JP2000351112A - ワイヤソーの切削液調合・再生管理方法及び装置 - Google Patents

ワイヤソーの切削液調合・再生管理方法及び装置

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JP2000351112A
JP2000351112A JP16507999A JP16507999A JP2000351112A JP 2000351112 A JP2000351112 A JP 2000351112A JP 16507999 A JP16507999 A JP 16507999A JP 16507999 A JP16507999 A JP 16507999A JP 2000351112 A JP2000351112 A JP 2000351112A
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liquid
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silicon
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Yoshinari Motoyama
良也 本山
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ISHIKAWAJIMA HANYOKI SERVICE C
ISHIKAWAJIMA HANYOKI SERVICE CO Ltd
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ISHIKAWAJIMA HANYOKI SERVICE C
ISHIKAWAJIMA HANYOKI SERVICE CO Ltd
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再利用される液の管理が正確に行われ、品質
を確保しながら効率のよいシリコンウエハー切削を可能
にする。 【解決手段】 回収タンクに付設される重量計23と液
面計24で回収タンク内の、調合、再生の対象となる回
収液の全体の重量と体積を測定する。一方、重量計34
と液面計35を備えた計量タンク31に薄め液を供給し
てその重量と体積を測定し、回収液のサンプル液を計量
タンク31に供給し、混合した混合液の重量と体積を測
定し、更に濃度計32により混合液の各成分の重量比を
求め、各測定値により切削液の砥粒、オイル、シリコン
の重量を制御装置33で演算し、シリコン含有量に対し
予め設定された砥粒量とオイル量との比になるように制
御装置33で新砥粒と新オイルの供給量を指令する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤソーによる
シリコンウエハー切削工程で使用される切削液(スラリ
ー)を調合・再生するワイヤソーの切削液調合・再生管
理方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ワイヤソーによるシリコンウエハー切削
工程で使用される切削液はオイル、水などの液体と切削
砥粒のシリコンカーバイト(SiC)と切削屑のシリコ
ン(Si)の微粒子とからなっている。切削工程を繰り
返すに従って切削液中に含まれるシリコンの量が増えて
くるが、そうなると、切削効率が低下し、またウエハー
の品質も低下してくる。
【0003】そのため、液中のシリコンの量が一定量を
超えないよう常に一部の液は棄て、新しい液を補給しな
がら運転を行っている。切削液中のシリコンの量を一定
量以下に抑えるために、従来より図3に示すようなワイ
ヤソーの切削液調合・再生管理装置が提案されている。
【0004】図3において、ワイヤソー1で使用された
廃スラリーは、ワイヤソータンク2からポンプ3により
廃液タンク4に送られて貯留される。廃液タンク4の廃
スラリーは、ポンプ5で分離装置6に送られ、有効成分
(回収粒子7と回収液体8)と廃却(不要)成分21と
に分離される。有効成分は回収タンク10で混合器10
aにより十分混合された後、ポンプ11により再生スラ
リー調合タンク12に送られる。
【0005】廃却(不要)成分21は排出ケーキドラム
20に送られ、廃却される。再生スラリー調合タンク1
2では、回収された有効成分7,8に新砥粒タンク14
中の新砥粒と新オイルタンク13中の新オイルを補給
し、混合する。そして再生されたスラリーはワイヤソー
