JP2019186383A - 洗浄装置、加工装置及び洗浄力評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物の洗浄前に、流体が被加工物に及ぼす力が被加工物の洗浄に適しているか否かを判定する。【解決手段】被加工物を保持するチャックテーブルを有し、チャックテーブルに保持される被加工物にノズルから流体を噴射して被加工物を洗浄する洗浄ユニットと、判定ユニットと、を備え、判定ユニットは、ノズルからの流体を受ける流体受け部と、流体受け部に接して設けられ、流体受け部の振動を検出する振動センサと、振動センサで検出した振動を予め設定された振動の許容範囲と比較し、比較結果に基づいて、ノズルから噴射される流体が流体受け部に及ぼす力が被加工物の洗浄に適しているか否かを判定する判定部と、振動センサにより検出した振動が許容範囲外であり、ノズルから噴射される流体が流体受け部に及ぼす力が被加工物の洗浄に適していないと判定部に判定された場合に、警告情報を報知する報知部と、を備える洗浄装置を提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、被加工物を洗浄する洗浄装置、洗浄装置を備える加工装置、及び、洗浄装置の洗浄力評価方法に関する。

半導体ウェーハ、樹脂パッケージ基板及びセラミックス基板等の板状の被加工物を、環状の切削ブレードで切削加工する切削装置（ダイサ）が知られている。高速に回転させた切削ブレードを被加工物に対して切り込ませながら、切削ブレードと被加工物とを相対的に移動させることで、この移動の経路に沿って被加工物は切削される。

また、被加工物を研削によって薄く加工する研削装置（グラインダ）が知られている。研削装置は、例えば、被加工物を吸引保持するチャックテーブルと、チャックテーブルの上方に配置され、下面に研削砥石が固定された研削ホイールとを備える。チャックテーブルと研削ホイールとを相互に回転させながら、研削ホイールを下降させて被加工物に研削砥石を押し当てることで、被加工物は薄化される。

さらに、被加工物を切削によって薄く加工する他の加工装置として、バイト切削装置（サーフェースプレナー）が知られている。バイト切削装置は、例えば、チャックテーブルと、ダイヤモンド等で形成された切り刃がチャックテーブルに対向する下部に固定されたホイールとを備える。被加工物を所定の方向に平行移動させつつ、ホイールを回転させて切り刃と被加工物とを接触させることで、被加工物の上面が切削されて平坦化される。

また、被加工物に対して吸収性を有する波長のパルスレーザービームを照射することで、被加工物の分割予定ラインに沿って加工溝を形成するレーザー加工装置（レーザーソー）が知られている。レーザー加工装置は、被加工物をアブレーション加工することにより加工溝を形成する。

これら切削装置、研削装置、バイト切削装置、及びレーザー加工装置等の加工装置においては、加工時に加工屑が発生する。加工屑を被加工物から除去するためには、通常、洗浄装置が用いられる。洗浄装置においては、加圧した水等を用いた高圧洗浄や、エアー及び水を混合した二流体洗浄により被加工物を洗浄する（例えば、特許文献１を参照）。

洗浄装置において、ノズルから噴射される流体が被加工物に及ぼす力は、噴射される流体の圧力又は流体の流量によって制御される。そのため、流体の圧力を調整する圧力調整機構又は流体の流量を調整する流量調整機構が、故障又は破損した場合に、流体の圧力又は流量は、被加工物が損傷又は破損する程度に高くなる恐れがある。

特開２００８−８０１８０号公報

被加工物の洗浄時に被加工物の損傷及び破損を防止できるように、被加工物の洗浄前に、流体が被加工物に及ぼす力が被加工物の洗浄に適しているか否かを判定する必要がある。特に、上述の二流体を用いる場合、被加工物が損傷又は破損するか否かをエアー及び水の体積比に応じて定量的に評価することが難しいので、圧力調整機構及び流量調整機構とは別に、流体が被加工物に及ぼす力が被加工物の洗浄に適しているか否かを判定することが望ましい。

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、ノズルから噴射される流体が被加工物に及ぼす力が、被加工物の洗浄に適しているか否かを判定できる洗浄装置等を提供することである。

本発明の一態様によれば、被加工物を保持するチャックテーブルを有し、該チャックテーブルに保持される該被加工物にノズルから流体を噴射して該被加工物を洗浄する洗浄ユニットと、該洗浄ユニットが該被加工物の洗浄に適しているか否かを判定する判定ユニットと、を備え、該判定ユニットは、該ノズルからの流体を受ける流体受け部と、該流体受け部に接して設けられ、該流体受け部の振動を検出する振動センサと、該振動センサで検出した振動を予め設定された振動の許容範囲と比較し、比較結果に基づいて、該ノズルから噴射される流体が該流体受け部に及ぼす力が該被加工物の洗浄に適しているか否かを判定する判定部と、該振動センサにより検出した該振動が該許容範囲外であり、該ノズルから噴射される流体が該流体受け部に及ぼす力が該被加工物の洗浄に適していないと該判定部に判定された場合に、警告情報を報知する報知部と、を備える洗浄装置が提供される。

本発明の一態様において、該流体受け部は、該チャックテーブルの一部に設けられる。

また、本発明の一態様において、該洗浄装置は、該チャックテーブルに保持された該被加工物が洗浄される洗浄チャンバをさらに備え、該流体受け部は、該洗浄チャンバ内において該チャックテーブルの外部に設けられる。

本発明の一態様において、該振動センサはＡＥセンサである。

さらに、被加工物を加工する加工ユニットと、該加工ユニットで加工された該被加工物を洗浄する洗浄装置とを備える加工装置であって、該洗浄装置は、該被加工物を保持するチャックテーブルを有し、該チャックテーブルに保持される該被加工物にノズルから流体を噴射して該被加工物を洗浄する洗浄ユニットと、該洗浄ユニットが該被加工物の洗浄に適しているか否かを判定する判定ユニットと、を備え、該判定ユニットは、該ノズルからの流体を受ける流体受け部と、該流体受け部に接して設けられ、該流体受け部の振動を検出する振動センサと、該振動センサで検出した振動を予め設定された振動の許容範囲と比較し、比較結果に基づいて、該ノズルから噴射される流体が該流体受け部に及ぼす力が該被加工物の洗浄に適しているか否かを判定する判定部と、該振動センサにより検出した該振動が該許容範囲外であり、該ノズルから噴射される流体が該流体受け部に及ぼす力が該被加工物の洗浄に適していないと該判定部に判定された場合に、警告情報を報知する報知部と、を備えることを特徴とする加工装置が提供される。

