JP5553062B2 - Positioning device and positioning method - Google Patents
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本発明は、例えば、ステッパ装置内でのウエハの位置決めに用いられる位置決め装置と位置決め方法に関する。 The present invention relates to a positioning apparatus and a positioning method used for positioning a wafer in a stepper apparatus, for example.
特許文献1には、ステージに可動に取り付けられたノッチピンと、ステージに固定された位置決めピンを有する位置決め装置が開示されている。この位置決め装置は、ウエハのノッチ(V字形の切欠き)に当てたノッチピンでウエハを押すことにより、ウエハを位置決めピンに押し付けるものである。ノッチピン、及び位置決めピンによりウエハはステージの所定位置に位置決めされる。 Patent Document 1 discloses a positioning device having a notch pin movably attached to a stage and a positioning pin fixed to the stage. This positioning apparatus presses a wafer against positioning pins by pressing the wafer with a notch pin applied to a notch (V-shaped notch) of the wafer. The wafer is positioned at a predetermined position on the stage by the notch pins and the positioning pins.
所望の特性を得るためにウエハにはエピタキシャル層が形成される。エピタキシャル層が形成されたウエハには一定の反りがある。また、エピタキシャル層が形成されたウエハのエッジには鋭角に尖った凸部が形成されることがある。 An epitaxial layer is formed on the wafer to obtain the desired characteristics. The wafer on which the epitaxial layer is formed has a certain warpage. In addition, a convex portion having an acute angle may be formed on the edge of the wafer on which the epitaxial layer is formed.
上述のウエハをステージの所定位置に位置決めしようとすると、ウエハが反ったままの状態で凸部が位置決めピンに刺さることがある。凸部が位置決めピンに刺さるとウエハの反りを抑制できず、位置決め装置のエラーが出たりウエハ処理に支障が出たりすることがある。 When the above-described wafer is positioned at a predetermined position on the stage, the convex portion may be stuck in the positioning pins while the wafer is warped. If the convex portion pierces the positioning pin, the warpage of the wafer cannot be suppressed, and an error of the positioning device may occur or the wafer processing may be hindered.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ウエハの反りを抑制しつつウエハを所定位置に位置決めできる位置決め装置と位置決め方法を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a positioning device and a positioning method capable of positioning a wafer at a predetermined position while suppressing warpage of the wafer.
本発明に係る位置決め装置は、ウエハを載置するステージと、該ウエハを該ステージに吸着させる吸着手段と、該ステージ上の所定位置に該ウエハを位置決めする、該ステージに取り付けられた位置決めピンと、該ウエハのノッチに当たる形状で、該ウエハを該位置決めピンに押し付ける方向に移動可能に形成されたノッチピンと、該位置決めピンを、該ウエハから離れる方向に退避させる退避手段と、を備えたことを特徴とする。 A positioning apparatus according to the present invention includes a stage for placing a wafer, suction means for sucking the wafer to the stage, positioning pins attached to the stage for positioning the wafer at a predetermined position on the stage, A notch pin formed in a shape corresponding to the notch of the wafer so as to be movable in a direction of pressing the wafer against the positioning pin, and a retracting means for retracting the positioning pin in a direction away from the wafer. And
本発明に係る他の位置決め装置は、ウエハを載置するステージと、該ウエハを該ステージに吸着させる吸着手段と、該ステージ上の所定位置に該ウエハを位置決めする、該ステージに取り付けられた位置決めピンと、該ウエハのノッチに当たる形状で、該ウエハを該位置決めピンに押し付ける方向に移動可能に形成されたノッチピンと、を備える。そして、該位置決めピンは、該ウエハの中央位置から該ノッチピンの方向に対して45°の奇数倍の角をなす位置を避けて該ステージに取り付けられたことを特徴とする。 Another positioning apparatus according to the present invention includes a stage on which a wafer is placed, a suction means for sucking the wafer to the stage, and a positioning attached to the stage for positioning the wafer at a predetermined position on the stage. A pin and a notch pin formed in a shape corresponding to the notch of the wafer so as to be movable in a direction of pressing the wafer against the positioning pin. The positioning pin is attached to the stage so as to avoid a position that forms an odd multiple of 45 ° with respect to the direction of the notch pin from the center position of the wafer.
