KR100786644B1 - 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리의 재생방법및 그 재생시스템 - Google Patents

반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리의 재생방법및 그 재생시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼, 쏠라 웨이퍼 등 각종 웨이퍼 제조공정에서 절삭효율을 높이고자 사용되는 슬러리를 사용 후 폐기되는 폐슬러리를 재생시키는 처리하는 방법과 그 시스템에 관한 것이다.
이러한 각종 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리 재생방법인 본 발명은, 폐슬러리에 함유된 연마재와 절삭분이 분산되도록 폐슬러리를 교반시키는 폐슬러리 교반단계(S10)와; 상기 교반단계에서 교반된 폐슬러리를 초음파를 이용한 입자 분산기로 분산시키는 분산단계(S20)와; 상기 분산단계에서 분산된 폐슬러리를 원심분리기를 이용하여 연마재 고형물을 추출하는 원심분리단계(S30)와; 상기 원심분리단계에서 추출된 연마재 고형물을 교반시키는 연마재 고형물 교반단계(S40)와; 상기 교반단계에서 교반된 연마재를 연마재 정제기로 정제시키는 연마재 정제단계(S50)와; 상기 연마재 정제단계에서 정제된 연마재 고형물의 수분을 제거하는 건조단계(S60)와; 상기 건조단계에서 건조된 연마재를 파우더 상태로 가공하는 재생단계(S70)로 이루어지며,
각종 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리 재생시스템인 발명은, 투입된 폐슬러리를 교반하여 폐슬러리에 함유된 연마재와 절삭분으로 이루어진 침전물을 산개하는 폐슬러리용 교반기(10)와; 상기 교반기(10)에서 교반되어 유입된 폐슬러리를 초음파에 의하여 분산시키는 입자 분산기(20)와; 상기 입자 분산기(20)에서 분산된 폐슬러리로부터 원심분리하여 연마재를 추출하는 원심분리기(30)와; 상기 원심분리기(30)로부터 추출된 연마재를 저장하는 다수개의 서브탱크(40)와; 상기 서브탱크(40)의 연마재를 교반시키는 다수개의 교반기(50)와; 상기 교반기(50)로부터 연마재를 공급받아 연마재에 남아있는 불순물을 제거하도록 원심분리기에 세정장치가 설치된 다수개 연마재 정제기(60)와; 상기 연마재 정제기(60)에서 정제된 연마재를 건조시키는 건조기(70)와; 상기 건조기(70)에서 건조된 연마재를 재생하는 연마재 파우더 제조기(80)를 포함하도록 이루어진다.
반도체, 쏠라, 웨이퍼, 연마재, 절삭분, 폐슬러리, 정제기, 교반기, 재생

Description

반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리의 재생방법 및 그 재생시스템{REGENERATING PROCESS AND REGENERATING SYSTEM TOREGENERATE WASTE SLURRY FROM SEMICONDUCTOR WAFERMANUFACTURING PROCESS}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 폐슬러리의 재생공정 순서도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 폐슬러리의 재생시스템 배치도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 입자 분산기의 정면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 입자 분산기의 측면도.
도 5은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 원심분리기의 정면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 연마재 정제기의 정면도.
[주요부분에 대한 도면의 부호에 대한 설명]
S10 : 폐슬러리 교반단계 S20 : 분산단계
S30 : 원심분리단계 S40 : 연마재 고형물 교반단계
S50 : 연마재 정제단계 S60 : 건조단계
S70 : 재생단계
10,50 : 교반기 20 : 입자 분산기
30 : 원심분리기 40 : 서브탱크
60 : 연마재 정제기 70 : 건조기
80 : 파우더 제조기
본 발명은 반도체 웨이퍼, 쏠라 웨이퍼 등 각동 웨이퍼 제조공정에서 절삭효율을 높이고자 사용되는 슬러리를 사용 후 폐기되는 폐슬러리를 재생시키는 처리하는 방법과 그 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조공정에서 발생하는 폐슬러리는 유용성 절삭유와 실리콘 웨이퍼의 재료인 실리콘(절삭분; Si)과 탄화규소(연마재; SiC) 및 절단에 사용되는 동선 등의 스크랩이 약 10㎛이하의 분말형태로 혼합되어 있으며, 상기와 같이 혼합되어 있는 폐슬러리는 짧게는 몇 개월, 길게는 1~2년을 보관하고 있다가 소각 또는 매립 등의 방법으로 처리하였다.
