JP2017224749A

JP2017224749A - スピンナー洗浄装置

Info

Publication number: JP2017224749A
Application number: JP2016119717A
Authority: JP
Inventors: 智史小木; Tomofumi Ogi
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2016-06-16
Filing date: 2016-06-16
Publication date: 2017-12-21

Abstract

【課題】洗浄され乾燥された被加工物を装置内から取り出す際に、洗浄中に上部カバーの下面に付着した洗浄液の飛沫により被加工物が濡らされないようにする。【解決手段】被加工物Ｗを洗浄するために用いられ、被加工物Ｗを吸引保持するスピンナーテーブル４と、テーブル４が取り付けられた回転軸３と、回転軸３を包囲する円筒部１０と、円筒部１０を包囲する容器部２と、被加工物Ｗに洗浄液を供給するノズル６と、洗浄液の飛散を防止するためのカバー７とを少なくとも含み、カバー７は上部カバー７０と、側部カバー７１とを備え、上部カバー７０は、少なくとも上部カバー７０の下面７０ｂが一方向に傾斜するようにブラケットカバー７２に固定され、上部カバー７０の下面７０ｂは上部カバー７０の下面７０ｂに付着した飛沫が傾斜方向に流れるように表面処理されていることを特徴とするスピンナー洗浄装置１である。【選択図】図２

Description

本発明は、被加工物を洗浄するスピンナー洗浄装置に関する。

例えば、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成された半導体ウエーハは、ウエーハの裏面を研削装置で研削して、ウエーハを所定の厚みに薄化する。研削後のウエーハは、例えば、枚葉式のスピンナー洗浄装置（例えば、特許文献１参照）により洗浄されることで、被研削面に残った研削屑等の異物が除去される。洗浄後のウエーハは、洗浄装置内で乾燥された後、切削ブレードを備えた切削装置等に搬送される。そして、ウエーハは切削装置により切削され個々のデバイスに分割され、各種電子機器等に利用されている。

特許３３７７１２１号公報

スピンナー洗浄装置には、洗浄時に発生する洗浄液の飛散を防止するために、装置上方にカバーが開閉可能に取り付けられており、洗浄時に上方に飛び散った洗浄液がスピンナー装置外に飛散することを防止しているが、その反面、上方に飛び散った洗浄液が上部カバーの下面に付着するため、洗浄及び乾燥がなされたウエーハをスピンナー洗浄装置から取り出す際に、上部カバーの下面に付着している洗浄液の水滴が乾燥したウエーハに落下することで、ウエーハの被洗浄面が再び濡れてしまうという問題がある。

よって、半導体ウエーハ等の被加工物を洗浄するスピンナー洗浄装置においては、洗浄及び乾燥がなされたウエーハを装置内から取り出す際に、洗浄中に上部カバーの下面に付着した洗浄液によりウエーハが濡らされないようにするという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、被加工物を洗浄するスピンナー洗浄装置であって、被加工物を吸引保持するスピンナーテーブルと、該スピンナーテーブルが上端に取り付けられた回転軸と、該回転軸を包囲する円筒部と、該円筒部を側方から包囲する容器部と、該スピンナーテーブルに吸引保持された被加工物に洗浄液を供給するノズルと、洗浄液の飛散を防止するためのカバーとを少なくとも含み、該カバーは、該容器部を上方から覆う上部カバーと、該回転軸を側方から包囲する側部カバーと、を備え、該上部カバーは、該容器部に固定されたブラケットカバーに固定され、該上部カバーの少なくとも下面が一方向に傾斜し、該下面は、該下面に付着した洗浄液の飛沫が該傾斜方向に流れるように表面処理されていることを特徴とするスピンナー洗浄装置である。

