(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板プロセスの間に生成した廃水混合物を処理する方法であって：
a)  基板処理システムから、酸化剤セル、有機粘土媒体セル、活性炭媒体セル及びイオン交換樹脂を含む廃水処理装置に、キレート化金属錯体を含む廃水を流すステップと；
b)  キレート化金属錯体を分解し、前記廃液から有機物質を除去するために、前記酸化剤セルから前記廃水に酸化剤を追加するステップと；
c)  前記廃水を前記有機粘土媒体セルに流し込み、炭素含有物質を除去するステップと；
d)  前記廃水を前記活性炭媒体セルに流し込み、前記廃水から炭素含有物質及びハロゲン化学種を除去するステップと；
e)  前記a)〜d)ステップの後に、前記廃水を前記イオン交換樹脂に流し込み、前記廃水から金属イオンを除去するステップと；
を含む、前記方法。
【請求項２】
該酸化剤が、過酸化水素又はオゾンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該廃水に該酸化剤を追加した後、紫外線によって照射される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
該廃水が、該有機粘土媒体に流し込まれ、続いて、該活性炭媒体に流し込まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
該廃水が、該活性炭媒体に流し込まれ、続いて、該有機粘土媒体に流し込まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
該廃水が、該有機粘土媒体と該活性炭媒体の混合物に流し込まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
該廃水が、研磨溶液を含み、該キレート化金属錯体が、銅とＥＤＴＡを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
該廃水が、該有機粘土媒体に流し込まれる前に、フィルター媒体によってろ過される、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
該イオン交換樹脂が、廃水を生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
基板プロセスの間に生成した廃水混合物を処理するための装置であって：
基板プロセスシステムに結合され、該基板プロセスシステムから前記廃水混合物の流れを受け取るように構成されたコンジットシステムと；
該コンジットシステムに結合し且つ酸化剤供給源と流体で連通している酸化剤セルであって、前記酸化剤供給源から前記廃水混合物に酸化剤を提供し、前記廃水混合物のキレート化金属錯体を分解し、前記廃水混合物から有機物質を除去する酸化剤セルと；
該コンジットシステムに結合し且つ有機粘土媒体を含む有機粘土フィルターセルであって、前記廃水混合物から炭素含有物質を除去する有機粘土フィルターセルと；
該コンジットシステムに結合し且つ活性炭媒体を含む活性炭フィルターセルであって、前記廃水混合物から炭素含有物質及びハロゲン化学種を除去する活性炭フィルターセルと；
前記酸化剤セル、前記有機粘土フィルターセル、前記活性炭フィルターセルの下流に位置決めされ、該コンジットシステムに結合し且つアニオン交換樹脂を含む樹脂カラムであって、前記アニオン交換樹脂が前記廃水混合物から金属イオンを除去する、樹脂カラムと；
を備える、前記装置。
【請求項１１】
該コンジットシステムに結合し且つ該基板プロセスシステムと該有機粘土フィルターセルの間が流体で連通しているフィルター媒体セルを更に備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
酸化剤セルと組み合わせて用いられる紫外線源を更に備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
該酸化剤セルが、該有機粘土フィルターセルから上流に位置決めされている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
該有機粘土フィルターセルが、該活性炭フィルターセルから上流に位置決めされている、請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明の実施形態は、一般的には、電気化学機械的研磨液のような基板研磨液を処理する方法及び装置に関する。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]集積回路、ディスプレイ、他の電気デバイスの製造において、導電体、半導体、誘電体物質の多層膜は、基板の特徴部側に堆積されるか特徴部側から除去される。製造プロセスの間、電気化学機械的研磨（ＥＣＭＰ）や化学機械的研磨（ＣＭＰ）は、基板の特徴部側面を研磨又は平坦化するために、また、引っかき傷、表面の粗さ、汚染物質のような欠陥を基板から取り除くために行われる。
【０００３】
[0003]ＥＣＭＰとＣＭＰは、基板の特徴部側から物質を除去するために用いられる二つのプロセスである。典型的なＣＭＰプロセスにおいて、基板は処理パッドに押し付けられ、液状媒体は処理パッドと基板の間の接合部に供給される。液状媒体は、他の化学薬品の中でも化学エッチング液を含有する液状媒体に懸濁された研磨粒子を含有する場合がある。同様に、典型的なＥＣＭＰプロセスにおいて、基板は、処理パッドに押し付けられ、液状媒体は、処理パッドと基板の間の接合部に供給される。この場合、基板と処理パッドの一方或いは双方が電力に結合されるので、液状媒体は、電解液として機能して、基板上の物質の電気化学的溶解を容易にすることになる。
【０００４】
[0004]これらのプロセスのいずれにおいても、使用済みの処理液の廃液は、研磨プロセスから放出させることができる。廃液は、研磨粒子、金属粒子、金属イオン、研磨副生成物、試薬、懸濁液、溶媒を含有することがある。廃液は、また、他の物質の中でも、有機化合物や無機化合物、緩衝剤、酸化剤、界面活性剤、キレート化剤、エッチング液、腐食防止剤、酸、塩、錯化剤を含有することがあり得る。金属粒子及び／又は金属イオンには、銅、アルミニウム、タングステン、基板上に電子デバイスを形成するために用いることができる他の金属が含まれることがある。
【０００５】
[0005]ＥＣＭＰ或いはＣＭＰプロセスの使用者がこの廃液を処分することを望む場合には、これらの物質は、処分する前に除去されることを必要とする。特に、環境保護庁（ＥＰＡ）は、処分する前にこれらの廃液から有害物質の除去を要求している。ある用途において、使用者は、廃液の少なくとも一部を捕捉すると共に処理システムにおいて再使用の廃液を処理することを望む場合がある。
【０００６】
[0006]処理廃液を処理するために幾つかのシステムが開発され、更に／又は処分する前に処理廃液から物質を除去或いは減少させるシステムが開発されてきた。しかしながら、これらのシステムは、典型的には、処理廃液が個別的な方法で処理されるような廃液の特定の一部を処理し更に／又は除去を容易にするように準備される。例えば、イオン除去は、イオン交換媒体によって得られてもよいが、廃液中の化学複合体及び／又は不溶性化合物の存在は、イオン交換を認めない。従って、廃液は、イオン交換媒体に導入する前に他の処理装置内でろ過され更に／又は前処理されなければならない。処理の他の欠点は、ツールの休止時間を増加させ更に／又はシステムの動作コストを増加させることになる、種々の個別処理デバイスへの廃液の搬送や処理間の廃液の断続的保存を要する独立型デバイス又は“オフ・ツール”デバイスである廃液処理デバイスから生じる。
【０００７】
[0007]それ故、研磨システムから処理廃液のユースポイント処理のための方法及び総合装置が求められている。
【発明の概要】
【０００８】
[0008]本発明の実施形態は、一般的には、電気化学機械的研磨（ＥＣＭＰ）プロセスのような基板プロセスからの研磨液の廃水を処理するための方法及び装置を提供する。一実施形態において、基板プロセスの間に生成した廃水混合物を処理する方法であって、基板処理システムからキレート化金属錯体を含む廃水を流すステップと、酸化剤と廃水とを混ぜ合わせて、遊離キレート化物質を得るステップと、廃水を有機粘土媒体と活性炭媒体に流し込み、遊離キレート化物質を除去するステップと、廃水をアニオン交換樹脂に流し込み、金属イオンを除去すると共に廃水を得るステップと、を含む、前記方法を提供する。
【０００９】
[0009]他の実施形態において、基板プロセスの間に生成された廃水混合物を処理する方法であって、基板処理システムからのキレート化金属錯体を含む廃水を流すステップと、有機粘土媒体と活性炭媒体に廃水を流し込み、キレート化金属錯体或いは遊離キレート物質を除去するステップと、廃水をイオン交換樹脂に流し込むステップとを含む、前記方法を提供する。
【００１０】
[0010]酸化剤が、過酸化水素或いはオゾンを含有してもよく、廃水から分離された或いは廃水と組み合わせた紫外線放射によって放射されてもよい方法を提供する。一実施形態において、廃水は、有機粘土媒体に流し込まれ、続いて活性炭媒体に流し込まれる。他の実施形態において、廃水は、活性炭媒体に流し込まれ、続いて有機粘土媒体に流し込まれる。他の実施形態において、廃水は、有機粘土媒体と活性炭媒体の組み合わせに流し込まれる。一実施例において、廃水は研磨溶液を含有し、キレート化金属錯体は、銅とＥＤＴＡを含有する。廃水が基板処理システムから流れているゆすぎ水から分離を保っていてもよく、廃水が廃水と酸化剤とを混ぜ合わせる前にフィルター媒体によってろ過されてもよい方法を更に提供する。
【００１１】
