CN108010867A - 清洗装置 - Google Patents
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Abstract
提供清洗装置,其抑制异物的附着。清洗装置(1)具有:卡盘工作台(2);旋转轴单元(3),其具有轴承部(5)和轴部(4),该轴承部和轴部将卡盘工作台支承为能够旋转;清洗流体提供喷嘴(6),其对晶片(W)提供清洗液;清洗室腔体(8),其形成清洗室;以及排气单元(9),其将清洗室腔体的气氛气体排出,其中,清洗室腔体在底壁(812)具有开口(814),旋转轴单元(3)的轴部(4)的前端从开口(814)突出,该旋转轴单元的轴部对卡盘工作台(2)从背面进行支承,在竖立设置于开口(814)的周围的内侧壁(833)上安装有密封部件(86),该密封部件防止气氛气体从开口(814)向清洗室腔体(8)侵入,密封部件(86)具有安装于内侧壁(833)的环状主体部(861)和从环状主体部(861)延伸的延伸部(862),延伸部(862)的上端与卡盘工作台(2)的背面接触。
Description
技术领域
本发明涉及清洗装置。
背景技术
在利用切削装置或激光加工装置中公知有如下的去除装置:在进行了切割或激光加工之后,对附着于被加工物的正面的切削屑或保护液等进行清洗而将其去除(例如,参照专利文献1)。
专利文献1:日本特开2009-253226号公报
例如,CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体)等图像传感器是对异物的附着非常敏感的器件。当异物仅稍微附着时,这些图像传感器便可能无法正常地发挥功能。但是,当利用清洗装置对被加工物进行清洗时,有时在切割或激光加工等中未附着的污染物或异物会附着在图像传感器上。本申请的发明者的深入研究的结果是,发现了润滑脂会随着清洗室腔体的气氛气体的排出而经由清洗装置的卡盘工作台的旋转轴轴承侵入到清洗室腔体中。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,提供能够抑制异物的附着的清洗装置。
为了解决上述的课题并达成目的,本发明的清洗装置是一种清洗装置,该清洗装置具有:卡盘工作台,其利用保持面对被加工物进行保持;旋转轴单元,其具有轴承部和轴部,该轴承部和轴部将该卡盘工作台支承为能够旋转;喷嘴,其对保持在该卡盘工作台上的被加工物提供清洗液;清洗室腔体,其对该卡盘工作台和该喷嘴进行收纳,形成清洗室;以及排气单元,其将该清洗室腔体的气氛气体排出,该清洗装置的特征在于,该清洗室腔体在底部具有开口,该旋转轴单元的该轴部的前端从该开口突出,该旋转轴单元的该轴部对该卡盘工作台从背面进行支承,在竖立设置于该开口的周围的筒状壁上安装有密封部件,该密封部件防止气氛气体从该开口向该清洗室腔体侵入,该密封部件具有安装于该筒状壁的环状主体部和从该环状主体部延伸的延伸部,该延伸部的上端与该卡盘工作台的背面接触。
根据本申请发明的清洗装置,能够抑制异物的附着。
附图说明
图1是示出包含实施方式的清洗装置在内的加工装置的结构例的立体图。
图2是实施方式的清洗装置的立体图。
图3是示出实施方式的清洗装置的剖视图。
图4是示出实施方式的清洗装置的局部放大剖视图。
标号说明
