KR20160029685A - 척 테이블 - Google Patents

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KR20160029685A
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세츠오 야마모토
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Abstract

본 발명은, 판상 워크와의 사이에서 정전기가 방전되는 것을 방지할 수 있고, 또한, 유지하는 판상 워크의 정전기를 제전할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
척 테이블(20)은, 판상 워크(W)를 유지하는 것으로서, 판상 워크를 절단하는 레이저 가공 장치(1)에 적용된다. 척 테이블(20)은, 판상 워크를 유지하는 유지면(21a)을 갖는 유지 부재(21)와, 유지면을 노출시켜 유지 부재를 둘러싸는 프레임(22)을 구비하고 있다. 프레임은, 유지 부재와 흡인원(23)을 연통하는 제1 흡인로(22b)를 구비하고 있다. 유지 부재는, 다공성 세라믹으로 형성되어 있다. 유지 부재에 있어서의 유지면의 표면 저항치는, 1×105 Ω∼1×109 Ω으로 설정되어 있다.

Description

척 테이블{CHUCK TABLE}
본 발명은, 판상 워크를 절단하는 장치에 있어서 판상 워크를 유지하는 척 테이블에 관한 것이다.
종래, 판상 워크로서, 격자형으로 배열된 분할 예정 라인에 의해 복수의 영역으로 구획되고, 이 구획된 영역에 IC, LSI 등의 반도체 디바이스가 형성된 웨이퍼가 알려져 있다. 이 웨이퍼에 있어서는, 분할 예정 라인을 따라 절단함으로써 개개의 반도체 디바이스가 되는 칩이 제조된다.
이와 같이 웨이퍼를 절단하는 가공 장치로서는, 분할 예정 라인을 따라 레이저 광선을 조사시켜 웨이퍼를 절단하는 레이저 가공 장치나, 회전하는 절삭 블레이드에 의해 웨이퍼를 절삭 가공시켜 절단하는 절삭 가공 장치가 사용되고 있다. 이들 가공 장치에서는, 웨이퍼를 척 테이블에 흡인 유지시킨 상태로 하여 가공을 행하고 있다.
특허문헌 1 및 2에 개시된 바와 같이, 척 테이블은, 흡인원에 연통하는 다공성판으로 이루어진 유지 부재를 구비하고, 유지 부재는, 웨이퍼를 흡인 유지하는 유지면을 갖고 있다. 또한, 척 테이블은, 유지 부재를 둘러싸는 프레임을 구비하고, 프레임에는, 흡인원과 유지 부재에 연통하는 연통로가 형성되어 있다.
여기서, 레이저 가공 장치에서는, 절삭 가공 장치와 같이 절삭수를 이용하지 않기 때문에, 가공 중, 척 테이블 및 웨이퍼에 대전한 정전기를 제전(除電)할 수 없게 된다. 그 때문에, 접지를 통해 척 테이블을 접지시켜, 척 테이블의 정전기를 제전해야 한다. 이 때, 웨이퍼를 유지하는 유지 부재를 도전성 부재로 하여, 유지 부재가 정전기를 통전시켜 웨이퍼의 정전기를 제전할 수 있도록 해야 한다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2005-142202호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 평성 제11-254259호 공보
그러나, 유지 부재의 전기적인 저항치를 낮게 하여 도전성을 높인 경우, 척 테이블에 웨이퍼를 배치하도록 접근했을 때에, 이들 사이에서 정전기가 방전(스파크)된다고 하는 문제가 있다. 이러한 방전이 발생하면, 웨이퍼의 디바이스가 파손되는 경우가 있다고 하는 문제도 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 판상 워크와의 사이에서 정전기가 방전되는 것을 방지할 수 있고, 또한, 유지하는 판상 워크의 정전기를 제전할 수 있는 척 테이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 척 테이블은, 판상 워크를 절단하는 가공 장치에 있어서의 판상 워크를 유지하는 척 테이블로서, 판상 워크를 유지하는 유지면을 갖는 다공성 세라믹으로 형성되는 유지 부재와, 유지면을 노출시켜 유지 부재를 둘러싸고, 유지 부재와 흡인원을 연통하는 흡인로를 구비하는 프레임을 구비하며, 유지면의 표면 저항치가 1×105 Ω∼1×109 Ω으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 따르면, 유지면의 표면 저항치가 전술한 범위로 설정되기 때문에, 이하의 두 가지 효과를 동시에 얻을 수 있다. 첫 번째 효과는, 판상 워크를 척 테이블에 배치할 때에, 판상 워크에 대전된 정전기가 방전(스파크)되는 것을 방지할 수 있어, 판상 워크의 손상을 막을 수 있다. 두 번째 효과는, 척 테이블에 유지된 웨이퍼로부터 정전기를 조금씩 유지 부재에 흘려 제전하는, 이른바 슬로우 리크(slow leak)할 수 있다. 이 슬로우 리크에 의해, 가공하기 전에 판상 워크에 대전한 정전기를 제전할 수 있을 뿐만 아니라, 가공 후의 판상 워크에 있어서의 정전기의 대전량을 적게 할 수 있어, 척 테이블로부터 웨이퍼를 이격시킬 때에도 정전기가 방전되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 척 테이블에 있어서, 유지 부재는, 도전성 입자가 분산되어 형성되어 있어도 좋다. 이 구성에서는, 도전성 입자의 배합률에 따라 유지면의 표면 저항치를 조정할 수 있다.
