JPH0741535B2 - ラップ加工装置の砥粒液再生・循環装置 - Google Patents

ラップ加工装置の砥粒液再生・循環装置

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JPH0741535B2
JPH0741535B2 JP3106781A JP10678191A JPH0741535B2 JP H0741535 B2 JPH0741535 B2 JP H0741535B2 JP 3106781 A JP3106781 A JP 3106781A JP 10678191 A JP10678191 A JP 10678191A JP H0741535 B2 JPH0741535 B2 JP H0741535B2
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abrasive
liquid
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fine
abrasive liquid
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洋一 皆川
美嘉 岸
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、シリコンウエハ、ガ
リウム・ヒ素ウエハ等の半導体基板の研磨やアルミディ
スクやフェライト単結晶等の鏡面加工などを行なうラッ
プ加工装置において、使用済みの砥粒液を再生し、それ
を循環させて使用することができるようにする砥粒液再
生・循環装置に関する。
【0002】
【従来の技術】遊離砥粒方式のラップ加工には、ラップ
媒体(ラッピング剤)として砥粒液が使用される。例え
ば、シリコン(Si)ウエハやガリウム・ヒ素(GaA
s)ウエハ等の半導体基板の研磨には、純水1,000
gに対し砥粒としてアルミナ(Al23)を200〜2
50gの割合で配合した砥粒液が使用され、この砥粒液
は標準的なラップ加工装置(ラッピングマシン)1台当
り1分間に約200〜250g消費される。また、AV
(オーディオ・ビジュアル)用やコンピュータ用のアル
ミ(Al)ディスクやフィライト単結晶などの鏡面加工
には、砥粒液の砥粒としてダイヤモンド粒が使用されて
いる。
【0003】これらの砥粒液中に含まれる砥粒は、高純
度で、かつ極めて優良な粒度分布を有していることが要
求されることから、非常に高価であり、この砥粒費用が
ラップ加工コストの約30%を占めると一般に言われて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ラップ加工
装置では、半導体基板の研磨加工等に伴い、砥粒液が消
費されて砥粒が破砕され摩耗して微細化され、また、被
研磨物が研磨されてその加工屑である研磨粉が生成さ
れ、さらには、加工装置の定盤から鉄錆粉が発生した
り、その定盤自体が研磨されて鉄粉や微細鉄粉が生成さ
れたりする。そして、使用済みの砥粒液中には、未だ有
用な加工砥粒の他に、それら微細砥粒や研磨粉、鉄錆
粉、鉄粉、微細鉄粉が混在することになる。このため、
ラップ加工装置において砥粒液を循環させて繰り返し使
用した場合には、上記の不要な微細砥粒や研磨粉、鉄粉
等が砥粒液中に徐々に蓄積し、それらの蓄積物が被研磨
物の品質に悪影響を及ぼし、また研磨生産性を阻害する
ことになる。一方、使用済みの砥粒液中から有用な加工
砥粒だけを回収してそれを再利用することは、砥粒液中
に懸濁状態で混在している有用な加工砥粒と無用の蓄積
物とを厳密に分級することが技術的に難しいため、現実
には行なわれていない。
【0005】上述した理由から、従来は、国の内外を問
わず研磨業界では、砥粒液を循環使用することなく1回
限りの使用で捨てていた。しかしながら、このように砥
粒液を使い捨てるのは、上記した通り砥粒は高価である
ことから、著しく不経済であるとともに、砥粒液の廃棄
による環境汚染の問題も招来することになる。
【0006】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、ラップ加工装置において使用された
