(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ブレードでワークに溝加工や切断加工を行うダイシングマシンの洗浄装置において、
該洗浄装置の洗浄ノズルは、水とエアとが供給される混合ノズルであって、
該混合ノズルには、中心部に水の流路が形成されると共に、前記水の流路を中心にした円周上に複数のエアの流路が形成され、該複数のエアの流路が混合ノズルの先端近傍で前記水の流路に合流され、合流後の流路の形状がラッパ状に広がり、噴射口が円形または星型に形成されていることを特徴とするダイシングマシンの洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体や電子部品材料等のワークに溝加工や切断加工を行うダイシングマシンに関するもので、特にダイシングマシンに設けられているワークの洗浄装置、及び洗浄方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体や電子部品材料等のワークに溝加工や切断加工を行うダイシングマシンにおいては、高速で回転するブレードと称する薄型砥石で研削水や冷却水をかけながらワークを加工する。このダイシングマシンでは、前記ブレードを保持したスピンドルがＹ軸方向のインデックス送りとＺ軸方向の切込み送りとがなされ、ワークを載置したワーク加工テーブルがＸ方向に研削送りされるようになっている。
【０００３】
また、このダイシングマシンでは、加工中に発生する微細な研削粉によるワーク表面や研削溝内の汚染物（コンタミネータ：以下略してコンタミという）付着を極度に嫌うため、回転ブレードの近傍に洗浄ノズルを設け、ダイシング中のコンタミ付着を削減し、更にダイシング加工終了後のワークをダイシングマシン中に設けられたスピン洗浄装置に搬入し、ワークを回転させながら洗浄ノズルをワーク面内で揺動させてスピン洗浄をしていた。この加工中及び加工後の洗浄においては、約０．２ＭＰａの市水程度の圧力の純水が用いられていた。ところが、この従来のダイシングマシンの洗浄装置では、洗浄水をワーク表面に垂直に噴射していた。このためワークに付着しているコンタミが剥がれにくく、また、剥がれても周囲に飛び散りワークを再汚染していた。また、スピン洗浄装置では洗浄ノズルが等速で揺動運動していたので、ワークの周縁部の洗浄が不十分だった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、供給する洗浄水の圧力を１０〜２０ＭＰａの高圧にすることが試みられた。しかし、この洗浄方法では洗浄水供給に用いるバルブやコネクタやチューブ等の配管部品を全て高圧に耐えられる仕様のものにしなければならず、コストアップになっていた。この問題を解決するために、特開２０００−３０６８７８号公報には、洗浄水と圧力エアとを混合して供給する技術が記載されている。ところが、この特開２０００−３０６８７８号公報に開示された装置では水とエアの混合の仕方が適切でなく、微細なコンタミの除去が不十分であった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ダイシング装置の洗浄装置において、洗浄水とエアとが良好に混合され、洗浄力の優れた洗浄ノズルを有する洗浄装置を提供するとともに、加工中及び加工後のワークに対して有効なコンタミ除去が行われる洗浄方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、回転ブレードでワークに溝加工や切断加工を行うダイシングマシンの洗浄装置において、該洗浄装置の洗浄ノズルは、水とエアとが供給される混合ノズルであって、該混合ノズルには、中心部に水の流路が形成されると共に、前記水の流路を中心にした円周上に複数のエアの流路が形成され、該複数のエアの流路が混合ノズルの先端近傍で前記水の流路に合流され、合流後の流路の形状がラッパ状に広がり、噴射口が円形または星型に形成されていることを特徴としている。この発明によれば、水の流路を中心にしてその周囲に複数のエアの流路が形成されているので、水の粒子が細かく、また、均一に混合される。このため、高圧洗浄水を用いることなく有効な洗浄が行えるので、装置のコストアップを抑えられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るダイシングマシンの好ましい実施の形態について詳説する。尚、各図において同一部材には同一の番号又は符号を付してある。
