JP2004335835A - Device for manufacturing semiconductor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はウェハステージ上に付着する異物を除去する方法を備えた半導体製造装置である。
【0002】
【従来の技術】
エッチング、スパッタなどの半導体製造工程では異物がウェハ裏面に付着すると、ウェハ処理に異常が発生し、歩留まり低下の要因となる。
【0003】
それを改善する目的として、特許文献1に示されているような、ウェハ表面に粘着シートを貼り付けた異物除去ウェハが存在する。
【0004】
図7は従来の粘着シート貼り付けウェハを図示したものである。図7(a)はウェハ1全面の上面図であり、図7(b)はウェハ1周辺の断面図である。
【0005】
粘着シート2貼り付けウェハ1は、粘着シート2のサイズはウェハ1サイズに対し小さいものである。現状市販されている粘着シート2貼り付けウェハ1は粘着シート2のサイズはウェハ1サイズ200mmに対して198mmである。
【0006】
図8は、従来の粘着シート2貼り付けウェハ1の異物除去のメカニズムを示している。
【0007】
図8(a)に示すように、ステージ3上の異物4が粘着シート2サイズに対し十分内側に存在していた場合、異物4は、粘着シート2面に張り付くことで捕獲できる。したがって、図8(b)に示すように粘着シート2貼り付けウェハ1を機械的に搬出することで、ステージ3上から異物4は除去される。
【0008】
【特許文献1】
特開平10−321488号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従来はウェハ1上の品質保証が従来ウェハ1エッジ5mmであり、ステージ3上の不活性ガスの導入部がエッジ5mm前後に存在していた。この場合、ウェハ1サイズ200mmに対して198mm粘着シート2サイズでは問題はなかった。
【0010】
しかしながら、ウェハ1上の品質保証がエッジ3mmと外周まで広がるにつれ、プロセスの特性を同様に外周3mmまで確保することにある。そのために、ステージ3上の不活性ガスの導入部が従来の5mmに対し更に、エッジ2mmに移動しており、この場合、従来の市販されている粘着シート2貼り付けウェハ1では、不活性ガスの漏れ量増加のトラブルに対応できないという課題が新たに発生した。
【0011】
図9はウェハ1エッジ近傍の断面図を図示している。
【0012】
図9(a)に示すように198mmの粘着シート2サイズでは、ウェハ1のバジェットを除くと約0.65mm程度、ウェハ1の平坦部(ミラー面)が覆われていない。
【0013】
したがって図9(b)に示すように、ステージ3のエッジ近傍、具体的にはエッジ1mm近傍に異物4が存在した場合、粘着シート2貼り付けウェハ1を静電チャックによりステージ3上に吸着させても異物4は粘着シート2の貼り付け範囲外のため捕獲されずに、粘着シート2貼り付けウェハ1を機械的に搬出しても、異物4はそのままステージ3上に残存する。それにより不活性ガスの漏れの増大を防止することはできなかった。
【0014】
すなわち、上記に記載した粘着シート2の大きさが、ウェハ1のサイズに比べ小さいため、ステージ3のエッジ近傍に付着した異物4については捕獲できず、不活性ガスの漏れを防ぐ事が出来ない。
【0015】
また、粘着シート2は、帯電量がSiウェハ1に対しはるかに弱く、静電チャックを吸着させる際にも、時間が短いと、所望の吸着力が得られず、ステージ3上の異物4を捕獲できないこともある。
【0016】
そのような状態では、異物4による不活性ガスの漏れの増大を改善することが出来ない為、真空チャンバーを大気開放してウエットメンテナンスにより、ステージ3上の異物4を除去する必要があり、粘着シート2貼り付けウェハ1のメリットが活かせないことがある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる第1の半導体製造装置は、半導体基板と、半導体基板の裏面に形成した粘着シートからなる半導体製造装置において、粘着シートは半導体基板のバジェット部以外を覆うことを特徴とするものである。
【0018】
なお本発明に係わる第1の半導体製造装置は、粘着シートの大きさは半導体基板の直径から1mm縮小したことを特徴とするものである。
【0019】
なお本発明に係わる第1の半導体製造装置は、半導体基板は200mmの円形形状であり、粘着シートは199mmであることがより好ましい。
【0020】
本発明に係わる第2の半導体製造装置は、半導体基板と、半導体基板の裏面に形成した粘着シートからなる半導体製造装置において、粘着シートは第1の粘着シートと、前記第1の粘着シートの外周を覆う第2の粘着シートから構成されることを特徴とするものである。
【0021】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について、図1を用いて説明する。
【0022】
図1(a)に示すように、粘着シート12のサイズは、ウェハ11の平坦面を全て覆うサイズであることが必要である。
【0023】
その製造方法は粘着シート12材料をスピンコートにより塗布することが理想であるが、現状パンチングでのウェハ11サイズは、図1(b)に示すようにウェハ11のバジェット部13のサイズを差し引いたサイズであることが必要である。
【0024】
バジェット部13のサイズは通常0.375mm程度であることから、粘着シート12のサイズは199.25mmにすることが必要であり、かつウェハ11のバジェット部13と粘着シート12端面の距離14は、極力0に近づける必要がある事から、199±0.25mmと規格化する必要がある(以降、199mmと略す)。
