KR20220053639A - 아졸의 처리 - Google Patents

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KR20220053639A KR1020227010176A KR20227010176A KR20220053639A KR 20220053639 A KR20220053639 A KR 20220053639A KR 1020227010176 A KR1020227010176 A KR 1020227010176A KR 20227010176 A KR20227010176 A KR 20227010176A KR 20220053639 A KR20220053639 A KR 20220053639A
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앨런 크냅
주니어 프랭크 엘. 사사만
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에보쿠아 워터 테크놀로지스 엘엘씨
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Abstract

아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리 방법이 개시된다. 상기 방법은 제1 아졸 농도를 갖는 폐수를 제공하는 단계, 자유 라디칼을 생성시켜서 폐수에 도입하도록 구성되고 배열된 폐수 처리 시스템의 유입구에 폐수를 도입하는 단계 및 상기 폐수에서 상기 아졸 농도를 감소시켜 제1 아졸 농도보다 더 낮은 제2 아졸 농도를 갖는 처리된 물을 생성시키기에 충분한 양으로 자유 라디칼을 생성시켜서 상기 폐수에 도입하기 위해서 상기 폐수 처리 시스템을 활성화시키는 단계를 포함한다. 자유 라디칼을 생성시켜서 폐수에 도입하도록 구성되고 배열된 수 처리 시스템을 제공함으로써 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법이 개시된다.

Description

아졸의 처리
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 미국 가특허 출원 시리얼 번호 62/891,580(발명의 명칭: "Treatment of Azoles", 출원일: 2019년 8월 26일)에 대해서 35 U.S.C. § 119(e) 하의 우선권을 주장하며, 이들 기초출원의 전체 개시내용은 모든 목적을 위해서 본 명세서에 참조에 의해 원용된다.
기술분야
본 명세서에 개시된 양상 및 실시형태는 폐수 중의 아졸의 농도를 감소시키기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일 양상에 따르면, 아졸을 포함하는 화학적-기계적 연마(chemical-mechanical polishing: CMP) 폐수의 처리 방법이 제공된다. 방법은 제1 아졸 농도를 갖는 폐수를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 폐수를 폐수 처리 시스템의 유입구에 도입하는 단계를 더 포함할 수 있다. 폐수 처리 시스템은 자유 라디칼을 생성시키고 이를 폐수에 도입하도록 구성되고 배열될 수 있다. 방법은 폐수에서 상기 아졸 농도를 감소시켜 제1 아졸 농도보다 더 낮은 제2 아졸 농도를 갖는 처리된 물을 생성시키기에 충분한 양으로 자유 라디칼을 생성시켜서 폐수에 도입하기 위해서 폐수 처리 시스템을 활성화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 제1 아졸 농도는 약 20㎎/ℓ 내지 약 200㎎/ℓ일 수 있다. 예를 들어, 제1 아졸 농도는 약 20㎎/ℓ 내지 약 60㎎/ℓ, 약 30㎎/ℓ 내지 약 80㎎/ℓ, 약 40㎎/ℓ 내지 약 100㎎/ℓ, 약 50㎎/ℓ 내지 약 120㎎/ℓ, 약 60㎎/ℓ 내지 약 150㎎/ℓ, 약 70㎎/ℓ 내지 약 160 mg, 약 80㎎/ℓ 내지 약 180㎎/ℓ 또는 약 100㎎/ℓ 내지 약 200㎎/ℓ일 수 있다. 특정 실시형태에서, 제1 아졸 농도는 약 40㎎/ℓ 내지 약 150㎎/ℓ일 수 있다. 추가 실시형태에서, 제1 아졸 농도는 약 80㎎/ℓ 내지 약 100㎎/ℓ일 수 있다.
일부 실시형태에서, 제2 아졸 농도는 약 10㎎/ℓ 미만일 수 있다.
일부 실시형태에서, 즉 약 10㎎/ℓ 미만인, 처리된 물 중의 아졸 농도는 적어도 하나의 하류 수 처리 공정의 작동에 충분하다.
일부 실시형태에서, 폐수를 제공하는 단계는 아졸의 혼합물을 갖는 폐수를 제공하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 아졸의 혼합물을 포함하는 아졸은 이미다졸, 피라졸, 옥사졸, 아이속사졸, 티아졸, 아이소티아졸, 셀레나졸, 1,2,3-트라이아졸, 1,2,4-트라이아졸, 1,2,5-옥사다이아졸, 1,3,4-옥사다이아졸, 1,2,3-티아다이아졸, 1,2,4-티아다이아졸, 1,3,4-티아다이아졸, 테트라졸, 1,2,3,4-티아트라이아졸, 벤조트라이아졸, o-톨릴트라이아졸, m-톨릴트라이아졸, p-톨릴트라이아졸, 5-에틸벤조트라이아졸, 5-n-프로필벤조트라이아졸, 5-아이소부틸벤조트라이아졸, 및 4-메틸벤조트라이아졸 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택일 수 있다. 특정 실시형태에서, 아졸의 혼합물을 포함하는 아졸은 이미다졸, 피라졸, 옥사졸, ,2,3-트라이아졸, 1,2,4-트라이아졸, 1,2,5-옥사다이아졸, 벤조트라이아졸, o-톨릴트라이아졸, m-톨릴트라이아졸, p-톨릴트라이아졸 및 5-에틸벤조트라이아졸로 이루어진 군으로부터 선택일 수 있다. 특정 실시형태에서, 아졸의 혼합물을 갖는 폐수는 적어도 1,2,4-트라이아졸을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다.
추가 실시형태에서, 방법은 폐수 및 처리된 물 중 적어도 하나를 이온 교환 처리 시스템을 사용하여 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
추가 실시형태에서, 폐수 처리 시스템의 유입구에 폐수를 도입하기 전에 폐수 중의 아졸 및 총 유기 탄소(total organic carbon: TOC) 농도 중 적어도 하나를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 폐수 처리 시스템의 유입구에 폐수를 도입하는 단계는 고도 산화 공정(advanced oxidation process: AOP) 및 용존 철 처리 공정(dissolved iron treatment process) 중 적어도 하나로부터 선택된 폐수 처리 시스템의 유입구에 폐수를 도입하는 단계를 포함할 수 있다. AOP의 경우, AOP의 유입구에 폐수를 도입하는 단계는 자외선(UV)-AOP의 유입구에 폐수를 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 추가 실시형태에서, 방법은 UV-AOP에 도입하기 전에 폐수를 여과 시스템으로 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 자외선(UV)-AOP의 유입구에 폐수를 도입하는 단계는 UV-퍼설페이트 AOP의 유입구에 폐수를 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, UV-퍼설페이트 AOP의 유입구에 폐수를 도입하는 단계는 적어도 폐수 중의 아졸 농도에 기초하여 폐수에 퍼설페이트 이온을 도입하는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, UV-퍼설페이트 AOP를 활성화시키는 단계는 폐수 중의 퍼설페이트 이온을 UV 광에 노출시켜 퍼설페이트 라디칼을 생성시키는 단계를 포함한다.
일부 실시형태에서, 자외선(UV)-AOP의 유입구에 폐수를 도입하는 단계는 UV-과산화물 AOP의 유입구에 폐수를 도입하는 단계를 포함한다. 예를 들어, UV-과산화물 AOP의 유입구에 폐수를 도입하는 단계는 적어도 폐수 중의 아졸 농도에 기초하여 폐수에 과산화물을 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, UV-과산화물 AOP를 활성화시키는 단계는 폐수 중의 과산화물을 UV 광에 노출시켜 하이드록실 또는 하이드로퍼옥실 라디칼을 생성시키는 단계를 포함한다.
일부 실시형태에서, 폐수 처리 시스템의 유입구에 폐수를 도입하는 단계는 용존 철 처리 공정의 유입구에 폐수를 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 용존 철 공정의 경우, 방법은 용존 철 처리 공정에 폐수를 도입하기 전에 폐수의 pH를 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 용존 철 처리 공정의 유입구에 폐수를 도입하는 단계는 산성 pH에서 폐수에 용존 철 화합물 및 산화제를 도입하는 단계를 포함한다. 산화제는 퍼설페이트염으로부터의 퍼설페이트 이온 또는 과산화물, 예컨대, 과산화수소일 수 있고, 퍼설페이트 이온은 퍼설페이트 라디칼을 생성시키고, 과산화물 분자는 하이드록실 및/또는 하이드로퍼옥실 라디칼을 생성시킨다. 추가 실시형태에서, 방법은 폐수의 pH를 증가시킴으로써 폐수로부터 철-함유 화합물을 침전시켜 처리된 물을 생성시키는 단계를 포함할 수 있다.
추가 실시형태에서, 방법은 처리된 물 중의 아졸 농도 및 TOC 농도 중 적어도 하나를 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 측정된 TOC 농도는 처리된 물 중의 측정된 제2 아졸 농도, 즉, 제2 아졸 농도와 상관관계가 있을 수 있고, TOC 농도는 선형 의존적일 수 있다.
추가 실시형태에서, 방법은 하류 처리 공정에 처리된 물을 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 하류 처리 공정은 생물학적 처리 공정을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
추가 실시형태에서, 방법은 처리된 물을 추가 처리 없이 배출하는 단계를 포함할 수 있다.
양상에 따르면, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법이 제공된다. 방법은 제1 아졸 농도를 갖는 폐수의 공급원에 대한 연결부를 갖는 폐수 처리 시스템을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 폐수 처리 시스템은 자유 라디칼을 생성시켜서 폐수에 도입하도록 구성되고 배열된 본 명세서에 기재된 폐수 처리 시스템일 수 있다. 방법은 적어도 처리 시스템으로의 폐수의 도입 및 적어도 폐수 중의 아졸의 농도에 반응성인 자유 라디칼의 생성을 조절하여 제2 아졸 농도를 갖는 처리된 물을 생성시키도록 구성된 제어기를 제공하는 단계를 포함할 수 있고, 제2 아졸 농도는 제1 아졸 농도보다 더 낮다.
