JPH1179770A

JPH1179770A - スクライブ装置及び劈開方法

Info

Publication number: JPH1179770A
Application number: JP19542398A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Mizuno; 保明水野; Toru Ishii; 徹石井; Shinobu Kawase; 忍川瀬; Koushirou Takeda; 光資郎武田
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 1999-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】スクライブしたときのクラックの促進を図る
とともに、破断面を高精度に確保できるようにするこ
と。【解決手段】半導体ウェハ等の薄板Ｗをスクライブす
る刃１２と、この刃１２の下方位置に設けられた支持部
材１５とを備える。支持部材１５の上面側には、張力付
与手段１６が配置されており、当該張力付与手段１６
は、薄板Ｗの表面である被加工面Ｗ１を湾曲させること
のできる凸状曲面を備えた昇降可能な支持ブロック３８
を備えている。湾曲形状に支持された薄板Ｗの被加工面
Ｗ１は、最も強い引っ張り応力を受けた状態に保たれ、
これに刃１２を押し付けることでクラックＣを発生させ
るとともに、引っ張り応力と圧縮応力との中立点までク
ラックを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスクライブ装置及び
劈開方法に係り、更に詳しくは、半導体ウェハ等の薄板
の破断処理に利用されるスクライブ装置と、このスクラ
イブ装置を用いた薄板の劈開方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、セラミックスやシリコーン等
の半導体ウェハを被加工部材として所定のチップに切り
出すにあたり、スクライブ装置を用いて行う手法が採用
されている。このスクライブ装置は、ダイヤモンド等か
らなる回転刃若しくは直進刃をウェハに押し付けて相対
移動させることにより、スクライブラインを形成できる
ようになっており、その後に剪断力を付与して所定単位
ごとにチップを得ることができる。

【０００３】従来では、スクライブラインの形成に際し
て、被加工部材を平坦な状態に維持するとともに、その
被加工面に刃を所定圧力で接触させながら移動させるこ
とにより行うスクライブ装置や、スクライブラインが形
成された後に適宜な張力を被加工部材に付与して剪断力
を加えながら劈開する手法等が知られている（例えば、
実公平２−４０９９号、特開平６−２８３７５８号公報
参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セラミ
ックス等の硬い素材を被加工部材とした場合には、スク
ライブによって形成されるクラックが浅くなる等、期待
する程度のクラックを形成できず、スクライブした面と
は反対側の面に割れや欠けが生じ易く、ひいては劈開後
の端面寸法精度を高精度に維持できないという不都合が
ある。

【０００５】また、深いクラックを発生させる場合、従
来では、刃に高い圧力を加えてスクライブしているた
め、これが刃の寿命を短くする原因となってスクライブ
ラインの精度を低下させる他、頻繁なる刃の交換に伴う
加工効率の低下を招来することとなる。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、このような不都合に着目して
案出されたものであり、その目的は、期待するクラック
の形成を可能として破断面の寸法精度を高精度に保つこ
とができるとともに、スクライブに用いる刃の寿命を長
期に亘って確保することのできるスクライブ装置及び劈
開方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るスクライブ装置は、被加工部材をスク
ライブする刃と、前記被加工部材を支持するとともに前
記刃に対して相対移動可能に設けられた支持部材と、前
記被加工部材をスクライブする際に、前記刃の面に直交
する方向に沿って前記被加工部材に張力を付与する張力
付与手段とを備える、という構成を採用した。このよう
な構成においては、刃が被加工面に当てられたときに、
前述の張力に伴ってクラックの進展を図ることができ、
刃の圧力を高めなくとも無理なくクラックが形成される
こととなる。従って、その後の劈開による破断面が極め
て平滑となり、且つ、裏面側の寸法精度も高精度に維持
することができる。

【０００８】本発明における劈開方法は、被加工部材を
スクライブする刃に対して当該被加工部材を支持部材に
セットする工程と、前記刃の面に直交する方向に沿って
前記被加工部材に張力を与える張力付与工程と、張力が
付与された状態の被加工部材と前記刃とを相対移動させ
て被加工部材をスクライブする工程と、前記被加工部材
のスクライブラインに沿って被加工部材を破断させる破
断工程とを経る、という手法を採っている。

