JP3735648B2

JP3735648B2 - 半導体製造における研磨廃液再利用方法

Info

Publication number: JP3735648B2
Application number: JP2003069525A
Authority: JP
Inventors: 祐押田; 亨的場; 正孝福泉
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2018-12-25
Also published as: JP2003309091A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体などの製造工程に使用された研磨液等の廃液を再び研磨液に再利用する研磨廃液の再利用方法に関するものである。
【０００２】
近年、半導体製造工程で、ウェハ表面の平坦化加工に化学的機械研磨装置（以下、単にＣＭＰ装置という）の採用が進んでおり、製造される製品の製造量に比例して多量のスラリー研磨液が使用される。研磨後の使用量は製造コストに影響することから、製造工程から排出されるウェハ研磨後の研磨廃液を効率良く再利用することが要求されている。
【０００３】
【従来の技術】
従来、半導体製造工程において、様々な廃液が排出されており、例えばウェハの表面を平坦化する場合は、市販の約２５重量％（ｗｔ％）の研磨原液を約１３ｗｔ％まで純水で希釈して使用している。使用後の研磨液は研磨装置内で更に希釈されて、廃液の際にはその濃度は例えば約０．１〜０．２ｗｔ％になる。また、回収された研磨廃液中にはウェハ上から削り取られた膜、研磨装置の研磨テーブル（パッド等）から発生した不純物が含まれている。そして、一般には回収された研磨廃液は中和処理された後に廃棄されるか、排水処理されてスラッジとなって産業廃棄物処理業者に引き渡されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、研磨廃液（スラリー廃液）中には、砥粒の微粒子が凝集肥大化しているものの、砥粒の一粒ずつの粒径としては研磨前とほとんど変わらず、研磨可能な大きさのまま残っている。また、ウェハの平坦化加工に使用される研磨液はウェハの加工コストのかなりの部分を占めているが、研磨廃液は再利用されることなく廃棄されていた。つまり、使用可能な砥粒が残っているにも拘わらず、再利用されることなく捨てられていたため、研磨廃液を再利用することができれば、半導体製造コストを低減でき、そのために研磨廃液の再利用を図ることが要求されていた。また、産業廃棄物処理業者に引き渡されているスラッジの廃棄コストも、半導体製造コストを押し上げる原因の一つとなっていた。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、研磨廃液を再生して再利用することができ、これによって研磨廃液から発生するスラッジの削減と半導体製造におけるコストダウンを図ることができる半導体製造における研磨廃液再利用方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、半導体製造において使用される研磨装置から排出された研磨後のスラリー廃液を研磨液として再生する研磨廃液の再利用方法である。研磨後のスラリー廃液中の砥粒の凝集粒子を破砕する破砕工程と、前記破砕工程後のスラリー廃液を濃縮する濃縮工程とを備える。前記濃縮工程では、前記スラリー廃液を濃縮膜を使って濃縮液と透過液とに分離するとともに、前記濃縮膜で分離される透過液の流量を検出した検出値に基づいて温度調整器を制御してスラリー廃液を温度制御することで前記濃縮膜で分離される濃縮液の濃縮度を制御する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、半導体製造において使用される研磨装置から排出された研磨後のスラリー廃液を研磨液として再生する研磨廃液の再利用方法である。