JP5868150B2 - 廃液処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリコン屑を含む廃液を、シリコン屑と浄水（水）とに分離する廃液処理装置に関するものである。

シリコンデバイスの製造においては、シリコンインゴットを切断してシリコンウェーハを形成する工程や、シリコンウェーハを研磨する工程や、シリコンウェーハの表面に格子状に配列された多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成し、各領域を所定のストリート（切断ライン）に沿って切断して個々のシリコンチップを形成する工程などがある。これらの工程では、例えば切削ブレードや加工点や研磨部分などを冷却したり、シリコン屑を押し流したりするために、浄水（水）が用いられている。

近年、浄水（水）の再利用や、シリコンの再利用の観点からシリコン屑を含む廃液をシリコン屑とシリコンを含まない浄水（水）に分離させる技術が求められている。シリコン屑は微細な粒子であり、廃液中に懸濁した状態となって含まれている。この種の従来技術として、濾過や遠心分離を行う物理的な方法や、薬品を使用した化学的な方法（例えば、特許文献１参照）が知られている。

特開平８−１６４３０４号公報

しかし、上記のような物理的な方法では、濾過の際に目詰まりが起こったり、そもそもシリコン粒子が通過してしまったりするという問題がある。特に、遠心分離法では、浄水（水）に対してシリコン粒子の濃度が薄すぎて遠心分離機の効率が悪い場合がある。また、上記のような化学的な方法では、薬品を使用するため、浄水（水）を再利用することが難しくなるという問題がある。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、シリコン屑を含む廃液を効率よく、再利用し易い状態でシリコン屑と浄水（水）とに分離することができる廃液処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明によれば、シリコン屑を含む廃液を、シリコン屑とシリコン屑を含まない浄水とに分離する廃液処理装置であって、廃液を収容する廃液収容タンクと、該廃液収容タンクに収容された廃液を送給する廃液送給ポンプと、該廃液送給ポンプによって供給された廃液からシリコン屑とシリコン屑を含まない浄水とに分離する分離処理手段と、該分離処理手段で分離されたシリコン屑を回収する回収手段と、該分離処理手段で分離されたシリコン屑を含まない浄水を貯水する浄水貯水タンクと、該回収手段により回収されたシリコン屑を貯蔵するシリコン屑タンクと、から構成され、該分離処理手段は、該廃液送給ポンプにより供給された該廃液を溜める液槽と、該液槽の中に等間隔で複数配置され該廃液中でマイナスに帯電した該シリコン屑を吸着するためのプラスに帯電したシリコン吸着板と、該シリコン吸着板に対向して該シリコン吸着板と離間して配設され該廃液の該浄水のみの通過を許容しマイナスに帯電した該シリコン屑の通過を規制する網目状のシリコン通過規制板を含むシリコン通過規制部と、該シリコン吸着板を陽極とし該シリコン通過規制板を陰極とし、該シリコン吸着板と該シリコン通過規制板との間に電界を形成する電界形成部とを備え、該シリコン通過規制部は、矩形状の枠体と該枠体の両側開口面を塞ぐように互いに平行をなすように配設された一対の該シリコン通過規制板とを含みかつ該シリコン通過規制板を通過した浄水が存在する内側の領域を該液槽内の該廃液から区画する筐体と、該筐体内に配設された該浄水を該浄水貯蔵タンクへ排出する排出部と、を備え、該回収手段は、該シリコン吸着板からシリコン屑を分離させる分離部と、該シリコン吸着板を該分離処理手段の該液槽中から該分離部まで移動させる吸着板移動部と、を備え、該シリコン通過規制部は、互いに隣り合う該シリコン吸着板間に設けられて、該液槽の長手方向に沿って該シリコン吸着板と交互に配設され、該液槽内に複数配設されるとともに、該シリコン通過規制板は、該シリコン吸着板と対向して配設されることを特徴とする廃液処理装置が提供される。

また、上記廃液処理装置において、該浄水貯水タンクは、タンクの向かい合う内壁に跨りタンク内を２つの空間に仕切り且つ高さ方向に徐々に傾斜して配設された浄水中の気泡を消すための傾斜消泡板と、該傾斜消泡板より上方側に配設された該排出部から排出された浄水を供給するための供給口と、該傾斜消泡板の下方に配設された該タンクから気泡が除去された浄水を外部へ供給するための送給口と、を備えていることが好ましい。

また、上記廃液処理装置において、該分離処理手段の該排出部は、各筐体に配設され且つ該シリコン通過規制板を通過した該浄水を各該筐体内から該浄水貯水タンクに送給する送給配管と、該送給配管に連結された開閉バルブとを有し、該回収手段の該吸着板移動部により該シリコン吸着板が該分離処理手段の該液層から引き上げられると、引き上げられた該シリコン吸着板に隣接する２つの該シリコン通過規制部の該開閉バルブが閉じ、隣接する２つの該シリコン通過規制部からの該浄水貯水タンクへの送給がストップすることが好ましい。

また、上記廃液処理装置において、該回収手段の該分離部の下方には分離部で分離されたシリコン屑が貯蔵されるシリコン屑タンクが連結されており、該分離部は、該シリコン屑タンクに貯蔵されたシリコン屑から発生する水素ガスを外部に排出する水素ガス排出手段を備えていることが好ましい。

また、上記廃液処理装置において、該シリコン屑タンクの下部に配設された該シリコン屑タンクの重量を測定するための重量計と、該シリコン屑タンクの重量が所定重量に達したら報知する報知手段とを備えることが好ましい。

本発明の廃液処理装置によれは、分離処理手段がプラスに帯電したシリコン吸着板に廃液中のマイナスに帯電したシリコン屑を吸着するので、非常に微少なシリコン屑を廃液から分離することができる。このために、ろ過や遠心分離機を用いることなく、シリコン屑を廃液から分離でき、即ち、フィルタの目詰まりを起こすことがないとともに、非常に大型の遠心分離機を用いる必要が生じない。また、シリコン屑を廃液から分離するために、薬品を用いる必要も生じない。よって、シリコン屑を含む廃液を、効率よく再利用し易い状態でシリコン屑と浄水とに分離することができる。

