JP2015222745A - 洗浄装置及び加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デバイスを破損させることなく外部への洗浄液の飛散を防止し、かつ、コストを低く抑えることのできる洗浄装置を提供する。
【解決手段】洗浄テーブル（５）より下方で洗浄ハウジング（３）に接続した排気手段と、洗浄ハウジングの開口（３ａ）から洗浄液が飛散するのを防ぐエアーカーテン生成手段（１９，２１）と、を備える洗浄装置（１）であって、エアーカーテン生成手段は、洗浄ハウジングの開口の近傍に配設され、開口から洗浄ハウジング内へ斜め下向きにエアー（Ａ，Ｂ）を噴射する第一の噴射口（１９ａ）及び第二の噴射口を備え、第一の噴射口と第二の噴射口とは、平面視で洗浄テーブルを挟む位置に位置付けられ、洗浄テーブルの回転方向（Ｒ）と対応する向きにエアーを噴射する構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の板状物を洗浄する洗浄装置、及び洗浄装置を含む加工装置に関する。

表面に複数のデバイスが形成された半導体ウェーハ等の板状物は、例えば、ストリート（分割予定ライン）に沿って切削され、各デバイスに対応する複数のチップへと分割される。切削後の板状物は、加工屑等の異物で汚染されているので、この異物を除去するために洗浄装置で洗浄される。

板状物を洗浄する洗浄装置は、例えば、洗浄用の空間を内部に備える洗浄ハウジングと、洗浄ハウジング内で板状物を吸引保持して回転する洗浄テーブルと、洗浄テーブルの上方から洗浄液を噴射する洗浄ノズルとを備えている。板状物を吸引保持した洗浄テーブルを回転させて、洗浄ノズルから板状物に向けて洗浄液を噴射することで、板状物に付着した異物を除去できる。

ところで、上述した洗浄ノズルから噴射される洗浄液の圧力は非常に高いので、板状物と衝突した洗浄液は、例えば、洗浄ハウジングの上端部に形成されている搬出入用の開口から外部に飛散してしまう。この問題を解決するために、洗浄ハウジングの開口に可動式のカバーを設けた洗浄装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２０１２−４０５７１号公報 特開２０１３−２２９４６２号公報

しかしながら、例えば、特許文献１のような樹脂製のカバーを備えた洗浄装置では、カバーの開閉時に発生する静電気によってデバイスが破損してしまう。特許文献２のように接地された金属製のカバーを用いれば、静電気によるデバイスの破損を防止できるが、この場合には、開閉機構を含むカバーの構成が複雑化してコストが高くなってしまう。

本発明はかかる問題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、デバイスを破損させることなく外部への洗浄液の飛散を防止し、かつ、コストを低く抑えることのできる洗浄装置、及びこの洗浄装置を含む加工装置を提供することである。

本発明によれば、被加工物を保持する回転可能な洗浄テーブルと、該洗浄テーブルに保持された被加工物に洗浄液を噴射する洗浄ノズルと、該洗浄テーブルを収容し上端部に開口が形成された洗浄ハウジングと、該洗浄テーブルより下方で該洗浄ハウジングに接続した排気手段と、該洗浄ハウジングの該開口から洗浄液が飛散するのを防ぐエアーカーテン生成手段と、を備える洗浄装置であって、該エアーカーテン生成手段は、該洗浄ハウジングの該開口の近傍に配設され、該開口から該洗浄ハウジング内へ斜め下向きにエアーを噴射する第一の噴射口及び第二の噴射口を備え、該第一の噴射口と該第二の噴射口とは、平面視で該洗浄テーブルを挟む位置に位置付けられ、該洗浄テーブルの回転方向と対応する向きに該エアーを噴射することを特徴とする洗浄装置が提供される。

本発明の洗浄装置において、前記エアーカーテン生成手段は、イオン化されたエアーを噴射することが好ましい。

また、本発明によれば、前記洗浄装置を含む洗浄手段と、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を加工するための加工手段と、該チャックテーブルに保持された加工後の被加工物を該洗浄手段に搬送する搬送手段と、を備えることを特徴とする加工装置が提供される。

本発明の洗浄装置は、洗浄ハウジングの開口を覆うエアーカーテン（エアーの流れ）を生成するエアーカーテン生成手段を備えるので、洗浄ハウジングの開口をエアーカーテンで覆って外部への洗浄液の飛散を防止できる。

