JP2014124753A

JP2014124753A - 加工廃液処理装置

Info

Publication number: JP2014124753A
Application number: JP2012285086A
Authority: JP
Inventors: Miki Yoshida; 幹吉田; Takeshi Furonaka; 武風呂中; Atsushi Fujita; 敦史藤田
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2014-07-07
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: JP6000119B2

Abstract

【課題】例え濾過手段が新品であっても十分に加工屑が分離された清水のみを清水タンクに貯留する加工廃液処理装置を提供することである。
【解決手段】加工装置に付設され該加工装置で発生した加工廃液を収容する加工廃液処理装置であって、廃液タンクに収容された加工廃液を送給するポンプと、該ポンプによって送給された加工廃液を濾過する筒状濾紙と、該筒状濾紙内に投入された微粒子粉体と、を含んだ濾過手段と、該濾過手段で濾過された液体を受ける清水受け部と、該清水受け部から流出された清水を貯留する清水タンクとを備えている。第２流出路の一端が該清水受け部に接続された状態で濁度検出手段で検出された該第２流出路を流れる液体の濁度が所定値以下となった際に、切り替え手段を作動させて該第２流出路の該清水受け部への接続を遮断するとともに第１流出路の一端を該清水受け部に接続する。
【選択図】図３

Description

本発明は加工装置に付設され、加工で生じた加工廃液を処理する加工廃液処理装置に関する。

例えば半導体デバイスの製造プロセスでは、半導体ウエーハの表面にＩＣやＬＳＩ等の回路素子を複数形成した後、ウエーハの裏面を研削装置で研削して所定の厚みへと薄化し、薄化したウエーハを切削装置で切削することで個々の半導体デバイスを製造している。

これらの研削装置や切削装置では、加工によって生じる加工屑を除去する目的や、加工で生じた加工熱を冷却する目的等のために、加工水を供給しつつ加工が遂行される。半導体デバイス上にごく微量でも不純物が残っていると半導体デバイスの品質に重大な影響を及ぼす。そのため、これらの研削装置や切削装置でも純水が加工水として用いられている。

純水は、市水をフィルタ、活性炭フィルタ、イオン交換樹脂や逆浸透膜に通過させることで生成され、例えば特開平９−２９２４５号公報で開示されるような純水製造装置を用いて生成される。

一般に純水は高価であるため、加工装置等で使用された使用後の純水は回収されリサイクルされて使用されている。ところが、加工装置で使用された使用後の純水には大量の加工屑が混入しており、これらの加工屑を除去して再度純水を生成しようとすると、純水製造装置のフィルタやイオン交換樹脂、逆浸透膜等がすぐに詰まってしまうという問題がある。

そこで本出願人は、これらの純水製造装置における純水の生成を補助するために、加工によって生じた加工廃液をフィルタで濾過して加工廃液から加工屑を除去する加工廃液処理装置を特開２００９−９５９４１号公報で提案した。

この加工廃液処理装置は２つのフィルタを備え、一方のフィルタが詰まってしまった場合でも他方のフィルタへ加工廃液を送給することで、連続的に濾過作業を行える構成となっている。詰まったフィルタは作業者が新品へと交換する。

特開２００９−９５９４１号公報に開示された加工廃液処理装置では、濾過手段に送給された加工廃液が濾過手段を通過することで濾紙内に投入された微粒子紛体が濾紙の内面に付着する。微粒子紛体と濾紙とが加工廃液をフィルタリングすることで比較的目の粗い濾紙でも確実に加工廃液に含まれる加工屑を分離できる。

特開２００９−９５９４１号公報特開２００９−１９０１２８号公報

しかし、新品の濾過手段においては、微粒子紛体が濾紙の内面に付着するまでに一度送給された加工廃液が濾過手段を通過する必要があり、十分に微粒子紛体が濾紙の内面に付着する前では、微粒子紛体が濾紙の内面に十分付着した状態に比べて濾過度が劣り、加工屑を十分に分離できない恐れがある。

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、例え濾過手段が新品であっても十分に加工屑が分離された清水のみを清水タンクに貯留する加工廃液処理装置を提供することである。