【０００９】

【発明の実施の形態】前記スクライブ装置における前記
張力付与手段は、被加工部材の被加工面を凸状曲面に変
形させる支持面を備えて構成したり、前記被加工部材の
両端部を略同一平面内で引っ張り力を付与する手段によ
って構成することができる。この際、前記被加工部材
は、適宜なクランプ装置を用いて外周側を固定し、被加
工部材の裏面側に凸状曲面となる支持面を位置させれば
よい。そして、この支持面と被加工部材との相対面間に
相互の押圧力を作用させることで、支持面の外面形状に
倣うように被加工部材を変形させることができる。支持
面の移動は、シリンダ装置を用いて行うことが例示で
き、また、支持面を固定側として被加工部材側を支持面
に押し付けるように移動させることもできる。更に、凸
状曲面に多数のバキューム孔を備えた中空の支持ブロッ
クを設け、この支持ブロック内を吸引減圧して被加工部
材を凸状曲面に倣うように変形させたり、或いは、支持
部材に対して離間接近可能な加圧装置を設け、この加圧
装置によって被加工部材を凸状曲面に押し付けて変形さ
せる構成等も採用することができる。

【００１０】また、被加工部材の両端部を同一平面内で
引っ張る場合には、当該被加工部材の両端部にピン若し
くは軸等を固定し、これらのピン若しくは軸をシリンダ
装置等で移動させることで引っ張り力を付与することが
できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。

【００１２】図１には、本実施例に係るスクライブ装置
の概略斜視図が示されている。この図において、スクラ
イブ装置１０は、セラミックス等からなる被加工部材と
しての薄板Ｗをスクライブする刃１２と、この刃の下方
位置に配置された支持部材１５と、当該支持部材１５上
に設けられて薄板Ｗに所定の引っ張り力を付与する張力
付与手段１６とを備えて構成されている。

【００１３】前記刃１２は、本実施例では、ダイヤモン
ド等からなる回転刃によって構成されている。この刃１
２は、ブロック状の保持体２０に回転可能に保持されて
いるとともに、その外周縁部分が保持体２０の下方より
突き出るように配置されている。保持体２０は、その上
部に設けられた圧力調整部２１を介して昇降可能に設け
られ、これによって薄板Ｗに対する刃１２の接触圧力が
調整可能に設けられている。また、刃１２の隣設位置に
は、例えば、光学顕微鏡等からなる撮像装置２２が配置
されており、この撮像装置２２と前記刃１２を支持する
スライダ２４はＸ軸駆動装置２５及びＺ軸駆動装置２６
を介してＸ、Ｚの直交二軸方向に沿ってスライダ基部２
７に対して移動可能に設けられている。なお、スライダ
基部２７はスクライバ本体に対して固定された位置関係
にある。

【００１４】前記支持部材１５は略水平面内に位置する
プレートにより構成されている。この支持部材１５は、
θ軸駆動装置２８の上端に設けられて水平面内で旋回可
能に設けられている一方、当該θ軸駆動装置２８は基台
１８上に設けられ、この基台１８の下面側に配置された
Ｙ軸駆動装置３０上に支持されている。従って、支持部
材１５上に載置される薄板ＷはＹ軸及びθ軸方向にそれ
ぞれ移動可能となる。また、基台１８はＹ軸方向に移動
可能となる。

【００１５】前記張力付与手段１６は、前記支持部材１
５の上面側にボルト３１を介して固定された左右一対の
クランプ装置３２と、これらクランプ装置３２，３２間
における前記支持部材１５上に配置された押圧部材３４
と、この押圧部材３４の上方側において、前記一対のク
ランプ装置３２間に張設された弾性体シート３５とを備
えて構成されている。左右一対のクランプ装置３２は、
それらの上端部に所定間隔毎に配置されたチャック３６
を含み、これらのチャック３６が薄板Ｗの両端部分を掴
む込むことで当該薄板Ｗの定位置保持を可能とする。

