(57)【要約】【課題】ウェーハの下面側を適切に洗浄できる洗浄装置を提供する。【解決手段】円盤状のウェーハ（１１）の外周縁（１１ｂ）と接触し、ウェーハを略水平に保持しながら回転させる回転保持手段（２）と、回転保持手段で保持されたウェーハの下面（１１ａ）を洗浄する洗浄手段（１２）と、を備えた洗浄装置（１）であって、流体（Ａ１）の噴出によって負圧を発生させる非接触吸引保持器（３２）によってウェーハを下面側から非接触状態で吸引保持し、洗浄手段から加わる力でウェーハが上方へと移動しないように規制する規制手段を備える構成とした。【選択図】図１
2015179742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状のウェーハの外周縁と接触し、ウェーハを略水平に保持しながら回転させる回転保持手段と、該回転保持手段で保持された該ウェーハの下面を洗浄する洗浄手段と、を備えた洗浄装置であって、
流体の噴出によって負圧を発生させる非接触吸引保持器によってウェーハを下面側から非接触状態で吸引保持し、該洗浄手段から加わる力でウェーハが上方へと移動しないように規制する規制手段を備えることを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記非接触吸引保持器は、液体を噴出して負圧を発生させ、ウェーハを乾燥させずに吸引保持することを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記非接触吸引保持器は、
先端側に流体案内面を有する凹部が形成された本体部と、
該本体部の該凹部内に取り付けられ、該流体案内面に向けて流体を噴出する流体噴射口を側面に有するノズルと、
ウェーハと対面する該ノズルの先端面の開口に一端側を接続した圧力検出用配管と、
該圧力検出用配管の他端側に接続された真空計と、
該真空計によって計測される圧力が所定以下となることでウェーハが吸引されていると判定する判定手段と、を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハの下面側を洗浄する洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型軽量なデバイスを実現するために、ウェーハを研削によって薄く加工することが求められている。例えば、ウェーハの下面側をチャックテーブルに吸引保持させた状態で、研削ホイールの下部に固定された砥石をウェーハの上面に押し付け、チャックテーブルと研削ホイールとを相互に回転させることで、ウェーハを研削できる。
【０００３】
ところで、ウェーハの研削で発生した研削屑がウェーハの上面又は下面に残存すると、後の工程において様々な不良が発生してしまう。そこで、ウェーハを研削した後には、研削屑が残らないように上面及び下面を洗浄している。下面の洗浄は、例えば、外周縁を保持しながらウェーハを回転させる回転保持機構と、下面に接触するスポンジ状のローラーを含む洗浄機構と、を備えた洗浄装置で実施される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２３９４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した洗浄装置では、回転保持機構で回転させたウェーハの下面に洗浄機構のローラーを接触させることで、ウェーハの下面を洗浄している。しかしながら、ウェーハは、破損しない程度の弱い力で回転保持機構に保持されているので、洗浄機構のローラーを下面に接触させると上方に移動してしまい、十分な洗浄効果を得られないことがあった。
【０００６】
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、ウェーハの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】
【０００７】
本発明によれば、円盤状のウェーハの外周縁と接触し、ウェーハを略水平に保持しながら回転させる回転保持手段と、該回転保持手段で保持された該ウェーハの下面を洗浄する洗浄手段と、を備えた洗浄装置であって、流体の噴出によって負圧を発生させる非接触吸引保持器によってウェーハを下面側から非接触状態で吸引保持し、該洗浄手段から加わる力でウェーハが上方へと移動しないように規制する規制手段を備えることを特徴とする洗浄装置が提供される。
【０００８】
本発明において、前記非接触吸引保持器は、液体を噴出して負圧を発生させ、ウェーハを乾燥させずに吸引保持することが好ましい。
【０００９】
