JP2015174016A - Cleaning device and cleaning method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、洗浄装置および洗浄方法に関する。 The present invention relates to a cleaning apparatus and a cleaning method.
電子装置の製造においては様々な洗浄が必要となる。洗浄対象物も、例えば半導体ウェハーや半導体パッケージ、プリント配線板、その他の電子部品など様々である。洗浄方法には大きく分けるとドライ洗浄とウェット洗浄がある。このうちウェット洗浄の方式には、液体の接触のさせ方においてディップ(浸漬)、スプレーなどの方式がある。また洗浄効率の向上などを目的として、洗浄対象物を動かすことがあり、搖動、スピン(回転)などが多く用いられてきた。しかしながら、半導体やその他電子部品の狭ピッチ化が進むにつれ、洗浄液やリンス液を効率よく洗浄部分に届ける事が厳しくなり、洗浄が困難になってきている。 Various cleanings are required in the manufacture of electronic devices. There are various objects to be cleaned, such as a semiconductor wafer, a semiconductor package, a printed wiring board, and other electronic components. The cleaning methods are roughly classified into dry cleaning and wet cleaning. Among these, wet cleaning methods include dipping (dipping), spraying, and the like in terms of liquid contact. In addition, for the purpose of improving the cleaning efficiency, the object to be cleaned may be moved, and peristalsis, spin (rotation), and the like have been often used. However, as the pitch of semiconductors and other electronic components has been reduced, it has become stricter to efficiently deliver a cleaning liquid and a rinsing liquid to the cleaning portion, making cleaning difficult.
このような問題を解決する手法が種々提案されている。例えば特許文献1には、ステージ上に複数の固定台を設け、洗浄対象物を固定した固定台を自転させるとともに、ステージを公転させる、遊星回転を利用する方法が示されている。遊星回転を用いることで、固定台を自転させるだけの場合よりも、洗浄液の浸透、流動の効率を高くすることができる。
Various methods for solving such problems have been proposed. For example,
しかしながら、特許文献1の技術では、洗浄効果を十分に得ることができない場合があった。これは、洗浄対象物が基本的に一平面上で回転していたためである。
However, the technique of
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、洗浄効率を向上する洗浄装置および洗浄方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a cleaning apparatus and a cleaning method that improve cleaning efficiency.
上記の課題を解決するため、本発明の洗浄装置は、内部で洗浄処理を行う洗浄槽と、回転可能なステージと、前記ステージを回転させるステージ回転手段と、洗浄対象物を固定する固定台と、前記固定台を支持する第1の固定台支持手段と、前記第1の固定台支持手段を前記ステージ上に支持する第2の固定台支持手段と、前記第1の固定台支持手段と前記第2の固定台支持手段とを結合し両者のなす角を調節する傾斜角調節手段と、前記固定台を前記第1の固定台支持手段を軸として回転させる固定台自転手段と、を有している。 In order to solve the above-described problems, a cleaning apparatus of the present invention includes a cleaning tank that performs cleaning processing therein, a rotatable stage, a stage rotating unit that rotates the stage, and a fixed base that fixes a cleaning target. A first fixing base supporting means for supporting the fixing base; a second fixing base supporting means for supporting the first fixing base supporting means on the stage; the first fixing base supporting means; Inclination angle adjusting means that couples with the second fixing base support means and adjusts the angle between the two, and fixing base rotation means for rotating the fixing base around the first fixing base support means. ing.
本発明の効果は、種々の洗浄対象物に対して高い洗浄効果が得られることである。 The effect of the present invention is that a high cleaning effect can be obtained for various objects to be cleaned.
