JP2023124114A - 洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】洗浄後のワークへの異物の付着を防止することが可能な洗浄装置を提供する。【解決手段】ワークを洗浄する洗浄装置であって、ワークを保持する保持ユニットと、ワークを洗浄する洗浄ユニットと、保持ユニットと洗浄ユニットとの間でワークを搬送する搬送ユニットと、を備え、保持ユニットは、洗浄ユニットによって洗浄される前のワークが載置される載置領域を含む載置台と、洗浄ユニットによって洗浄された後のワークを載置領域の上方で支持する一対の支持部材とを備える。【選択図】図1
Description
本発明は、ワークを洗浄する洗浄装置に関する。
複数のデバイスが形成されたウェーハを分割して個片化することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。また、複数のデバイスチップをベース基板上に実装し、実装されたデバイスチップを樹脂でなる封止材(モールド樹脂)で被覆することにより、パッケージ基板が得られる。パッケージ基板を分割して個片化することにより、パッケージ化された複数のデバイスチップをそれぞれ備える複数のパッケージデバイスが製造される。デバイスチップやパッケージデバイスは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に組み込まれる。
ウェーハ、パッケージ基板等のワーク(被加工物)の分割には、各種の加工装置が用いられる。例えば、環状の切削ブレードでワークを切削する切削装置、レーザービームの照射によってワークにレーザー加工を施すレーザー加工装置、プラズマガスの供給によってワークにプラズマエッチングを施すプラズマ処理装置等によって、ワークが加工、分割される。
加工装置でワークを加工すると、加工装置内に存在するパーティクル(塵、ダスト等)、ワークの加工によって発生する屑(加工屑)等の異物がワークに付着することがある。そこで、加工装置にはワークを洗浄する洗浄装置が搭載される。例えば特許文献1には、ワークを保持して回転するスピンナテーブルと、ワークに洗浄水を供給するノズルとを備える洗浄装置(洗浄機構)が搭載された切削装置が開示されている。加工後のワークを洗浄装置で洗浄することにより、ワークに付着した異物が洗い流され、ワークの汚染が防止される。
一方、ワークは、洗浄装置が搭載されていない加工装置で加工されることもある。この場合には、加工装置によるワークの加工後、加工装置とは独立して設置された洗浄装置によってワークが洗浄される(特許文献2参照)。この種の洗浄装置は、ワークが載置される載置台と、ワークを洗浄する洗浄ユニットとを備える。そして、載置台上に載置されたワークが搬送ユニットによって洗浄ユニットに搬送され、洗浄される。その後、ワークは搬送ユニットによって再び載置台上に搬送、載置され、手動又は自動で回収される。
ワークを洗浄装置で洗浄する際には、パーティクル、加工屑等の異物が付着した状態のワークが載置台上に載置される。その際、ワークに残存する異物の一部が載置台に付着することがある。この場合、洗浄後にワークが再び載置台上に載置された際に、載置台に残存する異物がワークに付着し、洗浄済みのワークが汚染されるおそれがある。
また、載置台上にワークが載置された状態で、洗浄装置によるワークの洗浄が中断されてオペレータが洗浄作業の引き継ぎや他の作業のために洗浄装置を離れると、洗浄装置によるワークの洗浄を再開する際に、載置台上に載置されているワークが洗浄前であるか洗浄後であるかが分からなくなってしまうことがある。その結果、洗浄前のワークが誤って洗浄後のワークであると認識されて洗浄装置から搬出されたり、洗浄済みのワークが誤って再度洗浄ユニットに搬送されたりするおそれがある。
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、異物によるワークの汚染及びワークの誤搬送を防止することが可能な洗浄装置の提供を目的とする。
本発明の一態様によれば、ワークを洗浄する洗浄装置であって、該ワークを保持する保持ユニットと、該ワークを洗浄する洗浄ユニットと、該保持ユニットと該洗浄ユニットとの間で該ワークを搬送する搬送ユニットと、を備え、該保持ユニットは、該洗浄ユニットによって洗浄される前の該ワークが載置される載置領域を含む載置台と、該洗浄ユニットによって洗浄された後の該ワークを該載置領域の上方で支持する一対の支持部材とを備える洗浄装置が提供される。
なお、好ましくは、該支持部材は、該ワークの下面側を支持する支持部を備え、該支持部は、該載置領域と重なる支持位置と、該載置領域と重ならない退避位置とに配置可能である。また、好ましくは、該搬送ユニットは、該支持部と接触して該支持部を該退避位置に移動させる接触部材を備える。
本発明の一態様に係る洗浄装置は、洗浄前のワークが載置される載置領域を含む載置台と、洗浄後のワークを載置領域の上方で支持する一対の支持部材とを備える。これにより、洗浄前のワークと洗浄後のワークとを異なる場所で保管することが可能となり、洗浄前のワークが載置される載置領域に残存している異物が洗浄後のワークに付着することを防止できる。また、ワークの載置場所によってワークが洗浄前であるか洗浄後であるかを容易に見分けることができ、ワークの誤搬送が防止される。
以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る洗浄装置の構成例について説明する。図1は、ワーク(被加工物、被洗浄物)11を洗浄する洗浄装置2を示す斜視図である。なお、図1において、X軸方向(第1水平方向、前後方向)とY軸方向(第2水平方向、左右方向)とは、互いに垂直な方向である。また、Z軸方向(鉛直方向、上下方向、高さ方向)は、X軸方向及びY軸方向と垂直な方向である。