すなわち、本発明の洗浄装置では、開口を覆う樹脂製又は金属製のカバーの代わりに可動部を必要としないエアーカーテン生成手段を設けたので、デバイスを破損させる静電気を生じることなく外部への洗浄液の飛散を防止し、かつ、構成を簡略化してコストを低く抑えることができる。

さらに、エアーカーテン生成手段は、開口から洗浄ハウジング内へ斜め下向きにエアーを噴射する第一の噴射口及び第二の噴射口を備え、第一の噴射口と第二の噴射口とが平面視で洗浄テーブルを挟む位置に位置付けられているので、洗浄テーブルの回転方向と対応する向きにエアーを噴射して良好なダウンフローを形成できる。

これにより、洗浄テーブルより下方に接続された排気手段で洗浄ハウジング内の雰囲気を適切に排気して、洗浄対象の被加工物との衝突で発生する汚染された洗浄液が被加工物に再付着するのを抑制できる。また、エアーカーテン生成手段には可動部が必要ないので、洗浄装置の省スペース化にも有利である。

洗浄装置の構成例を模式的に示す図である。 エアー噴射ノズルで発生するエアーの流れを模式的に示す縦断面図である。 エアー噴射ノズルで発生するエアーの流れを模式的に示す平面図である。 洗浄装置を含む加工装置の構成例を模式的に示す斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る洗浄装置の構成例を模式的に示す図である。なお、図１では、洗浄装置で洗浄される被洗浄物（被加工物）を併せて示している。図１に示すように、洗浄装置１は、上端部に円形の開口３ａを備えた有底円筒状の洗浄ハウジング３を備えている。

洗浄ハウジング３の内部空間には、被洗浄物（被加工物）３１を吸引保持して回転する円盤状の洗浄テーブル（スピンナテーブル）５が収容されている。洗浄テーブル５の周囲には、被洗浄物３１を支持する環状のフレーム３７を四方から挟持固定する４個のクランプ７が設置されている。

被洗浄物３１は、例えば、円盤状の半導体ウェーハであり、その表面側は、中央のデバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域とに分けられている。デバイス領域は、格子状に配列されたストリート（分割予定ライン）でさらに複数の領域に区画されており、各領域にはＩＣ等のデバイス３３が形成されている。

被洗浄物３１の裏面側には、被洗浄物３１より大径のダイシングテープ３５が貼着されている。ダイシングテープ３５の外周部分は、環状のフレーム３７に固定されている。すなわち、被洗浄物３１は、ダイシングテープ３５を介してフレーム３７に支持されている。なお、図１では、ストリートに沿って加工された後の被洗浄物３１を示している。

洗浄テーブル５の下部には、鉛直方向に伸びるスピンドル９を介してモータ等の回転駆動源１１が連結されており、洗浄テーブル５は、この回転駆動源１１の回転力で、回転軸となるスピンドル９の軸心周りに回転する。洗浄テーブル５の上面は、被洗浄物３１を吸引保持する保持面５ａとなっている。

保持面５ａは、洗浄テーブル５の内部に形成された流路（不図示）等を通じて吸引源（不図示）と接続されており、被洗浄物３１は、保持面５ａに作用する吸引源の負圧で洗浄テーブル５に吸引保持される。

洗浄ハウジング３の側壁３ｂにおいて、洗浄テーブル５より下方の位置には、洗浄ハウジング３の内部空間に存在するミスト状の洗浄液やエアー等を、洗浄ハウジング３の外部に排出する排気管１３が取り付けられている。洗浄ハウジング３は、この排気管１３を介して排気ポンプ（排気手段）（不図示）に接続される。

洗浄テーブル５の上方には、洗浄テーブル５で吸引保持された被洗浄物３１に洗浄液を噴射する洗浄ノズル１５が配置されている。この洗浄ノズル１５は、支持アーム１７を介して搖動機構（不図示）に連結されており、洗浄テーブル５の上方において洗浄テーブル５の径方向に搖動される。

洗浄ハウジング３の開口３ａと近接する位置には、平面視において洗浄テーブル５を挟む一対のエアー噴射ノズル（エアーカーテン生成手段）１９，２１が配置されている。エアー噴射ノズル１９，２１の基端部は、エアー供給管２３、開閉バルブ２５等を介してエアー供給源２７に接続されている。

