JP4118022B2 - スクライブ方法及びスクライブ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板のスクライブ方法及びスクライブ装置に関し、特に、スクライブ針の針圧を制御したスクライブ方法及びスクライブ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図6は、例えば特開昭59−90940号公報や特開昭60−12386号公報に記載された、全体が500で示された従来のスクライブ装置の側面図である。
【0003】
スクライブ装置500には、昇降駆動手段1が設けられている。昇降駆動手段1にはアーム支持部2に支持されたアーム3が取り付けられている。また、スクライブ装置500には、X−Y方向に移動可能なステージ4が設けられている。ステージの上には粘着テープ5に張りつけられたレーザーダイオードアレイ素子(以下、「LDアレイ素子」という。)6が固定されている。LDアレイ素子6はバー状であり、長手方向の両側面が劈開面となっている。
【0004】
アーム支持部2とアーム3とは、回転軸7により接続されている。また、アーム3とアーム支持部2との間には加圧ばね8が設けられている。アーム3の先端には、LDアレイ素子6にスクライブライン9を形成するための、スクライブ針10が設けられている。
【0005】
次に、図7を用いて、従来のスクライブラインの形成方法について説明する。従来の方法では、まず、図7(a)に示すように、ステージ4上に粘着テープ5に張りつけられたLDアレイ素子6を固定する。この状態で、昇降駆動手段1が、昇降ガイド16に沿ってアーム支持部2を下降させる。
【0006】
次に、図7(b)に示すように、スクライブ針10がIDアレイ素子6に接触すると、回転軸7の回りで、アーム3が接点ストッパ17から離れて回転し、加圧ばね8によりスクライブ針10に針圧が加えられる。
所定の針圧がスクライブ針10に加わった状態で、アーム支持部2の下降が停止する。
【0007】
次に、図7(c)に示すように、ステージ4を水平に移動させることにより、LDアレイ素子6の表面に断面が略V型のスクライブライン9を形成する。
【0008】
最後に、図7(d)に示すように、所定の長さのスクライブライン9を形成した後に、ステージ4の移動を停止し、昇降駆動手段1によりアーム2を上昇させ、LDアレイ素子6の表面からスクライブ針10を離す。
続いて、矢印18で示す方向にステージ4を移動させた後、工程(a)〜(d)を再度行うことにより、次のスクライブライン9を形成する。かかる工程を繰り返すことにより、複数のスクライブライン9がLDアレイ素子6上に形成される。
【0009】
スクライブライン9を形成したLDアレイ素子6は、ステージ4から取り外した後、例えば裏面をローラ状の治具で押圧することにより、スクライブライン9に沿って分割される。
【0010】
図8(a)は、スクライブライン形成工程における、スクライブ針の位置とスクライブ針の針荷重との関係である。また、図8(b)は、図8(a)の横軸に対応するLDアレイ素子の位置である。
図8(a)(b)からわかるように、スクライブライン形成工程では、LDアレイ素子の劈開面から所定の距離だけ離れたスクライブ開始点にスクライブ針が降ろされて、最大荷重まで加圧される。続いて、かかる最大荷重を維持したままでLDアレイ素子が移動し、スクライブラインが形成される。最後に、スクライブ針がスクライブ終了点に到達した段階でLDアレイ素子が停止し、スクライブ針が上昇してLDアレイ素子から離れ、スクライブラインの形成が終了する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のスクライブ装置(ポイントスクライバ)では、スクライブ針の針圧が固定されているため、LDアレイ素子へのスクライブラインの形成中にスクライブラインの形状を制御することは困難であった。
特に、スクライブ開始点、スクライブ終了点は、スクライブ針の接触、離脱時によりスクライブラインの形状が変わる特異点となり、LDアレイ素子の表面に形成される、断面が略V型のスクライブライン形状が、スクライブ開始点やスクライブ終了点において、略V型とは異なる形状となっていた。
