KR20190064463A - 기판흡착장치 - Google Patents

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KR20190064463A
KR20190064463A KR1020180147792A KR20180147792A KR20190064463A KR 20190064463 A KR20190064463 A KR 20190064463A KR 1020180147792 A KR1020180147792 A KR 1020180147792A KR 20180147792 A KR20180147792 A KR 20180147792A KR 20190064463 A KR20190064463 A KR 20190064463A
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adsorption
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adsorption plate
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KR1020180147792A
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카츠요시 나카타
히라미치 타니가이토
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미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 기판흡착장치에 있어서, 누설이 적은 상태에서 기판을 흡착할 수 있게 한다.
[해결 수단] 기판흡착장치(1)는, 스트립 형상 기판(111)을 흡착시켜 유지하기 위한 장치로서, 프레임(221)과 다공질 흡착판(225)을 구비하고 있다. 프레임 부재(223)에는 부압이 공급된다. 다공질 흡착판(225)은, 프레임 부재(223)에 장착되어 있고, 유연성을 지닌다.

Description

기판흡착장치{SUBSTRATE SUCKING APPARATUS}
본 발명은 기판흡착장치에 관한 것이다.
액정 등에 이용되는 유리 기판을 고정시켜 반송하는 장치로서, 유리 기판을 진공 배기시켜 흡착하는 기판 흡착 반송장치가 알려져 있다. 기판 흡착 반송장치에는 흡착면을 다공질 세라믹스로 형성한 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
JPH6-8086 A
전술한 바와 같이 진공흡착장치에 있어서 흡착면이 다공질 세라믹스로 이루어진 경우에는, 흡착면의 평탄도를 유지하는 것이 어려웠다. 그 결과, 기판의 흡착 시에 누설(leak)이 생겨서 흡착력이 작아질 경우가 있었다.
특히, 기판을 지지하는 부재의 평탄도가 낮을 경우에는 상기 문제가 현저하다.
본 발명의 목적은, 기판흡착장치에 있어서, 누설이 적은 상태에서 기판을 흡착할 수 있게 하는 것에 있다.
이하에, 과제를 해결하기 위한 수단으로서 복수의 양상을 설명한다. 이들 양상은 필요에 따라서 임의로 조합시킬 수 있다.
본 발명의 일 견지에 따른 기판흡착장치는, 기판을 흡착시켜 유지하기 위한 장치로서, 흡인부와 다공질 흡착판을 구비하고 있다.
흡인부는, 부압이 공급된다.
다공질 흡착판은 흡인부에 장착되어 있고, 유연성을 지닌다.
이 장치에서는, 다공질 흡착판이 유연성을 지니므로, 기판을 흡착할 때의 누설을 줄일 수 있다. 왜냐하면, 다공질 흡착판은 종래였다면 간극으로 되고 있던 영역에 침입하여, 다른 부재에 밀착하기 때문이다.
기판흡착장치는 픽업부를 더 포함하고 있어도 된다. 픽업부는, 다공질 흡착판이 요철을 갖는 재치부(載置部)에 놓여 있는 기판을 흡착하면, 흡인부 및 다공질 흡착판을 재치부로부터 위쪽으로 이동시킴으로써, 기판을 재치부로부터 들어올린다.
이 장치에서는, 기판은 요철을 갖는 재치부 위에 놓여 있지만, 다공질 흡착판이 유연성을 지니므로, 기판을 흡착할 때의 누설을 줄일 수 있다.
다공질 흡착판은 고무제이어도 된다.
이 장치에서는, 제조 비용이 비교적 저렴해진다.
다공질 흡착판은, 두께가 1 내지 3㎜의 박판 형상이어도 된다.
이 장치에서는 얇은 기판을 확실하게 흡착할 수 있다.
본 발명에 따른 기판흡착장치에서는, 누설이 적은 상태에서 기판을 흡착할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판가공장치의 모식적 평면도.
도 2는 기판분단장치의 모식적 사시도.
도 3은 기판분단장치의 모식적 측면도.
