化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是目前積體電路(Integrated Circuits，IC)晶圓製造程序中平坦化製程的主要技術，其優點為利用化學蝕刻及機械研磨的方法將晶圓表面徹底磨平，以得到更平坦的晶圓表面，但缺點是需耗費大量的超純水並產生成分複雜且不易處理之高污染CMP廢水，若能將其廢水回收再利用，不但可以降低成本，也可達到資源再生的環保目標。
    傳統化學混凝程序、薄膜過濾等技術，雖可以將CMP廢水中之濁度、TS、SS、重金屬含量、氟離子濃度等降至放流水標準以下，但卻都無法有效的將其COD去除至放流水標準100 mg/L以下。
    本研究嘗試探討高級氧化處理程序(Advanced oxidation process，AOP)應用於處理CMP廢水之COD，利用傳統Fenton法、H2O2／UV程序、H2O2／UV／Fe2＋法等三種方法分別在不同的H2O2濃度、Fe2＋／H2O2比例及pH值下進行試驗，相互比較探討，藉以尋求其COD之最佳去除方法及條件，進而解決CMP廢水COD偏高且不易去除的問題。
    實驗結果發現AOP所產生的OH‧確實能氧化破壞污染物，達到降低CMP廢水中COD的效果，以本研究所選取的程序而言，在處理的效率與速率上， H2O2／UV／Fe2＋＞Fenton＞H2O2／UV，其中H2O2／UV／Fe2＋與Fenton程序於反應時間60分鐘內可將本研究之CMP廢水的COD降至100mg/L以下。

Chemical Mechanical Polishing (CMP) is the most efficient planarization process in manufacturing wafers for integrated circuits manufacturing, planarizing and polishing wafer surface by chemical etching and mechanical polishing. However, CMP process consums large amount of ultra pure water producing highly contaminated hard-to-treat. To cut the cost and achieve the goal of resources recycling and environmental protection, recovering and recycling the CMP wastewater are needed.
    Although techniques such as traditional chemical coagulation process and membrane filtration could remove turbidity, TS, SS, heavy metals, and fluoride of CMP wastewater to meet the effluent regulations, these techniques are not effective for removing COD to meet the effluent regulation of less than 100 mg/L. This study applying advanced oxidation processes (AOP) for removing COD of CMP wastewater, aiming to find out the optimal condition for removing COD to meet the regulation. Three AOPs, Fenton process, H2O2／UV process, and H2O2／UV／Fe2＋ process, were compared and tested under various concentration of H2O2, different Fe2＋／H2O2 ratios, and pHs.
     The experiment results indicate OH radicals produced by AOPs oxidize and destroy contaminants, effectively decreasing COD of the CMP wastewater. The efficiencies of COD removal by these methods are in the order of H2O2／UV／Fe2＋＞Fenton＞H2O2／UV . Both H2O2／UV／Fe2＋ and Fenton processes could lower COD of the CMP wastewater in this study below 100mg/L within 60 minutes.

目錄
第一章、序論	1
1-1 前言	1
第二章、文獻回顧	4
2-1 CMP廢水特性	4
2-2 CMP廢水處理現況	7
2-3 高級氧化處理程序介紹	12
2-3-1 Fenton process	12
2-3-2 H2O2／UV process	17
2-3-3 H2O2／UV／Fe2+ process	21
第三章、實驗設備與方法	26
3-1 實驗材料	26
3-1-1 化學機械研磨(CMP)原水	26
3-1-2 實驗藥品	29
1 Fenton試劑	29
2 pH調整試劑	29
3 COD分析試劑	29
4 H2O2分析試劑	30
5 Fe2+分析試劑	30
3-2-1 六杯式瓶杯試驗機	31
3-2-2 UV光反應器	31
3-3 分析方法	32
3-3-1 化學需氧量(COD)分析	32
3-3-2 過氧化氫(H2O2)分析	33
3-4-1 Fenton process	36
3-4-2 H2O2／UV process	37
3-4-3 H2O2／UV／Fe2+ process	37
第四章、結果與討論	39
4-1 Fenton process	39
4-2 H2O2／UV process	47
4-3 H2O2／UV／Fe2+ process	52
4-4綜合比較	57
第五章、結論與建議	62
5-1 結論	62
5-2 建議	64
參考文獻	65




圖目錄
圖一、目前三股廢水處理流程	28
圖二、管末放流水每日污染量分析	28
圖三、UV光反應器	31
圖四、H2O2－COD檢量線	33
圖五、Fenton法於Fe2+ = 4 mM，Fe2+／H2O2 = 0.5 ~ 4時，不同反應時間COD的去除率及剩餘量	40
圖六、Fenton法於Fe2+／H2O2 = 0.5，Fe2+ = 2 ~ 5 mM時，不同反應時間COD的去除率及剩餘量	40
圖七、Fenton法於反應時間60 min時，不同Fe2+濃度、Fe2+／H2O2比例下，COD的去除率	42
圖八、Fenton法於反應時間60 min時，不同Fe2+濃度、Fe2+／H2O2比例下，H2O2的消耗量	43
圖九、Fenton法於反應時間60 min，Fe2+ = 4 mM時，不同Fe2+／H2O2比例下，H2O2、Fe2+的消耗量與COD的去除量	44
圖十、Fenton法於反應時間60 min，Fe2+／H2O2 = 0.5時，不同Fe2+、H2O2加藥量下，H2O2、Fe2+的消耗量與COD的去除量	46
圖十一、H2O2／UV process於pH = 3，H2O2 = 2 ~ 5 mM，不同反應時間COD的去除率及剩餘量	48
圖十二、H2O2／UV process於H2O2 = 5 mM，pH = 3、7，不同反應時間COD的去除率及剩餘量	48
圖十三、H2O2／UV process於反應時間60 min時，不同pH值、H2O2濃度下，COD的去除率	50
圖十四、H2O2／UV process於反應時間60 min時，不同pH值、H2O2濃度下，H2O2的消耗量	51
圖十五、H2O2／UV／Fe2+ process於Fe2+ = 5 mM，Fe2+／H2O2 = 0.5 ~ 3時，不同反應時間COD的去除率及剩餘量	52
圖十六、H2O2／UV／Fe2+ process於Fe2+／H2O2 = 0.5，Fe2+ = 3 ~ 5 mM時，不同反應時間COD的去除率及剩餘量	53
圖十七、H2O2／UV／Fe2+ process於反應時間60 min時，不同Fe2+濃度、Fe2+／H2O2比例下，COD的去除率	55
圖十八、H2O2／UV／Fe2+ process於反應時間60 min時，不同Fe2+濃度、Fe2+／H2O2比例下，H2O2的消耗量	56
圖十九、Fenton、H2O2／UV及H2O2／UV／Fe2+程序於不同反應時間COD的去除率	58
圖二十、Fenton、H2O2／UV及H2O2／UV／Fe2+程序於反應時間60 min時，不同H2O2濃度下COD的去除率及H2O2的消耗率	59


表目錄
表一、CMP出流廢水中之物質成分	5
表二、CMP研磨液配方表	6
表三、CMP廢水處理技術之比較	8
表四、國內半導體廠廢水處理方式	9
表五、國內外學者對CMP廢水之COD去除研究成果	10
表六、應用Fenton程序處理廢水COD之文獻整理	15
表七、應用H2O2／UV／Fe2+程序處理廢水COD之文獻整理	24
表八、三股廢水主要成分表	26
表九、三股廢水特性分析	27
表十、實驗方法及條件	36
表十一、Fenton、H2O2／UV及H2O2／UV／Fe2+程序之優缺點	61

參考文獻
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