KR20130121659A - 기판 흡착 장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 필요한 기판 흡착압에 완만하게 도달시킴으로써, 잔존 컬릿에 의한 기판의 흠집의 발생을 억제하는 것이면서, 토털의 가공 시간의 지연을 최소로 억제할 수 있는 기판 흡착 장치를 콤팩트한 구성으로 제공한다.
(해결 수단) 흡착 테이블(1)의 흡인구멍(1a)으로부터 진공 펌프(P)로 연이어 통하는 에어 유로(2)의 중간에 유량 제어부(3)가 개재 장착되고, 유량 제어부(3)는, 기판(1)을 흡착하는 방향의 에어의 흐름을 제어류로 하여 기판(1)의 급격한 흡인을 제한하는 조임부와, 그 반대 방향의 흐름을 허용하는 역지(逆止) 밸브(37)를 구비한 구성으로 한다.

Description

기판 흡착 장치{SUBSTRATE SUCTION APPARATUS}

본 발명은, 테이블 상에 올려놓은 기판을 흡착 지지(holding)하는 기판 흡착 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은, 흡착 테이블 상에 올려놓은 기판의 표면에 커터 휠을 밀어붙이거나 레이저 조사하거나 함으로써, 분단(dividing)용의 스크라이브 라인을 가공하거나, 분단하거나 하는 기판 가공 장치에 적합한 기판 흡착 장치에 관한 것이다.

종래부터, 유리, 실리콘, 세라믹, 반도체 등의 취성 재료 기판(brittle material substrate)의 표면에 커터 휠(스크라이빙 휠(scribing wheel)이라고도 함)로 스크라이브 라인(분단용의 홈)을 형성하거나, 혹은, 분단 예정 라인을 따라서 분단하거나 하는 기판 가공 장치가 알려져 있다. 이러한 기판 가공 장치에 있어서, 기판을 평면 상에서 지지하기 위해, 예를 들면 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같은 흡인 에어에 의해 흡착 지지하는 흡착 테이블이 많이 사용되고 있다.

이 흡착 테이블은, 평탄한 테이블의 표면에 다수의 작은 흡인구멍이 형성되어, 진공 펌프로부터의 흡인 에어에 의해 테이블 상에 올려놓은 기판을 흡착 지지하도록 구성되어 있다.

일본공개특허공보 2000-332087호 일본공개특허공보 2010-232603호

흡착 테이블 상에 지지한 기판을 커터 휠로 스크라이브하는 과정에 있어서, 기판의 부스러기인 컬릿(cullet)이 불가피적으로 발생한다. 종래는, 이 발생한 컬릿을, 노즐로부터의 에어 분사나 브러시 등에 의한 청소에 의해 제거하도록 하고 있지만, 컬릿은 매우 작은 미립자이고, 그리고, 가공 방법에 따라서는 대량으로 발생하기 때문에 완전하게 제거하는 것은 곤란하며, 일부는 흡착 테이블 상에 잔존한다.

흡착 테이블 상에 컬릿이 잔존한 채 다음의 기판을 테이블 상에 올려놓고 흡착한 경우, 잔존한 컬릿에 의해 기판의 테이블 접지면에 미세한 흠집이 생길 우려가 있다. 종래는, 기판을 흡착하는 경우, 가공 시간의 단축과, 확실한 흡착 보유지지를 도모하기 위해, 1∼2초의 단시간으로 ―30KPa 정도의 흡착압에 도달하도록 흡착시키고 있었다. 그러나, 급속하게 흡착을 행하면, 기판의 위치 어긋남이 일어나기 쉬워진다. 기판이 위치 어긋남을 일으키면, 잔존한 컬릿이 기판의 테이블 접지면을 긁게 되고, 그것이 원인으로 흠집의 발생 확률도 높아져, 수율이 나빠지게 된다는 문제점이 있었다.

