JP2002050820A - 半導体素子の劈開方法及び劈開装置 - Google Patents

半導体素子の劈開方法及び劈開装置

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JP2002050820A
JP2002050820A JP2000235382A JP2000235382A JP2002050820A JP 2002050820 A JP2002050820 A JP 2002050820A JP 2000235382 A JP2000235382 A JP 2000235382A JP 2000235382 A JP2000235382 A JP 2000235382A JP 2002050820 A JP2002050820 A JP 2002050820A
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sheet
cleaving
cutter
cleavage
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Hiroyoshi Inoue
裕喜 井上
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カッター突き上げ量を一定にし、安定した劈
開力を得ることができ、ワークの端部より順次劈開する
ことができる様にし、生産性の高い半導体素子の劈開方
法を提供する。 【解決手段】 半導体素子の形成されたワーク131
の、予め形成したスクライブ溝を起点とする劈開面に沿
って、カッター125を押し当てて、ワーク131の劈
開を行う半導体素子の劈開方法において、ガラス102
の一面に第1のシート103を貼り付け、前記第1のシ
ート103上に配置したワーク131を第2のシート1
04で蔽い保持する工程と、前記第2のシート104側
より、前記カッター125を前記スクライブ溝に沿って
押し当てて、前記ワーク131を劈開する工程とを有す
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、半導体装置の製造
方法に係り、特に、ウエハを劈開により細分化するのに
好適な半導体素子の劈開方法及び劈開装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、例えばGaAs半導体レーザ素子
を形成する場合、その発光面を得るのに劈開加工を用い
ている。これは、結晶の特定の面方位に沿って、割れや
すい(劈開するという)という性質を利用し、平滑な破
断面を得るものである。
【0003】以下、従来の半導体素子の劈開方法を、図
面を引用し説明する。図2は、第1の従来例である半導
体素子の劈開方法を説明するための断面構成配置図であ
る。ウエハを分割して得られる所定サイズのワーク11
1を、樹脂からなる保護シート106と、同様に樹脂か
らなる粘着性のある例えばUVシート107の間に挟み
こむ。ワーク111の劈開すべき位置には、微小なスク
ライブキズがいれてある。保護シート106とUVシー
ト107には、図示しない端部に張力Tがかけられてい
る。
【0004】スクライブキズを入れた位置を起点とする
劈開面に沿って、真直ぐなカッター105の稜線(以
下、単にカッターともいう)を、矢印に示すように下方
から突き上げると、ワークに対しカッターの刃を支点と
して、張力Tに応じた下方への応力f1及びf2が働
き、スクライブキズの部分が持ち上がり、このスクライ
ブキズの部分をきっかけに、カッター稜線方向の劈開面
に沿って劈開する。ここで、UVシート107は、強い
粘着力を有する粘着層を有しており、UV照射すると、
この粘着層が硬化し、粘着力が低下するシートである。
【0005】図3は、第2の従来例である半導体ウエハ
の劈開方法を説明するための断面構成配置図である。ウ
エハを分割して得られる所定サイズのワーク111を、
保護シート106と粘着性にある例えばUVシート10
7の間に挟みこむ。ワーク111の劈開すべき位置に
は、微小なスクライブキズがいれてある。保護シート1
06とUVシート107は、所定距離Lの固定溝108
を有するストッパー109、109’の固定溝108の
中央にスクライブキズがくるように配置され、固定溝1
08に平行なカッター105の稜線(以下、単にカッタ
ーともいう)を、矢印に示すように下方から突き上げる
