KR101246418B1 - 화학적 기계적 연마 슬러리 폐액 처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화학적 기계적 연마 슬러리 폐액 처리장치에 관한 것으로 화학적 기계적 연마폐액의 혼합액의 실리카(SiO2) 농도와 pH를 측정하기 위한 탁도센서 및 pH센서가 부착된 균등조와; 상기 균등조에서 농도가 균일화된 화학적 기계적 연마 폐액에 가성소다(NaOH)를 주입하여 점도를 향상시키는 급속혼화조와; 상기 급속혼화조를 거쳐 점도가 상승된 연마폐액을 응집시키기 위하여 Ca 화합물, Al 화합물, 황산으로 구성되는 응집제를 투입하는 반응조와; 상기 반응조의 일측면에 부착되어 응집된 연마폐액의 pH를 측정하는 pH센서와; 양이온계 고분자 응집제를 주입하여 연마폐액의 응집율을 극대화시키는 완속혼화조와; 상기 완속혼화조를 거친 연마폐액을 탈수시켜 여액과 케익을 배출하고 탁도센서를 통해 여액의 농도를 측정하여 상기 농도가 일정 수치 이상이면 상기 여액의 일부를 상기 급속혼화조로 재순환시키는 탈수기로 구성된다.
본 발명의 화학적 기계적 연마 슬러리 폐액 처리장치에 의하면 주입되는 연마 폐액의 농도를 균일화하여 처리효율을 향상시키고 지속적인 농도측정을 통한 공정 안정화 및 최적의 응집제를 투입하여 실리카(SiO2) 미립자를 보다 효율적이고 경제적으로 제거할 수 있는 효과가 기대된다.
본 발명의 화학적 기계적 연마 슬러리 폐액 처리장치에 의하면 주입되는 연마 폐액의 농도를 균일화하여 처리효율을 향상시키고 지속적인 농도측정을 통한 공정 안정화 및 최적의 응집제를 투입하여 실리카(SiO2) 미립자를 보다 효율적이고 경제적으로 제거할 수 있는 효과가 기대된다.
Description
본 발명은 반도체 소자의 제조공정에 있어 화학적 기계적 연마 공정 후 발생되는 연마 슬러리 폐액을 처리하는데 적합한 연마 슬러리 폐액 처리장치의 구성과 그 처리방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 집적도가 점차 증가하고 다층 배선 공정이 일반화됨에 따라, 포토리소그래피(Photolithography) 공정의 마진을 확보하고 배선 길이를 최소화하기 위하여 칩(chip) 상부의 물질층에 대한 글로벌 평탄화(global planarization) 기술이 요구되고 있다. 현재, 사용되고 있는 평탄화 방법으로는 보론-인-실리케이트 글라스(boro-phospho-silicate glass; BPSG) 리플로우(reflow), 알루미늄(Al) 플로우, 스핀-온 글라스(spin-on glass; SOG) 에치백(etch-back), 화학 물리적 연마(CMP) 공정 등이 사용되고 있다.
이 중에서, CMP 공정은 웨이퍼를 연마하기 위한 연마제인 슬러리(slurry) 용액 내의 화학적 성분 및 웨이퍼를 연마하는 패드와 연마제의 물리적 성분에 의하여 칩의 표면을 화학 물리적으로 연마하여 평탄화를 실시하는 방법으로서, 리플로우공정이나 에치백 공정으로 달성할 수 없는 넓은 공간 영역의 글로벌 평탄화 및 저온 평탄화를 달성할 수 있다는 장점 때문에 차세대 반도체 소자에서 유력한 평탄화 기술로 대두되고 있다.
그러나, 상기 슬러리 용액에는 H2O2 , KIO3 ,pH 조절을 위한 각종 산 또는 염기 등이 포함되어 있으며, 상기 연마제의 주성분은 Al2O3 , 실리카 (Silica) 등이기 때문에 연마 과정에서 금속이온, 연마제 입자 등의 오염 물질이 흡착될 뿐 아니라 심각하게 손상을 입는 층이 생기기도 한다. 이와 같이 중금속 오염 입자를 포함하는 오염 물질층과 손상 막질을 제거하기 위해서 CMP 공정 후 세정 공정을 필히 진행하고 있다.