以下、図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
図1は本発明第1の実施の形態の洗浄装置を示す側面図である。ただし、正面を覆うパネル部分を除去して描いている。本実施の形態の洗浄装置は、内部で洗浄処理を行う洗浄槽1と、回転可能なステージ2と、ステージ2を回転させるステージ回転手段3と、を有している。ステージ2上には、洗浄対象物を固定する固定台4と、固定台4を支持する第1の固定台支持手段5と、第1の固定台支持手段5をステージ2上に支持する第2の固定台支持手段6と、を有している。固定台4は第1の固定台支持手段5に支持され、第1の固定台支持手段5と第2の固定台支持手段6とは、両者のなす角を調節する傾斜角調節手段7を介して結合されている。また洗浄装置は、固定台4を第1の固定台支持手段5を軸として回転させる固定台自転手段8と、を有している。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a side view showing a cleaning device according to a first embodiment of the present invention. However, the panel part which covers the front is removed and drawn. The cleaning apparatus of the present embodiment includes a
以上の構成とすることにより、洗浄対象物上を移動する洗浄媒体の流れの角度、流速を、対象物、対象工程に応じて最適化することができる。また固定台4の自転とステージ2の回転(公転)が組み合わさることにより、様々な方向から洗浄媒体を当てることが可能となる。このため高い洗浄効果が得られる。また、固定台自転手段8の回転を時計回り/反時計回りを任意に設定することにより、さらに洗浄効果を高めることが可能である。ステージ回転手段3の回転方向も時計回り/反時計回りを任意に設定し、洗浄効果を高めることができる。なお図1では固定台4の数を3つとしているが、これに限られるものではない。
(第2の実施の形態)
図2は第2の実施の形態を示す断面図である。
By setting it as the above structure, the angle and flow velocity of the flow of the washing | cleaning medium which moves on the washing | cleaning target object can be optimized according to a target object and a target process. Further, by combining the rotation of the
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment.
本実施の形態の洗浄装置は、洗浄液9を用いてディップ洗浄を行うための形態である。洗浄槽1には、温度調節手段10と気泡発生手段11を設けている。
The cleaning apparatus of the present embodiment is a mode for performing dip cleaning using the cleaning
洗浄においては、まず固定台4に固定された洗浄対象物が浸漬されるように洗浄液9を供給する。次いで温度調節手段10を用いて洗浄液9の温度を洗浄対象物に適した温度に調節する。この状態で、ステージ2が回転して固定台4が公転運動するとともに、自転運動も行う。本発明では、固定台4の上面が傾いているため、公転運動によって固定台上面に衝突する方向の圧力を持って洗浄液が流動されるため、高い洗浄効果を得ることができる。
In the cleaning, first, the
また気泡発生手段11を用いて、洗浄液9中に気泡12を発生することができる。気泡12によって洗浄液中に局所的な運動エネルギーを供給することができる。この作用を用いて、洗浄効果を高めることが可能である。気泡12を用いるかどうかは、洗浄対象物および工程によって適宜選択する。
(第3の実施の形態)
図3は第3の実施の形態を示す断面図である。
Further,
(Third embodiment)
FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment.
第1の固定台支持体5と第2の固定台支持手段6とはボールジョイント方式により結合され、両者のなす角、すなわち固定台4の傾斜角を調節することが可能になっている。そして傾斜角固定手段13によって固定することができる。
The first fixed
固定台4は第1の固定台支持手段5に内蔵された従動シャフト5aによって支持されている。第2の固定台支持手段6には駆動シャフト6aが内蔵され、固定台自転手段8によって自転することが可能である。ステージ自転手段8は例えばモーターなどである。
The
従動シャフト5aと駆動シャフト6aの接触部にはそれぞれ球面ギア5c、6cが設けられ、5cと6cが噛合し、駆動シャフト6aの駆動力を従動シャフト5aに伝達する。固定台4は従動シャフト5aの自転と連動して自転運動を行う。なお球面ギアの代わりに略球面状の弾性体を用いて摩擦力によって動力を伝達することも可能である。
Spherical gears 5c and 6c are provided at contact portions of the driven
以上の構成とすることにより、固定台の傾斜角を所望の角度に調整した状態で固定台を自転および公転運動させ、洗浄効率を高めることができる。
(第4の実施の形態)
図4は本発明第4の実施の形態を示す断面図である。本実施の形態では、従動シャフト5aにジョイント端5dを形成し、駆動シャフト6aにジョイント端6dを形成し、両者を結合してユニバーサルジョイント14を形成している。結合部をユニバーサルジョイント14とすることにより、所望の傾斜角で固定台を支持、自転することができる。また球面ギアや弾性体を用いるよりも機械的強度と回転の安定性を増すことができる。
