(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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