도 4는 기판가공장치의 제어 구성을 나타내는 블록도.
도 5는 기판 흡착 회전장치의 사시도.
도 6은 기판 흡착 회전장치의 부분 사시도.
도 7은 흡착 구조체의 모식적 단면도.
도 8은 다공질 흡착판이 벨트 컨베이어 상의 기판에 밀착한 상태를 나타내는 모식적 단면도.
도 9는 다공질 흡착판이 벨트 컨베이어 상의 기판에 밀착한 상태를 나타내는 모식적 단면도.
1. 제1 실시형태
(1) 기판가공장치의 개략설명
도 1 내지 도 3을 이용해서, 기판가공장치(1)를 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판가공장치의 모식적 평면도이다. 도 2는 기판분단장치의 모식적 사시도이다. 도 3은 기판분단장치의 측면도이다. 도 1에 있어서, 도면의 상하 방향이 제1 방향(화살표 X)이며, 도면의 좌우 방향이 제2 방향(화살표 Y)이다.
기판가공장치(1)는 접합 기판(100)으로부터 복수의 단위 기판(113)을 형성하는 장치이다. 도 1에 있어서, 이제부터 기술하는 복수의 장치는, 제2 방향에 있어서 좌측에서부터 우측을 향해서 나란히 놓여 있다. 즉, 피가공 대상인 기판의 반송 방향은 제2 방향이며, 기판은 제2 방향에 있어서 좌측에서 우측을 향해서 반송되면서 가공된다. 그 때문에, 도 1의 제2 방향 좌측이 반송 방향 상류측이며, 도 1의 제2 방향 우측이 반송 방향 하류측이다.
기판가공장치(1)는 스크라이브 라인 형성장치(3)를 구비하고 있다. 스크라이브 라인 형성장치(3)는, 접합 기판(100)의 표면에 복수의 제1 스크라이브 라인(S1)과 복수의 제2 스크라이브 라인(S2)을 형성한다. 제1 스크라이브 라인(S1)과 제2 스크라이브 라인(S2)은 서로 직교하고 있다. 또, 스크라이브 가공 후의 기판을 접합 기판(100A)이라 한다.
스크라이브 라인 형성장치(3)는, 구체적으로는, 스크라이브 유닛(51)과, 접합 기판(100)을 반송 방향 하류측에 반송하는 컨베이어 장치(53)와, 접합 기판(100)을 유지시켜 반송 방향 양쪽으로 이동시키는 척 기구(55)를 구비하고 있다. 스크라이브 유닛(51)은, 제1 방향으로 연장되어 설치된 스크라이브 빔(51a)과, 이것을 따라서 제1 방향으로 이동 가능한 스크라이브 헤드(51b)(도 4)와, 스크라이브 헤드 이동장치(51c)(도 4)를 구비하고 있다. 컨베이어 장치(53)는 벨트 컨베이어이다. 척 기구(55)는, 컨베이어 장치(53) 위에 있어서, 제2 방향을 따라서 앞뒤로 이동 가능하게 설치된 척빔(55a)과, 척빔 이동장치(55b)(도 4)와, 척빔(55a)의 한쪽에 형성되어, 접합 기판(100)을 파지하는 척(55c)을 구비하고 있다. 척빔(55a)이 스크라이브 유닛(51)을 향해서 제1 방향 양쪽으로 이동함으로써, 척(55c)에 파지되어 있는 접합 기판(100)은 스크라이브 헤드(51b)(도 4)의 아래쪽을 통과하면서 스크라이빙된다.
기판가공장치(1)는 기판분단장치(5)를 구비하고 있다. 기판분단장치(5)는, 접합 기판(100A)을 복수의 제1 스크라이브 라인(S1)과 복수의 제2 스크라이브 라인(S2)을 따라서 분단시킴으로써, 단위 기판(113)을 형성한다. 기판분단장치(5)는, 스크라이브 라인 형성장치(3)의 반송 방향 하류측에 배치되어 있다.
