JP2917262B2 - 半導体ウェーハの洗浄・乾燥装置 - Google Patents

半導体ウェーハの洗浄・乾燥装置

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JP2917262B2
JP2917262B2 JP286893A JP286893A JP2917262B2 JP 2917262 B2 JP2917262 B2 JP 2917262B2 JP 286893 A JP286893 A JP 286893A JP 286893 A JP286893 A JP 286893A JP 2917262 B2 JP2917262 B2 JP 2917262B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体ウェーハの洗浄・
乾燥装置に係り、特にスライシングマシンで切断された
直後の半導体ウェーハを洗浄・乾燥する洗浄・乾燥装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】スライシングマシンで薄片状に切断され
た半導体ウェーハは、超音波洗浄部に移送されて1枚ず
つ又は複数枚バッチ式で超音波洗浄されて、その表面に
付着している切削屑等が除去された後、乾燥部に移送さ
れてスピン乾燥されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体ウェーハの洗浄・乾燥方法では、超音波洗浄部で
洗浄後、乾燥部に移送して乾燥しなければならないの
で、装置が大がかりになると共に半導体ウェーハの洗浄
・乾燥に時間がかかるという欠点がある。本発明はこの
ような事情に鑑みてなされたもので、スライシングマシ
ンで切断された直後の半導体ウェーハを効率良く短時間
で洗浄・乾燥することができる半導体ウェーハの洗浄・
乾燥装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
するために、半導体ウェーハに水を噴射しながら半導体
ウェーハを一対の回転ブラシで洗浄する洗浄部と、前記
洗浄部を通過した半導体ウェーハに付着している水滴を
除去するブレード状のスクレーパと、前記スクレーパを
通過した半導体ウェーハにエアーを吹き付けて半導体ウ
ェーハを乾燥させる乾燥部と、前記洗浄部、スクレー
パ、及び乾燥部に半導体ウェーハを連続搬送させる搬送
部とから成ることを特徴としている。
【0005】
【作用】本発明によれば、スライシングマシンで切断さ
れた半導体ウェーハを、搬送部で搬送して洗浄部に供給
し、先ず、洗浄部で水を噴射しながらブラシで洗浄し
て、その表面に付着している切削屑等を除去し、次に、
ブレード状のスクレーパで前記洗浄部を通過した半導体
ウェーハに付着している水滴を除去し、次いで、乾燥部
で前記ワイパ部を通過した半導体ウェーハにエアーを吹
き付けて半導体ウェーハを乾燥する。
【0006】これにより、スライシングマシンで切断さ
れた直後の半導体ウェーハを効率良く短時間で洗浄・乾
燥することができる。
【0007】
【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る半導体ウ
ェーハの洗浄・乾燥装置の好ましい実施例について詳説
する。図1は本発明に係る半導体ウェーハの洗浄・乾燥
装置が適用された半導体ウェーハの製造システム10の
斜視図である。この半導体ウェーハの製造システム10
は、インゴットローダー12、スライシングマシン1
4、剥離・洗浄・乾燥装置16、面検装置18、面取り
装置20、洗浄・乾燥装置22、及びウェーハ収納部2
4から構成される。
【0008】前記インゴットローダー12は図1、図2
に示すように、一対のポスト26、26がスライシング
マシン14の前部を挟むようにして設置される。一対の
ポスト26、26の上部には支持梁28が架け渡されて
固定されており、この支持梁28にはガイドレール30
が支持梁28に直交する方向に固定されている。尚、前
記支持梁28、ガイドレール30には、それぞれカバー
32、34が被覆されている。
【0009】前記ガイドレール30には、ローダ部36
がガイドレール30に沿って図中矢印方向(X軸方向)
