(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体ウェーハ切断工程に用いた後の廃液中に含まれる切削屑を効率良く除去し、切削屑除去後の水を再利用できるようにする。【解決手段】廃液に高圧直流電界を印加してシリコン粒子の表面電荷を変化させ、シリコン粒子同士またはフィルタに対して吸着しやすい状態とし、シリコン平均粒子径よりもやや大きい流路を形成した一次フィルタ６にこの廃液を通し、次に、一次フィルタを通過した廃液をシリコン最小粒子径よりもやや小さい流路が形成された二次フィルタ７を通過させて、二次フィルタ通過後の液を半導体ウェーハ切断工程の溶媒として再利用するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハに溶媒の純水を噴射しつつ当該半導体ウェーハをダイヤモンドカッタで切断する工程で排出される廃液中から切削屑のシリコン粒子を取り除く廃液処理方法であって、
前記廃液を連続して流しながらまたは一時的に貯留した状態で高圧直流電界を印加してシリコン粒子の表面電荷を変化させた後、前記廃液をシリコン粒子径よりもやや大きい流路を形成した一次フィルタを通過させ、前記フィルタを通過した廃液をシリコン粒子径よりもやや小さい流路を形成した二次フィルタを通過させ、二次フィルタ通過後の液を半導体ウェーハ切断工程の溶媒として再利用することを特徴とする廃液処理方法。
【請求項２】
半導体ウェーハに溶媒の純水を噴射しつつ当該半導体ウェーハをダイヤモンドカッタで切断する工程から排出される廃液中から切削屑のシリコン粒子を取り除く廃液処理装置であって、
前記廃液を連続して流しながらまたは一時的に貯留した状態で前記廃液に高圧直流電界を印加する直流電界印加装置と、高電圧を印加された廃液を処理するシリコン粒子径よりもやや大きい流路を形成した一次フィルタ部と、一次フィルタ通過後の廃液を処理するリコン粒子径よりもやや小さい流路の形成された二次フィルタ部と、を備えたことを特徴とする廃液処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の廃液処理装置において、
前記直流電界印加装置が所定の速度で排水が流れる四角ダクトと、前記四角ダクトの流路中心に複数の陽極電極と、前記四角ダクトの外側に設けた平板状の陰極電極とから構成され、前記四角ダクトの底部には濃縮排水を排出するためのバルブを備えた配管が設けてあることを特徴とする廃液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃液処理方法および廃液処理装置に関し、特に、半導体製造システムのシリコンダイシング工程で発生する切削屑を含む廃液の処理技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程にはウェーハ表面にICチップを形成した後にウェーハを複数のＩＣチップに分割するダイシング工程がある。この工程ではウェーハに純水を噴射しながらダイヤモンドカッタを用いてウェーハを切断する。それゆえ、この廃液中にはウェーハの細かな切削屑が多数含まれている。
【０００３】
この廃液処理方法としては、例えば、特許文献１に、多段のフィルタを設置して大きい切削屑から順次分離する方法が記載されている。また、その他の廃液処理方法としては、例えば、特許文献２に、直流電気分解によってシリコン粒子を重力沈降しやすくする方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３４９９２号公報
【特許文献２】特開平０７−１８５５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に示した従来例では第１フィルタで５μｍ以上の切削屑を分離し、第２フィルタで１μｍ以上の切削屑を分離し、第３フィルタで０．１μｍ以上の切削屑を除去するように構成しているが、ダイシング廃液の切削屑は１μｍ以下が大半であり、第３フィルタが短時間で目詰まりする可能性がある。
【０００６】
また、特許文献２に示した従来例では沈降分離に要する時間が長く、処理液量が多い場合に対応できない可能性がある。さらに、消費電力が多く、ランニングコストが高い可能性がある。
【０００７】