洗浄装置2は、ワーク11を保持する保持ユニット(保持機構)4と、ワーク11を洗浄する洗浄ユニット(洗浄機構)6と、保持ユニット4と洗浄ユニット6との間でワーク11を搬送する搬送ユニット(搬送機構)8とを備える。
例えばワーク11は、切削装置、研削装置、研磨装置、レーザー加工装置、プラズマ処理装置等の各種の加工装置によって加工された後、洗浄装置2に搬送され、洗浄装置2によって洗浄される。すなわち、ワーク11は、加工装置によって加工される被加工物であり、且つ、洗浄装置2によって洗浄される被洗浄物である。保持ユニット4にセットされたワーク11が搬送ユニット8によって洗浄ユニット6に搬送され、洗浄ユニット6によって洗浄される。そして、洗浄後のワーク11は、搬送ユニット8によって再び保持ユニット4に搬送された後、手動又は自動で回収される。
図2は、ワーク11を示す斜視図である。例えばワーク11は、単結晶シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハ13を含む。ウェーハ13は、互いに概ね平行な表面(第1面)13a及び裏面(第2面)13bを備える。
ウェーハ13は、互いに交差するように格子状に配列された複数のストリート(分割予定ライン)15によって、複数の矩形状の領域に区画されている。また、ウェーハ13の表面13a側のストリート15によって区画された複数の領域にはそれぞれ、IC(Integrated Circuit)、LSI(Large Scale Integration)、LED(Light Emitting Diode)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)デバイス等のデバイス17が形成されている。
ウェーハ13をストリート15に沿って分割して個片化することにより、デバイス17をそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。なお、ウェーハ13の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えばウェーハ13は、シリコン以外の半導体(GaAs、InP、GaN、SiC等)、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等でなる基板であってもよい。また、デバイス17の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。
ウェーハ13を加工又は洗浄する際には、ウェーハ13の取り扱いの便宜のため、ウェーハ13が環状のフレーム19によって支持される。フレーム19は、例えばSUS(ステンレス鋼)等の金属でなり、フレーム19の中央部にはフレーム19を厚さ方向に貫通する円形の開口19aが設けられている。なお、開口19aの直径はウェーハ13の直径よりも大きい。
ウェーハ13及びフレーム19には、シート21が固定される。例えばシート21として、円形に形成されたフィルム状の基材と、基材上に設けられた粘着層(糊層)とを含むテープが用いられる。基材は、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート等の樹脂でなり、粘着層はエポキシ系、アクリル系、又はゴム系の接着剤等でなる。なお、粘着層は、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化性樹脂であってもよい。
ウェーハ13がフレーム19の開口19aの内側に配置された状態で、シート21の中央部がウェーハ13の裏面13b側に貼付され、シート21の外周部がフレーム19に貼付される。これにより、ウェーハ13がシート21を介してフレーム19によって支持され、ウェーハ13、フレーム19及びシート21を含むワーク11(ウェーハユニット、フレームユニット)が構成される。
ただし、ワーク11の構成は上記に限定されない。例えば、ウェーハ13の代わりにCSP(Chip Size Package)基板、QFN(Quad Flat Non-leaded package)基板等のパッケージ基板がシート21を介してフレーム19で支持されてもよい。例えばパッケージ基板は、ベース基板上に実装された複数のデバイスチップを樹脂層(モールド樹脂)で封止することによって形成される。パッケージ基板を分割して個片化することにより、パッケージ化された複数のデバイスチップをそれぞれ備える複数のパッケージデバイスが製造される。また、ウェーハ13やパッケージ基板は、取り扱いに支障がなければフレーム19によって支持されていなくてもよい。この場合には、ウェーハ13やパッケージ基板自体がワーク11に相当する。
図1に示す保持ユニット4は、ワーク11を支持する柱状の載置台10を備える。載置台10の上面は、水平面(XY平面)と概ね平行な平坦面であり、ワーク11を支持する支持面を構成している。
載置台10の上面側には、洗浄ユニット6によって洗浄される前のワーク11が載置される載置領域10aが設けられている。載置領域10aは、載置台10の上面側のうち保持ユニット4にセットされたワーク11と重なる略円形の領域に対応する。例えば、ワーク11が載置台10上に直接載置される場合には、載置台10の上面のうちワーク11に接触する領域が載置領域10aに相当する。ただし、例えばワーク11は、載置領域10aの水平方向における両端部に設けられた一対のガイドレール(不図示)によって、載置台10の上面から離れた状態で保持されてもよい。
