(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、切削装置や研削装置に代表される加工装置では、加工時に発生する異物が半導体ウェーハに固着しないように、純水等を絶えず供給して半導体ウェーハの上面側を濡れた状態に保っている。一方、保持機構であるチャックテーブルと接触する半導体ウェーハの下面側を濡れた状態に保つのは容易でない。
【0006】
そのため、加工時に露出しない半導体ウェーハの下面側には異物が固着し易くなっていた。このような経緯から、半導体ウェーハの洗浄時には、円筒状のスポンジブラシを回転させながら半導体ウェーハの下面に接触させている。これにより、半導体ウェーハの下面に固着した異物をスポンジブラシで擦って除去できる。
【0007】
しかしながら、液状の樹脂を塗布して硬化させる上述の方法で半導体ウェーハの表面(又は裏面)に樹脂膜を形成すると、樹脂の硬化に伴う収縮作用によって半導体ウェーハが反ってしまう。その結果、スポンジブラシで下面側を十分に擦ることができなくなって、半導体ウェーハに洗い残しが発生していた。
【0008】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被洗浄物が反っている場合にも下面側を適切に洗浄できる洗浄装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明によれば、円盤状の被洗浄物の下面側を洗浄する洗浄装置であって、被洗浄物を保持して回転させる回転保持手段と、被洗浄物の下面側を洗浄する洗浄手段と、を備え、該回転保持手段は、被洗浄物の外周縁に接触して被洗浄物を保持し鉛直方向に平行な回転軸の周りに回転する3個以上の回転ローラと、該回転ローラのいずれかに連結され対応する該回転ローラを回転させる回転ローラ駆動手段と、該回転ローラを被洗浄物の大きさに合わせて水平方向に移動させる水平移動手段と、を
備え、該洗浄手段は、所定の厚みの弾性部材で被洗浄物の半径以上の長さに形成され被洗浄物の径方向に平行な回転軸の周りに回転する円筒状の洗浄部材と、該洗浄部材に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、該洗浄部材の一端側に連結され該洗浄部材を回転させる洗浄部材回転モータと、該洗浄部材の他端側を支持する軸受け部材と、該洗浄部材回転モータと該軸受け部材とを下方から支持する支持部材と、該支持部材の下方に接続され、該洗浄部材の一端側と他端側とが被洗浄物の下面に合わせて上下動するように該支持部材を支えるとともに、該洗浄部材の全体を上下に移動させる上下動手段と、を備え、
該上下動手段は、該支持部材の一端と他端との間の接続部に接続されたピストンと、該ピストンを上下動させるシリンダと、該支持部材の該接続部と一端との間又は該支持部材の該接続部と他端との間に接続され、該洗浄部材の一端及び他端の上下動をガイドするガイド部材と、を備え、該上下動手段によって、被洗浄物の中心から外周縁に至る半径に対応する被洗浄物の下面側に該洗浄部材を接触させることで、被洗浄物の下面側を洗浄
し、該洗浄部材の一端側と他端側とは、該接続部を支点に上下動することを特徴とする洗浄装置が提供される。
【発明の効果】
【0011】
本発明に係る洗浄装置は、円筒状の洗浄部材の一端側と他端側とが被洗浄物の下面に合わせて上下動するように支持部材を支える上下動手段を備えるので、被洗浄物が反っている場合にも、上下動手段によって、被洗浄物の中心から外周縁に至る半径に対応する被洗浄物の下面側に洗浄部材を接触させて、被洗浄物の下面側を適切に洗浄できる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。はじめに、本実施形態に係る洗浄装置を含む加工装置の全体像を説明する。
図1は、本実施形態に係る洗浄装置を含む切削装置を模式的に示す図である。なお、本実施形態では、洗浄装置を切削装置に設けているが、研削装置等の別の加工装置に洗浄装置を設けても良い。もちろん、洗浄装置を単独で用いることもできる。
【0014】
図1に示すように、切削装置2は、各構造を支持する基台4を備えている。基台4の前方の角部には、平面視で矩形状の開口4aが形成されており、この開口4a内には、カセット載置台6が昇降可能に設置されている。カセット載置台6の上面には、複数の板状物(被洗浄物)11を収容する直方体状のカセット8が載置される。なお、
