KR20190074961A

KR20190074961A - 분할 장치

Info

Publication number: KR20190074961A
Application number: KR1020180153354A
Authority: KR
Inventors: 아츠시 핫토리; 아츠시 우에키
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2018-12-03
Publication date: 2019-06-28
Also published as: JP2019110268A; JP7076204B2; CN110010522B; TW201929064A; CN110010522A; TWI782160B

Abstract

본 발명은 가열했을 때에 익스팬드 시트로부터 발생하는 발생 가스의 성분이 피가공물의 표면에 부착되는 것을 억제할 수 있는 분할 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
피가공물 유닛(9)의 환형 프레임(8)을 고정하는 프레임 고정부(40)와, 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)을 피가공물(1)과 직교하는 방향으로 압박하여 익스팬드 시트(7)를 확장하고, 피가공물(1)을 파단하는 시트 확장 유닛과, 확장된 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)을 가열하여 수축시키는 가열 유닛(60)과, 익스팬드 시트(7)의 가열 중에, 피가공물(1)의 표면에 공급된 공급 기체(150)로 피가공물(1)의 표면을 덮어, 익스팬드 시트(7)로부터 발생하는 발생 가스(160)로부터 피가공물(1)을 차폐하는 기체 공급 유닛(70)과, 피가공물(1)의 외주에서 발생 가스(160) 및 공급 기체(150)를 흡인하여 배기하는 흡인 배기 유닛(80)을 구비한다.

Description

분할 장치{DIVIDING APPARATUS}

본 발명은 피가공물을 개개의 칩으로 분할하는 분할 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 디바이스가 표면에 형성된 피가공물(웨이퍼)에 레이저 광선을 조사하여, 분할 예정 라인을 따라서 내부에 개질층을 형성하고, 피가공물이 첩착(貼着)된 익스팬드 시트(다이싱 테이프)를 확장함으로써 개질층을 파단 기점으로 개개의 칩으로 분할하는 가공 방법이 알려져 있다. 이 종류의 가공 방법은, 웨이퍼의 외주의 익스팬드 시트를 확장하기 때문에, 확장후에 익스팬드 시트가 이완되어, 서서히 확장한 칩 간격이 좁아지거나, 반송시에 익스팬드 시트가 흔들려 칩끼리의 마찰에 의한 이지러짐의 원인이 된다. 따라서, 확장하여 이완된 익스팬드 시트를 가열하여 수축시키는 가공 기술과 분할 장치(예컨대 특허문헌 1 참조)가 개발되고 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 제5791866호 공보

그러나, 종래의 방법에서는, 익스팬드 시트를 가열함으로써, 익스팬드 시트로부터 가스가 발생하고, 이 발생 가스의 성분이 피가공물(각 칩)의 표면에 부착되어 버릴 우려가 있다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 가열했을 때에 익스팬드 시트로부터 발생하는 발생 가스의 성분이 피가공물의 표면에 부착되는 것을 억제할 수 있는 분할 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하고 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 분할 예정 라인을 따라서 분할 기점이 형성된 판형의 피가공물과, 상기 피가공물이 첩착된 익스팬드 시트와, 상기 익스팬드 시트의 외주가 첩착된 환형 프레임으로 이루어진 피가공물 유닛의 상기 익스팬드 시트를 확장하여 상기 피가공물을 파단하는 분할 장치로서, 상기 피가공물 유닛의 상기 환형 프레임을 고정하는 프레임 고정부와, 상기 피가공물의 외주와 상기 환형 프레임의 내주의 상기 익스팬드 시트의 환형 영역을 상기 피가공물과 직교하는 방향으로 압박하여 상기 익스팬드 시트를 확장하고, 상기 분할 기점으로부터 상기 피가공물을 파단하는 시트 확장 유닛과, 상기 확장된 상기 익스팬드 시트의 상기 환형 영역을 가열하여 수축시키는 가열부를 갖는 가열 유닛과, 상기 익스팬드 시트의 가열 중에, 상기 피가공물의 표면에 기체를 공급하여 이 공급 기체로 상기 피가공물의 표면을 덮어, 상기 익스팬드 시트로부터 발생하는 발생 가스로부터 상기 피가공물을 차폐하는 기체 공급 유닛과, 상기 피가공물의 외주에서 상기 발생 가스 및 상기 공급 기체를 흡인하여 배기하는 흡인 배기 유닛을 구비하는 것이다.

이 구성에 의하면, 익스팬드 시트의 가열 중에, 피가공물의 표면에 기체를 공급하여 이 공급 기체로 피가공물의 표면을 덮어, 익스팬드 시트로부터 발생하는 발생 가스로부터 피가공물을 차폐하는 기체 공급 유닛과, 피가공물의 외주에서 발생 가스 및 공급 기체를 흡인하여 배기하는 흡인 배기 유닛을 구비하기 때문에, 가열했을 때에 익스팬드 시트로부터 발생하는 발생 가스의 성분이 피가공물의 표면에 부착되는 것을 억제할 수 있다.

