JP6205182B2 - スピンナーユニット及び研削洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、板状ワークを洗浄するスピンナーユニット及び板状ワークを研削して洗浄する研削洗浄方法に関する。

板状ワークを研削する研削装置には、研削した板状ワークを洗浄するスピンナーユニットを備えるものがある。スピンナーユニットは、板状ワークを保持し、回転させながら、板状ワークに洗浄液を噴射することにより、板状ワークを洗浄する構成となっている。

スピンナーユニットにおいて板状ワークを保持する方式には、板状ワークを吸引保持テーブルに載置して下面を吸引して保持する方式と、特許文献１に記載された発明のように、板状ワークの外周縁をクランプして把持する方式とがある。

インゴットから切り出されたウェーハの上下両面を研削装置で研削することによりウェーハのうねりを除去するうねり除去研削においては、特許文献２に記載されているように、ウェーハの第１の面に樹脂を塗布してうねりを吸収した状態で第２の面を研削し、その後、塗布された樹脂を剥離して、第１の面を研削している。

特開平１１−３１６４３号公報 特開２０１１−２４９６５２号公報

しかし、板状ワークを吸引保持テーブルで吸引して保持すると、吸引保持テーブルに保持された側の面を洗浄することができない。
一方、第１の面に樹脂が塗布されて研削されたウェーハを洗浄する場合、塗布された樹脂が外周縁に付着しているために、ウェーハの外周縁をクランプして把持することが困難な場合がある。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、第１の面に樹脂が塗布された状態の板状ワークと、樹脂が剥離された状態の板状ワークとの双方を、確実に保持し洗浄することを目的とする。

本発明に係るスピンナーユニットは、板状ワークを保持して回転させる保持手段と、該保持手段によって保持され回転している板状ワークを洗浄する洗浄手段と、を備え、該洗浄手段は、該板状ワークに洗浄液を噴射する洗浄ノズルと、該洗浄ノズルに該洗浄液を供給する供給部と、を有し、該保持手段は、載置された板状ワークの下面を吸引して保持する吸引保持テーブルと、板状ワークの下面が該吸引保持テーブルに接触しない状態で、該板状ワークの外周縁を把持して保持するエッジクランプ部と、を有し、該保持手段は、載置された板状ワークを保持する保持板と、該保持板に設けられ洗浄液を噴出する噴出口とを備え、該エッジクランプ部は、回動可能な複数のクランプアームを備え、該クランプアームは、板状ワークの外周縁に接触させて板状ワークを保持する保持端を備え、板状ワークが該保持端によって把持された状態では、該洗浄ノズルから噴出される洗浄液によって板状ワークの上面を洗浄するとともに、該噴出口から噴出される洗浄液によって板状ワークの下面を洗浄することを可能とする。

本発明に係る研削洗浄方法は、該研削保持手段に保持される板状ワークを研削する研削手段と、上記スピンナーユニットと、を有する研削装置を用いて板状ワークを研削して洗浄する研削洗浄方法であって、板状ワークの第１の面に樹脂を塗布して硬化させる樹脂塗布工程と、該樹脂塗布工程で樹脂が塗布された板状ワークの第１の面側を研削保持手段で保持し、該板状ワークの第２の面を研削手段で研削する第１の研削工程と、該第１の研削工程で第２の面が研削された板状ワークの第１の面側を該吸引保持テーブルで保持し、該板状ワークの第２の面を該洗浄手段の該洗浄ノズルから噴出される洗浄液によって洗浄する第１の洗浄工程と、該第１の洗浄工程で第２の面が洗浄された板状ワークの第１の面から、塗布された樹脂を剥離する樹脂剥離工程と、該樹脂剥離工程で樹脂が剥離された板状ワークの第２の面を該研削保持手段で保持し、該板状ワークの第１の面を該研削手段で研削する第２の研削工程と、該第２の研削工程で第１の面が研削された板状ワークを該エッジクランプ部の該保持端によって保持し、該板状ワークの第１の面を該洗浄手段の該洗浄ノズルから噴出される洗浄液によって洗浄するとともに該噴出口から噴出される洗浄液によって該板状ワークの第２の面を洗浄する第２の洗浄工程と、を備える。

