(57)【要約】【課題】表面を保護しながら基板を容易な操作で分割する。【解決手段】曲げ応力が作用されることにより所定の分割線に沿って分割可能に構成されていると共にシート部材に一方の端面が接着されている基板を所定の分割線に沿って分割する基板分割方法であって、弾性変形可能なシート部材の一方の面に隣接する空間と他方の面に隣接する空間とを隔離し、これら２つの空間のうち一方の圧力を他方の圧力に対して陽圧にすることによりシート部材を他方の側に凸の湾曲形状に変形させる基板分割方法を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲げ応力が作用されることにより所定の分割線に沿って分割可能に構成されていると共にシート部材に一方の端面が接着されている基板を前記所定の分割線に沿って分割する基板分割方法であって、
可撓性を有する前記シート部材の一方の面に隣接する空間と他方の面に隣接する空間とを隔離し、これら２つの空間のうち一方の圧力を他方の圧力に対して陽圧にすることにより前記シート部材を前記他方の側に凸の湾曲形状に変形させる基板分割方法。
【請求項２】
前記湾曲形状に変形された前記シート部材の前記基板が接着されている領域の一部を、前記基板が接着されている面とは反対側の面から前記シート部材の厚さ方向に押圧する請求項１に記載の基板分割方法。
【請求項３】
曲げ応力が作用されることにより所定の分割線に沿って分割可能に構成されていると共にシート部材に一方の端面が接着されている基板を前記所定の分割線に沿って分割する基板分割装置であって、
可撓性を有する前記シート部材の一方の面を、該一方の面との隙間を密閉して支持可能な支持面と、該支持面に開口した空間を形成する内面とを有し、前記支持面によって支持された前記一方の面と前記内面とにより前記空間を密閉可能な支持部材と、
密閉された前記空間の圧力を前記シート部材の他方の面に隣接する大気圧空間の大気圧に対して陽圧または陰圧にする圧力調整手段とを備える基板分割装置。
【請求項４】
前記圧力調整手段が、前記空間の圧力を前記大気圧に対して陰圧にし、
前記支持面が、前記シート部材の前記基板が接着されている側とは反対側の面を支持し、
前記空間の内部の、前記空間側に凸の湾曲形状に変形された前記シート部材に突き当てられる位置に配されていると共に前記基板の前記一方の端面よりも狭い突き当て面を有する押圧部材を備える請求項３に記載の基板分割装置。
【請求項５】
前記圧力調整手段が、前記空間の圧力を前記大気圧に対して陽圧にし、
前記支持面が、前記シート部材の前記基板が接着されている側の面を支持し、
前記空間の外側の、前記空間側に凹の湾曲形状に変形された前記シート部材に突き当てられる位置に配されていると共に前記基板の前記一方の端面よりも狭い突き当て面を有する押圧部材を備える請求項３に記載の基板分割装置。
【請求項６】
前記押圧部材が、前記支持面に沿う方向に移動可能に設けられている請求項４または請求項５に記載の基板分割装置。
【請求項７】
前記押圧部材が、前記シート部材の、前記基板が接着されている側とは反対側の面を転がるローラを備える請求項６に記載の基板分割装置。
【請求項８】
前記支持面が、前記シート部材を前記支持面に沿って摺動可能に支持する請求項４または請求項５に記載の基板分割装置。
【請求項９】
前記圧力調整手段が、前記空間の圧力を、前記大気圧と前記陽圧または陰圧との間で繰り返し変化させる請求項３から請求項８のいずれかに記載の基板分割装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板分割方法および基板分割装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体分野において、基板の表面に亀裂の起点となるキズを形成し、基板の裏面をシートに接着し、表面をステージなどで支持した状態で裏面をローラなどで押圧して基板に局所的な変形を生じさせることにより、基板をへき開面に沿って分割する技術が知られている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３０５８１９６号公報
【特許文献２】特公平６−６６３９０号公報
【特許文献３】特開２００８−２０５０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１〜３の装置は、基板を分割する際に基板の表面をステージなどの物体によって支持する必要がある。したがって、表面を物体との接触から保護する必要がある基板には適用することができないという問題がある。
【０００５】
