KR101146642B1 - Apparatus for Breaking Processed Object Using Curved Surface Close-adhesion - Google Patents

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    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
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Abstract

본 발명은 대상물의 내부에 집광점을 맞춰서 레이저 빔을 조사하여 대상물 내부에 상변화영역을 형성하여 절단하는 곡면 밀착을 이용한 대상물 브레이킹장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 대상물 브레이킹장치는, 미가공 상태의 대상물이 안착되는 워크스테이지와; 상기 워크스테이지의 대상물 내부에 레이저 광을 조사하여 상변화영역을 형성하는 레이저 조사부와; 상기 워크스테이지에서 가공이 완료된 대상물을 일시적으로 고정하여 반송하며, 수평 이동 및 상하 이동이 가능하게 구성된 트랜스퍼와; 상기 미가공된 대상물 또는 가공이 완료된 대상물이 안착되는 대기부와; 상기 대기부에 안착된 대상물을 촬영하는 비전카메라와; 상기 대기부의 하측에 수평 이동 가능하게 설치되어 대기부의 하부의 설정 위치에 선택적으로 위치하게 되는 브레이킹부와 백라이트부를 포함하며; 상기 브레이킹부는 상기 트랜스퍼에 의해 워크스테이지로부터 반송되는 대상물이 밀착되면서 각각의 상변화영역들에서 크랙을 증대시키는 상단 곡면을 가지며, 상기 백라이트부는 대기부의 하부에 위치되었을 때 상기 비전카메라의 촬영을 위한 빛을 제공하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to an object braking device using curved surface contacting by cutting a laser beam by matching a focusing point to the inside of the object to form a phase change region inside the object, and the object braking device according to the present invention, A work stage on which the object is seated; A laser irradiator for irradiating laser light into an object of the work stage to form a phase change region; A transfer configured to temporarily fix and convey a completed object in the work stage, and to allow horizontal movement and vertical movement; A waiting part on which the unprocessed object or the processed object is seated; A vision camera for photographing an object seated on the waiting unit; A braking part and a backlight part installed at a lower side of the waiting part and selectively positioned at a predetermined position of a lower part of the waiting part; The breaking part has an upper curved surface that increases cracks in each of the phase change areas while the object conveyed from the work stage is brought into close contact with the transfer part, and the backlight part has a light for photographing the vision camera when the backlight part is positioned below the waiting part. It characterized in that to provide.

Description

곡면 밀착을 이용한 대상물 브레이킹장치{Apparatus for Breaking Processed Object Using Curved Surface Close-adhesion}Apparatus for Breaking Processed Object Using Curved Surface Close-adhesion}
본 발명은 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판 등의 대상물을 절단하기 위한 브레이킹장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a braking device for cutting an object such as a semiconductor wafer or a glass substrate.
근래들어 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판 등의 대상물을 원하는 크기와 형태로 절단하기 위하여 대상물의 표면에 대상물이 흡수하는 파장의 레이저 빔을 조사하고, 레이저 빔의 흡수에 의하여 절단하는 영역에서 용융을 진행시켜 대상물을 절단하는 방식이 널리 이용되고 있다. In recent years, in order to cut an object such as a semiconductor wafer or a glass substrate into a desired size and shape, a laser beam having a wavelength absorbed by the object is irradiated onto the surface of the object, and melting is performed in an area to be cut by absorption of the laser beam. Cutting method is widely used.
그런데, 대상물의 표면에 레이저 빔을 조사하여 절단하는 방식은 레이저 빔이 조사되는 지점의 주변 영역도 용융시키거나 가열시키는 현상을 발생시킨다. 따라서, 대상물이 반도체 웨이퍼인 경우, 반도체 웨이퍼의 표면에 형성된 반도체 소자도 용융시키거나 가열시켜 불량을 유발할 수 있다. However, the method of cutting by irradiating a laser beam on the surface of the object generates a phenomenon that also melts or heats the peripheral region of the point where the laser beam is irradiated. Therefore, when the object is a semiconductor wafer, the semiconductor element formed on the surface of the semiconductor wafer may also be melted or heated to cause defects.
이러한 문제를 해결하기 위하여 대상물의 내부에 집광점을 맞춰서 레이저 빔을 조사하여 대상물 내부에 다광자 흡수에 의한 상변화영역을 형성하고, 이 상변화영역에 의해 크랙(crack)이 발생하도록 하여 절단하는 방식이 이용되고 있다. In order to solve this problem, the laser beam is irradiated by setting the focusing point inside the object to form a phase change region by multiphoton absorption inside the object, and a crack is generated by the phase change region. The method is used.
그러나, 대상물 내부에 다광자 흡수에 의한 상변화영역을 형성하여 절단하는 종래의 대상물 절단장치는 대상물에 상변화영역을 형성하여 초기 크랙을 발생시킨 다음, 대상물을 다른 브레이킹장비로 이송하여 대상물의 상변화영역들을 가압하여 크랙을 증대시킴으로써 각각의 상변화영역에서 크랙이 완전히 생성되도록 하는 브레이킹 공정을 수행하고 있다. However, the conventional object cutting device for forming and cutting a phase change area by multiphoton absorption inside the object generates an initial crack by forming a phase change area in the object, and then transfers the object to another breaking device to remove the phase. The cracking process is performed to increase cracks by pressing the change regions so that cracks are completely generated in each phase change region.