일부 실시형태에서, 제1 아졸 농도는 약 20㎎/ℓ 내지 약 200㎎/ℓ일 수 있다. 예를 들어, 제1 아졸 농도는 약 20㎎/ℓ 내지 약 60㎎/ℓ, 약 30㎎/ℓ 내지 약 80㎎/ℓ, 약 40㎎/ℓ 내지 약 100㎎/ℓ, 약 50㎎/ℓ 내지 약 120㎎/ℓ, 약 60㎎/ℓ 내지 약 150㎎/ℓ, 약 70㎎/ℓ 내지 약 160 mg, 약 80㎎/ℓ 내지 약 180㎎/ℓ 또는 약 100㎎/ℓ 내지 약 200㎎/ℓ일 수 있다. 특정 실시형태에서, 제1 아졸 농도는 약 40㎎/ℓ 내지 약 150㎎/ℓ일 수 있다. 추가 실시형태에서, 제1 아졸 농도는 약 80㎎/ℓ 내지 약 100㎎/ℓ일 수 있다.
일부 실시형태에서, 제2 아졸 농도는 약 10㎎/ℓ 미만일 수 있다.
추가 실시형태에서, 방법은 폐수를 위한 적어도 하나의 추가 처리 시스템을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 추가 처리 시스템은 이온 교환 시스템 및 여과 시스템 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
추가 실시형태에서, 방법은 처리 시스템에 도입하기 전에 제1 아졸 농도를 측정하도록 구성되고 배열된 제1 아졸 농도 센서를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 추가 실시형태에서, 방법은 처리 시스템에 도입되기 전에 TOC 농도를 측정하도록 구성되고 배열된 제1 TOC 농도 센서를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 추가 실시형태에서, 방법은 폐수 처리 시스템으로의 폐수의 유동을 측정하도록 구성되고 배열된 유량계를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 폐수 처리 시스템을 제공하는 단계는 AOP 및 용존 철 처리 공정 중 적어도 하나를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, AOP를 제공하는 단계는 UV-퍼설페이트 AOP를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, UV-퍼설페이트를 제공하는 단계는 퍼설페이트를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 추가 실시형태에서, AOP를 제공하는 단계는 UV-과산화물 AOP를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, UV-과산화물을 제공하는 단계는 과산화물을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
추가 실시형태에서, 용존 철 처리 공정을 제공하는 단계는 가용성 철 화합물, 산화제 및 pH 조정제 중 적어도 하나를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 용존 철 처리 공정을 제공하는 단계는 가용성 철 화합물, 퍼설페이트 및 pH 조정제 중 적어도 하나를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 용존 철 처리 공정을 제공하는 단계는 가용성 철 화합물, 과산화물 및 pH 조정제 중 적어도 하나를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
추가 실시형태에서, 방법은 처리된 물의 제2 아졸 농도를 측정하도록 구성되고 배열된 제2 아졸 농도 센서를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 추가 실시형태에서, 방법은 상기 처리된 물의 TOC 농도를 측정하도록 구성되고 배열된 제2 TOC 농도 센서를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 처리된 물 중의 아졸 농도는 적어도 하나의 하류 수 처리 공정의 작동에 충분할 수 있고, 즉, 약 10㎎/ℓ 미만이다. 추가 실시형태에서, 방법은 하류 수 처리 공정을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 처리된 물에 대한 하류 처리 시스템을 제공하는 단계는 생물학적 처리 공정을 제공하는 단계를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
추가 실시형태에서, 방법은 사용자에게 폐수 처리 시스템을 폐수의 공급원에 연결하도록 지시하는 단계를 포함할 수 있다. 추가 실시형태에서, 방법은 사용자에게 폐수 중의 아졸 농도를 감소시켜 처리된 물을 생성시키기에 충분한 양으로 자유 라디칼을 생성시켜서 폐수에 도입하기 위해서 폐수 처리 시스템을 활성화시키도록 지시하는 단계를 포함할 수 있다.
첨부된 도면은 축척에 맞게 도시되도록 의도되지 않는다. 도면에서, 다양한 도면에 도시된 각각의 동일하거나 거의 동일한 구성요소는 유사한 번호로 표시된다. 명확성을 위해, 모든 도면에 모든 구성요소가 표시된 것은 아니다.
도 1은 일 실시형태에 따른, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리 방법의 일반적인 개략도.
본 명세서에는 아졸을 포함하는 화학적-기계적 연마(CMP) 폐수의 처리 방법이 개시된다. 본 명세서에 개시된 방법은 반도체 설비 작동 동안 생성된 폐수로부터의 농축된 아졸 화합물의 제거를 제공한다.
CMP 평탄화 공정은 산화제, 연마제, 착화제 및 제조 공정 동안 반도체 웨이퍼를 제거 및/또는 에칭하기 위한 추가 첨가제를 포함하는 연마를 포함한다. 연마는 연마 패드와 함께 사용되어 웨이퍼로부터 과량의 구리를 제거한다. 규소, 구리 및 다양한 미량 금속이 연마 슬러리를 통해 규소 구조로부터 제거된다. 연마 슬러리는 연마 패드와 함께 평탄화 테이블 상의 실리콘 웨이퍼에 도입된다. 물질의 제거를 제어하기 위해 산화제 및 에칭 용액이 도입된다. 일반적으로 규소 웨이퍼로부터 파편을 제거하기 위해 초순수(ultrapure water: UPW) 린스(rinse)가 사용된다. 역삼투압(reverse osmosis: RO)으로부터의 UPW, 탈염 및 연마된 물이 또한 반도체 제조 시설 도구에서 규소 웨이퍼를 헹구는 데 사용될 수 있다.
일부 경우에, 반도체 제조 공장 또는 다른 산업 공급원으로부터의 폐수는 높은 수준의 아졸, 예를 들어, 약 20㎎/ℓ 내지 최대 약 200㎎/ℓ의 총 아졸을 포함할 수 있는데, 이는 웨이퍼 평탄화 및 연마 공정 동안 항부식제로서 사용된다. 이러한 공정으로부터의 폐수는 중금속, 추가 유기 화합물, 예를 들어, 알코올 및/또는 계면활성제, 예컨대, 암모늄 염 및 무기 연마제, 예컨대, 콜로이드 실리카를 또한 포함할 수 있고, 이들 모두는 폐수 배출 전에 제거되어야 한다. 이러한 추가 오염물은 약 0.01wt% 내지 약 1wt%의 수준으로 존재할 수 있다. 폐수는 높은 배경 총 유기 탄소(total organic carbon: TOC) 농도를 추가로 가질 수 있고, 총 아졸은 TOC의 일부를 포함한다. 예를 들어, 산화제, 예컨대, 과산화수소(H2O2)는 일반적으로 마이크로칩으로부터 구리를 용해시키는 것을 돕기 위해서 사용되며 1,000㎎/ℓ 또는 0.1wt%를 초과하는 농도로 CMP 폐수에 존재할 수 있다.
아졸은 현재 미국에서 규제 당국에 의해 최대 오염물 수준(maximum contaminant level: MCL)이 규제되지 않지만, 개방 수로로의 배출 시 환경에 부정적인 영향을 미치는 것으로 여겨진다. 최근 증거는 어류에서 아졸의 생물축적 및 자연 발생 해조류의 독성 발생을 나타내어, 배출 전에 공정수로부터 제거될 필요가 있다.