本発明に係るスピンナーユニットでは、保持手段が、載置された板状ワークの下面を吸引して保持する吸引保持テーブルと、板状ワークの下面が吸引保持テーブルに接触しない状態で板状ワークの外周縁を把持して保持するエッジクランプ部とを有するため、第１の面に樹脂が塗布された板状ワークを洗浄する場合には、吸引保持テーブルで板状ワークを保持すれば、塗布された樹脂が板状ワークの外周縁に付着していても、板状ワークを確実に保持し洗浄することができる。また、樹脂が剥離された板状ワークを洗浄する場合には、エッジクランプ部で板状ワークを保持すれば、板状ワークの両面を同時に洗浄することができる。

本発明に係る研削洗浄方法によれば、板状ワークの第１の面に樹脂を塗布して第２の面を研削し、研削した板状ワークを吸引保持テーブルで保持して第２の面を洗浄するので、塗布された樹脂が板状ワークの外周縁に付着していても、板状ワークを容易に保持し洗浄することができる。また、板状ワークに塗布された樹脂を剥離して第１の面を研削し、研削した板状ワークをエッジクランプ部で保持して洗浄するので、板状ワークの両面を洗浄することができる。これにより、板状ワークのうねりを除去し、洗浄することができる。

スピンナーユニットを示す側面視断面図。 研削洗浄方法を示すフローチャート。 樹脂塗布工程を示す側面視断面図。 第１の研削工程を示す側面視断面図。 第１の洗浄工程を示す側面視断面図。 樹脂剥離工程を示す側面視断面図。 第２の研削工程を示す側面視断面図。 第２の洗浄工程を示す側面視断面図。

図１に示すスピンナーユニット１０は、板状ワークの下面を吸引保持する吸引保持テーブル１１と、板状ワークの外周縁を把持して保持するエッジクランプ部１２と、吸引保持テーブル１１及びエッジクランプ部１２を回転させる回転モータ１３と、吸引保持テーブル１１またはエッジクランプ部１２に保持され回転している板状ワークに向けて洗浄液を噴出して洗浄する洗浄手段１４と、洗浄液の飛散を防止する飛散防止カバー１０１とを備えている。吸引保持テーブル１１及びエッジクランプ部１２及び回転モータ１３は、板状ワークを保持して回転させる保持手段である。

吸引保持テーブル１１は、多孔質材料で形成された保持板１１１に板状ワークを載置し、吸引源接続口１１３に接続された吸引源が吸引することにより、保持板１１１に載置された板状ワークを保持する。保持板１１１には、洗浄液受入口１１４から供給される洗浄液を噴出する噴出口１１２が設けられている。

エッジクランプ部１２は、板状ワークの外周縁を囲むように配置された複数のクランプアーム１２１と、クランプアーム１２１を回動可能に支持する支持部１２６とを備えている。

各クランプアーム１２１は、水平方向の回転軸を有する軸部１２５に係合し、軸部１２５を中心として回動可能となっており、その上端には、板状ワークをクランプする保持端１２１ａが形成されている。

各クランプアーム１２１のうち、軸部１２５に係合する部分の下方は、一端が支持部１２６に固定されたばね１２３によって外周側に付勢されている。また、クランプアーム１２１のうち、ばね１２３によって付勢された部分の下方には、シリンダ１２２内の空気圧によって摺動するピストン１２４が、係合部１２４ａにおいて水平方向の回転軸を中心として回動可能に連結されている。シリンダ１２２は、係合部１２２ａにおいて、支持部１２６に対して水平軸を中心として回動可能に連結されている。

各クランプアーム１２１には、湾曲した案内溝１２１ｂが形成されており、この案内溝１２１ｂには、係合部１２４ａと同一方向の軸を有する摺動軸１２７が、エッジクランプ部１２の回転中心に対して近づく方向と離れる方向とに摺動可能に係合している。

回転モータ１３は、エンコーダプラグ１３２に接続された制御部（不図示）から送られる制御信号にしたがって、電源プラグ１３１に接続された電源（不図示）から供給される電力を動力源として、吸引保持テーブル１１とエッジクランプ部１２とを回転させる。

洗浄手段１４は、吸引保持テーブル１１またはエッジクランプ部１２が保持した板状ワークに対して洗浄液を噴射する洗浄ノズル１４２と、洗浄ノズル１４２に対して洗浄液を供給する供給部１４１とを有する。

