KR101170587B1

KR101170587B1 - 워크의 브레이크 방법 및 장치, 스크라이브 및 브레이크방법, 및 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치

Info

Publication number: KR101170587B1
Application number: KR1020077017975A
Authority: KR
Inventors: 도오지 나까자와; 다까요시 시모쯔찌; 다까노부 호시노; 마사노리 미또; 아끼오 하뉴우; 다까야 고노; 요시아끼 시시도
Original assignee: 티에이치케이 인텍스 가부시키가이샤; 티에치케이 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-01-05
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2025-12-27
Also published as: WO2006073098A1; TW200636846A; TWI428971B; JP5037138B2; KR20070121640A; JPWO2006073098A1

Abstract

표면에 스크라이브선이 새겨 넣어진 워크를 브레이크할 때에, 워크의 이면에 마찰에 의한 칩핑이 발생하는 것을 방지할 수 있는 워크의 브레이크 방법을 제공한다. 본 발명의 워크(5)의 브레이크 방법은, 신축 가능한 시트(9)에 워크(5)의 이면을 부착하는 워크 접착 공정과, 워크(5)가 접착된 시트(9)를 인장하는 시트 인장 공정과, 시트(9)를 인장한 상태에서 스크라이브선(5c)을 워크(5)의 이면까지 도달시키는 워크 분단 공정을 구비한다. 시트(9)의 인장력에 의해, 워크(5)가 분단되는 동시에 워크(5)가 분리되므로, 분단된 워크(5)의 마찰이 적어져 이면에 칩핑이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 게다가, 워크(5)에 인장력을 부여함으로써 인장력이 워크 분단의 보조가 되므로, 보다 작은 힘으로 워크(5)를 분단할 수 있다.

워크, 시트, 스크라이브선, 커터, 수직 크랙

Description

워크의 브레이크 방법 및 장치, 스크라이브 및 브레이크 방법, 및 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치 {METHOD AND DEVICE FOR BREAKING WORK, METHOD FOR SCRIBING AND BREAKING WORK, AND SCRIBING DEVICE WITH BREAKING FUNCTION}

본 발명은 반도체 웨이퍼, 글래스 등의 취성 재료로 이루어지는 워크를 브레이크하는 워크의 브레이크 방법 및 장치, 스크라이브 및 브레이크 방법, 및 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼, 글래스 등의 취성 재료로 이루어지는 워크를 소정의 형상으로 브레이크(분단)하는 방법으로서, 워크를 회전 날로 송입하여, 육면체 형상으로 분단하는 다이싱 방법이 채용되고 있었다. 이 다이싱 방법에서는, 워크의 회전 날로 송입된 부분이 체적 제거된다.

최근, 다이싱 방법 대신에, 워크의 표면에 스크라이브 장치에 의해 스크라이브선을 새겨 넣은 후, 브레이크 장치에 의해 새겨 넣음 선을 따라 크랙을 성장시켜 워크를 브레이크하는 방법이 이용되고 있다(예를 들어, 특허 문헌 1, 단락 [0001] ～ [0004] 참조).

도29는 종래의 브레이크 방법의 원리도를 도시한다. 이 브레이크 방법에 있어서는, 2개의 지지점(1a, 1b) 사이에 워크(2)를 얹고, 브레이크 헤드(3)로 지지 점(1a, 1b) 사이에 상부 방향으로부터 가압력을 부여한다. 가압력은 스크라이브선이 새겨 넣어진 측과는 반대측으로부터 부여된다. 지지점(1a, 1b) 사이에 가압력을 부여함으로써, 워크(2)에 굽힘 모멘트가 발생하고, 이 굽힘 모멘트에 의해 스크라이브선이 새겨 넣어진 부분에 인장 응력이 발생한다. 이 인장 응력에 의해, 스크라이브선의 크랙이 표면으로부터 이면을 향해(본 도29에서는 하방으로부터 상방을 향해) 진전한다. 크랙이 워크의 이면까지 도달하면, 워크가 분단된다.

그러나, 도29에 도시되는 종래의 브레이크 방법에 있어서는, 브레이크할 때에, 워크의 이면에 있어서 분단된 워크끼리가 마찰되어, 도면 중 A부로 나타내어지는 워크의 이면에 칩핑(미세 조각의 이지러짐 현상)이 발생한다. 또한, 브레이크 헤드로부터의 가압력이 증대되면 워크에 왜곡을 부여하는 요인도 된다.

이 문제를 해결하는 기술로서, 도30에 도시되는 바와 같이 특허 문헌 2에는, 「한 쌍의 글래스 기판(S1, S2)을 접합하여 이루어지는 글래스 기판 접합체(W)를, 그 액정 셀마다의 분단선을 따라 절결 홈이 형성된 글래스 기판(S1) 표면을 위로 하여 구면(球面)의 지지 헤드(71) 상에 적재하고, 이것에 충분히 가요성 있는 압박 시트(73)를 피장(被奬)하고, 배기관(71b)을 통해 압박 시트(73)와 지지 헤드 표면(71a) 등으로 둘러싸인 글래스 기판 접합체(W)를 수용하는 공간 내의 에어를 배출하여, 글래스 기판 접합체(W)를, 구면을 이루는 지지 헤드 표면(71a)에 밀착시킴으로써, 글래스 기판(S1)을 절결 홈을 따라 분단하는 방법」이 개시되어 있다(특허 문헌 2, 청구항 1 참조).

특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 평9-202635호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특허 출원 공개 제2004-354836호 공보

그러나, 특허 문헌 2에 기재된 브레이크 방법에 있어서는, 글래스 기판 접합체(W) 상에 압박 시트(73)가 씌워져 있으므로, 이 압박 시트(73)의 탄성력이, 글래스 기판(S1)의 절결 홈(d)이 개방되는 것을 방해한다. 따라서, 역시 글래스 기판(S1)의 분단면이 마찰되어 칩핑이 발생할 우려가 있다. 게다가, 압박 시트(73)를 제거하면, 최종적으로 분단된 글래스 기판 접합체(W)가 제각각 떨어지게 되어, 글래스 기판 접합체(W)의 취급도 곤란해진다.

그래서 본 발명은, 스크라이브선이 새겨 넣어진 워크를 분단할 때에, 워크의 분단면에 마찰에 의한 칩핑이 발생하는 것을 방지할 수 있는 워크의 브레이크 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1에 기재된 발명은, 표면에 스크라이브선이 새겨 넣어진 워크(5)를 스크라이브선(5c)을 따라 분단하는 워크의 브레이크 방법이며, 신축 가능한 시트(9)에 상기 워크(5)의 이면을 부착하는 워크 접착 공정과, 상기 워크(5)가 부착된 상기 시트(9)를 인장하는 시트 인장 공정과, 상기 시트(9)를 인장한 상태에서 상기 스크라이브선(5c)을 상기 워크의 이면까지 도달시키는 워크 분단 공정을 구비하고, 분단된 상기 워크(5)가 상기 시트(9)의 인장력에 의해 이격되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 분단되는 동시에 워크가 분리되므로, 분단된 워크끼리의 마찰이 적어져, 이면에 칩핑이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 워크에 인장력을 부여함으로써 인장력이 워크 분단의 보조가 되므로, 보다 작은 힘으로 브레이크할 수 있다. 또한, 워크를 시트에 부착하므로, 워크를 브레이크한 후에, 분단된 워크가 제각각 떨어지는 일도 없어, 마찰되는 일도 없다. 따라서 워크의 핸들링이 용이해진다.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 워크의 브레이크 방법에 있어서, 상기 워크 분단 공정에서는 상기 시트(9)를 인장한 상태에서, 상기 워크(5)의 표면측이 만곡의 외측이 되도록 상기 워크(5)를 만곡시키고, 이에 의해 상기 스크라이브선(5c)을 상기 워크(5)의 이면까지 도달시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 굽힘 모멘트와 인장력의 병용으로, 두께가 있는 워크도 칩핑을 발생시키는 일 없이 분단할 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 워크의 브레이크 방법에 있어서, 상기 시트 인장 공정에서는 상기 시트(9)를 인장한 후, 상기 워크(5)의 주위에 간극을 두고 프레임 부재(12)를 상기 시트(9)에 부착하여, 상기 시트(9)의 장력을 상기 프레임 부재(12) 내에 가두는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 워크를 인장한 후, 인장력을 제거하였다고 해도, 워크에 인장력을 계속 부여할 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명은, 표면에 스크라이브선이 새겨 넣어진 워크(5)를 스크라이브선(5c)을 따라 분단하는 워크의 브레이크 장치이며, 상기 워크(5)의 이면이 부착되는 신축 가능한 시트(9)를 인장하는 시트 인장 수단(10, 11, 14a, 14b)과, 상기 시트(9)를 인장한 상태에서 상기 워크(5)의 표면이 만곡의 외측이 되도록 상기 워크(5)를 만곡시키고, 이에 의해 상기 스크라이브선(5c)을 상기 워크(5)의 이면까지 도달시키는 워크 분단 수단(16)을 구비하고, 분단된 상기 워크(5)가 상기 시트(9)의 인장력에 의해 이격되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 분단되는 동시에 워크가 분리되므로, 분단된 워크끼리의 마찰이 적어져, 이면에 칩핑이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 굽힘 모멘트와 인장력의 병용으로, 두께가 있는 워크도 칩핑을 발생시키는 일 없이, 분단할 수 있다. 또한, 워크를 시트에 부착하므로, 워크를 브레이크한 후에, 분단된 워크가 제각각 떨어지게 되는 일도 없어, 마찰되는 일도 없다. 따라서 워크의 핸들링이 용이해진다.

