JPWO2013054577A1 - 加工廃液循環装置及び加工廃液循環方法 - Google Patents

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Abstract

加工液のｐＨ値を所定の範囲内に維持することができる加工廃液循環装置及び加工廃液循環方法を提供する。加工装置１へ加工液を供給し、使用済みの加工液を循環させて加工装置１へ再度供給する。使用済みの加工液のｐＨ値を計測するｐＨ値計測手段２０を有し、ｐＨ値計測手段２０で計測したｐＨ値に応じて、使用済みの加工液に中和剤を供給するか否かを制御する制御手段３０を備える。制御手段３０は、計測したｐＨ値が所定の範囲外である場合には、中和剤を供給する供給指示信号を供給手段２４に送信し、計測したｐＨ値が所定の範囲内である場合には、中和剤の供給を停止する供給停止信号を供給手段２４に送信する。

Description

本発明は、加工廃液を、装置内を循環する途上で再生し、加工液として再利用する加工廃液循環装置及び加工廃液循環方法に関する。
半導体デバイスを製造する場合、分割予定ラインで格子状に区分けされた、略円盤形状の半導体ウエハの表面の複数の領域に、ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、分割予定ラインに沿って、ダイサー等により半導体ウエハを切削加工することにより、個々の半導体デバイスを製造している。
分割予定ラインに沿って切削加工する場合、加工用のブレードに加工液を供給する。切削加工により加工液に切削屑が混入するとともに半導体ウエハのＬｉ等がイオンとして溶出し、加工液のｐＨ値が変動する。ｐＨ値が高く又は低く変動した加工液を再利用した場合、半導体ウエハ等の被切削物の電極、パターン表面等に腐食が生じ、品質不良となるおそれがあった。
そこで、例えば特許文献１では、ｐＨ値を監視しておき、ｐＨ値が最適な状態であった時点での各種の切断データを記憶するダイシング装置が開示されている。特許文献１に開示してあるダイシング装置では、記憶してある各種の切断データを用いることで、ｐＨ値が最適な状態を再現する。
特開平０７−１６９７１７号公報
特許文献１に開示してあるダイシング装置は、記憶してあるｐＨ値が最適な状態であった時点での各種の切断データを用いることで、加工液のｐＨ値を最適な状態に近づけようとするものである。したがって、現時点における加工液のｐＨ値に応じてｐＨ値を調整することはできず、場合によっては加工液のｐＨ値を最適な状態に近づけることができないおそれがあるという問題点があった。
また、加工液のｐＨ値を常時測定し、測定したｐＨ値が所定の範囲から外れた場合には警報を発し、ダイシング装置を停止させることも考えられる。しかし、ダイシング装置が停止することで、生産効率が低下することは否めない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、加工液のｐＨ値を所定の範囲内に維持することができる加工廃液循環装置及び加工廃液循環方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明に係る加工廃液循環装置は、加工装置へ加工液を供給し、使用済みの加工液を循環させて前記加工装置へ再度供給する加工廃液循環装置であって、使用済みの加工液のｐＨ値を計測するｐＨ値計測手段を有し、該ｐＨ値計測手段で計測したｐＨ値に応じて、使用済みの加工液に中和剤を供給するか否かを制御する制御手段を備えることを特徴とする。
上記構成では、使用済みの加工液のｐＨ値を計測し、計測したｐＨ値に応じて、使用済みの加工液に中和剤を供給するか否かを制御する。ｐＨ値に応じて、例えばｐＨ値が高い又は低い場合には中和剤を供給することにより、加工液のｐＨ値を中性値に近づけるよう調整することができ、半導体ウエハ等の被切削物の電極、パターン表面等に腐食が生じることを未然に防止することが可能となる。
また、本発明に係る加工廃液循環装置は、前記加工装置は、ダイシング装置であり、使用済みの加工液を貯留するタンクと、該タンク内の加工液に前記中和剤を供給する供給手段とを備え、前記制御手段は、計測したｐＨ値が所定の範囲外である場合には、前記中和剤を供給する供給指示信号を前記供給手段に送信し、計測したｐＨ値が所定の範囲内である場合には、前記中和剤の供給を停止する供給停止信号を前記供給手段に送信することが好ましい。
