(57)【要約】【課題】洗浄によりワークから除去したコンタミがワークの上面に再付着するのを防ぐ。【解決手段】水層形成ノズル６１によって、回転手段１２によって連続回転している保持テーブル１１の上方から保持テーブル１１に保持されたワーク９０の上面９１に水を供給し、ワーク９０の上面９１の全面を覆う水層を形成し、水層形成ノズル６１によって形成された水層に、洗浄水とエアーとを混合して洗浄ノズル３１から噴射される混合流体を衝突させ、水層を破壊してワーク９０の上面９１を洗浄する。水層の形成によりコンタミがワークに再付着するのを防ぐことができるとともに、水層が破壊されてワークの上面が露出することによりワークの上面を確実に洗浄することができる。【選択図】図２
2015198217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状ワークを保持する保持テーブルと、
該保持テーブルを連続回転させる回転手段と、
該保持テーブルに保持された該ワークの上面に洗浄水と気体とを混合させた混合流体を噴射して該ワークの上面を洗浄する洗浄ノズルと、
該洗浄ノズルを該保持テーブルの径方向に移動させる移動手段と、
を備えた洗浄装置であって、
該回転手段が連続回転させている該保持テーブルに保持された円板状ワークの上方から、該円板状ワークの該上面に水を供給し、該ワークの該上面の全面を覆う水層を形成する水層形成ノズルを備え、
該水層形成ノズルによって形成された該水層に、該洗浄ノズルから噴射される混合流体を衝突させ、該水層を破壊して該ワークの該上面を洗浄する、洗浄装置。
【請求項２】
前記水層形成ノズルは、前記保持テーブルに保持される円板状ワークの上面に平行に一列に並べて配設された複数の供給口を備え、該複数の供給口が配設された長さは、前記回転手段が回転させる該保持テーブルに保持される円板状ワークの最外径の半径よりも長い、請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の洗浄装置を用いてワークを洗浄するワークの洗浄方法であって、
前記水層形成ノズルによって、前記保持テーブルに保持された円板状ワークの前記上面の全面に前記水層を形成する水層形成工程と、
前記水層形成工程で該水層を形成しながら、前記洗浄ノズルによって該上面に前記混合流体を噴射し、前記移動手段によって該洗浄ノズルを円板状ワークの該上面に平行に移動させ、該ワークの該上面を洗浄する洗浄工程と、
を備える、ワークの洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを洗浄する洗浄装置及び洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削や研削などの加工により発生した屑を除去するために、高圧エアーと洗浄液とを混合した２流体（混合流体）を洗浄ノズルからウェーハなどの円板状のワークの上面に噴射してワークを洗浄する方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２００７８５号公報
【特許文献２】特開２００８−８０１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、混合流体に含まれる洗浄液の量は比較的少ないため、洗浄液が水玉となってワークの上面に付着する場合がある。特に、ワークの外周部分を洗浄する場合は、洗浄中にワークを回転させることによって発生する遠心力により、洗浄液がワークの外側に向かうため、ワークの中央部分には洗浄液が存在せず、ワークの上面が露出している。混合流体に含まれる洗浄液の一部は、洗浄によりワークから除去した屑を含んで霧状に飛散するため、霧状に飛散して浮遊する洗浄液がワークの中央部分に水玉となって付着すると、洗浄液に含まれる屑がワークの上面に再付着する場合がある。
【０００５】
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、洗浄によりワークから除去した屑がワークの上面に再付着するのを防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第一の発明は、円板状ワークを保持する保持テーブルと、該保持テーブルを連続回転させる回転手段と、該保持テーブルに保持された該ワークの上面に洗浄水と気体とを混合させた混合流体を噴射して該ワークの上面を洗浄する洗浄ノズルと、該洗浄ノズルを該保持テーブルの径方向に移動させる移動手段と、を備えた洗浄装置であって、該回転手段が連続回転させている該保持テーブルに保持された円板状ワークの上方から、該円板状ワークの該上面に水を供給し、該ワークの該上面の全面を覆う水層を形成する水層形成ノズルを備え、該水層形成ノズルによって形成された該水層に、該洗浄ノズルから噴射される混合流体を衝突させ、該水層を破壊して該ワークの該上面を洗浄する。
