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発明の名称 廃液処理方法、薬液処理方法及び薬液処理装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−347279(P2001−347279A)
公開日 平成13年12月18日(2001.12.18)
出願番号 特願2000−169872(P2000−169872)
出願日 平成12年6月7日(2000.6.7)
代理人 【識別番号】100086298
【弁理士】
【氏名又は名称】船橋 國則
【テーマコード(参考)】
4D050
4D061
4G042
4K021
【Fターム(参考)】
4D050 AA13 AA20 AB11 AB32 BA14 BB02 BD04 CA10 
4D061 DA10 DB20 EC01
4G042 CA04 CE01
4K021 AA01 AA09 AB15 BA02 DC03 DC15
発明者 岡本 彰
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 オゾン水を用いた処理を行った後のオゾン水廃液を処理する廃液処理方法であって、純水の電気分解によって得られたオゾンを純水に溶解させてなるオゾン水を用いて処理を行った後のオゾン水廃液に、前記電気分解の際に生じた水素ガスを添加することによって、当該オゾン水廃液中のオゾンを分解処理することを特徴とする廃液処理方法。
【請求項2】 請求項1記載の廃液処理方法において、前記水素ガスは、水に溶解させた状態で前記オゾン水廃液に添加されることを特徴とする廃液処理方法。
【請求項3】 オゾン水を用いた薬液処理方法であって、純水を電気分解して得たオゾンを純水に溶解させてなるオゾン水を作製する工程と、前記オゾン水を用いた処理を行う工程と、前記処理後のオゾン水廃液に、前記電気分解の際に生じた水素ガスを添加することによって当該オゾン水廃液中のオゾンを分解処理する工程とを備えたことを特徴とする薬液処理方法。
【請求項4】 請求項3記載の薬液処理方法において、前記水素ガスは、水に溶解させた状態で前記オゾン水廃液に添加されることを特徴とする薬液処理方法。
【請求項5】 オゾン水を用いた薬液処理装置であって、純水を電気分解することによってオゾンを得るオゾン発生部と、前記オゾン発生部で得られたオゾンを純水に溶解させてオゾン水を得るオゾン溶解部と、前記オゾン溶解部で得られたオゾン水を用いた処理を行う処理部と、前記処理部から排出されるオゾン水廃液に前記電気分解の際に生じた水素ガスを添加して当該オゾン水廃液中のオゾンを分解処理する廃液処理部とを備えたことを特徴とする薬液処理装置。
【請求項6】 請求項5記載の薬液処理装置において、前記オゾン発生部と前記廃液処理部との間に、当該オゾン発生部における純水の電気分解で生じた水素ガスを水に溶解させて当該廃液処理部のオゾン水廃液に添加する水素ガス溶解部を設けたことを特徴とする薬液処理装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃液処理方法、薬液処理方法及び薬液処理装置に関し、特には半導体装置の製造工程において用いられるオゾン水を無害化する廃液処理方法、オゾン水を用いた薬液処理方法、及びこれに用いる装置に関する。
【0002】
【従来の技術】素子構造の微細化及び高集積化が進展した半導体装置(例えば大規模集積回路)においては、製造工程中において基板(例えば半導体基板)に付着するパーティクル(微小粒子)や金属汚染物質、有機汚染物質等が、歩留まりや素子特性に大きな影響を及ぼすようになってきている。例えば、パーティクルは、酸化膜耐圧不良や配線のショート及び断線を引き起こす要因になり、金属汚染物質や有機汚染物質は、酸化膜耐圧不良や接合リーク不良を引き起こす要因になっている。ところが半導体装置の製造工程は、そのほとんどがパーティクルや金属汚染物質さらには有機汚染物質の発生源であるため、全ての製造工程にわたって、適宜、基板の洗浄処理を行うことで基板の表面及び裏面を清浄に保ち、これによって歩留まり及び素子特性の向上を図るようにしている。
