JP6093638B2

JP6093638B2 - 洗浄装置

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Publication number: JP6093638B2
Application number: JP2013093519A
Authority: JP
Inventors: 武知高谷
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2033-04-26
Also published as: JP2014216520A

Description

本発明は、被加工物に洗浄を施す洗浄装置に関する。

板状ワークを切削加工もしくは研削加工する加工装置においては、板状ワークを加工する際に切削屑もしくは研削屑（加工屑）が発生する。板状ワークが半導体ウエーハである場合、加工屑が板状ワークに付着するとデバイスに悪影響を及ぼす可能性がある。そのため、板状ワークを切削加工もしくは研削加工した後は、洗浄装置に加工後の板状ワークを搬送し洗浄を行っている。

洗浄装置としては、例えば、板状ワークを保持し回転可能なスピンナーテーブルと、板状ワークに対して洗浄液を噴きつけるノズルと、を少なくとも備えている洗浄装置がある。このような洗浄装置において加工屑が付着した板状ワークを洗浄する際には、加工した直後の板状ワークをスピンナーテーブルに保持させるとともにスピンナーテーブルを回転させ、板状ワークに向けてノズルから洗浄液を噴きつけることにより、洗浄液とともに加工屑を吹き飛ばす方法を使用している（例えば、下記の特許文献１乃至特許文献３を参照）。

特開平０７−２１１６８５号公報特開２００６−１２８３５９号公報特開２０１０−１２３８５８号公報

しかし、上記のようにノズルから洗浄液を板状ワークに噴きつけて洗浄する場合、洗浄液が強く噴きつけられる部分と弱く噴きつけられる部分とによって洗浄斑が発生することがある。したがって、板状ワークの被洗浄面の全域を綺麗に洗浄するためには、何度も板状ワークに洗浄液を噴きつける必要があるという問題がある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、板状ワークの被洗浄面を効率よく綺麗に洗浄できるようにすることに発明の解決すべき課題を有している。

本発明は、中央に開口部を備えるリンク状のリングフレームに貼着され該開口部から露出した粘着シートに粘着面に板状ワークを貼着することにより形成されたワークセットと、該ワークセットを保持する保持手段と、該保持手段が保持する該ワークセットに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、該保持手段を回転させる回転駆動手段と、を少なくとも備える洗浄装置であって、該保持手段は、該リングフレームを支持する支持手段と、該支持手段を昇降させる昇降手段と、保持面で該ワークセットの中央部分を吸引保持する保持テーブルと、を少なくとも備え、該ワークセットの該粘着シートの非粘着面を該保持テーブルで吸引保持するとともに該昇降手段によって該支持手段を上昇させることにより該リングフレームに貼着した該粘着シートをすり鉢形状に形成し、該洗浄液供給手段によって該すり鉢形状の内側に洗浄液を供給することにより該すり鉢形状の内側に溜められた洗浄液中に板状ワークを水没させて洗浄する。

さらに、本発明は、超音波振動を発生させる超音波発生手段を含んで構成され、該超音波発生手段は、超音波振動を発振させる超音波発振部と、該超音波発振部を粘着シートで形成されるすり鉢形状の内側に溜められた洗浄液に対し着水及び離水させる移動部とを備え、該超音波発生手段で該すり鉢形状の内側に溜められた該洗浄液に超音波振動を伝播させ板状ワークを洗浄することを特徴としている。

本発明にかかる洗浄装置の保持手段は、ワークセットを吸引保持する保持テーブルと、リングフレームを支持する支持手段と、支持手段を昇降させる昇降手段と、保持手段が保持するワークセットに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、を少なくとも備えているため、昇降手段によってリングフレームを支持する支持手段が上昇することによりすり鉢形状に粘着シートを形成し、その内側に洗浄液供給手段から供給される洗浄液を溜めて板状ワークを水没させることができる。
したがって、板状ワークの上面に付着した加工屑を洗浄液中に浮き上がらせることができ、板状ワークの上面に何度も洗浄液を噴きつけて洗浄する必要がなくなる。これにより、板状ワークの上面に洗浄斑を発生させることなく効率よく綺麗に洗浄することができる。

