(57)【要約】【課題】研磨材の凝集物である粗大粒子が発生せず、研磨材をリサイクル使用しても、半導体基板やその表面皮膜を傷つけてしまわないような化学的機械研磨材のリサイクル方法及びその装置の提供。【解決手段】  半導体製造時に化学機械研磨工程(ＣＭＰ)で使用された研磨材のリサイクル方法であって、下記工程(Ａ)、(Ｂ)を有することを特徴とする、化学的機械研磨材のリサイクル方法：(Ａ)化学機械研磨工程(ＣＭＰ)で使用され、回収された研磨材廃液を原液の比重の０．９０倍〜０．９６倍に濃縮する一次濃縮工程、(Ｂ)一次濃縮工程で得られた濃縮液（Ａ）を、原液の比重の０．９９倍〜１．０１倍まで濃縮する二次濃縮工程。上記の方法で用いられる化学的機械研磨材のリサイクル装置であって、上記(Ａ)工程を実施する一次濃縮ユニットと、上記(Ｂ)工程を実施する二次濃縮ユニットとを具備する化学的機械研磨材のリサイクル装置。【選択図】図１
2008034827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造時に化学機械研磨工程(ＣＭＰ)で使用された研磨材のリサイクル方法であって、下記工程(Ａ)、(Ｂ)を有することを特徴とする、化学的機械研磨材のリサイクル方法：
(Ａ)化学機械研磨工程(ＣＭＰ)で使用され、回収された研磨材廃液を原液の比重の０．９０倍〜０．９６倍に濃縮する一次濃縮工程、
(Ｂ)一次濃縮工程で得られた濃縮液（Ａ）を、原液の比重の０．９９倍〜１．０１倍まで濃縮する二次濃縮工程。
【請求項２】
上記研磨材廃液が、シリカ、アルミナおよび酸化セリウムのうちから選択される１種以上の無機酸化物粒子を研磨材として含有するアルカリ性研磨液である請求項１に記載の化学的機械研磨材のリサイクル方法。
【請求項３】
一次濃縮工程（Ａ）は、濃縮中の研磨材廃液に、未処理(未濃縮)の研磨材廃液を断続的または連続的に、減少した液容量分を追加しながら行うことを特徴とする請求項１〜２の何れかに記載の化学的機械研磨材のリサイクル方法。
【請求項４】
上記一次濃縮工程(Ａ)及び二次濃縮工程(Ｂ)における液温を、２０〜３０℃に保持して濃縮を行うことを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の化学的機械研磨材のリサイクル方法。
【請求項５】
上記一次濃縮工程(Ａ)における研磨材廃液及び二次濃縮工程(Ｂ)における濃縮液のうち、少なくとも一次濃縮工程(Ａ)における研磨材廃液を、２ｍ／ｓｅｃ以上の速度で濃縮を行うことを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の化学的機械研磨材のリサイクル方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の方法で用いられる化学的機械研磨材のリサイクル装置であって、
(Ａ)化学機械研磨工程(ＣＭＰ)で使用され、回収された研磨材廃液を原液の比重の０．９０倍〜０．９６倍に濃縮する一次濃縮ユニットと、
(Ｂ)一次濃縮ユニット（Ａ）に接続され、一次濃縮工程で得られた濃縮液（Ａ）を、原液の比重の０．９９倍〜１．０１倍まで濃縮する二次濃縮ユニットと
を具備することを特徴とする化学的機械研磨材のリサイクル装置。
【請求項７】
上記一次濃縮ユニット（Ａ）は、複数の並列した濃縮装置にて構成されていることを特徴とする、請求項６に記載の化学的機械研磨材のリサイクル装置。
【請求項８】
上記一次濃縮ユニット（Ａ）１００は、
１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）と、
該タンク５０と接続され、該タンク５０より送出された被処理液を濃縮する一次濃縮フィルター６０Ａ（Ｂ）とを具備し、
該１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）は、化学機械研磨工程(ＣＭＰ)で使用され回収された研磨材廃液を収容すると共に、該タンク５０Ａ（Ｂ）より送出された被処理液を上記一次濃縮フィルター６０Ａ（Ｂ）にて濃縮して得られた濃縮液を該タンク５０Ａ（Ｂ）に戻して収容するように構成され、
上記二次濃縮ユニット（Ｂ）２００は、
２次濃縮タンク１５０と、
該タンク１５０と接続され、該タンク１５０より送出された被処理液を濃縮する二次濃縮フィルター１６０とを具備し、
該２次濃縮タンク１５０は、上記一次濃縮ユニット（Ａ）１００に接続され、一次濃縮工程で得られた濃縮液（Ａ）を収容すると共に、該タンク１５０より送出された被処理液を上記二次濃縮フィルター１６０にて濃縮した後、得られた濃縮液を該タンク１５０に戻して収容するように構成されていることを特徴とする、請求項６〜７の何れかに記載の化学的機械研磨材のリサイクル装置。
【請求項９】
上記一次濃縮ユニット（Ａ）１００は、
１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）と、
該タンク５０Ａ（Ｂ）と接続され、該タンク５０Ａ（Ｂ）より送出された被処理液を濃縮する一次濃縮フィルター６０Ａ（Ｂ）とを具備し、
上記１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）には、該タンク内の液温を検出監視する温度センサー５２Ａ（Ｂ）と、該温度センサー５２Ａ（Ｂ）と電気的に接続され、該１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）内の液温を所定温度に保持する冷却装置５５Ａ（Ｂ）とが設けられ、
該１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）は、化学機械研磨工程(ＣＭＰ)で使用され回収された研磨材廃液を収容すると共に、該タンク５０Ａ（Ｂ）より送出された被処理液を上記一次濃縮フィルター６０Ａ（Ｂ）にて濃縮した後、得られた濃縮液を流路６３Ａ（Ｂ）経由で該タンク５０Ａ（Ｂ）に戻して収容するように構成され、
上記流路６３Ａ（Ｂ）には、濃縮液の流速を監視し所定範囲に保持することにより、上記一次濃縮フィルター６０Ａ（Ｂ）での濃縮速度をコントロールする流量センサー６５Ａ（Ｂ）が設けられ、
上記二次濃縮ユニット（Ｂ）２００は、
２次濃縮タンク１５０と、
該タンク１５０と接続され、該タンク１５０より送出された被処理液を濃縮する二次濃縮フィルター１６０とを具備し、
上記２次濃縮タンク１５０には、該タンク内の液温を検出監視する温度センサー１５２と、該温度センサー１５２と電気的に接続され、該２次濃縮タンク１５０内の液温を所定温度に保持する冷却装置１５５とが設けられ、
