JP2012094659A

JP2012094659A - スピンナ洗浄装置

Info

Publication number: JP2012094659A
Application number: JP2010240182A
Authority: JP
Inventors: Kokichi Minato; 浩吉湊; Shinichiro Uemura; 信一郎植村
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2012-05-17
Also published as: CN102451824A

Abstract

【課題】より簡素な構成によってダウンフローを発生させること。
【解決手段】スピンナ洗浄装置１は、ワークを保持するスピンナテーブル３０と、鉛直方向を回転軸としてスピンナテーブル３０を回転させるモータ４２と、スピンナテーブル３０に保持されたワークに洗浄水を供給する洗浄水供給ノズル５０と、スピンナテーブル３０を収容するケーシング２０と、モータ４２に接続された羽３６Ａを備え、羽３６Ａは、モータ４２によってスピンナテーブル３０が回転する際に同時に回転し、ケーシング２０内にダウンフローを発生させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転させたワークに洗浄水を供給することによってワークを洗浄するスピンナ洗浄装置に関するものである。

半導体デバイス製造工程では、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された分割予定ラインによって多数の領域が区画され、区画された各領域にＩＣやＬＳＩなどの半導体デバイスが形成される。そして、分割予定ラインに沿って半導体ウエーハをダイシングすることによって各領域を分割することにより、個々の半導体デバイスが製造される。半導体ウエーハの表面には、ダイシングの際に生成された切削屑などの汚れが付着することがある。このため、半導体ウエーハは、ダイシング終了後、回転させた半導体ウエーハに洗浄水を供給することによって半導体ウエーハを洗浄するスピンナ洗浄装置によって洗浄される。

ところで、スピンナ洗浄装置によって半導体ウエーハを洗浄する際、スピンナ洗浄装置から巻き起こった汚れた噴霧がスピンナ洗浄装置のチャンバー外へ広がることがある。チャンバー外に広がった噴霧は、ダイシング装置などの他の装置の機器や部品に悪影響を及ぼすことがある。このため、スピンナ洗浄装置のチャンバーに天井を設けることにより、汚れた噴霧がチャンバー外へ広がることを抑制する技術が提案されている。ところが、この技術によれば、天井に付着した噴霧が集まって水滴となり、水滴が天井から半導体ウエーハ表面に落下することによって、半導体ウエーハに汚れが再付着することがある。このような背景から、本願発明の出願人は、チャンバー内にダウンフローを発生させることによって、噴霧がチャンバー外へ広がることを抑制しつつ、汚れが半導体ウエーハに再付着することを抑制する発明を提案している（特許文献１参照）。

特開２００９−２６００９４号公報

しかしながら、特許文献１記載の発明によれば、チャンバー内を排気するための排気機構に加えて、ダウンフローを発生させるためのエアブロー機構が必要になるために、スピンナ洗浄装置の構成が複雑になる。このため、より簡素な構成によってダウンフローを発生させることが可能なスピンナ洗浄装置の提供が期待されていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、より簡素な構成によってダウンフローを発生させることが可能なスピンナ洗浄装置を提供することにある。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るスピンナ洗浄装置は、ワークを保持する保持テーブルと、鉛直方向を回転軸として該保持テーブルを回転させる回転部と、該保持テーブルに保持されたワークに洗浄水を供給する洗浄ノズルと、該保持テーブルを収容する筐体と、を備えるスピンナ洗浄装置であって、該回転部に接続された羽を備え、該羽は、該回転部によって該保持テーブルが回転する際に同時に回転し、該筐体内にダウンフローを発生させる。

本発明に係るスピンナ洗浄装置によれば、回転部の回転に伴い回転する羽によってダウンフローを発生させるので、排気機構やエアブロー機構が不要となり、より簡素な構成によってダウンフローを発生させることができる。

図１は、本発明の一実施形態であるスピンナ洗浄装置の構成を示す斜視図である。図２は、本発明の一実施形態であるスピンナ洗浄装置の主要部の構成を示す斜視図である。図３は、図１及び図２に示すダウンフロー発生用部材の構成を説明するための模式図である。図４は、図１及び図２に示すスピンナ洗浄装置の動作を説明するための模式図である。図５は、図１及び図２に示すダウンフロー発生用部材の変形例の構成を示す平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態であるスピンナ洗浄装置の構成及び動作について説明する。

