DE69937113T2

DE69937113T2 - Entfernung von metallionen aus abwasser

Info

Publication number: DE69937113T2
Application number: DE69937113T
Authority: DE
Inventors: Frank L. Fombell SASSAMAN; James L. Wexford FILSON; Philip M. Butler KEMP
Original assignee: Siemens Water Technologies Holding Corp
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1999-07-09
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2019-07-10
Also published as: US6315906B1; EP1105350B1; MX214903B; WO2000002817A1; CA2332880A1; ATE372961T1; DE69937113D1; EP1105350A1; CA2332880C; CN1211290C; CN1303352A; IL139468A0; IL139468A; MY133182A; US20020079269A1; JP2002520141A

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Metallionen aus Abwasser. In einem Aspekt bezieht sich diese Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Kupferionen aus dem Abwasser eines chemisch-mechanischen Polierens (CMP) von Mikrochips mit integrierter Schaltung.
Hintergrund
Firmen, die mikroelektronische Halbleiterchips (Mikrochips) herstellen, haben fortschrittliche Herstellungsverfahren entwickelt, um die elektronischen Schaltkreise auf einem Mikrochip auf kleinere Dimensionen zu verringern. Die kleineren Dimensionen der Schaltkreise involvieren kleinere individuelle kleinste Strukturbreiten oder kleinste Leitungsbreiten auf einem einzelnen Mikrochip. Die kleineren kleinsten Strukturbreiten oder kleinsten Leitungsbreiten, typischerweise in mikroskopischen Dimensionen von etwa 0,2–0,5 μm, erlauben es, mehr Schaltalgebra auf den Mikrochip zu passen.
Eine fortschrittliche neue Technologie zur Herstellung von Halbleitern involviert die Verwendung von Kupfer an Stelle von Aluminium und Wolfram, um Kupfermikrochipschaltkreise auf einem Silizium-Wafer zu kreieren. Das Kupfer weist einen elektrischen Widerstand auf, der niedriger ist als der von Aluminium, wodurch ein Mikrochip bereitgestellt wird, der mit viel schnelleren Geschwindigkeiten arbeiten kann. Das Kupfer wird in ULSI- und CMOS-Siliziumstrukturen eingeführt und als Material für Verbindungsleitungen für Durchkontakte und Gräben auf diesen Siliziumstrukturen benutzt.
ULSI-Siliziumstrukturen sind integrierte Schaltungen mit Ultrahöchstintegration, die mehr als 50 000 Gatter und mehr als 256 K Speicherbits enthalten. CMOS-Siliziumstrukturen sind integrierte Schaltungen mit komplementären Metalloxid-Halbleitern, die NMOS- und PMOS-Transistoren auf demselben Substrat enthalten.
Für vollständig integrierte Mehrebenenmikrochips mit integrierter Schaltung mit bis zu 6 Ebenen ist Kupfer nun das bevorzugte Material für Verbindungsleitungen.
Als Teil der fortschrittlichen neuen Technologie zur Herstellung von Halbleitern wird eine Planarisierung der Kupfermetallschichten durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) verwendet. Die Planarisierung durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) produziert eine Substratarbeitsoberfläche für den Mikrochip. Die gegenwärtige Technologie ätzt Kupfer nicht effektiv, weswegen das Anlagenwerkzeug zur Fabrikation von Halbleitern einen Polierschritt einsetzt, um die Oberfläche des Silizium-Wafers zu präparieren.
Das chemisch-mechanische Polieren (CMP) von integrierten Schaltungen involviert heutzutage eine Planarisierung von mikroelektronischen Halbleiter-Wafern. Eine örtliche Planarisierung des Mikrochips arbeitet chemisch und mechanisch, um Oberflächen auf einem mikroskopischen Niveau von bis zu etwa 10 μm zu glätten. Eine globale Planarisierung des Mikrochips erstreckt sich über etwa 10 μm und höher. Die Ausrüstung für die Planarisierung durch chemisch-mechanisches Polieren wird verwendet, um Materialien vor einem nachfolgenden Präzisionsschritt zur Herstellung der integrierten Schaltung zu entfernen.
Das Verfahren der Planarisierung durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) involviert eine Polierschlämme, die aus einem Oxidationsmittel, einem Schleifmittel, Komplexbildnern und anderen Zusatzstoffen zusammengesetzt ist. Die Polierschlämme wird mit einem Polierbausch verwendet, um überschüssiges Kupfer von dem Wafer zu entfernen. Silizium, Kupfer und verschiedene Spurenmetalle werden über eine chemisch-mechanische Schlämme von der Siliziumstruktur entfernt. Die chemisch-mechanische Schlämme wird auf einem Planarisierungstisch zusammen mit Polierbausch an den Silizium-Wafer herangeführt. Oxidierende Wirkstoffe und Ätzlösungen werden eingeführt, um die Entfernung von Material zu kontrollieren. Häufig werden Spülungen mit entionisiertem Wasser eingesetzt, um Trümmer von dem Wafer zu entfernen. Hochreines Wasser (UPW) aus Umkehrosmose (RO) und entmineralisiertes Wasser können ebenfalls in dem Anlagenwerkzeug zur Fabrikation von Halbleitern verwendet werden, um den Silizium-Wafer zu spülen.
EINLEITUNG ZUR ERFINDUNG
Das Verfahren der Planarisierung durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) führt Kupfer in das Verfahrenswasser ein, und staatliche Regulierungseinrichtungen schreiben Bestimmungen für die Einleitung von Abwasser von dem Verfahren der Planarisierung durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP), ebenso streng wie für das Abwasser von einem Galvanisierungsverfahren, auch wenn die CMP-Planarisierung kein Galvanisierungsverfahren ist.
Die Kupferionen in Lösung in dem Abwasser müssen für eine akzeptable Abwasserbeseitigung aus der Nebenprodukt-Polierschlämme entfernt werden.
Die Planarisierung des Mikrochips durch chemisch-mechanisches Polieren produziert ein Abwasser einer Nebenprodukt-„Schleif"-Schlämme (Nebenprodukt-Polierschlämme), das Kupferionen mit einem Pegel von 1–100 mg/l enthält. Das Abwasser der Nebenprodukt-Polierschlämme aus der Planarisierung des Mikrochips enthält auch Feststoffe mit einer Größe von 0,01–1,0 μm mit einem Pegel von 500–2000 mg/l (500–2000 ppm).
Ein Oxidans von Wasserstoffperoxid (H₂O₂) wird typischerweise verwendet, um dazu beizutragen, das Kupfer von dem Mikrochip zu lösen. Demgemäß kann Wasserstoffperoxid (H₂O₂) mit einem Pegel von etwa 300 ppm und höher ebenfalls in dem Abwasser der Nebenprodukt-Polierschlämme vorliegen.
