JP5266006B2

JP5266006B2 - 加工廃液処理装置のフィルターユニット

Info

Publication number: JP5266006B2
Application number: JP2008257660A
Authority: JP
Inventors: 幹吉田; 武風呂中
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2008-10-02
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2028-10-02
Also published as: JP2010082791A

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を切削する切削装置等の加工装置に付設され、加工時に供給される加工液の廃液を処理する加工廃液処理装置のフィルターユニットに関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。このように表面にデバイスが形成された半導体ウエーハをストリートに沿って切断することにより、デバイスが形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。

上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれる切削装置によって行われている。この切削装置は、半導体ウエーハ等の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ための切削ブレードを備えた切削手段と、切削ブレードに加工水を供給する加工水供給手段を具備し、該加工水供給手段によって切削水を回転する切削ブレードに供給することにより切削ブレードを冷却するとともに、切削ブレードによる被加工物の切削部に加工水を供給しつつ切削作業を実施する。

上述したように切削時に供給された加工液にはシリコンや窒化ガリウム系化合物半導体を切削することによって発生する切削屑が混入される。この半導体素材からなる切削屑が混入された加工廃液は環境を汚染することから、加工廃液処理装置を用いて切削屑を除去した後に、再利用したり廃棄している。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００４−２３０５２７号公報

しかるに、加工廃液処理装置には切削屑を分離するための濾過フィルターが配設されているが、切削屑を確実に分離するためにはメッシュの細かいフィルターを用いる必要がある。切削屑を確実に分離することができるメッシュの細かいフィルターは高価であり、経済的に必ずしも満足し得るものではない。

このような問題を解消するために本出願人は、比較的メッシュの粗いフィルターであっても切削屑等の加工屑を確実に分離することができる加工廃液処理装置として、濾過フィルターを構成する筒状の濾紙内にシリカ等の微粒子粉体を投入した加工廃液処理装置を特願２００７−２７０４９３号として提案した。

而して、上記特願２００７−２７０４９３号として提案した加工廃液処理装置によって処理される加工廃液の流量はフィルターの処理能力より少ないので、フィルターの濾紙内に投入されたにシリカ等の微粒子粉体がフィルターの下部に沈殿してフィルターの下部に局部的に目詰まりが生じ、フィルターの寿命が短縮されるという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、比較的メッシュの粗いフィルターであっても切削屑等の加工屑を確実に分離することができるとともに、フィルターの寿命を向上させることができる加工廃液処理装置のフィルターユニット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、加工装置の加工の際に供給する加工液に加工によって発生した加工屑が混入された加工廃液を処理する加工廃液処理装置のフィルターユニットにおいて、
筒状に形成された濾紙と、該筒状の濾紙の外周を覆い側面に複数の開口を備えた筒体と、該筒状の濾紙の下端を閉塞する底板と、該筒状の濾紙の上端を閉塞するとともに加工廃液を導入する廃液導入口を備えた天板と、該筒状の濾紙内に投入された微粒子粉体とからなるフィルターと、
該フィルターを収容する水槽と、を具備しており、
該水槽は、該フィルターの該底板から該筒体の外周面と隙間を設けて立設して形成された環状の外周壁によって該フィルターを構成する該底板と一体的に形成されている、
加工廃液処理装置のフィルターユニットが提供される。

上記微粒子粉体は、粒径が０．５〜２．０μmのシリカからなる。

本発明によれば、フィルターを構成する筒状の濾紙内に微粒子粉体が投入されているので、この微粒子粉体が筒状の濾紙の内面に付着し濾過効率が向上するため、加工廃液に混入している加工屑を確実に分離することができる。従って、メッシュの比較的粗い安価な濾紙を使用することが可能となる。
また、本発明によれば、フィルターを収容する水槽を具備しているので、フィルターによって濾過された加工水は水槽に流出して水槽を満たすため、フィルターは常に加工水によって満たされている状態となる。従って、フィルター内に投入されているシリカからなる微粒子粉体が全体に浮遊するので、筒状の濾紙が局部的に目詰まりを生ずることはない。

以下、本発明に従って構成された加工廃液処理装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には本発明に従って構成された加工廃液処理装置の要部斜視図が示されており、図２には図１に示す加工廃液処理装置の要部分解斜視図が示されている。
図示の実施形態における加工廃液処理装置は、加工廃液を収容する廃液タンク２と、該廃液タンク２に収容された加工廃液を送給するポンプ３と、該ポンプ３によって送給された加工廃液を濾過するための第１のフィルターユニット４aおよび第２のフィルターユニット４bを具備している。

廃液タンク２は、端壁に廃液流入口２１を備えており、該廃液流入口２１が図示しない切削装置等の加工装置に装備される加工廃液送出手段に接続される。この廃液タンク２の上壁に加工廃液を送給するポンプ３が配設されている。このように構成された廃液タンク２は、支持基台５の上面に配設される。