그러나 최근에 와서는 이와 같이 반도체 제조공정 등에서 발생하는 폐슬러리 를 재생시켜 슬러리의 재사용하도록 함으로써 반도체 웨이퍼의 생산 단가를 낮추고, 산업폐기물로 분류되는 폐슬러리를 소각이나 매립 등의 방식으로 처리로 인해 발생하는 환경오염을 방지하기 위하여 다양한 기술들이 제시되고 있다.
폐슬러리를 재생시키고자 제시된 기술로는 국내특허등록 제393007호 (명칭 : 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리 재생방법 및 재생시스템), 국내공개특허 제10-2004-0055218호 (명칭 : 폐 반도체 슬러리로부터 고순도 탄화규소를 제조하는 방법)등이 있다.
상기 제시된 국내특허등록 제393007호 (명칭 : 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리 재생방법 및 재생시스템)에서 제시된 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리 재생방법은, 폐슬러리를 교반하여 연마재와 절삭분으로 이루어진 침전물을 산개하는 교반단계; 상기 교반단계에서 교반된 폐슬러리에 재생 오일을 혼합하여 희석하는 희석단계; 상기 희석단계에서 폐슬러리를 1차 원심분리하여 연마재를 추출하는 1차 원심분리단계; 상기 1차원심분리단계에서 1차 원심분리되어 배출된 1차 오일을 2차 오일과 절삭분으로 2차 원심분리하는 2차 원심분리단계; 2차 오일을 필터로 여과하여 정제하여 재생 오일로 환원하는 여과/정제단계; 상기 여과/정제단계에서 정제된 재생 오일에 앞서 상기 1차 원심분리단계에서 추출된 연마재를 첨가하여 슬러리를 재생하는 폐슬러리 재생단계를 포함하여 이루어지는 것이며,
반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리 재생시스템은, 투입된 폐슬러리를 교반하여 폐슬러리에 함유된 연마재와 절삭분으로 이루어진 침전물을 산개하는 교반탱크; 상기 교반탱크로부터 교반되어 유입된 폐슬러리에 재생 오일을 혼합하여 희석하는 희석탱크; 상기 희석탱크로부터 유입되는 희석된 폐슬러리를 1차 원심분리하여 연마재를 추출하는 1차 원심분리기; 상기 1차원심분리되어 연마재가 추출된 1차 오일과 절삭분으로 2 차 원심분리하는 2차 원심분리기; 2차 원심분리기에서 절삭분이 추출된 2차 오일을 여과/정제하여 재생 오일로 만드는 필터; 상기 필터에 의해 정제되어 재생된 재생 오일에 상기 1차 원심분리기에 의해 추출된 연 마재를 첨가하여 재생슬러리로 재생하는 재조정탱크를 이루어진다.
상기에서 제시된 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리 재생방법 및 재생시스템에서는 교반기를 이용하여 장기간 보관으로 고형화되어 있는 폐슬러리를 산개시킬 경우 연마재와 상기 연마재에 붙어 있는 불순물이 분산되지 않아 원심분리기로 추출되는 연마재에 불순물이 붙어 고순도의 연마재를 추출하지 못하는 단점이 있다.
상기 단점을 해결하고자 발명된 본 발명은, 고형화된 폐슬러리를 교반기로 교반하고, 교반된 폐슬러리를 초음파를 이용한 입자 분산기를 이용하여 폐슬러리를 분산시킴으로써 원심분리기에서 추출되는 연마재에 이물질 포함되지 않도록 하여 깨끗한 연마재를 획득하도록 하는데 목적이 있다.
또한, 초음파를 이용하여 폐슬러리를 분산시키는 입자 분산기를 제시하는데 그 목적이 있다.
또한, 원심분리기에 세정장치를 설치한 연마재 정제기를 제공하여 깨끗한 연마재를 획득하는데 목적이 있다.
