TWI735745B - 加工液供給裝置 - Google Patents

Abstract

[課題]本發明的課題是適當地判定添加劑對加工液的注入不良。[解決手段]加工液供給裝置（2）包含有，容納被添加至流經一端連接液體供給源（20）而另一端連接加工裝置（1）之流路（31）的液體中之添加劑（A）的貯留容器（26），將貯留容器的添加劑注入流路的注入幫浦（27），在添加劑被注入流於流路內之液體時以預定間隔測量貯留容器的重量以轉換為電子訊號的重量測量手段（40），接收來自重量測量手段的電子訊號以判斷貯留容器的重量之測量值是否正以預定比率減少的判斷手段（41），以及當判斷手段判斷重量之測量值未以預定比率減少時發出注入不良之警告的警告手段（42）。

Description

加工液供給裝置

本發明係關於一種供給加工液的加工液供給裝置。

於半導體元件製程中，藉由沿著切割道分割形成了多個元件的半導體晶圓，以形成半導體元件。半導體晶圓的分割係由切割裝置進行，於切割裝置以高速旋轉的切割刀片沿著切割道來切割半導體晶圓。此時，藉著由噴嘴向切割刀片的切入處噴出加工液，使切割刀片冷卻並同時從半導體晶圓上洗去加工屑。

然而，若是從加工液供給手段的噴嘴所噴出的加工液帶電，會有形成於半導體晶圓表面的元件發生靜電破壞、或加工屑附著於半導體晶圓的情況。因此，藉由於加工液中注入、混合防止帶電用的添加劑，來防止加工液帶電。於加工液中注入添加劑係由加工液供給裝置進行（例如，參閱專利文獻1）。 [習知技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2015-46550號公報

[發明所欲解決的課題] 可是，加工液供給裝置中係透過注入幫浦注入添加劑至純水流動的流路。因作為純水及添加劑之流路的配管是以管線所形成的，故管線折彎、或管線內有空氣及粉塵等異物侵入，便無法將必要分量的添加劑注入純水中。於是，亦考慮有測量注入了添加劑之加工液的導電率或阻抗值等，並基於這個值判定是否注入了適當分量的添加劑之方法。然而，上述的方法中，若測量導電率或阻抗值等的測量器有異常，儘管沒有注入適當分量的添加劑，會有仍誤判為已注入的情況。

因此，本發明的目的在於，提供一種加工液供給裝置，其能夠適當地判定添加劑對加工液的注入不良。 [解決課題的技術手段]

根據本發明，提供一種加工液供給裝置，具備：容納添加劑之貯留容器，該添加劑被添加至流經一端連接液體供給源而另一端連接加工裝置之流路的液體中；將該貯留容器的該添加劑注入該流路的注入幫浦；在該添加劑被注入流動於該流路內之該液體時，以預定間隔測量該貯留容器的重量以轉換為電子訊號的重量測量手段；接收來自該重量測量手段的該電子訊號，以判斷該貯留容器的該重量之測量值否正以預定比率減少的判斷手段；以及當該判斷手段判斷該重量之測量值未以該預定比率減少時，發出注入不良警告的警告手段。

根據此構成，將添加劑從容納添加劑的貯留容器透過注入幫浦注入到流動於流路中之液體的期間，以重量測量手段測量貯留容器的重量，並根據重量是否有減少以判斷添加劑是否正被注入至液體中。據此，當重量沒有以預定比率減少時，可知沒有預定量的添加劑被注入到液體中，因此可適當地判斷添加劑的注入不良。又，能夠立即檢測到從貯留容器到流路之間產生了堵塞。

較佳地，判斷手段係基於每段預定時間多個重量的測量值以最小平方法計算出線性函數直線的傾斜角度，並在作為減少比率的傾斜角度變成預定範圍外的情況下判斷為未以該預定比率減少。 [發明功效]