【０００７】
前記洗浄装置において、前記水層形成ノズルは、前記保持テーブルに保持される円板状ワークの上面に平行に一列に並べて配設された複数の供給口を備え、該複数の供給口が配設された長さは、前記回転手段が回転させる該保持テーブルに保持される円板状ワークの最外径の半径よりも長いことが好ましい。
【０００８】
第二の発明は、前記洗浄装置を用いてワークを洗浄するワークの洗浄方法であって、前記水層形成ノズルによって、前記保持テーブルに保持された円板状ワークの前記上面の全面に前記水層を形成する水層形成工程と、前記水層形成工程で該水層を形成しながら、前記洗浄ノズルによって該上面に前記混合流体を噴射し、前記移動手段によって該洗浄ノズルを円板状ワークの該上面に平行に移動させ、該ワークの該上面を洗浄する洗浄工程と、
から構成される。
【０００９】
前記水層形成ノズルは、前記保持テーブルに保持される前記ワークの前記上面に平行に一列に並べて配設された複数の供給口を備え、該複数の供給口が配設された長さは、前記回転手段によって回転する該保持テーブルに保持される該ワークの最外径の半径よりも長いことが好ましい。
【００１０】
第二の発明は、上記洗浄装置を用いてワークを洗浄するワークの洗浄方法であって、前記水層形成ノズルによって、前記保持テーブルに保持された該ワークの前記上面の全面に前記水層を形成する水層形成工程と、前記水層形成工程で該水層を形成しながら、前記洗浄ノズルによって該ワークの該上面に前記混合流体を噴射し、前記移動手段によって該洗浄ノズルを該ワークの該上面に平行に移動させ、該ワークの該上面を洗浄する洗浄工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る洗浄装置及び洗浄方法によれば、水層形成ノズルから供給される水によってワークの上面全面に水層が形成されるので、洗浄により除去されたコンタミがワークに再付着するのを防ぐことができる。一方、洗浄ノズルによって洗浄される部分では、混合流体との衝突により水層が破壊されてワークの上面が露出するので、ワークの上面を確実に洗浄することができる。
【００１２】
複数の供給口を、ワークの半径よりも長く一列に配置すれば、ワークの中央部分から外周部分に至る全体に水層を均一に形成することができ、洗浄により除去されたゴミがワークに再付着するのを確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】洗浄装置を示す斜視図。
【図２】洗浄装置を示す正面図及び平面図。
【図３】別の洗浄装置を示す斜視図。
【図４】別の洗浄装置を示す正面図及び平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に示す洗浄装置１０は、切削装置や研削装置などの加工装置に組み込まれるか、または、単独の装置として使用されるもので、加工されたウェーハなどの円板状のワーク９０を洗浄して、ワーク９０の上面９１に付着した切削屑や研削屑などのコンタミを除去する装置である。この洗浄装置１０は、ＸＹ平面に平行にワーク９０を保持する保持テーブル１１と、ＸＹ平面に垂直な±Ｚ方向に平行な回転軸２９を中心として保持テーブル１１を連続回転させる回転手段１２と、保持テーブル１１に保持されたワーク９０の上面９１を洗浄する洗浄手段１３と、±Ｚ方向に平行に洗浄手段１３を移動させる昇降手段１４と、±Ｙ方向に洗浄手段１３及び昇降手段１４を移動させる移動手段１５と、ワーク９０の上面９１に水層を形成する水層形成手段１６と、ワーク９０の搬出入時に水層形成手段１６を退避させる退避手段１７とを備えている。
【００１５】
保持テーブル１１は、ＸＹ平面に平行な保持面に載置されたワーク９０を吸引保持する。ワーク９０を保持した保持テーブル１１を回転手段１２が回転させることにより、保持テーブル１１とともに、ワーク９０が回転軸２９を中心として回転する。
【００１６】
洗浄手段１３は、図示しないエアー供給源に接続されるエアー取入口３２と、図示しない洗浄水供給源に接続される洗浄水取入口３３と、エアー取入口３２から取り入れたエアーなどの気体と洗浄水取入口３３から取り入れた純水などの洗浄水とを混合した混合流体を下方（−Ｚ方向）に噴射する洗浄ノズル３１と、ＹＺ平面に垂直な±Ｘ方向に延びる棒状の支持部３４とを備えている。
【００１７】
