專利名稱：處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理廢水的方法和裝置，特別涉及一種處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的方法和裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，通常以鋁作為半導(dǎo)體裝置的內(nèi)連線。為了內(nèi)連線的平坦化，常使用化學(xué)機(jī)械研磨漿液(CMP slurry)，以CMP方式來磨平鋁線。由于CMP漿液中含有許多高硬度的研磨顆粒，為了保護(hù)環(huán)境，有必要對于鋁CMP廢水進(jìn)行處理后再作排放。在完成CMP之后，對于鋁CMP廢水的處理，一般是使用多元?dú)饣X(polyaluminum chloride；PAC)為混凝劑來做混凝沉降，形成小膠羽(floc)。接著，再使用聚合物(polymer)為助凝劑，例如使用陰離子型粉狀聚合物，使得所形成的膠羽更大更重，以利沉降。這種PAC處理方法可成功地除去鋁CMP廢水中的顆粒(particles)。
目前，使用銅作為半導(dǎo)體內(nèi)連線的銅制程，已非常普遍。然而，銅CMP廢水的處理還在起步的階段。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使用傳統(tǒng)上常用作處理鋁CMP廢水的PAC處理方法來處理銅CMP廢水，并沒有膠羽形成，無法成功處理銅CMP廢水。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的方法和裝置，以成功處理銅CMP廢水，經(jīng)處理水的水質(zhì)可達(dá)到濁度小于10mg/L。
為達(dá)成本發(fā)明的目的，本發(fā)明處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的方法包括以下步驟以既定量的銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水來稀釋一混凝劑；將稀釋的混凝劑和大量的銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水分別導(dǎo)入一反應(yīng)槽內(nèi)，使廢水和混凝劑產(chǎn)生凝集反應(yīng)；接著，將上述步驟所得的凝集液導(dǎo)入一慢混沉淀槽內(nèi)，與一助凝劑混合，而產(chǎn)生污泥；最后，除去污泥，而排放經(jīng)處理的水。
除了上述步驟之外，為了達(dá)到更佳處理效果，本發(fā)明處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的方法，在將凝集液導(dǎo)入慢混沉淀槽內(nèi)之后，還包括以下步驟將部分污泥導(dǎo)回慢混沉淀槽內(nèi)，以幫助廢水中顆粒的凝集。
本發(fā)明處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的裝置包括；一混合單元，用以容納一混凝劑和既定量的銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水，使混凝劑被稀釋；一反應(yīng)槽，位于該混合單元的下游，用以容納經(jīng)稀釋的混凝劑和大量的銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水，使兩者混合而產(chǎn)生凝集反應(yīng)；一慢混沉淀槽，位于該反應(yīng)槽的下游，用以容納一助凝劑以及由反應(yīng)槽而來的廢水，使兩者混合而產(chǎn)生污泥；以及一出流管，位于該慢混沉淀槽的下游，用以排出由慢混沉淀槽而來的經(jīng)處理水。
為了達(dá)到更佳處理效果，本發(fā)明處理銅CMP廢水的裝置可還包括一污泥導(dǎo)回管，用以將污泥導(dǎo)回該慢混沉淀槽內(nèi)，以幫助廢水中顆粒的凝集。
或者，本發(fā)明處理銅CMP廢水的裝置可還包括一污泥分流裝置，位于該慢混沉淀槽的下游，用以將由慢混沉淀槽排出的污泥分為兩部分，而分別導(dǎo)入一污泥導(dǎo)回管和一污泥收集管，其中該污泥導(dǎo)回管可用以將一部分的污泥導(dǎo)回該慢混沉淀槽內(nèi)，以幫助廢水中顆粒的凝集，該污泥收集管可用以將另一部分的污泥導(dǎo)入一污泥濃縮池中。


圖1顯示依據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的裝置的示意圖。
如圖1所示，本發(fā)明處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的裝置包括一銅CMP廢水供應(yīng)裝置10，一廢水分流裝置20，一混合單元30，一反應(yīng)槽40，一慢混沉淀槽50，一污泥分流裝置60，和一出流管70。
首先，由銅CMP廢水供應(yīng)裝置10供應(yīng)銅CMP廢水。廢水流至廢水分流裝置20時(shí)，廢水分為兩部分。少量的廢水經(jīng)由管路22和流量指示器24，而流入混合單元30中，大部分的廢水則經(jīng)由管路26而流入反應(yīng)槽40中。
