JP2016203501A - スクライブ装置及びスクライブ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】脆性材料基板のスクライブにおいて内切りスクライブにおいて外周の枠状部分の自然分断を防止し、ブレイク前の散乱を防止すること。
【解決手段】脆性材料基板１０７の外周部分のスクライブラインＳＬＸ１，ＳＬＸ６，ＳＬＹ１，ＳＬＹ６をスクライブする際に、そのスクライブ荷重を内側のスクライブラインＳＬＸ２〜ＳＬＸ５，ＳＬＹ２〜ＳＬＹ５のスクライブ荷重より低くなるようにする。こうすれば低いスクライブ荷重ではクラックの浸透量が少ないため、枠状部分が維持される。従って格子状にスクライブした場合でも単位基板の散開を防止することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は脆性材料基板の分断に用いられるスクライブ装置及びスクライブ方法に関するものである。

脆性材料基板のスクライブには基板の内側より内側までをスクライブするスクライブ方法（内−内スクライブ）が広く用いられている。これは脆性材料基板の縁より少し内側にスクライビングホイールを降下させ、スクライビングホイールに対して下向きの荷重（スクライブ荷重）をかけた状態でスクライビングホイールを転動させることで、脆性材料基板の内側からスクライブを開始し、他方の縁の内側までスクライブするものである。

又従来の脆性材料基板をスクライブする他のスクライブ方法として、特許文献１に示されるように、脆性材料基板の一方の縁の外側から他方の縁の外側までをスクライブするスクライブ方法（外−外スクライブ）や、特許文献２に示されるように脆性材料基板の縁より少し内側から外側まで、又は脆性材料基板の縁の外側から内側までスクライブするスクライブ方法（内−外スクライブ）も提案されている。

特許第３７１０４９５号公報 特開２００９−２０８２３７号公報

縦横に機能領域が配列されたマザー基板に対して各機能領域を分離して単位基板とする場合には、マザー基板を格子状にスクライブする。一般にこのときに形成される垂直クラックは深いほど望ましい。垂直クラックが深ければその次の工程であるブレイク工程を簡略化、又は省略することができるからである。

最近は脆性材料基板が薄型化されているため、外−外スクライブによりスクライブすると、スクライブ工程を終えて搬送中に振動や慣性などによって単位基板毎に分断されたり、ちりぢりになってしまう現象（散開）が生じることがあった。このような散開が発生すると、単位基板同士が衝突したり緩衝したりして損傷し、ピックアップが困難となったり、搬送に時間がかかるという問題点がある。一方、内−内スクライブを用いる場合には、マザー基板の周囲にクラックが入っていない枠状の部分が残るため、単位基板の散開を抑えることができる。

マザー基板からなるべく多くの単位基板を生産するために、最近ではマザー基板の外周の枠状部分の幅の狭小化が進んでおり、例えば１〜３ｍｍとなっている。従って内−内スクライブを用いる場合であっても、クラックが入っていない枠状の部分はわずかな幅であるため、自然に分断が起こって単位基板毎に散開し易いという問題点があった。

本発明はこのような従来の欠点を解決するものであり、内−内スクライブを用いつつ散開を未然に防止できるスクライブ方法及びスクライブ装置を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明のスクライブ装置は、脆性材料基板上に形成された機能領域を機能領域毎に分断して単位基板とするためのスクライブ装置であって、前記脆性材料基板が設置されるテーブルと、前記テーブル上の脆性材料基板に対向するように昇降自在に設けられ、その先端にスクライビングホイールを保持するスクライブヘッドと、前記スクライビングホイールを前記脆性材料基板の表面に押圧した状態で前記スクライブヘッドを前記脆性材料基板に対して相対的に移動させる移動手段と、各スクライブラインに対してスクライブ荷重が記述され、前記脆性材料基板の最外周をスクライブする際のスクライブ荷重を他の部分をスクライブする際のスクライブ荷重より低くなるように設定されたレシピデータテーブルと、前記移動手段により前記スクライブヘッドを前記脆性材料基板に対して相対的に移動させると共に、前記スクライブヘッドを昇降させ、前記レシピデータテーブルで設定されたスクライブ荷重に基づいてスクライブを行うコントローラと、を具備するものである。

この課題を解決するために、本発明のスクライブ方法は、脆性材料基板上に形成された機能領域を機能領域毎に分断して単位基板とするため、昇降自在のスクライブヘッドを用いてスクライブするスクライブ方法であって、先端にスクライビングホイールを保持するスクライブヘッドを前記脆性材料基板に押し当て前記スクライブヘッドを前記脆性材料基板に対して相対的に移動させてスクライブを行い、前記脆性材料基板の最外周をスクライブする際には、その他の部分をスクライブする際のスクライブ荷重より低いスクライブ荷重でスクライブするものである。

