ES2291172T3 - Metodo de fabricacion de un dispositivo semiconductor con reciclado de un liquido de proceso. - Google Patents

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Abstract

Un método para fabricar un dispositivo semiconductor en el que un semiconductor (w) se procesa usando fluido, conteniendo entonces cada fluido un residuo de procesado, comprendiendo el método una etapa de: retirar el residuo de procesado del fluido haciendo pasar el fluido a través de un filtro (53); comprendiendo dicho filtro (53) un recubrimiento de filtro (13) formado haciendo pasar un fluido a través de dicho filtro (53) en una etapa de recubrimiento de filtro; caracterizado porque dicha etapa de recubrimiento comprende hacer pasar el fluido que contiene dicho residuo de procesado en forma de productos retirables (12A) a través de un primer filtro (10) para depositar dichos productos retirables (12A) como dicho recubrimiento de filtro (13) que forma un segundo filtro (13), con lo que al menos una parte de un residuo de procesado generado en una etapa de procesado de un semiconductor que usa un fluido constituye dicho segundo filtro (13).

Description

Método de fabricación de un dispositivo semiconductor con reciclado de un líquido de proceso.
Esta invención se refiere a un método para fabricar un dispositivo semiconductor, especialmente un método para procesar un agua residual generada en una etapa de formación de un dispositivo semiconductor y reutilización de la misma.
En general, cuando se realiza la pulverización y pulido o se muelen sólidos orgánicos o inorgánicos tales como metales y cerámicos, se generan partículas finas. Estas partículas finas generalmente se lavan y retiran mediante un fluido tal como agua y se descargan como agua residual o cloacal. Esta invención se refiere a un sistema para reutilizar agua residual industrial.
Reducir los residuos industriales es un tema ecológico actual grave y es un aspecto de negocio importante para el siglo 21. Entre los residuos industriales hay diversas clases de residuo de agua residual y cloacal.
En la siguiente descripción, el agua u otras sustancias fluidas que contienen materias a retirar se denominarán agua residual. Dicha agua residual tiene materias retirables extraídas por un caro aparato de procesado de filtración o similar; el agua residual filtrada queda limpia y se reutiliza. El agua residual que contiene materias que no pueden retirarse se procesa adicionalmente o se dispone como residuo industrial. El agua filtrada puede reutilizarse o devolverse a la naturaleza.
Sin embargo, debido a los altos costes de la planta relacionados con ejecutar un proceso de filtración, emplear estos aparatos supone un problema muy difícil.
También, los altos costes del tratamiento de aguas cloacales son un problema grave y por lo tanto, se necesita urgentemente un sistema con un coste inicial mínimo y un coste de ejecución bajo.
Como ejemplo, se describirá a continuación el tratamiento del agua residual en el campo de semiconductores. En general, cuando se pulveriza o pule un metal, una lámina semiconductora o cerámica, se consideran factores tales como que limitando la temperatura aumenta el equipo, mejora de la lubricación y evitar la adhesión del residuo producido por pulverización y corte de la lámina, y un fluido tal como agua se suministra a la lámina.
Cuando se forman obleas semiconductoras de un lingote por pulverización y corte del lingote en obleas o cuando una oblea semiconductora, que es una lámina de un material semiconductor, se corta en tubitos o se vuelve a pulverizar, se suministra agua pura. Para evitar una subida de temperatura de un cuchilla de fragmentación en un aparato de fragmentación y para evitar el residuo de fragmentación se adhiera a la oblea, se hace que fluya agua pura sobre la oblea semiconductora o se monta una boquilla para descargar agua de manera que el agua pura golpeará la cuchilla y la oblea. También, cuando el espesor de una oblea se reduce volviendo a pulverizar, se suministra agua pura por razones similares.
El agua residual que contiene un residuo de pulverización de oblea semiconductora o residuo de pulido se filtra y de esta manera se convierte en agua limpia y se devuelve a la naturaleza o reutiliza y el agua residual concentrada se recoge.
Actualmente, hay dos métodos de fabricación de semiconductores para procesar agua residual que contiene principalmente residuo de Si: un método de sedimentación por coagulación, y un método que combina filtración y un separador centrífugo.
En el método de sedimentación por coagulación, PAC (cloruro de polialuminio) o Al_{2}(SO_{4})_{3} (sulfato de aluminio), por ejemplo, se mezcla con agua residual como coagulante. Se producen reactantes de Si, y el agua residual se limpia retirando estos reactantes.
En el método de filtración por combinación y separación centrífuga, el agua residual se filtra y el agua residual concentrada se pone en un separador centrífugo y se recoge como un lodo. El agua obtenida filtrando el agua residual se descarga a la naturaleza o se reutiliza.
Como se muestra en la Figura 13, el agua residual producida durante la fragmentación se recoge en un tanque de agua bruta 201 y se suministra mediante una bomba 202 a un aparato de filtración 203. Como el aparato de filtración 203 está equipado con filtros cerámicos u orgánicos F, el agua filtrada se suministra a través de una tubería 204 a un tanque de agua 205 y se reutiliza o se descarga al ambiente.
Como los filtros F se atascan, el aparato de filtración 203 se lava periódicamente. Esto se consigue por ejemplo cerrando una válvula B1 en el tanque de agua bruta 201, abriendo una válvula B3 y una válvula B2 para suministrar agua de lavado al tanque de agua bruta 201, y volver a lavar los filtros F con agua del tanque de agua 205. El agua residual con residuo de Si muy concentrada se devuelve al tanque de agua bruta 201. El agua concentrada en un tanque de agua concentrada 206 se transporta a través de una bomba 208 a un separador centrífugo 209, y se separa mediante el separador centrífugo 209 en lodo y líquido. El lodo que contiene Si se recoge en un tanque de recogida de lodo 210, y el líquido se recoge en un tanque de líquido 211. También, el agua del tanque del líquido 211 en el que el líquido separado se recoge y se transporta a través de una bomba 212 al tanque de agua bruta 201.
Métodos similares a los anteriores se han empleado también en la recogida del residuo producido por pulverización y pulido de sólidos y láminas que tienen materiales metálicos tales como Cu Fe, Al como su material residual principal y sólidos y láminas hechas de materiales inorgánicos tales como cerámicos.
En el método de sedimentación por coagulación, un compuesto químico coagulante se mezcla con el agua filtrada. Sin embargo, es muy difícil determinar la cantidad necesaria y suficiente de producto químico con la que el residuo de Si reaccionará completamente, y se introduce un exceso inevitable de compuesto químico y parte del compuesto químico permanecerá sin reaccionar. En contraste, si la cantidad de compuesto químico es baja, no todo el residuo de Si coagulará y parte del residuo de Si permanecerá en la solución.
Cuando la cantidad de compuesto químico es excesiva, parte del compuesto químico permanece en el líquido sobrenadante, el líquido sobrenadante puede no ser reutilizable debido a las reacciones químicas indeseables posibles con el exceso de compuesto químico. Por ejemplo, el agua filtrada con el exceso de compuesto químico no puede reutilizarse en una oblea durante la fragmentación porque provoca una reacción química indeseable.
Floc, un reactante de compuesto químico y residuo se silicio, se produce como un sólido suspendido. Para formar el floc, las condiciones de pH son estrictas; debe mantenerse un pH de aproximadamente 6 a 8 usando un agitador, un aparato de medir el pH, un dispositivo para verter el coagulante y dispositivos de control. Por ejemplo, para una capacidad de procesado de agua residual de 3 m^{3}/hora, sería necesario un tanque con un diámetro de 3 metros y una profundidad de 4 metros (un tanque de sedimentación de aproximadamente 15 m^{3}) y se convierte en un sistema grande que requiere un área de instalación de aproximadamente 11 metros x 11.
Adicionalmente, parte del floc puede no sedimentar y separarse del tanque, haciendo difícil la recogida. De esta manera, hay problemas tales como un coste inicial alto del sistema de filtración por el tamaño de la planta, dificultades de reutilización del agua filtrada y un alto coste de ejecución del sistema porque se usa un compuesto químico.
La reutilización de agua es posible con el método de filtración por combinación y un separador centrífugo de 5 m^{3}/hora porque los filtros F (aquellos hechos a partir de fibra de polisulfona, denominado módulos UF, o filtros cerámicos) se usan en el aparato de filtración 203. Sin embargo, se instalan 4 filtros F en el aparato de filtración 203 y como la vida de los filtros F es de aproximadamente un año, es necesario sustituir el filtro caro (aproximadamente 500.000 yen/unidad) al menos una vez al año. Adicionalmente, la carga en el motor de la bomba 202 para aplicar agua al aparato de filtrado 203 es grande porque el método de filtración es tal que los filtros F son de tipo presurizado, y la bomba 202 es de tipo de alta capacidad. Del agua residual que pasa a través de los filtros F, aproximadamente 2/3 se devuelve al tanque de agua bruta 201. También, como el agua residual que contiene residuo de silicio es transportada por la bomba 202, las paredes internas de la bomba 202 se arañan, reduciendo la vida de la bomba 202.
Por lo tanto, el coste de la electricidad para el motor es alto y el coste de ejecución también es muy alto debido a que hay costes de sustitución de la bomba P y los filtros F. La Figura 12 muestra datos comparativos del sistema anterior y un sistema de la invención descrito en la siguiente descripción. Hay problemas tales como el tamaño del sistema, sustitución de los filtros, lavado de los filtros y costes de ejecución.
Para retirar la materia sólida que daña al entorno de la tierra tanto como sea posible, deben añadirse diversos dispositivos y, por lo tanto, el sistema de filtración necesariamente se hace más grande conduciendo a enormes costes iniciales y de ejecución.
El documento EP-A-0639 534 describe un sistema de tratamiento de residuo semiconductor similar al analizado anteriormente y en el que se basa la parte de pre-caracterización de la reivindicación 1.
La invención proporciona un método para fabricar un dispositivo semiconductor como se define en la reivindicación 1. Proporciona un método de filtración sencillo mediante el que el agua limpia puede obtenerse eficazmente.
De esta manera, la invención puede resolver los problemas mencionados anteriormente retirando los elementos que pueden retirarse incluidos en un fluido con un filtro hecho de al menos algunos de estos productos retirables.
