KR0124499Y1 - 실리콘웨이퍼폐수의 재이용장치 - Google Patents
실리콘웨이퍼폐수의 재이용장치Info
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Abstract
본 고안은 실리콘웨이퍼생산공정에서 발생되는 폐수인 부유물질함유폐수, 불소함유폐수, 세척폐수(공정폐수)를 분리하여 처리함으로 해당 공정수로 재이용할 수 있어 경제적이고 환경오염을 줄일 수 있는 실리콘웨이퍼폐수의 재이용장치에 관한 것으로, 폴리싱 및 크리닝등의 공정에서 세척수로 발생되는 폐수가 침적여상법(14), 관형막분리장치(17), 역삼투장치(18,20), 자외선/오존발생장치(19) 및 이온교환수지장치(21)를 통해 공정수로 생성시켜 재이용되는 공정폐수처리장치(1), 슬라이싱, 그라인딩 및 다이싱쇼공정에서 발생되는 고농도의 실리콘부유물질함유폐수가 침전조(23), 관형막분리장치(26), 경수연화장치(27), 탈기장치(28), 역삼투장치(30), 오존발생기(31), 활성탄여과장치(32), 이온교환수지탑(33,34) 및 정밀여과장치(35)를 통해 공정수로 생성시켜 재이용하는 고농도고형성물질처리장치(2), 웨이퍼표면에칭시 사용되는 불산에 발생되는 불소폐수가 화학적처리 관형막분리, 역삼투 및 이온교환수지장치(46, 48)를 통해 슬러지케이크처리와 공정수로 생성시켜 재이용하는 불소폐수처리장치(3) 및, 분뇨 및 오수가 스크린(50), 폭기조(51), 오존발생기(53, 57) 및 활성탄여과장치(58)를 통해 공정세척수로 생성시켜 재이용하는 분뇨및 오수폐수처리장치(4)로 구성되는 실리콘웨이퍼폐수의 재이용장치.
Description
제1도는 본 고안의 실시예에 관한 실리콘웨이퍼폐수의 재이용장치를 도시해 놓은 계통도.
제2도는 제1도의 공정폐수처리장치를 상세히 도시해 놓은 도면.
제3도는 제1도의 고농도고형성물질처리장치를 상세히 도시해 놓은 도면.
제4도는 제1도의 불소폐수처리장치를 상세히 도시해 놓은 도면.
제5도는 제1도의 분뇨 및 오수폐수처리장치를 상세히 도시해 놓은 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1:공정폐수처리장치 2:고농도고형성물질처리장치
3:불소폐수처리장치 4:분뇨 및 오수폐수처리장치
10:폐수집수조 11:반응조
12:PH조정조 13:바이오리엑타
14:침적여상법 15:균등조
16:펌프 17:관형막분리장치
18,20:역삼투장치 19:자외선/오존발생장치
21:이온교환수지장치
본 고안은 실리콘웨이퍼생산공정에서 발생되는 폐수인 부유물질함유폐수, 불소함유폐수, 세척폐수(공정폐수)를 분리하여 처리함으로 해당 공정수로 재이용할 수 있어 경제적이고 환경오염을 줄일 수 있는 실리콘웨이퍼폐수의 재이용장치에 관한 것이다.
현재 산업이 발전됨에 따라 전자 및 반도체기술이 급진적으로 발달하고 공장자동화로서도 대량생산으로 제조되고 있다. 상기 반도체산업에서 사용되는 재료가 국산화되어 실리콘웨이퍼, 화공약품, 리드프레임 및 이교화학수지등을 이용하게 된다.
그러나, 반도체를 가공할 경우에는 발생되는 환경오염물질은 매우 유독하여 대기오염, 수질오염 및 페기물발생등으로 문제시 되고 있는 바, 특히 반도체제조공정에서 발생되는 폐수는 부식성 및 유해성이 강한 강산성을 띠고 부유물질(침전물)등일 다량으로 발생할 뿐만 아니라 폐유기용제류의 처리에도 확실한 방법이 없는 실정이다.
상기 폐수특성은 산/알카리세척수, 불소함유세척수, 부유물질(실리카 및 비소등)함유세척수, 중금속함유(구리, 납 주석등)도금폐수 및 유기용제함유폐수등으로 분리된다.