청구항 5에 기재된 발명은, 워크(5)의 표면에 스크라이브선(5c)을 새겨 넣으면서 워크(5)를 스크라이브선(5c)을 따라 분단하는 워크의 스크라이브 및 브레이크 방법이며, 신축 가능한 시트(9)에 워크(5)를 부착하는 워크 접착 공정과, 상기 워크(5)가 부착된 상기 시트(9)를 인장하는 시트 인장 공정과, 상기 시트(9)를 인장한 상태에서 상기 워크(5)의 표면에 스크라이브선(5c)을 새겨 넣는 동시에, 상기 워크(5)의 표면의 상기 스크라이브선(5c)을 상기 워크(5)의 이면까지 도달시키는 워크 분단 공정을 구비하고, 분단된 상기 워크(5)가 상기 시트(9)의 인장력에 의해 이격되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 분단되는 동시에 워크가 분리되므로, 분단된 워크끼리의 마찰이 적어져, 이면에 칩핑이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 워크에 인장력을 부여함으로써 인장력이 워크 분단의 보조가 되므로, 워크의 스크라이브와 동시에 브레이크할 수 있다. 또한, 워크를 시트에 부착하므로, 워크를 브레이크한 후에, 분단된 워크가 제각각 떨어지게 되는 일도 없어, 마찰되는 일도 없다. 따라서 워크의 핸들링이 용이해진다.

청구항 6에 기재된 발명은, 워크(5)의 표면에 스크라이브선(5c)을 새겨 넣으면서 워크(5)를 스크라이브선을 따라 분단하는 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치이며, 상기 워크(5)가 접착된 신축 가능한 시트(9)를 인장하는 시트 인장 수단(22)과, 상기 시트(9)를 인장한 상태에서 상기 워크(5)의 표면에 스크라이브선(5c)을 새겨 넣는 동시에, 상기 워크(5)의 표면의 상기 스크라이브선(5c)을 상기 워크(5)의 이면까지 도달시켜, 상기 워크(5)를 분단하는 워크 분단 수단(20)을 구비하고, 분단된 상기 워크(5)가 상기 시트(9)의 인장력에 의해 이격되는 것을 특징으로 한다.

청구항 7에 기재된 발명은, 표면에 스크라이브선(52)이 새겨 넣어진 워크(51)를 스크라이브선(52)을 따라 분단하는 워크(51)의 브레이크 방법이며, 상기 워크(51)의 이면을 시트(53)에 부착하는 워크 접착 공정과, 상기 시트(53)를 브레이크대(55, 65)에 밀착시켜, 상기 워크(51)의 표면이 만곡의 외측이 되도록 상기 워크(51)를 만곡시키고, 이에 의해 상기 워크(51)의 표면의 상기 스크라이브선(52)을 상기 워크(51)의 이면까지 도달시켜 상기 워크(51)를 분단하는 워크 분단 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 시트가 워크의 이면측에 있으므로, 워크의 표면측의 스크라이브선이 개방되어 워크가 분할되는 것을 시트가 방해하지 않는다. 따라서, 워크의 분단면이 마찰되어 칩핑이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 게다가, 워크를 시트에 부착함으로써 분단 후의 워크가 제각각 떨어지게 되는 일도 없다.

청구항 8에 기재된 발명은, 청구항 7에 기재된 워크의 브레이크 방법에 있어서, 상기 워크 분단 공정은 종횡으로 복수의 스크라이브선(52)이 새겨 넣어진 상기 워크(51)를, 반원 기둥 형상의 브레이크대(55)를 따라 만곡시켜, 상기 워크(51)를 복수의 단책으로 분단하는 단책 분단 공정과, 그 후 상기 브레이크대(55)로부터 퇴피시킨 상기 시트(53)를, 상기 브레이크대(55)에 대해 상기 시트(53)가 포함되는 평면 내에서 상대적으로 90도 회전시키는 상대 회전 공정과, 단책으로 분단된 상기 워크(51)를, 상기 브레이크대(55)를 따라 다시 만곡시켜, 상기 워크(51)를 복수의 칩으로 분단하는 칩 분단 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 종횡으로 스크라이브선이 새겨 넣어진 워크를, 칩핑을 발생시키는 일 없이, 칩으로 분할할 수 있다. 그리고, 반원 기둥 형상의 브레이크대를 이용하여 2공정으로 워크를 분단하고 있으므로, 구면 형상의 브레이크대를 이용하여 1공정으로 워크를 분단하는 경우에 비해, 브레이크대를 따라 만곡시킬 때에 스크라이브선을 따른 힘이 작용하기 어려워져, 워크의 분단면이 마찰되는 일도 없다.

청구항 9에 기재된 발명은, 청구항 7 또는 8에 기재된 워크의 브레이크 방법에 있어서, 상기 워크 분단 공정에서는 에어를 흡인하는 흡착 구멍(56, 66)에 의해 상기 워크(51)가 부착되는 상기 시트(53)를 상기 브레이크대(55, 65)에 흡착시킴으로써, 상기 워크(51)를 상기 브레이크대(55, 65)를 따라 만곡시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 흡착 구멍으로부터 에어를 흡인함으로써 워크를 브레이크대를 따라 만곡시킬 수 있다.

청구항 10에 기재된 발명은, 청구항 7 또는 8에 기재된 워크의 브레이크 방법에 있어서, 상기 워크 분단 공정에서는 상기 시트(53)가 포함되는 평면에 대해 수직 방향으로 상기 브레이크대(55, 65)를 상기 시트(53)에 대해 상대적으로 이동하여, 상기 브레이크대(55, 65)를 상기 워크(51)가 부착되는 상기 시트(53)에 압박함으로써, 상기 워크(51)를 상기 브레이크대(55, 65)를 따라 만곡시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 워크가 부착되는 시트를 브레이크대에 압박함으로써 워크를 브레이크대를 따라 만곡시킬 수 있다. 게다가, 워크를 분단하기 전에 워크에 인장력이 부여되므로, 워크가 분단되었을 때에 분단된 워크끼리가 분리되려고 한다. 따라서, 워크의 분단면이 마찰되는 일이 없다.

청구항 11에 기재된 발명은, 표면에 스크라이브선(52)이 새겨 넣어진 워크(51)를 스크라이브선(52)을 따라 분단하는 워크의 브레이크 장치이며, 상기 워크(51)를 만곡시키기 위한 브레이크대(55, 65)와, 상기 워크(51)의 이면이 부착된 시트(53)를 상기 브레이크대(55, 65)에 밀착시켜, 상기 워크(51)의 표면이 만곡의 외측이 되도록 상기 워크(51)를 만곡시키는 시트 밀착 수단(56, 66, 64)을 구비하고, 상기 워크(51)의 표면의 상기 스크라이브선(52)을 상기 워크(51)의 이면까지 도달시켜 상기 워크(51)를 분단하는 것을 특징으로 한다.

청구항 12에 기재된 발명은, 청구항 11에 기재된 워크의 브레이크 장치에 있어서, 상기 밀착 수단(56, 66)은 상기 브레이크대(55, 65)의 높은 위치로부터 낮은 위치로 고저차를 부여하여 배열되고, 에어를 흡인하는 복수의 흡착 구멍(56, 66)을 갖고, 상기 시트(53)를 상기 흡착 구멍(56, 66)에 의해 흡착함으로써 상기 워크(51)를 상기 브레이크대(55, 65)에 밀착시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 브레이크대의 높은 위치로부터 낮은 위치를 향해 차례로 워크를 브레이크대에 밀착시킬 수 있다. 워크가 높은 위치로부터 낮은 위치를 향해 차례로 분단되므로, 워크의 분단면이 마찰되어 칩핑이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

청구항 13에 기재된 발명은, 청구항 12에 기재된 워크의 브레이크 장치에 있어서, 상기 밀착 수단은 또한, 높은 위치로부터 낮은 위치의 상기 흡착 구멍(56, 66)에 차례로 에어를 흡인시키는 복수의 전자(電磁) 밸브(63)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 워크의 높은 위치로부터 낮은 위치를 향해 확실하게 워크를 브레이크대에 밀착시킬 수 있다.