Cuando un filtro se hace con productos retirables, es posible formar poros de filtro aún más pequeños que los productos retirables que constituyen el filtro. Por lo tanto es posible extraer productos retirables aún más pequeños mediante estos pequeños poros.
La invención puede hacer pasar un fluido (agua residual del semiconductor) que incluye productos retirables a través de un primer filtro y formar sobre la primera superficie de filtro un segundo filtro compuesto por productos retirables. El segundo filtro puede retirar de esta manera otros productos retirables del fluido.
Sobre la primera superficie de filtro, puede realizarse un segundo filtro constituido por poros menores que los poros del primer filtro para mejorar el rendimiento de filtrado.
La invención puede hacer recircular también un fluido que incluye productos retirables a través de un primer filtro para formar sobre la primera superficie de filtro un segundo filtro compuesto por productos retirables.
Como resultado de la recirculación, un segundo filtro constituido por poros más pequeños que los poros del primer filtro crece sobre el primer filtro y debido a que los pequeños productos retirables han pasado a través del primer filtro también son recirculables, el segundo filtro puede coger productos retirables aún más pequeños que han pasado a través de los poros del primer filtro.
El primer filtro o el segundo filtro pueden acomodar productos retirables de diferentes tamaños.
El primer y segundo filtros intercalados con poros puede hacer pasar fluido a su través y pueden coger pequeños productos retirables de diferentes tamaños en el agua residual.
Los productos retirables pueden tener una distribución del tamaño de partícula que tiene dos picos y los poros del primer filtro pueden tener un tamaño entre los dos picos.
Estando los poros del primer estando entre los dos picos, los productos retirables de mayor diámetro de partícula se atrapan en primer lugar. Después según los productos retirables atrapados se intercalan sobre el primer filtro en diversas disposiciones, se forma un segundo filtro con poros más pequeños. El segundo filtro puede hacer pasar después fluido y coger productos retirables más pequeños.
La invención puede detectar con un medio de detección la concentración de productos retirables en el fluido que pasa a través del primer filtro y puede detener la recirculación cuando la concentración cae por debajo de un valor predeterminado.
Un fluido filtrado con mezclas de pequeños productos retirables puede hacerse recircular para crear un filtro que cogerá incluso aquellos pequeños productos retirables. Por lo tanto, controlando el fluido para un grado predeterminado de concentración de productos retirables según el fluido se recircula, el fluido puede filtrarse a una precisión de filtrado diana.
La invención puede detectar adicionalmente con un medio detector la concentración de productos retirables en el fluido que pasa a través del primer filtro y puede re-inicializar la recirculación cuando la concentración sube por encima de un segundo valor predeterminado.
Si el primer filtro se rompe o el segundo filtro se desmorona, el agua filtrada contendrá productos retirables que deberían haberse filtrado y esto creara un problema durante la reutilización. Sin embargo, si se detecta un fallo, la recirculación puede iniciarse inmediatamente. Esto evitará producir agua filtrada que contiene productos retirables que deberían haberse filtrado.
La invención puede aspirar también al fluido a través del primer filtro.
Para un tipo de aspiración, puede usarse el tanque de depósito de un tipo abierto en el que el fluido se almacena y los filtros se sumergen. Para un tipo presurizado, el tanque de depósito debe estar sellado y por lo tanto esto requiere una construcción complicada.
Puede aplicarse una fuerza externa a la segunda superficie de filtro. Como el segundo filtro consiste en productos retirables que se han agregado, si se aplica una fuerza externa, es posible retirar todo el segundo filtro o una capa superficial del segundo filtro para refrescar y mantener el rendimiento de filtrado.
Los productos retirables de la segunda superficie de filtro pueden desorberse con una fuerza externa. Es posible desorber productos retirables que constituyen una causa del atasco o formación de huecos y proporcionan pasajes para los fluidos.
El primer filtro puede hacerse de un polímero de alto contenido de poliolefina. El primer filtro puede tener resistencia a álcalis y ácido y, por lo tanto, pueden filtrarse incluso fluidos con productos químicos mezclados. También, la sedimentación por coagulación es posible con el primer filtro aún sumergido.
Los productos retirables pueden ser sólidos inorgánicos o sólidos orgánicos.
La etapa de procesar el semiconductor puede comprender una etapa de procesado mecánico de un semiconductor usando el fluido por ejemplo una etapa de pulido o pulverización usando el fluido, fragmentación, pulido especular o re-pulido.
El segundo filtro puede comprender procesar residuo de diferentes tamaños. Dicho primer filtro puede estar formado por poros que son mayores que los menores tamaños de las partículas y menores que los mayores tamaños de las partículas.
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La etapa de retirada puede comprender una etapa de circulación de fluido durante un tiempo constante desde el inicio de la retirada.
La etapa de hacer circular puede comprender una etapa de detectar un grado de inclusión de agua de procesado incluida en el fluido que pasa a través del filtro, y detener la circulación del fluido en el punto temporal cuando el grado detectado ha caído por debajo de un valor constante. La circulación del fluido puede empezar de nuevo en el punto temporal cuando el grado detectado ha superado por encima de un segundo valor constante. Preferiblemente, el fluido se aspira a través del filtro. El método puede comprender adicionalmente una etapa de aplicar una fuerza externa a una superficie del filtro de manera que un constituyente del segundo filtro puede moverse.
La etapa de aplicar una fuerza externa puede comprender una etapa de aplicar la fuerza externa intermitentemente.
La etapa de aplicar una fuerza externa puede comprender una etapa de aplicar un flujo de gas a lo largo de una superficie del primer filtro.
La etapa de aplicar una fuerza externa puede comprende una etapa de aplicar una fuerza para hacer que una parte del constituyente del segundo filtro se libere. La etapa de aplicar una fuerza externa puede comprender una etapa de controlar una fuerza de manera que un espesor del segundo filtro es constante.
El filtro puede disponerse en dirección perpendicular y dicha fuerza externa comprende una fuerza de elevación de una burbuja.
La etapa de aplicar una fuerza externa puede comprender una etapa de aplicar una vibración mecánica generando una onda de sonidos, o generando un flujo de fluido.
El primer filtro puede prepararse de polímero de alto contenido de poliolefina.
El primer filtro puede tener una superficie no uniforme.
El primer filtro puede tener un filtro de tipo bolsa en el que se forma una holgura y en el que se inserta una tubería de aspiración para aspirar.
El segundo filtro puede comprender Si y este puede comprender principalmente Si de tipo copo.
El procesado del residuo puede comprender un agente de procesado usado para procesado mecánico.
El fluido puede reutilizarse después de retirar el residuo de procesado.
Los productos retirables pueden comprender muchas clases de formas de Si tales como de tipo copo. Por lo tanto, puede obtenerse un buen filtro sin atascarse.
Si los productos retirables son sólidos, pueden formarse pequeños huecos de diversas formas mediante las partículas de diferentes tamaños de diámetro. En consecuencia, los productos retirables más pequeños pueden quedar atrapados y también pueden proporcionarse más pasos para el fluido.
La invención se describirá ahora a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos en los que:
La Figura 1 muestra una película de filtro de una realización de la invención.
La Figura 2 muestra una película de filtro de una realización de la invención.
La Figura 3 muestra una distribución de diámetro de partícula de residuo de silicio en el agua residual producida durante la fragmentación.
La Figura 4 muestra un método de filtración ejemplar de la invención.
La Figura 5 muestra un dispositivo de filtración ejemplar usado en la invención.
La Figura 6 muestra un dispositivo de filtración ejemplar usado en la invención.
La Figura 7 muestra una operación de filtrado ejemplar de la Figura 5 y la Figura 6.
La Figura 8 muestra un sistema de visualización que ilustra un método de filtrado ejemplar de la invención.
La Figura 9 muestra un sistema en el que un método de filtración ejemplar de la invención se usa para un aparato de fragmentación.
La Figura 10 muestra un sistema en el que se ilustra un método de filtración ejemplar de la invención.
La Figura 11 muestra un método de pulverización o pulido tal como re-pulverización.
La Figura 12 muestra datos para comparar un sistema de filtrado ejemplar de la invención con un aparato convencional.
La Figura 13 muestra un sistema de filtrado convencional.
Esta invención puede retirar los productos retirables (materia residual) del agua residual en una etapa de fabricación de un dispositivo semiconductor con un filtro hecho de productos retirables. El agua residual puede contener metal mixto, productos retirables inorgánicos u orgánicos. Los productos retirables se producen cuando se corta en rodajas un lingote de cristal en forma de oblea, cuando se fragmenta, cuando se re-pulveriza, cuando se realiza CMP (Pulido Químico Mecánico) o el pulido de una oblea semiconductora.
Los ejemplos de productos retirables son Si, óxido de Si, Al, SiGe, compuestos orgánicos tales como resina de sellado y otros materiales aislantes y materiales metálicos. Se incluirá también GaAs en compuestos semiconductores.
Recientemente, la técnica de fragmentación se ha empleado con la fabricación CSP (Envasado a Escala Chip). En la fragmentación la superficie de una oblea se recubre con una resina y la resina sellada y la oblea se fragmentan juntas. También, los chips semiconductores de sitúan en forma de una matriz sobre un sustrato metálico, se cubren con una resina que incluye un sustrato cerámico y la resina sellada y el sustrato cerámico se fragmenta. Los productos retirables surgen durante estos procesos de fragmentación.
Los productos retirables se producen también fuera del campo de los semiconductores. Por ejemplo, en industrias que usan vidrio tales como paneles de cristal líquido, paneles de dispositivos de presentación EL y demás, el residuo de vidrio como productos retirables se produce cuando los sustratos de vidrio se fragmentan o las caras laterales del sustrato se pulverizan. Las compañías de energía eléctrica y compañías de acero usan carbón como combustible. Las partículas finas que surgen del carbón constituyen los productos retirables, y las partículas finas mezcladas con el humo que surge de las chimeneas constituyen productos retirables. Lo mismo sirve para partículas finas que surgen del procesado de menas, el procesado de piedras preciosas y el procesado de lápidas. También, el residuo metálico producido cuando se trabaja con un torno o similar, y el residuo cerámico producido durante la fragmentación y pulido de sustratos cerámicos y similares constituyen también productos retirables.
