JP4742292B2 - 半導体素子分離装置および半導体素子分離方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハにアレイ状に形成された半導体素子群（例えば、半導体レーザダイオード等の素子群）を個々の半導体素子に分離する半導体素子分離装置および半導体素子分離方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザダイオード（以下、ＬＤと略す）などのように、端面を機能部として有する半導体素子は、端面を作成するために劈開によってウエハを一度バー状（短冊状）にし、さらに、バー状のアレイ素子を個別の素子に分離する。
半導体ウエハにアレイ状に形成された半導体素子群（例えば、半導体レーザダイオードの素子群）を個別の半導体素子へ分割（分離とも称す）する方法として、例えば、特開昭６０−４７４９１号公報あるいは特開昭６０−４７４９２号公報には、「まず、バー状のＬＤアレイ素子を粘着テープに固定し、次に、個々の半導体素子に分割する部分にスクライブ針を走査するポイントスクライバと呼ばれる装置を用いてスクライブ溝を形成し、最後にスクライブ溝と平行な方向に長軸方向を有するローラー状の治具をＬＤアレイ素子の裏面上で転動させるなどして、スクライブ溝部に一括して曲げモーメントを与えて個々の半導体素子に分割する方法」が提案されている。
【０００３】
しかしながら、このようなスクライブ溝部に一括して曲げモーメントを与えて分割する方法では、異常な割れ欠けが発生しやすく、外観歩留まりと特性歩留まりの両方で歩留まりを低下させていた。
そこで、個別のスクライブ溝に対して曲げモーメントを与え、個別素子に分離する方法が考案された。
以下、個々のスクライブ溝に対して曲げモーメント与えて、個別の素子へ分割する従来の方法について説明する。
図９は、従来の半導体素子分離装置（ブレイク装置とも称す）の全体構成図を示す正面図であり、図１０は、その側面図である。
【０００４】
図９および図１０において、１０は分離される対象物である半導体素子群（例えば、分離前の複数のＬＤ素子がアレイ状に形成されたＬＤアレイ素子）、２１は半導体素子群１０を個別の半導体素子（例えば、ＬＤ素子）に分離するための分離刃、１は分離刃２１の位置に合わせて半導体素子群（ＬＤアレイ素子）１０を所望の位置に位置決めするためにＸＹ方向への並進および回転移動が可能な位置決めステージ（ＸＹθステージとも称す）、２００は半導体素子群（ＬＤアレイ素子）１０を個別の素子に分離するために分離刃２１を半導体素子群（ＬＤアレイ素子）１０に対して昇降駆動する分離刃昇降駆動制御機構（ブレイクヘッドとも称す）、３００は半導体素子群１０の位置・傾きおよび分離すべき素子間境界を認識するための画像認識装置（例えば、カメラ）である。
【０００５】
また、図１１は、分離刃昇降駆動制御機構（ブレイクヘッド）２００の詳細な構成を示す図である。
図において、２１は分離刃、２２は昇降駆動装置、２２１はガイド、２２２はモータ、２２３はカム、２２４はカムフォロアである。
図１１に示すように、分離刃２１は昇降自在にガイド２２１によって支持されており、モータ２２２、カム２２３、カムフォロア２２４等によって構成された昇降駆動装置２２は分離刃２１の昇降を制御する。
図１２は、アレイ状に形成された半導体素子群（例えば、ＬＤアレイ素子）１０が分離刃２１により個々の半導体素子（例えば、ＬＤ素子）に分離されるときの状態を模式的に示した図である。
【０００６】
図において、１０は分離されるべき半導体素子群、２１は分離刃、１４は分離された個々の半導体素子、１０３はスクライブ溝、１０１はスクライブ溝１０３が形成された半導体素子群１０の第１の面、１０２は半導体素子群１０の第１の面１０１と対向する第２の面、１１０は可撓性のあるシート（例えば、粘着テープ）、１２０は半導体素子群１０を載置するための位置決めステージ１の基板である。
【０００７】
短冊状に劈開され、２つの平行な側面を有する細長い半導体素子群１０は、前工程において予めスクライブ溝１０３を形成した第１の面１０１を下面として粘着テープ（即ち、可撓性のあるシート１１０）上に貼り付けてある。
スクライブ溝１０３を形成した第１の面１０１と対向する第２の面（即ち、分離刃２１側の面）１０２には、素子と素子との境界が判別できるように、例えば、電極パターンなどが形成されている。
【０００８】
半導体素子群１０の第２の面１０２の上部側の所定の位置に配設された画像認識手段（例えば、カメラ）３００によって、スクライブ溝１０３が形成された第１の面１０１と対向する第２の面１０２を観察しながら、位置決めステージ１を用いて、基板１２０に平行な面内でＸＹ方向およびθ方向に半導体素子群１０を移動させ、第２の面１０２上でスクライブ溝１０３に対応する位置に形成された素子と素子との境界線（例えば、電極パターン）が分離刃２１の下方に位置するように位置決めする。
なお、ここで、θ方向に半導体素子群１０を移動させるといことは、角度θだけ半導体素子群１０を回転移動させることを意味する。
【０００９】
次に、昇降駆動装置２２のモータ２２２を回転させて、あらかじめ定められた所定量分離刃２１を降下させ、スクライブ溝１０３が形成された第１の面１０１と対向する第２の面１０２に分離刃２１を押し付ける。
分離刃２１を半導体素子群１０の第２の面１０２に押し込むことによって、半導体素子群１０は可撓性のあるシート１１０に沈みこむ。
【００１０】
半導体素子群１０は、分離刃２１を押し当てている位置がもっとも大きく沈み込むため、分離刃２１が押し当てられた位置に対応するスクライブ溝１０３を頂点とした曲面を描いて、スクライブ溝１０３を形成した第１の面１０１にスクライブ溝１０３を押し広げる引っ張り応力が発生する。
分離刃２１の押し込み量をさらに増やして行くと、この引っ張り応力も増加し、一定の応力に達したときスクライブ溝１０３を起点とする亀裂が進展し、亀裂がスクライブ溝を形成した第１の面１０１から、これに対向する面である第２の面１０２に到るとき、半導体素子群１０は個々の半導体素子１４に分離される。
【００１１】
モータ２２２は、分離刃２１が所定量半導体素子群１０に切り込んだ後は、上方に退避して、再びカメラ３００はスクライブ溝１０３が形成された第１の面１０１と対向する第２の面１０２を観察し、位置決めステージ（ＸＹθステージ）１は次に分離すべき位置へ半導体素子群１０を移動させる。
これらの動作を繰り返すことによって、半導体素子群（例えば、ＬＤアレイ素子）１０は、個別のＬＤ素子（例えば、ＬＤ素子）１４へと分離されていく。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の半導体素子分離装置（ブレイク装置）では、個々のスクライブ溝に引っ張り応力を与えることによって、素子を個々に分離することは可能であった。