【0025】
これにより、図2に示すようにウェハ11の平坦面をすべて粘着シート12で覆うことで、図2(a)に示すように粘着シート12貼り付けウェハ11を静電チャックによりステージ15上に吸着させることでステージ15上に存在する異物16が、中央部またはエッジ近傍部であろうと、捕獲することが可能となる。
【0026】
また、図2(b)に示すように粘着シート12貼り付けウェハ11を真空チャンバーより搬出することで、ステージ15上の異物16がステージ15上より除去されるため、不活性ガスの漏れの増大を防止することができる。
【0027】
従来の粘着シート12サイズ198mmの場合と199mmとを不活性ガス漏れ量のリカバリー実験を実施した。その結果データを図3に示す。
【0028】
粘着シート12サイズが198mmの場合、5slの粘着シート12貼り付けウェハ11を使用しても、30sccmの不活性ガスの漏れ量が、5sccm改善したに過ぎず、これでは設備の運用規格(上限規格:16sccm)を満たすことはできない。
【0029】
しかしながら、粘着シート12サイズ199mmの場合、当初30sccm程度の不活性ガスの漏れ量が、1sl処理で13.9sccmとなり不活性ガスの漏れ量が規格内に抑制できる。
【0030】
また3sl処理することでさらに12.8sccmと通常の処理状態まで改善した。この粘着シート12サイズ199mmにすることで、エッジ近傍の異物16を確実に除去していることを示し、それ以降処理枚数を増やしても不活性ガスの漏れ量の低減は殆ど見られない。
【0031】
このことから、粘着シート12貼り付けウェハ11は、3slの粘着シート12貼り付けウェハ11を処理することで不活性ガスの漏れの増大に対して改善する事が確認出来る。
【0032】
また、粘着シート12のサイズを199.25mmより大きくした場合では、バジェット部13を覆うことになり、ウェハ11カセットの異物16を粘着シート12で捕獲し、その状態で、ステージ15上に搬送された場合、その異物16が逆にステージ15上に落下し、真空チャンバーを汚染する可能性が高まる。
【0033】
また、その部分では、ステージ15との間に隙間が存在し、そこにステージ15上の異物16が存在していた場合、捕獲できないことになり、不活性ガスの漏れの増大に対する効果はない。
【0034】
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態について図4を用いて説明する。
【0035】
図4では2種類の粘着シート12を用いている。
【0036】
粘着シート12の粘着力は弾性率(ヤング率)で表されるのが一般的である。つまり、弾性率は、粘着シート12が100%伸長するのに必要な荷重を指し、粘着シート12の弾性率が小さいほど、粘着シート12の粘着力は強くなる。
【0037】
従来の粘着シート12の粘着力は弾性率で300〜600MPa程度のものであり、第1の実施形態での粘着シート12貼り付けウェハ11においてステージ15上の異物16の除去効果を向上させるために、ステージ15の表面は不活性ガスの導入溝等を加工してあるため凹凸であることが多く、その凹凸によるステージ15上の異物16を除去するには、通常、粘着力を弾性率で150〜299MPa程度に強化し、ステージ上の異物16除去率を向上している。
【0038】
しかしながら、粘着シート12の粘着力を向上させることは、ウェハ11を真空チャンバー内のステージ15から、特にステージ15の表面粗さ(ラフネス Ra)Ra=1.0μm以下の場合、原子間力等の影響で、ステージ15に貼り付いて剥れなくなり、ステージ15から搬出できないトラブルが発生してしまう。
【0039】
そこで図4に示す2種類の粘着シート12を貼り付けた粘着シート12貼り付けウェハ11においては、シリコンウェハ11上に従来の弾性率300〜600MPaの粘着シート12aを貼り付け、その外周に弾性率150〜299MPa程度に強化した粘着シート12bを貼り付ける。その粘着シート12の貼るエリアの決定方法は、単位面積当たりの吸着力の積分値によって決定する。
【0040】
図5にそのステージ表面形状と吸着力の特性を用いて説明する。図5(a)に示したステージ15形状に対して、図5(b)にこのステージ15上ウェハ11の吸着力の面内分布を示している。
【0041】
このステージ15では、外周に行くほどウェハ11との間隔が広がるため、ステージ15にウェハ11が吸着する力は中心に比べ減少する。それに伴い、ウェハ11の中心と同様の粘着力を得るためには外周部の粘着シート12bを強化する必要がある。
【0042】
その粘着力の設計と粘着シート12の貼り付け面積の決定は、ウェハ11吸着力の単位面積当たりの積分値より決定することが望ましい。
【0043】
ステージ15の形状等は、個々の設備によって違うことから、図5(b)のようなウェハ11の吸着力の特性をそれぞれに求め、その結果から、粘着シート12aと粘着シート12bの粘着力を粘着シート12a<粘着シート12bと設計することと、ステージ15と粘着シート12貼り付け面積を決定することで、ステージ15からの剥離性を向上させ、かつステージ15吸着力の弱い周辺部においても異物16を効果的に除去率を向上することで、不活性ガスの漏れ増大を抑制することが出来る。
【0044】
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態について図6を用いて説明する。
【0045】