Los productos retirables surgen cuando las sustancias se pulen, se pulverizan o se muelen y un fluido tal como agua o un compuesto químico se suministra para retirar los productos retirables. En consecuencia los productos retirables se mezclan en este fluido.
La invención se explicará con referencia a las Figuras 1 a Figura 3. Los productos retirables pueden ser diversas cosas, aunque la siguiente descripción supondrá que un fluido ejemplar es agua y que los productos retirables de procesos de corte, pulverización, pulido y molienda se incluyen en el agua.
La Figura 1 muestra una primera película de filtro 10 y un poro de filtro 11. Las películas formadas en capas sobre partes expuestas de los poros del filtro 11 y la superficie de la primera película de filtro 10 son productos retirables 12. Los productos retirables 12 se dividen en productos retirables grandes 12A y productos retirables pequeños 12B que pueden pasar a través de los poros de filtro 11. Los puntos negros circulares representan los productos retirables pequeños 12B.
Las películas de filtro utilizables en principio son polímeros con alto contenido orgánico tales como una película polimérica con alto contenido de poliolefina o cerámicos. Los ejemplos a continuación usan polímeros con alto contenido de poliolefina como filtros.
El agua residual que contiene productos retirables mixtos se localiza por encima de la primera película de filtro 10 de la Figura 1, y el agua filtrada mediante la primera película de filtro 10 se localiza por debajo de la primera película de filtro 10. Como el agua residual se hace fluya en la dirección de la flechas, y el agua residual se filtra usando la película de filtro 10, el agua descendería de forma natural aunque podría presurizarse o hacerse que se moviera hacia abajo en la figura. El agua residual se aspira desde el lado en el que el agua se filtra. Aunque la primera película de filtro 10 se dispone horizontalmente, alternativamente puede disponerse verticalmente como se muestra en la Figura 7.
Como resultado del agua residual que se presuriza o se aspira a través de la película de filtro como se ha descrito anteriormente, el agua residual pasa a través de la primera película de filtro 10. Los productos retirables grandes 12A, que no pueden pasar a través de los poros de filtro 11, permanecen sobre la superficie de la primera película de filtro 10.
Una capa resultante de los productos retirables que se quedan atrapados y permanecen sobre la superficie de la primera película de filtro 10 se utiliza como segunda película de filtro 13.
Los productos retirables que surgen del trabajo de mecanizado tal como pulverización, pulida o molienda se distribuyen por tamaño (diámetro de partícula) en un cierto intervalo y adicionalmente las formas de productos retirables individuales son diferentes. Los productos retirables se suspenden aleatoriamente en el agua residual en la que se sumerge la primera película de filtro 10. Los productos retirables grandes y los productos retirables pequeños se mueven hacia los poros de filtro 11 de una manera aleatoria. Inicialmente, los productos retirables 12B más pequeños que los poros de filtro 11 pasar a su través, pero los productos retirables 12A más grandes que los poros de filtro 11 quedan atrapados. Los productos retirables grandes 12A sobre la superficie forman una primera capa de una segunda película de filtro 13 y esta capa forma poros de filtro más pequeños que los poros de filtro 11, y productos retirables que varían desde productos retirables grandes 12A a los productos retirables 12B quedan atrapados por estos poros de filtro más pequeños. Como las formas de los productos retirables individuales son diferentes, los huecos de diversas formas se forman entre los productos retirables depositados y el agua se mueve a través de estos pasos de hueco y se filtra.
La segunda película de filtro 13 crece gradualmente según va cogiendo aleatoriamente productos retirables grandes 12A a productos retirables pequeños 12B, y empieza a atrapar pequeños productos retirables 12B mientras que proporciona pasos para el agua (fluido). Adicionalmente, como los productos retirables de la segunda película de filtro 13 justo permanecen sobre las capas y son fácilmente retirables, las capas superficiales de la segunda película de filtro 13 pueden resuspenderse simplemente en el lado del agua residual haciendo pasar burbujas a través de las proximidades de las capas, aplicando un flujo de agua, aplicando una onda de sonido o ultrasónica, aplicando una liberación mecánica o flotando con un enjuague por ejemplo. Es decir, incluso cuando la capacidad de filtrado de la segunda película de filtro 13 cae, la capacidad puede restaurarse simplemente aplicando una fuerza externa a la segunda película de filtro 13. La capacidad de filtrado se degrada principalmente por atascamiento y los productos retirables responsables del atascamiento sobre la capa superficial de la segunda película de filtro 13 pueden volver a resuspenderse fácilmente en el fluido, y el atascamiento puede mejorarse.
Sin embargo, cuando la primera película de filtro 10 se acaba de instalar, como la capa de producto retirable 12 (segunda película de filtro 13) no se ha formado sobre la superficie de la primera película de filtro 10, o cuando la segunda capa de la película de filtro 13 ha formado sólo una capa fina sobre la primera de filtro 10, los productos retirables más pequeños 12B pasan a través de los poros de filtro 11. El agua filtrada se recircula al lado en el que el agua residual se almacena y se controla para confirmar que los productos retirables pequeños 12B han quedado atrapados por la segunda película de filtro 13. A través de dichos procesos, los productos retirables de pequeño tamaño tales como los productos retirables pequeños 12B que pasan a través de los filtros quedan atrapados gradualmente y el agua residual se filtra a una limpieza predeterminada.
La confirmación mencionada anteriormente puede facilitarse si un medio detector tal como un detector luminoso 67 mostrado en la Figura 8 se proporciona de manera que puede percibirse la concentración de los productos retirables.
Cuando la segunda película de filtro 13 aún no se ha formado o cuando los productos retirables pequeños 12B permanecen en el agua filtrada, el agua filtrada se devuelve al lado del agua residual. Durante la recirculación, los productos retirables 12 atrapados por los poros de filtro 11 crecen en una capa para formar una película y la segunda película de filtro 13 sobre la superficie de la primera película de filtro 10 proporciona diversos diámetros de poro de filtro y gradualmente atrapa los productos retirables de pequeños diámetros de partícula a grandes diámetros de partícula. La película gradualmente se hace más gruesa y atrapa los productos retirables pequeños 12B que han pasado a través de la primera película de filtro 10 y otros productos retirables de aproximadamente el mismo tamaño y también más pequeños los productos retirables pequeños 12B, y el agua filtrada se limpia con casi ningún producto retirable mezclado con la misma.
La Figura 2 muestra un estado en el que los productos retirables pequeños 12B quedan atrapados. Después de la confirmación de que los productos retirables de un tamaño deseado no se mezclan con el agua filtrada (que se han hecho más pequeños que la concentración predeterminada), el agua filtrada puede reutilizarse. Como alternativa, el agua filtrada puede devolverse a la naturaleza.
Cuando los productos retirables pequeños 12B permanecen en el agua filtrada, esta agua filtrada puede no devolverse aunque puede moverse a otro tanque. Después de que se confirma que estos productos retirables pequeños 12B y productos retirables de aproximadamente el mismo tamaño que aquellos productos retirables pequeños 12B quedan atrapados, el agua filtrada puede reutilizarse o devolverse a la naturaleza.
El agua residual almacenada por encima de la segunda película de filtro 13 se concentra gradualmente.
La Figura 3 muestra una distribución del diámetro de partícula de residuos que surge durante la fragmentación de una oblea de Si. Se distribuye en un intervalo de aproximadamente 0,1 \mum a 200 \mum.
Debido a que el dispositivo que mide la distribución del diámetro de partícula no podría detectar partículas más pequeñas de 0,1 \mum, no se muestra la distribución del residuo más pequeño de 0,1 \mum. En la práctica, existen partículas más pequeñas que estas y se filtran eficazmente. En experimentos, se descubrió que cuando se filtra el agua residual que contenía residuos, el residuo formado sobre la primera película de filtro y residuo atrapado es menor de 0,1 \mum.
Por ejemplo, si tiene que extraerse el residuo más pequeño de 0,1 \mum, es normal emplear un filtro formado con poros más pequeños que este tamaño. Sin embargo, incluso si se usan poros de filtro de un tamaño entre una distribución de pico de diámetros de partícula grandes y una distribución de pico de diámetros de partícula pequeños, el residuo de menos de 0,1 \mum aún puede quedar atrapado.
A la inversa, si hubiera un único pico de diámetro de partícula de los productos retirables a 0,1 \mum, el filtro probablemente se atascaría rápidamente. Como puede observarse a partir de la Figura 3, aparecen dos picos - un diámetro partícula grande y un diámetro de partícula pequeño -, y como resultado de esto la capacidad de filtración aumenta. Cuando se observa con un microscopio electrónico, se descubre que las formas del residuo de corte son diversas. Evidentemente, como hay al menos dos picos de diámetro de partícula y las formas del residuo de corte son diversas, se forman diversos huecos entre las partículas residuales para proporcionar pasos para el agua filtrada y en consecuencia hay poco atascamiento y se consigue un filtro con una gran capacidad de filtrado.
Un filtro de un diámetro de poro medio de 0,25 \mum se usó como primera película de filtro 10. Sin embargo si la distribución parece desplazarse a la derecha o hacia la izquierda de respecto a la mostrada en la Figura 3, el diámetro de poro del filtro puede cambiarse de acuerdo con esta distribución. Por ejemplo, si parece desplazarse a la derecha, puede emplearse un diámetro de poro mayor de 0,025 pm. Generalmente, si el diámetro de poro aumenta, el número de productos retirables que pasan a través de la película de filtro aumenta, pero si se prolonga el tiempo durante el que el agua filtrada se devuelve al agua residual, casi todo puede quedar atrapado por la segunda película de filtro 13. Naturalmente, si el diámetro de poro del filtro se hace más pequeño, el tiempo necesario para filtrar los productos retirables pequeños se hace más corto.
La Figura 4 es un esquema ejemplar del agua filtrada que se devuelve al lado del agua residual. La Figura 4 muestra un tanque de agua bruta 20 o un medio (marco externo) para fijar los filtros y una película de filtro 21.