개시내용이 전문이 모든 목적을 위해 본 명세서에 참조에 의해 포함되는 미국 특허 제8,801,937호에 기재된 바와 같이, 아졸 화합물은 반도체 산업에서 규소 웨이퍼 처리 동안 구리용 부식방지제로서 널리 사용된다. 이러한 아졸 화합물의 예는 이미다졸, 피라졸, 옥사졸, 아이속사졸, 티아졸, 아이소티아졸, 셀레나졸, 1,2,3-트라이아졸, 1,2,4-트라이아졸, 1,2,5-옥사다이아졸, 1,3,4-옥사다이아졸, 1,2,3-티아다이아졸, 1,2,4-티아다이아졸, 1,3,4-티아다이아졸, 테트라졸, 1,2,3,4-티아트라이아졸, 이들의 임의의 유도체, 이들의 아민염 및 이들의 금속염을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 아졸 유도체의 예는 아졸 고리 및 벤젠 고리 등의 융합 고리를 갖는 화합물, 예컨대, 인다졸, 벤즈이미다졸, 벤조트라이아졸 및 벤조티아졸을 포함하고, 이들의 유도체, 예컨대, 알킬벤조트라이아졸(예를 들어, 벤조트라이아졸, o-톨릴트라이아졸, m-톨릴트라이아졸, p-톨릴트라이아졸, 5-에틸벤조트라이아졸, 5-n-프로필벤조트라이아졸, 5-아이소부틸벤조트라이아졸 및 4-메틸벤조트라이아졸), 알콕시벤조트라이아졸(예를 들어, 5-메톡시벤조트라이아졸), 알킬아미노벤조트라이아졸, 알킬아미노설폰일벤조트라이아졸, 머캅도벤조트라이아졸, 하이드록시벤조트라이아졸, 나이트로벤조트라이아졸(예를 들어, 4-나이트로벤조트라이아졸), 할로벤조트라이아졸(예를 들어, 5-클로로벤조트라이아졸), 하이드록시알킬벤조트라이아졸, 하이드로벤조트라이아졸, 아미노벤조트라이아졸, (치환된 아미노메틸)-톨릴트라이아졸, 카복시벤조트라이아졸, N-알킬벤조트라이아졸, 비스벤조트라이아졸, 나프토트라이아졸, 머캅도벤조티아졸, 아미노벤조티아졸, 이들의 아민염 및 이들의 금속염을 더 포함한다. 그러나, 아졸은 높은 화학적 안정성을 가져서 용액으로부터 제거하기 어렵고 추가로 쉽게 생분해되지 않는다. 종래의 아졸-함유 항부식제의 폐수 처리에서, 아졸 화합물은 높은 산화력을 갖는 산화제, 예컨대, 오존(O3), 자외선(UV)광, 과산화수소 등 또는 이들 산화제가 수집된 폐수를 처리하기 위해서 조합되는 고도 산화 공정을 사용하여 분해된다. 아졸 제거를 위한 종래의 방법은 아졸 화합물의 높은 화학적 안정성으로 인해서 몇몇 결점을 갖는데, 예를 들어, 상기에 기재된 종래의 방법 중 임의의 것 경우, 분해 반응을 위해서 다량의 화학물질이 필요하여 처리 비용이 증가한다. 이것은, 현대 반도체 장치의 집적도(degree of integration)의 증가와 함께, 웨이퍼 또는 마이크로칩당 수행되는 미세 연마 단계의 수를 증가시켜, 요구되는 처리에서 생성되는 CMP 폐수의 부피를 증가시킨다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리 방법이 제공된다. CMP 폐수의 처리 방법은 제1 아졸 농도를 갖는 폐수를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 폐수를 폐수 처리 시스템의 유입구에 도입하는 단계를 더 포함할 수 있고, 폐수 처리 시스템은 자유 라디칼을 생성시켜서 폐수에 도입하도록 구성되고, 배열된다. 방법은 폐수 중의 아졸 농도를 감소시키기에 충분한 양으로 자유 라디칼을 생성시켜서 폐수에 도입하고, 제1 아졸 농도보다 더 낮은 제2 아졸 농도를 갖는 처리된 물을 생성시키기 위해서 폐수 처리 시스템을 활성화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 제1 아졸 농도는 약 20㎎/ℓ 내지 약 200㎎/ℓ일 수 있다. 예를 들어, 제1 아졸 농도는 약 20㎎/ℓ 내지 약 60㎎/ℓ, 약 30㎎/ℓ 내지 약 80㎎/ℓ, 약 40㎎/ℓ 내지 약 100㎎/ℓ, 약 50㎎/ℓ 내지 약 120㎎/ℓ, 약 60㎎/ℓ 내지 약 150㎎/ℓ, 약 70㎎/ℓ 내지 약 160 mg, 약 80㎎/ℓ 내지 약 180㎎/ℓ 또는 약 100㎎/ℓ 내지 약 200㎎/ℓ일 수 있다. 특정 실시형태에서, 제1 아졸 농도는 약 40㎎/ℓ 내지 약 150㎎/ℓ일 수 있다. 추가 실시형태에서, 제1 아졸 농도는 약 80㎎/ℓ 내지 약 100㎎/ℓ일 수 있다.
일부 실시형태에서, 제1 아졸 농도는 약 20㎎/ℓ, 약 30㎎/ℓ, 약 40㎎/ℓ, 약 50㎎/ℓ, 약 60㎎/ℓ, 약 70㎎/ℓ, 약 80㎎/ℓ, 약 90㎎/ℓ, 약 100㎎/ℓ, 약 110㎎/ℓ, 약 120㎎/ℓ, 약 130㎎/ℓ, 약 140㎎/ℓ, 약 150㎎/ℓ, 약 160㎎/ℓ, 약 170㎎/ℓ, 약 180㎎/ℓ, 약 190㎎/ℓ 또는 약 200㎎/ℓ일 수 있다. 특정 실시형태에서, 제1 아졸 농도는 200㎎/ℓ 초과, 예컨대, 약 225㎎/ℓ, 약 250㎎/ℓ 또는 약 300㎎/ℓ일 수 있다. 본 개시내용은 어떠한 방식으로도 제1 아졸 농도로 제한되지 않는다.
일부 실시형태에서, 폐수 처리 시스템을 사용한 폐수의 처리는 약 10㎎/ℓ 미만, 예를 들어, 약 10㎎/ℓ 미만, 약 9㎎/ℓ 미만, 약 8㎎/ℓ 미만, 약 7㎎/ℓ 미만, 약 6㎎/ℓ 미만, 약 5㎎/ℓ 미만, 약 4㎎/ℓ 미만, 약 3㎎/ℓ 미만, 약 2㎎/ℓ 미만 또는 약 1㎎/ℓ 미만의 제2 아졸 농도를 갖는 처리된 물을 생성시킬 수 있다. 처리된 물 중의 약 10㎎/ℓ 미만으로 감소된 아졸의 농도는 적어도 하나의 수처리 공정, 예컨대, 생물학적 수 처리 시스템의 작동을 위한 것일 수 있다. 하류 처리 공정은 물을 추가로 처리하거나 연마시키기 위해서 사용되는 임의의 공정일 수 있고, 본 발명은 하류 수 처리 공정의 유형에 제한되지 않는다. 대안적으로, 처리된 물은 추가 처리 없이 배출될 수 있다.
아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리 방법의 일반적인 개략도를 도 1에 도시한다. 도 1을 참조하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 방법은 폐수 공급원으로부터 폐수를 제공하는 단계(102)를 포함할 수 있다. 폐수는 단계(104)에서 폐수 처리 시스템으로 도입될 수 있다. 폐수 처리 시스템으로 도입되기 전에, 방법은 폐수의 아졸 농도 및 TOC 농도 중 적어도 하나를 측정하는 단계(101a)를 포함할 수 있다. 점선 상자로 표시된 선택적 단계로서, 이 방법은 추가 수 처리 공정, 예컨대, 이온 교환 공정 또는 여과 공정으로 폐수를 처리하는 단계(103a)를 포함할 수 있다. 폐수가 폐수 처리 시스템으로 도입되면, 방법은 폐수 중의 아졸 농도를 감소시키기에 충분한 양으로 자유 라디칼을 생성시켜서 폐수에 도입하기 위해서 폐수 처리를 활성화시키는 단계(106)를 포함할 수 있다. 자유 라디칼은 단계(108)에서 폐수 중의 아졸을 분해시켜 처리된 물을 생성시킨다. 방법은 처리된 물의 아졸 농도 및 TOC 농도 중 적어도 하나를 측정하는 단계(101b)를 포함할 수 있다. 방법은 처리된 물을 추가 수 처리 공정, 예컨대, 이온 교환 공정 또는 여과 공정으로 처리하는 선택적인 단계(103b)를 포함할 수 있다. 방법은 처리된 물을 하류 처리 공정, 예컨대, 생물학적 처리 또는 당업자에게 공지된 임의의 다른 수 처리 공정에 제공하는 추가 단계(110)를 더 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, CMP 폐수 중의 아졸은 상이한 아졸 화합물의 임의의 수의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 아졸의 혼합물을 포함하는 아졸은 이미다졸, 피라졸, 옥사졸, 아이속사졸, 티아졸, 아이소티아졸, 셀레나졸, 1,2,3-트라이아졸, 1,2,4-트라이아졸, 1,2,5-옥사다이아졸, 1,3,4-옥사다이아졸, 1,2,3-티아다이아졸, 1,2,4-티아다이아졸, 1,3,4-티아다이아졸, 테트라졸, 1,2,3,4-티아트라이아졸, 벤조트라이아졸, o-톨릴트라이아졸, m-톨릴트라이아졸, p-톨릴트라이아졸, 5-에틸벤조트라이아졸, 5-n-프로필벤조트라이아졸, 5-아이소부틸벤조트라이아졸 및 4-메틸벤조트라이아졸 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택일 수 있다. 특정 실시형태에서, 아졸의 혼합물을 포함하는 아졸은 이미다졸, 피라졸, 옥사졸, ,2,3-트라이아졸, 1,2,4-트라이아졸, 1,2,5-옥사다이아졸, 벤조트라이아졸, o-톨릴트라이아졸, m-톨릴트라이아졸, p-톨릴트라이아졸 및 5-에틸벤조트라이아졸로 이루어진 군으로부터 선택일 수 있다. 다른 아졸은 본 명세서에 기재된 바와 같은 다른 유기 성분 및 무기 성분, 예컨대, 연마제, 금속 및 계면활성제와 함께, 아졸 혼합물의 일부로서 포함될 수 있다. 특정 실시형태에서, 아졸의 혼합물은 적어도 1,2,4-트라이아졸을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, CMP 폐수는 배경 TOC에 기여하는 추가 유기 화합물을 포함할 수 있다. 따라서, CMP 폐수의 TOC 농도는 아졸의 농도보다 더 높을 수 있다. 예를 들어, CMP 폐수의 TOC 농도는 100㎎/ℓ 초과, 예컨대, 150㎎/ℓ 초과, 175㎎/ℓ 초과, 200㎎/ℓ 초과 또는 그 초과일 수 있다. 처리 공정 동안, TOC 농도의 감소는 총 아졸 농도의 감소에 대한 대용물로서 사용될 수 있다. 예를 들어, CMP 폐수 중의 아졸 농도 및 TOC 농도는 대략 선형 관계를 가질 수 있고, 즉, 아졸 농도가 감소함에 따라 TOC 농도가 감소한다. 처리를 위해 CMP 폐수에 첨가되는 시약의 양은 처리 전 폐수의 TOC 농도의 측정 및 처리된 물에 대해 수행되는 병렬 측정에 의해 결정될 수 있다.
일부 실시양태에서, CMP 폐수로부터 아졸을 제거하기 위해 사용되는 폐수 처리 시스템은 고도 산화 공정(AOP)일 수 있다. 특정 실시형태에서, AOP는 유기 분자 및/또는 산화제와의 광화학 반응을 사용하는 광화학 AOP일 수 있다. 예를 들어, 자외선(UV) 처리는 안정적인 유기 분자를 제거하는 데 효과적인 것으로 밝혀져 있다. UV 처리는 일반적으로 다양한 유기 종의 제거를 위해 산화 염의 UV 활성화를 이용한다. 임의의 강력한 산화제가 사용될 수 있다. 일부 비제한적인 실시형태에서, 퍼설페이트 화합물이 사용될 수 있다. 적어도 일부 실시형태에서, 과황산암모늄, 과황산나트륨 및/또는 과황산칼륨 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 다른 비제한적인 실시형태에서, 과산화물, 예컨대, 과산화수소가 사용될 수 있다. CMP 폐수에 산화제가 주입될 수 있다.