이하, 상기 목적을 달성하고자 원심분리기를 이용하는 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리의 재생방법인 본 발명은,
폐슬러리에 함유된 연마재와 절삭분이 분산되도록 폐슬러리를 교반기로 교반시키는 폐슬러리 교반단계와; 상기 교반단계에서 교반된 폐슬러리를 초음파를 이용 한 입자 분산기로 분산시키는 분산단계와; 상기 분산단계에서 분산된 폐슬러리를 원심분리기를 이용하여 연마재를 추출하는 원심분리단계와; 상기 원심분리단계에서 추출된 연마재 고형물(SiC Cake)을 교반기로 교반시키는 연마재 고형물 교반단계와; 상기 교반단계에서 교반된 연마재를 연마재 정제기로 정제시키는 연마재 정제단계와; 상기 연마재 정제단계에서 정제된 연마재 고형물(SiC Cake)의 수분을 제거시키는 건조단계와; 상기 건조단계에서 건조된 연마재 고형물(SiC Cake)을 파우더 상태로 가공하는 재생단계로 이루어진다.
상기 연마재 정제단계에서 정제된 연마재 고형물(SiC Cake)을 교반기를 이용하여 교반시키는 교반단계와; 상기 교반단계에서 교반된 연마재를 연마재 정제기를 이용하여 정제시키는 연마재 정제단계를 2회 내지 6회 더 반복실시하는 것도 가능하다.
상기 교반단계의 교반기와 연마재 정제단계의 연마재 정제기 사이에는 연마재를 임시 저장하는 서브탱크가 더 설치될 수도 있다.
또한, 원심분리기를 이용한 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리의 재생시스템인 본 발명은,
투입된 폐슬러리를 교반하여 폐슬러리에 함유된 연마재와 절삭분으로 이루어진 침전물을 교반하는 폐슬러리용 교반기와; 상기 교반기에서 교반되어 유입된 폐슬러리를 초음파에 의하여 분산시키는 입자 분산기와; 상기 입자 분산기에서 분산된 폐슬러리로부터 원심분리하여 연마재를 추출하는 원심분리기와; 상기 원심분리기에서 추출된 연마재 고형물을 교반시키는 다수개의 교반기와; 상기 교반기로부터 연마재 고형물을 공급받아 연마재에 남아있는 불순물을 제거하도록 원심분리기에 세정장치가 설치된 다수개 연마재 정제기와; 상기 연마재 정제기에서 정제된 연마재 고형물의 수분을 제거시키는 건조기와; 상기 건조기에서 건조된 연마재를 재생하는 연마재 파우더 제조기를 포함하도록 이루어진다.
또한, 상기 원심분리기와 연마재 정제기에서 추출되는 각각의 연마재 고형물을 임시 저장하는 다수개의 서브탱크를 더 포함하도록 이루어진다.
상기 입자 분산기는, 공급되는 폐슬러리를 저장할 수 있도록 형성되되, 상측에 폐슬러리가 유입되는 투입구가 형성되고, 하측에 분산된 폐슬러리가 배출되도록 배출구가 형성된 저장탱크와; 상기 저장탱크에 저장된 폐슬러리에 초음파를 발생시켜 분산시키기는 초음파발생장치가 설치되되, 상기 초음파발생장치는 저장탱크 내부의 양측면에 설치된 측면진동자와 하부면에 설치된 하부진동자와, 상기 진동자들과 각각 연설된 발진기들로 이루어지고, 상기 저장탱크에 저장된 폐슬러리를 교반시키는 교반장치가 설치되며, 상기 저장탱크 내의 폐슬러리 수위를 감지하는 레벨센서와, 폐슬러리 온도를 측정하는 온도센서가 설치되며, 상기 구성요소를 제어하는 제어부로 이루어진다.
이하, 첨부된 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리의 재생방법과 그 재생시스템을 참조하여 상세하게 설명한다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
일반적으로 반도체 제조공정에서 발생하는 폐슬러리는 1루베 PE용기에 담겨져 보관을 하며, 상기 용기에 장기간 보관되어 있다가 재생업체로 공급된다.
