JP2019096759A - 洗浄方法、洗浄装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】被加工物に形成されたバリを生産性を低下させることなく除去する。【解決手段】洗浄装置1は、被洗浄物Sを保持する保持面12を有し、保持面12の中心を軸に回転可能な保持テーブル10と、保持テーブル10で保持された被洗浄物Sに高圧水PWを噴射する高圧液体噴射ノズル40と、高圧液体噴射ノズル40を噴射位置P11と退避位置との間で移動させる第1移動手段43と、保持テーブル10で保持された被洗浄物Sに空気と水の混合流体MFを噴射する混合流体噴射ノズル50と、混合流体噴射ノズル50を噴射位置P21と退避位置との間で移動させる第2移動手段53と、を有する。被洗浄物Sに形成されたバリが高圧水PWにより除去される。そして混合流体MFにより被洗浄物Sが洗浄される。被洗浄物Sの洗浄を行いつつバリBを除去できるので生産性が低下しない。【選択図】図1

Description

本発明は、バリを有した被洗浄物の洗浄方法及びその洗浄方法の実施に用いられる洗浄装置に関する。
半導体ウエーハなどの被加工物の加工工程には、被加工物を切削ブレ―ドで切削することにより分割予定ラインに沿って切削溝を形成する切削工程と、切削溝が形成された被加工物を洗浄する洗浄工程とが含まれ、洗浄工程が実施されることにより、被加工物に付着した加工屑が除去される。しかし、金属や樹脂などの延性材を含む被加工物を切削ブレ―ドで切削すると、切削溝の縁にバリが発生し、洗浄工程では除去することが難しかった。そこで、切削溝を切削ブレ―ドでなぞることによりバリを除去する方法が提案されている(例えば特許文献1、2参照)。
特開2001−77055号 特開2006−41261号
しかし、上述した従来の方法では、切削溝を形成した後、その切削溝に再度切削ブレードを通過させるため、切削ブレードによる加工に時間がかかり、生産性が低下するという問題があり、改善が切望されていた。
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、その目的は、被加工物に形成されたバリを、生産性を低下させることなく除去することにある。
本発明に係るバリを有した被洗浄物の洗浄方法は、保持テーブルで被洗浄物を保持して被洗浄物の被洗浄面を露出させる保持ステップと、該保持ステップを実施した後、該保持テーブルを回転させるとともに該被洗浄面に向かって高圧液体を噴射して被洗浄物のバリを除去するとともに該被洗浄面に向かって気体と液体との混合流体を噴射して該被洗浄面を洗浄する洗浄ステップと、を備える。
また、本発明に係る被洗浄物を洗浄する洗浄装置は、被洗浄物を保持する保持面を有し、該保持面の中心を軸に回転可能な保持テーブルと、該保持テーブルで保持された被洗浄物に高圧液体を噴射する高圧液体噴射ノズルと、該高圧液体噴射ノズルを噴射位置と退避位置との間で移動させる第1移動手段と、該保持テーブルで保持された被洗浄物に気体と液体との混合流体を噴射する混合流体噴射ノズルと、該混合流体噴射ノズルを噴射位置と退避位置との間で移動させる第2移動手段と、を備える。この洗浄装置においては、該高圧液体噴射ノズルと該混合流体噴射ノズルとが配設されるア―ムを有し、該第2移動手段は該第1移動手段で兼用されることが好ましい。
本発明に係る洗浄方法によれば、被洗浄物の洗浄を行いつつバリの除去を実施するため、生産性を低下させることなくバリを除去することができる。
また、本発明に係る洗浄装置は、上記洗浄方法の実施に好適であり、この洗浄装置によって上記洗浄方法を実施することにより、生産性を低下させることなくバリを除去することができる。
第1実施形態の洗浄装置及び被洗浄物を示す斜視図である。 第1実施形態の洗浄装置において被洗浄物を保持した状態を示す縦断面図である。 切削装置の要部側面図である。 被洗浄物の部分断面図である。 図5(a)は高圧液体噴射工程における洗浄装置の縦断面図である。図5(b)は混合流体噴射工程における洗浄装置の縦断面図である。 図6(a)は高圧液体噴射ノズルの動作を示す平面図である。図6(b)は混合流体噴射ノズルの動作を示す平面図である。 第2実施形態の洗浄装置を示す斜視図である。 第2実施形態の洗浄装置における洗浄ステップを示す縦断面図である。 高圧液体噴射ノズル及び混合流体噴射ノズルの動作を示す平面図である。
