KR101449106B1

KR101449106B1 - 취성 재료 기판 브레이크 장치

Info

Publication number: KR101449106B1
Application number: KR1020120081206A
Authority: KR
Inventors: 미쯔루 스가따; 겐지 무라까미; 마사까즈 다께다
Original assignee: 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2014-10-08
Also published as: JP2013043414A; KR20130023067A; TWI488230B; JP5548172B2; CN102950657B; CN102950657A; TW201310515A

Abstract

본 발명의 과제는 기판을 스크라이브 라인으로부터 수직으로 브레이크하는 것이 가능한 취성 재료 기판 브레이크 장치를 제공하는 것이다. 미소 간격 이동 가능하도록 설치된 한 쌍의 지지 부재(53A, 53B)의 상방에, 받침날(54A, 54B)을 회전 가능하게 고정해 둔다. 받침날을 폐쇄하여 그 위치를 스크라이브 라인(43)에 맞추어 기판(40)을 배치하고, 상부로부터 블레이드(23)에 의해 기판(40)을 압박한다. 그렇게 하면 받침날은 서로 역방향으로 회전하고, 기판(40)을 스크라이브 라인에 수직의 단면으로 브레이크할 수 있다.

Description

취성 재료 기판 브레이크 장치{BREAKING APPARATUS FOR BRITTLE MATERIAL SUBSTRATE}

본 발명은 반도체 기판 등의 취성 재료 기판을 브레이크하는 취성 재료 기판 브레이크 장치에 관한 것이다.

반도체 칩은, 반도체 웨이퍼에 형성된 소자 영역을, 그 영역의 경계 위치에서 분단함으로써 제조된다. 반도체 웨이퍼 등의 기판의 분단 장치로서는 다이싱 장치가 일반적이지만, 목적에 따라서는 스크라이브 장치ㆍ브레이크 장치도 사용된다. 미리 스크라이브에 의한 흠집 내기가 실시된 반도체 웨이퍼 등의 기판을 브레이크할 때에는, 기판 브레이크 장치가 사용된다. 또한, 브레이크라 함은, 결정성의 재료의 기판에 있어서, 분단되기 쉬운 결정의 특정 방위로 기판을 나누는 벽개(劈開)의 경우와, 결정의 방위와는 관계없이 기판을 나누는 경우, 또한 다결정이나 비정질 재료 등의 특정 방위로의 결정성을 갖지 않는 기판을 나누는 경우를 포함하는 개념이다.

종래, 반도체 기판, 예를 들어 실리콘 웨이퍼를 칩으로 분단하는 경우에는, 다이싱 장치에 의해 다이싱 휠을 회전시켜, 절삭에 의해 반도체 기판을 작게 절단하고 있었다. 그러나 절삭에 의한 배출 칩을 배출하기 위한 물이 필요하고, 그 물이나 배출 칩이 반도체 칩의 성능에 악영향을 미치지 않도록, 반도체 칩에의 보호를 실시하고, 물이나 배출 칩을 세정하기 위한 전후 공정이 필요해진다. 따라서 공정이 복잡해져, 비용 삭감이나 가공 시간을 단축할 수 없다고 하는 결점이 있었다. 또한, 저유전체층 등의 기계적인 취약층이 성막된 반도체 기판에 있어서는, 다이싱 휠을 사용한 절삭에 의해 막이 벗겨지거나 절결이 발생하는 등의 문제가 발생하거나, 미소한 기계 구조를 갖는 MEMS 기판에 있어서는, 물의 표면 장력에 의한 구조의 파괴가 야기되므로 애당초 물을 사용할 수 없어, 다이싱 공정을 적용할 수 없다고 하는 문제가 발생하고 있었다.

또한, 특허문헌 1, 2에는, 스크라이브 라인이 형성된 반도체 기판을, 스크라이브 라인이 형성된 면의 이면으로부터, 스크라이브 라인을 따라 면에 수직으로 압박함으로써 브레이크하는 기판 브레이크 장치가 제안되어 있다. 도 1a는 이와 같은 기판 브레이크 장치의 주요부를 도시하는 도면이다. 본 도면에 있어서, 받침날(101A, 101B)은 미소 거리만큼 이격하여 배치된 한 쌍의 기판 보유 지지부이다. 받침날(101A, 101B) 상에는 보호용의 시트(102)를 개재하고, 예를 들어 반도체 기판(103)이 점착성 시트(104)에 접착하여 설치되어 있다. 반도체 기판(103)에는 미리 소정 간격으로 스크라이브 라인(105a 내지 105c)이 형성되어 있다. 브레이크 시에는 받침날(101A, 101B)의 정확히 중간에 브레이크해야 하는 스크라이브 라인, 이 경우에는 스크라이브 라인(105b)을 배치하고, 그 상부로부터 블레이드(106)를 스크라이브 라인(105b)에 맞추어 강하시키고, 반도체 기판(103)을 압박한다. 이와 같이 하여 한 쌍의 받침날(101A, 101B)과 블레이드(106)와의 3점 굽힘에 의한 브레이크가 행해지고 있었다.

