KR20010071479A

KR20010071479A - 화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 물 및 슬러리 연마재의회수 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20010071479A
Application number: KR1020007014226A
Authority: KR
Inventors: 코렛게리엘.; 페리에드워드티.2세; 게아츠제이.토빈
Original assignee: 추후제출; 루시드 트리트먼트 시스템스, 인코포레이티드
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1999-05-25
Publication date: 2001-07-28
Also published as: TW403688B; EP1089801A1; WO1999065592A1; AU4202799A; JP2002518150A; CA2335175A1; CN1305393A

Abstract

미세하게 분할되어 부유되는 고형물을 내포하는 수성 슬러리로부터 연마재 및 액체를 회수하는 본 발명의 방법은 비중 또는 밀도를 측정하는 방법과 함께 소결 금속막 및/또는 세라믹막을 이용하여 여과하는 적어도 하나의 여과 단계와, 탈리액의 재생 또는 통상의 산업 폐기물 시스템을 통해 처리되는 폐기물로부터 연마재 입자를 물리적으로 농축 및 분리하는 단계를 포함한다. 이러한 방법은 다른 분야에서 재사용하기 위한 고형물의 회수에 추가로 사용되어 연마 처리의 폐기 부산물을 감소시키거나 제거한다.

Description

화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 물 및 슬러리 연마재의 회수 방법 및 장치{Method and apparatus for recovery of water and slurry abrasives used for chemical and mechanical planarization}

반도체 부품은 통상적으로 레지스터, 커패시터 및 트랜지스터와 같은 다수의 전기 부품의 제조에 적합한 전기 특성을 달성하도록 전기 전도재 및 유전재를 적층함으로써 제조된다. 이들 다수의 개별 장치는 마이크로프로세서, 메모리 칩, 로직 회로 등을 구성하는데 사용하기 위해 집적 회로에 합체된다. 다수의 집적 회로는 다중 반도체 장치를 비교적 작게 제조하기 위해 유전재 및 전기 전도재를 적층함으로써 반도체 웨이퍼상에 형성될 수 있다.

상기 반도체 장치상의 전기 부품의 집적도는 반도체 장치상의 트레이스 라인의 폭 및 소자의 크기가 협소해짐에 따라 계속적으로 증가되었다. 예를 들어, 한때상기 장치의 트레이스 라인의 폭은 통상적으로 1㎛ 내지 4㎛ 범위였다. 그러나, 최근에는, 집적 회로에 사용되는 트레이스 라인의 폭을 1㎛ 미만으로 감소시켜 산업이 진보되었다. 현재는 트레이스 라인의 폭이 0.5㎛ 내지 0.35㎛인 것이 일반적이며, 트레이스 라인의 폭을 0.25㎛ 내지 0.18㎛로 만들기 위한 연구가 수행되고 있다. 또한, 증가된 메모리 및 연산 능력에 대해서는 집적 회로당 반도체 장치의 수의 한계가 보다 높게 달성될 것을 요구하고 있어서, 반도체 웨이퍼에 적용되는 층의 수가 증가되고, 통상적인 집적 회로의 크기는 감소하고 있다. 보다 협소한 트레이스 라인의 폭, 증가된 수의 재료 층 및 보다 집적된 집적 회로당 반도체 장치의 조합은 반도체 웨이퍼 표면상의 요철로 인해 상기 장치가 손상되기 쉽게 만들고, 따라서, 상기 반도체 웨이퍼가 균일하게 평활한 표면과 유전층을 가지는 것이 점차 중요해지고 있다.

화학적 및 기계적 평탄화(chemical mechanical planarization: CMP) 방법은 반도체 웨이퍼의 표면을 연마하기 위해 개발되었고, 통상적으로 연마 패드상에서 웨이퍼를 회전시키는 단계와, 회전 척을 통해 압력을 가하는 단계와, 계면 활성 작용 및 연마 작용을 위해 연마재를 내포하는 수성인 화학적 슬러리를 연마 패드에 적용하는 단계를 포함한다. 화학적 및 기계적 슬러리에 사용될 수 있는 연마재는 훈증된 실리카, 세슘 및 알루미나 입자를 포함한다. 화학적 및 기계적 슬러리는 안정제 및 산화제도 포함할 수 있다. 훈증된 실리카는 통상적으로 수산화 칼륨 또는 수산화 암모늄과 같은 안정제와 혼합되고, 반도체 웨이퍼상의 유전층 또는 산화층을 연마하는데 사용된다. 세슘과 알루미나는 통상적으로 제2철 질산염 또는 과산화수소와 같은 산화제와 혼합되고, 예를 들어, 텅스텐, 구리 및 알루미늄과 같은 금속층을 연마하는데 사용된다.

다양한 반도체 웨이퍼 층으로부터 제거되는 슬러리 및 물질은 통상적으로 산업 폐기물로 분류되는 폐기물 스트림을 형성한다. 연마재 성분은 대략 8% 내지 15%의 원 폐기물 스트림과 안정제 또는 산화제 등의 다른 화학 작용제 및 물로 구성되는 잔여물로 이루어진다. 원 폐기물 스트림은 통상적으로 폐기물 스트림 내에서의 대략 1% 내지 1.5%의 최종 고형물 농도를 산출하도록 헹굼제로 희석된다. 그러나, 산업 폐기물 스트림 내에서 용해되거나 부유되는 고형물의 처리는 엄격한 지역, 주 및 연방 규정으로 인해 당면과제로 되었고, 그에 따라서 개별적인 처리로 중금속 성분을 제거하기 위해 연마재 성분을 폐기물 스트림으로부터 제거하는 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

충분한 시간동안, 폐기물 스트림은 이온제거수만을 포함하기 때문에, 화학적 및 기계적 평탄화 방법에서 탈리액(supernatant liquid)을 재사용할 수 있도록 폐기물 스트림 탈리액을 재활용하는 것이 바람직하다. 이상적으로, 이러한 방법이 연마 공구에 적용되어 이온제거수를 효과적으로 재사용할 수 있고 동시에 비용이 절감된다. 종래의 여과 기술은 사용시점 여과 기술이지만, 이러한 기술은 폐기물 스트림 내에서 발생하기 쉬운 부유 물질에 대해서는 부적합하다. 종래의 여과 기술에 있어서, 모든 폐기물 흐름은 필터의 막 소자에 대해 직각으로 유입된다. 상기 입자는 막 매개물과 필터에 이어 클로그(clog)에 쌓이게 된다. 이는 장치의 가동 중단을 야기하고 작동 비용의 증가를 초래한다.

