JP2011200785A - 洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チャックテーブルに侵入した数μｍの研削屑も良好に除去することができ、かつ、チャックテーブル上に保持された被加工物の表面を良好に洗浄することができる洗浄装置を提供する。
【解決手段】高圧エアー及び液体で構成される２流体洗浄水８２０ａを高圧噴射する構成とすることにより、数μｍほどの屑も洗浄できるようにして、ブラシ等を不要とする。また、飛散防止チャンバー８３と、飛散防止チャンバー８３においてチャックテーブル２の上面２ａ又は被加工物Ｗの表面Ｗａ上で飛散するミスト８２０ｂを外部へ排出する排出手段８４とを備え、洗浄時は、飛散防止チャンバー８３の側壁８３０の下端がチャックテーブル２の上面２ａ又は上面２ａに保持された被加工物Ｗの表面Ｗａと所定の隙間Ｃ１をもち、チャックテーブル２の上面２ａ上又は被加工物Ｗの表面Ｗａ上に形成された洗浄水層８７により隙間Ｃ１が封止されるようにすることにより、ミストが飛散しないようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は、各種加工装置において、被加工物や被加工物を保持するチャックテーブルを洗浄する洗浄装置に関する。

研削装置においては、研削しようとする被加工物は、チャックテーブルに保持されて研削手段の直下に位置付けられ、研削手段に備えた回転する研削砥石の作用を受けて研削される。かかる研削が行われると、研削によって生じた屑が混じった研削水がチャックテーブルに付着するため、通常は、ブラシからなる洗浄作用部をモーターによって駆動して回転させて、回転するチャックテーブルに当接させることにより付着した屑を除去するようにしている。

また、研削又は研磨終了後には、搬送パッド等によって被加工物をチャックテーブル上面から洗浄機構へ搬送し、被加工物の研削面の洗浄を行っている。この搬送時に、研削屑が混じった研削水が研削面に付着した被加工物を搬送パッドで搬送すると、搬送パッドの保持面が研削屑で汚れてしまい、長期使用に耐えられない。そのため、研削後の被加工物を搬送パッドで搬送する前に、チャックテーブルに保持された状態の被加工物の研削面を特許文献１のようなブラシで仮洗浄している（例えば特許文献１参照）。

特開平１１−２２６５２１号公報

しかしながら、チャックテーブルは、例えばポーラス状のセラミックで形成されており、かかるポーラス内に数μｍ以下の研削屑が侵入すると、上記従来の構成のブラシでは良好に除去することができない。また、チャックテーブルの上面に保持された被加工物の表面をブラシ等で接触させて洗浄すると、表面を傷つける虞がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、チャックテーブルに侵入した数μｍの研削屑も良好に除去することができ、かつ、チャックテーブル上に保持された被加工物の表面を良好に洗浄することができる洗浄装置を提供することである。

本発明は、被加工物を上面に保持するチャックテーブルと、チャックテーブルの上面またはチャックテーブルに保持された被加工物の表面を洗浄するための洗浄装置に関するもので、側壁及び天井壁を有する飛散防止チャンバーと、飛散防止チャンバーに配設され、高圧エアー及び液体で構成される２流体洗浄水を高圧噴射しチャックテーブルの上面又は被加工物の表面を洗浄する２流体洗浄ノズルと、飛散防止チャンバーにおいて、チャックテーブルの上面又は被加工物の表面上で飛散するミストを外部へ排出する排出手段と、飛散防止チャンバー、２流体洗浄ノズル及び排出手段を洗浄位置に位置づける位置付け手段とを含み、洗浄位置は、２流体洗浄ノズルがチャックテーブルの上面またはチャックテーブルに保持された被加工物の表面に対向し、飛散防止チャンバーの側壁の下端が、チャックテーブルの上面又は上面に保持された被加工物の表面と所定の隙間を持って位置付けられ、チャックテーブルの上面上又は被加工物の表面上に形成された洗浄水層により隙間が封止される位置である。

