KR20200099097A - 스피너 세정 장치 - Google Patents

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마코토 마에지마
츠요시 오나미
아츠시 나카츠카
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명은, 세정 장치에서, 건조시킨 피세정물을 다시 적시지 않도록 한다.
스피너 세정 장치는, 세정수와 에어의 혼합액을 분사하고 수평 이동 가능한 노즐(60)과, 회전하는 테이블(30)로부터 비산되는 혼합액을 하측으로 흘러가게 하기 위해 테이블(30)을 둘러싸는 비산 방지 커버(5)와, 방지 커버(5)를 승강시키는 수단(16)을 구비한다. 방지 커버(5)는, 테이블(30)을 통과 가능하게 하는 개구(50)로부터 단면이 끝이 펼쳐지는 형상으로 경사지도록 형성된 링형의 위요판(圍繞板)(51)과, 위요판(51)을 둘러싸고 테이블(30) 승강 방향으로 연장되는 측판(52)과, 측판(52)과 위요판(51)을 연접하는 상판(53)을 포함하고, 노즐(60)로부터 에어를 분사시켜 세정 후의 피세정물 외주 가장자리(Wd)를 건조시킬 때, 상판(53) 상면에 고인 물이 튀지 않도록 하기 위해, 에어의 모멘텀이 상판(53) 상면에 고인 물에 작용하지 않도록 하는 비산 방지부(7)를 더 포함하는 스피너 세정 장치(1).

Description

스피너 세정 장치{SPINNER CLEANING APPARATUS}
본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 피세정물을 세정하는 스피너 세정 장치에 관한 것이다.
연삭 지석으로 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 연삭하는 연삭 장치나, 연마 패드로 피가공물을 연마하는 연마 장치는, 가공후의 피가공물을 유지한 스피너 테이블을 고속 회전시켜 피가공물에 세정수를 공급하면서 세정하는 스피너 세정 장치(예컨대 특허문헌 1 참조)를 구비하고 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2014-180739호 공보
피가공물이, 서브스트레이트(지지 기판)에 지지되어 있으면, 서브스트레이트의 외주와 피가공물의 외주 사이에 가공 부스러기가 퇴적되기 때문에, 적극적으로 피가공물의 외주를 세정할 필요가 있다. 그 때문에, 피가공물의 외주에 물과 세정수가 혼합된 이류체를 분사하여 가공 부스러기를 제거하고 있다. 또, 서브스트레이트의 외주와 피가공물의 외주 사이에 가공 부스러기가 퇴적되기 쉬운 이유 중 하나는, 예컨대, 피가공물의 외주 가장자리가 단면이 원호형이 되도록 면취되어 있고, 서브스트레이트와 피가공물의 경계에 웅덩이가 형성되기 때문이다.
그리고, 스피너 세정 장치에서는, 분사한 이류체가 피가공물의 상면에 감겨 올라가 피가공물에 다시 부착하지 않도록 하기 위해, 피가공물을 둘러싸는 사면을 스피너 테이블의 주위에 구비하여, 스피너 테이블의 회전에 의한 원심력을 받은 세정 폐액이 피가공물로부터 외측을 향해 방사되었을 때에, 상기 사면을 타고 내려가 배수 탱크 등에 낙하되어 배수되도록 하고 있다. 즉, 스피너 세정 장치는, 피가공물을 유지하는 스피너 테이블을 둘러싸는 비산 방지 커버를 구비하고 있다.
또한, 이류체에 의한 세정 후에, 서브스트레이트의 외주와 피가공물의 외주의 경계에 물방울이 고이기 쉽기 때문에, 세정된 피가공물의 외주에 에어를 적극적으로 분사하여, 서브스트레이트의 외주와 피가공물의 외주의 경계를 건조시키고 있다.
그러나, 피가공물의 외주 부분을 적극적으로 이류체로 세정하면, 비산 방지 커버의 위에 물웅덩이를 만들어 버리는 경우가 있다. 또한, 피가공물의 외주 부분을 건조시키기 위해, 외주 부분에 분사시킨 에어로 비산 방지 커버의 위에 고여 있던 물을 튀게 하여, 건조된 피가공물을 다시 적셔 버린다고 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 세정 후에 건조시킨 피가공물을 다시 적시지 않도록 할 수 있는 스피너 세정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 피세정물을 유지하는 유지면을 갖는 스피너 테이블과, 상기 스피너 테이블을 회전시키는 회전 수단과, 상기 스피너 테이블에 유지되는 피세정물에 세정수와 에어의 혼합액을 분사하는 세정 노즐과, 상기 세정 노즐을 상기 스피너 테이블의 상측에서 수평 이동시키는 수평 이동 수단과, 상기 세정 노즐로부터 피세정물에 분사된 혼합액에 상기 스피너 테이블이 회전한 것에 의한 원심력이 부여되어 상기 스피너 테이블로부터 방사형으로 비산되는 혼합액을 하측으로 흘러가게 하기 위해 상기 스피너 테이블을 둘러싸는 비산 방지 커버와, 상기 비산 방지 커버를 상기 스피너 테이블을 회전시키는 회전축의 축방향으로 승강시키는 승강 수단을 구비한 스피너 세정 장치로서, 상기 비산 방지 커버는, 상기 스피너 테이블을 통과 가능하게 하는 개구와, 상기 개구로부터 단면이 끝이 펼쳐지는 형상으로 경사지도록 형성된 링형의 위요판(圍繞板)과, 상기 위요판을 둘러싸고 상기 스피너 테이블의 승강 방향으로 연장되는 측판과, 상기 측판과 상기 위요판의 하단부를 연접하는 상판을 구비하고, 상기 개구를 상기 스피너 테이블에 유지된 피세정물의 상면보다 위에 위치 부여하고, 상기 세정 노즐로부터 상기 혼합액을 분사하여 피세정물을 세정한 후, 상기 세정 노즐로부터 에어를 분출시켜 피세정물을 건조시키는 일련의 세정 건조 동작에서, 상기 세정 후, 상기 세정 노즐로부터 에어를 분사시켜 피세정물의 외주 가장자리를 건조시킬 때에, 상기 비산 방지 커버의 상기 상판의 상면에 고인 물이 튀지 않도록 하기 위해, 상기 세정 노즐로부터 분사된 에어의 모멘텀이 상기 상판의 상면에 고인 물에 작용하지 않도록 하는 비산 방지부를 더 구비한, 스피너 세정 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 비산 방지부는, 상기 세정 노즐의 이동 궤적을 따라서 상기 비산 방지 커버의 상기 개구로부터 외주 가장자리를 향해 상기 상판 위에서 연장되어 상기 개구 측이 높고 상기 외주 가장자리 측이 낮은 사면판과, 상기 외주 가장자리에 형성되어 상기 사면판의 하단부 측의 가장자리로부터 물을 낙하시키는 배수구를 포함한다.
