JP2015107442A - Two-fluid nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を洗浄する際に使用する二流体ノズルに関する。 The present invention relates to a two-fluid nozzle used for cleaning a workpiece such as a semiconductor wafer.
例えば、半導体デバイス製造プロセスでは、ICやLSI等のデバイスが複数表面に形成された半導体ウエーハの裏面を研削装置で研削して、半導体ウエーハを所定厚みに加工する。その後、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿ってダイシングして個々のデバイスチップが製造される。このようにして得られたデバイスチップは、樹脂封止によりパッケージングされ、携帯電話やパソコン等の各種電子機器に広く利用されている。 For example, in a semiconductor device manufacturing process, the back surface of a semiconductor wafer on which a plurality of devices such as ICs and LSIs are formed is ground with a grinding device to process the semiconductor wafer to a predetermined thickness. Thereafter, the semiconductor wafer is diced along the division lines, and individual device chips are manufactured. The device chip thus obtained is packaged by resin sealing and widely used in various electronic devices such as mobile phones and personal computers.
半導体ウエーハをダイシングする装置としては、チャックテーブルに吸引保持した半導体ウエーハに対して、高速回転する円板状の薄い切削ブレードを切り込ませていくブレード式の切削装置が一般的である(例えば、特開平8−25209号公報参照)。 As a device for dicing a semiconductor wafer, a blade-type cutting device in which a thin disk-shaped cutting blade rotating at high speed is cut into a semiconductor wafer sucked and held on a chuck table (for example, for example, (See JP-A-8-25209).
ブレード式の切削装置でダイシングされた半導体ウエーハは、付着している切削屑等を除去するために洗浄する必要があることから、洗浄装置を備えた切削装置が提供されている(例えば、特開2003−229382号公報参照)。 Since a semiconductor wafer diced by a blade-type cutting device needs to be cleaned in order to remove adhering cutting waste and the like, a cutting device provided with a cleaning device is provided (for example, JP, A 2003-229382 gazette).
半導体ウエーハの切削装置に具備される洗浄装置は、特許文献2に記載されているように、半導体ウエーハをスピンナーテーブルに吸着して保持し、スピンナーテーブルを回転させながら洗浄水供給ノズルから洗浄水を噴出して半導体ウエーハの洗浄を実施する。
As described in
洗浄終了後、洗浄水の供給を停止し、エアーノズルからエアーを吹きかけながらスピンナーテーブルを回転させることにより、水分を除去して半導体ウエーハをスピン乾燥する。 After the cleaning is completed, the supply of the cleaning water is stopped, and the spinner table is rotated while air is blown from the air nozzle to remove moisture and spin dry the semiconductor wafer.
洗浄水供給ノズルとしては、洗浄水とエアーを混合して半導体ウエーハに噴射する二流体ノズルが使用されることがある。また、半導体ウエーハの乾燥時にエアーを吹き付けるためには、エアー専用のエアーノズルからエアーを半導体ウエーハに吹き付けている。 As the cleaning water supply nozzle, a two-fluid nozzle that mixes cleaning water and air and injects it onto the semiconductor wafer may be used. In order to blow air when the semiconductor wafer is dried, air is blown to the semiconductor wafer from an air nozzle dedicated to air.
このような構成の洗浄装置では、ノズルの数に応じてノズルを支える支持アームや配管を用意しなければならず、その構成が複雑になり、装置自体のコストアップにもつながることから、ノズルや配管の数を減らすことが望まれている。そこで、洗浄に使用する二流体ノズルから液体と気体の混合流体の他に乾燥時に使用する気体のみを噴射させて、ノズルの数を減らそうとする試みが行われている。 In the cleaning device having such a configuration, it is necessary to prepare support arms and pipes that support the nozzles according to the number of nozzles, which complicates the configuration and increases the cost of the device itself. It is desired to reduce the number of pipes. Therefore, attempts have been made to reduce the number of nozzles by jetting only the gas used during drying in addition to the liquid and gas mixed fluid from the two-fluid nozzle used for cleaning.
