JP2007035912A

JP2007035912A - 基板分割方法および基板分割装置

Info

Publication number: JP2007035912A
Application number: JP2005216882A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Umetsu; 一成梅津; Yutaka Yamazaki; 豊山崎; Yasunobu Kuroki; 泰宣黒木
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2007-02-08

Abstract

【課題】スクライブ加工された基板を高品質かつ確実に分割する基板分割方法および基板分割装置を提供すること。
【解決手段】リング１０、基部３０、弾性を有するシート２０、該シート２０に固定された基板吸着機構４０を有する基板分割装置１を用いる。（ａ）始めに、基板吸着機構４０に基板７０を真空吸着させる。（ｂ）次に、リング１０を押し下げてシート２０を延伸させる。このとき、基板吸着機構４０に対して相対間隔を広げる方向の力が印加される。同時に、基板吸着機構４０に吸着固定された基板７０に引張力が印加され、基板７０がチップ７５に分割される。（ｃ）続いて、基板吸着機構４０による吸着を解除してチップ７５を取り外す。
【選択図】図３

Description

本発明は、スクライブ加工された基板をチップに分割する基板分割方法および基板分割装置に関する。

スクライブ加工されたガラス基板やシリコン基板等の基板をチップ（小片）に分割する方法として、基板に直接外力を加えて曲げモーメントを印加することにより分割する曲げブレーク法や、粘着性のあるシートに基板を貼り付けて該シートを四方から引っ張り、基板に引張力を印加して分割するエキスパンド法などが知られている（特許文献１参照）。

特開２００３−３３８８７号公報

しかしながら、曲げブレーク法においては、基板が汚染または欠損される可能性があるほか、分割すべき箇所のすべてを一度に分割することができないという問題があった。また、エキスパンド法においては、分割後のチップにシートの粘着剤が残留して汚染されたり、シートからチップを剥がして取り外す際に、チップに含まれるデバイスや、チップ自体が破壊されてしまうことがあった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スクライブ加工された基板を高品質かつ確実に分割する基板分割方法および基板分割装置を提供することにある。

本発明による基板分割方法は、複数の基板吸着機構を備えた基板分割装置を用いて、スクライブ加工された基板をチップに分割する基板分割方法であって、複数の前記基板吸着機構が、前記基板のうち前記チップに対応する部位を吸着する第１のステップと、前記基板吸着機構に対し、前記基板に平行な面内で相対間隔を広げる方向に力を印加して前記基板を分割する第２のステップと、前記基板吸着機構による前記基板の吸着を解除する第３のステップとを有することを特徴とする。

この方法によれば、基板は、第１のステップにおいて基板吸着機構に吸着される。そして、第２のステップにおいて基板吸着機構から力を伝達されて引張力を受け、分割される。ここで、基板は、基板吸着機構によってチップに対応する部位を吸着されるので、第２のステップにおける引張力は、各チップ間のスクライブ加工された部位に印加される。これにより、基板は、スクライブ加工された部位で分割される。上記分割に際し、基板表面には基板吸着機構を除くと何も接触しないため、基板を汚染または破損することなく分割することができる。また、分割後に基板吸着機構による吸着を解除することによって、チップを容易に基板吸着機構から取り外すことが可能であり、取り外しの際にチップに含まれるデバイスやチップ自体を破壊することがない。以上のように、上記方法によれば、スクライブ加工された基板を高品質かつ確実に分割することができる。

本発明による基板分割方法は、弾性を有する連結部材によって連結された複数の基板吸着機構を備えた基板分割装置を用いて、スクライブ加工された基板をチップに分割する基板分割方法であって、複数の前記基板吸着機構が、前記基板のうち前記チップに対応する部位を吸着する第１のステップと、前記連結部材を前記基板に平行な面内で延伸させることにより、前記基板吸着機構に対し、前記基板に平行な面内で相対間隔を広げる方向に力を印加して前記基板を分割する第２のステップと、前記基板吸着機構による前記基板の吸着を解除する第３のステップとを有することを特徴とする。

この方法によれば、基板は、第１のステップにおいて基板吸着機構に吸着される。そして、第２のステップにおいて、基板吸着機構は、これを連結している連結部材の延伸によって相対間隔を広げる方向の力を印加される。このとき基板は、基板吸着機構から力を伝達されて引張力を受け、分割される。ここで、基板は、基板吸着機構によってチップに対応する部位を吸着されるので、第２のステップにおける引張力は、各チップ間のスクライブ加工された部位に印加される。これにより、基板は、スクライブ加工された部位で分割される。

