JP2002280343A - 洗浄処理装置、切削加工装置 - Google Patents

洗浄処理装置、切削加工装置

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JP2002280343A
JP2002280343A JP2001074094A JP2001074094A JP2002280343A JP 2002280343 A JP2002280343 A JP 2002280343A JP 2001074094 A JP2001074094 A JP 2001074094A JP 2001074094 A JP2001074094 A JP 2001074094A JP 2002280343 A JP2002280343 A JP 2002280343A
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Takashi Tezuka
貴志 手塚
Shigeru Hirao
茂 平尾
Katsuichi Okano
勝一 岡野
Tomomi Echigo
智美 越後
Hironobu Suzuki
洋信 鈴木
Masaya Takeuchi
雅哉 竹内
Hirotoshi Inada
博俊 稲田
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Kaijo Corp
NEC Corp
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Kaijo Corp
NEC Corp
Disco Abrasive Systems Ltd
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    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理部材の切削加工された表面を良好に洗浄
処理する。 【解決手段】 処理部材１０６を表面が上面となる状態
に保持して超音波振動子１１２の下面に近接配置し、そ
の間隙に洗浄液を順次供給して液膜を形成し、処理部材
１０６を水平方向に回転駆動し、液膜を超音波振動子１
１２に超音波振動させ、処理部材１０６の切削加工され
た表面を順次供給される洗浄液の超音波振動される液膜
により良好に洗浄処理する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、平板状の処理部材
の切削加工された平坦な表面を洗浄処理する洗浄処理装
置、この洗浄処理装置を一部として平板状の処理部材の
平坦な表面を切削加工する切削加工装置、に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、集積回路装置の集積度の向上とと
もに加工の微細化も進行しており、例えば、“５０(μ
m)”以下の配列ピッチのボンディングパッドなども実施
されている。現在の一般的な集積回路装置の製造方法で
は、一個のシリコンウェハの表面に多数の同一の集積回
路を碁盤目状に配列して形成し、そのシリコンウェハを
集積回路ごとに切削加工であるダイシング加工により切
断して多数の集積回路装置を一度に量産する。
【０００３】このとき、当然ながら半導体であるシリコ
ンの微細な切屑が発生するので、ダイシング加工したシ
リコンウェハの表面を純水などの洗浄液で洗浄処理して
いる。その場合、スピンナ洗浄装置と呼称される一般的
な洗浄処理装置では、シリコンウェハを水平方向に回転
させながら表面中央に上方から洗浄液を供給すること
で、シリコンウェハの表面の全域を洗浄処理している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のように
集積回路装置の集積度が向上しているため、ボンディン
グパッドのクリアランスなども微細化している。このた
め、過去には問題とならなかったサイズの切屑も現在は
問題となっており、現在は従来より微細な切屑まで確実
に洗浄処理することが要求されている。
【０００５】このような洗浄処理への利用が期待される
発明は、例えば、特開平９−２８３４８７号公報、実開
昭６１−１８８８０５号公報、特開平１１−１３８１１
５号公報、特開平１１−１３８１１６号公報、などに開
示されている。
【０００６】特開平９−２８３４８７号公報には、ダイ
シング加工したシリコンウェハを搬送するとき、超音波
を印加した洗浄液のシャワーで洗浄処理することが開示
されている。さらに、シリコンウェハを静置や回転させ
ても良いこと、洗浄液で洗浄処理するシリコンウェハに
超音波を印加しても良いこと、洗浄液で洗浄処理される
シリコンウェハを支持しているスピンナテーブルに超音
波を印加しても良いこと、も開示されている。
【０００７】実開昭６１−１８８８０５号公報には、シ
リコンウェハを傾斜したスピンナテーブルで支持して回
転させ、そのシリコンウェハの表面に超音波振動子を対
向させ、シリコンウェハの表面に洗浄液を供給しながら
超音波を印加することが開示されている。
