JP5779081B2 - 加工廃液処理装置 - Google Patents

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や被加工物を研削する研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。

上述した半導体ウエーハ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。

このようにして分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に研削装置によって裏面が研削され、所定の厚さに加工される。研削装置は、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上に保持された被加工物を研削する研削手段とを具備している。この研削手段は、回転スピンドルと、該回転スピンドルの下端に設けられたホイールマウントと、該ホイールマウントの下面に着脱可能に装着される研削ホイールとを具備しており、該研削ホイールがホイール基台と該ホイール基台の下面における外周部の砥石装着部に装着された複数の研削砥石とからなっており、研削ホイールを回転し研削水を供給しつつ研削砥石をチャックテーブルに保持された被加工物に押圧することにより被加工物を研削する。

上述したように切削装置による切削時や研削装置による研削時に供給された加工液にはシリコンを切削や研削することによって発生するシリコン微粒子が混入される。このシリコン微粒子が混入された加工廃液は環境を汚染することから、加工廃液を処理して排水しなければならず、廃液処理コストがかかるという問題がある。

上記問題を解消するために、加工廃液をフィルターで濾過して清水を生成し、切削水または研削水として循環して使用する加工廃液処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）

特開２００９−９５９４１号公報

而して、上述した加工廃液処理装置は、フィルターを交換しなければならず、生産性が悪いという新たな問題が生じた。特に、厚みが６００μm程度のシリコンウエーハを１００μm程度の厚みに研削する研削装置に付設する加工廃液処理装置においては、研削屑が多量に発生するため、フィルターを交換する作業が頻繁となる。
また、研削屑としてのシリコン微粒子はフィルターに捕捉されるので、フィルターからシリコン微粒子を回収してシリコンインゴットを再生することも可能であるが、フィルターに浸透したシリコン微粒子を効率よく回収することは困難である。

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、切削屑や研削屑としてのシリコン微粒子を含む加工廃液からシリコン微粒子を分離して清水を生成することができるとともに、シリコン微粒子を効率よく回収することができる加工廃液処理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、シリコン微粒子が混入された加工廃液をシリコン微粒子と清水に分離する加工廃液処理装置において、
加工廃液を処理するための廃液処理槽と、該廃液処理槽に収容された加工廃液からシリコン微粒子を分離するシリコン分離機構と、該シリコン分離機構によって分離されたシリコン微粒子を回収するシリコン回収機構と、を具備し、
シリコン分離機構は、該廃液処理槽内に間隔をおいて配設された複数の上部ローラと、該複数の上部ローラの下方に間隔をおいて配設された複数の下部ローラと、該廃液処理槽の外部に配設された駆動ローラと、該駆動ローラと該複数の上部ローラおよび該複数の下部ローラに順次掛架されプラスに帯電される可撓性を有するエンドレスベルトとを具備するシリコン吸引手段と、該複数の上部ローラおよび該複数の下部ローラに順次掛架された該エンドレスベルトの間に配設されマイナスに帯電される複数の陰極板を備えた陰極手段と、を具備しており、
該シリコン回収機構は、該廃液処理槽の外部に配設され該駆動ローラによって駆動される該エンドレスベルトに付着したシリコン微粒子を剥離して回収する、
ことを特徴とする加工廃液処理装置が提供される。

上記陰極手段は、複数の陰極板と、複数の陰極板の一端を支持する支持部材とからなっており、
上記陰極板は、枠体と、該枠体の内側に装着され加工廃液の流通を許容する２枚の網部とによって構成されており、
上記支持部材には、複数の陰極板を構成する２枚の網部の間に開口する複数の吸引通路が設けられている。

本発明による加工廃液処理装置は、加工廃液を処理するための廃液処理槽と、該廃液処理槽に収容された加工廃液からシリコン微粒子を分離するシリコン分離機構と、該シリコン分離機構によって分離されたシリコン微粒子を回収するシリコン回収機構とを具備し、シリコン分離機構を構成するシリコン吸引手段のエンドレスベルトに吸着したシリコン微粒子をシリコン回収機構によって連続的に回収することができるので、加工廃液からシリコン微粒子を容易に回収できるとともに、加工廃液から容易に清水を生成することができる。

本発明に従って構成された加工廃液処理装置の斜視図。 図１に示す加工廃液処理装置を構成する廃液タンクの配設状態を示す斜視図。 図１に示す加工廃液処理装置を構成する廃液処理槽とシリコン分離機構を分解して示す斜視図。 図１に示す加工廃液処理装置を構成するシリコン分離機構の要部断面図。 図１に示す加工廃液処理装置を構成するシリコン回収機構の斜視図。 図５に示すシリコン回収機構を構成する上部剥離手段および下部剥離手段を拡大して示す断面図。

