JP2023115438A - 洗浄装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ワークに付着した異物を確実に除去することが可能な洗浄装置を提供する。【解決手段】切削装置においてワーク１１を洗浄する洗浄装置４４であって、ワークの外周部を保持する保持ユニット５２と、保持ユニットを回転させる回転機構５８と、ワークの裏面側を洗浄する洗浄ユニット６０と、を備える。洗浄ユニットは、ワークの裏面側に接触する洗浄部材６２と、洗浄部材をワークの裏面側に対して接近及び離隔させる駆動機構と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、ワークを洗浄する洗浄装置に関する。
複数のデバイスが形成されたウェーハを分割して個片化することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。また、複数のデバイスチップを所定のベース基板上に実装し、実装されたデバイスチップを樹脂でなる封止材（モールド樹脂）で被覆することにより、パッケージ基板が得られる。パッケージ基板を分割して個片化することにより、パッケージ化された複数のデバイスチップをそれぞれ備える複数のパッケージデバイスが製造される。デバイスチップやパッケージデバイスは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に組み込まれる。
ウェーハ、パッケージ基板等のワーク（被加工物）の分割には、各種の加工装置が用いられる。例えば、環状の切削ブレードでワークを切削する切削装置、レーザービームの照射によってワークにレーザー加工を施すレーザー加工装置、プラズマガスの供給によってワークにプラズマエッチングを施すプラズマ処理装置等によって、ワークが加工される。
加工装置でワークを加工する際には、加工装置内に存在するパーティクル（塵、ダスト等）、ワークの加工によって発生する屑（加工屑）等の異物がワークに付着することがある。そこで、加工装置にはワークを洗浄する洗浄装置が搭載される。例えば特許文献１には、ワークを保持して回転するスピンナテーブルと、ワークに洗浄水を供給するノズルとを備える洗浄装置（洗浄機構）が搭載された切削装置が開示されている。ワークを洗浄装置で洗浄することにより、ワークに付着した異物が洗い流され、ワークの汚染が防止される。
特開２００３－２２９３８２号公報
加工装置でワークを加工する際は、まず、複数のワークがカセットに収容され、カセットが加工装置にセットされる。そして、加工装置はカセットからワークを１枚ずつ搬出し、ワークに所定の加工を施す。加工後のワークは、加工装置に搭載された洗浄装置によって洗浄された後、再度カセットに収容される。例えば洗浄装置は、ワークをスピンナテーブルで保持して回転させつつ、スピンナテーブルの上方に設けられたノズルからワークの上面側に洗浄液を供給することにより、ワークを洗浄する。
しかしながら、ワークの洗浄時、ワークの下面側はスピンナテーブルによって保持されている。そのため、洗浄装置でワークを洗浄しても、ワークの下面側には洗浄液が供給されず、ワークの裏面側に付着している異物が除去されにくい。その結果、ワークの裏面側に残存する異物によってワークが汚染されることがある。また、異物が付着した状態のワークがカセットに搬入されると、カセット内で異物が飛散し、カセットに収容されている他のワークに付着するおそれがある。
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、ワークに付着した異物を確実に除去することが可能な洗浄装置の提供を目的とする。
本発明の一態様によれば、ワークを洗浄する洗浄装置であって、該ワークの外周部を保持する保持ユニットと、該保持ユニットを回転させる回転機構と、該ワークの裏面側を洗浄する洗浄ユニットと、を備え、該洗浄ユニットは、該ワークの裏面側に接触する洗浄部材と、該洗浄部材を該ワークの裏面側に対して接近及び離隔させる駆動機構と、を備える洗浄装置が提供される。
なお、好ましくは、該駆動機構は、該洗浄部材を回転させる。また、好ましくは、該保持ユニットは、該ワークを固定する固定位置と該ワークを開放する開放位置とに配置可能なクランプと、該固定位置に配置された該クランプをロックするロック機構とを備える。また、好ましくは、該洗浄ユニットは、洗浄部材に流体を供給するノズルを更に備える。
また、好ましくは、該ワークは、ウェーハと、該ウェーハに固定されたシートと、該シートを介して該ウェーハを支持する環状のフレームと、を備え、該保持ユニットは、該フレームを保持し、該洗浄ユニットは、該シートを洗浄する。
本発明の一態様に係る洗浄装置は、ワークの裏面側を洗浄可能な洗浄ユニットを備える。これにより、ワークの裏面側に付着している異物を確実に除去でき、異物によるワークの汚染が防止される。
切削装置を示す斜視図である。 ワークを示す斜視図である。 洗浄装置を示す斜視図である。 図４（Ａ）はワークの搬送時における洗浄装置を示す一部断面正面図であり、図４（Ｂ）はワークの搬送時における固定機構を示す正面図である。 図５（Ａ）はワークの洗浄時における洗浄装置を示す一部断面正面図であり、図５（Ｂ）はワークの洗浄時における固定機構を示す正面図である。
