JP6276982B2

JP6276982B2 - スピンナー洗浄装置

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Publication number: JP6276982B2
Application number: JP2013256621A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　稔; 稔鈴木
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2018-02-07
Anticipated expiration: 2033-12-12
Also published as: JP2015115472A

Description

本発明は、加工後の板状物をスピン洗浄した後に板状物の表面を乾燥させるスピンナー洗浄装置に関する。

加工後の板状物を洗浄する装置として、板状物を保持した保持テーブルを回転させながら、洗浄ノズルから板状物に向けて洗浄液を噴射するスピンナー洗浄装置が使用されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のスピンナー洗浄装置では、保持テーブルを回転させながら、洗浄ノズルから洗浄液が噴射されて板状物が洗浄された後に、保持テーブルを回転させた状態でエアーノズルから板状物に乾燥エアーが吹き付けられる。これにより、板状物の表面に残った洗浄液が乾燥エアーで吹き飛ばされて、板状物の表面が乾燥される。

特開２００４−３２７６１３号公報

特許文献１に記載のスピンナー洗浄装置では、エアーノズルによって板状物の表面にスポット的に乾燥エアーを吹き付けて、エアーノズルを搖動させることで板状物の表面全域を乾燥させている。この場合、エアーノズルの吹き付け領域が狭いため、板状物の表面全域を乾燥させるのに長い時間を要するという問題がある。特に、近年ではチップサイズの大型化や生産性を向上させるために板状物の大口径化が図られており、板状物の大口径化に伴い乾燥時間が増大することが想定される。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、洗浄後の板状物の乾燥時間を短縮することができるスピンナー洗浄装置を提供することを目的とする。

本発明のスピンナー洗浄装置は、板状物を上面に保持する保持テーブルと、該保持テーブルを回転させる回転手段と、該保持テーブルに保持された板状物に対して噴射孔から洗浄液を噴射する洗浄ノズルと、該洗浄ノズルを該保持テーブルの中心を通り径方向に移動させる洗浄ノズル移動手段と、該保持テーブルに保持された洗浄後の板状物に対して噴射口から乾燥エアーを噴射して板状物表面を乾燥するエアー噴射手段と、を備えるスピンナー洗浄装置であって、該エアー噴射手段は、該噴射口から板状物表面に噴射されたエアー噴射領域が板状物の外周側から回転中心に至る線状に噴射されるように該噴射口が形成された線状ノズルと、該線状ノズルを保持テーブルに対して移動させる線状ノズル移動部と、を備え、該エアー噴射領域が板状物の外周側から該保持テーブルの回転中心に至るように該噴射口を板状物に対して位置づけ且つ該保持テーブルの回転方向に対して対向する方向に該噴射口を向けて乾燥エアーを噴射しつつ該保持テーブルを回転させて洗浄後の板状物表面を乾燥する。

この構成によれば、保持テーブルを回転させた状態で、洗浄ノズルから洗浄液が噴射されて板状物が洗浄された後に、エアー噴射手段の線状ノズルから乾燥エアーが噴射されて板状物が乾燥される。このとき、線状ノズルの噴射口からは、板状物の外周側から保持テーブルの回転中心に至る板状物の半径以上の長さの線状の乾燥エアーが、保持テーブルの回転方向に対向するように板状物表面に吹き付けられる。そして、線状に噴射された乾燥エアーの壁によって板状物表面から洗浄液が吹き飛ばされて板状物表面が乾燥される。すなわち、板状物表面には乾燥エアーによって板状物の半径以上のワイパーが形成され、この乾燥エアーのワイパーによって板状物表面から洗浄液が掻き取られる。このように、回転中の板状物に対して乾燥エアーを線状に噴射することで、板状物の表面全域から洗浄液を効率的に取り除いて板状物の乾燥時間を短縮することができる。

本発明によれば、エアー噴射領域が板状物の半径以上の長さの線状になり、保持テーブルの回転方向に対向するように板状物表面に乾燥エアーが吹き付けられることにより、洗浄後の板状物の乾燥時間を短縮することができる。