이 구성에 있어서, 상기 흡인 배기 유닛의 흡기구는, 상기 환형 영역에 대면하여 상기 가열부에 인접하여 배치되어도 좋다. 이 구성에 의하면, 가열부의 가열에 의해 발생한 발생 가스는, 가열부에 인접한 흡기구를 통하여 신속하게 흡인되기 때문에, 이 발생 가스의 성분이 피가공물의 표면에 부착되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

본 발명에 의하면, 익스팬드 시트의 가열 중에, 피가공물의 표면에 기체를 공급하여 이 공급 기체로 피가공물의 표면을 덮어, 익스팬드 시트로부터 발생하는 발생 가스로부터 피가공물을 차폐하는 기체 공급 유닛과, 피가공물의 외주에서 발생 가스 및 공급 기체를 흡인하여 배기하는 흡인 배기 유닛을 구비하기 때문에, 가열했을 때에 익스팬드 시트로부터 발생하는 발생 가스의 성분이 피가공물의 표면에 부착되는 것을 억제할 수 있다.

도 1은, 본 실시형태에 관한 분할 장치의 가공 대상인 피가공물의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 2는, 도 1에 도시된 피가공물을 구비하는 피가공물 유닛의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 3은, 본 실시형태에 관한 분할 장치의 구성예를 도시하는 사시도이다.
도 4는, 분할 장치의 구성예를 도시하는 단면 모식도이다.
도 5는, 가열 유닛의 가열부와 흡인 배기 유닛의 배기부의 배치 구성예를 도시하는 사시도이다.
도 6은, 시트 확장 유닛을 상승시켜 익스팬드 시트를 확장한 상태를 도시하는 분할 장치의 단면 모식도이다.
도 7은, 익스팬드 시트를 확장한 후에, 시트 확장 유닛을 강하시킨 상태를 도시하는 분할 장치의 단면 모식도이다.
도 8은, 익스팬드 시트의 환형 영역을 가열하여 수축시키는 상태를 도시하는 분할 장치의 단면 모식도이다.

본 발명을 실시하기 위한 형태(실시형태)에 관해, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 이하의 실시형태에 기재한 내용에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에 기재한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 또한, 이하에 기재한 구성은 적절하게 조합하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성의 여러가지 생략, 치환 또는 변경을 행할 수 있다.

본 실시형태에 관한 분할 장치를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 관한 분할 장치의 가공 대상인 피가공물의 일례를 도시하는 사시도이다. 도 2는, 도 1에 도시된 피가공물을 구비하는 피가공물 유닛의 일례를 도시하는 사시도이다. 도 3은, 본 실시형태에 관한 분할 장치의 구성예를 도시하는 사시도이다. 도 4는, 분할 장치의 구성예를 도시하는 단면 모식도이다. 도 5는, 가열 유닛의 가열부와 흡인 배기 유닛의 배기부의 배치 구성예를 도시하는 사시도이다.

본 실시형태에서는, 도 1에 도시하는 피가공물(1)이 개개의 칩으로 분할 가공된다. 피가공물(1)은, 실리콘, 사파이어, 갈륨비소 또는 SiC(탄화규소) 등을 기판(2)으로 하는 원판형의 반도체 웨이퍼나 광디바이스 웨이퍼이다. 피가공물(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 표면(5)의 서로 교차하는 복수의 분할 예정 라인(3)에 의해 구획된 각 영역에 각각 디바이스(4)가 형성되어 있다. 피가공물(1)은, 표면(5) 뒤쪽의 이면(6)에 익스팬드 시트(7)가 첩착되고, 익스팬드 시트(7)의 외주에 환형 프레임(8)이 첩착되고, 이면(6)측으로부터 기판(2)에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선이 분할 예정 라인(3)을 따라서 조사되어, 기판(2)의 내부에 분할 예정 라인(3)을 따르는 분할 기점인 개질층(100)(도 2 중에 점선으로 도시함)이 형성된다. 또, 개질층(100)이란, 밀도, 굴절률, 기계적 강도나 그 밖의 물리적 특성이 주위의 그것과는 상이한 상태가 된 영역을 의미하며, 용융 처리 영역, 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절률 변화 영역, 및 이들 영역이 혼재한 영역 등을 예시할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 분할 기점으로서 개질층(100)을 형성했지만, 개질층(100) 대신에 레이저 가공홈이나 절삭홈 등을 형성해도 좋다.

도 2에 도시한 바와 같이, 분할 예정 라인(3)을 따라서 개질층(100)이 형성된 피가공물(1)과, 피가공물(1)의 이면(6)에 첩착된 익스팬드 시트(7)와, 익스팬드 시트(7)의 외주가 첩착된 환형 프레임(8)은, 피가공물 유닛(9)을 구성한다. 즉, 피가공물 유닛(9)은, 피가공물(1)과, 익스팬드 시트(7)와, 환형 프레임(8)으로 이루어진다. 또, 익스팬드 시트(7)는, 신축성을 갖는 수지로 구성되며, 가열되면 수축하는 열수축성을 갖는다.

