專利名稱：具有用于陽極和陰極分別再生的反饋通道的濕法處理設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及在制造半導體器件中所用的濕法處理設備。
在半導體器件的制造中，濕法處理步驟是如此地重要，以致于半導體器件的產額取決于它。例如，用一濕法處理步驟來清潔晶片表面，以此除去其上的污物。其它濕法處理步驟在光刻法中去除光刻膠，在半導體區的形成步驟中蝕刻半導體區，在絕緣層的形成步驟中蝕刻絕緣層，在金屬層的形成步驟中蝕刻金屬層。這些濕法處理步驟使用大量的化學物質，例如有機溶劑、強酸和強堿。
這些濕法處理步驟主要分成三個步驟清潔步驟、蝕刻步驟和漂洗步驟。例如，在清潔和漂洗步驟中，從晶片表面除去污物、有機或無機顆粒、殘留的光刻膠和離子殘余物，而不損傷晶片。此時，采用27%的NH4OH、30%的H2O2和水比例為1∶1∶6的混合物作為化學物質。而且，在蝕刻步驟，對晶片進行蝕刻，或者對晶片上的自然氧化層或者有機層進行蝕刻。
在上述的濕法處理步驟中，有大量的廢棄化學物質需要處理，因而需要大規模的設備及運行費用。亦即，利用回收純水的封閉系統來對用過的純水進行再生。用過的化學物質也被再生，直至用盡，最后被分解、中和直至廢棄。
如上所述，為了大大地減少化學物質的用量，1993年4月9日提出的日本專利申請NO.平5-105991已提出一種濕法處理設備。這種濕法處理設備包括用于產生陽極活化水和陰極活化水的電解槽;用陽極活化水處理工件的第一處理槽;用陰極活化水處理工件的第二處理槽;用于存儲第一和第二處理槽用過的水的用后水的槽。而且，在用后水槽與電解槽之間設置由水處理單元和離子交換單元構成的再生反饋通道，以使用過的水被再生及反饋至電解槽。以下將詳細解釋。
在上述提出的濕法處理設備中，由于用過的陽極水和用過的陰極水在用后水槽中匯合，陽極水中的H+離子和陰極水中的OH-離子被中和，以致于在送至電解槽之前，在混合水中必須加入更多的續授電解液。這對防止化學物質的減少是不利的。
而且，上述的濕法處理設備，由于電解槽中的電解液是直接供給處理槽，所以必須加大電解槽。再者，電解液容易被惡化。
此外，在上述濕法處理設備中，不能完全監測電解液的惡化。
本發明的目的是減少濕法處理設備中所用的化學物質。
另一目的是減少濕法處理設備中的電解槽的尺寸，抑制電解液的惡化。
又一目的是對濕法處理設備中的電解液惡化進行完全地監測。
根據本發明，在濕法處理設備中設置了電解槽;第一存儲槽，用于存儲電解槽的陽極活化水，第一處理槽，用于采用第一存儲槽的陽極活化水處理工件;第二存儲槽，用于存儲電解槽的陰極活化水，第二處理槽，用于采用第二存儲槽的陰極活化水處理工件;而且，在第一處理槽與電解槽的陽極區之間設置第一再生反饋通道，在第二處理槽與電解槽的陰極區之間設置第二再生反饋通道。
因此，由于為陽極水和陰極水各設置一個再生反饋通道，所以可以減少化學物質的用量。而且，由于為陽極活化水和陰極活化水各設置一個存儲槽，所以可以減少電解槽的尺寸，并由每個存儲槽來抑制電解液的惡化。
此外，在每個存儲槽中設置氧化-還原(redox)傳感器，因而可以完全地監測電解液的惡化。
通過以下的說明，并參考附圖，可以更清楚地了解本發明。
圖1是已提出的濕法處理設備的示意圖。
圖2是電解液性能惡化的曲線圖。
圖3是根據本發明的濕法處理設備第一實施例的示意圖。
圖4是根據本發明的濕法處理設備第二實施例的示意圖。
圖5是圖3和圖4的電解槽的細節6是圖3和圖4的存儲槽的第一實施例的示意圖。
圖7A和7B是圖6的存儲槽的氧化還原電勢性能的示意圖。
圖8是圖3和圖4的存儲槽的第二實例的示意圖。
圖9是圖3和圖4的存儲槽的第三實例的示意圖。
圖10是圖3和圖4的存儲槽的第四實施例的示意圖。
圖11是圖3和圖4的存儲槽的第五實例的示意圖。
圖12是圖3的處理槽的第一實例的示意圖。
圖13是濕法處理性能與電解液溫度的關系圖。
圖14是圖12的處理槽的改型的示意圖。
圖15是圖4的處理槽的第一實例的示意圖。
圖16是圖3的處理槽的第二實例的示意圖。
圖17是圖4的處理槽的第二實例的示意圖。
圖18是圖17的處理槽的改型的示意圖。
圖19是圖3的濕法處理設備的改型的示意圖。
圖20是圖3的濕法處理設備的改型的示意圖。
圖21是圖3的反饋通道的改型的示意圖。
在說明優選實施例之前，將參考圖1描述已提出的濕法處理設備(見日本專利申請NO.平5-105991)。