[0011]他の実施形態において、基板プロセスの間に生成された廃水混合物を処理するための装置であって、基板処理システムと結合するように構成されたコンジットシステムと、コンジットシステムに結合し且つ酸化剤供給源と液体が連通している酸化剤セルとを含む、前記装置を提供する。装置は、更に、コンジットシステムに結合し、有機粘土媒体を含む有機粘土フィルターセルと、コンジットシステムに結合し、活性炭媒体を含む活性炭フィルターセルと、コンジットシステムと結合し、アニオン交換樹脂を含む樹脂カラムを含有する。一実施例において、フィルター媒体は、コンジットシステムに結合し、基板処理システムと有機粘土フィルターセルの間で液体が連通していてもよい。他の例において、紫外線源は、酸化剤供給源或いは酸化剤セルを放射するように構成されている。他の例において、酸化剤セルは、有機粘土フィルターセルから上流に位置決めされていてもよい。他の例において、有機粘土フィルターセルは、活性炭フィルターセルから上流に位置決めされていてもよい。
【００１２】
[0012]本発明の上記特徴が詳細に理解され得るように、上で簡単にまとめられた本発明のより具体的な説明は、実施形態によって参照されてもよく、これらの一部は添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面は、本発明の典型的な実施形態のみを示すので、本発明の範囲を制限するとみなすべきではなく、本発明が他の等しく有効な実施形態を含んでもよいことは留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、処理システム１００を示す平面図である。
【図２】図２は、研磨ステーションの一実施形態を示す断面図である。
【図３】図３は、ユースポイント処理を示す概略図である。
【図４】図４は、イオン交換装置の一実施形態を示す断面図である。
【図５】図５は、研磨液処理サイクルの一実施形態を示すフローチャートである。
【図６】図６は、研磨液処理サイクルの他の実施形態を示すフローチャートである。
【００１４】
[0019]理解を容易にするために、可能であれば、図に共通している同一の要素を指定するために同一の符号が用いられている。一実施形態に開示された要素は、個々に示すことなく他の実施形態に有益に用いることができることが企図されている。
【詳細な説明】
【００１５】
[0020]本発明の実施形態は、一般的には、研磨モジュールに用いられる処理液及び／又は電気化学機械的研磨（ＥＣＭＰ）プロセスのような一つ以上の研磨ステーションを持つ基板処理システムを処理するための方法及び装置を含む。本明細書に記載される実施形態は、また、電気化学めっき（ＥＣＰ）プロセスにおいて使用済み処理液を処理するために実施されてもよい。使用済み処理液の選択された部分、或いは廃液は、液体が処理されることになるユースポイント（ＰＯＵ）処理ユニットに分配されてもよい。
【００１６】
[0021]図１は、基板の特徴部側から物質を除去するように適合された処理システム１００の一部の一実施形態を示す平面図である。一実施形態において、システム１００は、半導体基板を平坦化或いは研磨するように構成されており、一般的には、その中に配置された一つ以上の研磨ステーション１２０Ａ-１２０Ｃを含む、研磨モジュール１０８を含む。各研磨ステーション１２０Ａ-１２０Ｃは、研磨物質１２５を支持するプラテン１３０を含む。処理中、基板は、基板キャリアヘッド１２４によって研磨物質１２５に押し付けられ、プラテン１３０は、基板と研磨物質１２５の間の相対的な研磨動作の少なくとも一部を与えるように回転させる。基板は、回転可能でインデックス付け可能なフレーム構造１０５に配置されている、キャリアヘッド１２４におけるステーションの間に搬送される。
【００１７】
[0022]図１に示される実施形態において、研磨モジュール１０８は、第一研磨ステーション１２０Ａと、第二研磨ステーション１２０Ｂと、第三研磨ステーション１２０Ｃとを含んでいる。一つの作用的用途において、基板上に配置される導電物質の大部分の除去は、第一研磨ステーション１２０ＡでＥＣＭＰによって行われるのがよい。第一研磨ステーション１２０Ａにおける大部分の物質除去後に、残存する導電物質を多段階ＥＣＭＰプロセスによって第二研磨ステーション１２０Ｂにおいて基板から除去し、ここで、多段階プロセスの一部は、残りの導電物質を除去するように構成されている。第三物質除去プロセスは、基板上に配置されたバリア物質を除去するように構成されたＣＭＰプロセスであるのがよい、第三研磨ステーション１２０Ｃで行われてもよい。システム１００は、ＥＣＭＰプロセスを行う二つのステーションと、ＣＭＰプロセスを行う一つのステーションを持つように記載されているが、ステーション１２０Ａ-１２０Ｃは限定せずにいずれかのプロセスを行うように構成されてもよいことが企図される。本明細書に記載される実施形態から利益を得るように適合されていてもよい処理システムとしては、カリフォルニア州サンタクララにあるＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ社から入手できるＲＥＦＬＥＸＩＯＮ（登録商標）、ＲＥＦＥＸＩＯＮ（登録商標）ＬＫ、ＲＥＦＬＥＸＩＯＮ（登録商標）ＬＫＥＣＭＰＴＭ、ＭＩＲＲＡ ＭＥＳＡ（登録商標）研磨システムが挙げられるが、他の研磨システムが用いられてもよい。他のタイプの処理パッド、ベルト、平坦化ウェブ、又はこれらの組み合わせを用いるものと、回転運動、線形運動或いは他の平面運動で研磨面に相対して基板を移動させるものを含む、他の研磨モジュールもまた、本発明の実施形態から利益を得るように構成されていてもよい。
【００１８】
[0023]コントローラ１１０は、システム１００のモジュールの制御と統合を容易にするように提供されている。コントローラ１１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）と、メモリと、支持回路を備えるのがよい。コントローラ１１０は、システム１００によって容易にされ更に／又はシステム１００に設けられる、例えば、研磨プロセス、洗浄プロセス、再循環プロセス／修復プロセス、搬送プロセスの制御を容易にするためにシステム１００の種々の要素に結合するのがよい。
【００１９】
[0024]研磨液は、各プラテン１３０に隣接して配置されたノズル１１５によって研磨物質１２５の少なくとも上面に供給され、各プラテン１３０は、研磨を増強し更に／又は基板から物質を除去する異なる流体を必要とする場合がある。例えば、研磨ステーション１２０Ａと１２０Ｂは、ＥＣＭＰプロセスを容易にする特性を持つ研磨液を必要とする場合があり、研磨ステーション１２０Ｃは、ＣＭＰプロセスを容易にする特性を持つ研磨液を必要とする場合がある。
【００２０】
[0025]図２は、研磨ステーション１２０Ｂの一実施形態を示す断面図である。研磨ステーション１２０Ｂは、研磨物質１２５がその中に配置されたプラテンアセンブリ２３０を含む。研磨ステーション１２０Ｂは、また、キャリアヘッド２０４に保持される基板１２２が、処理中、研磨物質１２５の処理面２１８に対して配置されることになるように、研磨ステーション１２０Ｂに向かって作動させることができるキャリアヘッド２０４を持つキャリアヘッドアセンブリ１２４を含む。
【００２１】
[0026]一実施形態において、研磨物質１２５は、ＣＭＰプロセス或いはＥＣＭＰプロセスに適合された処理パッドアセンブリ２２２を備えている。処理パッドアセンブリ２２２は、単一層であってもよく、硬さ或いは柔軟性のために構成された種々の層の積み重ねられた配置を含んでもよい。処理パッドアセンブリ２２２は、誘電物質、導電物質、又はこれらの組み合わせから作られていてもよい。処理パッドアセンブリ２２２の少なくとも上面は、ＥＣＭＰプロセス或いはＣＭＰプロセスに適合された導電物質或いは研磨物質から作られてもよい粒子２５０を含む場合がある。一用途において、処理パッドアセンブリ２２２は、入れ替え可能であり、磁力、真空、ファスナー、クランプ、接着剤等によってプラテンアセンブリ２３０に保持されてもよい。
【００２２】
[0027]ＣＭＰプロセス用の処理パッドアセンブリの場合には、処理パッドアセンブリ２２２は、ポリウレタン、ポリカーボネート、フッ素重合体、ＰＴＦＥ、ＰＴＦＡ、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、又はこれらの組み合わせと、基板表面の研磨に用いられる他の研磨物質のようなポリマー材料から作られてもよい。ＥＣＭＰプロセス用の処理パッドアセンブリの場合には、処理パッドアセンブリは、少なくとも部分的に導電性である上面を含んでもよい。上面は、導電粒子がその中に配置された導電性ポリマー或いは誘電体ポリマーから作られていてもよい。上面は、プラテンアセンブリ２３０により密接に近接している、電極上に配置されてもよい。上面と電極の間に絶縁層を配置して、上面と電極の電気的分離を容易にすることができるが、通路２１０は、上面から電極まで形成されて、電解特性を有する処理液によって上面と電極の間に電気的連通を容易にする。本発明の実施形態から利益を得るように適合される場合がある処理パッドアセンブリの例は、２００３年６月６日に出願され、米国公開第２００４-００２０７８９号として公開された共同譲渡された米国特許第６,９９１,５２８号と米国出願第１０／４５５,８９５号に記載され、これらのいずれもが本明細書に全体で援用されている。
【００２３】
