JP2000099163A - 温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェーハのダイシング時に供給する切
削水、洗浄水等の種々の作用要素に供給する水の温度を
制御する場合において、所望の温度への制御を容易かつ
迅速に行うと共に、流量の変化に対する追随性を向上さ
せる。 【解決手段】 予め冷水タンクに所定温度の冷水を貯水
すると共に、温水タンクに所定温度の温水を貯水してお
き、冷水と温水とを混合させることにより、所定温度に
調整された混合水を、作用要素に安定的に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷水と温水とを適
宜の割合で混合することにより所望の温度の混合水を生
成して作用要素に供給する温度制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】例えば図６に示すような、被加工物を切
削してダイシングを行うダイシング装置６０において半
導体ウェーハのダイシングを行う場合は、半導体ウェー
ハＷは保持テープＴを介してフレームＦに保持されてチ
ャックテーブル６１に吸引保持される。

【０００３】そして、チャックテーブル６１がＸ軸方向
に移動してアライメント手段６２の直下に位置付けら
れ、パターンマッチング等の処理によって切削領域が検
出され、切削領域と回転ブレード４５とのＹ軸方向の位
置合わせが行われた後、更にチャックテーブル６１がＸ
軸方向に移動し、回転ブレード４５の作用を受けて切削
が行われる。

【０００４】切削時は、高速回転する回転ブレード４５
と半導体ウェーハＷとの接触部に摩擦による熱が生ずる
ため、当該接触部を冷却するために、図７に示すよう
に、切削水供給ノズル４４から切削水が供給される。そ
して、半導体ウェーハＷを含む切削領域の熱歪みを防止
して精密に切削するために、切削水の温度を一定に保つ
必要もある。

【０００５】更に、切削により生じた切削屑が混じった
切削水を排除するために、洗浄水噴射部４８から洗浄水
が噴射されるが、この洗浄水も一定の温度に保つ必要が
ある。

【０００６】また、回転ブレード４５はスピンドル２９
の先端に装着されており、スピンドル２９は、スピンド
ルハウジング１１内に設けたスラストエアーベアリン
グ、ラジアルエアーベアリングによって回転可能に支持
されている。

【０００７】半導体ウェーハＷの切削時は、スピンドル
２９が高速回転することによってスピンドル２９に熱膨
張が生じやすく、かかる熱膨張によって回転ブレード４
５による切削位置にずれが生じ、精密切削に誤差が生ず
ることになる。そこで、スピンドルハウジング１１内に
温度制御用の水を流通させることにより、スピンドル２
９及びスピンドルハウジング１１の温度を一定に保つた
めの温度制御が行われている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】半導体ウェーハＷと回
転ブレード４５との接触部、スピンドルハウジング１１
等の作用要素に供給する水は、通常はタンクに蓄えられ
ており、タンク内の水は、そのタンクに備えられたヒー
ターの電圧や冷凍機コンプレッサの回転数を制御するこ
とによって所定の温度に設定されている。

【０００９】しかしながら、上記のようにしてタンク内
の水そのものの温度を変化させる場合は、所望の温度に
達するまでにかなりの時間を要する。また、流量の変化
に対する追従性が悪いという問題もある。

【００１０】このように、作用要素に供給する水の温度
を制御する場合においては、所望の温度への制御を迅速
に行うと共に、流量の変化に対しても容易かつ迅速に対
応することができるようにすることに解決すべき課題を
有している。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の具体的手段として本発明は、作用要素に供給する水の
温度を制御する温度制御装置であって、冷水を貯水する
冷水タンクと、温水を貯水する温水タンクと、冷水と温
水とを混合する混合部とを少なくとも備え、該混合部に
よって所定温度に調整された混合水を作用要素に供給す
る温度制御装置を提供するものである。