該２次濃縮タンク１５０は、上記一次濃縮ユニット（Ａ）１００に接続され、一次濃縮工程で得られた濃縮液（Ａ）を収容すると共に、該タンク１５０より送出された被処理液を上記二次濃縮フィルター１６０にて濃縮した後、得られた濃縮液を流路１６３経由で該タンク１５０に戻して収容するように構成され、
上記流路１６３には、濃縮液の流速を監視し所定範囲に保持することにより、上記二次濃縮フィルター１６０での濃縮速度をコントロールする流量センサー１６５が設けられていることを特徴とする、請求項６〜８の何れかに記載の化学的機械研磨材のリサイクル装置。
【請求項１０】
上記流路６３Ａ（Ｂ）と、上記流路１６３には、流路内液のｐＨ，比重を監視する濃度モニター７０Ａ（Ｂ）、１７０が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の化学的機械研磨材のリサイクル装置。
【請求項１１】
上記の二次濃縮ユニット（Ｂ）２００は、得られた二次濃縮液をさらに精製・ろ過に供する精製・ろ過装置３００を具備し、
該精製・ろ過装置３００は、
二次濃縮液およびろ過処理中の再生液を貯留させる精製タンク２５０と、
該タンク２５０と接続され、該タンク２５０より送出された被処理液をろ過するろ過フィルター２６０とを具備し、
該ろ過フィルター２６０にてろ過した後、得られた再生液を該精製タンク２５０に戻して収容するように構成されていることを特徴とする請求項６〜１０の何れかに記載の化学的機械研磨材のリサイクル装置。
【請求項１２】
上記精製タンク２５０には、該タンク内の液温を検出監視する温度センサー２５２と、該温度センサー２５２と電気的に接続され、該精製タンク２５０内の液温を所定温度に保持する冷却装置２５５とが設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の化学的機械研磨材のリサイクル装置。
【請求項１３】
上記ろ過フィルターにてろ過した後、得られた再生液を該精製タンク２５０に戻す流路には、再生液のｐＨ，比重を監視する濃度モニター１７０Ｄが設けられていることを特徴とする請求項１１〜１２の何れかに記載の化学的機械研磨材のリサイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学的機械研磨材のリサイクル方法及びその装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、半導体製造工程において、半導体基板あるいはその表面に形成された皮膜の研磨を行う化学的機械研磨工程で使用される研磨材のリサイクルに際し、研磨材の凝集物である粗大粒子が発生せず、研磨材をリサイクル使用しても、半導体基板やその表面皮膜を傷つけてしまわないような化学的機械研磨材のリサイクル方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の製造では、特許第３３４１６０１号公報（特許文献１）の[従来の技
術]（［０００２］〜［０００５］）の項にも記載されているように、回路パターンを形
成するため光露光を用いてフォトレジストのパターニング工程を行う。この際、より微細なパターンを露光するには、より波長の短い光源を用いなければならず、結果的に露光焦点深度の許容範囲が１μｍを切るようになり、可能な限り平坦な露光面が必要となっている。すなわち微細な回路パターンを形成するには、半導体基板そのものの表面はもちろん、その上に形成された被膜の表面も平坦化する必要がある。
【０００３】
例えば多層配線層を有する半導体集積回路を形成するには、下地配線パターン上の層間絶縁膜表面を平坦化する必要がある。
さらに近年絶縁膜に形成された配線溝上にリフロースパッタ法や化学気相成長法でＡｌ、ＷあるいはＣｕを成膜し、これら金属膜を化学機械研磨（ＣＭＰ，Ｃｈｅｍｉｃａｌ 
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）することで配線溝に金属を埋め込んだ平坦
化配線を形成することも行われるようになっている。
【０００４】
かかる絶縁膜の平坦化やＡｌやＷやＣｕ等のメタル薄膜の埋込み平坦化には、研磨剤を用いて基板または被膜を化学機械研磨する方法が採用されている。この方法では、研磨パッド等の研磨部材と半導体基板との間にスラリー状の研磨剤を介在させた状態で研磨を行い、半導体基板あるいはシリコン酸化膜や金属薄膜等被膜表面を平坦化する。このとき用いる研磨剤としては、分散性がよく、平均粒子径が揃っている等の理由で、シリカ微粒子が利用されている場合が多く、水等の分散媒中にシリカ微粒子を分散させたシリカ懸濁液として使用する場合が一般的である。一般にこのような研磨剤を用いた化学機械研磨法では研磨剤を一回使用で廃棄している。通常一枚の基板表面層を化学機械研磨するのに２５０ｍｌ〜５００ｍｌの研磨剤を使用するが、その結果、研磨剤コスト増大により半導体製造プロセスコストを押し上げ、使用済みの研磨剤を回収して再利用する技術が必要とされている。
【０００５】
このような研磨剤を用いて研磨を行うと、半導体基板の表面被膜層（ここでは、シリコン酸化膜）を形成する薄膜材料や研磨パッドが削り取られた研磨屑とともに、研磨剤としてのシリカ微粒子が破壊された極微細な粒子や、研磨された薄膜材料片と研磨粒子とが凝集することによって生じる粒径の大きな研磨屑が研磨剤に混じった状態の研磨廃液が排出される。
【０００６】
また、絶縁膜の平坦化研磨工程では、研磨前に研磨パッドの極表面層をダイヤモンド微粒子を電着させた回転やすりで目立てするコンディショニング工程を行うことが一般的であり、このパッドコンディショニング工程あるいはその後のパッド水洗工程の際の純水が研磨廃液に混入し、研磨廃液中の研磨剤が希釈された状態になっている。研磨廃液を無処理で再び研磨剤として用いた場合、次のような弊害が生じる。
（１）研磨廃液に含まれる大粒径の研磨屑および凝集物は基板表面にキズを発生させる原
因になり、また研磨屑の蓄積により研磨力が低下する。
（２）研磨剤粒子の破壊によって生じる極微細粒子は、基板汚染の原因となる。すなわち、基板と研磨剤粒子との吸着力は表面張力に関係しているため、研磨剤粒子径が微細になると単位体積あたりの表面積が増加して基板との吸着力が過剰に強くなる。その結果、研磨後これらの極微細粒子を基板表面層から洗浄除去できず、基板汚染の原因となる。
（３）さらに、研磨剤濃度が低下すると、シリコン基板表面被膜（ここではシリコン酸化膜）の研磨速度が低下することから、希釈された研磨廃液をそのまま循環再利用することはできない。
【０００７】
