CN101559428B - 旋转清洗装置和加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种旋转清洗装置和加工装置，其能充分地实现雾的防泄漏以及排气，并防止雾对加工装置具有的其它设备或部件造成的不良影响。关于旋转清洗装置(1)，将晶片(工件)(W)保持在设置于壳体(20)内的清洗室(21)中的旋转工作台(30)上，利用挡板(25)关闭壳体上方的开口，在使清洗室密闭了的状态下，使旋转工作台旋转，从清洗液供给喷嘴(50)向旋转的晶片的上表面供给清洗液来进行清洗，在该旋转清洗装置(1)中，鼓风机(70)配置在清洗室内的比旋转工作台的保持面(30A)靠上方的位置，从该鼓风机向下方且向沿着旋转工作台的旋转方向的方向喷出空气，来向下方压住产生的雾，并将雾从连接在壳体的下部的排气管(60)排出到外部。
Description
技术领域
本发明涉及向旋转的工件供给清洗液来进行清洗的形式的旋转清洗装置、和装备有该清洗装置的各种加工装置。在本发明中成为对象的工件可以列举出例如半导体晶片或电子部件的基板等薄板状工件。
背景技术
例如在半导体器件的制造工序中，在大致圆板形状的半导体晶片的表面通过格子状的分割预定线划分出多个矩形区域，在这些矩形区域的表面上形成IC(integrated circuit：集成电路)或LSI(large-scale integration：大规模集成电路)等电子电路，接下来在磨削了背面之后进行研磨等必要的处理，然后通过切削将所有的分割预定线切断、即进行切割，从而得到多个半导体芯片。将这样得到的半导体芯片通过树脂封闭而封装起来，并广泛应用于移动电话、PC(Personal Computer：个人计算机)等各种电气和电子设备中。
作为切割半导体晶片的装置，一般是使高速旋转的圆板状的薄的切削刀具切入到吸附保持在卡盘工作台上的半导体晶片中的刀具式的切削装置(例如专利文献1)。由于利用刀具式的切削装置切割后的半导体晶片需要进行清洗，以除去附着的切屑等，所以提供了具有清洗构件的切屑装置(例如专利文献2)。
关于半导体晶片的切削装置中所具备的清洗构件，如上述专利文献2所记载的那样，将工件(半导体晶片)吸附保持在旋转工作台上，使旋转工作台旋转，从清洗液供给喷嘴向旋转的工件喷出供给清洗液，由此来进行清洗。另外，通过停止清洗液的供给，并使旋转工作台继续旋转，来利用离心力除去水分直到工件干燥为止。
专利文献1：日本特开平8-25209号公报
专利文献2：日本特开2003-229382号公报
这样的清洗构件由于能够通过一连串的动作对加工后的工件进行清洗并使其干燥，所以是有效的。但是在这种清洗构件中，由于使旋转工作台高速旋转，所以当向工件供给清洗液时会产生被污染的雾。因此，为了防止被污染的雾向周边飞散，想出了将旋转工作台用壳体覆盖等对策。但是，却产生了难以充分抑制雾的飞散、附着在壳体内表面上的水滴滴落到已干燥的工件上等新问题，要求有更有效的防止雾飞散的对策。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够将因清洗而产生的雾可靠地排出从而有效地防止对周边造成的不良影响的旋转清洗装置、以及具有这样的清洗装置的加工装置。
本发明的特征在于，其至少包括：旋转工作台，其设置成能够旋转，并具有保持工件的保持面；清洗液供给喷嘴，其向保持在上述旋转工作台上的工件供给清洗液；围绕部件，其围绕着旋转工作台形成清洗室；开闭构件，其设置在上述围绕部件上，用于对清洗室进行开闭；排气构件，其配设在清洗室内的、将保持面夹在该排气构件与开闭构件之间的位置，用于对该清洗室进行排气；和鼓风构件，其配设在清洗室内，用于对保持面与开闭构件之间的空间向排气构件方向喷出空气。