기판분단장치(5)는 제1 분단장치(7)를 구비하고 있다. 제1 분단장치(7)는, 접합 기판(100A)을 복수의 제1 스크라이브 라인(S1)을 따라서 분단시킴으로써, 복수의 스트립(strip) 형상 기판(111)을 형성한다. 제1 분단장치(7)는, 제1 방향으로 평행하게 뻗어있고, 접합 기판(100A)의 복수의 제1 스크라이브 라인(S1)에 맞춰서 반송 방향으로 이동·분단을 반복한다.
기판분단장치(5)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 기판 흡착 회전장치(201)(기판흡착장치의 일례)를 구비하고 있다. 기판 흡착 회전장치(201)는, 복수의 스트립 형상 기판(111)을 평면에서 보아서 90도 회전시킨다(후술).
기판분단장치(5)는 제2 분단장치(9)를 구비하고 있다. 제2 분단장치(9)는, 제1 분단장치(7)의 반송 방향 하류측에 배치되고, 복수의 스트립 형상 기판(111)을 제2 스크라이브 라인(S2)을 따라서 분단시킴으로써, 복수의 단위 기판(113)을 형성한다.
제2 분단장치(9)는, 제1 방향으로 평행하게 뻗어있고, 복수의 스트립 형상 기판(111)의 복수의 제2 스크라이브 라인(S2)에 맞춰서 반송 방향으로 이동·분단을 반복한다.
기판가공장치(1)는 픽업장치(11)를 구비하고 있다. 픽업장치(11)는 복수의 단위 기판(113)을 픽업해서 다른 장치(13)에 반송한다.
다음에, 기판을 반송하기 위한 반송장치(29)를 설명한다. 반송장치(29)는, 스크라이브 라인 형성장치(3), 제1 분단장치(7), 제2 분단장치(9), 픽업장치(11)의 순번으로 기판을 반송한다.
구체적으로는, 반송장치(29)는 제1 컨베이어 장치(41)와, 제2 컨베이어 장치(43)와, 제3 컨베이어 장치(45)를 구비하고 있다. 제1 컨베이어 장치(41)는 스크라이브 라인 형성장치(3)와 제1 분단장치(7) 사이로 뻗고 있다. 제2 컨베이어 장치(43)는 제1 분단장치(7)와 제2 분단장치(9) 사이로 뻗고 있다. 제3 컨베이어 장치(45)는 제2 분단장치(9)와 픽업장치(11) 사이로 뻗고 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 컨베이어 장치(41)는 제1 벨트(41a)와, 복수의 롤러(41b)와, 제1 모터(41c)(도 4)를 구비하고 있다. 복수의 롤러(41b) 중 반송 방향 상류측의 것 및 반송 방향 하류측의 것은, 소정 범위 내에서 반송 방향 앞뒤로 이동 가능하게 되어 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 제2 컨베이어 장치(43)는, 제2 벨트(43a)(반송장치의 일례)와, 복수의 롤러(43b)와, 제2 모터(43c)(도 4)를 구비하고 있다. 복수의 롤러(43b) 중 반송 방향 상류측의 것 및 반송 방향 하류측의 것은, 소정 범위 내에서 반송 방향 앞뒤로 이동 가능하게 되어 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 제3 컨베이어 장치(45)는, 제3 벨트(45a)와, 복수의 롤러(45b)와, 제3모터(45c)(도 4)를 구비하고 있다. 복수의 롤러(45b) 중 반송 방향 상류측의 것과 반송 방향 하류측의 것은, 소정 범위 내에서 반송 방향 앞뒤로 이동 가능하게 되어 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 벨트(41a)의 상면부의 반송 방향 하류측 단부와, 제2 벨트(43a)의 상면부의 반송 방향 상류측 단부는 약간의 간극을 개재해서 근접하고 있다. 제2 벨트(43a)의 상면부의 반송 방향 하류측 단부와, 제3 벨트(45a)의 상면부의 반송 방향 상류측 단부는 약간의 간극을 개재해서 근접하고 있다.