図１は、実施形態に係る廃液処理装置の概略の構成例を示す図である。 図２は、実施形態に係る廃液処理装置の分離処理手段の概略の構成例を示す図である。 図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図４は、実施形態に係る廃液処理装置の分離処理手段の電界形成部の概略の構成例を示す図である。 図５は、実施形態に係る廃液処理装置のシリコン屑除去動作のフローを示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

図１は、実施形態に係る廃液処理装置の概略の構成例を示す図である。図２は、実施形態に係る廃液処理装置の分離処理手段の概略の構成例を示す図である。図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、実施形態に係る廃液処理装置の分離処理手段の電界形成部の概略の構成例を示す図である。

本実施形態に係る廃液処理装置１は、例えば、シリコン屑３を含んだ廃液２（図３に示す）を、シリコン屑３（図３に示す）と、シリコン屑３（図３に示す）を含まない浄水４（図３に示す）とに分離する装置である。

廃液処理装置１は、図１に示すように、廃液収容タンク１０と、廃液送給ポンプ１１（図２に示す）と、分離処理手段２０と、回収手段５０と、浄水貯水タンク８０と、シリコン屑タンク９０と、報知手段１００と、制御手段１０１とを備えている。

廃液収容タンク１０は、廃液２を収容する容器である。廃液収容タンク１０は、装置本体５の底上でかつ分離処理手段２０の後述する液槽２１の側方に配設されている。廃液収容タンク１０内には、前述したウェーハに各種の機械加工を施す加工装置からシリコン屑３を含んだ廃液２が供給される。廃液収容タンク１０は、廃液２を一旦収容して溜めておく。廃液収容タンク１０には、廃液送給管１２（図２に示す）が連結している。

廃液送給ポンプ１１は、図２に示すように、廃液送給管１２に設けられている。廃液送給ポンプ１１は、廃液収容タンク１０に収容された廃液２を後述する攪拌配管２２を通して液槽２１内に送給する。

分離処理手段２０は、廃液送給ポンプ１１によって供給された廃液２からシリコン屑３とシリコン屑３を含まない浄水４とに分離する。分離処理手段２０は、図１及び図２に示すように、液槽２１と、複数の攪拌配管２２（図２及び図３に示す）と、複数のシリコン吸着板２３と、複数のシリコン通過規制部２４と、電界形成部２５とを備えている。液槽２１は、上部が開放された直方体形状の容器であって、廃液送給ポンプ１１により供給された廃液２を溜める。液槽２１は、側方に廃液収容タンク１０が位置するように装置本体５の底上に設けられている。液槽２１には、廃液送給管１２が貫通している。また、液槽２１の上部には、廃液２が溢れることを防止する図示しないドレン管が設けられている。ドレン管は、廃液収容タンク１０に連結して、液槽２１から溢れようとした廃液２を再度廃液収容タンク１０に導く。

複数の攪拌配管２２は、長手方向が互いに平行な状態で液槽２１内の下部に設けられている。複数の攪拌配管２２の長手方向は、液槽２１の長手方向と平行である。複数の攪拌配管２２は、液槽２１の底と間隔をあけて設けられている。複数の攪拌配管２２は、一端部が互いに束ねられて連結しかつ廃液送給管１２に連結している。複数の攪拌配管２２には、廃液送給管１２内を通して廃液送給ポンプ１１により廃液２が供給される。攪拌配管２２の液槽２１の底と間隔をあけて相対する下部には、図３に示すように、複数の貫通孔２６が設けられている。複数の貫通孔２６は、攪拌配管２２を貫通しているとともに、攪拌配管２２の長手方向に間隔をあけて設けられている。貫通孔２６は、廃液２を液槽２１の底に向かって吐出する。攪拌配管２２は、複数の貫通孔２６を通して廃液２を液槽２１の底に向かって吐出することで、液槽２１内の廃液２を攪拌する。

シリコン吸着板２３は、電気化学的に貴となる材料で構成され、平面形状が矩形状の平板状に形成されている。シリコン吸着板２３を構成する材料として、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）などが挙げられるが、本実施形態では、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６やＳＵＳ３０４など）を適用している。

シリコン吸着板２３は、液槽２１内に等間隔で複数配置されている。複数のシリコン吸着板２３は、その表面が液槽２１の長手方向と直交する状態即ち液槽２１の幅方向と平行な状態で、互いに間隔をあけて配置されている。シリコン吸着板２３は、上部に幅方向の両端から突出した被支持片２７と、幅方向の中央部から互いに間隔をあけて上方に突出した二つの被係合片２７が設けられている。被支持片２７は、電界形成部２５の液槽２１の内側に設けられた給電バー３６に重ねられる。被支持片２７は、給電バー３６に重ねられることで、シリコン吸着板２３を液槽２１内に保持する。被係合片２７は、矩形状の板状に形成され、中央にシリコン吸着板２３の表面に沿って貫通した被係合孔２９が設けられている。被係合孔２９には、回収手段５０の後述する吸着板移動部５２の突没ピン７０が侵入して係合する。シリコン吸着板２３は、被支持片２７が給電バー３６上に重ねられることにより、電界形成部２５により廃液２中でプラスに帯電される。シリコン吸着板２３は、廃液２中でプラスに帯電されて、廃液２中でマイナスに帯電したシリコン屑３を吸着するために用いられる。

シリコン通過規制部２４は、互いに隣り合うシリコン吸着板２３間に設けられて、シリコン吸着板２３に対向して、シリコン吸着板２３と離間して交互に複数配設されている。シリコン通過規制部２４は、液槽２１内に等間隔で配置され、シリコン吸着板２３と平行に配置されている。

シリコン通過規制部２４は、筐体３０と、排出部３１とを備えている。筐体３０は、矩形状の枠体３２と、枠体３２の両側開口面を塞ぐように互いに間隔をあけて平行をなすように配設された一対のシリコン通過規制板３３とを備える（含む）。即ち、筐体３０は、枠体３２と一対のシリコン通過規制板３３から構成されている。シリコン通過規制板３３は、シリコン吸着板２３と同様に、電気化学的に貴となる材料で構成され、平面形状が矩形状の平板状に形成されている。シリコン通過規制板３３を構成する材料として、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）などが挙げられるが、本実施形態では、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６やＳＵＳ３０４など）を適用している。

