本研究使用於國內某半導體產業 CMP 製程所回收的 Slurry，與實驗室自行研究開發的兩種新穎離心過濾設備，主要對其進行 LPC (Large Particle Counts, 指> 1 μm 之顆粒)的濾除效能和於 0.2 ~ 1.0 μm之粒徑區間顆粒的變化情形進行實驗觀測。 
由結果觀察到 Slurry 於本離心過濾(逆過濾)系統中會因為受到離心力而產生兩種現象行為，一種是小顆粒互相凝聚變大，導致某些粒徑區間顆粒數量有大幅增加的情形，另一種是大顆粒被甩往濾室外圈的濾壁側，而被持續存留於濾室之中進而增加被濾除的效率。 結果顯示使用離心機與膜濾旋風分離器的 LPC 濾除效果皆優於一般過濾，且離心機效果更佳，在低濃度的 Slurry 操作條件下，能比高濃度有更好的 LPC 濾除效果且降低顆粒凝聚的情形，在低濃度的Slurry 且轉速為300 rpm 的操作條件下能幾乎抑制顆粒凝聚的情形發生，但 LPC 濾除效果會略微下降。

This study used recycle Slurry from a domestic semiconductor CMP process and two new centrifugal filtration equipment which the laboratory research and development . The experiments were carried out to observe the filtration efficiency of  LPC (Large Particle Counts,> 1 μm Particles) and the change of particle size in the range of 0.2 to 1.0 μm.  
From the results observed Slurry in this centrifugal filtration (Reverse Filtration) system will are two kinds of performance due to centrifugal force, One is the small particles cohesion become large and lead to number of particles substantial increase in some particle size interval, The other is that the large particles are thrown to the filter wall side which outer ring of the filter chamber and has been retained in the filter chamber that increase the efficiency of being filtered.  
The results show both of their which use of centrifuge and membrane hydrocyclone filtration efficiency of LPC are better than the general filter and the centrifuge is the best, In the low concentration of Slurry operating conditions can be better than the high concentration of filtration efficiency of LPC and reduce the situation of particle agglomeration, In the low concentration of Slurry and lower speed operating conditions can almost inhibit the occurrence of particles agglomeration, but filtration efficiency of LPC will be slightly reduced.

目錄 

中文摘要	I
英文摘要	II
目錄	III
圖目錄	V
表目錄	VII
第一章	緒論	1
1-1 前言	1
1-2 化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing, CMP)技術原理	1
1-3 研究動機與目的	3
第二章 文獻回顧	4
2-1 離心機簡介	4
2-1-1 離心機的基本原理與發展	4
2-1-2 離心機工作原理分類	5
2-1-3 離心機之分離原理	6
2-1-4 離心機的特點	7
2-2 離心力場之數值分析	8
2-2-1 離心力 	8
2-3 影響離心機分離性能的因素	10
2-3-1 分離因數的影響	10
2-3-2 固體顆粒大小對分離的影響	11
2-4 過濾物質大小和膜過濾關係	12
2-5 掃流過濾	14
2-5-1 掃流過濾之相關研究	14
2-5-2 掃流過濾濾速之影響	16
2-6 一般離心過濾與逆過濾原理比較	18
第三章 實驗的裝置與方法	20
3-1 實驗物料	20
3-2 實驗濾材	21
3-3 實驗儀器與設備	22
3-4 實驗裝置	25
3-4-1 逆過濾機	25
3-4-2 膜濾旋風分離器	32
3-5 實驗步驟	37
3-5-1 整體實驗系統裝置	37
3-5-2 逆過濾機實驗步驟	38
3-5-3 膜濾旋風分離器實驗步驟	39
第四章 結果與討論	40
4-1 逆過濾機與膜濾旋風分離器過濾結果比較	40
4-1-1 逆過濾機之RCF計算	40
4-1-2 膜濾旋風分離器之RCF計算	40
4-1-3 實驗數據結果	41
4-2 逆過濾機於不同濃度工作流體之過濾結果比較	48
4-3 逆過濾機於不同轉速之過濾結果比較	53
第五章 結論與建議	59
5-1 結論	59
5-2 建議	61
符號說明	62
參考文獻	64




 
圖目錄

圖1-1 CMP設備示意圖	2
圖2-1 物體圍繞圓心做高速旋轉運動	9
圖2-2 過濾物質大小和膜過濾關係圖	13
圖2-3 提高濾速之方式	17
圖2-4 一般離心過濾與逆過濾原理比較圖	19
圖3-1 實驗用CMP Slurry 外觀	20
圖3-2 濾芯之外觀	22
圖3-3 Almatec氣動泵之外觀	23
圖3-4 逆過濾機外觀正面圖	26
圖3-5 逆過濾機外觀反面圖	27
圖3-6 逆過濾機濾室細部示意圖	28
圖3-7 逆過濾機濾室整體示意圖	30
圖3-8 膜濾旋風分離器外觀圖	33
圖3-9 膜濾旋風分離器細部示意圖	34
圖3-10 使用Housing之一般過濾所示意圖	35
圖3-11 膜濾旋風分離器功能示意圖	36
圖3-12 整體實驗系統裝置圖	37
圖4-1 不同設備於0.2 ~ 0.29 µm粒子數變化情形比較	42
圖4-2 不同設備於0.29 ~ 0.43 µm粒子數變化情形比較	43
圖4-3 不同設備於0.43 ~ 0.77 µm粒子數變化情形比較	45
圖4-4 不同設備於0.77 ~ 1.02 µm粒子數變化情形比較	46
圖4-5 不同設備於 >1.02 µm粒子數變化情形比較	47
圖4-6 不同濃度於0.2 ~ 0.29 µm粒子數變化情形比較	49
圖4-7 不同濃度於0.29 ~ 0.43 µm粒子數變化情形比較	49
圖4-8 不同濃度於0.43 ~ 0.77 µm粒子數變化情形比較	51
圖4-9 不同濃度於0.77 ~ 1.02 µm粒子數變化情形比較	52
圖4-10 不同濃度於 >1.02 µm粒子數變化情形比較	52
圖4-11 不同轉速於0.2 ~ 0.29 µm粒子數變化情形比較	54
圖4-12 不同轉速於0.29 ~ 0.43 µm粒子數變化情形比較	54
圖4-13 不同轉速於0.43 ~ 0.77 µm粒子數變化情形比較	56
圖4-14 不同轉速於0.77 ~ 1.02 µm粒子數變化情形比較	57
圖4-15 不同轉速於 >1.02 µm粒子數變化情形比較	58

 
表目錄
表2-1 不同種類離心機的分離因數	10
表2-2 固體顆粒粒徑與分離難易的分類	11
表3-1 濾芯之規格性質	21
表3-2 Almatec氣動泵之規格性質	23
表3-3 逆過濾機濾室細部規格說明表	29
表3-4 逆過濾機濾室整體規格說明表	31

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