JP2003203884A

JP2003203884A - ダイシングマシンの洗浄装置及び洗浄方法

Info

Publication number: JP2003203884A
Application number: JP2002000555A
Authority: JP
Inventors: Tei Adachi; 禎足立; Masayuki Azuma; 正幸東; Takayuki Kaneko; 貴幸金子
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2002-01-07
Filing date: 2002-01-07
Publication date: 2003-07-18
Anticipated expiration: 2022-01-07
Also published as: JP3968636B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ダイシング装置の洗浄装置において、洗浄水と
エアとが良好に混合され、洗浄力の優れた洗浄ノズルを
有する洗浄装置を提供するとともに、加工中及び加工後
のワークに対して有効なコンタミ除去が行われる洗浄方
法を提供すること。【解決手段】ダイシングマシン１０の洗浄装置４０にお
いて、洗浄ノズル４１を水とエアの混合ノズルとし、混
合ノズルには、水の流路４１Ａを中心にその円周上に複
数のエアの流路４１Ｂ、４１Ｂ、…を形成し、複数のエ
アの流路４１Ｂ、４１Ｂ、…を混合ノズルの先端近傍で
前記水の流路４１Ａに合流させ、合流後の流路の形状を
がラッパ状に広がってなる噴射口４１Ｃとして形成し
た。これにより水の粒子が細かく、また、均一に混合さ
れる。このため、高圧洗浄水を用いることなく有効な洗
浄が行えるので、装置のコストアップを抑えることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体や電子部品
材料等のワークに溝加工や切断加工を行うダイシングマ
シンに関するもので、特にダイシングマシンに設けられ
ているワークの洗浄装置、及び洗浄方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】半導体や電子部品材料等のワークに溝加
工や切断加工を行うダイシングマシンにおいては、高速
で回転するブレードと称する薄型砥石で研削水や冷却水
をかけながらワークを加工する。このダイシングマシン
では、前記ブレードを保持したスピンドルがＹ軸方向の
インデックス送りとＺ軸方向の切込み送りとがなされ、
ワークを載置したワーク加工テーブルがＸ方向に研削送
りされるようになっている。

【０００３】また、このダイシングマシンでは、加工中
に発生する微細な研削粉によるワーク表面や研削溝内の
汚染物（コンタミネータ：以下略してコンタミという）
付着を極度に嫌うため、回転ブレードの近傍に洗浄ノズ
ルを設け、ダイシング中のコンタミ付着を削減し、更に
ダイシング加工終了後のワークをダイシングマシン中に
設けられたスピン洗浄装置に搬入し、ワークを回転させ
ながら洗浄ノズルをワーク面内で揺動させてスピン洗浄
をしていた。この加工中及び加工後の洗浄においては、
約０．２ＭＰａの市水程度の圧力の純水が用いられてい
た。ところが、この従来のダイシングマシンの洗浄装置
では、洗浄水をワーク表面に垂直に噴射していた。この
ためワークに付着しているコンタミが剥がれにくく、ま
た、剥がれても周囲に飛び散りワークを再汚染してい
た。また、スピン洗浄装置では洗浄ノズルが等速で揺動
運動していたので、ワークの周縁部の洗浄が不十分だっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このため、供給する洗
浄水の圧力を１０〜２０ＭＰａの高圧にすることが試み
られた。しかし、この洗浄方法では洗浄水供給に用いる
バルブやコネクタやチューブ等の配管部品を全て高圧に
耐えられる仕様のものにしなければならず、コストアッ
プになっていた。この問題を解決するために、特開２０
００−３０６８７８号公報には、洗浄水と圧力エアとを
混合して供給する技術が記載されている。ところが、こ
の特開２０００−３０６８７８号公報に開示された装置
では水とエアの混合の仕方が適切でなく、微細なコンタ
ミの除去が不十分であった。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、ダイシング装置の洗浄装置において、洗浄水
とエアとが良好に混合され、洗浄力の優れた洗浄ノズル
を有する洗浄装置を提供するとともに、加工中及び加工
後のワークに対して有効なコンタミ除去が行われる洗浄
方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、請求項１に記載の発明は、回転ブレードで
ワークに溝加工や切断加工を行うダイシングマシンの洗
浄装置において、該洗浄装置の洗浄ノズルは、水とエア
とが供給される混合ノズルであって、該混合ノズルに
は、中心部に水の流路が形成されると共に、その周囲に
複数のエアの流路が形成され、該複数のエアの流路が混
合ノズルの先端近傍で前記水の流路に合流され、合流後
の流路の形状がラッパ状に広がってなる噴射口が形成さ
れていることを特徴としている。この発明によれば、水
の流路を中心にしてその周囲に複数のエアの流路が形成
されているので、水の粒子が細かく、また、均一に混合
される。このため、高圧洗浄水を用いることなく有効な
洗浄が行えるので、装置のコストアップを抑えられる。