タンク2に供給される。
【0006】ここで再生スラリー調合タンク12内のス
ラリーは、比重計17と粘度計18によりその比重と粘
度が測定され、予め設定された比重と粘度になるように
粘度/比重コントローラ19によって、新オイル供給ポ
ンプ15と新砥粒供給装置16が制御されて調合され
る。図中、符号9は自動開閉弁であり、分離装置6で分
離し切れなっかた廃却成分(切削屑のシリコン)が回収
液に所定量以上含まれるようになると、自動開閉弁9を
排出ケーキドラム20側に切り換えて、回収液体8を排
出ケーキドラム20に排出するようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】近年環境への配慮、資
源の有効利用の観点から、現状では棄てている切削液を
再利用して繰り返し使用することが強く望まれている
が、上述したように、従来の切削液の調合、管理方式で
は、切削液の比重と粘度を計測して間接的に液の調合、
管理をしているに過ぎない。
【0008】このために、従来の方法では、除去したい
不要成分であるシリコンがどれだけ除かれ、再生液に未
だどれだけ残存しているのか定量的に計測することがで
きず、従って、繰り返し再生液を使用している間に、比
重と粘度は所定の値に入っていてもシリコンの量が適量
をオーバーするという状態が発生し、切削性能が悪化し
たり、不良製品を製造してしまう心配がある。
【0009】本発明は、上述の実情に鑑み、再利用する
切削液の管理を正確に行い、品質を確保しながら効率の
よいシリコンウエハー切削を可能にするワイヤソーの切
削液調合・再生管理方法及び装置を提供することを目的
とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、ワイヤソーで
シリコンウエハーを切削する際に使用される切削液中に
含まれる成分である砥粒、オイル、シリコンの各重量を
直接測定して最適の重量成分比に調合、再生管理するワ
イヤソーの切削液調合・再生管理方法であって、まず、
調合、再生する切削液の全体の重量と体積を測定し、併
せてその切削液からサンプル液を採集し、このサンプル
液を、予め体積と重量を測定した適当な薄め液に混合
し、この混合液の重量と体積を測定し、濃度計などによ
り混合液中の固形分重量を測定することにより、砥粒、
オイル、シリコンの重量を演算し、シリコン含有量に対
し予め設定された砥粒量とオイル量との比になるように
新砥粒と新オイルの供給量を調節して調合、再生するこ
とを特徴とするワイヤソーの切削液調合・再生管理方
法、に係るものである。
【0011】本発明は、ワイヤソーでシリコンウエハー
を切削する際に使用される切削液中に含まれる成分であ
る砥粒、オイル、シリコンの各重量を直接測定して最適
の重量成分比に調合、再生管理するワイヤソーの切削液
調合・再生管理装置であって、調合、再生する切削液を
受けて切削液全体の重量と体積を測定する重量計及び液
面計を備えた回収タンクと、重量計及び液面計を備えて
薄め液の重量と体積を測定し、且つ、回収タンクの切削
液から採取したサンプル液を薄め液に混合してその混合
液の重量と体積を測定するようにした計量タンクと、計
量タンクの混合液の固形分重量または液体分重量を測定
する濃度計と、各測定値により切削液の砥粒、オイル、
シリコンの重量を演算し、シリコン含有量に対し予め設
定された砥粒量とオイル量との比になるように新砥粒と
新オイルの供給量を演算して指令する制御装置と、を備
えたことを特徴とするワイヤソーの切削液調合・再生管
理装置、に係るものである。
【0012】上記手段において、濃度計に代えて、回転
円盤式固/液比率計を備えるようにしても良い。
【0013】本発明では、回収タンクに付設される重量
計と液面計で回収タンク内の調合、再生の対象となるス
ラリーの全体の重量と体積を測定する。一方、重量計及
び液面計を備えた計量タンクにより薄め液の重量と体積
を測定し、且つ、回収タンクの切削液から採取したサン
プル液を薄め液に混合してその混合液の重量と体積を計
量タンクで測定する。更に、計量タンクの混合液の固形
分重量または液体分重量を濃度計などにより測定し、上
記した各測定値により切削液の砥粒、オイル、シリコン
の重量を制御装置で演算し、シリコン含有量に対し予め
設定された砥粒量とオイル量との比になるように新砥粒
と新オイルの供給量を制御する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。
