JP2023019354A - 洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】板状ワークの表面の洗浄に伴って周囲に飛散した水滴が再び板状ワークの表面に付着することを抑制できる洗浄装置を提供する。【解決手段】板状ワークを搬送する搬送機構に、板状ワークを保持する保持部側に設けられているポーラス板と、ポーラス板と吸引源とに連通する吸引路が形成されている基板とを含むカバー部を設ける。そして、この吸引源が動作すると、ポーラス板の保持部側の面近傍の空間が負圧になる。そのため、板状ワークの洗浄中に吸引源を動作させることによって、ポーラス板を介して板状ワークの洗浄中に搬送機構の近傍に飛散した水滴を吸引することができる。これにより、板状ワークの洗浄に伴う搬送機構への水滴の付着を抑制することができる。その結果、板状ワークの洗浄に伴って周囲に飛散した水滴が再び板状ワークの表面に付着することを抑制できる。【選択図】図３

Description

本発明は、板状ワークを洗浄する洗浄装置に関する。

ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）及びＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等のデバイスのチップは、携帯電話及びパーソナルコンピュータ等の各種電子機器において不可欠の構成要素である。このようなチップは、例えば、表面側に多数のデバイスが形成されたウェーハを分割予定ラインに沿って分割することで製造される。

このようなウェーハの分割には、例えば、先端部に円環状の切削ブレードが装着されたスピンドルを有する切削ユニットと、ウェーハを保持する保持テーブルとを備える切削装置が用いられる。具体的には、この切削装置においては、まず、裏面に貼り付けられた粘着テープを介して環状フレームと一体化されたウェーハ等の板状ワークの表面側を保持テーブルによって保持する。

そして、保持テーブルに保持されたウェーハの分割予定ラインに沿って、回転する切削ブレードを粘着テープに至るまで切り込ませることでウェーハを分割することができる。ただし、このようにウェーハを分割すると、切削屑が発生して板状ワークの表面に付着することがある。

そのため、このようなウェーハを含む板状ワークは、一般的に、洗浄装置において洗浄される。このような洗浄装置は、切削装置に組み込まれていることもあるし（例えば、特許文献１参照）、切削装置から独立した装置とされることもある（例えば、特許文献２参照）。

具体的には、これらの洗浄装置においては、まず、板状ワークを回転させながら板状ワークの表面に水を供給する。そして、板状ワークを回転させること、又は、板状ワークを回転させながら板状ワークの表面にエアーを噴出することによって板状ワークの表面を乾燥させる。これにより、ウェーハの表面に付着した切削屑を除去することができる。

特開２００３－２２９３８２号公報 特開２００９－１８８２９６号公報

板状ワークを回転させながら、板状ワークの表面に水を供給すると、切削屑を含んだ水滴が周囲に飛散する。そして、この水滴は、例えば、板状ワークを搬送するための搬送機構に付着するおそれがある。

この場合、洗浄後に乾燥された板状ワークを搬送機構によって搬送する際等に、板状ワークの表面に搬送機構から水滴が滴下する可能性がある。その結果、板状ワークの表面に切削屑が再び付着するおそれがある。

この点に鑑み、本発明の目的は、板状ワークの表面の洗浄に伴って周囲に飛散した水滴が再び板状ワークの表面に付着することを抑制できる洗浄装置を提供することである。

本発明によれば、板状ワークを保持する保持面を有し、該保持面の中心を通り、かつ、該保持面に垂直な直線を回転軸として回転する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された該板状ワークの上方から該板状ワークに水を供給する洗浄ノズルと、該保持テーブルおよび該洗浄ノズルが配置される洗浄空間の上側を開放するように該洗浄空間を囲繞する防水壁と、該保持テーブルに該板状ワークを搬入し、かつ／又は、該保持テーブルから該板状ワークを搬出する搬送機構と、を備え、該搬送機構は、該板状ワークを保持する保持部と、該保持部の上方に配置されるカバー部と、を有し、該カバー部は、該保持部側に設けられているポーラス板と、該ポーラス板と吸引源とに連通する吸引路が形成されている基板と、を含む洗浄装置が提供される。

本発明においては、板状ワークを搬送する搬送機構に、板状ワークを保持する保持部側に設けられているポーラス板と、ポーラス板と吸引源とに連通する吸引路が形成されている基板とを含むカバー部が設けられている。そして、この吸引源が動作すると、ポーラス板の保持部側の面近傍の空間が負圧になる。

そのため、本発明においては、板状ワークの洗浄中に吸引源を動作させることによって、ポーラス板を介して板状ワークの洗浄中に搬送機構の近傍に飛散した水滴を吸引することができる。

