説明

混合装置

【課題】 安定した比抵抗値の制御を可能とする混合装置を提供することである。
【解決手段】 純水と二酸化炭素とを混合する混合装置であって、純水供給源と、二酸化炭素供給源と、該純水供給源から供給された純水と該二酸化炭素供給源から供給された二酸化炭素とを混合して第1混合液を生成する第1混合部と、該第1混合部で生成された第1混合液と該純水供給源から流出される純水とを混合して第2混合液を生成する第2混合部と、該第1混合部で生成された第1混合液を該第2混合部に供給するポンプと、第2混合部で生成された第2混合液を排出する排出口と、該純水供給源から該第2混合部へ直接供給される純水の流量を検出する流量計と、該流量計で検出した純水の流量に基づいて該ポンプの作動を制御する制御手段と、を具備したことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、純水と二酸化炭素とを混合する混合装置に関する。
【背景技術】
【0002】
通常、化学工業、機械工業における機器や原材料、製品の洗浄には、不純物が取り除かれた純水が使用される。洗浄に市水(水道水)を使用すると、市水に含まれる微量の不純物が洗浄対象物に付着して残ってしまうためである。
【0003】
特に、半導体デバイスや光部品等の製造プロセスにおいては、ごく微量の不純物でも残存すると品質に重大な影響を及ぼすため、洗浄のみならず加工にも純水が用いられている。
【0004】
ここで、純水とは比抵抗値が約1〜10MΩ・cm以上の水を指す。例えば、純水は市水をフィルタ、活性炭フィルタ、イオン交換樹脂、逆浸透膜等に通過させることで生成される。
【0005】
しかし、純水は比抵抗値が高く非常に絶縁性が高いため、流動による摩擦から静電気が発生し、デバイスの静電破壊を引き起こしたり、被洗浄物や被加工物に微粒子の付着を生じさせてしまう。そこで、純水に二酸化炭素(炭酸ガス)を混合した混合液を生成し、この混合液を洗浄や加工に用いる手法が広く採用されている。
【0006】
一般に、純水に二酸化炭素を混合する方法としては、例えば、特公平7−67554号公報に開示されるような、純水に二酸化炭素(炭酸ガス)を直接注入する方法や、特開平10−324502号公報に開示されるような、気体は透過するが液体を透過しない疎水性膜を用いて純水中に二酸化炭素(炭酸ガス)を溶解する方法がある。
【0007】
例えば、ダイシングソーと称される切削装置で切削ブレードを用いて半導体ウエーハを切削するダイシング工程では、加工に用いる混合液中の二酸化炭素濃度が高くなり、その結果酸性度が高くなると、切削ブレードが腐食したり、半導体デバイス上に形成されたボンディングパッドが腐食して後の工程でボンディング不良を発生させるため、比抵抗値を極めて厳密に管理する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特公平7−67554号公報
【特許文献2】特開平10−324502号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところが、特許文献1に開示される純水に二酸化炭素を直接注入する方法では、比抵抗値の微妙な制御が難しい上、二酸化炭素の純水への拡散、溶解、イオン解離に非常に時間がかかり、比抵抗値が安定し難いという課題がある。
【0010】
また、特許文献2に開示される疎水性膜を用いる方法では、一度に多量のガスを溶解することが可能な反面、少ない注入量に制御することが難しく、安定した比抵抗値の制御には高価な微調整バルブが必要となる。
【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、安定した比抵抗値の制御が可能な純水に二酸化炭素を混合する混合装置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、純水と二酸化炭素とを混合する混合装置であって、純水供給源と、二酸化炭素供給源と、該純水供給源から供給された純水と該二酸化炭素供給源から供給された二酸化炭素とを混合して第1混合液を生成する第1混合部と、該第1混合部で生成された第1混合液と該純水供給源から流出される純水とを混合して第2混合液を生成する第2混合部と、該第1混合部で生成された第1混合液を該第2混合部に供給するポンプと、第2混合部で生成された第2混合液を排出する排出口と、該純水供給源から該第2混合部へ直接供給される純水の流量を検出する流量計と、該流量計で検出した純水の流量に基づいて該ポンプの作動を制御する制御手段と、を具備したことを特徴とする混合装置が提供される。
【0013】
