KR101903676B1

KR101903676B1 - 취성 재료 기판의 스크라이브 방법 및 스크라이브 헤드 유닛

Info

Publication number: KR101903676B1
Application number: KR1020160120620A
Authority: KR
Inventors: 히로시 소야마; 아츠시 이무라
Original assignee: 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2016-09-21
Publication date: 2018-10-02
Also published as: KR20180109056A; CN110053176A; TW201722874A; CN106881771B; CN110053176B; TWI637924B; JP6773103B2; CN106881771A; KR102478364B1; JP2019069607A; KR20170038153A; JP6696263B2; JP2017065245A

Abstract

(과제) 취성 재료 기판을 스크라이빙 툴을 이용하여 스크라이브하는 경우에, 스크라이빙 툴의 다이아몬드 포인트의 내구성을 향상시키는 것이다.
(해결 수단) 스크라이브 예정 라인을 따라 취성 재료 기판에 윤활제를 도포한다. 윤활제를 도포한 후, 스크라이브 예정 라인을 따라 다이아몬드 포인트를 갖는 스크라이빙 툴로 스크라이브한다. 이렇게 하면 윤활제의 윤활 효과에 의해 스크라이빙 툴의 내구성을 대폭으로 향상시킬 수 있다.

Description

취성 재료 기판의 스크라이브 방법 및 스크라이브 헤드 유닛{METHOD AND SCRIBE HEAD UNIT FOR SCRIBING BRITTLE MATERIAL SUBSTRATE}

본 발명은 유리 기판이나 실리콘 웨이퍼 등의 취성 재료 기판을 다이아몬드 포인트에 의해 스크라이브하기 위한 취성 재료 기판의 스크라이브 방법 및 스크라이브 헤드 유닛에 관한 것이다.

종래 유리 기판이나 실리콘 웨이퍼를 스크라이브하기 위해, 스크라이빙 휠이나 단결정 다이아몬드에 의한 다이아몬드 포인트를 이용한 스크라이빙 툴이 이용되고 있다. 유리 기판에 대해서는, 주로 기판에 대하여 전동(轉動)시키는 스크라이빙 휠이 이용되어 왔지만, 스크라이브 후의 기판의 강도가 향상하는 등의 이점에서, 고정날인 다이아몬드 포인트의 사용도 검토되어 오고 있다. 특허문헌 1, 2에는 사파이어 웨이퍼나 알루미나 웨이퍼 등의 경도가 높은 기판을 스크라이브하기 위한 포인트 커터가 제안되어 있다. 이들의 특허문헌에는, 각뿔의 능선상에 컷 포인트를 형성한 툴이나, 선단이 원뿔로 된 툴이 이용되어 있다.

일본공개특허공보 2003-183040호 일본공개특허공보 2005-079529호

툴로서 다이아몬드 포인트를 이용한 스크라이빙 툴을 이용하여 유리 기판을 스크라이브하는 경우, 다이아몬드 포인트의 수명이 짧고, 수십m 스크라이브한 단계에서 손상되어 버리는 문제점이 있었다.

본 발명은 이상과 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 취성 재료 기판을 분단할 때에 다이아몬드 포인트를 이용한 스크라이빙 툴의 내구성을 향상시키고, 수명을 길게 하고, 교환 빈도를 적게 할 수 있는 스크라이브 헤드 유닛 및 이를 이용한 스크라이브 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 취성 재료 기판의 스크라이브 방법은, 취성 재료 기판에 대하여 스크라이브 예정 라인을 따라 윤활제를 도포하고, 상기 스크라이브 예정 라인 상에 다이아몬드를 이용한 스크라이빙 툴의 포인트를 밀어붙이고, 취성 재료 기판과 스크라이빙 툴을 상대적으로 이동시킴으로써 스크라이브하는 것이다.

여기에서 상기 취성 재료 기판에 윤활제를 도포하기 전에 스크라이브 예정 라인을 클리닝하는 스텝을 갖도록 해도 좋다.

여기에서 상기 취성 재료 기판을 스크라이브한 후에 윤활제 피막을 제거하는 스텝을 갖도록 해도 좋다.

여기에서 상기 스크라이브를 끝낸 후에 스크라이빙 툴의 포인트를 청소하는 스텝을 갖도록 해도 좋다.

여기에서 상기 윤활제는 페이스트 및 액체 형상 중 어느 것으로 해도 좋다.

여기에서 상기 윤활제는 윤활유, 알코올, 계면활성제 및 물 중 어느 하나로 해도 좋다.

이 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 스크라이브 헤드 유닛은, 소정의 하중으로 스크라이빙 툴의 포인트를 취성 재료 기판의 스크라이브 예정 라인에 밀어붙이고, 상대적으로 이동시킴으로써 스크라이브하는 스크라이브 헤드 유닛으로서, 다이아몬드를 이용한 1개 또는 복수의 포인트를 갖는 스크라이빙 툴과, 상기 스크라이빙 툴을 고정하는 툴 홀더와, 윤활제를 스크라이브 예정 라인 상에 도포하는 윤활제 도포 수단을 구비하는 것이다.

