KR20090039606A - 가공 폐액 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 메시가 비교적 성긴 필터에 있어서도 절삭 칩 등의 가공 부스러기를 확실하게 분리할 수 있는 폐액 처리 장치를 제공한다.
가공 장치의 가공 시에 공급하는 가공액에 가공에 의해서 발생한 가공 부스러기가 혼입된 가공 폐액을 처리하는 가공 폐액 처리 장치로서, 가공 폐액을 수용하는 폐액 탱크와, 이 폐액 탱크에 수용된 가공 폐액을 이송하는 펌프와, 이 펌프에 의해서 이송된 가공 폐액을 여과하는 필터를 구비하며, 필터는 통형상으로 형성된 여과지와, 통형상 여과지의 외주를 덮고 측면에 복수의 개구가 있는 통체와, 통형상 여과지의 하단을 폐색하는 바닥판과, 통형상 여과지의 상단을 폐색하고 상기 펌프에 의해서 이송된 가공 폐액이 도입되는 폐액 도입구가 있는 상부판으로 이루어지며, 통형상 여과지 내에 미립자 분체가 투입되어 있다.

Description

가공 폐액 처리 장치{PROCESS LIQUID WASTE TREATMENT APPARATUS}
본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 절삭하는 절삭 장치 등의 가공 장치에 부설되어, 가공시에 공급되는 가공액의 폐액을 처리하는 가공 폐액 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스 제조 공정에서는, 대략 원판 형상인 반도체 웨이퍼의 표면에 격자형으로 배열된 스트리트로 불리는 분할 예정 라인에 의해서 복수 개의 영역이 구획되고, 이 구획된 영역에 lC, LSI 등의 디바이스를 형성한다. 그리고, 반도체 웨이퍼를 스트리트를 따라 절단함으로써 디바이스가 형성된 영역을 분할하여 개개의 반도체 디바이스를 제조하고 있다. 또한, 사파이어 기판의 표면에 질화갈륨계 화합물 반도체 등이 적층된 광 디바이스 웨이퍼도 스트리트를 따라 절단함으로써 개개의 발광 다이오드, 레이저 다이오드 등의 광 디바이스로 분할되어, 전기기기에 널리 이용되고 있다.
전술한 반도체 웨이퍼나 광 디바이스 웨이퍼 등의 스트리트를 따른 절단은, 통상 다이싱 장치(dicer)로 불리는 절삭 장치에 의해서 행해지고 있다. 이 절삭 장치는, 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 이 척 테이블에 유지 된 피가공물을 절삭하기 위한 절삭 블레이드를 갖춘 절삭 수단과, 절삭 블레이드에 가공수(加工水)를 공급하는 가공수 공급 수단을 구비하며, 이 가공수 공급 수단에 의해서 절삭수를 회전하는 절삭 블레이드에 공급함으로써 절삭 블레이드를 냉각하고, 절삭 블레이드에 의한 피가공물의 절삭부에 가공수를 공급하면서 절삭 작업을 실시한다.
전술한 바와 같이 절삭시에 공급된 가공액에는 실리콘이나 질화갈륨계 화합물 반도체를 절삭함으로써 발생하는 절삭 칩이 혼입된다. 이 반도체 소재로 이루어지는 절삭 칩이 혼입된 가공 폐액은 환경을 오염시키기 때문에, 폐액 처리 장치를 이용하여 절삭 칩을 제거한 후에, 재이용하거나 폐기하고 있다. (예컨대, 특허 문헌 1 참조)
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2004-230527호 공보
이를 위하여, 폐액 처리 장치에는 절삭 칩을 분리하기 위한 여과 필터가 배치되어 있지만, 절삭 칩을 확실하게 분리하기 위해서는 메시가 촘촘한 필터를 이용할 필요가 있다. 절삭 칩을 확실하게 분리할 수 있는 메시가 촘촘한 필터는 고가이므로, 경제적으로 그다지 만족스러운 것은 아니다.