さらに、洗浄装置は、超音波振動を発生させる超音波発生手段を含んで構成されているため、移動部が下降することにより、すり鉢形状の粘着シートの内側に溜められた洗浄液に超音波発振部を着水させ、超音波振動を超音波発振部から洗浄液に伝播させる。その結果、超音波振動の作用により板状ワークの上面に付着した加工屑が浮き上がりやすくなり、より効果的に板状ワークの洗浄を行うことができる。

洗浄装置の構成を示す斜視図である。洗浄装置の構成を示す断面図である。ワークセット保持工程を示す断面図である。洗浄液供給工程を示す断面図である。洗浄工程を示す断面図である。純水洗浄工程を示す断面図である。乾燥工程を示す断面図である。超音波洗浄工程を示す断面図である。

図１に示す洗浄装置１は、被加工物を保持する保持手段１０と、保持手段１０を回転させる回転駆動手段２０と、保持手段１０が保持する被加工物に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル３０と、を少なくとも備えている。

保持手段１０は、被加工物の面積以下の面積を有する面で被加工物を吸引保持する保持テーブル１１を備えている。図１及び図２に示すように、保持テーブル１１は、保持面１１ａを備えており、保持面１１ａの内側には、吸引源に接続された複数の吸引口１２が形成されている。保持テーブル１１は、軸部１３によって支持されている。保持面１１ａは、被加工物よりも小さい面積を有することが望ましい。

保持手段１０は、被加工物のハンドリングを容易にするリング状のリングフレーム４を支持する支持手段１４と、支持手段１４を昇降させる昇降手段１５とを備えており、支持手段１４及び昇降手段１５は、保持テーブル１１の周りに複数配設されている。

図１及び図２に示すように、支持手段１４は、リングフレーム４を押さえるフレーム保持部１４ａと、リングフレーム４を載置させるフレーム載置部１４ｂとにより少なくとも構成されており、リングフレーム４の上部を押さえて固定することができる。昇降手段１５は、シリンダ１５ａと、フレーム載置部１４ｂの下部に連結されたピストン１５ｂとにより少なくとも構成されており、ピストン１５ｂがシリンダ１５ａ内を上下方向に移動することによって支持手段１４を同一方向に昇降させることができる。

このように構成される保持手段１０は、回転部２１によって支持されている。回転部２１は、回転駆動手段２０に接続されており、回転駆動手段２０の作動により回転部２１が回転し、保持手段１０を所定速度で回転させることができる。

図１及び図２に示すように、洗浄装置１は、保持手段１０を囲繞して洗浄液などの飛散を防止するカバー部４０を備えている。カバー部４０には、洗浄液などを受け止める水受け部４０ａが形成されており、水受け部４０ａには図示しない排水口が形成されている。カバー部４０の水受け部４０ａには、洗浄液の供給手段となる洗浄液供給ノズル３０と、純水の供給手段となる純水供給ノズル３２と、圧縮エアーの供給手段となるエアー供給ノズル３４とがそれぞれ回転部２１の周方向に沿って立設されている。洗浄液供給ノズル３０は洗浄液供給源３１に接続され、純水供給ノズル３２は純水供給源３３に接続され、エアー供給ノズル３４は圧縮エアー供給源３５に接続されている。

図２に示すように、洗浄装置１は、被加工物に対する洗浄効果を高める超音波振動を発生させる超音波発生手段５０を含んで構成されている。超音波発生手段５０は、超音波を発振させる電力を供給する電力供給源５１と、電力供給源５１から供給される電力によって超音波を発振する超音波発振部５２と、超音波発振部５２を少なくとも上下方向に移動させる移動部５３とを備えている。

次に、洗浄装置１による被加工物の洗浄について説明する。図１に示す板状ワーク２は、被加工物の一例であって特に限定されるものではない。板状ワーク２を加工する際には、中央部に開口部を備えるリング状のリングフレーム４の下部に粘着シート３を貼着し、リングフレーム４の開口部から露出した粘着シート３の粘着面に板状ワーク２を貼着することによりワークセット５を形成する。

