CN1638920A - 流体混合装置及切削装置 - Google Patents

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Abstract

在使用加工水的加工中，通过提供以下流体混合装置30，可以用经济的方法将加工水的比电阻值高精度地设置在所要求的值，该流体混合装置30包括第一流体供给路34、第二流体供给路43以及混合部41，第一流体供给路34供给第一流体，第二流体路供给43第二流体，混合部41生成混合第一流体和第二流体的混合流体，该第一流体供给路34通过流量比调整部36分支成第一经路37和第二经路38，该第二经路38在分支部39分支出流量比率被事先设定的第三经路40，该第三经路40与混合部41连接，在该混合部41上连接有第二流体供给路43和第四经路44，在该混合部41上，将从该第三经路40流入的第一流体与从该第二流体供给路43流入的第二流体混合、将生成的混合流体向该第四经路44流出，该第四经路44在第二经路38上的该分支部39的下游侧合流，第二经路38与该第一经路37合流。

Description

流体混合装置及切削装置
技术领域
本发明涉及可以按所要求的比例混合两种流体的流体混合装置以及装载该流体混合装置的切削装置。
背景技术
在切削装置、研磨装置等各种加工装置中，为了提高加工质量，加工时对被加工物供给加工水进行加工。例如，在图4所示的切削装置50中，该切削装置50是高速旋转的旋转刀片18切入例如半导体薄片W的被加工物、进行切削，向流入部23供给切削水，从切削水供给喷嘴20向半导体薄片W与旋转刀片18的接触部供给切削水进行切削。并且，通过从喷出部21喷出切削水，也可以去除由切削产生的切削屑。
作为这样的切削水，虽然可以使用纯净水，但是由于纯净水的比电阻值(电阻率)大，通过摩擦产生静电，容易使半导体薄片W带电，特别是被加工物是半导体薄片的情况下，由于带有静电，使质量明显下降，因此降低比电阻值、对静电的产生防患于未然，需要消除静电。
在此，例如特开2001-30170号公报所述的加工水生成装置，通过使用以下加工水防止产生静电，该加工水是向纯净水中混合二氧化碳，提高比电阻值、增加了导电性。
一方面，如果二氧化碳的浓度提高、酸度提高，则出现以下问题，即旋转刀片18被腐蚀、使寿命降低，或形成在半导体薄片上的焊接垫片被腐蚀、最终使半导体晶片的质量下降，因此上述公报所述发明中考虑了以下办法，即通过阀的调整、控制流量，使比电阻值保持在适当的值。
但是，虽然在经验上知道例如在进行半导体薄片切削时，可以防止携带静电，并且为了防止旋转切片以及焊接垫片等的腐蚀，适当的比电阻值在0.5MΩ·cm～2.0MΩ·cm极为狭窄的范围内，但是为了将比电阻值设定、保持在这样的范围，需要使用昂贵的微调整阀、高精度地调整流量，因此，将比电阻值调整成所要求的值不仅是困难的，而且需要用昂贵的微调整阀，具有加大装置成本的问题。该问题不仅是切削装置，而且是使用加工水的加工装置共通的问题。
因此，在使用加工水的加工中，具有以下的课题，即用经济的方法，可以将加工水的比电阻值高精度地设定在所要求的值。
发明内容
作为解决上述课题的具体方式，本发明是提供流体混合装置，一种将第一流体与第二流体混合的混合装置，其特征在于，包括第一流体供给路、第二流体供给路以及混合部，第一流体供给路供给第一流体，第二流体路供给第二流体，混合部使第一流体和第二流体混合而生成混合流体，第一流体供给路通过流量比调整部分成第一经路和第二经路，第二经路在分支部上分支出流量比率被事先设定的第三经路，第三经路与混合部连接，在混合部上连接有第二流体供给路和第四经路，在混合部上，将从第三经路流入的第一流体与从第二流体供给路流入的第二流体混合、将生成的混合流体向第四经路流出，第四经路与在分支部下游侧的第二经路或第一经路合流，第二经路与第一经路合流。
