簡介

經回顧光電業各主要業別之製程用藥，並調查廢水中主要污染物種，本書旨在探討採用離子交換樹脂（ion exchange resin）去除光電業微影製程端各股原廢水（清洗水）中特定物種之可行性，並針對各項物種選定較適合之離子交換樹脂。 本書所探討之業別包括薄膜電晶體液晶顯示器（Thin-film transistor liquid crystal displayer，簡稱TFT-LCD）與發光二極體（Light-emitting diode，簡稱LED）等，希冀能達到「高效捕捉」與「高純度再生」兩項目標，除減少上述物種排放至廢水處理單元，造成後端處理負荷，同時也能回收高純度化學藥品。所探討之目標物種包括下述七種： 1.氫氧化四甲基銨（Tetramethyl Ammonium Hydroxide，簡稱TMAH），主要來自各種微影製程顯影段清洗廢水，TMAH為顯影劑之主要成分。推測光電業與半導體業廢水中30～50%的氨氮係由TMAH所貢獻，而氨氮已為目前半導體業、光電業與科學工業園區放流水標準管制物種，TMAH之排放控管亦成為重要議題。 2.單乙醇胺（Monoethanolamine，簡稱MEA），主要來自各種微影製程去光阻段清洗廢水，MEA為去光阻劑成分之一。 3.鈰（Ce），主要來自於彩色濾光片（Color filter）製程中鉻蝕刻液廢水，硝酸銨鈰為鉻蝕刻液主要成分。 4.銦（In），主要用於TFT-LCD面板氧化銦錫電極，經廢氣洗滌或蝕刻後被帶出；目前為光電業與科學園區放流水標準管制物種。 5.鎵（Ga），主要用於LED產業砷化鎵或氮化鎵等磊晶片，經廢氣洗滌或蝕刻後被帶出；目前為光電業與科學園區放流水管制物種。 6.正磷酸鹽（PO43-），主要來自各種微影製程蝕刻段清洗廢水；磷酸是各種蝕刻液中之常見成分。 7.鉬（Mo），主要用於TFT-LCD面板濺鍍與介電層，經廢氣洗滌或蝕刻後被帶出；在廢水中可能以化性較穩定的Mo7O246-之陰離子型態存在；目前為光電業與科學園區放流水管制物種。 本書選用三種陽離子交換樹脂與三種陰離子交換樹脂，針對上述物種進行吸附及再生試驗，各物種均配置高濃度溶液以模擬組成單純之製程原廢水。評估結果顯示，光電業製程原廢水組成經常為單一物種者占壓倒性多數，其餘物種濃度極低，不至於干擾離子交換樹脂之吸附效能，各種樹脂之吸附容量與去除率隨目標物種不同而有變化。以回收TMAH為例，初估其成本為處理每立方公尺原廢水約187元，產出每立方公尺可供作後續提煉TMAH原料之洗出液（主成分為TMA-Cl）成本為5,036元，約為目前工業級25% TMAH報價之10%，推估此一再生行為尚具有一定經濟效益。