일본 특허 출원 공개 제2004-39931호 공보 일본 특허 출원 공개 제2010-149495호 공보

이와 같은 구성을 갖는 기판 브레이크 장치에 있어서는, 브레이크 시에 반도체 기판(103)의 하면에 형성된 스크라이브 라인(105b)의 바로 위에서 블레이드(106)를 도 1b에 도시한 바와 같이 밀어내려 압박한 경우, 반도체 기판(103)은 약간이지만 휘므로, 반도체 기판(103)과 받침날(101A, 101B)의 전방 테두리가 접하는 부분에 응력이 집중한다. 이 휨이 스크라이브 라인(105b)의 크랙 선단부에 응력 집중을 유기하고, 점착성 시트(104)를 개재하여 접하는 블레이드(106)와 반도체 기판(103)의 접촉부를 향하여 크랙이 진전되고, 최종적으로 반도체 기판(103)은 칩 형상으로 분단된다. 이때 블레이드(106)의 밀어 내리기 속도나 압입량 등의 조건이 적절하지 않은 경우, 반도체 기판(103)이 브레이크될 때의 세기에 의해 블레이드(106)로부터 분리 접촉하고, 받침날(101A, 101B) 및 블레이드(106)에 의한 3점에서 충분히 반도체 기판(103)을 보유 지지할 수 없어, 브레이크면은 기판의 표면에 대해 수직으로 되지 않고 불규칙하게 경사져 버리는 경우가 있다고 하는 문제가 발생한다. 이와 같이, 브레이크면이 경사진 경우에는, 반도체 칩의 품질 등에 지장을 초래하게 된다.

특히 3점 굽힘에 의한 브레이크에서는, 단결정 실리콘 기판과 같이, 어떤 특정 방위에 벽개성을 갖는 결정성 재료의 웨이퍼의 경우, 가장 강한 벽개성을 갖는 결정 방위 이외의 방위에서 브레이크하는 경우에, 보다 강한 벽개성을 나타내는 방향으로 끌리도록 브레이크되어 버리는 경우가 많다. 또한, 받침날(101A, 101B)의 전방 테두리와 스크라이브 라인(105b), 블레이드(106)의 각 부 위치 결정 오차에 의한 브레이크면의 경사나, 반도체 기판(103)과 점착성 시트(104)가 누름 압을 받음으로써 변형되고 받침날 상에서 반도체 기판(103)이 y방향으로 미소간 거리 이동하는 것이나, 전술한 바와 같이 블레이드(106)와 반도체 기판(103)이 분리 접촉하는 상황에서 압박력이 일시적으로 변동하는 등의 영향에 의해, 의도한 스크라이브 라인의 위치에서 수직으로, 또한 평탄한 단면을 갖고 브레이크하는 것이 곤란하였다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 특정한 단일 또는 복수의 방위로 벽개면을 갖는 결정 기판이나, 또는 벽개성을 갖지 않는 다결정, 비정질의 기판이어도 스크라이브 라인을 따라 수직으로 브레이크할 수 있는 기판 브레이크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 취성 재료 기판 브레이크 장치는, 스크라이브 라인이 형성된 취성 재료의 기판에 힘을 가함으로써, 상기 스크라이브 라인을 따라 브레이크하는 취성 재료 기판 브레이크 장치이며, 각각의 상면과 대향면에 의해 구성되는 각각의 능선을 평행으로 하여 서로 대향하도록 배치되고, 상면에 상기 기판이 적재되는 한 쌍의 받침날과, 상기 한 쌍의 받침날을, 상기 기판과의 접촉면과는 반대측의 면으로부터 각각 지지하는 한 쌍의 지지 부재와, 상기 한 쌍의 받침날의 대향하는 전방 테두리가 일치하여 중심선으로 되는 접근 위치와, 상기 접근 위치로부터 이격한 이격 위치 사이를 이동 가능하게 되도록, 상기 한 쌍의 지지 부재를 서로 역방향으로 평행 이동시키는 개폐 기구와, 상기 기판의 스크라이브 라인이 형성된 측의 이면에서, 상기 스크라이브 라인의 배면을 따라 선 형상으로 접촉하는 블레이드와, 상기 한 쌍의 받침날에 대해 상기 블레이드가 접근하도록 상대 이동시키고, 기판의 면에 수직으로 힘을 인가하는 블레이드 구동 수단을 구비하고, 상기 한 쌍의 지지 부재는, 각각 상면에서 상기 받침날을 기판의 면에 수직 방향으로 미소 거리만큼 이동 가능하게 되도록 탄성적으로 보유 지지하는 것이다.

