KR100612815B1

KR100612815B1 - 응집제 및 그 제조 장치 및 제조 방법과, 유체의 응집처리 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100612815B1
Application number: KR20040089536A
Authority: KR
Inventors: 우메자와히로유끼; 이세끼마사히로; 다까오까다이조; 쯔이히지모또유끼; 하라고이찌
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 2003-11-06
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2006-08-21
Also published as: KR20050043681A; US7438804B2; CN1629082A; US20050115908A1; TWI309579B; CN1292992C; TW200518819A

Abstract

본 발명의 과제는 미세한 피제거물이 포함된 유체로부터 이 피제거물을 제거할 수 있는 응집 처리 장치 및 그것을 이용한 응집 처리 방법과 실리카와 금속분이 포함되는 응집제를 제공하는 것이다. 본 발명의 유체의 응집 장치는 피제거물이 포함되는 유체 중에 주기표의 8족의 금속 이온을 도입하여 상기 피제거물과 상기 금속 이온이 결합한 응집물을 생성하는 생성 수단을 구비한다. 또한, 다른 형태의 응집 처리 장치는 피제거물이 포함되는 유체 중에 주기표의 8족의 금속 이온을 도입하여 상기 피제거물과 상기 금속 이온이 결합한 응집물을 생성하는 생성 수단과, 상기 생성 수단에 의해 생성된 상기 응집물을 상기 유체로 도입하여 상기 피제거물을 응집시키는 도입 수단을 구비한다. 응집제 제조 장치(10A)는 실리카가 포함되는 유체 중에 주기표의 8족의 금속 이온을 도입하여 실리카와 금속 이온이 결합한 응집제를 생성하는 생성 수단을 갖는다. 이 생성 수단으로서는 전극쌍을 채용할 수 있다. 이와 같은 응집제 제조 장치(10)에서 제조되어 있던 응집제의 응집 효과는 매우 높고, 또한 응집 효과의 시간의 흐름에 따른 변화도 적다. 또한, 이 응집제는 실리카분을 다량으로 포함하는 CMP 배수를 재료로서 생성할 수 있다.

응집 처리 장치, 펌프, 응집제 제조 장치, 필터 장치, CMP 장치

Description

응집제 및 그 제조 장치 및 제조 방법과, 유체의 응집 처리 장치 및 방법 {COAGULANT AND PREPARATION APPARATUS AND PREPARATION METHOD THEREOF, AND COAGULATION PROCESS APPARATUS AND METHOD FOR FLUID}

도1은 본 발명의 응집제 제조 장치를 설명하는 개요도(a), 개요도(b).

도2는 본 발명의 구체화된 배수 처리 장치의 구성을 설명하는 도면.

도3은 본 발명의 응집제의 특성을 설명하는 도면.

도4는 본 발명의 응집제의 특성을 설명하는 도면.

도5는 본 발명의 응집제의 특성을 설명하는 도면.

도6은 본 발명의 응집제의 특성을 설명하는 도면.

도7은 본 발명의 응집제의 특성을 설명하는 도면(a), (b).

도8은 본 발명의 배수 처리 장치가 갖는 필터 장치를 설명하는 도면.

도9는 본 발명의 필터 장치의 동작 원리를 설명하는 도면(a), 제1 필터의 확대도(b)이다.

도10은 본 발명의 제2 필터 장치의 성막 조건을 설명하는 단면도(a), 특성도(b).

도11은 본 발명의 구체화된 필터 장치를 설명하는 도면.

도12는 본 발명의 필터 장치를 설명하는 사시도(a), 사시도(b), 사시도(c).

도13은 본 발명의 더욱 구체화된 필터 장치를 설명하는 사시도(a), 사시도(b), 단면도(c), 단면도(d).

도14는 본 발명의 필터 장치의 재생을 설명하는 단면도(a), 단면도(b).

도15는 본 발명의 필터 장치의 운전 상황을 설명하는 특성도.

도16은 본 발명의 여과 특성을 설명하는 특성도(a), 특성도(b).

도17은 종래의 여과 시스템을 설명하는 도면.

도18은 CMP 장치를 설명하는 도면.

도19는 CMP 장치의 시스템을 설명하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 제1 필터

1A : 필터 구멍

2 : 제2 필터

4 : 프레임

5 : 중공부

6, 57 : 펌프

7 : 여과액

10A, 10B : 응집제 제조 장치

11 : 탱크

12 : 전극쌍

12A : 제1 전극

12B : 제2 전극

12C : 전원

P1 내지 P6 : 유체가 통과하는 경로

13, 53 : 필터 장치

14 : 박리용 수조

15 : CMP 장치

16 : 고액 분리 장치

17 : CMP 배수 처리 장치

50 : 원수 탱크

52 : 원수

57 : 펌프

61 : 유량계

62 : 광센서

본 발명은, 유체의 응집 처리 장치 및 그것을 이용한 응집 처리 방법에 관한 것으로, 미세한 피제거물이 포함된 배수의 처리를 행하는 응집 처리 장치 및 그것을 이용한 응집 처리 방법에 관한 것이다.

현재, 산업 폐기물을 줄이는 것, 또한 산업 폐기물을 분별하여 재이용하는 것은 생태학의 관점으로부터 중요한 테마이고, 21세기의 기업 과제이다. 이 산업 폐기물 중에는 피제거물이 포함된 다양한 유체가 있다.

이들은 오수, 배수, 폐액 등의 다양한 말로 표현되어 있지만, 이하, 물이나 약품 등의 유체 중에 피제거물인 물질이 포함되어 있는 것을 배수라 부르고 설명한다. 이들 배수는 고가인 여과 처리 장치 등에서 상기 피제거물이 제거되고, 배수가 깨끗한 유체가 되어 재이용되거나, 분별된 피제거물 또는 여과할 수 없어 남은 것을 산업 폐기물로서 처리하고 있다. 특히 물은 여과에 의해 환경 기준을 만족시키는 깨끗한 상태로 하여 강이나 바다 등의 자연계로 복귀되거나, 또한 재이용된다.

그러나, 여과 처리 등의 설비비, 런닝 코스트 등의 문제로부터 이들 장치를 채용하는 것이 매우 어렵고, 환경 문제도 되고 있다.

이로부터 알 수 있는 바와 같이, 배수 처리의 기술은 환경 오염의 의미로부터도, 또한 리사이클의 점으로부터도 중요한 문제이고, 저이니셜 코스트, 저런닝 코스트의 시스템이 조급히 기대되고 있다.

일예로서, 반도체 분야에 있어서의 배수 처리를 이하에 설명해 간다. 일반적으로 금속, 반도체, 세라믹 등을 연삭 또는 연마할 때, 마찰에 의한 지그 등의 온도 상승 방지, 윤활성 향상, 연삭 칩 또는 절삭 칩의 판형체에의 부착 등이 고려되고, 물 등의 유체가 연마(연삭) 지그나 판형체에 샤워링되어 있다.

구체적으로는, 반도체 웨이퍼를 다이싱하거나, 백그라인드할 때, 순수(純水)를 흐르게 하는 수법이 취해지고 있다. 다이싱 장치에서는 다이싱 블레이드의 온 도 상승 방지를 위해, 또한 다이싱 칩이 웨이퍼에 부착되는 것을 방지하기 위해, 반도체 웨이퍼 상에 순수의 흐름을 만들거나, 블레이드에 순수가 닿도록 방수용 노즐이 부착되어 샤워링되어 있다. 또한 백그라인드로 웨이퍼 두께를 얇게 할 때에도 같은 이유에 의해 순수가 흐르고 있다.

전술한 다이싱 장치나 백그라인드 장치로부터 배출되는 연삭 칩 또는 연마 칩이 혼입된 배수는 여과되어 깨끗한 물로서 자연계로 복귀되거나, 혹은 재이용되고, 농축된 배수는 회수되고 있다.

기존의 반도체 제조에 있어서, Si를 주체로 하는 피제거물(칩)이 혼입된 배수의 처리에는 응집 침전법, 필터 여과와 원심 분리기를 조합한 방법의 2가지가 있다.

전자의 응집 침전법에서는 응집제로서 PAC(폴리염화알루미늄) 또는 Al2(SO4)3(황산 밴드) 등을 배수 중에 혼입시켜 Si와의 반응물을 생성시키고, 이 반응물을 제거함으로써 배수의 여과를 하고 있었다.

후자의 필터 여과와 원심 분리를 조합한 방법에서는 배수를 여과하여 농축된 배수를 원심 분리기에 걸쳐서 실리콘 칩을 슬러지로서 회수하는 동시에, 배수를 여과하여 생긴 깨끗한 물을 자연계로 방출하거나, 또는 재이용하고 있었다.

예를 들어, 도17에 도시한 바와 같이 다이싱시에 발생하는 배수는 원수 탱크(201)로 모이고, 펌프(202)에 의해 필터 장치(203)로 이송된다. 필터 장치(203)에는 세라믹계나 유기물계의 필터(F)가 장착되어 있으므로, 여과된 물은 배관(204)을 거쳐서 회수 물탱크(205)로 이송되어 재이용된다. 또는 자연계로 방출된다.

한편, 필터 장치(203)는 필터(F)에 막힘이 발생하므로, 정기적으로 세정이 실시된다. 예를 들어, 원수 탱크(201)측의 밸브(B1)를 폐쇄하고, 밸브(B3)와 원수 탱크로부터 세정수를 송부하기 위한 밸브(B2)가 개방되어 회수 물탱크(205)의 물로 필터(F)가 역세정된다. 이에 의해 발생한 고농도의 Si 칩이 혼입된 배수는 원수 탱크(201)로 복귀된다. 또한 농축수 탱크(206)의 농축수는 펌프(208)를 거쳐서 원심 분리기(209)로 수송되어 원심 분리기(209)에 의해 슬러지와 분리액으로 분리된다. Si 칩으로 이루어지는 슬러지는 슬러지 회수 탱크(210)로 모이고, 분리액은 분리액 탱크(211)로 모인다. 또한 분리액이 모인 분리액 탱크(211)의 배수는 펌프(212)를 거쳐서 원수 탱크(201)로 수송된다.

이들 방법은, 예를 들어 Cu, Fe, Al 등의 금속 재료를 주재료로 하는 고형물 또는 판형체, 세라믹 등의 무기물로 이루어지는 고형물이나 판형체 등의 연삭, 연마시에 발생하는 칩을 회수할 때도 채용되어 있었다.

한편, CMP(Chemical-Mechanical Polishing)가 새로운 반도체 프로세스 기술로서 등장해 왔다. 이 CMP 기술이 초래하는 것은 (1) 평탄한 디바이스면 형상의 실현과, (2) 기판과는 다른 재료의 매립 구조의 실현이다.

(1)은 리소그래피 기술을 사용한 미세 패턴을 정밀도 좋게 형성하는 것이다. 또한 Si 웨이퍼의 접착 기술의 병용 등으로 3차원 IC의 실현의 가능성을 초래하는 것이다.

(2)는 매립 구조를 가능하게 하는 것이다. 종래, IC의 다층 배선에는 텅스텐(W) 매립 기술이 채용되어 있다. 이는 층간막의 홈에 CVD법으로 W를 매립하고, 표면을 에치백하여 평탄화하였지만, 최근에는 CMP에 의해 평탄화되어 있다. 이 매립 기술의 응용으로서는 다마신 프로세스, 소자 분리를 들 수 있다.

이들 CMP의 기술 및 응용은 사이언스포럼 발행의「CMP의 사이언스」에 상세하게 서술되어 있다.

도18을 참조하여 CMP의 기구를 간단하게 설명한다. 회전 정반(250) 상의 연마포(251)에 반도체 웨이퍼(252)를 적재하여 연마재(슬러리)(253)를 흐르게 하면서 마찰하여 연마 가공, 화학적 에칭함으로써 웨이퍼(252) 표면의 요철을 없애고 있다. 연마재(253) 중의 용제에 의한 화학 반응과, 연마포와 연마제 중의 연마 지립과의 기계적 연마 작용으로 평탄화되어 있다. 연마포(251)로서는, 예를 들어 발포폴리우레탄, 부직포 등이 이용되고, 연마재는 실리카, 알루미나 등의 연마 지립을, pH 조정제를 포함한 물에 혼합한 것으로, 일반적으로는 슬러리라 부르고 있다. 이 슬러리(253)를 흐르게 하면서 연마포(251)에 웨이퍼(252)를 회전시키면서 일정한 압력을 가하여 서로 마찰하는 것이다. 또한, 부호 254는 연마포(251)의 연마 능력을 유지하는 것으로 항상 연마포(251)의 표면을 드레스된 상태로 하는 드레싱부이다. 또한 부호 202, 208, 212는 모터, 255 내지 257은 벨트이다.

상술한 기구는, 예를 들어 도19에 도시한 바와 같이 시스템으로서 구축되어 있다. 이 시스템은 크게 나누면, 웨이퍼 카세트의 로딩 언로딩 스테이션(260), 웨이퍼 이동 탑재 기구부(261), 도18에서 설명한 연마 기구부(262), 웨이퍼 세정 기구부(263) 및 이들을 제어하는 시스템 제어로 이루어진다.