と、固定溝108が受け部となって、カッターの刃が支
点となり、スクライブキズの部分が持ち上がり、このス
クライブキズの部分が劈開する。
【0006】ここで、このような劈開加工を行う劈開装
置において、劈開を行うためには、劈開されるワーク1
11の基準端(劈開によって得られた劈開基準端面)と
カッター105の刃の稜線との平行合わせが重要であ
る。
【0007】図8は、半導体素子の劈開装置における基
準合わせの原理を説明するための図である。劈開装置
は、通常、カッター、ワークを視認するための光学系
(以下、単にカメラともいう)を備えている。又、ワー
ク、カッター、光学系の位置調整機構も備えている。劈
開を行うときには、図8に示すように、カメラのY軸2
02を基準として、これに対して、θ2度傾いているワ
ークのY軸206(ワークの基準端とする)、及びーθ
1度傾いているカッターのY軸(カッターの刃の稜線と
する)をそれぞれ回転させて、カメラのY軸202に一
致させる必要がある。しかし、ワークの基準端とカッタ
ーの刃の稜線を高倍率で同時に、カメラを通して視認す
る事はできない。
【0008】従ってカッターとワークとの正確な位置合
わせを行うには、装置の基準となる他の部分に対して
(この場合カメラを通して見るので、カメラのY軸を基
準にするのが最も簡単である)、予めカッターの刃の稜
線(以下、単にカッターのY軸ともいう)を平行に合わ
せておき、作業時にはワークの基準端(以下、単にワー
クのY軸ともいう)を同じ基準に合わせる事によってワ
ークとカッターとの平行合わせを行う必要がある。
【0009】図6は、従来例の半導体素子の劈開装置に
おける基準合わせを説明するための上面配置図である。
図6の(a)に示すように、カメラY軸202を持つカ
メラ視野110内にカッターY軸204を位置調整観察
し、次に、カメラをY軸に沿って所定距離移動し、カメ
ラ視野110’でカッターY軸204とカメラY軸20
2が一致することを確認する。一致しなければ、カッタ
ーY軸を回転させて、一致させる(図8の(a’))。
【0010】次に、カッターを高さ(Z軸)方向に退避
させ、カメラ視野110内にワークY軸206を位置調
整観察し、さらにワーク111’に移動しワークY軸2
06とカメラY軸202の一致することを確認する(図
6の(b))。一致していなければ、ワークのY軸を回
転させて一致させる(図6の(b’))。一度では調整
しきれないので、この操作を複数回繰り返して調整す
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した第
1の従来の劈開方法では、(1)樹脂シートに加える張
力に依存するので、劈開力が不安定であり、(2)劈開
によりチップを得る際、ワークの端から最小ピッチ単位
で劈開を行うと樹脂シートの変形が劈開位置左右でアン
バランスとなって劈開不良となるため、常にセンター振
り分けで劈開を行う必要があり、生産性の低いものであ
り、(3)劈開に最適なカッター突き上げ量が劈開方向
と垂直方向のワークの幅(劈開幅)によって異なるた
め、制御が複雑であるという問題があった。
【0012】さらに、第2の従来の劈開方法では、上記
の問題に加え、(4)基準に対する固定溝の位置校正が
必要であり、メンテナンス性が悪く、且つ固定溝位置に
対するカッター位置のずれが劈開に与える影響が大き
く、精密な調整を要求されるという問題があった。
【0013】さらに、従来の劈開装置においては、基準
位置合わせと確認に手間がかかり、生産性が低いという
問題があった。
【0014】そこで本発明は、上記問題を解決し、半導
体ウエハの劈開方法において、カッター突き上げ量を一
定にし、安定した劈開力を得ることができ、ワークの端
部より順次劈開することができる様にし、生産性の高い
半導体素子の劈開方法を提供することを目的とするもの
である。
【0015】また、本発明は、上記問題を解決し、半導
体ウエハの劈開装置において、基準位置合わせと確認が
容易な生産性の高い半導体素子の劈開装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、第1の発明は、半導体素子の形成された
ウエハから得られる所定形状のワークに、その劈開面に
沿ってスクライブ溝を形成し、そのスクライブ溝に沿っ
て、カッターの稜線を所定の荷重で押し当てて、ワーク
の劈開を行う半導体素子の劈開方法において、ガラスの
