專利名稱：脆性材料基板的分?jǐn)嘌b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于分?jǐn)嗖ＡЩ?、半?dǎo)體基板等脆性材料基板的分?jǐn)嘌b置。
背景技術(shù)：
于將玻璃等脆性材料基板加以分?jǐn)嗟募庸ぶ?，是使刀?cutter wheel亦稱scribing wheel)轉(zhuǎn)動、或利用激光光束的照射產(chǎn)生的熱變形于基板表面形成劃線(scribeline)。此處，將包含刀輪及激光光束的照射裝置、能在基板形成劃線的加工手段稱為劃線工具(scribing tool)。在使用此等劃線工具于基板表面形成劃線后，沿著該劃線施加外力使基板撓曲即能折斷(分?jǐn)?基板。此種組合劃線與折斷的分?jǐn)喾椒ㄒ褳橐话闼?，例如于專利文獻(xiàn)I中已有所揭露。圖10、11顯示現(xiàn)有習(xí)知脆性材料基板的折斷方法的圖。
首先，如圖10(a)所示，將脆性材料基板W裝載于劃線裝置的裝載臺40上，于其表面使用刀輪41形成劃線S。其次，如圖10(b)所示，將脆性材料基板W裝載于鋪有彈性體緩沖片43的折斷裝置的裝載臺42上。此時，將脆性材料基板W反轉(zhuǎn)成形成有劃線S的表面(表面?zhèn)?朝向緩沖片43、而相反側(cè)的表面(背面?zhèn)?為上面。接著，從朝下的劃線S的背面上方，降下一沿著劃線S延伸的長條板狀折斷桿44從脆性材料基板W的相反側(cè)按壓，借由使脆性材料基板W在緩沖片43上略彎曲成V字形，據(jù)以使劃線S(裂痕)滲透于深度方向。據(jù)此，如圖10(c)所示，脆性材料基板W即沿著劃線S被折斷。上述折斷方法中，在脆性材料基板W形成劃線S后，為進(jìn)行其次的折斷步驟而使脆性材料基板W反轉(zhuǎn)的作業(yè)是不可或缺的。為進(jìn)行此反轉(zhuǎn)作業(yè)，須有機(jī)械臂等的專用反轉(zhuǎn)裝置，且由于須確保使其反轉(zhuǎn)的空間因此裝置變得大型化，不僅設(shè)備成本高、作業(yè)效率亦低等的缺點。尤其是加工對象為大面積玻璃基板的情形時，欲將基板反轉(zhuǎn)時會馬上斷裂，因此皆期望能有一種無須反轉(zhuǎn)即能折斷的方法。為此，申請人于專利文獻(xiàn)2揭示了一種可在無須使脆性材料基板反轉(zhuǎn)的情形下加以折斷的折斷裝置。該專利文獻(xiàn)2記載的折斷裝置，是針對形成在脆性材料基板W上面的劃線S，作出一將該劃線S包含于中央、覆蓋既定寬度帶狀區(qū)域的封閉空間，借由對該封閉空間進(jìn)行減壓使脆性材料基板W略彎曲成V字形，沿著劃線S將其折斷。具體而言，如圖11(a)所示，在使劃線S朝上的狀態(tài)下將脆性材料基板W裝載于裝載臺45上，從劃線S的上方使吸引裝置46的吸引構(gòu)件47降下接觸于脆性材料基板W的上面。吸引構(gòu)件47具有于劃線方向細(xì)長延伸的長方體形狀，下面形成有朝下的凹部48，于凹部的開口面貼有可變形的彈性吸引片49。于吸引片49設(shè)有吸引用的狹縫50。于凹部48的上壁面設(shè)有空氣吸引孔51，借由從此吸引孔51吸引空氣，據(jù)以如圖11(b)所示，將凹部48內(nèi)的封閉空間予以減壓并與吸引片49 一起使脆性材料基板W彎曲成倒V字形，使形成劃線S的裂痕擴(kuò)大來加以折斷。先行技術(shù)文獻(xiàn)[專利文獻(xiàn)I]國際公開W02004/048058號公報[專利文獻(xiàn)2]專利第3787489號公報
