JP7515390B2 - 加工廃液処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、加工廃液処理装置に関する。

半導体や電子部品の加工装置では、加工液として純水を用いる加工装置が多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２－０１６７７９号公報

前述した加工装置において、純水は、冷却を目的とすることがあり、その場合、低い水温がより加工精度を向上するために効果的な場合がある。そこで、供給する純水の温度を低く調整する場合が多いが、例えば１０度以下といった低い温度に純水を調整するためには、標準的な２０度前後で供給される純水を強力に冷却しなければならず、純水を冷却するために、大きな設備や膨大なエネルギーが必要になってしまい、純水を所定の温度まで冷却するためにかかるコストが高騰してしまう。

本発明は、上記問題にかんがみなされたもので、その目的は、純水を所定の温度まで冷却するためにかかるコストの高騰を抑制することができる加工廃液処理装置を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の加工廃液処理装置は、加工装置で使用され排出された加工排水を純水に精製し該加工装置に戻す加工廃液処理装置であって、該加工排水を貯留するタンクと、該加工排水をろ過するフィルターと、該加工排水を所定の温度に調整する温度調整ユニットと、該フィルターを通過した該加工排水からイオンを除去して純水に精製するイオン交換ユニットと、を備える液処理ユニットと、該温度調整ユニットで調整する所定の温度が閾値以下の場合、該液処理ユニットが収容される筐体に冷風を供給し結露の発生を抑制するスポットクーラー、とを有し、該スポットクーラーから排出されるドレン水は該液処理ユニットの該タンクに供給され純水に精製され該加工装置に供給されることを特徴とする。

本発明は、純水を所定の温度まで冷却するためにかかるコストの高騰を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る加工廃液処理装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、図１に示されたと加工廃液処理装置により純水が戻される加工装置の構成例を示す斜視図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る加工廃液処理装置を図面に基いて説明する。図１は、実施形態１に係る加工廃液処理装置の構成例を示すブロック図である。図２は、図１に示されたと加工廃液処理装置により純水が戻される加工装置の構成例を示す斜視図である。

図１に示す実施形態１に係る加工廃液処理装置１は、図２に示す加工装置１００に隣接されて配置される。実施形態１において、加工装置１００は、被加工物２００を切削加工する加工装置である。加工装置１００の加工対象である被加工物２００は、実施形態１では、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハなどのウエーハである。

また、本発明では、被加工物２００は、電子部品に使用される各種セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板などであってもよい。被加工物２００は、図２に示すように、粘着テープ２０１に貼着され、粘着テープ２０１に環状フレーム２０２が貼着されて、粘着テープ２０１を介して環状フレーム２０２に装着される。

加工装置１００は、図２に示すように、被加工物２００を保持するチャックテーブル１１０と、チャックテーブル１１０に保持された被加工物２００を切削するための切削ブレード１２１と切削ブレード１２１に純水３０２を供給する切削供給ノズル１２２とを備えた切削ユニット１２０と、チャックテーブル１１０をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動ユニット１３０と、切削ユニット１２０をＹ軸方向に移動させるＹ軸移動ユニット１４０と、切削ユニット１２０をＺ軸方向に移動させるＺ軸移動ユニット１５０と、チャックテーブル１１０をＺ軸方向と平行な軸心回りに回転させる回転駆動ユニット１６０等を備えている。

加工装置１００は、Ｘ軸移動ユニット１３０と、Ｙ軸移動ユニット１４０と、Ｚ軸移動ユニット１５０及び回転駆動ユニット１６０により、チャックテーブル１１０と切削ユニット１２０とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及びＺ軸方向と平行な軸心回りに相対的に移動させて、被加工物２００を切削してチップに分割するものである。

また、加工装置１００は、切削前後の被加工物２００を複数収容するカセット１７１が設置されるカセットエレベータ１７０と、カセット１７１に被加工物２００を出し入れするとともに被加工物２００を搬送する図示しない搬送ユニットと、切削後の被加工物２００を洗浄する洗浄ユニット１８０と、を備えている。