상기 폐슬러리는 용기에 장기간 보관되어 있어 용기 하부에는 연마재와 절삭분의 고형물이 침전된다. 상기와 같이 하부에 침전된 고형물은 보통 이동식 가열히터를 이용하여 약 35℃ 가열함과 더불어 교반기로 하부에 침전되어 있는 고형물을 용기로부터 분리한다.
상기와 같이 용기로부터 분리된 폐슬러리는 첨부된 도 2와 같이 이루어진 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리의 재생시스템에 공급되어 재생된다.
도 2와 같이 이루어진 원심분리기를 이용한 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리의 재생시스템은, 투입된 폐슬러리를 교반하여 폐슬러리에 함유된 연마재와 절삭분 등으로 이루어진 침전물을 분산시키는 폐슬러리용 교반기(10)와; 상기 교반기(10)에서 교반되어 유입된 폐슬러리를 초음파에 의하여 분산시키는 입자 분산기(20)와; 상기 입자 분산기(20)에서 분산된 폐슬러리로부터 원심분리하여 연마재를 추출하는 원심분리기(30)와; 상기 원심분리기(30)기 또는 후설되는 연마재 정제기(60)로부터 추출되는 각각의 연마재 고형물을 임시 정장하는 다수개의 서브탱크(40)와; 상기 서브탱크(40)의 연마재를 교반시키는 다수개의 교반기(50)와; 상기 교반기(50)로부터 연마재를 공급받아 연마재에 남아있는 불순물을 제거하도록 원심분리기에 세정장치가 설치된 다수개 연마재 정제기(60)와; 상기 연마재 정제기(60)에서 정제된 연마재 고형물을 건조시키는 건조기(70)와; 상기 건조기(70)에서 건조된 연마재를 재생하는 연마재 파우더 제조기(80) 등으로 구성된다.
특히, 교반기에서 교반된 연마재를 연마재 정제기를 이용하여 2회 내지 6회 정제시킬 수 있도록 다수개의 상기 서브탱크(40)와 교반기(50)와 연마재 정제기(60)를 배치하여 설치한다.(도 2 참조)
상기 입자 분산기(20)는 초음파를 발생시키는 다수개의 진동자들을 폐슬러리가 저장되는 저장탱크의 내부에 설치하되, 상기 진동자들을 측면과 하부에 설치하여 연마재와 절삭분 입자를 정밀하게 분산시키도록 한다. 또한, 입자 분산기에는 폐슬러리를 교반시킬 수 있는 교반장치를 설치하여 초음파와 교반에 의하여 더욱더 정밀한 분산이 이루어지도록 한다. 상기 하부에 설치된 진동자에 의하여 입자 분산기에서 배출되는 폐슬러리는 배출되는 순간까지도 초음파에 분산되도록 하는 것으로, 첨부된 도 3과 도 4와 같이 본 발명의 일 실시예의 재생시스템에 적용된 입자 분산기(20)의 개략적 단면도가 도시되어 있다.
상기 입자 분산기(20)는, 첨부된 도 3과 도 4와 같이 공급되는 폐슬러리를 저장할 수 있도록 형성되되, 상측에 폐슬러리가 유입되는 투입구(211)가 형성되고, 하측에 분산된 폐슬러리가 배출되도록 배출구(212)가 형성된 저장탱크(210)와; 상기 저장탱크(210)에 저장된 폐슬러리에 초음파를 발생시켜 분산시키기는 초음파발생장치가 설치되되, 상기 초음파발생장치는 저장탱크(210) 내부의 양측면에 설치된 측면진동자(221)와 하부면에 설치된 하부진동자(222)와, 상기 진동자(221, 222)들 과 각각 연설된 발진기(223)들로 이루어지고, 상기 저장탱크(210)에 저장된 폐슬러리를 교반시키는 교반장치(240)가 설치되며, 상기 저장탱크(210) 내의 폐슬러리 수위를 감지하는 다수개의 레벨센서(250)와, 폐슬러리 온도를 측정하는 온도센서(260)가 설치되며, 상기 구성요소를 제어하는 제어부(230)와 상기 구성요소를 지지하는 프레임(280) 등을 포함하도록 이루어진다.
