TWI231770B - Method for removing foreign matter from a fluid flow - Google Patents

Description

A7 B7 1231770 五、發明說明（1 ) [發明領域] 本發明係關於去除被除去物之方法，且是關於含有〇工 以下之極微細被除去物的流體之被除去物去除方法。 [發明背景] 當前，產業廢棄物之削減、及產業廢棄物之篩選再利 用，以至於不對自然界排放出產業廢棄物，從生態觀點來 說都是極為重要的題目，也是企業在邁向21世紀時之重要 綠題。這些產業廢棄物之中包括含有被除去物亦即應予去 除的物質之種種流體。 這些流體固然可有污水、排水、廢液等等之稱呼，以 下將含有被除去物質之水或藥液等流體一概稱作排水。這 些排水可以用昂貴的過濾處理裝置把上述被除去物予以去 除’成為清潔的流體加以再利用，而將分離出來的被除去 物及無法過瀘、之殘留物以廢棄物處理。特别是水，藉由過 滤可得合乎環保標準的清潔狀態而能釋回河海，再被使 用。 然而，由於過濾處理等之設備費用、操作成本等之問 題’此類設備的採用誠非易事，因而造成環保問題。 由此可見，排水處理技術不論從環境污染的意義或循 環再生的觀點來說，都是重要問題；低設置成本、低操作 ’成本的系統也就受到迫切期待。 以下以半導體領域之排水處理為例加以說明。一般而 言，在金屬、半導體、陶瓷等板狀體的研削或研磨時，為 避免研磨（研削）夾具等之溫度上升，提高潤滑性，並為 I紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4 x 297公餐) 311271

Mil--------------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 1 A7 1231770 五、發明說明（2 ) 防止研削屑或切削屑之附著於板狀體，會以水或其它流體 淋激於夾具或板狀體上。 具體來說，當切割板（dicing)狀體半導體材料之半導體 晶圓時，或在背面研磨之際，有使用淋灑純水的作法。為 防止切割刀片的溫度上升，也為防止切割碎屑之附著於晶 圓上，切割裝置設有可使純水於半導體晶圓上流動、並可 對準刀片洒以純水的出水孔以作淋灑。在背面研磨以使晶 圓厚度變薄時，基於相同理由，也有純水之流動。 從上述切割裝置或背面研磨裝置所排出之含有研削 屬或研磨屑的排水，經由過濾即成清潔水而可送回自然 界，或再加以利用；而濃縮之排水則予以回收。 在目前的半導體製造之中，混有以矽為主的被除去物 (屑）的排水之處理，有凝集沉澱法和過濾器過濾搭配離心 分離的二種方法。 前者之凝集沉殿法，是以PAC (Poly Aluminum Chloride)或AldSO4)3 (硫酸鋁）等混入排水之中，與石夕生 成反應物，再將排水過濾去除該反應物。 後者，過遽器過濾結合離心分離的方法是，將排水過 濾濃縮後以離心分離機將矽屑回收成污泥的同時，將其排 水再過濾而成清潔水向自然界排出，或加以再利用。 例如’如第18圖所示，將切割時所產生之排水，收 集於原水桶201，以泵浦2〇2送往過濾裝置2〇3。過濾裝置 203安裝有陶瓷系列或有機物系列的濾材F。過濾後的水 則經配管204送往回收水桶2〇5，以便再利用，·或向自然 ^紙張尺度適用中國國家&準（CNS)A4規格（21〇 X 297公髮)---- -------in--n ^---------^ _ (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 爲 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 311271 1231770 五、發明說明（3) 界釋出。 -------------M ii (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 而在過濾裝置203，排水於加壓下向濾材F供給，濾 材F因會有網目堵塞之發生，須定期清洗。例如，將原1 桶201旁的閥B1關閉，為從閥B3及回收水桶2〇5輸送清 洗用水，將閥B2打開，以回收水桶205的水對濾材1?作 逆洗。因此所產生之混有高濃度矽屑之排水則送回原水桶 2〇1。而濃縮水桶206之濃縮水則以泵浦208輸送到離心 分離機209，藉由離心分離機209將污泥與分離液分離。 由石夕屑所構成的污泥則集中於污泥回收桶21〇，分離液則 集中於分離液桶211。而收集分離液的分離液桶211之排 水則經由泵浦212輸送到原水桶201。 此種方法已見採用於例如以銅、鐵、鋁等金屬材料為 主要材料之固態物或板狀體，陶瓷等之無機物所構成的固 態物或板狀體等之研削、研磨時所產生的碎屑之回收。 --線· 另一方面，CMP (Chemical-Mechanical Polishing)已成 經 濟 部 ‘智 慧 財 •產 局· 員 丁 5 費 合 作 社 印 製 為新的半導體製程技術。為實現理想的半導體裝置之多層 配線構造，將配線覆蓋以層間絕緣膜，CMP即是以將該層 間絕緣膜之頂面予以平坦化為目的而將其凹凸加以機械及 化學研磨之技術。 ^ 藉由此一 CMP技術，第一，得以實現平坦的元件表面 形狀。其結果是，施行微影技術時得以形成高精確度之微 細圖案；而併用矽晶圓貼合技術，促成了三維1C之實現。 第一 ’基板的不同材料之銀欲構造成為可能。其結果 是’導致鑲嵌構造容易形成配線之好處。向來在1C的多層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 3 311271 1231770 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -------B7_____五、發明說明（4 ) 配線時係採用將層間膜之溝槽以CVD法鑲嵌鎢，再將表面 逆蝕刻以平坦化之鎢鑲嵌技術；而最近藉由CMP達到平坦 化之製程因具有簡化之特徵，使CMP備受矚目。 此類CMP技術及應用，在Science Forum所發行的 「CMP之科學」有詳細敘述。 以下就CMP之機制作簡單說明。如第19圖所示，將 半導體晶圓載於迴轉台250上的研磨布251之上，在研磨 材（漿料）2 53的流動下互相摩擦進行研磨加工之同時，藉由 化學蚀刻去除晶圓252表面之凹凸。藉由研磨材253中的 溶劑之化學反應，以及研磨布及研磨劑中的研磨粒之機械 研磨作用而平坦化。研磨布251可以用，例如，發泡聚氨 醋、不織布等；研磨材則是將二氧化矽、氧化鋁等磨粒與 含有pH調整材料的水混合而成，一般稱作漿料（slurry)。 一面使該漿料253流過，一面使晶圓252對研磨布251迴 轉並施加固定壓力進行研磨。而254係為維持研磨布251 之研磨能力而使研磨布251的表面呈修整狀態之修整部 (dressing)。Ml至M3係馬達、255至257係傳動帶。 上述機構如第20圖所示，係以整個系統構成。該系 統可以概略分為晶圓卡匣裝卸台260、晶圓移載機組261、 另於第19圖說明之研磨機組262、晶圓清洗機組263及控 制以上諸部份之系統控制器。 首先’將承載晶圓之卡匣264置於晶圓卡匣裝卸台 260,取出卡匡264内之晶圓。然後晶圓移載機組261以， 例如’機械手臂2 6 5抓取上述晶圓，放置於研磨機組2 6 2

4 311271 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ' 1 1 I I n ϋ β 訂---------線一 [231770 惠 經濟部潜慧財β局員工潸費合作社印製 五、發明說明（5 ) 之迴轉台250上，以CMP枯供你曰面办 技術作日日圓進行平坦化。該平坦 化操作終了時’為洗去漿料， 一 丨τ M上返機械手臂266將晶圓 移往晶圓清洗機組263進行音、、秦·夕％收 A 仃α，先，之後將已洗淨的晶圓收 藏於晶圓卡S 264。 舉例來說，—回合製程所使用之漿料量約為500 CC 至1 圓。而上述研磨機組262、晶圓清洗機組 也有純水流過。其排水最終集中於排放裝置，而每一回合 之平坦化操作約冑51iters 1〇Hter/晶κ之排水排出。 例如’若有三層金屬時’金屬層之平坦化及層間絕緣膜之 平坦化約有七回合之平坦化操作，一片晶圓完成時，有5 至10 liter的七倍之排水排出。 故若使用CMP時’會有相當大量的經純水稀釋之漿料 排出，其廢水處理之有效方法已成為重要課題。目前，此 類排水係以慣用之凝集沉澱法或如第18圖所示之過濾器 過濾與離心分離之搭配方法處理。 然而’凝集沉殿法須投入凝集劑等之化學藥品。欲將 藥品投入量控制在剛好完全反應卻極為困難，無論如何都 會過量投入而有未反應之藥品殘留。反之，若藥品量少則 無法將被除去物完全凝集沉降，會有未分離的被除去物之 殘留。尤其是當藥品量多時，上澄液會有藥品殘留。若要 將之加以再利用，則因過濾後之流體依然有藥品殘留，不 利於化學反應造成無法再利用之問題。 再以切割為例，因排水係由矽屑與蒸餾水所組成，經 凝集沉澱、過濾之後的水因有藥品殘留，流過晶圓時會引 --------------裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- --線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） 5 311271 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1231770 A7 ；----— R7_______ 五、發明說明（6 ) ^ 起不良反應，以致無法再利用為切割用水亦成問題。 並且藥與被除去物反應而成之凝絮，會形成有如藻 類之懸浮物。其形成條件中之条件嚴彳，必須要有擾 拌機、pH量測設備、凝集劑注入裝置以及控制以上之控制 機器等。而要使凝絮安定沉降也必須有大沉澱槽。例如， 要具有3立方米（m3)/小時之排水處理能力，則須有約直 徑3米、深4米之桶槽（約15噸之沉降槽），整個系統大到 須佔地約11米X 11米。 而且，沉澱槽内無法沉澱而懸浮的凝絮，也有流出槽 外之虞，難以達到完全回收。總之，除有設備大、原始成 本高之問題，尚有水之難以再利用及藥品的使用所導致之 南插作成本等的問題。 另一方面，如第18圖所示，在5立方米（m3 )/小時之 過濾、器過濾與離心分離機搭配的方法中，過濾裝置2〇3因 使用濾材F (所謂UF模組，係由聚系纖維所構成，·或陶瓷 慮材）’使水之再利用成為可能。然而，過遽裝置2 〇 3安裝 有4套濾材F，而濾材因有壽命限制，價格高達每套約5〇 萬曰幣之濾材至少必須每年更換一次。而過濾裝置2〇3前 端之泵浦202 ’因加壓過濾馬達負荷大，泵浦2〇2之容量 也大。再者，通濾材F之排水内約2/ 3送回原水桶201。 而泵浦202因輸送含有被除去物之排水，其内壁會受到擦 削而壽命極短。 總結以上諸問題，即係馬達電費極高、泵浦P及濾材 F的更換費用高等之操作成本極其昂貴之問題。 . -------— ^--------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 6 311271