선택적으로 사용시점 여과 기술은 pH 중화와 필터 프레스, 한외 여과(ultrafiltration) 또는 역삼투 여과 시스템으로의 응집제 또는 침전제의 추가와 같은 중앙 플랜트 처리법(central plant treatment)을 포함한다. 이러한 시스템은 계속적인 높은 작업 비용으로 인해 단지 몇개의 연마 공구만을 사용하는 사용자에게는 과도하게 소비적인 시스템이다. 또한, 이러한 시스템은 현재의 화학을 기초로 하고, 미래의 슬러리 필요조건을 충족시키기에는 부적합하다. 그러므로, 주요 부유 입자 문제를 처리하는 방법이 바람직하고, 슬러리의 특정 문제를 충족시키기에 충분한 것이 적당하다. 실험적 생산 단계에서 실물로 제조하는 단계로 전향가능한 방법이 바람직하다. 본 발명은 이러한 필요 및 다른 필요를 충족시킨다.

본 출원은 1997년 6월 5일자로 출원된 미국특허출원 제08/870,082호의 일부 계속 출원이다.

본 발명은 일반적으로 반도체 웨이퍼의 화학적 및 기계적 처리에 관한 것으로, 특히 반도체 웨이퍼의 처리에 사용되는 미세하게 분할된 부유 입자를 내포하는 수성인 화학적 및 기계적 연마재 슬러리 성분의 회수 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1a 내지 도 1c는 반도체 웨이퍼의 화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 액체 및 슬러리 연마재를 회수하기 위한 본 발명의 제 1 실시예의 방법 및 장치를 개략적으로 도시한 다이어그램.

도 2는 도 1a의 분리 칼럼의 단면도.

도 3a 내지 도 3b는 반도체 웨이퍼의 화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 액체 및 슬러리 연마재를 회수하기 위한 본 발명의 제 2 실시예의 방법 및 장치를 개략적으로 도시한 다이어그램.

도 4는 도 3a의 쇼크 탱크의 단면도.

도 5는 도 3b의 필터 조립체의 개략도.

도 6은 도 5의 필터 조립체의 필터의 단면도.

도 7은 도 3b의 분리 칼럼의 단면도.

도 8은 반도체 웨이퍼의 화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 액체 및 슬러리 연마재를 회수하기 위한 본 발명의 원리에 따른 제 3 실시예의 방법 및 장치를 개략적으로 도시한 다이어그램.

도 9는 폐기물 스트림에서의 고형물 농도를 검출하고 인터페이스 장치로의 정화액 스트림과 연마기구로의 반송류를 우회시키기 위한 본 발명의 원리에 따른 장치를 개략적으로 도시한 다이어그램.

도 10은 도 9 또는 도 11의 장치에 사용하기 위한 한외 여과 장치의 사시도.

도 11은 슬러리 연마재 폐기물 스트림으로부터 정화액을 회수하고 정화액의 회수를 최대화하기 위해 폐기물 스트림을 농축하기 위한 본 발명의 원리에 따른 장치를 개략적으로 도시한 다이어그램.

간단히 말해서, 본 발명은 반도체 재료의 평탄화에 사용되는 수성인 화학적 및 기계적 슬러리로부터 연마 성분 및 유체의 분리 및 회수를 제공하여, 비처리 적용물에서의 액체 폐기물의 재사용과 관개용 중수도 용수, 처리용 냉각수, 또는 역삼투 시스템에서의 공정수의 재사용을 허용하고, 또는 산업 폐기물 스트림에서의 안전한 제거를 허용한다.

따라서, 본 발명은 수성인 슬러리 폐기물 스트림으로부터 정화된 액체를 회수하고 동일한 수성 용액으로부터 연마재의 입자를 농축 및 회수하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명의 방법 및 장치에 있어서, 불규칙적으로 연마 성분을 포함하는 수성인 슬러리 폐기물 스트림은 연마재 입자의 존재 여부를 검출하기 위한 몇가지 기술 중 하나의 기술에 사용되는 입자 검출 장치 내로 도입된다. 검출 장치는 폐기물 스트림 내의 연마 고형물의 밀도 또는 폐기물 스트림의 탁도를 측정하기 위해 광학, 초음파 또는 다른 유사한 검출 기술을 사용한다. 검출 장치에 의해 이루어진 측정에 기초하여, 소망 임계치 미만의 고형물 농도가 지시되면, 폐기물 스트림은 하나 이상의 작은 수집 탱크로 우회된다. 수집된 액체는 헹굼용 물로서 재사용하기 위해 처리되지 않은 물을 연마기구에 제공하는 장치를 통해 연마기구에 펌프를 사용하여 반송된다. 선택적으로, 소망 임계치 이상의 고형물 농도가 검출되면, 전체 폐기물 스트림은 한외 여과 장치를 사용하여 폐기물 스트림의 액체 성분으로부터 고형물을 분리하는 장치로 우회된다. 정화된 액체는 처리되지 않은 헹굼용 물 즉, 한외 여과 장치에서의 범람수로서 하나 이상의 수집실에 수집되어 연마기구로의 반송에 다양하게 사용되거나, 처리를 위해 설비용 산업 폐기물 처리 시스템으로 우회된다. 부가 처리(예를 들어, 구리 제거를 위한 이온-교환 또는 현탁 분리)에 있어서, 이러한 액체는 냉각수 또는 관개수와 같은 중수도 용수에 사용되거나 추가의 물 사용 감소를 위한 설비용 역삼투 시스템으로의 공급수로서 사용될 수 있다.

본 발명의 장치는 폐기물 스트림으로부터 맑은 액체의 효과적인 최대 추출 및 고형물의 추가 농축을 위해 한외 여과 장치로부터 폐기 고형물 스트림의 재순환을 추가로 제공한다. 이러한 장치는 0.2중량% 정도로 작은 고형물로부터 50중량% 정도로 큰 고형물까지 고형물을 농축할 수 있다. 고형물 함유량이 양호한 농도 수준에 이르면, 고형 폐기물은 처리소 외부에서의 처리를 위해 또는 다른 산업에서의 재사용을 위해 고형물이 용기에 수집되는 장치로 우회된다.

본 발명의 이러한 및 다른 양태와 장점은 본 발명의 양태를 예로서 도시하는 첨부 도면과 하기의 상세한 설명으로부터 분명해진다.

반도체 장치 내의 전기 부품과 배선의 집적도가 증가되었기 때문에, 상기 장치는 반도체 웨이퍼상의 표면 요철로 인해 보다 파손되기 쉬워졌다. 종래의 방법은 이러한 문제점을 처리하기 위해 반도체 웨이퍼의 표면의 화학적 및 기계적 평탄화를 위한 산업에 이용되었고, 그 결과 반도체 웨이퍼의 다양한 층을 연마하기 위해 사용되는 슬러리 내의 연마재와 물의 소비적인 처리가 초래되었다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 연마재 입자의 수성 슬러리로부터 연마재 입자를 회수하기 위한 방법 및 장치에서 실시된다. 제 1 실시예인 도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 연마재 입자의 수성 슬러리로부터 연마재 입자를 회수하기 위한 장치(10)는 통상적으로 슬러리 폐기물 수집 탱크(14) 내의 반도체 재료의 평탄화로부터 제거되는 연마재 및 물질을 함유하는 수성인 화학적 및 기계적 슬러리를 포함하는 유입 라인(12)으로부터 원 폐기물을 수용한다. 슬러리 폐기물의 유동량은 원 폐기물 유입 라인에 연결된 유량계(16)에 의해 측정될 수 있다. 슬러리 폐기물 수집 탱크 내의 슬러리 폐기물은 양호하게는 주변 온도 및 압력 조건하에서 유지되고, 양호하게는 대략 중성 pH에서 유지된다. 슬러리 폐기물의 산도 및 염기도는 양호하게는 슬러리 폐기물 수집 탱크에 연결된 pH 측정계(18)에 의해 감시된다.