シリコン通過規制板３３は、網目状に形成され、かつ電界形成部２５によりマイナスに帯電される。シリコン通過規制板３３の網目の開口は、シリコン屑３よりも十分に大きく形成されている。シリコン通過規制板３３は、網目でシリコン屑３を引っ掛ける機能を有することなく、マイナスに帯電されることで、シリコン屑３に対して斥力を発生させる程度の網目粗さでよい。本実施形態では、シリコン通過規制板３３は、５００本／インチのメッシュで構成されている。シリコン通過規制板３３は、電界形成部２５によりマイナスに帯電されることで、廃液２の液体としての浄水（水）４のみの通過を許容し、マイナスに帯電したシリコン屑３との間に斥力を生じて、シリコン屑３の通過を規制する。筐体３０は、枠体３２と一対のシリコン通過規制板３３から構成されることで、シリコン通過規制板３３を通過した浄水４が存在する領域を内側に形成し、シリコン通過規制板３３がシリコン屑３との間に斥力を生じることで、浄水４が存在する領域を液槽２１内の廃液２から区画する。

排出部３１は、各筐体３０に配設されて、筐体３０内に配設された浄水４を浄水貯水タンク８０へ排出する。排出部３１は、筐体３０に配設された送給配管３４と、送給配管３４に連結された開閉バルブ３５とを有している。送給配管３４は、筐体３０と浄水貯水タンク８０との双方に連結している。送給配管３４は、枠体３２の上部中央から立設しているとともに、浄水貯水タンク８０の上方に向かって水平に屈曲した後、浄水貯水タンク８０に向かって下方に屈曲して、浄水貯水タンク８０の後述する供給口８３に連結している。送給配管３４は、シリコン通過規制板３３を通過した浄水を各筐体３０内から浄水貯水タンク８０に送給する。開閉バルブ３５は、送給配管３４の水平な中央部に設けられており、送給配管３４内の流路を開閉自在である。

電界形成部２５は、シリコン吸着板２３を陽極とし、シリコン通過規制板３３を陰極として、シリコン吸着板２３とシリコン通過規制板３３との間に電界を形成する。電界形成部２５は、図２及び図４に示すように、給電バー３６（図２に示す）と、給電ピン３７（図１に示す）と、直流電源３８と、を備えている。

給電バー３６は、導電性の材料で構成され、帯板状に形成されている。給電バー３６は、長手方向が液槽２１の長手方向と平行に一対設けられ（図２には、一方のみを示す）、液槽２１の内面に液槽２１の全長に亘って設けられている。給電バー３６には、シリコン吸着板２３の被支持片２７が重ねられる。給電バー３６は、被支持片２７が重ねられることで即ち液槽２１内にシリコン吸着板２３が収容されることで、シリコン吸着板２３と電気的に接続する。

給電ピン３７は、導電性の材料で構成され、棒状に形成されている。給電ピン３７は、長手方向が鉛直方向と平行な状態で、回収手段５０の吸着板移動部５２の後述する昇降板５９に設けられている。給電ピン３７は、突没ピン７０が被係合孔２９に係合することで、シリコン吸着板２３に接触して、シリコン吸着板２３と電気的に接続する。

直流電源３８は、マイナス側がシリコン通過規制部２４のシリコン通過規制板３３に電気的に接続して、シリコン通過規制部２４のシリコン通過規制板３３をマイナスに帯電する。直流電源３８は、プラス側が給電バー３６及び給電ピン３７に電気的に接続して、給電バー３６及び給電ピン３７を介してシリコン吸着板２３をプラスに帯電する。

回収手段５０は、分離処理手段２０で分離されたシリコン屑３を回収する。回収手段５０は、図１に示すように、シリコン吸着板２３からシリコン屑３を分離させる分離部５１と、シリコン吸着板２３を分離処理手段２０の液槽２１中から分離部５１まで移動させる吸着板移動部５２とを備えている。

分離部５１とシリコン屑タンク９０は、図１に示すように、互いに重ねられて、分離処理手段２０の液槽２１の一端部の外側に配置されている。分離部５１は、上面にシリコン吸着板２３を通すことのできるスリット５３が設けられ下方が開口した箱状の分離容器５４と、分離容器５４内に設けられた図示しない一対のスクレーパと、スクレーパを回転させる図示しない回転機構とを備えている。スリット５３には、シリコン吸着板２３を通しかつ異物の侵入を防止するためのシャッター５５が設けられている。スクレーパは、ゴムなどの弾性を有する合成樹脂（弾性材料）で構成され、分離容器５４内に収容されたシリコン吸着板２３を互いの間に位置付ける。スクレーパは、帯板状に形成され、長手方向が液槽２１の幅方向と平行に設けられる。スクレーパは、回転機構により回転されることで、分離容器５４内に収容されたシリコン吸着板２３の表面に下端部が接離（接したり離れたり）する。回転機構は、スクレーパの中央部を液槽２１の幅方向と平行な軸心回りに回転させる。

吸着板移動部５２は、分離処理手段２０の液槽２１の上方に設けられている。吸着板移動部５２は、図１に示すように、水平移動手段５６と、鉛直板５７と、昇降手段５８と、昇降板５９と、吸着板支持手段６０とを備えている。