しかし、従来の二流体ノズルはその構造から、液体の供給を停止して気体のみを噴射しようとしても、液体配管内に残った液体が気体の流れに吸引されて噴射されてしまう場合があり、気体のみの噴射は難しいという問題がある。 However, from the structure of the conventional two-fluid nozzle, even if the supply of the liquid is stopped and only the gas is injected, the liquid remaining in the liquid pipe may be sucked and injected by the gas flow, There is a problem that injection of only gas is difficult.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構造で液体と気体の混合流体を噴出する他に、気体のみを噴射することもできる二流体ノズルを提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to provide a two-fluid nozzle that can eject only a gas in addition to ejecting a mixed fluid of liquid and gas with a simple structure. Is to provide.
本発明によると、気体と液体の混合流体を噴射する二流体ノズルであって、液体供給源から液体供給手段によって液体が供給される液体供給口と、気体供給源から気体供給手段によって気体が供給される気体供給口と、液体と気体の混合流体を噴射する噴射口と、該気体供給口と該噴射口とを連通させる通気路と、該通気路に接続して該液体供給口から供給された液体を該通気路を流れる気体に合流させる通水路と、を含み、該通気路は、該気体供給口の面積よりも狭窄する断面積を有する第1の絞り部と、該第1の絞り部と該噴射口との間に配設され該通気路が該第1の絞り部より拡張する拡張部と、を有し、該通水路は、該液体供給口の面積よりも狭窄する断面積を有する第2の絞り部を有し、該第2の絞り部は狭窄した断面積のまま該通気路における該拡張部と該噴射口との間に、該通気路に対して直角から±5°の角度で接続していることを特徴とする二流体ノズルが提供される。 According to the present invention, a two-fluid nozzle that ejects a mixed fluid of a gas and a liquid, wherein the liquid is supplied from the liquid supply source by the liquid supply means, and the gas is supplied from the gas supply source by the gas supply means. A gas supply port, an injection port for injecting a fluid mixture of liquid and gas, a vent passage for communicating the gas supply port and the jet port, and a gas supply port connected to the vent passage and supplied from the liquid supply port A water passage that joins the liquid to the gas flowing through the air passage, the air passage having a cross-sectional area narrower than an area of the gas supply port, and the first throttle An expansion portion that is disposed between the first portion and the jet port, and has a cross-sectional area that is narrower than an area of the liquid supply port. A second throttle part having a narrow cross-sectional area. Between the extension portion and the injection port in kilometers, two-fluid nozzles, characterized in that connected at an angle of ± 5 ° from the perpendicular to the vent path is provided.
好ましくは、該気体供給源から該気体供給口に気体が供給され、該液体供給源から該液体供給口に液体が供給された際には、該噴射口から気体と液体との混合流体が噴射され、該気体供給源から該気体供給口に気体が供給され、該液体供給源からの液体の供給が中断した際には、該噴射口から気体のみが噴射される。 Preferably, when a gas is supplied from the gas supply source to the gas supply port and a liquid is supplied from the liquid supply source to the liquid supply port, a mixed fluid of gas and liquid is injected from the injection port. When the gas is supplied from the gas supply source to the gas supply port and the supply of the liquid from the liquid supply source is interrupted, only the gas is injected from the injection port.