--------------裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) t-T· --線- 7 1231770 五、發明說明（7 ) 更有甚者，CMPM排出之排水量又遠大於㈣加工時 之排水量。並且紫料中所含有之磨粒，其粒徑係在〇以 m、〇· Mm、0. 以下之極端微細粒子。是故若欲以 過濾器將如此微細之粒子過濾，則磨粒侵入濾材之孔隙， 孔目很快就會堵塞；而若孔目經常堵塞，就形成無法大量 處理排水之問題。 由以上說明可知，為盡可能去除有害地球環境之物 質，或為過濾流體及所分離出來的被除去物之再加利用， 排水的過濾裝置因追加各種設備而成為龐大系統，於是原 始成本、操作成本均大幅膨脹。因此，迄今為止之污水處 理裝置似乎都始終無法採用。 [發明詳細說明] 本發明係有鑑於上述課題而完成，其目的在提供有助 於降低原始成本及操作成本之污水處理方法。 本發明之目的，在從混有半導體、金屬、無機物或有 機物等之被除去物的流體（排水），使用與被除去物不同之 固體所成的過濾器，將被除去物加以去除。 本發明之另一目的，在將固體物質混入流體，使上述 流體通過第一濾材，於上述第一濾材之表面形成含有上述 固體物質之第二濾材，將上述流體所含之被除去物加以去 除。 本發明之又一目的，在製備含有與流體所含之被除去 物不同的固體物質之濾材，使用上述濾材將上述流體中之 被除去物加以去除。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） 311271 1231770 A7 五、發明說明（8 ) 再者本發明之另一目的，在將含有被除去物之流體及 與該被除去物不同之固體物質導入配置有第一濾材之桶槽 内’藉由使該上述流體通過上述第一濾材，於上述第一滤 材之表面形成含有上述固體物質之第二濾材，將上述流體 中之上述被除去物加以去除。 在本發明中’被除去物係指含於要過濾之排水中之固 體物質；該固體物質係指為過濾混有上述被除去物之排|| 水，以如沙粒般之固體物質堆集成濾膜之構成物質。例如， 固體物質為於第一濾膜上堆積成層，該層疊後之濾膜即具 有優於第一濾膜之過濾精確度，可以藉由施加外力而加以 漸進分離。 訂 具體來說，被除去物含有大量約0.3em、0 2/zm、 〇· 1 e m或其以下之粒子，例如，CMP所使用之磨粒以及 由於磨粒之削蝕所產生之半導體材料屑、金屬屑及/或絕緣 膜材料屑。 更具體來說，被除去物係在將晶棒切割成晶圓時，或 在半導體晶圓之切割時，或在背面研磨時所產生之碎屑， 主要是半導體材料、絕緣材料、或金屬材料，諸如矽、氧 化矽、鋁、鍺化矽、封裝樹脂等之有機材料及其它絕緣膜 材料或金屬材料。而化合物半導體，有諸如砷化鎵（(}&八3) 等之化合物半導體材料。 而最近在晶片尺寸構裝（Chip Size Package)之製造 中，由於晶片切割之採用，在切割之際也會產生半導體材 料、陶瓷材料、封裝樹脂等之被除去物。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） 8 311271 1231770 A7 --------- B7 _ 五、發明制（9 ) ·— - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者於半導體領域之外，t產生被除去物之製程者 亦不在夕數W如，在用到玻璃之產業，液晶面板、電激 發光顯示裝置之面板等，有玻璃基板之切割、基板側面研 磨等之進# ~產生之玻璃碎屑也成為被除去物。又如電 A司鋼鐵A司之以煤炭為燃料者，由煤炭所產生之粉 末以及從煙囱排放出來的煙裡之粉體也都是被除去物。 礦，之加工、寶石之加工、墓碑之加工等所產生之粉體也 都是。而以車床等進行加工時所產生之金屬屑，陶瓷基板 等之切割、研磨等時所產生的陶瓷屑等也都是。 這些碎屑，係由於研磨、研削、粉碎等加工所產生； 在清除這些碎屑時係以水及藥品等沖洗，於是產生排水。 而固體物質係粒徑分布範圍（至約5〇〇以岣比被除去 物（CMP磨粒）之粒徑分布（至約〇 14以妁更為寬廣之物 質，例如，矽等半導體材料、氧化鋁等之絕緣物質、金屬 等之切削屑、研磨屑甚至粉碎屑等，而具上述粒徑分布之 固體物質則有，例如，矽藻土及沸石等。 因此，本發明之第一局面係為解決以含有與流體所含 經濟部智·慧財產局員工消費合作社印製 之被除去物不同的固體物質之濾材，將流體中的被除去物 予以去除者。 第二局面係為解決以含有粒徑分布較流體中所含被 除去物寬廣的固體物質之濾材，將上述流體中之被除去物 予以去除者。 而第三局面係為解決將固體物質混入流體、使其通過 第一濾材’於上述第一濾材表面形成含有上述固體物質之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） 9 311271 1231770 五、發明說明（10) 第二濾材、將上述流體中所含有之上述被除去物予以去除 者。 一般說來，為去除諸如CMP漿料所含之磨粒的Q^以 請 m級之粒子，—般係採用孔徑小於這些粒子之濾膜。然而 本發明係於上述第一濾材之表面以被除去物及與被除去物 相當或較大粒子之固體物質層疊而成第二濾膜，並將形成 於第一濾膜之大量孔隙用作流體之通路。又本發明因第二|馨 遽膜本身係固體物質之集合體，會造成孔目堵塞之被除去 物及固體物質表層可為第二濾膜所隔離，而能保持過濾效 能。 訂 第四係為解決以粒徑大於流體戶斤含之被除去物之固 體物質混入後，使上述流體通過第一滤材，於上述第一滤 材表面形成含有上述固體物質之第二渡材，將上述流體^ 含之上述被除去物予以去除者。 若使用第一遽膜，可於其上層叠固體物質。故可由固 鱧物質所形成之第二濾膜去除被除去物。 第五局面係為解決製備含有異於流體所含之被除去 物的固體物質之漉材’並使用上述攄材將上述流體中之被 除去物予以去除者。 第六局面係為解決於形成含有與流體所含之被除去 物不同的固體物質之滤材後，使用上述渡材將上述流體中 之被除去物予以去除者。 第七局面係為解決將第一遽材沉浸於流體中，使與流 一體所含之被除去物固體物質通過第一減好，於上述 本紙張尺度適用中_冢標準(CNS)A4焱格⑵〇 χ挪公釐） 10 311271 1231770 A7 一 _ B7 五、發明說明（11 ) 第一濾材表面形成含有上述固體物質之第二濾材後，導入 含有上述被除去物之流體，將上述流體中之上述被除去物 予以去除者。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 由於已經預先製備好含有固體物質之濾材，故可以直 接將桶槽内之流體加以過濾。而第二濾材可以於流體内形 成’若直接將混有被除去物之流體導入，則第二滤材之形 成及以第 >一遽材過滤可以連績進行。 第八局面係為解決將含有被除去物之流體及與該被 除去物不同之固體物質導入配置有第一濾材之桶槽内，使 上述流體通過上述第一濾材，於上述第一濾材之表面形成 含有上述固體物質之第二濾材，將上述流體中之上述被除 去物予以去除者。 若只用被除去物構成第二濾膜時，第二濾膜之過濾孔 隙小，使得過濾效能降低。然而由於在其中加入固體物質， 第二過濾膜内有大大小小的孔隙形成，可以提昇過濾流體 之過濾量。 經濟部智慧財產务員工浪費合作社印製 第九局面係為解決於上述流體中混入酸性或鹼性之 中和劑、將上述流體加以中和者。 第十局面係為解決使上述流體循環通過濾材或第一 濾材者。 藉由使其循環通過，流體内之被除去物、固體物質堆 積成第一濾膜’持績堆積形成具有可以捕捉大到特定粒徑 的過濾性能之第二濾膜。 第十一局面係為解決上述濾材或上述第二濾材係含 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 311271 1231770 A7

12 311271 A7 1231770 五、發明說明（I3 ) 徑之固體物質或被除去物，第二濾膜就會有分布寬廣之隨 機大小孔隙之开> 成。因此可以在較低之抽吸壓力下進行過 漉。 第十六局面係為解決在使用第一濾材去除被除去物 之過渡程序開始後，使於選定之時間内循環者。 首先，藉由使用第一濾材之過濾程序去除被除去物開 始之後，使於選定之時間内循環當中，於第一濾材之表面 堆積被除去物而形成第二濾膜，然後利用此第一濾材及第 二濾材進行過濾，係其特徵。此時，若由於循環而得知第 二濾膜之形成時間，則於更換第一濾材時，即使無法以其 它方法確認膜之形成，也可以用計時器來形成第二濾膜。 而在孔隙堵塞之後，在將第二濾膜連同堆積物一同去除 後，開始循環即可自動進行復原作業。亦即，如果以循環 作第二濾膜之修復時間為已知，則可以僅憑計時器進行修 復。 " 第十七局面係為解決以檢測器檢測通過上述第一渡 膜之流體所含之上述固體物質或上述被除去物之含量，於 其達特定值以下時停止循環者。 總之於確認被除去物之含量已低於特定值，且小孔隙 之第二濾膜已形成並可充分發揮其過濾性能後，停止循環 進入過濾程序，即可自動進行復原作業。 亦即本發明之第一特徵，係自流體中去除被除去物之 方法包括··含有與流體中的被除去物不同之固體物質的減 材之製備程序’以及使上述流體通過上述濾材以去除該流 i紙張尺度適用中_家標準（CNS)A4規格⑽x 297公髮） 311271 ^ it------^---------^ . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 13 1231770 A7 -：----;----- B7_______ 五、發明說明（I4 ) 體中的被除去物之過渡程序。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之第二特徵，係在上述自流體去除被除去物之 方法中，上述濾材之製備程序包括以第一濾材作為基材而 於其上堆積上述固體物質以形成第二濾材之程序。 本發明之第三特徵，係在上述第一特徵之自流體去除 被除去物之方法中，上述固體物質包括粒徑分布較流體中 所含之被除去物的粒徑分布較為寬廣之固體物質。 本發明之第四特徵，係在上述第一特徵之自流體去除 被除去物之方法中，上述濾材之製備程序包括：將固體物 質混入含有被除去物的流體之程序；以及使已混入該固體 物質之上述流體通過第一濾材，於該第一濾材表面形成含 有該固體物質的第二濾材之程序。 本發明之第五特徵，係在上述第一特徵之自流體去除 被除去物之方法中，上述濾材之製備程序包括·於含有 被除去物之流體中，混入粒徑大於該流體所含之被除去物 的固體物質之程序；以及使上述流體通過第一濾材，於該 第一渡材表面形成含有該固體物質的第二濾材之程序。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之第六特徵，係在上述第一特徵之自流體去除 被除去物之方法中，上述濾材之製備程序包括形成含有組 成與流體所含之被除去物不同之固體物質的濾材之程序。 本發明之第七特徵，係在上述第一特徵之自流體去除 被除去物之方法中，上述濾材之製備程序包括：於含有被 除去物之流體添加組成為與該流鱧所含之被除去物不同的 固體物質之程序；以及使該流體通過第一濾材，於該第一 Ά狀度通用中國國家標準（CNS)A格⑽χ 297公楚） 14 311271 1231770 五、發明說明（15) 濾材表面形成含有該固體物質的第二濾材之程序。 ‘徵’係在上述第一特徵之自流體去除 上述濾材之製備程序包括：將第一濾 本發明之第八特徵 被除去物之方法中，上:

