專利名稱：晶圓切割研磨排放水的粉末回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種回收裝置，特別是一種晶圓切割研磨排放水的 粉末回收裝置，可以應(yīng)用在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、光電產(chǎn)業(yè)、太陽能電池產(chǎn)業(yè)中。
背景技術(shù)：
在許多半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、光電產(chǎn)業(yè)、太陽能電池產(chǎn)業(yè)中， 一項共通的流 程就是晶塊、晶棒或晶圓的切割與研磨。
晶圓的切割技術(shù)主要有輪盤鋸切割、線鋸切割與雷射切割三種，其 優(yōu)劣比較除了考慮其可以切割晶圓的厚度之外，所產(chǎn)生的切損常常也是 主要考慮的因素之一。原因是晶圓的產(chǎn)量十分有限，切損越大，芯片的 生產(chǎn)成本越高。如今最常采用，也被公認(rèn)切損算很小的是線鋸切割技術(shù)，
切割的晶圓厚度可以達(dá)到15(Him以下，但是所產(chǎn)生的切損仍有122jxm, 切損率在81%以上。這些晶圓的切損粉末雖然呈現(xiàn)粉末狀，其純度并未 受到改變，然而由于其非常細(xì)微，很難以過濾的方式保留，傳統(tǒng)的觀念 會誤認(rèn)為它溶于水，也確實需要大量的水加以冷卻，因此當(dāng)它隨著切割 時的噴灑水排出時，通常的方法就是添加混凝劑，使其顆?；?，使其沉 淀，再經(jīng)過壓濾后取出。反而使原先尚屬純凈的晶圓粉末產(chǎn)生變化，回 收的價值大幅降低，再利用性或再分離時都存在更高的難度。
又有業(yè)者為了降低晶圓的生產(chǎn)損耗，開發(fā)出了另一種技術(shù)趨勢，就是重新設(shè)計了原來從硅錠(INGOT)制造，到晶圓切片(Wafer Slice)的制 造過程，利用這個技術(shù)可以降低多結(jié)晶硅的使用量。在傳統(tǒng)制造過程中， 如果把INGOT拉提上來之后，再進(jìn)行晶圓切割的方式，這樣會浪費掉約 50%的硅材料，但是，如果采用EFG制造過程的話，所浪費的硅材料可 以控制在10%左右。但是不管如何，晶圓切損引起的材料損失，還有研 磨及清洗等制造過程中增加的成本與環(huán)境公害，至今仍未獲解決。
當(dāng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、光電產(chǎn)業(yè)、太陽能產(chǎn)業(yè)仍處在高峰，在水資源尚不 虞匱乏之時，傳統(tǒng)方法尚屬可行，但隨著能源的短缺，產(chǎn)業(yè)竟?fàn)幹鹪话?熱化，加上環(huán)保意識增強，晶圓切損粉末就成了產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的對象。
晶圓粉末顆粒直徑大約只有0.2-0.4厘米，幾乎溶于水。因此任何 過濾方式都很容易阻塞，造成生產(chǎn)線無法正常運轉(zhuǎn)，是截至目前為止仍 未獲得有效解決方案的產(chǎn)業(yè)難題。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種晶圓切割研磨排放水的粉末回收裝 置，保證切割生產(chǎn)線順暢運轉(zhuǎn)，解決回收切損晶圓^f分末和循環(huán)用水的回 收再利用。
為了達(dá)到上述目的，本實用新型是這樣實現(xiàn)的