また、ノズルから噴射する流体により被加工物を洗浄する洗浄装置の洗浄力評価方法であって、該ノズルから噴射される流体を受ける流体受け部の振動を振動センサで検出し、該振動センサで検出した振動を予め設定された振動の許容範囲と比較して、比較結果に基づいて、該ノズルから噴射される流体が該流体受け部に及ぼす力が該被加工物の洗浄に適しているか否かを判定する洗浄力評価方法が提供される。

本発明の洗浄装置、加工装置、及び洗浄力評価方法によると、ノズルから噴射される流体を受ける流体受け部の振動を振動センサにより検出し、予め設定された振動の許容範囲と比較することにより、ノズルから噴射される流体が流体受け部に及ぼす力が被加工物の洗浄に適しているか否かを判定することができる。

ノズルから噴射される流体が流体受け部に及ぼす力が適切でないと判定された場合には、洗浄ユニットによる被加工物の洗浄を中止できるので、被加工物の洗浄時において、被加工物の損傷及び破損を防止できる。また、圧力調整機構及び流量調整機構とは別に、ノズルから噴射される流体が被加工物に及ぼす力を判定できる。

本発明の第１実施形態に係る加工装置の斜視図である。 第１実施形態に係る流体受け部及びセンサ部の配置を示す斜視図である。 センサ部の分解斜視図である。 図４（Ａ）は、条件Ａ（エアーの圧力０．２ＭＰａ、水の流量０．２ｌ／ｍｉｎ）におけるセンサ部からの電圧信号を示すグラフであり、図４（Ｂ）は、条件Ｂ（エアーの圧力０．４ＭＰａ、水の流量０．２ｌ／ｍｉｎ）におけるセンサ部からの電圧信号を示すグラフである。 エアーの圧力及び水の流量に応じた、センサ部からの電圧信号における電圧値の平均値を示すグラフである。 洗浄装置の洗浄力評価方法を含む、被加工物の洗浄方法を説明するフロー図である。 第２実施形態に係る流体受け部及びセンサ部の配置を示す斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る加工装置２の斜視図である。図２は、第１実施形態に係る流体受け部５２及びセンサ部５４の配置を示す斜視図である。なお、図２においては、一部の構成要素をブロックにて示す。以下の説明に用いられるＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向は、互いに垂直であるものとする。

図１に示すように、切削装置２は、各構成要素を支持する基台４を備えている。基台４の前方の角部には、開口４ａが形成されており、この開口４ａ内には、昇降機構（不図示）によって昇降するカセットエレベータ６ａが設けられている。カセットエレベータ６ａの上面には、複数の被加工物１１を収容するためのカセット６ｂが載せられる。なお、図１では、説明の便宜上、カセット６ｂの輪郭のみを示している。

被加工物１１は、例えば、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハである。この被加工物１１の表面側は、格子状に配列された分割予定ライン（ストリート）によって複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイスが形成されている。

被加工物１１の裏面側には、被加工物１１よりも径の大きい粘着テープ（ダイシングテープ）１３が貼付されている。粘着テープ１３の外周部分は、環状のフレーム１５に固定されている。このように、フレーム１５の開口に張られた粘着テープ１３によって被加工物１１が支持されることで、被加工物ユニット１７が形成されている。カセット６ｂには、この被加工物ユニット１７が収容される。

なお、本実施形態では、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハを被加工物１１としているが、被加工物１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる被加工物１１を用いることもできる。また、デバイスの種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。

カセットエレベータ６ａの側方には、Ｘ軸方向（加工送り方向）に長い開口４ｂが形成されている。開口４ｂ内には、ボールネジ式のＸ軸移動機構（加工送りユニット）１０と、Ｘ軸移動機構１０の上部を覆う蛇腹状カバー１２とが配置されている。

Ｘ軸移動機構１０は、Ｘ軸移動テーブル（不図示）を備えており、このＸ軸移動テーブルはＸ軸方向に移動可能である。なお、このＸ軸移動テーブルの上部は、テーブルカバー１０ａによって覆われている。

Ｘ軸移動テーブル上には、被加工物１１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）１４が、テーブルカバー１０ａから露出する態様で配置されている。チャックテーブル１４は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、Ｚ軸方向（鉛直方向）に概ね平行な回転軸の周りに回転することができる。

チャックテーブル１４は、上述したＸ軸移動機構１０によってＸ軸移動テーブルとともにＸ軸方向に移動する（加工送り）。チャックテーブル１４の上面の一部は、被加工物１１を保持するための保持面１４ａである。

保持面１４ａは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向（割り出し送り方向）に対して概ね平行に形成され、チャックテーブル１４の内部に形成された吸引路（不図示）等を介して真空ポンプ等の吸引手段（不図示）に接続されている。なお、チャックテーブル１４の周囲には、粘着テープ１３を介して被加工物１１を支持する環状のフレーム１５を四方から固定するための４個のクランプ１６が設けられている。

開口４ｂの上方には、上述した被加工物ユニット１７をチャックテーブル１４等へと搬送するための搬送ユニット（不図示）が配置されている。搬送ユニットで搬送された被加工物ユニット１７の被加工物１１は、例えば、表面側が上方に露出するようにチャックテーブル１４の保持面１４ａに載せられる。

開口４ｂに隣接する位置には、片持ち梁状の支持構造２０が配置されている。支持構造２０の前面上部には、加工ユニット（切削ユニット）１８をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させる加工ユニット移動機構（割り出し送りユニット、切り込み送りユニット）２２が設けられている。

加工ユニット移動機構２２は、支持構造２０の前面に配置されＹ軸方向に概ね平行な一対の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、加工ユニット移動機構２２を構成するＹ軸移動プレート２６がスライド可能に取り付けられている。