加工装置１００は、搬送ユニットがカセット１７１内から切削加工前の被加工物２００を取り出し、取り出された被加工物２００をチャックテーブル１１０に搬送する。そして、加工装置１００は、チャックテーブル１１０により被加工物２００を保持し、Ｘ軸移動ユニット１３０と、Ｙ軸移動ユニット１４０と、Ｚ軸移動ユニット１５０及び回転駆動ユニット１６０により、チャックテーブル１１０と切削ユニット１２０とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及びＺ軸方向回りに相対的に移動させて、純水３０２を供給しながら被加工物２００を切削加工（加工に相当）してチップに分割する。

加工装置１００は、切削後の被加工物２００を搬送ユニットによりチャックテーブル１１０から洗浄ユニット１８０に搬送した後、洗浄ユニット１８０により洗浄する。そして、加工装置１００は、洗浄後の被加工物２００を搬送ユニットによりカセット１７１内に収容する。加工装置１００は、被加工物２００を切削加工する加工動作において、純水３０２と、切削屑等を含む加工排水３００を排出する。

図１に示す加工廃液処理装置１は、加工装置１００による被加工物２００の切削加工で使用され、加工装置１００から排出された加工排水３００を純水３０２に精製して、加工装置１００に戻す装置である。加工廃液処理装置１は、図１に示すように、筐体２と、液処理ユニット１０と、スポットクーラー７０と、制御ユニット８０とを有する。

筐体２は，液処理ユニット１０を収容する。液処理ユニット１０は、第１タンク２０と、第１フィルター３０と、第２タンク４０と、温度調整ユニット５０と、純水精製ユニット６０とを備える。

第１タンク２０は、加工装置１００から排出された加工屑を含む加工排水３００を貯留するタンクである。即ち、第１タンク２０が貯留する加工排水３００は、加工装置１００が被加工物２００を加工するのに用いた使用済みの純水３０２であり、加工屑を含むものである。第１タンク２０は、配管１０１を通して加工装置１００から加工排水３００が供給され、加工排水３００を一旦貯留し、貯留した加工排水３００を配管２１を通して第１フィルター３０に供給する。

第１フィルター３０は、第１タンク２０に一旦貯留されかつ第１タンク２０から供給された加工排水３００から加工屑をろ過して除去し、加工排水３００を清水３０１（加工排水にも相当する）に精製するフィルターである。第１フィルター３０は、第１タンク２０からの加工排水３００が配管２１を介して供給される。

第１フィルター３０は、供給された加工排水３００をろ過し、加工排水３００中の加工屑を捕捉して、清水３０１に精製する。第１フィルター３０は、精製した清水３０１を配管３２内に通して第２タンク４０に供給する。

第２タンク４０は、第１フィルター３０から供給された清水３０１を貯留するものである。第２タンク４０は、配管３２を通して第１フィルター３０から供給された清水３０１を収容する密閉タンクである。第２タンク４０は、配管４１を通して、清水３０１を温度調整ユニット５０に供給する。

温度調整ユニット５０は、加工排水３００から精製された清水３０１を所定の温度に調整して、配管５１等を介して加工装置１００に供給するものである。実施形態１では、温度調整ユニット５０は、清水３０１を所定の温度である５℃に冷却して、清水３０１の温度を５℃に調整する。実施形態１では、温度調整ユニット５０は、５℃に調整した清水３０１を配管５１を通して純水精製ユニット６０に供給する。

純水精製ユニット６０は、清水３０１を純水３０２に精製するものである。純水精製ユニット６０は、ＵＶ照射部６１と、イオン交換ユニット６２と、第２フィルター６３を備える。