図1では、説明の便宜上、カセット8の輪郭のみを示している。
【0015】
板状物11は、例えば、シリコン等の半導体材料で略円盤状に形成されており、その表面側は、中央のデバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域とに分けられている。デバイス領域は、格子状に配列されたストリート(分割予定ライン)でさらに複数の領域に区画されており、各領域にはIC等のデバイスが形成されている。なお、本実施形態の板状物11は、上方に露出する表面側を樹脂膜(不図示)で被覆され、下(裏面側)に凸の形状に反っている(
図3(A)等参照)。
【0016】
カセット載置台6の側方には、X軸方向(前後方向)に長い矩形状の開口4bが形成されている。この開口4b内には、X軸移動テーブル10、X軸移動テーブル10をX軸方向に移動させるX軸移動機構(不図示)、及びX軸移動機構を覆う防塵防滴カバー12が設けられている。
【0017】
X軸移動機構は、X軸方向に平行な一対のX軸ガイドレール(不図示)を備えており、X軸ガイドレールには、X軸移動テーブル10がスライド可能に設置されている。X軸移動テーブル10の下面側には、ナット部(不図示)が設けられており、このナット部には、X軸ガイドレールと平行なX軸ボールネジ(不図示)が螺合されている。
【0018】
X軸ボールネジの一端部には、X軸パルスモータ(不図示)が連結されている。X軸パルスモータでX軸ボールネジを回転させることで、X軸移動テーブル10は、X軸ガイドレールに沿ってX軸方向に移動する。
【0019】
X軸移動テーブル10の上方には、板状物11を吸引保持するチャックテーブル14が設けられている。チャックテーブル14は、モータ等の回転駆動源(不図示)と連結されており、Z軸方向(鉛直方向)に平行な回転軸の周りに回転する。また、X軸移動テーブル10をX軸移動機構でX軸方向に移動させれば、チャックテーブル14は加工送りされる。
【0020】
チャックテーブル14の表面(上面)は、板状物11を吸引保持する保持面14aとなっている。この保持面14aは、チャックテーブル14の内部に形成された流路(不図示)を通じて吸引源(不図示)と接続されている。
【0021】
開口4bと近接する位置には、上述した板状物11をチャックテーブル14へと搬送する搬送機構(不図示)が設けられている。搬送機構で搬送された板状物11は、例えば、表面側が上方に露出するようにチャックテーブル14に載置される。
【0022】
基台4の上面には、2組の切削ユニット18を支持する門型の支持構造20が、開口4bを跨ぐように配置されている。支持構造20の前面上部には、各切削ユニット18をY軸方向(左右方向)及びZ軸方向に移動させる2組の切削ユニット移動機構22が設けられている。
【0023】
各切削ユニット移動機構22は、支持構造20の前面に配置されY軸方向に平行な一対のY軸ガイドレール24を共通に備えている。Y軸ガイドレール24には、各切削ユニット移動機構22を構成するY軸移動プレート26がスライド可能に設置されている。
【0024】
各Y軸移動プレート26の裏面側(後面側)には、ナット部(不図示)が設けられており、このナット部には、Y軸ガイドレール24と平行なY軸ボールネジ28がそれぞれ螺合されている。各Y軸ボールネジ28の一端部には、Y軸パルスモータ30が連結されている。Y軸パルスモータ30でY軸ボールネジ28を回転させれば、Y軸移動プレート26は、Y軸ガイドレール24に沿ってY軸方向に移動する。
【0025】
各Y軸移動プレート26の表面(前面)には、Z軸方向に平行な一対のZ軸ガイドレール32が設けられている。Z軸ガイドレール32には、Z軸移動プレート34がスライド可能に設置されている。
【0026】
各Z軸移動プレート34の裏面側(後面側)には、ナット部(不図示)が設けられており、このナット部には、Z軸ガイドレール32と平行なZ軸ボールネジ36がそれぞれ螺合されている。各Z軸ボールネジ36の一端部には、Z軸パルスモータ38が連結されている。Z軸パルスモータ38でZ軸ボールネジ36を回転させれば、Z軸移動プレート34は、Z軸ガイドレール32に沿ってZ軸方向に移動する。
【0027】
各Z軸移動プレート34の下部には、板状物11を切削する切削ユニット18が設けられている。また、切削ユニット18と隣接する位置には、板状物11を撮像するカメラ40が設置されている。各切削ユニット移動機構22でY軸移動プレート26をY軸方向に移動させれば、切削ユニット18及びカメラ40は割り出し送りされ、Z軸移動プレート34をZ軸方向に移動させれば、切削ユニット18及びカメラ40は昇降する。
