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公開番号2024053779
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-16
出願番号2022160207
出願日2022-10-04
発明の名称CMP用セリアスラリー再生方法
出願人株式会社MFCテクノロジー
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/304 20060101AFI20240409BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】複数種の研磨剤を含むCMP工程廃液からセリアを簡易な工程で再生できるセリア再生方法を提供する。
【解決手段】セリア再生方法は、CMPプロセスから排出される使用済スラリー1を貯液する貯液工程2と、CMP工程廃液PWをクロスフロー濾過装置によって濃縮する濃縮工程3とを備え、CMP工程廃液PWは、セリアとシリカとを含み、セリア再生方法は、濃縮工程3において、CMP工程廃液PWがpH13以上になるようにアルカリ性物質を添加してシリカを溶解させるpH調整工程32を有し、溶解したシリカ成分が除去される。濾過装置は、セラミックフィルタを用いたクロスフロー濾過装置であり、セリア再生方法は、さらに、pH調整工程32でpH13以上にpH調整されたCMP工程廃液PWを濃縮することでシリカが溶解したアルカリ性の水を濾別する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
半導体集積回路を製造するためのＣＭＰプロセスから排出されるＣＭＰ工程廃液を貯液タンクに貯液する貯液工程と、前記貯液タンクに貯液された前記ＣＭＰ工程廃液を膜フィルタを用いた濾過装置によって濃縮する濃縮工程とを備えるセリア再生方法であって、
前記ＣＭＰ工程廃液は、セリアとシリカとを含み、
前記セリア再生方法は、前記濃縮工程中において、前記ＣＭＰ工程廃液がｐＨ１３以上になるようにアルカリ性物質を添加して前記シリカを溶解させるｐＨ調整工程を有し、溶解したシリカ成分が除去されることを特徴とするセリア再生方法。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
前記濾過装置は、膜フィルタとして、孔径１０～１００ｎｍのセラミックフィルタを有したクロスフロー濾過装置であり、該セラミックフィルタは、アルカリ性溶液に溶解しないことを特徴とする請求項１記載のセリア再生方法。
【請求項３】
前記セリア再生方法は、前記ｐＨ調整工程でｐＨ１３以上にｐＨ調整された前記ＣＭＰ工程廃液を希釈する希釈工程と、希釈された前記ＣＭＰ工程廃液を濃縮する本濃縮工程とを有し、前記希釈工程と、前記本濃縮工程とが繰り返されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のセリア再生方法。
【請求項４】
前記セリア再生方法は、セリアスラリーとして再生する方法であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のセリア再生方法。
【請求項５】
前記ＣＭＰ工程廃液が含む粒子の平均粒径（Ｄ５０）が１０～２００ｎｍであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のセリア再生方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、セリアとともにシリカを含んだＣＭＰ工程廃液からのセリア再生方法に関し、特に、セリアスラリー再生方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の製造において、ウェハー基板表面の平坦化に加えて、近年はダマシン法における基板に埋め込まれた導体金属の平坦化、ＳｉＯ
２
に比較して低い比誘電率をもつ絶縁材料の平坦化、セルの積層数を増やすためのビアホールの平坦化など、高密度セルの製造および１００ｎｍ以下のより微細なパターンの製造などの方法が重要となってきている。ウェハーおよびこの基板上に形成された部材の平坦化は化学機械研磨法（以下、ＣＭＰプロセスという）が広く採用され、半導体製造プロセスにおいてより重要となっている。半導体材料の平坦化がより重要となるに従って、ＣＭＰプロセスに使用されるＣＭＰスラリーの量が増えるとともに、半導体集積回路の製造コストに占める割合も高まっている。このため、ＣＭＰスラリーの品質を維持しながら価格を低減することが求められている。
【０００３】
ＣＭＰスラリーの価格を低減するための一つの方法として、使用済みのＣＭＰスラリーを再生する方法が知られている。半導体ＣＭＰ工程に用いられるＣＭＰスラリーには、研磨剤としてシリカやセリアが用いられている。シリカよりも希少価値の高いセリアを研磨剤として含むスラリー廃液には、シリカのみを含むスラリー廃液よりも、更に大きな再生利用へのニーズがある。
【０００４】
シリカスラリーの再生技術は、セリアスラリーの再生にも適用可能である。しかし、ＣＭＰ工程廃液の回収やＣＭＰスラリーの再生を目的としていなかった半導体工場では、研磨剤種の異なる複数種類の使用済みＣＭＰスラリーが混合されて廃液配管に流れ込む場合が多い。
【０００５】
既に構築された半導体工場で廃液配管を分割することは、敷地面積の点や費用の面から容易でない場合が多く、複数種類のＣＭＰスラリーが混合したＣＭＰ工程廃液からシリカを除去して、希少価値の高いセリアを再利用することの経済的価値は大きい。
【０００６】
ここで、セリアスラリーは光学レンズなどガラスの研磨液としても多く用いられており、その研磨能力が低下すると使用済み研磨液としてスラッジ化して回収されている。この研磨能力の低下は研磨対象物であるガラス（実質的にシリカと同成分）がセリアの表面に付着することが主な原因と考えられており、上記スラッジ中のシリカ成分を除去して、最終的にセリアを固体として回収する技術が知られている。
【０００７】
特許文献１には、回収したセリアスラッジである酸化セリウム研磨材の廃スラリーに強アルカリ溶液を加えてシリカ成分であるガラス材料を分離し、さらにフッ化ナトリウムを加えて水ガラスとして、沈降法、遠心分離法などのバッチ式の方法によりセリア粒子と分離する技術が記載されている。
【０００８】
特許文献２には、回収したセリアスラッジであるセリア含有廃スラッジにフッ素化合物を含む溶解剤溶剤を混和してシリカ成分であるシリカ含有不純物を溶解し、クロスフローろ過システムによって未溶解成分であるセリアのみを分離した後に乾燥および焼成してセリアを採りだす技術が記載されている。本技術では、セリアの分離後に１００℃程度での数秒間乾燥、数百度数時間の焼成という工程を必須としている。最終的に得られるセリア含有再生研磨材は、廃スラッジに含まれているシリカ含有不純物が選択的に溶解されセリアの純度が高められている。
【０００９】
特許文献３には、回収したセリアスラッジである使用済みの酸化セリウム系研磨材粒子をスラリー化した後に、スラリーをアルカリ性にして塩化アルミニウム、塩化鉄などの凝結剤や有機物を除去し、さらに塩酸などの酸を加えてセリア表面に付着したシリカ成分であるガラスの微粒子を分離し、デカンテーション、遠心分離などによりセリア粒子を回収する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０１１－１８９５０３号公報
特表２０１５－５３３６６０号公報
特開２０１５－３３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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