本発明に係る他の位置決め装置は、ウエハを載置するステージと、該ウエハを該ステージに吸着させる吸着手段と、該ステージの中央に向く方向に凹部が形成され、該ステージ上の所定位置に該ウエハを位置決めする、該ステージに取り付けられた位置決めピンと、該ウエハのノッチに当たる形状で、該ウエハを該位置決めピンに押し付ける方向に移動可能に形成されたノッチピンと、を備えたことを特徴とする。 Another positioning apparatus according to the present invention includes a stage on which a wafer is placed, suction means for sucking the wafer to the stage, and a recess formed in a direction toward the center of the stage, and is placed at a predetermined position on the stage. A positioning pin attached to the stage for positioning the wafer, and a notch pin formed in a shape that hits the notch of the wafer and movable in a direction of pressing the wafer against the positioning pin. .
本発明に係る位置決め方法は、ノッチが形成されたウエハをステージに載置する工程と、ノッチピンを該ノッチに押し付けて、該ウエハを該ステージに取り付けられた位置決めピンに押し付ける工程と、該ウエハを該位置決めピンに押し付けた後、該ウエハを該ステージに吸着させる工程と、該ウエハを該ステージに吸着させた後、該位置決めピンを該ウエハから離れる方向に退避させる工程と、を備えたことを特徴とする。 The positioning method according to the present invention includes a step of placing a wafer on which a notch is formed on a stage, a step of pressing a notch pin against the notch, pressing the wafer against a positioning pin attached to the stage, and A step of attracting the wafer to the stage after being pressed against the positioning pin; and a step of retracting the positioning pin in a direction away from the wafer after the wafer is attracted to the stage. Features.
本発明によれば、ウエハの反りを抑制しつつウエハを所定位置に位置決めできる。 According to the present invention, the wafer can be positioned at a predetermined position while suppressing the warpage of the wafer.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る位置決め装置の平面図である。位置決め装置10は、土台12の上に載置された円板上のステージ14を有している。ステージ14は、ウエハを載置するために形成されている。ステージ14には、ウエハをステージ14に吸着させる吸着手段16が形成されている。吸着手段16は、吸気口16aと吸気口16bを有している。これらの吸気口16a、及び16bはウエハをステージ14に真空吸着させるために形成されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a plan view of a positioning device according to Embodiment 1 of the present invention. The
位置決め装置10は、ステージ14に取り付けられた位置決めピン30、及び34を有している。位置決めピン30、及び34はステージ14上の所定位置にウエハを位置決めするものである。位置決めピン30、及び34はそれぞれ退避手段32、及び36により、ウエハから離れる方向に退避可能となっている。退避手段32、及び36は、例えば、オペレータからの指示で位置決めピン30、及び34をステージ14の外周方向に移動させるように構成される。
The
ステージ14に載置されるウエハのノッチに当たる形状でノッチピン20が形成されている。ノッチピン20はウエハを位置決めピン30、及び32に押し付ける方向に移動可能に形成されている。
A
以後、位置決め装置10を用いたウエハの位置決め方法を説明する。図2は、本発明の実施の形態1に係る位置決め装置による位置決め方法を示す図である。ステージ14に、ノッチ42が形成されたウエハ40を載置する。次いで、ノッチピン20を図2の矢印方向に動かしノッチ42に押し付けることで、ウエハ40を位置決めピン30、及び34に押し付ける。これにてウエハ40は所定の位置に位置決めされる。
Hereinafter, a wafer positioning method using the
図3は、図2の3−3破線における断面図である。ウエハ40は、低抵抗のCZ単結晶ミラーウエハで形成された<100>基板40aに、エピタキシャル層40bが形成されたものである。基板40aはp型の導電型となるように形成されている。基板40aのエッジは、ハンドリングにおいてチッピング等の発生を防ぐため全周に渡って面取りが行われている。そのため、基板40aのエッジには<100>面以外の様々な面方位を有する面が表れている。
3 is a cross-sectional view taken along a broken line 3-3 in FIG. The
エピタキシャル層40bは、基板40aの上にn+バッファ層及びn−高抵抗層がこの順に形成されたものである。n−高抵抗層の層厚は120μmである。そして、ウエハ40全体の厚さは500〜700μm程度にも及ぶ。そのため、ウエハ40には一定の反りがある。また、エピタキシャル層40bの成長は結晶面依存性を有するため、ウエハ40のエッジには鋭角に尖った凸部40cが形成されている。なお、ウエハ40には、例えばIGBTなどの素子が形成される。
The
ノッチピン20によりウエハ40が位置決めピン30に押し付けられると、ウエハ40は反ったままの状態で凸部40cが位置決めピン30に刺さる。同様に、凸部40cは、位置決めピン34にも刺さる。
When the
次いで、ウエハ40をステージ14に吸着する。吸着手段16の吸気口16a、及び16bから吸気することにより、ウエハ40をステージ14に真空吸着させる。