여기서 상기 기판을 브레이크하기 위해, 한 쌍의 받침날에 대해 블레이드를 접근하도록 상대 이동시킬 때, 상기 한 쌍의 받침날의 대향하는 전방 테두리가 접촉, 또는 대략 접촉하도록 근접시킨 상태에서, 기판의 면에 수직으로 힘을 인가하는 동작을 행하도록 해도 된다.

여기서 상기 한 쌍의 받침날과 한 쌍의 지지 부재가, 각각 접촉하는 원형 형상을 갖고, 이 원형 형상끼리 미끄럼 이동시킴으로써, 상기 받침날이 기판의 면에 수직 방향으로 회전할 수 있도록 탄성적으로 고정시킨 구조를 갖도록 해도 된다.

여기서 상기 한 쌍의 받침날과 한 쌍의 지지 부재의 각각의 사이에, 브레이크 시의 하중에 의해 수축하는 고무재 또는 스프링재를 내포하는 구성으로, 상기 받침날이 기판의 면에 수직 방향으로 침동할 수 있도록 탄성적으로 고정시킨 구조를 갖도록 해도 된다.

여기서 상기 취성 재료 기판은, 벽개성을 갖는 결정 구조의 기판으로 해도 된다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 브레이크 시에 한 쌍의 받침날의 대향하는 전방 테두리를 접촉, 또는 대략 접촉하도록 근접시키는 동시에 압박력이 가해지면 받침날을 기판의 면에 수직 방향으로 미소 거리만큼 이동할 수 있도록 하고 있으므로, 기판의 브레이크 기구에 대한 불균일, 불규칙한 이동이나 변동을 없앨 수 있고, 이 결과 기판이 완전하게 분단될 때까지의 동안에, 의도하는 개소에 누름 압력을 계속해서 가할 수 있으므로, 기판을 스크라이브 라인을 따라 수직으로 브레이크할 수 있다. 특히 브레이크하는 기판이 결정 구조를 갖고, 특정한 단일 또는 복수의 방위에 벽개면을 갖는 기판이어도, 벽개면의 방위에 관계없이 원하는 위치와 방위에서 수직으로 브레이크하는 것이 가능해진다.

도 1a는 종래의 기판 브레이크 장치의 주요부의 일례를 도시하는 도면.
도 1b는 종래의 기판 브레이크 장치의 주요부의 브레이크 시의 동작을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 기판 브레이크 장치의 정면 방향의 사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 기판 브레이크 장치의 정면 방향의 사시도.
도 4는 상술한 기판 브레이크 장치에 설치되는 취성 재료 기판을 도시하는 평면도.
도 5는 본 실시 형태에 의한 기판 브레이크 장치의 브레이크 전의 받침날과 지지 부재 및 블레이드를 도시하는 도면.
도 6은 본 실시 형태에 의한 기판 브레이크 장치의 브레이크 시의 받침날과 지지 부재 및 블레이드를 도시하는 도면.
도 7은 본 실시 형태에 의한 기판 브레이크 장치의 브레이크 후의 받침날과 지지 부재 및 블레이드를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 기판 브레이크 장치의 브레이크 전의 받침날과 지지 부재 및 블레이드를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 제3 실시 형태에 의한 기판 브레이크 장치의 브레이크 전의 받침날과 지지 부재 및 블레이드를 도시하는 도면.
도 10은 본 발명의 제4 실시 형태에 의한 기판 브레이크 장치의 브레이크 전의 받침날과 지지 부재 및 블레이드를 도시하는 도면.
도 11은 본 발명의 제5 실시 형태에 의한 기판 브레이크 장치의 브레이크 전의 받침날 및 블레이드를 도시하는 도면.
도 12는 본 발명의 제6 실시 형태에 의한 기판 브레이크 장치의 브레이크 전의 받침날과 지지 부재 및 블레이드를 도시하는 도면.