水平移動手段５６は、シリコン吸着板２３を、液槽２１の上方において、液槽２１の長手方向に沿って移動させる手段である。水平移動手段５６は、水平ボールねじ６１と、図示しない水平移動用モータと、一対の水平移動用のガイドレール６２とを備えている。水平ボールねじ６１は、液槽２１の長手方向と平行に設けられ、装置本体５の上部に軸心回りに回転自在に支持されている。水平ボールねじ６１は、分離処理手段２０の液槽２１よりも長く形成されて、液槽２１の分離部５１から離れた側の他端部の上方と分離部５１の上方とに亘って設けられている。水平ボールねじ６１には、鉛直板５７に取り付けられたナット６３が螺合している。水平移動用モータは、装置本体などに設けられて、水平ボールねじ６１を軸心回りに回転駆動させる。一対の水平移動用のガイドレール６２は、水平ボールねじ６１と平行に装置本体５の上部に配設され、鉛直板５７に固定されたスライドブロック６４がスライド可能に取り付けられている。一対の水平移動用のガイドレール６２は、分離処理手段２０の液槽２１よりも長く形成されて、液槽２１の他端部の上方と分離部５１の上方とに亘って設けられている。水平移動手段５６は、水平移動用モータにより水平ボールねじ６１を回転駆動させることで、鉛直板５７即ち吸着板支持手段６０により係合されたシリコン吸着板２３を一対の水平移動用のガイドレール６２によりガイドしつつ液槽２１の長手方向に沿って移動させる。

鉛直板５７は、両表面が鉛直方向と液槽２１の幅方向との双方と平行に設けられている。鉛直板５７は、ナット６３とスライドブロック６４とが固定されて、水平移動用のガイドレール６２に沿って移動自在に設けられている。

昇降手段５８は、シリコン吸着板２３を液槽２１内から引き上げたり、液槽２１に挿入するために、シリコン吸着板２３を昇降させる手段である。昇降手段５８は、鉛直ボールねじ６５と、図示しない昇降用モータと、一対の昇降用のガイドレール６６とを備えている。鉛直ボールねじ６５は、鉛直方向と平行に設けられ、鉛直板５７の自由端側の表面に軸心回りに回転自在に支持されている。鉛直ボールねじ６５は、シリコン吸着板２３の高さよりも長く形成されて、鉛直板５７の全長に亘って設けられている。鉛直ボールねじ６５には、昇降板５９に取り付けられた図示しないナットが螺合している。昇降用モータは、鉛直板５７などに設けられて鉛直ボールねじ６５を軸心回りに回転駆動させる。一対の昇降用のガイドレール６６は、鉛直ボールねじ６５と平行に鉛直板５７の自由端側の表面に配設され、昇降板５９をスライド可能に支持している。一対の昇降用のガイドレール６６は、シリコン吸着板２３の高さと略等しい長さに形成されて、鉛直板５７の全長に亘って設けられている。昇降手段５８は、昇降用モータにより鉛直ボールねじ６５を回転駆動させることで、昇降板５９即ち吸着板支持手段６０により係合されたシリコン吸着板２３を一対の昇降用のガイドレール６６によりガイドしつつ昇降移動させる。

昇降板５９は、液槽２１の幅方向と平行な帯板状に形成されて、鉛直板５７の自由端側の表面上に配設されている。昇降板５９には、給電ピン３７が取り付けられている。昇降板５９は、図示しないナットとスライドブロックが固定されて、昇降用のガイドレール６６に沿って移動自在に設けられている。

吸着板支持手段６０は、一対のチャックシリンダ６８を備えている。一対のチャックシリンダ６８は、液槽２１の幅方向に互いに間隔をあけて配設されている。チャックシリンダ６８は、昇降板５９に取り付けられたシリンダ本体６９と、シリンダ本体６９から突没自在に設けられた突没ピン７０とを備えている。チャックシリンダ６８は、シリンダ本体６９から突出する突没ピン７０が互いに近づく状態で、昇降板５９の下面に取り付けられている。突没ピン７０は、液槽２１の幅方向と平行な円柱状に形成されている。突没ピン７０は、図１中に点線で示す位置と、実線で示す位置とに亘って、シリンダ本体６９から突没する。突没ピン７０は、昇降板５９が昇降手段５８により降下された状態で、シリンダ本体６９から突出すると、シリコン吸着板２３の被係合孔２９内に侵入して係合する。

シリコン屑タンク９０は、回収手段５０より回収されたシリコン屑３を貯蔵する容器である。シリコン屑タンク９０は、上方が開口した箱状に形成されており、回収手段５０の分離部５１の分離容器５４の下方に連結されて、分離部５１で分離されたシリコン屑３が貯蔵される。

また、分離部５１は、シリコン屑タンク９０に貯蔵されたシリコン屑３から発生する水素ガスを外部に排出する水素ガス排出手段としての水素ガス排出管７１を備えている。水素ガス排出管７１は、分離容器５４の壁を貫通して、分離容器５４の内外を連通している。水素ガス排出管７１は、大気開放している。

また、シリコン屑タンク９０の下部には、重量計９１が配設されている。重量計９１は、周知のロードセルなどを備えて構成され、図１に示すように、装置本体５の床とシリコン屑タンク９０との間に設けられている。重量計９１は、シリコン屑タンク９０の重量を測定ためのものであって、測定した結果を制御手段１０１に出力する。

浄水貯水タンク８０は、分離処理手段２０で分離されたシリコン屑３を含まない浄水４を貯水する容器である。浄水貯水タンク８０は、図１に示すように、廃液収容タンク１０上に重ねられかつ分離処理手段２０の液槽２１の側方に配設されている。なお、本発明では、廃液収容タンク１０と浄水貯水タンク８０とを重ねて配設するのが望ましく、浄水貯水タンク８０上に廃液収容タンク１０を重ねて配設しても良い。

浄水貯水タンク８０は、図１に示すように、タンクとしてのタンク本体８１と、浄水４中の気泡を消すための傾斜消泡板８２と、複数の供給口８３と、送給口８４とを備えている。タンク本体８１は、直方体状の容器である。

傾斜消泡板８２は、平板状に形成され、かつ浄水貯水タンク８０のタンク本体８１内に収容されている。傾斜消泡板８２は、タンク本体８１の液槽２１の幅方向に互いに向かい合う内壁に跨り、タンク本体８１内を上下に２つの空間に仕切る。傾斜消泡板８２は、その一端部から他端部に向かうにしたがって、高さ方向に徐々に傾斜して配設されている。なお、傾斜消泡板８２の長辺側とタンク本体８１の内壁との間には、浄水４を通すことできる隙間が設けられている。