【０００８】しかし、特開平９−２８３４８７号公報の
発明では、シリコンウェハの表面を流動する洗浄液に超
音波を印加するので、超音波振動する洗浄液でシリコン
ウェハの表面の全域を充分に確実に洗浄処理することが
困難である。これを解決するためには、洗浄時間を延長
することや流量を増大させることが想定できるが、これ
では処理時間や処理コストが増大するので実用的でな
い。
【０００９】さらに、超音波は減衰が顕著であるため、
シリコンウェハの表面に噴射する洗浄液に超音波を印加
しても、シリコンウェハの表面に位置する洗浄液を良好
に超音波振動させることは困難なので、シリコンウェハ
の表面を良好に洗浄処理することはできない。
【００１０】同様に、洗浄液で洗浄処理するシリコンウ
ェハに超音波を印加しても、洗浄液で洗浄処理されるシ
リコンウェハを支持しているスピンナテーブルに超音波
を印加しても、シリコンウェハの表面に位置する洗浄液
を良好に超音波振動させることは困難なので、シリコン
ウェハの表面を良好に洗浄処理することはできない。
【００１１】実開昭６１−１８８８０５号公報の発明で
は、シリコンウェハを傾斜したスピンナテーブルで支持
して回転させるので、その構造が複雑であり、既存の装
置の応用で実現することが困難である。さらに、シリコ
ンウェハの表面に洗浄液を供給しながら対向する超音波
振動子から超音波を印加するので、超音波振動する洗浄
液でシリコンウェハの表面の全域を充分に確実に洗浄処
理することが困難であり、シリコンウェハの表面に位置
する洗浄液を良好に超音波振動させることも困難であ
る。
【００１２】本発明は上述のような課題に鑑みてなされ
たものであり、平板状の処理部材の切削加工された平坦
な表面を良好に洗浄処理できる洗浄処理装置、この洗浄
処理装置を一部として平板状の処理部材の平坦な表面を
切削加工する切削加工装置、を提供することを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の洗浄処理装置
は、保持回転手段、超音波振動子、近接配置手段、液膜
形成手段、振動駆動手段、を具備しており、平板状の処
理部材の切削加工された平坦な表面を洗浄処理する。そ
の場合、平坦な表面が切削加工された平板状の処理部材
が洗浄処理装置に搬入されると、保持回転手段が処理部
材を切削加工された表面が上面となる状態に保持する。
つぎに、近接配置手段により超音波振動子の超音波振動
する平坦な下面が保持回転手段で保持された処理部材の
表面に上方から平行に近接配置されるので、この近接配
置された処理部材と超音波振動子との間隙に液膜形成手
段が洗浄液を順次供給して液膜を形成する。このとき、
保持回転手段は処理部材を水平方向に回転駆動し、振動
駆動手段は液膜形成手段により処理部材の表面に形成さ
れた液膜を超音波振動子に超音波振動させることによ
り、処理部材の切削加工された表面が順次供給される洗
浄液の超音波振動される液膜により洗浄処理される。
【００１４】また、上述のような洗浄処理装置の他の形
態としては、保持回転手段が処理部材を回転駆動する回
転速度が“５〜１００(rpm)”の範囲にある。この場
合、処理部材の回転速度が５(rpm)以上ならば、順次供
給される洗浄液が遠心力により処理部材の表面から順次
排出される。処理部材の回転速度が１００(rpm)以下な
らば、順次供給される洗浄液により処理部材と超音波振
動子との間隙に表面張力で液膜が形成される。
【００１５】また、近接配置手段が超音波振動子の下面
と処理部材の表面との間隙を“０．１〜５．０(mm)”の
範囲とする。この場合、間隙が０．１(mm)以上ならば、
超音波振動する超音波振動子と回転する処理部材とが接
触せず、間隙が５．０(mm)以下ならば、洗浄液により処
理部材と超音波振動子との間隙に表面張力で液膜が形成
される。
【００１６】また、超音波振動子の振動周波数が“０．
２〜３．０(ＭＨｚ)”の範囲にある。また、超音波振動
子の振動周波数が“１．０±０．１(ＭＨｚ)”の範囲に
ある。これらの範囲の周波数で超音波振動子が振動する
と、洗浄液の液膜により処理部材の表面から微細な切屑
が良好に洗浄され、洗浄液の液膜にキャビテーションが
発生しない。
【００１７】また、処理部材の表面と超音波振動子の下
面とを相対移動手段が水平方向に相対移動させることに
より、液膜を形成する洗浄液の回転中心の位置に気泡が
滞留することが防止されるので、この気泡による超音波
の減衰が防止される。
【００１８】また、相対移動手段の線形支持手段で線形
に移動自在に支持された超音波振動子を往復移動手段が
往復移動させることにより、超音波振動子の下面ととも
に液膜を形成している洗浄液が線形に往復移動されるの
で、液膜の回転中心の位置に気泡が滞留することが防止
される。
【００１９】また、相対移動手段の線形支持手段で線形
に移動自在に支持された処理部材を往復移動手段が往復
移動させることにより、処理部材の上面とともに液膜を
形成している洗浄液が線形に往復移動されるので、液膜
の回転中心の位置に気泡が滞留することが防止される。
【００２０】また、処理部材が円盤形状に形成されてお
