WO2016104899A1

WO2016104899A1 - 진공척 장치

Info

Publication number: WO2016104899A1
Application number: PCT/KR2015/007106
Authority: WO
Inventors: 박우태
Original assignee: 박우태
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2016-06-30
Also published as: CN107112273A

Abstract

본 발명은, 챔버에서 생성된 흡입압력이 흡착부의 전체면에 걸쳐 균일하게 발생될 수 있도록 하므로써 작업 또는 실험을 실시하기 위한 대상물이 보다 안정적으로 장착될 수 있도록 한 진공척 구성부를 구성하고, 상기 진공척 구성부가 작업높이를 유지하며 설치되도록 함과 동시에 진공척 구성부를 구동시키기 위한 주변장치를 수납하여 단일의 장치로 구현하기 위한 프레임을 갖추어서 된 진공척 장치와, 다공질의 흡착부와, 흡입압력을 생성하기 위한 챔버를 갖는 베이스의 결합에 의한 진공척을 구성하고, 챔버에서 생성된 흡입압력이 흡착부의 전체면에 걸쳐 균일하게 발생될 수 있도록 하므로써 대상물이 보다 안정적으로 장착될 수 있도록 한 진공척 장치에 관한 것이다.

Description

진공척 장치

본 발명은 진공척 장치에 관한 것이다.

상세하게 본 발명은, 챔버에서 생성된 흡입압력이 흡착부의 전체면에 걸쳐 균일하게 발생될 수 있도록 하므로써 작업 또는 실험을 실시하기 위한 대상물이 보다 안정적으로 장착될 수 있도록 한 진공척 구성부를 구성하고, 상기 진공척 구성부가 작업높이를 유지하며 설치되도록 함과 동시에 진공척 구성부를 구동시키기 위한 주변장치를 수납하여 단일의 장치로 구현하기 위한 프레임을 갖추어서 된 진공척 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 프레임 상에서 진공척 구성부의 상부에 대상물의 작업 또는 실험상황을 관찰하기 위한 카메라가 설치되고, 상기 카메라가 촬영위치 및 각도가 변화되며 작업상황을 관찰할 수 있도록 한 진공척 장치에 관한 것이다.

진공척(Vacuum chuck)은 진공을 이용하여 작업이나 실험을 실시하기 위한 대상물을 고정시키기 위한 장치이며, 이와 같은 진공척은 반도체 집적회로의 가공이나 박판부재의 가공 또는 실험장비 등으로 사용되어지고 있다.

특히, 상기 반도체 집적회로의 가공을 위해 최근에는 웨이퍼 등의 대상물이 장착되기 위한 흡착면을 가장 안정적인 형태로 유지시키기 위해 다공질 실리콘을 플레이트 형태로 제작하고, 이 다공질 실리콘으로 된 플레이트 부재를 진공을 생성하기 위한 베이스와 결합하여서 된 진공척이 공급되고 있다.

대한민국 실용신안등록출원 제2005-0030574호(다공질 실리콘을 이용한 이중 구조의 진공척, 이하 기출원발명)에는 전술된 진공척이 제시된다.

기출원발명의 진공척은「웨이퍼의 배면에 대한 접촉면적을 최소화시켜 파티클 발생을 줄이는 효과는 물론, 서브 척 베이스에 형성된 다수의 홀로부터 웨이퍼를 균일 압력으로 흡착시켜 서브 척 베이스 위에 올려진 웨이퍼의 평탄도를 안정적으로 유지시키면서 웨이퍼가 국부 변형되는 것을 방지함과 동시에, 포토 공정에서의 웨이퍼 포커싱에 대한 정밀성을 높이도록」하고 있다.

이를 위해 상기 진공척은「진공의 흡입력을 이용하여 웨이퍼를 흡착하기 위한 반도체 제조설비의 진공 척에 있어서, 상기 진공 척은, 진공홀과 진공해제홀이 서로 일정간격을 갖고 연속 위치하면서 외벽을 통해 안착면이 마련된 메인 척 베이스와, 다수의 홀을 가진 다공질 실리콘으로 상기 메인 척 베이스의 안착면에 안착되는 서브 척 베이스의 이중 구조로」구성된다.

