專利名稱：再循環(huán)從半導(dǎo)體處理工藝、特別是從化學(xué)機(jī)械拋光工藝中產(chǎn)生的含漿料的廢水的再循環(huán) ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從半導(dǎo)體處理工藝、特別是從化學(xué)機(jī)械拋光工藝中再循環(huán)拋光漿料廢水的再循環(huán)方法和再循環(huán)裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于拋光半導(dǎo)體材料，近年來(lái)化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)本身已經(jīng)作為標(biāo)準(zhǔn)方法建立起來(lái)。具體而言，在半導(dǎo)體晶片上沉積功能層之后為了補(bǔ)償在沉積過(guò)程中導(dǎo)致的不規(guī)則性而采用CMP。在這種情況下，在該半導(dǎo)體晶片與一個(gè)拋光表面之間分布一種在化學(xué)和機(jī)械意義上活性的、膠質(zhì)的拋光劑，該拋光劑被稱為拋光漿料。由半導(dǎo)體晶片與拋光表面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所支持，該半導(dǎo)體晶片表面被化學(xué)地侵蝕并且被拋光。在這樣的拋光工藝中，必須將新鮮拋光漿料連續(xù)供送到拋光表面上以便實(shí)現(xiàn)最佳的拋光性能。在該拋光工藝中，形成了廢水，該廢水除了拋光液體(一般是水和拋光漿料)還包含由該拋光磨蝕而產(chǎn)生的雜質(zhì)。此外，該廢水一般包含另外的、控制該拋光過(guò)程的化學(xué)物質(zhì)。取決于工藝類型，這些可以包括PH調(diào)節(jié)劑、氧化劑和/或穩(wěn)定劑。一般將該拋光漿料廢水去除并丟棄。因?yàn)椴粌H該拋光漿料并且還有該拋光液體的獲取都是昂貴的，因此拋光漿料再循環(huán)工藝提供了成本節(jié)約的巨大潛力。在已知的用于從拋光漿料廢水中再循環(huán)拋光漿料的工藝中，收集從CMP裝置中去除的廢水并通過(guò)混合和/或過(guò)濾過(guò)程來(lái)再循環(huán)。這樣的方法披露于例如EP 0 822 033A1中。在這種已知方法中，使用一個(gè)泵通過(guò)抽吸來(lái)從拋光工藝中去除廢水并將其通入一種類型的混合裝置中，在其中另外的處理物質(zhì)以及還有新鮮的拋光漿料也通過(guò)線路引入。使由此產(chǎn)生的處理過(guò)的混合物作為再循環(huán)的拋光漿料穿過(guò)一個(gè)熱交換器、多個(gè)傳感器以及還有最終的一個(gè)過(guò)濾器并且將其供送至該拋光工藝中作為新鮮拋光漿料。這種類型的線性再循環(huán)方法(其中在彼此相接的多個(gè)工藝步驟之后將廢水送回該拋光工藝中)具有的缺點(diǎn)是必須對(duì)該再循環(huán)裝置的單獨(dú)部件有非常高的要求，這些要求一般滿足不了。與之相比，US 6 722 958B2披露了在一種循環(huán)方法中再循環(huán)拋光漿料。據(jù)此，將來(lái)自CMP工藝的廢水裝入一個(gè)容器中并從這里使其穿過(guò)一個(gè)超濾器。在這種情況下，將從廢水中濾出的水棄掉。將過(guò)濾過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)濾產(chǎn)物作為濃縮拋光漿料返回至該容器中。然后或同時(shí)地，進(jìn)行一個(gè)純化過(guò)程，在其中將純化水定期引入該容器中以便稀釋并洗滌該濃縮拋光漿料從而以此方式通過(guò)溶解來(lái)提取雜質(zhì)(如鹽和有機(jī)物質(zhì))。然而，這種方法是復(fù)雜的并且此外并未實(shí)現(xiàn)以有效的方式獲得高濃度的再循環(huán)拋光漿料的目的。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種從拋光漿料廢水中成本和時(shí)間有效地再循環(huán)拋光漿料和/或另外的流體(例如水)的再循環(huán)方法和再循環(huán)裝置。