研磨後のスラリー廃液中の砥粒の凝集粒子を破砕する破砕工程と、前記破砕工程後のスラリー廃液の液質を調整する液質調整工程と、前記液質調整工程後のスラリー廃液を濃縮膜を使って濃縮液と透過液とに分離することで濃縮する濃縮工程とを備える。前記濃縮膜で分離された透過液をチャンバに蓄えるとともに、前記濃縮膜で分離された透過液の流量を検出した検出値に基づいて濃縮度が規定値を維持し切れなくなる濃縮膜の洗浄時期であると判断されると、前記チャンバにガスパージすることで濃縮膜を透過液で逆洗し、逆洗に使用された透過液を前記液質調整工程のスラリー廃液へ戻す。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図３は、研磨廃液再生プラントの概略構成図である。
【００１０】
再利用装置としての研磨廃液再生プラント（以下、単にプラントという）１は、複数台（例えば３台）の研磨装置２へ研磨液を供給する供給システムと、各研磨装置２から排出された研磨廃液（スラリー廃液）を再生する再生システムとを併せ持つ循環システムを構築している。プラント１は、原液ドラム３が収容された原液ドラムキャビネット４と、スラリー供給装置５と、スラリー廃液再生装置６とを備える。研磨装置２は化学的機械研磨装置（ＣＭＰ装置）であり、例えば半導体ウェハ（以下、単にウェハという）上に形成されたアルミ等の金属層又は酸化膜を研磨するのに使用される。
【００１１】
原液ドラム３には砥粒（例えばアルミナ微粒子）を含む原液が蓄えられている。原液の濃度は例えば約２５ｗｔ％である。原液ドラム３は管路７によってスラリー供給装置５に接続されるとともに、管路８によってスラリー廃液再生装置６に接続されている。各管路７，８上に設けられた弁９，１０を開くことによって、原液が各装置５，６へ供給されるようになっている。
【００１２】
スラリー供給装置５は、混合タンクを備え、原液ドラム３から供給された所定量の原液を混合タンクで希釈・混合してスラリー液を調製する。スラリー供給装置５には、希釈に使用する純水（ＤＩＷ（ディイオナイズド・ウォーター））が供給されるようになっている。調製後のスラリー液の濃度は例えば約１３ｗｔ％である。また、混合タンクは２つ設けられ、例えば２つの混合タンクが交互に使用される。スラリー供給装置５で調製されたスラリー液は、スラリー供給装置５と各研磨装置２とを接続する供給管路１１上に設けられた弁１２が開かれることで供給管路１１を通じて各研磨装置２に供給されるようになっている。各研磨装置２へのスラリー液の供給量は弁１２の開度によって調製される。
【００１３】
各研磨装置２では、回転するテーブルの研磨パッド上にスラリー液が供給されつつ、その研磨パッド上にウェハの被研磨面が所定の力で押圧され、ウェハの研磨が行われる。研磨に使用されたスラリー液は、テーブル回りに砥粒による詰まりを防ぐために流し出されている水で希釈された後にスラリー廃液として排出される。スラリー廃液の濃度は例えば約０．１〜０．２ｗｔ％である。スラリー廃液は各研磨装置２から排出管路１３を通ってスラリー廃液再生装置６に排出される。
【００１４】
スラリー廃液再生装置６は、スラリー廃液を再生するための装置であって、スラリー廃液を、スラリー液と同じ規定濃度まで濃縮したスラリー再生濃縮液（以下、スラリー再生液という）と、透過液とに分離する。スラリー再生液は、スラリー廃液再生装置６から循環供給路としての循環管路１４を通じて供給管路１１に合流し、各研磨装置２に再生循環されながら供給されるようになっている。循環管路１４は途中で分岐してスラリー供給装置５にも繋がっている。スラリー再生液は、循環管路１４上に設けられた弁１５，１６が開弁されることによって各研磨装置２に供給され、弁１７が開弁されることによってスラリー供給装置５に供給される。つまり弁１５〜１７の開弁を選択することにより、研磨装置２とスラリー供給装置５との間でスラリー再生液の供給先の切換えが可能となっている。また、透過液は、スラリー供給装置５に透過液供給路としての管路１８を通じて供給されるようになっており、スラリー供給装置５においてスラリー液を調製する際の原液の希釈に使用される。なお、各弁９，１０，１２，１５〜１７は、図示しない制御装置によって開閉制御される。
