(57)【要約】      （修正有）【課題】加工装置のスピンドルアセンブリを経済的に冷却可能な加工装置の冷却システムを提供することである。【解決手段】水供給源６から供給された水を濃縮排水と純水とに分離する逆浸透膜モジュール４Ａ、４Ｂと、水供給源６から逆浸透膜モジュール４Ａ，４Ｂに供給される水を加圧する加圧ポンプ１４と、逆浸透膜モジュール４Ａ，４Ｂからの濃縮排水を排水する排水経路２６と、加圧ポンプ１４より上流側に接続される排水戻り経路３６と、逆浸透膜モジュール４Ａ，４Ｂで生成された純水が流出する純水流出経路１８と、排水経路２６と排水戻り経路３６との分岐点に配設された開閉バルブ３０と、開閉バルブ３０より上流側から分岐して、又は排水戻り経路３６から分岐してスピンドルアセンブリ４６を冷却するための冷却水を導入する冷却水導入路５８と、スピンドルアセンブリ４６から排出される冷却水を排水経路２６に戻す冷却水排出路６０と、を具備した。【選択図】図１
2011011261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピンドルアセンブリを備えた加工装置の冷却システムであって、
水供給源と、
該水供給源から供給された水を濃縮排水と純水とに分離する逆浸透膜モジュールと、
該水供給源から該逆浸透膜モジュールへ水を供給する水供給経路と、
該水供給経路上に設けられ、該逆浸透膜モジュールに供給される水を加圧する加圧ポンプと、
該逆浸透膜モジュールからの濃縮排水を排水する排水経路と、
該排水経路から分岐して該水供給経路の該加圧ポンプより上流側に接続される排水戻り経路と、
該逆浸透膜モジュールで生成された純水が流出する純水流出経路と、
該排水経路と該排水戻り経路との分岐点より下流側の該排水経路上に配設された開閉バルブと、
該排水経路の該開閉バルブより上流側から分岐して、又は該排水戻り経路から分岐して該スピンドルアセンブリに接続され、該スピンドルアセンブリを冷却するための冷却水を導入する冷却水導入路と、
該スピンドルアセンブリと該排水経路の該開閉バルブより上流側に接続され、該スピンドルアセンブリから排出される冷却水を該排水経路に戻す冷却水排出路と、
を具備したことを特徴とする加工装置の冷却システム。
【請求項２】
前記排水経路、排水戻り経路、又は純水流出経路の何れかの経路上に配設された純水濃度を計測する純水濃度計測手段を更に具備し、
該純水濃度計測手段で計測した純水濃度に基づいて前記開閉バルブの開閉が制御される請求項１記載の加工装置の冷却システム。
【請求項３】
前記加工装置は、切削装置又は研削装置の何れかである請求項１又は２記載の加工装置の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、純水を簡易的に生成可能な純水生成装置に接続される加工装置の冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体デバイス製造プロセスにおいては、ＩＣやＬＳＩ等の複数の半導体デバイスが表面に形成された半導体ウエーハは、その裏面側が研削装置によって研削されて所望の厚みに薄肉化される。その後、薄肉化された半導体ウエーハを切削装置で個々の半導体デバイスに分割することで複数の半導体デバイスが製造される。
【０００３】
研削装置は半導体デバイス等の被加工物を保持する保持テーブルと、保持テーブルに保持された被加工物を研削する研削ホイールと、研削ホイールを回転させるスピンドルを含むスピンドルアセンブリとを備えている。研削ホイールが６０００ｒｐｍ程度で回転しつつ保持テーブルで保持された被加工物に当接することで被加工物の研削が遂行される。
【０００４】
一方、切削装置は半導体ウエーハ等の被加工物を保持する保持テーブルと、保持テーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードと、切削ブレードを回転させるスピンドルを含むスピンドルアセンブリとを備えている。切削ブレードが３００００ｒｐｍ程度の高速で回転しつつ保持テーブルに保持された被加工物に切り込むことで被加工物の切削が遂行される。
【０００５】
これらの研削装置や切削装置では、加工に伴う加工屑を除去する目的又は加工に伴って発生する加工熱を冷却する目的等のために、加工水を供給しながら研削又は切削が遂行される。
【０００６】
半導体デバイス上に極微量でも不純物が残っていると半導体デバイスの品質に重大な影響を及ぼす。そのため、半導体デバイスの製造プロセスでは純水が洗浄水や加工水として用いられており、これらの研削装置や切削装置においても加工水として純水が使用されている。
