JP2012151270A - スピンナー洗浄装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】被加工物に洗浄液を噴射することによって切削屑が混入したミストが飛散しても、この飛散したミストに混入されている切削屑が再び被加工物の表面に付着することがないスピンナー洗浄装置を提供する。
【解決手段】被加工物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に保持された被加工物に洗浄液を噴射する噴射口を有する洗浄液噴射ノズルを備えた洗浄液噴射機構とを具備するスピンナー洗浄装置であって、洗浄液噴射ノズルの噴射口の背部を覆って配設された集塵傘と、集塵傘に設けられた吸引口に一端が連通して配設された吸引チューブと、吸引チューブの他端が接続された吸引源とを具備するミスト吸引手段を備えている。
【選択図】図6

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物の表面を洗浄するためのスピンナー洗浄装置に関する。
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にIC、LSI等のデバイスを形成する。このように形成された半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。また、サファイア基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、半導体ウエーハ等のウエーハを保持する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ブレードを備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを切削送り方向に相対的に切削送りする切削送り手段と、切削手段によって切削されたウエーハを洗浄する洗浄手段を具備している。この洗浄手段としては、ウエーハ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に保持されたウエーハに洗浄液を噴射する噴射口を有する洗浄液噴射ノズルを備えた洗浄液噴射機構とを具備するスピンナー洗浄装置が用いられている。(例えば、特許文献1参照。)
特開2006−128359号公報
而して、切削加工されたウエーハをスピンナー洗浄装置のスピンナーテーブル上に保持し、スピンナーテーブルを回転しつつスピンナーテーブルに保持されたウエーハの表面に洗浄液噴射ノズルから洗浄液を噴射すると、洗浄によって切削屑が混入したミストが飛散して浮遊し、この浮遊したミストに混入されている切削屑が落下して再びウエーハの表面に付着するため、高精度な洗浄ができないという問題がある。
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、被加工物に洗浄液を噴射することによって切削屑が混入したミストが飛散しても、この飛散したミストに混入されている切削屑が再び被加工物の表面に付着することがないスピンナー洗浄装置を提供することである。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工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に保持された被加工物に洗浄液を噴射する噴射口を有する洗浄液噴射ノズルを備えた洗浄液噴射機構と、を具備するスピンナー洗浄装置において、
該洗浄液噴射ノズルの噴射口の背部を覆って配設された集塵傘と、該集塵傘に設けられた吸引口に一端が連通して配設された吸引チューブと、該吸引チューブの他端が接続された吸引源とを具備するミスト吸引手段を備えている、
ことを特徴とするスピンナー洗浄装置が提供される。
本発明によるスピンナー洗浄装置は、スピンナーテーブルに保持された被加工物に洗浄液を噴射する洗浄液噴射機構を構成する洗浄液噴射ノズルの噴射口の背部を覆って配設された集塵傘と、該集塵傘に設けられた吸引口に一端が連通して配設された吸引チューブと、該吸引チューブの他端が接続された吸引源とを具備するミスト吸引手段を備えているので、スピンナーテーブル上に保持された被加工物の表面に洗浄液噴射ノズルの噴射口から洗浄液が噴射されることによって飛散する切削屑が混入したミストは、噴射口の背部を覆って配設された集塵傘内に取り込まれ、吸引口から吸引チューブを介して吸引される。このため、上述したように飛散した切削屑が混入されたミストが浮遊することはないため、飛散した切削屑が混入したミストが落下して再び洗浄後の被加工物の表面に付着することがなく、高精度な洗浄が可能となる。
本発明に従って構成されたスピンナー洗浄装置を装備した切削機の斜視図。 図1に示す切削機に装備された本発明に従って構成されたスピンナー洗浄装置の一部を破断して示す斜視図。 図2に示すスピンナー洗浄装置のスピンナーテーブルを被加工物搬入・搬出位置に位置付けた状態を示す説明図。 図2に示すスピンナー洗浄装置のスピンナーテーブルを作業位置に位置付けた状態を示す説明図。 図2に示すスピンナー洗浄装置の洗浄液供給機構を構成する洗浄液噴射ノズルの要部断面図。 図2に示すスピンナー洗浄装置に装備されるミスト吸引手段の一部を破断して示す説明図。
