技术领域
[0001] 本发明涉及对晶片进行清洗的清洗装置。
相关背景技术
[0002] 在对半导体制造中使用的晶片进行清洗的清洗装置中，例如，使旋转的圆筒状的清洗辊的外侧面与晶片的至少一个面接触而进行清洗(例如，参照专利文献1)。
[0003] 专利文献1：日本特开2009-117765号公报
[0004] 然而，在晶片的清洗中，由于清洗辊的外侧面与晶片接触，所以存在附着于晶片的污垢附着在清洗辊上的问题。并且，当使用附着有污垢的清洗辊继续进行晶片的清洗时，存在待清洗的晶片反而被污染的担心。
[0005] 因此，存在如下课题：在对晶片进行清洗的清洗装置中，即使在污垢附着于清洗辊的情况下，也能够防止晶片被清洗辊污染，提高晶片的清洗效果。
具体实施方式
[0020] 图1所示的晶片W的清洗装置1具有：保持构件3，其具有对晶片W的外周缘Wd进行保持的3个以上的(在本实施方式中为4个)保持部30，所保持的晶片W的中心Wo被定位在连接3个以上的保持部30而得的多边形(在本实施方式中为四边形)中；晶片旋转构件2，其使晶片W以保持构件3所保持的晶片W的中心Wo为轴进行旋转；清洗构件4，其具有圆筒状的清洗辊40和清洗辊旋转机构41，该圆筒状的清洗辊40使外侧面40a与保持构件3所保持的图3所示的晶片W的下表面Wb接触而对晶片W的下表面Wb进行清洗，该清洗辊旋转机构41使清洗辊40绕着在清洗辊40的长度方向上伸长的旋转轴400o进行旋转；以及清洗液提供构件5，其至少对清洗辊40与晶片W的下表面Wb的接触部提供清洗液。清洗装置1能够单独使用，并且，也可以组装到切削装置或磨削装置等中使用。
[0021] 图1所示的保持构件3例如具有保持单元3a和保持单元3b，该保持单元3a和保持单元3b被配置成在相互的与长度方向(Y轴方向)垂直的方向(X轴方向)上面对面地分开规定的距离。在保持单元3a与保持单元3b之间配置有清洗构件4。
[0022] 由于图1和图2所示的保持单元3b的结构与保持单元3a的结构同样，所以以下仅对保持单元3a的结构进行说明。如图1所示，保持单元3a具有大致长方体状的基台31。在基台31的上表面上，在保持单元3a的长度方向(Y轴方向)上分开而配置有可动板32a和可动板
32b。
[0023] 可动板32a、32b分别经由连结件33a和连结件33b而与基台31的上表面连接，其中，该连结件33a和连结件33b配置在基台31的上表面上并作为旋转轴而发挥功能。并且，可动板32a、32b能够绕该连结件33a、33b旋转而在基台31的上表面上滑动。
[0024] 在基台31的上表面的外侧的区域(更远离清洗构件4的一侧的区域)设置有使可动板32a、32b旋转的可动板旋转机构34。可动板旋转机构34例如是气缸，具有：有底圆筒状的缸筒340，在其内部具有未图示的活塞并在基端侧(-Y方向侧)具有底部；以及活塞杆341，其插入到缸筒340且其一端安装在活塞上。活塞杆341的另一端经由连结件342b而与可动板32b连接。并且，缸筒340的基端侧经由连结件342a而与可动板32a连接。向缸筒340提供空气(或者排出)而使缸筒340的内部的压力变化，从而活塞杆341在Y轴方向上移动，与此相伴地可动板32a、32b分别绕连结件33a、33b旋转而在基台31的上表面上滑动。
