(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブル上に載置した脆性基板の表面にスクライブラインを形成し、該脆性基板の表面上にスクライブラインをほぼ中央に含む所定幅の閉空間を形成し、該閉空間を減圧し、この減圧によりスクライブラインの両側において、脆性基板を逆V字状に変形させてブレイクすることを特徴とする脆性基板の分断方法。
【請求項２】
前記閉空間は、それぞれが互いに気密に区画された複数の領域を具備し、少なくとも１つの領域を減圧させることにより脆性基板をブレイクすることを特徴とする請求項１記載の脆性基板の分断方法。
【請求項３】
前記脆性基板が２枚の脆性基板を貼り合わせた貼り合わせ基板であって、
テーブル上に載置した貼り合わせ基板の上側の第１の脆性基板の表面にスクライブラインを形成し、該第１の脆性基板の表面上にスクライブラインをほぼ中央に含む所定幅の閉空間を形成し、該閉空間を減圧し、この減圧によりスクライブラインの両側において、貼り合わせ基板を逆V字状に変形させて第１の脆性基板をブレイクした後、貼り合わせ基板の表裏を反転して、上側に位置する第２の脆性基板に対して、第１の脆性基板と同様のスクライブとこれに続くブレイクを行って、貼り合わせ基板を最終的に分断することを特徴とする貼り合わせ基板の分断方法。
【請求項４】
前記閉空間は、それぞれが互いに気密に区画された複数の領域を具備し、少なくとも１つの領域を減圧させることにより、前記貼り合わせ基板の各脆性基板をブレイクすることを特徴とする請求項３記載の貼り合わせ基板の分断方法。
【請求項５】
脆性基板を載置するテーブルと、
前記テーブル上に載置された脆性基板の表面に形成されたスクライブラインをほぼ中央に含む所定幅の閉空間を形成する閉空間形成手段と、
前記閉空間を減圧する真空ポンプとを備え、
前記真空ポンプにより前記閉空間を減圧することにより、スクライブラインの両側において、前記脆性基板を逆V字状に変形させてブレイクすることを特徴とするブレイク機構。
【請求項６】
前記閉空間形成手段は、スクライブラインに沿う方向に形成された凹状の溝と、溝の両端に埋め込まれる閉封部材とを具備する請求項５に記載の脆性基板のブレイク機構。
【請求項７】
前記溝は、それぞれが互いに気密に区画するための仕切り部材で区画され、前記閉封部材とともに個別に減圧可能な複数の領域を具備することを特徴とする請求項６に記載の脆性基板のブレイク機構。
【請求項８】
前記閉封空間形成手段の脆性基板との当接面に、弾性体の吸引シートを一面に取り付けたことを特徴とする請求項６または７に記載の脆性基板のブレイク機構。
【請求項９】
前記吸引シートに、該吸引シートの厚さ方向に貫通する切り目がスクライブラインに沿う方向に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の脆性基板のブレイク機構。
【請求項１０】
前記吸引シートに、該吸引シートの厚さ方向に貫通する切り目が前記溝の個別に減圧可能な複数の領域毎に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の脆性基板のブレイク機構。
【請求項１１】
前記吸引シートに形成される切り目が、該吸引シートの厚さ方向に貫通する小孔であり、スクライブラインに沿う方向に１列に並んで形成されていることを特徴とする請求項８に記載の脆性基板のブレイク機構。
【請求項１２】
テーブル上に載置された脆性基板の表面にスクライブラインを形成するスクライブ手段と、
請求項５乃至１１のいずれか１つに記載の脆性基板のブレイク機構とを具備したことを特徴とする脆性基板の分断システム。
【請求項１３】
前記スクライブ手段とブレイク機構とは、同じテーブルに対して設けられ、１つの装置として構成されたことを特徴とする請求項１２記載の脆性基板の分断システム。
【請求項１４】
前記スクライブ手段とブレイク機構とは、別個のテーブルに対して設けられた別個の装置として構成されたことを特徴とする請求項１２記載の分断システム。
【請求項１５】
前記スクライブ手段によりスクライブされた脆性基板の表裏を保ったまま、ブレイク機構の前記テーブル上に脆性基板を搬送する搬送手段を備えたことを特徴とする請求項１４記載の分断システム。