본 실시형태에 관한 분할 장치(10)는, 개질층(100)이 형성된 피가공물(1)을 분할 예정 라인(3)을 따라서 개개의 디바이스 칩(칩)으로 분할하는 장치이다. 분할 장치(10)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 챔버(20)와, 유지 테이블(30)과, 프레임 고정부(40)와, 시트 확장 유닛(50)과, 가열 유닛(60)과, 기체 공급 유닛(70)과, 흡인 배기 유닛(80)과, 제어 유닛(96)을 구비한다.

챔버(20)는, 상부가 개구된 상자형으로 형성되어 있다. 챔버(20)는, 유지 테이블(30)과, 프레임 고정부(40)의 프레임 배치 플레이트(41)와, 시트 확장 유닛(50)을 수용하고 있다.

유지 테이블(30)은, 익스팬드 시트(7)를 개재하여 피가공물 유닛(9)의 피가공물(1)을 흡인 유지하는 유지면(31)을 갖는 것이다. 유지 테이블(30)은, 원판형상이며, 스테인리스강 등의 금속으로 이루어진 원판형의 프레임(32)과, 다공성 세라믹 등의 다공질재로 구성되고 또한 프레임(32)에 의해 둘러싸인 원판형의 흡착부(33)를 구비한다. 프레임(32)과 흡착부(33)의 상면은 동일 평면상에 배치되어, 피가공물(1)을 흡인 유지하는 유지면(31)을 구성하고 있다. 흡착부(33)는, 피가공물(1)과 대략 동일한 직경이다. 본 실시형태에서는, 피가공물 유닛(9)은, 반송 유닛(95)에 흡착된 상태로 유지 테이블(30)에 반송된다.

유지 테이블(30)의 유지면(31)에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 피가공물 유닛(9)의 익스팬드 시트(7)를 개재하여 피가공물(1)의 이면(6)측이 배치된다. 유지 테이블(30)은, 흡착부(33)가 진공 흡인원(34)과 접속되고, 진공 흡인원(34)에 의해 흡착부(33)가 흡인됨으로써, 피가공물(1)의 이면(6)측을 유지면(31)에 흡인 유지하는 것이 가능하다.

프레임 고정부(40)는, 피가공물 유닛(9)의 환형 프레임(8)을 고정하는 것이다. 프레임 고정부(40)는, 프레임 배치 플레이트(41)와, 프레임 누름 플레이트(42)를 구비한다. 프레임 배치 플레이트(41)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 평면 형상이 원형인 개구부(411)가 설치되고, 또한 상면(412)이 수평 방향과 평행하게 평탄하게 형성된 판형으로 형성되어 있다. 프레임 배치 플레이트(41)의 개구부(411)의 내경은, 환형 프레임(8)의 내경보다 약간 크게 형성되어 있다. 프레임 배치 플레이트(41)는, 개구부(411) 내에 유지 테이블(30)을 배치하고, 개구부(411)가 유지 테이블(30)과 동축에 배치되어 있다. 또한, 프레임 배치 플레이트(41)는, 네 모서리에 에어 실린더(43)의 피스톤 로드(431)가 부착되고, 피스톤 로드(431)가 신축함으로써 승강 가능하게 배치되어 있다. 프레임 배치 플레이트(41)는, 상면(412)의 네 모서리에 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 또한 수평 방향으로 이동함으로써 환형 프레임(8)의 위치를 조정하여, 피가공물(1)을 유지 테이블(30)의 흡착부(33)와 동축이 되는 위치에 위치 결정하는 센터링 가이드(44)가 설치되어 있다.

프레임 누름 플레이트(42)는, 프레임 배치 플레이트(41)와 거의 동일한 치수의 판형으로 형성되며, 중앙에 개구부(411)와 동일한 치수의 원형의 개구부(421)가 설치되어 있다. 프레임 누름 플레이트(42)는, 에어 실린더(45)의 피스톤 로드(451)의 선단에 부착되고, 피스톤 로드(451)가 신축함으로써, 프레임 배치 플레이트(41)의 상측 위치와, 프레임 배치 플레이트(41)의 상측으로부터 후퇴한 위치에 걸쳐 이동 가능하다. 프레임 누름 플레이트(42)는, 네 모서리에 센터링 가이드(44)가 침입 가능한 긴 구멍(422)이 형성되어 있다.

