特開 2024-39285 端材回収装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024039285

(43)【公開日】2024-03-22

(54)【発明の名称】端材回収装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/00 20060101AFI20240314BHJP

   B24B 55/12 20060101ALI20240314BHJP

   B01D 33/04 20060101ALI20240314BHJP

   B01D 24/46 20060101ALI20240314BHJP

【ＦＩ】

B23Q11/00 U

B24B55/12

B01D33/04 A

B01D33/36

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022143726

(22)【出願日】2022-09-09

(71)【出願人】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】キオクシア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100119035

【弁理士】

【氏名又は名称】池上 徹真

(74)【代理人】

【識別番号】100141036

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 章

(74)【代理人】

【識別番号】100178984

【弁理士】

【氏名又は名称】高下 雅弘

(72)【発明者】

【氏名】大岡 慎二

【テーマコード（参考）】

3C011

3C047

4D116

【Ｆターム（参考）】

3C011BB31

3C047FF04

3C047FF06

3C047FF08

3C047GG01

3C047GG17

3C047GG18

4D116BB11

4D116BC62

4D116BC66

4D116BC67

4D116DD01

4D116FF12B

4D116KK01

4D116QC17C

4D116RR01

4D116RR05

4D116RR12

4D116RR21

4D116RR26

4D116SS07

4D116VV09

4D116VV30

(57)【要約】

【目的】Ｓｉ端材が混入した処理水を処理装置から排水させ、処理装置を停止させることなく、処理装置からの排水内のＳｉ端材を回収可能な装置を提供する。
【構成】実施形態の端材回収装置１００は、メッシュコンベア１０と、引き剥がし機構３０と、複数の回収容器５０，５２と、を備える。メッシュコンベアは、端材１１が液体に混入した混入液を上方から受け、前記端材の少なくとも一部を捕集すると共に前記液体を通すメッシュベルト１２を有し、前記メッシュベルトを移動させる。引き剥がし機構は、前記メッシュベルトの前記端材を載せた面が下向きになった状態で、前記メッシュベルトから前記端材を引き剥がす。複数の回収容器は、引き剥がされた前記端材を回収する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

端材が液体に混入した混入液を上方から受け、前記端材の少なくとも一部を捕集すると共に前記液体を通すメッシュベルトを有し、前記メッシュベルトを移動させるメッシュコンベアと、
前記メッシュベルトの前記端材を載せた面が下向きになった状態で、前記メッシュベルトから前記端材を引き剥がす引き剥がし機構と、
引き剥がされた前記端材を回収する複数の回収容器と、
を備えたことを特徴とする端材回収装置。

【請求項2】

引き剥がされた前記端材を前記複数の回収容器のうちいずれか１つに選択的に振り分ける振り分け機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の端材回収装置。

【請求項3】

前記引き剥がし機構は、前記メッシュベルトの前記端材を載せた面の裏面側から前記メッシュベルトを介して前記端材にガスを吹き付けることを特徴とする請求項１又は２記載の端材回収装置。

【請求項4】

前記メッシュベルトに載せられた前記端材を乾燥させる乾燥機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の端材回収装置。

【請求項5】

前記メッシュコンベアは、前記メッシュベルトに前記端材を載せた状態で前記メッシュベルトを斜め上方へ移動させ、
前記乾燥機構は、前記メッシュベルトが前記斜め上方へ移動する間に、前記メッシュベルトの前記端材を載せた面側から前記端材にエアを吹き付けることを特徴とする請求項４記載の端材回収装置。

【請求項6】

前記端材のうち、前記液体と共に前記メッシュベルトを通過した他の一部を捕集するトラップをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の端材回収装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、端材回収装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造において、例えばバックグラインド加工時にシリコン（Ｓｉ）の端材が処理水に混入してしまう。そのため、かかるプロセスの処理装置内に処理水を溜め、定期的に装置を停止し、Ｓｉ端材を処理水から分離した後、作業員が手作業でＳｉ端材を装置から取り除く必要があった。

