KR102383666B1 - 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 의한 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치는, 필름 분리 모듈; 및 링 부착 필름을 웨이퍼 필름과 링으로 분리하기 위해 링 부착 필름을 상기 필름 분리 모듈에 로딩하는 푸쉬 로더를 포함하며, 상기 필름 분리 모듈은, 필름 부착 링의 웨이퍼 필름을 진공으로 흡착하는 하부 진공척과, 필름 부착 링의 링이 놓이며 상기 하부 진공척의 둘레에 배치된 환형의 링 안착대와, 상기 링을 상기 링 안착대에 고정하는 복수개 고정유닛들과, 상기 링 안착대의 상단면과 상기 하부 진공척의 상단면 사이를 벌리도록 작동하여 웨이퍼 필름과 링을 분리시키는 승강유닛을 포함한다.

Description

웨이퍼 필름과 링의 분리 장치{separation device of wafer film and ring}
본 발명은 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용이 완료된 웨이퍼 유닛에서 웨이퍼 필름과 링을 분리하는 작업을 웨이퍼와 링의 손상 없이 자동으로 신속하게 수행할 수 있는 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치에 관한 것이다.
웨이퍼로부터 반도체 칩을 얻기까지는 크게 세 번의 처리 공정을 거침이 일반적이다. 먼저 실리콘(Si), 갈륨 아세나이드(GaAs) 등을 성장시켜 만든 잉곳(Ingot)을 슬라이스해서 웨이퍼로 만들고, 다음으로 전공정을 통해 웨이퍼 전면에 트랜지스터를 새기고, 마지막으로 후공정에 해당하는 패키징 공정에서 웨이퍼를 육면체 모양의 개별 칩으로 나누는 다이싱(Dicing) 작업을 진행하여 개별 반도체 칩으로 나누게 된다.
통상적으로 다이싱 작업은 링에 고정된 웨이퍼 필름 상에 웨이퍼를 안착시킨 상태에서 이루어지게 되며, 이는 다이싱 작업의 효율성 제고 및 다이싱 작업이 완료된 웨이퍼(구체적으로는 개별 칩으로 나누어진 반도체 칩의 집합체)의 이동 및 활용의 편의성을 위해서이다.
또한, 사용이 완료되고 남은 웨이퍼, 기준에 적합하지 못한 웨이퍼(구체적으로는 반도체 칩, 이하 본 명세서에서는 '웨이퍼'라 한다)는 웨이퍼 필름에 부착된 상태로 수거되어 관리되며, 링은 세척 후 재사용된다.
통상적으로 링의 하부면에 웨이퍼 필름이 접착물질에 의하여 접착되어 있는데, 종래에는 수작업으로 웨이퍼 필름과 링을 분리하였으며, 링의 세척 역시도 작업자의 수작업에 의함으로써 웨이퍼 필름과 링의 분리 및 링의 세척에 많은 비용과 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 각각의 웨이퍼 필름 가장자리에는 웨이퍼의 이력 관리를 위한 바코드가 새겨져 있으며, 각각의 웨이퍼 필름에 새겨진 바코드를 통하여 웨이퍼 필름 상에 잔존하는 웨이퍼의 이력 관리가 이루어진다. 링과 분리된 각각의 웨이퍼 필름 사이 사이에는 간지를 끼우게 되는데, 웨이퍼 필름에는 링과의 고정을 위한 접착물질이 도포되어 있으므로 링과 분리된 웨이퍼 필름 사이 사이에 간지를 끼울 경우 웨이퍼 필름과 간지가 붙어서 바코드를 읽기 어려운 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위하여 종래에는 바코드가 새겨진 가장자리 부분을 작업자가 수작업으로 접은 다음, 각각의 웨이퍼 필름 사이 사이에 간지를 끼우게 되는데 이 과정에서도 많은 비용과 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
등록특허 제10-0356339호(등록일자 2002년 9월 28일)
본 발명은 상술한 점을 감안하여 안출된 것으로서, 사용이 완료된 웨이퍼 유닛에서 웨이퍼 필름과 링을 분리하는 작업을 웨이퍼와 링의 손상 없이 자동으로 신속하게 수행할 수 있는 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 상술한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치는, 필름 분리 모듈; 및 링 부착 필름을 웨이퍼 필름과 링으로 분리하기 위해 링 부착 필름을 상기 필름 분리 모듈에 로딩하는 푸쉬 로더;를 포함하며, 상기 필름 분리 모듈은, 필름 부착 링의 웨이퍼 필름을 진공으로 흡착하는 하부 진공척과, 필름 부착 링의 링이 놓이며 상기 하부 진공척의 둘레에 배치된 환형의 링 안착대와, 상기 링을 상기 링 안착대에 고정하는 복수개 고정유닛들과, 상기 링 안착대와 상기 하부 진공척의 사이를 벌리도록 작동하여 웨이퍼 필름과 링을 분리시키는 승강유닛을 포함한다.