以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る洗浄装置（洗浄機構）を搭載可能な加工装置の構成例について説明する。図１は、切削装置２を示す斜視図である。なお、図１において、Ｘ軸方向（加工送り方向、第１水平方向、前後方向）とＹ軸方向（割り出し送り方向、第２水平方向、左右方向）とは、互いに垂直な方向である。また、Ｚ軸方向（鉛直方向、上下方向、高さ方向）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と垂直な方向である。
切削装置２は、切削装置２を構成する各構成要素を支持又は収容する基台４を備える。基台４の前方側の角部には矩形状の開口４ａが設けられており、開口４ａの内側にはカセット支持台（カセットエレベーター）６が設けられている。カセット支持台６には、カセット支持台６をＺ軸方向に沿って昇降させる昇降機構（不図示）が連結されている。
カセット支持台６上には、切削装置２による加工の対象物である複数のワーク（被加工物、被洗浄物）１１を収容可能なカセット８がセットされる。図１では、カセット８の輪郭のみを二点鎖線で示している。ワーク１１は、後述の加工ユニット３８によって加工される被加工物であり、且つ、後述の洗浄装置４４によって洗浄される被洗浄物である。
図２は、ワーク１１を示す斜視図である。例えばワーク１１は、単結晶シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハ１３を含む。ウェーハ１３は、互いに概ね平行な表面（第１面）１３ａ及び裏面（第２面）１３ｂを備える。
ウェーハ１３は、互いに交差するように格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）１５によって、複数の矩形状の領域に区画されている。また、ウェーハ１３の表面１３ａ側のストリート１５によって区画された複数の領域にはそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス等のデバイス１７が形成されている。
ウェーハ１３をストリート１５に沿って分割して個片化することにより、デバイス１７をそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。なお、ウェーハ１３の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えばウェーハ１３は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等でなる基板であってもよい。また、デバイス１７の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。
ウェーハ１３は、環状のフレーム１９によって支持される。フレーム１９は、例えばＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属でなり、フレーム１９の中央部にはフレーム１９を厚さ方向に貫通する円形の開口１９ａが設けられている。なお、開口１９ａの直径は、ウェーハ１３の直径よりも大きい。
ウェーハ１３及びフレーム１９には、シート２１が固定される。例えばシート２１として、円形に形成されたフィルム状の基材と、基材上に設けられた粘着層（糊層）とを含むテープが用いられる。基材は、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート等の樹脂でなり、粘着層はエポキシ系、アクリル系、又はゴム系の接着剤等でなる。また、粘着層は、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化性樹脂であってもよい。
ウェーハ１３がフレーム１９の開口１９ａの内側に配置された状態で、シート２１の中央部がウェーハ１３の裏面１３ｂ側に貼付され、シート２１の外周部がフレーム１９に貼付される。これにより、ウェーハ１３がシート２１を介してフレーム１９によって支持され、ウェーハ１３、フレーム１９及びシート２１を含むワーク１１（ウェーハユニット、フレームユニット）が構成される。そして、図１に示すカセット８に複数のワーク１１が収容される。
ただし、ワーク１１の構成は上記に限定されない。例えば、ウェーハ１３の代わりにＣＳＰ（Chip Size Package）基板、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）基板等のパッケージ基板がフレーム１９で支持されてもよい。例えばパッケージ基板は、ベース基板上に実装された複数のデバイスチップを樹脂層（モールド樹脂）で封止することによって形成される。パッケージ基板を分割して個片化することにより、パッケージ化された複数のデバイスチップをそれぞれ備える複数のパッケージデバイスが製造される。また、ウェーハ１３やパッケージ基板は、フレーム１９によって支持されていなくてもよい。この場合には、ウェーハ１３やパッケージ基板自体がワーク１１に相当する。
開口４ａの側方には、長手方向がＸ軸方向に沿うように形成された矩形状の開口４ｂが設けられている。開口４ｂの内側には、ワーク１１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）１０が設けられている。チャックテーブル１０の上面は、水平面（ＸＹ平面）と概ね平行な平坦面であり、ワーク１１を保持する保持面１０ａを構成している。保持面１０ａは、チャックテーブル１０の内部に形成された吸引路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。
