[发明专利]半导体器件制备中水处理系统的光氧化设备及方法

说明书

本发明涉及半导体器件制备过程所用的水处理系统，更具体地说涉及装备有催化部分的光氧化设备，它用来激发在固定波长紫外线照射时半导体器件制备过程用水中的有机物的氧化，以及水处理系统与水处理方法。

在半导体器件制备过程中清洗半导体基片通常要使用大量的水。

半导体器件制备过程所用的水是经过处理的城市用水，或者是在生产线上通过水处理系统的用水。

半导体器件制备过程用水是去除离子水，其中悬浮微粒、有机物及离子等都已彻底去掉。

另外，去除离子水通常是用诸如沉淀、逆渗透压、用紫外线的光氧化处理以及使用离子交换的离子交换处理来得到的。

光氧化处理是用来氧化通过预处理的水中所包含的有机物，被氧化的有机物接着进入后面的离子交换处理。

在上面的光氧化中，要用紫外灯进行固定波长的紫外照射。

参考图1，常规的光氧化设备由紫外线灯10与包括水流管路的光氧化部分12组成。

在此通过用光氧化设备的光氧化处理，在预处理中没有去除的微有机物被处理。

简而言之，当水流过光氧化部分12时，有机物被固定波长的紫外照射所处理。

结果，水中的有机物对固定波长紫外线发生反应(光分解)，被氧化为如CO₂或HCO₃等化合物中的有机酸离子，然后在后面的离子交换处理中被H⁺或OH⁺去除。

然而，在使用上述结构的光氧化设备的常规光氧化中，对于具有相对稳定结构的芳香烃有机物不易被去除。

简而言之，仅使用紫外照射不能像前面那样将芳香烃有机物分解为有机酸离子。

因此，芳香烃有机物依然包含在水中并进入半导体生产线。

因此，包含芳香烃有机物的水进入半导体器件制备过程，而有机物进入生产线会导致生产故障。

特别地，由于目前半导体器件的制备过程按ppb(十亿分率)单位来控制水中的有机物，供应含有芳香烃有机物的水会引起严重的产品故障。

另外，为了尽可能完善地处理水而使水处理系统持续运行，从而降低了生产率。

简而言之，在使用上述光氧化设备的常规水处理系统中，水中的有机物不能被完全处理，从而降低了半导体器件的可靠性与产量。

本发明旨在提供一种半导体器件制备过程中的光氧化设备，装备有这种光氧化设备的水处理系统以及相应的水处理方法，它能从根本上避免由于相关工艺的缺陷而产生的一个或多个故障。

本发明的一个目标是提高半导体器件的可靠性和产量，这一目标依靠将供应给半导体生产线的水通过水处理系统以完全去除有机物来达到。

为了达到这一或别的优点并实现本发明的目的，在半导体器件制备过程中提供了水处理系统的光氧化设备。这一设备包括：为了氧化经过预处理的水中的有机物而进行固定波长紫外线照射的紫外灯，由紫外灯、水流入口与出口组成的光氧化部分，为了在固定波长紫外线照射过程中激发有机物的氧化而提供的位于光氧化部分内壁的催化部分。

紫外灯最好发射185nm波长或254nm波长的紫外线。

光氧化部分最好包含多个紫外灯。

催化部分最好由TiO₂制成，它位于光氧化部分的内壁，相互间隔一定距离，并且表面涂敷聚合物薄膜。