JP6654457B2 - 基板処理装置用排水システム、排水方法及び排水制御装置並びに記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置内における、使用済みスラリー、使用済み薬液、使用済み純水、その他の液体を排出するシステム（方法）、並びに、基板処理装置用排水装置の制御装置、制御方法、制御プログラム及びそれを格納した記録媒体に関する。

基板処理装置は、ＣＰＵ等の半導体装置の製造に用いるウェハ表面の平坦化仕上げ、回路形成時の配線製造工程等、半導体製造工程全般で多用されている装置である。半導体の製造にあっては、特に平坦な面を得ることが重要であり、この平坦化の一手法として、化学機械研磨（ＣＭＰ）装置が挙げられる。このＣＭＰ装置は、研磨剤（砥粒）自体が有する表面化学作用又は研磨液に含まれる化学成分の作用によって、研磨剤と研磨対象物の相対運動による機械的研磨（表面除去）効果を増大させ、高速かつ平滑な研磨面を得ることができる装置である。

基板処理装置の構成は、図１により概説される。基板処理装置１は、一般的に、半導体ウェハなどの基板を研磨する研磨部３と、研磨された基板を洗浄する洗浄部５と、これらを収容するハウジング４とを備えている。また、基板処理装置１内で使用されたスラリー、使用された純水、使用された廃液等は、基板処理装置１の外側、より具体的には、ハウジング４の外側に設置された排水部７において回収、処理されて、廃棄又は再利用されることが一般的である。

基板処理装置１において使用される研磨スラリーは、シリカ；アルミナ、セリア、ジルコニア、チタニア等のレアメタルを包含する高価なものである。また、洗浄用薬液もまた高価あり、かつ、その廃棄は自然環境を考慮して行う必要がある。従って、これら使用済み廃液を分離回収し、再利用又は容易に廃棄することができれば経済上好ましい。また、基板処理装置１、特に、ＣＭＰ装置では、大量の純水が、ハウジング４に収められた研磨部３及び洗浄部５のみならず、装置稼働待機状態、各部材の洗浄等において、大量に使用されているため、使用後の純水を回収し廃棄又は再利用できるものであれば好ましい。

従来、廃液を基板処理装置１外において集めた後、排水に含まれる研磨屑等の不純物を除去する為に、遠心分離法、沈降除去、フィルタ・メンブラン分離を使用した、研磨スラリーのリサイクル法、純水リサイクル法が提案されている。

例えば、特開２０１３−２１９３０７号公報（特許文献１）によれば、使用済みスラリーを重力沈降で分離し、固形分を濃縮し、固液分離し、微量金属イオンを再生することを含む再生装置が提案されている。また、特開平１１−３４７９４０号公報（特許文献２）によれば、使用済みの研磨スラリーをフィルタに通過させ濾過し、再生部で処理し、ＣＭＰ装置に戻す、研磨スラリー再生（循環）装置が提案されている。

これら先行技術のように、従来、使用済みスラリー、使用済み薬液、使用済み純水、その他の液体等は、基板処理装置１の「外側」に設置された排水部７において、回収処理、再利用されることが一般的であった。確かに、基板処理装置１の「外側」に設置された排水部７において、集中的に廃液を回収（再処理）することができれば取扱において便利であるともいえる。

しかしながら、排水部７が、基板処理装置１の「外側」に設置されると、排水ラインが長くなり、ライン内にスラリー、研磨屑、洗浄物等が残存又は付着し、処理及び再利用効率に影響を与えることがあった。また、排水部７において一か所で集中的に廃液を回収する場合、再利用可能なスラリー、純水、洗浄物、研磨屑等が全て混在することになり、その結果、廃棄、再処理再利用において、複雑な処理が必要となるので好ましくない。さらに、従来、使用済みスラリーの処理において、研磨屑等を取り除き、スラリー及び純水を分離するため、純水等の消費量が多くなり、その結果、再処理及び再利用の効率性及び経済性の点で好ましくなかった。基板処理装置１における各工程においては、スラリー、純水、洗浄液等、様々な物が使用されており、使用済みスラリー及び純水等もまた、各工程後において様々な状態を呈したものとなっている。この結果、各工程で各々排水として分離回収することができれば好ましい。

従って、今尚、基板処理装置にあっては、使用済みスラリー、使用済み薬液、使用済み純水、その他の液体等の回収、分離、処理、再利用及び廃棄等を行うことが急務とされている。

特開２０１３−２１９３０７号公報 特開平１１−３４７９４０号公報

本発明者等は、基板処理装置「内」における各工程（機構）において、使用済みスラリー、使用済み薬液、使用済み純水、その他の液体等を排水ラインにおいて瞬時に検出し、使用済みスラリー、使用済み薬液、使用済み純水、その他の液体等が混在することなく、各工程（機構）において適正に回収し、迅速かつ簡易に処理、分離することができ、また、短い排水ラインを活用でき、更には、物理的分離、フィルタ・メンブランの分離手段等を省略することができ、その結果、処理、廃棄、再利用が迅速、簡易かつ経済的に行うことができるとの知見を得た。本発明は、係る知見に基づいてなされたものである。

すなわち、本発明は、使用済みスラリー、使用済み薬液、使用済み純水、その他の液体等の回収、分離、処理、再利用及び廃棄等が迅速かつ簡易に行える、排水システム及び排水方法並びに排水装置の制御装置、制御方法及び制御プログラムを提供することである。

〔第１の実施態様〕
第１の態様によれば、液体を用いて基板を処理する基板処理部を有する基板処理装置用の排水システムであって、
前記基板処理部で用いられた液体を排出することが可能な二以上の排水ラインと、
前記二以上の排水ラインのいずれに前記基板処理部で用いられた液体を排出するかを切り替える切り替え装置と、
前記基板処理部で用いられた液体を測定して排水情報を生成する測定装置と、
前記排水情報に対応して、前記切り替え装置を作動させる作動信号を生成させて、前記切り替え装置を制御する制御機構とを備えてなるものである、排水システムが提案される。

