JP2000306878A - 洗浄装置及び切削装置 - Google Patents

洗浄装置及び切削装置

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JP2000306878A JP11110945A JP11094599A JP2000306878A JP 2000306878 A JP2000306878 A JP 2000306878A JP 11110945 A JP11110945 A JP 11110945A JP 11094599 A JP11094599 A JP 11094599A JP 2000306878 A JP2000306878 A JP 2000306878A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧水を用いることなく、高圧水と同等の洗
浄能力を有する洗浄装置及びその洗浄装置を組み込んだ
切削装置を提供する。 【解決手段】 ダイシング装置等の切削装置にノズル手
段を配設し、被加工物の切削時にこのノズル手段にエア
ー供給手段から２．７ｋｇｆ／ｃｍ2 以上のエアーを供
給すると共に、洗浄水供給手段から市水程度の圧力の水
を供給し、これらを合流させてノズル手段から洗浄水を
噴射する。ノズル手段の絞り部の直径は０．５ｍｍ〜
３．０ｍｍであり、好ましくは１．４ｍｍとする。ノズ
ル手段は、被加工物が切削ブレードにより切削された領
域を洗浄するように、ブレードカバーに隣接してブレー
ドの回転中心近傍に配設し、洗浄水が被加工物に対して
垂直に噴射されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧水を用いるこ
となく高圧水と同等の洗浄能力を有する洗浄装置及びそ
の洗浄装置が組み込まれた切削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ダイシング装置等の切削装置によって半
導体ウェーハ等の被加工物を切削すると、コンタミが表
面に付着して被加工物を汚染する問題がある。この問題
を解決する手段として、従来例えば図５のように切削ブ
レード１が配設された切削手段２に隣接して高圧水を噴
射するノズル３を設け、このノズル３から４０ｋｇｆ／
ｃｍ2 〜２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の高圧水を噴射して半導
体ウェーハ等の被加工物４にコンタミが付着するのを防
止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
高圧水を噴射するためには、図５に示すダイシング装置
等の切削装置５内の配管（図略）を高圧対応にしなけれ
ばならず、高圧水生成装置Ｐも必要とすることから装置
自体が高額になるという問題がある。又、既存の切削装
置５を改造し高圧水を噴射して洗浄できるように構成す
るためには、配管を高圧対応のものに替えなければなら
ず、大掛かりな配管改造が必要となって多くの時間を要
し、相当期間切削装置５の稼働を停止しなければならな
いことから生産性の悪化を来し、且つ改造費が多く掛か
って経済性が悪いといった問題が生じる。更に、高圧水
を使用するには高圧水生成装置Ｐが不可欠となるため、
設備の増大、設置面積の拡大及び設備投資等を余儀なく
され、極めて不経済であるという問題もある。従って、
配管を高圧対応にすることなく、高圧水生成装置Ｐも不
要で、新規の切削装置に限らず既存の切削装置にも容易
に適用できるようにした洗浄装置を開発することが当面
の課題となっている。
【０００４】そこで、本発明は、高圧水を用いることな
く高圧水と同等の洗浄能力を有する洗浄装置及びその洗
浄装置を組み込んだ切削装置を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の技術的手段として、本発明は、被加工物の表面を洗浄
する洗浄装置であって、この洗浄装置は噴出口を有する
ノズル手段と、このノズル手段に連結し洗浄水を供給す
る洗浄水供給手段と、ノズル手段に連結しエアーを供給
するエアー供給手段と、から少なくとも構成され、前記
ノズル手段に供給された洗浄水は、エアーの圧力によっ
てノズル手段の噴出口から噴出する洗浄装置を要旨とす
る。この洗浄装置において、前記エアー供給手段から供
給されるエアーの圧力は２．７ｋｇｆ／ｃｍ2 以上であ
ること、前記ノズル手段の噴出口の手前には絞り部が設
けられており、その絞り部の直径は０．５ｍｍ〜３．０
ｍｍであり、好ましくは１．４ｍｍであること、を特徴
とする。又、被加工物を保持するチャックテーブルと、
このチャックテーブルに保持された被加工物を切削する