대체안으로는, 상기 비산 방지부는, 상기 세정 노즐의 이동 궤적을 따라서 상기 비산 방지 커버의 상기 상판 위에 배치된 다공질 부재로 구성된다.
본 발명의 스피너 세정 장치에 의하면, 에어의 모멘텀을 비산 방지부에서 흡수하여 비산 방지 커버의 상판의 상면에 고인 물이 에어에 의해 튀지 않도록 하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 건조한 피세정물에 에어에 의해 튄 물방울이 재부착되어 버리는 것을 방지할 수 있다.
비산 방지부가, 세정 노즐의 이동 궤적을 따라서 비산 방지 커버의 개구로부터 외주 가장자리를 향해 상판 위에서 연장되어 개구 측이 높고 외주 가장자리 측이 낮은 사면판과, 외주 가장자리에 형성되어 사면판의 하단부 측의 가장자리로부터 물을 낙하시키는 배수구를 포함하는 경우에는, 피세정물의 외주 가장자리를 건조시킬 때에, 세정 노즐로부터 분사된 에어의 모멘텀이 상판의 상면에 고인 물에 작용하지 않도록 함으로써, 상판의 상면에 고인 물이 에어에 의해 튀지 않도록 하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 건조한 피세정물에 에어에 의해 튄 물방울이 재부착되어 버리는 것을 방지할 수 있다.
비산 방지부가, 세정 노즐의 이동 궤적을 따라서 비산 방지 커버의 상판 위에 배치된 다공질 부재로 이루어지는 경우에는, 피세정물의 외주 가장자리를 건조시킬 때에, 세정 노즐로부터 분사된 에어의 모멘텀이 상판의 상면에 고인 물에 작용하지 않도록 함으로써, 상판의 상면에 고인 물이 에어에 의해 튀지 않도록 하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 건조한 피세정물에 에어에 의해 튄 물방울이 재부착되어 버리는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 비산 방지부가 사면판과 배수구를 구비하는 스피너 세정 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2는 비산 방지 커버가 끌어내려진 상태의 스피너 세정 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 3은 비산 방지부가 비산 방지 커버의 상판 위에 배치된 다공질 부재인 스피너 세정 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 4는 비산 방지부가 사면판과 배수구를 구비하는 스피너 세정 장치에서, 세정 노즐로부터 에어를 분사시켜 피세정물의 외주 가장자리를 건조시키고 있는 상태를 설명하는 단면도이다.
도 5는 비산 방지부가 비산 방지 커버의 상판 위에 배치된 다공질 부재인 스피너 세정 장치에서, 세정 노즐로부터 에어를 분사시켜 피세정물의 외주 가장자리를 건조시키고 있는 상태를 설명하는 단면도이다.
도 6은 종래의 스피너 세정 장치에서 세정 노즐로부터 혼합액을 분사하여 피세정물을 세정하고 있는 상태를 설명하는 단면도이다.
도 7은 종래의 스피너 세정 장치에서 에어를 분사시켜 피세정물의 외주 가장자리를 건조시키고 있는 상태를 설명하는 단면도이다.
도 1에 나타내는 스피너 세정 장치(1)는, 피세정물(W)을 유지하는 유지면(300a)을 갖는 스피너 테이블(30)과, 스피너 테이블(30)을 회전시키는 회전 수단(32)과, 스피너 테이블(30)에 유지되는 피세정물(W)에 세정수와 에어의 혼합액(이류체)을 분사하는 세정 노즐(60)과, 세정 노즐(60)을 스피너 테이블(30)의 상측에서 수평 이동시키는 수평 이동 수단(40)과, 세정 노즐(60)로부터 피세정물(W)에 분사된 혼합액에 스피너 테이블(30)이 회전한 것에 의한 원심력이 부여되어 스피너 테이블(30)로부터 방사형으로 비산되는 혼합액을 하측으로 흘러가게 하기 위해 스피너 테이블(30)을 둘러싸는 비산 방지 커버(5)와, 비산 방지 커버(5)를 스피너 테이블(30)을 회전시키는 회전축(320)의 축방향(Z축 방향)으로 승강시키는 승강 수단(16)을 구비하고 있다. 스피너 세정 장치(1)는, 이것 단독으로 이용할 수 있고, 또한, 연삭 장치, 연마 장치, 절삭 장치, 또는 이들 장치의 기능을 복수 갖춘 클러스터형 장치 등에 내장하여 사용할 수도 있다.