【０００７】
純水とは比抵抗値が約１〜１０ＭΩ・ｃｍの水を指し、純水は市水をフィルタ、活性炭フィルタ、イオン交換樹脂や逆浸透膜に通過させることで生成され、例えば特開２０００−１８９７６０号公報に開示されるような純水製造装置が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１８９７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一方、研削装置の研削ホイールを回転するスピンドル及び切削装置の切削ブレードを回転するスピンドルは高速で回転されるため、スピンドルを含むスピンドルアセンブリの内部にはスピンドルの回転に伴う発熱を冷却する目的で、冷却水を流通させる冷却水路が形成されており、スピンドルアセンブリの冷却水としても純水が一般的に使用されている。
【００１０】
ところが、純水は非常に高価であり、スピンドルアセンブリの冷却水として純水を使用することは経済的ではない。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加工装置のスピンドルアセンブリを経済的に冷却可能な加工装置の冷却システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によると、スピンドルアセンブリを備えた加工装置の冷却システムであって、水供給源と、該水供給源から供給された水を濃縮排水と純水とに分離する逆浸透膜モジュールと、該水供給源から該逆浸透膜モジュールへ水を供給する水供給経路と、該水供給経路上に設けられ、該逆浸透膜モジュールに供給される水を加圧する加圧ポンプと、該逆浸透膜モジュールからの濃縮排水を排水する排水経路と、該排水経路から分岐して該水供給経路の該加圧ポンプより上流側に接続される排水戻り経路と、該逆浸透膜モジュールで生成された純水が流出する純水流出経路と、該排水経路と該排水戻り経路との分岐点より下流側の該排水経路上に配設された開閉バルブと、該排水経路の該開閉バルブより上流側から分岐して、又は該排水戻り経路から分岐して該スピンドルアセンブリに接続され、該スピンドルアセンブリを冷却するための冷却水を導入する冷却水導入路と、該スピンドルアセンブリと該排水経路の該開閉バルブより上流側に接続され、該スピンドルアセンブリから排出される冷却水を該排水経路に戻す冷却水排出路と、を具備したことを特徴とする加工装置の冷却システムが提供される。
【００１３】
好ましくは、加工装置の冷却システムは、排水経路、排水戻り経路、又は純水流出経路の何れかの経路上に配設された純水濃度を計測する純水濃度計測手段を更に具備し、該純水濃度計測手段で計測した純水濃度に基づいて前記開閉バルブの開閉が制御される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、純水生成装置からの排水を加工装置におけるスピンドルアセンブリの冷却水として使用できるため、スピンドルアセンブリの冷却水に新たな純水を使用する必要がなく、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明第１実施形態に係る加工装置の冷却システムの模式図である。
【図２】本発明第２実施形態に係る加工装置の冷却システムの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明実施形態に係る加工装置の冷却システムについて詳細に説明する。図１を参照すると、本発明第１実施形態の加工装置の冷却システム４２が模式的に示されている。加工装置の冷却システム４２は、純水生成装置２に接続されている。
【００１７】
純水生成装置２は、並列に配置された２個の逆浸透膜モジュール４Ａ，４Ｂを備えている。ここで、逆浸透膜とは、濾過膜の一種であり、水を通しイオンや塩類など水以外の不純物は透過しない性質を有する膜のことを言う。逆浸透膜は、概ね大きさが２ｎｍ以下の多数の孔を有している。
【００１８】
逆浸透膜の構造は高い圧力に耐えるような構造が必要であり、現在では中空糸膜、スパイラル膜、チューブラ膜等の構造が採用されている。また、逆浸透膜の材質としては、酢酸セルロース、芳香族ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリスルホン等が採用されている。
【００１９】
水供給源６からは例えば市水（水道水）が水供給路８に供給される。水供給路８には、活性炭フィルタ１０及びフィルタ１２が設けられており、活性炭フィルタ１０では塩素を除去し、フィルタ１２ではゴミ等を除去する。
【００２０】