しかしながら、半導体素子群（例えば、ＬＤアレイ素子）１０は不透明であるため、第２の面１０２側に設置されたカメラ３００によって第１の面１０１に形成されているスクライブ溝１０３の位置を直接観察することはできず、半導体素子群１０の第２の面１０２上においてスクライブ溝１０３にほぼ対応する位置に形成された素子と素子との境界線（例えば、電極パターン）に分離刃２１を押し当てることになる。
従って、第２の面１０２側に形成されたスクライブ溝１０３と対向する位置に正確に分離刃２１を押し当てることは困難であった。
【００１３】
このため、スクライブ溝１０３からずれた位置に引っ張り応力最大点が生じる可能性があり、そこに何らかのパターン不連続点もしくは欠陥等があった場合、ここに応力が集中し、所望の位置（即ち、スクライブ溝が形成されている位置）で分離されず、ずれた位置で分離されるという問題点があった。
さらに、分離刃２１の昇降は、位置（即ち、分離刃の昇降移動量）で管理されていたため、シート１１０や半導体素子群１０の厚みのバラツキによって分離刃２１の切り込み量が異なり、そのためスクライブ溝１０３に加わる引っ張り応力が変動する。
その結果、分離刃２１の切り込み不足による未分離や切り込み過ぎが発生し、分離された半導体素子の端面欠けが発生するという問題点もあった。
【００１４】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、分離すべき半導体素子群（例えば、ＬＤアレイ素子）のスクライブ溝の位置を直接認識して、分離刃の設定位置に対してスクライブ溝が一致するように半導体素子群の位置決めを行うことにより、正確にスクライブ溝の位置で素子を分離できる半導体素子分離装置を提供することを目的とする。
また、さらに、分離刃のＬＤアレイ素子への接触および分離を検知することによって、分離刃の切り込み不足や切り込み過ぎを防止でき、さらに安定して平滑な分離面を得ることのできる半導体素子分離装置および半導体素子分離方法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】
この発明に係る半導体素子分離装置は、半導体ウエハに複数の半導体素子がアレイ状に形成されるとともに、予めスクライブ溝が形成された第１の面に可撓性のある透明なシートが貼り付けられた半導体素子群を載置する透明な基板と、透明な基板と平行な面内において透明な基板に載置された半導体素子群を所望の位置および角度に自在に位置決め可能な位置決めステージと、半導体素子群の第１の面と対向する第２の面に対して押し付けられる分離刃を有し、該分離刃を第２の面に対して昇降駆動させる分離刃昇降駆動制御機構と、分離刃昇降駆動制御機構の分離刃の位置を認識して記憶するとともに、可撓性のある透明なシートおよび透明な基板を介して、第１の面のスクライブ溝が形成された領域を観察することのできる第１の画像認識装置とを備えたものである。
【００１６】
また、この発明に係る半導体素子分離装置の分離刃昇降駆動制御機構は、分離刃が第２の面から受ける反力を検知する荷重センサを備え、荷重センサの検知出力に応じて分離刃の移動量を制御するものである。
【００１７】
また、この発明に係る半導体素子分離装置は、半導体ウエハに複数の半導体素子がアレイ状に形成されるとともに、予めスクライブ溝が形成された第１の面に可撓性のある透明なシートが貼り付けられた半導体素子群を載置する透明な基板と、透明な基板と平行な面内において透明な基板に載置された半導体素子群を所望の位置および角度に自在に位置決め可能な位置決めステージと、半導体素子群の第１の面と対向する第２の面に対して押し付けられる分離刃を有し、該分離刃を第２の面に対して昇降駆動させる分離刃昇降駆動制御機構と、可撓性のある透明なシートおよび透明な基板を介して第１の面のスクライブ溝が形成された領域を観察することができるとともに、画像上に特定位置が表示される第１の画像認識装置とを備え、分離刃昇降駆動制御機構は、第１の画像認識装置の上記特定位置に分離刃を位置決めすることができる分離刃位置調整手段をさらに有したものである。
【００１８】
また、この発明に係る半導体素子分離装置は、第１の面のスクライブ溝が形成された領域に対応する第２の面の領域および分離刃を観察することのできる第２の画像認識装置をさらに備えたものである。
【００１９】
また、この発明に係る半導体素子分離方法は、半導体ウエハに複数の半導体素子がアレイ状に形成されるとともに、半導体素子間にスクライブ溝が第１の面に予め形成された半導体素子群を個々の半導体素子に分離する半導体素子分離方法であって、スクライブ溝が形成された第１の面と対向する第２の面に対して、スクライブ溝に対応する位置で分離刃を押し込む第１の行程と、第２の面からの分離刃への反力の変化に基づいて素子が分離されたことを検知し、分離刃を待避させる第２の行程とを有したものである。
【００２０】
また、この発明に係る半導体素子分離方法の第２の行程は、第２の面からの分離刃への反力の変化に基づいて素子が分離されたことを検知した後に、分離刃をさらに所定量挿入してから待避させるものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、従来と同一符号は、従来のものと同一あるいは相当のものを表す。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による半導体素子分離装置（ブレイク装置）の全体構成図を示す正面図、図２はその側面図である。
図１および図２において、１０は分離されるべき半導体素子群（例えば、ＬＤアレイ素子）、２１は半導体素子群１０を個別半導体素子（例えば、ＬＤ素子）に分離するための分離刃である。
【００２２】
また、１は分離刃２１の位置に合わせて分離すべき半導体素子群１０を位置決めするためのＸＹ方向への並進および回転可能な位置決めステージ（ＸＹθステージとも称す）、２は半導体素子群１０を個別の素子に分離するために分離刃２１を半導体素子群１０に対して昇降駆動する分離刃昇降駆動制御機構（ブレイクヘッドとも称す）である。
また、４は半導体素子群１０に対して分離刃昇降駆動制御機構２とは反対側（図１あるいは図２では、半導体素子群１０の下部側）に配置された、例えば、カメラなどの画像認識装置（第１の画像認識装置）である。
【００２３】
また、図３は、本実施の形態による分離刃昇降駆動制御機構（ブレイクヘッド）２の詳細な構成を示す図である。
図において、２１は分離刃、２２は昇降駆動装置であり、昇降駆動装置２２は、モータ２２２、カム２２３、カムフォロア２２４などで構成されている。