수집 탱크 내의 슬러리 폐기물의 pH의 전기 신호 표시는, 슬러리 폐수의 pH에 의존하여 선택된 pH 중화제의 슬러리 폐기물 수집 탱크로의 도입을 제어하기 위한 제어기(19)에 의해 수용될 수 있다. 중화제는, 예를 들면 산 저장소(20)로부터 제어기에 의해 제어되는 산 밸브(24)를 통해 분배되는 산, 또는 염기 저장소(22)로부터 제어기에 의해 제어되는 염기 밸브(26)를 통해 분산되는 염기, 또는 pH 완충제를 포함할 수 있으며, 이는 모두 당업자에게 공지되어 있다. 수집 탱크 내의 슬러리 폐기물은 통상적으로 모터(27)에 의해 구동되는 수집 탱크 내의 교반기(도시 않음)에 의해 교반된다. 슬러리 폐수 및 다른 중화제의 혼합은 소정의 처리를 위해 시간 주기 동안 슬러리 수집 탱크 내에 유지될 수 있으며, 그 후 부가 처리를 위해 수집 탱크 출구(28)를 통해 배출된다. 선택적으로, 처리된 슬러리 폐수는 수집 탱크 출구(28)를 통해 연속적으로 배출될 수 있다.

수집 탱크로부터 처리된 슬러리 폐수의 유동은, 슬러리 폐수의 부가 처리 단계로 안내하는 처리된 슬러리 폐수관(30)과 수집 탱크 출구 사이에 연결된 펌프(29)에 의해 용이해질 수 있다. 압력계(32) 및 총 용해 고형물 측정계(34)가 처리된 슬러리 폐수의 조건을 감시하기 위해 처리된 슬러리 폐수관에 연결될 수 있다.

폐수관에 의해 이송된 처리된 슬러리 폐수는, 처리된 슬러리 폐수를 조대한 비율의 연마재 입자를 포함하는 부분 및, 미세한 비율의 연마재 입자를 포함하는 탈리액 부분으로 분리하기 위해 하나 이상의 처리 챔버 또는 분리 칼럼(36)내로 진공에 의해 적합하게 끌어들여진다. 선택적으로, 슬러리 폐수는 정압에 의해 분리칼럼을 통해 펌핑될 수 있다. 각각의 분리 칼럼은 처리된 슬러리 폐수를 수용하는 입구(38)와, 슬러리 폐수의 가벼운 탈리액 부분을 위한 탈리액 출구관(40) 및, 연마재 입자의 조대한 부분을 포함하는 분리된 슬러리 폐수의 무거운 부분을 위한 저부 고형물 출구(42)를 구비한다. 도 1a 내지 도 1c에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 양호한 실시예에서, 다수의 분리 칼럼이 차례로 연결되므로, 대부분의 상류 분리 칼럼은 슬러리 폐수 수집 탱크로부터 처리된 슬러리 폐수를 수용하며, 연속적인 하류 분리 칼럼은 상류 분리 칼럼으로부터 슬러리 폐수의 가벼운 탈리액 부분을 수용한다. 대부분의 하류 분리 칼럼 탈리액 출구는 부가 처리를 위해 처리된 탈리액을 이송한다.

도 2를 참조하면, 각각의 분리 칼럼은 양호하게는 냉각재의 유동을 수행하는 냉각 코일(46)에 의해 둘러싸인 분리 칼럼의 냉각 부분(45)내로 처리된 슬러리 폐수를 도입하기 위한 노즐(44)을 구비한다. 노즐은 양호하게는 분리 칼럼의 냉각 부분내로 슬러리 폐수의 나선형 또는 원형 유동을 발생시키도록 분리 칼럼의 종방향 축에 접선 방향으로 분리 칼럼의 냉각 부분내로 슬러리 폐수를 도입한다. 냉각 코일은 양호하게는 입자의 응집이 용이하도록 슬러리 폐수를 0℃와 15℃ 사이의 온도로 냉각시킨다.

슬러리 폐수는 냉각된 후, 두 개의 충전된 전극판 사이의 정밀 가공된 개구를 통과한다. 음극(48)과 양극(50) 사이의 냉각된 슬러리 폐수의 통과는 입자의 전기적 특성을 변화시키며, 응집을 초래하고, 슬러리 폐수의 탈리액 부분으로부터 입자의 최종 침전물을 분리시킨다. 그 후, 슬러리 폐수는 슬러리 폐수의 나선형 또는원형 유동을 발생시키도록 분리 칼럼의 종방향 축에 접선 방향으로 슬러리 폐수를 도입하는 제 2 노즐(52)을 통과하며, 수성 슬러리내에 잔류되는 탈리액이 탈리액 출구(40)를 통해 유출되는 동안, 입자의 응집물 또는 침전물을 포함하는 수성 슬러리의 부분을 분리 칼럼의 고형물 침전 챔버(54)로 이동시킨다.

고형물 출구 밸브(56)는 저부 고형물 출구(42)로부터의 유동 제어를 허용하므로, 입자의 덩어리를 포함하는 고형물 침전 챔버내의 수성 슬러리의 부분은 고형물 침전 챔버로부터 고형물 출구관(58)을 통해 고형물 수집 탱크(60)로 주기적 또는 연속적으로 적합하게 방출된다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 다수의 분리 칼럼은, 탈리액이 하나의 분리 칼럼의 탈리액 출구로부터 다음의 분리 칼럼의 입구로 연속적으로 통과되어 연속적인 최종의 분리 칼럼의 탈리액 출구가 부가 처리 및 수집을 위해 탈리액을 이송시키도록 연결된다.