根據本發明，可以適當地判定添加劑對加工液的注入不良。

以下，參閱附圖並說明對切割裝置的加工液供給造構造。圖1為關於本實施方式對切割裝置之加工液供給構造的示意圖。

如圖1所示，加工液供給裝置2係為了對從液體供給源20被供給至切割裝置1之一對噴嘴16、17的加工液注入防止帶電用的添加劑A而構成。於加工液的供給路線的最上遊設置有液體供給源20。從液體供給源20開始延伸的流路31係通過電磁閥37連接切割裝置1中刀片蓋11的接頭部13、14。於刀片蓋11中形成內部流路，內部流路連接至噴嘴16、17。

切割裝置1係藉由使旋轉的切割刀片10接觸晶圓（未圖示）以切割晶圓。切割刀片10安裝在主軸（未圖示）的一端上，藉由主軸另一端所連結的馬達（未圖式）來旋轉。切割刀片10是由切割刀刃組成，切割刀刃例如是將金剛石等的磨粒以黏合材結合以形成環狀。切割刀片10的上方由刀片蓋11所覆蓋，刀片蓋11由裝卸區塊11a及蓋本體11b所構成。將裝卸區塊11a藉由螺栓安裝至蓋本體11b時，安裝位置由定位銷15決定。於刀片蓋11以將切割刀片10夾持於中的方式設置有一對噴嘴16、17，噴嘴16、17各自向著切割刀片10側邊噴出由流路31所提供的加工液。

另外，切割刀片10可為墊片型或輪轂型。又，晶圓可為例如在半導體基板上形成半導體元件的半導體晶圓，也可為在無機材料基板上形成光學元件的光學元件晶圓，亦可為封裝基板、形成半導體元件前的半導體基板、形成光學元件前的無機材料基板、氧化物晶圓、生陶瓷基板、壓電基板。

在添加劑A的供給路徑的上游設置有容納添加劑A的第1添加劑容器21以及第2添加劑容器22。在從第1添加劑容器21及第2添加劑容器22向著貯留容器26的流路32、流路33上各自配設有第1傳送幫浦23、第2傳送幫浦24。藉由第1傳送幫浦23、第2傳送幫浦24，容納於第1添加劑容器21、第2添加劑容器22的添加劑A各自通過流路32、流路33傳送至貯留容器26。

在從貯留容器26通往流路31的流路35上配設有注入幫浦27。藉由注入幫浦27，容納於貯留容器26中的添加劑A通過流路35被注入到流路31。流路31與流路35連接，藉由注入幫浦27被注入到流路31的添加劑A是在流路31內與從液體供給源20供給的純水等液體混合。被混合的純水與添加劑A作為加工液被供給至切割裝置1的噴嘴16、17。

可使用例如陰離子系、陽離子系、非離子系等有機添加劑、氨等無機添加劑、二氧化碳、界面活性劑作為添加劑A，可使用例如聚乙烯亞胺、二氰二胺（dicyandiamide）作為陽離子系的添加劑。藉由添加添加劑A至加工液，防止加工液帶電。

又，貯留容器26內配設有檢測添加劑A的水位之液面檢測感測器28。液面檢測感測器28係連接至傳送幫浦控制部29，傳送幫浦控制部29係控制第1傳送幫浦23以及第2傳送幫浦24的作動。藉由液面檢測感測器28檢測出貯留容器26內之添加劑A的液面下降到預定高度之情形，藉由傳送幫浦控制部29使第1傳送幫浦23及第2傳送幫浦24的任一者作動，使第1添加劑容器21、第2添加劑容器22內的添加劑A傳送至貯留容器26。

如此，為了防止從切割裝置的噴嘴噴出的加工液帶電，添加防止帶電用的添加劑到作為主加工液的純水中。如上述的加工液供給裝置中，對純水混合添加劑是藉由透過注入幫浦將添加劑注入到純水流經的流路來執行。然而，會有某些原因造成沒有混合預定量的添加劑。本案發明者們發現，這是因為作為添加劑流路的管線折彎或異物侵入管線內造成注入幫浦空轉，而阻擾添加劑注入純水中。