1:清洗装置;2:卡盘工作台;3:旋转轴单元;4:轴部;5:轴承部;6:清洗流体提供喷嘴(喷嘴);7:空气提供喷嘴;8:清洗室腔体;81:清洗室主体;812:底壁(底部);814:开口;83:罩部件;833:内侧壁(筒状壁);86:密封部件;861:环状主体部;862:延伸部;9:排气单元;100:加工装置;110:卡盘工作台;111a:保持面;120:X轴移动构件;130:切削构件;140:Y轴移动构件;150:Z轴移动构件;W:晶片(被加工物)。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行详细地说明。本发明并不限定于以下的实施方式所记载的内容。并且,在以下所记载的构成要素中包含本领域技术人员所容易想到的、实际上相同的构成要素。进而,能够对以下所记载的结构进行适当组合。并且,能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的各种省略、置换或变更。
在以下的说明中,设定XYZ直角坐标系,参照该XYZ直角坐标系对各部分的位置关系进行说明。将水平面内的一个方向设为X轴方向,将在水平面内与X轴方向垂直的方向设为Y轴方向,将与X轴方向和Y轴方向分别垂直的方向设为Z轴方向。包含X轴和Y轴的XY平面与水平面平行。与XY平面垂直的Z轴方向为铅直方向。
图1是示出包含实施方式的清洗装置在内的加工装置的结构例的立体图。图2是实施方式的清洗装置的立体图。图3是示出实施方式的清洗装置的剖视图。图4是示出实施方式的清洗装置的局部放大剖视图。
如图1所示,包含本实施方式的清洗装置在内的加工装置100对被加工物例如晶片W进行切削加工。加工装置100具有卡盘工作台110、X轴移动构件120、切削构件130、Y轴移动构件140、Z轴移动构件150以及清洗装置1。
卡盘工作台110对晶片W进行保持。卡盘工作台110被X轴移动构件120的X轴移动基台121支承。卡盘工作台110能够通过未图示的θ轴旋转构件绕与铅直方向平行的轴(θ轴)进行旋转,换言之,能够在水平面内进行旋转。换言之,卡盘工作台110能够相对于装置主体200绕θ轴相对旋转。卡盘工作台110具有对晶片W进行保持的主体部111。
主体部111形成为圆盘状。主体部111例如由不锈钢制的框体和与框体嵌合的多孔陶瓷板构成,其中,该多孔陶瓷板构成对晶片W进行保持的保持面111a。保持面111a形成在主体部111的铅直方向的上端。保持面111a相对于水平面平行地形成,且平坦地形成。保持面111a与未图示的真空吸引源连通。保持面111a通过真空吸引源的负压而隔着粘贴在晶片W上的粘合带T对晶片W进行吸引保持。
X轴移动构件120对卡盘工作台110在X轴方向(加工进给方向)上进行加工进给。X轴移动构件120将X轴移动基台121支承为能够在X轴方向上进行移动。X轴移动构件120具有驱动源,该驱动源例如由相对于X轴方向平行延伸的滚珠丝杠或脉冲电动机等构成。X轴移动构件120使X轴移动基台121相对于装置主体200在X轴方向上相对移动。X轴移动基台121被装置主体200支承。X轴移动基台121对卡盘工作台110进行支承。因此,通过X轴移动构件120使卡盘工作台110相对于装置主体200在X轴方向上相对移动。
切削构件130对保持在卡盘工作台110上的晶片W进行切削。切削构件130具有切削刀具131、主轴132以及外壳133。切削刀具131是形成为极薄的圆板状和环状的切削磨具。主轴132将切削刀具131安装成能够装拆。外壳133具有电动机等驱动源,该外壳133将主轴132支承为绕Y轴方向的旋转轴自由旋转。
Y轴移动构件140将Y轴移动基台141支承为能够在Y轴方向(分度进给方向)上进行移动。Y轴移动构件140具有驱动源,该驱动源例如由相对于Y轴方向平行延伸的滚珠丝杠或脉冲电动机等构成。Y轴移动构件140使Y轴移动基台141相对于装置主体200在Y轴方向上相对移动。Y轴移动基台141被支承基台201支承,该支承基台201从装置主体200的铅直方向的上端竖立设置。Y轴移动基台141对Z轴移动构件150进行支承。
