(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定量の乾燥した砥粒に乾燥した窒素ガスを吹きつけることで各砥粒に静電気による電荷を与えるとともに一方向に運動させ、
この一方向に運動する、電荷が付与された各砥粒に対して電場にて加速させ、
この運動する砥粒に対して磁場を通過させることにより、砥粒径毎に分級する砥粒の分級方法。
【請求項２】
上記砥粒が上記磁場を通過する際、複数のポケットを砥粒の電荷と逆の導電形に帯電させておき、ローレンツ力によって各砥粒の運動方向を変えるとともに、各砥粒の質量の違いによって運動の軌跡の曲率を異ならせることで、運動してきた砥粒は各ポケットに分離して捕獲される請求項１に記載の砥粒の分級方法。
【請求項３】
所定量の乾燥した砥粒に乾燥した窒素ガスを吹きつけることで各砥粒に静電気による電荷を与えるとともに、一方向に運動させる手段と、
この一方向に運動する、電荷が付与された各砥粒に対して電場にて加速させる手段と、
この運動する砥粒に対して磁場を通過させることにより、砥粒径毎に分級する手段とを含む砥粒の分級装置。
【請求項４】
上記分級する手段は、上記砥粒が上記磁場を通過する際、複数のポケットを砥粒の電荷と逆の導電形に帯電させておき、ローレンツ力によって各砥粒の運動方向を変えるとともに、各砥粒の質量の違いによって運動の軌跡の曲率を異ならせることで、運動してきた砥粒は各ポケットに分離して捕獲される請求項３に記載の砥粒の分級装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は砥粒の分級技術、詳しくはシリコンウェーハの研磨剤などに混入される砥粒の分級を行う方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンウェーハの製造工程において、ワイヤソー用のスラリーや研磨剤などには砥粒が含まれる。例えばＳｉＣ砥粒、ＳｉＯ２砥粒である。砥粒はスライス、研磨等においてシリコンウェーハに対して研削作用を施すこととなる。
そして、これらのスライス、研磨などにおいて使用される砥粒は、その粒径の管理が重要となっている。粒径が一定の分布をとる砥粒を用いることにより、研磨精度、スライス精度を高めることができるからである。シリコンウェーハ表面の平坦度などにこの砥粒の粒径の分布が大きく影響を与えるものである。
従来、この砥粒の分級は、一次〜三次での水篩分級を行っている。水篩い分級では、水量、水圧、水温を管理して分級を行う。
具体的には、一次水篩い分級、二次水篩い分級、三次水篩い分級、ろ過、乾燥、篩別（振動を与える）、検査の順に行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような湿式分級法では、砥粒が固まってしまい、砥粒の微細化に伴い、砥粒の分布幅を小さくすることについて限界があった。また、歩留まりも非常に悪くなる。粒径が小さいと空気中に浮遊してしまうため、重力での捕獲が困難となるからである。
【０００４】
そこで、発明者は、鋭意研究を重ねた結果、篩別機において乾燥した砥粒に乾燥した窒素ガスを吹きつけることで各砥粒粒子に静電気による電荷を与え、この電荷により粒子径を選別すれば、砥粒径分布の精度を上げることができるとともに、その歩留まりが改善されることに着目してこの発明を完成させた。
【０００５】
【発明の目的】
この発明は、微細な砥粒の粒径分布を高精度に管理することができる分級技術を提供することを、その目的としている。
また、この発明は、分級に際しての歩留まりが高い砥粒分級技術を提供することを、その目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、所定量の乾燥した砥粒に乾燥した窒素ガスを吹きつけることで各砥粒に静電気による電荷を与えるとともに一方向に運動させ、この一方向に運動する、電荷が付与された各砥粒に対して電場にて加速させ、この運動する砥粒に対して磁場を通過させることにより、砥粒径毎に分級する砥粒の分級方法である。
砥粒としては、例えばＳｉＣ砥粒、ダイヤモンド砥粒などが挙げられる。
【０００７】
例えば乾燥した窒素ガスなどを所定流量で吹き付けることにより、各砥粒に対して所定の運動エネルギを付与するものとする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、上記砥粒が上記磁場を通過する際、複数のポケットを砥粒の電荷と逆の導電形に帯電させておき、ローレンツ力によって各砥粒の運動方向を変えるとともに、各砥粒の質量の違いによって運動の軌跡の曲率を異ならせることで、運動してきた砥粒は各ポケットに分離して捕獲される請求項１に記載の砥粒の分級方法である。
