JP3825648B2 - 流体の濾過方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＭＰ排水の濾過方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、産業廃棄物を減らすこと、また産業廃棄物を分別し再利用することまたは産業廃棄物を自然界に放出させないことが、エコロジーの観点から重要なテーマであり、２１世紀へ向けての企業課題である。この産業廃棄物の中には、被除去物が含まれた色々な流体がある。
【０００３】
これらは、汚水、排水、廃液等の色々な言葉で表現されているが、以下、水や薬品等の流体中に被除去物である物質が含まれているものを排水と呼び説明する。これらの排水は、高価な濾過処理装置等で前記被除去物が取り除かれ、排水がきれいな流体となり再利用されたり、分別された被除去物または濾過できず残ったものを産業廃棄物として処理している。特に水は、濾過により環境基準を満たすきれいな状態にして川や海等の自然界に戻されたり、また再利用される。
【０００４】
しかし、濾過処理等の設備費、ランニングコスト等の問題から、これらの装置を採用することが非常に難しく、環境上の問題になっている。
【０００５】
このことからも判るように、排水処理の技術は、環境汚染の意味からも、またリサイクルの点からも重要な問題であり、低イニシャルコスト、低ランニングコストのシステムが早急に望まれている。
【０００６】
一例として、半導体分野に於ける排水処理を以下に説明していく。一般に、金属、半導体、セラミック等の板状体を研削または研磨する際、摩擦による研磨（研削）治具等の温度上昇防止、潤滑性向上、研削屑または切削屑の板状体への付着等が考慮され、水等の流体が研磨（研削）治具や板状体にシャワーリングされている。
【０００７】
具体的には、半導体材料の板状体である半導体ウェハをダイシングしたり、バックグラインドする際、純水を流す手法が取られている。ダイシング装置では、ダイシングブレードの温度上昇防止のために、またダイシング屑がウェハに付着するのを防止するために、半導体ウェハ上に純水の流れを作ったり、ブレードに純水が当たるように放水用のノズルが取り付けられ、シャワーリングされている。またバックグラインドでウェハ厚を薄くする際も、同様な理由により純水が流されている。
【０００８】
前述したダイシング装置やバックグラインド装置から排出される研削屑または研磨屑が混入された排水は、濾過されてきれいな水にして自然界に戻したり、あるいは再利用され、濃縮された排水は、回収されている。
【０００９】
現状の半導体製造に於いて、Ｓｉを主体とする被除去物（屑）の混入された排水の処理には、凝集沈殿法、フィルタ濾過と遠心分離機を組み合わせた方法の二通りがある。
【００１０】
前者の凝集沈殿法では、凝集剤としてＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）またはＡｌ2（ＳＯ４）3（硫酸バンド）等を排水の中に混入させ、Ｓｉとの反応物を生成させ、この反応物を取り除くことで、排水の濾過をしていた。
【００１１】
後者の、フィルタ濾過と遠心分離を組み合わせた方法では、排水を濾過し、濃縮された排水を遠心分離機にかけて、シリコン屑をスラッジとして回収するとともに、排水を濾過してできたきれいな水を自然界に放出したり、または再利用していた。
【００１２】
例えば、図１８に示すように、ダイシング時に発生する排水は、原水タンク２０１に集められ、ポンプ２０２で濾過装置２０３に送られる。濾過装置２０３には、セラミック系や有機物系のフィルタＦが装着されているので、濾過された水は、配管２０４を介して回収水タンク２０５に送られ、再利用される。または自然界に放出される。
【００１３】
一方、濾過装置２０３は、排水に圧力を加えてフィルタＦに供給しているので、フィルタＦに目詰まりが発生するため、定期的に洗浄が施される。例えば、原水タンク２０１側のバルブＢ１を閉め、バルブＢ３と原水タンクから洗浄水を送付するためのバルブＢ２が開けられ、回収水タンク２０５の水で、フィルタＦが逆洗浄される。これにより発生した高濃度のＳｉ屑が混入された排水は、原水タンク２０１に戻される。また濃縮水タンク２０６の濃縮水は、ポンプ２０８を介して遠心分離器２０９へ輸送され、遠心分離器２０９により汚泥（スラッジ）と分離液に分離される。Ｓｉ屑から成る汚泥は、汚泥回収タンク２１０に集められ、分離液は分離液タンク２１１に集められる。更に分離液が集められた分離液タンク２１１の排水は、ポンプ２１２を介して原水タンク２０１に輸送される。
【００１４】
これらの方法は、例えば、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ等の金属材料を主材料とする固形物または板状体、セラミック等の無機物から成る固形物や板状体等の研削、研磨の際に発生する屑を回収する際も採用されていた。
【００１５】
一方、ＣＭＰ（Chemical-Mechanical Polishing）が新たな半導体プロセス技術として登場してきた。このＣＭＰは、半導体装置の理想的な多層配線構造を実現するために配線を被覆する層間絶縁膜上面の平坦化を目的として層間絶縁膜の上面の凹凸を研磨する技術である。
【００１６】
このＣＭＰ技術により、第１に平坦なデバイス面形状を実現できる。この結果、リソグラフィ技術を使った微細パターンを精度良く形成でき、またＳｉウェハの貼り付け技術の併用等で、三次元ＩＣの実現の可能性をもたらすものである。
【００１７】
第２に、基板とは異なる材料の埋め込み構造を実現できる。この結果、配線の埋め込み構造を容易に実現できるメリットを有する。従来のＩＣの多層配線で層間膜の溝にＣＶＤ法でＷを埋め込み、表面をエッチバックして平坦化するタングステン（Ｗ）埋め込み技術が採用されていたが、最近はＣＭＰにより平坦化する方がプロセスも簡略化できる点があり、ＣＭＰが脚光を浴びている。
【００１８】
これらＣＭＰの技術および応用は、サイエンスフォーラム発行の「ＣＭＰのサイエンス」に詳述されている。
【００１９】
続いて、ＣＭＰの機構を簡単に説明する。図１９に示すように、回転定盤２５０上の研磨布２５１に半導体ウェハ２５２を載せ、研磨材（スラリー）２５３を流しながら擦り合わせ、研磨加工、化学的エッチングすることにより、ウェハ２５２表面の凹凸を無くしている。研磨材２５３の中の溶剤による化学反応と、研磨布と研磨剤の中の研磨砥粒との機械的研磨作用で平坦化されている。研磨布２５１としては、例えば発泡ポリウレタン、不織布などが用いられ、研磨材は、シリカ、アルミナ等の研磨砥粒を、ｐＨ調整材を含んだ水に混合したもので、一般にはスラリーと呼ばれている。このスラリー２５３を流しながら、研磨布２５１にウェハ２５２を回転させながら一定の圧力をかけて擦り合わせるものである。尚、２５４は、研磨布２５１の研磨能力を維持するもので、常に研磨布２５１の表面をドレスされた状態にするドレッシング部である。またＭ１〜Ｍ３は、モーター、２５５〜２５７は、ベルトである。
【００２０】
上述した機構は、例えば図２０に示すように、システムとして構築されている。このシステムは、大きく分けると、ウェハカセットのローディング・アンローデイングステーション２６０、ウェハ移載機構部２６１、図１９で説明した研磨機構部２６２、ウェハ洗浄機構部２６３およびこれらを制御するシステム制御から成る。
【００２１】
まずウェハが入ったカセット２６４は、ウェハカセット・ローデイング・アンローディングステーション２６０に置かれ、カセット２６４内のウェハが取り出される。続いて、ウェハ移載機構部２６１、例えばマニプュレータ２６５で前記ウェハを保持し、研磨機構部２６２に設けられた回転定盤２５０の上に載置され、ＣＭＰ技術を使ってウェハが平坦化される。この平坦化の作業が終わると、スラリーの洗浄を行うため、前記マニプュレータ２６６によりウェハがウェハ洗浄機構部２６３に移され、洗浄される。そして洗浄されたウェハは、ウェハカセット２６６に収容される。
【００２２】
例えば、１回の工程で使われるスラリーの量は、約５００ｃｃ〜１リットル／ウェハである。また、前記研磨機構部２６２、ウェハ洗浄機構部２６３で純水が流される。そしてこれらの排水は、ドレインで最終的には一緒になるため、約５リットル〜１０リットル／ウェハの排水が１回の平坦化作業で排出される。例えば３層メタルであると、メタルの平坦化と層間絶縁膜の平坦化で約７回の平坦化作業が入り、一つのウェハが完成するまでには、５〜１０リットルの七倍の排水が排出される。
【００２３】
よって、ＣＭＰ装置を使うと、純水で希釈されたスラリーがかなりの量排出されるので、その廃水の処理を効率良くできる方法が問題視されている。現在では、これらの排水は、凝集沈殿法や図１８で示したフィルタ濾過と遠心分離を組み合わせた従来からの方法で処理されていた。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、凝集沈殿法は、凝集剤として化学薬品が投入される。しかし完全に反応する薬品の量を特定するのは非常に難しく、どうしても薬品が多く投入され未反応の薬品が残る。逆に薬品の量が少ないと、全ての被除去物が凝集沈降されず、被除去物が分離せず残ってしまう。特に、薬品の量が多い場合は、上澄液に薬品が残る。これを再利用する場合、濾過流体に薬品が残留するため、化学反応を嫌うものには再利用できない問題があった。