우선 웨이퍼가 들어간 카세트(264)는 웨이퍼 카세트 로딩 언로딩 스테이션 (260)에 두고, 카세트(264) 내의 웨이퍼가 취출된다. 계속해서, 웨이퍼 이동 탑재 기구부(261), 예를 들어 매니퓰레이터(265)에서 상기 웨이퍼를 보유 지지하여 연마 기구부(262)에 설치된 회전 정반(250) 상에 적재되고, CMP 기술을 사용하여 웨이퍼가 평탄화된다. 이 평탄화의 작업이 종료되면, 슬러리의 세정을 행하기 위해, 상기 매니퓰레이터(266)에 의해 웨이퍼가 웨이퍼 세정 기구부(263)로 옮겨져 세정된다. 그리고 세정된 웨이퍼는 웨이퍼 카세트(266)에 수용된다.

예를 들어, 1회의 공정에서 사용되는 슬러리의 양은 약 500 cc 내지 1 리터/웨이퍼이다. 또한, 상기 연마 기구부(262), 웨이퍼 세정 기구부(263)에서 순수가 흐른다. 그리고 이들 배수는 드레인에서 최종적으로는 모아지므로, 5 리터 내지 10 리터/웨이퍼의 배수가 1회의 평탄화 작업으로 배출된다. 예를 들어 3층 메탈이면 메탈의 평탄화와 층간 절연막의 평탄화로 약 7회의 평탄화 작업이 들어가고, 하나의 웨이퍼가 완성되기까지는 5 내지 10 리터의 7배의 배수가 배출된다.

따라서, CMP 장치를 사용하면 순수로 희석된 슬러리가 상당량 배출되는 것을 알 수 있다. 그리고 이들 배수는 콜로이드 용액으로 인해 응집 침전법으로 처리되어 있었다(하기 특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 2003-290779호 공보

그러나, 응집 침전법에서는 응집제로서 화학 약품이 투입되지만, 완전히 반응하는 약품의 양을 특정하는 것은 매우 어려운 문제가 있었다. 또한, 약품과 피 제거물의 반응물인 프록은 마치 약과 같은 부유물로 생성된다. 이 프록을 형성하는 조건은 pH 조건이 엄격하고, 교반기, pH 측정 장치, 응집제 주입 장치 및 이들을 제어하는 제어 기기 등이 필요해진다. 또한 프록을 안정적으로 침강시키기 위해서는 큰 침전조가 필요해진다. 예를 들어, 3입방 미터(m3)/1시간의 배수 처리 능력이면, 직경 3미터, 깊이 4미터 정도의 탱크(약 15톤의 침강 탱크)가 필요해져 전체의 시스템으로 하면 약 11미터 × 11미터 정도의 부지도 필요해지는 대규모의 시스템이 되어 버린다.

한편, 도17과 같이 5입방 미터(m3)/1시간의 필터 여과와 원심 분리기를 조합한 방법에서는 여과 장치(203)에 필터(F)(UF 모듈이라 말하는 폴리술폰계 파이버로 구성된 것, 또는 세라믹 필터)를 사용하기 때문에, 물의 재이용이 가능해진다. 그러나, 여과 장치(203)에는 4개의 필터(F)가 부착되어 필터(F)의 수명으로부터 약 50만엔/개로 고가격인 필터를 적어도 1년에 1회 정도 교환할 필요가 있었다. 따라서, 모터의 전기료가 꽤 들어, 펌프(P)나 필터(F)의 교환 비용이 들기 때문에 런닝 코스트가 매우 큰 문제가 있었다.

또한, CMP에 있어서는 다이싱 가공과는 비교가 되지 않는 양의 배수가 배출된다. 슬러리는 콜로이드형으로 유체 내에 분포하여 브라운 운동에 의해 여간해서는 침강하지 않는다. 게다가 슬러리에 혼입되는 지립의 입경은 10 내지 200 ㎚의 매우 미세한 것이다. 따라서, 미세한 지립으로 이루어지는 슬러리를 필터로 여과하면, 필터의 구멍에 지립이 침입하여 곧 막힘을 일으키고, 막힘이 빈번히 발생하므로, 배수를 대량으로 처리할 수 없는 문제가 있었다.

또한, 현재에 응집제로서 이용되고 있는 PAC(폴리염화 알루미늄)에 포함되는 알루미늄은 알츠하이머병 등의 신경성 질환의 원인일 가능성이 있다. 그리고, 이와 같은 위험성을 갖는 응집제로 대체하는 것이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 미세한 피제거물이 포함된 유체로부터 이 피제거물을 제거할 수 있는 응집 처리 장치 및 그것을 이용한 응집 처리 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 유체의 응집 처리 장치는 피제거물이 포함되는 유체 중에 주기표의 8족에 속하는 금속 또는 상기 금속의 이온을 도입하여 상기 피제거물과 상기 이온이 결합한 물질을 생성하는 생성 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 유체의 응집 처리 장치는 피제거물이 포함되는 유체 중에 주기표의 8족에 속하는 금속 또는 상기 금속의 이온을 도입하여 상기 피제거물과 상기 이온이 결합한 물질을 생성하는 생성 수단과, 상기 생성 수단에 의해 생성된 물질을 상기 유체로 도입하여 상기 피제거물을 응집시키는 도입 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 유체의 응집 처리 방법은 피제거물을 포함하는 유체에 상기 피제거물과 결합하는 주기표의 8족에 속하는 금속 또는 상기 금속의 이온을 포함하는 물질을 첨가하여 상기 피제거물을 응집시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 유체의 응집 처리 방법은 피제거물을 포함하는 유체에 상기 피제거물과 결합하는 주기표의 8족에 속하는 금속 또는 상기 금속의 이온을 포함하 는 물질을 첨가하여 상기 피제거물을 응집시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 유체의 응집 처리 방법은 피제거물이 포함되는 유체의 일부를 취출하고, 취출한 상기 유체에 상기 피제거물과 결합하는 주기표의 8족에 속하는 금속의 이온을 포함하는 물질을 첨가하여 상기 피제거물을 응집시킴으로써 응집제를 생성하고,

상기 응집제를 상기 유체에 혼입시킴으로써 상기 피제거물의 응집을 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 응집제는 적어도 주기표의 제8족에 속하는 금속과 실리카로 이루어지는 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 응집제 제조 장치는 실리카가 포함되는 유체 중에 주기표에 속하는 금속 또는 상기 금속의 이온을 도입하여 상기 실리카와 상기 금속의 이온이 반응한 응집제를 생성하는 생성 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 응집제의 제조 방법은 실리카를 포함하는 유체에 주기표의 제8족에 속하는 금속 또는 상기 금속의 이온을 첨가하여 상기 실리카와 상기 금속으로 이루어지는 물질을 생성하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 상술한 수단에 의해 금속과 실리카가 결합한 화합물로 이루어지는 응집제를 제공할 수 있다.

<제1 실시 형태>

본 형태에서는 유체의 응집 처리 장치 및 그것을 이용한 응집 처리 방법과, 응집제와 그것을 제조하는 장치 및 방법을 설명한다. 우선, 도1을 참조하여 본 형 태의 응집 처리 장치를 설명한다. 도1을 이용하여 설명하는 응집제 제조 장치(10)는 응집 처리 장치의 일예이다. 도1의 (a)는 응집제를 제조하는 제조 장치(10A)의 개략도이고, 도1의 (b)는 다른 형태의 제조 장치(10B)의 개략도이다.

도1의 (a)를 참조하여 응집제 제조 장치(10A)는 실리카가 포함되는 유체 중에 주기표의 8족에 속하는 금속 또는 상기 금속 이온을 도입하여 실리카와 금속 이온이 결합한 응집제를 생성하는 생성 수단을 포함하는 구성이다. 여기서는 이 생성 수단으로서 전극쌍이 채용되어 있다. 이하에 본 형태의 응집제 제조 장치(10A)를 그 작용과 함께 설명한다.

탱크(11)에는 본 형태에 의한 처리를 행하는 유체(W)가 수납되어 있다. 여기서, 유체(W)로서는 실리카를 함유하는 유체가 채용된다. 예를 들어, CMP 공정 등으로부터 발생하는 배수에는 실리카가 포함되어 있다. 또한, 실리카 등의 규소를 포함하는 유체이면, CMP 공정으로부터 발생하는 배수 이외의 유체를 채용하는 것도 가능하다.

제1 전극(12A) 및 제2 전극(12B)으로 이루어지는 전극쌍(12)은 전기 화학적 처리에 의해 유체를 처리하는 작용을 갖는다. 여기서의 전기 화학적 처리라 함은, 예를 들어 전극으로부터 용출된 금속 이온에 의한 응집 효과를 가리킨다. 여기서는 한 쌍의 전극쌍(12)이 도시되어 있지만, 다수의 전극쌍(12)이 유체에 침지되는 구성을 채용할 수도 있다. 또한, 각 전극의 형상으로서는 막대형의 형상, 판형의 형상 등 다양한 형상을 채용할 수도 있다. 제1 전극(12A)과 제2 전극(12B)의 간격은 단락을 일으키지 않는 범위에서 접근시키는 쪽이 바람직하다. 그 간격을 좁게 함으로써, 유체의 전기 화학 처리에 이용하는 전력을 적게 할 수 있다. 또한, 제1 전극(12A)은 주기표의 제8족, 또는 제8족을 포함하는 도전체, 혹은 동족, 또는 동족을 포함하는 도전체를 피복한 것이 채용 가능하다. 예를 들어, 철(Fe), 혹은 철을 피복한 것을 제1 전극(12A)으로서 채용할 수 있다. 제1 전극(12A) 및 제2 전극(12B)은 직류 전류를 공급하는 전원(12C)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 전극쌍(12)의 절환을 행하기 위한 절환 수단이 전원에 장비되어 있다. 또한, 전극쌍(12)을 통과하는 전류 또는 그것에 인가되는 전압을 모니터링하는 감시 수단이 부가되어도 좋다. 이 감시 수단의 출력에 따라서, 전극쌍(12)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 전극쌍의 전해에 의한 상기 유체의 온도 상승을 억제하기 위해 냉각기를 설치해도 좋다. 구체적으로는, 냉각기는 탱크(11)를 냉각하는 수단이나, 유체를 냉각 장치 내로 유입시키는 수단에 의해 유체의 온도를 제어하는 것이 가능해진다.

교반 장치(14)는 탱크(11)에 수납된 유체(W)를 교반하는 작용을 갖는다. 여기서는, 모터에 접속된 프로펠라가 유체 중에서 회전하는 기구에 의해 유체(W)는 교반된다. 교반 장치로서는 교반의 작용을 갖는 것이면 다른 기구를 갖는 장치라도 좋다.

부호 P1은 본 형태의 피처리물인 유체(W1)를 탱크(P1)에 공급하기 위한 경로를 나타낸다. 이 경로(P1)는, 상술한 바와 같이 CMP 공정으로부터 배출되는 배수가 통과해도 좋다. 또한, 농축 등의 어떠한 전처리가 실시된 CMP 배수가 P1로부터 탱크(11) 내로 도입되어도 좋다.

부호 P2는 pH 조정제 또는 도전율 조정제가 도입되는 경로이다. 이들 조정제는 별개의 경로로부터 도입되어도 좋다. 여기서, PH 조정제는 탱크(11)의 내부의 유체(W1)에, 유체에 녹아 산성을 나타내는 조정제를 말한다. 예를 들어, 염산, 황산 등의 약품 외에도 물에 용해되어 산성을 나타내는 고체나 분체를 PH 조정제로서 채용할 수 있다. 유체에 포함되는 미립자는 유체의 PH가 알칼리성으로 기울면 그 유동성을 잃게 되는 경우가 있고, 그래서 PH 조정제에 의해 유체의 PH를 산성으로 함으로써 성능이 안정된 응집제의 제작, 또는 안정된 응집을 행할 수 있다.

도전율 조정제로서는, 할로겐 이온, 혹은 할로겐 이온을 포함하는 화합물을 채용할 수 있다. 구체적으로, 이 도전율 조정제로서는 식염을 채용하는 것이 가능하고, 물 등의 용매에 녹은 상태, 분말의 상태 또는 고체의 상태에서 유체(W)에 공급할 수 있다. 이와 같이, 유체(W)에 도전율 조정제를 첨가함으로써 유체(W)의 도전율을 향상시키는 것이 가능해진다. 따라서, 유체(W)를 거쳐서 전극쌍(12)에 소정의 전류를 흐르게 할 수 있다. 또한, 유체의 PH를 모니터링하는 감시 수단을 장비하고, 이 감시 수단의 출력에 따라서 첨가하는 PH 조정제의 양을 결정해도 좋다. 또한, 탱크(11)에 수납된 유체의 온도를 계측하는 수단을 마련하여 유체(W)의 과도한 온도 상승을 방지하도록 해도 좋다.