1 第1実施形態
図1に示す洗浄装置1は、粘着テープTを介してフレームFと一体となっている被洗浄物Sを保持し回転可能な保持テーブル10と、保持テーブル10の外周側に配設されフレームFを保持するフレーム保持手段20と、保持テーブル10とフレーム保持手段20とを回転駆動する回転手段30と、保持テーブル10に保持された被洗浄物Sに高圧水(高圧液体)を噴射する高圧液体噴射ノズル40と、保持テーブル10に保持された被洗浄物Sに空気(気体)と水(液体)との混合流体を噴射する混合流体噴射ノズル50と、保持テーブル10に保持された被洗浄物Sに乾燥した空気を噴射するエアーノズル60とを備えている。なお、図1には矩形状の被洗浄物Sが示されている。この種の被洗浄物Sの例として、表面に樹脂層Rが形成されたガラス基板やセラミックス基板を挙げることができる。
保持テーブル10は、鉛直方向の軸心を有する回転軸11によって支持されている。保持テーブル10の表面は、被洗浄物Sを保持する保持面12になっており、図示しない吸引源から伝達される吸引力によって、粘着テープTを介してフレームFと一体となっている被洗浄物Sの下面側を保持面12で吸引して保持することができる。保持テーブル10は、保持面12に直交し保持面12の中心を通る軸を中心として回転可能である。
フレーム保持手段20は、フレームFを下方から支持するリング形状のフレーム支持部21と、フレーム支持部21に支持されたフレームFを上方から押さえる複数のフレーム押さえ部22とを備えている。フレーム押さえ部22の下部には錘を備えており、保持テーブル10が回転すると、その遠心力によって当該下部が外周側に振られ、これによりフレーム押さえ部22の上部がフレームFを下方に押さえつけて保持する。
回転手段30は、回転軸11を介して保持テーブル10に接続されている。回転手段30は、モータ31と、モータ31の外周に配設された複数のエアーピストン32とを備えており、モータ31の駆動によって保持テーブル10を回転させ、エアーピストン32の往復運動によってモータ31とともに保持テーブル10を上下方向に昇降させるように構成されている。
回転軸11の上部の周囲には、洗浄水カバー23が配設され、モータ31の上方でかつ洗浄水カバー23の下方の位置に、洗浄に使用された水を受け止める洗浄水受け部24が形成されている。洗浄水受け部24には、排水口25が形成されており、排水口25は、洗浄に使用された水を外部に排出するドレンホース26に連通している。
高圧液体噴射ノズル40、混合流体噴射ノズル50及びエアーノズル60は、保持テーブル10の外周近傍に配設されている。高圧液体噴射ノズル40と混合流体噴射ノズル50とは、保持テーブル10の回転中心を挟んで対向する位置に配設されている。エアーノズル60は、高圧液体噴射ノズル40と混合流体噴射ノズル50との中間位置に配置されている。
高圧液体噴射ノズル40、混合流体噴射ノズル50及びエアーノズル60は、それぞれノズルアーム41、51、61のアーム部41a、51a、61aの先端に設けられている。各ノズルアーム41、51、61は、垂直方向に延びる支柱部41b、51b、61bを有し、支柱部41b、51b、61bの上端から水平方向にアーム部41a、51a、61aが延びている。高圧液体噴射ノズル40は、支柱部41bを軸にしてアーム部41aが水平方向に旋回することにより、保持テーブル10の上方の噴射位置と保持テーブル10の上方から外れた退避位置との間で移動可能となっている。混合流体噴射ノズル50は、支柱部51bを軸にしてアーム部51aが水平方向に旋回することにより、保持テーブル10の上方の噴射位置と保持テーブル10の上方から外れた退避位置との間で移動可能となっている。エアーノズル60は、支柱部61bを軸にしてアーム部61aが水平方向に旋回することにより、保持テーブル10の上方の噴射位置と保持テーブル10の上方から外れた退避位置との間で移動可能となっている。