【請求項１６】
前記脆性基板が、２枚の脆性基板を貼り合わせた貼り合わせ基板であって、上側の脆性基板をブレイクした後、下側の脆性基板が上側となるように貼り合わせ基板を反転させる反転手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれかに記載の分断システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクライブラインが形成された脆性基板をそのスクライブラインに沿って分断するためのブレイク装置に関する。
脆性基板としては半導体ウェハ、ガラス基板、貼り合わせガラス基板やセラミック基板などが含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
図１に単板の脆性基板に対する分断システムを示している。スクライブ装置１にて、テーブル２上の脆性基板３に対し、所定の切り込み圧を加えた状態でカッターホイールチップ４を転動させることにより、脆性基板表面にスクライブラインＳを形成する。
【０００３】
その脆性基板３を反転させた状態でブレイク装置５のテーブル６上にクッションシート７を挟んでセットする。脆性基板下面にあるスクライブラインＳの上方には、スクライブライン方向に延在する棒状のブレイクバー８が位置しており、このブレイクバー８をシリンダ９の駆動により下降させて脆性基板３を上方から押圧して、脆性基板３を弾性体のクッションシート７上で僅かにＶ字状に撓ませることにより、スクライブラインＳのクラック(分断に寄与する垂直成分のクラック)を伸長させて脆性基板３をスクライブラインＳに沿って分断する。
【０００４】
図２は、液晶パネルのごとき貼り合わせガラス基板に対するブレイク方法を示している。
１．スクライブ装置１'にて、貼り合わせガラス基板３′のＡ面(この図ではＡ面が上側のガラス基板)に対してスクライブする(図２ａ)。
２．次にブレイク装置５'において、反転させた貼り合わせガラス基板のＢ面に対してブレイクバー８を押圧して下側のＡ面をブレイクする(図２ｂ)。
３．その貼り合わせガラス基板３′を第２のスクライブ装置１”に移送し(または前記スクライブ装置１'に戻し)、Ｂ面に対してスクライブする(液晶パネルではガラス辺の一端に端子を形成する関係上、Ａ面とＢ面とでスクライブ位置が互いにずれている(図２ｃ))。
４．次に第２のブレイク装置５”(または前記ブレイク装置５')において、再度反転させた貼り合わせガラス基板３′のＡ面に対してブレイクバー８を押圧して下側のＢ面をブレイクする(図２ｄ)。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のごとく、スクライブ済みの脆性基板３をスクライブ装置からブレイク装置へ搬送する際に、脆性基板３の反転工程が不可欠であった。その反転を行うには、図３(ａ)のごとく、スクライブ済みの脆性基板３をロボットアーム１０などで別の架台１１などに一旦置き、次に図３(ｂ)のようにその脆性基板３を今度は前記ロボットアーム１０で下から持ち上げて(つまり持ち替えて)、図３(ｃ)に示すようにブレイク装置のテーブル６にセットしていた。そのため、このような反転機構が必要となるだけでなく、作業効率も低いものであった。
又、従来はスクライブおよびブレイクのためにそれぞれ専用の反転装置を必要としたため、システムが大型化しコストも高くついた。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、スクライブ後スクライブ面を上向きにしたまま、ブレイクを行うことができ、もってスクライブ後の脆性基板の反転工程を不要とし、併せて、脆性基板のスクライブおよびブレイクを一つのテーブル上で行えるブレイク方法およびブレイク装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、脆性基板の上面に形成したスクライブラインに対し、そのスクライブラインを中央に含むようにして所定幅の領域を覆う閉空間を作り、その閉空間を減圧することにより、脆性基板を逆Ｖ字状に僅かに湾曲させてブレイクを行わせることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図４は、本発明のブレイク方法に用いるブレイクバー２５の組み立て図を示している。上図にあるように、アルミ材による柱状直方体２１を用いる。その寸法は、加工対象に応じ、長さ３００mm〜１０００mm、幅１０mm〜３０mm、厚み１０mm〜５０mmのいずれかの値とする。その柱状直方体２１の上面中央に幅６mm、深さ０.５mmの溝２１ａを柱方向に形成する。