これにより、板状ワークの洗浄に伴う搬送機構への水滴の付着を抑制することができる。その結果、本発明においては、板状ワークの洗浄に伴って周囲に飛散した水滴が再び板状ワークの表面に付着することを抑制できる。

図１は、洗浄装置の一例を模式的に示す一部破断斜視図である。 図２（Ａ）は、カバー部等の上面側を模式的に示す部分拡大斜視図であり、図２（Ｂ）は、カバー部等の下面側を示す部分拡大斜視図である。 図３は、図２（Ａ）において支持板の上面に描かれた点線を通る縦断面を模式的に示す断面図である。 図４は、板状ワークを洗浄する様子を模式的に示す一部断面側面図である。

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、洗浄装置の一例を模式的に示す一部破断斜視図である。図１に示される洗浄装置２は、ロードポート４を有する。このロードポート４は、概ね平坦な矩形状の載置面４ａを有し、この載置面４ａには、板状ワーク１１が置かれる。

この板状ワーク１１は、例えば、切削装置において分割されたウェーハＷと、ウェーハＷの裏面に貼り付けられた粘着テープＴと、粘着テープＴを介してウェーハＷと一体化された環状フレームＦとを含む。そして、この板状ワーク１１は、ウェーハＷが上を向くようにロードポート４の載置面４ａに搬入される。

また、ロードポート４は、板状ワーク１１の搬出入用の開閉口（不図示）に隣接して設けられている。そして、載置面４ａの開閉口側に位置する一対の角には、載置面４ａから板状ワーク１１が落下するのを防止するためのＬ字状のストッパ４ｂが設けられている。

ロードポート４の載置面４ａに置かれた板状ワーク１１は、ロードポート４の上方に設けられている搬送機構６によって搬送される。この搬送機構６は、洗浄装置２の筐体（不図示）に固定されている一対のガイドレール８を有する。そして、一対のガイドレール８の表面側には、スライド可能な態様で移動部材１０が連結されている。

また、一対のガイドレール８の間には、ねじ軸１２が配置されている。このねじ軸１２の一端部には、ねじ軸１２を回転させるためのモータ１４が連結されている。そして、ねじ軸１２の螺旋状の溝が形成された表面には、回転するねじ軸１２の表面を転がるボールを収容するナット部（不図示）が設けられ、ボールねじが構成されている。

すなわち、ねじ軸１２が回転すると、ボールがナット部内を循環して、ナット部がねじ軸１２に沿って移動する。また、このナット部は、移動部材１０の裏面側に固定されている。そのため、モータ１４でねじ軸１２を回転させれば、ナット部とともに移動部材１０がねじ軸１２に沿って移動する。

さらに、移動部材１０の表面側には、支持アーム１６の基端部が固定されている。そして、支持アーム１６の先端部には、エアシリンダが収容されている。このエアシリンダのロッド１８は、支持アーム１６の先端部の下面に形成されている開口を通って支持アーム１６から露出している。

このロッド１８の先端部（下端部）の側面には、Ｈ字状の支持板２０の中心部が固定され、また、その先端面（下端面）には、カバー部２２が固定されている。さらに、支持板２０及びカバー部２２には連通部材２４が挿入され、連通部材２４の下端部には吸引パッド（保持部）２６が設けられている。

図２（Ａ）は、カバー部２２等の上面側を示す部分拡大斜視図であり、図２（Ｂ）は、カバー部２２等の下面側を示す部分拡大斜視図である。また、図３は、図２（Ａ）において支持板２０の上面に描かれた点線を通る縦断面を模式的に示す断面図である。

支持板２０は、それぞれの両端部に連通部材２４が挿入され、かつ、互いに平行に延在する第１部分２０ａ及び第２部分２０ｂと、第１部分２０ａ及び第２部分２０ｂの中央部に両端部がそれぞれ接続され、かつ、第１部分２０ａ及び第２部分２０ｂに直交するように延在する第３部分２０ｃとを含む。

また、第３部分２０ｃの両端部の下面には、支持板２０とカバー部２２とを固定する接続部材２８が設けられている。さらに、第１部分２０ａ及び第２部分２０ｂのそれぞれの両端部（支持板２０の四隅）には、円柱状の貫通孔が形成され、この貫通孔には連通部材２４が挿入されている。

カバー部２２は、支持板２０の下方、かつ、吸引パッド２６の上方に配置されている。このカバー部２２は、支持板２０側に設けられている円盤状の基板３０を有する。この基板３０は、ロッド１８の先端面が固定されている上面を有する天板３０ａと、天板３０ａの外周部から下方に向かって突出する側壁３０ｂとを含む。

