KR20070106431A

KR20070106431A - 시트 절단 방법

Info

Publication number: KR20070106431A
Application number: KR1020070040995A
Authority: KR
Inventors: 츠요시 구리타
Original assignee: 린텍 가부시키가이샤
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2007-11-01
Also published as: JP2007296590A; CN101064239A; JP5037849B2; KR101313322B1; TWI415726B; CN101064239B; TW200808504A

Abstract

반도체 웨이퍼(W)의 외주로부터 비어져 나온 크기의 시트(S)를 반도체 웨이퍼(W)에 첩부한 후, 당해 반도체 웨이퍼(W)의 외주를 따라 커터날(12)로 절단하는 시트 절단 방법이다. 이 절단 방법은, 반도체 웨이퍼(W)로부터 시트(S)가 비어져 나오지 않도록 날(12B)의 이동 궤적이 정규 궤적으로서 미리 설정되고, 절단함에 있어 정규 궤적으로부터 이격된 절단 개시 위치(P)에 커터날(12)의 날(12B)을 찔러넣어 두고, 정규 궤적에 근접시키는 과정에서 소정의 토우인각(α1), 캠버각(α2), 캐스터각(α3)이 되도록 커터날(12)의 자세 조정을 행하도록 되어 있다.

반도체 웨이퍼, 토우인각, 캠버각, 캐스터각, 커터날, 시트 절단 방법, 정규 궤적

Description

시트 절단 방법{SHEET CUTTING METHOD}

도 1은 본 실시 형태에 따른 시트 절단 장치 및 테이블의 개략 정면도,

도 2는 로봇의 선단측 영역을 도시한 확대 사시도,

도 3은 커터날의 확대 사시도,

도 4는 토우인각을 유지하여 시트를 절단하는 동작 설명도,

도 5는 캠버각을 유지하여 시트를 절단하는 동작 설명도,

도 6은 캐스터각을 유지하여 시트를 절단하는 동작 설명도,

도 7a는 웨이퍼 외주를 따라 시트를 절단하는 종래 예를 도시한 단면도,

도 7b는 시트를 절단한 후의 웨이퍼 이면 연삭에 의해 비어져 나온 부분을 발생시키는 상태를 도시한 부분 확대 단면도,

도 8a는 경사 자세를 유지하여 날을 시트에 찔러넣는 상태를 도시한 단면도,

도 8b는 경사 자세를 유지한 상태에서 날을 시트에 찔러넣을 때 날이 손상되는 경우를 설명하기 위한 단면도,

도 9는 날을 수직 자세로 시트에 찔러넣은 후에 경사시킨 경우의 문제점을 설명하기 위한 단면도이다.

<부호의 설명>

10 : 시트 절단 장치 11 : 로봇

12 : 커터날 12B : 날

12D : 날등부 12F : 날엣지(刃緣)

P : 절단 개시 위치 S : 시트

W : 반도체 웨이퍼(판상 부재) α1 : 토우인각

α2 : 캠버각 α3 : 캐스터각

본 발명은 시트 절단 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 판상 부재의 외주로부터 비어져 나온 크기의 시트를 판상 부재에 첩부한 후에, 당해 시트를 판상 부재의 형상에 맞추어 절단할 수 있는 시트 절단 방법에 관한 것이다.

종래로부터 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 "웨이퍼"라고 함)에는 그 표면이 될 회로면을 보호하기 위한 보호 시트를 첩부하는 것이 행해지고 있다.

이러한 보호 시트의 첩부를 행할 때의 절단은, 웨이퍼의 외주로부터 비어져 나온 크기의 보호 시트를 웨이퍼에 첩부한 후, 웨이퍼 외주를 따라 커터날을 이동시킴으로써 보호 시트가 웨이퍼의 형상에 맞추어 절단되게 된다(예를 들어 특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1] 특허 제2919938호 공보

그러나, 특허 문헌 1에 개시된 시트 절단 방법에 있어서는 커터날의 삽입 깊 이를 조정할 뿐이며, 커터날의 각도 조정 등 자세를 변경하는 기구를 구비하지 않음에 따른 다양한 문제점을 발생시킨다.