상기와 같은 기출원발명의 진공척은 진공홀이 통로의 형태로 형성되기 때문에 진공홀의 수직상방에서만 상당한 흡입압력이 발생되어 대상물이 흡착되는 흡착면의 전체적인 진공도가 불균일하게 된다.

따라서, 상기 전체적인 흡착면의 불균일한 진공도는 흡착된 대상에 대한 가공을 실시할 때 발생되는 사소한 충격에도 대상물의 위치이탈을 야기시키기 때문에 상당한 작업불량을 야기시키는 문제점이 노출된다.

특히, 상기와 같이 흡착면의 진공도가 불가능할 경우, 단일의 진공척에서는 단일의 대상물 만을 장착시켜야 하는데, 이는 반도체나 각종 재료의 가공과정에서는 적용하는데 크게 무리가 없지만, 실험실에서 다수의 대상물을 동시에 실험진행해야 하는 상황에는 적용되기 어려운 문제점이 노출된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 발명한 것이다.

이에 본 발명은, 챔버에서 생성된 흡입압력이 흡착부의 전체면에 걸쳐 균일하게 발생될 수 있도록 하므로써 작업 또는 실험이 실시되는 대상물이 보다 안정적으로 장착될 수 있도록 한 진공척 구성부를 구성하고, 상기 진공척 구성부가 작업높이를 유지하며 설치되도록 함과 동시에 진공척 구성부를 구동시키기 위한 주변장치를 수납하여 단일의 장치로 구현하기 위한 프레임을 갖추어서 된 진공척 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기 프레임 상에서 진공척 구성부의 상부에 대상물의 작업 또는 실험상황을 관찰하기 위한 카메라가 설치되고, 상기 카메라가 촬영위치 및 각도가 변화되며 작업상황을 관찰할 수 있도록 한 진공척 장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 다공질의 흡착부와, 흡입압력을 생성하기 위한 챔버를 갖는 베이스의 결합에 의한 진공척을 구성하고, 챔버에서 생성된 흡입압력이 흡착부의 전체면에 걸쳐 균일하게 발생될 수 있도록 하므로써 대상물이 보다 안정적으로 장착될 수 있도록 한 진공척 장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.

본 발명은, 대상물이 흡착되어 지지되도록 하기 위해 다공질 재료로 형성된 흡착부와, 상기 흡착부와 결합되어 흡착부로 흡입압력을 발생시키도록 한 베이스가 결합된 진공척에 있어서, 상기 베이스는 내부에 진공을 형성하기 위한 챔버가 형성되고, 상기 챔버의 내측으로 흡착부를 지지할 수 있도록 한 다수의 지지대가 형성되며, 상기 베이스의 적어도 어느 일측에는 챔버 내부에 흡입압력이 생성될 수 있도록 하기 위한 흡입공이 형성된 진공척 구성부와; 상기 진공척 구성부를 작업을 실시하기 위한 높이로 유지시키기 위해 상부에 진공척 구성부가 장착되고, 진공척 구성부의 하측으로 진공척 구성부를 구동시키기 위한 설비가 수납될 수납공간이 형성된 프레임;을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 지지대는 챔버의 내부에서 다수의 열과 행으로 배열형성되고, 흡착부 상에 대상물이 흡착된 후 대상물의 중량을 사방으로 지지하기 위해 내측의 것은 "+" 형태로 형성된다.

또한, 상기 흡입공은 베이스의 내, 외 벽면을 관통하여 1이상의 개수로 형성되며, 상기 흡입공의 중심선상은 다수의 열과 행으로 배열된 지지대와 지지대의 간격 사이로 배치될 수 있도록 형성된다.