Ｙ軸移動プレート２６の裏面（後面）側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール２４に概ね平行なＹ軸ボールネジ２８が螺合されている。

Ｙ軸ボールネジ２８の一端部には、Ｙ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｙ軸パルスモータでＹ軸ボールネジ２８を回転させれば、Ｙ軸移動プレート２６は、Ｙ軸ガイドレール２４に沿ってＹ軸方向に移動する。

Ｙ軸移動プレート２６の表面（前面）には、Ｚ軸方向に概ね平行な一対のＺ軸ガイドレール３０が設けられている。Ｚ軸ガイドレール３０には、Ｚ軸移動プレート３２がスライド可能に取り付けられている。

Ｚ軸移動プレート３２の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール３０に平行なＺ軸ボールネジ３４が螺合されている。

Ｚ軸ボールネジ３４の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３６が連結されている。Ｚ軸パルスモータ３６でＺ軸ボールネジ３４を回転させれば、Ｚ軸移動プレート３２は、Ｚ軸ガイドレール３０に沿ってＺ軸方向に移動する。

Ｚ軸移動プレート３２の下部には、加工ユニット１８が設けられている。加工ユニット１８は、Ｙ軸方向に対して平行な回転軸となるスピンドル（不図示）と、スピンドルを部分的に収容する筒状のスピンドルハウジング３８ａとを備える。

スピンドルハウジング３８ａは、いわゆるエアベアリングによってスピンドルを回転可能に支持することができる。スピンドルハウジング３８ａの外部に露出するスピンドルの一端側には、ブレードマウント３８ｂを介して切削ブレードが装着される。

加工ユニット１８は、さらに、スピンドルに連結されたモータを含む回転駆動源（不図示）を備える。この回転駆動源は、ブレードマウント３８ｂとは反対側であるスピンドルの他端側に位置する。

高速に回転させた切削ブレードを被加工物１１に対して切り込ませながら、切削ブレードと被加工物１１とを相対的に移動させることで、加工ユニット１８は、この移動の経路に沿って被加工物１１を切削加工できる。

Ｘ軸方向において加工ユニット１８に隣接する位置には、チャックテーブル４４によって保持される被加工物１１を撮像するための撮像ユニット（カメラユニット）８０が設けられている。撮像された被加工物１１の画像は、被加工物１１と加工ユニット１８との位置合わせ等に利用される。

開口４ｂに対して開口４ａと反対側の位置には、開口４ｃが設けられている。開口４ｃ内には、加工後の被加工物１１等を洗浄するために用いられ、洗浄装置８を構成する洗浄ユニット４０が配置されている。加工ユニット１８において加工された被加工物１１は、チャックテーブル１４から洗浄ユニット４０へ搬送ユニットにより搬送されて洗浄される。

図２に示すように、洗浄ユニット４０は、洗浄チャンバ４８を備えている。被加工物１１等が収容される空間を形成する洗浄チャンバ４８の空間内には、被加工物１１を吸引保持して回転する円盤状のチャックテーブル（保持テーブル）４４が配置されている。

チャックテーブル４４の上面の中央領域は、多孔質セラミックス等で形成された保持面４４ａとなっている。保持面４４ａは、チャックテーブル４４の内部に形成された流路（不図示）等を介して真空ポンプ等の吸引手段と接続されており、吸引手段の負圧により被加工物１１は保持面４４ａに吸引保持される。

チャックテーブル４４の下部には、Ｚ軸方向に平行なスピンドル４４ｂを介してモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、チャックテーブル４４は、この回転駆動源の回転力で、スピンドル４４ｂの軸心周りに回転する。

このチャックテーブル４４には、被加工物ユニット１７における環状のフレーム１５を四方から挟持して固定する４個のクランプ４６が設けられている。また、チャックテーブル４４の上方には、概略Ｌ字形状の洗浄アーム４２ｃの一端側に接続された第１の洗浄ノズル４２ａと、概略Ｌ字形状の洗浄アーム４２ｄの一端側に接続された第２の洗浄ノズル４２ｂとが配置されている。

洗浄ノズル４２（４２ａ及び４２ｂ）は、下方のチャックテーブル４４に対向する噴射口を備えている。第１の洗浄ノズル４２ａは、高圧ポンプを介して洗浄水供給源に接続された高圧洗浄用の洗浄ノズルであり、例えば５ＭＰａから１０ＭＰａの所定の値に加圧した純水を、噴射口から柱状に噴射する。

一方で、第２の洗浄ノズル４２ｂは、洗浄水供給源及び気体供給源に接続された二流体用の洗浄ノズルである。第２の洗浄ノズル４２ｂは、圧力が０．１ＭＰａから１ＭＰａの所定の値に調節された純水と、空気又は窒素ガス等の気体とを混合した上で、気液混合された二流体を、柱状に又は所定の噴射角度で噴射口から噴射する。

洗浄アーム４２ｃ及び４２ｄの他端側には、揺動機構（不図示）が連結されており、被加工物１１の洗浄時には、洗浄ノズル４２は、チャックテーブル４４の上方においてチャックテーブル４４の径方向に揺動される。洗浄アーム４２ｃは洗浄アーム４２ｄに比べて長いので、第１の洗浄ノズル４２ａの回転半径は第２の洗浄ノズル４２ｂの回転半径よりも大きくなる。

洗浄ユニット４０において被加工物１１を洗浄するときには、被加工物１１の加工により発生した加工屑の種類に応じて、第１の洗浄ノズル４２ａ及び第２の洗浄ノズル４２ｂのいずれか一方が適切に選択される。洗浄ノズル４２から被加工物１１の表面（上面）に対して水等の流体が噴射されることにより、被加工物１１に付着した加工屑が除去される。なお、洗浄ノズル４２は、被加工物１１に付着した水分を乾燥させるための流体（エアー）を噴射するエアーノズル（不図示）をさらに有してもよく、これに代えて、第１の洗浄ノズル４２ａ、第２の洗浄ノズル４２ｂ及びエアーノズルのうちいずれか１つ又は２つを有してもよい。