このため、例えばスクライブラインを形成したLDアレイ素子の裏面をローラ状の治具で押圧して、スクライブラインに沿って分割する場合に、スクライブラインの断面形状が他とは異なる特異点は、異常な割れや欠けが発生する原因となっていた。
【0012】
また、スクライブラインの深さは、スクライブ針を加圧する加圧ばねのコンプライアンスで決まるため、LDアレイ素子の厚みのばらつきや粘着テープの弾性のばらつきによりスクライブラインの深さがばらつき、素子を分割する場合に割れや欠けを生じる原因となっていた。
【0013】
更に、LDアレイ素子は、母材の材質、基板上に作製されたエピタキシャル成長層、電極などの状態によって、最適なスクライブラインの形状が異なっており、スクライブラインの形状の制御が望まれる。
【0014】
そこで、本発明は、上記問題を解決するために、スクライブラインの形状制御が可能なスクライブ方法及びスクライブ装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体素子が形成された半導体基板にスクライブラインを形成するスクライブ方法において、半導体基板の表面にスクライブ針を接触させ、スクライブ針を半導体基板に対して移動させてスクライブラインを形成し、スクライブラインの形成後にスクライブ針を半導体基板の上面から離脱させる工程を含み、ボイスコイル型リニアモータのコイルに流す電流により発生する磁界と、マグネットの有する磁界との相互作用により、半導体基板の表面に対して略垂直方向にスクライブ針を移動させ、スクライブ針が半導体基板の表面に押しつけられる針圧を、スクライブラインの形成中に、初期荷重から漸次増加して一定の最大荷重とし、最大荷重が維持された後に漸次減少して最終荷重とするように、コイルに流す電流制御をしながらスクライブラインを形成することを特徴とするスクライブ方法である。
かかる方法を用いてスクライブ針の針圧を制御することにより、均一な形状のスクライブラインを形成することができる。特に、スクライブ開始点やスクライブ終了点において、スクライブラインが異常な形状となるのを防止し、LDアレイ素子をスクライブラインに沿って分割する場合における異常な割れ等の発生を防止して、LDアレイ素子の製造歩留まりを向上させることができる。
また、母材の材質等に応じて、スクライブラインの形状を変えることも可能となる。
【0016】
本発明は、更に、スクライブラインの形状を観察する観察工程と、観察工程で観察したスクライブラインの形状に基づいて、スクライブラインの形状が略均一となるように、スクライブ針の初期荷重および/または最終荷重を設定する設定工程とを含むことを特徴とするスクライブ方法でもある。
かかる観察工程と設定工程を含むことにより、スクライブラインの形状をより正確に、かつ任意に制御することができる。
【0017】
本発明は、一のスクライブラインを形成した後に、観察工程と設定工程とを行い、続いて、他のスクライブラインを形成することを特徴とするスクライブ方法でもある。
【0018】
本発明は、一のスクライブラインの形成中に、観察工程と設定工程とを行い、設定条件を一のスクライブラインの形成に適用することを特徴とするスクライブ方法でもある。
【0019】
本発明は、半導体基板の表面にスクライブ針でスクライブラインを形成するスクライブ装置であって、半導体基板を載置するステージと、半導体基板の表面に対して略垂直方向に移動自在に支持され、半導体基板の表面に接触させた状態で、半導体基板に対して移動してスクライブラインを形成するスクライブ針と、スクライブ針が半導体基板に押しつけられる針圧を制御する制御手段とを含み、制御手段が、スクライブ針が固定され、かつコイルが設けられたアームと、アームが回転軸の回りで動くように支持され、かつマグネットが設けられたアーム支持部とを含み、コイルとマグネットがボイスコイル型リニアモータを形成し、コイルに電流を流す電流制御により発生する磁界と、マグネットの有する磁界との相互作用により、回転軸の回りでアームを動かし、アームに固定されたスクライブ針の針圧を、初期荷重から漸次増加して一定の最大荷重なり、最大荷重が維持された後に漸次減少して最終荷重となるように制御することを特徴とするスクライブ装置でもある。
かかるスクライブ装置を用いることにより、均一な形状のスクライブラインを形成することができる。特に、スクライブ開始点やスクライブ終了点において、スクライブラインが異常な形状となるのを防止し、LDアレイ素子をスクライブラインに沿って分割する場合における異常な割れ等の発生を防止して、LDアレイ素子の製造歩留まりを向上させることができる。