Z轴移动构件150将Z轴移动基台151支承为能够在Z轴方向(切入进给方向)上进行移动。Z轴移动构件150具有驱动源,该驱动源例如由相对于Z轴方向平行延伸的滚珠丝杠或脉冲电动机等构成。Z轴移动构件150使Z轴移动基台151相对于装置主体200在Z轴方向上相对移动。Z轴移动基台151被Y轴移动基台141支承。Z轴移动构件150对切削构件130进行支承。因此,利用Y轴移动构件140和Z轴移动构件150使切削构件130相对于装置主体200在Y轴方向和Z轴方向上相对移动。
如图2所示,清洗装置1对实施了切削加工的晶片W进行清洗并使其干燥。清洗装置1具有卡盘工作台2、旋转轴单元3、清洗流体提供喷嘴(喷嘴)6、空气提供喷嘴7、清洗室腔体8以及排气单元9。
如图2至图4所示,卡盘工作台2对晶片W进行保持。通过旋转轴单元3使卡盘工作台2在水平面内绕轴部4的旋转轴41进行旋转。卡盘工作台2具有保持面21a的保持部21、凸缘22、框架夹具23以及吸引单元24。
保持部21形成为圆盘状。保持部21被配置成与晶片W面对面。保持部21的外径比晶片W的外径大,并比环状框架F的外径小。保持面21a与卡盘工作台110的保持面111a同样地与真空吸引源连通。保持面21a通过真空吸引源的负压而隔着粘合带T对晶片W进行吸引保持。保持面21a的外径比晶片W的外径大,并比粘合带T的外径小。
凸缘22与保持部21的下方接合。凸缘22由圆盘状的小直径部221和具有比小直径部221大的外径的圆盘状的大直径部222一体形成。小直径部221与保持部21的下方接合。大直径部222与旋转轴单元3的旋转轴41的前端连结。由此,通过旋转轴41的旋转使卡盘工作台2一体地旋转。
框架夹具23对环状框架F进行夹持。在保持部21的外周隔开间隔地配置有框架夹具23。
如图4所示,吸引单元24使负压作用于保持面21a。吸引单元24具有第一提供管241、第二提供管242、连接口243、负压提供口244以及正压提供口245。
第一提供管241在轴部4的旋转轴41内沿着与轴线方向平行的方向配置。第一提供管241形成为与保持面21a和第二提供管242连通的中空管状。
第二提供管242在轴部4的旋转轴41内被配置在水平面内。第二提供管242形成为与第一提供管241连通的中空管状。第二提供管242能够与连接口243连通。
连接口243配置在轴部4的旋转轴41的外侧和轴承部5的壳体52的内侧。连接口243能够与第二提供管242连通。连接口243与负压提供口244和正压提供口245连通。
在连接口243与第二提供管242之间(换言之,在轴部4的旋转轴41的外周面与轴承部5的壳体52的内周面之间的间隙中)设置有涂布了润滑脂的油封件S,该油封件S将连接口243与第二提供管242之间密封。由此,在连接口243与第二提供管242之间,限制了气体向轴部4的旋转轴41的外侧或轴承部5的壳体52的内侧的空间漏出。
负压提供口244是形成于轴承部5的壳体52的开口。负压提供口244利用真空吸引源从保持面21a吸引气体。负压提供口244与连接口243和正压提供口245连通。负压提供口244与轴承部5的负压提供管53连通。
正压提供口245是形成于轴承部5的壳体52的开口。正压提供口245配置在负压提供口244的上方。在对保持面21a提供正压时,正压提供口245对保持面21a提供气体。通过所提供的气体来促进被吸引保持的晶片W或粘合带T从保持面21a剥离。正压提供口245与连接口243和负压提供口244连通。正压提供口245与轴承部5的正压提供管54连通。
如图3、图4所示,旋转轴单元3从下侧将卡盘工作台2支承为能够旋转。旋转轴单元3具有轴部4和轴承部5。
轴部4将旋转力传递给卡盘工作台2。轴部4具有旋转轴41、旋转电动机42以及支承机构43。
旋转轴41与旋转电动机42的驱动轴连结,将旋转电动机42的旋转力传递给卡盘工作台2。旋转轴41的轴线方向的一端部与旋转电动机42连结。旋转轴41的轴线方向的另一端部(前端)与卡盘工作台2连结。旋转轴41绕轴线进行旋转。