【００１２】そして、冷水タンクから混合部に至る経路
に第一の流量調整手段が配設され、温水タンクから混合
部に至る経路に第二の流量調整手段が配設され、第一の
流量調整手段によって冷水の流量が調整され、第二の流
量調整手段によって温水の流量が調整され、混合部によ
って所定温度の混合水が生成されること、冷水の温度を
検出する第一の温度センサーと、温水の温度を検出する
第二の温度センサーとが配設されると共に、混合水の温
度を検出する第三の温度センサーが所要位置に配設され
ること、所望温度を記憶する温度記憶手段と、該温度記
憶手段に記憶された温度と第三の温度センサーによって
検出された温度とを比較して両温度の温度差が許容値の
範囲内であるか否かを判断する温度比較手段とが含まれ
ており、該温度比較手段により求めた温度差が許容値を
超えている場合は、第一の流量調整手段及び／または第
二の流量調整手段を適宜調整して混合水の温度を所望温
度に調整すること、を付加的要件とするものである。

【００１３】このように構成される温度制御装置におい
ては、冷水と温水とを混合させて混合水の温度を制御す
るため、作用要素に最適な温度の混合水を素早く生成す
ることができる。また、混合水の流量が変化した場合に
も、混合比を一定としておくことにより、流量の変化に
関係なく常に一定温度の混合水を生成して作用要素に供
給することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態とし
て、まず、図１に示す構成の温度制御装置１０について
説明する。この温度制御装置１０は、例えば図６に示し
たダイシング装置に搭載若しくは接続されるものであ
り、スピンドルハウジング１１に設けられた供給口１２
及び排出口１３と接続されている。なお、以下において
は従来例と同様の部位には共通の符号を付して説明する
こととする。

【００１５】温度制御装置１０には、例えば水温が５〜
１５℃程度の冷水を貯水する冷水タンク１４、及び、例
えば水温が３０〜４０℃程度の温水を貯水する温水タン
ク１５を備えている。冷水タンク１４には第一のポンプ
１６を介して第一の流量調整手段１７が、温水タンク１
５には第二のポンプ１８を介して第二の流量調整手段１
９がそれぞれ接続されており、第一の流量調整手段１７
の調整により冷水の流量を調整し、第二の流量調整手段
１９の調整により温水の流量を調整することができる。
また、第一の流量調整手段１７及び第二の流量調整手段
１９は、制御手段２０に接続されている。

【００１６】冷水タンク１４と第一のポンプ１６との間
には第一の温度センサー２１が接続されており、冷水タ
ンク１４から流出する冷水の温度を測定して制御手段２
０において認識することができる。また、温水タンク１
５と第二のポンプ１８との間には第二の温度センサー２
２が接続されており、温水タンク２２から流出する温水
の温度を測定して制御手段２０において認識することが
できる。そして、第一の温度センサー２１、第二の温度
センサー２２により測定された温度に基づき、制御手段
２０による制御の下で流量の調整が行われる。

【００１７】第一の流量調整手段１７を介して流出する
冷水と第二の流量調整手段１９を介して流出する温水と
は混合部２３によって混合される。ここでの混合比率
は、第一の温度センサー２１及び第二の温度センサー２
２により測定した温度に基づき、第一の流量調整手段１
７及び第二の流量調整手段１９の調整によって適宜の値
に設定することができる。

【００１８】混合部２３において生成された混合水は、
第三の流量調整手段２４を介してフィルタ２５へと流れ
込む。ここで、第三の流量調整手段２４は制御手段２０
による制御の下で、フィルタ２５への混合水の流量を調
整する。

【００１９】また、混合部２３と第三の流量調整手段２
４との間には第三の温度センサー２６が接続されてお
り、混合水の温度を測定して制御手段２０において認識
することができる。

【００２０】制御手段２０は、ＣＰＵ、メモリ等により
構成されており、本実施の形態における作用要素である
スピンドルハウジング１１に供給する混合水の所望の温
度を予め記憶しておく温度記憶手段２７と、温度記憶手
段２７に記憶された温度と第三の温度センサー２６によ
って測定された実際の混合水の温度とを比較する温度比
較手段２８を備えている。