本発明によると、加工装置に付設され該加工装置で発生した加工廃液を処理する加工廃液処理装置であって、加工装置で発生した加工廃液を収容する廃液タンクと、該廃液タンクに収容された加工廃液を送給するポンプと、該ポンプによって送給された加工廃液を濾過する筒状濾紙と、該筒状濾紙の外周を覆い側面に複数の開口を備えた筒体と、該筒状濾紙の下端を閉塞する底板と、該筒状濾紙の上端を閉塞するとともに該ポンプで送給された加工廃液を導入する廃液導入口を有する天板と、該筒状濾紙内に投入された微粒子粉体と、を含んだ濾過手段と、該濾過手段で濾過された液体を受ける清水受け部と、該清水受け部から流出された清水を貯留する清水タンクと、一端が該清水受け部に選択的に接続され他端が該清水タンクに接続された第１流出路と、一端が該清水受け部に選択的に接続され他端が該廃液タンクに接続された第２流出路と、該第２流出路上に配設されて該第２流出路中を流れる液体の濁度を検出する濁度検出手段と、該第１流出路と該第２流出路との該清水受け部への接続を切り替える切り替え手段と、該第２流出路の一端が該清水受け部に接続された状態で該濁度検出手段で検出された該第２流出路を流れる液体の濁度が所定値以下となった際に、該切り替え手段を作動させて該第２流出路の該清水受け部への接続を遮断するとともに該第１流出路の一端を該清水受け部に接続する制御手段と、を具備したことを特徴とする加工廃液処理装置が提供される。

好ましくは、前記清水受け部には、該第１流出路の一端に接続されて液体を前記清水タンクへと排出する第１排液孔と、該第２流出路の一端に接続されて液体を前記廃液タンクへと排出する第２排液孔とが形成されており、該第１排液孔の排液面は該第２排液孔の排液面より上方に形成される。

好ましくは、前記制御手段は、前記ポンプから前記濾過手段への加工廃液の送給が停止されたときに、前記切り替え手段を作動させて該第１流出路の前記清水受け部への接続を遮断するとともに、該第２流出路の一端を該清水受け部に接続する。

本発明の加工廃液処理装置は、濁度検出手段で検出された濁度が所定値以下になった際に、第２流出路の清水受け部への接続を遮断するとともに第１流出路を清水受け部に接続する。つまり、十分に微粒子紛体が濾紙の内面に付着しておらず濾過手段で濾過された液体が加工屑を含んでいる場合には、濾過手段で濾過された液体は廃液タンクに流出される。

濾過手段で濾過された液体が所定の濁度以下となった際に初めて濾過手段で濾過された液体は清水タンクに流出される。よって、清水タンクに加工屑が混入することはなく、十分に加工屑が分離された清水のみが清水タンクに貯留される。

請求項２のように排液タンクに通じる第２排液孔が清水タンクに通じる第１排液孔よりも下面に形成されることで、濾過手段での濾過が不十分であった場合に濾過手段から流出した不純物が、第１排液孔を通じて清水タンクに流出せずに清水受け部に留めておくことができる。

誤って加工屑を含む液体が清水タンクに流出すると、清水タンク内が汚染されてしまうという問題も生じるが、第２排液孔の排液面より第１排液孔の排液面が上方に形成されているため、加工屑が清水タンクに流出することが防止される。

加工廃液処理装置の外観斜視図である。加工廃液処理装置の分解斜視図である。加工廃液処理装置の構成ブロック図である。

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、本発明実施形態に係る加工廃液処理装置２の外観斜視図が示されている。図２は図１の加工廃液処理装置の分解斜視図である。

加工廃液処理装置２は、加工廃液を収容する廃液タンク４と、清水を収容する清水タンク５と、廃液タンク４に収容された加工廃液を送給するポンプ６と、ポンプ６によって送給された加工廃液を濾過するための濾過手段４４を備えている。廃液タンク４は上壁に加工廃液戻し口４ａを有しているとともに、清水タンク５は上壁に清水流入口５ａを有している。

廃液タンク４は、端壁に廃液流入口１０を備えており、廃液流入口１０が図示しない切削装置等の加工装置の加工廃液送出口に接続される。廃液タンク４の上壁に加工廃液を送給するポンプ６が配設されている。廃液タンク４及び清水タンク５は、支持基台１２の上面に配設される。

濾過手段４４は、ポンプ６によって送給された加工廃液を濾過するための第１フィルタユニット８ａ及び第２フィルタユニット８ｂを具備している。第１フィルタユニット８ａ及び第２フィルタユニット８ｂは、それぞれ筒状に形成された濾紙（筒状濾紙）１４と、濾紙１４の外周を覆う筒体１６と、筒状の濾紙１４の下端を閉塞する底板１８と、筒状の濾紙１４の上端を閉塞する天板２０とからなっている。