また、本発明において、前記非接触吸引保持器は、先端側に流体案内面を有する凹部が形成された本体部と、該本体部の該凹部内に取り付けられ、該流体案内面に向けて流体を噴出する流体噴射口を側面に有するノズルと、ウェーハと対面する該ノズルの先端面の開口に一端側を接続した圧力検出用配管と、該圧力検出用配管の他端側に接続された真空計と、該真空計によって計測される圧力が所定以下となることでウェーハが吸引されていると判定する判定手段と、を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る洗浄装置は、ウェーハを下面側から非接触状態で吸引保持し、洗浄手段から加わる力でウェーハが上方へと移動しないように規制する規制手段を備えるので、洗浄中のウェーハが上方へと移動して洗浄効果が低下することはない。このように、本発明によれば、ウェーハの下面側を適切に洗浄できる洗浄装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】洗浄装置の構成例を模式的に示す斜視図である。
【図２】非接触吸引保持器の構成例を模式的に示す図である。
【図３】ウェーハが吸引保持される様子を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る洗浄装置の構成例を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、洗浄装置１は、円盤状のウェーハ１１を保持して回転させる回転保持機構（回転保持手段）２を備えている。回転保持機構２は、任意の円周に沿って略等間隔に配置された４個の回転ユニット４を含む。
【００１３】
各回転ユニット４は、それぞれ、モータ等の回転駆動源を備えた支持基台６を有している。各支持基台６の回転駆動源には、鉛直方向に伸びる鉛直シャフト８が連結されており、この鉛直シャフト８の上部には、ウレタンゴム等の高弾性材料でなる円柱状の保持ローラー１０が設けられている。
【００１４】
各支持基台６は、移動機構（不図示）を介して洗浄機構１のハウジング（不図示）に取り付けられており、水平方向に移動する。例えば、４個の保持ローラー１０でウェーハ１１を外側から挟み込むように支持基台６を移動させて、各保持ローラー１０の側面１０ａをウェーハ１１の外周縁１１ｂに接触させれば、ウェーハ１１を所定の位置に保持できる。
【００１５】
また、各保持ローラー１０は、鉛直シャフト８を介して伝達される回転駆動源の回転力で、鉛直軸（鉛直方向に伸びる軸）の周りに回転する。ウェーハ１１を４個の保持ローラー１０で挟み込むように保持した後に、保持ローラー１０を回転させれば、ウェーハ１１を鉛直軸の周りに回転させることができる。
【００１６】
平面視において、回転ユニット４を２つのグループ（隣接する２個の回転ユニット４を含む２つのグループ）へと分ける位置には、ウェーハ１１の下面１１ａを洗浄する洗浄機構（洗浄手段）１２が配置されている。この洗浄機構１２は、回転保持機構２に保持されるウェーハ１１の直径方向に沿って、ウェーハ１１の下方に位置付けられている。
【００１７】
洗浄機構１２は、回転保持機構２の外側の領域に配置された、モータ等の回転駆動源を含む２個の軸受台１４を備えている。この２個の軸受台１４には、水平方向に伸びる水平シャフト１６が回転可能に支持されている。また、この水平シャフト１６には、スポンジ等の材料でなる円筒状の洗浄ローラー１８が取り付けられている。
【００１８】
洗浄ローラー１８は、水平シャフト１６を介して伝達される回転駆動源の回転力で、水平軸（水平方向に伸びる軸）の周りに回転する。この洗浄ローラー１８は、側面に相当する洗浄面１８ａと、回転保持機構２に保持されるウェーハ１１の下面１１ａとが接触する高さに位置付けられている。
【００１９】
そのため、ウェーハ１１を回転保持機構２に保持させて鉛直軸の周りに回転させた上で、洗浄ローラー１８を水平軸の周りに回転させれば、ウェーハ１１の下面１１ａを洗浄ローラー１８で洗浄できる。なお、ウェーハ１１を洗浄する際には、洗浄ローラー１８等に純水等の洗浄液を供給すると良い。洗浄液は、洗浄ローラー１８の内部から供給しても良いし、ノズル等を用いて外部から供給しても良い。
【００２０】
本実施の形態に係る洗浄装置１では、平面視において４個の回転ユニット４で囲まれる領域内に、２個の非接触吸引保持器（規制手段）３２が設けられている。２個の非接触吸引保持器３２は、洗浄ローラー１８の両脇に位置付けられている。図２は、非接触吸引保持器３２の構成例を模式的に示す図である。図２に示すように、各非接触吸引保持器３２は、円柱状の筐体（本体部）３４を備える。