본 발명의 한 양호한 실시예에서, 분리 칼럼으로부터의 탈리액은 탈리액 관(61)을 경유하여 진공원(64)에 연결된 하나 이상의 진공 챔버(62)로 통과된다. 탈리액 관내의 탈리액의 온도 및 압력은, 희망에 따라 온도 및 압력 센서에 의해 측정된다. 본 발명의 한 양호한 실시예에서, 수성 슬러리는 상온 및 대기압에서 처리 챔버내로 도입된다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 분리 칼럼으로부터의 탈리액 관은 다수의 진공 챔버로의 입구(66)에 연결되며, 각각의 진공 챔버는 탈리액 수집 탱크(74)로의 입구(72)로 안내되는 탈리액 출구관(70)을 구비한다. 진공 챔버내의 탈리액이 압력의 감소를 받을 때, 탈리액내에 포획된 가스는 탈리액의 표면으로 기포를 형성한다. 탈리액의 표면으로의 가스의 기포는 입자 사이의 반 데르 발스 인력에 기인하여 입자의 부가 응집을 초래하도록 탈리액내의 입자를 근접시킨다고 고려된다. 응집된 입자는 탈리액내의 물보다 높은 비중을 가지며, 이는 응집된 입자를 분리하여 진공 챔버의 저부로 침전시킨다. 선택적으로, 맑은 건공기, 산소 또는 질소와 같은 가스는, 예를 들면 탈리액을 통한 가스의 기포를 더욱 강화시키도록 진공 챔버내의 탈리액내로 소량 주입될 수 있다.

각각의 진공 챔버의 저부로부터 안내되는 고형물 출구관(76)은 고형물 수집 탱크로 안내되는 고형물 관(78)에 연결된다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 고형물 수집 탱크로부터의 출구관(80)은 수집된 고형물 및 액체를 이송시키도록 원심 분리기(82)에 연결된다. 액체는 원심 분리기로부터 탈리액 수집 탱크(74)로 통과된다. 고형물 수집 탱크(60)로부터의 액체는 원심 분리기로부터의 고형물 출구 관(87)을 경유하여 원심 분리기로부터 농축된 고형물을 또한 수용하는 필터 프레스(86)로 유체관(84)을 통해 통과된다. 고형물은 필터 프레스(86)로부터의 고형 폐기물 관(88)을 경유하여 최종적으로 수집된다. 원심 분리기로부터의 탈리액은 탈리액 출구관(90)을 경유하여 액체 수집 탱크(74)로 유동한다. 탈리액의 pH는 탈리액 수집 탱크에 연결된 pH 측정계(92)에 의해 측정된다. 탈리액은 출구(94)를 통해 수집될 수 있으며, 관(98)을 통해 탈리액 출구(102)를 구비한 하나 이상의 유지 탱크(100)로 펌프(96)에 의해 펌핑될 수 있으며, 탈리액의 품질 및 양은, 예를 들면 pH 측정계(104), 총 용해 고형물 측증계(106), 탁도계(108) 및, 유량계(110)에 의해 측정될 수 있다.

도 3a 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 양호한 제 2 실시예에서, 연마 재료의 입자의 수성 슬러리로부터의 연마 재료의 입자를 재생하기 위한 장치(210)는 통상적으로 pH 쇼크 탱크(214)내의 반도체 재료의 평탄화로부터 제거된 연마재 입자 및 재료를 포함하는 수성인 화학적 및 기계적 슬러리를 포함하는 입구관(212)으로부터의 원 폐기물을 수용한다. 슬러리 폐기물의 유량은 원 폐기물 입구관에 연결된 유량계(216)에 의해 측정될 수 있다. 슬러리 폐기물 pH 쇼크 탱크내의 슬러리 폐기물은 상온 및 대기압 조건 하에 적합하게 유지되며, 2 내지 4 pH로 적합하게 유지된다. 슬러리 폐기물의 pH는 도 3a에 나타낸 바와 같이, 슬러리 폐기물 pH 쇼크 탱크에 연결된 pH 미터(218)에 의해 적합하게 측정된다.

도 3a 내지 도 3c 및 도 4를 참조하면, pH 쇼크 탱크내의 슬러리 폐기물의 pH의 전기 신호 표시는 HCl과 같은 산의 슬러리 폐기물 pH 쇼크 탱크로의 도입을 제어하기 위한 제어기(219) 및 슬러리 폐수의 pH에 의존한 양으로 다른 pH 제어 수단에 의해 수용될 수 있다. 산은 제어기에 의해 제어되는 산 밸브(224)를 통해 산 저장소(220)로부터 분배되며, 염기는 제어기 또는 pH 완충제에 의해 제어되는 염기 밸브(226)를 통해 염기 저장소(222)로부터 분배된다. pH 쇼크 탱크내의 슬러리 폐기물은 모터(227)에 의해 구동되는 pH 쇼크 탱크내의 교반기(221)에 의해 통상 교반된다. 슬러리 폐수와 중화제의 혼합물은 소정의 처리를 위해 시간 주기 동안 슬러리 pH 쇼크 탱크내에 유지되며 약 1시간까지의 시간 주기 동안 쇼크 탱크내에 통상 유지된다. 그 후, 산화된 수성 슬러리는 부가 처리를 위해 pH 쇼크 탱크 출구(228)를 통해 pH 밸런스 탱크(214')로 방출된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 슬러리 폐기물 pH 쇼크 탱크(214)는 입자의 덩어리화 및 침전을 용이하게 하도록 입자의 전기적 특성을 변화시키기 위해 산화된 수성 슬러리를 통해 전위를 가하기 위한 캐소드로서 또한 작용하는 교반기 샤프트(223)의 단부에서 교반기(221) 프로펠러를 구비한다. 와이어 메시 애노드 그리드(225: wire mesh anode grid)가 교반기 샤프트 캐소드 주위의 쇼크 탱크내에 배치되며, 애노드로서 또한 작용하는 쇼크 탱크의 기부와 전기적으로 연결된다. 쇼크 탱크내의 수성 슬러리에 인가된 전압은 높을수록 보다 효과적이긴 하지만, 통상 12 내지 5,500볼트이다. 쇼크 탱크는 내부의 과잉 수성 슬러리의 제거를 위한 탈리액 유출 출구(229)를 또한 구비한다. 냉각 처리 챔버를 위한 코일과 유사한 코일의 통상적인 냉각 재킷(도시않음)이 수성 슬러리를 약 0℃ 내지 약 15℃의 온도 범위로 냉각하도록 pH 쇼크 탱크 주위에 적합하게 사용된다. 전기 이동법은 분리 애노드 그리드를 통해 입자를 구동시키면서, pH 쇼크 탱크 내에서 방사상으로 성취된다. 메시 그리드 내부의 교반 구역의 외부에서, 입자는 응집되며 탱크의 저부로 낙하되고, 탱크의 저부에서 애노드 판에 의해 탱크의 저부로 끌어들여진다. 응집 공정은 수성 슬러리를 약 0℃ 내지 약 15℃의 온도로 냉각시킴으로써 강화되며, 이는 전기 이동 공정에 의해 야기된 대류 혼합 및 주울 가열(Joule heating)의 효과를 감소시킨다. 탈리액은 또한, 공정의 다른 부분으로부터 탈리액과 함께 중화 및 재활용되도록 pH 쇼크 탱크의 상부로부터 끌어당겨진다.