図6は粘着シート12貼り付けウェハ11の静電チャックへの吸着時間と電圧特性を示すものである。この粘着シート12貼り付けウェハ11のシートの誘電率ε2〜10程度を使用する。
【0046】
しかしながら、その粘着シート12の膜厚は100μm〜200μmの厚みが有るため、静電チャックに電圧を印加しても、容量が少ないため吸着力は、従来のSiウェハ11又は、裏面がSiO膜つきのウェハ11に比べ弱い。そのため、ステージ15上に粘着シート12貼り付けウェハ11を静電チャックを用いて吸着する際、所定の吸着力が得られず、ステージ15上に存在する異物を完全に捕獲することができなかった。
【0047】
具体的には、ステージ15上に印加する電圧を700Vとした場合、Siウェハ11では、1秒以内に所望の吸着力を得ることができた。しかしながら、粘着シート12貼り付けウェハ11においては、ステージ15上に700V印加しても、所望の吸着力を得るにはかなりの時間がかかり、半導体製造設備が異常と認識してしまい、使用できない。
【0048】
そこで粘着シート12貼り付けウェハ11がステージ15上で所望の吸着力を得るのに必要な時間を調査した。結果、ステージ15上に700Vの電圧を印加した場合、30sec後に所望の吸着力を得ることができることが判明した。
【0049】
またステージ15上に印加する電圧によって所望の吸着力を得るには、この特性曲線で示される時間以上に吸着していなければならないことがわかり、従来では、枚数を処理することでステージ15上の異物16を捕獲していたが、これによりさらに少ない枚数で確実に、ステージ15上の異物が捕獲でき、不活性ガスの漏れを確実に防止することができる。
【0050】
【発明の効果】
本発明では、上述したように粘着シート貼り付けウェハの粘着シートサイズを従来品の198mmより1mm広げ199±0.25mmとし、ウェハバジェット部以外の平坦面をすべて覆うことで、ステージのエッジ近傍に存在した異物をも確実に除去することができ、不活性ガスの漏れを防止することができる。
【0051】
また、ステージに印加する電圧によって処理する時間を指定することで、所望の吸着力を獲得し、従来に比べて少ない枚数で、確実にステージ上の異物を捕獲し、不活性ガスの漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の粘着シート貼り付けウェハとその断面構造図
【図2】本発明の粘着シートのサイズと異物除去の説明図
【図3】粘着シート貼り付けウェハの処理枚数と不活性ガス漏れ量の特性図
【図4】二種類の粘着シートを貼り付けた粘着シート貼り付けウェハの図
【図5】ステージ形状と、ウェハ吸着力と粘着シートの粘着力の特性図
【図6】粘着シート貼り付けウェハの静電チャックへの吸着時間と電圧特性図
【図7】従来の粘着シート貼り付けウェハとその断面構造図
【図8】従来の粘着シートのサイズと異物除去の説明図(その1)
【図9】従来の粘着シートのサイズと異物除去の説明図(その2)
【符号の説明】
1 ウェハ
2 粘着シート
3 ステージ
4 異物
11 ウェハ
12 粘着シート
13 バジェット部
14 バジェット部と粘着シート端部の距離
15 ステージ
16 異物[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is a semiconductor manufacturing apparatus provided with a method for removing foreign matter adhering on a wafer stage.
[0002]
[Prior art]
In a semiconductor manufacturing process such as etching and sputtering, if foreign matter adheres to the back surface of the wafer, an abnormality occurs in wafer processing, which causes a reduction in yield.
[0003]
For the purpose of improving this, there is a foreign matter removal wafer having an adhesive sheet adhered to the wafer surface as shown in
[0004]
FIG. 7 illustrates a conventional adhesive sheet bonded wafer. FIG. 7A is a top view of the entire surface of the
[0005]
The size of the pressure-sensitive
[0006]
FIG. 8 shows a conventional mechanism for removing foreign matter from the
[0007]
As shown in FIG. 8A, when the
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-32488
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, the quality assurance on the
[0010]
However, as the quality assurance on the
[0011]