ここで前記スクライビングホイールは、高浸透型のスクライビングホイールとしてもよい。

このような特徴を有する本発明によれば、マザー基板の最外周部分をスクライブするときのみ低いスクライブ荷重でスクライブし、それ以外の部分のスクライブではこれより高いスクライブ荷重でスクライブしているため、最外周部分のスクライブラインではクラックの深さが他のスクライブラインよりも浅くなる。このためスクライブ工程を終えた後でも少なくとも枠状部分は維持されているため、単位基板の散開を防止することができ、ピックアップや搬送等の取り扱いが容易になるという効果が得られる。

図１は本発明の実施の形態によるスクライブ装置を示す斜視図である。 図２は本実施の形態のコントローラを示すブロック図である。 図３は本実施の形態によるスクライブする前の脆性材料基板を示す図である。 図４は本実施の形態によるスクライブ装置のレシピデータテーブルの一例を示す図である。 図５は本実施の形態の変形例によるスクライブする前の脆性材料基板を示す図である。

図１は、本発明の実施の形態によるスクライブ装置の一例を示す概略斜視図である。このスクライブ装置１００は、移動台１０１が一対の案内レール１０２ａ、１０２ｂに沿って、ｙ軸方向に移動自在に保持されている。ボ−ルネジ１０３は移動台１０１と螺合している。ボールネジ１０３はモータ１０４の駆動により回転し、移動台１０１を案内レール１０２ａ，１０２ｂに沿ってｙ軸方向に移動させる。移動台１０１の上面にはモータ１０５が設けられている。モータ１０５はテーブル１０６をｘｙ平面で回転させて所定角度に位置決めするものである。ここで脆性材料基板１０７は縦横に機能領域が配列されている基板とする。この基板１０７はテーブル１０６上に載置され、図示しない真空吸引手段などにより保持される。スクライブ装置の上部には、脆性材料基板１０７のアライメントマークを撮像する２台のＣＣＤカメラ１０８ａ，１０８ｂが設けられている。更にテーブル１０６上の周辺部２箇所には、脆性材料基板１０７を位置決めするための位置決めピン１０９ａ，１０９ｂが設けられている。

スクライブ装置１００には、移動台１０１とその上部のテーブル１０６をまたぐようにブリッジ１１０がｘ軸方向に沿って支柱１１１ａ，１１１ｂにより架設されている。ブリッジ１１０はリニアモータ１１３によってスクライブヘッド１１２を移動自在に保持している。リニアモータ１１３はスクライブヘッド１１２をｘ軸方向に沿って直線駆動するものである。スクライブヘッド１１２は、ホルダ１１５を上下に昇降させるリニアスライダ１１４を有しており、そのホルダ１１５の先端部にはクライビングホイール１１６が取付けられている。スクライブヘッド１１２は、スクライビングホイール１１６を脆性材料基板の表面上に設定された荷重にて圧接しながら転動させていき、スクライブラインを形成するものである。

一般的に使用されているスクライビングホイールは、ディスク状ホイールの円周部に沿ってＶ字型の刃を形成することによって製造される。スクライビングホイールの材質としては、焼結ダイヤモンド（ＰＣＤ）、超硬合金等を使用できるが、寿命の点より焼結ダイヤモンド（ＰＣＤ）が好ましい。スクライビングホイール１１６としては、通常のスクライビングホイールでもよいが、日本特許第３０７４１５３号等に示されている高浸透型のスクライビングホイールを用いることが好ましく、本実施の形態においてもこのスクライビングホイールを用いるものとする。高浸透型のスクライビングホイールは、通常のスクライビングホイールの刃先に所定深さの溝を所定ピッチで形成したものである。

ここで移動台１０１、案内レール１０２ａ，１０２ｂやテーブル１０６及びこれらを駆動するモータ１０４，１０５及びスクライブヘッド１１２を移動させるリニアモータ１１３は、スクライブヘッドと脆性材料基板をその基板の面内で相対的に移動させる移動手段を構成している。