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 산화된 고형물 및 액체 용액은 pH 쇼크 탱크의 저부로부터 진공하에서 pH 밸런스 탱크(214')로 끌어들여지며, 입구관(212')을 경유하여 수용된 미처리 폐기물 슬러리 및, pH 밸런스 탱크에 첨가된 중화제와 혼합된다. pH 밸런스 탱크내의 슬러리 폐기물의 pH의 전기적 신호 표시는, 슬러리 폐수의 pH에 의존하여 선택된 pH 중화제의 슬러리 폐기물 pH 밸런스 탱크내로의 도입을 제어하기 위한 제어기(219')에 의해 수용될 수 있다. 중화제는, 예를 들면 제어기에 의해 제어되는 산 밸브(224')를 통해 산 저장소(220')로부터 분배되는 HCl과 같은 산, 또는 제어기에 의해 제어되는 염기 밸브(226')을 통해 염기 저장소(222')로부터 분배되는 중탄산 나트륨(Na₂CO₃)과 같은 염기, 또는 완충제를 구비하며, 이는 당업자에게 잘 알려진 것이다. pH 밸런스 탱크내의 슬러리 폐기물은 모터(227')에 의해 구동되는 pH 밸런스 탱크내의 교반기(221')에 의해 통상 교반된다. 슬러리 폐수와 중화제의 혼합물은 소정의 처리를 위해 시간 기간 동안 pH 밸런스 탱크내에 유지되며, 그 후 부가 처리를 위해 pH 밸런스 탱크 출구(228')를 통해 연속적으로 배출될 수 있다. 냉각 처리 챔버와 pH 쇼크 탱크를 위한 코일과 유사한 코일의 통상적인 냉각 재킷(도시않음)은 응집 속도를 증가시키기 위해 pH 중화된 수성 슬러리를 약 0℃ 내지 약 15℃의 온도 범위로 유지하도록 pH 밸런스 탱크 주위에 적합하게 사용된다. 교반기의 동요 구역의 외부에는 응집된 입자가 pH 밸런스 탱크의 저부로 낙하된다.

그 후, 도 3b 및 도 5에 나타낸 바와 같이, pH 밸런스 탱크로부터의 폐수는 진공하에서 제 1 자기 세척 가역 조대 입자 필터 조립체(230)로 적합하게 끌어당겨지며, 그 후, 필터 조립체(230)와 동일한 제 2 자기 세척 가역 필터 조립체(230')로 적합하게 끌어당겨진다. 상기 필터 조립체(230, 230')는 도 5에 도시된 필터 조립체(230)를 참조하여 상세히 설명될 것이다. 자기 세척 조대 입자 필터는 조대 입자를 포획하는 다층 필터 재료를 포함하는 필터를 통해 유체를 강제로 유동시킴으로써 작동된다. 시간 간격 후, 유동은 필터를 통해 전환되며, 초기에 여과재내에 포획된 조대 입자를 유동시키며 수집 챔버로 낙하되도록 한다. 이러한 공정을 반복함으로써, 필터는 조대 입자를 수집하며 빈번한 필터 교체 요구를 감소시킨다.

따라서, pH 밸런스 탱크 출구로부터의 폐수는 두 개의 필터 다기관(233a, 233b) 사이에 연결된 필터(232)를 통해 pH 중화된 슬러리의 유동을 안내하기 위해 개방 및 폐쇄되는 입구(256)에 연결된 일련의 유동 제어 밸브(231a 내지 231f)를 포함하는 필터 조립체의 필터 조립체 입구(256)에 연결된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 양호한 실시예에서, 필터는 외부층에서 최고로 거칠며 내부층에서 최고로 미세한 여과재의 구배로 대칭 배치된 일련의 여과재(234a 내지 234g)의 층을 포함한다. 따라서, 필터는 최내부의 미세한 여과재(234d)의 각각의 측상에 인접 매개 및 미세 여과재(234c, 234e)에 의해 각각 이어지는 중간 여과재(234b, 234f)에 각각 인접한 두 개의 외부 조대 여과재(234a, 234g)를 포함한다. 여과재의 다른 유사한 배치도 또한 적합하다. 따라서, 작동 중에, 필터 조립체는 필터로부터 조대 입자를 분출시키도록 유동 방향을 필터를 통해 주기적으로 전환시키는 것을 허용하며, 필터 조립체 고형물 출구(258)를 통해 조대 입자가 방출되는 것을 허용하도록 두 개의 배치 중 하나에서 작동될 수 있다. 여과된 탈리액은 탈리액 출구(235)를 통해 상향 유동된다. 필터의 우측으로 조대 입자를 수집하기 위한 시간 경과 후, 밸브 배치는 조대 입자가 고형물 출구(238)를 통해 우측으로 분출되도록 밸브(231a, 231c, 231e)는 폐쇄되고, 밸브(231d)는 일시적으로 개방되며밸브(231f)는 일시적으로 폐쇄되는 전환 분출 배치로 변화된다. 그 후, 필터를 통해 좌측에서 우측으로 그리고 탈리액 출구(235)를 통해 상향으로 유동되는 정상 제 2 유동 배치로 유동되도록 밸브(231d)는 폐쇄되며 밸브(231f)는 개방된다. 필터의 좌측으로 조대 입자를 수집하기 위한 시간 경과 후, 밸브 배치는 우측으로부터 좌측으로 필터를 통해 유동되도록 밸브(231b, 231d, 231f)는 폐쇄되고 밸브(231c)는 개방되며, 조대 입자가 고형물 출구(258)를 통해 좌측으로 분출되도록 밸브(231a)는 일시적으로 개방되며 밸브(231e)는 일시적으로 폐쇄되는 필터의 분출을 위한 원래 유동 배치로 재차 전환된다. 그 후, 우측으로부터 좌측으로 필터를 통해 유동되며, 여과된 탈리액이 탈리액 출구(235)를 통해 유동되도록 허용하는 정상 제 1 유동 배치로 밸브(231a, 231b, 231d, 231f)는 폐쇄되며 밸브(231c, 231e)는 개방된다.

폐수관에 의해 이송되는 처리된 슬러리 폐수는, 처리된 슬러리 폐수를 연마재 입자의 큰 부분과, 연마재 입자의 작은 부분을 포함하는 탈리액으로 분리하기 위해 입구(238)를 통해 하나 이상의 처리 챔버 또는 분리 칼럼(236)으로 진공에 의해 끌어당겨진다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 양호한 실시예에서, 다수의 분리 칼럼은 차례로 연결되므로, 최상류 분리 칼럼은 슬러리 폐수 수집 탱크로부터 처리된 슬러리 폐수를 수용하며, 연속되는 하류 분리 칼럼은 상류 분리 칼럼으로부터 슬러리 폐수의 가벼운 탈리액 부분을 수용한다. 최하류 분리 칼럼 탈리액 출구는 부가 처리 및 수집을 위해 처리된 탈리액을 이송한다. 각각의 분리 칼럼은 처리된 슬러리 폐수를 수용하기 위한 입구(238)와, 슬러리 폐수의 가벼운 탈리액 부분을 위한 탈리액 출구관(240) 및 연마재 입자의 큰 부분을 포함하는 분리된 슬러리 폐수의 무거운 부분을 위한 저부 고형물 출구(242)를 구비한다.