昇降手段１４は、±Ｚ方向に平行なねじ軸４１をモータ４２が回転させることにより、ねじ軸４１に係合した移動部４３がガイド４４に案内されて±Ｚ方向に移動する構成となっている。支持部３４の一端は、移動部４３に固定され、移動部４３の移動に伴って、洗浄手段１３全体が±Ｚ方向に移動する。昇降手段１４が洗浄手段１３を−Ｚ方向に移動させると、洗浄手段１３は、保持テーブル１１に保持されたワーク９０の上面９１に近づき、逆に、昇降手段１４が洗浄手段１３を＋Ｚ方向に移動させると、洗浄手段１３は、保持テーブル１１に保持されたワーク９０の上面９１から遠ざかる。
【００１８】
移動手段１５は、例えばボールねじ機構を備え、昇降手段１４を±Ｙ方向に移動させることができる。昇降手段１４の±Ｙ方向の移動にともなって、洗浄手段１３も±Ｙ方向に移動する。移動手段１５が昇降手段１４及び洗浄手段１３を−Ｙ方向に移動させると、洗浄ノズル３１は、回転軸２９に近づき、逆に、移動手段１５が昇降手段１４及び洗浄手段１３を＋Ｙ方向に移動させると、洗浄ノズル３１は、回転軸２９から遠ざかる。すなわち、洗浄ノズル３１は、保持テーブル１１の径方向に移動する。
【００１９】
水層形成手段１６は、図示しない洗浄水供給源に接続される取入口６２と、取入口６２から取り入れた純水などの洗浄水をワーク９０の上面９１に供給する水層形成ノズル６１とを備えている。水層形成ノズル６１は、保持テーブル１１の上方（＋Ｚ方向側）に配置され、±Ｘ方向に長い箱型形状に形成され、その下面には複数の供給口６３が±Ｘ方向に平行に一列に並べて形成されている。水層形成ノズル６１の長さは、保持テーブル１１の半径よりも長く、最も先端（−Ｘ）側の供給口６３は、回転軸２９付近に位置し、最も根元（＋Ｘ）側の供給口６３は、保持テーブル１１に保持されるワーク９０の外周よりも外側に位置している。すなわち、複数の供給口６３が配設されている部分の長さは、ワーク９０の最外径の半径よりも長い。回転手段１２が回転させている保持テーブル１１に保持されたワーク９０の上面９１に、一列に並んだ複数の供給口６３から水を供給することができる。
【００２０】
退避手段１７は、±Ｚ方向に平行に延びる棒状の支持部７２と、支持部７２から−Ｘ方向に平行に延びる棒状に形成され水層形成手段１６を支持する腕部７１と、±Ｚ方向に平行な回動軸７９を中心として支持部７２を回転させるノズル旋回部７３とを備えている。
【００２１】
保持テーブル１１にワーク９０を載置する搬入時や、洗浄が終わったワーク９０を保持テーブル１１から搬出する搬出時に、ノズル旋回部７３が支持部７２を回転させることにより、腕部７１及びそれに支持された水層形成手段１６がＸＹ平面に平行に回動し、水層形成手段１６を保持テーブル１１の上方から退避させることができる。
【００２２】
次に、洗浄装置１０を用いてワーク９０を洗浄する洗浄方法について説明する。
【００２３】
（１）保持工程
保持工程では、まず、図２において二点鎖線で示したように、移動手段１５が洗浄手段１３を＋Ｙ方向に移動させ、退避手段１７が水層形成手段１６を回動させて、洗浄手段１３及び水層形成手段１６を保持テーブル１１の上方から退避させる。次に、搬入手段（不図示）がワーク９０を搬送して、保持テーブル１１に載置し、載置されたワーク９０を保持テーブル１１が吸引保持する。保持テーブル１１は、ワーク９０の洗浄が終わるまで、ワーク９０を保持した状態を保つ。
【００２４】
（２）水層形成工程
水層形成工程では、図２に示すように、回転手段１２が保持テーブル１１を連続して回転させるとともに、退避手段１７が水層形成手段１６を回動させて、回転している保持テーブル１１に保持されたワーク９０の上方に水層形成手段１６を位置付ける。そして、回転している保持テーブル１１に保持されたワーク９０の上面９１に、水層形成手段１６が水を供給し、ワーク９０の中心部分から外周部分に至る上面９１の全面を覆う水層を形成する。水層形成手段１６が供給する水の量は、例えば１分当たり０．７リットルである。
【００２５】
（３）洗浄工程
洗浄工程は、水層形成工程と並行して実行される。移動手段１５が洗浄手段１３をワーク９０の上面９１に平行な−Ｙ方向に移動させて、回転しているワーク９０の上方に洗浄手段１３を位置付け、ワーク９０の上面９１に洗浄ノズル３１が混合流体を噴射する。エアー供給源８２から洗浄手段１３に供給されるエアーの量は、例えば１分当たり５０リットルである。洗浄水供給源８３から洗浄手段１３に供給される洗浄水の量は、例えば１分当たり０．２リットルである。このように、洗浄手段１３が噴射する混合流体に含まれる洗浄水の量は、気体の量に比べて非常に少ない。
【００２６】
噴射された混合流体は、ワーク９０の上面９１に形成されている水層に衝突し、衝突した部分の水層をエアーによって吹き飛ばす。これにより、その部分だけ水層が破壊され、ワーク９０の上面９１が露出する。露出したワーク９０の上面９１に混合流体が当たることにより、ワーク９０の上面９１が洗浄される。
【００２７】
