专利名称：废水处理方法
技术领域：
本发明涉及半导体封装测试工艺中研磨划片的废水处理方法。
技术背景在半导体制造技术中，通过一系列的光刻、刻蚀、沉积、离子注入、研 磨、清洗等工艺形成具有各种功能的半导体芯片，然后将所述半导体芯片进 行封装和电性测试，并最终形成终端产品。目前，半导体芯片通常被制造在 硅基的半导体晶圓上。在进行封装之前，首先需要通过碾磨将所述半导体晶圓的厚度减薄；接着通过划片将每一半导体芯片从所述半导体晶圆上切割下 来。在所述碾磨和划片的工艺中会产生大量的工业废水，所述废水中含有悬 浮的硅和微量的碾磨剂。现有的废水处理方法一般通过化学处理的方法，将 所述工业废水和电镀废水一起进行PH值调节、絮凝、沉降等过程除去悬浮的 硅，废水达标后排放，所述悬浮的硅经沉降后变成污泥。专利号为 200410096592.8的中国专利公开了一种废水的处理系统和方法，在其公开的专 利文献中，介绍了一种对半导体晶片背面研磨工艺产生的废水的化学处理方 法和系统。图l为所述专利申请文件公开的系统的示意图。如图l所示，将对半导体 晶圓研磨的废水输送至反应槽14,同时向所述反应槽14中输送其他工艺的废 水，例如，化学机械研磨后的废水，晶圓冲洗的废水等，即，所述反应槽14 中可以为半导体晶圆研磨废水、化学机械研磨废水等的混合溶液。然后向所 述反应槽14中通入用于凝结的高分子助凝剂13 (例如FSC-835 ),所述助凝 剂与所述废水中的粒子结合并形成沉淀被析出；接着，通过输出管线15将经 过所述反应槽14处理的废水导入沉降槽17,向所述沉降槽17中通入凝结用高 分子聚合物16(例如EA-630),以结合剩余未与所述助凝剂结合的粒子。然 后，通过一个或多个抽污泥泵18将所述沉降槽17中的污泥抽出，并将所述沉 降槽17中的经过处理的废水导入放流槽19中，在所述放流槽19中对所述废水 进行PH值调整，然后通过管线20、输送泵21和放流管线22将经过处理的废水 输送至回收槽23。上述废水处理的方法通过多步化学方法对半导体制造和封装的废水进行 处理，需要投入大量的化学品，系统和工艺复杂，并且，悬浮硅经沉降后变 成的污泥还要大笔的委托处理费用，因此整个废水处理的成本较高。发明内容本发明提供一种废水处理方法，解决现有技术废水处理成本较高的问题。 为解决上述问题，本发明提供了一种废水处理方法，包括收集废水；通过物理过滤将所述废水中的硅颗粒与水分离。可选的，所述物理过滤包括常压过滤或加压过滤。可选的，所述加压过滤的压力为0.3至1兆帕(MPa)。可选的，所述物理过滤采用的过滤介质为滤芯、滤布、滤膜中的一种或滤布和滤膜的组合。可选的，还包括在将所述废水中的硅颗粒与水分离后，收集经过分离的硅颗粒和水。可选的，所述收集经过分离的硅颗粒的方法包括对所述经过分离的硅 颗粒烘干；将经过烘干的硅颗粒装袋。可选的，对所述经过分离的硅颗粒烘干之前，先对所述经过分离的硅颗 粒吹气来脱水。可选的，所述收集经过分离的水为将水输送至用水系统。
与现有技术相比，上述所公开的废水处理方法具有以下优点上述通过 物理过滤将废水中的硅颗粒和水分离的方案，因为不必添加化学物品，而使 得废水处理工艺筒单，成本降低。更进一步，上述可选方案中所述的收集经过分离的硅颗粒和水，所述经 过分离的水可再次输送至用水系统使用，而所述经过分离的硅颗粒也可再次 用于晶圓制造，因而进一步降低了生产制造的成本。
图1为现有的一种废水处理系统的示意图；图2为本发明废水处理方法的一种实施方式流程图；图3为本发明废水处理方法所用的一种废水处理系统示意图；图4为本发明废水处理方法所用的 一种压滤机过滤室的剖面示意图；图5是本发明废水处理方法所用的一种压滤机的一种滤板俯视图；图6是图5沿A-A方向的剖视图；图7是本发明废水处理方法所用的一种压滤机的另 一种滤板俯视图；图8是图7沿B-B方向的剖视图；图9是图5至图8所示的滤板的侧视简易视图。
具体实施方式