그래서 본 발명은, 상기 과제를 감안하여, 잔존 컬릿에 의한 기판의 흠집의 발생을 억제하는 것이면서, 토털의 가공 시간의 지연을 최소로 억제한 기판 흡착 장치를 콤팩트한 구성으로 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 다음과 같은 기술적 수단을 강구했다. 즉, 본 발명의 기판 흡착 장치는, 흡착 테이블의 표면에 다수의 흡인구멍이 형성되어, 진공 펌프로부터의 흡인 에어에 의해 흡착 테이블 상에 올려놓은 기판을 흡착 지지하도록 한 기판 흡착 장치로서, 흡착 테이블의 흡인구멍으로부터 진공 펌프로 연이어 통하게 되는 에어 유로 중에 유량 제어부가 사이에 장착된다. 그리고 유량 제어부에는, 기판을 흡착하는 방향의 에어의 흐름을 제어류로 하여 기판의 흡인을 제한하는 조임부와, 그 반대 방향의 흐름을 허용하는 역지(逆止) 밸브를 구비한 구성으로 했다.

여기에서, 표면에 다수의 흡인구멍이 형성된 흡착 테이블에는, 기계적으로 흡인구멍을 형성한 것뿐만 아니라, 흡착면이 되는 테이블 표면에 다공질재를 이용한 흡착 테이블도 포함된다.

상기 발명에서, 상기 흡착 테이블은, 기판의 표면에 스크라이브 라인을 형성 또는 상기 기판을 분단하는 기판 가공 장치의 테이블이라도 좋다.

또한, 상기 유량 제어부는, 상기 조임부와 상기 역지 밸브가 일체로 형성되어 있어도 좋다.

본 발명의 기판 흡착 장치에 의하면, 진공 펌프 방향으로 향하는 에어의 흐름은 조임부에 의해 제한된 제한류(制限流)로 하고 있기 때문에, 흡착시에, 흡착 테이블의 흡인구멍에 가해지는 기판 흡착압(흡착력)은 제한류의 유량에 따라서 흡착에 필요한 설정압까지 완만하게 높여진다. 이에 따라, 기판에 대한 급격한 흡착이 회피되어, 기판의 위치 어긋남이 일어나기 어려워져, 흡착 테이블 상에 잔존하는 컬릿이 기판 표면을 긁는 것에 의한 기판의 흠집의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 진공 펌프를 정지하여 흡착을 정지함과 함께, 진공 펌프측이 대기에 개방되면, 흡착 테이블에서 유량 제어부까지의 에어 유로 내의 부압(負壓)에 의해 역지 밸브가 열려 에어의 흐름이 허용되어, 단시간으로, 거의 순간적으로 기판에 대한 흡착력을 해제할 수 있다. 이에 따라, 다음에 가공되는 기판과 신속하게 바꿀 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 기판 흡착 장치를 포함하는 흡착 테이블을 구비한 기판 가공 장치의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 흡착 장치의 설명도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기판 흡착 장치의 유량 제어부에 있어서의 제한류의 상태의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 기판 흡착 장치의 유량 제어부에 있어서의 흡착 테이블로 향하는 흐름의 상태의 일 예를 나타내는 단면도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하에 있어서, 본 발명의 상세를 그의 실시 형태를 나타내는 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은, 본 발명에 따른 기판 흡착 장치를 부착한 흡착 테이블을 갖는 기판 가공 장치의 개략적인 사시도로서, 이 기판 가공 장치(A)는, 가공 대상이 되는 기판(W)을 올려놓는 수평한 흡착 테이블(1)을 구비하고 있다. 도 2는 본 발명의 기판 흡착 장치를 나타내는 설명도이다.

이 흡착 테이블(1)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 테이블(1) 표면에 개구시킨 다수의 작은 에어 흡인구멍(1a)을 구비하고 있고(다공질판을 이용해도 좋음), 에어 흡인구멍(1a)은 테이블(1) 내부에 형성된 공통의 매니폴드(1b) 그리고 유로 접속구(1c)를 통하여 진공 펌프(P)로 이어지는 에어 유로(2)에 접속되어 있다. 이 에어 유로(2)의 도중에, 후술하는 유량 제어부(3)가 개재 장착되어 있다.