따라서, 내부에 상변화영역을 형성한 대상물을 별도의 브레이킹장비로 이송하는 공정이 추가되므로 절단 공정에 시간이 많이 소요되어 생산성이 저하되고, 이송 과정에서 불량이 발생할 가능성도 높은 문제가 있다.
Therefore, since a process of transferring the object having the phase change region formed therein to a separate braking device is added, the cutting process takes a lot of time, resulting in a decrease in productivity and a high possibility of a defect occurring in the transfer process.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 대상물 내부에 집광점을 맞춰서 상변화영역을 형성한 다음, 대상물을 다른 장비로 이송하지 않고 하나의 장비 내에서 대상물의 상변화영역에서 크랙이 완전히 생성되도록 하는 브레이킹 공정을 수행함으로써 절단 공정에 소요되는 시간과 과정을 단축시킬 수 있는 곡면 밀착을 이용한 대상물 브레이킹장치를 제공함에 있다.
The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to form a phase change area to match the focusing point inside the object, and then to change the phase of the object in one device without transferring the object to other equipment The present invention provides a device for breaking an object using a surface contact that can shorten a time and a process required for a cutting process by performing a breaking process to completely generate cracks in an area.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 미가공 상태의 대상물이 안착되는 워크스테이지와; 상기 워크스테이지의 대상물 내부에 레이저 광을 조사하여 상변화영역을 형성하는 레이저 조사부와; 상기 워크스테이지에서 가공이 완료된 대상물을 일시적으로 고정하여 반송하며, 수평 이동 및 상하 이동이 가능하게 구성된 트랜스퍼와; 상기 미가공된 대상물 또는 가공이 완료된 대상물이 안착되는 대기부와; 상기 대기부에 안착된 대상물을 촬영하는 비전카메라와; 상기 대기부의 하측에 수평 이동 가능하게 설치되어 대기부의 하부의 설정 위치에 선택적으로 위치하게 되는 브레이킹부와 백라이트부를 포함하며; 상기 브레이킹부는 상기 트랜스퍼에 의해 워크스테이지로부터 반송되는 대상물이 밀착되면서 각각의 상변화영역들에서 크랙을 증대시키는 상단 곡면을 가지며, 상기 백라이트부는 대기부의 하부에 위치되었을 때 상기 비전카메라의 촬영을 위한 빛을 제공하는 것을 특징으로 하는 곡면 밀착을 이용한 대상물 브레이킹장치를 제공한다.
The present invention for achieving the above object, and the work stage is the object is placed in the raw state; A laser irradiator for irradiating laser light into an object of the work stage to form a phase change region; A transfer configured to temporarily fix and convey a completed object in the work stage, and to allow horizontal movement and vertical movement; A waiting part on which the unprocessed object or the processed object is seated; A vision camera for photographing an object seated on the waiting unit; A braking part and a backlight part installed at a lower side of the waiting part and selectively positioned at a predetermined position of a lower part of the waiting part; The breaking part has an upper curved surface that increases cracks in each of the phase change areas while the object conveyed from the work stage is brought into close contact with the transfer part, and the backlight part has a light for photographing the vision camera when the backlight part is positioned below the waiting part. It provides an object breaking device using a curved surface contact, characterized in that to provide.
이러한 본 발명에 따르면, 워크스테이지 상에서 대상물의 내부에 상변화영역이 형성된 후, 대상물을 대기부 하측의 설정 위치에 배치되어 있는 브레이킹부의 상단 곡면에 밀착시켜 대상물의 상변화영역들에서 크랙을 증대시키는 브레이킹 공정을 수행할 수 있다. 따라서, 브레이킹 공정을 위해 대상물을 다른 장비로 이송하지 않아도 되므로 절단 공정에 소요되는 시간과 과정을 대폭 단축시킬 수 있다.
According to the present invention, after the phase change region is formed on the inside of the object on the work stage, the object is brought into close contact with the upper curved surface of the braking part disposed at the set position under the atmospheric portion to increase the crack in the phase change regions of the object. The braking process can be performed. Therefore, the object does not have to be transferred to other equipment for the braking process, thereby greatly reducing the time and process required for the cutting process.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물 브레이킹장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 2는 도 1의 대상물 브레이킹장치의 측면도이다.
도 3은 도 1의 대상물 브레이킹장치의 대기부를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 1의 대상물 브레이킹장치의 대기부에서 비전카메라와 백라이트부에 의해 촬영이 이루어지는 상태를 나타낸 측면에서 본 요부 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 1의 대상물 브레이킹장치의 대기부에서 대상물이 브레이킹부의 상단 곡면에 밀착되는 상태를 나타낸 측면에서 본 요부 단면도이다.
도 6은 도 5의 브레이킹부에 대상물이 밀착된 상태를 확대하여 나타낸 요부 확대 단면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 브레이킹부의 변형례를 나타낸 요부 확대 단면도이다.
1 is a front view schematically showing the overall configuration of the object braking device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the object breaking apparatus of FIG. 1.
3 is a perspective view illustrating a standby part of the object breaking device of FIG. 1.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the main portion of the main body of the object breaking apparatus of FIG.