圖1中，參考標號1代表電解槽，具有陽極電極1a和陰極電極1b，并被多晶硅制成的多孔膜1c分隔開。當把來自直流電源單元2的直流電加到陽電極1a和陰電極1b時，在陽電極1a附近產生陽極活化水(酸性水，H+離子水)。把陽極活化水從電解槽1供給處理槽3-1，在其中用陽極活化水處理工件4-1(例如晶片)。另一方面，把陰極活化水從電解槽1供給處理槽3-2，在其中用陰極活化水處理工件4-2(例如晶片)。處理槽3-1中用過的陽極水和處理槽3-2中用過的陰極水匯合于用后水槽5。再生反饋通道設置于用后水槽5與電解槽1之間，包括除去顆粒的水處理單元6和離子交換單元7。結果，存儲于用后水存儲槽5中的水的上層清液被再生反饋通道再生為純水，該純水再被供給電解槽1。
為了改善電解效率，通過添加續援電解液如乙酸銨來減小供給電解槽1的純水電阻。這種續援電解液是由續援電解液供給單元8提供的。
在處理槽3-1和3-2內設置PH值傳感器9-1和9-2，用于分別檢測陽極水的PH值和陰極水的PH值。PH值傳感器9-1和9-2的輸出信號供給控制電路(例如微型計算機)10。控制電路10控制續添電解液的供給量和直流電源單元2的電壓，以使陽極水的PH值接近期望值，使陰極水的PH值也接近期望值。
然而，在圖1的濕法處理設備中，由于處理槽3-1中用過的陽極水和處理槽3-2中用過的陰極水在用后水存儲槽5中匯合及中和，所以水中所含化學物質被離子交換單元7當作廢物利用處理。結果，引入電解槽1的純水電阻變高。因此，為了降低純水電阻，控制電路10增加從續添電解液供給單元8提供的續添電解液的量。從減少化學物質使用量來看這是不利的。
此外，在圖1的濕法處理設備中，由于電解液水直接供給處理槽3-1和3-2，所以必須增大電解槽1。而且，電解液(水)容易惡化，因為沒有進行為避免電解液惡化的措施。
再者，在圖1的濕法處理設備中，供給處理槽3-1和3-2的電解液具有低的再生性和低的可靠性。亦即，本發明人發現，PH值的惡化與氧化還原電勢的惡化無關。例如，如圖2所示，如果陰極活化水注入聚乙烯箱，在10小時之內，PH值無變化，大約為10.5，同時氧化還原電勢ROP從-600mV變為0mV左右。同樣地，如果把陽極活化水注入聚乙烯箱，在70小時之內，PH值無變化，大約為1.5，而氧化還原電勢ROP從1200mV變為1000mV。在PH值無惡化的情況下，這種氧化還原電勢的惡化會影響半導體器件的產額。例如，為了從晶片上去除金屬污物，必須把晶片浸入高PH值、低氧化還原電勢的活化水中。而且，為了蝕刻晶片上的硅或氧化硅，或者為了從晶片中去除顆粒，必須把晶片浸入PH值大于7且為正的氧化還原電勢的活化水中。因此，必須精確地控制PH值和氧化還原電勢兩者，以此改善電解液的惡化。
圖3中，展示了本發明的第一實施例，即分批式(batch form type)濕法處理設備。亦即，圖1的電解槽1改型為電解槽1′。而且，在電解槽1′與用后水存儲槽5之間，插入存儲槽11-1、與圖1的處理槽3-1對應的處理槽3′-1和用后水存儲槽12-1。包括閥13-1、泵14-1、水處理單元15-1和離子交換單元16-1在內的再生反饋通道，連接在用后水存儲槽12-1與電解槽1′的陽極側之間，使陽極水再活化。通過接收來自存儲槽11-1的各傳感器的信號的控制電路17-1，來控制再生反饋通道。應注意，控制電路17-1還控制直流電源單元2和續添電解液供給單元8。而且，參考標號18-1代表添加劑存儲槽，用于存儲酸性溶液、堿性溶液、氧化劑、還原劑等。根據所選用的濕法工藝來選取添加劑。同樣地，在電解槽1′與用后水存儲槽5之間，插入存儲槽11-2、對應于圖1的處理槽3-2的處理槽3′-2、用后水存儲槽12-2。包括閥13-2、泵14-2、水處理單元15-2和離子交換單元16-2在內的再生反饋通道，連接于用后水存儲槽12-2與電解槽1′的陰極側之間，用于再活化陰極水。利用接收來自存儲槽11-2的各種傳感器的信息的控制電路17-2，來控制再生反饋通道。應注意，控制電路17-2還控制直流電源單元2和續添電解液供給單元8。此外，參考標號18-2代表添加劑存儲槽，用來存儲酸性溶液、堿性溶液、氧化劑、還原劑等。根據所選用的濕法工藝來選取添加劑。
圖4中展示了本發明第二實施例，即葉片式(leaf form type)濕法處理設備。圖4中，處理單元3″-1和3″-2為葉片式，并設置泵31-1和31-2，在處理單元3″-1和3″-2內借助噴嘴(未示出)噴射電解液。其它部分與圖3的分批式濕法處理設備相同。
以下將詳細解釋圖3和圖4的濕法處理設備的各部分。
圖5是圖3和圖4的電解槽1′的細節圖，在電解槽1′中安裝有，氣壓泵1d和分別引至用后水存儲槽3′-1(3″-1)和3′-2(3″-2)的壓力閥1e和1f。氣壓泵1d注入對濕法工藝無害的惰性氣體，如氦氣。此時，分別調節壓力閥1e和1f，以使電解槽1′陽極側內的壓力與電解槽1′陰極側內的壓力無關。例如，當壓力閥1e和1f分別關閉和開放時，電解槽1′陽極側內壓強增大，電解槽1′陰極側內壓強減小。結果，在電解槽1′陽極側獲得較多的電解液，而在電解槽1′陰極側獲得較少的電解液。
