JP2003291065A - 流体混合装置及び切削装置 - Google Patents
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Abstract
で、加工水の比抵抗値を高精度に所望の値に設定できる
ようにする。 【解決手段】 第一の流体を供給する第一流体供給路3
4と、第二の流体を供給する第二流体供給路43と、第
一の流体と第二の流体とを混合させて混合流体を生成す
る混合部41とを含み、第一流体供給路34が流量比調
整部36を介して第一経路37と第二経路38とに分岐
し、第二経路38が分岐部39において流量比率が予め
設定された第三経路40に分岐し、第三経路40が混合
部41に連結され、混合部41には第二流体供給路43
及び第四経路44が連結され、混合部41において第三
経路40から流入する第一の流体と第二流体供給路43
から流入する第二の流体とを混合させて生成された混合
流体を第四経路44に流出させ、第四経路44が第二経
路38における分岐部39より下流側に合流し、第二経
路38が第一経路37に合流する流体混合装置30を提
供する。
Description
の混合比率で混合させることができる流体混合装置及び
その流体混合装置を搭載した切削装置に関する。
においては、加工品質向上のために加工時に被加工物に
対して加工水が供給されて加工が行われる。例えば、図
4に示すように高速回転する回転ブレード18が被加工
物、例えば半導体ウェーハWに切り込んで切削を行う切
削装置50においては、流入部23に切削水を供給し、
半導体ウェーハWと回転ブレード18との接触部に切削
水供給ノズル20から加工水である切削水が供給されて
切削が行われる。また、噴出部21から切削水を噴出さ
せることにより切削により生じた切削屑を除去すること
も行われている。
ることもあるが、純水は比抵抗値(抵抗率)が大きいた
めに摩擦によって静電気が発生して半導体ウェーハWに
帯電しやすく、特に被加工物が半導体ウェーハの場合に
は静電気の帯電により著しい品質の低下をもたらすこと
から、比抵抗値を小さくして静電気の発生を未然に防止
し、除電する必要がある。
号公報に開示された加工水生成装置のように、純水に二
酸化炭素を混合させることにより比抵抗値を大きくして
導電性が増した加工水を使用することにより静電気の発
生を防止することとしている。
度が高くなると、回転ブレード18が腐食して寿命を低
下させたり、半導体ウェーハ上に形成されたボンディン
グパッドが腐食して最終的な半導体チップの品質を低下
させたりするという問題もあるため、上記公報に開示さ
れた発明においては、バルブの調整によって流量をコン
トロールすることにより、比抵抗値が適正な値に保たれ
るような工夫が施されている。
半導体ウェーハの切削を行うにあたっては、静電気の帯
電を防止することができ、かつ回転ブレード及びボンデ
ィングパッド等の腐食を防止するために適正な比抵抗値
は0.5MΩ・cm〜2.0MΩ・cmと極めて狭い範
囲であることが経験上認識されているが、比抵抗値をこ
のような範囲に設定し維持するためには、高価な微調整
バルブを用い、流量を高精度に調整することが必要とな
るため、比抵抗値を所望の値とすることが困難であるだ
けでなく、高価な微調整バルブを用いる必要があり、装
置のコストが高騰するという問題もある。このような問
題は、切削装置のみならず、加工水を用いる加工装置が
共通に有する問題でもある。
経済的な方法で、加工水の比抵抗値を高精度に所望の値
に設定できるようにすることに課題を有している。
の具体的手段として本発明は、第一の流体と第二の流体
とを混合させる混合装置であって、第一の流体を供給す
る第一流体供給路と、第二の流体を供給する第二流体供
給路と、第一の流体と第二の流体とを混合させて混合流
体を生成する混合部とを含み、第一流体供給路が流量比
調整部を介して第一経路と第二経路とに分岐し、第二経
路が分岐部において流量比率が予め設定された第三経路
に分岐し、第三経路が混合部に連結され、混合部には第
二流体供給路及び第四経路が連結され、混合部において
第三経路から流入する第一の流体と第二流体供給路から
流入する第二の流体とを混合させて生成された混合流体
を第四経路に流出させ、第四経路が分岐部より下流側の
第二経路または第一経路に合流し、第二経路が第一経路