UV 방사선으로 산화 염을 활성화시키는 반응은 각각 과산화물 및 퍼설페이트에 상응하는 하기 화학식 1 및 2에 따라 발생할 수 있다:
Figure pct00001
일부 실시형태에서, CMP 폐수에서 퍼설페이트 대 TOC의 비율, 즉, 처리 전 폐수에 주입된 퍼설페이트 염의 상대량은 약 10:1 내지 약 50:1, 예를 들어 약 10:1, 약 15:1, 약 20:1, 약 25:1, 약 30:1, 약 35:1, 약 40:1, 약 45:1 또는 약 50:1일 수 있다. 비제한적인 예에서, 25:1 및 50:1 퍼설페이트 대 TOC 비율은 CMP 폐수 중의 아졸 농도를 약 10㎎/ℓ 미만으로 감소시킬 수 있다. 일부 실시형태에서, CMP 폐수 중의 과산화물 대 TOC의 비율은 약 5:1 내지 약 25:1, 예를 들어, 약 5:1, 약 10:1, 약 15:1, 약 20:1 또는 약 25:1일 수 있다. 또 다른 비제한적인 예에서, 15:1 및 25:1의 과산화물 대 TOC 비율은 CMP 폐수 중의 아졸 농도를 약 10㎎/ℓ 미만으로 감소시킬 수 있다.
일부 실시형태에서, AOP로 처리하기 위한 CMP 폐수의 pH는 산성, 즉, 7 미만일 수 있다. 예를 들어, CMP 폐수의 pH는 약 3일 수 있다. 산성 pH는 수 처리 시스템을 방해하지 않는 임의의 공지된 pH 개질제, 예컨대, 산, 예를 들어, 황산 또는 산염을 사용하여 유지될 수 있다. 대안적으로, CMP 폐수의 pH는 염기성, 즉 7보다 클 수 있다. 예를 들어, CMP 폐수의 pH는 약 9일 수 있다. 염기성 pH는 수 처리 시스템을 방해하지 않는 임의의 공지된 pH 개질제, 예컨대, 수산화나트륨 및 수산화칼륨 또는 석회를 포함하지만 이에 제한되지 않는 염기를 사용하여 유지될 수 있다.
일부 실시형태에서, 산화제가 주입된 CMP 폐수는 UV 광 공급원에 노출될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 방법은 각각 전자기 스펙트럼의 UV 범위에서 목적하는 파장의 광을 방출하는 하나 이상의 UV 램프의 사용을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에 따르면, UV 램프는 약 180 내지 약 280nm 범위의 파장을 가질 수 있고, 일부 실시형태에서는 약 185nm 내지 약 254nm 범위의 파장을 가질 수 있다. 본 명세서에 기재된 바와 같이, UV 광에 대한 산화제의 노출은 CMP 폐수 중의 아졸의 혼합물과 반응하여 이들을 분해시켜 처리된 물을 형성할 수 있는, 자유 라디칼, 예컨대, 하이드록실 및 퍼설페이트 라디칼을 생성시킨다.
유기 화합물, 예컨대, 아졸을 제거하기 위한 UV 처리가 공지되어 있는데, 이것은 구현될 수 있는 에보쿠아 워터 테크놀로지스 엘엘씨(Evoqua Water Technologies LLC)(미국 펜실베이니아주 피츠버그 소재)로부터 상업적으로 입수가능한 VANOX® AOP 시스템을 포함한다. 일부 관련 특허 및 특허 출원 공보는 모든 목적을 위해 전문이 본 명세서에 참조에 의해 포함되며, 이는 미국 특허 제8,591,730호; 제8,652,336호; 제8,961,798호; 제10,494,281호; 미국 특허 공보 제2018/0273412호; 및 국제 출원 제PCT/US2019/051861호(모두 에보쿠아 워터 테크놀로지스 엘엘씨)를 포함한다.
일부 실시형태에서, CMP 폐수로부터 아졸을 제거하는 데 사용되는 폐수 처리 시스템은 용존 철 처리 공정, 예컨대, 펜톤 화학(Fenton chemistry)을 이용하는 폐수 처리 시스템일 수 있다. 아졸 제거에 사용되는 펜톤 시약은 약 500㎎/ℓ 내지 약 3,000㎎/ℓ의 산화제, 예컨대, 과산화수소 또는 퍼설페이트 염을, 약 50㎎/ℓ 내지 약 300㎎/ℓ의 가용성 철 화합물(예를 들어, 황산철(Fe2+))에 첨가함으로써 형성될 수 있다. 펜톤 반응은 또한 더 많은 양의 과산화수소 또는 퍼설페이트를 첨가하기 전에 CPM 폐수에 존재하는 과산화수소의 적어도 일부를 분해시킬 수 있다. 펜톤 반응은 화학식 하기 (3) 내지 (5)에 따라 일어날 수 있다:
Figure pct00002
.
과산화수소 및 퍼설페이트염의 UV 광분해로부터 형성된 하이드록실 및 퍼설페이트 라디칼, 및 Fe2+의 산화 또는 Fe3+의 환원에 의해 형성된 하이드록실, 하이드로퍼옥실 및 퍼설페이트 라디칼은 CMP 폐수 중의 아졸과 반응하여 이를 주로 질소 산화물(NO2/NO3), 이산화탄소 및 물로 분해시킬 수 있다. 특정 이론에 얽매이고자 함은 아니지만, 질소 함유 유기 분자, 예컨대, 아졸의 분해는 하기 반응식 6에 예시된 반응으로 발생할 수 있다:
Figure pct00003
일부 실시형태에서, 용존 철 화합물이 아졸을 포함하는 폐수를 처리하기 위해 사용되는 경우, 방법은 용존 철 화합물 및 산화제를 산성 pH에서 폐수에 도입하여 아졸을 분해시키는 자유 라디칼을 생성시키는 단계를 포함할 수 있다. pH는 산, 예컨대, 황산의 첨가에 의해 약 3, 예를 들어, 2 내지 5의 pH로 조정되거나 이를 유지될 수 있다. 폐수에 도입되는 산화제는 과산화물, 예컨대, 과산화수소 또는 퍼설페이트, 예컨대, 과황산암모늄, 과황산칼륨, 과황산나트륨을 포함할 수 있으며, 본 발명은 용존 철 처리 시스템의 일부로 첨가되는 산화제의 유형에 제한되지 않는다. 본 명세서에 기재된 바와 같이, 과산화물은 하이드록실 및 하이드로퍼옥실 라디칼을 생성시키고, 퍼설페이트는 용존 철 화합물과 반응할 때 퍼설페이트 라디칼을 생성시킨다.
용존 철 처리 시스템을 사용하여 아졸을 분해시키는 동안, 과량의 용존 철을 포함하는 부산물이 형성될 것이다. 일부 실시형태에서, 방법은 폐수의 pH를 증가시킴으로써 폐수로부터 철-함유 화합물을 침전시킴으로써 과량의 용존 철을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 폐수의 pH는 염기, 예를 들어, 수산화나트륨, 수산화칼슘 등의 첨가에 의해 약 6 내지 약 10의 pH, 예컨대, pH 9로 조정되거나 유지될 수 있다. 특정 이론에 얽매이고자 함은 아니지만, pH를 증가시키면 반응 용기에 침강될 수 있는 수산화철과 같은 불용성 철 화합물이 형성될 수 있다. 침전된 철 화합물은 침강 후 제거되어, 처리된 물을 남길 수 있다.
폐수에서 유기 화합물을 제거하기 위한 용존 철 처리 시스템은 에보쿠아 워터 테크놀로지스 엘엘씨의 미국 특허 제2019/0127247호에 기재되어 있으며, 이의 개시내용은 모든 목적을 위해 전문이 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
일부 실시형태에서, CMP 폐수로부터 아졸을 제거하기 위해 사용되는 폐수 처리 시스템은 전기-산화 공정을 포함할 수 있다. 전기-산화 공정은 CMP 폐수에서 아졸을 분해시키는 데 사용되는 전기화학 전지를 포함할 수 있다. 전기화학 전지는 일반적으로 2개의 전극, 즉, 캐소드 및 애노드를 포함할 수 있다. 기준 전극은 또한 예를 들어, 애노드에 근접하여 사용될 수 있다.
일부 실시형태에서, 캐소드는 다양한 재료로 구성될 수 있다. 일부 비제한적 실시형태에서, 캐소드는 스테인리스강, 구리, 코발트, 니켈 합금, 티타늄, 또는 DSA 재료로 제조될 수 있다. DSA 재료는 코팅되지 않거나 특히 귀금속 또는 금속 산화물, 예컨대, Pt 또는 IrO2로 코팅될 수 있다.
일부 실시형태에서, 애노드는 높은 산소 발생 과전위를 특징으로 하는 재료로 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 애노드는 붕소 도핑된 다이아몬드(boron doped diamond: BDD), 일반식 TinO2n-1(식 중, n=4 내지 10(이들 값 포함))의 마그넬리 상 산화티타늄 또는 적합한 결합 매트릭스, 예컨대, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 내의 다공성 재료, 예컨대, 활성탄으로부터 구성될 수 있다.
작동 시에, 아졸을 함유하는 CMP 폐수 스트림은 처리를 위해 전기화학 전지에 도입될 수 있다. 전기화학 전지는 전극 표면에서 라디칼의 생성을 위한 산화제, 예컨대, 본 명세서에 기재된 바와 같은 퍼설페이트염 또는 과산화수소를 포함한다. 아졸과 반응하여 처리된 물을 생성시키는 라디칼 종을 생성시키기 위해 애노드 또는 캐소드에 전압을 인가할 수 있다. 본 명세서에 기재된 바와 같이, 처리된 물은 추가 처리 시스템, 예컨대, 이온 교환으로 안내되거나, 사용 지점으로 보내지거나, 그렇지 않으면 배출될 수 있다.