これに対して、上記特許文献１には、半導体基板あるいはその上に形成された被膜の化学機械研磨を行った後の研磨廃液を、目開き２５〜１００μｍのろ過器で全量濾過して粗大不純物を除去して得られる濾過液を研磨材として回収して再利用する研磨材の回収再利用方法が開示され、これにより、急速な目詰まりを起こすことなく研磨屑等の粗大な不純物を除去し、連続して研磨剤と水を回収して、効率よく再利用している。
【０００８】
さらに、上記ろ過液を限外ろ過膜からなる限外ろ過器に循環させて濃縮し、該濃縮液を研磨剤として回収して再利用することが開示されている。また、この特許文献１では、濃縮液槽から研磨工程に送液する際に、濃縮液中の研磨剤濃度を比重計を用いた濃度モニタにより監視し、送液量を制御する方法も開示されている。
【０００９】
しかしながら、該特許文献１に記載の方法は、上記のとおり濃縮工程での砥粒等の凝集防止を目的としたものでなく、また、該文献に記載の方法では、その後の濃縮工程において濃縮を繰り返すことにより凝集が起こり、粗大粒子の発生が見られ、問題となっていた。
【００１０】
また、特開２００３−２００３４７号公報（特許文献２）には、砥粒、分散媒および不純物を有するスラリの再生方法において、前記スラリより前記分散媒の一部を除去するスラリ濃縮工程（フィルタ使用）と、前記濃縮されたスラリのｐＨ値を調整するｐＨ調整工程と、前記ｐＨ値が調整されたスラリより所定粒径以下の砥粒および分散媒を回収する回収工程（フィルタ使用）とを具備するスラリ再生方法が開示されている。
【００１１】
該特許文献２に記載の方法によれば、使用済みスラリに見られた粒径３〜８μｍ付近の不純物がなく、粒度分布も新規スラリとほぼ同等になった旨記載されている。
しかしながら、該特許文献２に記載の方法では、スラリ濃縮工程中に粒子径を制御出来ないという問題点がある。
【特許文献１】特許第３３４１６０１号公報
【特許文献２】特開２００３−２００３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決しようとするものであって、半導体製造工程において半導体基板あるいはその表面に形成された皮膜の研磨を行う化学的機械研磨工程で使用される研磨材のリサイクルに際し、研磨材の凝集物である粗大粒子が発生せず、研磨材をリサイクル使用しても、半導体基板やその表面皮膜を傷つけてしまわないような化学的機械研磨材のリサイクル方法及びその装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上記問題点を解決するべく鋭意研究した結果、化学機械研磨工程(ＣＭ
Ｐ)で使用され回収された研磨材廃液をリサイクルするに際して、この研磨材廃液を濾過
しながら濃縮を続ける場合に、濃縮液の比重がある値以上になると、含まれる研磨材等の凝集が発生、進行し、その平均粒子径の増大が始まることなどを見出した。又、液温度により凝集発生率が異なること、フィルター通過後の処理液の流速をある値以上に保持すると、効率よく被処理液を濃縮できるが、その流速がある値以下に低下すると、濃縮効率が著しく低下することなども見出した。
【００１４】
そこで、本発明者らは、粗大粒子が発生しないような濃縮工程を種々検討した。その結果、本発明者らは、上記問題点を一挙に解決して下記の本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明に係る化学的機械研磨材のリサイクル方法は、
半導体製造時に化学機械研磨工程(ＣＭＰ)で使用された研磨材のリサイクル方法であって、下記工程(Ａ)、(Ｂ)を有することを特徴とする。
【００１５】
(Ａ)化学機械研磨工程(ＣＭＰ)で使用され、回収された研磨材廃液を原液の比重の０．９０倍〜０．９６倍に濃縮する一次濃縮工程、
(Ｂ)一次濃縮工程で得られた濃縮液（Ａ）を、原液の比重の０．９９倍〜１．０１倍まで濃縮する二次濃縮工程。
【００１６】
本発明では、上記研磨材廃液が、シリカ、アルミナおよび酸化セリウムのうちから選択される１種以上の無機酸化物粒子を研磨材として含有するアルカリ性研磨液であることが好ましい。
【００１７】
一次濃縮工程（Ａ）は、濃縮中の研磨材廃液に、未処理(未濃縮)の研磨材廃液を断続的または連続的に、濃縮中の研磨材廃液量の２０〜４５倍量の未処理(未濃縮)の研磨材廃液を追加しながら行うことが好ましい。
【００１８】
本発明では、上記一次濃縮工程(Ａ)及び二次濃縮工程(Ｂ)における液温を、その好適態様では、２０〜３０℃に保持して濃縮を行うことが、研磨材廃液中の研磨材の凝集、粗大粒子の発生を抑制して、そ廃液の粘度上昇を適正に保持でき、配管やフィルターへの負荷の軽減を図ることができるなどの点で望ましい。
【００１９】
本発明では、上記一次濃縮工程(Ａ)における研磨材廃液及び二次濃縮工程(Ｂ)における濃縮液のうち、少なくとも一次濃縮工程(Ａ)における研磨材廃液を、好ましくは、工程（Ａ）と工程(Ｂ)の両方を、２ｍ／ｓｅｃ以上の速度で、好ましくは２．８〜５．０ｍ／ｓｅｃで、濃縮を行うことが被処理液中の研磨材の凝集を抑制・阻止でき、濃縮処理(研磨材廃液の再生処理)の効率が良い点で望ましい。
【００２０】
本発明に係る化学的機械研磨材のリサイクル装置は、
上記の何れかに記載の方法で用いられる化学的機械研磨材のリサイクル装置であって、
(Ａ)化学機械研磨工程(ＣＭＰ)で使用され、回収された研磨材廃液を原液の比重の０．９０倍〜０．９６倍に濃縮する一次濃縮ユニットと、
(Ｂ)一次濃縮ユニット（Ａ）に接続され、一次濃縮工程で得られた濃縮液（Ａ）を、原液の比重の０．９９倍〜１．０１倍まで濃縮する二次濃縮ユニットと、
を具備することを特徴とする。
【００２１】
本発明では、上記一次濃縮ユニット（Ａ）は、複数の並列した濃縮装置にて構成されていることが濃縮効率の点で好ましい。
本発明では、上記一次濃縮ユニット（Ａ）１００は、
１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）と、
該タンク５０Ａ（Ｂ）と接続され、該タンク５０Ａ（Ｂ）より送出された被処理液を濃縮する一次濃縮フィルター６０Ａ（Ｂ）とを具備し、
該１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）は、化学機械研磨工程(ＣＭＰ)で使用され回収された研磨材廃液を収容(貯留)すると共に、該タンク５０Ａ（Ｂ）より送出された被処理液を上記一次濃縮フィルター６０Ａ（Ｂ）にて濃縮して得られた濃縮液を該タンク５０Ａ（Ｂ）に戻して収容するように構成され、
上記二次濃縮ユニット（Ｂ）２００は、
２次濃縮タンク１５０と、
