JP2001009721A - Abrasive recovery system - Google Patents

Abrasive recovery system

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JP2001009721A
JP2001009721A JP11189345A JP18934599A JP2001009721A JP 2001009721 A JP2001009721 A JP 2001009721A JP 11189345 A JP11189345 A JP 11189345A JP 18934599 A JP18934599 A JP 18934599A JP 2001009721 A JP2001009721 A JP 2001009721A
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JP
Japan
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washing
dispersant
abrasive
concentrating
cleaning
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Application number
JP11189345A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Nomura
誠 埜村
Akira Matsumoto
章 松本
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To recover slurry of abrasive particles easily reusable as abrasive slurry from effluent from polishing processes in an easy and effective manner. SOLUTION: This recovery system comprises concentrating means 2 for concentrating effluent from a polishing process, washing means 3 for washing abrasive particles in the concentrate and means for inputting a dispersant into the washing means 3 or an earlier step. In another mode, the recovery system comprises washing and concentrating means 2 for concentrating and washing effluent from a polishing process and means for inputting a dispersant into water introduced into the washing and concentrating means 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程等
における化学的機械研磨(CMP:Chemical
Mechanical Polishing)工程から
排出される研磨工程排水から、研磨材粒子を効率的に回
収して再利用するための装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to chemical mechanical polishing (CMP) in a semiconductor manufacturing process or the like.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for efficiently collecting and reusing abrasive particles from wastewater from a polishing step discharged from a mechanical polishing step.

【0002】[0002]

【従来の技術及び先行技術】半導体ウエハ及びその上に
形成された絶縁膜、メタル薄膜等の被膜の表面は高度な
平坦面であることが望まれる。従来、ウエハや、その上
に形成された被膜の平坦化には、研磨材のスラリを用い
て化学的機械研磨(CMP)する方法が採用されてい
る。この方法では、研磨パッド等の研磨部材と半導体ウ
エハとの間に研磨材スラリを介在させた状態で研磨を行
い、半導体ウエハあるいはシリコン酸化膜や金属薄膜等
の被膜表面を平坦化する。このCMPで用いられる研磨
材としては、分散性が良好で、平均粒子径が揃っている
シリカ微粒子(コロイダルシリカ)が一般的に使用され
ている。また、研磨速度の高い酸化セリウム(Ce
2)や、硬度が高く安定なアルミナ(Al23)等も
使用されている。酸化セリウムやアルミナ等の無機酸化
物は、平均粒子径が0.05〜0.5μm程度の粒子が
水中に分散したスラリとして使用されており、通常、こ
のスラリ中には、pH調整剤(KOH,NH4OH,有
機酸,アミン類)や界面活性剤(分散剤)、酸化剤(H
22,KIO3,Fe(NO33)等が別途添加されて
使用される。
2. Description of the Related Art It is desired that the surfaces of semiconductor wafers and films formed thereon, such as insulating films and metal thin films, be highly flat. 2. Description of the Related Art Conventionally, for planarizing a wafer and a film formed thereon, a method of performing chemical mechanical polishing (CMP) using a slurry of an abrasive has been adopted. In this method, polishing is performed with an abrasive slurry interposed between a polishing member such as a polishing pad and a semiconductor wafer to flatten the surface of a semiconductor wafer or a coating film such as a silicon oxide film or a metal thin film. As the abrasive used in the CMP, silica fine particles (colloidal silica) having good dispersibility and uniform average particle diameter are generally used. In addition, cerium oxide (Ce) having a high polishing rate
O 2), or the like high hardness stable alumina (Al 2 O 3) are also used. Inorganic oxides such as cerium oxide and alumina are used as a slurry in which particles having an average particle diameter of about 0.05 to 0.5 μm are dispersed in water. Usually, the slurry contains a pH adjuster (KOH , NH 4 OH, organic acids, amines), surfactants (dispersants), oxidants (H
2 O 2 , KIO 3 , Fe (NO 3 ) 3 ) and the like are separately used.

【0003】この研磨材スラリは、1枚のウエハ当りの
使用量が多く、しかも非常に高価であることから、ウエ
ハのCMP工程から排出される排水から研磨材を回収
し、回収した研磨材を用いて所定の組成の研磨材スラリ
を調整し、これを再利用することが望まれる。このよう
な回収再利用は廃液処理量の低減の面からも重要であ
る。
[0003] Since this abrasive slurry is used in a large amount per one wafer and is very expensive, the abrasive is recovered from wastewater discharged from a wafer CMP process, and the recovered abrasive is collected. It is desired to adjust the abrasive slurry having a predetermined composition by using the slurry and reuse the slurry. Such recovery and reuse is also important from the viewpoint of reducing the amount of waste liquid treatment.