本実施形態の洗浄ユニット４０は、チャックテーブル４４の外部、即ち、保持面４４ａの外周領域４４ｃよりも外に設けられたセンサ部５４を有する。なお、外周領域４４ｃとは、チャックテーブル４４の表面に露出している領域であって、保持面４４ａの外周に設けられた円環状の領域である。

ただし、センサ部５４は、外周領域４４ｃよりも外であれば、チャックテーブル４４の側面等に接して設けられてもよい。センサ部５４は、洗浄ノズル４２及びチャックテーブル４４等と同様に、洗浄チャンバ４８内に設けられる。

本実施形態においては、センサ部５４とチャックテーブル４４とを一体として設けずにセンサ部５４をチャックテーブル４４の外部に設けるので、チャックテーブル４４にセンサ部５４を埋め込む必要がない。それゆえ、洗浄ユニット４０において、既存のチャックテーブル４４をそのまま利用できる。

センサ部５４は、Ｚ軸方向において洗浄ノズル４２に対向する円盤状の板部材である流体受け部５２を有する。流体受け部５２が洗浄ノズル４２から噴射される流体を受けることで、流体受け部５２には振動が発生する。流体受け部５２に発生する振動は、例えば、材料の変形等に伴い、材料の内部に蓄えられていた歪みエネルギーが放出されることにより生じた弾性波である。

このような弾性波が放出される現象は、アコースティック・エミッション（Acoustic Emission、以下単にＡＥと略記する）として知られている。この弾性波は、数十ｋＨｚから数ＭＨｚ程度の比較的高い周波数を有する。なお、本明細書においては、弾性波がＡＥにより生じたことを明示するべく、この弾性波をＡＥ波と略記する場合がある。

流体受け部５２の下面（即ち、洗浄ノズル４２とは反対側の面）側には、筐体部５６が設けられる。筐体部５６の内部には、流体受け部５２の下面に接する状態で振動センサが設けられている。振動センサは、流体受け部５２と、流体受け部５２の下方に設けられた円筒形状の筐体部５６とにより、外部環境から保護される。

振動センサは、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等を用いた圧電素子を有する振動センサ、及び、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）センサ等である。本実施形態では、振動センサとして、圧電素子を有するＡＥセンサを用いる。流体受け部５２において生じた振動は、ＡＥ波としてＡＥセンサに検出されて、電圧信号に変換される。

なお、流体受け部５２の上面は、チャックテーブル４４の上面とほぼ同じ高さ位置に設けられる。流体受け部５２の上面から洗浄ノズル４２の下端までのＺ軸方向の第１距離は、チャックテーブル４４の上面から洗浄ノズル４２の下端までのＺ軸方向の第２距離と同じあり、例えば１０ｍｍである。

これにより、流体受け部５２が流体から受ける力と、チャックテーブル４４上に配置された被加工物１１が流体から受ける力とを同程度にできるので、第１距離と第２距離とが著しく異なる場合に比べて、洗浄ノズル４２から噴射される流体が流体受け部５２に及ぼす力が異常であるか否かをより正確に判定できる。

図１に示すように、基台４の上方には、基台４の上方を覆うカバー４ｄが設けられている。このカバー４ｄの上方の角部には、判定ユニット５０を構成する制御部５８が設けられる。制御部５８は、ＣＰＵ又はプロセッサ、及び、メモリー等で構成される。制御部５８は、判定ユニット５０の構成要素であるセンサ部５４に電気的に接続している。

制御部５８のメモリーには、事前に設定された振動の許容範囲が格納されている。制御部５８は、センサ部５４で検出された振動（本実施形態では、ＡＥ波に対応する電圧信号の電圧値の平均値）を算出し、この平均値をメモリーに格納されている振動の許容範囲（本実施形態では、予め設定された電圧値の許容範囲）と比較する。

ＡＥ波に対応する電圧信号の電圧値の平均値は、洗浄ノズル４２から噴射される流体が流体受け部５２に及ぼす力に対応する。例えば、流体が流体受け部５２に及ぼす力が大きいほど、電圧値の平均値は大きくなり、流体が流体受け部５２に及ぼす力が小さいほど、電圧値の平均値は小さくなる。

そこで、本実施形態の制御部５８は、ＡＥ波に対応する電圧信号に基づいて、流体が流体受け部５２に及ぼす力が許容範囲であるか否かを判定する。なお、流体が流体受け部５２に及ぼす力が許容範囲であるとは、仮に被加工物１１へ流体を噴射した場合に、被加工物１１に損傷等が生じないことを意味する。

被加工物１１に損傷等が生じない場合、洗浄ノズル４２から噴射される流体が流体受け部５２に及ぼす力が被加工物１１の洗浄に適していると見なしてよい。このように、制御部５８は、ＡＥ波に対応する電圧信号に基づいて、洗浄ノズル４２から流体受け部５２に噴射される流体が流体受け部５２に及ぼす力が、被加工物１１の洗浄に適しているか否かを判定する。

例えば、制御部５８は、検出された電圧信号における電圧値の平均値が予め設定された電圧値の範囲内である場合に、流体が流体受け部５２に及ぼす力が許容範囲（即ち、正常）であり、洗浄ノズル４２から噴射される流体は被加工物１１の洗浄に適していると判定する。

これに対して、制御部５８は、検出された電圧信号における電圧値の平均値が予め設定された電圧値の範囲外である場合に、流体が流体受け部５２に及ぼす力が許容範囲外（即ち、異常）であり、洗浄ノズル４２から噴射される流体は被加工物１１の洗浄に適していないと判定する。

検出された電圧値の平均値が予め設定された電圧値の範囲内である場合、チャックテーブル４４上に配置された被加工物１１に噴射される流体は、被加工物１１を損傷させず、破壊もしない。さらに、この場合、加工屑等を十分に除去できるだけの洗浄効果も得られる。

これに対して、検出された電圧値の平均値が予め設定された電圧値の範囲外である場合には、チャックテーブル４４上に配置された被加工物１１に噴射される流体は、被加工物１１を損傷又は破壊する可能性がある。又は、加工屑等を十分に除去できるだけの洗浄効果が得られないこともある。

