CN118662973A - 用于从半导体制造工艺中产生的废液的再生处理系统和再生处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于从半导体制造工艺中产生的废液的再生处理系统,包括:第一再生处理分支,包括第一过滤装置,所述第一过滤装置被配置成接纳从半导体制造工艺中产生的废液并且对所述废液进行固液分离;第二再生处理分支,包括第一分离装置、尤其是化学过滤装置,所述第一分离装置被配置成接纳经固液分离而分离出的液体并且对分离出的液体进行酸性物质或碱性物质的分离;和第三再生处理分支,包括去离子水处理装置,所述去离子水处理装置被配置成接纳经酸性物质或碱性物质分离的液体并且对经酸性物质或碱性物质分离的液体进行去离子处理。此外,本发明涉及一种再生处理方法以及一种化学机械抛光系统。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域,具体涉及一种用于从半导体制造工艺、尤其是化学机械抛光工艺中产生的废液的再生处理系统和再生处理方法以及一种化学机械抛光系统。
背景技术
化学机械抛光(CMP)是指通过化学腐蚀与机械研磨的协同配合作用实现晶圆表面多余材料的高效去除和平坦化。化学机械抛光技术是半导体晶圆表面加工的关键技术之一。
参阅图1和图2,其中,图1为现有技术中研磨设备2的示意性立体图,图2为现有技术中研磨设备2的示意性俯视图。如图1和2所示,研磨设备2可以包括研磨垫201、研磨头202、研磨液输出臂203、以及研磨垫调整器204。在化学机械抛光工艺中,晶圆205被承载于研磨头202之下并且以一定压力在研磨垫201上进行研磨,同时研磨液输出臂203可输出研磨液207于研磨垫201之上,然后由研磨垫调整器204通过调整盘206的作用对研磨垫201表面进行调整而保持粗糙度。
在化学机械抛光工艺中,必须不断将新鲜研磨液供送至抛光表面,以实现优化的抛光性能。然而,化学机械抛光工艺中产生的大量研磨废液意味着相当大的耗材成本。因此对使用过的研磨液进行回收利用具有极大实用价值。
因此,本领域技术人员亟待一种用于从半导体制造工艺中产生的废液的再生处理系统和再生处理方法。
发明内容
本申请的目的在于提供一种能够克服现有技术中至少一个缺陷的再生处理系统、再生处理方法以及化学机械抛光系统。
根据本申请的第一方面,涉及一种用于从半导体制造工艺、尤其是化学机械抛光工艺中产生的废液的再生处理系统。所述再生处理系统包括:针对固体颗粒的第一再生处理分支,所述第一再生处理分支包括第一过滤装置,所述第一过滤装置被配置成接纳从半导体制造工艺中产生的废液并且对所述废液进行固液分离;针对酸性物质或碱性物质的第二再生处理分支,所述第二再生处理分支包括第一分离装置、尤其是化学过滤装置,所述第一分离装置被配置成接纳经固液分离而分离出的液体并且对分离出的液体进行酸性物质或碱性物质的分离;和针对去离子水的第三再生处理分支,所述第三再生处理分支包括去离子水处理装置,所述去离子水处理装置被配置成接纳经酸性物质或碱性物质分离的液体并且对经酸性物质或碱性物质分离的液体进行去离子处理。
在一些实施例中,第一再生处理分支还包括第二过滤装置,所述第二过滤装置被配置成接纳来自第一过滤装置的固体并且对所述固体进行杂质分离,以获得固体颗粒、尤其是用于化学机械抛光工艺的研磨颗粒。
在一些实施例中,第一再生处理分支还包括固体颗粒筛选装置,所述固体颗粒筛选装置被配置成接纳固体颗粒、尤其是来自第二过滤装置的固体颗粒并且对固体颗粒按照颗粒粒径进行筛选。
在一些实施例中,第一再生处理分支还包括用于固体颗粒的再处理装置,所述再处理装置被配置成接纳固体颗粒、尤其是经筛选的固体颗粒并且对固体颗粒进行再处理。