【0003】

バックグラインド加工ではないが、例えば、ダイシング装置内部に配置された端材回収装置によりパンチングメタル上に廃液を流し、パンチングメタルで固液分離し端材を捕集する。そして、パンチングメタルが自重で垂れ下がる位置までパンチングメタルを押し出し、パンチングメタルが自重で垂れ下がることでパンチングメタル上の端材を落下させる。そして、ダイシング装置の停止中に作業者が落下した端材を装置内から取り除くといった技術が開示されている。

【0004】

Ｓｉ端材は鋭利な形状をしている場合があり、手作業では作業員が怪我をする恐れがあった。また、かかる作業に時間がかかり、その間、装置を停止しなければならず、生産ロスが大きいといった問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９－０９６０８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の実施形態は、Ｓｉ端材が混入した処理水を処理装置から排水させ、処理装置を停止させることなく、処理装置からの排水内のＳｉ端材を回収可能な装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態の端材回収装置は、メッシュコンベアと、引き剥がし機構と、複数の回収容器と、を備える。メッシュコンベアは、端材が液体に混入した混入液を上方から受け、前記端材の少なくとも一部を捕集すると共に前記液体を通すメッシュベルトを有し、前記メッシュベルトを移動させる。引き剥がし機構は、前記メッシュベルトの前記端材を載せた面が下向きになった状態で、前記メッシュベルトから前記端材を引き剥がす。複数の回収容器は、引き剥がされた前記端材を回収する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態における端材回収装置の構成の一例を示す図である。

【図2】第１の実施形態におけるメッシュコンベアの駆動手法の一例を説明するための図である。

【図3】第１の実施形態におけるメッシュベルトの一部の一例の上面図である。

【図4】第１の実施形態におけるメッシュコンベアの駆動手法の他の一例を説明するための図である。

【図5】第１の実施形態における乾燥機構の構成の一例を示す図である。

【図6】第１の実施形態におけるメッシュコンベアのコースとベルト長さの関係の一例を説明するための図である。

【図7】第１の実施形態における引き剥がし機構の構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における端材回収装置の構成の一例を示す図である。図１において、端材回収装置１００は、メッシュコンベア１０と、乾燥機構２０と、引き剥がし機構３０と、振り分け機構４０と、複数の回収容器５０，５２と、トラップ６０と、を備えている。メッシュコンベア１０と、乾燥機構２０と、引き剥がし機構３０と、振り分け機構４０と、トラップ６０とは、装置筐体１０２内に配置される。装置筐体１０２は、供給口１０４、排水口１０８、流路壁１０６、回収通路１１０，１１２を有する。また、端材回収装置１００は、制御回路１２０により制御される。端材回収装置１００は、例えば、シリコン（Ｓｉ）の端材が混入する混入液を排水する、図示しないプロセス装置（処理装置）の下流側に配置される。プロセス装置として、例えば、バックグラインド加工装置等、研磨装置、或いはダイシング装置等が挙げられる。

【0010】

メッシュコンベア１０は、メッシュベルト１２と駆動機構１４とを有する。駆動機構１４は、メッシュベルト１２を駆動する。図１の例では、駆動機構１４は、メッシュベルト１２を時計回りで回転するように駆動する場合を示している。

【0011】

図２は、第１の実施形態におけるメッシュコンベアの駆動手法の一例を説明するための図である。図２において、構成部品を把握し易くするため、メッシュベルト１２、チェーン１６、及びスプロケット１７間を離して示している。
図３は、第１の実施形態におけるメッシュベルトの一部の一例の上面図である。
図４は、第１の実施形態におけるメッシュコンベアの駆動手法の他の一例を説明するための図である。
メッシュベルト１２は、例えば、ステンレス鋼等の複数の鋼線を鋼線同士間に隙間が形成されるように例えば螺旋状に編むことによって形成される。これによりメッシュベルト１２には、多数の隙間（開口部）が２次元状にそれぞれ所定のピッチで配列される。隙間のサイズは、捕集する物のサイズに応じて適宜設定できる。例えば、隙間サイズが１～３ｍｍ程度に設定されると好適である。メッシュベルト１２は長手方向に端部が存在しないように環状に形成される。メッシュコンベア１０は、駆動機構１４を用いてメッシュベルト１２を移動させる。また、メッシュコンベア１０の駆動方式として、例えば、チェーン駆動方式とローラー駆動方式とが挙げられる。図２及び図３の例では、チェーン駆動方式の一例が示されている。図４では、ローラー駆動方式の一例が示されている。