[0028]基板１２２の処理を容易にするために用いられる研磨液２１４は、処理パッドアセンブリ２２２の上面にノズル１１５によって供給されるのがよい。過剰の或いは使用済みの研磨液２１４は、研磨液２１４の一部をドレイン２２６にチャネルで導く、プラテンアセンブリ２３０を囲むエンクロージャ内に含有されてもよい。ユースポイント（ＰＯＵ）処理ユニット２７５は、コントローラ１１０からの命令に基づいて、ＰＯＵ処理ユニット２９８と、研磨ステーション１２０Ｂと、研磨液供給源２４８の内外に液体２１４の流れを制御するために開閉することができる、多数のバルブ２９６によってドレイン２２６に結合されてもよい。以下により詳細に説明されるように、ＰＯＵ処理ユニット２７５は、研磨ステーション１２０Ｂに用いられる研磨液２１４の減少或いは再循環のために、改善、解析、薬品注入、及びこれらの組み合わせをするように構成されていてもよい。使用者の選択、或いは分析結果のような因子に基づいて、ＰＯＵ処理ユニット２７５は、研磨ステーション１２０Ｂに流体を再循環させてもよく、バルブ２４９を通ってドレインに処理された液体を放出させてもよい。使用し処理することができる研磨液の配合と組成の例は、米国特許第６,８９９,８０４号と同第６,８６３,７９７号、及び２００５年５月５日に出願され米国公開第２００５-０２１８０１０号として公開された米国出願第１１／１２３,２７４号に開示され、これらの開示内容は本明細書に全体で援用されている。
【００２４】
[0029]研磨プロセスが完了する間或いは完了した後に、処理パッドアセンブリ２２２及び／又はプラテンアセンブリ２３０は、純水で洗浄されてもよい。研磨液と混合される場合には、純水は研磨液を希釈し、処理すべき研磨液の容量を増加させる。純水と研磨液とを混合する場合には、純水は、研磨液から分離する必要がある場合がある。純水は、透析、逆浸透、揚水抜気のようなプロセスを用いて研磨液から分離されてもよい。研磨液希釈を避けるために、研磨液とすすぐ純水が、別々のドレインを通って研磨ステーションを排出するように別々のドレインが設けられてもよい。研磨ステーション１２０Ｂと結合したコントローラは、ゆすぎ純水が適切なドレインを通って排出し且つ研磨液が適切なドレインを通って排出することを確実にするために適切な時間に適切なバルブが開放することを確実にすることができる。
【００２５】
[0030]一実施形態において、研磨液とゆすぐ水は、同じドレインに流れ込んでもよく、これはドレイン２２６であってもよい。従って、ゆすぐ水は、使用済み研磨液がドレインに流れるときに、ドレインに存在することがある。使用済み研磨液ができる限りゆすぐ水を含まないことを確実にするために、使用済み研磨液の選択された部分（即ち、純粋留分）を研磨ステーション１２０Ｂから排出された研磨液から取るのがよい。使用済み研磨液は、三つの別々の部分に分けることができる。第一部分は、ゆすぎ水が流し込まれた排水コンジットを通過するステーションから排出される最初のＥＣＭＰ液である。残りのゆすぎ水がコンジット内に存在することがあることから、第一部分は過剰なゆすぎ水を持つことがある。第二部分は、ステーションから排出されたＥＣＭＰ液の最後の部分である。ＥＣＭＰ液が排出されるにつれて、ゆすぎ水が基板処理能力を加速し始めることになる。このようにして、ゆすぎ水はステーションから排出する最後の部分に存在することが可能である。第三部分は、ＥＣＭＰ液の残存する部分である。言い換えると、選択された部分である第三部分は、ドレインに入る第一部分とドレインに入る最後の部分の間の部分である。第三部分或いは選択された部分は、少なくともゆすぎ水がその中に存在するようであるＥＣＭＰステーションから排出される使用済みＥＣＭＰ液の部分である。
【００２６】
[0031]図３は、基板処理液の減少及び／又は再循環を与えるように構成されたＰＯＵ処理ユニット２７５の断面図である。ＰＯＵ処理ユニット３００は、貯蔵タンク３３６を備えてもよく、ここで、キレート化金属錯体を含む使用済み研磨液の少なくとも一部を含む廃液が処理システム１００から集めることができる。使用済み研磨液は、タンク３３６に入る前にバルブ３２１にフィルター媒体セル３４０まで流し込まれてもよい。フィルター媒体セル３４０は、研磨副生成物、例えば、処理パッドアセンブリの除去部分、裂けた部分、又は使用済み部分のような微粒子、及び／又は使用済み研磨液からの研磨粒子を除去するように適合されている。一実施形態において、フィルター媒体セル３４０は、サイズが約１００μｍ〜約３００μｍの穿孔を持つフィルター要素を含み、サイズが少なくとも約１００μｍの微粒子物質を除去するように適合されている。他の実施形態において、フィルター媒体セル３４０は、サイズが少なくとも約１００μｍの微粒子物質を除去するように適合された砂媒体を備えている。更に他の実施形態において、フィルター媒体セル３４０は、サイズが少なくとも約１００μｍの微粒子物質を除去するように適合された複数の微細孔フィルターカートリッジを備えている。
【００２７】
[0032]その中に廃液３１４を持つタンク３３６は、処理システム１００からの廃液３１４の流れをユースポイント処理するように構成される幾つかの分離しているが統合されたデバイスに結合している。従って、処理システム１００とタンク３３６は、前処理デバイス３７０と、測定デバイス３８０と、薬品注入デバイス３９０Ａ、３９０Ｂに結合している。ある実施形態において、フィルター媒体セル３４０は、前処理デバイス３７０の不可欠な部分である。一旦使用済み研磨液がタンク３３６に入ると、廃液３１４は、再循環するデバイス３７０、３８０、３９０Ａ、３９０Ｂの一つ又は全部を進んでもよく、これらによって作用させてもよく、処理システム１００に廃液３１４の少なくとも一部を戻してもよい。廃液３１４は、処理システム１００においてＥＣＭＰ研磨液或いはＣＭＰ研磨液として用いられる物質を含有することがあり、廃液３１４の少なくとも一部は、ＥＣＭＰ研磨液或いはＣＭＰ研磨液として用いられるシステム１００に戻ることができる。ある実施形態において、廃液３１４は、ＣＭＰ研磨液として処理システム１００において用いられてきてもよく、廃液３１４の少なくとも一部は、ＥＣＭＰ研磨液として処理システム１００に戻り、或いは逆もまた同様である。ポンプデバイス（図示せず）は、ＰＯＵ処理ユニット２７５のコントローラ１１０と種々のコンジットに結合して、その中の液体の流れを確実にすることができる。コントローラ１１０は、ＰＯＵ処理ユニット２７５のバルブ３１１、３１２、３１３、３１５、３１６、３２１、３２３、３２７と電気的に結合して、その中の液体の流れを制御することができる。
【００２８】
[0033]前処理デバイス３７０は、タンク３３６を第一セル３４２、第二セル３４４、酸化剤セル３４６に、更に必要により酸化活性化ソース３４８に、選択的に結合する種々のバルブ３１２を含む。ある実施形態において、前処理デバイスは、また、再生廃液タンク３５２に結合されるイオン交換装置３５０を含んでもよい。バルブ３１２の一部は、廃液３１４が前処理デバイス３７０の要素のすべて、又はその選択された部分に、任意の順序で、単独か或いは組み合わせて流し込むことができるように、前処理デバイス３７０の一つ以上の要素にタンク３３６を結合する。
【００２９】
[0034]測定デバイス３８０は、ラマン分光計３２２、紫外線可視分光計３２４、赤外分光計、近赤外分光計３２８、屈折率測定ソース３３０、流体導電性測定ソース３３２、ｐＨ測定ソース３３４を含んでもよく、これらはバルブ３２３によって選択的に結合される。他の実施形態において、測定デバイス３８０にガスクロマトグラフィーシステム或いは質量分析計が結合していてもよい。タンク３３６と前処理デバイス３７０は、廃液３１４が前処理デバイス３７０のいかなる部分に流れ込んでもよく、前処理デバイス３７０をバイパスして測定デバイス３８０に直接流れてもよいように、バルブ３１２の一部によって測定デバイス３８０に選択的に結合される。
【００３０】
[0035]薬品注入デバイス３９０Ａは、促進剤供給源３０４、阻害剤供給源３０６、界面活性剤供給源３０８、湿潤剤供給源３１０、酸供給源３１８、塩基供給源３２０、又は研磨液の修復に有用で必要であると考えられるいかなる他の化学成分を含んでもよい。薬品注入デバイス３９０Ａの各要素は、バルブ３２７によって選択的に結合することができる。測定デバイス３８０から取られる測定に基づいて、これらの化学成分の一つ以上は、薬品注入デバイス３９０Ａによって廃液３１４の選択された部分に加えることができる。或いはまた、測定デバイス３８０からの測定によって、流体が再循環可能ではないことが示され；流体は、バルブ３１１の作動によってシステムから排出することができる。再循環できない廃液が排出されるので、廃液は実質的に金属粒子も金属イオンも含まず、廃液の安全な処分を容易にすることができる。
【００３１】
[0036]任意の薬品注入デバイス３９０Ｂは、また、バルブ３１５によってタンク３３６に、又はバルブ３１３及び／又は３１６によって処理システム１００に結合される一つ以上のコンジットに結合してもよい。薬品注入デバイス３９０Ｂは、未使用研磨液をタンク３３６に及び／又は処理システム１００につながるタンク３３６の排出口に薬品注入するように適合された未使用研磨液供給源３０２を含む。未使用研磨液は、測定デバイス３８０からの測定に基づく量で処理後に廃液３１４の選択された部分と混合してもよく、或いは未使用の研磨液は所定の量で混合されてもよい。コントローラ１００は、測定デバイスとバルブ３２７、３１３、及び／又は３１５と電気的に結合して、測定が行われるときに、たとえ測定が行われるとしても、研磨液に薬品注入された各成分の量、廃液３１４の選択された部分に加えられた未使用の研磨液の量、処理システム１００に再循環された修復された研磨液の量を制御することができる。
【００３２】
[0037]前処理デバイス３７０の第一セル３４２と第二セル３４４は、廃液３１４中のキレート化金属錯体から有機分子を除去し更に／又は分解するように構成されている。一実施形態において、第一セル３４２は、有機粘土媒体或いは有機粘土物質を収容する容器を含む。容器は、タンク或いはエンクロージャであってもよく、簡単に交換されるカートリッジタイプのデバイスを含む。しばしば有機質粘土と言われる有機粘土としては、第三級アルキルアンモニウム分子で変性されるシリカモンモリロナイト層状鉱物、又は変性ベントナイト及び／又は第四級アミンで変性されている無煙炭粘土やベントナイト粘土が挙げられる。有機粘土は、廃液３１４から炭素含有物質の少なくとも一部を除去するように適合されている。一実施形態において、第一セル３４２は、有機粘土の容積を廃液３１４から除去すべき有機物質２.０ポンドに対して０.１ポンド毎につき約１.０ポンドの割合で含む。
