JP2013115234A - 洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速回転するスピンナーテーブルからフレームとともにウエーハが脱落しないようにすることを目的とする。
【解決手段】ウエーハＷを洗浄する洗浄装置２Ａに備えるフレーム保持手段３０は、フレーム４の下部４ｂを支持するフレーム支持部３１と、フレーム４の上部４ａを押さえスピンナーテーブル２０の回転中心に対して等角度に配設された複数のフレーム押さえ部３２とを備え、フレーム押さえ部３２は、アーム部３００と、上部３０１に形成されたフレーム４を押圧する爪部３１０と、下部３０２に形成された錘部３２０と、爪部３１０がフレーム４の上部４ａを押圧するようにアーム部３００を回転可能に支持する支点軸３３０と、を備え、錘部３２０にはスピンナーテーブル２０の回転時に遠心力に加え揚力が生じるように翼３２１が形成され、フレーム押さえ部３２がフレーム４を押さえてウエーハＷがスピンナーテーブル２０から脱落するのを防止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転可能なスピンナーテーブルに保持されたウエーハに洗浄液を供給しながら洗浄する洗浄装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置によって、個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の各種の電気機器に利用される。

ダイシング装置は、フレームに支持されたウエーハを保持し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを切削する切削手段と、該切削手段によって切削されたウエーハを洗浄及び乾燥する洗浄手段と、から概ね構成されており、効率よくウエーハを個々のデバイスに分割することができる。

洗浄手段には、ウエーハを保持し回転可能なスピンナーテーブルと、スピンナーテーブルの外周に配設されスピンナーテーブルとともに回転するフレームを保持するフレーム保持手段と、スピンナーテーブルとフレーム保持手段とを回転駆動する回転手段と、を備えている。フレーム保持手段は、洗浄中にフレームとともにウエーハがスピンナーテーブルから脱落することを防止するために、フレームの下部を支持するフレーム支持部と、フレーム支持部に支持されたフレームの上部を押さえ回転中心に対して等角度に配設された複数のフレーム押さえ部とを備えており、切削済みのウエーハを効果的に洗浄し乾燥することができる（例えば、下記の特許文献１を参照）。

特開２００６−１２８３５９号公報

しかし、フレーム保持手段は、スピンナーテーブルとともに、例えば、回転速度３０００ｒｐｍで高速回転する必要があるため、フレーム押さえ部に対してフレームが許容範囲を超えてフレーム支持部からずれていると、スピンナーテーブルの回転により発生する遠心力によってフレームとともにウエーハがフレーム押さえ部の押圧力に抗してスピンナーテーブルから脱落してしまうという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、高速回転するスピンナーテーブルからフレームとともにウエーハが脱落しないようにすることに発明の解決すべき課題がある。

本発明は、粘着テープを介してフレームに支持された板状物を洗浄する洗浄装置であって、該板状物を保持し回転可能なスピンナーテーブルと、該スピンナーテーブルの外周に配設され該スピンナーテーブルとともに回転するフレームを保持するフレーム保持手段と、
該スピンナーテーブルと該フレーム保持手段とを回転駆動する回転手段と、該スピンナーテーブルに保持された板状物に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、を少なくとも備え、
該フレーム保持手段は、該フレームの下部を支持するフレーム支持部と、該フレーム支持部に支持された該フレームの上部を押さえ回転中心に対して等角度に配設された複数のフレーム押さえ部と、を備え、該フレーム押さえ部は、アーム部と、該アーム部の上部に形成され該フレームを押圧する爪部と、該アーム部の下部に形成された錘部と、該スピンナーテーブルの回転による遠心力で該錘部が外周に引っ張られ該爪部が該フレームの上部を押圧するように該アーム部を回転可能に支持する支点軸と、を備え、該錘部は、遠心力に加え揚力が生じるように翼が形成されている。

本発明では、洗浄装置に備えるフレーム押さえ部は、アーム部と、該アーム部の上部に形成されフレームを押圧する爪部と、該アーム部の下部に形成された錘部と、回転による遠心力で該錘部が外周に引っ張られ該爪部がフレームの上部を押圧するように該アーム部を回転可能に支持する支点軸と、を備えており、該錘部には遠心力に加えて揚力が発生するように翼が形成されているため、遠心力と揚力との合力によって支点軸を支点としてフレーム押さえ部が回転し、爪部がフレームに向けて下降し、フレームを押圧することができる。したがって、高速回転するスピンナーテーブルからフレームとともにウエーハが脱落することを防止することができる。