該タンク１５０と接続され、該タンク１５０より送出された被処理液を濃縮する二次濃縮フィルター１６０とを具備し、
該２次濃縮タンク１５０は、上記一次濃縮ユニット（Ａ）１００に接続され、一次濃縮工程で得られた濃縮液（Ａ）を収容すると共に、該タンク１５０より送出された被処理液を上記二次濃縮フィルター１６０にて濃縮した後、得られた濃縮液を該タンク１５０に戻して収容するように構成されていることが好ましい。
【００２２】
本発明のさらに好ましい態様では、上記一次濃縮ユニット（Ａ）１００は、
１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）と、
該タンク５０Ａ（Ｂ）と接続され、該タンク５０Ａ（Ｂ）より送出された被処理液を濃縮する一次濃縮フィルター６０Ａ（Ｂ）とを具備し、
上記１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）には、該タンク内の液温を検出監視する温度センサー５２Ａ（Ｂ）と、該温度センサー５２Ａ（Ｂ）と電気的に接続され、該１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）内の液温を所定温度に保持する冷却装置５５Ａ（Ｂ）とが設けられ、
該１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）は、化学機械研磨工程(ＣＭＰ)で使用され回収された研磨材廃液を収容すると共に、該タンク５０Ａ（Ｂ）より送出された被処理液を上記一次濃縮フィルター６０Ａ（Ｂ）にて濃縮した後、得られた濃縮液を流路６３Ａ（Ｂ）経由で該タンク５０Ａ（Ｂ）に戻して収容するように構成され、
上記流路６３Ａ（Ｂ）には、濃縮液の流速を監視し所定範囲に保持することにより、上記一次濃縮フィルター６０Ａ（Ｂ）での濃縮速度をコントロールする流量センサー６５Ａ（Ｂ）が設けられ、
上記二次濃縮ユニット（Ｂ）２００は、
２次濃縮タンク１５０と、
該タンク１５０と接続され、該タンク１５０より送出された被処理液を濃縮する二次濃縮フィルター１６０とを具備し、
上記２次濃縮タンク１５０には、該タンク内の液温を検出監視する温度センサー１５２と、該温度センサー１５２と電気的に接続され、該２次濃縮タンク１５０内の液温を所定温度に保持する冷却装置１５５とが設けられ、
該２次濃縮タンク１５０は、上記一次濃縮ユニット（Ａ）１００に接続され、一次濃縮工程で得られた濃縮液（Ａ）を収容すると共に、該タンク１５０より送出された被処理液を上記二次濃縮フィルター１６０にて濃縮した後、得られた濃縮液を流路１６３経由で該タンク１５０に戻して収容するように構成され、
上記流路１６３には、濃縮液の流速を監視し所定範囲に保持することにより、上記二次濃縮フィルター１６０での濃縮速度をコントロールする流量センサー１６５が設けられていることが、フィルターへの過度の負荷を抑制し、効率良くリサイクル処理を行う点で望ましい。
【００２３】
本発明の好ましい態様では、上記流路６３Ａ（Ｂ）と、上記流路１６３には、流路内液のｐＨ，比重を監視する濃度モニター７０Ａ（Ｂ）、１７０が設けられていることが好ましい。
【００２４】
本発明の好ましい態様では、上記の二次濃縮ユニット（Ｂ）２００は、得られた二次濃縮液をさらに精製・ろ過に供する精製・ろ過装置３００を具備し、
該精製・ろ過装置３００は、
二次濃縮液およびろ過処理中の再生液を貯留させる精製タンク２５０と、
該タンク２５０と接続され、該タンク２５０より送出された被処理液をろ過するろ過フィルター２６０とを具備し、
該ろ過フィルター２６０にてろ過した後、得られた再生液を該精製タンク２５０に戻して収容するように構成されていることが精製効率の更なる向上の点で好ましい。
【００２５】
本発明の好ましい態様では、上記精製タンク２５０には、該タンク内の液温を検出監視する温度センサー２５２と、該温度センサー２５２と電気的に接続され、該精製タンク２５０内の液温を所定温度に保持する冷却装置２５５とが設けられていることが上記のように温度管理して、被処理液(研磨材廃液)中の研磨材等の凝集を抑制して、フィルターへの負荷軽減を図るなどの点から好ましい。
【００２６】
本発明の好ましい態様では、上記ろ過フィルターにてろ過した後、得られた再生液を該精製タンク２５０に戻す流路には、再生液のｐＨ，比重を監視する濃度モニター１７０Ｄが設けられていることが粒子の粗大化防止の点で望ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、半導体製造工程において、半導体基板あるいはその表面に形成された皮膜の研磨を行う化学的機械研磨工程で使用される研磨材をリサイクル（再生利用）するに際し、研磨材廃液の再処理工程のうちでも、特に濃縮工程において廃液の比重値を特定の範囲にコントロール（管理）するとともに、好ましくは、工程(Ａ)、(Ｂ)中の液温度をも特定の範囲にコントロール（管理）することにより、研磨材の凝集物である粗大粒子の発生が抑制され、新液と同等の粒度分布のリサイクル液あるいは研磨材を提供することができ、研磨材をリサイクルしても、半導体基板やその表面皮膜を傷つけてしまわないような化学的機械研磨材のリサイクル方法及びその装置が提供される。
【００２８】
なお、本発明でリサイクルとは、資源の節約や環境汚染の防止のために、半導体製造工程で使用された研磨材が含まれた廃物（主に廃液）を再生して利用することをいう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る化学的機械研磨材のリサイクル方法及びその装置について、本発明の好適態様の一例を示す図面を参照しつつ、具体的に説明する。
［化学的機械研磨材のリサイクル方法］
本発明に係る化学的機械研磨材のリサイクル方法は、
半導体製造時に化学機械研磨工程(ＣＭＰ)で使用された研磨材のリサイクル方法であって、少なくとも、下記工程(Ａ)、(Ｂ)を有する。
【００３０】
(Ａ)化学機械研磨工程(ＣＭＰ)で使用され、回収された研磨材廃液を原液の比重の０．９０倍〜０．９６倍、すなわち原液の比重×０．９０＜（Ａ）工程での濃縮＜原液の比重×０．９６に濃縮する一次濃縮工程、
(Ｂ)一次濃縮工程で得られた濃縮液（Ａ）を、原液の比重の０．９９倍〜１．０１倍、すなわち原液の比重×０．９９＜（Ｂ）工程での濃縮＜原液の比重×１．０１まで濃縮する二次濃縮工程。
【００３１】
本発明では、このように２回の濃縮工程を行うことにより、濃縮時に発生する、粗大粒子の発現を抑制することが可能となっている。
（濃縮用フィルター）