Ein Chelatbildner wie etwa Zitronensäure oder Ammoniak kann ebenfalls in der Nebenprodukt-Polierschlämme vorliegen, um es zu ermöglichen, das Kupfer in Lösung zu halten.
Ein Abwasser einer chemisch-mechanischen Schlämme wird von dem Werkzeug des chemisch-mechanischen Polierens (CMP) mit einer Durchflussrate von ungefähr 10 gpm, einschließlich Spülungsströmen, eingeleitet. Dieses Abwasser der chemisch-mechanischen Schlämme enthält gelöstes Kupfer in einer Konzentration von etwa 1–100 mg/l.
Fabrikationsanlagen, die mehrere Werkzeuge betreiben, erzeugen typischerweise eine ausreichende Quantität von Kupfer, um umweltbedingte Bedenken zu verursachen, wenn sie in den Ableitungskanal der Fabrikationsanlage eingeleitet wird. Ein Aufbereitungsprogramm wird benötigt, um die Einleitung von Kupfer, das in dem Kupfer-CMP-Abwasser vorliegt, vor der Einführung in das Abwasseraufbereitungssystem der Fabrikationsanlage zu kontrollieren.
Ein herkömmliches Abwasseraufbereitungssystem an einer Anlage zur Fabrikation von Halbleitern umschließt häufig eine pH-Neutralisierung und Fluorbehandlung. Ein Aufbereitungssystem „am Rohrende" enthält typischerweise keine Ausrüstung zur Entfernung von Schwermetallen wie etwa Kupfer. Eine Vorrichtung und eine Methode zum Bereitstellen einer Punktquellenaufbereitung zur Kupferentfernung würde den Bedarf an einer Installation eines teuren Kupferaufbereitungssystems am Rohrende beseitigen.
In Anbetracht der Ausrüstungslogistik sowie der Abfalllösungseigenschaften wird eine Punktquellen-Kupferaufbereitungseinheit benötigt, die kompakt ist und die Einleitungsanforderungen eines einzelnen Kupfer-CMP-Werkzeugs oder einer Gruppe von Kupfer-CMP-Werkzeugen erfüllen kann.
Eisensulfat (FeSO₄) oder Aluminiumsulfat (Al₂(SO₄)₃) können verwendet werden, um Kupferionen mitzufällen und eine Schlämme zu produzieren. Dieses Fällungsverfahren hebt den pH-Wert an, um Eisenhydroxid und Kupferhydroxid mit einem Rest einer Siliziumdioxid-, Aluminiumoxid-Abwasserschlämme zu fällen.
Das Abwasser der Nebenprodukt-Polierschlämme, das Kupferionen aus dem CMP der mikroelektronischen Halbleiterchips, die Kupfer enthalten, enthält, kann durch einen Mikrofilter geleitet werden, um Feststoffe in der Form einer Siliziumdioxid-, Aluminiumoxid-Abwasserschlämme zu entfernen.
Medford et al., U.S.-Patent 3,301, 542 , offenbaren die Aufbereitung von mit Kupfer kontaminierten sauren Ätzlösungen aus der Herstellung von Leiterplatten. Das Abwasser von den sauren Ätzlösungen wird mit Natriumhydroxid neutralisiert.
Leach et al., U.S.-Patent 4,010,099 , offenbaren das Extrahieren von Kupfer durch das In-Kontakt-Bringen mit einem organischen, flüssigen Ionenaustauschreagens.
Stephens, U.S.-Patent 3,912,801 , und Marquis et al., U.S.-Patent 5,348,712 , offenbaren das Extrahieren von Metallen mit zyklischen organischen Carbonaten.
Spinney, U.S.-Patent 3,440,346 ; Swanson, U.S.-Patent 3,428,449 ; und Dalton, U.S.-Patent 4,231,888 , offenbaren das Extrahieren von Kupfer unter Verwendung von organischen Oximen als Extraktionswirkstoff.
Das Permeat aus dem Mikrofilter, das Permeatkupferionen enthält, kann mit Natriumsulfid (NaS₂) oder einer organischen Fällungslösung eines Dithiocarbamats zur Reaktion gebracht werden, um das Kupfer zu fällen.
Die Dithiocarbamat-Fällungslösung wird verwendet, um die Kupferionen von dem Komplexbildner weg zu ziehen.
Siefert et al., U.S.-Patent Nr. 5,346,627 , offenbart ein Verfahren zum Entfernen von Metallen aus einem Fluidstrom mit einem wasserlöslichen Ethylendichloridammoniakpolymer, das Dithiocarbamatsalzgruppen enthält, um Komplexe mit den Metallen zu bilden.
Wenn Wasserstoffperoxid (H₂O₂) vorliegt, reagiert das Dithiocarbamat mit dem Wasserstoffperoxid (H₂O₂), bevor das Dithiocarbamat dahingehend arbeitet, die Kupferionen von dem Komplexbildner weg zu ziehen. Demgemäß macht es das in dem Fällungsschritt vorliegende Wasserstoffperoxid schwierig, das Kupfer zu fällen, und eine große Menge der organischen Dithiocarbamat-Fällungslösung muss verwendet werden.
Misra et al., U.S.-Patent 5,599,515 offenbaren die Aufbereitung von Abwässern, die Schwermetallionen enthalten und bei der Herstellung von Leiterplatten erzeugt werden (Spalte 1, Zeile 20; Spalte 14, Zeilen 40–42), und die Entfernung von Kupferionen aus Abwasser mit einem Dithiocarbamat, um das Kupfer in dem Abwasser zu fällen. Misra et al. offenbaren, dass mehrere Verbindungen verwendet werden können, um mit Schwermetallionen unlösliche Metallkomplexe zu bilden. Alle üben auf das Metallion eine stärkere Anziehung aus als die Chelatoren, die normalerweise mit den Metallen in den Abwässern auftreten. Derartige Komplexbildner umfassen Dithiocarbamate. Diese Komplexbildner sind als recht teuer offenbart (Spalte 3, Zeilen 33–48). In der Offenbarung ersetzt Eisen(II)-sulfat giftige Schwermetallionen, die von Chelatbildnern gebunden sind, aber es können große Mengen von Eisen(II)-Ionen erforderlich sein, was eine bedeutende Quantität von Schlämme produziert (Spalte 4, Zeilen 16–49). Das Beispiel V von Misra et al. offenbart den Einfluss, der von Chelatbildnern und Ammoniumionen auf eine Kupferlösung von 200 mg/l ausgeübt wird. Wasserstoffperoxid wird als ein starkes Oxidans hinzugegeben (Spalte 12, Zeilen 37–41).
Guess, U.S.-Patent 5,298,168 , offenbart das Entfernen von Kupferionen unter Verwendung von Dithiocarbamat, um das Kupfer aus einem Abwasser zu entfernen, das durch Kohle gefiltert wurde. Quecksilber wird durch Dithiocarbamate gefällt (Spalte 4, Zeilen 30–50). Es wird Aktivkohle offenbart (Spalte 4, Zeilen 58–59). Das Patent von Guess offenbart, das Schwermetallionen wie etwa Kupfer, die in der Lösung vorliegen, mit Quecksilber um das Carbamat bei der Bildung eines stabilen Komplexes zur Fällung konkurrieren (Spalte 7, Zeilen 1–8).