(第5の実施の形態)
図5は本発明第5の実施の形態を示す上面図である。本実施の形態は、固定台4を遊星回転させるための構成である。ステージ2の裏面側において、固定台自転手段8となる遊星ローラー8aが駆動シャフト6aに結合して設けている。遊星ローラー8aの表面は弾性体となっている。またステージ2には、外周の内側に結合して、リングローラー2aが設けられている。またステージ回転手段3に結合し、ステージ回転軸3aを軸とする太陽ローラー3bを設けている。上記3つのローラー表面は弾性体となっており、3者を組み合わせて遊星回転機構を形成している。遊星回転機構は周知技術である。本実施の形態では、太陽ローラー3bがステージ回転手段3によって駆動され、摩擦力によって駆動力が伝達されて、遊星ローラー8aが自転するとともに、ステージ回転軸3aを公転軸とする公転運動を行う。
By setting it as the above structure, a fixed base can be rotated and revolved in the state which adjusted the inclination-angle of the fixed base to the desired angle, and cleaning efficiency can be improved.
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a sectional view showing a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the joint end 5d is formed on the driven
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is a top view showing a fifth embodiment of the present invention. The present embodiment is a configuration for rotating the fixed
上記の遊星回転機構において、固定台4の傾斜角は遊星運動における自転軸の傾きに相当する。この傾斜角を洗浄対象物や洗浄媒体、工程順などに合わせて最適化することにより、高い洗浄効率を得ることができる。
In the above planetary rotation mechanism, the inclination angle of the fixed
また駆動軸を太陽ローラー3aだけにしているため、固定台自転手段8とし自力で駆動力を発生する必要がないため、部品を削減し、エネルギー(例えば電力)の供給手段が不要になる。このため、設計が容易になり、故障も発生しにくくなる。
Further, since only the
なお遊星ローラー8a等をギアに変更し、遊星ギア機構とすることも可能である。遊星ギアを用いた場合は。設計、製造は難しくなるが、堅牢性と高い回転の信頼性を得ることができる。
(第6の実施の形態)
図6は本発明第6の実施の形態を示す上面図である。本実施の形態で固定台4を遊星運動させる機構については、第4の実施の形態と同様であるが、駆動力を太陽ローラー3bに持たせていない。そのかわりにステージ2の外周に弾性体からなるアウターローラー2bを設け、これに接し駆動力を与えるリング駆動ローラー3cを設けている。リング駆動ローラー3cを回転させることによりアウターローラー2b、すなわちステージ2が回転し、リングローラー2aから遊星ローラー8aおよび太陽ローラー3bに回転力が伝達し、遊星ローラー8aが遊星運動する。すなわち固定台を遊星運動させることができる。
It is also possible to change the
(Sixth embodiment)
FIG. 6 is a top view showing a sixth embodiment of the present invention. The mechanism for planetary movement of the fixed
本実施の形態においては、駆動力を与えるローラーをステージの外部に配置しているため、大きさや設置場所についての制約が小さくなる。またステージ2の下部に動力発生部がないため、メンテナンスも容易になる。
In the present embodiment, since the roller for applying the driving force is disposed outside the stage, restrictions on the size and installation location are reduced. In addition, since there is no power generation part at the lower part of the
上記の構成において各ローラーをギアに置き換えて遊星ギア機構を構成することも可能である。ギアを用いることにより、堅牢性と高い回転の信頼性を得ることができる。
(第7の実施の形態)
本実施の形態は、固定台4に洗浄対象物を固定するための機構の実施形態である。図7は固定ツメ15を用いる例を示す平面図である。洗浄対象物の一部を固定ツメ15によって固定台4に押し付けた状態で固定する。固定ツメ15は例えばネジ16によって固定台4にねじ止めする。ネジ穴17を固定台4の複数個所に設けることによって、種々の大きさ、種々の形状の洗浄対象物を固定することができる。この形態は、厚みのあるもの、厚さの均一でないものなどに適している。
In the above configuration, the planetary gear mechanism can be configured by replacing each roller with a gear. By using the gear, robustness and high rotation reliability can be obtained.
