[发明专利]废水处理装置及方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及工业废水处理技术领域，特别是涉及一种处理半导体制造过程中产生的化学机械研磨废水的装置及方法。

【背景技术】

如今，化学机械研磨(CMP)已广泛应用于半导体业的晶圆制造程序中，用以对晶圆的表面进行全面而有效的平坦化。虽然CMP制程是现代化半导体业晶圆制造的重要技术，但是由于过程中需要使用研磨液(Slurry)，因而CMP一直以来都是一个高污染的制程。一般而言，研磨液中主要包含有5～10％的30～100纳米的微细研磨粉以及其他化学物质，这些化学物质包含：(1)PH缓冲剂(例如：KOH、NH₄OH、HNO₃或有机酸等)；(2)氧化剂(例如：双氧水、硝酸铁、碘酸钾等)；(3)界面活性剂。界面活性剂的使用可以提高粉体在水溶液中的悬浮稳定性，抑制其凝胶或者结块，使晶圆表面的刮伤降至最低，并且使CMP后续的洗净能力提高。

因此，CMP废水包含来自于研磨液、晶圆本身以及CMP后续清洗程序所产生的各种无机以及有机污染物质，大部分的无机物质以氧化物的形式存在，主要的非溶解性无机物来自研磨液的研磨粉，包含SiO₂、Al₂O₃及CeO₂，还有一些研磨时从晶圆本身掉下来的无机物质(例如：金属、金属氧化物及低介电材料等)。溶解性的无机物质包含溶解性硅酸盐与氧化剂。CMP废水中的有机物包含界面活性剂、金属错合剂以及其他物质。这些废水为高污染废水，必须妥善加以处理。

然而，在目前常用的CMP废水处理工艺流程中，由于废水的水质波动比较大而且水量较小，因此在废水处理过程中化学品加药很难控制，而且，为了保证出水水质达标，就必须过量加药，这会造成企业运转成本的提高。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种处理半导体制造过程中产生的化学机械研磨废水的装置，其可以同时处理化学机械研磨废水和其它废水，从而提高废水处理的效率并降低企业在处理废水方面的成本。

本发明的另一目的在于提供一种改进的废水处理方法，以适当处理半导体制造过程中产生的化学机械研磨废水及其它废水。

本发明提供了一种废水处理装置，包含：

一第一废水处理系统，用于收集和处理一第一废水，该第一废水处理系统包含一第一收集池和一第一PH调节池；以及

一第二废水处理系统，用于收集和处理一第二废水，该第二废水处理系统包含一第二收集池、一第二PH调节池和一第二混凝池；

其中，所述第一废水处理系统与所述第二废水处理系统之间设有一连通管路，该连通管路的第一端设置于所述第一收集池与第一PH调节池之间、第二端设置于所述第二收集池与第二PH调节池之间，所述连通管路上还设置有一控制阀门，该控制阀门受控于一测控单元，所述测控单元根据检测所述第二混凝池中的一离子的浓度值高低来控制所述控制阀门的闭合与开启。

所述第一废水为化学机械研磨废水，第二废水为氢氟酸废水。

所述控制阀门为单向阀门，其根据检测所述第二混凝池中的一离子的浓度值来判断控制阀门是否开启，当所述控制阀门开启时，所述第一废水通过连通管路自第一收集池进入第二废水处理系统。

所述离子为氟离子。判断控制阀门是否开启的标准为，当检测到第二混凝池中氟离子浓度低于20mg/L时，所述控制阀门开启，否则控制阀门关闭。

本发明更包括一种废水处理方法，包含如下步骤：

提供一第一废水处理路径以及一第二废水处理路径；

分别收集一第一废水以及一第二废水；

检测所述第二废水处理路径中一特定位置的一离子浓度；以及

将检测到的所述离子的浓度与一预设值进行比较，若该离子浓度低于所述预设值，则将所述第一废水与所述第二废水混合后由所述第二废水处理路径进行处理，若该离子浓度不低于所述预设值，则所述第一废水由第一废水处理路径进行处理、所述第二废水由第二废水处理路径进行处理。

其中，所述第一废水为化学机械研磨废水，所述第二废水为氢氟酸废水。

所述离子为氟离子，预设值为20mg/L。

所述第一废水处理路径和所述第二废水处理路径均包含PH调节池、混凝池、絮凝池以及沉淀池。

所述特定位置为第二废水处理路径中的混凝池。