CN110653202A - 超声波水喷射装置 - Google Patents

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Abstract

提供超声波水喷射装置，使超声波振动不会减弱地传递而对晶片进行清洗。在超声波水喷射装置(11)中，朝向储水部(19)内的清洗水(L)放射超声波振动的放射面(26)形成为凹陷的圆顶形状。因此，从放射面(26)振荡出的超声波振动朝向喷射口(21)集中。超声波振动在储水部(19)内不容易发生反射，因此通过从喷射口(21)喷射的超声波水(Ls)，能够充分地传递超声波振动。因此，在使用从喷射口(21)喷射的超声波水(Ls)对晶片进行清洗时，能够对晶片上的污染物充分传递超声波振动，因此能够提高清洗力。

Description

超声波水喷射装置
技术领域
本发明涉及超声波水喷射装置。
背景技术
清洗装置从清洗喷嘴向晶片强力地喷送清洗水，从而对晶片进行清洗。在专利文献1和2所记载的技术中，为了提高清洗力，对清洗水传递超声波振动，使超声波振动传递至污染物而将污染物从晶片去除。另外，在专利文献3所记载的技术中，通过向加工点喷射清洗水而将切削屑排出。
专利文献1和2所记载的清洗喷嘴例如具有接受清洗水的提供的提供口、储水部、喷射口以及平板形状的超声波振子。储水部具有暂时储存从提供口提供的清洗水的容积。储水部随着朝向喷射口而逐渐变细。喷射口设置于储水部的前端并喷射清洗水。超声波振子与喷射口对置地配设在储水部内。
专利文献1：日本特开2003-340330号公报
专利文献2：日本特开平10-151422号公报
专利文献3：日本特开2012-000702号公报
从平板形状的超声波振子传递至储水部的水中的超声波振动在储水部的内壁发生反射。因此，有时所反射的超声波振动与从超声波振子振荡出的超声波振动相互抵消。在该情况下，存在传递至清洗水的超声波振动减弱、清洗力降低的问题。
另外，在专利文献3所记载的技术中，在加工点处的切入深度较深的情况下，不容易将切削屑从切削槽排出。
发明内容
本发明的目的在于，使超声波振动不会减弱地传递至清洗水而对晶片进行清洗，此外，本发明的目的在于，在利用切削装置进行切削加工时，使超声波振动传递至切削屑而将切削屑从切削槽中良好地排出。
本发明的超声波水喷射装置对被加工物喷射被传递了超声波振动的水，其中，该超声波水喷射装置具有：筒状的储水部，其暂时储存从水提供源提供的水；喷射口，其设置于该储水部的一端侧并喷射水；以及振子，其与该喷射口对置地配设于该储水部，振荡出该超声波振动，该振子的该喷射口侧形成为凹陷的圆顶形状，使得从该振子振荡出的该超声波振动朝向该喷射口集中，在该储水部中被传递了该超声波振动的水从该喷射口喷射至该被加工物。
在该超声波水喷射装置中，振子的喷射口侧形成为凹陷的圆顶形状。因此，从振子振荡出的超声波振动朝向喷射口集中，超声波振动在储水部内不容易发生反射，因此通过从喷射口喷射的水，能够充分地传递超声波振动。因此，在使用从喷射口喷射的水对被加工物进行清洗时，能够充分地对被加工物上的污染物传递超声波振动，因此能够提高清洗力。
另外，在通过切削装置对被加工物进行切削加工时，即使在加工点处的切入深度较深的情况下，也能够通过从喷射口喷射的水对切削槽内的切削屑充分地传递超声波振动。因此，能够将切削屑从切削槽中良好地排出。
附图说明
图1是示出作为本实施方式的被加工物的一例的晶片的立体图。
图2是示出本实施方式的超声波水喷射装置的结构的说明图。
图3是示出具有图2所示的超声波水喷射装置的晶片清洗装置的立体图。
图4是图3所示的晶片清洗装置的概略剖视图。
图5是示出具有图2所示的超声波水喷射装置的晶片切削装置的概略剖视图。