また、母材の材質に適した形状のスクライブラインを形成することも可能となる。
更に、ボイスコイル型のリニアモータ用いることにより、より簡易かつ応答性良く、スクライブ針の針圧制御ができる。
【0020】
本発明は、半導体基板の表面にスクライブ針でスクライブラインを形成するスクライブ装置であって、半導体基板を載置するステージと、半導体基板の表面に対して略垂直方向に移動自在に支持され、半導体基板の表面に接触させた状態で、半導体基板に対して移動してスクライブラインを形成するスクライブ針と、スクライブ針が半導体基板に押しつけられる針圧を制御する制御手段とを含み、制御手段が、スクライブ針に取りつけられたコイルと、スクライブ針が、その略長手方向に移動できるように取りつけられ、かつマグネットが設けられたアームとを含み、コイルとマグネットがボイスコイル型リニアモータを形成し、コイルに電流を流すことにより発生する磁界と、マグネットの有する磁界との相互作用によりスクライブ針を移動させて、針圧を、初期荷重から漸次増加して一定の最大荷重なり、最大荷重が維持された後に漸次減少して最終荷重となるように制御することを 特徴とするスクライブ装置でもある。
【0021】
本発明は、更に、スクライブラインの形状を観察する観察手段と、観察手段による観察結果に基づいて、スクライブ針の針圧を設定する設定手段とを含むものでもある。
【0022】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる、全体が100で表されるスクライブ装置の概略図である。また、図2は、スクライブ装置の一部を示したもので、図2(a)に側面図、図2(b)に裏面図を示す。図1、2中、図6と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。
【0023】
図1に示すように、スクライブ装置100は、従来のスクライブ装置500に加えて、スクライブライン観察手段12を含み、スクライブ針10によって形成されるスクライブラインの形状が観察できる。
【0024】
ステージ4に取りつけられたステージ駆動手段11と、アーム支持部2に取りつけられた昇降駆動手段1には、ステージコントローラ21が接続されている。また、アーム3には、針圧コントローラ22が接続されている。また、スクライブライン観察手段12には、画像処理装置23が接続されている。ステージコントローラ21、針圧コントローラ22及び画像処理装置23は制御装置24に接続されている。制御装置24では、画像処理装置23から得られるデータを基に、ステージコントローラ21、針圧コントローラ22を制御する。
【0025】
また、図2(a)(b)に示すように、アーム支持部2にはマグネット13が設けられ、一方、アーム3にはコイル14が設けられている。
スクライブ装置100の停止状態において、アーム3に取り付けられたスクライブ針10の先端は、アーム3の回転軸7の中心軸と略同一水平面上に位置する。回転軸7は、摩擦フリーの状態で軸受15に支持される。
【0026】
コイル14に電流を流すと、コイル14に発生する磁界とマグネット13の磁界との相互作用により、アーム3が回転軸7の回りで回転し、LDアレイ素子6の表面に対して略垂直な方向に、スクライブ針10の突端を移動させる。スクライブ針10の移動距離、即ち、スクライブ針10がLDアレイ素子6を加圧する針圧は、コイル14に流す電流値により、連続的に変化させることができる。
【0027】
次に、図3を用いて、本実施の形態にかかるスクライブラインの形成方法について説明する。
まず、図3(a)に示すように、待機状態では、コイル14には電流が流されないか、又は極微弱な電流が流され、アーム2が略水平に保持される。かかる状態では、アーム2は接点ストッパ17に接触して静止している。スクライブ針10も、LDアレイ素子6から離れた位置に保持されている。
【0028】
次に、図3(b)に示すように、昇降駆動手段1が、昇降ガイド16に沿ってアーム支持部2を下降させる。スクライブ針10がLDアレイ素子6に接触すると、アーム2が接点ストッパ17から離れる。これを感知してコイル3に電流を流すと、コイル14に流れる電流により生じた磁界とマグネット6の磁界との間に相互作用が働き、アーム2に、回転軸7を中心とした回動モーメントを与える。これにより、スクライブ開始点において、スクライブ針10が、LDアレイ素子6の表面を所定の針圧で加圧する。
