DE202005019078U1

DE202005019078U1 - Vorrichtung zur Wiederverwertung von bei der Reinigung von gesägten Waferblöcken anfallender verschmutzter Reinigungsflüssigkeit

Info

Publication number: DE202005019078U1
Application number: DE200520019078
Authority: DE
Original assignee: Stangl Semiconductor Equipment AG
Current assignee: Stangl Semiconductor Equipment AG
Priority date: 2005-12-06
Filing date: 2005-12-06
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2015-12-07

Abstract

Vorrichtung zur Wiederverwertung von bei der Reinigung von gesägten Waferblöcken anfallender verschmutzter Reinigungsflüssigkeit, mit folgenden Merkmalen:
einer Zentrifuge (104) zum Austragen von Feststoffen aus der verschmutzten Reinigungsflüssigkeit zum Erzeugen einer gereinigten Reinigungsflüssigkeit;
einer Zulaufeinrichtung (102, 110, 112) zum Zuführen von verschmutzter Reinigungsflüssigkeit von einer Reinigungsvorrichtung (100) für gesägte Waferblöcke zu der Zentrifuge (104); und
einer Rücklaufeinrichtung (106, 114, 116) zum Rückführen der gereinigten Reinigungsflüssigkeit von der Zentrifuge (104) zur der Reinigungsvorrichtung (100) für gesägte Waferblöcke.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wiederverwertung von bei der Reinigung von gesägten Waferblöcken anfallender verschmutzter Reinigungsflüssigkeit, und insbesondere auf eine solche Vorrichtung, die eine Aufbereitung von Schmutzwasser, das bei einer Vorreinigung von gesägten Waferblöcken anfällt, ermöglicht.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine kostengünstige und umweltschonende Reinigung von gesägten Waferblöcken unter Verwendung an sich reinigungsflüssigkeitsintensiver Reinigungsverfahren zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zur Wiederverwertung von bei der Reinigung von gesägten Waferblöcken anfallender verschmutzter Reinigungsflüssigkeit, mit folgenden Merkmalen:
einer Zentrifuge zum Austragen von Feststoffen aus der verschmutzten Reinigungsflüssigkeit zum Erzeugen einer gereinigten Reinigungsflüssigkeit;
einer Zulaufeinrichtung zum Zuführen von verschmutzter Reinigungsflüssigkeit von einer Reinigungsvorrichtung für gesägte Waferblöcke zu der Zentrifuge;
einer Rücklaufeinrichtung zum Rückführen der gereinigten Reinigungsflüssigkeit von der Zentrifuge zur der Reinigungsvorrichtung für gesägte Waferblöcke.
Die vorliegende Erfindung schafft somit eine kostengünstige und umweltschonende Möglichkeit zur Reinigung bzw. Vorreinigung von gesägten Waferblöcken unter Verwendung von an sich sehr reinigungsflüssigkeitsintensiven Reinigungsprozessen.
Vorzugsweise wird erfindungsgemäß als Reinigungsflüssigkeit Wasser verwendet, dem gegebenenfalls ein Tensid zugesetzt sein kann.
Unter Verwendung der Reinigungsvorrichtung bzw. Reinigungsanlage werden gesägte Waferblöcke und insbesondere gesägte Silizium-Waferblöcke vorgereinigt. Abzureinigen von den Waferblöcken sind dabei Sägerückstände, die auf das Sägen der Waferblöcke unter Verwendung eines Sägedrahtes zurückgehen. Die Sägerückstände können Siliziumkarbid (SiC), Siliziumpartikel, Eisenpartikel (vom Sägedraht) und ein Trägermedium (des Trägerblocks, an dem die Waferblöcke bzw. nach dem Sägen die einzelnen Wafer geklebt bzw. gekittet sind) beinhalten, wobei sich ein Gemisch dieser Materialien nach den Sägevorgang zwischen den Scheiben in den Sägespalten befindet.
Diese Verunreinigungen werden in der Reinigungsanlage mit Hilfe von Sprüh-Prozessen und Sog-Prozessen aus den Sägespalten des Waferblocks herausgespült bzw. herausgezogen. Das Wasser, gegebenenfalls mit einem zugesetzten Tensid, dient dabei als Waschmedium, um den Schmutz (Feststoff) zu lösen und auszuspülen. Beim Reinigungsprozess fällt dabei sehr viel verunreinigtes Wasser an. Durch den erfindungsgemäßen Reinigungskreislauf wird das verschmutzte Wasser aufbereitet und kann der Reinigungsanlage wieder zugeführt werden, wodurch große Abwassermengen eingespart werden können.
Der Reinigungskreislauf umfasst bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die eigentliche Reinigungsanlage, einen Schmutzbehälter, einen Reinbehälter und eine Zentrifuge. Um ein verbessertes Reinigungsergebnis zu erhalten, kann gegebenenfalls zusätzlich zum Reinigungskreislauf eine Anlage, beispielsweise eine Kammerfilterpresse oder ein Bandfilter installiert werden, welche kleine Partikel, die durch die Zentrifuge nicht aus der Reinigungsflüssigkeit ausgetragen werden, abzuscheiden. Eine solche Anlage arbeitet jedoch diskontinuierlich und kann nur unterstützend im Bypass-Betrieb gefahren werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
1 zeigt eine Vorrichtung zur Wiederverwertung des entstehenden Schmutzwassers bei der Vorreinigung von gesägten Waferblöcken.
Wie in 1 gezeigt ist, weist ein Ausführungsbeispiel eines Reinigungskreislaufs, der eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wiederverwertung von bei der Vorreinigung von gesägten Waferblöcken entstehendem Schmutzwasser umfasst, eine Anlage 100 zum Reinigen von gesägten Waferblöcken, einen Schmutzbehälter 102, eine Zentrifuge 104 und einen Reinbehälter 106 auf. Optional kann zusätzlich ein Filter 108, das durch ein Bandfilter oder eine Kammerfilterpresse gefiltert sein kann, vorgesehen sein.