切削手段と、を少なくとも含む切削装置であって、前記
切削手段はブレードと、このブレードを回転可能に支持
するスピンドルユニットと、このスピンドルユニットに
配設されるブレードカバーと、このブレードカバーに配
設されて前記ブレードと被加工物との接触部に切削水を
供給する切削水供給ノズルと、から構成されており、こ
の切削装置には請求項１、２又は３記載の洗浄装置が装
着され、この洗浄装置のノズル手段は、前記ブレードカ
バーに隣接して配設され、被加工物がブレードによって
切削された領域を洗浄するようにした切削装置を要旨と
する。この切削装置において、前記ノズル手段は、ブレ
ードの回転中心近傍に配設されると共に、洗浄水が被加
工物に対して垂直に噴射されるように配設されること、
を特徴とするものである。上記の構成により、気体の流
速が２．７ｋｇｆ／ｃｍ2 以上あれば配管径の変化と解
放形状によって超音速になることを利用し、ノズルの途
中領域で水を混入しその水量と気体圧力及び気体流量・
配管形状の調整により高流速の洗浄水を得ることができ
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳説する。従来と同一部材は同一符号を
付ける。図１は、切削装置５（ダイシング装置）を示す
もので、被加工物４（半導体ウェーハであって、粘着テ
ープＮを介してフレームＦに固定されている）を複数枚
収容したカセット６が上下動する載置領域５ａ上に載置
され、把持機構を備えて前後動する搬出入手段７により
被加工物４がカセット６内から待機領域５ｂに１枚ずつ
搬出される。
【０００７】待機領域５ｂに搬出された被加工物４は、
旋回アームを有する搬送手段８により吸着されてチャッ
クテーブル９上に搬送され、このチャックテーブル９に
吸引されると共に両側の固定手段９ａによりフレームＦ
が固定されることでチャックテーブル９上に保持され
る。
【０００８】チャックテーブル９は、回転可能に且つＸ
軸方向に往復動可能に形成されており、このチャックテ
ーブル９を移動して被加工物４を光学的アライメント手
段１０に位置付け、被加工物４の切削ラインの位置決め
工程がなされる。この位置決め工程後に、チャックテー
ブル９を切削手段２に対して一定のストロークでＸ軸方
向に往復動し、高速回転する切削ブレード１により被加
工物４の切削工程がなされる。
【０００９】この切削工程において、図２のように洗浄
装置のノズル手段１１から洗浄水が噴射され、この洗浄
水によってコンタミが被加工物４に付着するのを防止す
る。洗浄装置は、図３（ａ）のように前記ノズル手段１
１と、このノズル手段１１に連結し洗浄水例えば純水を
供給する洗浄水供給手段１２と、ノズル手段１１に連結
しエアーを供給するエアー供給手段１３とから少なくと
も構成され、洗浄水供給手段１２とノズル手段１１との
間及びエアー供給手段１３とノズル手段１１との間には
バルブ１４、１５がそれぞれ設けられている。
【００１０】洗浄水供給手段１２とエアー供給手段１３
は、従来装置のものをそのまま利用し、図１のように切
削装置５の給水接続口５ｃ、給気接続口５ｄにそれぞれ
接続される。そして、洗浄水供給手段１２からは市水程
度の圧力２ｋｇｆ／ｃｍ2 で純水が供給され、その水は
切削時に切削水供給ノズル１６（図２）から噴射する切
削水とノズル手段１１から噴射する洗浄水として使用さ
れる。一方、エアー供給手段１３からは２．７ｋｇｆ／
ｃｍ2 〜６．０ｋｇｆ／ｃｍ2 のエアーが供給され、そ
のエアーは図示を省略したが切削手段２のエアースピン
ドル、エアーアクチュエータの駆動源及びノズル手段１
１への供給エアーとして使用される。
【００１１】ノズル手段１１は、ブレードカバー１７に
隣接して配設され、切削された被加工物４の切削溝４ａ
の領域を効率良く洗浄するように、又スループットの関
係で切削ブレード１の回転中心近傍に位置しており、洗
浄水が被加工物４に対して垂直に噴射されるようにして
ある。従来のノズル３と外観は類似するが、内部構造が
異なっている。
【００１２】図３（ａ）のように、ノズル手段１１は、
噴出口１１ａの手前に絞り部１１ｄ（オリフィス）が設
けられ、この絞り部は直径０．５ｍｍ〜３．０ｍｍ（好
ましくは１．４ｍｍ）に設定され、内部には通気路１１
ｂと通水路１１ｃとが並設され、且つラッパ状に形成さ
れた噴出口１１ａの少し手前位置で両者は合流する構造
にしてある。図３（ｂ）は、ノズル手段１１′の他の実
施形態を示すもので、基本構造はノズル手段１１と同じ
であるが、通気路１１′ｂと通水路１１′ｃとの合流点
が絞り部１１′ｄの側部中間位置に設定されたものであ
る。尚、絞り部１１′ｄは直径０．５ｍｍ〜３．０ｍｍ
（好ましくは１．４ｍｍ）に設定されている。
