特開 2024-158235 スピンナ洗浄装置及び加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024158235

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】スピンナ洗浄装置及び加工装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20241031BHJP

   B24B 7/04 20060101ALI20241031BHJP

   B24B 55/06 20060101ALI20241031BHJP

   B24B 55/02 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 648L

H01L21/304 643A

H01L21/304 631

B24B7/04 A

B24B55/06

B24B55/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023073264

(22)【出願日】2023-04-27

(71)【出願人】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】110001014

【氏名又は名称】弁理士法人東京アルパ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】禹 俊洙

【テーマコード（参考）】

3C043

3C047

5F057

5F157

【Ｆターム（参考）】

3C043BA03

3C043BA09

3C043BA16

3C043CC04

3C043DD05

3C043DD06

3C043DD12

3C043EE04

3C047FF04

3C047FF17

3C047FF19

3C047GG01

3C047GG08

3C047HH17

5F057AA21

5F057CA14

5F057DA11

5F057EC27

5F057FA13

5F057FA48

5F157AB02

5F157AB16

5F157AB33

5F157AB90

5F157AC04

5F157AC23

5F157BB22

5F157BB45

5F157CB13

5F157CF66

5F157DB51

5F157DC51

5F157DC90

(57)【要約】

【課題】洗浄液によるワークの汚染を防ぐことができるスピンナ洗浄装置及び加工液に含まれる加工屑によるワークの損傷を防ぐことができる加工装置を提供すること。
【解決手段】スピンナテーブルと、回転機構と、スピンナテーブルを収容するケース３０と、洗浄水供給ユニットを備えるスピンナ洗浄装置のケース３０は、スピンナテーブルの外周を囲む筒状の壁３１と、該壁３１の下端に連結された底板３３と、該底板３３に開口する排水口とを備え、壁３１の内面に、スピンナテーブルの回転方向に向かって斜め下方に傾斜するフィン３７を周方向に複数形成する。また、チャックテーブルと、加工ユニットと、加工具とチャックテーブルとを収容する加工室とを備える加工装置の加工室の壁の内面１４０に、加工具の回転方向に向かって斜め下方に傾斜するフィンを水平方向に複数形成する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを保持するスピンナテーブルと、
該スピンナテーブルをその中心を軸に回転させる回転機構と、
該スピンナテーブルを収容するケースと、
該ワークに洗浄水を供給する洗浄水供給ユニットと、
を備えるスピンナ洗浄装置であって、
該ケースは、該スピンナテーブルの外周を囲む筒状の壁と、該壁の下端に連結された底板と、該底板に開口する排水口と、を備え、
該壁の内面には、該スピンナテーブルの回転方向に向かって斜め下方に傾斜するフィンを周方向に複数形成したことを特徴とするスピンナ洗浄装置。

【請求項2】

加工液をワークに供給しながら該ワークを加工具によって加工する加工装置であって、
ワークを保持するチャックテーブルと、
該加工具を回転させてワークを加工する加工ユニットと、
該加工具がワークに接触するワークの加工部に加工液を供給する加工液供給ユニットと、
該加工具と該チャックテーブルとを収容する壁と天井と底板とからなる加工室と、
を備え、
該壁の内面に、該加工具の回転方向に向かって斜め下方に傾斜するフィンを水平方向に複数形成したことを特徴とする加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転するスピンナテーブルに保持されたワークを洗浄水によって洗浄するスピンナ洗浄装置と、チャックテーブルに保持されたワークを加工具によって加工する加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、半導体デバイスの製造工程においては、円板状の半導体ウェーハ（以下、単に「ウェーハ」と称する）の表面が格子状に形成されたストリート（分割予定ライン）によって複数のデバイス領域に区画され、各デバイス領域にＩＣやＬＳＩなどのデバイスがそれぞれ形成される。そして、このように多数のデバイスが形成されたウェーハを例えば切削ブレードによってストリートに沿って切削して該ウェーハを分割することによって、複数のチップが製造されている。

【0003】

ところで、ウェーハを切削ブレードによって切削する切削装置においては、切削加工後のウェーハの表面をスピンナ洗浄装置によって洗浄することが行われている（例えば、特許文献１参照）。このスピンナ洗浄装置においては、ウェーハを保持したスピンナテーブルを高速回転させた状態で、ウェーハの中心部上方から洗浄水がウェーハの上面に噴射される。すると、洗浄水は、高速回転するスピンナテーブルによる遠心力によってウェーハの径方向外方へと流れて該ウェーハの上面全体に行き渡り、ウェーハの上面の汚れを該ウェーハの外周から径方向外方へと洗い流す。

【0004】

そして、ウェーハの洗浄後は、洗浄時よりもさらに高速でスピンナテーブルを回転させて遠心力を強め、洗浄水をウェーハから吹き飛ばすことによって該ウェーハの上面を乾燥させるようにしている。この場合、ウェーハの洗浄中に吹き飛ばされた洗浄水の水滴がウェーハに付着してウェーハの上面を汚すことがあるため、下方向に旋回する螺旋状の気流を発生させ、ウェーハへの水滴の付着を防ぐようにしている。

【0005】

また、加工室内において、チャックテーブルに保持されたウェーハなどのワークを、高速回転する加工具によって加工する加工装置においては、ワークの加工部に加工液を供給しながら該ワークの加工がなされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１６－２０７８００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、スピンナ洗浄装置において、ウェーハの洗浄後に下方向に旋回する螺旋状の気流を発生させる場合、気流の流路面積を下方向に行くにしたがって次第に拡大して該気流を減速させることによって、エアと水滴との比重差によって水滴をエアから分離させる気液分離方式を採用しているため、スピンナ洗浄装置が大型化するという問題がある。

【0008】

また、加工室内でワークの加工部に加工液を供給しながら、高速回転する加工具によってワークを加工する加工装置においては、加工具の高速回転による遠心力を受けた加工液が加工室の壁内面に当たって跳ね返り、この跳ね返った加工屑を含む加工液がワークに付着するため、この付着した加工液に含まれる加工屑がワークの上面と加工具との間に進入し、この進入した加工屑によってワークを損傷するスクラッチが形成されるという問題がある。