【0012】

チェーン駆動方式では、図３に示すように、メッシュベルト１２の短手方向の両端部に、メッシュベルト１２に沿ってチェーン１６が配置される。そして、スプロケット１７を回転させることによりチェーンを駆動し、チェーンの移動と共にメッシュベルト１２を移動させる。チェーン駆動方式において、チェーン１６及びスプロケット１７は、駆動機構１４の一例となる。また、スプロケット１７を回転させるモーター等の図示は省略している。

【0013】

また、ローラー駆動方式では、メッシュベルト１２下にローラー１５を配置して、ローラー１５を回転させることによりメッシュベルト１２を移動させる。ローラー１５は、駆動機構１４の一例となる。また、ローラー１５を回転させるモーター等の図示は省略している。

【0014】

図１において、メッシュコンベア１０は、メッシュベルト１２上面が左側から右側に向かって進む場合を示している。メッシュベルト１２上面は、コンベア左端側から水平移動した後、所定の角度で斜め上方に向きを変える。その後、再度水平移動する。その後、コンベア右端でメッシュベルト１２は折り返し、上面が下を向いた状態で水平移動した後、斜め下方に向きを変える。その後、コンベア左端まで再度水平移動する。そして、コンベア左端でメッシュベルト１２は折り返し、上面が上を向く。メッシュベルト１２は、以降、同様のコースを繰り返し移動する。

【0015】

メッシュコンベア１０では、端材（例えば、Ｓｉ端材）１１，１３が液体に混入した混入液を上方から受ける。図１の例では、装置筐体１０２の供給口１０４から混入液が供給される。供給された混入液は、流路壁１０６によって流路が制限され、メッシュベルト１２上に供給される。供給された混入液は、メッシュベルト１２によって、端材１１，１３の少なくとも一部が捕集される。そして、混入液の液体部分がメッシュベルト１２の開口部を通過する。これにより、混入液の固液分離ができる。

【0016】

メッシュベルト１２を通過した液体は、下方の排水口１０８から排水される。排水口１０８の手前の位置には、メッシュベルト１２の隙間サイズよりも小さい隙間サイズで多数の隙間が形成されたメッシュ板を有するトラップ６０が配置される。例えば、０．５～０．９ｍｍ程度の隙間サイズにすると好適である。また、排水の目詰まりを起こさない程度に小さくすると好適である。メッシュベルト１０の隙間サイズよりも微細な端材１３が混入液に存在する場合には、液体と共にメッシュベルト１２の隙間を通過するが、トラップ６０は、かかるメッシュベルト１２をすり抜けた微細な端材１３を捕集する。

【0017】

乾燥機構２０は、メッシュベルト１２に載せられた端材１１を乾燥或いは水切りさせる。乾燥機構２０として、例えば、エアナイフが用いられると好適である。

【0018】

図５は、第１の実施形態における乾燥機構の構成の一例を示す図である。図５において、乾燥機構２０は、供給ノズル２２と本体２６と複数の噴射ノズル２８とを有する。供給ノズル２２は、本体２６内で複数の噴射ノズル２８に枝分かれする。供給ノズル２２に供給されたガスは、複数の噴射ノズル２８から噴射される。ガスとして、例えば、窒素（Ｎ_２）ガスが用いられると好適である。その他、ガスとして、空気であっても構わない。