例えば、検出された電圧値の平均値が予め設定された電圧値の上限値よりも高い場合、被加工物１１に噴射される流体が、被加工物１１を損傷又は破壊する可能性がある。また例えば、検出された電圧値の平均値が予め設定された電圧値の下限値よりも低い場合、被加工物１１に噴射される流体によっては、加工屑等を十分に除去できない可能性がある。

制御部５８は、このように、振動センサで検出した振動を予め設定された振動の許容範囲と比較した比較結果に基づいて、洗浄ノズル４２から噴射される流体が流体受け部５２に及ぼす力が被加工物１１の洗浄に適しているか否かを判定する判定部として機能する。

被加工物１１の加工中に、噴射される流体が流体受け部５２に及ぼす力が許容範囲であるか否かを判定することにより、被加工物１１の洗浄前に、噴射される流体が被加工物１１の洗浄に適しているか否かを判定できる。

このように、噴射される流体が被加工物１１の洗浄に適しているか否かを事前に判定できるので、被加工物１１の加工後に速やか且つ適切に、被加工物１１を洗浄できる。それゆえ、被加工物１１の加工後に、当該判定を行う場合に比べて、加工及び洗浄を合わせた合計時間を短縮することができ、作業効率を向上できる。

また、本実施形態においては、洗浄に用いる流体のエアー及び水の体積比ではなく、センサ部５４で得られる電圧信号に基づいて、洗浄ノズル４２から噴射される流体が流体受け部５２に及ぼす力が被加工物１１の洗浄に適しているか否かを判定する。

それゆえ、エアー及び水の体積比に応じて被加工物が損傷又は破損するか否かを定量的に評価することが難しい二流体の場合であっても、洗浄ノズル４２から噴射される流体が被加工物１１にどのような影響を及ぼすか定量的に判定又は予測することができる。

図１に示すように、制御部５８は、上述のような判定の結果をオペレーターに報知するための報知部７０に接続しており、報知部７０の動作を制御する。報知部７０は、カバー４ｄの上面に設けられた警告灯７２と、カバー４ｄの側面に設けられた操作画面７４と、スピーカー（不図示）とを含む。

報知部７０は、制御部５８及びセンサ部５４と共に、判定ユニット５０を構成する。制御部５８は上述のように判定部として機能するので、判定ユニット５０は洗浄ユニット４０が被加工物１１の洗浄に適しているか否かを判定できる。なお、判定ユニット５０は、洗浄ユニット４０と共に、加工装置２の一部である洗浄装置８を構成している。

センサ部５４において検出された振動が許容範囲外であり、洗浄ノズル４２から噴射される流体が流体受け部５２に及ぼす力が被加工物１１の洗浄に適していないと制御部（判定部）５８が判定した場合に、報知部７０はオペレーターに対して警告情報を報知する。

例えば、報知部７０は、警告灯７２の発光と、操作画面７４の警告表示と、スピーカー（不図示）からの通知音とのいずれか一種類以上を用いてオペレーターに警告情報を報知することができる。

これにより、オペレーターは、センサ部５４で検出された振動が許容範囲外であったことを知ることができ、洗浄ユニット４０を用いた被加工物１１の洗浄を中止する等の処置をとることができる。

オペレーターは、流体が流体受け部５２に及ぼす力が異常となった原因を特定し、洗浄ユニット４０を修理又は調整してもよい。修理又は調整後に、再度、センサ部５４を用いて、流体が流体受け部５２に及ぼす力が正常となり、被加工物１１の洗浄に適していることを確認してもよい。

なお、センサ部５４で検出された振動が許容範囲であると判定された場合に、警告灯７２、操作画面７４及びスピーカーのいずれか一種類以上により、洗浄ユニット４０が正常である旨を報知してもよい。これにより、オペレーターは安心して作業を継続できる。

本実施形態に係るセンサ部５４のより具体的な構造について説明する。図３は、センサ部５４の分解斜視図である。センサ部５４は、例えば、樹脂又は絶縁性セラミックス等の絶縁性を有する材料で形成された円筒形状の筐体部５６を有する。

この筐体部５６の一端部には、筐体部５６の一方側の開口を閉じる円盤状の流体受け部５２が設けられている。また、筐体部５６の他端部には、筐体部５６の他方側の開口を閉じる円盤状の蓋部６０が設けられている。

蓋部６０は、例えば、筐体部５６と類似する材料で形成される。一方、流体受け部５２は、被加工物１１と同じ材料で、かつ被加工物１１と同じ厚さに形成されることが好ましい。これにより、被加工物１１の洗浄に近い条件で振動を評価できる。ただし、筐体部５６、流体受け部５２及び蓋部６０の、材質、形状及び厚み等の条件に特段の制限はない。

筐体部５６、流体受け部５２、蓋部６０によって閉じられた空間内には、筐体部５６の内径よりも小さい外径を持つ概略円柱形状の振動センサ６４が配置されている。振動センサ６４は、上述の空間内において樹脂により封止され、筐体部５６に対して固定される。

蓋部６０の外側には、振動センサ６４に接続された配線を筐体部５６から外部へ導く配線導出部６２が設けられる。配線導出部６２は、円筒形状を有し、蓋部６０から突出して設けられる。配線導出部６２も、筐体部５６及び蓋部６０と同様に、絶縁性を有する材料で形成されている。

振動センサ６４の底部には、円盤状の第１の電極板６４ａが設けられており、振動センサ６４は、この第１の電極板６４ａが流体受け部５２の内側の面に接した状態で筐体部５６に固定される。

ＡＥ波は固体中での減衰に比べて空気中での減衰が大きいので、流体受け部５２と振動センサ６４の第１の電極板６４ａとを離して固定すると、振動センサ６４がＡＥ波を検出することが難くなる。それゆえ、体受け部５２と第１の電極板６４ａとを接して設けることが望ましい。

振動センサ６４の側部には、円柱形状の振動センサ６４の高さ方向と平行に延伸する棒状の第１の接続部６４ｂが設けられている。第１の接続部６４ｂの一端は、円盤状の第１の電極板６４ａの縁部に接続している。また、第１の接続部６４ｂの他端は、振動センサ６４の蓋部６０側の端面に接するように延伸方向を略９０度変えて当該端面上にも設けられる。

