JP2003059881A - 洗浄ブラシ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 被加工物が載置される面を洗浄するために工
作機械に備えられる洗浄ブラシの洗浄性を向上させ、被
加工物の品質低下を防止し、また洗浄ブラシを揺動させ
ることなしに洗浄性を向上できるようにする。 【解決手段】 洗浄面Ｓに対し実質上垂直の軸線４を中
心に回転される基台６と、この基台６の該洗浄面Ｓとの
対向面に配設された複数個のブラシ列５０ｂとを備え、
ブラシ列５０ｂの各々を、該軸線４を中心に延びる放射
直線１０の途中を起点にし放射直線１０に対して傾斜し
て延びる傾斜線１２に沿って配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ーハのような薄板状の被加工物に、研削などの加工を施
す工作機械において、被加工物を載置する面を洗浄する
のに用いられる洗浄ブラシに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩなどの回路が多数個形成さ
れた半導体ウエーハは、製品である半導体チップを薄く
し小さくするために、その裏面が研削装置により研削さ
れる。この研削装置は、半導体ウエーハを吸着保持する
チャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウ
エーハを研削する研削手段と、チャックテーブルの表面
を洗浄する回転ブラシを有した洗浄手段とを備えてい
る。洗浄手段は、研削加工の終了したウエーハをチャッ
クテーブルから搬出した後に研削屑などにより汚染され
たチャックテーブルの表面を適切に洗浄し、新たに研削
加工されるウエーハと吸着面との間に異物を残さないよ
うにすることが特に重要である。

【０００３】半導体ウエーハは、研削加工される前は例
えば厚さが１ｍｍ以下、直径が約２００ｍｍの薄い略円
板状を成している。したがって、チャックテーブル上に
異物が残った状態でウエーハを吸着し保持して研削加工
を行うと、ウエーハは、異物の介在した部分が吸着面か
ら盛り上がり、その部分のみが余計に研削され、加工を
終えチャックテーブルから搬出されたウエーハの表面に
は、その部分が窪みであるディンプルとなって現れる。
そして半導体ウエーハの品質を低下させてしまう。

【０００４】この不具合を防止するために、半導体ウエ
ーハの載置面であるチャックテーブルの吸着面の適切な
洗浄が特に重要であり、洗浄方法、洗浄ブラシなどにつ
いて種々の検討、改良がなされている。典型的な洗浄装
置においては、図４に示すように、基台５０ａに放射状
に複数個のブラシ列５０ｂを植毛した洗浄ブラシ５０が
用いられ、洗浄は、チャックテーブルを回転させ、吸着
面に洗浄液を噴射させ、洗浄ブラシ５０を回転させチャ
ックテーブルの面に押付け、さらに面上を揺動させて行
われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
とおりの形態の従来の洗浄ブラシによる洗浄には、次の
とおりの解決すべき問題がある。

【０００６】すなわち、洗浄ブラシを回転させ、かつ揺
動させチャックテーブルの吸着面を洗浄しても、必ずし
も満足のいく洗浄結果が得られず、残存する研削屑など
異物に起因したウエーハ表面のディンプルの数を減らす
ことが難しい問題がある。さらに、洗浄ブラシを回転さ
せる他に洗浄ブラシ全体を揺動させるために、洗浄手段
そして研削装置の構造が複雑になり、これが研削装置の
コストアップ、保守点検個所の増加などの要因にもな
る。

【０００７】本発明は上記事実に鑑みてなされたもの
で、その技術的課題は、被加工物の載置される面の洗浄
性を向上させ、被加工物の品質低下を防止し、また洗浄
ブラシを揺動させることなしに洗浄性を向上させること
ができるようにした、改良された洗浄ブラシを提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討及
び実験を重ねた結果、洗浄ブラシにおけるブラシの配置
形態を改善することにより、洗浄性を大幅に向上させる
ことができることを確認した。

【０００９】すなわち、本発明によれば、上記技術的課
題を解決する洗浄ブラシとして、被加工物が載置される
面を洗浄するために工作機械に備えられる洗浄ブラシで
あって、洗浄面に対し実質上垂直な軸線を中心に回転さ
れる基台と、基台の該洗浄面との対向面に配設された複
数個のブラシ列とを備え、ブラシ列の各々は、該軸線を
中心に延びる放射直線の途中を起点にし放射直線に対し
て傾斜して延びる傾斜線に沿って配設されている、こと
を特徴とする洗浄ブラシが提供される。

【００１０】本発明による洗浄ブラシにおいては、従来
の洗浄ブラシにおいてブラシ列が単に放射状に配置され
ているのに対し、ブラシ列を傾斜させて配置することに
より洗浄性を改善する。

【００１１】好適実施形態においては、該放射直線に対
する傾斜線の傾斜角度θが２５度＜θ＜４５度である。
また、該工作機械が、被加工物である半導体ウエーハを
研削するための研削装置であり、該洗浄面が、該ウエー
ハを吸着保持するチャックテーブルの吸着面である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従って構成された
洗浄ブラシについて、好適実施形態を図示している添付
図面を参照して、さらに詳細に説明する。