一面に透明且つ弾力性を有する第1のシートを貼り付
け、前記第1のシート上に配置した前記スクライブ溝の
形成された前記ワークを第2のシートで蔽い保持する工
程と、前記第2のシート側より、前記カッターを前記ス
クライブ溝に沿って、前記第1のシートが弾性変形する
程度に押し当てて、前記ワークを劈開する工程とを有す
ることを特徴とする半導体素子の劈開方法である。
【0017】また、第2の発明は、第1の発明におい
て、前記第1のシートを貼り付ける工程は、前記ガラス
側に、透明且つ弾力性のあるシートを貼り付け、前記ワ
ーク側に、粘着性の無い硬度の高いシートを貼り付ける
工程であることを特徴とするものである。請求項1に記
載の半導体素子の劈開方法。
【0018】また、第3の発明は、半導体素子の形成さ
れたウエハから切り出され、且つその表面を水平面に平
行に配置した所定形状のワークに対して、その横方向位
置、奥行き方向位置及び水平面内の回転角度を調整する
機構と、稜線を有するカッターに対して、前記稜線の水
平面内角度、垂直方向角度及び高さ位置を調整する機構
と、前記カッターの稜線及びワークを視認するための光
学系に対して、その横方向位置、奥行き方向位置及び高
さ方向位置を調整する機能とを有し、前記ワークの劈開
面に沿って予め形成されたスクライブ溝に沿って、前記
カッターの稜線を所定の荷重で押し当てて、前記ワーク
の劈開を行う半導体素子の劈開装置において、前記光学
系に対して、前記奥行き方向位置の予め設定された任意
の2点の位置データに基き、前記2点間を移動する機構
を有することを特徴とする半導体素子の劈開装置であ
る。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、好ましい実施例により、図面を参照して説明する。
図1は、その実施例に係る半導体素子の劈開方法を説明
するための断面構成配置図である。図4は、その実施例
に係る半導体素子の劈開装置を示す斜視構成図である。
図5は、その実施例に係る半導体素子の劈開方法を説明
するための斜視構成組立配置図である。
【0020】図5に示すように、劈開の対象となる例え
ばGaAs結晶からなるレーザー発光素子(個々に分離
されるとチップとなる)の多数形成された半導体ウエハ
101を、劈開面に平行な切断線113及び所定の切断
線112、114、115に沿って切断し、ワーク13
1を得る。ワーク131は多数のチップ117を含むも
のであり、各チップ117の劈開線116に沿って劈開
されるものであり、この線に沿って、たとえば端部から
500μmの長さで、スクライブキズを予め付けてあ
る。
【0021】ワーク131を、ガラス102に順次貼り
付けられたシート103、シート103’と、シート1
04の間に保持する。ワーク131を保持したガラス1
02をパレット23に取り付ける(図4)。
【0022】シート103としては、透明且つ厚手で柔
軟性の高い樹脂を、例えば、材質がPVCである180
μmの厚みを有する半導体用エキスパンドテープを用い
る。ここで、シート103の厚みは、劈開のための変形
が得られる範囲で薄いほど、劈開力は安定し、上からの
視認性も良好となる。例えばウェハが半導体レーザーの
一般的な材質と厚みの場合、シート3各構成要素の厚み
は0.3mm以下のもので十分な効果が得られる。
【0023】これは、カッター125を上昇させて、シ
ート104に接触させ、さらにワーク131の所定部の
劈開を起こすように上昇させるとき、シート103はへ
こむと同時に反発力Pを発生するようになっている。
【0024】シート103’としては、硬度の高い硬い
樹脂、例えば厚さ75μmの粘着性の無いPETを用い
る。これは、カッター125を劈開が起きる所定の位置
まで達したとき、このシート103’がないと生じるワ
ーク131のシート103への食い込みを防止し、劈開
時のワーク131の動きを妨げないものであり、且つ劈
開終了後のワーク131のシート103’からの剥離を
容易にするものである。なお、シート103’は必ずし
も必要なシートでは無く、シート103のみの場合で
も、ウェハの種類、劈開幅、劈開面要求精度により対応
できる。
【0025】シート104としては、微粘着性で、ワー
ク131の挟み込み作業が容易な樹脂、例えば材質PV
Cであり厚さ120μmの半導体エキスパンドテープで
ある。このシート104は、ワーク131を保持するこ
とと、直接カッター125がワーク131に接触して、