Die Reinigungsanlage 100 kann eine solche sein, die ein mit Reinigungsflüssigkeit (Wasser) gefülltes Reinigungsbecken aufweist, in das ein oder mehrere zu reinigende Waferblöcke getaucht werden. Die Reinigungsanlage kann Sprühvorrichtungen aufweisen, um in die Sägespalte des gesägten Waferblocks zu sprühen. Die Reinigungseinrichtung kann ferner Auslassöffnun gen im Bodenbereich des Reinigungsbeckens aufweisen, die zusammen mit Verschlusseinrichtungen für dieselben derart ausgelegt sind, dass durch ein Öffnen der Verschlusseinrichtung das Wasser so schnell aus dem Reinigungsbecken entleerbar ist, dass durch eine Sogwirkung des Wassers Verunreinigungen aus den Sägespalten entfernbar sind. Das dabei erhaltene Schmutzwasser wird dann in einer Auffangwanne (nicht gezeigt) der Reinigungsanlage 100 gesammelt. Aus dieser Auffangwanne wird das Schmutzwasser in einen Vorlagebehälter, d.h. den Schmutzbehälter 102, gepumpt, wie durch einen Pfeil 110 in 1 angedeutet ist. Von dem Schmutzbehälter 102 wird die Zentrifuge 104 kontinuierlich beschickt, wie durch den Pfeil 112 in 1 andeutet ist. Zu diesem Zweck ist ein Auslass des Schmutzbehälters 102 mit einem Einlass der Zentrifuge 104 über eine Fluidleitung verbunden. Eine entsprechende Pumpeinrichtung zum kontinuierlichen Beschicken der Zentrifuge ist ebenfalls vorgesehen.
In der Zentrifuge wird das Schmutzwasser (das Reinigungsmedium) mit einer Rotation beaufschlagt, so dass Feststoffe aus dem Wasser ausgetragen werden. Je kleiner der Volumenstrom, der in die Zentrifuge 104 gefördert wird, ist und damit je größer die Verweilzeit des Wassers in der Zentrifuge 104 ist, desto besser ist der Feststoffaustrag und damit verbunden der Reinigungserfolg. Die Zentrifuge fördert das Wasser nach Trennung der Feststoffe weiter in einen Vorlagebehälter, den Reinbehälter 106. Dies ist durch einen Pfeil 114 in 1 angedeutet. Zu diesem Zweck ist ein Auslass der Zentrifuge 104 mit einem Einlass des Reinbehälters 106 über eine entsprechende Fluidleitung verbunden.
Ein Auslass des Reinbehälters 106 ist wiederum mit einem Einlass der Reinigungsanlage verbunden (beispielsweise über eine entsprechende Fluidleitung), so dass das gereinigte Wasser zu der Reinigungsanlage 100 rückführbar ist, wie durch einen Pfeil 116 in 1 angedeutet ist. Das Wasser steht somit wieder für weitere Reinigungsprozesse zur Verfügung.
Die Zentrifuge 104 kann derart ausgelegt sein, dass sie keine Partikel, die eine Größe bzw. einen Durchmesser von weniger als 5 μm aufweisen, aus der Reinigungsflüssigkeit, in der Regel Wasser, austrägt. Es hat sich gezeigt, dass Partikel von weniger als 5μm sich agglomerieren und somit bei einem späteren, z.B. nächsten, Durchlauf auch über die Zentrifuge 104 abgeschieden werden können.
Optional kann, um die Partikel einer Größe von weniger als 5μm auch aus dem Wasser abzuscheiden, das Filter 108 vorgesehen sein. Das Filter 108 wird parallel zu dem oben beschriebenen Recyclingkreislauf gefahren, wobei Reinigungsflüssigkeit aus dem Reinbehälter 106 zu dem Filter 108 gefördert wird, wie durch einen Pfeil 118 angedeutet ist, und dann aus dem Filter 106 wieder in den Reinbehälter 106 zurückgepumpt wird, siehe Pfeil 120 in 1. Zu diesem Zweck können ein entsprechenden Einlass und Auslass des Filters 108 mit entsprechenden Fluidleitungen verbunden sein. Ferner können wiederum entsprechende Pumpen vorgesehen sein, um das Wasser durch den Parallelkreislauf, der das Filter 108 beinhaltet, zu pumpen.
Um über die Zeitschiene einer Anreicherung von kleinen und kleinsten Partikeln in dem Reinbehälter bzw. Reintank 106 entgegenzuwirken, kann eine Zugabe von Frischwasser in den Kreislauf, beispielsweise in den Reinbehälter, erfolgen, bei gleichzeitigem Verwerfen von Kreislaufwasser aus dem Reinbehälter 106, welches aufgrund des sehr geringen Feststoffanteils direkt in die Kanalisation geleitet werden kann. Beispielsweise kann pro durch die Reinigungsanlage gereinigtem gesägtem Waferblock eine Zugabe von ca. 50 Litern Frischwasser erfolgen.
Aus der Zentrifuge 104 kann ein Feststoffaustrag entnommen werden, der eine Rückgewinnung des Siliziumkarbid sowie restlicher, ebenfalls wieder verwertbarer Bestandteile ermöglicht. Bei Verwendung von Waferblöcken einer Länge von ca 600 mm und einer Querschnittfläche von 156 × 156 mm ergibt sich dabei ein Feststoffaustrag von ca. 1 kg, bei einer Querschnittsfläche von 125 × 125 mm von ca. 2 kg, bei einer Querschnittsfläche von 150 × 156 mm von ca. 3 kg, und bei einer Querschnittsfläche von 210 × 210 mm von ca. 4 kg.
Die vorliegende Erfindung liefert somit eine Vorrichtung zur Wiederverwertung (Recycling) von entstehendem Schmutzwasser bei der Voreinigung von gesägten Waferblöcken, wobei das Schmutzwasser durch einen Reinigungskreislauf, der eine Zentrifuge enthält, direkt wieder verwendet werden kann. Der Feststoffaustrag aus der Zentrifuge kann entnommen werden, um ihn der Wiedergewinnung des Siliziumkarbids sowie der restlichen verwertbaren Bestandteile zuzuführen. Kontinuierlich kann ein geringer Frischwasseranteil zugegeben werden, um eine Anreicherung von kleinen und kleinsten Partikeln (< 5μm) entgegenzuwirken. Schließlich kann optional ein Filter (Plattenfilter, Bandfilter oder ähnliches) diskontinuierlich im Bypass-Betrieb betrieben werden, um kleine und kleinste Partikel (< 5μm) herauszufiltrieren und somit einer Anreicherung im Prozessmedium entgegenzuwirken.