図２に示す研削洗浄方法２０は、上述したスピンナーユニット１０を有する研削装置が、板状ワークを研削して洗浄する方法であり、板状ワークの第１の面に樹脂を塗布して硬化させる樹脂塗布工程２１と、板状ワークの第２の面を研削する第１の研削工程２２と、板状ワークの第２の面を洗浄する第１の洗浄工程２３と、板状ワークから樹脂を剥離する樹脂剥離工程２４と、板状ワークの第１の面を研削する第２の研削工程２５と、板状ワークの両面を洗浄する第２の洗浄工程２６とを備える。
以下、各工程について詳しく説明する。

（１）樹脂塗布工程
図３に示す樹脂塗布工程２１においては、板状ワーク３０の第１の面３１に樹脂４１を塗布して、第１の面３１のうねりを吸収させる。
板状ワーク３０は、例えばインゴットから切り出されたウェーハであり、両方の面３１，３２にうねり（凹凸）がある。第１の面３１に樹脂を塗布し、平らなフィルム４２の上で硬化させることにより、第１の面３１の側を平らにする。

（２）第１の研削工程
図４に示す第１の研削工程２２においては、樹脂塗布工程２１で樹脂４１が塗布された板状ワーク３０を保持し、第２の面３２を研削する。
研削装置は、板状ワーク３０を搬送する搬送手段（不図示）と、板状ワーク３０を保持する研削保持手段５０と、板状ワーク３０を研削する研削手段６０とを有する。搬送手段は、板状ワーク３０を搬送して、研削保持手段５０の保持部５１に載置する。研削保持手段５０は、多孔質材料で形成された保持部５１の上に載置された板状ワーク３０を、吸引源（不図示）が吸引することにより、保持部５１に載置された板状ワーク３０を保持する。板状ワーク３０は、樹脂４１が塗布されたことによりうねりが吸収された第１の面３１の側を下にして、保持部５１の上に載置され、吸引保持される。研削保持手段５０は、保持している板状ワーク３０とともに回転し、研削手段６０は、回転軸６２の先端に装着された研削ホイール６８を回転させ、研削保持手段５０に保持され回転している板状ワーク３０の上側に露出した第２の面３２に研削ホイール６８の研削砥石６９を接触させ、第２の面３２を研削する。これにより、第２の面３２のうねりが除去されて、第２の面３２が平らに加工される。

（３）第１の洗浄工程
図５に示す第１の洗浄工程２３においては、第１の研削工程２２で第２の面３２が研削された板状ワーク３０を保持し、第２の面３２を洗浄する。
第２の面３２の洗浄前に、搬送手段（不図示）は、第１の研削工程２２が終了した板状ワーク３０を、研削保持手段５０から搬送し、スピンナーユニット１０の吸引保持テーブル１１の上に載置する。このとき、エッジクランプ部１２は、ピストン１２４をエッジクランプ部１２の回転中心に向けて摺動させることによりクランプアーム１２１を軸部１２５を中心として回動させ、係合部１２２ａを中心としてシリンダ１２２を回動させて、クランプアーム１２１の上端の保持端１２１ａを外側に開いた状態とすることで、クランプアーム１２１が邪魔にならないようにして吸引保持テーブル１１に板状ワークを載置する。

板状ワーク３０は、樹脂４１が塗布されている第１の面３１の側を下にして、吸引保持テーブル１１の上に載置され、吸引保持される。そして、回転モータ１３が吸引保持テーブル１１及びエッジクランプ部１２を回転させることにより、吸引保持テーブル１１に保持された板状ワーク３０が回転し、供給部１４１から供給された洗浄液を洗浄ノズル１４２が板状ワーク３０の上側に露出した第２の面３２に噴射することにより、板状ワーク３０の第２の面３２を洗浄する。第１の研削工程の直後に第１の洗浄工程を実施することにより、研削屑が乾いて板状ワーク３０の第２の面３２から取れにくくなるのを防止することができる。

（４）樹脂剥離工程
図６に示す樹脂剥離工程２４においては、第１の洗浄工程２３で第２の面３２が洗浄された板状ワーク３０から、樹脂４１及びフィルム４２を剥離する。
搬送手段（不図示）は、第１の洗浄工程２３が終わった板状ワーク３０を裏返し、樹脂４１が塗布された第１の面３１の側を上にする。そして、剥離装置を構成する剥離手段７０がフィルム４２を把持して板状ワーク３０から剥離することにより、フィルム４２とともに樹脂４１も板状ワーク３０から剥離される。これにより、板状ワーク３０の第１の面３１が露出する。樹脂剥離工程の前に、第１の洗浄工程によって第２の面３２が洗浄されているため、樹脂４１及びフィルム４２の剥離時に板状ワーク３０の第２の面３２を吸引保持する吸引保持テーブル（不図示）を汚すことがない。