【００１５】
次に、スラリー廃液再生装置６の構造を詳述する。
図２はスラリー廃液再生装置６を示す概略構成図である。スラリー廃液再生装置６は、破砕装置２１、液質調整装置２２、濃縮装置２３、粗濾過装置２４、逆洗装置２５、濃縮液タンク２６および透過液タンク２７を備える。
【００１６】
破砕装置２１は、各研磨装置２から供給されたスラリー廃液中の凝集肥大化した凝集粒子を破砕するための装置である。図３は破砕装置２１を示す概略構成図である。破砕装置２１は、破砕室３１を有する破砕タンク３２を備える。破砕タンク３２には、ミル３３と、攪拌手段としての攪拌器３４と、超音波発振板３５が設けられ、破砕室３１に接続された循環パイプ３６上には加圧ポンプ３７が設けられている。超音波発振器３８は破砕室３１内の超音波発振板３５を高周波振動させる。なお、循環パイプ３６および加圧ポンプ３７により加圧循環装置が構成され、超音波発振板３５および超音波発振器３８により超音波振動装置が構成される。
【００１７】
排出管路１３からのスラリー廃液はまず注入口３９からミル３３に注入される。ミル３３はスラリー廃液中の凝集粒子を破砕する。攪拌器３４は破砕室３１に溜められたスラリー廃液を攪拌する。超音波発振器３８は超音波発振板３５を超音波振動させることでスラリー廃液中の凝集粒子を破砕・分散させる。加圧ポンプ３７は循環パイプ３６を通じて破砕室３１内のスラリー廃液中にスラリー廃液を勢いよく噴き込み、スラリー廃液を破砕室３１の内壁に当てることで凝集粒子の破砕を図る。
【００１８】
ミル３３と加圧ポンプ３７と超音波発振器３８は常に３つ使う必要はなく、３つのうちから使用するものを必要に応じて選択する。特に加圧ポンプ３７による加圧循環破砕法と、超音波発振器３８による超音波振動破砕法との併用が効果的である。破砕処理後のスラリー廃液は、破砕タンク３２の排出口４０から管路４１を通って次の工程である液質調整装置２２の原料タンク４２（図２を参照）へ排出される。なお、循環パイプ３６と加圧ポンプ３７とにより加圧循環ポンプが構成される。
【００１９】
図２に示すように、液質調整装置２２は、破砕装置２１で破砕されたスラリー廃液の液質を調整するための装置である。液質調整処理は、その後の工程である濃縮装置２３での濃縮処理を効率よく行うための前処理で、比重調整処理とｐＨ調整処理とからなる。液質調整装置２２は、原料タンク４２、攪拌器４３，濃度比重計４４，ｐＨ計４５，比重コントローラ４６およびｐＨコントローラ４７を備える。２つの処理は攪拌器４３によってスラリー廃液を攪拌しながら行われる。
【００２０】
比重調整処理は、濃度比重計４４と比重コントローラ４６を用いて行われる。原料タンク４２中のスラリー廃液の比重を濃度比重計４４により計測し、比重コントローラ４６はその比重の計測値に基づいてスラリー廃液の比重（つまり濃度）が規定値に達しているか否かを判断する。そして、規定値に達していない場合は、スラリー新液またはスラリー再生液を加えてスラリー廃液の比重（濃度）をコントロールする。つまり、スラリー再生液が所望する濃度で得られるようにある程度の濃度値に予め調整する。なお、比重調整手段は、濃度比重計４４および比重コントローラ４６により構成される。
【００２１】