為了確認加工液中是否注入了預定量的添加劑，研究了在流路中配置檢測器，檢測注入了添加劑的加工液的導電率或阻抗值等並測量加工液中添加劑濃度之方法。然而，作為添加劑的濃度未達預定值的情況的原因，除上述的因管線的堵塞造成添加劑的注入不良之外，考慮到測量器的故障、或著是在純水與添加劑沒有充分混合處進行了測量，要確定原因是有困難的。於是，於本實施方式係藉由重量測量手段測量容納添加劑的貯留容器之重量，以監控添加劑減少的狀況，判斷添加劑的注入不良的同時，檢測添加劑的流路是否產生異常。

以下詳細說明關於本實施方式的重量測量手段40以及判斷用重量測量手段40所測量之添加劑A之重量減少的構成。在重量測量手段40上方配設貯留容器26，重量測量手段40測量容納添加劑A的貯留容器26之重量。重量測量手段40以例如荷重變換器（load cell）形成。重量測量手段40在貯留容器26的添加劑A注入到液體供給源20所供給的純水流經的流路31時，以預定間隔測量貯留容器26的重量以變換為電子訊號，並向連接至重量測量手段40之判斷手段41傳送電子訊號。

判斷手段41係以預定間隔接收來自重量測量手段40的電子訊號，基於這個電子訊號判斷貯留容器26之重量的測量值是否以預定比率減少。當判斷手段41判斷重量之測量值正以預定比率減少時，認定為貯留容器26內的添加劑A正被以預定的添加量混合至純水中，繼續加工液對切割裝置1的供給。當判斷手段41判斷重量之測量值沒有以預定比率減少時，認定為貯留容器26內的添加劑A沒有被以預定的添加量注入至純水中，使警告手段41發出警告的同時，暫時停止切割裝置1的加工。藉此，防止在切割裝置1使用到未適當添加添加劑A的加工液切割晶圓。

另外，傳送幫浦控制部29以及判斷手段41係藉由執行各種處理的處理器或記憶體等而構成。記憶體係根據用途為ROM（Read Only Memory）、RAM（Random Access Memory）等之一或複數的記憶媒體所構成。於記憶體中記憶例如用於控制各種處理的程式等。

將添加劑A透過注人幫浦27自容納添加劑A的貯留容器26注入流於流路31的純水中時，以重量測量手段40監控貯留容器26的重量。藉此，當貯留容器26的重量沒有減少時，因為知道添加劑A沒有被注入到純水去，可以適當地判斷添加劑A的注入不良。又，可以立即檢測到從貯留容器26到流路31所連接的流路35處發生堵塞。

接著，詳細說明在加工液供給裝置2中添加劑A的注入動作。圖2為表示本實施方式的添加劑被適當地注入時的動作之圖式。圖3為以圖2情況下的貯留容器之重量的測量值所繪製之圖。圖4為表示本實施方式的添加劑未被適當地注入時的動作之圖式。圖5為以圖4情況下的貯留容器之重量的測量值所繪製之圖。圖2及圖4的箭頭表示純水及添加劑的流向。圖3及圖5橫軸表示時間，縱軸表示重量。

如圖2所示，若電磁閥37開啟，從液體供給源20供給的純水流經流路31。藉由注入幫浦27，貯留容器26內的添加劑A經由流路35注入到流路31，在流路31內與純水混合。混合了添加劑Ａ的加工液被供給至切割裝置1的噴嘴16、17（參閱圖1），開始切割加工。藉由添加劑A被注入到流路31，貯留容器26內的添加劑A減少。

此時，貯留容器26的重量減少。貯留容器26的添加劑A被注入到流路31時，重量測量手段40監控貯留容器26的重量。重量測量手段40於例如每秒測量貯留容器26的重量，並將測量值變換為電子訊號傳送至判斷手段41。

判斷手段41係於每1秒接收重量的測量值的資料。如圖3所示，判斷手段41基於例如60秒期間每秒取得的資料的繪製，使用最小平方法求得線性函數直線，計算出此傾斜角度θ1。接著，作為貯留容器26之重量的減少比率的傾斜角度θ1與作為閾值的角度α比較。傾斜角度θ1在角度α以上的情況，判斷手段41於例如61秒後判斷貯留容器26的重量正以預定比率減少。判斷手段41認定為添加劑A正被以預定的添加量注入到流路31，使電磁閥37維持開啟繼續加工液對噴嘴16、17（參閱圖1）的供給。