這個(gè)目的根據(jù)本發(fā)明通過(guò)一種具有權(quán)利要求I所述特征的再循環(huán)方法并且通過(guò)一種具有權(quán)利要求12所述特征的再循環(huán)裝置得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利發(fā)展在子權(quán)利要求中指出。本發(fā)明首先是基于將有待再循環(huán)的含拋光漿料廢水通過(guò)在回路中抽出液體而進(jìn)行濃縮的原理。為此目的，首先將廢水通入一個(gè)循環(huán)容器。在這里它與該回路中產(chǎn)生的濃縮廢水混合而形成混合廢水。在該循環(huán)過(guò)程中，從該循環(huán)容器中抽出混合廢水、使之穿過(guò)一個(gè)超濾裝置并且將這個(gè)過(guò)程中形成的濃縮廢水返回到該循環(huán)容器中。因此該超濾裝置包括至少一個(gè)入口以及至少兩個(gè)出口，通過(guò)該入口，從該循環(huán)容器中抽出的混合廢水被弓I入該超濾裝置中。在該超濾裝置中，從弓IA的混合廢水中抽出液體，以便由此實(shí)現(xiàn)對(duì)該廢水的濃縮。然后使該濃縮廢水穿過(guò)該超濾裝置的這些出口之一并且經(jīng)一條廢水返回線而進(jìn)入該循環(huán)容器。從該混合廢水中抽出的液體經(jīng)該超濾裝置的一個(gè) 第二出口被噴出并且接著可以優(yōu)選進(jìn)行收集和再使用。該再循環(huán)方法在這種情況下基本上包括兩個(gè)工藝階段，即在其中進(jìn)行該過(guò)濾步驟的一個(gè)第一階段以及在其中進(jìn)行該濃縮步驟的一個(gè)第二階段。在該過(guò)濾步驟中，在該循環(huán)容器與超濾裝置之間的回路中濃縮該廢水的同時(shí)，將新鮮的拋光漿料廢水通入該循環(huán)容器中，該拋光漿料廢水與該濃縮廢水混合。相比之下，該濃縮步驟的區(qū)別之處在于，在回路中濃縮該廢水的過(guò)程中，將供送至該循環(huán)容器中的新鮮拋光漿料廢水進(jìn)料減少或?qū)嵸|(zhì)上切斷。第一階段與第二階段之間的切換是使用該再循環(huán)裝置的一個(gè)控制裝置來(lái)進(jìn)行的。該切換操作可以例如在時(shí)間方面進(jìn)行控制或者進(jìn)行觸發(fā)。然而優(yōu)選地，它是在使用排列在該再循環(huán)裝置中的多個(gè)傳感器測(cè)定的測(cè)量結(jié)果以及它們與理論值的比較結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行控制的。表述“新鮮廢水”是指，在這種情況下是通過(guò)將其通入之前所描述的回路的循環(huán)容器中用于濃縮該廢水而引入的廢水。因此這種新鮮廢水與從該超濾裝置的出口通向該循環(huán)容器的濃縮廢水不相同。該新鮮廢水是在半導(dǎo)體處理中、例如在化學(xué)機(jī)械拋光工藝(CMP工藝)中產(chǎn)生的并且包括被腐蝕的材料以及其他化學(xué)物質(zhì)所污染的拋光漿料的一種含拋光漿料廢水。該新鮮廢水還可以是預(yù)過(guò)濾的廢水，該廢水是例如首先儲(chǔ)存在一個(gè)初級(jí)儲(chǔ)存罐中并從這里經(jīng)一個(gè)或多個(gè)預(yù)過(guò)濾階段而通向該循環(huán)容器。優(yōu)選地，預(yù)過(guò)濾以兩階段的方式并且以已非常小的持水率進(jìn)行，其方式為使得顆粒污染物(例如是由于CMP工藝中的墊磨損)被保持在該循環(huán)容器之外。通過(guò)這種方式防止了該超濾裝置的快速堵塞。這是很重要的，特別是在具有空心纖維膜的基于膜的超濾裝置中。該超濾裝置是適合于從引入其中并流經(jīng)其中的混合廢水中抽出液體的一種過(guò)濾裝置?？傮w上，這種液體是水，但從有可能在半導(dǎo)體處理工藝中使用的混合液體中也可以抽出其他液體或液體混合物。在該超濾裝置中確保了位于從該混合廢水中抽出的液體內(nèi)的顆粒具有的粒徑是最多約0. 01 il m至約0. I il m。這與例如微濾是相反的，在微濾中抽出的液體可以具有在高于0. I 數(shù)量級(jí)上的顆粒。換言之，在這種情況下，表述“超濾裝置”中的用語(yǔ)“超”被用來(lái)表征通過(guò)該過(guò)濾裝置從該混合水以及該液體中所分離出的粒徑。在穿過(guò)該超濾裝置的過(guò)程中，該混合廢水被濃縮而給出了濃縮廢水。這意味著該濃縮廢水中的拋光漿料存在的體積濃度比在被弓I入該超濾裝置中的混合廢水中更高。