^浸於3有與該被除去物不同之固體物質的流體中，使 二該⑽體所含之被除去物不同的固體物質流經第一濾材， 於該第一濾材表面形成含有該固體物質之第二濾材之程 序，隨後導入含有該被除去物之流體，將該流體中之該被 本發明之第九特徵，係自流體中去除被除去物之方法 包括將含有被除去物之流體及異於該被除去物之固體物質 -導入配置有第-濾材之桶槽内，使該流體通過該第一滤 -材’於該第一濾材表面形成含有該固體物質之第二濾材， 將該流體中之該被除去物予以去除。 本發明之第十特徵，係在上述第1之自流體去除被除 去物之方法令，尚且包括於含有該被除去物之或為酸性或 ο為驗性之流體混人中和劑，將該流體t和之程序。 • 纟發明之第十-特徵，係在上述第1之自流體去除被 |除去物之方法中，上述濾材之製備程序包括使含有該被除 I 去物之流體循環通過濾材或第一濾材之程序。 消· 費 合 作 社 印 製 、 本發明之第十二特徵，係在上述第二特徵之自流體去

本發明之第十二特徵，係在上述第二特徵之自流體去 除被除去物之方法中，上述固體物質或該被除去物含有不

1231770 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 • ----------B7 _ . 五、發明說明（16 ) ' B~-— 同大小之粒子，而上述第一濾材之孔隙大於最小之粒子、 小於最大之粒子。 本發明之第十四特徵，係在上述第二特徵之自流體去 除被除去物之方法中，上述固體物質或該被除去物含有薄 片狀粒子而上述第一濾材之孔隙大於最小粒子、小於最 大粒子。 本發明之第十五特徵，係在上述第二特徵之自流體去 矛、被除去物之方法中’上述最小之固體物質或該被除去物 之粒裣在0.25wm以下，而上述最大之該固體物質或該被 除去物之粒徑係在10 以上。 本發明之第十六特徵，係在上述第二特徵之自流體去 除被除去物之方法中，上述固體物質或該被除去物其粒徑 分布具有雙高峰，且上述第一濾材之孔隙其大小介於該二 高峰之間。 本發明之第十七特徵，係在上述第二特徵之自流體去 除被除去物之方法中，過半之上述固體物質或上述被除去 物大於上述第一濾材之孔隙。 本發明之第十八特徵，係在上述第一特徵之自流體去 除被除去物之方法中，使上述過濾程序於被除去物之去除 開始之後’在選定之時間内進行循環。 本發明之第十九特徵，係在上述第十八特徵之自流體 去除被除去物之方法中，上述循環程序包括檢測通過上述 濾材之流體所含被除去物的量之檢測程序，而在其低於選 定值時將循環停止。 桃狀度週用中國國家標準格⑽X 297公楚)------- 16 311271 illnn^-.-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1231770 A7 五、發明說明（Π ) 本發月之第一十特徵，係在上述第十九特徵之自流體 +除被除去物之方法中，上述過渡程序包括檢測通過上述 遽、材之流體所含被除去物之量的檢測程序，而在高於另一 選定值時使循環再次開始。 本發明之第二十一特徵，係在上述第十九特徵之自流 體去除被除去物之方法中，上述檢測程序係使用光感測器 而檢測出上述流體之透光率之檢測程序。 本發月之第一十二特徵，係在上述第一特徵之自流體 去除被除去物之方法中，上述過濾程序係以抽吸該流體使 其流過上述濾材為之。 本發明之第二十三特徵 流體去除被除去物之方法中 至 〇· 5 Kg / cm2 〇 本發明之第二十四特徵 係在上述第二十二特徵之自 上述流體之抽吸壓力為〇. 2 係在上述第二特徵之自流體 去除被除去物之方法包括使上述第二濾材之構成物成為可 移動之於上述濾材表面施加外力之程序。 本發明之第二十五特徵，係在上述第二十四特徵之自 --------t---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部省慧財產局員工消費合作社印製 流體去除被除去物之方法中 間歇性外力之程序。 本發明之第二十六特徵 流體去除被除去物之方法中 述第一濾材表面供給氣流之程序 本發明之第二十七特徵，係在上述第二十四特徵之自 流體去除被除去物之方法中，上述施加外力之程序係能使 K紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 酬" ' -- 上述施加外力之程序係施以 係在上述第二十四特徵之自 上述施加外力之程序係沿上 17 311271 1231770 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 係在上述第二十四特徵之自 上述施加外力之程序係使於 係在上述第一十四特徵之自 上述施加外力之程序係使上 係在上述第一特徵之自流n 18 A7 B7 五、發明說明（l8 ) 構成上述第二濾材之被除去物之一部份脫離之程度之外力 施加程序。 本發明之第二十八特徵，係在上述第二十四特徵之自 流體去除被除去物之方法中，上述施加外力之程序包括能 使上述第二濾材之膜厚保持一定之該外力之控制程序。 本發明之第二十九特徵，係在上述第二十四特徵之自 流體去除被除去物之方法中，上述濾材係配置於垂直方 向，而上述外力係氣泡之上升力。 本發明之第三十特徵，係在上述第二十四特徵之自流 體去除被除去物之方法中，上述施加外力之程序係將上述 滤材施以機械震動之程序。 本發明之第三十一特徵 流體去除被除去物之方法中 流體内產生聲波之程序。 本發明之第三十二特徵 λ/IL體去除被除去物之方法中 述流體產生液流之程序。 本發明之第三十三特徵 去除被除去物之方法中，上述第-濾材係由聚稀烴系言 子所構成。 ' ° 本發明之第=本m k 乐一十四特徵，係在上述第二特徵之自流 去除被除去物之方法中，上述第-濾材之表面具有凹： 本發明之第三十五特徵，係在上述第二特徵之自流 去除被除去物之方沐击 中’上述第一遽材係其間具有^?隙 本紙張尺錢財關雜準一 311271 ----I--訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 19 1231770 五、發明說明（l9 ) 雙層構造’且可以穿插抽吸用之管線。 本發明之第三十六特徵，係在上述第二特徵之自流體 去除被除去物之方法中，上述第二濾材係含有矽、鍺化矽、 氧化鋁、矽氧化膜、金屬氧化物、或週期表中n a族至 a族、II b族至νΠ b族元素之至少其一。 本發明之第三十七特徵，係在上述第二特徵之自流體 去除被除去物之方法中，上述第二濾材含有矽。 本發明之第三十八特徵，係在上述第三十七特徵之自 流體去除被除去物之方法中，上述第二濾材含有薄片狀之 碎。 本發明之第三十九特徵，係在上述第二特徵之自流體 去除被除去物之方法中，上述第二濾材係機械加工程序所 產生之機械加工屑。 本發明之第四十特徵，係在上述第三+九特徵之自流 體去除被除去物之方法中，上述機械加工程序係研磨程序 或切削程序。 傻往斤 本發明之第四十—特徵，係在上述第三十九特徵之自 流體去除被除去勒y、土 之方法_，上述機械加工屑係晶片切割 屑。 去2 2之第四十二特徵，係在上述第二特徵之自流體 去除被除去物之方法中，上述遽材之製備

該被除去物之流體添加薄片狀廢棄物之程序。於W 月之第四十二特徵，係在上 二 去除被除去物之方沬士 行傲之自流體 --一___^法中，該被除去物係機械加工時所姚放 S張尺細中國時所排放 311271 裝-------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1231770 A7