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明欲解決的課題根據(jù)專利文獻(xiàn)2的折斷方法，在脆性材料基板W的上表面形成劃線S后，可在不使此脆性材料基板W反轉(zhuǎn)的情形下移至其次的折斷步驟。然而，劃線步驟與折斷步驟分開進(jìn)行的點而言與現(xiàn)有習(xí)知相同，就分?jǐn)嗉庸ふw而言仍未達(dá)大幅的合理化。 又，此折斷裝置中，為形成經(jīng)減壓的封閉空間，必須使吸引構(gòu)件47接觸脆性材料基板W表面。因此，在接觸基板面時須非常注意接觸壓力以避免損及脆性材料基板W表面，但在封閉空間的減壓時會產(chǎn)生相對應(yīng)的應(yīng)力，此外，因接觸時的碰撞而時有于接觸部分產(chǎn)生損傷的情形。尤其是在脆性材料基板W表面形成有微細(xì)的集成電路等的情形時，若于電路部分產(chǎn)生損傷即成為瑕疵品，而有良率變差的問題。因此，本發(fā)明的目的于提供一種能消除上述課題，無須反轉(zhuǎn)基板，能同時進(jìn)行劃線步驟與分?jǐn)嗖襟E以謀求分?jǐn)嘞到y(tǒng)的合理化的分?jǐn)嘌b置。用以解決課題的手段為解決上述課題而為的本發(fā)明的分?jǐn)嘌b置，具備裝載加工對象的脆性材料基板的裝載臺、用以將該脆性材料基板于該裝載臺上保持于定位置的保持手段、配置在該裝載臺上方的頭部、以及使該頭部相對該脆性材料基板移動的掃描機(jī)構(gòu)，于該頭部直列配置有用以形成劃線的劃線工具與產(chǎn)生向上的吸引作用的吸引墊，借由使該頭部相對該脆性材料基板以該劃線工具為前導(dǎo)相對移動，據(jù)以該劃線工具于該脆性材料基板形成劃線，接續(xù)于此以后續(xù)的吸引墊沿著形成的劃線分?jǐn)啻嘈圆牧匣?。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，僅需使一個頭部進(jìn)行掃描即能在不反轉(zhuǎn)基板的情形下，連續(xù)同時進(jìn)行劃線步驟與分?jǐn)嗖襟E，如此即能達(dá)成分?jǐn)嘞到y(tǒng)大幅的合理化。此處，吸引墊可具備于其下面?zhèn)犬a(chǎn)生向上的吸引作用的減壓空間部、與夾著此減壓空間部至少在左右部位噴出向下的空氣的噴出孔，借由吸引墊的減壓空間部于劃線上進(jìn)行吸引，同時借由來自噴出孔的噴出空氣按壓劃線的左右兩側(cè)部分，據(jù)以分?jǐn)嘣摯嘈圆牧匣?。如此，即能確實的，在不使脆性材料基板接觸吸引墊的情形下，以劃線為頂點使其彎曲成倒V字形后加以分?jǐn)?。又，吸引墊亦可具備朝下開口的空氣吸引孔，借由來自此空氣吸引孔的吸引空氣形成減壓空間部。又，吸引墊亦可于下面形成凹部，該凹部的外周側(cè)側(cè)面形成有多個空氣噴出孔，于該凹部中央形成具有以越往下方直徑越細(xì)的方式形成的圓錐狀側(cè)面的圓柱狀突部，從該噴出孔吹出的空氣撞擊該圓錐狀側(cè)面后即形成朝下方一邊回旋一邊下降的回旋下降流，借由當(dāng)該回旋下降流形成的氣旋效果于該凹部中央形成該減壓空間部，據(jù)此賦予吸引作用。上述發(fā)明中，該保持手段包含形成于該裝載臺的多個吸附孔或多孔質(zhì)板，借由來自此吸附孔或多孔質(zhì)板的吸引空氣吸附保持脆性材料基板，此吸附孔或多孔質(zhì)板的脆性材料基板的吸附力，至少在吸引墊的動作時設(shè)定為在容許脆性材料基板的倒V字形彎曲的范圍內(nèi)。如此，即能在將脆性材料基板確實的吸附保持在裝載臺上的定位置的同時，于吸引墊的動作時，在不阻礙脆性材料基板的倒V字形彎曲的形成的情形下，確實的加以分?jǐn)唷?br>