여기에서 상기 스크라이브 헤드 유닛은, 스크라이브 예정 라인을 따라 취성 재료 기판의 이물 제거를 행하는 이물 제거 수단을 갖도록 해도 좋다.

여기에서 상기 이물 제거 수단은, 이물 제거 홀더와,

상기 이물 제거 홀더의 하단에 설치된 이물 제거 부재를 구비하도록 해도 좋다.

여기에서 상기 윤활제 도포 수단은, 윤활제 공급 홀더와, 상기 윤활제 공급 홀더의 하단에 설치된 윤활제 도포 부재를 구비하도록 해도 좋다.

여기에서 상기 윤활제 도포 수단은, 주기적으로 윤활제를 공급하는 잉크젯 유닛을 갖는 것으로 해도 좋다.

여기에서 상기 윤활제 도포 수단은, 윤활제조(槽)를 갖는 것으로 해도 좋다.

이러한 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 우선 취성 재료 기판의 스크라이브 예정 라인에 윤활제를 도포하고, 다이아몬드 포인트를 갖는 스크라이빙 툴로 스크라이브한다. 이 때문에 다이아몬드 포인트에 마모가 발생하기 어려워, 내구성을 대폭으로 향상시킬 수 있는 효과가 얻어진다. 또한 윤활제를 도포하기 전에 스크라이브 예정 라인을 클리닝하는 경우에는, 취성 재료 기판에 처음부터 부착하고 있는 이물, 또는 스크라이브 중에 발생하는 이물이 취성 재료 기판과 스크라이빙 툴에 말려 들어가는 일이 없어, 포인트의 손상을 더욱 적게 할 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 의한 툴 홀더에 이용되는 스크라이빙 툴의 일 예를 나타내는 평면도 및 측면도이다.
도 2는 본 실시 형태에 의한 툴 홀더의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛의 일 예를 나타내는 정면도 및 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 유리 기판의 분단 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 유리 기판의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 유리 기판의 스크라이브 예정 라인의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 스크라이브 방법에 있어서 형성되는 트렌치 라인 및, 크랙 라인의 단면도이다.
도 8은 본 실시 형태에 의한 유리 기판의 트렌치 라인과 어시스트 라인을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛을 나타내는 정면도 및 측면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛을 나타내는 정면도 및 측면도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛을 나타내는 정면도 및 측면도이다.
도 12는 본 발명의 제5 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛을 나타내는 정면도 및 측면도이다.
도 13은 본 발명의 제6 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛을 나타내는 정면도이다.
도 14는 본 발명의 제7 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛을 나타내는 정면도이다.
도 15는 본 발명의 제8 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛을 나타내는 정면도 및 측면도이다.
도 16은 본 발명의 제9 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛을 나타내는 정면도 및 측면도이다.
도 17은 본 발명의 제10 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛을 나타내는 정면도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

다음으로 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 우선 도 1은 본 실시 형태의 스크라이브 헤드 유닛의 툴 홀더에 보유지지되는 스크라이빙 툴인, 멀티 포인트 다이아몬드 툴(이하, 간단히 다이아몬드 툴이라 함)(10)의 일 예를 나타내는 평면도 및 측면도이다. 이 다이아몬드 툴(10)은 일정한 두께로 회전 대칭의 임의의 수의 변으로 이루어지는 다각형의 각 기둥을 베이스로 한다. 이 실시 형태에서는, 일정 두께의 사각기둥의 베이스(11)를 단결정 다이아몬드로 구성하고, 그 중심에 관통공(12)을 갖고 있다. 베이스(11)에는 관통공(12)을 지나가는 축(도 1(a)에 대해서는 지면에 수직한 축)에 평행한 능선(13a∼13d)이 사각형의 외주면에 균등하게 형성되어 있다.

그래서 본 실시 형태에서는 베이스(11)에 대하여 도 1에 나타내는 바와 같이 사방의 각 부분의 사각기둥의 양 저면으로부터 외주면이 교차하는 능선을 향하여 모따기와 같이 연마한다. 즉 도 1(b)에 나타내는 바와 같이 베이스(11)의 우측의 저면의 4개의 각에서 베이스(11)의 능선을 향하여 연마하여 제1 경사면(14a∼14d)을 형성한다. 이때 능선을 사이에 끼우는 변과 경사면이 이루는 각이 동일해지도록, 즉 경사면이 능선의 일단을 정점으로 한 이등변 삼각형이 되도록 연마한다. 이러한 경사면은 레이저 가공 또는 기계 가공에 의해 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 레이저 가공 후에 추가로 기계 연마를 행하고, 추가로 정밀한 연마면으로 해도 좋다. 이렇게 하면 각 능선(13a∼13d)과 제1 경사면(14a∼14d)의 교점을 정점으로 하여, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이 베이스의 측면에서 볼 때에 있어서 우측에 4개의 포인트(P1∼P4)를 형성할 수 있다. 이때 베이스(11)의 경사면(14a∼14d)은 천면이 된다. 여기에서 천면(天面)이란, 능선을 형성하는 2개의 외주면에 접하여, 능선의 일단을 공유하는 면을 말한다.