폐수 중의 유기 분자의 분해를 위한 전기화학 전지는 국제 특허 제WO 2020/041712호, 제PCT/US2020/012648호 및 제PCT/US2020/038029호(모두 에보쿠아 워터 테크놀로지스 엘엘씨)에 기재되어 있고, 이들 개시내용은 모든 목적을 위해 전문이 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 명세서에 기재된 임의의 폐수 처리 시스템의 경우, CMP 폐수와 조합될 시약의 양은 폐수의 특성, 예컨대, 폐수 온도, 아졸의 총 농도, 배경 TOC 농도 및 폐수의 pH에 의존적일 수 있다. 시약의 양은 폐수 처리 시스템의 물리적 특성, 예컨대, 폐수 처리 시스템 구성요소들 사이에서의 유입구 및/또는 유출구 유량 및 시스템 외부로의 물 배출에 대한 요구사항에 추가로 의존적일 수 있다. 물을 처리하는 방법의 일부 실시형태에서, 아졸의 농도, TOC 농도, 유량 및 선택적으로 폐수의 pH가 폐수 처리 시스템으로 도입되기 전에 측정될 수 있다. 아졸의 농도, TOC 농도, 유량 및 폐수의 pH는 폐수 처리 시스템의 상류에 위치한 적합하게 구성되고 배열된 센서 또는 측정기에 의해 측정될 수 있다. 센서에 의해 생성된 신호는 CMP 폐수에 대한 시약의 첨가를 조절하도록 구성된 제어기 또는 다른 시스템 구성요소로 보내질 수 있다.
물을 처리하는 방법의 일부 실시형태에서, 아졸의 농도 및/또는 처리된 물의 TOC 농도가 측정될 수 있다. 폐수 처리 시스템의 상류에서의 측정에서와 같이, 아졸의 농도 및/또는 TOC 농도는 폐수 처리 시스템의 하류에 위치된 적합하게 구성되고 배열된 센서에 의해 측정될 수 있다. 아졸 농도 및/또는 TOC 농도 센서의 제2 세트는 처리된 물이 충분히 처리되었고 배출할 준비가 되었는지 또는 처리된 물이 추가 처리, 예컨대, 본 명세서에 기재된 바와 같은 더 많은 라디칼-생성 시약을 첨가함으로써 또는 본 명세서에 기재된 바와 같은 하나 이상의 추가 폐수 처리 시스템 또는 당업자에게 공지된 임의의 다른 수 처리 시스템에서의 추가 처리를 필요로 하는지의 여부를 결정하는 데 사용될 수 있다.
일부 실시형태에서, 물의 처리 방법은 추가 처리 시스템을 사용하여 폐수 또는 처리된 물을 처리하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 폐수 및/또는 처리된 물은 금속 이온을 제거하기 위해 이온 교환 시스템을 사용하여 처리될 수 있다. 본 명세서에 기재된 바와 같이, CMP 폐수는 일반적으로 구리를 포함하고, 붕소, 인 또는 비소와 같은 반도체 처리와 관련된 다른 금속 이온을 함유할 수 있다. 물을 배출하기 전에 금속 이온을 제거해야 한다. 금속 제거를 위한 처리는 폐수 처리 시스템을 사용하여 폐수를 처리하기 전에 또는 처리된 물을 생성시킨 후에 수행될 수 있다. 일부 실시형태에서, 폐수 및/또는 처리된 물은 여과 시스템을 사용하여 처리될 수 있다. 예를 들어, CMP 폐수는 AOP 시스템, 예컨대, UV-퍼설페이트 AOP 또는 UV-과산화물 AOP에 도입되기 전에 여과 시스템을 사용하여 처리될 수 있다. 특정 이론에 얽매이고자 함은 아니지만, 물을 통한 넓은 스펙트럼의 UV광의 투과율은 물의 광학적 특성에 좌우될 수 있으며, 폐수가 흐리거나 탁한 경우 투과율이 감소될 수 있다. 폐수 시스템으로 처리하기 전에, 폐수를 여과 시스템, 예컨대, 정밀여과 또는 한외여과로 처리하면 폐수의 투명도가 개선되어, UV-AOP 폐수 처리 시스템의 효율성이 향상될 수 있다. 대안적으로, 폐수는 처리 공정 동안 생성된 임의의 고체, 예를 들어, 용존 철 처리 공정 또는 폐수 처리에 사용되는 임의의 다른 처리 공정으로부터의 침전된 철 화합물을 제거하기 위해 처리 후 여과 시스템을 사용하여 처리될 수 있다. 당업자는 폐수 및/또는 처리된 물을 처리하기 위한 임의의 추가 처리 시스템이 시스템의 임의의 필요한 위치에 배치되어 목적하는 수질 또는 전체 시스템 성능을 초래할 수 있음을 인식할 수 있다.
또 다른 양상에 따르면, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법이 제공된다. 이 방법은 제1 아졸 농도를 갖는 폐수의 공급원에 대한 연결부를 갖는 폐수 처리 시스템을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 아졸 농도는 본 명세서에 기재된 바와 같이 약 20㎎/ℓ 내지 약 200㎎/ℓ일 수 있다. 폐수 처리 시스템은 자유 라디칼을 생성시켜 이것을 폐수에 도입하도록 구성되고 배열될 수 있다. 방법은 적어도 처리 시스템으로의 폐수의 도입 및 적어도 폐수 중의 아졸의 농도에 반응성인 자유 라디칼의 생성을 조절하여 제1 아졸 농도보다 더 낮은 제2 아졸 농도를 갖는 처리된 물을 생성시키도록 구성된 제어기를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제2 아졸 농도는 본 명세서에 기재된 바와 같이 약 10㎎/ℓ 미만일 수 있다.
용이하게 하는 방법의 일부 실시형태에서, 방법은 폐수에 대한 하나 이상의 추가 처리 시스템을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 경우에, 적어도 하나의 추가 처리 시스템은 이온 교환 시스템 및 한외여과 시스템 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 용이하게 하는 방법의 일부 실시형태에서, 방법은 처리 시스템에 도입하기 전에 아졸 농도를 측정하도록 구성되고 배열된 제1 아졸 농도 센서를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 용이하게 하는 방법의 일부 실시형태에서, 방법은 처리 시스템에 도입하기 전에 TOC 농도를 측정하도록 구성되고 배열된 제1 TOC 농도 센서를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 용이하게 하는 방법의 방법은 폐수 처리 시스템으로의 폐수의 유동을 측정하도록 구성되고 배열된 유량계를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
용이하게 하는 방법의 일부 실시형태에서, 처리 시스템을 제공하는 단계는 AOP 및 용존 철 처리 공정 중 적어도 하나를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. AOP는 본 명세서에 기재된 바와 같은 AOP일 수 있고, 용존 철 처리 공정은 본 명세서에 기재된 바와 같은 용존 철 처리 공정일 수 있다. 일부 실시형태에서, AOP는 UV-AOP, 예컨대, UV-퍼설페이트 AOP 또는 UV-과산화물 AOP일 수 있다. AOP가 UV-퍼설페이트 AOP인 경우, 용이하게 하는 방법은 퍼설페이트를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. AOP가 UV-과산화물 AOP인 경우, 용이하게 하는 방법은 과산화물을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 용존 철 처리 시스템이 제공되는 경우, 용이하게 하는 방법은 가용성 철 화합물, 본 명세서에 기재된 바와 같은 산화제 및 pH 조정제 중 적어도 하나를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
용이하게 하는 방법의 일부 실시양태에서, 방법은 처리된 물의 아졸 농도를 측정하도록 구성된 제2 아졸 농도 센서를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 용이하게 하는 방법의 일부 실시양태에서, 방법은 처리된 물의 TOC 농도를 측정하도록 구성된 제2 TOC 농도 센서를 더 포함할 수 있다.
처리된 물 중의 아졸 농도는 적어도 하나의 하류 수처리 공정의 작동에 충분할 수 있고, 용이하게 하는 방법의 추가 실시양태에서, 방법은 하류 수 처리 공정을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 하류 수 처리 공정은 생물학적 처리 공정 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 폐수 처리 공정을 포함할 수 있다.
용이하게 하는 방법의 일부 실시예에서, 방법은 사용자에게 폐수 처리 시스템을 폐수의 공급원에 연결하도록 지시하는 단계를 더 포함할 수 있다. 용이하게 하는 방법의 일부 실시양태에서, 방법은 사용자에게 폐수 중의 아졸 농도를 감소시켜 처리된 물을 생성시키기에 충분한 양으로 자유 라디칼을 생성시켜서 폐수에 도입하기 위해 폐수 처리 시스템을 활성화시키도록 지시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예
이들 및 다른 실시예의 기능 및 이점은 하기 실시예로부터 더 잘 이해될 수 있다. 이들 실시예는 본질적으로 예시를 위한 것이며 본 발명의 범주를 어떠한 방식으로도 제한하는 것으로 간주되지 않는다.