洗浄ハウジング３の開口３ａ側に位置するエアー噴射ノズル１９の先端部には、斜め下向きにエアーを噴射する噴射口（第一の噴射口）１９ａが形成されている。この噴射口１９ａは、鉛直方向より水平方向に長く形成されており、開口３ａの半部を覆う薄膜状のエアーの流れ（エアーカーテン）を発生させることができる。

同様に、洗浄ハウジング３の開口３ａ側に位置するエアー噴射ノズル２１の先端部には、斜め下向きにエアーを噴射する噴射口（第二の噴射口）（不図示）が形成されている。この噴射口も、鉛直方向より水平方向に長く形成されており、開口３ａの残りの半部を覆う薄膜状のエアーの流れを発生させることができる。

開閉バルブ２５を開いてエアー噴射ノズル１９，２１にエアーを供給すると、エアー噴射ノズル１９の噴射口１９ａ及びエアー噴射ノズル２１の噴射口からエアーが噴射される。図２は、エアー噴射ノズル１９で発生するエアーの流れを模式的に示す縦断面図であり、図３は、エアー噴射ノズル１９，２１で発生するエアーの流れを模式的に示す平面図である。

図２に示すように、噴射口１９ａは、斜め下向き（水平方向と所定の角度をなす向き）にエアーＡを噴射できるように形成されており、噴射口１９ａから噴射されたエアーＡは、開口３ａから洗浄ハウジング３内に流入する。同様に、エアー噴射ノズル２１の噴射口は、斜め下向きにエアーを噴射できるように形成されており、この噴射口から噴射されたエアーも、開口３ａから洗浄ハウジング３内に流入する。

一対のエアー噴射ノズル１９，２１は、平面視において洗浄テーブル５を挟む位置に設けられており、図３に示すように、洗浄テーブル５の回転方向Ｒと対応する向きにエアーＡ，Ｂを噴射できる。これにより、洗浄テーブル５の回転によるエアーＡ，Ｂの乱れを抑制して、排気に適した良好なダウンフローを形成できる。

なお、エアー噴射ノズル１９，２１や、エアー供給管２３には、エアー供給源２７から供給されるエアーをイオン化するイオナイザーを設けても良い。これにより、エアー噴射ノズル１９，２１からイオン化されたエアーＡ，Ｂを噴射して、被洗浄物１１を除電できる。この場合、洗浄装置１とは別に除電装置を設ける必要がなくなるので、装置の低コスト化、省スペース化等に有利である。

以上のように、本実施形態に係る洗浄装置１は、洗浄ハウジング３の開口３ａを覆うエアーの流れ（エアーカーテン）を生成するエアー噴射ノズル（エアーカーテン生成手段）１９，２１を備えるので、洗浄ハウジング３の開口３ａをエアーカーテンで覆って外部への洗浄液の飛散を防止できる。

すなわち、本実施形態に係る洗浄装置１では、開口３ａを覆う樹脂製又は金属製のカバーの代わりに可動部を必要としないエアー噴射ノズル１９，２１を設けたので、デバイス３３を破損させる静電気を生じることなく外部への洗浄液の飛散を防止し、かつ、装置の構成を簡略化してコストを低く抑えることができる。

さらに、エアー噴射ノズル１９，２１は、開口３ａから洗浄ハウジング３内へ斜め下向きにエアーＡ，Ｂを噴射する噴射口（第一の噴射口）１９ａ及び噴射口（第二の噴射口）を備え、エアー噴射ノズル１９の噴射口１９ａとエアー噴射ノズル２１の噴射口とが平面視で洗浄テーブル５を挟む位置に位置付けられているので、洗浄テーブル５の回転方向Ｒと対応する向きにエアーＡ，Ｂを噴射して良好なダウンフローを形成できる。

これにより、洗浄テーブル５より下方に接続された排気ポンプ（排気手段）で洗浄ハウジング３内の雰囲気を適切に排気して、被洗浄物（被加工物）３１との衝突で発生する加工屑等の異物で汚染されたミスト状の洗浄液が被洗浄物１１に再付着するのを抑制できる。また、エアー噴射ノズル１９，２１には可動部が必要ないので、洗浄装置１の省スペース化にも有利である。

次に、上述した洗浄装置１を含む加工装置について説明する。図４は、洗浄装置を含む加工装置の構成例を模式的に示す斜視図である。なお、本実施形態では、加工装置の一例として切削装置を説明するが、本発明の加工装置は、レーザー加工装置、研削装置等の他の装置でも良い。