본 발명은 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 기술 과제는, 비교적 메시가 성긴 필터에 의해서도 절삭 칩 등의 가공 부스러기를 확실하게 분리할 수 있는 폐액 처리 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 주된 기술 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따르면, 가공 장치의 가공 시에 공급되는 가공액에 가공에 의해서 발생한 가공 부스러기가 혼입된 가공 폐액을 처리하는 가공 폐액 처리 장치에 있어서,
가공 폐액을 수용하는 폐액 탱크와, 이 폐액 탱크에 수용된 가공 폐액을 이송하는 펌프와, 이 펌프에 의해서 이송된 가공 폐액을 여과하는 필터를 구비하며,
상기 필터는, 통형상으로 형성된 여과지와, 이 통형상 여과지의 외주를 덮고 측면에 복수의 개구가 있는 통체와, 이 통형상 여과지의 하단을 폐색하는 바닥판과, 상기 통형상 여과지의 상단을 폐색하고 상기 펌프에 의해서 이송된 가공 폐액을 도입하는 폐액 도입구가 있는 상부판으로 이루어지며, 상기 통형상 여과지 내에 미립자 분체가 투입되어 있는 것을 특징으로 하는 가공 폐액 처리 장치가 제공된 다.
상기 미립자 분체는, 입자 지름이 0.5∼2.0 ㎛의 실리카로 이루어진다.
본 발명에 따르면, 필터를 구성하는 통형상 여과지 내에 미립자 분체가 투입되어 있고, 이 미립자 분체가 통형상 여과지의 내면에 부착되어 여과 효율이 향상되기 때문에, 가공 폐액에 혼입되어 있는 가공 부스러기를 확실하게 분리할 수 있다. 따라서, 메시가 비교적 성긴 저렴한 여과지를 사용하는 것이 가능해진다.
이하, 본 발명에 따라 구성된 가공 폐액 처리 장치의 적합한 실시형태에 관해서, 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에는 본 발명에 따라 구성된 가공 폐액 처리 장치의 주요부의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시하는 가공 폐액 처리 장치의 주요부의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도시한 실시형태에 있어서의 가공 폐액 처리 장치는, 가공 폐액을 수용하는 폐액 탱크(2)와, 이 폐액 탱크(2)에 수용된 가공 폐액을 이송하는 펌프(3)와, 이 펌프(3)에 의해서 이송된 가공 폐액을 여과하기 위한 제1 필터(4a) 및 제2 필터(4b)를 구비하고 있다.
폐액 탱크(2)는 단부벽에 폐액 유입구(21)를 갖추고 있고, 이 폐액 유입구(21)가 도시하지 않은 절삭 장치 등의 가공 장치에 장착되는 가공 폐액 송출 수단에 접속된다. 이 폐액 탱크(2)의 상부벽에 가공 폐액을 이송하는 펌프(3)가 배치 되어 있다. 이와 같이 구성된 폐액 탱크(2)는, 지지 베이스(5)의 상면에 배치된다.
제1 필터(4a) 및 제2 필터(4b)는, 각각 통형상으로 형성된 여과지(41)와, 이 여과지(41)의 외주를 덮는 통체(42)와, 통형상 여과지(41)의 하단을 폐색하는 바닥판(43)과, 통형상 여과지(41)의 상단을 폐색하는 상부판(44)으로 이루어진다. 통형상 여과지(41)는 방사상으로 복수 절첩되어 형성되고, 여과 면적이 증대되도록 구성되어 있다. 또한, 통형상 여과지(41)로는, 예컨대 입자 지름이 0.3∼0.4 ㎛ 이하의 입자가 통과할 수 있는 메시의 비교적 저렴한 여과지가 이용되고 있다. 이 통형상 여과지(41)의 외주를 덮는 통체(42)는, 측면에 복수의 개구(421)가 형성되어 있다. 또한, 상기 통형상 여과지(41)의 상단을 폐색하는 상부판(44)에는, 중앙부에 폐액 도입구(441)가 설치된다. 이와 같이 구성된 제1 필터(4a) 및 제2 필터(4b)에는, 통형상 여과지(41) 내에 입자 지름 0,5∼2.0 ㎛의 실리카로 이루어지는 미립자 분체(40)가 투입되어 있다. 이와 같이 구성된 제1 필터(4a) 및 제2 필터(4b)는, 지지 베이스(5)에 배치된 폐액 탱크(2)의 상측에 배치된 필터 랙(6; filter rack)에 배치된다.