在一些实施例中,所述第二再生处理分支包括第一接纳器和PH值调节装置,所述第一接纳器被配置成接纳分离出的酸性物质或碱性物质,并且所述PH值调节装置被配置成对酸性物质或碱性物质进行PH值调节。
在一些实施例中,所述再生处理系统包括混合回收装置,所述混合回收装置被配置成混合回收经筛选的固体颗粒、尤其是经筛选且经再处理的固体颗粒以及酸性物质或碱性物质、尤其是经PH值调节的酸性物质或碱性物质。
在一些实施例中,所述再生处理系统包括回收液接纳装置,所述回收液接纳装置被配置成接纳来自混合回收装置的经混合回收的固体颗粒以及酸性物质或碱性物质、以及来自第三再生处理分支的去离子水,以形成待使用的研磨液。
在一些实施例中,所述再生处理系统包括新鲜原液供应,所述新鲜原液供应被配置成将新鲜原液供应至回收液接纳装置,以形成待使用的研磨液。
在一些实施例中,所述再生处理系统包括针对氧化剂的第四再生处理分支,所述第四再生处理分支包括第二分离装置,所述第二分离装置被配置成接纳经固液分离而分离出的液体并且对液体进行氧化剂分离。
在一些实施例中,所述再生处理系统包括针对络合剂的第五再生处理分支,所述第五再生处理分支包括第三分离装置,所述第三分离装置被配置成接纳经固液分离而分离出的液体并且对液体进行络合剂分离。
根据本申请的第二方面,涉及一种化学机械抛光系统,所述化学机械抛光系统包括:一个或多个研磨设备,每个研磨设备具有各自的废液排出口,并且相应的研磨设备的废液能经由各自的废液排出口汇流至废液排放管路;研磨液供应系统,所述研磨液供应系统被配置成向所述一个或多个研磨设备供应研磨液;根据本申请一些实施例所述的再生处理系统,所述一个或多个研磨设备经由废液排放管路将研磨废液提供给再生处理系统,并且所述再生处理系统经由回收管路将待使用的研磨液提供给研磨液供应系统。
在一些实施例中,在再生处理系统上游设置化学物和废水处理系统,该化学物和废水处理系统用于对废液进行加工处理及分离。
根据本申请的第三方面,涉及一种用于从半导体制造工艺、尤其是化学机械抛光工艺中产生的废液的再生处理方法,其特征在于,所述再生处理方法包括:接纳从半导体制造工艺中产生的废液,并且对所述废液进行固液分离,以获取废液中的固体颗粒;接纳经固液分离而分离出的液体,并且对分离出的液体进行酸性物质或碱性物质的分离,以获取废液中的酸性物质或碱性物质;和接纳经酸性物质或碱性物质分离的液体,并且对经酸性物质或碱性物质分离的液体进行去离子水处理,以获取去离子水。
在一些实施例中,所述再生处理方法包括:对经固液分离的固体进行过滤,以对固体进行杂质分离,以获得固体颗粒、尤其是用于化学机械抛光工艺的研磨颗粒;对固体颗粒按照颗粒粒径进行筛选,以获得经筛选的固体颗粒,优选地,经筛选的固体颗粒的粒径300nm、200nm、或者120nm。
在一些实施例中,所述再生处理方法包括:对固体颗粒、尤其是经筛选的固体颗粒进行再处理,以优化固体颗粒的粒径分布。
在一些实施例中,所述再生处理方法包括:对分离出的酸性物质或碱性物质进行PH值调节。
在一些实施例中,所述再生处理方法包括:将经筛选且经再处理的固体颗粒连同经PH值调节的酸性物质或碱性物质进行混合回收;将经混合回收的固体颗粒以及酸性物质或碱性物质、连同去离子水进行混合,以形成待使用的研磨液,优选地,将新鲜原液供应至待使用的研磨液中,以形成待使用的研磨液。
在一些实施例中,所述再生处理方法包括:对经固液分离而分离出的液体进行氧化剂分离;和/或对经固液分离而分离出的液体进行络合剂分离。
有利地,本申请提出的再生处理系统及其再生处理方法可以具有一个或多个如下有益技术效果:
第一、显著降低研磨液的成本,由于研磨液是CMP研磨设备使用耗材中最大的成本支出,改进后对于CMP研磨设备甚至整个半导体代工产业链在成本控制上都是一笔不小的贡献。