本发明废水处理方法通过物理过滤将废水中的硅颗粒和水分离，而不必 添加化学物品，使得废水处理工艺简单，成本降低。如前所述，半导体芯片在封装之前，需要将半导体晶圆背面减薄并将半 导体芯片从所述半导体晶圓上切割下来，然后单个或数个半导体芯片进行封 装、打引线和测试。背面减薄工艺是通过碾磨设备除去半导体晶圆背面部分 硅材料的工艺，例如，对于300mm的半导体晶圆，其厚度一般为700至800mm,
在封装之前通常需要被减薄至200至400mm;切割工艺通过使用金刚石刀刃 的划片锯把半导体芯片从半导体晶圆上切下来。无论在碾磨还是切割工艺中 都会产生大量含有硅悬浮颗粒的废水。因此就需要通过废水处理系统来对于 废水进行处理。参照图2所示，本发明废水处理方法的一种实施方式包括下列步骤， 步骤sl,收集废水；步骤s2，通过物理过滤将所述废水中的硅颗粒和水分离； 步骤s3,收集经过分离的硅颗粒和水。 所述步骤s2中的物理过滤包括常压过滤或加压过滤。 所述加压过滤的压力为0.3至lMPa。所述步骤s2中的物理过滤采用的过滤介质为滤芯、滤布、滤膜中的一种 或滤布和滤膜的组合。所述步骤s3中收集经过分离的硅颗粒的方法包括对所述经过分离的硅 颗粒烘干；将经过烘干的硅颗粒装袋。所述步骤s3中收集经过分离的硅颗粒的方法还包括对所述经过分离的 硅颗粒烘干之前，先对所述经过分离的硅颗粒吹气来脱水。所述步骤s3中收集经过分离的水为将水输送至用水系统。参照图3所示，本发明废水处理方法可以应用于下述的废水处理系统。 所述的废水处理系统包括收集槽30、物理过滤装置31和接收装置32。所述 废水处理系统应用于处理碾磨设备和/或划片设备在工作过程中产生的废水。其中所述收集槽30用于接收所述碾磨设备和/或划片设备在工作过程中 产生的废水，所述废水中含有悬浮的硅颗粒，所述悬浮硅颗粒的直径大于或 等于3um。所述物理过滤装置31用于接收收集槽30传输的废水，并对于废 水进行物理过滤，从而将废水中的悬浮硅颗粒与水分离。而所述接收装置32
则用于接收物理过滤装置31分离出来的悬浮硅颗粒。所述收集槽30和物理过滤装置31通过连接管道33相连。所述连接管道 33可以采用金属材质，但应考虑到不能因为连接管道33传输废水而提高废水 中的铁含量，因此所述连接管道33为例如不锈钢管道或带特富龙内衬的金属 管道等。所述连接管道33也可以釆用硬质塑料材质，例如PVC管。所述连 接管道33可以通过焊接或铆接的方式与所述收集槽30以及物理过滤装置31 相连，例如，所述连接管道33通过螺紋旋紧的方式与所述收集槽30以及物 理过滤装置31相连。所述物理过滤装置31包括与所述连接管道33相连的至少一个加压传送 设备311以及与加压传送设备311相连，接收加压传送设备311传送的废水， 并对废水中的悬浮硅颗粒和水进行分离的分离装置312。所述加压传送设备311的作用是加快物理过滤装置33将废水中的悬浮硅 颗粒与水分离的速度。所述加压传送设备311可以采用水泵，例如气动隔膜 水泵。所述加压传送设备311的输出端口连接至分离装置312的输入端口， 也就是说所述收集槽30中的废水可由连接管道33经由加压传送设备311的 传送而到达分离装置312。所述分离装置312可以是压滤机，通过所述压滤机可以将废水中的悬浮 硅颗粒与水分离，从而达到物理过滤的目的。上述的压滤才几可以为厢式压滤才几，如图4所示为所述厢式压滤才几的过滤 室的简易结构图。结合图3和图4所示，所述箱式压滤机的过滤室41中具有 4块滤板42,相邻滤板间形成密封的滤室44,其中各滤板可在过滤室41中自 由移动。所述过滤室的输入管路43与加压传送设备311的输出端口相连，通 过所述管路43向所述密封的腔室中输送废水。由于废水经由加压传送设备311 加压，因而在输入过滤室41中时就会挤压相邻滤板间的密封滤室44,使其内 部空间减小，使得进入密封滤室44的废水通过滤板42的过滤之后经由输出