また、天板３０ａの中央部には、ロッド１８に形成されている吸引路１８ａ等を介して、真空ポンプ等の吸引源と連通する吸引路３０ｃが形成されている。また、側壁３０ｂの下面には、基板３０と同径の円盤状のポーラス板３２が固定されている。このポーラス板３２は、カバー部２２の吸引パッド２６側に設けられ、例えば、樹脂からなる。

さらに、基板３０の側壁３０ｂとポーラス板３２とには、支持板２０の四隅と重なる位置に貫通孔が形成されており、この貫通孔には連通部材２４が挿入されている。また、天板３０ａに形成されている吸引路３０ｃと連通する吸引源が動作すると、このポーラス板３２の下面近傍の空間が負圧になる。

連通部材２４は、当該貫通孔の径よりも外径が長く、下面が支持板２０の上面に接する上端部２４ａと、当該貫通孔に挿入される円筒部２４ｂとを有する。また、連通部材２４の上端部２４ａは、配管（不図示）等を介して、真空ポンプ等の吸引源に連通している。

吸引パッド２６は、底が開放され、かつ、下端部に近付くほど幅が広くなるすり鉢状の形状を有する。この吸引パッド２６の下面は、板状ワーク１１の環状フレームＦを吸引して板状ワーク１１を保持する保持面として機能する。

具体的には、連通部材２４の上端部２４ａに連通する吸引源が動作すると、連通部材２４を介して、吸引パッド２６の下方の空間に吸引力が作用する。そのため、図１に示されるロードポート４の載置面４ａに置かれた板状ワーク１１の環状フレームＦに吸引パッド２６の下面が接近した状態で、この吸引源を動作させることで、吸引パッド２６によって板状ワーク１１を保持することができる。

吸引パッド２６によって保持された板状ワーク１１は、保持テーブル及び洗浄ノズルが配置されている洗浄空間で板状ワーク１１を洗浄する洗浄ユニット３４へと搬送される。この洗浄ユニット３４は、円盤状の保持テーブル３６を有する。保持テーブル３６は、上方に露出した円盤状のポーラス板３６ａを有する。

このポーラス板３６ａは、保持テーブル３６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源（不図示）に連通している。そのため、ポーラス板３６ａの上面に板状ワーク１１が置かれた状態で、この吸引源を動作させると、板状ワーク１１が保持テーブル３６に保持される。

すなわち、保持テーブル３６の上面は、板状ワーク１１を保持する保持面として機能する。また、保持テーブル３６の外周面には、保持テーブル３６の周方向に沿って概ね等間隔に板状ワーク１１の環状フレームＦを把持するクランプ３８が設けられている。

このクランプ３８は、保持テーブル３６の外周面に接続されている中央部と、この中央部よりも下に設けられている錘部と、この中央部よりも上に設けられている把持部とを有する。そして、保持テーブル３６の周方向に沿って保持テーブル３６が回転すると、クランプ３８の錘部に遠心力が作用して錘部が外側に移動する。

さらに、錘部の移動に付随して、把持部が内側に倒れるように移動する。これにより、保持テーブル３６の保持面に置かれた板状ワーク１１の環状フレームＦがクランプ３８の把持部によって把持される。

また、保持テーブル３６の周囲には、保持テーブル３６が配置されている洗浄空間の上側を開放するように囲繞して、板状ワーク１１を洗浄する際の水滴の側方への飛散を抑制する防水壁４０が設けられている。この防水壁４０は、円筒状の外周壁４０ａと、外周壁４０ａの下端部から径方向内側に延在する環状の底壁４０ｂと、底壁４０ｂの内端部から立設される円筒状の内周壁４０ｃとを有する。

底壁４０ｂには排水口４２が設けられており、排水口４２には下方に延在する排水管４４が接続されている。また、底壁４０ｂの下面には、複数本（例えば、３本）の支持脚４６が固定されている。複数の支持脚４６は、底壁４０ｂの周方向に沿って概ね等間隔に設けられており、防水壁４０を支持する。

外周壁４０ａの内側には、ノズルユニット４８が配置されている。ノズルユニット４８は、底壁４０ｂに挿入されるパイプ状の軸部４８ａを有する。軸部４８ａは、保持テーブル３６の外側で保持テーブル３６の保持面に対して垂直な方向に延在するパイプ状の部材である。