第二、显著降低去离子水的成本,去离子水在半导体业界也是占有相当大的成本比例。
第三、酸碱性化学物质的再生,显著降低成本,研磨液中含有大量的不同种类的化学物质,可以通过不同的液体处理系统对其进行酸碱性分离处理,从而进行重复利用,节省成本。
第四、有利于环境保护,通过各种废液的处理及再生使用,能将排放出去废液量降到最低,较大程度上减少了对环境的污染。
第五、再生处理的高效性和/或可靠性。
附图说明
通过以下结合附图对示例性实施例的详细描述,本申请的上述和其它方面及优点将变得显而易见,附图通过示例的方式图示了本申请的原理。要注意的是,附图不一定是按比例绘制的。
图1是现有技术中研磨设备的示意性立体图;
图2是现有技术中研磨设备的示意性俯视图;
图3是本申请一些实施例的化学机械抛光系统的示意图;
图4是本申请一些实施例的再生处理系统的示意图;
图5是本申请一些实施例的再生处理方法的示例性流程图。
具体实施方式
以下将参照附图描述本申请,其中的附图示出了本申请的若干实施例。然而应当理解的是,本申请可以以多种不同的方式呈现出来,并不局限于下文描述的实施例;事实上,下文描述的实施例旨在使本申请的公开更为完整,并向本领域技术人员充分说明本申请的保护范围。还应当理解的是,本文公开的实施例能够以各种方式进行组合,从而提供更多额外的实施例。
在不同描述的各实施例中,为相同的元件配置了相同的附图标记或者相同的元件名称,其中,在说明书全文中所包含的公开内容都可以按照意义转用到配有相同附图标记或者相同元件名称的元件上。此外,在各个实施例中,元件的数量、实现方式和/或布置结构也不限于所示的示例,而是能够根据实际需要选择其他数量、实现方式和/或布置结构。
在本文中,诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“高”、“低”等的空间关系用语可以说明一个特征与另一特征在附图中的关系。应当理解的是,空间关系用语除了包含附图所示的方位之外,还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如,在附图中的装置倒转时,原先描述为在其它特征“下方”的特征,此时可以描述为在其它特征的“上方”。装置还可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位),此时将相应地解释相对空间关系。
在本文中,用语“A或B”包括“A和B”以及“A或B”,而不是排他地仅包括“A”或者仅包括“B”,除非另有特别说明。
在本文中,用语“示意性”或“示例性”意指“用作示例、实例或说明”,而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且,本申请不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。
在本文中,用语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。
在本文中,用语“部分”可以是任意比例的部分。例如可以大于10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%。
另外,仅仅为了参考的目的,还可以在本文中使用“第一”、“第二”等类似术语,并且因而并非意图限定。例如,除非上下文明确指出,否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。
本申请涉及用于从半导体制造工艺中产生的废液的再生处理系统和再生处理方法。在图示实施例中,相关的再生处理系统和再生处理方法可以被应用于化学机械抛光工艺。应理解的是,在其他实施例中,相关的再生处理系统和再生处理方法可以被应用于半导体制造工艺中的其他工艺流程、例如蚀刻工艺中。以下以化学机械抛光工艺为示例进行详细介绍。