這種濃縮是通過(guò)在超濾裝置中抽出液體而進(jìn)行并且導(dǎo)致了與該混合廢水相比濃縮廢水中的固體濃度增大。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所提供的是使從該循環(huán)容器中抽出的混合廢水穿過(guò)一個(gè)基于膜的超濾裝置并且由此通過(guò)抽出一種滲透物而進(jìn)行濃縮從而給出濃縮廢水。具體而言，在這種情況下這可以是一個(gè)錯(cuò)流過(guò)濾裝置，也稱為切向流或逆流過(guò)濾。該超濾裝置的膜優(yōu)選是由一種聚合物(例如聚丙烯腈)制成。在一個(gè)有利的發(fā)展中，所提供的是在該過(guò)濾步驟之后立即進(jìn)行該濃縮步驟。這意味著在濃縮步驟與過(guò)濾步驟之間的時(shí)間內(nèi)不再進(jìn)行另外的工藝步驟。在從該循環(huán)容器中抽出該過(guò)濾步驟中的混合廢水、并接著使該廢水穿過(guò)該超濾裝置并回到該循環(huán)容器之中的同時(shí)，將該新鮮廢水至該循環(huán)容器中的進(jìn)料(由該控制裝置來(lái)控制)減少或優(yōu)選地完全切斷，以便開(kāi)始該濃縮步驟。根據(jù)一個(gè)適宜的實(shí)施方案，所提供的是，當(dāng)該循環(huán)容器中的固體濃度超過(guò)一個(gè)預(yù)定的低濃度閾值時(shí)引入該濃縮步驟。換言之，一旦達(dá)到了該低濃度閾值，就停止向該循環(huán)容器中引入新鮮拋光漿料廢水，該閾值具有在約1%與3%之間的值，優(yōu)選為約2%的值。在該循環(huán)容器中和/或在該混合廢水抽出線中測(cè)量固體濃度，例如使用一個(gè)光學(xué)在線分析裝置。優(yōu)選地，所提供的是，該濃縮步驟包括向從該循環(huán)容器中抽出的混合廢水中連續(xù)添加一種附聚抑制劑。使用的附聚抑制劑優(yōu)選是一種堿液。它用于使該膠質(zhì)拋光漿料穩(wěn)定以便與所謂的等電點(diǎn)(IEP)維持盡可能高的距離。優(yōu)選地，使用一種同樣存在于原始拋光漿料中，即，存在于半導(dǎo)體處理中的拋光漿料使用過(guò)程中的堿液。一種有效的附聚抑制劑的例子是氨(NH3)。在此必須注意，應(yīng)該使盡可能少的堿液進(jìn)入該滲透物中以便減小堿液的成本并另外避免該滲透物的污染。在這個(gè)再循環(huán)方法中，這是通過(guò)僅在非常短的時(shí)間內(nèi)加入該附聚抑制劑而實(shí)現(xiàn)的，即，在濃縮步驟的過(guò)程中，在此過(guò)程中停止了向該循環(huán)容器供送新鮮廢水。用于該附聚抑制劑流入的線路可以由塑料制成并且優(yōu)選地包括全氟烷氧基烷烴。在一個(gè)適宜的實(shí)施方案中，所提供的是，在穿過(guò)該超濾裝置的過(guò)程中，從該混合廢水中抽出的液體被引入一個(gè)液體容器中并從這里被供送至該半導(dǎo)體處理過(guò)程。在引入該液體容器中之前和/或在傳遞至半導(dǎo)體處理工藝之前，可以使該液體經(jīng)受進(jìn)一步的處理，例如進(jìn)一步的過(guò)濾或純化步驟。如果使用一個(gè)基于膜的超濾裝置，可以將抽出的液體稱為滲透物并因此將儲(chǔ)存裝置稱為滲透物容器。在一個(gè)有利的實(shí)施方案中，所提供的是，該濃縮步驟進(jìn)行的濃縮時(shí)間段與該過(guò)濾步驟進(jìn)行的過(guò)濾時(shí)間段之比是小于約5%、優(yōu)選小于約3%。換言之，該再循環(huán)裝置在進(jìn)行該過(guò)濾步驟的一個(gè)過(guò)濾階段花費(fèi)了總工藝持續(xù)時(shí)間的約97% (在時(shí)間意義上考慮)、并且在進(jìn)行該濃縮步驟的一個(gè)濃縮階段僅花費(fèi)了總工藝時(shí)間的約3%。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的發(fā)展，所提供的是，該濃縮步驟進(jìn)行到直至該循環(huán)容器中的固體濃度超過(guò)一個(gè)預(yù)定的高濃度閾值時(shí)，在此之后，在之后及時(shí)進(jìn)行的一個(gè)進(jìn)流步驟中，從該循環(huán)容器中抽出該混合廢水作為再循環(huán)拋光漿料。