【0019】

乾燥機構２０は、メッシュベルト１２の端材１１が載っている面側からガスを端材１１に向けて噴射する。これにより、噴射されたガスが、端材１１の露出面を乾燥させる、或いは端材１１の露出面の水切りをさせると共に、端材１１をメッシュベルト１２に押し付ける。これにより、端材１１がガスによってメッシュベルト１２から引き剥がされることを抑制或いは低減できる。ガスによって吹き飛ばされた液体は、メッシュベルト１２の隙間を通って、或いはメッシュベルト１２から外れた領域を通って排水口１０８に進み、排水される。また、吹き飛ばされた液体が乾燥後のメッシュベルト１２の領域に入り込まないように、メッシュコンベア１０下方の壁面１０７によって、装置筐体１０２の底部がメッシュベルト１２の乾燥前に対応する領域と乾燥後に対応する領域とに分離される。例えば、吹き飛ばされた液体の一部は、壁面１０７に沿って排水口１０８に進み、排水される。

【0020】

複数の噴射ノズル２８は、例えば、同一平面上に一列で並ぶ。これにより、移動してくるメッシュベルト１２上の端材１１に対して、メッシュベルト１２の幅に合わせて広くガスを吹き付けることができる。端材１１は、メッシュベルト１２の幅方向に対して任意の位置で捕集される。複数の噴射ノズル２８を同一平面上に一列で並べることで、メッシュベルト１２の上面の位置に関係無く端材１１を乾燥或いは水切りさせることができる。図１の例では、１つの乾燥機構２０が配置される場合を示しているが、これに限るものではない。メッシュベルト１２の長手方向に沿って複数の乾燥機構２０が配置される場合であっても構わない。

【0021】

ここで、図１に示すように、メッシュコンベア１０は、メッシュベルト１２に端材１１を載せた状態でメッシュベルト１２を斜め上方へ移動させる。そして、乾燥機構２０は、メッシュベルト１２が斜め上方へ移動する間に、メッシュベルト１２の端材１１を載せた面側から端材１１にエアを吹き付ける。

【0022】

図６は、第１の実施形態におけるメッシュコンベアのコースとベルト長さの関係の一例を説明するための図である。図１に示すように、第１の実施形態では、メッシュコンベア１０のコースが水平移動した後、斜め上方に向きを変える。これにより、メッシュベルト１２を上面が略上向きの状態で移動させることが望まれる長さに対して、メッシュコンベア１０の設置サイズを水平移動で構成する場合よりも短くできる。よって、端材回収装置１００の設置面積を小さくできる。言い換えれば、乾燥或いは水切りを同じ時間行う場合に、水平移動中のメッシュベルト１２と比べて斜め上方への移動中のメッシュベルト１２に対して行う方が、図６に示すように少ないフットプリントで行うことができる。

【0023】

乾燥或いは水切りさせられた端材１１は、メッシュベルト１２の移動に伴って移動する。そして、コンベア右端でメッシュベルト１２は折り返し、メッシュベルト１２の上面が下を向いた状態で移動する。図１の例では水平移動する。メッシュベルト１２の上面が下を向いた状態でも、端材１１はメッシュベルト１２との間に残る液体の表面張力等の影響によりメッシュベルト１２に付着したまま自由落下しないものが多い。そこで、引き剥がし機構３０は、メッシュベルト１２の端材１１を載せた面が下向きになった状態で、メッシュベルト１２から端材１１を引き剥がす。

【0024】

図７は、第１の実施形態における引き剥がし機構の構成の一例を示す図である。図７において、引き剥がし機構３０は、供給ノズル３２とシャワーヘッド３４とを有する。シャワーヘッド３４は、下向きに複数の孔３６が形成される。図７の例では、棒状のシャワーヘッド３４に一列で複数の孔３６が形成される場合を示している。供給ノズル３２に供給されたガスは、シャワーヘッド３４に形成された複数の孔３６から下向きに噴射される。図１の例では、複数の孔３６は、メッシュベルト１２の長手方向に沿って配置される。これにより、一度の噴射により剥がされなかった端材１１に対して順次ガスを吹き付けることで確実に引き剥がすことができる。引き剥がし機構３０は、１つに限るものではない。メッシュベルト１２の幅サイズに応じて、複数の引き剥がし機構３０が並列に配置されても好適である。