假設在電解槽1′內采用氯化銨(NH4Cl)作為電解液。此時，在電解槽1′的陽極區發生如下反應
和和和因此，在電解槽1′的陽極區內，產生氧氣和氯氣，同時氫離子被散到陽極區的電解液中。結果，陽極區的電解液變為酸性。
另一方面，在電解槽1′的陰極區內，發生如下反應
因此，在電解槽1′的陰極區內，產生氫氣和氨氣，同時氫氧化物離子被散到陰極區的電解液中。陰極區的電解液變為堿性。
電解液為低壓狀態時，上述氣體的產生可以增強。亦即，在電解槽1′的陽極區，氧氣(O2)和氯氣的產生增強了，同時抑制了臭氧(O3)的產生。而且，通過減少電解液中的氯濃度，抑制了HClO和HClO3的產生。另一方面，在電解槽1′的陰極區，氫氣的產生增強了，因而氫氧化物離子的產生也增強了。總之，陽極區中的氫離子濃度是增加的，陰極區中的氫氧離子濃度是增加的。
電解液為高壓狀態時，上述氣體的產生得以抑制。亦即，在電解槽1′的陽極區，氧氣(O2)和氯氣的產生被抑制，而臭氧(O3)的產生增強。而且，通過電解液中氯濃度的增加，使HClO和HClO3的產生增強。由此產生高ROP電解液。另一方面，在電解槽1′的陰極區，氫氣的產生被抑制，因而氫氧離子的產生也被抑制。因此，產生了強氧化的電解液。總之，使陽極區內氫離子濃度下降，使陰極區內的氫氧離子濃度下降。
將參考圖6至圖12對圖3和圖4的存儲槽11-1(11-2)的實例進行解釋。應注意，存儲槽11-1的構型與存儲槽11-2相同，因此僅說明存儲槽11-2。
圖6展示了存儲槽11-2的第一實例，存儲槽11-2為封頂容器類型，它由耐酸和耐堿的氟塑料部件1101構成，并覆蓋絕熱部件1102。此時，絕熱部件1102還起光屏蔽作用。而且，存儲槽11-2包括由冷卻器1104控制的冷卻卻螺旋管1103。
此外，在存儲槽11-2內設置有溫度傳感器S1，用于探測電解液溫度;液面傳感器S2，用于探測電解液表面水平;PH值傳感器S3，用于控制電解液的PH值;氧化還原傳感器S4，用于檢測電解液的氧化還原電勢;和顆粒傳感器S5，用于檢測電解液內的顆粒。
控制電路17-2根據溫度傳感器S1的檢測信號來控制冷卻器114。例如，參看圖7A，展示出氯化銨電解液的氧化還原電勢ROP，初始的氧化還原電為1200mV，當溫度為60℃時，經過1小時后氧化還原電勢ROP大大地下降。與此相反，溫度為10℃時，即使10小時過后，氧化還原電勢ROP也無變化。在此情況下，氯化銨電解液的溫度最好在5-15℃。如果此溫度低于5℃，這種電解液會部分地凝固。因此，利用絕熱部件1102和冷卻旋管1103(冷卻器1104)，可使存儲槽11-2內的電解液溫度處于相當低的范圍內，由此可抑制存儲槽11-2內電解液的惡化。再有，在圖6中，設置具有閥1106和調節器1107的進氣管1105，把惰性氣體如氮氣引入存儲槽11-2。例如，參看圖7B，其中氯化銨電解液的氧化還原電勢ROP初始為-800mV，當存儲槽11-2在大氣中開放時，一小時后氧化還原電勢ROP出現變化。與此相反，當存儲槽11-2充滿氮氣時，即使四小時以后，氧化還原電勢ROP仍大約保持在初始值。
圖8展示了存儲槽11-2的第二實例，存儲槽11-2由耐酸、耐堿的透明石英部件1108制成，并覆蓋鏡面1109，其上也覆蓋了絕熱部件1110。而且，在鏡面1109和絕熱部件1110上設置有窗口1111。通過窗口1111把電磁波或磁場引入存儲槽11-2，由此抑制電解液的惡化。
圖9展示了圖3和圖4的存儲槽11-2的第三實例，由冷卻介質環流槽1112覆蓋石英部件1108。亦即，冷卻介質環流槽1112起著圖6的絕熱部件1102和冷卻旋管1103(冷卻器1104)的作用，由此使存儲槽11-2內的電解液溫度處于低溫，例如5-15℃。
圖10展示了圖3和圖4的存儲槽11-2的第四實例，在圖9的石英部件1108的內表面上覆蓋氟元件1113，避免石英部件的金屬污物洗脫進入存儲槽11-2內的電解液中。應注意，可用氟塑料代替氟部件1113。
圖11展示了圖3和圖4的存儲槽11-2的第五實例，用金屬層1113覆蓋石英部件1108，它起圖8的鏡面作用。
以下參考圖12至14，說明圖3和圖4的處理槽3′-1(3″-1)和3′-2(3″-2)的實例。應注意處理槽3′-1(3″-1)的構型與處理槽3′-2(3″-2)相同，因而僅說明處理槽3′-2(3″-2)。
圖12展示了圖3的處理槽3′-2的實例，處理槽3′-2包括封頂容器301，具有晶片支架302，上面裝有晶片303。
通過閥V1把電解液從存儲槽11-2供給處理槽3′-2，并通過反饋通道返回處理3′-2。反饋通道由泵304、顆粒過濾器305和金屬雜質過濾器306組成，此反饋通道由閥門V2和V3打開和關閉。