本発明はこのような従来技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、廃液中の切削屑を効率良く除去できるようにすると共に、この廃液を再利用できるようにした廃液処理方法および廃液処理装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明では、半導体ウェーハに溶媒の純水を噴射しつつ当該半導体ウェーハをダイヤモンドカッタで切断する工程から排出される廃液中から切削屑のシリコン粒子を取り除くために、廃液に高圧直流電界を印加してシリコン粒子の表面電荷を変化させ、シリコン粒子同士またはフィルタに対して吸着しやすい状態とし、シリコン平均粒子径よりもやや大きい流路を形成した一次フィルタにこの廃液を通し、次に、一次フィルタを通過した廃液をシリコン最小粒子径よりもやや小さい流路が形成された二次フィルタを通過させて、二次フィルタ通過後の液を半導体ウェーハ切断工程の溶媒として再利用するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
半導体製造工程で純水を大量に消費するダイシング装置の廃液を処理して、再度ダイシング装置に供給することができ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る廃液処理方法及び廃液処理装置について説明する。
【００１１】
図１は本発明に係る廃液処理装置の構成例を示す系統図である。この系統図の機器配置を最初に説明する。
【００１２】
ウェーハダイシング装置１には配管１６を介して純水を供給する純水製造装置８が接続されている。純水製造装置８には配管１５を介して原水が供給される。また、ウェーハダイシング装置１の下部には廃液タンク２に廃液を排出するための配管１０が接続されている。廃液タンク２の底部近傍には途中にバルブ３２を有する配管１７が接続されている。さらに、廃液タンク２には廃液を吸いだすための配管１１が設けてあり、この配管１１の途中にポンプ３が設けてある。配管１１は直流電界印加装置４の入口側に接続されている。直流電界印加装置４の底部近傍には濃縮廃液を排出するため、途中にバルブ３３を有する配管２０が接続されている。直流電界印加装置４の出口側は途中にポンプ５を有する配管１２を介して一次フィルタ６の入口側に接続している。一次フィルタ６の底部近傍には途中に、濃縮廃液を排出するため、バルブ３４を有する配管18が接続している。一次フィルタ６の出口側は配管１３を介して二次フィルタ７の入口側に接続している。二次フィルタ７の底部近傍には、濃縮廃液を排出するため、途中にバルブ３５を有する配管１９が接続してある。二次フィルタ７の出口側は途中にバルブ３１を有する配管１４を介して配管１６に接続している。
【００１３】
次に、図１に示した廃液処理装置を構成する機器の機能について説明する。純水製造装置８には配管１５によって井戸水や水道水などの原水が供給され、内部の膜分離などによって不純物が取り除かれ、純水が製造される。製造された純水は配管１６を通ってウェーハダイシング装置１に供給され、その内部で切断加工されるウェーハに噴射される。この切断工程によって、ウェーハを構成するシリコンが微細粒子となり、純水に洗い流されてウェーハダイシング装置１の下部へ流下する。
【００１４】
このシリコン微細粒子を含む純水は、廃水となってウェーハダイシング装置１の下部から配管１０を通って廃液タンク２に流入する。この廃液に含まれるシリコン粒子は平均直径が０．２μｍ程度と非常に細かく、表面が電荷を帯びているので大部分の粒子は水中で沈降しない。しかし、大粒の粒子も存在し、この大粒のシリコン粒子は水中で沈降するので、この廃液タンク２の底部に集まる。この大粒のシリコン粒子は適当な時期にバルブ３２を開いて配管１７から水と共に濃縮廃水として排出される。
【００１５】
