JP2012139660A

JP2012139660A - スピンナ洗浄装置

Info

Publication number: JP2012139660A
Application number: JP2011000627A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Otani; 秀明大谷
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-01-05
Filing date: 2011-01-05
Publication date: 2012-07-26
Also published as: CN102580938B; CN102580938A

Abstract

【課題】チャンバー内のダクトから遠い位置にあるミストもダクト側に運ぶことができ、従来よりも効率よくチャンバー内を排気する。
【解決手段】チャンバー４０内の保持テーブル１０上にワークＷを保持し、保持テーブル１０を回転させた状態でワークＷの上面に洗浄水Ｃを供給するスピンナ洗浄装置において、保持テーブル１０の外周側面１２に形成した複数の羽１３によって保持テーブル１０の外周周囲に該外周周囲に沿った空気の流れを発生させ、この空気の流れによってチャンバー４０内におけるダクト５０の反対側のミストもダクト５０側に導く。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転させた半導体ウェーハ等のワークに洗浄水を供給して洗浄するスピンナ洗浄装置に関する。

半導体デバイス製造工程においては、半導体ウェーハ等のワークの表面に格子状の分割予定ラインにより多数の矩形状のデバイス領域を区画して、これらデバイス領域の表面にＩＣやＬＳＩ等からなる電子回路を形成し、次いで裏面を研削してから研磨するなど必要な処理を施してから、ワークを分割予定ラインに沿って切断、分割して１枚のワークから多数のデバイスを得ている。

ワークを分割する装置としては、高速回転させた切削ブレードをワークに切り込ませて切断する切削手段と、切断したワークを洗浄するスピンナ洗浄装置を備えた切削装置が知られている（特許文献１）。該スピンナ洗浄装置は、円筒状のチャンバー内に配設された保持テーブルにワークを吸着、保持して保持テーブルを回転させ、回転するワークに向けて洗浄水供給ノズルから洗浄水を噴出させてワークを洗浄し、次いで、エアノズルからワークにエアを噴出させてワークを乾燥させるといった構成となっている。

特開２００６−１２８３５９号公報

この種の洗浄装置では、保持テーブルを高速で回転させるため、洗浄水がワークに供給されると汚れたミストが発生する。そこで上記チャンバーにダクトを設け、ダクトを介してチャンバー内の空気を吸引してミストを外部に排出している。ところがダクトは、通常、チャンバーの内壁面の片側に開口して設けられるため、ダクトから最も遠く該ダクトの反対側に当たる内壁面付近のミストが効率よく排出されないという問題が生じていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その主な技術的課題は、チャンバー内のダクトから遠い位置にあるミストもダクト側に運ぶことができ、従来よりも効率よくチャンバー内を排気することができるスピンナ洗浄装置を提供することにある。

本発明のスピンナ洗浄装置は、ワークを保持する円盤形状の保持テーブルと、該保持テーブルを鉛直方向を回転軸として回転させる回転部と、前記保持テーブルを収容し上面が開口しているチャンバーと、該チャンバー内から気体を排出するダクトと、を有するスピンナ洗浄装置であって、前記保持テーブルの外周側面に形成された羽を有し、該羽は前記回転部によって前記保持テーブルが回転する際に同時に回転し、該保持テーブルの外周周囲に沿った空気の流れを発生させ前記ダクトに導くことを特徴とする。

本発明によれば、保持テーブルとともに回転する羽によって保持テーブルの外周周囲に該外周周囲に沿った空気の流れを発生させることができ、この空気の流れに乗せてミストをダクトに導くことができる。このため、チャンバー内のダクトから遠い位置にあるミストもダクト側に運ばれる。

本発明で言うワークは特に限定はされないが、例えば、シリコン、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）等からなる半導体ウェーハ、チップ実装用としてウェーハの裏面に設けられるＤＡＦ（Die Attach Film）等の粘着部材、半導体製品のパッケージ、セラミックやガラス、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）系あるいはシリコン系の無機材料基板、液晶表示装置を制御駆動するＬＣＤドライバ等の各種電子部品、さらにはミクロンオーダーの加工位置精度が要求される各種加工材料等が挙げられる。