청구항 14에 기재된 발명은, 청구항 11에 기재된 워크의 브레이크 장치에 있어서, 상기 밀착 수단은 상기 브레이크대(55, 65)를 사이에 두고 배치되고, 상기 시트(53)의 단부를 보유 지지하는 시트 고정대(64)와, 상기 시트(53)가 포함되는 평면에 대해 수직 방향으로 상기 시트 고정대(64)에 대해 상대적으로 상기 브레이크대(55, 65)를 이동시키는 압박 기구를 구비하고, 상기 워크(51)가 부착되는 상기 시트(53)를, 상기 브레이크대(55, 65)에 압박함으로써 상기 워크(51)를 상기 브레이크대(55, 65)를 따라 만곡시키는 것을 특징으로 한다.

청구항 15에 기재된 발명은, 청구항 11 내지 14 중 어느 한 항에 기재된 워크의 브레이크 장치에 있어서, 상기 브레이크 장치는 종횡으로 복수의 스크라이브선이 새겨 넣어진 상기 워크(51)를, 반원 기둥 형상의 브레이크대(55)를 따라 만곡시켜, 상기 워크(51)를 복수의 단책으로 분단하고, 그 후 상기 브레이크대(55)로부터 퇴피시킨 상기 시트(53)를, 상기 브레이크대(55)에 대해 상기 시트(53)가 포함되는 평면 내에서 상대적으로 90도 회전시키고, 그 후에 단책으로 분단된 상기 워크(51)를, 상기 브레이크대(55)를 따라 다시 만곡시켜, 상기 워크(51)를 복수의 칩으로 분단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 종횡으로 스크라이브선이 새겨 넣어진 워크를, 칩핑을 발생시키는 일 없이 칩으로 분할할 수 있다. 그리고, 반원 기둥 형상의 브레이크대를 이용하여 2공정으로 워크를 분단하고 있으므로, 구면 형상의 브레이크대를 이용하여 1공정으로 워크를 분단하는 경우에 비해, 브레이크대를 따라 만곡시킬 때에 스크라이브선을 따른 힘이 작용하기 어려워져, 워크의 분단면이 마찰되는 일도 없다.

이상의 청구항 1 내지 15에 기재된 발명에 따르면, 스크라이브선이 새겨 넣어진 워크를 분단할 때에, 워크의 분단면에 마찰에 의한 칩핑이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 워크의 브레이크 방법의 원리도

도2는 굽힘 모멘트에 의해 발생하는 굽힘 응력을 도시하는 도면

도3은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 워크의 브레이크 방법의 원리도

도4는 시트를 이용하여 워크에 인장력을 부여하는 방법의 모식도

도5는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 브레이크 장치를 도시하는 사시도

도6은 워크에 인장력을 부여시키기 위한 장력 부여 기구를 도시하는 사시도

도7은 브레이크 장치에 의해 발생하는 크랙을 도시하는 도면[도면 중 (A)는 본 실시 형태의 브레이크 장치를 사용한 경우를 도시하고, 도면 중 (B)는 비교예로서 종래의 브레이크 장치를 사용한 경우를 도시함]

도8은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치를 도시하는 사시도

도9는 상기 도8의 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치를 도시하는 도면[도면 중 (A)는 평면도를 도시하고, 도면 중 (B)는 측면도를 도시함]

도10은 상기 도8의 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치에 의해 발생하는 크랙을 도시하는 도면[도면 중 (A)는 본 실시 형태의 스크라이브 장치를 사용한 경우를 도시하고, 도면 중 (B)는 비교예로서 종래의 스크라이브 장치를 사용한 경우를 도시함]

도11은 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치를 도시하는 사시도

도12는 상기 도11의 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치에 의해 발생하는 크랙을 도시하는 도면[도면 중 (A)는 본 실시 형태의 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치를 사용한 경우를 도시하고, 도면 중 (B)는 비교예로서 종래의 스크라이브 장치를 사용한 경우를 도시함]

도13은 익스팬드 지그 외관을 도시하는 도면

도14는 시험 제작 지그에 의한 시트 인장 상황을 나타내는 사진

도15는 익스팬드 상태에서의 실리콘 웨이퍼 분단을 나타내는 사진

도16은 크로스 스크라이브품의 분단(D-650)을 도시하는 도면

도17은 분단 후의 워크의 면 성상(D-675)을 나타내는 사진

도18은 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서의 브레이크 장치를 도시하는 사시도

도19는 워크를 시트에 부착한 상태를 도시하는 단면도[도면 중 (A)는 워크를 만곡시키기 전의 상태를 도시하고, 도면 중 (B)는 워크를 만곡시킨 상태를 도시함]

도20은 반원 기둥형의 브레이크대의 평면도

도21은 도20의 브레이크대의 바닥면도

도22는 워크를 시트에 부착한 상태에서 신축 가능한 시트를 인장한 예를 도시하는 사시도

도23은 브레이크대에 형성되는 흡착 구멍의 다른 예를 도시하는 평면도

도24는 브레이크대를 상자로 둘러싼 예를 도시하는 사시도

도25는 흡인 경로에 전자 밸브를 설치한 예를 도시하는 사시도

도26은 본 발명의 제5 실시 형태에 있어서의 브레이크 장치를 도시하는 사시도[도면 중 (A)는 시트를 밀어 올리기 전을 도시하고, 도면 중 (B)는 시트를 밀어 올리고 있는 단계를 도시함]

도27은 구면 형상의 브레이크대를 도시하는 측면도

도28은 구면 형상의 브레이크대를 도시하는 평면도

도29는 종래의 브레이크 방법의 원리도

도30은 종래의 브레이크 장치를 도시하는 단면도[도면 중 (A)는 워크를 흡착하기 전을 도시하고, 도면 중 (B)는 워크를 흡착한 후를 도시함].

[부호의 설명]

5, 51 : 워크

5c, 52 : 스크라이브선

5d : 크랙

9, 53 : 시트

10, 11 : 고정측 및 이동측으로 이루어지는 익스팬드 지그(시트 인장 수단)

12 : 링(프레임 부재)

14a, 14b : 스테이지로 이루어지는 장력 부여 기구(시트 인장 수단)

16 : 브레이크 헤드(워크 분단 수단)

20 : 스크라이브 헤드(워크 분단 수단)

22 : 클램프 지그(시트 인장 수단)

P : 인장력

M : 굽힘 모멘트

55, 65 : 브레이크대

56, 66 : 흡착 구멍(시트 밀착 수단)

63 : 전자 밸브

64 : 시트 고정대(시트 밀착 수단)

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 워크의 브레이크 방법의 원리도를 도시한다. 반도체 웨이퍼 또는 글래스 등의 판 형상의 워크의 표면에는, 미리 스크라이브 장치에 의해 스크라이브선이 새겨 넣어진다. 스크라이브 장치는, 선단이 뾰족한 포인트 또는 자유롭게 회전하는 박판 원반(휠)을 커터로 하여 워크의 표면에 압박하고, 워크의 표면을 따라 커터를 이동시킴으로써 워크의 표면에 스크라이브선을 새겨 넣는다.

워크의 표면에 스크라이브선을 새겨 넣은 후, 워크(5)를 브레이크 장치에 세트한다. 브레이크 장치는 스크라이브선이 새겨 넣어진 측(5a)이 만곡의 외측이 되도록 워크(5)에 굽힘 모멘트를 부여한다. 구체적으로는, 2개의 지지점(6a, 6b)(테이블) 사이에 워크(5)를 얹고, 브레이크 헤드(7)로 지지점(6a, 6b) 사이의 워크(5)에 상부 방향으로부터 가압력을 부여한다. 가압력은 스크라이브선이 새겨 넣어진 측(5a)과는 반대측으로부터 부여된다. 지지점(6a, 6b) 사이에 가압력을 부여함으로써, 워크(5)에 굽힘 모멘트가 발생하고, 이 굽힘 모멘트에 의해 스크라이브선이 새겨 넣어진 부분에, 굽힘 응력으로서 인장 응력이 발생한다. 인장 응력에 의해 크랙이 표면으로부터 이면을 향해(본 도1에서는 하방으로부터 상방을 향해) 진전한다.

워크(5)에 굽힘 모멘트를 부여하는 동시에, 워크(5)에는 스크라이브선과 직교하는 방향으로 인장력(P)이 부여된다. 워크(5)에 인장력(P)을 부여함으로써 분단되는 동시에 워크(5)가 분리되므로, 분단된 워크(5)끼리의 마찰이 적어져, 이면(스크라이브측의 반대측)에 칩핑이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 워크(5) 에 인장력(P)을 부여함으로써 인장력(P)이 워크 분단의 보조가 되므로, 보다 작은 브레이크 헤드(7)의 가압력으로 워크(5)를 브레이크할 수 있다.

또한, 워크(5)에 인장력을 부여하는 것만으로, 워크(5)를 브레이크할 수 있는 경우에는, 워크(5)에 굽힘 모멘트를 부여하지 않는 경우도 있다. 그리고, 워크(5)에 굽힘 모멘트를 부여하는 경우라도, 브레이크 헤드(7) 대신에 브레이크 롤러를 이용할 수도 있으며, 테이블에 직선 형상으로 신장되는 돌기를 형성하고, 돌기의 양측의 테이블에 워크를 흡인하는 흡인 장치를 설치하여, 돌기의 부분을 정상점으로 하여 워크를 만곡시켜도 좋다.