図2に示すように、高圧液体噴射ノズル40が設けられたノズルアーム41の下方には、高圧液体噴射ノズル40を噴射位置と退避位置との間で移動させる第1移動手段43が設けられている。また、混合流体噴射ノズル50が設けられたノズルアーム51の下方には、混合流体噴射ノズル50を噴射位置と退避位置との間で移動させる第2移動手段53が設けられている。第1移動手段43及び第2移動手段53は、洗浄水受け部24の下面側に配設されている。なお、図示されていないが、エアーノズル60の下方にも同様に、エアーノズル60を噴射位置と退避位置との間で移動させる移動手段が設けられている。
次に、図1に示す洗浄装置1を使用した洗浄方法について説明する。
被洗浄物Sは、図3に示す切削装置70により切削加工される。切削装置70は、加工対象である被洗浄物Sを保持するチャックテーブル71と、チャックテーブル71の上面に保持された被洗浄物Sを切削する切削手段72とを備えている。チャックテーブル71の周囲には、粘着テープTを介して被洗浄物Sを支持するフレームFをクランプするクランプ手段73が複数配設されている。切削手段72は、切削ブレード721を備えている。切削ブレード721は、スピンドル722の先端に装着されており、図示しないモータによりスピンドル722が回転駆動されることにより、スピンドル722と共に高速回転する。
図3に示すように、切削装置70のチャックテーブル71上に粘着テープTを介して被洗浄物Sを保持し、クランプ手段73でフレームFをクランプした後、切削ブレード721を高速回転させながら切削手段72を下降させて、粘着テープTまで切削ブレード721を切り込ませた状態で、チャックテーブル71を加工送り方向(紙面に対して垂直方向)に移動させることにより、被洗浄物Sが分割予定ラインに沿って切削される。切削ブレード721で切削されることにより、図4に示すように、被洗浄物Sの切削溝Gの縁Gaには、樹脂層Rを構成する樹脂によるバリBが発生する。全ての分割予定ラインの切削が終了した被洗浄物Sは、図1に示す洗浄装置1に搬送され、以下のステップ(1)〜(3)が実施される。
(1)保持ステップ
粘着テープTを介してフレームFと一体となっている被洗浄物Sを、図2に示すように粘着テープTを介して保持テーブル10に載置して被洗浄面Saを上方に向けて露出させた後、モータ31が保持テーブル10を回転させ、フレーム保持手段20によってフレームFを保持する。
(2)洗浄ステップ
保持ステップを実施した後、保持テーブル10を回転させるとともに、図5(a)に示すように、高圧液体噴射ノズル40を噴射位置P11に移動させて被洗浄物Sの被洗浄面Saに向かって高圧水PWを噴射する工程(高圧液体噴射工程)と、図5(b)に示すように、混合流体噴射ノズル50を噴射位置P21に移動させて、被洗浄物Sの被洗浄面Saに向かって空気と水との混合流体MFを噴射する工程(混合流体噴射工程)とを実施する。
図5(a)に示す高圧液体噴射工程は、図6(a)に示すように、保持テーブル10を回転させながら、高圧液体噴射ノズル40が退避位置P12から被洗浄物Sを越えて反対側の退避位置P13まで旋回し、再び元の退避位置P12に戻るまでの1往復の間に実施される。また、図5(b)に示す混合流体噴射工程は、図6(b)に示すように、混合流体噴射ノズル50が退避位置P22から被洗浄物Sを越えて反対側の退避位置P23まで旋回し、再び元の退避位置に戻るまでの1往復の間に実施される。そして、高圧液体噴射ノズル40と混合流体噴射ノズル50とが1往復毎に交互に駆動されることにより、図5(a)に示す高圧液体噴射工程と図5(b)に示す混合流体噴射工程とが交互に繰り返される。図5(a)に示す高圧液体噴射工程が複数回実施されることにより、切削により被洗浄物Sに発生したバリB(図4)がほぼ完全に除去される。また、図5(b)に示す混合流体噴射工程が複数回実施されることにより被洗浄物Sが十分に洗浄される。