【００３３】
[0038]前処理デバイス３７０の第二セル３４４もまた、廃液３１４から炭素含有物質だけでなくハロゲン化学種を除去するように適合されている。一実施形態において、第二セル３４４は、活性炭媒体或いは活性炭物質を収容する容器を備えている。容器は、活性化炭素を収容するタンク或いはエンクロージャであってもよく、或いは簡単に交換されるように適合されたカートリッジタイプのデバイスであってもよい。活性炭物質は、結合部位として機能する木炭の表面上に何百万もの微細孔を持つ含酸素木炭であってもよい。一実施形態において、活性炭は、約３００ｍ２／ｇ〜約２,０００ｍ２／ｇの表面積を含む。一適用において、活性炭は、約５００ｍ２／ｇを超える、例えば、約１,０００ｍ２／ｇを超える表面積を持つ。一実施形態において、活性炭の平均細孔サイズは、約１ｆｍ〜約２５ｆｍ、例えば、約１５ｆｍ未満など、例えば、約１０ｆｍ未満である。
【００３４】
[0039]他の実施形態において、単一収容が第一セル３４２と第二セル３４４の双方に用いられるように、第一セル３４２か又は第二セル３４４が有機粘土と活性炭の混合物を含む。単一収容は、双方の媒体を収容するタンク或いはエンクロージャを含んでもよく、或いはその中に配置された二つの媒体を持つ一つ以上のカートリッジデバイスを含んでもよい。
【００３５】
[0040]酸化剤セル３４６もまた、有機物質を除去し更に／又は廃液３１４中のキレート化金属錯体を分解するために単独で又は第一セル３４２と第二セル３４４のどちらか或いは双方と組み合わせて用いることができる。酸化剤セル３４６は、酸化剤又は還元剤を収容し更に／又は分配するように適合された容器を含む。容器は、また、熱源（図示せず）を含んでもよく、更に負圧又は正圧に耐えるように変更されてもよく、これらは、真空源又はコンプレッサ（共に図示せず）によって与えることができる。
【００３６】
[0041]一実施形態において、酸化剤セル３４６は、酸化剤供給源３４７から廃液３１４に酸化剤を供給する。酸化剤供給源３４７は、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、パーマグネイト（ＭｎＯ４−）、硝酸、又は他の酸化剤のような酸化剤を含有するのがよい。過酸化水素を用いて、二硫化炭素、炭水化物、有機リン酸エステル、窒素化合物、及び種々のポリマーや炭化水素を加水分解することができる。触媒作用による過酸化水素は、フェノール、溶媒、可塑剤、キレート化剤、また、廃液３１４中に存在する実質的にすべての他の有機分子を除去する。酸化剤セル３４６と過酸化水素を用いて行われた試験結果は、全有機炭素（ＴＯＣ）レベルが４０％の減少を示した。更に、処理前後のガスクロマトグラフィー（ＧＣ）試験から、有機ファウラントのピーク強度の約７０％の減少が得られた。
【００３７】
[0042]酸化剤セル３４６が、酸化剤を供給して有機物質を最少限にするように記載してきたが、還元剤、例えば、重硫酸塩化合物など、例えば、重硫酸ナトリウム（ＮａＨＳＯ４）を廃液３１４に供給することも企図される。重硫酸ナトリウムは、銅とキレート剤の間の結合をゆるくする働きをする。更に、酸化剤セル３４６は、第一セル３４２と第二セル３４４のいずれか或いは双方と連通して廃液３１４流に酸化剤を供給することができる。
【００３８】
[0043]必要により、酸化剤セル３４６は、酸化活性化ソース３４８と連通し且つ組み合わせて用いてもよい。酸化活性化ソース３４８は、放射線源或いは触媒源を含んでもよく、これらは密封可能なエンクロージャに配置されてもよい。放射線源は、廃液３１４にＵＶエネルギーを与えるように適合される紫外光（ＵＶ）処理モジュールであってもよい。一実施例において、酸化剤セル３４６は、廃液３１４に過酸化水素を供給することができ、過酸化水素と廃液の混合を可能にする時間の後、ＵＶエネルギー源を廃液３１４に進め、過酸化水素を活性化させる。この手順は、廃液３１４流においてより大きい有機分子を分解するように作用する。一実施形態において、廃液３１４への過酸化水素の添加と活性化ソース３４８にさらす間の時間は、約１秒〜約５秒である。
【００３９】
[0044]酸化活性化ソース３４８は、また、フェントン反応において酸化触媒を与える触媒表面を含むことができる。触媒表面は、金属プレートを含み、廃液３１４流は、Ｈ２Ｏ２のような酸化剤が廃液３１４流に添加された後に、プレートの上を流れるように適合される。廃液３１４は、加熱されたコンジットによって、酸化剤セル３４６に不可欠な、或いは酸化剤セル３４６と結合した加熱素子を加熱するか、又はこれらの組み合わせによって加熱されてもよい。酸化剤セル３４６と酸化活性化ソース３４８の一つ或いは双方に負圧を与えて、触媒反応を容易にすることができる。一実施形態において、廃液３１４の温度は、約１００℃であってもよく、少なくとも酸化活性化ソース３４８の圧力は、約１ＡＴＭを超えてもよい。フェントン触媒過酸化水素を用いた試験結果から、ＴＯＣによる有機物質は７０％の減少が得られた。更に、処理前後のＧＣ試験から、有機ファウラントのピーク強度のほぼ完全な消滅と生成物による有機酸の増加分が得られた。
【００４０】
[0045]いかなる単一セル（３４２、３４４、３４６）も或いはセル（３４２、３４４、３４６）の組み合わせを用いて、任意の順序で廃液流を処理することができる。例えば、廃液３１４の流れをバルブ３１２の一部によって制御することができるので、第一セル３４２と、第二セル３４４と、酸化剤セル３４６は、一緒に又は別々にさせて、廃液３１４からの有機物質を除去し、更に／又は廃液３１４中のキレート化金属錯体を分解することができる。酸化剤セル３４６は、また、単独で、或いは第一セル３４２と第二セル３４４のいかなる組み合わせとも組み合わせて用いることができる。更に、廃液流の流路の順序は、図３に示される実施形態に限定されない。一旦実質的にすべての有機物質が、第一セル３４２と、第二セル３４４と、酸化剤セル３４６の一つ又は組み合わせによって除去されると、廃液から金属イオンを除去するイオン交換装置３５０に廃液３１４を流すことができる。イオン交換装置３５０に導入する前に廃液３１４を前処理すると、銅のような金属イオンのイオン交換装置３５０の能力を低下させる可能性があるイオン交換装置３５０への有機分子とファウラントの導入を防止するか又は最少限になる。
【００４１】
[0046]図４は、イオン交換装置３５０の一実施形態の断面図である。イオン交換装置３５０は、一つ以上のイオン交換カラム４０２Ａ、４０２Ｂを含み、廃液３１４を処理するＰＯＵ廃液処理システムを設け、更に／又は研磨液再循環プロセスのイオン除去を与えるために使用できる。イオン交換装置３５０は、完全に使われていない“リード・ラグ”構成を用い、複数のカラム４０２Ａ、４０２Ｂ、典型的には２〜６カラムを用いて、維持のためのダウンタイムがほとんど又は全くない、実質的に連続した廃液処理及び／又は再循環を与える。図示された変形例において、イオン交換装置３５０は、各々が一組の二つのタンク４０４Ａ、４０４Ｂと４０４Ｃ、４０４Ｄを含むそれぞれ二つのイオン交換カラム４０２Ａ、４０２Ｂを持つ。各タンク４０４Ａ-４０４Ｄは、それぞれ、底部拡散器を持つ下位ポートと最上部拡散器を持つ上位ポートを有する。タンク４０４Ａ-４０４Ｄは、各々、廃液３１４中の金属又は他の有害なイオンを無害なイオンに交換することができる樹脂ビーズ４０６Ａ-４０６Ｄを含むイオン交換樹脂床４０５Ａ-４０５Ｄを含有する。タンク４０４Ａとタンク４０４Ｃにおいて、下位ポート４１０Ａ、４１０Ｃと底部拡散器４１８Ａ、４１８Ｃは、それぞれチューブ４４２Ａ、４４２Ｃ内にあり、タンク内に伸びており、樹脂ビーズ４０６Ａ-４０６Ｃを含有するように構成されている。
【００４２】
[0047]タンク４０４Ａ-４０４Ｄのそれぞれにおける樹脂ビーズ４０６Ａ-４０６Ｄは、廃液３１４の組成、特に廃液３１４に存在することがある金属イオン、キレート化剤、有機ファウラントの存在に基づいて選択されるイオン交換樹脂物質を含む。例えば、樹脂ビーズ４０６Ａ-４０６Ｄは、銅、コバルト、タングステン、他の金属のような具体的なイオンを廃液３１４からの除去することを高め或いは妨げることができる特性を持つように選択されたイオン交換物質を含むことができる。一用途において、金属イオン錯体を含有する廃液３１４流は、負電荷分子と金属錯体を捕捉することができるアニオンイオン交換樹脂ビーズを用いて処理される。エポキシポリアミン縮合によって形成することができるアニオン交換樹脂ビーズは、遷移金属イオンをキレート化する多座配位子（multidentate ligand）を含むので、優先的に、ＥＤＴＡ-金属イオン錯体のようなキレート化金属錯体からの金属イオンを除去するか又はキレート化金属錯体の形成を防止する。
【００４３】
[0048]多座配位子は、分子が幾つかの単一金属イオンに結合することができる配位子である。適切な多座配位子は、Ｒ-ＮＨ(ＣＨ３)２＋やＮＲ４＋のようなアミン配位子、カルボキシレート多座配位子、ヒドロキシル多座配位子を含む。廃液３１４は、約３０秒〜約１０分間、樹脂床のアニオンイオン交換樹脂ビーズにさらされる。樹脂ビーズは、１サイクルにつき銅のような抽出された金属の約０.１ｋｇ〜約５ｋｇのイオン交換容量を持つことが望ましい。
【００４４】
[0049]一実施例において、アミン多座配位子を含むアニオンイオン交換樹脂は、正電荷を持つ弱塩基ゲルタイプ樹脂であり、Ｒｅｓｉｎ, Ｔｅｃｈ、米国ニュージャージ州ウェストベルリンから入手できるＲＥＳＩＮＴＥＣＨＴＭＷＢＧ３０-Ｇのようなエポキシポリアミン縮合によって製造されたエポキシポリアミン縮合樹脂を含む。しかしながら、これは、単に、適切な樹脂の一実施例であり、ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌｓ,Ｂａｙｅｒ、又はＲｏｈｍ＆Ｈａａｓによって製造された他の樹脂も当業者に明らかであるように適切である。