前記表面処理は、前記上部カバーの下面を該上部カバーの傾斜方向に沿って線状に荒らす処理であると好ましい。

本発明に係るスピンナー洗浄装置は、上部カバーが、少なくともその下面が一方向に傾斜するようにブラケットカバーに固定され、上部カバーの下面は、付着した洗浄液の飛沫が傾斜方向に流れるように表面処理されている。そのため、被加工物を洗浄している際中に上部カバーの下面に洗浄液の飛沫が付着しても、付着した飛沫は、水滴とならずに上部カバーの傾斜方向に沿って継続的に流下していくことで、洗浄され乾燥された状態の被加工物の被洗浄面に対向する上部カバーの下面を、洗浄液の飛沫がほとんど付着していない状態とすることができる。そのため、被加工物の乾燥時や搬出時において、洗浄液の飛沫が水滴となって被加工物上に落下することを防止することができる。

上部カバーの下面に施す表面処理を、上部カバーの下面を上部カバーの傾斜方向に沿って線状に荒らす処理とすることで、洗浄液の飛沫が上部カバーの下面において水滴となることをより効果的に抑止することができ、そのため、被加工物の乾燥時や搬出時において、洗浄液の飛沫が水滴となって被加工物上に落下することをより効果的に防止することができる。

スピンナー洗浄装置の一例を示す斜視図である。スピンナー洗浄装置の一例を示す縦断面図である。上部カバーの下面の一例を示す底面図である。

図１、２に示すスピンナー洗浄装置１は、円筒部１０を側方から包囲する容器部２と、円筒部１０の内部に配設され円筒部１０に包囲された回転軸３と、回転軸３の上端に取り付けられ被加工物Ｗを吸引保持するスピンナーテーブル４と、スピンナーテーブル４に保持された被加工物Ｗに洗浄液を供給するノズル６と、洗浄液の飛散を防止するためのカバー７とを少なくとも含んでいる。スピンナー洗浄装置１は、これ単独で用いることができ、また、切削装置、研削装置、又は、これらの装置の機能をすべて備えるクラスター型装置等に組み込んで使用することもできる。

図１に示す円筒部１０は、主にスピンナー洗浄装置１における装置ベースとしての役割を果たしている。円筒部１０の下端には、円筒部１０の径方向外向きに延出するフランジ部１００が形成されている。フランジ部１００には、ネジ孔が周方向に複数形成されており、複数のボルト等を用いて、フランジ部１００と図示しない研削装置等の基台とを接続することができる。

容器部２は、円筒部１０の上部側を包囲するように円筒部１０と一体的に形成されており、その外形は、例えば、多角形上に形成されている。図２に示すように、容器部２の底板２０には排水口２００が形成されており、排水口２００には排水管２０１が接続されており、配水管２０１は排水装置２０２に連通している。

円筒部１０の上部にはボルト１０１ａ、１０１ｂで上蓋１０１が固定されており、上蓋１０１は、円筒部１０の内部に上方から洗浄液が入り込むことを防止する役割を果たす。上蓋１０１の中央領域には、回転軸３を円筒部１０内部から＋Ｚ方向に突出させるための挿通孔１０１ｃが形成されており、挿通孔１０１ｃには図示しないベアリング等が配設されている。

図２に示すように、円筒部１０の内部には、回転軸３が配設されており、回転軸３の上端側（＋Ｚ方向側）は円筒部１０に固定された上蓋１０１から＋Ｚ方向に突出しており、その突出部分の上端にスピンナーテーブル４の底面側が固定されている。回転軸３の軸方向はＺ軸方向であり、回転軸３の軸中心の延長線上に、スピンナーテーブル４の中心が位置している。回転軸３の下端側には、回転軸３を回転させるモータ３０が円筒部１０の内部に収容される形で配設されている。

スピンナーテーブル４は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなり被加工物Ｗを吸着する保持面４ａを備えている。保持面４ａには、例えば、回転軸３の内部を通る吸引路４０が連通し、吸引路４０は、図示しない吸引源に連通している。吸引源が吸引することで生み出された吸引力が、保持面４ａに伝達されることで、スピンナーテーブル４は保持面４ａ上で被加工物Ｗを吸引保持する。例えば、スピンナーテーブル４の底面と上蓋１０１との間には、洗浄液が上蓋１０１の挿通孔１０１ｃから円筒部１０の内部に進入してしまうことを防止するための連結部材４１が配設されており、連結部材４１には−Ｚ方向に垂設され洗浄液を防ぐ返しの役割を果たすスカート部４１０が形成されている。