【００１２】
先ず最初に、ダイシングマシンの構成について説明する。図１は本発明に係るダイシングマシンの外観を示す斜視図である。ダイシングマシン１０は、加工部２０、スピン洗浄装置４０Ａ、搬送装置５０、ロードポート６０、の他図示しない顕微鏡、アライメント装置、モニターテレビ、操作・表示部、表示灯、コントローラ等から構成されている。加工部２０は、ワークに溝加工や切断加工を行う部分である。スピン洗浄装置４０Ａは加工後のワークを洗浄する装置で、ワークを回転させながら洗浄水を噴射してワークに付着しているコンタミを除去する。搬送装置５０は、ワークをダイシングマシン各部へ搬送する装置で、吸着アーム５１を２個有し、一方の吸着アーム５１は加工前及び加工後の洗浄済みの清浄なワークを搬送し、他方の吸着アーム５１は加工後の未洗浄で汚れたワークを搬送する。ロードポート６０は、多数枚のワークを収納したカセットをダイシングマシン外部との間で受渡しを行う部分である。
【００１３】
顕微鏡はワークのアライメントや加工状態を評価するために、ワークの表面を観察する部材で、観察画像はＣＣＤカメラを介してモニターテレビの画面で観察することができる。アライメント装置はワーク表面のパターン画像を処理してワークを自動アライメントする。操作・表示部にはダイシングマシン１０の各部の操作を行うスイッチや表示手段が設けられている。コントローラはダイシングマシン１０の各動作をコントロールする部分で、マイクロプロセッサ、メモリ、及び入出力回路等で構成され、ダイシングマシン１０の架台内部に格納されている。 表示灯は、ダイシングマシン１０の稼動中、加工終了、待機中、及び警報等を表示するもので、離れたところからでも判明できるように高い位置に設けられている。
【００１４】
加工部２０では、ワークの溝加工や切断加工を行う回転ブレード２１が、互いに対向配置された2 本の高周波モータ内蔵のエアーベアリングスピンドル２２、２２に夫々取付けられ、３０，０００ｒｐｍ〜６０，０００ｒｐｍの高速で回転されるとともに、不図示の送り機構によって図の矢印Ｙ方向にインデックス送りされる。 この回転ブレード２１は薄い円盤状で、ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒をニッケルで電着した電着ブレードや、樹脂で結合したレジンブレードが用いられる。 回転ブレード２１には研削ノズルから研削水が加工ポイントに供給される。 また、回転ブレード２１の近傍には洗浄ノズルあり、洗浄水が供給される。 Ｘテーブル３０は、図示しない駆動機構によりＸ方向に移動される。 Ｘテーブル３０には図示しないθテーブルが載置され、θテーブルにはワークテーブル２３が連結されている。 加工されるワークはこのワークテーブル２３の上面に吸着固定され、θテーブルによってθ回転されるとともに、Ｘテーブル３０によって図の矢印Ｘ方向に研削送りされるようになっている。
【００１５】
図２、及び図３には、加工部２０の洗浄装置４０、及びスピン洗浄装置４０Ａで用いられている洗浄ノズルを示している。先ず図２に示す洗浄ノズル４１を説明する。図２（ａ）は洗浄ノズル４１の側断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面を表わし、図２（ｃ）及び図２（ｄ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を表わしている。この洗浄ノズル４１は洗浄水の中に圧縮エアを供給して、水とエアとを混合して噴射する混合ノズルである。この洗浄ノズル４１は図２（ａ）、及び図２（ｂ）に示すように、中心に水の流路４１Ａが形成され、また水の流路４１Ａを中心にした円周上に４個のエアの流路４１Ｂ、４１Ｂ、…が形成され、これら４個のエアの流路４１Ｂ、４１Ｂ、…は洗浄ノズル４１の先端近くで水の流路４１Ａに合流している。更に、合流後の流路は洗浄ノズル４１の先端に向けてラッパ状に広がって噴射口４１Ｃを形成している。図２（ｃ）は噴射口４１Ｃの断面が円形の場合を表わし、図２（ｄ）は星型断面の場合を表わしている。