供給口８３は、排出部３１から排出された浄水４をタンク本体８１内に供給する。供給口８３は、排出部３１即ちシリコン通過規制部２４と同数設けられている。供給口８３は、タンク本体８１の上部に互いに間隔あけて設けられている。即ち、供給口８３は、傾斜消泡板８２より上方側に配設されている。供給口８３は、タンク本体８１の上部を貫通している。供給口８３には、排出部３１の送給配管３４が連結している。

送給口８４は、タンク本体８１から気泡が除去された浄水４を外部へ供給する。送給口８４は、傾斜消泡板８２の下方に配設され、かつタンク本体８１を貫通している。送給口８４には、浄水４を再利用するための図示しない装置などに連結した送給管８５が連結している。

報知手段１００は、制御手段１０１の命令により、シリコン屑タンク９０の重量が予め定められた所定重量に達したら報知する。報知手段として、周知の報知用のランプやスピーカを用いることができる。

制御手段１０１は、廃液処理装置１の構成要素をそれぞれ制御するものである。制御手段１０１は、重量計９１が測定したシリコン屑タンク９０の重量が所定重量に達したら報知手段に報知させるものである。制御手段１０１により、回収手段５０の吸着板移動部５２によりシリコン吸着板２３が分離処理手段２０の液槽２１内から引き上げられると、引き上げられたシリコン吸着板２３に隣接する２つのシリコン通過規制部２４の開閉バルブ３５が閉じる。そして、制御手段１０１は、これらの隣接する２つのシリコン通過規制部２４からの浄水貯水タンク８０への送給をストップする。なお、制御手段１０１は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されている。制御手段１０１は、加工動作の状態を表示する表示手段や、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる操作手段と接続されている。

次に、本実施形態に係る廃液処理装置１の処理動作について説明する。ここで、廃液処理装置１が処理対象とする廃液２は、シリコンで構成された半導体ウェーハなどのウェーハに各種の機械加工を施した際に生じる廃液である。廃液２は、ウェーハを構成するシリコンで構成されかつ粒径が数μｍ程度のシリコン屑３と、機械加工に冷却のためなどに用いられる浄水４とを含んでいる。なお、各種の機械加工として、切断加工、切削加工、研削加工、研磨加工などなどが挙げられる。廃液２中のシリコン屑３は、マイナスに帯電している。

まず、オペレータが処理内容情報を登録し、処理動作の開始指示があった場合に、処理動作を開始する。処理動作開始前において、分離処理手段２０の液槽２１内にシリコン吸着板２３とシリコン通過規制部２４とを互いに平行に離間して交互に収容しておく。また、処理動作開始後又は開始前に廃液収容タンク１０に各種の機械加工を施す加工装置からシリコン屑３を含んだ廃液２が供給されて、廃液収容タンク１０内に廃液２を収容する。

処理動作開始後、制御手段１０１は、吸着板移動部５２の水平移動手段５６の水平移動用モータを駆動して、鉛直板５７即ち吸着板支持手段６０を複数のシリコン吸着板２３のうちの最も分離部５１から離れたシリコン吸着板２３の上方に位置づける。制御手段１０１は、チャックシリンダ６８の突没ピン７０を縮小し、全ての開閉バルブ３５を閉じる。さらに、制御手段１０１は、電界形成部２５に全てのシリコン吸着板２３をプラスに帯電させるとともに全てのシリコン通過規制板３３をマイナスに帯電させて、シリコン吸着板２３とシリコン通過規制板３３との間に電界を形成させる。その後、制御手段１０１は、廃液送給ポンプ１１を駆動して、廃液収容タンク１０内の廃液２を廃液送給管１２及び攪拌配管２２を通して液槽２１内に送給し続ける。すると、液槽２１内に送給管１２と攪拌配管２２を介して、廃液２が供給される。廃液２が供給されるのにしたがって、廃液２中にシリコン通過規制部２４全体とシリコン吸着板２３が徐々に没するとともに、液槽２１から溢れようとした廃液２がドレン管を通して再度液槽２１に導かれる。

そして、制御手段１０１は、液槽２１内に所定量の廃液２が溜まったら、全ての開閉バルブ３５を開く。全ての開閉バルブ３５が開くまでに、分離処理手段２０では、シリコン吸着板２３がマイナスに帯電したシリコン屑３を吸着する。また、全ての開閉バルブ３５が開くまでに、シリコン通過規制板３３がシリコン屑３との間に斥力を生じさせて、廃液２中のシリコン屑３を通すことなく浄水４を筐体３０内へ通過させる。

そして、開閉バルブ３５が開かれると、シリコン通過規制部２４の筐体３０内の浄水４が、排出部３１を通して排出されて、送給配管３４から浄水貯水タンク８０のタンク本体８１内に吐出される。送給配管３４から浄水貯水タンク８０のタンク本体８１内に吐出された浄水４は、傾斜消泡板８２に衝突して、この衝突の衝撃により包含した気泡を浄水４外に放出する。こうして、傾斜消泡板８２によりタンク本体８１内に吐出された浄水４内の気泡が消される。そして、分離処理手段２０で分離されたシリコン屑３を含まないとともに傾斜消泡板８２により気泡が消された浄水４は、浄水貯水タンク８０内に貯水される。そして、浄水貯水タンク８０内の浄水４は、送給口８４及び送給管８５を通して、浄水４を再利用するための図示しない装置などに供給される。このように、電界形成部２５により廃液２がシリコン屑３と浄水４とに分離される。また、排出部３１の電界形成部２５により廃液２がシリコン屑３と浄水４とに分離される間において、攪拌配管２２の貫通孔２６内を通して液槽２１内に吐出される廃液２が、図３中の矢印に示すように、液槽２１の底に衝突して上方に跳ね返される。攪拌配管２２の貫通孔２６内を通して液槽２１内に吐出される廃液２が、図３中の矢印で示すように、液槽２１内で流れることにより、液槽２１内の廃液２を攪拌する。