上記方法において、基板吸着機構に印加される力は、基板吸着機構を連結している連結部材の延伸によるものであるので、多数の、またはすべての基板吸着機構に対して同時に前記の力を印加することができる。その結果、基板を一度にチップに分割することができる。ここで、「延伸」は、外部の力によって延伸される場合と、変形により弾性エネルギーを蓄えた連結部材が復元力によって自ら延伸する場合とのいずれをも含む。

上記分割に際し、基板表面には基板吸着機構を除くと何も接触しないため、基板を汚染または破損することなく分割することができる。また、分割後に基板吸着機構による吸着を解除することによって、チップを容易に基板吸着機構から取り外すことが可能であり、取り外しの際にチップに含まれるデバイスやチップ自体を破壊することがない。以上のように、上記方法によれば、スクライブ加工された基板を高品質かつ確実に分割することができる。

上記基板分割方法において、前記第１のステップは、前記基板吸着機構と前記基板との間の領域を、該領域の周囲に対して負圧にすることによって前記基板吸着機構が前記基板を吸着するステップを含んでいることが好ましい。この方法によれば、粘着材等を用いることなく基板を吸着することができるとともに、前記負圧を解消させることによって、分割後のチップを容易に基板吸着機構から取り外すことができる。このため、基板を高品質に分割することができる。

上記基板分割方法において、前記第１のステップは、前記基板吸着機構を前記基板の帯電極性と逆の極性に帯電させるステップをさらに有し、静電気力を利用して前記基板を吸着するステップを含んでいてもよい。この方法によっても、粘着材等を用いることなく基板を吸着することが可能であり、前記帯電を解消させることによって、分割後のチップを容易に基板吸着機構から取り外すことができる。このため、基板を高品質に分割することができる。

上記基板分割方法において、前記第２のステップは、前記連結部材を、第１の軸に沿う方向、および前記第１の軸に略垂直な第２の軸に沿う方向に同時に延伸させるステップを含んでいてもよい。この方法によれば、すべての基板吸着機構に対して同時に相対間隔を広げる方向の力を印加することが可能であり、基板を一度にチップに分割することができる。

上記基板分割方法において、前記第２のステップは、前記連結部材を、第１の軸に沿う方向に延伸させるステップと、その後前記第１の軸に略垂直な第２の軸に沿う方向に延伸させるステップとを含んでいてもよい。この方法によれば、まず第１の軸に沿う方向に基板に引張力を印加して基板を短冊状に分割し、その後第２の軸に沿う方向に基板に引張力を印加して基板をチップに分割することができる。この２度の分割のそれぞれにおいて、基板には一方向の引張力のみが印加されるため、基板を確実に分割することができる。

上記基板分割方法において、前記連結部材は、弾性を有するシートを含み、前記第２のステップは、前記シートを、前記基板の中央部から外縁部に向かう方向に延伸させるステップを含んでいてもよい。この方法によれば、前記弾性シートを基板の中央部に相当する部位を中心にして全体に延伸させることにより、すべての基板吸着機構に対して同時に相対間隔を広げる方向の力を印加することが可能であり、基板を一度にチップに分割することができる。

上記基板分割方法において、前記連結部材は、バネを含み、前記第２のステップは、前記バネを、前記基板の中央部から外縁部に向かう方向に延伸させるステップを含んでいてもよい。この方法によれば、前記バネを基板の中央部を中心にして全体に延伸させることにより、すべての基板吸着機構に対して同時に相対間隔を広げる方向の力を印加することが可能であり、基板を一度にチップに分割することができる。

上記基板分割方法において、前記第１のステップの前に、前記バネを収縮させるステップをさらに有し、前記第２のステップは、前記バネの収縮を開放させて延伸させるステップを含んでいてもよい。この方法によれば、連結部材としてのバネに対して外部から延伸のための力を加えることなく、基板吸着機構に対して相対間隔を広げる方向の力を印加することができる。

本発明による基板分割装置は、スクライブ加工された基板をチップに分割するための基板分割装置であって、基板吸着面において前記基板と接して該基板を吸着することおよび該吸着を解除することが可能であるとともに、前記基板吸着面と平行な面内で互いに独立して変位可能である複数の基板吸着機構を備え、前記基板吸着機構は、前記基板吸着面に吸着された基板に対し、前記変位によって、前記基板吸着面と平行な方向の引張力を印加することを特徴とする。