また、２３は分離ユニットであり、分離刃２１、ガイド２３５、荷重検知センサ２３６などで構成されている。
図３に示すように、分離ユニット２３は、昇降自在にガイド２２１によって支持されており、分離刃昇降駆動機構２２よって昇降制御される。
また、分離刃２１は、もう一つのガイド２３５によって昇降自在に支持されており、荷重検知センサ２３６を介して分離ユニット２３に懸架されている。
【００２４】
また、図４は、本実施の形態による半導体素子分離装置によって、アレイ状に形成された半導体素子群（例えば、ＬＤアレイ素子）１０が分離刃２１により個々の半導体素子（例えば、ＬＤ素子）に分離されるときの状態を模式的に示した図である。
図において、１０は分離前の半導体素子群、２１は分離刃、１４は分離された個々の半導体素子、１０３はスクライブ溝、１０１は半導体素子群１０のスクライブ溝１０３が形成された第１の面、１０２は半導体素子群１０のスクライブ溝１０３が形成された第１の面１０１と対向する第２の面、１０５は素子が分離されたときに発生する亀裂である。
【００２５】
また、１１は半導体素子群１０のスクライブ溝１０３が形成された第１の面１０１に貼り付けられた可撓性のある透明なシート（例えば、透明な粘着テープ）、１２は可撓性のある透明なシート１１が貼り付けられた半導体素子群１０を載置するための透明なガラス基板である。
２つの平行な側面を有する細長い半導体素子群１０は、前工程において予めスクライブ溝１０３を形成した第１の面１０１を下面として、透明な粘着テープ（即ち、可撓性のある透明なシート１１）上に貼り付けてある。
【００２６】
スクライブ溝１０３を形成した第１の面１０１と対向する第２の面１０２には、従来のように素子と素子との境界が判別できるようなパターンは必要ない。
本実施の形態においては、スクライブ溝１０３を形成した第１の面１０１に可撓性のある透明なシート１１が貼り付けられた半導体素子群１０を透明なガラス基板１２に載置する前に、画像認識装置４に分離刃２１の稜線（即ち、分離刃２１の刃先の位置と傾き）を認識させて、あらかじめその位置を記憶させておく。
【００２７】
次に、可撓性のある透明なシート１１が貼り付けられた半導体素子群１０を透明な基板なガラス基板１２上に載置する。
そして、下部側（即ち、スクライブ溝１０３が形成された第１の面１０１の下方側）に配置された画像認識装置（例えば、カメラ）４によって、下方側から透明なガラス基板１２および透明なシート１１を通してスクライブ溝１０３を直接観察しながら、位置決めステージ（ＸＹθステージ）１によって半導体素子群（ＬＤアレイ素子）１０を移動させ、スクライブ溝１０３が画像認識装置４によってあらかじめ記憶されている分離刃２１の刃先の稜線の位置と一致するように半導体素子群１０のスクライブ溝１０３を正確に位置決めする。
これにより、分離刃２１の位置（即ち、分離の刃先の稜線）に対して半導体素子群１０のスクライブ溝１０３が正確に位置決めされる。
【００２８】
次に、モータ２２２を回転させて、荷重検知センサ２３６の出力を監視しながら分離刃昇降駆動制御機構（ブレイクヘッド）２を降下してゆくと、図４（ａ）に示すように、分離刃２１が半導体素子群１０の第２の面に接触する。
図５は、時間経過に対する分離刃２１の分離刃位置（降下量）、荷重検知センサ２３６が検出する出力（荷重）を示したものであり、このとき、図５の時間Ａ点の状態が対応する。
さらに分離刃２１を降下すると、荷重検知センサ２３６は、その負荷が半導体素子群１０の第２面１０２からの反力分除荷されるため、荷重検知出力が変化し、これが一定の量に達した点を接触位置と認識する。（図５の時間Ｂ点）
【００２９】
さらに分離刃２１を半導体素子群１０の第２の面１０２に押し込むことによって、半導体素子群１０は可撓性のある透明なシート１１に沈みこむ。
半導体素子群１０は分離刃２１を押し当てている位置が最も大きく沈み込むため、スクライブ溝１０３を頂点とした曲面を描き、スクライブ溝１０３を形成した第１の面１０１にスクライブ溝１０３を押し広げる引っ張り応力が発生する。
【００３０】
分離刃２１の押し込み量を増やしてゆくと、この引っ張り応力も増加し、一定の応力に達したとき当該スクライブ溝１０３を起点とする亀裂１０５が進展し、図４（ｂ）に示すように、亀裂１０５がスクライブ溝から対向面に到るときに、半導体素子は分離される。図４において、１４は分離された個々の半導体素子を示している。
半導体素子が分離された際、半導体素子群１０からの反力は一瞬解除されて小さくなるが、これは荷重検知センサ２３６によって検知される。
即ち、図５の時間Ｃ点に示すように、荷重検知センサ２３６によって検出される半導体素子群１０からの反力が一瞬所定量（図５の分離点判定量）小さくなる時点を検出して、これを素子が分離された時点（素子分離点）と判定する。
【００３１】
分離点（素子が分離された時点）を検出してから、分離刃２１はさらに所定量（図５の押し込み量）半導体素子群１０に切り込んだ後（図５の時間Ｄ点）に、図４（ｃ）に示すように、上方に退避する。
なお、分離点（素子が分離された時点）を検出してから、分離刃２１をさらに所定量切り込ませることにより、より確実に半導体素子群を個々の半導体素子に分離できる。
例えば、半導体素子群１０の第２の面１０２に配線パターンや電極パターン等が形成されていると、単に素子分離の瞬間を検知した時点（即ち、図５の時間Ｃ点）では、配線パターンあるいは電極パターヤまで確実に切断されていない可能性があるが、分離点を検出（即ち、図５の時間Ｃ点に示すように半導体素子群からの反力が一瞬緩和されて小さくなる変化を検出）してから分離刃２１をさらに所定量切り込ませることにより、確実に半導体素子群を個々の半導体素子に分離できる。
【００３２】
分離刃２１が退避し終わると（図５の時間Ｅ点）、再び下部側のカメラ４は次のスクライブ溝１０３を観察し、位置決めステージ（ＸＹθステージ）１が移動し、分離すべき位置へ半導体素子群１０を位置決めする。
これらの動作を繰り返すことにより半導体素子群（例えば、ＬＤアレイ素子）１０は個別の半導体素子（例えば、個没のＬＤ素子）１４へと分離されていく。
なお、上述した実施の形態では、半導体素子群のスクライブ溝１０３を形成した第１の面１０１を下面とし、上方から分離刃２１を降下させる形態を説明したが、これに限るものではなく、天地を反転させた構成や、あるいは半導体素子群を傾斜させて配置する構成であっても良いことは言うまでもない。
【００３３】
図６は、スクライブ溝に曲げモーメントを与える方法の他の例を説明するための図である。