ダイシング装置を示す斜視図である。 洗浄装置の一例を示す斜視図である。 フレーム押さえ部の第一例を示す斜視図である。 第一例のフレーム押さえ部がフレームを保持する前の状態を示す断面図である。 第一例のフレーム押さえ部がフレームを保持する状態を示す断面図である。 フレーム押さえ部の第二例を示す斜視図である。 第二例のフレーム押さえ部がフレームを保持する前の状態を示す断面図である。 第二例のフレーム押さえ部がフレームを保持する状態を示す断面図である。

図１に示すダイシング装置１には、その上面中央に形成された洗浄領域Ｐに図２に示す洗浄装置の第一例である洗浄装置２Ａが搭載されている。図１に示すように、ダイシング及び洗浄の対象となる板状物であるウエーハＷは、粘着テープ３を介してフレーム４と一体となって支持されている。

図１に示すウエーハカセット５には、フレーム４と一体となっているウエーハＷが複数収容されている。ウエーハカセット５の近傍には、ウエーハカセット５からフレーム４とともにウエーハＷを取り出す搬出入手段６が配設されている。搬出入手段６は、フレーム４の端部を狭持する狭持部６ａを備え、狭持部６ａがフレーム４の端部を狭持しＹ軸方向に往復移動することができる。

搬出入手段６の近傍には、旋回動可能な第一の搬送手段７が配設されている。第一の搬送手段７は、搬出入手段６によって取り出されたウエーハＷを吸着し、自転可能なチャックテーブル８に搬送することができる。チャックテーブル８は、Ｘ軸方向に往復移動することができ、その移動経路上には、ウエーハＷの分割予定ラインを検出するためのアライメントカメラ９及び切削ブレード１０ａを備える切削手段１０が配設されている。

洗浄領域Ｐの上方には、Ｙ軸方向に移動可能な第二の搬送手段１１が配設されている。第二の搬送手段１１は、切削手段１０によってウエーハＷが切削された後、Ｙ軸方向に移動して、フレーム４と一体となっている切削後のウエーハＷを吸着して洗浄領域Ｐに位置する洗浄装置２Ａに搬送する。以下に、上記の如く構成されているダイシング装置１に搭載される洗浄装置２Ａの詳細な装置構成について説明する。

図２に示す洗浄装置２Ａは、粘着テープ３を介してフレーム４と一体となっているウエーハＷを保持し回転可能なスピンナーテーブル２０と、スピンナーテーブル２０の外周側に配設されスピンナーテーブル２０とともに回転するフレーム４を保持するフレーム保持手段３０と、スピンナーテーブル２０とフレーム保持手段３０とを回転駆動する回転手段４０と、スピンナーテーブル２０に保持されたウエーハＷに洗浄液を供給する洗浄液供給手段５０と、を少なくとも備えている。

図２に示すように、スピンナーテーブル２０は、鉛直方向の軸心を有する軸部２１によって支持されており、ウエーハＷを吸引保持する保持面２２を備えている。スピンナーテーブル２０には多孔質部材を備えており、その表面が、ウエーハＷを吸着する保持面２２となっている。そして、図示しない吸引源から伝達される吸引力によって、粘着テープ３を介してフレーム４と一体となっているウエーハＷの下面側を保持面２２で吸引して保持することができる。

スピンナーテーブル２０は、軸部２１を介して回転手段４０に接続されている。回転手段４０は、モータ４１と、モータ４１の外周に配設された複数のエアーピストン４２とを備えており、モータ４１の駆動によってスピンナーテーブル２０は回転可能な構成となっている。また、エアーピストン４２の往復運動によって、モータ４１を上下方向に昇降させるとともに、スピンナーテーブル２０も上下方向に昇降させることができる。

図２に示すように、スピンナーテーブル２０の外周近傍には、洗浄液供給手段５０が配設されている。洗浄液供給手段５０は、旋回動可能な構成となっており、ウエーハ洗浄時には、スピンナーテーブル２０の上方に移動するとともに洗浄液をウエーハＷに供給する。また、スピンナーテーブル２０の外周近傍には、洗浄液を除去するエアーノズル２３が配設されている。