【００２１】そして、温度比較手段２８においては、第
三の温度センサー２６により計測された混合水の温度と
温度記憶手段２７に記憶された所望の温度とを比較し、
両温度の温度差が所定の許容値を超えている場合は、制
御手段２０の制御の下、第一の流量調整手段１７、第二
の流量調整手段１９を調整して混合水の温度を調整す
る。ここで、判断の基準となる所定の許容値は、温度比
較手段２８に備えたメモリ等に予め記憶させておくこと
ができる。

【００２２】フィルタ２５においては、混合水中に混入
したごみ等が取り除かれて供給口１２へと供給される。
そして、供給された混合水は、スピンドルハウジング１
１内に設けられた流通経路（図示せず）を流通すること
により、スピンドル２９を含むスピンドルハウジング１
１全体の温度制御に供される。

【００２３】スピンドルハウジング１１内を流通した混
合水は、排出口１３から排出されて適宜の割合で冷却手
段３０と加温手段３１とに分岐する。ここで、冷却手段
３０は例えば冷凍機コンプレッサにより、加温手段３１
は例えばヒーターにより構成される。

【００２４】そして、冷却手段３０により冷却された水
は冷水タンク１４に、加温手段３１により加温された水
は温水タンク１５にそれぞれ供給され、再び混合部２３
によって混合されてスピンドルハウジング１１へと供給
される。

【００２５】次に、本発明の第二の実施の形態として、
図２に示す温度制御装置４０について説明する。この温
度制御装置４０は、被加工物の切削時に供給される切削
水、洗浄水の温度を制御して供給する装置であり、スピ
ンドルハウジング１１の先端に配設されたブレードカバ
ー４１に設けられた切削・洗浄水供給口４２、４３に接
続されている。そして、切削・洗浄水供給口４２、４３
から供給された混合水は、切削水として切削水供給ノズ
ル４４から回転ブレード４５と半導体ウェーハＷとの接
触部に供給され、洗浄水として洗浄水噴射部４８から半
導体ウェーハＷの表面に対して噴射される。

【００２６】図２に示す温度制御装置４０においては、
冷水タンク１４に貯水された冷水及び温水タンク１５に
貯水された温水から混合水が生成されるまでの構成は図
１に示した温度制御装置１０と同様であるため、これら
については図１の例と同様の符号を付し、その説明は省
略することとする。

【００２７】切削・洗浄水供給口４２、４３から供給さ
れて回転ブレード４５と半導体ウェーハＷとの接触部に
供給された切削水及び洗浄水は、図１の温度制御装置１
０のように再利用することができないため、水源４６に
は、冷水タンク１４及び温水タンク１５に供給する水が
貯水されている。

【００２８】水源４６に貯水された水は、第四の流量調
整手段４７によって流量を調整されて冷却手段３０及び
加温手段３１に供給され、冷却された水は冷水タンク１
４に、加温された水は温水タンク１５にそれぞれ供給さ
れる。

【００２９】なお、図１及び図２における冷却手段３０
及び加温手段３１は、例えば図３に示すように、２枚の
プレート５０、５１間にサンドイッチ状に多数のペルチ
ェ素子５２が挟持された構成のサーモモジュール５３を
用いて構成されていてもよい。プレート５０、５１の内
側の面には、導通部５４が形成されており、対峙する導
通部間にはＰ型半導体またはＮ型半導体からなるペルチ
ェ素子５２が介在し、導通部５４にハンダ付け等により
溶接されている。そして、全体としては、図４に示すよ
うに、Ｐ型半導体とＮ型半導体とが導通部５４を介して
交互に接続された構成となっており、２つの電極５５、
５６間に電圧を印加することにより、導通部５４に放熱
または吸熱が起こり、一方のプレート５０は吸熱板とし
て、他方のプレート５１は放熱板としての役割を果たす
ことになる。