【0003】このような基板洗浄方法としては、基板の大口径化やコスト削減の観点から、ウェット洗浄方式が主流となっている。また、この際用いる洗浄薬液としては、アンモニア水や塩酸、硫酸、過酸化水素水などの薬品と純水との混合処理液に替えて、純水にオゾン(O3)をppmオーダーで溶解させたオゾン溶解水(いわゆるオゾン水)が用いられるようになってきている。
【0004】また、このような洗浄処理の他にも、基板表面に酸化膜を生成する方法としてオゾン水を用いた成膜処理を行う場合もある。
【0005】ここで、オゾン水を用いたこれらの処理(以下、薬液処理とする)を行う場合には、例えば図3に示すような一連の工程が行われる。先ず、オゾン発生部1に純水を供給し、電気分解にてオゾンO3を得る。次に、このオゾンO3を、純水H2Oと共にオゾン溶解部2に供給し、純水H2OにオゾンO3を溶解させてなるオゾン水L1を得る。その後、例えば基板洗浄を行うための基板処理部3にこのオゾン水L1を供給し、オゾン水L1を用いた薬液処理(例えば基板洗浄)を行う。また、この処理で生じたオゾン水廃液L2は、次の廃液処理部4で処理して排出される。
【0006】ここで、オゾン水L1は、強い酸化力を示し、有機物に対する分解力が強いため、例えば塩化ビニルのような樹脂からなる配管に対してダメージを与える。また、オゾン水L1中から大気中にオゾンO3が放出された場合には、生態系に悪影響を及ぼすこともある。このため、オゾン水廃液L2を処理する際には、オゾン水廃液L2中のオゾンO3を分解する必要がある。通常、オゾン水中におけるオゾンは不安定であるため自然に分解されるが、分解されるまでの間に時間経過を必要とする。そこで、基板処理部3から排出されたオゾン水廃液L2を廃液処理部4に供給し、この廃液処理部4においてオゾン水廃液L2を活性炭に接触させたり、オゾン水廃液L2に過酸化水素水を添加したり、オゾン水廃液L2と電解イオンカソード水と混合したり(特開平8-101984)することによって、オゾン水廃液L2中のオゾンO3を分解し、また、オゾン水廃液L2中に窒素や空気をバブリングする(特開平4-247282)ことによってオゾン水廃液L2からオゾンを追い出すことによって、より短時間でオゾン水廃液L2中のオゾン濃度を低下させる方法が提案され、実施されている。
【0007】一方、上述した一連の工程において電気分解にてオゾンO3を得る際には、オゾン発生部1からオゾンO3と共に水素ガスH2も生成される。この水素ガスH2は、水素ガス処理部5に送られ、燃焼筒において燃焼させたり、触媒反応させることによって無害化処理され排出される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した一連の工程においては、オゾン水廃液を処理する際に、オゾン水廃液に対して、この処理系外から様々な物質が添加され、これらの物質が消費される。例えば、オゾン水廃液を活性炭に接触させる方法では、オゾンが分解される際に活性炭が分解消費される。また、過酸化水素水を添加する方法では、オゾン水が分解される際に過酸化水素水が分解消費される。そして、電解イオンカソード水と混合する方法では、電解イオンカソード水を製造するための特別の装置及び製造コストが掛る。このため、以上の方法では、オゾンを分解するために添加される分解物質の消費コストが掛る。また、オゾン水廃液中に窒素や空気をバブリングする方法では、窒素や空気が消費されると共に、オゾン水廃液中から追い出されたオゾンが分解されるのを待たなければならない。
【0009】しかも、上記一連の処理方法においては、オゾンを得る際に副産物として生成される水素ガスの無害化処理も行う必要があり、そのための手間がかかっていた。