【0029】
次に、図3(c)に示すように、LDアレイ素子6を搭載するステージ4を移動させて、LDアレイ素子6の長手方向に対して略垂直な方向に、スクライブライン9を形成する。スクライブライン9は、ステージコントローラ21の位置情報に基づいて、コイル3に流す電流を制御しつつ形成される。
スクライブ針10が所定の位置まで移動した時点でコイル3に流す電流を次第に減少させる。
【0030】
最後に、図3(d)に示すように、スクライブ終了点で、昇降駆動手段1がアーム支持部2を上昇させ、スクライブ針10をLDアレイ素子6の表面から離す。
【0031】
図4(a)は、スクライブライン形成工程における、スクライブ針の位置とスクライブ針の針荷重との関係である。また、図4(b)は、図4(a)の横軸に対応するLDアレイ素子の位置である。
図4(a)の加圧プロファイル1に示すように、LDアレイ素子の劈開面から所定の距離だけ離れたスクライブ開始点にスクライブ針が降ろされる。スクライブ開始点では、針荷重は、所定の初期荷重に設定される。
次に、スクライブラインの形成中に荷重が漸次増加し、最大荷重で一定の荷重に維持される。
スクライブラインの形成終了前に、荷重が漸次減少し、スクライブ終了点では、所定の最終荷重となる。
スクライブ針がスクライブ終了点に到達した時点で、ステージの移動が終了するとともに、スクライブ針が上昇してLDアレイ素子から離れる。
なお、スクライブライン形成中の針荷重は、例えば、図4(a)中に示す加圧プロファイル2のように、曲線的に変化させても構わない。
【0032】
一のスクライブラインの形成が終了すると、スクライブライン観察手段12によりスクライブラインの形状が観察され、観察結果が画像データとして制御装置24に送られる。かかる画像データに基づいて、スクライブラインを形成するために設定したスクライブ針の針圧や移動速度が適切であったかどうかが判断される。かかる判断に基づいて、必要があれば、次のスクライブラインの形成条件が修正される。
【0033】
このように、スクライブラインの形成条件にフィードバックをかけた後、図3(a)〜(d)の工程を行うことにより、次のスクライブラインが形成される。
【0034】
なお、ここでは、一のスクライブラインの形成後に、スクライブラインを観察し、次のスクライブラインの形成条件を修正したが、スクライブラインの形成中にリアルタイムでスクライブラインの形状を観察して針圧を制御することも可能である。
【0035】
このように、スクライブライン形成時のスクライブ針の針圧を、例えば、スクライブ開始点とスクライブ終了点で小さくなるように制御することにより、これらの点で特異な形状とならない、均一な形状のスクライブラインの形成が可能となる。この結果、スクライブラインに沿ってLDアレイ素子を分割する場合に発生する割れや欠けをなくすことができる。
【0036】
また、コイルに流す電流を変えることによりスクライブ針の針圧を任意に設定できるため、例えば、粘着テープなどの補助部品の厚み、剛性に影響されることなく、形状の一定したスクライブラインを形成することができる。これにより、LDアレイ素子を分割する場合に発生する割れや欠けをなくすことができる。
【0037】
また、スクライブラインを形成しながら、その形状を観察することにより、スクライブラインの形状に応じて、リアルタイムで針圧を変化させることができる。このため、スクライブラインの形状の変動を修正でき、形状の一定したスクライブラインを得ることができる。
【0038】
なお、本実施の形態では、LDアレイ素子6を搭載したステージ4を移動させてスクライブラインを形成したが、ステージ4を固定し、アーム3等を移動させて、スクライブラインを形成しても良い。
【0039】
また、本実施の形態では、例えば、球軸受けを用いてアーム3の回転軸7を支持していたが、静圧の回転軸受けを用いることにより、回転軸3と軸受け15との間の摩擦をほぼ無くすことができ、より微妙な針圧の制御が可能となる。
【0040】
特に、上述のようなボイスコイル型リニアモータによって針圧を制御することにより、簡便かつ応答性よく針圧制御ができ、自由な針圧曲線が得られる。
【0041】
実施の形態2.