现在将参考附图3至5更详细地描述本申请的一些实施例。
参照图3,示意性示出了本申请一些实施例的化学机械抛光系统1。如图3所示,化学机械抛光系统1可以包括一个或多个研磨设备2(示例性地示出了三个研磨设备2)、研磨液供应系统4、以及再生处理系统100。研磨液供应系统4可以被配置成向所述一个或多个研磨设备2供应研磨液。所述一个或多个研磨设备2经由废液排放管路3将研磨废液提供给再生处理系统100,并且所述再生处理系统100可以经由回收管路5将待使用的研磨液回收给研磨液供应系统4。
每个研磨设备2可以例如参照图1和2所示那样包括研磨垫201、研磨头202、研磨液输出臂203、以及研磨垫调整器204。在化学机械抛光工艺中,晶圆205被承载于研磨头202之下并且以一定压力在研磨垫201上进行研磨。研磨液输出臂203可将研磨液207输出于研磨垫201上后由研磨垫调整器204通过金刚石调整盘206对研磨垫201表面进行调整,以保持粗糙度进而实现优化的抛光性能。
如图3所示,研磨设备2可以被安装在满足工艺条件的环境中、例如所谓的无尘室区域内。研磨液供应系统4可以包括原液桶装置(未示出)、研磨液混合配比装置401和直接供液装置402。原液桶装置可以用于储存研磨液的原液,原液桶装置用于储存研磨液的原始成分,通过原液桶装置研磨液的原始成分可以方便地储存和管理,保证供应系统的持续运行。研磨液混合配比装置401可以用于根据设定的配比要求,将原液桶装置中的不同成分按照一定比例混合在一起,形成需要的研磨液。由此可以确保研磨液的成分准确、稳定,以满足不同工艺和要求,保证研磨工艺的稳定性和一致性。直接供液装置402可以将经过配比调整后的研磨液直接输送到研磨工艺中,以供应给研磨设备2。直接供液装置需要保证研磨液的流量、压力和稳定性,确保研磨过程中研磨液的连续供应和稳定效果。
继续参照图3,每个研磨设备2可以具有各自的废液排出口。相应的研磨设备2的废液可以经由各自的废液排出口汇流至废液排放管路3,经由所述废液排放管路3可以通往后续将详细介绍的再生处理系统100。有利地,汇流的废液可以首先经由废液排放管路3到达化学物和废水处理系统6。也就是说,在再生处理系统100上游可以设置化学物和废水处理系统6,该化学物和废水处理系统6可以对废液进行加工处理及分离,并且被配置成用于将可回收利用的物质、例如酸性物质、碱性物质、固体研磨颗粒、络合剂、和/或氧化剂等分离出并继续输送至下游的再生处理系统100,而其他无用的残留物及废水则可以经由另一排放管路7进行排放。
接下去参照图4,详细介绍本申请一些实施例的再生处理系统100。在图示实施例中,再生处理系统100可以包括针对固体颗粒、例如研磨颗粒的第一再生处理分支、针对酸性物质或碱性物质的第二再生处理分支、以及针对去离子水的第三再生处理分支。由此,通过再生处理系统100的至少三路再生处理分支可以高效地回收利用研磨颗粒、酸性物质或碱性物质、连同去离子水,这不仅是成本有利的,而且是环境友好的。在一些实施例中,第一再生处理分支、第二再生处理分支和第三再生处理分支可以按照图示实施例那样排列。应理解的是,再生处理系统100可以具有经调整或增加的再生处理分支。此外,各个再生处理分支的布置可以根据需要调整。
在一些实施例中,第一再生处理分支可以包括第一过滤装置10,所述第一过滤装置10可以被配置成接纳从半导体制造工艺中产生的废液并且对所述废液进行固液分离。也就是说,汇流的废液在经过化学物和废水处理系统6之后可以首先通往再生处理系统100的第一再生处理分支的第一过滤装置10。
有利地,经由第一过滤装置10的固液分离后,过滤得到的固体物质可以被进一步输送给第一再生处理分支的下游,以优化回收的研磨颗粒的特性。