好ましくは、前記排水情報が、排水の排出量、排水の排出時間、排水のｐＨ、排水の粒子の数、及び排水の粘度、電気抵抗率（比抵抗）からなる群から選択される少なくとも一つである、排水システムが提案される。

また、前記基板処理部で用いられた液体を受ける排水容器を備えてなり、
前記二以上の排水ラインが、前記排水容器に接続されてなるものである、排水システムが提案される。

さらに、前記基板処理部で用いられた液体を受ける排水容器を備えてなり、
前記二以上の排水ラインが、前記排水容器に接続された主排水ラインと、前記主排水ラインに接続された二以上の副排水ラインとを備えてなるものである、排水システムが提案される。

好ましくは、前記測定装置が、前記二以上の排水ラインの少なくとも一つに設置されてなるものである、排水システムが提案される。

また、前記測定装置が、前記主排水ラインに設置されてなるものである、排水システムをも提案される。

前記測定装置が、前記排水ラインの内側に設置されてなる、排水システムが提案される。

第１の実施態様では、基板研磨工程、基板洗浄工程、装置稼働待機工程、及び機器洗浄工程からなる群から選択される少なくとも一以上の工程おいて使用される、排水システムが提案される。

前記制御機構は、前記排水情報が、
予め設定した前記排水の排出量を示し、
予め設定した前記排水の排出時間を示し、
前記排水のｐＨ値が６．０超過８．０未満の範囲を示し、
前記排水中の粒子の数が予め設定した範囲から外れたことを示し、
前記排水の粘度が０．８８ｍＰａ・ｓ以上０．９０ｍＰａ・ｓ以下（２５℃）を示した時に、前記切り替え装置を制御するものである、排水システムが提案される。

前記切り替え装置が、バルブである、排水システムが提案される。

前記基板処理部は、スラリー及び純水を用いて基板を研磨する研磨部であり、
前記二以上の排水ラインが、
前記スラリー用の第１排水ラインと、
前記純水用の第２排水ラインと、
その他の液体用の第３排水ラインとを備えてなる、排水システムが提案される。

前記研磨部で用いられたスラリー及び純水を受ける、底部が傾斜した排水容器を備えてなり、
前記第１排水ラインが、前記排水容器の底部において、前記第２排水ライン及び前記第３排水ラインより低い位置に接続されてなる、排水システムが提案される。

前記基板処理部は、純水及び薬液を用いて基板を洗浄する洗浄部であり、
前記二以上の排水ラインが、
前記純水用の第１排水ラインと、
前記薬液用の第２排水ラインとを備えてなる、排水システムが提案される。

〔第２の実施態様〕
第２の実施態様では、液体を用いて基板を処理する基板処理部と、
上記第１の実施態様で提案した排水システムとを備えてなる、基板処理装置が提案される。

好ましくは、前記基板処理部と、前記排水システムにおける前記排水ラインと、前記切り替え装置と、前記測定装置と、これらを収容するハウジングとを備えてなる、基板処理装置が提案される。

〔第３の実施態様〕
第３の実施態様では、液体を用いて基板を処理する基板処理部を有する基板処理装置における排水方法であって、
前記基板処理部で用いられた液体を測定して排水情報を生成し、
前記排水情報に対応して、前記基板処理装置内に設けられた二以上の排水ラインのいずれに排水するかを判定し、
前記二以上の排水ラインのいずれに排水するかを切り替えることを含んでなる、排水方法が提案される。

〔第４の実施態様〕
第４の実施態様では、 液体を用いて基板を処理する基板処理部からの排水を制御する排水制御装置であって、
前記基板処理部で用いられた液体の排水情報が入力される入力部と、
前記排水情報に対応して、基板処理装置内に設けられた二以上の排水ラインのいずれに排水するかを判定する判定部と、
前記二以上の排水ラインのいずれに排水するかを切り替える切り替え装置を制御する制御信号を出力する出力部とを含んでなる、排水制御装置が提案される。

〔第５の実施態様〕
第５の実施態様では、液体を用いて基板を処理する基板処理部で用いられた液体を排水する方法であって、
前記基板処理部で用いられた液体の排水情報が入力されることと、
前記排水情報に対応して、基板処理装置内に設けられた二以上の排水ラインのいずれに排水するかを判定することと、
前記二以上の排水ラインのいずれに排水するかを切り替える切り替え装置を制御する制御信号を出力することと、
前記切り替える切り替え装置により前記二以上の排水ラインを切り替えて、前記基板処理部で用いられた液体を前記切り替えられ排水ラインから排水することとを含んでなる、排水方法が提案される。

〔第６の実施態様〕
第６の実施態様では、排水システムに、液体を用いて基板を処理する基板処理部から排水する方法を実行させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータにおいて、
前記基板処理部で用いられた液体の排水情報を入力し、
前記排水情報に対応して、基板処理装置内に設けられた二以上の排水ラインのいずれに排水するかを判定し、
前記基板処理部で用いられた液体を排水させるために、前記二以上の排水ラインのいずれに排水するかを切り替える切り替え装置を制御する制御信号 を出力することを実行させることを特徴とする、コンピュータプログラムが 提案される。

別の態様では、排水システムに、液体を用いて基板を処理する基板処理部から排水する方法を実行させるためのコンピュータプログラムを格納した記録媒体であって、
前記コンピュータプログラムが、コンピュータにおいて、
前記基板処理部で用いられた液体の排水情報を入力し、
前記排水情報に対応して、基板処理装置内に設けられた二以上の排水ラインのいずれに排水するかを判定し、
前記基板処理部で用いられた液体を排水させるために、前記二以上の排水ラインのいずれに排水するかを切り替える切り替え装置を制御する制御信号を出力することを実行させるものである、記録媒体が提案される。