チャックテーブル１０には、移動ユニット１２が連結されている。例えば移動ユニット１２は、ボールねじ式の移動機構であり、Ｘ軸方向に沿って配置されたＸ軸ボールねじ（不図示）と、Ｘ軸ボールねじを回転させるＸ軸パルスモータ（不図示）とを備える。また、移動ユニット１２はチャックテーブル１０を囲むテーブルカバー１４を備え、テーブルカバー１４の前方及び後方にはＸ軸方向に沿って伸縮可能な蛇腹状の防塵防滴カバー１６が設けられている。テーブルカバー１４及び防塵防滴カバー１６によって、移動ユニット１２の構成要素（Ｘ軸ボールねじ、Ｘ軸パルスモータ等）が覆われている。
移動ユニット１２は、チャックテーブル１０をテーブルカバー１４とともにＸ軸方向に沿って移動させる。また、チャックテーブル１０には、チャックテーブル１０をＺ軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。さらに、チャックテーブル１０の周囲には、ワーク１１の外周部（フレーム１９）を把持して固定する複数のクランプ１８が設けられている。
基台４の開口４ｂと隣接する領域には、支持構造２０が設けられている。支持構造２０の上部は、開口４ｂと重なるようにＹ軸方向に沿って配置されている。また、支持構造２０の上部の前面側には、移動ユニット２２が設けられている。例えば移動ユニット２２は、ボールねじ式の移動機構である。
具体的には、移動ユニット２２は、支持構造２０の前面側に固定された一対のＹ軸ガイドレール２４を備える。一対のＹ軸ガイドレール２４は、Ｙ軸方向に沿って互いに概ね平行に配置されている。また、一対のＹ軸ガイドレール２４には、平板状のＹ軸移動プレート２６がスライド可能に装着されている。
Ｙ軸移動プレート２６の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられている。このナット部には、一対のＹ軸ガイドレール２４の間にＹ軸方向に沿って配置されたＹ軸ボールねじ２８が螺合されている。また、Ｙ軸ボールねじ２８の端部には、Ｙ軸ボールねじ２８を回転させるＹ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｙ軸パルスモータによってＹ軸ボールねじ２８を回転させると、Ｙ軸移動プレート２６が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の表面側（前面側）には、一対のＺ軸ガイドレール３０がＺ軸方向に沿って互いに概ね平行に配置されている。また、一対のＺ軸ガイドレール３０には、平板状のＺ軸移動プレート３２がスライド可能に装着されている。
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）が設けられている。このナット部には、一対のＺ軸ガイドレール３０の間にＺ軸方向に沿って配置されたＺ軸ボールねじ３４が螺合されている。また、Ｚ軸ボールねじ３４の端部には、Ｚ軸ボールねじ３４を回転させる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によってＺ軸ボールねじ３４を回転させると、Ｚ軸移動プレート３２が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、ワーク１１に切削加工を施す加工ユニット（切削ユニット）３８が固定されている。加工ユニット３８は、Ｙ軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル（不図示）を内蔵している。スピンドルの先端部（一端側）には、ワーク１１（ウェーハ１３）を切削する環状の切削ブレード４０が装着される。また、スピンドルの基端部（他端側）には、スピンドルを回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。
切削ブレード４０は、ワーク１１に切り込んでワーク１１を切削する環状の加工工具であり、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ：cubic Boron Nitride）等でなる砥粒をボンド材（結合材）で固定することによって形成される。切削ブレード４０のサイズ、砥粒の材質、砥粒の粒径、ボンド材の材質等は、加工対象物の材質、加工の内容、加工条件等に応じて適宜選択される。
切削ブレード４０としては、例えばハブタイプの切削ブレード（ハブブレード）が用いられる。ハブブレードは、アルミニウム合金等の金属でなる環状の基台と、基台の外周縁に沿って形成された環状の切刃とが一体化した構造を有する。ハブブレードの切刃としては、例えば、砥粒をニッケルめっき等のボンド材で固定することによって形成された電鋳砥石が用いられる。一方、切削ブレード４０として、ワッシャータイプの切削ブレード（ワッシャーブレード）を用いることもできる。ワッシャーブレードは、砥粒と、金属、セラミックス、樹脂等でなるボンド材とを含む環状の切刃のみによって構成される。
加工ユニット３８に装着された切削ブレード４０は、移動ユニット２２によってＹ軸方向及びＺ軸方向に沿って移動する。これにより、切削ブレード４０の割り出し送り方向における位置や、切削ブレード４０のワーク１１（ウェーハ１３）への切り込み深さが調整される。