圖I是顯示本發(fā)明的分?jǐn)嘌b置的一例的立體圖。圖2是放大分?jǐn)嘌b置的主要部位的立體圖。圖3是圖2的裝載臺部分的剖面圖。圖4是顯示以吸引墊使脆性材料基板分?jǐn)嗟臓顟B(tài)的放大剖面圖。圖5是顯示吸引墊的空氣吸引孔及噴出孔的排列形態(tài)例的仰視圖。圖6是顯示劃線工具的另一實施例的立體圖。圖7是顯示脆性材料基板的保持手段的另一例的立體圖。圖8是顯示吸引墊的再一實施例的立體圖。圖9是圖8所示的吸引墊的剖面圖。圖10是顯示現(xiàn)有習(xí)知一般折斷方法的圖。圖11是顯示使用吸引機(jī)構(gòu)的現(xiàn)有習(xí)知折斷方法的圖。主要元件代表符號I 分?jǐn)嘌b置2裝載臺3 水平軌4螺栓軸5 驅(qū)動部6支承柱7 導(dǎo)桿8橋9 導(dǎo)件10頭部11 裝載臺的吸附孔(保持手段)12歧管13 軟管連接口14攝影機(jī)15 監(jiān)視器20吸引機(jī)構(gòu)21、21b 吸引墊22空氣吸引孔23、23b 噴出孔25吸引空氣通路26 噴出空氣通路27軸28 內(nèi)筒29外筒30 定位銷31劃線工具(刀輪)41 刀輪42、45 裝載臺43 緩沖片44折斷桿46 吸引裝置47吸引構(gòu)件48 凹部49彈性吸引片50 吸引用狹縫51空氣吸引孔P 減壓空間部S劃線W 脆性材料基板
具體實施例方式以下，根據(jù)圖的揭示詳細(xì)說明本發(fā)明的分?jǐn)嘌b置的詳情。圖I是顯示本發(fā)明的分?jǐn)嘌b置的一例的立體圖、圖2是放大分?jǐn)嘌b置的主要部位的立體圖、圖3是圖2的裝載臺部分的剖面圖。圖4是顯示以吸引墊使脆性材料基板分?jǐn)嗟臓顟B(tài)的放大剖面圖，圖5則是吸引墊的仰視圖、顯示空氣吸引孔及噴出孔的排列形態(tài)。分?jǐn)嘌b置1，具備裝載待分?jǐn)嗟拇嘈圆牧匣錡的裝載臺2。此裝載臺2可沿水平軌道3，3移動于Y方向，被借由馬達(dá)Ml旋轉(zhuǎn)的螺栓軸4驅(qū)動。又，裝載臺2可借由內(nèi)裝馬達(dá)的驅(qū)動部5在水平面內(nèi)旋動。裝載臺2具備將裝載于其上脆性材料基板W保持于定位置的保持手段。本實施例中，作為此保持手段，設(shè)有于裝載臺2開口的多個小的空氣吸附孔11。此空氣吸附孔11，如圖3所示，是通過設(shè)在裝載臺內(nèi)部的共通的歧管(manifold) 12及軟管(hose)連接口 13連 通于未圖示的真空吸引源(真空泵)。又，亦可取代空氣吸附孔11，于裝載臺的吸附面使用陶瓷制或燒結(jié)金屬制的多孔質(zhì)板。具備夾著裝載臺2設(shè)置的兩側(cè)的支承柱6，6與延伸于X方向的導(dǎo)桿7的橋8，是跨在裝載臺2上設(shè)置。頭部10設(shè)置成能沿著形成在導(dǎo)桿7的導(dǎo)件9移動于X方向，被馬達(dá)M2驅(qū)動于X方向。借由此等構(gòu)件構(gòu)成頭部10往X方向的掃描機(jī)構(gòu)。此頭部10形成為能上下移動，且于其下部于X方向直列配置安裝有作為劃線加工用劃線工具的刀輪31、與下端具備分?jǐn)嘤梦龎|21的吸引機(jī)構(gòu)20。