本发明中所说的工件没有特别限定，例如可以列举出上述半导体晶片等晶片、为了芯片安装用而设置在晶片背面的DAF(Die Attach Film：芯片贴装薄膜)等粘接部件、或者半导体制品的封装体、玻璃类或硅类的基板、以及要求精密级的精度的各种加工材料等。
根据本发明的旋转清洗装置，使在保持面上保持有工件的旋转工作台旋转，同时从清洗液供给喷嘴向旋转的工件供给清洗液，由此对工件进行清洗。然后，当使旋转工作台继续旋转并使清洗液的供给停止时，附着在工件上的清洗液因离心力而被吹走，进而使工件干燥。
关于因向工件供给清洗液而产生的雾，通过围绕部件防止该雾从清洗室向外部泄漏并扩散，并且通过排气构件将该雾排出到预定的处理设备中。从鼓风构件喷出的空气以覆盖保持在旋转工作台的保持面上的工件的方式向排气构件方向流动，由此，雾被迅速地导入到排气构件中而不会向开闭构件的方向流动。其结果为，能够将产生的雾通过排气构件可靠地排出。另外，由于这样将雾高效率地排出，所以当在清洗运转终止后打开开闭构件时，不必担心残留在清洗室内的雾从清洗室泄漏到外部，能够防止雾对周边造成的不良影响。
在本发明中，构成为这样的结构：夹着旋转工作台的工件保持面在该保持面的单侧配设有开闭构件，并在相反侧配设有排气构件，在该位置关系中从鼓风构件向排气构件方向喷出空气，所以如上所述能够将雾向排气构件顺畅地导入，此外，在打开了开闭构件时雾也不易泄漏到外部。作为这样的结构的具体示例，举出以下方式：将开闭构件配设在保持面的上方，将排气构件配设在保持面的下方，将从鼓风构件喷出的空气的喷出方向设定为比水平方向朝向下方。
根据该形态，能够利用从鼓风构件向下方喷出的空气压住欲从工件扬起的雾，并件该雾迅速地导入到排气构件中。此外，能够防止雾附着在清洗室上方的开闭构件的内表面上，因此，能够防止以下不良情况：由雾凝集而成的水滴附着在开闭构件的内侧，在例如打开了开闭构件时等，该水滴滴落至清洗后的工件上而造成污染。
在本发明中，优选这样的方式：鼓风构件的喷出方向和排气构件的排气方向设定为沿着旋转工作台的旋转方向的方向。当旋转工作台旋转时，在该旋转工作台的周围有时会产生沿着旋转方向的空气流动，如果向与该空气流动相同的方向喷出空气并进行排气，则能够产生螺旋状的空气流动，并且能够促进该流动。雾被卷入该螺旋状地流动的空气中而流动，因此，能够有效地抑制雾的扬起，并且能够进一步高效率地排出雾。
接下来，本发明的加工装置的特征在于，其具有上述本发明的旋转清洗装置，通过上述作用效果，防止了雾对该加工装置所具有的各种设备造成的不良影响。作为本发明的具体的加工装置，举出进行工件的切割加工(包括利用刀具进行的切割、或利用激光照射进行的切割)、使用激光的打孔加工、磨削加工、研磨加工、扩张分割加工中的至少一种加工的加工装置。
根据本发明，具有以下效果：能够可靠且高效率地完成以下内容：即防止因对工件进行清洗而产生的被污染的雾泄漏到清洗室的外部、以及通过排气构件将该雾排出到清洗室的外部，其结果为，能够有效地防止雾对周边造成的不良影响。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的旋转清洗装置的局部切除的立体图。
图2是一个实施方式的旋转清洗装置的俯视图。
图3是一个实施方式的旋转清洗装置的剖视图。
图4的(a)是使用一个实施方式的旋转清洗装置进行清洗处理的晶片(工件)单体的立体图，(b)是表示晶片经粘接带保持在框架上的状态的立体图。
