JP2002136895A - 砥粒の分級方法およびその装置 - Google Patents

砥粒の分級方法およびその装置

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Hayaaki Fukumoto
隼明 福本
Fumiya Fukuhara
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微細な砥粒の粒径分布を高精度に管理・分級
する。分級に際しての歩留まりを高める。 【解決手段】 砥粒を所定量ずつ供給部１２に投入す
る。供給部１２にて窒素ガスブローにより電荷を砥粒に
付与する。電荷が付与された砥粒を吹き出し口１８から
加速部１３に移送し、砥粒を一定方向に向かって加速す
る。各砥粒はそれぞれ所定の運動エネルギを有する。砥
粒は他端部に向かって飛行する。各砥粒は、捕獲部１４
において捕獲される。すなわち、捕獲部１４では、ポケ
ット２０Ａ，２０Ｂ・・を砥粒の電荷と逆の導電形に帯
電させておくことにより、各ポケットが砥粒を吸引す
る。ローレンツ力によって砥粒の運動方向が変えられ、
各砥粒の質量の違いによって運動の軌跡の曲率が異なる
ことで、飛行してきた砥粒は各ポケットに分離して捕獲
される。この結果、砥粒を高精度で分級できる。同時
に、砥粒の分級に際しての歩留まりを高めることもでき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は砥粒の分級技術、
詳しくはシリコンウェーハの研磨剤などに混入される砥
粒の分級を行う方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコンウェーハの製造工程において、
ワイヤソー用のスラリーや研磨剤などには砥粒が含まれ
る。例えばＳｉＣ砥粒、ＳｉＯ２砥粒である。砥粒はス
ライス、研磨等においてシリコンウェーハに対して研削
作用を施すこととなる。そして、これらのスライス、研
磨などにおいて使用される砥粒は、その粒径の管理が重
要となっている。粒径が一定の分布をとる砥粒を用いる
ことにより、研磨精度、スライス精度を高めることがで
きるからである。シリコンウェーハ表面の平坦度などに
この砥粒の粒径の分布が大きく影響を与えるものであ
る。従来、この砥粒の分級は、一次〜三次での水篩分級
を行っている。水篩い分級では、水量、水圧、水温を管
理して分級を行う。具体的には、一次水篩い分級、二次
水篩い分級、三次水篩い分級、ろ過、乾燥、篩別（振動
を与える）、検査の順に行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
湿式分級法では、砥粒が固まってしまい、砥粒の微細化
に伴い、砥粒の分布幅を小さくすることについて限界が
あった。また、歩留まりも非常に悪くなる。粒径が小さ
いと空気中に浮遊してしまうため、重力での捕獲が困難
となるからである。
【０００４】そこで、発明者は、鋭意研究を重ねた結
果、篩別機において乾燥した砥粒に乾燥した窒素ガスを
吹きつけることで各砥粒粒子に静電気による電荷を与
え、この電荷により粒子径を選別すれば、砥粒径分布の
精度を上げることができるとともに、その歩留まりが改
善されることに着目してこの発明を完成させた。
【０００５】
【発明の目的】この発明は、微細な砥粒の粒径分布を高
精度に管理することができる分級技術を提供すること
を、その目的としている。また、この発明は、分級に際
しての歩留まりが高い砥粒分級技術を提供することを、
その目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、所定量の砥粒に対して電荷を付与し、電荷が付与さ
れる各砥粒に対して一方向に運動させ、運動する砥粒に
対して電場または磁場を通過させることにより、砥粒径
毎に分級する砥粒の分級方法である。砥粒としては、例
えばＳｉＣ砥粒、ダイヤモンド砥粒などが挙げられる。
【０００７】請求項２に記載の発明は、上記一方向への
運動は砥粒に対して気体を吹き付けることで付加する請
求項１に記載の砥粒の分級方法である。例えば乾燥した
窒素ガスなどを所定流量で吹き付けることにより、各砥
粒に対して所定の運動エネルギを付与するものとする。
【０００８】請求項３に記載の発明は、上記一方向への
運動は帯電させた砥粒を電場にて加速させることで付加
する請求項１に記載の砥粒の分級方法である。例えば乾
燥窒素ガスなどを所定流量で吹き付け、この帯電した各
砥粒を電場で加速させることにより所定の運動エネルギ
を付与するものとする。
【０００９】請求項４に記載の発明は、所定量の砥粒に
対して電荷を付与する手段と、各砥粒に対して一方向に
運動させる手段と、運動する砥粒に対して電場または磁
場を通過させることにより、砥粒径毎に分級する手段と
を備えた砥粒の分級装置である。
【００１０】請求項５に記載の発明は、上記一方向への
運動は砥粒に対して気体を吹き付けることで付加する請
求項４に記載の砥粒の分級装置である。
【００１１】請求項６に記載の発明は、上記一方向への
運動は帯電させた砥粒を電場にて加速させることで付加
する請求項４に記載の砥粒の分級装置である。
【００１２】
【作用】この発明によれば、各砥粒に対して電荷を付加
し、さらに、運動エネルギを付加する。一方向に運動さ
せた砥粒について電場または磁場を通過させることによ