【００２１】
筐体３４には、先端側（上端側）の底面３４ａに円形の開口を備えた凹部３６が形成されている。この凹部３６は、円柱状にくり貫かれた中央側の同径部３６ａと、円錐台状にくり貫かれた先端側の拡径部３６ｂとを含む。拡径部３６ｂの径は、筐体３４の先端側に向かって大きくなっている。
【００２２】
また、筐体３４の内部には、凹部３６の同径部３６ａに下流側を接続した流体供給路３８が設けられている。この流体供給路３８の上流側は、筐体３４の側面３４ｂに形成された開口において流体供給管４０の下流側と接続されている。流体供給管４０の上流端には、ウェーハ１１を吸引保持するための流体を供給する流体供給源４２が連結されている。
【００２３】
この流体としては、例えば、エア等の気体を用いることができる。また、純水等の液体を流体として用いても良い。この場合、ウェーハ１１の下面１１ａの乾燥を防いで、高い洗浄効果を維持できる。もちろん、流体として、エア以外の気体、純水以外の液体を用いても良い。
【００２４】
上述した凹部３６内には、凹部３６の形状に対応するノズル４４が設けられている。すなわち、ノズル４４は、凹部３６の同径部３６ａに対応する円柱状の柱状部４４ａと、凹部３６の拡径部３６ｂに対応する円錐台状の錐台部４４ｂとを含む。錐台部４４ｂは、拡径部３６ｂより小型に形成されており、筐体３４（拡径部３６ｂ）との間に所定の隙間を形成する。
【００２５】
柱状部４４ａの内部には、噴射流路４４ｃが形成されている。柱状部４４ａの底面４４ｄには、噴射流路４４ｃの上流端となる開口４４ｅが形成されている。また、柱状部３６ａの側面４４ｆには、筐体３４（拡径部３６ｂ）と錐台部４４ｂとの隙間に対応する位置に、噴射流路４４ｃの下流端となる開口（流体噴射口）４４ｇが形成されている。
【００２６】
図３は、ウェーハ１１が吸引保持される様子を模式的に示す図である。流体供給源４２から供給される流体Ａ１は、流体供給管４０、流体供給路３８を通じて、噴射流路４４ｃへと流れ込む。噴射流路４４ｃへと流れ込んだ流体Ａ１は、下流端の開口４４ｇから筐体３４（拡径部３６ｂ）と錐台部４４ｂとの隙間に向けて噴射される。
【００２７】
隙間に噴射された流体Ａ１は、拡径部３６ｂの外縁を規定する筐体３４の内壁面（流体案内面）及び錐台部４４ｂの側面に沿って、筐体３４の底面３４ａと錐台部４４ｂの底面（先端面）４４ｈとの境界付近に導かれる。ウェーハ１１の下面１１ａに筐体３４の底面３４ａを接近させておけば、底面３４ａと底面４４ｈとの境界付近から流れ出た流体Ａ１は、ウェーハ１１の下面１１ａに吹き付けられる。
【００２８】
ウェーハ１１の下面１１ａに吹き付けられた流体Ａ１は、底面３４ａと下面１１ａとの隙間を筐体３４の外側に向かって流れる。流体Ａ１の流速を高めると、底面３４ａと下面１１ａとの隙間の圧力はベルヌーイの定理に従って低下し、ウェーハ１１は筐体３４に引き付けられる。
【００２９】
そのため、この負圧による引力と、流体Ａ１の噴射圧力やウェーハ１１の重力等とが釣り合う位置において、ウェーハ１１は非接触で吸引保持される。ウェーハ１１は、例えば、円盤状の半導体ウェーハ、樹脂基板、セラミックス基板等である。ただし、ウェーハ１１の材質等は特に限定されない。
【００３０】
また、ウェーハ１１は、支持基板等に支持されても良い。例えば、研削後のウェーハ１１を支持基板等で補強しておけば、ウェーハ１１の破損を防ぐことができる。なお、この場合、支持基板の下面等を洗浄の対象としても良い。
【００３１】
本実施の形態のノズル４４には、中央側の底面４４ｄから先端側の底面４４ｈまで貫通する貫通穴４４ｉが形成されている。また、図２に示すように、筐体３４の基端側には、基端側の底面３４ｃに開口を備えた凹部４６が形成されている。凹部４６は、流体供給路３８の下流側及び凹部３６の中央側（同径部３６ａ）と接続されており、筐体３４は、凹部３６、流体供給路３８、及び凹部４６によって、先端側の底面３４ａから基端側の底面３４ｃまで貫通されている。
【００３２】
凹部４６の開口には、筒状の配管支持構造４８が嵌合されている。配管支持構造４８の内部には、支持穴４８ａが形成されており、この支持穴４８ａには、圧力検出用配管５０が設置されている。圧力検出用配管５０の先端側は、ノズル４４の貫通穴４４ｉに挿通されており、ノズル４４の底面４４ｈ側の開口４４ｊには、圧力検出用配管５０の先端側の開口５０ａが位置付けられている。
【００３３】
圧力検出用配管５０の基端側には、真空計５２が接続されている。すなわち、図２及び図３に示すように、ノズル４４の底面４４ｈ近傍の領域Ａ２は、圧力検出用配管５０を通じて真空計５２と繋がっている。これにより、ノズル４４の底面４４ｈ近傍の領域Ａ２の圧力を真空計５２で計測できる。