排出手段は、飛散防止チャンバー内を第一の領域と第二の領域とに仕切り流体洗浄ノズルから噴出される２流体をチャックテーブルの上面又は上面に保持された被加工物の表面に噴射するための開口部を有する気液分離板と、飛散防止チャンバーの第二の領域側の側壁又は天井壁に配設された気体排出口とからなり、２流体洗浄ノズルは、噴射口を第一の領域側に向けた状態で第二の領域側に配設され、ミストを気液分離板に当接させて第一の領域側の壁で水滴化させて水分量が減少した高圧エアーとし、水分量が減少した高圧エアーを第二の領域へ流出し気体排出口から排出する構成とすることが望ましい。排出手段は、吸引源に連通し、飛散防止チャンバー内のミストを吸引排出するダクトホースとすることもできる。

飛散防止チャンバーの側壁には下端全周に渡り弾性部材が配設されている場合の洗浄位置は、弾性部材の下端がチャックテーブルの上面又は上面に保持された被加工物の表面と所定の隙間を持って位置付けられ、洗浄水層により隙間が封止される位置であることが望ましい。

本発明は、２流体洗浄ノズルと、２流体洗浄ノズルの周囲を覆う飛散防止チャンバーと、ミストを排出する排出手段とを有するため、２流体洗浄水を用いることにより数μｍ以下の屑も洗浄することができ、その際に飛散するミストを飛散防止チャンバー内に封じこめてから排出することができる。したがって、ブラシ等を用いる必要がないため、被加工物等の表面を傷付けることがないとともに、洗浄箇所の周囲にミストが飛び散るのを防止することができる。

研削装置の一例を示す斜視図である。 洗浄装置を構成する洗浄部の第一の構成例を略時的に示す断面図である。 同洗浄部を用いて被加工物の表面を洗浄する状態を略示的に示す断面図である。 同洗浄部を用いてチャックテーブルの上面を洗浄する状態を略示的に示す断面図である。 洗浄装置を構成する洗浄部の第二の構成例を略時的に示す断面図である。 同洗浄部を用いて被加工物の表面を洗浄する状態を略示的に示す断面図である。

本発明の洗浄装置が図１に示す研削装置１に搭載されている場合を例に挙げて説明する。この研削装置１は、チャックテーブル２に保持された被加工物に対して研削手段３ａ、３ｂが研削加工を施す装置である。

研削装置１の前部側には、研削前の被加工物を収容するカセット４０ａと研削後の被加工物を収容するカセット４０ｂとがそれぞれ載置されるカセット載置領域４ａ、４ｂが設けられている。

カセット載置領域４ａ、４ｂの近傍には、カセット４０ａ、４０ｂに対する被加工物の搬出入を行う搬出入手段５が配設されている。搬出入手段５によってカセット４０ａから搬出された被加工物は、位置合わせテーブル５０に載置され、ここで被加工物の中心が一定の位置に位置合わせされる。

位置合わせテーブル５０の近傍には第一の搬送手段６ａが配設されており、位置合わせテーブル５０において位置合わせされた被加工物は、第一の搬送手段６ａによって３つのチャックテーブル２のいずれかに搬送される。３つのチャックテーブル２は、それぞれが自転可能であるとともに、ターンテーブル２０の回転に伴って公転する。

ターンテーブル２０の回転に伴うチャックテーブル２の公転移動経路の上方には、研削手段３ａ、３ｂが配設されている。研削手段３ａ、３ｂは、研削砥石３４の種類を除き同様に構成されるため、共通の符号を付して説明する。研削手段３ａ、３ｂは、鉛直方向の軸心を有する回転軸３０の下端にホイールマウント３１を介して研削ホイール３２が装着され、回転軸３０の上端に連結されたモータ３３によって回転軸３０が回転駆動されることにより研削ホイール３２が回転する構成となっており、研削ホイール３２の下部には研削砥石３４が固着されている。研削手段３ａを構成する研削砥石３４は、例えば粗研削砥石であり、研削手段３ｂを構成する研削砥石３４は、例えば仕上げ研削砥石である。

研削手段３ａ、３ｂは、鉛直方向にのびるガイドレール３５に摺接する昇降板３６に固定されており、モータ３７によって駆動されて昇降板３６が昇降するのにともない、研削手段３ａ、３ｂも昇降する構成となっている。