Kennedy, Jr., U.S.-Patent 4,629,570 , offenbart das Reinigen von Abwasser (Kesselstein) unter Verwendung von Dithiocarbamat als Kupferfällungsprodukt und Aktivkohlefiltration. in dem U.S.-Patent 4,629,570 von Kennedy, Jr., wird chelatgebundenes Kupfer durch Dithiocarbamate, die der Menge an gelöstem Kupfer in stöchiometrischen Mengen zugegeben wurden, entfernt (Spalte 3, Zeilen 18–26). A-Kohle kann dann verwendet werden (Spalte 3, Zeilen 27–30).
Asano et al., U.S.-Patent 3,923,741 , leitet in Beispiel 3 eine Kupferlösung durch eine gekörnte Aktivkohlesäule. Der Durchflusswiderstand wird gemessen und protokolliert. Die Lösung wird dann durch eine Ionenaustauschharzsäule geleitet ( U.S. 3,923,741 , Spalte 6, Zeilen 35–65).
Koehler et al., U.S.-Patent 3,914,374 , offenbart das Entfernen von restlichem Kupfer aus sauren Nickellösungen durch Aktivkohle, die das Kupfer absorbiert.
Hayden, U.S.-Patent 5,464,605 , offenbart das Entfernen von Peroxiden aus Flüssigkeiten durch Aktivkohle.
Die herkömmliche Voraufbereitungspraxis für gekörnte Aktivkohlebetten erfordert vornehmlich die Entfernung von Kontaminanten wie etwa überschüssigen Mengen suspendierter Feststoffe. Suspendierte Feststoffe, einschließlich Bakterien, in Mengen, die etwa 50 mg/l überschreiten, müssen vor dem Betreiben des Aktivkohlebetts entfernt werden.
Abwasser von Nicht-Kupfer-CMP-Vorgängen werden im Allgemeinen in das Rohrende der Anlage zur Fabrikation von Halbleitern eingeleitet, wo das Abwasser vor dem Einleiten neutralisiert wird. Mit Aufkommen der Kupfertechnologie werden diese Schlämmeabwasser Kupfer enthalten.
Das in dem Ableitungskanal der Fabrikationsanlage vorliegende Kupfer kann Probleme verursachen. Einige Fabrikationsanlagen müssen die Menge an suspendierten Feststoffen in dem Ableitungskanal kontrollieren. Eine Ansammlung in den Schlämmen der empfangenden POTW (den Aufbereitungsanlagen im öffentlichen Besitz) führen zu erhöhten Kosten für die kommunale Schlämmeentsorgung und zu umweltbedingten Bedenken hinsichtlich der Eliminierung von Kupfer in der kommunalen Schlämme.
Biotoxizitätsprobleme der kommunalen biologischen Systeme werden durch eine Massebelastung mit Kupfer verursacht.
Grenzen der Einleitung von Kupfer in die Umwelt führen zur Nichteinhaltung an der Fabrikationsanlage.
Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung benötigt, um das Kupfer aus den Abfallschlämmen nahe dem Punkt ihrer Erzeugung zu entfernen und zu ermöglichen, dass ein kupferfreier Abfall zur Einleitung und Neutralisierung auf die herkömmliche Art und Weise geleitet wird.
Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung benötigt, um Kupferionen für die akzeptable Abwasserbeseitigung von Nebenprodukt-Polierschlämmen, die große Mengen an suspendierten Feststoffen enthalten, aus der Lösung zu entfernen und um die Kupferionen aus der Lösung, die große Mengen an suspendierten Feststoffen enthält, effizient und wirtschaftlich zu entfernen.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neuartiges Verfahren und eine neuartige Vorrichtung zum Entfernen von Metallionen aus Lösung bereitzustellen. Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neuartiges Verfahren und eine neuartige Vorrichtung zum Entfernen von Metallionen aus Lösungen, die große Mengen von suspendierten Feststoffen enthalten, bereitzustellen.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neuartiges Verfahren und eine neuartige Vorrichtung zum Entfernen von Kupferionen aus Lösung bereitzustellen. Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neuartiges Verfahren und eine neuartige Vorrichtung zum Entfernen von Kupferionen aus Lösungen, die große Mengen von suspendierten Feststoffen enthalten, bereitzustellen.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neuartiges Verfahren und eine neuartige Vorrichtung zum Entfernen von Kupferionen aus Lösung aus einer Nebenprodukt-Polierschlämme zur akzeptablen Abwasserbeseitigung bereitzustellen.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein neuartiges Verfahren und eine neuartige Vorrichtung zum Entfernen von Kupferionen aus Lösung aus einer Nebenprodukt-Polierschlämme von dem chemisch-mechanischen Polieren (CMP) von integrierten Schaltungen bereitzustellen.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neuartiges Verfahren und eine neuartige Vorrichtung zum wirtschaftlichen und effizienten Entfernen von Kupferionen aus Lösungen, die große Mengen von suspendierten Feststoffen enthalten, bereitzustellen.
Diese und andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann angesichts der folgenden ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnung ersichtlich.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung entfernen Metallionen aus Abwasser, indem sie in einem ersten Schritt ein Aktivkohleadsorptionsbett zum Empfangen eines Abwasserzuflusses, der Metallionen in Lösung enthält, bereitstellen, wobei der Abwasserzufluss Feststoffe mit einer Größe in dem Bereich von 0,01–1,0 μm in einer Menge von über etwa 50 mg/l enthält, in Kombination mit dem Bereitstellen eines Betriebs einer chemischen Fällungseinheit in einem zweiten Schritt, um einen Aktivkohlebett-Produktstrom von dem Aktivkohleadsorptionsbett zu empfangen und um die Metallionen aus der Lösung zu entfernen. Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung entfernen Metallionen aus Abwasser, das Feststoffe in einer Menge von über etwa 100 mg/l, vorzugsweise in einer Menge von über etwa 500 mg/l, z. B. als Beispiel in einer Menge in dem Bereich von 500–2000 mg/l enthält.
Ein Abwasserzufluss, der Wasserstoffperoxid und Metallionen in Lösung enthält, wird zu der Aktivkohlesäule geleitet, um die Konzentration des Wasserstoffperoxids zu reduzieren und einen Aktivkohlebettabfluss mit Konzentrationspegeln von Wasserstoffperoxid von weniger als etwa 1 mg/l (1 ppm) zu bilden. In einem Aspekt sind die Metallionen Kupferionen. In einem Aspekt sind die Metallionen Kupferionen mit einem Konzentrationspegel in dem Bereich von etwa 1–100 mg/l.