【０００９】
次いで中図にあるように、その溝２１ａの両端と、それぞれの両端から所定長内側とに、計４個の弾性体による仕切片２２を埋め込む。それらの各仕切片２２の厚さは前記溝２１ａの深さと同じにする。これらの仕切片２２により、溝２１ａは直方体２１の長手軸方向に３つの区間に区分けされる。それらの各区間における溝の底面から当該柱状直方体２１の下面まで貫通する吸引孔２３をそれぞれ形成する。
【００１０】
そして下図にあるように、柱状直方体２１の上面を弾性体による５mm厚の吸引シート２４を接合する。これにより、上記の溝２１ａに３つの閉区間が形成される。そして、これらの３つの閉区間に対応して、吸引シート２４の上面から下面に貫通する切り目２４ａをそれぞれの閉区間に形成する。このようにしてブレイクバー２５を得る。ここでは切り目２４ａを前記３つの閉区間に対応して３本に区切って形成したが、１本の連続した切り目としても差し支えない。
【００１１】
吸引シート２４および仕切片２２としては、経年劣化の少ない、高発泡シリコーンスポンジシート(スプリングかたさ試験(日本ゴム協会標準規格：SRIS 0101-1968)で５〜３０のもの)を使用したが、適当な弾性係数を有する材質であればよい。
【００１２】
ブレイク時には図５に示すように、吸引シート２４の面を脆性基板３に当接させて用いる。上記吸引孔２３の開口部に設けたプラグ２６に真空引きを行うためのチューブが接続される。
【００１３】
図５は、ブレイクバー長が脆性基板３のスクライブラインＳの長さにほぼ等しい場合であり、このときは、３つのプラグ２６から同時に真空引きを行うが、図６のように、脆性基板３″のスクライブライン長がブレイクバー長より短いときは、中央のプラグ２６により、真空引きを行う。
【００１４】
図４ではブレイクバーの閉区間が３つの場合を説明したが、閉区間を４〜２０個として、脆性材料のスクライブライン長等の分断条件に合わせて、個々の区間の真空圧を個別に制御することがのぞましい。
【００１５】
図７は、図５(図６でも同じ)のプラグ２６の個所における垂直断面図を示している。脆性基板３のスクライブラインＳに上記切り目２４ａのラインをほぼ合致させる。ここで注目すべきことは、スクライブラインＳは脆性基板３の下面ではなく、上面にあり、又、脆性基板３とテーブル６との間にクッションシートが不要であることである。
【００１６】
次に図８に示すように、プラグ２６から真空引きを行うと、吸引シート２４は逆Ｖ字状に僅かに変形し、それに追随して脆性基板３も変形し、この変形により、スクライブラインＳのクラックが下方に成長して脆性基板３が分断される。吸引シート２４に切り目２４ａを形成した理由は、図７のように、ブレイクバー２５をその自重で脆性基板３に当接している状態で、両者の接合面で僅かながら存在する空隙部に残る空気を吸い込むことにより、両者間の吸引力を増すためである。この切り目２４ａに替えて、小孔を一列に設けてもよく、又、脆性基板３と吸引シート２４との密着性が良い場合にはこのような切り目を備えなくてもほぼ期待できるような吸引力が得られる。
【００１７】
図９は上述したブレイクバー２５を用いたブレイク装置３０の１実施形態を示した斜視図である。テーブル６は、Ｙ方向に移動するとともに９０度及びθ回転可能であり、そのテーブル面には脆性基板３が吸引固定される。ブリッジ３１は、テーブル６上をまたぐようにして設けられたものであり、両側の支持板と、それに支持された水平Ｘ方向に延在する天板３１ａからなる。
【００１８】