图5是表示一个实施方式的旋转清洗装置的变形例的俯视图。
图6是上述变形例的剖视图。
标号说明
1：旋转清洗装置；20：壳体(围绕部件)；21：清洗室；25：挡板(开闭构件)；30：旋转工作台；30A：保持面；50：清洗液供给喷嘴；60：排气管(排气构件)；70、75：鼓风机(鼓风构件)；R：旋转方向；W：半导体晶片(工件)。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的一个实施方式。
图1表示一个实施方式的旋转清洗装置1。该旋转清洗装置1装备在对半导体晶片(以下简称晶片)进行加工的加工装置中，用于对加工后的晶片进行清洗。作为加工装置，举出进行晶片的切割加工(包括利用切削刀具进行的切割、或者利用激光照射进行的切割)、使用激光的打孔加工、磨削加工、研磨加工、扩张(expand)分割加工等的装置。旋转清洗装置1经支承台10支承在这样的加工装置的基座上的预定位置。
支承台10具有：固定在加工装置的基座上的水平的板11；竖立设置在该板11上的多个支脚部12；和固定在这些支脚部12的上端的承载部13。承载部13是在未图示的圆形的底板的周缘上设置有环状的外框13a而构成的结构，在该承载部13上嵌入地支承有构成旋转清洗装置1的主体的圆筒状的壳体(围绕部件)20。
支承在承载部13上的壳体20成为轴心沿着大致铅直方向的状态。该壳体20的内部成为清洗室21，在清洗室21内，如图2所示，与壳体20成同心状地配设有圆板状的旋转工作台30。如图3所示，关于旋转工作台30，在圆板状的框体31的上表面上配合有由多孔质体构成的圆板状的吸附部32。
吸附部32与框体31成同心状地占据旋转工作台30的上表面的大部分，吸附部32的上表面和周围的环状的框体31的上表面是同一平面，从而成为保持晶片的平坦的保持面30A。在旋转工作台30上，经抽吸空气的配管连接有真空装置(均省略图示)，当使真空装置运转时，吸附部32的上方的空气被抽吸，通过该空气抽吸作用，载置在旋转工作台30上的晶片被吸附保持在吸附部32上。
旋转工作台30以能够自由旋转的方式支承在柱35的上端，该柱35贯穿承载部13的底板地沿铅直方向延伸。柱35具有将例如多个筒状体组合而成的像望远镜结构那样的伸缩结构，该柱35配设在壳体20的中心。当柱35伸长时，旋转工作台30露出于壳体20的上方，并上升至晶片的交接位置。此外，当柱35缩短时，旋转工作台30下降至设定在清洗室21内的预定的清洗位置。具有这样使柱35伸缩从而使旋转工作台30升降的电动机等的升降构件41固定在板11上。
此外，在板11上固定有使旋转工作台30旋转的电动机42。在旋转工作台30的框体31上，连接有用于传递电动机42的旋转的未图示的旋转传递机构，当电动机42运转时，框体31即旋转工作台30旋转。旋转工作台30如上所述地随着柱35的伸缩而升降，但只要该旋转工作台30在下降而位于清洗位置时能够旋转即可。因此，采用这样的结构：当旋转工作台30位于清洗位置时，该旋转传递机构与旋转工作台30的框体31连接。
另外，当然也可以是该旋转传递机构总是与旋转工作台30连接而与旋转工作台30的升降无关的结构。旋转工作台30的升降机构和旋转机构并不限定于上述实施方式，只要是能够升降和旋转的结构，则可以选择任何构造。