즉 도 7a에 도시한 바와 같이, 테이블(T) 상의 웨이퍼(W)에 첩부된 시트(S)의 면에 대하여 대략 수직으로 커터날(50)의 날(50A)을 찔러넣어 웨이퍼(W)의 외주를 따라 절단을 행하고, 당해 절단 후에 이면 연삭을 행하였을 때, 도 7b에 도시한 바와 같이 시트(S)의 비어져 나온 부분(L)을 발생시킨다는 문제가 있다. 즉, 웨이퍼(W)는 그 외주단이 외측으로 부풀어오르도록 모따기 가공되어 있기 때문에 연삭으로 인해 필연적으로 직경이 작아지고, 그 차가 비어져 나온 부분(L)으로서 발생되어 버리기 때문이다.

따라서, 상기 비어져 나온 부분(L)을 발생시키지 않기 위해서는, 도 8a에 도시한 바와 같이, 커터날(50)을 시트(S)의 면에 대하여 경사 자세로 변위시켜 놓고 시트(S)를 절단하도록 하면 된다. 그러나 이러한 방법에서는, 날(50A)을 찔러넣었을 때 도 8b에 도시한 바와 같이, 시트(S)의 두께나 강성 등의 영향을 받아 인선(刃先)이 절손되기 쉽다는 문제를 초래한다.

또한 도 9에 도시한 바와 같이, 수직 자세로 날(50A)을 시트(S)에 찔러넣은 후에, 당해 커터날(50)을 경사시키는 방법을 채용한 경우에는, 그 변위량에 따라 웨이퍼(W) 상의 시트(S)에 주름이 발생하거나 경우에 따라서는 웨이퍼(W)가 갈라지게 된다는 문제를 가져오게 된다.

본 발명은 이러한 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 그 목적은, 웨이퍼 등의 판상 부재에 첩부된 시트를 판상 부재의 형상에 맞추어 절단할 때, 시트에 주 름을 발생시키거나 웨이퍼가 갈라지는 것을 방지할 수 있고, 게다가 웨이퍼의 외주로부터 시트가 비어져 나오지 않는 시트 절단 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 판상 부재의 외주로부터 비어져 나온 크기의 시트를 상기 판상 부재에 첩부한 후에, 커터날을 통하여 상기 시트를 판상 부재의 형상에 맞추어 절단하는 시트 절단 방법에 있어서, 상기 판상 부재의 외주를 따라 커터날을 상대 이동시켜 상기 판상 부재의 형상에 맞추어 상기 시트를 절단하는 궤적을 정규 궤적으로 하고, 상기 정규 궤적보다 외측으로 이격된 위치를 절단 개시 위치로 하여 상기 시트에 커터날을 찔러넣는 제1 공정과, 상기 시트에 커터날을 찔러넣은 채 상기 정규 궤적에 점차 근접하도록 커터날을 상대 이동시켜 시트를 절단하는 제2 공정과, 상기 커터날이 정규 궤적 상에 위치한 상태에서 커터날을 상대 이동시켜 상기 시트를 판상 부재의 형상에 맞추어 절단하는 제3 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시트 절단 방법을 채용하고 있다.

본 발명에 있어서, 상기 절단 개시 위치로부터 상기 정규 궤적 상으로 커터날이 이동하는 사이에, 당해 커터날은 절단 방향의 상면에서 보아 커터날의 중심선이 절단 방향에 대하여 경사지는 소정의 토우인각으로 되도록 자세 변위하고, 상기 정규 궤적 상에서 커터날의 날엣지가 날등부보다도 판상 부재의 외주에 근접한 상태에서 상기 시트를 절단하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 절단 개시 위치로부터 상기 정규 궤적 상으로 커터날이 이동하는 사이에, 당해 커터날은 절단 방향의 정면에서 보아 커터날의 중심선이 절단 방향에 대하여 경사지는 소정의 캠버각으로 되도록 자세 변위하고, 이 캠버각을 유지한 상 태에서 커터날이 상기 정규 궤적 상을 이동함으로써 상기 판상 부재의 외주로부터 비어져 나오지 않고 시트를 절단하는 것을 특징으로 하는 시트 절단 방법을 채용할 수도 있다.