【００１３】切削工程時に、ノズル手段１１に前記エア
ー供給手段１３から所定圧のエアーを供給すると共に、
洗浄水供給手段１２から市水程度の圧力の水を供給する
と、ノズル手段１１の噴出口１１ａから高速の洗浄水が
噴射され、この洗浄水は従来の高圧水を使用して洗浄す
る場合と殆ど変わらない洗浄効果が得られた。
【００１４】洗浄効果を確認するために、従来の高圧水
による洗浄と、本発明の洗浄水による洗浄との比較実験
を行った。この比較実験において、図４のように半導体
ウェーハＷを一定の切削条件で切削し、切削後のコンタ
ミの量と洗浄後のコンタミの量とをそれぞれ測定した。
測定方法は、半導体ウェーハＷの中央部Ｗ1 と、その左
右の外周部Ｗ2 、Ｗ3及び上下の外周部Ｗ4 、Ｗ5 との
計５箇所を選択し、前記アライメント手段１０のＣＣＤ
カメラで撮像し、各領域における明暗をＣＰＵでデジタ
ル変換して数値化し、５箇所の平均値をもってコンタミ
の量とした。
【００１５】表１は、従来の高圧水による洗浄結果を示
すもので、高圧水の圧力を１００ｋｇｆ／ｃｍ2 〜２０
０ｋｇｆ／ｃｍ2 の範囲内で３通り変化させて行った。
供給水量はいずれも３５００ｃｃ／分である。これによ
ると、洗浄水の圧力が高いほどコンタミ除去量が多く、
ちなみにコンタミ除去率を計算すると７６％〜９５％で
ある。尚、コンタミが付着していない場合（汚れていな
い場合）の数値は２００×１０6 であった。従って、洗
浄後のコンタミの量が２００×１０6 であれば、コンタ
ミ除去率は１００％となる。 （コンタミ除去率）＝（洗浄により除去されたコンタミ
量）／（洗浄前のコンタミ量−２００×１０6 ）
【表１】
【００１６】表２〜表６は、本発明の洗浄水による洗浄
結果を示すもので、絞り部の直径（ノズル手段のオリフ
ィス）を５通り変えて行った。いずれも供給エアーの圧
力は２．５ｋｇｆ／ｃｍ2 〜６．０ｋｇｆ／ｃｍ2 の範
囲内で６通り変化させ、供給水量はいずれも１４０ｃｃ
／分である。これによると、供給エアーの圧力が高くな
るに連れてコンタミ除去量が多くなり、コンタミ除去率
を算出すると、ノズルの直径が０．５ｍｍの場合（表
２）は３５％〜６０％、１．１ｍｍの場合（表３）は５
３％〜８５％、１．４ｍｍの場合（表４）は５６％〜９
５％、１．８ｍｍの場合（表５）は５７％〜９５％、
３．０ｍｍの場合（表６）は５５％〜９４％である。
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【００１７】コンタミ除去率を比較すると、ノズルの直
径が０．５ｍｍの場合は多少劣るが、それ以外の場合は
高い数値を示しており、各場合とも供給エアーの圧力が
２．７ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の時は、従来の高圧水の場合
とほぼ同等のコンタミ除去率が得られることが判明し
た。ノズルの直径が１．４ｍｍ、１．８ｍｍ、３．０ｍ
ｍの場合、コンタミ除去率は同等であり、エアーの消費
量を考慮するとノズルの直径は１．４ｍｍであることが
好ましい。
【００１８】かくして、ノズル手段１１、１１′の絞り
部１１ｄ、１１′ｄを直径１．４ｍｍに設定し、エアー
供給手段１３から少なくとも圧力２．７ｋｇｆ／ｃｍ2
のエアーを供給し、洗浄水供給手段１２からは市水程度
の圧力水を１４０ｃｃ／分で供給し、ノズル手段１１の
噴出口１１ａから洗浄水を噴出することで、半導体ウェ
ーハ等の被加工物４の切削時にコンタミの付着を防止す
ることができる。エアー圧力とノズル径の調整により洗
浄能力を変えることが可能である。
【００１９】切削工程後は、チャックテーブル９が原点
位置に戻され、被加工物４は図１に示す移動手段１８に
より吸着されて洗浄・乾燥手段１９に搬入される。そし
て、ここで更に洗浄及び乾燥された後に、被加工物４は
前記搬送手段８により吸着されて待機領域５ｂに搬送さ
れ、次いで搬出入手段７により把持されてカセット６内
に収容される。切削装置５での一連の工程はタイミング
をとりながら連続的に且つ能率良く行われる。
【００２０】本発明に係る洗浄装置は、ダイシング装置
等の切削手段に隣接して配設する場合に限らず、他の切
削装置、研削装置等の組み込まれた洗浄装置に、又は独
立した洗浄装置に使用できるものである。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ダイシング装置等の切削装置で半導体ウェーハ等の被加
工物を切削加工する際に、２．７ｋｇｆ／ｃｍ2 以上
（６．０ｋｇｆ／ｃｍ2 以下）のエアーがノズル手段に
供給され、このノズル手段に供給された洗浄水を合流さ
