JP2015115472A - スピンナー洗浄装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】洗浄後の板状物の乾燥時間を短縮すること。【解決手段】スピンナー洗浄装置(15)は、板状物(W)を保持した状態で回転可能な保持テーブル(42)と、保持テーブルに向けて洗浄液を噴射する洗浄ノズル(62)と、洗浄後の板状物の表面(75)に対して乾燥エアーを噴射するエアー噴射手段(44)とを備え、エアー噴射手段は、板状物の半径以上の長さの線状に乾燥エアーを噴射するように噴射口(67)が形成された線状ノズル(66)を有し、線状ノズルの先端側が保持テーブルの回転中心に位置付けられた状態で、上面視において乾燥エアーの噴射方向が保持テーブルの回転方向に対して逆向きになるように噴射口が向けられている。【選択図】図2

Description

本発明は、加工後の板状物をスピン洗浄した後に板状物の表面を乾燥させるスピンナー洗浄装置に関する。
加工後の板状物を洗浄する装置として、板状物を保持した保持テーブルを回転させながら、洗浄ノズルから板状物に向けて洗浄液を噴射するスピンナー洗浄装置が使用されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のスピンナー洗浄装置では、保持テーブルを回転させながら、洗浄ノズルから洗浄液が噴射されて板状物が洗浄された後に、保持テーブルを回転させた状態でエアーノズルから板状物に乾燥エアーが吹き付けられる。これにより、板状物の表面に残った洗浄液が乾燥エアーで吹き飛ばされて、板状物の表面が乾燥される。
特開2004−327613号公報
特許文献1に記載のスピンナー洗浄装置では、エアーノズルによって板状物の表面にスポット的に乾燥エアーを吹き付けて、エアーノズルを搖動させることで板状物の表面全域を乾燥させている。この場合、エアーノズルの吹き付け領域が狭いため、板状物の表面全域を乾燥させるのに長い時間を要するという問題がある。特に、近年ではチップサイズの大型化や生産性を向上させるために板状物の大口径化が図られており、板状物の大口径化に伴い乾燥時間が増大することが想定される。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、洗浄後の板状物の乾燥時間を短縮することができるスピンナー洗浄装置を提供することを目的とする。
本発明のスピンナー洗浄装置は、板状物を上面に保持する保持テーブルと、該保持テーブルを回転させる回転手段と、該保持テーブルに保持された板状物に対して噴射孔から洗浄液を噴射する洗浄ノズルと、該洗浄ノズルを該保持テーブルの中心を通り径方向に移動させる洗浄ノズル移動手段と、該保持テーブルに保持された洗浄後の板状物に対して噴射口から乾燥エアーを噴射して板状物表面を乾燥するエアー噴射手段と、を備えるスピンナー洗浄装置であって、該エアー噴射手段は、該噴射口から板状物表面に噴射されたエアー噴射領域が少なくとも板状物の半径以上の長さの線状に噴射されるように該噴射口が形成された線状ノズルと、該線状ノズルを保持テーブルに対して移動させる線状ノズル移動部と、を備え、該エアー噴射領域が板状物の外周側から該保持テーブルの回転中心に至るように該噴射口を板状物に対して位置づけ且つ該保持テーブルの回転方向に対して対向する方向に該噴射口を向けて乾燥エアーを噴射しつつ該保持テーブルを回転させて洗浄後の板状物表面を乾燥する。
この構成によれば、保持テーブルを回転させた状態で、洗浄ノズルから洗浄液が噴射されて板状物が洗浄された後に、エアー噴射手段の線状ノズルから乾燥エアーが噴射されて板状物が乾燥される。このとき、線状ノズルの噴射口からは、板状物の外周側から保持テーブルの回転中心に至る板状物の半径以上の長さの線状の乾燥エアーが、保持テーブルの回転方向に対向するように板状物表面に吹き付けられる。そして、線状に噴射された乾燥エアーの壁によって板状物表面から洗浄液が吹き飛ばされて板状物表面が乾燥される。すなわち、板状物表面には乾燥エアーによって板状物の半径以上のワイパーが形成され、この乾燥エアーのワイパーによって板状物表面から洗浄液が掻き取られる。このように、回転中の板状物に対して乾燥エアーを線状に噴射することで、板状物の表面全域から洗浄液を効率的に取り除いて板状物の乾燥時間を短縮することができる。