ＵＶ照射部６１は、第２タンク４０内の清水３０１が配管４１を通して供給される。ＵＶ照射部６１は、加工屑が除去された清水３０１に紫外線を照射するものである。ＵＶ照射部６１は、清水３０１が供給され、かつ供給された清水３０１を収容する密閉タンクである清水収容タンクと、清水収容タンク内に設置されかつ清水収容タンク内に供給された清水３０１に紫外線を照射して有機物を分解し殺菌する紫外線照射ランプと、を備える。ＵＶ照射部６１は、配管６４を通してイオン交換ユニット６２に紫外線を照射した清水３０１を供給する。

イオン交換ユニット６２は、第１フィルター３０を通過しＵＶ照射部６１から供給される加工排水３００から精製された清水３０１からイオンを除去して、即ち、清水３０１をイオン交換して、純水３０２に精製するものである。イオン交換ユニット６２は、内部に清水３０１を通す容器と、この容器内に収容されるイオン交換樹脂とを備える。

イオン交換樹脂は、アニオン交換樹脂、カチオン交換樹脂のうちの少なくとも一方などが用いられる。なお、実施形態１では、イオン交換樹脂として、アニオン交換樹脂、カチオン交換樹脂の両方が所定の割合で容器内に充填されている。

イオン交換ユニット６２は、ＵＶ照射部６１から供給された清水３０１を容器内に通し、容器内のイオン交換樹脂間に導き、イオン交換樹脂によりイオン交換して純水３０２に精製し、配管６５を通して第２フィルター６３に供給する。

第２フィルター６３は、純水３０２中のイオン交換樹脂などの樹脂屑などの微細な物質を捕捉して除去し、微細な物質が捕捉された純水を配管１０２通して、加工装置１００に供給する。こうして、加工廃液処理装置１の液処理ユニット１０は、加工装置１００との間で所定の温度に調整された純水３０２及び加工排水３００を循環利用することとなる。なお、加工廃液処理装置１の液処理ユニット１０に加工装置１００から供給される加工排水３００の温度は、所定の温度に調整されて切削加工に用いられた後なので、後述する閾値である常温よりも低くかつ所定の温度よりも若干高い、例えば１度～１０度程度高い温度である。

スポットクーラー７０は、液処理ユニット１０が収容される筐体２内に、所定温度の気体を供給する空気調和装置（エアコンディショナーともいう）である。スポットクーラー７０は、温度調整ユニット５０で調整される所定の温度が予め定められた閾値以下の場合、液処理ユニット１０が収容される筐体２内に冷風４００（冷却された気体）を供給して、筐体２内の結露の発生を抑制する。スポットクーラー７０は、実施形態１では、閾値が常温である例えば２０℃である場合、所定の温度が５℃であると、所定の温度すなわち５℃に調整された冷風４００を筐体２内に配管７１を通して供給する。このように、スポットクーラー７０は、温度調整ユニット５０が清水３０１を調整する所定の温度と同等の温度の冷風４００を供給する。筐体２に供給された冷風４００は、筐体２内の液処理ユニット１０の各構成要素の外表面及び筐体２内に吹き付けられて、外表面に付着した結露を除去し、液処理ユニット１０の各構成要素の外表面上及び筐体２内の結露を抑制する。

また、スポットクーラー７０は、排出するドレン水７３を配管７４を通して第１タンク２０に供給する。このために、スポットクーラー７０から排出されるドレン水７３は、液処理ユニット１０の第１タンク２０に供給されて、純水３０２に精製され、加工装置１００に供給される。

また、実施形態１において、スポットクーラー７０は、筐体２と配管７２を介して接続しており、筐体２内に供給して、筐体２内の液処理ユニット１０の各構成要素の外表面に吹き付けられた冷風４００が戻される。なお、実施形態１では、スポットクーラー７０として、例えば、株式会社ナカトミ製のＣＵ－３５ＭＣが用いられる。

また、加工廃液処理装置１は、液処理ユニット１０の第２タンク４０に図示しない純水供給源から所定のタイミングで所定量の純水３０２が配管４２を通して供給される。加工廃液処理装置１は、第２タンク４０に純水供給源から所定のタイミングで所定量の純水３０２が供給されることで、加工中に気化するなどして純水３０２が減少しても、加工装置１００との間で循環利用される純水３０２及び加工排水３００の量を維持することができる。