또한, 본 발명의 척 테이블에 있어서, 유지 부재와 프레임의 경계 영역에, 도전성을 갖게 한 수지층을 형성하여도 좋다. 이 구성에서는, 수지층의 선택에 의해 유지면의 표면 저항치를 설정할 수 있다.
또한, 본 발명의 척 테이블에 있어서, 프레임은, 도전성을 갖게 한 수지에 의해 형성되어 있어도 좋다. 이 구성에서는, 프레임을 형성하는 수지를 선택함으로써, 유지면의 표면 저항치를 설정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 판상 워크와의 사이에서 정전기가 방전되는 것을 방지할 수 있고, 또한, 유지하는 판상 워크의 정전기를 제전할 수 있다.
도 1은 실시형태에 따른 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 2는 실시형태에 따른 척 테이블의 설명용 단면도이다.
도 3은 제1 변형례에 따른 척 테이블의 설명용 단면도이다.
도 4는 제2 변형례에 따른 척 테이블의 설명용 단면도이다.
도 5는 제3 변형례에 따른 척 테이블의 설명용 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 척 테이블이 적용되는 레이저 가공 장치에 대해서 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 레이저 가공 장치의 사시도이다. 또한, 본 발명에 따른 레이저 가공 장치는, 도 1에 도시된 레이저 가공 장치에 한정되지 않는다. 레이저 가공 장치는, 본 발명에 따른 척 테이블이 적용되는 구성이라면, 어떻게 구성되어도 좋다. 또한, 본 발명에 따른 척 테이블은, 판상 워크를 절단하는 다른 가공 장치에도 적용하는 것이 가능하다.
도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 가공 장치(1)는, 척 테이블(20) 위의 원판상의 판상 워크(W)에 레이저 광선을 조사하여, 판상 워크(W)를 개개의 칩으로 절단하도록 구성되어 있다.
레이저 가공 장치(1)의 베이스(10) 상에는, 척 테이블(20)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동하는 척 테이블 이동 기구(30)가 설치되어 있다. 척 테이블 이동 기구(30)는, 베이스(10) 상에 배치된 X축 방향으로 평행한 한 쌍의 가이드 레일(31)과, 한 쌍의 가이드 레일(31)에 슬라이드 가능하게 설치된 모터 구동의 X축 테이블(32)을 갖고 있다. 또한, 척 테이블 이동 기구(30)는, X축 테이블(32) 상에 배치된 Y축 방향으로 평행한 한 쌍의 가이드 레일(33)과, 한 쌍의 가이드 레일(33)에 슬라이드 가능하게 설치된 모터 구동의 Y축 테이블(34)을 갖고 있다.
X축 테이블(32) 및 Y축 테이블(34)의 배면측에는, 각각 도시하지 않은 너트부가 형성되고, 이들 너트부에 볼나사(35, 36)가 나사 결합되어 있다. 그리고, 볼나사(35, 36)의 일단부에 연결된 구동 모터(37, 38)가 회전 구동됨으로써, 척 테이블(20)이 가이드 레일(31, 33)을 따라 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동된다. Y축 테이블(34) 상에는, 베이스(39)를 통해 척 테이블(20)이 부착되어 있다. 베이스(39)의 내부에는, 도시하지 않은 회전 수단이 설치되고, 이 회전 수단에 의해 척 테이블(20)이 Z축 주위로 회전 가능하게 설치되어 있다.