附加地或备选地,第一再生处理分支还可以包括位于第一过滤装置10下游的第二过滤装置11。第二过滤装置11可以被配置成接纳来自第一过滤装置10的固体并且对所述固体进行杂质分离,以获得固体颗粒、尤其是用于化学机械抛光工艺的研磨颗粒。由此,无用的杂质8可以被排放而可回收的固体颗粒、尤其是用于化学机械抛光工艺的研磨颗粒可以被收集。
附加地或备选地,第一再生处理分支还可以包括固体颗粒筛选装置12,所述固体颗粒筛选装置12被配置成接纳研磨颗粒、尤其是来自第二过滤装置11的研磨颗粒并且对研磨颗粒按照颗粒粒径进行筛选。对研磨颗粒按照颗粒粒径进行筛选是有利的,因为通常的研磨液原液中的研磨颗粒粒径在50~120nm之间,而废液中的研磨颗粒粒径可以远远超过该范围。为了保持经回收的研磨颗粒的符合要求的研磨特征,经筛选的研磨颗粒的粒径可以小于300nm、200nm、或者120nm之间。也就是说,多大的研磨颗粒可以被去除,从而优化研磨颗粒的粒径分布。
附加地或备选地,第一再生处理分支还可以包括用于研磨颗粒的一个或多个再处理装置13,所述再处理装置13被配置成接纳研磨颗粒、尤其是经筛选的研磨颗粒并且对研磨颗粒进行再处理。
在一些实施例中,再处理装置13可以用于研磨颗粒的粒度调整,例如对研磨颗粒、尤其是经筛选的研磨颗粒进行粒度调整,以优化研磨颗粒的粒径分布。
在一些实施例中,再处理装置13可以用于清洗处理,例如对研磨颗粒、尤其是经筛选的研磨颗粒进行清洗处理,进一步去除附着在颗粒表面的污染物或残留的研磨液等,以净化研磨颗粒。
在一些实施例中,再处理装置13可以用于烘干处理,例如对研磨颗粒进行烘干处理,去除水分,确保研磨颗粒的稳定性和质量。
在一些实施例中,再处理装置13可以用于化学处理,例如对研磨颗粒进行化学处理、如表面改性、再活化等,以提高其研磨性能和再利用率。
在一些实施例中,在固体颗粒筛选装置12的下游可以设置用于研磨颗粒的一个或多个上述再处理装置13。在一些实施例中,在固体颗粒筛选装置12的上游可以设置用于研磨颗粒的一个或多个上述再处理装置13。在一些实施例中,在固体颗粒筛选装置12内可以设置用于研磨颗粒的一个或多个上述再处理装置13。例如为了避免筛选掉潜在可用的研磨颗粒,可以在每次筛选之前进行再处理或者经过多次循环筛选。
在一些实施例中,第二再生处理分支可以包括第一分离装置20,所述第一分离装置20可以被配置成接纳经固液分离而分离出的液体并且对分离出的液体进行酸性物质或碱性物质的分离。也就是说,经由第一过滤装置10的固液分离后,过滤得到的液体物质可以被进一步输送给第二再生处理分支的第一分离装置20。
在一些实施例中,第一分离装置20可以构成为化学过滤装置,以便回收酸性物质或碱性物质。在一些实施例中,可以使用离子交换法、例如借助于离子交换树脂选择性地吸附酸性物质或碱性物质,然后再进行洗脱得到纯净的酸性物质或碱性物质。在一些实施例中,可以使用结晶法,例如可以将研磨液中的酸性物质或碱性物质转变为盐类,然后通过结晶的方法将其分离出来。在一些实施例中,可以使用萃取法,例如可以使用有机溶剂(如丙酮、甲醇等)与研磨液中的酸性物质或碱性物质发生反应并溶解,然后将有机相分离并转移到水相中,最后将有机溶剂蒸发得到酸性物质或碱性物质。
附加地或备选地,第二再生处理分支可以包括第一接纳器21和PH值调节装置22,所述第一接纳器21可以被配置成接纳分离出的酸性物质或碱性物质,并且所述PH值调节装置22可以被配置成对酸性物质或碱性物质进行PH值调节,以优化回收的酸性物质或碱性物质的特性。在一些实施例中,第一接纳器21和PH值调节装置22可以分别构成为独立的装置。在一些实施例中,第一接纳器21和PH值调节装置22可以组合成一个集成的系统。