El tanque 20 (recipiente de depósito) almacena agua residual 22 por encima de la película de filtro 21, y almacena agua filtrada 22 por debajo de la película de filtro 21. El agua filtrada 23 se transporta a diversos lugares mediante una bomba 24 y se dirige mediante una válvula interruptora 25. Como hay productos retirables que pasan a través de la película de filtro 21, la válvula 25 se interrumpe de manera que el agua filtrada se devuelve al tanque 20. El agua filtrada se comprueba y cuando la concentración de productos retirables alcanza un valor deseado o cuando se retiran prácticamente todos los productos retirables, la válvula 25 se interrumpe y el agua filtrada se hace que fluya hacia la tubería 26. El agua filtrada resultante que fluye a la tubería 26 es un agua libre de productos retirables o un agua filtrada de una concentración deseada que puede reutilizarse. Puede devolverse también a la naturaleza en forma de agua limpia. El agua residual filtrada usada para fragmentar puede usarse para fragmentar de nuevo. Puede reutilizarse como agua para lavar una soldadura o volver a pulverizar o como agua de refrigeración.
En la Figura 4, se empleó aspiración como método para hacer pasar el agua residual a través del filtro pero hay otros métodos tales como el método de flujo por gravedad y método de presión a partir del lado de agua residual 22. La técnica de aspiración o presurización puede aumentar la capacidad de filtrado.
El tanque 20 se une a las tuberías 27 y 28 y se sellan juntos. La filtración se hace posible si el lado de tubería 27 está presurizado o se aplica a la aspiración con la bomba 24. En este ejemplo el dispositivo de filtración se dispone en una trayectoria a través de la que pasa el agua.
Las Figuras 5 a 8 ilustran un dispositivo de filtrado 35, que se sitúa o se sumerge en un tanque de agua bruta 50.
La Figura 5a muestra un marco 30 conformado como un marco de cuadro, y películas de filtro 31 y 32 fijadas en su sitio para orientarse entre sí. El agua filtrada llena un espacio interior 33, encerrado por el marco 30 y las películas de filtro 31 y 32, y se transporta a través de una tubería 34 que aspira el agua filtrada hacia dentro. El agua filtrada se saca a través de la tubería 34 unida y sellada al marco 30. Las películas de filtro 31 y 32 y el marco 30 están completamente selladas de manera que el agua residual no entra en el espacio 33 excepto a través de las películas de filtro.
Cuando el agua residual se aspira, en ocasiones la película de filtro 31 de la Figura 5a y la película de resina fina, se distorsionan hacia el lado interno y se rompen. En consecuencia, para hacer este espacio tan pequeño como sea posible y hacer la capacidad de filtrado grande, pueden formarse múltiples espacios internos. Esto se muestra en la Figura 5b. En la Figura 5b, se muestran únicamente cinco espacios 33 aunque pueden formarse muchos más. Las películas de filtro 31 y 32 están hechas a partir de una película polimérica de alto contenido de poliolefina de una espesor de aproximadamente 0,1 mm y en la Figura 5b, están formados en forma de bolsa como FT. Un marco 30 con tubería 34 se inserta en este filtro FT con forma de bolsa y el marco 30 y el filtro FT están en una posición cara a cara. Dos medios de presión RG presionan el marco desde ambos lados para mantener el FT fijo al marco. El FT se dispone a partir de aberturas OP en el medio de presión RG. Los detalles se describirán con la Figura 6.
La Figura 5C muestra un dispositivo de filtración cilíndrico 35. Un marco unido a una tubería 34 es cilíndrico y las aberturas OP1 y OP2 se proporcionan en el lado de la cara del marco. Como el lado de la cara correspondiente a las aberturas OP1 y OP2 se retira, se proporcionan medios de soporte SUS para soportar la película de filtro 31 entre las aberturas. Una película de filtro se ajusta al lado de la cara.
El dispositivo de filtración 35 se describirá adicionalmente en detalle con la Figura 6. Una pieza 30a correspondiente al marco 30 de la Figura 5(b) se describirá con la Figura 6b.
La pieza 30a tiene una forma que parece un cartón ondulado. Estas láminas de resina SHT1 y SHT2 (0,2 mm cada una) se superponen; entre ellas se proporciona múltiples secciones SC en la dirección vertical; y se forman espacios 33 encerrados por las láminas de resina SHT1 y SHT2 y las secciones SC. La sección transversal de los espacios 33 es un rectángulo de longitud 3 mm y anchura 4 mm. Está conformado como si muchas pajitas que tienen esa sección transversal rectangular se hubiera alienado e integrado. El símbolo 30a, mantiene las películas de filtro FT en ambos lados en un espacio fijo se denomina espaciador.
En las superficies de las láminas de resina fina SHT1 y SHT2 de este espaciador 30a, se abren muchos orificios HL de diámetro 1 mm y las películas de filtro FT se ajustan a estas superficies. El agua filtrada por las películas de filtro FT pasa a través de los orificios HL y los espacios 33 y sale a través de la tubería 34.
Las películas de filtro FT están fijadas a las láminas de resina SHT1 y SHT2 del espaciador 30a. En las láminas de resina SHT1 y SHT2 del espaciador 30a hay partes en las que los orificios HL no se forman. No hay una función de filtrado en la película de filtro FT correspondiente en las partes en las que los orificios HL no se forman porque el agua residual no pasa a su través y surgen partes donde los productos retirables no quedan atrapados. Para evitar este fenómeno, se equipa una pluralidad de películas de filtro FT. Una película de filtro más externa FT1 es una película de filtro para coger productos retirables, y hacia la superficie SHT1 del espaciador 30a, se proporciona una pluralidad de películas de filtro que tienen poros más grandes que los poros que la película de filtro FT1. En la Figura 6, una película de filtro interna FT2 se proporciona cerca de la película de filtro FT1. Incluso en las partes del espaciador 30a donde los orificios HL no se forman, como la película de filtro FT2 tiene poros más grandes que aquellos de FT1, toda la cara de la película de filtro FT1 tiene una función de filtrado, y los productos retirables quedan atrapados en toda la cara de la película de filtro FT1. La segunda película de filtro se forma mediante estos productos retirables sobre toda la cara frontal y trasera de SHT1 y SHT2. Aunque las láminas de filtro SHT1 y SHT2 se muestran como láminas rectangulares en la Figura 6b, pueden formarse como bolsas como se muestra en la Figura
5b.
La Figura 6a, Figura 6c y Figura 6d muestran cómo se instalan las láminas de resina de tipo bolsa SHT1 y SHT2, el espaciador 30a y el medio de presión RG.
La Figura 6a muestra una vista en perspectiva de un dispositivo de filtrado ejemplar 35, la Figura 6c muestra una vista en corte desde el cabezal de la tubería 34 en la dirección de la extensión de la tubería 34 (la dirección vertical), como se muestra mediante la línea A-A de la Figura 6a, y la Figura 6d muestra una vista de sección del dispositivo de filtración 35 cortado en la dirección horizontal.
En la Figura 6c y la Figura 6d, el espaciador 30a se inserta en el filtro con forma de bolsa FT de la Figura 5b y los cuatro lados que incluyen el filtro FT se intercalan mediante el medio de presión RG. Los tres lados cerrados en la bolsa se forman y el lado restante se fija con un adhesivo AD1 recubierto sobre el medio de presión RG. Entre el lado restante (la parte abierta de la bolsa) y el medio de presión RG, se forma un espacio SP, y el agua filtrada producida en los espacios 33 se aspira hacia una tubería 34 a través del espacio SP. En las aberturas OP del medio de presión RG, un adhesivo AD2 se proporciona todo alrededor y quedan selladas completamente, de manera que el fluido no puede entrar excepto a través del filtro.
Los espacios 33 y la tubería 34 están conectados, y cuando la tubería 34 se aspira, el fluido pasa a través de los poros en las películas de filtro FT (FT1 y FT2) y los orificios HL en el espaciador 30a hacia los espacios 33, y el agua filtrada puede transportarse desde los espacios 33 mediante la tubería 34 al exterior. Las láminas SHT que constituyen el espaciador 30a, soportan las películas de filtro FT porque se aplanan áreas distintas que cuando se forman los orificios HL. Por lo tanto, las películas de filtro FT pueden mantener caras planas en todo momento, lo que ayuda a evitar la rotura de la segunda película de filtro.
El funcionamiento del dispositivo de filtración 35 se muestra esquemáticamente en la Figura 7. Si la tubería 34 se aspira con una bomba en la dirección como se muestra mediante las flechas sin sombreado, el agua residual fluye a través de los filtros y se filtra.
Una segunda película de filtro 36 se forma sobre el dispositivo de filtración dispuesto verticalmente mediante capas de productos retirables atrapados por las primeras películas de filtro 31 y 32. Como la segunda película de filtro 36 está compuesta por productos retirables sólidos que se han agregado, aplicando una fuerza externa a la segunda película de filtro 36, es posible retirar la segunda película de filtro 36 completamente, o retirar una capa superficial de la segunda película de filtro 36. La retirada puede realizarse de forma simple por la fuerza ascendente de las burbujas, un flujo de agua, vibración de ultrasonidos, vibración mecánica, frotado de la superficie con un enjuague o un agitador o sus equivalentes. Y puede hacerse que el propio dispositivo de filtración 35 sumergido se mueva en el agua residual (agua bruta), y un flujo de agua producido de esta manera sobre una capa superficial de la segunda película de filtro 36 puede retirarse de la segunda película de filtro 36. Por ejemplo, en la Figura 7, el dispositivo de filtrado 35 puede moverse a la izquierda y a la derecha como se muestra mediante las flechas Y alrededor de su cara base como punto de soporte. Como el propio dispositivo de filtrado se mueve, puede crearse un flujo y una capa superficial de la segunda película de filtro 36 puede retirarse. Si un dispositivo de generación de burbujas 54 a analizar con detalle posteriormente se usa también para la estructura móvil mencionada anteriormente, puede hacerse que las burbujas golpeen todas las caras de filtración, y la materia retirada puede resuspenderse en el agua residual eficazmente.
Si se emplea el dispositivo de filtración cilíndrico mostrado en la Figura 5C, el propio dispositivo de filtración puede hacerse girar alrededor de la línea central CL como un eje, y la resistencia del agua residual puede reducirse. Como resultado de la rotación, un flujo de agua surge sobre la superficie de la película de filtro, y los productos retirables de la segunda capa de la superficie de la película de filtro pueden transferirse de nuevo al agua residual, y la capacidad de filtro puede mantenerse.
