去光阻劑回收系統原理及流程

本 研 究 光 電 廠 所 使 用 之 去 光 阻 劑 為TOK-106， 組 成 為70%MEA (2-Aminoethanol) + 30%DMSO (Dimethyl Sulfoxide)，表3-1為其物性相關資 料，由表可知去光阻劑在常壓下之沸點大於170℃，該值遠較水100℃為 高，屬高沸點物質，本研究案例之光電廠去光阻劑回收系統原理即為設定 該化學品之沸點，利用真空方式蒸餾將其蒸餾並冷凝取出。其採真空方式 乃為利用降低壓力以降低去光阻劑之沸點，Katsumi et al.〔29〕曾利用實 驗推導出MEA及DMSO之溫度-飽和蒸氣壓關係函數，利用此函數可推估 MEA及DMSO在可控制固定壓力下之沸點，應用於去光阻回收系統設計及 操作設定，其函數為:

㏒ ₁₀ PMEA(kPa) = 7.38081 － 2081.5

TMEA(K)-55.79 (3-1)

㏒ ₁₀ PDMSO(kPa) = 6.66676 － 1952.13 T_DMSO(K)-45.3 5

(3-2)

圖 3-2 本研究案例之光電廠去光阻劑回收系統流程圖 組成物 分子量 沸點 密度 閃點 溶於水之溶解度

g/mole ℃ g/cm3 ℃

MEA 61.08 170.95 1.0174 93 ∞ DMSO 78.13 189.00 1.1 95 ∞

表3-1 TOK-106 之組成物及特性

資料來源:奈米通訊﹝2﹞

used stripper Vacuum

Pump

steam

Reclaim Strippe

Waste Tank

薄膜蒸發器 蒸餾塔 精餾塔

Distillation column

Rectifying column

condenser condenser

去光阻劑經過製程機台使用後回收之成份，主要分為三類：可回收利用之 去光阻劑、水、光阻及其他高溫加熱產生之分解及縮合物等，去光阻劑回 收系統之目的即為將使用後回收之去光阻劑中不純物分離去除，主要由薄 膜蒸發器(Thin Film Evaporator)、蒸餾塔(Distillation column)、精餾塔 (Rectifying column) 三大部分所串聯組成。圖 3-2 為本研究光電廠去光阻 劑回收系統之流程，茲說明如下:

1. 薄膜蒸發器(Thin Film Evaporator)單元:

製程設備排下之廢去光阻劑由暫存桶槽進入回收系統之薄膜蒸發器單 元(Thin Film Evaporator)，在此單元光阻沸點較去光阻劑及水分高，故 並不蒸發而落至底部桶槽收集後排放至廢液桶槽，而去光阻劑及水分 沸 點 較 光 阻 低 屬 輕 沸 物 於 此 單 元 吸 收 熱 能 而 蒸 發 進 入 蒸 餾 塔 (Distillation column)，故薄膜蒸發器單元在此主要功用為去除回收液中 之光阻成分。

2. 蒸餾塔(Distillation column)單元:

去光阻劑及水分吸收熱能而蒸發進入蒸餾塔，在本單元水分之沸點低 於去光阻劑故往上蒸發，並經冷凝器(condenser)冷凝收集至桶槽後排至 廢液桶槽，而去光阻劑沸點較水分高於此單元並不蒸發，仍以液態形 式 存 於 塔 底 ， 並 利 用 泵 浦 (Pump) 輸 送 至 精 餾 塔 精 餾 ， 故 蒸 餾 塔 (Distillation column)單元在此主要功用為去除回收液中之水分。

3. 精餾塔(Rectifying column) 單元:

經入此單元之去光阻劑已於前單元去除光阻及水分，但在高溫處理過 程去光阻劑可能因高溫加熱產生分解物及縮合物，故於本單元內去光 阻劑經加熱蒸發以氣態形式往塔頂流動並經冷凝器(condenser)冷凝收 集至桶槽後輸送至濃度調整系統(Stripper Mixing System)調整濃度至規 格內，而塔底利用為泵浦(Pump)定量回流至薄膜蒸發器或定量排至廢 液桶槽以控制高溫加熱產生之分解物及縮合物濃縮比。

4. 真空泵浦(Vacumm Pump)單元:

薄膜蒸發器(Thin Film Evaporator)、蒸餾塔(Distillation column)、精餾塔 (Rectifying column)運轉時需控制真空度，所依靠者為一台真空泵浦 (Vacumm Pump)。