【００３４】
真空計５２には、ウェーハ１１が適切に吸引保持されるか否かを判定する判定装置（判定手段）５４が接続されている。例えば、ウェーハ１１が適切に吸引保持される状態では、領域Ａ２の圧力は十分に小さくなる。そこで、本実施の形態の判定装置５４は、真空計５２の計測値を所定の閾値と比較する。
【００３５】
真空計５２の計測値が閾値以下（又は閾値より小さい）の場合、判定装置５４は、ウェーハ１１が適切に吸引保持されると判定する。一方、真空計５２の計測値が閾値より大きい（又は閾値以上）の場合、判定装置５４は、ウェーハ１１が適切に吸引保持されないと判定する。
【００３６】
判定に用いられる閾値は、流体Ａ１の噴射圧力やウェーハ１１の重量等の条件に応じて任意に設定される。なお、閾値は、あらかじめ設定されたものでも良いし、各種条件に応じて判定装置５４の計算処理等で設定されるものでも良い。判定装置５４は、各種条件に対応した閾値を規定するテーブル等を保持しても良い。
【００３７】
以上のように、本実施の形態に係る洗浄装置１は、ウェーハ１１を下面１１ａ側から非接触状態で吸引保持し、洗浄機構（洗浄手段）１２から加わる力でウェーハ１１が上方へと移動しないように規制する非接触吸引保持器（規制手段）３２を備えるので、洗浄中のウェーハ１１が上方へと移動して洗浄効果が低下することはない。
【００３８】
また、本実施の形態に係る洗浄装置１は、ウェーハ１１を非接触で規制できるので、ウェーハ１１の破損や、下面１１ａへの異物の付着等を防ぐことができる。さらに、純水等の液体を流体Ａ１として用いる場合には、ウェーハ１１の下面１１ａの乾燥を防いで、高い洗浄効果を維持できる。
【００３９】
また、本実施の形態に係る洗浄装置１は、ノズル４４の底面（先端面）４４ｈの開口４４ｊに一端側が接続された圧力検出用配管５０と、圧力検出用配管５０の他端側に接続された真空計５２とを備えるので、ノズル４４の底面４４ｈ近傍の領域Ａ２の圧力を真空計５２で計測し、計測された圧力に基づいて、ウェーハ１１を吸引保持できるか否かを適切に判定できる。
【００４０】
なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されない。例えば、上記実施の形態では、２個の非接触吸引保持器３２を設けているが、非接触吸引保持器３２の数は任意に変更できる。十分な吸引保持力を発揮できるようであれば、非接触吸引保持器３２は１個でも良い。
【００４１】
また、上記実施の形態では、円柱状にくり貫かれた中央側の同径部３６ａと、円錐台状にくり貫かれた先端側の拡径部３６ｂとを含む凹部３６を筐体３４に形成しているが、筐体３４に形成される凹部３６の形状は任意に変更できる。
【００４２】
また、上記実施の形態では、凹部３６の形状に対応するノズル４４を用いているが、ノズル４４の形状は、必ずしも凹部３６の形状に対応していなくて良い。例えば、ノズル４４の全体を円柱状に形成することもできる。この場合、ノズル４４の一部が凹部３６の同径部３６ａから先端側に突出した状態となる。
【００４３】
その他、上記実施の形態に係る構成、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。
【符号の説明】
【００４４】
１  洗浄装置
２  回転保持機構（回転保持手段）
４  回転ユニット
６  支持基台
８  鉛直シャフト
１０  保持ローラー
１０ａ  側面
１２  洗浄機構（洗浄手段）
１４  軸受台
１６  水平シャフト
１８  洗浄ローラー
１８ａ  洗浄面
３２  非接触吸引保持器（規制手段）
３４  筐体（本体部）
３４ａ  底面
３４ｂ  側面
３４ｃ  底面
３６  凹部
３６ａ  同径部
３６ｂ  拡径部
３８  流体供給路
４０  流体供給管
４２  流体供給源
４４  ノズル
４４ａ  柱状部
４４ｂ  錐台部
４４ｃ  噴射流路
４４ｄ  底面
４４ｅ  開口
４４ｆ  側面
４４ｇ  開口（流体噴射口）
４４ｈ  底面（先端面）
４４ｉ  貫通穴
４４ｊ  開口
４６  凹部
４８  配管支持構造
４８ａ  支持穴
５０  圧力検出用配管
５０ａ  開口
５２  真空計
５４  判定装置（判定手段）
１１  ウェーハ
１１ａ  下面
１１ｂ  外周縁
Ａ１  流体
Ａ２  領域
【図１】
2015179742.tif 000003
【図２】
2015179742.tif 000004
【図３】
2015179742.tif 000005