制御ユニット８０は、加工廃液処理装置１の各構成要素をそれぞれ制御して、加工排水３００を純水３０２に精製する精製動作を加工廃液処理装置１に実施させるものでもある。なお、制御ユニット８０は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット８０の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、加工廃液処理装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して加工廃液処理装置１の各構成要素に出力する。

また、制御ユニット８０は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットと、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットとに接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。

以上のように、実施形態１に係る加工廃液処理装置１は、加工装置１００から排出された加工排水３００を純水３０２に精製して、再度加工装置１００に供給するように、加工排水３００及び純水３０２を加工装置１００との間で循環利用するようになるため、例えば２０℃などの常温で供給される純水３０２を例えば５℃等の所定の温度に冷却し続けるより、非常に効率的に純水３０２を所定の温度に調整することができる。要するに、実施形態１に係る加工廃液処理装置１は、加工装置１００に供給する純水３０２を所定の温度までに冷却するのに必要とされる設備の大型化、及びエネルギーを抑制することができる。その結果、実施形態１に係る加工廃液処理装置１は、純水３０２を所定の温度まで冷却するためにかかるコストの高騰を抑制することができるという効果を奏する。

また、実施形態１に係る加工廃液処理装置１は、加工装置１００に所定の温度に冷却した純水３０２を供給するので、加工装置１００の加工精度の向上する（実施形態１の場合、切削加工時に発生するバリ、クラック及びチッピングの大きさを抑制する）ことができる。

また、実施形態１に係る加工廃液処理装置１は、液処理ユニット１０が収容される筐体２内が温度調整ユニット５０により非常に低温になるため筐体２内に結露が発生する恐れがあるが、液処理ユニット１０が収容される筐体２内に冷風４００を供給するスポットクーラー７０を備えている。このために、実施形態１に係る加工廃液処理装置１は、液処理ユニット１０が収容される筐体２内の結露の発生を抑制することができる。

また、実施形態１に係る加工廃液処理装置１は、スポットクーラー７０から排出されるドレン水７３を更に液処理ユニット１０の第１タンク２０に供給するので、ドレン水７３を一切無駄にせず、工場設備から第２タンク４０に供給する水量を削減する事ができるという効果を奏する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。なお、前述した実施形態では、加工廃液処理装置１は、加工装置１００として切削装置に純水３０２を供給したが、本発明では、剥離層が形成されたＳｉＣインゴットに純水３０２を供給しながらウエーハを剥離する剥離装置や、被加工物２００に純水３０２を供給しつつ研削砥石で研削する研削装置等の種々の加工装置１００に純水３０２を供給しても良い。また、第２タンク４０に供給するのは純水３０２では無く、清水（市水）であって良い。

１ 加工廃液処理装置
２ 筐体
１０ 液処理ユニット
２０ 第１タンク（タンク）
３０ 第１フィルター（フィルター）
５０ 温度調整ユニット
６２ イオン交換ユニット
７０ スポットクーラー
７３ ドレン水
１００ 加工装置
３００ 加工排水
３０１ 清水（加工排水）
３０２ 純水
４００ 冷風

Claims (1)

1. 加工装置で使用され排出された加工排水を純水に精製し該加工装置に戻す加工廃液処理装置であって、
   該加工排水を貯留するタンクと、該加工排水をろ過するフィルターと、該加工排水を所定の温度に調整する温度調整ユニットと、該フィルターを通過した該加工排水からイオンを除去して純水に精製するイオン交換ユニットと、を備える液処理ユニットと、
   該温度調整ユニットで調整する所定の温度が閾値以下の場合、該液処理ユニットが収容される筐体に冷風を供給し結露の発生を抑制するスポットクーラー、とを有し、
   該スポットクーラーから排出されるドレン水は該液処理ユニットの該タンクに供給され純水に精製され該加工装置に供給されることを特徴とする加工廃液処理装置。

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