도2는 굽힘 모멘트에 의해 발생하는 굽힘 응력을 도시한다. 워크(5)에 굽힘 모멘트(M)를 작용시키면, 굽힘 모멘트(M)에 의해 워크에는 굽힘 응력(σ)이 발생한다. 굽힘 응력(σ)의 분포는 도시된 바와 같이 되고, 중립축(5e)보다도 하측에서는 인장 응력이, 상측에서는 압축 응력이 발생되어 있다. 워크(5)의 상측에서 발생되어 있는 압축 응력(σ)이 워크(5)의 마찰을 발생시키는 원인이 된다. 워크에 부여되는 인장력(P)이 압축 응력(σ)보다 작아도, 분단되는 것과 동시에 워크(5)를 분리할 수 있으므로, 워크(5)의 마찰을 적게 할 수 있다. 그리고, 워크(5)의 인장력(P)을 굽힘 모멘트(M)에 의해 워크(5)의 상측에 발생하는 압축 응력(σ) 이상으로 크게 하면, 워크(5)에 압축 응력이 발생되는 일이 없어지므로, 워크(5)의 마찰을 발생시키는 원인을 없앨 수 있다.

도3은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 워크의 브레이크 방법의 원리도를 도시한다. 본 실시 형태에서는 워크(5)의 표면에 스크라이브선을 새겨 넣으면 서, 스크라이브선과 직교하는 방향으로 워크(5)에 인장력(P)을 부여하여, 워크(5)를 브레이크한다. 즉, 본 실시 형태에서는 워크(5)에 스크라이브선을 새겨 넣는 스크라이브 공정과 워크를 분단하는 브레이크 공정이 동시에 행해진다.

워크(5)에 스크라이브선을 새겨 넣으면서 워크(5)에 인장력(P)을 부여함으로써 크랙(5d)이 워크의 두께 방향(도3에서는 상방으로부터 하방을 향해)으로 진전한다. 크랙(5d)이 이면(5b)에까지 도달하면, 워크(5)가 브레이크된다. 또한, 워크(5)에 인장력을 부여함으로써 분단되는 동시에 워크(5)가 분리되므로, 분단된 워크(5)의 마찰이 적어져, 워크(5)의 이면(5b)에 칩핑이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

워크(5)의 두께가 두꺼운 경우, 워크(5)에 인장력을 부여하는 것만으로는 크랙이 이면(5b)까지 진전하지 않는 경우도 있다. 이 경우, 인장력을 부여하는 동시에, 스크라이브선이 새겨 넣어진 측(5a)이 만곡의 외측이 되도록, 워크(5)에 굽힘 모멘트를 부여한다.

도4는 시트(9)를 이용하여 워크(5)에 인장력을 부여하는 방법의 원리도를 도시한다. 우선 도4의 (A)에 도시된 바와 같이, 신축 가능한 시트(9)에 워크(5)를 부착한다. 시트(9)에는 미리 점착성이 부여되어 있다. 시트(9)의 양단은, 시트 인장 수단으로서, 예를 들어 고정측(10)과, 고정측(10)에 대해 가동하는 가동측(11)으로 이루어지는 익스팬드 지그로 클램프된다. 워크(5)를 시트(9)에 부착한 상태에서, 익스팬드 지그의 가동측(11)을 이동시켜 시트(9)를 소정의 방향으로 인장하여, 시트(9)에 인장력(장력)을 가한다. 본 예에서는, 워크(5)를 X 방향으로만 인장한 예를 도시하고 있지만, X 방향만에 한정되는 것은 아니며, X 방향 및 X 방향에 직교하는 Y 방향의 2 방향으로 인장해도 좋다.

다음에, 도4의 (B)에 도시된 바와 같이, 장력을 유지한 상태로 워크(5)의 주위에 프레임 부재로서의 링(12)을 부착하여, 링(12)의 외측의 시트를 절단한다. 링(12)의 외측의 시트를 절단한 상태를 도4의 (C)에 도시한다. 워크(5)의 주위와 링(12)과의 사이에는 간극이 있어, 워크(5)와 링(12)과의 사이의 시트(9)에 장력이 가두어진다. 한편, 워크(5)는 장력을 가하기 전에 시트(9)에 부착되어 있으므로, 워크(5)가 부착된 부분의 시트(9)에는 장력이 가해지는 일은 없다.

다음에, 장력을 가한 워크(5)를 브레이크 장치 또는 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치로 반송하여, 도4의 (D)에 도시된 바와 같이 브레이크 장치 또는 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치로 워크(5)를 브레이크한다. 워크(5)에는 장력이 가해져 있으므로, 분단과 동시에 워크(5)끼리가 분리되어 워크(5) 사이에 간극이 생긴다. 마지막으로 UV 조사 등에 의해, 시트(9)의 점착성을 제거하고, 워크(5)를 시트(9)로부터 박리시킨다.

이상에 기재한 바와 같은 시트(9)에 의한 워크(5)에의 장력 부여 방법은, 워크(5)의 사이즈가 작은 반도체 웨이퍼에 적합하게 이용할 수 있다.

상기의 브레이크 원리를 실현시키는 워크(5)의 브레이크 방법 및 브레이크 장치를 설명한다. 도5는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 브레이크 장치를 도시한다. 브레이크 장치의 테이블(23)에는, 스크라이브선(5c)이 새겨 넣어진 워크(5)의 표면을 하측으로 하여 워크(5)가 세트된다. 스크라이브선(5c)의 바로 위 에는, 워크 분단 수단으로서 스크라이브선(5c)의 방향으로 신장되는 바아 형상의 브레이크 헤드(16)가 배치된다. 브레이크 장치는 워크(5)의 상면으로부터 브레이크 헤드(16)를 압박하여, 스크라이브선이 새겨 넣어진 측이 외측이 되도록 워크(5)를 만곡시킨다.

(워크 접착 공정?시트 인장 공정)

표면에 스크라이브선(5c)이 새겨 넣어진 워크(5)는, 그 이면이 신축 가능한 시트(9)에 부착된다. 그리고, 워크(5)에 인장력(P)을 부여할 수 있도록, 워크(5)가 부착된 시트(9)는 인장된다. 도6은 워크(5)에 인장력을 부여시키기 위한 시트 인장 수단으로서의 장력 부여 기구를 도시한다. 워크(5)를 시트(9)에 부착하고, 시트(9)를 한 쌍의 스테이지(14a, 14b)에 진공 등에 의해 고정한다. 그 후, 스테이지(14a, 14b)를 상반하는 방향으로 이동시켜 시트(9)를 인장한다. 또한, 쌍방의 스테이지(14a, 14b)를 반대 방향으로 이동시켜도 좋고, 한쪽의 스테이지(14a)를 고정하고, 남은 한쪽의 스테이지(14b)만을 이동시켜도 좋다. 이 밖에도, 도9에 도시된 바와 같이, 워크(5)를 시트(9)에 부착하고, 그 후 시트(9)의 양단을 클램프한 클램프 지그(22)로 시트(9)를 인장해도 좋다. 또한, 워크의 X 방향으로만 인장력을 부여하고 있지만, 장력 부여 기구를 2세트 설치하여, 서로 직교하는 X 방향 및 Y 방향으로 인장력을 부여해도 좋다. 물론, 도4에 도시되는 링(12)을 이용해도 좋다.

(워크 분단 공정)

도5에 도시된 바와 같이, 시트(9)를 인장한 상태에서, 워크 분단 수단으로서 의 브레이크 헤드(16)에 의해 워크(5)의 표면측이 만곡의 외측이 되도록 워크(5)를 만곡시킨다. 그리고, 워크(5)를 만곡시킴으로써, 워크(5)의 표면의 스크라이브선(5c)을 워크(5)의 이면까지 도달시킨다. 도7의 (A)는 워크(5)에 발생되는 크랙(5d)을 도시한다. 워크(5)에 인장력(P)을 부여함으로써 크랙(5d)을 진전시킬 수 있으므로, 브레이크 헤드(16)로부터의 작은 가압력으로 워크(5)를 브레이크할 수 있다. 또한, 분단한 후, 워크(5)끼리가 분리되므로, 워크 에지에 칩핑이 발생하는 것을 억제할 수 있어, 분단면에 쓸데없는 부하(손상)를 가하지 않고 브레이크할 수 있다. 도7의 (B)는 워크(5)에 인장력을 부여하지 않는 경우의 비교예를 도시한다. 워크(5)에 인장력을 부여하지 않는 경우, 수평 방향으로 도피할 곳이 없기 때문에, 브레이크 헤드(16)를 워크(5)에 압박하면, 이면의 A부에 칩핑이 발생하고, 또한 워크(5)의 분단면도 마찰되어 손상을 받아 버린다. 또한 워크가 얇은 경우, 굽힘 모멘트(M)를 부여하지 않아도, 인장력(P)만으로 분단할 수도 있다. 이 경우, 굽힘 모멘트(M)를 부여하는 브레이크 헤드(16)가 불필요해진다.