다음으로 베이스(11)의 타방의 저면에서 동일하게 하여 베이스(11)의 외주를 향하여 연마하고 제2 경사면(15a∼15d)을 형성한다. 이때, 제1 경사면과 제2 경사면의 사이에 능선이 남도록, 제1 경사면과 제2 경사면의 연마 범위의 합계가 베이스의 두께를 초과하지 않도록 연마한다. 이렇게 하면 각 능선(13a∼13d)과 제2 경사면(15a∼15d)의 교점을 포인트로 하여 도 1(b)에 나타내는 바와 같이 베이스의 측면에서 볼 때에 있어서 좌측에 4개의 포인트(P5∼P8)를 형성할 수 있다. 이와 같이 능선(13a∼13d)의 양단을 포인트(P1∼P8)로 함으로써, 사각형의 다이아몬드 툴(10)에 대해서 외주에 8개소의 포인트를 형성할 수 있다.

다음으로 툴 홀더에 대해서 설명한다. 도 2는 툴 홀더의 조립을 나타내는 사시도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이 툴 홀더(20)의 주요부를 구성하는 툴 홀더 본체(21)는, 직방체 형상의 홀더 보유지지부(22a)와, 그 선단에 직방체의 상반분이 절결된 형상을 갖는 툴 부착부(22b)로 이루어져 있다. 홀더 보유지지부(22a)는 도 2에 나타내는 바와 같이 툴 홀더를 스크라이브 헤드 유닛에 고정하기 위한 부착용의 관통공(23a, 23b 및 24a, 24b)이 형성된다. 또한 툴 부착부(22b)는 홀더 보유지지부(22a)에 가까운 위치에서 절결된 길이 방향에 수직인 두께 조정 홈(25)을 갖고 있다. 선단부에는 도 2에 나타내는 바와 같이 좌우로부터 절결된 경사면(26a, 26b)과, 하방으로부터 절결된 경사면(26c)을 갖고 있다. 또한 툴 부착부(22b)의 대략 중앙 부분에는 중심축에 수직하게 나사 홈(27)이 형성되어 있다. 툴 부착부(22b)의 표면에는 툴 홀더 본체(21)의 길이 방향의 중심축을 따른 일정 깊이의 툴 보유지지 홈(28)이 나사 홈(27)을 통과하여 형성되고, 선단부에서는 툴 보유지지 홈(28)은 외측을 향하여 약 90°의 각도로 개방되어 있다. 바꿔 말하면, 툴 보유지지 홈(28)은 선단을 향함에 따라 폭이 넓어지고, 홈의 내벽의 연장선이 교차하는 각도가 90°로 되어 있다. 두께 조정 홈(25)과 툴 보유지지 홈(28)은 동일한 깊이를 갖는 것으로 한다. 여기에서 툴 보유지지 홈(28)의 90°로 개방되어 있는 영역은, 전술한 사각형의 다이아몬드 툴(10)을 보유지지하고, 그 선단 부분을 외부로 돌출시키는 보유지지 영역이 된다.

그래서 이 툴 부착부(22b)의 상부에는 홀더 누름(30)이 부착된다. 홀더 누름(30)은 대략 직방체 형상으로 툴 부착부(22b)의 오목부에 부착되어 직방체 형상의 툴 홀더(20)를 구성하는 것이다. 홀더 누름(30)의 선단부 좌우에는 툴 부착부(22b)의 경사면(26a, 26b)에 대응하는 경사면(31a, 31b)이 형성되고, 상면에는 경사면(26c)에 대응하는 경사면(31c)이 형성되어 있다. 또한 중앙 부분에는 관통공(32)이 형성되어 있다.

다이아몬드 툴(10)을 툴 홀더(20)에 보유지지하는 경우에는, 우선 두께 조정 부재로서 다이아몬드 툴(10)의 두께와 동일한 지름을 갖는 두께 조정 핀(33)을 두께 조정 홈(25)에 삽입하고, 이어서 툴 보유지지 홈(28)에 다이아몬드 툴(10)을 끼워 맞춰 그 일부를 돌출시킨 상태에서 누름 부재(30)를 씌우고, 나사(34)를 조임으로써 고정한다. 이렇게 하면 홀더 누름(30)의 하면이 항상 툴 부착부(22b)의 면에 대하여 평행하게 접하게 되기 때문에, 선단에 다이아몬드 툴(10)을 확실히 고정할 수 있다.

도 3은 다이아몬드 툴(10)을 갖는 툴 홀더(20)를 스크라이브 헤드 유닛에 부착한 상태를 나타내는 정면도 및 측면도이다. 스크라이브 헤드 유닛(40A)은 판상의 헤드 플레이트(41) 자체가, 도시하지 않는 슬라이드 기구에 의해 전체적으로 상하동(上下動)하도록 구성되어 있다. 그리고 이 헤드 플레이트(41)에는 스크라이브 하중용의 에어 실린더(42)가 고정된다. 에어 실린더(42)의 하단은 로드(42a)가 신축 자유롭게 돌출되어 있다. 그래서 도 3(b)에 나타내는 바와 같이 헤드 플레이트(41)의 로드(42a)의 하방에는, 가이드 기구(43)와 슬라이드부(44)가 형성되고, 소정의 하중으로 슬라이드부(44)를 하방으로 압압(押壓)하고 있다. 가이드 기구(43)는 슬라이드부(44)를 상하동 자유롭게 보유지지하는 것이다. 슬라이드부(44)에는 L자형의 플레이트(45)가 설치된다. 플레이트(45)는 슬라이드부(44)와 함께 상하동하지만, 스토퍼(46)에 의해 하한이 규제되고 있다. 그리고 이 플레이트(45)에는 툴 홀더(20)가 관통공(23b, 24b)에 나사(47a, 47b)를 관통시켜 경사 방향으로 고정되어 있다. 그리고 스크라이브 헤드 유닛(40A)을 화살표 A방향으로 이동시킴으로써 스크라이브할 수 있다.