【0015】図1は本発明の実施の形態のワイヤソーの
切削液調合・再生管理装置の全体構成図、図2はその要
部の構成図である。
【0016】図1の装置では、図3と同様に、ワイヤソ
ータンク2を有するワイヤソー1と、廃液タンク4と、
分離装置6と、回収タンク10と、再生スラリー調合タ
ンク12と、新オイルタンク13と、新砥粒タンク14
と、排出ケーキドラム20とを備えている。
【0017】上記構成において、固/液重量計22を設
置すると共に、回収タンク10に、ロードセルなどから
なる重量計23と液面計24とを付設している。図中2
5はポンプ、26,27は新オイルの供給流路28と新
砥流の供給流路29に設けた電磁弁を示す。
【0018】固/液重量計22は、図2に示すように、
薄め液タンク30と、薄め液タンク30に弁30aを介
して接続された計量タンク31と、濃度計または回転円
盤式固/液比率計(特願平10−106301号)32
と、制御装置33とを備える。
【0019】計量タンク31には、混合器31aと、重
量を測定する重量計(ロードセル)34と、体積を測定
する液面計35が付設されている。36は排出ポンプで
ある。
【0020】次に、上記構成の作動を説明する。
【0021】図1の分離装置6により分離した有効成分
7,8を、重量計23と液面計24が付属された回収タ
ンク10に集め、混合器10aにより粒子と液を良く混
合する。次に回収した切削液の重量(W0)と体積(V
0)を測定する。重量(W0)はロードセルからなる重量
計23により直接測定することができ、体積(V0)は
液面計24で液面高さを計測することにより、回収タン
ク10の形状寸法から演算により求められる。
【0022】回収液の重量(W0)と体積(V0)に関し
て、次の関係式が成立する。
【数1】 V1+V2+V3=V0 ・・・(I)
【数2】 V1・ρ1+V2・ρ2+V3・ρ3=W0 ・・・(II) ここで、 V1:回収液中の砥粒の体積 V2:回収液中のオイルの体積 V3:回収液中のシリコンの体積 ρ1:砥粒の比重(=3.16) ρ2:オイルの比重(=0.90) ρ3:シリコンの比重(=2.20)
【0023】次に、この回収液から適量(10〜30c
c程度)をサンプル液として採取し、ポンプ25で固/
液重量計22に送る。
【0024】固/液重量計22では以下の制御動作が実
行される。図2に示す固/液重量計22では、まず、薄
め液タンク30に貯留されている薄め液(例えば、白灯
油、新オイル、ノルマルヘキサンなど)を適量(10〜
100cc)計量タンク31に送り、その体積(v4 )
と重量(v4 ・ρ4)を重量計23と液面計24により
測定する。但し、ρ4は薄め液の比重(例えば、白灯油
JIS1号の場合ρ4=0.79)とする。
【0025】次に、ポンプ25で送られてくる回収タン
ク10内の回収液のサンプル液を、薄め液が収容された
計量タンク31に供給して、混合器31aでよく混合し
た後、この混合液の重量(w0 )と体積(v0 )をロー
ドセルによる重量計34と液面計35で測定する。
【0026】混合液の重量(w0 )と体積(v0 )に関
して次の関係式が求まる。
【数3】 v1+v3+(v2+v4 )×η=v0 ・・・(III)
【数4】 v1・ρ1+v2・ρ2+v3・ρ3+v4・ρ4=w0 ・・・(IV) 但し、 v1 :サンプル液中の砥粒の体積 v2 :サンプル液中のオイルの体積 v3 :サンプル液中のシリコンの体積 η:サンプル液中のオイルと薄め液の溶解度
【0027】次に、濃度計32或いは固/液比率計によ
り混合液中の固形分重量(または液体分重量)を測定す
る。次の関係式が成立する。
【数5】 v1・ρ1+v2・ρ2=w0’ ・・・(V) あるいは、
【数6】 v3・ρ3+v4・ρ4=w0” ・・・(VI) 勿論、混合液を加熱、昇温し、液体分を除き、w0’ま
たはw0”を求めることも可能である。
【0028】以上、式(III)、(IV)、(V)か
らv0 ,w0 ,w0’(またはw0”)が求まると、ρ
1,ρ2,ρ3,ρ4,v4 及びη(予め測定しておく)が
既知数であるから、制御装置33によりv1 ,v2 ,v
3 の値が求まり、回収タンク10に集められた回収液の
各成分重量が演算で求まる。即ち、
【数7】 (V1・ρ1):(V2・ρ2):(V3・ρ3)=(v1・ρ1):(v2・ρ2):(v3 ・ρ3) よって、 V3=W0/(v1 /v3 )×ρ1+(v2 /v3 )×ρ2+ρ3 V1=V3×(v1 /v3 ) V2=V3×(v2 /v3 )