本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。本実施の形態に係るスピンナー洗浄装置の斜視図である。本実施の形態に係るスピンナー洗浄装置による洗浄工程の説明図である。本実施の形態に係るスピンナー洗浄装置による乾燥工程の説明図である。本実施の形態に係るエアー噴射手段による乾燥エアーの噴射状態の説明図である。変形例に係る線状ノズルの上面模式図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るスピンナー洗浄装置を備えた切削装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。なお、以下の説明においては、切削装置にスピンナー洗浄装置を備える構成を例示して説明するが、この構成に限定されない。スピンナー洗浄装置は、例えば、研削装置等の他の加工装置に備えられてもよいし、加工装置とは別体に形成されてもよい。

図１に示すように、切削装置１は、切削手段１４によって切削された板状物Ｗの洗浄及び乾燥を実施するスピンナー洗浄装置１５を備えて構成される。板状物Ｗは、円板状の半導体ウエーハであり、表面７５が不図示の分割予定ラインによって複数の領域に区画されている。分割予定ラインで区画された各領域には、ＩＣ、ＬＳＩ等の各種デバイスが形成されている。板状物Ｗの裏面７６（図３参照）には保護テープＴが貼着され、板状物Ｗは保護テープＴを介して環状の環状フレームＦに支持される。なお、板状物Ｗは、セラミック、ガラス、サファイア系の光デバイスウエーハでもよい。板状物Ｗは、カセットＣ内に収容された状態で切削装置１に搬入される。

切削装置１のハウジング１１の上面には、Ｘ軸方向に延在する矩形状の開口が形成されており、この開口はチャックテーブル１２と共に移動可能な移動板２１及び蛇腹状の防水カバー２２により被覆されている。防水カバー２２の下方には、チャックテーブル１２をＸ軸方向に移動させる不図示のボールねじ式の移動機構が設けられている。チャックテーブル１２の表面には、ポーラスセラミック材により板状物Ｗを吸着する吸着面２３が形成されている。吸着面２３は、チャックテーブル１２内の流路を通じて吸引源に接続されている。

チャックテーブル１２は、装置中央の受け渡し位置と切削手段１４に臨む加工位置との間で往復移動される。図１は、チャックテーブル１２が受け渡し位置に待機した状態を示している。ハウジング１１において、この受け渡し位置に隣接した一の角部が一段下がっており、下がった箇所に載置テーブル２５が昇降可能に設けられている。載置テーブル２５には、板状物Ｗを収容したカセットＣが載置される。カセットＣが載置された状態で載置テーブル２５が昇降することによって、高さ方向において板状物Ｗの引出位置及び押込位置が調整される。

載置テーブル２５の後方には、Ｙ軸方向に平行な一対のガイドレール２６と、一対のガイドレール２６とカセットＣとの間で板状物Ｗを搬送するプッシュプル機構２７が設けられている。一対のガイドレール２６により、プッシュプル機構２７による板状物Ｗの搬送がガイドされると共に板状物ＷのＸ軸方向が位置決めされる。プッシュプル機構２７は、カセットＣから一対のガイドレール２６に加工前の板状物Ｗを引き出す他、一対のガイドレール２６からカセットＣに加工後の板状物Ｗを押し込むように構成されている。プッシュプル機構２７により板状物ＷのＹ軸方向が位置決めされる。

一対のガイドレール２６の近傍には、ガイドレール２６とチャックテーブル１２との間で板状物Ｗを搬送する第１の搬送アーム１３が設けられている。第１の搬送アーム１３のアーム部３１は上面視Ｌ字状であり、このアーム部３１が旋回することで板状物Ｗが搬送される。また、受け渡し位置のチャックテーブル１２の後方には、スピンナー洗浄装置１５が設けられている。スピンナー洗浄装置１５では、回転中の保持テーブル４２に向けて洗浄水が噴射されて板状物Ｗが洗浄された後、洗浄水の代わりに乾燥エアーが吹き付けられて板状物Ｗが乾燥される。なお、スピンナー洗浄装置１５の詳細については後述する。