【００４５】
[0050]アミン多座配位子を含むアニオン交換樹脂は、ビスピコリルアミンを含み且つ遷移金属イオンと強い結合を形成するアミン多座基を持つ樹脂を含む。多座アミノ基を有する適切なビスピコリルアミン樹脂は、マクロ多孔性でありビスピコリルアミンを含有するスチレンＤＶＢである、ＤＯＷＥＸＴＭＭ４１９５キレート化樹脂である。ＤＯＷＥＸＴＭ Ｍ４１９５は、一般に認められるように硫酸によって部分的に四級化される特別なキレート化アミン配位子に基づいている。この結合体において硫酸塩が形成される場合、樹脂は、十分に膨潤し水和され、廃液流から金属イオンを取り除く準備ができている。特に銅のキレート化樹脂として適切であり、約３５Ｌｐｍ〜約４２Ｌｐｍの廃液流量の場合、廃液溶液ｐＨ約２で負荷する銅約６グラム／Ｌを与えることができる。
【００４６】
[0051]アニオンイオン交換樹脂は、流出溶液から遷移金属イオンを除去するときに幾つかのユニークな利点を持つ。例えば、アニオン交換樹脂は、遷移金属を含有するアニオン有機金属錯体、特にＥＤＴＡ銅錯体が高効率で廃液から除去されることを可能にする。アニオン交換樹脂は、また、ＥＤＴＡ銅錯体だけでなく、他の有機金属錯体を除去する。予想外に、アニオンイオン交換樹脂は、更に、有機酸や錯形成剤を除去する利点を持ち、毒性の銅やイオン交換プロセスから下流で他の処理を破壊することができる他の物質を含まない処理された廃液を与える。更にまた、ＥＣＭＰのような基板処理プロセスからの廃液は、錯化銅イオンだけでなく、液体の緩衝化に関与する圧倒的多数の負に荷電した化学種をしばしば持つ。有利には、アニオンイオン交換樹脂は、ＥＣＭＰ処理溶液に用いられるｐＨ値で負に荷電しているＥＤＴＡ錯体や他の錯体化合物の形で銅を除去しつつ、これらの液体の緩衝容量を破壊するためにこれらの化学種をトラップする。Ｃｕ-ＥＤＴＡ化合物は、アニオンイオン交換樹脂によって除去することができる二重の負の錯体として存在する。
【００４７】
[0052]アニオンイオン交換樹脂がＨ２Ｌ-、ＨＬ２-、Ｌ３-としてクエン酸アニオンを捕捉し、それにより、これらの化合物を廃液から除去することから、更に他の利点が生じる。ＥＣＭＰ廃液は、廃液に存在する遷移金属イオンとクエン酸錯体を形成する有意量のクエン酸アニオンを含有する。これらは水において望まない生体成長を促進させることになる生体成長のソースとして働くので、下水道にこのようなクエン酸錯体を放出することは望ましくない。
【００４８】
[0053]更に他の変形例において、銅のような二重に荷電された遷移金属カチオンを捕捉する選択的なカチオンイオン交換樹脂を用いて、廃液流から銅を除去する。この変形例において、アニオン交換樹脂ビーズとカチオン樹脂ビーズの組み合わせを用いて、一イオン交換システムにおいて、また、一サイクルにおいて潜在的に有害な有機物質と銅イオンの双方を除去する。アニオンビーズとカチオン樹脂ビーズは、異なるタンクにおいて別々の或いは分離された樹脂床に維持することができ、或いは単一の混合樹脂床に混ぜ合わせることができる。
【００４９】
[0054]一実施形態において、タンクの大きな封入容積を樹脂ビーズで充填する樹脂床が流動化樹脂床より良好なイオン交換を与えることが決定された。従来、タンクの典型的には約６０％未満の小さい容積を樹脂ビーズで充填して、樹脂ビーズを流動化させて、樹脂ビーズの運動と回転がより良好でより一貫したイオン交換を与えるとされることを可能にする流動化樹脂床を形成する。また、多くの樹脂ビーズは、水と接触する際に膨潤し、タンク内に比較的小さな容積の樹脂床を持つことにより水と接触する際に膨張する。
【００５０】
[0055]しかしながら、直感的に対抗して、イオン交換タンクの封入容積内の樹脂床が、例えば、タンクの封入容積の少なくとも約７５％の容積を充填するのに充分なより多量のアニオン交換樹脂ビーズを含有する場合に最適な結果が得られた。このことは、樹脂床のより大きな充填容積が上流方向に（重力に対抗する上向きの流れ方向に）タンクを通過する廃液の上方への圧力の結果として互いに、また、上位拡散器に対して強固に充填することを可能にしたためである。
【００５１】
[0056]強固に充填された樹脂床は、また、床内の樹脂ビーズを通って廃液３１４のより複雑で入り組んだ流路を生成させる。路程の増加と樹脂ビーズのより大きな全表面積にさらすことにより、廃液から遷移金属イオンがより効率的に抽出する。更にまた、タンク内により大きな充填容積を持つ樹脂ビーズを形成する樹脂ビーズの充填が、処理された廃液内にあらかじめ生じた金属イオン含量の散発的な変化を効果的に減少させることが決定された。樹脂床の過度の流動化によって、その特定の時間にタンクを通る短流路を生成する樹脂ビーズの不規則に生成された位置が生じることが推測される。廃液の少なくとも一部が樹脂床に急速に流れ込むことを可能にする、樹脂ビーズを通る非常に短い流路長が形成すると、廃液流内の遷移金属イオンを完全にイオン交換せずに、この廃液がタンクを通って運ばれる。より多量の樹脂ビーズもまた、非常に大きな全イオン交換容量の利点を加えた。また、樹脂床を通る基板処理廃液３１４の上向流によって、基板処理廃液１０８に存在することがあるいかなる粒子も析出し重力のために下向きに流れることが可能になる。
【００５２】
[0057]しかしながら、樹脂ビーズの膨潤が樹脂床内に用いられる場合、樹脂ビーズを互いに粉砕させ、それにより、ビーズを通る廃液の通過を防止させることができるように、樹脂床は封入タンクを完全に充填すべきではない。従って、樹脂床は、タンクの封入容積の約９０％未満の容積を充填するのに充分な量の樹脂ビーズを含有すべきである。このことにより、タンクの封入容積内に廃液の流れの方向によっては、樹脂床の上又は下に少なくとも約１０％のタンクの空き容積が生じる。空き容積は、膨張する樹脂ビーズの膨潤を可能にし、また、樹脂ビーズを通る廃液流の通過によって引き起こされる樹脂ビーズのある運動を可能にした。タンクの全容積は、典型的には、少なくとも約２ｆｔ３、より典型的には約１ｆｔ３〜約４ｆｔ３である。タンクはポリエステルから作られており、Ｐｅｎｔａｉｒｏｆ ＧｏｌｄｅｎＶａｌｌｅｙ、ＭＮが提供した。
【００５３】
[0058]図４に示されるイオン交換タンク４０４Ａ-４０４Ｄのすべて又はいずれかの使用の他の実施形態において、廃液３１４は、下向流方向で（重力で下向きの流れ方向で）タンクを下向きに通過することができる。この変形例は、廃液が多量の固体微粒子を含有しない場合に有用である。例えば、電気化学めっきプロセス（ＥＣＰ）からの廃液３１４は、微粒子をほとんど又は全く持たず、実質的に金属イオンと有機物から構成されるだけである。この用途において、イオン交換タンクは、また、例えば、タンクの封入容積の少なくとも約７５％の容積を充填するのに充分な、より多量のアニオンイオン交換樹脂ビーズを含有することができる。しかしながら、廃液の下降流は、樹脂ビーズが底部拡散器に強固に充填されている樹脂床を形成するように重力と共に作動させる。充填された樹脂床は、樹脂ビーズのより大きな全表面積をさらす樹脂ビーズを通って廃液の更により複雑な流路を生成し、廃液から遷移金属イオンの良好な抽出を与える。より多量の樹脂ビーズは、非常に大きな全イオン交換能力の利点を加える。
【００５４】
[0059]その他の態様と組み合わせて又は独立して使用し得る他の様態において、樹脂ビーズの単一分散を含む樹脂床は、樹脂ビーズの多分散より良好なイオン交換プロセスを与えることが決定された。単一分散は、実質的に同一のサイズ、例えば、実質的に同一の直径又は面積を有する樹脂ビーズの分散である。樹脂ビーズの分散が実質的に同一サイズの場合、ビーズをタンクの壁に対して一緒に強固に充填することができ、樹脂ビーズがすべて実質的に同一サイズであることから、樹脂ビーズ間の連続ギャップスペースが形成され、これらは実質的に一様なサイズを持っている。結果として、樹脂ビーズの単一分散を通る経路は、廃液溶液からのイオン交換抽出効率を上げる複数の均一なサイズの複雑な流路を与える。一変形例において、樹脂ビーズの単一分散は、平均直径が約０.１μｍ〜約１０μｍ、又は約０.３μｍ〜１.０μｍ、例えば、約０.６μｍ〜約１.０μｍの樹脂ビーズを含む。
【００５５】
[0060]イオン交換カラム４０２Ａ、４０２Ｂの各々において、タンク４０４Ａと４０４Ｃは主タンクとして働き、タンク４０４Ｂと４０４Ｄは研磨タンクとして働く。研磨タンク４０４Ｂ、４０４Ｄは、それぞれ、コンジット４３４Ａ、４３４Ｂを経て主タンク４０４Ａ、４０４Ｃの下流に位置し、液体で接続されている。このシステムにおいて、廃液３１４は、処理のために第一カラム４０２Ａを通過し、第二カラム４０２Ｂは再生成され、逆もまた同様である。各カラム４０２Ａ、４０２Ｂにおいて、主タンク４０４Ａ、４０４Ｃは、金属又は他の望ましくないイオンの大部分を除去し、研磨タンク４０４Ｂ、４０４Ｄは、更に、廃液３１４中に存在する微量元素を除去しつつ、主タンク４０４Ａ、４０４Ｃから出力された廃液３１４中の金属イオン濃度を一桁より大きい分だけ減少させる。研磨タンク４０４Ｂ、４０４Ｄと主タンク４０４Ａ、４０４Ｃのシステムと合わせたカラム４０２Ａ、４０２Ｂは、処理されたスラリー１１２中の銅の濃度を約０.５ｐｐｍ未満、更に約０.２ｐｐｍ未満、典型的には約０.１ｐｐｍ〜約０.２ｐｐｍを示す。各カラム４０２Ａ、４０２Ｂのサイクル当たりの容量は、約０.１ｋｇ〜約５ｋｇの抽出された銅の範囲にあり、入るときの基板処理廃液３１４の化学とカラム４０２Ａ、４０２Ｂのイオン交換容量に左右される。
【００５６】