例えば、生体組織から切り出した薄い切片をガラス基板に貼り付け、ガラス基板と共に切片を小さな断片に分割し、所望の細胞を含む断片を採取する手法が提案されている。切片は、採取される断片に異物が混入したり切片に含まれる成分が拡散したりすることを防止するために、他の物体と接触することなく分割される必要がある。また、表面に微細な構造が形成されている基板も、その微細な構造を損傷させないために、表面が他の物体と接触することなく分割される必要がある。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、表面を保護しながら基板を容易な操作で分割することができる基板分割方法および基板分割装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、曲げ応力が作用されることにより所定の分割線に沿って分割可能に構成されていると共にシート部材に一方の端面が接着されている基板を前記所定の分割線に沿って分割する基板分割方法であって、可撓性を有する前記シート部材の一方の面に隣接する空間と他方の面に隣接する空間とを隔離し、これら２つの空間のうち一方の圧力を他方の圧力に対して陽圧にすることにより前記シート部材を前記他方の側に凸の湾曲形状に変形させる基板分割方法を提供する。
【０００８】
本発明によれば、シート部材を間に挟んで隔離した２つの空間のうち一方の空間の圧力を他方の空間の圧力に対して陽圧にすることにより、シート部材を他方の空間側に凸の湾曲形状に変形させる。このときに、シート部材に接着されている基板に曲げ応力が作用することにより、基板を所定の分割線に沿って分割することができる。
この場合に、基板の他方の端面は他の物体と接触することがないので、基板の他方の端面を保護しながら圧力を調整するだけの容易な操作で基板を分割することができる。
【０００９】
上記発明においては、前記湾曲形状に変形された前記シート部材の前記基板が接着されている領域の一部を、前記基板が接着されている面とは反対側の面から前記シート部材の厚さ方向に押圧してもよい。
このようにすることで、基板に、より大きな曲げ応力を局所的に作用させて、基板をより確実に分割することができる。
【００１０】
また、本発明は、曲げ応力が作用されることにより所定の分割線に沿って分割可能に構成されていると共にシート部材に一方の端面が接着されている基板を前記所定の分割線に沿って分割する基板分割装置であって、可撓性を有する前記シート部材の一方の面を、該一方の面との隙間を密閉して支持可能な支持面と、該支持面に開口した空間を形成する内面とを有し、前記支持面によって支持された前記一方の面と前記内面とにより前記空間を密閉可能な支持部材と、密閉された前記空間の圧力を前記シート部材の他方の面に隣接する大気圧空間の大気圧に対して陽圧または陰圧にする圧力調整手段とを備える基板分割装置を提供する。
【００１１】
本発明によれば、シート部材を、空間の開口している位置に基板が配されるように支持面によって支持し、支持部材の内面とシート部材によって密閉された空間の圧力を圧力調整手段によって大気圧に対して陽圧または陰圧にすることにより、シート部材を空間側に凹または凸の湾曲形状に変形させる。このときに、シート部材に接着されている基板に曲げ応力が作用することにより、基板を所定の分割線に沿って分割することができる。
この場合に、基板の他方の端面は他の物体と接触することがないので、基板の他方の端面を保護しながら圧力を調整するだけの容易な操作で基板を分割することができる。
【００１２】
上記発明においては、前記圧力調整手段が、前記空間の圧力を前記大気圧に対して陽圧にし、前記支持面が、前記シート部材の前記基板が接着されている側の面を支持し、前記空間の外側の、前記空間側に凹の湾曲形状に変形された前記シート部材に突き当てられる位置に配されていると共に前記基板の前記一方の端面よりも狭い突き当て面を有する押圧部材を備えていてもよい。
【００１３】
このようにすることで、空間が陰圧にされてシート部材が空間の内側に窪んだときに、空間の内部に配置された押圧部材の突き当て面にシート部材の、基板が接着されている側とは反対側の面が突き当たり、シート部材の基板の接着されている領域が局所的に変形する。これにより、基板に、より大きな曲げ応力を局所的に作用させて、基板をより確実に分割することができる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記圧力調整手段が、前記空間の圧力を前記大気圧に対して陽圧にし、前記支持面が、前記シート部材の前記基板が接着されている側の面を支持し、前記空間の外側の、前記空間側に凹の湾曲形状に変形された前記シート部材に突き当てられる位置に配されていると共に前記基板の前記一方の端面よりも狭い突き当て面を有する押圧部材を備えていてもよい。
【００１５】