図5は、本発明の実施の形態2にかかる、全体が200で示されるスクライブ装置の側面図であり、図1と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
スクライブ装置200では、アーム3は、アーム支持部2に固定されている。
スクライブ針10は、アーム2に設けられた直動の静圧軸受け25により支持されている。スクライブ針10にはコイル26が設けられ、一方、アーム3にはマグネット27が設けられている。スクライブ針10のコイル26に電流を流すことにより、コイル26に磁界が発生し、アーム3のマグネットの磁界との相互作用により、スクライブ針10が移動する。
【0042】
かかるスクライブ装置200では、スクライブ針10とスクライブ針10に設けられたコイル26のみが可動部であるため、上述のスクライブ装置100に比べて可動部の質量が大幅に小さくなり、慣性力の影響を抑えることができる。このため、スクライブ針10の針圧のより微妙な制御が可能となる。
なお、直動の静圧軸受け25には、一般的な他の直動の低摩擦の軸受けを用いることも可能である。
【0043】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかるスクライブ装置では、均一な形状のスクライブラインを形成することができる。特に、スクライブ開始点やスクライブ終了点において、スクライブラインが異常な形状となるのを防止し、LDアレイ素子をスクライブラインに沿って分割する場合における異常な割れ等の発生を防止して、LDアレイ素子の製造歩留まりを向上させることができる。
【0044】
また、スクライブ針の針圧をボイスコイル型リニアモータで制御するため、微妙な針圧の制御が可能となる。
【0045】
また、スクライブラインの形状を観察しながらスクライブラインを形成することにより、スクライブ針の針圧をリアルタイムで制御でき、スクライブラインの形状の制御性が向上する。
【0046】
更に、スクライブ針のみを動かして針圧を制御することにより、スクライブ針の制御性がより向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1にかかるスクライブ装置の概略図である。
【図2】 本発明の実施の形態1にかかるスクライブ装置の側面図及び裏面図である。
【図3】 本発明の実施の形態1にかかるスクライブラインの形成工程である。
【図4】 本発明の実施の形態1にかかるスクライブ装置における針荷重のプロファイルである。
【図5】 本発明の実施の形態2にかかるスクライブ装置の側面図である。
【図6】 従来のスクライブ装置の側面図である。
【図7】 従来のスクライブラインの形成工程である。
【図8】 従来のスクライブ装置における針荷重のプロファイルである。
【符号の説明】
1 昇降駆動手段、2 アーム支持部、3 アーム、4 ステージ、5 粘着テープ、6 LDアレイ素子、7 回転軸、8 加圧ばね、9 スクライブライン、10 スクライブ針、11 ステージ駆動手段、12 スクライブライン観察手段、13 マグネット、14 コイル、15 軸受け、16 昇降ガイド、17 接点ストッパ、21 ステージコントローラ、22 針圧コントローラ、23 画像処理装置、24 制御装置、100 スクライブ部装置。
Claims (7)
- 半導体素子が形成された半導体基板にスクライブラインを形成するスクライブ方法において、
半導体基板の表面にスクライブ針を接触させ、該スクライブ針を該半導体基板に対して移動させてスクライブラインを形成し、該スクライブラインの形成後に該スクライブ針を該半導体基板の上面から離脱させる工程を含み、