上記構成では、計測したｐＨ値が所定の範囲外である場合には、中和剤を供給する供給指示信号を供給手段に送信し、計測したｐＨ値が所定の範囲内である場合には、中和剤の供給を停止する供給停止信号を供給手段に送信する。これにより、ｐＨ値が高い又は低い場合には中和剤を供給することにより、加工液のｐＨ値を中性値に近づけるよう調整することができ、半導体ウエハ等の被切削物の電極、パターン表面等に腐食が生じることを未然に防止することが可能となる。
また、本発明に係る加工廃液循環装置は、前記中和剤は、無機リン酸を含む水溶液であることが好ましい。
上記構成では、中和剤は、無機リン酸を含む水溶液であるので、ｐＨ値が酸性又はアルカリ性に偏ることなく、加工液のｐＨ値を所定の範囲内に調整することが可能となる。
また、本発明に係る加工廃液循環装置は、使用前の加工液に前記中和剤を供給することが好ましい。
使用前の加工液の導電率がほぼ０μＳ／ｃｍである場合、加工時にｐＨ値が急激に変動するおそれがある。上記構成では、使用前の加工液に中和剤を供給することにより、ｐＨ値の急激な変動を抑制することができ、半導体ウエハ等の被切削物の電極、パターン表面等に腐食が生じることを未然に防止することが可能となる。
次に、上記目的を達成するために本発明に係る加工廃液循環方法は、加工装置へ加工液を供給し、使用済みの加工液を循環させて前記加工装置へ再度供給する加工廃液循環方法であって、使用済みの加工液のｐＨ値を計測する工程と、計測したｐＨ値に応じて、使用済みの加工液に中和剤を供給するか否かを制御する工程とを含むことを特徴とする。
上記構成では、使用済みの加工液のｐＨ値を計測し、計測したｐＨ値に応じて、使用済みの加工液に中和剤を供給するか否かを制御する。ｐＨ値に応じて、例えばｐＨ値が高い又は低い場合には中和剤を供給することにより、加工液のｐＨ値を中性値に近づけるよう調整することができ、半導体ウエハ等の被切削物の電極、パターン表面等に腐食が生じることを未然に防止することが可能となる。
また、本発明に係る加工廃液循環方法は、前記加工装置は、ダイシング装置であり、使用済みの加工液を貯留するタンクと、該タンク内の加工液に前記中和剤を供給する供給手段とを備え、計測したｐＨ値が所定の範囲外である場合には、前記中和剤を供給する供給指示信号を前記供給手段に送信し、計測したｐＨ値が所定の範囲内である場合には、前記中和剤の供給を停止する供給停止信号を前記供給手段に送信することが好ましい。
上記構成では、計測したｐＨ値が所定の範囲外である場合には、中和剤を供給する供給指示信号を供給手段に送信し、計測したｐＨ値が所定の範囲内である場合には、中和剤の供給を停止する供給停止信号を供給手段に送信する。これにより、ｐＨ値が高い又は低い場合には中和剤を供給することにより、加工液のｐＨ値を中性値に近づけるよう調整することができ、半導体ウエハ等の被切削物の電極、パターン表面等に腐食が生じることを未然に防止することが可能となる。
また、本発明に係る加工廃液循環方法は、前記中和剤は、無機リン酸を含む水溶液であることが好ましい。
上記構成では、中和剤は、無機リン酸を含む水溶液であるので、ｐＨ値が酸性又はアルカリ性に偏ることなく、加工液のｐＨ値を所定の範囲内に調整することが可能となる。
また、本発明に係る加工廃液循環方法は、使用前の加工液に前記中和剤を供給することが好ましい。
使用前の加工液の導電率がほぼ０μＳ／ｃｍである場合、加工時にｐＨ値が急激に変動するおそれがある。上記構成では、使用前の加工液に中和剤を供給することにより、ｐＨ値の急激な変動を抑制することができ、半導体ウエハ等の被切削物の電極、パターン表面等に腐食が生じることを未然に防止することが可能となる。
上記構成によれば、ｐＨ値に応じて、例えばｐＨ値が高い又は低い場合には中和剤を供給することにより、加工液のｐＨ値を中性値に近づけるよう調整することができ、半導体ウエハ等の被切削物の電極、パターン表面等に腐食が生じることを未然に防止することが可能となる。