图6是示出图5所示的晶片切削装置中的切削部的说明图。
图7是示出超声波水喷射装置的变形例的说明图。
标号说明
1：晶片；3：分割预定线；11：超声波水喷射装置；13：高频电源提供部；15：喷射装置主体；17：提供口；19：储水部；21：喷射口；23：超声波振子；24：一次振子；25：超声波振动板；26：放射面；31：晶片清洗装置；33：旋转工作台部；35：超声波水喷射部；41：卡盘工作台；42：吸附面；43：旋转轴；45：工作台旋转电动机；51：水平管；52：吸附面；53：旋转轴；55：清洗水提供源；57：旋转电动机；61：晶片切削装置；63：切削部；65：卡盘工作台；71：主轴；73：凸缘；75：切削刀具；81：刀具罩；83：切削水喷射喷嘴；85：切削水提供管；87：清洗水提供管。
具体实施方式
首先，简单地说明本实施方式的被加工物。
如图1所示，作为本实施方式的被加工物的一例的晶片1例如形成为圆板状。在晶片1的正面2a上形成有包含器件4的器件区域5及其外侧的外周剩余区域6。在器件区域5中，在由格子状的分割预定线3划分的区域分别形成有器件4。外周剩余区域6围绕器件区域5。另外，在晶片1的外周缘7设置有表示晶片1的晶体取向的凹口9。晶片1的背面2b不具有器件4，是通过磨削磨具等进行磨削的被磨削面。
在本实施方式中，对于晶片1，在背面2b被磨削之后，实施使用了清洗水的旋转清洗。另外，在沿着晶片1的分割预定线3形成切削槽时，为了将切削屑从切削槽内去除而喷射清洗水。在本实施方式中所用的清洗水是超声波水。超声波水是被传递了超声波振动的清洗水。
另外，晶片1可以是在包含硅、砷化镓等在内的半导体基板上形成有半导体器件的半导体晶片，也可以是在包含陶瓷、玻璃、蓝宝石等在内的无机材料基板上形成有光器件的光器件晶片。
接着，对用于对晶片1喷射清洗水的装置(超声波水喷射装置)进行说明。本实施方式的超声波水喷射装置从喷射口喷射作为清洗水的超声波水。超声波水喷射装置用于上述的旋转清洗以及切削屑的去除。
首先，对超声波水喷射装置的结构进行说明。如图2所示，超声波水喷射装置11具有提供高频电压的高频电源提供部13以及喷射超声波水的喷射装置主体15。喷射装置主体15包含：清洗水L的提供口17、储存所提供的清洗水L的储水部19、对所储存的清洗水L传递超声波的超声波振子23、以及被传递了超声波的清洗水即超声波水的喷射口21。
提供口17用于向喷射装置主体15内导入清洗水L。储水部19与提供口17连通而被提供清洗水L。储水部19是暂时对从提供口17提供的清洗水L进行储存的筒状的部件(容器)。喷射口21设置于储水部19的一端侧(下端)。喷射口21将储存在储水部19的清洗水朝向外部喷射。储水部19的前端随着朝向喷射口21而变细。
超声波振子23配置在储水部19中的与喷射口21对置的位置，具有与高频电源提供部13连接的一次振子24以及与一次振子24相邻配置的超声波振动板25。一次振子24构成为接受来自高频电源提供部13的1MHz～3MHz的高频电压而振动。超声波振动板25在与喷射口21对置的位置具有朝向储水部19内的清洗水L放射超声波振动的放射面26。超声波振动板25与一次振子24的振动发生共振，从而从放射面26向清洗水L传递超声波振动。由此，从喷射口21朝向外部喷射的清洗水成为超声波水Ls。
如图2所示，放射面26形成为凹陷的圆顶形状，以便使来自放射面26的超声波振动朝向喷射口21集中。即，超声波振子23的喷射口21侧形成为凹陷的圆顶形状。
接着，对使用了超声波水喷射装置11的晶片清洗装置进行说明。如图3所示，晶片清洗装置31是旋转型的清洗装置，具有旋转工作台部33和超声波水喷射部35。