이는 웨이퍼 표면에 오염물질 오염입자가 존재할 경우, 후속 공정시 패턴불량 또는 브릿지 등을 유발시켜 반도체 소자의 수율을 저하시키기 때문이다.
상기와 같이, 웨이퍼 상의 파티클을 제거하기 위한 세정액으로서, 수산화암모늄 세정액, 중합체 제거용 세정액인 TMAH(TetraMethyl Ammonium Hydroxide)를 사용하기도 한다.
최근에는 반도체 소자의 제조에 있어서, 텅스텐의 CMP공정과 알루미늄의 CMP공정이 주로 사용되고 있으며, CMP공정시 상기한 수산화암모늄과 TMAH 세정액은 물론 슬러리(Slurry)나 약액을 이용하여 CMP공정을 진행한다.
이러한 CMP공정 후 슬러리와 약액이 포함된 폐수를 바로 배출할 경우, 심각한 수질환경오염을 발생시켜 사회적인 문제로 대두되고 있다.
종래에는 폐수내 함유된 중금속 성분과 웨이퍼 연마시 발생되는 이물질이 초순수와 혼합되어 폐수처리장으로 배수시키기 전 시수를 이용하여 중금속 함량을 희석시키고자 하였으나, 중금속 함유량이 너무 많아 시수로 희석을 시킨다 해도수질환경규제에 미치지 못하여 별도 관리를 해야 한다.
또한, 폐수내 SiO2 찌거기는 약품으로 응집시키고, 슬러리는 분리수거를 하며, 이를 통과한 폐수는 폐수재생시스템(waste water reclaim system)을 이용하여 재생 후 사용하는데, 이 재생수는 금속이온 성분이 완전하게 제거되지 않은 상태에서 공정에 사용되기 때문에 제품의 품질이 저하된다.
이와 같이 종래기술은 반도체 소자가 고집적화로 급변하게 변하면서 메탈층이 알루미늄 또는 텅스텐에서 구리로 대체되면서 폐수처리장치를 갖추지 못할 경우, 수질보호지구에 있는 많은 반도체 조립공장이 이전해야하거나, 단위공정을 타지역으로 이전해야 하기 때문에 많은 예산의 설비투자가 필요한다.
그리고, 반도체 소자의 고집적화에 필요한 CMP공정이 폐수문제가 근본적으로 해결되지 않는 한 CMP공정 자체가 어려워질 수 있다
상기한 문제를 해결하기 위하여 개발된 기술을 살펴보면 공개특허 특2002-0002553을 들 수 있다. 상기 기술은 도 1에 도시된 바와 같이 약품처리수단; 제 1 여과수단; 고주파인가수단; 중금속 처리수단을 포함하여 구성되어 있다.
상기한 구성으로 인해 CMP공정 후 연마제로 사용된 SiO2, 중금속, 슬러리(Slurry), 오염된 물(H2O) 등이 포함된 폐수를 배출하면, Mg(OH)2 또는 Ca(OH)2 를 이용하여 상기 폐수 중 SiO2 를 응집시킨 후, 약품처리된 폐수를 제 1 PTFE-멤브레인 필터를 이용하여 슬러리를 여과시키고 잔류되는 중금속을 2.45GHz의 마이크로웨이브를 이용하여 폐수내 물과 중금속의 결합을 불안정 상태로 분리시켜 양이온(중금속)과 음이온(OH-)으로 이원화시킨다.
상기 마이크로웨이브에 의해 이원화된 폐수에 강한 양의 자기장을 인가하여 양이온을 외부 방향으로 밀어내고, 상기 자기장을 중심으로 양방향으로 구비된 음전극에 직류전압을 인가하므로써 상기 자기장에 의해 밀려나는 양이온을 끌어들이고 중금속이 축출된 폐수내 슬러리는 중금속처리부내에 제 2 PTFE-멤브레인 필터를 구비하여 2차 여과시키고, 폐수내 순수한 물은 초순수한 물로 재생하도록 작동된다.