상기 구성에 의해서, 기판가공장치(1)에서는, 제1 분단장치(7)가 접합 기판(100A)을 분할시켜 복수의 스트립 형상 기판(111)을 형성하고 있을 때에, 그것과 동시에 제2 분단장치(9)가 복수의 스트립 형상 기판(111)을 분할시켜 복수의 단위 기판(113)을 형성할 수 있다. 따라서, 기판가공장치(1)의 단위 기판(113)을 형성하는 능력이 종래보다 높아져 있다.
(2) 기판가공장치의 제어 구성
도 4를 이용해서, 기판가공장치(1)의 제어 구성을 설명한다. 도 4는 기판가공장치의 제어 구성을 나타내는 블록도이다.
기판가공장치(1)는 제어기(50)를 구비하고 있다. 제어기(50)는, 프로세서(예를 들면, CPU)와, 기억장치(예를 들면, ROM, RAM, HDD, SSD 등)와, 각종 인터페이스(예를 들면, A/D 컨버터, D/A 컨버터, 통신 인터페이스 등)를 구비하는 컴퓨터 시스템이다. 제어기(50)는, 기억부(기억장치의 기억 영역의 일부 또는 전부에 대응)에 보존된 프로그램을 실행함으로써, 각종 제어 동작을 행한다.
제어기(50)는, 단일 프로세서로 구성되어 있어도 되지만, 각 제어를 위하여 독립적인 복수의 프로세서로 구성되어 있어도 된다. 제어기(50)의 각 요소의 기능은, 일부 또는 모두가, 제어기(50)를 구성하는 컴퓨터 시스템에서 실행 가능한 프로그램으로서 실현되어도 된다. 그 외, 제어기(50)의 각 요소의 기능의 일부는, 커스텀 IC에 의해 구성되어 있어도 된다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 제어기(50)에는, 스크라이브 유닛(51)(스크라이브 헤드(51b), 스크라이브 헤드 이동장치(51c)), 척 기구(55)(척빔 이동장치(55b), 척(55c)), 제1 컨베이어 장치(41)의 제1 모터(41c), 제2 컨베이어 장치(43)의 제2 모터(43c), 제3 컨베이어 장치(45)의 제3 모터(45c)가 접속되어 있다. 제어기(50)에는, 또한 제1 분단장치(7), 제2 분단장치(9)가 접속되어 있다.
제어기(50)에는, 도시하고 있지 않지만, 기판의 크기, 형상 및 위치를 검출하는 센서, 각 장치의 상태를 검출하기 위한 센서 및 스위치, 및 정보입력장치가 접속되어 있다.
(3) 기판 흡착 회전장치의 구성
도 5 및 도 6을 이용해서, 기판 흡착 회전장치(201)를 설명한다. 도 5는 기판 흡착 회전장치의 사시도이다. 도 6은 기판 흡착 회전장치의 부분 사시도이다.
기판 흡착 회전장치(201)는, 복수의 스트립 형상 기판(111)을 흡착해서 제2 벨트(43a)로부터 들어올리고, 수평방향으로 90°회전시켜서, 그 후에 제2 벨트(43a)에 얹어두는 장치이다.
기판 흡착 회전장치(201)는, 흡착 구조체(205)를 구비하고 있다. 흡착 구조체(205)는, 복수의 스트립 형상 기판(111)을 일괄해서 흡착하는 흡착부이다.
기판 흡착 회전장치(201)는 상하구동기구(207)(픽업부의 일례)를 구비하고 있다. 상하구동기구(207)는, 흡착 구조체(205)를 승강시킨다.
기판 흡착 회전장치(201)는 회전 기구(209)를 구비하고 있다. 회전 기구(209)는 흡착 구조체(205)를 연직축 중심으로 90도 회전시킨다. 상하구동기구(207) 및 회전 기구(209)는, 빔(211)에 설치되어 있다.
기판 흡착 회전장치(201)는 흡인 장치(213)를 구비하고 있다. 흡인 장치(213)는 진공 펌프 등을 구비하고, 부압을 발생하는 기구이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 상하구동기구(207), 회전 기구(209), 흡인 장치(213)는 제어기(50)에 접속되어 있다.