5A and 5B are cross-sectional views of the main portion of the object braking apparatus of FIG. 1, which is a main portion of the object in close contact with the upper curved surface of the braking portion.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an enlarged state in which an object is in close contact with the breaking part of FIG. 5.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of relevant parts illustrating a modification of the breaking part illustrated in FIG. 5.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 대상물 브레이킹장치의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail preferred embodiments of the object braking device according to the present invention.
아래에서 설명하는 대상물 브레이킹장치는 대상물로서 표면에 복수개의 반도체 소자들이 격자 형태로 배열된 반도체 웨이퍼를 절단하는 장치이나, 본 발명은 이외에도 다양한 대상물에 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다. The object breaking apparatus described below is an apparatus for cutting a semiconductor wafer in which a plurality of semiconductor elements are arranged in a lattice form on the surface as an object, but the present invention can be applied to the same or similarly to various objects.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물(이 실시예에서 반도체 웨이퍼) 브레이킹장치는 본체(1)와, 대상물(W)들이 적재되는 스택부(10)와, 상기 스택부(10)에서 인출된 대상물(W)이 놓여져 정렬되는 대기부(20)와, 상기 대기부(20)의 상부에 설치되어 대기부(20) 상에 놓여진 대상물(W)을 촬영하여 대상물(W)의 에지(edge) 위치 등에 대한 정보를 획득하는 비전카메라(30)와, 상기 대기부(20)에서 대상물(W)을 진공 흡착하여 반송하는 2개의 트랜스퍼(40)들과, 상기 트랜스퍼(40)들에 의해 반송된 대상물(W)이 놓여지는 워크스테이지(50)와, 상기 워크스테이지(50)에 놓여진 대상물(W)에 레이저 빔을 조사하는 레이저 조사기(70)와, 상기 대기부(20)의 하측에 수평 이동 가능하게 설치된 브레이킹부(80) 및 백라이트부(31)를 포함한다. First, referring to FIGS. 1 and 2, an apparatus for breaking an object (in this embodiment, a semiconductor wafer) according to an embodiment of the present invention includes a main body 1, a stack portion 10 on which the objects W are stacked, The object portion W drawn from the stack portion 10 is placed and aligned, and the object portion W placed on the atmosphere portion 20 and installed on the atmosphere portion 20 is photographed. A vision camera 30 for acquiring information on the edge position of the object W and the like, two transfers 40 for vacuum suctioning and conveying the object W from the waiting unit 20, and A work stage 50 on which the object W conveyed by the transfer 40 is placed, a laser irradiator 70 for irradiating a laser beam onto the object W placed on the work stage 50, and The braking unit 80 and the backlight unit 31 are installed below the standby unit 20 so as to be movable horizontally.
상기 스택부(10)는 복수개의 대상물(W)들이 수평 상태로 적재되어 있는 카세트(11)와, 상기 카세트(11)를 원하는 임의의 위치로 상하로 이동시키는 엘리베이터(12)로 구성된다. 상기 카세트(11)는 후방면이 개방된 박스 형태로 이루어진다. 그리고, 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 엘리베이터(12)는 볼스크류와 모터로 구성된 선형운동장치, 또는 복수개의 풀리와 벨트 및 풀리 구동모터로 이루어진 선형운동장치, 리니어모터 시스템을 이용한 선형운동장치 등 공지의 선형운동장치를 이용하여 구성될 수 있다. The stack unit 10 includes a cassette 11 in which a plurality of objects W are stacked in a horizontal state, and an elevator 12 for moving the cassette 11 up and down to a desired position. The cassette 11 is formed in a box shape with a rear surface open. Although not shown in the drawing, the elevator 12 is a linear motion device consisting of a ball screw and a motor, or a linear motion device consisting of a plurality of pulleys, a belt and a pulley driving motor, and a linear motion device using a linear motor system. It can be configured using a linear motion device of.
도 3에 도시된 것과 같이, 상기 대기부(20)는 본체(1)에 고정되게 설치되며 중앙부가 개방되게 형성된 베이스플레이트(21)와, 상기 베이스플레이트(21)에 좌우방향(X축 방향)으로 수평 이동 가능하게 설치된 한 쌍의 얼라인레일(22)과, 상기 얼라인레일(22)을 베이스플레이트(21) 상에서 양측 방향(X축 방향)으로 수평 이동시키는 레일구동유닛(25)과, 상기 대기부(20)와 스택부(10) 사이에 Y축 방향으로 수평 이동 가능하게 설치되어 상기 스택부(10)의 카세트(11)에서 대상물(W)을 파지하여 얼라인레일(22) 상으로 인출하거나 얼라인레일(22) 상의 가공 완료된 대상물(W)을 카세트(11)로 밀어 넣는 인출/인입유닛(23)으로 구성된다. As shown in FIG. 3, the standby part 20 is fixed to the main body 1 and has a base plate 21 formed at an open center, and the left and right directions (X-axis direction) on the base plate 21. A pair of alignment rails 22 installed to be horizontally movable with each other, a rail driving unit 25 for horizontally moving the alignment rails 22 on both sides of the base plate 21 in the X-axis direction, It is installed to be horizontally movable in the Y-axis direction between the standby unit 20 and the stack unit 10 to grip the object (W) in the cassette 11 of the stack unit 10 on the alignment rail 22 It is composed of a withdrawal / retraction unit 23 for pulling out or pushing the processed object (W) on the alignment rail 22 into the cassette (11).