在一些实施例中,第三再生处理分支可以包括第二接纳器32和去离子水处理装置30,所述第二接纳器可以被配置成接纳经酸性物质或碱性物质分离的液体,并且所述去离子水处理装置30可以被配置成对经酸性物质或碱性物质分离的液体进行去离子处理。附加地或备选地,第三再生处理分支可以包括第三接纳器,所述第三接纳器可以被配置成接纳去离子水。在一些实施例中,第二接纳器、去离子水处理装置30和第三接纳器33可以分别构成为独立的装置。在一些实施例中,第二接纳器、去离子水处理装置30和第三接纳中的两者或三者可以组合成一个集成的系统。
附加地或备选地,再生处理系统100可以包括混合回收装置40,所述混合回收装置40可以被配置成混合回收经筛选的研磨颗粒、尤其是经筛选且经再处理的研磨颗粒以及酸性物质或碱性物质、尤其是经PH值调节的酸性物质或碱性物质。有利地,通过将研磨颗粒与酸性物质或碱性物质混合回收有利于回收效率。
附加地或备选地,再生处理系统100可以包括回收液接纳装置50,所述回收液接纳装置50可以被配置成接纳来自混合回收装置40的经混合回收的固体颗粒以及酸性物质或碱性物质、以及来自第三再生处理分支的去离子水,以形成待使用的研磨液。有利地,所述再生处理系统100可以包括新鲜原液供应60、例如可以来自于原液桶装置。所述新鲜原液供应60可以被配置成将新鲜原液供应60至回收液接纳装置50,以形成待使用的研磨液。由此可以有利地回收形成一种可直接利用的研磨液。如图3和4所示,所述再生处理系统100可以经由回收管路5将待使用的研磨液提供给研磨液供应系统4,由此实现一种循环的回收利用系统。
附加地或备选地,再生处理系统100可以具有经调整或增加的再生处理分支。此外,各个再生处理分支的布置可以根据需要调整。在一些实施例中,再生处理系统100还可以包括针对氧化剂的第四再生处理分支,所述第四再生处理分支包括第二分离装置,所述第二分离装置被配置成接纳经固液分离而分离出的液体并且对液体进行氧化剂分离。附加地或备选地,再生处理系统100可以包括针对络合剂的第五再生处理分支,所述第五再生处理分支包括第三分离装置,所述第三分离装置被配置成接纳经固液分离而分离出的液体并且对液体进行络合剂分离。
为了回收氧化剂和/或络合剂,相应的再生处理分支可以包括一个或多个如下处理单元。在一些实施例中,相应的再生处理分支可以包括膜分离单元,其可以利用膜分离技术,如超滤膜、反渗透膜等将含有氧化剂和络合剂的研磨液进行过滤分离,使其与其他组分分离,实现回收。在一些实施例中,相应的再生处理分支可以包括结晶单元,其可以通过过控制温度和浓度等条件,使研磨液中的氧化剂和/或络合剂发生结晶过程,然后进行过滤或离心分离,将结晶物进行回收。在一些实施例中,相应的再生处理分支可以包括蒸发浓缩单元,其可以利用蒸发浓缩设备将研磨液进行蒸发浓缩,使其中的氧化剂和/或络合剂浓缩,然后通过冷凝等操作将浓缩物回收。
接下去,参照图5,介绍本申请一些实施例的再生处理方法的示例性流程图。有利地,相关的再生处理方法可以借助于根据本申请一些实施例所述的再生处理系统100执行。
如图5所示,用于从半导体制造工艺、尤其是化学机械抛光工艺中产生的废液的再生处理方法可以包括:
S1:接纳从半导体制造工艺中产生的废液,并且对所述废液进行固液分离,以获取废液中的固体颗粒;
S2:接纳经固液分离而分离出的液体,并且对分离出的液体进行酸性物质或碱性物质的分离,以获取废液中的酸性物质或碱性物质;
S3:接纳经酸性物质或碱性物质分离的液体,并且对经酸性物质或碱性物质分离的液体进行去离子水处理,以获取去离子水。
优选地,再生处理方法可以进一步包括:
S4:将经筛选且经再处理的固体颗粒连同经PH值调节的酸性物质或碱性物质进行混合回收;
S5:将经混合回收的固体颗粒以及酸性物质或碱性物质、连同去离子水进行混合,以形成待使用的研磨液,优选地,将新鲜原液供应60至待使用的研磨液中,以形成待使用的研磨液。