도8 및 도9는 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치를 도시한다. 도8은 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치의 사시도를 도시하고, 도9의 (A)는 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치의 평면도를 도시하고, 도9의 (B)는 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치의 측면도를 도시한다. 이 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치는, 스크라이브 공정과 브레이크 공정을 동시에 행하는 것으로, 워크(5)를 지지하는 테이블(18)과, 워크(5)에 접촉하는 커터(19)를 갖는 스크라이브 헤드(20)(워크 분단 수단)와, 스크라이브 헤드(20)를 직 선적으로 이동시키는 이동 기구(21)를 구비한다. 스크라이브 헤드(20)에는, 예를 들어 자화 왜곡 진동자 또는 압전 소자 등의 진동자가 마련된다. 발신기로부터의 전류에 의해 자화 왜곡 진동자를 진동시키고, 이 진동자에 의해 커터(19)를 진동시킨다. 커터(19)를 진동시키면, 커터(19)로부터 워크(5)에 충격력이 부여되므로, 워크(5)의 두께 방향으로 크랙이 진전한다. 스크라이브 헤드(20)를 이동시키는 이동 기구(21)는, 볼 나사 기구 등의 주지의 이동 기구이다. 워크에 접촉하는 커터(19)를 이동시키면, 워크(5)의 표면에 스크라이브선(5c)이 새겨 넣어진다.

(워크 접착 공정?시트 인장 공정)

표면에 스크라이브선(5c)이 새겨 넣어진 워크(5)는 그 이면이 신축 가능한 시트(9)에 부착된다. 그리고, 워크(5)에 인장력(P)을 부여할 수 있도록 워크(5)가 부착된 시트(9)는 인장된다. 즉, 도9에 도시된 바와 같이 워크(5)를 시트(9)에 부착하고, 그 후 시트(9)의 양단을 클램프한 클램프 지그(22)로 시트(9)를 인장한다. 물론, 클램프 지그(22) 대신에 도6에 도시되는 장력 부여 기구를 이용하여 시트(9)를 인장해도 좋다.

(워크 분단 공정)

도8에 도시된 바와 같이, 시트(9)를 인장한 상태에서 워크 분단 수단으로서의 스크라이브 헤드(20)에 의해 워크(5)의 표면에 스크라이브선(5c)을 새겨 넣는 동시에, 워크(5)의 표면의 스크라이브선(5c)을 워크(5)의 이면까지 도달시킨다. 도10의 (A)는 발생되는 크랙(5d)을 도시한다. 워크(5)에 인장력(P)을 부여함으로써 스크라이브 헤드(20)의 커터(19)에 의해 발생되는 수직 크랙(5d)을 더욱 성장시 킬 수 있어, 최종적으로는 풀 커트도 가능해진다. 워크(5)에 인장력(P)을 부여함으로써 커터(19)로부터의 하중이 저하중이라도 큰 수직 크랙(5d)을 형성할 수 있다. 또한, 수직 크랙(5d)이 도피할 곳이 만들어지므로, 분단면에도 쓸데없는 부하(손상)가 가해지는 일도 없다. 도10의 (B)는 워크(5)에 인장력(P)을 부여하지 않는 경우의 비교예를 도시한다. 워크(5)에 인장력(P)을 부여하지 않는 경우, 수직 크랙(5d)이 성장하기 어렵고, 또한 수직 크랙(5d)이 도피할 곳이 없기 때문에 워크(5)의 분단면에 쓸데없는 부하(손상)가 가해져 버린다. 긴 수직 크랙(5d)을 형성하기 위해, 커터(19)의 하중을 크게 하면, 분단면에도 큰 부하가 가해져 분단된 제품의 품질?파괴 강도가 떨어져 버린다.

도11은 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치를 도시한다. 상기 제2 실시 형태의 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치에, 워크에 굽힘 모멘트(M)를 부여하고 있는 점이 본 실시 형태의 특징이다. 굽힘 모멘트(M)는 스크라이브선(5c)이 새겨 넣어진 측이 만곡의 외측이 되도록 부여된다. 워크(5)의 두께가 두꺼워지면, 인장력(P)의 부여만으로는 워크를 분단할 수 없게 된다. 그래서, 워크(5)에 굽힘 모멘트(M)도 부여하여, 워크의 분단을 용이하게 하고 있다. 워크에 굽힘 모멘트를 부여하는 방식으로는, 3점 굽힘에 의해 굽힘 모멘트를 부여하는 방식이나, 스크라이브선을 경계로 워크를 보유 지지하는 한 쌍의 테이블 중 한쪽을 다른 쪽에 대해 소정 각도 기울이는 방식이나, 스크라이브선을 경계로 워크를 보유 지지하는 한 쌍의 클램프 장치 중 한쪽을 다른 쪽에 대해 소정 각도 기울이는 방식이 이용된다. 스크라이브 헤드(20) 및 이동 기구(21)는 상기 제2 실시 형태의 스크라이브 장치와 동일하므로, 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.

도12의 (A)는 제3 실시 형태의 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치를 사용한 경우에 발생하는 크랙을 도시한다. 워크(5)에 인장력(P) 및 굽힘 모멘트(M)를 부여함으로써, 스크라이브 장치에 의해 발생하는 수직 크랙(5d)을 더욱 성장시킬 수 있어, 최종적으로는 풀 커트도 가능해진다. 도12의 (B)는 워크(5)에 인장력(P)?굽힘 모멘트(M)를 부여하지 않는 경우의 비교예를 도시한다. 워크(5)에 인장력?굽힘 모멘트를 부여하지 않는 경우, 수직 크랙(5d)이 성장하기 어렵고, 또한 수직 크랙(5d)이 도피할 곳도 없기 때문에, 워크(5)의 분단면에 쓸데없는 부하(손상)가 가해져 버린다. 긴 수직 크랙을 형성하기 위해 커터(19)의 하중을 크게 하면, 분단면에도 큰 부하가 가해져, 분단된 제품의 품질?파괴 강도가 떨어져 버린다.

(1) 장치 개요

익스팬드의 효과를 조사하기 위해, 익스팬드 기구만의 시험용 지그를 시험 제작하였다(도13). 외관 치수는 410 mm × 450 mm이다. 이 시험용 지그에서는, X 방향만, 및 X?Y 방향이 복합된 방향으로 시트에 장력을 부여하는 것이 가능하다. 시트의 클램프는 홈이 형성된 판을 조합하여, 나사로 고정한다. 이 홈이 형성된 판에 의해 시트의 전체 폭을 클램프할 수 있다. 장력의 조정은 눈금을 보면서, 도면 중「인장부」의 나사로 행한다.

(2) 익스팬드 적용 시트의 개요

사용한 다이싱 테이프는, 실리콘 웨이퍼를 다이싱할 때에 일반적으로 사용하는 D-650 및 익스팬드용 테이프(D-675)[린텍(Adwill)사제, 폭 300 mm,두께 80 ㎛]이다. 적절한 길이로 커트하여 이용하였다.

(3) 웨이퍼 브레이크에 있어서의 익스팬드의 효과

실리콘 웨이퍼를 다이싱 테이프(D-675) 상에 부착하여 X,Y 방향으로 각각 15 mm 인장하였다. 워크를 시트 인장 방향(X 방향)으로만 인장한 경우, 시트 인장 방향(X 방향)과 직교 방향(Y 방향)에 주름이 생겼지만[도14의 (a)], 직교 방향으로도 같은 거리 익스팬드한 바, 주름은 보이지 않게 되었다[도14의 (b)].

워크를 분단(손으로 부러뜨리기)한 바, 분단할 수 있었던 부위에 간극이 생겼다(도15). 간극은 약 340 ㎛였다. 분단하여 일단 개방된 간극은 시간 경과와 함께 서서히 넓어지는 경향을 보이고, 수 시간 경과 후, 다른 장소를 새롭게 분단한 바, 간극은 앞의 개방 폭보다 좁아지는 것을 확인하였다.

(4) 크로스 스크라이브한 워크의 경우

크로스 스크라이브를 행한 워크로 익스팬드의 효과를 조사하였다. 익스팬드 거리는 어느 쪽이든 15 mm이다. X 방향을 분단(손으로 부러뜨리기)한 결과(도16), 스크라이브선을 벗어나 버렸지만, 분단 부위에는 간극이 발생되어 있다. 또한, 크로스 방향도 마찬가지로 간극은 보이고, 제1 분단 부위보다도 폭은 넓었다. 익스팬드의 순서가 영향을 미치고 있는 것이라 생각된다. 시트로부터 링을 제거하여 수 시간 방치하면, 간극은 수축하지만 제로가 되는 경우는 없었다.