【００３０】従って、図５に示す如く、サーモモジュー
ル５３を構成する吸熱板を冷水タンクに備えて冷却手段
３０を構成し、放熱板を温水タンクに備えて加温手段３
１を構成することで、冷却手段３０及び加温手段３１の
構成を簡略化することができる。また、電極５５、５６
間に印加する電圧を制御することにより、冷却手段３０
及び加温手段３１における冷却、加温の温度を制御する
ことができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る温度
制御装置においては、冷水と温水とを混合させて混合水
の温度を制御するため、作用要素に最適な温度の混合水
を素早く生成することができ、作用要素における所望の
作業を効率良く行うことができる。

【００３２】また、混合水の流量が変化した場合にも、
混合比を一定としておくことによって、流量の変化に関
係なく常に一定温度の混合水を生成して作用要素に供給
することができるため、例えばスピンドルの温度を一定
に保つことができる等、作用要素における動作の信頼性
を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る温度制御装置の第一の実施の形態
を示す説明図である。

【図２】同温度制御装置の第二の実施の形態を示す説明
図である。

【図３】同温度制御装置の冷却手段及び加温手段を構成
するサーモモジュールの一例を示す斜視図である。

【図４】同サーモモジュールにおける接続状態を示す説
明図である。

【図５】同サーモモジュールにより構成された冷却手段
及び加温手段を示す説明図である。

【図６】ダイシング装置を示す斜視図である。

【図７】同ダイシング装置において半導体ウェーハをダ
イシングする様子を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０……温度制御装置 １１……スピンドルハウジング
１２……供給口 １３……排出口 １４……冷水タンク １５……温水タ
ンク １６……第一のポンプ １７……第一の流量調整手段
１８……第二のポンプ １９……第二の流量調整手段 ２０……制御手段 ２１
……第一の温度センサー ２２……第二の温度センサー ２３……混合部 ２４…
…第三の流量調整手段 ２５……フィルタ ２６……第三の温度センサー ２７……温度記憶手段 ２８……温度比較手段 ２９……スピンドル ３０……冷却手段 ３１……加温
手段 ４０……温度制御装置 ４１……ブレードカバー ４２、４３……切削・洗浄水供給口 ４４……切削水供
給ノズル ４５……回転ブレード ４６……水源 ４７……第四の
流量調整手段 ４８……洗浄水噴射部 ５０、５１……プレート ５２
……ペルチェ素子 ５３……サーモモジュール ５４……導通部 ５５、５
６……電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作用要素に供給する水の温度を制御する
   温度制御装置であって、 冷水を貯水する冷水タンクと、温水を貯水する温水タン
   クと、該冷水と該温水とを混合する混合部とを少なくと
   も備え、 該混合部によって所定温度に調整された混合水を該作用
   要素に供給する温度制御装置。
2. 【請求項２】 冷水タンクから混合部に至る経路に第一
   の流量調整手段が配設され、温水タンクから混合部に至
   る経路に第二の流量調整手段が配設され、 該第一の流量調整手段によって冷水の流量が調整され、
   該第二の流量調整手段によって温水の流量が調整され、
   該混合部によって所定温度の混合水が生成される請求項
   １に記載の温度制御装置。
3. 【請求項３】 冷水の温度を検出する第一の温度センサ
   ーと、温水の温度を検出する第二の温度センサーとが配
   設されると共に、混合水の温度を検出する第三の温度セ
   ンサーが所要位置に配設される請求項１または２に記載
   の温度制御装置。
4. 【請求項４】 所望温度を記憶する温度記憶手段と、該
   温度記憶手段に記憶された温度と第三の温度センサーに
   よって検出された温度とを比較して両温度の温度差が許
   容値の範囲内であるか否かを判断する温度比較手段とが
   含まれており、 該温度比較手段により求めた該温度差が許容値を超えて
   いる場合は、第一の流量調整手段、第二の流量調整手段
   を適宜調整して混合水の温度を所望温度に調整する請求
   項１、２または３に記載の温度制御装置。