프레임 고정부(40)는, 프레임 누름 플레이트(42)가 프레임 배치 플레이트(41)의 상측으로부터 후퇴한 위치에 위치 부여되며, 센터링 가이드(44)끼리 서로 멀어진 상태로, 프레임 배치 플레이트(41)의 상면(412)에 반송 유닛(95)에 의해 반송되어 온 피가공물 유닛(9)의 환형 프레임(8)이 배치된다. 프레임 고정부(40)는, 센터링 가이드(44)끼리 근접하게 하여, 피가공물 유닛(9)의 피가공물(1)을 위치 결정한다. 프레임 고정부(40)는, 프레임 누름 플레이트(42)를 프레임 배치 플레이트(41)의 상측에 위치 부여하고, 에어 실린더(43)의 피스톤 로드(431)를 신장시켜, 프레임 배치 플레이트(41)를 상승시킨다. 이에 따라, 도 4에 도시한 바와 같이, 피가공물 유닛(9)의 환형 프레임(8)은, 프레임 배치 플레이트(41)와 프레임 누름 플레이트(42) 사이에 끼워져 고정된다.

시트 확장 유닛(50)은, 유지 테이블(30)과 프레임 고정부(40)를 수직 방향을 따르는 축심을 따라서 서로 멀어지는 위치로 상대적으로 이동시켜, 익스팬드 시트(7)를 확장하는 것이다. 시트 확장 유닛(50)은, 푸시업 부재(51)와, 승강 유닛(52)을 구비한다.

푸시업 부재(51)는, 원통형으로 형성되고, 외경이 프레임 배치 플레이트(41)의 상면(412)에 배치되는 환형 프레임(8)의 내경보다 작고, 내경이 익스팬드 시트(7)에 첩착되는 피가공물(1) 및 유지 테이블(30)의 외경보다 크게 형성되어 있다. 푸시업 부재(51)는, 내측에 유지 테이블(30)을 배치하고, 유지 테이블(30)과 동축에 배치되어 있다. 푸시업 부재(51)의 상단에는, 유지 테이블(30)의 유지면(31)과 동일 평면상에 배치된 회전자 부재(511)(도 4 등에 도시함)가 회전 가능하게 부착되어 있다.

승강 유닛(52)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 푸시업 부재(51)를 승강하는 푸시업 부재 승강 기구(52A)와, 유지 테이블(30)을 승강하는 유지 테이블 승강 기구(52B)를 구비한다. 푸시업 부재 승강 기구(52A)는, 2개의 실린더 케이스(520)와, 이 실린더 케이스(520)에 삽입 관통되는 피스톤 로드(521)를 구비하며, 피스톤 로드(521)의 상단부에는 푸시업 부재(51)가 고정되어 있다. 푸시업 부재(51)의 높이 위치는, 이 2개의 푸시업 부재 승강 기구(52A)에 의해 조절된다. 또한, 유지 테이블 승강 기구(52B)는, 2개의 실린더 케이스(525)와, 이 실린더 케이스(525)에 삽입 관통되는 피스톤 로드(526)를 구비하고, 피스톤 로드(526)의 상단부에는 유지 테이블(30)이 고정되어 있다. 유지 테이블(30)의 높이 위치는, 이 2개의 유지 테이블 승강 기구(52B)에 의해 조절된다. 본 실시형태에서는, 푸시업 부재 승강 기구(52A)와 유지 테이블 승강 기구(52B)의 조정에 의해, 푸시업 부재(51)의 높이 위치를 유지 테이블(30)과 일체로, 혹은, 독립적으로 조정할 수 있다.

시트 확장 유닛(50)은, 푸시업 부재(51)의 상단에 부착된 회전자 부재(511)와 유지면(31)이 프레임 배치 플레이트(41)의 상면(412)과 동일 평면상에 위치하는 상태로부터 승강 유닛(52)(푸시업 부재 승강 기구(52A) 및 유지 테이블 승강 기구(52B))이 푸시업 부재(51)와 유지 테이블(30)을 일체로 상승시키는 것에 의해, 익스팬드 시트(7)를 면방향으로 확장한다.

가열 유닛(60)은, 확장된 익스팬드 시트(7)의 환형 프레임(8)의 내주인 내연과 피가공물(1)의 외주인 외연 사이의 환형 영역(101)(도 2 및 도 4에 도시함)을 가열하여 수축시키는 것이다. 가열 유닛(60)은, 원판형의 유닛 본체(61)와, 유닛 본체(61)에 부착된 복수의 가열부(62)를 구비한다.

유닛 본체(61)는, 유지 테이블(30)의 상측에서 유지 테이블(30)과 동축에 배치되어 있다. 유닛 본체(61)는, 중앙부에 수직 방향으로 연장되는 지지축(611)과, 유닛 본체(61)의 외연부에 둘레 방향으로 등간격으로 형성된 복수의 개구부(612)를 갖는다. 또한, 유닛 본체(61)는, 도시하지 않은 이동 유닛에 의해 승강 가능하게 설치되고, 또한 수직 방향과 평행한 축심 둘레에 회전 가능하게 설치되어 있다.