【0010】そこで本発明は、低コストで無駄なくオゾン水廃液を処理することができる廃液処理方法、オゾン水の製造からオゾン水廃液の処理までを低コストで無駄なく行うことが可能な薬液処理方法及びこの薬液処理を行う薬液処理装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成するための本発明の廃液処理方法は、オゾン水を用いた処理を行った後のオゾン水廃液を処理する廃液処理方法であり、純水の電気分解によって得られたオゾンを純水に溶解させてなるオゾン水を用いて処理を行った後のオゾン水廃液に、電気分解の際に生じた水素ガスを添加することによって、当該オゾン水廃液中のオゾンを分解処理することを特徴としている。
【0012】また、本発明の薬液処理方法は、上記廃液薬液処理方法と同様にして、オゾン水廃液中のオゾンを分解処理する工程を備えたことを特徴としている。
【0013】このような構成の廃液処理方法及び薬液処理方法では、オゾン水を得るための純水の電気分解によって生じた水素ガスによって、オゾン水廃液中のオゾンを分解処理している。このため、オゾン水廃液を発生させる処理系の外部からオゾン分解物質などを添加することなく、この処理系内で副産物として生じる水素ガスを用いてオゾンが分解され、オゾン水廃液の処理が行われる。
【0014】さらに、本発明の薬液処理装置は、オゾン水を用いた薬液処理装置であり、純水を電気分解してオゾンを得るオゾン発生部、ここで得られたオゾンを純水に溶解させてオゾン水を得るオゾン溶解部、ここで得られたオゾン水を用いた処理を行う処理部、ここはから排出されるオゾン水廃液にオゾン発生部での電気分解の際に生じた水素ガスを添加してオゾンを分解処理する廃液処理部を備えたことを特徴としている。
【0015】このような構成の薬液処理装置では、オゾン水を得るための純水の電気分解によって生じた水素ガスによって、オゾン水廃液中のオゾンを分解処理する薬液処理が行われる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態においては、先ず、本発明の薬液処理装置の構成例を説明した後、この薬液処理装置を用いて行われる本発明の廃液処理方法及び薬液処理方法を説明する。尚、以下の実施形態は、半導体装置の製造工程において、例えば半導体基板や液晶基板等の洗浄を行う場合の薬液処理に適用されるが、これに限定されることはなく、オゾン水を用いた一般的な処理に広く適用可能であり、処理の対象となる被処理物も基板状のものに限定させることはない。また、図3を用いて説明した従来の薬液処理装置と同様の構成部品には同一の符号を付し、重複する説明は省略することとする。
【0017】(第1実施形態)図1は、第1実施形態を説明するための薬液処理装置の構成図である。この図に示す薬液処理装置と、図3を用いて説明した従来の薬液処理装置との異なる点は、オゾン発生部1における純水の電気分解においてオゾンO3と共にその副産物として生じた水素ガスH2が、廃液処理部40に供給される構成、及び水素ガスH2を処理するための燃焼筒のような水素ガス処理部が設けられていないところにある。そして、その他の構成は、図3を用いて説明した薬液処理装置と同様であり、オゾン発生部1、オゾン溶解部2及び基板処理部3を備えている。
【0018】上記廃液処理部40は、基板処理部3から排出されるオゾン水廃液を貯める廃液槽からなり、オゾン発生部1から発生した水素ガスH2がこの内部に貯蔵されたオゾン水廃液L2に添加されるように構成されている。ここでは、一例として廃液処理部40に貯蔵されたオゾン水廃液L2に対して、水素ガスH2がバブリング状態で添加されるように構成されている。また、この廃液処理部40には、廃液処理が終了した後の処理済みの処理廃液L3を排出し、またはこの薬液処理装置の外部の処理槽にこの処理廃液L3を供給するための配管(図示省略)が設けられている。
【0019】さらに、ここでの図示は省略したが、オゾン発生部1と廃液処理部40との間には、オゾン発生部1で発生した水素ガスH2を一時的に貯蔵すると共に、廃液処理部40に供給する水素ガスH2の供給量を制御するための制御機構を有する貯蔵部を設けても良い。