五、發明說明（2〇 ) 出之廢液中之微粒。 本發明之第四十四特徵，係在上述第一特徵之自流體 去除被除去物之方法中，該被除去物係CMP所排放出之廢 液中之微粒。 [圖式之簡單說明] 第1圖（a)至（b)係說明關於本發明之實施形態的渡膜 之圖。 第2圖（a)至（b)係說明晶片切割時所產生之排水中吩 屑之粒徑分布、形狀之圖。 第3圖係說明關於本發明之實施形態的濾膜之圖。 第4圖係說明關於本發明之實施形態的濾膜之圖。 第5圖（a)至（b)係說明由固體物質或固體物質與被除 去物形成濾材的方法之圖。 第6圖（a)至（b)係說明於第一濾膜上形成第二濾臈的 方法之圖。 第7圖（a)至（d)係說明濾膜的製備方法之圖。 第8圖（a)至（c)係說明具有濾膜之過濾裝置的製備方 法之圖。 第9圖（a)至（c)係說明本發明所採用之過濾裝置之 圖。 第10圖（a)至（d)係說明本發明所採用之過濾裝置之 圖。 第11圖係說明第9圖、第10圖的過濾動作之圖。 第12圖係說明第9圖、第10圖的過滤動作之圖。 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) --------^---------^ . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 20 311271 1231770 A7 五、發明說明（21 ) 第13圖係說明本發明的過濾方法之系統圖。 第14圖（a)至（c)係說明CMP磨粒之粒徑分布、及過濾 前與過濾後的透光率之圖。 --------------R---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第15圖係說明本發明的過濾方法之系統圖。 第16圖係說明本發明的過濾方法之系統圖。 第17圖係說明本發明之過濾方法應用於CMP裝置時 之整體系統圖。 第1 8圖係說明傳統的過濾系統之圖。 第19圖係說明CMP裝置之圖。 第20圖係說明CMP裝置系統之圖。 [發明之最佳實施形態] 以下參照圖式說明本發明之實施形態。 本實施形態所用流體係半導體製程（特別是晶片切割 --線- 程序）中之排水，關於該排水之含有半導體晶圓的切割屑之 情況會作詳細說明。 本發明的特徵之一係在於其濾材，首先就濾材之構 造、形成方法及其作用加以說明。 員 如第la圖之製程模式圖所示，該濾材係藉由在具有濾 孔11之第一濾膜1〇上堆積排水中之切割屑構成第二濾膜 13而形成之具細小孔隙之良好濾材。在濾孔丨丨之開口部 及第一濾膜ίο之表面所形成之層狀膜係固體物質12之集 合體。該固體物質12可分為無法通過濾孔u之較大固體 物質12A,以及可通過濾孔u之較小固體物質ΐ2β。圖中 黑點所示即可通過之較小固體物質12B。排水中之較大固 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 311271 21 1231770 B7 五 '發明說明（22 ) 體物質與較小固體物質在渡膜1 Q之濾孔i i内以及遽材上 平穩交互相倚堆積，如第3圖所示，形成小於固體物質之 2術之間隙，而構成孔目相當緊密之滤材。適用之第 濾膜10原理上可為有機高分子系或陶瓷系。而在此係採 用平均U· 25# m、厚度〇」mm之聚稀煙系高分子 膜。該聚稀烴系所構成的濾、膜表面之照片如第lb圖所示。 以下就該濾材之形成方法加以說明。 首先如第la圖所示，在第一濾膜1〇之上方係混有固 體物質之水’在第一濾臈丨〇之下方則有經第一濾膜1 〇過 濾的過濾水之生成。依箭頭所示之方向流動的水，或自然 r下或；加壓，在圖之下方流動。而水也被抽吸向具有過 遽水之側。此外，第一渡臈1 〇也可以水平或垂直配置。 如上述將濾臈兩側之水加壓、抽吸之結果促使其通過 濾臈ίο。此時大於濾孔u之固體物質12A則被集中於濾 臈10之表面。 研削、研磨或粉碎等機械加工所產生之上述固體物質 其粒徑分布於一定範圍内，且形狀各異。在此所用的矽之 切割屑，其粒徑分布如第2a圖所示，其電子顯微鏡照片如 第2b圖所示，粒徑分布在〇 1至200/zm，並有各種形狀。 因此’淹沒滤膜ίο的水中之固體物質係隨機（rand〇m) 散佈各處；而大大小小之固體物質也不規則地向濾孔n 移動。因而隨機捕獲之較大固體物質12A形成第二濾膜13 之原始層，該層形成小於濾孔i i之濾孔；而經此較小濾 孔，固體物質從大（12 A)到小（12B)依序被捕捉。此時因固 本紙張£^用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公髮） 22 訂 311271 1231770 A7 B7 經 濟 部 智 慧 財 •產 局1 | 消 費 合 作 社 印 製 23 五、發明說明（23 ) 體物質形狀各異，其間形成各種形狀之微細孔隙，水流過 這些孔隙終得過濾。此與沙灘之易於排水極為相似。 以下說明該濾材之作用。 如上述，形成於第一濾膜10上之第二濾膜13係以隨 機捕捉從大（12A)到小（12B)之固體物質而緩緩成長，一面 保持水（流體）之通路一面捕捉較小之固體物質12B;此一 狀態如第3圖所不。而第二遽膜13僅係如沙^一般之固體物 質的層狀堆積而易於移動，故若於該層附近以氣泡通過、 或激起液流、或施以聲波或超音波、或施以機械震動、或 甚至以刮刀刮拭等即可簡單地將第二濾膜13之表層堆積 物向排水之一側移動。如此的可以簡便予以個別分離之構 造，於當第二濾膜13之過濾效力降低時，乃成為可經由對 其施加外力即能簡單地恢復其過濾效能之主因。易言之， 過濾效能降低之主因乃在於孔目之堵塞，故若使發生孔目 堵塞之第一渡膜13表層之固體物質再向流體中移動，即可 反復消除孔目堵塞，得以切實維持過濾效能。 此外’測定如第2a圖所示之切割屑粒徑分布之裝置， 因無法谓測出小於〇 · 1以m之粒子，故該圖並未顯示〇 1 /z m以下之切割屑粒徑分布。然而觀察第2b圖可知其實際 上含有小於0· 1以m之粒子。根據實驗，在過濾混有該切 割屑之水時，若以該切割屑形成第一濾膜，即可捕捉〇 1 // m以下之切割屑。 例如欲除去小至〇· 1 # m之切割屑，一般的考量係採 用孔P宋小於該大小之濾材。但若採用介於粒徑分布之上下 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21() x 297公爱）- ------— 311271 i if--I--^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1231770 A7 五、發明說明（24 ) 限之間的大小之濾孔，依上述可知仍能達到捕捉〇丨V瓜 以下的切割屑之目的。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 反之，若固體物質之粒徑為〇· 之單峰而分布範 圍僅數V m之窄’則渡臈孔目應會很快堵塞。一如由第2 & 圖可知，固體物質為矽之切割屑而有大小二粒徑高峰之出 現，且分布範圍達20〇vm，則有助於提昇過濾效能。又如 第2b圖所示，於電子顯微鏡下觀察可見固體物質有各種形 狀。總之，由於至少具二高峰且固體物質有各種形狀，因 而固體物質之間能开> 成大小、形狀各異之種種孔隙作為水 之通路，孔目堵塞少有發生，即成能捕捉〇1/zm以下的 切割屑之濾材。 若固體物質之分布向左或向右平移，則第一濾材之孔 徑亦隨之改變。例如，若向右平移時，則宜採用大於〇 25 /zm之孔徑。一般而言，當孔徑變大時，通過濾膜之固體 物質增加，只要過濾水之循環時間夠長，最後終能將其絕 大部份捕捉於第二濾膜13。·當然只要濾材孔徑小，捕捉到 小顆粒固體物質所需之時間即可縮短。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由以上可知，右於第一渡膜1〇之表面形成粒徑分布 在0· 1以m以下至200 # m之固體物質之第二濾膜13，即 可去除小到〇· 1 // m以下之固體物質。而最大粒徑並不限 於200/zm，更大也無妨。例如，分布達約5〇〇vm之固體 物質亦能過濾。 因此可知，如第4圖所示，以固體物質形成濾材之後， 不僅將排水一側之含有切割屑之固體物質之排水加以過 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） 24 311271 1231770 A7 B7 經 濟 部 -智 慧 財 *產 局 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明（25 ) 漶，於通過尚含有異於固體物質12之被除去物14、15之 排水時，此等被除去物亦得以去除。 以上之例係原理之說明，以下說明實際使用狀況之 例。 實際上在使用時，可以有··於同一桶槽内由固體物質 12 (或固體物質及被除去物）形成第二濾膜13，再以第二濾 膜13過濾之方法；與於另外桶槽形成第二濾膜13，再將 之遷移而進行過濾之方法。 首先，在過濾程序之前，於同一桶槽内形成濾膜之方 法有第一至第四之方法，可如第5圖及第6圖所示進行。 亦即，本例係，如第5圖所示，第一儲存桶7〇a與第二儲 存桶7〇b之間隔以第一濾膜10，於第一濾膜1〇之表面形 成第二濾臈13之後，注入含有被除去物之流體，予以過濾 之方法。 首先，第一方法係，如第5a圖所示，於第一儲存桶 70a與第二儲存桶70b之間安裝第一濾膜10，由管路72 將含有固體物質12 (例如矽之切割屑）之流體73注入第一 儲存桶70a’任其自然流下，對第一儲存桶70a之流體加 壓或從管路74抽吸以使上述流體往第二儲存桶7()1)移 動；此時第一濾膜上捕捉有固體物質12而形成第二渡膜 13;然後，如第5b圖，由管路72對第一儲存桶7〇 a供 給含有被除去物14、15之流體73，，直接加以過濾之方法。 而第二方法係，如第5c圖所示，將固體物質12及被 除去物14、15混入第一儲存桶70 a内之流體73，使固體 ^ mm — ---------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 25 311271 1231770 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 26 311271 A7 B7 五、發明說明（26 ) 物質12及被除去物14、15構成第二濾臈13;此時，可由 管路72注入含有固體物質及被除去物之流體73，或由管 路72注入含有被除去物之流體’再由儲存桶7〇之外以&固 體物質投入儲存桶70 a亦可；然後如第5 b圖由管路” 注入混有被除去物14、15之流體73,於第一儲存桶7〇 直接加以過遽之方法。而第三及第四方法係如第6圖所 示，從沉浸於含有固體物質12之流體内的過濾裝置^之 内側經由管路34抽吸流體之方法。第三方法係如第6&圖 所示，由管路76將混有固體物質丨2 (例如矽之切割屑）之 流體73注入第一儲存桶75 ’當上述流體完全淹沒安裝有 第一濾膜10之過濾裝置35時，經由安裝於過濾裝置35 之管路34抽吸流體。抽吸之結果，上述固體物質丨2被捕 捉於第一濾膜10,形成第二濾膜13。然後如第61>圖所示， 經由管路76向第一儲存桶75供給混有被除去物l4、15 之流體，於確認第二濾膜13能捕捉被除去物14、15之後 進行過渡。 而第四方法係如第6a，圖所示，儲存於第一儲存桶 7 5之流體7 3 ’於混入固體物質12及被除去物14、1 5後， 以固體物質12及被除去物丨心丨5構成第二濾膜13。此時， 可以由管路76注入混有被除去物及固體物質之流體73， 也可以由管路76注入混有被除去物之流體，再從第一儲存 桶75之外部將固體物質投入。然後如第6b圖所示，由管 路76向第一儲存桶75供給混有被除去物之流體73，，於 確遇第一遽膜13此捕捉被除去物14、1 5之後過漶混有被

ϋ張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚T 裝—-----tr---------· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1231770 五、發明說明（27) 除去物之流體73，。 以下參照第7圖及第8圖說明於另外桶槽形成濾材之 第五及第六方法。即預先於另外之桶槽形成含有固體物 質或固體物質及被除去物之濾材，再將該濾材移入注有 含被除去物之流體的桶槽以過濾被除去物。 第五方法係如第7a圖所示，將流體73注入儲存槽70 之第一儲存桶70 a，任其自然流下，第一儲存桶70 a之流 體經加壓或由管路74抽吸，使上述流體移往第二儲存桶 7〇 b ’·此時，第一濾臈1〇上捕捉有固體物質12，形成第 一濾膜13 ;當臈厚達預定值時從儲存槽70取出，製備如 第7 b圖之濾材的方法。然後如第&圖所示以二枚安裝成 可由其間隙以管路34抽吸之過濾裝置35。再將該過濾裝 置35如第7d圖所示沉入另一桶槽75，由管路34抽吸過 滤。 第一至第四方法如第5圖、第6圖所示，因第二濾材 係形成於排水錯槽内，在第二遽材形成之前無法進行過 濾，而第五方法由於濾材係預先製備，而具有得以隨即開 始過濾之優點。即如第二濾材13係形成於距排水儲槽較遠 之處，該濾材仍具移運簡便之優點。 此時亦可如第7a圖，將被除去物14、15混入第一儲 存桶70 a内之流體73，以固體物質12及被除去物形成第 二渡材。 第六方法係如第8圖所示，以第一濾材組合成過濾裝 置35 ’>冗浸於已^混有固體物質12之流體内，於第一遽 t紙張尺度剌帽时標準297公爱） 1231770