또 다른 기술로는 공개특허공보 특2002-0027069을 들 수 있는데, 상기 문헌은 화학적 기계적 연마공정에서 발생한 폐수를 제1 급속혼화조로 이송하고, 상기 제1 급속혼화조로 이송된 폐수에 황산을 투입하여 그들을 교반하는 제1 단계와; 상기 제1 단계를 거친 폐수를 상기 제1 급속혼화조로부터 제2 급속혼화조로 이송하고, 상기 제2 급속혼화조로 이송된 폐수에 음이온 고분자응집제를 투입하여 그들을 교반하는 제2 단계와; 상기 제2 단계를 거친 폐수를 상기 제2 급속혼화조로부터 제3 급속혼화조로 이송하고, 상기 제3 급속혼화조로 이송된 폐수에 칼슘화합물을 투입하여 그들을 교반하는 제3 단계와; 상기 제3 단계를 거친 폐수를 상기 제3 급속혼화조로부터 제4 급속혼화조로 이송하고, 상기 제4 급속혼화조로 이송된 폐수에 양이온 고분자응집제를 투입하여 그들을 교반하는 제4 단계와; 상기 제4 단계를 거친 폐수를 상기 제4 급속혼화조로부터 완속혼화조로 이송하고, 상기 완속혼화조로 이송된 폐수를 상기 제4 급속혼화조에서의 교반 속도보다 느린 속도로 교반하는 제5 단계를 포함하는 화학적 기계적 연마의 폐수 처리방법에 관한 것이다.
그러나 상기문헌들에 기재된 기술은 화학적 기계적 연마 폐액의 그 특성상 폐액 내에 포함되어 있는 실리카(SiO2) 성분을 제대로 포집하여 제거하기에는 한계가 있는 기술이다. CMP공정 슬러리 폐액에 함유된 실리카(SiO2)입자의 크기는 62 ~ 82nm로 써 입자 매우 작고 폐액상에 다량으로 분산되어 있어 그 처리가 여과공정을 사용할 경우 여과재의 폐색율이 매우 높다. 또한 일반적인 응집 침전법인 응집입자의 크기를 높여 제거하는 방법을 이용할 경우 입자의 성장이 어려워 처리 및 실리카(SiO2)성분의 제거가 어려운 문제점이 있고, 고분자 응집제등을 사용하여 입자의 크기를 크게 하여 침전시키더라도 침전조의 크기가 커지고 10시간 이상의 체류시간이 소요되는 등 문제점이 있었다.
없음
본 발명은 화학적 기계적 연마 슬러리 폐액의 실리카(SiO2) 성분을 가장 효과적으로 제거할 수 있는 수처리시스템을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.
상기한 수처리시스템은 균등조, 급속혼화조, 반응조, 완속혼화조, 탈수기로 구성된다.
이를 위하여 본 발명은 슬러리 폐액의 실리카(SiO2) 성분을 효과적으로 응집시키기 위하여 Ca화합물, Al 화합물 및 황산을 주요 성분으로 한 응집제를 제공함을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은
화학적 기계적 연마폐액의 혼합액의 실리카(SiO2) 농도와 pH를 측정하기 위한 제 1 탁도센서 및 제 1 pH센서가 부착된 균등조와; 상기 균등조에서 농도가 균일화된 화학적 기계적 연마 폐액에 가성소다(NaOH)를 주입하여 점도를 향상시키는 급속혼화조와; 상기 급속혼화조를 거쳐 점도가 상승된 연마폐액을 응집시키기 위하여 Ca 화합물, Al 화합물, 황산으로 구성되는 응집제를 투입하는 반응조와; 상기 반응조의 일측면에 부착되어 응집된 연마폐액의 pH를 측정하는 제 2 pH센서와; 양이온계 고분자 응집제를 주입하여 연마폐액의 응집율을 극대화시키는 완속혼화조와; 상기 완속혼화조를 거친 연마폐액을 탈수시켜 여액과 케익을 배출하고 제 2탁도센서를 통해 여액의 농도를 측정하여 상기 농도가 일정 수치 이상이면 상기 여액의 일부를 상기 급속혼화조로 재순환시키는 탈수기로 구성되는 것을 특징으로 한 화학적 기계적 연마 슬러리 폐액 처리장치를 과제 해결을 위한 주요 수단으로 제공한다.