再者，處理槽3′-2可借助閥門V4接收純水。處理槽3′-2可借助閥門V5把用后的電解液排至用后水槽12-2。
在濕法處理期間，借助調節泵307從添加劑存儲槽18-2中，選取酸性溶液、堿性溶液、氧化劑、還原劑、螯合物等。例如，把非常少量的堿性溶液如氨水添加至陽極水中，或者把非常少量的氧化劑和臭氧添加至陰極水中，由此顯示出與下列溶液相同的清洗晶片的效果，該溶液為氨、H2O2和純水、比例為1∶4∶20。此時，通過起泡把氣體和臭氧氣體供給處理槽3′-2。而且，把非常少量的酸如鹽酸、硝酸或者甲酸添加至陽極水，顯示出酸清洗效果。而且，把非常少的氟酸添加至陽極水，顯示出對氧化硅的蝕刻效用和用于除去氧化硅與硅氣體之間的金屬的去除效用。另外，把非常少量的螯合物添加至陽極水，防止由于在晶片303上形成金屬絡合物導致的金屬再附著于晶片303。
濕法處理期間，借助閥門和調節器(未示出)把氣體如氮氣或氫氣引入處理槽3′-2，借助閥門和調節器(未示出)把氯氣或氧化引入處理槽3′-1。
而且，在反饋通道中設置有加熱器308和冷卻器309，用于調節處理槽3′-2內的電解液溫度。此時，控制電路310根據處理槽3′-2內的溫度傳感器311的檢測信號來控制加熱器308和冷卻器309。例如，如圖13所示，當采用氟酸除去晶片上的金屬污物如銅，其初始濃度為4×1012原子/cm2，采用濕法處理，在65℃下使銅濃度降至3×109原子/cm2，采用100℃下的濕法處理使銅濃度降至1×1010原子/cm2。然而，采用15℃的濕法處理僅使銅濃度降至1×1012原子/cm2。亦即，一般處理槽3′-2內的電解液必須處于相對地高的溫度(20至27℃)，以此提高電解液的活性，此目的之實現依靠加熱器308、冷卻器309、控制電路310和溫度傳感器311。
而且，在處理槽3′-2內設置超聲波發生板312，來增強電解液的活化度。由超聲波發生單元313使板312振動。此時，超聲波的頻率為10KHz至10MHz，最好是100KHz至1MHz，超聲波的功率是10W至1000W，最好是100至800W。當超聲波的頻率及功率過低時，活化效率也低。另一方面，如果超聲波的頻率和功率過高，則會損壞晶片303。
由接收各種監測信號的閥門控制器314來控制閥門V1至V5。亦即，設在處理槽3′-2內的液面傳感器315的檢測信號、顆粒傳感器316的檢測信號，氧化還原傳感器317的檢測信號和PH值傳感器318的檢測信號均供給閥門控制器314。
當處理槽3′-2內的電解液液面低于預定的低水平時，液面傳感器315發出低位顯示信號。結果，閥門控制器314打開閥門V1，以使電解液從存儲槽11-2供給處理槽3′-2。然后，當處理槽3′-2內的電解液液面達到預定的低水平時，閥門控制器314關閉閥門V1。另一方面，當處理槽3′-2內的電解液液面高于預定的高水平時，液面傳感器315發出高位顯示信號。結果，閥門控制器314打開閥門V5，以使電解液從存儲槽11-2排出至用后水存儲槽12-2。然后，當處理槽3′-2內的電解液液面達到預定的高水平后，閥門控制器314關閉閥門V1。
再者，當氧化還原傳感器317或PH值傳感器318的檢測信號稍稍偏離最佳范圍時，閥門控制器314就打開閥門V1，以使電解液從存儲槽11-2供給處理槽3′-2。而且，當氧化還原傳感器317或PH值傳感器318的檢測信號大大地偏離最佳范圍時，則由新的電解液置換處理槽3′-2內的電解液。亦即，閥門控制器314打開閥門V5持續一定時間，以便使電解液完全從處理槽3′-2中排出。然后，閥門控制器314關閉閥V5、打開閥V1，以使新的電解液注入處理槽3′-2。
而且，當顆粒傳感器316計數的顆粒數量超過預定值時，按上述方法用新的電解液置換處理槽3′-2內的電解液。置換電解液后，如果顆粒傳感器316計數的顆粒數量仍超過預定值，則用新的過濾層替換顆粒過濾器305的過濾層。
用純水清洗晶片303時，閥控制器314打開閥V4和V5，以使純水在處理槽3′-2內循環。
圖14展示了圖12的處理槽3′-2的改型，在處理槽3′-2的上側設置進氣口321和出氣口322，在處理槽3′-2的下側設置進氣口323和出氣口324。移動分隔板325可使處理槽3′-2的上側和下側分隔開。亦即，當向處理槽3′-2供給無危險氣體如氮氣時，移去分隔板325，以使氣體通過入口321和323進入處理槽3′-2，并使氣體從出口322和324排出。另一方面，當向處理槽3′-2供給有危險氣體如氯氣或氧氣時，把分隔板325送入處理槽3′-2，以使氣體僅通過入口323進入處理槽3′-2以及僅從出口324排出。
圖15展示了圖4的處理槽3″-2的實例，晶片331安裝在旋轉吸盤332上。由噴嘴333把電解液噴在晶片331上。此時，噴嘴333處的電解液由泵334加壓。圖14中，未設置圖12的超聲波發生板312，但也可設置該板。其它部件與圖12相同。