다음에, 상기 구성을 갖는 전극쌍(12)의 동작을 설명한다. 우선, P1로부터 유체(W1)를 탱크(11)의 내부로 도입한다. 그리고, 전원(12C)을 온(ON)으로 함으로써 전극쌍(12)을 작동시킨다. 제1 전극(12A)이 전원(12C)의 정극에 접속되어 애노드 전극이 되고, 제2 전극(12B)이 전원(12C)의 부극에 접속되어 캐소드 전극으로 되어 있다. 이에 의해, 유체(W)는 전기 화학적 방법으로서의 전해 처리가 행해진다. 애노드를 구성하는 제1 전극(12A)은 상술한 바와 같은 도전체로 구성되어 있으므로, 제1 전극(12A)으로부터 철(Ⅱ) 이온이 유체 중에 용출하고, 유체 중에 있어서 철(Ⅲ) 이온까지 산화된다. 그리고, 유체에 포함되는 피제거물 중 1개인 실리카와 화학적으로 반응하여 철실리카의 고분자 화합물이 생성된다. 철실리카의 응집물인 고분자 화합물은 본래의 실리카의 입자보다도 약간 크게 형성되어 있다. 여기서, 전극쌍(12)으로부터 용출되는 금속의 양은 몰비이고, 유체 중에 포함되는 피제거물의 4 내지 5배의 양이 적합하다. 구체적으로는 유체 중에 포함되는 피제거물과 결합하는 이온량보다도 다량의 금속 이온을 도입하는 것이 적합하다.

또한, 철실리카의 고분자 화합물은 그 자신이 응집제로서 기능한다. 또한, 실리카는 CMP 배수에 포함되는 피제거물이다. 따라서, 철실리카를 응집시킴으로써 피제거물 중 1개인 실리카를 응집시켜 배수 처리를 쉽게 하고, 또한 철실리카의 응집제를 생성할 수 있는 이점이 있다. 철실리카의 응집제가 생성됨으로써 CMP 배수 중에 포함되는 실리카 이외의 지립이나 연삭 칩을 응집시켜 응집제의 생성 또는 응집에 의한 배수 처리를 용이하게 할 수 있다.

철실리카 응집제는 철(Ⅱ) 이온과 실리카의 결합에 의해 생성되므로, 철(Ⅲ) 이온과 실리카의 결합에 의해 생성된 쪽이 응집 작용이 강하다. 그러나, 철의 전해 처리에 의해 용출되는 철(Ⅲ) 이온의 양은 미소하고, 대부분이 철(Ⅱ) 이온으로서 용출되어 탱크(11) 내에 존재한다. 그래서, 산화제를 첨가하여 철(Ⅱ) 이온을 산화함으로써 철(Ⅲ) 이온을 생성하여 철실리카 응집제를 생성하는 것도 가능하다. 산화제로서는 과산화수소 또는 오존 등이 바람직하다. 또한, 본원 발명자가 행한 실험에 따르면, 실리카량 1200 ㎎/L의 CMP 배수 200 CC에 대해 30 ％의 농도의 과산화수소 3 mL 첨가함으로써 충분한 철(Ⅲ) 이온을 생성하는 것이 가능하였다. 오존의 첨가 방법으로서는 오존 발생 장치 등으로부터 발생시킨 오존을 탱크(11) 중의 유체(W) 중에 기포로서 공급하는 방법 또는 오존을 함유하는 유체를 탱크(11)에 유입시키는 방법 등이 있다.

산화제를 첨가하는 타이밍은 철(Ⅱ) 이온이 도입, 또는 용출된 후인 것이 바람직하다. 구체적으로는 후술하는 PH 조정 중 또는 조정 후가 바람직하다. 또한, 과산화수소나 오존은 반도체의 제조 공정에 있어서, 배수 중에 포함된다. 따라서, 과산화수소나 오존을 포함한 배수를 산화제로서 CMP 배수가 저류된 응집제 제조 장치로 유입시킴으로써 반도체 제조 공정에서 발생한 배수를 효율적으로 처리하는 동시에 응집제를 저비용으로 생산하는 것이 가능해진다. 또한, 다른 제조 프로세스에 있어서 사용하는 과산화수소를 유용할 수도 있다. 철(Ⅲ) 이온은 산화제인 과산화수소 등이 철(Ⅱ) 이온을 산화함으로써 생성된다. 따라서, 철(Ⅱ) 이온과 반응하는 산화제의 양을 조절함으로써 생성되는 철(Ⅲ) 이온의 양을 조정하는 것이 가능해진다. 따라서, 산화제에 의해 철(Ⅱ) 이온 중 적어도 일부를 철(Ⅲ) 이온으로 함으로써 철(Ⅱ) 이온으로부터 생성되는 응집제와 철(Ⅲ) 이온으로부터 생성되는 응집제와의 비를 조절하는 것이 가능해진다. 또한, 철 이온의 첨가량을 조절함으로써 생성되는 응집제를 구성하는 철과 실리카의 몰비를 바꾸는 것도 가능해진다. 이상의 점으로부터 철실리카 응집제의 응집 성능을 제어할 수 있고, 처리하는 배수에 적합한 응집제를 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 유기성 배수 등에 강력한 응집제를 첨가한 경우, 유기성 배수가 기포 발생을 일으켜 버려 응집 작용의 저하가 문제가 되어 있다. 그러나, 본 응집제는 실리카와 결합하는 철 이온의 종류 및 철과 실리카의 몰비를 제어하는 것이 가능하므로, 응집제의 응집 능력을 조정하는 것이 가능하다. 따라서, 본 응집제를 사용함으로써 문제를 해결할 수 있다.

상기 전기 화학적 처리에 수반하여 P2를 거친 양 조정제의 첨가를 행한다. 도전율 조정제를 유체(W1)에 첨가함으로써 전극쌍(12)에 의한 전기 처리를 확실하게 행할 수 있다. 또한, PH 조정제를 첨가함으로써, 유체(W)에 혼입한 피제거물끼리 스스로 응집하여 프록을 형성하는 것을 억지할 수 있다. 즉, 유체(W)를 중성보다도 산성측으로 조정함으로써 유체 중에 포함되는 입자끼리를 이격시킬 수 있다. 또한, 본원 발명자가 행한 실험에 따르면, PH가 2.5 내지 2인 범위 내에서도 철실리카 응집제의 양호한 생성을 행할 수 있었다. 또한, 산화제에 의한 철(Ⅲ) 이온을 생성하는 최적 PH는 2.8 부근이고, 산성 하인 것이 바람직하므로, 철(Ⅲ) 이온의 형성 및 철실리카 응집제의 생성을 대략 동일한 산성 영역 하에서 행할 수 있다. 따라서, 본래 알칼리성인 CMP 배수에 대해 상기 전해 처리에 의한 응집을 행할 때에는 적어도 CMP 배수가 중성으로 이루어지는 정도의 PH 조정제를 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나, 유체(W)의 PH는 반드시 산성일 필요는 없고, 프록의 형성의 위험이 없는 것이면, PH 조정을 생략한 응집을 행할 수도 있다. 또한, 유체의 pH의 조정은 상기 응집 처리를 행한 후에 행해도 좋다.

상기 응집 처리를 행한 피처리물을 방류하는 경우를 생각하면 응집 처리를 행한 유체는 중성으로 하는 것이 바람직하다. pH의 배수 기준을 만족시키기 위해서이다. 또한, 적합한 응집 처리를 행하기 위해서도 유체의 pH를 중성으로 조정하는 것은 적합하다.

상기 전기 화학 처리를 진행시키면 수산기(OH)가 생성됨으로써 탱크 내의 유체는 알칼리성으로 이루어진다. 따라서, 이 현상에 의한 유체의 알칼리화를 저지하기 위해서도 상기한 PH 조정 수단의 작용은 중요하다.

상기 처리를 개시한 후, 전극쌍(12)의 극성을 절환한다. 구체적으로는 제1 전극(12A)을 캐소드로 하고, 제2 전극(12B)을 애노드로 한다. 이 절환은 미리 소정의 시간을 설정하여 정기적으로 행할 수도 있다. 또한, 전극쌍(12)을 통과하는 전류 또는 전극쌍(12)에 인가되는 전압을 모니터링함으로써 절환을 행할 수도 있다. 이 전극의 절환을 행함으로써 캐소드의 전극에 부착한 피제거물에 의한 도통의 저해를 억지할 수 있다. 구체적으로는 전극을 애노드로 절환함으로써 전극 표면의 금속이 용출되어 표면에 부착한 피제거물의 층이 박리된다. 따라서, 연속해서 응집 처리를 행하기 위해서는, 전극의 극성을 절환하면서 전기 화학적 처리를 행하는 것이 적합하다. 또한, 상기 전해 처리를 행하고 있는 동안은 교반 장치(14)에 의해 유체(W)의 교반을 행한다. 이에 의해, 탱크(11)에 수납된 유체에 포함되는 피제거물을 균일하게 응집시킬 수 있다.

상기 전기적 처리를 행함으로써 유체(W)에 포함되는 피제거물의 응집이 행해진다. 즉, 이 응집에 의해 유체에 포함되는 피제거물을 제거할 수 있다. 또한, 피제거물로서 실리카와 같이 규소를 포함하는 물질이 함유되는 경우에는 응집제로 서 기능하는 고분자 화합물을 생성할 수 있다. 또한, 유체(W)에 실리카 이외의 비응집성의 물질이 포함된 경우라도 상기 방법에 의해 생성된 응집제의 응집 효과에 의해 제거할 수 있다. 또한, CMP 배수에 포함되는 피제거물은 실리카 이외에도 구리 등의 유해 물질을 갖는 경우도 있지만, 이 경우에 있어서도 응집제를 생성함으로써 강철 등의 유해 물질을 공침하여 제거할 수 있다.

CMP 배수에는 입경이 100 ㎚ 정도의 매우 미세한 실리카가 혼입되어 있다. 따라서, 이와 같은 미세한 실리카로부터 생성되는 응집제도 또한 미세한 것이 되어 있다. 미세한 직경을 갖는 응집제는 일반적으로 응집 성능이 높다. 또한, 응집제 자체가 응집해 버림으로써 응집 능력의 저하도 억지할 수 있다고 생각된다. 여기서, 본 형태에 의해 생성되는 응집제의 입경 분포는, 예를 들어 1 ㎛ 내지 500 ㎛의 범위이다. 또한, 이 응집제의 입경 분포는 1개의 피크 또는 복수의 피크를 갖는 형상이 된다.

도1의 (b)를 참조하여 다른 형태의 응집제 제조 장치(10B)를 설명한다. 이 도면에 도시하는 응집제 제조 장치(10B)는 상술한 전극쌍(12)으로 대체하여 금속을 포함하는 물질을 유체(W)에 첨가하는 수단을 포함하는 구성으로 되어 있다. 구체적으로는 경로(P3)로부터 금속을 포함하는 유체를 탱크(11)의 내로 도입하고 있다. 구체적으로, 도입되는 유체에 포함되는 금속으로서는 상술한 전극쌍(12)을 구성하고 있는 금속과 같은 것을 채용할 수 있다. 예를 들어, 이 유체로서는 이온화된 금속(예를 들어, 철)을 포함하는 유체를 채용하는 것이 가능하다. 일예로서, 염화철을 포함하는 유체를 경로(P3)로부터 도입할 수도 있다. 또한, 도입하는 철(Ⅲ) 이온의 양을 조정함으로써 사용 용도에 최적의 응집제를 제조하는 것도 가능하다.

상술한 바와 같이, 도1을 참조하여 설명한 응집제 제조 장치는 피제거물이 포함되는 유체의 응집 처리를 행할 수 있는데다가, 이 유체에 포함되는 실리카와 금속 이온으로 이루어지는 고분자 화합물을 생성할 수 있다. 따라서, 상기 유체(W)로서 CMP 배수 등의 실리카분을 포함하는 배수를 채용한 경우에는, 배수 처리를 행하는 동시에 고성능의 응집제를 생성할 수 있다. 이로부터 상기한 응집제 제조 장치는 응집 처리 장치라 간주할 수 있다. 또한, 상술한 방법에 의해 제조된 응집제는 상수도나 하수도 등의 폭넓은 분야에서 사용할 수 있다.

도2를 참조하여 상술한 응집제 제조 장치(10)를 이용한 배수 처리 장치의 일예를 설명한다. 도2를 참조하여 CMP 장치(15)로부터는 실리카 등의 규소 성분을 포함하는 CMP 배수가 배출된다. 이 CMP 배수의 경로를 도시하는 것이 경로(P1)이다. 경로(P1)에서는 CMP 배수로부터 배출된 CMP 배수가 응집제 제조 장치(10)까지 운반된다. 그리고, 경로(P1)의 도중에는 CMP 배수 처리 장치(17)가 설치되어 있다.

CMP 장치(15)에서는 CMP 처리를 행함으로써 CMP 배수가 배출된다. 이 CMP 배수에 포함되는 실리카의 농도는 일예로서, 1000 ppm 내지 2000 ppm 이다. 또한, 실리카 이외에도 금속 등의 피제거물이 함유된다.