FIG. 9 is a sectional view showing the vicinity of the edge of the
[0012]
As shown in FIG. 9A, when the size of the
[0013]
Therefore, as shown in FIG. 9B, when the
[0014]
That is, since the size of the pressure-sensitive
[0015]
Further, the pressure-sensitive
[0016]
In such a state, it is impossible to improve the increase of the leakage of the inert gas due to the
[0017]
[Means for Solving the Problems]
A first semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention is a semiconductor manufacturing apparatus comprising a semiconductor substrate and an adhesive sheet formed on a back surface of the semiconductor substrate, wherein the adhesive sheet covers a portion other than the budget portion of the semiconductor substrate. is there.
[0018]
The first semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention is characterized in that the size of the adhesive sheet is reduced by 1 mm from the diameter of the semiconductor substrate.
[0019]
In the first semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, it is more preferable that the semiconductor substrate has a circular shape of 200 mm and the pressure-sensitive adhesive sheet has a size of 199 mm.
[0020]
A second semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention is a semiconductor manufacturing apparatus comprising a semiconductor substrate and an adhesive sheet formed on the back surface of the semiconductor substrate, wherein the adhesive sheet comprises a first adhesive sheet and an outer periphery of the first adhesive sheet. And a second pressure-sensitive adhesive sheet covering the second adhesive sheet.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0022]
As shown in FIG. 1A, the size of the
[0023]
Ideally, the manufacturing method is to apply the material of the
[0024]
Since the size of the budget part 13 is usually about 0.375 mm, the size of the
[0025]
As a result, as shown in FIG. 2, the entire flat surface of the wafer 11 is covered with the
[0026]
In addition, as shown in FIG. 2B, the
[0027]
A recovery experiment of the amount of inert gas leakage was performed between the case of the
[0028]
When the size of the
[0029]
However, when the pressure-
[0030]
The 3sl treatment further improved the normal processing state to 12.8 sccm. By setting the size of the
[0031]
From this, it can be confirmed that the adhesive sheet 12-attached wafer 11 is improved by increasing the inert gas leakage by treating the adhesive sheet 12-attached wafer 11 of 3 sl.