この軸部４８ａの下端部には、軸部４８ａを回転させるためのモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。また、軸部４８ａの上端部には、腕部４８ｂが接続されている。腕部４８ｂは、軸部４８ａの上端部から保持テーブル３６の中央までの距離に相当する長さで保持テーブル３６の保持面に対して平行な方向に延在するパイプ状の部材である。

この腕部４８ｂの先端部（軸部４８ａと接続されない側の腕部４８ｂの端部）には、下方に向いた洗浄ノズル４８ｃが設けられている。さらに、軸部４８ａ及び腕部４８ｂは、洗浄用の流体供給源（不図示）に連通している。

そのため、例えば、洗浄ノズル４８ｃを保持テーブル３６の上方に位置付けるように軸部４８ａを回転させた後に、流体供給源から軸部４８ａ及び腕部４８ｂに洗浄用の流体が供給されると、洗浄ノズル４８ｃから保持テーブル３６の保持面に洗浄用の流体が供給される。この流体は、水を含む。また、この流体は、水と空気の混合流体であってもよい。

内周壁４０ｃの内側に存在する円筒状の空間には、スピンドル５０が上下に通されている。このスピンドル５０は、上端部が保持テーブル３６に連結され、保持テーブル３６を支持する。

また、スピンドル５０の下端部にはモータ５２が連結されている。そして、このモータ５２を動作させると、保持面の中心を通り、かつ、保持面に垂直な直線を回転軸として保持テーブル３６が回転する。

モータ５２は、上下方向に移動可能な態様で支持機構５４に支持されている。この支持機構５４は、モータ５２に取り付けられた複数（例えば、３つ）のエアシリンダ５６を備え、それぞれのエアシリンダ５６の下部には支持脚５８が連結されている。

そして、複数のエアシリンダ５６を同時に動作させると、モータ５２、スピンドル５０及び保持テーブル３６が昇降する。例えば、保持テーブル３６に板状ワーク１１を搬入し、又は、保持テーブル３６から板状ワーク１１を搬出する際には、複数のエアシリンダ５６を動作させて搬出入位置に保持テーブル３６を位置付ける。

また、板状ワーク１１を洗浄する際には、搬出入位置よりも下方の洗浄位置に保持テーブル３６を位置付ける。なお、図１においては、保持テーブル３６が搬出入位置にある状態の洗浄ユニット３４が模式的に示されている。

また、スピンドル５０の側面には、防水壁４０の内周壁４０ｃを外側から囲む大きさのカバー部材６０が設けられている。このカバー部材６０は、保持テーブル３６が洗浄位置に位置付けられた際に、内周壁４０ｃの内側に存在する円筒状の空間を覆う。これにより、板状ワーク１１を洗浄する際の当該空間への水滴の飛散が抑制される。

図４は、保持テーブル３６の保持面で保持された板状ワーク１１を洗浄する様子を模式的に示す一部断面側面図である。この板状ワーク１１を洗浄する際には、まず、搬出入位置に位置付けられた保持テーブル３６の保持面に板状ワーク１１を搬入する。

具体的には、吸引パッド２６の保持面で保持されている板状ワーク１１を保持テーブル３６の保持面に接近させるように、モータ１４及び支持アーム１６の先端部に収容されているエアシリンダを動作させた後、吸引パッド２６に連通する吸引源の動作を停止する。

次いで、保持テーブル３６を洗浄位置に位置付けるとともに保持テーブル３６の保持面で板状ワーク１１を保持する。具体的には、保持テーブル３６を下降させるようにエアシリンダ５６を動作させるとともに保持テーブル３６のポーラス板３６ａに連通する吸引源を動作させる。

この時、搬送機構６においては、所定の間隔（例えば、１００ｍｍ～２５０ｍｍ）を隔てて、カバー部２２のポーラス板３２の下面が保持テーブル３６の保持面と対向するようにカバー部２２の位置が調整される。

次いで、ノズルユニット４８の洗浄ノズル４８ｃを板状ワーク１１の上方に位置付けるように軸部４８ａの下端部に連結されている回転駆動源を動作させる。次いで、保持テーブル３６を回転させるようにモータ５２を動作させる。

これにより、クランプ３８の錘部に遠心力が作用して錘部が外側に移動し、かつ、その把持部が内側に倒れるように移動することで、板状ワーク１１の環状フレームＦがクランプ３８の把持部によって把持される。

次いで、洗浄用の流体供給源から軸部４８ａ及び腕部４８ｂを介して洗浄ノズル４８ｃに水を供給する（図４参照）。これにより、洗浄ノズル４８ｃから板状ワーク１１の表面に水が供給される。その結果、板状ワーク１１のウェーハＷの表面に付着した切削屑が除去される（板状ワーク１１が洗浄される）。