在這種情況下，該進(jìn)流步驟可以包括另外的過(guò)濾步驟和/或處理步驟，例如為了從該再循環(huán)拋光漿料中分離出較大的顆粒，例如超過(guò)了約I y m粒徑的顆粒。更有利地，所提供的是，該廢水、混合廢水、濃縮廢水、拋光漿料從該混合廢水中通、過(guò)該超濾裝置抽出的液體和/或該再循環(huán)拋光漿料是基本上無(wú)金屬時(shí)被引導(dǎo)和/或儲(chǔ)存的。換言之，用于它們的這些線路和容器具有不含金屬的內(nèi)表面，這些內(nèi)表面優(yōu)選是完全由塑料形成的。優(yōu)選地，這應(yīng)用于所有在該再循環(huán)裝置中使用的線路、容器和/或泵。對(duì)這些不同的廢水和液體進(jìn)行不含金屬的引導(dǎo)和/或儲(chǔ)存具有的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有金屬雜質(zhì)進(jìn)入這些廢水中。對(duì)一種“基本上”不含金屬的引導(dǎo)或儲(chǔ)存的限制意味著這些對(duì)應(yīng)的部件的或這些對(duì)應(yīng)部件作為整體的內(nèi)表面其生產(chǎn)方式是使得它們僅具有生產(chǎn)過(guò)程必然產(chǎn)生的、并且僅僅痕量的金屬物質(zhì)。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，所提供的是，在該循環(huán)容器中用惰性氣體覆蓋該混合廢水。換言之,將該惰性氣體弓I入該循環(huán)容器中、高于一個(gè)混合廢水進(jìn)流高度,其方式為使得在那里形成一個(gè)惰性氣體層。替代地，該循環(huán)容器可以裝有高于該進(jìn)流高度的惰性氣體。該惰性氣體優(yōu)選是加濕過(guò)的。用惰性氣體、特別是用潮濕的惰性氣體進(jìn)行覆蓋具有的優(yōu)點(diǎn)是防止了該混合廢水在該循環(huán)容器的內(nèi)壁上的干燥或硬皮形成。因此優(yōu)選地，該再循環(huán)裝置中所有其他的容器和罐都裝有潮濕的惰性氣體。用于該惰性氣體流入的線路可以由塑料制成并且優(yōu)選地包括全氟烷氧基烷烴。該惰性氣體可以是例如氮?dú)?N2)。為了使該再循環(huán)裝置中的不同的回路盡可能的緊密且無(wú)泄漏，在此用于傳輸流體和/或氣體的一些或所有的泵都應(yīng)該優(yōu)選地不含軸承和密封件。這不僅適用于傳輸新鮮廢水、廢水、混合廢水和/或濃縮廢水的泵，而且還適用于用來(lái)傳輸該附聚抑制劑以及還有該惰性氣體的泵。優(yōu)選地，提供了多個(gè)定期引入的反洗步驟，在其中，在穿過(guò)該超濾裝置時(shí)，使從該混合廢水中抽出的液體以相反的方向穿過(guò)該超濾裝置以便剝離濾膜堆積物。這樣的濾膜堆積物(例如被稱為濾餅)損害了該過(guò)濾裝置的有效功能。這些反洗步驟可以按固定的、等距的時(shí)間間隔進(jìn)行。替代地或另外地，可以通過(guò)指示膜的玷污程度的一個(gè)測(cè)量值(例如通過(guò)流動(dòng)阻力)來(lái)觸發(fā)這些反洗步驟。為了使該方法是有成本效益的，必須小心確保有效的反洗。具體而言，對(duì)于反洗而言有利的是除了從該廢水中抽出的液體之外或者作為它的替代方案而使用一種氣體。優(yōu)選地，對(duì)于該反洗使用惰性氣體，例如氮?dú)猓蚨栊詺怏w與液體的混合物。優(yōu)選迫使該液體、氣體或該混合物穿過(guò)空心纖維以便將濾膜處形成的濾餅剪切掉。由反洗產(chǎn)生的反洗廢水優(yōu)選地不送回到回路中。


下面將在工作實(shí)例的基礎(chǔ)上參考附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。在附圖中圖I示出了用于拋光漿料廢水的一種再循環(huán)裝置的圖示；圖2示出了在圖I的圖示的基礎(chǔ)上一個(gè)過(guò)濾步驟的實(shí)現(xiàn)方式；圖3示出了在圖I的圖示的基礎(chǔ)上一個(gè)反洗步驟的實(shí)現(xiàn)方式；圖4示出了在圖I的圖示的基礎(chǔ)上一個(gè)濃縮步驟的實(shí)現(xiàn)方式；圖5示出了在圖I的圖示的基礎(chǔ)上一個(gè)進(jìn)流步驟的實(shí)現(xiàn)方式；圖6示出了連接在該再循環(huán)裝置下游的一個(gè)拋光漿料分配安排的圖示。
具體實(shí)施方式