En la Figura 7, como método para retirar la segunda película de filtro, se muestra un ejemplo en el que se utiliza la ascensión de las burbujas. Las burbujas ascienden en la dirección de las flechas mostradas con sombreado, y la fuerza ascendente de estas burbujas y explosión de burbujas aplica una fuerza externa dirigida a los productos retirables. También, el flujo de agua resultante de la fuerza ascensional de las burbujas y explosión de las burbujas aplica una fuerza externa a los productos retirables. Como resultado de esta fuerza externa, la capacidad de filtrado de la segunda película de filtro 36 se refresca constantemente y se mantiene una capacidad de filtrado sustancialmente constante.
Otra realización de la invención se refiere al mantenimiento de la capacidad de filtrado. Incluso si ocurre atascamiento en la segunda película de filtro 36 y su capacidad de filtrado falla, aplicando una fuerza externa como las burbujas descritas anteriormente, los productos retirables que constituyen la segunda película de filtro 36 pueden transferirse al agua residual, manteniendo de esta manera la capacidad de filtro durante un largo periodo. Dependiendo de la manera en la que se aplique la fuerza externa, hay dos métodos de filtración. Uno es un método en el que la segunda película de filtro 36 se retira completamente. En este caso, los productos retirables pequeños pasan a través de la película de filtro porque no hay productos retirables intercalados sobre la primera película de filtro. Hasta que se confirma que los productos retirables pequeños se han quedado atrapados, el agua filtrada se recircula al recipiente de agua (tanque) que contiene el agua residual (agua bruta). Como alternativa, aunque menos eficaz el agua filtrada que contiene productos retirables pequeños puede moverse a otro recipiente de agua hasta que los productos retirables pequeños quedan atrapados sobre la película.
El segundo es un método en el que una película (los productos retirables que son la causa del atasco) formada sobre la superficie extrema de la segunda película de filtro 31 y 32 se mueve. Como los productos retirables que provocan el atasco están principalmente sobre la superficie extrema de la película de filtro, liberándolos mediante una fuerza externa producida mediante, por ejemplo, burbujas, puede mantenerse una capacidad de filtrado constante en todo momento. Se puede pensar que esto mantiene el espesor del segundo filtro sustancialmente constante aplicando una fuerza externa. Es un ciclo repetitivo de productos retirables que obturan los huecos y poros, fuerza externa que agita la capa extrema para desatascar y abrir los huecos y poros, agua residual que entra a través de los huecos abiertos y poros y productos retirables que atascan los huecos y poros de nuevo. La capacidad de filtración puede mantenerse en todo momento ajustando el tamaño de las burbujas, su cantidad y la duración de la aplicación de las burbujas.
Para mantener la capacidad de filtrado, la fuerza externa puede aplicarse de forma constante o intermitente.
Se prefiere que la película de filtro esté sumergida completamente en el agua residual bruta. Si la segunda película de filtro está en contacto con aire durante un largo tiempo, la película puede secarse y descascarillarse o desmenuzarse. Incluso si tuviera una pequeña localización expuesta a la atmósfera, la película de filtro recogería aire y reduciría la capacidad de filtrado.
Siempre y cuando la segunda película de filtro 36 pueda formarse sobre las primeras películas de filtro 31 y 32, las primeras películas de filtro 31 y 32 pueden prepararse con forma de lámina de alto contenido de polímero o cerámico y pueden ser de tipo aspiración o de tipo presurizado. Sin embargo, las primeras películas de filtro 31 y 32 son preferiblemente películas de alto contenido en polímero y de tipo aspiración.
El coste para preparar el filtro cerámico con forma de lámina es alto. Si se forman grietas, ocurren fugas y la filtración se hace imposible. Para el tipo presurizado, el agua residual debe presurizarse. Por ejemplo, la parte superior del tanque 50 en la Figura 8 no debe ser de un tipo abierto sino de un tipo cerrado para aplicar presión. Sin embargo, es difícil producir burbujas en un tipo cerrado. Por otro lado, una película de alto contenido polimérico puede moldearse en diversas láminas y filtros con forma de bolsa. Como son flexibles, las grietas no se forman y la formación de concavidades y convexidades en las láminas es fácil. Como resultado de la formación de concavidades y convexidades, la segunda película de filtro se aloja sobre la lámina y puede suprimirse el descascarillado dentro del agua residual. Adicionalmente si es de tipo aspiración, el tanque puede ser de un tipo abierto.
El tipo presurizado hace difícil la formación de la segunda película de filtro. En la Figura 7, si la presión dentro de los espacios 33 es 1, una presión de más de 1 debe aplicarse al agua residual. Por consiguiente, una carga actúa sobre la película de filtro y también los productos retirables alojados se fijan mediante alta presión, y los productos retirables probablemente no se desalojarían fácilmente.
En la Figura 8 se muestra un mecanismo de tipo aspiración en el que una película de alto contenido de polímeros se emplea como película de filtro.
La Figura 8 muestra un tanque de agua bruta 50. Por encima del tanque 50, una tubería 51 se proporciona como medio para suministrar agua bruta. La tubería 51 pasa fluido que contiene productos retirables. Por ejemplo, la tubería 50 puede llevar agua residual (agua bruta) que contiene productos retirables fuera de un aparato de fragmentación, un aparato de re-pulverización, un aparato de pulido especular o un aparato CMP usado en la fabricación de semiconductores. En el siguiente ejemplo, se supondrá que el agua residual contiene el residuo de silicio producido a partir de una máquina de fragmentación.
En el agua bruta 52 almacenada en el tanque 50, se sumerge una pluralidad de dispositivos de filtro 53. Bajo estos dispositivos de filtro 53, se proporciona un dispositivo de generación de burbujas 54, y su posición se ajusta de manera que las burbujas pasan sobre la superficie de las películas de filtro. Una soplante de aire 55 se une al dispositivo de generación de burbujas 54.
Una tubería 56 fijada a los dispositivos de filtro 53 corresponde a la tubería 34 de la Figura 5 a Figura 7. El agua filtrada mediante los dispositivos de filtración 53 pasa a través de esta tubería 56 y se transporta selectivamente a través de una primera válvula 58 a una tubería 59 en el lado del tanque 50 y una tubería 60 en un lado de reutilización (o drenaje). Una segunda válvula 61, una tercera válvula 62, una cuarta válvula 63 y una quinta válvula 64 están unidas a la pared lateral o inferior del tanque 50. Y unidas al extremo de una tubería 65 y un dispositivo de filtración 66 proporcionado por separado.
El agua bruta 52 suministrada a través de la segunda válvula 61 se almacena en el tanque 50 y se filtra mediante los dispositivos de filtración 53. Las burbujas pasan a través de las superficies de películas de filtro ajustadas a los dispositivos de filtración, y la fuerza ascensional y estallido de las burbujas mueve el residuo de silicio atrapado sobre las películas de filtro. Las burbujas se aplican constantemente para mantener la capacidad de filtración.
Cuando las películas de filtro se acaban de ajustar, o cuando se han detenido durante un largo tiempo debido a vacaciones o cuando el residuo de silicio se mezcla en la tubería 56, la primera válvula 58 se usa para recircular el agua filtrada a través de la tubería 59 al tanque 50. De otra manera, la primera válvula 58 se conecta a la tubería 60 y el agua filtrada se reutiliza.
Cuando las películas de filtro se ajustan recientemente el tiempo de recirculación difiere de acuerdo con el tamaño de las películas de filtro, la cantidad de residuo de silicio y la velocidad de aspiración. Sin embargo, las segundas películas de filtro pueden formarse sobre las superficies de las películas de filtro en 4 a 5 horas. Las segundas películas de filtro formadas pueden coger el residuo de silicio de menos de 0,1 \mum de tamaño. Sin embargo, si el tamaño de las películas de filtro es pequeño, aproximadamente 30 minutos es suficiente para formar la segunda película de filtro. Por consiguiente, si el tiempo de circulación es conocido, puede ajustarse un temporizador y la primera válvula 58 puede conectarse automáticamente cuando ha transcurrido un tiempo predeterminado.
El marco (por ejemplo un medio de presión RG) de la Figura 6 en la que las películas de filtro están montadas tiene la dimensión de aproximadamente 100 cm de altura. Aproximadamente 50 cm de anchura y aproximadamente 5 a 10 mm de espesor. Una pluralidad de dispositivos de filtración 35 con aproximadamente 0,1 mm de espesor de películas de filtro se instalan en ambas caras del espaciador 30a.
Cuando los productos retirables son más grandes que una concentración predeterminada, se determina que el agua filtrada es irregular, y la recirculación se inicia automática o una bomba se detiene y la filtración se detiene. Durante la recirculación, como hay riesgo de sobre-flujo del agua residual desde el tanque 50, el suministro de fluido desde la tubería 51 al tanque 50 puede detenerse.
[1] En el caso de que las películas de filtro se hayan instalado recientemente en un marco (espaciador).
Inicialmente, cuando las segundas películas de filtro no se han formado aún, la capacidad de filtrado es baja. El agua residual se recircula para formar las segundas películas de filtro con productos retirables atrapados en las películas de filtro. Las segundas películas de filtro se desarrollan a un estado (por debajo de un primer valor predeterminado) de manera que un diámetro de partícula diana queda atrapado por las segundas partículas de filtro y después de la formación de las segundas películas de filtro, la primera válvula 58 se conecta y el agua filtrada se suministra a la tubería 60 y se inicia la filtración.
[2] En el caso de que la filtración se detenga durante los días de fiesta, o periodos vacacionales, se reanuda el mantenimiento y similares y filtración.
Como las segundas películas de filtro están hechas a partir de productos retirables y están en el agua residual, cuando la filtración se detiene durante una largo tiempo las películas se desmoronan. La circulación reanuda el estado de las segundas películas de filtro. El agua filtrada se recircula hasta que la concentración de productos retirables cae por debajo del primer valor predeterminado y posteriormente la primera válvula 58 se conecta y comienza la filtración. Se generan burbujas al menos cuando se inicia la filtración.
[3] En el caso de que los productos retirables atrapados se vuelvan a mezclar con el agua residual.