カセット載置領域４ｂに隣接する位置には、研削後の被加工物を洗浄する洗浄手段７が配設されている。洗浄手段７は、被加工物を保持して回転するスピンナーテーブル７０と、洗浄水や高圧エアを噴出する図示しないノズル等を備えている。また、洗浄手段７の近傍には、研削後の被加工物をチャックテーブル２から洗浄手段７に搬送する第二の搬送手段６ｂが配設されている。

チャックテーブル２の移動経路の上方には、チャックテーブル２の上面またはチャックテーブル２に保持された被加工物の表面を洗浄する洗浄装置８が配設されている。この洗浄装置８は、実際の洗浄を行う洗浄部８０と、洗浄部８０を洗浄位置に位置付ける位置付け手段８１とから構成される。

位置付け手段８１は、洗浄部８０を水平方向に移動させる水平ガイド８１０と、洗浄部８０の鉛直方向に移動させる鉛直ガイド８１１とを備え、洗浄部８０は、水平ガイド８１０及び鉛直ガイド８１１に沿って水平方向及び鉛直方向に移動可能となっている。

洗浄部８０は、図２に示すように、高圧エア及び液体によって構成される２流体洗浄水を高圧噴射する２流体洗浄手段８２と、２流体洗浄手段８２を側壁８３０、８３１及び天井壁８３２によって覆う飛散防止チャンバー８３と、２流体洗浄手段８２から噴出されチャックテーブル２の上面またはチャックテーブル２に保持された被加工物の表面において飛散したミストを飛散防止チャンバー８３の外部に排出する排出部８４とを備えている。

２流体洗浄手段８２は、斜め下方に向けて高圧エア及び液体を噴出する２流体洗浄ノズル８２０と、２流体洗浄ノズル８２０を飛散防止チャンバー８３に固定するブラケット８２１とを有している。２流体洗浄ノズル８２０は、２流体を斜め下方に噴出するように傾斜して配設されている。

飛散防止チャンバー８３の内部には、内部空間を第一の領域８３３と第二の領域８３４とに仕切る気液分離板８３５が配設されている。第二の領域８３４には、噴射口を第一の領域８３３側に向けた状態で２流体洗浄ノズル８２０が配設されている。気液分離板８３５には、水分を含んだ高圧エアーが衝突することにより水滴化される程度の壁及び厚さ方向に貫通する複数の貫通孔を有しており、貫通孔は、例えば、直径が１ｍｍ程度に形成されている。気液分離板８３５は、水滴により腐食しにくい板状物、例えばステンレス板により形成される。気液分離板８３５には、２流体洗浄ノズル８２０から噴出される２流体を下方に噴出するための開口部８３５ａが形成されている。なお、気液分離板８３５は、気液分離の機能を有していれば特に構造は限定されず、例えば網状に形成されていてもよい。

一方の側壁８３１には、気体排出口８４０が開口して形成されている。気体排出口８４０には、気体排出口８４０を塞ぐように気液分離板８４１が配設されており、気体のみを飛散防止チャンバー８３の外部に排出することができる構成となっている。気液分離板８３５と気体排出口８４０とで排出手段８４が構成されている。なお、気体排出口８４０は、天井壁８３２に形成されていてもよい。

側壁８３１の側部には、上端が気体排出口８４０の上方に固定され下方に垂下するカバー８５が配設されている。カバー８５の下端は、チャックテーブル２の上面またはチャックテーブル２に保持される被加工物の表面よりも上方に位置している。

側壁８３１の下端には、下端全周にわたり弾性部材８６が取り付けられている。この弾性部材８６は、例えばスポンジ等により構成され、チャックテーブル２またはチャックテーブル２に保持された被加工物に側壁８３１が直接接触し損傷するのを防止する役割を果たす。

以上のように構成される研削装置１を用いて、図１に示したカセット４０ａに収容されたウェーハを研削する場合は、搬出入手段５によってウェーハをカセット４０ａから搬出して位置合わせテーブル５０に載置する。そして、ウェーハが一定の位置に位置合わせされた後に、ウェーハは、第一の搬送手段６ａによってチャックテーブル２ａに搬送される。

次に、ターンテーブル２０の反時計回りの回転によってウェーハが研削手段３ａの直下に位置付けられる。そして、チャックテーブル２ａが回転すると共に、研削ホイール３２の回転に伴い研削砥石３４が回転しながら研削手段３ａが下降し、回転する研削砥石３４がウェーハの露出面（表面）に接触して研削がなされる。ここでは例えば粗研削が行われる。