상기 레벨센서(250)는 폐슬러리의 정확한 수위를 감지하여 진동자를 제어할 수 있도록 다수개가 설치될 수 있으며, 설치되는 수량은 보통 2개 내지 5개가 설치된다.
특히, 상기 하부진동자(222)는 저장탱크(210)의 하부에 형성된 홈(213)에 안치되도록 설치하고, 상기 홈(213)의 일측에 배출구(212)를 형성하여 상기 배출구(212)를 통하여 배출되는 폐슬러리가 초음파에 의하여 분산되도록 한다.
상기와 같이 이루어진 입자 분산기(20)는 교반기(10)에서 분산된 폐슬러리는 폐슬러리 공급펌프(270)에 의하여 저장탱크(210)의 투입구(211)를 통해 저장되고, 상기 저장탱크(210)의 용량만큼 폐슬러리가 저장탱크(210)에 유입되면, 제어부(230)는 공급펌프(270)를 멈추어 공급되는 폐슬러리를 중단시키고, 초음파발생장치(220)를 이용하여 초음파를 발생시켜 폐슬러리를 분산시킨다. 이때 가운데에 위치한 폐슬러리에 초음파가 잘 전달되지 않아 분산이 이루어지지 않거나 늦게 분산되는 것을 방지하기 위하여 교반장치(240)를 이용하여 폐슬러리를 교반시킨다. 초음파발생장치(220)에서 발생하는 초음파에 의하여 분산되는 폐슬러리는 온도가 상승하고, 상승되는 온도를 온도센서(260)가 측정하고 측정된 온도에 의하여 제어 부(230)는 배출구(212)를 통하여 분산된 폐슬러리를 배출한다. 상기 배출구(212)를 통하여 분산된 폐슬러리가 배출되면 저장탱크(210)의 폐슬러리의 수위가 낮아지며 이를 레벨센서(250)인 측면진동자용 레벨센서(251)와 하부진동자용 레벨센서(252)가 낮아지는 수위를 감지하여 레벨센서(250)로부터 전해지는 신호에 의하여 제어부(230)는 초음파발생장치(220)의 진동자(221, 222)들을 차례로 정시시킨다.
상기 원심분리기(30)는 통상의 미립자 원심 분리기법과 장치가 그대로 적용된 서로 동일한 작동원리의 기기로서 비중의 차이를 이용하여 혼합된 두 물질의 서로 분리하도록 구성된 것으로 첨부된 도 5와 같이 본 발명의 일 실시예의 재생시스템에 적용된 원심분리기(30)의 개략적 단면도가 도시되어 있다.
상기 원심분리기(30)는 하우징(300)과, 상기 하우징(300)에 내장되는 내통(301)과, 상기 내통(301) 내에 설치되는 나선형 스크류(302)로 이루어져, 상기 스크류(302) 내부에 형성된 공급로(310)를 통해 유입되어 배출구(311)로 배출되는 폐슬러리를 모터(도시되지 않음)에 의해 회전하는 스크류(302)가 폐슬러리 속에 함유된 상대적으로 비중이 큰 연마재는 스크류(302)의 폭이 점진적으로 축소되는 쪽으로 이송하여 그 하부의 제 1 배출구(314)를 통해 배출되고, 비중이 작은 절삭분과 절삭유는 반대방향으로 이송하여 스크류(302)의 폭이 큰 쪽의 끝단에 형성된 제 2 배출구(313)를 통해 배출되도록 구성된다.
상기 서브탱크(40)는 폐슬러리로부터 추출되는 연마재 고형물을 임시저장하는 탱크로써 재생시스템의 구성요소 중 일부 구성요소가 이상이 있을 경우 시간적 여유를 제공하여 재생시스템의 연속성을 부여한다. 이러한 서브탱크(40)의 내부에 는 저장된 연마재 고형물이 잘 배출될 수 있도록 진동자(미도시)가 설치된다.