(Seventh embodiment)
The present embodiment is an embodiment of a mechanism for fixing an object to be cleaned to the fixing table 4. FIG. 7 is a plan view showing an example in which the fixed claw 15 is used. A part of the cleaning object is fixed in a state of being pressed against the fixing table 4 by the fixing claw 15. The fixing claw 15 is screwed to the fixing
図8は別の固定方法の例を示す平面図である。この例では、マグネット18を用いて固定台4に洗浄対象物を固定する。この形態は、例えば、洗浄対象物を固定する専用治具等を固定台4に固定するのに適している。また嵌合部分がないため、腐食性を有する洗浄媒体を用いる場合にも好適である。図では円弧状のマグネット18を用いているが、形状はこれに限られるものではない。
FIG. 8 is a plan view showing an example of another fixing method. In this example, the object to be cleaned is fixed to the fixing table 4 using the magnet 18. This form is suitable, for example, for fixing a dedicated jig or the like for fixing the object to be cleaned to the fixing
以上の本実施の形態により、種々の形状、種々の大きさの洗浄対象物を容易に固定台4に固定することができる。
(第8の実施の形態)
図9は本発明第8の実施の形態を示す側面図である。なお洗浄槽1の側面を覆うパネルを取り除いた形で描画している。本実施の形態では、洗浄液9に洗浄対象物を浸漬するディップ洗浄を行う場合の具体的な構成を示している。洗浄槽1には、洗浄液9を供給するための給液管19、給液バルブ20、ポンプ21が設けられる。また排液のために、排液管22、排液バルブ23を設けている。
According to the present embodiment described above, objects to be cleaned having various shapes and various sizes can be easily fixed to the fixing
(Eighth embodiment)
FIG. 9 is a side view showing an eighth embodiment of the present invention. In addition, the drawing which removes the panel which covers the side surface of the
洗浄に当たっては、給液管19から洗浄槽1に洗浄液9を供給して、洗浄対象物を固定した固定台4を浸漬し、固定台4を遊星回転させて洗浄を実行する。洗浄が完了したら、排液バルブ23を開け、排液管22から洗浄液9を排出する。
In cleaning, the cleaning
また工程によっては、図10に示すように気泡発生手段11を用いて、洗浄液9に気泡12を供給することで、洗浄効果を高めることもできる。
Further, depending on the process, it is possible to enhance the cleaning effect by supplying the
以上説明したように、本実施の形態によれば、洗浄液9の供給および排出を容易に行い、洗浄を実施することができる。
(第9の実施の形態)
図11は第9の実施の形態を示す側面図である。本実施の形態では、洗浄液9の液面高さを調節し、固定台4に固定した洗浄対象物の一部が洗浄液中にあり、一部が空気中にあるようにしている。このようにすると、被洗浄部が液面から飛び出し、再び液面に突入する事を繰り返すことによって高い洗浄効果が得られる。また時計回り/反時計回りを任意に制御することによって、さらに洗浄効果を高めることもできる。
(第10の実施の形態)
図12は本発明第10の実施の形態を示す側面図である。なお洗浄槽1の側面を覆うパネルを取り除いた形で描画している。
As described above, according to the present embodiment, the cleaning
(Ninth embodiment)
FIG. 11 is a side view showing the ninth embodiment. In the present embodiment, the liquid surface height of the cleaning
(Tenth embodiment)
FIG. 12 is a side view showing a tenth embodiment of the present invention. In addition, the drawing which removes the panel which covers the side surface of the