り、保持回転手段は処理部材を同軸状態で回転駆動し、
超音波振動子は処理部材の直径をカバーする直方体状に
形成されており、近接配置手段は処理部材の直径上の位
置に超音波振動子を配置することにより、超音波振動子
が処理部材の表面の全域を静的にはカバーできない形状
でも動的にカバーすることになる。
【００２１】また、液膜形成手段が超音波振動子の両方
の長辺の外側に洗浄液を順次供給することにより、直方
体状の超音波振動子の両側に露出している円盤形状の処
理部材の表面に洗浄液が供給される。
【００２２】また、下面に多数の貫通孔が形成された一
対の細長い中空の給液部材が超音波振動子の両方の長辺
の外側に配置されており、これらの給液部材に給液機構
が洗浄液を順次供給することにより、超音波振動子の両
方の長辺の外側の位置に洗浄液が略均等に供給される。
【００２３】また、超音波振動子に下面に連通する貫通
孔が形成されており、液膜形成手段が超音波振動子の貫
通孔に洗浄液を順次供給することにより、処理部材と超
音波振動子との間隙に洗浄液が直接に供給される。
【００２４】本発明の切削加工装置は、平板状の処理部
材の平坦な表面を切削実行部で切削加工し、この処理部
材を部材搬送機構により切削実行部から本発明の洗浄処
理装置まで搬送し、この洗浄処理装置で処理部材を洗浄
処理することにより、処理部材の表面が切削加工されて
から洗浄処理される。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図面を参
照して以下に説明する。本発明の切削加工装置であるダ
イシング装置１００は、図２に示すように、一個の本体
ハウジング１０１を具備しており、この本体ハウジング
１０１に、エレベータユニット１０２、部材搬送機構に
相当するラインユニット１０３、切削実行部であるカッ
ティングユニット１０４、洗浄処理装置である洗浄ユニ
ット１０５、が一体に設けられている。
【００２６】エレベータユニット１０２は、処理部材で
ある多数のシリコンウェハ１０６が搭載されたウェハカ
セット(図示せず)が着脱自在に装填され、このウェハカ
セットに搭載されたシリコンウェハ１０６の本体ハウジ
ング１０１に対する搬入および搬出を実行する。
【００２７】なお、このようにダイシング装置１００に
搬入されるシリコンウェハ１０６は、図４に示すよう
に、平坦な表面を具備した円盤形状に形成されており、
その表面には多数の同一の集積回路が碁盤目状に配列さ
れて形成されている(図示せず)。
【００２８】ラインユニット１０３は、吸着テーブルや
ロボットアームを具備しており(図示せず)、エレベータ
ユニット１０２から搬入されたシリコンウェハ１０６を
カッティングユニット１０４と洗浄ユニット１０５とに
順番に搬送し、この洗浄ユニット１０５からエレベータ
ユニット１０２に搬送する。
【００２９】カッティングユニット１０４は、ダイシン
グソー１０７や駆動モータ１０８を具備しており、この
駆動モータ１０８で回転駆動されるダイシングソー１０
７により、シリコンウェハ１０６を表面の集積回路ごと
にダイシング加工により切削加工する。
【００３０】洗浄ユニット１０５は、図１および図４に
示すように、保持回転手段であるスピンナテーブル１１
１、超音波振動子１１２、近接配置手段である移動配置
機構(図示せず)、液膜形成手段である液膜形成機構１１
３、振動駆動手段である動作制御回路(図示せず)、を具
備しており、平板状のシリコンウェハ１０６のダイシン
グ加工された平坦な表面を洗浄処理する。
【００３１】より詳細には、スピンナテーブル１１１
は、吸着機構や駆動モータ(図示せず)を具備しており、
ラインユニット１０３カッティングユニット１０４から
搬入されるシリコンウェハ１０６をダイシング加工され
た表面が上面となる状態に保持して水平方向に同軸状態
で回転駆動する。この同軸状態とは、円盤形状のシリコ
ンウェハ１０６の幾何学的な中心点と、スピンナテーブ
ル１１１の回転軸心とが一致しており、偏心していない
状態を意味している。
【００３２】このスピンナテーブル１１１の回転速度は
洗浄用の低速回転と乾燥用の高速回転とに切換自在とさ
れており、低速回転の回転速度は“５〜１００(rpm)”
の範囲にある“４５(rpm)”に設定され、高速回転の回
転速度は“８００(rpm)”に設定されている。
【００３３】超音波振動子１１２は、シリコンウェハ１
０６の直径をカバーする直方体状に形成されており、そ
の平坦な下面が超音波振動する。この超音波振動子１１
２の振動周波数は、“０．２〜３．０(ＭＨｚ)”の範囲
に設定されており、ここでは“１．０(ＭＨｚ)”に設定
されている。
【００３４】移動配置機構は、ロボットアームなどを具
備しており、スピンナテーブル１１１で保持されたシリ
コンウェハ１０６を超音波振動子１１２に下方から近接
させ、図４に示すように、シリコンウェハ１０６の直径
上の位置に超音波振動子１１２を配置する。このとき、
移動配置機構は、超音波振動子１１２の下面とシリコン
ウェハ１０６の表面とを平行に近接させ、その間隙を