【００２５】
例えばダイシングの場合、排水はシリコン屑と蒸留水から成り、凝集沈殿法で濾過された水は、薬品が残留するため、ウェハ上に流すと、好ましくない反応を引き起こすため、ダイシング時に使用する水として再利用できない問題があった。
【００２６】
また薬品と被除去物の反応物であるフロックは、あたかも藻の如き浮遊物で生成される。このフロックを形成する条件は、ＰＨ条件が厳しく、攪拌機、ＰＨ測定装置、凝集剤注入装置およびこれらを制御する制御機器等が必要となる。またフロックを安定して沈降させるには、大きな沈殿槽が必要となる。例えば、３立方メートル（ｍ3）／１時間の排水処理能力であれば、直径３メートル、深さ４メートル程度のタンク（約１５トンの沈降タンク）が必要となり、全体のシステムにすると約１１メートル×１１メートル程度の敷地も必要とされる大がかりなシステムになってしまう。
【００２７】
しかも沈殿槽に沈殿せず浮遊しているフロックもあり、これらはタンクから外部に流出する恐れがあり、全てを回収する事は難しかった。つまり設備の大きさの点、このシステムによるイニシャルコストが高い点、水の再利用が難しい点、薬品を使う点から発生するランニングコストが高い点等の問題があった。
【００２８】
一方、図１８の如き、５立方メートル（ｍ３）／１時間のフィルタ濾過と遠心分離機を組み合わせた方法では、濾過装置２０３にフィルタＦ（ＵＦモジュールと言われ、ポリスルホン系ファイバで構成されたもの、またはセラミックフィルタ）を使用するため、水の再利用が可能となる。しかし、濾過装置２０３には４本のフィルタＦが取り付けられ、フィルタＦの寿命から、約５０万円／本と高価格なフィルタを、少なくとも年に１回程度、交換する必要があった。しかも濾過装置２０３の手前のポンプ２０２は、フィルタＦが加圧型の濾過方法であるためモータの負荷が大きく、ポンプ２０２が高容量であった。また、フィルタＦを通過する排水の内、２／３程度は、原水タンク２０１に戻されていた。更には被除去物が入った排水をポンプ２０２で輸送するため、ポンプ２０２の内壁が削られ、ポンプ２の寿命も非常に短かった。
【００２９】
これらの点をまとめると、モータの電気代が非常にかかり、ポンプＰやフィルタＦの取り替え費用がかかることからランニングコストが非常に大きい問題があった。
【００３０】
更に、ＣＭＰに於いては、ダイシング加工とは、比較にならない量の排水が排出される。しかもスラリーに混入される砥粒の粒径は０．２μｍ、０．１μｍ、０．１μｍ以下の極めて微細なものである。従ってこの微細な砥粒をフィルタで濾過すると、フィルタの孔に砥粒が侵入し、すぐに目詰まりを起こし、目詰まりが頻繁に発生するため、排水を大量に処理できない問題があった。
【００３１】
今までの説明からも判るように、地球環境に害を与える物質を可能な限り取り除くため、または濾過流体や分離された被除去物を再利用するために、排水の濾過装置は、色々な装置を追加して大がかりなシステムとなり、結局イニシャルコスト、ランニングコストが膨大と成っている。従って今までの汚水処理装置は、到底採用できるようなシステムでなかった。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題に鑑みてなされ、半導体ウェハをＣＭＰで使用するスラリーでポリッシングし、前記ポリッシングによって発生する被除去物を含む流体が貯留された原水タンクに、互いが離間された複数枚の第１のフィルタを浸漬し、前記流体を前記第１のフィルタに通過させて、前記第１のフィルタの表面に前記被除去物を含む層状の第２のフィルタを形成し、前記第２のフィルタを介して前記流体を濾過する流体の濾過方法であり、前記第２のフィルタの表面に気泡を通過させつつ前記濾過を行うことで、前記第２のフィルタの濾過能力を維持し、凹凸が形成された前記第１のフィルタの表面に前記第２のフィルタが形成されることで、前記第２のフィルタの剥離を抑止し、前記第２のフィルタによる濾過を行うことで前記原水タンク内の前記流体の濃度は濃縮され、濃縮された前記流体の粘度が高くなり、前記気泡が前記第１のフィルタの間に入りづらくなったら、前記流体の少なくとも一部を、前記原水タンクの外部に取り出し、新たな前記流体を前記原水タンクに導入することにより、前記原水タンクに貯留される前記流体の粘度を下げることを特徴とする。従って、本発明に依れば、自己形成膜である第２のフィルタを用いた長期間の濾過が可能となる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
本発明の目的は、半導体、金属、無機物または有機物等の被除去物が混入された流体（排水）から、被除去物とは異なる固形物から成るフィルタを用いて被除去物を除去することにある。
【００４５】
また本発明の他の目的は、流体に固形物を混入し、前記流体を第１のフィルタに通過させて、前記第１のフィルタ表面に前記固形物を含む第２のフィルタを形成して、前記流体に含まれる被除去物を除去することにある。
【００４６】
また本発明の他の目的は、流体に含まれる被除去物と異なる固形物を含むフィルタを準備し、前記フィルタを使用して前記流体中の被除去物を除去することにある。
【００４７】
更に本発明の他の目的は、被除去物を含む流体と該被除去物と異なる固形物とを第１のフィルタを有するタンク内に導入し、前記流体を前記第１のフィルタに通過させることにより、前記第１のフィルタ表面に前記固形物を含む第２のフィルタを形成して、前記流体中の前記被除去物を除去することにある。
まず本発明では、被除去物は、濾過したい排水の中に含まれる固体物質をいい、固形物は、前記被除去物が入った排水を濾過するため、砂のように固体物質が集められて層となったフィルタ膜の構成物質をいう。例えば固形物としては、第１のフィルタ膜の上に積層されるため、積層された膜は、第１のフィルタ膜の濾過精度よりも更に高い濾過精度を有し、外力を与えることで個々に分離されることが望ましい。
【００４８】
具体的には、被除去物は約０．３μｍ、０．２μｍ、０．１μｍまたはそれ以下の粒子が大量に入ったものであり、例えばＣＭＰに用いる砥粒や砥粒により削られて発生する半導体材料屑、金属屑および／または絶縁膜材料屑である。
【００４９】
更に具体的には、被除去物は、結晶イッンゴットをウェハ状にスライスする時、半導体ウェハをダイシングする時、バックグラインドする時等で発生する屑であり、主に半導体材料、絶縁材料、金属材料であり、Ｓｉ、酸化Ｓｉ、Ａｌ、ＳｉＧｅ、封止樹脂等の有機物およびその他の絶縁膜材料や金属材料が該当する。また化合物半導体では、ＧａＡｓ等の化合物材料が該当する。
【００５０】
また最近では、ＣＳＰ（チップスケールパッケージ）の製造に於いてダイシングを採用しているので、このダイシングの際に発生する半導体材料、セラミック材、封止樹脂も被除去物となる。
【００５１】
更に、半導体分野以外でも被除去物が発生する所は数多くある。例えばガラスを採用する産業に於いては、液晶パネル、ＥＬ表示装置のパネル等は、ガラス基板のダイシング、基板側面の研磨等を行うため、ここで発生するガラス屑が被除去物に該当する。また電力会社や鉄鋼会社では石炭を燃料として採用しており、石炭から発生する粉体が該当し、更には煙突から出る煙の中に混入される粉体も被除去物に相当する。また鉱物の加工、宝石の加工、墓石の加工から発生する粉体もそうである。更には、旋盤等で加工した際に発生する金属屑、セラミック基板等のダイシング、研磨等で発生するセラミック屑等が該当する。
【００５２】
これらの屑は、研磨、研削または粉砕等の加工により発生し、屑を取り去る為に水や薬品等の流体の中に取り込まれ、排水として生成されるものである。
【００５３】
また固形物は、被除去物（ＣＭＰの砥粒）の粒度分布（〜約０．１４μｍ）よりも広い範囲（〜約５００μｍ）で分布している物質であり、例えばＳｉ等の半導体材料、アルミナ等の絶縁物質、金属等の切削屑、研磨屑または粉砕屑であり、また前記粒度分布を持った固形物質、例えばケイソウ土やゼオライト等である。
【００５４】
では、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００５５】
本実施の形態では、流体として水が採用され、水の中には、半導体ウェハのダイシング屑が含まれた場合について詳述する。
【００５６】
本発明の１つの特徴は、フィルタにあり、まずフィルタの構造、形成方法およびその作用について説明する。
【００５７】
フィルタの構造は、以下の通りである。図１ａの符号１０は第１のフィルタ膜で、１１はフィルタ孔である。またフィルタ孔１１の開口部および第１のフィルタ膜１０の表面に層状に形成されている膜は、固形物１２の集合体である。この固形物１２はフィルタ孔１１を通過できない大きな固形物１２Aとフィルタ孔１１を通過できる小さな固形物１２Bに分けられる。図では黒丸で示したものが通過できる小さな固形物１２Ｂである。
【００５８】
またここで採用可能なフィルタ膜は、原理的に考えて有機高分子系、セラミック系とどちらでも採用可能である。しかしここでは、平均孔径０．２５μｍ、厚さ０．１ｍｍのポリオレフィン系の高分子膜を採用した。またこのポリオレフィン系から成るフィルタ膜の表面写真を図１ｂに示した。
【００５９】