図４に示すように、加工装置２は、各構成を支持する基台４を備えている。基台４において、前端の一方側の角部には矩形状の開口４ａが設けられており、この開口４ａ内には、カセット載置台６が昇降可能に設置されている。カセット載置台６の上面には、ダイシングテープ３５を介してフレーム３７に支持された複数の被洗浄物（被加工物）３１を収容する直方体状のカセット８が載置される。なお、図４では、説明の便宜上、カセット８の輪郭のみを示している。

カセット載置台６と近接する位置には、前後方向（Ｘ軸方向）に長い矩形状の開口４ｂが形成されている。この開口４ｂ内には、Ｘ軸移動テーブル１０、Ｘ軸移動テーブル１０をＸ軸方向（前後方向、加工送り方向）に移動させるＸ軸移動機構（不図示）、及びＸ軸移動機構を覆う防塵・防滴カバー１２が設けられている。

Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール（不図示）を備えており、Ｘ軸ガイドレールには、Ｘ軸移動テーブル１０がスライド可能に設置されている。Ｘ軸移動テーブル１０の下面側には、ナット部（不図示）が固定されており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレールと平行なＸ軸ボールネジ（不図示）が螺合されている。

Ｘ軸ボールネジの一端部には、Ｘ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｘ軸パルスモータでＸ軸ボールネジを回転させることで、Ｘ軸移動テーブル１０はＸ軸ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動テーブル１０上には、被洗浄物３１を吸引保持するチャックテーブル１４が設けられている。チャックテーブル１４の周囲には、被洗浄物３１を支持する環状のフレーム３７を四方から挟持固定する４個のクランプ１６が設置されている。

チャックテーブル１４は、モータ等の回転駆動源（不図示）と連結されており、鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びる回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル１４は、上述のＸ軸移動機構により、Ｘ軸移動テーブル１０とともにＸ軸方向に移動する。

チャックテーブル１４の上面は、被洗浄物３１を吸引保持する保持面１４ａとなっている。この保持面１４ａは、チャックテーブル１４の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）と接続されている。

開口４ｂと近接する位置には、被洗浄物３１を搬送する第一の搬送機構（不図示）が設けられている。第一の搬送機構によってチャックテーブル１４に搬入された被洗浄物３１は、保持面１４ａに作用する吸引源の負圧でチャックテーブル１４に吸引保持される。

基台４の上方には、２組の切削ユニット（加工手段）１８を支持する門型の支持構造２０が、開口４ｂを跨ぐように配置されている。支持構造２０の前面上部には、各切削ユニット１８をＹ軸方向（割り出し送り方向）及びＺ軸方向（鉛直方向）に移動させる２組の切削ユニット移動機構２２が設けられている。

切削ユニット移動機構２２は、支持構造２０の前面に配置されＹ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール２４を備えている。Ｙ軸ガイドレール２４には、各切削ユニット移動機構２２を構成するＹ軸移動テーブル２６がスライド可能に設置されている。

各Ｙ軸移動テーブル２６の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が固定されており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール２４と平行なＹ軸ボールネジ２８がそれぞれ螺合されている。各Ｙ軸ボールネジ２８の一端部には、Ｙ軸パルスモータ３０が連結されている。Ｙ軸パルスモータ３０でＹ軸ボールネジ２８を回転させれば、Ｙ軸移動テーブル２６は、Ｙ軸ガイドレール２４に沿ってＹ軸方向に移動する。

各Ｙ軸移動テーブル２６の表面（前面）には、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール３２が設けられている。Ｚ軸ガイドレール３２には、Ｚ軸移動テーブル３４がスライド可能に設置されている。

各Ｚ軸移動テーブル３４の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が固定されており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール３２と平行なＺ軸ボールネジ３６がそれぞれ螺合されている。各Ｚ軸ボールネジ３６の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３８が連結されている。Ｚ軸パルスモータ３８でＺ軸ボールネジ３６を回転させれば、Ｚ軸移動テーブル３４は、Ｚ軸ガイドレール３２に沿ってＺ軸方向に移動する。

各Ｚ軸移動テーブル３４の下部には、被洗浄物３１を切削加工する切削ユニット１８が設けられている。また、各切削ユニット１８と隣接する位置には、被洗浄物３１を撮像するカメラ（不図示）が設置されている。上述のようにＹ軸移動テーブル２６及びＺ軸移動テーブル３４を移動させることで、各切削ユニット１８及び各カメラは、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