水供給路８には更に、加圧ポンプ１４及び温度計１６が設けられており、加圧ポンプ１４で水供給源６から供給された水を高圧（例えば６０気圧）に加圧して逆浸透膜モジュール４Ａ，４Ｂに供給する。温度計１６は供給される水の温度を計測する。
【００２１】
逆浸透膜モジュール４Ａ，４Ｂで生成された純水は純水流出経路１８に排出される。純水流出経路１８には、流量調整装置２０、純水の電解質濃度を計測する純水濃度計測手段２２、フィルタ２４が配設されている。純水濃度計測手段２２では、純水の電気抵抗率又は電気導電率を測定する。
【００２２】
本実施形態では、逆浸透膜モジュール４Ａ，４Ｂで生成される純水は約１ＭΩ・ｃｍ程度の比抵抗値を有している。フィルタ２４は例えば０．２μｍ程度の細かいメッシュを有していることが好ましい。
【００２３】
逆浸透膜モジュール４Ａ，４Ｂからは濃縮排水が排水経路２６に排出される。排水経路２６には、流量調整装置２８及び開閉バルブ３０が設けられている。
【００２４】
純水流出経路１８から分岐して純水戻り経路３２が配設されており、この純水戻り経路３２は水供給経路８の加圧ポンプ１４より上流側に接続されている。更に、排水経路２６から分岐して排水戻り経路３６が配設されており、排水戻り経路３６は水供給経路８の加圧ポンプ１４より上流側に接続されている。
【００２５】
純水戻り経路３２には、純水流出経路１８からの純水の通過を許容し、水供給経路８からの水の通過を防止する逆止弁３４が設けられている。同様に、排水戻り経路３６には、排水経路２６からの排水の通過を許容し、水供給経路８からの水の通過を防止する逆止弁３８が設けられている。
【００２６】
排水戻り経路３６には更に、濃縮排水の電解質濃度を計測する純水濃度計測手段（濃縮排水濃度計測手段）４０が設けられている。純水濃度計測手段４０も、純水流出経路１８に設けられた純水濃度計測手段２２と同様に、濃縮排水中の電気抵抗率又は電気伝導率を測定して、濃縮排水の電解質濃度を検出する。
【００２７】
開閉バルブ３０は、純水濃度計測手段２２，４０に接続されており、純水濃度計測手段２２によって計測された純水濃度に基づいて、又は純水濃度計測手段４０で計測された濃縮排水の濃度に基づいて、開閉バルブ３０の開閉の程度が制御される。これにより、純水生成装置２からの排水を必要最小限度に制御することができる。
【００２８】
また、加圧ポンプ１４の種類によっては供給される水温の上昇が想定される。この場合には、加圧ポンプ１４の下流側に設けた温度計１６により水温を計測し、計測された温度に応じて開閉バルブ３０を制御する。
【００２９】
流量調整装置２０，２８は流量計と流量調整弁から構成され、これらの流量調整装置２０，２８を調整することにより、逆浸透膜モジュール４Ａ，４Ｂからの純水と濃縮排水との流量バランスを制御する。
【００３０】
本実施形態の加工装置の冷却システム４２には、純水生成装置２からの濃縮排水が加工装置の冷却水として利用される。符号４４は加工装置の一種である切削装置を概略的に示している。
【００３１】
切削装置４４のスピンドルアセンブリ４６は、スピンドルハウジング４８中に収容されたスピンドル５０を有しており、スピンドル５０の先端には切削ブレード５２が装着されている。５４は切削装置４４の保持テーブル、５６は蛇腹である。
【００３２】
本実施形態の冷却システム４２では、スピンドルアセンブリ４６を冷却するための冷却水導入路５８と、スピンドルアセンブリ４６を循環して排出される冷却水の排出路６０が排水経路２６の開閉バルブ３０より上流側に接続されている。
【００３３】
冷却水導入路５８には排水経路２６からの冷却水の通過を許容し、逆方向の通過を防止する逆止弁６２が設けられており、冷却水排出路６０にはスピンドルアセンブリ４６からの冷却水の通過を許容し、逆方向の通過を防止する逆止弁６４が設けられている。
【００３４】
図１に示された実施形態では、冷却水導入路５８及び冷却水排出路６０は開閉バルブ３０より上流側の排水経路２６に接続されているが、冷却水導入路５８及び冷却水排出路６０を排水戻り経路３６に接続するようにしてもよい。
【００３５】
以下、このように構成された純水生成装置２の濃縮排水をスピンドルアセンブリ４６の冷却水として利用する、本実施形態の加工装置の冷却システム４２の作用について純水生成装置２の作用とともに説明する。
【００３６】
水供給源６から供給された市水は活性炭フィルタ１０で塩素が除去され、フィルタ１２でゴミが除去されてから、加圧ポンプ１４により高圧に加圧されて逆浸透膜モジュール４Ａ，４Ｂに供給される。
【００３７】