【0009】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、効果的な気液分離方式を採用することによって、大型化を招くことなく洗浄液によるワークの汚染を防ぐことができるスピンナ洗浄装置及び加工液に含まれる加工屑によるワークの損傷を防ぐことができる加工装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するための第１発明は、ワークを保持するスピンナテーブルと、該スピンナテーブルをその中心を軸に回転させる回転機構と、該スピンナテーブルを収容するケースと、該ワークに洗浄水を供給する洗浄水供給ユニットと、を備えるスピンナ洗浄装置であって、該ケースは、該スピンナテーブルの外周を囲む筒状の壁と、該壁の下端に連結された底板と、該底板に開口する排水口と、を備え、該壁の内面には、該スピンナテーブルの回転方向に向かって斜め下方に傾斜するフィンを周方向に複数形成したことを特徴とする。

【0011】

また、第２発明は、加工液をワークの加工部に供給しながら該ワークを加工具によって加工する加工装置であって、ワークを保持するチャックテーブルと、該加工具を回転させてワークを加工する加工ユニットと、該加工具がワークに接触するワークの加工部に加工液を供給する加工液供給ユニットと、該加工具と該チャックテーブルとを収容する壁と天井と底板とからなる加工室と、を備え、該壁の内面に、該加工具の回転方向に向かって斜め下方に傾斜するフィンを水平方向に複数形成したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

第１発明によれば、スピンナテーブルの回転による遠心力によって周囲に飛散する噴霧状の洗浄水は、スピンナテーブルの回転方向に旋回しながらケースの壁内面の各フィンに衝突して付着し、隣接する各２つのフィンの間の溝に沿って水滴となって落下する。この場合、溝は、フィンに沿ってスピンナテーブルの回転方向に向かって斜め下方に傾斜しているため、該溝に沿う水滴の落下が、スピンナテーブルの回転方向に沿って流れる気流によって促進される。この結果、噴霧状の研削水の流速を下げるために流路断面積を流れ方向に沿って漸増させる必要がなく、効果的な気液分離を実現して洗浄水のワーク上面への付着を抑制することができ、該洗浄水の付着によるワーク上面の汚染を防ぐことができる。

【0013】

また、第２発明によれば、加工具の回転による遠心力によって周囲に飛散する噴霧状の加工液は、加工具の回転方向に旋回しながら加工室の壁の内面の各フィンに衝突して付着し、隣接する各２つのフィンの間の溝に沿って液滴となって落下する。この場合、溝は、フィンに沿って加工具の回転方向に向かって斜め下方に傾斜しているため、該溝に沿う液滴の落下が、加工具の回転方向に沿って流れる気流によって促進される。この結果、効果的な気液分離を実現して加工液のウェーハ上面への付着を抑制することができ、加工液に含まれる加工屑のワーク上面と加工具との間への進入を抑制することができる。このため、加工屑によってワーク上面にスクラッチが形成されることがなく、スクラッチによるワークの破損などが防がれ、当該ワークに高い品質が確保される。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１発明に係るスピンナ洗浄装置の部分破断斜視図である。

【図2】第１発明に係るスピンナ洗浄装置の破断平面図である。

【図3】第１発明に係るスピンナ洗浄装置のケース上部（リングカバー部分）の破断斜視図である。

【図4】図２のＡ－Ａ線断面図（スピンナテーブル上昇時）である。

【図5】図２のＡ－Ａ線断面図（スピンナテーブル下降時）である。

【図6】図５のＢ－Ｂ線拡大部分断面図である。

【図7】図６の矢視Ｃ方向の斜視図である。

【図8】第１発明の別形態を示す図７と同様の図である。

【図9】第２発明に係る研削装置の破断斜視図である。

【図10】第２発明に係る研削装置要部の破断側面図（非研削時）である。

【図11】第２発明に係る研削装置要部の破断側面図（研削時）である。

【図12】図１０のＤ部斜視図である。

【図13】第２発明の別形態を示す図１２と同様の図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【0016】

［第１発明］
先ず、第１発明に係るスピンナ洗浄装置の構成について説明すると、図１に示すスピンナ洗浄装置１は、研削加工や研磨加工、或いは切削加工などが施されたワークであるウェーハＷを洗浄水によって洗浄する装置であって、ウェーハＷを保持して回転するスピンナテーブル１０と、該スピンナテーブル１０をその軸回りに回転させる回転機構（図３参照）２０と、スピンナテーブル１０や回転機構２０などを収容するケース３０と、ウェーハＷに向かって洗浄水を供給する洗浄水供給ユニット４０を主要な構成要素として備えている。

【0017】

ここで、ウェーハＷは、図１に示すように、例えば、単結晶のシリコン（Ｓｉ）で構成された薄い円板状の部材であって、その表面（図１においては、上面）が格子状に配列された互いに直交するストリート（分割予定ライン）Ｌ１，Ｌ２によって複数の矩形領域に区画されており、各矩形領域には、ＩＣやＬＳＩなどのデバイスＤがそれぞれ形成されている。そして、このように表面に多数のデバイスＤが形成されたウェーハＷは、ワークセットＷＳに組み込まれ、後述のように、このウェーハＷに向けて洗浄水が噴射されることによって該ウェーハＷの上面が洗浄される。なお、ウェーハＷの材質としては、シリコン（Ｓｉ）以外に、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ガラス、セラミックス、サファイアなどが用いられる。また、ワークとしては、ウェーハＷ以外の任意のものが用いられる。

【0018】

前記ワークセットＷＳは、図１に示すように、リング状のリングフレームＦの円形の開口部を塞いで貼着されたテープＴに円板状のウェーハＷの裏面（図１においては下面）を貼着することによって、該テープＴを介してウェーハＷをリングフレームＦに支持させて該ウェーハＷとリングフレームＦ及びテープＴを一体化して構成されている。