【００１３】図１及び図２を参照して説明すると、全体
を番号２で示す洗浄ブラシは、被加工物が載置される面
である洗浄面Ｓに対し実質上垂直の軸線４を中心に回転
される円板状の基台６と、洗浄面Ｓとの対向面６ａに配
設された複数個のブラシ列８とを備えている。

【００１４】複数個のブラシ列８（図示の形態において
は１２個）は、それぞれが軸線４を中心に延びる放射直
線１０の途中を起点１１にし放射線１０に対し基台６の
回転方向（矢印Ｒで示す）後方の外方に向けて傾斜角度
θで傾けられた傾斜線１２に沿って配設されている。こ
の傾斜角度θは、本実施の形態においては３５°に規定
されている。また起点１１は、軸線４を中心にした円１
４上に等間隔で配置されている。植毛されるブラシに
は、ナイロンが用いられている。

【００１５】本発明者の研究結果によれば、後に詳述す
るように、ブラシ列８を洗浄ブラシ２の回転方向Ｒに対
し傾斜角度θで傾けることにより、洗浄面Ｓの研削加工
屑などが洗浄水とともに回転する洗浄ブラシ２の外周方
向に効果的に掻き出される。この傾斜角度θは２５度＜
θ＜４５度であるのが好ましい。

【００１６】次に図３を参照して、上述の洗浄ブラシ２
が備えられる工作機械の典型例である、被加工物として
の半導体ウエーハを研削加工する全体を番号２０で示す
研削装置について説明する。研削装置２０は、半導体ウ
エーハを吸着保持する円形のチャックテーブル２２ａを
３個有したチャック手段２２と、チャック手段２２によ
り保持されたウエーハを研削する研削手段２４と、チャ
ックテーブル２２ａの吸着面を洗浄する洗浄ブラシ２を
有した洗浄手段２６とを備えている。

【００１７】チャック手段２２は、装置ハウジング２８
の上面に上述のチャックテーブル２２ａ（３個）を有し
たターンテーブル２２ｂを備え、チャックテーブル２２
ａは多孔質のセラミック板により形成された吸着面２２
ｃを備えている。研削手段２４は、装置ハウジング２８
の一端に備えられた、荒研削ユニット２４ａ及び仕上研
削ユニット２４ｂを備えている。洗浄手段２６は、装置
ハウジング２８の上面の両縁部に立設する支柱２６ａ、
２６ｂに差し渡された案内レール２６ｃ及びねじ軸２６
ｄに取付けられた洗浄ブラシユニット２６ｅと、装置ハ
ウジング２８の上面に備えられた洗浄液噴出ノズル２６
ｆとを備えている。

【００１８】チャックテーブル２２ａには、ターンテー
ブル２２ｂの搬入搬出域において、加工前の半導体ウエ
ーハが、搬送手段３０により前工程部３２から搬入され
載置され吸着保持される。ターンテーブル２２ｂを矢印
方向に回転させることにより、チャックテーブル２２ａ
は荒研削加工域、仕上研削加工域を移動し加工液が供給
されながら研削加工される。研削加工されたウエーハ
は、搬入搬出域において搬送手段３４により吸着され、
次工程部３６へ搬出される。

【００１９】洗浄ブラシユニット２６ｅは、案内レール
２６ｃに対し昇降自在に、また案内レール２６ｃ上をね
じ軸２６ｄにより移動自在に取付けられ、その下端に洗
浄ブラシ２が回転駆動器（図示していない）を介し取付
けられている。洗浄ブラシ２の円板状の基台６（図１）
の直径はチャックテーブル２２ａの直径よりも小さく形
成されている。ねじ軸２６ｄは支柱２６ｂに設けられた
電動モーター２６ｇにより回転駆動される。

【００２０】洗浄手段２６によるチャックテーブル２２
ａの吸着面２２ｃの洗浄は、回転する洗浄ブラシ２を半
導体ウエーハの搬出された後のウエーハ載置前の吸着面
２２ｃ上に位置付け、回転するチャックテーブル２２ａ
上に下降させ、押付けながら、チャックテーブル２２ａ
の外縁とチャックテーブル２２ａの回転中心を通過する
ように送り、洗浄液を噴出ノズル２６ｆから噴射させて
行われる。洗浄の終わったチャックテーブル２２ａの吸
着面２２ｃには、新たに加工される半導体ウエーハが搬
入され吸着保持される。

【００２１】主として図２を参照して上述したとおりの
洗浄ブラシ２の作用について説明する。

【００２２】（１）洗浄性の向上：洗浄ブラシ２は、放
射状のブラシ列８が、その外方側を基台６の回転方向Ｒ
に対し傾斜角度θで傾斜されているので、研削屑などは
洗浄液とともに洗浄面上をブラシ列８の傾斜に沿って外
方に容易に掻き出される。ブラシ列が単に放射状に並べ
られた従来の洗浄ブラシ５０（図４）は、この掻き出す
作用が小さい。したがって洗浄ブラシ２は、洗浄面の洗
浄性を従来のものに比べ向上させることができる。