“０．１〜５．０(mm)”の範囲にある“２．６(mm)”と
する。
【００３５】液膜形成機構１１３は、溶液タンク(図示
せず)、給液機構に相当する溶液ポンプ(図示せず)、一
対の給液チューブ１１４、一対の給液部材１１５、を具
備しており、近接配置されたシリコンウェハ１０６と超
音波振動子１１２との間隙に純水からなる洗浄液を順次
供給して液膜を形成する。
【００３６】より具体的には、給液部材１１５は、図３
に示すように、一対の細長い中空の直方体状で下面に多
数の貫通孔１１６が形成されており、このような一対の
給液部材１１５が超音波振動子１１２の両方の長辺の外
側に装着されている。これら一対の給液部材１１５の上
面中央には一対の給液チューブ１１４が個々に配管され
ており、これらの給液チューブ１１４が溶液ポンプによ
り溶液タンクに配管されている。
【００３７】この溶液タンクには洗浄液が蓄積されてお
り、その洗浄液を溶液ポンプが一対の給液チューブ１１
４により一対の給液部材１１５まで“２．０L／(min)”
の流量で順次供給するので、これら一対の給液部材１１
５は、その下面の貫通孔１１６から超音波振動子１１２
の両方の長辺の外側に洗浄液を順次供給する。
【００３８】動作制御回路は、適切なコンピュータプロ
グラムが実装されたマイクロコンピュータからなり、図
５に示すように、スピンナテーブル１１１、超音波振動
子１１２、移動配置機構、液膜形成機構１１３、の各種
の動作を経時的に統合制御する。
【００３９】上述のような構成において、本実施の形態
のダイシング装置１００の動作を以下に順次説明する。
まず、多数のシリコンウェハ１０６が搭載されたウェハ
カセットがエレベータユニット１０２に装填されると、
図５に示すように、そのシリコンウェハ１０６がライン
ユニット１０３により一枚ずつ搬入され(ステップＳ
１)、カッティングユニット１０４により“９０(sec)”
の処理時間でダイシング加工される(ステップＳ２)。
【００４０】なお、シリコンウェハ１０６は表面に多数
の同一の集積回路が碁盤目状に配列されて形成されてい
るので、カッティングユニット１０４ではシリコンウェ
ハ１０６が集積回路ごとに碁盤目状にダイシング加工さ
れる。このダイシング加工が完了したシリコンウェハ１
０６は、ラインユニット１０３により洗浄ユニット１０
５まで搬送され(ステップＳ３)、この洗浄ユニット１０
５で洗浄処理される。
【００４１】より詳細には、洗浄ユニット１０５では、
図４(ａ)に示すように、搬入されるシリコンウェハ１０
６が表面が上面となる状態にスピンナテーブル１１１で
保持され、同図(ｂ)に示すように、間隙が“２．６(m
m)”となるようにシリコンウェハ１０６と超音波振動子
１１２とが移動配置機構により近接配置される(ステッ
プＳ４)。
【００４２】つぎに、スピンナテーブル１１１によりシ
リコンウェハ１０６が“４５(rpm)”の回転速度で水平
方向に回転駆動され(ステップＳ５)、シリコンウェハ１
０６と超音波振動子１１２との間隙に液膜形成機構１１
３により洗浄液が“２．０L／(min)”の流量で順次供給
される(ステップＳ６)。
【００４３】このとき、一対の細長い中空の給液部材１
１５の下面の多数の貫通孔１１６から超音波振動子１１
２の両方の長辺の外側に洗浄液が順次供給されるので、
この洗浄液は低速回転するシリコンウェハ１０６と超音
波振動子１１２との間隙に略均等に供給されて液膜を形
成する。
【００４４】このような状態で超音波振動子１１２がシ
リコンウェハ１０６の表面に形成された液膜を“１．０
(ＭＨｚ)”の振動周波数で超音波振動させるので(ステ
ップＳ７)、ダイシング加工によりシリコンウェハ１０
６の表面に付着した切屑が、順次供給される洗浄液の超
音波振動する液膜により排除される。
【００４５】上述のような洗浄処理が“６０(sec)”の
所定時間まで継続されると(ステップＳ８)、超音波振動
子１１２の超音波振動が停止され(ステップＳ９)、液膜
形成機構１１３による洗浄液の供給が停止され(ステッ
プＳ１０)、移動配置機構によりシリコンウェハ１０６
と超音波振動子１１２とが所定距離まで離反される(ス
テップＳ１１)。
【００４６】すると、スピンナテーブル１１１によりシ
リコンウェハ１０６が所定時間まで高速回転されるので
(ステップＳ１２)、これでシリコンウェハ１０６の表面
が風乾される。この高速回転は“３０(sec)”の所定時
間まで継続されてから停止され(ステップＳ１３，Ｓ１
４)、シリコンウェハ１０６はラインユニット１０３に
より洗浄ユニット１０５からエレベータユニット１０２
に搬出される(ステップＳ１５)。
【００４７】なお、ここでは一枚のシリコンウェハ１０
６に注目して一連の作業を説明したが、本実施の形態の
ダイシング装置１００は各種動作を並列に実行するの
で、あるシリコンウェハ１０６が洗浄ユニット１０５で
洗浄処理されているとき、他のシリコンウェハ１０６が
カッティングユニット１０４でダイシング加工される。
【００４８】本実施の形態のダイシング装置１００で
は、上述のようにシリコンウェハ１０６と超音波振動子
１１２との間隙に洗浄液を順次供給して液膜を形成し、