に合流する流体混合装置を提供する。
て、第三経路を流れる第一の流体の流量が第二経路を流
れる第一の流体の流量の1/50〜1/100になるよ
うに調整されること、第一の流体は純水であり、第二の
流体は二酸化炭素であることを付加的要件とする。
ば、流量比調整部及び分岐部における流量の調整によ
り、高価な微調整バルブ等を用いなくても、高精度に所
望の濃度の混合流体を生成することができる。
体が二酸化炭素である場合には、二酸化炭素濃度に基づ
き比抵抗値が定まるため、所望の比抵抗値を有する炭酸
水を生成することができる。
クテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物
を切削する切削手段と、上記の流体混合装置とを少なく
とも備えた切削装置であって、切削手段が、チャックテ
ーブルに保持された被加工物を切削する回転ブレード
と、被加工物の切削箇所に切削水を供給する切削水供給
ノズルとを少なくとも備え、切削水供給ノズルからは、
流体混合装置によって生成された切削水が切削箇所に救
急される切削装置を提供する。
最適な比抵抗値を有する炭酸水を生成して切削水として
使用することができる。
に示す切削装置10において用いられる切削水の比抵抗
値を調整する流体混合装置について説明する。なお、従
来例と同様に構成される部位については同一の符号を付
して説明することとする。
削する装置であり、例えば半導体ウェーハWをダイシン
グする場合には、保持テープTを介してフレームFに保
持された半導体ウェーハWがカセット11に複数収容さ
れる。
してその半導体ウェーハWを挟持し、−Y方向に移動し
てから挟持を解除することにより、半導体ウェーハWを
仮置き領域13に載置する。
ハWは、第一の搬送手段14を構成する吸着部14aに
吸着され、吸着部14aが旋回動してチャックテーブル
15の直上に位置付けられ、そこで吸着を解除すること
によりチャックテーブル15に載置され、吸引保持され
る。
能となっており、その移動経路の上方には、アライメン
ト手段16が配設されている。このアライメント手段1
6には、Y軸方向に移動可能な撮像手段17を備えてお
り、チャックテーブル15の+X方向の移動及び撮像手
段17のY軸方向の移動により半導体ウェーハWの表面
を撮像し、予めメモリに記憶されたキーパターン画像と
撮像した画像とのパターンマッチング処理を行うことに
より切削すべきストリートを検出することができる。
は、撮像手段17と一体に形成され、一体となってY軸
方向に移動可能となっている。また、回転ブレード18
は、撮像手段17とY座標が等しく、両者はX軸方向に
おいて一直線上に位置する。
削すべきストリートが検出されると、そのストリートと
回転ブレード18とのY軸方向の位置合わせが自動的に
なされる。そして、半導体ウェーハWを保持するチャッ
クテーブル15が更に+X方向に移動し、回転ブレード
18が高速回転しながら切削手段19が下降して、検出
されたストリートに切り込むことにより、当該ストリー
トが切削される。
に往復移動させると共に切削手段19をストリート間隔
ずつY軸方向に割り出し送りしながら切削を行うと、同
方向のすべてのストリートが切削される。
させてから上記と同様に切削を行うと、すべてのストリ
ートが切削されてダイシングされ、個々の半導体チップ
に分割される。
示すように、回転ブレード18の両側に配設された切削
水供給ノズル20から、回転ブレード18と半導体ウェ
ーハWとの接触部に対して冷却のための加工水である切
削水が供給される。
線上には、切削水を噴出する噴出部21が形成されてお
り、噴出された切削水によって滞留した切削水が除去さ
れる。
流出する切削水は、流体混合装置30において生成さ
れ、ブレードカバー22の上部に設けた流入部23を介
して流入する。
た第一の流体源31と、第二の流体を蓄えた第二の流体
源32とを備えている。
して第一流体供給路34が連結されている。また、第一
流体供給路34には流量計35が連結され、第一流体供
給路34を流れる第一の流体の量を計測し、その量に基
づいて開閉バルブ33の開閉を調整することができる。
整部36が連結されており、流量比調整部36には第一
経路37及び第二経路38が連結されている。流量比調
整部36は、第一の流体を第一経路37と第二経路38
とに所望の割合で分配することができるバルブである。