旋转电动机42是旋转轴单元3的驱动源。旋转电动机42使旋转轴41绕轴线进行旋转。
支承机构43将旋转电动机42支承为能够在上下方向上进行移动。支承机构43具有多个(例如3个)支承腿431和分别与支承腿431连结并安装在旋转电动机42上的多个(例如3个)气缸432。通过使气缸432进行动作,将旋转电动机42和卡盘工作台2定位在作为上方位置的被清洗物搬入/搬出位置和作为下方位置的作业位置。
轴承部5将轴部4和清洗室腔体8连结。轴承部5具有轴承51、壳体52、负压提供管53、正压提供管54以及释放管55。
轴承51是滚珠轴承。轴承51将轴部4的旋转轴41的中央部轴支承为自由旋转。轴承51的外圈被固定在壳体52的内侧。
壳体52形成为能够将轴承51收纳于内侧的圆筒状。壳体52固定在清洗室腔体8的下方。更详细来说,壳体52配置在清洗室腔体8的内侧壁813的内侧的空间中。
负压提供管53在厚度方向上贯穿壳体52而配置。负压提供管53形成为与吸引单元24的负压提供口244连通的中空管状。负压提供管53与真空吸引源连接。
正压提供管54在厚度方向上贯穿壳体52而配置。正压提供管54配置在负压提供管53的上方。正压提供管54形成为与吸引单元24的正压提供口245连通的中空管状。
释放管55在厚度方向上贯穿壳体52而配置。释放管55配置在正压提供管54的上方。释放管55形成为与壳体52的内侧的空间和清洗室腔体8的外侧的空间连通的中空管状。释放管55的一端与壳体52的内侧的空间连通。另一端在装置外部进行大气释放。
如图2、图3所示,在清洗时清洗流体提供喷嘴6朝向晶片W喷射纯水等清洗水,对晶片W进行清洗。在干燥时清洗流体提供喷嘴6朝向晶片W喷射清洁的空气等,使晶片W干燥。清洗流体提供喷嘴6具有喷嘴臂61和清洗流体喷出部62。
喷嘴臂61被设置成在水平面内自由摆动。喷嘴臂61与未图示的清洗流体提供源连接。喷嘴臂61形成为与清洗流体喷出部62连通的中空管状。清洗流体喷出部62配设在喷嘴臂61的前端。清洗流体喷出部62朝向保持在卡盘工作台2的保持面21a上的实施了切削加工的晶片W沿铅直方向喷射由纯水和空气构成的清洗流体。
如图2所示,空气提供喷嘴7对清洗后的晶片W喷出空气。空气提供喷嘴7具有喷嘴臂71和空气喷出部72。喷嘴臂71被设置成在水平面内自由摆动。喷嘴臂71与未图示的空气提供源连接。喷嘴臂71形成为与空气喷出部72连通的中空管状。空气喷出部72配设在喷嘴臂71的前端。空气喷出部72朝向保持在卡盘工作台2的保持面21a上的清洗后的晶片W喷出空气。
如图2、图3所示,清洗室腔体8形成对卡盘工作台2和清洗流体提供喷嘴6进行收纳的清洗室。清洗室腔体8具有清洗室主体81、支承腿82、罩部件83、排水软管84、迷宫式密封部85、密封部件86以及盖87。
清洗室主体81具有圆筒状的外侧壁811、环状的底壁(底部)812、圆筒状的内侧壁813、开口814以及排液口815。由外侧壁811、底壁812和内侧壁813围绕而成的空间是清洗室。外侧壁811从底壁812的外周缘向上方突出。内侧壁813从底壁812的内周缘(换言之,开口814的周缘)向上方突出。内侧壁813的轴线方向的长度比外侧壁811的轴线方向的长度短。开口814形成在底壁812的中央部,供旋转轴单元3的旋转轴41的前端突出。排液口815在厚度方向上贯穿底壁812而形成。排液口815与排水软管84连接。
内侧壁813的内侧的空间经由开口814与清洗室腔体8的外侧的空间连通。内侧壁813的内侧的空间与释放管55连通。
支承腿82是对清洗室主体81进行支承的多个(例如3个)腿部。支承腿82配置在支承机构43的周围。
罩部件83安装在旋转轴单元3的旋转轴41上。罩部件83具有环状的底壁831、圆筒状的外侧壁832以及圆筒状的内侧壁(筒状壁)833。底壁831的外径比底壁812的内径大。外侧壁832从底壁831的外周缘向下方突出。内侧壁833从底壁831的内周缘向上方突出。这样构成的罩部件83的外侧壁832与构成清洗室主体81的内侧壁813的外侧隔开间隙地定位。