五、發明說明（28) 膜上堆積固體物質形成第二攄膜之方法β 使只含固髏物質12之流體通過安裝在 濾膜10 ,於第一濾膜1〇之上 135之弟 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I上形成第二濾材13， 如第8b圖之過濾裝置35，φ μ w 預先策備 固 w思衣置35，再將該過漁奘番^ 咏 二桶槽77,以過濾含被除去物之流體二方法。沉浸於 過濾裝置35之構造詳如第9 弟9圖、第10圖，於第一濾 膜1〇所圍成之空間插有相通之管路 ^ ^ 4該管路接有抽吸 泵浦（圖未標示），可由管路34抽 柚及机體，以形成第二濾膜 13° 如上述’由於具有預先形成之第二濾材13的過滅裝 置35之製備，因可簡便移運到遠處之第二桶槽77，：無 須於第二桶槽内形成第二濾、膜即可開始過遽，係其優點。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在以上以固體物質構成遽材之方法中，在以固體物質 及被除去物構成濾材之方法中，或以上任一方法包含預先 製備濾膜之方法中，第一濾膜之孔徑係選定在固體物質（矽 之切割屑）的粒徑分布範圍内。例如，上述孔徑為〇 25^m 時，0. 25/z m以下之固體物質（矽之切割屑）、被除去物（磨 粒）即可通過。而0· 25// m以上之固體物質（矽之切割屑）、 被除去物（磨粒）則被捕捉，於第一濾膜i 〇之表面形成固體 物質及/或被除去物組成之第二濾膜1 3。該第二漁膜丨3成 長之後即可逐步捕捉〇.25/zm以下、特別是近於〇 或以下之固體物質及被除去物。 其次參照第9圖、第10圖說明較佳之過濾裝置35之 實施例。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 28 311271 1231770 五、發明說明（29 ) 第9a圖符號30所示係狀如相框之外框，該框之兩面 張貼有濾膜31、32。如此則框架3〇、渡膜31、^所圍成 ^空間可以由管路34抽吸以濾膜過濾而產生過濾水。因而 得以由密封安裝於框架3〇,之管路34取出過濾水。當然， 濾膜3 1、32及框架3〇係完全密封，使排水除經由濾膜之 外無法進入上述空間。 訂 經 濟 部 智 慧 財 -產 員 JL 清 費 合 作 社 印 製 而第9 a圖之濾膜31係樹脂薄膜，抽吸時會向内凹 陷、甚至破裂。因此該空間須盡量縮小。另一方面，為提 同過濾效能，須構成多數空間，而其改良品即如第9b圖所 不。第9b圖中僅顯示9個空間33,實際上還有很多。而 實際上採用之濾膜31、32係厚約0.1 mm之聚烯烴系高分 子膜，並經連結成如第9b圖内標以FT之袋狀。該袋狀濾 膜FT内插入有與管路34 一體成型之框架3〇，且上述框架 3〇與上述濾膜FT相密貼。然後以夾具RG將密貼有濾膜 31、32之框架30從兩側夾緊。而從夾具之開口部〇p則有 渡膜31、32外露。第9 c圖所示係過濾裝置35本身為圓 筒形者。安裝有管路34之框架為圓筒形，其側面設有開口 部OP1、OP2。為能拆卸與開口部0P1及開口部〇p2相對 應之側面，於開口部之間設有固定濾膜3 i之固定裝置 SUS。故SUS側面係與濾膜密貼著。 以下更參照第10圖詳細說明經改良之過濾裝置3 5。 首先，相當於第9b圖之框架30者係第10b圖之30a。 框架30 a如瓦稜紙般，係將多數個隔板縱向配置於二 片薄板之間而隔成多數小空間，而該薄板則形成有多數孔 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公t ) 29 311271 1231770 A7

五、發明說明（30) HL，經由這些孔HL水可以進出小空間。亦即，厚約〇 2 mm 之樹脂薄板SHT1、SHT2之間於縱向設有若干個隔板sc， 由樹脂薄板SHT1、SHT2及隔板SC圍成空間33。該空間 33之水平剖面呈長4 mm、寬3 之矩形；易言之，該框 架之形狀即有如將若干矩形剖面之吸管並排而黏結成一 體°框架30 a係用以保持兩面之濾膜ft (FT 1，FT2)於一 定之間隔，以下稱間隔板。 構成該間隔板30 a之樹脂薄板SHTl，SHT2表面開有 多數直徑1 mm之孔HL，其上並密貼有濾膜FT。故經濾 膜FT過濾之過濾水可由孔jjL、空間33、最後從管路34 流出。 而濾膜FT係密貼於間隔板3〇a兩面之SHT1、SHT2 上。該薄板SHT1，SHT2存在未有孔HL形成之部份，直接 後貼於此之濾膜FT 1不具過濾效能、排水無法通過，於是 形成無法捕捉被除去物之區域。為防止此一現象，滤膜FT 係以至少二枚密貼。最外側之濾膜FT1係捕捉被除去物之 滤膜’該濾膜與間隔板30 a表面的SHT1之間則密貼有一 牧孔隙大於濾膜FT1的孔隙之濾膜fT2。因此即使在間隔 板3 0 a存在未有孔HL形成之部份，但由於其間設置有濾 膜FT2，濾膜FT1也全面具有過濾效能，濾膜FT1可以全 面捕捉被除去物，即可於SHT1、SHT2形成全面之第二濾 膜。圖示之濾膜FT 1、FT2雖如矩形板狀，實際上係形成 如第9b圖所示之袋狀濾膜。 其次參照第10a圖、第10c圖及第l〇d圖說明如何 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) if-----訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 30 311271 1231770 經 濟 部 智 慧 財 •產 眉r 員 主 消 費 合 作 社 印 製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 五、發明說明（31 以夾具RG固定袋狀濾膜FT1、FT2於間隔板30 a。 第10 a圖係立體圖，第i ^圖係沿第！ 〇 &圖之a_ A 線的將管路34由頭部到管身縱切之剖視圖，第1 〇 ά圖係 沿B-B線於水平方向切開過濾裝置3 5之剖視圖。 由第10a圖、第i〇e圖及第圖可知，套有袋狀 濾膜FT之間隔板30 a連同濾膜FT四周夾以夾具rg。而 袋狀封閉之二邊則以塗布於夾具之接著劑Ad 1固定。剩下 的一邊（袋狀開口）與夹具RG之間則形成空間sp，產生於 空間33之過濾水即經空間SP由管路34抽出。而夾具尺〇 之開口部OP其整個周圍以接著劑AD2全周密封，形成除 經濾膜之外流體無法穿透之構造。 因空間3 3與管路3 4相通’從管路3 4抽吸即可經減 膜FT之孔、間隔板30 a之孔HL流向空間33，再由管路 34向外輸送過濾水。 第11圖係顯示如此形成之過濾裝置35的作動之示旁 圖。圖中當管路34端以果浦等抽吸時，水即依箭頭所干方 向流動進行過濾。 首先將過濾裝置35沉浸於儲存有已混入固體物質16 之流體的桶槽中，由管路34抽吸。流體即如箭頭所示、直 動。較小的固體物質16B可以通過，較大的固體物質 則為第一濾膜3卜32所捕捉，然後也逐漸捕捉較小的固體 物質16B。故當固體物質少於選定之混入率時，第_ ^ 一遽膜 36即已完成。 然後如第12圖所示，將該形成有第二濾膜36夕1 $ 311271 ^ · -------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1231770 A7 B7 五、發明說明（32) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝置35安置於混有被除去物之排水37中。再由管路34 抽吸’被除去物即為第二濾膜36所捕捉。此時第二濾膜 36因係由固體物質16所構成，故若對第二濾膜36施加外 力即可將第二濾膜36或其表層去除。而因被除去物之磨粒 14、被研磨物（研削屑）15亦為固體之集合物，施加外力即 可簡便地將其由第二濾膜3 6剝離，移入排水3 7中。 該去除或剝離可藉氣泡之上升、水流、聲波、超音波 震動、機械震動、或以刮刀刮抹表面、或使用攪拌器等方 法簡便施行。而沉浸於排水（原水）中之過濾裝置35本身係 建構成可移動，也可於第二濾膜36之表層造成水流，將第 二渡膜3 6及被除去物14、15予以去除。可以例如第12 圖中’以過渡裝置35之底部為支點使其如箭頭γ之左右 擺動。由於過濾裝置35本身之擺動產生水流，第二濾膜 36之表層即可加以去除。若再一併採用下述之氣泡產生裝 置54，則氣泡可及於整個過濾面而能以高效率將除去物移 向排水之一側。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者，若採用第9c圖所示之圓筒形過濾裝置，其本 身能以中心線CL為轴轉動，則排水之阻力低於如第1 2圖 的板狀過濾裝置之左右擺動。由於轉動而於濾膜表面產生 水流’第二濾膜表層之被除去物可移向排水之一側，而能 維持過濾效能。轉動可以是持續的、也可以是間歇的。 第12圖中，係利用氣泡之上升以去除第二濾膜之表 層。氣泡沿劃有斜線之箭頭的方向上升，該氣泡之上升力 及氣泡之破裂直接施加外力於被除去物及固體物質，而由 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 32 311271 A7 1231770 ____B7 _ 五、發明說明（33 ) 氣泡之上升力及氣泡之破裂所產生之水流亦能施加外力於 被除去物及固體物質。如此即可經常更新第二濾膜36之過 濾效能，將之約略保持固定。 本發明之要點即在於過濾效能之維持。故即使第二濾 膜3$有孔隙堵塞之發生而降低過濾效能，藉如上述之氣 泡，對構成第二濾膜36之固體物質16及被除去物14、15 施以外力，即可使構成第二濾膜36之固體物質16及被除 去物14、1 5移向排水37之一側，而能長期保持過濾效能。 此可視為藉施加外力使第二濾膜之厚度大致維持一 定之故。而也恰如被除去物---栓塞過濾水之入口的過程 中’利用外力將栓塞拔除使過濾水得以通過，如此反覆地 形成栓塞、再以外力去除之過程。其優點係藉由調整氣泡 之大小、其量、及其撞擊時間即能長保過濾效能。 並且’只要能保持過滤效能，外力之滅加可以是持績 的或間歇的。 對所有實施形態而言，濾膜須完全沉浸於原水之内。 此因第二濾膜若長時間接觸空氣，則會乾燥而剝離崩落之 故。而即若僅有小部份濾膜接觸空氣，則濾臈也會因抽吸 空氣而降低過濾效能。 如上所述，由本發明之原理觀之，只要第二濾膜36 係形成於第一濾膜31、32之上，第一濾膜31、32可以是 薄膜狀的高分子膜或陶瓷，可以是抽吸型或加壓型。但在 實用上還是以第一濾膜31、32為高分子膜，且為抽吸型者 為佳，其理由如下述 ;紙張尺度國國家標準（CNS)A4規格⑽χ 297公楚） ^3 311271 i I ------I--I I - — 1 1 I — I I I I I I--I 1 線. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經 濟 部 •智 慧 財 *產 局 員 土 消 費 合 作 社 印 製 1231770 A7 1 ——————— 五、發明說明（34 ) '—" 1 首先，要製作薄膜狀陶瓷濾膜則成本會有相當幅度之 提同，又會有龜裂、洩漏之發生而無法過濾。而若為加壓 型，則排水須予加壓。以第13圖之桶槽5〇為例，若要加^ 壓則其上方不能是開放型而必須是密閉型的。但若係密閉| 型，則氣泡難以產生。另一方面，高分子膜則各種大小的| 薄膜狀或袋狀濾膜均能低價購得；又具柔軟性不會龜裂，g 也易於形成凹凸。形成凹凸有利於第二濾膜之牢附於該薄| 膜上，可抑制其在排水中之剝離。而若為抽吸型，則桶槽| 只要開放型即可。 f 若為加壓型，則第二濾膜之形成不易。第12圖中， 假定空間33内之壓力為i，則排水須加壓到i以上。此即 造成濾膜之負荷，此外，所捕捉之被除去物也因承受壓力 而HT定化，難以移動。 以下參照第1 3圖說明採用高分子濾膜及抽吸型機構 之實施形態。其中第二濾膜之形成方法有三。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 第一方法係將安裝有第一濾膜之過濾裝置53配置於 . 原水桶50内。再將固體物質混入原水桶5〇内之流體。然 後由管路56抽吸以形成第二濾膜，當第二濾膜完成之後， 以管路5 1將混有被除去物之排水注入原水桶5〇，開始過 濾。 第二方法係將安裝有第一濾膜之過濾裝置53安置於 原水桶50内。再將固體物質與被除去物混入原水桶5〇内 之流體。然後由管路56抽吸以形成第二濾膜，當第二濾膜 完成之後，以管路5 1將混有被除去物之排水注入原水桶 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 34 311271 1231770 A7 B7 經 濟 部 智 慧 財 •產 局· 員 主 消· 費 合 作 社 印 製 35 五、發明說明（35 ) 5〇，開始過濾。 第三方法係於原水桶50之外的其它桶槽製備在第一 渡膜上形成有第二濾膜之過濾裝置，再將其安置於原水桶 5〇的方法。然後由管路51注入混有被除去物之排水，於 其將上述過濾裝置35完全淹沒後開始過濾。 而於此用以構成第二濾膜之固體物質係晶片切割 屑。 第13圖之符號5〇係代表原水桶。其上方裝設有用以 供給排水之管路51。該管路51係混有被除去物的流體之 通道例如’以半導體領域作說明則係由切割裝置、背面 研磨裝置、鏡面拋光裝置、或CMP裝置流出之混有被除去 物之排水（原水）之通道。而該排水則以從CMP裝置流出， 此有磨粒及其研磨、研削所產生之碎屑的排水作說明。 儲存於原水桶50的原水52之中，配皇有若干個形成 有第一濾膜之過濾裝置53。該過濾裝置53之下方，設置 有例如開有小孔之管子或如魚缸用之曝氣裝置的氣泡產生 裝置 其位置係經調整成恰能使氣泡通過滤膜之表面。 55則代表鼓風機。 固定於過濾裝置53之管路56，係相當於第I]圖之管 路34已由過渡裝置53過濾之流體通過該管路56時，可 由第闕58選擇流向通往原水桶50之管路59,或通往再 利用（或排放）之管路6〇。而且原水桶5〇之側壁及底面安裝 有第間61第二間62、第四閥63、即第五閥64。而， j路端安裝有另以它法組裝之過瀘裝罟66。 冧張尺細中 311271 --------------^ ---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1231770 A7 ----—------------- 五、發明說明（36 ) 由管路51所供給之原水52儲存於原水桶5〇，以過濾 裝置53過濾。安裝於該過濾裝置之濾膜的表面有氣泡通 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 過，藉由氣泡之上升力或其破裂，擾動捕捉於濾膜之被除 去物，使其過濾效能經常保持不墜。 而構裝有第二濾膜之過濾裝置換新時，或休假日長時 間停止時，或以管路56混入高於選定之混入率的被除去物 時，則利用閥58，使過濾流體依設計由管路59往原水桶 50循環。此外，閥58可使過濾流體切換到管路6〇送往處 理以回收利用。 當以新的形成有第二濾膜之過濾裝置配裝於原水桶 50時，由於濾膜大小、抽吸速度等之不同而循環時間應各 異’但一般係使其循環1小時。假如第二濾膜有所剝落， 於此一時段内可自行修復，成為得以捕捉小到〇. 1 " m以 下之石夕屑的濾膜。但若濾膜較小則3 0分鐘即可。因此，若 循環時間為已知，即可設定計時器，於經過一定時間之後 使第一閥58自動切換。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此，過濾裝置係採用如第10圖之構造，固定濾膜 用之邊框（金屬夾具RG)長約100 cm、寬約50 cm、厚5至 10 mm 〇 當被除去物高於選定之混入率（濃度）時，過濾流體即 被判定為異常，於是啟動自動循環，且泵浦57也靜止而停 止過濾。而循環中為避免排水由桶槽50溢出，也可停止經 由管路5 1向桶槽50之流體供給。以下簡述此些情況。 第一情況係指換裝過濾裝置53時之狀況。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 36 311271 1231770 A7 -:--------B7___ 五、發明說明（37 ) 在輸送過程等之當中濾膜有時會有破損，於開始過濾 之刖可用過濾裝置藉過濾流體之循環，捕捉被除去物於濾 膜而進行修補。使第二濾膜成長至足以捕捉所欲捕捉之粒 徑（即至被除去物達選定之第一混入率）。達到第一選定值 之後，經閥58將過渡流體送往管路6〇。 第一情況係例假、長假、維修等停止過濾後再重新啟 動過濾時之狀況。 第二濾膜因係被除去物所構成而又存在於排水中，長 時間停止過濾則其表層恐會有部份脫落。循環之目的即在 為該膜之崩落作修補。在實驗中由於第二濾膜係牢固地附 著於第一濾膜上，且其表面有被除去物覆蓋，故上述膜之 脫落極J發生。在此為慎重起見仍予循環。當過濾流體達 第一選定值時，將第一閥58切換，通往管線6〇。氣泡則 可使於過濾開始時產生，至少持績到第一選定值達到時為 止。 第三情況係有應予捕捉之被除去物混入過濾流體之 狀況。 第一濾膜部份脫落，或濾膜破損時，過濾流體會有大 量被除去物混入。 第二濾膜部份脫落而濃度高於選定值（第二選定值） 時，可由第一閥58之切換使過濾流鱧經由管路59循環而 停止過濾作業。於是循環開始、第二濾膜得以修補，當過 濾流體中被除去物降回選定之混入率（第一選定值）時，由 卜Μ 58以換，將過濾流體送往管路6〇。氣泡則於過 本紙張尺度適財®國家標準（CNS)A4規格⑽X 297公爱） 311271 ------------裝— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) »· 線· 經濟部嘈慧財產局員土消費合作社印製 37 1231770 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（38 ) 濾開始時產生，並使其至少拉 待續到第一選定值達到時。 又，當第一濾膜破損時，則 、』肩更換第一濾膜或更換整 個過濾裝置53。但因過濾裝置係 、 係以接者劑ADI、AD2形成 一體，故第一濾膜之更換實黔 、 貫際上疋不可能的。因此在此係 以形成有第一遽膜之新過濟裝署垂她 π/恩裝置更換。此時，為確保第二 遽膜能捕捉目的被除去物’當其無法捕捉時可藉循環提 昇過濾效能。當碟認能進行捕捉時，切換第__閥，㈣ 滤流體送往管路6 0 〇 第四情況係原水桶50液位下降，濾膜接觸空氣之狀 濾膜接觸空氣之前，藉由液位檢測器（第15圖之符號 FS)停止過渡。此時也可停止氣泡之產生。此乃為由管路1^ 51供給排水，亦以避免氣泡之亂流導致第二濾膜之脫落。 當液位達到可作過濾之程度時開始循環。楯環中對被除去 物加以檢測，當過濾流體中被除去物達選定之混入率（第一 選定值）時切換第一閥58將流體送往管路6〇。 而代表過濾流體中之被除去物濃度的第一選定值與 第二選定值固然也可以是同一值，但以將其設定成具有相 當差距為宜。 感測器67係經常對固體物質即被除去物加以债測。 較佳之感測器係用受光、發光元件之光檢測器，隔著過涛、 流體配置，受光原件接收發光元件送出之光線，能經常計 測過濾流體中固體物質及被除去物之混入比率，以>f貞測$ 濾效能之狀態者。發光元件可以是發光二極體或雷射。# ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f