Der Betrieb der chemischen Fällungseinheit umfasst ein Mittel zum In-Kontakt-Bringen von Kupferionen in den Metallionen des Aktivkohlebett-Produktstroms mit einem organischen Carbamat zur Fällung der Kupferionen. In einer Ausführungsform umfasst das organische Carbamat Dithiocarbamat.
In einer alternativen Ausführungsform umfasst der Betrieb der chemischen Fällungseinheit ein Mittel zum In-Kontakt-Bringen von Kupferionen in dem Aktivkohlebett-Produktstrom mit einem anorganischen Eisensulfat (FeSO₄) oder Aluminiumsulfat (Al₂(SO₄)₃) zum Mitfällen der Kupferionen bei einem neutralen oder erhöhten pH- Wert.
Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung arbeiten, um Metallionen aus einem Abwasser von einer Nebenprodukt-Polierschlämme zu entfernen. In einer Ausführungsform arbeiten das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, um Metallionen, z. B. wie etwa Kupfermetallionen, aus einem Abwasser von einer Nebenprodukt-Polierschlämme von dem chemisch-mechanischen Polieren (CMP) von Mikrochips mit integrierter Schaltung zu entfernen, um die Metallionen zu fällen und ein umweltfreundlich reines Wassereinleitungsprodukt zu bilden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die einzige Figur ist eine schematische Verfahrensdarstellung des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung erlauben eine Entfernung von Metallionen durch eine Kombination von Schritten einschließlich eines Leitens einer Abwasserlösung, die Metallionen enthält, als Erstes durch eine Aktivkohleadsorptionssäule, ohne vorherige Entfernung von suspendierten Feststoffen mittels Mikrofiltration oder Ultrafiltration, um Wasserstoffperoxid (H₂O₂) katalytisch zu entfernen, und dann des Zum-Reagieren-Bringen der Abwasserlösung, die Metallionen enthält, mit einer organischen Fällungslösung, um die Metallionen aus der Lösung zu entfernen.
Feststoffe werden hierin unter Verwendung von „Standard Methods 302 A, Preliminary Filtration for Metals" (1985, 16. Ausgabe) definiert.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Abwasserlösung, die Metallionen enthält und aus der Aktivkohlesäule geleitet wird, mit einer anorganischen Fällungslösung zum Reagieren gebracht werden, um die Metallionen aus der Lösung zu entfernen.
In einem Aspekt stellen das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ein neuartiges Verfahren und eine neuartige Vorrichtung für die Entfernung von Kupferionen bereit, einschließlich des Leitens einer Abwasserlösung, die Kupferionen enthält, als Erstes durch eine Aktivkohlesäule ohne vorherige Entfernung mittels Mikrofiltration oder Ultrafiltration von Feststoffen der Siliziumdioxid-, Aluminiumoxidschlämme, um das Wasserstoffperoxid (H₂O₂) katalytisch zu entfernen, und dann des Zum-Reagieren-Bringens der Abwasserlösung, die Kupferionen enthält, mit einem organischen Dithiocarbamat, um das Kupfer zu fällen.
In einem Aspekt stellen das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung eine neuartige Vorrichtung für die Entfernung von Kupferionen bereit, einschließlich des Leitens einer Abwasserlösung, die Kupferionen enthält, als Erstes durch eine Aktivkohleadsorptionssäule, vorzugsweise ohne vorherige Mikrofiltration/Entfernung von Feststoffen der Siliziumdioxid-, Aluminiumoxidschlämme, um das Wasserstoffperoxid (H₂O₂) katalytisch zu entfernen, und dann des Zum-Reagieren-Bringens der Abwasserlösung, die Kupferionen enthält, mit einem anorganischen Eisen(II)-sulfat oder einem Aluminiumsulfat, um das Kupfer zu fällen.
Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung stellen ein neuartiges Verfahren und eine neuartige Vorrichtung für die Entfernung von Kupferionen aus einer Abwasserlösung einer Nebenprodukt-Polierschlämme, die Kupfer von dem chemisch-mechanischen Polieren (CMP) von integrierten Schaltungen von mikroelektronischen Halbleiterchips enthält, bereit.
Nun unter Bezug auf die Figur zeigt eine schematische Verfahrensdarstellung das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung für die Entfernung von Metallionen. Ein Werkzeug 10 für die Planarisierung durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP), wie etwa bei einer Anlage zur Fabrikation von Mikrochips mit integrierter Schaltung, gibt einen Abwasserstrom 20 ab, der Metallionen in Lösung, z. B. etwa Kupferionen in Lösung, enthält. Der Abwasserstrom 20, der Kupferionen enthält, enthält auch Wasserstoffperoxid mit Pegeln von bis zu etwa 300 ppm und höher. Das Wasserstoffperoxid wird als Oxidans verwendet, um das Lösen des Kupfers von dem Mikrochip zu unterstützen. Der Abwasserstrom 20, der Kupferionen und Wasserstoffperoxid enthält, enthält auch suspendierte Feststoffe, z. B. etwa Feststoffe einer Siliziumdioxid-, Aluminiumoxidschlämme, mit nominalen Partikeldurchmessergrößen von 0,01–1,0 μm und mit einem Konzentrationspegel von über etwa 50 mg/l (50 ppm), z. B. etwa als Beispiel in dem Bereich von 500–2000 mg/l (500–2000 ppm).
Der Abwasserstrom 20 wird zu einer Aktivkohlesäule 30 geleitet. Die Aktivkohlesäule 30 enthält gekörnte Aktivkohlepartikel mit einer Größe in dem Bereich von etwa 8 × 40 Mesh. Eine geeignete Kohle ist 8 × 30 Mesh säuregewaschen, erhältlich von U.S. Filter Westates Carbon – Arizona Inc. in Parker, Arizona. Das Wasserstoffperoxid des Abwasserstroms 20 durchläuft die Aktivkohlesäule 30 flussabwärts und wird von der gekörnten Aktivkohle in der Aktivkohlesäule 30 adsorbiert. Ein Rückflussstrom 32 erlaubt das Spülen und die Regeneration der Aktivkohlesäule 30.
Ein Produktstrom 34 von der Aktivkohlesäule 30, der Kupferionen in Lösung und Schleiffeststoffe (Polierfeststoffe) von der Aktivkohlesäule 30 enthält, wird zu einem Betrieb 40 einer chemischen Einheit geleitet. Ein chemischer Zuflussstrom 42 leitet einen chemischen Zufluss, z. B. etwa ein organisches Dithiocarbamat, zu dem Betrieb 40 der chemischen Einheit zur Fällung und Entfernung der Kupferionen. Gefälltes Kupfer und einige Schlämmefeststoffe können durch die Einleitung 44 entfernt werden. Umweltfreundlich reine Abwasserschlämme läuft durch die Abwassereinleitung 46 in das kommunale Kanalisationsrohr 50.