加工ユニット３８に隣接する位置には、チャックテーブル１０によって保持されたワーク１１を撮像する撮像ユニット４２が設けられている。例えば撮像ユニット４２として、光学顕微鏡と、ＣＣＤ（Charged-Coupled Devices）センサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）センサ等の撮像素子とを備えるカメラ（可視光カメラ、赤外線カメラ等）を用いることができる。チャックテーブル１０で保持されたワーク１１を撮像ユニット４２で撮像することにより、ワーク１１の撮像画像が取得される。撮像画像は、ワーク１１と切削ブレード４０との位置合わせ等に用いられる。
開口４ｂの開口４ａとは反対側の側方には、円柱状の洗浄空間（洗浄チャンバー）を画定する開口４ｃが設けられている。開口４ｃの内側には、ワーク１１を洗浄する洗浄装置（洗浄機構）４４が設けられている。
切削装置２でワーク１１を加工する際は、まず、カセット８に収容されたワーク１１が搬送機構（不図示）によってチャックテーブル１０に搬送され、チャックテーブル１０で保持される。例えばワーク１１は、ウェーハ１３の表面１３ａ側が上方を向き、ウェーハ１３の裏面１３ｂ側（シート２１側）が保持面１０ａに対面するように、保持面１０ａ上に配置される。また、複数のクランプ１８によってワーク１１の外周部（フレーム１９）が固定される。この状態で保持面１０ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、ウェーハ１３がシート２１を介してチャックテーブル１０によって吸引保持される。
次に、加工ユニット３８によってワーク１１が加工される。加工ユニット３８は、切削ブレード４０を回転させつつワーク１１に切り込ませることにより、ワーク１１を切削する。例えば切削ブレード４０は、ウェーハ１３の厚さを超える切り込み深さでウェーハ１３に切り込み、ウェーハ１３をストリート１５（図２参照）に沿って切削する。これにより、ウェーハ１３がデバイス１７（図２参照）をそれぞれ備える複数のデバイスチップに分割される。
加工ユニット３８によって加工されたワーク１１は、搬送機構（不図示）によって洗浄装置４４に搬送され、洗浄装置４４によって洗浄される。その後、ワーク１１は搬送機構（不図示）によってカセット８に搬送され、再度カセット８に収容される。
切削装置２でワーク１１の加工する際には、切削装置２内に存在するパーティクル（塵、ダスト等）、ワーク１１の加工によって発生する屑（加工屑）等の異物がワーク１１に付着することがある。そのため、加工後のワーク１１は、カセット８に収容される前に洗浄装置４４によって洗浄される。ここで、洗浄装置４４は、ワーク１１の表面側（ウェーハ１３の表面１３ａ側）と裏面側（シート２１の下面側）の両方を洗浄可能な洗浄機構である。洗浄装置４４でワーク１１を洗浄することにより、ワーク１１の表裏面側に付着した異物が洗い流され、ワーク１１の汚染やカセット８内への異物の侵入が防止される。
図３は、洗浄装置４４を示す斜視図である。洗浄装置４４は、ワーク１１を保持して回転するスピンナテーブル５０と、スピンナテーブル５０を囲む環状のカバー６８と、スピンナテーブル５０によって保持されたワーク１１に洗浄用の流体を供給する洗浄ユニット７０とを備える。
スピンナテーブル５０は、ワーク１１の外周部（フレーム１９）を保持する保持ユニット（保持機構）５２を備える。例えば保持ユニット５２は、ワーク１１の外周部を支持する複数の支持部材５４と、複数の支持部材５４によって支持されたワーク１１の外周部を押さえて固定する複数の固定機構（クランプ機構）５６とを備える。
支持部材５４は、例えば金属、樹脂等でなる柱状のピンであり、３個以上の支持部材５４がワーク１１の外周部（フレーム１９）に対応して環状に配列される。支持部材５４の上面は、水平面（ＸＹ平面）と概ね平行な平坦面であり、ワーク１１の外周部を支持する支持面を構成している。また、複数の支持部材５４の支持面は概ね同一平面上に配置されている。ワーク１１をスピンナテーブル５０上に配置すると、複数の支持部材５４によってワーク１１の外周部が支持され、ワーク１１が概ね水平に保持される。
固定機構５６は、例えばワーク１１の外周部(フレーム１９)を上側から押さえるクランプ機構であり、２個以上の固定機構５６がそれぞれ隣接する２つの支持部材５４の間に設置される。複数の支持部材５４によって支持されたワーク１１の外周部の表面側（上面側）を複数の固定機構５６で押さえると、ワーク１１の外周部が支持部材５４と固定機構５６とによって把持、挟持される。これにより、ワーク１１がスピンナテーブル５０で保持される。
なお、支持部材５４及び固定機構５６の数、配列等に制限はない。例えば、４個の固定機構５６が９０°間隔で環状に配列され、各固定機構５６の両側に一対の支持部材５４（計８個）が設けられる。
スピンナテーブル５０には、スピンナテーブル５０を回転させる回転機構５８が連結されている。回転機構５８は、モータ等の回転駆動源を内蔵しており、スピンナテーブル５０をＺ軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させる。回転機構５８を駆動させると、保持ユニット５２（支持部材５４及び固定機構５６）がワーク１１の外周部を保持した状態で回転し、これによってワーク１１も回転する。
また、スピンナテーブル５０は、ワーク１１の裏面側（下面側）を洗浄する洗浄ユニット６０を備える。洗浄ユニット６０は、ワーク１１の裏面側に接触する洗浄部材６２と、洗浄部材６２をワーク１１の裏面側に対して接近及び離隔させる駆動機構６４（図４（Ａ）及び図５（Ａ）参照）とを備える。
