(57)【要約】【課題】  半導体製造プロセスの廃液又は廃材から高価なシリコンを再利用することが可能なシリコンリサイクルシステムを提供することである。【解決手段】  シリコンインゴット又はシリコンウエーハを研削又は切削する加工装置によって生成される廃液又は廃材を回収してシリコンをリサイクルするシリコンリサイクルシステムであって、加工装置から排出される廃液又は廃材を収集する廃液廃材収集手段と、該廃液廃材収集手段により収集された廃液又は廃材を精製場所まで回収する回収手段と、回収された廃液又は廃材を精製シリコンに精製する精製手段と、該精製手段によって精製された精製シリコンからシリコンインゴットを製造するシリコンインゴット製造手段とから構成される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンインゴット又はシリコンウエーハを研削又は切削する加工装置によって生成される廃液又は廃材を回収してシリコンをリサイクルするシリコンリサイクルシステムであって、
加工装置から排出される廃液又は廃材を収集する廃液廃材収集手段と、
該廃液廃材収集手段により収集された廃液又は廃材を精製場所まで回収する回収手段と、
回収された廃液又は廃材を精製シリコンに精製する精製手段と、
該精製手段によって精製された精製シリコンからシリコンインゴットを製造するシリコンインゴット製造手段と、
から構成されることを特徴とするシリコンリサイクルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン半導体製造プロセスの廃液又は廃材からシリコンを回収して再利用するシリコンリサイクルシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが分割予定ラインによって区画されて表面に形成された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚さに加工された後、ダイシング装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される（特開２００５−３１７８４６号参照）。
【０００３】
ＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスの製造プロセスでは、一般的にシリコンインゴットをスライスしてベースとなるシリコンウエーハを形成し、シリコンウエーハの両面を研削するとともにポリッシングして鏡面に加工し、鏡面に加工されたシリコンウエーハの表面にフォトリソグラフィープロセスにより回路を形成する。その後、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚さに加工された後、切削装置により個々のデバイスに分割される。
【特許文献１】特開２００５−３１７８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述したようなデバイスの製造プロセスは、シリコンインゴットからデバイスに至る過程において、シリコンの大半が廃棄され不経済であるという問題がある。
【０００５】
即ち、シリコンインゴットの体積を１００％とした場合、シリコンインゴットをスライスしてベースとなるウエーハを形成する際に廃棄される体積は２０％、鏡面加工される際に廃棄される体積は２０％、ウエーハの裏面を研削してウエーハの厚みを薄くする際に廃棄される体積は５５％、ウエーハを個々のデバイスに分割する際に廃棄される体積は１％となり、デバイスを得るまでにシリコンインゴットの９６％が廃棄されることになる。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、半導体製造プロセスで廃棄されるシリコンを再利用可能なシリコンリサイクルシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によると、シリコンインゴット又はシリコンウエーハを研削又は切削する加工装置によって生成される廃液又は廃材を回収してシリコンをリサイクルするシリコンリサイクルシステムであって、加工装置から排出される廃液又は廃材を収集する廃液廃材収集手段と、該廃液廃材収集手段により収集された廃液又は廃材を精製場所まで回収する回収手段と、回収された廃液又は廃材を精製シリコンに精製する精製手段と、該精製手段によって精製された精製シリコンからシリコンインゴットを製造するシリコンインゴット製造手段と、から構成されることを特徴とするシリコンリサイクルシステムが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、シリコンインゴットをスライスするスライシング装置、シリコンウエーハの両面を研削する両面研削装置、ウエーハの両面を鏡面加工するポリッシング装置、表面にデバイスが形成されたウエーハの裏面を研削する研削装置、ウエーハを個々のデバイスに分割するダイシング装置等の加工装置によって生成される廃液又は廃材を回収して、シリコンインゴットを製造するようにシリコンリサイクルシステムを構成したので、半導体製造プロセスで廃棄されるシリコンを回収して再利用でき経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、半導体ウエーハメーカー、半導体デバイスメーカー、ＭＥＭＳメーカー、再生ウエーハメーカー等で廃棄されるシリコンの廃液又は廃材を回収して再利用するシリコンリサイクルシステムを提供せんとするものであり、シリコンの廃液又は廃材は以下のような加工装置を使用した時に排出される。
【００１０】
即ち、シリコンインゴットをスライスしてベースとなるシリコンウエーハを形成するスライシング装置、シリコンウエーハの両面を研削する両面研削装置、シリコンウエーハの両面を鏡面加工するポリッシング装置、表面にデバイスが形成されたシリコンウエーハの裏面を研削する研削装置、シリコンウエーハを個々のデバイスに分割するダイシング装置等の加工装置によって、シリコンの廃液又は廃材が精製される。
【００１１】
これらの加工装置のうち、生成される廃液又は廃材の量が最も多いウエーハの裏面研削装置について図１乃至図５を参照して説明する。
【００１２】
図１は所定の厚さに加工される前の半導体ウエーハの斜視図である。図１に示す半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハから成っており、表面１１ａに複数のストリート１３が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート１３によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。