本発明は、基板処理装置「内」に、排水系統を設置し、排水ラインを自動的に切り替えるシステムを採用することにより、基板処理装置内において、各機構（工程）に即して、使用済みスラリー、使用済み薬液、使用済み純水、その他の液体等を迅速、かつ、簡易に排出すること、特に、分離回収することが可能となり、また、物理的分離手段、フィルタ及びメンブラン等による分離回収手段を省略することが可能となり、迅速、簡易及び経済性に優れた排水処理を高い次元において実現することができる。

従来の基板処理装置の排水部を示した説明図である。 本発明に係る基板処理装置２の概略構成を示すブロック図である。 基板処理装置２の研磨部３を模式的に示す斜視図である。 第１の実施形態に係る排水システム１００の概略構成を示す図である。 排水システム１００をより詳しく説明する図である。 排水システム１００の処理動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る排水システム１０１の概略構成を示す図である。 洗浄部５を模式的に示す斜視図である。 第３の実施形態に係る排水システム１０２の概略構成を示す図である。

図２は、本発明に係る基板処理装置２の概略構成を示すブロック図である。基板処理装置２は、排水部９Ａを有する研磨部３と、排水部９Ｂを有する洗浄部５と、これらを収容するハウジング８と、排水部９Ａ，９Ｂを制御する制御機構６とを備えている。以下に説明する実施形態では、半導体ウエハ（以下、単に、ウエハともいう。）に研磨処理を行う装置に適用した場合について示す。

このように、本発明による排水部９Ａ，９Ｂは、基板処理装置２内に組み込まれて使用されるものである。従って、従来の基板処理装置１のように、基板処理装置１「外」に設置された排水部７（図１）ではなく、図２に示す通り、基板処理装置２「内」において使用される。排水部９Ａ，９Ｂは、図２に示す通り、それぞれ研磨部３及び洗浄部５の内部に設置されることが好ましく、又は、研磨部３及び洗浄部５の外であっても、ハウジング８の内部に設置されていてもよい。

以下、研磨部３及びその排水部９Ａについて第１及び第２の実施形態で説明し、洗浄部５及びその排水部９Ｂについて第３の実施形態で説明する。

（第１の実施形態）
図３は、研磨部３を模式的に示す斜視図である。研磨部３は基板処理部の一例であり、トップリング５０と、トップリングシャフト５２と、研磨テーブル５６と、ノズル５８とを有する。

トップリング５０は、トップリングシャフト５２に支持されており、ウェハＷを真空吸着により保持し、かつウェハＷを研磨テーブル５６上の研磨パッド５４に押圧しながら研磨する。研磨テーブル５６の上面には研磨パッド５４が貼付されており、この研磨パッド５４の上面はウェハＷを研磨する研磨面を構成する。トップリング５０および研磨テーブル５６は、矢印で示すように、その軸心周りに回転するように構成されている。

ノズル５８は研磨パッド５４にスラリーや純水を供給する。スラリーは研磨液として用いられ、純水は研磨液やドレッシング液として用いられる。

また、図示しないが、研磨部３は、研磨パッド５４のドレッシングを行うためのドレッサーや、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素ガス）の混合流体または液体（例えば純水）を霧状にして研磨面に噴射するアトマイザ（図示せず）を備えている。

基板研磨にあっては、通常、一枚のウェハにおいて、１）スラリーで、基板表面（ウェハ又はウェハ上の膜等を意味する）を研磨するスラリー研磨（工程・機構）、２）純水（ＤＩＷ）で、基板を洗浄（研磨）する純水洗浄・研磨（工程・機構）、３）ドレッサーで、研磨パッド５４を切削するドレッシング（工程・機構）、４）必要に応じて、ドレッシング工程後に、研磨パッド５４の研磨面に残留する研磨屑又は砥粒等を洗浄（洗い流す）するアトマイジング（工程・機構）が行われる。従って、本実施形態による排水システムは、このような各工程・機構において用いられる。

ここで、スラリーは中性であることは少なく、用途、特に基板表面に形成された研磨対象の材料に応じて酸性のものやアルカリ性のものが使用される。例えば、銅配線等の金属膜を研磨する場合には、酸性のスラリーが使用されることが多い。また、酸化膜などの絶縁膜を研磨する場合には、アルカリ性のスラリーが使用されることが多い。

また、使用済のスラリーや純水には、研磨パッド５４や基板表面の研磨屑（パーティクル）が含まれ得る。
つまり、研磨部３からは、酸性あるいはアルカリ性のスラリー、パーティクルを含む純水やスラリー、パーティクルを含まない純水などが排水される。
そこで、本実施形態では、以下の排水システムによりこれらの排水を適切に分離する。

図４は、第１の実施形態に係る排水システム１００の概略構成を示す図である。排水システム１００は排水部９Ａ及び制御機構６から構成される。なお、制御機構６はハウジング８内に設置されていてもよいし、ハウジング８外に設置されてもよい。

図４の示す概説図によれば、本実施形態による排水部９Ａは、排水容器１２と、二以上の排水ライン１３と、測定装置１５と、切り替え装置１７と、排出部１９とを有する。

二以上の排水ライン１３は、基板処理装置２の研磨部３で用いられた使用済み液体１１が排出され、それを基板処理装置２外に排出することが可能である。切り替え装置１７は、前記二以上の排水ライン１３のいずれに排出するかを切り替える。測定装置１５は排水情報を測定する。制御機構６は、前記測定装置１５の測定結果に対応して、前記切り替え装置１７を制御する。
排水システム１００によれば、最終的に、排出部１９によって、排水が排出され、分離・回収されることとなる。

図５は、排水システム１００をより詳しく説明する図である。図５に示す通り、排水部９Ａにおける排水容器１２と、排水ライン１３と、切り替え装置１７と、測定装置１５とを以下の通り、構成することができる。