上述した実施の形態１による半導体素子分離装置では、スクライブ溝１０３への引っ張り応力を発生させる手段として、スクライブ溝１０３が形成されている第１の面１０１に張り付けられた透明なシート１１を用い、この透明なシート１１の可撓性によって半導体素子群１０の曲げを実現したが、例えば、図６に示すように透明なコの字型支持ブロック１３を用い、コの字型支持ブロック１３の凹部がスクライブ溝１０３を挟むようにして受け、分離刃２１とコの字型支持ブロック１３の３点でスクライブ溝１０３に曲げモーメントを与える方法であっても同様の効果が得られる。
【００３４】
なお、この方法によれば、半導体素子群１０のスクライブ溝に集中してより大きな曲げモーメントを与えることができるので、より小さな押圧力で分離することができ、所望しない位置での分離を防止し、分離される半導体素子へのダメージを最小に抑制することができる。
また、この場合、荷重検知手段は、分離刃２１の側、コの字ブロック１３側、あるいはその双方にあっても良い。
【００３５】
ところで、コの字型支持ブロック１３を用いる場合でも、分離すべき半導体素子群１０を載置する前に、下部側に配置された画像認識装置（例えば、カメラ）４に分離刃２１の稜線（即ち、分離刃２１の刃先の位置と傾き）をあらかじめ記憶させてある。
そして、画像認識装置４によって、下方側から透明なコの字型支持ブロック１３を通してスクライブ溝１０３を直接観察しながら、位置決めステージ（ＸＹθステージ）１によって半導体素子群１０を移動させ、スクライブ溝１０３がカメラ４によってあらかじめ記憶されている分離刃２１の刃先の稜線と一致するように半導体素子群１０のスクライブ溝１０３を正確に位置決めする。
これにより、分離刃２１の刃先の稜線に対して半導体素子群１０のスクライブ溝１０３が正確に位置決めされる。
【００３６】
実施の形態２．
前述の実施の形態１による半導体素子分離装置では、スクライブ溝１０３を形成した第１の面１０１に可撓性のある透明なシート１１が貼り付けられた半導体素子群１０を透明なガラス基板１２に載置する前に、下部側（即ち、スクライブ溝１０３が形成された第１の面１０１の下方側）に配置された画像認識装置（例えば、カメラ等）４に分離刃２１の発先は刃先の稜線の位置をあらかじめ認識して記憶させておき、次に、可撓性のある透明なシート１１が貼り付けられた半導体素子群１０を透明な基板なガラス基板１２上に載置する。
【００３７】
そして、画像認識装置４によって下方側から透明なガラス基板１２および透明なシート１１を通してスクライブ溝１０３を直接観察しながら、位置決めステージ１によって半導体素子群（ＬＤアレイ素子）１０を移動させ、スクライブ溝１０３が、画像認識装置４によってあらかじめ記憶されている分離刃２１の刃先の稜線位置と一致するように、半導体素子群１０のスクライブ溝１０３を正確に位置決めする。
その後、分離刃昇降駆動制御機構２によって分離刃２１を半導体素子群１０の第２の面１０２に押し込み、個々の半導体素子に分離する。
【００３８】
一方、本実施の形態による半導体素子分離装置で用いられる画像認識装置４は、分離刃２１の稜線の位置をあらかじめ認識して記憶する必要はなく、単に、その画像（画面）上に分離刃２１とスクライブ溝１０３を位置合わせするための特定位置が、例えば、所定長さの直線等によって表示されているだけである。
また、分離刃昇降駆動制御機構２は、分離刃２１を半導体素子群１０の第２の面１０２に対して昇降駆動させる手段だけでなく、さらに、半導体素子群１０が載置される透明なガラス基板１２と平行な平面内で分離刃２１の稜線の位置を自在に位置決めできる分離刃位置調整手段（図示せず）を有している。
即ち、本実施の形態による分離刃昇降駆動制御機構２は、分離刃２１の昇降駆動だけではなく、画像認識装置４の画像上に表示された特定位置に対して分離刃２１の稜線を一致させることができるように構成されている。
【００３９】
そして、本実施の形態では、まず、この分離刃昇降駆動制御機構２の分離刃位置調整手段によって画像認識装置４の特定位置に分離刃２１の刃先の稜線を一致させ、次に、半導体素子群１０を透明なガラス基板１２に載置し、画像認識装置の画像をのぞきながら、位置決めステージ１によって半導体素子群１０の分離すべきスクライブ溝１０３の位置を画像上に表示された特定位置に一致させる。
このように、画像認識装置に表示された特定位置を介して分離刃２１の稜線と分離すべきスクライブ溝１０３との位置を正確に一致させた状態で、分離刃昇降駆動制御機構２の分離刃昇降駆動手段によって分離刃２１を半導体素子群１０の第２の面１０２に押し込み、個々の半導体素子に分離する。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、画像認識装置は、実施の形態１のように、あらかじめ分離刃の稜線位置を記憶する必要はなく、まず、画像認識装置の画像上の特定位置に分離刃の稜線を一致させ、次に、この特定位置にスクライブ溝を一致させることによって、分離刃の稜線とスクライブ溝との正確な位置合わせが可能である。
即ち、画像の記憶を必要としない簡単な構成で安価な画像認識装置を用いて、分離刃の稜線とスクライブ溝とを正確に位置合わせすることができる。
【００４１】
実施の形態３．
図７は、実施の形態３による半導体素子分離装置（ブレイク装置）の全体構成図を示す正面図、図８はその側面図である。
実施の形態１による半導体素子分離装置では、スクライブ溝１０３を認識するために下部側に第１の画像認識装置４を配置していたが、本実施の形態では、図７および８に示すように、スクライブ溝を認識するための下部側の第１の画像認識装置４の他に、さらに、上部側（即ち、分離刃２１の上方側）にも第２の画像認識装置（例えば、カメラ）３を配設したことを特徴とする。
【００４２】
このことにより、本実施の形態では、上部側に配設された第２の画像認識装置３よっても、シート１１やガラス基板１２を介することなく、より正確、かつ、高速に半導体素子群（例えば、ＬＤアレイ素子）１０を認識できるため、平滑な分離端面を得るのに必要な高精度な半導体素子群の位置決めを短時間に行える。
【００４３】
【発明の効果】
この発明による半導体素子分離装置は、半導体ウエハに複数の半導体素子がアレイ状に形成されるとともに、予めスクライブ溝が形成された第１の面に可撓性のある透明なシートが貼り付けられた半導体素子群を載置する透明な基板と、透明な基板と平行な面内において透明な基板に載置された半導体素子群を所望の位置および角度に自在に位置決め可能な位置決めステージと、半導体素子群の第１の面と対向する第２の面に対して押し付けられる分離刃を有し、該分離刃を第２の面に対して昇降駆動させる分離刃昇降駆動制御機構と、分離刃昇降駆動制御機構の分離刃の位置を認識して記憶するとともに、可撓性のある透明なシートおよび透明な基板を介して、第１の面のスクライブ溝が形成された領域を観察することのできる第１の画像認識装置とを備えたので、分離刃の刃先の稜線に対して半導体素子群のクライブ溝を正確に位置決めすることが可能となる。