図１に示す容器部２の上方に配設され被加工物Ｗに洗浄液を供給するノズル６は、容器部２の内部に配設され軸方向がＺ軸方向であるシャフト６０の上端に軸回転可能に取り付けられており、洗浄液を噴射する噴射口６ａがスピンナーテーブル４の保持面４ａに向かって開口している。ノズル６は、図示しない洗浄液供給源に連通している。ノズル６の近傍には図示しないエア供給源に連通するエア供給ノズル６９が隣接して設けられている。ノズル６とエア供給ノズル６９とは共にスピンナーテーブル４の上方から退避位置まで移動できる。

図１に示すように、洗浄液の飛散を防止するためのカバー７は、容器部２を上方から覆う上部カバー７０と、回転軸３を側方から包囲する側部カバー７１と、ブラケットカバー７２とを備えている。

側部カバー７１は筒体であって、＋Ｚ方向から見た場合に、容器部２の内側に位置している。側部カバー７１は、エアシリンダ７９によって容器部２に対して上下動可能となっている。側部カバー７１の上縁には、外向きに延出されるフランジ部７１０が形成されており、このフランジ部７１０にエアシリンダ７９のピストンロッド７９０の上端が固定されている。図示の例においては、２つ配設されているエアシリンダ７９は、内部に図示しないピストンを備え基端側（−Ｚ方向側）に底があり容器部２の側面に固定されたシリンダチューブ７９１と、シリンダチューブ７９１に挿入され下端がピストンに取り付けられたピストンロッド７９０とを備える。シリンダチューブ７９１にエアが供給（または、排出）されシリンダチューブ７９１内部の内圧が変化することで、ピストンロッド７９０がＺ軸方向に上下動し、これに伴って側部カバー７１が上下動する。側部カバー７１は、被加工物Ｗをスピンナーテーブル４に対して着脱する際は下降して開状態となり、被加工物Ｗを洗浄・乾燥する際は上昇して閉状態となり、洗浄液等の飛散を防止する。

板状のブラケットカバー７２は、容器部２の−Ｘ方向側の側面上部にボルト等の止め具で固定されている。ブラケットカバー７２の中央部には、例えば、エアシリンダ７９が配設される図示しない切り欠きが設けられている。エアシリンダ７９は、この切り欠き内においてピストンロッド７９０の上下移動を行うことができる。

上部カバー７０は、＋Ｚ方向から見た場合に容器部２と同じ平面形状を有しており、その−Ｘ方向側の側面がブラケットカバー７２の上端部にボルト等の止め具で固定されている。図１に示すように、上部カバー７０の略中央部には、洗浄中の被加工物の状態を＋Ｚ方向から確認するためのアクリル板等の透明部材からなる覗き窓７０１が設けられている。図２に示すように、ブラケットカバー７２に固定された上部カバー７０は、例えば、その下面７０ｂが−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側に向かうにつれて所定の角度で矢印Ｒ方向に傾斜しており、下面７０ｂの外周縁には断面が略Ｌ字状となるの周縁部７０ｃが形成されている。側部カバー７１の上縁には、例えばシートリング７１１が配設されており、側部カバー７１が上昇して閉状態となると、上部カバー７０の周縁部７０ｃの底面がシートリング７１１を介して側部カバー７１の上縁に接触し、側部カバー７１と上部カバー７０との間から洗浄液が飛散しないようになっている。