この構成の基板分割装置は、基板を、基板吸着機構の基板吸着面において吸着して固定することができる。この状態で基板吸着機構を基板吸着面と平行な面内で変位させることによって基板に対して引張力を印加することが可能であり、この引張力によって基板を分割することができる。上記分割に際し、基板表面には基板吸着機構の基板吸着面を除くと何も接触しないため、上記基板分割装置は、基板を汚染または破損することなく分割することができる。また、分割後に基板吸着機構による吸着を解除することによって、チップを容易に基板吸着機構から取り外すことが可能であり、取り外しの際にチップに含まれるデバイスやチップ自体を破壊することがない。以上のように、上記基板分割装置によれば、スクライブ加工された基板を高品質かつ確実に分割することができる。

本発明による基板分割装置は、スクライブ加工された基板をチップに分割するための基板分割装置であって、弾性を有する連結部材と、前記連結部材によって互いに連結され、基板吸着面において前記基板と接して該基板を吸着することおよび該吸着を解除することが可能である複数の基板吸着機構と、前記連結部材を延伸させる延伸機構とを備え、前記基板吸着機構は、前記連結部材が延伸しようとする際に前記連結部材から印加される力を前記基板に伝えることによって、前記基板に前記基板吸着面と平行な方向の引張力を印加することを特徴とする。

この構成の基板分割装置は、基板を、基板吸着機構の基板吸着面において吸着して固定することができる。この状態で基板吸着機構を基板吸着面と平行な面内で変位させることで基板に対して引張力を印加可能であり、この引張力によって基板を分割することができる。このとき、基板吸着機構は、これを連結している連結部材の延伸によって相対間隔を広げる方向の力を印加される。よって、多数の、またはすべての基板吸着機構に対して同時に前記の力を印加可能であり、その結果、基板を一度にチップに分割することができる。

上記基板分割装置において、前記基板吸着機構は、前記基板吸着面と前記基板との間の領域を、該領域の周囲に対して負圧にすることによって該基板を吸着することが好ましい。この構成によれば、粘着材等を用いることなく基板を吸着することができるとともに、前記負圧を解消することによって、分割後のチップを容易に基板吸着機構から取り外すことができる。このため、基板を高品質に分割することができる。

上記基板分割装置において、前記基板吸着機構は、前記基板吸着面が前記基板の帯電極性と逆の極性に帯電されており、静電気力を利用して前記基板を吸着するものであってもよい。この構成によっても、粘着材等を用いることなく基板を吸着することが可能であり、前記帯電を解消することによって、分割後のチップを容易に基板吸着機構から取り外すことができる。このため、基板を高品質に分割することができる。

上記基板分割装置において、前記基板吸着機構の前記基板吸着面は、弾性を有する樹脂を含むことが好ましい。この構成によれば、基板吸着機構が基板を吸着した状態において、基板と基板吸着面との静摩擦係数が大きくなるため、基板吸着機構は、より安定した状態で基板を吸着および固定することができる。

上記基板分割装置において、前記連結部材は、弾性を有するシートを含んでいてもよい。この構成によれば、前記弾性シートを基板の中央部に相当する部位を中心にして全体に延伸させることにより、すべての基板吸着機構に対して同時に相対間隔を広げる方向の力を印加することが可能である。これにより、基板を一度にチップに分割することができる。

上記基板分割装置において、前記連結部材は、バネを含んでいてもよい。この構成によれば、前記バネを基板の中央部に相当する部位を中心にして全体に延伸させることにより、すべての基板吸着機構に対して同時に相対間隔を広げる方向の力を印加することが可能である。これにより、基板を一度にチップに分割することができる。

上記基板分割装置において、前記基板吸着機構は、前記基板吸着面と略垂直な方向に可動範囲を有して取り付けられるとともに、該可動範囲のいずれの位置においても前記チップを支持可能なチップ支持機構を備えていることが好ましい。この構成によれば、チップ支持機構は、チップを支持したまま前記可動範囲を動くことによって、チップを基板吸着面から引き離すことができる。引き離されたチップは、基板搬送装置等によって把持しやすい状態となるため、基板分割に係る工程を自動化して工程の時間短縮を図ることができる。また、チップ引き離しの際にチップを汚染または破損する不具合が減少するため、より高品質に基板を分割することができる。上記チップ支持機構としては、例えば、前記基板吸着面と略垂直な方向に、該基板吸着面に対して相対的に変位可能な軸部と、前記軸部に固定されたチップ支持部とを備えたものを用いることができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る基板分割装置１を、構成要素に分離して描いた斜視図である。基板分割装置１は、基部３０と、「連結部材」としてのシート２０と、リング１０とを有している。