混凝劑32經(jīng)由一第一流量控制單元34(FC1)，而進(jìn)入混合單元30內(nèi)，與經(jīng)由管路22而來的少量銅CMP廢水混合。第一流量控制單元34可用以控制混凝劑32至混合單元30的流量。如此，在混合單元30內(nèi)，少量銅CMP廢水可稀釋混凝劑。使經(jīng)稀釋的混凝劑以很快的速度，經(jīng)管路36流入反應(yīng)槽40內(nèi)，同時(shí)，大部分的廢水則是經(jīng)由管路26而流入反應(yīng)槽40內(nèi)。此時(shí)，廢水和混凝劑會(huì)產(chǎn)生凝集反應(yīng)，而產(chǎn)生膠羽(floc)。
本發(fā)明以少量銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水來稀釋混凝劑，可使混凝劑擴(kuò)散地更均勻。由于混凝劑已經(jīng)過部分銅CMP廢水的稀釋，混凝劑被稀釋成很小的單元，因此，在反應(yīng)槽40內(nèi)，混凝劑與銅CMP廢水中顆粒的有效接觸面積增大，混凝劑能夠很均勻地與廢水中的顆粒產(chǎn)生凝集反應(yīng)。又由于少量廢水與混凝劑混合后，導(dǎo)入反應(yīng)槽的速度很快，因此，不致造成有混凝劑在進(jìn)入反應(yīng)槽40后失效的情況發(fā)生。
適合于本發(fā)明的混凝劑，可為一聚合物，例如，可為聚丙酰胺。再者，用以稀釋混凝劑的少量銅CMP廢水，其量可為導(dǎo)入反應(yīng)槽中的大量廢水的5％至10％體積比。
為了使在反應(yīng)槽40內(nèi)進(jìn)行較佳的凝集反應(yīng)，可利用酸液(如H2SO4)或堿液(如NaOH)來調(diào)整廢水的pH值。例如，可將反應(yīng)槽內(nèi)廢水的pH值調(diào)至堿性，如pH值8-11之間，較佳者為pH值9-10之間。
接著，將反應(yīng)槽40內(nèi)所得的凝集液導(dǎo)入一慢混沉淀槽50內(nèi)。助凝劑52(例如可為一聚合物)經(jīng)由一第二流量控制單元54(FC2)，而進(jìn)入慢混沉淀槽50內(nèi)，與凝集液混合，而產(chǎn)生污泥(Sludge)。第二流量控制單元54可用以控制助凝劑52至慢混沉淀槽50的流量。
慢混沉淀槽50中所排出的污泥可由污泥分流裝置60而分為兩部分，分別經(jīng)由污泥導(dǎo)回管62而將一部分的污泥導(dǎo)回慢混沉淀槽50內(nèi)，經(jīng)由污泥收集管64而將另一部分的污泥導(dǎo)入一污泥濃縮池66中。
廢水中有些顆粒，無法靠混凝劑或助凝劑等藥劑而沉降下來。由污泥導(dǎo)回管62而導(dǎo)入慢混沉淀槽50內(nèi)的污泥，則可捕捉小膠羽，借由污泥共沉而將這些難沉降的顆粒沉降下來，幫助廢水中顆粒的凝集。
經(jīng)由污泥導(dǎo)回管62而導(dǎo)回慢混沉淀槽50內(nèi)的部分污泥，可占由慢混沉淀槽中所排出全部污泥的10％至30％重量比。例如，經(jīng)由污泥導(dǎo)回管62而導(dǎo)回慢混沉淀槽50內(nèi)的污泥可占20％，而經(jīng)由污泥收集管64而導(dǎo)入污泥濃縮池66中的污泥可占80％。
最后，經(jīng)由出流管70而排放經(jīng)處理水，本發(fā)明經(jīng)處理水的濁度(turbidity)可達(dá)到10mg/L，水質(zhì)非常好。再者，傳統(tǒng)上使用PAC來處理鋁CMP廢水，由于PAC在水中會(huì)解離，經(jīng)處理水會(huì)有高導(dǎo)電度，需進(jìn)一步作處理。至于本發(fā)明，是使用聚合物來處理銅CMP廢水，經(jīng)處理水不會(huì)有高導(dǎo)電度的問題，不需進(jìn)一步作降低導(dǎo)電度的處理。
綜合上述，本發(fā)明以少量銅CMP廢水來稀釋混凝劑，可使混凝劑擴(kuò)散地更均勻，使混凝劑可更有效地與廢水進(jìn)行凝集反應(yīng)。再者，本發(fā)明將污泥導(dǎo)回慢混沉淀槽中，可借由污泥共沉而將難沉降的顆粒沉降下來，幫助廢水中顆粒的凝集。因此，本發(fā)明可成功地處理銅CMP廢水，使經(jīng)處理水的濁度達(dá)到10mg/L以下。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，然其并非用以限制本發(fā)明，任何熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的專利保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書的內(nèi)容為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的方法，其包括以既定量的銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水來稀釋一混凝劑；將稀釋的混凝劑和大量的銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水分別導(dǎo)入一反應(yīng)槽內(nèi)，使廢水和混凝劑產(chǎn)生凝集反應(yīng)；將上述步驟所得的凝集液導(dǎo)入一慢混沉淀槽內(nèi)，與一助凝劑混合，而產(chǎn)生污泥；以及除去污泥，而排放經(jīng)處理的水。