に往復移動可能に設けられる。このローダ部36は図3
に示すように、ガイドレール30に移動自在に設けられ
たローダ本体38と、このローダ本体38にシリンダロ
ッド40を下方に向けて固定された油圧シリンダ42
と、から構成される。前記シリンダロッド40の下端部
には、インゴット支持部材44が固着されており、この
インゴット支持部材44の係合溝45に、ワークブロッ
ク46の上端部に固着された係合部48が係合されてイ
ンゴット50が保持される。
【0010】インゴット50は図2に示すインゴット搬
送台車52によって、インゴット保管場所からインゴッ
トローダー12のポスト26近傍まで搬送される。この
搬送台車52には昇降ロッド54が鉛直方向に固定され
ており、この昇降ロッド54の上端部には略S字状のフ
ック部56が固着されている。インゴット50は、前記
フック部56に形成された一対の掛け溝58、58に前
記ワークブロック46が嵌合されることにより搬送台車
52に保持され、また昇降ロッド54を上昇させること
により前記ローダ部36の位置まで上昇されてローダ部
36に保持される。
【0011】前記スライシングマシン14は、既知のス
ライシングマシンである。このスライシングマシン14
は図1に示すように、X方向に移動されるワーク送り機
構60にワーク割り出し機構62が搭載されている。前
記インゴットローダ12で搬送されてきたインゴット5
0は、このワーク割り出し機構62に固定されて切断方
向(Z軸方向)に割り出しされる。前記ワーク送り機構
60の下方には、図示しない内周刃が設けられており、
この内周刃によって前記ワーク割り出し機構62に固定
されたインゴット50がウェーハに切断される。この内
周刃は、ドーナツ状に形成されたブレードの内周縁にダ
イヤモンド砥粒が電着されて形成される。また、内周刃
は、スライシングマシン14に内設されたチャックボデ
ィに前記ブレードの外周縁が張り上げられると共に、図
示しない回転機構により高速回転される。
【0012】スライシングマシン14で切断されたウェ
ーハ64は、既知のウェーハ吸着・移動装置66によっ
て吸着され、一対の無端ベルトで構成された搬送装置6
8まで移送される。搬送装置68に移送されたウェーハ
66は、搬送装置68によって、前記剥離・洗浄・乾燥
装置16まで搬送される。前記剥離・洗浄・乾燥装置1
6は図4に示すように、スライスベース51の剥離部7
0と、本発明に係る半導体ウェーハの洗浄・乾燥装置7
2とから構成される。
【0013】前記剥離部70は、ウェーハ64の移動機
構74、温水槽76、及びハンマ部78を有している。
前記移動機構74は、前述した搬送装置68から搬送さ
れてきたウェーハ64を挟持する一対の挟持板80、8
0を有している。挟持板80、80の図中左端部には、
凹状に折り曲げられたアーム82の先端部が固着されて
いる。このアーム82は図5に示すように、油圧シリン
ダ84に伸縮自在に取り付けられている。油圧シリンダ
84を作動してアームを収縮させると、前記温水槽76
に貯留された温水(スライスベース51をウェーハ64
に接着させている熱軟化性接着剤を熱軟化させる温度、
例えば本実施例では、90°Cの温水とする)86に前
記ウェーハ64が挟持板80、80とともに浸漬され
る。(図6参照) また、前記油圧シリンダ84の下部は架台88に固定さ
れ、この架台88は移動レール90上に移動可能に載置
される。前記移動レール90は、温水槽76に対して並
設されている。この移動レール90に対して前記架台8
8が図7に示す位置にスライド移動され、また前記アー
ム82が伸長されると、前記ウェーハ64がハンマ部7
8に移送される。
【0014】一方、前記挟持板80、80の図4中右端
部には段付き状に折り曲げられたアーム92の先端部が
固着されており、このアームの基端部はバー94の軸方
向に摺動可能に取り付けられている。バー94は図5乃
至図7に示した油圧シリンダ84に対して並設されると
共に、前記架台88のスライド移動に連動して架台88
の移動方向と同方向に移動されるようになっている。
【0015】前記ハンマ部78は、ウェーハ64の押さ
え用シリンダ96、スライスベース51の剥離用シリン
ダ98を有している。前記押さえ用シリンダ96は、シ