【0019】

ここで、スピンナ洗浄装置１の主要な構成要素であるスピンナテーブル１０、回転機構２０、ケース３０及び洗浄水供給ユニット４０の構成についてそれぞれ説明する。

【0020】

（スピンナテーブル）
スピンナテーブル１０は、ウェーハＷが組み込まれたワークセットＷＳを保持して回転する円板状の部材であって、図３及び図４に示すように、その中心部の下部には、回転軸１１を介してロータリジョイント１２が取り付けられている。ここで、スピンナテーブル１０の上面には、図１及び図２に示すように、該スピンナテーブル１０の中心周りに内外二重の円形溝２，３が同心円状に形成されており、これらの円形溝２，３は、スピンナテーブル１０の中心を通る直線溝４によって互いに連通している。

【0021】

そして、図３及び図４に示すように、スピンナテーブル１０の内部には、円形溝２，３と直線溝４から垂直下方に延びる連通路５がそれぞれ形成されており、これらの連通路５は、スピンナテーブル１０の内部に水平に形成された放射状の複数の吸引路６にそれぞれ接続されている。また、スピンナテーブル１０と回転軸１１及びロータリジョイント１２の各中心部には、吸引路７が垂直方向に形成されており、この吸引路７は、その上端がスピンナテーブル１０の内部に形成された前記吸引路６に接続されている。そして、吸引路７の下端は、ロータリジョイント１２の内部に形成された空間１２ａに開口している。

【0022】

ここで、ロータリジョイント１２との内部には、空間１２ａから横方向に水平に延びる吸引路８が形成されており、この吸引路８には、配管１３及び開閉バルブＶ１を介して真空ポンプなどの吸引源１４に接続されている。なお、ロータリジョイント１２の上端外周には、テーブルベース１５が結着されており、このテーブルベース１５の外周端には、垂直下方に一体に延びる円筒状のスカート部１５ａが形成されている。

【0023】

また、図１及び図２に示すように、スピンナテーブル１０の外周の周方向４箇所には、後述のようにワークセットＷＳのリングフレームＦを把持する（図４参照）ためのクランパ１６が周方向に等角度ピッチ（９０°ピッチ）で取り付けられている。ここで、各クランパ１６は、図３及び図４に示すように、スピンナテーブル１０の外周から径方向外方へと延びる矩形プレート状の一対の支持プレート１６Ａ（図３及び図４には、一方のみ図示）と、これらの支持プレート１６Ａの先端部に中間部が軸１７によって上下に回動可能に枢支されたクランプ部材１６Ｂによって構成されている。ここで、各クランプ部材１６Ｂは、基端部（軸１７よりも径方向外方の部分）に形成されたウェイト部１６ａと、先端部（軸１７よりも径方向内方の部分）に形成された爪部１６ｂによって構成されている。

【0024】

ところで、スピンナテーブル１０は、昇降機構５０によってロータリジョイント１２や回転機構２０と共に上下に昇降可能であって、昇降機構５０は、駆動源であるシリンダユニット５１とスピンナテーブル１０の昇降をガイドするためのガイドユニット５２とで構成されている。ここで、シリンダユニット５１とガイドユニット５２は、テーブルベース１５とベースプレート１８との間に介設されている。なお、図３及び図４には、シリンダユニット５１とガイドユニット５２を各１つずつ図示しているが、これらのシリンダユニット５１とガイドユニット５２は、テーブルベース１５とベースプレート１８との間において周方向に複数設けられている。

【0025】

上記シリンダユニット５１は、例えばエアシリンダによって構成されており、このエアシリンダは、シリンダ５１ａと、該シリンダ５１ａ内に上下摺動可能に嵌装された不図示のピストンと、該ピストンからシリンダ５１ａを貫通して垂直上方に延びるピストンロッド５１ｂによって構成されており、ピストンロッド５１ｂの上端がテーブルベース１５に取り付けられ、シリンダ５１ａの下端がベースプレート１８上に取り付けられている。なお、図示しないが、シリンダ５１ａの内部は、ピストンによって上部室と下部室とに区画されており、後述のように上部室と下部室に対して圧縮エアを供排することによってピストンロッド５１ｂが上下動してスピンナテーブル１０が上下に昇降する。

【0026】

また、前記ガイドユニット５２もエアシリンダによって構成されており、このエアシリンダは、下端がベースプレート１８に取り付けられて垂直に立設されたシリンダ５２ａと、該シリンダ５２ａ内に上下摺動可能に嵌装された不図示のピストンと、該ピストンからシリンダ５２ａを貫通して垂直上方に延びるピストンロッド５２ｂによって構成されており、ピストンロッド５２ｂの上端がテーブルベース１５に取り付けられている。このガイドユニット５２は、スピンナテーブル１０の昇降を所定の減衰力を持ってガイドするものであって、図示しないが、シリンダ５２ａ内のピストンによって区画された上部室と下部には、小孔がそれぞれ開口しており、スピンナテーブル１０の昇降動に伴ってシリンダ５２ａ内のエアが小孔を介して供排されることによって、スピンナテーブル１０の昇降動に所定の減衰力を付与するダンパー効果が得られる。

【0027】

（回転機構）
回転機構２０は、スピンナテーブル１０をその軸回りに所定の速度で図５に矢印方向（反時計方向）に回転させる機構であって、本実施形態においては、図４及び図５に示すように、ロータリジョイント１２の下端に取り付けられたサーボモータ２１によって構成されている。

【0028】

（ケース）
ケース３０は、スピンナテーブル１０や回転機構２０、後述の洗浄水供給ユニット４０などを収容する有底二重円筒状の部材であって、その上方が大気中に開口している。具体的には、図４及び図５に示すように、ケース３０は、内外二重円筒状の壁（外壁）３１と該壁３１の内側に同心状に配置された内壁３２と、これらの壁３１と内壁３２の各下端部同士を連結する略水平なリングプレート状の底板３３によって有底二重円筒状に形成されている。ここで、内壁３２の高さは壁３１の高さよりも低く設定されており、この内壁３２の外周側には、テーブルベース１５のスカート部１５ａが近接配置されており、これらの内壁３２とスカート部１５ａとが両者の間に所定の僅かな隙間を隔てて上下方向において互いにオーバーラップすることによって、所定のラビリンス効果（シール効果）が得られ、内壁３２の内部（壁３１と内壁３２との間の排水・排気空間Ｓ１）への水の進入が防がれる。ここで、ケース３０には、壁３１と内壁３２及び底板３３によって区画される有底二重円筒状の上記排水・排気空間Ｓ１が形成されている。