（排水容器１２）
本発明の好ましい態様によれば、図５に示す通り、排水部９Ａは、基板処理装置２で用いられた使用済み液体１１を受ける排水容器１２を備える。

排水容器１２は、図４に示した研磨テーブル５６の周囲及びその下方に設けられ、排水（使用済み液体１１）を集める排水パンである。排水容器１２は円環状であってよく、その中央の空洞に研磨テーブル５６を回転させる軸が通っている。

上述したように、使用済み液体１１は酸性あるいはアルカリ性のスラリーを含む。そのため、排水容器１２は耐久性を有し、排水と化学的反応を生じさせない部材であれば、金属、強化プラスチック等、いずれの材料で製造されてよい。また、排水容器１２は、排水の収集を容易にするために、排水容器１２の底部が傾斜してなるものが好ましい。一例として、排水容器１２の底部を外周側から中央に向かって低くなるよう傾斜させてもよい。

これにより、スラリーなど比重の重い排水程、底部に沈みやすいことを利用して、排出し、分離又は回収することが可能となる。

（排水ライン１３）
二以上の排水ライン１３が排水容器１２の底部に接続される。その具体的な本数は、排水の種類に応じて適宜定めることが可能である。本実施形態ではスラリー及び純水を用いた研磨を行うため、使用済みスラリー用の排水ライン２４、使用済み純水用の排水ライン２８、その他の液体用の排水ライン２６という少なくとも三つの排水ライン２４，２６，２８があれば足る。排水をどのような条件で排出するかという条件設定と、排水ライン１３の増減とは、排水部９Ａの経済性を考量して適宜定めることが可能である。

「使用済みスラリー」とは、スラリーとして使用され、研磨後、主としてスラリー成分を含むものを意味する。「使用済み純水」とは、研磨あるいは洗浄後、純水として使用され、ほぼ純水を含むものを意味する。「その他の液体」とは、使用済みスラリー、使用済み純水とは言えない、スラリー成分、研磨屑等のパーティクルを含むもの、即ち、使用済みスラリー又は使用済み純水の何れにも属さないものを主として意味する。

ここで、排水容器１２の底部が傾斜している場合、純水よりスラリーの方が比重が大きいことを考慮して、スラリー用の排水ライン２４が最も低い位置に接続されるのが望ましい。

排水ライン１３は耐久性を有し、排水と化学的反応を生じさせない部材であれば、金属、強化プラスチック等、いずれの材料、形状で製造されてよいが、好ましくは、設置の容易性から可撓性のものが好ましい。

（測定装置１５、測定装置２７Ａ〜２７Ｃ）
好ましい態様によれば、測定装置１５は、前記二以上の排水ライン２４，２６，２８の少なくとも一つに設置されてなるものが好ましい。また、測定装置１５は、前記排水ライン２４，２６，２８の内側に設置されてなるものであってもよい。

測定装置１５が各排水ライン２４，２６，２８に設置されてもよく、図５では、使用済みスラリー用の排水ライン２４に測定装置２７Ａを設け、使用済み純水用の排水ライン２８に測定装置２７Ｃを設け、その他の液体用の排水ライン２６に測定装置２７Ｂを設ける例を示している。測定装置２７Ａ〜２７Ｃによる測定結果に応じて切り替え装置１７を制御することを考慮すると、測定装置２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃは、切り替え装置１７の上部すなわち上流側に設置されてなるものが好ましい。

好ましい態様によれば、少なくとも、その他の液体を回収する排水ライン２６に測定装置２７Ｂが設置されていることが好ましい。測定装置２７Ｂが、排水ライン２６を流れる排水が使用済みスラリー又は使用済み純水であると判別した場合、前者であれば排水ライン２４で、後者であれば排水ライン２８で排出させることができる。従って、測定装置２７Ｂ一つの設置をもって、排水分離容易に行うことができ、かつ、その結果、経済的かつ効率的に排出し、分離又は回収することができる。

測定装置１５は、測定対象の排水を、使用済みスラリーとして排出すべきか、使用済み純水として排出すべきか、その他の液体として排出すべきかを判断するための排水情報を測定する。好ましい態様では、測定装置１５は、排水の情報、即ち、排水の物理的化学的情報を測定する。測定装置１５は、具体的には、排水のｐＨを測定するｐＨセンサであってもよいし、排水中の粒子（パーティクル）数を測定するパーティクルカウンタであってもよいし、排水の粘度を測定する粘度計であってもよく、排水の電気抵抗率（比抵抗）を測定する抵抗計であってよい。また、測定装置１５は排水の排出量や排出時間を測定してもよい。通常、測定装置１５は市販品を使用することが可能である。排水中の粒子（パーティクル）数を測定するパーティクルカウンタとしては、例えば、リオン株式会社製、型番：RION KL-30Aを用いることができ、ｐＨセンサとしては、例えば、インラインpH計を用いることができ、粘度計としては、例えば超音波振動を利用したインライン粘度計を用いることができ、電気抵抗率計（比抵抗計）としては、例えばＨＯＲＩＢＡ社製、工業用比抵抗計（HE-480R）等を用いることができる。

測定装置２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃにより排水を測定した結果を示す排水情報は、制御機構６に入力される。

（切り替え装置１７）
本実施形態では、排水ライン１３の数と切り替え装置１７との数とは一致してよい。すなわち、本実施形態では、切り替え装置１７として、排水ライン２４，２６，２８にそれぞれバルブ２１，２３，２５が設けられる。バルブ２１が開状態になると排水は排水ライン２４を通ることができ、閉状態となると排水は排水ライン２４を通ることができなくなる。バルブ２３，２５も同様である。バルブ２１，２３，２５の開閉状態は制御機構６によって制御される。