CMP 배수 처리 장치(17)는 응집제 제조 장치(10)로 이송되는 CMP 배수의 전처리를 행한다. 구체적으로는 CMP 배수의 농축이나 불순물의 제거 등을 행한다. CMP 배수를 농축하는 구체적인 방법으로서는 태양에 의한 농축, 가열에 의한 농축, 여과 장치에 의한 농축, 응집 침전에 의한 농축 등이 고려된다. 본 형태에서는 후술하는 제2 실시 형태에서 설명하는 여과 장치를 이용한 방법도 채용할 수 있다. CMP 배수 처리 장치(17)를 이용하여 CMP 배수의 농축을 행함으로써 응집제 제조 장치(10)에서 농도가 높은 응집제를 생성할 수 있다. 여기서, CMP 배수 처리 장치(17)를 생략하여 전체를 구성하는 것도 가능하다.

응집제 제조 장치(10)에서는 CMP 배수로부터 응집제를 생성한다. 응집제 제조 장치(10)의 상세한 것은 도1을 참조하여 설명하였으므로, 그 설명은 여기서는 할애한다. 본 장치에서 생성되는 응집제에 의해 그 응집제의 양의 100배 내지 1000배 정도의 양의 CMP 배수를 처리할 수 있다.

경로(P3)는 응집제 제조 장치(10)에서 생성된 응집제가 통과하는 경로이다. 이 경로를 통과하는 응집제는 응집제 제조 장치(10)에 의해 응집 처리된 상태의 액체의 상태라도 좋고, 농축 등의 처리가 행해진 상태라도 좋다. 또한, 응집제는 고형상 또는 분말형의 고체 상태라도 좋다.

고액 분리 장치(16)에서는 응집제 제조 장치(10)에서 생성된 응집제를 이용한 배수의 정화가 행해진다. 본 장치에서 처리되는 피처리물의 일예로서는 경로(P4)를 통과하는 MP 배수를 들 수 있다. 여기서 이용하는 응집제는 CMP 배수의 일부를 전해 처리함으로써 생성된 것이다. 따라서, 본 형태에서는 CMP 배수의 일부로부터 생성한 응집제를 이용하여 남은 CMP 배수 자체의 고액 분리를 행하는 것이 가능해진다. 이는 본 형태의 하나의 이점이다. 즉, 종래에서는 별도로 준비한 처리제 등을 이용하여 CMP 배수의 처리를 행하였지만, 본 형태에서는 그 처리제를 불 필요하게 하여 CMP 배수의 처리를 행하는 것이 가능해진다. 또한, CMP 배수로부터 생성된 응집제를 유가물로서 취급할 수도 있다.

고액 분리 장치(16)의 구체적인 기구로서는 막여과를 행하는 기구, 응집 침전을 행하는 기구 등을 전반적으로 채용할 수 있다. 또한, 후술하는 제2 실시 형태에서 설명하는 여과 장치를 여기서 이용할 수도 있다. 어느 한 쪽의 기구에 있어서도 본 형태의 응집제를 이용함으로써, 유체에 포함되는 피제거물의 응집이 행해져 피제거물의 제거를 효율적으로 행하는 것이 가능해진다. 또한, 본 형태의 응집제를 이용함으로써 피제거물에 함유되는 중금속 등의 유해 물질의 응집도 가능해지는 이점도 있다. 또한, 고액 분리 장치(16)에서는 CMP 배수로 이루어지는 응집물이 생성된다. 탈수 처리된 이 응집물은 흡착제 또는 단열재로서 이용하는 것이 가능하다. 또한, 이 장치에서 처리된 처리수는 기계 밖으로 방출되어도 좋고, 재이용되어도 좋다.

경로(P5)는 CMP 배수 이외의 배수가 고액 분리 장치(16)로 유입하는 경로이다. 예를 들어, 반도체 제조 공장에서의 CMP 장치 이외의 설비로부터 배출된 배수를 경로(P5)로부터 고액 분리 장치(16)로 도입할 수 있다. 이에 의해, 반도체 제조 공장으로부터 배출되는 배수를 CMP 배수로부터 생성된 응집제를 이용하여 처리할 수 있다. 또한, 반도체 제조 공장으로부터 배출된 배수 이외의 배수를 경로(P5)로 흐르게 할 수도 있다.

경로(P6)는 산화제를 탱크(11)로 유입하는 경로이고 산화제 첨가 수단으로서의 기능을 구비한다. 여기서는 산화제에 과산화수소 또는 오존을 채용하고 있고, 상기 산화제를 포함하는 유체를 탱크(11) 내로 유입시키고 있다. 또한, 오존의 기체를 유체(W) 내로 산기(散氣)하여 오존을 용해시켜도 좋다. 또한, 반도체 제조 공정에서 발생한 과산화수소 또는 오존을 포함한 배수, 또는 다른 제조 프로세스에서 사용하는 과산화수소 또는 오존을 경로(P6)에 의해 탱크(11)로 유입해도 좋다. 상기 산화제에 의해 철(Ⅱ) 이온을 산화하여 철(Ⅲ)이온을 생성할 수 있다. 이에 의해, 철(Ⅲ) 이온과 실리카가 결합한 산화제를 생성하는 것이 가능해진다. 또한, 경로(P6)로부터 유입되는 산화제의 양을 조절함으로써 실리카와 결합하는 철 이온의 종류를 제어할 수 있다. 따라서, 응집제의 응집 능력을 조절하는 것이 가능해진다.

상기 본 형태에서는 CMP 배수에 의해 제조되는 응집제를 이용하여 배수의 처리를 행하는 방법을 설명하였지만, 배수의 처리 방법으로서는 상기 이외에도 다양한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, CMP 장치로부터 발생하는 CMP 배수의 전체를 응집제 제조 장치(10)에서 처리함으로써, CMP 배수의 전체를 응집제로서 재이용할 수 있다. 이 경우에 있어서, CMP 배수는 CMP 배수 처리 장치(17)에서 농축 처리되어도 좋다.

다음에, 도3 내지 도7을 참조하여 상기한 응집제 제조 장치에 의해 제조된 응집제의 특성을 설명한다.

도3의 그래프를 참조하여 본 형태의 응집제 제조 장치(10)에서 제조한 응집제의 응집 효과를 확인한다. 도3의 그래프의 종축은 CMP 배수의 상등액에 포함되는 실리카의 농도를 나타내고, 횡축은 첨가하는 응집제의 양을 나타내고 있다. 여 기서는 500 ㎖의 CMP 배수를 몇 개 준비하여 각 배수에 10, 30, 50 ㎖/L의 양의 응집제를 첨가하여 응집 침전 처리를 행하였다. 도3의 그래프로부터 응집제의 첨가량이 많아지면 배수 중의 실리카의 농도가 낮아지는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 형태에 의해 생성되는 응집제의 CMP 배수에 대한 응집 효과가 확인되었다.

도4의 그래프를 참조하여 본 형태의 응집제의 성능을 시판의 것과 비교한다. 여기서는 폴리철로 이루어지는 시판의 응집제와 본 형태에 의해 생성된 응집제와의 응집 성능을 비교하였다. 도4의 그래프의 종축은 메스 실린더를 이용하여 측정한 응집물의 응집률을 나타내고, 횡축은 응집제를 투입한 후의 경과 시간을 나타낸다. 도4를 참조하여 본 형태에 의해 생성된 응집제는 시판의 것과 동등 이상의 응집 성능을 갖는 것이 확인되었다.

도5의 그래프를 참조하여 응집 침전의 중요한 요인인 PH에 관한 검토를 행하였다. 여기서는, PH가 다른 수종류의 CMP 배수에 대해 본원의 응집제를 이용하여 응집 처리를 행하고, 그 후 상등액에 잔류한 실리카분과 철분의 양을 측정하였다. 도5의 그래프에서는, 좌측의 종축은 상등액에 잔류한 철분의 농도를 나타내고, 우측의 종축은 상등액에 잔류한 실리카 성분을 나타내고, 횡축은 배수의 PH를 나타낸다. 이 그래프를 참조하여 잔류한 철분의 농도는 PH가 4 내지 7인 범위에서 0 ㎎/L로, 그 양이 매우 적은 것을 알 수 있다. 또한, 철의 배출 기준은 10 ㎎/L인 것을 고려하면, PH가 4 이하 또는 7 이상의 배수라도 본원의 응집제는 적용 가능한 것을 알 수 있다. 또한, 잔류한 실리카의 농도는 PH가 4 내지 8인 범위에서 매우 낮은 값을 나타내었다. 다른 PH의 영역에서는 비교적 높은 실리카의 잔류 농도를 나타내었지만, 배출에 대해 문제는 없다. 상기한 것으로부터 본원의 응집제는 폭넓은 PH의 범위에서 사용 가능한 것이 확인되었다. 적합하게는 PH가 4 내지 7인 범위에서 본 형태의 응집제의 응집 효과가 높은 것이 확인되었다.

도6의 그래프를 참조하여 본 형태의 응집제의 공침 효과를 확인한다. 여기서, 공침이라 함은, 응집제가 유체에 포함되는 피제거물과 응집하여 침전하는 현상을 가리킨다. 여기서 이용한 피처리수는 구리가 포함되는 배수이다. 이 그래프의 종축은 상등액에 포함되는 구리의 농도를 나타내고 있고, 횡축은 응집제의 첨가량을 나타내고 있다. 도6을 참조하여 첨가하는 응집제의 양이 많아지면, 상등액에 잔류하는 구리의 농도가 낮아지는 것을 알 수 있다. 또한, 첨가하는 응집제의 양이 1000 ㎎/L 이상이 되면 상등액에 잔류하는 구리가 거의 없어지는 것을 알 수 있다. 상기한 것으로부터 본 형태의 응집제는 철 등의 유해한 금속을 유체로부터 제거하는 작용을 갖는다.

도7의 (a)의 그래프를 참조하여 구리가 포함되는 배수를 처리하는 경우에 있어서, 상등액에 잔류하는 구리와 철의 농도와 배수의 PH에 관한 검토를 행하였다. 이 그래프의 좌측의 종축은 잔류하는 구리의 양을 나타내고 있고, 우측의 종축은 잔류하는 철의 양을 나타내고 있고, 횡축은 배수의 PH를 나타내고 있다. 여기서는, 응집제의 첨가량은 1000 ㎎/L로 고정하였다. 이 그래프로부터 배수의 PH가 높은 쪽이, 잔류하는 철 및 구리의 농도가 낮아지는 것이 확인되었다.

도7의 (b)의 그래프를 참조하여 CMP에 사용되는 슬러리를 함유하는 배수를, 본 형태의 응집제를 이용하여 침강율의 시간의 흐름에 따른 변화를 검토하였다. 여기서는, 실리카 농도 1200 ㎎/L의 배수 500 ㎖을 이용하였다. 또한, 응집제에는 본 형태에 의해 생성되는 철(Ⅱ) 이온, 또는 철(Ⅲ) 이온을 주성분으로 하는 응집제와, 시판의 응집제를 이용하였다. 철(Ⅲ) 이온을 주성분으로 하는 응집제는 실리카 함유 용액의 철(Ⅱ) 이온 존재 하에 과산화수소를 3 ㎖ 첨가함으로써 생성한 것을 이용하였다. 우선, 도7의 (b)를 참조하여 철(Ⅱ) 이온을 주성분으로 하는 응집제 및 시판의 응집제의 응집 능력을 비교한다. 그 결과, 상기 응집제에 의한 실리카의 침강 속도 및 침강율의 시간의 흐름에 따른 변화가 대략 동일한 값을 나타내는 것이 확인되었다. 이에 의해, 철(Ⅱ) 이온을 주성분으로 하는 응집제는 시판의 응집제와 대략 동일한 응집 능력을 갖는 것이 확인되었다.

다음에, 철(Ⅲ) 이온을 주성분으로 하는 응집제와 철(Ⅱ) 이온을 주성분으로 하는 응집제의 응집 능력을 비교한다. 도7의 (b)를 참조하여 철(Ⅱ) 이온을 주성분으로 하는 응집제에서는 침강시킬 수 없었던 실리카를, 철(Ⅲ) 이온을 주성분으로 하는 응집제를 이용함으로써 침강시키는 것이 확인되었다. 또한, 같은 시간에 있어서의 침강율을 비교함으로써 철(Ⅲ) 이온을 주성분으로 하는 응집제의 쪽이 응집 침전 속도가 빠른 것이 확인되었다.

<제2 실시 형태>

본 형태에서는 제1 실시 형태 중에서 도2에 도시하는 CMP 배수 처리 장치(17) 또는 고액 분리 장치(16)에 적용 가능한 여과 기구를 설명한다.

최초로, 본 형태의 설명에 이용하는 용어의 정의를 명확하게 한다.

콜로이드 용액이라 함은, 직경이 1 ㎚ 내지 1 ㎛인 크기의 미립자가 매질 중 에 분산되어 있는 상태를 말한다. 이 미립자는 브라운 운동을 하여 보통의 여과지는 통과하지만 반투과막은 통과하지 않는 성질이 있다. 또한 응집 속도가 매우 느린 성질은 미립자 사이에 정전기 반발력이 작용하고 있으므로, 접근하는 기회를 적게 하고 있다고 생각되고 있다.

졸은 콜로이드 용액과 대략 같은 뜻으로 사용되고, 졸은 겔과 달리 액체 중에 분산되어 있어 유동성을 나타내고, 미립자는 활발하게 브라운 운동을 하고 있다.