图4的(a)表示使用旋转清洗装置1进行清洗的晶片W。关于晶片W，根据具有旋转清洗装置1的加工装置的加工种类的不同，存在以下情况：仅在为晶片W单体的状态下进行处理的情况；和将晶片W如图4的(b)所示经粘接带62支承在环状的框架61的内侧的状态下进行处理的情况。晶片W在被加工之后，在保持其中一种状态的情况下被提供至旋转清洗装置1。框架61是由金属等的板材构成的具有刚性的结构。粘接带62是单面为粘接面的粘接带，在其粘接面上粘贴框架61和晶片W。
在旋转工作台30的周围，配设有以框架61能够自由装卸的方式把持该框架61的多个夹紧器34，在晶片W经粘接带62保持在框架61上的情况下，框架61被夹紧器34把持而被保持。各夹紧器34固定于旋转工作台30的框体31。
壳体20的上方开口通过卷绕式的挡板(开闭构件)25进行开闭。该挡板25是由具有挠性的材料形成为带状而构成的，当将挡板25从配设在壳体20的上方的侧方的卷绕部26拉出时，壳体20的上方开口被封闭。挡板25关闭的状态通过以下等手段来保持：将挡板25的前端部勾挂在壳体20上并使之卡合。当挡板25关闭时，清洗室21内成为密闭状态。另外，为了提高清洗室21的密闭度，优选将壳体20的底板的上述柱35所贯穿的孔等用密封件封闭起来。
该情况下，在清洗室21内设置有两个清洗液供给喷嘴50，该清洗液供给喷嘴50向保持在旋转工作台30的保持面30A上的晶片W的上表面通过喷出来供给清洗液。清洗液使用纯水或者为了防止静电而加入了CO2的纯水。清洗液供给喷嘴50设置在配管51的前端，并设置成向下方喷出清洗液。配管51以能够水平回转的方式支承在安装于壳体20内的旋转轴52上，通过配管51的往复回转，将清洗液没有遗漏地喷出到被旋转工作台30保持的旋转的晶片W的上表面。另外，虽未图示，但是在壳体20的底部，设置有用于将清洗液导向壳体20的外部并排出至预定的处理设备的排水口、以及与该排水口连接的排水管。
在壳体20的下部，从外部连接有排气管(排气构件)60的一端部，该排气管60用于将清洗室21内的空气导向壳体20的外部并排出。如图3所示，排气管60相对于形成在壳体20上的排气口20a水平地连接在一起，但是如图2所示，排气管60向与切线L平行的方向延伸，该切线L是从与连接部分接近的、壳体20的外周面延伸出的切线。换言之，从排气管60向清洗室21内方向笔直地延伸的延长线以位于旋转工作台30和壳体20的内表面之间的方式延伸。这样的排气管60的延伸方向可以说是沿着旋转工作台30的旋转方向(图1和图2中的箭头R所示)的方向。
排气管60延伸至未图示的预定的处理设备，在排气管60的中途或者该处理设备中装备有未图示的排气风扇，该排气风扇抽吸清洗室21内的空气使之流入到排气管60中。连接排气管60的、壳体20的排气口20a形成在比旋转工作台30的保持面30A靠下方的位置。
在清洗室21内的上部，在比保持面30A靠上方的位置，在周向隔开相等间隔地配设有多个(该情况下为4个)鼓风机(鼓风构件)70。鼓风机70接近壳体20的内表面，并经未图示的支架支承在壳体20的内表面上。未图示的空气供给配管气密地贯穿壳体20并连接在鼓风机70上，空气以预定压力从横向排列的多个喷出口71喷出。
关于从这些鼓风机70喷出的空气的喷出方向，横向如图2所示设定为旋转工作台30的外周缘的切线方向、即沿着旋转工作台30的旋转方向的方向。另外，上下方向如图3所示设定为斜下方。如图3所示，鼓风机70配设在旋转工作台30的周围的上方，空气从鼓风机70向保持于旋转工作台30上的晶片W的上表面喷出。
如图3所示，在本实施方式中，挡板25配设在旋转工作台30的保持面30A的上方，连接有排气管60的排气口20a配设在保持面30A的下方。另外，鼓风机70配置在保持面30A和挡板25之间，从而构成为相对于保持面30A和挡板25之间的空间，向下方的保持面30A方向喷出空气，进而向排气口20a的方向喷出空气。