第１のフィルターユニット４aおよび第２のフィルターユニット４bは、それぞれフィルター４０と、該フィルター４０を収容する水槽４５とからなっている。フィルター４０は、筒状に形成された濾紙４１と該濾紙４１の外周を覆う筒体４２と筒状の濾紙４１の下端を閉塞する底板４３と、筒状の濾紙４１の上端を閉塞する天板４４とを有している。フィルター４０を構成する筒状の濾紙４１は、放射状に複数折り畳まれて形成され、濾過面積が増大するように構成されている。なお、筒状の濾紙４１は、例えば粒径が０．３〜０．４μm以下の粒子は通過することができるメッシュの比較的安価な濾紙が用いられている。この筒状の濾紙４１の外周を覆う筒体４２は、側面に複数の開口４２１が形成されている。また、上記筒状の濾紙４１の上端を閉塞する天板４４には、中央部に廃液導入口４４１が設けられている。このように構成された第１のフィルターユニット４aおよび第２のフィルターユニット４bのフィルター４０には、筒状の濾紙４１内に粒径が０．５〜２．０μmのシリカからなる微粒子粉体４００が投入されている。

第１のフィルターユニット４aおよび第２のフィルターユニット４bを構成する水槽４５は、図１および図２に示す実施形態においてはフィルター４０を構成する底板４３と一体的に形成されている。即ち、図１および図２に示す実施形態における水槽４５は、フィルター４０を構成する底板４３から筒体４２の外周面と隙間を設けて立設して形成された外周壁４５２によって形成されている。この水槽４５を形成する外周壁４５２の上端は、筒体４２の上端と略同じ高さ位置に形成されている。

次に、第１のフィルターユニット４aおよび第２のフィルターユニット４bを構成する水槽４５の他の実施形態について、図３を参照して説明する。
図３に示す実施形態における第１のフィルターユニット４aおよび第２のフィルターユニット４bは、フィルター４０と該フィルター４０を収容する水槽４５がそれぞれ別体によって構成されている。水槽４５は、上記フィルター４０を構成する筒状の濾紙４１の下端を閉塞する底板４３の外径より大きい外径を有する円形状の底壁４５１と、該底壁４５１の外周縁から立設して形成された環状の外周壁４５２とを有するカップ状に形成されている。図示の実施形態における水槽４５の底板４３の上面には、固定手段としての永久磁石４５３が装着されている。なお、水槽４５を形成する環状の外周壁４５２の上端は、上記図１および図２に示す水槽４５の外周壁４５２と同様にフィルター４０を構成する筒体４２の上端と略同じ高さ位置に形成されている。このように構成された水槽４５にフィルター４０を収容する際には、底板４３の上面に装着された永久磁石４５３にフィルター４０を構成する底板４３を吸着させることによって固定する。このようにして水槽４５にフィルター４０を収容すると、フィルター４０を構成する筒体４２の外周面と水槽４５を形成する環状の外周壁４５２の内周面との間には隙間が設けられる。

上述したようにフィルター４０と水槽４５とからなる第１のフィルターユニット４aおよび第２のフィルターユニット４bは、図１に示すように支持基台５に配設された廃液タンク２の上側に配置されたフィルターラック６に配設される。フィルターラック６は、図２に示すように矩形状に形成された底壁６１と、該底壁６１の両側縁から立設された側壁６２、６３と、底壁６１の両端縁から立設された端壁６４、６５とからなっており、４本の支持柱６６によって支持され、上記支持基台５に配設された廃液タンク２の上側に配置されている。フィルターラック６は、底壁６１と側壁６２、６３および端壁６４、６５によって上記第１のフィルターユニット４aおよび第２のフィルターユニット４bによって加工屑が分離された濾過済み加工液を収容する加工液貯留槽６０を形成している。そして、フィルターラック６を構成する底壁６１には、加工液貯留槽６０に貯留された濾過済み加工液を排出する排出口６１１が設けられている。なお、この排出口６１１は、図示しない加工装置に装備された加工液供給手段または廃棄手段に接続されている。また、フィルターラック６を構成する底壁６１の上面には、上記第１のフィルターユニット４aおよび第２のフィルターユニット４bを支持するための第１の支持台６７aおよび第２の支持台６７bが配設されている。この第１の支持台６７aおよび第２の支持台６７b上に上記第１のフィルターユニット４aおよび第２のフィルターユニット４bが載置される。