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、回転ブレ
ードでワークに溝加工や切断加工を行うダイシングマシ
ンの洗浄装置において、該洗浄装置の洗浄ノズルは水と
エアとが供給される混合ノズルであって、該混合ノズル
には、水の流路とエアの流路とが形成され、前記水の流
路がエアの流路に合流され、合流後の流路の内径が合流
前の流路の内径よりも小さく絞られてなる噴射口が形成
されていることを特徴としている。この発明によれば、
水とエアとが混合された後で流路が絞られているので流
速が増し、洗浄効果が高まる。

【０００８】更に、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は請求項２の発明において、前記噴射口の断面形状が
星型であることを特徴としている。この発明によれば、
噴射口の断面が星形に形成されているので、不必要な拡
散が抑制されて直進性が向上し、洗浄効果が一層高ま
る。

【０００９】請求項４に記載の発明は、回転ブレードで
ワークに溝加工や切断加工を行うダイシングマシンにお
けるワークの洗浄方法において、洗浄水を噴射する前記
請求項１又は請求項２に記載の洗浄ノズルを前記ワーク
に対して任意の角度に傾斜可能に取付け、該洗浄ノズル
から噴射する洗浄水を前記ワークに対して斜めに噴射す
ることを特徴としている。この洗浄方法によれば、洗浄
水がワークに対して斜めに噴射されるので、ワークに付
着しているコンタミが剥がれやすく、また周囲に飛び散
らない。

【００１０】請求項５に記載の発明は、回転ブレードで
ワークに溝加工や切断加工を行うダイシングマシンのス
ピン洗浄装置におけるワークの洗浄方法において、回転
するワークの表面に向けて洗浄水を噴射する洗浄ノズル
を配置し、該洗浄ノズルを前記ワークの面内で往復移動
させ、前記移動速度を、前記ワークの周縁部から中心部
に向けて徐々に速くし、前記ワークの中心部から周縁部
に向けて徐々に遅くしたことを特徴としている。この洗
浄方法によれば、回転するワークに対して、洗浄ノズル
の揺動速度をワークの位置に応じて変化させているの
で、ワーク全面に亘って均一な洗浄ができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るダイシングマシンの好ましい実施の形態について詳説
する。尚、各図において同一部材には同一の番号又は符
号を付してある。

【００１２】先ず最初に、ダイシングマシンの構成につ
いて説明する。図１は本発明に係るダイシングマシンの
外観を示す斜視図である。ダイシングマシン１０は、加
工部２０、スピン洗浄装置４０Ａ、搬送装置５０、ロー
ドポート６０、の他図示しない顕微鏡、アライメント装
置、モニターテレビ、操作・表示部、表示灯、コントロ
ーラ等から構成されている。加工部２０は、ワークに溝
加工や切断加工を行う部分である。スピン洗浄装置４０
Ａは加工後のワークを洗浄する装置で、ワークを回転さ
せながら洗浄水を噴射してワークに付着しているコンタ
ミを除去する。搬送装置５０は、ワークをダイシングマ
シン各部へ搬送する装置で、吸着アーム５１を２個有
し、一方の吸着アーム５１は加工前及び加工後の洗浄済
みの清浄なワークを搬送し、他方の吸着アーム５１は加
工後の未洗浄で汚れたワークを搬送する。ロードポート
６０は、多数枚のワークを収納したカセットをダイシン
グマシン外部との間で受渡しを行う部分である。