도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 취성 재료 기판의 브레이크 장치를 도시하는 정면의 다른 방향으로부터의 사시도이다. 이들 도면에 있어서, 브레이크 장치(10)는 지지 테이블(11)이 4개의 지주(12)에 의해 베이스(13) 상에 보유 지지되어 있다. 지지 테이블(11)은 Y 테이블(14)을 지지하는 것이고, Y 테이블(14) 상에 회전 테이블(15)이 설치된다. Y 테이블(14)은 회전 테이블(15)을 y축 방향으로 이동시키는 테이블이고, 회전 테이블(15)은 후술하는 기판을 회전시키는 테이블이다. 지지 테이블(11)의 상면에는 회전 테이블(15) 외에, 4개의 원기둥 형상의 승강 가이드(17)가 세워 설치되고, 승강 가이드(17)의 상단부를 걸치도록 하여 가대(18)가 설치된다. 지지 테이블(11)과 가대(18) 사이에는, 승강 가이드(17)에 의해 z축 방향으로만 자유자재로 이동할 수 있도록 승강 안내된 승강 테이블(19)이 설치되어 있다.

가대(18) 상에는 지지 부재(20)를 통해 스텝핑 모터(21)가 설치되어 있다. 스텝핑 모터(21)의 회전축에는 가대(18)에 대해 자유자재로 회전할 수 있도록 관통하는 볼 나사(22)가 연결되고, 볼 나사(22)는 승강 테이블(19)에 나사 결합되어 있다. 이로 인해 승강 테이블(19)은 스텝핑 모터(21)의 구동에 의해 z축 방향으로 승강한다. 승강 테이블(19)의 하면에는 브레이크 시에 기판을 압박함으로써 기판을 브레이크하는 블레이드(23)가 지지 부재(24)를 통해 설치되어 있다.

지지 테이블(11) 상에는 스텝핑 모터(25)와 그 구동에 의해 회전하는 볼 나사(26)가 설치되고, 볼 나사(26)의 구동을 받아 Y 테이블(14)을 y축 방향으로 이동한다. 모터(27), 회전 기구(28)는 회전 테이블(15)을 회전시키는 것이다.

지지 테이블(11) 상에는, 본 발명의 특징 부분인 서포트 기구(30)가 설치된다. 서포트 기구(30)는 반도체 기판 등(이하, 단순히 기판이라 함)을 보유 지지하고, 브레이크 시에 블레이드(23)로부터의 압박력을 기판을 통해 받아 소정의 단면에서 브레이크 할 수 있도록 보유 지지하는 것이다. 서포트 기구(30)의 상세에 대해서는 후술한다.

지지 테이블(11)의 하방에는 카메라(31)가 설치된다. 카메라(31)는, 예를 들어 CCD 카메라이고, 지지 테이블(11) 상에 형성된 개구부 및 서포트 기구(30)에 형성된 긴 구멍부를 통해, 받침날의 전방 테두리부와 블레이드(23)를 관찰하기 위한 것이다. 또한, 기판(40)을 촬상함으로써, 기판(40) 상에 형성되어 있는 스크라이브 라인, 또는 칩의 위치를 검출하고, 이에 의해 기판(40)의 위치를 미세 조정할 수 있다.

또한, 지지 테이블(11)의 하방에는 카메라(31)를 x축 방향으로 이동시키는 이동 기구가 설치된다. 이 이동 기구는 도 3에 도시한 바와 같이 스텝핑 모터(32)와 그 축에 연결된 볼 나사(33)를 갖고 있고, 가이드 레일(34)을 따라 카메라 지지부(35)를 x축 방향으로 이동시킴으로써, 그 상부의 카메라(31)를 x축 방향으로 이동시키는 것이다.

도 4는 서포트 기구(30) 상에 보유 지지되는 기판(40)을 도시하고 있다. 도 4에 있어서 환형상의 링 부재(41)에 점착 필름(42)이 걸쳐지고, 이 점착 필름(42)의 중심 부분에 원형의 기판(40)이 부착되어 있다. 기판(40) 상에는 다수의 칩이 격자 형상으로 형성되어 있고, 그 하면에는 미리 각 칩의 사이를 분리할 수 있도록 격자 형상으로 스크라이브 라인이 형성되어 있다.

