JP4310718B2 - Cmp用研磨スラリー含有排水処理装置 - Google Patents
Cmp用研磨スラリー含有排水処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4310718B2 JP4310718B2 JP35338799A JP35338799A JP4310718B2 JP 4310718 B2 JP4310718 B2 JP 4310718B2 JP 35338799 A JP35338799 A JP 35338799A JP 35338799 A JP35338799 A JP 35338799A JP 4310718 B2 JP4310718 B2 JP 4310718B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cmp
- water
- polishing slurry
- containing wastewater
- wastewater
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、CMP用研磨スラリー含有排水処理装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、CMP工程より排出されるCMP用研磨スラリー含有排水に含まれる微細な砥粒などを凝集させて固液分離し、固形分を含まない水を容易に回収することができるCMP用研磨スラリー含有排水処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスの微細化、高集積化、多層配線化が進むにつれ、電子材料表面の平坦化が強く求められるようになり、CMP(ケミカルメカニカルポリッシング)による平坦化が行われている。CMPは、回転する電子材料と研磨布を張り付けた定盤の間に研磨スラリーを連続的に注入しつつ、電子材料の研磨を行うものであって、機械加工とは異なり、グローバルな平坦化が可能であり、潜在傷などの加工変質層が残らず、歩留りと品質を向上することができるので、近年に至って急速に普及してきた。
しかし、CMPは比較的新しい技術であるために、CMP工程から発生する排水の処理方法は未だ確立されていない。CMP工程において発生する排水中には、CMP用研磨スラリーをはじめとして、電子材料と研磨布の研磨屑などが含まれる。CMP用研磨スラリーは、シリカ(SiO2)、セリア(CeO2)、アルミナ(Al2O3)などの微細な砥粒の分散液に、加工促進剤としてアンモニア、水酸化カリウムなどのアルカリを加えたものが一般的である。通常、水回収には凝集、ろ過による固液分離が行われるが、CMP用研磨スラリー含有排水は凝集が起こりにくく、水回収が困難であった。CMP工程においては、研磨後のリンスや、その後の洗浄工程で大量の超純水を消費するので、CMP用研磨スラリー含有排水から固形分を分離し、容易に水回収を行うことができるCMP用研磨スラリー含有排水処理装置が求められていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、CMP工程より排出されるCMP用研磨スラリー含有排水に含まれる微細な砥粒などを凝集させて固液分離し、固形分を含まない水を容易に回収することができるCMP用研磨スラリー含有排水処理装置を提供することを目的としてなされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、CMP用研磨スラリー含有排水中の固形分の凝集を妨げている物質は、砥粒を分散状態に保つために添加されている分散剤であり、該排水を酸化処理して分散剤を酸化分解することにより、砥粒などの固形分の凝集が可能となることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
(1)CMP用研磨スラリー含有排水(ただし、膜分離処理したものを除く)を酸化処理する酸化装置、酸化処理された該排水に凝集剤を添加して凝集反応を行う凝集反応装置及び凝集反応を受けた該排水中の固形物を分離する固液分離装置を有することを特徴とするCMP用研磨スラリー含有排水処理装置、
を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、
(2)酸化装置が、CMP用研磨スラリー含有排水配管に過酸化水素水を注入する配管、その下流側にオゾンガスの微細気泡を乳液状に含む流体を注入する配管及びその下流側の反応部からなる第1項記載のCMP用研磨スラリー含有排水処理装置、及び、
(3)固液分離装置が、有機高分子膜又はセラミック膜からなるろ過装置である第1項記載のCMP用研磨スラリー含有排水処理装置、
を挙げることができる。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明のCMP用研磨スラリー含有排水処理装置は、CMP用研磨スラリー含有排水を酸化処理する酸化装置、酸化処理された該排水に凝集剤を添加して凝集反応を行う凝集反応装置及び凝集反応を受けた該排水中の固形物を分離する固液分離装置を有する。図1は、本発明装置の一態様の工程系統図である。電子材料は、CMP処理装置において、研磨スラリーの連続的な注入を受けつつ研磨される。CMP処理を終えた電子材料は、乾燥させることなく洗浄装置に移され、付着している砥粒などが洗浄により除去される。洗浄液としては、アンモニア水、アンモニアと過酸化水素を含む水などを用いることができる。CMP処理装置から排出される使用済みの研磨スラリーと、洗浄装置より排出される使用済みの洗浄液は、合わせてCMP用研磨スラリー含有排水としてポンプにより酸化装置に送られる。