次に、フィルタの形成方法について説明する。図１ａの第１のフィルタ膜１０の上方には、固形物が混入された水があり、第１のフィルタ膜１０の下方は、第１のフィルタ膜１０により濾過された濾過水が生成されている。矢印の方向に水を流し、フィルタ膜１０を使って水を濾過するため、水は、自然落下されるか、加圧されて図の下方に移る。また、濾過水がある側から水が吸引される。また第１のフィルタ膜１０は、水平に配置されているが縦置きでも良い。
【００６０】
前述したようにフィルタ膜を介して水を加圧したり、吸引したりする結果、水は、第１のフィルタ膜１０を通過する。その際、フィルタ孔１１を通過できない大きな固形物１２Aは、第１のフィルタ膜１０の表面に捕獲される。
【００６１】
研削、研磨または粉砕等の機械加工により発生する前記固形物は、その大きさ（粒径）がある範囲で分布し、しかもそれぞれの固形物の形状が異なっている。一例として、図２ａに、Ｓｉのダイシング屑の粒径分布を示し、その電子顕微鏡写真を図２ｂに示す。このように粒径が０．１〜２００μｍで分布し、屑の形状も多種多様の形状をしている。
【００６２】
そして第１のフィルタ膜１０が浸かっている水の中で固形物がランダムに位置している。そして大きな固形物から小さな固形物までが不規則にフィルタ孔１１に移動していく。そしてランダムに捕獲された大きな固形物１２Ａが第２のフィルタ膜１３の初段の層となり、この層がフィルタ孔１１よりも小さなフィルタ孔を形成し、この小さなフィルタ孔を介して大きな固形物１２Ａから小さな固形物１２Ｂまで捕獲されていく。この時、固形物の形状がそれぞれ異なるために、固形物と固形物の間には、色々な形状の隙間ができ、水はこの隙間を通路として移動し、最終的に水は濾過される。これは、砂浜の水はけが良いのと非常に似ている。
【００６３】
更に、フィルタの作用について説明する。この第２のフィルタ膜１３は、大きな固形物１２Ａから小さな固形物１２Ｂをランダムに捕獲しながら徐々に成長し、水（流体）の通路を確保しながら小さな固形物１２Ｂをトラップする様になる。この状態を示すのが、図３である。しかも第２のフィルタ膜１３は、層状に残存しているだけで固形物は砂のように容易に移動可能なので、層の付近に気泡を通過させたり、水流を与えたり、音波や超音波を与えたり、機械的振動を与えたり、更にはスキージ等でこすったりする事で、簡単に第２のフィルタ膜１３の表層を排水側に移動させることができる。この砂のように個々に分離される構造が、第２のフィルタ膜１３の濾過能力が低下しても、第２のフィルタ膜１３に外力を加えることで、簡単にその能力を復帰できる要因となる。また別の表現をすれば、フィルタ能力の低下の原因は、主に目詰まりであり、この目詰まりを発生させている第２のフィルタ膜１３の表層の固形物を再度流体中に移動させる事ができ、目詰まりを繰り返し解消させ、濾過能力の維持を実現している。
【００６４】
尚、図２ａに於いて、粒径分布を測定した装置は、０．１μｍよりも小さい粒が検出不能であったため、０．１μｍよりも小さい切削屑の分布は示されていない。しかし図２ｂを観察すると、実際は、これよりも小さいものが含まれている。実験に依れば、この切削屑が混入された水を濾過した際、この切削屑が第１のフィルタ膜に形成され、０．１μｍ以下の切削屑まで捕獲することが判った。
【００６５】
例えば０．１μｍまでの切削屑を取り除こうとすれば、このサイズよりも小さな孔が形成されたフィルタを採用するのが一般的な考えである。しかし大きな粒径と小さな粒径が分布される中で、この間のサイズのフィルタ孔を採用しても、０．１μｍ以下の切削屑が捕獲できることが前述の説明から判る。
【００６６】
逆に、固形物の粒径のピークが０．１μｍひとつであり、その分布も数μｍと非常に狭い範囲で分布されていたら、フィルタは直ぐに目詰まりを起こすだろう。図２ａからも判るように、固形物であるＳｉのダイシング屑は、大きな粒径と小さな粒径のピークが２つ現れており、しかも〜２００μｍの範囲で分布されているので、濾過能力が向上されている。また図２ｂに示すように、電子顕微鏡等で観察すると、固形物の形状が多種多様であることが判る。つまり少なくとも粒径のピークが２つあり、固形物の形状が多種多様であるから、固形物同士に色々な隙間が形成され、水の通路となり、これにより目詰まりが少なく、０．１μｍ以下の屑も捕獲できるフィルタが実現されたものと考えられる。
【００６７】
しかし固形物の分布が図の右や左にずれるようであれば、その分布に従い第１のフィルタの孔径を変えても良い。例えば右にずれるようであれば、０．２５μｍよりも大きい孔径を採用してもよい。一般に、孔径を大きくすれば、フィルタ膜を通過する固形物が増えるが、濾過水を循環させる時間を長くすれば、最終的には、殆どが第２のフィルタ膜１２Ｂでトラップできる。当然ではあるがフィルタの孔径を小さくすれば、小さな固形物が捕獲できるまでの時間は、短くなる。
【００６８】
以上、第１のフィルタ膜１０の表面に、０．１μｍ以下〜２００μｍまでの粒径分布を有する固形物を第２のフィルタ膜１３として形成すると、０．１μｍ以下の固形物までも取り除けることが判る。また最大粒径は、２００μｍに限ることはなく、これ以上でも良い。例えば〜５００μｍで分布された固形物でも濾過は可能である。
【００６９】
よって図４の様に、固形物から成るフィルタを形成した後、排水側の流体に被除去物１４、１５が混入された排水を通過させれば、この被除去物までも取り除けることが判る。
次に、固形物１２（または固形物と被除去物）から成る第２のフィルタ膜１３を同一タンク内で形成し、続いてこの第２のフィルタ膜１３を使って濾過する方法と、第２のフィルタ１３を別のタンク内で形成して、このフィルタを移して濾過する方法とがある。
【００７０】
図５および図６は、前者の方法に該当する。すなわち、図５では、第１の貯留槽７０ａと第２の貯留槽７０ｂの間に第１のフィルタ膜１０を挟み、この第１のフィルタ膜１０表面に第２のフィルタ膜１３を成膜した後、被除去物が入った流体を入れて濾過する方法である。
【００７１】
図５ａでは、貯留槽７０を第１の貯留槽７０ａと第２の貯留槽７０ｂに区分けする位置に第１のフィルタ膜１０を取り付け、パイプ７２から第１の貯留槽７０ａに固形物１２（例えばＳｉのダイシング屑）が入った流体７３を流し込み、自然落下、第１の貯留槽７０ａの流体の加圧またはパイプ７４を吸引して、前記流体を第２の貯留槽７０ｂに移動させるものである。この際、第１のフィルタ膜１０上に固形物１２が捕獲され、第２のフィルタ膜１３が形成される。その後、図５ｂのようにパイプ７２を介して被除去物１４、１５の混入した流体７３’を第１の貯留槽７０ａに供給し、そのまま濾過を開始する方法である。
【００７２】
また図５ａ’に於いては、第１の貯留槽７０ａに貯められた流体７３は、固形物１２と被除去物１４、１５が混入され、第２のフィルタ膜１３は、固形物１２と被除去物１４、１５で構成されている。この場合、パイプ７２からは、被除去物と固形物が混入された流体７３がながれても良いし、またはパイプ７２からは被除去物の混入された流体が流され、貯留槽７０の外から第１の貯留槽７０ａに固形物を投入しても良い。そして図５ｂのようにパイプ７２を介して被除去物１４、１５の混入した流体７３’を第１の貯留槽７０ａに供給し、そのまま濾過を開始する方法である。
図６ａは、第１のタンク７５にパイプ７６を介して固形物（例えばＳｉのダイシング屑）１２の入った流体７３を流し込み、第１のフィルタ膜１０が取り付けられた濾過装置３５が前記流体７３で完全に浸ったら、濾過装置３５に取り付けられたパイプ３４を介して流体を吸引する方法を示している。この吸引の結果、第１のフィルタ膜１０には前記固形物１２が捕獲され、第２のフィルタ膜１３が形成される。そして図６ｂの如く、パイプ７６を介して被除去物１４、１５の混入された流体を第１のタンク７５に供給し、第２のフィルタ膜１３で被除去物１４、１５が捕獲できていることを確認した後、濾過を行う方法である。
【００７３】
また図６ａ’に於いて、第１のタンク７５に貯められた流体７３は、固形物１２と被除去物１４、１５が混入され、第２のフィルタ膜１３は固形物１２と被除去物１４、１５で構成されている。この場合、パイプ７６から被除去物と固形物が混入された流体７３を流しても良いし、またはパイプ７６からは被除去物の混入された流体が流され、第１のタンク７５の外から固形物を投入しても良い。そして図６ｂの如く、パイプ７６を介して被除去物１４、１５の混入された流体７３’を第１のタンク７５に供給し、第２のフィルタ膜１３で被除去物１４、１５が捕獲できている事を確認した後、被除去物の入った流体７３’を入れて濾過を行う方法である。
図７および図８は、後者の方法に該当する。固形物、または固形物と被除去物を含むフィルタを別のタンクで予め準備し、このフィルタを被除去物の入った流体を入れるタンクに移して被除去物を濾過する方法である。
【００７４】
図７ａでは、貯留槽７０を第１の貯留槽７０ａと第２の貯留槽７０ｂに区分けする位置に第１のフィルタ膜１０を取り付け、パイプ７２から第１の貯留槽７０ａに固形物１２（例えばＳｉのダイシング屑）が入った流体７３を流し込み、自然落下、第１の貯留槽７０ａの流体の加圧またはパイプ７４を吸引して、前記流体を第２の貯留槽７０ｂに移動させるものである。
【００７５】