以下、本発明に従って構成されたスピンナー洗浄装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1には、本発明に従って構成されたスピンナー洗浄装置を装備した切削機の斜視図が示されている。
図1に示す切削機1は、略直方体状の装置ハウジング2を具備している。この装置ハウジング2内には、被加工物を保持するチャックテーブル3が切削送り方向である矢印Xで示す方向(X軸方向)に移動可能に配設されている。チャックテーブル3は、吸着チャック支持台31と、該吸着チャック支持台31上に配設された吸着チャック32を具備しており、該吸着チャック32の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル3は、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。なお、チャックテーブル3には、被加工物として後述するウエーハをダイシングテープを介して支持する環状のフレームを固定するためのクランプ33が配設されている。このように構成されたチャックテーブル3は、図示しない切削送り手段によって、矢印Xで示す切削送り方向(X軸方向)に移動せしめられるようになっている。
図1に示す切削機1は、切削手段としてのスピンドルユニット4を具備している。スピンドルユニット4は、切削送り方向(X軸方向)と直交する矢印Yで示す割り出し送り方向(Y軸方向)に沿って配設されている。スピンドルユニット4は、図示しない割り出し送り手段によって割り出し送り方向(Y軸方向)に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図1において矢印Zで示す切り込み送り方向(Z軸方向)に移動せしめられるようになっている。このスピンドルユニット4は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向(Y軸方向)および切り込み方向(Z軸方向)に移動調整されるスピンドルハウジング41と、該スピンドルハウジング41に回転自在に支持された回転スピンドル42と、該回転スピンドル42の前端部に装着された切削ブレード43とを具備している。回転スピンドル42は、図示しないサーボモータによって回転せしめられるように構成されている。
図示の実施形態における切削機1は、上記チャックテーブル3上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード43によって切削すべき領域を検出するための撮像手段5を具備している。この撮像手段5は、顕微鏡やCCDカメラ等の光学手段からなっており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。また、切削機1は、撮像手段5によって撮像された画像を表示する表示手段6を具備している。
上記装置ハウジング2におけるカセット載置領域11aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル111が配設されている。このカセット載置テーブル111は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル111上には、被加工物としての半導体ウエーハ10を収容するカセット11が載置される。カセット11に収容される半導体ウエーハ10は、表面に格子状のストリートが形成されており、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域にIC、LSI等のデバイスが形成されている。このように形成された半導体ウエーハ10は、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に裏面が貼着された状態でカセット11に収容される。
また、図示の実施形態における切削機1は、上記カセット載置テーブル111上に載置されたカセット11に収容されている半導体ウエーハ10(環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持されている状態)を仮置きテーブル12に搬出するウエーハ搬出・搬入手段13と、仮置きテーブル12に搬出された半導体ウエーハ10を上記チャックテーブル3上に搬送する第1のウエーハ搬送手段14と、チャックテーブル3上で切削加工された半導体ウエーハ10を洗浄するスピンナー洗浄装置7と、チャックテーブル3上で切削加工された半導体ウエーハ10をスピンナー洗浄装置7へ搬送する第2のウエーハ搬送手段15を具備している。
次に、上記スピンナー洗浄装置7について、図2乃至図6を参照して説明する。