本発明によれば、エアー噴射領域が板状物の半径以上の長さの線状になり、保持テーブルの回転方向に対向するように板状物表面に乾燥エアーが吹き付けられることにより、洗浄後の板状物の乾燥時間を短縮することができる。
本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。 本実施の形態に係るスピンナー洗浄装置の斜視図である。 本実施の形態に係るスピンナー洗浄装置による洗浄工程の説明図である。 本実施の形態に係るスピンナー洗浄装置による乾燥工程の説明図である。 本実施の形態に係るエアー噴射手段による乾燥エアーの噴射状態の説明図である。 変形例に係る線状ノズルの上面模式図である。
以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るスピンナー洗浄装置を備えた切削装置について説明する。図1は、本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。なお、以下の説明においては、切削装置にスピンナー洗浄装置を備える構成を例示して説明するが、この構成に限定されない。スピンナー洗浄装置は、例えば、研削装置等の他の加工装置に備えられてもよいし、加工装置とは別体に形成されてもよい。
図1に示すように、切削装置1は、切削手段14によって切削された板状物Wの洗浄及び乾燥を実施するスピンナー洗浄装置15を備えて構成される。板状物Wは、円板状の半導体ウエーハであり、表面75が不図示の分割予定ラインによって複数の領域に区画されている。分割予定ラインで区画された各領域には、IC、LSI等の各種デバイスが形成されている。板状物Wの裏面76(図3参照)には保護テープTが貼着され、板状物Wは保護テープTを介して環状の環状フレームFに支持される。なお、板状物Wは、セラミック、ガラス、サファイア系の光デバイスウエーハでもよい。板状物Wは、カセットC内に収容された状態で切削装置1に搬入される。
切削装置1のハウジング11の上面には、X軸方向に延在する矩形状の開口が形成されており、この開口はチャックテーブル12と共に移動可能な移動板21及び蛇腹状の防水カバー22により被覆されている。防水カバー22の下方には、チャックテーブル12をX軸方向に移動させる不図示のボールねじ式の移動機構が設けられている。チャックテーブル12の表面には、ポーラスセラミック材により板状物Wを吸着する吸着面23が形成されている。吸着面23は、チャックテーブル12内の流路を通じて吸引源に接続されている。
チャックテーブル12は、装置中央の受け渡し位置と切削手段14に臨む加工位置との間で往復移動される。図1は、チャックテーブル12が受け渡し位置に待機した状態を示している。ハウジング11において、この受け渡し位置に隣接した一の角部が一段下がっており、下がった箇所に載置テーブル25が昇降可能に設けられている。載置テーブル25には、板状物Wを収容したカセットCが載置される。カセットCが載置された状態で載置テーブル25が昇降することによって、高さ方向において板状物Wの引出位置及び押込位置が調整される。
載置テーブル25の後方には、Y軸方向に平行な一対のガイドレール26と、一対のガイドレール26とカセットCとの間で板状物Wを搬送するプッシュプル機構27が設けられている。一対のガイドレール26により、プッシュプル機構27による板状物Wの搬送がガイドされると共に板状物WのX軸方向が位置決めされる。プッシュプル機構27は、カセットCから一対のガイドレール26に加工前の板状物Wを引き出す他、一対のガイドレール26からカセットCに加工後の板状物Wを押し込むように構成されている。プッシュプル機構27により板状物WのY軸方向が位置決めされる。