【００１３】顕微鏡はワークのアライメントや加工状態
を評価するために、ワークの表面を観察する部材で、観
察画像はＣＣＤカメラを介してモニターテレビの画面で
観察することができる。アライメント装置はワーク表面
のパターン画像を処理してワークを自動アライメントす
る。操作・表示部にはダイシングマシン１０の各部の操
作を行うスイッチや表示手段が設けられている。コント
ローラはダイシングマシン１０の各動作をコントロール
する部分で、マイクロプロセッサ、メモリ、及び入出力
回路等で構成され、ダイシングマシン１０の架台内部に
格納されている。表示灯は、ダイシングマシン１０の稼
動中、加工終了、待機中、及び警報等を表示するもの
で、離れたところからでも判明できるように高い位置に
設けられている。

【００１４】加工部２０では、ワークの溝加工や切断加
工を行う回転ブレード２１が、互いに対向配置された2
本の高周波モータ内蔵のエアーベアリングスピンドル２
２、２２に夫々取付けられ、３０，０００ｒｐｍ〜６
０，０００ｒｐｍの高速で回転されるとともに、不図示
の送り機構によって図の矢印Ｙ方向にインデックス送り
される。この回転ブレード２１は薄い円盤状で、ダイヤ
モンド砥粒やＣＢＮ砥粒をニッケルで電着した電着ブレ
ードや、樹脂で結合したレジンブレードが用いられる。
回転ブレード２１には研削ノズルから研削水が加工ポイ
ントに供給される。また、回転ブレード２１の近傍には
洗浄ノズルあり、洗浄水が供給される。Ｘテーブル３０
は、図示しない駆動機構によりＸ方向に移動される。Ｘ
テーブル３０には図示しないθテーブルが載置され、θ
テーブルにはワークテーブル２３が連結されている。加
工されるワークはこのワークテーブル２３の上面に吸着
固定され、θテーブルによってθ回転されるとともに、
Ｘテーブル３０によって図の矢印Ｘ方向に研削送りされ
るようになっている。

【００１５】図２、及び図３には、加工部２０の洗浄装
置４０、及びスピン洗浄装置４０Ａで用いられている洗
浄ノズルを示している。先ず図２に示す洗浄ノズル４１
を説明する。図２（ａ）は洗浄ノズル４１の側断面図で
あり、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面を表
わし、図２（ｃ）及び図２（ｄ）は図２（ａ）における
Ｂ−Ｂ断面を表わしている。この洗浄ノズル４１は洗浄
水の中に圧縮エアを供給して、水とエアとを混合して噴
射する混合ノズルである。この洗浄ノズル４１は図２
（ａ）、及び図２（ｂ）に示すように、中心に水の流路
４１Ａが形成され、また水の流路４１Ａを中心にした円
周上に４個のエアの流路４１Ｂ、４１Ｂ、…が形成さ
れ、これら４個のエアの流路４１Ｂ、４１Ｂ、…は洗浄
ノズル４１の先端近くで水の流路４１Ａに合流してい
る。更に、合流後の流路は洗浄ノズル４１の先端に向け
てラッパ状に広がって噴射口４１Ｃを形成している。図
２（ｃ）は噴射口４１Ｃの断面が円形の場合を表わし、
図２（ｄ）は星型断面の場合を表わしている。