【0004】しかし、CMP工程から排出される排水
は、稀釈されて研磨材濃度が低下している上に、被研磨
物である半導体ウエハや被膜層を形成する薄膜材料或い
は研磨パッド等の研磨部材が削り取られた研磨屑、研磨
材としての無機酸化物粒子が破壊された微細粒子や、研
磨された薄膜材料片等と研磨粒子とが凝集することによ
って生じる粒径の大きな研磨屑等の不純物が混入したも
のである。このため、このような研磨工程排水を無処理
で研磨材として再利用すると、ウエハ表面にキズを発生
させたり、研磨屑の蓄積により研磨力が低下したり、更
には研磨材濃度の低下による研磨速度低下につながるこ
とから、この研磨工程排水はそのまま循環再利用するこ
とはできない。従って、研磨工程排水の再利用に当って
は、不純物の除去、濃縮等の処理を行って研磨材を回収
し、所定の組成の研磨材スラリを再調整することが必要
となる。
However, the wastewater discharged from the CMP process is diluted to lower the concentration of the abrasive, and further, a polishing object such as a semiconductor wafer or a thin film material for forming a coating layer or a polishing pad such as a polishing pad. Impurities such as abrasive chips shaved off, fine particles in which inorganic oxide particles as abrasives are destroyed, and abrasive particles having a large particle diameter caused by aggregation of polished thin film material pieces and abrasive particles. It was mixed. For this reason, if such polishing process wastewater is reused as an abrasive without treatment, scratches are generated on the wafer surface, polishing power is reduced due to accumulation of polishing debris, and polishing due to a decrease in abrasive concentration is further reduced. The polishing process wastewater cannot be circulated and reused as it is because it leads to a reduction in speed. Therefore, in reusing the wastewater from the polishing step, it is necessary to recover the abrasive by performing a process such as removal of impurities and concentration, and to readjust an abrasive slurry having a predetermined composition.

【0005】本出願人は、この研磨工程排水から研磨材
を回収して再利用するための技術として、酸化セリウム
やアルミナ等の研磨材粒子の比重が大きいことに着目
し、遠心分離機を用いてこれを濃縮し、遠心分離後の濃
縮スラリから塩類や有機物、微小な研磨屑などの不純物
を除去するために水洗浄を行って、研磨材を回収する方
法及び装置を先に提案した(特願平11−100346
号。以下「先願」という。)。この方法及び装置によれ
ば、研磨工程排水から研磨材として容易に再利用可能な
研磨材粒子のスラリを効率的に回収することが可能とな
る。
As a technique for recovering and reusing the abrasive from the polishing process wastewater, the present applicant has focused on the fact that abrasive particles such as cerium oxide and alumina have a large specific gravity, and have used a centrifugal separator. A method and an apparatus for recovering an abrasive by concentrating the slurry and performing a water wash to remove impurities such as salts, organic substances, and fine polishing debris from the concentrated slurry after centrifugation have been previously proposed. 11-100034
issue. Hereinafter, it is referred to as “first application”. ). According to the method and the apparatus, it is possible to efficiently collect the slurry of the abrasive particles that can be easily reused as the abrasive from the wastewater of the polishing process.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】研磨材は、その使用に
当り、スラリ中で所定の粒子径に凝集分散するように、
その表面が分散剤で被覆されている。しかし、上記先願
の回収工程で水洗浄を行うと、この分散剤の濃度低下が
生じ、水洗浄の時間、水量、頻度等によっては、研磨材
表面や近傍に存在する分散剤が洗浄除去されてしまう場
合が生じる。特に、研磨材表面や、その近傍の分散剤が
除去されてしまうと、研磨材粒子が凝集粗大化してしま
い、所定の粒子径に再分散させるのが困難ないし不可能
になることがある。従って、先願の回収技術ではこのよ
うな不具合を生じないように、水洗浄の時間、水量、頻
度等の洗浄条件を厳密に管理することが必要となる。
When the abrasive is used, the abrasive is coagulated and dispersed to a predetermined particle size in the slurry.
Its surface is coated with a dispersant. However, when the water washing is performed in the recovery step of the prior application, the concentration of the dispersant decreases, and depending on the time of water washing, the amount of water, the frequency, etc., the dispersant present on or near the abrasive material is washed away. May occur. In particular, if the dispersant on or near the abrasive surface is removed, the abrasive particles are agglomerated and coarse, and it may be difficult or impossible to redisperse the particles to a predetermined particle diameter. Therefore, it is necessary to strictly control the cleaning conditions such as the time, the amount of water and the frequency of the water cleaning so that such a problem does not occur in the recovery technology of the prior application.

【0007】本発明は、上記先願の装置を改良改善し、
研磨工程排水から研磨材として容易に再利用可能な研磨
材粒子のスラリをより一層容易かつ効率的に回収するこ
とができる研磨材の回収装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has improved and improved the above-mentioned prior application device,
An object of the present invention is to provide an apparatus for collecting abrasives that can more easily and efficiently collect slurry of abrasive particles that can be easily reused as abrasives from wastewater in a polishing process.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の研磨材の回収
装置は、研磨工程排水から研磨材を回収する装置におい
て、該研磨工程排水を濃縮処理する濃縮手段と、該濃縮
手段からの濃縮液を洗浄する洗浄手段と、該洗浄手段又
はそれよりも前の工程に分散剤を添加する分散剤添加手
段とを備えてなることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for collecting abrasives from a polishing process wastewater, comprising: a concentration means for concentrating the polishing process wastewater; It is characterized by comprising a washing means for washing a liquid, and a dispersant adding means for adding a dispersant to the washing means or a step before the washing means.