【００２３】（２）洗浄結果：半導体ウエーハの研削装
置２０において従来の洗浄ブラシ５０（図４）を用いた
場合と、本発明の洗浄ブラシ２（図２）を用いた場合
の、チャックテーブル２２ａの吸着面２２ｃの洗浄結果
を表１に示す。なお、洗浄ブラシ２の傾斜角度θは３５
°である。この表１は、半導体ウエーハに発生する前述
のディンプルの数を、洗浄ブラシの違いにより比較した
ものである。従来の洗浄ブラシ５０によるデータは、洗
浄ブラシ２との比較のために、ブラシを揺動させない条
件で得られたものである。

【００２４】

【表１】

【００２５】比較は、研削装置の半導体ウエーハ吸着面
を、従来のブラシによる場合と本発明のブラシよる場合
とで、それぞれ２５枚のウエーハについてウエーハを吸
着載置する前にその都度洗浄し、ウエーハに発生したデ
ィンプル数を研削加工後に計測することにより行われ
た。その結果、従来の洗浄ブラシを用いて洗浄した場合
は、２５枚中１０枚のウエーハにディンプルの発生があ
り、その数は計２７個であった。これに対して本発明の
洗浄ブラシを用いた場合は、２５枚中２枚のウエーハに
ディンプルの発生があり、その数は計２個であった。し
たがって、ディンプル発生ウエーハ枚数率は、従来のブ
ラシによる場合が４０％（１０枚／２５枚中）であるの
に対し、本発明のブラシによる場合は８％（２枚／２５
枚中）であり、従来の洗浄ブラシによる場合に比べて本
発明の洗浄ブラシによる場合は、半導体ウエーハのディ
ンプル発生ウエーハ枚数率が１／５になり、また発生す
るディンプルの数が激減し、洗浄性に満足の行く結果が
得られた。

【００２６】（３）揺動機構：従来より洗浄ブラシに揺
動を加えると洗浄性がある程度改善されることは分かっ
ているが、本発明による洗浄ブラシによれば、洗浄ブラ
シを揺動させなくても満足の行く洗浄結果が得られるの
で、従来の洗浄ブラシの揺動機構を削除することがで
き、装置のコストアップ、保守点検個所の増加などの問
題も除くことができる。

【００２７】以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細
に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の範囲内においてさまざまな変形
あるいは修正ができるものである。本発明の実施の形態
においては、洗浄ブラシは、半導体ウエーハを研削する
研削装置に備えられているが、この洗浄ブラシは他の工
作機械、特に薄板状の被加工物を加工する機械における
被加工物の載置面を洗浄するのに有効に用いることがで
きることは言うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】本発明に従って構成された洗浄ブラシに
よれば、被加工物の載置される面の洗浄性を向上させ、
被加工物の品質低下を防止し、また洗浄ブラシを揺動さ
せることなしに洗浄性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成された洗浄ブラシと洗浄面
との関係を示す説明斜視図。

【図２】図１の洗浄ブラシにおけるブラシ列の配置を洗
浄面に向かって洗浄ブラシの側から見て示した拡大平面
図。

【図３】本発明の洗浄ブラシが備えられる半導体ウエー
ハの研削装置の斜視図。

【図４】従来の洗浄ブラシにおけるブラシ列の配置を示
す拡大平面図。

【符号の説明】

２：洗浄ブラシ ４：軸線 ６：基台 ８：ブラシ列 １０：放射直線 １２：傾斜線 ２０：研削装置（工作機械） ２２ａ：チャックテーブル ２２ｃ：吸着面 ５０：洗浄ブラシ ５０ｂ：ブラシ列 Ｒ：回転方向 Ｓ：洗浄面 θ：傾斜角

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物が載置される面を洗浄するため
   に工作機械に備えられる洗浄ブラシであって、 洗浄面に対し実質上垂直な軸線を中心に回転される基台
   と、基台の該洗浄面との対向面に配設された複数個のブ
   ラシ列とを備え、ブラシ列の各々は、該軸線を中心に延
   びる放射直線の途中を起点にし放射直線に対して傾斜し
   て延びる傾斜線に沿って配設されている、ことを特徴と
   する洗浄ブラシ。
2. 【請求項２】 該放射直線に対する傾斜線の傾斜角度θ
   が２５度＜θ＜４５度である、請求項１記載の洗浄ブラ
   シ。
3. 【請求項３】 該工作機械が、被加工物である半導体ウ
   エーハを研削するための研削装置であり、該洗浄面が、
   該ウエーハを吸着保持するチャックテーブルの吸着面で
   ある、請求項１又は２記載の洗浄ブラシ。