ハウジング１１上には、切削手段１４を支持する支持台３２が設けられている。切削手段１４は、支持台３２に支持されたスピンドルの先端に切削ブレード３６を装着して構成される。切削ブレード３６は、例えば、ダイアモンド砥粒をレジンボンド（結合剤）で固めて円板状に成形されている。また、切削手段１４には、切削ブレード３６をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させる不図示の移動機構が連結されている。切削手段１４では、複数の噴射ノズルから洗浄液が噴射され、高速回転させた切削ブレード３６がチャックテーブル１２に対して相対移動されることで板状物Ｗが切削される。

支持台３２の側面３３には、チャックテーブル１２とスピンナー洗浄装置１５との間で板状物Ｗを搬送する第２の搬送アーム１６が設けられている。第２の搬送アーム１６のアーム部３７は斜め前方に延びており、このアーム部３７が前後（Ｙ軸方向）に移動することで板状物Ｗが搬送される。また、支持台３２には、チャックテーブル１２の移動経路の上方を横切るようにして、撮像部１７を支持する片持支持部３５が設けられている。撮像部１７は片持支持部３５の下面から突出しており、撮像部１７によって板状物Ｗが撮像される。撮像部１７による撮像画像は、切削手段１４とチャックテーブル１２とのアライメントに利用される。

このように構成された切削装置１では、カセットＣからチャックテーブル１２に板状物Ｗが搬送され、チャックテーブル１２と切削手段１４の相対移動によって板状物Ｗが切削される。切削後の板状物Ｗはスピンナー洗浄装置１５に搬送され、スピンナー洗浄装置１５において洗浄液でスピン洗浄された後に乾燥エアーで乾燥される。このとき、本実施の形態に係るスピンナー洗浄装置１５は、乾燥エアーを直線状に吹き付けて板状物Ｗの表面７５を効率的に乾燥させている。乾燥後の板状物Ｗは、スピンナー洗浄装置１５から取り出されてカセットＣに向けて搬送される。

以下、図２を参照して、本実施の形態に係るスピンナー洗浄装置について説明する。図２は、本実施の形態に係るスピンナー洗浄装置の斜視図である。なお、本実施の形態にスピンナー洗浄装置は、図２に示す構成に限定されない。スピンナー洗浄装置は、板状物をスピン洗浄した後に、線状のエアー噴射領域で板状物の表面を乾燥可能な構成を備えれば、どのように構成されてもよい。

スピンナー洗浄装置１５は、板状物Ｗの表面７５（図１参照）を洗浄液でスピン洗浄した後、板状物Ｗの表面７５に乾燥エアーを直線状に吹き付けて板状物Ｗの乾燥時間を短縮させている。スピンナー洗浄装置１５のケーシング４１は、円筒状の周壁部５１を有する有底筒状に形成されている。ケーシング４１内には、板状物Ｗを上面に保持して回転する保持テーブル４２が収容されている。保持テーブル４２の周囲には、板状物Ｗの表面７５に洗浄液を噴射して洗浄する洗浄液噴射手段４３と、板状物Ｗの表面７５に乾燥エアーを噴射して乾燥するエアー噴射手段４４とが設けられている。

保持テーブル４２は、板状物Ｗよりも大径の円盤状に形成されており、上面中央にはポーラスセラミックス等の多孔質材料で吸着面５２が形成されている。吸着面５２は保持テーブル４２内の管路を通じて吸引源（不図示）に接続され、吸着面５２に生じる負圧によって保護テープＴ（図１参照）を介して板状物Ｗが吸引保持される。保持テーブル４２の下面中心には、回転軸５３を介してモータ等の回転手段５４が連結されている（図３参照）。保持テーブル４２は、回転手段５４の駆動によってケーシング４１内で高速回転される。