好ましくは、混合装置は、第2混合部と排出口との間に配設されて第2混合液の比抵抗値を検出する比抵抗値計を更に具備し、制御手段は、比抵抗値計で検出した第2混合液の比抵抗値と流量計で検出した純水の流量とに基づいてポンプの作動を制御する。
【発明の効果】
【0014】
本発明によると、流量計で検出した純水の流量に基づいて所望の比抵抗値となるように第1混合液を第2混合部に供給するポンプを作動させるため、安定した比抵抗値が得られる上、所望の比抵抗値に到達する時間も短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の混合装置で二酸化炭素と混合した純粋を切削水として使用可能な切削装置の要部斜視図である。
【図2】本発明実施形態に係る純水に二酸化炭素を混合する混合装置のブロック図である。
【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、本発明の混合装置を適用するのに適した切削装置の要部斜視図が示されている。半導体ウエーハ8の切削に際して、ウエーハ8は外周部が環状フレーム10に貼着されたダイシングテープ6にその裏面が貼着され、切削装置2のチャックテーブル4によりダイシングテープ6を介して吸引保持される。
【0017】
12は切削装置2の切削ユニットであり、スピンドルハウジング14中に収容された図示しないモータにより回転駆動されるスピンドルと、スピンドルの先端に着脱可能に装着された切削ブレード16とを含んでいる。
【0018】
切削ブレード16は、ホイールカバー18で覆われており、ホイールカバー18のパイプ20が図2に示した本発明の混合装置26の排出口56に流量コントローラを介して接続されている。切削ブレード16は、円形基台の外周にニッケル母材又はニッケル合金母材中にダイアモンド砥粒が分散された砥石部(切刃)が電着されて構成されている。
【0019】
パイプ20から導入された本発明の混合装置26により比抵抗値が所望値に厳密に管理された純水からなる切削水は、切削ブレード6を挟むように設置された切削水ノズル22から噴出されて、ウエーハ8の切削が遂行される。
【0020】
ウエーハ8の切削時には、切削ノズル22から切削水を噴射しながら、切削ブレード16を矢印A方向に高速(例えば30000rpm)で回転させて、チャックテーブル4をX軸方向に加工送りすることにより、ウエーハ8が分割予定ラインに沿って切削されて切削溝24が形成される。
【0021】
以下、例えば、切削装置2の切削水ノズル22に比抵抗値調整済みの切削水を供給するのに適した、本発明実施形態に係る混合措置26を図2に示したブロック図を参照して説明する。
【0022】
純水供給源28から供給された純水は分岐点30で第1経路32aと、第2経路32bに分岐され、第2経路32bを介して第1混合部としての中空糸膜34に供給される。純水供給源28と分岐点30との間には開閉を切り替える切替バルブ36が挿入されている。
【0023】
第1混合部としての中空糸膜34にはレギュレータ40を介して二酸化炭素供給源38から二酸化炭素(炭酸ガス)が供給され、第2経路32bを介して供給された純水と混合されて飽和炭酸水である第1混合液を生成する。
【0024】
中空糸膜34で生成された第1混合液は、定量ポンプ42を駆動することにより送られて、第1経路32aを介して供給される純粋と合流点46で合流して、第2混合部48で純水と第1混合液とが混合されて第2混合液が生成される。
【0025】
混合部48には混合手段としてのスタティックミキサー50が配設されていて、このスタティックミキサー50により第1経路32aを介して供給される純水と定量ポンプ42を駆動することにより合流点46に供給される第1混合液が混合されて、第2混合液が生成される。
【0026】
混合手段としては、スタティックミキサー50に限定されるものではなく、流路を長くして混合手段を形成するか、流路に邪魔板を挿入した貯水タンクを配設して混合手段を形成するか、或いは流入口と流出口の位置を調整して流れを制御することにより混合手段を形成するようにしてもよい。
【0027】
スタティックミキサー50で純水と第1混合液と混合して生成された第2混合液は、比抵抗値計52を介して排出口56に排出される。比抵抗値52で検出された第2混合液の比抵抗値はコントローラ54に入力される。
【0028】
更に、第1経路32aを介して供給される純水の流量は流量センサー44で検出され、検出された流量値はコントローラ54に入力される。尚、切替バルブ36はただ単に開閉を切り換えるバルブであり、流量調整バルブではないが、排出口56から排出される第2混合液の流量が変動するため、第1経路32aを流れる純水の流量は変動する。
【0029】