상기 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치는, 웨이퍼 필름과 링을 분리하기 전에 필름 부착 링의 센터를 맞추기 위한 센터 정렬 유닛들을 더 포함할 수 있다.
상기 센터 정렬 유닛들은 상기 링 안착대의 4 분점에 설치된 가이드들과, 상기 가이드들을 따라 상기 링 안착대의 반지름 방향으로 이동하여 링의 외주면에 접촉하는 접촉부재들을 포함할 수 있다.
상기 고정유닛들 각각은 상기 링 안착대에 설치된 힌지부와, 상기 힌지부에 대하여 회전하여 링의 상면을 눌러 고정하는 링 고정부를 포함할 수 있다.
상기 승강유닛은, 상기 하부 진공척의 상단면으로부터 상기 링 안착대가 멀어지도록 상기 링 안착대를 상승시킬 수 있다.
상기 푸쉬 로더는, 상하로 승강되는 바디부와, 필름 부착 링의 링 부분에 대응되게 상기 바디부의 하단 외곽을 따라 환형으로 배열된 링 흡착 노즐과, 필름 부착 링의 웨이퍼 필름 부분을 가압하도록 상기 링 흡착 노즐들보다 안쪽에 위치하는 환형의 필름 가압부와, 상기 필름 가압부와 상기 바디부 사이에 개재된 압축 스프링을 포함할 수 있다.
상기 필름 가압부는, 웨이퍼 필름과 직접 접촉하도록 돌출된 환형의 접촉 리브와, 상기 접촉 리브의 안쪽에 환형으로 배열되며 웨이퍼 필름을 향해 에어를 분사하는 에어 분사홀들을 포함할 수 있다.
상술한 본 발명에 의할 경우, 사용이 완료된 웨이퍼 유닛에서 웨이퍼 필름과 링을 분리하는 작업을 웨이퍼와 링의 손상 없이 자동으로 신속하게 수행할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 상술한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 웨이퍼 및 링의 회수 시스템에 의해 수행되는 여러 공정들을 차례로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치가 적용된 웨이퍼 및 링의 회수 시스템이 제1 동작 구간에 있을 때 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치가 적용된 웨이퍼 및 링의 회수 시스템이 제2 동작 구간에 있을 때 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 및 링의 회수 시스템의 필름 분리 장치를 도시한 사시도이다.
도 5은 도 4에 도시된 필름 분리 장치의 푸쉬 로더의 저면을 도시한 저면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 필름 분리 장치의 필름 분리 모듈을 도시한 평면 사시도이다.
도 7a 내지 도 7d는 도 4 내지 6에 도시된 필름 분리 장치의 작용을 차례대로 설명하기 위한 도면들이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명의 기술적 사상과 관계없는 부분의 설명은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하는 것을 의미할 수 있다.
본 발명에 따른 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치는 웨이퍼 및 링의 회수 시스템에 적용되어 사용이 완료된 웨이퍼 유닛에서 웨이퍼 필름과 링을 분리하는 작업을 웨이퍼와 링의 손상 없이 자동으로 신속하게 수행할 수 있도록 마련된다.
상기 웨이퍼 및 링의 회수 시스템은 도 1에 도시된 것과 같은 공정들, 즉, 필름이 부착되어 있는 링 또는 사용이 완료되고 남은 웨이퍼 및 기준에 적합하지 못한 웨이퍼가 남아 있는 필름이 부착되어 있는 링과 같은 형태의 웨이퍼 유닛(이하 '필름 부착 링(A)'이라 한다)을 웨이퍼 필름(F)과 링(R)으로 분리하는 공정과, 웨이퍼 필름(F)의 바코드 부근 가장자리를 폴딩하는 공정과, 링(R)을 세척하는 공정 등을 자동으로 수행하도록 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 필름 부착 링(A)은 사용이 완료되고 남은 웨이퍼 및 기준에 적합하지 못한 웨이퍼들을 보유하는 웨이퍼 필름(F)과 상기 웨이퍼 필름(F)을 지지하도록 상기 웨이퍼 필름(F)의 상면 가장자리에 부착된 링(R)으로 구성되거나, 웨이퍼가 모두 사용된 웨이퍼 필름(F)과 상기 웨이퍼 필름(F)을 지지하도록 상기 웨이퍼 필름(F)의 상면 가장자리에 부착된 링(R)으로 구성된다.