(5) 다이싱 테이프(D-675)의 경우

다이싱 테이프의 소재를 익스팬드용인 D-675로 바꾸어, 익스팬드 브레이크 시험을 행하였다. 익스팬드 거리는 X,Y 방향 모두 20 mm로 하였다. 분단한 결과, 양 방향 모두 분단 부위에서 장력이 개방되어, 간극이 나타났다. 인장 방향에 의한 간극의 폭은, 앞의 D-650 테이프와 마찬가지로 X 방향으로 넓게, Y 방향으로는 약간 좁게 되어 있다. 스크라이브에 의한 수직 크랙이 얕고, 손으로 부러뜨려 분단하고 있는 영향이 크기 때문에, 새겨 넣음 선 위치를 벗어나는 경우가 적지 않다. 새겨 넣음 선 위치를 분단할 수 있었던 경우에는 일직선으로 분단되어 있고, 에지부에는 큰 칩핑은 보이지 않아, 분단 후의 워크 표면에 파티클의 부착은 보이지 않았다(도17). 분할 면 성상은 손으로 부러뜨림으로 인해 양호하다고는 할 수 없지만, 직각도는 거의 양호하다고 할 수 있다.

(6) 정리

본 시험 내에서 얻어진 결과를 이하에 정리한다.

종래 사용하고 있는 다이싱 테이프라도 충분히 익스팬드할 수 있는 것을 확인하였다.

워크를 분단하는 동시에 분단 부위에 간극이 생겼다.

크로스로 익스팬드한 경우, 인장하는 순서(X,Y)에 따라 장력의 크기가 바뀌는 것 같지만, 어느 쪽의 방향에서도 익스팬드의 효과가 보여졌다.

브레이크 직후 및 반송 중에 워크끼리가 마찰되지 않으므로, 칩핑은 발생하지 않아, 실리콘 표면에의 파티클 부착은 보이지 않았다.

스크라이브 시험에 있어서도 익스팬드의 효과가 충분히 얻어질 것이라 생각 되므로, 품질이 좋은 브레이크가 가능하다고 생각된다.

이하, 본 발명의 제4 실시 형태의 브레이크 장치에 대해 설명한다. 도18 내지 도21은 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서의 브레이크 장치를 도시한다. 도18에 도시된 바와 같이, 워크(51)로서의 박판 형상의 반도체 웨이퍼에는, 미리 스크라이버에 의해 종횡으로 격자 형상의 스크라이브선(52)이 새겨 넣어져 있다. 스크라이브선(52)은, 예를 들어 선단이 뾰족한 각추(角錐) 공구(포인트) 또는 자유롭게 회전하는 박판 원반(휠)을 워크의 표면에 압박하고, 워크(51)의 표면을 따라 이들 공구를 이동시킴으로써 워크(51)의 표면에 스크라이브선(52)을 새겨 넣는다. 공구를 워크(51)를 따라 이동시킬 때, 공구를 진동시켜도 좋다.

(워크 접착 공정)

워크(51)의 표면에 스크라이브선(52)을 새겨 넣은 후, 도19의 (A)에 도시된 바와 같이 워크(51)의 스크라이브선(52)이 새겨 넣어진 측을 표면측으로 하여, 워크(51)의 이면을 시트(53)에 부착한다. 시트(53)로는 점착성이 있는 수지제인 것이 이용된다. 예를 들어, 반송시에 칩 형상의 반도체 웨이퍼가 부착되는 반송용 시트와 동일한 것이 이용된다. 본 제4 실시 형태의 브레이크 장치에서는, 제1 실시 형태의 브레이크 장치와 달리, 시트(53)에 인장력을 부여하는 경우도 있고, 부여하지 않는 경우도 있다.

도18에 도시된 바와 같이, 시트(53)에 부착된 워크(51)는 시트(53)를 이면측으로 하여 중간 높이의 브레이크대(55)에 적재된다. 브레이크대(55)는 반원 기둥을 이루고, 그 표면에는 시트 밀착 수단으로서 복수의 흡착 구멍(56)이 개방된다. 흡착 구멍(56)은 흡인 경로(57)에 접속되고, 흡인 경로(57)는 최종적으로 하나의 흡인구(58)로 통하고 있다. 이 도18에서는, 브레이크대(55)의 중앙 부분의 흡착 구멍(56)은 생략되어 있지만, 실제로는 브레이크대(55)의 주위 방향에 복수 마련되어 있다. 흡인구(58)에는 도시하지 않은 진공 펌프가 접속되어, 흡인구(58)로부터 에어가 흡인된다.

도20은 반원 기둥형의 브레이크대(55)의 평면도를 도시하고, 도21은 이면도를 도시한다. 복수의 흡착 구멍(56)은, 브레이크대(55)의 최고부(라인 h1 상)에 배열되고, 또한 브레이크대(55)의 최고부 뿐만 아니라, 최고부로부터 낮은 위치(라인 h2)를 향해 고저차를 부여하여 복수열 배열되어 있다. 도20에서 횡방향의 1열이 동일한 높이의 흡착 구멍(56)이다. 도면 중 W1, W2는 사이즈가 다른 원형 워크의 평면 형상을 나타낸다. 흡착 구멍(56)은 워크(51)의 주위 또는 워크(51)의 하면을 피하여 시트(53)만을 흡인하도록 배열되어 있다. 그리고, 낮은 위치의 열의 흡착 구멍(56)은, 높은 위치의 열보다도 다수 배열된다. 이들 흡착 구멍(56)은, 브레이크대(55)의 이면에 형성된 흡인 홈(59)에 접속된다. 도21에 도시된 바와 같이, 흡인 홈(59)은 종방향 및 횡방향으로 신장되어, 최종적으로는 흡인구(58)에 접속된다. 브레이크대(55)는 도시하지 않은 평평한 표면을 갖는 베이스에 적재되고, 베이스의 표면과 브레이크대의 흡인 홈(59)과의 사이가 에어를 흡인하는 통로가 된다.

(워크 분단 공정)

워크(51)가 부착된 시트(53)를 브레이크대(55)에 적재한 후, 흡인구(58)로부 터 에어를 흡인하면, 흡인구(58)로 이어진 흡착 구멍(56)이 공기를 흡인하여, 시트(53)가 브레이크대(55)에 밀착한다. 시트(53)와 브레이크대(55)와의 사이의 거리가 좁을수록 압력이 낮아지기 쉬우므로, 자연히 브레이크대(55)의 높은 위치로부터 낮은 위치를 향해 순서를 따라, 즉 워크(51)의 중앙부로부터 양단측을 향해 차례로 시트(53)가 브레이크대(55)에 밀착한다. 시트(53)가 브레이크대(55)에 밀착하면, 시트(53)에 부착되는 워크(51)도, 도19의 (B)에 도시된 바와 같이 스크라이브선(52)이 만곡의 외측이 되도록 브레이크대(55)를 따라 만곡한다. 그러면, 워크(51)에 굽힘 모멘트가 발생하여, 워크(51)의 스크라이브선(52)이 새겨 넣어진 측에 인장 응력이 발생한다. 이 인장 응력에 의해, 크랙(54)이 워크(51)의 표면으로부터 이면을 향해 진전하여 워크(51)가 분단된다. 여기서, 워크(51)가 브레이크대(55)를 따라 만곡하는 단계에서 워크(51)가 분단된다. 따라서, 워크(51)는 중앙부로부터 양단측을 향해 서서히 분단된다[도18로 말하면, 반원 기둥의 브레이크대(55)의 최고부로부터 좌우로 스크라이브선(52)을 따라, 분단이 발생?진행함].

시트(53)를 워크(51)의 이면측으로 한 것은, 도19에 도시된 바와 같이 워크(51)에의 크랙(54)의 진전을 용이하게 하기 위함이다. 가령 시트(53)를 워크(51)의 표면측에 부착하면, 시트(53)가 그 탄성력에 의해 스크라이브선(52)의 홈이 개방되는 것을 방해하므로, 분할되는 것이 곤란해진다. 또한, 브레이크대(55)를 반원 기둥형으로 하여, 워크(51)의 스크라이브선(52)을 브레이크대의 중심선(55a)에 평행하게 배치함으로써, 만곡된 워크(51)의 법선 방향으로 응력이 작용한다. 이로 인해, 워크(51)의 단면이 마찰되어 칩핑이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이상의 분단 공정에서는, 종방향 및 횡방향의 스크라이브선(52) 중 종방향만, 즉 브레이크대(55)의 중심선(55a)에 평행한 스크라이브선(52)만으로, 워크(51)가 분단된다. 종횡 중 일방향의 분단이 종료된 단계에서, 워크(51)는 시트(53) 상에서 단책으로 분단된다(단책 분단 공정). 다음에, 흡착 구멍(56)에 의한 흡착을 해제하여, 시트(53)를 브레이크대(55)로부터 퇴피시킨다. 그리고, 시트(53) 또는 브레이크대(55) 중 어느 한쪽을 시트(53)가 포함되는 평면, 예를 들어 수평면 내에서 90도 회전시킨다(상대 회전 공정). 그렇게 하면, 종횡 중 남은 한쪽의 스크라이브선(52)이 브레이크대(55)의 중심선(55a)에 평행해진다. 그리고, 다시 흡착 구멍(56)으로부터 에어를 흡인하고, 단책으로 분단된 워크(51)를 브레이크대(55)를 따라 다시 만곡시켜, 워크(51)를 복수의 칩으로 분단한다(칩 분단 공정). 워크 분단 공정을 단책 분단 공정과 칩 분단 공정으로 나눔으로써, 종횡으로 스크라이브선이 새겨 넣어진 워크(51)를, 칩핑을 발생시키는 일 없이 칩으로 분단할 수 있다.