各切削ユニット１８は、Ｙ軸の周りに回転するスピンドル（不図示）の一端側に装着された円環状の切削ブレード４０を備えている。各スピンドルの他端側にはモータ（不図示）が連結されており、スピンドルに装着された切削ブレード４０を回転させる。この切削ブレード４０を回転させて被洗浄物３１に切り込ませることで、被洗浄物３１は切削加工される。

開口４ｂに対して開口４ａと反対側の位置には、上述した洗浄装置１を含む洗浄ユニット（洗浄手段）４２が配置されている。洗浄ユニット４２と近接する位置には、被洗浄物３１を搬送する第二の搬送機構（搬送手段）（不図示）が設けられている。切削ユニット１８で切削加工された被洗浄物３１は、第二の搬送機構でチャックテーブル１４から洗浄ユニット４２に搬送される。

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、平面視において洗浄テーブル５を挟む位置に設けられた一対のエアー噴射ノズル１９，２１をエアーカーテン生成手段として用いているが、エアーカーテン生成手段の構成はこれに限定されない。

例えば、開口３ａの周りに配置された３個以上のエアー噴射ノズルをエアーカーテン生成手段としても良い。この場合にも、噴射口から洗浄テーブル５の回転方向Ｒと対応する向きにエアーを噴射することで、良好なダウンフローを形成できる。

その他、上記実施形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

１ 洗浄装置
３ 洗浄ハウジング
３ａ 開口
３ｂ 側壁
５ 洗浄テーブル
５ａ 保持面
７ クランプ
９ スピンドル
１１ 回転駆動源
１３ 排気管
１５ 洗浄ノズル
１７ 支持アーム
１９ エアー噴射ノズル（エアーカーテン生成手段）
１９ａ 噴射口（第一の噴射口）
２１ エアー噴射ノズル（エアーカーテン生成手段）
２３ エアー供給管
２５ 開閉バルブ
２７ エアー供給源
３１ 被洗浄物（被加工物）
３３ デバイス
３５ ダイシングテープ
３７ フレーム
Ａ，Ｂ エアー
Ｒ 回転方向
２ 加工装置
４ 基台
４ａ，４ｂ 開口
６ カセット載置台
８ カセット
１０ Ｘ軸移動テーブル
１２ 防塵・防滴カバー
１４ チャックテーブル
１４ａ 保持面
１６ クランプ
１８ 切削ユニット（加工手段）
２０ 支持構造
２２ 切削ユニット移動機構
２４ Ｙ軸ガイドレール
２６ Ｙ軸移動テーブル
２８ Ｙ軸ボールネジ
３０ Ｙ軸パルスモータ
３２ Ｚ軸ガイドレール
３４ Ｚ軸移動テーブル
３６ Ｚ軸ボールネジ
３８ Ｚ軸パルスモータ
４０ 切削ブレード
４２ 洗浄ユニット（洗浄手段）

Claims (3)

1. 被加工物を保持する回転可能な洗浄テーブルと、該洗浄テーブルに保持された被加工物に洗浄液を噴射する洗浄ノズルと、該洗浄テーブルを収容し上端部に開口が形成された洗浄ハウジングと、該洗浄テーブルより下方で該洗浄ハウジングに接続した排気手段と、該洗浄ハウジングの該開口から洗浄液が飛散するのを防ぐエアーカーテン生成手段と、を備える洗浄装置であって、
   該エアーカーテン生成手段は、
   該洗浄ハウジングの該開口の近傍に配設され、該開口から該洗浄ハウジング内へ斜め下向きにエアーを噴射する第一の噴射口及び第二の噴射口を備え、
   該第一の噴射口と該第二の噴射口とは、平面視で該洗浄テーブルを挟む位置に位置付けられ、該洗浄テーブルの回転方向と対応する向きに該エアーを噴射することを特徴とする洗浄装置。
2. 前記エアーカーテン生成手段は、イオン化されたエアーを噴射することを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
3. 請求項１又は請求項２記載の洗浄装置を含む洗浄手段と、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を加工するための加工手段と、該チャックテーブルに保持された加工後の被加工物を該洗浄手段に搬送する搬送手段と、を備えることを特徴とする加工装置。