以下參考圖16和17，說明處理槽內的電解液溫度的其它調節系統。
圖16中，在圖12的存儲槽11-2與處理槽3′-2之間，插入恒溫槽341，這對應于圖12的加熱器317和冷卻器318。恒溫槽341由接收溫度傳感器343的檢測信號的控制電路來控制。恒溫槽341可緩慢地改變電解溫度，從而抑制其惡化。
而且，在處理槽3′-2頂部設置燈344，如紅外燈和紫外燈。紅外燈可僅加熱晶片303，而不提高電解液溫度，因而可延長電解液的壽命。此時，可選擇紅外線頻率，以使紅外線被晶片吸收及穿透電解液。紫外燈可增強晶片表面與電解液之間的反應。此時，紫外燈功率為10-200W，最好為20-100W。當紫外燈功率過低時，對反應的增強被減弱。另一方面，當紫外燈功率過高時，難以控制腐蝕量等。應注意，可以同時設置紅外燈和紫外燈。
在處理槽3′-2的底部設置加熱器345。加熱器345對晶片303的底側加熱。
燈344和加熱器345也由控制電路310控制。
圖16中，盡管是同時設置恒溫槽341、燈344和加熱器345，但也可僅設置其中之一或兩個。
圖17中，在存儲槽11-2與圖15的處理槽3″-2之間，插入恒溫槽341，這與圖15的加熱器317和冷卻器318對應。由控制電路342來控制恒溫槽341。
而且，在處理槽3″-2的頂部設置燈344，例如紅外燈和紫外燈。
此外，在處理槽3″-2的旋轉吸盤332內設置加熱器345。加熱器345對旋轉吸盤332加熱，即加熱晶片331的底側。
燈344和加熱器345也由控制電路310控制，該電路接收設在旋轉吸盤331內的溫度傳感器311的檢測信號。
圖17中，盡管是同時設有恒溫槽341、燈344和加熱器345，但也可僅設其中之一或兩個。
圖18中展示了圖17的處理槽3′-2的改型，晶片被密封在充滿電解液的石英部件351中，兩個燈352和353圍繞著石英部件351。結果，只有晶片331被有效地加熱。
在上述實施例中，盡管是使用了陽極活化水和陰極活化水兩者，但也可以僅使用陽極活化水和陰極活化水中之一。例如，如圖19所示，如果只使用陽極活化水，則存儲槽11-2直接與用后水存儲槽5連接。換言之，刪除圖3的處理槽3′-2和用后水槽12-2及反饋通道(13-2～17-2)。因此，在用后陽極水在用后水存儲槽5中與用過的陰極水中和之前，用過的陽極水被反饋通道(12-1～17-1)再生并返送至電解槽1′的陽極區。因此，也可改善循環效率。
而且，在上述實施例中，盡管電解液供給單元8是由陽極水和陰極水共用的。也可如圖20所示，設置用于陽極水的電解液供給單元8-1和用于陰極水的電解液供給單元8-2。結果，可以向陽極水和陰極水供給不同的電解液。例如，向陽極水供給鹽酸，而向陰極水供給氨水。此時，不設置圖3的用后水處理槽5。此外，在用后水處理槽12-1與電解槽1′的陽極區之間，設置水處理單元6-1和用于負離子的離子交換單元7-1，在用后水處理槽12-2與電解槽1′的陽極區之間，設置水處理單元6-2和用于正離子和負離子的離子交換單元7-2。結果，與已有技術相比，供給陽極側的電解液續添量可減少1/3至1/5，與已有技術相比，供給陰極側的電解液續添量可以減少1/7至1/10。
應該注意，圖20中，把惰性氣體如氮氣引入用后水處理槽12-1和12-2，由此有效地再生用后水。
利用圖21所示的監視系統對用后水進行監視。圖21中，用后水由水處理單元6過濾，并穿過由兩個單元7-A和7-B構成的離子交換單元7。此時，部分水通過閥2101供給分析單元2102，例如感應耦合式等離子光譜分析單元，它可做ppb級分析。當分析單元2102檢測出用過的水中所含的金屬濃度時，即可有效地啟動離子交換單元7(7-A和7-B)。
如上所述，根據本發明，由于對陽極水和陰極水各設置一個再生反饋通道，所以可減少化學物質的量。而且，由于為陽極活化水和陰極活化水各設置一個存儲槽，所以可減少電解槽的尺寸，并可由每個存儲槽抑制電解液的惡化。
而且，在每個存儲槽內設置氧化還原傳感器，所以可完全監視電解液的惡化。
權利要求
1.一種濕法處理設備，包括電解槽(1′)，具有陽極電極(1a)和陰極電極(1b)，用于依靠純水和電解液中之一進行電解，在所述陽極電極附近產生陽極活化水，在所述陰極電極附近產生陰極活化水；第一存儲槽(11-1)，用于存儲所述陽極活化水；第一處理槽(3′-1，3″-1)，用于接收來自所述第一存儲槽的所述陽極活化水，用所述陽極活化水來處理第一工件(303，331)，并使第一水從其中排出；第一再生反饋裝置(12-1～16-1)，用于再生所述第一水，并把再生后的第一水反饋至所述電解槽的所述陽極電極附近；第二存儲槽(11-2)，用于存儲所述陰極活化水；第二處理槽(3′-2，3″-2)，用于接收來自所述第二存儲槽的所述陰極活化水，用所述陰極活化水來處理第二工件(303，331)，并使第二水從其中排出；第二再生反饋裝置(12-2～16-2)，用于再生所述第二水，并把再生后的第二水反饋至所述電解槽的所述陰極電極的附近。