并且，该流体混合装置作为附加条件，在分支部，在第三经路流动的第一流体的流量被调整为在第二经路流动的第一流体的流量的1/50～1/100，第一流体是纯净水，第二流体是二氧化碳。
根据这样构成的流体混合装置，通过对流量比率调整部以及分支部的流量进行调整，不使用昂贵的微调整阀就可以高精度地生成所要求的浓度的混合流体。
另外，在第一流体是纯净水、第二流体是二氧化碳的情况下，由于根据二氧化碳的浓度决定比电阻值，因此可以生成具有所要求的比电阻值的碳酸水。
另外本发明提供切削装置，至少具有卡盘台、切削机构以及上述的流体混合装置，卡盘台保持被加工物，切削机构切削被保持在卡盘台上的被加工物，其特征在于，切削机构至少具有旋转刀片和切削水供给喷嘴，旋转刀片切削被保持在卡盘台上的被加工物，切削水供给喷嘴向被加工物的切削处供给切削水，从切削水供给喷嘴将通过流体混合装置生成的切削水向切削处供给。
根据这样构成的切削装置，可以生成具有最合适的比电阻值的碳酸水、作为切削水使用。
附图说明
图1是表示本发明一例切削装置的立体图。
图2是表示本发明一例流体混合装置构成的说明图。
图3是表示二氧化碳与比电阻值的关系的图表。
图4是表示一面供给切削水、一面进行半导体薄片切削的立体图。
具体实施方式
作为本发明的实施方式，就调整在图1所示的切削装置10中使用的切削水的比电阻值的流体混合装置进行说明。并且，与现有例同样构成的部位使用相同的符号进行说明。
图1的切削装置10是切削各种板状物的装置，例如切削半导体薄片W时，通过保持带T将多个半导体薄片W收容在盒11内，该半导体薄片W被保持在支架F上。
并且，运出搬入机构12通过向+Y方向移动则挟持该半导体薄片W，向-Y方向移动后则解除该挟持，将半导体薄片W放置在临时放置区域13。
放置在临时放置区域13的半导体薄片W被构成第一传送机构14的吸附部14a吸附，吸附部14a回转，被定位在卡盘台15的正上方，在此，通过解除吸附，半导体薄片W被放置在卡盘台15上保持吸引。
卡盘台15可以沿着X轴方向移动，在其移动路的上方设置有对准机构16。在该对准机构16上，具有可以向Y方向移动的摄影机构17，通过卡盘台15向+X方向的移动以及摄影机构17向Y方向的移动，对半导体薄片W的表面进行摄影，通过对事先储存在记忆卡中的主要模式图象与摄影后的图象进行模式匹配处理，可以检测出需要切削的分割道。
具有旋转刀片18的切削机构19与摄影机构17一体形成，成为一体可以向Y轴方向移动。并且，旋转刀片18与摄影机构17的Y坐标相等，两者在X轴方向上位于一条直线上。
因此，通过对准机构16，检测出需要切削的分割道，该分割道与旋转刀片18的Y轴方向的定位被自动进行。并且，保持半导体薄片W的卡盘台15继续向+X方向移动，旋转刀片18一面高速旋转，切削机构19一面下降，通过向被检测出的分割道切入，该分割道被切削。
并且，使卡盘台15在X轴方向进行往复移动的同时，一面将切削机构19每间隔分割道在Y轴方向分度、一面进行切削，同方向的所有的分割道被切削。
而且，将卡盘台15旋转90度后，与上述同样地进行切削，所有的分割道被切削、切割，分割成一个个半导体晶片。
如图2所示，进行上述的切削时，从设置在旋转刀片18两侧的切削水供给喷嘴20对旋转刀片18与半导体薄片W的接触部供给切削水，该切削水是为了进行冷却的加工水。
另外，在旋转刀片18的X轴方向的延长线上，形成有喷出切削水的喷出部21，通过喷出的切削水去除滞留的切削水。
从切削水供给喷嘴20和喷出部21流出的切削水在流体混合装置30被生成，通过设置在刀片罩22上部的流入部23流入。
在流体混合装置30上具有储蓄第一流体的第一流体源31和储蓄第二流体的第二流体源32。
第一流体供给路34通过开关阀33被连接在第一流体源31上。另外，第一流体供给路34上连接有流量计35，测量流入第一流体供给路34的第一流体的量，根据该量可以调整开关阀33的开关。