【0009】請求項5の研磨材の回収装置は、研磨工程
排水から研磨材を回収する装置において、該研磨工程排
水を濃縮すると共に洗浄処理する洗浄濃縮手段と、該洗
浄濃縮手段に導入される水に分散剤を添加する手段とを
備えてなることを特徴とする。
In a fifth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for recovering an abrasive from wastewater from a polishing step, wherein the polishing and wastewater is introduced into the cleaning and concentration means for concentrating the wastewater from the polishing step and performing a cleaning treatment. Means for adding a dispersant to water.

【0010】本発明の研磨材の回収装置では、分散剤を
添加して洗浄を行うため、分散剤濃度の低下、研磨材粒
子表面の分散剤の被覆層の洗浄除去の問題がない。この
ため、回収された研磨材の再分散のための手間を省略す
ることができると共に、洗浄工程での条件管理も不要で
あり、容易かつ効率的に回収作業を行える。
In the apparatus for recovering abrasives of the present invention, since the cleaning is performed by adding a dispersant, there is no problem of lowering the concentration of the dispersant and cleaning and removing the coating layer of the dispersant on the surface of the abrasive particles. For this reason, it is possible to omit trouble for re-dispersion of the collected abrasive, and it is not necessary to control conditions in the cleaning step, and the collecting operation can be performed easily and efficiently.

【0011】請求項1の研磨材の回収装置の濃縮手段と
しては遠心分離手段が好適である。また、請求項1の研
磨材の回収装置において、洗浄手段及び分散剤添加手段
としては、具体的には次のような構成が採用される。 洗浄手段は、濃縮手段の後段に設けられた洗浄槽で
あり、分散剤添加手段は、濃縮手段に導入される水、洗
浄槽に導入される水及び洗浄槽内の水のいずれか一つ以
上に分散剤を添加する手段。 洗浄手段は、濃縮手段の後段に設けられた洗浄槽で
あり、分散剤添加手段は、洗浄槽に導入される水及び洗
浄槽内の水のいずれか一つ以上に分散剤を添加する手段
であり、かつ、洗浄槽の洗浄処理水の一部を濃縮手段に
返送する手段が設けられている。
A centrifugal separation means is suitable as the concentration means of the abrasive recovery apparatus of the first aspect. Further, in the abrasive recovery apparatus of the first aspect, the following configuration is specifically adopted as the cleaning means and the dispersant adding means. The washing means is a washing tank provided after the concentration means, and the dispersant adding means is at least one of water introduced into the concentration means, water introduced into the washing tank, and water in the washing tank. Means for adding a dispersant to the mixture. The washing means is a washing tank provided after the concentration means, and the dispersant adding means is a means for adding a dispersant to at least one of water introduced into the washing tank and water in the washing tank. A means is provided for returning a part of the cleaning treatment water in the cleaning tank to the concentration means.

【0012】請求項5の研磨材の回収装置において、洗
浄濃縮手段は、好ましくは遠心分離手段と、該遠心分離
手段で濃縮された液の一部を該遠心分離手段に返送する
手段とで構成される。
Preferably, the washing and concentrating means comprises a centrifugal separating means and a means for returning a part of the liquid concentrated by the centrifuging means to the centrifugal separating means. Is done.

【0013】本発明の研磨材の回収装置においては、研
磨工程排水から粗大不純物を除去するための膜分離手段
を、遠心分離手段等の濃縮手段又は洗浄濃縮手段の前段
又は後段に設けるのが好ましい。
In the apparatus for recovering abrasives of the present invention, it is preferable that the membrane separation means for removing coarse impurities from the wastewater in the polishing step is provided before or after the concentration means such as the centrifugal separation means or the washing and concentration means. .

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0015】図1(a)〜(c)は本発明の研磨材の回
収装置の実施の形態を示す系統図である。
FIGS. 1 (a) to 1 (c) are system diagrams showing an embodiment of an apparatus for collecting abrasives according to the present invention.

【0016】図1(a)の研磨材の回収装置では、CM
Pの研磨工程から排出された研磨材を含む研磨工程排水
を、まず、MF(精密濾過)膜又はUF(限外濾過)膜
分離装置1に導入して全量を膜濾過することにより、研
磨工程で発生する研磨パット屑などの、研磨材粒子に比
べて粒径の大きな不純物を除去する。
In the apparatus for collecting abrasives shown in FIG.
The polishing process wastewater containing the abrasive discharged from the polishing process of P is first introduced into a MF (microfiltration) membrane or a UF (ultrafiltration) membrane separation device 1 and the whole amount is subjected to membrane filtration, whereby the polishing process is performed. And impurities having a larger particle size than the abrasive particles, such as polishing pad debris generated in the above step, are removed.

