第二章 文獻回顧
2.3 CMP 廢水之回收與再利用
2.3 CMP 廢水之回收與再利用 2.3.1 我國 CMP 廢水與水回收現況
我國高科技產業過去數十年發展迅速，更成為全球半導體產業重鎮，為了因 應市場需求增加擴廠，其製程的研究與改良更是從不間斷。隨著製程越來越精細 用水量也劇增，我國因特殊地理環境使得水資源不易駐留，造成有限的供水已漸 漸不足以供應科技業的消耗量，而成為科學園區水資源管理的困難點，因此科技 廠的水回收率規範也逐年上升。近年來又因國際上綠色科技產業意識之覺醒，消 費者開始關注產品製造過程背後之環境成本，潔淨的製造過程對消費者的購買意 願、企業競爭力與形象有正面的幫助。
根據經濟部技術處推算，六吋晶圓製程提升至八吋時超純水用量將從 1 噸/
片增加至 2.5-3.0 噸片，而十二吋晶圓的超純水用量估計更達 10-15 噸/片(黃，2001；李，
2003)，因此 CMP 製程超純水用量約占半導體晶圓廠用水的 30~40%，產生相當大
量的 CMP 廢水且仍有隨製程精密化提升的趨勢。因此科學園區管理局訂定園區 工業水回收標準，並在 CMP 廢水回收項目上建議傳統化學混凝可以搭配電混凝 或薄膜處理等高級處理程序，可以提供次級用途再利用(黃，2005)。
儘管近年來在政府推動之下水回收率有逐年攀升的情況，因臺灣地區自來水 水價與世界各國相較屬偏低的情況，廠商多數無意願付出成本使用回收水取代購 買自來水。因此政府積極推廣清潔生產制度，輔導廠商導入清潔生產，2012 年 12 月行政院核定智慧綠建築方案中，指示經濟部工業局推動綠色工廠標章，將清 潔生產評估系統為主軸，其中亦包含廢水回收項目。表 2-5 為 101 年經濟部工業 局綠色工廠標章制度半導體業清潔生產評估系統中，廢水回收率指標評分表，可 以發現較後期建置的十二吋晶圓廠及 DRAM 廠雖然耗水量高但所規範的水回收 率標準也較高，而欲在此項目取得較高評分至少需有 85%以上之廢水回收率。
表 2-5 經濟部工業局清潔生產評估系統半導體產業廢水回收率評分指標
25 影響磨削去除率及平坦度(kim, 2002)。Seo(2005)研究了以不同比例混合回收與新的研 磨漿液對研磨過程的影響，並指出使用回收研磨漿液可節省大量耗費。除美國已 米顆粒之 SiO2製成波特蘭水泥(Portland cement)，不僅能做為填充物補強結構，
亦可當作卜作嵐反應(Pozzolanic reaction)的活化劑，提升早期強度(Jo, 2007; Zhang et al.,
2012)。研究亦指出，半導體產業產生之奈米顆粒 SiO2及 CaF2對人體有害，即使掩
埋仍有污染水源的風險，研究中將不同比例的乾燥污泥取代部分波特蘭水泥用於 混凝土原料，並發現其抗壓強度較純水泥混凝土表現更好，可以同時達到廢棄物 處置及混凝土原料減量的功用(Lee et al., 2009)
。
另外回收之二氧化矽也能廣泛運用到各種產業，利用其特殊的物化性質可做 應用玻璃製造形成劑、陶瓷業防火材料、高分子複合材料、塗料與油墨原料及封 裝材料等各方面應用(涂，2000)，使得回收高純度之二氧化矽更具其價值。
由上述文獻回顧可得知，目前對 oxide-CMP 廢水處理之研究仍以單一濾程為 主；至於部分會合併前加藥或外加電場來提升處理效率，外加電場以產生電解氧
化水為主(楊，2003)且有高耗能之疑慮；前加藥因額外的化學藥劑添加會影響水中固
體物的回收品質，如考量回收高純度研磨砥粒的情況下並不適用。而單一掃流過 濾濾程做為 CMP 廢水處理雖可長時間持續提供濾液但無法達到固液分離之目的，
且水中顆粒濃度上升後通量會下降，國外雖有以機台旁架設掃流式薄膜做現地回 收用途之研究，但大部分晶圓廠仍無此設計，其 CMP 廢水仍進行管末處理；單 一截流過濾濾程雖可分離水中固體物，但在無前加藥的情況下效能不佳，且其薄 膜積垢較掃流過濾更為嚴重，故將廢水循環濃縮後再截流過濾較有效率。以掃流 薄膜過濾合併截流薄膜過濾之兩段式薄膜系統仍無相關研究，此設計乃期望擷取 兩種過濾方式之優點，進而組成一同時間兼具廢水處理、濾液及固體物回收之薄 膜系統。
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