（５）第２の研削工程
図７に示す第２の研削工程２５においては、樹脂剥離工程２４で樹脂４１が剥離された板状ワーク３０を保持し、第１の面３１を研削する。
搬送手段（不図示）は、樹脂剥離工程２４が終わった板状ワーク３０を搬送し、再び研削保持手段５０の保持部５１に載置する。板状ワーク３０は、第１の研削工程２２でうねりが除去されて平らになった第２の面３２の側を下にして、保持部５１の上に載置され、研削保持手段５０に吸引保持される。研削保持手段５０が、保持している板状ワーク３０とともに回転し、研削手段６０が、研削ホイール６８を回転させ、研削保持手段５０に保持され回転している板状ワーク３０の上側に露出した第１の面３１に、研削砥石６９を接触させ、第１の面３１を研削する。これにより、第１の面３１のうねりが除去されて、第１の面３１が平らになる。

（６）第２の洗浄工程
図８に示す第２の洗浄工程２６においては、第２の研削工程２５で第１の面３１が研削された板状ワーク３０を保持し、洗浄する。
搬送手段（不図示）は、第２の研削工程２５が終わった板状ワーク３０を、研削保持手段５０から再びスピンナーユニット１０に搬送する。エッジクランプ部１２は、ピストン１２４をエッジクランプ部１２の回転中心から離れる方向に向けて摺動させることでクランプアーム１２１の下部を外周側に押す。また、ばね１２３によって当該下部の上方も同方向に押され、クランプアーム１２１が軸部１２５を中心として回転することにより、各クランプアーム１２１の上端の保持端１２１ａが内周側に押され、保持端１２１ａが板状ワークを把持する。このようにしてエッジクランプ部１２によって板状ワーク３０を保持した場合、板状ワーク３０は、吸引保持テーブル１１よりも高い位置で保持されるので、板状ワーク３０の下面３２は、吸引保持テーブル１１に接触しない。これにより、噴出口１１２から噴出される洗浄液を板状ワークの下面に噴きかけて、洗浄することが可能となる。

板状ワーク３０は、まだ洗浄されていない第１の面３１の側を上にし、下側になった第２の面３２が吸引保持テーブル１１から離れた状態で、エッジクランプ部１２に保持される。そして、回転モータ１３が吸引保持テーブル１１及びエッジクランプ部１２を回転させることにより、エッジクランプ部１２に保持された板状ワーク３０が回転し、これとともに、供給部１４１から供給された洗浄液を洗浄ノズル１４２が板状ワーク３０の上側に露出した第１の面３１に噴射することにより、板状ワーク３０の第１の面３１を洗浄する。また、これと同時に、吸引保持テーブル１１の噴出口１１２から洗浄液を噴出し、板状ワーク３０の第２の面３２を再び洗浄する。これにより、第１の面３１を洗浄した洗浄液が、第２の面３２や、吸引保持テーブル１１を汚すのを防ぐことができる。

このように、第１の面３１に樹脂４１を塗布して第２の面３２を研削した板状ワーク３０を洗浄する場合には、第１の面３１の側を下にして吸引保持テーブル１１で吸引保持するので、板状ワーク３０の外周縁に樹脂４１が付着していても、板状ワーク３０を確実に保持し、第２の面３２を洗浄することができる。

また、第２の面３２を洗浄してから、第２の研削工程２５を実行するので、第２の面３２と研削保持手段５０との間に研削屑などの異物が挟まるのを防ぐことができる。これにより、第１の面３１のうねりを確実に除去することができる。

樹脂４１を剥離して第１の面３１を研削した板状ワーク３０を洗浄する場合には、エッジクランプ部１２で板状ワーク３０の外周縁を把持するので、第１の面３１と第２の面３２との両方を同時に洗浄することができる。これにより、研削保持手段５０の保持部５１に残っていた研削屑が、第２の研削工程２５で第２の面３２に付着した場合であっても、付着した研削屑を除去することができる。第１の面３１だけを洗浄する場合と異なり、第１の面３１を洗浄した洗浄液が第２の面３２に付着するのを防ぐことができる。