웨이퍼 필름(F)이 보유한 웨이퍼들의 관리를 위해, 웨이퍼 필름(F)의 가장자리에 인접하도록 웨이퍼 필름(F)의 일면에 바코드(B)가 형성된다. 또한, 상기 웨이퍼 필름(F)을 수거함에 있어서, 웨이퍼 필름(F)의 가장자리에 잔류하는 접착물질에 의해 서로 이웃하는 웨이퍼 필름(F)들이 접착되는 것을 막기 위해, 웨이퍼 필름(F)들 사이에는 간지(P)를 끼워넣는다.
이때, 바코드(B)가 존재하는 영역은 간지(P)에 부착되지 않아야 하는데, 이를 위해, 바코드(B)가 존재하는 웨이퍼 필름(F)의 가장자리 일부 영역을 폴딩하는 공정이 수행된다. 또한, 링(R)에는 접착물질이 잔류하며, 이 접착물질을 링(R)으로부터 제거하기 위한 세척 공정이 수행된다.
이하에서는 본 발명에 의한 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치가 적용되는 웨이퍼 및 링의 회수 시스템에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 간략히 설명한다. 그러나 본 발명에 의한 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치가 아래에서 설명되고 도 2 및 도 3에 도시된 웨이퍼 및 링의 회수 시스템에만 적용되는 것은 아니며, 본 발명에 의한 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치는 아래에서 설명되고 도 2 및 도 3에 도시된 웨이퍼 및 링의 회수 시스템과는 다른 웨이퍼 및 링의 회수 시스템에 적용되거나 단독으로 마련될 수도 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 및 링의 회수 시스템은, 필름 부착 링(A)들이 카세트(2)에 탑재된 상태로 로딩되는 로딩 스테이션(3)과, 필름 부착 링(A)을 로딩 스테이션(3)의 카세트(2)로부터 꺼내어 대기 스테이지(4)로 이동시키는 인출 이송 장치(10)와, 대기 스테이지(4)로부터 받은 필름 부착 링(A)을 웨이퍼 필름(F)과 링(R)으로 분리하는 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치(20A, 20B)와, 웨이퍼 필름(F)과 분리된 링(R)을 받아 세척하는 링 세척 장치(30)와, 링(R)과 분리된 웨이퍼 필름(F)의 가장자리를 폴딩하는 필름 폴딩 장치(40)를 포함한다.
또한, 상기 웨이퍼 및 링의 회수 시스템은 가장자리가 폴딩된 웨이퍼 필름(F)을 필름 수거 스테이지(5)로 이송하는 필름 이송 장치(50)를 포함한다. 상기 필름 이송 장치(50)는 상기 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치(20A, 20B)와 필름 수거 스테이지(5)가 배열된 방향과 나란하게 형성된 제1 가이드 레일(51)과, 상기 제1 가이드 레일(51)을 따라 이동하는 제1 승강 구동부(52)와, 웨이퍼 필름(F)을 진공으로 흡착하도록 구성되고 상기 제1 승강 구동부(52)에 의해 상하로 승강되는 필름 흡착 척(53)을 포함한다.
또한, 상기 웨이퍼 및 링의 회수 시스템은 간지 보관 스테이지(6)에 보관된 간지(P)를 픽업하여 상기 필름 수거 스테이지(5)에 위치한 웨이퍼 필름(F) 위에 올리는 간지 이송 장치(60)를 더 포함한다. 상기 간지 이송 장치(60)는 간지 보관 스테이지(6)와 상기 필름 수거 스테이지(5)가 배열된 방향과 나란하게 형성된 제2 가이드 레일(61)과, 상기 제2 가이드 레일(61)을 따라 이동하는 제2 승강 구동부(62)와, 간지(P)를 진공으로 흡착하도록 구성되고 상기 제2 승강 구동부(62)에 의해 상하로 승강되는 간지 흡착 척(63)을 포함한다.