【0017】この膜分離装置1のMF膜又はUF膜とし
ては、このような大粒径の不純物が除去できればよく、
一般的には孔径10〜100μm程度のものが用いられ
る。MF膜材質としては、ポリプロピレン、ポリカーボ
ネート、三酢化セルロース、ポリアミド、ポリ塩化ビニ
ル、ポリフッ化ビニリデン等が用いられる。また、UF
膜材質としては、ポリサルフォン、セルロース、酢酸セ
ルロース、ポリエチレンなどが例示される。特に、これ
らのいずれかの単繊維をワインドしたワインドタイプの
濾過エレメントを有するMF膜やUF膜を用いるのが好
ましい。
The MF film or the UF film of the membrane separation apparatus 1 only needs to be able to remove such impurities having a large particle diameter.
Generally, those having a pore diameter of about 10 to 100 μm are used. As the MF film material, polypropylene, polycarbonate, cellulose triacetate, polyamide, polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride and the like are used. Also, UF
Examples of the film material include polysulfone, cellulose, cellulose acetate, and polyethylene. In particular, it is preferable to use an MF membrane or a UF membrane having a wind-type filtration element obtained by winding any of these single fibers.

【0018】この膜濾過条件としては、基本的には全量
濾過方式とする。運転に際しては入口と出口の差圧が1
kgf/cm2以上になったら逆洗をかけるか、又は膜
の交換を行うのが好ましい。
The membrane filtration conditions are basically a total filtration system. During operation, the differential pressure between the inlet and outlet is 1
When the weight becomes kgf / cm 2 or more, it is preferable to perform back washing or replace the membrane.

【0019】この膜分離装置1の透過液は次いで濃縮手
段である遠心分離機2に送給し、遠心分離して濃縮す
る。この遠心分離機2としては、遠心力を利用した一般
的な分離手段、例えば、分離板式デカンタ、サイクロ
ン、回転円筒式等の各種の遠心分離手段を用いることが
できる。この遠心分離機2による濃縮の程度には特に制
限はないが、通常の場合、濃縮液中のスラリー(SS)
濃度が5〜50重量%程度となるような濃縮条件とする
のが好ましい。
Next, the permeated liquid from the membrane separation device 1 is fed to a centrifugal separator 2 as a concentrating means, where it is centrifuged and concentrated. As the centrifugal separator 2, a general separating means utilizing a centrifugal force, for example, various kinds of centrifuging means such as a separating plate type decanter, a cyclone, and a rotating cylindrical type can be used. The degree of concentration by the centrifugal separator 2 is not particularly limited, but usually, the slurry (SS) in the concentrated liquid is used.
Preferably, the concentration conditions are such that the concentration is about 5 to 50% by weight.

【0020】この遠心分離機2で分離した水(分離液)
は系外へ排出して廃水処理する。また、濃縮液は洗浄槽
3に送給し、この洗浄槽3で攪拌することにより洗浄す
る。この研磨材の回収装置では、遠心分離機2に導入さ
れる研磨材含有水(図1(a)のの箇所)、遠心分離
機2で濃縮された濃縮液(図1(a)のの箇所)又は
洗浄槽(図1(a)のの箇所)に分散剤水溶液を添加
し、分散剤水溶液で洗浄を行う。
Water (separated liquid) separated by the centrifuge 2
Is discharged outside the system for wastewater treatment. The concentrated liquid is fed to the washing tank 3 and washed by stirring in the washing tank 3. In this abrasive recovery apparatus, the abrasive-containing water introduced into the centrifugal separator 2 (the location in FIG. 1A) and the concentrated liquid concentrated in the centrifuge 2 (the location in FIG. 1A) ) Or a washing tank (at the position shown in FIG. 1A) by adding an aqueous solution of a dispersant and washing with the aqueous solution of the dispersant.

【0021】ここで用いられる分散剤としては、研磨材
の分散剤として一般的に使用されるもので良く、例え
ば、以下に示すような金属イオン類を含まない分散剤が
挙げられる。
The dispersant used here may be any one generally used as a dispersant for abrasives, and examples thereof include the following dispersants that do not contain metal ions.