本発明装置において、酸化装置の形態に特に制限はなく、例えば、排水に過酸化水素水を添加したのちオゾンガス又はオゾンの微細気泡を含む乳液状の液体を添加、混合し、オゾン由来の酸化性ラジカルにより酸化する装置、排水にオゾン水又はオゾンガスを添加してオゾンの酸化力により酸化する装置、排水に紫外線を照射して酸化する紫外線酸化装置、排水に超音波照射を施し、酸化力の強いラジカル種を発生させて酸化する超音波照射酸化装置、酸化剤を添加し、加熱や触媒との併用により酸化する加熱分解酸化装置、触媒酸化装置などを挙げることができる。これらの中で、過酸化水素水を添加したのちオゾンを添加、混合する装置を特に好適に用いることができる。
【0006】
図2は、酸化装置の一態様の工程系統図である。本態様においては、CMP用研磨スラリー含有排水(図中においては、CMP排水と略す。)に、過酸化水素水貯槽1よりポンプ2を経由して過酸化水素水が注入され、ミキサー3において均一に混合される。一方、オゾン発生器4において発生したオゾンガスは、ミキシングポンプ5において水と混合され、オゾンガスの微細気泡を乳液状に含む流体となって、過酸化水素を含有するCMP用研磨スラリー含有排水に注入され、ミキサー6において均一に混合される。オゾンガスを混合する水として、CMP用研磨スラリー含有排水を用いることもできる。過酸化水素とオゾンが添加されたCMP用研磨スラリー含有排水は、反応器7に送られ、酸化反応が進行したのち、酸化処理水として反応器7より流出する。
本態様において、CMP用研磨スラリー含有排水中の過酸化水素の濃度に特に制限はないが、0.01〜10mg/Lであることが好ましく、0.1〜1mg/Lであることがより好ましい。CMP用研磨スラリー含有排水中のオゾンの濃度にも特に制限はないが、1〜50mg/Lであることが好ましく、2〜20mg/Lであることがより好ましい。反応器における反応条件にも特に制限はないが、通常は20〜30℃で0.1〜10分間反応することが好ましい。
【0007】
本態様の酸化装置においては、酸化力の強いオゾンを使用するので、過酸化水素は還元剤としてはたらくとともに、オゾン分解触媒としての作用も発揮する。したがって、CMP用研磨スラリー含有排水にあらかじめ過酸化水素水を注入し、次いでオゾンガスの微細気泡を乳液状に含む流体を注入することにより、オゾン由来の酸化性ラジカルが活発に発生し、CMP用研磨スラリー含有排水に含まれる分散剤を酸化分解して低分子量化するので、分散剤が有していた分散効果が失われ、凝集反応装置においてCMP用研磨スラリー含有排水中の砥粒などの固形分を凝集処理することが可能となる。
酸化装置として、排水にオゾン水又はオゾンガスを添加してオゾンの酸化力により酸化する装置を用いる場合、オゾンの濃度は5mg/L以上であることが好ましい。紫外線酸化装置を用いる場合、波長185nmの紫外線を発生する装置を用いることが好ましい。超音波照射酸化装置を用いる場合、超音波の周波数は20kHz以上であることが好ましく、100kHz以上であることがより好ましく、1MHz以上であることがさらに好ましい。加熱分解酸化装置を用いる場合、酸化剤として過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過酸化水素などを用い、90〜170℃に加熱することが好ましく、95〜100℃の常圧処理又は110〜150℃の加圧処理を行うことがより好ましい。触媒酸化装置を用いる場合、白金などの貴金属触媒を用いることが好ましい。
【0008】
図3は、凝集反応装置の一態様の工程系統図である。本態様においては、酸化処理水に、凝集剤貯槽8よりポンプ9を経由して凝集剤が添加され、ミキサー10において均一に混合される。凝集剤が添加された酸化処理水は、反応器11に送られ、凝集反応を促進してフロックを形成したのち、凝集処理水として反応器11より流出する。凝集反応を行うことにより、排水中の固形分は見かけ上の粒径が増大し、水と分離しやすい形態となる。
凝集反応装置において添加する凝集剤に特に制限はなく、例えば、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第一鉄などの無機凝集剤、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライド、アルキルアミン−エピクロルヒドリン縮合物、アルキレンジクロライド−ポリアルキレンポリアミン縮合物などのカチオン性高分子凝集剤、ポリエチレンイミン、ジシアンジアミド−ホルマリン縮合物などのノニオン性高分子凝集剤、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミドの部分加水分解物、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸単位を有するポリマーなどのアニオン性高分子凝集剤などを挙げることができる。これらの凝集剤は、1種を単独で用いることができ、あるいは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。例えば、複数個の凝集剤貯槽と複数個の反応器を設け、無機凝集剤を添加して急速撹拌しつつ、pH調整したのち、さらに高分子凝集剤を添加して緩速撹拌して凝集処理することができる。
【0009】
本発明装置において、固液分離装置に特に制限はなく、例えば、膜ろ過装置、遠心分離機、重力沈澱槽、加圧浮上分離槽などを挙げることができる。これらの中で、精密ろ過膜などを用いた膜分離装置は、装置を小型化し、処理水質を向上することができるので特に好適に用いることができる。膜分離装置に用いるろ過膜に特に制限はなく、例えば、ポリカーボネート、セルロース、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデンなどの有機高分子膜、セラミック膜などの無機膜などを挙げることができる。膜形式にも特に制限はなく、例えば、平膜、管状膜、中空糸膜などを挙げることができる。膜分離装置への給水方式は、吸引型、加圧型のいずれともすることができる。