311271 I I I------------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1231770 A7 五、發明說明（39 ) 感測器67可裝設於管路56或管路59。 接著說明如何過渡從CMP裝置流出之混有被除去物 之排水。 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 第14a、b圖顯示CMP柴料所含之磨粒的粒徑分布。該 磨粒係由矽氧化物組成以對層間絕緣膜作化學機械研磨 者，其材料矽氧化物一般稱作Silica。最小粒徑約〇 〇76 //m，而最大粒徑約〇. 34^me其大粒子係由多數的小粒 子凝集而成。而平均粒徑約〇. 1448 em，其附近有分布於 〇. 13至0· 15em之高峰。漿料之調整劑一般係氫氧化鉀 或氨，pH約在1〇至η之間。 第14c圖顯示CMP排水之過濾及磨粒之捕捉。實驗 中’上述漿料之原液以純水稀釋50倍、500倍、5000倍備 用。此二試驗液係依傳統CMP程序中以純水洗淨晶圓時假 定其排水為50倍至5000倍而配製者，各注入第13圖之原 水桶50、以過濾裝置53過濾。 試驗液過濾前之透光率在400 nm波長，50倍試驗液 為22. 5%，500倍試驗液為86· 5%，5000倍試驗液為98. 經 濟 部 智 慧 財 *產 局· 員 工 濟 費 合 作 社 印 製 3 % °排水中因含磨粒使光散射，故濃度高則透光率低。 另一方面，過濾後之透光率，以上三者皆為99. 8%。 故由過遽後透光率高於過濾前可知磨粒已被捕捉。而稀釋 50倍之試驗液其透光率低，圖中予以省略。 由以上結果可知，以具有固體物質16A、16B所形成 之第二濾膜之濾材過濾，透光率可達99. 8%之程度。 形成第二濾膜之固體物質可以是研磨、研削、粉碎等 311271 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑽x 297公爱）— 39 1231770 五、發明說明（4〇) 機械作用之產物，或從自然界收集者。其粒徑分布以如第 2圖所示者為佳。更佳為具有一以下之第一高峰及2〇 請 至之第二高峰，且第一高峰附近之較小固體物質比 率高於第二高峰附近之較大固體物質之比率者。 訂 乂另一方面，被除去物也可以就加工所生成之原有粒徑 分布混於排水直接過濾。此外，該排水中也可以混入其它 微粒，將被除去物與上述微粒之全體的粒徑分布調整成有 如或近似第2圖之分布。例如CMP排水中之被除去物因如 第14圖其高峰位於〇· i a m附近，分布於以之為中心的i 以下之狹窄範圍内，可以於CMp排水中混入第圖 之分布於約1以m至約200 // m的微粒（例如切割屑）。藉 此’可捕捉於固體物質所形成的第二濾膜之膜，具有相同 於第二濾膜之孔隙，並得以維持被除去物之捕捉性及流體 之透過性，是其優點。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 CMP磨粒係以氧化矽系、氧化鋁系、氧化鈽系、鑽石 系為主，其它有氧化鉻系、氧化鐵系、氧化錳系、BaC04 系、氧化録系、氧化錯系、氧化記系等。氧化珍系用於半 導體之層間絕緣膜、P-Si、SOI等之平坦化，及銘、玻璃 碟片之平坦化。氧化鋁系用於硬碟之拋光、金屬全面、矽 氧化膜等之平坦化。而氧化鈽則用於玻璃之拋光、矽氧化 物之拋光；氧化鉻則用於鋼鐵之鏡面研磨。而氧化錳、 BaC04係用於鎢配線之拋光。 此外也包括氧化物的所謂溶膠（Sol)。該溶膠係氧化 矽、氧化鋁、氧化锆等金屬氧化物或部分氫氧化物所形成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 40 311271 1231770 1231770 41 A7 ^--;_________B7___ 五、發明說明（41 ) ' 之膠體（Colloid)微粒在水或液體中之均勻分散物，用於半 導體元件之層間絕緣膜及金屬之平坦化，也有考慮將其用 於鋁碟片等之儲存碟片者。 、 此些磨粒之粒徑大小如第14a、b圖，當然含這些被除 去物之排水也能過遽、捕捉磨粒，自不待言。 其次說明過濾、所得含被除去物的濃縮水之處理。第13 圖中’原水桶之被除去物隨時間而濃縮。準此，當達到目 的濃度時，過濾作業停止，靜置使其凝集沉澱。之後桶槽 内之原水已大致分層。亦即從上層到下層分布有略呈透明 之流體至完全不透明之流體。此些可藉閥61至64分離回 收0 例如，略呈透明而被除去物少之原水，可藉打開閥61 經由過濾裝置66加以回收。繼之依序打開閥62、63回收 流體。最後打開閥64回收原水桶底部之濃縮漿。 若一開始就打開閥64，雖因原水本身之重量有助於濃 縮漿之快速流出，但上方之流體亦會隨之流出、難以控制。 故在此係依序開啟閥61、62、63、64進行回收。 而於第13圖之下中（虛線所圍之圖）所示係原水桶之液 位檢測裝置80。此乃安裝於原水桶槽之側面的乙字型管 81，而依據原水之液位，至少安裝有一管82。該管82外 徑與管81之内徑一致，可以套合。 例如，當原水液位略高於閥63之安裝位置時，裝上 該管82,由於向上延伸之管82裝有透明視窗，原水之液 位即可碟認。因此’藉該視窗確認原水之液位，即能將滚 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 311271 — — — — — — — — — — — — — ' I — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 1231770 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製