Claims

Vorrichtung zur Wiederverwertung von bei der Reinigung von gesägten Waferblöcken anfallender verschmutzter Reinigungsflüssigkeit, mit folgenden Merkmalen: einer Zentrifuge (104) zum Austragen von Feststoffen aus der verschmutzten Reinigungsflüssigkeit zum Erzeugen einer gereinigten Reinigungsflüssigkeit; einer Zulaufeinrichtung (102, 110, 112) zum Zuführen von verschmutzter Reinigungsflüssigkeit von einer Reinigungsvorrichtung (100) für gesägte Waferblöcke zu der Zentrifuge (104); und einer Rücklaufeinrichtung (106, 114, 116) zum Rückführen der gereinigten Reinigungsflüssigkeit von der Zentrifuge (104) zur der Reinigungsvorrichtung (100) für gesägte Waferblöcke.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zulaufeinrichtung einen Schmutzbehälter (102) zur Aufnahme der verschmutzten Reinigungsflüssigkeit und eine Fluidleitung, die den Schmutzbehälter (102) mit einem Einlass der Zentrifuge (104) verbindet, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Rücklaufeinrichtung einen Reinbehälter (106), eine Fluidleitung, die einen Einlass des Reinbehälters (106) mit einem Auslass der Zentrifuge (104) verbindet, und eine Fluidleitung, die einen Auslass des Reinbehälters (106) mit einem Einlass der Reinigungsvorrichtung (100) für gesägte Waferblöcke verbindet, aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Rücklaufeinrichtung ein Filter (108) zum Filtern von Feststoffen, die so klein sind, dass Sie durch die Zentrifuge (104) nicht aus der Reinigungsflüssigkeit ausgetragen werden, aus der gereinigten Reinigungsflüssigkeit aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die eine Einrichtung zum kontinuierlichen Austausch eines Anteils gereinigter Reinigungsflüssigkeit in der Rücklaufeinrichtung durch frische Reinigungsflüssigkeit aufweist.