図示の実施形態におけるスピンナー洗浄装置7は、図2に示すようにスピンナーテーブル機構71と、該スピンナーテーブル機構71を包囲して配設された水受け手段72を具備している。スピンナーテーブル機構71は、スピンナーテーブル711と、該スピンナーテーブル711を回転駆動する回転駆動手段としての電動モータ712と、該電動モータ712を上下方向に移動可能に支持する支持手段713を具備している。スピンナーテーブル711は多孔性材料から形成された吸着チャック711aを具備しており、この吸着チャック711aが図示しない吸引手段に連通されている。従って、スピンナーテーブル711は、吸着チャック711aに被加工物であるウエーハを載置し図示しない吸引手段により負圧を作用せしめることにより吸着チャック711a上にウエーハを保持する。電動モータ712は、その駆動軸712aの上端に上記スピンナーテーブル711を連結する。上記支持手段713は、複数本(図示の実施形態においては3本)の支持脚713aと、該支持脚713aをそれぞれ連結し電動モータ712に取り付けられた複数本(図示の実施形態においては3本)のエアシリンダ713bとからなっている。このように構成された支持手段713は、エアシリンダ713bを作動することにより、電動モータ712およびスピンナーテーブル711を図3に示す上方位置である被加工物搬入・搬出位置と、図4に示す下方位置である作業位置に位置付ける。
上記水受け手段72は、洗浄液受け容器721と、該洗浄液受け容器721を支持する3本(図2には2本が示されている)の支持脚722と、上記電動モータ712の駆動軸712aに装着されたカバー部材723とを具備している。洗浄液受け容器721は、図3および図4に示すように円筒状の外側壁721aと底壁721bと内側壁721cとからなっている。底壁721bの中央部には上記電動モータ712の駆動軸712aが挿通する穴721dが設けられおり、この穴721dの周縁から上方に突出する内側壁721cが形成されている。また、図2に示すように底壁721bには排液口721eが設けられており、この排液口721eにドレンホース724が接続されている。上記カバー部材723は、円盤状に形成されており、その外周縁から下方に突出するカバー部723aを備えておる。このように構成されたカバー部材723は、電動モータ712およびスピンナーテーブル711が図4に示す作業位置に位置付けられると、カバー部723aが上記洗浄液受け容器721を構成する内側壁721cの外側に隙間をもって重合するように位置付けられる。
図示の実施形態におけるスピンナー洗浄装置7は、上記スピンナーテーブル711に保持された加工後の被加工物である半導体ウエーハ10に洗浄液を供給するための洗浄液供給機構74を具備している。洗浄液供給機構74は、スピンナーテーブル711に保持されたウエーハに向けて洗浄液を供給する洗浄液噴射ノズル741と、該洗浄液噴射ノズル741を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ742を備えている。洗浄液噴射ノズル741は、水平に延び先端部が下方に屈曲され先端に噴射口741aを備えたノズル部741bと、該ノズル部741bの基端から下方に延びる支持部741cとからなっており、支持部741cが上記収容容器721を構成する底壁721bに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設されている。洗浄液噴射ノズル741のノズル部741bは、図5に示すように洗浄液通路741dとエアー通路741eを備えており、洗浄液通路741dが図示しない洗浄液供給手段に接続されており、エアー通路741eが図示しないエアー供給手段に接続されている。なお、洗浄液通路741dに接続された図示しない洗浄液供給手段は0.2Mpaの洗浄液を供給し、エアー通路741eに接続された図示しないエアー供給手段は0.3Mpaのエアーを供給するように構成されている。上記洗浄液噴射ノズル741の支持部741cが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部741cとの間をシールするシール部材(図示せず)が装着されている。
図示の実施形態におけるスピンナー洗浄装置7は、上記洗浄液噴射ノズル741から洗浄液が噴射されることによって飛散するミストを吸引するためのミスト吸引手段75を備えている。このミスト吸引手段75は、図6に示すように洗浄液噴射ノズル741のノズル部741bに装着され噴射口741aの背部を覆って配設された集塵傘751と、該集塵傘751に設けられた吸引口751aに一端が連通して配設された吸引チューブ752と、該吸引チューブ752の他端が接続された吸引源753とからなっている。集塵傘751はポリエチレンテレフタレート(PET)等の合成樹脂によって上端から下方に向けて広がるテーパー状に形成されており、上端部には上記洗浄液噴射ノズル741のノズル部741bと嵌合する嵌合筒部751bが形成されている。この嵌合筒部751bをノズル部741bに嵌合し、接着剤によってノズル部741bに装着する。また、集塵傘751の中間部には吸引口751aが設けられており、この吸引口751aの外周縁から外方に突出する接続筒751cが設けられている。このように構成された集塵傘751の接続筒751cに吸引チューブ752の一端部を嵌合することにより、集塵傘751の吸引口751aに吸引チューブ752を連通せしめる。このように集塵傘751の接続筒751cに接続された吸引チューブ752の他端が吸引源753に接続される。