廃液タンク２に貯留した廃液はポンプ３によって配管１１を経由して汲み上げられ、直流電界印加装置４の入口に供給される。直流電界印加装置４では廃液を介して電流が流れないように、少なくとも一方の電極を廃液に直接接触しないように、廃液外部に設置する構造や、電極表面を非導電性物質で被覆する構造にして直流電圧を印加する。この直流電界印加によって廃液中のシリコン粒子の表面電荷がゼロ側に変化する。このシリコン粒子の表面電荷の変化は直流電圧が高いほど効果が大きく、印加時間が長いほど効果が大きい。本願発明者の実験結果では廃液に直流電圧を１ｋＶ／ｃｍ印加すると５分以内の印加でシリコン粒子の除去に明確な効果が現われた。従って、直流電界印加装置４は印加電圧が決まると、必要な印加時間が決定するので、廃液を連続して処理する場合には廃液処理量に対応した流路面積と長さを選択すればよい。また、廃液の流れを一時的に停止して処理することも可能である。この直流電界印加装置４では廃液流れの抵抗となる物体は電極だけであり、目詰まりすることがなく、圧力損失が少ないので、ポンプ３の所要動力が少なくて済む。
【００１６】
このように、本発明では直流電界印加装置４での廃液の滞留時間が短いので、直流電界印加装置４内でのシリコン粒子径の変化（凝集）はほとんどなく、沈降するシリコン粒子はごく少量である。しかし、長時間運転時には、このシリコン粒子のうち一定量が沈降するので、バルブ３３を開いて配管２０から濃縮廃水として排出する。
【００１７】
直流電界印加装置４出口側から排出された廃液はポンプ５で昇圧され、配管１２を通って一次フィルタ６へ供給される。この一次フィルタ６で大部分のシリコン粒子を分離するが、一次フィルタ６の微細流路直径を廃液中シリコン粒子平均直径の３倍以上である約１μｍを選択した場合でもシリコン粒子が吸着しやすいように表面電荷が変化しているので９０％以上を分離できる。分離したシリコン粒子はバルブ３４を開いて配管１８から水と共に濃縮廃水として排出する。一次フィルタ６から排出された純水に近い廃水は配管１３を通って二次フィルタ７に供給される。二次フィルタ７では廃液中のすべてのシリコン粒子を分離するので、二次フィルタ７の微細流路直径は廃液中の最小シリコン粒子直径に相当する大きさを選択する。通常は約０．１μｍを選択する。本発明の装置では一次フィルタ６で大部分のシリコン粒子を分離できるので、二次フィルタ７で分離するシリコン粒子はごく少量となり、二次フィルタ７は目詰まりしにくく、長時間の運転が可能である。二次フィルタ７で分離したシリコン粒子はバルブ35を開いて配管１９から濃縮廃水として排出する。二次フィルタ７を通過した処理水はバルブ３１を開いて配管１４を通して配管１６に供給し、純水として再利用する。
【００１８】
このように、本発明によれば流路全体が目詰まりしにくいのでポンプ所要動力が少なく、単位時間当りの廃水処理量を多くできる。
【００１９】
図２は直流電界印加装置４の概念を示す平面図である。上面開放の四角ダクト５１の流路中心に複数の棒状陽極電極４２を並べ、四角ダクト５１の外側両側面に排水の流れ方向に長い平板状陰極電極４１を設置している。棒状陽極電極４２はリード線４４で連接し、直流電源４３の陽極に接続している。平板状陰極電極４１はリード線４５で連接し、直流電源４３の陰極にリード線４６で接続している。四角ダクト５１は樹脂やガラス等の直流電界を遮断しない材質で構成する。直流電源の電圧は陽極電極４２と陰極電極４１とが空気中で放電しない値を選択する。従って、この値は陽極電極４２と陰極電極４１との距離によって決まり、通常の大気条件下では１ｋＶ／ｃｍ以下を選択する。廃液は配管１１で供給し、配管１２で排出する。
【００２０】
直流電界印加装置４の別の構造として、図２の平板状陰極電極４１を四角ダクト５１の内部に設置して廃液に直接接触するようにし、棒状陽極電極４２が廃液に直接接触しないように樹脂フィルム等の非伝導性物質で被覆する。この構造にすると四角ダクト５１の流路幅が広い場合にも陽極電極と陰極電極の組合せを複数個設置することで対応できる。また、陽極電極と陰極電極の組合せを複数個設置し、陽極と陰極の距離を短くすると直流電源４３の電圧を低くすることができるので、直流電源４３のコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態に係る廃液処理装置の構成例を示す系統図。
【図２】実施形態に係る直流電界印加装置の構成例を示す平面図。
【符号の説明】
【００２２】
２…廃液タンク、３…ポンプ、４…直流電界印加装置、５…ポンプ、６…一次フィルタ、７…二次フィルタ、８…純水製造装置、１１〜１９…配管、３１〜３５…バルブ。
【図１】
2009061559.tif 000003
【図２】
2009061559.tif 000004