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処理するための廃液処理槽３と、該廃液処理槽３に収容された加工廃液からシリコン微粒子を分離するシリコン分離機構４と、該シリコン分離機構４によって分離されたシリコン微粒子を回収するシリコン回収機構７を具備している。

廃液タンク２は、図２に示すように端壁に廃液供給口２１を備えており、該廃液供給口２１が図示しない研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２２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。なお、支持基台５には、廃液タンク２に隣接して制御手段１０が配設される。

上記廃液処理槽３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支持ラック６に載置される。支持ラック６は、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。支持ラック６を構成する底壁６１の上面には、上記廃液処理槽３を支持するための複数の支持台６７が配設されている。この複数の支持台６７上に上記廃液処理槽３が載置される。

上記廃液処理槽３は、図３に示すように矩形状に形成された底壁３１と、該底壁３１の両側縁から立設された側壁３２、３３と、底壁３１の両端縁から立設された端壁３４、３５とからなっている。側壁３２、３３の内面には、それぞれシリコン分離機構４を構成する後述するシリコン吸着手段の複数の上部ローラを支持するための複数の第１の支持溝３２a、３３aおよび複数の下部ローラを支持するための複数の第２の支持溝３２b、３３bが設けられている。この複数の第１の支持溝３２a、３３aと複数の第２の支持溝３２b、３３bは、配列方向に互いに交互に設けられている。また、廃液処理槽３の上部には、シリコン分離機構４を構成する後述するシリコン吸着手段の駆動ローラおよび従動ローラを支持するためのそれぞれ一対の支持ブラケット３６１、３６２および３７１、３７２が配設されている。一対の支持ブラケット３６１、３６２は、端壁３４の両側に対向して配設されており、それぞれ支持溝３６１a、３６２aを備えている。なお、一方の支持ブラケット３６１には、後述する駆動ローラを回転駆動するための電動モータを支持する支持部３６１cが装着されている。また、上記一対の支持ブラケット３７１、３７２は、側壁３２、３３の端壁３５側の端部上面に互いに対向して配設されており、それぞれ支持溝３７１a、３７２aを備えている。

図３を参照して説明を続けると、上記廃液処理槽３を構成する側壁３２には、シリコン分離機構４を構成する後述する陰極手段の陰極板を挿入するための複数の陰極板挿通開口３２cが設けられている。この複数の陰極板挿通開口３２cは、側壁３２に形成された第１の支持溝３２aと第２の支持溝３２bとの間に設けられている。なお、上記廃液処理槽３を構成する端壁３５には、廃液流入口３５aが設けられており、この廃液流入口３５aが上記廃液タンク２に配設されたポンプ２２の吐出口に図示しないホースを介して接続されている。

次に、シリコン分離機構４について、図３を参照して説明する。
シリコン分離機構４は、シリコン吸着手段４１と陰極手段４２とからなっている。シリコン吸着手段４１は、間隔をおいて配設された複数の上部ローラ４１１と、該複数の上部ローラ４１１の下方に上方から見て上部ローラ４１１と交互になるように間隔をおいて配設された複数の下部ローラ４１２と、駆動ローラ４１３および従動ローラ４１４と、該駆動ローラ４１３と従動ローラ４１４と複数の上部ローラ４１１および複数の下部ローラ４１２に順次掛架された可撓性を有するエンドレスベルト４１５を具備している。エンドレスベルト４１５は、導電性を有する例えば厚みが５０μmのステンレス鋼板によって形成されている。このエンドレスベルト４１５が掛架された複数の上部ローラ４１１は、その支持軸４１1aが廃液処理槽３の側壁３２、３３に形成された複数の第１の支持溝３２a、３３aに係合され回転可能に支持される。また、エンドレスベルト４１５が掛架された複数の下部ローラ４１２は、その支持軸４１２aが廃液処理槽３の側壁３２、３３に形成された複数の第１の支持溝３２b、３３bに係合され回転可能に支持される。更に、シリコン吸着手段４１を構成する駆動ローラ４１３は駆動軸４１３aが上記一対の支持ブラケット３６１、３６２に設けられた支持溝３６１a、３６２aに係合され回転可能に支持されており、この駆動ローラ４１３を回転駆動するための電動モータ４１６が支持ブラケット３６１に装着された支持部３６１cによって支持される。また、上記従動ローラ４１４は、その支持軸４１４aが上記一対の支持ブラケット３７１、３７２に設けられた支持溝３７１a、３７２aに係合され回転可能に支持されている。このように構成されシリコン吸着手段４１は、図１に示すように廃液処理槽３に配設される。