載置台10の上面上には、一対の支持部材(支持機構)12が設けられている。一対の支持部材12は、水平方向(図1ではX軸方向)において載置領域10aを挟むように配置され、洗浄ユニット6によって洗浄された後のワーク11を載置領域10aの上方で支持する。すなわち、保持ユニット4は、洗浄前のワーク11と洗浄後のワーク11とを、高さ位置(Z軸方向における位置)が異なる2つの領域で保持する。なお、支持部材12の構成及び機能の詳細については後述する(図3~図6(B)参照)。
保持ユニット4の側方には、洗浄ユニット6が設けられている。洗浄ユニット6は、ワーク11を保持して回転するスピンナテーブル20を備える。スピンナテーブル20の上面は、水平面(XY平面)と概ね平行な平坦面であり、ワーク11を保持する保持面20aを構成している。保持面20aは、スピンナテーブル20の内部に設けられた流路(不図示)、バルブ(不図示)等を介して、エジェクタ等の吸引源(不図示)に接続されている。また、スピンナテーブル20の周囲には、ワーク11の外周部(フレーム19)を把持して固定する複数のクランプ22が設けられている。
スピンナテーブル20には、スピンナテーブル20を回転させるモータ等の回転駆動源24が連結されている。回転駆動源24は、Z軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル(出力軸)26を備え、スピンドル26の上端部はスピンナテーブル20の下面側の中央部に固定されている。回転駆動源24を駆動させてスピンドル26を回転させると、スピンナテーブル20がZ軸方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。
回転駆動源24には、昇降ユニット(昇降機構)28が連結されている。昇降ユニット28は、回転駆動源24に固定された複数のエアシリンダ30を備える。また、エアシリンダ30の下端側にはそれぞれ、エアシリンダ30を支持する円柱状の支持脚32が装着されている。複数のエアシリンダ30を同時に作動させると、スピンナテーブル20、クランプ22及び回転駆動源24がZ軸方向に沿って昇降する。
また、洗浄ユニット6は液受け部材34を備える。液受け部材34は、中空の円柱状に形成され、スピンナテーブル20及びクランプ22を囲むように配置されている。具体的には、液受け部材34は、スピンナテーブル20及びクランプ22を囲む環状の外壁34aと、外壁34aの下端部から外壁34aの中心側に向かって突出する環状の底壁34bと、底壁34bの中心側の端部から上方に向かって突出する環状の内壁34cとを含む。内壁34cの内側は、スピンドル26が挿入される挿入孔に相当する。
液受け部材34の内側には、ワーク11を洗浄するための液体(洗浄液)を供給する洗浄ノズル36と、ワーク11を乾燥させるための気体を供給する乾燥ノズル38とが設けられている。洗浄ノズル36と乾燥ノズル38とはそれぞれ、モータ等の回転駆動源(不図示)に連結されており、スピンナテーブル20に重なる位置(供給位置)と、スピンナテーブル20に重ならない位置(退避位置)とに位置付けることができる。
洗浄ノズル36は、純水等の液体や、液体(純水等)と気体(エアー等)とを混合することによって生成される混合流体等を洗浄液としてワーク11に供給することにより、ワーク11を洗浄する。また、乾燥ノズル38は、ワーク11にエアー等の気体を吹き付けることにより、ワーク11を乾燥させる。
液受け部材34の底壁34bには、液受け部材34の内側と外側とを接続する排液口34dが設けられている。また、排液口34dには、チューブ、ダクト等によって構成される排液路44が接続されている。洗浄ノズル36から供給された洗浄液は、ワーク11の洗浄に用いられた後、液受け部材34に貯留される。そして、液受け部材34に貯留された洗浄液は、排液口34d及び排液路44を介して液受け部材34の外部に排出される。
また、液受け部材34の内側には、環状のカバー42が設けられている。カバー42は、スピンドル26の上部を囲み、液受け部材34の内壁34cと重なるように配置されている。昇降ユニット28によってカバー42を下降させると、内壁34cの上端部がカバー42によって覆われる。
保持ユニット4及び洗浄ユニット6の上方には、搬送ユニット8が設けられている。搬送ユニット8は、移動機構50を備える。移動機構50は、Y軸方向に沿って配置された一対のガイドレール52を備える。一対のガイドレール52には、直方体状の移動ブロック54がガイドレール52に沿ってスライド可能に装着されている。
移動ブロック54の裏面側には、ナット部(不図示)が設けられている。このナット部には、一対のガイドレール52の間にY軸方向に沿って配置されたボールねじ56が螺合されている。また、ボールねじ56の端部には、ボールねじ56を回転させるパルスモータ58が連結されている。パルスモータ58でボールねじ56を回転させると、移動ブロック54がガイドレール52に沿ってY軸方向に移動する。
移動機構50には、ワーク11を保持する保持ユニット(保持機構)60が装着されている。保持ユニット60は、移動機構50に連結された支持アーム62を備える。支持アーム62の基端部は、移動ブロック54の表面側に固定されている。また、支持アーム62の先端部にはピストンロッド64を備えるエアシリンダが固定されており、ピストンロッド64の下端部には直方体状の昇降ブロック66が固定されている。エアシリンダを駆動させると、ピストンロッド64及び昇降ブロック66がZ軸方向に沿って昇降する。
昇降ブロック66の下面側には、平板状の支持基台68が固定されている。例えば支持基台68は、平面視でH字状に形成され、水平面(XY平面)と概ね平行に配置されている。また、支持基台68の四隅にはそれぞれ、ワーク11の外周部(フレーム19)を吸引保持する吸引パッド70が装着されている。ただし、吸引パッド70の配置及び個数に制限はない。