도 7을 이용해서, 흡착 구조체(205)를 설명한다. 도 7은 흡착 구조체의 모식적 단면도이다.
흡착 구조체(205)는 복수의 스트립 형상 기판(111)을 흡착하기 위한 구조체다. 흡착 구조체(205)는, 평면에서 보아서 정방형의 얇은 부재이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 흡착 구조체(205)는 판 형상의 벌집형 다공질체(221)를 구비하고 있다. 벌집형 다공질체(221)의 하부면(221a)은 수평방향으로 뻗는 평탄면이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 흡착 구조체(205)는, 벌집형 다공질체(221)의 측면 및 표면을 둘러싸는 프레임 부재(223)(흡인부의 일례)를 구비하고 있다. 프레임 부재(223)는 흡인 장치(213)에 접속된 포트(224)를 구비하고 있다. 이상의 구성에 의해, 부압을 발생하는 흡인부가 실현되고 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 흡착 구조체(205)는, 벌집형 다공질체(221)의 하부면에 부착된 다공질 흡착판(225)을 구비하고 있다. 다공질 흡착판(225)은 수평방향으로 뻗는 평탄한 형상을 유지하고 있다.
구체적으로는, 다공질 흡착판(225)은 고무제이다. 따라서, 제조 비용이 비교적 저렴해진다.
더욱 구체적으로는, 다공질 흡착판(225)은, 폴리우레탄 고무이며, 경도가 60°（아스카(asker) C형 경도계), 기공 직경이 10 내지 60㎛이며, 공공률(空孔率)이 70%이다. 일례로서, 다공질 흡착판(225)은, 루비셀(RUBYCELL)(등록상표)로 이루어진다.
다공질 흡착판(225)은 두께가 1 내지 3㎜인 박판 형상이다. 이와 같이 해서 다공질 흡착판(225)은 강성이 낮게 되어 있으므로, 누설을 절감할 수 있다.
(4) 기판 흡착 회전장치의 동작
기판 흡착 회전장치(201)의 동작을 설명한다. 이하의 동작은, 제어기(50)의 제어 동작이다.
최초에, 상하구동기구(207)에 의해서, 흡착 구조체(205)가 하강하고, 다공질 흡착판(225)이 복수의 스트립 형상 기판(111)의 표면에 맞닿는다.
다음에, 흡착 구조체(205)가 복수의 스트립 형상 기판(111)을 흡착한다.
다음에, 흡착 구조체(205)가 상승하고, 흡착 구조체(205)가 복수의 스트립 형상 기판(111)을 제2 벨트(43a)로부터 들어올린다.
다음에, 흡착 구조체(205)가 회전 기구(209)에 의해서 90도 회전하고, 복수의 스트립 형상 기판(111)을 회전시킨다.
다음에, 상하구동기구(207)에 의해서, 흡착 구조체(205)가 하강하고, 복수의 스트립 형상 기판(111)이 제2 벨트(43a)의 반송면에 얹어놓인다.
최후에, 흡착 구조체(205)가 복수의 스트립 형상 기판(111)의 흡착을 해제한다.
이 장치에서는, 스트립 형상 기판(111)은 요철을 갖는 제2 벨트(43a) 위에 놓여 있지만, 다공질 흡착판(225)이 유연성을 지니므로, 스트립 형상 기판(111)을 흡착할 때의 누설을 줄인다. 그 이유는, 스트립 형상 기판(111)의 자세가 수평상태가 아니어도, 다공질 흡착판(225)이 스트립 형상 기판(111)의 표면 전체에 밀착되기 때문이다.