ワーク131を損傷することを防止するためのものであ
る。
【0026】ワーク131の劈開は、次のように行われ
る。図4を参照して、まずワーク131がセットされて
いるパレット23をテーブル14にセットし、CCDカ
メラ19を通してワーク131の基準端Tを視認しし、
パレット手動Xステージ用マイクロ9、パレット手動Y
ステージ用マイクロ10及びパレット手動θステージ用
マイクロ11を調整して、劈開装置の基準位置との位置
合わせを行う。なお、カッター125の位置合わせは、
予め行なわれている。
【0027】次に、基準端Tに隣接する最初の劈開線1
16とカッター125の位置が合うようにパレットの位
置調整を行い、次にカッター125を所定の位置まで上
昇させ、劈開を行う。劈開終了後、カッター125を所
定の位置まで下降させ、次に劈開線116の隣の劈開線
までパレット23をX軸自動送りステージ30によって
平行移動し、カッター125を上昇させ、同様に劈開を
行い、これを順次繰り返し、ワーク内の全チップの劈開
を行う。
【0028】次に、パレット23をテーブル14より取
り外し、シート104をはがすと、劈開されたチップを
得る。実施例に係る劈開方法によれば、カッター125
を上昇させたとき、シート103の適度の収縮とこれに
よって生ずる反発力により劈開を行わせているので、従
来のようにセンター振り分けを必要とせず、ワーク13
1内の任意の劈開線116に沿って、劈開を起こすこと
ができる。なお、カッター125の刃には、例えば工具
鋼などが用いられ、刃の角度も45度から120度の範
囲の適当な値が選ばれる。
【0029】次に、実施例に係る劈開装置によるワーク
131、カッター125の位置校正について説明する。
実施例に係る劈開装置は、従来の劈開装置に対し、新た
に、カッター125を上下するZ軸自動送りステージ2
9、ワーク125を劈開線116のピッチでX方向に自
動的に送るX軸自動送りステージ30及びCCDカメラ
19等から構成されるワーク確認用光学系をY方向に自
動的に送るカメラ駆動ステージ31を追加したものであ
る(図4参照)。
【0030】なお、図7は、本発明の一実施例に係る半
導体素子の劈開装置における基準合わせを説明するため
の上面配置図である。ここで、図7の(a)は、光学系
とカッターとの調整を、図7の(b)は、光学系とワー
クの調整を示す。
【0031】この劈開装置の位置基準は、ワーク確認用
光学系(以下、単に光学系という)である。すなわち、
光学系の中心位置がX軸固定でY方向(すなわち奥行き
方向、以下同じ)に移動して形成するカメラY軸202
がY方向の基準となり、Y軸固定してX方向(すなわち
横方向、以下同じ)に移動して形成するカメラX軸20
1がX方向の基準になる(図8参照)。
【0032】なお、光学系は、カメラ手動Yステージ用
マイクロ20によりY方向に、カメラ手動Zステージ用
マイクロ21によりZ方向(すなわち高さ方向、以下同
じ)に、カメラ手動Xステージ用マイクロ22によりX
方向に、それぞれ所定の範囲移動することができる。さ
らに、カメラ駆動ステージ31により、Y方向に、2種
類の設定された2点間を電動で移動可能である。
【0033】さらに、カッター125は、水平角度調整
ねじ25により水平面内の回転移動を、垂直あおり調整
ねじ27により刃の垂直あおりを、Z軸手動ノブ28に
より手動で又はZ軸自動送りステージ29により電動で
Z方向の移動調整が可能である。
【0034】また、ワーク131のセットされたパレッ
ト23が保持されるテーブル14は、パレット手動Xス
テージ用マイクロ9によりX方向に、パレット手動Yス
テージ用マイクロ10によりY方向に、パレット手動θ
ステージ用マイクロ11により水平面内の回転移動を、
X軸自動送りステージ30により所定ピッチを電動でX
方向に、移動調整可能である。
【0035】装置の位置の校正は、まず、光学系のカメ
ラY軸202にカッター125のカッターY軸を合わせ
ることである。そのため、まず、カッター125を光学
系の焦点位置まで上げる。光学系は、予め所定のデータ
が入力されたカメラ駆動ステージ31により、カッター
125の両端部2カ所の略真上位置に、スイッチ操作で
移動できるので、最初にカメラ視野120にカッター1
25の稜線(カッターY軸204)の一端があるのを確
認して、次にカメラ視野121において、カメラY軸2
02とカッターY軸204の一致を確認する。不一致で