도 7을 참조하면, 각각의 분리 칼럼은 통상적으로 냉각재 유동을 수행하는 냉각 코일(46)에 의해 둘러싸인 분리 칼럼의 냉각 부분(45)내로 처리된 슬러리 폐수를 도입하기 위한 고형물 출구 단부캡(255)과 탈리액 출구 단부캡(257)을 구비한다. 입구로부터 유동된 수성 슬러리를 수용하는 노즐(252)은 분리 칼럼의 냉각 부분내에 슬러리 폐수의 나선형 또는 원형 유동을 발생시키도록 접선 방향으로 분리 칼럼의 냉각 부분내로 슬러리 폐수를 적합하게 도입한다. 냉각 코일은 입자가 용이하게 응집하도록 슬러리 폐수를 약 0℃ 내지 약 15℃의 온도로 적합하게 냉각시켜, 입자의 덩어리 또는 침전물을 포함하는 수성 슬러리의 부분을 분리 칼럼의 저부에서 침전물로부터 고형물 침전 챔버(254)로 낙하시키며, 반면 수성 슬러리내에 잔류하는 탈리액은 탈리액 출구(240)를 통해 유출된다. 축적된 고형물은 주기적으로 제거되거나, 진공에 의해 분리 칼럼으로부터 조대 고형물 수집 탱크(260)로 연속적으로 끌어당겨진다.

도 3a 내지 도 3c 및 도 7을 참조하면, 고형물 출구 밸브(256)는 저부 고형물 출구(242)로부터의 유동의 제어를 허용하므로, 입자의 덩어리를 포함하는 고형물 침전 챔버내의 수성 슬러리의 부분은 고형물 침전 챔버로부터 고형물 출구관(258)을 통해 조대 고형물 수집 탱크(260)로 주기적 또는 연속적으로 원하는 만큼 방출된다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 고형물 출구관(258)으로부터의 폐수는 진공원(264)에 연결된 진공 중력 용기(261)에 의해 조대 고형물 수집 탱크로 끌어당겨진다. 조대 고형물 수집 탱크는, 유체 유동이 분리 칼럼을 통해 계속되는 동안 비워질 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 분리 칼럼으로부터의 탈리액은 탈리액 출구관(240)을 경유하여 진공원(264)에 연결된 하나 이상의 진공 중력 용기(262)로 통과된다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 수성 슬러리는 상온 및 대기압에서 처리 챔버내로 도입된다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 분리 칼럼으로부터의 탈리액 관은 다수의 진공 중력 용기로의 입구(266)에 연결되며, 각각의 중력 용기는 출구(272)를 갖춘 미세 슬러지 수집 탱크(270)에 연결된 탈리액 출구(268)를 구비한다.

고형물 수집 탱크로부터의 출구관(280)은 조대 고형물 수집 탱크의 출구로부터 수집된 고형물와, 미세 슬러지 수집 탱크로부터 미세 슬러지와, 조대 슬러지내에 잔류하는 액체 및, 원심 분리기(282)로 미세 슬러지를 이송시키도록 연결된다. 원심 분리기내에서 분리된 가벼운 액체는 탈리액 수집 탱크(274)로 안내된다. 농축된 고형물은 원심 분리기로부터 고형물 출구관(287)을 경유하여 건조기(286)로 안내된다. 고형물은 건조기로부터 고형물 폐기물 관(288)을 경유하여 최종적으로 수집된다. 원심 분리기로부터의 탈리액은 탈리액 출구관(290)을 경유하여 탈리액 수집 탱크(274)로 유동된다. 탈리액은 원심 분리기로부터 선택적 자외선 광원과, 용해 고형물을 제거하기 위한 이온 교환 수지 비드를 통해 최종 처리를 위해 탈리액 수집 탱크내로 끌어당겨진다. 탈리액의 pH 및 총 용해 고형물은 탈리액 수집 탱크에 연결된 총 용해 고형물 측정 스테이션(293)과 pH 미터(292)에 의해 각각 측정된다. 탈리액은 출구(294)를 통해 수집되며, 하나 이상의 필터(297)를 구비한 관(298)을 통해 펌프(296)에 의해 펌핑된다.

실리카 기초 및 TEOS 기초 슬러리의 경우, 침전된 재료는 슬러리내의 실리콘 또는 TEOS의 재사용을 위해 회수될 수 있다. 알루미나 기초 슬러리의 경우, 침전된 재료는 슬러리내의 실리콘의 재사용을 위해 또한 회수될 수 있다. 금속 불순물에 기인하여, 알루미나 기초 슬러리는 반도체 산업에서 사용되기 위해 재생될 수 있다. TEOS 또는 실리카 기초 및 알루미나 또는 세슘 기초 슬러리가 결합되는 경우, 침전 재료는 재사용 또는 처분을 위해 알루미나 기초 고형물로서 처리된다. 실리콘, 알루미나 및, 다른 금속의 재사용 또는 처분과, 이러한 재사용을 위해 요구되는 순도는 슬러리 제조의 당업자에게 공지되어 있다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 양호한 제 3 실시예의 방법 및 장치는 먼저 연마재를 내포하는 수성 폐기물 스트림으로부터 정화된 액체를 회수한 후 수성 용액으로부터 고형물을 제거하기 위한 것이다. 수성 폐기물 스트림 내의 연마재 고형물의 농도를 검출하기 위한 장치(300)는 반도체 재료의 평탄화로부터 제거된 물질 및 연마재 입자를 내포하는 수성 슬러리를 포함하는 연마기구(302)로부터 원 폐기물을 수용한다. 장치(300)는 연마 공구에 근접한 위치에 위치되고, 검출 장치(300)로부터의 폐기물의 방향을 설정하는 밸브(308)를 제어하는 제어 유니트(306)에 신호(304)를 발생시킨다. 연마재 고형물 농도가 소망 임계치 미만이면, 전체 폐기물 스트림은 연마 공구 내에서 통상의 헹굼제로 재사용하기 위해 밸브(308)에 의해 장치(310)로 우회된다. 연마재 고형물 농도가 소망 임계치 이상이면, 반도체 재료의 평탄화로부터 제거된 물질 및 연마재 입자를 내포하는 수성 슬러리를 포함하는 전체 폐기물 스트림은 연마재 고형물로부터 정화된 액체 성분을 분리하고 처분될 연마재 고형물을 농축하기 위해 도 1a 내지 도 2 또는 도 4 내지 도 7의 농축기일 수 있는 장치(312)로 밸브(309)에 의해 우회된다. 농축기(312)로부터의 정화액은 재생을 위해 라인(313)을 경유해 농도 검출 장치(300)로 복귀되거나 처분을 위해 산업 폐기물 처리 시스템(314)으로 이송된다. 반도체 재료의 평탄화로부터 제거된 물질 및 농축된 연마재 고형물은 몇개의 폐기물 수집 컨테이너(317)를 선택적으로 채우기 위한 장치(316)로 우회되고, 그것이 채워지면 처리소 외부에서의 처리(318)를 위해 제거된다.

