(57)【要約】【課題】  加工装置に供給される純水の流量が変動した場合にも、所定濃度の界面活性剤を純水中に注入可能な加工液循環型加工システムを提供することである。【解決手段】  純水に界面活性剤を添加して所定濃度の加工液を製造して加工装置に供給する加工液供給装置と、チャックテーブルに保持した被加工物に該加工液を供給しつつ該被加工物を加工する加工装置と、該加工装置から排出される該加工液から加工屑及び該界面活性剤を含む不純物を除去して純水を精製し精製した純水を該加工液供給装置に供給する純水精製装置と、を備えた加工液循環型加工システムであって、該加工液供給装置は、純水が流れる純水流路と、該純水流路の流量を測定する流量計と、該流量計より下流側で純水流路に該界面活性剤を供給する界面活性剤供給手段と、を含み、該界面活性剤供給手段は、該純水の流量に対して該界面活性剤が所定の濃度になる所定量の該界面活性剤を供給し、該純水流路を流れる純水と該界面活性剤が乱流で混合されることを特徴とする。【選択図】図３
2016165771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
純水に界面活性剤を添加して所定濃度の加工液を製造し該加工液を加工装置に供給する加工液供給装置と、チャックテーブルに保持した被加工物に該加工液を供給しつつ該被加工物を加工する加工装置と、該加工装置から排出される該加工液から加工屑及び該界面活性剤を含む不純物を除去して純水を精製し精製した純水を該加工液供給装置に供給する純水精製装置と、を備えた加工液循環型加工システムであって、
該加工液供給装置は、純水が流れる純水流路と、該純水流路の流量を測定する流量計と、該流量計より下流側で純水流路に該界面活性剤を供給する界面活性剤供給手段と、を含み、
該界面活性剤供給手段は、該純水の流量に対して該界面活性剤が所定の濃度になる所定量の該界面活性剤を供給し、
該純水流路を流れる純水と該界面活性剤が乱流で混合されることを特徴とする加工液循環型加工システム。
【請求項２】
該界面活性剤供給手段は、該所定量の該界面活性剤を複数回に分けて供給することを特徴とする請求項１記載の加工液循環型加工システム。
【請求項３】
該加工液供給装置は、該界面活性剤が供給された後の該純水流路を流れる純水の導電率を測定し、閾値を超える導電率が測定されることで該界面活性剤が添加されたと判定する判定部を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の加工液循環型加工システム。
【請求項４】
該界面活性剤供給手段は、界面活性剤供給源と、該純水流路と該界面活性剤供給源とを連通する供給流路と、該界面活性剤を該純水流路に注入する該供給流路に配設されたポンプと、該供給流路に配設された界面活性剤流量計と、を含み、
該流量計が計測した該純水流路を流れる純水の流量と該界面活性剤流量計が計測した該供給流路を流れる該界面活性剤の流量から、所定量の該界面活性剤が該純水流路を流れる純水中に添加されるよう該ポンプを制御することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の加工液循環型加工システム。
【請求項５】
該界面活性剤はポリカルボン酸のアルカリ塩を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の加工液循環型加工システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加工液循環型加工システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスでは、加工液を用いる加工装置として、研削液を供給しながらウェーハを研削して薄化する研削装置や、切削液を供給しながら切削ブレードでウェーハを個々のチップに分割する切削装置等が用いられる。
【０００３】
切削装置の場合、切削によって発生する切削屑が被加工物に付着することを防止し、切削加工で発生する熱を冷却するために、被加工物に切削液を供給しつつ切削加工を実施する。特に半導体ウェーハを切削する場合には、不純物の付着を極力抑えるため、切削液には純水を用いる。
【０００４】
しかし、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサでは、微細な切削屑の付着は大きな問題となったり、特に大口径化したウェーハでは加工時間が長くなるにしたがってデバイスの電極パッドに腐食が発生する等の様々な課題がある。
【０００５】
その対策として、純水に添加剤を所定濃度添加して切削加工を行うことで、切削屑の付着を抑制しつつ腐食の発生を防ぐ切削方法が提案された（例えば、特開２００６−１５０８４４号公報参照）。
【０００６】