この時、第１のフィルタ膜１０上に固形物１２が捕獲され、第２のフィルタ膜１３が形成される。そして所定の膜厚に成ったら貯留槽７０から取り出し、図７ｂの如くフィルタを準備しておく方法である。そしてこのフィルタを図７Ｃの如く濾過装置３５に貼り合わせ、この濾過装置３５を図７ｄの如く別のタンク７５に浸漬し、パイプ３４を吸引して濾過する方法である。図５、図６は、排水の入るタンク内で第２のフィルタを形成するため、第２のフィルタが形成されるまでは濾過ができないが、ここではフィルタが準備されているので、直ちに濾過が開始できるメリットを有する。また第２のフィルタ１３の形成場所と排水の入るタンクとが距離的に離れていても、フィルタを簡単に持ち運ぶ事ができるメリットを有する。
【００７６】
ここで図７ａに於いて、第１の貯留槽７０ａの流体７３に被除去物を混入させ、固形物と被除去物から成る第２のフィルタを形成してもよい。
図８は、濾過装置３５として準備する方法である。図８ａに於いて、固形物１２だけを含む流体を濾過装置３５に取り付けられた第１のフィルタ膜１０に通過させ、第１のフィルタ膜１０上に第２のフィルタ膜１３を形成し、予め図８ｂの如く濾過装置３５を準備し、この濾過装置３５を図８Ｃの如く第２のタンク７６に浸漬し、被除去物の混入した流体を濾過する方法である。
【００７７】
濾過装置３５の構造は、図９、図１０で詳述するが、パイプ３４に吸引ポンプを設け、パイプ３４を介して流体を吸引し、第２のフィルタ膜１３を形成する方法を採用している。
【００７８】
前述したように、予め第２のフィルタ１３が形成された濾過装置３５を準備しておくため、距離的に離れた所にある第２のタンク７６へ容易に持ち運びが可能であり、しかも第２のタンク内で第２のフィルタを形成することなく直ちに濾過が開始できるメリットを有する。
以上、固形物でフィルタを構成する方法、固形物と被除去物でフィルタを構成する方法、また前者のいずれかの方法で形成されたフィルタを前もって準備する方法に於いて、第１のフィルタ膜の孔径は、固形物（Ｓｉのダイシング屑）の粒径分布の間に設定される。例えば前記孔径を０．２５μｍにすると、０．２５μｍ以下の固形物（Ｓｉのダイシング屑）、被除去物（砥粒）は通過する。しかし０．２５μｍ以上の固形物（Ｓｉのダイシング屑）や被除去物（砥粒）は捕獲され、第１のフィルタ膜１０の表面には、固形物および／または被除去物から成る第２のフィルタ膜１３が形成される。この第２のフィルタ膜１３が成長すると、次第に０．２５μｍ以下、特に０．１μｍ近傍やそれよりも小さい固形物や被除去物が捕獲できるようになる。
次に、より好ましい濾過装置３５の具体例を図９、図１０を参照して説明する。この濾過装置３５は、タンク（原水タンク）に浸漬し、吸引するタイプのものである。
【００７９】
図９ａに示す符号３０は、額縁の如き形状の枠であり、この枠の両面には、フィルタ膜３１、３２が貼り合わされている。そして枠３０、フィルタ膜３１、３２で囲まれた空間３３には、パイプ３４を吸引することにより、フィルタ膜により濾過された濾過水が発生する。そして枠３０にシールされて取り付けられているパイプ３４を介して濾過水が取り出されている。もちろんフィルタ膜３１、３２と枠３０は、排水がフィルタ膜以外から前記空間に侵入しないように完全にシールされている。
【００８０】
図９ａのフィルタ膜３１は、薄い樹脂膜なので、吸引されると内側に反り、破壊に至る場合もある。そのため、この空間をできるだけ小さくする必要がある。一方、濾過能力を大きくするためには、この空間を沢山形成する必要があり、改良したものを図９ｂに示す。図９ｂでは、空間３３が９個しか示されていないが、実際は数多く形成される。また実際に採用したフィルタ膜３１、３２は、約０．１ｍｍ厚さのポリオレフィン系の高分子膜であり、図９ｂの如く、薄いフィルタ膜が袋状に形成されており、図面ではＦＴで示した。この袋状のフィルタＦＴの中に、パイプ３４が一体化された枠３０が挿入され、前記枠３０と前記フィルタＦＴが貼り合わされている。符号ＲＧは、押さえ手段であり、フィルタ膜３１が貼り合わされた枠を両側から押さえるものである。そして押さえ手段の開口部ＯＰからは、フィルタ膜３１、３２が露出している。詳細については、図１０で説明する。
【００８１】
図９Ｃは、濾過装置３５自身を円筒形にしたものである。パイプ３４に取り付けられた枠は、円筒形で、側面には開口部ＯＰ１、ＯＰ２が設けられている。開口部ＯＰ１と開口部ＯＰ２に対応する側面が取り除かれているため、開口部間には、フィルタ膜３１を支持する支持手段ＳＵＳが設けられることになる。そして側面にフィルタ膜が貼り合わされる。
【００８２】
更に図１０を参照して改良された濾過装置３５を詳述する。まず図９ｂの枠３０に相当する部分は、図１０ｂでは３０ａに相当する。
【００８３】
符号３０ａは、段ボールの様な形状に成っている。０．２ｍｍ程度の薄い樹脂シートＳＨＴ１、ＳＨＴ２の間に縦方向にセクションＳＣが複数個設けられ、樹脂シートＳＨＴ１、ＳＨＴ２，セクションＳＣで囲まれて空間３３が設けられる。この空間３３の水平断面は、縦３ｍｍ、横４ｍｍから成る矩形であり、別の表現をすると、この矩形断面を持ったストローが何本も並べられ一体化されたような形状である。符号３０ａは、両側のフィルタ膜ＦＴを一定の間隔で維持しているので、以下スペーサと呼ぶ。
【００８４】
このスペーサ３０ａを構成する薄い樹脂シートＳＨＴ１，ＳＨＴ２の表面には、直径１ｍｍの孔ＨＬがたくさん開けられ、その表面にはフィルタ膜ＦＴが貼り合わされている。よって、フィルタ膜ＦＴで濾過された濾過水は、孔ＨＬ、空間３３を通り、最終的にはパイプ３４から出ていく。
【００８５】
またフィルタ膜ＦＴは、スペーサ３０ａの両面ＳＨＴ１、ＳＨＴ２に貼り合わされている。このシートＳＨＴ１，ＳＨＴ２には、孔ＨＬの形成されていない部分があり、ここに直接フィルタ膜ＦＴ１が貼り付けられると、孔ＨＬの形成されていない部分に対応するフィルタ膜ＦＴ１は、濾過機能が無く排水が通過しないため、被除去物が捕獲されない部分が発生する。この現象を防止するため、フィルタ膜ＦＴは、少なくとも２枚貼り合わされている。一番表側のフィルタ膜ＦＴ１は、被除去物を捕獲するフィルタ膜で、このフィルタ膜ＦＴ１からスペーサ３０ａの表面ＳＨＴ１に向かうにつれて、フィルタ膜ＦＴ１の孔よりも大きな孔を有するフィルタ膜が設けられる。ここではフィルタ膜ＦＴ２が一枚貼り合わされている。依って、スペーサ３０ａの孔ＨＬが形成されていない部分でも、間にフィルタ膜ＦＴ２が設けられているため、フィルタ膜ＦＴ１全面が濾過機能を有するようになり、フィルタ膜ＦＴ１全面に被除去物が捕獲され、第２のフィルタ膜が表裏の面ＳＨ１、ＳＨ２全面に形成されることになる。また図面の都合で、フィルタ膜ＳＨＴ１、ＳＨＴ２が矩形状のシートの様に表されているが、実際は図９ｂに示すように袋状に形成されている。
【００８６】
次に、袋状のフィルタ膜ＳＨＴ１、ＳＨＴ２、スペーサ３０ａおよび押さえ手段ＲＧがどのように取り付けられているを、図１０ａ、図１０Ｃおよび図１０ｄを参照して説明する。
【００８７】
図１０ａは完成図であり、図１０Ｃは、図１０ａのＡ−Ａ線に示すように、パイプ３４頭部からパイプ３４の延在方向（縦方向）に切断した図を示し、図１０ｄは、Ｂ−Ｂ線に示すように、濾過装置３５を水平方向に切断し時の断面図である。
【００８８】
図１０ａ、図１０Ｃ、図１０ｄから明らかなように、袋状のフィルタ膜ＦＴに挿入されたスペーサ３０ａは、フィルタ膜ＦＴも含めて４側辺が押さえ手段ＲＧで挟まれている。そして袋状にとじた３側辺および残りの１側辺は、押さえ手段ＲＧに塗布された接着剤ＡＤ１で固定される。また残りの１側辺（袋の開口部）と押さえ手段ＲＧとの間には、空間ＳＰが形成され、空間３３に発生した濾過水は、空間ＳＰを介してパイプ３４へと吸引される。また押さえ金具ＲＧの開口部ＯＰには、接着剤ＡＤ２が全周に渡り設けられ、完全にシールされ、フィルタ以外から流体が侵入できない構造になっている。
【００８９】
よって空間３３とパイプ３４は連通しており、パイプ３４を吸引すると、フィルタ膜ＦＴの孔、スペーサ３０ａの孔ＨＬを介して流体が空間３３に向かって通過し、空間３３からパイプ３４を経由して外部へ濾過水を輸送できる構造となっている。
斯上した濾過装置３５の動作を概念的に示したものが図１１である。ここでは、パイプ３４側をポンプ等で吸引すれば、ハッチング無しの矢印のように、水が流れ濾過されることになる。
【００９０】
まず、濾過装置３５は、固形物１６が混入した流体が貯められているタンクの中に浸漬され、パイプ３４を介して吸引される。そして白矢印のように流体は通過していく。そして小さな固形物１６Ｂは通過するが、大きな固形物１６Ａは、第１のフィルタ膜３１、３２に捕獲され、徐々に小さな固形物１６Ｂも捕獲されるようになる。そして固形物が所定の混入率よりも少なくなったら、第２のフィルタ膜３６が完成することになる。
【００９１】
続いて、図１２に示すように、この第２のフィルタ膜３６が形成された濾過装置３５を、被除去物の混入した排水３７に配置する。そしてパイプ３４を吸引する事により、第２のフィルタ膜３６で被除去物が捕獲される。この際、第２のフィルタ膜３６は、固形物１６が集合しているため、第２のフィルタ膜３６に外力を加えることで、第２のフィルタ膜３６を取り除いたり、また第２のフィルタ３６の表層を取り除いたりすることができる。また被除去物である砥粒１４、被研磨物（研削物）１５も固体が集合したものであるため、外力を加えることで簡単に第２のフィルタ膜３６から離間させることができ、排水３７へ移動させることができる。