排水软管84将积存于清洗室主体81的下部的清洗液排出到清洗室腔体8的外部。排水软管84与排液口815连接。
迷宫式密封部85限制清洗室腔体8的清洗室的清洗液侵入到内侧壁833的内侧的空间中。迷宫式密封部85配置在卡盘工作台2与罩部件83之间。更详细来说,迷宫式密封部85配置在卡盘工作台2的凸缘22与罩部件83的内侧壁833之间。迷宫式密封部85具有内侧筒部851和外侧筒部852。
内侧筒部851具有环状的底壁8511和圆筒状的侧壁8512。底壁8511固定在底壁831的上表面上。底壁8511的内径比凸缘22的外径稍大。侧壁8512从底壁8511的内周缘向上方突出设置。
外侧筒部852具有环状的底壁8521和圆筒状的侧壁8522。底壁8521固定在卡盘工作台2的保持部21、凸缘22的小直径部221与大直径部222之间。底壁8521的外径比侧壁8512的外径稍大。侧壁8522从底壁8521的外周缘向下方突出设置。侧壁8522与侧壁8512的外侧隔开微小的间隙地定位。
如图2至图4所示,密封部件86限制清洗室腔体8的清洗室的清洗液侵入到内侧壁833的内侧的空间中。密封部件86配置在卡盘工作台2与罩部件83之间。更详细来说,密封部件86配置在卡盘工作台2的凸缘22与罩部件83的内侧壁833之间。密封部件86安装在罩部件83的内侧壁833的整周上。密封部件86由V形环构成。密封部件86具有环状主体部861和延伸部862。
环状主体部861安装在罩部件83的内侧壁833上。环状主体部861与罩部件83的底壁831的外周面和内侧壁833的外周面紧贴。延伸部862从环状主体部861的上表面向上方延伸。延伸部862在侧视图中随着从上下方向的下侧朝向上侧而从径向的内侧向外侧倾斜。延伸部862的上端与凸缘22的大直径部222的底面接触。
盖87将清洗室主体81的上方覆盖。更详细来说,盖87将外侧壁811的上方的开口堵住。
排气单元9将清洗室腔体8的清洗室的内部的气氛气体(即内部气氛气体)排出。排气单元9从清洗室腔体8的上部进行排气。排气单元9具有:排气口91,其设置于清洗室腔体8的外侧壁811;以及排气配管92,其与排气口91和吸引泵93连接。排气单元9通过吸引泵93而经由排气配管92和排气口91对清洗室腔体8的清洗室的内部气氛气体进行吸引,通过未图示的排气处理部将内部气氛气体所包含的附着于晶片W的物质及清洗液所包含的物质等杂质去除,并排出到外部。
接着,对使用了本实施方式的清洗装置1的晶片W的清洗方法和作用进行说明。
通过未图示的搬送构件将实施了切削加工的晶片W从卡盘工作台110搬送到清洗装置1上。利用作用有负压的卡盘工作台2的保持面21a对所搬送的晶片W进行吸引保持。利用框架夹具23对环状框架F进行夹持固定。然后,从清洗流体提供喷嘴6朝向晶片W喷射清洗水,对晶片W进行清洗。
在进行晶片W的清洗时,喷射到晶片W的清洗液变成含有污染物等异物的喷雾而飞散。通过使排气单元9进行动作,将喷雾经由排气口91和排气配管92排出到清洗室腔体8的外部。
在清洗室腔体8的清洗室中,密封部件86安装在卡盘工作台2与罩部件83之间。由此,在进行排气单元9的动作时,即使清洗室腔体8的清洗室的内部气氛气体朝向排气口91流动,但由于在罩部件83的内侧壁833上安装有密封部件86,所以将罩部件83的内侧壁833的内侧的空间的气氛气体与清洗室腔体8的清洗室的内部气氛气体隔断。换言之,限制了含有油封件S的润滑脂的清洗室腔体8的清洗室的外部气氛气体经由轴承部5的轴承51向清洗室腔体8的清洗室流入。这样,限制了清洗室腔体8的清洗室的外部气氛气体向清洗室腔体8的清洗室流入。