図2乃至図4を参照して説明を続けると、図示の実施形態におけるスピンナー洗浄装置7は、上記スピンナーテーブル711に保持された加工後の被加工物である半導体ウエーハ10にエアーを供給するためのエアー供給機構76を具備している。エアー供給機構76は、スピンナーテーブル711に保持された洗浄後の被加工物である半導体ウエーハ10に向けてエアーを噴出するエアーノズル761と、該エアーノズル761を揺動せしめるための正転・逆転可能な電動モータ762を備えており、該エアーノズル761が図示しないエアー供給手段に接続されている。エアーノズル761は、水平に延び先端部が下方に屈曲され先端に噴射口761aを備えたノズル部761bと、該ノズル部761bの基端から下方に延びる支持部761cとからなっており、支持部761cが上記洗浄液受け容器721を構成する底壁721bに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設されている。なお、エアーノズル761の支持部761cが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部761cとの間をシールするシール部材(図示せず)が装着されている。
次に、上述したように構成されたスピンナー洗浄装置7を装備した切削機1の作用について説明する。
カセット載置テーブル111上に載置されたカセット11の所定位置に収容されている半導体ウエーハ10(環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持されている状態)は、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル111が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、ウエーハ搬出・搬入手段13が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハ10を仮置きテーブル12上に搬出する。仮置きテーブル12に搬出された半導体ウエーハ10は、第1のウエーハ搬送手段14の旋回動作によって上記チャックテーブル3上に搬送される。
チャックテーブル3上に半導体ウエーハ10が載置されたならば、図示しない吸引手段が作動して半導体ウエーハ10をチャックテーブル3上に吸引保持する。また、半導体ウエーハ10をダイシングテープTを介して支持する環状のフレームFは、上記クランプ33によって固定される。このようにして半導体ウエーハ10を吸引保持したチャックテーブル3は、撮像手段5の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル3が撮像手段5の直下に位置付けられると、撮像手段5によって半導体ウエーハ10に形成されているストリートを検出するとともに、スピンドルユニット4を割り出し方向である矢印Y方向に移動調整してストリートと切削ブレード43との精密位置合わせ作業を実施する(アライメント工程)。
上述したようにアライメント工程が実施されたならば、切削ブレード43を矢印Zで示す方向に所定量切り込み送りし、所定の方向に回転させつつ半導体ウエーハ10を吸引保持したチャックテーブル3を切削送り方向である矢印Xで示す方向に所定の切削送り速度で切削送りする。この結果、チャックテーブル3上に保持された半導体ウエーハ10は切削ブレード43により所定のストリートに沿って切断される(切削工程)。このようにして、半導体ウエーハ10を所定のストリートに沿って切断したら、スピンドルユニット4を矢印Yで示す方向にストリートの間隔だけ割り出し送りし、上記切削工程を実施する。そして、半導体ウエーハ10の所定方向に延在するストリートの全てに沿って切削工程を実施したならば、チャックテーブル3を90度回転させて、半導体ウエーハ10の所定方向と直交する方向に延在するストリートに沿って上記切削工程を実行する。この結果、半導体ウエーハ10は、表面に格子状に形成された全てのストリートに沿って切断され、個々のデバイスに分割される。なお、分割された個々のデバイスは、ダイシングテープTの作用によってバラバラにはならず、環状のフレームFに支持されたウエーハの状態が維持されている。
上述したように半導体ウエーハ10のストリートに沿って切削工程が終了したら、半導体ウエーハ10を保持したチャックテーブル3は最初に半導体ウエーハ10を吸引保持した位置に戻される。そして、半導体ウエーハ10の吸引保持を解除する。このように吸引保持が解除されたチャックテーブル3上の半導体ウエーハ10は、第2のウエーハ搬送手段15によってスピンナー洗浄装置7のスピンナーテーブル711上に搬送される。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハ10をスピンナーテーブル711上に吸引保持する。このとき洗浄液噴射ノズル741とエアーノズル761は、図2および図3に示すようにスピンナーテーブル711の上方から離隔した待機位置に位置付けられている。
