JP2011245425A - 混合装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 安定した比抵抗値の制御を可能とする混合装置を提供することである。
【解決手段】 純水と二酸化炭素とを混合する混合装置であって、純水供給源と、二酸化炭素供給源と、該純水供給源から供給された純水と該二酸化炭素供給源から供給された二酸化炭素とを混合して第１混合液を生成する第１混合部と、該第１混合部で生成された第１混合液と該純水供給源から流出される純水とを混合して第２混合液を生成する第２混合部と、該第１混合部で生成された第１混合液を該第２混合部に供給するポンプと、第２混合部で生成された第２混合液を排出する排出口と、該純水供給源から該第２混合部へ直接供給される純水の流量を検出する流量計と、該流量計で検出した純水の流量に基づいて該ポンプの作動を制御する制御手段と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図２
【解決手段】 純水と二酸化炭素とを混合する混合装置であって、純水供給源と、二酸化炭素供給源と、該純水供給源から供給された純水と該二酸化炭素供給源から供給された二酸化炭素とを混合して第１混合液を生成する第１混合部と、該第１混合部で生成された第１混合液と該純水供給源から流出される純水とを混合して第２混合液を生成する第２混合部と、該第１混合部で生成された第１混合液を該第２混合部に供給するポンプと、第２混合部で生成された第２混合液を排出する排出口と、該純水供給源から該第２混合部へ直接供給される純水の流量を検出する流量計と、該流量計で検出した純水の流量に基づいて該ポンプの作動を制御する制御手段と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図２
Description
本発明は、純水と二酸化炭素とを混合する混合装置に関する。
通常、化学工業、機械工業における機器や原材料、製品の洗浄には、不純物が取り除かれた純水が使用される。洗浄に市水（水道水）を使用すると、市水に含まれる微量の不純物が洗浄対象物に付着して残ってしまうためである。
特に、半導体デバイスや光部品等の製造プロセスにおいては、ごく微量の不純物でも残存すると品質に重大な影響を及ぼすため、洗浄のみならず加工にも純水が用いられている。
ここで、純水とは比抵抗値が約１〜１０ＭΩ・ｃｍ以上の水を指す。例えば、純水は市水をフィルタ、活性炭フィルタ、イオン交換樹脂、逆浸透膜等に通過させることで生成される。
しかし、純水は比抵抗値が高く非常に絶縁性が高いため、流動による摩擦から静電気が発生し、デバイスの静電破壊を引き起こしたり、被洗浄物や被加工物に微粒子の付着を生じさせてしまう。そこで、純水に二酸化炭素（炭酸ガス）を混合した混合液を生成し、この混合液を洗浄や加工に用いる手法が広く採用されている。
一般に、純水に二酸化炭素を混合する方法としては、例えば、特公平７−６７５５４号公報に開示されるような、純水に二酸化炭素（炭酸ガス）を直接注入する方法や、特開平１０−３２４５０２号公報に開示されるような、気体は透過するが液体を透過しない疎水性膜を用いて純水中に二酸化炭素（炭酸ガス）を溶解する方法がある。
例えば、ダイシングソーと称される切削装置で切削ブレードを用いて半導体ウエーハを切削するダイシング工程では、加工に用いる混合液中の二酸化炭素濃度が高くなり、その結果酸性度が高くなると、切削ブレードが腐食したり、半導体デバイス上に形成されたボンディングパッドが腐食して後の工程でボンディング不良を発生させるため、比抵抗値を極めて厳密に管理する必要がある。
ところが、特許文献１に開示される純水に二酸化炭素を直接注入する方法では、比抵抗値の微妙な制御が難しい上、二酸化炭素の純水への拡散、溶解、イオン解離に非常に時間がかかり、比抵抗値が安定し難いという課題がある。
また、特許文献２に開示される疎水性膜を用いる方法では、一度に多量のガスを溶解することが可能な反面、少ない注入量に制御することが難しく、安定した比抵抗値の制御には高価な微調整バルブが必要となる。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、安定した比抵抗値の制御が可能な純水に二酸化炭素を混合する混合装置を提供することである。
本発明によると、純水と二酸化炭素とを混合する混合装置であって、純水供給源と、二酸化炭素供給源と、該純水供給源から供給された純水と該二酸化炭素供給源から供給された二酸化炭素とを混合して第１混合液を生成する第１混合部と、該第１混合部で生成された第１混合液と該純水供給源から流出される純水とを混合して第２混合液を生成する第２混合部と、該第１混合部で生成された第１混合液を該第２混合部に供給するポンプと、第２混合部で生成された第２混合液を排出する排出口と、該純水供給源から該第２混合部へ直接供給される純水の流量を検出する流量計と、該流量計で検出した純水の流量に基づいて該ポンプの作動を制御する制御手段と、を具備したことを特徴とする混合装置が提供される。