또한, 이 기판 브레이크 장치에서 브레이크되는 기판으로서는, 실리콘 단결정 기판 등의 결정 구조를 갖는 기판이나 사파이어 기판이나 다이아몬드 기판과 같은 고경도의 기판, 실리콘카바이트(SiC) 기판, 질화알루미늄(AlN) 기판 등의 기판이 포함된다. 또한, 글래스 기판 등의 다양한 취성 재료 기판이어도 된다.

여기서 승강 가이드(17), 가대(18), 승강 테이블(19), 지지 부재(24), 스텝핑 모터(25)와 볼 나사(26)는, 블레이드(23)를 z축 방향으로 상하 이동시키는 블레이드 구동 수단을 구성하고 있다. 또한, Y 테이블(14), 회전 테이블(15)과 그 구동 기구는 서포트 기구(30) 상의 기판(40)을 그 면을 따라 이동시키는 이동 수단을 구성하고 있다. 또한, 스텝핑 모터(32), 볼 나사(33)와 가이드 레일(34)은 카메라(31)를 x축 방향으로 이동시키는 카메라 이동 수단을 구성하고 있다.

도 5는 받침날과 지지 부재 주변의 확대 단면도이다. 한 쌍의 지지 부재(53A, 53B)와 회전축(56A, 56B)은 나사 등에 의해 각각 강성적으로 고정되고, 받침날(54A, 54B)을 상하로부터 끼워 넣는 형태로 지지하고 있다. 받침날(54A, 54B)과 지지 부재(53A, 53B) 사이에는, 각각 2개의 압축 스프링(62)이 삽입되어, 회전축(56A, 56B)과 받침날(54A, 54B)이 서로 근접하는 방향으로 가압된다. 그리고 받침날(54A, 54B)은, 지지 부재(53A, 53B)를 서로 역방향으로 평행 이동시키는 개폐 기구를 사용하여, y축 방향으로 개폐 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 받침날(54A, 54B)과 지지 부재(53A, 53B) 사이에는 회전 시의 부하 조정 스프링(64)이 설치되어 있다.

다음에, 상술한 기판 브레이크 장치에 의한 브레이크 시의 동작에 대해 받침날과 지지 부재를 도시하는 도 5 내지 도 7을 사용하여 설명한다. 기판(40)을 브레이크할 때에는, 처음에 받침날의 능선(54Aa, 54Ba)과 블레이드(23)의 선단이 X축 방향의 어느 위치에서도 평행으로 되고, 블레이드(23)가 그 중앙에 위치하도록 조정한다. 이에 의해, 한 쌍의 받침날(54A, 54B)의 전방 테두리를 위치 결정하는 것이 가능해진다.

다음에, 도 4에 도시한 바와 같이, 점착성 필름(42)을 이용하여 기판(40)을 링 부재(41)에 장착한다. 그리고 기판(40)의 스크라이브 라인(43)이 형성된 측의 면을 아래로 하고 보호용의 시트(44)를 개재하여 이 링 부재(41)를, 도 1에 도시하는 회전 테이블(11)에 세트한다. 그런 후, 회전 테이블(11)의 회전 각도 위치를 조정하고, 기판 브레이크 장치의 블레이드(23)의 선단에, 기판(40)의 스크라이브 라인의 위치가 맞도록, 기판(40)의 각도의 위치 결정을 행한다. 이와 같이 위치 결정을 행한 경우에는, 받침날(54A, 54B)의 사이의 중심선과 블레이드(23)의 선단의 능선 및 기판(40)의 스크라이브 라인이 z축 방향에서 일직선 상에 배치되게 된다.

다음에 한 쌍의 받침날(54A, 54B)의 간격을 폐쇄하는 방향으로 이동시킨다. 그리고 도 6에 도시한 바와 같이 받침날의 능선(54Aa, 54Ba)이 완전하게 접촉, 또는 대략 접촉한 상태에서 위치 결정을 종료한다. 또한, 이 상태에서의 능선의 위치가 중심선으로 된다.

그런 후, 브레이크를 실행한다. 브레이크는 스텝핑 모터(21)에 의해 승강 테이블(19)을 하강시키고, 블레이드(23)를 z 방향으로 이동시키고, 도 7에 도시한 바와 같이 한 쌍의 받침날(54A, 54B)에 의해 지지된 기판(40)을, 스크라이브 라인의 바로 위에서 블레이드(23)에 의해 압박한다.