가열부(62)는, 유닛 본체(61)의 외연부에 형성된 개구부(612) 내에 배치되어 있다. 가열부(62)는, 유지 테이블(30) 및 프레임 고정부(40)에 유지된 피가공물 유닛(9)의 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)과 수직 방향에 대향하는 위치에 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 가열부(62)(개구부(612))는 4개 설치되어 있지만, 본 발명에서는 4개에 한정되지 않는다. 가열부(62)는, 적외선을 하측으로 조사하여, 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)을 가열하는 형식의 것, 예컨대, 전압이 인가되면 가열되어 적외선을 방사하는 적외선 세라믹 히터이다. 또한, 가열부(62)는, 개구부(612) 내를 유닛 본체(61)의 반경 방향 및 수직 방향으로 각각 독립적으로 이동 가능하게 되어 있다.

기체 공급 유닛(70)은, 가열부(62)가 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)을 가열하는 중에, 피가공물(1)의 표면(5)에 기체(예컨대 공기; 공급 기체)를 공급하여, 이 기체로 피가공물(1)의 표면(5)을 덮는 것이다. 여기서, 가열부(62)가 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)을 가열했을 때에, 익스팬드 시트(7)로부터 휘발 등에 의해 가스(발생 가스)가 발생하는 경우가 있다. 이 발생 가스가 피가공물(1) 위에 체류하면, 이 발생 가스의 성분이 피가공물(1)의 표면(디바이스)에 부착되어 버릴 우려가 있다. 이 때문에, 기체 공급 유닛(70)은, 공급한 기체로 피가공물(1)의 표면(5)을 덮는 것에 의해, 익스팬드 시트(7)를 가열했을 때에 발생하는 발생 가스로부터 피가공물(1)을 차폐한다. 기체 공급 유닛(70)은, 가열 유닛(60)의 유닛 본체(61)의 중앙에 형성되고, 피가공물(1)을 향해 기체를 분사하는 분사구(71)와, 이 분사구(71)에 연통하여 지지축(611)의 내부에 형성된 공급로(72)와, 이 공급로(72)에 접속되는 밸브(73)와, 기체 공급원(74)을 구비하고 있다. 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)을 가열할 때에는, 밸브(73)를 개방하여, 기체 공급원(74)으로부터 공급된 기체를 분사구(71)로부터 분사시킨다. 이에 따라, 피가공물(1)의 상측에 기체의 흐름(에어층)이 형성되어 피가공물(1)의 표면(5)이 덮인다.

흡인 배기 유닛(80)은, 피가공물(1)의 외주측에서, 기체 공급 유닛(70)이 공급한 기체, 및, 익스팬드 시트(7)를 가열했을 때에 발생하는 발생 가스를 흡인하여 배기하는 것이다. 흡인 배기 유닛(80)은, 배기 블록(배기부)(81)과, 이 배기 블록(81)에 연결되는 배기로(82)와, 이들 배기로(82)에 접속되는 흡인원(83)을 구비한다. 본 실시형태에서는, 2개의 배기 블록(81)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 가열부(62)를 사이에 두고 배치되며, 각 배기 블록(81)의 하면에는 흡기구(811)가 형성되어 있다. 이들 흡기구(811)는, 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)에 대면하여 가열부(62)에 인접하여 배치되기 때문에, 가열부(62)의 가열에 의해 발생한 발생 가스는, 가열부(62)에 인접한 흡기구(811)를 통해 신속하게 흡인되어 배기할 수 있다. 또한, 배기 블록(81)은, 가열부(62)에 연결되어 있고, 가열부(62)와 함께, 개구부(612) 내를 유닛 본체(61)의 반경 방향 및 수직 방향으로 각각 이동한다.

또한, 본 실시형태에서는, 분할 장치(10)는, 흡인 배기 유닛(80)과는 별도로, 보조 흡인 배기 유닛(90)을 구비하고 있다. 이 보조 흡인 배기 유닛(90)은, 흡인 배기 유닛(80)보다 피가공물(1)로부터 외주측으로 떨어진 위치에 설치되며, 흡인 배기 유닛(80)에 의해 흡인할 수 없었던 발생 가스를 흡인하여 배기하는 것이다. 보조 흡인 배기 유닛(90)은, 예컨대 원통형으로 형성되어, 프레임 배치 플레이트(41)의 외측에 둘레 방향으로 등간격으로 배치된 복수의 배기통(91)과, 이 배기통(91)에 연결되는 배기로(92)와, 이들 배기로(92)에 접속되는 흡인원(93)을 구비한다. 배기통(91)은, 각각 프레임 배치 플레이트(41)를 향해 흡기구(911)가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 배기통(91)은, 챔버(20)의 외측에 2개, 챔버(20)의 내측에 2개 설치한 구성으로 하고 있지만, 배기통(91)의 형상 및 수는 상기 구성에 한정되지 않는다. 이 보조 흡인 배기 유닛(90)을 설치하는 것에 의해, 예컨대, 상기 발생 가스가 챔버(20) 내에 진입한 경우라 하더라도, 이들 발생 가스를 배기통(91)을 통하여 흡인하여 배기하기 때문에, 챔버(20) 내 및 챔버(20) 밖의 각 부위에 발생 가스의 성분이 부착되는 것을 억제할 수 있다.