（１）ワークセット保持工程
ワークセット５を研削装置や切削装置等で加工した後、板状ワーク２の上面に付着した加工屑を除去するため、ワークセット５を洗浄装置１に搬送する。具体的には、図３に示すように、ワークセット５を構成する粘着シート３の非粘着面を下側に向けて、リングフレーム４に貼着された粘着シート３の周縁部をフレーム載置部１４ｂに載置するとともに板状ワーク２の下面に貼着された粘着シート３の中央部を保持面１１ａに載置する。

吸引源が作動することにより保持面１１ａにおいてワークセット５の中央部を吸引保持する。次いで、支持手段１４のフレーム保持部１４ａによってリングフレーム４の上部を押さえてワークセット５が動かないように固定する。

（２）洗浄液供給工程
ワークセット保持工程を実施した後、図４に示すように、昇降手段１５が作動することにより、シリンダ１５ａの内部をピストン１５ｂが上昇し、リングフレーム４を支持する支持手段１４を上昇させる。これにより、リングフレーム４に貼着した粘着シート３の周縁部を鉛直方向に引き伸ばし、粘着テープ３をすり鉢形状に形成する。その結果、すり鉢形状の粘着シート３の内側には窪みが形成される。

図４に示すように、洗浄液供給ノズル３０がすり鉢形状の粘着シート３の上方に移動し、洗浄液供給源３１の作動により、洗浄液供給ノズル３０から洗浄液６を粘着シート３の窪みに向けて供給する。そして、粘着シート３の窪みに洗浄液６を溜めて液体層７を形成し、液体層７の中に板状ワーク２を水没させる。このように板状ワーク２が液体層７に水没すると、板状ワーク２の上面に付着していた加工屑が浮き上がる。

洗浄液６は、特に限定されるものではないが、例えばアルコールや純水を使用することができる。なお、板状ワーク２に付着した加工屑をより浮上させるためには、アルコールを使用することが望ましい。

（３）洗浄工程
洗浄液供給工程を実施した後、図５に示すように、板状ワーク２の洗浄効果をより良好なものにするため、板状ワーク２の上面をさらに洗浄する。まず、昇降手段１５が作動することにより、シリンダ１５ａの内部をピストン１５ｂが下降し、リングフレーム４を支持する支持手段１４を下降させる。これにより、図４に示したすり鉢形状の粘着シート３の窪みに溜められた洗浄液を浮上した加工屑とともに水受け部４０ａに流し、水受け部４０ａの排水口から外部へ排水する。

その後、回転駆動手段２０によって保持手段１０を例えば矢印Ａ方向に回転させながら、洗浄液供給ノズル３０から板状ワーク２の上面に向けて洗浄液６ａを噴射し、板状ワーク２の上面を洗浄する。このようにして板状ワーク２の上面に付着した加工屑を除去する。なお、洗浄液６は、上記洗浄液供給工程で使用したものと同様のものを使用することが望ましい。

（４）純水洗浄工程
洗浄工程を実施した後、図６に示すように、回転駆動手段２０によって保持手段１０を例えば矢印Ａ方向に回転させるとともに、純水供給源３３の作動により純水供給ノズル３２から純水を板状ワーク２の上面に向けて供給し、板状ワーク２の上面を洗浄する。なお、洗浄液供給工程の後、洗浄工程を実施せずに純水洗浄工程を実施してもよい。

（５）乾燥工程
純水洗浄工程を実施した後、図７に示すように、回転駆動手段２０によって保持手段１０を例えば矢印Ａ方向に回転させるとともに、圧縮エアー供給源３５の作動によりエアー供給ノズル３４から圧縮エアーを板状ワーク２の上面に向けて供給する。そして、圧縮エアーが板状ワーク２の上面に付着した液体を吹き飛ばして板状ワーク２の上面を乾燥させる。このようにして、板状ワーク２に対する一連の洗浄工程が終了する。

（６）超音波洗浄工程
次に、超音波振動を利用して板状ワーク２を洗浄する場合について説明する。上記ワークセット保持工程及び上記洗浄液供給工程を実施した後、図８に示すように、超音波発生手段５０による超音波洗浄を実施する。超音波発生手段５０は、移動部５３が鉛直方向に下降することにより、すり鉢形状の粘着シート３の窪みに溜められた液体層７に超音波発振部５２を着水させる。