軸部２１の上方の周囲には、洗浄液カバー２４が配設され、モータ４１の上方で、かつ、洗浄液カバー２４の下方の位置に洗浄液を受け止める板状の洗浄液受け部２５が形成されている。洗浄液受け部２５には、排水口２６が形成され、排水口２６は、使用済みの洗浄液を外部に排出するドレンホース２７に連通している。

図２に示すフレーム保持手段３０は、フレーム４の下部４ｂを支持するリング形状のフレーム支持部３１と、フレーム支持部３１に支持されたフレーム４の上部４ａを押さえスピンナーテーブル２０の回転中心に対して等角度に配設された複数のフレーム押さえ部３２とを備えている。

図２及び図３に示すように、フレーム押さえ部３２は、アーム部３００と、アーム部３００の上部３０１に形成されフレーム４を押圧する爪部３１０と、アーム部３００の下部３０２に形成され所定の重量を有する錘部３２０と、スピンナーテーブル２０の回転による遠心力で錘部３２０がスピンナーテーブル２０の外周方向に引っ張られて爪部３１０がフレーム４の上部４ａを押圧するようにアーム部３００を回転可能に支持する支点軸３３０と、を備えている。支点軸３３０は、アーム部３００に形成された挿入孔３３０ｂに挿入されている。

図３に示すように、爪部３１０は、アーム部３００の上部３０１を屈曲させて形成されており、爪部３１０の先端がフレーム４の上部４ａに当接するようになっている。

図３に示すように、フレーム押さえ部３２には、錘部３２０の側部において上面３２１ａを湾曲させ下面３２１ｂが水平面となっている翼３２１が形成されており、該翼３２１は、スピンナーテーブル２０の回転によって該錘部３２０に揚力を発生させることができる。

錘部３２０に揚力を発生させるためには、スピンナーテーブル２０を高速回転させる必要がある。スピンナーテーブル２０が高速回転を行うと、翼３２１の湾曲させた上面３２１ａ側の圧力が下がり下面３２１ｂ側の圧力が上がることとなり、翼３２１に揚力が発生し、翼３２１と一体となった錘部３２０にも揚力が生じる。

このように、フレーム押さえ部３２においては、スピンナーテーブル２０の高速回転によって発生する遠心力と翼３２１に発生する揚力との合力によって支点軸３３０を支点としてフレーム押さえ部３２が回転し、爪部３１０がフレーム４に向けて下降するため、該爪部３１０がフレーム４の上部４ａを押圧することができる。

以下においては、洗浄装置２Ａの動作例について説明する。
図１に示したチャックテーブル８にウエーハＷが保持された後、チャックテーブル８をＸ軸方向の移動経路上にあるアライメントカメラ９の下方に移動させ、ウエーハＷに形成された分割予定ラインが検出される。そして、さらにチャックテーブル８をＸ軸方向に移動させるとともに、切削ブレード１０ａを高速回転させながら切削手段１０を下降させることにより、検出した分割予定ラインを切削する。同じようにしてＸ軸方向に向く分割予定ラインを全て切削した後、チャックテーブル８を９０度回転させ、Ｙ軸方向に向くウエーハＷの分割予定ラインをＸ軸方向に向かせて上記同様の切削を行うと、すべての分割予定ラインが切削されてダイシングされ、ウエーハＷは個々のデバイスに分割される。

切削手段１０によってウエーハＷが切削された後、第二の搬送手段１１によって切削済みのウエーハＷが洗浄装置２Ａに搬送される。この際、第二の搬送手段１１がウエーハＷを下降させながら、図４に示す洗浄装置２Ａが図２に示したエアーピストン４２によって矢印Ａ１方向にスピンナーテーブル２０を上昇させる。そして、フレーム４をリング形状のフレーム支持部３１に載置するとともにウエーハＷをスピンナーテーブル２０の保持面２２に吸引保持させる。

図４に示すように、錘部３２０は、爪部３１０よりも重量があるため、スピンナーテーブル２０の静止時には、錘部３２０および翼３２１が下方に位置し、爪部３１０が上方に位置している。

洗浄装置２Ａは、スピンナーテーブル２０にウエーハＷが吸引保持された後、図２に示したエアーピストン４２によって、スピンナーテーブル２０を矢印Ａ２方向に下降させる。そして、図５に示すように、モータ４１を駆動させてスピンナーテーブル２０を矢印Ｂ方向に回転させる。スピンナーテーブル２０の回転速度は、翼３２１に揚力を発生させるために、例えば、３０００ｒｐｍに設定しておくことが望ましい。

