KR102286214B1 - 커팅 시스템 - Google Patents

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이장희
홍승희
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주식회사 에스알
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Abstract

커팅 시스템이 개시되며, 상기 커팅 시스템은, 상측에 대상체가 플레이싱되고 플레이싱된 대상체를 고정하는 진공 척 테이블을 포함하는 테이블 구조체; 상기 진공 척 테이블에 플레이싱된 대상체를 커팅하는 블레이드부; 및 상기 블레이드부의 커팅시 상기 대상체의 적어도 일부 또는 상기 블레이드부의 적어도 일부에 냉각 기체를 분사하는 쿨링 구조체를 포함하되, 상기 쿨링 구조체는, 상기 대상체의 커팅이 이루어지는 부분이 냉각되도록, 냉각 기체를 분사할 수 있다.

Description

커팅 시스템{CUTTING SYSTEM}
본원은 커팅 시스템 또는 다이싱(dicing) 장치에 관한 것이다.
반도체 완제품이 제조되는 과정에서, 중간 생산되는 반도체 소자에 대한 커팅이 수행될 수 있다.
종래에는, 반도체 소자에 대한 커팅을 습식 커팅으로 진행하였다. 구체적으로, 스핀들에 장착된 블레이드가 고속 회전을 하여 가공 소재를 절단할 때 마찰열이 발생하게 되는데, 마찰열이 발생하게 되면 반도체 소자 및 블레이드에 영향을 주기 때문에 노즐로 21~23℃ 사이의 물을 공급하여 소재의 절단면 및 블레이드의 마찰열을 없애 품질적인 문제가 생기지 않게 하였다.
그런데, 상기와 같이 물을 공급하는 습식 커팅은 폐수가 발생한다는 문제점이 있었다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-1955269호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 커팅시 발생하는 블레이드와 대상체 사이의 마찰열에 의한 대상체의 손상 및 블레이드의 손상을 방지하면서 건식으로 커팅을 수행할 수 있는 커팅 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 측면에 따른 커팅 시스템은, 상측에 대상체가 플레이싱되고 플레이싱된 대상체를 고정하는 진공 척 테이블을 포함하는 테이블 구조체; 상기 진공 척 테이블에 플레이싱된 대상체를 커팅하는 블레이드부; 및 상기 블레이드부의 커팅시 상기 대상체의 적어도 일부 또는 상기 블레이드부의 적어도 일부에 냉각 기체를 분사하는 쿨링 구조체를 포함하되, 상기 쿨링 구조체는, 상기 대상체의 커팅이 이루어지는 부분이 냉각되도록, 냉각 기체를 분사할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따른 커팅 시스템에 있어서, 상기 쿨링 구조체는, 기체를 흡입하는 흡입부; 상기 흡입부가 흡입한 기체를 냉각시키는 냉각부; 및 상기 냉각부가 냉각시킨 기체를 분사하는 분사부를 포함할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따른 커팅 시스템에 있어서, 상기 진공 척 테이블은, 상하로 형성되는 흡착구 복수 개를 포함하고, 상기 테이블 구조체는, 상기 흡착구가 대상체를 흡착하도록, 상기 흡착구를 진공 상태로 형성하는 진공 형성부를 더 포함할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따른 커팅 시스템에 있어서, 상기 복수의 흡착구 중 일부는 홀 형태이고, 다른 일부는 슬롯 형태이며, 상기 슬롯 형태의 흡착구는, 상기 대상체의 절단 예정 라인의 하측에 상기 대상체의 절단 예정 라인의 길이 방향으로 연장 형성될 수 있다.
본원의 일 구현예에 따른 커팅 시스템에 있어서, 상기 대상체는 반도체 소자일 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 블레이드부에 의한 커팅시 블레이드부의 대상체와 접촉되는 부분 또는 대상체의 절단이 이루어지는 부분(대상체의 블레이드부와 접촉되는 부분)에 냉각 기체가 분사되며 커팅이 이루어질 수 있어, 마찰열로 인한 대상체 및 블레이드부의 손상을 방지하며 물을 사용하지 않는 건식 커팅을 수행할 수 있는 커팅 시스템이 구현될 수 있다.