吸引パッド70の下面は、ワーク11の上面側を吸引する吸引面を構成している。吸引パッド70の吸引面は、吸引パッド70の内部に形成された流路(不図示)、チューブやフレキシブルパイプ等によって構成される流路72を介して、エジェクタ等の吸引源(不図示)に接続されている。複数の吸引パッド70の吸引面をワーク11(フレーム19)の上面に接触させた状態で、吸引面に吸引源の吸引力(負圧)を作用させることにより、ワーク11が複数の吸引パッド70によって吸引保持される。
また、支持基台68のX軸方向における両端部には、一対の接触部材(接触機構)74が設けられている。接触部材74は、ワーク11を載置領域10aから搬送する際、支持部材12に干渉してワーク11と支持部材12との接触を防止する。なお、接触部材74の構成及び機能の詳細については後述する(図7~図10参照)。
洗浄装置2でワーク11を洗浄する際は、まず、ワーク11が保持ユニット4にセットされる。具体的には、オペレータがワーク11を手動で載置台10の載置領域10aに載置する。ただし、ワーク11は搬送ユニット(不図示)等によって載置領域10aに自動で載置されてもよい。
次に、移動機構50によって保持ユニット60をY軸方向に沿って移動させ、支持基台68を載置領域10aの直上に配置する。そして、支持基台68を下降させ、複数の吸引パッド70の下面(吸引面)をワーク11の外周部(フレーム19)の上面に接触させる。その後、複数の吸引パッド70でワーク11を吸引保持した状態で、支持基台68を上昇させる。これにより、ワーク11が載置領域10aから持ち上げられる。
次に、移動機構50によって保持ユニット60をY軸方向に沿って移動させ、支持基台68をスピンナテーブル20の直上に配置する。そして、支持基台68を下降させてワーク11をスピンナテーブル20の保持面20a上に配置した後、複数の吸引パッド70によるワーク11の吸引保持を解除する。これにより、ワーク11がスピンナテーブル20によって支持される。なお、ワーク11の搬送時は、昇降ユニット28によってスピンナテーブル20を上昇させ、保持面20aを液受け部材34から露出させておく。
ワーク11がスピンナテーブル20上に配置された状態で、保持面20aに吸引源の吸引力(負圧)を作用させると、ワーク11がスピンナテーブル20によって保持される。具体的には、ウェーハ13がシート21を介してスピンナテーブル20によって吸引保持される。また、ワーク11の外周部(フレーム19)が複数のクランプ22によって固定される。
次に、昇降ユニット28によってスピンナテーブル20を下降させる。これにより、ワーク11が液受け部材34の内側に配置されるとともに、液受け部材34の内壁34cの上部がカバー42によって覆われる。そして、スピンナテーブル20を回転させつつ、供給位置に位置付けられた洗浄ノズル36から洗浄液をワーク11に向かって供給する。これにより、ワーク11が洗浄液によって洗浄され、ワーク11に付着したパーティクル、加工屑等の異物が除去される。
なお、ワーク11の洗浄中は、洗浄液の飛散が液受け部材34の外壁34aによって遮断される。また、液受け部材34の内壁34cがカバー42によって覆われることにより、洗浄液が内壁34cの内側を介して液受け部材34の外部に流出することが防止される。そして、液受け部材34に貯留された使用済みの洗浄液が、排液口34d及び排液路40を介して排出される。
ワーク11の洗浄が完了すると、供給位置に位置付けられた乾燥ノズル38からワーク11に向かってエアー等の気体が噴射され、ワーク11の乾燥が行われる。その後、昇降ユニット28によってスピンナテーブル20を上昇させ、ワーク11を液受け部材34から露出させる。
次に、保持ユニット60によってワーク11を保持し、載置台10の上方に搬送する。このとき支持基台68は、ワーク11の両端部が一対の支持部材12とZ軸方向において重なるように配置される。そして、支持基台68を下降させ、ワーク11の外周部(フレーム19)の下面側を一対の支持部材12上に配置する。この状態で、複数の吸引パッド70によるワーク11の吸引保持を解除すると、洗浄後のワーク11が一対の支持部材12によって支持される。その後、例えばオペレータが洗浄後のワーク11を回収して所定の場所へ搬送する。
なお、ワーク11を洗浄装置2で洗浄する際には、パーティクル、加工屑等の異物が付着した状態のワーク11が載置領域10aに載置される。その際、ワーク11に残存する異物の一部が載置領域10aに付着することがある。そして、仮に洗浄後のワーク11が再び載置領域10aに載置されると、載置領域10aに残存する異物がワーク11に付着し、洗浄済みのワーク11が汚染されるおそれがある。また、洗浄装置2によるワーク11の洗浄が中断されてオペレータが洗浄装置2から離れると、洗浄装置2によるワーク11の洗浄を再開する際に、載置領域10aに載置されているワーク11が洗浄前であるか洗浄後であるかが分からなくなり、ワーク11の誤搬送が生じるおそれがある。
一方、本実施形態に係る洗浄装置2においては、洗浄前のワーク11が載置台10の載置領域10aに載置され、洗浄後のワーク11が載置領域10aから離れた位置で一対の支持部材12によって支持される。これにより、洗浄前のワーク11と洗浄後のワーク11とが異なる場所に配置され、載置領域10aに残存する異物が洗浄後のワーク11に付着することを回避できる。また、ワーク11の載置場所を確認することによってワーク11が洗浄前であるか洗浄後であるかを容易に見分けることができ、ワーク11の誤搬送が防止される。
次に、保持ユニット4の詳細について説明する。図3は、保持ユニット4の一部を示す斜視図である。前述の通り、保持ユニット4は、水平方向において載置領域10aを挟むように配置された一対の支持部材12を備える。