[0061]イオン交換装置３５０は、更に、他の図面に示されている同じコントローラでああってもよく、或いはマスターコントローラにつながれたサブコントローラであってもよい、コントローラ１１０を備えている。例えば、コントローラ１１０は、制御パネル或いは制御室に遠く離れて位置し、リモートアクチュエータで制御されてもよい。コントローラ１１０は、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、汎用コンピュータ、又は他の既知の適用できるいかなるタイプのコンピュータであってもよい。コントローラ１１０は、典型的には、ハードウエアとソフトウエアの適切な構成を含み、イオン交換装置３５０の構成要素を作動させる。例えば、コントローラ１１０は、メモリ及び他の構成要素に接続されている中央処理装置（ＣＰＵ）を含んでもよい。ＣＰＵは、コンピュータ可読プログラムを実行することができるマイクロプロセッサを備える。メモリは、ハードディスク、光学コンパクトディスク、フロッピーディスク、ランダムアクセスメモリ、及び／又は、他のタイプのメモリのようなコンピュータ可読媒体を備えることができる。人間オペレータとコントローラの間の接合部は、例えば、モニターのようなディスプレイ４４５やキーボードのような入力デバイス４４９を介することができる。コントローラ１１０は、アナログやデジタル入力／出力ボード、リニアモータドライバボード、又はステッピングモータコントローラボードのようなドライブエレクトロニクスを含んでもよい。
【００５７】
[0062]コントローラ１１０を用いて、バルブを制御して、基板処理システム１００から廃液を制御することができる。イオン交換サイクルの間、コントローラ１１０は、ポンプ４４６Ａ、４４６Ｂのどちらか一つを作動させて、カラム４０２Ａ、４０２Ｂのどちらか一つに廃液３１４の上向流を通過させて、廃液３１４からの金属又は他の有害なイオンを無害なイオンに交換する。
【００５８】
[0063]例えば、イオン交換サイクルにおいて、コントローラ１１０は、ポンプ４４６Ａを作動させて、廃液３１４をタンク３３６からイオン交換カラム４０２Ａにポンプで送ることができる。カラム４０２Ａは、チューブ４４２Ａを通って基板処理廃液３１４を受け取り、廃液３１４は、底部拡散器４１８Ａを通過して、下部ポート４１０Ａからタンク４０４Ａに排出する。廃液３１４は、樹脂床４０５Ａの樹脂ビーズ４０６Ａを通って上向流（重力に対抗する上昇流方向）としてタンク４０４Ａ全体を通過し、最上部拡散器４２０Ａを通って上部ポート４１４Ａから排出し、次に、研磨タンク４０４Ｂまでコンジット４３４Ａを通過する。上向流は、樹脂ビーズが重力のためにタンク４０４Ａ内で下向きに流れることを可能にしつつ、樹脂床４０５Ａを流動化するのに充分な流量で供給して、金属イオンと樹脂ビーズ４０６Ａのイオン交換表面の相互作用を援助する。この段階でタンク４０４Ｃ、４０４Ｄ内の樹脂ビーズによって廃液３１４における金属のほとんどが抽出されてもよい。
【００５９】
[0064]主タンク４０４Ａに処理した後、廃液３１４は、その援助された下流研磨タンク４０４Ｂに移され、残留微量の望ましくないイオンと化合物を除去する。廃液３１４流は、底部拡散器４１８Ｂを経て下部ポート４１０Ｂを通って研磨タンク４０４Ｂへ入り、樹脂床４０５Ｂの樹脂ビーズ４０６Ｂを通って上に向かって流れ、バルブ３１１の動作によって排出される処理されたスラリーを取るドレインコンジット１３６まで最上部拡散器４２０Ｂを通って上部ポート１１４Ｂから排出される。それぞれ主タンク４０４Ａ、４０４Ｃと研磨タンク４０４Ｂ、４０４Ｄを備える二つの異なるイオン交換カラム４０２Ａ、４０２Ｂを持つことによって、カラム４０２Ａが再生されることを必要とする場合、カラム４０２Ｂは、イオン交換のために用いられ、逆もまた同様である。カラム４０２Ｂの動作は、カラム４０２Ａの動作と同一であり、簡潔にするために繰り返さない。
【００６０】
[0065]一実施例として、銅イオンを含有する基板処理廃液３１４は、カラム４０２Ａ、４０２Ｂにおいて処理される。主タンク４０４Ａ、４０４Ｃの銅の除去効率は、典型的には、約９５％超えることがわかり、主タンク４０４Ａ、４０４Ｃの下流に取り付けられた研磨タンク４０４Ｂ、４０４Ｄは、更に、銅の濃度を一桁分だけ減少させ、スラリー中の銅濃度全体が約０.２ｐｐｍ未満、又は更に約０.１ｐｐｍ未満になる。１サイクル当たりのイオン交換容量は、約１００ｇ〜約５ｋｇの銅の除去を可能にし、基板プロセス廃液３１４の化学とタンク４０４Ａ-４０４Ｄの容量に左右される。一変形例において、主タンク４０４Ａ、４０４Ｂは、廃液のｐＨレベルを低下させ、少なくとも約０.３、より典型的には約０.４〜約０.７によって処理される。低ｐＨレベルが、樹脂ビーズ４０６Ｂ-４０６Ｄのイオン交換容量を改善するので、研磨タンク４０４ｂ、４０４Ｄに移されたスラリーのより低いｐＨレベルは、研磨タンク４０４Ｂ、４０４Ｄ内の樹脂ビーズ４０６-４０６Ｄが廃液３１４からのイオンをより効率的に抽出させることを可能にする。この方法で、全体のカラム４０２Ａ又は４０２Ｂは、二つのタンクでより効率的に機能する。
【００６１】
[0066]コントローラ１１０は、処理された或いは部分的に処理された廃液３１４中の、銅のような高レベルの金属の検出を示す、検出器４４８Ａ、４４８Ｂからの信号を受け取る際に自動的にイオン交換処理からカラム４０２Ａ、４０２Ｂの再生に操作を切り替える。検出器４４８Ａ、４４８Ｂは、４０４Ａ-４０４Ｄの一つから出る処理流が過度に高ｐＨレベルを持つ場合に検出するｐＨレベル検出器でもよい。検出器４４８Ａ、４４８Ｂは、処理されたスラリー中に銅のような過度に高レベルの金属を検出する金属濃度検出器でもよい。一変形例において、検出器４４８Ａ、４４８Ｂは、主タンク４０４Ａ、４０４Ｃと研磨タンク４０４Ｂ、４０４Ｄの間に位置するので、主タンク４０４Ａ、４０４Ｃ内の樹脂ビーズ４０６Ａ、４０６Ｃの消耗は、研磨タンク４０４Ｂ、４０４Ｄ内の樹脂ビーズ４０６Ｂ、４０５Ｄの消耗より前に検出することができる。このことは、過度に高レベルの金属を含有する基板処理廃液が外部環境に放出される金属イオン漏出の機会を減少させるという利点を更に与える。処理されたスラリー中の銅レベルを検出するのに適切な検出器４４８Ａ、４４８Ｂは、銅の比色分析器、例えば、マサチューセッツ州ローエルのＧａｌＶａｎｉｃＡｐｐｌｉｅｄ Ｓｃｉｅｎｃｅｓが製造したデュアルセルＴＹＴＲＯＮＩＣＳＴＭモデルを含む。
【００６２】
[0067]一実施例において、コントローラ１１０は、主タンク４０４Ａのポート４１４Ａから出る処理廃液３１４において測定された銅の濃度の急な増加、例えば、一桁分の増加である、タンク４０４Ａに流れ込む１００ガロンの廃液３１４当たりの処理廃液中の銅濃度の約１０倍の増加を検出た場合に、再生に切り替える。このとき、主タンク４０４Ａは、再生モードに切り替えられて、タンク４０４Ａ内の樹脂ビーズ４０６Ａのイオン交換容量を再生し、廃液３１４は、イオン交換のために第二カラム４０２Ｂの主タンク４０４Ｃを通過する。従って、コントローラ１１０は、第一カラム４０２Ａの上部ポートから出る処理廃液中の１００ガロンの廃液の流れ当たり銅濃度の約１０倍の増加を検出する際に第一カラムから第二カラムにスラリーの流れを切り替える。コントローラ１１０は、廃液が第一カラム４０２の主タンクから排出された後に、約０.５未満の廃液のｐＨレベルの変化を検出する際に第一カラム４０２Ａから第二カラム４０２Ｂに廃液の流れを切り替えるようにプログラムすることができる。
【００６３】
[0068]再生モードにおいて、樹脂ビーズ４０６Ａに取り込まれた金属イオン、例えば、銅イオンは、再生物質のｐＨが約０.６〜約０.８の範囲にある場合に樹脂を取り除く。再生サイクル中、コントローラ１１０は、ポンプ４４６Ｃとバルブを制御して、再生タンク４５０からの再生溶液にそれぞれのポートを経て樹脂タンク４０４Ａ-４０４Ｄを通過させて、樹脂ビーズ４０６Ａ-４０６Ｄを再生させる。イオン交換装置３５０は、タンク４０４Ａ-４０４Ｄ内の樹脂ビーズ４０６Ａ-４０６Ｄを通過させる、再生物質、例えば、希酸溶液など、例えば、水で希釈した硫酸を含有する再生タンク４５０を持つことができる。酸供給源（図示せず）は、再生タンク４５０へ追加の酸を供給してもよい。希硫酸を用いて、樹脂再生のための低ｐＨ溶液を生成させる。一実施例として、再生流量は、樹脂ビーズ４０６Ａ-４０６Ｄに充分な時間を与えるように１分につき１ガロン（ｇｐｍ）に設定して、金属イオンをプロトンに交換する。再生サイクルの完了時に、タンク４０４Ａ-４０４Ｄを純水でフラッシュして、樹脂ビーズ４０６Ａ-４０６Ｄに残存する残留酸を除去することができる。再生タンク４５０は、約１０ガロン〜約１１８ガロンの容積を持つことができる。
【００６４】
[0069]図５は、研磨液処理サイクルの一実施形態のフローチャート５００である。ステップ５０２において、一つ以上の基板は、図１の研磨モジュール１０８の研磨ステーション１２０Ａ-１２０Ｃの一つ以上で処理されてもよい。５０４において、研磨ステーション１２０Ａ-１２０Ｃの一つ又は組み合わせで用いられる研磨液は、図３に示された前処理装置３７０のいかなる順列をも含む、前処理装置に流されてもよい。例えば、フィルター媒体セル３４０、第一セル３４２、第二セル３４４、酸化剤セル３４６のいずれか一つ或いは組み合わせであってもよい。新しい研磨液（例えば、未使用の液体、再循環された液体、又はこれらの組み合わせ）は、リアルタイムの方法で研磨ステーションに供給されるので、研磨サイクル中、使用済み研磨液を一つ又は複数の研磨ステーションからの前処理装置３７０に流してもよく、或いはまた、一つ又は複数のステーションで行われた研磨サイクルが完了してもよく、使用済み研磨液は、前処理装置３７０に導入されるまでタンク３３６によって一時的に保存されてもよいことが企図されている。
【００６５】