또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 슬롯 형태의 흡착구가 대상체의 절단 예정 라인의 하측에 대상체의 절단 예정 라인의 길이 방향으로 연장 형성되어, 대상체에 대한 커팅시 절단면 아래 부분에서 바로 집진할 수 있어, 절단시 발생하는 분진이 빠르게 없어져, 커팅이 원활하게 수행될 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 커팅 시스템의 개략적인 평면도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 커팅 시스템의 블레이드부 및 테이블 구조체를 y축 타측에서 바라보고 도시한 개략적인 개념도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 커팅 시스템의 테이블 구조체의 진공 척 테이블의 개략적인 사시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되거나 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본원의 실시예에 관한 설명 중 방향이나 위치와 관련된 용어(상측, 상면, 상부, 하측 등)는 도면에 나타나 있는 각 구성의 배치 상태를 기준으로 설정한 것이다. 예를 들면, 도 2를 보았을 때 전반적으로 12시 방향을 향하는 방향이 상측, 전반적으로 12시 방향을 향하는 면이 상면, 전반적으로 12시 방향을 향하는 부분이 상부, 전반적으로 6시 방향을 향하는 방향이 하측 등이 될 수 있다.
본원은 커팅 시스템에 관한 것이다.
이하에서는, 본원의 일 실시예에 따른 커팅 시스템(이하 '본 커팅 시스템'이라 함)에 대해 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 커팅 시스템은, 테이블 구조체(1)를 포함한다. 도 2를 참조하면, 테이블 구조체(1)는 상측에 대상체가 플레이싱되고 플레이싱된 대상체를 고정하는 진공 척 테이블(11)을 포함한다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 커팅 시스템은, 블레이드부(2)를 포함한다. 블레이드부(2)는 진공 척 테이블(11)에 플레이싱된 대상체를 커팅한다. 예를 들어, 블레이드부(2)는 블레이드 유닛(Dicing Saw)(21)을 포함할 수 있다. 또한, 블레이드부(2)는 블레이드 유닛(21)을 회전시키는 스핀들(22)을 포함할 수 있다. 블레이드 유닛(21)이 대상체에 접촉된 상태로 회전됨으로써, 대상체의 블레이드 유닛(21)과 접촉된 부분이 커팅될 수 있다. 또한, 블레이드부(2) 및 진공 척 테이블(11) 중 하나는 다른 하나에 대해 상대적으로 이동 가능하다. 이에 따라, 블레이드 유닛(21)은 대상체에 접촉되어 회전되며 대상체 대해 상대적으로 이동될 수 있고, 상대적 이동이 이루어지는 경로로 대상체의 커팅이 이루어질 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 본 커팅 시스템은, 쿨링 구조체(3)를 포함한다. 쿨링 구조체(3)는 블레이드부(2)의 커팅시 대상체의 적어도 일부 또는 블레이드부(2)의 적어도 일부에 냉각 기체를 분사한다. 쿨링 구조체(3)는 대상체의 커팅이 이루어지는 부분이 냉각되도록 블레이드부(2)의 적어도 일부에 냉각 기체를 분사할 수 있다. 보다 구체적으로, 쿨링 구조체(3)는 대상체의 커팅이 이루어지는 부분 또는 블레이드 유닛(21)의 대상체와 접촉이 이루어지는 부분에 냉각 기체를 분사할 수 있다. 이에 따라, 대상체의 커팅이 이루어지는 부분이 냉각될 수 있다.
본 커팅 시스템은, 건식 커팅 방식으로, 물을 사용하지 않고 대상체를 절단할 수 있는데, 이 때, 커팅시 발생하는 마찰열로 인하여 대상체(소재) 및 블레이드 유닛(21)에 데미지를 주거나, 대상체의 용융 현상으로 인하여 대상체 절단 라인이 선명하게 형성되지 않는 등의 문제점이 있다. 따라서, 대상체 및 블레이드 유닛(21)의 데미지를 최대한 줄이는 방법으로 냉각장치를 이용하여 찬 공기를 생성시켜 후술하는 분사부(노즐)에서 블레이드 유닛(21)의 대상체와 접촉되는 부분 또는 대상체의 절단이 이루어지는 부분(대상체의 블레이드 유닛(21)과 접촉되는 부분)에 직접 분사하여 대상체 및 블레이드 유닛(21)에 데미지가 발생하지 않게 할 수 있다.
예를 들어, 쿨링 구조체(3)는 기체를 흡입하는 흡입부, 흡입부가 흡입한 기체를 냉각시키는 냉각부 및 냉각부가 냉각시킨 기체를 분사하는 분사부를 포함할 수 있다. 분사부는 블레이드부(2)에 구비될 수 있다. 바람직하게는 블레이드 유닛(21)의 회전을 간섭하지 않게 블레이드 유닛(21)에 구비될 수 있다. 이에 따라, 분사부는 블레이드 유닛(21)과 함께 대상체에 대하여 상대적으로 이동 가능하므로, 커팅이 이루어지는 경로를 따라 연동되어 이동하며 대상체의 커팅이 이루어지는 부분에 냉각 기체를 분사할 수 있다.