あれば、水平角度調整ねじ25を調整して、一致させ
る。
【0036】図7の(a)には、調整前のカッター12
5を点線で示し、調整後のカッター125を実線で示し
てある。この調整は、カメラ視野を交互に変えて、一致
するまで行うが、カメラ視野の移動は、カメラ駆動ステ
ージ31により電動で行われるので、この調整は容易で
ある。
【0037】次に、ワーク131の基準端Tすなわちワ
ークY軸とカメラY軸とを合わせる。ワーク131のセ
ットされたパレット23をテーブル14に固定する。ワ
ークの基準端Tは、透明なガラス102及びシート10
3を通して視認できるので、カッターの調整の場合と同
様に、光学系は、予め所定のデータが入力されたカメラ
駆動ステージ31により、ワーク131の基準端(ワー
クY軸206)の両端部2カ所の略真上位置に、スイッ
チ操作で移動できるので、最初にカメラ視野122にワ
ークY軸の一端があるのを確認して、次にカメラ視野1
23において、カメラY軸202とワークY軸206の
一致を確認する。不一致であれば、パレット手動θステ
ージ用マイクロ11を調整して、一致させる。
【0038】図7の(b)には、調整前のワーク131
を点線で示し、調整後のワーク131を実線で示してあ
る。この調整は、カメラ視野を交互に変えて、一致する
まで行うが、カメラ視野の移動は、カメラ駆動ステージ
31により電動で行われるので、この調整は容易であ
る。以上の位置調整が終了したら、ワーク131を劈開
位置(劈開線116の位置)に、X軸自動送りステージ
30で送りながらカッターを突き上げていけば、劈開が
順次行われる。
【0039】ワーク131がテーブル14上に無いとき
には、再び、カメラ駆動ステージ31のデータをカッタ
ー両端部位置のものに入れ替えれば、いつでもカッター
の位置(平行)確認が可能である。以上説明したよう
に、カメラ駆動ステージの軸(カメラY軸)を基準とし
て、カッター及びワークの位置を電動のカメラ駆動ステ
ージで光学系を移動しながら調整している劈開装置であ
るので、容易に高精度の調整ができるので、これによ
り、高精度かつ高信頼性の劈開を行うことができる。
【0040】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1及び2記
載の発明によれば、ガラスの一面に透明且つ弾力性を有
する第1のシートを貼り付け、前記第1のシート上に配
置した前記スクライブ溝の形成された前記ワークを第2
のシートで蔽い保持する工程と、前記第2のシート側よ
り、前記カッターを前記スクライブ溝を起点とする劈開
面に沿って、前記第1のシートが弾性変形する程度に押
し当てて、前記ワークを劈開する工程とを有するので、
カッター突き上げ量を一定にし、安定した劈開力を得る
ことができ、ワークの端部より順次劈開することができ
て、生産性の高い半導体素子の劈開方法を提供すること
ができるという効果がある。
【0041】また、請求項3記載の発明によれば、光学
系について、奥行き方向位置の予め設定された任意の2
点の位置データに基き、前記2点間を移動する機構を有
することにより、基準位置合わせと確認が容易となり、
生産性の高い半導体素子の劈開装置を提供することがで
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る半導体素子の劈開方法
を説明するための断面構成配置図である。
【図2】第1の従来例である半導体素子の劈開方法を説
明するための断面構成配置図である。
【図3】第2の従来例である半導体素子の劈開方法を説
明するための断面構成配置図である。
【図4】本発明の一実施例に係る半導体素子の劈開装置
を示す斜視構成図である。
【図5】本発明の一実施例に係る半導体素子の劈開方法
を説明するための斜視構成組立配置図である。
【図6】従来例の半導体素子の劈開装置における基準合
わせを説明するための上面配置図である。
【図7】本発明の一実施例に係る半導体素子の劈開装置
における基準合わせを説明するための上面配置図であ
る。
【図8】半導体素子の劈開装置における基準合わせの原
理を説明するための図である。
【符号の説明】
1…カメラ用照明、2…電子ライン発生器、3…ビデオ
モニタ、4…フロントパネル、5…ティーチングペンダ
ント、6…電源ブレーカ、7…制御メンテ用扉、8…強
制ストッパー、9…パレット手動Xステージ用マイク
ロ、10…パレット手動Yステージ用マイクロ、11…