（制御機構６）
制御機構６は、測定装置１５から入力された排水の情報と、予め入力された排水の情報とに基づいて、切り替え装置１７を切り替えるように指示することを制御するものである。従って、好ましい態様によれば、前記制御機構６が、
前記測定装置１５が測定した数値が、
予め設定した前記排水の排出量を示し、
予め設定した前記排水の排出時間を示し、
前記排水のｐＨ値が６．０超過８．０未満の範囲を示し、
前記排水中の粒子の数があらかじめ設定した範囲から外れたことを示し、
前記排水の粘度が０．８８ｍＰａ・ｓ以上０．９０ｍＰａ・ｓ以下（２５℃）を示した時に、前記切り替え装置１７を制御する。

具体的な構成例として、制御機構６は、入力部６ａと、判定部６ｂと、出力部６ｃとを有する。これら各部（の少なくとも一部）は、例えばコンピュータのプロセッサが所定のプログラムを実行することによって実現されてもよいし、ハードウェアで実装されてもよい。

入力部６ａには測定装置１５による測定結果が排水情報として入力される。すなわち、入力部６ａは、測定装置１５で測定された排水情報を情報伝達手段（不図示）を通じて、リアルタイムに伝達されてよい。具体的には、測定装置１５を通じて排水の情報を測定し、排水の計測情報として把握される信号が入力部６ａに入力され、入力部６ａはその情報を取得する。

判定部６ｂは、排水情報に基づいて、研磨部３からの排水をいずれの排水ライン１３に排水すべきか、言い換えると、切り替え装置１７をどのように制御すべきか、を判定する。具体的には、判定部６ｂは、前記排水情報に基づいて、前記排水情報と、予め設定した排水情報との一致の有無を算出し、前記算出結果により排出ラインを決定してもよい。排水の計測情報は、リアルタイムに入力されることから、その蓄積時間は、数分又は数秒程度であってよい。また、予め設定した排水情報は、適宜定めることができるが、基板処理装置２の処理工程（レシピ）に合致させて行うことが好ましい。

出力部６ｃは、切り替え装置１７を制御するための制御信号を出力して、判定結果に応じて切り替え装置１７を制御（すなわちバルブ２１，２３，２５を開閉）する。この制御信号に応じて、排水ライン２４，２６，２８に設置されたバルブ２１，２３，２５の開閉状態が制御され、所望の排出ラインを選択し、所望の排水を決定された排水ラインにより排出することができる。

図６は、排水システム１００の処理動作を示すフローチャートである。本処理により、使用済み液体１１が、使用済みスラリー、使用済み純水及びその他の液体の三種類のいずれかとして、３つの排水ライン２４，２６，２８の１つで適切に排出される。図中、「Ｓ」はステップの英語表記の頭文字である（以下、本明細書において同じである）。本実施形態による基板処理装置内における排水方法は、図５に示す通り、基板処理装置２内において、
（Ｓ１）排水容器１２が研磨部３からの排水を集め、
（Ｓ２）測定装置１５が排水情報を測定し、その結果を制御機構６における入力部６ａに入力し、
（Ｓ３）制御機構６における判定部６ｂが、前記測定装置１５の測定結果を解析し、どの排水ライン２４，２６，２８に排水するかを判定し、
（Ｓ４）制御機構６における出力部６ｃが、判定結果に応じて前記切り替え装置１７を制御するための制御信号を出力し、
（Ｓ５）選択された排水ラインが、前記排水を排出することを含んでなるものである。

以下、測定装置１５がｐＨセンサ及びパーティクルカウンタを含む場合の例を説明する。この場合、（Ｓ２）において、入力部６ａには、各測定装置１５で測定された、排水のｐＨ及び粒子数が入力される。

（Ｓ３）において、ｐＨが予め定めた範囲内（例えば６〜８）であり、かつ、粒子数が予め設定することで定めた設定数（例えば、検出限界以上の粒子径を有する粒子の数 １０個／ｍｌ）以下である場合、判定部６ｂは使用済み純水用の排水ライン２８に排水すると判定する。この場合、（Ｓ４）において、出力部６ｃは、排水ライン２８に設けられたバルブ２５を開状態とし、他のバルブ２１，２３を閉状態とする。これにより、スラリーやパーティクルをほとんど含まない純水を回収できる。

一方、（Ｓ３）において、ｐＨが上記予め定めた範囲内でない場合、または、粒子数が上記予め定めた設定数でない場合、判定部６ｂはその他の液体用の排水ライン２６に排水すると判定する。この場合、（Ｓ４）において、出力部６ｃは、排水ライン２６に設けられたバルブ２３を開状態とし、他のバルブ２１，２５を閉状態とする。これにより、使用済みスラリー用の排水ライン２４にパーティクルを含む液体が混入することや、使用済み純水用の排水ライン２８にスラリーやパーティクルを含む液体が混入することを防止できる。

このような排水手法は、特に基板の水研磨（工程・機構）、ドレッシング（工程・機構）、装置稼働待機（工程・機構）又は機器洗浄（工程・機構）に好適である。なお、装置稼働待機とは、基板処理装置２は、研磨部３において稼働している対象物の設置、搬送等において、一時的にその稼働が止まり、待機状態となる状態をいい、このような場合であっても、装置の状態を維持するために、研磨パッド５４やトップリング５０の乾燥防止のために純水等が流される。また、機器洗浄とは、基板処理装置２は、基板の研磨、洗浄といった本来の目的以外の、トップリング５０、ウェハ搬送手段、ドレッサ、ノズル５８、アトマイザ等の洗浄をいい、やはり純水が大量に使用されている。従って、排水システム１００は、このような機器洗浄段階にあっても、回収・再利用された水を、純水としてまた用いることができる。

続いて、測定装置１５が排水時間を測定する場合の例を説明する。基板処理装置２では、通常、基板の加工手順および処理の条件（「レシピ」という）を作製して、装置を運用する。このレシピ内では、研磨工程の秒数設定又はエンド・ポイントにおいて研磨時間を決定している。従って、排水の排出時間を予め設定することができれば、使用済みスラリー等を有意に分離回収することが可能となる。
この場合、（Ｓ２）において、スラリーを用いた研磨の開始及び終了タイミング（これらはレシピに設定される）と、排水時間との関係が入力される。