ｐＨ調整処理は、ｐＨ計４５とｐＨコントローラ４７を用いて行われる。原料タンク４２中のスラリー廃液のｐＨ値をｐＨ計４５により測定し、ｐＨコントローラ４７はそのｐＨ値に基づいてスラリー廃液のｐＨ値が規定値に達しているか否かを判断し、規定値に達していない場合は、アルカリ液又は酸を加えてスラリー廃液のｐＨをコントロールする。研磨装置２から排出されるときのスラリー廃液のｐＨ値は約ｐＨ９であり、これを約ｐＨ１０．５の規定値に調整する。スラリー廃液のｐＨ値を規定値まで上げることで、破砕し切れなかった凝集粒子が崩れやすくなり、またスラリー廃液中の粒子（砥粒）の分散性が高まる。なお、ｐＨ調整手段は、ｐＨ計４５およびｐＨコントローラ４７により構成される。
【００２２】
原料タンク４２は、管路４８を通じて二機の濃縮膜処理装置としての濃縮膜ユニット４９，５０に接続されている。管路４８の途中にはポンプ５１と温度調整器としての熱交換器５２とが設けられている。ポンプ５１によって原料タンク４２内のスラリー廃液が管路４８を通って各濃縮膜ユニット４９，５０へ吐出される。また、各濃縮膜ユニット４９，５０に送られる前に予め熱交換器５２によってスラリー廃液の温度調整がなされる。管路４８上に設けられた弁５３，５４によって各濃縮膜ユニット４９，５０へのスラリー廃液の供給が制御される。
【００２３】
濃縮膜ユニット４９，５０は、液質調整装置２２による液質調整処理後のスラリー廃液を、濃縮液と透過液とに分離する濃縮処理をするための装置である。濃縮膜ユニット４９，５０で分離された濃縮液は管路５５，５６から排出され、その排出経路の途中に設けられた濾過装置としてのマイクロフィルタ５７で粗濾過されてから排出管路５８を通って濃縮液タンク２６に排出されるようになっている。マイクロフィルタ５７は２つ設けられ、弁５９〜６２によってどちらか一方を選択可能となっている。排出管路５８上には流量コントローラ６３が設けられ、流量コントローラ６３によって濃縮液の流量が管理される。また、マイクロフィルタ５７による粗濾過によって濃縮液中の破砕し切れなかった粒子等が取り除かれるため、濃縮液タンク２６に溜まる濃縮液をスラリー再生液として使用したときにウェハを傷つけることがない。濃縮液タンク２６に排出される濃縮液は研磨装置２で使用されるときの濃度に調整されたものとなっており、そのままスラリー再生液として使用される。
【００２４】
逆洗装置２５は、濃縮膜ユニット４９，５０で分離された透過液を一時蓄えるための２つの逆洗チャンバ６４，６５を備え、逆洗チャンバ６４，６５に蓄えられた透過液を利用して濃縮膜ユニット４９，５０が有する各濃縮膜を洗浄するための装置である。濃縮膜ユニット４９で分離された透過液は管路６６を通じて逆洗チャンバ６４に蓄えられ、濃縮膜ユニット５０で分離された透過液は管路６７を通じて逆洗チャンバ６５に蓄えられる。各管路６６，６７上には各逆洗チャンバ６４，６５の下流側に弁６８，６９が設けられ、逆洗チャンバ６４，６５に透過液を蓄えるときに各弁６８，６９が閉弁される。透過液は各弁６８，６９が開弁されているときに排出管路７０を通って透過液タンク２７に排出される。
【００２５】
透過液の流量は排出管路７０上に設けられた流量検出手段としての流量計７１によって計測されるようになっている。流量コントローラ６３は流量計７１によって計測された透過液の流量値を管理し、その流量値に基づいて熱交換器５２の温調制御を行う。スラリー廃液の温度を上げると濃縮膜を透過する線速が上昇し、スラリー廃液の温度を下げると濃縮膜を透過する線速が下降する。流量コントローラ６３は、透過液の流量が規定値を維持するように熱交換器５２の温調制御をし、例えば規定値を維持し切れなくなると濃縮膜の洗浄時期（逆洗時期）であると判断する。なお、濃縮度制御手段は、熱交換器５２，流量コントローラ６３および流量計７１により構成される。
【００２６】