第三経路40に分岐している。第二経路38と第三経路
40との流量の比率は、例えば第二経路38を構成する
パイプの内径と第三経路40を構成するパイプの内径と
の比率により予め設定されており、バルブ等を用いるこ
となく、高精度に所望の比率に設定することができる。
例えばここでは、第三経路40に流れ出る第一の流体の
量を、第二経路38から流れてくる第一の流体の量の1
/50〜1/100に調整することができる。
り、第三経路40を流れる第一の流体は混合部41に流
入する。また、混合部41には、圧力調整バルブ42を
介して第二流体供給路43が連結されており、第二流体
供給路43は第二の流体源32に連結されている。
れており、開閉バルブ32aの調整によって流量を調整
すると共に、圧力調整バルブ42の調整によって第二の
流体を混合部41に送り込む際の圧力を調整することが
できる。
流入した純水と第二流体供給路43から流入した第二の
流体とが混合され、流入量に応じた濃度の混合流体が生
成される。
は、第四経路44に流出する。第四経路44は、分岐部
39より下流側において第二経路38に合流し、第一の
流体と混合される。なお、必要に応じて第四経路44を
第一経路37に直接連結し、合流させてもよい。
一経路37と合流し、第一の流体と第二の流体とが更に
混合された混合流体が生成される。この混合流体の比抵
抗値は、第一経路37に設けた比抵抗値計45によって
計測することができる。
第一の流体が純水であり、第二の流体源32に蓄えられ
た第二の流体が二酸化炭素であり、純水と二酸化炭素と
を混合させて、比抵抗値が0.5MΩの炭酸水を生成し
て切削水として用いる場合を例に挙げて説明する。
閉バルブ33において流量が調整され第一流体供給路3
4を通って流量比調整部36に流入する。流量比調整部
36においては、流入した純水の1/3が第二経路38
に流出し、残りが第一経路37に流出するように設定す
る。
8を流れる純水のうち、1/50が第三経路40に流
れ、残りが第二経路38に流れるように予め設定されて
いる。
ように設定しておくことにより、第三経路40から混合
部41に流入する純水の量は、第一流体供給路34を流
れる純水の1/150{(1/3)×(1/50)}と
なる。
に対して二酸化炭素が供給され、開閉バルブ32aにお
いて流量を調整することにより、混合部41においては
二酸化炭素濃度が300ppmの炭酸水を生成する。
第二経路38と合流し、純水と混合される。第二経路3
8においては炭酸水の49倍の量の純水が流れており、
合流により炭酸水が50倍に薄められるため、ここで二
酸化炭素濃度は6ppm{300ppm×(1/5
0)}となる。
ppmとなった炭酸水は第二経路38を流れ、第一経路
37と合流して更に純水と混合される。第一経路におい
ては、第二経路38を流れる炭酸水の2倍の量の純水が
流れており、合流により炭酸水が3倍に薄められるた
め、ここで二酸化炭素濃度は2ppm{6ppm×(1
/3)}となる。
には、図3のグラフに示された関係が成立することが実
験により証明されている。このグラフによれば、炭酸水
の二酸化炭素濃度が300ppmであるときは、比抵抗
値はおよそ0.05MΩである。一方、二酸化炭素濃度
が2ppmであるときは、比抵抗値はおよそ0.5MΩ
である。
ppmから2ppmまで下げることによって、比抵抗値
は0.05MΩから0.5MΩとなり、所望の比抵抗値
の炭酸水となる。このことは、比抵抗値計45における
計測値によって確認することができる。
用いないと150分の1というような微調整ができなか
った比抵抗値を、3分の1程度の調整ができる安価なバ
ルブ等からなる流量比調整部36で高精度に所望の値と
することができる。
7から切削水流入部23に流入し、切削水供給ノズル2
0から流出すると共に、噴出部21から噴出される。こ
の切削水は、二酸化炭素を混合させて所望の比抵抗値と
しているために適度な導電性を有する。従って、摩擦に
よる静電気が生じにくく、半導体ウェーハWに静電気が
帯電するのを防止することができると共に、酸性度が高
すぎることもないため、半導体ウェーハWや回転ブレー
ド18の腐食を防止することもできる。
の切削水を生成する場合について説明したが、生成され
る切削水の比抵抗値はこの値には限られない。例えば、