나아가, 상기 절단 개시 위치로부터 상기 정규 궤적 상으로 커터날이 이동하는 사이에, 당해 커터날은 절단 방향의 측면에서 보아 커터날의 중심선이 절단 방향에 대하여 경사지는 소정의 캐스터각으로 되도록 자세 변위하고, 상기 시트와 날엣지가 이루는 각도를 예각으로 유지한 상태에서 커터날이 상기 정규 궤적 상을 이동하여 상기 시트를 절단할 수 있다.

또한, 상기 커터날은 수치 제어되는 다관절형의 로봇에 지지되어 자세 제어되는 것을 특징으로 하는 시트 절단 방법을 채용하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1에는 본 실시 형태에 따른 시트 절단 장치(10)와, 당해 시트 절단 장치(10)에 병설되며, 평면 형상이 대략 원형인 판상 부재로서의 웨이퍼(W)를 대략 수평하게 지지하여 당해 웨이퍼(W)의 상면(회로면)에 보호용 접착성 시트(S)를 첩부하는 테이블(T)의 개략 정면도가 도시되어 있다. 이 도면에 있어서, 시트 절단 장치(10)는 다관절형의 로봇(11)과 당해 로봇(11)에 유지된 커터날(12)을 구비하여 구성되어 있다.

상기 로봇(11)은 베이스부(14)와, 당해 베이스부(14)의 상면 측에 배치되어 화살표 A∼F 방향으로 회전 가능하게 설치된 제1 암(15A) 내지 제6 암(15F)과, 제6 암(15F)의 선단 측, 즉 로봇(11)의 자유단 측에 부착된 공구 유지 척(19)을 포함한다. 제2, 제3 및 제5 암(15B, 15C, 15E)은 도 1 중 Y×Z면 내에서 회전 가능하게 설치되어 있으며, 제1, 제4 및 제6 암(15A, 15D, 15F)은 그 축 둘레로 회전 가능하게 설치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 로봇(11)은 수치 제어(Numerical Control)에 의해 제어되는 것이다. 즉, 가공물(웨이퍼(W))에 대한 각 관절의 이동량이 각각에 대응하는 수치 정보에 의해 제어되고, 모두 그 이동량이 프로그램에 의해 제어되는 것으로서, 종래의 절단 장치와 같이 웨이퍼 크기가 변경될 때마다 커터날의 위치를 수작업으로 변경하는 것과 전혀 다른 방식을 이용하는 것이다. 또한, 종래의 절단 장치에서는 커터날의 자세 변경(후술하는 토우인각(α1), 캠버각(α2), 캐스터각(α3))에 따라 절단 지름을 그 때마다 재조정할 필요가 있었지만, 본 실시 형태의 로봇(11)은 어떻게 커터날의 자세가 변경되어도 절단 지름을 정밀하게 설정값으로 유지할 수 있다.

상기 공구 유지 척(19)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 대략 원통형을 이루는 커터날 수용체(20)와, 당해 커터날 수용체(20)의 둘레 방향에서 대략 120도 간격을 이격시킨 위치에 배치되어 커터날(12)을 착탈 자유롭게 유지하는 세 개의 척 클릭부(chuck click)(21)를 구비하여 구성되어 있다. 각 척 클릭부(21)는 내방단이 예각인 끝뾰족 형상부(21A)로 되어 있으며, 공압에 의해 커터날 수용체(20)의 중심에 대하여 지름 방향으로 진퇴 가능하게 되어 있다.