また、切削加工では加工条件によっては毎分２〜１５リットルもの大量の純水を使用する。よって、純水の製造コストが多大に発生するという問題がある。そこで、省スペース且つ安価な設備で、切削液として使用した純水から切削屑を除去し、切削液を再利用することができる純水精製装置が特許第５０８６１２３号公報に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１５０８４４号公報
【特許文献２】特許第５０８６１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、通常、一定量が流れる純水に一定量の添加剤を添加して添加剤の濃度を管理するため、加工装置で利用する水量が変動した場合、添加剤の濃度が変動し易いという課題があり、特に非常に低い濃度（例えば、１００００倍希釈等）で添加剤を添加する場合は、濃度の変動が特に大きくなり易いため、濃度の低い加工液を安定的に使用するのが困難であるという問題がある。
【０００９】
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、加工装置に供給される純水の流量が変動した場合にも、所定濃度の界面活性剤を純水中に注入可能な加工液循環型加工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】
【００１０】
本発明によると、純水に界面活性剤を添加して所定濃度の加工液を製造し該加工液を加工装置に供給する加工液供給装置と、チャックテーブルに保持した被加工物に該加工液を供給しつつ該被加工物を加工する加工装置と、該加工装置から排出される該加工液から加工屑及び該界面活性剤を含む不純物を除去して純水を精製し精製した純水を該加工液供給装置に供給する純水精製装置と、を備えた加工液循環型加工システムであって、該加工液供給装置は、純水が流れる純水流路と、該純水流路の流量を測定する流量計と、該流量計より下流側で純水流路に該界面活性剤を供給する界面活性剤供給手段と、を含み、該界面活性剤供給手段は、該純水の流量に対して該界面活性剤が所定の濃度になる所定量の該界面活性剤を供給し、該純水流路を流れる純水と該界面活性剤が乱流で混合されることを特徴とする加工液循環型加工システムが提供される。
【００１１】
好ましくは、界面活性剤供給手段は、所定量の界面活性剤を複数回に分けて供給する。好ましくは、加工液供給装置は、界面活性剤が供給された後の純水の導電率を測定し、閾値を超える導電率が測定されることで界面活性剤が添加されたと判定する判定部を有している。
【００１２】
好ましくは、該界面活性剤供給手段は、界面活性剤供給源と、該純水流路と該界面活性剤供給源とを連通する供給流路と、該界面活性剤を該純水流路に注入する該供給流路に配設されたポンプと、該供給流路に配設された界面活性剤流量計と、を含み、該流量計が計測した該純水流路を流れる純水の流量と該界面活性剤流量計が計測した該供給流路を流れる該界面活性剤の流量から、所定量の該界面活性剤が該純水流路を流れる純水中に添加されるよう該ポンプを制御する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の加工液循環型加工システムによると、加工液を循環して利用することで純水製造コストを抑えつつ、被加工物の腐食や被加工物への切削屑の付着を防止することができる。
【００１４】
加工液供給装置の界面活性剤供給手段は、純水の流量に対応した界面活性剤を添加するため、純水中の界面活性剤の濃度が安定し易い。更に、純水の流路中に界面活性剤を添加して乱流によって混合するので、別途混合タンク等を設ける必要がなく効率的且つ省スペースである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】加工液循環型加工システムの全体構成を示す斜視図である。
【図２】純水精製装置の分解斜視図である。
【図３】加工液供給装置の概略を示すブロック図である。
【図４】加工液の導電率と界面活性剤の濃度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態に係る加工液循環型加工システムの全体構成を示す斜視図が示されている。本実施形態では、加工装置として切削装置２を採用した例について説明する。然し、加工装置は切削装置に限定されるものではなく、研削装置等の他の加工装置も採用可能である。
【００１７】
切削装置２は、ウェーハＷを保持するチャックテーブル４と、チャックテーブル４に保持されたウェーハＷを切削する切削ブレード８を有する切削ユニット６を備えている。ウェーハＷは、粘着シートＳに貼着され、粘着シートＳの外周部が環状フレームＦに貼着されて粘着シートＳを介して環状フレームＦで支持される。この状態でウェーハＷはカセット１０に収容されて切削装置２に投入される。
【００１８】
