專利名稱：廢水處理方法
技術領域：
本發明涉及半導體封裝測試工藝中研磨劃片的廢水處理方法。
技術背景在半導體制造技術中，通過一系列的光刻、刻蝕、沉積、離子注入、研 磨、清洗等工藝形成具有各種功能的半導體芯片，然后將所述半導體芯片進 行封裝和電性測試，并最終形成終端產品。目前，半導體芯片通常被制造在 硅基的半導體晶圓上。在進行封裝之前，首先需要通過碾磨將所述半導體晶圓的厚度減薄；接著通過劃片將每一半導體芯片從所述半導體晶圓上切割下 來。在所述碾磨和劃片的工藝中會產生大量的工業廢水，所述廢水中含有懸 浮的硅和微量的碾磨劑。現有的廢水處理方法一般通過化學處理的方法，將 所述工業廢水和電鍍廢水一起進行PH值調節、絮凝、沉降等過程除去懸浮的 硅，廢水達標后排放，所述懸浮的硅經沉降后變成污泥。專利號為 200410096592.8的中國專利公開了一種廢水的處理系統和方法，在其公開的專 利文獻中，介紹了一種對半導體晶片背面研磨工藝產生的廢水的化學處理方 法和系統。圖l為所述專利申請文件公開的系統的示意圖。如圖l所示，將對半導體 晶圓研磨的廢水輸送至反應槽14,同時向所述反應槽14中輸送其他工藝的廢 水，例如，化學機械研磨后的廢水，晶圓沖洗的廢水等，即，所述反應槽14 中可以為半導體晶圓研磨廢水、化學機械研磨廢水等的混合溶液。然后向所 述反應槽14中通入用于凝結的高分子助凝劑13 (例如FSC-835 ),所述助凝 劑與所述廢水中的粒子結合并形成沉淀被析出；接著，通過輸出管線15將經 過所述反應槽14處理的廢水導入沉降槽17,向所述沉降槽17中通入凝結用高 分子聚合物16(例如EA-630),以結合剩余未與所述助凝劑結合的粒子。然 后，通過一個或多個抽污泥泵18將所述沉降槽17中的污泥抽出，并將所述沉 降槽17中的經過處理的廢水導入放流槽19中，在所述放流槽19中對所述廢水 進行PH值調整，然后通過管線20、輸送泵21和放流管線22將經過處理的廢水 輸送至回收槽23。上述廢水處理的方法通過多步化學方法對半導體制造和封裝的廢水進行 處理，需要投入大量的化學品，系統和工藝復雜，并且，懸浮硅經沉降后變 成的污泥還要大筆的委托處理費用，因此整個廢水處理的成本較高。發明內容本發明提供一種廢水處理方法，解決現有技術廢水處理成本較高的問題。 為解決上述問題，本發明提供了一種廢水處理方法，包括收集廢水；通過物理過濾將所述廢水中的硅顆粒與水分離。可選的，所述物理過濾包括常壓過濾或加壓過濾。可選的，所述加壓過濾的壓力為0.3至1兆帕(MPa)。可選的，所述物理過濾采用的過濾介質為濾芯、濾布、濾膜中的一種或濾布和濾膜的組合。可選的，還包括在將所述廢水中的硅顆粒與水分離后，收集經過分離的硅顆粒和水。可選的，所述收集經過分離的硅顆粒的方法包括對所述經過分離的硅 顆粒烘干；將經過烘干的硅顆粒裝袋。可選的，對所述經過分離的硅顆粒烘干之前，先對所述經過分離的硅顆 粒吹氣來脫水。可選的，所述收集經過分離的水為將水輸送至用水系統。
與現有技術相比，上述所公開的廢水處理方法具有以下優點上述通過 物理過濾將廢水中的硅顆粒和水分離的方案，因為不必添加化學物品，而使 得廢水處理工藝筒單，成本降低。更進一步，上述可選方案中所述的收集經過分離的硅顆粒和水，所述經 過分離的水可再次輸送至用水系統使用，而所述經過分離的硅顆粒也可再次 用于晶圓制造，因而進一步降低了生產制造的成本。
圖1為現有的一種廢水處理系統的示意圖；圖2為本發明廢水處理方法的一種實施方式流程圖；圖3為本發明廢水處理方法所用的一種廢水處理系統示意圖；圖4為本發明廢水處理方法所用的 一種壓濾機過濾室的剖面示意圖；圖5是本發明廢水處理方法所用的一種壓濾機的一種濾板俯視圖；圖6是圖5沿A-A方向的剖視圖；圖7是本發明廢水處理方法所用的一種壓濾機的另 一種濾板俯視圖；圖8是圖7沿B-B方向的剖視圖；圖9是圖5至圖8所示的濾板的側視簡易視圖。
具體實施方式