リンダロッド100を伸長させることにより、ウェーハ
64を図8に示すように、押さえロッド102と押さえ
台104とで挟持して保持することができる。また、剥
離用シリンダ98は、シリンダロッド106を伸長させ
ることにより、前記ウェーハ64のスライスベース51
をハンマロッド108でハンマリングしてウェーハ64
から剥離させることができる。剥離された前記スライス
ベース51は、ハンマ部78の下方に設置されたバケッ
ト110に回収される。
【0016】前記洗浄・乾燥装置72は図4に示すよう
に、搬送ローラ112、洗浄ブラシローラ114、搬送
ローラ116、洗浄水噴射部118、ブレード状のスク
レーパ120、及び乾燥部122から構成される。前記
搬送ローラ112は一対のローラ124、124から構
成されて、図示しない駆動部からの駆動力によって図中
矢印方向に回転されることにより、剥離部70でスライ
スベース51が剥離されたウェーハ64を、ローラ12
4、124間に挟み込んで洗浄ブラシローラ114に向
けて送り出すことができるようになっている。
【0017】前記洗浄ブラシ用ローラ114は、一対の
ブラシローラ126、126から構成されている。洗浄
ブラシローラ114は、図示しない駆動部からの駆動力
によって回転されることにより、送られてきたウェーハ
64をブラシローラ126、126間に挟み込んで搬送
ローラ116に向けて送り出すことができるようになっ
ている。ウェーハ64は、その表面に付着した切削屑等
が、前記洗浄ローラ114の回転によって剥離除去さ
れ、そして前記洗浄水噴射部118のノズル128、1
28から噴射される洗浄水によって洗浄される。
【0018】前記搬送ローラ116は一対のローラ13
0、130から構成されて、図示しない駆動部からの駆
動力によって図中矢印方向に回転されることにより、洗
浄されたウェーハ64を、ローラ130、130間に挟
み込んで前記スクレーパ120に向けて送り出すことが
できるようになっている。前記スクレーパ120は一対
のワイパ部材132、132から構成されて、そのワイ
パ部材132、132間をウェーハ64が通過すること
により、ウェーハ64の表面に付着した水滴が除去され
る。
【0019】前記乾燥部122は一対のエアー吹出部1
34、134から構成されて、そのエアー吹出部13
4、134間をウェーハ64が通過することにより、エ
アー吹出部134、134のエアー吹出孔136、13
6…から吹き出されるエアーによって乾燥される。乾燥
されたウェーハ64は、搬送装置138によって図1に
示した面検装置18に搬送される。
【0020】面検装置18は既知のものであり、この面
検装置18の図9に示す検査テーブル140上でウェー
ハ64の厚さ、平坦度等が測定され、その測定値に基づ
いて規格に対する合否が判定される。合格と判定された
ウェーハ64は、搬送装置142で既知の方向転換装置
144まで搬送され、そして方向転換装置144で吸着
されて図1、図10に示す搬送装置146まで搬送され
る。尚、規格に対して不合格となったウェーハ64は図
1、図9に示すカセット148に収納される。
【0021】前記搬送装置146は図10に示すよう
に、一対の無端ベルト150、150に沿って往復移動
可能なトレイ152を有しており、このトレイ152が
始端部(図中左端部)に位置されている時に前記方向転
換装置144で移送されたウェーハ64がトレイ152
上に載置される。トレイ152に載置されたウェーハ6
4は、トレイ152がレール150、150の終端部
(図中右端部)まで移動されると、搬送装置154の吸
着アーム156に吸着されて図中矢印方向に移送され、
図1に示した面取り装置20に搬送される。
【0022】前記面取り装置20は図11に示すよう
に、ウェーハ64をクランプする上の垂直軸158と下
の垂直軸160とを有している。前記上垂直軸158
は、軸受ボックス162に回転可能に支持されており、
この軸受ボックス162は鉛直方向に立設されたガイド
レール164に沿って摺動可能に設けられている。ま
た、上垂直軸158は、その下端部にウェーハ64のク
ランプ位置を位置決めするマスタ166が固着され、ま
た上端部にはモータ168が連結されている。
【0023】前記下垂直軸160は、軸受ボックス17