상기 로딩 스테이션(3)은 필름 부착 링(A)들이 상하로 적재된 카세트(2)를 받치는 받침대와 받침대를 상하로 이동시키는 받침대 승강기를 포함한다. 카세트(2) 내에서 가장 높게 위치한 필름 부착 링(A)이 가장 먼저 카세트(3)로부터 꺼내어져 상기 대기 스테이지(4)로 이동된다. 하나의 필름 부착 링(A)이 대기 스테이지(4)로 이송되면, 카세트(2)를 받치는 받침대가 상기 승강기에 의해 상승하여, 다음 높이에 있는 필름 부착 링(A)이 인출 이송 장치(10)에 의해 꺼내어질 수 있는 높이에 있게 된다.
상기 인출 이송 장치(10)는, 도 2 및 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 전후로 연장된 레일을 따라 전후로 이송하는 이송판(11)과, 상기 이송판(11)에 형성된 가이드(112)를 따라 전후로 이송하는 그리퍼(12)를 포함한다. 상기 이송판(11)의 전방으로 전진한 그리퍼(112)가 필름 부착 링(A)의 가장자리를 파지한 후 후퇴하여 상기 필름 부착 링(A)을 상기 이송판(11) 상에 위치시킨다. 이에 연속하여, 상기 이송판(11)이 추가로 더 후퇴하여, 필름 부착 링(A)을 대기 스테이지(4)에 위치시킨다. 상기 필름 부착 링(A)은 후속 공정 전까지 상기 대기 스테이지(4) 내에서 상기 이송판(11) 상에 위치해 있다. 상기 인출 이송 장치(10)는 상기 이송판(10)의 좌우 양측 모서리에서 상기 필름 부착 링(A)과 접하는 위치로 이송되는 출몰핀들을 포함하는 링 정렬유닛(13)을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치(20A, 20B)는 필름 부착 링(A)을 웨이퍼 필름(F)과 링(R)으로 분리하는 필름 분리 모듈(20A)과 상기 대기 스테이지(4)에 놓인 필름 부착 링(A)을 웨이퍼 필름(F)과 링(R)으로의 분리를 위해 상기 필름 분리 모듈(20A)에 로딩하는 푸쉬 로더(20B)를 포함한다.
또한, 상기 웨이퍼 및 링의 회수 시스템은 상기 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치(20A, 20B)에 의해 분리된 링(R)을 픽업하여 상기 링 세척 장치(30)에 로딩하기 위한 제1 링 이송척과(7), 상기 링 세척 장치(30)에 의해 세척된 링(R)을 픽업하여 링 수거 스테이지(9)로 이송하는 제2 링 이송척(8)을 포함한다.
또한, 상기 웨이퍼 및 링의 회수 시스템은 상기 푸쉬 로더(20B), 상기 제1 링 이송척(7) 및 상기 제2 링 이송척(8)을 동시에 이동시키기 위한 통합 이송유닛(80)을 더 포함한다. 상기 통합 이송유닛(80)은 상기 푸쉬 로더(20B)에 연결된 제1 아암(81A)과, 상기 제1 링 이송척(7)에 연결된 제2 아암(81B)과, 상기 제2 링 이송척(8)에 연결된 제3 아암(81C)과, 상기 제1 아암(81A), 상기 제2 아암(81B) 및 상기 제3 아암(81C)을 연결하는 연결부(82)와, 상기 연결부(82)를 좌우 방향 및 상하 방향으로 이송시키는 통합 이송 구동부(83)를 포함한다. 따라서, 상기 푸쉬 로더(20B)가 상기 대기 스테이지(4)에 있던 필름 부착 링(A)을 상기 필름 분리 모듈(20A) 측으로 이송하면, 그와 동시에, 상기 제1 링 이송척(7)이 상기 필름 분리 모듈(20A) 측에서 웨이퍼 필름(F)과 분리된 링(R)을 링 세척 장치(30)로 이송시키는 작업과, 제2 링 이송척(8)이 상기 링 세척 장치(30)에서 세척 완료된 링(R)을 링 수거 스테이지(9)로 이송시키는 작업이 동시에 이루어지게 된다.