使用済みの砥粒液を再生し循環させて使用することがで
きる砥粒液再生・循環装置を提供することを技術的課題
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明では、ラップ加
工装置において使用された後の使用済み砥粒液を集めて
タンク内に貯留し、その使用済み砥粒液をポンプによっ
て送給し、砥粒液再生装置によって使用済み砥粒液を再
生して、その再生砥粒液に、秤量混合機により所定量の
加工砥粒及び純水を計量して添加混合し、このようにし
て再生砥粒液に新しい砥粒液が追加された調製砥粒液を
砥粒液送給手段によってラップ加工装置へ戻すようにし
た。砥粒液の再生装置は、使用済み砥粒液中の鉄錆粉を
砥粒液から分離して除去するふるい機、使用済み砥粒液
を、所定粒度より小さい微細粒子を含む砥粒液と所定粒
度より大きい粒子を含む砥粒液とに分離する粒度選別手
段、例えば液体サイクロン、この粒度選別手段によって
分離され所定粒度より小さい微細粒子を含む砥粒液から
微細砥粒、研磨粉及び微細鉄粉を分離して除去するフィ
ルタ、並びに、前記粒度選別手段によって分離され所定
粒度より大きい粒子を含む砥粒液から鉄粉を分離して除
去する除鉄機を備えて構成される。また、砥粒液再生装
置において使用済み砥粒液から分離除去された鉄錆粉、
微細砥粒、研磨粉、微細鉄粉及び鉄粉は、固化装置によ
ってそれらを塊状に固化させて廃棄するようにした。
【0008】上記において、粒度選別手段によって分離
され所定粒度より大きい粒子を含む砥粒液に、フィルタ
によって微細砥粒、研磨粉及び微細鉄粉が除去された後
の濾過液を合流させるように構成することができる。
【0009】以上のような構成の装置により、ラップ加
工装置において使用された使用済みの砥粒液が再生さ
れ、その再生砥粒液に、ラップ加工装置で使用され破砕
摩耗して微細化された砥粒に見合った量の砥粒を含む砥
粒液が随時補充されながら、砥粒液がラップ加工装置に
繰り返し循環させて使用される。
【0010】
【実施例】以下、この発明の好適な実施例について図面
を参照しながら説明する。
【0011】図1及び図2は、この発明の1実施例を示
し、図1は、ラップ加工装置の砥粒液再生・循環装置の
概略構成並びに砥粒液の流れを示す流路構成図であり、
図2は、この装置の主要構成部品の設置状態を、ハウジ
ングの図示を省略して斜視的に示す図である。
【0012】この装置は、ラップ加工装置10において使
用された使用済み砥粒液12を集めて貯留するタンク14、
使用済み砥粒液の再生装置16、並びに、再生された砥粒
液に新鮮な砥粒液を補充して調製された砥粒液をラップ
加工装置10へ供給するための砥粒液供給装置18などを備
えて構成されている。タンク14には、使用済み砥粒液12
を撹拌するための撹拌機20が設けられており、タンク14
内に貯留された使用済み砥粒液12は、送給ポンプ22によ
ってタンク14から送給されるようになっている。また、
砥粒液供給装置18は、調製砥粒液24を貯留し、撹拌機28
が設けられた供給タンク26、及び、供給タンク26内に貯
留された調製砥粒液24を供給路32を通してラップ加工装
置10へ送るための供給ポンプ30を備えて構成されてい
る。
【0013】この装置の主要部をなす砥粒液再生装置16
は、使用済み砥粒液からその中に混入している鉄錆粉を
分離して除去するふるい機34、使用済み砥粒液中に含ま
れた有用な加工砥粒と、ラップ加工装置10で消費されて
破砕され摩耗して微細化された無用の微細砥粒とを選別
する粒度選別機36、この粒度選別機36によって分離され
た一方の、より小さい粒度の微細粒子を含む砥粒液から
微細砥粒、研磨粉及び微細鉄粉を分離して除去するフィ
ルタ38、40、粒度選別機36によって分離された他方の、
より大きい粒度の粒子を含む砥粒液から鉄粉を分離して
除去する除鉄機42、並びに、この除鉄機42によって鉄粉
が除去された後の再生砥粒液に、新鮮な砥粒液を補充し
添加混合する秤量混合機44を備えている。粒度選別機36
は、この実施例では、3台の液体サイクロン46、48、50