在一些实施例中,在步骤S1中可以进一步执行如下子步骤:对经固液分离的固体进行过滤,以对固体进行杂质分离,以获得固体颗粒、尤其是用于化学机械抛光工艺的研磨颗粒;对固体颗粒按照颗粒粒径进行筛选,以获得经筛选的固体颗粒,优选地,经筛选的固体颗粒的粒径300nm、200nm、或者120nm;优选地,对固体颗粒、尤其是经筛选的固体颗粒进行再处理,以优化固体颗粒的粒径分布。
在一些实施例中,在步骤S2中可以进一步执行如下子步骤:对分离出的酸性物质或碱性物质进行PH值调节。
在一些实施例中,再生处理方法可以进一步包括:对经固液分离而分离出的液体进行氧化剂分离;和/或对经固液分离而分离出的液体进行络合剂分离。
有利地,本申请提出的再生处理系统及其再生处理方法可以具有一个或多个如下有益技术效果:
第一、显著降低研磨液的成本,由于研磨液是CMP研磨设备使用耗材中最大的成本支出,改进后对于CMP研磨设备甚至整个半导体代工产业链在成本控制上都是一笔不小的贡献。
第二、显著降低去离子水的成本,去离子水在半导体业界也是占有相当大的成本比例。
第三、酸碱性化学物质的再生,显著降低成本,研磨液中含有大量的不同种类的化学物质,可以通过不同的液体处理系统对其进行酸碱性分离处理,从而进行重复利用,节省成本。
第四、有利于环境保护,通过各种废液的处理及再生使用,能将排放出去废液量降到最低,较大程度上减少了对环境的污染。
第五、再生处理的高效性和/或可靠性。
虽然已通过示例对本申请的一些特定实施例进行了详细说明,但本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本申请的范围。在此公开的各实施例可以任意组合,而不脱离本申请的精神和范围。本领域的技术人员还应理解,可以对实施例进行多种修改而不脱离本申请的范围和精神。本申请的范围由所附权利要求来限定。
Claims (15)
1.一种用于从半导体制造工艺、尤其是化学机械抛光工艺中产生的废液的再生处理系统,其特征在于,所述再生处理系统包括:
针对固体颗粒的第一再生处理分支,所述第一再生处理分支包括第一过滤装置,所述第一过滤装置被配置成接纳从半导体制造工艺中产生的废液并且对所述废液进行固液分离;
针对酸性物质或碱性物质的第二再生处理分支,所述第二再生处理分支包括第一分离装置、尤其是化学过滤装置,所述第一分离装置被配置成接纳经固液分离而分离出的液体并且对分离出的液体进行酸性物质或碱性物质的分离;和
针对去离子水的第三再生处理分支,所述第三再生处理分支包括去离子水处理装置,所述去离子水处理装置被配置成接纳经酸性物质或碱性物质分离的液体并且对经酸性物质或碱性物质分离的液体进行去离子处理。
2.根据权利要求1所述的再生处理系统,其特征在于,第一再生处理分支还包括第二过滤装置,所述第二过滤装置被配置成接纳来自第一过滤装置的固体并且对所述固体进行杂质分离,以获得固体颗粒、尤其是用于化学机械抛光工艺的研磨颗粒。
3.根据权利要求1或2所述的再生处理系统,其特征在于,第一再生处理分支还包括固体颗粒筛选装置,所述固体颗粒筛选装置被配置成接纳固体颗粒、尤其是来自第二过滤装置的固体颗粒并且对固体颗粒按照颗粒粒径进行筛选。
4.根据权利要求1至3之一所述的再生处理系统,其特征在于,第一再生处理分支还包括用于固体颗粒的再处理装置,所述再处理装置被配置成接纳固体颗粒、尤其是经筛选的固体颗粒并且对固体颗粒进行再处理。
5.根据权利要求1至4之一所述的再生处理系统,其特征在于,所述第二再生处理分支包括第一接纳器和PH值调节装置,所述第一接纳器被配置成接纳分离出的酸性物质或碱性物质,并且所述PH值调节装置被配置成对酸性物质或碱性物质进行PH值调节。