次に、本実施形態に係る廃液処理装置１のシリコン屑除去動作について説明する。図５は、実施形態に係る廃液処理装置のシリコン屑除去動作のフローを示す図である。

まず、制御手段１０１は、複数のシリコン吸着板２３のうちにシリコン屑３を除去する必要のあるシリコン吸着板２３があるか否かを判断する（ステップＳＴ１）。ここでは、シリコン吸着板２３へのシリコン屑３の吸着が進行し、シリコン屑３を除去する必要のあるシリコン吸着板２３があるか否かを判断する。なお、シリコン屑３を除去する必要のあるか否かは、電界形成部２５が電界を形成してからの経過時間、加工装置から廃液収容タンク１０内に供給された廃液２の量、加工装置で加工を施したウェーハの材質、加工装置のウェーハに加工を施す工具の品番などからの少なくとも一つに基づいて判断することが好ましい。

次に、制御手段１０１は、複数のシリコン吸着板２３のうちにシリコン屑３を除去する必要のあるシリコン吸着板２３があると判断する（ステップＳＴ１肯定）と、以下に示すように、シリコン吸着板２３からシリコン屑３を分離する。なお、複数のシリコン吸着板２３のうちにシリコン屑３を除去する必要のあるシリコン吸着板２３がないと判断する（ステップＳＴ１否定）と、シリコン屑３を除去する必要のあるシリコン吸着板２３があると判断されるまで、ステップＳＴ１を繰り返す。

シリコン吸着板２３から吸着したシリコン屑３を分離する際には、制御手段１０１は、吸着板移動部５２の水平移動手段５６の水平移動用モータを駆動して、水平ボールねじ６１を軸心回りに回転駆動する。制御手段１０１は、鉛直板５７即ち吸着板支持手段６０を、水平移動用のガイドレール６２に沿って移動させて、シリコン屑３を除去する必要のあるシリコン吸着板２３の上方に位置づける。制御手段１０１は、水平移動用モータを停止する。

制御手段１０１は、昇降手段５８の昇降用モータを駆動して、鉛直ボールねじ６５を軸心回りに回転駆動する。制御手段１０１は、昇降板５９即ち吸着板支持手段６０を昇降用のガイドレール６６に沿って降下させて、シリコン屑３を除去する必要のあるシリコン吸着板２３の被支持片２７に吸着板支持手段６０のチャックシリンダ６８を水平方向に並ばせる。制御手段１０１は、昇降用モータを停止する。

制御手段１０１は、一対のチャックシリンダ６８の突没ピン７０をシリンダ本体６９から突出させて、突没ピン７０を被支持片２７の被係合孔２９に侵入させて係合させる。すると、電界形成部２５の給電ピン３７が被係合孔２９に突没ピン７０が係合したシリコン吸着板２３に接触し、このシリコン吸着板２３が給電バー３６と給電ピン３７との双方によりプラスに帯電される。そして、制御手段１０１は、突没ピン７０をシリンダ本体６９から突出させたまま即ち突没ピン７０を被係合孔２９に係合させたまま、昇降手段５８の昇降用モータを駆動する。制御手段１０１は、鉛直ボールねじ６５を軸心回りに回転駆動して、昇降板５９即ち吸着板支持手段６０を、昇降用のガイドレール６６に沿って上昇させて、液槽２１から引き上げる。

そして、制御手段１０１は、シリコン吸着板２３（図４中に点線で示す）を引き上げる信号が入ると、その両隣のシリコン通過規制部２４の開閉バルブ３５を閉じる。制御手段１０１は、図４に示すように、液槽２１内から引き上げられたシリコン吸着板２３に隣接する２つのシリコン通過規制部２４の筐体３０内からの浄水貯水タンク８０への送給をストップする。制御手段１０１は、被係合孔２９に突没ピン７０が係合したシリコン吸着板２３が液槽２１内から完全に引き上げられると、昇降用モータを停止する。

そして、制御手段１０１は、吸着板移動部５２の水平移動手段５６の水平移動用モータを駆動して、被係合孔２９に突没ピン７０が係合したシリコン吸着板２３を分離部５１のスリット５３の上方に位置づける。制御手段１０１は、水平移動用モータを停止する。このとき、分離部５１の図示しない一対のスクレーパは、互いに間隔をあけて平行に設けられている。そして、制御手段１０１は、昇降手段５８の昇降用モータを駆動して、被係合孔２９に突没ピン７０が係合したシリコン吸着板２３を降下させて、スリット５３を通して、分離部５１の分離容器５４内に挿入する。制御手段１０１は、被係合孔２９に突没ピン７０が係合したシリコン吸着板２３が、一対のスクレーパの下端部よりも下方に位置すると、昇降用モータを停止する。

そして、制御手段１０１は、分離部５１の回転機構を駆動して、スクレーパの下端部を被係合孔２９に突没ピン７０が係合したシリコン吸着板２３に接触させる。制御手段１０１は、昇降手段５８の昇降用モータを駆動して、被係合孔２９に突没ピン７０が係合したシリコン吸着板２３を上昇させる。すると、シリコン吸着板２３が上昇するのにしたがって、シリコン吸着板２３上をスクレーパが摺動して、スクレーパによりシリコン屑３がシリコン吸着板２３から掻き落とされる（分離される）。スクレーパによりシリコン吸着板２３から掻き落とされたシリコン屑３は、分離容器５４の開口を通してシリコン屑タンク９０内に落下し、シリコン屑タンク９０内に貯蔵される。

なお、液槽２１内から引き上げられて分離部５１によりシリコン屑３が除去される間、被係合孔２９に突没ピン７０が係合したシリコン吸着板２３は、給電ピン３７によりプラスに帯電されている。このため、被係合孔２９に突没ピン７０が係合したシリコン吸着板２３が、液槽２１や分離部５１の上方を移動する際に、ゲル状のシリコン屑３がシリコン吸着板２３に吸着され続けて不意に落下することを抑制できる。