상기 커터날(12)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 베이스부 영역을 형성하는 날 홀더(12A)와, 당해 날 홀더(12A)의 선단 측에 착탈 자유롭게 고정된 날(12B)에 의 해 구성되어 있다. 날 홀더(12A)는 대략 원기둥 형상을 이루며, 그 외주면의 둘레 방향에서 대략 120도 간격 위치의 베이스단 측에 홈(22)이 축 방향을 따라 형성되어있고, 이들 홈(22)에 상기 척 클릭부(21)의 끝뾰족 형상부(21A)가 결합됨으로써 공구 유지 척(19)에 대한 커터날(12)의 위치가 일정하게 유지되게 되어 있다.

또한 날(12B)은 상기 날 홀더(12A)에 지지되는 베이스부(12C)와, 날 홀더(12A)의 축선을 따른 날등부(12D)와, 이 날등부(12D)의 선단부(12E)로부터 예각 방향으로 향한 날엣지(12F)를 포함한다. 따라서, 날 에지(12F)는 선단부(12E) 측의 폭이 베이스부(12C) 측의 폭보다 작아진다.

상기 테이블(T)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 평면에서 보아 대략 방형의 외측 테이블(41)과, 평면에서 보아 대략 원형의 내측 테이블(42)에 의해 구성되어 있다. 외측 테이블(41)은 내측 테이블(42)의 외연과의 사이에 빈틈을 형성하는 상태로 당해 내측 테이블(42)을 수용 가능한 오목형으로 설치되어 있으며, 단축(單軸) 로봇(44)을 통하여 베이스(45)에 대하여 승강 가능하게 설치되어 있다. 이 한편, 내측 테이블(42)은 단축 로봇(46)을 통하여 외측 테이블(41)에 대하여 승강 가능하게 설치되어 있다. 따라서, 외측 테이블(41)과 내측 테이블(42)은 일체적으로 승강 가능하며, 서로 독립적으로 승강 가능해지고, 이에 따라 시트(S)의 두께, 웨이퍼(W)의 두께에 따라 소정의 높이 위치로 조정될 수 있게 되어 있다.

상기 테이블(T)의 상부 측에는 웨이퍼(W) 상에 시트(S)를 공급하는 도시하지 않은 시트 공급 유닛이 배치되게 되어 있고, 당해 시트 공급 유닛에서 웨이퍼(W) 상으로 공급된 시트(S)는 도시하지 않은 첩합 롤러가 시트(S) 상을 회전하면서 시 트 공급 방향으로 이동함으로써 당해 시트(S)를 웨이퍼(W)의 상면에 첩부하도록 되어 있다.

다음, 본 실시 형태의 시트(S)의 절단 방법에 대하여 도 4 내지 도 6을 참조하면서 설명한다. 한편, 시트(S)는 특허 출원 2005-198806호에 개시된 요령으로 웨이퍼(W)에 첩부된다.

초기 설정으로서, 도 4에 도시한 바와 같이, 절단 방향의 상면에서 보아 커터날(12)의 중심선이 웨이퍼(W)의 외주를 따른 절단 방향에 대하여 경사진 토우인각(α1), 도 5에 도시한 바와 같이 절단 방향의 정면에서 보아 커터날(12)의 중심선이 경사진 캠버각(α2), 도 6에 도시한 바와 같이 절단 방향의 측면에서 보아 커터날(12)의 중심선이 절단 방향으로 경사진 캐스터각(α3)이 컨트롤러에 각각 입력된다. 이러한 토우인각(α1), 캠버각(α2) 및 캐스터각(α3)을 설정하는 이유는, 시트(S)의 두께나 강성 등에 따라 최적의 조건으로 절단을 행할 수 있게 하기 위함이다.

또한 상기 각 각도(α1, α2, α3)를 유지하여 날(12B)이 시트(S)를 절단할 때, 시트(S)를 웨이퍼(W)의 형상에 맞추어 비어져 나오지 않게 절단하기 위한 이동 궤적이 정규 궤적으로서 상기 컨트롤러에 입력된다. 이 정규 궤적은 웨이퍼(W)의 직경에 따라 정할 수 있다. 또한 상기 정규 궤적으로부터 이격된 소정의 위치(도 4 중 2점 쇄선 위치 참조)가 절단 개시 위치(P)로서 입력된다.