블레이드(23)가 기판(40)을 압박하면, 기판(40)의 스크라이브 라인이 블레이드(23)와 일치하도록 놓여져 있으므로, 블레이드(23)는 기판(40)의 상면으로부터 스크라이브 라인(43)의 배면을 압박한다. 압박된 기판(40)은, 한 쌍의 받침날(54A, 54B)을 압박한다.

한 쌍의 받침날(54A, 54B)은, 기판(40)에 접촉하는 각 면이 양쪽 모두, 평탄하게 가공되어 있고, z 방향으로 동일한 높이에서, z 방향과 수직한 평면에 위치하고 있다. 따라서 기판(40)에 대해 받침날(54A, 54B)은, 면적으로 확장 영역에서 기판(40)으로부터의 압박력을 수용한다. 또한, 블레이드(23)가 기판(40)을 압박하면, 받침날(54A)은 부하 조정 스프링(64)이 수축하여 도 7에 도시한 바와 같이 회전축(56A)의 중심축을 중심으로 하여 반시계 방향으로 약간 회전한다. 마찬가지로 받침날(54B)은 부하 조정 스프링(64)이 수축하여 도 7에 도시한 바와 같이 회전축(56B)의 중심축을 중심으로 하여 시계 방향으로 약간 회전한다. 이들 회전의 각도는, 예를 들어 1°이하이고, 통상은 0.1°정도이다. 이와 같이 블레이드(23)에 의한 기판(40)에의 압박력이 부하 조정 스프링(64)의 용수철 정수를 초과하는 상태로 되었을 때, 기판(40)은 굽힘 응력을 받으면서도 받침날(54A, 54B)의 각기 상면에서 면으로 지지되어 있는 상태로 된다. 이로 인해, 종래의 3점 굽힘 브레이크법에서 보여진 바와 같이 받침날(54A, 54B)의 능선(54Aa, 54Ba) 부분에만 압박력이 작용하는 일 없이, 기판(40)에 굽힘 응력을 가할 수 있다. 또한, 브레이크될 때의 세기에 의해 블레이드(23)와 기판(40)이 분리 접촉하는 일도 없이, 스크라이브 라인을 따른 수직의 단면으로 분단할 수 있다.

이상의 동작에 의해 기판(40)의 브레이크를 행한 후에는, 블레이드(23)를 상승시키고, 스텝핑 모터(25)의 작용에 의해, Y 테이블(14)을 반도체 칩의 폭에 상당하는 거리만큼 이동시킨 후, 동일한 브레이크 작업을 속행한다.

본 발명은 받침날 축이 약간 회전하므로, 누름 압력이 가해져 기판에 휨이 발생해도 이것을 받침날 상면에서 면으로서 보유 지지할 수 있고, 기판이 완전하게 분단될 때까지 확실하게 보유 지지할 수 있다. 결정성의 벽개면을 갖는 실리콘 기판 등의 반도체 칩이어도 스크라이브 라인에 맞추어 기판의 면에 수직으로 분단할 수 있다. 이로 인해 결정성의 벽개면을 갖는 다양한 기판의 분단 장치에 적용할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 블레이드(23)를 승강시킴으로써 기판(40)에 압박력을 부여하여 기판(40)을 브레이크하는 구성을 채용하고 있지만, 블레이드(23)를 승강시키는 대신에, 한 쌍의 받침날(54A, 54B)을 승강시켜 기판(40)을 브레이크하는 구성을 채용해도 된다.

다음에, 본 발명의 다른 실시 형태에 대해 설명한다. 이하의 실시 형태에서는 주요부에 대해서만 설명하는 것으로 하고, 전체의 구성은 도 5 내지 도 7과 대략 마찬가지이므로, 상세한 설명을 생략한다.