【００９２】
この取り除きまたは離間は、気泡の上昇力、水流、音波、超音波振動、機械的振動、スキージを使って表面をこする、あるいは攪拌機等で簡単に実現できる。また浸漬される濾過装置３５自身が排水（原水）の中で可動できる構造とし、第２のフィルタ膜３６の表層に水流を発生させて第２のフィルタ３６や被除去物１４、１５を取り除いても良い。例えば図１２に於いて、濾過装置３５の底面を支点として矢印Ｙのように左右に動かしても良い。この場合、濾過装置自身が可動であるため水流が発生し、第２のフィルタ３６の表層を取り除くことができる。また後述の気泡発生装置５４も一緒に採用する場合、前記可動構造を採用すれば、気泡を濾過面全面に到達させることができ、効率良く除去物を排水側に移動させることができる。
【００９３】
また、図９Ｃで示した円筒形の濾過装置を採用すれば、濾過装置自身を中心線ＣＬを軸にして回転させることができ、図１２の板状のフィルタを左右に動かす方法よりも排水の抵抗を低減できる。この回転により、フィルタ膜表面に水流が発生し、第２のフィルタ膜表層の被除去物を排水側に移動させることができ、濾過能力を維持する事ができる。
【００９４】
図１２では、第２のフィルタ膜の表層を取り除く方法として、気泡の上昇を活用した。斜線でハッチングされた矢印の方向に気泡が上昇し、この気泡の上昇力や気泡の破裂が直接被除去物や固形物に外力を与え、また気泡の上昇力や気泡の破裂により発生する水流が被除去物や固形物に外力を与えている。そしてこの外力により第２のフィルタ膜３６の濾過能力は、常時リフレッシュし、ほぼ一定の値を維持することになる。
【００９５】
本発明のポイントは、濾過能力の維持にある。つまり第２のフィルタ膜３６に目詰まりが発生してその濾過能力が低下しても、前記気泡のように、第２のフィルタ膜３６を構成する固形物１６や被除去物１４，１５に外力を与えることで、第２のフィルタ膜３６を構成する固形物１６や被除去物１４、１５を排水側に動かすことができ、濾過能力を長期にわたり維持させることができる。
【００９６】
これは、外力を与えることで第２のフィルタの厚みをほぼ一定にしていると思われる。またあたかも被除去物１つ１つが濾過水の入り口に栓をかけており、栓が外力により外れ、外れた所から濾過水が浸入し、また栓が形成されたら再度外力により外すの繰り返しを行っているようなものである。しかも、気泡のサイズ、その量、気泡を当てている時間を調整することにより、常に濾過能力を維持できるメリットを有する。
【００９７】
尚、濾過能力を維持できれば、外力が常に加わっていても良いし、間欠的に加わっても良い。
【００９８】
また全ての実施の形態に言えることであるが、フィルタ膜は、原水に完全に浸されている必要がある。第２のフィルタ膜は、長時間空気に触れると膜が乾燥し、剥がれたり、崩れたりするからである。また空気に触れているフィルタが少しでもあると、フィルタ膜は空気を吸引するため、濾過能力が低下するからである。
【００９９】
前述したように、本発明の原理から考えると、第２のフィルタ膜３６が第１のフィルタ膜３１、３２に形成されている限り、第１のフィルタ膜３１、３２は、シート状の高分子膜でもセラミックでも良し、吸引型でも加圧型でも良い。しかし実際採用するとなると、第１のフィルタ膜３１、３２は、高分子膜で、しかも吸引型が良い。その理由を以下に述べる。
【０１００】
まずシート状のセラミックフィルタを作るとなるとかなりコストは上昇し、クラックが発生したら、リークが発生し、濾過ができなくなる。また加圧型であると、排水を加圧する必要がある。例えば図１３のタンク５０を例に取ると、圧力を加えるのに、タンクの上方は開放型ではなく密閉型でなくてはならない。しかし密閉型であると、気泡を発生させることが難しい。一方、高分子膜は、色々なサイズのシートや袋状のフィルタが安価で手に入る。また柔軟性があるためクラックが発生せず、またシートに凹凸を形成することも容易である。凹凸を形成することで、第２のフィルタ膜がシートに食い付き、排水中での剥離を抑制することができる。しかも吸引型であれば、タンクは開放型のままで良い。
【０１０１】
また加圧型であると第２のフィルタ膜の形成が難しい。図１２に於いて、空間３３内の圧力を１と仮定すれば、排水は１以上の圧力をかける必要がある。従ってフィルタ膜に負荷がかかり、更には捕獲された被除去物が高い圧力で固定され、被除去物が移動しにくいと思われる。
では上述した高分子膜をフィルタ膜として採用した吸引型の機構の実施の形態を図１３を参照して説明する。本構造でも第２のフィルタ膜を形成するのに３つの方法が可能である。
【０１０２】
すなわち第１の方法は、第１のフィルタ膜が取り付けられた濾過装置５３を原水タンク５０に装着する。更に原水タンク５０の中の流体には固形物を混入しておく。そしてパイプ５６を吸引して第２のフィルタ膜を形成し、第２のフィルタ膜が完成した後、パイプ５１を介して被除去物が混入した排水を原水タンク５０に供給し、濾過を開始する。
【０１０３】
第２の方法は、第１のフィルタ膜が取り付けられた濾過装置５３を原水タンク５０に装着する。更に原水タンク５０の中の排水には固形物と被除去物を混入しておく。そしてパイプ５６を吸引して第２のフィルタ膜を形成する。第２のフィルタ膜が完成した後、パイプ５１を介して被除去物が混入した排水を供給し、濾過を開始する。
【０１０４】
第３の方法は、第１のフィルタ膜に第２のフィルタ膜が形成された濾過装置を原水タンク５０を用いず別のタンクで準備し、これを原水タンク５０に設置する方法である。そしてパイプ５１からは被除去物が混入した排水が供給され、排水が前記濾過装置３５を完全に浸したら濾過を開始する。
【０１０５】
尚、ここで第２のフィルタ膜を構成する固形物としては、ダイシング屑を用いた。
【０１０６】
図１３における符号５０は、原水タンクである。このタンク５０の上方には、排水供給手段としてパイプ５１が設けられている。このパイプ５１は、被除去物が混入した流体の通過する所である。例えば、半導体分野で説明すると、ダイシング装置、バックグラインド装置、ミラーポリッシング装置またはＣＭＰ装置から流れ出る被除去物が混入された排水（原水）が通過する所である。尚、この排水は、ＣＭＰ装置から流れる砥粒、砥粒により研磨または研削された屑が混入された排水として説明していく。
【０１０７】
原水タンク５０に貯められた原水５２の中には、第２のフィルタ膜が形成された濾過装置５３が複数個設置される。この濾過装置５３の下方には、例えばパイプに小さい孔を開けたような、また魚の水槽に使うバブリング装置の如き、気泡発生装置５４が設けられ、ちょうどフィルタ膜の表面を通過するようにその位置が調整されている。５５は、エアーブローである。
【０１０８】
濾過装置５３に固定されたパイプ５６は、図１２のパイプ３４に相当するものである。このパイプ５６には、濾過装置５３で濾過された濾過流体が通過し、第１のバルブ５８を介して原水タンク５０側に向かうパイプ５９と、再利用（または排水される）側に向かうパイプ６０に選択輸送される。また原水タンク５０の側壁および底面には、第２のバルブ６１、第３のバルブ６２、第４のバルブ６３および第５のバルブ６４が取り付けられている。またパイプ６５の先に取り付けられているものは、別途設けられた濾過装置６６である。
【０１０９】
パイプ５１から供給された原水５２は、原水タンク５０に貯められ、濾過装置５３により濾過される。この濾過装置に取り付けられたフィルタ膜の表面は、気泡が通過し、気泡の上昇力や破裂により、フィルタ膜にトラップした被除去物を動かし、常にその濾過能力が低下しないように維持されている。
【０１１０】
また第２のフィルタ膜が付いた濾過装置が新規に取り付けられたり、休日により長期間停止されたり、またはパイプ５６に所定の混入率よりも多い被除去物が混入されている場合は、バルブ５８を使って、濾過流体がパイプ５９を介して原水タンク５０に循環する様に設計されている。それ以外は、バルブ５８は、パイプ６０に切り替えられており、濾過流体は再利用されたり、排水処理側に移送される。
【０１１１】
第２のフィルタ膜が付けられた濾過装置５３が新規に原水タンク５０に取り付けた場合、フィルタ膜のサイズ、吸引速度によって循環の時間は異なるが、およそ１時間循環させている。もしも第２のフィルタ膜の一部が崩れていても、この時間で自己修復され、０．１μｍ以下のシリコン屑まで捕獲できる膜となる。しかしフィルタ膜のサイズの小さいものであれば３０分でも良いことが判っている。従って循環時間が判っていれば、タイマーで設定し、所定の時間が経過したら自動的に第１のバルブ５８が切り替わるようにしても良い。
【０１１２】
ここで、濾過装置は、図１０の構造を採用しており、フィルタ膜を取り付ける枠（押さえ金具ＲＧ）の大きさは、縦：約１００ｃｍ、横：約５０ｃｍ、厚み：５〜１０ｍｍである。
【０１１３】
被除去物が所定の混入率（濃度）よりも高かった場合、濾過流体は異常水と判断し、自動的に循環が開始したり、またはポンプ５７が止められ濾過が停止される。また循環する時は、排水がタンク５０から溢れる事を考慮して、パイプ５１からタンク５０への流体供給が停止されても良い。この様なケースを以下に簡単に述べる。
