JP5048987B2

JP5048987B2 - 洗浄装置

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Publication number: JP5048987B2
Application number: JP2006264721A
Authority: JP
Inventors: 克己井上
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2026-09-28
Also published as: JP2008085146A

Description

本発明は、例えば洗浄装置で用いられるスピンナテーブル等の回転テーブルおよび該回転テーブルを備えて切削装置等に搭載される洗浄装置に関するものである。

ＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスが複数形成されたウエーハは、裏面が研削されて所定の厚さに形成され、ダイシング装置等の加工装置によって個々のデバイスに分割されて携帯電話、パソコン等の電子機器に利用される。デバイスは、ダイシングテープに貼着され、分割処理後も全体としてウエーハの形状を維持した状態で洗浄装置に搬送され、洗浄水により切削屑等が除去される（例えば、特許文献１参照）。

ダイシング装置に搭載される洗浄装置は、一般的には、ウエーハを保持した回転テーブルが回転するとともに、回転するウエーハに洗浄水を噴射する構成のスピンナ洗浄装置が使用される。このようなスピンナ洗浄装置においてウエーハを保持する回転テーブルとしては、テーブルの外周部において回動可能な重り部と押さえ部とが一体となった振り子を軸支して設け、回転テーブルが回転する際の遠心力によって重り部が外側に揺動することを利用して押さえ部と回転テーブルとでウエーハと一体となったフレームを挟持する構造のものがある（例えば、特許文献２，３参照）。

特開２００３−８６５４３号公報実開昭６１−８６９３１号公報特開２００６−１２８３５９号公報

しかしながら、特許文献２，３等に示されるものは、ワークが位置ずれを起こして回転テーブル上に搬送された場合であっても、外周部に軸支して設けられた振り子がワークによって逆向きに略１８０°開いてしまうため、回転テーブル上に搬送載置されたワークを負圧源によって正常時と同様に吸引可能な状態となる。これにより、通常通り洗浄動作が開始され、回転テーブルが回転して振り子が遠心力で揺動しても押さえ部がワークを押さえることができず、逆に、押さえ部がワークを下方から浮き上がらせることとなり、回転テーブルにおけるワークの保持状態が不完全となってワークが飛んでしまい、ワークやマシンが破損してしまう可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ウエーハの搬送載置に際してウエーハが位置ずれを起こして搬送された場合には意図的に正常時と同様なウエーハの吸引保持ができないようにして、ウエーハが位置ずれを起こしたままでの洗浄動作等のその後の動作への移行を未然に防止できる回転テーブルおよび洗浄装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る洗浄装置は、テープを介してフレームと一体となったウエーハを保持して回転可能な回転テーブルであって、前記フレームを保持するフレーム保持部と、負圧源に連結されてウエーハ領域を負圧により吸引保持するウエーハ領域保持部と、前記フレーム保持部の外周部に回動自在に軸支され、当該回転テーブルの回転によって生ずる遠心力で外周側に揺動する重り部と該重り部の外周側への揺動に追従して内周側に揺動し前記フレームを前記フレーム保持部とで挟持する押さえ部とを有する振り子と、前記押さえ部が初期状態から外周側へ揺動しないように前記振り子の揺動を規制する規制部と、を備える回転テーブルと、該回転テーブルを回転させる駆動源と、前記回転テーブルに保持されたウエーハに洗浄流体を供給する洗浄流体供給ノズルと、前記ウエーハ領域保持部に作用する負圧を検知する圧力センサと、該圧力センサで検知された負圧値が所定の閾値以下の場合にエラーと判定する判定手段と、を備え、該判定手段によりエラーと判定された場合に洗浄動作を停止させるようにしているとともに、前記フレームと一体となったウエーハに位置ずれが生じて前記回転テーブル上に載置された際に、前記フレームが前記押さえ部の先端部に載るように、前記初期状態では、前記押さえ部の先端部の高さ位置は前記フレーム保持部の表面よりも上方に突出した位置となるように設定されていることを特徴とする。