피세정물(W)은, 예컨대 소위 접합 웨이퍼이다. 접합 웨이퍼는, 원형의 반도체 웨이퍼(W1)와 대략 동일한 직경의 서브스트레이트(지지 기판)(W2)를 접착제 등으로 접합한 것이며, 반도체 웨이퍼(W1)와 서브스트레이트(W2)와 일체로 취급하여 가공함으로써, 얇은 반도체 웨이퍼(W1)의 핸드링성이 향상되고, 또한, 가공시의 반도체 웨이퍼(W1)의 휘어짐이나 파손을 방지할 수 있게 되는 것이다.
반도체 웨이퍼(W1)는, 예컨대 실리콘 모재 등으로 이루어진 원형의 웨이퍼이며, 도 1에서는 하측을 향해 있는 반도체 웨이퍼(W1)의 표면(Wa)은, 복수의 디바이스가 형성되어 있고, 서브스트레이트(W2)가 접착되어 보호되고 있다. 표면(Wa)과는 반대측의 반도체 웨이퍼(W1)의 이면(Wb)은, 연삭 가공된 면이며, 피세정물(W)의 세정이 되는 상면(Wb)이 된다. 또, 피세정물(W)은 실리콘 이외에 갈륨비소, 사파이어, 세라믹스, 수지, 질화갈륨 또는 실리콘카바이드 등으로 구성되어 있어도 좋다.
또, 피세정물(W)은, 예컨대 실리콘 모재 등으로 이루어진 원형의 반도체 웨이퍼(W1)만이어도 좋다. 또한, 피세정물(W)은, 표면(Wa)에 디바이스가 형성된 반도체 웨이퍼(W1)의 이면(Wb) 중의 디바이스 영역에 대응하는 영역이 연삭되어 원형의 오목부가 형성되고, 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역에 대응하는 이면(Wb)의 영역에 보강용의 고리형 볼록부가 형성된 소위 TAIKO 웨이퍼이어도 좋다.
스피너 세정 장치(1)는, 상기 구성 요소를 수용하는 용기부(2)를 구비하고 있다. 용기부(2)는, 그 외형이, 예컨대 평면시 다각형인 케이싱(20)과, 케이싱(20)의 후방부측(+X 방향측)의 상단면으로부터 세워진 브래킷 커버(21)와, 브래킷 커버(21)에 접속되어 케이싱(20)을 상측으로부터 덮는 상부 커버(22)를 구비하고 있다. 상부 커버(22)는, +Z 방향에서 본 경우에 케이싱(20)과 동일한 평면형상을 갖고 있고, 그 +Y 방향측의 단부가 브래킷 커버(21)의 상단부에 볼트 등의 고정 기구로 고정되어 있다.
케이싱(20)은, 외주판(200)과, 도 4에 나타내는 내주판(201)과, 외주판(200)의 하단부 및 내주판(201)의 하단부에 연접된 바닥판(202)에 의해 구성되어 있다. 외주판(200)과 내주판(201)과 바닥판(202)에 의해 둘러싸인 종단면이 오목한 공간은, 사용한 세정액을 일시적으로 저장해 놓을 수 있는 공간으로 되어 있다. 바닥판(202)에는, 예컨대 드레인 호스 등의 배수관이 접속되어 있고, 배수관은 도시하지 않은 배수 탱크에 연통되어 있어도 좋다.
비산 방지 커버(5)는, 스피너 테이블(30)을 통과 가능하게 하는 개구(50)와, 도 4에 나타낸 바와 같이 개구(50)로부터 단면이 끝이 펼쳐지는 형상으로 경사지도록 형성된 링형의 위요판(51)과, 위요판(51)을 둘러싸고 스피너 테이블(30)의 승강 방향(Z축 방향)으로 연장되는 측판(52)과, 측판(52)과 위요판(51)의 하단부를 연접하는 상판(53)을 구비하고 있다. 도 1에서는, 측판(52)이 피세정물(W)을 세정하기 위해 상승하여, 상부 커버(22)의 하면에 그 상단면이 접촉된 상태를 나타내고 있다.
측판(52)은, 케이싱(20)보다 작고 케이싱(20)과 서로 닮은 평면시 다각형상의 통체이며, +Z 방향에서 본 경우에 케이싱(20)의 내측에 위치하고 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 측판(52)은, 피세정물(W)을 스피너 테이블(30)에 대하여 착탈할 때에는 케이싱(20) 내에 하강하여 개방 상태가 되고, 피세정물(W)을 세정ㆍ건조할 때에는 도 1에 나타낸 바와 같이 케이싱(20) 내로부터 상승하여 폐쇄 상태가 되어, 혼합액 등의 비산을 방지한다. 측판(52)이나 상부 커버(22)는, 예컨대, 세정중인 피세정물(W)의 상태를 작업자가 확인하기 위해 아크릴판 등의 투명 부재로 구성되어 있어도 좋다.
측판(52)의 상단면에는, 예컨대 도시하지 않은 고무 등의 실링 부재가 배치되어 있고, 측판(52)이 상승하여 폐쇄 상태가 되면, 상부 커버(22)의 둘레 가장자리부의 바닥면이 실링 부재에 접촉되어, 측판(52)과 상부 커버(22) 사이가 밀폐되는 것으로 해도 좋다.
비산 방지 커버(5)의 개구(50)는, 스피너 테이블(30)의 원형의 외형에 맞춰 원형으로 형성되어 있다. 위요판(51)은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 개구(50)로부터 단면이 끝이 펼쳐지는 형상으로 경사지도록 형성되고, 평면시 링형으로 되어 있다. 위요판(51)의 면적은, 도 1에 나타내는 예에서는 상판(53)의 면적보다 작게 설정되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 위요판(51)의 경사 각도 등은, 세정 노즐(60)로부터 분사되는 혼합액의 분출량 등을 감안하여 적절한 값으로 설정되어 있다. 도 1, 도 4에 나타낸 바와 같이, 측판(52)과 위요판(51)의 하단부를 상판(53)이 연결함으로써, 위요판(51) 및 상판(53)에 의해 비산 방지 커버(5)의 바닥 부분이 형성된다.