도 2를 참조하면, 상기 웨이퍼 및 링의 회수 시스템은 제1 작동 구간에 있으며, 제1 작동 구간에서는, 푸쉬 로더(20B), 제1 링 이송척(7) 및 제2 링 이송척(8) 각각이 필름 분리 모듈(20A), 링 세척 장치(30) 및 링 수거 스테이지(9) 위에 위치해 있으며, 인출 이송 장치(10)는 이송판(11) 및 그리퍼(12)가 로딩 스테이션(3)에서 필름 부착 링(A)을 인출하여 대기 스테이지(4)를 향해 이동한다. 상기 인출 이송 장치(10)에 의해 필름 부착 링(A)이 대기 스테이지(4)로 이송되는 동안, 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치(20A, 20B)에 의한 웨이퍼 필름(F)과 링(R)의 분리 작업과, 링 세척 장치(30)에 의한 링(R)의 세척이 이루어진다.
도 3을 참조하면, 상기 웨이퍼 및 링의 회수 시스템은 제2 작동 구간에 있으며, 제2 작동 구간에서는, 푸쉬 로더(20B), 제1 링 이송척(7) 및 제2 링 이송척(8) 각각이 필름 부착 링(A), 필름과 분리된 링(R) 및 세척 완료된 링(R)을 픽업하기 위해 대기 스테이지(4), 필름 분리 모듈(20A) 및 링 세척 장치(30) 측으로 각각 이동한다. 이러한 이동은 통합 이송유닛(80)에 의해 동시에 이루어진다. 푸쉬 로더(20B), 제1 링 이송척(7) 및 제2 링 이송척(8) 각각이 필름 부착 링(A), 필름과 분리된 링(R) 및 세척 완료된 링(R)을 픽업하여 상승하는 동안, 필름 폴딩 장치(40)는 바코드가 형성된 웨이퍼 필름(F)의 일측 가장자리를 두겹이 되도록 폴딩한다. 이에 따라, 폴딩에 의해 두겹이 된 영역 안쪽에 바코드(B; 도 1 참조)가 위치하게 된다. 필름 폴딩 장치(40)에 의한 필름 폴딩 공정이 끝나면, 필름 이송 장치(50)가 폴딩된 웨이퍼 필름(F)을 픽업하여 필름 분리 모듈(20A)과 필름 수거 스테이지(5) 사이의 중간 위치에서 대기시킨다.
도 2 및 도 3을 차례로 참조하면, 전술한 것과 같은 제1 작동 구간의 동작들이 이루어진 후, 상기 푸쉬 로더(20B), 제1 링 이송척(7) 및 제2 링 이송척(8) 각각은 도 1에 도시된 위치로부터 도 2에 도시된 위치로의 이동을 반복한다. 즉, 상기 푸쉬 로더(20B), 상기 제1 링 이송척(7) 및 상기 제2 링 이송척(8) 각각은 필름 부착 링(A), 필름과 분리된 링(R) 및 세척 완료된 링(R)을 픽업한 상태로, 다음 작업을 위해 필름 분리 모듈(20A), 링 세척 장치(30) 및 링 수거 스테이지(9) 측으로 이동한다. 이 과정 중에, 상기 간지 이송 장치(60)는 간지 보관 스테이지(6)에 보관된 간지들 중 한 장의 간지(P)를 필름 수거 스테이지(5)로 이송시킨다.
다시 도 2를 참조하면, 제1 작동 구간에서는, 필름 이송 장치(50)가 웨이퍼 필름(F)을 필름 수거 스테이지(5)로 이송시키도록 이동하고 있으며, 인출 이송 장치(10)는 필름 부착 링(A)을 인출하기 위해 로딩 스테이션(3) 측으로 다시 접근하고 있음을 알 수 있다. 그리고 상기 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치(20A, 20B) 및 상기 링 세척 장치(30)는 웨이퍼 필름(F)과 링(R)의 분리 작업 및 링 세척 작업을 수행한다.
이와 같은 제1 작동 구간과 제2 작동 구간이 반복됨으로써, 필름 부착 링(A)의 이송, 웨이퍼 필름(F)과 링(R)의 분리, 링(R)의 세척, 웨이퍼 필름(F) 가장자리의 폴딩, 간지(P)의 삽입 등의 전체 작업 공정들이 자동으로 수행될 수 있다.
이하에서는 상기와 같은 웨이퍼 및 링의 회수 시스템에 적용되어 사용이 완료된 웨이퍼 유닛에서 웨이퍼 필름과 링을 분리하는 작업을 웨이퍼와 링의 손상 없이 자동으로 신속하게 수행할 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치에 대하여 도 4 내지 도 6과 도 7a 내지 도 7d를 참조하여 상세히 설명한다.