【0029】

また、図２、図４及び図５に示すように、底板３３の一部には、円孔状の排水口３４が開口しており、壁３１の下端の一部には、排水・排気空間Ｓ１に開口する排気口３５が接線方向（図２参照）に沿って形成されている。

【0030】

さらに、図１～図５に示すように、ケース３０の壁３１の上部内面からは、上方に向かって縮径するテーパ円筒状のリングカバー３６が一体に形成されている。

【0031】

ところで、本実施形態においては、図２～図７に示すように、リングカバー３６と壁３１の各内面には、矩形突起状のフィン３７がスピンナテーブル１０の回転方向（図７の矢印方向）に向かって斜め下方に傾斜する矩形突起状のフィン３７が周方向に等角度ピッチで複数形成されており、隣接するフィン３７の間には、フィン３７と同じくスピンナテーブル１０の回転方向に向かって斜め下方に傾斜する矩形凹状の溝３８が周方向に等角度ピッチで複数形成されている。ここで、図４及び図５に示すように、各フィン３７と底板３３との間には、所定の隙間δがそれぞれ形成されている。なお、本実施形態では、ケース３０とは別部材である複数の矩形プレートを壁３１の内面に溶接することによって、壁３１の内面に複数のフィン３７を周方向に等角度ピッチで形成したが、図８に示すように、壁３１に機械加工による削り出しによって複数の溝３８を形成することによって、隣接する２つの溝３８の間に凸状のフィン３７をそれぞれ形成するようにしてもよい。

【0032】

（洗浄水供給ユニット）
洗浄水供給ユニット４０は、ウェーハＷに向かって洗浄水を供給するものであって、図２～図５においては、図示を省略している。この洗浄水供給ユニット４０は、図１に示すように、スピンナテーブル１０の外周側において垂直に起立する旋回軸４１と、該旋回軸４１の上端から水平に延びる水平管４２と、該水平管４２の直角下方に屈曲する先端部に取り付けられた洗浄水ノズル４３を含んで構成されている。ここで、水平管４２の長さは、該水平管４２が旋回軸４１を中心として水平に旋回したときに、その先端に取り付けられた洗浄水ノズル４３がウェーハＷの上面中心の上方に開口する長さを有している。なお、水平管４２は、不図示の洗浄水供給源に接続されている。また、旋回軸４１は、その下端が不図示の回転機構に連結されており、回転機構によって軸中心回りに回転駆動される。

【0033】

次に、以上のように構成されたスピンナ洗浄装置１の作用、つまり、ウェーハＷの洗浄水による洗浄方法について説明する。

【0034】

ウェーハＷの洗浄に際しては、昇降機構５０の駆動源であるシリンダユニット５１が駆動され、該シリンダユニット５１のピストンロッド５１ｂが図４に示すように上昇するため、該ピストンロッド５１ｂに連結されたスピンナテーブル１０が回転機構２０やテーブルベース１５などと共に上昇し、スピンナテーブル１０の上面がリングカバー３６の上方に位置する。すなわち、シリンダユニット５１のシリンダ５１ａ内に形成された下部室に圧縮エアを供給するとともに、上部室からエアを排出すると、下部室内の圧力によって不図示のピストンとピストンロッド５１ｂが上昇するため、前述のように、スピンナテーブル１０が上昇し、このスピンナテーブル１０の上昇が減衰力を発生するガイドユニット５２によってガイドされる。

【0035】

上記状態において、ワークセットＷＳがテープＴを下にしてスピンナテーブル１０の上面に載置される。なお、このとき、スピンナテーブル１０の外周４箇所に設けられたクランパ１６においては、クランプ部材１６Ｂは、その基端部のウェイト部１６ａが自重によって垂直に起立した状態にあり、クランプ部材１６Ｂの先端の爪部１６ｂも起立状態にある。

【0036】

上記状態から図４に示す吸引源１４が駆動されて開閉バルブＶ１が開かれると、吸引源１４に発生する負圧が配管１３、吸引路８、ロータリジョイント１２の空間１２ａ、吸引路７，６及び連通路５を経てスピンナテーブル１０の上面に形成された円形溝２，３と直線溝４へと伝達されるため、これらの円形溝２，３と直線溝４が真空引きされ、スピンナテーブル１０の上面に負圧が発生する。このため、スピンナテーブル１０の上面に載置されたワークセットＷＳが負圧によってスピンナテーブル１０の上面に吸引保持される。

【0037】

上述のように、ワークセットＷＳがスピンナテーブル１０の上面に吸引保持されると、昇降機構５０の駆動源であるシリンダユニット５１が駆動され、該シリンダユニット５１のピストンロッド５１ｂが図５に示すように下降するため、該ピストンロッド５１ｂにテーブルベース１５を介して連結されたスピンナテーブル１０が回転機構２０と共に下降し、スピンナテーブル１０の上面に保持されたワークセットＷＳがリングカバー３６の下方に位置する。すなわち、シリンダユニット５１のシリンダ５１ａ内に形成された上部室に圧縮エアを供給するとともに、下部室からエアを排出すると、上部室内の圧力によって不図示のピストンとピストンロッド５１ｂが下降するため、前述のように、スピンナテーブル１０が下降し、このスピンナテーブル１０の下降が減衰力を発生するガイドユニット５２によってガイドされる。

【0038】

上記状態から、回転機構２０によってスピンナテーブル１０が図５の矢印方向（反時計方向）に所定の速度で回転駆動されるとともに、洗浄水供給ユニット４０の旋回軸４１が不図示の回転機構によって軸回りに所定の角度だけ回転し、水平管４２が旋回軸４１を中心として同角度だけ水平に旋回して先端の洗浄水ノズル４３がウェーハＷの中心部の上方に位置決めされ、不図示の洗浄水供給源から供給される洗浄水が洗浄水ノズル４３からウェーハＷの中心に向けて噴射される。