吸引墊21，如圖4所示，設(shè)有在下面?zhèn)犬a(chǎn)生向上的吸引作用的減壓空間部P、與在將此減壓空間部P夾在內(nèi)側(cè)的左右部位噴出向下的空氣的噴出孔23。本實施例中，于吸引墊21的下面中央設(shè)置空氣吸引孔22，借由從此空氣吸引孔22吸引空氣以形成前述減壓空間部P。具體而言，如圖5(a)所示，于吸引墊21的下面中心設(shè)置空氣吸引孔22，于其左右位置配置彼此平行的長圓狀噴出孔23，23。又，如圖5(b)所示，可將空氣吸引孔22與噴出孔23作成相同的長圓狀，或亦可如圖5(c)所示，將噴出孔23作成圓弧狀的長孔配置成圍繞中心的空氣吸引孔22?？諝馕?2通過吸引空氣通路25連通于未圖示的空氣吸引源(真空泵)，噴出孔23則通過噴出空氣通路26連通于未圖示的空氣供應(yīng)源(壓縮空氣供應(yīng)裝置、高壓鋼瓶等)。圖4所示的實施例中，是將支承吸引墊21的軸27以彼此隔著間隙配置的內(nèi)筒28與外筒29的雙層管形成，以內(nèi)筒28的內(nèi)部為吸引空氣通路25、而以內(nèi)筒28與外筒29間的間隙為噴出空氣通路26。將此等吸引空氣通路25、噴出空氣通路26與各自的空氣源相連接的管線設(shè)備，在圖I中是省略的。又，如圖I所示，安裝有用以檢測脆性材料基板W的位置的攝影機(jī)14，攝影機(jī)14拍攝的影像顯示于監(jiān)視器15。以攝影機(jī)14拍攝設(shè)在裝載臺2上的脆性材料基板W的角隅部表面的位置特定用對準(zhǔn)標(biāo)記，據(jù)以進(jìn)行脆性材料基板W的定位。若對準(zhǔn)標(biāo)記是位于基準(zhǔn)設(shè)定位置的話，即開始折斷作業(yè)。但若對準(zhǔn)標(biāo)記相對基準(zhǔn)設(shè)定位置有偏差的話，則檢測該偏差量，一邊觀察監(jiān)視器的像、一邊以手作業(yè)或以機(jī)械臂自動的使脆性材料基板W在裝載臺2上移動直到無位置偏差為止，以修正該偏差。其次，說明此分?jǐn)嘌b置的動作。
于裝載臺2上裝載脆性材料基板W，以裝載臺2上形成的空氣吸附孔11將其吸附保持于定位置。接著，使頭部降下將刀輪31壓接于脆性材料基板W、一邊以刀輪31為前導(dǎo)移動頭部10，來以刀輪31于脆性材料基板W形成劃線S。接著，后續(xù)的吸引墊21沿著形成的劃線S于其正上方移動。此時，已形成左右的噴出孔23，23位于劃線S的左右的狀態(tài)。借由吸引墊21的移動，如圖4所示，脆性材料基板W即被來自吸引墊21的空氣吸引孔22的吸引空氣吸起在前一刻形成劃線S的部分，同時劃線S的兩側(cè)部分被來自噴出孔23的噴出空氣(降流)按壓，因此即以劃線S為頂點而略被彎曲成倒V字形，沿著劃線S被分?jǐn)?。為避免基板W彎曲時脆性材料基板W接觸吸引墊21，脆性材料基板W與吸引墊21的間隔是被預(yù)先設(shè)定。如此，即能在吸引墊21不接觸脆性材料基板W的情形下,沿著劃線S依序分?jǐn)嗷錡。又，使用吸引墊21進(jìn)行脆性材料基板W的分?jǐn)鄷r，于裝載臺2上吸附保持脆性材料基板W的空氣吸附孔11的吸附力，必須設(shè)定在容許以吸引墊21的空氣吸引孔22使脆性材料基板進(jìn)行倒V字形彎曲的范圍內(nèi)。因此，最好是能與吸引墊21的吸引動作連動，使裝載臺2的空氣吸附孔11的吸附力弱至容許倒V字形彎曲的范圍內(nèi)，或?qū)⒖諝馕娇?1的 吸附力設(shè)定在恒容許倒V字形彎曲的范圍內(nèi)。