Integrierte Halbleiterprodukte, beispielsweise hochintegrier- te Speicherbausteine oder Logikbausteine, werden mit einer Vielzahl von Prozeßschritten hergestellt. Die Herstellungs- kosten dieser Halbleiterprodukte werden dabei durch die Pro- zeßkomplexität und die physikalische Bearbeitungszeit be- stimmt. Hochkomplexe Halbleiterprodukte erfordern häufig meh- rere hundert einzelne Prozeßschritte und eine Vielzahl von Tagen für den Prozessdurchlauf des Produkts.

Ein Teil der Prozeßschritte wird dabei genutzt, um große Be- reiche von vorher aufgebrachte Schichten, insbesondere Sili- zium-oder Siliziumoxidschichten, wieder zu entfernen. Zu diesem Zweck werden häufig CMP-Prozesse (Chemical-Mechanical Polishing) durchgeführt. Das Abtragen mit dem CMP- Prozessschritt erfolgt durch Polieren mit einem sogenannten Pad", das mit definiertem Druck und definierter Geschwindig- keit über das Halbleitersubstrat fährt. Wichtiges Element des CMP-Prozesses ist der Einsatz eines Poliermittels, auch "Slurry"genannt, zwischen Substrat und Pad, das auf das ab- zutragende Material abgestimmt sein muß. Die Slurry besteht aus einer wässrigen Lösung, die sowohl abrasive Partikel be- stimmter Größe für den mechanischen Abtrag als auch chemische Komponenten, die mit der Schichtoberfläche reagieren und den Abtrag beschleunigen können, enthält. Im Laufe des Polierens

nimmt die Slurry das abgetragene Material, beispielsweise Si- lizium, auf und entfernt es somit von dem Halbleitersubstrat.

In einem weiteren Verfahrensabschnitt während der Herstellung von integrierten Halbleiterprodukten wird das Halbleitersub- strat gedünnt d. h. die Dicke des Halbleitersubstrats wird deutlich reduziert. Auch dieser Vorgang wird in Regel durch Schleifen mit Hilfe eines Schleifmittels auf der Basis einer wässrigen Lösung bzw. wässrigen Suspension durchgeführt. Wie- derum nimmt das Schleifmittel das abgetragene Halbleitermate- rial, in der Regel Silizium, auf und entfernt es somit von dem Halbleitersubstrat.

Somit entsteht durch die beiden genannten Verfahren ein Ab- wasser-Teilstrom, der im wesentlichen eine stabile Silizium- Suspension bzw. Silizium/Slurry-Partikel-Suspension umfaßt.

Diese Suspension läßt sich bisher nur schwer aufbereiten und nur aufwendig abfiltrieren. Aus diesem Grund wird dieser Ab- wasser-Teilstrom häufig im wesentlichen unbehandelt an die Kanalisation abgegeben. Diese Vorgehensweise belastet jedoch die Umwelt und insbesondere die mit der Reinigung des Abwas- sers betrauten Kläranlagen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, das eine einfache und kosten- günstige Reinigung des mit. Silizium bzw. Silizium/Slurry- Partikel belasteten Abwasser-Teilstroms gewährleistet.

Diese Aufgabe wird von dem Verfahren zur Reinigung von mit Silizium belastetem Abwasser aus der Chipproduktion gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsfor- men, Ausgestaltungen und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Be- schreibung und den Ausführungsbeispielen.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Reinigung von mit Si- lizium belastetem Abwasser aus der Chipproduktion bereitge- stellt, das die folgenden Schritte aufweist : a) das mit Silizium belastete Abwasser wird bereitge- stellt, b) zumindest ein Metallsalz wird zugegeben bis ein pH-Wert von 2,5 bis 3,5 erreicht ist, c) anschließend wird eine Lauge hinzugegeben bis ein pH- Wert von 6,5 bis 7,5 erreicht ist, und d) das Silizium wird aus dem Abwasser entfernt.

Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt den Vorteil, dass auf einfache und kostengünstige Weise das im Abwasser enthaltende Silizium nahezu vollständig aus dem Abwasser entfernt werden kann. Das Metallsalz und die Lauge führen dazu, dass die Si- liziumteilchen mittels Co-Fällung eingebunden werden und sich somit als eine Art Schlamm absetzen, so dass sie aus dem Ab- wasser entfernt werden können. Neben dem Feststoffanteil von Silizium ist das Abwasser häufig mit den abrasiven Slurry- Partikeln aus den CMP-Prozessen, insbesondere Alumina- Partikeln, belastet. Auch diese abrasiven Slurry-Partikel können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aus dem Abwasser entfernt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird als Metallsalz ein Chlorid und/oder Sulfat von Eisen und/oder Aluminium zugeben. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn eine 50tige Eisen (III) chlorid-Lösung zugegen wird. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn 7 bis 10 Liter 50% ige Eisen (III) chlorid- Lösung pro Kubikmeter Abwasser zugegen werden. Auf diese Wei-

se läßt sich eine nahezu vollständige Entfernung des Silizi- ums aus dem Abwasser gewährleisten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird als Lauge Natronlauge, insbesondere 50% Natronlauge, oder Kalk- milch-Lösung, insbesondere 8% Kalkmilch-Lösung, zugegeben.

Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn 4 bis 8 Liter 50% ige Natronlauge pro Kubikmeter Abwasser zugegen werden.

Durch die Zugabe des Metallsalzes und der Lauge kommt es zu einer Mitfällung des Siliziums. Dieser Vorgang läßt sich durch die Zugabe von Flockungshilfsmitteln beschleunigen. Da- her wird in einer bevorzugten Ausführungsform dem Abwasser nach der Zugabe der Lauge zumindest ein Flockungshilfsmittel zugeben. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn als Flo- ckungshilfsmittel ein Polyelektrolyt auf der Basis von Poly- acrylamid, Polyacrylat, Polyethylenimin oder Polyethylenoxid zugeben wird. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn nach der Zuga- be der Lauge ein Teil des Abwassers in einen Eindicker einge- bracht wird.

Bevorzugt wird das Silizium mit einer Filterpresse aus dem Abwasser entfernt. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn bei der Zugabe des Metallsalzes das Abwasser gerührt wird, so dass eine gute Verteilung des Metallsalzes in dem Abwasser gewähr- leistet ist. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn bei der Zugabe des Metallsalzes das Abwasser mit einer Geschwin- digkeit von mehr als 600 U/min, bevorzugt etwa 700 U/min, ge- rührt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 näher darge- stellt. Fig. 1 zeigt ein Verfahrensschema zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dazu wird das mit Silizium- teilchen belastete Abwasser über Rohrleitungen 1 und Hebean- lagen 2 aus der eigentlichen Waferproduktion zu den Flo-

ckungsbehältern 3 geführt. Dabei ist das Abwasser neben ande- ren Verunreinigungen in der Regel mit einem Feststoffanteil von Silizium zwischen 100 und 200 mg/l belastet. Neben dem Feststoffanteil von Silizium ist das Abwasser mit den abrasi- ven Slurry-Partikeln aus den CMP-Prozessen, insbesondere Alu- mina-Partikeln, belastet. Auch diese abrasiven Slurry- Partikel können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aus dem Abwasser entfernt werden.

Im vorliegenden Beispiel sind zwei Flockungsbehältern 3 vor- gesehen. Die beiden Flockungsbehältern 3 werden in einer Art Pendelbetrieb betrieben, d. h. während in dem einem Flockungs- behälter die eigentlichen Reinigung durchgeführt wird, wird der andere Flockungsbehälter mit dem Abwasser gefüllt. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass das mit Silizium- teilchen belastete Abwasser im wesentlichen kontinuierlich aus der Waferproduktion abgeführt werden kann.