筒状の濾紙１４は、放射状に複数折りたたまれて形成され、濾過面積が増大するように構成されている。尚、筒状の濾紙１４は、例えば粒径が０．３〜０．４μｍ以下の粒子が通過することのできるメッシュサイズの大きい比較的安価な濾紙が用いられている。筒状の濾紙１４内にはシリカ等の微粒子紛体１５が投入されている。

この筒状の濾紙１４の外周を覆う筒体１６は、側面に複数の開口１７が形成されている。筒状の濾紙１４の上端を閉塞する天板２０には、中央部に廃液導入口２２が設けられている。

このように構成された第１フィルタユニット８ａ及び第２フィルタユニット８ｂは、支持基台１２に配設された廃液タンク４の上側に配置されたフィルタラック２４上に配設される。

フィルタラック２４は、矩形状に形成された底壁２６と、底壁２６の両側面から立設された側壁２８，３０と、底壁２６の両端縁から立設された端壁３２，３４から構成されており、４本の支柱３６によって支持され、支持基台１２に配設された廃液タンク４の上側に配置されている。

フィルタラック２４は、底壁２６と、側壁２８，３０と、端壁３２，３４とによって第１フィルタユニット８ａ及び第２フィルタユニット８ｂによって加工屑が分離された濾過済みの加工液（清水）を収容する清水受け部３８を形成している。

フィルタラック２４の底壁２６、即ち清水受け部３８には、第１排液孔４０と第２排液孔４１が形成されている。図３に最もよく示されるように、第１排液孔４０の排液面は第２排液孔４１の排液面より上方に形成されている。

第１排液孔４０は第１流出路４０ａを介して清水タンク５の清水流入口５ａに接続されている。第２排液孔４１は第２流出路４１ａを介して排液タンク４の加工廃液戻し口４ａに接続されている。

第２流出路４１ａには濁度検出手段４３が配設されている。濁度検出手段４３はコントローラ５４に接続されている。４７は栓４３及び栓４３に連結されたエアシリンダ４５からなる切り替え手段であり、第２排液孔４１を選択的に閉鎖することで第１流出路４０ａと第２流出路４１ａとの清水受け部３８への接続を切り替える。

フィルタラック２４の底壁２６には、第１フィルタユニット８ａ及び第２フィルタユニット８ｂを支持するための第１支持台４２ａ及び第２支持台４２ｂが配設されている。第１支持台４２ａ上に第１フィルタユニット８ａが載置され、第２支持台４２ｂ上に第２フィルタユニット８ｂが載置される。

図３に示すように、濾過手段４４は、それぞれ着脱可能に配設された第１及び第２フィルタユニット８ａ，８ｂと、送給ポンプ６で加工廃液を送給する送給先を第１フィルタユニット８ａと第２フィルタユニット８ｂとの間で選択的に切り替える切替弁（切替手段）４６と、第１フィルタユニット８ａへ送給される加工廃液の圧力を検出する第１圧力検出手段４８ａと、第２フィルタユニット８ｂへ送給される加工廃液の圧力を検出する第２圧力検出手段４８ｂを含んでいる。

切替弁４６は電磁切替弁から構成され、切替弁４６がオフの状態では配管５０と、配管５０ａ及び配管５０ｂとの連通を遮断しており、一方の電磁コイル５２ａを励磁（オン）すると、配管５０と配管５０ａが連通し、他方の電磁コイル５２ｂを励磁（オン）すると、配管５０と配管５０ｂが連通する。

配管５０ａには第１のフィルタユニット８ａに送給される加工廃液の圧力を検出する第１圧力検出手段４８ａが配設され、配管５０ｂには第２のフィルタユニット８ｂに送給される加工廃液の圧力を検出する第２圧力検出手段４８ｂが配設されている。第１圧力検出手段４８ａで検出した圧力及び第２圧力検出手段４８ｂで検出した圧力はコントローラ５４に送られる。