또한, 흡착 테이블(1)은, 모터를 내장하는 회전 구동부(4)에 의해 수평면 내에서 회전이동할 수 있도록 되어 있고, 그리고, 수평한 레일(5)을 따라서 Y방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 이 Y방향의 이동은, 모터(M)에 의해 회전하는 나사축(6)에 의해 행해진다.

기판 가공 장치(A)는, 테이블(1)을 사이에 끼워 설치되어 있는 양측의 지지기둥(7, 7)과, 이들 지지기둥(7, 7)을 연결하도록 X방향으로 수평하게 연장되는 가이드바(8)를 구비한 브리지(9)가, 흡착 테이블(1) 상에 걸치도록 하여 설치되어 있다.

가이드바(8)에는, X방향으로 수평으로 연장되는 가이드(10)가 설치되고, 이 가이드(10)에 스크라이브 헤드(11)가 가이드(10)를 따라서 X방향으로 이동할 수 있도록 부착되어 있다. 스크라이브 헤드(11)에는 커터 휠(12)이 승강 가능하게 부착되어 있다.

이상의 구성에 의해, 흡착 테이블(1) 상에 올려놓은 기판(W)에 대하여 커터 휠(12)을 밀어붙이면서 테이블(1)을 이동시킴으로써, 기판(W)을 X-Y방향으로 스크라이브하여 스크라이브 라인을 형성하거나, 분단하거나 할 수 있도록 되어 있다.

도 3 그리고 도 4는, 흡착 테이블(1)로부터 진공 펌프(P)로 이어지는 에어 유로(2)의 도중에 개재 장착된 유량 제어부(3)의 구성을 나타내는 단면도이다.

유량 제어부(3)는, 진공 펌프(P)로 이어지는 에어 유로(2a)에 접속되는 제1 접속구(31)와, 흡착 테이블(1)로 이어지는 에어 유로(2b)에 접속되는 제2 접속구(32)를 구비한 본체(30)를 포함한다. 이 본체(30) 내의 제1 접속구(31)와 제2 접속구(32)와의 사이에는, 밸브시트(33)와 유량 조정 코어(34)에 의해 형성되는 조임부의 간극(35)을 통과하는 제어 유로(36)와, 역지 밸브(37)를 통과하는 바이패스 유로(38)가 형성되어 있다. 역지 밸브(37)는 진공 펌프(P)의 방향으로 향하는 에어의 흐름을 폐지(閉止)하고, 반대 방향의 흐름을 허용하는 구성으로 되어 있다. 이에 따라, 도 3에 나타내는 바와 같은, 진공 펌프(P)의 방향으로 향하는 에어의 흐름은 간극(35)에 의해 제한된 제한류가 된다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 도 3과는 반대 방향으로의 에어의 흐름은 허용되도록 구성되어 있다.

또한, 유량 조정 코어(34)는, 이것을 회전이동함으로써 나사상으로 전진 또는 후퇴하여 간극(35)의 간격이 변경되어, 제한류의 유량을 조정할 수 있게 되어 있다.

또한, 진공 펌프(P), 또는 유량 제어부(3)와 진공 펌프(P)를 연결하는 유로(2a)에는, 진공 펌프(P)를 정지했을 때에 유로 중의 부압을 대기에 개방하는 리크 밸브(leak valve;도시하지 않음)가 설치되어 있다.

다음으로, 동작에 대해서 설명한다.

흡착 테이블(1)에 기판(W)을 올려놓고 진공 펌프(P)를 작동시키면, 진공 펌프(P)의 흡인 에어는 도 3의 화살표 방향으로 흐른다. 진공 펌프(P)의 방향으로 향하는 에어의 흐름은, 상기한 바와 같이 간극(35)에 의해 제한된 제한류이기 때문에, 흡착 테이블(1)의 흡인구멍(1a)에 가해지는 부압은 제한류의 유량에 따라서 흡착에 필요한 설정압, 예를 들면 종래와 동일한 ―30KPa에 도달하기까지 완만하게 높여진다. 이에 따라, 기판(W)에 대한 급격한 흡착이 회피되어, 기판(W)의 위치 어긋남이 일어나기 어려워져, 흡착 테이블 상에 잔존하는 컬릿이 기판 표면을 긁는 것이 제어되어, 기판의 흠집의 발생을 억제할 수 있다. 기판(W)의 흡착에 필요한 설정압에 도달하면, 진공 펌프(P)에 부대(附帶)하는 컨트롤러(도시하지 않음)에 의해 설정압이 유지된다.