절삭 장치(1)의 베이스(10) 상에는, 레이저 조사 장치(50)를 척 테이블(20)의 위쪽에서 Z축 방향으로 이동하는 레이저 조사 장치 이동 기구(40)가 설치되어 있다. 레이저 조사 장치 이동 기구(40)는, 측벽부(41)의 벽면에 설치된 Z축 방향으로 평행한 한 쌍의 가이드 레일(42)(하나만 도시)과, 한 쌍의 가이드 레일(42)에 슬라이드 가능하게 설치된 Z축 테이블(43)을 갖고 있다. Z축 테이블(43)에는, 척 테이블(20)을 향해 Y축 방향으로 연장되는 아암부(51)가 캔틸레버로 지지되어 있다. 또한, Z축 테이블(43)의 배면측에는, 도시하지 않은 너트부가 형성되고, 이 너트부에 볼나사(44)가 나사 결합되어 있다. 그리고, 볼나사(44)의 일단부에 연결된 구동 모터(45)가 회전 구동됨으로써, 레이저 조사 장치(50)가 가이드 레일(42)을 따라 Z축 방향으로 이동된다.
레이저 조사 장치(50)는, 아암부(51)의 선단에 설치된 가공 헤드(52)를 갖고 있다. 아암부(51) 및 가공 헤드(52) 내에는, 레이저 조사 장치(50)의 광학계가 설치되어 있다. 가공 헤드(52)에서는, 도시하지 않는 발진기로부터 발진된 레이저 광선이 집광 렌즈에 의해 집광되고 나서 판상 워크(W)에 조사된다. 이 경우, 레이저 광선은, 판상 워크(W)에 대하여 투과성을 갖는 파장이며, 광학계에 있어서 판상 워크(W)의 내부에 집광하도록 조정된다.
도 2는 본 실시형태에 따른 척 테이블의 설명용 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 척 테이블(20)은, 다공성 세라믹으로 형성되는 유지 부재(21)와, 유지 부재(21)의 측면 및 바닥면을 둘러싸는 프레임(22)을 구비하고 있다. 유지 부재(21)는, 상면이 판상 워크(W)를 유지하는 유지면(21a)으로서 형성되어 있다. 프레임(22)의 상면측에는 오목부(22a)가 형성되고, 이 오목부(22a) 내에 유지 부재(21)가 배치되어 있다. 다시 말하면, 프레임(22)은, 유지 부재(21)의 유지면(21a)을 노출시키도록 유지 부재(21)를 둘러싸고 있다. 프레임(22)은, 스테인리스 등의 도전성 부재로 구성되고, 오목부(22a)의 바닥부에 있어서 유지 부재(21)와 통전하도록 도통성을 갖는 접착제로 접착되어 있다. 척 테이블(20)을 부착하기 위한 베이스(39)는, 스테인리스 등의 도전성 부재로 구성되고, 또한, 접지 구조(도시하지 않음)에 의해 접지되어 있다. 따라서, 척 테이블(20)에 대전한 정전기를 프레임(22)과 베이스(39)와의 접촉 부분을 통하여 방출할 수 있어, 정전기의 대전을 해소할 수 있다.
프레임(22)은, 제1 흡인로(22b)를 구비하고 있는 한편, 베이스(39)는, 흡인원(23)에 접속되는 제2 흡인로(39a) 및 제3 흡인로(39b)를 구비하고 있다. 제1 흡인로(22b)는, 유지 부재(21)의 하면측으로부터 프레임(22)의 하면으로 연장되어 제2 흡인로(39a)에 접속되어 있고, 이에 따라, 제1 흡인로(22b) 및 제2 흡인로(39a)를 통해 유지 부재(21)와 흡인원(23)이 연통된다. 이 연통에 의해, 흡인원(23)의 작동에 의해 유지면(21a)에 부압이 발생하고, 이 부압에 의해 판상 워크(W)가 유지면(21a)에서 흡착 유지된다. 제3 흡인로(39b)는, 일단이 베이스(39)의 상면으로 개구되는 복수의 유로(39ba)와, 이들 유로(39ba)를 흡인원에 연통하는 연결 유로(39bb)를 구비하고 있다. 따라서, 흡인원(23)의 작동에 의해, 제3 흡인로(39b)에 의한 흡인을 통해 베이스(39)의 상면에 배치된 프레임(22)이 베이스(39)의 상면에서 흡착 유지된다. 또한, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 제1 흡인로(22b) 및 제2 흡인로(39a)는, 척 테이블(20)의 평면에서 보아, 중앙부에 형성되고, 제3 흡인로(39b)의 유로(39ba)의 상단은, 프레임(22)의 외주 근처의 복수 지점으로 분산되어 형성되어 있다.