【0025】

引き剥がし機構３０は、メッシュベルト１２の端材１１を載せた面の裏面側からメッシュベルト１２を介して端材１１にガスを吹き付ける。ガスとして、例えば、Ｎ_２ガスが用いられると好適である。その他、ガスとして、空気であっても構わない。シャワーヘッド３４から噴射されたガスは、真下の他、斜め下方向に広がりを持ってメッシュベルト１２に届く。そして、メッシュベルト１２の隙間を通ってメッシュベルト１２の下面に付着した端材１１を吹き飛ばすことによりメッシュベルト１２から引き剥がす。メッシュベルト１２から引き剥がされた端材１１は振り分け機構４０上に落下する。

【0026】

振り分け機構４０は、複数の扉４２，４４と回転軸４６とを有する。振り分け機構４０は、さらに複数のガス噴出ノズル４８，４９を有するとなお好適である。２つの扉４２，４４は、水平ではない角度で一端同士が回転軸４６を挟んで接続される。振り分け機構４０の下方には複数の回収容器５０，５２が配置される。

【0027】

振り分け機構４０は、引き剥がされた端材１１を複数の回収容器５０，５２のうちいずれか１つに選択的に振り分ける。具体的には、回転軸４６が回転することにより、複数の扉４２，４４の一方が下に移動し、複数の回収通路１１０，１１２の一方を通過可能にする。複数の扉４２，４４の他方は、水平或いは水平よりも上方に移動し、複数の回収通路１１０，１１２の他方を塞ぐ。

【0028】

図１において、例えば、回転軸４６が時計回りに回転することにより、複数の扉４２，４４のうち扉４２が下に移動し、回収通路１１２を通過可能にする。その際、複数の扉４２，４４のうち扉４４は、水平或いは水平よりも上方に移動し、回収通路１１０を塞ぐ。よって、かかる状態では、扉４２側に落下した端材１１は、回収通路１１２を通って回収容器５２内に回収される。扉４４側に落下した端材１１は、扉４４によって回収通路１１０への侵入を阻まれると共に、扉４４上を滑って扉４２側に移動させられる。
その際、扉４４側が水平よりも上方に位置する場合には端材１１が自重によって扉４４上を滑って扉４２側に移動させられる。或いは、ガス噴出ノズル４８により扉４４の自由端側（外側）から扉４２側に向けてガスを扉４４上面に当てながら噴射することで端材１１は扉４４上を滑って扉４２側に移動させられる。扉４４側が水平に位置する場合には、ガス噴出ノズル４８により扉４２側に向かってガスを噴射することで端材１１は扉４４上を滑って扉４２側に移動させられる。

【0029】

図１において、例えば、回転軸４６が反時計回りに回転することにより、複数の扉４２，４４のうち扉４４が下に移動し、回収通路１１０を通過可能にする。その際、複数の扉４２，４４のうち扉４２は、水平或いは水平よりも上方に移動し、回収通路１１２を塞ぐ。よって、かかる状態では、扉４４側に落下した端材１１は、回収通路１１０を通って回収容器５０内に回収される。扉４２側に落下した端材１１は、扉４２によって回収通路１１２への侵入を阻まれると共に、扉４２上を滑って扉４４側に移動させられる。
その際、扉４２側が水平よりも上方に位置する場合には端材１１が自重によって扉４２上を滑って扉４４側に移動させられる。或いは、ガス噴出ノズル４９により扉４２の自由端側（外側）から扉４４側に向けてガスを扉４２上面に当てながらガスを噴射することで端材１１は扉４２上を滑って扉４４側に移動させられる。扉４２側が水平に位置する場合には、ガス噴出ノズル４９により扉４４側に向かってガスを噴射することで端材１１は扉４２上を滑って扉４４側に移動させられる。