パレット手動θステージ用マイクロ、12…操作ボック
ス、13…パレット固定レバー、14…テーブル、16
…照明用ファイバー、17…カメラ鏡筒、18…カメラ
固定部、19…CCDカメラ、20…カメラ手動Yステ
ージ用マイクロ、21…カメラ手動Zステージ用マイク
ロ、22…カメラ手動Xステージ用マイクロ、23…パ
レット、24…水平角度調整用ロックねじ、25…水平
角度調整ねじ、26…垂直あおり調整用ロックねじ、2
7…垂直あおり調整ねじ、28…Z軸手動ノブ、29…
Z軸自動送りステージ、30…X軸自動送りステージ、
31…カメラ駆動ステージ、101…ウエハ、102…
ガラス、103…シート、103’…シート、104…
シート、105…カッター、106…シート、107…
シート、108…固定溝、109…ストッパー、10
9’…ストッパー、110…カメラ視野、110’…カ
メラ視野、111…ワーク、112…切断線、113…
切断線、114…切断線、115…切断線、116…劈
開線、117…チップ、120…カメラ視野、121…
カメラ視野、122…カメラ視野、125…カッター、
131…ワーク、201…カメラX軸、202…カメラ
Y軸、203…カッターX軸、204…カッターY軸、
205…ワークX軸、206…ワークY軸。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体素子の形成されたウエハから得られ
    る所定形状のワークに、スクライブ溝を形成し、そのス
    クライブ溝を起点とする劈開面に沿って、カッターの稜
    線を所定の荷重で押し当てて、ワークの劈開を行う半導
    体素子の劈開方法において、 ガラスの一面に透明且つ弾力性を有する第1のシートを
    貼り付け、前記第1のシート上に配置した前記スクライ
    ブ溝の形成された前記ワークを第2のシートで蔽い保持
    する工程と、 前記第2のシート側より、前記カッターを前記劈開面に
    沿って、前記第1のシートが弾性変形する程度に押し当
    てて、前記ワークを劈開する工程とを有することを特徴
    とする半導体素子の劈開方法。
  2. 【請求項2】前記第1のシートを貼り付ける工程は、前
    記ガラス側に、透明且つ弾力性のあるシートを貼り付
    け、前記ワーク側に、粘着性の無い硬度の高いシートを
    貼り付ける工程であることを特徴とする請求項1に記載
    の半導体素子の劈開方法。
  3. 【請求項3】半導体素子の形成されたウエハから切り出
    され、且つその表面を水平面に平行に配置した所定形状
    のワークに対して、その横方向位置、奥行き方向位置及
    び水平面内の回転角度を調整する機構と、稜線を有する
    カッターに対して、前記稜線の水平面内角度、垂直方向
    角度及び高さ位置を調整する機構と、前記カッターの稜
    線及びワークを視認するための光学系に対して、その横
    方向位置、奥行き方向位置及び高さ方向位置を調整する
    機能とを有し、予め形成されたスクライブ溝を起点とす
    る劈開面に沿って、前記カッターの稜線を所定の荷重で
    押し当てて、前記ワークの劈開を行う半導体素子の劈開
    装置において、 前記光学系に対して、前記奥行き方向位置の予め設定さ
    れた任意の2点の位置データに基き、前記2点間を移動
    する機構を有することを特徴とする半導体素子の劈開装
    置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007055197A (ja) * 2005-08-26 2007-03-08 Nagase Integrex Co Ltd 脆性材料の割断装置
JP2007173268A (ja) * 2005-12-19 2007-07-05 Disco Abrasive Syst Ltd ウエーハの分割方法
JP2008205035A (ja) * 2007-02-16 2008-09-04 Nec Electronics Corp ウェーハのへき開方法及びウェーハのへき開に用いられるウェーハの支持シート
JP2020178058A (ja) * 2019-04-19 2020-10-29 ハイソル株式会社 層状物質劈開方法

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