【0028】
切削ユニット18は、Y軸方向に平行な回転軸を構成するスピンドル(不図示)の一端側(先端部)に装着された円環状の切削ブレード42を備えている。スピンドルの他端側にはモータ等の回転駆動源(不図示)が連結されており、スピンドルに装着された切削ブレード42を回転させる。
【0029】
開口4bに対して開口4aと反対側の位置には、平面視で矩形状の開口4cが形成されている。開口4c内には、切削後の板状物11を洗浄する洗浄装置44が設けられている。
図2は、本実施形態に係る洗浄装置44の構成例を模式的に示す平面図である。
【0030】
図2に示すように、洗浄装置44は、板状物11を保持して回転させる回転保持機構(回転保持手段)50を備えている。回転保持機構50は、互いの長手方向に対して垂直な方向に離間した2組の保持ユニット50a,50bを含む。保持ユニット50aと保持ユニット50bとの間には、板状物11の下面側を洗浄する洗浄機構(洗浄手段)52が配置されている。
【0031】
図3(A)は、保持ユニット50aの構成例を模式的に示す側面図である。なお、保持ユニット50bの構成は保持ユニット50aの構成と同様であるから、ここでは、保持ユニット50aの構成についてのみ説明する。
【0032】
図2及び
図3(A)に示すように、保持ユニット50aは、各構造を支持する直方体状の基台54を備えている。基台54の上面には、保持ユニット50aの長手方向に離間する2組の可動プレート56a,56bが設けられている。
【0033】
可動プレート56a,56bは、基台54の上面に配置され回転軸として機能する連結具58a,58bを介して基台54に接続されており、この連結具58a,58bの周りに回転する。基台54の外側の領域(洗浄機構52と反対側の領域)には、可動プレート56a,56bを回転させる可動プレート駆動機構(水平移動手段)60が配置されている。
【0034】
可動プレート駆動機構60は、例えば、エアアクチュエータ(エアシリンダ)であり、基端側に底のある有底円筒状のシリンダ60aと、基端側をシリンダ60aの先端側に挿入されたピストンロッド60bとを含む。
【0035】
シリンダ60aの基端側には、連結具62aを介して可動プレート56aが接続されている。一方、ピストンロッド60bの先端側には、連結具62bを介して可動プレート56bが接続されている。そのため、シリンダ60aの内圧を変化させて可動プレート駆動機構60を伸縮させれば、可動プレート56a,56bを連結具58a,58bの周りに回転させることができる。
【0036】
可動プレート56a,56bの上面には、板状物11の外周縁11aに当接し、鉛直方向に平行な回転軸の周りに回転する回転ローラ64がそれぞれ配置されている。上述のように可動プレート56a,56bを回転させて、複数の回転ローラ64を板状物11の大きさに合わせて水平方向に移動させることで、板状物11を複数の回転ローラ64で挟み込むように保持できる。
【0037】
この回転ローラ64には、モータ等の回転駆動源(回転ローラ駆動手段)(不図示)が連結されている。板状物11を複数の回転ローラ64で挟み込むように保持した後に、回転駆動源で回転ローラ64を回転させれば、鉛直方向に平行な回転軸の周りに板状物11を回転させることができる。
【0038】
図3(B)は、洗浄機構52の構成例を模式的に示す図である。
図2及び
図3(B)に示すように、洗浄機構52は、スポンジ等の弾性部材で所定の厚みに形成された円筒状の洗浄ローラ(洗浄部材)70を含む。洗浄ローラ70は、板状物11の半径以上の長さに形成されており、回転軸となるシャフト72の周囲に固定される。
【0039】
シャフト72(洗浄ローラ70)の一端側には、洗浄ローラ70を回転させる回転駆動源(洗浄部材回転モータ)74が接続されている。一方、シャフト72(洗浄ローラ70)の他端側は、軸受け部材76で支持されている。シャフト72の内部には、洗浄ローラ70に純水等の洗浄液を供給するための洗浄液供給路(洗浄液供給手段)78が設けられている。
【0040】
洗浄液供給路78は、洗浄液を供給する洗浄液供給源80と接続されている。洗浄液供給源80から洗浄ローラ70に洗浄液を供給しつつ、回転駆動源74で洗浄ローラ70を回転させて板状物11の下面側に接触させることで、板状物11の下面側を擦るように洗浄できる。