本発明に係る回転テーブルおよび洗浄装置によれば、当該回転テーブルの回転によって生ずる遠心力で外周側に揺動する重り部と該重り部の外周側への揺動に追従して内周側に揺動しフレームをフレーム保持部とで挟持する押さえ部とを有する振り子を備えるとともに、押さえ部が初期状態から外周側へ揺動しないように振り子の揺動を規制する規制部を備えるので、回転テーブル上へのウエーハの搬送載置に際してウエーハが位置ずれを起こして搬送された場合には該ウエーハと一体となったフレームが押さえ部上に載っても規制部によって初期状態から外周方向へ揺動しないように振り子の揺動を規制することで、意図的に正常時と同様なウエーハの吸引保持をできなくすることができ、よって、ウエーハが位置ずれを起こした場合には吸着エラーを生じさせることができ、ウエーハが位置ずれを起こしたままでの洗浄動作等のその後の動作への移行を未然に防止することができるという効果を奏する。

以下、本発明を実施するための最良の形態である回転テーブルおよび洗浄装置について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態の回転テーブルを含む洗浄装置を搭載した切削装置の構成例を示す外観斜視図である。本実施の形態の切削装置１は、ウエーハを切削して個々のデバイスに分割し、洗浄する装置であり、洗浄装置２を搭載している。切削加工の対象は、ウエーハＷであり、環状のフレームＦの開口部を塞ぐテープＴの粘着面に貼着され、テープＴを介してフレームＦと一体になった状態でカセット３に収容される。

カセット３に収容されたウエーハＷは、搬出入手段４によってフレームＦが挟持され搬出入手段４が−Ｙ方向に移動することにより仮置き領域５に載置される。そして、搬送手段６によって吸着され、その旋回動作によりチャックテーブル７に搬送され、吸引保持される。

チャックテーブル７はＸ軸方向に移動可能となっており、チャックテーブル７の移動経路の上方には切削すべきストリートを検出するアライメント手段８及び切削ブレード９ａを有する切削手段９が配設されている。ウエーハＷを保持したチャックテーブル７が＋Ｘ方向に移動することにより、アライメント手段８の直下に位置付けられる。そして、アライメント手段８を構成する撮像手段８ａによって切削すべきストリートが検出され、そのストリートと切削ブレード９ａとのＹ軸方向の位置合わせが行われた後に、さらにチャックテーブル７が＋Ｘ方向に移動すると共に切削ブレード９ａが高速回転しながら切削手段９が下降することにより、検出されたストリートに高速回転する切削ブレード９ａが切り込んで当該ストリートが切削される。

また、チャックテーブル７に保持されたウエーハＷがＸ軸方向に往復移動すると共に、ストリート間隔分ずつ切削手段９をＹ軸方向に割り出し送りしながらストリートを１本ずつ切削することにより、同方向の全てのストリートが切削される。さらに、チャックテーブル７を９０度回転させてウエーハＷを９０度回転させてから、上記と同様の切削を行うと、全てのストリートが縦横に切削され、個々のデバイスに分割される。このとき、個々のデバイスはテープＴに貼着されたままであるため、全体としてはウエーハＷの外形を維持している。

切削加工後に全体としてウエーハＷの外形を維持したデバイスは、テープＴを介してフレームＦと一体となった状態で搬送手段１０によって洗浄装置２に搬送される。

次に、洗浄装置２について説明する。図２は、切削装置１に搭載された洗浄装置２の一部を切り欠いて示す斜視図であり、図３は、回転テーブルをウエーハ搬入・搬出位置に位置付けた状態を断面図的に示す説明図であり、図４は、回転テーブルを作業位置に位置付けた状態を断面図的に示す概略制御系構成を含む説明図であり、図５は、正常時の振り子付近を拡大してその動作を示す断面図であり、図６は、ウエーハが位置ずれして載置される場合の振り子付近を拡大してその動作を示す断面図である。本実施の形態の洗浄装置２は、スピンナ洗浄装置であり、テープＴを介してフレームＦと一体となったウエーハＷを保持するスピンナテーブルによる回転テーブル２０と、回転テーブル２０に保持されたウエーハＷに洗浄流体を供給する洗浄流体供給ノズル２１と、洗浄液を除去して乾燥させるための高圧エアーを供給するエアー供給ノズル２２とを備えている。