【0020】次に、このような構成の薬液処理装置を用いた薬液処理方法及び廃液処理方法を説明する。先ず、純水H2Oをオゾン発生部1に供給し、このオゾン発生部1において純水H2Oを電気分解することによってオゾンO3を得る。次いで、このオゾンO3を純水H2Oと共にオゾン溶解部2に供給し、このオゾン溶解部2において純水H2OにオゾンO3を溶解させてなるオゾン水L1を得る。その後、例えば基板洗浄を行うための基板処理部3にこのオゾン水L1を供給し、オゾン水L1を用いた薬液処理を行う。ここでは、例えばオゾン水L1による基板洗浄や基板表面に対する酸化膜形成、さらには基板以外の被処理物に対してオゾンを用いた様々な処理を行う。また、この基板処理部3での処理で生じたオゾン水廃液L2を廃液処理部40に排出する。以上までは、従来と同様に行う。
【0021】そして、次に説明する工程からが、本発明に特徴的な工程となる。すなわち、オゾン発生部1においてオゾンO3を得るために行った電気分解で副産物として発生した水素ガスH2を廃液処理部40に供給し、この廃液処理部40に貯蔵されているオゾン水廃液L2に水素ガスH2を添加しバブリングさせる。ここで、オゾン発生部1で発生した水素ガスH2を一時的に貯蔵する貯蔵部が設けられている場合には、この貯蔵部から廃液処理部40に水素ガスH2を供給する。
【0022】この際、廃液処理部40内のオゾン水廃液L2に、所定量の水素ガスH2が添加されるように制御する。ここでは、所定量の純水H2Oを電気分解して得られた所定量のオゾンO3を溶解させたオゾン水L1のオゾン水廃液L2に対して、この所定量の純水を電気分解した際に副産物として得られた所定量の水素ガスH2が供給されるようにする。このため、廃液処理部40への水素ガスH2の供給量は、廃液処理部40に貯蔵されているオゾン水廃液L2の量に対して一定ではなく、このオゾン水廃液L2の貯蔵量に対する水素ガスH2の供給量は、オゾン溶解部2で得られるオゾン水L1の濃度や、基板処理部3でさらに純水が用いられてオゾン水廃液L2に添加される場合にはその添加量によっても変化する。また、この際、オゾン水廃液L2に供給された所定量の水素ガスH2の全てが、オゾン水廃液L2に溶解されたオゾンO3の分解で消費され、さらにこのオゾン水廃液L2に溶解されるように、必要に応じてオゾン水廃液L2に予め水を添加しておく。
【0023】以上のようにして、廃液処理部40内のオゾン水廃液L2に水素ガスH2を添加してから、この水素ガスH2によってオゾン水廃液L2内のオゾンが十分に分解される時間が経過した後、廃液処理部40から処理済みの処理廃液L3を排出して一連の工程を終了させる。
【0024】以上説明した薬液処理装置及びこれを用いた薬液処理方法及び廃液処理方法では、オゾンO3を得るための純水H2Oの電気分解によって生じた水素ガスH2によって、オゾン水廃液L2中のオゾンO3を分解処理する薬液処理が行われる。このため、オゾン水廃液L2を発生させる処理系の外部からオゾン分解物質などを添加することなく、この処理系内で副産物として生じる水素ガスH2を用いてオゾン水廃液L2中のオゾンO3が分解され、オゾン水廃液L2の処理が行われる。したがって、オゾン水L1を用いた薬液処理の系内において、オゾン水廃液L2の処理を行うことができ、オゾン分解物質などの消費コストを削減することができる。しかも、薬液処理に際して副次的に生じる水素ガスH2を処理するための設備を必要とすることもなく、そのためのコストも削減することができる。
【0025】また、所定量の純水H2Oを電気分解して得られた所定量のオゾンO3を溶解させたオゾン水L1のオゾン水廃液L2に対して、この所定量の純水を電気分解した際に副産物として得られた所定量の水素ガスH2が供給されるようにしたことで、電気分解によって生じた水素ガスH2を、オゾン水廃液L2中のオゾンO3に対して不足することなく供給することができる。ここで、基板処理部3での処理によって、オゾン水L1中のオゾンO3が消費されてその濃度が低下する。このため、廃液処理部40においては、水素ガスH2の添加量が過剰ぎみになるが、この過剰分の水素は、廃液処理部1のさらに下流にある他の処理系と合同の廃液処理部において無害化の処理が行われる。