当轴部4的旋转轴41的外周面与轴承部5的壳体52的内周面之间的油封件S发生劣化时,在进行吸引单元24的动作时轴承部5的壳体52的内侧的空间的气氛气体会变成负压。由此,清洗室腔体8的清洗室的外部气氛气体经由释放管55向轴承部5的壳体52的内部流入。这样,抑制了轴承部5的壳体52的内侧的空间的气氛气体过度地变成负压。
如以上那样,根据本实施方式,通过在卡盘工作台2与罩部件83之间安装密封部件86,能够限制清洗室腔体8的清洗室的外部气氛气体向清洗室腔体8的清洗室流入。更详细来说,本实施方式能够通过迷宫式密封部85来抑制当进行排气单元9的动作时内侧筒部851的侧壁8512的内侧的空间的气氛气体朝向排气口91流动。此外,本实施方式能够通过密封部件86将罩部件83的内侧壁833的内侧的空间的气氛气体与清洗室腔体8的清洗室的内部气氛气体隔断。由此,本实施方式能够限制含有轴承部5或油封件S的润滑脂的清洗室腔体8的清洗室的外部气氛气体经由轴承部5的轴承51向清洗室腔体8的清洗室流入。这样,本实施方式能够抑制异物附着在晶片W上。
在本实施方式中,当轴部4的旋转轴41的外周面与轴承部5的壳体52的内周面之间的油封件S因润滑脂不足等而发生劣化时,在进行吸引单元24的动作时轴承部5的壳体52的内侧的空间的气氛气体会变成负压。由此,根据本实施方式,清洗室腔体8的清洗室的外部气氛气体能够经由释放管55向轴承部5的壳体52的内部流入。这样,本实施方式能够抑制轴承部5的壳体52的内侧的空间的气氛气体过度地变为负压。
与此相对地,在未配置释放管55的情况下,当油封件S发生劣化时,内侧壁833的内侧的空间的气氛气体经由轴承部5的轴承51而变成负压。密封部件86因由内侧壁833的内侧的空间的气氛气体的负压产生的吸引力而使延伸部862以立起的方式发生变形。延伸部862立起,从而使延伸部862与卡盘工作台2的背面紧贴,将该密封部件86吸附于卡盘工作台2。由此,可能会阻碍卡盘工作台2的旋转。并且,卡盘工作台2的保持面21a可能会变得不平坦。此外,延伸部862因卡盘工作台2的旋转而发生磨损,密封部件86的寿命缩短,可能需要在短期内进行更换。
但是,根据本实施方式,抑制了轴承部5的壳体52的内侧的空间的气氛气体过度地变成负压,密封部件86不会变形。因此,本实施方式能够对阻碍卡盘工作台2的旋转的情况进行抑制。本实施方式能够维持将卡盘工作台2保持为平坦的状态。并且,根据本实施方式,能够抑制延伸部862因卡盘工作台2的旋转而产生磨损。由此,本实施方式能够延长密封部件86的寿命,使密封部件86的更换周期变长。
根据本实施方式,在进行晶片W的清洗时,喷射到晶片W的清洗液变成含有污染物等异物的喷雾而飞散。本实施方式能够通过排气单元9将飞散的喷雾经由排气口91和排气配管92排出到清洗室腔体8的外部。
另外,本发明并不限定于上述实施方式。即,能够在不脱离本发明的主旨的范围内实施各种变形。
Claims (1)
1.一种清洗装置,该清洗装置具有:
卡盘工作台,其利用保持面对被加工物进行保持;
旋转轴单元,其具有轴承部和轴部,该轴承部和轴部将该卡盘工作台支承为能够旋转;
喷嘴,其对保持在该卡盘工作台上的被加工物提供清洗液;
清洗室腔体,其对该卡盘工作台和该喷嘴进行收纳,形成清洗室;以及
排气单元,其将该清洗室腔体的气氛气体排出,
该清洗装置的特征在于,
该清洗室腔体在底部具有开口,该旋转轴单元的该轴部的前端从该开口突出,该旋转轴单元的该轴部对该卡盘工作台从背面进行支承,
在竖立设置于该开口的周围的筒状壁上安装有密封部件,该密封部件防止气氛气体从该开口向该清洗室腔体侵入,
该密封部件具有安装于该筒状壁的环状主体部和从该环状主体部延伸的延伸部,该延伸部的上端与该卡盘工作台的背面接触。
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