回転テーブル２０は、軸部２３を介してモータによる駆動源２４に連結されており、駆動源２４に駆動されて回転可能となっている。また、駆動源２４は、エアピストン２５によって昇降可能であり、駆動源２４の昇降に伴い回転テーブル２０も昇降する。

回転テーブル２０は、テープＴを介してフレームＦと一体となったウエーハＷのうち、フレームＦの部分を保持するフレーム保持部２６と、ウエーハ領域、すなわちテープＴのうちウエーハＷが貼着された部分を保持するウエーハ領域保持部２７と、フレーム保持部２６の外周部に配設された押さえ手段２８とを備える。軸部２３の周囲には洗浄液カバー２９ａが配設され、その下方には洗浄水を受け止める洗浄水受け部２９ｂと、洗浄水受け部２９ｂに滞留した使用済みの洗浄水をドレンホース３０を介して外部に排出する排出部２９ｃとを備えている。

ウエーハ領域保持部２７は、ポーラスセラミックス等のポーラス部材により円盤状に形成され、図示しない負圧源に連通させて負圧を作用させることでテープＴのウエーハ領域を吸引保持することができる。一方、ウエーハ領域保持部２７を囲繞するフレーム保持部２６には、リング状に形成された板状部材の外周の外周端部に複数、図示例では、４つの押さえ手段２８が等間隔に配設されている。

押さえ手段２８は、図３〜図６に示すように、振り子２８１が軸支部２８２によってフレーム保持部２６の外周部に回動自在に軸支されて構成される。振り子２８１は、フレーム保持部２６の表面（上面）との間でフレームＦを挟持して押さえるフック形状の押さえ部２８１ａと、この押さえ部２８１ａと一体に形成され押さえ部２８１ａより重量が重い重り部２８１ｂとから構成され、軸支部２８２を中心として垂直面内で回動可能となっている。ここで、振り子２８１は、重り部２８１ｂの方が押さえ部２８１ａより重量が重いため、図３および図５に示すように、回転テーブル２０が静止している初期状態（ウエーハ保持前の待機状態）では重り部２８１ｂが下方に位置し、押さえ部２８１ａが上方に位置し、かつ、押さえ部２７１ａの先端側の高さ位置はフレーム保持部２６の表面よりも上方に突出した位置となるように設定されている。また、振り子２８１は、フレームＦを含むウエーハＷの回転テーブル２０上への搬送載置動作の邪魔とならないように回転テーブル２０（フレーム保持部２６）の上方全面を開放させるために、重り部２８１ｂの重量バランスによって、初期状態では押さえ部２８１ａの先端部側が開き気味となる斜め状態に設定されている。

また、本実施の形態では、このような振り子２８１に対して揺動動作を規制する規制部３３を備える。規制部３３は、フレーム保持部２６の振り子２８１に対応する位置の下面に固定されて重り部２８１ｂの内周面側に干渉するピンからなり、押さえ部２８１ａが初期状態から外周側へ揺動しないように規制するものである。

また、本実施の形態では、例えば図４中に示すように、負圧源によってウエーハ領域保持部２７に作用する負圧を検知する圧力センサ３４が負圧吸引経路上に配設されている。さらに、この圧力センサ３４が検知する負圧値が入力されて所定の閾値（例えば、−７０ｋＰａ）と比較しバキュームエラー状態にあるか否かを判定する判定手段３５を有する制御手段３６を備える。判定手段３５は、搬送手段１０からウエーハ搬送済みなるウエーハ搬送信号が与えられた後、負圧源を動作させた場合に、圧力センサ３４から得られる負圧値が予め設定された所定時間に亘って所定の閾値より大きい場合には正常なバキューム状態であると判定する一方、圧力センサ３４から得られる負圧値が所定の時間に亘って所定の閾値以下の場合にはバキュームエラーと判定する。制御手段３６は、判定手段３５が正常なバキューム状態であると判定した場合には、洗浄動作を開始させるように駆動源２４等の洗浄装置２内の各駆動部に対して動作開始信号を出力する一方、判定手段３５がバキュームエラーと判定した場合には、洗浄動作を停止させる（洗浄動作を開始させない）ように駆動源２４等の洗浄装置２内の各駆動部に対して動作停止信号を出力するとともに、表示部１１にバキュームエラー発生の旨のエラー表示を行わせる。