상기 연마재 정제기(60)는 기존의 원심분리기에 세정액을 공급하는 관과 추출되어 스크류에 밀려 경사진면을 올라오는 연마재 고형물에 세정액을 공급할 수 있도록 세정액 배출구를 형성하여, 상기 공급되는 세척액에 의하여 추출되는 고형물 상부에 묻어 있는 절삭분을 세척함으로써 순도 높은 연마재를 추출할 수 있도록 한 것으로, 첨부된 도 6과 같이 본 발명의 일 실시예의 재생시스템에 적용된 연마재 정제기(60)의 개략적 단면도가 도시되어 있다.
상기 연마재 정제기(60)는 상기에서 설명한 바와 같이 원심분리기(30)와 동일한 구조로 형성된 것으로, 다만 스크류(602) 내부에 원액(폐슬러리)을 공급할 수 있도록 형성된 공급로(610) 내에 세정액을 투입하는 투입관(621)을 설치하고, 상기 투입관(621)으로 공급된 세정액을 추출되어 스크류(602)에 의하여 내통의 경사진면(601a)을 밀려 올라오는 연마재 고형물에 공급하도록 형성된 세척액 배출구(622)로 이루어진 세정장치(620)가 더 설치된 것이다.
상기 교반기(50)는 원심분리기(30) 또는 연마재 정제기(60)에서 추출되는 연마재 고형물(SiC Cake)을 세정액 또는 세정수와 함께 교반하여 슬러리 상태를 만들어 용액내에 잔류하는 철과 실리콘 그리고 기타 이물질 등을 분리 또는 용해시키는 동시에 교반에 의하여 연마재 표면에 있는 절삭분을 더욱더 효과적으로 분리하게 된다.
상기 건조기(70)는 상기 연마재 정제기(60)에서 정제되어 추출되는 연마재 고형물(SiC Cake)의 수분을 제거하기 위한 것으로, 보통 약 500℃의 배치식 터널소 성로를 사용한다.
상기 연마재 파우더 제조기(80)는 상기 건조기(70)에서 수분이 제거된 연마재 고형물(SiC Cake)을 파우더 상태로 제조하는 것으로, 보통 회전날이 설치된 배치탱크에서 회전날을 약 1000rpm으로 회전시켜 연마재 고형물(SiC Cake)을 파우더상태로 제조한다.
상기와 같이 이루어진 본 발명의 일실시예를 나타낸 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리의 재생시스템을 이용하여 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발행한 폐슬러리를 재생하는 방법은 다음과 같은 순서에 의하여 재생된다.
1. 폐슬러리 교반단계(S10)
폐슬러리가 수집되는 수거통(1루베 PE용기)에서 분리되어 교반기(10)에 공급되면, 교반기(10)의 모터를 가동하여 교반날개로 연마재와 절삭분 등이 서로 분리되도록 교반한다.
2. 분산단계(S20)
교반된 폐슬러리는 초음파를 이용한 입자 분산기(20)로 압송되어 교반된 폐슬러리가 초음파에 의하여 더욱더 연마재와 절삭분이 분산된다.
3. 원심분리단계(S30)와;
초음파에 의하여 분산된 폐슬러리는 원심분리기(30)에 압송되어 원심분리에 의하여 연마재 고형물을 추출한다.
상기 초음파에 의하여 분산된 폐슬러리는 연마재와 절삭분이 잘 분산되어 있 어 원심분리기(30)에 의하여 추출되는 연마재 고형물은 순도가 높아진다.
원심분리기(30)에서 추출된 상기 연마재 고형물은 제1 서브탱크(41)에서 임시로 저장을 하게 된다.
4. 연마재 고형물 교반단계(S40)
상기 원심분리기(30)에서 추출되어 제1 서브탱크(41)에 저장된 연마재 고형물은 후설되는 연마재 정제기의 용량에 알맞게 정량공급될 수 있도록 교반기에 정량공급된다.
상기 원심분리기(30)에서 추출된 연마재 고형물을 제1 교반기(51)의 교반탱크에 세정액 또는 세정수와 함께 투입하여 교반시켜 슬러리로 만든다.
5. 연마재 정제단계(S50)
상기 슬러리 상태로 교반된 연마재를 연마재 정제기(60)로 정제시키는 단계로, 상기에서 설명한 바와 같이 연마재 정제기(60)는 원리분리기에 세정장치가 설치에 되어 있어 연마재 표면에 있는 절삭분을 제정장치로 공급되는 세정액 또는 세정수를 이용하여 제거함으로써 순도 높은 연마재 고형물을 획득하게 된다.