本発明の二流体ノズルによると、通水路は液体供給口の面積よりも通水路の断面積が狭窄する第2の絞り部を有し、第2の絞り部は狭窄した断面積のまま通気路における拡張部と噴射口との間に通気路に対して直角から±5°の角度で接続しているため、噴射口から気体のみを噴射する際に、通水路に残留した液体は、拡張部を気体が通過する際に第2の絞り部が吸引抵抗として働くため、通水路に残留した液体が気体の流れで吸引されることがなく、噴射口から気体のみを噴射することができる。 According to the two-fluid nozzle of the present invention, the water passage has the second throttle portion in which the cross-sectional area of the water passage is narrower than the area of the liquid supply port, and the second throttle portion remains in the narrow cross-sectional area. Since the connection between the expansion portion and the injection port at the right angle is ± 5 ° from the right angle with respect to the air passage, the liquid remaining in the water passage when the gas is injected from the injection port is Since the second restrictor acts as a suction resistance when the gas passes through, the liquid remaining in the water passage is not sucked by the gas flow, and only the gas can be ejected from the ejection port.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図1を参照すると、スピンナー洗浄装置に本発明の二流体ノズルを具備した切削装置2の斜視図が示されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, a perspective view of a
切削装置2の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作パネル4が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像ユニットによって撮像された画像が表示されるCRT等の表示モニタ6が設けられている。
On the front side of the
切削装置2の切削対象である半導体ウエーハ11は、図2に示すように、例えば厚さが100μmのシリコンウエーハからなっており、表面に複数のストリート(分割予定ライン)13が格子状に形成されているとともに、複数のストリート13によって区画された各領域にIC,LSI等のデバイス15が形成されている。
As shown in FIG. 2, the
このように構成された半導体ウエーハ(以下、単にウエーハと略称することがある)11は、図2に示すように、粘着テープであるダイシングテープTに裏面が貼着され、ダイシングテープTの外周部が環状フレームFに貼着されてフレームユニット17とされ、図1に示したウエーハカセット8中にフレームユニット17が複数枚収容される。ウエーハカセット8は上下動可能なカセットエレベータ9上に載置されている。
As shown in FIG. 2, the semiconductor wafer 11 (which may be simply abbreviated as “wafer” hereinafter) configured as described above has a back surface adhered to a dicing tape T that is an adhesive tape, and the outer peripheral portion of the dicing tape T Is attached to the annular frame F to form a
ウエーハカセット8の後方には、ウエーハカセット8から切削前のウエーハ11を搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット8に搬入する搬出入ユニット10が配設されている。
Behind the
ウエーハカセット8と搬出入ユニット10との間には、搬出入対象のウエーハ11が一時的に載置される領域である仮置き領域12が設けられており、仮置き領域12には、ウエーハ11を一定の位置に位置合わせする一対のセンタリングバー14が配設されている。
Between the
仮置き領域12の近傍には、ウエーハ11を吸着して搬送する旋回アームを有する搬送ユニット16が配設されており、仮置き領域12に搬出されて位置合わせされたウエーハ11は、搬送ユニット16により吸着されてチャックテーブル18上に搬送され、このチャックテーブル18に吸引保持される。
A
チャックテーブル18は、回転可能且つ図示しない加工送り機構によりX軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル18のX軸方向の移動経路の上方には、ウエーハ11の切削すべき領域を検出するアライメントユニット22が配設されている。20は環状フレームFをクランプするクランプである。
The chuck table 18 is configured to be rotatable and reciprocally movable in the X-axis direction by a machining feed mechanism (not shown). An area to be cut of the
アライメントユニット22は、ウエーハ11の表面を撮像する撮像ユニット24を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の画像処理によって切削すべき領域を検出することができる。撮像ユニット24によって取得された画像は、表示モニタ6に表示される。