2.根據權利要求1的設備，其中所述電解槽包括一個槽，分為第一和第二室，分別包圍所述陽極電極和所述陰極電極;第一和第二壓力供給裝置，利用惰性氣體對所述第一和第二室施加壓力。
3.根據權利要求1的設備，其中所述第一和第二存儲槽均由氟塑料制成。
4.根據權利要求1的設備，其中所述第一和第二存儲槽均由涂覆金屬的石英晶體制成。
5.根據權利要求1的設備，其中所述第一和第二存儲槽均包括冷卻螺旋管(1103)，用于對所述陽極活化水和所述陰極活化水的每一個分別冷卻。
6.根據權利要求1的設備，其中所述第一和第二存儲槽均包括用于使冷卻劑從中循環的部件(1112)。
7.根據權利要求1的設備，其中所述第一和第二存儲槽均由遮光材料制成。
8.根據權利要求1的設備，其中所述第一和第二存儲槽均由絕熱材料制成(1102，1110)。
9.根據權利要求1的設備，其中所述第一和第二存儲槽均包括使電磁波穿過的窗口(1111)。
10.根據權利要求1的設備，其中所述第一和第二存儲槽均包括封頂容器。
11.根據權利要求10的設備，其中所述封頂容器具有氣體引入裝置(1105)，用于引入惰性氣體。
12.根據權利要求1的設備，其中所述第一和第二存儲槽均包括液面傳感器(S2)，用于檢測所述陽極活化水和所述陰極活化水的各自液面。
13.根據權利要求1的設備，其中所述第一和第二存儲槽均包括PH值傳感器(S3)，用于檢測所述陽極活化水和所述陰極活化水的各自PH值。
14.根據權利要求1的設備，其中所述第一和第二存儲槽均包括氧化還原電勢傳感器(S4)，用于檢測所述陽極活化水和所述陰極活化水的各自氧化還原電勢。
15.根據權利要求1的設備，其中所述第一和第二存儲槽均包括顆粒傳感器(S5)，用于檢測所述陽極活化水和所述陰極活化水的各自顆粒。
16.根據權利要求1的設備，其中所述第一和第二存儲槽均包括溫度傳感器(S1)，用于檢測所述陽極活化水和所述陰極活化水的各自溫度。
17.根據權利要求1的設備，還包括過濾裝置(305，306)，用于過濾所述第一和第二處理槽的所術陽極活化水和所述陰極活化水;反饋裝置(304)，用于把已由所述過濾裝置過濾的所述陽極活化水和所術陰極活化水，分別反饋至所述第一和第二處理槽。
18.根據權利要求17的設備，還包括溫度檢測裝置(311)，用于檢測所述第一和第二處理槽內的所述陽極活化水和所述陰極活化水的溫度;控制裝置，用于根據所述檢測的溫度，控制所述反饋裝置內的所述陽極活化水和所述陰極活化水的溫度。
19.根據權利要求1的設備，還包括向所述第一和第二處理槽供給附加劑的裝置(18-1，18-2)。
20.根據權利要求1的設備，其中所述第一和第二處理槽均包括封頂容器。
21.根據權利要求20的設備，其中所述封頂容器具有氣體引入裝置(1106，1107)，用于向其內引入惰性氣體。
22.根據權利要求1的設備，還包括超聲振動施加裝置(312，313)，用于施加給所述第一和第二處理槽。
23.根據權利要求1的設備，還包括加熱裝置(341，344，345)，用于加熱所述第一和第二處理槽。
24.根據權利要求23的設備，其中所述加熱裝置包括燈裝置(344)。
25.根據權利要求1的設備，還包括第一閥門裝置(V1)，與所述第一和第二處理槽分別連接，用于供給電解液;第二閥門裝置(V4)，與所述第一和第二處理槽分別連接，用于供給純水;第三閥門裝置(V5)，與所述第一和第二處理槽分別連接，用于排出所述電解液和所述純水中的一種;控制裝置，用于打開所述第二和第三閥門開關閉所述第一閥門，由此分別清洗所述第一和第二處理槽。
26.一種濕法處理設備，包括電解槽(1′)，具有陽極電極(1a)和陰極電極(1b)，用于依靠純水和電解液中之一來進行電解，在所述陽極電極附近產生陽極活化水，在所述陰極附近產生陰極活化水;存儲槽(11-1)，用于存儲所述陽極活化水;處理槽(3′-1，3″-1)，用于接收來自所述存儲槽的所述陽極活化水，用所述陽極活化水處理工件(303，331)，并使水排出;再生反饋裝置(12-1～16-1)，用于再生所述水，并使再生后的水反饋至所述電解槽的所述陽極電極附近。
27.根據權利要求26的設備，其中所述電解槽包括一個分為第一和第二室的槽，分別包圍所述陽極電極和所述陰極電極;第一和第二壓力供給裝置，通過使用惰性氣體，把壓力施加于所述第一和第二室。
28.根據權利要求26的設備，其中所述存儲槽由氟塑料制成。
29.根據權利要求26的設備，其中所述存儲槽由涂覆金屬的石英體制成。