支持部材12はそれぞれ、ワーク11の下面側に接触してワーク11を支持する支持部80を備える。支持部80は、載置領域10aと重なる位置(支持位置)と、載置領域10aと重ならない位置(退避位置)とに配置可能な可動部材である。一対の支持部80が支持位置に配置されると、ワーク11の外周部(フレーム19)を一対の支持部80上に載置可能となる。一方、一対の支持部80が退避位置に配置されると、載置領域10aに載置されたワーク11と一対の支持部80とがZ軸方向において重ならない状態となり、載置領域10aに載置されたワーク11を支持部80に接触させることなく持ち上げることが可能になる。
図4は、支持部材12を示す分解斜視図である。支持部材12の支持部80は、例えば略矩形状に形成された板状の部材であり、幅方向(短手方向)の両端部に相当する先端部80a及び基端部80bを含む。例えば支持部80は、長さ方向(長手方向)がY軸方向に沿い、先端部80aが載置領域10a(図3参照)側に位置付けられるように配置される。
支持部80の基端部80b側の両端部には、一対の切り欠き部80cが設けられている。また、支持部80の基端部80bには、支持部80を長さ方向(Y軸方向)に貫通する円柱状の貫通孔80dが設けられている。貫通孔80dの両端はそれぞれ、一対の切り欠き部80cで露出している。
また、支持部材12は、支持部80の両端部を支持する一対の支持台82を備える。支持台82は、直方体状の基部82aと、基部82aの上面の端部から上方に突出する柱部82bとを含む。支持台82の柱部82bには、柱部82bを長さ方向(Y軸方向)に貫通する円柱状の貫通孔82cが設けられている。貫通孔82cの両端はそれぞれ、支持台82の両側面で露出している。
支持台82の基部82aのうち柱部82bが設けられていない領域には、支持ピン84が設けられている。支持ピン84は、先端部(上端部)が基部82aの上面から上方に突出するように、支持台82の高さ方向(Z軸方向)に沿って配置されている。また、支持ピン84の基端部(下端部)は、ばね等の付勢部材(不図示)によって上方に向かって付勢されている。支持ピン84に外力が付与されると、支持ピン84がZ軸方向に沿って昇降する。
支持部80は、切り欠き部80cに支持台82の柱部82bが嵌め込まれるように、一対の支持台82上に配置される。これにより、支持部80が支持ピン84によって支持されるとともに、支持部80の貫通孔80dと支持台82の貫通孔82cとが連結される。そして、円柱状の支持軸(シャフト)86が貫通孔80d,82cに挿入される。また、止めねじ等の固定具(不図示)によって支持軸86が支持部80に固定され、支持部80と支持軸86とが一体化される。
図5(A)は支持部材12を示す斜視図であり、図5(B)は支持部材12を示す側面図である。支持部80に外力が付与されていないときは、支持部80は支持ピン84によって支持された状態に維持される。このときの支持部80の位置が、初期位置(基準位置)に相当する。そして、支持部80に外力が付与されると、支持部80に固定された支持軸86が貫通孔82cの内部で回転する。すなわち、支持部80は支持軸86の周りで回転可能な状態で、一対の支持台82によって支持されている。
図6(A)は、支持部80が支持位置に配置された状態の支持部材12を示す側面図である。支持部80の先端部80aに下向きの外力が付与されると、支持部80は先端部80aが下側に移動するように回転する。その結果、支持ピン84(図5(B)参照)が支持部80に押圧されて支持台82の基部82aに押し込まれる。そして、支持部80の下面が支持台82の基部82aの上面に接触し、基部82aによって支持される。
このとき、支持部80の上面は水平面(XY平面)と概ね平行に配置される。また、支持部80の先端部80aは、載置領域10a(図3参照)の端部とZ軸方向において重なるように配置される。そして、支持部80への外力の付与が解除されると、支持部80は支持ピン84による押圧によって支持位置から初期位置(図5(B)参照)に移動する。
図6(B)は、支持部80が退避位置に配置された状態の支持部材12を示す側面図である。支持部80の先端部80aに上向きの外力が付与されると、支持部80は先端部80aが上側に移動するように回転する。これにより、支持部80の先端部80aが載置領域10a(図3参照)とZ軸方向において重ならないように配置される。そして、支持部80への外力の付与が解除されると、支持部80は自重によって退避位置から初期位置(図5(B)参照)に移動する。
次に、搬送ユニット8の詳細について説明する。図7は、搬送ユニット8の一部を示す斜視図である。なお、図7では、搬送ユニット8の一部の構成要素の図示を省略している。前述の通り、搬送ユニット8は、支持部材12に干渉してワーク11と支持部材12との接触を防止する一対の接触部材74を備える。
一対の接触部材74は、支持基台68のX軸方向における両端部に、支持基台68を挟むように装着される。また、接触部材74はそれぞれ、ワーク11の搬送時に支持部材12の支持部80(図3等参照)と接触して支持部80を初期位置から退避位置に移動させる接触部90を備える。なお、接触部材74の装着位置は、支持基台68が載置領域10a(図3参照)の直上に配置された際、接触部90が支持部材12の支持部80とZ軸方向において重なるように調節されている。