【０１１４】
第１のケースは、濾過装置３５が新規に取り付けられた場合である。
【０１１５】
輸送工程等で第２のフィルタ膜が破損している場合があるので、循環させる事によりフィルタ膜に被除去物を捕獲させて補修する。第２のフィルタ膜で目的の粒子径が捕獲されるまで（被除去物が所定の第１の混入率に成るまで）第２のフィルタ膜を成長させる。そして第１の所定値に成った後に、第１のバルブ５８を介して濾過流体をパイプ６０へ移送する。
【０１１６】
第２のケースは、休日、長期休暇、メンテナンス等で濾過を停止し、再度濾過を開始する場合である。
【０１１７】
第２のフィルタ膜は、被除去物から構成され、且つ排水中に在るため、長時間濾過を停止すると、膜表層の一部が崩れてくる恐れがある。循環は、この膜の崩れを補修するために用いる。実験では、固形物から成る第２のフィルタ膜は、第１のフィルタ膜に強固に付いており、またその表面を被除去物でカバーしているため、前記膜の崩れは殆ど無い。しかしここでは念のため循環させている。そして第１の所定値に濾過流体が成ったら、第１のバルブ５８を切り替え、パイプ６０へ移送する。尚気泡は、少なくとも第１の所定値になり、濾過が開始されたら発生させる。
【０１１８】
第３のケースは、濾過流体に捕獲されるべき被除去物が混入されている場合である。
【０１１９】
第２のフィルタ膜の一部が崩れたり、またフィルタ膜が破れている時、濾過流体には、被除去物が大量に混入される。
【０１２０】
第２のフィルタ膜の一部が崩れ、所定の濃度（第２の所定値）よりも高くなった場合は、第１のバルブ５８により濾過流体がパイプ５９を介して循環するようにし、濾過作業を停止する。そして循環を開始して第２のフィルタ膜を補修し、濾過流体の中の被除去物が所定の混入率（第１の所定値）になったら、第１のバルブ５８を切り替えて、濾過流体をパイプ６０に移送する。尚気泡は、少なくとも第１の所定値になり、濾過が開始されたら発生させる。
【０１２１】
また第１のフィルタ膜が破れた場合は、第１のフィルタ膜を付け替えるか濾過装置５３自身を付け替える必要がある。しかし、濾過装置３５は、接着剤ＡＤ１、ＡＤ２で一体となっているため、第１のフィルタ膜だけを付け替えるのは実質不可能である。よってここでは第２のフィルタ膜が形成された新しい濾過装置５３に取り替えられる。この場合は、第２のフィルタ膜が所定の被除去物を捕獲できることを確認し、捕獲できていない場合は、循環させて濾過能力を向上させる。また捕獲できている事が確認されれば、第１のバルブ５８で切り替え、濾過流体をパイプ６０に移送する。
【０１２２】
第４のケースは、原水タンク５０の排水レベルが下がり、フィルタ膜が大気に接触する場合である。
【０１２３】
フィルタ膜が大気に接触する前に、排水に設けられたレベルセンサ（図１５の符号ＦＳ）により濾過を停止する。この時は、気泡の発生も停止する。パイプ５１からは排水が供給されているため、また気泡により乱流が発生し第２のフィルタ膜が崩れる恐れがあるからである。そして濾過が可能な所定の排水レベルになったら、循環を開始する。そして循環している間被除去物を検出し、濾過流体の中の被除去物が所定の混入率（第１の所定値）になったら、第１のバルブ５８を切り替えて、濾過流体をパイプ６０に移送する。
【０１２４】
尚、濾過流体の中の被除去物の濃度を示す第１の所定値と第２の所定値は、同じでも良いし、第２の所定値は、第１の所定値からある幅を持って大きく設定されても良い。
【０１２５】
またセンサ６７は、固形物や被除去物を常時センシングしている。センサとしては、受光・発光素子の付いた光センサが、常に計測できるため好ましい。発光素子は、発光ダイオードやレーザが考えられる。またセンサ６７は、パイプ５６の途中あるいはパイプ５９の途中に取り付けても良い。
続いて、ＣＭＰ装置から流れる被除去物が混入された排水がどのように濾過されるかについて説明する。
【０１２６】
図１４ａ、ｂは、ＣＭＰ用スラリーの中に含まれる砥粒の粒径分布を示すものである。この砥粒は、Ｓｉ酸化物から成る層間絶縁膜をＣＭＰするものであり、材料はＳｉ酸化物から成り、一般にシリカと呼ばれているものである。最小粒子径は約０．０７６μｍ、最大粒子径は、０．３４μｍであった。この大きな粒子は、この中の粒子が複数集まって成る凝集粒子である。また平均粒径は、約０．１４４８μｍであり、この近傍０．１３〜０．１５μｍで分布がピークとなっている。またスラリーの調整剤としては、ＫＯＨまたはＮＨ３が一般的に用いられる。またＰＨは、約１０から１１の間である。
【０１２７】
図１４Ｃは、ＣＭＰ排水が濾過され、砥粒が捕獲されている事を示すデータである。実験では、前述したスラリーの原液を、純水で５０倍、５００倍、５０００倍に薄め、試験液として用意した。この３タイプの試験液は、従来例で説明したように、ＣＭＰ工程に於いて、ウェハが純水で洗浄されるため、排水は、５０倍〜５０００倍程度になると想定して用意され、それぞれを図１３の原水タンク５０に入れ、濾過装置５３を使って濾過をした。
【０１２８】
濾過前の試験液の光透過率を４００ｎｍの波長の光で調べると、５０倍の試験液は、２２．５％、５００倍の試験液は、８６．５％、５０００倍の試験液は、９８．３％である。排水に砥粒が含まれているので、光は散乱され、濃くなるに従い透過率が小さくなっていることが判る。
【０１２９】
一方、濾過後の透過率は、３つのタイプとも９９．８％となった。つまり濾過する前の光透過率よりも濾過後の光透過率の値が大きいため、砥粒は捕獲できている事が判る。尚、５０倍希釈の試験液の透過率データは、その値が小さいため図面上では省略されている。
【０１３０】
以上の結果から、固形物１６Ａ、１６Ｂで形成された第２のフィルタ膜を有するフィルタで、ＣＭＰから排出される被除去物を濾過すると、透過率で９９．８％程度まで濾過できることが判った。
【０１３１】
第２のフィルタ膜を形成する固形物は、研磨、研削、粉砕等で機械的に作られても良いし、自然界から集めても良い。またその粒径分布は、図２の如き粒度分布を持たせることが好ましい。特に粒径分布は、１μｍ以下で第１のピークを、２０〜５０μｍで第２のピークを持たせ、第１のピーク近傍の小さな固形物の割合よりも、第２のピーク近傍の大きな固形物の割合の方が大きいことが好ましい。
【０１３２】
一方被除去物は、加工により生成されたままの粒径分布で排水に取り込まれ、これを濾過しても良い。また、この排水の中に別途微粒子を混入し、被除去物と前記微粒子を含む全体の粒径分布が図２の分布、またはそれに近い分布になるように調整しても良い。例えばＣＭＰの排水中の被除去物は、図１４のように、約０．１μｍ近傍をピークとし、これを中心に１μｍ以下の狭い範囲で分布されているため、図２ａの約１μｍから約２００μｍの分布を持つ微粒子（例えばダイシング屑）をＣＭＰの排水に混入しても良い。これにより固形物から成る第２のフィルタ上に捕獲されてできる膜は、第２のフィルタと同様な隙間を持ち、被除去物の捕獲性、流体の透過率性を維持できるメリットを有する。
【０１３３】
ＣＭＰ用の砥粒は、シリカ系、アルミナ系、酸化セリウム系、ダイヤモンド系が主にあり、他に酸化クロム系、酸化鉄系、酸化マンガン系、ＢａＣＯ４系、酸化アンチモン系、ジルコニア系、イットリア系がある。シリカ系は、半導体の層間絶縁膜、Ｐ−Ｓｉ、ＳＯＩ等の平坦化、Ａｌ・ガラスディスクの平坦化に使用されている。アルミナ系は、ハードディスクのポリッシング、金属全般、Ｓｉ酸化膜等の平坦化に使用されている。また酸化セリウムは、ガラスのポリッシング、Ｓｉ酸化物のポリッシングとして、酸化クロムは、鉄鋼の鏡面研磨に使用されている。また酸化マンガン、ＢａＣＯ４は、タングステン配線のポリッシングに使用されている。
【０１３４】
更には、酸化物ゾルと呼ばれ、このゾルは、シリカ、アルミナ、ジルコニア等、金属酸化物または一部水酸化物から成るコロイドサイズの微粒子が水または液体中に均一に分散されているモノで、半導体デバイスの層間絶縁膜やメタルの平坦化に使用され、またアルミ・ディスク等の情報ディスクにも検討されている。
【０１３５】
これらの砥粒も図１４ａ、ｂと同様な粒径サイズであり、もちろんこれらが被除去物として入った排水の濾過、砥粒の捕獲も可能であることは言うまでもない。
次に濾過により得られる被除去物を含む濃縮水の処理について説明する。図１３に於いて、原水タンクは、時間とともに被除去物が濃縮されてくる。そして所望の濃度になった場合、濾過作業を停止し、凝集沈殿させて放置する。するとタンクの中の原水は、だいたい層状に分かれる。つまり上層から下層に従い、やや透明な流体から全く非透明な流体に分布される。これらをバルブ６１〜６４を使い分けて回収している。
【０１３６】
例えば、やや透明で被除去物の少ない原水は、第２のバルブ６１を開けて、濾過装置６６を介して回収する。続いてバルブ６２、６３を順次開けて流体を回収する。最後には、原水タンクの底に貯まった濃縮スラリーをバルブ６４を開けて回収する。
【０１３７】
先にバルブ６４を開けると、原水の自重によりいっきに濃縮スラリーが流れ、しかも上方の流体も出て制御が難しい。そのため、ここでは、６１、６２、６３、６４の順にバルブを開けて回収している。
【０１３８】