Kupfer-CMP-Abwasser enthält Oxidanten, gelöstes Kupfer, Kupferätzmittel, Aluminiumoxidpartikel, Siliziumdioxidpartikel und manchmal einen Korrosionshemmstoff. Diese Bestandteile sind in einem Hintergrund aus entionisiertem Wasser enthalten. Die folgenden Bestandteilkonzentrationen sind üblich.

Gelöstes Kupfer	– 5,0 mg/l
Insgesamt suspendierte Feststoffe	– 1000,0 mg/l
Oxidierende Wirkstoffe	– 300,0 mg/l
Ätzmittel	– 200,0 mg/l
Komplexbildner	– 400,0 mg/l
Hintergrund von EI-Wasser	– 99%+
TDS	– 800
pH-Wert	– 6 bis 7

Oxidanten wie etwa Salpetersäure, Wasserstoffperoxid, Eisen(III)-nitrat und Ammoniumpersulfat sind Chemikalien, die die Kupferkorrosionsrate einer Schlämme verbessern. Andere Komplexbildner wie etwa Zitronensäure oder Ammoniumhydroxid unterstützen das Ätzen des Kupfers.
Eine Gruppe multipler Kupfer-CMP-Werkzeuge erzeugt etwa 100 gpm Abwasser. Das Abwasser kann durch Schwerkraft in ein Einlaufsammelbecken mit einer Retentionszeit von z. B. etwa 10 Minuten geführt werden. Das gesammelte CMP-Abwasser kann in einer Hebestation unter Druck gesetzt werden, bevor es dem Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zugeführt wird.
Vor einer tatsächlichen Umsetzung in der Praxis wurde davon ausgegangen, dass die Feststoffe der Siliziumdioxid-, Aluminiumoxidschlämme das Bett verschmutzen und die Aktivkohlesäule innerhalb von wenigen Stunden verstopfen würden.
Es wurde jedoch festgestellt, dass das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung auf unerwartete Weise ohne Verschmutzung arbeiten, und es wurde beobachtet, dass sie 10 Tage oder noch länger in Betrieb sein können, ohne dass ein Druckanstieg oder eine Verstopfung auftritt. Das Wasserstoffperoxid (H₂O₂) wird in der Aktivkohlesäule katalytisch zersetzt. Es ist signifikant weniger organische Dithiocarbamat-Fällungslösung erforderlich, um das Kupfer zu fällen.
Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung entfernen Wasserstoffperoxid (H₂O₂) und gelöste Kupferionen aus einem Abwasser einer Nebenprodukt-„Schleif"-Schlämme (Polierschlämme) von dem chemisch-mechanischen Metallpolieren (CMP) integrierter Schaltungen, einschließlich mikroelektronischer Hochgeschwindigkeitshalbleiterchips mit integrierter Schaltung, die Kupfermetall enthalten.
BEISPIEL
Eine Studie über die Fähigkeit zur Aufbereitung wurde an einer Reihe von Schleifabfällen aus einer Vielfalt von chemisch-mechanischen Polieroperationen (CMP-Operationen) zum Produzieren mikroelektronischer Halbleiterchips mit integrierter Schaltung vorgenommen. Aufbereitungen wurden an CMP-Schleifabfällen durchgeführt, die von verschiedenen Herstellern von Halbleitermikrochips mit integrierter Schaltung empfangen wurden. Aufbereitungen wurden an CMP-Schleifabfällen durchgeführt, um die Entfernung von Kupfer aus einer Aluminiumoxidschlämme zu erforschen und zu bestimmen.
Eine neuartige Methode und Vorrichtung stellten eine Aktivkohleadsorptionsentfernung von Wasserstoffperoxid aus einem Schleifabfall einer Wafer-CMP-Planarisierung in einem ersten Schritt, kombiniert mit einer chemischen Fällung von komplexgebundenem Kupfer in dem Schleifabfall einer Wafer-Planarisierung in einem zweiten Schritt bereit. Der Schleifabfall einer Wafer-Planarisierung enthielt zahlreiche partikelförmige Aluminiumoxidfeststoffe, die anderenfalls, d. h. wenn das Kupfer nicht vorhanden wäre, über ein kommunales Kanalisationsrohr oder einen kommunalen Abwasserkanal entsorgt werden könnten.
Bei den während dieses Beispiels verwendeten Proben handelte es sich um CMP-Abfälle, die mit der Herstellung von Computermikrochips in Verbindung stehen. Es wurden mehrere Proben in der Untersuchung verwendet.
Tabelle 1 zeigt eine Auflistung der Proben. Tabelle 1. Empfangene Proben.