겔은 콜로이드 입자가 독립된 운동성을 잃고, 집합하여 고화된 상태를 말한다. 예를 들어 한천이나 젤라틴은 온수에 녹이면 분산되어 졸이 되지만, 이를 냉각하면 유동성을 잃어 겔이 된다. 겔에는 액체분이 많은 히드로겔과 약간 건조한 크세롤겔이 있다.

겔화의 요인으로서는 분산매의 물을 제거하여 건조시키거나, 실리카 슬러리(pH 9 내지 10)에 전해질염을 첨가하여 pH 6 내지 7까지 pH 조정을 하거나, 냉각을 하여 유동성을 잃게 하는 등이 있다.

슬러리는 입자와 액체 및 화학 약품을 혼합하여 폴리싱에 사용하는 콜로이드 용액 또는 졸을 말한다. 전술한 CMP에 이용하는 연마제를 CMP 슬러리라 부르고 있다. CMP 슬러리에는 실리카계 연마제, 산화알루미늄(알루미나)계 연마제, 산화세륨계 연마제 등이 알려져 있다. 본래 자주 이용되는 것은 실리카계 연마제이고, 그 중에서도 콜로이드 실리카가 널리 이용된다. 콜로이드 실리카라 함은, 7 내지 300 ㎚의 콜로이드 사이즈의 실리카 초미립자가 물 또는 유기 용매 중에 침강하는 일 없이 균질하게 분산되어 있는 분산액으로, 실리카 졸이라고도 불리운다. 이 콜로이드 실리카는 물 속에서 입자가 단일 분산하고 있으므로, 콜로이드 입자의 상호 반발력으로 1년 이상 방치해도 거의 침강하는 일은 없다. 또한, 산화막에 적용되는 CMP 슬러리에는 암모니아가 첨가되어 있다.

우선 본 형태는 피제거물이 콜로이드 용액 혹은 졸로 유체 중에 포함된 상태의 배수로부터 피제거물을 여과에 의해 제거하는 유체의 처리 시스템을 제공하는 데 있다.

피제거물은 3 ㎚ 내지 2 ㎛ 입경 분포의 미립자가 대량으로 들어간 콜로이드 용액(졸)이고, 예를 들어 CMP에 이용하는 실리카, 알루미나 혹은 산화세륨 등의 지립과 지립에 의해 깎여 발생하는 반도체 재료 칩, 금속 칩 및/또는 절연막 재료층이다. 본 실시예에서는 CMP 슬러리로서, 로델니타사제 ILD1300 산화막 연마용 슬러리를 이용하였다. 이 슬러리는 pH 10, 지립 분포 10 내지 350 ㎚의 실리카를 주성분으로 한 암모니아계의 슬러리이다. 강알칼리성으로 인해 분산성이 강하고, 겔화가 매우 곤란한 슬러리이다.

도8 이후를 참조하여 본 형태에 이용하는 필터 장치는 콜로이드 용액(졸)의 피제거물이 혼입된 유체(배수)를 피제거물로부터 형성한 겔막으로 이루어지는 필터로 제거하는 것이다.

구체적으로 설명하면, 유기 고분자의 제1 필터(1) 표면에 콜로이드 용액의 피제거물인 CMP 슬러리로 형성한 제2 필터(2)가 되는 겔막을 형성하여 이 필터(1, 2)를 탱크 내의 유체(3) 중에 침지하고, 피제거물이 들어간 배수를 여과하는 것이 다. 피제거물은 미리 전극(12)에 의한 전기 화학적 처리에서 최초의 입자보다 응집된 큰 입자를 형성하여 겔화하기 쉽게 하는 점에 특징이 있다.

제1 필터(1)는 겔막을 부착시킬 수 있으면 원리적으로 생각하여 유기 고분자계, 세라믹계 모두 채용 가능하다. 여기서는, 평균 구멍 직경 0.25 ㎛, 두께 0.1 ㎜의 폴리올레핀계의 고분자막을 채용하였다. 이 폴리올레핀계로 이루어지는 필터막의 표면 사진을 도9의 (b)에 도시하였다.

또한, 제1 필터(1)는 프레임(4)의 양면에 설치된 평막 구조를 갖고, 유체에 수직이 되도록 침지되고, 프레임(4)의 중공부(5)로부터 펌프(6)에 의해 흡입되도록 구성되어 여과액(7)을 취출한다.

다음에, 제2 필터(2)는 제1 필터(1) 표면 전체에 부착되어 피제거물의 응집한 졸 입자를 흡입함으로써 곧 겔화되어 형성되는 겔막이다. 일반적으로 겔막은 젤리형이므로, 필터로서의 작용은 없다고 생각되고 있다. 그러나, 본 형태에서는 이 겔막의 생성 조건을 선택함으로써 제2 필터(2)의 기능을 갖게 할 수 있다. 이 생성 조건은 후에 상세하게 서술한다.

여기서는, 상기한 피제거물의 콜로이드 용액(졸)으로 피제거물의 겔막인 제2 필터(2)를 형성하고, 피제거물을 제거하는 여과에 대해 도8 및 도9의 (a)를 참조하여 설명한다.

콜로이드 용액(졸)의 피제거물이 혼입된 유체(배수)는 전기 화학적 처리에 의해 피제거물이 응집되어 큰 졸 입자가 되어 있다. 즉, 큰 졸 입자도 졸의 유동성은 잃지 않고, 겔화는 되어 있지 않지만, 꽤 겔화되기 쉬운 상태에 놓여 있다. 도8에서는 큰 졸 입자를 2개의 졸 입자가 결합한 것과 같이 나타내고 있지만, 이 개수에는 관계는 없다. 통상 약 20 ㎚ 정도의 크기의 졸 입자가 응집되어 약 100 ㎚ 정도의 크기의 응집된 졸 입자가 되는 것을 나타내고 있다.

제1 필터(1)는 다수의 필터 구멍(1A)을 갖고, 이 필터 구멍(1A)의 개구부 및 제1 필터(1)의 표면에 층형으로 형성되어 있는 피제거물의 겔막이 제2 필터(2)이다. 제1 필터(1)의 표면에는 응집되어 겔화되기 쉬워진 피제거물의 응집 입자가 있고, 이 응집 입자는 펌프로부터의 흡입 압력에 의해 제1 필터(1)를 거쳐서 흡입되고, 유체(3)의 수분이 흡수되므로 건조(탈수)되고 곧 겔화되어 제1 필터(1) 표면에 제2 필터가 형성된다.

제2 필터(2)는 피제거물의 응집 입자로 형성되므로 즉시 소정의 막 두께가 되고, 이 제2 필터(2)를 이용하여 콜로이드 용액의 피제거물의 응집 입자의 여과가 개시된다. 따라서 펌프(6)로 흡입하면서 여과를 계속하면 제2 필터(2)의 표면에는 응집 입자의 겔막이 적층되어 두꺼워지고, 곧 제2 필터(2)는 막혀 여과를 계속할 수 없게 된다. 이 사이에 피제거물의 응집 입자는 겔화되면서 제2 필터(2)의 표면에 부착하고 배수가 제1 필터(1)를 통과하여 여과수로서 취출된다.

도9의 (a)에 있어서, 제1 필터(1)의 한 쪽면에는 피제거물이 혼입된 콜로이드 용액의 배수가 있고, 제1 필터(1)의 반대면에는 제1 필터(1)를 통과한 여과수가 생성되어 있다. 화살표의 방향으로 배수는 흡입되어 흐르고, 이 흡입에 의해 콜로이드 용액 중의 응집 입자가 제1 필터(1)에 근접함에 따라서 정전기 반발력을 잃고 겔화되어 몇 개의 응집 입자가 결합한 겔막이 제1 필터(1) 표면에 흡착되어 제2 필 터(2)가 형성된다. 이 제2 필터(2)의 작용으로 콜로이드 용액 중의 피제거물은 겔화되면서 배수의 여과가 행해진다. 제1 필터(1)의 반대면으로부터는 여과수가 흡입된다.

이와 같이 제2 필터(2)를 거쳐서 콜로이드 용액의 배수를 천천히 흡입함으로써 배수 중의 물이 여과수로서 취출되고, 피제거물은 건조시키고 겔화되어 제2 필터(2) 표면에 적층되어 피제거물의 응집 입자는 겔막으로서 포획된다.

다음에, 제2 필터(2)의 생성 조건에 대해 도10을 참조하여 설명한다. 도10은 제2 필터(2)의 생성 조건과 그 후의 여과량을 나타내고 있다.

다음에, 제2 필터(2)의 여과 조건에 대해 설명한다. 제2 필터(2)의 생성 조건에 의해 여과시의 정제수 여과량이 크게 다르고, 제2 필터(2)의 정제 조건을 적절하게 선택하지 않으면, 겔막의 제2 필터(2)의 특성으로 대부분 여과할 수 없는 것이 명백해진다. 이는, 종래에서는 콜로이드 용액의 여과는 곤란하다고 알려져 온 사실과 일치하고 있다.

도10의 (b)에 나타내는 특성은, 도10의 (a)에 나타내는 방법으로 실험적으로 요구된 것이다. 즉, 원통의 용기(21)의 바닥부에 제1 필터(1)를 설치하여 로델니터사제 ILD1300 산화막 연마용 슬러리(22)의 원액 50 cc와 응집제를 넣고 흡입 압력을 바꾸어 겔막의 생성을 행한다. 계속해서 남은 슬러리(22)를 버리고 정제수(23)를 100 cc 넣어 매우 낮은 흡입 압력으로 여과를 행하는 것이다. 이에 의해 제2 필터(2)가 되는 겔막의 여과 특성을 조사할 수 있다. 또한, 이 때의 제1 필터(1)는 직경 47 ㎜의 것을 이용하고, 그 면적은 1734 ㎜2이다.

도10의 (b)에 있어서, 겔막의 생성 공정에서는 흡입 압력을 -55 ㎝Hg, -30 ㎝Hg, -10 ㎝Hg, -5 ㎝Hg, -2 ㎝Hg로 바꾸어 120분간 성막을 행하여 겔막의 성질을 조사하였다. 이 결과, 흡입 압력을 -55 ㎝Hg로 강하게 설정하면 2시간에 여과량은 16 cc로 가장 많고, 차례로 12.5 cc, 7.5 cc, 6 cc, 4.5 cc가 된다.

다음에, 정제수로 바꾸어 이 겔막으로 여과를 행한다. 이 때의 흡입 압력은 -10 ㎝Hg로 일정하게 설정된다. 흡입 압력 -55 ㎝Hg에서 성막된 겔막에서는 약 0.75 cc/시간밖에 여과할 수 없다. 흡입 압력 -30 ㎝Hg에서 성막된 겔막에서는 약 1 cc/시간의 여과량이다. 그러나, 흡입 압력 -10 ㎝Hg의 겔막에서는 2.25 cc/시간, 흡입 압력 -5 ㎝Hg의 겔막에서는 3.25 cc/시간, 흡입 압력 -2 ㎝Hg의 겔막에서는 3.1 cc/시간의 여과량이 되고, 매우 약한 흡입 압력으로 성막된 겔막은 여과 공정에서도 안정적으로 여과를 행할 수 있다. 이 실험 결과로부터 제2 필터(2)의 겔막의 생성 공정에서는 약 3 cc/시간의 여과량이 되도록 흡입 압력을 설정하면, 그 후의 여과 공정에서의 여과량이 가장 커지는 것이 명백하다.

이 이유는 흡입 압력이 강하면, 성막되는 겔막이, 팽윤도가 낮고, 치밀하고 딱딱하게 되어 겔막이 수분의 함유가 적게 수축된 상태에서 성막되므로, 정제수가 침투하는 통로가 거의 없어지기 때문이라 생각된다.

이에 대해 흡입 압력을 약하게 하면, 성막되는 겔막은 팽윤도가 높고, 밀도가 낮고 부드럽게 되고, 겔막에 수분의 함유가 많이 팽윤된 상태에서 성막되어 정제수가 침투되는 통로를 많이 확보할 수 있다. 마치 가루눈이 천천히 내려 쌓이는 상태를 생각하면 쉽게 이해할 수 있다. 본 형태의 특징은 이 미약한 흡입 압력으 로 성막된 팽윤도가 높은 겔막을 이용하고, 이 겔막에 수분이 침투하는 성질을 이용하여 여과를 실현한 것에 있다.

도9의 (a)에 도시하는 필터는 도8의 필터의 편측을 도시하고 있고, 실제로 겔막이 어떻게 부착되는지를 설명하는 개략도이다.