また図１３の下中央（点線で囲んだ図）には、原水タンクの原水レベル検査手段８０が図示されている。これは原水タンク５０の側面に、Ｌ字型のパイプ８１が取り付けられ、また原水のレベルによりパイプ８２が少なくとも一つ取り付けられている。このパイプ８２は、外径がパイプ８１の内径と一致し、勘合されるようになっている。
【０１３９】
例えば、バルブ６３の取り付けられている高さよりもちょっと高い位置に原水のレベルが成ったら、このパイプ８２を取り付け、上方にのびたパイプ８２に透明ののぞき窓を付けることで、原水のレベルを確認することができる。従って、こののぞき窓を介して原水レベルを確認しながら、濃縮スラリー以外の原水をぎりぎりまで取り除くことができる。
【０１４０】
またこのパイプ自身をガラス等の透明材で構成すれば、別途のぞき窓を取り付ける事無く原水のレベルを確認することができる。またこの検査手段は予め取り付けられていても良い。
【０１４１】
一方、図１３下左には、濃縮スラリーの上方の上水をぎりぎりまで採取するための手段が示されている。つまり原水タンク５０の内側に、図のようにＬ字型パイプ８１を取り付けておく。決まった期間で被除去物の量が特定されていたり、また濃縮スラリーの量が特定されていれば、パイプ８１の頭部の高さが予め決められる。従って濃縮スラリーの上層よりも若干高い所にパイプ８１や８２の頭部を配置させれば、自動的にこの高さまで原水を濾過装置６６に流出させることができる。また誤ってバルブ６３を開けっ放しにしても、このパイプ８１や８２の頭部のレベルで原水の流出を止めることができる。またこの濃縮スラリーのレベルが増減した場合、パイプ８２の取り外しで、原水の採取レベルが調整できる。もちろんパイプ８２は、いくつも用意され、レベルにより何段も取り付けられて良い。
なお、濃縮水を凝集沈殿法で回収する方法を説明したが、これに限ることはない。例えば、原水５２がある濃度になったら、別の濾過装置６６（ＦＤ）に移しても良い。例えば、ＣＭＰは、薬品と０．１μｍ以下の砥粒が含まれたスラリーを使う。そしてポリッシングの時に水が流され、排水としては前記スラリーよりも濃度の薄いものが排出される。しかし排出された原液が濾過されるに従い濃度が濃くなると同時に粘性も出てくる。そして濾過装置と濾過装置の間隔が狭いと気泡は濾過装置の間に入りづらくなり、気泡が固形物や被除去物に外力を与えなくなる。しかも図１４ｂのように被除去物が非常に微細であると、濾過能力の低下が早い。そのため、所定の濃度になったら、その原液を別の濾過装置ＦＤに移すことが好ましい。例えば、図１３右下のように、フィルタＦＴの上層に原水を流し込み、ポンプＰで原水を真空吸引する濾過装置を採用しても良い。またこの濾過装置ＦＤを濃縮回収パイプに取り付けて回収しても良い。
【０１４２】
ここでは、フィルタＦＴを介して濾過し、高濃度の原液がある程度の固まりに成るまで吸引している。一方、濾過装置ＦＤに原液を移すことで原水タンク５０の原水レベルが下がるが、パイプ５１からは濃度の薄い原水が供給されている。そして原水の濃度が薄くなり、原水がフィルタを完全に浸すようになったら、再度濾過が始まるように設定すれば、原水の粘度も下がり、気泡が濾過装置の間に入り込み固形物に外力を与えるようになる。
【０１４３】
また濾過装置ＦＤや６６を被除去物の回収装置として用いても良い。例えば被除去物が入った原水タンク５０が所定の濃度になったら、凝集沈殿を行わず、濾過装置６６（ＦＤ）で分離しても良い。例えば、シリコン屑を濾過する場合、分離されたシリコン屑は、凝集沈殿で使用される薬品と反応していないため、比較的純度の高いものであり、再度溶融してウェハ用のＳｉのインゴットにしても良い。また瓦の材料、セメント、コンクリートの材料等と、色々な分野に再利用が可能である。
【０１４４】
以上述べたように、図１３のシステムでは、原水タンク５０、濾過装置（浸漬・吸引）５３、小型ポンプ５７で構成され、特に第１のフィルタが目詰まりしない様に、低圧で吸引しているため、ポンプ５７は小型でよいメリットを有する。また従来は、原液がポンプを通過するため、ポンプ内部が摩耗し、寿命が非常に短かった。しかし本構成は、濾過流体がポンプ５７を通過するため、その寿命もはるかに長くなった。従ってシステムの規模が小さくでき、ポンプ５７を稼働するための電気代は節約でき、更にはポンプの取り替え費用も大幅に抑えられ、イニシャルコストも、ランニングコストも削減できた。
【０１４５】
またフィルタ膜は、ポリオリフィン系の膜で、落としても割れず機械的強度が高く、酸・アルカリ等の薬品に対して耐性が高いものである。そのため、原水濃度は、高濃度まで対応でき、フィルタ膜を付けた状態で、凝集沈殿も可能となった。
【０１４６】
また別のタンクで凝集沈殿するのではなく、原水タンクを利用して凝集沈殿させるので、余分な配管やポンプ等が不要となり、省資源型の濾過システムが可能となった。
【０１４７】
また濾過装置は、吸引濾過で、低流速・低圧力で濾過するため、更には第２のフィルタ膜の形成により、前述した第１のフィルタ膜の細孔への固形物または被除去物の入り込みを防止でき、濾過性能を向上させることが可能となった。またエアーバブリング等の外力発生手段により連続的に濾過が可能となった。また濾過速度、濾過圧力は、第１のフィルタ膜が破壊や変形する事により、第２のフィルタ膜が破壊される事のない範囲内で設定され、濾過速度は、０．０１〜５メートル／Ｄａｙ、濾過圧力は、０．０１kg/cm2〜１．０３Ｋｇｆ／ｃｍ２（１気圧）までは実質可能である。
【０１４８】
一方、濾過膜内部への固形物または被除去物の付着が、防止でき、従来必要とされた逆洗浄は、殆ど不要となった。
【０１４９】
以上、固形物としてＳｉウェハから発生するシリコン屑、被除去物としてＣＭＰから発生する砥粒、被研磨物（研削物）で説明してきたが、本発明は、色々な分野で活用が可能である。
【０１５０】
つまり固形物として、図２ａに示すような粒度分布を別途他の材料で用意しても良い。例えばアルミナ、ゼオライト、ケイソウ土等、セラミック、金属材料等の無機物でこの分布を作り第２のフィルタ膜を形成しても良い。またピークに関しては、図２ａでは２つあるが、基本的には大きい粒径と小さい粒径の固形物が〜数５００μｍの範囲で分布すれば、濾過は可能である。更に固形物は、異なる材料が混ざっていても何ら問題はない。また被除去物は、本質的には固形物であれば全てのものが濾過できる。
【０１５１】
排水は地球環境に何らかの害を与えていたが、本発明は、実施例の最初に説明したように、色々な分野で活用が可能であり、本発明を採用することによりその害を大幅に低減させることができるものである。
【０１５２】
特に、ダイオキシンを有する物質を発生するごみ焼却所、放射能発生物質を精製しているウラン精製工場、また有害物質が含まれた粉体を発生させる工場があるが、これらは本発明の採用により有害物質を持っている屑が大きなモノから小さなモノまで限りなく取り除くことできる。
【０１５３】
また被除去物が、周期表の中で、２ａ族〜７ａ族、２ｂ族〜７ｂ族の元素のうち少なくとも一つを含む無機固形物であれば、これらのものは本発明を採用することにより殆ど取り除くことができる。
続いて図１５を参照して被除去物の回収を説明をする。
【０１５４】
まずパイプ５１を介して被除去物（例えばＣＭＰの排水）を流し込み、濾過を開始する。ここでも濾過流体の被除去物の混入率を確認し、所望の混入率よりも高い場合は、循環させ、所望の混入率よりも低い事を確認して濾過を開始すうる。濾過が開始される時は、第１のバルブ５８によりパイプ５９からパイプ６０に切り替えられる。気泡発生装置５４は、少なくともこの時から始動する。尚、符号７０は、パイプ５６を通過する濾過流体の圧力を検知する圧力計であり、符号７１は、流量計である。
【０１５５】
そして連続して濾過が続けられ、原水タンク５０の排水の濃度が所定の濃度を超えたら、バルブ６１〜６４のいずれかを開けて、原水５２を濾過装置ＦＤに流し込む。濾過装置５３は、原水タンク５２の中に何十枚と平行に配置されている。ところが粘度が高くなると、濾過装置５３の間に気泡が浸入しづらくなり、第２のフィルタ膜表面への気泡の通過が抑制されてしまう。よって排水が所定の濃度を越えたら、排水の濃度を低下させるために、排水の少なくとも一部を濾過装置ＦＤに移し、パイプ５１から流れてくる排水でその濃度を低下させている。
【０１５６】
この濾過装置ＦＤは、第１の槽７２と第２の槽７３に分けられ、この２つの槽７２、７３の間には、第１のフィルタ膜よりも目の粗い孔を持ったフィルタＦＴが配置されている。そしてパイプ７４をポンプ等で吸引することにより、強制的に原液を第２の槽７３に移している。
【０１５７】
濾過装置ＦＤで濾過をすることにより、フィルタＦＴの上に、被除去物の固まりである回収物７５を生成し、この回収物を容器７６に入れて回収している。また回収物は乾燥すると飛散するため、容器は、密閉されるものが良い。
【０１５８】
そしてこの回収を続ける内に原水タンク５０のレベルは下がるが、濾過装置ＦＤの濾過流体が再度原水タンク５０に戻されたり、パイプ５１から排水が供給されるため、原水タンク５０内の原水濃度が低下し、また濾過が開始できるようになる。排水のレベルによりポンプを止めたり、始動したりするタイミングは、レベルセンサＦＳで検知されている。
更に、ＣＭＰ排水の中の砥粒、被研磨物（研削物）を取り除いた濾過流体を再利用する方法を図１６を参照して説明する。
【０１５９】