Quelle Kennzeichnung

A CMP-Abfall

B CMP-Abfall

C CMP-Abfall
Die bei allen Untersuchungen mit Aktivkohlesäule verwendete Kohle war Calgon RX 8 × 40 Mesh (Charge 04033), erhältlich von Calgon Carbon Co. in Pittsburgh, Pennsylvania. Eine geeignete äquivalente Kohle ist 8 × 30 Mesh säuregewaschen, erhältlich von U.S. Filter Westates Carbon – Arizona Inc. in Parker, Arizona. Die Kohle wurde durch Entgasung und Spülung präpariert. Vor dem Experiment wurde die Kohle durch zehn Minuten langes Mischen in entionisiertem Wasser konditioniert, um die Entgasung und Reinigung zu ermöglichen. Die Kohle wurde sich setzen gelassen, und die suspendierten Feinanteile wurde mit dem Überstand dekantiert. Diese Konditionierung wurde wiederholt, bis der Überstand klar und farblos und ohne sichtbare Suspensionen war.
Für die Säulenbeladung wurde die konditionierte Kohle aufgeschlämmt und in eine Plexiglassäule mit den Dimensionen von etwa 2,54 cm (1 Zoll) Durchmesser und 152 cm (60 Zoll) Höhe gegossen. Die endgültige Betttiefe der Kohle betrug 91 cm (36 Inch). Entionisiertes Wasser wurde in Gegenstromrichtung durch die Säule gelassen, um die Kohle zu klassifizieren und jeglichen restlichen Kohlenstaub zu entfernen.
Drei Proben, „A", „B" und „C", die unterschiedliche Herstellungsfirmen und Trennanlagen repräsentierten, wurden durch die Aktivkohlesäule gelassen. Eine der Proben, die während dieser Tests verwendet wurden, war Schlämme „A", die zuvor unter Verwendung eines Membralox Silverback^®-Mikrofilterreinigungssystems, erhältlich von U.S. Filter Wastewater Systems, Inc. in Warrendale, Pennsylvania, konzentriert wurde. Das Konzentrat wurde mit entionisiertem Wasser erneut verdünnt, um Eigenschaften „wie empfangen" zu simulieren.
Wasserstoffperoxid wurde zu allen Schlämmeproben hinzugegeben, um die erwarteten Gesamtkonzentrationen von etwa 400 mg/l (400 ppm) akkurat zu simulieren.
Die CMP-Schlammlösungen, die Wasserstoffperoxid enthielten, wurden ohne vorherige Entfernung irgendwelcher Aluminiumoxid-, Siliziumdioxidpartikel in den CMP-Schlämmelösungen durch das Aktivkohlefilterbett geleitet. Während dieser Phase des Experiments wurden ein Einlaufdruck und ein Wasserstoffperoxidgehalt überwacht.
Eine peristaltische Pumpe wurde verwendet, um die Probe von einer Trommel von 208 l (55 Gallonen) in die Aktivkohlesäule weiterzuleiten. Die Durchflussrate wurde durch Überwachung während der gesamten experimentellen Untersuchung konsistent gehalten.
Während des Verlaufs der experimentellen Untersuchungsoperation wurde bemerkt, dass Gasblasen eher durch die untere Abflussröhrensäule herausgezwängt werden, als dass sie durch Blasenbildung durch das obere Ende des Aktivkohlebetts entweichen. Dies war bei allen experimentellen Untersuchungen konsistent.
Zu Beginn des Experiments wurde der Fluss nachts unterbrochen. Mehrere Male lag der obere Abschnitt des Aktivkohlebettes trocken. Diese unerwünschte Kondition wurde eliminiert, indem vor dem Abschalten der Pumpe ein höherer Flüssigkeitsoberraum zurückbehalten wurde. Es wird davon ausgegangen, dass die Blasenbildung während der stationären Phase andauerte und sich das Flüssigkeitsvolumen demzufolge verringerte.
Nach einem anfänglichen Zeitraum wurde der Schlämme eine Ammoniumzitrat-/Kupferlösung hinzugefügt.

Tabelle 2 fast die Ergebnisse der Aktivkohlesäulenuntersuchung zusammen. Tabelle 2. Aktivkohlesäulenuntersuchung