예를 들면, 상기 설정압(―30KPa)에 도달하기까지에 소요되는 시간으로서, 종래의 1∼2초에 비교하여, 약 5∼10초로 하는 것이 바람직하다. 이 시간 정도라면, 흠집의 발생을 억제할 수 있는데다가, 작업 능률에 악영향을 미치는 일도 거의 없다.

또한, 설정압 도달까지의 시간 설정은, 유량 제어부(3)의 유량 조정 코어(34)를 회전이동하여 간극(35)의 간격을 조정함으로써 설정할 수 있다.

흡착 테이블(1) 상의 기판(W)으로의 스크라이브 작업을 종료한 후, 진공 펌프(P)를 정지시키면, 진공 펌프(P)는 리크 밸브(도시하지 않음)에 의해 대기에 개방된다. 동시에, 에어 유로(2b)의 부압에 의해 역지 밸브(37)는 열리고 에어의 흐름은 허용되어, 도 4의 화살표로 나타내는 방향으로 흐른다.

이에 따라, 단시간으로 기판(W)에 대한 흡착력을 해제할 수 있어, 다음에 가공되는 기판과 신속하게 바꿀 수 있다. 또한, 단시간으로 기판(W)으로의 흡착력을 해제해도, 잔존 컬릿에 의한 흠집의 발생과는 관계가 없기 때문에 하등 지장이 발생하는 일은 없다.

또한, 유량 제어부(3)는, 조임부의 간극(35)을 통과하는 제어 유로(36)와, 역지 밸브(37)를 통과하는 바이패스 유로(38)를 일체로 하고 있기 때문에 접속하는 부품점수를 줄일 수 있어, 유로 구조를 간단하게 할 수 있게 된다.

이상, 본 발명의 대표적인 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 반드시 상기의 실시 형태로 특정되는 것은 아니다. 예를 들면, 유량 제어부(3)는, 기판을 흡착하는 방향의 에어의 흐름을 제어류로 하는 조임부와, 그 반대 방향의 흐름을 허용하는 역지 밸브를 구비한 기구의 것이면, 어떠한 형태의 것이라도 좋다. 그 외 본 발명에서는, 그 목적을 달성하고, 청구의 범위를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절히 수정, 변경하는 것이 가능하다.

본 발명은, 기판의 표면에 커터 휠을 밀어붙이면서 스크라이브함으로써, 기판에 분단용의 스크라이브 라인을 가공하거나, 분단하거나 하는 기판 가공 장치의 흡착 테이블에 이용할 수 있다.

A : 기판 분단 장치
W : 취성 재료 기판
P : 진공 펌프
1 : 테이블
1a : 흡인구멍
2 : 에어 유로
3 : 유량 제어부
12 : 커터 휠
37 : 역지 밸브

Claims (3)

1. 흡착 테이블의 표면에 다수의 흡인구멍이 형성되어, 진공 펌프로부터의 흡인 에어에 의해 흡착 테이블 상에 올려놓은 기판을 흡착 지지(holding)하도록 한 기판 흡착 장치로서,
   상기 흡착 테이블의 흡인구멍으로부터 진공 펌프로 연이어 통하는 에어 유로 중에 유량 제어부가 사이에 장착되고,
   상기 유량 제어부는, 기판을 흡착하는 방향의 에어의 흐름을 제어류로 하여 기판의 흡인을 제한하는 조임부와, 그 반대 방향의 흐름을 허용하는 역지(逆止) 밸브를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 흡착 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 흡착 테이블은, 상기 기판의 표면에 스크라이브 라인을 형성 또는 상기 기판을 분단하는 기판 가공 장치의 테이블인 기판 흡착 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 유량 제어부는, 상기 조임부와 상기 역지 밸브가 일체로 형성되어 있는 기판 흡착 장치.

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