[0070]ステップ５０６において、使用者は廃液流を減少させるべきであることを決定することができる。廃液を減少させる場合には、廃液をイオン交換装置３５０に流して、廃液からの金属を除去し、排出させる。また、ステップ５０６において、使用者が廃液を再循環させたい場合には、ステップ５０８は、廃液を解析用測定装置３８０に流すことを示している。測定装置３８０による解析後に、ステップ５１０は、廃液を再循環するか減少させるかを決定するための解析データに基づいて使用者決定を示している。減少の場合には、廃液をイオン交換装置３５０に流して、廃液から金属を除去し、排出させる。再循環の場合には、ステップ５１２は、廃液を修復用薬品注入装置３９０Ａに流すことを示している。ステップ５１４は、修復された廃液が未使用の研磨液のいかなる追加部分を必要とするかについて決定を示している。肯定的であれば、薬品注入装置３９０Ｂが、処理された廃液に選択された量の未使用の研磨液を加え、処理された廃液と未使用の研磨液は、研磨モジュール１０８に流される。ステップ５１４の質問が否定である場合には、処理された廃液は、薬品注入装置３９０Ｂから液体を追加せずに研磨モジュール１０８に流される。
【００６６】
[0071]図６は、研磨液処理サイクルの他の実施形態のフローチャートである。ステップ６０２において、一つ以上の基板は、図１の研磨モジュール１０８の一つ以上の研磨ステーション１２０Ａ-１２０Ｃで処理されてもよい。ステップ６０４は、使用済み研磨液或いは廃液をフィルター媒体セル３４０にろ過することを示している。ステップ６０６において、廃液は、図３と図４に記載されるように前処理装置３７０のような前処理装置へ導入される。一旦廃液が前処理装置に導入される場合には、廃液流は、ステップ６０８、６１０、６１２のいずれか一つ又は組み合わせに流してもよく、ステップ６０８は、有機粘土媒体を示し、ステップ６１０は、活性炭媒体を示し、ステップ６１２は、有機粘土と活性炭の混合物を示している。ステップ６１４は、ステップ６０８、６１０、６１２のいずれか一つ又は組み合わせに酸化剤を供給することができる酸化剤供給源を示す。廃液流がステップ６０６で前処理装置に流し込まれた後、廃液は、ステップ６１６でイオン交換媒体に流れてもよい。イオン交換媒体は、図３と図４に記載されるように構成されてもよく、ステップ６２０において処分するか或いはステップ６１８において修復するために廃液から金属イオンをスクラブするように適合されている。
【００６７】
[0072]別の実施形態において、一旦ＥＣＭＰ液がＥＣＭＰステーションから除去されると、後の再循環のために貯蔵タンクに入れられてもよく、使用前に修復するためにＰＯＵ処理ユニットへ直接送られてもよい。修復されたＥＣＭＰ液は、同じプラテンで用いられてもよく、異なるプラテンで用いられてもよい。例えば、図１に示されるＥＣＭＰツールが用いる場合、第一ＥＣＭＰステーション１２８から再循環されたＥＣＭＰ液は、第二、第三ＥＣＭＰステーション１３０、１３２で用いられてもよい。第二と第三のＥＣＭＰステーション１３０、１３２から再循環されたＥＣＭＰ液は、同様の方法で用いられてもよい。一実施形態において、再循環されたＥＣＭＰ液は、使用済みＥＣＭＰ液が取り出される同じＥＣＭＰステーション内で用いられる。
【００６８】
[0073]ＥＣＭＰ液は、ＣＭＰスラリーの重要な構成要素であるスラリー粒子の均一性、濃度、サイズ分布がＥＣＭＰ液に不可欠ではないことから、ＣＭＰスラリーより簡単に再循環させることができる。ＣＭＰスラリーにおいて、再循環されたＣＭＰスラリーの粒子均一性、濃度、サイズ分布を未使用のＣＭＰスラリーに充分に適合させることは難しい。注意深いろ過、銅の除去、化学的再構成は、再循環された銅ＣＭＰスラリーが未使用の銅ＣＭＰスラリーによって達成される要件を充分に満たすことを確実にする必要がある場合がある。副生成物とＣＭＰスラリーの希釈は、再循環の能力と効果を決定する場合がある。
【００６９】
[0074]一方、ＥＣＭＰ液は、１％未満の固形分を含有してもよい。銅を研磨する場合、銅は電気化学的減めっきによるＥＣＭＰ液を用いて除去されるので、研磨粒子濃度、均一性、サイズ分布に左右されない。研磨の後、ＥＣＭＰ液は、研磨剤又は更に幾つかの研磨剤を用いたステップを含むＥＣＭＰプロセス又はハイブリッドＥＣＭＰプロセス後に行われる場合がある緩衝化プロセスからの高度に緩衝化された水性イオン電解液と幾つかの懸濁した固形分の混合物を含んでもよい。使用済みＥＣＭＰ液は、緩衝剤、阻害剤、界面活性剤、金属錯化剤、若干の銅を含有する場合がある。一実施形態において、銅の量は、約１００ｐｐｍ未満である。
【００７０】
[0075]ＥＣＭＰ液は、ろ過、銅の除去、化学的再構成、水除去、これらの組み合わせによって再循環されてもよい。直ちに再使用する位置によるＥＣＭＰＰＯＵ処理ユニットの研磨とＥＣＭＰの再循環が有益である。一実施形態において、ＥＣＭＰＰＯＵ処理ユニットは、ＥＣＭＰツールと結合して、使用した直後にＥＣＭＰ液を再循環し修復することができる。他の実施形態において、ＥＣＭＰ液は、現場から離れて除去されてもよく、しばらく経って同じ又は異なるＥＣＭＰツールで使用するために修復され再循環されてもよい。
【００７１】
[0076]ＥＣＭＰ液中の銅の存在量を測定して、銅濃度が所定の閾値未満であるかを決定することができる。銅含量が閾値を超える場合には、銅は、イオン交換、沈殿、他の媒体への吸収、電気化学的還元等によって除去することができる。銅カチオンが捕捉され除去され、他のカチオンが残存することを確実にするために、キレート化剤及び銅特異的イオン交換樹脂を用いることができる。銅カチオン以外の追加のカチオンが除去される場合には、ＥＣＭＰ液の化学的構成が変化するので、再循環されたＥＣＭＰ液を所望のＥＣＭＰ液の混合物の中で用いるのに不適切になる。このような状況において、ＥＣＭＰ液は、追加の化学成分で薬品注入される必要があり、ＥＣＭＰ液を修復する。一実施形態において、カリウム含有キレート剤及び／又は緩衝剤が用いられてもよい。他の実施形態において、アンモニアキレート剤及び／又は緩衝剤が用いられてもよい。用いることができる銅特異的キレート化樹脂は、グループ１又はグループ２のカチオンの上に遷移金属イオンを取り込む樹脂を含み、ＲｅｓｉｎＴｅｃｈ、Ｄｏｗ、Ｐｕｒｏｌｉｔｅ、Ｂａｙｅｒ、Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ等の供給業者から購入することができる。用いることができる個々の樹脂としては、イミノ二酢酸樹脂（ＩＤＡ）、アミノホスホン樹脂、及びビスピコリルアミン樹脂が挙げられる。
【００７２】
[0077]一実施形態において、銅カチオンは、プロトンベース、ナトリウムベース、カリウムベース、又はアンモニアベースである樹脂と交換されてもよい。例えば、二つのプロトンを一つの銅２＋イオンを交換することによって、ＥＣＭＰ液のｐＨが最終的には低下することになる。銅除去のイオン交換メカニズムの主要な点は、銅カチオンを交換する化学的物質が再使用されるＥＣＭＰ液に負に影響されないことである。
【００７３】
[0078]ＥＣＭＰ液は、液体のｐＨを調整することによって修復されてもよい。ＥＣＭＰ液のｐＨを測定することができ（以下に述べるように）、次に、適切な量の塩基又は酸を、所望の値にＥＣＭＰ液のｐＨを変えるようにＥＣＭＰ液に選択的に薬品注入されてもよい。所望の範囲内で或いは一定の値でｐＨの制御のためにクエン酸又はリン酸のようなｐＨ緩衝剤を添加することは、望ましい場合がある。
【００７４】
[0079]一実施形態において、ＥＣＭＰ液は、特定の化学物質を液体に加えることによって修復することができる。促進剤、阻害剤、界面活性剤、湿潤剤、他の化学物質が、未使用のＥＣＭＰ液中に存在する化学特性や濃度を得ることを可能にする充分な量でＥＣＭＰ液に選択的に添加されてもよい。個々の成分が、未使用のＥＣＭＰ液中に存在する所定の化学濃度と比較して成分の測定された化学濃度に基づいて使用済みＥＣＭＰ液の選択された部分に選択的に添加されても、薬品注入されてもよい。一旦測定された濃度が所定の濃度と比較されると、使用済みＥＣＭＰ液の選択された部分に添加されるのに必要な量の化学成分がわかる。一実施形態において、測定が行われず、所定量の選択された成分が選択された部分に薬品注入される。
【００７５】
[0080]一実施形態において、使用済みＥＣＭＰ液は、所定の量の未使用のＥＣＭＰ液を選択された部分に添加することによって修復される場合がある。一実施形態において、未使用のＥＣＭＰ液は、ＥＣＭＰ液の測定された化学成分濃度と未使用のＥＣＭＰ液との比較に基づく量で選択された部分に添加することができる。未使用のＥＣＭＰ液は、使用済みＥＣＭＰ液の選択された部分に存在するいかなる銅も希釈することができ、また、更に使用するために新たな化学成分をＥＣＭＰ液に供給することができる。一実施形態において、測定が行われず、所定の量の未使用のＥＣＭＰ液が選択された部分に薬品注入される。
【００７６】
[0081]ＥＣＭＰ液に存在する成分の濃度は、ＥＣＭＰ再循環ステーションと統合した測定デバイスによって決定することができる。測定は、ＥＣＭＰ処理の前、ＥＣＭＰ処理の後、又はこれらの双方で行われてもよい。処理前と処理後の双方で測定することによって、ＥＣＭＰ液前後の状態を、流体処理の効率及び／又はＥＣＭＰ液の事前資格及び／又はＥＣＭＰプロセスに負に影響することになるいかなる望まない化学成分もの同定を確実にするように比較することができる。プロセスの後に行われる測定は、所定の濃度と比較して、個々の成分の多くを使用済みＥＣＭＰ液の選択された部分にどのように薬品注入されるかを決定することができる。化学特性と行うことができる測定の例としては、総有機炭素濃度、ｐＨ、導電性、銅濃度、総懸濁固形分、濁度等が挙げられる。測定は、ラマン分光計、ＵＶ可視分光計、赤外分光計、近赤外分光計、屈折率、及び他の良く知られている測定プロセスによって行われるのがよい。
【００７７】
[0082]ＥＣＭＰ液は、再使用されるまでループ或いは代替の経路を通って再循環されてもよい。ループ又は経路の再循環において、ろ過、減少、再構成、計測、又は他のプロセスが、液体について行われ、液体の生理化学特性を最適化することができる。液体は、バッチモードで或いはタンク内で或いは連続的モードで再処理されてもよい。