Next, the
次いで、退避手段32、及び36により位置決めピン30、及び34をウエハ40から離れる方向に退避する。図4は、位置決めピンを退避することを示す図である。位置決めピン30、及び34は、退避手段32、及び36により図4の矢印方向に退避させられる。図5は、図4の5−5破線における断面図である。位置決めピン30、及び34がウエハ40から離れると、ウエハ40の反りは吸着手段16により抑制され、ウエハ40は全面でステージ14に吸着する。
Next, the
本発明の実施の形態1に係る位置決め装置10によれば、位置決めピン30、及び34、並びにノッチピン20によりウエハ40を位置決めした後に、退避手段32、及び36により位置決めピン30、及び34をウエハ40から離す。よって、ウエハ40の凸部40cが位置決めピン30、及び34に刺さった状態が解消され、ウエハ40の反りは吸着手段16により抑制される。すなわち、ウエハの反りを抑制しつつウエハを所定位置に位置決めできる。本発明の実施の形態1に係る位置決め装置10は、高精度の位置決めが要求されるステッパ等での位置決めに特に好適である。
According to the
本発明の実施の形態1に係る位置決め装置10で位置決めするウエハは、上述の構成に限定されない。例えば、1200V対応のIGBTであればn−高抵抗層の厚さは120μm程度であるが、600V対応のIGBTであればその厚さは60μm程度である。このように、ウエハの総厚は素子の仕様に応じて変動するが、少なくとも、エピタキシャル層が形成されたことにより反りが生じ、かつエッジに凸部が形成されるウエハであれば、本発明の効果を得ることができる。
The wafer positioned by the
実施の形態2.
本発明の実施の形態2に係る位置決め装置は、本発明の実施の形態1に係る位置決め装置と共通点が多い。そのため、実施の形態1に係る位置決め装置との相違点を説明する。本発明の実施の形態2に係る位置決め装置は、位置決めピンを取り付ける位置に特徴がある。
Embodiment 2. FIG.
The positioning device according to Embodiment 2 of the present invention has many common points with the positioning device according to Embodiment 1 of the present invention. Therefore, differences from the positioning device according to Embodiment 1 will be described. The positioning device according to Embodiment 2 of the present invention is characterized by the position where the positioning pin is attached.
図6は、本発明の実施の形態2に係る位置決め装置の平面図である。位置決めピン42、44、46、及び48は、ウエハの中央位置Pからノッチピン20の方向に対して45°の奇数倍の角をなす位置を避けてステージ14に取り付けられている。図6には、中央位置Pから、ノッチピン20の方向に対して45°の奇数倍の角をなす位置を破線で示している。
FIG. 6 is a plan view of a positioning device according to Embodiment 2 of the present invention. The positioning pins 42, 44, 46, and 48 are attached to the
ウエハのエッジ部分にはさまざま結晶面が表れており、結晶面ごとにエピタキシャル成長の成長速度が異なる。そのため、ウエハのエッジ部分全周に渡って凸部が形成されるわけではない。産業用に広く利用されている<100>基板において凸部が表れる方向は<110>方向である。すなわちウエハを真上から見てノッチを6時方向とした場合、1時半、4時半、7時半、10時半の方向に凸部が形成される。言い換えれば、ウエハの中央位置Pからノッチピン20の方向に対して45°の奇数倍の角をなす位置に凸部が形成される。
Various crystal planes appear on the edge portion of the wafer, and the growth rate of epitaxial growth differs for each crystal plane. Therefore, a convex part is not formed over the entire periphery of the edge part of the wafer. The direction in which the convex portion appears in the <100> substrate widely used for industrial use is the <110> direction. That is, when the notch is set at 6 o'clock when the wafer is viewed from directly above, convex portions are formed in the direction of 1:30, 4:30, 7:30, and 10:30. In other words, the convex portion is formed at a position that forms an odd multiple of 45 ° with respect to the direction of the
本発明の実施の形態2に係る位置決め装置によれば、位置決めピン42、44、46、及び48が凸部に当たらない位置に形成されているため、ウエハの凸部が位置決めピン42、44、46、及び48に刺さることはない。よって、ウエハが反ったまま凸部が位置決めピンに刺さることを回避できる。 According to the positioning device according to the second embodiment of the present invention, since the positioning pins 42, 44, 46, and 48 are formed at positions that do not hit the convex portions, the convex portions of the wafer are positioned at the positioning pins 42, 44, 46 and 48 are not stabbed. Therefore, it can be avoided that the convex portion is stuck in the positioning pins while the wafer is warped.