本実施の形態では、洗浄手段として、洗浄媒体を吐出するスプレー24を用いている。洗浄媒体としては、各種溶剤、界面活性剤、酸またはアルカリ溶液などの液体、空気や窒素などの気体などを用いることができる。スプレー24の吐出角、圧力、流量等は周知技術を用いて最適化することができる。スプレー24には給液管19から洗浄媒体を供給し、ポンプ21によって圧力を加える。洗浄槽1の底部には排液管22を接続し、排液管22が形成する流路には排液バルブ23を設けている。なおスプレー24の数は本例のように2つに限られるものではなく、固定台4の数も3つに限られるものではない。また給液管19、排液管22と称したが、前述したように管内を流れる媒体は気体であっても良い。
In the present embodiment, a
本実施の形態では固定台の傾斜を調整することによって、種々の洗浄対象物に最適な吹付の角度を選択することができる。この角度は、例えば洗浄対象物と洗浄媒体の組み合わせや工程の順番によって決まるものである。このような最適化によって、様々な洗浄対象物に対して、効果の高い洗浄を行うことができる。
(第11の実施の形態)
図13は本発明第11の実施の形態を示すブロック図である。本実施の形態は、洗浄液9およびリンス液を供給、循環する仕組みを備えた洗浄システムの実施例である。なお本図は各ブロックの接続関係を示したもので、各ブロックの向き、上下、左右といった位置関係は図中の配置に限定されるものではない。
In the present embodiment, by adjusting the inclination of the fixed base, it is possible to select the optimum spray angle for various objects to be cleaned. This angle is determined by, for example, the combination of the cleaning object and the cleaning medium and the order of the processes. By such optimization, highly effective cleaning can be performed on various objects to be cleaned.
(Eleventh embodiment)
FIG. 13 is a block diagram showing an eleventh embodiment of the present invention. The present embodiment is an example of a cleaning system having a mechanism for supplying and circulating the cleaning
この例では、洗浄液とリンス液の2つの洗浄媒体を用いている。洗浄槽1には洗浄液を供給する給液管19が接続している。洗浄液9は洗浄液槽25に貯蔵され、洗浄条件に合わせてポンプ21a、給液バルブ20を介して供給される。洗浄液槽25には、温度調節手段10aを設けられている。リンス液はリンス液槽26に貯蔵され、ポンプ21b、給液バルブ20を介して供給される。2系統の流路を1系統につなぐため、給液バルブ20は三方弁となっている。洗浄槽1には、温度調節手段10および気泡発生手段11が設けられている。このため、必要に応じて液温の調節を行ったり、気泡を発生させたりすることが可能である。また洗浄液槽25およびリンス液槽26には、それぞれフィルター27が設けられ、適時に洗浄液、リンス液の濾過を行い、液を清浄に保っている。なおここでは洗浄液とリンス液を使う2系統の構成を説明したが、系統は3つ以上となっても本実施の形態を適用することができる。
In this example, two cleaning media, a cleaning liquid and a rinsing liquid, are used. A
以上説明したように、本実施の形態によれば、洗浄媒体の循環、濾過、温調、気泡の使用等、様々な条件のコントロールが可能な洗浄システムを構築することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to construct a cleaning system capable of controlling various conditions such as circulation of the cleaning medium, filtration, temperature control, use of bubbles, and the like.
1 洗浄槽
2 ステージ
3 ステージ回転手段
4 固定台
5 第1の固定台支持手段
6 第2の固定台支持手段
7 傾斜角調節手段
8 固定台自転手段
9 洗浄液
10 温度調節手段
11 気泡発生手段
12 気泡
13 傾斜角固定手段
14 ユニバーサルジョイント
15 固定ツメ
16 ネジ
17 ネジ穴
18 マグネット
19 給液管
20 給液バルブ
21 ポンプ
22 排液管
23 排液バルブ
24 スプレー
25 洗浄液槽
26 リンス液槽
27 フィルター
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