一種晶圓切割研磨排放水的粉末回收裝置，包括排放水集合單元、 壓濾單元和回收水凈化循環(huán)單元，其中排放水集合單元中的排放水集 中槽內(nèi)部設(shè)有噴流泵及水位感應(yīng)器；至少二組交替使用的壓濾單元，該 壓濾單元與排放水集中槽出口端相連，每組壓濾單元中設(shè)有壓濾機和第 二高壓泵；回收水凈化循環(huán)單元包含有一個內(nèi)部設(shè)有送水泵的清水槽、第一高壓泵、刮除箱、清洗箱及回收桶。
水位感應(yīng)器與壓濾單元連接并控制壓濾單元的起動或停止。
所迷壓濾才幾為板框壓濾機。
壓濾^L的下方有圓晶切損;除末的回收匣。
壓濾機內(nèi)有一個濾室，濾室內(nèi)有多組依序受控位移的重疊板框濾板。 板框濾板表面上包覆有只允許水分子通過的過濾材料。 該裝置獨立連接切割機排放水集中槽或研磨機排放水集中槽。
本實用新型提供了 一種晶圓切損粉末回收系統(tǒng)，使純度未經(jīng)改變之 晶圓切損排放水，或略微參雜有研磨液之研磨排放水之晶圓粉末，可以 最精簡的方式回收再利用。
本實用新型解決了各種晶圓切割技術(shù)在切損粉末回收過程中，并不 因為晶圓粉末過小，影響到切割生產(chǎn)線順暢運轉(zhuǎn)的問題。
本實用新型可維持晶圓粉末純度之最佳狀況，解決了排放水添加混 凝劑的問題，不僅降低處理成本，且提高回收粉末的質(zhì)量。
本實用新型解決了回收水再利用的問題。
本實用新型徹底解決回收切損晶圓粉末與循環(huán)用水之回收量，間接 降低生產(chǎn)晶圓成本，提高竟?fàn)幜Γ匾氖浅晒Φ販p少公害。
為達(dá)到以上目的，本實用新型首先的目標(biāo)就是處理晶圓切損粉末過 濾的問題，其次才是過濾機制淤塞的問題。
為了解決晶圓切損粉未非常細(xì)微的過濾問題，本實用新型采用板框 壓濾機的方式，利用比晶圓切損粉末更小網(wǎng)徑板框，加壓過濾，因此免 除了添加混凝劑的疑慮，使停留在板框上的晶圓切損粉末維持原有的純 度，回收的粉末價值更高。
本實用新型最巧妙的地方在于切割工程不需添加任何化學(xué)物質(zhì)，排放水比較單純，研磨工程通常會添加研磨液，即使過濾后，仍可能殘 留部分研磨液成分，回收后需要另外處理，所以建議切割機的排放水與 研磨機的排放水不集中在一起處理。將每一 臺切割機或研磨機排放出來 的排放水經(jīng)過各自的回收桶集中到晶圓切割機排放水集中槽或者研磨機 排放水集中槽，保持每一 臺切割機或研磨機可以完全自主運轉(zhuǎn)或停止， 不至于影響到后續(xù)的回收處理，又可以節(jié)省回收處理的設(shè)備投資。
集中儲存在晶圓切割機排放水集中槽或研磨機排放水集中槽的排放 水經(jīng)過內(nèi)部攪拌，使晶圓切損粉末都可以均勻分布在水中后，利用水壓 測試，使用一對一的壓力泵將排放水打入尚未阻塞的板框壓濾機中，因 此，可以讓多組的板框壓濾機輪流將濾干的晶圓切割粉末刮除，送至回 收桶，從板框壓濾才幾流出的液體可以回收，送回切割才幾組重復(fù)使用。
本實用新型設(shè)置一排放水集中槽、 一壓力泵組、 一板框壓濾組、一
回收水凈化循環(huán)管理裝置；首先利用噴流泵將含有晶圓切割粉末的排放 水分別送至排放水集中槽加以攪拌，使排放水中之晶圓切損粉末得以均 勻分布于流動的排放水中，利用高壓之壓力泵將排放水輪流送至板框壓 濾機內(nèi)，利用油壓機將板框以高壓壓緊，使排放水通過只容水分子通過 濾板表面濾布流出，晶圓切損粉末則被保留于濾室中，有效管制回收水 的質(zhì)量，供回收之用。節(jié)省排放水處理的費用更提升排放水之回收價值。 本實用新型突破傳統(tǒng)壓濾機之濾板或濾網(wǎng)很容易被阻塞的疑慮，以 集中管控的方式，將切割機或研磨機的排放水收集到一個排放水集中槽 以集中管理方式處理， 一方面可以使排放水?dāng)嚢璨鄣乃疂岫染鶆?，另?方面可以由集中管理之水循環(huán)裝置，調(diào)節(jié)泵的壓力和水量，最重要的是 切割裝置與回收裝置可以各自調(diào)配停機或運轉(zhuǎn)，并不影響另 一裝置之運 作。