実施の形態3.
本発明の実施の形態3に係る位置決め装置は、本発明の実施の形態1に係る位置決め装置と共通点が多い。そのため、実施の形態1に係る位置決め装置との相違点を説明する。本発明の実施の形態3に係る位置決め装置は、位置決めピンの形状に特徴がある。
The positioning device according to
図7は、本発明の実施の形態3に係る位置決めピンを示す断面図である。位置決めピン50のステージの中央(ウエハの中央)に向く方向には、凹部50aが形成されている。位置決めピン50は、ウエハ40を所定位置に位置決めするためにステージ14上の所定位置に取り付けられている。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a positioning pin according to
凸部40cを有するウエハ40がノッチピンに押圧されて矢印の方向に進む。凸部40cは位置決めピン50に当たるが、位置決めピン50に凹部50aが形成されているため凸部40cは位置決めピン50に刺さらない。そして、ウエハ40の押圧が継続される。図8は、ウエハの反りが抑制されたことを示す断面図である。ウエハ40の押圧を進めると、ウエハ40の凸部40cと位置決めピン50の凹部50aが面接触する。
The
本発明の実施の形態3に係る位置決め装置によれば、ウエハ40の凸部40cを位置決めピン50の凹部50aに面接触させることができるので、ウエハ40が沿ったまま位置決めピンに刺さることを回避できる。
According to the positioning device according to the third embodiment of the present invention, since the
実施の形態4.
本発明の実施の形態4に係る位置決め装置は、本発明の実施の形態1に係る位置決め装置と共通点が多い。そのため、実施の形態1に係る位置決め装置との相違点を説明する。本発明の実施の形態4に係る位置決め装置は、位置決めピンの材料に特徴がある。
Embodiment 4 FIG.
The positioning device according to Embodiment 4 of the present invention has many common points with the positioning device according to Embodiment 1 of the present invention. Therefore, differences from the positioning device according to Embodiment 1 will be described. The positioning device according to Embodiment 4 of the present invention is characterized by the material of the positioning pin.