30.根據權利要求26的設備，其中所述存儲槽包括冷卻螺旋管(1103)，用于冷卻所述陽極活化水。
31.根據權利要求26的設備，其中所述存儲槽包括使冷卻劑從中循環的部件(1112)。
32.根據權利要求26的設備，其中所述存儲槽由遮光材料制成。
33.根據權利要求26的設備，其中所述存儲槽由絕熱材料(1102，1110)制成。
34.根據權利要求26的設備，其中所述存儲槽包括使電磁波穿過的窗口(1111)。
35.根據權利要求26的設備，其中所述存儲槽包括封頂容器。
36.根據權利要求35的設備，其中所述封頂容器具有氣體引入裝置(1105)，用于引入惰性氣體。
37.根據權利要求26的設備，其中所述存儲槽包括液面傳感器(S2)，用于檢測所述陽極活化水的液面。
38.根據權利要求26的設備，其中所述存儲單元包括PH值傳感器(S3)，用于檢測所述陽極活化水的PH值。
39.根據權利要求26的設備，其中所述存儲槽包括氧化還原電勢傳感器(S4)，用于檢測所述陽極活化水的氧化還原電勢。
40.根據權利要求26的設備，其中所述存儲槽包括顆粒傳感器(S5)，用于檢測所述陽極活化水的顆粒。
41.根據權利要求26的設備，其中所述存儲槽包括溫度傳感器(S1)，用于檢測所述陽極活化水的溫度。
42.根據權利要求26的設備，還包括過濾裝置(305、306)，用于過濾所述處理槽的所述陽極活化水;反饋裝置(304)，用于把已由所述過濾裝置過濾的所述陽極活化水反饋至所述處理槽。
43.根據權利要求42的設備，還包括溫度檢測裝置(311)，用于檢測所述處理槽內的所述陽極活化水的溫度;控制裝置，用于根據所檢測的溫度，來控制所述反饋裝置內所述陽極活化水的溫度。
44.根據權利要求26的設備，還包括用于向所述處理槽供給附加劑的裝置(18-1，18-2)。
45.根據權利要求26的設備，其中所述處理槽包括封頂容器。
46.根據權利要求45的設備，其中所述封頂容器具有氣體引入裝置(1106，1107)，用于引入惰性氣體。
47.根據權利要求26的設備，還包括超聲振動施加裝置(312，313)，用于施加在所述處理槽。
48.根據權利要求26的設備，還包括加熱裝置(341，344，345)，用于加熱所述處理槽。
49.根據權利要求48的設備，其中所述加熱裝置包括燈裝置(344)。
50.根據權利要求26的設備，還包括第一閥門裝置(V1)，與所述處理槽連接，用于供給電解液;第二閥門裝置(V4)，與所述處理槽連接，用于供給純水;第三閥門裝置(V5)，與所述處理槽連接，用于排出所述電解液和所述純水中的一種;控制裝置，用于打開所述第二和第三閥門，而關閉所述第一閥門裝置，由此清洗所述處理槽。
51.一種濕法處理設備，包括電解槽(1′)，具有陽極電極(1a)和陰極電極(1b)，用于依靠純水和電解液中之一進行電解，在所述陽極電極附近產生陽極活化水，在所述陰極電極附近產生陰極活化水;存儲槽(11-2)，用于存儲所述陰極活化水;處理槽(3′-2，3″-2)，用于接收來自所述存儲槽的所述陰極活化水，用所述陰極活化水處理工件(303，331)，并使水從中排出;再生反饋裝置(12-2～16-2)，用于再生所述水，并使再生后的水反饋至所述電解槽的所述陰極電極附近。
52.根據權利要求51的設備，其中所述電解槽包括一個分為第一和第二室的槽，分別包圍所述陽極電極和所述陰極電極;第一和第二壓力供給裝置，用于使用惰性氣體對所述第一和第二室加壓。
53.根據權利要求51的設備，其中所述存儲槽由氟塑料制成。
54.根據權利要求51的設備，其中所述存儲槽由涂有金屬的石英晶體制成。
55.根據權利要求51的設備，其中所述存儲槽包括冷卻螺旋管(1103)，用于冷卻所述陰極活化水。
56.根據權利要求51的設備，其中所述存儲槽包括用于使冷卻劑從中循環的部件(1112)。
57.根據權利要求51的設備，其中所述存儲槽由光屏蔽材料制成。
58.根據權利要求51的設備，其中所述存儲槽由絕熱材料(1102，1110)制成。
59.根據權利要求51的設備，其中所述存儲槽包括使電磁波從中穿過的窗口(1111)。
60.根據權利要求51的設備，其中所述存儲槽包括封頂容器。
61.根據權利要求60的設備，其中所述封頂容器具有氣體引入裝置(1105)，用于引入惰性氣體。
62.根據權利要求51的設備，其中所述存儲槽包括液面傳感器(S2)，用于檢測所述陰極活化水的液面。
63.根據權利要求51的設備，其中所述存儲槽包括PH值傳感器(S3)，用于檢測所述陰極活化水的PH值。
64.根據權利要求51的設備，其中所述存儲槽包括氧化還原電勢傳感器(S4)，用于檢測所述陰極活化水的氧化還原電勢。
65.根據權利要求51的設備，其中所述存儲槽包括顆粒傳感器(S5)，用于檢測所述陰極活化水的顆粒。