圖I示出了一個(gè)圖示，具有用于拋光漿料廢水的一種再循環(huán)裝置的示意性結(jié)構(gòu)。該再循環(huán)裝置的多個(gè)中央部件形成了一個(gè)循環(huán)容器10和一個(gè)超濾裝置20。該循環(huán)容器10和超濾裝置20與一個(gè)混合廢水抽出線105、一個(gè)超濾器進(jìn)料線201以及一個(gè)廢水返回線103 一起形成了一個(gè)回路，該回路用于對(duì)之前通入該循環(huán)容器10中的廢水進(jìn)行濃縮。在這種情況下該循環(huán)容器10具有約500升的容量。在穿過(guò)該超濾裝置20時(shí),從該混合廢水中抽出液體,該液體位于一個(gè)液體回路中，該液體回路包括一個(gè)液體容器30、一個(gè)液體抽出線和一個(gè)反洗線205，但是其中后者僅間隔地使用。在本實(shí)施方案中該超濾裝置20是具有一個(gè)膜207的膜濾器，該膜優(yōu)選是一個(gè)聚合物膜，例如由便宜的且耐久的聚丙烯腈制成。因此從該混合廢水中抽出的液體是一種滲透物。因此下文中也將液體容器30稱為滲透物儲(chǔ)罐30。在本實(shí)例中滲透物儲(chǔ)罐30具有約200升的容量。此外在圖I中，示出了多個(gè)儲(chǔ)存罐40，其中該含拋光漿料廢水在它經(jīng)預(yù)濾器42沿 一條廢水進(jìn)料線101通入該循環(huán)容器10中之前被儲(chǔ)存在這些儲(chǔ)存罐中。經(jīng)一個(gè)N2進(jìn)料603，對(duì)該再循環(huán)裝置供應(yīng)氮?dú)?，該氮?dú)饨柚粋€(gè)N2增濕器60被加濕并且經(jīng)N2線501被供送至這些儲(chǔ)存罐40、循環(huán)容器10并且供送至NH3容器50、503。在儲(chǔ)存罐40和循環(huán)容器10中，這樣一種潮濕的N2覆蓋防止了在罐壁和容器壁上形成干拋光漿料的硬皮。否則將存在以下風(fēng)險(xiǎn)干拋光漿料顆粒可能返回到再循環(huán)的拋光漿料中并隨后在半導(dǎo)體處理過(guò)程中所加工的半導(dǎo)體基片上造成嚴(yán)重的劃痕。干燥過(guò)一次的拋光漿料不能被再次穩(wěn)定化。在此引述的再循環(huán)裝置的這些部件、及其進(jìn)一步的部件，在下文中參考該再循環(huán)方法的單獨(dú)步驟進(jìn)行更詳細(xì)的解釋。在相關(guān)聯(lián)的圖2至圖5中，該再循環(huán)裝置的最重要的活動(dòng)線(即流經(jīng)其中的那些)用粗線表示并且因此相對(duì)于剩余的線加以強(qiáng)調(diào)。此外，圖2至5示出了與圖I的再循環(huán)裝置相同的特征。圖2示出了在圖I的圖示的基礎(chǔ)上一個(gè)過(guò)濾步驟的實(shí)現(xiàn)方式。使用一個(gè)新鮮廢水泵73將儲(chǔ)存在儲(chǔ)存罐40之一中的新鮮廢水經(jīng)廢水進(jìn)料線101引入該循環(huán)容器10中。新鮮廢水的進(jìn)料是連續(xù)進(jìn)行的，而混合廢水由循環(huán)泵70經(jīng)混合廢水抽出線105而泵出該循環(huán)容器10并且經(jīng)該超濾器進(jìn)料線201而穿過(guò)該超濾裝置20。從該超濾裝置20離開(kāi)的濃縮廢水經(jīng)廢水返回線103而回到該循環(huán)容器10中。在穿過(guò)該超濾裝置20的過(guò)程中，液體或滲透物從廢水中抽出、并且經(jīng)液體抽出線203被通入該滲透物儲(chǔ)罐30中。接著可以使用泵71將該滲透物經(jīng)液體容器出口 301從滲透物儲(chǔ)罐30中抽出并使之可經(jīng)過(guò)液體使用線303而供使用者使用。例如,可以將該滲透物返回至一個(gè)半導(dǎo)體處理裝置。為此目的，可能首先必須使該滲透物經(jīng)歷另外的處理步驟。但是優(yōu)選地，從液體使用線303抽出該滲透物并不經(jīng)另外的處理(特別是不經(jīng)進(jìn)一步的過(guò)濾)而將其供送至該新鮮廢水來(lái)源處的半導(dǎo)體處理工藝(例如CMP工藝)中。超濾裝置20中的過(guò)濾動(dòng)作是通過(guò)一個(gè)可滲透該滲透物的膜207進(jìn)行。為了避免在膜207上由過(guò)濾器堆積物形成濾餅，必須定期清潔該膜207。