以上是本实施方式的旋转清洗装置1的结构，接下来对该装置1的动作以及作用效果进行叙述。
将在加工装置中完成了加工工序的晶片W交接至旋转清洗装置1的旋转工作台30上。晶片向旋转工作台30的交接是在以下状态下进行的：从挡板25打开的状态起，通过升降构件41使旋转工作台30上升，使该旋转工作台30定位在了壳体20上方的交接位置。
在旋转工作台30中预先使上述真空装置运转，从而在将晶片W通过加工装置具有的搬送构件呈同心状地载置在保持面30A上的同时，对该晶片W进行吸附保持。在晶片W如图4的(b)所示那样经粘接带62支承在框架61上的情况下，使用夹紧器34来保持框架61。此外，在如图4的(a)所示地对晶片W在单体状态下进行处理的情况下，仅通过将晶片W吸附在吸附部32上这一作用，来将晶片W保持到旋转工作台30上。
保持有晶片W的旋转工作台30通过升降构件41下降至清洗室21内并定位在清洗位置。接下来使挡板25关闭，然后，从鼓风机70喷出空气，并且使上述排气风扇运转从而将清洗室21内的空气经由排气管60排出到外部。在该状态下完成了清洗的准备，接下来使旋转工作台30以例如800rpm左右的速度旋转，并且在使配管51往复回转的同时从清洗液供给喷嘴50喷出清洗液。清洗液以没有遗漏地喷出到旋转的晶片W的上表面上的方式进行供给，由此，对附着在晶片W上的污染成分(例如切削屑或磨削屑)利用清洗液进行冲洗。
在经过预定的清洗时间后，停止清洗液的供给，并使旋转工作台30继续旋转以利用离心力将清洗液从晶片W上吹走，进而使晶片W干燥。在该干燥过程中，将旋转工作台30的旋转速度提升至例如3000rpm左右，以便迅速进行干燥。
另外，在本实施方式中从2个喷嘴50供给清洗液，但是也可以构成为从2个喷嘴50中的一个喷嘴中喷出清洗液，从另一个喷嘴中喷出空气，并且构成为在清洗时从一个清洗液供给喷嘴中喷出清洗液，在干燥时进行切换而从另一个的空气供给喷嘴中喷出空气。此外，还可以构成为2个喷嘴50两者在清洗时喷出清洗液，并在干燥时喷出空气。如果这样在干燥时从喷嘴喷出空气的话，能够使晶片W更迅速地干燥，因此是优选的。
在经过预定的干燥时间后，停止旋转工作台30的旋转，打开挡板25并使旋转工作台30上升至交接位置，停止上述真空装置的运转。然后，通过加工装置具有的机械手等将晶片从旋转工作台30上拾起，并收纳到预定的收纳构件中。
另外，在上述的清洗和干燥的过程中，通过向旋转的晶片W供给清洗液，会从晶片W上产生含有污染成分的雾。通过壳体20和挡板25防止了该雾向清洗室21的外部泄露并扩散，并且，通过来自排气管60的空气抽吸作用将该雾从排气口20a经由排气管60排出到外部。
然而，雾的粒子越小就越容易向上方扬起从而不易到达排气管60，但是在本实施方式中，从保持在旋转工作台30上的晶片W的上方的鼓风机70向斜下方喷出有空气，利用该喷出空气来压住雾，从而抑制雾向上方扬起并且使之向下方流动。因此，雾被迅速且高效率地从排出口20a导入到排气管60中。此外，由于雾被充分地排出，所以当在清洗运转终止后打开挡板25时，不必担心残留在清洗室21内的雾会泄漏到外部。因此，能够有效地防止雾对加工装置具有的其它设备或部件造成的不良影响。另外，为了可靠地获得从鼓风机70喷出的空气对雾的下压效果，来自鼓风机70的喷出空气的朝向斜下方的角度设定为适度缓和的角度，以防止以下情况：喷出空气在保持于旋转工作台30的保持面30A的晶片W的上表面上被弹回，由此产生向上的流动。