도 8 및 도 9를 이용해서, 일례를 설명한다. 도 8 및 도 9는 다공질 흡착판이 벨트 컨베이어 상의 기판에 밀착한 상태를 나타내는 모식적 단면도이다. 또, 도 8 및 도 9에 있어서는, 설명의 편의상 특징을 강조하고 있다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 제2 벨트(43a)의 아래에는, 제2 벨트(43a)를 아래쪽에서부터 지지하는 지지부재(43d)가 설치되어 있다. 지지부재(43d)는, 예를 들면, 제1 방향으로 뻗는 박판이며, 상단면이 제2 벨트(43a)의 하부면에 맞닿고 있다. 따라서, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제2 벨트(43a)가 물결치듯이 구부러져 버리고, 스트립 형상 기판(111)도 그것에 추종해서 물결치듯이 구부러져 버리는 일이 있다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 기판 흡착 회전장치(201)의 다공질 흡착판(225)이 스트립 형상 기판(111)에 위쪽에서부터 밀착되면, 다공질 흡착판(225)은 탄성 변형됨으로써 스트립 형상 기판(111)의 상부면 전체에 밀착된다. 즉, 스트립 형상 기판(111)이 물결치듯이 구부러지고 있었을 경우에도, 스트립 형상 기판(111)의 전체면에 걸쳐서 다공질 흡착판(225)이 밀착 흡착을 행한다. 이상의 결과, 스트립 형상 기판(111)을 흡착할 때의 누설이 줄어든다. 다른 예로서, 스트립 형상 기판(111)이 수평이 아니라 비스듬히 배치되어 있을 경우에도, 상기와 같은 효과가 얻어진다.
2. 기타의 실시형태
이상, 본 발명의 일 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 변경이 가능하다. 특히, 본 명세서에 기재된 복수의 실시형태 및 변형예는 필요에 따라서 임의로 조합 가능하다.
(1) 기판의 변형예
2매의 취성 재료 기판을 맞붙인 접합 취성 재료 기판에는, 유리 기판을 맞붙인 액정 패널, 플라즈마 디스플레이 패널, 유기 EL 디스플레이 패널 등의 플랫 디스플레이 패널과, 실리콘 기판, 사파이어 기판 등을 유리 기판에 맞붙인 반도체 기판이 포함된다.
기판의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 기판은 단판의 유리, 반도체 웨이퍼, 세라믹 기판을 포함하고 있다.
(2) 각종 장치의 변형예
기판이 놓이는 재치부는 벨트 컨베이어 이외이어도 된다.
한번에 흡착 및 회전되는 기판은 1매이어도 된다.
다공질 흡착판은 기판을 흡착해서 다른 장소로 반송하는 기판반송장치에 적용할 수 있다.
다공질 흡착판은 기판이 놓이는 테이블에 적용할 수 있다.
다공질 흡착판은 아래쪽이 개방된 공동부를 갖는 하우징의 하부면을 구성해도 된다.
본 발명은 기판흡착장치에 널리 적용할 수 있다.
1: 기판가공장치 3: 스크라이브 라인 형성장치
5: 기판분단장치 7: 제1 분단장치
9: 제2 분단장치 11: 픽업장치
29: 반송장치 41: 제1 컨베이어 장치
43: 제2 컨베이어 장치 45: 제3 컨베이어 장치
50: 제어기 51: 스크라이브 유닛
100: 접합 기판 111: 스트립 형상 기판
113: 단위 기판 201: 기판 흡착 회전장치
205: 흡착 구조체 207: 상하구동기구
209: 회전 기구 211: 빔
213: 흡인 장치 221: 벌집형 다공질체
225: 다공질 흡착판

Claims (4)

  1. 기판을 흡착시켜 유지하기 위한 기판흡착장치로서,
    부압이 공급되는 흡인부; 및
    상기 흡인부에 장착된, 유연성을 갖는 다공질 흡착판을 포함하는, 기판흡착장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다공질 흡착판이 요철을 갖는 재치부에 놓여 있는 기판을 흡착하면, 상기 흡인부 및 상기 다공질 흡착판을 상기 재치부로부터 위쪽으로 이동시킴으로써, 상기 기판을 상기 재치부로부터 들어올리는 픽업부를 더 포함하는, 기판흡착장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 다공질 흡착판은 고무제인, 기판흡착장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다공질 흡착판은 두께가 1 내지 3㎜인 박판 형상인, 기판흡착장치.
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