그래서 헤드 플레이트(41)의 우단에는 블록(50) 상에 이물 제거 홀더(51)가 설치된다. 직방체 형상의 블록(50)은 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 이물 제거 홀더와 후술하는 윤활제 공급 홀더를 측면에서 보아 다이아몬드 툴과 동일한 위치가 되도록 헤드 플레이트(41)로부터 좌방향으로 돌출시키는 것이다. 이물 제거 홀더(51)는 툴 홀더와 동일하게 직방체 형상이고 수직으로 고정되고, 선단에는 스펀지(52)가 부착되어 있다. 스펀지(52)는 스크라이브 헤드 유닛(40A)을 화살표 A방향으로 이동시켰을 때에, 스크라이브하기 직전에 기판에 접촉하여 스크라이브 예정 라인에 부착하고 있는 이물을 제거하는 이물 제거 부재이다. 여기에서 이물 제거 홀더(51)와 그 선단의 유연한 이물 제거 부재인 스펀지(52)는, 스크라이브 헤드 유닛(40A)에 부착된 이물 제거 수단을 구성하고 있다.

또한 블록(50)에는 이물 제거 홀더(51)에 인접하여 윤활제 공급 홀더(53)가 부착된다. 윤활제 공급 홀더(53)는 이물 제거 홀더(51)와 동일하게 직방체 형상이고 수직으로 고정되고, 선단에 스펀지(54)가 부착되어 있다. 스펀지(54)에는 도시하지 않는 윤활제 공급 유닛으로부터 윤활제 공급 파이프(55)를 통하여 윤활제가 공급된다. 스펀지(54)는 스크라이브하기 직전에 스크라이브 예정 라인 상에 윤활제를 도포하는 윤활제 도포 부재이다. 여기에서 윤활제의 공급량이나 공급의 타이밍은, 스크라이브 장치에 탑재되어 있는 공급 유닛으로부터 지령되는 것으로 한다. 여기에서 윤활제 공급 홀더(53)와 그의 선단의 유연한 도포 부재인 스펀지(54)는, 스크라이브 헤드 유닛(40A)에 부착된 윤활제 도포 수단을 구성하고 있다.

다음으로 본 실시 형태의 스크라이브 헤드 유닛(40A)을 이용하여 취성 재료 기판인 유리 기판을 분단하는 방법에 대해서 도 4의 플로우 차트, 도 5의 유리 기판의 평면도를 이용하여 설명한다. 우선 스텝 S1에 있어서 평탄한 표면 SF를 갖는 유리 기판(60)을 준비한다. 유리 기판(60)을 스크라이브할 때에는, 경사져 부착되어 있는 툴 홀더(20)의 다이아몬드 툴(10)의 하나의 포인트(P1)를 유리 기판(60)에 대하여 접하도록 고정하고, 스크라이브 헤드 유닛(40A)을 유리 기판(60)의 일방의 변(60a)의 근방에 압하하여 도시의 화살표 A방향으로 이동시키고, 분단 예정 라인의 타방의 변(60b)에 가까운 위치까지 슬라이딩시킨다. 이와 같이 스크라이브 헤드 유닛(40A)을 이동시키면, 이물 제거 홀더(51)에 부착되어 있는 스펀지(52)로 스크라이브 예정 라인의 이물이 제거된다. 즉 도 4의 스텝 S2에 나타내는 바와 같이, 스크라이브 예정 라인을 따라 클리닝이 행해진다. 이때 도 6(a)에 스크라이브 예정 라인(SIL1)의 확대도를 도시한 바와 같이, 스크라이브 예정 라인(SIL1)을 중앙에 포함하도록 소정폭의 라인에 대하여 클리닝이 행해진다. 이와 같이 스크라이브 예정 라인을 클리닝함으로써, 스크라이브 중에 이물이 유리 기판(60)과 날끝의 사이에 말려 들어가는 일이 없어져, 다이아몬드 툴의 포인트의 손상을 적게 할 수 있다.