図8は、接触部材74を示す分解斜視図である。接触部材74の接触部90は、略矩形状に形成された平板状のリフト部90aと、リフト部90aの基端部から上方に突出する柱部90bとを含む。リフト部90aの基端部には、リフト部90aを長さ方向(Y軸方向)に貫通する円柱状の第1貫通孔90cが設けられている。また、柱部90bには、柱部90bを長さ方向(Y軸方向)に貫通する円柱状の第2貫通孔90dが設けられている。第1貫通孔90cと第2貫通孔90dとは、柱部90bの高さ方向(Z軸方向)において重なるように、互いに離隔して形成されている。第1貫通孔90c及び第2貫通孔90dの両端はそれぞれ、接触部90の両側面で露出している。
また、接触部材74は、接触部90を支持する枠体92を備える。枠体92は、略直方体状の基部92aと、基部92aの先端部に設けられた一対の支持部92bとを含む。一対の支持部92bは、基部92aの先端側の両端部から下方に突出するように柱状に形成され、Y軸方向において互いに離隔するように配置されている。
支持部92bの下端部には、支持部92bを幅方向(Y軸方向)に貫通する円柱状の第1貫通孔92cが設けられている。また、第1貫通孔92cの近傍には、支持部92bを幅方向(Y軸方向)に貫通する第2貫通孔92dが、第1貫通孔92cを囲むように設けられている。第2貫通孔92dは、第1貫通孔92cからの距離が一定になるように、側面視で円弧状に形成されている。そして、第2貫通孔92dの一端部(上端部)はZ軸方向において第1貫通孔92cと重なり、第2貫通孔92dの他端部(下端部)は第1貫通孔92cと概ね同じ高さ位置に位置付けられている。
第1貫通孔92c及び第2貫通孔92dの両端はそれぞれ、支持部92bの両側面で露出している。また、第1貫通孔92cと第2貫通孔92dとの距離は、接触部90に設けられた第1貫通孔90cと第2貫通孔90dとの距離と概ね同一に設定されている。
一対の支持部92bの間には、支持ピン94が設けられている。支持ピン94は、先端部(前端部)が基部92aの前面から前方に突出するように、基部92aの幅方向(X軸方向)に沿って配置されている。また、支持ピン94の基端部(後端部)は、ばね等の付勢部材(不図示)によって前方に向かって付勢されている。支持ピン94に外力が付与されると、支持ピン94がX軸方向に沿って移動する。
接触部90は、柱部90bが一対の支持部92bの間に嵌め込まれるように配置される。これにより、接触部90の第1貫通孔90cと枠体92の第1貫通孔92cとが連結されるとともに、接触部90の第2貫通孔90dと枠体92の第2貫通孔92dとが連結される。そして、円柱状の第1支持軸(第1シャフト)96が第1貫通孔90c,92cに挿入され、円柱状の第2支持軸(第2シャフト)98が第2貫通孔90d,92dに挿入される。
第1支持軸96は、止めねじ等の固定具(不図示)によって枠体92に固定される。また、第2支持軸98は、止めねじ等の固定具(不図示)によって接触部90に固定される。これにより、枠体92と第1支持軸96とが一体化されるとともに、接触部90と第2支持軸98とが一体化される。
図9(A)は接触部材74を示す斜視図であり、図9(B)は接触部材74を示す側面図である。接触部90が枠体92に装着されると、接触部90の自重によって第2支持軸98が第2貫通孔92dの上端部に位置付けられ、接触部90が第1支持軸96及び第2支持軸98を介して枠体92によって支持される。このとき、接触部90は水平面(XY平面)に沿って配置される。
図10は、接触部90が枠体92に収容された状態の接触部材74を示す側面図である。接触部90に上向きの外力が付与されると、第2支持軸98が第2貫通孔92dの上端部から下端部に移動し、接触部90は先端部が上側に移動するように第1支持軸96の周りを回転する。そして、支持ピン94(図9(A)参照)が接触部90に押圧されて枠体92の基部92aに押し込まれ、接触部90が基部92aの前面に接触して支持される。これにより、接触部90が一対の支持部92bの間に配置され、枠体92に収容される。
次に、搬送ユニット8によるワーク11の搬送の詳細について説明する。図11は、ワーク11が載置領域10aに載置された状態の洗浄装置2を示す一部断面側面図である。
洗浄装置2でワーク11を洗浄する際は、まず、ワーク11が載置台10の載置領域10aに載置される。例えば、オペレータがワーク11を手に持って載置台10の上面と一対の支持部80との間に差し込むことにより、ワーク11を載置領域10aに手動で載置する。載置領域10aに載置されたワーク11は、両端部が一対の支持部80の先端部80aとZ軸方向において重なるように位置付けられる。
次に、搬送ユニット8によってワーク11が保持される。具体的には、まず、搬送ユニット8がワーク11及び載置領域10aの直上に配置される。図12(A)は、搬送ユニット8がワーク11の上方に配置された状態の洗浄装置2を示す一部断面側面図である。
搬送ユニット8は、複数の吸引パッド70がZ軸方向においてワーク11の外周部(フレーム19)と重なるように配置される。このとき、一対の接触部材74に外力は付与されておらず、接触部90は枠体92から突出した状態となっている。また、接触部90は、一対の支持部材12が備える支持部80の先端部80aとZ軸方向において重なるように配置される。
次に、支持基台68が載置領域10aに向かって下降し、ワーク11に接近する。そして、接触部材74の接触部90が支持部材12の支持部80に到達すると、支持部80が接触部90の下面側に接触する。この状態で支持基台68が更に下降すると、接触部90が支持部80によって持ち上げられて回転し、枠体92に収容される。図12(B)は、接触部90が枠体92に収容された状態の洗浄装置2を示す一部断面側面図である。
接触部90が枠体92に収容されると、支持基台68及び接触部材74が一対の支持部材12の間を通過可能になる。そして、支持基台68が更に下降すると、複数の吸引パッド70の下面(吸引面)がワーク11の外周部(フレーム19)の上面側に接触する。この状態で吸引パッド70の吸引面に吸引源の吸引力(負圧)を作用させると、ワーク11が複数の吸引パッド70によって吸引保持される。図12(C)は、複数の吸引パッド70がワーク11に接触した状態の洗浄装置2を示す一部断面側面図である。