粗研削が終了した後は、ターンテーブル２０の回転によりウェーハが研削手段３ｂの直下に位置付けられる。そして、チャックテーブル２が反時計回りに回転すると共に、研削ホイール３２の回転に伴い研削砥石３４が回転しながら研削手段３ｂが下降し、回転する研削砥石３４がウェーハの露出面（表面）に接触して研削がなされる。ここでは例えば仕上げ研削が行われる。

仕上げ研削終了後は、ターンテーブル２０の反時計回りの回転によって、チャックテーブル２に保持された被加工物が第二の搬送装置６ｂの近くに移動する。そして、図３に示すように、洗浄装置８を構成する洗浄部８０を、被加工物Ｗの直上の洗浄位置に位置付ける。このとき、飛散防止チャンバー８３の側壁８３０、８３１の下端である弾性部材８６の下端と、チャックテーブル２の上面２ａに保持された被加工物Ｗの表面Ｗａとの間には、所定の隙間Ｃ１が形成される。

そして、図３に示すように、２流体洗浄ノズル８２０から高圧エアー及び洗浄水で構成される２流体洗浄水８２０ａを被加工物Ｗの表面Ｗａに噴射し、表面Ｗａに付着している研削屑を除去する。２流体洗浄水を用いるとともに、２流体洗浄ノズル８２０からは、斜め下方に２流体が噴出されるため、より被加工物Ｗの表面Ｗａに付着している屑を効果的に除去することができる。したがって、数μｍほどの屑も除去することができ、また、ブラシ等を使用することもないため、被加工物に傷をつけることもない。

噴射された２流体洗浄水８２０ａは、被加工物Ｗの表面Ｗａにおいて反射して飛散し、ミスト８２０ｂとなる。そして、このミスト８２０ｂは、気液分離板８３５に当接する。気液分離板８３５では、ミスト８２０ｂを遮断して水滴８２０ｃを落下させ、落下しなかった残り分である通過流体８２０ｄのみを通過させる。通過流体８２０ｄは、ミスト８２０ｂよりも水分量が減少した高圧エアーとなっている。

落下した水滴８２０ｃは、ウェーハＷの表面Ｗａの上で洗浄水層８７を形成する。そして、この洗浄水層８７により、隙間Ｃ１が封止される。したがって、２流体洗浄ノズル８２０から噴射された２流体洗浄水８２０ａが、隙間Ｃ１から飛散防止チャンバー３の外部に飛び散るのを防ぐことができる。

気液分離板８３５を通過した通過流体８２０ｄは、第二の領域８３４に進入し、気液防止板８４１に当接する。そして、通過流体８２０ｄ水分が含まれていれば、その水分８２０ｅを落下させ、残った気体８２０ｆを気体排出口８４０から排出する。側壁８３０、８３１、天井壁８３２、洗浄水層８７によって飛散防止チャンバー８３内は密閉されており、高圧エアーは、唯一の出口である気体排出口８４０から外部へ流れる気流となる。

こうして粗研削及び仕上げ研削並びに洗浄装置８による洗浄が行われたウェーハは、ターンテーブル２０の回転により第二の搬送手段６ｂの近傍に位置付けられ、第二の搬送手段６ｂによって洗浄手段７のスピンナーテーブル７０に搬送され、スピンナーテーブル７０の回転とともに高圧水が被加工物Ｗに対して噴射されて洗浄が行われ、さらにスピンナーテーブル７０の回転とともに高圧エアーが被加工物に対して噴射されて乾燥が行われる。そして、搬出入手段５によってカセット４０ｂに搬送され収容される。

このようにして被加工物Ｗの研削が行われると、チャックテーブル２の上面２ａには研削屑が付着しやすいが、洗浄装置８は、チャックテーブル２の上面２ａの洗浄にも使用することができる。