以下、上述した加工廃液処理装置２の作用について説明する。廃液タンク４に収容された加工廃液を処理するに際しては、コントローラ５４はまずポンプ６を作動するとともに、コントローラ５４の切替制御部５６は電磁切替弁４６の一方の電磁コイル５２ａを励磁（オン）する。その結果、ポンプ６によって送給される加工廃液は、配管５０、電磁切替弁４６、配管５０ａ及び廃液導入口２２を介して第１フィルタユニット８ａに導入される。

第１フィルタユニット８ａに導入された加工廃液は筒状の濾紙１４によって濾過されるが、第１フィルタユニット８ａが新品の場合には、投入された微粒子紛体１５は濾紙１４の内面に十分に付着していない。

微粒子紛体１５が濾紙１４の内面に付着するまでには一度送給された加工廃液が第１フィルタユニット８ａを通過する必要があり、微粒子紛体１５が濾紙１４の内面に十分に付着した状態に比べて濾過度が劣り、十分に加工屑を分離できない恐れがある。

濾紙１４によって濾過された加工廃液は、濾紙１４の外周を覆う筒体１６の側面に形成された複数の開口１７を通してフィルタラック２４の清水受け部３８に流出する。清水受け部３８に流出した加工廃液は第２排液孔４１及び第２流出路４１ａを介して排液タンク４の加工廃液戻し口４ａから廃液タンク４内に落下して排液タンク４内に収容される。

第２流出路４１ａには濁度検出手段４９が配設されているので、廃液中の濁度が濁度検出手段４９で検出される。上述したように、第１フィルタユニット８ａが新品の場合には、微粒子紛体１５が濾紙１４の内面に十分付着していないので、微粒子紛体１５が濾紙１４の内面に付着した状態に比べて濾過度が劣っている。

よって、加工廃液処理装置２の作動の初期状態においては、清水受け部３８に落下した加工廃液は第２排液孔４１を介して排液タンク４内に収容される。第１フィルタユニット８ａで濾過作業を継続すると、微粒子紛体１５が濾紙１４の内面に十分付着する。よって、濾紙１４で濾過された加工廃液は清水に近くなる。

従って、第２流出路４１ａに設けられた濁度検出手段４９が加工廃液の濁度が所定値以下になったことを検出すると、コントローラ５４が切り替え手段４７を作動して、第２流出路４１ａの清水受け部３８への接続を遮断する。即ち、エアシリンダ４５を駆動して栓４３が第２排液孔４１を閉鎖する。

その結果、第１フィルタユニット８ａで濾過された清水が清水受け部３８に溜まり出す。清水の液面が第１排液孔４０の排液面まで上昇すると、清水受け部３８に貯留された清水は第１排液孔４０、第１流出路４０ａ及び清水流入口５ａを介して清水タンク５内に落下して清水タンク５内に収容される。

清水タンク５内に収容された清水は、図示しない清水排出口から排出されて、図示しない加工装置に装備された加工液供給手段によって再循環されるか、又は廃棄手段を介して廃棄される。

以上のようにして第１フィルタユニット８ａによる加工廃液の処理を実施していると、第１フィルタユニット８ａの筒状の濾紙１４の内側には加工屑が堆積する。濾紙１４の内側に加工屑が堆積すると、加工液が筒状の濾紙１４を通過し難くなり、フィルタとしての機能が失われる。

筒状の濾紙１４の内側に加工屑が堆積すると、筒状の濾紙１４内の圧力、即ち配管５０ａ内の圧力が上昇する。そこで、第１圧力検出手段４８ａで検出した配管５０ａの圧力が予め設定した所定値、例えば２気圧になると、コントローラ５４が第１フィルタユニット８ａの詰まりと判定する。

そして、コントローラ５４の切替制御部５６が電磁切替弁４６の電磁コイル５２ｂを励磁（オン）し、電磁切替弁４６のスプールを左方向に移動して、配管５０を配管５０ｂに連通する。その結果、ポンプ６によって送給された加工廃液は、配管５０、電磁切替弁４６、配管５０ｂ及び加工廃液導入口２２を介して第２フィルタユニット８ｂに導入される。

配管５０ａ内の圧力が所定値を超えた際には、コントローラ５４に接続されている警告手段が警告を発信し、作業者に第１フィルタユニット８ａの交換を促す。この警告はランプの点灯又はブザー等により行うことができる。

第２フィルタユニット８ｂで加工廃液を濾過している間に、作業者は第１フィルタユニット８ａを新たなフィルタユニットに交換する。この間に加工廃液の処理は第２フィルタユニット８ｂによって実施されるので、加工装置の作業を中断する必要はない。