本發明廢水處理方法通過物理過濾將廢水中的硅顆粒和水分離，而不必 添加化學物品，使得廢水處理工藝簡單，成本降低。如前所述，半導體芯片在封裝之前，需要將半導體晶圓背面減薄并將半 導體芯片從所述半導體晶圓上切割下來，然后單個或數個半導體芯片進行封 裝、打引線和測試。背面減薄工藝是通過碾磨設備除去半導體晶圓背面部分 硅材料的工藝，例如，對于300mm的半導體晶圓，其厚度一般為700至800mm,
在封裝之前通常需要被減薄至200至400mm;切割工藝通過使用金剛石刀刃 的劃片鋸把半導體芯片從半導體晶圓上切下來。無論在碾磨還是切割工藝中 都會產生大量含有硅懸浮顆粒的廢水。因此就需要通過廢水處理系統來對于 廢水進行處理。參照圖2所示，本發明廢水處理方法的一種實施方式包括下列步驟， 步驟sl,收集廢水；步驟s2，通過物理過濾將所述廢水中的硅顆粒和水分離； 步驟s3,收集經過分離的硅顆粒和水。 所述步驟s2中的物理過濾包括常壓過濾或加壓過濾。 所述加壓過濾的壓力為0.3至lMPa。所述步驟s2中的物理過濾采用的過濾介質為濾芯、濾布、濾膜中的一種 或濾布和濾膜的組合。所述步驟s3中收集經過分離的硅顆粒的方法包括對所述經過分離的硅 顆粒烘干；將經過烘干的硅顆粒裝袋。所述步驟s3中收集經過分離的硅顆粒的方法還包括對所述經過分離的 硅顆粒烘干之前，先對所述經過分離的硅顆粒吹氣來脫水。所述步驟s3中收集經過分離的水為將水輸送至用水系統。參照圖3所示，本發明廢水處理方法可以應用于下述的廢水處理系統。 所述的廢水處理系統包括收集槽30、物理過濾裝置31和接收裝置32。所述 廢水處理系統應用于處理碾磨設備和/或劃片設備在工作過程中產生的廢水。其中所述收集槽30用于接收所述碾磨設備和/或劃片設備在工作過程中 產生的廢水，所述廢水中含有懸浮的硅顆粒，所述懸浮硅顆粒的直徑大于或 等于3um。所述物理過濾裝置31用于接收收集槽30傳輸的廢水，并對于廢 水進行物理過濾，從而將廢水中的懸浮硅顆粒與水分離。而所述接收裝置32
則用于接收物理過濾裝置31分離出來的懸浮硅顆粒。所述收集槽30和物理過濾裝置31通過連接管道33相連。所述連接管道 33可以采用金屬材質，但應考慮到不能因為連接管道33傳輸廢水而提高廢水 中的鐵含量，因此所述連接管道33為例如不銹鋼管道或帶特富龍內襯的金屬 管道等。所述連接管道33也可以釆用硬質塑料材質，例如PVC管。所述連 接管道33可以通過焊接或鉚接的方式與所述收集槽30以及物理過濾裝置31 相連，例如，所述連接管道33通過螺紋旋緊的方式與所述收集槽30以及物 理過濾裝置31相連。所述物理過濾裝置31包括與所述連接管道33相連的至少一個加壓傳送 設備311以及與加壓傳送設備311相連，接收加壓傳送設備311傳送的廢水， 并對廢水中的懸浮硅顆粒和水進行分離的分離裝置312。所述加壓傳送設備311的作用是加快物理過濾裝置33將廢水中的懸浮硅 顆粒與水分離的速度。所述加壓傳送設備311可以采用水泵，例如氣動隔膜 水泵。所述加壓傳送設備311的輸出端口連接至分離裝置312的輸入端口， 也就是說所述收集槽30中的廢水可由連接管道33經由加壓傳送設備311的 傳送而到達分離裝置312。所述分離裝置312可以是壓濾機，通過所述壓濾機可以將廢水中的懸浮 硅顆粒與水分離，從而達到物理過濾的目的。上述的壓濾才幾可以為廂式壓濾才幾，如圖4所示為所述廂式壓濾才幾的過濾 室的簡易結構圖。結合圖3和圖4所示，所述箱式壓濾機的過濾室41中具有 4塊濾板42,相鄰濾板間形成密封的濾室44,其中各濾板可在過濾室41中自 由移動。所述過濾室的輸入管路43與加壓傳送設備311的輸出端口相連，通 過所述管路43向所述密封的腔室中輸送廢水。由于廢水經由加壓傳送設備311 加壓，因而在輸入過濾室41中時就會擠壓相鄰濾板間的密封濾室44,使其內 部空間減小，使得進入密封濾室44的廢水通過濾板42的過濾之后經由輸出