도 4 내지 도 6과 도 7a 내지 도 7d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치(20A, 20B)는 필름 분리 모듈(20A)과, 상기 필름 분리 모듈(20A)의 상측에 위치하고 상기 필름 분리 모듈(20A)과 협력하는 푸쉬 로더(20B)를 포함한다. 상기 푸쉬 로더(20B)는 필름 부착 링(A)을 대기 스테이지에서 픽업하여 상기 필름 분리 모듈(A)의 상측에 위치시키는 역할과 필름 부착 링(A)의 웨이퍼 필름(F)을 상기 필름 분리 모듈(20A)에 대하여 가압하면서 로딩하는 역할을 한다.
상기 필름 분리 모듈(20A)은 필름 부착 링(A)의 웨이퍼 필름(F)을 진공으로 흡착하는 중앙의 하부 진공척(21A)과, 필름 부착 링(A)의 링(R)이 놓이며 상기 하부 진공척(21A)의 둘레에 배치된 환형의 링 안착대(22A)와, 상기 필름 부착 링(A)으로부터 웨이퍼 필름(F)과 링(R)을 분리하는 공정을 수행하기 전에, 상기 필름 부착 링(A)의 센터를 맞추기 위한 센터 정렬 유닛(23A)들과, 상기 필름 부착 링(A)의 센터가 맞은 상태에서, 상기 링(R)을 상기 링 안착대(22A)에 고정하는 복수개의 고정유닛(24A)들을 포함한다.
상기 센터 정렬 유닛(23A)들은 상기 링 안착대(22A)의 4 분점에 설치된 가이드(231A)들과, 상기 가이드(231A)들을 따라 상기 링 안착대(22A)의 반지름 방향으로 이동하여 상기 링(R)의 외주면에 접촉하는 접촉부재(232A)들을 포함한다. 상기 접촉부재(232A)들의 반지름 방향 전후 이동은 공압에 의해 자동으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 고정유닛(24A)들은 상기 링 안착대(22A)에 설치된 힌지부(241A)와, 상기 힌지부(241A)에 대하여 회전하여 상기 링(R)의 상면을 눌러 고정하는 링 고정부(242A)를 포함한다. 상기 링 고정부(242A)는 상기 링(R)을 누르는 위치에 점탄성 재료를 구비할 수 있다. 상기 링 고정부(242A)의 회전은 공압에 의해 자동으로 이루어질 수 있다.
필름 부착 링(A)의 센터가 정렬된 상태에서, 상기 고정유닛(24A)들에 의해 상기 링(R)이 상기 링 안착대(22A)에 고정되고 상기 웨이퍼 필름(F)이 상기 하부 진공척(21A)에 흡착된다. 이 상태에서, 링 안착대(22A)가 승강유닛(25A)에 의해 상승하면, 상기 웨이퍼 필름(F)이 상기 링(R)으로부터 분리될 수 있다. 링(R)으로부터 분리된 웨이퍼 필름(F)은 상기 하부 진공척(21A)에 흡착된 상태로 유지되고 상기 웨이퍼 필름(F)으로부터 분리된 링(R)은 상기 하부 진공척(21A)보다 높게 위치한 상기 링 안착대(22A) 상에 유지된다.
상기 푸쉬 로더(20B)는 필름 부착 링(A)을 상기 필름 분리 모듈(20A) 상으로 위치시키는 역할과 더불어, 상기 필름 분리 모듈(20A)과 협력하여 상기 필름 부착 링(A)을 웨이퍼 필름(F)과 링(R)으로 분리시키는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 푸쉬 로더(20B)는 상하로 승강되는 바디부(21B)와, 필름 부착 링(A)의 링 부분에 대응되게 상기 바디부(21B)의 하단 외곽을 따라 환형으로 배열된 링 흡착 노즐(22B)들과, 필름 부착 링(A)의 필름 부분을 가압하도록, 상기 링 흡착 노즐(22B)들보다 안쪽에서 상기 링 흡착 노즐(22B)보다 높게 위치하는 환형의 필름 가압부(23B)와, 상기 필름 가압부(23B)와 상기 바디부(21B) 사이에 개재된 압축 스프링(24B)을 포함한다. 상기 압축 스프링(24B)은 상기 필름 가압부(23B)가 상기 하부 진공척(21A)에 놓인 웨이퍼 필름(F)을 가압할 때 충격을 흡수하는 역할을 한다. 상기 필름 가압부(23B)는 웨이퍼 필름(F)과 직접 접촉하도록 돌출된 환형의 접촉 리브(231B)와 상기 접촉 리브(231B)의 안쪽에 환형으로 배열되며, 웨이퍼 필름(F)을 향해 에어를 분사하여 웨이퍼 필름(F)을 낙하시키는 에어 분사홀(232B)들을 포함한다.