상기 레일구동유닛(25)은 모터(미도시)에 의해 회전하는 구동풀리(26) 및 상기 구동풀리(26)와 연동하는 복수개의 종동풀리(27)들과, 상기 구동풀리(26) 및 종동풀리(27)들에 감겨져 회전하며 상기 한 쌍의 얼라인레일(22)에 결합되는 동력전달벨트(28)로 구성되어, 상기 한 쌍의 얼라인레일(22)들을 서로 반대 방향으로 이동시켜 서로 간의 간격을 조정한다. The rail driving unit 25 includes a drive pulley 26 that is rotated by a motor (not shown) and a plurality of driven pulleys 27 that cooperate with the drive pulley 26, and the drive pulley 26 and the follower. It is composed of a power transmission belt 28 wound around the pulleys 27 and coupled to the pair of alignment rails 22 to move the pair of alignment rails 22 in opposite directions to each other. Adjust the distance between them.
도 4 및 도 5a에 도시된 것과 같이, 상기 브레이킹부(80)는 상단부가 소정의 곡률을 갖는 곡면(81)으로 이루어진다. 상기 백라이트부(31)는 상기 대기부(20)의 얼라인레일(22) 상에 미가공된 대상물(W)에 안착되었을 때 상기 비전카메라(30)의 촬영을 위한 빛을 제공한다. As shown in FIGS. 4 and 5A, the braking part 80 includes a curved surface 81 having an upper end with a predetermined curvature. The backlight unit 31 provides light for capturing the vision camera 30 when the backlight unit 31 is seated on the unprocessed object W on the alignment rail 22 of the standby unit 20.
상기 브레이킹부(80)와 백라이트부(31)는 선형운동장치(미도시)에 연결된 하나의 가동블록(90) 상에 고정되어, 상기 가동블록(90)의 이동에 의해 함께 본체(1)에 대해 Y축 방향으로 일정 거리로 수평 이동하여 얼라인레일(22) 하측의 지정된 위치에 교대로 위치한다. 이 실시예에서는 상기 브레이킹부(80)와 백라이트부(31)가 Y축 방향으로 수평 이동하도록 구성되었으나, 이와 다르게 X축 방향으로 수평 이동하도록 구성될 수도 있음은 물론이다. The braking unit 80 and the backlight unit 31 are fixed on one movable block 90 connected to a linear motion device (not shown), and together with the main body 1 by the movement of the movable block 90. It moves horizontally by a fixed distance in the Y-axis direction with respect to, and is alternately located in the designated position under the alignment rail 22. As shown in FIG. In this embodiment, the braking unit 80 and the backlight unit 31 are configured to horizontally move in the Y-axis direction. Alternatively, the braking unit 80 and the backlight unit 31 may be configured to horizontally move in the X-axis direction.
상기 가동블록(90)을 이동시키는 선형운동장치는 볼스크류와 모터로 구성된 선형운동장치, 또는 복수개의 풀리와 벨트 및 풀리 구동모터로 이루어진 선형운동장치, 리니어모터 시스템을 이용한 선형운동장치, 공압실린더 등 공지의 선형운동장치를 이용하여 구성될 수 있다. The linear motion device for moving the movable block 90 is a linear motion device consisting of a ball screw and a motor, or a linear motion device consisting of a plurality of pulleys, a belt and a pulley driving motor, a linear motion device using a linear motor system, a pneumatic cylinder, and the like. It can be configured using a known linear motion device.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 트랜스퍼(40)들은 본체(1)의 상부에 X축 방향으로 연장되게 설치된 X축 가이드프레임(45)에 구성된 선형운동장치(미도시)에 의해 X축 방향 및 Z축 방향의 임의의 위치로 이동한다. 상기 트랜스퍼(40)들은 대상물(W)의 테두리 부분을 진공 흡착하기 위한 4개의 픽업노즐(41)들을 구비한다. Referring again to FIGS. 1 and 2, the transfers 40 are X-axis by a linear motion device (not shown) configured in the X-axis guide frame 45 installed to extend in the X-axis direction on the upper portion of the main body 1. Direction and Z-axis to any position. The transfer 40 includes four pickup nozzles 41 for vacuum suction of the edge portion of the object W.
상기 워크스테이지(50)는 X-Y-Z-θ 구동기(60)에 의해 X축과 Y축 및 Z축의 임의의 위치로 선형운동함과 더불어 수직한 축을 중심으로 회전 운동(θ)을 하여 대상물(W)의 위치를 조정한다. 이 실시예에서 상기 X-Y-Z-θ 구동기(60)는 X축 방향 운동을 일으키는 X축 구동유닛(61)과, 상기 Y축 방향 운동을 일으키는 Y축 구동유닛(62), Z축 방향 운동을 일으키는 Z축 구동유닛(63), θ 방향 운동을 일으키는 회전유닛(64)으로 구성된다. The work stage 50 is linearly moved to an arbitrary position of the X axis, the Y axis and the Z axis by the XYZ-θ driver 60, and the rotational motion (θ) is performed around the vertical axis. Adjust the position. In this embodiment, the XYZ-θ driver 60 is the X-axis drive unit 61 causing the X-axis direction movement, the Y-axis drive unit 62 causing the Y-axis direction movement, the Z-axis movement It consists of an axial drive unit 63 and the rotating unit 64 which produces θ direction motion.