例えば、混合装置26を図1に示した切削装置2に接続して使用する場合には、切削水ノズル22から噴出される切削水の流量は切削加工中と切削加工の中止状態では大きく変動し、更に図示しない洗浄装置作動時にも洗浄水が使用されるため、排出口56から排出される第2混合液の流量が変動し、それに伴って第1経路32aを流れる純水の流量も変動する。
【0030】
本実施形態の混合装置26では、比抵抗値計52で検出した第2混合液の比抵抗値と、流量センサー44で検出した純水の流量とに基づいて、定量ポンプ42の作動を制御し、排出口56から排出される第2混合液が予め設定した好ましい比抵抗値となるように制御する。
【0031】
より簡単な構成では、比抵抗値計52を省略して、流量センサー44で検出した第1経路32aを流れる純水の流量に基づいて、定量ポンプ42の駆動を制御し、排出口56に排出される第2混合液の比抵抗値を設定した比抵抗値となるように制御してもよい。
【0032】
この場合には、第2混合液が設定した比抵抗値となるように、流量センサー44で検出した純水の流量と定量ポンプ42の駆動時間とが関係付けられたマップを利用したフィードフォワード制御となる。
【0033】
図示した実施形態では、定量ポンプ42を一台設けてその駆動時間を制御しているが、容量の異なる定量ポンプを複数台設けて、流量センサー44で検出した純水の流量に応じて使用する定量ポンプを切換えるようにしてもよい。
【0034】
更に、定量ポンプ42に替えて、可変容量ポンプを採用し、流量センサー44で検出した純水の流量に応じて、可変容量ポンプの吐出量及び作動時間の両方を制御するようにしてもよい。
【0035】
また、図2に示した実施形態では、純水供給源28からバルブ36を介して供給される純水を分岐点30で第1経路32aと第2経路32bに分岐しているが、純水供給源28から流量センサー44への経路と、中空糸膜34への経路の2経路を設けるようにしてもよい。
【0036】
上述した実施形態では、流量センサー44が検出した純水の流量と比抵抗値計52が検出した第2混合液の比抵抗値に基づいて、第2混合部48から排出される第2混合液が予め設定した比抵抗値となるように、第1混合液を第2混合部48に供給する定量ポンプ42を作動させるため、安定した比抵抗値が得られる上、設定比抵抗値に到達する時間も短縮できる。
【符号の説明】
【0037】
2 切削装置
16 切削ブレード
22 切削水ノズル
26 混合装置
28 純水供給源
38 二酸化酸素供給源
34 中空糸膜
42 定量ポンプ
44 流量センサー
48 第2混合部
50 スタティックミキサー
52 比抵抗値計
54 コントローラ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
純水と二酸化炭素とを混合する混合装置であって、
純水供給源と、
二酸化炭素供給源と、
該純水供給源から供給された純水と該二酸化炭素供給源から供給された二酸化炭素とを混合して第1混合液を生成する第1混合部と、
該第1混合部で生成された第1混合液と該純水供給源から流出される純水とを混合して第2混合液を生成する第2混合部と、
該第1混合部で生成された第1混合液を該第2混合部に供給するポンプと、
第2混合部で生成された第2混合液を排出する排出口と、
該純水供給源から該第2混合部へ直接供給される純水の流量を検出する流量計と、
該流量計で検出した純水の流量に基づいて該ポンプの作動を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする混合装置。
【請求項2】
前記第2混合部と前記排出口との間に配設されて第2混合液の比抵抗値を検出する比抵抗値計を更に具備し、
前記制御手段は、該比抵抗値計で検出した第2混合液の比抵抗値と前記流量計で検出した純水の流量とに基づいて、前記ポンプの作動を制御することを特徴とする請求項1記載の混合装置。
【請求項3】
前記第2混合部は混合手段を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の混合装置。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2011−245425(P2011−245425A)
【公開日】平成23年12月8日(2011.12.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−121402(P2010−121402)
【出願日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【出願人】(000134051)株式会社ディスコ (2,397)
【Fターム(参考)】