次に本実施の形態によるスクライブ装置１００のコントローラの構成について、ブロック図を用いて説明する。図２はスクライブ装置１００のコントローラ１２０のブロック図である。本図において２台のＣＣＤカメラ１０８ａ，１０８ｂからの出力はコントローラ１２０の画像処理部１２１を介して制御部１２２に与えられる。入力部１２３は脆性材料基板のスクライブについてのレシピデータを入力するものである。制御部１２２にはＸモータ駆動部１２４，Ｙモータ駆動部１２５，回転用モータ駆動部１２６及びリニアスライダ駆動部１２７が接続される。Ｘモータ駆動部１２４はリニアモータ１１３、Ｙモータ駆動部１２５，回転用モータ駆動部１２６は夫々モータ１０４，１０５を駆動するものである。リニアスライダ駆動部１２７はリニアスライダ１１４を駆動するものである。制御部１２２はテーブル１０６のｘ軸方向の位置を制御し、テーブル１０６を回転制御する。又制御部１２２にはリニアスライダ駆動部１２７によってスクライブヘッド１１２を上下動し、スクライビングホイール１１６の転動時にスクライビングホイール１１６が脆性材料基板の表面上を適切な荷重にて圧接するものである。更に制御部１２２にはモニタ１２８及びレシピデータ保持部１２９が接続される。

次に脆性材料基板について説明する。図３は脆性材料基板１０７に対するスクライブラインを示す図である。ここでは脆性材料基板１０７を正方形状の基板とし、ｘ軸に平行に等間隔にスクライブラインＳＬＸ１〜ＳＬＸ６、ｙ軸に平行に等間隔にスクライブラインＳＬＹ１〜ＳＬＹ６が設けられる。これらのスクライブラインは周囲の４辺とは接しておらず、内−内スクライブであることを示している。又スクライブラインは脆性材料基板の面に格子状に形成されている機能領域を分割するように設定されている。

そして本実施の形態では全て内−内スクライブを行うが、外周部分をスクライブするときのスクライブ荷重をその他をスクライブするときのスクライブ荷重より低くする。スクライブ荷重を変化させてスクライブする際には、そのつどスクライブ荷重を設定することなくレシピデータ保持部１２９に保持したレシピデータテーブルに基づいてスクライブを行う。即ち図４に示すように脆性材料基板１０７のｘ軸方向に平行な上下の辺に近いスクライブラインＳＬＸ１とＳＬＸ６のスクライブ荷重を低いスクライブ荷重、ここでは１Nとし、その間のスクライブラインＳＬＸ２〜ＳＬＸ５はこれより高いスクライブ荷重、ここでは５Nとする。同様にしてｙ軸方向の左右の辺に最も近いスクライブラインＳＬＹ１とＳＬＹ６は１Nのスクライブ荷重とし、その間のスクライブラインＳＬＹ２〜ＳＬＹ５はこれより高い５Nのスクライブ荷重とする。クラックの深さはスクライブ荷重にほぼ比例しており、スクライブ荷重を１Nとすれば、脆性材料基板１０７の厚さの２０〜３０％ぐらいの深さまでクラックが浸透する。スクライブ荷重を例えば５Nとすれば、脆性材料基板１０７の７０〜８０％の深さまでクラックが浸透する。

次にこの実施の形態によるスクライブ装置のスクライブ方法について説明する。まず脆性材料基板１０７をテーブル１０６上の位置決めピン１０９ａ，１０９ｂに合わせてテーブル１０６上に置く。そしてあらかじめ保持しているレシピデータテーブルより最初のスクライブラインＳＬＸ１のデータを読み出す。そしてスクライブラインＳＬＸ１に設定されている１Nのスクライブ荷重となるようにリニアスライダ１１４を駆動し、リニアモータ１１３によりｘ軸に移動させてスクライブを行う。

このスクライブを終了した後、スクライブラインＳＬＸ２のスクライブ荷重のデータを読み出し、５Nのスクライブ荷重となるようにリニアスライダ１１４を駆動し、リニモータ１１３によりｘ軸に移動させてスクライブを行う。こうして順次ＳＬＸ１〜ＳＬＸ６のスクライブを終えると、レシピデータテーブルにある全てのスクライブを完了したかどうかをチェックし、スクライブが完了していなければ同様の処理を繰り返す。スクライブラインＳＬＹ１〜ＳＬＹ６についても同様にスクライブ荷重を変化させてスクライブを行う。これによりあらかじめ設定したレシピデータテーブルに基づいて順次スクライブを行うことができる。

本実施の形態では、最外周部分のスクライブ荷重を低くすることによって枠状部分が自然分断される可能性を抑えている。枠状部分の内側では、深いクラックのスクライブラインに囲まれた単位基板が自然分断しても枠自体が維持されているため、搬送中に散開することはなくなる。