【００１６】水の流路４１Ａは洗浄水供給源７０に接続
され、約０．２ＭＰａの市水程度の圧力の純水が２００
ｍＬ／ｍｉｎ程度供給される。エアの流路４１Ｂ、４１
Ｂ、…はエア供給源８０に接続され、圧力０．４ＭＰａ
の窒素ガス（Ｎ₂）が供給される。

【００１７】この洗浄ノズル４１の作用を説明すると、
水の流路４１Ａの周囲から複数のエアの流路４１Ｂ、４
１Ｂ、…によって窒素ガス（Ｎ₂）が供給されるので、
純水と窒素ガス（Ｎ₂）とがきめ細かく均一に混ざり合
い、純水が窒素ガス（Ｎ₂）によって加速され、その後
に拡散噴射されるので、ワークの洗浄時に微小なコンタ
ミを除去し易い。また、図２（ｄ）に示す噴射口４１Ｃ
の場合は、不必要な拡散が抑えられ、直進性がよい。

【００１８】図３（Ａ）に示す洗浄ノズル４１は、エア
の流路４１Ｂに水の流路４１Ａが合流し、合流後の流路
がエアの流路４１Ｂの内径よりも小径に絞られた噴射口
４１Ｃを形成した混合ノズルである。図３（ｂ）は図３
（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図で、噴射口４１Ｃの断面形
状が円形の場合を表わしている。図３（ｂ）は同じくＣ
−Ｃ断面図で、噴射口４１Ｃの断面形状が星形の場合を
表わしている。この図３に示す洗浄ノズル４１も、エア
の流路４１Ｂはエア供給源８０に接続されて、圧力０．
４ＭＰａの窒素ガス（Ｎ₂）が供給され、水の流路４１
Ａは洗浄水供給源７０に接続されて、約０．２ＭＰａの
市水程度の圧力の純水が２００ｍＬ／ｍｉｎ程度供給さ
れる。

【００１９】図３に示す洗浄ノズル４１においては、純
水よりも高圧な窒素ガス（Ｎ₂）中に純水が混入され、
混入後の流路が図３（ｂ）のように絞られた円形の噴射
口からストレートに噴射するので、ワークの洗浄能力が
向上する。また、図３（Ｃ）のように噴射口４１Ｃの断
面形状が星形の場合には、拡散し難いため、直進性が良
好で、ワークの洗浄能力が更に向上するという作用効果
を有している。

【００２０】図２又は図３に示すような混合ノズルを用
いた洗浄装置４０によれば、洗浄水の圧力を特別高圧に
しなくても、市水程度の圧力の純水と、通常工場のコン
プレッサで昇圧される程度の圧力の窒素ガス（Ｎ₂）と
を混合しただけで、ワークに付着したコンタミを十分除
去することが可能で、高圧配管部材を使用しないのでマ
シンコストの増大を招くことがない。尚、洗浄水には純
水を用い、圧縮エアとして窒素ガス（Ｎ₂）を用いた
が、これはワークが半導体ウエーハのような場合であっ
て、ワークの種類によって経済性等を加味した適宜な洗
浄水及びエアを用いればよい。

【００２１】図４は、加工部２０で加工中のワークの洗
浄方法を示す図である。図４に示すように、回転ブレー
ド２１がスピンドル２２の先端に取付けられて、高速で
回転している。ワークＷはダイシングシートＳを介して
ワークテーブル２３に載置され、Ｘ方向に研削送りされ
る。回転ブレード２１は、前方と下方が開口されたフラ
ンジカバー２４で囲われており、フランジカバー２４に
設けられた研削ノズルから研削水が回転ブレード２１の
刃先に供給される。また、回転ブレード２１を前後で挟
み込むように配置された冷却ノズル２６、２６からは冷
却水が供給され、回転ブレード２１に生ずる加工熱を冷
却している。また、回転ブレード２１の近傍には洗浄装
置４０が設けられている。この洗浄装置４０ではフラン
ジカバー２４の研削水の下流側に、上下調整手段４２及
び傾斜調整手段４３を介して洗浄ノズル４１が取付けら
れている。この洗浄ノズル４１は、上下調整手段４２に
よって適宜の高さに調整されるとともに、傾斜調整手段
４３によってワークＷに対して傾斜して取付けられてい
る。