なお、第２の面３２側を下に向けて洗浄するので、吸引保持テーブル１１にかかる洗浄液は、第２の面３２を洗浄した洗浄液である。第２の面３２は、第１の洗浄工程２３で洗浄済なので、第２の面３２を洗浄した洗浄液には、加工屑などの異物がほとんど含まれないから、吸引保持テーブル１１が汚れるのを防ぐことができる。

以上説明した実施形態は、一例であり、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、吸引保持テーブル１１は、噴出口１１２を有さず、多孔質材料で形成された保持面１１１から洗浄液を噴出する構成であってもよい。また、スピンナーユニット１０は、単体の装置として存在してもよいし、研削装置以外の装置に搭載されてもよい。

１０ スピンナーユニット、１０１ 飛散防止カバー、
１１ 吸引保持テーブル、１１１，５１ 保持面、１１２ 噴出口、
１１３ 吸引源接続口、１１４ 洗浄液受入口、
１２ エッジクランプ部、１２１ クランプアーム、１２２ シリンダ、１２３ ばね、１２４ ピストン、１２５ 軸部、１２６ 支持部、１２７ 摺動軸
１３ 回転モータ、１３１ 電源プラグ、１３２ エンコーダプラグ、
１４ 洗浄手段、１４１ 供給部、１４２ 洗浄ノズル、
２０ 研削洗浄方法、２１ 樹脂塗布工程、２２ 第１の研削工程、
２３ 第１の洗浄工程、２４ 樹脂剥離工程、２５ 第２の研削工程、
２６ 第２の洗浄工程、
３０ 板状ワーク、３１ 第１の面、３２ 第２の面、
４１ 樹脂、４２ フィルム、
５０ 研削保持手段、５２，６２ 回転軸、６０ 研削手段、６８ 研削ホイール、
６９ 研削砥石、７０ 剥離手段。

Claims (2)

1. 板状ワークを保持して回転させる保持手段と、
   該保持手段によって保持され回転している板状ワークを洗浄する洗浄手段と、を備えたスピンナーユニットであって、
   該洗浄手段は、
   該板状ワークに洗浄液を噴射する洗浄ノズルと、
   該洗浄ノズルに該洗浄液を供給する供給部と、を有し、
   該保持手段は、
   載置された板状ワークの下面を吸引保持する吸引保持テーブルと、
   板状ワークの下面が該吸引保持テーブルに接触しない状態で、該板状ワークの外周縁を把持して保持するエッジクランプ部と、を有し、
   該保持手段は、載置された板状ワークを保持する保持板と、該保持板に設けられ洗浄液を噴出する噴出口とを備え、
   該エッジクランプ部は、回動可能な複数のクランプアームを備え、該クランプアームは、板状ワークの外周縁に接触させて板状ワークを保持する保持端を備え、
   板状ワークが該保持端によって保持された状態では、該洗浄ノズルから噴出される洗浄液によって板状ワークの上面を洗浄するとともに、該噴出口から噴出される洗浄液によって板状ワークの下面を洗浄することを可能とする
   スピンナーユニット。
2. 板状ワークを保持する研削保持手段と、該研削保持手段に保持される板状ワークを研削する研削手段と、請求項１記載のスピンナーユニットと、を有する研削装置を用いて板状ワークを研削して洗浄する研削洗浄方法であって、
   板状ワークの第１の面に樹脂を塗布して硬化させる樹脂塗布工程と、
   該樹脂塗布工程で樹脂が塗布された板状ワークの第１の面側を該研削保持手段で保持し、該板状ワークの第２の面を該研削手段で研削する第１の研削工程と、
   該第１の研削工程で第２の面が研削された板状ワークの第１の面側を該吸引保持テーブルで保持し、該板状ワークの第２の面を該洗浄手段の該洗浄ノズルから噴出される洗浄液によって洗浄する第１の洗浄工程と、
   該第１の洗浄工程で第２の面が洗浄された板状ワークの第１の面から、塗布された樹脂を剥離する樹脂剥離工程と、
   該樹脂剥離工程で樹脂が剥離された板状ワークの第２の面を該研削保持手段で保持し、該板状ワークの第１の面を該研削手段で研削する第２の研削工程と、
   該第２の研削工程で第１の面が研削された板状ワークを該エッジクランプ部の該保持端によって保持し、該板状ワークの第１の面を該洗浄手段の該洗浄ノズルから噴出される洗浄液によって洗浄するとともに該噴出口から噴出される洗浄液によって該板状ワークの第２の面を洗浄する第２の洗浄工程と、を備える、
   研削洗浄方法。

Images