종래의 실리콘웨이퍼 제조공정 및 웨이퍼공정폐수처리에 있어서, 먼저 고농도실리카 부유물질함유폐수는 집수조에 모여지고 여러 조(槽)를 거쳐 침전조에 이송되어 침전된 물은 농축조와 탈수기를 통해 슬러지케이크의 위탁처리, 상등수는 모래여과조와 활성탄여과조를 통해 그대로 방류된다.
불소함유폐수는 집수조에 모여졌다가 중화되어 침전조로 이송되고 침전된 물은 상기와 같이 슬러지케이크의 위탁처리, 상등수도 상기와 같이 모래여과조 또는 활성탄여과조를 통해 그대로 방류되고, 오수 및 분뇨는 이물질 제거스크린을 통해 집수조에 모아졌다가 침전조로 이송되어 침전물은 슬러지케이크의 위탁처리되고 상등수는 분산조와 오존주입조를 통해 그대로 방류된다.
이와 같이 폐수성상이 매우 다른데 처리공정은 거의 비슷하게 이루어지는데, 여기서 사용되는 약품으로는 황산, 가성소다, 황산반토, 응집제 및 소석회 등을 사용한다.
따라서, 종래의 폐수처리장치로는 중화탈수, 응집 및 침전반응을 원활히 하기 위해 다량의 화공약품을 사용함으로 유지관리비가 많이 들고, 이에 따라 슬러지(폐기물)의 처리비용도 만만치 않았다.
또 특정유해물질이 함유된 폐기물이어서 관리, 위생처리에 많은 인력이 요구되고 있고, 폐수처리시설이 거의 노천에 설치되어 있어 기온, 기후등에 따라 처리효율이 좌우되고 시설면적이 견고한 콘크리트구조물이어서 증설, 이전 또는 개조등의 탄력적으로 이용에 한계가 있다.
화공약품등의 사용에 따라 시설 및 장비가 쉽게 노후화되고, 처리수질이 원수의 농두에 따라 수시로 변할 가능성이 많아 항상 관리인원의 상주는 물론 여재교체등의 비용이 많이 들게 되고, 총 용해성 고형물질은 폐수처리전보다 처리후에 더 높아서 강 및 해안으로 방류시 또 다른 환경오염등이 일어나게 된다.
본 고안은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출한 것으로, 실리콘웨이퍼의 생산공정에서 발생되는 공정폐수, 고농도고형성물질, 불소폐수, 분뇨 및 오수 폐수등을 분리처리하여 종래와 같이 혼합에 따른 복잡하고 처리가 어려운 성상을 예방할 수 있을 뿐만 아니라 해당 공정수로도 재이용하여 경제적이고 환경오염을 최소화할 수 있는 실리콘웨이퍼폐수의 재이용장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 폴리싱 및 크리닝등의 공정에서 세척수로 발생되는 폐수가 침적여상법(14), 관형막분리장치(17), 역삼투장치(18,20), 자외선/오존발생장치(19) 및 이온교환수지장치(21)를 통해 공정수로 생성시켜 재이용되는 공정폐수처리장치(1), 슬라이싱, 그라인딩 및 다이싱쇼공정에서 발생되는 고농도의 실리콘부유물질 함유폐수가 침전조(23), 관형막분리장치(26), 경수연화장치(27), 탈기장치(28), 역삼투장치(30), 오존발생기(31), 활성탄여과장치(32), 이온교환수지탑(33,34) 및 정밀여과장치(35)를 통해 공정수로 생성시켜 재이용하는 고농도고형성물질 처리장치(2), 웨이퍼표면에칭시 사용되는 불산에 발생되는 불소폐수가 화학적처리 관형막분리, 역삼투 및 이온교환수지장치(46,48)를 통해 슬러지케이크처리와 공정수로 생성시켜 재이용하는 불소폐수처리장치(3) 및, 분뇨 및 오수가 스크린(50), 폭기조(51), 오존발생기(53,57) 및 활성탄여과장치(58)를 통해 공정세척수로 생성시켜 재이용하는 분뇨 및 오수폐수처리장치(4)로 구성되는 실리콘웨이퍼폐수의 재이용장치인 것이다.