旋转工作台部33构成为对晶片1进行保持并旋转。如图3所示，旋转工作台部33具有：卡盘工作台41，其用于对晶片1进行保持；卡盘工作台41的旋转轴43；以及工作台旋转电动机45，其与旋转轴43连接而用于使卡盘工作台41旋转。
卡盘工作台41形成为比晶片1小的圆形状，对晶片1进行保持。为此，卡盘工作台41在其上表面的中央部具有用于对晶片1进行吸附的吸附面42。吸附面42由多孔陶瓷等多孔质材料形成。吸附面42经由卡盘工作台41内的管路而与吸引源连接(均未图示)。通过在吸附面52上所产生的负压，将晶片1吸引保持于卡盘工作台41上。
旋转轴43的上端部与卡盘工作台41的下表面中心连结，下端部与工作台旋转电动机45连接。工作台旋转电动机45借助旋转轴43而向卡盘工作台41传递旋转驱动力。由此，如图3和图4所示，卡盘工作台41在保持着晶片1的状态下以旋转轴43为中心向例如A方向高速旋转。
超声波水喷射部35除了具有图2所示的超声波水喷射装置11以外，还具有：作为中空的轴的水平管51、对水平管51进行保持的旋转轴53、与旋转轴53的上端连接的清洗水提供源55、以及旋转电动机57。清洗水提供源55是水提供源的一例。
水平管51的前端具有超声波水喷射装置11。水平管51的基端保持在旋转轴53的上端。旋转轴53按照与旋转工作台部33的旋转轴43大致平行的方式竖立设置。旋转电动机57使旋转轴53旋转。即，旋转轴53使用旋转电动机57的驱动力而使水平管51和超声波水喷射装置11在卡盘工作台41(晶片1)上旋转。
另外，水平管51具有从旋转轴53的上端至卡盘工作台41的中心的长度。由此，旋转轴53能够使设置在水平管51的前端的超声波水喷射装置11从晶片1的外周移动至中心。
与旋转轴53的上端连接的清洗水提供源55经由配设在旋转轴53的上端和水平管51的内部的清洗水提供管(未图示)而向超声波水喷射装置11的提供口17(参照图2)提供清洗水L。
这里，对晶片清洗装置31的清洗处理进行说明。在对晶片1的清洗处理中，将晶片1载置于卡盘工作台41上，通过在吸附面42上所产生的负压，将晶片1的背面2b吸引保持于卡盘工作台41上。然后，驱动工作台旋转电动机45而使保持着晶片1的卡盘工作台41高速旋转。并且，通过旋转轴53使超声波水喷射装置11从卡盘工作台41的外侧的退避位置移动至晶片1的上方。与此同时，从清洗水提供源55向超声波水喷射装置11提供清洗水L，从超声波水喷射装置11的喷射口21(参照图2)向晶片1喷射超声波水Ls。
此时，超声波水喷射装置11在通过晶片1的旋转中心的路径上如箭头B所示那样往复移动。由于卡盘工作台41高速旋转，因此对卡盘工作台41上的晶片1的整个区域喷射超声波水Ls。这样，通过超声波水Ls对晶片1进行旋转清洗。
这样，晶片清洗装置31具有用于将清洗用的超声波水Ls喷射至晶片1的超声波水喷射装置11。在超声波水喷射装置11中，朝向储水部19内的清洗水L放射超声波振动的放射面26(超声波振子23的喷射口21侧)形成为凹陷的圆顶形状。因此，从放射面26放射的超声波振动朝向喷射口21集中。即，超声波振动朝向喷射口21会聚。因此，超声波振动在储水部19内不容易发生反射，因此通过从喷射口21喷射的超声波水Ls，能够充分地对晶片1传递超声波振动。因此，在使用从喷射口21喷射的超声波水Ls对晶片1进行清洗时，能够充分地对晶片1上的污染物传递超声波振动，因此能够提高清洗力。
接着，对使用图2所示的超声波水喷射装置11的晶片切削装置进行说明。晶片切削装置沿着晶片1的分割预定线3(参照图1)形成切削槽。
如图5所示，晶片切削装置61具有：切削部63，其具有切削刀具；以及卡盘工作台65，其对晶片进行保持。卡盘工作台65隔着划片带T而对晶片1进行吸引保持。卡盘工作台65相对于切削部63例如在箭头C方向上相对地移动。