符号８０で示すＣＭＰ装置は、一般的には図２０のようにシステムとなって配置されているが、図面の都合上、図１９のＣＭＰ装置を示した。このＣＭＰ装置を除いた他の構成は、図１３、図１５と同様である。
【０１６０】
符号２５２は、回転定盤２５０に設けられた半導体ウェハであり、２５３はスラリーである。また図示されていないがウェハ２５２および回転定盤２５０をシャワーリングするシャワーも設けられている。
【０１６１】
このＣＭＰ装置の下方、ウェハ洗浄機構部には、排水を受ける容器ＢＬがあり、容器ＢＬの一部に原水タンク５０へとつながるパイプ５１が取り付けられている。尚詳細は、図１９、図２０で説明しているので、ここでは省略する。
【０１６２】
排水は、スラリー原液（希釈剤、ｐＨ調整剤および砥粒が主として含まれている）の他に、粒状の被研磨物または被研削物、半導体ウェハの構成物質から成るイオン、および水が混入され、濾過装置５３により、スラリーに混入される砥粒および被研磨物（または被研削物）の実質殆どが捕獲される。従ってパイプ６０を通過する流体は、砥粒を除いたスラリー原液（例えば調整剤であるＫＯＨまたはＮＨ３と希釈剤）、水およびイオンが含まれているので、例えばパイプ７１の間に、前記水とイオンを取り除く精製装置が取り付けられれば、濾過流体は再利用できる。そして精製されたスラリー原液の中に再度砥粒が混入されて撹拌されれば、ＣＭＰ装置用のスラリーとして再利用できる。
【０１６３】
またパイプ７２を介して別のタンクに前記濾過流体を移送し、これを精製メーカーに渡し、精製してもらっても良い。このようなシステムにすることにより、大量に廃棄されるＣＭＰの排水を再利用することができる。
続いて、実際純水製造システムとの関係を図１７を参照して説明する。
【０１６４】
まず工業用水タンク１０１に、工業用水が貯められる。この工業用水は、ポンプＰ１でフィルタ１０２、１０３を介して濾過水タンク１０４へ輸送される。
フィルタ１０２は、カーボンフィルタであり、ゴミ、有機物が取り除かれる。またフィルタ１０３は、フィルタ１０２から発生するカーボンを取り除くものである。
【０１６５】
続いて濾過流体は、ポンプＰ２で、逆浸透濾過装置１０５を介して純水タンク１０６へ輸送される。この濾過装置１０５は、逆浸透膜を使ったものであり、ここで０．１μｍ以下の屑（ゴミ）が取り除かれる。そして純水タンク１０６の純水は、ＵＶ殺菌装置１０７、吸着装置１０８，１０９および純水の抵抗値を下げる装置１１０を介して純水タンク１１１に輸送される。
【０１６６】
ＵＶ殺菌装置１０７は、字の如く紫外線により純水を殺菌し、符号１０８、符号１０９は、イオン交換し、イオンを除去する装置である。また符号１１０は、純水の中に炭酸ガスを混入させるものである。これは、純水の抵抗値が高いと、ブレード等にチャージアップが発生する等問題が発生するため、故意的にその抵抗値を下げている。
【０１６７】
そしてポンプＰ３を使いＣＭＰ装置の洗浄用として純水を供給している。符号１１２は、約０．２２μｍ以上の屑（ゴミ）を再度取り除いている。
【０１６８】
続いてＣＭＰ装置で発生した排水は、ポンプＰ４を使って原水タンク１１３に貯められ、前で述べた濾過装置１１４で濾過される。これは、図９、１０に述べたものと同様のものである。そして濾過装置１１４で濾過された濾過流体は、パイプ１２０と接続された精製装置１２１により精製され、分離された水は濾過水タンク１０４に戻される。また精製装置で精製された流体には、砥粒が混入され再度ＣＭＰのスラリーとして再利用されても良い。
【０１６９】
ここで濾過装置１１４において、濾過流体に被除去物が混入した場合は、原水タンク１１３に戻され循環されることはいうまでもない。
【０１７０】
【発明の効果】
一般に、ＣＭＰのスラリーに混入される砥粒のように０．１μｍクラスの粒体を取り除くには、この粒体よりも小さな孔のフィルタ膜を採用するのが一般的である。しかし本発明は、被除去物と同程度およびこれよりもサイズの大きな固形物を第２のフィルタ膜として積層し、第２のフィルタ膜に形成される数多くの隙間を流体の通過路として活用しているため、第２のフィルタ膜が形成された濾過装置を排水中に浸漬させるだけで、０．１μｍクラスの流体を取り除くことができた。従って第２のフィルタ膜が形成された濾過装置、ポンプ、タンクでシステムを組め、設備費が安く、ランニングコストも低減された高精度濾過装置の実現が可能となった。
【０１７１】
しかも第２のフィルタ膜自身が固形物の集合体であることから、目詰まりの原因となる被除去物および固形物を第２のフィルタ膜から離間させることができ、濾過装置の濾過能力を長期に渡り維持することも実現できた。更には循環通過させることにより排水内の被除去物および／または固形物が第２のフィルタ膜として構成されて成長し、所定の粒径まで捕獲できる濾過性能を持った第２のフィルタ膜として形成することができ、また第２のフィルタ膜の自己修復も可能となった。
よって、従来の濾過装置よりもメインテナンスが大幅に低減できる濾過装置が実現できた。
【０１７４】
また、ＣＭＰの排水は、粘度が上昇する。それによって気泡が積層物の表面に当接しにくくなる。またフィルタのリフレッシュ機能が低下する。よって所定の粘度になったら、排水の一部を原水タンクから移し、製造現場から供給される排水により薄められる。よってその粘度を低下させることができ、そのリフレッシュ機能も向上させることができる。
【０１７５】
更には、積層物の形成を、原水タンクと別のタンクで形成しても良い。別のタンクで形成することにより、予め積層物の付いたフィルタを用意でき、距離的に離れた所への移送が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るフィルタ膜を説明する図である。
【図２】 ダイシング時に発生する排水中のシリコン屑の粒度分布、形状を説明する図である。
【図３】 本発明の実施形態に係るフィルタ膜を説明する図である。
【図４】 本発明の実施形態に係るフィルタ膜を説明する図である。
【図５】 固形物または固形物と被除去物から成るフィルタを形成する方法を説明する図である。
【図６】 濾過装置の第１のフィルタ膜に第２のフィルタ膜を形成する方法を説明する図である。
【図７】 フィルタ膜を準備する方法を説明する図である。
【図８】 フィルタ膜を持った濾過装置を準備する方法を説明する図である。
【図９】 本発明に採用する濾過装置を説明する図である。
【図１０】 本発明に採用する濾過装置を説明する図である。
【図１１】 図９、図１０の濾過動作を説明する図である。
【図１２】 図９、図１０の濾過動作を説明する図である。
【図１３】 本発明の濾過方法を説明するシステム図である。
【図１４】 ＣＭＰの砥粒の粒径分布、および濾過前と濾過後の光の透過率を説明する図である。
【図１５】 本発明の濾過方法を説明するシステム図である。
【図１６】 本発明の濾過方法を説明するシステム図である。
【図１７】 本発明の濾過方法をＣＭＰ装置に応用したシステムを説明する図である。
【図１８】 従来の濾過システムを説明する図である。
【図１９】 ＣＭＰ装置を説明する図である。
【図２０】 ＣＭＰ装置のシステムを説明する図である。
【符号の説明】
１０ 第１のフィルタ
１１ フィルタ孔
１２ 金属屑
１３ 第２のフィルタ
２０ 原水タンク
２１ フィルタ膜
２３ 濾過水
２４ ポンプ
２５ 切り替えバルブ
３０ 枠
３１、３２ 第１のフィルタ
３４ パイプ
５０ 原水タンク
５２ 原水
５３ 濾過装置
５４ 気泡発生装置
６７ センサ

Claims (5)

1. 半導体ウェハをＣＭＰで使用するスラリーでポリッシングすることによって発生する被除去物を含む流体が貯留された原水タンクに、互いが離間された複数枚の第１のフィルタが浸漬され、
   前記流体を前記第１のフィルタに通過させて、前記第１のフィルタの表面に前記被除去物を含む層状の第２のフィルタが形成され、
   前記第２のフィルタを介して前記流体が濾過される流体の濾過方法であり、
   前記第２のフィルタの表面に気泡を通過させつつ前記濾過を行うことで、前記第２のフィルタの濾過能力は維持され、
   凹凸が形成された前記第１のフィルタの表面に前記第２のフィルタが形成されることで、前記第２のフィルタの剥離が抑止され、
   前記第２のフィルタによる濾過を行うことで前記原水タンク内の前記流体の濃度は濃縮され、
   濃縮された前記流体の粘度が高くなり、前記気泡が前記第１のフィルタの間に入りづらくなったら、
   前記流体の少なくとも一部を、前記原水タンクの外部に取り出し、新たな前記流体を前記原水タンクに導入することにより、前記原水タンクに貯留される前記流体の粘度を下げることを特徴とする流体の濾過方法。
2. 前記第１のフィルタは、濾過面が垂直になるように複数個が設置され、
   前記第１のフィルタの間を前記気泡が通過することを特徴とする請求項１記載の流体の濾過方法。
3. 前記被除去物は、シリコンの研削屑を含むことを特徴とする請求項１記載の流体の濾過方法。
4. 取り出した前記流体に含まれる前記被除去物を再利用することを特徴とする請求項１記載の流体の濾過方法。
5. 凝集沈殿法により、前記原水タンクから前記流体を外部に移すことを特徴とする請求項１記載の流体の濾過方法。

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