切削装置２は、カセット１０に対してウェーハＷを搬出及び搬入する搬出入ユニット１２と、搬出入ユニット１２で搬出したウェーハＷをチャックテーブル４へ搬送する第１搬送ユニット１４と、チャックテーブル４で保持したウェーハＷに切削液（加工液）を供給しながら切削ブレード８で切削したウェーハＷをスピンナ洗浄ユニット１８まで搬送する第２搬送ユニット１６を具備している。
【００１９】
スピンナ洗浄ユニット１８でウェーハＷをスピン洗浄及びスピン乾燥した後、第１搬送ユニット１４及び搬出入ユニット１２によりウェーハＷをカセット１０内に搬入する。
【００２０】
切削装置２に隣接して純水精製装置２０が配設されている。純水精製装置２０は、切削装置２から搬出される切削水中に切削屑を含む廃液を純水に精製して再利用するためのものである。
【００２１】
切削装置２及び純水精製装置２０には、加工液供給装置２２が接続されており、加工液供給装置は純水中に界面活性剤を注入して、界面活性剤が所定濃度の加工液（切削液）を精製し、この加工液を切削装置２に供給する。
【００２２】
切削装置２の廃液は純水精製装置２０で純水に精製され、純水精製装置２０からの純水と、電磁弁２０を介して供給される純水供給源２４からの純水とが加工液供給装置２２に導入される。
【００２３】
次に、図２を参照して、純水精製装置２０の構成について説明する。純水精製装置２０は、廃液収容ユニット３０と、廃液濾過ユニット３２と、清水収容ユニット３４と、純水精製ユニット３６と、純水温度調整ユニット３８と、図示しない制御手段を具備している。
【００２４】
廃液収容ユニット３０は、切削装置２０から排出される廃液を収容するものであり、切削装置２からの廃液を収容する廃液タンク４０と、廃液タンク４０内の廃液を送給する廃液送給ポンプ４２を備えている。
【００２５】
廃液濾過ユニット３２は、廃液収容ユニット３０から送給された廃液から切削屑を除去して清水に精製するものである。廃液濾過ユニット３２は、廃液収容ユニット３０から送給された廃液が配管４４を介して導入される第１のフィルター４６と、廃液が配管４４を介して導入される第２のフィルター４８と、第１のフィルター４６と第２のフィルター４８を着脱自在に設けた清水受けパン５０を備えている。廃液送給ポンプ４２と第１のフィルター４６及び第２のフィルター４８とを接続する配管４４には、電磁開閉弁５２ａ，５２ｂが介装されている。
【００２６】
電磁開閉弁５２ａ，５２ｂを開くと、第１のフィルター４６及び第２のフィルター４８に廃液が導入される。また、配管４４には、廃液の圧力を検出する圧力検出手段５３が取り付けられている。
【００２７】
第１のフィルター４６及び第２のフィルター４８は、導入された廃液を濾過し、廃液中の切削屑を捕捉して清水に精製する。第１のフィルター４６及び第２のフィルター４８により濾過されて精製された清水は清水受けパン５０上に流出する。清水受けパン５０は、フレキシブルホース等からなる配管５４を通して清水を清水収容ユニット３４に送る。
【００２８】
清水収容ユニット３４は、廃液濾過ユニット３２から送られる清水を収容する清水貯留タンク５６を備えている。純水精製ユニット３６は、清水貯留タンク５６から送られる清水を純水に精製するものである。
【００２９】
純水精製ユニット３６は、吐出ポンプ５８と、第１のイオン交換手段６０と、第２のイオン交換手段６２と、吸引ポンプ７４と、精密フィルター６４を具備している。吐出ポンプ５８は、清水貯留タンク５６内の清水を配管６６、電磁開閉弁６８ａ，６８ｂを介して第１のイオン交換手段６０及び第２のイオン交換手段６２に送給する。
【００３０】
第１のイオン交換手段６０及び第２のイオン交換手段６２は、イオン交換して清水を純水に精製するものである。第１のイオン交換手段６０及び第２のイオン交換手段６２によって精製された純水は、所定の圧力で配管７０を介して精密フィルター６４に送出される。
【００３１】
精密フィルター６４は、イオン交換樹脂の樹脂屑等の微細な物質を捕捉するものである。純水温度調整ユニット３８は、純水を所定温度に調整して加工液供給装置２２に供給する。
【００３２】
純水精製装置２０の図示しない制御手段は、純水精製装置２０を構成する上述した各構成要素をそれぞれ制御して、切削装置２から排出された廃液を純水に精製する。制御手段は、圧力検出手段５３，７２ａ，７２ｂの検出結果に基づいて、電磁開閉弁５２ａ，５２ｂ，６８ａ，６８ｂ、吐出ポンプ５８及び吸引ポンプ７４を制御して、廃液を廃液収容ユニット３０に収容した後、廃液濾過ユニット３２で濾過して清水に精製し、清水を清水収容ユニット３４に収容した後、純水精製ユニット３６で純水に精製し、精密フィルター６４及び純水温度調整ユニット３８に向けて純水を送出する。
【００３３】
次に、図３を参照して、加工液供給装置２２の構成及び作用について説明する。加工液供給装置２２の純水流路７８には、純水精製装置２０で精製された純水と純水供給源２４から供給された純水が流れる。純水流路７８には流量計８０が介装されており、純水流路７８を流れる純水の流量を計測する。