필터 랙(6)은, 직사각 형상으로 형성된 저벽(61)과, 이 저벽(61)의 양측 가장자리로부터 세워져 설치된 측벽(62, 63)과, 저벽(61)의 양단 가장자리로부터 세워져 설치된 단부벽(64, 65)으로 이루어지고, 4개의 지지 기둥(66)에 의해서 지지되며, 상기 지지 베이스(5)에 배치된 폐액 탱크(2)의 상측에 배치되어 있다. 필터 랙(6)은, 저벽(61), 측벽(62, 63) 및 단부벽(64, 65)에 의해서 상기 제1 필터(4a) 및 제2 필터(4b)에 의해서 가공 부스러기가 분리된 여과 가공액을 수용하는 가공액 저류조(60)를 형성하고 있다. 그리고, 필터 랙(6)을 구성하는 저벽(61)에는, 가공액 저류조(60)에 저류된 여과 가공액을 배출하는 배출구(611)가 마련되어 있다. 또한, 이 배출구(611)는, 도시하지 않은 가공 장치에 장착된 가공액 공급 수단 또는 폐기 수단에 접속되어 있다. 또한, 필터 랙(6)을 구성하는 저벽(61)의 상면에는, 상기 제1 필터(4a) 및 제2 필터(4b)를 지지하기 위한 제1 지지대(67a) 및 제2 지지대(67b)가 배치되어 있다. 이 제1 지지대(67a) 및 제2 지지대(67b) 상에 상기 제1 필터(4a) 및 제2 필터(4b)가 놓인다.
다음에, 전술한 폐액 탱크(2)에 수용된 가공 폐액을 상기 제1 필터(4a) 및 제2 필터(4b)에 이송하기 위한 가공 폐액 이송 수단에 관해서, 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3에 도시하는 가공 폐액 이송 수단(7)은, 상기 폐액 탱크(2)에 수용된 가공 폐액을 이송하는 펌프(3)와, 이 펌프(3)에 접속된 배관(71)과, 이 배관(71)과 제1 필터(4a)의 폐액 도입구(441) 및 제2 필터(4b)의 폐액 도입구(441)를 접속하는 배관(71a, 71b)과, 상기 배관(71)과 배관(71a, 71b)의 사이에 배치된 전자(電磁) 전환 밸브(72)를 구비하고 있다. 이 전자 전환 밸브(72)는, 오프(OFF)로 있는 상태에서는 배관(71)과 배관(71a, 71b)의 연통을 차단하고 있으며, 한편의 전자 코일(72a)을 온(ON)으로 하면 배관(71)과 배관(71a)이 연통하며, 다른 쪽의 전자 코일(72b)을 온(0N)으로 하면 배관(71)과 배관(71b)이 연통하도록 되어 있다. 또한, 배관(71a) 및 배관(7lb)에는, 제1 필터(4a) 및 제2 필터(4b)에 이송되는 가공 폐액의 압력을 검출하는 제1 압력 검출 수단(73a) 및 제2 압력 검출 수단(73b)이 배치 되어 있다. 이 제1 압력 검출 수단(73a) 및 제2 압력 검출 수단(73b)은, 그 검출 신호를 후술하는 제어 수단에 보낸다.
도 3을 참조하여 설명을 계속하면, 도시한 실시형태에 있어서의 가공 폐액 처리 장치는, 상기 제1 필터(4a) 및 제2 필터(4b)에 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급 수단(8)을 구비하고 있다. 압축 공기 공급 수단(8)은, 압축 공기 공급원(81)과, 이 압축 공기 공급원(81)과 상기 가공 폐액 이송 수단(7)의 배관(71a) 및 배관(71b)을 접속하는 배관(82a) 및 배관(82b)과,, 이들 배관(82a) 및 배관(82b)에 각각 배치된 제1 비례 전자식 릴리프 밸브(83a) 및 제2 비례 전자식 릴리프 밸브(83b)로 이루어진다.