（Ｓ３）において、研磨開始から所定時間（例えば１０秒）以内、又は、研磨終了から所定時間（例えば１０秒）以下前（あるいはエンドポイント検出後）であれば、判定部６ｂはその他の液体用の排水ライン２６に排水すると判定する。研磨の開始直後及び終了直前は、スラリーに研磨屑が多く含まれ得るため。例えば、このようなタイミングで排水されるように構成することが好ましい。

一方、（Ｓ３）において、研磨開始から上記所定時間後、又は、研磨終了から上記所定時間以上前（あるいはエンドポイント検出前）であれば、判定部６ｂは使用済みスラリー用の排水ライン２４に排水すると判定する。研磨開始からある程度時間が経つと、それほど研磨屑が含まれないためである。

このような排水手法は、特にスラリー基板研磨（工程・機構）において好適である。

また、基板の研磨、ドレッシング、装置稼働待機、機器洗浄以外にも、排水が生じる箇所であれば、様々な処理工程（機構）において使用され得る。

以上説明した排水手法は一例にすぎず、ｐＨ値のみ、あるいは、粒子数のみに基づいて排水を行ってもよいし、複数の測定結果を組み合わせて排水を行ってもよい。例えば、スラリー、洗浄薬液、純水について、予め、使用量及び使用時間を設定しておき、排水ライン１３における測定装置１５で測定し、使用量及び使用時間（排水ラインへの通過時間をも加味して算定）を計測することにより、制御機構６から、切り替え装置１７に切り替えの指令を出すことにより、排水を所望の排水ライン１３により排出、分離回収することが可能となる。また、排水ライン１３を通過する排水の粘度、粒子の数、ｐＨ、イオン濃度を測定装置１５で計測して、演算処理し、予め設定された排水情報に基づいて判断し、その結果に基づいて、制御機構６から、切り替え装置１７に切り替えする指令を出すことにより、排水をそれぞれの排水ライン１３へと排出し、分離又は回収することが可能となる。

このように、第１の実施形態では、研磨部３からの排水を、使用済みスラリー、使用済み純水およびその他の液体として、分離回収できる。すなわち、使用済みスラリー、使用済み純水、及び、その他の液体とを適切に排出し、分離又は回収することができるため、スラリー、純水等の再処理、再利用において、物理的分離手段、フィルタ・膜等の分離手段の少なくとも1部または全部を省略することが可能となり、迅速かつ簡易に排水分離回収処理を実現することができる。ただし、排水の再利用にあたって、物理的分離手段、フィルタ・膜等の分離手段を設けることを排除するものではなく、物理的分離手段、フィルタ・膜等の分離手段をさらに設けるようにして再利用にあたって再利用水の水質をより良好に維持するように構成してもよい。

また、基板処理装置２内において排水分離回収ができれば、装置外に設置する場合と比較して、排水ラインの長さの総和を短くし、かつ、排水ライン内への汚染物の付着といった問題が生じ難く、効率よく排出でき、分離又は回収することが可能となる。また、使用済み洗浄薬液を迅速かつ簡易に回収することができ、その廃棄等を容易に行うことが可能となる。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態は、排水容器１２の底部に３つの排水ライン２４，２６，２８を接続するものであった。これに対し、次に説明する第２の実施形態は、排水容器１２の底部に１つの主排水ラインを接続し、主排水ラインに３つの排水ラインを接続するものである。

図７は、第２の実施形態に係る排水システム１０１の概略構成を示す図である。この排水システム１０１は、二以上の排水ライン１３として、主排水ライン３３と、前記主排水ライン３３に接続された二以上の排水ライン（副排水ライン）３４，３６，３８とを含む。また、排水システム１０１は、切り替え装置１７として、可変バルブ３１を有する。主排水ライン３３は、上部が排水容器１２の底部に接続され、下部が可変バルブ３１に接続される。排水ライン３４，３６，３８は可変バルブ３１を介して、主排水ライン３３に接続される。可変バルブ３１は、制御機構６による制御によって、主排水ライン３３からの排水を、排水ライン３４，３６，３８のいずれに流すかを切り替える。そして、主排水ライン３３に測定装置３７が設けられる。

このように、排水容器１２に配置した主排水ライン３３を採用し、主排水ライン３３の下方に、二以上の排水ライン３４，３６，３８を設けてなるものが好ましい。測定装置３７が一つで足り、また、適宜、排水を分離することが可能となり、経済性と簡易性を達成することができるためである。なお、本実施形態にあっては、排水ライン３４，３６，３８において、全てに切り替え装置１７及び測定装置１５を取り付ける実施態様を除外するものではない。
その他の構成や処理動作は、第１の実施形態と同様である。

このように、第２の実施形態では、排水容器１２に集められた排水は一旦主排水ライン３３を通る。そのため、主排水ライン３３に１つだけ測定装置１５を設ければよい。従って、測定装置３７、可変バルブ３１が一つずつで済むため、機器の設置が最小限に済み、経済的である。

（第３の実施形態）
次に説明する第３の実施形態は、図２における洗浄部５及びその排水部９Ｂに関する。

図８は、洗浄部５を模式的に示す斜視図である。図８は、ロールスポンジ型洗浄を説明するものであるが、ペンシル型洗浄であってもよい。洗浄部５は基板処理部の一例であり、図８に示すように、基板Ｗをほぼ水平に保持して回転させる４つのローラ３０１〜３０４と、基板Ｗの上下面に接触するロールスポンジ（洗浄具）３０７，３０８と、これらのロールスポンジ３０７，３０８を回転させる回転機構３１０，３１１と、基板Ｗの上下面に洗浄液（例えば純水）を供給する洗浄液供給ノズル３１５，３１６と、基板Ｗの上下面にエッチング液（薬液）を供給するエッチング液供給ノズル３１７，３１８とを備えている。