そのシリコンウェハ１０６を水平方向に回転駆動しなが
ら液膜を超音波振動子１１２に超音波振動させるので、
この順次供給される洗浄液の超音波振動される液膜によ
りシリコンウェハ１０６の表面を良好に洗浄処理するこ
とができる。
【００４９】このとき、スピンナテーブル１１１がシリ
コンウェハ１０６を“４５(rpm)”の回転速度で回転駆
動するので、順次供給される洗浄液によりシリコンウェ
ハ１０６と超音波振動子１１２との間隙に表面張力で液
膜を良好に形成することができ、かつ、順次供給される
洗浄液を遠心力によりシリコンウェハ１０６の表面から
良好に排出することができる。
【００５０】しかも、移動配置機構が超音波振動子１１
２の下面とシリコンウェハ１０６の表面との間隙を
“２．６(mm)”とするので、超音波振動する超音波振動
子１１２と回転するシリコンウェハ１０６との接触を確
実に防止することができ、かつ、洗浄液によりシリコン
ウェハ１０６と超音波振動子１１２との間隙に表面張力
で良好に液膜を形成することができる。
【００５１】さらに、超音波振動子１１２が洗浄液の液
膜を“１．０(ＭＨｚ)”の振動周波数で超音波振動させ
るので、シリコンウェハ１０６の表面から微細な切屑を
良好に排除することができ、図６に示すように、純水か
らなる洗浄液の液膜にキャビテーションが発生すること
を防止できる。
【００５２】また、超音波振動子１１２がシリコンウェ
ハ１０６の直径をカバーする直方体状に形成されてお
り、移動配置機構がシリコンウェハ１０６の直径上の位
置に超音波振動子１１２を配置するので、図４(ｂ)に示
すように、超音波振動子１１２はシリコンウェハ１０６
の表面の全域を静的にはカバーすることができないが動
的にカバーすることができ、シリコンウェハ１０６の表
面の全域を洗浄処理することができる。
【００５３】なお、このように円盤形状のシリコンウェ
ハ１０６の直径上の位置に直方体状の超音波振動子１１
２が配置されると、その両方の長辺の外側にはデッドス
ペースが発生する。しかし、本実施の形態のダイシング
装置１００では、液膜形成機構１１３が超音波振動子１
１２の両方の長辺の外側に洗浄液を順次供給するので、
デッドスペースを有効に利用してシリコンウェハ１０６
と超音波振動子１１２との間隙に洗浄液を良好に供給す
ることができる。
【００５４】特に、液膜形成機構１１３の一対の細長い
中空の給液部材１１５は、下面に多数の貫通孔１１６が
形成されていて超音波振動子１１２の両側に配置されて
いるので、超音波振動子１１２の両方の長辺の外側の位
置に洗浄液を略均等に供給することができ、シリコンウ
ェハ１０６の表面の全域を良好に洗浄処理することがで
きる。
【００５５】さらに、前述のように本実施の形態のダイ
シング装置１００はカッティングユニット１０４のダイ
シング加工と洗浄ユニット１０５の洗浄処理とを並列に
実行させるが、カッティングユニット１０４の加工時間
が“９０(sec)”、洗浄ユニット１０５の洗浄時間が
“６０(sec)”、洗浄ユニット１０５の乾燥時間が“３
０(sec)”なので、ロスタイムを発生することなくダイ
シング加工と洗浄処理とを並列に実行することができ
る。
【００５６】なお、本発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許
容する。例えば、上記形態では超音波振動子１１２がシ
リコンウェハ１０６の直径をカバーする直方体状に形成
されていることを例示したが、例えば、半径のみカバー
する直方体状に形成することも可能であり、表面全域を
カバーする円盤形状に形成することも可能である。
【００５７】ただし、このようにシリコンウェハ１０６
の表面全域をカバーする円盤形状に超音波振動子１１２
を形成すると、前述した給液部材１１５を適用すること
は困難である。そこで、このような場合には、図７に示
すように、超音波振動子１２１に上面から下面まで連通
する貫通孔１２２を形成し、この貫通孔１２２から超音
波振動子１２１とシリコンウェハ１０６との間隙に洗浄
液を順次供給することが好適である。
【００５８】この場合、シリコンウェハ１０６と超音波
振動子１２１との間隙に洗浄液を直接に供給することが
できるので、シリコンウェハ１０６の表面を良好に洗浄
処理することができる。なお、当然ながら前述のように
直方体状の超音波振動子１１２に貫通孔１２２を形成
し、そこに洗浄液を供給することも可能である。
【００５９】また、上記形態では洗浄処理が実行されて
いるとき、シリコンウェハ１０６は回転のみされて超音
波振動子１２１は超音波振動のみ実行することを例示し
たが、シリコンウェハ１０６の表面と超音波振動子１２
１の下面とを相対移動手段により水平方向に相対移動さ
せることも可能である。
【００６０】このような相対移動手段である揺動機構１
３０は、図８に示すように、超音波振動子１２１を線形
支持手段である水平なガイドレール１３１で移動自在に
支持し、駆動モータ１３２をリンク機構１３３で超音波
振動子１２１に連結して往復移動手段を形成した構造な
どとして実現することが可能である。