図5(a)に示す高圧液体噴射工程と図5(b)に示す混合流体噴射工程とを所定回数ずつ実施したら、この洗浄ステップを終了する。なお、図5(a)に示す高圧液体噴射工程と図5(b)に示す混合流体噴射工程とが交互に繰り返される際、高圧液体噴射ノズル40から噴射される高圧水PWと混合流体噴射ノズル50から噴射される混合流体MFとの干渉を避けるための退避時間が設けられる。すなわち、高圧液体噴射ノズル40又は混合流体噴射ノズル50のいずれか一方が元の退避位置P12、P22に戻った後、少し時間が経過してから他方のノズルを噴射位置P11、P21に移動させる。
(3)乾燥ステップ
洗浄ステップを実施した後、保持テーブル10を回転させながら、エアーノズル60を噴射位置に移動させて被洗浄物Sの被洗浄面Saに向かって高圧エアーを噴射する。これにより、被洗浄物Sの被洗浄面Saに付着している水分が乾燥除去される。
上記のように、第1実施形態の洗浄方法によれば、被洗浄物Sの洗浄を行いつつバリBの除去を実施するため、生産性を低下させることなくバリBを除去することができる。すなわち、切削溝Gに再度切削ブレード721を通過させてバリBを除去する従来の方法と比較して、生産性を大幅に向上させることができる。
また、第1実施形態の洗浄装置1によれば、被洗浄物Sの洗浄を行いつつバリBの除去を実施する洗浄方法を実施することができるので、生産性を低下させることなくバリBを除去することができる。
2 第2実施形態
次に本発明の第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態において既に説明した構成要素と共通する構成要素については同じ符号を付してその説明を適宜省略する。
図7に示す洗浄装置100は、高圧液体噴射ノズル40aと混合流体噴射ノズル50aとが配設されたア―ム110を有している。図8に示すように、ア―ム110の下方には、ア―ム110を旋回させて高圧液体噴射ノズル40a及び混合流体噴射ノズル50aを噴射位置P31と退避位置P32との間で同時に移動させる移動手段120が設けられている。この移動手段120は、図2に示す洗浄装置1における第1移動手段43の機能と第2移動手段53の機能とを兼ねるものである。
次に、図7に示す洗浄装置100を使用した洗浄方法について説明する。
(1)保持ステップ
粘着テープTを介してフレームFと一体となっている被洗浄物Sを、図8に示すように粘着テープTを介して保持テーブル10に載置して被洗浄面を上方に向けて露出させた後、保持テーブル10を回転させてフレーム保持手段20によってフレームFを保持する。
(2)洗浄ステップ
保持ステップを実施した後、保持テーブル10を回転させるとともに、図8に示すように、高圧液体噴射ノズル40及び混合流体噴射ノズル50を噴射位置P31に移動させて、高圧液体噴射ノズル40から被洗浄物Sの被洗浄面Saに向かって高圧水PWを噴射する工程(高圧液体噴射工程)と、混合流体噴射ノズル50から被洗浄物Sの被洗浄面Saに向かって空気と水の混合流体MFを噴射する工程(混合流体噴射工程)とを並行して実施する。
この場合、図9に示すように、アーム110が旋回して、高圧液体噴射ノズル40及び混合流体噴射ノズル50が退避位置P32から被洗浄物Sを越えて反対側の退避位置P33まで移動し、再び退避位置P32に戻る1往復毎に、高圧液体噴射工程と混合流体噴射工程とが交互に繰り返される。高圧液体噴射工程が複数回実施されることにより、切削により被洗浄物Sに発生したバリB(図4)がほぼ完全に除去される。また、混合流体噴射工程が複数回実施されることにより被洗浄物Sが十分に洗浄される。高圧液体噴射工程と混合流体噴射工程とを所定回数ずつ実施したら、この洗浄ステップを終了する。
(3)乾燥ステップ
洗浄ステップを実施した後、エアーノズル60を噴射位置に移動させて被洗浄物Sの被洗浄面Saに向かって高圧エアーを噴射する。これにより、被洗浄物Sの被洗浄面Saに付着している水分が乾燥除去される。