Cuando las segundas películas de filtro se desmenuzan parcialmente o cuando las segundas películas de filtro se alteran, los productos retirables se vuelven a mezclar en el agua filtrada.
Cuando las segundas películas de filtro se han desmenuzado parcialmente y la concentración de los productos retirables se ha hecho mayor que un valor predeterminado (segundo valor predeterminado) la recirculación empieza a reanudar las segundas películas de filtro.
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Cuando los productos retirables en el agua filtrada alcanzan una concentración predeterminada, (primer valor predeterminado) la primera válvula 58 se conecta y el agua filtrada se suministra a la tubería 60 y comienza la filtración. Las burbujas se generan al menos desde el momento en que se inicia la filtración.
Cuando las películas de filtro se rompen, se hace necesario detener la bomba 57 y sustituir las películas de filtro o sustituir los propios dispositivos de filtrado 53. Cuando las películas de filtro son nuevas, el agua residual se recircula como en [1]. Los dispositivos de filtrado cuyas películas de filtro no están rotas y tienen segundas películas de filtro formada sobre su superficies puede prepararse por separado y sustituirse. Las segundas películas de filtro pueden atrapar productos retirables al primer valor predeterminado y cuando no pueden, se realiza la recirculación. Si pueden, la primera válvula 58 se conecta y el agua filtrada se suministra a la tubería 60 y comienza la filtración.
[4] En el caso de que el nivel del agua residual en el tanque 50 disminuya y las películas de filtro entren en contacto con la atmósfera. Antes de que las películas de filtro entren en contacto con la atmósfera, la bomba se detiene y el filtrado se detiene en base a un nivel indicado por un detector proporcionado en el agua residual. Adicionalmente, las burbujas pueden detenerse. Aunque el agua residual se suministra a través de la tubería 51 y el nivel del agua residual sube, como hay riesgo de que las segundas películas de filtro se desmoronen bajo la turbulencia provocada por el agua residual, la bomba se detiene. Y cuando los dispositivos de filtración 53 están completamente sumergidos en el agua residual, la bomba se pone en marcha. Durante la recirculación, los productos retirables se detectan y cuando los productos retirables en el agua filtrada han alcanzado una concentración predeterminada (primer valor predeterminado), la primera válvula 58 se conecta y el agua filtrada se suministra a la tubería 60.
El primer valor predeterminado y el segundo valor predeterminado que indica la concentración de productos retirables en el agua filtrada pueden ser iguales o el segundo valor predeterminado puede desviarse una cierta cantidad respecto al primer valor predeterminado.
Una detector 67 indica constantemente el residuo de silicio. El detector 67 puede ser un detector luminoso con dispositivos de recepción de luz/emisión de luz. El dispositivo de emisión de luz puede ser un diodo de emisión de luz o un láser. El detector 67 puede estar unido parcialmente a lo largo de la tubería 56 o parcialmente a lo largo de la tubería 59.
Con el tiempo, el agua bruta se concentra. Y cuando ha alcanzado una concentración predeterminada, la filtración se detiene y usando PAC o Al_{2}(SO_{4})_{3}o similares se hace que el agua residual experimente sedimentación por coagulación y se deja reposar. Cuando se hace esto, el agua bruta en el tanque generalmente se divide en capas. Yendo de las capas superiores a las capas inferiores, el agua bruta es casi transparente a completamente opaca debido a los productos retirables. El agua bruta se recoge mediante un uso selectivo de las válvulas 61 a 64.
Por ejemplo, el agua bruta casi transparente que contiene poco residuo de silicio se recoge a través del dispositivo de filtración 66 abriendo la segunda válvula 61. Después, las válvulas 62 y 63 se abren sucesivamente y se recoge el agua bruta. La suspensión concentrada que sedimenta en el fondo del tanque de agua bruta se recoge abriendo la válvula 64.
Si la quinta válvula 64 se abre en primer lugar, la suspensión concentrada fluye bajo el peso del agua bruta, y el agua por encima de la suspensión fluye también fuera, haciendo difícil la recogida controlada del agua. Por esta razón las válvulas se abren en el orden 61, 62, 63 y 64 para recoger el agua bruta de una manera controlada.
En la parte media inferior de la Figura 8 (dibujada rodeada por una línea discontinua) se muestra un medio de comprobación del nivel de agua bruta 80 del tanque de agua bruta 80. Una tubería con forma de L 81 se une al lado de la cara del tanque 50 y dependiendo del nivel de agua bruta se une al menos una tubería 82. El diámetro externo de la tubería 82 se ajusta con el diámetro interno de la tubería 81 para ajustarse sobre la tubería 81.
Como ejemplo, cuando el nivel de agua bruta alcanza una posición ligeramente por encima de la altura a la que se une la cuarta válvula 63, la tubería 82 puede ajustarse y puede proporcionarse una ventanilla de visualización transparente en la tubería 82 que se extiende hacia arriba, con lo que puede comprobarse el nivel del agua bruta. Por consiguiente, el nivel de agua bruta puede comprobarse a través de la ventanilla de visualización mientras que agua bruta distinta de la suspensión concentrada se retira hasta el límite.
Cuando la propia tubería se hace de un material transparente tal como vidrio, el nivel de agua bruta puede comprobarse sin que se proporcione una ventanilla de visualización diferente. Y este medio de comprobación puede preinstalarse.
Por otro lado, en la parte inferior izquierda de la Figura 8, se muestra un medio para recoger el agua por encima de la suspensión concentrada hasta el límite. Es decir, en el interior del tanque de agua bruta 50, una tubería con forma de L 81 se monta como se muestra en la figura. Si se especifica una cantidad de residuo de silicio, y si se especifica una cantidad de suspensión concentrada, puede determinarse la altura de la cabeza de la tubería 81. Por consiguiente, si la parte de cabeza de la tubería 81 ó 82 se dispone en un lugar ligeramente por encima de la capa superior de la suspensión concentrada, el agua bruta puede dejarse fluir fuera del dispositivo de filtración 66 automáticamente a esta altura. Incluso si la cuarta válvula 63 se abriera accidentalmente, el flujo hacia fuera de agua bruta puede detenerse al nivel de la cabeza de la tubería 81 u 82. Cuando el nivel de la suspensión concentrada cambia, la tubería 82 puede retirarse para ajustar el nivel de recogida del agua bruta. Pueden prepararse diversas tuberías 82 y cualquier número de etapas puede unirse de acuerdo con el nivel de agua bruta.
Aunque anteriormente se ha descrito un método para recoger agua concentrada por sedimentación por coagulación, no debe limitarse a esto. Por ejemplo, cuando el agua bruta 52 ha alcanzado una cierta concentración, puede moverse a otro dispositivo de filtración 66 (FD). Como ejemplo, el CMP (Pulido Químico Mecánico) usa una suspensión con un compuesto químico y granos abrasivos de menos de 0,1 \mum. Y durante el pulido, se suministra agua y se descarga como agua residual algo cuya concentración es ligeramente menor que la suspensión. Sin embargo, según la concentración del líquido bruto descargado aumenta al filtrarla, la viscosidad aumenta también. Como el residuo de pulido es muy fino, la capacidad de filtrado puede caer rápidamente. Por consiguiente, cuando se alcanza una concentración predeterminada, este líquido bruto puede moverse a otro dispositivo de filtración FD y filtrarse. Es decir, cuando la filtración con los dispositivos de filtrado 53 ha continuado y el agua bruta ha alcanzado una concentración predeterminada, puede moverse a otro dispositivo de filtración FD y filtrarse. Por ejemplo, como se muestra en la parte inferior derecha de la Figura 8, el agua bruta puede suministrarse al lado superior de un filtro FT1 y el agua bruta puede aspirarse al vacío con una bomba P. Y este dispositivo de filtración puede montarse en una tubería de recuperación concentrada para recuperación. El líquido bruto se filtra a través del filtro FT1 y se aspira hasta que el líquido bruto altamente concentrado se hace algo sólido. Mientras, como resultado de que el líquido bruto se mueva al dispositivo de filtración FD, el nivel de agua bruta del tanque 50 cae; pero el agua bruta puede suministrarse a través de la tubería 51. Cuando la concentración de agua bruta disminuye y el agua bruta sumerge los filtros completamente, la filtración puede empezar de nuevo.
Los dispositivos de filtración FD y 66 pueden usarse como dispositivos de recuperación de partículas retiradas. Por ejemplo, cuando el tanque de agua bruta 50 que contiene residuo de silicio de obleas semiconductoras alcanza una concentración predeterminada, en lugar de realizar sedimentación por coagulación, el agua bruta puede separarse con el dispositivo de filtración 66 (FD). El residuo de silicio separado es de alta pureza y no habiendo reaccionado con un compuesto químico, puede volver a fundirse en lingotes de Si para usarlo de nuevo para obleas. Adicionalmente, el Si recuperado puede reutilizarse como materiales para azulejos, cemento y hormigón.
Como se ha descrito anteriormente, el sistema de la Figura 8 está constituido por el tanque de agua bruta 50, los dispositivos de filtración (inmersión/aspiración) 53, y la pequeña bomba 57.
Debido a su aspiración a una baja presión (véase Figura 12) de manera que los primeros filtros no se atascan, la bomba 57 puede ser una pequeña bomba. En el pasado, debido únicamente al líquido en bruto que pasaba a través de una bomba, el interior de la bomba se estropeaba y la esperanza de vida de la bomba era muy corta. Sin embargo en esta construcción, el agua filtrada pasa a través de la bomba 57 y por lo tanto su vida útil aumenta en gran medida. Por consiguiente, como la escala del sistema puede hacerse pequeña, los costes de la electricidad para hacer funcionar la bomba 57 pueden reducirse a aproximadamente 1/5 a 1/4 de los costes de la operación anterior y también los costes de sustitución de bomba pueden reducirse en gran medida. Y con la reducción de coste inicial de 1/3 y la reducción global de coste de ejecución de 1/5, es posible reducir en gran medida los costes de mantenimiento. De acuerdo con los resultados experimentales, es posible un año de operación sin mantenimiento.