이하에서는 도 7a 내지 도 7d를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치의 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 도 7a 및 도 7b를 차례로 참조하면, 푸쉬 로더(20B)에 구비된 링 흡착 노즐(22B)들이 필름 부착 링(A)을 진공 흡착한 상태로 하강하여, 링(R)이 링 안착대(22A)에 놓이고 웨이퍼 필름(F)이 하부 진공척(21A)에 놓이도록, 필름 부착 링(A)을 필름 분리 모듈(20A) 상에 로딩한다. 이때, 하부 진공척(21A)의 상단 높이와 상기 링 안착대(22A)의 상단 높이는 거의 같다. 다음으로, 센터 정렬 유닛(23A)에 구비된 접촉부재(232A)들이 링(R)의 외주에 접촉하도록 전진하여, 필름 부착 링(A)의 센터를 맞춘다. 다음으로, 센터가 맞추어진 상태에서, 고정유닛(24A)들이 구동되어 링(R)을 상기 링 안착대(22A)에 고정하고, 상기 하부 진공척(21A)이 작동하여 웨이퍼 필름(F)을 흡착한다. 이때, 푸쉬 로더(20B)의 필름 가압부(23B)는 압축스프링(24B)을 압축시키면서 웨이퍼 필름(F)을 가압하며, 푸쉬 로더(20B)에 구비된 에어 분사홀(232B)에서 분사된 에어는 웨이퍼 필름(F)을 잘 떨어지도록 작용한다.
다음으로, 도 7c에 도시된 바와 같이, 링 흡착 노즐(22B)들의 링 진공 흡착이 해제되고 푸쉬 로더(20B)가 일정 높이 상승한다. 이와 더불어, 링 안착대(22A)가 승강유닛(25A)에 의해 상승하며, 이에 따라, 링 안착대(22A)에 안착된 링(R)이 상승하여, 링 안착대(22A)에 안착된 링(R)과 하부 진공척(21A)에 흡착 고정된 웨이퍼 필름(F)은 분리될 수 있다.
다음으로, 도 7d에 도시된 바와 같이, 푸쉬 로더(20B)는 링 흡착 노즐(22B)들이 링 안착대(22A)에 놓인 링(R)을 흡착한 상태로 상승한다. 또한, 웨이퍼 필름(F)과 링(R)의 분리를 위해 상승하였던 링 안착대(22A)는 상기 하부 진공척(21A)과 거의 동일 평면 상에 놓이는 위치까지 하강한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치(20A, 20B)와 밀접한 관계를 갖는 필름 폴딩 장치(40)에 대하여 도 1, 2, 3, 4, 6을 참조하여 간략히 설명한다.
상기 필름 폴딩 장치(40)는 웨이퍼 필름(F)의 일측 가장자리를 하부 진공척(21A)의 상부면과 이격되게 들어 올리는 리프팅 유닛과, 상기 리프팅 유닛에 의해 들어 올려진 웨이퍼 필름(F)의 가장자리를 폴딩하는 폴딩 유닛으로 구성된다.
상기 리프팅 유닛은 상기 하부 진공척(21A)의 일측 가장자리 영역에 형성된 직선 슬릿형의 에어 분사부(41)를 포함한다. 상기 에어 분사부(41)는 상기 웨이퍼 필름(F)의 폴딩될 영역에 덮이도록 상기 하부 진공척(21A)에 구비된다. 더 구체적으로, 상기 에어 분사부(41)는 상기 하부 진공척(21A)에 놓인 웨이퍼 필름(F)의 가장자리에 현(chord)의 형태로 미리 형성된 폴딩 라인과 평행하도록 상기 하부 진공척(21A)에 형성된다.