本発明によれば、チャンバー内のダクトから遠い位置にあるミストもダクト側に運ぶことができ、よって従来よりも効率よくチャンバー内を排気することができるスピンナ洗浄装置が提供されるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るスピンナ洗浄装置の縦断面図である。図２のII−II矢視断面図である。図２のIII−III矢視断面図（シャッターは不図示）である。図２のVI−VI矢視断面図であってシャッターがチャンバー内に進出した状態を示している。シャッターが後退した状態での図２のVI−VI矢視断面図である。

以下、図面を参照して本発明に係る一実施形態を説明する。
図１および図２は、所定の加工が施された半導体ウェーハ等の円板状のワークＷを洗浄する一実施形態のスピンナ洗浄装置を示している。このスピンナ洗浄装置１は、図示せぬ加工装置に具備されるか、あるいは単独の状態で用いられる。ワークＷに施す加工としては、例えば、切削ブレードによる切削やレーザー光線照射によってワークＷを分割する分割加工、エキスパンドによる分割加工、レーザー光線照射による孔あけ加工、研削加工、研磨加工などが挙げられる。

（１）スピンナ洗浄装置の構成
本実施形態のスピンナ洗浄装置１は、ワークＷを保持する円盤形状の保持テーブル１０と、保持テーブル１０を鉛直方向を回転軸として回転させる回転部２０と、ワークＷに洗浄水と乾燥エアを供給するノズル３０と、保持テーブル１０とノズル３０とを収容し上面が開口している有底円筒状のチャンバー４０と、チャンバー４０内から気体を排出するダクト５０とを備えている。

チャンバー４０は、円筒状の側壁部４１と側壁部４１の下面開口を閉塞する底板部４２とを有するもので、図示せぬ支持部材によって側壁部４１の軸心が鉛直方向に沿った状態に支持される。側壁部４１の下端部には、水平な環状の上面４３を有する段部４４を経て小径部４５が形成されており、この小径部４５の下端に底板部４２が設けられている。

チャンバー４０の内部には回転部２０を介して保持テーブル１０が同心状に配設されている。保持テーブル１０は、ワークＷの保持面１１とされる水平な上面に負圧を発生させて該保持面１１にワークＷを吸着して保持する一般周知の真空チャック式のもので、回転部２０によって回転駆動される。保持テーブル１０の外周側面１２には、複数の羽１３が周方向に等間隔をおいて形成されている。これら羽１３は保持テーブル１０の厚さに対応する縦寸法と、適宜な横寸法を有する矩形状の板片であり、保持テーブル１０の径方向に延びるように全体として放射状に形成されている。

保持テーブル１０を回転駆動する回転部２０は、回転軸２１と、この回転軸２１を回転させるモータ２２とから構成される。モータ２２はチャンバー４０の底板部４２の下面に固定されており、回転軸２１は底板部４２を貫通して鉛直上方に延び、その上端に保持テーブル１０の下面の中心が固定されている。

また、回転部２０の回転軸２１は伸縮可能な構造のもので図示せぬエアシリンダ等の伸縮機構により伸縮するようになっている。図１に示すように、保持テーブル１０は回転軸２１の伸縮に伴いチャンバー４０内におけるチャンバー４０の上面開口４６に近い受け渡し位置（二点鎖線で示している）と下部の洗浄位置（実線で示している）の２位置間を昇降させられる。チャンバー４０の上面開口４６は、図示せぬカバーによって開閉されるようになっている。

チャンバー４０内には、保持テーブル１０の保持面１１に保持されたワークＷの上面に洗浄水Ｃを噴出して供給するノズル３０が配設されている。ノズル３０は、図１および図３に示すようにチャンバー４０の側壁部４１の内面に沿って湾曲する配管部３１の先端にＷを下向きに噴出する噴出部３２が設けられたもので、洗浄位置に位置付けられる保持テーブル１０の上方において配管部３１の基部を回転軸として水平旋回可能に支持されている。なお、図３ではノズル３０の構成を明確にするために、後述するシャッター６０の図示を省略している）。