도면에 나타내지는 않았으나, 상기 워크스테이지(50)에는 대상물(W)을 워크스테이지(50) 상부면에 진공 흡착 방식으로 고정시키기 위한 복수개의 흡착노즐(미도시)들이 설치되어 있다. Although not shown in the drawing, the work stage 50 is provided with a plurality of suction nozzles (not shown) for fixing the object W to the upper surface of the work stage 50 by a vacuum suction method.
상기와 같이 구성된 대상물 브레이킹장치의 작동에 대해 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the object braking device configured as described above are as follows.
미가공 상태의 대상물(W)들이 적재된 카세트(11)가 스택부(10)의 엘리베이터(12) 상에 놓여지면, 상기 엘리베이터(12)가 카세트(11)를 상측 또는 하측으로 이동시켜 카세트(11)의 최상측 또는 최하측 대상물(W)을 대기부(20)의 인출/인입유닛(23)과 일치하는 높이에 위치시킨다. When the cassette 11 on which the raw objects W are loaded is placed on the elevator 12 of the stack 10, the elevator 12 moves the cassette 11 upward or downward to move the cassette 11. ), The uppermost or lowermost object W is positioned at the same height as the take-out / retraction unit 23 of the waiting section 20.
이어서, 인출/인입유닛(23)이 전방으로 수평 이동하여 대상물(W)의 후단부를 파지한 다음, 다시 후방으로 수평 이동하여 대상물(W)을 카세트(11)의 개방된 후방면을 통해 인출한다. 인출된 대상물(W)은 한 쌍의 얼라인레일(22)을 따라 이동하여 얼라인레일(22)의 대략 중앙부에서 정렬된다. Subsequently, the take-out / retraction unit 23 horizontally moves forward to grip the rear end of the object W, and then horizontally moves backward to take out the object W through the open rear surface of the cassette 11. . The drawn object W moves along the pair of alignment rails 22 and is aligned at approximately the center of the alignment rails 22.
이 때, 상기 백라이트부(31)는 도 4에 도시된 것과 같이 얼라인레일(22) 상의 대상물(W)의 바로 하측에 위치되어 상측으로 빛을 방출한다. 상기 비전카메라(30)는 상기 백라이트부(31)에서 방출된 빛을 이용하여 상기 얼라인레일(22) 상의 대상물(W)을 촬영하여 대상물(W)의 에지(edge) 위치 등 가공에 필요한 정보를 획득한다. In this case, as shown in FIG. 4, the backlight unit 31 is positioned directly below the object W on the alignment rail 22 and emits light upward. The vision camera 30 photographs the object W on the alignment rail 22 using the light emitted from the backlight unit 31 to obtain information necessary for processing such as an edge position of the object W. Acquire it.
이어서, 트랜스퍼(40)가 X축 가이드프레임(45)을 따라 대기부(20)의 상측으로 이동한 후 하강하여 대상물(W)을 진공 흡착하여 고정한 다음, 다시 상승한후 X축 가이드프레임(45)을 따라 수평 이동하여 워크스테이지(50)의 상부에서 정지한다. 이어서, 트랜스퍼(40)가 하강하여 워크스테이지(50) 상부면에 대상물(W)을 안착시키고, 진공압을 해제한 다음 다시 상승한다. Subsequently, the transfer 40 moves upward along the X-axis guide frame 45 to the upper side of the standby part 20 and then descends to fix the object W by vacuum suction, and then ascends again, and then the X-axis guide frame 45. It moves horizontally along and stops at the top of the work stage 50. Subsequently, the transfer 40 descends to seat the object W on the upper surface of the work stage 50, release the vacuum pressure, and then rise again.
상기 트랜스퍼(40)에 의해 워크스테이지(50) 상에 대상물(W)이 안착되면, 워크스테이지(50)의 흡착노즐(51)에서 진공압이 발생하여 대상물(W)을 워크스테이지(50)에 진공 흡착하여 고정한다. When the object W is seated on the work stage 50 by the transfer 40, a vacuum pressure is generated at the suction nozzle 51 of the work stage 50 to transfer the object W to the work stage 50. It is fixed by vacuum adsorption.