또한, 상기 폴딩 유닛은 상기 리프팅 유닛에 의해 상기 웨이퍼 필름(F)이 리프팅되어 세워진 상태에서 그 세워진 웨이퍼 필름(F)의 가장자리부(E)를 밀도록 전후 왕복 이동하는 롤러(42)를 포함한다. 또한, 상기 롤러(42)는 폴딩되는 가장자리부(E)의 폭보다 큰 폭을 갖는 롤(422)과, 상기 롤(422)을 회전가능하게 지지하는 바디부(421)를 포함한다. 또한, 폴딩 유닛은 상기 롤러(42)를 왕복운동시키는 롤러 구동부를 포함하며, 상기 롤러 구동부는 공압에 의해 구동되는 것이 바람직하다.
상기 링 안착대(22A)의 상단면 높이가 상기 하부 진공척(21A)의 상단면 높이와 같거나 그 이하일 때, 상기 롤러(42)가 상기 하부 진공척(21A)의 상단면 위로 전진 이동하여 상기 가장자리부(E)를 웨이퍼 필름(F)의 다른 부분과 면하도록 폴딩시킬 수 있다. 상기 가장자리부(E)의 표면에는 링과의 접착에 사용되었던 접착물질이 잔류하므로, 폴딩된 가장자리부(E)가 상기 접착물질에 의해 웨이퍼 필름(F)의 상면에 부착된다. 접착물질이 없는 가장자리부(E)의 하부면이 상측을 향하며, 폴딩된 가장자리부(E)와 그 아래 웨이퍼 필름(F)의 상면 사이에는 바코드(B)가 위치하게 된다.
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어 앞서서는 본 발명에 의한 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치가 도 2 및 도 3에 도시된 웨이퍼 및 링의 회수 시스템에 적용되는 것으로 예시하여 설명하였으나, 본 발명에 의한 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치는 도 2 및 도 3에 도시된 웨이퍼 및 링의 회수 시스템과는 다른 웨이퍼 및 링의 회수 시스템에 적용되거나 단독으로 마련될 수도 있다.
지금까지, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
A : 필름 부착 링
R : 링(웨이퍼 링)
F : 웨이퍼 필름
20A : 필름 분리 모듈
20B : 푸쉬 로더
21A : 하부 진공척
22A : .링 안착대
23A : 승강유닛
24A : 고정유닛

Claims (7)

  1. 필름 부착 링을 웨이퍼 필름과 링으로 분리하기 위한 분리 장치로서,
    필름 분리 모듈; 및
    링 부착 필름을 웨이퍼 필름과 링으로 분리하기 위해 링 부착 필름을 상기 필름 분리 모듈에 로딩하는 푸쉬 로더;를 포함하며,
    상기 필름 분리 모듈은,
    필름 부착 링의 웨이퍼 필름을 진공으로 흡착하는 하부 진공척과,
    필름 부착 링의 링이 놓이며 상기 하부 진공척의 둘레에 배치된 환형의 링 안착대와,
    상기 링을 상기 링 안착대에 고정하는 복수개 고정유닛들과,
    상기 링 안착대와 상기 하부 진공척의 사이를 벌리도록 작동하여 웨이퍼 필름과 링을 분리시키는 승강유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    웨이퍼 필름과 링을 분리하기 전에, 필름 부착 링의 센터를 맞추기 위한 센터 정렬 유닛들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센터 정렬 유닛들은 상기 링 안착대의 4 분점에 설치된 가이드들과, 상기 가이드들을 따라 상기 링 안착대의 반지름 방향으로 이동하여 링의 외주면에 접촉하는 접촉부재들을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고정유닛들 각각은 상기 링 안착대에 설치된 힌지부와, 상기 힌지부에 대하여 회전하여 링의 상면을 눌러 고정하는 링 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 승강유닛은, 상기 하부 진공척의 상단면으로부터 상기 링 안착대가 멀어지도록 상기 링 안착대를 상승시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 푸쉬 로더는,
    상하로 승강되는 바디부와,
    필름 부착 링의 링 부분에 대응되게 상기 바디부의 하단 외곽을 따라 환형으로 배열된 링 흡착 노즐과,
    필름 부착 링의 웨이퍼 필름 부분을 가압하도록, 상기 링 흡착 노즐들보다 안쪽에 위치하는 환형의 필름 가압부와,
    상기 필름 가압부와 상기 바디부 사이에 개재된 압축 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 필름 가압부는, 웨이퍼 필름과 직접 접촉하도록 돌출된 환형의 접촉 리브와, 상기 접촉 리브의 안쪽에 환형으로 배열되며 웨이퍼 필름을 향해 에어를 분사하는 에어 분사홀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 필름과 링의 분리 장치.
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