例えば洗浄部材６２は、直径がウェーハ１３の半径以上である円盤状の部材であり、保持ユニット５２の内側（支持部材５４及び固定機構５６の内側）に配置されている。そして、ワーク１１は、ウェーハ１３及びシート２１の一部が洗浄部材６２と重なるように、スピンナテーブル５０上に配置される。ただし、洗浄部材６２の形状に制限はない。例えば洗浄部材６２は、長さがウェーハ１３の半径以上である柱状の部材であってもよい。
また、洗浄ユニット６０は、洗浄部材に流体を供給するノズル６６を備える。例えば、ノズル６６は洗浄部材６２に隣接して配置され、ノズル６６には洗浄用の流体をノズル６６に供給する流体供給源（不図示）が接続されている。洗浄用の流体としては、純水等の液体や、液体（純水等）と気体（エアー等）とが混合された混合流体等が用いられる。
洗浄ユニット６０でワーク１１を洗浄する際は、ノズル６６から洗浄部材６２に向かって流体が噴射され、ワーク１１及び洗浄部材６２に流体が供給される。また、駆動機構６４（図４（Ａ）及び図５（Ａ）参照）が駆動し、洗浄部材６２を回転させつつ上昇させる。これにより、洗浄部材６２がワーク１１の裏面側（下面側）に接近、接触し、ワーク１１の裏面側を擦って洗浄する。なお、洗浄ユニット６０の動作の詳細については後述する。
スピンナテーブル５０の周囲には、環状のカバー６８がスピンナテーブル５０の上部を囲むように配置されている。カバー６８には、カバー６８をＺ軸方向に沿って昇降させるエアシリンダ等の昇降機構（不図示）が連結されている。
ワーク１１の搬送時には、カバー６８が下降し、保持ユニット５２を露出させる位置（搬送位置）に配置される。これにより、ワーク１１のスピンナテーブル５０上への搬送、及び、ワーク１１のスピンナテーブル５０上からの搬送が容易になる。一方、ワーク１１の洗浄時には、カバー６８が上昇し、ワーク１１及び保持ユニット５２を覆う位置（洗浄位置）に配置される。これにより、ワーク１１の洗浄中における洗浄用の流体の外部への飛散がカバー６８によって遮断される。
スピンナテーブル５０の上方には、ワーク１１の表面側（ウェーハ１３の表面１３ａ側）を洗浄する洗浄ユニット７０が設けられている。例えば洗浄ユニット７０は、ワーク１１の表面側に洗浄用の流体を供給するノズル７２を備える。ノズル７２には、洗浄用の流体をノズル７２に供給する流体供給源（不図示）が接続されている。洗浄用の流体としては、純水等の液体や、液体（純水等）と気体（エアー等）とが混合された混合流体等が用いられる。
ノズル７２には、Ｌ字状の支持アーム７４が連結されている。支持アーム７４の先端部（一端部）には、ノズル７２が固定されている。また、支持アーム７４の基端部（他端部）には、支持アーム７４を水平方向に沿って旋回させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。支持アーム７４を旋回させることにより、ノズル７２をスピンナテーブル５０と重なる位置（供給位置）、及び、スピンナテーブル５０と重ならない位置（退避位置）に位置付けることができる。
洗浄装置４４でワーク１１を洗浄する際には、ワーク１１を保持したスピンナテーブル５０を回転機構５８によって回転させる。そして、ノズル７２からワーク１１の表面側（ウェーハ１３の表面１３ａ側）に向かって洗浄用の流体が供給される。これにより、ワーク１１の上面側が洗浄される。また、ノズル６６からワーク１１及び洗浄部材６２に向かって洗浄用の流体が噴射されるとともに、洗浄部材６２が回転しながらワーク１１の裏面側（シート２１の下面側）に接触する。これにより、ワーク１１の裏面側（下面側）が洗浄される。
上記のように、洗浄装置４４は、ワーク１１の表面側（上面側）と裏面側（下面側）の両方を同時に洗浄することができる。これにより、ワーク１１に付着した異物が確実に除去され、加工後のワーク１１の汚染が防止される。また、異物が付着した状態のワーク１１がカセット８（図１参照）に搬入されることを回避でき、カセット８に収容されている他のワーク１１の異物による汚染が防止される。
なお、洗浄ユニット７０の構成は、ワーク１１の表面側を洗浄可能な範囲内で適宜変更できる。例えば洗浄ユニット７０は、ノズル７２に代えて、スポンジ、不織布、ブラシ等の洗浄部材を備えていてもよい。この場合、洗浄部材を回転させつつワーク１１の表面側に接触させることにより、ワーク１１の表面側を擦って洗浄することができる。
次に、洗浄装置４４の構成及び動作の詳細について説明する。図４（Ａ）は、ワーク１１の搬送時における洗浄装置４４を示す一部断面正面図である。スピンナテーブル５０は、円柱状のケース８０を備える。ケース８０の内部には、スピンナテーブル５０を構成する各構成要素を収容可能な円柱状の収容部（凹部）８０ａが設けられている。
ケース８０の収容部８０ａには、円盤状の第１支持台８２が収容されている。第１支持台８２の外周部の上面側には、複数の第１支持柱８４が固定されている。複数の第１支持柱８４は、金属、樹脂等でなる柱状の部材であり、第１支持台８２の外周縁に沿って概ね等間隔に配列されている。
複数の第１支持柱８４の上端部には、環状の支持プレート８６が固定されている。支持プレート８６は、金属、樹脂等でなる環状の部材であり、保持ユニット５２（図３参照）を支持している。具体的には、支持プレート８６の上面側に複数の支持部材５４が固定されている。また、支持プレート８６の外周部に固定機構５６が連結されている。