도 8은 본 발명의 제2 실시 형태를 도시하고 있다. 도 8에 있어서 받침날대(71A, 71B)는 좌우로 개폐할 수 있도록 구성되고, 그 상부에 각각 지지 부재(72A, 72B)가 설치된다. 또한, 그 상부에는 각각 받침날(73A, 73B)이 설치된다. 받침날(73A, 73B)은 한 쌍의 회전축(74A, 74B)에 의해 회전 가능하게 보유 지지되어 있다. 또한, 받침날(73A, 73B)과 지지 부재(72A, 72B) 사이에는 회전축의 외측에 각각 인장 스프링(75A, 75B)이 설치되고, 회전축(74A, 74B)을 따라 회전 가능하게 되어 있다. 또한, 받침날(73A, 73B)의 회전축의 내측에는 단차 볼트(76A, 76B)를 관통시키는 관통 구멍을 갖고, 단차 볼트(76A, 76B)의 선단의 나사부가 지지 부재(72A, 72B)에 나사 고정된다. 따라서 받침날(73A, 73B)은 인장 스프링(75A, 75B)에 의한 장력을 받고 있지만, 단차 볼트(76A, 76B)의 헤드부에 의해 그 상한 위치가 규정되어 있다. 여기서 단차 볼트(76A, 76B)와 받침날(73A, 73B)의 관통 구멍의 사이에는 약간 클리어런스를 형성해 두는 것으로 한다. 또한, 단차 볼트(76A, 76B)의 헤드부 상면은 받침날(73A, 73B)의 상면보다 약간 낮게 되도록 설정되어 있다.

이 상태에서 받침날(73A, 73B)의 상부에 기판(40)을 배치하고, 받침날(73A, 73B)이 접하는 접선의 위치에 스크라이브 라인을 맞추어 상부로부터 블레이드(23)로 압박한다. 이에 의해 받침날(73A, 73B)이 접하는 전방 테두리 부분이 약간 내려가도록 회전축(74A, 74B)을 중심으로 하여 약간 회전한다. 이때 기판(40)은, 누름 압력을 가해도 받침날(73A, 73B)의 상면으로부터 분리 접촉하는 일 없이, 스크라이브 라인을 따른 수직의 단면으로 분단할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해 도 9를 사용하여 설명한다. 이 실시 형태에서는 단차 볼트(76A, 76B)의 외주 부분 중 받침날(73A, 73B)과 지지 부재(72A, 72B)의 경계 부분에, 가라앉을 때의 저항값을 조정하기 위해 각각 압축 스프링(77A, 77B)을 설치한 것이다. 이렇게 하면 압축 스프링(77A, 77B)의 강도를 변화시킴으로써, 브레이크할 때에 받침날(73A, 73B)의 경계 부분의 가라앉음 저항값을 적절하게 조정할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제4 실시 형태에 대해 도 10을 사용하여 설명한다. 이 실시 형태에 있어서는 단차 볼트(76A, 76B)의 외주 부분 중 받침날(73A, 73B)과 지지 부재(72A, 72B)의 경계 부분에 원통형의 고무판(78A, 78B)을 각각 배치한 것이다. 이 경우에도 탄성 계수가 다른 고무판을 사용함으로써, 브레이크할 때에 받침날(73A, 73B)의 경계 부분의 가라앉음의 저항값을 선택할 수 있다.

도 11은 제5 실시 형태를 도시하고 있고, 받침날대(71A)와 지지 부재(72A) 및 받침날대(71B)와 지지 부재(72B)를 일체화하여 받침날대(79A, 79B)로 한 구성을 갖고 있다. 이 경우에는 인장 스프링(80A, 80B)을 받침날(73A, 73B)과 받침날대(79A, 79B)의 하방과의 사이에 설치하는 것으로 한다. 이 경우도 기판(40)을 그 상면에 배치하고, 블레이드(23)로 압박함으로써 기판(40)을 수직의 단면으로 브레이크할 수 있다.

도 12는 제6 실시 형태에 의한 받침날부의 상세를 도시하는 단면도이다. 본 실시 형태에서는 받침날과 회전축을 일체화한 구성을 갖고 있고, 받침날(81A, 81B)의 하면을 원기둥 형상으로 하고 있다. 또한, 지지 부재(72A, 72B)의 상면을 원호 형상의 홈으로 한 구성으로 되어 있다. 이와 같이 회전축을 대경화한 구조를 취함으로써, 받침날의 하면의 대략 반원형의 회전 중심축을, 받침날(81A, 81B)의 상면 높이에 일치, 또는 상면보다도 상부로 설정할 수 있다. 특히 기판(40)이 두껍거나 무른 재질인 경우, 과대한 누름 압력을 기판에 가함으로써 블레이드(23)와 기판(40)이 접촉하는 기판 표면에 의도하지 않은 파괴를 일으키는 경우가 있지만, 회전 중심축을 받침날 상면 높이(바람직하게는 기판과 블레이드의 접촉면 높이)에 일치시킴으로써, 블레이드로부터의 누름 압력을, 효율적으로 기판의 스크라이브 라인의 크랙 선단을 갈라놓는 방향으로의 굽힘 응력으로 변환할 수 있어, 기판 표면의 파괴를 회피할 수 있다. 물론, 제1 실시 형태에 있는 바와 같이, 받침날과 지지 부재, 회전축을 각각 별체 구조로 해도 된다.