ローラ３０１〜３０４は図示しない駆動機構（例えばエアシリンダ）によって、互いに近接および離間する方向に移動可能となっている。上側のロールスポンジ３０７を回転させる回転機構３１０は、その上下方向の動きをガイドするガイドレール３２０に取り付けられている。また、この回転機構３１０は昇降駆動機構３２１に支持されており、回転機構３１０および上側のロールスポンジ３０７は昇降駆動機構３２１により上下方向に移動されるようになっている。なお、図示しないが、下側のロールスポンジ３０８を回転させる回転機構３１１もガイドレールに支持されており、昇降駆動機構によって回転機構３１１および下側のロールスポンジ３０８が上下動するようになっている。なお、昇降駆動機構としては、例えばボールねじを用いたモータ駆動機構またはエアシリンダが使用される。

基板Ｗの搬入搬出時には、ロールスポンジ３０７，３０８は互いに離間した位置にある。基板Ｗの洗浄時には、これらロールスポンジ３０７，３０８は互いに近接する方向に移動して基板Ｗの上下面に接触する。ロールスポンジ３０７，３０８が基板Ｗの上下面を押圧する力は、それぞれ昇降駆動機構３２１および図示しない昇降駆動機構によって調整される。上側のロールスポンジ３０７および回転機構３１０は昇降駆動機構３２１によって下方から支持されているので、上側のロールスポンジ３０７が基板Ｗの上面に加える押圧力は０［Ｎ］からの調整が可能である。

ローラ３０１は、保持部３０１ａおよび肩部（支持部）３０１ｂの２段構成となっている。肩部３０１ｂの直径は保持部３０１ａの直径よりも大きく、肩部３０１ｂの上に保持部３０１ａが形成されている。ローラ３０２〜３０４も、ローラ３０１と同一の構成を有している。

搬送機構９により搬送されてきた基板Ｗは、まず肩部３０１ｂ〜３０４ｂの上に載置され、その後ローラ３０１〜３０４が基板Ｗに向かって移動することにより保持部３０１ａ〜３０４ａに保持される。４つのローラ３０１〜３０４のうちの少なくとも１つは図示しない回転機構によって回転駆動されるように構成され、これにより基板Ｗはその外周部がローラ３０１〜３０４に保持された状態で回転する。肩部３０１ｂ〜３０４ｂは下方に傾斜したテーパ面となっており、保持部３０１ａ〜３０４ａによって保持されている間、基板Ｗは肩部３０１ｂ〜３０４ｂと非接触に保たれる。

基板洗浄にあっては、通常、１）研磨された基板を洗浄液で洗浄し、また、２）洗浄液及び洗浄された洗浄物を洗い流す、純水洗浄が行われる。

このように、洗浄部５では純水及び薬液が使用される。そのため、使用済み純水及び使用済み薬液が排水される。従って、本実施形態による排水システムは、このような各工程・機構においてもまた用いられる。

図９は、第３の実施形態に係る排水システム１０２の概略構成を示す図である。排水システム１０２は排水部９Ｂ及び制御機構６から構成される。図５との相違点として、排水部９Ｂは、使用済み薬液用の排水ライン４１、及び、使用済み純水用の排水ライン４３という少なくとも二つの排水ラインで足る（勿論、その他の液体用という合計三つの排水ラインであってもよい）。純水洗浄であれば、使用済み純水用と、その他の液体用という少なくとも二つの排水ラインであってもよい。なお、「使用済み薬液」とは、洗浄薬液として使用され、薬液洗浄後、主として洗浄薬液成分を含むものを意味する。

排水システム１０２の処理動作は図５に示すものとほぼ同様である。すなわち、排水のｐＨや、排水に含まれる粒子数に応じて、いずれの排水ラインに排水すべきかを制御機構６が判定し、切り替え装置１７を適宜制御する。なお、その他の液体用の排水ラインを設けない場合、排水に含まれる粒子数が多い場合には、使用済み薬液用の排水ライン４３に排水するようにしてもよい。
この処理により、使用済み液体が、使用済み純水又は使用済み薬液として、２つの排水ライン４１，４３のいずれかで適切に排出される。

洗浄部５の場合、基板洗浄時のみならず、装置稼働待機時にも本実施形態に係る排水方法が特に有効である。洗浄部５は、装置が稼働していない装置稼働待機状態の際に、洗浄部５の部材（例えばロールスポンジ３０７，３０８）の洗浄又は乾燥防止のために湿潤させる時、大量の純水を使用することがある。このような場合には、使用済み純水として排出することができるので、純水再利用時に極めて有効である。

なお、第２の実施形態と同様に、排水容器１２の底部に主排水ラインを接続し、切り替え装置１７を介して使用済み薬液用の排水ラインおよび使用済み純水用の排水ラインを主排水ラインに接続する態様としてもよい。

また、一枚のウェハを、二種以上のスラリーを使用して研磨する場合、これら二種以上の使用済みスラリーを分離して回収することが可能となり、基板処理装置内における分離回収を実現することができ、高価なスラリーの再処理・再利用が可能となる。

本発明を実現できる上記実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が、本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。
よって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された発明の技術的思想に従って解釈されるものである。

１，２ 基板処理装置
３ 研磨部
４ ハウジング
５ 洗浄部
６ 制御機構
６ａ 入力部
６ｂ 判定部
６ｃ 出力部
７ 排水部
８ ハウジング
９Ａ，９Ｂ 排水部
１１ 使用済み液体
１２ 排水容器
１３ 排水ライン
１５ 測定装置
１７ 切り替え装置
１９ 排出部
２１，２３，２５ バルブ
２４，２６，２８ 排水ライン
２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ 測定装置
３１ 可変バルブ
３３ 主排水ライン
３４，３６，３８ 排水ライン
３７ 測定装置
１００，１０１，１０２ 排水システム

Claims (20)