図4は、固液分離装置の一態様の工程系統図である。凝集処理水が膜ろ過装置12に送られ、ろ過膜を透過した水が処理水として回収される。CMP用研磨スラリーに含まれていた砥粒などの固形分の凝集物は、濃縮水に含有されて除去される。
本発明装置を用いる処理によれば、排水処理工程の最前段においてCMP用研磨スラリー含有排水に含まれる分散剤を、酸化により低分子量化して分散効果を失わせることにより、排水中の固形分を凝集処理し、固液分離することが可能となる。固液分離して得られる処理水は、再度純水の原水として、あるいは別用途の設備用水などとして利用することができる。
【0010】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例1
図1に示す工程により、CMP用研磨スラリー含有排水の処理を行った。処理した排水は、フュームドシリカ15.7g/Lを含有するの白濁液であり、pH9.5、有機体炭素(TOC)濃度10mgC/Lであった。
この排水に、過酸化水素水を排水中の過酸化水素濃度が0.5mg/Lになるように添加した。次いで、オゾン濃度が50mg/Lであるオゾンガスの微細気泡を乳液状に含む水を、排水中のオゾン濃度が5mg/Lになるように添加し、撹拌しつつ25℃で1分間酸化処理を行った。酸化処理後の排水のTOC濃度は、5mgC/Lであった。
この酸化処理水に、ポリ塩化アルミニウムを濃度200mg/Lになるように添加し、pH7に調整しつつ5分間急速撹拌を行ったところ、固形分の凝集が生じた。次いで、ポリアクリルアミド部分加水分解物を濃度1mg/Lになるように添加し、5分間緩速撹拌を行ったところ、凝集物は粗大なフロックとなった。
この凝集処理水を、精密ろ過膜を備えた膜ろ過装置を用いて加圧ろ過した。膜を透過して得られる処理水は、無色透明であった。
比較例1
実施例1と同じCMP用研磨スラリー含有排水に、ポリ塩化アルミニウムを濃度200mg/Lになるように添加し、pH7に調整して5分間急速撹拌を行ったが、固形分の凝集は全く生じなかった。
実施例1と比較例1の結果から、CMP用研磨スラリー含有排水を酸化処理することにより、ポリ塩化アルミニウムによる凝集反応が可能になるのに対して、酸化処理を行わない場合は、凝集反応が起こらないことが確かめられた。
【0011】
【発明の効果】
本発明のCMP用研磨スラリー含有排水の処理装置によれば、CMP用研磨スラリー含有排水に含まれる固形分を凝集処理して、簡単に固液分離を行うことが可能となる。これによって、水回収及び再利用が容易になり、水資源の節減に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明装置の一態様の工程系統図である。
【図2】図2は、酸化装置の一態様の工程系統図である。
【図3】図3は、凝集反応装置の一態様の工程系統図である。
【図4】図4は、固液分離装置の一態様の工程系統図である。
【符号の説明】
1 過酸化水素水貯槽
2 ポンプ
3 ミキサー
4 オゾン発生器
5 ミキシングポンプ
6 ミキサー
7 反応器
8 凝集剤貯槽
9 ポンプ
10 ミキサー
11 反応器
12 膜ろ過装置
Claims (1)
- CMP用研磨スラリー含有排水(ただし、膜分離処理したものを除く)を酸化処理する酸化装置、酸化処理された該排水に凝集剤を添加して凝集反応を行う凝集反応装置及び凝集反応を受けた該排水中の固形物を分離する固液分離装置を有することを特徴とするCMP用研磨スラリー含有排水処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35338799A JP4310718B2 (ja) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | Cmp用研磨スラリー含有排水処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35338799A JP4310718B2 (ja) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | Cmp用研磨スラリー含有排水処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001170652A JP2001170652A (ja) | 2001-06-26 |
JP4310718B2 true JP4310718B2 (ja) | 2009-08-12 |
Family
ID=18430502
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35338799A Expired - Fee Related JP4310718B2 (ja) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | Cmp用研磨スラリー含有排水処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4310718B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102107942A (zh) * | 2009-12-25 | 2011-06-29 | 安集微电子(上海)有限公司 | 一种化学机械研磨废液的处理方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4233484B2 (ja) * | 2003-11-06 | 2009-03-04 | 三洋電機株式会社 | 流体の凝集処理装置およびそれを用いた凝集処理方法 |