管路45輸出。在所述廢水通過濾板42時，所述廢水中的懸浮硅顆粒被阻擋而積聚在所述封閉濾室44之中，從而達到了懸浮物和水分離的目的。所述廂式壓濾機的濾板結合圖5和圖6所示，包括板材腔體以及覆蓋于 腔體表面的過濾層，還包括貫穿腔體和過濾層的進料孔1、腔體內支撐過濾層 的撐凸2、在腔體內部形成濾液通道的濾凸3、腔體表面供外界洗滌水或空氣 進入的預留孔4、腔體內部供濾液流出的出液孔5以及連通出液孔并將濾液排 除腔體的排液孔道6。其中，所述排液孔道6和出液孔5設置在腔體的帶斜面 的框的底部斜面壁內，該斜面壁上同時設置了濾凸3,因濾凸3的數量較多， 圖5中示意性地標出了一些。或者結合圖7和圖8所示，所述排液孔道6和 出液孔5也可以設置在腔體的帶斜面的框以內的底部平面區域的壁內，所述 濾凸3設置在腔體的帶斜面的框以內的底部平面區域。相比較而言，前一種 出液孔5和排液孔道6的設置更好，它的出液孔5的孔徑更大，能夠^f吏濾液 更快地排出，加快濾板過濾廢水的速度。另外，所述濾凸3可以是交叉排列 的圓柱形的凸塊，并且同出液孔5在上下、左右方向呈交叉排列，或者也可 以是兩端帶圓柱面的長條形凸塊。所述過濾層是濾布、濾膜中的一種或其組合。如前所述，懸浮硅顆粒的 直徑大于或等于3um,因此所述過濾層的過濾孔徑只要小于3um即可。結合 圖5和圖9或圖7和圖9所示，所述過濾層由濾布102和濾膜103組成，所 述濾布102的過濾孔徑為0.5um至2um,例如0.5um、 0.6um、 0.7um、 0.8um、 0.9um、 lum、 l.lum、 1.2um、 1.3um、 1.4um、 1.5um、 1.6um、 1.7um、 1.8um、 1.9um、 2um。而所述濾膜103的過濾孔徑為O.lum至lum,例如O.lum、 0.2um、 0.3um、 0.4um、 0.5um、 0.6um、 0.7um、 0.8um、 0.9um、 lum。并且，進料孔 1上還設置有連通器104,連通器104貫穿進料孔，是用來將濾布102和濾膜 103更好地固定在濾板42上。結合之前所述的，當廢水經由加壓傳送設備311加壓，在輸入過濾室41
中時就會擠壓相鄰濾板間的密封濾室44,使其內部空間減小，使得由進料孔1進入密封濾室44的廢水通過濾布102和濾膜103的過濾，并經由濾凸3流 入出液孔5，并從濾板42上的排液孔道6排出，然后經由輸出管路45輸出。 并且，由于所述濾布102和濾膜103組成的過濾層上的過濾孔的過濾孔徑小 于所述廢水中懸浮硅顆粒的尺寸，在所述廢水通過濾板42時，所述廢水中的 懸浮硅顆粒被阻擋而積聚在所述封閉濾室44之中，從而達到了懸浮物和水分 離的目的。所述分離裝置322也可以是具有濾芯的容器。所述濾芯的過濾孔徑為0.1 至3um,例如0.2um、 0.4um、 0.6um、 0.8um、 l.Oum、 1.2um、 1.4um、 1.6um、 L8um、 2.0um、 2.2um、 2.4um、 2.6um、 2.8um、 3.0um。當廢水經由加壓傳送 設備311傳送至具有濾芯的容器中時，所述廢水中的懸浮硅顆粒被阻擋而積 聚在所述濾芯上。所述接收裝置32包括收集裝置321和脫水裝置322,參照圖3所示，所 述收集裝置321用于收集物理過濾裝置31過濾而分離出來的懸浮硅顆粒。所 述收集裝置321為托盤或其他盛放物品的容器。所述脫水裝置322可以是吹 氣裝置、烘干裝置中的一種或其組合，例如鼓風機、烤箱或鼓風機結合烤箱 等。所述脫水裝置322用于對所述收集裝置321收集的硅顆粒進行脫水，生 成硅粉，所述硅粉經烘干后可輸送至晶圓廠進行再次利用，從而節約晶圓廠 的成本。下面結合所述的廢水處理方法和廢水處理系統對于本發明實施例的廢水 處理過程進行進一步說明。當碾磨設備和/或劃片設備在工作過程中產生廢水之后，收集槽30會首先 通過與研磨設備和/或劃片設備相連的管道收集所述廢水，并于收集槽30之中 暫存。而所述物理過濾裝置31通過加壓傳送設備311從收集槽30中抽取廢水，