한편 본 발명은 상기한 과제를 보다 효과적으로 해결하기 위하여
화학적 기계적 연마폐액의 실리카(SiO2) 농도와 pH를 측정하고 농도를 균일화시키기 위하여 균등조로 유입시키는 단계와; 상기 균등조에서 농도가 균일화된 연마폐액의 점도를 향상시키기 위하여 급속혼화조로 유입시켜 가성소다(NaOH)를 주입하는 단계와; 상기 급속환화조에서 점도가 상승된 연마폐액을 반응조로 유입시켜 Ca화합물, Al화합물, 황산으로 구성되는 응집제를 투입하여 이를 응집시키는 단계와; 상기 반응조에서 유출되는 연마폐액을 완속혼화조로 유입시켜 양이온계 고분자 응집제를 주입하여 연마폐액의 응집율을 극대화시키는 단계와; 상기 완속혼화조에서 응집이 극대화된 연마폐액을 탈수기로 이송시켜 탈리여액과 탈수 케익을 배출하는 단계와;
상기 탈수기에서 배출되는 연마폐액의 농도를 제2 탁도센서를 통해 측정하여 일부를 상기 급속혼화조로 리사이클시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한 화학적 기계적 연마 슬러리 폐액 처리방법을 과제 해결을 위한 또 다른 수단으로 제공한다.
본 발명의 화학적 기계적 연마 슬러리 폐액 처리장치 및 이를 이용한 폐액의 처리방법에 의하면, 농도의 균일화 및 농도감시를 통한 공정 안정화 및 실리카(SiO2) 미립자 제거에 최적인 응집제의 적용과 주입, 응집효율 향상을 위한 pH 조절을 통한 응집가속화 방법 등을 차별화함으로써 크기가 크고 접착도가 낮은 실리카(SiO2) 미립자를 제거효과를 최대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 화학적 기계적 연마 슬러리 폐액 처리장치 및 이를 이용한 폐액의 처리방법의 개념을 나타내는 도면이다.
도 2는 폐수의 탁도(NTU)와 CMP 연마 폐액 중의 SiO2함량과의 상관관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 응집제의 주입량에 따른 탁도변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 리사이클비율과 SiO2 제거율의 상관관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는 폐수의 탁도(NTU)와 CMP 연마 폐액 중의 SiO2함량과의 상관관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 응집제의 주입량에 따른 탁도변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 리사이클비율과 SiO2 제거율의 상관관계를 나타내는 그래프이다.
이하 도면과 실시예를 참고하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 화학적 기계적 연마 슬러리 폐액 처리장치 및 이를 이용한 폐액의 처리방법의 개념을 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 장치는 균등조와; 급속혼화조와; 반응조와; 완속혼화조와; 탈수기로 구성된다.
균등조는 연마공정에서 발생되는 화학적 연마 폐액이 유입되는 유량 및 농도를 균일하게 한다. 슬러리 및 폐수처리를 위해서는 처리조건이나 용량 등을 유입되는 폐수의 조건에 적절하게 설정하여야 하는데, 일반적으로 CMP 공정에서 발생되는 폐액은 그 유입되는 유량이나 농도가 일정하지 않은 것이 보통이다. 따라서 통상적인 CMP 공정에서는 유입되는 연마폐액의 유량이나 농도의 시간적인 변화에 따라 혼화조, 반응조 등의 작업조건이나 응집제 투입량 등을 실시간으로 조절하여야 하는 번거로움이 수반된다.
본원발명은 CMP 연마폐액을 본격적으로 처리하기에 앞서 유입되는 폐액의 농도를 균일화하기 위하여 균등조를 부착한다. 농도를 균일화시키기 위하여 폐액의 농도를 감시하는 탁도센서 및 pH 센서를 부착하여 도입하여 원수 농도가 최적의 처리효율을 얻을 수 있는 농도를 유지할 수 있도록 하는 역할을 한다.
