(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
近時、特許文献1に開示されているような従来構成のブレーク装置に代わり、一の弾性体(例えばゴム板)を基板の載置部として採用し、ブレーク刃によるブレークを行うブレーク装置が、研究・開発されている。係るブレーク装置は、例えば、従来構成のブレーク装置に比して、ブレーク刃の押し込み量を小さくできるという利点を有している。
【0006】
係る場合、載置部として用いる弾性体の表面は、ブレークの精度や確実性などの観点から、できるだけ厚みが一様でありかつ表面が平坦であることが求められる。少なくとも、厚みばらつきが30μm以下であり表面粗さが30nm以下であることが、求められる。
【0007】
またこのように載置部として用いる弾性体は、該弾性体を支持する支持部とともども、透明なものであることが好ましい。なぜならば、これら弾性体および支持部が透明である場合、それらを介して下方より、該弾性体に載置された基板を観察することができるからである。このような透明弾性体の材料としては、透明シリコーンゴムが例示される。
【0008】
しかしながら、市販されている板状の透明弾性体は一般に、金型に液体や粘土状の透明弾性体材料を流し込み、加熱成型することによって製造されているために、その厚みの精度は、金型の精度に直接の影響を受けているほか、成型温度ばらつきや、材料の密度ばらつきなどにも影響を受ける。例えば、狙いの厚みが3mmの製品であれば、少なくとも100μm程度の厚みばらつきを有する。このような、総じて厚みばらつきの大きい透明弾性体をそのままブレーク装置の載置部として用いた場合、ブレーク刃に作用する力に位置による不均一が生じ、割れ残りや、押し込み不足などの不良が生じ、良好なブレークを確実に行うことが難しい。
【0009】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、基板をスクライブラインに沿ってブレークするブレーク装置における基板の載置部に適した弾性体からなる部材、および、当該部材を載置部に備えるブレーク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するため、
本発明に使用されるブレーク装置は、一方主面側にスクライブラインが形成されてなる基板を前記スクライブラインに沿ってブレークする装置であって、前記基板が水平姿勢にて載置される載置部と、前記載置部の上方に、前記載置部に対して進退自在に設けられてなるブレーク刃と、を備え、前記基板を前記スクライブラインの延在方向と前記ブレーク刃の前記刃先の延在方向とが一致するように前記載置部に載置した状態で前記ブレーク刃を所定の下降停止位置まで下降させることによって、前記基板を前記スクライブラインに沿って分断するように構成されてなり、前記載置部が、
硬度が50°以上90°以下であり、厚みばらつきが30μm以下であり、前記基板が載置される被載置面の表面粗さが30nm以下である板状の弾性体である、ことを特徴とする。
【0011】
請求項2の発明は、請求項1に記載のブレーク装置であって、前記弾性体が透明弾性体である、ことを特徴とする。
【0012】
請求項3の発明は、請求項2に記載のブレーク装置であって、前記透明弾性体がシリコーンゴムである、ことを特徴とする。
【0013】
本発明は、一方主面側にスクライブラインが形成されてなる基板を前記スクライブラインに沿ってブレークする方法であって、載置部の上に、前記スクライブラインの延在方向と、前記載置部の上方に前記載置部に対して進退自在に設けられてなるブレーク刃の刃先の延在方向とが一致するように、前記基板を水平姿勢にて載置する工程と、前記基板が前記載置部の上に載置された状態で前記ブレーク刃を所定の下降停止位置まで下降させることによって、前記基板を前記スクライブラインに沿って分断する工程と、を備え、前記載置部として、
硬度が50°以上90°以下であり、厚みばらつきが30μm以下であり、前記基板が載置される被載置面の表面粗さが30nm以下である板状の弾性体を用いる、ことを特徴とする。
【0014】
本発明は
、前記弾性体が、加熱成型によって形成された、厚みばらつきが100μm以上である初期弾性体の表面を、研磨したものである、ことを特徴とする。
【0015】
本発明は、