【００１６】前記押圧部材３４は、前記弾性体シート３
５を下方より支えてこれを押し上げる支持面を形成する
支持ブロック３８と、この支持ブロック３８の下面側に
位置して当該支持ブロック３８を支持するフレーム３９
と、このフレーム３９及び前記支持部材１５の間に設け
られて前記支持ブロック３８の上面位置を上下に変位さ
せる図示しないシリンダとを備えて構成されている。こ
こで、支持ブロック３８は、その上面側が凸状の所定の
曲率半径を有する曲面形状に設けられており、側面から
見た上縁が緩やかなアーチを形成するようになってい
る。従って、支持ブロック３８の上面位置がクランプ装
置３２の上端高さよりも上方に位置したときに、図１に
示されるように、薄板Ｗが弾性体シート３５を介して支
持ブロック３８の上面形状に倣うように変形し、薄板Ｗ
の被加工面Ｗ１側に引っ張り応力を付与することができ
る。なお、押圧部材３４を変位させるシリンダはスクラ
イバ本体の定位置に固定されており、押圧部材３４は上
下に変位可能としながらθ軸駆動装置２８によって支持
部材１５が旋回してもそれに伴って回転しないようにな
っている。これにより、薄板Ｗを回転しても、常に、刃
１２による切断方向に対して直交する方向、すなわち刃
１２の面に対して直交する方向に薄板Ｗの張力を付与す
ることが可能となり、薄板Ｗを任意の方向に劈開するこ
とができる。また、Ｙ軸方向に支持部材１５が移動した
際にも常に薄板Ｗに張力を付与することができる。

【００１７】なお、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ軸の各駆動装置
２５，２６，２８，３０は、図示しない制御装置を介し
てそれぞれ駆動可能に設けられており、この制御装置
は、薄板Ｗと刃１２との相対移動軌跡を予め設定して得
られた情報を記憶するとともに、当該情報を読み出して
各駆動装置を個々に制御する。

【００１８】次に、前記スクライブ装置１０を用いたス
クライブ工程について、図２及び図３をも参照しながら
説明する。なお、図２においては、図面の錯綜を避ける
ため、薄板Ｗと刃１２とを離した状態で示しているが、
実際にはこれらが接触しているものと理解されたい。

【００１９】図２（Ａ）に示されるように、張力付与手
段１６によって、被加工面Ｗ１側に引っ張りの応力を付
与した状態で回転する刃１２を接触させることで、その
接触点に初期のクラックＣを発生させることができる。
この際、被加工面Ｗ１における刃１２の接触点は、図３
に示されるように、最大の引っ張り応力が働いているた
め、刃１２による接触圧力が小さくてもクラックＣを発
生させることができる。

【００２０】次いで、刃１２の位置を僅かに下降させる
と、図２（Ｂ）に示されるように、被加工面Ｗ１に近い
程に引っ張り応力が働いているため、被加工面Ｗ１側か
らクラックＣが順次奥深く進展することとなる。

【００２１】更に、刃１２を下降させると、クラックＣ
は、図２（Ｃ）及び図３に示されるように、引っ張り応
力と圧縮応力（或いは薄板Ｗの破壊強度）とが釣り合う
点を中立点Ｎとして、当該中立点Ｎ位置まで形成される
こととなり、これによってスクライブを終了する。この
際、中立点Ｎの設定は限定的なものでなく、薄板Ｗの曲
率を変化させることで、浅い位置や深い位置への調整が
可能となる。従って、例えば、中立点Ｎが深い位置に設
定されていれば、薄板１１の厚みの半分以上の深さのク
ラックＣを発生させることができる。このために、チャ
ックを離間接近させる手段を設けてもよい。

【００２２】このようにしてスクライブを完了した後
は、図２（Ｄ）に示されるように、適宜な支点４０を介
して剪断応力を加えることで、容易且つ高精度の端面形
状を保有した状態で破断することができる。