次に、上述した廃液タンク２に収容された加工廃液を上記第１のフィルターユニット４aおよび第２のフィルターユニット４bに送給するための加工廃液送給手段について、図４を参照して説明する。
図４に示す加工廃液送給手段７は、上記廃液タンク２に収容された加工廃液を送給するポンプ３と、該ポンプ３に接続された配管７１と、該配管７１と第１のフィルターユニット４aを構成するフィルター４０の廃液導入口４４１および第２のフィルターユニット４bを構成するフィルター４０の廃液導入口４４１とを接続する配管７１aおよび７１bと、該配管７１と配管７１aおよび７１bとの間に配設された電磁切り換え弁７２を具備している。この電磁切り換え弁７２は、除勢(OFF)している状態では配管７１と配管７１aおよび７１bとの連通を遮断しており、一方の電磁コイル７２aを附勢(ON)すると配管７１と配管７１a が連通し、他方の電磁コイル７２bを附勢(ON)すると配管７１と配管７１bが連通するようになっている。なお、配管７１aおよび配管７１bには、第１のフィルターユニット４aを構成するフィルター４０および第２のフィルターユニット４bを構成するフィルター４０に送給される加工廃液の圧力を検出する第１の圧力検出手段７３aおよび第２の圧力検出手段７３bが配設されている。この第１の圧力検出手段７３aおよび第２の圧力検出手段７３bは、その検出信号を後述する制御手段に送る。

図４を参照して説明を続けると、図示の実施形態における加工廃液処理装置は、上記第１のフィルターユニット４aを構成するフィルター４０および第２のフィルターユニット４bを構成するフィルター４０に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段８を具備している。圧縮空気供給手段８は、圧縮空気源８１と、該圧縮空気源８１と上記加工廃液送給手段７の配管７１aおよび配管７１bと接続する配管８２aおよび配管８２bと、該配管８２aおよび配管８２bにそれぞれ配設された第１の比例電磁式リリーフ弁８３aおよび第２の比例電磁式リリーフ弁８３bとからなっている。

また、図示の実施形態における加工廃液処理装置は、上記圧力検出手段７３a、７３bからの圧力信号を入力し、上記ポンプ３、電磁切り換え弁７２、第１の比例電磁式リリーフ弁８３aおよび第２の比例電磁式リリーフ弁８３bに制御信号を出力する制御手段９を具備している。この制御手段９は、上記支持基台５の上面に載置される。

図示の実施形態における加工廃液処理装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
廃液タンク２に収容された加工廃液を処理するに際しては、制御手段９は先ずポンプ３を作動するとともに、電磁切り換え弁７２の一方の電磁コイル７２aを附勢(ON)する。この結果、ポンプ３によって送給された加工廃液は、配管７１、電磁切り換え弁７２、配管７１aおよび廃液導入口４４１を介して第１のフィルター４aを構成するフィルター４０に導入される。第１のフィルターユニット４aを構成するフィルター４０に導入された加工廃液は、筒状の濾紙４１によって濾過され、再生された加工液となって筒状の濾紙４１の外周を覆う筒体４２の側面に形成された複数の開口４２１を通して水槽４５に流出する。水槽に流出した濾過された加工液は、水槽４５を満たすと外周壁４５２の上端から流出してフィルターラック６の加工液貯留槽６０に落下する。なお、上記第１のフィルターユニット４aを構成するフィルター４０によって濾過される加工廃液は、第１のフィルターユニット４aを構成するフィルター４０内に投入されているシリカからなる微粒子粉体４００が筒状の濾紙４１の内面に付着し濾過性能が向上するため、加工廃液に混入している加工屑を確実に分離することができる。従って、メッシュの細かい高価な濾紙を使用することなく加工屑を確実に分離することができる。また、フィルター４０によって濾過された加工液は水槽４５に流出して該水槽を満たすため、フィルター４０内は常に加工廃液によって満たされている状態となる。従って、フィルター４０内に投入されているシリカからなる微粒子粉体４００が全体に浮遊するので、筒状の濾紙４１が局部的に目詰まりを生ずることはない。

上述したように第１のフィルターユニット４aを構成するフィルター４０および水槽４０からフィルターラック６の加工液貯留槽６０に流出した濾過された加工液は、加工液貯留槽６０に形成された排出口６１１から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、廃棄手段を介して廃棄される。

なお、上述したように第１のフィルターユニット４aを構成するフィルター４０に加工廃液を導入する際には、制御手段９は圧縮空気供給手段８の第１の比例電磁式リリーフ弁８３aを附勢(ON)するとともに、流出圧力が例えば１．５気圧になるように印加電圧を制御する。この結果、圧縮空気源８１の圧縮空気が第１の比例電磁式リリーフ弁８３aによって１．５気圧に減圧され、配管７１bおよび廃液導入口４４１を介して第１のフィルターユニット４aを構成するフィルター４０に導入される。従って、第１のフィルターユニット４aを構成するフィルター４０に導入され加工廃液には１．５気圧の圧力が作用することになる。この結果、第１のフィルターユニット４aを構成するフィルター４０内に投入されているシリカからなる微粒子粉体４００は、筒状の濾紙４１の内面に確実に付着するので、濾過効率が維持される。