その結果、スクライブ溝に集中して曲げモーメントを与えることができ、かつ、より小さな押圧力で素子を分離することができることになるので、素子分離時の異常な割れ欠けの発生を防止でき、非常に平滑な分離端面が得られるとい効果がある。
【００４４】
また、この発明による半導体素子分離装置の分離刃昇降駆動制御機構は、分離刃が第２の面から受ける反力を検知する荷重センサを備え、荷重センサの検知出力に応じて分離刃の移動量を制御するので、分離刃の切り込み不足や切り込み過ぎを防止することが可能となり、さらに安定して、平滑な分離面を得ることができるという効果がある。
【００４５】
また、この発明による半導体素子分離装置は、半導体ウエハに複数の半導体素子がアレイ状に形成されるとともに、予めスクライブ溝が形成された第１の面に可撓性のある透明なシートが貼り付けられた半導体素子群を載置する透明な基板と、透明な基板と平行な面内において透明な基板に載置された半導体素子群を所望の位置および角度に自在に位置決め可能な位置決めステージと、半導体素子群の第１の面と対向する第２の面に対して押し付けられる分離刃を有し、該分離刃を第２の面に対して昇降駆動させる分離刃昇降駆動制御機構と、可撓性のある透明なシートおよび透明な基板を介して第１の面のスクライブ溝が形成された領域を観察することができるとともに、画像上に特定位置が表示される第１の画像認識装置とを備え、分離刃昇降駆動制御機構は、第１の画像認識装置の上記特定位置に分離刃を位置決めできる分離刃位置調整手段をさらに有するので、簡単な構成で安価な画像認識装置を用いて、分離刃の稜線とスクライブ溝とを正確に位置合わせすることができるという効果がある。
【００４６】
また、この発明による半導体素子分離装置は、第１の面のスクライブ溝が形成された領域に対応する第２の面の領域および分離刃を観察することのできる第２の画像認識装置をさらに備えたので、より高精度、かつ、高速に半導体素子群の位置決めを行えるという効果がある。
【００４７】
また、この発明による導体素子分離方法は、半導体ウエハに複数の半導体素子がアレイ状に形成されるとともに、半導体素子間にスクライブ溝が第１の面に予め形成された半導体素子群を個々の半導体素子に分離する半導体素子分離方法であって、スクライブ溝が形成された第１の面と対向する第２の面に対して、スクライブ溝に対応する位置で分離刃を押し込む第１の行程と、第２の面からの分離刃への反力の変化に基づいて素子が分離されたことを検知し、分離刃を待避させる第２の行程とを有しているので、分離刃の切り込み不足や切り込み過ぎを防止することが可能となり、さらに安定して平滑な分離面を得ることができるという効果がある。
【００４８】
また、この発明による半導体素子分離方法の第２の行程は、第２の面からの分離刃への反力の変化に基づいて素子が分離されたことを検知した後に、分離刃をさらに所定量挿入してから待避させるので、分離刃の切り込み不足や切り込み過ぎを防止し、安定して平滑な分離面を得ることができるとともに、より確実に素子分離を行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１による半導体素子分離装置の構成を示す正面図である。
【図２】 図１の側面図である。
【図３】 実施の形態１による半導体素子分離装置の要部（分離刃昇降駆動制御機構）の構成を示す概略図である。
【図４】 実施の形態１による半導体分離装置において、アレイ状に形成された素子が個々の素子に分離されるときの状態を模式的に示した図である。
【図５】 実施の形態１による半導体分離装置において、分離刃の位置および荷重検知センサの出力を時間経過に沿って示した図である。
【図６】 スクライブ溝に曲げモーメントを与える他の例を説明するための図である。
【図７】 実施の形態３による半導体素子分離装置の構成を示す正面図である。
【図８】 図７の側面図である。
【図９】 従来の半導体素子分離装置の構成を示す正面図である。
【図１０】 図９の側面図である。
【図１１】 従来の半導体素子分離装置の要部（分離刃昇降駆動制御機構）の構成を示す図である。
【図１２】 従来の半導体素子分離装置において、アレイ状に形成された素子が個々の素子に分離されるときの状態を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１ 位置決めステージ ２ 分離刃昇降駆動制御機構
３ 第２の画像認識装置 ４ 第１の画像認識装置
１０ 半導体素子群 １１ 透明なシート
１２ 透明なガラス基板 １３ コの字型支持プロック
１４ 分離された半導体素子 ２１ 分離刃
２２ 昇降駆動装置 ２３ 分離ユニット
１０１ 第１の面 １０２ 第２の面
１０３ スクライブ溝 １０５ 亀裂
２２１ ガイド ２２２ モータ
２２３ カム ２２４ カムフォロア
２３５ ガイド ２３６ 荷重検知センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハにアレイ状に形成された半導体素子群（例えば、半導体レーザダイオード等の素子群）を個々の半導体素子に分離する半導体素子分離装置および半導体素子分離方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザダイオード（以下、ＬＤと略す）などのように、端面を機能部として有する半導体素子は、端面を作成するために劈開によってウエハを一度バー状（短冊状）にし、さらに、バー状のアレイ素子を個別の素子に分離する。
半導体ウエハにアレイ状に形成された半導体素子群（例えば、半導体レーザダイオードの素子群）を個別の半導体素子へ分割（分離とも称す）する方法として、例えば、特開昭６０−４７４９１号公報あるいは特開昭６０−４７４９２号公報には、「まず、バー状のＬＤアレイ素子を粘着テープに固定し、次に、個々の半導体素子に分割する部分にスクライブ針を走査するポイントスクライバと呼ばれる装置を用いてスクライブ溝を形成し、最後にスクライブ溝と平行な方向に長軸方向を有するローラー状の治具をＬＤアレイ素子の裏面上で転動させるなどして、スクライブ溝部に一括して曲げモーメントを与えて個々の半導体素子に分割する方法」が提案されている。
【０００３】
しかしながら、このようなスクライブ溝部に一括して曲げモーメントを与えて分割する方法では、異常な割れ欠けが発生しやすく、外観歩留まりと特性歩留まりの両方で歩留まりを低下させていた。
そこで、個別のスクライブ溝に対して曲げモーメントを与え、個別素子に分離する方法が考案された。
以下、個々のスクライブ溝に対して曲げモーメント与えて、個別の素子へ分割する従来の方法について説明する。