例えば乾燥窒素ガスなどを所定流量で吹き付け、この帯電した各砥粒を電場で加速させることにより所定の運動エネルギを付与するものとする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、所定量の乾燥した砥粒に乾燥した窒素ガスを吹きつけることで各砥粒に静電気による電荷を与えるとともに、一方向に運動させる手段と、この一方向に運動する、電荷が付与された各砥粒に対して電場にて加速させる手段と、この運動する砥粒に対して磁場を通過させることにより、砥粒径毎に分級する手段とを含む砥粒の分級装置である。
【００１０】
【００１１】
請求項４に記載の発明は、上記分級する手段は、上記砥粒が上記磁場を通過する際、複数のポケットを砥粒の電荷と逆の導電形に帯電させておき、ローレンツ力によって各砥粒の運動方向を変えるとともに、各砥粒の質量の違いによって運動の軌跡の曲率を異ならせることで、運動してきた砥粒は各ポケットに分離して捕獲される請求項３に記載の砥粒の分級装置である。
【００１２】
【作用】
この発明によれば、各砥粒に対して電荷を付加し、さらに、運動エネルギを付加する。一方向に運動させた砥粒について電場または磁場を通過させることにより、その運動エネルギおよび磁場からのローレンツ力に応じて砥粒を分級することができる。粒径の大きな砥粒ほど質量が大きく、慣性による到達距離が異なるからである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。
図１において示すように、筺形のケーシング１１の一端部には砥粒の供給部１２が配設され、その他端部には砥粒の捕獲部１４が配設されている。供給部１２と捕獲部１４とは所定距離だけ離れている。
供給部１２で供給された所定量の砥粒（微細なシリカ）に対して、乾燥した窒素ガスを一定量流してこの砥粒を撹拌し、その摩擦による静電気で砥粒一粒毎に一定の電荷を付与する。
加速部１３は、一端側の陽極１５と、これから所定距離だけ離間した他端側の陰極１６とを有している。この加速部１３において上記砥粒を加速する。１７はその電源とする。
さらに、この一端部には他端側に向かって開口するよう窒素ガスの吹き出し口１８が設けられている。窒素ガスはこの吹き出し口１８から所定流量でケーシング１１の加速部１３内に吹き込まれ、他端側の出口１９から排出される。
他端部に設けられた捕獲部１４は、電荷を付与された砥粒が窒素ガスにより流されてきた場合、これらの砥粒に対して電場（または磁場）を与えることにより、その粒径毎に分けて捕獲する。すなわち、砥粒の運動方向に沿って捕獲用のポケット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ・・を並んで設けている。これらのポケット２０Ａ，２０Ｂ・・・にはその粒径に応じて砥粒が捕獲、収納されることとなる。
【００１４】
この分級装置にあっては、砥粒を所定量ずつ供給部１２に投入する。この供給部１２において窒素ガスブローにより電荷が付与される。そして、電荷が付与された砥粒は吹き出し口１８から加速部１３に移送させ、この加速部１３においては砥粒は一定方向に（他端側に向かって）加速される。各砥粒はその粒径、すなわち質量によりそれぞれ所定の運動エネルギを有することとなる。
このように電荷を帯びた砥粒は加速部１３により加速され、他端部に向かって飛行する。
そして、これらの砥粒は、捕獲部１４において吸引、捕獲される。すなわち、捕獲部（磁場印加部）１４では、ポケット２０Ａ，２０Ｂ・・を砥粒の電荷と逆の導電形に帯電させておくことにより（磁場が形成されている）、各ポケット２０Ａ，２０Ｂ・・が砥粒を吸引するものである。ローレンツ力によって砥粒の運動方向が変えられ、また、各砥粒の質量の違いによって運動の軌跡の曲率が異なることで、飛行してきた砥粒は各ポケット２０Ａ，２０Ｂ・・・に分離して捕獲される。
【００１５】
【発明の効果】
この発明によれば、砥粒の分級を高精度で行うことができる。同時に、砥粒の分級に際しての歩留まりを高めることもできる。この分級により砥粒の分布幅を小さく抑えることができる結果、この砥粒を用いた加工での加工物（例えばシリコンウェーハ）の仕上がり厚さ、加工精度、加工取り代、加工時間を安定化することができる。また、加工変質層を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施例に係る砥粒の分級装置の概略構成を示すための模式図である。
【符号の説明】
１２  供給部、
１３  加速部、
１４  捕獲部、
１８  ガス吹き出し口。
【図１】
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