并持續送入分離裝置312中。所述加壓傳送設備311的加壓壓力為0.3MPa至 lMPa,例如0.3MPa、 0.4MPa、 0.5MPa、 0.6MPa、 0.7MPa、 O駕Pa、 O細Pa、 lMPa。通過所述加壓傳送設備311對廢水加壓，從而使得廢水的流速增加， 從而加快分離裝置312對廢水中的懸浮硅顆粒和水進行物理分離的速度。當 然，在對于廢水中的懸浮硅顆粒和水進行物理分離也可以不對廢水進行加壓， 但這樣物理分離的速度會減慢。當廢水經過分離裝置312的物理分離之后，所述接收裝置32就會接收分 離裝置312分離出來的硅顆粒，并對于硅顆粒進行脫水。通常都是對于所收 集的硅顆粒進行烘干，所述烘干的過程可以在烤箱中進行，所述烘干的溫度 為60至150。C，例如60。C、 70°C、 80°C、 90°C、 IO(TC、 110°C、 120°C、 130 °C 、 140°C 、 150°C ,所述烘干的時間為30至70分鐘，例如30分鐘、35分鐘、 40分鐘、45分鐘、50分鐘、55分鐘、60分鐘、65分鐘、70分鐘。更進一步， 為了使得硅顆粒的脫水效果更好，也可以先通過例如鼓風機等的吹氣裝置以 壓縮空氣對于所收集的硅顆粒進行吹氣，吹走硅顆粒中的一部分水份，所述 吹氣的時間為5至20分鐘，例如5分鐘、6分鐘、7分鐘、8分鐘、9分鐘、 IO分鐘、ll分鐘、12分鐘、13分鐘、14分鐘、15分鐘、16分鐘、17分鐘、 18分鐘、19分鐘、20分鐘，然后再通過例如烤箱等的烘干裝置對于所述的硅 顆粒進行進一步地烘烤，所述烘烤的時間為25至50分鐘，例如25分鐘、30 分鐘、35分鐘、40分鐘、45分鐘、50分鐘。另外，經物理過濾裝置31物理分離而得的水也可輸送至工業用水系統再 次利用，從而節約用水成本。離，而不必添加化學物品，使得廢水處理工藝筒單，成本降低。并且，分離 所得硅顆粒和水都可以被再次利用，從而節約了生長成本。雖然本發明已以較佳實施例披露如上，但本發明并非限定于此。任何本 領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改， 因此本發明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。
權利要求
1. 一種廢水處理方法，其特征在于，包括收集廢水；通過物理過濾將所述廢水中的硅顆粒與水分離。
2. 如權利要求1所述的廢水處理方法，其特征在于，所述物理過濾為加壓過 濾。
3. 如權利要求1所述的廢水處理方法，其特征在于，所述物理過濾為常壓過 濾。
4. 如權利要求3所述的廢水處理方法，其特征在于，所述加壓過濾的壓力為 0.3至1兆帕。
5. 如權利要求1所述的廢水處理方法，其特征在于，所述物理過濾采用的過 濾介質為濾芯、濾布、濾膜中的一種或濾布和濾膜的組合。
6. 如權利要求1所述的廢水處理方法，其特征在于，還包括在將所述廢水中 的硅顆粒與水分離之后，收集經過分離的硅顆粒和水。
7. 如權利要求6所述的廢水處理方法，其特征在于，所述收集經過分離的硅 顆粒的方法包括對所述經過分離的硅顆粒烘干； 將經過烘干的硅顆粒裝袋。
8. 如權利要求7所述的廢水處理方法，其特征在于，對所述經過分離的硅顆 粒烘干之前，先對所述經過分離的硅顆粒吹氣來脫水。
9. 如權利要求6所述的廢水處理方法，其特征在于，所述收集經過分離的水 為將水輸送至用水系統。
全文摘要
本發明提供一種廢水處理方法，包括收集廢水；通過物理過濾將所述廢水中的硅顆粒與水分離；收集經過分離的硅顆粒和水。本發明廢水處理方法由于解決了現有技術廢水處理成本較高的問題，因而節約了廢水處理的成本。
文檔編號C02F1/00GK101396626SQ20071004649
公開日2009年4月1日 申請日期2007年9月26日 優先權日2007年9月26日
發明者均 馮, 江 劉, 李姿嫻, 林信才 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司