図４（Ｂ）は、ワーク１１の搬送時における固定機構５６を示す正面図である。固定機構５６は、ワーク１１を固定するクランプ８８と、クランプ８８の移動を制止してクランプ８８をロックするロック機構９４とを備える。
クランプ８８は、ワーク１１の外周部を押さえるアーム９０と、アーム９０を支持プレート８６に連結させる連結軸９２とを備える。アーム９０の一端部には、ワーク１１（フレーム１９）と接触してワーク１１の表面側を押さえる押圧部９０ａが設けられている。また、アーム９０の他端部には、後述の押圧ピン６８ａによって押圧される被押圧部（被押圧ピン）９０ｂが設けられている。なお、押圧部９０ａがワーク１１と接触した際にワーク１１が傷つくことを避けるため、押圧部９０ａはゴム、樹脂等の柔軟な材質でなることが好ましい。
連結軸９２は、支持プレート８６（又は支持プレート８６に連結された連結部材）に固定された円柱状の部材であり、アーム９０に設けられた貫通孔９０ｃに挿入される。貫通孔９０ｃに連結軸９２が挿入されるようにアーム９０を配置すると、アーム９０が連結軸９２の周りで回転可能な状態で支持プレート８６に装着される。
なお、アーム９０は、押圧部９０ａが支持プレート８６の中心側を向き、被押圧部９０ｂが支持プレート８６の半径方向外側を向くように装着される。また、アーム９０の貫通孔９０ｃは、アーム９０の重心位置よりも被押圧部９０ｂ側（押圧部９０ａとは反対側）に設けられている。そのため、クランプ８８は、アーム９０に外力が作用していない状態において、アーム９０の自重によって押圧部９０ａ側が下がり被押圧部９０ｂ側が上がるように構成されている。
ロック機構９４は、クランプ８８の移動を制止する静止ブロック９６と、静止ブロック９６を支持プレート８６に連結させる連結軸９８とを備える。連結軸９８は、支持プレート８６（又は支持プレート８６に連結された連結部材）に固定された円柱状の部材であり、静止ブロック９６に設けられた貫通孔９６ａに挿入される。貫通孔９６ａに連結軸９８が挿入されるように静止ブロック９６を配置すると、静止ブロック９６が連結軸９８の周りで回転可能な状態で支持プレート８６に装着される。
第１支持台８２は、円柱状のスピンドル１００を介して回転機構５８に連結されている。具体的には、ケース８０の底面の中央部には、ケース８０の内部と外部とを接続する挿入孔８０ｂが設けられており、スピンドル１００は挿入孔８０ｂに挿入される。また、スピンドル１００の上端側は第１支持台８２の中央部に連結され、スピンドル１００の下端側は回転機構５８に内蔵された回転駆動源の出力軸に固定される。回転機構５８を駆動させると、回転駆動源の動力がスピンドル１００を介して第１支持台８２に伝達され、第１支持台８２に連結されている各部材（第１支持柱８４、支持プレート８６、支持部材５４、固定機構５６）がＺ軸方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。
また、ケース８０の収容部８０ａには、円盤状の第２支持台１０２が収容されている。第２支持台１０２は、第１支持台８２の上方に、第１支持台８２とは離隔した状態で配置されている。第２支持台１０２の外周部の上面側には、複数の第２支持柱１０４が固定されている。第２支持柱１０４は、金属、樹脂等でなる柱状の部材であり、第２支持台１０２の外周縁に沿って概ね等間隔に配列されている。
複数の第２支持柱１０４の上端部には、金属、樹脂等でなる円盤状のカバープレート１０６が固定されている。カバープレート１０６には、カバープレート１０６を厚さ方向に貫通する円柱状の開口１０６ａが設けられている。例えば開口１０６ａは、カバープレート１０６の外周部から中心に至るように形成される。また、カバープレート１０６の中央部の上面側には、ノズル６６が嵌め込まれている。ノズル６６は、カバープレート１０６の上面側に設けられた流路１０６ｂを介して開口１０６ａに接続されている。
また、第２支持台１０２は、洗浄ユニット６０を支持している。洗浄ユニット６０は、洗浄部材６２がカバープレート１０６の開口１０６ａに挿入されるように配置されている。洗浄部材６２は、金属、樹脂等でなる円盤状の基台１０８と、基台１０８の上面側に固定された円盤状の接触部材１１０とを備える。接触部材１１０は、スポンジ、不織布、ブラシ等でなる柔軟な部材であり、ワーク１１の裏面側に接触してワーク１１の裏面側を擦る。
洗浄部材６２は、円柱状のスピンドル１１２を介して駆動機構６４に連結されている。例えば駆動機構６４は、モータ等の回転駆動源と、回転駆動源を昇降させるエアシリンダ等の昇降機構とを内蔵している。スピンドル１１２の上端側は洗浄部材６２の中央部に連結され、スピンドル１１２の下端側は駆動機構６４に内蔵された回転駆動源の出力軸に固定される。
駆動機構６４によってスピンドル１１２を回転させると、洗浄部材６２がＺ軸方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。また、駆動機構６４によってスピンドル１１２を昇降させると、洗浄部材６２も開口１０６ａの内側で昇降し、スピンナテーブル５０によって保持されたワーク１１の裏面側に対して接近及び離隔する。
第２支持台１０２は、円柱状の第３支持柱１１４によって支持されている。例えば、スピンドル１００の内部には、円柱状の挿入孔１００ａがスピンドル１００の長さ方向に沿って形成されており、挿入孔１００ａに第３支持柱１１４が挿入される。そして、第３支持柱１１４の上端側が第２支持台１０２の中央部に連結され、第３支持柱１１４の下端側が回転機構５８に固定される。