【００７８】
[0083]一実施形態において、プロセス順序は、次のように進むことができる。基板は、少なくとも二つの別々のＥＣＭＰステーションを持つＥＣＭＰツール内で第一ＥＣＭＰステーションの第一プラテンに最初に準備される。次に、ＥＣＭＰ液が、準備され、基板が大量研磨ステップにおいて研磨される。大量研磨が完了した後、使用済みＥＣＭＰ液が第一ＥＣＭＰステーションから排出されてもよく、使用済みＥＣＭＰ液の選択された部分が捕捉されてもよい。第一ＥＣＭＰステーションからの使用済みＥＣＭＰ液の選択された部分を測定して、銅濃度、汚染濃度、開始物質濃度、導電性、及び／又はｐＨを決定することができる。同時に、第一ＥＣＭＰステーションは純水ですすいでもよい。測定の後、使用済みＥＣＭＰ液の選択された部分は、銅を取り除くこと、汚染物質を除去すること、ＥＣＭＰ液を未使用の流体で希釈すること、及び／又は使用済みＥＣＭＰ液の選択された部分をＥＣＭＰ液の個々の成分で薬品注入することによって修復することができる。次に、基板を、未使用のＥＣＭＰ液と第一ＥＣＭＰステーションからの再循環されたＥＣＭＰ液の少なくとも一部が研磨のために供給される、第二ＥＣＭＰステーションに移動することができる。次に、基板を研磨して、大量除去プロセスにおいて除去されなかった残留物質を除去する。第二ＥＣＭＰステーションでの基板の研磨の間、他の基板は、上記のような方法で第一ＥＣＭＰステーションで処理されている。第二ＥＣＭＰステーションからＥＣＭＰ液の選択された部分は、第一ステーションからのＥＣＭＰ液を再循環するために用いられるのと同じＰＯＵ処理ユニットへ排出されてもよい。第二ＥＣＭＰステーションからの使用済みＥＣＭＰ液の選択された部分は、上記のように測定され、第一ＥＣＭＰステーションから使用済み液体の選択された部分と合わせることができる。その後、使用済みＥＣＭＰ液の合わせた選択された部分は、処理され、更に基板を処理するように、第一及び第二ＥＣＭＰステーションの双方に処理することができる。
【００７９】
[0084]他の実施形態において、プロセス順序は、次のように進むことができる。基板は、少なくとも二つの別々のＥＣＭＰステーションを持つＥＣＭＰツールの第一ＥＣＭＰステーションに準備されるのがよい。第一ＥＣＭＰステーションは、第一ＥＣＭＰステーションに準備して基板を研磨することができる。その後、使用済みＥＣＭＰ液の選択された部分を、ＰＯＵ処理ユニットに排出することができ、測定して、銅濃度、汚染濃度、出発物質濃度、導電性、及び／又はｐＨを決定することができる。同時に、純水を、第一ＥＣＭＰステーションに準備して、第一ＥＣＭＰステーションをすすぐことができる。第一ＥＣＭＰステーションからの使用済みＥＣＭＰ液の選択された部分は、上述された方法で修復させることができる。基板は、第二ＥＣＭＰ液を供給して基板を研磨することができる第二ＥＣＭＰステーションに移動することができる。第二ＥＣＭＰステーションからの使用済みＥＣＭＰ液の選択された部分は、第一ＥＣＭＰステーションから使用済みＥＣＭＰ液の選択された部分に行われるのと同様の方法で再循環することができるが、第二ＥＣＭＰステーションから使用済みＥＣＭＰ液の選択された部分は別々のＰＯＵ処理ユニットにおいて再循環することができる。基板が第二ＥＣＭＰステーションに移動される場合、他の基板は、第一ＥＣＭＰステーションに準備することができ、未使用の第一ＥＣＭＰ液に加えて、第一ＥＣＭＰステーションから再循環されたＥＣＭＰ液が第一ＥＣＭＰステーションに供給することができる。双方の基板が処理された後、第一ＥＣＭＰ液は、第一ＥＣＭＰステーションに再び再循環されてもよく、基板は第二ＥＣＭＰステーションに移動され、そこで、再循環された第二ＥＣＭＰ液と未使用のＥＣＭＰ液の組み合わせで研磨する。
【００８０】
[0085]更に他の実施形態において、プロセス順序は、次のように進むことができる。基板はＥＣＭＰステーションに準備されるのがよい。第一ＥＣＭＰ液を研磨ステーションに供給して、基板を研磨することができる。研磨の後、第一ＥＣＭＰ液の選択された部分は、上記のように再循環することができる第一ＰＯＵ処理ユニットへ排出することができる。ＥＣＭＰ液の選択された部分が排出された後、純水は、ＥＣＭＰステーションに供給されて、ステーションをすすぐことができる。その後、第一ＥＣＭＰ液と異なる第二ＥＣＭＰ液を、ＥＣＭＰステーションに供給することができ、基板を研磨することができる。その後、第二ＥＣＭＰ液の選択された部分は、上記のように再循環することができる第二ＰＯＵ処理ユニットに排出することができる。その後、基板を取り出し、ＥＣＭＰステーションを再びすすぐことができる。その後、第二基板は、ＥＣＭＰステーションに準備されるのがよい。第二基板は、未使用のＥＣＭＰ液と再循環されたＥＣＭＰ液で研磨することができる。使用済みＥＣＭＰ液の選択された部分は、ＥＣＭＰステーションから排出され、上記のように再循環されてもよい。ＥＣＭＰステーションは、純水を用いてすすぐことができる。次に、基板を、未使用の第二ＥＣＭＰ液で研磨し、第二ＥＣＭＰ液を再循環することができる。次に、使用済みＥＣＭＰ液の選択された部分が排出され、上記のように再び再循環することができる。
【００８１】
[0086]更に他の実施形態において、プロセス順序は、次のように進むことができる。基板は、ＥＣＭＰステーションに準備されるのがよい。第一ＥＣＭＰ液を、ＥＣＭＰステーションに供給して、基板を研磨することができる。研磨後、第一ＥＣＭＰ液の選択された部分は、ＰＯＵ処理ユニットに排出させることができ、そこで、上記のように再循環されて、第二ＥＣＭＰ液の特性を適合させることができる。ＥＣＭＰ液の選択された部分が排出された後に、純水をＥＣＭＰステーションに準備して、ステーションをすすぐことができる。その後、第一ＥＣＭＰ液と異なる第二ＥＣＭＰ液を、再循環されたＥＣＭＰ液と共にＥＣＭＰステーションに供給されて、基板を研磨することができる。その後、第二ＥＣＭＰ液の選択された部分を、ＰＯＵ処理ユニットへ排出させることができ、そこで、上記のように再循環されて、第一ＥＣＭＰ液の特性を適合させることができる。その後、基板を取り出すのがよく、ＥＣＭＰステーションを再びすすぐのがよい。次に、第二基板をＥＣＭＰステーションに準備するのがよい。その後、第二基板を未使用のＥＣＭＰ液で研磨することができ、第一基板に相対して上記と同じ方法でＥＣＭＰ液を再循環させることができる。
【００８２】
[0087]上記実施形態をＥＣＭＰ液に関連して記載してきたが、本発明のその他の実施形態は、ハイブリッドＥＣＭＰ液へ同等に適用できる、ここで、ハイブリッドＥＣＭＰ液は液体内に研磨粒子を含有することは理解されるべきである。ハイブリッドＥＣＭＰ液が用いられる場合、補充は、更に研磨粒子の析出を伴うことがある。研磨粒子が研磨剤を含有しないＥＣＭＰ液と混ざらないように、ハイブリッドＥＣＭＰ液は、研磨粒子を含有しないＥＣＭＰ液より別々のドレインから排出されるべきである。混ぜることにより、研磨粒子を含有しないＥＣＭＰ液が汚染する場合がある。
【００８３】
[0088]従って、ＥＣＭＰ液を再循環させ修復して、複数回用いられるようにすることができる。再循環し修復することにより、再循環され修復されたＥＣＭＰ液が、再循環或いは修復されたＥＣＭＰ液が未使用のＥＣＭＰ液よりより効果的且つ効率的に動作させることができるように、シーズニング効果を与えることができる。使用済みＥＣＭＰ液の選択された部分の再循環によって、ＥＣＭＰ処理を、より効果的な方法で進めることができる。
【００８４】
[0089]上記は、本発明の幾つかの実施形態に関するものであるが、更に多くの本発明の実施形態は、その基本的な範囲から逸脱せずに構成されてもよく、この範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【符号の説明】
【００８５】
１００…システム、１０５…フレーム構造、１０８…研磨モジュール、１１０…コントローラ、１１５…ノズル、１２０Ａ-１２０Ｃ…研磨ステーション、１２２…基板、１２４…キャリヤヘッド、１２５…研磨物質、１３０…プラテン、２０４…キャリヤヘッド、２１０…通路、２１８…処理面、２２２…処理パッドアセンブリ、２２６…ドレイン、２３０…プラテンアセンブリ、２５０…粒子、２７５…ＰＯＵ処理ユニット、２９６…バルブ、２９８…ＰＯＵ処理ユニット、３００…ＰＯＵ処理ユニット、３０４…促進剤供給源、３０６…阻害剤供給源、３０８…界面活性剤供給源、３１０…湿潤剤供給源、３１１-３１３…バルブ、３１４…廃液、３１５…バルブ、３１６…バルブ、３１８…酸供給源、３２０…塩基供給源、３２１…バルブ、３２３…バルブ、３２４…ＵＶ可視分光計、３２６…赤外分光計、３２７…バルブ、３２８…近赤外分光計、３３０…屈折率測定ソース、３３２…液体導電性測定源、３３４…ｐＨ測定ソース、３３６…貯蔵タンク、３４０…フィルター媒体セル、３４２…第一セル、３４４…第二セル、３４６…酸化剤セル、３４７…酸化剤供給源、３４８…酸化活性化ソース、３５０…イオン交換装置、３５２…再生廃液タンク、３７０…前処理デバイス、３８０…測定デバイス、３９０Ａ…薬品注入デバイス、３９０Ｂ…薬品注入デバイス、４０２Ａ…イオン交換カラム、４０２Ｂ…イオン交換カラム、４０４Ａ-４０４Ｄ…タンク、４０６Ａ-４０６Ｄ…樹脂ビーズ、４１０Ａ-４１０Ｄ…下部ポート、４１０Ａ…下部ポート、４１０Ｃ…下部ポート、４１０Ｄ…上部ポート、４１４Ａ…ポート、４１８Ａ…底部拡散器、４１８Ｄ…底部拡散器、４２０Ａ-４２０Ｄ…最上部拡散器、４３４Ａ…コンジット、４３４Ｂ…コンジット、４４２Ａ…チューブ、４４２Ｃ…チューブ、４４６Ｃ…ポンプ、４４８Ａ…検出器、４４８Ｂ…検出器、４５０…再生タンク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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