また、板状ワーク１１が洗浄される際には、カバー部２２の基板３０の天板３０ａに形成されている吸引路３０ｃと連通する吸引源を動作させる。例えば、カバー部２２のポーラス板３２の下面が密閉されている状態において、吸引路３０ｃのゲージ圧が－７０ｋＰａ～－９０ｋＰａとなるように吸引源を動作させる。

この場合、開放されているポーラス板３２の下面近傍の空間が負圧になる。そのため、板状ワーク１１の洗浄中に搬送機構の近傍に飛散した水滴は、ポーラス板３２に吸引される。すなわち、板状ワーク１１の洗浄に伴う搬送機構６への水滴の付着が抑制される。その結果、板状ワーク１１の洗浄に伴って周囲に飛散した水滴が再び板状ワーク１１の表面に付着することが抑制される。

なお、上述した内容は本発明の一態様であって、本発明の内容は上述した内容に限定されない。例えば、本発明の洗浄装置は、切削装置等の別の装置に組み込まれていてもよい。また、本発明においては、板状ワーク１１を搬送する搬送機構がエアシリンダ－等のアクチュエータ等によって具現化されてもよい。

また、本発明においては、保持テーブル３６に板状ワーク１１を搬入する搬送機構と保持テーブル３６から板状ワーク１１を搬出する搬送機構とが別々に設けられ、２つの搬送機構の一方にカバー部２２が設けられていてもよい。

また、本発明においては、洗浄ユニット３４の保持テーブル３６は、上面に設けられた溝において吸引力が作用するユニバーサルテーブルであってもよい。また、本発明においては、保持テーブル３６の外周面にクランプ３８が設けられていなくてもよい。

また、本発明においては、板状ワーク１１を洗浄する際に、ノズルユニット４８の洗浄ノズル４８ｃから水及び空気が同時に供給されてもよい。また、本発明においては、防水壁４０によって囲繞される洗浄空間に、ノズルユニット４８とは別に流体を供給するノズルを有するノズルユニットが設けられていてもよい。

その他、上述した実施形態にかかる構造及び方法等は、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。

１１ ：板状ワーク（Ｗ：ウェーハ、Ｔ：粘着テープ、Ｆ：環状フレーム）
２ ：洗浄装置
４ ：ロードポート（４ａ：載置面、４ｂ：ストッパ）
６ ：搬送機構
８ ：ガイドレール
１０ ：移動部材
１２ ：ねじ軸
１４ ：モータ
１６ ：支持アーム
１８ ：ロッド（１８ａ：吸引路）
２０ ：支持板（２０ａ：第１部分、２０ｂ：第２部分、２０ｃ：第３部分）
２２ ：カバー部
２４ ：連通部材
２６ ：吸引パッド（保持部）
２８ ：接続部材
３０ ：基板（３０ａ：天板、３０ｂ：側壁、３０ｃ：吸引路）
３２ ：ポーラス板
３４ ：洗浄ユニット
３６ ：保持テーブル（３６ａ：ポーラス板）
３８ ：クランプ
４０ ：防水壁（４０ａ：外周壁、４０ｂ：底壁、４０ｃ：内周壁）
４２ ：排水口
４４ ：排水管
４６ ：支持脚
４８ ：ノズルユニット（４８ａ：軸部、４８ｂ：腕部、４８ｃ：洗浄ノズル）
５０ ：スピンドル
５２ ：モータ
５４ ：支持機構
５６ ：エアシリンダ
５８ ：支持脚
６０ ：カバー部材

Claims (1)

1. 板状ワークを保持する保持面を有し、該保持面の中心を通り、かつ、該保持面に垂直な直線を回転軸として回転する保持テーブルと、
   該保持テーブルに保持された該板状ワークの上方から該板状ワークに水を供給する洗浄ノズルと、
   該保持テーブルおよび該洗浄ノズルが配置される洗浄空間の上側を開放するように該洗浄空間を囲繞する防水壁と、
   該保持テーブルに該板状ワークを搬入し、かつ／又は、該保持テーブルから該板状ワークを搬出する搬送機構と、を備え、
   該搬送機構は、
   該板状ワークを保持する保持部と、
   該保持部の上方に配置されるカバー部と、を有し、
   該カバー部は、
   該保持部側に設けられているポーラス板と、
   該ポーラス板と吸引源とに連通する吸引路が形成されている基板と、を含むことを特徴とする洗浄装置。
   

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