【0039】

上述のように、スピンナテーブル１０が所定の速度で回転駆動されると、このスピンナテーブル１０と共に回転する４つのクランパ１６の各クランプ部材１６Ｂのウェイト部１６ａに作用する遠心力によって該ウェイト部１６ａが軸１７を中心として図５の矢印方向に回転するため、各クランプ部材１６Ｂの先端の爪部１６ｂがワークセットＷＳのリングフレームＦをスピンナテーブル１０との間で挟持する。このため、ワークセットＷＳのリングフレームＦが４つのクランパ１６によってクランプされ、ワークセットＷＳがスピンナテーブル１０の上面に確実に固定されて保持される。

【0040】

また、上述のようにスピンナテーブル１０に保持されて該スピンナテーブル１０と共に回転するワークセットＷＳのウェーハＷの中心部に向けて洗浄水ノズル４３から洗浄水が噴射されると、該洗浄水は、遠心力によってウェーハＷの上面を中心から径方向外方に向かって放射状に流れ、その過程で、ウェーハＷの上面に付着した加工屑などを洗い流す。そして、このようにウェーハＷの上面を洗浄した洗浄水は、遠心力によってウェーハＷの外周端からエアと共に噴霧となってスピンナテーブル１０の周囲に飛散する。このとき、ケース３０内の排水・排気空間Ｓ１の上部においては、スピンナテーブル１０の回転によって高速の旋回気流が発生する。

【0041】

而して、本実施形態では、前述のように、ケース３０のリングカバー３６と壁３１の各内面に、スピンナテーブル１０の回転方向（図７の矢印方向）に向かって斜め下方に傾斜する矩形突起状のフィン３７が周方向に等角度ピッチで複数形成されており、隣接するフィン３７の間には、フィン３７と同じくスピンナテーブル１０の回転方向に向かって斜め下方に傾斜する凹状の溝３８がそれぞれ周方向に等角度ピッチで形成されているため、スピンナテーブル１０の回転による遠心力によって周囲に飛散する噴霧状の洗浄水は、スピンナテーブル１０の回転方向に旋回しながらケース３０の壁３１とリングカバー３６の各内面に突設された各フィン３７に衝突して該フィン３７の側面に付着し、隣接する各２つのフィン３７の間の溝３８に沿って水滴となってそれぞれ落下する。この場合、溝３８は、フィン３７に沿ってスピンナテーブル１０の回転方向に向かって斜め下方に傾斜しているため、該溝３８に沿う水滴の落下が、スピンナテーブル１０の回転方向に沿って流れる旋回気流を生成して、その旋回気流が該溝３８によって旋回気流に含まれる水滴とともに下方向に流れることでスピンナテーブル１０の周囲には負圧が形成される。

【0042】

そして、ケース３０の壁３１の内面に形成された複数の溝３８に沿って流れる水滴は、底板３３上に落下し、底板３３に開口する排水口３４からケース３０の外へと排出される。ここで、本実施形態では、前述のように、各フィン３７と底板３３との間には、所定の隙間δ（図４、図５及び図７参照）がそれぞれ形成されているため、各溝３８から底板３３への水滴の落下がスムーズになされる。

【0043】

また、洗浄水の噴霧から水滴が除去されたエアは、ケース３０の壁３１の下部に開口する排気口３５からケース３０の外部へと排出される。ここで、排気口３５は、前述のように、排水・排気空間Ｓ１内の旋回流に対して接線方向に開口しているため、この排気口３５からの排気が効率よくスムーズになされる。

【0044】

以上の洗浄水によるウェーハＷの洗浄が終了すると、洗浄時よりもさらに高速でスピンナテーブル１０を回転させて遠心力を強め、洗浄水をウェーハＷから吹き飛ばすことによって該ウェーハＷの上面を乾燥させるようにしている。この場合、ウェーハＷの洗浄中に吹き飛ばされた洗浄水の水滴は、前述と同様に、スピンナテーブル１０の回転方向に旋回しながらケース３０の壁３１とリングカバー３６の各内面に突設されたフィン３７に衝突して該フィン３７の側面に付着し、隣接する各２つのフィン３７の間の溝３８に沿って水滴となってそれぞれ落下する。したがって、フィン３７と溝３８による効果的な気液分離によってエアから分離された洗浄水の水滴が回収されてケース３０の外へと排出されるため、乾燥したウェーハＷに洗浄水の水滴が再付着することがなく、ウェーハＷの上面にウォーターマークなどが残ることがない。

【0045】

以上のように、本実施の形態では、ケース３０の壁３１とリングカバー３６の各内面に、スピンナテーブル１０の回転方向（図７の矢印方向）に向かって斜め下方に傾斜する矩形突起状のフィン３７を周方向に等角度ピッチで複数形成することによって、ウェーハＷの洗浄に供されて周囲に飛散する噴霧状の洗浄水を効果的に気液分離することができるため、従来のように噴霧状の研削水の流速を下げるために流路断面積を流れ方向に沿って漸増させる必要がなく、洗浄水のウェーハＷの上面への付着を抑制することができ、該洗浄水の付着によるウェーハＷ上面の汚染（ウォーターマーク）を防ぐことができるという効果が得られる。なお、図８に示す構成によっても、同様の効果が得られる。

【0046】

ところで、本実施の形態に係るスピンナ洗浄装置１においては、スピンナテーブル１０にワークセットＷＳを保持する構成を採用したが、スピンナテーブル１０は、ワークセットＷＳではなく、ウェーハＷを直接吸引保持してもよく、或いはエッジクランプ方式によってウェーハＷの外周縁を保持してもよい。また、スピンナ洗浄装置１によって洗浄するワークは、ウェーハＷ以外の任意のものであってもよい。

【0047】

[第２発明]
次に、第２発明に係る加工装置の一形態としての研削装置の構成について説明する。なお、以下の説明においては、図９に示す矢印方向をそれぞれＸ軸方向（前後方向）、Ｙ軸方向（左右方向）、Ｚ軸方向（上下方向）とする。

【0048】

図９に示す研削装置１００は、ワークである円板状のウェーハＷを研削加工するものであって、次の構成要素を備えている。すなわち、研削装置１００は、ウェーハＷを保持するチャックテーブル１１０と、加工具である後述の研削砥石１２５ｂ（図１０参照）によってウェーハＷを研削（加工）する加工ユニットである研削ユニット１２０と、チャックテーブル１１０に保持されたウェーハＷに加工液である研削水を供給する研削水供給ユニット１３０と、研削砥石１２５ｂとチャックテーブル１１０とを収容する加工室Ｓ２（図１０参照）を形成する壁１４０を主要な構成要素として備えている。