도22는 워크(51)를 시트(53)에 부착한 상태에서 신축 가능한 시트(53)를 인장한 예를 도시한다. 워크(51)를 분단할 때에 워크(51)에 인장력이 작용하면, 워크(51)의 분단과 동시에 워크(51)끼리가 분리되어 워크(51) 사이에 간극이 생기므로, 워크(51)의 분단면끼리가 접촉하는 것을 더욱 방지할 수 있다. 따라서, 도22에 도시된 바와 같이, 워크(51)를 분단하기 전에, 워크(51)를 시트(53)에 부착한 상태에서 신축 가능한 시트(53)에 인장력을 부여해도 좋다. 구체적으로는, 시트(53)의 주위를 X 방향 및 Y 방향으로 인장하여, 시트(53)에 X 방향 및 Y 방향으 로 인장력[장력(t)]을 가한다. 이 장력(t)을 유지한 상태로, 워크(51)의 주위에 프레임 부재(60)를 부착한다. 워크(51)의 주위와 프레임 부재(60)와의 사이에는, 간격이 발생되어 있어, 워크(51)의 주위에 노출되는 시트(53)에 장력을 가둘 수 있다. 또한, 워크(51)에 인장력을 부여할 때에는, 흡착 구멍(56)은 워크(51)의 하면을 피하여 시트(53)만을 흡착하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 워크(51)의 하면에 흡착 구멍(56)을 배치하면, 의도적으로 시트(53)의 인장력에 의해 분단된 워크끼리를 분리시키려고 하고 있는데, 흡착 구멍(56)의 흡착에 의해 워크(51)끼리가 분리되기 어려워지기 때문이다.

그런데, 종래는 종횡의 스크라이브선(52)이 새겨 넣어진 반도체 웨이퍼를 칩으로 분단할 수 있는 브레이크 장치는 존재하지 않았다. 왜냐하면, 워크(51)를 단책으로 가공한 단계에서 남은 스크라이브선(52)이 일직선 상에 배열되지 않게 되기 때문이다. 블레이드에 의한 분단에서는 얼라인먼트가 불가결하여, 스크라이브선(52)과 블레이드 및 그 받침 날과의 위치 관계에 정밀도가 요구되는 바, 워크(51)를 90도 회전시켰을 때, 스크라이브선에 맞추어 블레이드를 낙하시킬 수 없게 되어, 칩화가 불가능해진다. 그러나, 본 실시 형태에서는 워크(51)를 용이하게 단책 형상으로 분단하는 단책 분단 공정에서도, 90도 회전시켜 칩화하는 칩 분단 공정에서도, 스크라이브선(52)이 일직선 상에 있는 것이 요구되지 않는다. 따라서, 칩화가 가능해진다.

도23은 브레이크대(55)에 형성되는 흡착 구멍(56)의 다른 예를 도시한다. 본 예에서는, 브레이크대(55)의 표면에 브레이크대(55)의 중심선(55a)과 평행한 방 향으로 신장되는 홈(61)이 형성된다. 흡착 구멍(56)은 홈(61)으로 이어져 있어, 1열의 흡착 구멍(56)이 홈(61)에 의해 그룹화된다. 흡착 구멍(56)을 홈(61)으로 그룹화하면, 브레이크대(55)의 중심선 방향에 있어서, 균등하게 워크(51)를 흡착할 수 있다. 또한, 도24에 도시된 바와 같이, 시트(53)의 브레이크대(55)에의 흡착을 더욱 강고하게 하기 위해, 브레이크대(55)의 주위를 상자(62)로 둘러싸는 것도 유효하다.

도25는 높은 위치로부터 낮은 위치의 흡착 구멍(56)으로 차례로 에어를 흡인시키기 위해, 흡인 경로(57)에 복수의 전자 밸브(63)를 설치한 예를 도시한다. 복수의 흡착 구멍(56)은 중앙의 최고 위치로부터 좌우의 낮은 위치까지 배열된다. 그리고, 흡인 경로(57)는 흡착 구멍(56)의 높이에 따라서 복수 마련되고, 하나의 흡인 경로(57)에 동일한 높이의 복수의 흡착 구멍(56)이 접속된다. 각 흡인 경로(57)에는 전자 밸브(63)가 설치되어 있다. 전자 밸브(63)는 높은 위치의 흡착 구멍(56)에 접속되는 흡인 경로(57)로부터, 낮은 위치의 흡착 구멍(56)에 접속되는 흡인 경로로 차례로 개방으로 한다. 예를 들어, 이 도25에 도시된 바와 같이, 전자 밸브(63)는 1, 2, 3 …, 7 등의 순서로 개방된다. 전자 밸브(63)를 설치하면, 워크(51)의 중앙부로부터 외측을 향해 확실하게 육안으로도 알 수 있을 정도의 순서로 워크(51)를 브레이크대(55)에 밀착시킬 수 있다.

도26은 본 발명의 제5 실시 형태에 있어서의 브레이크 장치를 도시한다. 본 실시 형태에서는 시트(53)를 브레이크대(55)에 밀착시키는 시트 밀착 수단을, 시트 고정대(14)와 시트 압박 기구로 구성한다. 즉, 도26의 (A)에 도시된 바와 같이, 브레이크대(55)를 사이에 두고 한 쌍의 시트 고정대(14)를 배치하고, 시트(53)의 양단부를 시트 고정대(14)로 클램프한다. 그리고, 도26의 (B)에 도시된 바와 같이, 압박 기구에 의해 브레이크대(55)를 하방으로부터 시트(53)를 향해 밀어 올려, 시트(53)를 브레이크대(55)에 밀착시키고 있다. 압박 기구로는, 볼 나사 등의 주지의 1축 이동 기구가 이용된다. 또한, 시트(53)에 대한 브레이크대(55)의 이동은 상대적인 것이기 때문에, 브레이크대(55)를 밀어 올리는 대신에 시트 고정대(14)를 눌러 내려도 좋다.

시트(53)는 브레이크대(55)의 밀어 올림에 의해 브레이크대(55)에 압박되어, 브레이크대(55)의 표면을 따라 만곡한다. 시트(53)가 브레이크대(55)에 압착되면, 시트(53)에 부착되는 워크(51)도 브레이크대(55)를 따라 만곡한다. 워크(51)가 브레이크대(55)를 따라 만곡하는 단계에서 워크(51)가 분단되므로, 워크(51)가 중앙부로부터 양단측을 향해 서서히 분단되면서, 분단된 워크(51)가 차례로 브레이크대(55)에 밀착된다. 이상에 의해 워크(51)가 단책으로 분할된다. 워크(51)를 단책으로 분할한 후, 브레이크대(55)를 시트(53)로부터 하방으로 퇴피시켜, 시트(53)의 양단부를 시트 고정대(14)로부터 떼어낸다. 다음에, 시트(53)를 수평면 내에서 90도 회전시킨 후, 다시 시트(53)를 시트 고정대(14)에 보유 지지시킨다. 물론, 시트(53)를 시트 고정대(14)에 다시 부착하는 대신에, 브레이크대(55)를 수평면 내에서 90도 회전시키는 회전 기구를 설치해도 좋다. 마지막으로, 다시 브레이크대(55)를 상승시켜 단책으로 분할한 워크(51)를 칩으로 분할한다.

본 제5 실시 형태의 브레이크 장치에 따르면, 브레이크대(55)에 흡착 구 멍(56)을 마련하지 않아도, 시트(53)를 브레이크대(55)에 밀착시킬 수 있다. 게다가, 시트(53)를 브레이크대(55)로 밀어 올릴 때, 시트(53)에는 인장력이 자연히 작용하므로, 분단된 워크(51)끼리의 분단면이 마찰되는 것을 방지할 수 있다.

도27 및 도28은 브레이크대(65)의 다른 예를 도시한다. 도27은 브레이크대(65)의 측면도를, 도28은 브레이크대(65)의 측면도를 각각 도시한다. 워크(51)를 한번에 칩으로 분할할 때에는, 브레이크대(65)를 본 예와 같이 구면의 일부에 형성해도 좋다. 이 경우, 도28에 도시되는 브레이크대의 평면도에 있어서, 흡착 구멍(66)은 브레이크대(65)의 최고부(C)를 중심으로 한 동심원 상에 배열된다. 그리고, 흡착 구멍(66)은 흡인 경로(67)에 접속되고, 흡인 경로(67)는 하나의 흡인구(68)로 통하고 있다. 흡착 구멍(66)으로부터 에어를 흡인하면, 워크(51)의 중앙부로부터 외주측을 향해 차례로 워크(51)를 브레이크대(65)에 밀착시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 일 없이, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다. 예를 들어, 워크에는 반도체 웨이퍼 대신에 얇은 글래스 기판을 이용해도 좋다. 또한, 워크 접착 공정에 있어서, 워크에 스크라이브선을 새겨 넣은 후에 워크를 시트에 부착해도 좋고, 워크를 시트에 부착한 후에 워크에 스크라이브선을 새겨 넣어도 좋다. 또한, 반원 기둥형의 브레이크대는 반원통형이라도 좋다.