【００１３】
このように構成されたシリコンウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。また、シリコンウエーハ１１の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。
【００１４】
シリコンウエーハ１１の表面１１ａには、保護テープ貼着工程により保護テープ２３が貼着される。したがって、シリコンウエーハ１１の表面１１ａは保護テープ２３によって保護され、図２に示すように裏面１１ｂが露出する形態となる。
【００１５】
以下、このように構成されたシリコンウエーハ１１の裏面１１ｂを所定厚さに研削する研削装置２を図３を参照にして説明する。研削装置２のハウジング４は、水平ハウジング部分６と、垂直ハウジング部分８から構成される。
【００１６】
垂直ハウジング部分８には上下方向に伸びる一対のガイドレール１２、１４が固定されている。この一対のガイドレール１２、１４に沿って研削手段（研削ユニット）１６が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット１６は支持部２０を介して一対のガイドレール１２、１４に沿って上下方向に移動する移動基台１８に取り付けられている。
【００１７】
研削ユニット１６は、支持部２０に取り付けられたスピンドルハウジング２２と、スピンドルハウジング２２中に回転可能に収容されたスピンドル２４と、スピンドル２４を回転駆動するサーボボータ２６を含んでいる。
【００１８】
図５に最もよく示されるように、スピンドル２４の先端部にはマウンター２８が固定されており、このマウンター２８には研削ホイール３０が螺子止めされている。例えば、図４に示すように研削ホイール３０はホイール基台３２の自由端部に粒径０．３〜１．０μｍのダイアモンド砥粒をビトリファイドボンド等で固めた複数の研削砥石３４が固着されて構成されている。
【００１９】
研削手段（研削ユニット）１６にはホース３６を介して研削水が供給される。好ましくは、研削水としては純水が使用される。図５に示すように、ホース３６から供給された研削水は、スピンドル２４に形成された研削水供給穴３８、マウンター２８に形成された空間４０及び研削ホイール３０のホイール基台３２に形成された複数の研削水供給ノズル４２を介して、研削砥石３４とチャックテーブル５０に保持されたウエーハ１１に供給される。
【００２０】
再び図３を参照すると、研削装置２は、研削ユニット１６を一対の案内レール１２，１４に沿って上下方向に移動する研削ユニット送り機構４４を備えている。研削ユニット送り機構４４は、ボール螺子４６と、ボール螺子４６の一端部に固定されたパルスモータ４８から構成される。パルスモータ４８をパルス駆動すると、ボール螺子４６が回転し、移動基台１８の内部に固定されたボール螺子４６のナットを介して移動基台１８が上下方向に移動される。
【００２１】
５０は研削すべきウエーハ１１を吸引保持するチャックテーブルであり、図示しないチャックテーブル移動機構によりＹ軸方向に移動可能に構成されている。即ち、チャックテーブル５０は図示したウエーハ搬入・搬出位置と、研削ホイール３０に対向する研削位置との間でＹ軸方向に移動される。５２、５４は蛇腹である。
【００２２】
このような研削装置２によって、例えば厚さ７００μｍのシリコンウエーハ１１はその裏面が研削されて厚さ１００μｍのウエーハに形成される。ウエーハ１１の研削時には、研削水を供給しながらウエーハ１１の裏面を研削砥石３４で研削するため、研削屑のシリコンを含む多量の廃液が図５に示すように水平ハウジング６の上面１０に排出される。
【００２３】
本発明のシリコンリサイクルシステムは、この廃液を回収してシリコンインゴットを製造し、このシリコンインゴットから例えばシリコンの太陽電池等を製造するために再利用するものである。
【００２４】
以下、図６を参照して、本発明のシリコンリサイクルシステムの概要について説明する。６０は上述したシリコンウエーハの裏面を研削する研削装置２、シリコンインゴットをスライスするスライシング装置、シリコンウエーハの両面を研削する両面研削装置、ウエーハの両面を鏡面加工するポリッシング装置、ウエーハを個々のデバイスに分割するダイシング装置等の加工装置であり、これらの加工装置によりシリコンを加工すると廃液又は廃材が排出される。
【００２５】
この廃液又は廃材はバケツ等の廃液廃材収集手段６２で収集される。収集された廃液又は廃材は、トラック等の回収手段６４により精製工場等のシリコンの精製場所に集められる。
【００２６】
回収手段６４により回収されたシリコンの廃液又は廃材は、精製手段６６によってある程度の純度まで精製される。このように精製されたシリコンを溶融して再凝固するシリコンインゴット製造手段６８によりシリコンインゴット７０が製造される。
【００２７】
このシリコンインゴット７０は、適度の厚さにスライスされて例えば太陽電池等の製造に供される。シリコンのアモルファス太陽電池、多結晶太陽電池はそれ程の純度を必要としないため、このような半導体製造プロセスのリサイクル品を使用可能である。
【００２８】
多結晶シリコンの製造には、例えばシリコンインゴット７０をパウダー状に砕き、水素雰囲気下で加熱処理し、真空下で加熱処理されたシリコン粉末を１２００℃〜１４００℃の範囲で面圧２０気圧以上の圧力の下でホットプレス処理を行うことにより、多結晶シリコン焼結体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】シリコンウエーハの表面側斜視図である。
【図２】保護テープが貼着されたシリコンウエーハの裏面側斜視図である。
【図３】研削装置の外観斜視図である。
【図４】下側から見た研削ホイールの斜視図である。
【図５】切削ホイールの縦断面図である。
【図６】本発明実施形態の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
２    研削装置
１１    シリコンウエーハ
１６    研削ユニット
３０    研削ホイール
３４    研削砥石
５０    チャックテーブル
６０    加工装置
６２    廃液廃材収集手段
６４    回収手段
６６    精製手段
６８    シリコンインゴット製造手段
【図１】
2009298650.tif 000003
【図２】
2009298650.tif 000004
【図３】
2009298650.tif 000005
【図４】
2009298650.tif 000006
【図５】
2009298650.tif 000007
【図６】
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