そして、制御手段１０１は、分離部５１によりシリコン屑３が分離されたシリコン吸着板２３が、分離部５１内から完全に引き上げられると、昇降用モータを停止する。制御手段１０１は、吸着板移動部５２の水平移動手段５６の水平移動用モータを先ほどとは逆に駆動して、シリコン屑３が分離されたシリコン吸着板２３を、開閉バルブ３５が閉じられたシリコン通過規制部２４の間の上方に位置づける。制御手段１０１は、水平移動用モータを停止する。制御手段１０１は、昇降用モータを駆動して、分離部５１によりシリコン屑３が分離されたシリコン吸着板２３を降下させて、液槽２１内に挿入する。そして、シリコン吸着板２３の被支持片２７が給電バー３６上に重なると、制御手段１０１は、先程閉じられた２つのシリコン通過規制部２４の排出部３１の開閉バルブ３５を開くとともに、チャックシリンダ６８の突没ピン７０を縮小させる。そして、制御手段１０１は、昇降用モータを駆動して、昇降板５９即ち吸着板支持手段６０を上昇させる。制御手段１０１は、昇降板５９即ち吸着板支持手段６０を上昇させた後、昇降用モータを停止して、水平移動用モータを駆動して、鉛直板５７を分離部５１から最も離れたシリコン吸着板２３の上方に位置づけて、水平移動用モータを停止する。

制御手段１０１は、前述した工程を繰り返して、シリコン屑３を除去する必要のあるシリコン吸着板２３から順次シリコン屑３を分離する。制御手段１０１は、分離されたシリコン屑３をシリコン屑タンク９０内に貯蔵する。また、制御手段１０１は、前述したステップＳＴ１を繰り返している際に、重量計９１からの測定結果により、シリコン屑タンクの重量が予め定められた所定重量に達すると、報知手段１００にシリコン屑タンク９０の重量が所定重量に達したことを報知させる。制御手段１０１は、シリコン屑タンク９０のシリコン屑３を取り出すことなどをオペレータに促す。シリコン屑タンク９０に貯蔵されたシリコン屑３は、例えば、乾燥処理が施され、再利用を図ることが可能となる。

以上のように、本実施形態に係る廃液処理装置１は、分離処理手段２０がプラスに帯電したシリコン吸着板２３に廃液２中のマイナスに帯電したシリコン屑３を吸着するので、非常に微少なシリコン屑３を廃液２から確実に分離することができる。このために、廃液処理装置１は、ろ過や遠心分離機を用いることなく、シリコン屑３を廃液２から確実に分離できる。即ち、廃液処理装置１は、フィルタの目詰まりを起こすことがないとともに、非常に大型の遠心分離機を用いることなく、シリコン屑３を廃液２から分離できる。また、廃液処理装置１は、シリコン屑３を廃液２から分離するために、薬品を用いる必要も生じない。よって、廃液処理装置１は、シリコン屑３を含む廃液２を、効率よく再利用し易い状態でシリコン屑３と浄水４（水）とに分離することができる。

また、廃液処理装置１は、浄水貯水タンク８０のタンク本体８１内に設けられた傾斜消泡板８２の上方に浄水４をタンク本体８１内に導く供給口８３が設けられているので、タンク本体８１内に導かれた浄水４がまず傾斜消泡板８２に衝突する。このために、傾斜消泡板８２に衝突する衝撃がタンク本体８１内に導かれた浄水４に作用し、衝撃によって、浄水４内から気泡が除去される。したがって、浄水貯水タンク８０のタンク本体８１内に貯水した浄水４が気泡を含むことを抑制でき、廃液処理装置１は、再利用し易い状態の浄水４を確実に得ることができる。

さらに、シリコン吸着板２３が液槽２１から引き上げられると、互いの間からシリコン吸着板２３が引き上げられた２つのシリコン通過規制部２４間の廃液２中のシリコン屑３が、シリコン吸着板２３に吸着されない。このために、シリコン屑３が、これら２つのシリコン通過規制部２４内に侵入し易くなる。しかしながら、廃液処理装置１は、シリコン吸着板２３が液槽２１から引き上げられると、この引き上げられたシリコン吸着板２３に隣接する２つのシリコン通過規制部２４の排出部３１の開閉バルブ３５が閉じる。このために、廃液処理装置１は、互いの間からシリコン吸着板２３が引き上げられた２つのシリコン通過規制部２４間の廃液２中のシリコン屑３が、送給配管３４、開閉バルブ３５などに亘る流れにより、シリコン通過規制板３３を通過して送給配管３４に導かれることを抑制できる。したがって、廃液処理装置１は、排出部３１を通して、シリコン屑３が浄水貯水タンク８０まで導かれることを抑制できる。よって、浄水貯水タンク８０のタンク本体８１内に貯水された浄水４がシリコン屑３を含むことを抑制でき、廃液処理装置１は、再利用し易い状態の浄水４を確実に得ることができる。

廃液処理装置１は、シリコン屑３を貯蔵するシリコン屑タンク９０の上方に設けられた分離部５１に水素ガス排出管７１を設けている。このために、廃液処理装置１は、シリコン屑タンク９０内のシリコン屑３が雰囲気中の水蒸気などと反応して発生する水素ガスを、シリコン屑タンク９０外に排出することができる。したがって、シリコン屑タンク９０内に水素ガスが溜まるなどして、シリコン屑タンク９０内の圧力が上昇することを抑制できる。

廃液処理装置１は、シリコン屑タンク９０の下部に配設された重量計９１が測定した重量が所定重量に達すると、報知手段１００が報知する。このために、廃液処理装置１は、所定量のシリコン屑３を容易に回収することができる。したがって、廃液処理装置１は、再利用し易い状態のシリコン屑３を確実に得ることができる。

また、前述した実施形態の廃液処理装置１では、廃液収容タンク１０と浄水貯水タンク８０とが互いに重ねられて分離処理手段２０の液槽２１の側方に設けられ、分離部５１とシリコン屑タンクとが互いに重ねられて分離処理手段２０の液槽２１の一端部の外側に設けられている。また、廃液処理装置１では、回収手段５０の吸着板移動部５２が分離処理手段２０の液槽２１の上方に設けられている。また、廃液処理装置１は、分離処理手段２０がシリコン吸着板２３を陽極としシリコン通過規制部２４のシリコン通過規制板３３を陰極とすることで廃液２をシリコン屑３と浄水４とに分離する。このようなレイアウトなどにより、廃液処理装置１は、粒径が数μｍ程度のシリコン屑３を廃液２から分離することのできる遠心分離機よりも遥かに小型化を図りながらも、廃液２を効率よく、再利用し易い状態でシリコン屑３と浄水（水）４とに分離することができる。