好ましくは、混合装置は、第２混合部と排出口との間に配設されて第２混合液の比抵抗値を検出する比抵抗値計を更に具備し、制御手段は、比抵抗値計で検出した第２混合液の比抵抗値と流量計で検出した純水の流量とに基づいてポンプの作動を制御する。
本発明によると、流量計で検出した純水の流量に基づいて所望の比抵抗値となるように第１混合液を第２混合部に供給するポンプを作動させるため、安定した比抵抗値が得られる上、所望の比抵抗値に到達する時間も短縮できる。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明の混合装置を適用するのに適した切削装置の要部斜視図が示されている。半導体ウエーハ８の切削に際して、ウエーハ８は外周部が環状フレーム１０に貼着されたダイシングテープ６にその裏面が貼着され、切削装置２のチャックテーブル４によりダイシングテープ６を介して吸引保持される。
１２は切削装置２の切削ユニットであり、スピンドルハウジング１４中に収容された図示しないモータにより回転駆動されるスピンドルと、スピンドルの先端に着脱可能に装着された切削ブレード１６とを含んでいる。
切削ブレード１６は、ホイールカバー１８で覆われており、ホイールカバー１８のパイプ２０が図２に示した本発明の混合装置２６の排出口５６に流量コントローラを介して接続されている。切削ブレード１６は、円形基台の外周にニッケル母材又はニッケル合金母材中にダイアモンド砥粒が分散された砥石部（切刃）が電着されて構成されている。
パイプ２０から導入された本発明の混合装置２６により比抵抗値が所望値に厳密に管理された純水からなる切削水は、切削ブレード６を挟むように設置された切削水ノズル２２から噴出されて、ウエーハ８の切削が遂行される。
ウエーハ８の切削時には、切削ノズル２２から切削水を噴射しながら、切削ブレード１６を矢印Ａ方向に高速（例えば３００００ｒｐｍ）で回転させて、チャックテーブル４をＸ軸方向に加工送りすることにより、ウエーハ８が分割予定ラインに沿って切削されて切削溝２４が形成される。
以下、例えば、切削装置２の切削水ノズル２２に比抵抗値調整済みの切削水を供給するのに適した、本発明実施形態に係る混合措置２６を図２に示したブロック図を参照して説明する。
純水供給源２８から供給された純水は分岐点３０で第１経路３２ａと、第２経路３２ｂに分岐され、第２経路３２ｂを介して第１混合部としての中空糸膜３４に供給される。純水供給源２８と分岐点３０との間には開閉を切り替える切替バルブ３６が挿入されている。
第１混合部としての中空糸膜３４にはレギュレータ４０を介して二酸化炭素供給源３８から二酸化炭素（炭酸ガス）が供給され、第２経路３２ｂを介して供給された純水と混合されて飽和炭酸水である第１混合液を生成する。
中空糸膜３４で生成された第１混合液は、定量ポンプ４２を駆動することにより送られて、第１経路３２ａを介して供給される純粋と合流点４６で合流して、第２混合部４８で純水と第１混合液とが混合されて第２混合液が生成される。
混合部４８には混合手段としてのスタティックミキサー５０が配設されていて、このスタティックミキサー５０により第１経路３２ａを介して供給される純水と定量ポンプ４２を駆動することにより合流点４６に供給される第１混合液が混合されて、第２混合液が生成される。
混合手段としては、スタティックミキサー５０に限定されるものではなく、流路を長くして混合手段を形成するか、流路に邪魔板を挿入した貯水タンクを配設して混合手段を形成するか、或いは流入口と流出口の位置を調整して流れを制御することにより混合手段を形成するようにしてもよい。
スタティックミキサー５０で純水と第１混合液と混合して生成された第２混合液は、比抵抗値計５２を介して排出口５６に排出される。比抵抗値５２で検出された第２混合液の比抵抗値はコントローラ５４に入力される。
更に、第１経路３２ａを介して供給される純水の流量は流量センサー４４で検出され、検出された流量値はコントローラ５４に入力される。尚、切替バルブ３６はただ単に開閉を切り換えるバルブであり、流量調整バルブではないが、排出口５６から排出される第２混合液の流量が変動するため、第１経路３２ａを流れる純水の流量は変動する。