Y como se muestra en la Figura 5 a Figura 7 los dispositivos de filtración 53 tienen una estructura sencilla formada por el marco 30 para refuerzo y las películas de filtro 31 y 32 y la tubería 34 unida al marco 30 y las tuberías para transportar el agua filtrada.
Las películas de filtro son películas de poliolefina y su resistencia mecánica es alta de manera que no se rompen incluso cuando caen, y su resistencia a compuestos químicos tales como ácidos y álcalis es alta. Por consiguiente, mientras que en el pasado, se muestra en la Figura 12, la concentración de agua bruta era de aproximadamente 300 miligramos/litro era el máximo que se podía manejar. Con este aparato, puede manejarse aproximadamente 3 veces la concentración anterior, aproximadamente 900 miligramos/litro y puede realizarse también la dirección de la sedimentación por coagulación química con las películas de filtro instaladas.
Y cuando el tanque de agua bruta se usa para sedimentación por coagulación, las tuberías y bombas extra y demás se hacen innecesarias, y se hace posible un sistema de filtrado con ahorro de recursos. Por ejemplo, con un sistema al que están unidos cinco aparatos de fragmentación, la realización de la sedimentación por coagulación una vez o dos veces al año es suficiente. Considérese una oblea de fragmentación de 12,7 cm (5 pulgadas), que tiene un espesor de 625 \mum, pesos de 6 gramos y tiene una cuchilla de 40 \mum de anchura en los surcos de profundidad de fragmentación 180 a 200 \mum. Una media de 160 de éstas estaba formada una rejilla. Una oblea de fragmentación produce aproximadamente 0,3 gramos (aproximadamente el 5% de una oblea) de lodo (residuo de silicio).
Debido a que el dispositivo de filtración realiza su función por aspiración, como se muestra en la Figura 12, las partículas finas no entran en los poros finos de las películas de filtro a un bajo caudal y baja presión. Adicionalmente, formando las segundas películas de filtro, puede evitarse que las partículas finas entren en los poros finos de las primeras películas de filtro. De esta manera, el rendimiento de filtración puede mejorarse. Mediante una fuerza externa tal como burbujas de aire, es posible la filtración continua. La velocidad de filtración (aspiración) puede ser de 0,3 a 0,5 metros/día, la presente filtración (aspiración) puede ser de 0,2 a 0,5 kg/cm^{2}, y la vida de las películas de filtración puede esperarse que sea mayor de cinco años. Y la velocidad de filtración y la presión de filtración se ajusta en un intervalo de manera que no hay alteración de las segundas películas de filtro debido a rotura o deformación de las primeras películas de filtro y velocidades de filtración de 0,01 a 5 metros/día y presiones de filtración de 0,01 kg/cm^{2} a 1,03 kgf/cm^{2} (1 atmósfera) son esencialmente posibles.
Con la velocidad de aspiración de 0,3 metros/día, 252 litros/(una película de filtro) de agua bruta puede procesarse en un día, y con la velocidad de aspiración de 0,5 metros/día, 450 litros/(una película de filtro) de agua bruta puede procesarse en un día. El tamaño del marco del filtro puede ser de aproximadamente 100 cm x 50 cm x 10 mm.
Y en el proceso de fragmentación, pueden ser necesarios de 3 a 5 litros/minuto de agua pura, y en un año pueden usarse 18000 toneladas. Para obtener agua pura para el corte, cuesta de aproximadamente 500 yenes a 1000 yenes/tonelada. Sin embargo usando este sistema de la presente invención, como el agua filtrada puede reutilizarse, es posible la reducción de costes. Como se ha mencionado anteriormente, siendo el coste inicial 1/3 del coste anterior y como los costes de ejecución globales pueden reducirse a 1/5 del coste anterior, los costes de mantenimiento pueden reducirse en gran medida.
El líquido bruto concentrado se ha tratado como residuo industrial y el procesado de este residuo cuesta 3 millones de yenes/año. Sin embargo, reutilizando el agua filtrada y reutilizando el Si separado, la cantidad de líquido bruto concentrado puede reducirse esencialmente a cero, y la tasa de reciclado de recursos puede ser de aproximadamente el 97,6%.
Adicionalmente, puede evitarse la adhesión del residuo de silicio al interior de la película de filtro, y volver a lavar, que hasta ahora ha sido necesario, se ha hecho innecesario.
Aunque la anterior descripción se ha hecho con un residuo de silicio que surge de una oblea de silicio como los productos retirables, esta invención puede utilizarse en otros campos, como se ha explicado anteriormente. En estos campos, el agua residual provocaba daños al entorno de la tierra, pero empleando esta invención dichos daños pueden reducirse en gran medida.
Para otros ejemplos de producción de residuos industriales hay plantas de incineración de basuras que producen sustancias que tienen dioxinas, fábricas de purificación de uranio que producen sustancias residuales radioactivas y fábricas que producen polvos que producen sustancias residuales industriales perjudiciales. Empleando la invención, el residuo que tiene sustancias dañinas o perjudiciales puede retirarse independientemente del tamaño de las sustancias perjudiciales.
Y si los productos retirables son sólidos inorgánicos que incluyen al menos un elemento entre aquellos del grupo 2a al grupo 7a, y del grupo 2b al grupo 7b en la tabla periódica, aquellos productos retirables pueden retirarse casi completamente empleando esta invención.
El sistema de filtrado de la Figura 8 combinado con un sistema de aparato de fragmentación se muestra en la Figura 9. Algunas partes comunes en la Figura 8 se omiten en la Figura 9 por brevedad.
Una oblea semiconductora W se une a una mesa del aparato de fragmentación. SW1 y SW2 son duchas para pulverizar agua pura sobre una cuchilla de corte DB. SW3 es una ducha para rociar la oblea W y retirar el residuo de silicio que surge de la oblea W durante el corte. La ducha SW3 puede suministrar agua desde encima de la oblea o desde el lado. La posición de la ducha SW3 no se limita a una posición particular. Sólo es necesario que se produzca un flujo de agua sobre la superficie de la oblea.
Hay receptáculo BL por debajo de la oblea W para recibir agua residual, y la tubería 51 conectada al tanque de agua bruta 50 se une a una parte inferior de la bandeja del receptáculo BL.
Por consiguiente, como se ha descrito anteriormente con referencia a la Figura 8, el agua residual producida en el aparato de corte pasa a través del tanque de agua bruta 50 y los dispositivos de filtración 53 y se convierte en agua limpia (agua filtrada) de nuevo y se transporta fuera a través de la tubería 56 y la tubería 60. El agua filtrada puede reutilizarse como agua pura para el aparato de corte a través de una tubería 71 o puede reutilizarse en otro lugar a través de una tubería 72. Si se reutiliza en otro lugar, la tubería 71 se retira, y el agua pura separada se suministra a través de una tubería 70. El agua filtrada puede devolverse también a la naturaleza.
Un sistema ejemplar se explicará usando las Figuras 9 y 10.
El agua de uso industrial se almacena en un tanque de agua para uso industrial 101. El agua para uso industrial se transporta mediante una bomba P1 a través de los filtros 102 y 103 a un tanque de agua filtrada 104. El filtro 102 es un filtro de carbono y retira desechos y materia orgánica. El filtro 130 retira el carbono que surge del filtro 102.
El agua filtrada se transporta mediante una bomba P2 a través de un dispositivo de filtración por ósmosis inversa 105 a un tanque de agua pura 106. Este dispositivo de filtración por ósmosis inversa 105 usa películas de ósmosis inversa, y se retiran residuos (desechos) de menos de 0,1 \mum. El agua pura del tanque de agua pura 106 se transporta a un tanque de agua pura 101 a través de un dispositivo de desinfección UV 107, dispositivos de absorción 108 y 109 y un dispositivo 110 para disminuir la resistencia del agua pura.
El dispositivo de desinfección UV 107 como sugiere el nombre desinfecta el agua pura con rayos ultravioleta, y los dispositivos 108 y 109 son para retirar iones mediante intercambio iónico. Un dispositivo 110 es para mezclar dióxido de carbono gaseoso en agua pura. Cuando la resistencia del agua pura es alta, surgen problemas tales como cargar la cuchilla. Para evitar esto, el dispositivo 110 disminuye deliberadamente la resistencia del agua pura.
Usando una bomba P3 el agua pura se suministra a un aparato de corte DM. En 112, el residuo (desechos) de un tamaño mayor de aproximadamente 0,22 \mum se retira de nuevo.
Después el agua residual producida en el aparato de corte DM se almacena en un tanque de agua bruta 113 usando una bomba P4, y se filtra mediante un dispositivo de filtración 114. El proceso es el mismo que el analizado en la Figura 5 a Figura 8. El agua filtrada se filtra mediante el sistema de filtración 114 se devuelve al tanque de agua filtrada 104 y se reutiliza. Dependiendo del diámetro de filtro y de la capacidad de filtrado del dispositivo de filtración 114, el agua filtrada puede devolverse al tanque de agua pura 106 como se muestra mediante una línea continua.
En el dispositivo de filtración 114, cuando la oblea de silicio se mezcla con el agua filtrada, se devuelve al tanque de agua bruta 113, como en la Figura 4.
El tanque de agua bruta 113 es el tanque de agua bruta 50 empleado en la Figura 8, y proporcionando un dispositivo de filtración sumergido en el tanque de agua bruta 113, el propio tanque de agua bruta se convierte en un tanque de agua concentrada, y la película de filtro incluye también funciones de residuo de silicio como filtro, y cuando el residuo de silicio se mezcla con el agua filtrada, se devuelve al tanque de agua bruta usando una válvula similar a la válvula 58 en la Figura 8.
Un aparato de re-pulverización se muestra en la Figura 11. Incluso aunque este aparato se instale en lugar del aparato de fragmentación, porque el residuo de Si aún está mezclado con el agua residual, puede emplearse la realización anterior.
Como la fragmentación, la re-pulverización tiene una mesa giratoria 200, y al menos una oblea 201 se pone sobre ésta. Desde arriba una piedra de molino 202 se pone en contacto con la oblea, y la cara trasera de la oblea se muele. Se construye una boquilla 204 de manera que el agua filtrada puede suministrarse desde una tubería similar a la tubería 60 en la Figura 9 y Figura 10 y reutilizarse. La mesa giratoria 200 es de tipo carrete y gira, y la piedra de molino gira también. Un receptáculo de agua residual 203 recibe el agua residual producida en esta molienda y se transporta a través de la tubería 51 al tanque de agua bruta 50.