0に回転可能に支持されると共に、その上端部にウェー
ハの吸着部172が固着される。この軸受ボックス17
0の下部には油圧シリンダ174のシリンダロッド17
6が固着されている。これにより、前記シリンダロッド
176を伸縮させると、軸受ボックス162がガイドレ
ール164に沿って上下移動するので、ウェーハ64の
上下方向に対する位置決めを行うことができる。
【0024】吸着されたウェーハ64の近傍には、ウェ
ーハ64の上・下面エッジを面取りする砥石178が設
けられる。この砥石178は、移動テーブル180に軸
受182を介して取り付けられた砥石軸184に固着さ
れており、この砥石軸184にはベルト186を介して
モータ188の回転力が伝達される。このモータ188
も前記移動テーブル180上に固定されている。一方、
移動テーブル180はガイドレール190上に載置さ
れ、このガイドレール190に沿って水平方向に移動自
在に設けられる。即ち、移動テーブル180は、ウェー
ハ64の面取り時には、ウェーハ64のエッジに砥石1
78が押圧するように図中左方向に移動され、また、面
取り終了時にはウェーハ64から退避するように図中右
方向に移動されるように制御されている。面取りが終了
したウェーハ64は図12に示す搬送装置192、19
4を介して前述した洗浄・乾燥装置22に搬送される。
【0025】洗浄・乾燥装置22は搬送ローラ196、
洗浄ブラシローラ198、ブレード状のスクレーパ20
0、搬送ローラ202、洗浄水噴射部204、及び乾燥
部206から構成される。前記搬送ローラ196は一対
のローラ208、208から構成されて、図示しない駆
動部からの駆動力によって図中矢印方向に回転されるこ
とにより、ウェーハ64をローラ208、208間に挟
み込んで洗浄ブラシローラ198に向けて送り出すこと
ができるようになっている。
【0026】前記洗浄ブラシローラ198は、一対のブ
ラシローラ210、210から構成されている。洗浄ブ
ラシローラ198は、図示しない駆動部からの駆動力に
よって回転されることにより、ウェーハ64をブラシロ
ーラ210、210間に挟み込んでウェーハ64に付着
した切削屑等をそのブラシで払い落とすことができるよ
うになっている。ブラシに付着した前記切削屑等は、前
記洗浄水噴射部204のノズル212、212から噴射
される洗浄水によって剥離除去される。
【0027】前記スクレーパ200は一対のワイパ部材
214、214から構成されて、そのワイパ部材21
4、214間をウェーハ64が通過することにより、ウ
ェーハ64の表面に付着した水滴が除去される。前記搬
送ローラ202は一対のローラ216、216から構成
されて、図示しない駆動部からの駆動力によって図中矢
印方向に回転されることにより、洗浄されたウェーハ6
4を、ローラ216、216間に挟み込んで前記乾燥部
206に向けて送り出すことができるようになってい
る。
【0028】前記乾燥部206は一対のエアー吹出部2
18、218から構成されて、そのエアー吹出部21
8、218間をウェーハ64が通過することにより、エ
アー吹出部218、218のエアー吹出孔220、22
0…から吹き出されるエアーによって乾燥される。乾燥
されたウェーハ64は、搬送装置222によって図1、
図12に示したウェーハ収納部24に搬送される。
【0029】ウェーハ収納部24にはカセット224が
取り付けられており、前記搬送装置222で搬送された
ウェーハ64が順次収納されるようになっている。次
に、前記の如く構成された半導体ウェーハの製造システ
ム10の作用について説明する。先ず、図2に示した搬
送台車52のフック部56にインゴット50を保持し
て、インゴット50をインゴットローダー12のポスト
近傍まで搬送する。そして、搬送台車52の昇降ロッド
でインゴット50を上昇させると共に、インゴットロー
ダ12側のシリンダロッド40を伸長し、インゴット支
持部材44の係合溝45にワークブロック46の係合部
48を係合させてインゴット50をインゴットローダー
12に保持させる。
【0030】次に、インゴットローダー12を駆動して
ローダ本体38をスライシングマシン14の方向に移動
させ、スライシングマシン14のワーク割り出し機構6
2の下方に位置した時にローダ本体38を停止させる。