【0041】
なお、
図2に示すように、板状物11の回転方向A1と洗浄ローラ70の回転方向A2とは、板状物11と洗浄ローラ70との接触部において、主に逆向きになるように制御される。
【0042】
回転駆動源74及び軸受け部材76の下方には、回転駆動源74及び軸受け部材76を支持する支持部材82が設けられている。支持部材82の下方には、洗浄ローラ70を上下に移動させる昇降ユニット(上下動手段)84が接続されている。
【0043】
昇降ユニット84は、洗浄ローラ70の全体を上下に移動させる昇降機構86を備えている。昇降機構86は、例えば、エアアクチュエータ(エアシリンダ)であり、有底円筒状のシリンダ86aと、シリンダ86aの上端側に挿入されたピストンロッド(ピストン)86bとを含む。
【0044】
ピストンロッド86bの先端部は、支持部材82の一端(回転駆動源74側の端部)と支持部材82の他端(軸受け部材76側の端部)との間の接続部88において、支持部材82と接続されている。支持部材82は、一端側と他端側とが接続部88を支点に上下動するように支持されている。
【0045】
また、昇降ユニット84は、支持部材82の接続部88と一端との間に接続されたガイド部材90a、及び、支持部材82の接続部88と他端との間に接続されたガイド部材90bを含む。ガイド部材90a,90bは、伸縮自在に構成されており、連結部92a,92bにおいて支持部材82と接続される。
【0046】
ガイド部材90a,90bによって、支持部材82(洗浄ローラ70)の一端及び他端の上下動がガイドされる。なお、連結部92a,92bが係合する支持部材82の係合穴82a,82bには、支持部材82(洗浄ローラ70)の一端及び他端の上下動を許容する隙間(遊び)が設けられている。
【0047】
次に、本実施形態の洗浄装置44を用いる洗浄の手順を説明する。
図4は、板状物11の下面が洗浄される様子を模式的に示す側面図である。まず、回転保持機構50で板状物11を保持し、昇降機構86のピストンロッド86bを上昇させる。これにより、板状物11の下面側に洗浄ローラ70が接触する。
【0048】
上述のように、洗浄ローラ70は、一端側と他端側とが接続部88を支点に上下動するように支持されている。そのため、板状物11の下面側に接触した洗浄ローラ70は、板状物11の下面の形状に合わせて傾斜し、洗浄ローラ70と板状物11の下面との接触面積が最大化される。
【0049】
したがって、この状態で、洗浄液を供給しながら洗浄ローラ70を板状物11の径方向に平行な回転軸の周りに回転させ、また、板状物11を鉛直方向に平行な回転軸の周りに回転させることで、板状物11の下面を適切に洗浄できる。
【0050】
以上のように、本実施形態に係る洗浄装置44は、円筒状の洗浄ローラ(洗浄部材)70の一端側と他端側とが板状物(被洗浄物)11の下面に合わせて上下動するように支持部材82を支える昇降ユニット(上下動手段)84を備えるので、板状物11が反っている場合にも、昇降ユニット84によって、板状物11の中心から外周縁11aに至る半径に対応する板状物11の下面側に洗浄ローラ70を接触させて、板状物11の下面側を適切に洗浄できる。
【0051】
なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、回転保持機構(回転保持手段)50に4個の回転ローラ64を設けているが、回転保持機構(回転保持手段)が備える回転ローラは3個以上であれば良い。また、上記実施形態では、全ての回転ローラ70に回転駆動源(回転ローラ駆動手段)を連結しているが、回転駆動源は、少なくとも1個の回転ローラに連結されていれば良い。
【0052】
また、上記実施形態では、昇降ユニット(上下動手段)84に2個のガイド部材90a,90bを設けているが、昇降ユニット(上下動手段)が備えるガイド部材は1個でも良い。さらに、上記実施形態では、下に凸の形状に反った板状物(被洗浄物)11の下面を洗浄する例について説明しているが、本実施形態の洗浄装置44は、上に凸の形状に反った板状物(被洗浄物)や平坦な板状物(洗浄物)の下面を洗浄することもできる。
【0053】
その他、上記実施形態に係る構成、方法等は、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できる。