図２、３に示す上部カバー７０の下面７０ｂは、上部カバー７０の下面７０ｂに付着した洗浄液の飛沫が傾斜方向（矢印Ｒ方向）に流れるように表面処理されている。覗き窓７０１の下面７０１ａは、上部カバー７０の下面７０ｂと面一に形成されており、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側に向かうにつれて所定の角度で矢印Ｒ方向に傾斜している。上部カバー７０の下面７０ｂ及び覗き窓７０１の下面７０１ａに施されている表面処理は、上部カバー７０の下面７０ｂを上部カバー７０の傾斜方向Ｒに沿って線状に荒らす処理である。この表面処理は、例えば、上部カバー７０の下面７０ｂに対して高番手のやすり等を当接させ、やすりを矢印Ｒ方向に向かって滑らせ、図３に示す多数の細線Ｌを下面７０ｂに形成する処理である。例えば、形成された細線Ｌは、上部カバー７０の下面７０ｂに付着した洗浄液の飛沫が毛細管現象によって細線Ｌ内に入り込み細線Ｌ内を流通する程度の幅及び深さを有していると好ましい。なお、上部カバー７０の下面７０ｂに施されている表面処理は、本実施形態における処理に限定されるものではなく、例えば、テーパーニードルで上部カバー７０の下面７０ｂを矢印Ｒ方向に向かって引っかくことで、極細幅の溝を多数形成するような処理であってもよい。細線Ｌの延在方向は皆同方向であって、その長さは各線Ｌごとに異なっていても同一であってもよく、細線Ｌは上部カバー７０の下面７０ｂ全面に満遍なく形成されていると好ましい。

以下に、図１〜３を用いて、スピンナー洗浄装置１により被加工物Ｗを洗浄する場合の、スピンナー洗浄装置１の動作について説明する。

図２に示す被加工物Ｗは、例えば、外形が円形状の半導体ウエーハであり、被加工物Ｗの表面Ｗａには、図示しないデバイスが形成されている。被加工物Ｗの裏面Ｗｂは、例えば、図示しない研削装置により研削された状態になっており、スピンナー洗浄装置１により洗浄される被洗浄面となる。

図２に示す被加工物Ｗをスピンナー洗浄装置１に搬送するロボットハンド１９は、例えば、アーム１９０の先端側にＵ字の平板状に形成された吸引板１９１が取り付けられている。被加工物Ｗの洗浄においては、まず、吸引板１９１が、被加工物Ｗの表面Ｗａを吸着することで、被加工物Ｗが裏面Ｗｂが上側を向いた状態でロボットハンド１９により吸引保持される。

スピンナー洗浄装置１のエアシリンダ７９を作動してピストンロッド７９０を下降させることで、図１に示すように、側部カバー７１も下降して容器部２内に収納され、退避位置に位置付けられる。スピンナー洗浄装置１は、上部カバー７０と容器部２とのＺ軸方向における間が開放され、被加工物Ｗを吸引保持した図２に示すロボットハンド１９の進入及び退出が可能となる。

図２に示したロボットハンド１９がスピンナー洗浄装置１の内部の所定の位置まで進入していき、被加工物Ｗがスピンナーテーブル４上に搬送され、被加工物Ｗが裏面Ｗｂが上側になるように保持面４ａ上に載置される。そして、スピンナーテーブル４に接続された図示しない吸引源により生み出される吸引力が保持面４ａに伝達されることにより、スピンナーテーブル４が保持面４ａ上で被加工物Ｗを吸引保持する。また、ロボットハンド１９が被加工物Ｗの吸引保持を停止し、スピンナー洗浄装置１内から外部に退避する。

次いで、図２に示すように、エアシリンダ７９を作動してピストンロッド７９０を上昇させることで、側部カバー７１も容器部２内から上昇し、フランジ部７１０が上部カバー７０の周縁部７０ｃの下面に当接して停止する。上部カバー７０と容器部２との間が側部カバー７１によって塞がれることで、上部カバー７０と側部カバー７１と容器部２とによって被加工物Ｗを洗浄及び乾燥するための密閉空間が形成される。

次に、ノズル６が移動し、噴射口６ａがスピンナーテーブル４により吸引保持された被加工物Ｗの裏面Ｗｂに向いた状態となる。そして、洗浄液供給源から洗浄液がノズル６に供給され、噴射口６ａから被加工物Ｗの裏面Ｗｂに洗浄液が噴射される。さらに、洗浄中は、スピンナーテーブル４が回転するのに伴って、スピンナーテーブル４上に保持された被加工物Ｗも回転するので、被加工物Ｗの裏面Ｗｂ全面の洗浄が行われる。被加工物Ｗを洗浄した洗浄液の大部分は、被加工物Ｗの裏面Ｗｂ上から容器部２内に流下して、排水装置２０２に排水されていく。