このようにすることで、空間が陽圧にされてシート部材が空間の外側に膨らんだときに、空間の外部に配置された押圧部材の突き当て面にシート部材の、基板が接着されている側とは反対側の面が突き当たり、シート部材の基板の接着されている領域が局所的に変形する。これにより、基板に、より大きな曲げ応力を局所的に作用させて、基板をより確実に分割することができる。また、押圧部材が空間の外側に配置されるので、押圧部材が空間の内部に配置される構成に比べて、押圧部材を自由に設計することができる。
【００１６】
また、上記発明においては、前記押圧部材が、前記支持面に沿う方向に移動可能に設けられていてもよい。
このようにすることで、突き当て面により変形させるシート部材の位置を変更し、基板の分割する位置を変更することができる。
【００１７】
また、上記発明においては、前記押圧部材が、前記シート部材の、前記基板が接着されている側とは反対側の面を転がるローラを備えていてもよい。
このようにすることで、基板の広い範囲にわたって曲げ応力を連続的にかつ容易に作用させることができる。
【００１８】
また、上記発明においては、前記支持面が、前記シート部材を前記支持面に沿って摺動可能に支持してもよい。
このようにすることで、突き当て面により変形させるシート部材の位置を変更し、基板の分割する位置を変更することができる。
【００１９】
また、上記発明においては、前記圧力調整手段が、前記空間の圧力を、前記大気圧と前記陽圧または陰圧との間で繰り返し変化させてもよい。
このようにすることで、基板に繰り返し曲げ応力を作用させて基板をより確実に分割することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、表面を保護しながら基板を容易な操作で分割することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板分割装置の全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る基板分割方法を示すフローチャートである。
【図３】図１の基板分割装置の作用を説明する図である。
【図４】図１の基板分割装置の作用を説明する図である。
【図５】図１の基板分割装置が備える押圧部材の変形例を示す構成図である。
【図６】図１の基板分割装置が備える押圧部材のもう１つの変形例を示す構成図である。
【図７】図１の基板分割装置の変形例を示す全体構成図である。
【図８】図７の基板分割装置の作用を説明する図である。
【図９】図７の基板分割装置が備える押圧部材の変形例を示す構成図である。
【図１０】図７の基板分割装置が備える押圧部材のもう１つの変形例を示す構成図である。
【図１１】図７の基板分割装置が備える押圧部材のもう１つの変形例を示す構成図である。
【図１２】図７の基板分割装置が備える押圧部材のもう１つの変形例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の一実施形態に係る基板分割装置１および基板分割方法について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る基板分割装置１は、図１に示されるように、シート（シート部材）１０に接着された基板２０を分割する装置であって、一方の端面（以下、支持面という。）２ａにおいて開口し他端が底壁２ｂによって閉塞された筒状の支持部材２と、シート１０の周縁部を保持する枠部材３と、該枠部材３を支持面２ａに固定する押え部材４と、シート１０を押圧する押圧部材５とを備えている。
【００２３】
シート１０は、可撓性を有し、少なくとも表面において粘着性を有している。シート１０としては、例えば、半導体用のダイシングシートが好適に用いられる。
基板２０は、裏面がシート１０の表面の略中央に接着されている。基板２０には、該基板２０を分割する際の分割線となる厚さ方向の溝が格子状に形成されている。これにより、基板２０は、曲げ応力が作用されることにより、溝に沿って複数の小片に分割可能に構成されている。基板２０の形状および寸法ならびに溝の間隔は特に制限はなく、用途に応じて適宜設計可能である。
【００２４】
基板２０の表面に生体組織から切り出した薄い切片を貼り付け、該切片を基板２０と共に分割する場合には、基板２０の辺寸法は０．１ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましく、基板２０の厚さ寸法は０．１３ｍｍ〜０．１７ｍｍであることが好ましい。また、この場合には、基板２０の表面は、切片に対する親和性を高めるためのポリＬリジンコートやシラン化などの処理が施されていてもよい。基板２０の材料としては、ガラス、シリコン、樹脂、金属などが好適に用いられる。
【００２５】
なお、基板２０は、溝が形成される代わりに、予め複数の小片に分割されており、該複数の小片が、隙間なくまたは隙間を空けてシート１０の表面に配列され、配列された小片の端面に切片が貼り付けられていてもよい。
【００２６】
