JP2022103853A

JP2022103853A - 純水生成装置

Info

Publication number: JP2022103853A
Application number: JP2020218743A
Authority: JP
Inventors: 宏之柏木; Hiroyuki Kashiwagi
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2022-07-08

Abstract

【課題】精密フィルターを頻繁に交換しなければならないという問題が解消される純水生成装置を提供する。
【解決手段】純水生成装置は、排水を貯水する排水タンク２１と、排水タンク２１から送り出された排水を濾過する濾過部２２と、濾過部２２によって生成された清水を貯水する清水タンク２３と、清水タンク２３から送り出された清水に紫外線を照射して有機物を破壊する紫外線照射部２４と、紫外線照射部２４から送り出された清水を純水に精製するイオン交換樹脂部２５と、イオン交換樹脂部２５によって精製された純水を高精度に濾過する精密フィルター部２６と、精密フィルター部２６に接続され精密フィルター部２６で濾過された純水を加工装置に供給する純水供給路と、を少なくとも含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、排水から純水を生成する純水生成装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、研削装置によって裏面が研削され所望の厚みに形成された後、ダイシング装置によって個々のデバイスチップに分割され携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

研削装置やダイシング装置では、加工水として純水が使用されることから、本出願人は、加工装置から排出され汚染された排水から純水を生成して循環させる純水生成装置を開発し、既に提案している（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００９－２１４１９３号公報

上記した特許文献１に記載の純水生成装置は、排水を貯水する排水タンクと、該排水タンクから送り出された排水を濾過する濾過部と、該濾過部によって精製された清水を貯水する清水タンクと、該清水タンクから送り出された清水に紫外線を照射して有機物を破壊する紫外線照射部と、該紫外線照射部から送り出された清水を純水に精製するイオン交換樹脂部と、該イオン交換樹脂部によって精製された純水を濾過する精密フィルター部と、該精密フィルター部から送り出された純水を加工装置に供給する純水供給路と、を少なくとも含み、構成されている。

しかし、許容量を超える排水が上記した純水生成装置に投入されると、該濾過部によって十分に濾過されない排水がイオン交換樹脂部を経由して精密フィルター部に至り、比較的高額な精密フィルターを頻繁に交換しなければならず、不経済であるという問題がある。

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、精密フィルター部を頻繁に交換しなければならないという問題が解消される純水生成装置を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、加工装置から排出される排水から純水を生成して該加工装置に供給する純水生成装置であって、排水を貯水する排水タンクと、該排水タンクから送り出された排水を濾過する濾過部と、該濾過部によって生成された清水を貯水する清水タンクと、該清水タンクから送り出された清水に紫外線を照射して有機物を破壊する紫外線照射部と、該紫外線照射部から送り出された清水を純水に精製するイオン交換樹脂部と、該イオン交換樹脂部によって精製された純水を高精度に濾過する精密フィルター部と、該精密フィルター部に接続され該精密フィルター部で濾過された純水を加工装置に供給する純水供給路と、を少なくとも含み、該純水供給路には、該純水供給路を開閉する純水供給路バルブが配設され、該精密フィルター部の底部には、排水ドレンが接続されると共に、該排水ドレンには、該排水ドレンを開閉する排水ドレンバルブが配設され、該純水供給路バルブは、加工装置から排出される排水から純水を生成して該加工装置に供給する場合に開とされ、該精密フィルター部を洗浄する場合に閉とされるバルブであり、該排水ドレンバルブは、加工装置から排出される排水から純水を生成して該加工装置に供給する場合に閉とされ、該精密フィルター部を洗浄する場合に開とされるバルブである純水生成装置が提供される。

本発明の純水生成装置は、排水を貯水する排水タンクと、該排水タンクから送り出された排水を濾過する濾過部と、該濾過部によって生成された清水を貯水する清水タンクと、該清水タンクから送り出された清水に紫外線を照射して有機物を破壊する紫外線照射部と、該紫外線照射部から送り出された清水を純水に精製するイオン交換樹脂部と、該イオン交換樹脂部によって精製された純水を高精度に濾過する精密フィルター部と、該精密フィルター部に接続され該精密フィルター部で濾過された純水を加工装置に供給する純水供給路と、を少なくとも含み、該純水供給路には、該純水供給路を開閉する純水供給路バルブが配設され、該精密フィルター部の底部には、排水ドレンが接続されると共に、該排水ドレンには、該排水ドレンを開閉する排水ドレンバルブが配設され、該純水供給路バルブは、加工装置から排出される排水から純水を生成して該加工装置に供給する場合に開とされ、該精密フィルター部を洗浄する場合に閉とされるバルブであり、該排水ドレンバルブは、加工装置から排出される排水から純水を生成して該加工装置に供給する場合に閉とされ、該精密フィルター部を洗浄する場合に開とされるバルブであることから、定期的に、又は任意のタイミングで、精密フィルター部を洗浄することができ、精密フィルター部を頻繁に交換する必要がなくなり、不経済であるという問題が解消する。