各逆洗チャンバ６４，６５は管路７２，７３を通じてガスパージ手段としてのガスパージ装置７６，７７と接続されている。そして、管路７２，７３上に設けられた制御弁７４，７５が開弁されることにより、ガスパージ装置７６，７７から高圧な不活性なガス（窒素またはアルゴン）が逆洗チャンバ６４，６５に送り込まれるようになっている。逆洗チャンバ６４，６５内にガスが送り込まれることによって、逆洗チャンバ６４，６５内の透過液は管路６６，６７を逆流して濃縮膜ユニット４９，５０内の濃縮膜に強く噴き出し、濃縮膜が洗浄される。管路５５，５６には原料タンク４２と繋がる戻り管路７８が接続されている。そして、濃縮膜ユニット４９，５０の濃縮膜の逆洗をするときは、その濃縮膜ユニット４９，５０の上流側に位置する弁５３，５４と、その下流側に位置する管路５５，５６上の弁７９，８０を閉弁するとともに、戻り管路７８上の弁８１，８２を開弁して行われる。よって、逆洗に使用された透過液は戻り管路７８を通って原料タンク４２に戻される。なお、濃縮膜ユニット４９，５０の洗浄膜の逆洗は１機ずつ行われる。
【００２７】
濃縮液タンク２６の濃縮液は循環管路１４から排出され、研磨装置２またはスラリー供給装置５に供給される。また、透過液タンク２７の透過液は管路１８から排出され、スラリー供給装置５に供給される。なお、濃縮装置２３は、濃縮膜ユニット４９，５０と、その濃縮度を制御するために使用される熱交換器５２、流量コントローラ６３および流量計７１等によって構成される。また、逆洗装置２５は、逆洗チャンバ６４，６５、制御弁７４，７５およびガスパージ装置７６，７７等から構成される。
【００２８】
次にプラント１の運転を説明する。
各研磨装置２で研磨に使用されて排出されたスラリー廃液は、破砕装置２１の破砕室３１に注入される。スラリー廃液中には砥粒の一粒ずつが凝集して肥大化した凝集粒子が存在する。この凝集粒子の大きさは直径で約５００ｎｍ程度であり、新液のときの粒子（砥粒）の直径が約１００ｎｍであるため、約１２５個分の粒子が凝集していることになる。この凝集粒子にはウェハから削り取られた各種の膜片、研磨パッドからの剥離物等の不純物が混入している可能性があるが、砥粒の量に比較すると無視できるほどの量である。
【００２９】
凝集粒子を含むスラリー廃液は、図３における注入口３９から破砕室３１に受け入れられる。破砕室３１に受け入れられたスラリー廃液中の凝集粒子はミル３３で破砕される。ミル３３による破砕処理後のスラリー廃液中に残る凝集粒子は、超音波発振器３８の作動により超音波発振板３５から発振される超音波振動によって破砕・分散される。さらに加圧ポンプ３７の作動によってスラリー廃液が循環パイプ３６を通って加圧循環され、凝集粒子が破砕室３１の内壁に当たることでその破砕が進行する。なお、ミル３３と加圧ポンプ３７と超音波発振器３８を３つ常に作動させる必要はなく、効果的な２つの組合せのみでの使用であってもよい。
【００３０】
ここで、破砕された粒子は、攪拌器３４による攪拌によってスラリー廃液中に均一に浮遊拡散（分散）され、排出口４０から排出される。排出口４０から排出されたスラリー廃液は、管路４１を通って図２における原料タンク４２に送られる。
【００３１】
原料タンク４２内のスラリー廃液は、濃度比重計４４およびｐＨ計４５でその比重およびｐＨが測定され、その測定結果に基づいて比重コントローラ４６およびｐＨコントローラ４７により液質が制御される。この液質が制御されたスラリー廃液は、ポンプ５１によって熱交換器５２を経由して各濃縮膜ユニット４９，５０に供給される。
【００３２】
各濃縮膜ユニット４９，５０に供給されたスラリー廃液は、濃縮膜によって透過液と濃縮液とに分離される。濃縮液は管路５５，５６からマイクロフィルタ５７に送られて粗濾過された後、流量コントローラ６３を経由して排出管路５８から排出され、濃縮液タンク２６に溜められる。また、透過液は管路６６，６７を通って逆洗チャンバ６４，６５に一旦蓄えられ、その後、逆洗チャンバ６４，６５から流量計７１で流量を計測しながら排出されて透過液タンク２７に溜められる。
【００３３】