용기부(2) 내에 배치되어 피세정물(W)을 유지하는 스피너 테이블(30)은, 예컨대, 그 외형이 원형이며, 다공성 부재 등으로 이루어져 피세정물(W)을 흡착하는 흡착부(300)와, 흡착부(300)를 지지하는 프레임체(301)를 구비한다. 흡착부(300)는 도시하지 않은 흡인원에 연통되고, 흡착부(300)의 노출면이며 프레임체(301)의 상단면과 단차가 없는 평탄한 유지면(300a) 위에서 피세정물(W)을 흡인 유지한다.
회전 수단(32)은, 스피너 테이블(30)의 바닥면 측에 상단부가 연결된 회전축(320), 및 회전축(320)의 하단부 측에 접속되어 회전 구동력을 만들어 내는 모터(321) 등을 구비하고 있다. 스피너 테이블(30)을 회전시키는 회전축(320)의 축방향은 Z축 방향(수직 방향)으로 되어 있다.
예컨대, 도 4에 나타낸 바와 같이, 회전축(320)은, 그 외주면으로부터 수평 방향으로 연장되고 또한 -Z 방향을 향해 아래로 드리워진 스커트부(325)를 구비하고 있고, 스커트부(325)에 의해, 회전축(320)과 내주판(201) 사이에, 스피너 테이블(30) 위로부터 흘러내리는 혼합액이 인입되지 않도록 하고 있다.
비산 방지 커버(5)를 스피너 테이블(30)을 회전시키는 회전축(320)의 축방향(Z축 방향)으로 승강시키는 승강 수단(16)은, 에어 실린더, 전동 실린더, 또는 볼나사 기구 등이며, 예컨대, 측판(52)의 하단부 측이나 위요판(51)의 하면에 접속되어 있고, 도 1에서는 간략화하여 나타내고 있다.
도 1에 나타내는 수평 이동 수단(40)은, 예컨대, 도시하지 않은 베어링이나 실링재 등을 통해 비산 방지 커버(5)의 상판(53)을 관통하여 상판(53) 위에서 세워진 회전축부(400)와, 회전축부(400)의 상단부 측으로부터 수평 방향으로 연장된 아암부(401)와, 회전축부(400)의 하단부 측에 그 샤프트가 연결된 회전 모터(402)를 구비하고 있다. 그리고, 아암부(401)의 선단에 세정 노즐(60)이 고정되어 있다.
따라서, 회전 모터(402)가 회전축부(400)를 Z축 방향의 축심 둘레에 회전시키면, 이에 따라 아암부(401)와 세정 노즐(60)이 수평 방향에서 수평 이동(선회 이동)한다. 따라서, 세정 노즐(60)의 이동 궤적은 평면시 원호형이 되고, 세정 노즐(60)은 그 하단 부분에 형성된 분사구(600)를 후퇴 위치로부터 스피너 테이블(30)의 유지면(300a) 상측에 위치를 부여할 수 있다. 예컨대, 세정 노즐(60)의 이동 궤적 아래에 스피너 테이블(30)의 회전 중심이 위치하는 것이 바람직하다.
세정 노즐(60)은, 이음새(690) 및 가요성을 갖는 수지 튜브 등의 수류로(691)를 통해, 펌프 등으로 이루어지며 세정수로서 예컨대 순수를 공급하는 수원(69)에 접속되어 있다. 수류로(691) 위에는 수로 개폐 밸브(692)가 배치되어 있다. 또한, 세정 노즐(60)은, 이음새(680) 및 가요성을 갖는 수지 튜브 등의 에어 유로(681)를 통해, 압축기 등으로 이루어지며 압축 에어를 공급하는 에어원(68)에 연통되어 있다. 에어 유로(681) 위에는 에어 유로 개폐 밸브(682)가 배치되어 있다. 수원(69)으로부터 공급된 세정수와 에어원(68)으로부터 공급된 에어는, 세정 노즐(60) 내에서 혼합되어 분사구(600)로부터 혼합액이 되어 하측으로 분사된다.
도 1에 나타내는 스피너 세정 장치(1)는, 개구(50)를 스피너 테이블(30)에 유지된 피세정물(W)의 상면(Wb)보다 위에 위치 부여하고, 세정 노즐(60)로부터 물과 에어의 혼합액을 분사하여 피세정물(W)을 세정한 후, 세정 노즐(60)로부터 에어를 분출시켜 피세정물(W)을 건조시키는 일련의 세정 건조 동작에서, 세정 후, 세정 노즐(60)로부터 에어를 분사시켜 피세정물(W)의 외주 가장자리(Wd)를 건조시킬 때에, 비산 방지 커버(5)의 상판(53)의 상면에 고인 물이 튀지 않도록 하기 위해, 세정 노즐(60)로부터 분사된 에어의 모멘텀이 상판(53)의 상면에 고인 물에 작용하지 않도록 하는 비산 방지부(7)(이하, 제1 실시형태의 비산 방지부(7)로 함)를 구비하고 있다.
도 1에 나타내는 예에서는, 비산 방지부(7)는, 세정 노즐(60)의 원호형의 이동 궤적을 따라서 비산 방지 커버(5)의 개구(50)로부터 상판(53)의 외주 가장자리를 향해 상판(53) 위에서 연장되어 개구(50) 측이 높고 상판(53)의 외주 가장자리 측이 낮은 사면판(70)과, 상판(53)의 외주 가장자리에 형성되어 사면판(70)의 하단부 측의 가장자리로부터 물을 낙하시키는 배수구(71)를 구비한다.