を直列的に連設して構成されている。これらの液体サイ
クロン46、48、50ではそれぞれ、上部排出口から所定粒
度より小さい微細粒子、例えば8μm以下の微細粒子を
懸濁状態で含んだ砥粒液が排出され、下部排出口からは
所定粒度より大きい粒子、例えば8μm以上の粒子を懸
濁状態で含んだ砥粒液が排出される。また、秤量混合機
44には、所要量の加工砥粒を計量して秤量混合機44に供
給する加工砥粒計量供給機52と、純水供給源56から純水
を流量計58及び流量調節バルブ60で計量して所要量だけ
秤量混合機44に供給する純水計量供給装置54とが併設さ
れている。
【0014】また、砥粒液再生装置16による使用済み砥
粒液の再生操作に伴ってふるい機34において分離除去さ
れる鉄錆粉や、フィルタ38、40において分離除去される
微細砥粒、研磨粉及び微細鉄粉、さらに除鉄機42におい
て分離除去される鉄粉をそれぞれ塊状に固化させて廃棄
し易い形態にする固化装置62が設けられている。図2中
の64は、ハウジングの外形線である。
【0015】次に、上記構成の砥粒液再生・循環装置を
用いて使用済み砥粒液を再生し、砥粒液を循環させてラ
ップ加工装置に繰り返し使用する一連の操作について説
明する。
【0016】半導体基板の研磨やアルミディスク等の鏡
面加工などを行なうラップ加工装置10において使用され
た使用済み砥粒液12は、タンク14内に集められて貯留さ
れる。この使用済み砥粒液12中には、未だ有用な加工砥
粒と共に、半導体基板の研磨加工等に伴って砥粒液が消
費され砥粒が破砕されて摩耗し微細化された微細砥粒、
半導体基板等の被研磨物が研磨されて生成される研磨
粉、並びに、加工装置の定盤から出てくる鉄錆粉、鉄粉
及び微細鉄粉が混在している。タンク14内に貯留された
使用済み砥粒液12は、送給ポンプ22によってタンク14か
ら送給され、最初に、ふるい機34によって使用済み砥粒
液中に混入している鉄錆粉が分離して除去される。鉄錆
粉が除去された使用済み砥粒液は、次に、3台の液体サ
イクロン46、48、50を直列的に連設して構成された粒度
選別機36へ送られる。この粒度選別機36へ送り込まれた
砥粒液は、各液体サイクロン46、48、50の上部排出口か
ら排出される砥粒液と、最後のサイクロン50の下部排出
口からから排出される砥粒液とに分離され、前者の砥粒
液中には、例えば8μm以下の微細粒子である微細砥
粒、研磨粉及び微細鉄粉が混在しており、後者の砥粒液
中には、例えば8μm以上の粒子である有用な加工砥粒
と共に鉄粉が含まれている。そして、微細砥粒、研磨粉
及び微細鉄粉が混在する砥粒液はフィルタ38、40へ送ら
れ、これらのフィルタ38、40を砥粒液が通過することに
より、砥粒液中の微細砥粒、研磨粉及び微細鉄粉が分離
されて除去された後、その濾過液が、有用な加工砥粒と
共に鉄粉が含まれた砥粒液に合流する。尚、砥粒液中の
微細砥粒等が分離除去された濾過液を有用な加工砥粒等
が含まれた砥粒液に合流させずに、その濾過液を排水処
理するようにしてもよい。
【0017】続いて、有用な加工砥粒と共に鉄粉が含ま
れた砥粒液は、除鉄機42へ送られ、その除鉄機42を通す
ことにより鉄粉が分離されて除去される。除鉄機42によ
って鉄粉が除去されて精製された再生砥粒液は、秤量混
合機44へ送られ、一方、加工砥粒計量供給機52から秤量
混合機44へ、ラップ加工装置で使用され破砕摩耗して微
細化された砥粒に見合った量の新しい加工砥粒が計量さ
れて供給されるとともに、純水計量供給装置54により秤
量混合機44へ、所要の配合割合となるように純水が計量
されて所要量だけ供給される。そして、秤量混合機44に
おいて再生砥粒液に新鮮な砥粒液が混合され、その調製
砥粒液が供給タンク26へ送られて供給タンク26内に貯留
され、調製砥粒液24は、砥粒液供給装置18によって供給
路32を通しラップ加工装置10へ送られる。以上のように
して、ラップ加工装置10において使用された使用済みの
砥粒液が再生装置16により再生され、その再生砥粒液に
必要量の新鮮な砥粒液が随時補充されながら、砥粒液が
ラップ加工装置10に繰り返し循環させられて使用され
る。