도 9를 참조하는 본 발명의 양호한 다른 실시예에 있어서, 수성 용액 내의 연마재 또는 다른 재료의 농도를 검출하기 위한 장치(320)는 유입류(324)와 폐기물 pH(326)가 측정되는 고형물 검출 장치(322) 내의 연마재 입자의 수성 슬러리를 내포하는 수성 원 폐기물을 수용한다. 고형물 검출 장치는 탁도 및/또는 입자 밀도를 검출하기 위해 광학, 초음파 또는 다른 유사한 검출 기술을 이용한다. 고형물 검출 장치는 고형물 검출 장치로부터의 폐기물의 방향을 설정하는 밸브(332)를 제어하는 제어 유니트(330)에 신호(328)를 발생시킨다. 유입 폐기물 스트림이 소망 임계치로 고형물을 내포하면, 전체 폐기물 스트림은 밸브(332)에 의해 하나 이상의 수집 탱크(334)로 우회되고, 한편, 연마재 고형물을 내포하는 전체 폐기물 스트림은 밸브(332)에 의해 국부 여과를 위한 하나 이상의 수집 탱크(336)로 우회된다. 반도체 웨이퍼의 연마로부터 생성된 물질 및 연마재 고형물을 내포하는 폐기물은탱크(336)로부터 펌프(338)에 의해 도 10에 도시된 바와 같은 세라믹 또는 소결 금속 구조인 한외 여과 장치(340)를 통해 이송된다. 한외 여과 장치는 양호하게는 세라믹 또는 소결 금속으로 제조되지만, 폴리설폰과 같은 구조의 다른 재료가 선택적으로 사용될 수도 있다. 이러한 통과 후에, 반도체 웨이퍼의 연마로부터 생성된 물질 및 연마재 고형물을 내포하는 수성 용액은 부가 처리를 위한 고형물 농축 장치로 드레인(342)에 의해 이송된다. 이러한 한외 여과 장치로부터의 정화액은 하나 이상의 수집 탱크(334)에 수집된다. 연마기구를 구비하는 제어 유니트의 전자 인터페이스는 비처리된 장비 헹굼수가 연마기구(344)에 필요한지를 지시한다. 연마기구로부터 신호를 수신하면, 펌프(346)는 하나 이상의 수집 탱크(334)로부터 정화액을 인출하여, 비처리된 장비 헹굼수로서 연마기구로 복귀시키기 위해 유량계(348)와 밸브(350)를 통해 액체를 펌핑한다. 적절히 재생된 물이 수집 탱크(334)로부터 이용가능하지 않으면, 이온제거수 바이패스 밸브(352)를 개방시킴으로써 추가의 헹굼수가 획득된다. 수집 탱크(334) 내에서의 공급이 연마기구의 수요를 충족시키기에 충분하면, 초과량은 과잉유동 드레인(354)을 통해 산업 폐기물 처리 시스템으로 우회된다.

도 11을 참조하면, 폐기물 스트림 내의 연마재 고형물을 농축하기 위한 장치(360)는 고형물 검출 장치(362)로부터 하나 이상의 농축 탱크(364)로 수성 용액을 수용한다. 이러한 탱크 내의 고형물 함유향은 고형물 농도 측정 장치(366)에 의해 연속적으로 감시되고, 액체의 pH는 pH 센서(368)에 의해 연속적으로 감시된다. 고형물 농도가 소망 임계치 미만이고 탱크 내의 유체 레벨이 레벨 센서(370)아래인 상태에서, 펌프(372)는 도 10에 도시된 바와 같은 한외 여과 장치(374)를 통해 수성 용액을 재순환시킨다. 한외 여과 장치(374)는 양호하게는 세라믹 또는 소결 금속으로 제조되지만, 폴리설폰과 같은 구조의 다른 재료가 선택적으로 사용될 수도 있다. 한외 여과막으로부터의 보유부(375)는 재여과를 위해 농축 탱크(364)로 복귀되고, 한외 여과 장치(374)로부터의 투과부(377) 또는 정화액은 산업 폐기물 처리 시스템(도시되지 않음)으로 송출되거나, 비처리된 장비 헹굼수로서 사용하기 위해 고형물 검출 장치(362)로 복귀되거나, 또는 밸브(376)를 통해 범람수 수집 탱크(379)로 송출된다. 한외 여과 장치(374)는 밸브(378)에서 폐기물 스트림을 고형물 폐기물의 수집 장치(도시되지 않음)로 우회시키고 짧은 시간 주기동안 밸브(380)를 개방시킴으로써 주기적으로(양호하게는 매 10 내지 20분마다) 범람된다. 범람수는 범람수 수집 탱크(도시되지 않음)로부터 펌프에 의해 인출되고 한외 여과 장치의 후부측을 가압하는데 사용된다. 이는 한외 여과 장치로부터 매립된 입자를 이탈시켜 농축 탱크(364)로 복귀시킨다.

고형물 농도가 소망 임계치에 이르거나, 농축 탱크(364) 내의 유체 레벨이 레벨 센서(370)에 이르면, 펌프(372)로부터의 유동은 고형물 폐기물의 수집을 위한 장치(도시되지 않음)로 밸브(378)에 의해 우회된다.

본 발명의 특정 형태가 도시 및 설명되었지만, 본 발명의 정신 및 범위로부터 일탈함이 없이 다양한 변형이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 청구범위에 의한 바를 제외하고는 본 발명이 제한되는 것은 아니다.