〔スピンナ洗浄装置の構成〕
始めに、図１乃至図３を参照して、本発明の一実施形態であるスピンナ洗浄装置の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態であるスピンナ洗浄装置の構成を示す斜視図である。図２は、本発明の一実施形態であるスピンナ洗浄装置の主要部の構成を示す斜視図である。図３は、図１及び図２に示すダウンフロー発生用部材の構成を説明するための模式図である。

図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態であるスピンナ洗浄装置１は、ワークを加工する加工装置に具備され、加工後のワークを洗浄するものである。加工装置としては、ワークのダイシング加工（切削ブレードによるダイシング又はレーザ光照射によるダイシングを含む）、レーザ光を用いた孔あけ加工、研削加工、研磨加工、エキスパンド分割加工などを行うものを例示することができる。ワークとしては、特に限定されないが、例えばシリコンウエーハ，ＧａＡｓウエーハ，ＳｉＣウエーハなどの半導体ウエーハ、チップ実装用としてウエーハの裏面に設けられるＤＡＦ（Die Attached Film）などの粘着部材、半導体製品のパッケージ、セラミックス，ガラス，サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）などの無機材料基板、液晶ディスプレイドライバーなどの各種電子部品を例示することができる。

スピンナ洗浄装置１は、加工装置の基台上の所定位置に支持台１０を介して支持されている。支持台１０は、加工装置の基台に固定される水平なプレート１１と、プレート１１上に立設された複数の脚部１２と、これら脚部１２の上端に固定された受け部１３と、を備える。受け部１３は、図示しない円形状の底板の周縁に環状の外枠１３ａが設けられたものであり、この受け部１３にスピンナ洗浄装置１の主体をなす円筒状のケーシング２０が嵌め込まれて支持されている。ケーシング２０は、本発明に係る筐体として機能する。

受け部１３に支持されているケーシング２０は、軸心がほぼ鉛直方向（図示Ｚ軸方向）に沿った状態となっている。ケーシング２０の内部は、洗浄室２１となっており、洗浄室２１内には、円板状のスピンナテーブル３０がケーシング２０と同心状に配設されている。スピンナテーブル３０は、円板状の枠体３１の上面に多孔質体からなる円板状の吸着部３２が嵌合されたものである。スピンナテーブル３０は、本発明に係る保持テーブルとして機能する。

吸着部３２は、枠体３１と同心状でスピンナテーブル３０の上面の大部分を占めており、吸着部３２の上面と周囲の環状の枠体３１の上面とは、同一の平面であって、ワークを保持する平坦な保持面３０Ａとなっている。スピンナテーブル３０には、空気を吸引する図示しない配管を介して図示しないバキューム装置が接続されており、図示しないバキューム装置を運転すると吸着部３２の上方の空気が吸引され、この空気吸引作用により、スピンナテーブル３０上に載置されたワークが吸着部３２に吸着保持される。

スピンナテーブル３０は、受け部１３の底板を貫通して鉛直方向に延びるポスト３５の上端に、回転自在に支持されている。ポスト３５は、例えば複数の筒状体を組み合わせたテレスコープ構造のような伸縮する構造を有し、ケーシング２０の中心に配設されている。ポスト３５が伸びるとスピンナテーブル３０はケーシング２０よりも上方に出てワークの受け渡し位置（図４に示す位置Ｐ１）まで上昇させられる。一方、ポスト３５が縮むとスピンナテーブル３０は洗浄室２１内に設定された所定の洗浄位置（図４に示す位置Ｐ２）まで下降させられる。このようにポスト３５を伸縮させてスピンナテーブル３０を昇降させるモータなどを有する図示しない昇降手段が、プレート１１上に固定されている。