제어 유닛(96)은, 분할 장치(10)의 전술한 구성 요소, 즉, 시트 확장 유닛(50), 가열 유닛(60), 기체 공급 유닛(70), 흡인 배기 유닛(80) 및 보조 흡인 배기 유닛(90) 등을 각각 제어하여, 피가공물(1)에 대한 가공 동작을 분할 장치(10)에 실시시키는 것이다. 제어 유닛(96)은 컴퓨터이다. 제어 유닛(96)은, 가공 동작의 상태나 화상 등을 표시하는 액정 표시 장치 등에 의해 구성되는 도시하지 않은 표시 유닛과, 오퍼레이터가 가공 내용 정보 등을 등록할 때에 이용하는 도시하지 않은 입력 유닛에 접속되어 있다. 입력 유닛은, 표시 유닛에 설치된 터치 패널과, 키보드 등의 외부 입력 장치 중 적어도 하나에 의해 구성된다.

다음으로, 본 실시형태에 관한 분할 장치(10)의 동작에 관해 설명한다. 우선, 도 4에 도시한 바와 같이, 익스팬드 시트(7)를 개재하여 피가공물 유닛(9)의 피가공물(1)을 유지 테이블(30)의 유지면(31)에 배치하고, 환형 프레임(8)을 프레임 고정부(40)로 고정한다. 제어 유닛(96)은, 프레임 고정부(40)의 프레임 누름 플레이트(42)를 후퇴 위치에 위치 부여하고, 에어 실린더(43)의 피스톤 로드(431)를 축소시켜 프레임 배치 플레이트(41)의 상면(412)을 유지면(31)보다 하측에 위치 부여한 상태로, 반송 유닛(95)(도 3 참조)에 분할 예정 라인(3)을 따르는 개질층(100)이 형성된 피가공물 유닛(9)을 유지 테이블(30)의 상측까지 반송시킨다. 그리고, 익스팬드 시트(7)를 개재하여 피가공물(1)의 이면(6)을 유지면(31)에 배치한다.

제어 유닛(96)은, 에어 실린더(45)의 피스톤 로드(451)를 신장시켜 프레임 누름 플레이트(42)를 프레임 배치 플레이트(41)의 상측에 위치 부여하고, 에어 실린더(43)의 피스톤 로드(431)를 신장시켜 프레임 배치 플레이트(41)를 상승시킨다. 이에 따라, 피가공물 유닛(9)의 환형 프레임(8)은, 프레임 배치 플레이트(41)와 프레임 누름 플레이트(42) 사이에 협지된다.

다음으로, 제어 유닛(96)은, 프레임 고정부(40)의 센터링 가이드(44)끼리 근접하게 하여, 피가공물 유닛(9)의 피가공물(1)을 위치 결정하여, 피가공물 유닛(9)의 환형 프레임(8)을 프레임 배치 플레이트(41)와 프레임 누름 플레이트(42) 사이에 고정한다. 이 경우, 피가공물 유닛(9)의 환형 프레임(8)을 프레임 배치 플레이트(41)와 프레임 누름 플레이트(42) 사이에 고정하면, 프레임 배치 플레이트(41)와 유지 테이블(30)은, 상면(412)과 푸시업 부재(51)의 상단에 부착된 회전자 부재(511) 및 유지면(31)이 동일 평면상에 위치하는 근접 위치에 위치하여, 푸시업 부재(51)의 회전자 부재(511)가 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)에 접촉한다.

도 6은, 시트 확장 유닛을 상승시켜 익스팬드 시트를 확장한 상태를 도시하는 분할 장치의 단면 모식도이다. 도 7은, 익스팬드 시트를 확장한 후에, 시트 확장 유닛을 강하시킨 상태를 도시하는 분할 장치의 단면 모식도이다. 피가공물 유닛(9)의 환형 프레임(8)을 프레임 배치 플레이트(41)와 프레임 누름 플레이트(42) 사이에 고정한 후, 유지 테이블(30)과 프레임 고정부(40)를 피가공물(1)의 표면과 직교하는 축심 방향으로 상대적으로 이동시키고, 피가공물(1)의 외주인 외연과 환형 프레임(8)의 내주인 내연 사이의 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)을 확장한다. 즉, 제어 유닛(96)은, 시트 확장 유닛(50)의 승강 유닛(52)(푸시업 부재 승강 기구(52A) 및 유지 테이블 승강 기구(52B))의 각 피스톤 로드(521, 526)를 각각 신장시켜, 푸시업 부재(51) 및 유지 테이블(30)의 높이 위치를 상승시킨다. 그렇게 하면, 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)에 푸시업 부재(51)의 상단에 설치된 회전자 부재(511)가 접촉하고 있기 때문에, 익스팬드 시트(7)가 면방향으로 확장된다. 익스팬드 시트(7)가 확장됨으로써, 익스팬드 시트(7)에 방사형으로 인장력이 작용한다.