支持部材２は、側壁に、該側壁を厚さ方向に貫通する通気穴（圧力調整手段）２ｃを有している。通気穴２ｃを介して、支持部材２の内周面（内面）と底壁２ｂの内面とによって形成された筒状の空間Ｓに空気を供給し、または、該空間Ｓから空気を排出することができる。空気を供給または排出する手段としては、ポンプやシリンジなどが用いられる。空気に代えて、他の流体を用いてもよい。
支持面２ａには、該支持面２ａに載置される枠部材３との密閉性を向上するため、ゴムなどの弾性材料からなる環状のパッキン６が空間Ｓの開口を囲むように設けられている。
【００２７】
なお、支持部材２の形状は、図示されている角筒状に限定されるものではなく、シート１０を支持可能な支持面と、該支持面に開口する空間を形成する内面とを有し、支持面によって支持されたシート１０と内面とによって空間を密閉可能な形状であればよい。
【００２８】
枠部材３は、パッキン６の直径寸法よりも大きな辺寸法を有する平板状の部材であり、その略中央分には厚さ方向に貫通する窓３ａが形成されている。窓３ａは、基板２０の辺寸法よりも大きな直径寸法を有し、枠部材３によってシート１０の周縁部を保持したときに基板２０全体が窓３ａの内側に配置されるようになっている。
【００２９】
押え部材４は、パッキン６の直径寸法よりも大きな辺寸法を有する平板状の部材であり、その略中央部には厚さ方向に貫通する窓４ａが形成されている。窓４ａは、基板２０の辺寸法よりも大きな直径寸法を有し、枠部材３の窓３ａと同様に基板２０全体が窓４ａの内側に配置されるようになっている。
【００３０】
押え部材４の一方の面には、支持面２ａに設けられた凹部２ｄと嵌合させられる凸部４ｂが設けられている。シート１０を保持した枠部材３を支持面２ａと押え部材４との間に挟み、凸部４ｂが凹部２ｄに勘合するように押え部材４を支持面２ａ上に設置することにより、シート１０を支持面２ａによって安定に支持させることができる。
【００３１】
押圧部材５は、先端部５ａと、ユーザによって把持されて先端部５ａを操作する操作部５ｂとを備えている。先端部５ａは、先端（突き当て面）において、基板２０の裏面の面積よりも十分に小さい面積を有している。先端部５ａの材料は、樹脂、ゴム、金属、木材など、シート１０を損傷させない硬さを有するものであれば、特に制限はない。
【００３２】
次に、このように構成された基板分割装置１の作用について、図２を参照して説明する。
本実施形態に係る基板分割装置１を用いてシート１０に接着された基板２０を分割するには、図３に示されるように、基板２０がシート１０に対して空間Ｓと同一の側に配置されるように枠部材３を支持面２ａに載置し、枠部材３の上から押え部材４をかぶせて支持面２ａ上に設置することにより、シート１０を支持面２ａにより支持させる。これにより、空間Ｓは、シート１０、パッキン６、枠部材３、支持面２ａならびに支持部材２の内周面および底壁２ｂの内面によって密閉される（ステップＳ１）。そして、シート１０の表面側の空間Ｓと裏面側の大気圧空間とが隔離される。
【００３３】
次に、通気穴２ｃを介して空間Ｓに空気を供給することにより、空間Ｓの圧力を大気圧に対して陽圧にする（ステップＳ２）。これにより、シート１０は、その裏面に作用する圧力と表面に作用する圧力の差により変形し、図４に示されるように、空間Ｓ側に凹の湾曲形状に変形する。
【００３４】
次に、シート１０の裏面の基板２０と対応する位置に先端部５ａの先端を突き当て、押圧部材５によりシート１０を押圧する（ステップＳ３）。先端部５ａの先端は、基板２０の裏面の面積よりも十分に小さい面積を有しているので、シート１０および基板２０を局所的にさらに変形させ、さらに大きな曲げ応力をシート１０および基板２０に局所的に作用させることができる。これにより基板２０を溝に沿って分割することができる。基板２０を分割した後、通気穴２ｃを介して空間Ｓから空気を排出し、空間Ｓの圧力を大気圧に戻すことにより、シート１０は元の略平坦な形状に復元する。
【００３５】
このように、本実施形態によれば、シート１０の表面および該表面に接着されている基板２０に非接触でシート１０を湾曲させ、基板２０に十分な曲げ応力を作用させて、基板２０を分割することができる。したがって、表面に生体組織の切片が貼り付けられている基板や、微細な構造物が表面に形成されている基板のように、表面を物体との接触から保護する必要がある基板２０であっても、表面を保護しながら簡単な操作のみで効率的に基板２０を分割することができる。
【００３６】
なお、本実施形態においては、空間Ｓを陽圧にしてシート１０を湾曲させた後、押圧部材５によってさらにシート１０および基板２０を押圧することにより基板２０を分割することとしたが、基板２０が十分に小さな曲げ応力によって分割可能である場合には、押圧部材５を用いずに、空間Ｓを陽圧にすることによるシート１０の湾曲のみで基板２０を分割することができる。