【0030】

複数の回収容器５０，５２は、引き剥がされた端材１１を回収する。その際、上述したように振り分け機構４０によって回収通路１１０，１１２が１つに制限されるので、回収容器５０が端材１１を回収する間は、回収容器５２は端材１１を回収しない。逆に、回収容器５２が端材１１を回収する間は、回収容器５０は端材１１を回収しない。

【0031】

回収容器５０は、重量センサ７２上に配置され、重量が測定される。同様に、回収容器５２は、重量センサ７３上に配置され、重量が測定される。そして、例えば、回収容器５０が端材１１を回収する場合、回収容器５０の重量が規定量に達したら振り分け機構４０は、回収通路１１０を塞ぎ、回収通路１１２を開放する。そして、回収容器５２が端材１１の回収を開始する。そして、回収容器５２が端材１１を回収している間に、作業者は、回収容器５０を移動し、別の回収容器と交換する。回収容器５０の内部に溜まった端材１１は、移動後に廃棄される。或いは、回収容器５２が端材１１を回収している間に、作業者は、回収容器５０を移動させ、内部の端材１１を廃棄後に、また元の位置に回収容器５０を移動させる。これにより、新たな回収容器５０内は空となる。例えば、回収容器５０は、重量センサ７２を搭載した台車７０上に配置される。これにより、作業者は台車７０を移動させることにより回収容器５０を交換できる。よって、作業性を向上できる。

【0032】

その後、回収容器５２の重量が規定量に達したら振り分け機構４０は、回収通路１１２を塞ぎ、回収通路１１０を開放する。そして、交換されて内部が空になった回収容器５０が端材１１の回収を開始する。そして、回収容器５０が端材１１を回収している間に、作業者は、回収容器５２を移動し、別の回収容器と交換する。回収容器５２の内部に溜まった端材１１は、移動後に廃棄される。或いは、回収容器５０が端材１１を回収している間に、作業者は、回収容器５２を移動させ、内部の端材１１を廃棄後に、また元の位置に回収容器５２を移動させる。これにより、新たな回収容器５２内は空となる。例えば、回収容器５２は、重量センサ７３を搭載した台車７１上に配置される。これにより、作業者は台車７１を移動させることにより回収容器５２を交換できる。よって、作業性を向上できる。

【0033】

かかる動作を繰り返すことにより、端材１１の回収を連続して行うことができる。よって、上流側のプロセス装置を停止させる必要が無く生産性を向上できる。さらに、端材１１の分離と回収は端材回収装置１００内で、自動で行われるため作業者が端材１１に触れないようにできる。よって、従来に比べて安全性を向上させることができる。

【0034】

なお、トラップ６０に微細な端材１３が捕集される量はごくわずかであるので、トラップ６０のメンテナンスの頻度は、回収容器５０，５２の切り替えに比べて少なくできる。トラップ６０をメンテナンスする場合には、トラップ６０を水平移動させて装置から取り出せば良い。そして、取り出したトラップ６０を上下逆さにひっくり返すことで捕集された端材１３を落下させ廃棄すればよい。またトラップ６０を上下逆さにひっくり返した状態で裏面側からエアを噴射させても良い。この点でも作業者が直接端材１３に触れないようにできる。

【0035】

以上のように第１の実施形態によれば、Ｓｉ端材が混入した処理水を処理装置から排水させ、処理装置を停止させることなく、処理装置からの排水内のＳｉ端材を回収できる。

【0036】

以上、具体例を参照しつつ実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。

【0037】

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての端材回収措置は、本発明の範囲に包含される。

【符号の説明】

【0038】

１０ メッシュコンベア、１２ メッシュベルト、１４ 駆動機構、２０ 乾燥機構、３０ 引き剥がし機構、４０ 振り分け機構、５０，５２ 回収容器、６０ トラップ、１００ 端材回収装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】