이 상태에서 워크스테이지(50)가 X-Y-Z-θ 구동기(60)에 의해 X축과 Y축 및 Z축의 임의의 위치로 이동하여 레이저 조사기(70)와의 상대 위치가 조정되면서 대상물(W)의 절단 예정 영역, 예컨대 반도체 소자(D)들 사이의 라인을 따라 레이저 조사기(70)로부터 레이저 빔이 조사되어 대상물(W)의 내부에 상변화영역(P)이 형성된다. 이 때, 대상물(W) 내부에서는 상변화영역(P)에 의해 상하 방향으로 크랙(C)(도 6참조)이 발생하게 되는데, 상기 크랙(C)이 대상물(W)의 절단 예정 영역 전체에 완전히 발생하지 않을 가능성이 있다. 따라서, 이후에 상기 브레이킹부(80)에 의해 수행될 브레이킹 공정에서 상기 크랙(C)들을 증대시켜 절단 예정 영역 전체에 걸쳐 크랙(C)들이 완전하게 발생하도록 한다. In this state, the work stage 50 is moved by the XYZ-θ driver 60 to an arbitrary position of the X axis, the Y axis, and the Z axis, and the relative position with the laser irradiator 70 is adjusted so that the work W is to be cut. A laser beam is irradiated from the laser irradiator 70 along a line between regions, for example, the semiconductor elements D, so that the phase change region P is formed inside the object W. FIG. At this time, cracks C (see FIG. 6) are generated in the object W in the vertical direction by the phase change region P, and the cracks C are formed in the entire region to be cut of the object W. FIG. It may not happen completely. Therefore, the cracks C are amplified in the breaking process to be performed by the breaking unit 80 so that the cracks C are completely generated throughout the region to be cut.
상기 워크스테이지(50) 상에서 레이저 가공된 대상물(W)은 트랜스퍼(40)에 의해 진공 흡착된 후 다시 대기부(20)의 상측으로 옮겨진다. 이 때, 도 5a에 도시된 것과 같이, 대기부(20) 하측에서 가동블록(90)이 선형운동장치(미도시)에 의해 Y축 방향으로 수평 이동하여 브레이킹부(80)가 얼라인레일(22)의 바로 하측에 배치된다. The object W laser-processed on the work stage 50 is vacuum-adsorbed by the transfer 40 and then moved to the upper side of the standby part 20 again. At this time, as shown in Figure 5a, the movable block 90 is moved horizontally in the Y-axis direction by a linear motion device (not shown) in the lower portion of the standby portion 20, the braking portion 80 is aligned rail ( 22) just below.
이어서, 상기 대기부(20)의 레일구동유닛(25)에 의해 얼라인레일(22)이 양측 방향 외측으로 벌어져 서로 간의 간격이 벌어지게 된다. 그리고, 도 5b에 도시된 것과 같이 상기 트랜스퍼(40)가 하강하여 대상물(W)을 브레이킹부(80)의 상단 곡면(81)에 밀착시킨다. Subsequently, the alignment rails 22 are spread out in both directions by the rail driving unit 25 of the standby part 20, and thus the gaps between them are widened. Then, as shown in FIG. 5B, the transfer 40 descends to bring the object W into close contact with the upper curved surface 81 of the breaking part 80.
도 6에 도시된 것과 같이, 상기 대상물(W)이 브레이킹부(80)의 곡면(81)에 밀착되어 하측 방향으로 가압되면, 대상물(W)의 상부가 외측으로 벌어지려는 힘을 받게 되어 상변화영역(P)들의 크랙(C)이 증대된다. 즉, 상기 브레이킹부(80)의 상단에 형성된 곡면(81)은 소정의 곡률을 갖기 때문에 대상물(W)이 곡면(81)에 밀착되어 가압될 때 대상물(W)의 하부와 상부 간의 원주 차이에 대상물(W)에 원주방향으로 장력이 인가되고, 다른 부분보다 상대적으로 약한 크랙(C)에서 파열이 발생하게 되는 것이다. As shown in FIG. 6, when the object W is pressed against the curved surface 81 of the braking part 80 and pressed downward, the upper part of the object W is forced to open outwards. The crack C of the change regions P is increased. That is, since the curved surface 81 formed on the upper end of the braking portion 80 has a predetermined curvature, when the object W is pressed against the curved surface 81 and pressed, the circumference difference between the lower portion and the upper portion of the object W is increased. Tension is applied in the circumferential direction to the object (W), the fracture occurs in the crack (C) relatively weaker than other parts.
상기 브레이킹부(80)에 의한 브레이킹 공정이 완료되면, 트랜스퍼(40)가 다시 얼라인레일(22) 상측으로 상승하고, 레일구동유닛(25)에 의해 얼라인레일(22)들이 서로의 방향으로 이동하여 대상물(W)의 폭과 동일한 크기로 간격이 조정된다. When the braking process by the braking unit 80 is completed, the transfer 40 rises again to the upper side of the alignment rail 22, and the alignment rails 22 are aligned in the direction of each other by the rail driving unit 25. The gap is adjusted to move to the same size as the width of the object (W).
그리고, 상기 트랜스퍼(40)가 다시 하강하여 얼라인레일(22) 상에 대상물(W)을 내려놓은 다음 상승한다. 이어서, 인출/인입유닛(23)이 대상물(W)의 후단부를 파지하고 수평 이동하여 대상물(W)을 카세트(11)의 빈 자리에 수납한다. Then, the transfer 40 descends again to lower the object W on the alignment rail 22 and then rise. Subsequently, the take-out / retraction unit 23 grasps the rear end of the object W and moves horizontally to store the object W in an empty position of the cassette 11.
대상물 브레이킹장치는 전술한 과정을 연속 반복적으로 수행하면서 대상물(W)을 각각의 반도체 소자(D) 단위로 절단한다. The object breaking device cuts the object W in units of semiconductor devices D while repeatedly performing the above-described process.