加工後の半導体ウエーハ10がスピンナー洗浄装置7のスピンナーテーブル711上に保持されたならば、加工後の半導体ウエーハ10を洗浄する洗浄工程を実行する。即ち、スピンナーテーブル711を作業位置に位置付けるとともに、洗浄液供給機構74の電動モータ742を作動して洗浄液噴射ノズル741のノズル部741aをスピンナーテーブル711上に保持された半導体ウエーハ10の回転中心上方に位置付ける。そして、スピンナーテーブル711を例えば300〜1000rpmの回転速度で回転しつつ図示しない洗浄液供給手段を作動して0.2Mpaの洗浄液を洗浄液噴射ノズル741に供給するとともに図示しないエアー供給手段を作動して0.3Mpaのエアーを洗浄液噴射ノズル741に供給する。この結果、洗浄液噴射ノズル741を構成するノズル部741bの噴射口741aから洗浄液がエアーの圧力で噴出する。なお、洗浄液噴射ノズル741を構成するノズル部741bの噴射口741aから噴射される洗浄液の噴射量は、図示の実施形態においては2リットル/分に設定されている。そして、洗浄液供給機構74の電動モータ742を作動して洗浄液噴射ノズル741を揺動し、ノズル部741aを半導体ウエーハ10の回転中心から外周に向けて移動せしめる(洗浄工程)。この結果、半導体ウエーハ10の表面は、洗浄液噴射ノズル741を構成するノズル部741bの噴射口741aから噴射される洗浄液によってスピンナー洗浄される。
上述した洗浄工程においては、上記ミスト吸引手段75が作動している。従って、スピンナーテーブル711上に保持された半導体ウエーハ10の表面に洗浄液噴射ノズル741を構成するノズル部741bの噴射口741aから洗浄液が噴射されることによって飛散する切削屑が混入したミストは、噴射口741aの背部を覆って配設された集塵傘751内に取り込まれ、吸引口751aから吸引チューブ752を介して吸引される。このため、上述したように飛散した切削屑が混入されたミストが浮遊することはないため、飛散した切削屑が混入されたミストが落下して再び洗浄後の半導体ウエーハ10の表面に付着することがなく、高精度な洗浄が可能となる。
上述した洗浄工程を実施したならば、洗浄後の半導体ウエーハ10を乾燥する乾燥工程を実行する。即ち、洗浄液噴射ノズル741を待機位置に位置付け、スピンナーテーブル711を例えば3000rpmの回転速度で例えば15秒程度回転せしめる。このとき、エアー供給機構76の電動モータ762を作動してエアーノズル761のノズル部761bをスピンナーテーブル711に保持された洗浄後の半導体ウエーハ10の中央部上方に位置付け、図示しないエアー供給手段を作動して半導体ウエーハ10の表面にエアーノズル761を構成するノズル部761bの噴射口761aから例えば200ミリリットル/秒のエアーを供給しつつエアーノズル761のノズル部761bを所要角度範囲で揺動せしめることが望ましい。
以上のようにして、洗浄された半導体ウエーハ10に対して上述した乾燥工程を実施したならば、スピンナーテーブル711の回転を停止するとともに、エアー供給機構76のエアーノズル761を待機位置に位置付ける。そして、スピンナーテーブル711を図3に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付けるとともに、スピンナーテーブル711に保持されている半導体ウエーハ10の吸引保持を解除する。次に、スピンナーテーブル711上において吸引保持が解除された加工後の半導体ウエーハ10は、第1のウエーハ搬送手段14によって仮置きテーブル12に搬送される。仮置きテーブル12に搬送された加工後の半導体ウエーハ10は、ウエーハ搬出・搬入手段13によってカセット11の所定位置に収納される。
1:切削機
2:装置ハウジング
3:チャックテーブル
4:スピンドルユニット
42:回転スピンドル
43:切削ブレード
5:撮像手段
6:表示手段
7:スピンナー洗浄装置
71:スピンナーテーブル機構
711:スピンナーテーブル
712:電動モータ
72:水受け手段
74:洗浄液供給機構
741:洗浄液噴射ノズル
75:ミスト吸引手段
751:集塵傘
752:吸引チューブ
753:吸引源
76:エアー供給機構
761:エアーノズル
10:半導体ウエーハ
11:カセット
12:仮置きテーブル
13:ウエーハ搬出・搬入手段
14:第1のウエーハ搬送手段
15:第2のウエーハ搬送手段
F:環状のフレーム
T:ダイシングテープ

Claims (1)

  1. 被加工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に保持された被加工物に洗浄液を噴射する噴射口を有する洗浄液噴射ノズルを備えた洗浄液噴射機構と、を具備するスピンナー洗浄装置において、
    該洗浄液噴射ノズルの噴射口の背部を覆って配設された集塵傘と、該集塵傘に設けられた吸引口に一端が連通して配設された吸引チューブと、該吸引チューブの他端が接続された吸引源とを具備するミスト吸引手段を備えている、
    ことを特徴とするスピンナー洗浄装置。
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