【0049】

ここで、ウェーハＷは、単結晶のシリコン母材で構成されており、図９に示す状態において下方を向いている表面には、複数の不図示のデバイスが形成されており、これらのデバイスは、ウェーハＷの表面に貼着された保護テープＴ１によって保護ざれている。そして、ウェーハＷは、その表面（図９においては下面）がチャックテーブル１１０の保持面に吸引保持され、裏面（図９においては上面）が研削水の供給を受けながら研削ユニット１２０の研削砥石１２５ｂ（図１０参照）によって研削される。

【0050】

次に、研削装置１００の主要な構成要素であるチャックテーブル１１０、研削ユニット１２０、研削水供給ユニット１３０及び壁１４０の構成についてそれぞれ説明する。

【0051】

（チャックテーブル）
チャックテーブル１１０は、円板状の部材であって、その上部中央部には、図１０に示すように、多孔質のセラミックなどで構成された円板状のポーラス部材１１０Ａが組み込まれている。そして、ポーラス部材１１０Ａは、その上面が円板状のウェーハＷを吸引保持する保持面を構成しており、このポーラス部材１１０Ａには、真空ポンプなどの不図示の吸引源が選択的に接続される。

【0052】

ここで、チャックテーブル１１０は、図１０に示すように、スライダ１１１に傾き調整機構１１２を介して固定支持されたリング状の保持部材１１３にベアリング１１４によって回転可能に支持されており、回転機構１０１によって軸心を中心として図１０の矢印方向（反時計方向）に所定の速度で回転駆動される。ここで、回転機構１０１は、駆動源である電動モータ１０２と、該電動モータ１０２の出力軸に結着された小径の駆動プーリ１０３と、チャックテーブル１１０から垂直下方に延びる回転軸１１０ａの外周に結着された大径の従動プーリ１０４と、これらの駆動プーリ１０３と従動プーリ１０４に巻装された無端状のタイミングベルト１０５によって構成されている。したがって、電動モータ１０２が起動されて駆動プーリ１０３が回転駆動されると、この駆動プーリ１０３の回転は、タイミングベルト１０５によって減速されて従動プーリ１０４へと伝達され、該従動プーリ１０４と共にチャックテーブル１１０の回転軸１１０ａが回転するため、チャックテーブル１１０が図１０の矢印方向に所定の速度で回転駆動される。

【0053】

ところで、チャックテーブル１１０は、傾き調整機構１１２によって水平面に対する傾きが調整可能であるが、この傾き調整機構１１２や保持部材、回転機構１０１などは、スライダ１１１上に固定された円筒状のケース１１５内に収容されている。そして、ケース１１５の上部にはリング状の支持部材１１６が取り付けられており、この支持部材１１６上には、矩形プレート状のカバー部材１１７が立設されている。

【0054】

また、図９に示すように、研削装置１００は、前後方向（Ｙ軸方向）に長い矩形ボックス状のベース２００を備えており、このベース２００の内部には、図１０に示す水平移動機構１５０が収容されている。

【0055】

上記水平移動機構１５０は、前記スライダ１１１と、該スライダ１１１の移動方向である前後方向（Ｙ軸方向）に沿って互いに平行に配設された左右一対のガイドレール１５１（図１０には、一方のみ図示）と、これらのガイドレール１５１の間においてＹ軸方向（前後方向）に沿って延びる回転可能なボールネジ１５２と、該ボールネジ１５２を正逆転させるサーボモータ１５３などによって構成されている。ここで、ボールネジ１５２の両端部（図１０の左端部と右端部）は軸受１５４によって回転可能に支持されており、その一端（図１０の左端）は、駆動源であるサーボモータ１５３に連結されている。そして、このボールネジ１５２には、スライダ１１１から下方に向かって突設された不図示のナット部材が螺合している。

【0056】

したがって、サーボモータ１５３を起動してボールネジ１５２を正逆転させると、このボールネジ１５２に螺合する不図示のナット部材がスライダ１１１と共に一対のガイドレール１５１に沿ってＹ軸方向（前後方向）に摺動するため、このスライダ１１１と共にチャックテーブル１１０も回転機構１０１などと共にＹ軸方向に沿って一体的に移動する。この結果、チャックテーブル１１０の保持面に吸引保持されたウェーハＷもＹ軸方向に沿って移動する。

【0057】

（研削ユニット）
研削ユニット１２０は、図１０に示すように、ホルダ１２１に収容されたスピンドルモータ１２２と、該スピンドルモータ１２２によって鉛直な軸心を中心として回転駆動されるスピンドル１２３と、該スピンドル１２３の下端に取り付けられた円板状のマウント１２４と、該マウント１２４の下面に着脱可能に装着された研削ホイール１２５とを備えている。ここで、研削ホイール１２５は、円板状の基台１２５ａと、該基台１２５ａの下面に円環状に取り付けられた複数の研削砥石１２５ｂによって構成されている。なお、研削砥石１２５ｂは、ウェーハＷを研削するための加工具であって、その下面は、ウェーハＷに接触する研削面を構成している。

【0058】

ところで、研削ユニット１２０は、垂直移動機構１６０によって鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って昇降可能であって、この垂直移動機構１６０は、ベース２００の上面の＋Ｙ軸方向端部（後端部）上に垂直に立設された矩形ボックス状のコラム２０１の－Ｙ軸方向端面（前面）に配置されている。この垂直移動機構１６０は、研削ユニット１２０に設けられたホルダ１２１の背面に取り付けられた矩形プレート状の昇降板１６１を、ホルダ１２１及び該ホルダ１２１に保持されたスピンドル１２３と研削ホイール１２５と共に左右一対のガイドレール１６２に沿ってＺ軸方向に昇降動させる機構である。ここで、左右一対のガイドレール１６２は、コラム２０１の前面に垂直且つ互いに平行に配設されている。