ウエーハＷを洗浄する際は、テープＴを介してフレームＦと一体となったウエーハＷを搬送手段１０によって回転テーブル２０上に搬送載置させ、図４に示すように、回転テーブル２０を作業位置に下降させる。そして、ウエーハ領域のテープＴを負圧源の負圧によってウエーハ領域保持部２７に吸引保持させる。この状態で、判定手段３５により正常なバキューム状態と判定され、制御手段３６の制御によって洗浄動作の開始に移行し、回転テーブル２０が駆動源２４によって例えば８００ｒｐｍで高速回転すると、図４および図５中の仮想線に示すように、その回転時の遠心力によって重り部２８１ｂが軸支部２８２を支点として外周側に揺動するため、この重り部２８１ｂの外周側への揺動に追従して押さえ部２８１ａがフレーム保持部２６の上方において内周側に揺動し、フレームＦをフレーム保持部２６の表面との間で挟持する。この際、規制部３３が存在しても重り部２８１ｂの外周側への揺動動作に支障を来たすことはない。

回転テーブル２０が高速回転した状態で、洗浄流体供給ノズル２１がモータ３１によって水平方向に揺動してその先端部２１０が図４に示すようにウエーハＷの表面を向く状態となり、洗浄流体供給ノズル２１から洗浄流体が噴出されると、ウエーハＷに付着した切削屑が除去される。この場合の洗浄流体は、洗浄水と空気、窒素ガス等の気体とを混合させた２流体であってもよく、あるいは、洗浄水単体であってもよい。また、洗浄流体供給ノズル２１の洗浄流体を噴射する先端部２１０は、回転テーブル２０の回転中心（ウエーハＷの中心）を通る軌跡に従い円弧状に往復動するように設定されている。さらに、洗浄流体の噴射による洗浄が終了した後は、エアー供給ノズル２２が、洗浄流体供給ノズル２１と同様に、モータ３２によって水平方向に往復回転してその先端部をウエーハＷの表面に向かせ、高圧エアーを噴射することにより、洗浄液が除去されて乾燥される。

ここで、搬送手段１０によってウエーハＷを回転テーブル２０上に搬送載置させる際にフレームＦと一体となったウエーハＷに位置ずれが生じた場合を図８および図６を参照して考える。この場合、従来であれば、図８に示すように、振り子２８１上にフレームＦが載って押さえ部２８１ａが外周側に略１８０°開いてしまい、回転テーブル２０上に搬送載置されたウエーハＷは負圧源によって正常バキューム時と同様に吸引可能な状態となる。これにより、圧力センサ３４で検知される負圧値は所定の閾値よりも大きくなり、判定手段３５では正常バキューム状態と判定し、制御手段３６によって通常通り洗浄動作を開始させるように制御してしまい、課題欄で説明したような問題を生じてしまう。

これに対して本実施の形態では、振り子２８１の揺動を規制する規制部３３を備えており、ウエーハＷが位置ずれを起こして回転テーブル２０上に搬送載置されることでフレームＦ部分が押さえ部２８１ａの先端部に載ったとしても、図６に示すように、重り部２８１ｂの内周面側が規制部３３に干渉することで押さえ部２８１ａは初期状態から外周側へ揺動できない状態に維持される。これにより、押さえ部２８１ａの先端がフレーム保持部２６の表面より下方となる位置に没入することはない。よって、搬送手段１０から搬送終了なるウエーハ搬送信号が与えられて負圧源が動作しウエーハ領域保持部２７での吸引動作が開始されても、フレームＦが、フレーム保持部２６の表面よりも上方に位置したままの押さえ部２８１ａの先端に載って斜め状態となり隙間を生ずるため、ウエーハ領域保持部２７に密着するように吸着することはできず、負圧漏れを生ずる。よって、圧力センサ３４によって検知される負圧値は所定の時間に亘って所定の閾値より大きくなる状態に維持することはできず、閾値以下となってしまい、判定手段３５はバキュームエラーと判定する。このバキュームエラーの判定結果によって、制御手段３６は、洗浄装置２における洗浄動作を停止させるように駆動源２４等の各駆動部に対して動作停止信号を出力する。同時に、表示部１１にもバキュームエラー発生の旨のエラー表示を行わせ、オペレータにバキュームエラー発生を知らせる。