図３に示すように、ノズル３０は、噴出部３２が保持テーブル１０の中心の上方に位置付けられる噴出位置（実線で示している）と、側壁部４１の内面に近接する退避位置（二点鎖線で示している）との間を旋回するようになっている。このノズル３０によれば、噴出位置と退避位置との間を往復旋回しながら噴出部３２から洗浄水を噴出することにより、保持テーブル１０に保持されて回転するワークＷの上面全面に洗浄水がまんべんなく噴出される。また、ノズル３０からは乾燥エアが噴出されるようにもなっており、洗浄水と乾燥エアの供給が切り替えられるようになっている。

ノズル３０が退避位置に位置付けられた状態で、保持テーブル１０はノズル３０に干渉することなく洗浄位置と受け渡し位置との間を昇降可能となっている。図１に示すように、チャンバー４０の底板部４２には、洗浄水Ｃの排水を外部に導いて所定の処理設備に排出するための排水口４７が設けられている。なお、洗浄水Ｃは、純水、あるいは静電気防止のためにＣＯ_２入りの純水が好ましく用いられる。

図１に示すように、チャンバー４０の側壁部４１の下部には排気口４８が形成されており、この排気口４８にダクト５０が設けられている。ダクト５０は、水平、かつ側壁部４１の接線方向と平行に延びている。ダクト５０は図示せぬ所定の処理設備まで延びており、ダクト５０の途中、あるいは該処理設備には、チャンバー４０内の空気を吸引してダクト５０に流入させる図示せぬ排気ファンが装備されている。ダクト５０が設けられる排気口４８の高さ位置は、保持テーブル１０の洗浄位置の高さ位置と概ね同じとされる。

チャンバー４０の側壁部４１には、側壁部４１の径方向に移動してチャンバー４０内に対し同期して進退する複数のシャッター６０が設けられている。シャッター６０は、図４に示すように、側壁部４１の周方向に沿って略円弧状に形成された板状部材である。各シャッター６０は図１に示すように側壁部４１に形成されたスリット４１１に挿入された状態となっており、エアシリンダ等の進退機構６１によって、図４に示すチャンバー４０内に進出した進出位置と、図５に示す羽５よりも外側まで退避して開いた退避位置との間を往復移動させられる。シャッター６０の高さ位置は、排気口４８とノズル３０との間に設定されている。

シャッター６０が進出位置に位置付けられると、図１に示すように、シャッター６０と段部４４の上面４３、および側壁部４１の内面により、チャンバー４０内には周方向に沿った溝状空間４９が形成される。この溝状空間４９は保持テーブル１０の外周側面１２の周囲に形成され、溝状空間４９には保持テーブル１０の外周側面１２に形成されている羽１３の先端側が入り込むようになっている。ダクト５０に連通する排気口４８は、溝状空間４９に開口する。シャッター６０が進出位置から後退して退避位置に位置付けられると、保持テーブル１０がシャッター６０に干渉することなく洗浄位置と受け渡し位置との間を昇降可能となる。

（２）スピンナ洗浄装置の動作および作用効果
以上が本実施形態のスピンナ洗浄装置１の構成であり、続いてこの装置１によってワークＷを洗浄する動作ならびに作用効果を説明する。

はじめに、保持テーブル１０を上昇させて受け渡し位置に位置付け、上記カバーを開けてチャンバー４０の上面開口４６からワークＷを保持テーブル１０の保持面１１に載置し、保持面１１に吸着させて保持する。保持テーブル１０を上昇させる際には、ノズル３０およびシャッター６０は保持テーブル１０に干渉しない退避位置に位置付けておく。