工程(Ａ)および下記工程(Ｂ)では、濃縮用フィルターとして、例えば、前記特許第３３４１６０１号公報（特許文献１）、特開２００３−２００３４７号公報（特許文献２）等に記載の公知のものを使用でき、例えば、主として分散媒のみを通過させ、砥粒や不純物を通過させないフィルターが用いられる。
【００３２】
該濃縮用フィルターの孔径は、用いられる砥粒によっても異なるが、
例えば、前記特許第３３４１６０１号公報（特許文献１）に記載の孔径２〜１００ｎｍの限外ろ過器、特開２００３−２００３４７号公報（特許文献２）に記載の孔径が０．０１〜０．１５μｍの中空糸膜が挙げられる。また、濃縮用フィルターの膜材としては、セラミック膜やポリスルホン膜等が挙げられる。本発明ではこれらのろ過器を１種又は２種以上組み合わせて用いてもよいが、セラミック膜の濃縮フィルターが好適に用いられる。
【００３３】
さらに、フィルター部（出口側）の流速は、２ｍ／ｓｅｃ以上、さらに好ましくは、２．８〜５．０ｍ／ｓｅｃであることが好ましい。流速が上記範囲より低下すると効率よく濃縮されず、濃縮液に含まれる研磨材等の凝集が起こりやすくなる。また、上記流速が上記範囲を超えると、粗大粒子が増加する傾向がある。
【００３４】
本発明では、上記セラミックス膜の濃縮フィルターとしては、上市されているものとしては、例えば、セラミックス膜の「ＭＥＭＢＲＡＬＯＸ」（日本ポール(株)製、ろ過精度(孔径)２０〜１００ｎｍ）、「ＳＣＨＵＭＡＳＩＶ」(日本ポール(株)製、ろ過精度(孔径)０．００５〜１．２μｍ)等が、耐薬品性や耐熱性を有し、ろ過操作時に求められる広範囲のｐＨ適合性、有機溶剤耐性などを有する点で好適であり、特に本発明の目的に照らして前者の「ＭＥＭＢＲＡＬＯＸ」が好適に用いられる。
（処理対象の研磨材廃液）
ＣＭＰ（化学的機械研磨工程）で使用され、回収された研磨材廃液には、砥粒、分散媒および不純物（研磨屑、パッド片、金属片、酸化膜片等）などが含まれ、スラリー状態であることが多い。すなわち、特許第３３４１６０１号公報（特許文献１）の［０００５］にも記載されているように、半導体基板の表面被膜層（シリコン酸化膜）を形成する薄膜材料や研磨パッドが削り取られた研磨屑とともに、研磨剤としてのシリカ微粒子が破壊された極微細な粒子や、研磨された薄膜材料片と研磨粒子とが凝集して生じた粒径の大きな研磨屑が研磨剤に混じった状態の研磨廃液が挙げられる。また、絶縁膜の平坦化研磨工程では、研磨前に、研磨パッドの極表面層をダイヤモンド微粒子を電着させた回転やすりで目立てするコンディショニング工程を通常行うが、このパッドコンディショニング工程あるいはその後のパッド水洗工程の際の純水が研磨廃液に混入し、研磨廃液中の研磨剤が希釈された状態になっている。
【００３５】
この未処理の研磨材廃液(使用済みスラリー)に通常含まれている砥粒としては、例えば、前記特開２００３−２００３４７号公報（特許文献２）［００１９］にも記載されているように、例えば酸化膜用としては酸化セリウム（ＣｅＯ２）、シリカ（ＳｉＯ２）などの無機酸化物粒子が挙げられ、Ｗ、ＡｌおよびＣｕ用としてはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の無機酸化物微粒子が挙げられる。
【００３６】
特に、酸化膜用に利用されるアルカリ性シリカ研磨液において、研磨材の凝集物である粗大粒子の発生を効率よく抑制することができる。
この未処理の研磨材廃液の比重は、スラリー中に含まれている研磨材の種類、含量等により変化し、またその値は特に限定されないが、通常、１．００１〜１．０１５程度であることが多い。本発明の下記工程（Ａ）、（Ｂ）、特にそれらの工程で規定する比重は、このような研磨材廃液（スラリー）を用いる場合を主に想定している。
【００３７】
この研磨廃液中の砥粒の平均粒径（測定法：レーザー回折・散乱法）は、その砥粒の種類やリサイクルの程度などにも拠るが、例えば、シリカ（ＳｉＯ２）含有廃液では、通常３０〜３００ｎｍ程度のシリカ微粒子の他に、粒径７００〜１５００ｎｍ程度の大粒径の研磨屑、シリカの集合体、シリカと研磨屑との結合物などを含んでおり、これらの大粒径
の研磨屑などが半導体基板研磨時のキズ発生の原因となるので精密ろ過などにより除去する。
【００３８】
またこの未処理の研磨材廃液に含まれるシリカ量は、例えば、通常０．４〜２．０重量％程度である。
廃液中に含まれる分散媒としては、上記水の他に、ｐＨ調整剤等が挙げられる。
工程（Ａ）
本発明の一次濃縮工程（Ａ）では、上記未処理の研磨材廃液を、好ましくは、セラミックス限外ろ過膜の「ＭＥＭＢＲＡＬＯＸ」等にてろ過して、原液の比重×０．９０＜（Ａ）工程での濃縮＜原液の比重×０．９６（すなわち、原液の比重の０．９０倍〜０．９６倍）に濃縮する。比重がこの範囲となるように一次濃縮を行った後、後述する二次濃縮を行うと、再生処理された研磨材含有液（リサイクル処理液）は、凝集した粗大な粒子などを含まず、新品の研磨材含有液とほぼ同様の粒度分布を示し、さらにリサイクルしても、凝集した粗大粒子の発生がなく、被研磨処理物である半導体基板などの表面に不良品となるような傷を発生させることがない。
【００３９】
さらに、工程中の液温度は、通常２０〜３０℃、好ましくは、２３〜２７℃で一定に保たれていることが好ましい。液温が２３℃を下回り、特に２０℃を下回ると、研磨材廃液の粘度が上昇し、配管内やフィルターを通る流速が低下し、フィルターに負荷がかかる傾向がある。また、濃縮液に含まれる研磨材等の凝集が起こりやすくなる。
【００４０】
反対に、液温が２７℃を上回り、特に３０℃を上回ると、液への内的要因によりストレスがかかると考えられ、濃縮液に含まれる研磨材等の凝集が起こりやすくなり、粗大粒子が発生してしまう傾向がある。
【００４１】
本発明では、一次濃縮液（Ａ）を一次貯留しておき、所定量の一次濃縮液（Ａ）が溜まったら、工程（Ｂ）を実施するようにして効率化を図ってもよい。
本発明者らの研究結果によれば、廃液の再生処理工程で発生する粗大粒子は、スラリに“ストレス”を掛けることにより発生することがわかっており、比重計にて比重を監視することで、（イ）「比重が低い＝粒子数が少ない＝ストレスが掛かりにくい。」か、（ロ）「比重が高い＝粒子数が多い＝ストレスが掛かりやすい。」か、を判断する。
【００４２】
ここで言う“ストレス“とは、ポンプでの攪拌、温度変化、配管内での乱流等スラリに対する外的要因、内的要因両方を示す。よって、高い比重時に出来るだけスラリにストレスを与えないことが望ましい。
【００４３】
なお、ここで付言すると、前記特許文献１（特許第３３４１６０１号公報）においても比重計が用いられている。しかし、この引用文献１においては、濃縮液槽から研磨工程に送液する際に、濃縮液中の研磨剤濃度を比重計を用いた濃度モニタにより監視し、送液量を制御する。すなわち、シリカ濃度と比重は正比例関係にあることが利用されている。