사면판(70)은, 예컨대 대략 직사각형의 외형을 구비하고 있고, 그 상단부 측이 위요판(51)의 상단부 측에 걸쳐 있는 상태로 도시하지 않은 볼트 등으로 고정되어 있다. 사면판(70)의 하단부 측은, 예컨대 비스듬히 절결되어 있고, 도 1에 나타내는 예에서는 사면판(70)의 하단부의 한쪽이 상판(53)의 외주 가장자리까지 도달해 있다. 사면판(70)의 하단부 측은, 도시하지 않은 볼트 등에 의해 상판(53)의 상면에 고정되어 있다.
배수구(71)는, 예컨대, 비산 방지 커버(5)의 상판(53)을 상판(53)의 외주 가장자리의 일부가 그 한 변이 되도록 삼각형으로 절결되어 형성되어 있고, 사면판(70)의 하단부와 이어져 있다. 그리고, 배수구(71)는, 케이싱(20)의 종단면이 오목하여 사용한 혼합액을 저장해 놓을 수 있는 공간에 연통되어 있다.
또, 사면판(70) 및 배수구(71)의 외형은, 도시한 예에 한정되는 것이 아니며, 예컨대, 사면판(70)은, 세정 노즐(60)의 원호형의 이동 궤적을 따라서 비산 방지 커버(5)의 개구(50)로부터 상판(53)의 외주 가장자리를 향해 상판 위에서 원호형으로 연장되는 것이어도 좋다.
또한, 비산 방지부(7)는 도 1에 나타내는 예에서는 1개만 상판(53) 위에 배치되어 있지만, 예컨대, 비산 방지부(7)와 동일한 비산 방지부가, 세정 노즐(60)의 원호형의 이동 궤적 아래에서 스피너 테이블(30)의 중심을 사이에 두고 비산 방지부(7)의 배치 위치와 대칭이 되는 위치에 1개 더 배치되어 있어도 좋다.
본 발명에 관한 스피너 세정 장치(1)는, 도 1에 나타내는 비산 방지부(7) 대신에, 도 3에 나타내는 비산 방지부(7A)(이하, 제2 실시형태의 비산 방지부(7A)로 함)를 구비하고 있어도 좋다. 비산 방지부(7A)는, 세정 노즐(60)의 이동 궤적을 따라서 비산 방지 커버(5)의 상판(53) 위에 배치된 다공질 부재이다. 다공질 부재로는, 예컨대, 다공성 세라믹스, 다공성 메탈, 다공성 카본, 또는, 금속 네트 혹은 수지 네트를 뭉치거나 복수층으로 접은 것 등을 이용할 수 있다. 비산 방지부(7A)는, 예컨대, 대략 삼각기둥형의 외형을 갖추고 있고, 세정 노즐(60)의 이동 궤적을 따라서 비산 방지 커버(5)의 개구(50)로부터 상판(53)의 외주 가장자리를 향해 위요판(51) 및 상판(53)의 상면에 걸쳐 연장되어 있고, 상판(53)의 상면에 접착제 등으로 고정되어 있다.
도 3에 나타내는 예에서는, 비산 방지부(7A)의 세정 노즐(60)에 대향하는 상면은 상판(53)의 외주 가장자리로 갈수록 낮아지는 경사면으로 되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 외주 가장자리를 향해 평탄한 면으로 되어 있어도 좋다. 또한, 비산 방지부(7A)의 외형도 대략 삼각기둥형에 한정되는 것은 아니다. 또한, 비산 방지부(7A)는 도 3에 나타내는 예에서는 1개만 상판(53) 위에 배치되어 있지만, 예컨대, 비산 방지부(7A)와 동일한 비산 방지부가, 세정 노즐(60)의 원호형의 이동 궤적 아래에서 스피너 테이블(30)의 중심을 사이에 두고 비산 방지부(7A)의 배치 위치와 대칭이 되는 위치에 1개 더 배치되어 있어도 좋다.
예컨대, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상판(53)에서의 비산 방지부(7A)의 하측이 되는 위치에는 배수구(75)가 관통 형성되어 있고, 배수구(75)는, 케이싱(20)의 종단면이 오목하여 사용한 혼합액을 저장해 놓을 수 있는 공간에 연통되어 있다. 또, 배수구(75)의 배치 위치는, 본 실시형태에 나타내는 예에 한정되는 것은 아니다.
이하에, 스피너 세정 장치(1)를 이용하여, 피세정물(W)의 상면(Wb)을 에어와 세정수의 혼합액(이류체)으로 세정한 후에, 세정 노즐(60)로부터 에어를 분출시켜 피세정물(W)을 건조시키는 경우의 스피너 세정 장치(1)의 동작에 관해 설명한다.
우선, 도 2에 나타낸 바와 같이 스피너 세정 장치(1)의 승강 수단(16)이 작동하여 비산 방지 커버(5)를 하강시켜 측판(52)이 개방된 상태가 된다. 즉, 스피너 세정 장치(1)는, 상부 커버(22)와 케이싱(20)의 Z축 방향에서의 사이가 개방되어, 피세정물(W)이 그 내부에 진입 가능한 상태가 된다.
피세정물(W)이 스피너 테이블(30) 상에 반송되고, 피세정물(W)이 상면(Wb)이 상측이 되도록 유지면(300a) 위에 배치된다. 그리고, 스피너 테이블(30)에 접속된 도시하지 않은 흡인원에 의해 만들어진 흡인력이 유지면(300a)에 전달되는 것에 의해, 스피너 테이블(30)이 유지면(300a) 위에서 피세정물(W)을 흡인 유지한다.