Bett	Einlass	Zufluss	Abfluss	Einlauf	Abfluss
Volumina	Druck	H₂O₂	H₂O₂	Cu	Cu
8	< 1	–	–	< 1	–
40	< 1	428	< 1	< 1	–
50	< 2	–	< 1	< 1	–
80	2,75	420	< 1	< 1	–
115	2,2	–	< 1	< 1	–
123	< 2	–	< 1	< 1	–
164	2,2	–	< 1	< 1	–
hinzugefügte/s Zitronensäure/Kupfer
172	< 2	–	< 1	6,9	–
204	< 2	–	< 1	–	0,35
212	< 2	–	–	–	–
370	< 2		< 1	–	–
520	< 2	412	–	–	5,16
Neuer Zufluss (Schlämme „A" + H₂O₂ + Cu)		400
529	< 2	–	< 1	–	–
544	< 2	–	< 1	–	–
592	< 2	–	< 1	–	7,4
650	< 2	–	< 1	–	7,6
663	< 2	–	< 1	–	–
694	< 2	–	< 1	–	7,1
710	< 2	–	< 1	–	–
726	< 2	–	–	–	–
742	< 2	–	< 1	–	–
758	< 2	–	–	–	–
766	< 2	–	–	–	–
774	< 2	–	< 1	–	–
790	< 2	–	–	–	–
806	< 2	–	–	–	–
822	< 2	–	< 1	–	–
838	< 2	–	–	–	–
864	< 2	–	–	–	–
880	< 2	–	< 1	–	–
896	< 2	–	< 1	–	–
912	< 2	–	–	–	–
936	< 2	–	< 1	–	–
944	< 2	–	< 1	–	–
952	< 2	–	–	–	–
968	< 2	–	< 1	–	–
984	< 2	–	–	–	–
1000	< 2	–	< 1	–	–

Die Ergebnisse aus Tabelle 2 zeigten, dass Kohle Wasserstoffperoxid aus CMP-Schlämmelösungen entfernen konnte, ohne dabei die Aluminiumoxid-, Siliziumdioxidpartikel in dem Filterbett einzufangen.
Das neuartige Verfahren und die neuartige Vorrichtung der vorliegenden Erfindung finden Anwendung auf die Fällung und Entfernung von anderen Metallionen als Kupfer aus Abwasserlösungen von chemischer Planarisierung. Das neuartige Verfahren und die neuartige Vorrichtung der vorliegenden Erfindung finden Anwendung auf die Fällung und Entfernung von Metallionen wie etwa Kupfer, Gold, Platin, Palladium, Eisen, Kobalt, Nickel, Ruthenium, Rhodium, Silber, Osmium, Iridium und Mischungen davon. Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung finden Anwendung auf die Fällung und Entfernung von Metallionen wie etwa Kupfer und Gold.
Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung entfernen Metallionen aus Abwasser, indem sie ein Aktivkohlebett zum Empfangen eines Abwasserzuflusses, der Metallionen in Lösung enthält, bereitstellen, wobei der Abwasserzufluss Feststoffe mit einer Größe in dem Bereich von 0,01–1,0 μm in einer Menge von über etwa 100 mg/l enthält, in Kombination mit dem Bereitstellen eines Betriebs einer chemischen Fällungseinheit, um einen Aktivkohlebett-Produktstrom von dem Aktivkohlebett zu empfangen und um die Metallionen aus der Lösung zu entfernen. Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung entfernen Metallionen aus Abwasser, das Feststoffe in einer Menge von über etwa 500 mg/l, z. B. als Beispiel in einer Menge in dem Bereich von 500–2000 mg/l enthält.
Ein Abwasserzufluss, der Wasserstoffperoxid und Metallionen in Lösung enthält, wird zu der Aktivkohlesäule geleitet, um die Konzentration des Wasserstoffperoxids zu reduzieren und einen Aktivkohlebettabfluss mit Konzentrationspegeln von Wasserstoffperoxid, vorzugsweise bis zu einem Pegel von weniger als etwa 1 mg/l (1 ppm), zu bilden. In einem Aspekt sind die Metallionen Kupferionen. In einem Aspekt sind die Metallionen Kupferionen mit einem Konzentrationspegel in dem Bereich von 1–100 mg/l.
Der Betrieb der chemischen Fällungseinheit umfasst ein Mittel zum In-Kontakt-Bringen von Metallionen in dem Aktivkohlebett-Produktstrom mit einem organischen Carbamat zur Fällung der Kupferionen. In einer Ausführungsform umfasst das organische Carbamat Dithiocarbamat.
In einer alternativen Ausführungsform umfasst der Betrieb der chemischen Fällungseinheit ein Mittel zum In-Kontakt-Bringen von Metallionen in dem Aktivkohlebett-Produktstrom mit einem anorganischen Eisensulfat (FeSO₄) oder Aluminiumsulfat (Al₂(SO₄)₃), um die Kupferionen zu fällen.
Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung arbeiten, um Metallionen aus einem Abwasser von einer Nebenprodukt-Polierschlämme zu entfernen. In einer Ausführungsform arbeiten das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, um Metallionen, z. B. wie etwa Kupfermetallionen, aus einem Abwasser von einer Nebenprodukt-Polierschlämme von dem chemisch-mechanischen Polieren (CMP) von integrierten Schaltungen zu entfernen, um die Metallionen zu fällen und ein umweltfreundlich reines Wassereinleitungsprodukt zu bilden. Mit umweltfreundlich rein ist ein Abwassereinleitungsstrom zu einer kommunalen Abwasseraufbereitungsanlage gemeint, so dass der Abwassereinleitungsstrom Kupferionen in einer Konzentration von weniger als etwa 0,5 mg/l (0,5 ppm) enthält.
Während die Erfindung im Zusammenhang mit mehreren Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich, dass dem Fachmann in Anbetracht der vorhergehenden Beschreibung viele Alternativen, Abwandlungen und Abweichungen ersichtlich sind. Demgemäß ist es beabsichtigt, dass diese Erfindung alle derartigen Alternativen, Abwandlungen und Abweichungen, die in den Bereich der angehängten Patentansprüche fallen, in sich aufnimmt.