切削部63具有：图2所示的结构的超声波水喷射装置11、对晶片1进行切削的切削刀具75、使切削刀具75旋转的主轴71、以及用于对切削刀具75进行固定的凸缘73。主轴71的前端侧***至切削刀具75的中央，通过凸缘73将切削刀具75固定于主轴71。主轴71通过与其后端侧连结的电动机(未图示)而进行旋转驱动。与此相伴，切削刀具75进行高速旋转。切削刀具75例如是将金刚石磨粒用树脂结合剂固定并成型为圆板状而形成的。
如图6所示，切削部63除了具有上述的切削刀具75等以外，还具有：覆盖切削刀具75的刀具罩81、设置于该刀具罩81的切削水喷射喷嘴83、对该切削水喷射喷嘴83提供切削水的切削水提供管85、以及对超声波水喷射装置11提供清洗水的清洗水提供管87。
切削水喷射喷嘴83将从切削水提供管85提供的切削水朝向切削刀具75切入至晶片1的位置即切削点放出。通过该切削水对切削刀具75进行冷却和清洗。清洗水提供管87与超声波水喷射装置11的图2所示的提供口17连接，向超声波水喷射装置11提供清洗水。超声波水喷射装置11按照使喷射口21朝向切削点的方式以倾斜的状态进行配置。
这里，对晶片切削装置61对晶片1的切削加工进行说明。首先，如图5所示，晶片1隔着划片带T而吸引保持于卡盘工作台65上。接着，使卡盘工作台65移动，从而将晶片1配置在作为切削区域的切削部63的下方。
然后，按照将切削刀具75的刃尖配置于晶片1的与切入深度对应的位置的方式，调整切削部63的高度位置。然后，使卡盘工作台65在水平方向上相对于高速旋转的切削刀具75相对移动，从而沿着晶片1的分割预定线3形成切削槽。在形成切削槽时，从切削水喷射喷嘴83向切削刀具75的切削点放出切削水，并且从超声波水喷射装置11喷射超声波水Ls。这样，沿着晶片1上的所有分割预定线3形成切削槽。
这样，晶片切削装置61具有超声波水喷射装置11，超声波水喷射装置11对晶片1上的切削槽的形成部位喷射超声波水Ls。如上所述，在超声波水喷射装置11中，放射面26形成为凹陷的圆顶形状，因此从放射面26放射的超声波振动朝向喷射口21集中。因此，通过从喷射口21喷射的超声波水Ls，能够充分地朝向晶片1传递超声波振动，因此即使在切削点处的切入深度较深的情况下，也能够通过从喷射口21喷射的超声波水Ls对切削槽内的切削屑充分地传递超声波振动。因此，能够通过超声波水Ls使切削屑从切削槽中良好地排出。
另外，在图2所示的超声波水喷射装置11中，配设在喷射装置主体15的内部的储水部19的前端随着朝向喷射口21而变细。但是，储水部19的结构不限于此。也可以如图7所示的超声波水喷射装置11a那样，储水部19a的前端不随着朝向喷射口21而变细。即，喷射装置主体15可以具有大致圆筒状的内壁。
另外，在本实施方式中，超声波水喷射装置11的放射面26(超声波振子23的喷射口21侧)形成为圆顶形状，但放射面26的圆顶形状也可以是与球形的一部分的内表面类似的形状，也可以是与研钵的内表面类似的形状。即，放射面26只要构成为使超声波振动朝向喷射口21集中即可。

Claims (1)

1.一种超声波水喷射装置，其对被加工物喷射被传递了超声波振动的水，其中，
该超声波水喷射装置具有：
筒状的储水部，其暂时储存从水提供源提供的水；
喷射口，其设置于该储水部的一端侧并喷射水；以及
振子，其与该喷射口对置地配设于该储水部，振荡出该超声波振动，
该振子的该喷射口侧形成为凹陷的圆顶形状，使得从该振子振荡出的该超声波振动朝向该喷射口集中，
在该储水部中被传递了该超声波振动的水从该喷射口喷射至该被加工物。
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