【0059】

また、左右一対のガイドレール１６２の間には、回転可能なボールネジ１６３がＺ軸方向（上下方向）に沿って垂直に立設されており、該ボールネジ１６３の上端は、駆動源である正逆転可能なサーボモータ１６４に連結されている。ここで、サーボモータ１６４は、コラム２０１の上面に取り付けられた矩形プレート状のブラケット１６５を介して縦置き状態で取り付けられている。また、ボールネジ１６３の下端は、軸受１６６によってコラム２０１に回転可能に支持されており、このボールネジ１６３には、昇降板１６１の背面に後方（＋Ｙ軸方向）に向かって水平に突設されたナット部材１６７が螺合している。

【0060】

したがって、サーボモータ１６４を駆動してボールネジ１６３を正逆転させれば、このボールネジ１６３に螺合するナット部材１６７が取り付けられた昇降板１６１が研削ユニット１２０と共にＺ軸に沿って上下動する。

【0061】

（研削水供給ユニット）
研削水供給ユニット１３０は、研削加工中のウェーハＷと研削砥石１２５ｂとの接触部（加工部）に研削水を供給するものであって、図１０に示すように、研削水供給源１３１と、該研削水供給源１３１から延びる配管１３２と、該配管１３２に設けられた開閉バルブＶ２を備えている。なお、配管１３２は、研削ユニット１２０のスピンドルモータ１２２とスピンドル１２３、マウント１２４及び研削ホイール１２５の各軸中心に形成された不図示の供給路の上端に接続されており、供給路は、研削ホイール１２５の基台１２５ａの研削砥石１２５ｂの内側に開口する複数の噴射ノズル１３３に接続されている。

【0062】

（壁）
図９～図１１に示すように、ベース２００上には、矩形ボック状の壁１４０が設置されており、この壁１４０によって形成された加工室Ｓ２には、図１０及び図１１に示すように、チャックテーブル１１０と、研削ユニット１２０の下端部（マウント１２４と研削ホイール１２５）が収容されている。なお、加工室Ｓ２の天板１４０Ａには、研削ユニット１２０の研削ホイール１２５が貫通するための円孔１４０ａが形成されている。また、壁１４０の－Ｙ軸方向の前壁１４０Ｂの一部には、チャックテーブル１１０の通過を許容する矩形の開口部１４０ｂが形成されている。

【0063】

ところで、本実施形態においては、図９～図１１に示すように、加工室Ｓ２を形成する壁１４０の４つの壁、つまり、前壁１４０Ｂと左右の側壁１４０Ｃ及び後壁１４０Ｄの各内面には、矩形突起状のフィン１４１がチャックテーブル１１０の回転方向（図１２の矢印方向）に向かって斜め下方に傾斜するフィン１４１が水平方向（図１０及び図１１の左右方向）沿って等間隔で複数形成されており、隣接するフィン１４１の間には、フィン１４１と同じくチャックテーブル１１０の回転方向に向かって斜め下方に傾斜する凹状の溝１４２が長手方向に等間隔で複数形成されている。なお、本実施形態では、図１２に示すように、壁１４０とは別部材である複数の矩形プレートを壁１４０の内面に溶接することによって、壁１４０の内面に複数のフィン１４１を水平方向に等間隔で形成したが、図１３に示すように、壁１４０に機械加工による削り出しによって複数の溝１４２を形成することによって、隣接する溝１４２の間に凸状のフィン１４１をそれぞれ形成するようにしてもよい。また、フィンを形成した板を、前壁１４０Ｂと左右の側壁１４０Ｃ及び後壁１４０Ｄの各内面に、例えば、面ファスナ、磁石などにより脱着可能に配置するようにしてもよい。

【0064】

［ウェーハの研削方法］
次に、以上のように構成された研削装置１００の作用、つまり、研削装置１００によるウェーハＷの研削方法について説明する。

【0065】

研削装置１００によってウェーハＷを研削するには、図１０に示すように、チャックテーブル１１０が壁１４０の加工室Ｓ２の外に位置している状態において、該チャックテーブル１１０の保持面上にウェーハＷを載置する。そして、チャックテーブル１１０のポーラス部材１１０Ａを不図示の吸引源によって真空引きすると、該ポーラス部材１１０Ａに負圧が発生し、この負圧に引かれてウェーハＷがチャックテーブル１１０の保持面上に吸引保持される。

【0066】

上述のように、ウェーハＷがチャックテーブル１１０の保持面に吸引保持されると、水平移動機構１５０によってスライダ１１１とチャックテーブル１１０がガイドレール１５１に沿って－Ｙ軸方向（後方）へと移動し、図１１に示すように、チャックテーブル１１０とこれに保持されたウェーハＷが回転機構１０１などと共に壁１４０内へと移動して加工室Ｓ２内に収容される。このとき、チャックテーブル１１０は、これに保持されたウェーハＷの中心を研削砥石１２５ｂの外接円が通過するように位置決めされ、壁１４０の前壁１４０Ｂに形成された開口部１４０ｂは、カバー部材１１７によって図示のように塞がれる。

【0067】

そして、上記状態から、チャックテーブル１１０の保持面上に保持されたウェーハＷの上面（裏面）が研削ユニット１２０によって所定の厚みになるまで研削される。すなわち、チャックテーブル１１０が回転機構１０１によって軸心を中心として図１１の矢印方向（反時計方向）に所定の速度で回転駆動されるとともに、研削ユニット１２０のスピンドルモータ１２２が起動されて研削ホイール１２５が垂直な軸心を中心として所定の速度でチャックテーブル１１０と同方向に回転駆動される。

【0068】

上述のようにチャックテーブル１１０と研削ホイール１２５が所定の速度で同方向に回転している状態から、垂直移動機構１６０によって研削ユニット１２０を鉛直下方（－Ｚ軸方向）に研削砥石３５ｂの研削面（下面）がチャックテーブル１１０の保持面に吸引保持されたウェーハＷの上面に接触する位置まで移動させる。すると、チャックテーブル１１０の回転によって、該チャックテーブル１１０に保持されたウェーハＷの上面（裏面）が研削砥石３５ｂによって研削されるが、このウェーハＷの研削加工においては、研削水供給ユニット１３０からの研削水がウェーハＷと研削砥石１２５ｂとの接触部（加工部）に向けて噴射される。すなわち、研削水供給ユニット１３０の研削水供給源１３１からの研削水は、配管１３２と研削ユニット１２０のスピンドルモータ１２２やスピンドル１２３などの軸心に形成された不図示の連通路を通って研削ホイール１２５の基台１２５ａに形成された複数の噴射ノズル１３３から研削加工中のウェーハＷに向けて噴射される。すると、研削によって発生してウェーハＷの上面に付着した研削屑が研削水によって除去されるとともに、ウェーハＷと研削砥石１２５ｂとの接触部（加工部）が研削水によって冷却される。

【0069】

ところで、ウェーハＷの研削加工中に研削水供給ユニット１３０の研削水供給源１３１からウェーハＷと研削砥石１２５ｂとの接触部（加工部）に向けて噴射されて該接触部の洗浄と冷却に供された研削水は、ウェーハＷと研削ホイール１２５（研削砥石１２５ｂ）の回転に伴う遠心力によって加工室Ｓ２において周囲に噴霧となって飛散する。

【0070】

而して、本実施形態では、前述のように、壁１４０の内面に、研削ホイール１２５（研削砥石１２５ｂ）の回転方向（図１２の矢印方向）に向かって斜め下方に傾斜する矩形突起状のフィン１４１が水平方向に等間隔で複数形成されており、隣接するフィン１４１の間には、フィン１４１と同じく研削ホイール１２５（研削砥石１２５ｂ）の回転方向に向かって斜め下方に傾斜する凹状の溝１４２が水平方向に等間隔で複数形成されているため、研削ホイール１２５（研削砥石１２５ｂ）の回転による遠心力によって周囲に飛散する噴霧状の洗浄水は、研削ホイール１２５（研削砥石１２５ｂ）の回転方向に旋回しながら壁１４０の内面の各フィン１４１の側面にそれぞれ衝突して該側面に付着し、隣接するフィン１４１の間の溝１４２に沿って水滴となって落下する。この場合、溝１４２は、フィン１４１に沿って研削ホイール１２５（研削砥石１２５ｂ）の回転方向に向かって斜め下方に傾斜しているため、該溝１４２に沿う水滴の落下が、研削ホイール１２５（研削砥石１２５ｂ）の回転方向に沿って流れる気流によって促進される。

【0071】

したがって、本実施の形態に係る研削装置１００においては、効果的な気液分離を実現して研削水のウェーハＷの上面への付着を抑制することができ、研削水に含まれる研削屑のウェーハの上面と研削砥石との間への進入を抑制することができる。このため、研削屑によってウェーハＷの上面にスクラッチが形成されることがなく、スクラッチによるウェーハＷの破損などが防がれ、当該ウェーハＷに高い品質が確保されるという効果が得られる。なお、図１３に示す構成によっても、同様の効果が得られる。また、研削装置１００によって研削されるワークは、ウェーハＷ以外の任意のものであってもよい。例えば、ワークＷは、樹脂基板、ガラス基板であってもよい。

【0072】

ところで、以上は加工装置の一形態としての研削装置に対して第２発明を適用した形態について説明したが、第２発明は、研削装置の他、研磨装置、バイト切削装置など加工液を供給し加工具を回転させワークを加工する他の加工装置に対しても同様に適用可能である。

【0073】

その他、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0074】

１：スピンナ洗浄装置、２，３：円形溝、４：直線溝、５：連通路、６～８：吸引路、
１０：スピンナテーブル、１１：回転軸、１２：ロータリジョイント、１２ａ：空間、
１３：配管、１４：吸引源、１５：テーブルベース、１５ａ：スカート部、
１６：クランパ、１６Ａ：支持プレート、１６Ｂ：クランプ部材、１６ａ：ウェイト部、１６ｂ：爪部、１７：軸、１８：ベースプレート、２０：回転機構、
２１：サーボモータ、３０：ケース、３１：壁、３２：内壁、３３：底板、
３４：排水口、３５：排気口、３６：リングカバー、３７：フィン、３８：溝、
４０：洗浄水供給ユニット、４１：旋回軸、４２：水平管、４３：洗浄水ノズル、
５０：昇降機構、５１：シリンダユニット、５１ａ：シリンダ、
５１ｂ：ピストンロッド、５２：ガイドユニット、５２ａ：シリンダ、
５２ｂ：ピストンロッド、１００：研削装置（加工装置）、１０１：回転機構、
１０２：電動モータ、１０３：駆動プーリ、１０４：従動プーリ、
１０５：タイミングベルト、１１０：チャックテーブル、１１０Ａ：ポーラス部材、
１１０ａ：回転軸、１１１：スライダ、１１２：傾き調整機構、１１３：保持部材、
１１４：ベアリング、１１５：ケース、１１６：支持部材、１１７：カバー部材、
１２０：研削ユニット（加工ユニット）、１２１：ホルダ、１２２：スピンドルモータ、
１２３：スピンドル、１２４：マウント、１２５：研削委ホイール、１２５ａ：基台、
１２５ｂ：研削砥石（加工具）、１３０：研削水供給ユニット（加工液供給ユニット）、１３１：研削水供給源、１３２：配管、１３３：噴射ノズル、１４０：壁、
１４０Ａ：天板、１４０Ｂ：前壁、１４０Ｃ：側壁、１４０Ｄ：後壁、１４０ａ：円孔、１４０ｂ：開口部、１４１：フィン、１４２：溝、１５０：水平移動機構、
１５１：ガイドレール、１５２：ボールネジ、１５３：サーボモータ、１５４：軸受、
１６０：垂直移動機構、１６１：昇降板、１６２：ガイドレール、１６３：ボールネジ、１６４：サーボモータ、１６５：ブラケット、１６６：軸受、１６７：ナット部材、
２００：ベース、２０１：コラム、Ｄ：デバイス、Ｆ：リングフレーム、
Ｌ１，Ｌ２：ストリート、Ｓ１：排水・排気空間、Ｓ２：加工室、Ｔ：テープ、
Ｔ１：保護テープ、Ｖ１，Ｖ２：開閉バルブ、ＷＳ：ワークセット、
Ｗ：ウェーハ（ワーク）、δ：隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】