제1 필터(1)는 콜로이드 용액의 배수에 수직으로 세워 침지되고, 배수는 피제거물이 분산된 콜로이드 용액으로 되어 있다. 전술한 전극(12)에 의한 전기 화학적 처리에 의해 철실리카의 응집물인 고분자 화합물이 형성되어 있다. 그리고, 이 철실리카의 고분자 화합물이 응집제로서 기능함으로써 피제거물(S2)이 응집되어 응집 입자(S1)가 생성된다. 펌프(6)에 의해 제1 필터(1)를 거쳐서 배수를 미약한 흡입 압력으로 흡입을 하면, 제1 필터(1) 표면에 피제거물의 응집 입자가 서로 결합하고 겔화되어 제1 필터(1)의 표면에 흡착된다. 백색 동그라미로 나타내는 겔화된 응집 입자(S1)는 제1 필터(1)의 필터 구멍(1A)보다 큰 것이 제1 필터(1) 표면에 흡착하고 적층되어 겔막으로 이루어지는 제2 필터(2)를 형성한다. 또한 필터 구멍(1A)보다 직경이 작은 응집 입자(S1)는 제1 필터(1)를 통과하지만, 제2 필터(2)를 성막하는 공정에서는, 여과수는 다시 배수로 순환되므로 문제는 없다. 그리고 전술한 바와 같이 약 120분간이 걸려 제2 필터(2)가 형성된다. 이 성막하는 공정에서는 매우 미약한 흡입 압력으로 흡입되어 있으므로 겔화된 응집 입자(S1)는 다양한 형상의 간극을 형성하면서 적층되어 매우 팽윤도가 높은 유연한 겔막의 제2 필터(2)가 된다. 배수 중의 물은 이 팽윤도가 높은 겔막을 침투하여 흡입되고 제1 필터(1)를 통과하여 여과수로서 취출되고, 최종적으로 배수는 여과되게 된다.

즉, 본 형태에서는 팽윤도가 높은 겔막으로 제2 필터(2)를 형성하여 제1 필터(1)에 의해 미약한 흡입 압력으로 흡입함으로써 제1 필터(1)에 접촉하는 겔막에 포함되는 수분을 탈수시켜 겔막을 수축시키고, 그 겔막에, 배수에 접촉하는 겔막으로부터 수분을 침투시키고 보급하여 팽윤시키는 것을 반복하고, 제2 필터(2)를 수분만 침투시켜 여과하는 것이다.

또한, 제1 필터(1)에는 배수의 바닥면으로부터 공기의 기포(12)를 이송하여 제1 필터(1)의 표면에 따라서 배수에 병행류를 형성하고 있다. 이는 제2 필터(2)가 제1 필터(1)의 표면 전체에 균일하게 부착하기 위해서와, 제2 필터(2)에 간극을 형성하여 부드럽게 부착하기 위해서이다. 구체적으로는 1.8 리터/분의 에어 유량으로 설정을 하고 있지만, 제2 필터(2)의 막질에 의해 선택된다.

다음에 여과 공정에서는, 본 제2 필터(2)의 표면에 미약한 흡입 압력에 의해 백색 동그라미로 나타내는 겔화된 응집 입자(S1)가 흡착되면서 서서히 적층된다. 이 때에 정제수는 제2 필터(2) 및 더욱 적층되는 백색 동그라미로 나타내는 겔화된 응집 입자(S1)를 침투하여 제1 필터(1)로부터 여과수로서 취출된다. 즉 배수에 포함되는, 예를 들어 CMP의 경우에는 실리카, 알루미나 혹은 산화세륨 등의 지립과 지립에 의해 깎여 발생하는 반도체 재료 칩, 금속 칩 및/또는 절연막 재료 칩 등의 가공칩은 겔로서 제2 필터(2)의 표면에 서서히 적층하여 포획되고, 물은 겔막을 침투하여 제1 필터(1)로부터 여과수로서 취출할 수 있다.

그러나, 도10의 (b)에 도시한 바와 같이 장시간 여과를 계속하면, 제2 필터(2) 표면에는 두꺼운 겔막이 부착되므로 상술한 간극도 곧 막힘을 일으켜 여과수는 취출할 수 없게 된다. 이를 위해 여과 능력을 재생하기 위해서는 이 적층된 겔막을 제거할 필요가 있다.

계속해서, 도11을 참조하여 보다 구체화된 필터 장치를 설명한다.

도11에 있어서, 부호 50은 원수 탱크이다. 이 탱크(50)의 상방에는 배수 공급 수단으로서 파이프(51)가 설치되어 있다. 이 파이프(51)는 피제거물이 혼입한 유체를 탱크(50)로 도입한다. 예를 들어, 반도체 분야에서 설명하면, 다이싱 장치, 백그라인드 장치, 라미폴리싱 장치 또는 CMP 장치로부터 흘러나오는 콜로이드 용액의 피제거물이 혼입된 배수(원수)가 유도되는 곳이다. 또한, 이 배수는 CMP 장치로부터 흐르는 지립, 지립에 의해 연마 또는 연삭된 칩이 혼입된 배수로서 설명해 간다.

원수 탱크(50)에 저장된 원수(52) 중에는 제2 필터가 형성된 필터 장치(53)가 복수개 설치된다. 이 필터 장치(53)의 하방에는, 예를 들어 파이프에 작은 구멍을 형성한, 또한 물고기의 수조에 사용하는 버블링 장치와 같이 산기관(54)이 설치되어, 정확하게 필터 장치(53)의 표면을 통과하도록 그 위치가 조정되어 있다. 이 산기관(54)은 필터 장치(53)의 저변 전체에 걸쳐서 배치되고, 기포를 필터 장치(53)의 전방면에 균일하게 공급할 수 있게 되어 있다. 부호 55는 에어 펌프이다. 여기서 필터 장치(53)는 도8에 도시하는 제1 필터(1), 프레임(4), 중공부(5) 및 제2 필터(2)를 가리키고 있다.

필터 장치(53)에 고정된 파이프(56)는 도8의 파이프(8)에 상당하는 것이다. 이 파이프(56)는 필터 장치(53)로 여과된 여과 유체가 흘러 밸브(V1)를 거쳐서 흡 입을 행하는 마그네트 펌프(57)에 접속된다. 파이프(58)는 마그네트 펌프(57)로부터 제어 밸브(CV1)를 거쳐서 밸브(V3) 및 밸브(V4)에 접속되어 있다. 또한 파이프(56)의 밸브(V1) 후방에 제1 압력계(59)가 설치되어 흡입 압력 Pin을 측정하고 있다. 또한 파이프(58)의 제어 밸브(CV1)의 후방에는 유량계(F) 및 제2 압력계(60)가 설치되어 유량계(61)로 일정한 유량이 되도록 제어하고 있다. 또한 에어 펌프(55)로부터의 에어 유량은 제어 밸브(CV2)로 제어된다.

파이프(51)로부터 공급된 원수(52)는 원수 탱크(50)에 저장되어 필터 장치(53)에 의해 여과된다. 이 필터 장치에 부착된 제2 필터(2)의 표면은 기포가 통과하여 기포의 상승력이나 파열에 의해 병행류를 발생시키고, 제2 필터(2)에 흡착하는 겔화된 피제거물을 움직여 필터 장치(53)의 전방면에 균일하게 흡착시켜 그 여과 능력이 저하되지 않도록 유지되어 있다.

여기서 전술한 필터 장치(53), 구체적으로는 원수 탱크(50) 중에 침지되는 필터 장치(53)에 대해 도12 및 도13을 참조하면서 설명한다.

도12의 (a)에 도시하는 부호 30은 액자와 같은 형상의 프레임이고, 도8의 프레임(4)과 대응한다. 이 프레임(30)의 양면에는 제1 필터(1)가 되는 필터막(31, 32)이 접합되어 고정되어 있다. 그리고 프레임(30), 필터막(31, 32)으로 둘러싸인 내측의 공간(33)[도8의 중공부(5)와 대응함]에는 파이프(34)[도8의 파이프(8)와 대응함]를 흡입함으로써 필터막(31, 32)에 의해 여과된다. 그리고 프레임(30)에 밀봉되어 부착되어 있는 파이프(34)를 거쳐서 여과수가 취출되어 있다. 물론 필터막(31, 32)과 프레임(30)은 배수가 필터막 이외로부터 상기 공간(33)으로 침입하지 않도록 완전하게 밀봉되어 있다.

도12의 (a)의 필터막(31, 32)은 얇은 수지막이므로, 흡입되면 내측으로 휘어져 파괴에 이르는 경우도 있다. 그로 인해, 이 공간을 가능한 한 작게 하여 여과 능력을 크게 할 수 있으므로, 이 공간(33)을 크게 형성할 필요가 있다. 이를 해결한 것이 도12의 (b)이다. 도12의 (b)에서는 공간(33)이 9개밖에 도시되어 있지 않지만, 실제는 몇 개 형성된다. 또한 실제로 채용한 필터막(31)은 약 0.1 ㎜ 두께의 폴리올레핀계의 고분자막이고, 도12의 (b)에 도시한 바와 같이 얇은 필터막이 주머니 형상으로 형성되어 있고, 도12의 (b)에서는 FT로 나타내었다. 이 주머니형의 필터(FT) 중에 파이프(34)가 일체화된 프레임(30)이 삽입되어 상기 프레임(30)과 상기 필터(FT)가 접합되어 있다. 부호 RG는 압박 수단이고, 필터(FT)가 접합된 프레임을 양측으로부터 압박하는 것이다. 그리고 압박 수단의 개구부(0P)로부터는 필터(FT)가 노출되어 있다. 상세에 대해서는 도13을 참조하여 다시 설명한다.

도12의 (c)는 필터 장치(53) 자신을 원통형으로 한 것이다. 파이프(34)에 부착된 프레임은 원통형이고, 측면에는 개구부(OP1, OP2)가 설치되어 있다. 개구부(OP1)와 개구부(OP2)에 대응하는 측면이 제거되어 있으므로, 개구부 사이에는 필터막(31)을 지지하는 지지 수단(SUS)이 마련되게 된다. 그리고 측면에 필터막(31)이 접합된다.

또한 도13을 참조하여 도12의 (b)의 필터 장치(53)를 상세하게 서술한다. 우선, 도12의 (b)의 프레임(30)에 상당하는 부분(30a)을 도13의 (a) 및 도13의 (b)에서 설명한다. 부분 30a는 언뜻 보기에 골판지와 같은 형상으로 이루어져 있다. 0.2 ㎜ 정도의 얇은 수지 시트(SHT1, SHT2)가 포개어져 그 사이에 종방향으로 섹션(SC)이 복수개 설치되고, 수지 시트(SHT1, SHT2), 섹션(SC)으로 둘러싸여 공간(33)이 마련된다. 이 공간(33)의 단면은 세로 3 ㎜, 가로 4 ㎜로 이루어지는 직사각형이고, 다른 표현을 하면 이 직사각형 단면을 가진 스트로우가 몇 개나 늘어서서 일체화되었던 형상이다. 부분(30a)은 양측의 필터막(FT)을 일정한 간격으로 유지하고 있으므로, 이하 스페이서라 부른다.

이 스페이서(30a)를 구성하는 얇은 수지 시트(SHT1, SHT2)의 표면에는 직경 1 ㎜의 구멍(HL)이 많이 개방되고, 그 표면에는 필터막(FT)이 접합되어 있다. 따라서, 필터막(FT)으로 여과된 여과수는 구멍(HL), 공간(33)을 통해 최종적으로는 파이프(34)로부터 나간다.

또한 필터막(FT)은 스페이서(30a)의 양면(SHT1, SHT2)에 접합되어 있다. 스페이서(30a)의 양면(SHT1, SHT2)에는 구멍(HL)이 형성되어 있지 않은 부분이 있고, 여기에 직접 필터막(FT1)이 접착되면 구멍(HL)의 형성되어 있지 않은 부분에 대응하는 필터막(FT1)은 여과 기능이 없어 배수가 통과하지 않으므로, 피제거물이 포획되지 않는 부분이 발생한다. 이 현상을 방지하기 위해, 필터막(FT)은 적어도 2매 접합되어 있다. 가장 표면측의 필터막(FT1)은 피제거물을 포획하는 필터막이고, 이 필터막(FT1)으로부터 스페이서(30a)의 표면(SHT1)을 향함에 따라서, 필터막(FT1)의 구멍보다도 큰 구멍을 갖는 필터막이 설치되고, 여기서는 필터막(FT2)이 1매 접합되어 있다. 따라서, 스페이서(30a)의 구멍(HL)이 형성되어 있지 않은 부분에서도 사이에 필터막(FT2)이 설치되어 있으므로, 필터막((FT1) 전면이 여과 기능 을 갖게 되고, 필터막(FT1) 전면에 피제거물이 포획되어 제2 필터막이 표리의 면(SH1, SH2) 전면에 형성되게 된다. 또한 도면의 형편으로, 필터막(SHT1, SHT2)이 직사각형의 시트와 같이 표시되어 있지만, 실제로는 주머니 형상으로 형성되어 있다.

다음에, 주머니형의 필터막(SHT1, SHT2), 스페이서(30a) 및 압박 수단(RG)이 어떻게 부착되어 있는지를 도13의 (a), 도13의 (c) 및 도13의 (d)를 참조하여 설명한다.

도13의 (a)는 완성도이고, 도13의 (c)는 도13의 (a)의 A-A선으로 나타낸 바와 같이 파이프(34) 헤드부로부터 파이프(34)의 연장 방향(종방향)으로 절단한 도면을 도시하고, 도13의 (d)는 B-B선으로 나타낸 바와 같이 필터 장치(35)를 수평 방향으로 절단한 단면도이다.