【0022】アクリル酸重合体及びそのアンモニウム
塩、メタクリル酸重合体及びそのアンモニウム塩、ポリ
ビニルアルコール等の水溶性有機高分子類 ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンラウリ
ルエーテル硫酸アンモニウム等の水溶性陰イオン性界面
活性剤 ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリエチレング
リコールモノステアレート等の水溶性非イオン性界面活
性剤 モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等の水溶性
アミン類 洗浄水としての分散剤水溶液は、薬剤貯槽(図示せず)
で純水に分散剤を添加して所定濃度に調整したものを添
加すれば良く、この分散剤水溶液中の分散剤の濃度には
特に制限はないが、通常の場合、10〜10000pp
mの範囲で洗浄温度や回収スラリに要求される分散剤濃
度等に応じて適宜決定される。
Water-soluble organic polymers such as acrylic acid polymers and their ammonium salts, methacrylic acid polymers and their ammonium salts, polyvinyl alcohol, etc. Water-soluble anionic surfactants such as ammonium lauryl sulfate and ammonium polyoxyethylene lauryl ether sulfate Water-soluble nonionic surfactants such as polyoxyethylene lauryl ether and polyethylene glycol monostearate Water-soluble amines such as monoethanolamine and diethanolamine Dispersant aqueous solution as washing water is stored in a chemical storage tank (not shown)
What is necessary is just to add a dispersant adjusted to a predetermined concentration by adding a dispersant to pure water. The concentration of the dispersant in the aqueous solution of the dispersant is not particularly limited, but is usually 10 to 10,000 pp
In the range of m, it is appropriately determined according to the washing temperature, the dispersant concentration required for the recovered slurry, and the like.

【0023】洗浄槽3で洗浄処理された研磨材含有液
(以下、「洗浄スラリ」と称す場合がある。)は、次い
で遠心分離機4で濃縮処理される。このように洗浄槽3
で分散剤水溶液により希釈されて攪拌され、次いで、遠
心分離機で濃縮されることにより、塩類や有機物、微小
な研磨屑などの不純物が除去される。この洗浄に当り、
洗浄水として分散剤水溶液を用いるため、洗浄中におけ
る分散剤濃度の低下や研磨材粒子表面の分散剤の剥離の
問題は解消される。
The abrasive-containing liquid washed in the washing tank 3 (hereinafter sometimes referred to as “washing slurry”) is then concentrated in the centrifuge 4. Thus, the washing tank 3
The mixture is diluted with an aqueous solution of a dispersant, stirred, and then concentrated by a centrifuge to remove impurities such as salts, organic substances, and fine polishing dust. In this washing,
Since the aqueous solution of the dispersant is used as the washing water, the problems of a decrease in the concentration of the dispersant during washing and peeling of the dispersant from the surface of the abrasive particles are eliminated.

【0024】この洗浄に用いる分散剤水溶液の量が少な
すぎると十分な洗浄効果が得られず、逆に過度に多いと
使用水量が増大して回収処理コストが増大するため、通
常の場合、濃縮液に対して1〜10容量倍の分散剤水溶
液を用いるのが好ましい。
If the amount of the aqueous solution of the dispersant used for this washing is too small, a sufficient washing effect cannot be obtained. Conversely, if the amount is too large, the amount of water used increases and the cost of recovery treatment increases. It is preferable to use a dispersant aqueous solution in an amount of 1 to 10 times the volume of the liquid.

【0025】洗浄槽3からの洗浄スラリを遠心分離機4
に送給して濃縮する過程で生じる洗浄排水は、系外へ排
出して廃水処理される。
The washing slurry from the washing tank 3 is centrifuged by a centrifugal separator 4.
The washing wastewater generated in the process of feeding and concentrating the wastewater is discharged to the outside of the system for wastewater treatment.

【0026】このように膜濾過、遠心分離及び洗浄を行
うことにより、研磨材粒子よりも粒径の大きい不純物や
塩類、有機物等の溶解成分或いは微細な研磨屑等の不純
物が除去された研磨粒子のスラリ(以下「回収スラリ」
と称す場合がある。)を得ることができる。
By performing the membrane filtration, centrifugal separation and washing as described above, the abrasive particles from which impurities having a larger particle diameter than the abrasive particles, dissolved components such as salts and organic substances, or impurities such as fine abrasive chips are removed. Slurry (hereinafter “collected slurry”)
It may be called. ) Can be obtained.

【0027】図1(a)の実施の形態では、この回収ス
ラリを更に分級器5で粒度調整し、なお残留する研磨屑
などの微粒子や大粒子を除去して粒径をより均一なもの
とし、その後、調整槽6で超純水と必要に応じて水酸化
カリウム、アンモニア、塩酸、硫酸等のpH調整剤、そ
の他の薬剤を添加して新スラリと同等の研磨粒子濃度、
更には、新スラリと同等の液性状に調整して再生スラリ
を得る。
In the embodiment shown in FIG. 1A, the size of the recovered slurry is further adjusted by a classifier 5, and fine particles and large particles such as remaining polishing dust are removed to make the particle size more uniform. Then, in the adjusting tank 6, ultrapure water and, if necessary, a pH adjuster such as potassium hydroxide, ammonia, hydrochloric acid, and sulfuric acid, and other agents are added, and the abrasive particle concentration is equivalent to that of the new slurry.
Further, a regenerated slurry is obtained by adjusting the liquid properties to the same as those of the new slurry.