前記の基板のブレーク方法であって、前記弾性体が透明弾性体である、こと
ができる。
【0016】
本発明は、
前記の基板のブレーク方法であって、前記透明弾性体がシリコーンゴムである、こと
ができる。
【0017】
本発明は、一方主面側にスクライブラインが形成されてなる基板を前記スクライブラインに沿ってブレークする装置において、前記基板が水平姿勢にて載置される載置部に用いる部材であって、前記部材が、
硬度が50°以上90°以下であり、厚みばらつきが30μm以下であり、前記基板が載置される被載置面の表面粗さが30nm以下である板状の弾性体である、
部材を使用すること
ができる。
【0018】
本発明は、
前記のブレーク装置の基板載置部用部材であって、前記部材が透明弾性体からなる、
部材を使用すること
ができる。
【0019】
本発明は、
前記のブレーク装置の基板載置部用部材であって、前記部材がシリコーンゴムからなる、
部材を使用すること
ができる。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、ブレーク装置において基板をスクライブラインに沿って確実に分断することができる。
【0021】
特に、
本発明によれば、スクライブラインに沿ったブレークを確実に行えるとともに、ブレークに際して基板を載置部を介して下方から観察することが可能となる。
【0022】
特に、
本発明によれば、加熱成型体を研磨するという簡便な手法によって、載置部用の弾性体を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0024】
<ブレーク装置>
図1および
図2は、本発明の実施の形態に係るブレーク装置100の要部を示す図である。ブレーク装置100は、基板Wを水平姿勢にて載置するための載置部1と、基板Wに押し当てられることで基板Wを分断するブレーク刃2と、載置部1を下方から支持するための支持部3とを備える。ブレーク装置100は、あらかじめスクライブライン(けがき線)SLが形成された基板Wに対しブレーク刃2を用いてブレーク処理を施すことによって該スクライブラインSLから基板Wの厚み方向へとクラック(垂直クラック)を伸展させることで、基板WをスクライブラインSLに沿って分断する装置である。より詳細には、
図1はブレーク刃2の長手方向に垂直な断面を含む側断面図であり、
図2はブレーク刃2の長手方向に沿った側面図である。
【0025】
基板Wは、ガラス基板、セラミックス基板、半導体基板などの脆性材料からなる。厚み及びサイズには特段の制限はないが、典型的には、0.1mm〜1mm程度の厚みで直径が6インチ〜10インチ程度のものが想定される。
【0026】
なお、
図1および
図2においては基板WにスクライブラインSLが1つだけ形成されている態様を示しているが、これは図示の簡単および説明の便宜上のものであって、通常は、一の基板Wに対して多数のスクライブラインSLが形成されてなる。また、
図1および
図2においては図示を省略しているが、基板Wは、ダイシングリングなどとも称される環状の張設部材に張設されたシートに貼付される態様にてブレークに供される態様であってもよい。
【0027】
載置部1は、板状の弾性体からなり、支持部3により水平姿勢で支持されてなる状態において、その上面1aに基板Wが載置される。本実施の形態においては、係る載置部1に用いる弾性体部材を、載置部用部材1αと称する。基板Wは、スクライブラインSLが形成されてなる側の主面(スクライブライン形成面)Waを載置部1の上面1aに当接させる態様にて、かつ、スクライブラインSLの延在方向をブレーク刃2の刃先2aの延在方向と一致させる態様にて、載置部1に載置される。
【0028】
載置部1の厚みは、ブレークに際して当該載置部1の弾性が好適に発現する程度であればよいが、典型的には1mm〜5mm程度である。
【0029】
ブレーク刃2は、例えば超鋼合金や部分安定化ジルコニア等からなり、
図1に示すように、その鉛直下側部分に、当該ブレーク刃2の長手方向に垂直な断面が略三角形状をなす刃先2aを備える。刃先2aは、概略、10°〜90°程度の角度をなす2つの刃面にて形成されてなる。
【0030】
支持部3は、載置部1を水平姿勢にて下方支持する、表面が平坦でかつ載置部1に比して十分な剛性を有する部位である。
【0031】
以上のような構成を有するブレーク装置100におけるブレーク処理は、ブレーク刃2を