【００２２】洗浄ノズル４１をこのように傾斜させて取
付け、ワークＷの面に対して洗浄水を傾けて噴射する。
洗浄水がワークＷの面に対して斜めから噴射されるの
で、付着していたコンタミが剥離し易く、また剥離した
コンタミが一方向に吹き飛ばされるので、ワークＷの洗
浄ポイントの周囲を再汚染することがない。また、ワー
クＷの加工中常時洗浄水を噴射しているので、加工で発
生するコンタミがワークＷの面に付着する暇もなく流し
去られる。更に、洗浄ノズル４１には前記図２、及び図
３に示した混合ノズルを用い、洗浄水と圧縮エアとを混
合して噴射することにより、洗浄効果が一層高まる。

【００２３】図５、図６、及び図７は、ダイシングマシ
ン１０のスピン洗浄装置４０Ａにおける洗浄方法を説明
するものである。図５、図６に示すように、スピン洗浄
装置４０Ａでは、図示しない洗浄槽内でスピンテーブル
４７が不図示のモータによって回転される軸４７Ａに取
付けられ、約３，０００ｒｐｍの速度で回転される。ス
ピンテーブル４７にはダイシングシートＳを介してワー
クＷが吸着されている。ワークＷの上方には洗浄ノズル
４１が、上下調整手段４２及び傾斜調整手段４３を介し
てアーム４４に取付けられている。アーム４４はモータ
４６で一定角度往復回転される回転シャフト４５に接続
されている。洗浄ノズル４１は上下調整手段４２によっ
て適宜の高さに調整されるとともに、傾斜調整手段４３
によってワークＷに対して傾斜して、洗浄水の噴射中心
とワークＷの中心とが一致するように取付けられてい
る。この状態で洗浄ノズル４１はワークＷの周縁から中
心を経由して反対側の周縁までの間を往復揺動する。

【００２４】図７は、洗浄ノズル４１の揺動におけるモ
ータ４６の回転角と角速度との関係を説明するグラフで
ある。従来のスピン洗浄装置においては、ノズルの揺動
速度は一定速度であったため、ワークの中心部から外周
になるに従ってワーク回転における周速が早くなるの
で、ワークの周縁部分に近づくほどコンタミが落ち難か
った。本発明では、図７に示すように、ワークＷの中心
位置における洗浄ノズル４１の揺動角度（θ）を０とし
た時に、角速度（ω）の値は、ワークＷの周縁部での揺
動角度（−θ_m、θ_m）に近づくに従って小さくなるよ
うにしている。これにより、ワークＷの全面に亘り均一
な洗浄が施される。ここでも洗浄ノズル４１には前記図
２、及び図３に示した混合ノズルを用い、洗浄水と圧縮
エアとを混合して噴射することにより、洗浄効果が一層
高まる。

【００２５】尚、ダイシングマシン１０全体の動作につ
いては既知であるので、説明は省略する。また、本実施
の形態では加工部２０の回転ブレード２１の近傍に設け
た洗浄ノズル４１の取付け位置は、研削水の下流側とし
たが、これに限らず、適宜の位置に取付けることができ
る。更に、洗浄ノズル４１の傾斜方向も研削ライン方向
に限らず種々の変形が可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ダ
イシングマシンの洗浄装置に用いられている洗浄ノズル
は、水と圧縮エアとが適切に混合されるノズル形状とな
っているので、研削によってワークに付着するコンタミ
を効率よく除去できる。このため、高圧洗浄水を用いる
ことなく有効な洗浄が行えるので、装置のコストアップ
を抑えられる。