【0018】また、砥粒液再生装置16においてふるい機
34により分離除去された鉄錆粉、フィルタ38、40により
分離除去された微細砥粒、研磨粉及び微細鉄粉、並び
に、除鉄機42により分離除去された鉄粉はそれぞれ、固
化装置62へ送られ、固化装置62において塊状に固化させ
られた後、廃棄される。
【0019】
【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
かつ作用するので、この発明に係る砥粒液再生・循環装
置をラップ加工装置に併設すると、ラップ加工装置にお
いて使用された使用済みの砥粒液を再生し循環させて使
用することができるため、被研磨物の品質に悪影響を及
ぼしたり研磨生産性を阻害すること無く、使用済みの砥
粒液中に含まれている有用な加工砥粒を有効に利用し加
工砥粒の利用効率を高めてラップ加工コストを低廉化す
ることができ、また、砥粒液の廃棄による環境汚染の問
題を招来することも無い。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の1実施例を示し、ラップ加工装置の
砥粒液再生・循環装置の概略構成並びに砥粒液の流れを
示す流路構成図である。
【図2】この装置の主要構成部品の設置状態を、ハウジ
ングの図示を省略して斜視的に示す図である。
【符号の説明】 10 ラップ加工装置 12 使用済み砥粒液 14 タンク 16 砥粒液再生装置 18 砥粒液供給装置 22 ポンプ 24 調製砥粒液 26 供給タンク 30 供給ポンプ 32 供給路 34 ふるい機 36 粒度選別機 38、40 フィルタ 42 除鉄機 44 秤量混合機 46、48、50 液体サイクロン 52 加工砥粒計量供給機 54 純水計量供給装置 62 固化装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ラップ加工装置において使用され、加工
    砥粒と共に、加工砥粒が摩耗した微細砥粒、被研磨物が
    研磨されて出てくる研磨粉、並びに、加工装置自体から
    出てくる鉄錆粉、鉄粉及び微細鉄粉が混在する使用済み
    砥粒液を集めて貯留するタンクと、このタンクに貯留さ
    れる使用済み砥粒液を送給するためのポンプと、使用済
    み砥粒液中の鉄錆粉を砥粒液から分離して除去するふる
    い機と、使用済み砥粒液を、所定粒度より小さい微細粒
    子を含む砥粒液と所定粒度より大きい粒子を含む砥粒液
    とに分離する粒度選別手段と、この粒度選別手段によっ
    て分離され所定粒度より小さい微細粒子を含む砥粒液か
    ら微細砥粒、研磨粉及び微細鉄粉を分離して除去するフ
    ィルタと、前記粒度選別手段によって分離され所定粒度
    より大きい粒子を含む砥粒液から鉄粉を分離して除去す
    る除鉄機と、この除鉄機によって鉄粉が除去された後の
    再生砥粒液に、加工砥粒及び純水を計量して添加混合す
    る秤量混合機と、この秤量混合機によって再生砥粒液に
    新しい砥粒液が追加された調製砥粒液をラップ加工装置
    へ供給するための砥粒液供給手段と、使用済み砥粒液か
    ら分離除去された鉄錆粉、微細砥粒、研磨粉、微細鉄粉
    及び鉄粉を塊状に固化させる固化装置とを備えてなる、
    ラップ加工装置の砥粒液再生・循環装置。
  2. 【請求項2】 粒度選別手段によって分離され所定粒度
    より大きい粒子を含む砥粒液に、フィルタによって微細
    砥粒、研磨粉及び微細鉄粉が除去された後の濾過液を合
    流させるようにした請求項1記載の、ラップ加工装置の
    砥粒液再生・循環装置。
  3. 【請求項3】 粒度選別手段が液体サイクロンである請
    求項1又は請求項2記載の、ラップ加工装置の砥粒液再
    生・循環装置。
JP3106781A 1991-04-10 1991-04-10 ラップ加工装置の砥粒液再生・循環装置 Expired - Lifetime JPH0741535B2 (ja)

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