基部３０は、リング状の金属製部材であり、シート２０を支持する役割を果たす。シート２０は、弾性を有する樹脂からなり、複数の基板吸着機構４０を備えている。シート２０は、リング１０に相当する円の全体をカバーする広さを有している。リング１０は、基部３０の外径より大きな内径を有するリング状の金属製部材である。

シート２０の基板吸着機構４０は、基板７０を吸着して固定することができる。ここで、基板７０は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）液晶パネルの製造過程における石英基板であり、ＴＦＴ素子が形成された円形の素子基板７１と、これに対向して貼り合わされた複数の矩形の対向基板７２とからなる。素子基板７１は、個々の液晶パネルに対応するチップ７５（図３（ｂ）参照）の境界部分にレーザースクライブ加工がなされており、引張力の印加によって該レーザースクライブ位置で破断されやすい状態となっている。基板吸着機構４０は、図１の状態、すなわちシート２０が延伸されていない状態において、基板７０の各対向基板７２に対応するような位置（分割後のチップ７５に対応する位置）に配置されている。また、基板吸着機構４０とチップ７５とは、一対一に対応している。

ここで、図４を用いて基板吸着機構４０の構造および機能について説明する。図４は、基板７０を吸着した状態の一つの基板吸着機構４０を示す断面図である。基板吸着機構４０は、シート２０および基板吸着機構４０自身を貫通する通気孔を有し、該通気孔の位置でシート２０に固定された金属部材である。通気孔は、その下部において図示しない真空ポンプに接続されている。基板吸着機構４０は、この真空ポンプによる吸引によって基板吸着機構４０と基板７０との間の領域および通気孔内を周囲に対して負圧とすることによって、基板７０を基板吸着面に吸着させることができる。また、基板７０と接する基板吸着面には、弾性を有する樹脂４１が固定されている。樹脂４１は、吸着された基板７０との間の静摩擦係数が高く、基板７０がその平面方向にずれるのを防止する役割を果たす。

続いて、図３に基づいて、基板分割装置１を用いて基板７０をチップ７５に分割する方法について説明する。図３は、基板分割装置１を用いて基板７０を分割する際の、各々のステップにおける基板分割装置１の状態を示した側断面図である。

まず、図３（ａ）に示すように、基板７０のうちの素子基板７１を、基板吸着機構４０に接した状態で設置する。このとき、基板吸着機構４０と対向基板７２とが対応するような位置に基板７０を設置する。続いて、基板吸着機構４０に接続された真空ポンプを作動させ、基板７０を基板吸着機構４０に吸着させて固定する。このステップが、本発明における「第１のステップ」に対応する。その後、シート２０を基部３０の上部に設置する。また、リング１０をシート２０の上面に押し当てて密着させる。

次に、図３（ｂ）に示すように、リング１０を押し下げて基部３０の外周を囲う状態に移動させる。この状態の基板分割装置１を図２の斜視図に示す。リング１０の押し下げの際、リング１０にはシート２０が密着しているので、シート２０はリング１０に引っ張られて図３（ｂ）中の矢印が示す方向に延伸される。つまり、シート２０は、リング１０の押し下げの距離の分だけ、中央部から外縁部に向かう方向に均等に延伸される。このとき、各々の基板吸着機構４０は、シート２０から、相対間隔を広げるような方向に力を受ける。その際、基板７０は依然として基板吸着機構４０に密着しているので、基板７０は基板吸着機構４０から上記の力を伝達され、結果として引張力を受ける。該引張力は、基板７０の中央部から外縁部に向かう方向に均等に印加される。基板７０は、この引張力によって、レーザースクライブ加工がなされて強度が弱くなっている部位で破断し、チップ７５に分割される。このステップが、本発明における「第２のステップ」に対応し、また、リング１０および基部３０が、本発明における「延伸機構」に対応する。

上記第２のステップを、図５を用いて別の角度から説明する。図５（ａ）は、シート２０の基板吸着機構４０に基板７０を吸着させた状態の平面図であり、リング１０を押し下げてシート２０を延伸させた状態が図５（ｂ）の平面図に対応する。図５中においては、リング１０は描かれておらず、図５（ａ）から図５（ｂ）にかけて、シート２０が延伸されている様子を模式的に表している。この図に示すように、シート２０は、上記第２のステップにおいて、基板７０の中央部から外縁部に向かう方向に均等に延伸される。このとき、シート２０の基板吸着機構４０に吸着固定されている基板７０も同方向の引張力を印加され、図５（ｂ）に示すようにすべてのレーザースクライブ加工箇所で分割されてチップ７５となる。