【００３４】
純水流路７８を流れる純水には界面活性剤供給手段８４により所定量の界面活性剤が供給される。界面活性剤供給手段８４は、界面活性剤を収容したタンク８６と、界面活性剤をタンク８６から送給するポンプ８８を含んでおり、ポンプ８８で汲み上げられた界面活性剤は供給流路９０を介して純水流路７８を流れる純水中に供給される。
【００３５】
好ましくは、界面活性剤はポリカルボン酸のアルカリ塩を含む。ポリカルボン酸のアルカリ塩として、具体的には、アクリル酸又はメタアクリル酸の単独重合体又は共重合体のアルカリ塩、及びマレイン酸の単独重合体又は共重合体のアルカリ塩等の不飽和脂肪酸の重合体又は共重合体のアルカリ塩等が挙げられる。
【００３６】
より具体的には、例えば、ポリアクリル酸のアルカリ塩、ポリメタクリル酸のアルカリ塩、ポリアルケニルコハク酸のアルカリ塩、イソブチレン等のα−オレフィンと無水マレイン酸又はアクリル酸との共重合体のアルカリ塩、アクリル酸若しくはメタクリル酸とマレイン酸との共重合体のアルカリ塩、スチレンスルホン酸とアクリル酸若しくはメタクリル酸との共重合体のアルカリ塩、アクリル酸とアクリルアミドの共重合体のアルカリ塩等が挙げられる。この中で、ポリアクリル酸のアルカリ塩、特にはポリアクリル酸のＮａ塩又はアンモニウム塩が好ましい。
【００３７】
ポンプ８８は、例えばダイヤフラム式ポンプであり、少量の流体の供給に対応し、所定の時間に複数回にわたり微量の界面活性剤を供給する。供給流路９０には界面活性剤流量計９２が介装されている。
【００３８】
界面活性剤供給手段８４は、純水流路７８を流れる純水の流量に対して界面活性剤が所定の濃度になるように所定量の界面活性剤を純水中に供給する。界面活性剤供給手段８４で供給された界面活性剤は純水流路７８で純水と乱流で混合される。
【００３９】
純水流路７８に介装された流量計８０と、供給流路９０に介装された界面活性剤流量計９２とは制御手段９４に接続され、純水中の界面活性剤が所定の濃度になるように、流量計８０で計測した純水の流量に対して界面活性剤流量計９２で計測した界面活性剤の流量が所定量となるように制御手段９４はポンプ８８を駆動する。好ましくは、所定量の界面活性剤を複数回に分けて供給するように制御手段９４はポンプ８８を駆動する。
【００４０】
ここで、界面活性剤の所定の濃度とは、例えば純水流路７８を流れる純水２５Ｌ／ｍｉｎに対して界面活性剤を０．２５ｃｃ／ｍｉｎ添加して界面活性剤を１００００倍に希釈する濃度であり、０．０１％の濃度である。
【００４１】
供給流路９０が純水流路７８に合流する純水流路７８の下流側には、純水流路７８を流れる加工液の導電率（電気伝導率）を計測する導電率計８２が介装されている。導電率計８２は制御手段９４に接続されている。
【００４２】
制御手段９４は、純水中に界面活性剤が供給された後の加工液の導電率を測定し、閾値を超える導電率が計測されることで界面活性剤が純水中に添加されたと判定する判定部を有している。
【００４３】
加工液中の導電率と界面活性剤の濃度とは図４に示すようなリニアな関係があり、導電率を測定することにより純水中に界面活性剤が添加された後の加工液の濃度を知ることができる。
【００４４】
Ｐは純水の導電率を示しており、導電率計８２で加工液中の導電率を計測することにより、加工液中の界面活性剤の濃度を知ることができる。例えば、濃度０％＜所定濃度≦０．１％では、伝導率１〜７０μＳ／ｃｍとなる。従って、導電率計８２で加工液の導電率を測定することにより、加工液中の界面活性剤の濃度を好ましい所定範囲に維持することができる。
【００４５】
上述した実施形態では、界面活性剤を使用したタンク８６を加工液供給装置２２内に設置しているが、タンク８６を加工液供給装置の外部に設置するようにしてもよい。清水タンクからイオン交換手段に送水される前に、紫外線照射手段によって清水の殺菌及び有機物の除去を行っても良い。
【符号の説明】
【００４６】
２    切削装置
２０    純水精製装置
２２    加工液供給装置
２６    純水供給源
３０    廃液収容ユニット
３２    濾過ユニット
３４    清水収容ユニット
３６    純水精製ユニット
３８    温度調整ユニット
７８    純水流路
８０    流量計
８２    導電率計
８４    界面活性剤供給手段
８６    タンク
８８    ポンプ
９０    供給流路
９２    界面活性剤流量計
９４    制御手段
【図１】
2016165771.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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