具體而言，將吸引墊21的空氣吸引孔22的向上的吸引力設(shè)定為大于裝載臺2的空氣吸附孔21的向下的吸附力，以能暫時且局部的吸起的方式調(diào)整空氣吸附力的平衡。上述實施例中，是使用刀輪31作為劃線工具，但亦可視基板種類使用其他機(jī)械性的工具以形成劃線。例如，在基板表面附著有保護(hù)片的情形時，可取代此而使用具有方向性的固定刃、或組合固定刃與旋轉(zhuǎn)刃等將多個劃線工具排成直列使用。此外，亦可取代刀輪及固定刃等的機(jī)械性工具，而如圖6所示，利用照射激光光束31a產(chǎn)生的熱應(yīng)力(較佳是如圖所示，亦利用照射后的冷媒噴射帶來的急速冷卻)，來形成劃線。再者，視脆性材料基板的種類亦可以激光剝蝕(laser ablation)加工形成劃線。又，上述實施例中，作為將脆性材料基板W于裝載臺2上保持于定位置的手段，雖是利用空氣吸附孔11的吸附力，但不限于此。亦可例如圖7所示，于裝載臺2上設(shè)置抵接于脆性材料基板W側(cè)端緣的定位銷30以進(jìn)行定位，并保持成在吸引墊21的動作時脆性材料基板W不至產(chǎn)生X方向及Y方向的橫向偏移。此場合，由于并無向下吸附力的作用，因此吸引墊21的吸引力亦可設(shè)定得較上述實施例小。此外，雖未圖示，但亦可作成于吸引墊21的動作時，在容許脆性材料基板W的倒V字形彎曲的范圍內(nèi)以夾子等的夾具輕輕的保持脆性材料基板W的緣部。又，上述實施例中，雖是作成使吸引墊21相對裝載脆性材料基板W的裝載臺2移動，但亦可相反的使吸引墊21同時于定位置而移動裝載臺2。接著，說明吸引墊的其他實施例。圖8及圖9是顯示于吸引墊的減壓空間部P的形成，使用回旋下降流的實施例的圖。此吸引墊21b于下面形成有凹部25，于凹部25的外周側(cè)側(cè)面形成有多個噴出孔23b。空氣從噴出孔23b朝著半徑方向內(nèi)側(cè)吹出。于凹部25的中央形成有具越往下方越細(xì)徑的方式形成的圓錐狀側(cè)面26的圓柱狀凸部27，并作成從噴出孔23b吹出的空氣撞擊圓錐狀側(cè)面26。借由作成此種構(gòu)造，從噴出孔23b噴出的空氣會成為渦流而一邊回旋一邊向下方噴出，形成回旋下降流。借由此回旋下降流形成的「氣旋效果」，回旋流的中心部減壓，其結(jié)果于中央形成具有吸引力的減壓空間部P，且其周圍存在下降流。承上所述，借由將此吸引墊21b相對脆性材料基板W在略上方隔一距離的狀態(tài)下相對移動，即能與圖4所說明的實施例同樣的，以回旋流中心部的吸引力吸引形成在脆性材料基板W的劃線S的上方部分，并借由向下的回旋下降流將吸引部分的周邊壓向下方。如此，即能確實的在脆性材料基板W與吸引墊21b不接觸的情形下，以劃線S為頂點使基板W彎曲成倒V字形，沿著劃線S折斷脆性材料基板W。根據(jù)此方法，由于僅借由噴出空氣即能形成減空間部P，因此只要有空氣供應(yīng)源即可，不再需要真空泵等的空氣吸引機(jī)構(gòu)。以上，雖是針對本發(fā)明的代表性的實施例作了說明，但本發(fā)明當(dāng)然不受限于上述實施例的構(gòu)成，在可達(dá)成其目的且不脫離申請專利范圍的范圍內(nèi)，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行各種修正、變更。產(chǎn)業(yè)上的可利用性 本發(fā)明可適用于能進(jìn)行于玻璃基板、半導(dǎo)體基板等脆性材料基板形成劃線、與從此劃線進(jìn)行分?jǐn)嗟姆謹(jǐn)嘌b置。