The
アライメントユニット22の左側には、チャックテーブル18に保持されたウエーハ11に対して切削加工を施す切削ユニット26が配設されている。切削ユニット26はアライメントユニット22と一体的に構成されており、両者が連動してY軸方向及びZ軸方向に移動する。
On the left side of the
切削ユニット26は、回転可能なスピンドル28の先端に外周に切刃を有する切削ブレード30が装着されて構成され、Y軸方向及びZ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード30は撮像ユニット24のX軸方向の延長線上に位置している。切削ユニット26のY軸方向の移動は図示しない割り出し送り機構により達成される。
The
34は切削加工の終了したウエーハ11を洗浄するスピンナー洗浄装置であり、切削加工の終了したウエーハ11は搬送ユニット32によりスピンナー洗浄装置34まで搬送され、スピンナー洗浄装置34でスピン洗浄及びスピン乾燥される。
図3を参照すると、本発明実施形態に係る二流体ノズルを具備したスピンナー洗浄装置34の斜視図が示されている。スピンナー洗浄装置34は、スピンナーテーブル36と、スピンナーテーブル36を包囲して配設された洗浄受け容器38とを具備している。洗浄受け容器38は3本(図3及び図5には2本のみ図示)の支持脚54により支持されている。
Referring to FIG. 3, a perspective view of a
スピンナーテーブル36は、ポーラスセラミックス等の多孔性材料から形成された吸引保持部40と、吸引保持部40を囲繞する金属製の枠体42とから構成される。吸引保持部40は図示しない吸引手段に選択的に連通される。
The spinner table 36 includes a
従って、スピンナーテーブル36は、スピンナーテーブル36上にフレームユニット17を載置し、図示しない吸引手段により負圧を作用させることにより、吸引保持部40上にダイシングテープTを介してウエーハ11を吸引保持する。環状フレームFは図示しないクランプにより固定される。
Accordingly, the spinner table 36 sucks and holds the
スピンナーテーブル36は電動モータ44の出力軸46に連結されている。支持機構48は複数の支持脚50と、支持脚50にそれぞれ連結され電動モータ44に取り付けられた複数のエアーシリンダ52とから構成される。
The spinner table 36 is connected to the
このように構成された支持機構48は、エアーシリンダ52を作動することにより、電動モータ44及びスピンナーテーブル36を上昇位置であるウエーハ搬入・搬出位置と、図3及び図4に示す下降位置である洗浄位置に位置付け可能である。
The
スピンナー洗浄装置34は、切削加工後の半導体ウエーハ11を洗浄する二流体ノズル56を具備している。二流体ノズル56は図3に示す待避位置と、図4に示すウエーハ11上方の洗浄位置との間で揺動可能に配設されている。二流体ノズル56は、洗浄水と加圧された空気との混合流体を噴出する。
The
次に、図5を参照して、本発明実施形態に係る二流体ノズル56の作用について説明する。図5(A)は液体と空気との混合流体を噴射している状態の二流体ノズル56の縦断面図、図5(B)は気体のみを噴射している状態の二流体ノズル56の縦断面図である。
Next, the operation of the two-
二流体ノズル56は、液体供給源66から液体供給手段60によって液体が供給される液体供給口58と、気体供給源74から気体供給手段64によって気体が供給される気体供給口62と、液体と気体の混合流体を噴射する噴射口80と、気体供給口62と噴射口80とを連通させる通気路82と、通気路82に接続して液体供給口58から供給された液体を通気路82を流れる気体に合流させる通水路84とを有している。
The two-
液体供給手段60は、液体供給源66と、液体供給源66と二流体ノズル56の液体供給口58とを接続する液体供給路68と、液体供給路68に介装され液体供給路68を開閉する電磁弁70と、液体供給源66から二流体ノズル56の液体供給口58に液体を送るポンプ72とを含んでいる。
The liquid supply means 60 includes a
気体供給手段64は、気体供給源74と、気体供給源74と二流体ノズル56の気体供給口62とを接続する気体供給路76と、気体供給路76に介装され気体供給路76を開閉する電磁弁78とを含んでいる。
The gas supply means 64 includes a
液体供給源66は、例えば純水等の液体を供給するが、ウエーハ11を洗浄できる液体であれば純水に限定されるものではない。気体供給源74は、例えば圧縮エアー源から構成され、圧縮されたエアーを二流体ノズル56の気体供給口62に供給する。
The
二流体ノズル56の通気路82は、気体供給口62の面積よりも狭窄する断面積を有する第1の絞り部86と、第1の絞り部86と噴射口80との間に配設され通気路82が第1の絞り部86よりも拡張する拡張部88とを有している。
The
通水路84は、液体供給口58の面積よりも通水路84の断面積が狭窄する第2の絞り部90を有しており、第2の絞り部90は狭窄した断面積のまま通気路82における拡張部88と噴射口80との間に通気路82に対して概略直角に接続されている。ここで、概略直角とは、直角に対して±5°の範囲内であるのが好ましい。
The
図5(A)に示すように、電磁弁78を開位置に切り替えると、気体供給源74から気体(圧縮エアー)が二流体ノズル56の気体供給口62に供給され、電磁弁70を開位置に切り替えてポンプ72を作動すると、液体供給源66から純水等の液体が二流体ノズル56の液体供給口58に供給される。従って、二流体ノズル56の噴出口80からは気体と液体との混合流体92が噴射される。
As shown in FIG. 5A, when the
一方、図5(B)に示すように、電磁弁78は開位置に維持したまま電磁弁70を閉位置に切り替えると、液体供給源66からの液体の供給は停止されるが、二流体ノズル56の通水路84内には液体96が残留する。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the