한편, 상기 베이스는 사각 형태로 형성되고, 상호 대향되는 양측의 측벽에 상호 대향되도록 다수의 흡입공이 형성되며, 상기 지지대는 흡입공의 중심선상에 다수 지지대간의 간격이 형성되도록 하며 배열형성된다.

특히, 상기 베이스는 흡착부가 결합되기 위한 개방부에 흡착부의 외주단이 끼워져 결합되기 위한 결합홈이 형성된다.

상기 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.

본 발명은, 상기 프레임이, 진공척 구성부의 상부에 배치되어 대상물의 작업 또는 실험상황을 관찰할 수 있도록 한 카메라와; 상기 카메라가 진공척 구성부의 상부에 배치될 수 있도록 하기 위해 프레임의 상부로 연장형성된 설치대;를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 프레임은, 설치대에 설치되고 카메라와 결합되어 대상물이 장착된 진공척 구성부의 상부에서 대상물을 관찰하기 위한 카메라의 위치와 각도를 변경할 수 있도록 한 레일 어셈블리;를 더 포함하여 구성된다.

상기 또 다른 목적을 달성하기 우해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.

본 발명은, 대상물이 흡착되어 지지되도록 하기 위해 다공질 재료로 형성된 흡착부와, 상기 흡착부와 결합되어 흡착부로 흡입압력을 발생시키도록 한 베이스가 결합된 진공척에 있어서, 상기 베이스는 내부에 진공을 형성하기 위한 챔버가 형성되고, 상기 챔버의 내측으로 흡착부를 지지할 수 있도록 한 다수의 지지대가 형성되며, 상기 베이스의 적어도 어느 일측에는 챔버 내부에 흡입압력이 생성될 수 있도록 하기 위한 흡입공이 형성된다.

이상에서와 같이 본 발명은, 대상물이 고정지지되는 흡착면의 전체면에 걸쳐 균일한 진공도가 형성되어 대상물의 가공 중 외력에 대한 대응력이 향상되므로써, 대상물의 안정적인 장착상태를 유지에 따른 작업불량을 대폭 감소시킬 수 있게 되며, 상기 균일한 진공도 유지에 따라 다수의 대상물을 흡착면 상에 배치하여 장착시킬 수 있기 때문에 다수 대상물의 가공, 실험 등에 폭넓게 적용되어 생산성 향상 및 사용효율을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 프레임에 의해 진공척 구성부를 구동시키기 위한 주변구성이 진공척 구성부와 함께 단일의 장치로 일체화되어 장치의 이동 및 작업장 내에서의 배치가 편리하며, 특히, 프레임의 상부에 설치된 카메라에 의해 다양한 각도에서 대상물의 작업 또는 실험상황이 관찰 또는 기록될 수 있도록 하므로써 보다 정밀하고 정확한 작업을 실시할 수 있는 효과를 얻게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 진공척 장치의 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 진공척 장치 중 진공척 구성부의 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 진공척 장치 중 진공척 구성부의 평면도.

도 4는 본 발명에 의한 진공척 장치 중 진공척 구성부의 단면도.

도 5는 본 발명에 의한 진공척 장치의 사용상태 예시도.

<도면부호의 설명>

10: 흡착부 20: 베이스

30: 지지대 40: 진공척 구성부

50: 프레임 60: 레일 어셈블리

상기와 같은 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 진공척 장치의 사시도, 도 2는 본 발명에 의한 진공척 장치 중 진공척 구성부의 사시도, 도 3은 본 발명에 의한 진공척 장치 중 진공척 구성부의 평면도, 도 4는 본 발명에 의한 진공척 장치 중 진공척 구성부의 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 의한 진공척 장치는 진공척 구성부(40)와, 프레임(50)으로 이루어진 구성을 갖는다. 이러한 구성에 추가되어 상기 프레임(50)에는 설치대(51), 카메라(52), 레일 어셈블리(60)가 갖추어져 구성된다.

상기 진공척 구성부(40)는 흡착부(10), 베이스(20)로 이루어진다.