【0028】遠心分離機4としては、遠心分離機2と同
様の分離板式デカンタ、サイクロン、回転円筒式などの
遠心分離手段を用いることができる。
As the centrifugal separator 4, the same centrifugal separator as the centrifugal separator 2, such as a separator type decanter, a cyclone, and a rotating cylindrical type can be used.

【0029】なお、このような遠心分離機4の代わり
に、膜分離手段等の固液分離手段(濃縮手段)を用いて
も良い。ここで用いられる膜としては一般的には孔径
0.05〜1μmのMF膜やUF膜を用いることがで
き、このMF膜材質としてはポリカーボネート、三酢化
セルロース、ポリアミド、ポリ塩化ビニルなどが例示さ
れる。また、UF膜材質としてはポリサルフォン、セル
ロース、酢酸セルロース、ポリエチレンなどが例示され
る。
Instead of the centrifugal separator 4, a solid-liquid separating means (concentrating means) such as a membrane separating means may be used. As the membrane used here, an MF membrane or a UF membrane having a pore diameter of 0.05 to 1 μm can be generally used, and examples of the MF membrane material include polycarbonate, cellulose triacetate, polyamide, and polyvinyl chloride. Is done. Examples of the UF film material include polysulfone, cellulose, cellulose acetate, and polyethylene.

【0030】粒度調整用の上記分級器5としては、重力
式、機械式、水力式等の各種のものを用いることができ
る。
As the classifier 5 for adjusting the particle size, various types such as a gravity type, a mechanical type, and a hydraulic type can be used.

【0031】図1(b)に示す研磨材の回収装置は、図
1(a)の研磨材の回収装置において、分散剤水溶液を
洗浄槽に添加し、遠心分離機4を省略して洗浄槽3で洗
浄処理された洗浄スラリの一部を遠心分離機2に循環さ
せた点が異なり、その他は同様の構成とされている。
The apparatus for collecting abrasives shown in FIG. 1B differs from the apparatus for collecting abrasives shown in FIG. 1A in that an aqueous solution of a dispersant is added to a washing tank, and the centrifuge 4 is omitted. The difference is that a part of the washing slurry that has been washed in step 3 is circulated to the centrifugal separator 2, and the other parts have the same configuration.

【0032】このように洗浄スラリの一部を循環して遠
心分離することにより、洗浄と濃縮を同時に行うことが
できる。
By circulating a part of the washing slurry and centrifuging the washing slurry, washing and concentration can be performed simultaneously.

【0033】そして、このように分散剤水溶液を添加し
ながら攪拌洗浄し、洗浄スラリを循環して濃縮すること
により、不純物の系外への排出と濃縮を効率的に行うこ
とができるため、図1(a)に示す洗浄槽3の後段の遠
心分離機4を省略することができる。ただし、この場合
においても、図1(a)に示す如く、洗浄槽3の後段に
遠心分離機を設けても良い。
Since the washing is carried out with stirring while adding the aqueous dispersant solution and the washing slurry is circulated and concentrated, the impurities can be efficiently discharged out of the system and concentrated. The centrifugal separator 4 after the washing tank 3 shown in FIG. 1A can be omitted. However, also in this case, as shown in FIG. 1A, a centrifugal separator may be provided downstream of the washing tank 3.

【0034】この図1(b)の研磨材の回収装置におい
て、洗浄槽3からの洗浄スラリの分級器5への導入は連
続的でも間欠的でも良い。また、研磨工程排水の遠心分
離機2への導入も連続的でも間欠的でも良い。また、分
散剤は、洗浄槽3への濃縮液の導入配管に添加しても良
い。
1 (b), the introduction of the cleaning slurry from the cleaning tank 3 into the classifier 5 may be continuous or intermittent. The introduction of the polishing process wastewater into the centrifugal separator 2 may be continuous or intermittent. Further, the dispersant may be added to a pipe for introducing the concentrated liquid into the washing tank 3.

【0035】図1(c)に示す研磨材の回収装置は、図
1(b)の研磨材の回収装置において、洗浄槽3を省略
して遠心分離機2の入口側で分散剤を添加し、遠心分離
機2の濃縮液(以下「濃縮スラリ」と称す。)の一部を
遠心分離機2の入口側に循環させた点が異なり、その他
は同様の構成とされている。
The abrasive recovery apparatus shown in FIG. 1C differs from the abrasive recovery apparatus shown in FIG. 1B in that the washing tank 3 is omitted and a dispersant is added at the inlet side of the centrifugal separator 2. The difference is that a part of the concentrated liquid (hereinafter, referred to as “concentrated slurry”) of the centrifuge 2 is circulated to the inlet side of the centrifuge 2, and the other configuration is the same.

【0036】このように分散剤水溶液を添加しながら濃
縮スラリの一部を循環することにより、研磨材の洗浄を
遠心分離機2内での遠心分離による濃縮と同様に行うこ
とができ、洗浄槽を省略することができる。
By circulating a part of the concentrated slurry while adding the dispersant aqueous solution in this manner, the abrasive can be washed in the same manner as the concentrated by centrifugation in the centrifugal separator 2. Can be omitted.