そして、インゴット50を図1に示したように前記ワー
ク割り出し機構62に固定する。次に、スライシングマ
シン14を駆動して、インゴット50をワーク割り出し
機構62で割り出しすると共にワーク送り機構60で内
周刃に押し付けてウェーハ64に切断する。そして、ス
ライシングマシン14で切断されたウェーハ64を、ウ
ェーハ吸着・移動装置66で吸着して搬送装置68に移
送した後、搬送装置68で剥離・洗浄・乾燥装置16に
搬送する。
【0031】次に、剥離・洗浄・乾燥装置16に搬送し
てきたウェーハ64を、図4に示した剥離部70の挟持
板80、80間で保持する。ウェーハ64を保持した
後、図6に示すようにアーム82を収縮させてウェーハ
64を温水槽76の温水86中に所定時間(30秒)浸
漬する。これにより、スライスベース51の熱軟化性接
着剤が熱軟化される。
【0032】そして、所定時間経過後、架台88を図7
に示す位置にスライド移動しながら前記アーム82を伸
長して、前記ウェーハ64をハンマ部78に移送する。
ハンマ部78にウェーハ64が移送されると、図8に示
すように押さえロッド102と押さえ台104とでウェ
ーハ64を挟持し、そして、剥離用シリンダ98のシリ
ンダロッド106を伸長する。これにより、前記ウェー
ハ64のスライスベース51がハンマロッド108でハ
ンマリングされてウェーハ64から剥離する。即ち、ス
ライスベース51の接着剤が温水86によって熱軟化さ
れているので、スライスベース51はハンマリングされ
るだけでウェーハ64から容易に剥離する。剥離した前
記スライスベース51は、バケット110に回収され
る。
【0033】次に、前記架台88を図7に示した位置か
ら更に右方向にスライド移動させて、スライスベース5
1が剥離した前記ウェーハ64を、図4に示した洗浄・
乾燥装置72に搬送する。洗浄・乾燥装置72にウェー
ハ64を搬送すると、搬送ローラ112でウェーハ64
を洗浄ブラシローラ114に向けて送り出し、先ず、洗
浄ブラシローラ114の通過中にウェーハ64に付着し
た切削屑等を剥離除去し、次に、ブレード状のスクレー
パ120で前記洗浄ブラシローラ114を通過した半導
体ウェーハの表面に付着している水滴を除去する。ま
た、ウェーハ64、及びブラシに付着した前記切削屑等
は、前記洗浄水噴射部118のノズル128、128か
ら噴射される洗浄水によって洗浄される。
【0034】そして、洗浄されたウェーハ64を、搬送
ローラ116でスクレーパ120に向けて送り出し、ス
クレーパ120でウェーハ64の表面に付着した水滴を
除去する。そして、水滴が除去されたウェーハ64を、
乾燥部122から供給されるエアーによって乾燥した
後、搬送装置138によって図9に示した面検装置18
に搬送する。
【0035】これにより、本実施例の洗浄・乾燥装置7
2によれば、スライスベース51が剥離されたウェーハ
64の洗浄・乾燥を1枚ずつ連続して行うようにしたの
で、従来の洗浄・乾燥方法と比較して、スライシングマ
シン14で切断された直後のウェーハ64を効率良く短
時間で洗浄・乾燥することがきる。次に、面検装置18
にウェーハ64が搬送されると、面検装置18で規格に
対する合否が判定され、合格と判定されたウェーハ64
を搬送装置142、方向転換装置144、及び搬送装置
146、154(図10参照)によって面取り装置20
に搬送する。
【0036】次に、面取り装置20に搬送されたウェー
ハ64を、図11に示す油圧シリンダ174のシリンダ
ロッド176を伸長させて上垂直軸158のマスタ16
6と下垂直軸160の吸着部172との間でクランプす
る。そして、モータ168でウェーハ64を回転させる
と共に砥石178をモータ188で回転させて、ウェー
ハ64のエッジに砥石178が押圧するように移動テー
ブル180を図中左方向に移動する。例えば、ウェーハ
64の上面側のエッジを先に面取りした場合には、シリ
ンダロッド176を所定量収縮させてウェーハ64の下
面側のエッジを面取りする。
【0037】面取りが終了時すると、移動テーブル18
0をウェーハ64から退避する方向に移動し、そして、
面取りが終了した前記ウェーハ64を図12に示す搬送
装置192、194で洗浄・乾燥装置22に搬送する。