以上のようにして、第１のフィルターユニット４aを構成するフィルター４０による加工廃液の処理を実施していると、第１のフィルターユニット４aを構成するフィルター４０の筒状の濾紙４１の内側には加工屑が堆積する。筒状の濾紙４１の内側に加工屑が堆積すると、加工液が筒状の濾紙４１を通過しし難くなり、フィルターとしての機能が失われる。このように筒状の濾紙４１の内側に加工屑が堆積すると、筒状の濾紙４１内の圧力が上昇する。そして、筒状の濾紙４１内の圧力が例えば２気圧になると、上記第１の圧力検出手段７３aから出力される圧力信号を入力した制御手段９は、電磁切り換え弁７２の他方の電磁コイル７２bを附勢(ON)する。従って、配管７１と配管７１aの連通が遮断されて、配管７１と配管７１bが連通する。この結果、ポンプ３によって送給された加工廃液は、配管７１、電磁切り換え弁７２、配管７１bおよび廃液導入口４４１を介して第２のフィルター４ｂを構成するフィルター４０に導入される。また、制御手段９は、圧縮空気供給手段８の第２の比例電磁式リリーフ弁８３bを附勢(ON)するとともに、流出圧力が例えば１．５気圧になるように印加電圧を制御する。この結果、ポンプ３によって送給された加工廃液は、第２のフィルターユニット４ｂを構成するフィルター４０によって上記第１のフィルターユニット４aを構成するフィルター４０と同様に処理される。

一方、制御手段９は、圧縮空気供給手段８の第１の比例電磁式リリーフ弁８３aの流出圧力が例えば３気圧になるように印加電圧を制御する。この結果、第１のフィルターユニット４aを構成するフィルター４０の筒状の濾紙４１の内側に滞留している加工廃液が、強制的に濾過されて筒状の濾紙４１の外周を覆う筒体４２の側面に形成された複数の複数の開口４２１を通してフィルターラック６の加工液貯留槽６０に流出せしめられる。そして、第１の比例電磁式リリーフ弁８３aの流出圧力が例えば３気圧になるように印加電圧を制御してから所定時間経過したならば、制御手段９は第１の比例電磁式リリーフ弁８３aを除勢(OFF)する。このようにして、第１のフィルターユニット４aを構成するフィルター４０の筒状の濾紙４１の内側に滞留している加工廃液を排出したならば、このフィルターを廃棄し新しいフィルターと交換する。この間に加工廃液の処理は上述したように第２のフィルターユニット４ｂを構成するフィルター４０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。

本発明に従って構成されたフィルターユニットを装備した加工廃液処理装置の要部斜視図。図１に示す加工廃液処理装置の要部を分解して示す斜視図。図１に示す加工廃液処理装置に装備されるフィルターユニットの他の実施形態を示す断面図。本発明に従って構成された加工廃液処理装置の構成ブロック図。

符号の説明

２：廃液タンク
２１：廃液流入口
３：ポンプ
４a：第１のフィルターユニット
４b：第２のフィルターユニット
４０：フィルター
４００：微粒子粉体
４１：筒状の濾紙
４２：筒体
４２１：複数の開口
４３：底板
４４：天板
４４１：廃液導入口
４５：水槽
４５１：底壁
４５２：外周壁
５：支持基台
６：フィルターラック
６０：加工液貯留槽
６６１：排出口
７：加工廃液送給手段
７２：電磁切り換え弁
７３a：第１の圧力検出手段
７３b：第２の圧力検出手段
８：圧縮空気供給手段
８１：圧縮空気源
８３a：第１の比例電磁式リリーフ弁
８３b：第２の比例電磁式リリーフ弁
９：制御手段

Claims

加工装置の加工の際に供給する加工液に加工によって発生した加工屑が混入された加工廃液を処理する加工廃液処理装置のフィルターユニットにおいて、
筒状に形成された濾紙と、該筒状の濾紙の外周を覆い側面に複数の開口を備えた筒体と、該筒状の濾紙の下端を閉塞する底板と、該筒状の濾紙の上端を閉塞するとともに加工廃液を導入する廃液導入口を備えた天板と、該筒状の濾紙内に投入された微粒子粉体とからなるフィルターと、
該フィルターを収容する水槽と、を具備しており、
該水槽は、該フィルターの該底板から該筒体の外周面と隙間を設けて立設して形成された環状の外周壁によって該フィルターを構成する該底板と一体的に形成されている、
加工廃液処理装置のフィルターユニット。
該微粒子粉体は、粒径が０．５〜２．０μmのシリカからなる、請求項１記載の加工廃液処理装置のフィルターユニット。