管路45输出。在所述废水通过滤板42时，所述废水中的悬浮硅颗粒被阻挡而积聚在所述封闭滤室44之中，从而达到了悬浮物和水分离的目的。所述厢式压滤机的滤板结合图5和图6所示，包括板材腔体以及覆盖于 腔体表面的过滤层，还包括贯穿腔体和过滤层的进料孔1、腔体内支撑过滤层 的撑凸2、在腔体内部形成滤液通道的滤凸3、腔体表面供外界洗涤水或空气 进入的预留孔4、腔体内部供滤液流出的出液孔5以及连通出液孔并将滤液排 除腔体的排液孔道6。其中，所述排液孔道6和出液孔5设置在腔体的带斜面 的框的底部斜面壁内，该斜面壁上同时设置了滤凸3,因滤凸3的数量较多， 图5中示意性地标出了一些。或者结合图7和图8所示，所述排液孔道6和 出液孔5也可以设置在腔体的带斜面的框以内的底部平面区域的壁内，所述 滤凸3设置在腔体的带斜面的框以内的底部平面区域。相比较而言，前一种 出液孔5和排液孔道6的设置更好，它的出液孔5的孔径更大，能够^f吏滤液 更快地排出，加快滤板过滤废水的速度。另外，所述滤凸3可以是交叉排列 的圆柱形的凸块，并且同出液孔5在上下、左右方向呈交叉排列，或者也可 以是两端带圆柱面的长条形凸块。所述过滤层是滤布、滤膜中的一种或其组合。如前所述，悬浮硅颗粒的 直径大于或等于3um,因此所述过滤层的过滤孔径只要小于3um即可。结合 图5和图9或图7和图9所示，所述过滤层由滤布102和滤膜103组成，所 述滤布102的过滤孔径为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。而所述滤膜103的过滤孔径为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，进料孔 1上还设置有连通器104,连通器104贯穿进料孔，是用来将滤布102和滤膜 103更好地固定在滤板42上。结合之前所述的，当废水经由加压传送设备311加压，在输入过滤室41
中时就会挤压相邻滤板间的密封滤室44,使其内部空间减小，使得由进料孔1进入密封滤室44的废水通过滤布102和滤膜103的过滤，并经由滤凸3流 入出液孔5，并从滤板42上的排液孔道6排出，然后经由输出管路45输出。 并且，由于所述滤布102和滤膜103组成的过滤层上的过滤孔的过滤孔径小 于所述废水中悬浮硅颗粒的尺寸，在所述废水通过滤板42时，所述废水中的 悬浮硅颗粒被阻挡而积聚在所述封闭滤室44之中，从而达到了悬浮物和水分 离的目的。所述分离装置322也可以是具有滤芯的容器。所述滤芯的过滤孔径为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。当废水经由加压传送 设备311传送至具有滤芯的容器中时，所述废水中的悬浮硅颗粒被阻挡而积 聚在所述滤芯上。所述接收装置32包括收集装置321和脱水装置322,参照图3所示，所 述收集装置321用于收集物理过滤装置31过滤而分离出来的悬浮硅颗粒。所 述收集装置321为托盘或其他盛放物品的容器。所述脱水装置322可以是吹 气装置、烘干装置中的一种或其组合，例如鼓风机、烤箱或鼓风机结合烤箱 等。所述脱水装置322用于对所述收集装置321收集的硅颗粒进行脱水，生 成硅粉，所述硅粉经烘干后可输送至晶圆厂进行再次利用，从而节约晶圓厂 的成本。下面结合所述的废水处理方法和废水处理系统对于本发明实施例的废水 处理过程进行进一步说明。当碾磨设备和/或划片设备在工作过程中产生废水之后，收集槽30会首先 通过与研磨设备和/或划片设备相连的管道收集所述废水，并于收集槽30之中 暂存。而所述物理过滤装置31通过加压传送设备311从收集槽30中抽取废水，