【００４４】
これに対して、本発明においても研磨剤濃度を比重計にて換算している点では引用文献１と共通しているが、その目的が相違している。すなわち、本発明では、研磨剤濃度を比重計で監視することにより、粗大粒子の発生を抑制している点で、引用文献１と全く目的が相違する。
工程（Ｂ）
本発明では、上記一次濃縮工程（Ａ）で得られた原液の比重×０．９＜（Ａ）工程での濃縮＜原液の比重×０．９６（原液の比重の０．９０倍〜０．９６倍）に濃縮された一次濃縮廃液を、
工程（Ｂ）では、新品の研磨液と同様の比重である、原液の比重×０．９９＜（Ｂ）工
程での濃縮＜原液の比重×１．０１（原液の比重の０．９９倍〜１．０１倍）にまで濃縮（二次濃縮）する。
【００４５】
この二次濃縮工程（Ｂ）でも前記一次濃縮工程（Ａ）と同様の濃縮装置、濃縮用フィルターが用いられる。
なお、二次濃縮工程（Ｂ）においては、工程中に濃縮液が追加補充されることはない。
【００４６】
さらに、工程中の液温度は、通常２０〜３０℃、好ましくは、２３〜２７℃で一定に保たれていることが望ましい。液温が２３℃を下回り、特に２０℃を下回ると、研磨材廃液の粘度が上昇し、配管内やフィルターを通る流速が低下し、フィルターに負荷がかかる傾向がある。また、濃縮液に含まれる研磨材等の凝集が起こりやすくなる。反対に、液温が２７℃を上回り、特に３０℃を上回ると、液への内的要因によりストレスがかかると考えられ、
濃縮液に含まれる研磨材等の凝集が起こりやすくなり、粗大粒子が発生してしまう。
【００４７】
このように本発明では、アルカリ性シリカ研磨廃液のリサイクルにおいて、濃縮工程にて比重値と液温度をコントロール・管理し、２段階濃縮とすることで粗大粒子の発生を抑えて新液と同等の粒度分布のリサイクル液が得られ、複数回に亘る研磨材廃液のリサイクルが可能となっている。
【００４８】
［化学的機械研磨材のリサイクル装置］
本発明に係る化学的機械研磨材のリサイクル装置は、上記の化学的機械研磨材のリサイクル方法で用いられるリサイクル装置であって、図１に示すように、
(Ａ)化学機械研磨工程(ＣＭＰ)で使用され、回収された研磨材を原液の比重×０．９＜（Ａ）工程での濃縮＜原液の比重×０．９６（原液の比重の０．９９倍〜１．０１倍）に濃縮する一次濃縮ユニット１００Ａ，１００Ｂと、
(Ｂ)一次濃縮ユニット（Ａ）に接続され、一次濃縮工程で得られた濃縮液（Ａ）を、原液の比重×０．９９＜（Ｂ）工程での濃縮＜原液の比重×１．０１（原液の比重の０．９９倍〜１．０１倍）まで濃縮する二次濃縮ユニット２００と、
を具備している。
【００４９】
本発明では、上記一次濃縮ユニット（Ａ）と、二次濃縮ユニット（Ｂ）とは、効率化等の観点から、それぞれ複数の並列した濃縮装置にて構成されていてもよく、図１では、一次濃縮ユニット（Ａ）が２台並列に設置され、また二次濃縮ユニット（Ｂ）が１台設けられた態様が模式的に示されている。
【００５０】
以下、好適な一例を示す、研磨廃液のリサイクル工程に沿って説明する。
（１）回収ユニット
まず、半導体基板（図示せず）がＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学的機械的研磨）装置１０により研磨された後の研磨廃液２０は、ストレーナー（ろ過器）３０を通り回収タンク４０に貯蔵される。ストレーナー（ろ過器）３０では、半導体基板の薄膜材料や研磨パットが削り取られた研磨屑などの比較的大きな研磨屑等が取り除かれる。
（２）１次濃縮ユニット
回収タンク４０に回収された研磨廃液２０は、次いで、一次濃縮ユニット１００Ａ，１００Ｂ（以下、まとめて「１００Ａ（Ｂ）」と略記する。他の付番も同様。）に送られる。
【００５１】
この図１では、一次濃縮ユニット（Ａ）１００Ａ，１００Ｂは、効率よく濃縮するために複数基（２台）並列に配置されており、それぞれの一次濃縮ユニット１００Ａ（Ｂ）は
、基本的には、一次濃縮液を貯留させる１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）と、濃縮モジュール（濃縮装置）６０Ａ（Ｂ）とから構成され、濃縮液のｐＨ、比重を監視する濃度モニタ７０Ａ（Ｂ）を具備している。
【００５２】
上記１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）には、該タンク内の液温を検出監視する温度センサー５２Ａ（Ｂ）と、該温度センサー５２Ａ（Ｂ）と電気的に接続され、該１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）内の液温を所定温度に保持する冷却装置５５Ａ（Ｂ）とが設けられている。
【００５３】
この際の液温は、通常２０〜３０℃に、好ましくは、上記一次濃縮工程(Ａ)及び二次濃縮工程(Ｂ)における液温を、２３〜２７℃に保持して濃縮を行うことが前述した理由から望ましい。
【００５４】
また、流路６３Ａ（Ｂ）には、濃縮液の流速を監視し所定範囲に保持することにより、上記一次濃縮フィルター６０Ａ（Ｂ）での濃縮速度をコントロールする流量センサー６５Ａ（Ｂ）が設けられている。
【００５５】
本発明の好ましい態様では、この流量センサーにより監視して、上記一次濃縮工程(Ａ)における研磨材廃液及び二次濃縮工程(Ｂ)における濃縮液のうち、少なくとも一次濃縮工程(Ａ)における研磨材廃液を、２ｍ／ｓｅｃ以上の速度で濃縮を行うことが前記した理由から望ましい。
【００５６】
まず、回収タンク４０に回収された研磨廃液２０は、一次濃縮ユニット１００Ａ（Ｂ）の１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）に送られ、１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）からポンプＰ１により濃縮装置である濃縮フィルター６０Ａ（Ｂ）に送られる。
【００５７】
濃縮フィルター６０Ａ（Ｂ）では、研磨廃液中の溶媒（水、ｐＨ調整剤）、イオン、低分子物質、塩類などは、濃縮フィルター６０Ａ（Ｂ）を透過するので、ろ液（透過液）として膜を透過し、排水路６２Ａ（Ｂ）を経て系外に除去される。
【００５８】
そして、得られた濃縮液は濃縮フィルターから流路６３Ａ（Ｂ）を経て、１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）に帰還される。
ここで用いられる濃縮フィルター６０Ａ（Ｂ）としては、細孔径が通常、１ｎｍ（０.