權(quán)利要求
1.ー種脆性材料基板的分?jǐn)嘌b置，其特征在于具備 裝載臺，裝載加工對象的脆性材料基板； 保持手段，用以將該脆性材料基板于該裝載臺上保持于定位置； 頭部，配置在該裝載臺上方；以及 掃描機(jī)構(gòu)，使該頭部相對該脆性材料基板移動； 于該頭部直列配置有用以形成劃線的劃線工具與產(chǎn)生向上的吸引作用的吸引墊； 借由使該頭部相對該脆性材料基板以該劃線工具為前導(dǎo)相對移動，據(jù)以該劃線工具于該脆性材料基板形成劃線，接續(xù)于此以后續(xù)的吸引墊沿著形成的劃線分?jǐn)啻嘈圆牧匣濉?br>
2.如權(quán)利要求I所述的分?jǐn)嘌b置，其特征在于其中，該吸引墊具備在其下面?zhèn)犬a(chǎn)生向 上的吸引作用的減壓空間部、與夾著此減壓空間部至少在左右部位噴出向下的空氣的噴出 孔，借由該吸引墊的減壓空間部于劃線上進(jìn)行吸弓I，同時借由來自該噴出孔的噴出空氣按壓劃線的左右兩側(cè)部分，據(jù)以分?jǐn)嘣摯嘈圆牧匣濉?br>
3.如權(quán)利要求2所述的分?jǐn)嘌b置，其特征在于其中，該吸引墊具備朝下開ロ的空氣吸引孔，借由來自此空氣吸引孔的吸引空氣形成該減壓空間部。
4.如權(quán)利要求2所述的分?jǐn)嘌b置，其特征在于其中，該吸引墊于下面形成有凹部，該凹部的外周側(cè)側(cè)面形成有多個空氣噴出孔，于該凹部中央形成具有以越往下方直徑越細(xì)的方式形成的圓錐狀側(cè)面的圓柱狀突部，從該噴出孔吹出的空氣撞擊該圓錐狀側(cè)面后即形成朝下方ー邊回旋ー邊下降的回旋下降流，借由當(dāng)該回旋下降流形成的氣旋效果于該凹部中央形成該減壓空間部，據(jù)此賦予吸引作用。
5.如權(quán)利要求I至4中任一項所述的分?jǐn)嘌b置，其特征在于其中，該保持手段包含形成于該裝載臺的多個吸附孔或多孔質(zhì)板，借由來自此吸附孔或多孔質(zhì)板的吸引空氣吸附保持脆性材料基板，此吸附孔或多孔質(zhì)板的脆性材料基板的吸附力，至少在吸引墊的動作時設(shè)定為在容許脆性材料基板的倒V字形彎曲的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于脆性材料基板的分?jǐn)嘌b置，即提供一種能在不反轉(zhuǎn)基板的情形下同時進(jìn)行劃線步驟與分?jǐn)嗖襟E，以謀求分?jǐn)嘞到y(tǒng)的合理化的分?jǐn)嘌b置。其具備裝載臺(2)、將脆性材料基板(W)于裝載臺(2)上保持于定位置的保持手段(11)、配置在裝載臺(2)上方的頭部(10)、以及使頭部(10)相對脆性材料基板(W)移動的掃描機(jī)構(gòu)，于頭部(10)直列配置有用以形成劃線(S)的劃線工具(31)與產(chǎn)生向上的吸引作用的吸引墊(21)，使頭部(10)相對脆性材料基板(W)以劃線工具(31)為前導(dǎo)相對移動，來以劃線工具(31)于脆性材料基板(W)形成劃線(S)，接續(xù)于此以后續(xù)的吸引墊(21)沿著形成的劃線(S)分?jǐn)啻嘈圆牧匣?W)。
文檔編號C03B33/02GK102730957SQ20121006290
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月6日
發(fā)明者富永圭介 申請人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司