この後、基板吸着機構４０に接続された真空ポンプを停止させ、通気孔の負圧を解消させる。これにより、基板吸着機構４０による基板７０の吸着は解除されるので、図３（ｃ）に示すように、チップ７５を容易に基板吸着機構４０から取り外すことができる。このステップが、本発明における「第３のステップ」に対応する。

以上のように、本実施形態の基板分割方法によれば、基板７０を一度に確実にチップ７５に分割することができる。そして、上記各ステップにおいて基板７０には基板吸着機構４０を除いて何も接触しないため、分割の際に基板７０を汚染または欠損させることがない。また、基板吸着機構４０による吸着を解除することによって、チップ７５に含まれるデバイスやチップ７５自体を破壊することなく、分割後のチップ７５を容易に取り外すことができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、基板吸着機構４０をシート２０によって連結しているが、これに代えて、バネ２５（図６参照）によって連結する構成とすることもできる。以下、このような構成に基づく本発明の第２の実施形態について、図６および図７を用いて説明する。

図６は、本実施形態の基板分割装置２の構造、および基板分割装置２を用いた基板分割方法を説明するための基板分割装置２の断面図であり、図７は、基板分割装置２を用いた基板分割方法を説明するための基板分割装置２の平面図である。基板分割装置２は、図７（ａ）に示すような矩形の基板７０を分割するための装置であって、図６（ａ）の断面図に示すように、複数の基板吸着機構４０と、「連結部材」としてのバネ２５と、保持部材５０とを備えている。

基板分割装置２は、基板７０に含まれる対向基板７２と同数かこれ以上の数の基板吸着機構４０を有する。また、基板吸着機構４０は、対向基板７２に略対応する位置（すなわち、分割後のチップ７５に対応する位置）に配置されている。対向基板７２はマトリクス状に配置されているので、基板吸着機構４０もこれに合わせてマトリクス状に配置される。基板吸着機構４０の各々は、第１の実施形態と同様に通気孔を有し、この通気孔に接続された図示しない真空ポンプによる吸引によって基板７０を吸着することができる。

バネ２５は、上述のマトリクスの行方向（図７（ａ）中の左右方向）および列方向（図７（ｂ）中の上下方向）について基板吸着機構４０同士を接続する、弾性を有する部材である。バネ２５は、フックの法則に従うので、平衡位置からの変位量に比例する復元力を基板吸着機構４０に印加する。保持部材５０は、最も外側に位置する基板吸着機構４０を、該基板吸着機構４０から印加される力に抗して保持するための部材である。具体的には、平衡位置から収縮した状態のバネ２５によって連結された基板吸着機構４０の全体を、バネ２５の復元力に抗してその状態に保持するために用いる。このときの保持位置は、図６（ａ）における左右方向について任意に設定可能である。また、保持部材５０は、図７（ａ）に示すように、基板７０の各辺に対応して配置されており、上述のマトリクスの行方向および列方向のいずれについても上述の保持が可能となっている。

以上の構成の基板分割装置２によれば、以下の方法によって基板７０をチップ７５に分割することができる。

まず、各々のバネ２５を平衡位置から収縮した状態に押圧し、この状態で、最も外側に位置する基板吸着機構４０を保持部材５０によって保持する。このとき、バネ２５による復元力の総和と、保持部材５０による抗力とが釣り合っているため、各々のバネ２５は弾性エネルギーを蓄えた状態で静止しており、したがってこれに接続された基板吸着機構４０も静止している。また、各々の基板吸着機構４０は、この保持状態において、基板７０の各対向基板７２に正確に対応する位置に配置される。換言すれば、上述のバネ２５の押圧および保持部材５０による保持は、基板吸着機構４０が対向基板７２に対して正確に対応する位置に配置されるように行われる。

この状態で、図６（ａ）に示すように、基板７０のうちの素子基板７１を、基板吸着機構４０に接した状態で設置する。このとき、基板吸着機構４０と対向基板７２とが対応するように基板７０を設置する。続いて、基板吸着機構４０に接続された真空ポンプを作動させ、基板７０を基板吸着機構４０に吸着させて固定する。このステップが、本発明における「第１のステップ」に対応する。

次に、図６（ｂ）に示すように、保持部材５０による保持を解除する。これにより、保持部材５０による抗力が消滅するので、バネ２５の収縮は開放され、バネ２５の復元力が基板吸着機構４０に印加される。そして、基板吸着機構４０は、バネ２５から印加される復元力によって、相対間隔を広げる方向に移動しようとする。このとき基板７０は、依然として基板吸着機構４０に密着しているので、基板吸着機構４０から引張力を受ける。該引張力は、基板７０の中央部から外縁部に向かう方向に均等に印加される。基板７０は、この引張力によって、レーザースクライブ加工がなされて強度が弱くなっている部位で破断し、分割される。このステップが、本発明における「第２のステップ」に対応する。また、バネ２５および保持部材５０の組み合わせが、本発明における「延伸機構」に対応する。