1. 液体を用いて基板を処理する基板処理部を有する基板処理装置用の排水システムであって、
   前記基板処理部で用いられた液体を受ける、底部が傾斜した排水容器と、
   前記基板処理部で用いられた液体を排出することが可能な二以上の排水ラインであって、そのうちの１つは純水を排出することが可能な純水用ラインである、前記排水容器の底部に接続された二以上の排水ラインと、
   前記二以上の排水ラインのいずれに前記基板処理部で用いられた液体を排出するかを切り替える切り替え装置と、
   前記基板処理部で用いられた液体を測定して、排水のｐＨおよび排水の粒子の数の情報を含む排水情報を生成する測定装置と、
   前記排水情報に対応して、前記切り替え装置を作動させる作動信号を生成させて、前記切り替え装置を制御する制御機構と、を備える、排水システム。
2. 前記制御機構は、前記排水情報が示す排水のｐＨが所定範囲内であるか否か、及び、前記排水情報が示す排水の粒子の数が所定数以下であるか否かに応じて、前記切り替え装置を制御する、請求項１に記載の排水システム。
3. 前記所定範囲は６〜８であり、前記所定数は１０個／ｍＬである、請求項２に記載の排水システム。
4. 前記排水情報が示す排水のｐＨが所定範囲内であり、かつ、前記排水情報が示す排水の粒子の数が所定数以下である場合、その排水が前記純水用ラインに排出されるよう、前記切り替え装置を制御する、請求項２又は３に記載の排水システム。
5. 液体を用いて基板を処理する基板処理部を有する基板処理装置用の排水システムであって、
   前記基板処理部で用いられた液体を受ける、底部が傾斜した排水容器と、
   前記基板処理部で用いられた液体を排出することが可能であり、前記排水容器の底部に接続された二以上の排水ラインと、
   前記二以上の排水ラインのいずれに前記基板処理部で用いられた液体を排出するかを切り替える切り替え装置と、
   前記基板処理部で用いられた液体を測定して排水情報を生成する測定装置と、
   前記排水情報に対応して、前記切り替え装置を作動させる作動信号を生成させて、前記切り替え装置を制御する制御機構と、を備え、
   前記制御機構は、前記排水情報が、
   予め設定した前記排水の排出量を示し、
   予め設定した前記排水の排出時間を示し、
   前記排水のｐＨ値が６．０超過８．０未満の範囲を示し、
   前記排水中の粒子の数が予め設定した範囲から外れたことを示し、
   前記排水の粘度が０．８８ｍＰａ・ｓ以上０．９０ｍＰａ・ｓ以下（２５℃）を示した時に、前記切り替え装置を制御する、排水システム。
6. 前記基板処理部は、純水及び薬液を用いて基板を洗浄する洗浄部であり、
   前記二以上の排水ラインが、
   前記純水用の第１排水ラインと、
   前記薬液用の第２排水ラインと、を備える、請求項１又は２に記載の排水システム。
7. 前記第１排水ラインは、前記排水容器の底部における、前記第２排水ラインよりも低い位置に接続される、請求項６に記載の排水システム。
8. 前記排水容器の底部の少なくとも一部は、前記排水ラインに向かって低くなるよう傾斜している、請求項１乃至７のいずれかに記載の排水システム。
9. 液体を用いて基板を処理する基板処理部を有する基板処理装置用の排水システムであって、
   前記基板処理部で用いられた液体を受ける、底部が傾斜した排水容器と、
   前記基板処理部で用いられた液体を排出することが可能であり、前記排水容器の底部に接続された二以上の排水ラインと、
   前記二以上の排水ラインのいずれに前記基板処理部で用いられた液体を排出するかを切り替える切り替え装置と、
   前記基板処理部で用いられた液体を測定して排水情報を生成する測定装置と、
   前記排水情報に対応して、前記切り替え装置を作動させる作動信号を生成させて、前記切り替え装置を制御する制御機構と、を備え、
   前記基板処理部は、スラリー及び純水を用いて基板を研磨する研磨部であり、
   前記二以上の排水ラインが、
   前記スラリー用の第１排水ラインと、
   前記純水用の第２排水ラインと、
   その他の液体用の第３排水ラインと、を備える、排水システム。
10. 前記第１排水ラインが、前記排水容器の底部において、前記第２排水ライン及び前記第３排水ラインより低い位置に接続される、請求項９に記載の排水システム。
11. 前記排水情報が、排水の排出量、排水の排出時間及び排水の粘度、電気抵抗率（比抵抗）の少なくとも一つの情報をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の排水システム。
12. 前記二以上の排水ラインが、前記排水容器に接続された主排水ラインと、前記主排水ラインに接続された二以上の副排水ラインとを備える、請求項１〜１１の何れか一項に記載の排水システム。
13. 前記測定装置が、前記二以上の排水ラインの少なくとも一つに設置される、請求項１〜１２の何れか一項に記載の排水システム。
14. 前記測定装置が、前記主排水ラインに設置される、請求項１２に記載の排水システム。
15. 前記測定装置が、前記排水ラインの内側に設置される、請求項１〜１４の何れか一項に記載の排水システム。
16. 基板研磨工程、基板洗浄工程、装置稼働待機工程、及び機器洗浄工程の少なくとも一以上の工程において使用される、請求項１〜１５の何れか一項に記載の排水システム。
17. 前記切り替え装置が、バルブである、請求項１〜１６の何れか一項に記載の排水システム。
18. 液体を用いて基板を処理する基板処理部と、
    請求項１〜１６の何れか一項に記載の排水システムと、を備える、基板処理装置。
19. 前記基板処理部と、前記排水システムにおける前記排水ラインと、前記切り替え装置と、前記測定装置と、ハウジングとを備える、請求項１６に記載の基板処理装置。
20. 前記排水容器の底部は、外周側から中央に向かって低くなるよう傾斜している、請求項１，５および９の何れか一項に記載の排水システム。