本實用新型最巧妙之處在于采用數(shù)組交替使用之晶圓排放水切損粉末回收壓濾單元處理排放水集中槽內(nèi)的排放水，借著集中槽水位變化, 或關(guān)閉或啟動一組壓濾單元，達(dá)到停機與開機之目的。當(dāng)集中槽水位上 升時，表示集中槽進(jìn)入壓濾機濾室之排放水因晶圓切損粉末逐漸堵住濾 板表面之濾布而減少，甚至無法進(jìn)入，濾布上晶圓切損粉末已達(dá)飽和狀 態(tài)，必須清理。此時，水位感應(yīng)器即自動關(guān)閉運轉(zhuǎn)中的高壓泵和壓濾機，
并啟動另 一組壓濾單元之高壓泵接續(xù)將排;故水打入該組壓濾單元之濾
室，集中槽水位再度開始下降，恢復(fù)壓濾功能。此時，關(guān)閉的一組板框 壓濾機即可以很寬裕的時間從事松開濾板，讓呈泥狀的晶圓切損粉末自 動落入濾板下方之晶圓切損粉末回收槽，板框壓濾機回復(fù)待機狀態(tài)。
本實用新型也可以將水位感應(yīng)器設(shè)置于回收水槽端(圖中未標(biāo))，當(dāng) 回收水槽水位停滯或下降時，顯示濾布表面切損粉末量幾近飽和，運轉(zhuǎn) 中之壓力泵必須關(guān)閉，接受清理，另一組壓濾單元即自動被開啟，接續(xù)運轉(zhuǎn)。
本實用新型利用板框式壓濾機由多數(shù)片外面包覆精密濾布之濾板組 合成最大過濾面積，使晶圓切損粉末附著于濾布的量達(dá)到最高點，高壓 壓擠使固液分離的效果更為加強。
板框壓濾機使用之濾布可以依不同切割機或研磨機所產(chǎn)生晶圓切損 粉末的顆粒設(shè)計，配合不同成分、顆粒的大小，作不同的篩選或回收， 確實達(dá)到濾干的效果，晶圓切損粉末在經(jīng)過高壓擠壓之后，容易脫落的 特性，幾乎可以使回收的切損粉末于濾板開啟后，半自動落入設(shè)置于濾 板室下方之回收匣內(nèi)，再需稍事刮除清理及清洗板框。
本實用新型將中國臺灣公告號M313011號的"磨刷機與水洗機排放 水之銅粉回收與排放水凈化循環(huán)裝置，，中的技術(shù)應(yīng)用于晶圓產(chǎn)業(yè)，與晶 圓切損粉末更細(xì)的銅粉回收效果相比，本實用新型的回收效果更顯著， 此乃本實用新型保護(hù)的主要原因。就本實用新型而言，板框壓濾機都只是裝置中之一項設(shè)備、 一個手 段，重點是，本實用新型采用集中管理的方式，將前置之排放水集中管 制，再設(shè)置自動管制調(diào)控壓濾單元機動式輪流運轉(zhuǎn)，使每一組板框壓濾 機有充分的時間處理板框內(nèi)的晶圓切損粉末，使得回收后的晶圓粉末后 續(xù)處理，由于純度未受改變，再利用率大為提升。
本實用新型更可適用于其他物品切割或研磨產(chǎn)生粉末之回收及再利 用，并不限定使用于矽晶或晶圓或晶塊之切割或研磨。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于
將多臺切割機或研磨機排放水以排放水集合管制裝置集中處理，大 大減少硅粉沉淀于管路或水溝中。并且視所使用水量大小，隨時可以調(diào) 整壓濾板單元的數(shù)量。
采用自動管制調(diào)控壓濾單元，可以使回收之晶圓切損粉末率提高， 間接地使晶圓切損廢水之污染率大幅降低，廢水之水質(zhì)自然大大的改善。