プレート１１上には、スピンナテーブル３０を回転させるモータ４２が固定されている。スピンナテーブル３０の枠体３１には、モータ４２の回転を伝達する図示しない回転伝達機構が接続されており、モータ４２が運転されると枠体３１、すなわちスピンナテーブル３０が鉛直方向を回転軸として図示矢印Ｒ方向に回転するようになっている。スピンナテーブル３０は、上記のようにポスト３５の伸縮によって昇降するが、下降して洗浄位置に位置付けられたときに回転可能であればよい。従って、スピンナテーブル３０が洗浄位置に位置付けられたときに、回転伝達機構がスピンナテーブル３０の枠体３１に接続されるような構成が採られる。なお、スピンナテーブル３０の昇降にかかわらず常に回転伝達機構がスピンナテーブル３０に接続する構造であっても勿論よい。スピンナテーブル３０の昇降機構や回転機構は上記実施形態に限定はされず、昇降と回転が可能な構成であればいかなる構造も選択される。モータ４２は、本発明に係る回転部として機能する。

スピンナテーブル３０の周囲には、複数のクランプ３４が配設されており、ワークがフレームに保持されている場合、フレームがクランプ３４に把持されて保持されるようになっている。各クランプ３４は、スピンナテーブル３０の枠体３１に固定されている。ケーシング２０の上方開口は、巻取式のフラップ２５によって開閉されるようになっている。このフラップ２５は可撓性を有する材料によって帯状に形成されたもので、ケーシング２０の上方の側方に配設された巻取部２６から引き出されるとケーシング２０の上方開口が閉塞されるようになっている。フラップ２５が閉じた状態は、フラップ２５の先端部をケーシング２０に引っ掛けて係合させるなどの手段により保持されるようになっている。フラップ２５が閉じられると洗浄室２１内は密閉状態になる。なお、洗浄室２１の密閉度を高めるために、ポスト３５が貫通するケーシング２０の底板の孔などは密閉シールで閉塞されることが望ましい。

洗浄室２１内には、スピンナテーブル３０の保持面３０Ａに保持されたワークの上面に洗浄水を噴出して供給する洗浄水供給ノズル５０が２つ設けられている。洗浄水は、純水又は静電気防止のためにＣＯ_２入りの純水が用いられる。洗浄水供給ノズル５０は、洗浄水を下向きに噴出するように配管５１の先端に設けられている。配管５１は、ケーシング２０内に取り付けられた回転軸５２に水平旋回可能に支持されており、往復旋回することによって、スピンナテーブル３０に保持されて回転するワークの上面にまんべんなく洗浄水を噴出するようになっている。洗浄水供給ノズル５０は、本発明に係る洗浄ノズルとして機能する。

ポスト３５のスピンナテーブル２０より下方の位置には、スピンナテーブル３０の直径より大きい直径を有する円板状のダウンフロー発生用部材３６がスピンナテーブル３０と同心状に配設されている。ダウンフロー発生用部材３６は、モータ４２によって回転する部材（本実施形態では、ポスト３５）に接続され、スピンナテーブル３０が図示矢印Ｒ方向に回転する際に同時に回転する。ダウンフロー発生用部材３６は、周方向に配列された複数の羽３６Ａを備える。図３に示すように、羽３６Ａは、水平面（図示ＸＹ平面）に対して傾きを有する平板状の部材によって構成され、所定間隔をあけて周方向に配列されている。ダウンフロー発生用部材３６の回転に伴い、羽３６Ａの上方側にある空気は、羽３６Ａ間に隙間を通って羽３６Ａの下方側に流動する。これにより、鉛直方向下方（図示−Ｘ方向）への空気の流れであるダウンフローＡをスピンナテーブル３０の周囲に均一に発生させることができる。

ケーシング２０の底部には、洗浄水をケーシング２０の外部に導いて所定の処理設備に排出するための排水口３７及び排水口３７に接続された排水管３８が設けられている。排水管３８は、図示しない所定の処理設備に接続されている。

〔スピンナ洗浄装置の動作〕
次に、図４を参照して、スピンナ洗浄装置１の動作について説明する。図４は、図１及び図２に示すスピンナ洗浄装置の動作を説明するための模式図である。

加工装置での加工工程を終えたワークは、スピンナ洗浄装置１のスピンナテーブル３０に受け渡される。スピンナテーブル３０へのワークの受け渡しは、フラップ２５が開いた状態から、図示しない昇降手段によってスピンナテーブル３０が上昇させられ、ケーシング２０の上方の受け渡し位置Ｐ１に位置付けられた状態で行われる。スピンナテーブル３０においては予めバキューム装置が運転されており、ワークは加工装置が備える搬送手段によって保持面３０Ａに同心状に載置されると同時に、吸着されて保持される。ワークがフレームに支持されている場合には、クランプ３４でフレームを保持する。また、ワークが単体で処理される場合には、ワークは吸着部３２に吸着される作用のみでスピンナテーブル３０に保持される。