본 명세서는, 2005년 1월 5일 출원된 일본 특허 출원 제2005-000554호, 2005년 5월 19일 출원된 일본 특허 출원 제2005-146551호 및 2005년 12월 26일 출원된 일본 특허 출원 제2005-373460호를 기초로 한다. 이 내용은 전부 본원에 포함시켜 둔다.

Claims

표면에 스크라이브선이 새겨 넣어진 워크를 스크라이브선을 따라 분단하는 워크의 브레이크 방법이며,

신축 가능한 시트에 상기 워크의 이면을 부착하는 워크 접착 공정과,

상기 워크가 부착된 상기 시트를 시트 인장 수단에 의해 인장하는 시트 인장 공정과,

시트 인장 수단에 의해 상기 시트를 인장한 상태에서, 상기 워크의 주위에 간극을 두고 프레임 부재를 상기 시트에 부착하여 상기 시트의 장력을 상기 프레임 부재 내에 가두는 프레임 부재 부착 공정과,

상기 시트의 장력을 상기 프레임 부재 내에 가둔 상태에서, 상기 스크라이브선을 상기 워크의 이면까지 도달시키는 워크 분단 공정을 구비하고,

분단된 상기 워크가 상기 시트의 인장력에 의해 이격되는 것을 특징으로 하는 워크의 브레이크 방법.
제1항에 있어서, 상기 워크 분단 공정에서는,

상기 시트를 인장한 상태에서, 상기 워크의 표면측이 만곡의 외측이 되도록 상기 워크를 만곡시키고, 이에 의해 상기 스크라이브선을 상기 워크의 이면까지 도달시키는 것을 특징으로 하는 워크의 브레이크 방법.
삭제
표면에 스크라이브선이 새겨 넣어진 워크를 스크라이브선을 따라 분단하는 워크의 브레이크 장치이며,

상기 워크의 이면이 부착되는 신축 가능한 시트를 시트 인장 수단에 의해 인장한 상태에서 상기 워크의 주위에 간극을 두고 상기 시트에 부착되는 프레임 부재와,

상기 프레임 부재 내에 상기 시트의 장력을 가둔 상태에서, 상기 스크라이브선을 상기 워크의 이면까지 도달시키는 워크 분단 수단을 구비하고,

분단된 상기 워크가 상기 시트의 인장력에 의해 이격되는 것을 특징으로 하는 워크의 브레이크 장치.
워크의 표면에 스크라이브선을 새겨 넣으면서 워크를 스크라이브선을 따라 분단하는 워크의 스크라이브 및 브레이크 방법이며,

신축 가능한 시트에 워크를 부착하는 워크 접착 공정과,

상기 워크가 부착된 상기 시트를 인장하는 시트 인장 공정과,

상기 시트를 인장한 상태에서, 상기 워크의 표면에 스크라이브선을 새겨 넣는 것과 동시에, 상기 워크의 표면의 상기 스크라이브선을 상기 워크의 이면까지 도달시키는 워크 분단 공정을 구비하고,

분단된 상기 워크가 상기 시트의 인장력에 의해 이격되는 것을 특징으로 하는 워크의 스크라이브 및 브레이크 방법.
워크의 표면에 스크라이브선을 새겨 넣으면서 워크를 스크라이브선을 따라 분단하는 스크라이브 기능을 갖는 브레이크 장치이며,

상기 워크가 부착된 신축 가능한 시트를 인장하는 시트 인장 수단과,

상기 시트를 인장한 상태에서, 상기 워크의 표면에 스크라이브선을 새겨 넣는 것과 동시에, 상기 워크의 표면의 상기 스크라이브선을 상기 워크의 이면까지 도달시켜, 상기 워크를 분단하는 워크 분단 수단을 구비하고,

분단된 상기 워크가 상기 시트의 인장력에 의해 이격되는 것을 특징으로 하는 브레이크 기능을 갖는 스크라이브 장치.
표면에 스크라이브선이 새겨 넣어진 워크를 스크라이브선을 따라 분단하는 워크의 브레이크 방법이며,

상기 워크의 이면을 시트에 부착하는 워크 접착 공정과,

상기 시트를 브레이크대에 밀착시켜, 상기 워크의 표면이 만곡의 외측이 되도록 상기 워크를 만곡시키고, 이에 의해 상기 워크의 표면의 상기 스크라이브선을 상기 워크의 이면까지 도달시켜 상기 워크를 분단하는 워크 분단 공정을 구비하고,

상기 브레이크대에는, 상기 브레이크대의 높은 위치로부터 낮은 위치로 고저차를 부여하여 에어를 흡인하는 복수의 흡착 구멍이 배열되고,

상기 시트를 상기 흡착 구멍에 의해 흡착함으로써, 상기 워크를 상기 브레이크대에 밀착시키고,

상기 복수의 흡착 구멍이 상기 워크의 이면을 피하여 시트만을 흡인하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 워크의 브레이크 방법.
제7항에 있어서, 상기 워크 분단 공정은,

종횡으로 복수의 스크라이브선이 새겨 넣어진 상기 워크를, 브레이크대를 따라 만곡시켜, 상기 워크를 복수의 단책으로 분단하는 단책 분단 공정과,

그 후, 상기 브레이크대로부터 퇴피시킨 상기 시트를, 상기 브레이크대에 대해 상기 시트가 포함되는 평면 내에서 상대적으로 90도 회전시키는 상대 회전 공정과,

단책으로 분단된 상기 워크를, 상기 브레이크대를 따라 다시 만곡시켜, 상기 워크를 복수의 칩으로 분단하는 칩 분단 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 워크의 브레이크 방법.
삭제
삭제
표면에 스크라이브선이 새겨 넣어진 워크를 스크라이브선을 따라 분단하는 워크의 브레이크 장치이며,

상기 워크를 만곡시키기 위한 브레이크대와,

상기 워크의 이면이 부착된 시트를 상기 브레이크대에 밀착시켜, 상기 워크의 표면이 만곡의 외측이 되도록 상기 워크를 만곡시키는 시트 밀착 수단을 구비하고,

상기 워크의 표면의 상기 스크라이브선을 상기 워크의 이면까지 도달시켜 상기 워크를 분단하고,

상기 밀착 수단은 상기 브레이크대의 높은 위치로부터 낮은 위치로 고저차를 부여하여 배열되고, 에어를 흡인하는 복수의 흡착 구멍을 갖고,

상기 시트를 상기 흡착 구멍에 의해 흡착함으로써, 상기 워크를 상기 브레이크대에 밀착시키고,

상기 복수의 흡착 구멍이 상기 워크의 이면을 피하여 시트만을 흡인하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 워크의 브레이크 장치.
삭제
표면에 스크라이브선이 새겨 넣어진 워크를 스크라이브선을 따라 분단하는 워크의 브레이크 장치이며,

상기 워크를 만곡시키기 위한 브레이크대와,

상기 워크의 이면이 부착된 시트를 상기 브레이크대에 밀착시켜, 상기 워크의 표면이 만곡의 외측이 되도록 상기 워크를 만곡시키는 시트 밀착 수단을 구비하고,

상기 워크의 표면의 상기 스크라이브선을 상기 워크의 이면까지 도달시켜 상기 워크를 분단하고,

상기 밀착 수단은 상기 브레이크대의 높은 위치로부터 낮은 위치로 고저차를 부여하여 배열되고, 에어를 흡인하는 복수의 흡착 구멍을 갖고,

상기 시트를 상기 흡착 구멍에 의해 흡착함으로써, 상기 워크를 상기 브레이크대에 밀착시키고,

상기 밀착 수단은 또한,

높은 위치로부터 낮은 위치의 상기 흡착 구멍에 차례로 에어를 흡인시키는 복수의 전자 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 워크의 브레이크 장치.
삭제
제11항 또는 제13항에 있어서, 상기 브레이크 장치는 종횡으로 복수의 스크라이브선이 새겨 넣어진 상기 워크를, 브레이크대를 따라 만곡시켜, 상기 워크를 복수의 단책으로 분단하고, 그 후 상기 브레이크대로부터 퇴피시킨 상기 시트를, 상기 브레이크대에 대해 상기 시트가 포함되는 평면 내에서 상대적으로 90도 회전시키고, 그 후 단책으로 분단된 상기 워크를, 상기 브레이크대를 따라 다시 만곡시켜, 상기 워크를 복수의 칩으로 분단하는 것을 특징으로 하는 워크의 브레이크 장치.