6.根据权利要求5所述的再生处理系统,其特征在于,所述再生处理系统包括混合回收装置,所述混合回收装置被配置成混合回收经筛选的固体颗粒、尤其是经筛选且经再处理的固体颗粒以及酸性物质或碱性物质、尤其是经PH值调节的酸性物质或碱性物质。
7.根据权利要求6所述的再生处理系统,其特征在于,所述再生处理系统包括回收液接纳装置,所述回收液接纳装置被配置成接纳来自混合回收装置的经混合回收的固体颗粒以及酸性物质或碱性物质、以及来自第三再生处理分支的去离子水,以形成待使用的研磨液,
优选地,所述再生处理系统包括新鲜原液供应,所述新鲜原液供应被配置成将新鲜原液供应至回收液接纳装置,以形成待使用的研磨液。
8.根据权利要求1至7之一所述的再生处理系统,其特征在于,所述再生处理系统包括针对氧化剂的第四再生处理分支,所述第四再生处理分支包括第二分离装置,所述第二分离装置被配置成接纳经固液分离而分离出的液体并且对液体进行氧化剂分离;和/或
所述再生处理系统包括针对络合剂的第五再生处理分支,所述第五再生处理分支包括第三分离装置,所述第三分离装置被配置成接纳经固液分离而分离出的液体并且对液体进行络合剂分离。
9.一种化学机械抛光系统,其特征在于,所述化学机械抛光系统包括:
一个或多个研磨设备,每个研磨设备具有各自的废液排出口,并且相应的研磨设备的废液能经由各自的废液排出口汇流至废液排放管路;
研磨液供应系统,所述研磨液供应系统被配置成向所述一个或多个研磨设备供应研磨液;
根据权利要求1至7之一所述的再生处理系统,所述一个或多个研磨设备经由废液排放管路将研磨废液提供给再生处理系统,并且所述再生处理系统经由回收管路将待使用的研磨液提供给研磨液供应系统,优选地,在再生处理系统上游设置化学物和废水处理系统,该化学物和废水处理系统用于对废液进行加工处理及分离。
10.一种用于从半导体制造工艺、尤其是化学机械抛光工艺中产生的废液的再生处理方法,其特征在于,所述再生处理方法包括:
接纳从半导体制造工艺中产生的废液,并且对所述废液进行固液分离,以获取废液中的固体颗粒;
接纳经固液分离而分离出的液体,并且对分离出的液体进行酸性物质或碱性物质的分离,以获取废液中的酸性物质或碱性物质;和
接纳经酸性物质或碱性物质分离的液体,并且对经酸性物质或碱性物质分离的液体进行去离子水处理,以获取去离子水。
11.根据权利要求10所述的再生处理方法,其特征在于,所述再生处理方法包括:
对经固液分离的固体进行过滤,以对固体进行杂质分离,以获得固体颗粒、尤其是用于化学机械抛光工艺的研磨颗粒;
对固体颗粒按照颗粒粒径进行筛选,以获得经筛选的固体颗粒,优选地,经筛选的固体颗粒的粒径300nm、200nm、或者120nm;
优选地,对固体颗粒、尤其是经筛选的固体颗粒进行再处理,以优化固体颗粒的粒径分布。
12.根据权利要求10或11所述的再生处理方法,其特征在于,所述再生处理方法包括:对分离出的酸性物质或碱性物质进行PH值调节。
13.根据权利要求12所述的再生处理方法,其特征在于,所述再生处理方法包括:
将经筛选且经再处理的固体颗粒连同经PH值调节的酸性物质或碱性物质进行混合回收;
将经混合回收的固体颗粒以及酸性物质或碱性物质、连同去离子水进行混合,以形成待使用的研磨液,优选地,将新鲜原液供应至待使用的研磨液中,以形成待使用的研磨液。
14.根据权利要求10至13之一所述的再生处理方法,其特征在于,所述再生处理方法包括:
对经固液分离而分离出的液体进行氧化剂分离;和/或
对经固液分离而分离出的液体进行络合剂分离。
15.根据权利要求10至14之一所述的再生处理方法,其特征在于,所述再生处理方法借助于根据权利要求1至7之一所述的再生处理系统执行。
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