또한, 냉각 기체는 실온보다 낮은 온도(예를 들어, -10~5℃)를 갖는 기체일 수 있는데, 쿨링 구조체(3)의 냉각부는 종래의 다양한 방법으로 기체를 냉각시킬 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 진공 척 테이블(11)은 상하로 형성되는 흡착구(111) 복수 개를 포함할 수 있다. 또한, 도 2를 참조하면, 테이블 구조체(1)는 흡착구(111)를 진공 상태로 형성하는 진공 형성부(12)를 포함할 수 있다. 진공 형성부(12)는 흡착구(111) 내의 기체를 흡입할 수 있다. 이에 따라, 흡착구(111)는 진공 척 테이블(11)에 플레이싱된 대상체를 흡착할 수 있다.
또한, 대상체는 반도체 소자일 수 있다. 예를 들어, 대상체는, 반도체 칩, 반도체 스트립 등을 의미할 수 있다.
또한, 대상체는 링 프레임의 테잎에 부착되지 않은 상태일 수 있다.
이에 따라, 대상체의 커팅시 발생되는 분진이 흡착구(111)로 흡입될 수 있다.
예를 들어, 종래에는, 대상체(절단을 위한 소재)를 링 프레임의 테잎(UV테이프)의 접착면에 접착하여 고정시킨 후 테이프면(접착면이 아닌 면)을 포러스 척에 진공으로 고정시켜 블레이드를 이용하여 소재를 절단했었다. 특히 이러한 절단이 본 커팅 시스템과 같이 건식으로 이루어질 경우, 많은 분진이 발생할 수 있고, 발생하는 분진이 테잎의 접착면(끈끈한 면)에 붙어 블레이드가 절단하기 위한 진행방향을 방해하는 요소로 작동할 수 있습니다.
반면에, 본 커팅 시스템에 의하면, 대상체가 테잎에 부착되지 않은 단독 상태로 진공 척 테이블(11) 상에 배치되어 커팅될 수 있어, 발생하는 분진이 흡착구(111)로 흡입되어 제거됨으로써 커팅이 원활하게 진행될 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 복수의 흡착구(111) 중 일부(111a)는 홀 형태일 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 복수의 흡착구(111) 중 다른 일부(111b)는 슬롯 형태일 수 있다. 예를 들어, 슬롯 형태의 흡착구(111b)는 대상체의 절단 예정 라인의 하측에 대상체의 절단 예정 라인의 길이 방향으로 연장 형성될 수 있다. 이에 따라 절단면 아래 부분에서 바로 집진이 이루어져, 절단시 발생하는 분진이 빠르게 없어져, 블레이드부(2)에서 발생되는 문제들을 잡을 수 있다.
즉, 이에 따르면, 홀 형태의 흡착구(111a)는 주 기능이 대상체 위치 고정일 수 있고, 슬롯 형태의 흡착구(111b)의 주 기능은 집진일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 홀 형태의 흡착구(111a)와 슬롯 형태의 흡착구(111b)에 진공압력을 형성하는 진공발생부를 별도로 하거나 전자적 제어를 통해 홀 형태의 흡착구(111a)와 슬롯 형태의 흡착구(111b)에 선택적으로 진공압을 제공할 수 있다. 따라서, 대상체의 위치 고정 기능과 분진의 집진 기능을 필요에 따라 선택적으로 제어할 수 있다.
또한, 진공 척 테이블(11)은 교체 가능하다. 이에 따라, 대상체가 다른 타입의 대상체로 변경되어, 슬롯 형태의 흡착구(111b)의 위치가 바뀌어야 하는 경우, 기존에 설치되었던 진공 척 테이블(11)이 제거되고, 슬롯 형태의 흡착구(111b)의 위치가 변경된 대상체의 절단 예정 라인과 대응되는 다른 진공 척 테이블(11)이 장착될 수 있다.