一対のガイドレール26の近傍には、ガイドレール26とチャックテーブル12との間で板状物Wを搬送する第1の搬送アーム13が設けられている。第1の搬送アーム13のアーム部31は上面視L字状であり、このアーム部31が旋回することで板状物Wが搬送される。また、受け渡し位置のチャックテーブル12の後方には、スピンナー洗浄装置15が設けられている。スピンナー洗浄装置15では、回転中の保持テーブル42に向けて洗浄水が噴射されて板状物Wが洗浄された後、洗浄水の代わりに乾燥エアーが吹き付けられて板状物Wが乾燥される。なお、スピンナー洗浄装置15の詳細については後述する。
ハウジング11上には、切削手段14を支持する支持台32が設けられている。切削手段14は、支持台32に支持されたスピンドルの先端に切削ブレード36を装着して構成される。切削ブレード36は、例えば、ダイアモンド砥粒をレジンボンド(結合剤)で固めて円板状に成形されている。また、切削手段14には、切削ブレード36をY軸方向及びZ軸方向に移動させる不図示の移動機構が連結されている。切削手段14では、複数の噴射ノズルから洗浄液が噴射され、高速回転させた切削ブレード36がチャックテーブル12に対して相対移動されることで板状物Wが切削される。
支持台32の側面33には、チャックテーブル12とスピンナー洗浄装置15との間で板状物Wを搬送する第2の搬送アーム16が設けられている。第2の搬送アーム16のアーム部37は斜め前方に延びており、このアーム部37が前後(Y軸方向)に移動することで板状物Wが搬送される。また、支持台32には、チャックテーブル12の移動経路の上方を横切るようにして、撮像部17を支持する片持支持部35が設けられている。撮像部17は片持支持部35の下面から突出しており、撮像部17によって板状物Wが撮像される。撮像部17による撮像画像は、切削手段14とチャックテーブル12とのアライメントに利用される。
このように構成された切削装置1では、カセットCからチャックテーブル12に板状物Wが搬送され、チャックテーブル12と切削手段14の相対移動によって板状物Wが切削される。切削後の板状物Wはスピンナー洗浄装置15に搬送され、スピンナー洗浄装置15において洗浄液でスピン洗浄された後に乾燥エアーで乾燥される。このとき、本実施の形態に係るスピンナー洗浄装置15は、乾燥エアーを直線状に吹き付けて板状物Wの表面75を効率的に乾燥させている。乾燥後の板状物Wは、スピンナー洗浄装置15から取り出されてカセットCに向けて搬送される。
以下、図2を参照して、本実施の形態に係るスピンナー洗浄装置について説明する。図2は、本実施の形態に係るスピンナー洗浄装置の斜視図である。なお、本実施の形態にスピンナー洗浄装置は、図2に示す構成に限定されない。スピンナー洗浄装置は、板状物をスピン洗浄した後に、線状のエアー噴射領域で板状物の表面を乾燥可能な構成を備えれば、どのように構成されてもよい。
スピンナー洗浄装置15は、板状物Wの表面75(図1参照)を洗浄液でスピン洗浄した後、板状物Wの表面75に乾燥エアーを直線状に吹き付けて板状物Wの乾燥時間を短縮させている。スピンナー洗浄装置15のケーシング41は、円筒状の周壁部51を有する有底筒状に形成されている。ケーシング41内には、板状物Wを上面に保持して回転する保持テーブル42が収容されている。保持テーブル42の周囲には、板状物Wの表面75に洗浄液を噴射して洗浄する洗浄液噴射手段43と、板状物Wの表面75に乾燥エアーを噴射して乾燥するエアー噴射手段44とが設けられている。