００１μｍ）〜１００ｎｍ（０．１μｍ）程度であり、前記市販品（例：セラミックス膜の「ＭＥＭＢＲＡＬＯＸ」）が好適に使用される。
【００５９】
この限外濾過では、処理すべき研磨廃液は、０．１〜１ＭＰａ程度で加圧して限外濾過膜分離に供され、上記したように溶媒、イオン、低分子物質などは分離除去される。
さらに、濃縮フィルター６０Ａ（Ｂ）にて濃縮された濃縮液は、流路６３Ａ（Ｂ）に設置された濃度モニタ７０Ａ（Ｂ）により比重とｐＨなどが測定される。この濃度モニタ７０Ａ（Ｂ）により、濃縮液のｐＨ値は、スラリの凝集を抑制する観点から好ましくは、ｐＨ９〜１１程度に維持される。なお、濃縮液のｐＨ調整を行いこのような所望の値に維持するには、従来より公知のｐＨ調整剤８０Ａ（Ｂ）を必要により添加すればよく、例えば、シリカ微粒子研磨材廃液では、アンモニウム塩またはその水溶液などのアルカリ剤を、また、アルミナ微粒子研磨材廃液では、硝酸などの酸性剤を必要により添加すればよい。
本発明では一次濃縮ユニット（Ａ）において、濃縮液の比重が前述したように、原液の比重×０．９＜（Ａ）工程での濃縮＜原液の比重×０．９６に達するまで、濃縮処理された濃縮液を１次濃縮タンクに戻し、再び濃縮フィルターにて濃縮処理を行う１次濃縮が繰り返される。
【００６０】
本発明では２段階以上の多段階（具体的には、２段階）工程で廃液の濃縮を行い、しかも各段階での濃縮液の比重上昇を上記範囲に設定しているので、一次濃縮ユニット（Ａ）で廃液の濃縮工程を繰り返しても、凝集等による粗大粒子の発生がないか極めて抑制され、その結果濃縮液中の粗大粒子の発生量が増大せず、効率よく廃液の濃縮を実施し、所望の粒径の砥粒が含まれた新品同様の平均粒子径のリサイクル液を得ることができるのであろうと推定される。なお、より理想的には、この濃縮工程を３段、４段、・・・・・ｎ段（ｎ：例えば、５以上の整数）と可能な限り多段工程に設定し、より緩やかな比重変化となるように設計すれば、凝集物等の発生抑制には、より有効と考えられるが、経済性、運転効率等の点からは必ずしも実用的でない。
【００６１】
上記工程では、このように限外濾過を行い、廃液が濃縮されるたびにタンク５０Ａ（Ｂ）中の研磨廃液の量が減少していくため、１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）中の液量がある一定量にまで低減すると、回収タンク４０から研磨廃液２０が１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）にその分供給（補充）されるようになっている。その結果、タンク中の液量がほぼ一定に保持された状態で一次濃縮が繰り返される。
（３）２次濃縮ユニット
本発明では一次濃縮ユニット１００Ａ（Ｂ）において、濃縮液の比重が前述したように、原液の比重×０．９＜（Ａ）工程での濃縮＜原液の比重×０．９６に達した１次濃縮液は、次いで、二次濃縮ユニット２００に送られる。
【００６２】
この図１では、二次濃縮ユニット２００は、基本的には、二次濃縮液を貯留させる２次濃縮タンク１５０と、濃縮モジュール（濃縮装置）１６０とから構成され、濃縮液のｐＨ、比重を監視する濃度モニタ１７０Ｃを具備している。（なお二次濃縮ユニット２００は、効率化等の点から２台以上並列に設置することも可能であるが図１では１台のみ設置された態様が示されている。）
この２次濃縮タンク１５０には、該タンク内の液温を検出監視する温度センサー１５２と、該温度センサー１５２と電気的に接続され、該２次濃縮タンク１５０内の液温を所定温度に保持する冷却装置１５５とが設けられている。
【００６３】
さらに、この二次濃縮ユニット（Ｂ）２００は、得られた二次濃縮液をさらに精製・ろ過に供する精製・ろ過装置３００を具備していても良い。この精製・ろ過装置３００は、二次濃縮液およびろ過処理中の再生液を貯留させる精製タンク２５０と、ろ過フィルタ２６０とから構成され、濃縮液のｐＨ、比重を監視する濃度モニタ１７０Ｄを具備している。
【００６４】
上記精製タンク２５０にも、該タンク内の液温を検出監視する温度センサー２５２と、該温度センサー２５２と電気的に接続され、該精製タンク２５０内の液温を所定温度に保持する冷却装置２５５とが設けられていることが前述したような理由から望ましい。
【００６５】
このような二次濃縮ユニット（Ｂ）２００では、２台の一次濃縮ユニット（Ａ）にて所定の比重に濃縮された一次濃縮液は、２次濃縮タンク１５０に受け入れられ、さらに前記と同様の濃縮フィルター１６０を経て濃縮され、前記と同様の濃度モニタ１７０Ｃにより比重とｐＨが測定されたのち、前記と同様の２次濃縮タンク１５０に戻り、２次濃縮液の比重が前記したような値：原液の比重×０．９９＜（Ｂ）工程での濃縮＜原液の比重×１．０１となるまで２次濃縮が繰り返される。
【００６６】
なお、２次濃縮に濃縮フィルター１６０を経て、研磨廃液中の溶媒（水、ｐＨ調整剤）、イオン、低分子物質、塩類などは、ろ液（透過液）として膜を透過し、排水路１６２を経て系外に除去される。そして、得られた２次濃縮液は、精製・ろ過装置３００に送られる。
（３−１）精製・ろ過装置
最後に、２次濃縮液は精製・ろ過装置３００に送られ、フィルター２６０にて全量ろ過された後、濃度モニタ１７０ＤによりｐＨと比重が測定され、原液と同程度のｐＨ値に調整されて最終リサイクル液（リサイクル液）となる。
【００６７】
なお、本発明の好適一態様を示す図１では、フィルター２６０が設けられた態様が示されているが、本発明では、これ（精製・ろ過装置３００）が無くても得られた２次濃縮液は再利用可能なスラリーを提供できる。
［発明の効果］
（１）  以上詳述したことから明らかなように、本発明では、各濃縮工程で比重を測定し管理し、また、フィルター通過後の処理液の流速をその好適態様では２ｍ／ｓｅｃ以上に制御し、また処理工程での温度（上記一次濃縮工程(Ａ)及び二次濃縮工程(Ｂ)における液温）を、通常２０〜３０℃、その好適態様では、２３〜２７℃に保持して濃縮を行っているので、安定して粗大粒子径の発生を抑制でき、原液に近い粒度分布を有するリサイクル液を提供できる。よって、再利用可能な研磨剤（リサイクル品）を効率良く提供できるため、研磨液の使用量を少なくし、半導体製造時の平坦化研磨工程のコスト低減と環境負荷の低減が可能となる。
（２）  また、本発明では、１次濃縮ユニット１００Ａ（Ｂ）を複数準備し、それぞれのユニット１００Ａ（Ｂ）で濃縮された１次濃縮液を一度に２次濃縮ユニット２００に送り、さらに二次濃縮することで、効率よく大量の研磨廃液を処理できる。
［実施例］
次に、本発明について実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は係る実施例により何ら限定されるものではない。
＜＜スラリーリサイクル工程中の比重と最大粒子径の関係＞＞
［実施例１］
＜一次濃縮工程＞
図１の回収タンク４０より未処理の研磨材廃液（濃度：１．０重量％，比重：１．０１０、ｐＨ：１０．０）２０を抜き出して１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）に１２０リットルを送り込み、孔径２０〜１００ｎｍのセラミック膜を用いた濃縮フィルター（日本ポール株式会社製、商品名「ＭＥＭＢＲＡＬＯＸ」、セラミック膜）６０Ａ（Ｂ）にて濃縮した。