図９は、従来の半導体素子分離装置（ブレイク装置とも称す）の全体構成図を示す正面図であり、図１０は、その側面図である。
【０００４】
図９および図１０において、１０は分離される対象物である半導体素子群（例えば、分離前の複数のＬＤ素子がアレイ状に形成されたＬＤアレイ素子）、２１は半導体素子群１０を個別の半導体素子（例えば、ＬＤ素子）に分離するための分離刃、１は分離刃２１の位置に合わせて半導体素子群（ＬＤアレイ素子）１０を所望の位置に位置決めするためにＸＹ方向への並進および回転移動が可能な位置決めステージ（ＸＹθステージとも称す）、２００は半導体素子群（ＬＤアレイ素子）１０を個別の素子に分離するために分離刃２１を半導体素子群（ＬＤアレイ素子）１０に対して昇降駆動する分離刃昇降駆動制御機構（ブレイクヘッドとも称す）、３００は半導体素子群１０の位置・傾きおよび分離すべき素子間境界を認識するための画像認識装置（例えば、カメラ）である。
【０００５】
また、図１１は、分離刃昇降駆動制御機構（ブレイクヘッド）２００の詳細な構成を示す図である。
図において、２１は分離刃、２２は昇降駆動装置、２２１はガイド、２２２はモータ、２２３はカム、２２４はカムフォロアである。
図１１に示すように、分離刃２１は昇降自在にガイド２２１によって支持されており、モータ２２２、カム２２３、カムフォロア２２４等によって構成された昇降駆動装置２２は分離刃２１の昇降を制御する。
図１２は、アレイ状に形成された半導体素子群（例えば、ＬＤアレイ素子）１０が分離刃２１により個々の半導体素子（例えば、ＬＤ素子）に分離されるときの状態を模式的に示した図である。
【０００６】
図において、１０は分離されるべき半導体素子群、２１は分離刃、１４は分離された個々の半導体素子、１０３はスクライブ溝、１０１はスクライブ溝１０３が形成された半導体素子群１０の第１の面、１０２は半導体素子群１０の第１の面１０１と対向する第２の面、１１０は可撓性のあるシート（例えば、粘着テープ）、１２０は半導体素子群１０を載置するための位置決めステージ１の基板である。
【０００７】
短冊状に劈開され、２つの平行な側面を有する細長い半導体素子群１０は、前工程において予めスクライブ溝１０３を形成した第１の面１０１を下面として粘着テープ（即ち、可撓性のあるシート１１０）上に貼り付けてある。
スクライブ溝１０３を形成した第１の面１０１と対向する第２の面（即ち、分離刃２１側の面）１０２には、素子と素子との境界が判別できるように、例えば、電極パターンなどが形成されている。
【０００８】
半導体素子群１０の第２の面１０２の上部側の所定の位置に配設された画像認識手段（例えば、カメラ）３００によって、スクライブ溝１０３が形成された第１の面１０１と対向する第２の面１０２を観察しながら、位置決めステージ１を用いて、基板１２０に平行な面内でＸＹ方向およびθ方向に半導体素子群１０を移動させ、第２の面１０２上でスクライブ溝１０３に対応する位置に形成された素子と素子との境界線（例えば、電極パターン）が分離刃２１の下方に位置するように位置決めする。
なお、ここで、θ方向に半導体素子群１０を移動させるといことは、角度θだけ半導体素子群１０を回転移動させることを意味する。
【０００９】
次に、昇降駆動装置２２のモータ２２２を回転させて、あらかじめ定められた所定量分離刃２１を降下させ、スクライブ溝１０３が形成された第１の面１０１と対向する第２の面１０２に分離刃２１を押し付ける。
分離刃２１を半導体素子群１０の第２の面１０２に押し込むことによって、半導体素子群１０は可撓性のあるシート１１０に沈みこむ。
【００１０】
半導体素子群１０は、分離刃２１を押し当てている位置がもっとも大きく沈み込むため、分離刃２１が押し当てられた位置に対応するスクライブ溝１０３を頂点とした曲面を描いて、スクライブ溝１０３を形成した第１の面１０１にスクライブ溝１０３を押し広げる引っ張り応力が発生する。
分離刃２１の押し込み量をさらに増やして行くと、この引っ張り応力も増加し、一定の応力に達したときスクライブ溝１０３を起点とする亀裂が進展し、亀裂がスクライブ溝を形成した第１の面１０１から、これに対向する面である第２の面１０２に到るとき、半導体素子群１０は個々の半導体素子１４に分離される。
【００１１】
モータ２２２は、分離刃２１が所定量半導体素子群１０に切り込んだ後は、上方に退避して、再びカメラ３００はスクライブ溝１０３が形成された第１の面１０１と対向する第２の面１０２を観察し、位置決めステージ（ＸＹθステージ）１は次に分離すべき位置へ半導体素子群１０を移動させる。
これらの動作を繰り返すことによって、半導体素子群（例えば、ＬＤアレイ素子）１０は、個別のＬＤ素子（例えば、ＬＤ素子）１４へと分離されていく。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の半導体素子分離装置（ブレイク装置）では、個々のスクライブ溝に引っ張り応力を与えることによって、素子を個々に分離することは可能であった。
しかしながら、半導体素子群（例えば、ＬＤアレイ素子）１０は不透明であるため、第２の面１０２側に設置されたカメラ３００によって第１の面１０１に形成されているスクライブ溝１０３の位置を直接観察することはできず、半導体素子群１０の第２の面１０２上においてスクライブ溝１０３にほぼ対応する位置に形成された素子と素子との境界線（例えば、電極パターン）に分離刃２１を押し当てることになる。
従って、第２の面１０２側に形成されたスクライブ溝１０３と対向する位置に正確に分離刃２１を押し当てることは困難であった。
【００１３】
このため、スクライブ溝１０３からずれた位置に引っ張り応力最大点が生じる可能性があり、そこに何らかのパターン不連続点もしくは欠陥等があった場合、ここに応力が集中し、所望の位置（即ち、スクライブ溝が形成されている位置）で分離されず、ずれた位置で分離されるという問題点があった。
さらに、分離刃２１の昇降は、位置（即ち、分離刃の昇降移動量）で管理されていたため、シート１１０や半導体素子群１０の厚みのバラツキによって分離刃２１の切り込み量が異なり、そのためスクライブ溝１０３に加わる引っ張り応力が変動する。
その結果、分離刃２１の切り込み不足による未分離や切り込み過ぎが発生し、分離された半導体素子の端面欠けが発生するという問題点もあった。
【００１４】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、分離すべき半導体素子群（例えば、ＬＤアレイ素子）のスクライブ溝の位置を直接認識して、分離刃の設定位置に対してスクライブ溝が一致するように半導体素子群の位置決めを行うことにより、正確にスクライブ溝の位置で素子を分離できる半導体素子分離装置を提供することを目的とする。