本発明の実施の形態に係る加工廃液循環装置の構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る加工廃液循環装置の制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る加工廃液循環装置の制御装置のＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 従来の加工廃液循環装置の構成を示す模式図である。
以下、本発明の実施の形態における加工廃液循環装置について、図面を用いて具体的に説明する。以下の実施の形態は、請求の範囲に記載された発明を限定するものではなく、実施の形態の中で説明されている特徴的事項の組み合わせの全てが解決手段の必須事項であるとは限らないことは言うまでもない。
図４は、従来の加工廃液循環装置の構成を示す模式図である。図４に示すように、従来の加工廃液循環装置は、複数のダイシング装置（加工装置）１に加工液を供給する供給経路１１及び供給ポンプ１２を備えている。なお、加工液は、ダイシング時に発生する熱量を低減することができれば特に限定されるものではないが、例えば純水に溶媒として脂肪族多価アルコールを添加したものを用いれば良い。
ダイシング装置１では、ダイサー等により半導体ウエハを切削する。切削屑等が含まれた使用済み加工液は、排出経路１３を通って原水槽１４に貯留される。原水槽１４に貯留された使用済み加工液はそのまま廃棄して、供給タンク１５から加工装置１へ新たに加工液を供給しても良いし、加工廃液循環装置により再利用しても良い。
使用済み加工液を再利用する場合、原水槽１４に貯留された使用済み加工液を原水ポンプ１６で吸い上げてフィルタ装置１７へ送り出す。フィルタ装置１７として、例えば中空糸膜等のフィルタを用いることで、使用済み加工液に含まれる切削屑等の不純物を排除することができる。
フィルタ装置１７で不純物を排除した使用済み加工液は、イオン交換装置１８を通過すること（イオン交換）により、導電率が下がる。これは、切削加工時に半導体ウエハ等の被切削物のＬｉ等がＬｉ+ イオンとして加工液に溶出しているため、導電率が高くなっているからである。
イオン交換後の加工液は、バッファタンク１９に一旦貯留され、供給タンク１５内の加工液の残量に応じて供給タンク１５へと供給される。
半導体ウエハ等の被切削物のＬｉ等がＬｉ+ イオンとして加工液に溶出することにより、加工液のｐＨ値も変動する。しかし、従来の加工廃液循環装置にはｐＨ値を調整する手段が備わっておらず、使用済み加工液のｐＨ値が高い又は低い場合には、半導体ウエハ等の被切削物の電極、パターン表面等に腐食が生じ、品質不良となるおそれがあった。
そこで、本実施の形態に係る加工廃液循環装置では、加工液のｐＨ値を常時計測し、計測したｐＨ値に応じて中和剤を供給するか否かを制御できるようにしてある。図１は、本発明の実施の形態に係る加工廃液循環装置の構成を示す模式図である。
図１に示すように、本実施の形態に係る加工廃液循環装置は、複数のダイシング装置（加工装置）１に加工液を供給する供給経路１１及び供給ポンプ１２を備えている。
ダイシング装置１では、ダイサー等により半導体ウエハを切削する。切削屑等が含まれた使用済み加工液は、排出経路１３を通って原水槽１４に貯留される。原水槽１４に貯留された使用済み加工液は、原水ポンプ１６で吸い上げられ、フィルタ装置１７へ送り出される。フィルタ装置１７として、例えば中空糸膜等のフィルタを用いることで、使用済み加工液に含まれる切削屑等の不純物を排除することができる。
フィルタ装置１７で不純物を排除した使用済み加工液は、バッファタンク１９に貯留される。バッファタンク１９には、使用済み加工液の導電率を調整するためのイオン交換装置１８が接続されている。制御装置３０は、バッファタンク１９内の図示しない導電率計の計測結果に応じて、電磁開閉弁（バルブ）３２を開閉し、加工液をイオン交換装置１８へ供給するポンプ３１を駆動／停止させる。
導電率が所定の範囲内になるよう調整された使用済み加工液は、混合タンク２１へ誘導される。バッファタンク１９及び混合タンク２１内には、貯留されている加工液のｐＨ値を計測するｐＨ計（ｐＨ値計測手段）２０を備えてあり、貯留されている加工液のｐＨ値を随時計測する。本実施の形態では混合タンク２１内のｐＨ計２０での計測値を用いる。なお、混合タンク２１内にも導電率計を設けていても良い。混合タンク２１内に貯留している加工液に中和剤を供給した場合に、中和剤と混合した加工液の導電率を計測することができるからである。