図9は、本発明の実施の形態4に係る位置決めピンを示す断面図である。位置決めピン60は、テフロン(登録商標)よりも堅く滑りやすい材料で形成されている。位置決めピン60は、ウエハ40をステージ上の所定位置に位置決めするためにステージ14に取り付けられている。
FIG. 9 is a sectional view showing a positioning pin according to Embodiment 4 of the present invention. The
凸部40cを有するウエハ40がノッチピンに押圧されて矢印の方向に進む。凸部40cは位置決めピン60に当たるが、位置決めピン60はテフロン(登録商標)よりも堅く滑りやすい材料で形成されているため凸部40cは位置決めピン60に刺さらない。図10は、ウエハの反りが抑制されたことを示す断面図である。凸部40cは位置決めピン60に刺さっていないため、吸着手段16によりウエハ40の全面をステージ14に吸着させることができる。
The
ところで、位置決めピンはテフロン(登録商標)で形成されることが多いので、ウエハの凸部が刺さりやすかった。ところが、本発明の実施の形態4に係る位置決め装置によれば、テフロン(登録商標)よりも堅く滑りやすい材料で位置決めピン60を形成したので、ウエハ40の凸部40cが位置決めピン60に刺さることを防止できる。なお、本発明の実施の形態2乃至4に係る位置決めピンはステージ14に固定されるものであるため、本発明の実施の形態1と異なり退避手段を要しない。また、本発明の実施の形態2乃至4に係る位置決め装置は、少なくとも本発明の実施の形態1に係る位置決め装置と同程度の変形が可能である。
By the way, since the positioning pin is often formed of Teflon (registered trademark), the convex portion of the wafer is easily stuck. However, according to the positioning device according to the fourth embodiment of the present invention, since the
10 位置決め装置、 14 ステージ、 16 吸着手段、 20 ノッチピン、 30,34 位置決めピン、 32,36 退避手段、 40 ウエハ、 40c 凸部、 50 位置決めピン、 50a 凹部、 60 位置決めピン
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ウエハを前記ステージに吸着させる吸着手段と、
前記ステージ上の所定位置に前記ウエハを位置決めする、前記ステージに取り付けられた位置決めピンと、
前記ウエハのノッチに当たる形状で、前記ウエハを前記位置決めピンに押し付ける方向に移動可能に形成されたノッチピンと、
前記位置決めピンを、前記ウエハから離れる方向に退避させる退避手段と、
を備えたことを特徴とする位置決め装置。 A stage on which the wafer is placed;
Suction means for sucking the wafer onto the stage;
Positioning pins attached to the stage for positioning the wafer at a predetermined position on the stage;
A notch pin formed so as to be movable in a direction in which the wafer is pressed against the positioning pin in a shape corresponding to the notch of the wafer;
A retracting means for retracting the positioning pin in a direction away from the wafer;
A positioning device comprising:
前記ウエハを前記ステージに吸着させる吸着手段と、
前記ステージ上の所定位置に前記ウエハを位置決めする、前記ステージに取り付けられた位置決めピンと、
前記ウエハのノッチに当たる形状で、前記ウエハを前記位置決めピンに押し付ける方向に移動可能に形成されたノッチピンと、を備え、
前記位置決めピンは、前記ウエハの中央位置から前記ノッチピンの方向に対して45°の奇数倍の角をなす位置を避けて前記ステージに取り付けられたことを特徴とする位置決め装置。 A stage on which the wafer is placed;
Suction means for sucking the wafer onto the stage;
Positioning pins attached to the stage for positioning the wafer at a predetermined position on the stage;
A notch pin formed so as to be movable in a direction in which the wafer is pressed against the positioning pin in a shape corresponding to the notch of the wafer,
The positioning apparatus, wherein the positioning pins are attached to the stage while avoiding a position that forms an odd multiple of 45 ° with respect to the direction of the notch pins from the center position of the wafer.
前記ウエハを前記ステージに吸着させる吸着手段と、
前記ステージの中央に向く方向に凹部が形成され、前記ステージ上の所定位置に前記ウエハを位置決めする、前記ステージに取り付けられた位置決めピンと、
前記ウエハのノッチに当たる形状で、前記ウエハを前記位置決めピンに押し付ける方向に移動可能に形成されたノッチピンと、
を備えたことを特徴とする位置決め装置。 A stage on which the wafer is placed;
Suction means for sucking the wafer onto the stage;
A recess formed in a direction toward the center of the stage, and positioning pins attached to the stage for positioning the wafer at a predetermined position on the stage;
A notch pin formed so as to be movable in a direction in which the wafer is pressed against the positioning pin in a shape corresponding to the notch of the wafer;
A positioning device comprising:
ノッチピンを前記ノッチに押し付けて、前記ウエハを前記ステージに取り付けられた位置決めピンに押し付ける工程と、
前記ウエハを前記位置決めピンに押し付けた後、前記ウエハを前記ステージに吸着させる工程と、
前記ウエハを前記ステージに吸着させた後、前記位置決めピンを前記ウエハから離れる方向に退避させる工程と、
を備えたことを特徴とする位置決め方法。 Placing the wafer with the notches on the stage;
Pressing a notch pin against the notch and pressing the wafer against a positioning pin attached to the stage;
After pressing the wafer against the positioning pins, adsorbing the wafer to the stage;
A step of retracting the positioning pins away from the wafer after the wafer is attracted to the stage;
A positioning method comprising:
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