5.1 結論
本研究使用薄膜程序處理科學園區 DRAM 廠之實場 oxide-CMP 廢水，
因含製程中所用之大量超純水而具有回收之潛勢，因目前水回收成本偏高，
若能將廢水中大量懸浮之奈米二氧化矽顆粒有效，可再利用於 CMP 製程之 研磨漿液或其他二次性原料，將可使 CMP 廢水處理及回收更具經濟效益。
本研究以兩段式薄膜過濾系統作為實場 oxide-CMP 處理法，並探討其作為 回收 UF 濾液及廢水中研磨砥粒、減少廢水排放及污泥產量之環境友善處理 方法的可行性，所得之結論如下：
1. 針對 P 廠 oxide-CMP 廢水水質檢測部分，含奈米粒徑之研磨砥粒，其 表面帶高負電荷使其穩定懸浮於廢水中造成大量濁度，其廢水具有高導 電度、高溶解性矽酸等特點，但 COD 及 TOC 經過大量超純水稀釋而不 高。
2. 掃流式平板薄膜操作以低壓、高掃流速度較能延緩通量衰減，提升穩定 期以後之產水通量，有利於長時間操作；以超音波物理清洗通量回復率 佳，但之不可逆積垢仍需仰賴鹼液化學清洗。
3. UF 薄膜過濾對 oxide-CMP 廢水濁度去除佳，但對矽酸、導電度及溶解 性有機物質去除率較差，其濾液品質已足夠做為次級用途，若做為 RO 系統補充水則濾液中之溶解矽酸對 RO 膜有較不利的影響。
4. 截流過濾之濾液產量受進流水濃度提高而下降，但 cake filtration 現象可
讓固體物去除率提升，孔徑較小之
MF-PVDF 膜濾液量較少但有擁有較
高之濁度去除率，
MF-PTFE 濾液多但其不可逆積垢較為嚴重。
5. 無任何化學藥劑前處理之截流過濾所取得研磨砥粒濾餅，其成分為相當
高純度之 SiO
2，將之再分散於懸浮水體中其界達電位、粒徑分佈等性質
均無太大改變，具有回收再利用之潛勢。
6. 以薄膜程序處理 oxide-CMP 廢水同時回收 UF 濾液及研磨砥粒並且零排 放是可行的，其中系統之最佳化可由較難放大規模之截留過濾段作為出 發點，找出過濾效能與耗費時間、能源、回收效益之平衡點。
5.2 建議
本研究使用實場 oxide-CMP 廢水作為研究對象，目前仍屬於實驗室規 模之前導試驗，如需實際應用至實場中仍有諸多操作性、效能提升及經濟 評估等相關研究可供深入探討，茲對未來工作有數項建議如下：
1. 設法增加掃流段濃縮及截流段固體物攔阻之效率，探討整合掃流與截流 過濾之最佳操作模式。
2. 提升整體處理規模，嘗試以連續式或半連續式等方式操作此系統，研究 其操作與影響變因上之差異。
3. 進一步探討 UF 薄膜濾液後續高級處理及回收之二氧化矽研磨砥粒再利
用用途，並評估整體經濟效益。
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參考文獻
Barros, S. T. D., Andrade, C. M. G., Mendes, E. S. and Peres L. (2003) “Study of fouling mechanism in pineapple juice clarification by uiltrafiltration” Journal of Membrane Science, 215, 213-224.
Bourgeous, K. N., Darby, J. L. and Tchobanoglous, G. (2001) “Ultrafiltration of wasterwater：
effects of particles mode of operation, and backwash effectiveness” Water Research, 35, 77-90.
Brant, J. A., Kwan, P., Daniel, U. and Valencia, R. (2010) “Pilot-Scale evaluation of chemical cleaning protocols for organic and biogically fouled microfiltration membranres” J. Envir.
Engrg., 136, 542-553.
Browne, S., Krygier, V., O’sullivan J. and Sandstorm, E. L. (1999) “Treating wastewater from CMP using ultrafiltration” Micro, 17, 77-82.
Chin, C. J., Chen, P. W. and Wang, L. J. (2006) “Removal of nanoparticles from CMP wastewater by magnetic seeding aggregation” Chemosphere, 63, 1809-1813.
Den, W. and Huang, C. P. (2005) “Electrocoagulation for removal of silica nano-particles from chemical–mechanical-planarization wastewater” Colloids and Surfaces A: Physicoche.
Eng., 254, 81-19.
Faust, S. D. and Aly, O. M. (1999) “Chemistry of water treatment 2nd edition” Chap.6.
removal of particlate matter by coagulation. LEWIS.
Jo, B. W., Kim, C. H., Tae, G. H. and Park, J. B. (2007) “Characteristics of cement mortar with nano-SiO2 particles” Construction and Building Materials, 21, 1351–1355.