チャックテーブル２の上面２ａを洗浄するときには、洗浄部８０をチャックテーブル２の上方に位置付け、飛散防止チャンバー８３の側壁８３０、８３１の下端である弾性部材８６の下端と、チャックテーブル２の上面２ａとの間に、所定の隙間Ｃ２を形成する。そして、２流体洗浄ノズル８２０から２流体洗浄水８２０ａをチャックテーブル２の上面２ａに噴射し、上面２ａに付着している研削屑を除去する。噴射された２流体洗浄水８２０ａは、チャックテーブル２の上面２ａにおいて反射して飛散し、ミスト８２０ｂとなって気液分離板８３５に当接する。そして、気液分離板８３５では、水滴８２０ｃを落下させ、通過流体８２０ｄのみを通過させる。

落下した水滴８２０ｃは、チャックテーブル２の上面２ａの上で洗浄水層８８を形成する。そして、この洗浄水層８８により、隙間Ｃ２が封止される。したがって、２流体洗浄ノズル８２０から噴射された２流体洗浄水８２０ａが、隙間Ｃ２から飛散防止チャンバー８３の外部に飛び散るのを防ぐことができる。

気液分離板８３５を通過した通過流体８２０ｄは、第二の領域８３４に進入し、気液防止板８４１に当接する。そして、通過流体８２０ｄに水分が含まれていれば、その水分８２０ｅを落下させ、残った気体８２０ｆを気体排出口８４０から外部に排出する。

図２〜４に示した洗浄部８０に代えて、図５に示す洗浄部９０を使用することもできる。この洗浄部９０は、側壁９１０及び天井壁９１１を有する飛散防止チャンバー９１と、飛散防止チャンバー９１に配設され高圧エアー及び液体で構成される２流体洗浄水を高圧噴射する２流体洗浄手段９２とを備えている。

２流体洗浄手段９２は、斜め下方に向けて高圧エア及び液体を噴出する２流体洗浄ノズル９２０と、２流体洗浄ノズル９２０を飛散防止チャンバー９１に固定するブラケット９２１とを有している。

天井壁９１１には、開口部９１１ａが形成されており、この開口部９１１ａは、ダクトホース９４を介して吸引源９５に連通している。ダクトホース９４は、チャックテーブル２の上面２ａ又は被加工物の表面上で飛散するミストを外部へ排出する排出手段としての役割を果たす。側壁９１０の下端には、下端全周にわたり弾性部材９６が固着されている。

このように構成される洗浄部９０を用いると、チャックテーブル２の上面２ａまたはチャックテーブル２に保持された被加工物の表面を洗浄することができる。以下では、チャックテーブル２に保持された被加工物の表面を洗浄する場合について説明する。

図６に示すように、まず、飛散防止チャンバー９１の側壁９１０の下端である弾性部材９６の下端と、チャックテーブル２の上面２ａに保持された被加工物Ｗの表面Ｗａとの間に、所定の隙間Ｃ３が形成されるように、洗浄部９０を位置させる。このときの洗浄部９０の位置が洗浄位置である。

そして、２流体洗浄ノズル９２０から高圧エアー及び洗浄水で構成される２流体洗浄水９２０ａを被加工物Ｗの表面Ｗａに噴射し、表面Ｗａに付着している研削屑を除去する。噴射された２流体洗浄水９２０ａは、その一部が被加工物Ｗの表面Ｗａにおいて反射する。一方、反射しなかった水は洗浄水層９７を形成する。そして、この洗浄水層９７により、隙間Ｃ３が封止される。したがって、２流体洗浄ノズル９２０から噴射された２流体洗浄水９２０ａが、隙間Ｃ３から飛散防止チャンバー９１の外部に飛び散るのを防ぐことができる。

被加工物Ｗの表面Ｗａにおいて反射し飛散したミスト９２０ｂは、吸引源９５からの吸引力によって、開口部９１１ａ、ダクトホース９４に吸引され、排出される。このように、隙間Ｃ３が洗浄水層９７により封止され、飛散防止チャンバー９１の内部の反射流体８２０ｂは、ダクトホース９４から排出されるため、洗浄水が飛び散ることがない。