[0025] 在可动板32a、32b的上表面分别各配设有一个与晶片W的外周缘Wd抵接并对晶片W的外周缘Wd进行保持的保持部30。保持部30例如由轴向为铅直方向(Z轴方向)的旋转轴300和安装在旋转轴300上并绕旋转轴旋转的旋转辊301构成。在图示的例中，旋转辊301具有朝向径向(与旋转轴300的轴向和水平方向垂直的方向)外侧延伸的一对凸缘部301a，该旋转辊301形成为将晶片W的外周缘Wd卡在一对凸缘部301a之间。
[0026] 使可动板32a、32b旋转而使多个旋转辊301按照晶片W的直径2R1(两倍于图1所示的晶片W的半径R1)在水平方向上移动，由此，能够保持为通过多个旋转辊301来夹住晶片W。
[0027] 晶片旋转构件2使晶片W以保持构件3所保持的晶片W的中心Wo为轴进行旋转，该晶片旋转构件2例如是电动机等旋转驱动源，在图示的例中，该晶片旋转构件2与1个旋转辊301连接。在保持为通过多个旋转辊301来夹住晶片W之后，如果晶片旋转构件2使旋转辊301旋转，则能够使晶片W以保持构件3所保持的晶片W的中心Wo为轴进行旋转。另外，虽然晶片旋转构件2与至少1个旋转辊301连接即可，但也可以与多个旋转辊301连接。
[0028] 保持构件3和晶片旋转构件2并不仅限于上述的结构，也可以按照以下那样构成。例如，也可以是，在保持构件3所具有的多个保持部30中，1个保持部30构成为旋转辊301绕旋转轴300旋转，其他的保持部30构成为旋转辊301相对于旋转轴300固定而不旋转。并且，如图1所示，晶片旋转构件2也可以是被配设成与晶片W的外周缘Wd抵接的晶片旋转用辊。在该情况下，通过使晶片旋转构件2自身旋转，能够使晶片W以保持构件3所保持的晶片W的中心Wo为轴进行旋转。进而，在本实施方式中，虽然在保持构件3上具有4个保持部30，但保持构件3所具有的保持部30至少为3个以上即可。
[0029] 图1所示的清洗辊40是将具有规定的厚度的海绵形成为圆筒形状而制成的，其旋转轴400o的轴向为图示的例中的Y轴方向。所使用的海绵例如是将聚氨酯发泡成形而制成的海绵或PVA海绵等。清洗辊40的外侧面40a成为与晶片W的下表面Wb接触而进行清洗的清洗面。清洗辊40的长度M1为晶片W的半径R1以上而不足晶片W的直径2R1。
[0030] 清洗辊旋转机构41具有插入到清洗辊40中的旋转轴410。如图3所示，在旋转轴410上形成有在其轴芯线上沿轴向(Y轴方向)延伸的清洗液提供路410a。多个分支路410b从清洗液提供路410a朝向旋转轴410的径向外侧延伸，该分支路410b在旋转轴410的外侧面开口。
[0031] 旋转轴410的-Y方向侧的一端经由联轴器等而与电动机411连结。通过将清洗辊40安装在旋转轴410上，成为清洗辊40的旋转轴400o和旋转轴410的旋转轴一致的状态。电动机411使旋转轴410旋转，由此，安装在旋转轴410上的清洗辊40也绕旋转轴400o旋转。
[0032] 旋转轴410的+Y方向侧的另一端与清洗液提供构件5连接。与构成清洗液提供构件5的清洗液提供源50连通的清洗液提供路50a经由旋转接头等而以能够拆下的方式与旋转轴410的另一端连结。
[0033] 如图3所示，安装有清洗辊40的旋转轴410以能够旋转的方式配设在清洗构件4的壳体43内，而使清洗辊40的外侧面40a在壳体43的上部露出。壳体43例如由大致长方形的底板43a和在壳体43的长度方向(Y轴方向)上相对的侧板43b、43c构成。在侧板43b、43c上分别形成有在厚度方向(Y轴方向)上贯通的具有轴承的未图示的贯通孔，旋转轴410通过该贯通孔而插通在壳体43中，旋转轴410的两端分别被侧板43b、43c支承。