유지 부재(21)는, 비도전성 입자 및 본드 등의 결합제에 대하여 도전성 입자를 분산시킨 다공성 세라믹에 의해 형성되어 있다. 유지 부재(21)는, 대전하기 어렵고, 또한 전하를 천천히 확산시키는 정전기 확산성 재료로 이루어지며, 유지면(21a)의 표면 저항치가, 1×105 Ω∼1×109 Ω으로 구성되어 있다. 유지면(21a)의 표면 저항치를 상기 범위로 하기 위해서, 유지 부재(21)에서는, 본드 등의 결합제와 비도전성 입자의 총합계에 대하여, 도전성 입자를 50 체적% 이상 150 체적% 이하의 배합률로 배합하고 있다. 또한, 유지 부재(21)에서는, 본드 등의 결합제와 비도전성 입자의 총합계에 대하여, 결합제를 15 체적% 이상 30 체적% 이하의 배합률로 배합하고 있다. 도전성 입자로서는, 실리콘이나 금속의 입자를 예시할 수 있다.
이상의 구성에 있어서, 정전기 확산성 재료에 의해 유지 부재(21)를 구성하고, 유지면(21a)의 표면 저항치를 상기 범위로 설정했기 때문에, 판상 워크(W)를 반송하여 척 테이블(20)에 배치하기 직전에, 정해진 전하에 대전한 판상 워크(W)와 유지 부재(21)가 접근한 상태로 하여도, 이들 사이에서 방전(스파크)이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 방전의 방지에 의해, 판상 워크(W)에 있어서의 디바이스 등이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
게다가, 정전기 확산성 재료에 의해 유지 부재(21)를 구성함으로써, 유지면(21a)에 판상 워크(W)를 배치한 후, 판상 워크(W)에 대전한 정전기를 유지 부재(21)로 조금씩 방출하여 제전하는, 이른바 슬로우 리크할 수 있다. 이에 따라, 정전기의 대전에 의해, 판상 워크(W)에 형성된 디바이스의 파괴를 방지할 수 있다. 판상 워크(W)로부터 유지 부재(21)로 흐른 정전기는 제1 흡인로(22b), 제2 흡인로(39a) 및 접지 구조(도시하지 않음)를 통해 제전된다. 또한, 척 테이블(20)에 배치되면 판상 워크(W)는 제전되기 때문에, 판상 워크(W)를 반송할 때, 유지면(21a)으로부터 판상 워크(W)가 떨어진 순간에 방전되는 것도 방지할 수 있다.
여기서, 종래와 같이 유지 부재(21)를 절연성 재료로 하면, 방전을 방지할 수 있지만 판상 워크(W)를 제전할 수 없게 된다. 또한, 만일, 유지 부재(21)를 도전성 재료로 하면, 판상 워크(W)를 제전할 수 있지만 방전이 발생하기 쉬워진다. 본 실시형태와 같이, 정전기 확산성 재료에 의해 유지 부재(21)를 구성함으로써, 방전을 방지 가능하게 하면서, 척 테이블(20) 상에서 판상 워크(W)를 제전 가능해져, 상반되는 기술적 효과를 둘 다 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 여러 가지 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 상기 실시형태에 있어서, 첨부 도면에 도시되어 있는 크기나 형상, 방향 등에 대해서는, 이것에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위 내에서 적절하게 변경하는 것이 가능하다. 그 밖에, 본 발명의 목적 범위를 일탈하지 않는 한 적절하게 변경하여 실시하는 것이 가능하다.
예컨대, 척 테이블(20)은, 도 3 내지 도 5에 도시된 구성으로 변경하여도 좋다. 도 3은 제1 변형례에 따른 척 테이블의 설명용 단면도, 도 4는 제2 변형례에 따른 척 테이블의 설명용 단면도, 도 5는 제3 변형례에 따른 척 테이블의 설명용 단면도이다.
도 3의 제1 변형례에 따른 척 테이블(20)은, 유지 부재(21)의 하면과, 프레임(22)에 있어서의 오목부(22a)의 바닥면의 경계 영역에 도전성을 갖게 한 수지층(25)을 구비하고 있다. 도전성을 갖게 한 수지층(25)으로서는, 제전 염화비닐, 폴리카보네이트를 예시할 수 있다. 이러한 수지층(25)을 유지 부재(21)와 프레임(22) 사이에 개재시킴으로써도, 유지면(21a)의 표면 저항치를 전술한 범위로 설정할 수 있고, 상기 실시형태와 마찬가지로, 방전을 방지 가능하게 하면서, 판상 워크(W)의 정전기를 슬로우 리크할 수 있다. 또한, 수지층(25)의 도전성을 조정함으로써, 유지 부재(21)를 도전성 부재에 의해 구성하여도, 유지면(21a)의 표면 저항치를 전술한 범위로 설정할 수 있다.