此外，由于通过来自鼓风机70的空气喷出来抑制雾的扬起，所以不会产生雾附着并凝集在挡板25的内表面上而生成水滴的现象。如果在挡板25的内表面上生成水滴，则会产生以下不良情况：例如在清洗结束并打开了挡板25时等，该水滴滴落到清洗后的晶片W上而造成污染，然而，在本实施方式中不会产生这样的不良情况，能够使清洗后的晶片W保持清洁的状态。
此外，在本实施方式中，鼓风机70的空气的喷出方向和排气管60将清洗室21内的空气排出的排气方向设定为沿着旋转工作台30的旋转方向的方向。当旋转工作台30旋转时，在其周围产生沿着旋转方向的空气流动。因此，如果沿与该空气流动相同的方向从鼓风机70喷出空气，并且从排气管60进行排气，则能够产生螺旋状的空气流动，并且能够促进该流动。雾被卷入该螺旋状地流动的空气中而流向排气管60，因此，能够有效地抑制雾的扬起，并且能够进一步高效率地排出雾。
然而，如果如上所述使挡板25关闭、在密闭的清洗室21内一边进行排气一边清洗晶片W的话，则被认为空气不易进入到清洗室21内，排气效率降低，当在清洗后打开挡板25时，会造成残留的雾泄漏到外部的不良情况。然而在本实施方式中，由于从鼓风机70向清洗室21内喷出空气，所以能够对清洗室21内充分地进行排气，因此即使将清洗室21密闭起来，也能够将雾充分地排出。其结果为，不会引起当在清洗后打开挡板25时残留的雾泄漏到外部的不良情况。
图5和图6表示上述一个实施方式的变形例，在该变形例中，作为代替上述鼓风机70的鼓风构件，设置有环状的鼓风机75。该鼓风机75为管状，其固定在清洗室21内的上部的、比旋转工作台30的保持面30A靠上方位置处的壳体20内表面上。未图示的空气供给配管气密地贯穿壳体20并连接在鼓风机75上。
在鼓风机75的内周部分上隔开相等间隔地形成有多个喷出口76。关于从这些喷出口76喷出的空气的喷出方向，横向如图5所示设定为沿着壳体20和旋转工作台30的径向的方向。此外，上下方向如图9所示设定为斜下方。关于向斜下方的喷出角度，如上所述地设定为这样的角度：空气不会在旋转工作台30的保持面30A上弹回而产生向上的流动。
根据该变形例，空气从鼓风机75向保持于旋转工作台30的晶片W的中心喷出，该喷出空气以从上方覆盖整个清洗室21的方式流动。因此，抑制了自晶片W产生的雾的扬起，使雾迅速地导入到排气管60中。通过该变形例，也能够充分地实现雾的防泄漏以及排出。
Claims (2)
1.一种旋转清洗装置，其特征在于，
上述旋转清洗装置至少包括：
旋转工作台，其设置成能够旋转，并具有保持工件的保持面；
清洗液供给喷嘴，其向保持在上述旋转工作台上的工件供给清洗液；
围绕部件，其围绕着上述旋转工作台形成清洗室；
开闭构件，其设置在上述围绕部件上，用于对上述清洗室进行开闭；
排气构件，其配设在上述清洗室内的、将上述保持面夹在该排气构件与上述开闭构件之间的位置，用于对该清洗室进行排气；和
鼓风构件，其配设在上述清洗室内，用于对上述保持面与上述开闭构件之间的空间向上述排气构件方向喷出空气，
上述开闭构件配设在上述保持面的上方，上述排气构件配设在上述保持面的下方，从上述鼓风构件喷出的空气的喷出方向设定为比水平方向朝向下方，
上述鼓风构件的喷出方向和上述排气构件的排气方向设定为沿着上述旋转工作台的旋转方向的方向。
2.一种加工装置，其进行工件的切割加工、使用激光的打孔加工、磨削加工、研磨加工、扩张分割加工中的至少一种加工，其特征在于，
上述加工装置具有权利要求1所述的旋转清洗装置。
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