フレーム押さえ部３２のアーム部３００は、スピンナーテーブル２０の回転による遠心力によってスピンナーテーブル２０の外周方向に錘部３２０が引っ張られることで、支点軸３３０を支点として回転する。そうすると、図５に示すように、錘部３２０および翼３２１が外周側に移動し、爪部３１０は内周側に移動する。

このとき、翼３２１には揚力が発生するため、スピンナーテーブル２０の回転による遠心力にこの揚力を加えた合力がアーム部３００の一端にかかる。そのため、爪部３１０がフレーム４の上部４ａを押圧し、フレーム４をフレーム支持部３１との間で狭持することができる。翼３２１に安定した揚力を発生させるためには、爪部３１０がフレーム４の上部４ａを押さえたときに、翼３２１が水平方向に安定した状態となることが望ましい。このようにして、フレーム押さえ部３２は、翼３２１に生じた揚力によって錘部３２０にも揚力を生じさせ、爪部３１０によってフレーム４の上部４ａを強く押圧することでフレーム４とともにウエーハＷがスピンナーテーブル２０から脱落することを防止することができる。

図５に示すように、スピンナーテーブル２０の高速回転中には、洗浄液供給手段５０を揺動させて供給口５１から洗浄液を放出する。放出された洗浄液は、ウエーハＷの上面に付着した切削屑を除去する。

洗浄液でウエーハＷの上面に付着した切削屑を除去した後、エアーノズル２３を揺動させてエアー供給口をウエーハＷの上方に移動させ、エアーを噴出する。その結果、ウエーハＷの上面に付着している洗浄液が除去されて乾燥される。

図６に示すフレーム押さえ部３２ａは、フレーム押さえ部の第二例である。図７及び図８に示す洗浄装置２Ｂは、フレーム押さえ部３２ａをフレーム押さえ部３２に代えて洗浄装置２Ａに適用したものである。なお、洗浄装置２Ｂは、図１に示したダイシング装置１に搭載することができる。

図６及び図７に示すように、フレーム押さえ部３２ａは、アーム部３００ａと、アーム部３００ａの上部３０１ａに形成されフレーム４を押圧する爪部３１０ａと、アーム部３００ａの下部３０２ａに形成され錘部の機能を有する翼３２２と、スピンナーテーブル２０の回転による遠心力で翼３２２がスピンナーテーブル２０の外周方向に引っ張られて爪部３１０ａがフレーム４の上部４ａを押圧するようにアーム部３００ａを回転可能に支持する支点軸３３０ａと、を備えている。支点軸３３０ａは、アーム部３００ａに形成された挿入孔３３０ｂｂに挿入されている。

フレーム押さえ部３２ａでは、フレーム押さえ部３２とは異なり、アーム部３００ａの下部３０２ａにおいて上面３２２ａを湾曲させて形成された翼３２２が直接形成されている。一方、翼３２２の下面３２２ｂは、翼３２１の下面３２１ｂと同様に水平面となっている。このような構成となっている翼３２２においては、それ自体が所定の重量を有して錘となっているとともに揚力を発生させることができる。爪部３１０ａがフレーム４の上部４ａを押さえたときに、翼３２２が水平方向に安定した状態にするために、図６に示すフレーム押さえ部３２ａにおいては、アーム部３００ａは翼３２２の上面３２２ａに対して傾きを設けて形成されている。

上記のように構成されるフレーム押さえ部３２ａにおいても、フレーム押さえ部３２と同様にスピンナーテーブル２０の回転時に翼３２２の湾曲させた上面３２２ａ側の圧力が下がり、翼３２２の下面３２２ｂ側の圧力が上がるため、翼３２２に揚力が発生する。したがって、フレーム押さえ部３２ａにおいても、スピンナーテーブル２０の高速回転によって発生する遠心力と翼３２２に発生する揚力との合力を利用して爪部３１０ａがフレーム４の上部４ａを押圧することができる。

以下においては、洗浄装置２Ｂの動作例について説明する。
図１に示したダイシング装置１の切削手段１０によって、ウエーハＷが切削された後、第二の搬送手段１１によって切削済みのウエーハＷが洗浄装置２Ｂに搬送される。この際
、第二の搬送手段１１がウエーハＷを下降させながら、図７に示す洗浄装置２Ｂが図２に示したエアーピストン４２によって矢印Ａ１方向にスピンナーテーブル２０を上昇させる。そして、フレーム４をリング形状のフレーム支持部３１に載置させるとともにウエーハＷをスピンナーテーブル２０の保持面２２に吸引保持させる。