なお、第３支持柱１１４は、回転機構５８の筐体等に固定されるが、回転機構５８に内蔵されている回転駆動源の出力軸には連結されていない。そのため、回転機構５８を駆動させてスピンドル１００を回転させても、第２支持台１０２は回転しない。これにより、洗浄ユニット６０及びカバープレート１０６の位置を変えずに保持ユニット５２（支持部材５４及び固定機構５６）を回転させることができる。
カバー６８は、スピンナテーブル５０を囲むように配置されている。なお、カバー６８の上端側の外周部には、複数の押圧ピン６８ａが設けられている。押圧ピン６８ａは、例えばカバー６８の内壁から下方に突出するように形成された柱状の部材であり、固定機構５６と同数設けられる。複数の押圧ピン６８ａはそれぞれ、カバー６８の内側の被押圧部９０ｂと重なる位置に配置される。
スピンナテーブル５０でワーク１１を保持する際には、まず、カバー６８が下降して搬送位置に位置付けられる。このとき、押圧ピン６８ａによってアーム９０の被押圧部９０ｂが下側に向かって押圧される。その結果、アーム９０が、押圧部９０ａ側が上がり被押圧部９０ｂ側が下がるように回転する。これにより、クランプ８８が開状態となり、ワーク１１を開放する位置（開放位置）に配置される。
次に、ワーク１１がスピンナテーブル５０上に搬送される。このときワーク１１は、表面側（ウェーハ１３の表面１３ａ側）が上方を向き、裏面側（シート２１の下面側）が洗浄部材６２及びカバープレート１０６に対向するように、複数の支持部材５４上に配置される。これにより、ワーク１１の外周部（フレーム１９）が複数の支持部材５４によって支持される。
図５（Ａ）は、ワーク１１の洗浄時における洗浄装置４４を示す一部断面正面図である。スピンナテーブル５０上にワーク１１が配置されると、カバー６８が上昇して洗浄位置に位置付けられる。このとき、押圧ピン６８ａがアーム９０の被押圧部９０ｂから離れ、押圧ピン６８ａによるアーム９０の押圧が解除される。そして、アーム９０は、押圧部９０ａ側が下がり被押圧部９０ｂ側が上がるように回転する。これにより、クランプ８８が閉状態となり、ワーク１１を固定する位置（固定位置）に配置される。その結果、アーム９０の押圧部９０ａがワーク１１の外周部（フレーム１９）を上側から押さえ、ワーク１１が支持部材５４と固定機構５６とによって挟持される。
次に、回転機構５８を駆動させ、スピンドル１００を回転させる。これにより、第１支持台８２が支持部材５４及び固定機構５６とともに回転し、支持部材５４と固定機構５６とによって挟持されているワーク１１も回転する。
図５（Ｂ）は、ワーク１１の洗浄時における固定機構５６を示す正面図である。固定機構５６が回転すると、クランプ８８に遠心力が作用し、アーム９０の被押圧部９０ｂ側が支持プレート８６の半径方向外側に向かって引っ張られる。その結果、アーム９０の押圧部９０ａに下向きの力が作用し、押圧部９０ａがワーク１１の外周部に押し付けられる。これにより、ワーク１１がスピンナテーブル５０に確実に固定される。
また、スピンナテーブル５０が回転すると、クランプ８８に隣接して設けられたロック機構９４にも遠心力が作用し、静止ブロック９６の下端側が支持プレート８６の半径方向外側に向かって引っ張られる。その結果、静止ブロック９６の上端側がアーム９０の下端部に設けられた凹部９０ｄに入り込み、アーム９０と静止ブロック９６とが嵌合する。これにより、アーム９０の移動（回転）が制止され、固定位置に配置されたクランプ８８がロックされる。
次に、洗浄ユニット７０のノズル７２をワーク１１の中央部と重なる供給位置に位置付け、洗浄用の流体（純水等）をノズル７２から回転するワーク１１の表面側に向かって滴下する。これにより、流体がワーク１１の中央部に供給され、ワーク１１の中央部から外周縁に向かって流動する。その結果、ワーク１１の表面側に付着している異物が洗い流されて除去される。
また、ノズル６６から洗浄部材６２及びワーク１１の裏面側に向かって洗浄用の流体を噴射しつつ、駆動機構６４を駆動させて洗浄部材６２を回転及び上昇させる。これにより、洗浄部材６２がワーク１１の裏面側（シート２１の下面側）に押し当てられ、ワーク１１の裏面側を擦るように回転する。その結果、ワーク１１の裏面側に付着している異物が洗い流されて除去される。なお、ワーク１１の回転のみでワーク１１の裏面側を十分に洗浄できる場合には、洗浄部材６２を回転させずにワーク１１の裏面側に接触させてもよい。
ワーク１１の洗浄中、洗浄部材６２はワーク１１を押し上げるようにワーク１１に接触する。しかしながら、前述の通りクランプ８８はロック機構９４によってロックされており、クランプ８８の移動（回転）が制止されている（図５（Ｂ）参照）。これにより、ワーク１１が洗浄部材６２に押圧された際にクランプ８８によるワーク１１の固定が意図せず解除されることを防止できる。また、ワーク１１の洗浄中にワーク１１の裏面側が洗浄部材６２によって支持されることにより、ノズル７２からワーク１１の表面側への流体の噴射等によってワーク１１の中央部が下側に向かって押圧されてワーク１１が撓むことを防止できる。
ワーク１１の洗浄が完了すると、スピンナテーブル５０及び洗浄部材６２の回転が停止する。また、カバー６８が下降して搬送位置に位置付けられ、アーム９０の被押圧部９０ｂが押圧ピン６８ａによって押圧される。これにより、クランプ８８が回転して開放位置に配置され、固定機構５６によるワーク１１の固定が解除される。その後、ワーク１１はスピンナテーブル５０上から搬送され、カセット８（図１参照）に搬入される。