制御装置（制御手段）３０は、ｐＨ計２０の計測値を検出信号として取得して、使用済み加工液のｐＨ値が所定の範囲内であるか否かを判断する。制御装置３０は、使用済み加工液のｐＨ値が所定の範囲外であると判断した場合には、ｐＨ値を調整するべく、電磁開閉弁（供給手段）２４を開いて混合タンク２１内に貯留している加工液に中和剤タンク２３から中和剤を供給する。
中和剤を供給することにより、混合タンク２１内の加工液のｐＨ値が調整され、ｐＨ値を中性値‘７’に近づけることができる。具体的には、中和剤を供給することにより、加工液の溶媒中の中和剤比率が上昇するので、加工液に溶出した酸性成分又はアルカリ性成分の溶媒全体に及ぼす影響の度合が低減し、ｐＨ値が中性値へと近づく。なお、中和剤は、無機リン酸を含む水溶液であることが好ましい。ｐＨ値が酸性又はアルカリ性に偏ることなく、加工液のｐＨ値を所定の範囲内に調整することができるからである。
図２は、本発明の実施の形態に係る加工廃液循環装置の制御装置３０の構成を示すブロック図である。図２に示すように、制御装置３０はコンピュータによって構成されており、少なくとも制御プログラムに従って演算処理するＣＰＵ３０１、制御プログラム等を記憶するメモリ３０２、記憶装置３０３、入力インタフェース３０４、及び出力インタフェース３０５を備えている。
入力インタフェース３０４には、ｐＨ計２０、入力装置３０６等からの検出信号、入力信号が入力される。出力インタフェース３０５からは、供給ポンプ１２、原水ポンプ１６の他、イオン交換装置１８へ加工液を供給するポンプ３１、イオン交換装置１８への経路を開閉する電磁開閉弁３２、中和剤タンク２３から中和剤を供給する経路を開閉する電磁開閉弁（供給手段）２４へ制御信号を出力する。
図３は、本発明の実施の形態に係る加工廃液循環装置の制御装置３０のＣＰＵ３０１の処理手順を示すフローチャートである。図３において、制御装置３０のＣＰＵ３０１は、ｐＨ計２０から、測定したｐＨ値を取得し（ステップＳ３０１）、取得したｐＨ値が所定の範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ３０２）。
なお、所定の範囲は、中性値‘７’を中心として例えば６〜８前後にすれば良い。ｐＨ値を‘７’に近づけることで十分効果を奏することができるからである。
ＣＰＵ３０１が、取得したｐＨ値が所定の範囲外であると判断した場合（ステップＳ３０２：ＮＯ）、ＣＰＵ３０１は、電磁開閉弁２４を開く開弁指示信号を送信し（ステップＳ３０３）、中和剤の供給を開始する。ＣＰＵ３０１が、取得したｐＨ値が所定の範囲内であると判断した場合（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３０１は、電磁開閉弁２４を閉じる閉弁指示信号を送信し（ステップＳ３０４）、中和剤の供給を停止する。
ＣＰＵ３０１は、ｐＨ値の調整を終了したか否かを判断する（ステップＳ３０５）。このような処理にすることで、ダイシング装置１による切削加工の実施中であるか否かにかかわらず、ｐＨ値を調整することができる。
ＣＰＵ３０１が、ｐＨ値の調整を終了していないと判断した場合（ステップＳ３０５：ＮＯ）、ＣＰＵ３０１は、処理をステップＳ３０１へ戻して、上述した処理を繰り返す。ＣＰＵ３０１が、調整を終了したと判断した場合（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３０１は、処理を終了する。例えば、取得したｐＨ値が所定の範囲内であると判断され、電磁開閉弁２４を閉じる閉弁指示信号を送信した場合には、ステップＳ３０５において、調整が終了したと判断すれば良い。図３に示す処理手順は随時実行され、加工液のｐＨ値が所定の範囲内に収まるように制御される。
加工液は、混合タンク２１内で撹拌されつつ貯留され、供給タンク１５内の加工液の残量に応じて供給タンク１５へと供給される。