圖3在圖I的圖示的基礎(chǔ)上展示了這樣一個(gè)用于清潔該膜207的反洗步驟的實(shí)現(xiàn)方式。為此目的，使用該滲透物泵71經(jīng)液體容器出口 301迫使從滲透物儲(chǔ)罐30中抽出的滲透物經(jīng)反洗線205沿相反方向穿過(guò)膜207，以便剝離并沖洗掉已經(jīng)聚集在那里的任何堆積物。將被這些堆積物所污染的滲透物經(jīng)超濾器進(jìn)料線201引導(dǎo)至該循環(huán)容器10之中。圖4示出了在圖I的圖示的基礎(chǔ)上一個(gè)濃縮步驟的實(shí)現(xiàn)方式。此外，在該濃縮步驟過(guò)程中同樣實(shí)質(zhì)上維持了此前結(jié)合圖2描述的、在循環(huán)容器10與超濾裝置20之間的反洗回路。因此,此外，從該循環(huán)容器10中經(jīng)混合廢水抽出線105抽出了混合廢水并使之經(jīng)超濾器進(jìn)料線201而穿過(guò)該超濾裝置20。從這里該濃縮廢水經(jīng)廢水返回線103而被通入該循環(huán)容器10中。從超濾裝置20中的混合廢水中抽出的滲透物經(jīng)液體抽出線203被通入該滲透物儲(chǔ)罐30中、并且從這里經(jīng)液體容器出口 301和液體使用線303被提供用于進(jìn)一步的使用。然而，與該過(guò)濾步驟相比，新鮮廢水沒(méi)有通入循環(huán)容器10中。因此新鮮廢水泵73在該再循環(huán)方法的這個(gè)階段保持是不活動(dòng)的。然而，相反，將氨(NH3)從NH3容器50經(jīng)這些NH3線路601之一加入該混合廢水抽出線105中的混合廢水之中。如果NH3容器50被耗盡，則一個(gè)NH3儲(chǔ)存容器503來(lái)確保NH3的供應(yīng)。氨充當(dāng)了附聚抑制劑并且防止固體在該混合廢水中聚集，在該濃縮步驟中該混合廢水的固體濃度由于沒(méi)有新鮮拋光漿料廢水而快速升聞。圖5展示了一個(gè)進(jìn)流步驟的實(shí)現(xiàn)方式，同樣是在圖2的圖示的基礎(chǔ)上。這個(gè)步驟在循環(huán)容器10中的混合廢水通過(guò)該濃縮步驟濃縮之后開(kāi)始，其濃縮方式為使得其固體濃度超過(guò)一個(gè)預(yù)定的高濃度閾值。通過(guò)多個(gè)測(cè)量?jī)x器72來(lái)監(jiān)測(cè)該再循環(huán)裝置，這些儀器可以包括流量傳感器、溫度傳感器、濃度傳感器、濕度傳感器以及類似物。固體濃度是在濃度測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)上確定的并且在該控制裝置(在這些圖中未示出)與該高濃度閾值進(jìn)行比較。在圖6的圖示中，示意性地示出了一種拋光漿料分配安排。它用于將在圖5中所述的進(jìn)流步驟中從該循環(huán)容器10中抽出的再循環(huán)的拋光漿料經(jīng)分配線路107而分配到為此提供的多個(gè)再循環(huán)拋光漿料容器82中。任選地，之前使再循環(huán)的拋光漿料經(jīng)受一個(gè)后處理，例如像通過(guò)一個(gè)或多個(gè)過(guò)濾階段進(jìn)行。在這種情況下，圖6中所述的分配安排包括一個(gè)第一過(guò)濾階段的過(guò)濾器83，用于去除粒徑為至少2 u m的顆粒；以及一個(gè)第二過(guò)濾階段的多個(gè)過(guò)濾器84，用于去除粒徑為至少0. 5 y m的顆粒。使用多個(gè)閥74將穿過(guò)這些過(guò)濾器83、84之后的再循環(huán)的拋光漿料裝入這些再循環(huán)拋光漿料容器82中。在對(duì)應(yīng)地啟動(dòng)一個(gè)濃縮物泵85和這些閥74的情況下，同樣具有以下可能性將再循環(huán)的拋光漿料經(jīng)一個(gè)出口 87傳遞到一個(gè)濃縮物廢水處理。此外，通過(guò)恰當(dāng)?shù)貑?dòng)這些閥74，所分配的拋光漿料罐中的顆粒的粒徑可以另外進(jìn)行控制，同樣任選地控制它們的顆粒密度和組成。通過(guò)一個(gè)在線分析裝置89來(lái)控制并監(jiān)測(cè)這些參數(shù)。圖6中所示的拋光漿料分配安排另外還包括一個(gè)新鮮拋光漿料容器81以及用于去離子水的一個(gè)入口 86。使用新鮮拋光漿料和/或去離子水并且還任選地使用另外的化學(xué)物質(zhì)，可以任選地調(diào)理該再循環(huán)后的拋光漿料以用于進(jìn)一步使用。最后，這些再循環(huán)拋光漿料容器82各自具有一個(gè)氮?dú)膺M(jìn)料線88，以便用優(yōu)選地潮濕的氮?dú)鈦?lái)裝填這些容器82。參考符號(hào)清單10 循環(huán)容器101 廢水進(jìn)料線103 廢水返回線