保持テーブル42は、板状物Wよりも大径の円盤状に形成されており、上面中央にはポーラスセラミックス等の多孔質材料で吸着面52が形成されている。吸着面52は保持テーブル42内の管路を通じて吸引源(不図示)に接続され、吸着面52に生じる負圧によって保護テープT(図1参照)を介して板状物Wが吸引保持される。保持テーブル42の下面中心には、回転軸53を介してモータ等の回転手段54が連結されている(図3参照)。保持テーブル42は、回転手段54の駆動によってケーシング41内で高速回転される。
保持テーブル42の周囲には、環状フレームF(図1参照)を保持する4つのフレームクランプ55が設けられている。フレームクランプ55は、保持テーブル42から四方に延びる支持板56に、振り子状のクランプ部57を支持して構成される。フレームクランプ55は、保持テーブル42の回転時にクランプ部57の外側の錘部分が遠心力で跳ね上げられて、クランプ部57の内側の爪部分と支持板56との間に環状フレームFをクランプする。このように、板状物Wは、保護テープTを介して保持テーブル42の吸着面52に吸着され、環状フレームFを介してフレームクランプ55に保持される。
洗浄液噴射手段43は、洗浄ノズル62を先端に設けた水平管61を保持テーブル42の上方で旋回させながら、洗浄ノズル62の噴射孔63から保持テーブル42上の板状物Wに洗浄液を噴射している。洗浄ノズル62は、保持テーブル42の上方で略水平に延びる水平管61を介して、ケーシング41内に立設した洗浄ノズル移動手段64に支持されている。水平管61は、洗浄ノズル移動手段64から保持テーブル42の中心に届く長さを有しており、洗浄ノズル62を保持テーブル42の中心から外周まで移動可能にしている。
洗浄ノズル移動手段64によって洗浄ノズル62が保持テーブル42の回転中心を通る径方向に動かされることで、回転中の板状物Wの全域に洗浄液が噴射される。なお、洗浄ノズル62には、洗浄ノズル移動手段64内の通路を通じて供給源(不図示)から洗浄液が供給される。洗浄ノズル62による洗浄工程の詳細については後述する。
エアー噴射手段44は、多数の噴射口67を横一列に形成した線状ノズル66を保持テーブル42の上方に位置付けて、多数の噴射口67から保持テーブル42上の板状物Wに乾燥エアーを噴射している。線状ノズル66は、保持テーブル42の上方で略水平に延びており、ケーシング41内に立設した線状ノズル移動部68に支持されている。線状ノズル66は、線状ノズル移動部68から保持テーブル42の中心に届く長さを有しており、線状ノズル66の多数の噴射口67を保持テーブル42の中心から外周まで位置付けている。
多数の噴射口67は、隣接する噴射口67から噴射される乾燥エアーが連なる間隔で線状ノズル66の外周面に並んでいる。この多数の噴射口67は、噴射口67から板状物Wの表面75に噴射されたエアー噴射領域71(図5参照)が少なくとも板状物Wの半径以上の長さの線状に噴射されるように形成されている。また、多数の噴射口67は、線状ノズル66の外周面において、保持テーブル42の回転方向に対して対向する方向(上面視における逆方向)に乾燥エアーを噴射するように斜め下方に向けられている(図5参照)。
線状ノズル移動部68によって線状ノズル66が保持テーブル42の回転中心を通る径方向に位置付けられることで、回転中の板状物Wの全域に乾燥エアーが噴射される。このとき、板状物Wの表面75に乾燥エアーの壁が形成され、乾燥エアーの壁によって板状物Wの表面75から洗浄液が掻き取られて、板状物Wの表面75が短時間で乾燥される。なお、線状ノズル66には、線状ノズル移動部68内の通路を通じて供給源(不図示)から乾燥エアーが供給される。線状ノズル66による乾燥工程の詳細については後述する。
以下、図3から図5を参照して、スピンナー洗浄装置による洗浄処理について説明する。図3は、本実施の形態に係るスピンナー洗浄装置による洗浄工程の説明図である。図4は、本実施の形態に係るスピンナー洗浄装置による乾燥工程の説明図である。図5は、本実施の形態に係るエアー噴射手段による乾燥エアーの噴射状態の説明図である。なお、図5Aは上面模式図、図5Bは図5AのA−A線に沿う断面模式図である。