通水路84は通気路82における拡張部88と噴射口80との間に直角に接続されているため、第1の絞り部86及び拡張部88を含む通気路82内を圧縮エアー等の気体が通過したとしても、第2の絞り部90が吸引抵抗として働くため、通水路84内の液体96は気体の流れに吸引されることなく、二流体ノズル56の噴射口80からは気体94のみ噴射される。
Since the
なお、通水路84は通気路82における拡張部88と噴射口80との間に通気路に対して直角に接続されていることが好ましいが、直角に対して±5°の範囲内で接続されていれば、通水路84内の液体96が通気路82を通過する気体の流れに吸引されないことを確認した。
The
特に図示しないが、電磁弁78を閉位置に切り替えて、電磁弁70を開きポンプ72を作動すると、液体供給源66からの純水等の液体を二流体ノズル56の噴射口80から噴射できることを確認した。
Although not particularly illustrated, when the
2 切削装置
11 半導体ウエーハ
17 フレームユニット
18 チャックテーブル
30 切削ブレード
34 スピンナー洗浄装置
36 スピンナーテーブル
44 電動モータ
56 二流体ノズル
58 液体供給口
60 液体供給手段
62 気体供給口
64 気体供給手段
66 液体供給源
72 ポンプ
74 気体供給源
80 噴射口
82 通気路
84 通水路
86 第1の絞り部
88 拡張部
90 第2の絞り部
2 Cutting
Claims (2)
液体供給源から液体供給手段によって液体が供給される液体供給口と、
気体供給源から気体供給手段によって気体が供給される気体供給口と、
液体と気体の混合流体を噴射する噴射口と、
該気体供給口と該噴射口とを連通させる通気路と、
該通気路に接続して該液体供給口から供給された液体を該通気路を流れる気体に合流させる通水路と、を含み、
該通気路は、該気体供給口の面積よりも狭窄する断面積を有する第1の絞り部と、該第1の絞り部と該噴射口との間に配設され該通気路が該第1の絞り部より拡張する拡張部と、を有し、
該通水路は、該液体供給口の面積よりも狭窄する断面積を有する第2の絞り部を有し、該第2の絞り部は狭窄した断面積のまま該通気路における該拡張部と該噴射口との間に、該通気路に対して直角から±5°の角度で接続していることを特徴とする二流体ノズル。 A two-fluid nozzle for injecting a mixed fluid of gas and liquid,
A liquid supply port through which liquid is supplied from a liquid supply source by liquid supply means;
A gas supply port through which gas is supplied from a gas supply source by gas supply means;
An injection port for injecting a fluid mixture of liquid and gas;
An air passage for communicating the gas supply port and the injection port;
A water passage that is connected to the air passage and merges the liquid supplied from the liquid supply port with the gas flowing through the air passage,
The air passage is disposed between the first throttle portion having a cross-sectional area narrower than the area of the gas supply port, and between the first throttle portion and the injection port. An expansion portion that extends from the throttle portion of
The water passage has a second throttle part having a cross-sectional area narrower than the area of the liquid supply port, and the second throttle part remains in the narrow cross-sectional area and the extension part in the vent path and the A two-fluid nozzle characterized by being connected to the air passage at an angle of ± 5 ° from a right angle to the air inlet.
該気体供給源から該気体供給口に気体が供給され、該液体供給源からの液体の供給が中断した際には、該噴射口から気体のみが噴射されることを特徴とする請求項1記載の二流体ノズル。 When a gas is supplied from the gas supply source to the gas supply port and a liquid is supplied from the liquid supply source to the liquid supply port, a mixed fluid of gas and liquid is injected from the injection port,
The gas is supplied from the gas supply source to the gas supply port, and when the supply of the liquid from the liquid supply source is interrupted, only the gas is injected from the injection port. Two-fluid nozzle.
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