이와 같이 피가공물(1)의 이면(6)에 첩착된 익스팬드 시트(7)에 방사형으로 인장력이 작용하면, 피가공물(1)은, 분할 예정 라인(3)을 따라서 형성된 개질층(100)(도 4)을 기점으로 하여, 도 6에 도시한 바와 같이, 복수의 칩(110)으로 분할됨과 더불어, 칩(110) 사이가 넓어져, 칩(110) 사이에 각각 간격(111)이 형성된다. 또한, 익스팬드 시트(7)가 확장되었을 때, 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)은, 상기 환형 영역(101)의 단면이 환형 프레임(8)의 하면으로부터 회전자 부재(511)의 상면으로 향하여 직선형이 된다.

다음으로, 제어 유닛(96)은, 진공 흡인원(34)을 구동시켜 진공 흡인원(34)에 의해 흡착부(33)를 흡인하고, 피가공물(1)의 이면(6)측을 익스팬드 시트(7)를 개재하여 유지면(31)에 흡인 유지하여, 칩(110) 사이의 간격(111)을 유지한다. 그리고, 진공 흡인원(34)을 구동시킨 상태로, 제어 유닛(96)은, 시트 확장 유닛(50)의 승강 유닛(52)(푸시업 부재 승강 기구(52A) 및 유지 테이블 승강 기구(52B))의 각 피스톤 로드(521, 526)를 각각 단축시켜, 도 7에 도시한 바와 같이, 푸시업 부재(51) 및 유지 테이블(30)을 프레임 배치 플레이트(41)와 동일한 높이 위치까지 하강시킨다. 이 상태에서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)으로부터 푸시업 부재(51)의 상단에 설치된 회전자 부재(511)가 이격되기 때문에, 확장된 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)은 상측으로 이완된다.

도 8은, 익스팬드 시트의 환형 영역을 가열하여 수축시키는 상태를 도시하는 분할 장치의 단면 모식도이다. 다음으로, 확장에 의해 이완된 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)을 가열하여 수축시킨다. 제어 유닛(96)은, 도 8에 도시한 바와 같이, 가열 유닛(60)의 가열부(62)에 전압을 인가하거나 하여 미리 정해진 온도까지 가열하여 가열부(62)로부터 적외선을 방사시킨다. 그리고, 이동 유닛(도시되지 않음)을 이용하여 가열 유닛(60)을 하강시켜, 가열부(62)를 환형 영역(101)에 근접하게 함과 더불어, 가열 유닛(60)을 축심 둘레에 회전시킨다. 본 실시형태에서는, 가열 유닛(60)의 유닛 본체(61)에 기체 공급 유닛(70)의 분사구(71) 및 흡인 배기 유닛(80)의 배기 블록(81)이 설치되어 있기 때문에, 이들 분사구(71) 및 배기 블록(81)도 가열 유닛(60)과 함께 하강한다. 또한, 제어 유닛(96)은, 기체 공급 유닛(70)의 밸브(73)를 개방하여, 분사구(71)로부터 칩(110)(피가공물(1))을 향해 공급 기체(150)를 분사함과 더불어, 흡인 배기 유닛(80)의 흡인원(83)을 동작시킨다.

이에 따라, 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)에 대향하는 가열부(62)로부터 방사된 적외선에 의해, 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)이 가열되고, 이 환형 영역(101)의 이완을 수축시킬 수 있다. 또한, 분사구(71)로부터 칩(110)(피가공물(1))을 향해 공급 기체(150)를 분사함과 더불어, 흡인 배기 유닛(80)의 흡인원(83)을 동작시키기 때문에, 피가공물(1)의 상측에, 중앙으로부터 외측(환형 프레임(8)측)으로 향하는 공급 기체(150)의 흐름(에어층)이 형성된다. 이 때문에, 가열에 의해 익스팬드 시트(7)로부터 발생 가스(160)가 생겼다 하더라도, 이 발생 가스(160)는, 공급 기체(150)와 함께 흡인 배기 유닛(80)의 배기 블록(81)에 형성된 흡기구(811)(도 5)를 통하여 배기되기 때문에, 상기 발생 가스(160)의 성분이 칩(110)(피가공물(1))에 부착되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제어 유닛(96)은, 보조 흡인 배기 유닛(90)의 흡인원(93)을 동작시킴으로써, 배기통(91)을 통하여, 흡인 배기 유닛(80)에 의해 흡인할 수 없었던 발생 가스(160)를 흡인하여 배기할 수 있다. 이 때문에, 예컨대 흡인 배기 유닛(80)에 의해 흡인할 수 없었던 발생 가스(160)가 챔버(20) 내에 진입한 경우라 하더라도, 이들 발생 가스(160)를 배기통(91)을 통하여 흡인하여 배기하기 때문에, 챔버(20) 내 및 챔버(20) 밖의 각 부위에 발생 가스(160)의 성분이 부착되는 것을 억제할 수 있다.