また、さらに、分離刃のＬＤアレイ素子への接触および分離を検知することによって、分離刃の切り込み不足や切り込み過ぎを防止でき、さらに安定して平滑な分離面を得ることのできる半導体素子分離装置および半導体素子分離方法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】
この発明に係る半導体素子分離装置は、半導体ウエハに複数の半導体素子がアレイ状に形成されるとともに、予めスクライブ溝が形成された第１の面に可撓性のある透明なシートが貼り付けられた半導体素子群を載置する透明な基板と、透明な基板と平行な面内において透明な基板に載置された半導体素子群を所望の位置および角度に自在に位置決め可能な位置決めステージと、半導体素子群の第１の面と対向する第２の面に対して押し付けられる分離刃を有し、該分離刃を第２の面に対して昇降駆動させる分離刃昇降駆動制御機構と、分離刃昇降駆動制御機構の分離刃の位置を認識して記憶するとともに、可撓性のある透明なシートおよび透明な基板を介して、第１の面のスクライブ溝が形成された領域を観察することのできる第１の画像認識装置とを備えたものである。
【００１６】
また、この発明に係る半導体素子分離装置の分離刃昇降駆動制御機構は、分離刃が第２の面から受ける反力を検知する荷重センサを備え、荷重センサの検知出力に応じて分離刃の移動量を制御するものである。
【００１７】
また、この発明に係る半導体素子分離装置は、半導体ウエハに複数の半導体素子がアレイ状に形成されるとともに、予めスクライブ溝が形成された第１の面に可撓性のある透明なシートが貼り付けられた半導体素子群を載置する透明な基板と、透明な基板と平行な面内において透明な基板に載置された半導体素子群を所望の位置および角度に自在に位置決め可能な位置決めステージと、半導体素子群の第１の面と対向する第２の面に対して押し付けられる分離刃を有し、該分離刃を第２の面に対して昇降駆動させる分離刃昇降駆動制御機構と、可撓性のある透明なシートおよび透明な基板を介して第１の面のスクライブ溝が形成された領域を観察することができるとともに、画像上に特定位置が表示される第１の画像認識装置とを備え、分離刃昇降駆動制御機構は、第１の画像認識装置の上記特定位置に分離刃を位置決めすることができる分離刃位置調整手段をさらに有したものである。
【００１８】
また、この発明に係る半導体素子分離装置は、第１の面のスクライブ溝が形成された領域に対応する第２の面の領域および分離刃を観察することのできる第２の画像認識装置をさらに備えたものである。
【００１９】
また、この発明に係る半導体素子分離方法は、半導体ウエハに複数の半導体素子がアレイ状に形成されるとともに、半導体素子間にスクライブ溝が第１の面に予め形成された半導体素子群を個々の半導体素子に分離する半導体素子分離方法であって、スクライブ溝が形成された第１の面と対向する第２の面に対して、スクライブ溝に対応する位置で分離刃を押し込む第１の行程と、第２の面からの分離刃への反力の変化に基づいて素子が分離されたことを検知し、分離刃を待避させる第２の行程とを有したものである。
【００２０】
また、この発明に係る半導体素子分離方法の第２の行程は、第２の面からの分離刃への反力の変化に基づいて素子が分離されたことを検知した後に、分離刃をさらに所定量挿入してから待避させるものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、従来と同一符号は、従来のものと同一あるいは相当のものを表す。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による半導体素子分離装置（ブレイク装置）の全体構成図を示す正面図、図２はその側面図である。
図１および図２において、１０は分離されるべき半導体素子群（例えば、ＬＤアレイ素子）、２１は半導体素子群１０を個別半導体素子（例えば、ＬＤ素子）に分離するための分離刃である。
【００２２】
また、１は分離刃２１の位置に合わせて分離すべき半導体素子群１０を位置決めするためのＸＹ方向への並進および回転可能な位置決めステージ（ＸＹθステージとも称す）、２は半導体素子群１０を個別の素子に分離するために分離刃２１を半導体素子群１０に対して昇降駆動する分離刃昇降駆動制御機構（ブレイクヘッドとも称す）である。
また、４は半導体素子群１０に対して分離刃昇降駆動制御機構２とは反対側（図１あるいは図２では、半導体素子群１０の下部側）に配置された、例えば、カメラなどの画像認識装置（第１の画像認識装置）である。
【００２３】
また、図３は、本実施の形態による分離刃昇降駆動制御機構（ブレイクヘッド）２の詳細な構成を示す図である。
図において、２１は分離刃、２２は昇降駆動装置であり、昇降駆動装置２２は、モータ２２２、カム２２３、カムフォロア２２４などで構成されている。
また、２３は分離ユニットであり、分離刃２１、ガイド２３５、荷重検知センサ２３６などで構成されている。
図３に示すように、分離ユニット２３は、昇降自在にガイド２２１によって支持されており、分離刃昇降駆動機構２２よって昇降制御される。
また、分離刃２１は、もう一つのガイド２３５によって昇降自在に支持されており、荷重検知センサ２３６を介して分離ユニット２３に懸架されている。
【００２４】
また、図４は、本実施の形態による半導体素子分離装置によって、アレイ状に形成された半導体素子群（例えば、ＬＤアレイ素子）１０が分離刃２１により個々の半導体素子（例えば、ＬＤ素子）に分離されるときの状態を模式的に示した図である。
図において、１０は分離前の半導体素子群、２１は分離刃、１４は分離された個々の半導体素子、１０３はスクライブ溝、１０１は半導体素子群１０のスクライブ溝１０３が形成された第１の面、１０２は半導体素子群１０のスクライブ溝１０３が形成された第１の面１０１と対向する第２の面、１０５は素子が分離されたときに発生する亀裂である。
【００２５】
また、１１は半導体素子群１０のスクライブ溝１０３が形成された第１の面１０１に貼り付けられた可撓性のある透明なシート（例えば、透明な粘着テープ）、１２は可撓性のある透明なシート１１が貼り付けられた半導体素子群１０を載置するための透明なガラス基板である。
２つの平行な側面を有する細長い半導体素子群１０は、前工程において予めスクライブ溝１０３を形成した第１の面１０１を下面として、透明な粘着テープ（即ち、可撓性のある透明なシート１１）上に貼り付けてある。
【００２６】
スクライブ溝１０３を形成した第１の面１０１と対向する第２の面１０２には、従来のように素子と素子との境界が判別できるようなパターンは必要ない。
本実施の形態においては、スクライブ溝１０３を形成した第１の面１０１に可撓性のある透明なシート１１が貼り付けられた半導体素子群１０を透明なガラス基板１２に載置する前に、画像認識装置４に分離刃２１の稜線（即ち、分離刃２１の刃先の位置と傾き）を認識させて、あらかじめその位置を記憶させておく。