Claims

수성 슬러리 폐기물 스트림의 액체 내의 연마재의 입자 밀도가 불규칙적으로 변하는 수성 슬러리 폐기물 스트림으로부터 화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 연마재의 입자 및 액체 회수 방법에 있어서,

수성 슬러리 폐기물 스트림 내의 연마재의 입자 밀도를 측정하는 단계와,

수성 슬러리 폐기물 스트림 내의 연마재의 입자 밀도를 수성 슬러리 밀도 임계치와 비교하는 단계와,

수성 슬러리 폐기물 스트림 내의 연마재의 입자 밀도가 상기 수성 슬러리 밀도 임계치 미만이면, 밀도 측정치에 기초하여 수성 슬러리 폐기물 스트림을 적어도 하나의 재생 수집 탱크로 우회시키는 단계와,

수성 슬러리 폐기물 스트림 내의 연마재의 입자 밀도가 상기 수성 슬러리 밀도 임계치 이상이면, 폐기 고형물 스트림을 제공하도록 밀도 측정치에 기초하여 폐기물 스트림의 액체로부터 연마재 입자를 분리하기 위해 수성 슬러리 폐기물 스트림을 우회시키는 단계를 포함하는 수성 슬러리 폐기물 스트림으로부터 화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 연마재의 입자 및 액체 회수 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 폐기물 스트림의 액체로부터 연마재 입자를 분리하기 위해 수성 슬러리 폐기물 스트림을 우회시키는 단계는 상기 연마재 입자를 폐기물 스트림의 액체로부터 한외 여과법에 의해 분리하는 단계를 포함하는 수성 슬러리 폐기물 스트림으로부터 화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 연마재의 입자 및 액체 회수 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 폐기 고형물 스트림 내의 연마재의 입자를 추가로 농축시키고 상기 폐기 고형물 스트림으로부터 정화액을 추가로 제거하기 위해 상기 폐기 고형물 스트림을 재순환시키는 단계를 부가로 포함하는 수성 슬러리 폐기물 스트림으로부터 화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 연마재의 입자 및 액체 회수 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 폐기 고형물 스트림 내의 연마재의 입자 밀도를 측정하는 단계와,

상기 폐기 고형물 스트림 내의 연마재의 입자 밀도를 폐기 고형물 스트림 밀도 임계치와 비교하는 단계와,

상기 폐기 고형물 스트림 내의 연마재의 입자 밀도가 상기 폐기 고형물 스트림 밀도 임계치 이상이면, 상기 폐기 고형물 스트림을 우회시키는 단계를 부가로 포함하는 수성 슬러리 폐기물 스트림으로부터 화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 연마재의 입자 및 액체 회수 방법.
수성 슬러리 폐기물 스트림의 액체 내의 연마재의 입자 밀도가 불규칙적으로 변하는 수성 슬러리 폐기물 스트림으로부터 화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 연마재의 입자 및 액체 회수 장치에 있어서,

수성 슬러리 폐기물 스트림 내의 연마재의 입자 밀도를 측정하는 수단과,

수성 슬러리 폐기물 스트림 내의 연마재의 입자 밀도를 수성 슬러리 밀도 임계치와 비교하는 수단과,

수성 슬러리 폐기물 스트림 내의 연마재의 입자 밀도가 상기 수성 슬러리 밀도 임계치 미만이면, 밀도 측정치에 기초하여 수성 슬러리 폐기물 스트림을 적어도 하나의 재생 수집 탱크로 우회시키는 수단과,

수성 슬러리 폐기물 스트림 내의 연마재의 입자 밀도가 상기 수성 슬러리 밀도 임계치 이상이면, 폐기 고형물 스트림을 제공하도록 밀도 측정치에 기초하여 폐기물 스트림의 액체로부터 연마재 입자를 분리하기 위한 수단으로 수성 슬러리 폐기물 스트림을 우회시키는 수단을 포함하는 수성 슬러리 폐기물 스트림으로부터 화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 연마재의 입자 및 액체 회수 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 폐기물 스트림의 액체로부터 연마재 입자를 분리하기 위한 수단은 한외 여과 장치를 포함하는 수성 슬러리 폐기물 스트림으로부터 화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 연마재의 입자 및 액체 회수 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 폐기 고형물 스트림 내의 연마재의 입자를 추가로 농축시키고 상기 폐기 고형물 스트림으로부터 정화액을 추가로 제거하기 위해 상기 폐기 고형물 스트림을 재순환시키는 수단을 부가로 포함하는 수성 슬러리 폐기물스트림으로부터 화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 연마재의 입자 및 액체 회수 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 폐기 고형물 스트림 내의 연마재의 입자 밀도를 측정하는 수단과,

상기 폐기 고형물 스트림 내의 연마재의 입자 밀도를 폐기 고형물 스트림 밀도 임계치와 비교하는 수단과,

상기 폐기 고형물 스트림 내의 연마재의 입자 밀도가 상기 폐기 고형물 스트림 밀도 임계치 이상이면, 상기 폐기 고형물 스트림을 우회시키는 수단을 부가로 포함하는 수성 슬러리 폐기물 스트림으로부터 화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 연마재의 입자 및 액체 회수 장치.
수성 슬러리 폐기물 스트림의 액체 내의 연마재의 입자 밀도가 불규칙적으로 변하는 수성 슬러리 폐기물 스트림으로부터 화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 연마재의 입자 및 액체 회수 장치에 있어서,

수성 슬러리 폐기물 스트림 내의 연마재의 입자 밀도를 측정하기 위해, 연마재의 입자 및 액체를 내포하는 수성 슬러리 폐기물 스트림을 수용하는 검출기와,

수성 슬러리 폐기물 스트림 내의 연마재의 입자 밀도를 수성 슬러리 밀도 임계치와 비교하는 비교기와,

수성 슬러리 폐기물 스트림 내의 연마재의 입자 밀도가 상기 수성 슬러리 밀도 임계치 미만이면, 밀도 측정치에 기초하여 적어도 하나의 재생 수집 탱크로 수성 슬러리 폐기물 스트림을 우회시키고, 수성 슬러리 폐기물 스트림 내의 연마재의 입자 밀도가 상기 수성 슬러리 밀도 임계치 이상이면, 폐기 고형물 스트림을 제공하도록 밀도 측정치에 기초하여 폐기물 스트림의 액체로부터 연마재 입자를 분리하기 위한 한외 여과 장치로 수성 슬러리 폐기물 스트림을 우회시키는 밸브를 포함하는 수성 슬러리 폐기물 스트림으로부터 화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 연마재의 입자 및 액체 회수 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 폐기 고형물 스트림 내의 연마재 입자를 추가로 농축시키고 상기 폐기 고형물 스트림으로부터 정화액을 추가로 제거하기 위해 상기 폐기 고형물 스트림을 재순환시키는 밸브를 부가로 포함하는 수성 슬러리 폐기물 스트림으로부터 화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 연마재의 입자 및 액체 회수 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 폐기 고형물 스트림 내의 상기 연마재의 입자 밀도를 측정하기 위한 검출기와,

상기 폐기 고형물 스트림 내의 상기 연마재의 입자 밀도를 폐기 고형물 임계치와 비교하는 비교기와,

상기 폐기 고형물 스트림 내의 상기 연마재의 입자 밀도가 상기 폐기 고형물 임계치 이상이면, 상기 폐기 고형물 스트림을 우회시키는 밸브를 부가로 포함하는수성 슬러리 폐기물 스트림으로부터 화학적 및 기계적 평탄화에 사용된 연마재의 입자 및 액체 회수 장치.