실시예 1 - UV-퍼설페이트 AOP를 사용한 CMP 폐수로부터의 아졸의 제거
TOC 농도가 약 100m㎎/ℓ이고 pH가 3인 폐수를 다양한 퍼설페이트 대 TOC의 비율을 사용하여 처리하였다. 폐수의 TOC 농도는 배경 TOC 농도 및 약 60㎎/ℓ의 농도의 적어도 1,2,4-트라이아졸을 포함하는 아졸의 혼합물의 스파이크 분취량 둘 다를 포함하였다. 아졸의 혼합물의 스파이크 이전에, CMP 폐수의 TOC 농도는 약 50㎎/ℓ였다. 포함된 CMP 폐수는 구리, 과산화수소 및 다른 무기 분자 및 유기 분자를 더 포함하였다. 제1 단계는 한외여과 시스템을 사용하여 폐수를 전처리하여 미립자를 제거하고 UV 방사선의 투과율을 높이는 것이었다. 과황산나트륨을 10:1, 25:1 및 50:1 퍼설페이트 대 TOC 비율의 양으로 스파이크된 폐수에 첨가하였다. 투입된 폐수는 UV 반응기의 유입구로 안내되고, 램프는 에너지를 공급하여 폐수에서 퍼설페이트 이온을 활성화시켜 퍼설페이트 라디칼을 형성하는데 이것은 아졸 및 존재하는 다른 유기 분자와 반응한다. 폐수를 최대 140분 동안 UV 반응기에서 처리하였고, TOC 농도는 15분마다 측정하였다.
10:1, 25:1 및 50:1의 퍼설페이트 대 TOC 비율 각각의 경우 아졸 및 다른 유기 분자의 분해가 빠르게 시작되었다. 10:1 퍼설페이트 대 TOC 처리가 가장 느리게 진행되었고, 140분 실행 기간이 후, TOC 농도는 약 75㎎/ℓ로 감소되었다. 25:1 및 50:1의 퍼설페이트 대 TOC 처리는 거의 동일한 속도로 진행되었으며, 약 45분의 실행 시간 후에 TOC 농도가 약 10㎎/ℓ로 급격히 감소하였다. 140분 실행 기간 후까지, TOC 농도는 실행 시간 45분에 수집된 샘플과 거의 동일하였다. 총 아졸 농도는 폐수로부터 TOC를 제거할 때 예상되는 경향을 밀접하게 따랐는데, 아졸의 농도는 25:1 퍼설페이트 대 TOC 샘플에서 약 10㎎/ℓ 미만으로 감소되었다. CMP 폐수의 처리를 완료하기 위해서, 처리된 물을 이온 교환 처리 공정으로 안내하여 처리된 물에 존재하는 구리 이온을 제거하였다.
상기 데이터에서 인지되는 바와 같이, 아졸을 제거하기 위해서 UV-퍼설페이트 AOP를 사용하는 것은 전반적으로 성공적이었다. 아졸의 농도는 10㎎/ℓ 미만으로 감소되었고 1,2,4-트라이아졸 농도로 측정되는, 아졸 농도의 감소는 전체 TOC 농도의 감소와 양의 상관관계를 나타내었다.
실시예 2 - UV-과산화물 AOP를 사용한 낮은 배경 TOC를 갖는 CMP 폐수로부터의 아졸의 제거
TOC 농도가 약 100m㎎/ℓ이고 pH가 3인 폐수를 과산화물계 UV AOP를 사용하여 처리하였다. 폐수의 TOC 농도는 배경 TOC 농도 및 약 60㎎/ℓ의 농도의 적어도 1,2,4-트라이아졸을 포함하는 아졸의 혼합물의 스파이크 분취량 둘 다를 포함하였다. 아졸의 혼합물의 스파이크 이전에, CMP 폐수의 TOC 농도는 약 5㎎/ℓ였다. CMP 폐수는 구리, 다른 무기 분자 및 유기 분자 및 과산화수소를 더 포함하였다. 제1 단계는 한외여과 시스템을 사용하여 폐수를 전처리하여 미립자를 제거하고 UV 방사선의 투과율을 높이는 것이었다. 여과된 폐수는 UV 반응기의 유입구로 안내되었다. UV 램프는 에너지를 공급하여 존재하는 초기 과산화수소로부터 하이드록실 라디칼을 생성시키는데 이것은 존재하는 아졸 및 다른 유기 분자와 반응한다. 폐수를 최대 140분 동안 UV 반응기에서 처리하였고, TOC 농도는 15분마다 측정하였다.
제1 15분 실행 시간 후, 그 다음 CMP 폐수에 약 1,500㎎/ℓ의 과산화수소를 투입하였다. 과산화수소 볼러스(bolus)를 첨가한 후, 아졸 및 다른 유기 분자의 분해가 빠르게 시작되었고, 60분의 실행 시간 후 안정화되었고, 60분 시간 표시에서 측정된 TOC 농도는 약 20㎎/ℓ였다. 반응을 140분 실행 시간을 완료하도록 하였고, 완전한 실행 후 TOC 농도는 약 10㎎/ℓ인 것으로 측정되었다. 실험 완결 후 1,2,4-트라이아졸의 농도로서 측정된 아졸 농도는 약 7㎎/ℓ로 감소되었다. 과산화수소 농도는 TOC 농도와 선형 상관관계가 있었고, 60분 실행 시간에 거의 소모되었다. CMP 폐수의 처리를 완료하기 위해서, 처리된 물을 이온 교환 처리 공정으로 안내하여 처리된 물에 존재하는 구리 이온을 제거하였다.
상기 데이터에서 인지되는 바와 같이, 낮은 배경 TOC를 갖는 CMP 폐수로부터 아졸을 제거하기 위해서 UV-과산화물 AOP를 사용하는 것은 전반적으로 성공적이었다. 아졸의 농도는 10㎎/ℓ 미만으로 감소되었고, 1,2,4-트라이아졸 농도로 측정되는, 아졸 농도의 감소는 전체 TOC 농도의 감소와 양의 상관관계를 나타내었다.
실시예 3 - UV-과산화물 AOP를 사용한 높은 배경 TOC를 갖는 CMP 폐수로부터의 아졸의 제거
TOC 농도가 약 200m㎎/ℓ이고 pH가 3인 폐수를 과산화물계 UV AOP를 사용하여 처리하였다. CMP 폐수 TOC 농도는 100㎎/ℓ의 높은 배경 TOC 농도 및 적어도 1,2,4-트라이아졸을 포함하는 아졸 약 100㎎/ℓ의 혼합물의 스파이크 분취량 둘 다를 포함하였다. CMP 폐수는 구리, 다른 무기 분자 및 유기 분자 및 과산화수소를 더 포함하였다. 제1 단계는 한외여과 시스템을 사용하여 폐수를 전처리하여 미립자를 제거하고 UV 방사선의 투과율을 높이는 것이었다. 여과된 폐수는 UV 반응기의 유입구로 안내되었다. UV 램프는 에너지를 공급하여 존재하는 초기 과산화수소로부터 하이드록실 라디칼을 생성시키는데 이것은 존재하는 아졸 및 다른 유기 분자와 반응한다. 폐수를 최대 140분 동안 UV 반응기에서 처리하였고, TOC 농도는 15분마다 측정하였다.
제1 15분 실행 시간 후, 그 다음 CMP 폐수에 약 3,000㎎/ℓ의 과산화수소를 투입하였다. 과산화수소 볼러스를 첨가한 후, 아졸 및 다른 유기 분자의 분해가 서서히 시작되었고, 비교적 정상 상태로 계속되었다. 반응은 90분의 실행 시간 후 안정화되었고, TOC 농도는 약 20㎎/ℓ이고, 1,2,4-트라이아졸의 농도로 측정된 아졸 농도는 약 3㎎/ℓ인 것으로 측정되었다. 이 시점에, 약 1,000㎎/ℓ의 과산화수소의 추가 볼러스를 첨가하였다. 추가 과산화수소는 140분 실행 시간 후에 TOC 농도를 약 10㎎/ℓ로 감소시켰고, 아졸 농도를 1㎎/ℓ 미만으로 감소시켰다. 과산화수소 농도 및 아졸 농도는 TOC 농도와 선형 상관관계가 있었고, 90분에 거의 소모되었고, 추가 과산화수소 볼러스의 경우 140분 실행 시간에 다시 거의 소모되었다. CMP 폐수의 처리를 완료하기 위해서, 처리된 물을 이온 교환 처리 공정으로 안내하여 처리된 물에 존재하는 구리 이온을 제거하였다.
상기 데이터에서 인지되는 바와 같이, CMP 폐수로부터 아졸을 제거하기 위해서 UV-과산화물 AOP를 사용하는 것은 전반적으로 성공적이었다. TOC 및 아졸 농도를 감소시키는 데 필요한 과산화물의 양은 CMP 폐수 중의 초기 TOC 및 아졸 농도와 예측되는 상관관계를 가졌다. 아졸의 농도는 1㎎/ℓ 미만으로 감소되었고, 아졸 농도의 감소는 전체 TOC 농도의 감소와 양의 상관관계를 나타내었다.
실시예 4 - UV-과산화물 AOP를 사용한 높은 배경 TOC 및 높은 pH를 갖는 CMP 폐수로부터의 아졸의 제거
TOC 농도가 약 200m㎎/ℓ 초과이고 pH가 8인 폐수를 과산화물계 UV AOP를 사용하여 처리하였다. CMP 폐수 TOC 농도는 100㎎/ℓ 초과의 높은 배경 TOC 농도 및 약 60㎎/ℓ 농도의 적어도 1,2,4-트라이아졸을 포함하는 아졸 약 100㎎/ℓ의 혼합물의 스파이크 분취량 둘 다를 포함하였다. CMP 폐수는 구리, 다른 무기 분자 및 유기 분자 및 과산화수소를 더 포함하였다. 제1 단계는 한외여과 시스템을 사용하여 폐수를 전처리하여 미립자를 제거하고 UV 방사선의 투과율을 높이는 것이었다. 여과된 폐수는 UV 반응기의 유입구로 안내되었다. UV 램프는 에너지를 공급하여 존재하는 초기 과산화수소로부터 하이드록실 라디칼을 생성시키는데 이것은 존재하는 아졸 및 다른 유기 분자와 반응한다. 폐수를 최대 140분 동안 UV 반응기에서 처리하였고, TOC 농도는 15분마다 측정하였다. TOC 측정 기간 마다 수산화나트륨을 첨가하는 처리 과정 동안 pH는 8로 유지되었다.