66.根據權利要求51的設備，其中所述存儲槽包括溫度傳感器(S1)，用于檢測所述陰極活化水的溫度。
67.根據權利要求51的設備，還包括過濾裝置(305，306)，用于過濾所述處理槽的所述陰極活化水;反饋裝置(304)，用于把已由所述過濾裝置過濾的所述陰極活化水反饋至所述處理槽。
68.根據權利要求67的設備，還包括溫度檢測裝置(311)，用于檢測所述處理槽內的所述陰極活化水的溫度;控制裝置，用于根據所檢測的溫度，來控制所述反饋裝置內的所述陰極活化水的溫度。
69.根據權利要求51的設備，還包括用于向所述處理槽供給附加劑的裝置(18-1，18-2)。
70.根據權利要求51的設備，其中所述處理槽包括封頂容器。
71.根據權利要求70的設備，其中所述封頂容器具有氣體引入裝置(1106，1107)，用于引入惰性氣體。
72.根據權利要求51的設備，還包括超聲振動施加裝置(312，313)，用于施加給所述處理槽。
73.根據權利要求51的設備，還包括加熱裝置(341，344，345)，用于加熱所述處理槽。
74.根據權利要求73的設備，其中所述加熱裝置包括燈裝置(344)。
75.根據權利要求51的設備，還包括第一閥門裝置(V1)，與所述處理槽連接，用于提供電解液;第二閥門裝置(V4)，與所述處理槽連接，用于提供純水;第三閥門裝置(V5)，與所述處理槽連接，用于排出所述電解液和所述純水中之一;控制裝置，用于打開所述第二和第三閥門裝置，關閉所述第一閥門裝置，由此清洗所述處理槽。
76.一種濕法處理設備，包括電解槽(1′)，具有陽極電極(1a)和陰極電極(1b)，用于依靠純水和電解液中之一進行電解，在所述陽極電極附近產生陽極活化水，在所述陰極電極附近產生陰極活化水;第一存儲槽(11-1)，用于存儲所述陽極活化水;第一處理槽(3′-1，3″-1)，用于接收來自所述第一存儲槽的所述陽極活化水，用所述陽極活化水來處理第一工件(303，331)，使第一水從中排出;第一再生反饋裝置(12-1～16-1)，用于再生所述第一水，并把再生后的第一水反饋至所述電解槽的所述陽極電極附近;第一電解液供給裝置(8-1)，用于向所述第一水供給第一電解液;第二存儲槽(11-2)，用于存儲所述陰極活化水;第二處理槽(3′-2，3″-2)，用于接收來自所述第二存儲槽的所述陰極活化水，用所述陰極活化水處理第二工件(303，331)，并使第二水中排出;第二再生反饋裝置(12-2～16-2)，用于再生所述第二水，并把再生后的第二水反饋至所述電解槽的所述陰極電極附近;第二電解液供給裝置，用于向所述第二水提供第二電解液。
77.一種濕法處理設備，包括電解槽(1′)，具有陽極電極(1a)和陰極電極(1b)，用于依靠純水和電解液中之一進行電解，在所述陽極電極附近產生陽極活化水，在所述陰極電極附近產生陰極活化水;存儲槽(11-1)，用于存儲所述陽極活化水;處理槽(3′-1，3″-1)，用于接收來自所述存儲槽的所述陽極活化水，用所述陽極活化水處理工件(303，331)，并使水從中排出;再生反饋裝置(12-1～16-1)，用于再生所述水，并把再生后的水反饋至所述電解槽的所述陽極電極附近;電解液供給裝置(18-1)，用于向所述陽極水提供電解液。
78.一種濕法處理設備，包括電解槽(1′)，具有陽極電級(1a)和陰極電極(1b)，用于依靠純水和電解液中之一進行電解，在所述陽極電極附近產生陰極活化水，在所述陰極電極附近產生陰極活化水;存儲槽(11-2)，用于存儲所述陰極活化水;處理槽(3′-2，3″-2)，用于接收來自所述存儲槽的所述陰極活化水，用所述陰極活化水處理工件(303，331)，并使水從中排出;再生反饋裝置(12-2～16-2)，用于再生所述水，并把再生后的水反饋至所述電解槽的所述陰極電極附近;電解液供給裝置(18-2)，用于向所述陰極水提供電解液。
全文摘要
在濕法處理設備中設置了電解槽(1′)；第一存儲槽(11-1)存儲電解槽的陽極活化水；第一處理槽(3′-1，3″-1)用第一存儲槽的陽極活化水處理工件(303，331)；第二存儲槽(11-2)存儲電解槽的陰極活化水；第二處理槽(3′-2，3″-2)采用第二存儲槽的陰極活化水處理工件(303，331)。且在第一處理槽與電解槽的陽極區之間設置第一再生反饋通道(12-1～16-1)，在第二處理槽與電解槽的陰極區之間設置第二再生反饋通道(12-2～16-2)。
文檔編號C02F1/461GK1113034SQ95104078
公開日1995年12月6日 申請日期1995年3月25日 優先權日1994年3月25日
發明者北島洋, 青木秀充, 濱野春人, 森田信, 白水好美, 中森雅治, 瀨尾祐史, 清水裕司, 井內真, 佐佐木康, N·太田, K·渡邊 申請人:日本電氣株式會社