도 4의 제2 변형례에 따른 척 테이블(20)은, 상기 실시형태의 프레임(22)에 형성된 오목부(22a) 대신에, 프레임(22)을 상하로 관통하는 개구부(26)를 구비한 구성으로 하고 있다. 그리고, 개구부(26) 내에 유지 부재(21)가 설치되고, 유지 부재(21)의 상하 양단이 개구부(26)의 상하 양단에 가지런해지도록 배치되어 있다. 또한, 유지 부재(21)의 하면에 제2 흡인로(39a)가 접속되어 있다. 유지 부재(21)의 하면은, 베이스(39)에 접촉하고 있고, 이 접촉에 의해 판상 워크(W)로부터의 정전기가 유지 부재(21) 및 베이스(39)를 통전 가능하게 되어 있다. 따라서, 본 변형례에서는, 프레임(22)을 도전성 재료로 형성하는 것 외에, 절연성 재료에 의해 형성할 수 있다.
도 5의 제3 변형례에 따른 척 테이블(20)은, 유지 부재(21)의 하면과, 프레임(22)에 있어서의 오목부(22a)의 바닥측 사이에 걸쳐 있는 연결부(27)를 적어도 1지점(본 변형례에서는 2지점)에 설치한 구성으로 하고 있다. 연결부(27)는, 도전성 재료에 의해 구성되고, 판상 워크(W)로부터 유지 부재(21)로 흐른 정전기를, 연결부(27)를 통해 베이스(39)에 통전 가능하게 되어 있다. 연결부(27)는, 상기 실시형태에 있어서, 오목부(22a)의 바닥측과 유지 부재(21)를 접착하는 도통성 접착제 대신에 설치된다.
또한, 상기 실시형태에 있어서, 오목부(22a)의 바닥측과 유지 부재(21)를 접착하는 접착제의 저항치를 변경함으로써, 유지면(21a)의 표면 저항치를 전술한 범위로 설정하여도 좋다.
프레임(22)은, 유지 부재(21)의 유지면(21a)을 노출시키도록 유지 부재(21)를 둘러싸면 좋고, 유지 부재(21)에 대하여, 도전성을 갖게 한 수지를 코팅이나 도장 등의 방법에 의해 형성하여도 좋다. 이 때, 프레임(22)을 형성하는 수지의 도전성을 조정함으로써, 유지 부재(21)를 도전성 부재에 의해 구성하여도, 유지면(21a)의 표면 저항치를 전술한 범위로 설정할 수 있다.
전술한 척 테이블(20)은, 판상 워크(W)를 절단할 수 있는 한, 상기 실시형태의 레이저 가공 장치(1)에의 적용에 한정되지 않고, 예컨대, 회전하는 절삭 블레이드에 의해, 판상 워크(W)를 절삭 가공시켜 절단하는 절삭 가공 장치에 적용하여도 좋다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 척 테이블의 유지면과 판상 워크 사이에서의 방전을 방지할 수 있다고 하는 효과를 가지며, 특히, 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라 분할하는 가공 장치의 척 테이블로서 유용하다.
1 : 레이저 가공 장치
20 : 척 테이블
21 : 유지 부재
21a : 유지면
22 : 프레임
22b : 제1 흡인로(흡인로)
23 : 흡인원
W : 판상 워크

Claims (4)

  1. 판상 워크를 절단하는 가공 장치에 있어서의 판상 워크를 유지하는 척 테이블에 있어서,
    상기 판상 워크를 유지하는 유지면을 갖는 다공성 세라믹으로 형성되는 유지 부재와, 상기 유지면을 노출시켜 상기 유지 부재를 둘러싸고, 상기 유지 부재와 흡인원을 연통하는 흡인로를 구비하는 프레임을 구비하며,
    상기 유지면의 표면 저항치가 1×105 Ω∼1×109 Ω으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 척 테이블.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유지 부재는, 도전성 입자가 분산되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 척 테이블.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유지 부재와 상기 프레임의 경계 영역에, 도전성을 갖게 한 수지층을 형성한 것을 특징으로 하는 척 테이블.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 프레임은, 도전성을 갖게 한 수지에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 척 테이블.
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