【0037】この研磨材の回収装置において濃縮スラリ
の循環は、図1(c)に示す如く、遠心分離機2からの
濃縮スラリの排出配管から分岐する循環配管により、直
接循環するようにしても良く、また、遠心分離機2と分
級器5との間に貯留槽を設け、この貯留槽からの濃縮ス
ラリを循環するようにして良い。
As shown in FIG. 1 (c), the concentrated slurry is circulated directly from the concentrated slurry discharged from the centrifugal separator 2 by a circulation pipe branched from the concentrated slurry discharge pipe in the abrasive recovery apparatus. In addition, a storage tank may be provided between the centrifuge 2 and the classifier 5, and the concentrated slurry from the storage tank may be circulated.

【0038】この研磨材の回収装置であっても、図1
(b)の研磨材の回収装置と同様に、分級器5への濃縮
スラリの導入は連続的でも間欠的でも良い。この分級器
5への濃縮スラリの導入は遠心分離機2の濃縮スラリの
排出形態(間欠排出か連続排出か)に依存するが、遠心
分離機2と分級器5との間に貯留槽を設けた場合には、
分級器5への濃縮スラリの導入は、図1(b)の場合と
同様、遠心分離機2の排出形態には依存しない運転が可
能である。また、研磨工程排水の遠心分離機2への導入
も連続的であっても間欠的であっても良い。
Even with this abrasive recovery device, FIG.
As in the case of the abrasive recovery device (b), the introduction of the concentrated slurry into the classifier 5 may be continuous or intermittent. The introduction of the concentrated slurry into the classifier 5 depends on the form of discharging the concentrated slurry of the centrifugal separator 2 (intermittent discharge or continuous discharge), but a storage tank is provided between the centrifuge 2 and the classifier 5. If
The introduction of the concentrated slurry into the classifier 5 can be performed without depending on the discharge mode of the centrifugal separator 2 as in the case of FIG. The introduction of the polishing process wastewater into the centrifugal separator 2 may be continuous or intermittent.

【0039】この研磨材の回収装置であっても、分散剤
水溶液を添加しながら濃縮スラリを循環して洗浄及び濃
縮を行うため、不純物の系外への排出と濃縮が効率良く
行える。
Even with this abrasive recovering apparatus, the washing and concentration are performed by circulating the concentrated slurry while adding the aqueous solution of the dispersant, so that the impurities can be efficiently discharged to the outside and concentrated.

【0040】なお、図1(a)〜(c)に示す研磨材の
回収装置は、本発明の実施の形態の一例であって、本発
明はその要旨を超えない限り図示の実施例に限定される
ものではない。例えば、図1(a),(b)の研磨材の
回収装置において、膜分離装置1は、洗浄槽3の後段に
設けても良い。また、図1(c)の研磨材の回収装置に
おいても、膜分離装置1は遠心分離機2の後段に設けて
も良く、遠心分離機2と分級器5との間に貯留槽を設け
た場合には、貯留槽の後段に設けても良い。
The apparatus for collecting abrasives shown in FIGS. 1A to 1C is an example of the embodiment of the present invention, and the present invention is limited to the illustrated embodiment unless it exceeds the gist of the present invention. It is not something to be done. For example, in the apparatus for collecting abrasives shown in FIGS. 1A and 1B, the membrane separation apparatus 1 may be provided at a subsequent stage of the cleaning tank 3. 1C, the membrane separator 1 may be provided after the centrifugal separator 2, and a storage tank is provided between the centrifuge 2 and the classifier 5. In this case, it may be provided at a stage subsequent to the storage tank.

【0041】本発明においては、このような研磨材の回
収装置により、好ましくは、酸化セリウム等の研磨材濃
度が1〜30重量%、研磨材粒子の粒子径範囲が0.1
〜0.5μmで、分散剤濃度が研磨材100重量部に対
して0.01〜10重量部であるような再生スラリを得
る。この再生スラリ中の研磨材濃度に特に制限はない
が、再生スラリの取り扱い性の面から1〜30重量%の
範囲とするのが好ましい。また、分散剤濃度は、再生ス
ラリ中の研磨材粒子の分散性及び沈降防止性等の面か
ら、上記範囲とするのが好ましい。
In the present invention, the concentration of the abrasive such as cerium oxide is preferably 1 to 30% by weight, and the particle diameter range of the abrasive is preferably 0.1 to 0.1 by such an abrasive recovery apparatus.
A regenerated slurry having a thickness of about 0.5 μm and a dispersant concentration of 0.01 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the abrasive is obtained. The concentration of the abrasive in the regenerated slurry is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 30% by weight from the viewpoint of handleability of the regenerated slurry. The dispersant concentration is preferably in the above range from the viewpoint of the dispersibility of the abrasive particles in the regenerated slurry and the anti-settling property.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の研磨材の回
収装置によれば、分散剤により研磨材粒子の洗浄を行う
ことから、スラリ中の分散剤濃度の低下、研磨材粒子の
表面を覆っている分散剤の剥離の問題がない。このた
め、回収スラリの研磨材粒子の再分散処理を省略するこ
とができ、また、洗浄工程における煩雑な条件管理が不
要となる。従って、研磨材の再利用に要する時間、工程
等を大幅に簡素化ないし省略することができる。
As described in detail above, according to the apparatus for recovering abrasives of the present invention, since the abrasives are washed with the dispersant, the concentration of the dispersant in the slurry is reduced, and the surface of the abrasives is reduced. There is no problem of peeling of the dispersant covering the surface. For this reason, the process of redispersing the abrasive particles in the recovered slurry can be omitted, and complicated condition management in the cleaning process is not required. Therefore, the time and steps required for reusing the abrasive can be greatly simplified or omitted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の研磨材の回収装置の実施の形態を示す
系統図である。
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of an abrasive recovery apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 膜分離装置 2,4 遠心分離機 3 洗浄槽 5 分級器 6 調整槽 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Membrane separation device 2, 4 Centrifuge 3 Washing tank 5 Classifier 6 Adjustment tank