このように、本実施の形態によれば、ウエーハＷ（フレームＦを含む）が位置ずれを起こして回転テーブル２上に搬送載置されるような場合には、振り子２８１の押さえ部２８１ａが初期状態から外周側に揺動しないように振り子２８１の揺動を規制する規制部３３を備えることで、負圧源が動作しても意図的に正常時と同様なウエーハＷの吸引保持をできなくすることができ、よって、ウエーハＷが位置ずれを起こした場合には吸着エラーを生じさせることができ、ウエーハＷが位置ずれを起こしたままでの洗浄動作への移行が未然に防止される。よって、回転テーブル２０が回転することで保持状態の不完全なウエーハＷが飛んでしまい、破損してしまうような不具合を解消することができる。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、フレーム保持部２６の振り子２８１に対応する位置の下面に固定されて重り部２８１ｂの内周面側に干渉するピンからなる規制部３３を備えるようにしたが、このような構成に限らず、各種構成を採り得る。例えば、図７に示すように、振り子２８１自身において重り部２８２ｂの内周面側部分を、初期状態においてフレーム保持部２６の下面側に干渉するように突出形状に形成することで規制部３７を構成してもよい。

本発明の実施の形態の回転テーブルを含む洗浄装置を搭載した切削装置の構成例を示す外観斜視図である。切削装置に搭載された洗浄装置の一部を切り欠いて示す斜視図である。回転テーブルをウエーハ搬入・搬出位置に位置付けた状態を断面図的に示す説明図である。回転テーブルを作業位置に位置付けた状態を断面図的に示す概略制御系構成を含む説明図である。正常時の振り子付近を拡大してその動作を示す断面図である。ウエーハが位置ずれして載置される場合の振り子付近を拡大してその動作を示す断面図である。規制部の変形構成例を示す断面図である。ウエーハが位置ずれして載置される場合の従来例方式による振り子付近を拡大してその動作を示す断面図である。

符号の説明

２洗浄装置
２０回転テーブル
２１洗浄流体供給ノズル
２４駆動源
２６フレーム保持部
２７ウエーハ領域保持部
３３規制部
３４圧力センサ
３５判定手段
３７規制部
２８１振り子
２８１ａ押さえ部
２８１ｂ重り部
Ｆフレーム
Ｔテープ
Ｗウエーハ

Claims

テープを介してフレームと一体となったウエーハを保持して回転可能な回転テーブルであって、
前記フレームを保持するフレーム保持部と、負圧源に連結されてウエーハ領域を負圧により吸引保持するウエーハ領域保持部と、前記フレーム保持部の外周部に回動自在に軸支され、当該回転テーブルの回転によって生ずる遠心力で外周側に揺動する重り部と該重り部の外周側への揺動に追従して内周側に揺動し前記フレームを前記フレーム保持部とで挟持する押さえ部とを有する振り子と、前記押さえ部が初期状態から外周側へ揺動しないように前記振り子の揺動を規制する規制部と、を備える回転テーブルと、
該回転テーブルを回転させる駆動源と、
前記回転テーブルに保持されたウエーハに洗浄流体を供給する洗浄流体供給ノズルと、
前記ウエーハ領域保持部に作用する負圧を検知する圧力センサと、
該圧力センサで検知された負圧値が所定の閾値以下の場合にエラーと判定する判定手段と、
を備え、該判定手段によりエラーと判定された場合に洗浄動作を停止させるようにしているとともに、
前記フレームと一体となったウエーハに位置ずれが生じて前記回転テーブル上に載置された際に、前記フレームが前記押さえ部の先端部に載るように、前記初期状態では、前記押さえ部の先端部の高さ位置は前記フレーム保持部の表面よりも上方に突出した位置となるように設定されていることを特徴とする洗浄装置。