比抵抗値が1MΩの切削水を生成する場合は、図3のグ
ラフより、二酸化炭素濃度が0.8ppmとなるように
すればよい。
第二経路38に流出する純水の量が1/7.5になるよ
うに調整し、更に分岐部39においては第二経路38を
流れる純水の1/50が第三経路を介して混合部41に
流入するようにする。
の炭酸水を生成して第四経路の流出させると、第二経路
38と合流した際に二酸化炭素濃度が1/50となって
6ppmとなり、第二経路38が第一経路37に合流す
ることにより更に1/7.5に薄められるため、第一経
路37から切削水流入部23に流入する切削水の二酸化
炭素濃度は0.8ppmとなって比抵抗値が1MΩとな
る。
0においては、分岐部39において流量比率が1/50
に設定されているので、流量比調整部36において大ま
かな流量調整を行うと、所望の比抵抗値を有する炭酸水
を生成することができる構成となっている。なお、分岐
部39における流量比を1/100に設定してもよい
し、3箇所以上に分岐点を設けてそのそれぞれについて
流量比率を設定するようにしてもよい。また、第一の流
体及び第二の流体は、純水、二酸化炭素には限られな
い。
装置30を切削装置10に搭載して切削水を生成する場
合について説明したが、他の加工装置で使用する加工水
を生成する場合にも適用することができる。例えば、半
導体ウェーハの面を研削する研削装置においては、研削
品質の向上のために研削砥石と半導体ウェーハとの接触
面に研削水を供給する必要があり、この研削水も流体混
合装置30を用いて生成することができる。
混合装置によれば、流量比調整部及び分岐部における流
量の高精度な調整により、高価な微調整バルブ等を用い
なくても高精度に所望の濃度の混合流体を生成すること
ができるため、装置のコストを低減することができる。
体が二酸化炭素である場合には、二酸化炭素濃度に基づ
き比抵抗値が定まるため、所望の比抵抗値を有する炭酸
水を生成することができ、加工のために最適な加工水を
生成することができる。
ば、純水に二酸化炭素を混合させることにより最適な比
抵抗値を有する炭酸水を生成して切削水として使用する
ことができるため、コストの高騰を伴うことなく、切削
時の静電気の発生、除電及び回転ブレード及び被加工物
の腐食を防止することができる。
る。
説明図である。
フである。
る様子を示す斜視図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 第一の流体と第二の流体とを混合させる
流体混合装置であって、 第一の流体を供給する第一流体供給路と、第二の流体を
供給する第二流体供給路と、該第一の流体と該第二の流
体とを混合させて混合流体を生成する混合部とを含み、 該第一流体供給路は、流量比調整部を介して第一経路と
第二経路とに分岐し、 該第二経路は、分岐部において流量比率が予め設定され
た第三経路に分岐し、 該第三経路は、該混合部に連結され、 該混合部には該第二流体供給路及び第四経路が連結さ
れ、 該混合部において該第三経路から流入する第一の流体と
該第二流体供給路から流入する第二の流体とを混合させ
て生成された混合流体を該第四経路に流出させ、 該第四経路は、該分岐部より下流側の第二経路または第
一経路に合流し、 該第二経路は該第一経路に合流する流体混合装置。 - 【請求項2】 該分岐部においては、第三経路を流れる
第一の流体の流量が、第二経路を流れる第一の流体の流
量の1/50〜1/100になるように調整される請求
項1に記載の流体混合装置。 - 【請求項3】 第一の流体は純水であり、第二の流体は
二酸化炭素である請求項1または2に記載の流体混合装
置。 - 【請求項4】 被加工物を保持するチャックテーブル
と、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削す
る切削手段と、請求項1、2または3に記載の流体混合
装置とを少なくとも備えた切削装置であって、 該切削手段は、該チャックテーブルに保持された被加工
物を切削する回転ブレードと、該被加工物の切削箇所に
切削水を供給する切削水供給ノズルとを少なくとも備
え、 該切削水供給ノズルからは、該流体混合装置によって生
成された切削水が該切削箇所に供給される切削装置。
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