이하 본 고안의 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
제1도는 본 고안의 실시예에 관한 실리콘웨이퍼폐수의 재이용장치를 도시해 놓은 것으로, 반도체산업에서 실리콘웨이퍼제조, 웨이퍼가공 및 웨이퍼절단(dicing Saw)등에서 발생되는 폐수, 즉 폴리싱 및 크리닝등의 공정에서 세척수로 발생되는 폐수를 공정폐수처리장치(1)로, 실리콘웨이퍼제조 공정중 슬라이싱, 그라인딩등과 반도체조립과정중 절단공정에서 발생되는 고농도의 실리콘부유물질함유폐수를 고농도고형성물질처리장치(2)로, 실리콘웨이퍼제조공정과 웨이퍼가공공정에서 웨이퍼표면에칭시 사용되는 불산에 의해 발생되는 불소폐수를 불소폐수처리장치(3)로, 반도체산업에 발생되는 분뇨 및 오수를 분뇨 및 오수폐수처리장치(4)로 각기 처리하여 처리수를 공정세척수로 생성시켜 재이용할 수 있어 경제적으로 환경오염을 최소화할 수 있다.
상기 공정폐수처리장치(1)는 제2도에 도시된 바와 같이 저농도내지 고농도로서의 공정페수인 세척폐수를 집수조(10)에서 모아 일정시간동안 균일화시킨 다음 반응조(11)와 공정/유동층의 침적여상법(14)으로 각기 이송하게 되고, 상기 침전여상법(14)은 생물학적처리를 위해 이용시 활성메디아를 반응조에 넣어서 처리하는 고정상 또는 유동상 처리하게 되며, 상기 반응조(11)와 PH조정조(12)를 통해 해당물질을 침전시켜 PH를 조정하여 중화시킨 다음 바이오리엑타(13)로 이송된다.
상기 침적여상법(14)또는 바이오리엑타(13)를 통과한 공정폐수는 균등조(15)를 거쳐 펌프(16)로 펌핑되어 관형막분리장치(17)로 공급되고, 이 관형막분리장치(17)는 사용되는 막이 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리슐폰스텐레스등의 재질로 직경이 1-25㎜범위를 사용하여 폐수를 관형막의 표면 또는 튜브속으로 유입시켜 처리하게 된다. 상기 관형막분리장치(17)로 부터의 투과수는 순차적으로 1차 역삼투장치(18), 자외선/오존발생장치(19), 2차 역삼투장치(20) 및 이온교환수지자치(21)를 거치게 되는 바, 상기 역삼투장치(18,20)는 멤브레인의 형태가 나선형으로 재질이 셀룰로오스, 아세테이트, 폴리아마이드 및 폴리슐폰으로 된 막의 직경이 4인치 또는 8인치를 사용하게 된다. 그리고 자외선/오존발생장치(19)는 자외선을 185나노메터 또는 254나노메터를 사용하고, 이온교환수지장치(21)는 양이온수지와 음이온수지를 분리된 용기에 넣어 처리하고 또는 한 용기에 혼합하여 처리하기도 한다.
따라서, 공정폐수처리장치(1)를 통과하는 폴리싱 및 크리닝등의 공정에서 세척수로 발생되는 폐수가 공정세척수의 처리수로 생성되어 재이용할 수 있게 된다.
고농도고형성물질처리장치(2)는 제3도에 도시된 바와 같이 고농도의 실리콘부유물질함유폐수를 집수조(22)에서 모아 일정시간동안 균일화시킨 다음 경사판침전조(23) 또는 원형침전조로 이송되고, 이 침전조(23)에서 침전된 물은 균등조(24)를 통해 펌프(25)로 펌핑되어 관형막분리장치(26)로 공급된다.
이 관형막분리장치(26)로 부터 투과수는 순차적으로 경수연화장치(27), 탈기장치(28), 균등조(29), 역삼투장치(30), 오존발생기(31), 활성탄여과장치(32), 양이온교환수지탑(33), 음이온교환수지탑(34) 및 정밀여과장치(35)를 통과함으로 공정수인 처리수로 생성되어 재이용할 수 있다.