상기 제1 교반기(51)에서 슬러리 상태로 교반된 연마재를 제1 연마재 정제기(61)에서 정제하고, 정제된 연마재 고형물은 다시 제2 서브탱크(42)에서 임시저장을 한다.
6. 연마재 고형물 교반단계(S40)
상기 제1 연마재 정제기(61)에서 추출되어 제2 서브탱크(42)에 저장된 연마재 고형물을 제2 교반기(52)의 교반탱크에 세정제 또는 세정수와 함께 투입하여 교 반시켜 슬러리로 만든다.
7. 연마재 정제단계(S50)
상기 제2 교반기(52)에서 교반된 연마재를 제2 연마재 정제기(62)로 정제시키고, 상기 제2 연마재 정제기(62)에서 정제된 연마재 고형물은 다시 제3 서브탱크(43)에서 임시저장을 한다.
8. 연마재 고형물 교반단계(S40)
상기 제2 연마재 정제기(62)에서 추출되어 제3 서브탱크(43)에 저장된 연마재 고형물을 제3 교반기(53)의 교반탱크에 세정제 또는 세정수와 함께 투입하여 교반시켜 슬러리로 만든다.
9. 연마재 정제단계(S50)
상기 제3 교반기(53)에서 교반된 연마재를 제3 연마재 정제기(63)로 정세시키고, 상기 제3 연마재 정제기(63)에서 정제된 연마재 고형물은 다시 제4 서브탱크(44)에서 임시저장을 한다.
10. 연마재 고형물 교반단계(S40)
상기 제3 연마재 정제기(63)에서 추출되어 제4 서브탱크(44)에 저장된 연마재 고형물을 제4 교반기(54)의 교반탱크에 세정제 또는 세정수와 함께 투입하여 교반시켜 슬러리로 만든다.
11. 연마재 정제단계(S50)
상기 제4 교반기(54)에서 교반된 연마재를 제4 연마재 정제기(64)로 정제시키고, 상기 제4 연마재 정제기(64)에서 정제된 연마재 고형물은 다시 제5 서브탱 크(45)에서 임시저장을 한다.
12. 건조단계(S60)
상기 제5 서브탱크(45)에 저장되어 있는 연마재 고형물은 건조기(70)에 공급되어 연마재 고형물에 있는 수분을 제거하는 것이다.
상기 건조기(70)는 배치식 터널소성로로 이루어지며, 약 500℃ 온도로 건조시킨다.
13. 재생단계(S70)
상기 건조기(70)에서 수분이 제거된 연마재 고형물(SiC Cake)을 연마재 파우더 제조기(80)로 파우더 상태로 제조하는 것이다.
상기의 연마재 고형물 교반단계(S40)와 연마재 정제단계(S50)의 횟수는 추출되는 연마재의 순도에 따라 달라지는 것으로 보통 2회 내지 6회 실시한다.
상기 다수개의 교반기(50)와 다수개의 연마재 정제기(60) 사이에 각각으로 설치되어 서브탱크(40)는 정제된 연마재 고형물을 저장하고 있어, 구성요소의 점검시나 수리시 시간적 여유를 줌으로써 연속적인 공정이 이루어지도록 할 수 있다.
상기와 같이 이루어진 본 발명인 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리의 재생시스템은 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리 뿐만 아니라 쏠라 웨이퍼 및 각종 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리에 사용될 수 있는 것이다.
상기와 같이 이루어진 원심분리기를 이용한 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리의 재생시스템은 초음파를 이용한 입자 분산기를 이용하여 폐슬러리를 분산시킴으로써 고순도의 연마제를 획득하는 효과가 있다.
또한, 상기 입자 분산기의 하부의 홈에 초음파를 발생시키는 진동자를 설치하고, 상기 홈 일측에 분산된 폐슬러리를 배출하는 배출구를 형성함으로써 잘 분산된 폐슬러리가 원심분리기에 공급되도록 하여 원심분리기에서 추출되는 연마재의 순도를 높이는 효과가 있다.