【００３７】
この場合には、空間Ｓを陰圧にしてシート１０を空間Ｓ側に凸の湾曲形状に変形させてもよく、基板２０がシート１０に対して空間Ｓとは反対側に配置されるように枠部材３を支持面２ａに載置してもよい。また、空間Ｓを陰圧にする場合には、空間Ｓを陰圧にするだけで枠部材３と支持面２ａとの十分な密閉性を得ることができるので、押え部材４を省略してもよい。
【００３８】
また、本実施形態において説明した押圧部材５は一例であって、この構成に限定されるものではない。図５および図６は、押圧部材５の変形例を示している。押圧部材５’，５”は、図５および図６に示されるように、先端部として、シート１０の裏面を転がるローラ５ａ’，５ａ”を備えていてもよい。ローラ５ａ’，５ａ”は、シート１０を十分に大きな曲率で湾曲させることができるように、基板２０の辺寸法と同程度またはそれ以下の半径寸法を有することが好ましい。ローラ５ａ”は、図６に示されるように、その外周面に、周方向に配列された突起部５ｃを備えていてもよい。図６には、突起部５ｃとしてローラ５ａ”の軸方向に延びる細長い棒状のものが示されているが、突起部５ｃの形状はこれに限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【００３９】
また、本実施形態においては、ユーザによって操作される押圧部材５について説明したが、押圧部材は、シート１０が湾曲させられたときにシート１０に突き当たるように設けられていてもよい。
【００４０】
図７は、空間Ｓの圧力を陰圧することによりシート１０を空間Ｓ側に凸の湾曲形状に変形させる基板分割装置１’を示している。空間Ｓの内側には、先端を支持面２ａ側に向けて空間Ｓの深さ方向に沿って配置された棒状の押圧部材５１が複数備えられている。押圧部材５１の先端（突き当て面）は、基板２０の辺寸法と同程度またはそれ以下の曲率半径を有する略半球形状となっている。この基板分割装置１’においては、基板２０がシート１０に対して空間Ｓとは反対側に配置されるように枠部材３が支持面２ａに載置される。
【００４１】
このようにすることで、空間Ｓの圧力が大気圧に対して陰圧とされることにより空間Ｓ側に凸の湾曲形状に変形したシート１０が、図８に示されるように、押圧部材５１の先端に突き当たり、さらに湾曲させられる。これにより、シート１０および基板２０に局所的に十分に大きな曲げ応力を作用させ、基板２０を溝に沿って確実に分割することができる。
【００４２】
この変形例おいては、空間Ｓの圧力を大気圧と陰圧との間で繰り返し変化させることにより、シート１０を押圧部材５１の先端に複数回突き当ててもよい。これにより、一度の押圧部材５１による押圧では基板２０が分割されなかった場合でも、押圧部材５１による押圧を繰り返すことにより確実に分割することができる。
【００４３】
また、この変形例においては、空間Ｓの圧力を陰圧に維持してシート１０を押圧部材５１の先端に突き当てた状態で、シート１０をその表面に沿う方向に移動してもよい。この場合、枠部材３は、支持面２ａに沿って摺動可能に設けられる。このようにすることで、押圧部材５１によって押圧するシート１０および基板２０の位置を容易に変更することができる。
【００４４】
また、この変形例においては、押圧部材５１が空間Ｓ内において支持面２ａに沿う方向に移動可能に設けられ、空間Ｓの圧力を陰圧にする度に押圧部材５１によって押圧するシート１０および基板２０の位置を変更してもよい。この場合、例えば、支持部材２の外部に磁石を配置し、該磁石との間で磁力を発生する磁性体から押圧部材５１を構成することにより、支持部材２の外側から押圧部材５１を容易に移動させることができる。
【００４５】
また、押圧部材５１の形状は、図９〜図１２に示されるように、適宜変更可能である。
図９に示される押圧部材５２は、四角柱状であり、矩形状の突き当て面を有している。図１０に示される押圧部材５３は、三角柱状であり、側面がなす角からなる突き当て面を有している。図１１および図１２に示される押圧部材５４，５５は、図１０および図１１の押圧部材５２，５３を軸方向に延長したものであり、互いに略平行に間隔を空けて配列されている。
【符号の説明】
【００４６】
１，１’  基板分割装置
２  支持部材
２ａ  支持面
２ｂ  底壁
２ｃ  通気穴（圧力調整手段）
２ｄ  凹部
３  枠部材
３ａ，４ａ  窓
４  押え部材
４ｂ  凸部
５，５’，５”，５１，５２，５３，５４，５５  押圧部材
５ａ  先端部
５ａ’，５ａ”  ローラ
５ｂ  操作部
５ｃ  突起部
６  パッキン
１０  シート（シート部材）
２０  基板
Ｓ  空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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