前述第2濾材過濾被除去物時緩緩地增加前述 抽吸壓力，並將以前述第2濾材進行過濾時之過濾量控 制為一定。 2 4 .如申請專利範圍第1 8項之被除去物之除去方法，其 中，前述第2濾材係將前述第2濾材成膜時之抽吸壓力 與用前述第2濾材進行過濾時之抽吸壓力設定為大致相
    314093.ptc 第3頁 2003.09. 29.042 567083 q / _案號91123660 年/〇月 /曰 修正_ 六、申請專利範圍 等而成膜者。 2 5 .如申請專利範圍第1 8項之被除去物之除去方法，其 中，係將前述抽吸壓力設定為前述第2濾材成膜時及過 濾時之抽吸壓力可長時間保持一定的微弱抽吸壓力。 2 6 .如申請專利範圍第1 5項至第2 5項中任一項之被除去物 之除去方法，其中，前述被除去物係主要由0 . 1 5 // m以 下之微粒子所構成者。 2 7 .如申請專利範圍第1 5項至第2 5項中任一項之被除去物 之除去方法，其中，前述被除去物係由CMP磨漿所構成 者。 2 8 .如申請專利範圍第1 5項至第2 5項中任一項之被除去物 之除去方法，其中，前述被除去物係由CMP磨漿及CMP 加工時所產生之加工屑所構成者。
    314093.ptc 第4頁 2003.09. 29. 043
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