図1に矢印AR1にて示すように鉛直下方に所定距離だけ下降させ、基板WのスクライブラインSLの上方位置に当接させることによって行う。
【0032】
より詳細には、ブレーク刃2は、
図2に示すように、所定の初期位置z=z0から、スクライブライン非形成面Wbの高さ位置z=z1よりも下方のz=z2なる高さ位置に定められた停止位置(下降停止位置)に到達するまで、下降させることによって実現される。なお、ブレーク処理に際して基板が下降される、z=z0からz=z2までの距離|z2−z0|を、ブレーク刃2の押し込み量と称する。
【0033】
ブレーク刃2が初期位置z=z0から下降させられて、高さ位置z=z1においてスクライブライン非形成面Wbと当接した後もz=z2の下降停止位置に到達するまで押し下げられると、基板Wは上方からブレーク刃2による押圧力を受け、これによって弾性体たる載置部1に押しつけられることになるが、その際に弾性体から受ける反発力が、基板WをスクライブラインSLの形成箇所から2つの個片に離反させるように作用する。これによって、基板Wが2つの個片に分断されるようになっている。
【0034】
係る態様での分断が好適に実現されるようにするには、載置部用部材1αとして用いる弾性体の硬度が、50°〜90°程度であることが好ましい。硬度が50°より小さい弾性体を載置部用部材1αとして用いた場合、上述した態様での分断に必要な押し込み量が大きくなり過ぎてしまい、それゆえに分断に際してエッジ部分に欠けが生じやすくなるため好ましくない。また、硬度が90°を超える弾性体を載置部用部材1αとして用いた場合、上述した態様での分断に適した反発力が得られなくなるため好ましくない。
【0035】
好ましくは、載置部1および支持部3は光学的に透明な部材からなり、かつ、ブレーク装置100は、
図1および
図2に示すように支持部3よりも鉛直下方に、カメラ4を備える。係る場合において、載置部1を構成する透明な弾性体(載置部用部材1α)としては、シリコーンゴムが例示される。支持部3を構成する透明な部材としては、ガラス板が例示される。また、カメラ4は、例えばCCDカメラである。
【0036】
カメラ4は、ブレーク刃2(より詳細には刃先2a)を含む鉛直面内に配置される。カメラ4は、鉛直上方に向けて配置されており、透明な載置部1および支持部3を介して、載置部1に載置された基板Wを、撮像可能とされてなる。
【0037】
なお、カメラ4に付随させる態様にて、照明手段5が設けられてなる。照明手段5は、鉛直上方に向けて照明光を照射するように配置されてなる。照明手段5としては、カメラ4を囲繞する態様にて設けられるリング照明を用いるのが好適な一例であるが、他の形態のものが用いられてもよい。
【0038】
このように、載置部1および支持部3が透明であり、かつ、カメラ4(および照明手段5)が備わる場合、ブレーク装置100においては、載置部1および支持部3を介した基板Wの観察が可能となる。これにより、ブレーク刃2によるブレークに際して、カメラ4による撮像画像を用いた基板Wの位置決めや、ブレーク処理時の状態観察などが可能となる。例えば、ブレーク処理に先立って、基板Wのスクライブライン形成面Waをカメラ4にて観察しつつ、基板Wの位置を調整することにより、スクライブラインSLをブレーク刃2の直下に配置させることなどが行える。
【0039】
<載置部用部材の作製>
次に、上述のブレーク装置100において載置部1として用いる載置部用部材1αの作製について説明する。以下においては特に、カメラ4による載置部1および支持部3を介した撮像を可能とするべく、載置部用部材1αとして透明な弾性体を用いる場合について説明する。
図3は、係る場合における載置部用部材1αを得るための手順を概略的に示す図である。
【0040】
ブレーク装置100において基板Wの分断が好適に実現されるには、載置部1の上面1aが所定程度に水平かつ平坦となっていることが求められる。上述したように、カメラ4による支持部3の下方からの撮像を可能とする場合には、これら水平性および平坦性に加えて、載置部1をなす載置部用部材1αが十分な光透過性を有していることも求められる。それゆえ、本実施の形態において、載置部用部材1αとして透明弾性体を用いる場合には、水平性および平坦性に加えて、透明性もが確保されるように、載置部用部材1αを作製する。
【0041】