第１の接続部６４ｂの蓋部６０側の他端には、円柱形状の第１の端子部６４ｃが接続する。第１の端子部６４ｃの第１の接続部６４ｂとは反対側の端部には、第１の配線６４ｄが接続する。

振動センサ６４の蓋部６０側の端面には、切り欠き部を有する円盤状の第２の電極板６６ａが設けられる。即ち、第２の電極板６６ａの切り欠き部には、第１の接続部６４ｂの一部が第２の電極板６６ａとは接触しない態様で設けられる。

第２の電極板６６ａは、第１の接続部６４ｂから離れているので、両者は電気的に分離されている。第２の電極板６６ａの蓋部６０側には、円柱形状の第２の端子部６６ｂが接続する。第２の端子部６６ｂの第２の電極板６６ａとは反対側の端部には、第２の配線６６ｃが接続する。

第２の電極板６６ａには、振動センサ６４の主要部分である圧電素子の一端が電気的に接続しており、第１の電極板６４ａには、当該圧電素子の他端が電気的に接続している。圧電素子は、例えば、概略円柱形状の圧電材料を有する。

圧電材料は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、ニオブ酸鉛、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウム等である。圧電材料には円柱形状の高さ方向に沿って直流電界（例えば、数ｋＶ／ｍｍ）が予め印加され、これにより圧電材料には直流電界の印加方向に沿って分極が生じている。

流体受け部５２で発生したＡＥ波は、振動センサ６４の圧電材料において歪を生じさせる。この歪みは電圧信号として、円筒形状の配線導出部６２の貫通孔を通る第１の配線６４ｄ及び第２の配線６６ｃを介して、制御部５８へ送られる。

洗浄ノズル４２が流体受け部５２に及ぼす力と、振動センサ６４に生じる電圧信号との関係について調査するために第１の実験を行った。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、二流体洗浄ノズルである第２の洗浄ノズル４２ｂから流体受け部５２へ流体を噴射した場合に、センサ部５４から得られた電圧信号を測定したグラフである。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）において、縦軸は電圧ｍＶであり、横軸は時間ｓｅｃである。図４（Ａ）は、条件Ａ（エアーの圧力０．２ＭＰａ、水の流量２００ｍｌ／ｍｉｎ）におけるセンサ部５４からの電圧信号（電圧値の平均値３５０ｍＶ）を示すグラフであり、図４（Ｂ）は、条件Ｂ（エアーの圧力０．４ＭＰａ、水の流量２００ｍｌ／ｍｉｎ）におけるセンサ部５４からの電圧信号（電圧値の平均値６５０ｍＶ）を示すグラフである。

第１の実験においては、第２の洗浄ノズル４２ｂから５ｓｅｃ間、流体受け部５２へ流体を噴射した。また、振動センサ６４に生じた電圧信号を３０ｐｏｉｎｔｓ／ｓｅｃのサンプリング・レートで測定した。条件Ａに比べてエアーの圧力を２倍にした条件Ｂにおいては、電圧信号の平均値が約１．８６倍（＝６５０ｍＶ／３５０ｍＶ）になった。

なお、第１の実験において、電圧信号における電圧値の平均値とは、５ｓｅｃ間、３０ｐｏｉｎｔｓ／ｓｅｃのサンプリング・レートで電圧信号を取得した上で、冒頭の１ｓｅｃと末尾の１ｓｅｃとを除いた３ｓｅｃ間の電圧値の平均値である。

このようにエアーの圧力を上げると、流体受け部５２へかかる力が大きくなり、流体受け部５２から生じるＡＥ波の振幅も大きくなったと考えられる。それゆえ、エアーの圧力を上げると、振動センサ６４が発生する電圧信号における電圧値の平均値が大きくなったと考えられる。

エアーの圧力及び水の流量と、振動センサ６４に生じる電圧信号との関係について調査するために第２の実験を行った。図５は、エアーの圧力及び水の流量に応じた、センサ部５４からの電圧信号における電圧値の平均値を示すグラフである。縦軸は電圧（ｍＶ）であり、横軸は時間（ｓｅｃ）である。縦軸の目盛りは、１００ｍＶである。

第２の実験においては、所定の圧力及び流量で、二流体洗浄ノズルである第２の洗浄ノズル４２ｂから流体受け部５２に流体を噴射した。また、インクを付着させたシリコンウェーハを洗浄ユニット４０のチャックテーブル４４に固定し、流体受け部５２に流体を噴射した条件と同じ圧力及び流量で、流体を噴射して洗浄し、インクが薄くなった度合いを評価した。

各サンプルの条件は以下の通りである。括弧の左側はエアーの圧力を示し、括弧の中央は水の流量を示し、括弧の右側はセンサ部５４からの電圧信号における電圧値の平均値を示す。なお、上述の図４（Ａ）は下記の＃５に対応し、上述の図４（Ｂ）は下記の＃１に対応する。

＃１：（０．４ＭＰａ，２００ｍｌ／ｍｉｎ，６５０ｍＶ）
＃２：（０．１ＭＰａ，８００ｍｌ／ｍｉｎ，６００ｍＶ）
＃３：（０．１ＭＰａ，６００ｍｌ／ｍｉｎ，５２０ｍＶ）
＃４：（０．２ＭＰａ，６００ｍｌ／ｍｉｎ，６２０ｍＶ）
＃５：（０．２ＭＰａ，２００ｍｌ／ｍｉｎ，３５０ｍＶ）
＃６：（０．６ＭＰａ，６００ｍｌ／ｍｉｎ，８００ｍＶ）

サンプル＃１から＃４においては、シリコンウェーハに付着したインクが十分に除去された。また、サンプル＃１から＃４においては、シリコンウェーハに損傷等が生じなかった。

これに対して、サンプル＃５においては、シリコンウェーハに付着したインクは十分には除去されなかった。つまり、サンプル＃５においては、洗浄ユニット４０における洗浄力が弱過ぎたと言える。洗浄力が弱過ぎる場合、被加工物１１の洗浄時に被加工物１１から加工屑が十分に除去されず、洗浄が不十分となる恐れがある。