다음으로 스크라이브 예정 라인(SIL1)에 대하여 클리닝한 부분에는 겹쳐서 도 6(b)에 나타내는 바와 같이 윤활제 공급 홀더(53)의 스펀지(54)로 윤활제가 얇게 도포된다(스텝 S3). 그리고 홀더(20)에 보유지지되어 있는 스크라이브 헤드의 다이아몬드 툴로 스크라이브함으로써, 도 5에 나타내는 바와 같이 스크라이브 예정 라인(SIL1)을 따라 트렌치 라인(TL1)을 형성한다(스텝 S4). 이때 다이아몬드 툴(10)은 전동시키지 않기 때문에, 동일한 포인트로 스크라이브를 행할 수 있다. 실제로는 스크라이브 헤드 유닛(40A)을 이동시킴으로써 스텝S2∼S4가 대략 동시에 진행하게 된다. 이렇게 하면 윤활제의 윤활 효과에 의해 다이아몬드 툴의 포인트의 마모를 대폭으로 적게 할 수 있고, 장기 수명화할 수 있다. 예를 들면 다이아몬드 툴의 포인트는 윤활제를 도포하고 있지 않는 경우에 수십m에서 마모되고 있었지만, 윤활제를 도포한 경우에는, 수천m에 걸쳐 내구성을 보유지지할 수 있다.

트렌치 라인이란, 도 5(a)의 원형 부분의 단면을 나타내는 도 7(a)와 같이, 스크라이브에 의해 유리 기판(60)의 표면 SF에 소성 변형에 의한 홈만이 형성되고, 두께 방향으로는 크랙이 발생하고 있지 않은 라인이다. 이 때문에, 크랙을 발생시키는 통상의 스크라이브 라인을 형성하는 경우보다 낮은 하중으로 하는 등, 보다 넓은 스크라이브 조건으로 트렌치 라인 형성을 위한 스크라이브를 할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는 변 60a가 스크라이브 상류측, 변 60b가 하류측이 된다.

마찬가지로 유리 기판(60)의 표면 SF의 스크라이브 예정 라인(SIL2∼SIL6)을 따라 스크라이브 헤드 유닛(40A)을 좌로부터 우로 이동시킨다. 이에 따라 이물 제거 홀더(51)의 스펀지(52)로 스크라이브 예정 라인의 이물이 제거되고, 윤활제 공급 홀더(53)의 스펀지(54)에 의해 윤활제가 도포되고, 추가로 다이아몬드 툴(10)에 의해 스크라이브된다. 이렇게 하여 트렌치 라인(T1)에 평행하게 추가로 5개의 트렌치 라인(TL2∼TL6)이 형성된다.

다음으로 도 8에 나타내는 바와 같이, 각 트렌치 라인과 교차하도록 어시스트 라인(AL1)을 형성한다. 어시스트 라인(AL1)은 각 트렌치 라인의 하류측, 즉 변(60b)에 가까운 위치에 형성하는 것이 바람직하다. 어시스트 라인(AL1)은 도 1에 나타내는 바와 같이, 다이아몬드의 날끝을 갖는 스크라이빙 툴을 이용해도 좋고, 스크라이빙 휠을 전동시켜 형성시켜도 좋다. 본 실시 형태에 있어서는, 어시스트 라인은 크랙이 형성된 크랙 라인으로 한다.

이렇게 하여 어시스트 라인(AL1)을 형성하면, 어시스트 라인(AL1)을 따라 유리 기판(60)이 어시스트 라인(AL1)을 따라 분단된다. 이때 이미 형성되어 있는 트렌치 라인(TL1∼TL6)과 어시스트 라인(AL1)이 교차한 위치로부터 도 7(b)에 나타내는 바와 같이 크랙이 발생하고, 크랙이 각 트렌치 라인(TL1∼TL6)의 상류측으로 신전한다(스텝 S5). 따라서 트렌치 라인(TL1∼TL6)은 그 하방에 크랙을 수반하는 크랙 라인(CL1∼CL6)으로 변화하게 된다.

이 후 도 4의 스텝 S6에 있어서, 이 크랙 라인(CL1∼CL6)을 따라 유리 기판(60)을 분단함으로써 소망하는 형상으로 유리 기판(60)을 분단할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는 어시스트 라인을 형성하고, 어시스트 라인을 따라 분리함으로써 크랙이 발생하는 것으로 했지만, 어시스트 라인의 분리를 수반하지 않는 공정으로 해도 좋다. 이 경우, 어시스트 라인을 형성하면 트렌치 라인을 따라 크랙이 형성된다. 또한, 어시스트 라인을 형성하지 않고, 트렌치 라인의 종단에 있어서 다이아몬드 툴을 역방향으로 슬라이딩시킴으로써 크랙을 형성하는 공정, 또는 트렌치 라인을 연장하여 다이아몬드 툴이 기판의 단부를 통과하는 공정 등을 행함으로써도, 트렌치 라인을 따라 크랙을 발생시킬 수 있다.

기판에 접하고 있는 포인트(P1)가 마모에 의해 열화한 경우에는, 스크라이브 헤드 유닛으로부터 툴 홀더를 떼어내고, 180° 회전시켜 전후를 교체시킴으로써 포인트(P5)를 이용할 수 있다. 혹은, 다이아몬드 툴(10)을 일단 툴 홀더(20)로부터 떼어내고, 90° 회전시키고 재차 툴 홀더(20)에 고정하고, 다른 포인트, 예를 들면 포인트(P2)를 유리 기판(60)에 접촉시켜 동일하게 하여 스크라이브 예정 라인의 클리닝, 윤활제 도포 및 스크라이브를 행한다.