係る載置部用部材1αの作製にあたってはまず、金型に液状や粘土状の透明弾性体材料を流し込み、加熱して板状に成型することで、透明弾性体を得る。以降の説明においては、係る加熱成型によって得られる透明弾性体、および、その後に行う加工の途中段階の透明弾性体を、初期弾性体1βと総称することとする。
図3は、初期弾性体1βに対して行う加工処理の手順について概略的に示す図である。
【0042】
初期弾性体1βを得るための加熱成型は、初期弾性体1βを板状とするべくなされるものの、金型の精度や、成型温度ばらつきや、透明弾性体材料の密度ばらつきなどの影響を受けるために、その寸法精度は十分なものではない。そのため、
図3(a)に模式的に示すように、加熱成型後の初期弾性体1βは、透明性こそ確保されているものの、その表面には例えば10mm〜300mm程度のスパンで厚みが最大で100μm程度変化するような大きなうねりが存在し、それゆえ、初期弾性体1βは最大で100μm程度の厚みばらつきを有するものとなっている。
【0043】
そこで、係る厚みばらつきを解消するべく、次に、
図3(b)に示すように、初期弾性体1βを十分な平坦度を有する吸着テーブル201に吸着固定し、その上面S1を研磨(もしくは研削)する。吸着テーブル201に吸着固定された状態においては、被吸着面S0のうねりは吸着テーブル201の平坦性によってキャンセルされ、うねりが生じるのは、上面S1側のみとなる。
【0044】
上面S1の研磨は、例えば、吸着テーブル201に対し一定の高さ位置に保持した砥石などの粗研磨手段202にて、矢印AR2に示すように初期弾性体1βの上面S1を研磨することによって実現される。係る処理を粗研磨と称する。
【0045】
当然ながら、初期弾性体1βについては、その加熱成形時、係る粗研磨による除去分を考慮して狙いの厚みが定められてなる。上述した初期弾性体1βの厚みばらつきは、この狙いの厚みと実際の厚みとの差異が場所によって異なっていることで生じているともいえる。
【0046】
図3(c)に示すように、係る粗研磨が施された初期弾性体1βの上面S2においては、
図3(b)に示す処理前の上面S1に存在していたうねりは解消されてなり、マクロには平坦な状態が実現されてなる。具体的には、厚みばらつきは5μm〜30μm程度にまで抑制される。
【0047】
図4は、粗研磨前後の初期弾性体1βの表面を非接触高さ測定器(レーザ変位計)にて評価した結果を対比して示す図である。
図4(a)に示す粗研磨前の初期弾性体1βの上面S1においては、最大で60μm強の凹凸差が存在していたのに対し、
図4(b)に示す粗研磨後の初期弾性体1βの上面S2においては、凹凸差はそのおよそ1/3の20μm程度にまで抑制されてなる。
【0048】
しかしながら、粗研磨の結果得られる上面S2は、微視的にはむしろ粗研磨前の上面S1よりも荒れた状態となっている。
図4においても、
図4(b)に示す上面S2において、
図4(a)に示す上面S1よりも細かな凹凸が存在することが確認される。このような表面状態を有することで、上面S2は光が乱反射する不透明面となっている。すなわち、粗研磨後の初期弾性体1βにおいては、厚み方向において光透過性は失われてしまっている。例えば、上面S2においては、300nm〜1000nm程度の表面粗さ(Ra)が生じている。
【0049】
そこで、光透過性を復活させるべく、粗研磨後の上面S2に対し仕上げ研磨を行う。仕上げ研磨の手法としては、例えば
図3(d)に示すような、アルミナ粉末などの研磨剤203を供給しつつバフ204を矢印AR3にて示すように回転させるバフ研磨などが、例示される。仕上げ研磨は、少なくとも、仕上げ研磨後の上面S3の表面粗さ(Ra)が(40)nm以下となる程度にまで行う。これにより、上面S3は十分に平坦かつ平滑なものとなり、その結果、乱反射が抑制されて透明度が向上する。例えば、粗研磨後は20〜30%程度であった光の透過率が、80〜90%程度にまで回復する。
【0050】
以上のような粗研磨および仕上げ研磨を、最初に被吸着面S0とした面に対しても同様に行うことで、表面が平坦で厚みが均一でありかつ透明な、載置部用部材1αが得られる。
【0051】
