化学机械研磨废液处理
化学机械研磨(CMP)制程已经广泛使用于半导体业晶圆的制造程序,对于晶圆表面全面
性平坦化是有效的制程。虽然CMP制程是现代半导体业晶圆制造重要的技术,但是CMP
制程在无尘室中是一个高污染的制程。因此,CMP废水包含來自于研磨液、晶圆本身
以及CMP 后续清洗程序所产生的各种无机及有机污染物质,大部份的无机物质系以氧
化物存在,主要的非溶解性无机物來自研磨液的砥粒,包含SiO
2、Al2O3及CeO2
,还有
一些在研磨时从晶圆本身掉下來的无机物质(例如:金属、金属氧化物及低介电材料等)。
溶解性的无机物质包含溶解性硅酸盐与氧化剂。
CMP废水中的有机物包含界面活性剂、金属错合剂以及其他物质。为了移除在晶圆表
面的上述物质,需要使用大量超纯水于CMP后续清洗程序。据统计,以一个拥有20
个CMP制程机具的公司而言,每天将产生700 m3的CMP废水。根据文献的报导,在
1999年及2000年估计分别有4.088×108 m3及超过5.223×108 m3 的超纯水用于CMP制
程,此用水占了整个半导体用水的40%左右。如此庞大的CMP制程用水必定产生大量
的CMP废水,此废水量大且碱度、总固体物及浊度高,因此必须妥善加以处理。
目前所有的科技产业中,其中又以半导体组件产业为最受瞩目,其主要基本概念系经
由高精密度的集成电路(Integrated Circuit, IC)完成的电子电路组件与硅半导体所组合而
成。简而言之,半导体产业可区分前、中及后端制程,前端制程为晶圆加工制造,中
段制程为晶圆与电子电路组件制造以及后端的晶圆封装。在前及中段制程中,化学机
械研磨(Chemical Mechanical Polishing, CMP)扮演成功与否的关键技术。在强势的竞争环
境下,企业主为了维持在业界的优势及塑造企业社会形象,近年投入大量的资本及人
力,不断地提升整个制程技术高精密化、轻量化、功能性及更微小化并积极研发低污
染性产品,以降低对环境生态的冲击。
半导体业、图像处理以及生物科技产业所制造的污染物质,是具有其独特性,例如制
程中常使用有机酸碱液、污染物质微小化等,用原有的处理技术及处理设备,是无法
将污染物质去除。势必投入新的处理设备、提升处理技术等,才能将整个区内所有不
同性质的废污水处理达到放流水标准。尤其是半导体产业的制程,所制造出来的化学
机械研磨废液,其废液含有粒径极小、具高浊度、有机酸碱液以及后清洗程序中的超
纯水。