Claims

Ein Verfahren zum Entfernen von Metallionen aus Abwasser, das Folgendes beinhaltet: (a) Leiten eines Abwasserzuflusses, der Metallionen in Lösung und Feststoffe mit einer Größe in dem Bereich von 0,01–1,0 μm in einer Menge von über etwa 50 mg/l enthält, ohne vorherige Entfernung der Feststoffe mittels Mikrofiltration oder Ultrafiltration über ein Aktivkohlebett; und (b) Leiten des Produktstroms von dem Aktivkohlebett durch eine chemische Fällungseinheit, um die Metallionen aus der Lösung zu entfernen.
Verfahren zum Entfernen von Metallionen aus Abwasser gemäß Anspruch 1, wobei das Abwasser Feststoffe in einer Menge von über etwa 100 mg/l enthält.
Verfahren zum Entfernen von Metallionen aus Abwasser gemäß Anspruch 1, wobei das Abwasser Feststoffe in einer Menge in dem Bereich von 500-2000 mg/l enthält.
Verfahren zum Entfernen von Metallionen aus Abwasser gemäß Anspruch 1, das ferner das Leiten eines Abwasserzuflusses, der Wasserstoffperoxid und Metallionen in Lösung enthält, zu der Aktivkohlesäule beinhaltet, um die Konzentration des Wasserstoffperoxids zu reduzieren und einen Aktivkohlebettabfluss mit Konzentrationspegeln von Wasserstoffperoxid von weniger als etwa 1 mg/l (1 ppm) zu bilden.
Verfahren zum Entfernen von Metallionen aus Abwasser gemäß Anspruch 4, wobei die Metallionen Kupferionen beinhalten.
Verfahren zum Entfernen von Metallionen aus Abwasser gemäß Anspruch 5, wobei das Abwasser Kupferionen mit einem Pegel in dem Bereich von 1–100 mg/l enthält.
Verfahren zum Entfernen von Metallionen aus Abwasser gemäß Anspruch 5, wobei der Schritt zum Bereitstellen eines Betriebs einer chemischen Fällungseinheit das In-Kontakt-Bringen der Metallionen in den Metallionen des Aktivkohlebett-Produktstroms mit einem organischen Carbamat zur Fällung der Kupferionen beinhaltet.
Verfahren zum Entfernen von Metallionen aus Abwasser gemäß Anspruch 5, wobei der Schritt zum Bereitstellen eines Betriebs einer chemischen Fällungseinheit das In-Kontakt-Bringen der Metallionen des Aktivkohlebett-Produktstroms mit Dithiocarbamat zur Fällung der Kupferionen beinhaltet.
Verfahren zum Entfernen von Metallionen aus Abwasser gemäß Anspruch 5, wobei der Schritt zum Bereitstellen eines Betriebs einer chemischen Fällungseinheit das In-Kontakt- Bringen der Metallionen des Aktivkohlebett-Produktstroms mit Eisensulfat (FeSO₄) oder Aluminiumsulfat (Al₂(SO₄)₃) zum Mitfällen der Kupferionen beinhaltet.
Verfahren zum Entfernen von Metallionen aus Abwasser gemäß Anspruch 5, wobei der Abwasserzufluss eine Nebenprodukt-Polierschlämme beinhaltet.
Verfahren zum Entfernen von Metallionen aus Abwasser gemäß Anspruch 10, wobei der Abwasserzufluss eine Nebenprodukt-Polierschlämme von dem chemisch-mechanischen Polieren (CMP) von Mikrochips mit integrierter Schaltung beinhaltet.
Eine Vorrichtung zum Entfernen von Metallionen aus einem Abwasser eines Abflusses eines chemisch-mechanischen Polierens, das Feststoffe mit einer Größe in dem Bereich von 0,01–1,0 μm in einer Menge von über etwa 50 mg/l enthält, wobei die Vorrichtung ein Aktivkohlebett, das ohne vorherige Entfernung der Feststoffe mittels Mikrofiltration oder Ultrafiltration direkt an eine Quelle des Abflusses des chemisch-mechanischen Polierens angeschlossen ist, und eine chemische Fällungseinheit, die zum Entfernen der Metallionen aus der Lösung direkt an das Aktivkohlebett angeschlossen ist, beinhaltet.
Vorrichtung zum Entfernen von Metallionen aus einem Abfluss eines chemisch-mechanischen Polierens gemäß Anspruch 12, die ferner eine Fällungslösung beinhaltet, die eine organische Carbamat-Verbindung beinhaltet und flüssig an die chemische Fällungseinheit angeschlossen ist.
Vorrichtung zum Entfernen von Metallionen aus einem Abfluss eines chemisch-mechanischen Polierens gemäß Anspruch 12, die ferner eine Fällungslösung beinhaltet, welche eine Dithiocarbamat-Verbindung beinhaltet und flüssig an die chemische Fällungseinheit angeschlossen ist.
Vorrichtung zum Entfernen von Metallionen aus einem Abfluss eines chemisch-mechanischen Polierens gemäß Anspruch 12, die ferner eine Fällungslösung beinhaltet, welche Eisensulfat beinhaltet und flüssig an die chemische Fällungseinheit angeschlossen ist.
Vorrichtung zum Entfernen von Metallionen aus einem Abfluss eines chemisch-mechanischen Polierens gemäß Anspruch 12, die ferner eine Fällungslösung beinhaltet, welche Aluminiumsulfat beinhaltet und flüssig an die chemische Fällungseinheit angeschlossen ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Abwasserzufluss ein Abwasser einer Nebenprodukt-Polierschlämme von dem chemisch-mechanischen Polieren (CMP) von Mikrochips mit integrierter Schaltung ist und Wasserstoffperoxid und Kupferionen in Lösung mit einem Pegel in dem Bereich von 1–100 mg/l und Feststoffe mit einer Größe in dem Bereich von 0,01 bis 1,0 μm in einer Menge von über etwa 500 mg/l enthält und wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: (a) Bereitstellen eines Aktivkohlebetts zum Empfangen des Abwasserzuflusses, um die Konzentration des Wasserstoffperoxids zu reduzieren und einen Produktstrom des Aktivkohlebett-Abflusses mit Konzentrationspegeln von Wasserstoffperoxid von weniger als etwa 0,1 mg/l (0,1 ppm) zu bilden; (b) Bereitstellen einer chemischen Fällungseinheit zum Empfangen eines Aktivkohlebett-Produktstroms von dem Aktivkohlebett und zum Entfernen der Kupferionen aus der Lösung; (c) Leiten des Abwasserzuflusses von dem chemisch-mechanischen Polieren (CPM) von Mikrochips mit integrierter Schaltung zu dem Aktivkohlebett; und (d) In-Kontakt-Bringen der Kupferionen in dem Aktivkohlebett-Produktstrom mit einem organischen Carbamat in der chemischen Fällungseinheit, um die Kupferionen zu fällen und ein umweltfreundlich reines Wassereinleitungsprodukt zu bilden.