105 混合廢水抽出線
107分配線20超濾裝置201超濾器進(jìn)料線203液體抽出線205反洗線
207膜 30液體容器(滲透物儲(chǔ)罐)301液體容器出口303液體使用線40儲(chǔ)存罐42預(yù)濾器50NH3 容器50INH3 線50NH3儲(chǔ)存容器60N2 增濕器60N2 線60N2 進(jìn)料70循環(huán)泵71滲透物泵72測(cè)量?jī)x器73新鮮廢水泵74閥81新鮮拋光漿料容器82再循環(huán)拋光漿料容器83第一過(guò)濾階段的過(guò)濾器84第二過(guò)濾階段的過(guò)濾器85濃縮物泵86去離子水入口87用于濃縮物廢水處理的出口88氮?dú)膺M(jìn)料線89在線分析裝置
權(quán)利要求
1.一種用于從半導(dǎo)體處理工藝、特別是從化學(xué)機(jī)械拋光工藝中再循環(huán)拋光漿料廢水的方法，包括以下工藝步驟 -一個(gè)過(guò)濾步驟，在其中將新鮮的含拋光漿料廢水連續(xù)供送至一個(gè)循環(huán)容器(10)，同時(shí)從該循環(huán)容器(10)中連續(xù)抽出混合廢水，使抽出的混合廢水穿過(guò)一個(gè)超濾裝置(20)并且由此通過(guò)抽出液體而進(jìn)行濃縮從而給出濃縮廢水，并且將該濃縮廢水通入該循環(huán)容器(10)中并且與該循環(huán)容器(10)的內(nèi)含物混合以便得到該混合廢水； 以及 -在該過(guò)濾步驟之后及時(shí)進(jìn)行的一個(gè)濃縮步驟，在其中將供給該循環(huán)容器(10)的新鮮廢水進(jìn)料減少或者實(shí)質(zhì)上切斷，同時(shí)從該循環(huán)容器(10)中連續(xù)抽出混合廢水，使抽出的混合廢水穿過(guò)該超濾裝置(20)并且由此通過(guò)抽出液體而進(jìn)行濃縮從而給出濃縮廢水，并且將該濃縮廢水通入該循環(huán)容器(10)中。
2.如權(quán)利要求I所述的再循環(huán)方法，其特征在于，使從該循環(huán)容器(10)中抽出的混合廢水穿過(guò)一個(gè)基于膜的超濾裝置并且由此通過(guò)抽出一種滲透物而進(jìn)行濃縮從而給出濃縮廢水。
3.如權(quán)利要求I或2所述的再循環(huán)方法，其特征在于，在該過(guò)濾步驟之后立即進(jìn)行該濃縮步驟。
4.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的再循環(huán)方法，其特征在于，當(dāng)該循環(huán)容器(10)中的固體濃度超過(guò)一個(gè)預(yù)定的低濃度閾值時(shí)引入該濃縮步驟。
5.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的再循環(huán)方法，其特征在于，該濃縮步驟包括向從該循環(huán)容器(10)中抽出的混合廢水中連續(xù)添加一種附聚抑制劑。
6.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的再循環(huán)方法，其特征在于，在穿過(guò)該超濾裝置的過(guò)程中，從該混合廢水中抽出的液體被引入一個(gè)液體容器中并從這里被供送至該半導(dǎo)體處理工藝。
7.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的再循環(huán)方法，其特征在于，該濃縮步驟進(jìn)行的濃縮時(shí)間段與該過(guò)濾步驟進(jìn)行的過(guò)濾時(shí)間段之比是小于約5%、優(yōu)選小于約3%。
8.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的再循環(huán)方法，其特征在于，該濃縮步驟進(jìn)行到直至該循環(huán)容器(10)中的固體濃度超過(guò)一個(gè)預(yù)定的高濃度閾值時(shí)，在此之后，在之后及時(shí)進(jìn)行的一個(gè)進(jìn)流步驟中，從該循環(huán)容器(10)中抽出該混合廢水作為再循環(huán)拋光漿料。