保持テーブル４２の周囲には、環状フレームＦ（図１参照）を保持する４つのフレームクランプ５５が設けられている。フレームクランプ５５は、保持テーブル４２から四方に延びる支持板５６に、振り子状のクランプ部５７を支持して構成される。フレームクランプ５５は、保持テーブル４２の回転時にクランプ部５７の外側の錘部分が遠心力で跳ね上げられて、クランプ部５７の内側の爪部分と支持板５６との間に環状フレームＦをクランプする。このように、板状物Ｗは、保護テープＴを介して保持テーブル４２の吸着面５２に吸着され、環状フレームＦを介してフレームクランプ５５に保持される。

洗浄液噴射手段４３は、洗浄ノズル６２を先端に設けた水平管６１を保持テーブル４２の上方で旋回させながら、洗浄ノズル６２の噴射孔６３から保持テーブル４２上の板状物Ｗに洗浄液を噴射している。洗浄ノズル６２は、保持テーブル４２の上方で略水平に延びる水平管６１を介して、ケーシング４１内に立設した洗浄ノズル移動手段６４に支持されている。水平管６１は、洗浄ノズル移動手段６４から保持テーブル４２の中心に届く長さを有しており、洗浄ノズル６２を保持テーブル４２の中心から外周まで移動可能にしている。

洗浄ノズル移動手段６４によって洗浄ノズル６２が保持テーブル４２の回転中心を通る径方向に動かされることで、回転中の板状物Ｗの全域に洗浄液が噴射される。なお、洗浄ノズル６２には、洗浄ノズル移動手段６４内の通路を通じて供給源（不図示）から洗浄液が供給される。洗浄ノズル６２による洗浄工程の詳細については後述する。

エアー噴射手段４４は、多数の噴射口６７を横一列に形成した線状ノズル６６を保持テーブル４２の上方に位置付けて、多数の噴射口６７から保持テーブル４２上の板状物Ｗに乾燥エアーを噴射している。線状ノズル６６は、保持テーブル４２の上方で略水平に延びており、ケーシング４１内に立設した線状ノズル移動部６８に支持されている。線状ノズル６６は、線状ノズル移動部６８から保持テーブル４２の中心に届く長さを有しており、線状ノズル６６の多数の噴射口６７を保持テーブル４２の中心から外周まで位置付けている。

多数の噴射口６７は、隣接する噴射口６７から噴射される乾燥エアーが連なる間隔で線状ノズル６６の外周面に並んでいる。この多数の噴射口６７は、噴射口６７から板状物Ｗの表面７５に噴射されたエアー噴射領域７１（図５参照）が少なくとも板状物Ｗの半径以上の長さの線状に噴射されるように形成されている。また、多数の噴射口６７は、線状ノズル６６の外周面において、保持テーブル４２の回転方向に対して対向する方向（上面視における逆方向）に乾燥エアーを噴射するように斜め下方に向けられている（図５参照）。

線状ノズル移動部６８によって線状ノズル６６が保持テーブル４２の回転中心を通る径方向に位置付けられることで、回転中の板状物Ｗの全域に乾燥エアーが噴射される。このとき、板状物Ｗの表面７５に乾燥エアーの壁が形成され、乾燥エアーの壁によって板状物Ｗの表面７５から洗浄液が掻き取られて、板状物Ｗの表面７５が短時間で乾燥される。なお、線状ノズル６６には、線状ノズル移動部６８内の通路を通じて供給源（不図示）から乾燥エアーが供給される。線状ノズル６６による乾燥工程の詳細については後述する。

以下、図３から図５を参照して、スピンナー洗浄装置による洗浄処理について説明する。図３は、本実施の形態に係るスピンナー洗浄装置による洗浄工程の説明図である。図４は、本実施の形態に係るスピンナー洗浄装置による乾燥工程の説明図である。図５は、本実施の形態に係るエアー噴射手段による乾燥エアーの噴射状態の説明図である。なお、図５Ａは上面模式図、図５Ｂは図５ＡのＡ−Ａ線に沿う断面模式図である。