本実施形態の純水生成装置、及びダイシング装置の全体斜視図である。図１に示す純水生成装置に収容された概略構成を分解して示す斜視図である。（ａ）図２に示す精密フィルター部の通常時における使用状態を示す断面図、（ｂ）精密フィルター部の洗浄時における使用状態を示す断面図である。

以下、本発明に基づいて構成される純水生成装置に係る実施形態について添付図面を参照しながら、詳細に説明する。

図１には、周知のダイシング装置１に、本実施形態の純水生成装置２０を適用した例が示されている。

ダイシング装置１は、略直方体状の装置ハウジング２を備え、被加工物であるウエーハ１２を保持するチャックテーブル機構３と、チャックテーブル機構３に保持されたウエーハ１２を切削する切削ブレード４１を備えた切削手段４と、を含み構成されている。ダイシング装置１は、複数のウエーハ１２を収容するカセット５（２点鎖線で示す）と、カセット５に収容されたウエーハ１２を搬出して仮置きする仮置きテーブル６と、仮置きテーブル６にウエーハ１２を搬出する搬出入手段７と、仮置きテーブル６に搬出されたウエーハ１２をチャックテーブル機構３上に旋回して搬送する搬送手段８と、切削手段４により切削加工されたウエーハを洗浄する洗浄手段９（詳細は省略している）と、切削加工されたウエーハ１２をチャックテーブル機構３から洗浄手段９へ搬送する洗浄搬送手段１０と、チャックテーブル機構３上のウエーハ１２を撮像する撮像手段１１と、図示を省略する制御手段と、を備えている。カセット５は、図示しない昇降手段によって上下に移動可能に配設されたカセットテーブル５ａ上に載置されており、カセット５からウエーハ１２を搬出入手段７によって搬出する際には、カセット５の高さが適宜調整される。

装置ハウジング２内には、チャックテーブル機構３と切削手段４とを相対的に加工送りする手段であって、チャックテーブル機構３に配設されたチャックテーブル３０を切削送り方向である矢印Ｘで示すＸ軸方向に移動させるＸ軸送り手段（図示は省略する）と、切削手段４をＸ軸方向と直交する矢印Ｙで示すＹ軸方向に移動させるＹ軸送り手段（図示は省略する）と、切削手段４を該Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する矢印Ｚで示すＺ軸方向に移動させるＺ軸送り手段（図示は省略する）とが配設されている。また、切削手段４には、チャックテーブル３０に吸引保持されたウエーハを切削する際に、純水である加工水（切削水）を切削部位に供給する切削水供給ノズル４２が配設されている。

切削供給ノズル４２から供給される切削水は、切削加工が実施される際に切削加工位置に供給された後、ダイシング装置１に配設された図示を省略する回収路によって回収され、装置ハウジング２から排水Ｌ１として、経路１０１を介して隣接して配設される純水生成装置２０に送られる。純水生成装置２０に送られた排水Ｌ１は、純水生成装置２０によって純水Ｌ８に精製されて、経路１０８を介して、再びダイシング装置１に切削水として導入される。

純水生成装置２０について、図１に加え、図２を参照しながら、より具体的に説明する。図２には、純水生成装置２０のハウジング２０Ａの内部に収容される概略構成の斜視図が示されている。

純水生成装置２０は、図２に示すように、ダイシング装置１から経路１０１を介して排出された排水Ｌ１を貯水する排水タンク２１と、排水タンク２１から、ポンプＰ１の作用により経路１０２を経由して排出された排水Ｌ２を濾過して精製する濾過部２２と、濾過部２２によって精製され経路１０３を経由して送られた清水Ｌ３を貯水する清水タンク２３と、清水タンク２３から経路１０４上に配設されたポンプＰ２の作用により送り出された清水Ｌ４に紫外線を照射し、清水Ｌ４に含まれる有機物を破壊する紫外線照射部２４と、紫外線照射部２４によって生成され経路１０５を介して送られた清水Ｌ５から純水Ｌ６を生成するイオン交換樹脂部２５と、イオン交換樹脂部２５で精製され経路１０６を介して送られた純水Ｌ６内に残存する有機物が破壊された後の不純物等を除去する精密フィルター部２６と、を少なくとも備えている。さらに、本実施形態では、上記構成に加え、精密フィルター部２６によって濾過され、経路１０７を介して排出された純水Ｌ７を貯水する純水貯水タンク２７と、該純水貯水タンク２７に貯水された純水を切削水として適切な温度に調整して純水Ｌ８とし、経路１０８を介してダイシング装置１に供給する温度コントローラ２８とを備えている。なお、純水貯水タンク２７、温度コントローラ２８は、必要に応じて任意に設定される構成であり、経路１０７、１０８が、本実施形態の精密フィルター部２６で濾過された後の純水をダイシング装置１に供給する純水供給路を形成する。