なお、図１〜４に示した洗浄部８０は、ダクトホース及び強制排気機構を別途設ける必要がないため、図５、６に示した洗浄部９０より好ましい構造である。

上記の例では、本発明の洗浄装置を研削装置に適用した場合について説明したが、本発明の洗浄装置を適用できる装置は、研削装置には限定されない。

１：洗浄装置
２：チャックテーブル ２ａ：上面 ２０：ターンテーブル
３ａ、３ｂ：研削手段
３０：回転軸 ３１：ホイールマウント ３２：研削ホイール ３３：モータ
３４：研削砥石 ３５：ガイドレール ３６：昇降板 ３７：モータ
４ａ、４ｂ：カセット載置領域 ４０ａ、４ｂ：カセット
５：搬出入手段 ５０：位置合わせテーブル
６ａ：第一の搬送手段 ６ｂ：第二の搬送手段
７：洗浄手段 ７０：スピンナーテーブル
８：洗浄装置
８０：洗浄部
８１：位置付け手段 ８１０：水平ガイド ８１１：鉛直ガイド
８２：２流体洗浄手段 ８２０：２流体洗浄ノズル ８２１：ブラケット
８２０ａ：２流体洗浄水 ８２０ｂ：ミスト ８２０ｃ：水滴
８２０ｄ：通過流体 ８２０ｅ：水分 ８２０ｆ：気体
８３：飛散防止チャンバー ８３０、８３１：側壁 ８３２：天井壁
８３３：第一の領域 ８３４：第二の領域 ８３５：気液分離板 ８３５ａ：開口部
８４：排出部 ８４０：気体排出口
８５：カバー ８６：弾性部材 ８７：洗浄水層
９０：洗浄部
９１：飛散防止チャンバー ９１０：側壁 ９１１：天井壁 ９１１ａ：開口部
９２：２流体洗浄手段 ９２０：２流体洗浄ノズル ９２１：ブラケット
９２０ａ：２流体洗浄水 ９２０ｂ：ミスト
９４：ダクトホース ９５：吸引源 ９６：弾性部材 ９７：洗浄水層

Claims (4)

1. 被加工物を上面に保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルの上面または該チャックテーブルに保持された被加工物の表面を洗浄するための洗浄装置であって、
   側壁及び天井壁を有する飛散防止チャンバーと、
   該飛散防止チャンバーに配設され、高圧エアー及び液体で構成される２流体洗浄水を高圧噴射し該チャックテーブルの上面又は該被加工物の表面を洗浄する２流体洗浄ノズルと、
   該飛散防止チャンバーにおいて、該チャックテーブルの上面又は該被加工物の表面上で飛散するミストを外部へ排出する排出手段と、
   該飛散防止チャンバー、該２流体洗浄ノズル及び該排出手段を洗浄位置に位置づける位置付け手段と、を含み、
   該洗浄位置は、該２流体洗浄ノズルが該チャックテーブルの上面または該チャックテーブルに保持された被加工物の表面に対向し、該飛散防止チャンバーの該側壁の下端が、該チャックテーブルの上面又は該上面に保持された該被加工物の表面と所定の隙間を持って位置付けられ、該チャックテーブルの上面上又は該被加工物の表面上に形成された洗浄水層により該隙間が封止される位置である、
   洗浄装置。
2. 前記排出手段は、前記飛散防止チャンバー内を第一の領域と第二の領域とに仕切り前記流体洗浄ノズルから噴出される２流体を前記チャックテーブルの上面又は該上面に保持された被加工物の表面に噴射するための開口部を有する気液分離板と、該飛散防止チャンバーの該第二の領域側の前記側壁又は前記天井壁に配設された気体排出口と、からなり、
   該２流体洗浄ノズルは、噴射口を第一の領域側に向けた状態で該第二の領域側に配設され、
   前記ミストを該気液分離板に当接させて該第一の領域側の壁で水滴化させて水分量が減少した高圧エアーとし、該水分量が減少した高圧エアーを該第二の領域へ流出し該気体排出口から排出する、
   請求項１記載の洗浄装置。
3. 前記排出手段は、吸引源に連通し、前記飛散防止チャンバー内のミストを吸引排出するダクトホースである、
   請求項１記載の洗浄装置。
4. 前記飛散防止チャンバーの側壁には下端全周に渡り弾性部材が配設され、前記洗浄位置は、該弾性部材の下端が前記チャックテーブルの上面又は該上面に保持された被加工物の表面と所定の隙間を持って位置付けられ、前記洗浄水層により該隙間が封止される位置である、
   請求項１、２または３に記載の洗浄装置。

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