[0034] 壳体43配设在仅将壳体43的+Y方向侧的一端支承为能够上下动作的支承台44上。支承台44例如由大致长方形的底板44a和分别从底板44a的两个长边的-Y方向侧的一部分立起设置的相对的两张侧板44b(在图3中仅图示了一张)构成。
[0035] 在将壳体43的一端侧配置在支承台44的两张侧板44b之间的状态下，通过在X轴方向上将支承轴44d插通在两张侧板44b和壳体43的侧板43b中，壳体43成为被支承轴44d支承在支承台44上的状态。
[0036] 在清洗辊40的一端40c侧，弹性部件440夹设在壳体43的底板43a与支承台44的底板44a之间。弹性部件440例如是弹簧，对清洗辊40的一端40c侧向上方施力。壳体43能够随着弹性部件440的伸缩而以支承轴44d为支点进行转动。如图3所示，在清洗辊40没有与晶片W接触的状态下，弹性部件440的长度为自然长度。另外，弹性部件440并不仅限于弹簧，也可以是橡胶柱等。
[0037] 支承台44配设在图3所示的升降构件45上。升降构件45例如是气缸，具有：有底圆筒状的缸筒450，在其内部具有未图示的活塞并在基端侧(-Z方向侧)具有底部；以及活塞杆451，其插入到缸筒450且其下端安装在活塞上。活塞杆451的上端固定在支承台44的底板
44a的下表面上。并且，缸筒450的基端侧与使清洗构件4在X轴Y轴平面上移动的移动机构46连接。
[0038] 向缸筒450提供空气(或者排出)而使缸筒450内部的内压变化，从而活塞杆451在Z轴方向上上下动作，清洗构件4相对于晶片W升降。另外，升降构件45并不仅限于气缸，例如，也可以是通过电动机使滚珠丝杠转动从而使清洗构件4升降的滚珠丝杠机构。
[0039] 清洗构件4具有贮存部430，在该贮存部430中贮存有清洗辊清洗液，该清洗辊清洗液在隔着清洗辊40的旋转轴400o与晶片W相反的一侧对清洗辊40进行清洗。在本实施方式中，贮存部430为壳体43的底板43a的上表面与清洗辊40的外侧面40a的下侧部分之间的空间。
[0040] 从清洗液提供源50提供的清洗液流入到旋转轴410的清洗液提供路410a，并进一步分流至多个分支路410b，从旋转轴410的侧面到达清洗辊40。并且，到达清洗辊40的清洗液从清洗辊40的内部在外侧面40a上在大范围的区域内渗出。从外侧面40a渗出的清洗液在壳体43的底板43a的上表面与清洗辊40的下表面侧之间因表面张力而贮存在贮存部430内。为了实现因表面张力将清洗液贮存在贮存部430内，例如，优选壳体43的底板43a的上表面与清洗辊40的下表面侧之间的距离例如大约为3mm～5mm。并且，优选从清洗液提供源50提供的清洗液的流量例如为1.5L/分钟。
[0041] 以下，使用图1和图3～5来说明在通过清洗装置1对晶片W进行清洗的情况下的清洗装置1的动作。
[0042] 由图1、3所示的清洗装置1清洗的晶片W例如是圆板状的半导体晶片，在晶片W的上表面Wa上形成有未图示的多个器件。例如，关于图3所示的晶片W，通过使中央部朝向+Z方向翘起而使晶片W的背面Wb朝向中央区域以中部凹陷的方式弯曲，但并不限于此，也可以是晶片W的上表面Wa和下表面Wb的两者都不凹陷而均为平坦面的晶片。
[0043] 首先，如图1所示，将晶片W搬送到清洗装置1上并进行晶片W与保持构件3的对位，成为晶片W的下表面Wb侧与清洗构件4相对的状态。然后，在将晶片W的中心Wo定位在连接4个保持部30而得的四边形中之后，各保持部30移动而成为各旋转辊301与晶片W的外周缘Wd抵接的状态，由此，通过4个保持部30对晶片W的外周缘Wd进行保持。并且，所保持的晶片W的中心Wo被定位在连接4个保持部30而得的四边形中。