【００６１】このような揺動機構１３０でシリコンウェ
ハ１０６の表面と超音波振動子１２１の下面とを水平方
向に相対移動させると、液膜の回転中心の位置に気泡が
滞留することを防止できる。この場合、気泡による超音
波の減衰を防止できるので、より良好にシリコンウェハ
１０６の表面を洗浄処理することができる。
【００６２】また、上述のような揺動機構１３０により
超音波振動子１２１ではなくスピンナテーブル１１１を
往復移動させることも可能であり、例えば、超音波振動
子１２１を前後方向に往復移動させるとともにスピンナ
テーブル１１１を左右方向に往復移動させるようなこと
も可能である。
【００６３】さらに、上記形態では超音波振動子１２１
の振動周波数などの各種数値を例示したが、その数値は
言及した範囲で調節することが可能である。ただし、そ
の数値は相互に関連しているので、相互の関係を考慮し
て調節することが好適である。
【００６４】また、上記形態では各種数値が洗浄処理の
実行中は固定されていることを想定したが、例えば、洗
浄処理の実行中に、シリコンウェハ１０６と超音波振動
子１２１の間隙を“０．１〜５．０(mm)”の範囲で可変
することも可能であり、シリコンウェハ１０６の回転速
度を“５〜１００(rpm)”の範囲で可変することも可能
であり、超音波振動子１２１の振動周波数を“０．２〜
３．０(ＭＨｚ)”の範囲で可変することも可能であり、
液膜形成機構１１３の流量を可変することも可能であ
る。
【００６５】また、上記形態では洗浄液として純水を利
用することを例示したが、このような洗浄液としては、
風乾させても残留物が発生せず、集積回路を腐食などす
ることなく洗浄できる液体であれば良く、例えば、純水
に界面活性剤を混入させた溶液、アルコール、アンモニ
ア、等も利用可能である。
【００６６】さらに、上記形態では切削加工してから洗
浄処理する処理部材としてシリコンウェハ１０６を例示
したが、本発明の切削加工装置および洗浄処理装置の洗
浄処理方法は、シリコンウェハ１０６以外の半導体ウェ
ハ、半導体素子が搭載されて樹脂で封止された有機や無
機の配線基板、等の平板状の部材に適用しても良好な結
果を獲得できる(図示せず)。
【００６７】また、上記形態ではダイシング装置１００
に洗浄ユニット１０５が一体に組み込まれていることを
例示したが、このような洗浄ユニットを独立した洗浄処
理装置として形成し、既存のダイシング装置に組み込む
ことや外付けすることも可能である。
【００６８】さらに、上記形態では、スピンナテーブル
１１１によるシリコンウェハ１０６の回転駆動と、液膜
形成機構１１３による洗浄液の供給と、超音波振動子１
１２による液膜の超音波振動とを、この順番で開始して
反対の順番で終了することを例示したが、その開始や終
了での順番を変更することも可能であり、同時とするこ
とも可能である。
【００６９】例えば、上記形態ではシリコンウェハ１０
６の低速回転を開始してから(ステップＳ５)、洗浄液の
供給を開始することを例示したが(ステップＳ６)、シリ
コンウェハ１０６の乾燥防止が必要な場合には、上述の
ステップＳ５，Ｓ６の順番を逆転させることが好適であ
る。
【００７０】
【発明の効果】本発明の洗浄処理装置では、保持回転手
段が処理部材を切削加工された表面が上面となる状態に
保持し、近接配置手段により超音波振動子の超音波振動
する平坦な下面が保持回転手段で保持された処理部材の
表面に上方から平行に近接配置され、この近接配置され
た処理部材と超音波振動子との間隙に液膜形成手段が洗
浄液を順次供給して液膜を形成し、保持回転手段は処理
部材を水平方向に回転駆動し、振動駆動手段は液膜形成
手段により処理部材の表面に形成された液膜を超音波振
動子に超音波振動させることにより、処理部材の切削加
工された表面を順次供給される洗浄液の超音波振動され
る液膜により良好に洗浄処理することができる。
【００７１】また、上述のような洗浄処理装置の他の形
態としては、保持回転手段が処理部材を回転駆動する回
転速度が“５〜１００(rpm)”の範囲にあることによ
り、順次供給される洗浄液を遠心力により処理部材の表
面から良好に排出することができ、かつ、順次供給され
る洗浄液により処理部材と超音波振動子との間隙に表面
張力で液膜を良好に形成することができる。
【００７２】また、近接配置手段が超音波振動子の下面
と処理部材の表面との間隙を“０．１〜５．０(mm)”の
範囲とすることにより、超音波振動する超音波振動子と
回転する処理部材との接触を防止することができ、か
つ、洗浄液により処理部材と超音波振動子との間隙に表
面張力で良好に液膜を形成することができる。
【００７３】また、超音波振動子の振動周波数が“０．
２〜３．０(ＭＨｚ)”の範囲にあり、さらに、超音波振
動子の振動周波数が“１．０±０．１(ＭＨｚ)”の範囲
にあることにより、超音波振動される洗浄液の液膜によ
り処理部材の表面から微細な切屑を良好に排除すること
ができ、かつ、洗浄液の液膜にキャビテーションが発生
することを防止できる。
【００７４】また、処理部材の表面と超音波振動子の下