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 研磨工程排水から研磨材を回収する装置
において、 該研磨工程排水を濃縮処理する濃縮手段と、 該濃縮手段からの濃縮液を洗浄する洗浄手段と、 該洗浄手段又はそれよりも前の工程に分散剤を添加する
分散剤添加手段とを備えてなることを特徴とする研磨材
の回収装置。
1. An apparatus for recovering an abrasive from wastewater from a polishing step, comprising: a concentrating means for concentrating the wastewater from the polishing step; a cleaning means for cleaning a concentrated liquid from the concentrating means; An abrasive collecting apparatus, comprising: a dispersant adding means for adding a dispersant in the previous step.
【請求項2】 請求項1において、前記濃縮手段は遠心
分離手段であることを特徴とする研磨材の回収装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein said concentrating means is a centrifugal separating means.
【請求項3】 請求項1又は2において、前記洗浄手段
は、前記濃縮手段の後段に設けられた洗浄槽であり、前
記分散剤添加手段は、濃縮手段に導入される水、洗浄槽
に導入される水及び洗浄槽内の水のいずれか一つ以上に
分散剤を添加する手段であることを特徴とする研磨材の
回収装置。
3. The cleaning device according to claim 1, wherein the washing means is a washing tank provided after the concentrating means, and the dispersant adding means is water introduced into the concentrating means, and introduced into the washing tank. A means for adding a dispersant to at least one of the water to be used and the water in the cleaning tank.
【請求項4】 請求項1又は2において、前記洗浄手段
は、前記濃縮手段の後段に設けられた洗浄槽であり、前
記分散剤添加手段は、洗浄槽に導入される水及び洗浄槽
内の水のいずれか一つ以上に分散剤を添加する手段であ
り、かつ、該洗浄槽の洗浄処理水の一部を濃縮手段に返
送する手段が設けられていることを特徴とする研磨材の
回収装置。
4. The cleaning device according to claim 1, wherein the cleaning means is a cleaning tank provided downstream of the concentrating means, and the dispersant adding means includes water introduced into the cleaning tank and water in the cleaning tank. Means for adding a dispersant to any one or more of the water, and means for returning a part of the cleaning treatment water of the cleaning tank to the concentration means are provided. apparatus.
【請求項5】 研磨工程排水から研磨材を回収する装置
において、 該研磨工程排水を濃縮すると共に洗浄処理する洗浄濃縮
手段と、 該洗浄濃縮手段に導入される水に分散剤を添加する手段
とを備えてなることを特徴とする研磨材の回収装置。
5. An apparatus for recovering an abrasive from wastewater from a polishing step, comprising: a washing / concentrating means for concentrating and washing the wastewater from the polishing step; and a means for adding a dispersant to water introduced into the washing / concentrating means. An abrasive recovery device, comprising:
【請求項6】 請求項5において、該洗浄濃縮手段は、
遠心分離手段と、該遠心分離手段で濃縮された液の一部
を該遠心分離手段に返送する手段とを備えてなることを
特徴とする研磨材の回収装置。
6. The cleaning and concentrating means according to claim 5, wherein
An abrasive recovery apparatus comprising: a centrifugal separator; and a unit for returning a part of the liquid concentrated by the centrifugal separator to the centrifugal separator.
【請求項7】 請求項1ないし6のいずれか1項におい
て、研磨工程排水から粗大不純物を除去するための膜分
離手段を備えてなることを特徴とする研磨材の回収装
置。
7. An apparatus for collecting abrasives according to claim 1, further comprising a membrane separation means for removing coarse impurities from waste water in the polishing step.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2013099143A1 (en) * 2011-12-28 2015-04-30 コニカミノルタ株式会社 Abrasive manufacturing method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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