逆洗チャンバ６４，６５に溜められた透過液は、濃縮膜ユニット４９，５０の濃縮膜の洗浄に使用される。図２において濃縮膜ユニット４９の濃縮膜の洗浄は、弁５３，７９を閉じ、弁８１を開いたうえで、制御弁７４を開弁してガスパージ装置７６から窒素などの不活性なガスを逆洗チャンバ６４に吹き込む。このガスパージ装置７６からの窒素ガスの吹き込み時間は、逆洗チャンバ６４内の透過液が全て無くなるまで行われる。同様に濃縮膜ユニット５０の濃縮膜の洗浄も逆洗チャンバ６５に溜められた透過液を使用し、ガスパージ装置７７を用いて同様に行われる。濃縮膜ユニット４９，５０は二機同時に使用される。濃縮膜ユニット４９，５０のうち一方の濃縮膜の洗浄（逆洗）が行われているとき、他方の濃縮膜を使用して濃縮作業が行われるため、濃縮作業は途切れることがない。すなわち、二機の濃縮膜ユニット４９，５０によって連続運転が可能となる。また、マイクロフィルタ５７も２つ設けられ、交換作業の際は他方のものを使用することによって、濃縮作業が途切れることがなく連続運転が可能となる。
【００３４】
図１において濃縮液タンク２６に溜められる濃縮液の濃度は、スラリー廃液の温度を熱交換器５２で変化させ、濃縮膜ユニット４９，５０の各濃縮膜をスラリー廃液が通過するときの線速を制御することによって調整される。濃縮液の濃度を高くするには、熱交換器５２の温度設定を上げて濃縮膜を通過する液の線速を上げる。また、濃縮液の濃度を低くするには、熱交換器５２の設定温度を下げて濃縮膜を通過する液の線速を下げる。この線速は、流量計７１で計測される透過液の流量を基に、流量コントローラ６３により制御される。そして、透過液タンク２７に溜められた透過液は、スラリー供給装置５において、スラリー新液を調製するときの原液の希釈に利用される。
【００３５】
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）半導体ウェハの研磨に使用されたスラリー廃液を破砕工程によって、その廃液中の凝集粒子を破砕し、その後、濃縮液と透過液とに分離し、濃縮液をスラリー再生液として半導体ウェハの研磨に再利用するので、研磨原液の使用量を大幅に低減できるとともにスラッジの発生量を低減できる。このため、ＬＳＩなどの半導体装置の製造コストを低く抑えることができる。
【００３６】
（２）スラリー廃液中の凝集粒子を破砕する破砕工程を取り入れたので、再生液中の砥粒をスラリー新液中の単一粒子と同等の粒径に復元できる。
（３）ミル３３によって破砕するので、凝集粒子の破砕効果が高い。また、ミル３３に加え、加圧ポンプ３７による加圧循環処理、超音波発振器３８を使用した超音波振動処理を併用するので、凝集粒子をより確実に破砕させることができる。
【００３７】
（４）研磨廃液中のスラリー廃液の濃度（比重）が異なっても、予め比重調整するので、所望する一定濃度の濃縮液を得ることができる。また、予めｐＨ調整をするので、破砕工程で破砕し切れなかった凝集粒子を崩れ易くし、濃縮膜ユニット４９，５０に送られる過程で残存する凝集粒子を少しでもばらばらに崩すことができ、また液中の砥粒の分散性を高めることができる。
【００３８】
（５）攪拌器３４によって攪拌するので、破砕した粒子を液中に均一に分散させることできる。
（６）濃縮膜で分離した濃縮液をマイクロフィルタ５７によって粗濾過するので、スラリー再生液を使って研磨するときに半導体ウェハなどを傷つけ難い。
【００３９】
（７）透過液を原液の希釈に利用したので、砥粒の分散性の高いスラリー新液を供給できる。また、透過液をチャンバ６４，６５に貯めておき、濃縮膜を汚染が激しくなった所定時期に逆洗するので、濃縮膜の洗浄が簡単で済む。よって、透過液を有効利用できる。
【００４０】
（８）濃縮処理で分離される透過液の流量を流量計７１により検出し、流量コントローラ６３によってその流量値に基づいて熱交換器５２の設定温度を制御して濃縮処理前のスラリー廃液の温度調整をし、濃縮処理の線速を制御するので、所望する一定濃度の濃縮液を得ることができる。