以上のように本実施の形態によれば、加工液のｐＨ値が高い又は低い場合には中和剤を供給することにより、加工液のｐＨ値を調整することができ、半導体ウエハ等の被切削物の電極、パターン表面等に腐食が生じることを未然に防止することが可能となる。
なお、使用前の加工液に、中和剤を供給しても良い。これは、純水を混合して加工液を生成するので、新たに生成された加工液の導電率がほぼ０μＳ／ｃｍとなるためである。導電率がほぼ０μＳ／ｃｍである場合、切削加工時にｐＨ値が急激に変動するおそれがある。例えば、供給ポンプ１２と原水槽１４とを配管（図示せず）で連結しておき、供給ポンプ１２と原水槽１４との間に、加工液の経路を開閉する（電磁）開閉弁（図示せず）を設けておく。該開閉弁を開いて、加工液を供給ポンプ１２、原水槽１４、原水ポンプ１６、フィルタ装置１７、バッファタンク１９、イオン交換装置１８、供給タンク１５と循環させることにより、使用前の加工液に中和剤を供給することができる。
使用前の加工液に中和剤を供給した場合、中和剤に含まれるカリウムイオン等の影響により、加工液の導電率が上昇する。加工液の導電率は１０μＳ／ｃｍ程度になることが好ましい。これにより、ｐＨ値の急激な変動を抑制することができ、半導体ウエハ等の被切削物の電極、パターン表面等に腐食が生じることを未然に防止することが可能となる。
その他、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変形、置換等が可能であることは言うまでもない。
１ ダイシング装置（加工装置）
１４ 原水槽
１７ フィルタ装置
１８ イオン交換装置
２０ ｐＨ計（ｐＨ値計測手段）
２１ 混合タンク（タンク）
２４ 電磁開閉弁（供給手段）
３０ 制御装置（制御手段）

Claims (8)

  1. 加工装置へ加工液を供給し、使用済みの加工液を循環させて前記加工装置へ再度供給する加工廃液循環装置であって、
    使用済みの加工液のｐＨ値を計測するｐＨ値計測手段を有し、
    該ｐＨ値計測手段で計測したｐＨ値に応じて、使用済みの加工液に中和剤を供給するか否かを制御する制御手段を備えることを特徴とする加工廃液循環装置。
  2. 前記加工装置は、ダイシング装置であり、
    使用済みの加工液を貯留するタンクと、
    該タンク内の加工液に前記中和剤を供給する供給手段と
    を備え、
    前記制御手段は、計測したｐＨ値が所定の範囲外である場合には、前記中和剤を供給する供給指示信号を前記供給手段に送信し、計測したｐＨ値が所定の範囲内である場合には、前記中和剤の供給を停止する供給停止信号を前記供給手段に送信することを特徴とする請求項１に記載の加工廃液循環装置。
  3. 前記中和剤は、無機リン酸を含む水溶液であることを特徴とする請求項１又は２に記載の加工廃液循環装置。
  4. 使用前の加工液に前記中和剤を供給することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の加工廃液循環装置。
  5. 加工装置へ加工液を供給し、使用済みの加工液を循環させて前記加工装置へ再度供給する加工廃液循環方法であって、
    使用済みの加工液のｐＨ値を計測する工程と、
    計測したｐＨ値に応じて、使用済みの加工液に中和剤を供給するか否かを制御する工程と
    を含むことを特徴とする加工廃液循環方法。
  6. 前記加工装置は、ダイシング装置であり、
    使用済みの加工液を貯留するタンクと、
    該タンク内の加工液に前記中和剤を供給する供給手段と
    を備え、
    計測したｐＨ値が所定の範囲外である場合には、前記中和剤を供給する供給指示信号を前記供給手段に送信し、計測したｐＨ値が所定の範囲内である場合には、前記中和剤の供給を停止する供給停止信号を前記供給手段に送信することを特徴とする請求項５に記載の加工廃液循環方法。
  7. 前記中和剤は、無機リン酸を含む水溶液であることを特徴とする請求項５又は６に記載の加工廃液循環方法。
  8. 使用前の加工液に前記中和剤を供給することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の加工廃液循環方法。
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