한편, 대상물(W)의 표면에 형성된 반도체 소자(D)들의 크기가 크고 반도체 소자(D)들 간의 간격이 큰 경우에는 브레이킹부(80)의 곡면의 곡률이 작더라도 상변화영역(P)들에서의 크랙(C)의 파열이 쉽게 진행되지만, 반도체 소자(D)의 크기가 작고 반도체 소자(D)들의 간격이 좁은 경우에는 상변화영역(P)들에서의 크랙(C)의 파열이 쉽게 발생하지 않을 수도 있다.On the other hand, when the size of the semiconductor device (D) formed on the surface of the object (W) is large and the distance between the semiconductor device (D) is large, even if the curvature of the curved surface of the braking unit 80 is small, the phase change regions (P) In the case where the crack C is easily broken, the crack C is easily broken in the phase change regions P when the size of the semiconductor device D is small and the distance between the semiconductor devices D is narrow. It may not occur.
이 경우, 도 7에 다른 실시예로 나타낸 것으로, 브레이킹부(80)의 상단 곡면(81)에 복수개의 돌기(82)들을 일정 간격으로 형성하여 각각의 상변화영역(P)들에서 크랙(C)이 더욱 쉽게 발생하도록 할 수도 있을 것이다. 이 경우, 상기 돌기(82)들은 대상물(W)의 각각의 상변화영역(P)에 대응하는 위치마다 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지는 않는다. In this case, as shown in another embodiment of FIG. 7, a plurality of protrusions 82 are formed on the upper curved surface 81 of the braking unit 80 at predetermined intervals, so that cracks C in the respective phase change regions P are formed. ) May be more likely to occur. In this case, the protrusions 82 are preferably formed for each position corresponding to each phase change area P of the object W, but are not limited thereto.
한편, 전술한 실시예에서는 브레이킹부(80)가 고정된 상태에서 상측에서 트랜스퍼(40)가 하강하여 대상물(W)을 브레이킹부(80)의 상단 곡면(81)에 밀착시키면서 가압하였다. 하지만, 이와 다르게 브레이킹부(80)의 곡면(81)을 상하 방향으로 이동 가능하게 구성하여 트랜스퍼(40)가 대상물(W)을 얼라인레일(22) 상에 내려 놓은 상태에서 브레이킹부(80)의 곡면(81)이 위로 상승하여 대상물(W)을 브레이킹부(80)의 상단 곡면(81)에 일정 압력으로 밀착시키면서 가압할 수도 있을 것이다. On the other hand, in the above-described embodiment, the transfer 40 is lowered from the upper side in the state in which the braking unit 80 is fixed, and the object W is pressed while being in close contact with the upper curved surface 81 of the braking unit 80. However, unlike this, the curved surface 81 of the braking unit 80 is configured to be movable in the vertical direction, so that the breaking unit 80 is in the state where the transfer 40 puts the object W on the alignment rail 22. The curved surface 81 of the upwardly rising object (W) may be pressed while being in close contact with the upper curved surface 81 of the braking unit 80 at a predetermined pressure.
상술한 것과 같이 본 발명에 따르면, 워크스테이지(50) 상에서 대상물(W)의 내부에 상변화영역이 형성된 후, 대상물(W)을 대기부(20) 하측의 설정 위치에 배치되어 있는 브레이킹부(80)의 상단 곡면(81)에 밀착시켜 대상물(W)의 상변화영역(P)들에서 크랙(C)을 증대시키는 브레이킹 공정을 수행할 수 있다. 따라서, 브레이킹 공정을 위해 대상물(W)을 다른 장비로 이송하지 않아도 되므로 절단 공정에 소요되는 시간과 과정을 대폭 단축시킬 수 있는 이점이 있다. According to the present invention as described above, after the phase change region is formed inside the object (W) on the work stage 50, the breaking portion (W) is disposed in the set position below the standby portion 20 ( The braking process may be performed to increase the crack C in the phase change regions P of the object W by being in close contact with the upper curved surface 81 of the 80. Therefore, since the object (W) does not have to be transferred to other equipment for the braking process, there is an advantage that the time and process required for the cutting process can be greatly shortened.
전술한 본 발명에 따른 대상물 브레이킹장치의 실시예들은 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시 목적으로 제안된 것으로 본 발명은 이에 국한되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 특허청구범위에 기재된 기술 사상의 범주 내에서 다양한 변경 및 실시가 가능할 것이다.
Embodiments of the above-described object breaking device according to the present invention have been proposed for the purpose of illustration only to help understanding of the present invention, the present invention is not limited thereto, and those skilled in the art to which the present invention pertains are attached Various changes and implementations may be made within the scope of the technical idea described in the claims.