ワークを保持したスピンナテーブル３０は、図示しない昇降手段によって洗浄室２１内に下降して洗浄位置Ｐ２に位置付けられる。続いてフラップ２５が閉じられる。この状態で洗浄の準備が完了したことになり、次いでスピンナテーブル３０が、例えば８００ｒｐｍ程度の速度で回転するとともに、配管５１が往復旋回しながら洗浄水供給ノズル５０より洗浄水が噴出される。洗浄水は回転するワークの上面にまんべんなく噴出して供給され、これにより、ワークに付着している汚れ成分（例えば切削屑や研削屑）が洗浄水で洗い流される。

所定の洗浄時間が経過したら、洗浄水の供給を停止し、スピンナテーブル３０の回転を継続して遠心力によりワークから洗浄水を吹き飛ばし、さらに乾燥させる。この乾燥過程では、スピンナテーブル３０の回転速度を例えば３０００ｒｐｍ程度まで上昇させて速やかに乾燥するようにする。なお、本実施形態では２つの洗浄水供給ノズル５０から洗浄水を供給しているが、２つの洗浄水供給ノズル５０のうちの一方のノズルからは洗浄水が噴出し、他方の洗浄水供給ノズルからは空気が噴出するように構成し、洗浄時には一方の洗浄水供給ノズルから洗浄水を噴出させ、乾燥時には切り替えて他方の空気供給ノズルから空気を噴出するように構成してもよい。また、２つの洗浄水供給ノズル５０の双方が、洗浄時には洗浄水が噴出し、乾燥時には空気が噴出するように構成してもよい。このように乾燥時に洗浄水供給ノズルから空気を噴出させると、ワークをより速やかに乾燥させることができるので好ましい。

所定の乾燥時間が経過したら、スピンナテーブル３０の回転を停止し、フラップ２５を開けてスピンナテーブル３０を受け渡し位置まで上昇させ、上記バキューム装置の運転を停止する。この後、ワークは、加工装置が備えるロボットハンドなどによってスピンナテーブル３０から取り上げられ、所定の収容手段に収容される。

上記の洗浄及び乾燥の過程では、回転するワークに洗浄水が供給されることにより、汚れ成分を含んだ噴霧がワークから発生する。この噴霧はケーシング２０及びフラップ２５によって洗浄室２１の外部へ漏洩して広がることが防止される。また、スピンナテーブル３０の回転に伴い、ダウンフロー発生用部材３６が同時に回転する。ダウンフロー発生用部材３６の回転に伴い、鉛直方向下方への空気の流れであるダウンフローＡがスピンナテーブル３０の周囲に均一に発生する。このダウンフローＡによって、噴霧がワークに付着し、ワークに汚れが再付着することを抑制することができる。ダウンフローＡによってケーシング２０の底部に導かれた洗浄水や噴霧は、排水口３７及び排水管３８を介して図示しない所定の処理設備に送られる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、上記実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、本実施形態では、スピンナテーブル３０の下方にダウンフロー発生部材３６を配設することによってダウンフローを発生させたが、例えば図５に示すようにスピンナテーブル３０の枠体３１に羽３６Ａを設けることによってダウンフローを発生させてもよい。図５に示す構成では、スピンナテーブル３０の回転に伴い羽３６Ａが回転することによって、ダウンフローを発生させることができる。このように、上記実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、及び運用技術等は、全て本発明の範疇に含まれる。

１スピンナ洗浄装置
２０ケーシング
３０スピンナテーブル
３５ポスト
３６Ａ羽
４２モータ
５０洗浄水供給ノズル

Claims

ワークを保持する保持テーブルと、鉛直方向を回転軸として該保持テーブルを回転させる回転部と、該保持テーブルに保持されたワークに洗浄水を供給する洗浄ノズルと、該保持テーブルを収容する筐体と、を備えるスピンナ洗浄装置であって、
該回転部に接続された羽を備え、
該羽は、該回転部によって該保持テーブルが回転する際に同時に回転し、該筐体内にダウンフローを発生させること
を特徴とするスピンナ洗浄装置。