이어서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 승강 수단(16)이 작동하여 비산 방지 커버(5)가 케이싱(20) 내에서 상승하고, 측판(52)의 상단면이 상부 커버(22)의 둘레 가장자리부 하면에 접촉하여 정지한다. 상부 커버(22)와 케이싱(20)의 사이가 측판(52)에 의해 막힘으로써, 상부 커버(22)와 비산 방지 커버(5)에 의해 피세정물(W)을 세정 및 건조하기 위한 폐쇄된 공간이 형성된다. 또한, 비산 방지 커버(5)의 개구(50)가 스피너 테이블(30)에 유지된 피세정물(W)의 상면(Wb)보다 위에 위치 부여된다. 즉, 위요판(51)의 상단면보다 하측의 위치에 피세정물(W)의 상면(Wb)이 위치 부여된다.
이어서, 수평 이동 수단(40)에 의해 세정 노즐(60)이 선회 이동하고, 세정 노즐(60)의 분사구(600)가 스피너 테이블(30)에 의해 중심을 일치시켜 흡인 유지된 피세정물(W)의 상면(Wb)의 중심 상측에 위치 부여된다. 이 상태로, 수원(69)으로부터 세정수가 세정 노즐(60)에 공급되고, 또한, 에어원(68)으로부터 압축 에어가 세정 노즐(60)에 공급되고, 세정 노즐(60)의 분사구(600)로부터 피세정물(W)의 상면(Wb)의 중심을 향해 에어와 세정수의 혼합액(이류체)이 분사된다. 또한, 혼합액을 분사하는 세정 노즐(60)이, 피세정물(W)의 상측을 Z축 방향의 축심 둘레에 미리 결정된 각도로 왕복하도록 선회 이동한다. 또한, 회전 수단(32)에 의해 스피너 테이블(30)이 미리 결정된 회전 속도로 회전함으로써, 피세정물(W)의 상면(Wb) 전체면에 세정 노즐(60)로부터 혼합액이 분사된다.
또, 세정 노즐(60)은, 선회 이동이 아니라 수평 방향으로 직선 이동해도 좋다.
또한, 세정 노즐(60)은, 피세정물(W)의 중심 상측에 위치시키지 않아도 좋다. 즉, 피세정물(W)의 중심 및 중심 부분을 세정하지 않고 외주 가장자리(Wd) 부분만을 세정해도 좋다.
이것에 의해, 피세정물(W)의 상면(Wb)에 부착되어 있는 연삭 부스러기 등의 부착물이 혼합액에 의해 세정 제거되어 간다. 그 후, 스피너 테이블(30)의 회전에 의해 발생하는 원심력이 부여된 혼합액이, 피세정물(W)의 상면(Wb) 위를 중심 측으로부터 외주 측을 향해 흘러, 상면(Wb) 위로부터 케이싱(20)의 외주판(200)과 내주판(201)(도 4 참조)과 바닥판(202)에 의해 둘러싸인 종단면이 오목한 공간으로 흘러내려 상기 공간에 저장된다.
또한, 세정 노즐(60)로부터 피세정물(W)에 분사된 혼합액에 스피너 테이블(30)이 회전한 것에 의한 원심력이 부여되어 스피너 테이블(30)이나 피세정물(W)로부터 방사형으로 비산하는 혼합액은, 도 4에 나타내는 비산 방지 커버(5)의 위요판(51)의 하면 측에 부딪치고, 상기 하면을 타고 하측으로 흘러, 케이싱(20)의 외주판(200)과 내주판(201)과 바닥판(202)(도 1 참조)에 의해 둘러싸인 종단면이 오목한 공간으로 흘러내린다.
피세정물(W)의 상면(Wb) 전체면을 미리 결정된 시간 동안 세정한 후, 접합 웨이퍼인 피세정물(W)의 외주 가장자리(Wd)를 적극적으로 혼합액으로 세정한다. 접합 웨이퍼의 외주 가장자리(Wd)에는 연삭 부스러기 등의 부착물이 퇴적되어 있는 경우가 많기 때문이다. 수평 이동 수단(40)에 의해 세정 노즐(60)이 선회 이동하여, 세정 노즐(60)의 분사구(600)가 스피너 테이블(30)에 의해 흡인 유지된 피세정물(W)의 외주 가장자리(Wd)의 상측에 위치 부여되고, 세정 노즐(60)의 이동이 정지한다.
이 상태로, 세정 노즐(60)의 분사구(600)로부터 에어와 세정수의 혼합액이 분사된다. 그리고, 스피너 테이블(30)이 미리 결정된 회전 속도로 회전함으로써, 피세정물(W)의 외주 가장자리(Wd) 전체 둘레에 혼합액이 분사된다. 외주 가장자리 세정에서도, 비산 방지 커버(5)의 위요판(51)에 의해 혼합액의 대부분은 케이싱(20)의 종단면이 오목한 공간으로 흘러내리게 되지만, 세정 노즐(60)로부터 분사된 혼합액의 일부가 상판(53)의 상면으로 흐르거나, 원심력이 부여되어 스피너 테이블(30)이나 피세정물(W)로부터 방사형으로 비산되는 혼합액이 상판(53)의 상면으로 날아가 버리거나 한다. 그 때문에, 상판(53)의 상면에는 물이 고이게 되어, 도 4 또는 도 5에 나타내는 물웅덩이(V)가 생겨 버리는 경우가 있다.