【００４１】
（９）濃縮膜ユニット４９，５０を複数（２つ）用意するとともに、各濃縮膜ユニット４９，５０毎に逆洗チャンバ６４，６５を個々に用意したので、濃縮膜ユニット４９，５０のうち一方の濃縮膜を洗浄中にも、他方を使用することで再生処理を停止させることなく連続運転させることができる。
【００４２】
（１０）マイクロフィルタ５７を２つ設けたので、マイクロフィルタの交換の際にも他方を使用することで、再生処理を連続運転させることができる。
（１１）研磨装置２で使用されるときの濃度と同じ濃度の濃縮液が得られるように制御するので、濃縮液をそのままスラリー再生液として研磨装置２に供給でき、また濃縮処理における濃縮度を最低限の値で済ますことができる。
【００４３】
（１２）最終的に再生された濃縮液を循環管路１４により研磨装置２に供給できるようにしたので、全自動で再生供給循環システムを構築できる。
なお、前記実施形態は、上記に限定されず以下の態様で実施してもよい。
【００４４】
○ 破砕装置はミル法、超音波振動法、加圧循環法の３つを兼ね備える必要はない。ミル３３、超音波発振装置３５，３８、加圧循環装置３６，３７のうち少なくとも１つ備えていればよい。また、これら３つのうち任意の２つを備えたものであってもよい。例えば超音波発振装置と加圧循環装置を併設する構成でもよい。
【００４５】
○ 破砕工程において分散剤を使用し、凝集粒子の破砕を促進させるようにしてもよい。
○ 濃縮処理は濃縮液と透過液との分離法に限定されない。例えば水分を蒸発させて濃縮してもよい。また、分離法の場合、濃縮膜を使用する方法に限定されない。例えば円心分離法を用いてもよい。また、凝集分離（沈殿など）させ、上済み液を取り除くことで濃縮液を得る方法を採用することもできる。
【００４６】
○ 濃縮液を研磨装置２で使用される濃度より高濃度としてもよい。例えば濃縮液をスラリー供給装置に供給し、スラリー供給装置において透過液を使用するなどしてその濃縮液を希釈してスラリー再生液として使用する方法を採ってもよい。
【００４７】
○ 砥粒の粒径管理をする処理を入れてもよい。再利用回数が多くなってある値未満の粒径の砥粒についてはスラッジとして廃棄する処理を入れてもよい。この構成によれば、スラリー液の研磨能力をいつまでも高く維持できる。
【００４８】
○ 逆洗を行う時期を一定回数の濃縮処理をする度としてもよい。例えば濃縮処理回数を計数し、その計数値が予め設定された設定値に到達すると、逆洗処理を実行する。また、作業者が濃縮膜の汚染度を管理し、計器などの値から洗浄すべき時期と判断したときに人為操作によって逆洗処理を行うこともできる。
【００４９】
○ 濃縮膜ユニットは２台に限定されない。３台以上であってもよい。もちろん、洗浄時の連続運転ができなくなるが１台であってもよい。
○ マイクロフィルタは２つに限定されない。３つ以上であってもよい。もちろん、マイクロフィルタの交換時の連続運転ができなくなるが１つであってもよい。
【００５０】
○ スラリー液（研磨液）中の砥粒はアルミナに限定されない。その他の材料でもよい。例えばコロダイルシリカやダイヤモンドが砥粒であってもよい。
○ 循環供給システムを構築せず、濃縮液タンクの濃縮液を供給用タンクに移し替えてから研磨装置に供給する方法を採ることもできる。
【００５１】
○ 研磨装置はＣＭＰ装置に限定されない。研磨液（スラリー液）を使用するその他の研磨装置であっても構わない。