經(jīng)過過濾后的水可以回收再利用，大大提升回收水之再利用價值。
采用回收水凈化循環(huán)單元，可以提高水的回收量。先前的回收方式 之所以耗水，是因為回收水不堪使用或無法回收。切割機排放水經(jīng)過壓 濾單元處理過的回收水因為固液分離后，回收水可以較為完整地被送回 回收蓄水槽再利用。


圖1為本實用新型的一種晶圓切割研磨排放水的粉末回收裝置的配 置示意圖。 附圖標(biāo)記
3排放水集中槽 5清水槽 6第一高壓泵 8回收桶31水位感應(yīng)器 32噴流泵 51送水泵
52第一排水管53第二排水管 71刮除箱 72清洗箱
11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18切割機或研磨才幾
21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28排放水集中槽
411、 421、 431第二高壓泵 412、 422、 423壓濾機
具體實施方式
以下結(jié)合附圖介紹本實用新型的 一個實施例。
圖1是本實用新型的一種晶圓切割排放水的粉末回收裝置的配置示 意圖，包含一組晶圓切割機ll、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18和各自對 應(yīng)的內(nèi)部設(shè)有噴流泵的排放水集中槽21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28, 以收集各切割機所排放的含有晶圓切損粉末之排放水，予以攪拌均勻 后，集中流到排放水集合單元中的排放水集中槽3內(nèi)，由排放水集中槽3 內(nèi)的噴流泵32再一次將槽內(nèi)的排放水?dāng)嚢瑁尵A切損粉末均勻的充斥 在排放水中，使送到壓濾機的液體維持均勻的濃度，讓板框拆卸的頻率 維持一定的時序，便于操作。排放水集中槽3內(nèi)另有一水位感應(yīng)器31， 隨時監(jiān)控水位的高低。當(dāng)水位不降反升的時候，即表示進(jìn)水多于出水， 出水的通路出現(xiàn)淤塞情形，必須調(diào)整出水管道，變換不同管道的壓濾單 元組。
以圖1為例，被安排在排放水集中槽3的排放水出口端設(shè)有三組壓 濾單元，三組壓濾單元內(nèi)各自設(shè)有一個高壓泵411、 421、 431，分別對應(yīng) 著一個里面設(shè)有多個板框濾板的壓濾室(圖中未標(biāo))，底部設(shè)有晶圓切損粉 末回收匣之壓濾才幾412、 422、 423,并且隨時^f呆留一組壓濾單元處于停枳j 狀態(tài)，使得當(dāng)其它任何機組濾板已經(jīng)處于飽和狀態(tài)時，該停機狀態(tài)的機組可以隨時補位進(jìn)行排放水之壓濾工程，維持壓濾工程之持續(xù)進(jìn)行。
經(jīng)過壓濾機擠壓過的排放水，晶圓粉末已被濾板留下，并于停機狀 態(tài)時，被以半自動的方法落到壓濾機底部的晶圓切損粉末回收匣，接近
干凈的排放水流入清水槽5,經(jīng)由送水泵51透過第一排水管52和第二 排水管53回收重復(fù)使用，或者排放至廢水區(qū)。
對于仍停留在濾板上未能自動落入晶圓切損粉末回收匣之板框，在 停機時，將被拆卸，送到刮除箱71前置處理，未能處理干凈的濾板被送 到清洗箱72,利用清水槽排放出來的水再次清洗，清洗后的水，透過回 收桶8把水排放到排放水集中槽3，再經(jīng)過壓濾，務(wù)必使晶圓切損粉末不 論在壓濾的過程中，或濾板清洗的過程中，不輕易落在排放水中，不僅 達(dá)到回收的目的，更間接地使清水槽的水達(dá)到再利用的目的，降低污染， 也降低晶圓切割工程之耗損成本。