[0044] 进而，进行保持在保持构件3上的晶片W的下表面Wb与清洗构件4的对位。例如，如图4所示，进行该对位以使清洗辊40的一端40c侧(被弹性部件440向上方施力的一侧)位于比晶片W的中心Wo稍微靠+Y方向侧的位置，且清洗辊40的另一端40b侧与晶片W的外周缘Wd接触。另外，也可以将清洗辊40相对于晶片W定位以使被弹性部件440向上方施力的一端40c侧与晶片W的外周缘Wd接触，并将被壳体43的侧板43b支承的另一端40b侧定位在比晶片W的中心Wo稍微靠+Y方向侧的位置。
[0045] 接着，向升降构件45的缸筒450提供空气而使活塞杆451上升，清洗辊40也随之上升，其外侧面40a与晶片W的下表面Wb接触。
[0046] 如图4所示，清洗辊40首先从一端40c侧与晶片W的下表面Wb接触。然后，当活塞杆451进一步上升时，弹性部件440缩短而使清洗辊40按照晶片W的下表面Wb的形状倾斜。进而，清洗辊40被按压在晶片W上，由此，清洗辊40按照晶片W的下表面Wb的形状变形，使清洗辊40与晶片W的下表面Wb的接触面积最大化。
[0047] 在该状态下，电动机411使旋转轴410以旋转轴400o为轴进行旋转，由此，固定在旋转轴410上的清洗辊40对晶片W的下表面Wb进行清洗。此时，从清洗液提供构件5对清洗辊40与晶片W的下表面Wb的接触部提供清洗液L。即，清洗液L从清洗液提供源50流入到旋转轴410的清洗液提供路410a，该清洗液L进一步分流至分支路410b，并经由清洗辊40的内部而到达清洗辊40与晶片W的下表面Wb的接触部。
[0048] 进而，图1所示的晶片旋转构件2使晶片W以晶片W的中心Wo为轴进行旋转，由此，清洗辊40进行晶片W的下表面Wb的整个面的清洗。
[0049] 流入到分支路410b的清洗液L也到达贮存部430，并因表面张力而贮存在壳体43的底板43a的上表面与清洗辊40的外侧面40a的下侧部分之间的贮存部430内。并且，到达并贮存在贮存部430中的清洗液L1作为清洗辊清洗液L1而发挥作用，该清洗辊清洗液L1在隔着清洗辊40的旋转轴400o与晶片W相反的一侧(-Z方向侧)对清洗辊40进行清洗。
[0050] 随着清洗辊40对晶片W的下表面Wb进行清洗，附着于晶片W的污垢会附着在清洗辊40的外侧面40a上。附着于该清洗辊40的污垢会随着清洗辊40的旋转而在贮存部430内被贮存部430中所贮存的清洗辊清洗液L1洗涤而从外侧面40a除掉。并且，如图5所示，在贮存部
430内，将清洗辊40的污垢洗掉之后从清洗辊40的外侧面40a的正下方朝向+X方向或-X方向流动的清洗辊清洗液L1不会贮存在贮存部430中，会从壳体43的底板43a的短边方向(X轴方向)两侧向壳体43的外部流下。因此，通过持续从清洗液提供源50提供清洗液L，贮存部430内被保持为贮存有恒定的量的清洁的清洗辊清洗液L1的状态。
[0051] 并且，在清洗中，如图4所示，由于弹性部件440缩短而使壳体43按照晶片W的下表面Wb的形状倾斜，因此在清洗辊40的旋转轴400o方向上，贮存部430也倾斜成从清洗辊40的一端40c朝向另一端40b变低。因此，贮存在贮存部430内的清洗辊清洗液L1一边将清洗辊40的污垢洗掉一边从清洗辊40的一端40c朝向另一端40b流动，并在清洗辊40的另一端40b侧从壳体43的底板43a的短边方向(X轴方向)两侧向壳体43的外部流下。因此，通过持续从清洗液提供源50提供清洗液L，以更高的水平将贮存部430内保持为贮存有恒定的量的清洁的清洗辊清洗液L1的状态。