○ 研磨廃液再利用方法および研磨廃液再利用装置が対象とする研磨廃液は、半導体ウェハの研磨廃液に限定されない。半導体製造における研磨工程で発生するあらゆる研磨廃液の再利用を目的として採用することができる。例えばパッケージの研磨に使用した研磨廃液を再生することもできる。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１，２に記載の発明によれば、研磨装置で使用の終了して研磨廃液中の凝集粒子を破砕するので、研磨液に要求される粒径に粒子を復元でき、研磨廃液を再生することができる。よって、研磨廃液を再生して再利用でき、研磨廃液から発生するスラッジの削減と半導体製造におけるコストダウンを図ることができる。
【００５３】
請求項１に記載の発明によれば、スラリー廃液の濃縮作業に使用する濃縮膜が、長期間の使用のため汚染した場合、透過液を利用した逆洗によって濃縮膜を簡単に洗浄できる。
【００５４】
請求項２に記載の発明によれば、スラリー廃液を破砕処理後に濃縮することで、再利用し易い所定濃度の再生液を得ることができる。また、濃縮前に予めスラリー廃液の液質を調整するため、スラリー廃液の濃度がいかに変化しようとも、所望濃度の濃縮液を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の研磨廃液再生プラントの概略構成図。
【図２】スラリー廃液再生装置の概略構成図。
【図３】破砕装置の概略構成図。
【符号の説明】
１研磨廃液再利用装置としての研磨廃液再生プラント
２研磨装置
３原液ドラム
５スラリー供給装置
１４循環供給路としての循環管路
１８透過液供給路としての管路
２１破砕装置
２２液質調整装置
２５逆洗装置
２６濃縮液タンク
２７透過液タンク
３３ミル
３４攪拌手段としての攪拌器
３５超音波振動装置を構成する超音波振動板
３６加圧循環装置を構成する循環パイプ
３７加圧循環装置を構成するとともに加圧循環ポンプとしての加圧ポンプ
３８超音波振動装置を構成する超音波振動器
４４液質調整装置、比重調整手段を構成する濃度比重計
４５液質調整装置、ｐＨ調整手段を構成するｐＨ計
４６液質調整装置、比重調整手段を構成する比重コントローラ
４７液質調整装置、ｐＨ調整手段を構成するｐＨコントローラ
４９，５０濃縮装置、濃縮膜処理装置としての濃縮膜ユニット
５２濃縮度制御手段を構成するとともに温度調整器としての熱交換器
５７濾過装置としてのマイクロフィルタ
６３濃縮度制御手段を構成する流量コントローラ
６４，６５逆洗装置を構成するとともにチャンバとしての逆洗チャンバ
７１濃縮度制御手段を構成するとともに流量検出手段としての流量計
７６，７７ガスパージ手段としてのガスパージ装置

Claims

半導体製造において使用される研磨装置から排出された研磨後のスラリー廃液を研磨液として再生する研磨廃液の再利用方法であって、
研磨後のスラリー廃液中の砥粒の凝集粒子を破砕する破砕工程と、
前記破砕工程後のスラリー廃液を濃縮する濃縮工程とを備え、
前記濃縮工程では、前記スラリー廃液を濃縮膜を使って濃縮液と透過液とに分離するとともに、前記濃縮膜で分離される透過液の流量を検出した検出値に基づいて温度調整器を制御してスラリー廃液を温度制御することで前記濃縮膜で分離される濃縮液の濃縮度を制御する半導体製造における研磨廃液再利用方法。
半導体製造において使用される研磨装置から排出された研磨後のスラリー廃液を研磨液として再生する研磨廃液の再利用方法であって、
研磨後のスラリー廃液中の砥粒の凝集粒子を破砕する破砕工程と、
前記破砕工程後のスラリー廃液の液質を調整する液質調整工程と、
前記液質調整工程後のスラリー廃液を濃縮膜を使って濃縮液と透過液とに分離することで濃縮する濃縮工程とを備え、
前記濃縮膜で分離された透過液をチャンバに蓄えるとともに、前記濃縮膜で分離された透過液の流量を検出した検出値に基づいて濃縮度が規定値を維持し切れなくなる濃縮膜の洗浄時期であると判断されると、前記チャンバにガスパージすることで濃縮膜を透過液で逆洗し、逆洗に使用された透過液を前記液質調整工程のスラリー廃液へ戻す半導体製造における研磨廃液再利用方法。