流量比调整部36被连接在第一流体供给路34的下游侧，第一经路37和第二经路38被与流量比调整部36连接。流量比调整部36是可以将第一流体按照所要求的比例向第一经路37和第二经路38分配的阀。
第二经路38在分支部39再分支出第三经路40。第二经路38与第三经路40的流量比率，例如通过构成第二经路38的管道的内径与构成第三经路40的管道的内径的比率被事先设定，可以不用阀等就可以高精度地设定所要求的比率。例如在此可以将在第三经路40流出的第一流体的量调整为从第二经路38流入的第一流体的量的1/50～1/100。
第三经路40与混合部41连接，在第三经路40流动的第一流体流入混合部41。另外，在混合部41上，通过压力调整阀42，第二流体供给路43被连接，第二流体供给路43与第二流体供给源32连接。
在第二流体供给源32上储蓄有第二流体，通过调整开关阀32a来调整流量的同时，通过调整压力调整阀42可以调整将第二流体送入混合部41时的压力。
在混合部41上，从第三经路40流入的纯净水与从第二流体供给路43流入的第二流体混合，生成对应于流入量的浓度的混合流体。
在混合部41上生成的混合流体向第四经路44流出。第四经路44在分支部39的下游侧与第二经路38合流、与第一流体混合。另外，也可以根据需要将第四经路44直接与第一经路37连接、合流。
与第四经路44合流的第二经路38与第一经路37合流，生成第一流体与第二流体进一步混合的混合流体。该混合流体的比电阻值可以通过设置在第一经路37上的比电阻值计45来测量。
以下述情况为例进行说明，即储蓄在第一流体源31的第一流体是纯净水，储蓄在第二流体源32的第二流体是二氧化碳，将纯净水与二氧化碳混合，生成比电阻值为0.5MΩ的碳酸水，作为切削水使用。
储蓄在第一流体源31的纯净水是，流量被在开关阀33上调整，通过第一流体供给路34流入流量比调整部36。在流量比调整部36上设定为，流入的纯净水的1/3向第二经路38流出，其余的向第一经路37流出。
一方面，在分支部39上事先设定成：流入第二经路38的纯净水中，1/50流向第三经路40，其余的流向第二经路38。
通过对流量比调整部36和分支部39进行上述设定，从第三经路40流入混合部41的纯净水的量是流入第一流体供给路34纯净水的1/150{(1/3)×(1/50)}。
一方面，从第二流体源32向混合部41供给二氧化碳，通过在开关阀32a上调整流量，在混合部41上生成二氧化碳浓度为300ppm的碳酸水。
生成的碳酸水经过第四经路44与第二经路38合流、与纯净水混合。在第二经路38上，流有碳酸水量的49倍的纯净水，通过合流碳酸水被稀释50倍，因此，在此二氧化碳浓度是6ppm{300ppm×(1/50)}。
另外，通过上述合流，二氧化碳浓度成为6ppm的碳酸水流入第二经路38，与第一经路37合流、进一步与纯净水混合。在第一经路上，流有相当于流入第二经路38的碳酸水两倍的量的纯净水，通过合流，碳酸水被稀释3倍，因此，在此二氧化碳浓度是2ppm{6ppm×(1/3)}。
通过实验证明了在纯净水中的二氧化碳浓度与比电阻值之间成立有如图3的曲线图所示的关系。根据该曲线图，碳酸水的二氧化碳浓度是300ppm时，比电阻值大致是0.05MΩ。一方面，二氧化碳浓度是2ppm时，比电阻值大致是0.5MΩ。
因此，由于碳酸水的二氧化碳浓度从300ppm下降到2ppm，比电阻值从0.05MΩ到0.5MΩ，成为所要求的比电阻值的碳酸水。可以通过设置在比电阻值计45上的测量值确认。
这样，可以在流量比调整部36将比电阻值高精度地调整到所要求的值，即历来不使用昂贵的微调整阀就不能进行1/150的微调整的比电阻值，流量比调整部36是由可以进行1/3程度的调整的便宜的阀等构成。
这样生成的碳酸水从第一经路37流入切削水流入部23，从切削水供给喷嘴20流出的同时，被从喷出部21喷出。该切削水是为了混合二氧化碳、形成所要求的比电阻值，具有适当的导电性。因此，不容易产生摩擦引起的静电，可以防止半导体薄片W带有静电的同时，由于酸度不是过高，也可以防止对半导体薄片W和旋转刀片18的腐蚀。