また、サンプル＃６においては、シリコンウェーハに付着したインクは十分に除去されたものの、シリコンウェーハに亀裂が生じた。つまり、サンプル＃６においては、洗浄ユニット４０における洗浄力が強過ぎたと言える。

第２の実験の結果を踏まえると、例えば、サンプル＃１から＃４における電圧信号の平均値が含まれる約５２０ｍＶから約７２０ｍＶまでの幅約２００ｍＶを、上述した予め設定された許容範囲（即ち、予め設定された電圧値の許容範囲）とすることができる。

この許容範囲は、上述のように洗浄ノズル４２から流体受け部５２に流体を噴射する場合において、洗浄ユニット４０の洗浄力を判定するために利用される。例えば、電圧信号の平均値が許容範囲よりも低いサンプル＃５の場合は、洗浄力が弱いと判定でき、電圧信号の平均値が許容範囲よりも高いサンプル＃６の場合は、洗浄力が強いと判定できる。

洗浄ユニット４０の洗浄力が（ａ１）強い、（ｂ１）許容範囲（即ち、適切）である、又は（ｃ１）弱いことは、振動センサ６４により検出した電圧信号の電圧値の平均値が、（ａ２）電圧値の許容範囲よりも高い、（ｂ２）当該許容範囲である、又は（ｃ２）当該許容範囲よりも低いことと一対一に対応する。

それゆえ、制御部５８は、洗浄ユニット４０の洗浄力が弱過ぎであるか、又は、強過ぎであるかを洗浄前に判定することもできる。報知部７０は、電圧信号に基づいて洗浄ノズル４２から噴射される流体が洗浄に適していない旨の警告情報を報知することに加えて、洗浄ユニット４０の洗浄力が弱過ぎであるか又は強過ぎであるかをオペレーターに報知してもよい。

また、他の判定手法として、制御部５８は、種々の（ｉ）流体を噴射するエアーの圧力、（ｉｉ）噴射される流体の流量、及び、（ｉｉｉ）予め設定された電圧値の許容範囲、を有するテーブルを予め有し、当該テーブルに基づいて洗浄力を判定してもよい。

この場合に、（ｉｉｉ）予め設定された電圧値の許容範囲は、（ｉ）エアーの圧力及び（ｉｉ）流体の流量に応じて個別に定めてよく、第２の実験で得られたように一定としてもよい。例えば、判定ユニット５０は、上述のように電圧値の平均値を算出し、当該平均値が（ｉ）エアーの圧力及び（ｉｉ）流体の流量に応じて個別に定められた電圧値の許容範囲であるか否かを判定する。

図６は、洗浄装置８の洗浄力評価方法を含む、被加工物１１の洗浄方法を説明するフロー図である。まず、洗浄ユニット４０の洗浄ノズル４２をＺ軸方向において流体受け部５２と対向する位置に移動させ、所定時間、洗浄ノズル４２から流体受け部５２に流体を噴射する（Ｓ１０）。

次に、流体受け部５２の振動（即ち、センサ部５４で検出され、制御部５８で算出された電圧信号の電圧値の平均値）が、予め設定された許容範囲（即ち、予め設定された電圧値の許容範囲）であるか否かを、制御部５８が判定する（Ｓ２０）。

流体受け部５２の振動が予め設定された許容範囲である場合（Ｓ２０でＹＥＳ）、報知部７０により洗浄ユニット４０が正常動作（即ち、流体が流体受け部５２に及ぼす力が正常）である旨をオペレーターに報知する（Ｓ３０）。ただし、当該オペレーターへの報知（Ｓ３０）は、必須の段階ではなく、省略してもよい。

次に、搬送ユニットによりチャックテーブル１４から洗浄ユニット４０のチャックテーブル４４に被加工物１１を移動する（Ｓ４０）。その後、被加工物１１を洗浄ユニット４０で洗浄する（Ｓ５０）。

一方、流体受け部５２の振動が予め設定された許容範囲外である場合（Ｓ２０でＮＯ）、報知部７０により洗浄ユニット４０が異常動作（即ち、流体が流体受け部５２に及ぼす力が異常）である旨をオペレーターに報知する（Ｓ４０）。その後、洗浄ユニット４０の修理又は調整等を行う（Ｓ７０）。修理又は調整後に、再度、洗浄力評価を行う（Ｓ２０）。

洗浄装置８の洗浄力評価は、被加工物１１を洗浄ユニット４０において洗浄する前であって、被加工物１１を加工ユニット１８で加工している間に行うことができる。洗浄力評価は、被加工物１１の加工中に、定期的に（即ち、所定の時間間隔で複数回）行ってもよい。

これにより、噴射される流体の力の適性を事前に判定できるので、被加工物１１の加工の後に噴射される流体の力の適性を判定する場合に比べて、加工及び洗浄を合わせた合計時間を短縮することができ、作業効率を向上できる。

なお、被加工物１１の洗浄後に、再度、流体受け部５２への流体の噴射（Ｓ１０）及び流体受け部５２の振動が予め設定された許容範囲であるか否かの判定（Ｓ２０）を行うことで、洗浄装置８の洗浄力評価を行ってもよい。これにより、被加工物１１の洗浄が適切であったか否かを事後的に確認できる。

なお、第１実施形態においては、センサ部５４はチャックテーブル４４の外部に設けられているので、仮に、洗浄力評価中に洗浄ユニット４０のチャックテーブル４４上に被加工物１１を配置しても、流体受け部５２に噴射される流体は被加工物１１には直接噴射されない。

そこで、洗浄力評価方法の変形例として、チャックテーブル４４に被加工物１１を移動した（Ｓ４０）後に、流体受け部５２に流体を噴射し（Ｓ１０）、次いで、流体受け部５２の振動が予め設定された許容範囲であるか否かを判定（Ｓ２０）してもよい。この変形例においては、Ｓ４０をＳ１０とＳ２０との間に行う以外は、第１実施形態と同じである。