또한, 도 1을 참조하면, 본 커팅 시스템은 대상체가 준비되는 적재부(7)를 포함할 수 있다. 또한, 적재부(7)의 x축 일측에 테이블 구조체(1)가 위치할 수 있다. 테이블 구조체(1)는 레일부(5)를 따라 y축으로 이동 가능하다. 테이블 구조체(1)가 레일부(5)의 y축 일측부에 위치할 때, 테이블 구조체(1)의 진공 척 테이블(11)에 대상체가 플레이싱될 수 있다. 또한, 테이블 구조체(1)는 대상체가 플레이싱되면 y축 타측으로 이동 가능하다. 테이블 구조체(1)가 y축 타측으로 이동되어, 레일부(5)의 y축 타측부에 위치하게 되면, 블레이드부(2)가 대상체에 대한 커팅을 수행할 수 있다. 이때, 블레이드부(2)는 레일부(5)의 y축 타측부의 상측(테이블 구조체(1)보다 높은 레벨)에 위치할 수 있다. 커팅이 완료되면, 테이블 구조체(1)는 y축 일측으로 이동하여 레일부(5)의 y축 일측부에 위치하게 되고, 테이블 구조체(1)가 레일부(5)의 y축 일측부에 위치하게 되면, 테이블 구조체(1)의 진공 척 테이블(11) 상의 커팅된 대상체는 적재부(7)로 이송될 수 있다.
또한, 도 1을 참조하면, 본 커팅 시스템은 대상체를 이송시키는 픽커 구조체(6)를 포함할 수 있다. 픽커 구조체(6)는 픽커부(61) 및 픽커부(61)의 x축 이동을 가이드하는 레일 구조체를 포함할 수 있다. 픽커부(61)는 x축으로 이동하며, 커팅전 대상체를 적재부(7)로부터 픽업하여 진공 척 테이블(11)에 플레이싱하거나, 커팅된 대상체를 진공 척 테이블(11)로부터 픽업하여 적재부(7)로 플레이싱할 수 있다. 또한, 픽커부(61)는 대상체를 진공 척 테이블(11)에 플레이싱할 때, 대상체의 절단 예정 라인이 그와 대응되는 진공 척 테이블(11)의 슬롯 형태의 흡착구(111) 상에 위치하도록 대상체를 진공 척 테이블(11)에 플레이싱할 수 있다.
또한, 도 1을 참조하면, 본 커팅 시스템은, 테이블 구조체(1), 블레이드부(2) 및 레일부(5)를 한 쌍 포함할 수 있다. 이에 따라, 적재부(7)의 x축 일측에 제1 테이블 구조체(1), 제1 테이블 구조체(1)의 y축 이동을 가이드하는 제1 레일부(5) 및 제1 테이블 구조체(1) 상의 대상체를 커팅하는 제1 블레이드부(2)가 구비될 수 있고, 제1 테이블 구조체(1), 제1 블레이드부(2) 및 제1 레일부(5)의 y축 일측에, 제1 테이블 구조체(1), 제1 블레이드부(2) 및 제1 레일부(5)와 대응되게 제2 테이블 구조체(1), 제2 블레이드부(2) 및 제2 레일부(5)가 구비될 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 테이블 구조체
11: 진공 척 테이블
111: 흡착구
111a: 홀 형태의 흡착구
111b: 슬롯 형태의 흡착구
12: 진공 형성부
2: 블레이드부
21: 블레이드 유닛
22: 스핀들
3: 쿨링 구조체
5: 레일부
6: 픽커 구조체
61: 픽커부
7: 적재부

Claims (5)

  1. 대상체를 절단하는 커팅 시스템에 있어서,
    상측에 대상체가 플레이싱되고 플레이싱된 대상체를 고정하는 진공 척 테이블을 포함하는 테이블 구조체;
    상기 진공 척 테이블에 플레이싱된 대상체를 커팅하는 블레이드부; 및
    상기 블레이드부의 커팅시 상기 대상체의 적어도 일부 또는 상기 블레이드부의 적어도 일부에 냉각 기체를 분사하는 쿨링 구조체를 포함하되,
    상기 쿨링 구조체는, 상기 대상체의 커팅이 이루어지는 부분이 냉각되도록, 냉각 기체를 분사하고,
    상기 진공 척 테이블은, 상하로 형성되는 흡착구 복수 개를 포함하고,
    상기 테이블 구조체는, 상기 흡착구가 대상체를 흡착하도록, 상기 흡착구를 진공 상태로 형성하는 진공 형성부를 더 포함하며,
    상기 복수의 흡착구 중 일부는 홀 형태이고, 다른 일부는 슬롯 형태이며,
    상기 슬롯 형태의 흡착구는, 상기 대상체의 절단 예정 라인의 하측에 상기 대상체의 절단 예정 라인의 길이 방향으로 연장 형성되는 것인, 커팅 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 쿨링 구조체는,
    기체를 흡입하는 흡입부;
    상기 흡입부가 흡입한 기체를 냉각시키는 냉각부; 및
    상기 냉각부가 냉각시킨 기체를 분사하는 분사부를 포함하는 것인, 커팅 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 대상체는 반도체 소자인 것인, 커팅 시스템.
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