尚ここではレシピデータテーブルに基づいてスクライブ荷重を決定してスクライブを行うようにしているが、図３に示すように脆性材料基板１０７の最外周のスクライブラインのみ低いスクライブ荷重によりスクライブし、内部のスクライブラインは高いスクライブ荷重によりスクライブするようにしてレシピデータテーブルを省略することもできる。

又この実施の形態では外周より内側のスクライブラインＳＬＸ２〜ＳＬＸ５，ＳＬＹ２〜ＳＬＹ５のスクライブ荷重は常に高くしている。これに代えてスクライブラインＳＬＸ２〜ＳＬＸ５のうちスクライブラインＳＬＹ１，ＳＬＹ６より外側の部分についてはスクライブ荷重を低くし、それより内側の部分については高いスクライブ荷重でスクライブするように、スクライブの途中でスクライブ荷重を切換えるようにしてもよい。ＳＬＹ２〜ＳＬＹ５についてもスクライブラインＳＬＸ１，ＳＬＸ６の外側についてはスクライブ荷重を低くし、それより内側の部分については高いスクライブ荷重でスクライブするように、スクライブの途中でスクライブ荷重を切換えるようにしてもよい。こうすればスクライブを終えた後に脆性材料基板の枠状部分が破断する可能性をより少なくすることができる。

又この実施の形態では図３に示すように基板を格子状に分離するようにしているが、図５に示すように貼り合わせ基板で上下にスクライブする位置を異ならせた基板の場合であっても同様にして最外周のスクライブラインＳＬＸ１，ＳＬＸ６，ＳＬＹ１，ＳＬＹ６のスクライブ荷重を低くすることによって同様の効果を達成することができる。

尚この実施の形態では脆性材料基板を半導体チップを製造するマザー基板としているが、液晶パネルに用いるガラス基板、セラミックス基板、その他の基板であっても本発明を適用することができる。

本発明はセラミックス基板やガラス基板、貼り合わせ基板等の脆性材料基板にスクライブラインを形成する工程に広く利用することができる。

１００ スクライブ装置
１０１ 移動台
１０２ａ，１０２ｂ 案内レール
１０３ ボールねじ
１０４，１０５ モータ
１０６ テーブル
１０７ 脆性材料基板
１０８ａ，１０８ｂ ＣＣＤカメラ
１０９ａ，１０９ｂ 位置決めピン
１１０ ブリッジ
１１１ａ，１１１ｂ 支柱
１１２ スクライブヘッド
１１３ リニアモータ
１１４ リニアスライダ
１１５ ホルダ
１１６ スクライビングホイール
１２０ コントローラ
１２１ 画像処理部
１２２ 制御部
１２３ 入力部
１２４ Ｘモータ駆動部
１２５ Ｙモータ駆動部
１２６ 回転用モータ駆動部
１２７ リニアスライダ駆動部
１２８ モニタ
１２９ レシピデータ保持部

Claims (4)

1. 脆性材料基板上に形成された機能領域を機能領域毎に分断して単位基板とするためのスクライブ装置であって、
   前記脆性材料基板が設置されるテーブルと、
   前記テーブル上の脆性材料基板に対向するように昇降自在に設けられ、その先端にスクライビングホイールを保持するスクライブヘッドと、
   前記スクライビングホイールを前記脆性材料基板の表面に押圧した状態で前記スクライブヘッドを前記脆性材料基板に対して相対的に移動させる移動手段と、
   各スクライブラインに対してスクライブ荷重が記述され、前記脆性材料基板の最外周をスクライブする際のスクライブ荷重を他の部分をスクライブする際のスクライブ荷重より低くなるように設定されたレシピデータテーブルと、
   前記移動手段により前記スクライブヘッドを前記脆性材料基板に対して相対的に移動させると共に、前記スクライブヘッドを昇降させ、前記レシピデータテーブルで設定されたスクライブ荷重に基づいてスクライブを行うコントローラと、を具備するスクライブ装置。
2. 前記スクライビングホイールは、高浸透型のスクライビングホイールである請求項１記載のスクライブ装置。
3. 脆性材料基板上に形成された機能領域を機能領域毎に分断して単位基板とするため、昇降自在のスクライブヘッドを用いてスクライブするスクライブ方法であって、
   先端にスクライビングホイールを保持するスクライブヘッドを前記脆性材料基板に押し当てて前記スクライブヘッド及び脆性材料基板を相対的に移動させてスクライブを行い、
   前記脆性材料基板の最外周をスクライブする際にはその他の部分をスクライブする際のスクライブ荷重より低いスクライブ荷重でスクライブするスクライブ方法。
4. 前記スクライビングホイールは、高浸透型のスクライビングホイールである請求項３記載のスクライブ方法。

Images