다음으로 이물 제거나 윤활제를 도포하는 기능을 갖는 스크라이브 헤드 유닛의 다른 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 9∼도 17은 제2∼제10 실시 형태의 스크라이브 헤드 유닛을 나타내고 있고, 전술한 실시 형태와 동일 부분은 동일 부호를 나타내고 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 제2 실시 형태의 스크라이브 헤드 유닛(40B)에 있어서는, 윤활제 공급 홀더(53)의 선단에 설치된 스펀지(54)는 윤활제를 도포함과 함께, 이물 제거를 행하기 위한 스펀지로서도 이용하고 있다. 이렇게 하면 이물 제거 홀더(51)나 스펀지(52)는 불필요해져, 구조를 간략화할 수 있다. 이 경우에는 블록(50)을 보다 소형의 것으로 해도 좋다.

도 10은 본 발명의 제3 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛(40C)의 일 예를 나타내는 정면도이다. 본 도면에 나타내는 바와 같이 평판상의 서포트 플레이트(70) 상에 이물 제거 홀더(51)를 부착하고 있다. 서포트 플레이트(70)는 블록(50)과 동일하게 이물 제거 홀더(51)를 측면에서 보아 다이아몬드 툴과 동일 위치가 되도록 헤드 플레이트(41)로부터 좌방향으로 돌출시키는 것이다. 이물 제거 홀더(51)의 선단에 고정되어 있는 스펀지(52)는 제1 실시 형태와 동일하다. 또한 이에 인접하여 서포트 플레이트(71)에 잉크젯 유닛(72)이 설치된다. 잉크젯 유닛(72)은 유리 기판(60)의 면에 대하여 토출구(73)로부터 펄스적으로 윤활제를 도포하는 것이고, 공급량이나 타이밍은 스크라이브 장치의 제어부로부터 지령된다. 이 실시 형태에서는 전술한 제1 실시 형태와 동일하게, 이물 제거 홀더(51)와 그의 선단의 스펀지(52)로 스크라이브 예정 라인에 대하여 이물 제거를 행한 후, 윤활제를 도포하여 스크라이브할 수 있다. 여기에서 잉크젯 유닛(72)은 윤활제를 유리 기판에 도포하는 윤활제 도포 수단을 구성하고 있다.

도 11은 제4 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛(40D)을 나타내는 정면도 및 측면도이다. 이 실시 형태에서는 전술한 잉크젯 유닛(72)의 선단의 윤활제 토출구(73)의 주위에 스펀지(74)를 부착한 것이다. 이렇게 하면 윤활제의 공급은 펄스적이라도, 스펀지(74)에 의해 도 6(b)에 나타내는 바와 같이 스크라이브 예정 라인을 따라 일정한 폭으로 윤활제를 도포할 수 있다.

도 12는 제5 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛(40E)을 나타내는 정면도 및 측면도이다. 이 실시 형태에서는 스펀지(74)는 윤활제를 도포함과 함께, 이물 제거를 행하기 위한 스펀지로서도 이용하고 있다. 이렇게 하면 이물 제거 홀더(51)나 스펀지(52)는 불필요해져, 구조를 간략화할 수 있다.

다음으로 도 13은 제6 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛(40F)을 나타내는 정면도이다. 이 스크라이브 헤드 유닛에서는, 윤활제 공급 홀더(53)에는 윤활제 공급 파이프(55)는 접속되어 있지 않고, 스펀지(54)만을 보유지지하고 있다. 그리고 윤활제를 보유지지하고 있는 윤활제조(56)의 바로 위에 스크라이브 헤드 유닛(40F)의 윤활제 공급 홀더(53)가 위치하도록 주기적으로 이동하고, 강하시킴으로써 스펀지(54)를 윤활제에 담그고, 그 후 스크라이브 헤드 유닛(40F)을 상승시킨다. 그리고 스크라이브 헤드 유닛(40F)을 화살표 A방향으로 이동시켜, 제1 실시 형태와 동일하게 윤활제를 도포하도록 한 것이다.

다음으로 도 14는 제7 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛(40G)을 나타내는 정면도이다. 이 실시 형태에서도 윤활제 공급 홀더(53)에는 윤활제 공급 파이프는 접속되어 있지 않고, 이물 제거 홀더(51)와 스펀지(52)는 생략하고 있다. 본 실시 형태는 제6 실시 형태와 동일하게, 스펀지(54)를 윤활제조(56)에 주기적으로 담금으로써 윤활제를 도포하도록 하고, 추가로 이물 제거용의 스펀지와 겸용시키도록 한 것이다. 이에 따라 스펀지(54)에 의해 스크라이브 예정 라인의 닦아 내기와 윤활제의 도포를 행할 수 있다.