또한, 도시한 실시형태에 있어서의 가공 폐액 처리 장치는, 상기 압력 검출 수단(73a, 73b)으로부터의 압력 신호가 입력되고, 상기 펌프(3), 전자 전환 밸브(72), 제1 비례 전자식 릴리프 밸브(83a) 및 제2 비례 전자식 릴리프 밸브(83b)에 제어 신호를 출력하는 제어 수단(9)을 구비하고 있다. 이 제어 수단(9)은, 상기 지지 베이스(5)의 상면에 놓인다.
도시한 실시형태에 있어서의 가공 폐액 처리 장치는 이상과 같이 구성되어 있으며, 이하에서 그 작용에 관해서 설명한다.
폐액 탱크(2)에 수용된 가공 폐액을 처리할 때에, 제어 수단(9)은 우선 펌프(3)를 작동시키고, 이와 함께 전자 전환 밸브(72)의 한쪽의 전자 코일(72a)을 온(ON)으로 한다. 그 결과, 펌프(3)에 의해서 이송된 가공 폐액은, 배관(71), 전자 전환 밸브(72), 배관(71a) 및 폐액 도입구(441)를 통해 제1 필터(4a)에 도입된다. 제1 필터(4a)에 도입된 가공 폐액은 통형상 여과지(41)에 의해 여과되고, 통형상 여과지(41)의 외주를 덮는 통체(42)의 측면에 형성된 복수의 개구(421)를 통해서 필터 랙(6)의 가공액 저류조(60)로 유출된다. 이때, 제1 필터(43) 내에 투입되어 있는 실리카로 이루어지는 미립자 분체(40)가 통형상 여과지(41)의 내면에 부착되어 여과 성능이 향상되기 때문에, 가공 폐액에 혼입되어 있는 가공 부스러기를 확실하게 분리할 수 있다. 이에 따라, 메시가 촘촘한 고가의 여과지를 사용하지 않고 가공 부스러기를 확실하게 분리할 수 있다. 전술한 바와 같이 필터 랙(6)의 가공액 저류조(60)로 유출된 여과 가공액은, 배출구(611)로부터 도시하지 않은 가공 장치에 장착된 가공액 공급 수단에 의해서 재순환되거나, 폐기 수단을 통해 폐기된다.
또한, 전술한 바와 같이 제1 필터(4a)에 가공 폐액을 도입할 때, 제어 수단(9)은 압축 공기 공급 수단(8)의 제1 비례 전자식 릴리프 밸브(83a)를 온(ON)으로 하고, 유출 압력이 예컨대 1.5 기압으로 되도록 인가 전압을 제어한다. 이 결과, 압축 공기 공급원(81)의 압축 공기는 제1 비례 전자식 릴리프 밸브(83a)에 의해서 1.5 기압으로 감압되어, 배관(71b) 및 폐액 도입구(441)를 통해 제1 필터(4a)에 도입된다. 따라서, 제1 필터(4a)에 도입되는 가공 폐액에는 1.5 기압의 압력이 작용하게 된다. 이 결과, 제1 필터(4a) 내에 투입되어 있는 실리카로 이루어지는 미립자 분체(40)는, 통형상 여과지(41)의 내면에 확실하게 부착되므로, 여과 효율이 유지된다.
이와 같이 하여, 제1 필터(4a)에 의한 가공 폐액의 처리를 실시하면, 제1 필터(4a)의 통형상 여과지(41)의 내측에 가공 부스러기가 퇴적된다. 통형상 여과 지(41)의 내측에 가공 부스러기가 퇴적되면, 가공액이 통형상 여과지(41)를 통과하기 어렵게 되어, 필터로서의 기능을 잃는다. 이와 같이 통형상 여과지(41)의 내측에 가공 부스러기가 퇴적되면, 통형상 여과지(41) 내의 압력이 상승한다. 그리고, 통형상 여과지(41) 내의 압력이 예컨대 2 기압이 되면, 상기 제1 압력 검출 수단(73a)으로부터 출력되는 압력 신호가 입력된 제어 수단(9)은, 전자 전환 밸브(72)의 다른 쪽의 전자 코일(72b)을 온(ON)으로 한다. 이에 따라, 배관(71)과 배관(71a)의 연통이 차단되고, 배관(71)과 배관(71b)이 연통한다. 이 결과, 펌프(3)에 의해서 이송된 가공 폐액은, 배관(71), 전자 전환 밸브(72), 배관(71b) 및 폐액 도입구(441)를 통해 제2 필터(4b)에 도입된다. 또한, 제어 수단(9)은, 압축 공기 공급 수단(8)의 제2 비례 전자식 릴리프 밸브(83b)를 온(ON)으로 하고, 유출 압력이 예컨대 1.5 기압이 되도록 인가 전압을 제어한다. 그 결과, 펌프(3)에 의해서 이송된 가공 폐액은, 제2 필터(4b)에 의해서 상기 제1 필터(4a)와 동일하게 처리된다.