9.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的再循環(huán)方法，其特征在于，該廢水、混合廢水、濃縮廢水、拋光漿料從該混合廢水中通過(guò)該超濾裝置抽出的液體和/或該再循環(huán)拋光漿料是基本上無(wú)金屬時(shí)被引導(dǎo)和/或儲(chǔ)存的。
10.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的再循環(huán)方法，其特征在于，在該循環(huán)容器(10)中用惰性氣體覆蓋該混合廢水。
11.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的再循環(huán)方法，其特征在于多個(gè)定期引入的反洗步驟，在其中，在穿過(guò)該超濾裝置時(shí)，使從該廢水中抽出的液體以相反的方向穿過(guò)該超濾裝置以便剝離濾膜堆積物。
12.一種用于從半導(dǎo)體處理工藝、特別是從化學(xué)機(jī)械拋光工藝中再循環(huán)拋光漿料廢水的再循環(huán)裝置，包括 -用于接收含拋光漿料廢水的一個(gè)循環(huán)容器(10)；-連接到該循環(huán)容器(10)上的一個(gè)廢水進(jìn)料線(101)； -一個(gè)超濾裝置，該超濾裝置通過(guò)一個(gè)超濾器進(jìn)料線(201)而連接到該循環(huán)容器(10)上用于通過(guò)抽出液體而對(duì)從該循環(huán)容器(10)中連續(xù)抽出的混合廢水進(jìn)行濃縮； -一個(gè)廢水返回線(105)，用于將該濃縮廢水通入該循環(huán)容器(10)中；以及-一個(gè)控制裝置，該控制裝置被構(gòu)造為及時(shí)地相繼進(jìn)行一個(gè)過(guò)濾步驟以及一個(gè)濃縮步驟，在該過(guò)濾步驟中，在從該循環(huán)容器(10)中連續(xù)抽出混合廢水并通過(guò)該超濾裝置對(duì)其進(jìn) 行濃縮的過(guò)程中，新鮮廢水被連續(xù)供送至該循環(huán)容器(10);在該濃縮步驟中，在從該循環(huán)容器(10)中連續(xù)抽出混合廢水并通過(guò)該超濾裝置對(duì)其進(jìn)行濃縮的過(guò)程中，將供給該循環(huán)容器(10)的新鮮廢水進(jìn)料減少或?qū)嵸|(zhì)上切斷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于從半導(dǎo)體處理工藝、特別是從化學(xué)機(jī)械拋光工藝中再循環(huán)含拋光漿料廢水的再循環(huán)方法和再循環(huán)裝置。所述方法由以下步驟組成一個(gè)過(guò)濾步驟，在其中將含新鮮拋光漿料的廢水連續(xù)引入一個(gè)循環(huán)容器(10)中，在此過(guò)程中從該循環(huán)容器(10)中連續(xù)抽出該混合廢水，將該抽出的廢水引導(dǎo)穿過(guò)一個(gè)超濾裝置(20)并且通過(guò)去除液體而進(jìn)行濃縮從而形成濃縮廢水，并且將該濃縮廢水引入該循環(huán)容器(10)中并且與該循環(huán)容器(10)的內(nèi)含物混合以便得到該混合廢水；以及在該過(guò)濾步驟之后的一個(gè)濃縮步驟，其中當(dāng)從該循環(huán)容器(10)中連續(xù)抽出混合廢水時(shí)阻止或?qū)嵸|(zhì)上停止向該循環(huán)容器(10)中添加新鮮廢水，將所述抽出的混合廢水引導(dǎo)穿過(guò)該超濾裝置(20)并且通過(guò)去除液體而進(jìn)行濃縮從而形成濃縮廢水，并且將該濃縮廢水引入該循環(huán)容器(10)中。
文檔編號(hào)B24B37/04GK102648160SQ201080045398
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2010年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月8日
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