상기 흡착부(10)는 대상물이 흡착되어 지지되도록 하기 위해 다공질 재료로 형성되어 구성된다. 특히, 상기 흡착부(10)는 다공질의 실리콘으로 형성된 플레이트 형태의 부재이며, 이와 같은 다공질 실리콘으로 제작된 흡착부(10)는 그 표면과 이면을 통해 미세한 통공이 형성되어 후술될 대상물의 흡착이 가능하게 된다.

상기 베이스(20)는 흡착부(10)와 결합되어 흡착부(10)로 흡입압력을 발생시키도록 하기 위한 구성이다. 본 실시예에서 상기 베이스(20)는 대략 정사각의 형태로 제작된 구성을 예시하며, 이외에도 기출원발명에서와 같이 원형 또는 특수한 목적에 따라 삼각 이상의 다각형태로도 제작될 수 있다.

상기 베이스(20)는 내부에 진공을 형성하기 위한 챔버(21)가 형성된다. 이때, 상기 챔버(21)는 그 내부의 공기를 외부로 흡입하여 베이스(20)의 내부가 전체적으로 진공을 유지하는 상태, 즉, 음압을 유지하는 상태로 형성하기 위한 구성이다.

또한, 상기 베이스(20)는 흡착부(10)가 결합되기 위한 개방부에 흡착부(10)의 외주단이 끼워져 결합되기 위한 결합홈(22)이 형성되며, 참고적으로, 상기 베이스(20)의 결합홈(22)에 흡착부(10)가 결합된 후 결합홈(22)과 흡착부(10)의 경계지점에는 별도의 실링도료를 도포하거나 실링부재 등을 결합하여 구성된다.

상기 베이스(20)는 챔버(21)의 내부에 흡착부(10)를 지지할 수 있도록 한 다수의 지지대(30)가 형성되어 구성된다. 여기서, 상기 지지대(30)는 주로 눞혀진 상태로 사용되어지는 진공척의 사용상태에 따라 흡착부(10)의 자중 및 흡착부(10) 상에 장착되는 대상물의 하중을 지지하기 위한 구성이다.

이와 같은 지지대(30)는 챔버(21)의 내부에서 다수의 열과 행으로 배열형성된다. 특히, 상기 지지대(30)는 흡착부(10) 상에 장착되는 대상물의 형태에 따라 하중이 불균일하게 분포될 때의 상황을 감안하여 내측의 지지대(30)가 "+" 형태로 형성되도록 하므로써, 전술된 불균일한 형태의 대상물 중량을 사방으로 지지할 수 있도록 구성된다.

상기 베이스(20)에는 챔버(21) 내부에 흡입압력이 생성될 수 있도록 하기 위한 흡입공(23)이 형성된다. 여기서, 상기 흡입공(23)은 베이스(20)의 내, 외 벽면을 관통하여 1이상의 개수로 형성되며, 상기 흡입공(23)의 중심선상은 다수의 열과 행으로 배열된 지지대(30)와 지지대(30)의 간격 사이로 배치될 수 있도록 형성되어야 한다.

보다 구체적으로, 본 실시예에서의 베이스(20)는 도면에서와 같이 사각 형태로 형성되기 때문에 상호 대향되는 양측의 측벽에 상호 대향되도록 다수의 흡입공(23)이 형성되며, 상기 지지대(30)는 흡입공(23)의 중심선상에 다수 지지대(30)간의 간격이 형성되도록 하며 배열형성된 것이다.

이는, 상기 흡입공(23)을 통해 챔버(21) 내부를 진공으로 형성할 때 다수의 지지대(30)에 의해 챔버(21) 내부의 공기배출이 지연되는 상황을 최소화하기 위한 것이며, 특히, 상기 흡입공(23)을 적어도 양측으로 형성할 경우 챔버(21)의 전체적인 사각면적 구간에 균일한 진공도를 형성할 수 있게 되는 것이다.