図3に示すように、板状物Wの洗浄工程では、保持テーブル42上に板状物Wが載置されると、吸着面52によって保護テープTを介して板状物Wが保持される。次に、洗浄ノズル移動手段64によって洗浄ノズル62が保持テーブル42の外側の退避位置から板状物Wの上方に移動され、回転手段54が駆動されて保持テーブル42が高速回転される。これにより、保持テーブル42の周囲のフレームクランプ55が遠心力を受けて作動し、フレームクランプ55によって環状フレームFが保持される。このとき、線状ノズル66は、保持テーブル42の外側の退避位置に位置付けられている。
そして、洗浄ノズル移動手段64によって洗浄ノズル62が移動されながら、洗浄ノズル62の噴射孔63から洗浄液が板状物Wの表面75に噴射される。この場合、洗浄ノズル62が板状物Wの回転中心を通る径方向で往復移動され、保持テーブル42が高速回転されているため、保持テーブル42上の板状物Wの表面75の全域に洗浄液が吹き付けられる。このようにして、加工後の板状物Wの表面75が洗浄液によってスピン洗浄される。
図4に示すように、板状物Wの洗浄工程が終了すると、続けて板状物Wの乾燥工程が実施される。板状物Wの乾燥工程では、保持テーブル42の回転が続けられた状態で、洗浄ノズル移動手段64によって洗浄ノズル62が板状物Wの上方から退避位置に移動される。また、線状ノズル移動部68によって、洗浄ノズル62の代わりに線状ノズル66が退避位置から板状物Wの上方に移動される。そして、線状ノズル66が保持テーブル42の回転中心を通る径方向に位置付けられ、線状ノズル66の多数の噴射口67が保持テーブル42上の板状物Wに向けられる。
そして、図5A及び図5Bに示すように、線状ノズル66の多数の噴射口67から乾燥エアーが板状物Wの表面75に噴射され、板状物Wの外周側から回転中心に至る線状のエアー噴射領域71が板状物Wの表面75に形成される。エアー噴射領域71には、多数の噴射口67から噴射された乾燥エアーによって乾燥エアーの壁が形成される。この場合、乾燥エアーは真下ではなく、上面視において保持テーブル42の回転方向に対して対向する方向になるように、板状物Wの表面75に対して斜めに吹き付けられている。このため、板状物Wの表面75に対して斜めに吹き付けられた乾燥エアーの壁によって板状物Wの表面75から洗浄液が吹き飛ばされる。
すなわち、板状物Wの表面75には乾燥エアーの壁によってワイパーが形成され、保持テーブル42が回転することで、乾燥エアーのワイパーによって板状物Wの表面75から洗浄液が掻き取られる。この場合、乾燥エアーのワイパーは、少なくとも板状物Wの外周側から回転中心まで延在しているため、保持テーブル42が回転することで板状物Wの表面75の全域から洗浄液が除去される。このようにして、線状ノズル66の多数の噴射口67からエアー噴射領域が板状物Wの半径以上になるように乾燥エアーが噴射されるため、洗浄後の板状物Wの表面75が効率的に乾燥される。
以上のように、本実施の形態によれば、保持テーブル42を回転させた状態で、洗浄ノズル62から洗浄液が噴射されて板状物Wが洗浄された後に、エアー噴射手段44の線状ノズル66から乾燥エアーが噴射されて板状物Wが乾燥される。このとき、線状ノズル66の多数の噴射口67からは、板状物Wの外周側から保持テーブル42の回転中心に至る板状物Wの半径以上の長さの線状の乾燥エアーが、保持テーブル42の回転方向に対向するように板状物Wの表面に吹き付けられる。そして、線状に噴射された乾燥エアーの壁によって板状物Wの表面75から洗浄液が吹き飛ばされて板状物の表面75が乾燥される。すなわち、板状物Wの表面75には乾燥エアーによって板状物Wの半径以上のワイパーが形成され、この乾燥エアーのワイパーによって板状物Wの表面75から洗浄液が掻き取られる。このように、回転中の板状物Wに対して乾燥エアーを線状に噴射することで、板状物Wの表面75の全域から洗浄液を効率的に取り除いて板状物Wの乾燥時間が短縮される。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、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することが可能である。