상기 균등조는 또한 본 발명의 폐수처리 시스템의 전체적인 장치의 처리 부하(load)를 줄이기 위한 부하 완충(Cushion) 기능을 한다.
상기 급속혼화조는 응집제와 응집대상 즉, 연마 슬러리 폐액과의 접촉을 극대화하기 위해 높은 교반강도로 혼합하는 반응조로서, 연마공정에서 발생되는 폐액과 반송 탈리 여액, 가성소다(NaOH)를 급속 혼화하고, pH를 8 ~ 9로 유지하면서 다음 단계인 반응조로 이송시킨다.
상기한 가성소다(NaOH)는 폐액을 약알칼리성으로 유지시키기 위하여 투입된다. CMP 연마폐액은 그 특성상 pH가 중성 또는 산성에서 응집효율이 떨어져 효과적인 응집처리가 어렵다. 이를 해결하기 위해서는 pH 8 ~ 9 정도의 약알칼리성을 유지시켜야 하는데, 이를 위하여 본원발명에서는 급속혼화조에서 가성소다(NaOH)를 투입한다.
상기 가성소다(NaOH)의 투입량은 유입되는 CMP 연마폐액의 중량대비 0.01~0.5(wt)% 주입하는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 당업자라면 약알칼리성을 유지시킬 수 있는 범위에서 적절히 그 투입량을 적절히 선택할 수 있음은 물론이다.
또한 급속혼화조에서는 마지막 단계인 탈수기 탈리여액의 일부가 재순환되어 주입된다.
상기한 탈리 여액의 재순환으로 인해 CMP 연마폐액의 응집효율을 더욱 높일 수 있고, 폐액 처리에 필요한 NaOH 및 칼슘화합물의 주입량을 감소시켜 전체적인 공정의 경제성을 도모할 수 있다.
반응조는 CMP 연마 폐액을 처리하기 위한 주요 공정에 해당된다. 상기 반응조는
급속혼화조로부터 유입된 CMP 연마 폐액 내의 SiO2 성분을 제거한다. 이를 위하여 상기 반응조에는 칼슘화합물, Al화합물, 황산으로 구성된 응집제가 주입되며 농도 변화를 관찰하기 위하여 pH 센서가 부착된다. 상기한 칼슘화합물, Al화합물, 황산으로 구성되는 응집제를 투입하여 CMP 연마 폐액 내의 SiO2 입자를 효과적으로 제거할 수 있다.
상기한 응집제의 구성은 Ca(OH)2 55.1(wt) Al2(SO4)3, 39.7(wt) H2SO4 5.2(wt)인 것을 특징으로 한다.
상기한 응집제는 CMP 연마 폐액의 중량대비 0.01~0.5(wt)% 주입하는 것이 좋다.
상기 완속혼화조는 상기 반응조를 거쳐 응집 및 흡착 처리된 SiO2 입자에 고분자 응집제를 주입하여 고액 분리를 위한 거대 입자로 성장시키게 되는데, 이는 다음 단계인 탈수기에서의 고액 분리 효과를 최대한으로 올려주는 기능을 담당한다.
상기 투입되는 고분자응집제는 양이온 고분자응집제(C-Polymer)를 이용하며, 1.5~4.5(wt)%의 농도로 유입되는 연마폐액 대비 0.5~2.5(wt)%정도 주입한다.
상기한 양이온 고분자응집제로는 폴리에틸렌 아민, 폴리우레아 아세트산 등을 사용하는 것이 좋다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 당업자라면 그 종류를 적절히 선택할 수 있다.
탈수기는 전술한 상기 완속혼화조에서 고분자응집제의 투입으로 인해 거대 입자화된 슬러리를 고체와 액체를 분리하는 기능을 한다. 이를 위하여 상기 완속혼화조를 거친 연마폐액을 탈수시켜 여액과 케익을 배출하고 제 탁도센서를 통해 측정된 여액의 농도가 일정 수치 이상이면 상기 여액의 일부를 상기 급속혼화조로 재순환시킨다.