불소폐수처리장치(3)는 제4도에 도시된 바와 같이 웨이퍼표면 에칭시 사용되는 불산에 의해 발생되는 불소폐수를 집수조(37)에서 모아서 일정시간동안 균일화시켜 3단의 반응조(38)로 이송된다. 이 반응조(38)는 응결제, 응집제에 의해 중화, 응집되는 바, 이때 원형/경사판 침전조(39)를 통해 균등조(40)로 공급되면 설치는 다소 간단하고 비용도 적으나 처리수질은 관형막분리장치(42)보다 낮게 된다.
상기 원형/경사판 침전조(39) 또는 관형막분리장치(42)는 침전물이나 농축수를 농축수(43)를 통해 탈수기(44)에서 침전물질을 탈수시키기고, 이때 발생된 슬러지케이크를 적법절차에 따라 처리한다.
한편, 상기 균등조(40)를 통과한 투과수는 펌프(41)로 펌핑되어 전처리(45)에서 산화/환원반응 및 부유물질 자동측정되어 역삼투장치(46)로 공급되는 바, 이 역삼투장치(46)로 부터의 투과수는 초순수제조의 원수로, 또는 이온교환수지장치(48)를 통해 공정세척수인 처리수로 생성시켜 재이용할 수 있게 된다.
위생폐수인 분뇨 및 오수폐수처리장치(4)는 제5도에 도시된 바와 같이 분뇨 및 오수를 집수조(37)에서 모아 일정시간동안 균일화시켜 스크린(50)을 거쳐 폭기조(51)로 공급되고, 상기 폭기조(51)를 통과한 분뇨 및 오수는 살수(52), 오존발생기(53), 균등조(54)순으로 공급되며, 이 균등조(54)에서 모래여과기(55) 또는 관형막분리장치(56)를 통과한 투과수는 오존발생기(57)와 활성탄여과장치(58)를 통과하게 됨으로 일부는 상수조집수조(59)로 보내주는 한편 공정세척수인 처리수로 생성시켜 재이용할 수 있게 된다.
따라서, 본 고안의 실리콘웨이퍼폐수의 재이용장치는 해당폐수들이 공정폐수처리장치(1), 고농도고형성물질처리장치(2), 불소폐수처리장치(3), 분뇨 및 오수폐수처리장치(4)등을 통과함에 따라 필요한 공정세척수를 생성하여 재이용할 수 있는데, 이는 표1 및 표2와 오염물질이 나타난다.
이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 실리콘웨이퍼의 생산공정에서 발생되는 공정폐수, 고농도고형성물질, 불소폐수, 분뇨 및 오수폐수등을 분리처리하여 종래와 같이 혼합에 따른 복잡하고 처리가 어려운 성상을 예방할 수 있을 뿐만 아니라 해당 공정수로 재이용하여 경제적이고 환경오염을 최소화할 수 있는 실리콘웨이퍼폐수의 재이용장치를 제공할 수 있다.
Claims (1)
- 침적여상법(14), 관형막 분리장치(17), 역삼투장치(18,20), 자외선/오존발생장치(19) 및 이온교환수지장치(21)로 구성되어 폴리싱 및 크리닝 등의 공정에서 세척수로 발생하는 폐수를 공정수로 생성시켜 재이용되는 공정폐수처리장치(1)와, 침전조(23), 관형막 분리장치(26), 경수연화장치(27), 탈기장치(28), 역삼투장치(30), 오존발생기(31), 활성탄여과장치(32), 이온교환수지탑(33, 34) 및 정밀여과장치(35)로 구성되어 슬라이싱, 그라이딩 및 다이닝쇼공정에서 발생하는 고농도의 실리콘 부유물질함유폐수를 공정수로 생성시켜 재이용하는 고농도 형성물질처리장치(2), 화확적처리 관형막분리, 역삼투 및 이온교환수지장치(46, 48)에 의해 웨이퍼표면 에칭시 사용되는 불산에 발생되는 불소폐수를 슬러지케이크처리와 공정수로 생성시켜 재이용하는 불소폐수처리장치(3), 그리고 스크린(50), 폭기조(51), 오존발생기(53, 57) 및 활성탄 여과장치(58)로 구성되어 분뇨 및 오수를 공정세척수로 생성시켜 재이용하는 분뇨 및 오수폐수처리장치(4)로 구비된 것을 특징으로 하는 실리콘웨이퍼폐수의 재이용장치.
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