図示の実施形態では、濾過部２２は、第１濾過フィルター２２１、第２濾過フィルター２２２を備え、純水生成装置２０の作動を止めることなく濾過部２２の作動を継続することができるように、流路切換弁Ｖ１を備えている。一方の濾過フィルターの目詰まりが検出された場合には、流路切換弁Ｖ１を作動して、経路１０２から導かれる排水Ｌ２の流れを目詰まりしていない他方の濾過フィルターに導き、目詰まりが検出された濾過フィルターを新たな濾過フィルターに交換する。なお、濾過部２２の濾過フィルターの目詰まりは、経路１０２上に配設された圧力センサＭ１によって経路１０２内の圧力を検出することで判定することが可能である。イオン交換樹脂部２５は、第１イオン交換樹脂部２５１、第２イオン交換樹脂部２５２を備え、純水生成装置２０の作動を止めることなくイオン交換樹脂部２５の作動を継続することができるように、流路切換弁Ｖ２を備えている。例えば、第２イオン交換樹脂部２５２の消耗が検出される場合には、流路切換弁Ｖ２を作動することにより、経路１０５から導かれる清水Ｌ５を、消耗していない第１イオン交換樹脂部２５１に導き、その間、第２イオン交換樹脂部２５２を新しいイオン交換樹脂に交換する。なお、イオン交換樹脂の消耗の度合いは、経路１０６を流れる純水Ｌ６の比抵抗値を検出する比抵抗値センサＭ２によって検出される検出値に基づいて判定することが可能である。

イオン交換樹脂部２５によって生成された純水Ｌ６は、経路１０６を介して精密フィルター部２６に送られる。精密フィルター部２６において不純物が捕集され、純水Ｌ６内に残存する不純物が除去された純水Ｌ７が生成される。なお、精密フィルター部２６の目詰まりは、経路１０６上に配設された圧力センサＭ３によって圧力を検出することで判定することが可能である。

清水タンク２３には、図２に示すように、経路１０９が接続されており、経路１０９上には、排水バルブＶ３が配設されている。清水タンク２３内を清掃する際には、排水バルブＶ３を開放することで、清水タンク２３内に貯水された清水Ｌ３を経路１０９に流し、経路１０９に接続された排水経路１１１を介して、純水生成装置２０の外部に排出することができる。

精密フィルター部２６について、図３（ａ）を参照しながら、さらに詳細に説明する。図３（ａ）は、精密フィルター部２６の外面を構成する円筒状のフィルターケース２６１の縦断面を示すと共に、フィルターケース２６１内に収容された精密フィルター２６２を示している。精密フィルター２６２は、例えばポリプロピレン、ポリウレタン等から形成することができ、濾過部２２に配設された第１濾過フィルター２２１、第２濾過フィルター２２２よりも目が細かく、濾過部２２よりも微細な不純物Ｄをより高精度に濾過するフィルターであって、該フィルターケース２６１の軸中心にあって長手方向に延在するように形成された棒状のフィルターである。精密フィルター部２６の上端には、経路１０６と経路１０７とが接続され、経路１０６を介して導入される純水Ｌ６は、フィルターケース２６１と精密フィルター２６２の外周との間の空間Ｓ１に導かれる。また、純水Ｌ６が空間Ｓ１側から精密フィルター２６２を通過して濾過され精製された純水Ｌ７は、精密フィルター２６２の中心を経由して精密フィルター２６２の上端から純水供給経路を構成する経路１０７に排出される。精密フィルター部２６の底部、すなわち、フィルターケース２６１の底部２６３には、排水ドレン１１０が接続されており、該排水ドレン１１０は、上記した排水経路１１１に接続されている。経路１０７上には、純水供給路バルブＶ４が配設され、排水ドレン１１０には排水ドレンバルブＶ５が配設されている。