이어서, 웨이퍼(W)를 테이블(T) 상에 올려놓고, 당해 웨이퍼(W)의 상면 측에 시트(S)를 첩부한다. 이 첩부함에 있어, 로봇(11)에 유지된 커터날(12)은 시트(S) 와 위치적으로 간섭하지 않도록 소정 위치에서 대기한다.

시트(S)의 첩부가 종료되면, 날(12B)은 로봇(11)을 통하여 절단 개시 위치(P) 상으로 이동하고, 날 홀더(12A)의 축선이 대략 수직 방향이 되는 자세로 날(12B)이 시트(S)의 면에 소정 깊이 찔러져 들어간다.

이와 같이 하여 날(12B)이 시트(S)의 면에 찔러져 들어간 상태에서, 커터날(12)은 도 4 중 점선으로 도시한 바와 같이, 상면에서 보아 대략 원호형의 궤적을 따라 상기 정규 궤적에 근접하면서 시트(S)의 절단을 행하며, 상기 설정된 토우인각(α1), 캠버각(α2), 캐스터각(α3)이 되도록 점차 자세 변위하고, 날엣지(12F)가 웨이퍼(W)의 외주에 대략 접하는 위치, 즉 정규 궤적 상으로 이동하였을 때(도 4 중 실선 위치 참조), 각 각도(α1∼α3)가 설정 각도가 된다.

그리고, 이들 각도를 유지한 채, 날(12B)은 로봇(11)을 통하여 정규 궤적 상을 이동하고, 대략 1회전함으로써 시트(S)를 웨이퍼(W)의 형상에 맞추어 절단하게 된다.

시트(S)의 절단이 종료된 후에는 커터날(12)은 소정의 대기 위치로 복귀하는 한편, 웨이퍼(W)가 도시하지 않은 반송 장치에 의해 반송된 후, 상기 절단에 의해 발생한 외측의 불필요 시트 부분이 도시하지 않은 권취 장치에 권취되고, 다음 웨이퍼(W)가 테이블(T) 상으로 옮겨가고, 이후 동일한 요령으로 절단 동작이 행해지게 된다.

따라서, 이러한 실시 형태에 따르면, 커터날(12)의 날(12B)의 자세가 점차 변위하면서 웨이퍼(W)의 외주에 접하는 정규 궤적 상으로 이동하는 구성이기 때문 에, 시트(S)에 주름을 발생시키거나 웨이퍼(W)의 외주부를 갈라지게 하는 문제를 효과적으로 회피할 수 있고, 게다가 웨이퍼(W)의 이면 연삭을 행하여도 당해 웨이퍼(W)의 외주로부터 시트(S)가 비어져 나오는 문제점을 해소할 수 있다는 효과를 얻는다.

이상과 같이, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 구성, 방법 등은 상기 기재에서 개시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

즉 본 발명은 주로 특정한 실시 형태에 관하여 특히 도시, 설명되어 있으나, 본 발명의 기술적 사상 및 목적 범위에서 벗어나지 않고, 이상 설명한 실시 형태에 대하여 형상, 위치 또는 배치 등에 관하여 필요에 따라 당업자가 다양한 변경을 가할 수 있는 것이다.

예를 들어 상기 실시 형태에서는 판상 부재로서 반도체 웨이퍼를 도시, 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 유리, 강판, 또는 수지판 등 기타 판상 부재도 대상으로 할 수 있고, 반도체 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼나 화합물 반도체 웨이퍼일 수도 있다. 또한 판상 부재의 평면 형상은 대략 원형에 한정되지 않으며, 타원, 다각형 등 다양한 평면 형상을 구비한 것일 수도 있다.