逆浸透膜モジュール４Ａ，４Ｂでは、逆浸透膜で仕切られた濃度の高い側から低い側に水分子だけが浸透し、純水が生成される。生成された純水は純水流出経路１８に排出され、切削装置、研削装置等の加工装置が稼動している場合には、これらの加工装置の加工水として利用される。
【００３８】
加工装置の加工水として利用されない純水は、純水戻り経路３２を通って加圧ポンプ１４の上流側の水供給経路８に戻される。このように純水戻り経路３２が設けられているため、純水生成装置２で生成した純水を貯水するタンクを設ける必要が無く、純水生成装置２を連続稼動することができる。
【００３９】
一方、逆浸透膜モジュール４Ａ，４Ｂから排水経路２６に排出された濃縮排水は、純水濃度及び／または逆浸透膜モジュール４Ａ，４Ｂに供給される水温に応じてその開閉の程度が制御される開閉バルブ３０を介して排水される。
【００４０】
濃縮排水の一部は、排水戻り経路３６を介して加圧ポンプ１４の上流側の水供給経路８に戻されるとともに、他の一部が切削装置４４のスピンドルアセンブリ４６の冷却水として利用される。
【００４１】
即ち、排水経路２６に排出された濃縮排水の一部は、逆止弁６２及び冷却水導入路５８を介してスピンドルアセンブリ４６に導入され、スピンドル５０の高速回転に伴うスピンドルアセンブリ４６の発熱を冷却する。スピンドルアセンブリ４６を循環した冷却水は冷却水排出路６０及び逆止弁６４を介して排水経路２６に戻される。
【００４２】
一方、純水戻り経路３２を介して戻された純水及び排水戻り経路３６を介して戻された濃縮排水は、再び加圧ポンプ１４により加圧されて逆浸透膜モジュール４Ａ，４Ｂに供給される。このように純水及び濃縮排水を循環することにより、水供給源６から供給される市水等の水を節約できる。
【００４３】
図１に示した実施形態では、排水経路２６に排出された濃縮排水を切削装置４４のスピンドルアセンブリ４６の冷却に使用する例について示しているが、研削装置等の他の加工装置のスピンドルアセンブリの冷却に濃縮排水を利用するように構成してもよい。
【００４４】
尚、上述した実施形態では、純水濃度計測手段２２，４０を純水流出経路１８及び排水戻り経路３６に設けているが、純水濃度計測手段は、純水流出経路１８、排水経路２６、純水戻り経路３２、又は排水戻り経路３６の何れか一つの経路上に配設するようにしてもよい。
【００４５】
上述した実施形態によると、逆浸透膜モジュール４Ａ，４Ｂで生成された純水を加圧ポンプ１４より上流側の水供給経路８に戻す純水戻り経路３２を設けたので、純水流出経路１８を介して加工装置等に流出される純水量が少量の場合又は生成された純水が加工装置等で使用されない場合においても、純水流出経路１８の水圧上昇を防止できる。
【００４６】
その結果、逆浸透膜モジュール４Ａ，４Ｂでの分離性低下を防止できる。また、純水の流出量にばらつきが生じた場合においても、逆浸透膜モジュール４Ａ，４Ｂで生成される純水の純水濃度（電解質濃度）が悪化することを防止できる。
【００４７】
更に、排水経路２６に搬出された濃縮排水の一部を切削装置４４のスピンドルアセンブリ４６の冷却水として利用しているため、冷却水として純水を使用する従来の冷却システムに比較して経済的である。
【００４８】
図２を参照すると、本発明第２実施形態の加工装置の冷却システム４２Ａの模式図が示されている。本実施形態の冷却システム４２Ａでは、純水生成装置２Ａの構成が上述した第１実施形態と相違する。
【００４９】
本実施形態の純水生成装置２Ａは、第１実施形態の純水戻り経路３２を廃止し、純水流出経路１８に純水貯水タンク６６を設置した点が上述した第１実施形態と相違する。本実施形態では、純水生成装置２Ａで生成された純水は純水貯水空間タンク６６に貯水される。本実施形態の純水生成装置２Ａは、純水戻り経路３２を廃止した点で、上述した第１実施形態と比較してその構成を簡略化できる。
【００５０】
本実施形態の加工装置の冷却システム４２Ａの作用については、上述した第１実施形態の冷却システム４２と同様であるので、重複を避けるためその説明を省略する。
【符号の説明】
【００５１】
２    純水生成装置
４Ａ，４Ｂ    逆浸透膜モジュール
６    水供給源
８    水供給経路
１４    加圧ポンプ
１８    純水流出経路
２２，４０    純水濃度計測手段
２６    排水経路
３０    開閉バルブ
３２    純水戻り経路
３４，３８    逆止弁
３６    排水戻り経路
４４    切削装置
４６    スピンドルアセンブリ
５０    スピンドル
５２    切削ブレード
５８    冷却水導入路
６０    冷却水排出路
【図１】
2011011261.tif 000003
【図２】
2011011261.tif 000004