図３を参照して説明を続けると、シリコン分離機構４を構成する陰極手段４２は、上記廃液処理槽３を構成する側壁３２に設けられた複数の陰極板挿通開口３２cを通して廃液処理槽３内に挿入される複数の陰極板４２１と、該複数の陰極板４２１の一端を支持する支持部材４２２とからなっている。陰極板４２１は、金属材によって矩形状に形成された枠体４２１aと、図４に示すように枠体４２１aの内側に装着され廃液の流通を許容する２枚の網部４２１b、４２１bとによって構成されている。このように構成された複数の陰極板４２１を支持する支持部材４２２は、矩形状に形成され４隅部に取り付け穴４２２aが設けられている。この支持部材４２２には上記複数の陰極板４２１を構成する２枚の網部４２１b、４２１b間に開口する複数の吸引通路４２２bが設けられている。このように構成された陰極手段４２は、複数の陰極板４２１を廃液処理槽３を構成する側壁３２に設けられた複数の陰極板挿通開口３２cを通して廃液処理槽３内に挿入し、支持部材４２２に設けられた取り付け穴４２２aに図１に示すように締結ボルト４３を挿通し、廃液処理槽３を構成する側壁３２に設けられたねじ穴３２d（図３参照）に螺合することにより、適宜のシール材を介して廃液処理槽３を構成する側壁３２に取り付ける。

以上のようにして廃液処理槽３に装着されたシリコン分離機構４を構成するシリコン吸着手段４１のエンドレスベルト４１５と陰極手段４２の陰極板４２１との間には直流電圧が印可される。即ち、図４に示すようにエンドレスベルト４１５に直流電源４４のプラス（＋）が接続され、陰極板４２１に直流電源４４のマイナス（−）が接続される。

図示の実施形態における加工廃液処理装置は、図１に示すように廃液処理槽３の外部に配設されシリコン分離機構４を構成するシリコン吸着手段４１のエンドレスベルト４１５に付着したシリコン微粒子を回収するシリコン回収機構７を具備している。シリコン回収機構７は、図５に示すように上部剥離手段７１および下部剥離手段７２と、該上部剥離手段７１および下部剥離手段７２に連結されたシリコン収集箱７３と、該シリコン収集箱７３に一端が接続されたダクト７４と、該ダクト７４の他端が接続されたシリコン回収箱７５と具備している。上部剥離手段７１および下部剥離手段７２は、図５および図６に示すように断面が矩形状の中空体からなり、それぞれ底壁７１１および７２１と、前側壁７１２および７２２と、後側壁７１３および７２３と、天壁７１４および７２４と、端壁７１５および７２５とからなっており、底壁７１１と７２１が互いに対向し所定の隙間（ｓ）を持って上下に配設されている。上部剥離手段７１の底壁７１１および下部剥離手段７２の底壁７２１は、それぞれ前側壁７１２および７２２に向けて先細になるように形成され先端部が剥離部を構成している。また、上部剥離手段７１および下部剥離手段７２の前側壁７１２および７２２には、それぞれ底壁７１１および７２１側が除去され受入れ開口７１２aおよび７２２aが設けられている。このように構成された上部剥離手段７１および下部剥離手段７２は、図１に示すように互いの間に形成された隙間（ｓ）に上記エンドレスベルト４１５を挿通した状態で、先端（シリコン収集箱７３と反対側の端部）がエンドレスベルト４１５の矢印Ａで示す移動方向上流側に向けて傾斜するように配設される。

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いる、以下その作用について説明する。
図示しない研削装置等の加工装置に装備される加工廃液送出手段から送られ廃液タンク２に収容された加工廃液は、ポンプ２２によって廃液処理槽３内に送られる。このようにして廃液処理槽３に送られた加工廃液にはシリコン微粒子が混入されており、このシリコン微粒子はマイナス（−）に帯電されている。このようにして廃液処理槽３に収容された加工廃液に混入されているシリコン微粒子を分離するには、シリコン分離機構４を構成するシリコン吸着手段４１のエンドレスベルト４１５に直流電源４４のプラス（＋）を印可するとともに、陰極手段４２の陰極板４２１に直流電源４４のマイナス（−）を印可する。そして、駆動ローラ４１３を回転駆動するための電動モータ４１６を駆動してエンドレスベルト４１５を図１において矢印Aで示す方向に作動せしめる。このようにエンドレスベルト４１５にプラス（＋）が印可され陰極板４２１にマイナス（−）が印可されると、加工廃液に混入されマイナス（−）に帯電されているシリコン微粒子は、マイナス（−）に帯電された陰極板４２１から反発されプラス（＋）に帯電されたエンドレスベルト４１５に吸着する。