上記第２のステップは、実際にはさらに２つのステップに分けられる。以下、図７を用いてこれについて詳述する。図７（ａ）は、前述したように、基板吸着機構４０に基板７０が吸着された状態の平面図である。この状態から、図７（ｂ）に示すように、上述のマトリクスの行方向の保持を担う保持部材５０の保持を解除し、行方向に延伸するバネ２５の復元力によって基板７０の分割を行う。このステップが本発明における「第１の軸に沿う方向に延伸させるステップ」に対応し、上記「行方向」が本発明における「第１の軸」に対応する。このステップでは、基板７０に対して行方向への引張力が印加される。これにより、基板７０は、該引張力に垂直な方向に施されたスクライブの部位で分割され、短冊状基板７３となる。

続いて、図７（ｃ）に示すように、上述のマトリクスの列方向（すなわち図７（ｂ）における上下方向）の保持を行う保持部材５０の保持を解除し、列方向に延伸するバネ２５の復元力によって短冊状基板７３の分割を行う。このステップが本発明における「第２の軸に沿う方向に延伸させるステップ」に対応し、上記「列方向」が本発明における「第２の軸」に対応する。このステップでは、短冊状基板７３に対して列方向への引張力が印加される。これにより、短冊状基板７３は、該引張力に垂直な方向に施されたスクライブの部位で分割され、チップ７５となる。

このように、上記第２のステップは、基板７０に対して行方向および列方向の引張力を順次印加する２つのステップからなる。このような第２のステップにおいて、基板７０は、短冊状基板７３の状態を経てチップ７５に分割される。

この後、第１の実施形態と同様に、基板吸着機構４０に接続された真空ポンプを停止させ、通気孔の負圧を解消させる。これにより、基板吸着機構４０による基板７０の吸着は解除されるので、チップ７５を容易に基板吸着機構４０から取り外すことができる。このステップが、本発明における「第３のステップ」に対応する。

以上のように、本実施形態の基板分割方法によれば、バネ２５の復元力によって基板７０に対して引張力を印加し、これを分割することができる。そして、上記各ステップにおいて基板７０には基板吸着機構４０を除いて何も接触しないため、分割の際に基板７０を汚染または欠損させることがない。また、基板吸着機構４０による吸着を解除することによって、チップ７５に含まれるデバイスやチップ７５自体を破壊することなく、分割後のチップ７５を容易に取り外すことができる。

（第３の実施形態）
上記各実施形態では、第３のステップにおいて、基板吸着機構４０による基板７０の吸着を解除し、分割後のチップ７５を取り外しやすくしているが、基板吸着機構４０に機能を追加することによってさらに取り外しやすくすることができる。

図８に、本実施形態に係る基板分割装置に含まれる基板吸着機構４０の断面図を示す。図８（ａ）は、分割後のチップ７５を吸着した状態の基板吸着機構４０の断面図である。この図に示すように、基板吸着機構４０には、チップ支持機構４２が備え付けられている。チップ支持機構４２は、細長い棒状の部材であり、基板吸着機構４０に設けられた、通気孔と平行に基板吸着機構４０を貫通する穴に差し込まれた状態で取り付けられている。また、チップ支持機構４２は、この穴の方向に沿って、すなわち基板吸着機構４０の基板吸着面と垂直な方向に沿って、基板吸着面に対して相対的に変位可能に構成されている。

図８（ｂ）は、基板吸着機構４０による基板７０の吸着を解除した後、チップ支持機構４２を変位させた状態の断面図である。このように、チップ支持機構４２は、変位の際にチップ７５を支持して持ち上げることによって、チップ７５を基板吸着面から引き離すことができる。引き離されたチップ７５は、チップ支持機構４２に下面を支えられているだけの状態なので、取扱いが容易である。このため、例えば図８（ｃ）に示すように基板搬送装置６０によってチップ７５を容易に把持することができるので、基板分割に係る工程を自動化して工程の時間短縮を図ることができる。また、チップ引き離しの際にチップを汚染または破損する不具合が減少するため、より高品質に基板を分割することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。