電磁切替弁４６の切り替えと同時に、コントローラ５４は切り替え手段４７を作動させて、栓４３を第２排液孔４１から引き抜き、閉鎖していた第２流出路４１ａを清水受け部３８に接続する。

第２フィルタユニット８ｂに導入された加工廃液が筒状の濾紙１４によって濾過され、濾紙１４の外周を覆う筒体１６の側面に形成された複数の開口１７を通してフィルタラック２４の清水受け部３８に流出する。

この時、第２フィルタユニット８ｂは新品であるので、微粒子紛体１５が十分に濾紙１４の内面に付着していない。よって、第２フィルタユニット８ｂの濾過初期時に清水受け部３８に排出される加工廃液は濾過度が劣っている。この加工廃液は第２排液孔４１、第２流出路４１ａ及び加工廃液戻し口４ａを介して排液タンク４内に落下し排液タンク４内に収容される。

第２流出路４１ａに配設された濁度検出手段４９が所定以下の濁度を検出すると、切り替え手段４７の栓４３が第２排液孔４１を閉鎖する。よって、清水受け部３８に貯留された清水が第１排液孔４０の排液面（上端）まで上昇すると、清水受け部３８内に貯留された清水は第１排液孔４０、第１流出路４０ａ及び清水流入口５ａを介して清水タンク５内に落下して清水タンク５内に収容される。

電磁切替弁４６の切り替え時と同様に、ポンプ６から濾過手段４４への加工廃液の送給が停止されたとき、コントローラ５４は切り替え手段４７を作動させて、栓４３を第２排液孔４１から引き抜き、閉鎖していた第２流出路４１ａを清水受け部３８に接続する。

２加工廃液処理装置
４廃液タンク
５清水タンク
６ポンプ
８ａ第１フィルタユニット
８ｂ第２フィルタユニット
１４筒状の濾紙
１５微粒子紛体
２４フィルタラック
４０第１排液孔
４０ａ第１流出路
４１第２排液孔
４１ａ第２流出路
４４濾過手段
４６電磁切替弁
４７切り替え手段
４９濁度検出手段
５４コントローラ

Claims

加工装置に付設され該加工装置で発生した加工廃液を処理する加工廃液処理装置であって、
加工装置で発生した加工廃液を収容する廃液タンクと、
該廃液タンクに収容された加工廃液を送給するポンプと、
該ポンプによって送給された加工廃液を濾過する筒状濾紙と、該筒状濾紙の外周を覆い側面に複数の開口を備えた筒体と、該筒状濾紙の下端を閉塞する底板と、該筒状濾紙の上端を閉塞するとともに該ポンプで送給された加工廃液を導入する廃液導入口を有する天板と、該筒状濾紙内に投入された微粒子粉体と、を含んだ濾過手段と、
該濾過手段で濾過された液体を受ける清水受け部と、
該清水受け部から流出された清水を貯留する清水タンクと、
一端が該清水受け部に選択的に接続され他端が該清水タンクに接続された第１流出路と、
一端が該清水受け部に選択的に接続され他端が該廃液タンクに接続された第２流出路と、
該第２流出路上に配設されて該第２流出路中を流れる液体の濁度を検出する濁度検出手段と、
該第１流出路と該第２流出路との該清水受け部への接続を切り替える切り替え手段と、
該第２流出路の一端が該清水受け部に接続された状態で該濁度検出手段で検出された該第２流出路を流れる液体の濁度が所定値以下となった際に、該切り替え手段を作動させて該第２流出路の該清水受け部への接続を遮断するとともに該第１流出路の一端を該清水受け部に接続する制御手段と、
を具備したことを特徴とする加工廃液処理装置。
前記清水受け部には、該第１流出路の一端に接続されて液体を前記清水タンクへと排出する第１排液孔と、該第２流出路の一端に接続されて液体を前記廃液タンクへと排出する第２排液孔とが形成されており、
該第１排液孔の排液面は該第２排液孔の排液面より上方に形成されている請求項１記載の加工廃液処理装置。
前記制御手段は、前記ポンプから前記濾過手段への加工廃液の送給が停止されたときに、前記切り替え手段を作動させて該第１流出路の前記清水受け部への接続を遮断するとともに、該第２流出路の一端を該清水受け部に接続する請求項１又は２記載の加工廃液処理装置。