そして、洗浄・乾燥装置22に搬送されてきたウェーハ
64を、搬送ローラ196によって洗浄ブラシローラ1
98側に送り出して、洗浄ブラシローラ198でウェー
ハ64に付着した切削屑等が払い落とす。また、ブラシ
に付着した前記切削屑等は、前記洗浄水噴射部204の
ノズル212、212から噴射される洗浄水によって剥
離除去される。
【0038】次に、切削屑等が払い落とされたウェーハ
64を、スクレーパ200でその表面に付着した水滴を
除去した後、搬送ローラ202で乾燥部206に向けて
送り出して乾燥部206のエアー吹出孔220、220
…から供給されるエアーによって乾燥する。これによ
り、本実施例の洗浄・乾燥装置72によれば、面取りさ
れたウェーハ64の洗浄・乾燥を1枚ずつ連続して行う
ようにしたので、ウェーハ64を効率良く短時間で洗浄
・乾燥することがきる。
【0039】そして、乾燥されたウェーハ64を、搬送
装置222によってウェーハ収納部24のカセット22
4内に順次収納する。カセット224に収納されたウェ
ーハ64は、次工程であるラッピング工程に移送され
る。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る半導体
ウェーハの洗浄・乾燥装置によれば、搬送部で半導体ウ
ェーハを搬送して洗浄部に供給し、先ず、洗浄部で半導
体ウェーハに水を噴射しながら半導体ウェーハをブラシ
洗浄して、その表面に付着している切削屑等を剥離除去
し、次に、ブレード状のスクレーパによって、前記洗浄
部を通過した半導体ウェーハの表面に付着している水滴
を確実に除去し、次いで、乾燥部で前記スクレーパを通
過した半導体ウェーハにエアーを吹き付けて半導体ウェ
ーハを乾燥するようにしたので、スライシングマシンで
切断された直後の半導体ウェーハを効率良く短時間で洗
浄・乾燥することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体ウェーハの洗浄・乾燥装置
が適用された半導体ウェーハの製造システムの全体構成
を示す斜視図
【図2】インゴットローダーの実施例を示す斜視図
【図3】インゴットローダーにインゴットが固定された
状態を示す正面図
【図4】スライスベースの剥離装置と、本発明に係る半
導体ウェーハの洗浄・乾燥装置の実施例を示す斜視図
【図5】スライスベースの剥離装置の作動説明図
【図6】スライスベースの剥離装置の作動説明図
【図7】スライスベースの剥離装置の作動説明図
【図8】スライスベースの剥離装置の作動説明図
【図9】面検装置の実施例を示す斜視図
【図10】ウェーハの搬送装置の実施例を示す斜視図
【図11】ウェーハの面取装置の実施例を示す要部説明
【図12】本発明に係る半導体ウェーハの洗浄・乾燥装
置の実施例を示す斜視図
【符号の説明】
10…半導体ウェーハの製造システム 12…インゴットローダー 14…スライシングマシン 16…剥離・洗浄・乾燥装置 18…面検装置 20…面取り装置 22…洗浄・乾燥装置 24…ウェーハ収納部 50…インゴット 51…スライスベース 64…ウェーハ 114、198…洗浄ブラシローラ 118、204…洗浄水噴射部 120、200…スクレーパ 122、206…乾燥部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/304 644 B08B 3/00 - 3/14 B08B 13/00 F26B 1/00 - 25/22

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ウェーハに水を噴射しながら半導
    体ウェーハを一対の回転ブラシで洗浄する洗浄部と、前
    記洗浄部を通過した半導体ウェーハに付着している水滴
    を除去するブレード状のスクレーパと、前記スクレーパ
    通過した半導体ウェーハにエアーを吹き付けて半導体
    ウェーハを乾燥させる乾燥部と、前記洗浄部、スクレー
    、及び乾燥部に半導体ウェーハを連続搬送させる搬送
    部と、から成ることを特徴とする半導体ウェーハの洗浄
    ・乾燥装置。
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