図１に示すように、純水生成装置２０には、図示を省略する制御装置と一体的に構成された操作パネル３０が配設されている。該制御装置は、コンピュータによって構成され、上記したポンプＰ１～Ｐ３、流路切換弁Ｖ１、Ｖ２、排水バルブＶ３、純水供給路バルブＶ４、及び排水ドレンバルブＶ５が接続されている。操作パネル３０は、純水生成装置２０の作動状態を示す表示手段、操作ボタン等を備えている。オペレータが該操作ボタンを操作することで、オペレータの指示が該制御装置に送られ、該制御装置からの指示信号により、ポンプＰ１～Ｐ３、流路切換弁Ｖ１、Ｖ２、排水バルブＶ３、純水供給路バルブＶ４、及び排水ドレンバルブＶ５等の作動が制御される。なお、後述するように純水供給路バルブＶ４、及び排水ドレンバルブＶ５は手動によって操作することも可能である。

本実施形態の純水生成装置２０、及び該純水生成装置２０が適用されたダイシング装置１は、概ね上記したとおりの構成を備えており、以下に、純水生成装置２０の機能、作用について説明する。

本実施形態において加工される被加工物は、図１に示すように、例えば、略円板形状のウエーハ１２であって、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたものであり、粘着テープＴを介して環状のフレームＦに支持されている。ダイシング装置１において、上記したウエーハ１２に対する切削加工を実施する通常時においては、上記した搬出入手段７、搬送手段８等を作動して、カセット５からウエーハ１２を搬送して、チャックテーブル３０の保持面に載置する。次いで、図示を省略する吸引手段を作動することにより、チャックテーブル３０の保持面に対して吸引負圧を供給して、ウエーハ１２をチャックテーブル３０に吸引保持し、チャックテーブル３０の外周に配設されたクランプ３２によって固定する。チャックテーブル３０にウエーハ１２を保持したならば、図示を省略するＸ軸送り手段を作動して、チャックテーブル３０を上記した撮像手段１１の直下に位置付けてウエーハ１２を撮像し、該分割予定ライン等の加工位置を検出するアライメント工程を実施する。次いで、該アライメント工程により検出したウエーハ１２の加工位置情報に基づいて、チャックテーブル３０を切削手段４の直下に位置付け、切削水供給ノズル４２から純水生成装置２０から供給された切削水を噴出させながら、Ｘ軸送り手段と共に、上記したＹ軸送り手段及びＺ軸送り手段を作動して切削手段４の切削ブレード４１によってウエーハ１２の該分割予定ラインを切削して、ウエーハ１２を個々のデバイスチップに分割する。

ここで、切削水供給ノズル４２から噴出された切削水は、切削加工によって生じた切削屑等を含む排水Ｌ１となり、ダイシング装置１内に形成された図示を省略する回収路に流出する。該回収路に流出した排水Ｌ１は、ダイシング装置１から、経路１０１を介して、純水生成装置２０に送られて、上記排水タンク２１に貯水される。図２に基づき説明したように、排水タンク２１に貯水された排水Ｌ１は、濾過部２２、清水タンク２３、紫外線照射部２４、イオン交換樹脂部２５を経て純水Ｌ６とされ、該純水Ｌ６は、精密フィルター部２６に導入される。ここで、図３（ａ）に示すように、該純水供給路バルブＶ４は、ダイシング装置１から排出される排水Ｌ１から純水Ｌ７を生成して該ダイシング装置１に供給する場合には開とされるバルブであり、このとき、該排水ドレンバルブＶ５は閉とされるバルブである。よって、ダイシング装置１から排水が排出され、純水生成装置２０において純水が生成される通常時においては、紫外線照射部２４において有機物が破壊されて生成された不純物Ｄ等を含む純水Ｌ６が、精密フィルター部２６の精密フィルター２６２によって高精度に濾過されて純水Ｌ７となって経路１０７から排出される。精密フィルター部２６から排出された純水Ｌ７は、上記した純水貯水タンク２７に一時的に貯水されると共に、温度コントローラ２８によって適宜の温度調整が施されて、経路１０８を介して、ダイシング装置１に再び投入される。