2.如權(quán)利要求1所述的處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的方法，其特征在于所述的混凝劑為一聚合物。
3.如權(quán)利要求2所述的處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的方法，其特征在于所述的混凝劑為聚丙酰胺。
4.如權(quán)利要求1所述的處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的方法，其特征在于在將凝集液導(dǎo)入慢混沉淀槽內(nèi)之后，還包括以下步驟將部分污泥導(dǎo)回該慢混沉淀槽內(nèi)，以幫助廢水中顆粒的凝集。
5.如權(quán)利要求1所述的處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的方法，其特征在于在將稀釋的混凝劑導(dǎo)入一反應(yīng)槽內(nèi)之后，還包括以下步驟調(diào)整反應(yīng)槽內(nèi)廢水的pH值至8-11之間。
6.一種處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的裝置，其包括一混合單元，用以容納一混凝劑和既定量的銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水，使混凝劑被稀釋；一反應(yīng)槽，位于該混合單元的下游，用以容納經(jīng)稀釋的混凝劑和大量的銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水，使兩者混合而產(chǎn)生凝集反應(yīng)；一慢混沉淀槽，位于該反應(yīng)槽的下游，用以容納一助凝劑以及由反應(yīng)槽而來的廢水，使兩者混合而產(chǎn)生污泥；以及一出流管，位于該慢混沉淀槽的下游，用以排出由慢混沉淀槽而來的經(jīng)處理水。
7.如權(quán)利要求6所述的處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的裝置，其特征在于還包括一廢水分流裝置，位于該混合單元和反應(yīng)槽的上游，用以將銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水分為既定量的廢水以流至混合單元中，以及分為大量的廢水以流至反應(yīng)槽中。
8.如權(quán)利要求6所述的處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的裝置，其特征在于還包括一污泥導(dǎo)回管，用以將污泥導(dǎo)回該慢混沉淀槽內(nèi)，以幫助廢水中顆粒的凝集。
9.如權(quán)利要求6所述的處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的裝置，其特征在于，它還包括一污泥分流裝置，位于該慢混沉淀槽的下游，用以將由慢混沉淀槽排出的污泥分為兩部分，而分別導(dǎo)入一污泥導(dǎo)回管和一污泥收集管；其中該污泥導(dǎo)回管可用以將一部分的污泥導(dǎo)回該慢混沉淀槽內(nèi)，以幫助廢水中顆粒的凝集，該污泥收集管可用以將另一部分的污泥導(dǎo)入一污泥濃縮池中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種處理銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水的方法和裝置。其方法為以既定量的銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水來稀釋一混凝劑，將稀釋的混凝劑和大量的銅化學(xué)機(jī)械研磨廢水分別導(dǎo)入一反應(yīng)槽內(nèi)，使廢水和混凝劑產(chǎn)生凝集反應(yīng)。接著，將上述步驟所得的凝集液導(dǎo)入一慢混沉淀槽內(nèi)，與一助凝劑混合，而產(chǎn)生污泥。最后，除去污泥，而排放經(jīng)處理的水。本發(fā)明也可將污泥導(dǎo)回慢混沉淀槽中，借由污泥共沉而將難沉降的顆粒沉降下來，幫助廢水中顆粒的凝集。本發(fā)明可成功地處理銅CMP廢水，使經(jīng)處理水的濁度達(dá)到10mg/L以下。
文檔編號(hào)C02F1/52GK1480407SQ0213200
公開日2004年3月10日 申請日期2002年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月6日
發(fā)明者沙煒華, 丁瑞華, 陳世忠, 楊隆吉 申請人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司