Cuando un filtro se prepara con productos retirables, pueden formarse poros del filtro menores que los productos retirables que constituyen el filtro, y a través de estos pequeños poros pueden retirarse productos retirables aún más pequeños. Por consiguiente, es posible retirar productos retirables submicrométricos menores de 0,1 \mum.
Cuando un fluido que incluye productos retirables se hace pasar a través del primer filtro y un segundo filtro hecho de productos retirables se forma sobre la superficie del primer filtro, un segundo filtro hecho de poros más pequeños que los poros del primer filtro puede formarse sobre la superficie del primer filtro, y es posible formar un filtro que tiene un buen rendimiento de filtración que retire los productos retirables más pequeños.
Adicionalmente porque está hecho por productos retirables que pueden combinarse y huecos de diversas formas que se forman entre los productos retirables, pueden proporcionarse pasos de entrada para el fluido.
Como resultado del fluido que incluye productos retirables que se hacen recircular a través del primer filtro, un segundo filtro constituido por poros más pequeños que los poros del primer filtro crecen sobre la primera superficie de filtro, y como los productos retirables pequeños que han pasado a través de los poros del primer filtro también se recirculan, es posible formar un segundo filtro que puede atrapar pequeños productos retirables que han pasado a través de los poros del primer filtro.
Como resultado de que los productos retirables de diferentes tamaños se intercalen sobre el primer filtro y el segundo filtro, pueden formarse poros que el fluido puede pasar a través y que pueden atrapar pequeños productos retirables.
Como resultado de que los productos retirables tienen una distribución del diámetro de partícula que tiene dos picos y el tamaño de los poros del primer filtro está entre los dos picos, los productos retirables grandes de la distribución de diámetro de partícula pueden atraparse. Según los productos retirables atrapados se intercalan de diversas formas, se forma un segundo filtro con pequeños poros, y debido a los huecos a través de los cuales el fluido puede fluir que se proporcionan entre los productos retirables atrapados, es posible formar un filtro que puede coger pequeños productos retirables y a través de los cuales puede pasar el fluido.
Inicialmente, se produce el fluido filtrado en el que los productos retirables pequeños se mezclan, pero recirculando, un filtro puede prepararse para atrapar incluso aquellos productos retirables pequeños. Por consiguiente, si se determina que los productos retirables han alcanzado un grado predeterminado de concentración, la recirculación se detiene entonces y comienza la filtración. Es posible filtrar hasta una precisión de filtrado diana.
Si hay un fallo tal que el primer filtro se rompe o el segundo filtro se desmenuza, se genera agua filtrada que contiene productos retirables que normalmente deberían quedar atrapados, y tiene un efecto negativo sobre la capacidad de reutilización del agua filtrada. Sin embargo, cuando se detecta un fallo, la recirculación puede iniciarse inmediatamente. Los productos retirables que deben quedar atrapados pueden devolverse al tanque de agua bruta y la producción de agua filtrada que contiene los productos retirables puede evitarse completamente.
Cuando es de tipo aspiración, el recipiente de almacenamiento en el que se almacena el fluido y el filtro se sumerge puede ser de tipo abierto. Cuando es de tipo presurizado, el recipiente de almacenamiento es de tipo cerrado y necesita una estructura complicada.
Como el segundo filtro se hace mediante productos retirables simplemente por agregación, si se aplica una fuerza externa, todo el segundo filtro o una capa superficial del segundo filtro puede retirarse, y es posible refrescar el rendimiento de filtración y mantener el rendimiento de filtración.
Usando una fuerza externa, es posible retirar los productos retirables que constituyen una causa de atascamiento y formar huecos entre los productos retirables, y proporcionar pasos para el fluido.
Como un primer filtro hecho de un polímero con alto contenido de poliolefina tiene resistencia a álcalis y ácidos, la filtración de fluidos con compuestos químicos se hace posible también. Así mismo, la sedimentación por coagulación puede realizarse con el primer filtro sumergido.
Como resultado de que los productos retirables sean sólidos y sus diámetros de partícula sean de diferentes tamaños, pueden formarse huecos de diversas formas. Por consiguiente, los productos retirables más pequeños pueden quedar atrapados y pueden proporcionarse más pasos para el fluido.

Claims (33)

1. Un método para fabricar un dispositivo semiconductor en el que un semiconductor (w) se procesa usando fluido, conteniendo entonces cada fluido un residuo de procesado, comprendiendo el método una etapa de:
retirar el residuo de procesado del fluido haciendo pasar el fluido a través de un filtro (53); comprendiendo dicho filtro (53) un recubrimiento de filtro (13) formado haciendo pasar un fluido a través de dicho filtro (53) en una etapa de recubrimiento de filtro; caracterizado porque dicha etapa de recubrimiento comprende hacer pasar el fluido que contiene dicho residuo de procesado en forma de productos retirables (12A) a través de un primer filtro (10) para depositar dichos productos retirables (12A) como dicho recubrimiento de filtro (13) que forma un segundo filtro (13), con lo que al menos una parte de un residuo de procesado generado en una etapa de procesado de un semiconductor que usa un fluido constituye dicho segundo filtro (13).
2. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la etapa de procesar un semiconductor (w) comprende una etapa de procesado mecánico del semiconductor (w) usando el fluido.
3. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la etapa de procesado mecánico del semiconductor (w) comprende una etapa de pulido o etapa de pulverización usando el fluido.
4. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, en el que la etapa de preparar un filtro comprende las etapas de:
hacer pasar el fluido que incluye productos retirables (12A) a través del primer filtro (10) y depositar los productos retirables (12A) sobre la primera superficie de filtro para formar un segundo filtro (13) mientras está en circulación.
5. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de procesar el semiconductor (w) comprende una etapa de fragmentación.
6. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de procesar el semiconductor (w) comprende una etapa de pulido especular.
7. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de procesado del semiconductor (w) comprende una etapa de re-pulverización.
8. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el segundo filtro (13) comprende residuo de procesado (12A, B) de diferentes tamaños.
9. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que residuo de procesado (12A, B) comprende partículas de diferentes tamaños, y dicho primer filtro (10) tiene poros (11) que son más grandes que los tamaños más pequeños de las partículas y más pequeños que los tamaños más grandes de las partículas.
10. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha etapa de retirar el residuo de procesado comprende una etapa de hacer circular el fluido durante un tiempo constante desde que comienza la retirada.
11. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con la reivindicación 10, en el que dicha etapa de circulación comprende una etapa de detectar un grado de inclusión del residuo de procesado incluido en el fluido que pasa a través del filtro (53), y detener la circulación del fluido en el punto temporal cuando el grado detectado ha caído por debajo de un primer valor constante.
12. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con la reivindicación 11, en el que dicha etapa de circulación comprende una etapa de detectar un grado de inclusión de productos retirables (12A, B) incluidos en el fluido que pasa a través del filtro (56), y empieza la circulación del fluido de nuevo en el punto temporal cuando el grado detectado ha superado un segundo valor constante.
13. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha etapa de hacer pasar el fluido a través del filtro (56) comprende aspirar el fluido a través del filtro (56).
14. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una etapa de aplicar una fuerza externa a una superficie del filtro (56) de manera que un constituyente del segundo filtro (13) puede moverse.
15. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con la reivindicación 14, en el que dicha etapa de aplicar una fuerza externa comprende una etapa de aplicar la fuerza externa intermitentemente.
16. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con la reivindicación 14 ó 15, en el que dicha etapa de aplicar una fuerza externa comprende una etapa de aplicar un flujo de gas a lo largo de una superficie del primer filtro (10).
17. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con la reivindicación 14, 15 ó 16 en el que dicha etapa de aplicar una fuerza externa comprende una etapa de aplicar una fuerza para preparar una parte del constituyente de la liberación del segundo filtro (13).
18. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con la reivindicación 14, 15, 16 ó 17 en el que dicha etapa de aplicar una fuerza externa comprende una etapa de controlar la fuerza de manera que un espesor del segundo filtro (13) es constante.
19. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con la reivindicación 14, 15, 16, 17 ó 18 en el que dichos filtros (56) se disponen en la dirección perpendicular y dicha fuerza externa comprende una fuerza elevadora de un burbuja.
20. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con la reivindicación 14, en el que dicha etapa de aplicar una fuerza externa comprende una etapa de aplicar una vibración mecánica.
21. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con la reivindicación 14, en el que dicha etapa de aplicar una fuerza externa comprende una etapa de generar una onda sónica.
22. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con la reivindicación 14, en el que dicha etapa de aplicar una fuerza externa comprende una etapa de generar un flujo de fluido.
23. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho primer filtro (10) está formado por polímero con alto contenido de poliolefina.
24. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho primer filtro (10) tiene una superficie no uniforme.
25. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho primer filtro (10) tiene un filtro de tipo bolsa en el que se forma una holgura y en el que se inserta una tubería de aspiración (34) para aspirar.
26. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho segundo filtro (13) comprende Si.
27. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho segundo filtro (13) comprende principalmente Si de tipo copo.
28. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho residuo de procesado comprende un agente de procesado usado para procesado mecánico.
29. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho fluido se reutiliza después de retirar el residuo de procesado.
30. Un método de fabricación de un dispositivo semiconductor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende adicionalmente la etapa de mover el residuo de filtrado constituido por dicho residuo de procesado y dicho fluido a otro dispositivo de filtración (66).
31. Un método de acuerdo con la reivindicación 30 que comprende adicionalmente la etapa de filtrar dicho residuo a través de un filtro (FTI) y dicho otro dispositivo de filtración (66) hasta que el residuo se hace algo sólido.
32. Un método de acuerdo con la reivindicación 30, que comprende adicionalmente la etapa de recoger dicho residuo de dicho otro dispositivo de filtración.
33. Un método de formación de un lingote de silicio que comprende fabricar un semiconductor a partir de un lingote de silicio de acuerdo con la reivindicación 30, recoger el residuo de silicio que forma dicho residuo y volver a fundir dicho residuo y formar con ello un lingote.
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