JP4722776B2 (ja) * | 2006-06-21 | 2011-07-13 | オルガノ株式会社 | 排水処理方法及び装置 |
TWI417430B (zh) * | 2006-08-25 | 2013-12-01 | Applied Materials Inc | 基板研磨液之使用點處理方法與系統 |
-
1999
- 1999-12-13 JP JP35338799A patent/JP4310718B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102107942A (zh) * | 2009-12-25 | 2011-06-29 | 安集微电子(上海)有限公司 | 一种化学机械研磨废液的处理方法 |
CN102107942B (zh) * | 2009-12-25 | 2014-09-24 | 安集微电子(上海)有限公司 | 一种化学机械研磨废液的处理方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001170652A (ja) | 2001-06-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI379810B (ja) | ||
TWI245744B (en) | System and method for removing deep sub-micron particles from water | |
US6919031B2 (en) | Method of treating water and wastewater with a ballasted flocculation process and a chemical precipitation process | |
AU2004289490B2 (en) | Installation and method for the purification of an aqueous effluent by means of oxidation and membrane filtration | |
CN103288236B (zh) | 含盐废水的处理方法 | |
JP2000288560A (ja) | 水の浄化処理装置及びその方法 | |
CN106746131A (zh) | 一种有机废水反渗透浓水氧化及脱盐方法和系统 | |
JP4880656B2 (ja) | 水処理装置および水処理方法 | |
JP5143002B2 (ja) | 排水再利用方法 | |
TW524778B (en) | Waste water treatment method and waste water treatment apparatus | |
JP3871749B2 (ja) | 排煙脱硫排水の処理方法 | |
JP4310718B2 (ja) | Cmp用研磨スラリー含有排水処理装置 | |
Kin et al. | Treatment of chemical–mechanical planarization wastes by electrocoagulation/electro-Fenton method | |
JP2009125708A (ja) | Cmp排水の処理方法 | |
JP3575047B2 (ja) | 排水の処理方法 | |
JP2000140861A (ja) | 微細砥粒子分散研磨液を含む排水の処理方法 | |
JP3793937B2 (ja) | シリコンウエハ研磨排水の処理方法 | |
JP2004267855A (ja) | 光触媒を利用する水処理装置 | |
CN206624737U (zh) | 一种有机废水反渗透浓水氧化及脱盐系统 | |
CN215559636U (zh) | 一种废水处理系统 | |
JP4019277B2 (ja) | 漁港や魚市場等から発生する有機性廃水の処理方法及び処理装置 | |
JP2002316191A (ja) | 有機性汚水の処理方法及び装置 | |
JP2002263676A (ja) | 排水処理方法及び装置 | |
JPH11347569A (ja) | 研磨排水処理方法 | |
TW201206838A (en) | Waste water recycling/processing method and system thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061201 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090126 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090325 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090417 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090430 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120522 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4310718 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130522 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140522 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |