(57)【要約】【課題】  流体量や流体圧の増加を必要とせずに、短時間で効率的に被洗浄物の全面を洗浄可能なスピンナ洗浄装置を提供することである。【解決手段】  被洗浄物を保持する保持面を有し回転可能なスピンナテーブルと、該スピンナテーブルに保持された被洗浄物に洗浄流体を供給する洗浄流体供給手段とを備えたスピンナ洗浄装置であって、前記洗浄流体供給手段は、洗浄流体供給源に接続されたアームと、前記アームの先端に配設されて洗浄流体を前記保持面に向かって噴射する洗浄流体噴射ノズルと、前記スピンナテーブルに保持されて所定速度で回転される被洗浄物に対して、該アームの先端が該スピンナテーブルの回転中心を通るように該アームを揺動させる揺動手段とを含み、該洗浄流体噴射ノズルは、該アームの先端にロータリージョイントを介して配設され、該保持面と平行な面において該ロータリージョイントを中心に回転可能であることを特徴とする。【選択図】図３
2010177602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被洗浄物を保持する保持面を有し回転可能なスピンナテーブルと、該スピンナテーブルに保持された被洗浄物に洗浄流体を供給する洗浄流体供給手段とを備えたスピンナ洗浄装置であって、
前記洗浄流体供給手段は、
洗浄流体供給源に接続されたアームと、
前記アームの先端に配設されて洗浄流体を前記保持面に向かって噴射する洗浄流体噴射ノズルと、
前記スピンナテーブルに保持されて所定速度で回転される被洗浄物に対して、該アームの先端が該スピンナテーブルの回転中心を通るように該アームを揺動させる揺動手段とを含み、
該洗浄流体噴射ノズルは、該アームの先端にロータリージョイントを介して配設され、該保持面と平行な面において該ロータリージョイントを中心に回転可能であることを特徴とするスピンナ洗浄装置。
【請求項２】
前記洗浄流体供給手段は、前記アームに配設されたモータと、
該モータの出力軸に装着された駆動プーリと、
前記ロータリージョイントの外周に設けられた従動プーリと、
該駆動プーリと該従動プーリに巻回された無端状ベルトとを更に含み、
該モータを駆動すると前記洗浄流体噴射ノズルが該ロータリージョイントを中心に回転される請求項１記載のスピンナ洗浄装置。
【請求項３】
前記洗浄流体噴射ノズルは、該ロータリージョイントを中心として該洗浄流体噴射ノズルが回転する回転円の接線方向に向かって前記保持面に直交する垂直方向から所定角度傾斜して取り付けられており、
該洗浄流体噴射ノズルは洗浄流体の噴射圧力で該ロータリージョイントを中心に回転される請求項１記載のスピンナ洗浄装置。
【請求項４】
前記洗浄流体は水とエアとの混合流体から構成される請求項１又は２記載のスピンナ洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等の被洗浄物を回転しつつ洗浄流体を供給して被洗浄物を洗浄するスピンナ洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体デバイス製造工程においては、表面にＩＣやＬＳＩ等のデバイスが複数形成されたウエーハの裏面を研削装置で研削することでウエーハを所定の厚みに形成する。そして、裏面が研削されたウエーハを切削装置で切削して個片化することで個々のデバイスを製造している。このように製造されたデバイスは携帯電話やパソコン等の電子機器に広く利用されている。
【０００３】
研削装置による裏面研削時や切削装置による切削時（個片化時）には、研削屑や切削屑等の所謂コンタミネーションが発生し、被加工物に付着する。付着したコンタミネーションを除去するために、加工後の被加工物は特開２０００−３３３４６号公報に開示されているようなスピンナ洗浄装置で洗浄される。スピンナ洗浄装置は単独で設置される場合もあるが、研削装置や切削装置に内蔵されている場合もある。
【０００４】
このようなスピンナ洗浄装置による洗浄では、被洗浄物を保持したスピンナテーブルが回転すると共に洗浄水等の洗浄流体が被洗浄物に対して噴射されることで、被洗浄物に付着したコンタミネーションが取り除かれる。
【０００５】
被洗浄物に洗浄流体を噴射する噴射ノズルは揺動可能なアームの先端に配設され、噴射ノズルが被洗浄物の回転中心を通るようにアームが揺動することで被洗浄物の全面が洗浄される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３３３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、従来のスピンナ洗浄装置で被洗浄物の全面を隈なく洗浄するには非常に時間がかかるという問題がある。また、アームの揺動動作とスピンナテーブルの回転数が同期してしまうと被洗浄物の同じエリアばかりが洗浄され、未洗浄エリアが発生してしまうことがある。
【０００８】
このような問題を解決するために、洗浄流体の噴射ノズル径を太くして噴射当たりの洗浄範囲を増やすことが考えられるが、より多くの流体量、流体圧が必要となり経済的ではないというディメリットが生じる。
【０００９】
本発明はこのような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、流体量や流体圧の増加を必要とせずに、短時間で効率的に被洗浄物の全面を洗浄可能なスピンナ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】
【００１０】
本発明によると、被洗浄物を保持する保持面を有し回転可能なスピンナテーブルと、該スピンナテーブルに保持された被洗浄物に洗浄流体を供給する洗浄流体供給手段とを備えたスピンナ洗浄装置であって、前記洗浄流体供給手段は、洗浄流体供給源に接続されたアームと、前記アームの先端に配設されて洗浄流体を前記保持面に向かって噴射する洗浄流体噴射ノズルと、前記スピンナテーブルに保持されて所定速度で回転される被洗浄物に対して、該アームの先端が該スピンナテーブルの回転中心を通るように該アームを揺動させる揺動手段とを含み、該洗浄流体噴射ノズルは、該アームの先端にロータリージョイントを介して配設され、該保持面と平行な面において該ロータリージョイントを中心に回転可能であることを特徴とするスピンナ洗浄装置が提供される。
【００１１】
好ましくは、洗浄流体供給手段は、アームに配設されたモータと、モータの出力軸に装着された駆動プーリと、ロータリージョイントの外周に設けられた従動プーリと、駆動プーリと従動プーリに巻回された無端状ベルトとを更に含んでおり、モータを駆動すると洗浄流体噴射ノズルがロータリージョイントを中心に回転するように構成されている。
【００１２】
或いは、洗浄流体噴射ノズルは、ロータリージョイントを中心として洗浄流体噴射ノズルが回転する回転円の接線方向に向かってスピンナテーブルの保持面に直交する垂直方向から所定角度傾斜して取り付けられている。これにより、洗浄流体噴射ノズルは洗浄流体の噴射圧力の反力でロータリージョイントを中心に回転される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、洗浄流体噴射ノズルがアームの先端で回転されるため、流体量や流体圧の増加を必要とせずにより広範囲の洗浄が可能となり、短時間で効率的に被洗浄物の全面を洗浄することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明によると、洗浄流体噴射ノズルは洗浄流体の噴射圧力の反力によってアームの先端を中心に回転するため、洗浄流体噴射ノズルを回転させるための動力を必要とせず、短時間で効率的に被洗浄物の全面を洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のスピンナ洗浄装置が搭載可能な切削装置の外観斜視図である。
【図２】ダイシングテープを介してフレームにより支持された半導体ウエーハの表面側斜視図である。
【図３】本発明第１実施形態のスピンナ洗浄装置の斜視図である。
【図４】アーム揺動モータを省略した洗浄流体供給手段の拡大斜視図である。
【図５】ロータリージョイント及び洗浄流体噴射ノズル部分の分解斜視図である。
【図６】本発明第２実施形態の洗浄流体供給手段の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係るスピンナ洗浄装置は、例えば図１に示す切削装置２に搭載されて半導体ウエーハの洗浄を行う。まず、図１に示す切削装置２の構成及び動作について説明する。
【００１７】
切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段４が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段６が設けられている。
【００１８】
図２に示すように、ダイシング対象のウエーハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２ストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のデバイスＤがウエーハＷ上に形成されている。
【００１９】
ウエーハＷは粘着テープであるダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周縁部は環状フレームＦに貼着されている。これにより、ウエーハＷはダイシングテープＴを介してフレームＦに支持された状態となり、図１に示したウエーハカセット８中にウエーハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウエーハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。
【００２０】
ウエーハカセット８の後方には、ウエーハカセット８から切削前のウエーハＷを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット８に搬入する搬出入手段１０が配設されている。ウエーハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエーハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。
【００２１】
仮置き領域１２の近傍には、ウエーハＷと一体となったフレームＦを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウエーハＷは、搬送手段１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引されるとともに、複数の固定手段１９によりフレームＦが固定されることでチャックテーブル１８上に保持される。
【００２２】
チャックテーブル１８は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント手段２０が配設されている。
【００２３】
アライメント手段２０は、ウエーハＷの表面を撮像する撮像手段２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像手段２２によって取得された画像は、表示手段６に表示される。
【００２４】
アライメント手段２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷに対して切削加工を施す切削手段２４が配設されている。切削手段２４はアライメント手段２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。
【００２５】
切削手段２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に切削ブレード２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は撮像手段２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。
【００２６】
このように構成された切削装置２において、ウエーハカセット８に収容されたウエーハＷは、搬出入手段１０によってフレームＦが挟持され、搬出入手段１０が装置後方（Ｙ軸方向）に移動し、仮置き領域１２においてその挟持が解除されることにより、仮置き領域１２に載置される。そして、位置合わせ手段１４が互いに接近する方向に移動することにより、ウエーハＷが一定の位置に位置づけられる。
【００２７】
次いで、搬送手段１６によってフレームＦが吸着され、搬送手段１６が旋回することによりフレームＦと一体となったウエーハＷはチャックテーブル１８に搬送されてチャックテーブル１８により吸引保持される。そして、チャックテーブル１８がＸ軸方向に移動してウエーハＷは撮像手段２２の直下に位置づけられる。
【００２８】
このようにウエーハＷが撮像手段２２の直下に位置づけられると、撮像手段２２によりウエーハＷを撮像して、良く知られたパターンマッチング等の処理によって切削領域が検出され、切削領域と切削ブレード２８とのＹ軸方向の位置合わせが行われる。
【００２９】
切削しようとするストリートと切削ブレード２８との位置合わせが行われた状態で、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動させるとともに、切削ブレード２８を高速回転させながら切削手段２４を下降させると、位置合わせされたストリートが切削される。
【００３０】
メモリに記憶されたストリートピッチずつ切削手段２４をＹ軸方向にインデックス送りしながら切削を行うことにより、同方向のストリートＳ１が全て切削される。更に、チャックテーブル１８を９０度回転させてから、上記と同様の切削を行うと、ストリートＳ２も全て切削され、個々のデバイスＤに分割される。
【００３１】
切削が終了したウエーハＷは、付着した切削屑等を除去するために、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動してから、Ｙ軸方向に移動可能な搬送手段２５により把持されてスピンナ洗浄装置２７まで搬送される。
【００３２】
次に、図３乃至図５を参照して、スピンナ洗浄装置２７の構成について説明する。３０はスピンナテーブルであり、下部に設けられた連結部３４によりモータ３６に連結され、モータ３６を駆動すると所定回転数で回転される。
【００３３】
スピンナテーブル３０の保持面３０ａには同心円状の複数の吸引溝３２ａと、吸引溝３２ａに交差する放射状の吸引溝３２ｂが形成されており、これらの吸引溝３２ａ，３２ｂが図示しない吸引源に連通して保持面３０ａでウエーハＷを吸引保持することができる。
【００３４】
３８は洗浄流体供給手段であり、それぞれパイプから構成される垂直方向に伸長する第１アーム４０と、水平方向に伸長する第２アーム４６を含んでいる。第１アーム４０と第２アーム４６は接続パイプ４４により接続されている。
【００３５】
第２アーム４６の先端にはロータリージョイント４８が取り付けられており、ロータリージョイント４８の流体流出側は洗浄流体噴射ノズル５０に接続されている。第１アーム４０の基端部はモータ４２に連結されており、モータ４２を駆動すると第１アーム４０が回転されて、第２アーム４６が水平方向に揺動する。
【００３６】
第１アーム４０はパイプ５２を介して図示しない洗浄流体供給源に接続されている。洗浄流体供給源は、例えば高圧の純水供給源と高圧のエア供給源を含んでおり、高圧の純水とエアの混合流体が洗浄流体として使用される。
【００３７】
図５の分解斜視図に示されるように、第２アーム４６の先端は水平方向の水流を垂直方向に変換する変換部材５６にジョイント５４で連結されている。変換部材５６はその先端に雄ねじ５８を有しており、この雄ねじ５８がロータリージョイント４８の内筒６０に形成された雌ねじ６２に螺合することにより、ロータリージョイント４８が変換部材５６に連結される。
【００３８】
ロータリージョイント４８は内周に雌ねじ６２を有する内筒６０と、内筒６０回りに回転可能に外嵌された外筒６４とから構成され、外筒６４は一体的に連結されたパイプ６６を有している。
【００３９】
ロータリージョイント４８のパイプ６６はジョイント６８により水平方向の水流を垂直方向に変換する変換部材７０に連結されている。変換部材７０はその先端に雄ねじ７２が形成されており、ノズルチップ７４を変換部材７０の先端に当ててナット７６を変換部材７０の雌ねじ７２に螺合することにより、ノズルチップ７４が変換部材７０に取り付けられる。変換部材７０と、ノズルチップ７４と、ナット７６で洗浄流体噴射ノズル５０を構成する。
【００４０】
再び図３及び図４を参照すると、第２アーム４６の中程に取り付け部材７８が固定されており、この取り付け部材７８にモータ８０が装着されている。モータ８０の出力軸は駆動プーリ８２に連結されており、ロータリージョイント４８の外周には従動プーリ８４が形成されている。駆動プーリ８２と従動プーリ８４にわたり無端状ベルト８６が掛け回されている。
【００４１】
このように構成されたスピンナ洗浄装置２７を用いて切削後のウエーハＷを洗浄するには、まずウエーハＷをスピンナテーブル３０の保持面３０ａ上に載置しウエーハＷを吸引保持する。
【００４２】
そして、スピンナテーブル３０を比較的低速回転（例えば８００ｒｐｍ）するとともに、洗浄流体噴射ノズル５０から洗浄水と高圧エアの混合流体を噴出してウエーハＷの表面を洗浄する。噴射圧は例えば０．４ＭＰａ程度である。
【００４３】
この時、モータ４２を駆動して第２アーム４６の先端、即ちロータリージョイント４８がスピンナテーブル３０の中心を通るように第２アーム４６を揺動させる。更に、モータ８０を駆動して駆動プーリ８２、無端状ベルト８６及び従動プーリ８４を介してロータリージョイント４８の外筒６４を回転させる。その結果、洗浄流体噴射ノズル５０はウエーハＷに向かって洗浄流体を噴射しながら図４で矢印Ａで示すようにロータリージョイント４８を中心として回転する。
【００４４】
洗浄終了後、スピンナテーブル３０を高速回転（例えば３０００ｒｐｍ）させながら、図示しないエアノズルからエアを噴出してウエーハＷを乾燥させた後、搬送手段１６によりウエーハＷを吸着して仮置き領域１２に戻し、更に搬出入手段１０によりウエーハカセット８の元の収納場所にウエーハＷは戻される。
【００４５】
本実施形態のスピンナ洗浄装置２７によると、洗浄流体噴射ノズル５０から洗浄流体を噴射しながら、第２アーム４６の先端が揺動されると共に、洗浄流体噴射ノズル５０が第２アーム４６の先端を中心に回転されるため、所定時間内により広範囲の洗浄が可能となり、短時間で効率的にウエーハＷの全面を洗浄することができる。
【００４６】
図６を参照すると、本発明第２実施形態の洗浄流体供給手段３８Ａの斜視図が示されている。上述した第１実施形態と同一構成部分については同一符号を付し、重複を避けるためその説明を省略する。
【００４７】
本実施形態の洗浄流体供給手段３８Ａでは、第１実施形態のモータ８０を使用せずに、洗浄水噴射ノズル９２の噴射圧力の反力を洗浄水噴射ノズル９２の回転動力として利用する。
【００４８】
即ち、本実施形態では、洗浄水噴射ノズル９２は、ロータリージョイント９０を中心として洗浄水噴射ノズル９２が回転する回転円Ａの接線方向に向かってスピンナテーブル３０の保持面３０ａに直交する垂直方向から所定角度傾斜して取り付けられている。
【００４９】
尚、本実施形態では、切削水噴射ノズル９２を噴射圧力の反力で回転させるのにある程度の力が必要であるため、洗浄流体としてはエアの混合しない高圧な純水を利用するのが好ましい。よって、第１アーム４０はパイプ５２を介して図示しない洗浄水供給源に接続されている。
【００５０】
本実施形態では、洗浄水噴射ノズル９２から洗浄水が例えば１０ＭＰａの高圧で噴射されるため、その噴射圧力の反力によって洗浄水噴射ノズル９２が矢印Ａに示すようにロータリージョイント９０を中心として回転する。
【００５１】
よって、第１実施形態のモータ８０及び無端状ベルト８６等からなる駆動機構を必要としない。本実施形態の洗浄流体供給手段３８Ａを使用した場合にも、上述した第１実施形態と同様な効果をあげることができる。
【００５２】
尚、上述した実施形態では、本発明のスピンナ洗浄装置を切削装置に内蔵した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、スピンナ洗浄装置を研削装置に内蔵させてもよく、更にスピンナ洗浄装置を単体として使用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
２    切削装置
１８    チャックテーブル
２７    スピンナ洗浄装置
２８    切削ブレード
３０    スピンナテーブル
３０ａ    保持面
３６，４２，８０    モータ
３８    洗浄流体供給手段
４０    第１アーム
４６    第２アーム
４８    ロータリージョイント
５０    洗浄流体噴射ノズル
８２    駆動プーリ
８４    従動プーリ
８６    無端状ベルト
９０    ロータリージョイント
９２    洗浄水噴射ノズル
【図１】
2010177602.tif 000003
【図２】
2010177602.tif 000004
【図３】
2010177602.tif 000005
【図４】
2010177602.tif 000006
【図５】
2010177602.tif 000007
【図６】
2010177602.tif 000008