并持续送入分离装置312中。所述加压传送设备311的加压压力为0.3MPa至 lMPa,例如0.3MPa、 0.4MPa、 0.5MPa、 0.6MPa、 0.7MPa、 O駕Pa、 O細Pa、 lMPa。通过所述加压传送设备311对废水加压，从而使得废水的流速增加， 从而加快分离装置312对废水中的悬浮硅颗粒和水进行物理分离的速度。当 然，在对于废水中的悬浮硅颗粒和水进行物理分离也可以不对废水进行加压， 但这样物理分离的速度会减慢。当废水经过分离装置312的物理分离之后，所述接收装置32就会接收分 离装置312分离出来的硅颗粒，并对于硅颗粒进行脱水。通常都是对于所收 集的硅颗粒进行烘干，所述烘干的过程可以在烤箱中进行，所述烘干的温度 为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 ,所述烘干的时间为30至70分钟，例如30分钟、35分钟、 40分钟、45分钟、50分钟、55分钟、60分钟、65分钟、70分钟。更进一步， 为了使得硅颗粒的脱水效果更好，也可以先通过例如鼓风机等的吹气装置以 压缩空气对于所收集的硅颗粒进行吹气，吹走硅颗粒中的一部分水份，所述 吹气的时间为5至20分钟，例如5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟、 IO分钟、ll分钟、12分钟、13分钟、14分钟、15分钟、16分钟、17分钟、 18分钟、19分钟、20分钟，然后再通过例如烤箱等的烘干装置对于所述的硅 颗粒进行进一步地烘烤，所述烘烤的时间为25至50分钟，例如25分钟、30 分钟、35分钟、40分钟、45分钟、50分钟。另外，经物理过滤装置31物理分离而得的水也可输送至工业用水系统再 次利用，从而节约用水成本。离，而不必添加化学物品，使得废水处理工艺筒单，成本降低。并且，分离 所得硅颗粒和水都可以被再次利用，从而节约了生长成本。虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本 领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改， 因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求
1. 一种废水处理方法，其特征在于，包括收集废水；通过物理过滤将所述废水中的硅颗粒与水分离。
2. 如权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，所述物理过滤为加压过 滤。
3. 如权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，所述物理过滤为常压过 滤。
4. 如权利要求3所述的废水处理方法，其特征在于，所述加压过滤的压力为 0.3至1兆帕。
5. 如权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，所述物理过滤采用的过 滤介质为滤芯、滤布、滤膜中的一种或滤布和滤膜的组合。
6. 如权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，还包括在将所述废水中 的硅颗粒与水分离之后，收集经过分离的硅颗粒和水。
7. 如权利要求6所述的废水处理方法，其特征在于，所述收集经过分离的硅 颗粒的方法包括对所述经过分离的硅颗粒烘干； 将经过烘干的硅颗粒装袋。
8. 如权利要求7所述的废水处理方法，其特征在于，对所述经过分离的硅颗 粒烘干之前，先对所述经过分离的硅颗粒吹气来脱水。
9. 如权利要求6所述的废水处理方法，其特征在于，所述收集经过分离的水 为将水输送至用水系统。
全文摘要
本发明提供一种废水处理方法，包括收集废水；通过物理过滤将所述废水中的硅颗粒与水分离；收集经过分离的硅颗粒和水。本发明废水处理方法由于解决了现有技术废水处理成本较高的问题，因而节约了废水处理的成本。
文档编号C02F1/00GK101396626SQ20071004649
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月26日 优先权日2007年9月26日
发明者均 冯, 江 刘, 李姿娴, 林信才 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司