ボイスコイル型リニアモータのコイルに流す電流により発生する磁界と、マグネットの有する磁界との相互作用により、該半導体基板の表面に対して略垂直方向に該スクライブ針を移動させ、
該スクライブ針が該半導体基板の表面に押しつけられる針圧を、該スクライブラインの形成中に、初期荷重から漸次増加して一定の最大荷重とし、該最大荷重が維持された後に漸次減少して最終荷重とするように、該コイルに流す電流制御をしながら該スクライブラインを形成することを特徴とするスクライブ方法。 - 更に、上記スクライブラインの形状を観察する観察工程と、
該観察工程で観察した該スクライブラインの形状に基づいて、該スクライブラインの形状が略均一となるように、上記スクライブ針の上記初期荷重および/または上記最終荷重を設定する設定工程とを含むことを特徴とする請求項1に記載のスクライブ方法。 - 一のスクライブラインを形成した後に、上記観察工程と上記設定工程とを行い、続いて、他のスクライブラインを形成することを特徴とする請求項2に記載のスクライブ方法。
- 一のスクライブラインの形成中に、上記観察工程と上記設定工程とを行い、上記設定条件を該一のスクライブラインの形成に適用することを特徴とする請求項2に記載のスクライブ方法。
- 半導体基板の表面にスクライブ針でスクライブラインを形成するスクライブ装置であって、
半導体基板を載置するステージと、
該半導体基板の表面に対して略垂直方向に移動自在に支持され、該半導体基板の表面に接触させた状態で、該半導体基板に対して移動してスクライブラインを形成するスクライブ針と、
該スクライブ針が該半導体基板に押しつけられる針圧を制御する制御手段とを含み、
該制御手段が、
該スクライブ針が固定され、かつコイルが設けられたアームと、
該アームが回転軸の回りで動くように支持され、かつマグネットが設けられたアーム支持部とを含み、
該コイルと該マグネットがボイスコイル型リニアモータを形成し、
該コイルに電流を流す電流制御により発生する磁界と、該マグネットの有する磁界との相互作用により、該回転軸の回りで該アームを動かし、該アームに固定された該スクライブ針の該針圧を、初期荷重から漸次増加して一定の最大荷重なり、該最大荷重が維持された後に漸次減少して最終荷重となるように制御することを特徴とするスクライブ装置。 - 半導体基板の表面にスクライブ針でスクライブラインを形成するスクライブ装置であって、
半導体基板を載置するステージと、
該半導体基板の表面に対して略垂直方向に移動自在に支持され、該半導体基板の表面に接触させた状態で、該半導体基板に対して移動してスクライブラインを形成するスクライブ針と、
該スクライブ針が該半導体基板に押しつけられる針圧を制御する制御手段とを含み、
該制御手段が、
該スクライブ針に取りつけられたコイルと、
該スクライブ針が、その略長手方向に移動できるように取りつけられ、かつマグネットが設けられたアームとを含み、
該コイルと該マグネットがボイスコイル型リニアモータを形成し、
該コイルに電流を流すことにより発生する磁界と、該マグネットの有する磁界との相互作用により該スクライブ針を移動させて、該針圧を、初期荷重から漸次増加して一定の最大荷重なり、該最大荷重が維持された後に漸次減少して最終荷重となるように制御することを特徴とするスクライブ装置。 - 更に、上記スクライブラインの形状を観察する観察手段と、
該観察手段による観察結果に基づいて、上記スクライブ針の上記針圧を設定する設定手段とを含むことを特徴とする請求項5または6に記載のスクライブ装置。
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