도13의 (a), 도13의 (c), 도13의 (d)를 보면 알 수 있는 바와 같이, 주머니형의 필터막(FT)에 삽입된 스페이서(30a)는 필터막(FT)도 포함하여 4측변이 압박 수단(RG)으로 협지되어 있다. 그리고 주머니형으로 폐쇄된 3측변 및 남은 1측변은 압박 수단(RG)으로 도포된 접착제(AD1)로 고정된다. 또한 남은 1측변(주머니의 개구부)과 압박 수단(RG) 사이에는 공간(SP)이 형성되고, 공간(33)에 발생한 여과수는 공간(SP)을 거쳐서 파이프(34)로 흡입된다. 또한 압박 부재(RG)의 개구부(OP)에는 접착제(AD2)가 전체 주위에 걸쳐서 설치되고, 완전하게 밀봉되어 필터 이외로부터 유체를 유입할 수 없는 구조로 되어 있다.

따라서 공간(33)과 파이프(34)는 연통하고 있고, 파이프(34)를 흡입하면 필 터막(FT)의 구멍, 스페이서(30a)의 구멍(HL)을 거쳐서 유체가 공간(33)을 향해 통과하고, 공간(33)으로부터 파이프(34)를 경유하여 외부로 여과수를 수송할 수 있는 구조로 되어 있다.

여기서 이용하는 필터 장치(53)는 도13의 구조를 채용하고 있고, 필터막을 부착하는 프레임[압박 부재(RG)]의 크기는 A4 사이즈이고, 구체적으로는 세로 : 약 19 ㎝, 가로 : 약 28.8 ㎝, 두께 : 5 내지 10 ㎜이다. 실제로는, 필터 장치(53)는 프레임의 양면에 설치되므로, 상기한 2배의 면적(면적 : 0.109 m2)이 된다. 그러나 원수 탱크(50)의 크기에 의해 필터 장치의 매수나 크기는 자유롭게 선택되어 구해지는 여과량으로부터 결정할 수 있다.

계속해서, 도11에 도시하는 필터 장치를 이용하여 실제의 여과 방법을 구체적으로 설명한다. 우선 원수 탱크(50)에 콜로이드 용액의 피제거물이 혼입된 배수를 파이프(51)를 거쳐서 넣는다. 여기서, 피제거물은 전극(12)의 전해 처리에 의해 응집 입자가 되어 있다. 그 후, 이 탱크(50) 중에 제2 필터(2)가 형성되어 있지 않은 제1 필터(1)만의 필터 장치(53)를 침지하고, 파이프(56)를 거쳐서 펌프(57)로 미약한 흡입 압력으로 흡입하면서 배수를 순환시킨다. 순환 경로는 필터 장치(53), 파이프(56), 밸브(V1), 펌프(57), 파이프(58), 제어 밸브(CV1), 유량계(61), 광센서(62), 밸브(V3)이고, 배수는 탱크(50)로부터 흡입되고 또한 탱크(50)로 복귀된다.

순환시킴으로써 필터 장치(53)의 제1 필터(1)(도9에서는 31)에는 제2 필터(2)가 성막되고, 최종적으로는 원하는 콜로이드 용액의 피제거물이 포획되게 된다.

즉, 펌프(57)에 의해 제1 필터(1)를 거쳐서 배수를 미약한 흡입 압력으로 흡입을 하면, 피제거물의 응집 입자는 용이하게 겔화되어 제1 필터(1)의 표면에 흡착된다. 겔화된 응집 입자는 제1 필터(1)의 필터 구멍(1A)보다 큰 것이 제1 필터(1) 표면에 흡착하고 적층되어 겔막으로 이루어지는 제2 필터(2)를 형성한다. 또한 응집 입자는 제1 필터(1)를 통과하지만, 제2 필터(2)의 성막과 함께 배수 중의 물은 겔막을 통로로서 흡입되고 정제수로서 취출되어 배수는 여과되게 된다.

광센서(62)로 여과수에 포함되는 응집 입자의 농도를 감시하여 응집 입자가 원하는 혼입율보다도 낮은 것을 확인하여 여과를 개시한다. 여과가 개시될 때에는 밸브(V3)가 광센서(62)로부터의 검출 신호로 폐쇄되고, 밸브(V4)가 개방되어 전술한 순환 경로는 폐쇄된다. 따라서, 밸브(V4)로부터 정제수가 취출된다. 산기관(54)으로부터는 항상 에어 펌프(55)로부터 공급되는 공기의 기포가 제어 밸브(CV2)로 조정되어 필터 장치(53)의 표면에 공급되어 있다.

그리고 연속해서 여과가 계속되면, 원수 탱크(50)의 배수 중의 물은 정제수로서 탱크(50)의 밖으로 취출되므로, 배수 중의 피제거물의 농도는 상승된다. 즉, 콜로이드 용액은 농축되어 점도를 증가해 간다. 이로 인해 원수 탱크(50)에는 파이프(51)로부터 배수를 보충하고, 배수의 농도의 상승을 억제하여 여과의 효율을 올린다. 그러나, 필터 장치(53)의 제2 필터(2) 표면에 겔막이 두껍게 부착하고, 곧 제2 필터(2)는 막힘을 일으켜 여과를 행할 수 없는 상태가 된다.

필터 장치(53)의 제2 필터(2)가 막힘을 일으키면, 제2 필터(2)의 여과 능력의 재생을 행한다. 즉, 펌프(57)를 정지하여 필터 장치(53)에 가해지는 부의 흡입 압력을 해제한다.

도14에 도시하는 그 개략도를 참조하여 그 재생 공정을 더욱 상세하게 서술한다. 도14의 (a)는 여과 공정의 필터 장치(53)의 상태를 도시하고 있다. 제1 필터(1)의 중공부(5)는 미약한 흡입 압력에 의해서는 외측과 비교하면 부압이 되어 있으므로, 제1 필터(1)는 내측으로 오목하게 들어간 형상으로 되어 있다. 따라서, 그 표면에 흡착되는 제2 필터(2)도 마찬가지로 내측으로 오목하게 들어간 형상으로 되어 있다. 또한 제2 필터(2)의 표면에 서서히 흡착되는 겔막도 마찬가지이다.

그런데, 도14의 (b)를 참조하여 재생 공정에서는 이 미약한 흡입 압력이 정지되어 대부분 대기압으로 복귀되므로, 필터 장치(53)의 제1 필터(1)는 본래의 상태로 복귀된다. 이에 의해 제2 필터(2) 및 그 표면에 흡착된 겔막도 마찬가지로 복귀된다. 이 결과, 우선 겔막을 흡착하고 있던 흡입 압력이 없어지므로, 겔막은 필터 장치(53)에의 흡착력을 잃는 동시에 외측으로 팽창되는 힘을 받는다. 이에 의해, 흡착된 겔막은 자중으로 필터 장치(53)로부터 이탈을 시작한다. 또한, 이 이탈을 진행시키기 위해 산기관(54)으로부터의 기포의 양을 2배 정도로 증가시키면 된다. 실험에 따르면, 필터 장치(53)의 하단부로부터 이탈이 개시되어 눈사태와 같이 제1 필터(1) 표면의 제2 필터(2)의 겔막이 이탈하여 원수 탱크(50)의 바닥면에 침강한다. 그 후, 제2 필터(2)는 전술한 순환 경로에서 배수를 순환시켜 다시 성막을 행하면 된다. 이 재생 공정에서 제2 필터(2)는 본래의 상태까지 복귀되어 배수의 여과를 행할 수 있는 상태까지 복귀되어 다시 배수의 여과를 행한다.

또한, 이 재생 공정에서 중공부(5)에 여과수를 역류시키면, 첫째, 제1 필터 (1)가 본래의 상태로 복귀되는 것을 돕고 또한 여과수의 정수압이 가해져 더욱 외측으로 팽창되는 힘을 더하고, 둘째, 제1 필터(1)의 내측으로부터 필터 구멍(1A)을 통해 여과수가 제1 필터(1)와 제2 필터(2)의 경계로 스며나와 제1 필터(1)의 표면으로부터 제2 필터(2)의 겔막이 이탈되는 것을 촉진한다.

상술한 바와 같이 제2 필터(2)를 재생시키면서 여과를 계속하면, 원수 탱크(50)의 배수의 피제거물의 농도가 상승하고, 곧 배수도 상당한 점도를 갖는다. 따라서, 배수의 피제거물의 농도가 소정의 농도를 넘으면, 여과 작업을 정지하여 침전시키기 위해 방치한다. 그러면 탱크(50)의 바닥에 농축 슬러리가 저장되고, 이 겔의 농축 슬러리를, 밸브(64)를 개방하여 회수한다. 회수된 농축 슬러리는 압축 또는 열건조하여 그 속에 포함되는 물을 제거하고 또한 그 양을 압축한다. 이에 의해 산업 폐기물로서 취급되는 슬러리의 양은 대폭으로 감소시킬 수 있다.

도15를 참조하여 도11에 도시하는 필터 장치의 운전 상황을 설명한다. 운전 조건은 전술한 A4 사이즈의 필터 장치(53)의 1매의 양면(면적 : 0.109 m2)을 이용한 것이다. 초기 유량은 전술한 바와 같이 여과 효율이 좋은 3 cc/시간(0.08 m3/일)으로 설정하고, 재생 후 유량도 동일하게 설정하고 있다. 에어 블로우량은 성막 및 여과시 1.8 L/분, 재생시 3 L/분으로 하고 있다. Pin 및 재Pin은 흡입 압력으로, 압력계(59)로 측정된다. Pout 및 재Pout는 파이프(58)의 압력으로, 압력계(60)로 측정된다. 유량 및 재유량은 유량계(61)로 측정되어 필터 장치(53)로부터 흡입되는 여과량을 나타내고 있다.

도15에서 좌측의 Y축은 압력(단위 : ㎫)을 나타내고, X축에 근접할수록 부압 이 커지는 것을 나타내고 있다. 우측의 Y축은 유량(단위 : cc/분)을 나타낸다. X축은 성막으로부터의 경과 시간(단위 : 분)을 나타낸다.

본 형태의 포인트이지만, 제2 필터(2)의 성막 공정, 여과 공정 및 재생 후의 여과 공정에 있어서, 유량 및 재유량은 3 cc/시간을 유지하도록 제어하고 있다. 이로 인해 성막 공정에서는, Pin은 -0.001 ㎫ 내지 -0.005 ㎫로 매우 미약한 흡입 압력으로 부드럽게 흡착된 겔막으로 제2 필터(2)를 형성하고 있다.

다음에, 여과 공정에서는, Pin은 -0.005 ㎫로부터 서서히 크게 하여 일정한 유량을 확보하면서 여과를 계속한다. 여과는 약 1000분 계속되어 곧 유량이 감소되기 시작하였을 때에 재생 공정을 행한다. 이는 제2 필터(2)의 표면에 겔막이 두껍게 부착되어 막힘을 일으키기 때문이다.

또한, 제2 필터(2)의 재생이 행해지면, 서서히 재Pin을 크게 하면서 일정한 재유량으로 다시 여과를 계속한다. 제2 필터(2)의 재생 및 재여과는 원수(52)가 소정의 농도, 구체적으로는 농축도가 5배 내지 10배가 될 때까지 계속된다.

또한, 상술한 운전 방법과는 달리, 흡입 압력을 여과 유량이 많은 -0.005 ㎫로 고정하여 여과를 행하는 방법도 채용할 수 있다. 이 경우에는 제2 필터(2)의 막힘과 동시에 여과 유량은 서서히 감소되지만, 여과 시간을 길게 취할 수 있고 또한 펌프(57)의 제어가 간단해지는 이점이 있다. 따라서, 제2 필터(2)의 재생은 여과 유량이 일정치 이하로 감소하였을 때에 행하면 된다.

도16의 (a)는 CMP용 슬러리 중에 포함되는 지립의 입경 분포를 나타내는 것이다. 실선으로 나타내는 분포 곡선은 CMP용 슬러리 중에 포함되는 지립의 입경 분포를 나타내고 있다. 파선으로 나타내는 분포 곡선은 드라이 CMP에 이용하는 지류의 입경 분포를 나타내고 있다.

실선으로 나타내는 분포 곡선을 참조하여 이 지립은 Si 산화물로 이루어지는 층간 절연막을 CMP하는 것이고, 재료는 Si 산화물로 이루어지고, 일반적으로 실리카라 불리우고 있는 것이다. 최소 입자 직경은 약 76 ㎚, 최대 입자 직경은 340 ㎚였다. 이 큰 입자는 이 중 입자가 복수 모여 이루어지는 응집 입자이다. 또한 평균 입경은 약 150 ㎚이고, 이 근방 130 내지 150 ㎚에서 분포가 피크가 되어 있다.

파선으로 나타내는 분포 곡선을 참조하여 드라이 CMP에 이용하는 지립은 20 ㎚ 내지 30 ㎚에 피크를 갖는 분포 곡선을 나타내고 있다. 이로부터 상기한 CMP 슬러리의 지립과 비교하여 매우 미립자인 것을 알 수 있다. 본 형태에서는 전기 화학적 처리에 의해 이 미세한 지립을 응집시켜 겔막에 의한 여과를 행함으로써 배수 처리를 행하고 있다.