（変形例１）
上記第２の実施形態において、バネ２５の復元力によって基板７０を分割するステップは、基板７０に対して行方向および列方向の引張力を順次印加する２つのステップからなるが、これらの２つのステップは同時に行ってもよい。具体的には、上述のマトリクスの行方向および列方向の保持を行う保持部材５０の保持を同時に解除する。これにより、すべての基板吸着機構４０に対して、行方向および列方向の相対間隔を広げる方向の力を同時に印加することが可能であり、基板７０を一度にチップ７５に分割することができる。

（変形例２）
上記各実施形態において、基板吸着機構４０は、真空ポンプによって発生する負圧を利用して基板７０を吸着するが、これに代えて、静電気力によって基板７０を固定する構成であってもよい。具体的には、基板吸着機構４０に基板７０を固定するステップの前に、基板７０を正または負に帯電させるとともに、基板吸着機構４０の基板吸着面を基板７０の帯電極性と逆の極性に帯電させるステップをさらに設ける。その後、基板吸着機構４０の基板吸着面に基板７０を密着させれば、静電気力によって基板吸着機構４０に基板７０を固定させることができる。

（変形例３）
上記各実施形態は、基板吸着機構４０を連結している連結部材を延伸させることによって、基板吸着機構４０に相対間隔を広げる方向の力を印加するが、これに代えて、連結部材を用いず、基板吸着機構４０のそれぞれを独立に変位可能な構成としてもよい。具体的には、基板吸着面に平行な面内で変位可能な複数の移動ユニットを設け、各々の移動ユニットに対して基板吸着機構４０を一つ固定する。こうした構成によれば、基板７０を吸着した状態の基板吸着機構４０に対し、移動ユニットを変位させることによって相対間隔を広げる方向の力を印加することができ、ひいては基板７０に対して引張力を印加してこれを分割することができる。

（変形例４）
上記各実施形態において、基板７０はレーザースクライブ加工されたものであるが、スクライブの手法はこれに限定されず、例えば刃状のスクライバーで基板７０の表面にスクライブ加工を行ったものであってもよい。

（変形例５）
上記各実施形態は、ＴＦＴ液晶パネルの製造過程における石英基板である基板７０を分割するものであるが、本発明はこの他にも様々な基板の分割に適用することができる。具体的には、ＴＦＤ（Thin Film Diode）液晶パネル、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）液晶パネル等の各種液晶パネルの製造過程における基板、有機ＥＬ（Electro Luminescence）装置の製造過程における基板、半導体基板、インクジェットヘッドが形成されたシリコン基板、光デバイス等の各種ＭＥＭＳ（Micro Electro-Mechanical Systems）デバイスの製造過程における基板等の分割に適用することができる。

これらの基板の材質は、スクライブ加工が可能で、引張力または曲げモーメントの印加によって分割可能なものであれば何でもよく、例えば石英基板の他に、シリコン基板、ソーダガラス、無アルカリガラス等に幅広く適用することができる。

第１の実施形態に係る基板分割装置を構成要素に分離して描いた斜視図。第１の実施形態に係る基板分割装置の斜視図。第１の実施形態の基板分割方法を説明するための基板分割装置の側断面図。基板吸着機構の構成を示す側断面図。第１の実施形態の基板分割方法を説明するための基板分割装置の平面図。第２の実施形態の基板分割方法を説明するための基板分割装置の側断面図。第２の実施形態の基板分割方法を説明するための基板分割装置の平面図。第３の実施形態に係る基板分割装置のチップ支持機構の構成および機能を説明するための基板分割装置の側断面図。

符号の説明

１，２…基板分割装置、１０…「延伸機構」の構成要素としてのリング、２０…「連結部材」としてのシート、２５…「連結部材」としてのバネ、３０…「延伸機構」の構成要素としての基部、４０…基板吸着機構、４１…樹脂、４２…チップ支持機構、５０…「延伸機構」の構成要素としての保持部材、６０…基板搬送装置、７０…基板、７１…素子基板、７２…対向基板、７３…短冊状基板、７５…チップ。