せて噴射するように構成したので、従来４０ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 〜２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の高圧水を使用して洗浄す
る場合と殆ど変わらない洗浄効果が得られると共に、使
用する洗浄水が高圧水と比べ４％程であり極めて経済的
である。又、本発明を実施するためにはノズル手段にエ
アー配管をするだけで良いと共に、使用する洗浄水の圧
力は市水程度で充分足りることから、切削装置内部の配
管を高圧対応にする必要がなく、高圧水を使用する従来
装置に比べて安価に構成することができる。そして、高
圧水生成装置が不要であるため設備費が掛からない。更
に、既存のダイシング等を改造する場合においても、ノ
ズル手段を装着し、エアー配管と水配管をするだけで良
いことから、短時間で改造ができダイシング装置等の稼
働の停止を最小限に抑えることができ、生産性を維持で
きると共に極めて安価に改造できるというメリットがあ
る。又、ダイシング装置等の切削装置や加工装置が設置
されている施設においては、一般的にエアースピンド
ル、エアーアクチュエータ、切削水、洗浄水等として使
用されるエアー供給手段及び純水供給手段が設置されて
いるため、本発明を利用するために特別な設備を必要と
せず極めて経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る洗浄装置を組み込んだ切削装置を
示す斜視図
【図２】切削手段の要部拡大斜視図
【図３】（ａ）は洗浄装置の構成を示す説明図、（ｂ）
はノズル手段の他の実施形態を示す概略断面図
【図４】コンタミ測定の選択位置を示す説明図
【図５】従来の切削装置の一例を示す斜視図
【符号の説明】
１…切削ブレード ２…切削手段 ３…ノズル ４…被加工物 ５…切削装置 ６…カセット ７…搬出入手段 ８…搬送手段 ９…チャックテーブル １０…アライメント手段 １１…ノズル手段 １２…洗浄水供給手段 １３…エアー供給手段 １４、１５…バルブ １６…切削水供給ノズル １７…ブレードカバー １８…移動手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大河原 聡 東京都大田区東糀谷２丁目14番３号 株式 会社ディスコ内 Ｆターム(参考） 3B116 AA03 AB23 AB42 BB22 BB38 BB62 3B201 AA03 AB23 AB42 BB22 BB38 BB62 BB81 BB92 BB98

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】被加工物の表面を洗浄する洗浄装置であっ
    て、 この洗浄装置は噴出口を有するノズル手段と、このノズ
    ル手段に連結し洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、ノ
    ズル手段に連結しエアーを供給するエアー供給手段と、
    から少なくとも構成され、 前記ノズル手段に供給された洗浄水は、エアーの圧力に
    よってノズル手段の噴出口から噴出する洗浄装置。
  2. 【請求項２】前記エアー供給手段から供給されるエアー
    の圧力は２．７ｋｇｆ／ｃｍ2 以上である請求項１記載
    の洗浄装置。
  3. 【請求項３】前記ノズル手段の噴出口の手前には絞り部
    が設けられており、その絞り部の直径は０．５ｍｍ〜
    ３．０ｍｍであり、好ましくは１．４ｍｍである請求項
    １又は２記載の洗浄装置。
  4. 【請求項４】被加工物を保持するチャックテーブルと、
    このチャックテーブルに保持された被加工物を切削する
    切削手段と、を少なくとも含む切削装置であって、 前記切削手段はブレードと、このブレードを回転可能に
    支持するスピンドルユニットと、このスピンドルユニッ
    トに配設されるブレードカバーと、このブレードカバー
    に配設されて前記ブレードと被加工物との接触部に切削
    水を供給する切削水供給ノズルと、から構成されてお
    り、 この切削装置には請求項１、２又は３記載の洗浄装置が
    装着され、 この洗浄装置のノズル手段は、前記ブレードカバーに隣
    接して配設され、被加工物がブレードによって切削され
    た領域を洗浄するようにした切削装置。
  5. 【請求項５】前記ノズル手段は、ブレードの回転中心近
    傍に配設されると共に、洗浄水が被加工物に対して垂直
    に噴射されるように配設される請求項４記載の切削装
    置。
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