【００６８】
この際の温度センサー５２Ａ（Ｂ）の温度は、２５℃に保持した。また、流量センサー６５Ａ（Ｂ）の値は、３．８ｍ／ｓｅｃに保持した。
このように、濃縮フィルターによる濃縮を繰り返し、１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）内の液量が（１２０リットルから濃縮されて）約２０リットルに減少した時点で、研磨廃液２０を１次濃縮タンク５０Ａ（Ｂ）内に、その全量が約１２０リットルになるまで未処理の研磨材廃液を供給（補充）し、さらに一次濃縮を繰り返し行った。
【００６９】
１次濃縮工程では、濃縮液の比重が１．０７になるまで上記工程を繰り返し行った。
＜二次濃縮工程＞
さらに、２次濃縮工程に移行し、比重１．０７の１次濃縮液５０リットルを１次濃縮と同様の濃縮フィルター１６０によって濃縮を繰り返して、比重が１．１５になった時点で最終液（リサイクル液１）とした。
【００７０】
この際の温度センサー１５２の温度は、２５℃に保持した。また、流量センサー１６５の値は、３．８ｍ／ｓｅｃに保持した。
［比較例１］
１次濃縮タンクに１２０リットル研磨廃液を送り込み、孔径２０〜１００ｎｍの限外ろ過膜を用いたセラミック製ろ過器（日本ポール株式会社製、商品名「ＭＥＭＢＲＡＬＯＸ
」、セラミック膜）で濃縮を繰り返し、１次濃縮タンク内の濃縮液が約２０リットルに減少した時点で、未処理の研磨廃液２０を１次濃縮タンク内の全量が１２０リットルになるまで供給（補充）し、さらに限外ろ過器にて濃縮工程を繰り返し行った。この「研磨廃液の追加→濃縮」の上記１次濃縮工程を繰り返し行い、濃縮液の比重が１．１５になった時点で濃縮工程を終了させて最終液（リサイクル液２）とした。
【００７１】
なお、この際の温度センサー５２Ａ（Ｂ）の温度は、２５℃に保持した。また、流量センサー６５Ａ（Ｂ）の値は、３．８ｍ／ｓｅｃに保持した。
［測定方法］
＜比重・最大粒径の測定＞
実施例１では、１次濃縮工程において廃液を追加する直前の濃縮液を採取し、比重と最大粒径を測定しプロットした（＜１＞）。さらに２次濃縮工程においては、限外ろ過を実施した後の濃縮液を採取し、比重と最大粒径を測定した（＜２＞）。
【００７２】
また、比較例１では、廃液を追加する直前の濃縮液を採取し、比重と最大粒径を測定しプロットした（＜３＞）。
結果を図３に示す。
【００７３】
＜検討＞
図３によれば、比較例１に示す１段濃縮（連続濃縮）では比重１．０７付近から粒子径の増大が始まっているが、実施例１に示す２段階濃縮（比重値管理による２回に分けての濃縮）では、粒子径の増大が抑えられている。＜＜粒度分布＞＞
［粒度分布測定］
原料廃液(アルカリ性シリカ研磨液)と、実施例1で得られた「リサイクル液１」、およ
び比較例１で得られた「リサイクル液２」について粒度分布を下記測定装置にて測定した。
【００７４】
結果を図４に示す。
＜粒度分布測定装置＞
商品名  ；レーザ回析式粒度分布測定装置 SALD-7000、
製造会社  ；株式会社  島津製作所。
【００７５】
＜考察＞
図４によれば、粒度分布においても、実施例１の２段濃縮の方が原液に近い粒度分布を示している。
［実施例２〜５］
実施例１において、１次濃縮工程及び２次濃縮工程における温度センサー５２Ａ（Ｂ）の温度を２５℃から、２３℃（実施例２）、２７℃（実施例３）、３０℃（実施例４）、３８℃（実施例５）にそれぞれ変えた以外は、実施例１と同様にして未処理の研磨材廃液の濃縮処理を行い、得られたリサイクル液の粒度分布を上記と同様に測定した。
【００７６】
結果を図５（及び図６）に示す。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】図１は、本発明の好適な一実施例を示す化学的機械研磨材のリサイクル方法及びそれに用いられるリサイクル装置の模式説明図である。
【図２】図２は、図１に示す濃縮操作における廃液の追加時期、各工程での廃液処理所要時間、総廃液量等の一例を説明する説明図である。
【図３】図３は、濃縮液の比重（横軸）と、該液に含まれる粒子の最大径（μｍ）の関係を示す。「□」は比重１．００〜１．０７までのプロットが、工程＜１＞すなわち。「実施例１の一次濃縮工程において、廃液を追加する直前の濃縮液を採取す、該液の比重と含まれる粒子の最大径を測定しプロットした。」ものを示す。また、それ（＝比重１．０７）以降の（右から２つの）プロット（□）は、工程＜２＞すなわち、「実施例１の２次濃縮工程において、限外ろ過を実施した後の濃縮液を採取し、該液の比重と含まれる粒子の最大径を測定し、プロットした。」ものを示す。
【図４】図４は、原液（×印）および、比較例１の１段濃縮液（□印）、実施例１の２段濃縮液（■印）について、含まれる粒子の粒子径(μｍ：横軸)と、相対粒子量差分値（粒度分布、％：縦軸）との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、実施例２〜５の２段濃縮液について、含まれる粒子の粒子径(μｍ：横軸)と、相対粒子量差分値（粒度分布、％：縦軸）との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例１〜５の２段濃縮液と、比較例１について、含まれる粒子の粒子径(μｍ：横軸)と、相対粒子量差分値（粒度分布、％：縦軸）との関係をまとめて示すグラフである。
【００７８】
図６中で、「１段」は比較例１を示し、「２段」は実施例１を示す。
また、２３℃は実施例２、２７℃は実施例３、３０℃は実施例４、３８℃は実施例５をそれぞれ示す。
【符号の説明】
【００７９】
２０・・・・・研磨材廃液または未処理原液、
３０・・・・・ストレーナー（ろ過器）、
４０・・・・・回収タンク、
５０Ａ、５０Ｂ・・・・・１次濃縮タンク、
５２Ａ、５２Ｂ・・・・・温度センサー、
５５Ａ、５５Ｂ・・・・・冷却装置、
６０Ａ、６０Ｂ・・・・・（一次）濃縮フィルター（濃縮装置）、限外ろ過器、限外濾過膜、
６２Ａ、６２Ｂ・・・・・排水路、
６３Ａ、６３Ｂ・・・・・流路、
６５Ａ、６５Ｂ・・・・・・流量センサー、
７０Ａ、７０Ｂ・・・・・濃度モニタ、
８０Ａ、８０Ｂ・・・・・ｐＨ調整剤、
１００Ａ、１００Ｂ・・・・・一次濃縮ユニット（Ａ）、
１５０・・・・・濃縮タンク、二次濃縮タンク、
１５２・・・・・・温度センサー、
１５５・・・・・・冷却装置、
１６０・・・・・（二次）濃縮フィルター（濃縮装置）、限外ろ過器、
１６２・・・・・排水路、
１６３・・・・・流路、
１６５・・・・・・流量センサー、
１７０Ｃ、１７０Ｄ・・・・・濃度モニタ、
２００・・・・・二次濃縮ユニット（Ｂ）、
２５０・・・・・精製タンク、
２５２・・・・・・温度センサー、
２５５・・・・・・冷却装置、
２６０・・・・・ろ過フィルタ、
３００・・・・・精製・ろ過装置。
【図１】
2008034827.tif 000003
【図２】
2008034827.tif 000004
【図３】
2008034827.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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