[0032]
When the size of the pressure-
[0033]
In addition, in that part, a gap exists between the
[0034]
(Second embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0035]
In FIG. 4, two types of
[0036]
The adhesive force of the
[0037]
The adhesive force of the conventional pressure-
[0038]
However, improving the adhesive strength of the
[0039]
Therefore, in the
[0040]
FIG. 5 illustrates the characteristics of the stage surface shape and the attraction force. FIG. 5B shows the in-plane distribution of the attraction force of the wafer 11 on the
[0041]
In the
[0042]
The design of the adhesive force and the determination of the area to which the
[0043]
Since the shape and the like of the
[0044]
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0045]
FIG. 6 shows the adsorption time of the wafer 11 with the
[0046]
However, the pressure-
[0047]
Specifically, when the voltage applied to the
[0048]
Then, the time required for the adhesive sheet 12-attached wafer 11 to obtain a desired suction force on the
[0049]
In addition, it is understood that in order to obtain a desired suction force by the voltage applied to the
[0050]
【The invention's effect】
In the present invention, as described above, the size of the pressure-sensitive adhesive sheet of the pressure-sensitive adhesive sheet-attached wafer is increased by 1 mm from 198 mm of the conventional product to 199 ± 0.25 mm, and covers all flat surfaces other than the wafer budget portion. Existing foreign substances can be reliably removed, and leakage of inert gas can be prevented.
[0051]
In addition, by specifying the processing time by the voltage applied to the stage, a desired adsorption force is obtained, the number of foreign objects on the stage is reliably captured with a smaller number of sheets, and leakage of inert gas is prevented. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of the pressure-sensitive adhesive sheet-attached wafer of the present invention and its cross-sectional structure. FIG. 2 is an explanatory view of the size of the pressure-sensitive adhesive sheet of the present invention and foreign matter removal. FIG. Characteristic diagram of leakage amount [Fig. 4] Diagram of wafer with two types of adhesive sheets attached [Fig. 5] Stage shape and characteristic diagram of wafer suction force and adhesive force of adhesive sheet [Fig. 6] Adhesion FIG. 7 is a diagram showing the adsorption time and voltage characteristic of the sheet-attached wafer to the electrostatic chuck. FIG. 7 is a conventional adhesive sheet-attached wafer and its cross-sectional structure. FIG. 1)
FIG. 9 is an explanatory view of a conventional pressure-sensitive adhesive sheet size and foreign matter removal (part 2).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記粘着シートは前記半導体基板のバジェット部以外を覆うことを特徴とする半導体製造装置。In a semiconductor manufacturing apparatus comprising a semiconductor substrate and an adhesive sheet formed on a back surface of the semiconductor substrate,
The semiconductor manufacturing apparatus, wherein the pressure-sensitive adhesive sheet covers a portion other than a budget portion of the semiconductor substrate.
前記粘着シートの大きさは前記半導体基板の直径から1mm縮小したことを特徴とする半導体製造装置。The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1,
A semiconductor manufacturing apparatus, wherein the size of the pressure-sensitive adhesive sheet is reduced by 1 mm from the diameter of the semiconductor substrate.
前記粘着シートは第1の粘着シートと、前記第1の粘着シートの外周を覆う第2の粘着シートから構成されることを特徴とする半導体製造装置。In a semiconductor manufacturing apparatus comprising a semiconductor substrate and an adhesive sheet formed on a back surface of the semiconductor substrate,
The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the pressure-sensitive adhesive sheet includes a first pressure-sensitive adhesive sheet and a second pressure-sensitive adhesive sheet covering an outer periphery of the first pressure-sensitive adhesive sheet.
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- 2003-05-09 JP JP2003131357A patent/JP2004335835A/en not_active Withdrawn
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