その天板３１ａの中央にエアシリンダ３２が設けられ、そのエアシリンダ３２から下方に向くシリンダ軸３３の下端部がブレイクバー２５を上面中央部で支持している。そのエアシリンダ３２の駆動により、ブレイクバー２５は上下動するが、下降時にブレイクバー２５が脆性基板３に衝突しないように、部分拡大図のごとく、シリンダ軸３３に固定された係止片３４と、一方端が天板３１ａに固定されたＬ字型のストッパー３５と、係止片３４に設けたネジ穴に螺合し、下端部がストッパー３５の水平部に上方から当接するネジ３６とからなるストッパー機構３７を備える。そのネジ３６を、天板３１ａに設けた穴Ｑを通じてネジ回しなどで回すことにより、ブレイクバー２５の下降位置をガラス板３の板厚に応じて調整する。尚、このストッパー機構３７に替えて、ブレイクバー２５が緩やかに下降できるように適当な制動機構を備えるようにしてもよい。
【００１９】
ブレイクバー２５は、その昇降時に平行移動させるためのガイド棒３８が設けられている。３つ設けたプラグ２６の内、中央のプラグはバルブＶ１を介して真空ポンプにつながれ、両端二つのプラグ２６はバルブＶ２を介して真空ポンプにつながれる。図５のようなブレイク時にはバルブＶ１、Ｖ２が共に開にされ、図６のようなブレイク時にはバルブＶ１のみが開にされる。
【００２０】
真空吸引時の真空圧は、ゲージ圧で−１．３３×１０２Ｐa(−１mmHg)〜−８．６４×１０４Ｐa(−６５０mmＨg)の範囲に調節可能であり、一方、脆性基板３をテーブル６に吸引固定するための真空圧はゲージ圧で−１．３３×１０２Ｐa(−１mmHg)以下であり、テーブル６に形成した吸引穴はφ２mmであった。このガラス板固定用の真空圧を、ブレイク用の真空圧よりも小さく(より大気圧に近い)しておけば、スクライブラインの直下に吸引穴が位置していてもブレイクに差し支えない。
【００２１】
図１０は、上記ブレイク装置３０を採用した脆性基板加工のシステム図を示す。給材搬送機などにより、貼り合わせガラス基板３′は、スクライブ装置Ｓ１のテーブルにセットされ、上側のＡ面に対してスクライブされる。スクライブ装置の機構については図１１にて述べる。
【００２２】
Ａ面がスクライブされた貼り合わせガラス基板３′は、搬送機により、Ａ面ブレイク装置Ｂ１(図９で示したブレイク装置)のテーブルにＡ面を上側にしたままでセットされ、本発明のブレイク法に従ってＡ面がブレイクされる。
【００２３】
その貼り合わせガラス基板は、反転機により表裏を反転させてから第２のＢ面スクライブ装置Ｓ２のテーブルにセットされる(システムをスクライブ装置Ｓ１およびブレイク装置Ｂ１のみで構成するときはそのスクライブ装置Ｓ１に戻す)。そして上側に位置するＢ面に対してスクライブされる。
【００２４】
Ｂ面がスクライブされた貼り合わせガラス基板は、搬送機により、第２のＢ面ブレイク装置Ｂ２(又は前記ブレイク装置Ｂ１)のテーブルにＢ面を上側にしたままでセットされ、Ｂ面がブレイクされる。これにて貼り合わせガラス基板の加工は終了し、除材搬送機により、次工程へ搬出される。
【００２５】
図１１は、脆性基板のスクライバーの装置でブレイクをも行えるようにしたスクライブ兼ブレイク装置４０の１実施形態を示している。テーブル６上をまたぐようにして設けられたブリッジ４１は、両側の支持柱とＸ方向に延在するガイドバー４２とからなり、そのガイドバー４２には、同バー方向にガイド４２ａが設けられている。スクライブヘッド４３はホルダー支持体４４を介して前記ガイド４２ａに沿って移動自在に設けられ、そのスクライブヘッド４３の下部には、カッターホイールチップ４５を回転自在に保持するチップホルダー４６が設けられている。
【００２６】
以上の要素からなるスクライブ機構の背後には、図９で説明したブリッジ３１を含むブレイク機構が位置する。
【００２７】
そのブレイク機構の背後には、脆性基板３に記されたアライメントマークを認識するために一対のカメラ５１、５２を備え、そのカメラで捕らえた画像はモニター５３、５４に表示されると共に、画像認識装置にて、アライメントマークが画像認識され、それの位置データが演算される。
【００２８】
既述したように、本発明によれば、スクライブ後に脆性基板を反転させることなくブレイクを行え、かつ、そのブレイク装置においては図１で示したようなクッションシート７が不要なためにスクライブを行ったテーブルでブレイクをも行える。
【００２９】