한편, 제어 수단(9)은, 압축 공기 공급 수단(8)의 제1 비례 전자식 릴리프 밸브(83a)의 유출 압력이 예컨대 3 기압이 되도록 인가 전압을 제어한다. 이 결과, 제1 필터(4a)의 통형상 여과지(41)의 내측에 체류하고 있는 가공 폐액이 강제적으로 여과되고, 통형상 여과지(41)의 외주를 덮는 통체(42)의 측면에 형성된 복수의 개구(421)를 통해서 필터 랙(6)의 가공액 저류조(60)로 유출되게 된다. 그리고, 제1 비례 전자식 릴리프 밸브(83a)의 유출 압력이 예컨대 3 기압이 되도록 인가 전압을 제어하고 나서 소정 시간 경과했으면, 제어 수단(9)은 제1 비례 전자식 릴리프 밸브(83a)를 오프(OFF)로 되게 한다. 이와 같이 하여, 제1 필터(4a)의 통형상 여과지(41)의 내측에 체류하고 있는 가공 폐액을 배출했으면, 이 필터를 폐기하고 새로운 필터로 교환한다. 그 사이에 가공 폐액은 전술한 바와 같이 제2 필터(4b)에 의해서 처리되기 때문에, 가공 장치의 작업을 중단할 필요는 없다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 가공 폐액 처리 장치의 주요부의 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시하는 가공 폐액 처리 장치의 주요부를 분해하여 도시하는 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따라서 구성된 가공 폐액 처리 장치의 구성 블럭도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 폐액 탱크
21 : 폐액 유입구
3 : 펌프
4a : 제1 필터
4b : 제2 필터
40 : 미립자 분체
41 : 통형상 여과지
42 : 통체
421 : 복수의 개구
43 : 바닥판
44 : 상부판
441 : 폐액 도입구
5 : 지지 베이스
6 : 필터 랙
60 : 가공액 저류조
661 : 배출구
7 : 가공 폐액 이송 수단
72 : 전자 전환 밸브
73a : 제1 압력 검출 수단
73b : 제2 압력 검출 수단
8 : 압축 공기 공급 수단
81 : 압축 공기 공급원
83a : 제1 비례 전자식 릴리프 밸브
83b : 제2 비례 전자식 릴리프 밸브
9 : 제어 수단

Claims (2)

  1. 가공 장치의 가공 시에 공급되는 가공액에 가공에 의해서 발생한 가공 부스러기가 혼입된 가공 폐액을 처리하는 가공 폐액 처리 장치로서,
    가공 폐액을 수용하는 폐액 탱크와, 이 폐액 탱크에 수용된 가공 폐액을 이송하는 펌프와, 이 펌프에 의해서 이송된 가공 폐액을 여과하는 필터를 구비하며,
    상기 필터는, 통형상으로 형성된 여과지와, 이 통형상 여과지의 외주를 덮고 측면에 복수의 개구가 있는 통체와, 상기 통형상 여과지의 하단을 폐색하는 바닥판과, 상기 통형상 여과지의 상단을 폐색하고 상기 펌프에 의해서 이송된 가공 폐액을 도입하는 폐액 도입구가 있는 상부판으로 이루어지며,
    상기 통형상 여과지에 미립자 분체가 투입되어 있는 것을 특징으로 하는 가공 폐액 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 미립자 분체는, 입자 지름이 0.5∼2.0 ㎛의 실리카로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가공 폐액 처리 장치.
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