次に、ワークＷを保持した保持テーブル１０を下降させて洗浄位置に位置付ける。そして、シャッター６０をチャンバー４０内に進出させて図１および図４に示す進出位置に位置付ける。また、上記カバーを閉じるとともに上記排気ファンを運転してチャンバー４０内の空気をダクト５０を経て外部に排出する。これで洗浄の準備が完了したことになり、続いて、保持テーブル１０を図２の矢印Ｒ方向に例えば８００ｒｐｍ程度の速度で回転させるとともに、ノズル３０を往復旋回させながら該ノズル３０の噴出部３２から洗浄水Ｃを下方に噴出させる。これによりワークＷの上面全面に洗浄水Ｃがまんべんなく供給され、ワークＷに付着している汚れ成分（例えば切削屑や研削屑）が洗浄水Ｃで洗い流される。

所定の洗浄時間が経過したら洗浄水Ｃの供給を停止し、保持テーブル１０の回転を継続して遠心力によりワークＷに付着している洗浄水Ｃを吹き飛ばすとともに、往復旋回しているノズル３０の噴出ノズル３０から乾燥エアを噴出させてワークＷを乾燥させる。この乾燥過程では、保持テーブル１０の回転速度を例えば３０００ｒｐｍ程度まで上昇させて速やかに乾燥するようにするとよい。

所定の乾燥時間が経過したら保持テーブル１０の回転を停止する。そして、ノズル３０およびシャッター６０を退避位置に戻し、保持テーブル１０を受け渡し位置まで上昇させる。この後、保持面１１へのワークＷの保持を解除し、ワークＷを保持テーブル１０から取り上げて次の工程に移す。

以上がワークＷを搬入して洗浄し、搬出するといったスピンナ洗浄装置１の１回のサイクルである。ところで、ワークＷの洗浄および乾燥の過程では、回転するワークＷに洗浄水Ｃが供給されることにより、汚れ成分を含んだミストがワークＷから発生する。このミストはチャンバー４０から漏出することなくダクト５０からの空気吸引作用によって排気口４８からダクト５０を経て外部に排出される。

この時、従来では排気口４８から遠い箇所に漂っているミストは排気口４８に達しにくく効率よく排出されないという問題が生じていたわけである。ところが本実施形態では保持テーブル１０とともに回転する羽１３によって保持テーブル１０の外周周囲に外周側面１２に沿った空気の流れが生じ、この空気の流れに乗ってミストは排気口４８に達しダクト５０に導かれる。このため、チャンバー４０内のダクト５０から遠い位置にあるミストもダクト５０側に運ばれ、したがって従来よりも効率よくチャンバー４０内が排気される。

特に本実施形態では、シャッター６０をチャンバー４０内に進出させて保持テーブル１０の外周側面１２の周囲に溝状空間４９を形成することにより、羽１３によって生じた保持テーブル１０の外周周囲の空気は上下方向に逃げることが抑えられて溝状空間４９内を流れる。このため、保持テーブル１０の外周周囲に生じる空気の流れが効果的に生じ、その結果、より多くの空気が排気口４８に運ばれ、排気性の一層の向上が図られる。

１…スピンナ洗浄装置
１０…保持テーブル
１２…保持テーブルの外周側面
１３…羽
２０…回転部
３０…ノズル
４０…チャンバー
４６…チャンバーの上面開口
５０…ダクト
Ｃ…洗浄水
Ｗ…ワーク

Claims

ワークを保持する円盤形状の保持テーブルと、
該保持テーブルを鉛直方向を回転軸として回転させる回転部と、
前記保持テーブルを収容し上面が開口しているチャンバーと、
該チャンバー内から気体を排出するダクトと、
を有するスピンナ洗浄装置であって、
前記保持テーブルの外周側面に形成された羽を有し、
該羽は前記回転部によって前記保持テーブルが回転する際に同時に回転し、該保持テーブルの外周周囲に沿った空気の流れを発生させ前記ダクトに導くこと
を特徴とするスピンナ洗浄装置。