以上の通り、本実施形態に係る洗浄装置４４は、ワーク１１の裏面側を洗浄可能な洗浄ユニット６０を備える。これにより、ワーク１１の裏面側に付着している異物を確実に除去でき、異物によるワーク１１の汚染が防止される。
なお、本実施形態では、洗浄装置４４が搭載される加工装置として切削装置２（図１参照）を例示したが、洗浄装置４４は他の加工装置に搭載することもできる。例えば洗浄装置４４は、ワーク１１を研削する加工ユニット（研削ユニット）を備える研削装置、ワーク１１を研磨する加工ユニット（研磨ユニット）を備える研磨装置、ワーク１１にレーザービームを照射する加工ユニット（レーザー照射ユニット）を備えるレーザー加工装置等に搭載されてもよい。
研削装置の研削ユニットはスピンドルを備えており、スピンドルの先端部には複数の研削砥石を備える環状の研削ホイールが装着される。研削ユニットは、研削ホイールを回転させつつ研削砥石をワーク１１に接触させることにより、ワーク１１を研磨する。また、研磨装置の研磨ユニットはスピンドルを備えており、スピンドルの先端部には円盤状の研磨パッドが装着される。研磨ユニットは、研磨パッドを回転させつつワーク１１に接触させることにより、ワーク１１を研磨する。
レーザー加工装置のレーザー照射ユニットは、所定の波長のレーザーを発振するレーザー発振器と、レーザー発振器から出射したレーザービームをワーク１１へと導く光学系とを備える。レーザー照射ユニットからワーク１１にレーザービームを照射することにより、ワーク１１にレーザー加工が施される。
さらに、洗浄装置４４は、ワーク１１にプラズマエッチングを施すプラズマ処理装置に搭載することもできる。プラズマ処理装置は、エッチングガスをプラズマ状態にしてワーク１１に供給することにより、ワーク１１をエッチングする。
研削装置、研磨装置、レーザー加工装置、プラズマ処理装置等においても、加工後のワーク１１は洗浄された後にカセットに収容される。そして、これらの加工装置に洗浄装置４４を搭載すると、ワーク１１がカセットに収容される前にワーク１１の表面側及び裏面側を洗浄することが可能になる。
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。
１１ ワーク（被加工物、被洗浄物）
１３ ウェーハ
１３ａ 表面（第１面）
１３ｂ 裏面（第２面）
１５ ストリート（分割予定ライン）
１７ デバイス
１９ フレーム
１９ａ 開口
２１ シート
２ 切削装置
４ 基台
４ａ，４ｂ，４ｃ 開口
６ カセット支持台（カセットエレベーター）
８ カセット
１０ チャックテーブル（保持テーブル）
１０ａ 保持面
１２ 移動ユニット
１４ テーブルカバー
１６ 防塵防滴カバー
１８ クランプ
２０ 支持構造
２２ 移動ユニット
２４ Ｙ軸ガイドレール
２６ Ｙ軸移動プレート
２８ Ｙ軸ボールねじ
３０ Ｚ軸ガイドレール
３２ Ｚ軸移動プレート
３４ Ｚ軸ボールねじ
３６ Ｚ軸パルスモータ
３８ 加工ユニット（切削ユニット）
４０ 切削ブレード
４２ 撮像ユニット
４４ 洗浄装置（洗浄機構）
５０ スピンナテーブル
５２ 保持ユニット（保持機構）
５４ 支持部材
５６ 固定機構（クランプ機構）
５８ 回転機構
６０ 洗浄ユニット
６２ 洗浄部材
６４ 駆動機構
６６ ノズル
６８ カバー
６８ａ 押圧ピン
７０ 洗浄ユニット
７２ ノズル
７４ 支持アーム
８０ ケース
８０ａ 収容部（凹部）
８０ｂ 挿入孔
８２ 第１支持台
８４ 第１支持柱
８６ 支持プレート
８８ クランプ
９０ アーム
９０ａ 押圧部
９０ｂ 被押圧部（被押圧ピン）
９０ｃ 貫通孔
９０ｄ 凹部
９２ 連結軸
９４ ロック機構
９６ 静止ブロック
９６ａ 貫通孔
９８ 連結軸
１００ スピンドル
１００ａ 挿入孔
１０２ 第２支持台
１０４ 第２支持柱
１０６ カバープレート
１０６ａ 開口
１０６ｂ 流路
１０８ 基台
１１０ 接触部材
１１２ スピンドル
１１４ 第３支持柱

Claims (5)

  1. ワークを洗浄する洗浄装置であって、
    該ワークの外周部を保持する保持ユニットと、
    該保持ユニットを回転させる回転機構と、
    該ワークの裏面側を洗浄する洗浄ユニットと、を備え、
    該洗浄ユニットは、該ワークの裏面側に接触する洗浄部材と、該洗浄部材を該ワークの裏面側に対して接近及び離隔させる駆動機構と、を備えることを特徴とする洗浄装置。
  2. 該駆動機構は、該洗浄部材を回転させることを特徴とする、請求項１記載の洗浄装置。
  3. 該保持ユニットは、該ワークを固定する固定位置と該ワークを開放する開放位置とに配置可能なクランプと、該固定位置に配置された該クランプをロックするロック機構とを備えることを特徴とする、請求項１又は２記載の洗浄装置。
  4. 該洗浄ユニットは、洗浄部材に流体を供給するノズルを更に備えることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の洗浄装置。
  5. 該ワークは、ウェーハと、該ウェーハに固定されたシートと、該シートを介して該ウェーハを支持する環状のフレームと、を備え、
    該保持ユニットは、該フレームを保持し、
    該洗浄ユニットは、該シートを洗浄することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の洗浄装置。
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