如圖4所示，切割繼續進行時，若例如流路 35發生折彎或堵塞，則貯留容器26內的添加劑通過流路35被阻擾。由於添加劑A往流路31注入被阻擾，貯留容器26內添加劑A的減少量變小。此時，根據重量測量手段40測量的貯留容器26的重量之變化量變小。重量測量手段40每秒測量貯留容器26的重量，並將測量值作為電子訊號傳送至判斷手段41。

判斷手段41每秒接收資料。如圖5所示，判斷手段41係基於例如60秒期間每秒取得的資料的繪製，使用最小平方法從線性函數直接算出傾斜角度θ2，將傾斜角度θ2與閾值的角度α作比較。傾斜角度θ2比角度α小的情況下，判斷手段41於例如61秒後判斷貯留容器26的重量沒有以預定比率減少中。判斷手段41認定添加劑A未以預定的添加量注入至流路31，使警告手段42發出警告。又，判斷手段41使電磁閥37關閉、停止加工液對切割裝置1（未圖示）的供給的同時，暫時停止加割裝置1的晶圓加工。

隨著繼續重量的測量，基於繪製計算出的傾斜角度會變化。因此，於判斷手段41在61秒後根據60秒期間的測量值之繪製判斷是否重量正以預定比率減少之後，每秒算出傾斜角度以與角度α作比較。另外，重量測量手段40測量貯留容器26的重量的間隔也可以非1秒，判斷手段41為了用最小平方法求得線性函數直線的重量的測量時間也可以不是60秒間，判斷重量是否正以預定比率減少的時間也可以不是在61秒後。這些間隔和時間可作適當地設定。又，作為閾值的角度α可以根據在加工液中添加劑A的添加量適當地設定。

如此，在將添加劑A從貯留容器26透過注入幫浦27注入到流動於流路31的純水中時，貯留容器26的重量被重量測量手段40所監控，每秒測量到的重量之測量值被傳送至判斷手段41。判斷手段41基於60秒期間的重量的資料值，在61秒後判斷重量是否正在減少，之後每秒持續判斷。據此，因為可以即時檢測出重量是是否正以預定比率減少，可以適當地判斷是否有預定量的添加劑A正被注入到純水。又，藉由監控添加劑A減少的狀況，可以立即確定添加劑A注入不良的原因是連接從貯留容器26到流路31的流路35有折彎或堵塞。據此，可以執行作為流路35的管線的維護。

如以上所述，關於本實施方式的加工液供給裝置2，於添加劑A被從容納添加劑A的貯留容器26透過注入幫浦27注入到流動於流路31的液體中時，以重量測量手段40測量貯留容器26的重量，藉由重量是否有減少來判斷添加劑A是否正在注入到液體中。藉此，當重量沒有以預定比率減少時，因可知預定量的添加劑A沒有注入到純水中，能夠適當地判斷添加劑A的注入不良。又，可以立即檢測貯留容器26到流路31之間產生了堵塞。

於上述實施方式，未特別限定警告手段41。例如，使用聲音通知、顯示通知、發光通知的至少一個作為警告即可。

又，於上述實施方式中，雖為將第1添加劑容器21及第2添加劑容器22的兩個添加劑容器中容納的添加劑A傳送至貯留容器26所構成，添加劑容器可為1個，也可以為3個以上。

又，於上述實施方式中，雖由基於貯留容器26的重量之測量值以最小平方法所求得線性函數直線計算出傾斜角度所構成，未特別限定預測線形的方法。又，也可以用與傾斜角度比較以外的方法判斷重量的減少