例えば、混合装置２６を図１に示した切削装置２に接続して使用する場合には、切削水ノズル２２から噴出される切削水の流量は切削加工中と切削加工の中止状態では大きく変動し、更に図示しない洗浄装置作動時にも洗浄水が使用されるため、排出口５６から排出される第２混合液の流量が変動し、それに伴って第１経路３２ａを流れる純水の流量も変動する。
本実施形態の混合装置２６では、比抵抗値計５２で検出した第２混合液の比抵抗値と、流量センサー４４で検出した純水の流量とに基づいて、定量ポンプ４２の作動を制御し、排出口５６から排出される第２混合液が予め設定した好ましい比抵抗値となるように制御する。
より簡単な構成では、比抵抗値計５２を省略して、流量センサー４４で検出した第１経路３２ａを流れる純水の流量に基づいて、定量ポンプ４２の駆動を制御し、排出口５６に排出される第２混合液の比抵抗値を設定した比抵抗値となるように制御してもよい。
この場合には、第２混合液が設定した比抵抗値となるように、流量センサー４４で検出した純水の流量と定量ポンプ４２の駆動時間とが関係付けられたマップを利用したフィードフォワード制御となる。
図示した実施形態では、定量ポンプ４２を一台設けてその駆動時間を制御しているが、容量の異なる定量ポンプを複数台設けて、流量センサー４４で検出した純水の流量に応じて使用する定量ポンプを切換えるようにしてもよい。
更に、定量ポンプ４２に替えて、可変容量ポンプを採用し、流量センサー４４で検出した純水の流量に応じて、可変容量ポンプの吐出量及び作動時間の両方を制御するようにしてもよい。
また、図２に示した実施形態では、純水供給源２８からバルブ３６を介して供給される純水を分岐点３０で第１経路３２ａと第２経路３２ｂに分岐しているが、純水供給源２８から流量センサー４４への経路と、中空糸膜３４への経路の２経路を設けるようにしてもよい。
上述した実施形態では、流量センサー４４が検出した純水の流量と比抵抗値計５２が検出した第２混合液の比抵抗値に基づいて、第２混合部４８から排出される第２混合液が予め設定した比抵抗値となるように、第１混合液を第２混合部４８に供給する定量ポンプ４２を作動させるため、安定した比抵抗値が得られる上、設定比抵抗値に到達する時間も短縮できる。
２ 切削装置
１６ 切削ブレード
２２ 切削水ノズル
２６ 混合装置
２８ 純水供給源
３８ 二酸化酸素供給源
３４ 中空糸膜
４２ 定量ポンプ
４４ 流量センサー
４８ 第２混合部
５０ スタティックミキサー
５２ 比抵抗値計
５４ コントローラ
１６ 切削ブレード
２２ 切削水ノズル
２６ 混合装置
２８ 純水供給源
３８ 二酸化酸素供給源
３４ 中空糸膜
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４４ 流量センサー
４８ 第２混合部
５０ スタティックミキサー
５２ 比抵抗値計
５４ コントローラ
Claims (3)
- 純水と二酸化炭素とを混合する混合装置であって、
純水供給源と、
二酸化炭素供給源と、
該純水供給源から供給された純水と該二酸化炭素供給源から供給された二酸化炭素とを混合して第１混合液を生成する第１混合部と、
該第１混合部で生成された第１混合液と該純水供給源から流出される純水とを混合して第２混合液を生成する第２混合部と、
該第１混合部で生成された第１混合液を該第２混合部に供給するポンプと、
第２混合部で生成された第２混合液を排出する排出口と、
該純水供給源から該第２混合部へ直接供給される純水の流量を検出する流量計と、
該流量計で検出した純水の流量に基づいて該ポンプの作動を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする混合装置。 - 前記第２混合部と前記排出口との間に配設されて第２混合液の比抵抗値を検出する比抵抗値計を更に具備し、
前記制御手段は、該比抵抗値計で検出した第２混合液の比抵抗値と前記流量計で検出した純水の流量とに基づいて、前記ポンプの作動を制御することを特徴とする請求項１記載の混合装置。 - 前記第２混合部は混合手段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の混合装置。
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| JP2010121402A JP2011245425A (ja) | 2010-05-27 | 2010-05-27 | 混合装置 |
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- 2010-05-27 JP JP2010121402A patent/JP2011245425A/ja active Pending
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