図７は、第２実施形態に係る流体受け部５２及びセンサ部５４の配置を示す斜視図である。なお、図７においては、図２と同様に一部の構成要素をブロックにて示す。本実施形態では、流体受け部５２が、洗浄ユニット４０におけるチャックテーブル４４の一部に設けられている。特に、流体受け部５２は、クランプ４６等が設けられる保持面４４ａの外周領域４４ｃに露出して設けられる。

センサ部５４の筐体部５６は、チャックテーブル４４に埋め込まれる態様で設けられる。センサ部５４は、洗浄ノズル４２から流体受け部５２に流体を噴射する（Ｓ１０）ときには、制御部５８にケーブル等を介して接続されている。

ただし、被加工物１１を洗浄ユニット４０で洗浄する（Ｓ５０）ときには、洗浄ユニット４０のチャックテーブル４４を回転させるので、センサ部５４に接続されているケーブル等をセンサ部５４から分離する。なお、センサ部５４は、制御部５８に電圧信号を送信可能な形態で無線接続してもよい。例えば、センサ部５４は無線通信により検出した電圧信号を制御部５８へ送信する。

本実施形態においても第１実施形態と同様に、判定ユニット５０は、洗浄ユニット４０が被加工物１１の洗浄に適しているか否かを判定でき、また、洗浄装置８の洗浄力評価を行うことができる。その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、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。

２ 加工装置
４ 基台
４ａ，４ｂ，４ｃ 開口
４ｄ カバー
６ａ カセットエレベータ
６ｂ カセット
８ 洗浄装置
１０ Ｘ軸移動機構（加工送りユニット）
１０ａ テーブルカバー
１１ 被加工物
１２ 蛇腹状カバー
１３ 粘着テープ（ダイシングテープ）
１４ チャックテーブル（保持テーブル）
１４ａ 保持面
１５ フレーム
１６ クランプ
１７ 被加工物ユニット
１８ 加工ユニット
２０ 支持構造
２２ 加工ユニット移動機構（割り出し送りユニット、切り込み送りユニット）
２４ Ｙ軸ガイドレール
２６ Ｙ軸移動プレート
２８ Ｙ軸ボールネジ
３０ Ｚ軸ガイドレール
３２ Ｚ軸移動プレート
３４ Ｚ軸ボールネジ
３６ Ｚ軸パルスモータ
３８ａ スピンドルハウジング
３８ｂ ブレードマウント
４０ 洗浄ユニット
４２ 洗浄ノズル
４２ａ 第１の洗浄ノズル
４２ｂ 第２の洗浄ノズル
４２ｃ，４２ｄ 洗浄アーム
４４ チャックテーブル（保持テーブル）
４４ａ 保持面
４４ｂ スピンドル
４４ｃ 外周領域
４６ クランプ
４８ 洗浄チャンバ
５０ 判定ユニット
５２ 流体受け部
５４ センサ部
５６ 筐体部
５８ 制御部（判定部）
６０ 蓋部
６２ 配線導出部
６４ 振動センサ
６４ａ 第１の電極板
６４ｂ 第１の接続部
６４ｃ 第１の端子部
６４ｄ 第１の配線
６６ａ 第２の電極板
６６ｂ 第２の端子部
６６ｃ 第２の配線
７０ 報知部
７２ 警告灯
７４ 操作画面
８０ 撮像ユニット（カメラユニット）

Claims (6)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルを有し、該チャックテーブルに保持される該被加工物にノズルから流体を噴射して該被加工物を洗浄する洗浄ユニットと、
   該洗浄ユニットが該被加工物の洗浄に適しているか否かを判定する判定ユニットと、
   を備え、
   該判定ユニットは、
   該ノズルからの流体を受ける流体受け部と、
   該流体受け部に接して設けられ、該流体受け部の振動を検出する振動センサと、
   該振動センサで検出した振動を予め設定された振動の許容範囲と比較し、比較結果に基づいて、該ノズルから噴射される流体が該流体受け部に及ぼす力が該被加工物の洗浄に適しているか否かを判定する判定部と、
   該振動センサにより検出した該振動が該許容範囲外であり、該ノズルから噴射される流体が該流体受け部に及ぼす力が該被加工物の洗浄に適していないと該判定部に判定された場合に、警告情報を報知する報知部と、
   を備えることを特徴とする洗浄装置。
2. 該流体受け部は、該チャックテーブルの一部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
3. 該洗浄装置は、該チャックテーブルに保持された該被加工物が洗浄される洗浄チャンバをさらに備え、
   該流体受け部は、該洗浄チャンバ内において該チャックテーブルの外部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
4. 該振動センサはＡＥセンサであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の洗浄装置。
5. 被加工物を加工する加工ユニットと、該加工ユニットで加工された該被加工物を洗浄する洗浄装置とを備える加工装置であって、
   該洗浄装置は、
   該被加工物を保持するチャックテーブルを有し、該チャックテーブルに保持される該被加工物にノズルから流体を噴射して該被加工物を洗浄する洗浄ユニットと、
   該洗浄ユニットが該被加工物の洗浄に適しているか否かを判定する判定ユニットと、
   を備え、
   該判定ユニットは、
   該ノズルからの流体を受ける流体受け部と、
   該流体受け部に接して設けられ、該流体受け部の振動を検出する振動センサと、
   該振動センサで検出した振動を予め設定された振動の許容範囲と比較し、比較結果に基づいて、該ノズルから噴射される流体が該流体受け部に及ぼす力が該被加工物の洗浄に適しているか否かを判定する判定部と、
   該振動センサにより検出した該振動が該許容範囲外であり、該ノズルから噴射される流体が該流体受け部に及ぼす力が該被加工物の洗浄に適していないと該判定部に判定された場合に、警告情報を報知する報知部と、
   を備えることを特徴とする加工装置。
6. ノズルから噴射する流体により被加工物を洗浄する洗浄装置の洗浄力評価方法であって、
   該ノズルから噴射される流体を受ける流体受け部の振動を振動センサで検出し、
   該振動センサで検出した振動を予め設定された振動の許容範囲と比較して、比較結果に基づいて、該ノズルから噴射される流体が該流体受け部に及ぼす力が該被加工物の洗浄に適しているか否かを判定することを特徴とする洗浄力評価方法。