り、その運動エネルギおよび磁場からのローレンツ力に
応じて砥粒を分級することができる。粒径の大きな砥粒
ほど質量が大きく、慣性による到達距離が異なるからで
ある。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例を図面
を参照して説明する。図１において示すように、筺形の
ケーシング１１の一端部には砥粒の供給部１２が配設さ
れ、その他端部には砥粒の捕獲部１４が配設されてい
る。供給部１２と捕獲部１４とは所定距離だけ離れてい
る。供給部１２で供給された所定量の砥粒（微細なシリ
カ）に対して、乾燥した窒素ガスを一定量流してこの砥
粒を撹拌し、その摩擦による静電気で砥粒一粒毎に一定
の電荷を付与する。加速部１３は、一端側の陽極１５
と、これから所定距離だけ離間した他端側の陰極１６と
を有している。この加速部１３において上記砥粒を加速
する。１７はその電源とする。さらに、この一端部には
他端側に向かって開口するよう窒素ガスの吹き出し口１
８が設けられている。窒素ガスはこの吹き出し口１８か
ら所定流量でケーシング１１の加速部１３内に吹き込ま
れ、他端側の出口１９から排出される。他端部に設けら
れた捕獲部１４は、電荷を付与された砥粒が窒素ガスに
より流されてきた場合、これらの砥粒に対して電場（ま
たは磁場）を与えることにより、その粒径毎に分けて捕
獲する。すなわち、砥粒の運動方向に沿って捕獲用のポ
ケット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ・・を並んで設けてい
る。これらのポケット２０Ａ，２０Ｂ・・・にはその粒
径に応じて砥粒が捕獲、収納されることとなる。
【００１４】この分級装置にあっては、砥粒を所定量ず
つ供給部１２に投入する。この供給部１２において窒素
ガスブローにより電荷が付与される。そして、電荷が付
与された砥粒は吹き出し口１８から加速部１３に移送さ
せ、この加速部１３においては砥粒は一定方向に（他端
側に向かって）加速される。各砥粒はその粒径、すなわ
ち質量によりそれぞれ所定の運動エネルギを有すること
となる。このように電荷を帯びた砥粒は加速部１３によ
り加速され、他端部に向かって飛行する。そして、これ
らの砥粒は、捕獲部１４において吸引、捕獲される。す
なわち、捕獲部（磁場印加部）１４では、ポケット２０
Ａ，２０Ｂ・・を砥粒の電荷と逆の導電形に帯電させて
おくことにより（磁場が形成されている）、各ポケット
２０Ａ，２０Ｂ・・が砥粒を吸引するものである。ロー
レンツ力によって砥粒の運動方向が変えられ、また、各
砥粒の質量の違いによって運動の軌跡の曲率が異なるこ
とで、飛行してきた砥粒は各ポケット２０Ａ，２０Ｂ・
・・に分離して捕獲される。
【００１５】
【発明の効果】この発明によれば、砥粒の分級を高精度
で行うことができる。同時に、砥粒の分級に際しての歩
留まりを高めることもできる。この分級により砥粒の分
布幅を小さく抑えることができる結果、この砥粒を用い
た加工での加工物（例えばシリコンウェーハ）の仕上が
り厚さ、加工精度、加工取り代、加工時間を安定化する
ことができる。また、加工変質層を均一化することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る砥粒の分級装置の概
略構成を示すための模式図である。
【符号の説明】
１２ 供給部、 １３ 加速部、 １４ 捕獲部、 １８ ガス吹き出し口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０７Ｂ 11/00 Ｂ０７Ｂ 11/00 (72)発明者 福原 史也 東京都千代田区大手町１丁目５番１号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内 Ｆターム(参考） 4D021 FA12 GA02 HA10 4D054 GA02 GA10 GB09

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定量の砥粒に対して電荷を付与し、 電荷が付与される各砥粒に対して一方向に運動させ、 運動する砥粒に対して電場または磁場を通過させること
    により、砥粒径毎に分級する砥粒の分級方法。
  2. 【請求項２】 砥粒に対して気体を吹き付けることによ
    り、各砥粒に対して一方向に運動させる請求項１に記載
    の砥粒の分級方法。
  3. 【請求項３】 帯電させた砥粒を電場にて加速させるこ
    とにより、上記一方向へ運動させる請求項１に記載の砥
    粒の分級方法。
  4. 【請求項４】 所定量の砥粒に対して電荷を付与する手
    段と、 各砥粒に対して一方向に運動させる手段と、 運動する砥粒に対して電場または磁場を通過させること
    により、砥粒径毎に分級する手段とを備えた砥粒の分級
    装置。
  5. 【請求項５】 上記一方向への運動は、砥粒に対して気
    体を吹き付けることで付加する請求項４に記載の砥粒の
    分級装置。
  6. 【請求項６】 上記一方向への運動は、帯電させた砥粒
    を電場にて加速させることで付加する請求項４に記載の
    砥粒の分級装置。
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