図３に示すように、板状物Ｗの洗浄工程では、保持テーブル４２上に板状物Ｗが載置されると、吸着面５２によって保護テープＴを介して板状物Ｗが保持される。次に、洗浄ノズル移動手段６４によって洗浄ノズル６２が保持テーブル４２の外側の退避位置から板状物Ｗの上方に移動され、回転手段５４が駆動されて保持テーブル４２が高速回転される。これにより、保持テーブル４２の周囲のフレームクランプ５５が遠心力を受けて作動し、フレームクランプ５５によって環状フレームＦが保持される。このとき、線状ノズル６６は、保持テーブル４２の外側の退避位置に位置付けられている。

そして、洗浄ノズル移動手段６４によって洗浄ノズル６２が移動されながら、洗浄ノズル６２の噴射孔６３から洗浄液が板状物Ｗの表面７５に噴射される。この場合、洗浄ノズル６２が板状物Ｗの回転中心を通る径方向で往復移動され、保持テーブル４２が高速回転されているため、保持テーブル４２上の板状物Ｗの表面７５の全域に洗浄液が吹き付けられる。このようにして、加工後の板状物Ｗの表面７５が洗浄液によってスピン洗浄される。

図４に示すように、板状物Ｗの洗浄工程が終了すると、続けて板状物Ｗの乾燥工程が実施される。板状物Ｗの乾燥工程では、保持テーブル４２の回転が続けられた状態で、洗浄ノズル移動手段６４によって洗浄ノズル６２が板状物Ｗの上方から退避位置に移動される。また、線状ノズル移動部６８によって、洗浄ノズル６２の代わりに線状ノズル６６が退避位置から板状物Ｗの上方に移動される。そして、線状ノズル６６が保持テーブル４２の回転中心を通る径方向に位置付けられ、線状ノズル６６の多数の噴射口６７が保持テーブル４２上の板状物Ｗに向けられる。

そして、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、線状ノズル６６の多数の噴射口６７から乾燥エアーが板状物Ｗの表面７５に噴射され、板状物Ｗの外周側から回転中心に至る線状のエアー噴射領域７１が板状物Ｗの表面７５に形成される。エアー噴射領域７１には、多数の噴射口６７から噴射された乾燥エアーによって乾燥エアーの壁が形成される。この場合、乾燥エアーは真下ではなく、上面視において保持テーブル４２の回転方向に対して対向する方向になるように、板状物Ｗの表面７５に対して斜めに吹き付けられている。このため、板状物Ｗの表面７５に対して斜めに吹き付けられた乾燥エアーの壁によって板状物Ｗの表面７５から洗浄液が吹き飛ばされる。

すなわち、板状物Ｗの表面７５には乾燥エアーの壁によってワイパーが形成され、保持テーブル４２が回転することで、乾燥エアーのワイパーによって板状物Ｗの表面７５から洗浄液が掻き取られる。この場合、乾燥エアーのワイパーは、少なくとも板状物Ｗの外周側から回転中心まで延在しているため、保持テーブル４２が回転することで板状物Ｗの表面７５の全域から洗浄液が除去される。このようにして、線状ノズル６６の多数の噴射口６７からエアー噴射領域が板状物Ｗの半径以上になるように乾燥エアーが噴射されるため、洗浄後の板状物Ｗの表面７５が効率的に乾燥される。

以上のように、本実施の形態によれば、保持テーブル４２を回転させた状態で、洗浄ノズル６２から洗浄液が噴射されて板状物Ｗが洗浄された後に、エアー噴射手段４４の線状ノズル６６から乾燥エアーが噴射されて板状物Ｗが乾燥される。このとき、線状ノズル６６の多数の噴射口６７からは、板状物Ｗの外周側から保持テーブル４２の回転中心に至る板状物Ｗの半径以上の長さの線状の乾燥エアーが、保持テーブル４２の回転方向に対向するように板状物Ｗの表面に吹き付けられる。そして、線状に噴射された乾燥エアーの壁によって板状物Ｗの表面７５から洗浄液が吹き飛ばされて板状物の表面７５が乾燥される。すなわち、板状物Ｗの表面７５には乾燥エアーによって板状物Ｗの半径以上のワイパーが形成され、この乾燥エアーのワイパーによって板状物Ｗの表面７５から洗浄液が掻き取られる。このように、回転中の板状物Ｗに対して乾燥エアーを線状に噴射することで、板状物Ｗの表面７５の全域から洗浄液を効率的に取り除いて板状物Ｗの乾燥時間が短縮される。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、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することが可能である。