【００１６】
水の流路４１Ａは洗浄水供給源７０に接続され、約０．２ＭＰａの市水程度の圧力の純水が２００ｍＬ／ｍｉｎ程度供給される。エアの流路４１Ｂ、４１Ｂ、…はエア供給源８０に接続され、圧力０．４ＭＰａの窒素ガス（Ｎ2 ）が供給される。
【００１７】
この洗浄ノズル４１の作用を説明すると、水の流路４１Ａの周囲から複数のエアの流路４１Ｂ、４１Ｂ、…によって窒素ガス（Ｎ2 ）が供給されるので、純水と窒素ガス（Ｎ2 ）とがきめ細かく均一に混ざり合い、純水が窒素ガス（Ｎ2 ）によって加速され、その後に拡散噴射されるので、ワークの洗浄時に微小なコンタミを除去し易い。また、図２（ｄ）に示す噴射口４１Ｃの場合は、不必要な拡散が抑えられ、直進性がよい。
【００１８】
図３（Ａ）に示す洗浄ノズル４１は、エアの流路４１Ｂに水の流路４１Ａが合流し、合流後の流路がエアの流路４１Ｂの内径よりも小径に絞られた噴射口４１Ｃを形成した混合ノズルである。図３（ｂ）は図３（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図で、噴射口４１Ｃの断面形状が円形の場合を表わしている。図３（ｂ）は同じくＣ−Ｃ断面図で、噴射口４１Ｃの断面形状が星形の場合を表わしている。この図３に示す洗浄ノズル４１も、エアの流路４１Ｂはエア供給源８０に接続されて、圧力０．４ＭＰａの窒素ガス（Ｎ2 ）が供給され、水の流路４１Ａは洗浄水供給源７０に接続されて、約０．２ＭＰａの市水程度の圧力の純水が２００ｍＬ／ｍｉｎ程度供給される。
【００１９】
図３に示す洗浄ノズル４１においては、純水よりも高圧な窒素ガス（Ｎ2 ）中に純水が混入され、混入後の流路が図３（ｂ）のように絞られた円形の噴射口からストレートに噴射するので、ワークの洗浄能力が向上する。また、図３（Ｃ）のように噴射口４１Ｃの断面形状が星形の場合には、拡散し難いため、直進性が良好で、ワークの洗浄能力が更に向上するという作用効果を有している。
【００２０】
図２又は図３に示すような混合ノズルを用いた洗浄装置４０によれば、洗浄水の圧力を特別高圧にしなくても、市水程度の圧力の純水と、通常工場のコンプレッサで昇圧される程度の圧力の窒素ガス（Ｎ2 ）とを混合しただけで、ワークに付着したコンタミを十分除去することが可能で、高圧配管部材を使用しないのでマシンコストの増大を招くことがない。尚、洗浄水には純水を用い、圧縮エアとして窒素ガス（Ｎ2 ）を用いたが、これはワークが半導体ウエーハのような場合であって、ワークの種類によって経済性等を加味した適宜な洗浄水及びエアを用いればよい。
【００２１】
図４は、加工部２０で加工中のワークの洗浄方法を示す図である。図４に示すように、回転ブレード２１がスピンドル２２の先端に取付けられて、高速で回転している。ワークＷはダイシングシートＳを介してワークテーブル２３に載置され、Ｘ方向に研削送りされる。回転ブレード２１は、前方と下方が開口されたフランジカバー２４で囲われており、フランジカバー２４に設けられた研削ノズルから研削水が回転ブレード２１の刃先に供給される。また、回転ブレード２１を前後で挟み込むように配置された冷却ノズル２６、２６からは冷却水が供給され、回転ブレード２１に生ずる加工熱を冷却している。また、回転ブレード２１の近傍には洗浄装置４０が設けられている。 この洗浄装置４０ではフランジカバー２４の研削水の下流側に、上下調整手段４２及び傾斜調整手段４３を介して洗浄ノズル４１が取付けられている。この洗浄ノズル４１は、上下調整手段４２によって適宜の高さに調整されるとともに、傾斜調整手段４３によってワークＷに対して傾斜して取付けられている。
【００２２】
洗浄ノズル４１をこのように傾斜させて取付け、ワークＷの面に対して洗浄水を傾けて噴射する。洗浄水がワークＷの面に対して斜めから噴射されるので、付着していたコンタミが剥離し易く、また剥離したコンタミが一方向に吹き飛ばされるので、ワークＷの洗浄ポイントの周囲を再汚染することがない。また、ワークＷの加工中常時洗浄水を噴射しているので、加工で発生するコンタミがワークＷの面に付着する暇もなく流し去られる。更に、洗浄ノズル４１には前記図２、及び図３に示した混合ノズルを用い、洗浄水と圧縮エアとを混合して噴射することにより、洗浄効果が一層高まる。