被加工物Ｗの洗浄中にノズル６から被加工物Ｗの裏面Ｗｂに噴射された洗浄液の一部は、飛沫となって上部カバー７０の下面７０ｂに付着する。上部カバー７０の下面７０ｂは、矢印Ｒ方向に向かって傾斜しており、かつ、矢印Ｒ方向に沿って線状に荒らす処理が施されている。そのため、洗浄時に上部カバー７０の下面７０ｂに付着した飛沫は水滴状にならずに、図３に示す上部カバー７０の下面７０ｂの細線Ｌ内を伝って矢印Ｒ方向に向かって流下していき、上部カバー７０の＋Ｘ方向側の周縁部７０ｃに到達し、さらに、側部カバー７１を伝って−Ｚ方向に向かって容器部２内に流下する。したがって、被加工物Ｗの上方に位置する上部カバー７０の下面７０ｂからは、飛沫となって付着した洗浄液が漸次排除されていくので、被加工物Ｗの洗浄が完了した時点において、上部カバー７０の下面７０ｂに水滴が形成されていない状態を作り出すことができる。

被加工物Ｗの洗浄が完了した後に、エア供給ノズル６９からエアを噴射させて被加工物Ｗをスピンナー乾燥させる。上部カバー７０の下面７０ｂには洗浄液の水滴形成されていないことから、乾燥後の被加工物Ｗに洗浄液の水滴が落下することを防止することができる。被加工物Ｗの乾燥が完了した後、ノズル６及びエア供給ノズル６９を軸回転させて、被加工物Ｗ上方から退避させる。

次いで、スピンナー洗浄装置１のエアシリンダ７９が作動してピストンロッド７９０を下降させることで、側部カバー７１も下降して容器部２内に収納され、退避位置に位置付けられる。スピンナー洗浄装置１は、上部カバー７０と容器部２とのＺ軸方向における間が開放され、洗浄及び乾燥後の被加工物Ｗがロボットハンド１９により搬出される。ロボットハンド１９による被加工物Ｗの搬出の際においても、上部カバー７０の下面７０ｂには洗浄液の水滴形成されていないことから、搬送される被加工物Ｗに洗浄液の水滴が落下することを防止することができる。

なお、本発明に係るスピンナー洗浄装置１は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている装置の各構成の大きさや形状等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

１：スピンナー洗浄装置
１０：円筒部１００：フランジ部１０１：上蓋１０１ｃ：挿通孔
２：容器部２０：底板２００：排水口２０１：排水管２０２：排水装置
３：回転軸
４：スピンナーテーブル４ａ：保持面４０：吸引路４１：連結部材
６：ノズル６０：シャフト６９：エア供給ノズル
７：カバー
７０：上部カバー７０ｃ：周縁部７０１：覗き窓７０ｂ：上部カバーの下面Ｌ：細線
７１：側部カバー７１０：フランジ部７１１：シートリング
７２：ブラケットカバー
７９：エアシリンダ７９０：ピストンロッド７９１：シリンダチューブ
Ｗ：ウエーハＷａ：ウエーハの表面Ｗｂ：ウエーハの裏面
１９：ロボットハンド１９０：アーム１９１：吸引板

Claims

被加工物を洗浄するスピンナー洗浄装置であって、
被加工物を吸引保持するスピンナーテーブルと、該スピンナーテーブルが上端に取り付けられた回転軸と、該回転軸を包囲する円筒部と、該円筒部を側方から包囲する容器部と、該スピンナーテーブルに吸引保持された被加工物に洗浄液を供給するノズルと、洗浄液の飛散を防止するためのカバーとを少なくとも含み、
該カバーは、該容器部を上方から覆う上部カバーと、該回転軸を側方から包囲する側部カバーと、を備え、
該上部カバーは、該容器部に固定されたブラケットカバーに固定され、
該上部カバーの少なくとも下面が一方向に傾斜し、該下面は、該下面に付着した洗浄液の飛沫が該傾斜方向に流れるように表面処理されていることを特徴とするスピンナー洗浄装置。
前記表面処理は、前記上部カバーの下面を該上部カバーの傾斜方向に沿って線状に荒らす処理である請求項１のスピンナー洗浄装置。