구체적으로, CMP용 지립은 실리카계, 알루미나계, 산화셀륨계, 다이아몬드계가 주로 있고, 그 외에 산화크롬계, 산화철계, 산화망간계, BaCO4계, 산화안티몬계, 지르코니아계, 이트리아계가 있다. 실리카계는 반도체의 층간 절연막, P-Si, SOI 등의 평탄화, Alㆍ유리 디스크의 평탄화에 사용되고 있다. 알루미나계는 하드디스크의 폴리싱, 금속 전반, Si 산화막 등의 평탄화에 사용되고 있다. 또한 산화셀륨은 유리의 폴리싱, Si 산화물의 폴리싱으로서, 산화크롬은 철강의 경면 연마에 사용되고 있다. 또한 산화망간, BaCO4는 텅스텐 배선의 폴리싱에 사용되고 있다.

또한, 산화물졸이라 불리우고, 이 졸은 실리카, 알루미나, 지르코니아 등 금속 산화물 또는 일부 수산화물로 이루어지는 콜로이드 사이즈의 미립자가 물 또는 액체 중에 균일하게 분산되어 있는 모노이고, 반도체 디바이스의 층간 절연막이나 메탈의 평탄화에 사용되고, 또한 알루미늄ㆍ디스크 등의 정보 디스크로도 검토되어 있다.

도16의 (b)는 CMP 배수가 여과되어 지립이 포획되어 있는 것을 나타내는 데이터이다. 실험에서는 전술한 슬러리의 원액을 순수로 50배, 500배, 5000배로 묽게 하여 시험액으로서 준비하였다. 이 3타입의 시험액은 종래예에서 설명한 바와 같이, CMP 공정에 있어서 웨이퍼가 순수로 세정되므로, 배수는 50배 내지 5000배 정도가 되는 것이라 상정하여 준비되었다.

이 3개의 타입의 시험액의 광투과율을 400 ㎚의 파장의 빛으로 조사하면, 50배의 시험액은 22.5 ％, 500배의 시험액은 86.5 ％, 5000배의 시험액은 98.3 ％이다. 원리적으로는 배수에 지립이 포함되어 있지 않으면, 빛은 산란되지 않고, 한없이 100 ％에 가까운 수치를 취한 것이다.

이들 3개의 타입의 시험액에 상기 제2 필터막(13)이 형성된 필터를 침지하여 여과하면, 여과 후의 투과율은 3개의 타입도 99.8％가 되었다. 즉 여과하기 전의 광투과율보다도 여과 후의 광투과율의 값이 크기 때문에, 지립은 포획되어 있다. 또한, 50배 희석의 시험액의 투과율 데이터는 그 값이 작기 때문에, 도면에는 나와 있지 않다.

이상의 결과로부터 본 형태의 필터 장치에 설치한 필터 장치(53)의 겔막으로 이루어지는 제2 필터(2)로 CMP 장치로부터 배출되는 콜로이드 용액의 피제거물을 여과하면, 투과율 99.8 ％ 정도까지 여과할 수 있는 것을 알 수 있었다.

본 발명에 따르면, 이하와 같은 효과를 발휘할 수 있다.

즉, 미세한 피제거물이 포함되는 유체에 금속 이온을 도입함으로써, 피제거물과 금속 이온으로 이루어지는 응집물을 생성시킴으로써 피제거물의 제거를 행할 수 있다.

또한, 배출되는 유체로부터 취출된 일부로부터 응집제를 생성하고, 이 응집제를 이용하여 남은 배수의 응집을 행할 수 있다. 따라서, 응집 처리에 드는 비용을 대폭으로 저감시킬 수 있다.

또한, 금속과 실리카가 결합한 화합물로 이루어지는 응집제를 제공할 수 있다. 실리카와 금속이 결합한 응집제는 상술한 PAC과 동등 이상의 응집 효과를 갖고 있다. 또한, 본 발명의 응집제는 간이하고 또한 저비용인 장치 및 방법으로 제조할 수 있다.

Claims

피제거물이 포함되는 유체 중에 주기표의 8족에 속하는 금속 또는 상기 금속의 이온을 도입하여 상기 피제거물과 상기 이온이 반응한 물질을 생성하는 생성 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 장치.
피제거물이 포함되는 유체 중에 주기표의 8족에 속하는 금속 또는 상기 금속의 이온을 도입하여 상기 피제거물과 상기 이온이 결합한 물질을 생성하는 생성 수단과,

상기 생성 수단에 의해 생성된 물질을 상기 유체로 도입하여 상기 피제거물을 응집시키는 도입 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 생성 수단은 상기 유체에 침지된 주기표의 8족에 속하는 금속을 포함하는 전극쌍이고, 상기 이온은 상기 전극으로부터 용출시킴으로써 도입하는 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이온 중 일부는 3가의 이온인 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이온을 산화시키는 산화제를 첨가하는 산화제 첨가 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 장치.
제5항에 있어서, 상기 산화제는 과산화수소 또는 오존인 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 장치.
제5항에 있어서, 상기 이온과 상기 산화제에 의해 산화된 상기 이온이 혼재하도록 상기 산화제의 첨가량을 조절하는 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 산성을 나타내는 물질을 상기 유체에 첨가하는 첨가 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유체에 할로겐 이온, 혹은 할로겐 이온을 포함하는 화합물을 첨가하는 첨가 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 생성 수단에 의해 용출되는 상기 금속의 이온량은 상기 유체에 포함되는 상기 피제거물과 결합하는 이온량보다도 많은 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피제거물은 실리카를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 장치.
제3항에 있어서, 상기 전극의 극성의 절환을 행하면서 상기 물질을 생성하는 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유체는 CMP 공정으로부터 발생하는 배수인 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 장치.
피제거물을 포함하는 유체에 상기 피제거물과 결합하는 주기표의 8족에 속하는 금속 또는 상기 금속의 이온을 포함하는 물질을 첨가하여 상기 피제거물을 응집시키는 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 방법.
피제거물이 포함되는 유체의 일부를 취출하고,

취출한 상기 유체에 상기 피제거물과 결합하는 주기표의 8족에 속하는 금속의 이온을 포함하는 물질을 첨가하여 상기 피제거물을 응집시킴으로써 응집제를 생성하고,

상기 응집제를 상기 유체에 혼입시킴으로써 상기 피제거물의 응집을 행하는 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 방법.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 유체에 주기표의 제8족에 속하는 금속을 포함하는 전극쌍을 침지하고,

상기 전극쌍에 전압을 인가함으로써 상기 전극으로부터 상기 이온을 용출시키는 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 방법.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 이온 중 일부는 3가의 이온인 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 방법.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 이온을 산화하는 산화제를 상기 유체에 첨가하는 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 방법.
제18항에 있어서, 상기 산화제는 과산화수소 또는 오존인 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 방법.
제18항에 있어서, 상기 이온과 상기 산화제에 의해 산화된 상기 이온이 혼재하도록 상기 산화제의 첨가량을 조절하는 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 방법.
제16항에 있어서, 상기 전극으로부터 용출시키는 상기 이온량은 상기 유체에 포함되는 상기 피제거물과 결합하는 이온량보다도 많은 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 방법.
제14항 또는 제15항에 있어서, 산성을 나타내는 물질을 상기 유체에 첨가함으로써 상기 유체의 PH를 산성으로 하는 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 방법.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 유체에 할로겐 이온, 혹은 할로겐 이온을 포함하는 화합물을 첨가하는 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 방법.
제15항에 있어서, 상기 유체는 CMP 공정에서 발생하는 배수인 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 방법.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 유체를 응집제로서 이용하는 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 방법.
제16항에 있어서, 상기 전극의 극성의 절환을 행하면서 상기 물질을 생성하는 것을 특징으로 하는 유체의 응집 처리 방법.
주기표의 제8족에 속하는 금속과 실리카로 이루어지는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 응집제.
제27항에 있어서, 상기 금속의 양은 상기 실리카의 양보다도 많은 것을 특징으로 하는 응집제.
제27항에 있어서, 상기 물질은 물에 용출된 상기 금속의 이온이 상기 실리카와 반응한 것인 것을 특징으로 하는 응집제.
제27항에 있어서, 상기 금속 중 일부는 상기 금속의 3가의 이온인 것을 특징으로 하는 응집제.
제27항에 있어서, 상기 물질은 전해 처리에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 응집제.
제27항에 있어서, 상기 금속은 철인 것을 특징으로 하는 응집제.
제27항에 있어서, 상기 실리카는 CMP 배수로부터 추출한 것인 것을 특징으로 하는 응집제.
실리카가 포함되는 유체 중에 주기표의 8족에 속하는 금속 또는 상기 금속의 이온을 도입하여 상기 실리카와 상기 금속의 이온이 반응한 응집제를 생성하는 생성 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 응집제 제조 장치.
제34항에 있어서, 상기 생성 수단은 상기 유체에 침지된 주기표에서 8족의 금속을 포함하는 전극쌍이고, 상기 전극으로부터 상기 이온을 용출하는 것을 특징으로 하는 응집제 제조 장치.
제35항에 있어서, 상기 전극의 극성의 절환을 행하면서 상기 응집제를 생성하는 것을 특징으로 하는 응집제 제조 장치.
제35항에 있어서, 상기 생성 수단에 의해 용출되는 상기 금속의 이온량은 상기 유체에 포함되는 상기 실리카와 결합하는 상기 이온의 양보다도 많은 것을 특징으로 하는 응집제 제조 장치.
제34항 또는 제35항에 있어서, 상기 이온 중 일부는 상기 금속의 3가의 이온인 것을 특징으로 하는 응집제 제조 장치.
제34항 또는 제35항에 있어서, 상기 이온을 산화하는 산화제를 첨가하는 산화제 첨가 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 응집제 제조 장치.
제39항에 있어서, 상기 산화제는 과산화수소 또는 오존인 것을 특징으로 하는 응집제 제조 장치.
제39항에 있어서, 상기 이온과 상기 산화제에 의해 산화된 상기 이온이 혼재하도록 상기 산화제의 첨가량을 조절하는 것을 특징으로 하는 응집제 제조 장치.
제34항 또는 제35항에 있어서, 상기 금속은 철인 것을 특징으로 하는 응집제 제조 장치.
제34항에 있어서, 산성을 나타내는 물질을 상기 유체에 첨가하는 첨가 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 응집제 제조 장치.
제34항에 있어서, 상기 유체에 할로겐 이온, 혹은 할로겐 이온을 포함하는 화합물을 첨가하는 첨가 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 응집제 제조 장치.
제34항에 있어서, 상기 실리카를 포함하는 유체는 CMP 공정으로부터 발생하는 배수인 것을 특징으로 하는 응집제 제조 장치.
실리카를 포함하는 유체에 주기표의 제8족에 속하는 금속 또는 상기 금속의 이온을 첨가하여 상기 실리카와 상기 금속으로 이루어지는 물질을 생성하는 것을 특징으로 하는 응집제의 제조 방법.
제46항에 있어서, 상기 유체에 주기표의 제8족의 금속을 포함하는 전극을 침지하고,

상기 전극에 전압을 인가함으로써 상기 전극으로부터 상기 이온을 첨가하여 상기 물질을 생성하는 것을 특징으로 하는 응집제의 제조 방법.
제47항에 있어서, 상기 전극으로부터 첨가하는 상기 이온의 양은 상기 유체에 포함되는 상기 실리카와 결합하는 이온량보다도 많은 것을 특징으로 하는 응집제의 제조 방법.
제47항에 있어서, 상기 전극의 극성의 절환을 행하면서 상기 물질을 생성하는 것을 특징으로 하는 응집제의 제조 방법.
제46항 또는 제47항에 있어서, 상기 이온은 상기 금속의 3가의 이온인 것을 특징으로 하는 응집제의 제조 방법.
제46항 또는 제47항에 있어서, 상기 물질 중 일부는 상기 금속의 3가의 이온과 상기 실리카로 이루어지는 것을 특징으로 하는 응집제의 제조 방법.
제46항 또는 제47항에 있어서, 상기 이온을 산화시키는 산화제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 응집제의 제조 방법.
제52항에 있어서, 상기 산화제는 과산화수소 또는 오존인 것을 특징으로 하는 응집제의 제조 방법.
제52항에 있어서, 상기 이온과 상기 산화제에 의해 산화된 상기 이온이 혼재하도록 상기 산화제의 첨가량을 조절하는 것을 특징으로 하는 응집제의 제조 방법.
제46항 또는 제47항에 있어서, 상기 금속은 철인 것을 특징으로 하는 응집제의 제조 방법.
제46항 또는 제47항에 있어서, 산성을 나타내는 물질을 상기 유체에 첨가함으로써 상기 유체의 PH를 산성으로 하는 것을 특징으로 하는 응집제의 제조 방법.
제46항에 있어서, 상기 유체에 할로겐 이온, 혹은 할로겐 이온을 포함하는 화합물을 첨가하는 것을 특징으로 하는 응집제의 제조 방법.
제46항에 있어서, 상기 유체는 CMP 공정에서 발생하는 배수인 것을 특징으로 하는 응집제의 제조 방법.