【００２７】また、本発明の洗浄方法によれば、洗浄水
がワークに対して斜めに噴射されるので、ワークに付着
しているコンタミが剥がれやすく、また周囲に飛び散っ
て再汚染することがない。更に、スピン洗浄装置では回
転するワークに対して、洗浄ノズルの揺動速度をワーク
の位置に応じて変化させる方法をとっているので、ワー
ク全面に亘って均一な洗浄ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ダイシングマシンの外観を示す斜視図

【図２】本発明の実施の形態に係る洗浄装置の洗浄ノズ
ルを説明する断面図

【図３】洗浄ノズルの別の発明を説明する断面図

【図４】加工中のワークの洗浄方法を説明する正面図

【図５】スピン洗浄装置における洗浄方法を説明する側
面図

【図６】スピン洗浄装置における洗浄方法を説明する平
面図

【図７】スピン洗浄装置における洗浄方法を説明するグ
ラフ

【符号の説明】

１０…ダイシングマシン、２１…回転ブレード、４０…
洗浄装置、４０Ａ…スピン洗浄装置、４１…洗浄ノズル
（混合ノズル）、４１Ａ…水の流路、４１Ｂ…エアの流
路、４１Ｃ…噴射口、７０…洗浄水供給源、８０…エア
供給源、Ｓ…ダイシングシート、Ｗ…ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金子貴幸東京都三鷹市下連雀９丁目７番１号株式会社東京精密内Ｆターム(参考） 3B201 AA01 AA46 AB33 BB38 BB90 BB92 BB99 3C069 AA01 BA04 CA03 CA05 DA06 DA07 4F033 QA09 QB02Y QB03X QB12Y QB15X QD14 QF07Y

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転ブレードでワークに溝加工や切断加工
を行うダイシングマシンの洗浄装置において、該洗浄装置の洗浄ノズルは、水とエアとが供給される混
合ノズルであって、該混合ノズルには、中心部に水の流路が形成されると共
に、その周囲に複数のエアの流路が形成され、該複数の
エアの流路が混合ノズルの先端近傍で前記水の流路に合
流され、合流後の流路の形状がラッパ状に広がってなる
噴射口が形成されていることを特徴とするダイシングマ
シンの洗浄装置。
【請求項２】回転ブレードでワークに溝加工や切断加工
を行うダイシングマシンの洗浄装置において、該洗浄装置の洗浄ノズルは水とエアとが供給される混合
ノズルであって、該混合ノズルには、水の流路とエアの流路とが形成さ
れ、前記水の流路がエアの流路に合流され、合流後の流
路の内径が合流前の流路の内径よりも小さく絞られてな
る噴射口が形成されていることを特徴とするダイシング
マシンの洗浄装置。
【請求項３】前記噴射口の断面形状が星型であることを
特徴とする請求項１又は請求項２に記載のダイシングマ
シンの洗浄装置。
【請求項４】回転ブレードでワークに溝加工や切断加工
を行うダイシングマシンにおけるワークの洗浄方法にお
いて、洗浄水を噴射する前記請求項１又は請求項２に記載の洗
浄ノズルを前記ワークに対して任意の角度に傾斜可能に
取付け、該洗浄ノズルから噴射する洗浄水を前記ワーク
に対して斜めに噴射することを特徴とするダイシングマ
シンにおけるワークの洗浄方法。
【請求項５】回転ブレードでワークに溝加工や切断加工
を行うダイシングマシンのスピン洗浄装置におけるワー
クの洗浄方法において、回転するワークの表面に向けて洗浄水を噴射する洗浄ノ
ズルを配置し、該洗浄ノズルを前記ワークの面内で往復
移動させ、前記移動速度を、前記ワークの周縁部から中
心部に向けて徐々に速くし、前記ワークの中心部から周
縁部に向けて徐々に遅くしたことを特徴とするダイシン
グマシンのスピン洗浄装置におけるワークの洗浄方法。