なお、接触部材74が一対の支持部材12の間を通過すると、支持部80による接触部90の支持が解除される。また、支持ピン94(図9(A)参照)によって接触部90が枠体92から離れる方向に押圧される。その結果、接触部90は枠体92に収容された状態から枠体92から突出した状態に切り替わり、一対の接触部90がそれぞれ一対の支持部80の先端部80aの下方に配置される。
次に、支持基台68が上昇し、載置領域10aから離れる。これにより、ワーク11が持ち上げられ、載置領域10a上から搬送される。そして、接触部材74の接触部90が支持部材12の支持部80に到達すると、接触部90が支持部80の下面側に接触し、支持部80の先端部80aを持ち上げる。図13(A)は、支持部80が接触部90によって持ち上げられた状態の洗浄装置2を示す一部断面側面図である。
支持部80が接触部90によって持ち上げられると、支持部80は先端部80aが上方に移動するように回転し、一時的に載置領域10aと重ならない位置(退避位置)に配置される。すなわち、一対の接触部材74が、支持部80と接触して支持部80を初期位置から退避位置に移動させる移動機構として機能する。これにより、一対の支持部80が載置領域10a及びワーク11とZ軸方向において重ならないように位置付けられ、ワーク11が一対の支持部材12の間を通過する際におけるワーク11と支持部80との接触が回避される。
その後、支持基台68が更に上昇し、ワーク11が一対の支持部材12の上方まで持ち上げられる。そして、支持部80は自重によって先端部80aが下降するように回転し、元の位置に戻る。このとき、支持部80が支持ピン84(図5(B)等参照)によって受け止められ、支持部80に付与される衝撃が緩和される。図13(B)は、ワーク11が一対の支持部材12の上方まで持ち上げられた状態の洗浄装置2を示す一部断面側面図である。
その後、搬送ユニット8は、図1に示す洗浄ユニット6にワーク11を搬送する。そして、ワーク11はスピンナテーブル20によって保持された後、洗浄ノズル36から供給される洗浄液によって洗浄され、乾燥ノズル38から噴射される気体によって乾燥される。
洗浄及び乾燥後のワーク11は、搬送ユニット8によって再び保持ユニット4に搬送される。具体的には、まず、洗浄後のワーク11を保持した搬送ユニット8が、載置領域10aの直上に配置される。図14(A)は、搬送ユニット8が載置領域10aの上方に配置された状態の洗浄装置2を示す一部断面側面図である。
搬送ユニット8の位置は、ワーク11が載置領域10aとZ軸方向において重なるように調節される。このとき、ワーク11の外周部(フレーム19)は、初期位置に位置付けられた一対の支持部80の先端部80aとZ軸方向において重なるように配置される。
次に、支持基台68が下降し、ワーク11が一対の支持部材12に接近する。そして、ワーク11の外周部(フレーム19)が支持部80に到達して接触した状態で、更に支持基台68が下降すると、支持部80が搬送ユニット8及びワーク11によって下方に押し付けられる。その結果、支持部80は先端部80aが下側に移動するように回転し、支持位置に配置される。なお、一対の支持部80が支持位置に移動する際、支持部80は支持ピン84(図5(B)等参照)によって支持されつつ、支持台82の基部82a(図5(B)等参照)の上面に到達する。
その後、複数の吸引パッド70によるワーク11の吸引保持が解除される。これにより、ワーク11の外周部が一対の支持部80によって支持される。その結果、ワーク11は、載置領域10aの上方で、載置領域10aからZ軸方向において離隔した状態で保持される。図14(B)は、ワーク11が一対の支持部材12によって支持された状態の洗浄装置2を示す一部断面側面図である。
ワーク11が一対の支持部80上に配置されると、ワーク11の自重によって支持部80は支持位置に配置された状態に維持される。これにより、ワーク11が概ね水平に保持される。その後、支持基台68が上昇して吸引パッド70がワーク11から離隔される。このようにして、洗浄後のワーク11が一対の支持部材12によって支持される。
以上の通り、本実施形態に係る洗浄装置2は、洗浄前のワーク11が載置される載置領域10aを含む載置台10と、洗浄後のワーク11を載置領域10aの上方で支持する一対の支持部材12とを備える。これにより、洗浄前のワーク11と洗浄後のワーク11とを異なる場所で保管することが可能となり、洗浄前のワーク11が載置される載置領域10aに残存している異物が洗浄後のワーク11に付着することを防止できる。また、ワーク11の載置場所によってワーク11が洗浄前であるか洗浄後であるかを容易に見分けることができ、ワーク11の誤搬送が防止される。
なお、洗浄装置2の構成は、洗浄前のワーク11と洗浄後のワーク11とを異なる場所で保管可能な範囲内で適宜変更できる。例えば、洗浄装置2は2組の搬送ユニット8を備えていてもよい。この場合には、一方の搬送ユニット8によって載置領域10aから洗浄ユニット6へのワーク11の搬送を行い、他方の搬送ユニット8によって洗浄ユニット6から一対の支持部材12上へのワーク11の搬送を行うことが可能になる。
また、本実施形態に係る洗浄装置2は、ワーク11を加工する加工装置に搭載することもできる。この場合には、加工装置によって加工されたワーク11が、その加工装置内で洗浄装置2によって洗浄される。例えば洗浄装置2は、ワーク11を切削する加工ユニット(切削ユニット)を備える切削装置、ワーク11を研削する加工ユニット(研削ユニット)を備える研削装置、ワーク11を研磨する加工ユニット(研磨ユニット)を備える研磨装置、ワーク11にレーザービームを照射する加工ユニット(レーザー照射ユニット)を備えるレーザー加工装置等に搭載できる。