익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)을 충분히 수축시키면, 밸브(73)를 폐쇄하여 가열부(62)의 가열 및 흡인원(83, 93)을 정지시킴과 더불어, 가열 유닛(60)을 상승시켜 프레임 고정부(40)의 환형 프레임(8)의 고정을 해제한다. 그렇게 하면, 피가공물 유닛(9)은, 확장된 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)이 수축되는 것에 의해, 유지 테이블(30)의 흡착부(33)의 흡인을 해제하더라도 칩(110) 사이의 간격(111)이 유지된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관한 분할 장치(10)는, 분할 예정 라인(3)을 따라서 분할 기점이 되는 개질층(100)이 형성된 판형의 피가공물(1)과, 피가공물(1)이 첩착된 익스팬드 시트(7)와, 익스팬드 시트(7)의 외주가 첩착된 환형 프레임(8)으로 이루어진 피가공물 유닛(9)의 익스팬드 시트(7)를 확장하여 피가공물(1)을 파단하는 것이며, 피가공물 유닛(9)의 환형 프레임(8)을 고정하는 프레임 고정부(40)와, 피가공물(1)의 외주와 환형 프레임(8)의 내주의 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)을 피가공물(1)과 직교하는 방향으로 압박하여 익스팬드 시트(7)를 확장하고, 개질층(100)으로부터 피가공물(1)을 파단하는 시트 확장 유닛(50)과, 확장된 익스팬드 시트(7)의 환형 영역(101)을 가열하여 수축시키는 가열부(62)를 갖는 가열 유닛(60)과, 익스팬드 시트(7)의 가열 중에, 피가공물(1)의 표면에 기체를 공급하여 이 공급 기체(150)로 피가공물(1)의 표면을 덮어, 익스팬드 시트(7)로부터 발생하는 발생 가스(160)로부터 피가공물(1)을 차폐하는 기체 공급 유닛(70)과, 피가공물(1)의 외주에서 발생 가스(160) 및 공급 기체(150)를 흡인하여 배기하는 흡인 배기 유닛(80)을 구비하기 때문에, 가열했을 때에 익스팬드 시트(7)로부터 발생하는 발생 가스(160)의 성분이 피가공물(1)의 표면에 부착되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 흡인 배기 유닛(80)의 흡기구(811)는, 환형 영역(101)에 대면하여 상기 가열부(62)에 인접하여 배치되기 때문에, 가열부(62)의 가열에 의해 발생한 발생 가스(160)는, 가열부(62)에 인접한 흡기구(811)를 통하여 신속하게 흡인되기 때문에, 이 발생 가스(160)의 성분이 피가공물(1)의 표면에 부착되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

이상, 본 발명의 일실시형태에 관해 설명했지만, 상기 실시형태는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하지 않는다.

1 : 피가공물 3 : 분할 예정 라인
5 : 표면 7 : 익스팬드 시트
8 : 환형 프레임 9 : 피가공물 유닛
10 : 분할 장치 20 : 챔버
30 : 유지 테이블 40 : 프레임 고정부
50 : 시트 확장 유닛 60 : 가열 유닛
62 : 가열부 70 : 기체 공급 유닛
71 : 분사구 80 : 흡인 배기 유닛
81 : 배기 블록 811 : 흡기구
90 : 보조 흡인 배기 유닛 91 : 배기통
96 : 제어 유닛 100 : 개질층(분할 기점)
101 : 환형 영역 110 : 칩
111 : 간격 150 : 공급 기체
160 : 발생 가스

Claims

분할 예정 라인을 따라서 분할 기점이 형성된 판형의 피가공물과, 상기 피가공물이 첩착(貼着)된 익스팬드 시트와, 상기 익스팬드 시트의 외주가 첩착된 환형 프레임으로 이루어진 피가공물 유닛의 상기 익스팬드 시트를 확장하여 상기 피가공물을 파단하는 분할 장치로서,
상기 피가공물 유닛의 상기 환형 프레임을 고정하는 프레임 고정부와,
상기 피가공물의 외주와 상기 환형 프레임의 내주의 상기 익스팬드 시트의 환형 영역을 상기 피가공물과 직교하는 방향으로 압박하여 상기 익스팬드 시트를 확장하고, 상기 분할 기점으로부터 상기 피가공물을 파단하는 시트 확장 유닛과,
상기 확장된 상기 익스팬드 시트의 상기 환형 영역을 가열하여 수축시키는 가열부를 갖는 가열 유닛과,
상기 익스팬드 시트의 가열 중에, 상기 피가공물의 표면에 기체를 공급하여 이 공급 기체로 상기 피가공물의 표면을 덮어, 상기 익스팬드 시트로부터 발생하는 발생 가스로부터 상기 피가공물을 차폐하는 기체 공급 유닛과,
상기 피가공물의 외주에서 상기 발생 가스 및 상기 공급 기체를 흡인하여 배기하는 흡인 배기 유닛
을 포함하는 분할 장치.
제1항에 있어서, 상기 흡인 배기 유닛의 흡기구는, 상기 환형 영역에 대면하여 상기 가열부에 인접하여 배치되는 것인 분할 장치.