電力供給源５１の作動により、超音波振動を超音波発振部５２から液体層７に伝播させる。その結果、液体層７に伝播された超音波振動の作用により板状ワーク２の上面に付着した加工屑がより浮き上がりやすくなり洗浄効果をより高めることが可能となる。そして、所定時間超音波洗浄を行った後、移動部５３が上昇し液体層７から超音波発振部５２を離水させる。

超音波洗浄工程を実施した後は、上記洗浄工程、上記純水洗浄工程及び上記乾燥工程を順次実施する。また、上記洗浄工程を実施せずに上記純水洗浄工程を実施してもよい。

以上のように、洗浄装置１の保持手段１０は、ワークセット５を吸引保持する保持テーブル１１と、リングフレーム４を支持する支持手段１４と、支持手段１４を昇降させる昇降手段１５と、を少なくとも備えているため、昇降手段１５によってリングフレーム４を支持する支持手段１４が上昇することによりすり鉢形状に粘着シート３を形成し、その内側に洗浄液供給ノズル３０から洗浄液６を供給して液体層７を形成し、板状ワーク２を水没させることができる。したがって、板状ワーク２の上面に付着した加工屑を洗浄液６の液体層７中に浮き上がらせることができ、板状ワーク２の上面に何度も洗浄液を噴きつけて洗浄する必要がなくなる。このため、板状ワーク２の上面に洗浄斑を発生させることなく効率よく綺麗に洗浄することが可能となる。

また、洗浄装置１には、超音波振動を発生させる超音波発生手段５０を含んで構成されているため、移動部５３で超音波発振部５２が下降することにより、すり鉢形状の粘着シート３の内側に溜められた液体層７に超音波発振部５２を着水させ、電力供給源５１の作動により超音波振動を超音波発振部５２から液体層７に伝播させることができる。その結果、液体層７に伝播された超音波振動の作用により板状ワーク２の上面に付着した加工屑が浮き上がりやすくなるため、より効果的に板状ワーク２の洗浄を行うことができる。

１：洗浄装置２：板状ワーク３：粘着シート４：リングフレーム
５：ワークセット６，６ａ：洗浄液７：液体層
１０：保持手段１１：保持テーブル１１ａ：保持面１２：吸引口１３：軸部
１４：支持手段１４ａ：フレーム保持部１４ｂ：フレーム載置部１５：昇降手段
１５ａ：シリンダ１５ｂ：ピストン２０：回転駆動手段２１：回転部
３０：洗浄液供給ノズル３１：洗浄液供給源３２：純水供給ノズル
３３：純水供給源３４：エアー供給ノズル３５：圧縮エアー供給源
４０：カバー部５０：超音波発生手段５１：電力供給源５２：超音波発振部
５３：移動部

Claims

中央に開口部を備えるリンク状のリングフレームに貼着され該開口部から露出した粘着シートの粘着面に板状ワークを貼着することにより形成されたワークセットと、該ワークセットを保持する保持手段と、該保持手段が保持する該ワークセットに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、該保持手段を回転させる回転駆動手段と、を少なくとも備える洗浄装置であって、
該保持手段は、該リングフレームを支持する支持手段と、
該支持手段を昇降させる昇降手段と、
該ワークセットの中央部分を吸引保持する保持面を有する保持テーブルと、を少なくとも備え、
該ワークセットの該粘着シートの非粘着面を該保持テーブルで吸引保持するとともに該昇降手段によって該支持手段を上昇させることにより該リングフレームに貼着した該粘着シートをすり鉢形状に形成し、該洗浄液供給手段によって該すり鉢形状の内側に洗浄液を供給することにより該すり鉢形状の内側に溜められた洗浄液中に板状ワークを水没させて洗浄する洗浄装置。
超音波振動を発生させる超音波発生手段を含んで構成され、
該超音波発生手段は、超音波振動発振する超音波発振部と、
該超音波発振部を前記粘着シートで形成されるすり鉢形状の内側に溜められた洗浄液に対し着水及び離水させる移動部とを備え、
該超音波発生手段で該すり鉢形状の内側に溜められた該洗浄液に超音波振動を伝播させ板状ワークを洗浄することを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。