Ist ein Flockungsbehälter 3 mit dem Abwasser gefüllt werden wird ein Rührer 4 eingeschaltet. Anschließend wird aus einem Dosierbehälter 7 eine 50% Eisen (III)-Chlorid-Lösung in den Flockungsbehälter 3 eingebracht. Die 50% Eisen (III)-chlorid- Lösung wird solange in den Flockungsbehälter 3 eingebracht bis sich ein pH-Wert von 3,0 einstellt. Dabei wird der pH- Wert über eine pH-Wert-Sonde (nicht gezeigt) bestimmt. Der Rührer sorgt für eine gute und schnelle Durchmischung, so dass eine genaue Einhaltung des pH-Wertes über den ganzen Flockungsbehälter 3 gewährleistest ist. Zu diesem Zweck ist bei dem vorliegenden Beispiel die Geschwindigkeit des Rührers 4 auf etwa 700 U/min eingestellt. Bei einer Siliziumbelastung von 150 mg/l werden dabei etwa 7 Liter 50% Eisen (III)- Chlorid-Lösung pro 1 Kubikmeter Abwasser hinzugegeben.

Ist der vorgegebene pH-Wert erreicht, wird die Zufuhr der 50% Eisen (III)-Chlorid-Lösung gestoppt. Anschließend wird aus

einem Dosierbehälter 6 eine 50% Natronlauge in den Flockungs- behälter 3 eingebracht. Der Rührer 4 bleibt dabei eingeschal- tet. Die 50% Natronlauge wird solange in den Flockungsbehäl- ter 3 eingebracht bis sich ein pH-Wert von 7,0 einstellt.

Sollte der pH-Wert über einen pH-Wert von 7,5 steigen kann mit Salzsäure aus einem Dosierbehälter 5 gegendosiert werden.

Wiederum sorgt der Rührer für eine gute und schnelle Durchmi- schung, so dass eine genaue Einhaltung des pH-Wertes über den ganzen Flockungsbehälter 3 gewährleistest ist. Bei einer Si- liziumbelastung von 150 mg/l werden dabei etwa 4,3 Liter 50% Abwasser pro 1 Kubikmeter Abwasser hinzu gegeben.

Durch die Zugabe der Eisen (III)-chlorid-Lösung und der Nat- ron-Lauge kann das in dem Abwasser suspensierte Silizium mit dem Eisen ein großvolumiges kationisches Hydroxid bilden : Si/H2O + FeCl3 + NaOH- Si/2Fe (OH) 3 + NaCl + Zozo Die Hydoxide aggregieren zu Flocken und setzen sich als Schlamm ab, so dass sie aus dem Abwasser entfernt werden kön- nen.

Anschließend wird aus einem Dosierbehälter 8 ein Flockungs- hilfsmittel, beispielsweise ein Polyelektrolyt auf der Basis von Polyacrylamid, Polyacrylat, Polyethylenimin oder Poly- ethylenoxid, in den Flockungsbehälter 3 eingebracht. Nach ei- ner vorgegebenen Zeit wird der Rührer abgeschaltet, so dass sich die Flocken mit dem Silizium als Schlamm am Boden des Flockungsbehälters 3 absetzen können. Das Flockungshilfsmit- tel beschleunigt dabei die Sedimentation des Schlamms.

Nach einer gewissen Zeit haben sich die Flocken mit dem Sili- zium als Schlamm am Boden des Flockungsbehälters 3 abgesetzt.

Danach wird das nun im wesentlichen klare Wasser über dem ab- gesetzten Schlamm zu einem großen Teil abgepumpt und kann

über die Rohrleitungen 10 und die Behälter 11 an die Kanali- sation abgegeben werden. Dabei wird das Klarwasser im wesent- lichen waagrecht angesaugt, um ein Aufwirbeln des abgesetzten Schlamms zu vermeiden. Weiterhin ist die Ansaughöhe mecha- nisch verstellbar.

Das restliche Abwasser wird zusammen mit dem Schlamm in Ein- dicker 9 eingebracht und schließlich durch eine Filterpresse (nicht gezeigt) geführt. Auf diese Weise wird auch das rest- liche Abwasser von dem Schlamm getrennt und kann der Kanali- sation zugeführt werden.

Bezugszeichenliste 1 Rohrleitungen 2 Hebeanlagen 3 Flockungsbehälter 4Rührer 5 Dosierbehälter 6 Dosierbehälter 7 Dosierbehälter 8 Dosierbehälter 9 Eindicker 10 Rohrleitungen 11 Behälter