다음으로 도 15는 제8 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛(40H)을 나타내는 정면도 및 측면도이다. 본 실시 형태에서는 스펀지 등을 이용하여 스크라이브 예정 라인에 윤활제를 도포하는 일 없이, 툴 홀더(20)에 인접하는 위치에 홀더(80)에 의해 윤활제 공급 파이프(55)를 고정하고, 부드러운 튜브(81)를 툴 홀더(20)에 접촉시킨다. 이 실시 형태에서는 윤활제의 자중(自重)에 의한 자연 낙하로 툴 홀더(20)를 따라 이동하여, 다이아몬드 툴(10)의 선단으로부터 윤활제를 스크라이브 예정 라인에 공급하여, 윤활제를 도포하도록 하고 있다.

다음으로 도 16은 본 발명의 제9 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛(40I)을 나타내는 정면도 및 측면도이다. 본 실시 형태에서도, 툴 홀더(20)에 인접하는 위치에 홀더(80)에 의해 윤활제 공급 파이프(55)를 고정하고, 스펀지(82)를 이용하여, 툴 홀더(20)에 접촉시키고 툴 홀더(20)에 의해 윤활제를 도포하도록 한 것이다.

또한 도 17은 본 발명의 제10 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛(40J)을 나타내는 정면도이다. 본 도면에 나타내는 바와 같이 스크라이브 헤드 유닛(40J)에는 블록(50)을 통하여 이물 제거 홀더(51)와 스펀지(52)를 설치하고 있지만, 윤활제 공급 홀더(53)와 스펀지(54)는 생략하고 있다. 그리고 툴 홀더(20)의 다이아몬드 툴(10)을 주기적으로 윤활제조(56)에 직접 침투시켜, 이에 따라 스크라이브 예정 라인에 윤활제를 도포하도록 하고 있다. 여기에서 윤활제조(56)를 갖는 제6, 제7 및 제10 실시 형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛(40F, 40G 및 40J)에 있어서, 윤활제조(56)는 윤활제 도포 수단의 일부를 구성하고 있다.

또한 전술한 각 실시 형태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이 다이아몬드제의 복수의 포인트를 갖는 스크라이빙 툴을 이용하고 있지만, 다각형의 외주에 판두께 방향 또는 외주 방향으로부터 연마하여 복수의 포인트를 형성한 스크라이빙 툴을 이용해도 좋고, 또한 사각뿔 사다리꼴이나 원추형 형상의 스크라이빙 툴을 이용해도 좋다.

여기에서는 도 4에 나타내는 바와 같이 트렌치 라인을 형성한 후, 어시스트 라인을 형성하고 있지만, 트렌치 라인을 형성한 후에 스크라이브 예정 라인에 도포한 윤활제를 닦아내기 등에 의해 제거하는 스텝을 포함하도록 해도 좋다.

또한 일정 거리의 스크라이브를 끝낸 후에, 다이아몬드 툴의 포인트 부분을 클리닝하도록 해도 좋다. 클리닝에서는 날끝의 포인트 부분에 에어 블로우를 내뿜어도 좋고, 포인트 부분으로부터 공기를 흡인해도 좋다. 또한 포인트 부분을 초음파 세정해도 좋고, 윤활제나 이물을 스펀지 등으로 제거하여 클리닝하도록 해도 좋다. 윤활제를 제거하는 경우에는, 기판의 단부에 매트를 설치하고, 스크라이빙 툴로 이 매트 상을 통과시킴으로써 클리닝을 행하도록 해도 좋다.

전술한 각 실시 형태에서는, 이물 제거 부재나 윤활제 도포 부재로서 스펀지를 이용하고 있지만, 이와 동일한 기능을 달성하는 유연한 부재, 예를 들면 펠트 등을 이용할 수 있다.

전술한 제3, 제4 및 제5 실시 형태에서는 스크라이브 전에 윤활제를 잉크젯 유닛의 토출구(73)로부터 기판에 직접 도포 또는 스펀지나 펠트에 스며들게 하기 위해 도포하고 있지만, 윤활제로서는 점도가 낮은 액체, 예를 들면 윤활유, 에탄올 등의 알코올, 계면활성제, 물 등 공지의 윤활제를 이용할 수 있다.

또한 전술한 실시 형태 중 제8∼제10 실시 형태에서는, 상기의 저(低)점도의 액체에 더하여 액체의 중에 윤활제의 성분이나 액체의 유분이 분산한 유액 형상의 점도가 높은 액체를 이용할 수 있다. 이 경우는 걸쭉함이 있어도 기판 상에 자중으로 퍼질 수 있고, 스크라이브 예정 라인에 공급할 수 있다. 또한 제1, 제2 및 제6, 제7 실시 형태에서는, 윤활제로서 상기의 저점도의 액체 및 고(高)점도의 액체에 더하여 페이스트 형상의 것, 즉 액체의 중에 윤활제의 액체의 유분이 분산한 페이스트, 왁스, 크림 형상의 것을 이용해도 좋다. 페이스트 형상의 윤활제는 기판 상을 자중으로 흐르는 일은 없지만, 스펀지나 펠트 등으로 도포하여, 스크라이브 예정 라인 상에 공급할 수 있다.

또한 전술한 각 실시 형태에서는 스크라이브 헤드 유닛을 이동시킴으로써 기판을 스크라이브하도록 하고 있지만, 스크라이브 헤드 유닛을 고정하고 기판을 이동시킴으로써 이물 제거나 윤활제 도포 및 스크라이브를 행하도록 해도 좋다.