ワーク９０の上面９１を洗浄した混合流体に含まれる洗浄水の一部は、洗浄によりワーク９０の上面９１から除去したコンタミを含む状態で、霧状になって飛散する。しかし、ワーク９０の上面９１全面が水層で覆われているので、飛散した洗浄水は、ワーク９０の上面９１に水玉となって付着することなく、水層と合流して流れ去る。これにより、飛散した洗浄水に含まれるコンタミがワーク９０の上面９１に再付着するのを防ぐことができる。
【００２８】
回転手段１２が保持テーブル１１を回転させ、移動手段１５が洗浄手段１３を±Ｙ方向に移動させながら洗浄することにより、ワーク９０の上面９１全面が洗浄される。
また、例えば外周部分のエッジトリミング加工をしたワーク９０を洗浄する場合には、移動手段１５が洗浄手段１３をワーク９０の外周部分に位置付けている時間を長くすれば、ワーク９０の外周部分を重点的に洗浄することができる。移動手段１５が洗浄手段１３をワーク９０の外周部分に位置付けて洗浄している間であっても、水層形成手段１６によって形成された水層が、ワーク９０の中央付近を含む上面９１全面を覆っているので、飛散した洗浄水に含まれるコンタミが、混合流体の当たらないワーク９０の中央部分に再付着するのを防ぐことができる。
【００２９】
水層形成手段１６が供給する水の量が少なすぎると、ワーク９０の上面９１全面を水層で覆うことができず、コンタミの再付着を防ぐことができない。逆に、水層形成手段１６が供給する水の量が多すぎると、水層が厚くなり、洗浄手段１３が噴射した混合流体で水層を破壊できなくなるので、ワーク９０を洗浄することができない。このため、水層形成手段１６が供給する水の量は、１分当たり０．５リットル以上１．０リットル以下であることが好ましく、１分当たり０．７リットル程度が最も望ましい。
【００３０】
図３に示す洗浄装置１０Ａは、図１で説明した洗浄装置１０の水層形成手段１６に代えて、水層形成手段１６Ａを備えている。それ以外の点は、洗浄装置１０と同様である。
【００３１】
水層形成手段１６Ａは、図示しない洗浄水供給源に接続される取入口６２と、取入口６２から取り入れた洗浄水をワーク９０の上面９１に供給する水層形成ノズル６１Ａとを備えている。水層形成ノズル６１Ａは、直線状に水を供給するのではなく、回転軸２９付近に点状に水を供給する点が、水層形成手段１６の水層形成ノズル６１と異なっている。
【００３２】
洗浄装置１０Ａを用いてワーク９０を洗浄する洗浄方法は、基本的に洗浄装置１０を用いる場合と同様である。すなわち、図４に示すように、水層形成工程において、回転手段１２が保持テーブル１１を回転させながら、保持テーブル１１に保持されたワーク９０の上面９１に水層形成手段１６が水を供給すると、回転軸２９付近に供給された水は、遠心力によって外側に広がる。このため、水層形成手段１６から水が直接供給されるワーク９０の中心付近だけでなく、水層形成手段１６から水が直接供給されないワーク９０の外周付近にも、水層を形成することができる。
【００３３】
なお、水層形成手段１６が水を供給する位置は、水層形成手段１６から供給される水によってワーク９０の中心部分を含む上面９１全面を覆う水層を形成できる位置であればよく、図４に示したように回転軸２９から少し離れた位置であってもよい。水層形成手段１６が水を供給する位置を回転軸２９上に配置する場合は、洗浄手段１３がワーク９０の中央部分を洗浄するとき、退避手段１７が水層形成手段１６を回動させて、水層形成手段１６が水を供給する位置を回転軸２９上から少しずらすことにより、洗浄手段１３と水層形成手段１６とが干渉するのを防ぐ構成であってもよい。
【００３４】
また、移動手段は、洗浄ノズルを平行移動させるのではなく、回動させる構成であってもよく、退避手段は、水層形成手段を回動させるのではなく、平行移動させて退避させる構成であってもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１０，１０Ａ  洗浄装置、
１１  保持テーブル、１２  回転手段、２９  回転軸、
１３  洗浄手段、３１  洗浄ノズル、３２  エアー取入口、３３  洗浄水取入口、
３４  支持部、
１４  昇降手段、４１  ねじ軸、４２  モータ、４３  移動部、４４  ガイド、
１５  移動手段、１６，１６Ａ  水層形成手段、
６１，６１Ａ  水層形成ノズル、６２  取入口、６３  供給口、
１７  退避手段、７１  腕部、７２  支持部、７３  ノズル旋回部、７９  回動軸、
８２  エアー供給源、８３  洗浄水供給源、
９０  ワーク、９１  上面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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