図７に示すように、翼３２２は、爪部３１０ａよりも重量があるため、スピンナーテーブル２０の静止時には、翼３２２が下方に位置し、爪部３１０ａが上方に位置している。

洗浄装置２Ｂは、スピンナーテーブル２０にウエーハＷが吸引保持された後、図２に示したエアーピストン４２によって、スピンナーテーブル２０を矢印Ａ２方向に下降させる。そして、図８に示すように、モータ４１の駆動によりスピンナーテーブル２０を矢印Ｂ方向に回転させる。スピンナーテーブル２０の回転速度は、翼３２２に揚力を発生させるために、例えば、３０００ｒｐｍに設定しておくことが望ましい。

フレーム押さえ部３２ａのアーム部３００ａは、スピンナーテーブル２０の回転による遠心力でスピンナーテーブル２０の外周方向に翼３２２が引っ張られることで支点軸３３０ａを支点として回転する。そうすると、図８に示すように、翼３２２が外周側に移動し、爪部３１０ａは、内周側に移動する。

このとき、翼３２２には、揚力が発生するため、スピンナーテーブル２０の回転による遠心力にこの揚力を加えた合力がアーム部３００ａの一端にかかる。そのため、爪部３１０ａがフレーム４の上部４ａを押圧し、フレーム４をフレーム支持部３１との間で狭持することができる。翼３２２に安定した揚力を発生させるためには、爪部３１０ａがフレーム４の上部４ａを押さえたときに、翼３２２が水平方向に安定した状態となることが望ましい。このようにして、フレーム押さえ部３２ａでは、翼３２２に生じた揚力によって、爪部３１０ａによってフレーム４の上部４ａを強く押圧することでフレーム４とともにウエーハＷがスピンナーテーブル２０から脱落することを防止することができる。

１：ダイシング装置
２Ａ，２Ｂ：洗浄装置
２０：スピンナーテーブル ２１：軸部 ２２：保持面 ２３：エアーノズル
２４：洗浄液カバー ２５：洗浄液受け部 ２６：排水口 ２７：ドレンホース
３０：フレーム保持手段 ３１：フレーム支持部 ３２，３２ａ：フレーム押さえ部
３００，３００ａ：アーム部 ３０１，３０１ａ：上部 ３０２，３０２ａ：下部
３１０，３１０ａ：爪部
３２０：錘部 ３２１，３２２：翼 ３２１ａ，３２２ａ：上面
３２１ｂ、３２２ｂ：下面
３３０，３３０ａ：支点軸
４０：回転手段 ４１：モータ ４２：エアーピストン
５０：洗浄液供給手段 ５１：供給口
３：粘着テープ
４：フレーム ４ａ：上部 ４ｂ：下部
５：ウエーハカセット
６：搬出入手段 ６ａ：狭持部
７：第一の搬送手段
８：チャックテーブル
９：アライメントカメラ
１０：切削手段 １０ａ：切削ブレード
１１：第二の搬送手段
Ｗ：ウエーハ Ｐ：洗浄領域

Claims (1)

1. 粘着テープを介してフレームに支持された板状物を洗浄する洗浄装置であって、
   該板状物を保持し回転可能なスピンナーテーブルと、
   該スピンナーテーブルの外周に配設され該スピンナーテーブルとともに回転するフレームを保持するフレーム保持手段と、
   該スピンナーテーブルと該フレーム保持手段とを回転駆動する回転手段と、
   該スピンナーテーブルに保持された板状物に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、を少なくとも備え、
   該フレーム保持手段は、該フレームの下部を支持するフレーム支持部と、
   該フレーム支持部に支持された該フレームの上部を押さえ回転中心に対して等角度に配設された複数のフレーム押さえ部と、を備え、
   該フレーム押さえ部は、アーム部と、
   該アーム部の上部に形成され該フレームを押圧する爪部と、
   該アーム部の下部に形成された錘部と、
   該スピンナーテーブルの回転による遠心力で該錘部が外周に引っ張られ該爪部が該フレームの上部を押圧するように該アーム部を回転可能に支持する支点軸と、を備え、
   該錘部は、遠心力に加え揚力が生じるように翼が形成されている洗浄装置。

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