Kim, H. J., Eom, D. H. and Park, J. G. (2001) “Physical and chemical characteristics of reused oxide chemical mechanical planarization slurry” The Japan Society of Applied Physics, 40, 1236-1239.
Kim, M. S., Woo, S. W. and Park, J. G. (2002) “Point of use regeneration of oxide chemical mechanical planarization slurry by filtrations” The Japan Society of Applied Physics, 41, 6342-6346.
Kin, K. T., Tang, H. S. and Chan, S. F. (2006) “Treatment of chemical mechanical planarization wastes by electrocoagulation/electro- fenton method” IEEE TRANSACTIONS ON SEMICONDUCTOR MANUFACTURING, 19, No. 2.
Lee, E. K., Chen, V. and Fane, A. G. (2008) “Natural organice matter (NOM) fouling in low pressure membrane filtration－effect of membranes and operation modes” Desalination, 218, 257-270.
Lee, T. C. and Liu, F. J. (2009) “Recovery of hazardous emiconductor-industry sludge as a useful resource” Journal of Hazardous Materials, 165, 359-365.
Lee, T. C. (2009) “Recycling of municipal incinerator fly-ash slag and semiconductor waste sludge as admixtures in cement mortar” Construction and Building Materials, 23, 3305-3311.
Ndiaye, P. I., Moulin, P., Dominguez, L., Millet, J. C. and Charbit, F. (2004) “Treatment of silica effluents: ultrafiltration or coagulation decantation” Journal of Hazardous Materials, B116, 75-81.
Rossignol, N., Vandanjon, L., Jaouen, P., and Quemeneur, F. (1999) “Membrane technology for the continuous separation microalgae/culture medium: compared performances of cross-flow microfiltration and ultra-filtration” Aquacultural Engineering, 20, 191-208.
Seo. Y. J. (2005) “Oxide-chemical mechanical polishing characteristics using silica slurry retreated by mixing of original and used slurry” Microelectronic Engineering, 77, 263-269.
Sheikholeslami, R. and Bright, J. (2002) “Silica and metals removal by pretreatment to prevent fouling of reverse osmosis membranes” Desalination, 143, 255-267.
Testa, F., Coetsier, C., Carretier, E., Ennahali, M., Laborie, B., Bulgarelli, F. and Moulin, P.
(2011) “Retreatment of silicon slurry by membrane processes” Journal of Hazardous Materials, 192, 440-450.
Tsai, J. C., Kumar, M., Chen, S. Y. and Lin, J. G. (2007) “Nano-bubble flotation technology with coagulation process for the cost-effective treatment of chemical mechanical polishing wastewater” Separation and Purification Technology, 58, 61-67.
Yang, G. C. C., Yangm T. Y. and Tsai, S. H. (2003) “Crossflow electro-microfiltration of oxide-CMP wastewater” Water Research, 37, 785-792.
Yuan, W. and Zydney, A. L. (2000) “Humic acid fouling during ultrafiltration” Environ Sci.
Technol., 34, 5043-5050.
Zhang, M. H. and Islam J. (2012) “Use of nano-silica to reduce setting time and increase early strength of concretes with high volumes of fly ash or slag” Construction and Building Materials, 29, 573-580.
土肥俊郎著，王建榮、林必窕、林慶福編譯，半導體平坦化 CMP 技術，全華科技圖書，
73
楊叢印(2003)，「結合電過濾/電透析技術處理 CMP 廢水並同步產製電解水之研究」，國 立中山大學環境工程研究所博士論文。
熊紀中(2004)，「以電場掃流過濾分離 CMP 廢水之研究」，中原大學化學工程學系碩士學 位論文。
劉訓瑜(2000)，「化學機械研磨廢水混凝沈澱效能之評估」，國立交通大學環境工程研究 所碩士論文。
鄧宗禹、黃志彬、邱顯盛(2002)，「化學機械研磨廢液之處理與回收：一、技術簡介」，
奈米通訊，第 9 卷，第 1 期，第 32-41 頁
詹耀富(2000)，「以柱槽溶氣浮選法回收二氧化矽奈米微粒之研究」，國立成功大學資源 工程研究所碩士論文。
羅金生(2001)，「半導體廠化學機械研磨(CMP)廢水回收再利用可行性評估」，國立台灣 大學環境工程研究所碩士論文。
魏薇(2004)，「半導體化學機械研磨(CMP)廢水之回收再利用評估」，淡江大學水資源及 環境工程學系碩士班碩士論文。
蘇揚根(2004)，「奈米微氣泡浮除技術於半導體工業化學機械研磨廢水處理之應用」，國 立交通大學環境工程研究所碩士論文。
新竹科學園區管理局，http://www.sipa.gov.tw/
「經濟部工業局綠色工廠標章制度半導體業(IC 製造)清潔生產評估系統評估指引」，經 濟部工業局，民國 101 年，
http://www.ftis.org.tw/isdn/download/greenfactory/B02-Semi_Guide.pdf。