1 : 본체 10 : 스택부
11 : 카세트 12 : 엘리베이터
20 : 대기부 21 : 베이스플레이트
22 : 얼라인레일 23 : 인출/인입유닛
25 : 레일구동유닛 26 : 구동풀리
27 : 종동풀리 28 : 동력전달벨트
30 : 비전카메라 31 : 백라이트부
40 : 트랜스퍼 41 : 픽업노즐
50 : 워크스테이지 51 : 흡착노즐
52 : 가스분사노즐 53 : 고주파 진동자
60 : X-Y-Z-θ 구동기 70 : 레이저 조사기
80 : 브레이킹부 81 : 곡면
82 : 돌기 W : 대상물
D : 반도체 소자 P : 상변화영역
C : 크랙
1: main body 10: stack
11: cassette 12: elevator
20: waiting part 21: base plate
22: align rail 23: take out / draw unit
25: rail drive unit 26: drive pulley
27: driven pulley 28: power transmission belt
30: vision camera 31: backlight
40: transfer 41: pickup nozzle
50: work stage 51: adsorption nozzle
52: gas injection nozzle 53: high frequency oscillator
60: XYZ-θ driver 70: laser irradiator
80: breaking part 81: curved surface
82: projection W: object
D: semiconductor device P: phase change region
C: crack

Claims (5)

  1. 미가공 상태의 대상물이 안착되는 워크스테이지와;
    상기 워크스테이지의 대상물 내부에 레이저 광을 조사하여 상변화영역을 형성하는 레이저 조사부와;
    상기 워크스테이지에서 가공이 완료된 대상물을 일시적으로 고정하여 반송하며, 수평 이동 및 상하 이동이 가능하게 구성된 트랜스퍼와;
    상기 미가공된 대상물 또는 가공이 완료된 대상물이 안착되는 대기부와;
    상기 대기부에 안착된 대상물을 촬영하는 비전카메라와;
    상기 대기부의 하측에 수평 이동 가능하게 설치되어 대기부의 하부의 설정 위치에 선택적으로 위치하게 되는 브레이킹부와 백라이트부를 포함하며;
    상기 브레이킹부는 상기 트랜스퍼에 의해 워크스테이지로부터 반송되는 대상물이 밀착되는 상단 곡면을 갖도록 되어, 상기 대상물이 트랜스퍼에 고정된 상태에서 브레이킹부의 상단 곡면에 밀착되면서 브레이킹부의 상단 곡면의 곡률과 대응하는 곡률로 휘어지는 변형을 일으켜 대상물의 상변화영역들에서 크랙이 증대되는 공정이 수행되며, 상기 백라이트부는 대기부의 하부에 위치되었을 때 상기 비전카메라의 촬영을 위한 빛을 제공하는 것을 특징으로 하는 곡면 밀착을 이용한 대상물 브레이킹장치.
    A work stage on which an object in a raw state is seated;
    A laser irradiator for irradiating laser light into an object of the work stage to form a phase change region;
    A transfer configured to temporarily fix and convey a completed object in the work stage, and to allow horizontal movement and vertical movement;
    A waiting part on which the unprocessed object or the processed object is seated;
    A vision camera for photographing an object seated on the waiting unit;
    A braking part and a backlight part installed at a lower side of the waiting part and selectively positioned at a predetermined position of a lower part of the waiting part;
    The braking part has an upper curved surface to which an object conveyed from the work stage is brought into close contact with the transfer stage, and the bending part is curved to a curvature corresponding to the curvature of the upper curved surface of the breaking part while being in close contact with the upper curved surface of the breaking part while the object is fixed to the transfer. Cracking is performed in the phase change areas of the object by causing deformation, and the backlight unit provides a light for photographing the vision camera when the backlight unit is positioned below the standby part. Device.
  2. 제1항에 있어서, 상기 브레이킹부와 백라이트부는 하나의 선형운동장치에 결합되어 함께 수평 이동하는 것을 특징으로 하는 곡면 밀착을 이용한 대상물 브레이킹장치.
    The apparatus of claim 1, wherein the breaking part and the backlight part are coupled to one linear motion device to move horizontally together.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 대기부는 양측 방향으로 수평 이동 가능하게 설치되며 그 위에 대상물이 안착되는 한 쌍의 얼라인레일과, 상기 얼라인레일을 양측 방향로 수평 이동시키는 레일구동유닛을 포함하며;
    상기 트랜스퍼가 대상물을 고정한 상태에서 하측으로 이동하여 브레이킹부의 상단 곡면에 대상물을 밀착시키는 동작을 수행할 때 상기 레일구동유닛이 상기 얼라인레일을 양측 방향 외측으로 벌어지게 하는 것을 특징으로 하는 곡면 밀착을 이용한 대상물 브레이킹장치.
    According to claim 1 or 2, wherein the waiting portion is installed to be movable horizontally in both directions, a pair of alignment rails on which the object is seated thereon, and a rail driving unit for horizontally moving the alignment rails in both directions It includes;
    When the transfer is fixed to the object to move to the lower side to close the object to the upper curved surface of the braking portion, the rail driving unit to the curved surface, characterized in that the align rails open to both sides outwards Used object breaking device.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 브레이킹부의 상단 곡면에 복수개의 돌기들이 형성된 것을 특징으로 하는 곡면 밀착을 이용한 대상물 브레이킹장치.
    The apparatus of claim 1 or 2, wherein a plurality of protrusions are formed on the upper curved surface of the breaking portion.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 브레이킹부의 상단 곡면은 상하로 이동 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 곡면 밀착을 이용한 대상물 브레이킹장치.
    The apparatus of claim 1 or 2, wherein the upper curved surface of the breaking portion is configured to be movable up and down.
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