본 발명에 따르면, 정규 궤적보다 외측으로 이격된 위치에 커터날을 찔러넣어 두고, 당해 커터날을 정규 궤적에 근접시키는 과정에서 서서히 커터날의 자세를 변경할 수 있게 되어, 정규 궤적 부근의 시트에 주름을 발생시키거나 웨이퍼(W)의 외주부에 무리한 부하를 주지 않고 당해 웨이퍼(W)의 형상에 맞추어 시트를 절단할 수 있다.

또한 웨이퍼 외주로부터 이격된 절단 개시 위치로부터 정규 궤적 상으로 커터날이 이동할 때까지 사이에 절단 시의 토우인각, 캠버각, 캐스터각으로 되도록 커터날의 자세를 조정 가능하게 설치되어 있기 때문에 정규 궤적에 위치하는 커터날의 자세로 인해 시트에 주름이 지거나 웨이퍼가 갈라질 우려가 없어질뿐만 아니라, 시트의 두께, 강성 등에 따라 최적 조건으로 시트의 절단을 행하는 것이 가능해진다.

더욱이 수치 제어되는 다관절형의 로봇에 커터날을 지지한 절단에 의해 커터날의 이동 궤적에 다양성을 부여하여 복잡한 평면 형상인 시트 절단을 행할 수 있다.

Claims

판상 부재의 외주로부터 비어져 나온 크기의 시트를 상기 판상 부재에 첩부한 후에, 커터날을 통하여 상기 시트를 판상 부재의 형상에 맞추어 절단하는 시트 절단 방법에 있어서,

상기 판상 부재의 외주를 따라 커터날을 상대 이동시켜 상기 판상 부재의 형상에 맞추어 상기 시트를 절단하는 궤적을 정규 궤적으로 하고,

상기 정규 궤적보다 외측으로 이격된 위치를 절단 개시 위치로 하여 상기 시트에 커터날을 찔러넣는 제1 공정과,

상기 시트에 커터날을 찔러넣은 채 상기 정규 궤적에 점차 근접하도록 커터날을 상대 이동시켜 시트를 절단하는 제2 공정과,

상기 커터날이 정규 궤적 상에 위치한 상태에서 커터날을 상대 이동시켜 상기 시트를 판상 부재의 형상에 맞추어 절단하는 제3 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시트 절단 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 절단 개시 위치로부터 상기 정규 궤적 상으로 커터날이 이동하는 사이에, 당해 커터날은 절단 방향의 상면에서 보아 커터날의 중심선이 절단 방향에 대하여 경사지는 소정의 토우인각으로 되도록 자세 변위하고, 상기 정규 궤적 상에서 커터날의 날엣지가 날등부보다도 판상 부재의 외주에 근접한 상태에서 상기 시트를 절단하는 것을 특징으로 하는 시트 절단 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 절단 개시 위치로부터 상기 정규 궤적 상으로 커터날이 이동하는 사이에, 당해 커터날은 절단 방향의 정면에서 보아 커터날의 중심선이 절단 방향에 대하여 경사지는 소정의 캠버각으로 되도록 자세 변위하고, 이 캠버각을 유지한 상태에서 커터날이 상기 정규 궤적 상을 이동함으로써 상기 판상 부재의 외주로부터 비어져 나오지 않고 시트가 절단되는 것을 특징으로 하는 시트 절단 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절단 개시 위치로부터 상기 정규 궤적 상으로 커터날이 이동하는 사이에, 당해 커터날은 절단 방향의 측면에서 보아 커터날의 중심선이 절단 방향에 대하여 경사지는 소정의 캐스터각으로 되도록 자세 변위하고, 상기 시트와 날엣지가 이루는 각도를 예각으로 유지한 상태에서 커터날이 상기 정규 궤적 상을 이동하여 상기 시트가 절단되는 것을 특징으로 하는 시트 절단 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커터날은 수치 제어되는 다관절형의 로봇에 지지되어 자세 제어되는 것을 특징으로 하는 시트 절단 방법.