上記のように、第2実施形態の洗浄方法によれば、第1実施形態と同様、被洗浄物Sの洗浄を行いつつバリBの除去を実施するため、生産性を低下させることなくバリBを除去することができる。
また、第2実施形態の洗浄装置100によれば、高圧液体噴射ノズル40と混合流体噴射ノズル50とが1つのアーム110に配設されていることにより、高圧液体噴射ノズル40から噴射される高圧水PWと混合流体噴射ノズル50から噴射される混合流体MFとの干渉を避けるための退避時間が不要となり、図1の洗浄装置1よりも洗浄時間を短縮することが可能となる。
なお、本発明の実施形態は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。例えば、上記実施形態では、高圧液体噴射ノズル40から被洗浄物Sに噴射する高圧液体として高圧水PWを使用しているが、高圧水PWに使用する水は純水でも市水でもよい。また、上記実施形態では、混合流体噴射ノズル50から被洗浄物Sに噴射する混合流体MFとして空気と水からなる混合流体を使用しているが、空気以外の気体と水との混合流体、空気と水以外の液体との混合流体、又は、空気以外の気体と水以外の液体との混合流体を使用することも可能である。混合流体MFの水には純水を使用することが望ましい。
また、上記実施形態では、被洗浄物Sとして矩形状のものを例示したが、被洗浄物Sの形状や材質は特に限定されず、パッケージ基板やTEG付ウエーハ、金属膜や樹脂膜が成膜されたウエーハや基板、金属基板や金属箔、接着剤(樹脂)で張り合わされたガラス基板やセラミックス基板等を被洗浄物Sとすることが可能である。
1:洗浄装置 10:保持テーブル 11:回転軸 12:保持面
20:フレーム保持手段 21:フレーム支持部 22:フレーム押さえ部
23:洗浄水カバー 24:洗浄水受け部 25:排水口 26:ドレンホース
30:回転手段 31:モータ 32:エアーピストン
40:高圧液体噴射ノズル 41:ノズルアーム 41a:アーム部 41b:支柱部
43:第1移動手段
50:混合流体噴射ノズル 51:ノズルアーム 51a:アーム部 51b:支柱部
53:第2移動手段
60:エアーノズル 61:ノズルアーム 61a:アーム部 61b:支柱部
70:切削装置 71:チャックテーブル 72:切削手段
721:切削ブレード 722:スピンドル 73:クランプ手段
100:洗浄装置 110:アーム 120:移動手段
B:バリ F:フレーム G:切削溝 Ga:縁
MF:混合流体 P11:噴射位置 P12:退避位置 P13:退避位置
P21:噴射位置 P22:退避位置 P23:退避位置
P31:噴射位置 P32:退避位置 P33:反対位置
PW:高圧水 R:樹脂層 Sa:被洗浄面 T:粘着テープ

Claims (3)

  1. バリを有した被洗浄物の洗浄方法であって、
    保持テーブルで被洗浄物を保持して被洗浄物の被洗浄面を露出させる保持ステップと、
    該保持ステップを実施した後、該保持テーブルを回転させるとともに該被洗浄面に向かって高圧液体を噴射して被洗浄物のバリを除去するとともに該被洗浄面に向かって気体と液体との混合流体を噴射して該被洗浄面を洗浄する洗浄ステップと、を備えた被洗浄物の洗浄方法。
  2. 被洗浄物を洗浄する洗浄装置であって、
    被洗浄物を保持する保持面を有し、該保持面の中心を軸に回転可能な保持テーブルと、
    該保持テーブルで保持された被洗浄物に高圧液体を噴射する高圧液体噴射ノズルと、
    該高圧液体噴射ノズルを噴射位置と退避位置との間で移動させる第1移動手段と、
    該保持テーブルで保持された被洗浄物に気体と液体との混合流体を噴射する混合流体噴射ノズルと、
    該混合流体噴射ノズルを噴射位置と退避位置との間で移動させる第2移動手段と、を備えた洗浄装置。
  3. 該高圧液体噴射ノズルと該混合流体噴射ノズルとが配設されるア―ムを有し、
    該第2移動手段は該第1移動手段で兼用される、請求項2に記載の洗浄装置。
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