상기 프레임(50)은 주로 알루미늄 재질로 제작되는 프로파일 등의 빔자재를 종방향과 횡방향으로 결합하여 틀체를 형성하고 금속, 합성수지 등의 판재로 벽면을 형성하여서 된 하우징의 구성이다. 이와 같은 프레임(50)은 상부에 진공척 구성부(40)가 장착되어 진공척 구성부(40)를 작업높이로 유지시킬 수 있도록 구성된다.

특히, 상기 프레임(50)은 진공척 구성부(40)의 하측으로 진공척 구성부(40)를 구동시키기 위한 설비, 즉, 컴프레서와 컴프레서의 구동을 제어하기 위한 제어반 및 기타 노즐 등의 구성이 수납될 수 있도록 한 수납공간(S)이 형성된다.

상기 프레임(50)은 카메라(52)와 설치대(51)를 더 갖추어 구성된다.

상기 카메라(52)는 진공척 구성부(40)의 상부에 배치되어 대상물의 작업 또는 실험상황을 관찰할 수 있도록 한 것으로, 작업 또는 실험상황을 동영상으로 촬영할 수 있도록 한 것이다.

상기 설치대(51)는 카메라(52)가 진공척 구성부(40)의 상부에 배치될 수 있도록 하기 위해 프레임(50)의 상부로 연장형성된 겐트리 구조로 형성된다. 이와 같은 설치대(51)는 상기 카메라(52)의 크기 및 하중에 따라 그 높이와 재질 등이 고려되어 설치됨은 당연하다.

상기 프레임(50)은 진공척 구성부(40)의 상부에서 대상물을 관찰하기 위한 카메라(52)의 위치와 각도를 변경할 수 있도록 하기 위한 레일 어셈블리(60)가 갖추어져 구성된다.

상기 레일 어셈블리(60)는 설치대(51)의 하측에 설치되고, 일측에 상기 카메라(52)가 결합되어 카메라(52)의 위치를 X축과 Y축으로 이동시킬 수 있도록 한 LM가이드 기구(61) 등으로 적용될 수 있다.

특히, 상기 레일 어셈블리(60)는 전술된 위치변경과 함께 Z축선의 이동과 관찰각도를 변화시킬 수 있도록 하기 위해 상기 LM가이드 기구(61)에 결합된 승강기구(62)와, 상기 승강기구(62)에 결합되어 카메라(52)의 각도를 변화시킬 수 있도록 한 회전판(63)이 갖추어져 구성된다.

도 5는 본 발명에 의한 진공척 장치의 사용상태 예시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 의한 진공척 장치는 진공척 구성부(40)의 상면에 대상물이 흡착되어 작업 또는 실험이 실시될 때, 상기 프레임(50)에 설치된 카메라(52)는 대상물의 작업 또는 실험상황을 촬영하게 된다.

여기서, 상기 카메라(52)는 가상선으로 도시된 것과 같이 레일 어셈블리(60)의 LM가이드 기구(61)에 의해 X, Y축으로 이동되어 촬영위치가 변화되며, 상기 승강기구(62)에 의한 촬영높이 및 회전판(63)에 의한 촬영각도가 다양하게 변화되어 촬영을 실시할 수 있게 된다.

특히, 상기 진공척 장치가 작업자가 출입하기 어려운 환경조건의 작업장 또는 실험실에 설치될 경우, 상기 레일 어셈블리(60)에는 모터, 실린더 등의 구동수단을 연결하여 카메라(52)의 촬영위치, 높이, 각도가 원격조작에 의해 변화되며 촬영을 실시할 수 있도록 구성될 수도 있다.