42 311271 1231770

五、發明說明（43) 過濾裝置FD安裝濃縮回收管路進行回收亦可。 此時，以濾材FT過遴，抽吸原水直至其濃度高到相 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 當程度而要凝固。另-方面，由於原液移往過渡裝置FD， 桶槽50之原水液位下降，則由管路51供給低濃度原水。 原水濃度於是降低，若設定使於原水完全淹沒滤材時再度 開始過遽，則原水黏度降低，氣泡得以進入過遽裝置之間 隙而能對固體物質施加外力。 此外，也可以用過濾裝置FD或66作為被除去物之回 收裝置。例如當桶槽5G内之含被除去物原水濃度達特定值 時，亦可不進行凝集沉澱而以過濾裝置66 (fd)分離。例 如，過;慮梦屑時，因所分離出之梦屑並不與藥品反應故純 度較南，可再溶融製成晶圓用之石夕晶棒。此外也能再利用 於瓦片材料，水泥、混凝土材料等各種領域。 如上述，第13圖之系統係由原水桶5〇、過濾裝置（沉 浸、抽吸）53、小型栗浦57所構成；為避免第一滤膜之孔 隙阻塞而以低差壓抽吸，小型栗浦即夠用尤為其優點。傳 統上因原液通過泵浦，泵浦内部磨損，壽命極短。在本系 統中通過泵浦57者係過濾流體，故泵浦之壽命大為延長。' 因此系統規模可以縮小、泵浦之耗電減省、泵浦之更換眷 用大幅下降，原始成本、操作成本均得以削減。 而濾膜係聚烯烴材質，掉落亦不破損、機械強度高 具尚度耐酸檢性。因此，於安裝有該濾膜之狀態下，對1 濃度原水亦能加以凝集沉殿。 (_又因不另用桶槽作凝集沉澱，而係利用原水桶進行淨 本紙張尺度適用中_冢標準（CNS)A4規袼d挪公爱） 43 311271 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1231770 五、發明說明（44) 集沉澱，不需多餘管線及泵浦等，可稱資源節約型過濾系 統。 而過遽裝置因係以抽吸過濾，於低流速、低愿力下過 濾，藉第二濾膜之形成可防止固體物質或被除去物之陷入 上述第一濾膜之細孔，提昇過濾性能。且藉空氣冒泡等之 外力產生機制，得以連績過濾。又過濾速率及過濾壓力係 °又疋於無損於第二濾膜之範圍内以免第一濾臈遭破壞或變 幵/過;慮速率實質可為〇·〇1至5公升/曰，過渡壓力實質 可為 o.oikg/cm2 至 l.〇3Kgf/cm2 (1 大氣壓）。 另一方面由於可以防止固體物質或被除去物附著於 過濾膜内部，傳統上必需之逆洗幾無必要。由以上以矽晶 圓之矽屑為固體物質說明，以CMP所產生之磨粒、被研磨 物（研削物）為被除去物所作說明可知，本發明可活用於各 領域。 固體物質只要粒徑分布如第2a圖，用其他材料亦可。 例如以具該分布之氧化鋁、沸石、矽藻土等，陶竟、金屬 材料等無機物形成第二濾膜亦可。至於分布高峰，於第2a 圖有二’基本上只要有大粒徑與小粒徑之固體物質而分布 於高至約500 am之範圍，即可用於過濾。再者固體物質 也可以是不同材料之混合物。而被除去物只要本質上是固 體物質就都可過濾。 排水已多少對地球環境造成傷害，本發明因如實施例 開頭所說明之可活用於各種領域，故採用本發明有助於大 幅降低上述傷害。

^紙</ky^週用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公釐Y 311271 C請先M讀背面之注意事項再填寫本真) -----------------^ 44 1231770 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（45) 尤其是會產生含戴奥辛物質之垃圾焚化廠，純化放射 性物質之鈾純化廠，或會產生包括有害物質之粉體的工 廠，均能採用本發明去除含有有害物質之粗屑、細屑。 而被除去物只要係含有週期表中2a族至7a族、几族 至7b族之元素的至少其一之無機固體物質，均能以本發明 幾乎完全去除。 接著參照第15圖說明被除去物之回收。 首先由管路5 1注入被除去物（例如CMP排水），開始 過濾。然後確認過濾流體之被除去物混入率，若高於目的 值則開始循環’若低於目的值則開始過濾。過遽開始時， 以第一閥58將管路59切換為管路60。氣泡發生裝置54 至遲亦於此時啟動。還有，符號70係用以檢測通過管路 5 6之過滤流體的壓力之壓力計’符號7 1係流量計。 然後繼績進行連績過濾，若原水桶50之濃度超過目 的值，則開閥61至6 4之任一，將原水5 2注入過滅裝置 FD。原水桶50内有數十個過濾裝置53平行配置。當黏度 升高時，氣泡難以侵入過濾裝置53之間隙，阻絕氣泡之通 過第二滤膜表面。故若排水超越選定濃度，為降低排水濃 度，將排水之至少一部份移往過濾裝置FD，以由管路5 j 注入之排水將其濃度降低。 該過濾裝置FD係分隔第一桶槽72與第二桶槽73,在 該二桶槽之間配置以孔目粗於第一濾膜之濾材F T。然後藉 由泵浦等之由管路74抽吸，將原液強制輸往第二桶槽73。 藉由過濾裝置FD之過濾，濾材FT上形成固化之被 -------------袭·！ —II訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

311271 1231770 A7 B7 五、發明說明（46 ) 除去物之回收物75，該回收物則以容器 裔/()回收。又因回 收物乾燥後會飛散，容器以密閉型為佳。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如此持續回收當中，原水桶50之液位下降，將過濾 裝置FD之過濾流體送返原水桶5 0，由管路$ 1供給排水， 降低原水桶50内之原水濃度，即可再開始過濾。以排水之 液位決定栗浦之停止、再開時程，係由液位計檢測控 制。 " 以下參照第16圖說明去除CMP排水中之磨粒、被研 磨物（研削物），將過濾流體再利用之方法。 符號80所示之CMP裝置一般係以如第2〇圖之系統配 置，為圖式之方便，以第19圖之CMP裝置示之。除該CMP 裝置外其餘結構與第13、15圖同。 符號252係固定於迴轉台250上之半導體晶圓，253 係研磨漿。而圖雖未顯示，尚設有於晶圓252及迴轉台250 淋水之淋灑裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該CMP裝置下方之晶圓清洗機構尚有承受排水之容 器BL’容器BL安裝有一管路51通往原水桶5〇。其詳細 如第19、20圖，在此不再說明。 排水除漿料原液（以稀釋劑、pH調整劑及磨粒為主）之 外，尚混有粒狀之被研磨物或被研磨屑、半導體晶圓成分 物質所形成之離子、及水；漿料所含之磨粒及被研磨物（或 被研削物）之絕大部份可被過濾裝置53捕捉。因此，通過 管路60之流體因含有磨粒以外之漿料原液（例如調整劑氫 氧化鉀或氨與稀釋劑）、水及離子，若於諸如管路71上裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 46 311271 1231770 經濟部智慧財1局員·工消費合作社印製 A7 五、發明說明（47 ) 設用以去除上述水及離子之純化裝置，過渡流體即可再利 用。然後於純化後之聚料原液中再加入磨粒並授摔 再利用作CMP漿料。 而將上述過濾流體以管路72移往其它桶槽，再送往 純化廠商處進行純化亦可。如此系統化運作，即可將大量 廢棄之CMP排水再加利用。 以下參照第圖說明與實際純水製造系統之關係。 首先’工業用水桶101係用以錯存工業用水。該工業 用水係以泵浦Ρ1經過濾器102、103輸往過濾水桶1〇4。 過濾器102係活性碳過濾器，可去除雜質、有機物等。而 過濾器103係用以去除由過濾器1〇2而來之碳粒。 然後過濾流體以泵浦Ρ2經逆滲透過濾裝置i 〇 5輸往 純水桶槽106。該過濾裝置105係使用逆滲透膜，可以去 除0.1/zm以下之細屑（塵粒）。然後純水桶1〇6之純水經 UV殺菌裝置1〇7，吸附裝置1〇8、1〇9及純水之電阻值降 低裝置11 0輸往純水桶111。 UV殺菌裝置1〇7係以紫外線作純水之殺菌，符號 108、109係以離子交換去除離子之裝置。而符號π〇係將 二氧化碳混入純水之裝置。此係若純水之電阻值高，則會 產生刀片等之帶電等問題，而故意將其電阻值降低。 然後以泵浦P3供給純水於CMP裝置作清洗之用。符 號112係過濾器，用以再次去除約〇 22 # ^以上之碎屑（塵 粒）。 再將CMP裝置所產生之排水以泵浦P4送往原水桶 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 47 311271 ^------»1^--------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1231770 A7 B7 五、發明說明（4〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 113，以過濾裝置114過濾。此與第9、10圖所示者同。以 過濾裝置114過濾後之流體於與管路120相接之純化裝置 121純化之後，將所•分離之水送返過濾水桶1 04。而經純化 裝置純化後之流體亦可混入磨粒，再次利用作CMP漿料。 若通過過濾裝置114之過濾流體有被除去物混入時， 當然須將其循環回原水桶113。 一般而言，於去除如CMP漿料之磨粒的〇· ivm等級 之粒子時，係採用孔隙小於該粉體之濾膜。然而本發明中 因以與被除去物相當或更大之固體物質層積成第二遽膜， 利用形成於第二濾膜内之多數間隙作為流體之通路，故只 要將形成有第二濾膜之過濾裝置沉浸於排水中，即可去除 0· 1 // m等級之粒子。因此將形成有第二濾膜之過濾裝置、 果浦、桶槽組裝成一整體，可得設備費用低廉，操作成本 降低之高精度過濾裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而因第二濾膜本身係固體物質之集合體，可將會造成 孔目堵塞之被除去物及固體物質與第一濾膜隔離，可長期 保持過濾裝置之過濾效能。再者藉循環通過以排水内之被 除去物及/或固體物質長成第二濾膜，可形成具有捕捉至特 定粒徑之過濾性能之第二濾膜，且該第二濾膜可自行修 復。 以此所得之過濾裝置其維修需求比傳統過濾裝置大 幅降低。 [符號之說明] 10 第一濾膜 11 濾孔 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 48 311271 1231770 A7 B7 1 經濟部智慧財1局員工消費合作社印製 五、發明說明（49) 12 固體物質 12A 較大之固體物質 12B 較小之固體物質 13 第二濾膜 14, 15 被除去物 14 磨粒 15 被研磨物、被研削物 16A 較大之固體物質 16B 較小之固體物質 30 框架 31，32 濾膜 33 空間 34,72,74 管路 35 過濾、裝置 36 第二濾膜 37 排水 50 原水桶 51，56,65,74,81，82 管路 52 原水 53, 66 過濾裝置 54 氣泡產生裝置 55 鼓風機 57 泵浦 58 第一閥 67 感測器 70 儲槽 70a 第一儲槽 70b 第二儲槽 73 含固體物質之流體 IV 含固體物質之流體 75 第一桶槽 75 第一桶槽 76 第二桶槽 80 原水液位檢測裝置 101 工業用水桶 102 活性碳過濾器 103，112過濾器 104 過濾水桶 105 逆滲透過濾裝置 111 純水桶 112 過濾器 113 原水桶 114 過濾裝置 121 純化裝置 201 原水桶 202,208 泵浦 203 過濾裝置 205 回收水桶 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 49 311271 ---— — — — — — — — — — ·!111111 — — — — — — — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1231770 A7 B7 五、發明說明（50) 206 濃縮水桶 209 離心分離機 210 污泥回收桶 211 分離液桶 250 迴轉台 252 晶圓 253 漿料 254 修整部 260 晶圓卡匣裝卸台 261 晶圓移載機構部 262 研磨機構部 263 晶圓清洗機構部 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -賣 n It l em— 一：OJ§ 1 ϋ I n ϋ φ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 50 311271