본원발명에서는 최종 반응을 마친 연마폐액을 급속혼화조로 리사이클시켜 미반응 응집제를 재이용할 수 있다. 이를 통해 주입되는 응집제 및 이온성 물질의 추가를 최소화시켜 연마폐액의 처리효율을 향상시키고 전체적인 작업의 경제성을 도모할 수 있다.
또한 본 발명은 필요에 따라 상기 탈수기를 거치면서 미제거된 슬러리를 더욱 더 효과적으로 제거하기 위하여 농축조를 부착시킬 수도 있다. 상기 농축조는 측면에 탁도센서가 부착되어 있는 데, 상기 탁도센서를 통해 탈수액의 처리수의 농도를 측정하여 농도가 일정 수치에 도달하면 처리액의 일부를 상기 급속혼화조로 이송시킨다.
[실시예: CMP 연마폐액의 처리효과 실험]
균등조, 급속혼화조, 반응조, 완속혼화조, 탈수기로 구성된 CMP연마 폐액처리장치를 통해 LCD 처리 공정에서 발생되는 CMP연마 폐액 1000L를 유입시키면서 급속혼화조에서 가성소다(NaOH) 0.33kg을 혼합시켜 pH를 8.5로 유지하였다. 이어서 반응조에서 Ca(OH)2 55.1(wt) Al2(SO4)3, 39.7(wt) H2SO4 5.2(wt)로 구성된 응집제 0.42kg을 투입한 후 충분히 응집시킨 후 완속혼화조로 이송하여 3.0(wt)의 폴리에틸렌 아민 16.55kg을 투입하여 거대분자로 응집시켜 탈수기를 통해 처리한 후 일부를 급속혼화조로 리사이클시켰다. 상기 과정을 거친 수질 분석결과를 표 1과 도 3 내지 도 6을 통해 도시하였다.
도 2는 폐수의 탁도(NTU)와 CMP 연마 폐액 중의 SiO2함량과의 상관관계를 나타내는 그래프이다. 상기 수질분석 결과로부터 CMP연마 내의 SiO2함량을 XRF(X-ray Fluorescence Spectrometer) 장비를 이용하여 농도를 분석하고 각각의 농도에서 탁도(NTU)를 분석하였는데, 처리수의 탁도가 현저히 감소하는 결과로부터 SiO2의 농도가 상대적으로 감소함을 확인 할 수 있었다.
표 1은 CMP 연마 원폐수의 처리전과 처리 후의 수질을 각 수질항목별로 분석한 결과 이다. 상기 표에서 확인할 수 있는 것과 같이 처리수의 탁도가 현저히 감소하는 결과로부터 SiO2의 농도가 상대적으로 감소함을 확인할 수 있으며, 주입되는 응집제 및 고분자 응집제의 영향으로 전도도 및 TDS(Total Dissolved Solids)가 증가하는 현상을 나타냄을 확인할 수 있다. 이는 값비싼 응집제를 주입하지 않아도 연마 폐액 내의 SiO2를 처리할 수 있음을 확인할 수 있다.
| 분석 항목 | 단위 | CMP 연마 원폐수 | 처리수 | 비 고 |
| pH | - | 9.7 | 7.2 | |
| 탁도 | NTU | 1,182 | 40 | |
| 비저항 | ㏁ ㎝ | 0.0034 | 0.0007 | |
| 전도도 | ㎲/㎠ | 252 | 1164 | |
| TDS | ppm | 149 | 689 | |
| salinity | ppm | 0.15 | 0.69 | |
| ORP | - | -101 | -25.6 |
도 3은 응집제의 주입량에 따른 탁도변화를 나타내는 그래프이다. CMP 연마 원폐수 및 처리수의 응집제의 주입량 변화에 따른 처리수의 탁도를 비교 검토한 결과 응집제의 투입량이 40ppm이상에서 SiO2 농도가 확연히 줄어들고 있는 것으로 확인되었고 80ppm 이상에서는 응집제를 더 이상 첨가하여도 탁도의 변화가 크게 발생되지 않음을 확인할 수 있었다.