なお、最初に上面S1とされた一方面側に対してのみ粗研磨および仕上げ研磨を行ったのみの状態において、十分な平坦性および厚みの均一性が得られる場合であれば、最初に被吸着面S0とされた他方面側に対しては研磨を行わないようにしてもよい。係る場合、透明性の高い側の面(通常は、仕上げ研磨後の上面S3よりも非研磨面のほうが透明性が高い)を載置部1の上面1a(基板Wの被観察部位に近い側)として使用するのが好ましい。
【0052】
また、
図5は、初期弾性体1βをそのまま載置部1に用いた場合のブレークの様子を示す模式図であり、
図6は、初期弾性体1βに対し上述の態様にて粗研磨および仕上げ研磨を行って得た載置部用部材1αを載置部1に用いた場合のブレークの様子を示す模式図である。いずれの場合も、ブレーク刃2とスクライブラインSLとの配置関係はあらかじめ分断可能な状態に調整されてなり、適切な押し込み量が設定されているものとする。
【0053】
図5(a)に示すように、初期弾性体1βを載置部1として用いるべく支持部3にて下方支持した状態においては、少なくともその上面S4にはうねりが形成される。なお、
図5においては図示の簡単のため、初期弾性体1βが支持部3と密接している態様を示しているが、実際には、初期弾性体1βの形状によっては、初期弾性体1βと支持部3との間に隙間が形成される可能性もある。
【0054】
図5(b)に示すように、係る載置部1としての初期弾性体1βの上に基板Wを載置すると、上面S4にうねりが存在することに起因して、初期弾性体1βには、基板Wと接触する領域RE1と、接触しない領域RE2とが形成されることになる。係る状況で矢印AR4にて示すようにブレーク刃2を下降させ、ブレーク処理を行うと、
図5(c)に示すように、基板Wにおいては、初期弾性体1βと接触していた領域RE3では分断は進行するものの、初期弾性体1βと接触していなかった領域RE4では分断は進行しないという状況が生じる。これは、後者ではブレーク刃2が基板Wに対して十分に押し込まれず、結果として、載置部1たる初期弾性体1βから分断を進行させるだけの反発力が得られないことによるものと考えられる。
【0055】
なお、係る場合においては、ブレーク刃2の押し込み量を規定値よりも増大させることで、分断を進行させる態様も考えられるが、分断によって得られる個片のエッジ部分に欠け発生し、品質が低下する可能性が高まるため、好ましくない。
【0056】
これに対し、厚みが均一な載置部用部材1αを載置部1に用いた場合、
図6(a)に示すように、その上面1aは一様に平坦であり、かつ、載置部1と支持部3とは密接している。それゆえ、
図6(b)に示すように載置部用部材1αの上に基板Wを載置して矢印AR5にて示すようにブレーク刃2を下降させた場合、ブレーク刃2は基板Wに対し均一に押し込まれるので、
図6(c)に示すように基板Wは(スクライブラインSLに沿って)確実に分断される。すなわち、
図5に示す場合とは異なり、分断されない箇所は生じない。
【0057】
以上、説明したように、本実施の形態によれば、あらかじめスクライブラインが形成されてなる基板を該スクライブラインに沿って分断するブレーク処理を行うブレーク装置において、基板を載置する載置部に、硬度が50°以上90°以下であり、厚みばらつきが30μm以下であり、基板が載置される被載置面の表面粗さが30nm以下である板状の弾性体を用いることで、該ブレーク装置において基板をスクライブラインに沿って確実に分断することができる。
【0058】
また、係る要件をみたす弾性体は、液体の弾性体材料を加熱成型することで得られる成形体を研磨するという簡便な手法によって得ることができ、係る手法は、当該載置部として透明な弾性体を用いる場合であっても適用が可能である。透明な弾性体を載置部として用いたブレーク装置においては、スクライブラインに沿ったブレークを確実に行えるとともに、ブレークに際して基板を載置部およびその支持部を介して下方から観察することが可能となる。
【0059】
<変形例>
上述の実施の形態においては、載置部1の全体(下面全面)が支持部3によって下方支持されるようになっているが、これは必須の態様ではない。載置部1の水平性が確保される限りにおいて、支持部3によって支持されない箇所が存在してもよい。例えば、載置部1の下方にカメラ4を設けた構成において、載置部1とカメラ4の間の領域(特にカメラ4の画角内)において支持部3が存在しない態様であってもよい。係る場合、載置部1のみが透明であれば、支持部3が透明でなくとも、カメラ4は、載置部1のみを介して載置部1に載置された基板Wを撮像することが可能となる。