上記したように、精密フィルター部２６によって純水Ｌ７が高精度に濾過されることにより、精密フィルター部２６に配設された精密フィルター２６２には、不純物Ｄが蓄積する。よって、本実施形態の純水生成装置２０においては、定期的（例えば１日に１度程度）に、又は任意のタイミングで、精密フィルター部２６に配設された精密フィルター２６２を洗浄する洗浄モードが実施される。図３（ｂ）に、該洗浄モードにおける精密フィルター部２６、純水供給路バルブＶ４、及び排水ドレンバルブＶ５の状態を示す。図３（ｂ）に示すように、純水供給路バルブＶ４は、精密フィルター部２６を洗浄する洗浄モードが実施される場合に閉とされるバルブであり、排水ドレンバルブＶ５は、該洗浄モードが実施される場合に開とされるバルブである。そして、該洗浄モードが実施され精密フィルター部２６が洗浄される洗浄時においては、ダイシング装置１を作動させることなく、上記したポンプＰ２を作動して、清水タンク２３、紫外線照射部２４、イオン交換樹脂部２５を経た不純物Ｄを殆ど含まない純水Ｌ６を、経路１０６を介して精密フィルター部２６に導入する。なお、この洗浄モードを実施する場合、及び清水タンク２３を清掃した後には、図２に示すように、濾過部２２を介して清浄な水Ｗ（水道水でよい）を投入して、清水タンク２３の貯水量を補填する。

図３（ｂ）に示すように、経路１０６を介して精密フィルター部２６に投入された純水Ｌ６は、精密フィルター部２６内の空間Ｓ１を流れ、精密フィルター２６２の表面に付着した不純物Ｄを落としながら、底部に接続された排水ドレン１１０に導かれ、不純物Ｄを含む排水Ｌ１０として排出される。この洗浄モードの動作を所定時間実施することで、精密フィルター２６２の表面に付着した不純物Ｄが取り除かれて、精密フィルター２６２の目詰まり具合が改善される。

上記した実施形態により、定期的、又は任意のタイミングで精密フィルター部２６の洗浄を実施することができ、精密フィルター部２６を頻繁に交換する必要がなくなり、不経済であるという問題が解消する。

なお、上記した実施形態では、純水供給路バルブＶ４、排水ドレンバルブＶ５は、図示を省略する制御装置によって出力される指示信号によって動作するように説明したが、本発明はこれに限定されず、純水供給路バルブＶ４、排水ドレンバルブＶ５が、オペレータによる操作によって開閉されるものであってもよい。

また、上記した実施形態では、本実施形態の純水生成装置２０を、ダイシング装置１に適用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、純水を加工水として使用するその他の加工装置、例えば、研削装置、研磨装置等にも適用することができる。

１:ダイシング装置
２：装置ハウジング
３：チャックテーブル機構
３０：チャックテーブル
３２：クランプ
４：切削手段
４１：切削ブレード
４２：切削水供給ノズル
５：カセット
６：仮置きテーブル
７：搬出入手段
８：搬送手段
９：洗浄手段
１０：洗浄搬送手段
１１：撮像手段
２０：純水生成装置
２０Ａ：ハウジング
２１：排水タンク
２２：濾過部
２２１：第１濾過フィルター
２２２：第２濾過フィルター
２３：清水タンク
２４：紫外線照射部
２５：イオン交換樹脂部
２６：精密フィルター部
２６２：精密フィルター
２７：純水貯水タンク
２８：温度コントローラ
３０：操作パネル
１０１～１０９：経路
１１０：排水ドレン
１１１：排水経路
Ｖ１、Ｖ２：流路切換弁
Ｖ３：排水バルブ
Ｖ４：純水供給路バルブ
Ｖ５：排水ドレンバルブ
Ｐ１～Ｐ３：ポンプ

Claims

加工装置から排出される排水から純水を生成して該加工装置に供給する純水生成装置であって、
排水を貯水する排水タンクと、該排水タンクから送り出された排水を濾過する濾過部と、該濾過部によって生成された清水を貯水する清水タンクと、該清水タンクから送り出された清水に紫外線を照射して有機物を破壊する紫外線照射部と、該紫外線照射部から送り出された清水を純水に精製するイオン交換樹脂部と、該イオン交換樹脂部によって精製された純水を高精度に濾過する精密フィルター部と、該精密フィルター部に接続され該精密フィルター部で濾過された純水を加工装置に供給する純水供給路と、を少なくとも含み、
該純水供給路には、該純水供給路を開閉する純水供給路バルブが配設され、該精密フィルター部の底部には、排水ドレンが接続されると共に、該排水ドレンには、該排水ドレンを開閉する排水ドレンバルブが配設され、
該純水供給路バルブは、加工装置から排出される排水から純水を生成して該加工装置に供給する場合に開とされ、該精密フィルター部を洗浄する場合に閉とされるバルブであり、該排水ドレンバルブは、加工装置から排出される排水から純水を生成して該加工装置に供給する場合に閉とされ、該精密フィルター部を洗浄する場合に開とされるバルブである純水生成装置。