【００２３】なお、本発明に係るスクライブ装置におけ
る張力付与手段１６は前記実施例に限定されるものでな
く、例えば、図４及び図５に示される張力付与手段４１
を採用することもできる。この張力付与手段４１は、薄
板Ｗを同一の平面内で、それらの左右両端に引っ張り力
を付与するように構成されたものである。具体的には、
薄板Ｗの左右両端側に形成された穴４２に固定可能な複
数のピン４３と、これらのピン４３を同軸線上に保持す
る一対のアーム４４と、これらのアーム４４の両端側に
連結されて当該一対のアーム４４を相互に離間する方向
に移動させるシリンダ装置４５とにより構成されてい
る。このような張力付与手段４１によっても、平面方向
への張力が発生可能となるため、刃１２の当接圧力を強
くしなくとも、クラックＣの発生と促進を図ることがで
きる。なお、薄板Ｗの左右両端側に引っ張り力を作用さ
せることができる限りにおいて、前記張力付与手段４１
の構成を設計変更することができる。例えば、シリンダ
の採用数を減少させる構成等が考えられる。また、張力
付与手段４１を固定したまま、薄板Ｗのみを回転可能と
する構成も採用することができ、この場合には、薄板Ｗ
を任意の方向に劈開することができる。

【００２４】また、前記実施例における押圧部材３４
は、図６に示される吸着部材５０に代替することもでき
る。この吸着部材５０は、多数のバキューム孔５１を備
えた支持面を形成する支持ブロック５２と、この支持ブ
ロック５２に接続されたバキュームポンプ５３とにより
構成されている。従って、バキュームポンプ５３が駆動
して支持ブロック５２内を吸引減圧することで、支持ブ
ロック５２上に載置される薄板Ｗが密着可能となる。こ
のような構成を採用した場合には、吸着部材５０自体を
昇降させる必要がなくなるとともに、前述したクランプ
装置も省略可能となり、構造の簡易化と、作業準備工程
を省力化することができ、更には、薄板Ｗの変形状態も
高精度に保つことができる。

【００２５】更に、本発明は、図７に示されるスクライ
ブ装置６０も採用することができる。このスクライブ装
置は、薄板Ｗの両端側を支持してこれを位置決めする支
持部材としてのチャック６１と、これらチャック６１に
支持された薄板Ｗの下面側に配置されるとともに、上端
が所定の曲率半径を有する凸状曲面となる支持面６２Ａ
を備えた支持ブロック６２と、刃１２の左右両側に配置
されるとともに、支持ブロック６２に対して離間接近可
能な加圧装置としての矯正プレート６３とを備えて構成
されている。チャック６１は、ここでは図示省略してい
るが、図７中左右方向と、水平面内における回転方向に
それぞれ移動可能な駆動装置に支持されている。また、
支持ブロック６２は、その下端側に配置されたシリンダ
装置６５を介して上下に昇降可能である一方、前記矯正
プレート６３もシリンダ装置６６を介して上下に昇降可
能に設けられている。ここにおいて、支持ブロック６２
及び矯正プレート６３によって張力付与手段６９が構成
されている。このようなスクライブ装置６０によっても
前述した構成と同様の張力を付与可能となる。

【００２６】なお、図７の構成においても、図１の構成
と同様に、張力発生時に薄板Ｗの厚さ方向に対して所望
の位置で前述の中立点となるようにチャック６１を離間
接近させる手段を設けて移動可能にしてもよいし、張力
付与手段６９を固定したまま、薄板Ｗのみを回転可能と
してもよい。

【００２７】また、前記実施例における弾性体シート３
５及び押圧部材３４の代わりに、図８及び図９に示され
るように、スリットＳを有するシート材７１及び先端が
湾曲頭形で昇降可能な押圧部材７２を採用することも可
能である。スリットＳは、シート材７１における図示し
ない刃に対向する領域に形成されており、押圧部材７２
の上昇によりその上部が受容可能となっている。これに
より、前述した構成と同様、薄板Ｗに刃１２の移動方向
と直交方向に張力を付与可能となる。このような構成を
採用した場合には、シート材７１を薄板Ｗとともに湾曲
させる必要がないため、少ない力で薄板Ｗに張力を付与
することができる他、シート材７１として弾性体以外の
素材をも利用することが可能となる。