제1 15분 실행 시간 후, 그 다음 CMP 폐수에 약 3,000㎎/ℓ의 과산화수소를 투입하였다. 과산화수소 볼러스를 첨가한 후, 아졸 및 다른 유기 분자의 분해가 서서히 시작되었고, 속도에는 변화가 없었다. 90분 실행 시간 마크 시에, 약 1,000㎎/ℓ 과산화수소의 추가 볼러스를 첨가하였고, TOC 농도는 약 75㎎/ℓ인 것으로 측정되었다. 140분 실행 시간 이후에 추가 과산화수소는 TOC 농도를 약 60㎎/ℓ로 감소시켰다. 과산화수소 농도는 TOC 농도와 대략적으로 선형 상관관계가 있었지만, TOC가 감소되는 것보다 더 빠르게 소모되었다. 140분 실행 시간 후, 잔류하는 과산화수소 농도는 약 500㎎/ℓ였다. CMP 폐수의 처리를 완료하기 위해서, 처리된 물을 이온 교환 처리 공정으로 안내하여 처리된 물에 존재하는 구리 이온을 제거하고, 추가 처리 단계를 통해서 과량의 과산화수소를 제거하였다.
상기 데이터에서 인지되는 바와 같이, 높은 pH에서 CMP 폐수로부터 아졸을 제거하기 위해서 UV-과산화물 AOP를 사용하는 것은 부분적으로 성공적이었다. TOC 및 아졸 농도를 감소시키는 데 필요한 과산화물의 양은 CMP 폐수 중의 초기 TOC 및 아졸 농도와 예측되는 상관관계를 가졌다. TOC 농도는 60㎎/ℓ 미만으로 감소되었고, TOC 및 아졸 농도가 대략적으로 상관관계가 있기 때문에, 총 아졸 농도는 또한 과산화수소로부터 라디칼의 생성을 잠재적으로 방해하는 높은 배경 pH에서도 감소되었다고 예상되었다.
실시예 5 - 펜톤 시약을 사용한 CMP 폐수로부터의 아졸의 제거
TOC 농도가 약 110㎎/ℓ이고 pH가 3인 CMP 폐수를 처리하였다. 폐수의 TOC 농도는 배경 TOC 농도 약 60㎎/ℓ의 적어도 1,2,4-트라이아졸을 포함하는 아졸의 혼합물의 스파이크 분취량 둘 다를 포함하였다. 아졸의 혼합물로의 스파이크 전에, CMP 폐수의 TOC 농도는 약 50㎎/ℓ였다. CMP 폐수는 구리, 다른 무기 분자 및 유기 분자를 더 포함하였다. 황산철 및 과산화수소를 1000㎎/ℓ의 농도로 CMP 폐수에 첨가하여 약 10:1의 과산화물 대 TOC 비율을 제공하였다. 황산철 형태의 제1철(ferrous iron)을 CMP 폐수에 약 10㎎/ℓ 및 약 100㎎/ℓ의 농도로 첨가하였다.
10㎎/ℓ의 용존 제1철 농도에서, 분해 반응이 서서히 시작되었고, 약 30분 후에 안정화되었다. 6시간의 실행 시간 완료 후, TOC는 대략 90㎎/ℓ로 감소되었고, 1,2,4-트라이아졸의 농도는 약 60㎎/ℓ로부터 약 50㎎/ℓ로 감소되었고, 과산화물 농도는 약 500㎎/ℓ 미만으로 감소되었다.
100㎎/ℓ의 용존 제1철 농도에서, 분해 반응이 서서히 시작되었고, 그 다음 대략 6시간 동안 비교적 정상 속도로 계속되었다. 6시간의 실행 시간 완료 후, TOC는 대략 60㎎/ℓ로 감소되었고, 1,2,4-트라이아졸의 농도는 약 60㎎/ℓ에서 0㎎/ℓ로 감소되었고, 과산화물 농도는 약 300㎎/ℓ 미만으로 감소되었다. 10㎎/ℓ 및 100㎎/ℓ 반응 둘 다의 완결을 위해서, 수산화나트륨 또는 수산화칼륨을 사용하여 pH를 약 9로 상승시켜 수산화제2철의 침전을 초래하고 임의의 잔류하는 과산화수소를 분해시켰다.
상기 데이터에서 인지되는 바와 같이, CMP 폐수로부터 아졸을 제거하기 위해서 펜톤 시약을 사용하는 것은 전반적으로 성공적이었다. TOC 및 아졸 농도를 감소시키는 데 필요한 제1철 및 과산화물 둘 다의 양은 CMP 폐수 중의 초기 TOC 및 아졸 농도와 예측된 상관관계를 가졌다. 예측된 바와 같이, 낮은 농도의 제1철을 사용한 아졸 제거는 라디칼 종의 불충분한 생성으로 인해서 덜 효과적이었다. 더 많은 양의 제1철에서, 1,2,4-트라이아졸의 농도로서 측정된, 아졸의 농도는 0㎎/ℓ로 감소되었고, 아졸 농도의 감소는 전체 TOC 농도의 감소와 양의 상관관계를 나타내었다.
본 명세서에서 사용된 어구 및 용어는 설명을 위한 것이며 제한으로 것으로 간주되어서는 안 된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "복수의"는 둘 이상의 물품 또는 성분을 지칭한다. 용어 "포함하는(comprising, including, involving)", "보유하는", 갖는", "함유하는"은 상세한 설명 또는 청구범위 등에 기재되었는지 여부와 관계없이 개방종결형 용어이고, 즉, "포함하지만 이들로 제한되지 않는"을 의미한다. 따라서, 이러한 용어의 사용은 그 뒤에 열거된 물품, 및 이들의 등가물뿐만 아니라 추가의 물품을 포함하는 것을 의미한다. 단지 연결구 "이루어진" 및 "본질적으로 이루어진"은 청구범위에 대해 각각 폐쇄형 또는 반-폐쇄형 연결구이다. 청구범위에서 청구 요소를 수식하기 위한 "제1", "제2", "제3" 등과 같은 서수 용어의 사용은 임의의 우선권, 선행권, 또는 나머지에 대한 하나의 청구 요소 또는 방법의 단계가 수행되는 시간적 순서를 자체적으로 암시하지 않지만, 단지 청구 요소를 구별하기 위해 동일한 명칭(그러나 서수 용어의 사용을 위해서)을 갖는 또 다른 요소로부터 임의의 명칭을 갖는 하나의 청구 요소를 구별하기 위한 표시로서 사용된다.
이와 같이 적어도 하나의 실시형태의 몇몇 양상을 기재하였지만, 다양한 변경, 변형 및 개선이 당업자에게 용이하게 일어날 것임을 인식해야 한다. 임의의 실시형태에 기재된 임의의 특징은 임의의 다른 실시형태의 임의의 특징에 포함되거나 대체될 수 있다. 이러한 변경, 변형 및 개선은 본 개시내용의 일부로 의도되고, 본 발명의 범주 내에 있는 것으로 의도된다. 따라서, 상기 설명 및 도면은 단지 예시의 방식이다. 당업자는 본 명세서에 기재된 매개변수 및 구성이 예시적이며, 실제 매개변수 및/또는 구성이 개시된 방법 및 물질이 사용되는 특정 적용에 좌우될 것임을 인식해야 한다. 당업자는 또한 일상적인 실험을 사용하여 개시된 특정 실시형태에 대한 등가물을 인식하거나 확인할 수 있어야 한다.