図１２は、上記のスクライブ兼ブレイク装置４０を採用した貼り合わせガラス基板の加工のシステム図を示す。給材搬送機などにより、貼り合わせガラス基板３′は、スクライブ兼ブレイク装置ＳＢ１のテーブルにセットされ、上側のＡ面に対してスクライブされた後、続いてブレイクも行われる。
【００３０】
Ａ面がスクライブおよびブレイクされた貼り合わせガラス基板３'は、表裏を反転させてから第２のスクライブ兼ブレイク装置ＳＢ２のテーブルにセットされる(システムをスクライブ兼ブレイク装置ＳＢ１のみで構成するときはそのスクライブ兼ブレイク装置ＳＢ１に戻す)。そして、上側に位置しているＢ面に対してスクライブおよびブレイクが行われ、次工程へ搬出される。
【００３１】
単板の脆性基板及び貼り合わせ脆性基板を完全分断させるためには、分断条件および次行程の生産方式による条件により複数のブレイク装置が必要となる。例えば、単板の脆性基板のブレイクにおいては、第１の方向のブレイクと第１の方向と脆性基板の同一面上で９０゜の角度を持つ第２の方向のブレイクに、それぞれ個別の本発明のブレイク装置を用いる。また、貼り合わせ脆性基板を短冊に分断して、次行程へ送る場合には、次行程へ送るまでに、脆性基板の表裏面に対して、それぞれ個別の本発明のブレイク装置を用いる。
【００３２】
尚、本実施形態で採用した溝２１ａや吸引シート２４(図４)の寸法は単なる一例であり、本発明の実施に適う寸法は以下の通りである。
溝の幅      ：３mm〜１０mm
溝の深さ    ：０.１mm〜１mm
シートの厚さ：１mm〜８mm
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、スクライブ後の脆性基板を反転させずに、つまりスクライブラインを上側にしてブレイクできるので、脆性基板の加工のシステム形態を小さくでき、又、反転工程が不要となることにより、全加工に要するタイムを短縮できる。又、ブレイクの際には、脆性基板とテーブルとの間のクッション材が不要なため、スクライブ装置のテーブル上でブレイクも併せて行うことができ、その場合には、スクライブ済みの脆性基板をスクライブ装置からブレイク装置へ搬送する機構も不要となり、システムサイズおよび加工タイムを小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  単板の脆性基板に対する従来のスクライブおよびブレイクを示した図
【図２】  貼り合わせガラス基板に対する従来のスクライブおよびブレイクを示した図
【図３】  脆性基板の表裏を反転させる反転工程を示した図
【図４】  本発明に係わるブレイクバーの組立図
【図５】  図４のブレイクバーのブレイク時の様子を示した図
【図６】  脆性基板のサイズが小さい時のブレイクの様子を示した図
【図７】  図５のプラグにおける縦断面図
【図８】  図５におけるブレイク時の様子を示した図
【図９】  上記ブレイクバーを採用したブレイク装置の１実施形態を示した斜視図
【図１０】  上記ブレイク装置を用いて構成した脆性基板の加工のシステム図
【図１１】  従来のスクライブ装置に図９のブレイク機構を具備したスクライブ兼ブレイク装置の１実施形態を示した斜視図
【図１２】  上記スクライブ兼ブレイク装置を用いて構成した脆性基板の加工のシステム図
【符号の説明】
３  脆性基板
６  テーブル
２１ａ  溝(閉空間形成手段)
２２  仕切片(閉封部材、仕切り部材)
２３  吸引孔
２４  吸引シート(閉空間形成手段)
２４ａ  切り目
２５  ブレイクバー
２６  プラグ
３０  ブレイク装置
３１  ブリッジ
３２  エァシリンダ
３３  シリンダ軸
３４  係止片
３５  ストッパー
３６  ネジ
３７  ストッパー機構
４０  スクライブ兼ブレイク装置
４１  ブリッジ
４２  ガイドバー
４３  スクライブヘッド
４４  ホルダー支持体
４５  カッターホイールチップ
４６  チップホルダー
Ｓ  スクライブライン
【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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