[0052] 这样，由于本发明的清洗装置1的清洗构件4具有贮存部430，在该贮存部430中贮存有清洗辊清洗液，该清洗辊清洗液在隔着清洗辊40的旋转轴400o与晶片W相反的一侧对清洗辊40进行清洗，因此即使因晶片W的清洗而在清洗辊40上附着污垢，也能够通过贮存部430中所贮存的清洗辊清洗液L1对清洗辊40进行清洗，降低因附着有污垢的清洗辊40而使晶片污染的可能性，提高晶片清洗效果。
[0053] 并且，由于贮存部430在清洗辊40的旋转轴400o方向(X轴方向)上倾斜成从清洗辊40的一端40c朝向另一端40b变低，所以所提供的清洗辊清洗液L1在贮存部430内从清洗辊
40的一端40c朝向另一端40b流动，因此被污染的清洗辊清洗液L1不会滞留在贮存部430内，能够总是以清洁的清洗辊清洗液L1对清洗辊40进行清洗。
[0054] 本发明的清洗装置1并不仅限于上述实施方式，并且，在附图中图示的清洗装置1的各结构的大小或形状等也并不仅限于此，能够在发挥本发明的效果的范围内进行适当变更。
[0055] 例如，如图6所示，也可以构成为，在清洗构件4的壳体43的侧板43c的下部形成有在厚度方向(Y轴方向)上贯通的清洗辊清洗液提供口431，经由该清洗辊清洗液提供口431而对贮存部430提供清洗辊清洗液L1。在该情况下，清洗辊清洗液提供口431形成在清洗辊40的一端40c侧。
[0056] 在将清洗辊清洗液提供口431设置于壳体43的侧板43c的情况下，与清洗液提供源50连通的清洗液提供路50a例如分支成两股，与旋转轴410连通并且也与清洗辊清洗液提供口431连通。
[0057] 并且，如图7所示，也可以构成为，壳体43具有两个分别从底板43a的长边立起设置的侧板43d，仅顶面部分开口。
[0058] 关于通过具有对贮存部430提供清洗辊清洗液L1的清洗辊清洗液提供口431的清洗装置4对晶片W进行清洗的情况，以下进行说明。如图6所示，将清洗辊40推抵在晶片W上而使清洗辊40与晶片W的下表面Wb的接触面积最大化之后，使晶片W以晶片W的中心Wo为轴进行旋转，通过清洗辊40来进行晶片W的下表面Wb的整个面的清洗。
[0059] 当清洗液L从清洗液提供源50流入到旋转轴410的清洗液提供路410a时，该清洗液L进一步分流至分支路410b，从清洗辊40的内部到达清洗辊40与晶片W的下表面Wb的接触部。并且，从分支路410b流入到贮存部430的清洗液L作为对清洗辊40进行清洗的清洗辊清洗液L1而发挥作用。进而，从清洗液提供源50经由清洗辊清洗液提供口431而直接流入到贮存部430的清洗液L也作为清洗辊清洗液L1而发挥作用。
[0060] 附着于清洗辊40的污垢随着清洗辊40的旋转而在贮存部430内被贮存部430中所贮存的清洗辊清洗液L1洗涤而从外侧面40a除掉。并且，如图7所示，为了使在贮存部430内将清洗辊40的污垢洗掉的清洗辊清洗液L1越过壳体43的侧壁43d而从贮存部430内排出，进行使从清洗液提供源50提供的清洗液L的提供量比图5所示的实施方式中的提供量增加等调整。通过以这种方式对清洗液L的提供量进行调整，能够一边可靠地确保贮存部430中的清洗液L的贮存功能，一边将使用完的清洗液排出到外部。