다음으로, 스피너 세정 장치(1)에서, 피세정물(W)의 건조가 행해진다. 피세정물(W)의 건조에서는, 예컨대 우선 상면(Wb)의 건조가 행해진다. 수평 이동 수단(40)에 의해 세정 노즐(60)이 선회 이동하여, 세정 노즐(60)의 분사구(600)가 스피너 테이블(30)에 의해 흡인 유지된 피세정물(W)의 중심부의 상측에 위치 부여되고, 세정 노즐(60)의 이동이 정지한다. 또, 세정 노즐(60)을 피세정물(W)의 상측에서 수평 방향으로 왕복하도록 선회 이동시켜도 좋다. 에어원(68)으로부터 압축 에어가 세정 노즐(60)에 공급되고, 세정 노즐(60)의 분사구(600)로부터 피세정물(W)의 상면(Wb)의 중심부를 향해 에어가 분사된다. 또한, 스피너 테이블(30)이 미리 결정된 회전 속도로 회전함으로써, 피세정물(W)의 상면(Wb)에 남아 있는 세정수가, 피세정물(W)의 상면(Wb)에서 중심으로부터 직경 방향으로 흐르는 에어와 스피너 테이블(30)의 회전에 의해 부여되는 원심력에 의해, 상면(Wb) 위로부터 케이싱(20)의 외주판(200)과 내주판(201)(도 4, 5 참조)과 바닥판(202)에 의해 둘러싸인 종단면이 오목한 공간으로 흘러내린다.
피세정물(W)의 상면(Wb) 전체면을 미리 결정된 시간 동안 건조시킨 후, 접합 웨이퍼인 피세정물(W)의 외주 가장자리(Wd)를 적극적으로 에어로 건조시킨다. 접합 웨이퍼의 외주 가장자리(Wd)에는 세정수가 많이 고여 있는 경우가 많기 때문이다.
도 4 또는 도 5에 나타낸 바와 같이, 수평 이동 수단(40)에 의해 세정 노즐(60)이 선회 이동하여, 세정 노즐(60)의 분사구(600)가, 비산 방지부(7)가 위치하는 쪽이자 스피너 테이블(30)에 의해 흡인 유지된 피세정물(W)의 외주 가장자리(Wd)의 상측에 위치 부여되고, 세정 노즐(60)의 이동이 정지한다. 그리고, 세정 노즐(60)의 분사구(600)로부터 에어가 분사된다. 또한, 스피너 테이블(30)이 미리 결정된 회전 속도로 회전함으로써, 피세정물(W)의 외주 가장자리(Wd) 전체 둘레에 에어가 분사된다.
여기서, 피세정물(W)의 외주 가장자리(Wd)를 적극적으로 에어로 건조시키는 경우의 종래의 스피너 세정 장치(1B)에서의 문제점에 관해, 도 6, 도 7을 이용하여 간결하게 설명한다. 도 6, 도 7에 나타내는 스피너 세정 장치(1B)는, 본 발명에 관한 스피너 세정 장치(1)와는 달리, 도 4에 나타내는 제1 실시형태의 비산 방지부(7), 또는 도 5에 나타내는 제2 실시형태의 비산 방지부(7A)를 구비하지 않는 구성으로 되어 있다.
앞서 설명한 본 발명에 관한 스피너 세정 장치(1)를 이용한 피세정물(W)의 외주 가장자리(Wd)의 적극적인 혼합액에 의한 세정을 행한 경우와 마찬가지로, 도 6에 나타내는 종래의 스피너 세정 장치(1B)를 이용한 피세정물(W)의 외주 가장자리(Wd)의 적극적인 혼합액에 의한 세정을 행하면, 세정 노즐(60)로부터 분사된 혼합액의 일부가 상판(53)의 상면으로 흐르거나, 원심력이 부여되어 스피너 테이블(30)이나 피세정물(W)로부터 방사형으로 비산하는 혼합액이 상판(53)의 상면으로 날아가 버리거나 한다. 그 때문에, 상판(53)의 상면에는 물이 고이게 되어, 도 6에 나타내는 물웅덩이(V)가 생겨 버리는 경우가 있다.
또한, 앞서 설명한 본 발명에 관한 스피너 세정 장치(1)를 이용한 세정 후의 피세정물(W)의 외주 가장자리(Wd)의 적극적인 에어 건조를 행하는 경우와 마찬가지로, 도 7에 나타내는 종래의 스피너 세정 장치(1B)를 이용한 피세정물(W)의 외주 가장자리(Wd)의 적극적인 에어 건조를 행하면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 세정 노즐(60)의 분사구(600)로부터 분사된 에어가, 비산 방지 커버(5)의 상판(53)의 상면의 물웅덩이(V)의 물을 튀겨, 상기 튄 물이 비말이 되어 감겨 올라가고, 또한 건조한 피세정물(W)의 상면(Wb)에 낙하하여 상면(Wb)을 다시 적셔 버린다고 하는 문제가 있었다.
한편, 도 4에 나타내는 본 발명에 관한 스피너 세정 장치(1)에서는, 세정 노즐(60)로부터 분사된 에어의 모멘텀이 상판(53)의 상면에 고인 물에 작용하지 않도록 하는 비산 방지부(7)를 구비하고, 비산 방지부(7)는, 세정 노즐(60)의 이동 궤적을 따라서 비산 방지 커버(5)의 개구(50)로부터 상판(53)의 외주 가장자리를 향해 상판(53) 위에서 연장되어 개구(50) 측이 높고 상판(53)의 외주 가장자리 측이 낮은 사면판(70)과, 상판(53)의 외주 가장자리에 형성되어 사면판(70)의 하단부 측의 가장자리로부터 물을 낙하시키는 배수구(71)를 구비함으로써, 피세정물(W)의 외주 가장자리(Wd)를 건조시킬 때에, 세정 노즐(60)로부터 분사된 에어의 모멘텀이, 사면판(70)의 사면(상면)을 따라 흘러 상판(53)의 상면의 물웅덩이(V)에 작용하지 않도록 함으로써, 상판(53)의 상면에 고인 물이 에어에 의해 튀지 않도록 하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 건조한 피세정물(W)에 에어에 의해 튄 물방울이 재부착되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 또, 사면판(70)의 상면은 사면이며, 그 때문에, 혼합액에 의한 피세정물(W)의 세정시에 사면판(70)의 상면에 부착된 물방울 등은 하측으로 흘러 배수구(71)로부터 배수되고 있기 때문에, 피세정물(W)의 외주 가장자리(Wd)의 에어 건조시에 있어서 사면판(70)의 사면 위에 물방울이 남지 않아, 물이 에어에 의해 튀는 일이 없다.