Claims (58)

  1. 아졸을 포함하는 화학적-기계적 연마(chemical-mechanical polishing: CMP) 폐수의 처리 방법으로서,
    제1 아졸 농도를 갖는 폐수를 제공하는 단계;
    상기 폐수를 폐수 처리 시스템의 유입구에 도입하는 단계로서, 상기 폐수 처리 시스템은 자유 라디칼을 생성시켜서 상기 폐수에 도입하도록 구성되고 배열된, 상기 도입하는 단계; 및
    상기 폐수에서 상기 아졸 농도를 감소시켜 제2 아졸 농도를 갖는 처리된 물을 생성시키기에 충분한 양으로 자유 라디칼을 생성시켜서 상기 폐수에 도입하기 위해서 상기 폐수 처리 시스템을 활성화시키는 단계로서, 상기 제2 아졸 농도는 상기 제1 아졸 농도보다 낮은, 상기 활성화시키는 단계
    를 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 아졸 농도는 약 20㎎/ℓ 내지 약 200㎎/ℓ인, CMP 폐수의 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 아졸 농도는 약 40㎎/ℓ 내지 약 150㎎/ℓ인, CMP 폐수의 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 아졸 농도는 약 80㎎/ℓ 내지 약 100㎎/ℓ인, CMP 폐수의 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 아졸 농도는 약 10㎎/ℓ 미만인, CMP 폐수의 처리 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 처리된 물 중의 상기 아졸 농도는 적어도 하나의 하류 수 처리 공정의 작동에 충분한, CMP 폐수의 처리 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 폐수를 제공하는 단계는 아졸의 혼합물을 갖는 폐수를 제공하는 단계를 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 아졸의 혼합물을 갖는 폐수를 제공하는 단계는 이미다졸, 피라졸, 옥사졸, 아이속사졸, 티아졸, 아이소티아졸, 셀레나졸, 1,2,3-트라이아졸, 1,2,4-트라이아졸, 1,2,5-옥사다이아졸, 1,3,4-옥사다이아졸, 1,2,3-티아다이아졸, 1,2,4-티아다이아졸, 1,3,4-티아다이아졸, 테트라졸, 1,2,3,4-티아트라이아졸, 벤조트라이아졸, o-톨릴트라이아졸, m-톨릴트라이아졸, p-톨릴트라이아졸, 5-에틸벤조트라이아졸, 5-n-프로필벤조트라이아졸, 5-아이소부틸벤조트라이아졸 및 4-메틸벤조트라이아졸로 이루어진 군으로부터 선택된 아졸의 혼합물을 갖는 폐수를 제공하는 단계를 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 아졸의 혼합물을 갖는 폐수를 제공하는 단계는 이미다졸, 피라졸, 옥사졸, ,2,3-트라이아졸, 1,2,4-트라이아졸, 1,2,5-옥사다이아졸, 벤조트라이아졸, o-톨릴트라이아졸, m-톨릴트라이아졸, p-톨릴트라이아졸 및 5-에틸벤조트라이아졸로 이루어진 군으로부터 선택된 아졸의 혼합물을 갖는 폐수를 제공하는 단계를 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 아졸의 혼합물을 갖는 폐수는 적어도 1,2,4-트라이아졸을 포함하는 폐수를 제공하는 단계를 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 폐수 및 처리된 물 중 적어도 하나를 이온 교환 처리 시스템을 사용하여 처리하는 단계를 더 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 폐수 처리 시스템의 유입구에 상기 폐수를 도입하기 전에 상기 폐수 중의 아졸 농도를 측정하는 단계를 더 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 폐수 처리 시스템의 유입구에 상기 폐수를 도입하기 전에 상기 폐수 중의 총 유기 탄소(total organic carbon: TOC) 농도를 측정하는 단계를 더 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 폐수 처리 시스템의 유입구에 상기 폐수를 도입하는 단계는 고도 산화 공정(advanced oxidation process: AOP) 및 용존 철 처리 공정(dissolved iron treatment process) 중 적어도 하나로부터 선택된 상기 폐수 처리 시스템의 유입구에 상기 폐수를 도입하는 단계를 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 AOP의 유입구에 상기 폐수를 도입하는 단계는 자외선(UV)-AOP의 유입구에 상기 폐수를 도입하는 단계를 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 UV-AOP에 도입하기 전에 상기 폐수를 여과 시스템으로 처리하는 단계를 더 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  17. 제15항 중 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자외선(UV)-AOP의 유입구에 상기 폐수를 도입하는 단계는 상기 UV-퍼설페이트 AOP의 유입구에 상기 폐수를 도입하는 단계를 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 UV-퍼설페이트 AOP의 유입구에 상기 폐수를 도입하는 단계는 적어도 상기 폐수 중의 아졸 농도에 기초하여 상기 폐수에 퍼설페이트 이온을 도입하는 단계를 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 UV-퍼설페이트 AOP를 활성화시키는 단계는 상기 폐수 중의 퍼설페이트 이온을 UV 광에 노출시켜 퍼설페이트 라디칼을 생성시키는 단계를 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  20. 제15항 내지 제16항에 있어서, 상기 자외선(UV)-AOP의 유입구에 상기 폐수를 도입하는 단계는 UV-과산화물 AOP의 유입구에 상기 폐수를 도입하는 단계를 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 UV-과산화물 AOP의 유입구에 상기 폐수를 도입하는 단계는 적어도 상기 폐수 중의 아졸 농도에 기초하여 상기 폐수에 과산화물을 도입하는 단계를 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 UV-과산화물 AOP를 활성화시키는 단계는 상기 폐수 중의 과산화물을 UV 광에 노출시켜 하이드록실 또는 하이드로퍼옥실 라디칼을 생성시키는 단계를 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  23. 제14항에 있어서, 상기 폐수 처리 시스템의 유입구에 상기 폐수를 도입하는 단계는 상기 용존 철 처리 공정의 유입구에 폐수를 도입하는 단계를 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 용존 철 처리 공정에 상기 폐수를 도입하기 전에 상기 폐수의 pH를 감소시키는 단계를 더 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  25. 제24항에 있어서, 용존 철 처리 공정의 유입구에 상기 폐수를 도입하는 단계는 산성 pH에서 상기 폐수에 용존 철 화합물 및 산화제를 도입하는 단계를 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  26. 제25항에 있어서, 용존 철 처리 공정의 유입구에 상기 폐수를 도입하는 단계는 산성 pH에서 상기 폐수에 용존 철 화합물 및 퍼설페이트 이온을 도입하는 단계를 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  27. 제25항에 있어서, 용존 철 처리 공정의 유입구에 상기 폐수를 도입하는 단계는 산성 pH에서 상기 폐수에 용존 철 화합물 및 과산화물을 도입하여 하이드록실 및/또는 하이드로퍼옥실 라디칼을 생성시키는 단계를 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  28. 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐수의 pH를 증가시킴으로써 상기 폐수로부터 철-함유 화합물을 침전시켜 처리된 물을 생성시키는 단계를 더 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  29. 제1항에 있어서, 상기 처리된 물 중의 제2 아졸 농도를 측정하는 단계를 더 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 처리된 물의 TOC 농도를 측정하는 단계를 더 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 측정된 TOC 농도는 상기 처리된 물 중의 측정된 제2 아졸 농도와 상관관계가 있는, CMP 폐수의 처리 방법.
  32. 제2항에 있어서, 상기 하류 처리 공정에 상기 처리된 물을 도입하는 단계를 더 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 하류 처리 공정에 상기 처리된 물을 도입하는 단계는 생물학적 처리 공정에 상기 처리된 물을 도입하는 단계를 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  34. 제1항에 있어서, 상기 처리된 물을 배출하는 단계를 더 포함하는, CMP 폐수의 처리 방법.
  35. 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법으로서,
    제1 아졸 농도를 갖는 폐수의 공급원에 대한 연결부를 갖는 폐수 처리 시스템을 제공하는 단계로서, 상기 폐수 처리 시스템은 자유 라디칼을 생성시켜서 상기 폐수에 도입하도록 구성되고 배열된, 상기 폐수 처리 시스템을 제공하는 단계; 및
    적어도 상기 처리 시스템으로의 폐수의 도입 및 적어도 상기 폐수 중의 아졸의 농도에 반응성인 자유 라디칼의 생성을 조절하여 제2 아졸 농도를 갖는 처리된 물을 생성시키도록 구성된 제어기를 제공하는 단계로서, 상기 제2 아졸 농도는 상기 제1 아졸 농도보다 더 낮은, 상기 제어기를 제공하는 단계
    를 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 제1 아졸 농도는 약 20㎎/ℓ 내지 약 200㎎/ℓ인, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 제1 아졸 농도는 약 40㎎/ℓ 내지 약 150㎎/ℓ인, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 제1 아졸 농도는 약 80㎎/ℓ 내지 약 100㎎/ℓ인, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  39. 제35항에 있어서, 상기 제2 아졸 농도는 약 10㎎/ℓ 미만인, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  40. 제35항에 있어서, 상기 폐수를 위한 적어도 하나의 추가 처리 시스템을 제공하는 단계를 더 포함하되, 상기 추가 처리 시스템은 이온 교환 시스템 및 여과 시스템 중 적어도 하나를 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  41. 제35항에 있어서, 상기 처리 시스템에 도입하기 전에 상기 제1 아졸 농도를 측정하도록 구성되고 배열된 제1 아졸 농도 센서를 제공하는 단계를 더 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  42. 제35항에 있어서, 상기 처리 시스템에 도입되기 전에 TOC 농도를 측정하도록 구성되고 배열된 제1 TOC 농도 센서를 제공하는 단계를 더 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  43. 제35항에 있어서, 상기 폐수 처리 시스템으로의 폐수의 유동을 측정하도록 구성되고 배열된 유량계를 제공하는 단계를 더 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  44. 제35항에 있어서, 상기 폐수 처리 시스템을 제공하는 단계는 AOP 및 용존 철 처리 공정 중 적어도 하나를 제공하는 단계를 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  45. 제44항에 있어서, 상기 AOP를 제공하는 단계는 UV-퍼설페이트 AOP를 제공하는 단계를 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  46. 제45항에 있어서, 퍼설페이트를 제공하는 단계를 더 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  47. 제44항에 있어서, 상기 AOP를 제공하는 단계는 UV-과산화물 AOP를 제공하는 단계를 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  48. 제47항에 있어서, 상기 과산화물을 제공하는 단계를 더 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  49. 제44항에 있어서, 상기 용존 철 처리 공정을 제공하는 단계는 가용성 철 화합물, 산화제 및 pH 조정제 중 적어도 하나를 제공하는 단계를 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  50. 제49항에 있어서, 상기 용존 철 처리 공정을 제공하는 단계는 가용성 철 화합물, 퍼설페이트 및 pH 조정제 중 적어도 하나를 제공하는 단계를 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  51. 제49항에 있어서, 상기 용존 철 처리 공정을 제공하는 단계는 가용성 철 화합물, 과산화물 및 pH 조정제 중 적어도 하나를 제공하는 단계를 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  52. 제41항에 있어서, 상기 처리된 물의 제2 아졸 농도를 측정하도록 구성된 제2 아졸 농도 센서를 제공하는 단계를 더 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  53. 제42항에 있어서, 상기 처리된 물의 TOC 농도를 측정하도록 구성된 제2 TOC 농도 센서를 제공하는 단계를 더 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  54. 제35항에 있어서, 상기 처리된 물 중의 아졸 농도는 적어도 하나의 하류 수 처리 공정의 작동에 충분한, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  55. 제54항에 있어서, 상기 하류 수 처리 공정을 제공하는 단계를 더 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  56. 제55항에 있어서, 상기 처리된 물에 대한 하류 처리 시스템을 제공하는 단계는 생물학적 처리 공정을 제공하는 단계를 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  57. 제35항에 있어서, 사용자에게 상기 폐수 처리 시스템을 상기 폐수의 공급원에 연결하도록 지시하는 단계를 더 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
  58. 제56항에 있어서, 상기 사용자에게 상기 폐수 중의 아졸 농도를 감소시켜 상기 처리된 물을 생성시키기에 충분한 양으로 상기 자유 라디칼을 생성시켜서 상기 폐수에 도입하기 위해서 상기 폐수 처리 시스템을 활성화시키도록 지시하는 단계를 더 포함하는, 아졸을 포함하는 CMP 폐수의 처리를 용이하게 하는 방법.
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