【００２３】
図５、図６、及び図７は、ダイシングマシン１０のスピン洗浄装置４０Ａにおける洗浄方法を説明するものである。図５、図６に示すように、スピン洗浄装置４０Ａでは、図示しない洗浄槽内でスピンテーブル４７が不図示のモータによって回転される軸４７Ａに取付けられ、約３，０００ｒｐｍの速度で回転される。スピンテーブル４７にはダイシングシートＳを介してワークＷが吸着されている。ワークＷの上方には洗浄ノズル４１が、上下調整手段４２及び傾斜調整手段４３を介してアーム４４に取付けられている。アーム４４はモータ４６で一定角度往復回転される回転シャフト４５に接続されている。洗浄ノズル４１は上下調整手段４２によって適宜の高さに調整されるとともに、傾斜調整手段４３によってワークＷに対して傾斜して、洗浄水の噴射中心とワークＷの中心とが一致するように取付けられている。この状態で洗浄ノズル４１はワークＷの周縁から中心を経由して反対側の周縁までの間を往復揺動する。
【００２４】
図７は、洗浄ノズル４１の揺動におけるモータ４６の回転角と角速度との関係を説明するグラフである。従来のスピン洗浄装置においては、ノズルの揺動速度は一定速度であったため、ワークの中心部から外周になるに従ってワーク回転における周速が早くなるので、ワークの周縁部分に近づくほどコンタミが落ち難かった。本発明では、図７に示すように、ワークＷの中心位置における洗浄ノズル４１の揺動角度（θ）を０とした時に、角速度（ω）の値は、ワークＷの周縁部での揺動角度（−θm 、θm ）に近づくに従って小さくなるようにしている。これにより、ワークＷの全面に亘り均一な洗浄が施される。 ここでも洗浄ノズル４１には前記図２、及び図３に示した混合ノズルを用い、洗浄水と圧縮エアとを混合して噴射することにより、洗浄効果が一層高まる。
【００２５】
尚、ダイシングマシン１０全体の動作については既知であるので、説明は省略する。また、本実施の形態では加工部２０の回転ブレード２１の近傍に設けた洗浄ノズル４１の取付け位置は、研削水の下流側としたが、これに限らず、適宜の位置に取付けることができる。 更に、洗浄ノズル４１の傾斜方向も研削ライン方向に限らず種々の変形が可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ダイシングマシンの洗浄装置に用いられている洗浄ノズルは、水と圧縮エアとが適切に混合されるノズル形状となっているので、研削によってワークに付着するコンタミを効率よく除去できる。このため、高圧洗浄水を用いることなく有効な洗浄が行えるので、装置のコストアップを抑えられる。
【００２７】
また、本発明の洗浄方法によれば、洗浄水がワークに対して斜めに噴射されるので、ワークに付着しているコンタミが剥がれやすく、また周囲に飛び散って再汚染することがない。更に、スピン洗浄装置では回転するワークに対して、洗浄ノズルの揺動速度をワークの位置に応じて変化させる方法をとっているので、ワーク全面に亘って均一な洗浄ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダイシングマシンの外観を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態に係る洗浄装置の洗浄ノズルを説明する断面図
【図３】洗浄ノズルの別の発明を説明する断面図
【図４】加工中のワークの洗浄方法を説明する正面図
【図５】スピン洗浄装置における洗浄方法を説明する側面図
【図６】スピン洗浄装置における洗浄方法を説明する平面図
【図７】スピン洗浄装置における洗浄方法を説明するグラフ
【符号の説明】
１０…ダイシングマシン、２１…回転ブレード、４０…洗浄装置、４０Ａ…スピン洗浄装置、４１…洗浄ノズル（混合ノズル）、４１Ａ…水の流路、４１Ｂ…エアの流路、４１Ｃ…噴射口、７０…洗浄水供給源、８０…エア供給源、Ｓ…ダイシングシート、Ｗ…ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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