例えば、上記した本実施の形態では、線状ノズル66が直線状に形成される構成としたが、この構成に限定されない。例えば、図6に示すように、線状ノズル66の先端側が屈曲されてもよい。この場合、線状ノズル66の屈曲部分73は、乾燥エアーの噴射方向に僅かに屈曲されている。線状ノズル66から乾燥エアーが噴射されると、線状ノズル66に沿って板状物Wの中央付近で乾燥エアーの屈曲した壁が形成される。板状物Wの中央付近で乾燥エアーの屈曲した壁によって、板状物Wの中心付近の洗浄液が線状ノズル66の先端を回り込むことが防止される。よって、板状物Wの中心付近の洗浄液を効果的に除去することができる。
また、上記した本実施の形態では、隣接する噴射口67から噴射される乾燥エアーが連なる間隔で多数の噴射口67が線状ノズル66に形成されたが、この構成に限定されない。多数の噴射口67から噴射される乾燥エアーが完全に連なる必要はなく、部分的に隙間が形成されてもよい。すなわち、エアー噴射領域は完全な線状に形成されてなくてもよく、一部が破断した線状に形成されてもよい。このような構成であっても、板状物Wの表面75を効率的に乾燥させることが可能である。
また、上記した本実施の形態では、線状ノズル66に多数の噴射口67が形成される構成としたが、この構成に限定されない。噴射口67は、板状物Wの半径以上の長さの線状に噴射されるように噴射されればよく、例えば、線状ノズル66にスリット状に形成されてもよい。
また、上記した本実施の形態では、線状ノズル66が保持テーブル42の回転中心を通る径方向に位置付けられた状態で、板状物Wの表面75に乾燥エアーが噴射される構成としたが、この構成に限定されない。線状ノズル66は、板状物Wの上方で旋回される構成としてもよい。
以上説明したように、本発明は、洗浄後の板状物の乾燥時間を短縮することができるという効果を有し、特に、切削装置等の加工装置に備えられたスピンナー洗浄装置に有用である。
15 スピンナー洗浄装置
42 保持テーブル
44 エアー噴射手段
52 吸着面
54 回転手段
62 洗浄ノズル
63 噴射孔
64 洗浄ノズル移動手段
66 線状ノズル
67 噴射口
68 線状ノズル移動部
71 エアー噴射領域
72 ワイパー
73 屈曲部分
75 板状物の表面
76 板状物の裏面
W 板状物

Claims (1)

  1. 板状物を上面に保持する保持テーブルと、該保持テーブルを回転させる回転手段と、該保持テーブルに保持された板状物に対して噴射孔から洗浄液を噴射する洗浄ノズルと、該洗浄ノズルを該保持テーブルの中心を通り径方向に移動させる洗浄ノズル移動手段と、該保持テーブルに保持された洗浄後の板状物に対して噴射口から乾燥エアーを噴射して板状物表面を乾燥するエアー噴射手段と、を備えるスピンナー洗浄装置であって、
    該エアー噴射手段は、該噴射口から板状物表面に噴射されたエアー噴射領域が少なくとも板状物の半径以上の長さの線状に噴射されるように該噴射口が形成された線状ノズルと、該線状ノズルを保持テーブルに対して移動させる線状ノズル移動部と、を備え、
    該エアー噴射領域が板状物の外周側から該保持テーブルの回転中心に至るように該噴射口を板状物に対して位置づけ且つ該保持テーブルの回転方向に対して対向する方向に該噴射口を向けて乾燥エアーを噴射しつつ該保持テーブルを回転させて洗浄後の板状物表面を乾燥する、スピンナー洗浄装置。
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