又，於上述實施方式中，雖以荷重變換器作為重量測量手段40所構成，能夠連續地測量貯留容器26之重量的話也可以用例如壓力感測器。

又，於本實施方式中，雖以切割晶圓的切割裝置作為加工裝置以例示說明，但不限定於此構成。本發明可以適用於供給液體的其他加工裝置。亦可適用於例如，研削裝置、研磨裝置、雷射加工裝置、修邊（edge trimming）裝置、洗淨裝置以及組合以上的叢集裝置等之其他加工裝置的液體供給。亦可適用於例如燒蝕加工時形成保護膜的情況，亦可適用於供給洗淨液於洗淨裝置的情況。

又，已說明本發明的各實施方式，但作為本發明的其他實施方式，也可以將上述各實施方式的全體或部分組合。

又，本發明的實施方式不限於上述各實施方式，在未脫離本發明的技術思想精神範圍，亦可作各種變更、置換、變形。另外，根據技術的進步或衍生的其他技術，若可以其他做法實現本發明之技術思想，亦可以用該方法實施。因此，專利請求範圍係含蓋所有本發明的技術思想的範圍可能包含的實施態樣。

於本實施的方式，雖以適用於切割加工晶圓的切割裝置構成說明本發明，亦可能適用於加工裝置以外供給液體的裝置。 [產業上的可利用性]

如以上的說明，本發明具有可適當地判定添加劑對加工液之注入不良的效果，特別適用於供給加工液之加工液供給裝置。

1‧‧‧切割裝置（加工裝置）2‧‧‧加工液供給裝置20‧‧‧液體供給源26‧‧‧貯留容器27‧‧‧注入幫浦31、35‧‧‧流路40‧‧‧重量測量手段41‧‧‧判斷手段42‧‧‧警告手段A‧‧‧添加劑

圖1為本實施方式對切割裝置之加工液供給造構造的示意圖。 圖2為表示本實施方式的添加劑被適當地注入時的動作。 圖3為以圖2情況下貯留容器之重量的測量值所繪製之圖。 圖4為表示本實施方式的添加劑未被適當地注入時的動作。 圖5為以圖4情況下貯留容器之重量的測量值所繪製之圖。

1‧‧‧切割裝置(加工裝置)

2‧‧‧加工液供給裝置

10‧‧‧切割刀片

11‧‧‧刀片蓋

11a‧‧‧裝卸區塊

11b‧‧‧蓋本體

13、14‧‧‧接頭部

15‧‧‧定位銷

16、17‧‧‧噴嘴

20‧‧‧液體供給源

21‧‧‧第1添加劑容器

22‧‧‧第2添加劑容器

23‧‧‧第1傳送幫浦

24‧‧‧第2傳送幫浦

26‧‧‧貯留容器

27‧‧‧注入幫浦

28‧‧‧液面檢測感測器

29‧‧‧傳送幫浦控制部

31、32、33、35‧‧‧流路

37‧‧‧電磁閥

40‧‧‧重量測量手段

41‧‧‧判斷手段

42‧‧‧警告手段

A‧‧‧添加劑

Claims (2)

1. 一種加工液供給裝置，具備：貯留容器，其容納添加劑，該添加劑被添加至流經一端連接液體供給源而另一端連接加工裝置之流路的液體中，該加工裝置包含具備可旋轉之切割刀片的切割裝置，且添加有該添加劑的液體會被供給至該可旋轉之切割刀片的側邊；注入幫浦，其將該貯留容器的該添加劑注入該流路；重量測量手段，在該添加劑被注入流動於該流路內之該液體時，以預定間隔區分之多個不同的時間點測量該貯留容器之重量，並將每一個重量的測量值轉換為電子訊號；判斷手段，接收來自該重量測量手段的該電子訊號，以判斷該貯留容器之該重量的測量值是否正以預定比率減少；以及警告手段，當該判斷手段判斷為該重量的測量值未以該預定比率減少時，發出注入不良的警告。
2. 如申請專利範圍第1項所述之加工液供給裝置，其中該判斷手段基於每段預定時間多個該重量的測量值以最小平方法計算出線性函數直線的傾斜角度，並在作為減少比率的該傾斜角度變成預定範圍外的情況下判斷為未以該預定比率減少。

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