【0029】次に、求められたシリコン含有量(V3・
ρ3)に対し、予め設定された砥粒量とオイル量との比
になるように制御装置33で演算を行い、制御装置33
により、新オイルに関しては新オイル供給ポンプ15と
電磁弁26に必要な補給量を指示し、また新砥粒に関し
ては新砥粒供給装置16と電磁弁27に必要補給量を指
示する。
【0030】以上の操作、演算により、自動的(または
手動)に、分離装置6で分離回収された廃スラリー中の
有効成分に対して、補充新砥粒及び新オイルをシリコン
切削に最適な重量比になるように混合して、再びワイヤ
ソー1に供給して使用することが可能になる。
【0031】これまでの経験から、各成分の重量混合比
は次のような範囲にあることが望ましい。 (砥粒):(オイル):(シリコン)=(40〜5
0):(40〜50):(0〜5)
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワイヤソーでシリコンウエハーを切削する際に使用され
る切削液中に含まれる成分である砥粒、オイル、シリコ
ンの各重量を直接測定して最適の重量成分比になるよう
に調合、再生管理するようにしたので、スラリーの管理
が正確に行われ、効率のよいシリコンウエハー切削が可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のワイヤソーの切削液調合
・再生管理装置の全体構成図である。
【図2】図1の要部の構成図である。
【図3】従来例のワイヤソーの切削液調合・再生管理装
置の全体構成図である。
【符号の説明】
1 ワイヤソー 10 回収タンク 23 重量計 24 液面計 31 計量タンク 32 濃度計(または回転円盤式固/液比率計) 33 制御装置 34 重量計 35 液面計

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワイヤソーでシリコンウエハーを切削す
    る際に使用される切削液中に含まれる成分である砥粒、
    オイル、シリコンの各重量を直接測定して最適の重量成
    分比に調合、再生管理するワイヤソーの切削液調合・再
    生管理方法であって、 まず、調合、再生する切削液の全体の重量と体積を測定
    し、併せてその切削液からサンプル液を採集し、このサ
    ンプル液を、予め体積と重量を測定した適当な薄め液に
    混合し、この混合液の重量と体積を測定し、濃度計など
    により混合液中の固形分重量を測定することにより、砥
    粒、オイル、シリコンの重量を演算し、シリコン含有量
    に対し予め設定された砥粒量とオイル量との比になるよ
    うに新砥粒と新オイルの供給量を調節して調合、再生す
    ることを特徴とするワイヤソーの切削液調合・再生管理
    方法。
  2. 【請求項2】 ワイヤソーでシリコンウエハーを切削す
    る際に使用される切削液中に含まれる成分である砥粒、
    オイル、シリコンの各重量を直接測定して最適の重量成
    分比に調合、再生管理するワイヤソーの切削液調合・再
    生管理装置であって、 調合、再生する切削液を受けて切削液全体の重量と体積
    を測定する重量計及び液面計を備えた回収タンクと、 重量計及び液面計を備えて薄め液の重量と体積を測定
    し、且つ、回収タンクの切削液から採取したサンプル液
    を薄め液に混合してその混合液の重量と体積を測定する
    ようにした計量タンクと、 計量タンクの混合液の固形分重量または液体分重量を測
    定する濃度計と、 各測定値により切削液の砥粒、オイル、シリコンの重量
    を演算し、シリコン含有量に対し予め設定された砥粒量
    とオイル量との比になるように新砥粒と新オイルの供給
    量を演算して指令する制御装置と、 を備えたことを特徴とするワイヤソーの切削液調合・再
    生管理装置。
  3. 【請求項3】 濃度計に代えて、回転円盤式固/液比率
    計を備えたことを特徴とする請求項2記載のワイヤソー
    の切削液調合・再生管理装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102101326A (zh) * 2010-12-15 2011-06-22 湖南宇晶机器实业有限公司 多线切割机砂浆循环利用方法及装置
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