例えば、上記した本実施の形態では、線状ノズル６６が直線状に形成される構成としたが、この構成に限定されない。例えば、図６に示すように、線状ノズル６６の先端側が屈曲されてもよい。この場合、線状ノズル６６の屈曲部分７３は、乾燥エアーの噴射方向に僅かに屈曲されている。線状ノズル６６から乾燥エアーが噴射されると、線状ノズル６６に沿って板状物Ｗの中央付近で乾燥エアーの屈曲した壁が形成される。板状物Ｗの中央付近で乾燥エアーの屈曲した壁によって、板状物Ｗの中心付近の洗浄液が線状ノズル６６の先端を回り込むことが防止される。よって、板状物Ｗの中心付近の洗浄液を効果的に除去することができる。

また、上記した本実施の形態では、隣接する噴射口６７から噴射される乾燥エアーが連なる間隔で多数の噴射口６７が線状ノズル６６に形成されたが、この構成に限定されない。多数の噴射口６７から噴射される乾燥エアーが完全に連なる必要はなく、部分的に隙間が形成されてもよい。すなわち、エアー噴射領域は完全な線状に形成されてなくてもよく、一部が破断した線状に形成されてもよい。このような構成であっても、板状物Ｗの表面７５を効率的に乾燥させることが可能である。

また、上記した本実施の形態では、線状ノズル６６に多数の噴射口６７が形成される構成としたが、この構成に限定されない。噴射口６７は、板状物Ｗの半径以上の長さの線状に噴射されるように噴射されればよく、例えば、線状ノズル６６にスリット状に形成されてもよい。

また、上記した本実施の形態では、線状ノズル６６が保持テーブル４２の回転中心を通る径方向に位置付けられた状態で、板状物Ｗの表面７５に乾燥エアーが噴射される構成としたが、この構成に限定されない。線状ノズル６６は、板状物Ｗの上方で旋回される構成としてもよい。

以上説明したように、本発明は、洗浄後の板状物の乾燥時間を短縮することができるという効果を有し、特に、切削装置等の加工装置に備えられたスピンナー洗浄装置に有用である。

１５スピンナー洗浄装置
４２保持テーブル
４４エアー噴射手段
５２吸着面
５４回転手段
６２洗浄ノズル
６３噴射孔
６４洗浄ノズル移動手段
６６線状ノズル
６７噴射口
６８線状ノズル移動部
７１エアー噴射領域
７２ワイパー
７３屈曲部分
７５板状物の表面
７６板状物の裏面
Ｗ板状物

Claims

板状物を上面に保持する保持テーブルと、該保持テーブルを回転させる回転手段と、該保持テーブルに保持された板状物に対して噴射孔から洗浄液を噴射する洗浄ノズルと、該洗浄ノズルを該保持テーブルの中心を通り径方向に移動させる洗浄ノズル移動手段と、該保持テーブルに保持された洗浄後の板状物に対して噴射口から乾燥エアーを噴射して板状物表面を乾燥するエアー噴射手段と、を備えるスピンナー洗浄装置であって、
該エアー噴射手段は、該噴射口から板状物表面に噴射されたエアー噴射領域が板状物の外周側から回転中心に至る線状に噴射されるように該噴射口が形成された線状ノズルと、該線状ノズルを保持テーブルに対して移動させる線状ノズル移動部と、を備え、
該エアー噴射領域が板状物の外周側から該保持テーブルの回転中心に至るように該噴射口を板状物に対して位置づけ且つ該保持テーブルの回転方向に対して対向する方向に該噴射口を向けて乾燥エアーを噴射しつつ該保持テーブルを回転させて洗浄後の板状物表面を乾燥する、スピンナー洗浄装置。