面とを相対移動手段が水平方向に相対移動させることに
より、液膜を形成する洗浄液の回転中心の位置に気泡が
滞留することを防止できるので、気泡による超音波の減
衰を防止することができ、処理部材の表面から微細な切
屑を良好に排除することができる。
【００７５】また、相対移動手段の線形支持手段で線形
に移動自在に支持された超音波振動子を往復移動手段が
往復移動させることにより、超音波振動子の下面ととも
に液膜を形成している洗浄液が線形に往復移動されるの
で、液膜の回転中心の位置に気泡が滞留することを簡単
な構造で良好に防止できる。
【００７６】また、相対移動手段の線形支持手段で線形
に移動自在に支持された処理部材を往復移動手段が往復
移動させることにより、処理部材の上面とともに液膜を
形成している洗浄液が線形に往復移動されるので、液膜
の回転中心の位置に気泡が滞留することを簡単な構造で
良好に防止できる。
【００７７】また、処理部材が円盤形状に形成されてお
り、保持回転手段は処理部材を同軸状態で回転駆動し、
超音波振動子は処理部材の直径をカバーする直方体状に
形成されており、近接配置手段は処理部材の直径上の位
置に超音波振動子を配置することにより、超音波振動子
が処理部材の表面の全域を動的にカバーすることができ
るので、処理部材の表面の全域を洗浄処理することがで
きる。
【００７８】また、液膜形成手段が超音波振動子の両方
の長辺の外側に洗浄液を順次供給することにより、直方
体状の超音波振動子の両側に露出している円盤形状の処
理部材の表面に洗浄液が供給することができ、デッドス
ペースを有効に利用して処理部材と超音波振動子との間
隙に洗浄液を良好に供給することができる。
【００７９】また、下面に多数の貫通孔が形成された一
対の細長い中空の給液部材が超音波振動子の両方の長辺
の外側に配置されており、これらの給液部材に給液機構
が洗浄液を順次供給することにより、超音波振動子の両
方の長辺の外側の位置に洗浄液を略均等に供給すること
ができるので、処理部材の表面の全域を良好に洗浄処理
することができる。
【００８０】また、超音波振動子に下面に連通する貫通
孔が形成されており、液膜形成手段が超音波振動子の貫
通孔に洗浄液を順次供給することにより、処理部材と超
音波振動子との間隙に洗浄液を直接に供給することがで
きるので、処理部材の表面を良好に洗浄処理することが
できる。
【００８１】本発明の切削加工装置は、平板状の処理部
材の平坦な表面を切削実行部で切削加工し、この処理部
材を部材搬送機構により切削実行部から本発明の洗浄処
理装置まで搬送し、この洗浄処理装置で処理部材を洗浄
処理することにより、処理部材の表面を切削加工してか
ら良好に洗浄処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態のダイシング装置の洗浄
ユニットの構造を示す模式的な正面図である。
【図２】ダイシング装置の内部構造を示す模式的な平面
図である。
【図３】超音波振動子および液膜形成機構の外観を示す
斜視図である。
【図４】超音波振動子および液膜形成機構とシリコンウ
ェハとの関係を示す斜視図である。
【図５】ダイシング装置の処理動作を示すフローチャー
トである。
【図６】洗浄液である純水にキャビテーションが発生す
る条件を示す特性図である。
【図７】一変形例の洗浄ユニットの構造を示す模式的な
正面図である。
【図８】他の変形例の相対移動手段である揺動機構など
の構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１００ 切削加工装置であるダイシング装置 １０３ 部材搬送機構に相当するラインユニット １０４ 切削実行部であるカッティングユニット １０５ 洗浄処理装置である洗浄ユニット １０６ 処理部材であるシリコンウェハ １１１ 保持回転手段であるスピンナテーブル １１２，１２１ 超音波振動子 １１３ 液膜形成手段である液膜形成機構 １１４ 給液機構の一部である給液チューブ １１５ 給液部材 １１６，１２２ 貫通孔 １３０ 相対移動手段である揺動機構 １３１ 線形支持手段であるガイドレール １３２ 往復移動手段の一部である駆動モータ １３３ 往復移動手段の一部であるリンク機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 手塚 貴志 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 平尾 茂 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 岡野 勝一 東京都羽村市栄町３丁目１番地の５ 株式 会社カイジョー内 (72)発明者 越後 智美 東京都羽村市栄町３丁目１番地の５ 株式 会社カイジョー内 (72)発明者 鈴木 洋信 東京都羽村市栄町３丁目１番地の５ 株式 会社カイジョー内 (72)発明者 竹内 雅哉 東京都大田区東糀谷２丁目14番３号 株式 会社ディスコ内 (72)発明者 稲田 博俊 東京都大田区東糀谷２丁目14番３号 株式 会社ディスコ内 Ｆターム(参考） 3B201 AA03 AB33 BB00 BB83 BB93 BB95 CC13