【0026】(第2実施形態)図2は、第2実施形態を説明するための薬液処理装置の構成図である。この図に示す薬液処理装置と、図1を用いて説明した第1実施形態の薬液処理装置との異なる点は、オゾン発生部1と廃液処理部40との間に水素ガス溶解部50を設けたところにある。
【0027】この水素ガス溶解部50は、オゾン発生部1における純水の電気分解で生じた水素ガスH2を水(純水である必要はない)H2Oに溶解させて水素溶解水(すなわち水素水)LHとし、この水素水LHを廃液処理部40に供給するように構成されている。つまり、水素ガスH2は、水に溶解させた状態で廃液処理部40に貯蔵されたオゾン水廃液L2に添加されることになる。
【0028】ここで、廃液処理部40内への水素水LHの供給形態は、廃液処理部40に貯蔵されたオゾン水廃液L2と水素水LHとが混ざり易いように、例えばシャワー状に供給しても良い。また、廃液処理部40には、ここでの図示を省略した攪拌機能を設けても良い。
【0029】さらに、ここでの図示は省略したが、水素ガス溶解部50と廃液処理部40との間には、水素ガス溶解部50で得られた水素水LHを一時的に貯蔵すると共に、廃液処理部40への水素水LHの供給量を制御するための制御機構を有する貯蔵部を設けても良い。
【0030】このような構成の薬液処理装置を用いた薬液処理方法及び廃液処理方法では、オゾンO3の製造からオゾン水L1を用いた処理までを第1実施形態と同様にして行う。
【0031】一方、第1実施形態と同様にして、オゾン発生部1では電気分解によって水素ガスH2が副産物として生じるため、この水素ガスH2を水素ガス溶解部50に供給して水に溶解させ、水素水LHを得る。
【0032】次いで、この水素水LHを廃液処理部40に供給し、この廃液処理部40に貯蔵されているオゾン水廃液L2に水素水LHを添加し混合する。ここで、水素水LHを一時的に貯蔵する貯蔵部が設けられている場合には、この貯蔵部から廃液処理部40に水素水LHを供給する。この際、第1実施形態と同様に廃液処理部40内のオゾン水廃液L2に所定量の水素ガスH2(水素水LHに溶解された状態の水素ガスH2)が添加されるように、水素水LHの供給量を制御する。またこの際、オゾン水廃液L2に水素水LHを添加することで、廃液処理部40において水素ガスH2が放出されることのないように、必要に応じてあらかじめオゾン水廃液L2の温度を調節したり、オゾン水廃液L2に多めの水を添加しておくか、さらには水素水LHにおける水素ガスH2の溶解量を飽和溶解度に対して少なめに設定しておくことととする。
【0033】以上のようにして、廃液処理部40内のオゾン水廃液L2に水素水LHを添加してから、この水素水LH中に溶解させた水素ガスによってオゾン水廃液L2内のオゾンが十分に分解される時間が経過した後、この処理廃液L3を廃液処理部40から排出して一連の工程を終了させる。
【0034】以上のような薬液処理装置及びこれを用いた薬液処理方法及び廃液処理方法では、オゾンO3を得るための副産物として生じた水素ガスH2を溶解させた水素水LHをオゾン水廃液L2中に添加することで、オゾン水廃液L2中のオゾンO3を分解処理する薬液処理が行われる。このため、第1実施形態と同様に、オゾン水L1を用いた薬液処理の系内においてオゾン水廃液L2の処理を行うことができると共に、薬液処理に際して副次的に生じる水素ガスH2を処理するための設備を必要とすることもない。したがって、これらのコストを削減した薬液処理を行うことができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、オゾン水を用いた薬液処理の系内においてオゾン水廃液の処理を行うことが可能になり、オゾン分解物質などの消費コストを削減することができる。しかも、薬液処理に際して副次的に生じる水素ガスを処理するための設備を必要とすることもなく、そのためのコストも削減した薬液処理及び廃液処理を行うことができる。この結果、低コストでかつ無駄のないオゾン水を用いた薬液処理及びオゾン水廃液の処理を行うことが可能になる。




 

 


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