另外，在上述的例中，就生成比电阻值是0.5MΩ的切削水进行了说明，生成的切削水的比电阻值不仅限于该值。例如，生成比电阻值是1MΩ的切削水时，根据图3的曲线图，使二氧化碳浓度成为0.8ppm即可。
在此，例如，在流量比调整部36将向第二经路38流出的纯净水的量调整为1/7.5，而且，在分支部39，使流入第二经路38的纯净水的1/50通过第三经路流入混合部41。
并且，在混合部41上，生成300ppm的碳酸水、向第四经路流出后，与第二经路38合流时，二氧化碳浓度为1/50的6ppm、由于通过第二经路38与第一经路37合流，被进一步稀释为1/7.5，因此，从第一经路37流入切削水流入部23的切削水的二氧化碳浓度为0.8ppm、比电阻值为1MΩ。
这样，在图2所示的流体混合装置30上，在分支部39，由于流量比率被设定为1/50，因此，在流量比率调整部36进行大致的流量调整，就可以生成具有所要求的比电阻值的碳酸水。另外，也可以将分支部39的流量比设定为1/100，也可以设置三处以上的分支点、对此分别设定流量比率。并且，第一流体和第二流体不仅限于纯净水和二氧化碳。
另外，在本实施方式中，就将流体混合装置30装载在切削装置10上、生成切削水的情况进行了说明，也可以适用于生成其他的加工装置所使用的加工水的情况。例如，磨削半导体薄片的面的磨削装置上，为了提高磨削质量，需要向磨削石和半导体薄片的接触面供给磨削水，该磨削水也可以用流体混合装置30生成。
如上所述，根据本发明的流体混合装置，通过对流量比调整部和分支部的流量进行高精度的调整，不使用昂贵的微调整阀等就可以高精度地生成所要求浓度的混合流体，因此可以降低装置的成本。
另外，第一流体是纯净水，第二流体是二氧化碳的情况下，由于根据二氧化碳浓度来确定比电阻值，因此可以生成具有所要求的比电阻值的碳酸水，可以生成最适合于加工的加工水。
而且，根据本发明的流体混合装置，通过向纯净水中混合二氧化碳，生成具有最合适的比电阻值的碳酸水、可以作为切削水使用，因此，不需要提高成本就可以防止切削时的静电的产生、消除静电以及防止旋转刀片以及被加工物的腐蚀。

Claims (4)

1.一种流体混合装置，是将第一流体与第二流体混合的流体混合装置，其特征在于，
包括第一流体供给路、第二流体供给路以及混合部，该第一流体供给路供给第一流体，该第二流体路供给第二流体，该混合部使第一流体和第二流体混合而生成混合流体，
该第一流体供给路通过流量比调整部分支成第一经路和第二经路，
该第二经路在分支部分支出流量比率被事先设定的第三经路，
该第三经路与该混合部连接，
在该混合部上连接有第二流体供给路和第四经路，
在该混合部上，使从该第三经路流入的第一流体与从该第二流体供给路流入的第二流体混合、使生成的混合流体向该第四经路流出，
该第四经路与在该分支部下游侧的第二经路或第一经路合流，
该第二经路与该第一经路合流。
2.如权利所要求1所述的流体混合装置，其特征在于，在该分支部，在第三经路流动的第一流体的流量被调整为在第二经路流动的第一流体的流量的1/50～1/100，
3.如权利所要求1或2所述的流体混合装置，其特征在于，第一流体是纯净水，第二流体是二氧化碳。
4.一种切削装置，至少具有：卡盘台、切削机构以及权利所要求1、2或3所述的流体混合装置，该卡盘台保持被加工物；该切削机构切削被保持在该卡盘台上的被加工物；其特征在于，
该切削机构至少具有旋转刀片和切削水供给喷嘴，该旋转刀片切削被保持在该卡盘台上的被加工物；该切削水供给喷嘴向该被加工物的切削处供给切削水，
从该切削水供给喷嘴将通过该流体混合装置生成的切削水向切削处供给。
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