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平板状の処理部材の切削加工された平坦
    な表面を洗浄処理する洗浄処理装置であって、 前記処理部材を切削加工された前記表面が上面となる状
    態に保持して水平方向に回転駆動する保持回転手段と、 少なくとも平坦な下面が超音波振動する超音波振動子
    と、 この超音波振動子の下面を前記保持回転手段で保持され
    た前記処理部材の表面に上方から平行に近接配置する近
    接配置手段と、 この近接配置手段により近接配置された前記処理部材と
    前記超音波振動子との間隙に洗浄液を順次供給して液膜
    を形成する液膜形成手段と、 この液膜形成手段により前記処理部材の表面に形成され
    た前記液膜を前記超音波振動子に超音波振動させる振動
    駆動手段と、を具備している洗浄処理装置。
  2. 【請求項２】 前記保持回転手段は、順次供給される前
    記洗浄液が前記処理部材と前記超音波振動子との間隙に
    表面張力で液膜を形成しながら、遠心力により前記処理
    部材と前記超音波振動子との間隙から排出される回転速
    度で、前記処理部材を回転駆動する請求項１に記載の洗
    浄処理装置。
  3. 【請求項３】 前記保持回転手段が前記処理部材を回転
    駆動する回転速度が“５〜１００(rpm)”の範囲にある
    請求項２に記載の洗浄処理装置。
  4. 【請求項４】 前記近接配置手段は、超音波振動する前
    記超音波振動子と回転駆動される前記処理部材とが接触
    せず、順次供給される前記洗浄液が前記処理部材と前記
    超音波振動子との間隙に表面張力で液膜を形成する範囲
    で、前記超音波振動子と前記処理部材とを近接配置する
    請求項１ないし３の何れか一項に記載の洗浄処理装置。
  5. 【請求項５】 前記近接配置手段が前記超音波振動子の
    下面と前記処理部材の表面との間隙を“０．１〜５．０
    (mm)”の範囲とする請求項４に記載の洗浄処理装置。
  6. 【請求項６】 前記超音波振動子の振動周波数が“０．
    ２〜３．０(ＭＨｚ)”の範囲にある請求項１ないし５の
    何れか一項に記載の洗浄処理装置。
  7. 【請求項７】 前記超音波振動子の振動周波数が“１．
    ０±０．１(ＭＨｚ)”の範囲にある請求項６に記載の洗
    浄処理装置。
  8. 【請求項８】 前記処理部材の表面と前記超音波振動子
    の下面とを水平方向に相対移動させる相対移動手段も具
    備している請求項１ないし７の何れか一項に記載の洗浄
    処理装置。
  9. 【請求項９】 前記相対移動手段が、 前記超音波振動子を線形に移動自在に支持する線形支持
    手段と、 この線形支持手段で移動自在に支持された前記超音波振
    動子を往復移動させる往復移動手段と、を具備している
    請求項８に記載の洗浄処理装置。
  10. 【請求項１０】 前記相対移動手段が、 前記保持回転手段を線形に移動自在に支持する線形支持
    手段と、 この線形支持手段で移動自在に支持された前記保持回転
    手段を往復移動させる往復移動手段と、を具備している
    請求項８または９に記載の洗浄処理装置。
  11. 【請求項１１】 前記処理部材が円盤形状に形成されて
    おり、 前記保持回転手段は前記処理部材を同軸状態で回転駆動
    し、 前記超音波振動子は前記処理部材の直径をカバーする直
    方体状に形成されており、 前記近接配置手段は前記処理部材の直径上の位置に前記
    超音波振動子を配置する、請求項１ないし１０の何れか
    一項に記載の洗浄処理装置。
  12. 【請求項１２】 前記液膜形成手段が前記超音波振動子
    の両方の長辺の外側に前記洗浄液を順次供給する請求項
    １１に記載の洗浄処理装置。
  13. 【請求項１３】 前記液膜形成手段が、 下面に多数の貫通孔が形成されて前記超音波振動子の両
    方の長辺の外側に配置された一対の細長い中空の給液部
    材と、 これらの給液部材に前記洗浄液を順次供給する給液機構
    と、を具備している請求項１２に記載の洗浄処理装置。
  14. 【請求項１４】 前記超音波振動子に前記下面に連通す
    る貫通孔が形成されており、 前記液膜形成手段が前記超音波振動子の貫通孔に前記洗
    浄液を順次供給する請求項１ないし１０の何れか一項に
    記載の洗浄処理装置。
  15. 【請求項１５】 平板状の処理部材の平坦な表面を切削
    加工する切削実行部と、 請求項１ないし１４の何れか一項に記載の洗浄処理装置
    と、 前記処理部材を少なくとも前記切削実行部から前記洗浄
    処理装置まで搬送する部材搬送機構と、を具備している
    切削加工装置。
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