Claims (1)

1231770n: ^°^1〇(>〇^W〇〇

,3· f ί第89105634號專利申請案 一 |vV 4 'Ci · "Γ^ ί 丨 申請專利範圍修正本 神 (91年4月24日) 一種去除流體中之被除去物之方法，包括：將具有使 特定濾孔之濾膜為第一濾材，使含有被除去物及不同 於該被除去物之固體物質之流體，通過該第一濾材而 以該第一濾材補捉該固體物質並在該第一濾材表面 堆積該固體物質而形成第二濾材，由此製備濾材之製 備程序，以及 使該流體通過，該濾材以去除該流體中之被除去 物之過濾程序。 2.如申請專利範圍第1項之去除流體中的被除去物之 方法中，其中，上述固體物質包括粒徑分布比流體中 所含之被除去物寬廣之固體物質。 ％ 3·如申請專利範圍第1項之去除流體中的被除去物之 方法中’其中，上述濾材之製備程序又包括：將固體 物質混入含有被除去物之流體之程序。 經 濟 部 中 央 標 準 員 工 福 利 委 員 會 印 製 4.如申請專利範圍第1項之去除流體中的被除去物之 方法中，其中，上述濾材之製備程序包括：於含被除 去物之流體混入粒徑大於該被除去物之固體物質之 程序，及使該流體通過第一濾材、於其表面形成含有 上述固體物質之第二濾膜之程序。 5·如申請專利範圍第1項之去除流體中的被除去物之 方法中’其中，上述第二滤材包括：與流體所含之被 除去物不同的固體物質。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210 X 297公釐） 1 311271 1231770 6.如申請專利範圍第 方法令，其中’上述濾材之製襟程序包括··將第一滅 材沉浸於含有與該被除去物不同之固體物質之流體 中’使該被除去物與該固體物質通過第一滹材，於上 述第-遽材之表面形成含有上述固體物質之第二遽 材之程序，並於其後连人人 、设ν入5該被除去物之流體，去除 其中所含之被除去物。 .-種去除流體中之被除去物之方法，將含被除去物之 流體及與該被除去你I pr| · Ρ 伋陈去物不同之固體物質導入配置有第 一應材之桶槽内，使該流體通過該第一濾材，於苐一 遽材之表面形成含該固體物質之第ϋ以去除該 流體中之該被除去物者。 8. 如申請專利範圍第】項之去除流體令的被除去物之方 法’進而包括混入中和劑以，和上述含被除去物之流 體的酸、驗性之中和程序。 9. 如申請專利範圍帛】項之去除流體中的被除去物之 方法，其中，上述濾材之製備程序包括使含該被除去 物之流體循環通過濾材或第一濾材之程序。 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 10. 如申請專利範圍第！項之去除流體中的被除去物之 方法，其令，上述濾材或上述苐二濾材含有不同大小 之上述固體物質或被除去物。 11. 如申請專利範圍第！項之去除流體中的被除去物之 方法，其中，上述固體物質或上述被除去物係含有不 同大小之粒子，且上述第一濾材之孔隙大於最小粒 子、小於最大粒子。 311271 本紙張尺度適用中國國^準（CNS) A4規抬297^y I231770 12·如申請專利範圍第i項之去除流體中的被除去物之 方法其中，上述固體物質或上述被除去物包括薄片 狀粒子，且上述第一濾材之孔隙大於最小粒子、小於 最大粒子。 、 13·如申請專利範圍第1項之去除流體中的被除去物之 方法，其中，上述最小固體物質或上述被除去物之粒 徑係在0.25# m以下，而最大粒徑係在1〇"m以上。 14·如申請專利範圍第！項之去除流體中的被除去物之 方法，其中，上述固體物質或上述被除去物之粒徑分 布具有二個高峰，且上述第一濾膜之孔隙大小介於該 二高峰之間。 15·如申請專利範圍帛！項之去除流體中的被除去物之 方法，其中過半上述固體物質或被除去物大於上述第 一濾材之孔隙。 —' 16·如申請專利範圍第i項之去除流體中的被除去物之 法〃中，上述過濾程序於被除去物之去除開始 後’於選定時間内循環。 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 17·如申請專利範圍第16項之去除流體中的被除去物之 方法，其中，上述循環程序包括：檢測通過上述濾材 之流體的被除去物含量之檢測程序，並於其達第一選 定值以下時停止循環。 18.如申請專利範圍第17項之去除流體中的被除去物之 方法，其中，上述過濾程序包括；檢測通過上述濾材 之流體的被除去物含量之檢測程序，並於達第二選定 值以上時再次開始循環 sra用中國^標準(CNS) μ規格3 311271 !23177〇 9·如申清專利範圍第丨7項之去除流體中的被除去物之 方法八中’上述檢測程序係以光感測器檢測該流體 之透光率之程序。 •如申凊專利範圍第丨項之去除流體中的被除去物之 方法’其中，上述過濾程序係一面將該流體抽吸經過 上述濾材一面進行過濾。 L如申睛專利範圍第2〇項之去除流體中的被除去物之 方法’其中’上述流體之抽吸壓力係〇 2至 〇 5Kg/cm2。 22·如申請專利範圍第i項之去除流體中的被除去物之 方法，包括於濾材表面施加外力之程序以使上述第二 遽材之構成物能移動者。 如申明專利祀圍第22項之去除流體中的被除去物之 方法，其中，上述施加外力之程序係間歇性地施加外 力。 24·如申請專利範圍第22項之去除流體中的被除去物之 方法，其中，上述施加外力之程序係沿上述第一濾材 之表面供給流動氣體。 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 25·如申清專利範圍第22項之去除流體中的被除去物之 方法，其中，上述施加外力之程序所施加之外力係以 足使構成上述第一遽膜之被除去物之^_部份脫離為 度。 一 26·如申請專利範圍第22項之去除流體中的被除去物之 方法，其中，上述施加外力之程序包括使上述第二濾 膜之厚度保持一定之外力控制程序 4 ^31770 27 ...... " .. •如申請專利範圍第22項之去除流體中的被除去物之 方法’其中，上述濾材係配置於垂直方向且上述外力 係氣泡之上升力。 2 g . •如申請專利範圍第22項之去除流體中的被除去物之 方法，其中，上述施加外力之程序係於上述濾材施加 機械震動之程序。 如申睛專利範圍第22項之去除流體中的被除去物之 方法，其中，上述施加外力之程序係於上述流體產生 聲波之程序。 3 0.如申請專利範圍第22項之去除流體中的被除去物之 方法，其中，上述施加外力之程序係於上述流體產生 液流之程序。 · 31·如申請專利範圍第丨項之去除流體中的被除去物之 方法，其中，上述第一濾材係以聚烯烴系高分子製 成。 32·如申請專利範圍第丨項之去除流體中的被除去物之 方法’其中’上述第一濾材之表面係有凹凸。 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 33 ·如申請專利範圍第1項之去除流體中的被除去物之 方法，其中，上述第一濾材係形成其間有間隙之二層 構造並插有抽吸用的管路之過濾裝置。 34·如申請專利範圍第1項之去除流體中的被除去物之 方法其中，上述第一瀘、膜係含有碎、鍺化發、氧化 鋁、矽氧化膜、金屬氧化物、或週期表中na族至viia 族、lib族至vilb族元素之至少其一。 35·如申請專利範圍第i項之去除流體中的被除去物之 时國國家標準（CNS) ^規袼（21G χ 297公爱）~~~~ 36如法’其令，上述第二濾膜含有矽。 方法2利靶圍第35項之去除流體中的被除去物之 37 /、中上述第二濾膜係含有薄片狀之石夕。 月專利靶圍第1項之去除流體中的被除去物之 方法，JL Φ 、 、八 上述第二濾膜係含機械加工程序所產生 之機械加工屑-。 38.=申請專利範圍第37項之去除流體中的被除去物之 法其中，上述機械加工程序係研磨程序或切削程 〇 39·如申請專利範圍第28項之去除流體中的被除去物之 法其中’上述機械加工屑係晶片切割屑。 申明專利耗圍第1項之去除流體中的被除去物之 、' ’、中上述/慮材之製備程序包括··於含上述被 除去物之流體添加薄片狀廢棄物之程序。 41·如申請專利範圍第i項之去除流體中的被除去物之 方法其中，上述被除去物係由機械加工所排出之廢 液中之微粒。 42·如申請專利範圍第！項之去除流體中的被除去物之 方法，其中，上述被除去·物係由CMp所排出之廢液 中之微粒。 •如申明專利祀圍第1項之去除流體中的被除去物之 方法，係將被除去物予以回收而再利用者。 44·如申請專利範圍第43項之去除流體中的被除去物之 方法，係使用回收裝置將前述被除去物予以回收者。 45·如申請專利範圍第43項之去除流體中的被除去物之 1231770 方法，其中之该被除去物係未與藥品反應過者 46·如申請專利範圍第43項之去除流體中的被除去物之 方法，其中之該被除去物為矽屑。 47·如申請專利範圍第46項之去除流體中的被除去物之 方法，將該矽屑再度融解並作成矽晶棒（ing〇t)而予以 再利用者。 48.如申請專利範圍第46項之去除流體中的被除去物之 方法，將該矽屑作為瓦、水泥或混凝土之材料而予以 再利用者。 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 準 標 家 國 國 中 用 適 度 尺 張 紙 本 A4