Claims

複数の基板吸着機構を備えた基板分割装置を用いて、スクライブ加工された基板をチップに分割する基板分割方法であって、
複数の前記基板吸着機構が、前記基板のうち前記チップに対応する部位を吸着する第１のステップと、
前記基板吸着機構に対し、前記基板に平行な面内で相対間隔を広げる方向に力を印加して前記基板を分割する第２のステップと、
前記基板吸着機構による前記基板の吸着を解除する第３のステップと
を有することを特徴とする基板分割方法。
弾性を有する連結部材によって連結された複数の基板吸着機構を備えた基板分割装置を用いて、スクライブ加工された基板をチップに分割する基板分割方法であって、
複数の前記基板吸着機構が、前記基板のうち前記チップに対応する部位を吸着する第１のステップと、
前記連結部材を前記基板に平行な面内で延伸させることにより、前記基板吸着機構に対し、前記基板に平行な面内で相対間隔を広げる方向に力を印加して前記基板を分割する第２のステップと、
前記基板吸着機構による前記基板の吸着を解除する第３のステップと
を有することを特徴とする基板分割方法。
請求項１または２に記載の基板分割方法であって、
前記第１のステップは、前記基板吸着機構と前記基板との間の領域を、該領域の周囲に対して負圧にすることによって前記基板吸着機構が前記基板を吸着するステップを含むことを特徴とする基板分割方法。
請求項１または２に記載の基板分割方法であって、
前記第１のステップは、前記基板吸着機構を前記基板の帯電極性と逆の極性に帯電させるステップをさらに有し、静電気力を利用して前記基板を吸着するステップを含むことを特徴とする基板分割方法。
請求項２に記載の基板分割方法であって、
前記第２のステップは、前記連結部材を、第１の軸に沿う方向、および前記第１の軸に略垂直な第２の軸に沿う方向に同時に延伸させるステップを含むことを特徴とする基板分割方法。
請求項２に記載の基板分割方法であって、
前記第２のステップは、前記連結部材を、第１の軸に沿う方向に延伸させるステップと、その後前記第１の軸に略垂直な第２の軸に沿う方向に延伸させるステップとを含むことを特徴とする基板分割方法。
請求項２に記載の基板分割方法であって、
前記連結部材は、弾性を有するシートを含み、
前記第２のステップは、前記シートを、前記基板の中央部から外縁部に向かう方向に延伸させるステップを含むことを特徴とする基板分割方法。
請求項２に記載の基板分割方法であって、
前記連結部材は、バネを含み、
前記第２のステップは、前記バネを、前記基板の中央部から外縁部に向かう方向に延伸させるステップを含むことを特徴とする基板分割方法。
請求項８に記載の基板分割方法であって、
前記第１のステップの前に、前記バネを収縮させるステップをさらに有し、
前記第２のステップは、前記バネの収縮を開放させて延伸させるステップを含むことを特徴とする基板分割方法。
スクライブ加工された基板をチップに分割するための基板分割装置であって、
基板吸着面において前記基板と接して該基板を吸着することおよび該吸着を解除することが可能であるとともに、前記基板吸着面と平行な面内で互いに独立して変位可能である複数の基板吸着機構を備え、
前記基板吸着機構は、前記基板吸着面に吸着された基板に対し、前記変位によって、前記基板吸着面と平行な方向の引張力を印加することを特徴とする基板分割装置。
スクライブ加工された基板をチップに分割するための基板分割装置であって、
弾性を有する連結部材と、
前記連結部材によって互いに連結され、基板吸着面において前記基板と接して該基板を吸着することおよび該吸着を解除することが可能である複数の基板吸着機構と、
前記連結部材を延伸させる延伸機構と
を備え、
前記基板吸着機構は、前記連結部材が延伸しようとする際に前記連結部材から印加される力を前記基板に伝えることによって、前記基板に前記基板吸着面と平行な方向の引張力を印加することを特徴とする基板分割装置。
請求項１０または１１に記載の基板分割装置であって、
前記基板吸着機構は、前記基板吸着面と前記基板との間の領域を、該領域の周囲に対して負圧にすることによって該基板を吸着することを特徴とする基板分割装置。
請求項１０または１１に記載の基板分割装置であって、
前記基板吸着機構は、前記基板吸着面が前記基板の帯電極性と逆の極性に帯電されており、静電気力を利用して前記基板を吸着することを特徴とする基板分割装置。
請求項１０から１３のいずれか一項に記載の基板分割装置であって、
前記基板吸着機構の前記基板吸着面は、弾性を有する樹脂を含むことを特徴とする基板分割装置。
請求項１１に記載の基板分割装置であって、
前記連結部材は、弾性を有するシートを含むことを特徴とする基板分割装置。
請求項１１に記載の基板分割装置であって、
前記連結部材は、バネを含むことを特徴とする基板分割装置。
請求項１０から１６のいずれか一項に記載の基板分割装置であって、
前記基板吸着機構は、前記基板吸着面と略垂直な方向に可動範囲を有して取り付けられるとともに、該可動範囲のいずれの位置においても前記チップを支持可能なチップ支持機構を備えることを特徴とする基板分割装置。