本発明は、例えば、シリコン吸着板２３やシリコン通過規制部２４の形状構造も上記実施形態に限定されるものではない。また、本発明では、シリコン吸着板２３やシリコン通過規制部２４の数、廃液収容タンク１０、分離処理手段２０、回収手段５０、浄水貯水タンク８０、シリコン屑タンク９０のレイアウトも前述した実施形態に限定されるものではない。

また、本発明では、廃液収容タンク１０、分離処理手段２０、回収手段５０、浄水貯水タンク８０、シリコン屑タンク９０などが前述した実施形態のレイアウトで配設されていれば、分離処理手段２０の分離方法などを適宜変更しても良い。さらに、本発明では、分離部５１が、一対のスクレーパの代わりに円柱状のブラシを用いても良い。また、水素ガス排出管７１に吸引ポンプや水素ガスを溜めるタンクなどを連結しても良い。

１ 廃液処理装置
２ 廃液
３ シリコン屑
４ 浄水（水、液体）
１０ 廃液収容タンク
１１ 廃液送給ポンプ
２０ 分離処理手段
２１ 液槽
２３ シリコン吸着板
２４ シリコン通過規制部
２５ 電界形成部
３０ 筐体
３１ 排出部
３２ 枠体
３３ シリコン通過規制板
３４ 送給配管
３５ 開閉バルブ
５０ 回収手段
５１ 分離部
５２ 吸着板移動部
７１ 水素ガス排出管（水素ガス排出手段）
８０ 浄水貯水タンク
８１ タンク本体（タンク）
８２ 傾斜消泡板
８３ 供給口
８４ 送給口
９０ シリコン屑タンク
９１ 重量計
１００ 報知手段

Claims (5)

1. シリコン屑を含む廃液を、シリコン屑とシリコン屑を含まない浄水とに分離する廃液処理装置であって、
   廃液を収容する廃液収容タンクと、該廃液収容タンクに収容された廃液を送給する廃液送給ポンプと、該廃液送給ポンプによって供給された廃液からシリコン屑とシリコン屑を含まない浄水とに分離する分離処理手段と、該分離処理手段で分離されたシリコン屑を回収する回収手段と、該分離処理手段で分離されたシリコン屑を含まない浄水を貯水する浄水貯水タンクと、該回収手段により回収されたシリコン屑を貯蔵するシリコン屑タンクと、から構成され、
   該分離処理手段は、該廃液送給ポンプにより供給された該廃液を溜める液槽と、該液槽の中に等間隔で複数配置され該廃液中でマイナスに帯電した該シリコン屑を吸着するためのプラスに帯電したシリコン吸着板と、該シリコン吸着板に対向して該シリコン吸着板と離間して配設され該廃液の該浄水のみの通過を許容しマイナスに帯電した該シリコン屑の通過を規制する網目状のシリコン通過規制板を含むシリコン通過規制部と、該シリコン吸着板を陽極とし該シリコン通過規制板を陰極とし、該シリコン吸着板と該シリコン通過規制板との間に電界を形成する電界形成部とを備え、
   該シリコン通過規制部は、矩形状の枠体と該枠体の両側開口面を塞ぐように互いに平行をなすように配設された一対の該シリコン通過規制板とを含みかつ該シリコン通過規制板を通過した浄水が存在する内側の領域を該液槽内の該廃液から区画する筐体と、該筐体内に配設された該浄水を該浄水貯蔵タンクへ排出する排出部と、を備え、
   該回収手段は、該シリコン吸着板からシリコン屑を分離させる分離部と、該シリコン吸着板を該分離処理手段の該液槽中から該分離部まで移動させる吸着板移動部と、を備え、
   該シリコン通過規制部は、互いに隣り合う該シリコン吸着板間に設けられて、該液槽の長手方向に沿って該シリコン吸着板と交互に配設され、該液槽内に複数配設されるとともに、
   該シリコン通過規制板は、該シリコン吸着板と対向して配設される、
   ことを特徴とする廃液処理装置。
2. 該浄水貯水タンクは、タンクの向かい合う内壁に跨りタンク内を２つの空間に仕切り且つ高さ方向に徐々に傾斜して配設された浄水中の気泡を消すための傾斜消泡板と、該傾斜消泡板より上方側に配設された該排出部から排出された浄水を供給するための供給口と、該傾斜消泡板の下方に配設された該タンクから気泡が除去された浄水を外部へ供給するための送給口と、を備えている、請求項１記載の廃液処理装置。
3. 該分離処理手段の該排出部は、各筐体に配設され且つ該シリコン通過規制板を通過した該浄水を各該筐体内から該浄水貯水タンクに送給する送給配管と、該送給配管に連結された開閉バルブとを有し、
   該回収手段の該吸着板移動部により該シリコン吸着板が該分離処理手段の該液層から引き上げられると、引き上げられた該シリコン吸着板に隣接する２つの該シリコン通過規制部の該開閉バルブが閉じ、隣接する２つの該シリコン通過規制部からの該浄水貯水タンクへの送給がストップする、ことを特徴とする請求項１または２記載の廃液処理装置。
4. 該回収手段の該分離部の下方には分離部で分離されたシリコン屑が貯蔵されるシリコン屑タンクが連結されており、
   該分離部は、該シリコン屑タンクに貯蔵されたシリコン屑から発生する水素ガスを外部に排出する水素ガス排出手段を備えている、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の廃液処理装置。
5. 該シリコン屑タンクの下部に配設された該シリコン屑タンクの重量を測定するための重量計と、該シリコン屑タンクの重量が所定重量に達したら報知する報知手段とを備える、請求項１乃至４のいずれかに記載の廃液処理装置。

Images