上述したようにシリコン微粒子が付着されたエンドレスベルト４１５は図１において矢印Aで示す方向に移動しているので、エンドレスベルト４１５に付着したシリコン微粒子は上部剥離手段７１と下部剥離手段７２との間を通過する際に、上部剥離手段７１および下部剥離手段７２を構成する底壁７１１および７２１によって剥離される。このように上部剥離手段７１および下部剥離手段７２を構成する底壁７１１および７２１によって剥離されたシリコン微粒子は、受入れ開口７１２aおよび７２２aから断面が矩形状の中空体からなる上部剥離手段７１と下部剥離手段７２を通ってシリコン収集箱７３に送られ、更にダクト７４を介してシリコン回収箱７５に回収される。このような加工廃液処理を所定時間実施することにより、廃液処理槽３に収容された加工廃液はエンドレスベルト４１５に吸着しシリコン回収機構７によって回収されるシリコン微粒子と清水に分離される。このようにして分離された清水は、陰極手段４２を構成する支持部材４２２に設けられ複数の陰極板４２１を構成する２枚の網部４２１bと４２１bとの間に開口する複数の吸引通路４２２bを通して吸引され図示しない清水タンクに搬送される。

以上のように図示の実施形態における加工廃液処理装置は、シリコン分離機構４を構成するシリコン吸着手段４１のエンドレスベルト４１５に吸着したシリコン微粒子をシリコン回収機構７によって連続的に回収するので、加工廃液からシリコン微粒子を容易に回収できるとともに、加工廃液から容易に清水を生成することができる。
また、陰極手段４２を構成する陰極板４２１は、金属材によって矩形状に形成された枠体４２１aと、該枠体４２１aの内側に装着され廃液の流通を許容する２枚の網部４２１b、４２１bとによって構成されており、陰極手段４２を構成する支持部材４２２に設けられ陰極板４２１を構成する２枚の網部４２１b、４２１b間に開口する吸引通路４２２bから清水を吸引するようにしたので、効果的に清水を回収することができる。

２：廃液タンク
２１：廃液供給口
２２：ポンプ
３：廃液処理槽
４：シリコン分離機構
４１：シリコン吸着手段
４１１：上部ローラ
４１２：下部ローラ
４１３：駆動ローラ
４１４：従動ローラ
４１５：エンドレスベルト
４２：陰極手段
４２１：陰極板
４２２：支持部材
４４：直流電源
７：シリコン回収機構
７１：上部剥離手段
７２：下部剥離手段
７３：シリコン収集箱
７４：ダクト
７５：シリコン回収箱
１０：制御手段

Claims (2)

1. シリコン微粒子が混入された加工廃液をシリコン微粒子と清水に分離する加工廃液処理装置において、
   加工廃液を処理するための廃液処理槽と、該廃液処理槽に収容された加工廃液からシリコン微粒子を分離するシリコン分離機構と、該シリコン分離機構によって分離されたシリコン微粒子を回収するシリコン回収機構と、を具備し、
   シリコン分離機構は、該廃液処理槽内に間隔をおいて配設された複数の上部ローラと、該複数の上部ローラの下方に間隔をおいて配設された複数の下部ローラと、該廃液処理槽の外部に配設された駆動ローラと、該駆動ローラと該複数の上部ローラおよび該複数の下部ローラに順次掛架されプラスに帯電される可撓性を有するエンドレスベルトとを具備するシリコン吸着手段と、該複数の上部ローラおよび該複数の下部ローラに順次掛架された該エンドレスベルトの間に配設されマイナスに帯電される複数の陰極板を備えた陰極手段と、を具備しており、
   該シリコン回収機構は、該廃液処理槽の外部に配設され該駆動ローラによって駆動される該エンドレスベルトに付着したシリコン微粒子を剥離して回収する、
   ことを特徴とする加工廃液処理装置。
2. 該陰極手段は、該複数の陰極板と、該複数の陰極板の一端を支持する支持部材とからなっており、
   陰極板は、枠体と、該枠体の内側に装着され加工廃液の流通を許容する２枚の網部とによって構成されており、
   該支持部材には、該複数の陰極板を構成する２枚の網部の間に開口する複数の吸引通路が設けられている、請求項１記載の加工廃液処理装置。

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