Claims

대상물이 흡착되어 지지되도록 하기 위해 다공질 재료로 형성된 흡착부(10)와, 상기 흡착부(10)와 결합되어 흡착부(10)로 흡입압력을 발생시키도록 한 베이스(20)가 결합된 진공척에 있어서,

상기 베이스(20)는 내부에 진공을 형성하기 위한 챔버(21)가 형성되고, 상기 챔버(21)의 내측으로 흡착부(10)를 지지할 수 있도록 한 다수의 지지대(30)가 형성되며, 상기 베이스(20)의 적어도 어느 일측에는 챔버(21) 내부에 흡입압력이 생성될 수 있도록 하기 위한 흡입공(23)이 형성된 진공척 구성부(40)와;

상기 진공척 구성부(40)를 작업을 실시하기 위한 높이로 유지시키기 위해 상부에 진공척 구성부(40)가 장착되고, 진공척 구성부(40)의 하측으로 진공척 구성부(40)를 구동시키기 위한 설비가 수납될 수납공간(S)이 형성된 프레임(50);을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공척 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 프레임(50)은

진공척 구성부(40)의 상부에 배치되어 대상물의 작업 또는 실험상황을 관찰할 수 있도록 한 카메라(52)와;

상기 카메라(52)가 진공척 구성부(40)의 상부에 배치될 수 있도록 하기 위해 프레임(50)의 상부로 연장형성된 설치대(51);를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공척 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 프레임(50)은

설치대(51)에 설치되고 카메라(52)와 결합되어 대상물이 장착된 진공척 구성부(40)의 상부에서 대상물을 관찰하기 위한 카메라(52)의 위치와 각도를 변경할 수 있도록 한 레일 어셈블리(60);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공척 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 지지대(30)는

챔버(21)의 내부에서 다수의 열과 행으로 배열형성되고, 흡착부(10) 상에 대상물이 흡착된 후 대상물의 중량을 사방으로 지지하기 위해 내측의 것은 "+" 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 진공척 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 흡입공(23)은

베이스(20)의 내, 외 벽면을 관통하여 1이상의 개수로 형성되며, 상기 흡입공(23)의 중심선상은 다수의 열과 행으로 배열된 지지대(30)와 지지대(30)의 간격 사이로 배치될 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 진공척 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 베이스(20)는

사각 형태로 형성되고, 상호 대향되는 양측의 측벽에 상호 대향되도록 다수의 흡입공(23)이 형성되며, 상기 지지대(30)는 흡입공(23)의 중심선상에 다수 지지대(30)간의 간격이 형성되도록 하며 배열형성된 것을 특징으로 하는 진공척 장치.
대상물이 흡착되어 지지되도록 하기 위해 다공질 재료로 형성된 흡착부(10)와, 상기 흡착부(10)와 결합되어 흡착부(10)로 흡입압력을 발생시키도록 한 베이스(20)가 결합된 진공척에 있어서,

상기 베이스(20)는 내부에 진공을 형성하기 위한 챔버(21)가 형성되고, 상기 챔버(21)의 내측으로 흡착부(10)를 지지할 수 있도록 한 다수의 지지대(30)가 형성되며, 상기 베이스(20)의 적어도 어느 일측에는 챔버(21) 내부에 흡입압력이 생성될 수 있도록 하기 위한 흡입공(23)이 형성된 것을 특징으로 하는 진공척 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 지지대(30)는

챔버(21)의 내부에서 다수의 열과 행으로 배열형성되고, 흡착부(10) 상에 대상물이 흡착된 후 대상물의 중량을 사방으로 지지하기 위해 내측의 것은 "+" 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 진공척 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 흡입공(23)은

베이스(20)의 내, 외 벽면을 관통하여 1이상의 개수로 형성되며, 상기 흡입공(23)의 중심선상은 다수의 열과 행으로 배열된 지지대(30)와 지지대(30)의 간격 사이로 배치될 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 진공척 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 베이스(20)는

사각 형태로 형성되고, 상호 대향되는 양측의 측벽에 상호 대향되도록 다수의 흡입공(23)이 형성되며, 상기 지지대(30)는 흡입공(23)의 중심선상에 다수 지지대(30)간의 간격이 형성되도록 하며 배열형성된 것을 특징으로 하는 진공척 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 베이스(20)는

흡착부(10)가 결합되기 위한 개방부에 흡착부(10)의 외주단이 끼워져 결합되기 위한 결합홈(22)이 형성된 것을 특징으로 하는 진공척 장치.