切削装置の切削ユニットはスピンドルを備えており、スピンドルの先端部には環状の切削ブレードが装着される。切削ユニットは、切削ブレードを回転させつつワーク11に切り込ませることにより、ワーク11を切削する。
研削装置の研削ユニットはスピンドルを備えており、スピンドルの先端部には複数の研削砥石を備える環状の研削ホイールが装着される。研削ユニットは、研削ホイールを回転させつつ研削砥石をワーク11に接触させることにより、ワーク11を研削する。また、研磨装置の研磨ユニットはスピンドルを備えており、スピンドルの先端部には円盤状の研磨パッドが装着される。研磨ユニットは、研磨パッドを回転させつつワーク11に接触させることにより、ワーク11を研磨する。
レーザー加工装置のレーザー照射ユニットは、所定の波長のレーザーを発振するレーザー発振器と、レーザー発振器から出射したレーザービームをワーク11へと導く光学系とを備える。レーザー照射ユニットからワーク11にレーザービームを照射することにより、ワーク11にレーザー加工が施される。
さらに、洗浄装置2は、ワーク11にプラズマエッチングを施すプラズマ処理装置に搭載することもできる。プラズマ処理装置は、エッチングガスをプラズマ状態にしてワーク11に供給することにより、ワーク11をエッチングする。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
11 ワーク(被加工物、被洗浄物)
13 ウェーハ
13a 表面(第1面)
13b 裏面(第2面)
15 ストリート(分割予定ライン)
17 デバイス
19 フレーム
19a 開口
21 シート
2 洗浄装置
4 保持ユニット(保持機構)
6 洗浄ユニット(洗浄機構)
8 搬送ユニット(搬送機構)
10 載置台
10a 載置領域
12 支持部材(支持機構)
20 スピンナテーブル
20a 保持面
22 クランプ
24 回転駆動源
26 スピンドル(出力軸)
28 昇降ユニット(昇降機構)
30 エアシリンダ
32 支持脚
34 液受け部材
34a 外壁
34b 底壁
34c 内壁
34d 排液口
36 洗浄ノズル
38 乾燥ノズル
40 排液路
42 カバー
50 移動機構
52 ガイドレール
54 移動ブロック
56 ボールねじ
58 パルスモータ
60 保持ユニット(保持機構)
62 支持アーム
64 ピストンロッド
66 昇降ブロック
68 支持基台
70 吸引パッド
72 流路
74 接触部材(接触機構)
80 支持部
80a 先端部
80b 基端部
80c 切り欠き部
80d 貫通孔
82 支持台
82a 基部
82b 柱部
82c 貫通孔
84 支持ピン
86 支持軸(シャフト)
90 接触部(可動部)
90a リフト部
90b 柱部
90c 第1貫通孔
90d 第2貫通孔
92 枠体
92a 基部
92b 支持部
92c 第1貫通孔
92d 第2貫通孔
94 支持ピン
96 第1支持軸(第1シャフト)
98 第2支持軸(第2シャフト)
13 ウェーハ
13a 表面(第1面)
13b 裏面(第2面)
15 ストリート(分割予定ライン)
17 デバイス
19 フレーム
19a 開口
21 シート
2 洗浄装置
4 保持ユニット(保持機構)
6 洗浄ユニット(洗浄機構)
8 搬送ユニット(搬送機構)
10 載置台
10a 載置領域
12 支持部材(支持機構)
20 スピンナテーブル
20a 保持面
22 クランプ
24 回転駆動源
26 スピンドル(出力軸)
28 昇降ユニット(昇降機構)
30 エアシリンダ
32 支持脚
34 液受け部材
34a 外壁
34b 底壁
34c 内壁
34d 排液口
36 洗浄ノズル
38 乾燥ノズル
40 排液路
42 カバー
50 移動機構
52 ガイドレール
54 移動ブロック
56 ボールねじ
58 パルスモータ
60 保持ユニット(保持機構)
62 支持アーム
64 ピストンロッド
66 昇降ブロック
68 支持基台
70 吸引パッド
72 流路
74 接触部材(接触機構)
80 支持部
80a 先端部
80b 基端部
80c 切り欠き部
80d 貫通孔
82 支持台
82a 基部
82b 柱部
82c 貫通孔
84 支持ピン
86 支持軸(シャフト)
90 接触部(可動部)
90a リフト部
90b 柱部
90c 第1貫通孔
90d 第2貫通孔
92 枠体
92a 基部
92b 支持部
92c 第1貫通孔
92d 第2貫通孔
94 支持ピン
96 第1支持軸(第1シャフト)
98 第2支持軸(第2シャフト)
Claims (3)
- ワークを洗浄する洗浄装置であって、
該ワークを保持する保持ユニットと、
該ワークを洗浄する洗浄ユニットと、
該保持ユニットと該洗浄ユニットとの間で該ワークを搬送する搬送ユニットと、を備え、
該保持ユニットは、該洗浄ユニットによって洗浄される前の該ワークが載置される載置領域を含む載置台と、該洗浄ユニットによって洗浄された後の該ワークを該載置領域の上方で支持する一対の支持部材とを備えることを特徴とする洗浄装置。 - 該支持部材は、該ワークの下面側を支持する支持部を備え、
該支持部は、該載置領域と重なる支持位置と、該載置領域と重ならない退避位置とに配置可能であることを特徴とする、請求項1記載の洗浄装置。 - 該搬送ユニットは、該支持部と接触して該支持部を該退避位置に移動させる接触部材を備えることを特徴とする、請求項2記載の洗浄装置。
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