또한, 원심분리기에 세정장치를 설치한 연마재 정제기에 의하여 추출되는 연마재의 순도를 높이는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 원심분리기를 이용한 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리의 재생방법에 있어서,
    폐슬러리에 함유된 연마재와 절삭분이 분산되도록 폐슬러리를 교반기로 교반시키는 폐슬러리 교반단계(S10)와;
    상기 교반단계에서 교반된 폐슬러리를 초음파를 이용한 입자 분산기로 분산시키는 분산단계(S20)와;
    상기 분산단계에서 분산된 폐슬러리를 원심분리기를 이용하여 연마재를 추출하는 원심분리단계(S30)와;
    상기 원심분리단계에서 추출된 연마재 고형물(SiC Cake)을 교반기로 교반시키는 연마재 고형물 교반단계(S40)와;
    상기 교반단계에서 교반된 연마재를 연마재 정제기로 정제시키는 연마재 정제단계(S50)와;
    상기 연마재 정제단계에서 정제된 연마재 고형물(SiC Cake)의 수분을 제거시키는 건조단계(S60)와;
    상기 건조단계에서 건조된 연마재 고형물(SiC Cake)을 파우더 상태로 가공하는 재생단계(S70)를 포함하도록 이루어지며,
    상기 교반단계의 교반기와 연마재 정제단계의 연마재 정제기 사이에는 연마재를 임시 저장하는 서브탱크가 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리의 재생방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연마재 정제단계(S50)에서 정제된 연마재 고형물(SiC Cake)을 교반기를 이용하여 교반시키는 교반단계와; 상기 교반단계에서 교반된 연마재를 연마재 정제기를 이용하여 정제시키는 연마재 정제단계를 2회 내지 6회 더 반복실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리의 재생방법.
  3. 원심분리기를 이용한 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리의 재생시스템에 있어서,
    투입된 폐슬러리를 교반하여 폐슬러리에 함유된 연마재와 절삭분으로 이루어진 침전물을 산개하는 폐슬러리용 교반기(10)와;
    상기 교반기(10)에서 교반되어 유입된 폐슬러리를 초음파에 의하여 분산시키는 입자 분산기(20)와;
    상기 입자 분산기(20)에서 분산된 폐슬러리로부터 원심분리하여 연마재를 추출하는 공급되는 폐슬러리를 저장할 수 있도록 형성되되, 상측에 폐슬러리가 유입되는 투입구(211)가 형성되고, 하측에 분산된 폐슬러리가 배출되도록 배출구(212)가 형성된 저장탱크(210)와; 상기 저장탱크(210)에 저장된 폐슬러리에 초음파를 발생시켜 분산시키기는 초음파발생장치가 설치되되, 상기 초음파발생장치는 저장탱크(210) 내부의 양측면에 설치된 측면진동자(221)와 하부면에 설치된 하부진동자(222)와, 상기 측면진동자(221)와 하부진동자(222)들과 각각 연설된 발진기(223)들로 이루어지고, 상기 저장탱크(210)에 저장된 폐슬러리를 교반시키는 교반장치(240)가 설치되며, 상기 저장탱크(210) 내의 폐슬러리 수위를 감지하는 레벨센서(250)와, 폐슬러리 온도를 측정하는 온도센서(260)가 설치되며, 상기 구성요소를 제어하는 제어부(230)로 이루어진 원심분리기(30)와;
    상기 원심분리기(30)에서 추출된 연마재 고형물을 교반시키는 다수개의 교반기(50)와;
    상기 교반기(50)로부터 연마재 고형물을 공급받아 연마재에 남아있는 불순물을 제거하도록 원심분리기에 세정장치가 설치된 다수개 연마재 정제기(60)와;
    상기 연마재 정제기(60)에서 정제된 연마재 고형물의 수분을 제거시키는 건조기(70)와;
    상기 건조기(70)에서 건조된 연마재를 재생하는 연마재 파우더 제조기(80)를 포함하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리의 재생시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 원심분리기(30)와 연마재 정제기(60)에서 추출되는 각각의 연마재 고형물을 임시 저장하는 다수개의 서브탱크(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조공정에서 발생하는 폐슬러리의 재생시스템.
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