본 발명은 특정한 단일 또는 복수 방위에 벽개면을 갖는 기판이나 비정질, 다결정 기판이어도 스크라이브 라인을 따라 수직으로 브레이크할 수 있어, 실리콘 반도체 기판 등 다양한 반도체 기판을 브레이크하는 취성 재료 기판 브레이크 장치로서 적용할 수 있다.

10 : 브레이크 장치
14 : Y 테이블
15 : 회전 테이블
19 : 승강 테이블
21, 25, 32 : 스텝핑 모터
23 : 블레이드
30 : 서포트 기구
31 : 카메라
40 : 반도체 기판
41 : 링 부재
42 : 점착성 필름
53A, 53B : 지지 부재
54A, 54B : 받침날
56A, 56B : 회전축
71A, 71B : 받침날대
72A, 72B : 지지 부재
73A, 73B, 81A, 81B : 받침날
74A, 74B : 회전축
75A, 75B, 80A, 80B : 인장 스프링
76A, 76B : 단차 볼트
77A, 77B : 압축 스프링
78A, 78B : 고무판

Claims

스크라이브 라인이 형성된 취성 재료의 기판에 힘을 가함으로써, 상기 스크라이브 라인을 따라 브레이크하는 취성 재료 기판 브레이크 장치이며,
각각의 상면과 대향면에 의해 구성되는 각각의 능선을 평행으로 하여 서로 대향하도록 배치되고, 상면에 상기 기판이 적재되는 한 쌍의 받침날과,
상기 한 쌍의 받침날을, 상기 기판과의 접촉면과는 반대측의 면으로부터 각각 지지하는 한 쌍의 지지 부재와,
상기 능선에 평행한 중심축 및 볼록한 부분 원통면을 갖고, 상기 한 쌍의 지지 부재에 각각 고정된 한 쌍의 회전축과,
상기 한 쌍의 받침날의 대향하는 전방 테두리가 일치하여 중심선으로 되는 접근 위치와, 상기 접근 위치로부터 이격한 이격 위치 사이를 이동 가능하게 되도록, 상기 한 쌍의 지지 부재를 서로 역방향으로 평행 이동시키는 개폐 기구와,
상기 기판의 스크라이브 라인이 형성된 측의 이면에서, 상기 스크라이브 라인의 배면을 따라 선 형상으로 접촉하는 블레이드와,
상기 한 쌍의 받침날에 대해 상기 블레이드가 접근하도록 상대 이동시키고, 기판의 면에 수직으로 힘을 인가하는 블레이드 구동 수단을 구비하고,
상기 한 쌍의 받침날은, 각각 상기 한 쌍의 회전축의 부분 원통면과 미끄럼 이동하는 오목한 부분 원통면을 갖고,
상기 한 쌍의 지지 부재는,
각각 상면에서 상기 받침날을, 상기 받침날이 회전축을 따라서 회전함으로써 상기 기판의 면에 수직 방향으로 미소 거리만큼 이동 가능하게 되도록 탄성적으로 보유 지지하는 것인, 취성 재료 기판 브레이크 장치.
제1항에 있어서, 상기 기판을 브레이크하기 위해, 한 쌍의 받침날에 대해 블레이드를 접근하도록 상대 이동시킬 때, 상기 한 쌍의 받침날의 대향하는 전방 테두리가 접촉하도록 근접시킨 상태에서, 기판의 면에 수직으로 힘을 인가하는 동작을 행하는, 취성 재료 기판 브레이크 장치.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 한 쌍의 받침날과 한 쌍의 지지 부재의 각각의 사이에,
브레이크 시의 하중에 의해 수축하는 고무재 또는 스프링재를 내포하는 구성으로, 상기 받침날이 기판의 면에 수직 방향으로 침동할 수 있도록 탄성적으로 고정시킨 구조를 갖는, 취성 재료 기판 브레이크 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 취성 재료 기판은, 벽개성을 갖는 결정 구조의 기판인, 취성 재료 기판 브레이크 장치.