本實用新型使每一組壓濾單元的清理都可以得到充分而穩(wěn)定的處 理。停機中之壓濾機隨時可以開啟由PP或橡膠組合，外包覆精密濾網(wǎng)或 濾布之濾板，堆積于濾網(wǎng)上之晶圓切損粉末泥餅因重量自由落下至壓濾 機下方之切損粉末收集匣，晶圓粉末的純度最高。
與排放水集中槽相連的板框壓濾單元可以是二組或二組以上，主要 目的在提供一壓濾單元必須停機清理晶圓切損粉末時，或有一組壓濾單 元故障時，甚至當(dāng)切割機或研磨機被增設(shè)，壓濾單元之濾室來不及放大 時，隨時可以增設(shè)另一組壓濾單元，以維持切割機或研磨機繼續(xù)運轉(zhuǎn)所 排放之排放水可以繼續(xù)過濾。
相對于目前將近50%的切損率的晶圓切割技術(shù)，本實用新型提供了 一種回收純度未受改變的晶圓切損粉末的最佳手段，對于晶圓產(chǎn)業(yè)的制 造成本將締造一 頁創(chuàng)新與環(huán)保之紀(jì)錄。
權(quán)利要求1、一種晶圓切割研磨排放水的粉末回收裝置，其特征在于包括排放水集合單元、壓濾單元和回收水凈化循環(huán)單元，其中排放水集合單元中的排放水集中槽(3)內(nèi)部設(shè)有噴流泵(32)及水位感應(yīng)器(31)；至少二組交替使用的壓濾單元，該壓濾單元與排放水集中槽(3)出口端相連，每組壓濾單元中設(shè)有壓濾機和第二高壓泵；回收水凈化循環(huán)單元包含有一個內(nèi)部設(shè)有送水泵(51)的清水槽(5)、第一高壓泵(6)、刮除箱(71)、清洗箱(72)及回收桶(8)。
2、 按照權(quán)利要求1所述的粉末回收裝置，其特征在于所述水位感 應(yīng)器(31)與壓濾單元連接并控制壓濾單元的起動或停止。
3、 按照權(quán)利要求1所述的粉末回收裝置，其特征在于所述壓濾機 為板框壓濾才幾。
4、 按照權(quán)利要求1所述的粉末回收裝置，其特征在于壓濾機的下 方有圓晶切損粉末的回收匣。
5、 按照權(quán)利要求1所述的粉末回收裝置，其特征在于壓濾機內(nèi)有 一個濾室，濾室內(nèi)有多組依序受控位移的重疊板框濾板。
6、 按照權(quán)利要求5所述的粉末回收裝置，其特征在于所述板框濾 板表面上包覆有只允許水分子通過的過濾材料。
7、按照權(quán)利要求1所述的粉末回收裝置，其特征在于該裝置獨立 連接切割機排放水集中槽或研磨機排放水集中槽。
專利摘要本實用新型涉及一種晶圓切割研磨排放水的粉末回收裝置，包括排放水集合單元、壓濾單元和回收水凈化循環(huán)單元，其中排放水集合單元中的排放水集中槽內(nèi)部設(shè)有噴流泵及水位感應(yīng)器；至少二組與排放水集中槽出口端相連的壓濾單元，每組壓濾單元中設(shè)有壓濾機和高壓泵。本實用新型通過水位感應(yīng)器適時調(diào)控壓濾單元的起動或停止，使得壓濾機內(nèi)部的濾板可以輪流被卸下，將晶圓粉末刮除，改由另一組高壓泵提供壓濾，達(dá)到再細(xì)的粉末都可以得到過濾保留，卻不致于使生產(chǎn)線中斷的目的，保證切割生產(chǎn)線順暢運轉(zhuǎn)，解決回收切損晶圓粉末和循環(huán)用水的回收再利用。
文檔編號B28D7/00GK201317063SQ200820134528
公開日2009年9月30日 申請日期2008年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月3日
發(fā)明者王展榮 申請人:林麗美