또한 전술한 제1, 제6 실시 형태에서는, 동일한 블록에 이물 제거 홀더 및 윤활제 공급 홀더를 인접하여 부착하고 있지만, 제4 실시 형태와 같이 이물 제거 홀더 및 윤활제 공급 홀더를 각각 개별로 서포트 플레이트에 부착해도 좋다.

본 발명은 다이아몬드 포인트를 갖는 스크라이빙 툴에 의해 취성 재료 기판을 스크라이브하는 경우에 다이아몬드 포인트의 마모를 최소한으로 억제할 수 있고, 다이아몬드 포인트를 이용한 스크라이브 장치에 유효하게 이용할 수 있다.

10 : 멀티 포인트 다이아몬드 툴
11 : 베이스
12 : 관통공
13a∼13d : 능선
14a∼14d : 제1의 경사면
15a∼15d : 제2의 경사면
20 : 툴 홀더
21 : 툴 홀더 본체
22a : 홀더 보유지지부
22b : 툴 보유지지부
23a, 23b, 24a, 24b : 관통공
25 : 두께 조정홈
26a, 26b, 26c, 31a, 31b, 31c : 경사면
27 : 나사홈
28 : 툴 보유지지홈
30 : 홀더 누름
33 : 두께 조정 핀
34 : 나사
40A∼40J : 스크라이브 헤드 유닛
41 : 헤드 플레이트
42 : 에어 실린더
43 : 가이드 기구
44 : 슬라이드부
45 : 플레이트
50 : 블록
51 : 이물 제거 홀더
52 : 스펀지
53 : 윤활제 공급 홀더
54 : 스펀지
55 : 윤활제 공급 파이프
56 : 윤활제조
60 : 유리 기판
70, 71 : 서포트 플레이트
72 : 잉크젯 유닛
73 : 토출구
74 : 스펀지
80 : 홀더
81 : 튜브
82 : 스펀지
P1∼P8 : 포인트
SIL1∼SIL6 : 스크라이브 예정 라인
TL1∼TL6 : 트렌치 라인
AL : 어시스트 라인
CL1∼CL6 : 크랙 라인

Claims

취성 재료 기판에 대하여 스크라이브 예정 라인을 따라 상기 스크라이브 예정 라인을 포함하도록 소정폭으로 윤활제를 도포하고,
상기 스크라이브 예정 라인 상에 다이아몬드를 이용한 스크라이빙 툴의 포인트를 밀어붙이고, 취성 재료 기판과 스크라이빙 툴을 상대적으로 이동시킴으로써 스크라이브하는 취성 재료 기판의 스크라이브 방법.
제1항에 있어서,
상기 취성 재료 기판에 윤활제를 도포하기 전에 스크라이브 예정 라인을 클리닝하는 스텝을 갖는 취성 재료 기판의 스크라이브 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 취성 재료 기판을 스크라이브한 후에 윤활제 피막을 제거하는 스텝을 갖는 취성 재료 기판의 스크라이브 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 스크라이브를 끝낸 후에 스크라이빙 툴의 포인트를 청소하는 스텝을 갖는 취성 재료 기판의 스크라이브 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 윤활제는 페이스트 및 액체 형상 중 어느 하나인 취성 재료 기판의 스크라이브 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 윤활제는 윤활유, 알코올, 계면활성제 및 물 중 어느 하나인 취성 재료 기판의 스크라이브 방법.
소정의 하중으로 스크라이빙 툴의 포인트를 취성 재료 기판의 스크라이브 예정 라인에 밀어붙이고, 상대적으로 이동시킴으로써 스크라이브하는 스크라이브 헤드 유닛으로서,
다이아몬드를 이용한 1개 또는 복수의 포인트를 갖는 스크라이빙 툴과,
상기 스크라이빙 툴을 고정하는 툴 홀더와,
상기 스크라이빙 툴보다 스크라이브 방향으로 전방에 위치하고, 상기 취성 재료 기판에 대하여 상기 스크라이브 예정 라인을 따라 상기 스크라이브 예정 라인을 포함하도록 소정폭으로 윤활제를 도포하는 윤활제 도포 수단
을 구비하는 스크라이브 헤드 유닛.
제7항에 있어서,
상기 스크라이브 헤드 유닛은,
상기 스크라이브 예정 라인을 따라 취성 재료 기판의 이물 제거를 행하는 이물 제거 수단을 갖는 스크라이브 헤드 유닛.
제8항에 있어서,
상기 이물 제거 수단은,
이물 제거 홀더와,
상기 이물 제거 홀더의 하단에 설치된 이물 제거 부재를 구비하는 스크라이브 헤드 유닛.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 윤활제 도포 수단은,
윤활제 공급 홀더와,
상기 윤활제 공급 홀더의 하단에 설치된 윤활제 도포 부재
를 구비하는 스크라이브 헤드 유닛.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 윤활제 도포 수단은,
주기적으로 윤활제를 공급하는 잉크젯 유닛을 갖는 것인 스크라이브 헤드 유닛.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 윤활제 도포 수단은, 윤활제조를 갖는 것인 스크라이브 헤드 유닛.