【００２８】更に、刃の形状、チャックや張力を発生さ
せる方法等は、前記実施例の形態に限定されるものでは
なく、例えば、刃であればローリングしない刃を用いて
もよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
張力付与手段で被加工部材に張力を与えた状態でスクラ
イブする構成を採用したから、刃の圧力を高めなくとも
クラックの進展を図ることができるようになり、無理な
くクラックを形成することが可能となる。従って、その
後の劈開による破断面が極めて平滑となり、且つ、裏面
側の寸法精度も高精度に維持することができるという効
果を得る。

【００３０】特に、前記張力付与手段が凸状曲面に変形
させる支持面を備えて構成された場合には、被加工面と
反対側の面に相反する圧縮応力を発生させることができ
るため、当該反対側の面に割れ、欠け等を発生させるこ
とがなくなる他、クラックの深さを適宜調整することも
でき、被加工部材の厚み等に応じた最適のクラック形成
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るスクライブ装置の概略構成図。

【図２】スクライブ工程を示す説明図。

【図３】クラックが進展する原理を示す説明図。

【図４】張力付与手段の変形例を示す要部側面図。

【図５】図５の平面図。

【図６】押圧部材に代替される吸着部材を示す要部概
略斜視図。

【図７】スクライブ装置の変形例を示す概略構成図。

【図８】スクライブ装置の変形例を示す要部概念図。

【図９】図８のスクライブ装置が作動した状態を示す
要部概念図。

【符号の説明】

１０・・・スクライブ装置、１２・・・刃、１５・・・
支持部材、１６・・・張力付与手段、３８・・・支持面
を形成する支持ブロック、４１・・・張力付与手段、Ｗ
・・・被加工部材としての薄板、５２・・・支持面を形
成する支持ブロック、６０・・・スクライブ装置、６２
Ａ・・・支持面、６３・・・加圧装置としての矯正プレ
ート、６９・・・張力付与手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者武田光資郎静岡県浜松市中沢町10番１号ヤマハ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工部材をスクライブする刃と、前記
被加工部材を支持するとともに前記刃に対して相対移動
可能に設けられた支持部材と、前記被加工部材をスクラ
イブする際に、前記刃の面に直交する方向に沿って前記
被加工部材に張力を付与する張力付与手段とを備えたこ
とを特徴とするスクライブ装置。
【請求項２】前記張力付与手段は、前記被加工部材の
被加工面を凸状曲面に変形させる支持面を備えて構成さ
れていることを特徴とする請求項１記載のスクライブ装
置。
【請求項３】前記張力付与手段は、凸状曲面に多数の
バキューム孔を備えた中空の支持ブロックを含み、この
支持ブロック内を吸引減圧することで前記被加工部材を
変形させることを特徴とする請求項２記載のスクライブ
装置。
【請求項４】前記張力付与手段は、前記凸状曲面に対
して離間接近可能な加圧装置を含み、この加圧装置によ
って被加工部材を凸状曲面に押し付けて当該被加工部材
を変形させることを特徴とする請求項２記載のスクライ
ブ装置。
【請求項５】前記張力付与手段は、前記被加工部材の
両端部を略同一平面内で引っ張り力を付与することを特
徴とする請求項１記載のスクライブ装置。
【請求項６】被加工部材をスクライブする刃に対して
当該被加工部材を支持部材にセットする工程と、前記刃
の面に直交する方向に沿って前記被加工部材に張力を与
える張力付与工程と、張力が付与された状態の被加工部
材と前記刃とを相対移動させて被加工部材をスクライブ
する工程と、前記被加工部材のスクライブラインに沿っ
て被加工部材を破断させる破断工程とからなる劈開方
法。