또한, 도 5에 나타내는 본 발명에 관한 스피너 세정 장치(1)에서는, 세정 노즐(60)로부터 분사된 에어의 모멘텀이 상판(53)의 상면에 고인 물에 작용하지 않도록 하는 비산 방지부(7A)를 구비하고, 비산 방지부(7A)가, 세정 노즐(60)의 이동 궤적을 따라서 비산 방지 커버(5)의 상판(53) 위에 배치된 다공질 부재이므로, 피세정물(W)의 외주 가장자리(Wd)를 건조시킬 때에, 세정 노즐(60)로부터 분사된 에어의 모멘텀이 다공질 부재인 비산 방지부(7A)를 통과함으로써 약해지고, 상판(53)의 상면의 물웅덩이(V)에 높은 모멘텀으로 에어가 작용하지 않도록 함으로써, 상판(53)의 상면에 고인 물이 에어에 의해 튀지 않도록 하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 건조한 피세정물(W)에 에어에 의해 튄 물방울이 재부착되어 버리는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 관한 스피너 세정 장치(1)는 상기 제1 실시형태의 비산 방지부(7)나 제2 실시형태의 비산 방지부(7A)를 구비하는 예에 한정되지 않고, 그 기술적 사상의 범위 내에서 여러가지 상이한 형태로 실시되어도 좋은 것은 물론이다. 또한, 첨부 도면에 도시되어 있는 스피너 세정 장치(1)의 각 구성의 형상 등에 관해서도, 이것에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘할 수 있는 범위 내에서 적절하게 변경 가능하다.
W : 피세정물 Wb : 피세정물의 상면 Wd : 피세정물의 외주 가장자리
W1 : 반도체 웨이퍼
W2 : 서브스트레이트
1 : 스피너 세정 장치
16 : 승강 수단
30 : 스피너 테이블 300 : 흡착부 300a : 유지면
301 : 프레임체 32 : 회전 수단 320 : 회전축
321 : 모터 325 : 스커트부
2 : 용기부 20 : 케이싱 200 : 외주판 201 : 내주판
202 : 바닥판 21 : 브래킷 커버 22 : 상부 커버
40 : 수평 이동 수단 400 : 회전축부 401 : 아암부
402 : 회전 모터
60 : 세정 노즐 600 : 분사구
69 : 수원 68 : 에어원
5 : 비산 방지 커버 50 : 개구 51 : 위요판 52 : 측판
53 : 상판
7 : 비산 방지부 70 : 사면판 71 : 배수구
7A : 다공질 부재로 이루어진 비산 방지부
1B : 종래의 스피너 세정 장치

Claims (3)

  1. 피세정물을 유지하는 유지면을 갖는 스피너 테이블과, 상기 스피너 테이블을 회전시키는 회전 수단과, 상기 스피너 테이블에 유지되는 피세정물에 세정수와 에어의 혼합액을 분사하는 세정 노즐과, 상기 세정 노즐을 상기 스피너 테이블의 상측에서 수평 이동시키는 수평 이동 수단과, 상기 세정 노즐로부터 피세정물에 분사된 혼합액에 상기 스피너 테이블이 회전한 것에 의한 원심력이 부여되어 상기 스피너 테이블로부터 방사형으로 비산되는 혼합액을 하측으로 흘러가게 하기 위해 상기 스피너 테이블을 둘러싸는 비산 방지 커버와, 상기 비산 방지 커버를 상기 스피너 테이블을 회전시키는 회전축의 축방향으로 승강시키는 승강 수단을 구비한 스피너 세정 장치로서,
    상기 비산 방지 커버는, 상기 스피너 테이블을 통과 가능하게 하는 개구와, 상기 개구로부터 단면이 끝이 펼쳐지는 형상으로 경사지도록 형성된 링형의 위요판(圍繞板)과, 상기 위요판을 둘러싸고 상기 스피너 테이블의 승강 방향으로 연장되는 측판과, 상기 측판과 상기 위요판의 하단부를 연접하는 상판을 구비하고,
    상기 개구를 상기 스피너 테이블에 유지된 피세정물의 상면보다 위에 위치 부여하고, 상기 세정 노즐로부터 상기 혼합액을 분사하여 피세정물을 세정한 후, 상기 세정 노즐로부터 에어를 분출시켜 피세정물을 건조시키는 일련의 세정 건조 동작에서,
    상기 세정 후, 상기 세정 노즐로부터 에어를 분사시켜 피세정물의 외주 가장자리를 건조시킬 때에, 상기 비산 방지 커버의 상기 상판의 상면에 고인 물이 튀지 않도록 하기 위해, 상기 세정 노즐로부터 분사된 에어의 모멘텀이 상기 상판의 상면에 고인 물에 작용하지 않도록 하는 비산 방지부를 더 구비한, 스피너 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비산 방지부는, 상기 세정 노즐의 이동 궤적을 따라서 상기 비산 방지 커버의 상기 개구로부터 외주 가장자리를 향해 상기 상판 위에서 연장되어 상기 개구 측이 높고 상기 외주 가장자리 측이 낮은 사면판과, 상기 외주 가장자리에 형성되어 상기 사면판의 하단부 측의 가장자리로부터 물을 낙하시키는 배수구를 포함하는 것인, 스피너 세정 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 비산 방지부는, 상기 세정 노즐의 이동 궤적을 따라서 상기 비산 방지 커버의 상기 상판 위에 배치된 다공질 부재로 구성되는 것인, 스피너 세정 장치.
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