도 4는 리사이클비율과 SiO2 제거율의 상관관계를 나타내는 그래프이다. 리사이클 비율과 SiO2 제거율은 선형적인 관계를 나타내지만 리사이클을 100%이상으로 증가시켜도 SiO2 제거율은 96%이상을 초과하지 않는 것으로 파악되었다. 따라서 가장 효과적인 리사이클비율은 100%정도라고 볼 수 있다.
상기와 같은 구성으로 인해 화학적(CMP) 연마 폐액 처리장치는 폐액 내에 존재하는 실리카(SiO2) 성분을 가장 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라,
본 발명의 처리장치를 사용하면 pH 영향으로 점도가 변하는 화학적(CMP) 연마 폐액의 특성을 이용하여 가성소다(NaOH)를 주입하여 폐액의 점도를 상승시키고,
다음 공정에서 저가의 칼슘화합물을 투입하여 폐액내에 존재하는 실리카(SiO2) 미립자를 칼슘이온에 의해 응집하며, Al 화합물 및 황산을 주입하여 응집된 입자의 크기 및 비중을 높인 후, 양이온계 고분자 응집제를 주입함으로써 최적의 화학적(CMP) 연마폐액 처리가 가능하고,
연마 폐액의 실리카(SiO2) 농도 균등화를 위한 균등조 및 이를 감시하기 위한 대안 장비로 탁도 센서를 이용하여 유입 실리카(SiO2)의 농도 및 유출 실리카(SiO2)의 농도를 제어함으로써 화학적(CMP) 연마 폐액을 안정적으로 처리 할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
삭제
없음
Claims (2)
- 화학적 기계적 연마폐액의 혼합액의 실리카(SiO2) 농도와 pH를 측정하기 위한 탁도센서 및 pH센서가 부착된 균등조와;
상기 균등조에서 농도가 균일화된 화학적 기계적 연마 폐액에 가성소다(NaOH)를 주입하여 점도를 향상시키는 급속혼화조와;
상기 급속혼화조를 거쳐 점도가 상승된 연마폐액을 응집시키기 위하여 Ca 화합물, Al 화합물, 황산으로 구성되는 응집제를 투입하는 반응조와;
상기 반응조의 일측면에 부착되어 응집된 연마폐액의 pH를 측정하는 pH센서와;
양이온계 고분자 응집제를 주입하여 연마폐액의 응집율을 극대화시키는 완속혼화조와;
상기 완속혼화조를 거친 연마폐액을 탈수시켜 여액의 일부를 상기 급속혼화조로 재순환시키는 탈수기로 구성되는 것을 특징으로 한 화학적 기계적 연마 슬러리 폐액 처리장치 - 화학적 기계적 연마폐액의 실리카(SiO2) 농도와 pH를 측정하고 농도를 균일화시키기 위하여 균등조로 유입시키는 단계와;
상기 균등조에서 농도가 균일화된 연마폐액의 점도를 향상시키기 위하여 급속혼화조로 유입시켜 가성소다(NaOH)를 주입하는 단계와;
상기 급속혼화조에서 점도가 상승된 연마폐액을 반응조로 유입시켜 Ca화합물, Al화합물, 황산으로 구성되는 응집제를 투입하여 이를 응집시키는 단계와;
상기 반응조에서 유출되는 연마폐액을 완속혼화조로 유입시켜 양이온계 고분자 응집제를 주입하여 연마폐액의 응집율을 극대화시키는 단계와;
상기 완속혼화조에서 응집이 극대화된 연마폐액을 탈수기로 이송시켜 탈리여액과 탈수 케익을 배출하는 단계와;
상기 탈수기에서 배출되는 연마폐액의 일부롤 상기 급속혼화조로 리사이클 시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한 화학적 기계적 연마 슬러리 폐액 처리방법
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| KR1020120115173A KR101246418B1 (ko) | 2012-10-17 | 2012-10-17 | 화학적 기계적 연마 슬러리 폐액 처리장치 |
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