【００２７】
次に、可撓性のある透明なシート１１が貼り付けられた半導体素子群１０を透明な基板なガラス基板１２上に載置する。
そして、下部側（即ち、スクライブ溝１０３が形成された第１の面１０１の下方側）に配置された画像認識装置（例えば、カメラ）４によって、下方側から透明なガラス基板１２および透明なシート１１を通してスクライブ溝１０３を直接観察しながら、位置決めステージ（ＸＹθステージ）１によって半導体素子群（ＬＤアレイ素子）１０を移動させ、スクライブ溝１０３が画像認識装置４によってあらかじめ記憶されている分離刃２１の刃先の稜線の位置と一致するように半導体素子群１０のスクライブ溝１０３を正確に位置決めする。
これにより、分離刃２１の位置（即ち、分離の刃先の稜線）に対して半導体素子群１０のスクライブ溝１０３が正確に位置決めされる。
【００２８】
次に、モータ２２２を回転させて、荷重検知センサ２３６の出力を監視しながら分離刃昇降駆動制御機構（ブレイクヘッド）２を降下してゆくと、図４（ａ）に示すように、分離刃２１が半導体素子群１０の第２の面に接触する。
図５は、時間経過に対する分離刃２１の分離刃位置（降下量）、荷重検知センサ２３６が検出する出力（荷重）を示したものであり、このとき、図５の時間Ａ点の状態が対応する。
さらに分離刃２１を降下すると、荷重検知センサ２３６は、その負荷が半導体素子群１０の第２面１０２からの反力分除荷されるため、荷重検知出力が変化し、これが一定の量に達した点を接触位置と認識する。（図５の時間Ｂ点）
【００２９】
さらに分離刃２１を半導体素子群１０の第２の面１０２に押し込むことによって、半導体素子群１０は可撓性のある透明なシート１１に沈みこむ。
半導体素子群１０は分離刃２１を押し当てている位置が最も大きく沈み込むため、スクライブ溝１０３を頂点とした曲面を描き、スクライブ溝１０３を形成した第１の面１０１にスクライブ溝１０３を押し広げる引っ張り応力が発生する。
【００３０】
分離刃２１の押し込み量を増やしてゆくと、この引っ張り応力も増加し、一定の応力に達したとき当該スクライブ溝１０３を起点とする亀裂１０５が進展し、図４（ｂ）に示すように、亀裂１０５がスクライブ溝から対向面に到るときに、半導体素子は分離される。図４において、１４は分離された個々の半導体素子を示している。
半導体素子が分離された際、半導体素子群１０からの反力は一瞬解除されて小さくなるが、これは荷重検知センサ２３６によって検知される。
即ち、図５の時間Ｃ点に示すように、荷重検知センサ２３６によって検出される半導体素子群１０からの反力が一瞬所定量（図５の分離点判定量）小さくなる時点を検出して、これを素子が分離された時点（素子分離点）と判定する。
【００３１】
分離点（素子が分離された時点）を検出してから、分離刃２１はさらに所定量（図５の押し込み量）半導体素子群１０に切り込んだ後（図５の時間Ｄ点）に、図４（ｃ）に示すように、上方に退避する。
なお、分離点（素子が分離された時点）を検出してから、分離刃２１をさらに所定量切り込ませることにより、より確実に半導体素子群を個々の半導体素子に分離できる。
例えば、半導体素子群１０の第２の面１０２に配線パターンや電極パターン等が形成されていると、単に素子分離の瞬間を検知した時点（即ち、図５の時間Ｃ点）では、配線パターンあるいは電極パターヤまで確実に切断されていない可能性があるが、分離点を検出（即ち、図５の時間Ｃ点に示すように半導体素子群からの反力が一瞬緩和されて小さくなる変化を検出）してから分離刃２１をさらに所定量切り込ませることにより、確実に半導体素子群を個々の半導体素子に分離できる。
【００３２】
分離刃２１が退避し終わると（図５の時間Ｅ点）、再び下部側のカメラ４は次のスクライブ溝１０３を観察し、位置決めステージ（ＸＹθステージ）１が移動し、分離すべき位置へ半導体素子群１０を位置決めする。
これらの動作を繰り返すことにより半導体素子群（例えば、ＬＤアレイ素子）１０は個別の半導体素子（例えば、個没のＬＤ素子）１４へと分離されていく。
なお、上述した実施の形態では、半導体素子群のスクライブ溝１０３を形成した第１の面１０１を下面とし、上方から分離刃２１を降下させる形態を説明したが、これに限るものではなく、天地を反転させた構成や、あるいは半導体素子群を傾斜させて配置する構成であっても良いことは言うまでもない。
【００３３】
図６は、スクライブ溝に曲げモーメントを与える方法の他の例を説明するための図である。
上述した実施の形態１による半導体素子分離装置では、スクライブ溝１０３への引っ張り応力を発生させる手段として、スクライブ溝１０３が形成されている第１の面１０１に張り付けられた透明なシート１１を用い、この透明なシート１１の可撓性によって半導体素子群１０の曲げを実現したが、例えば、図６に示すように透明なコの字型支持ブロック１３を用い、コの字型支持ブロック１３の凹部がスクライブ溝１０３を挟むようにして受け、分離刃２１とコの字型支持ブロック１３の３点でスクライブ溝１０３に曲げモーメントを与える方法であっても同様の効果が得られる。
【００３４】
なお、この方法によれば、半導体素子群１０のスクライブ溝に集中してより大きな曲げモーメントを与えることができるので、より小さな押圧力で分離することができ、所望しない位置での分離を防止し、分離される半導体素子へのダメージを最小に抑制することができる。
また、この場合、荷重検知手段は、分離刃２１の側、コの字ブロック１３側、あるいはその双方にあっても良い。
【００３５】
ところで、コの字型支持ブロック１３を用いる場合でも、分離すべき半導体素子群１０を載置する前に、下部側に配置された画像認識装置（例えば、カメラ）４に分離刃２１の稜線（即ち、分離刃２１の刃先の位置と傾き）をあらかじめ記憶させてある。
そして、画像認識装置４によって、下方側から透明なコの字型支持ブロック１３を通してスクライブ溝１０３を直接観察しながら、位置決めステージ（ＸＹθステージ）１によって半導体素子群１０を移動させ、スクライブ溝１０３がカメラ４によってあらかじめ記憶されている分離刃２１の刃先の稜線と一致するように半導体素子群１０のスクライブ溝１０３を正確に位置決めする。
これにより、分離刃２１の刃先の稜線に対して半導体素子群１０のスクライブ溝１０３が正確に位置決めされる。
【００３６】
実施の形態２．
前述の実施の形態１による半導体素子分離装置では、スクライブ溝１０３を形成した第１の面１０１に可撓性のある透明なシート１１が貼り付けられた半導体素子群１０を透明なガラス基板１２に載置する前に、下部側（即ち、スクライブ溝１０３が形成された第１の面１０１の下方側）に配置された画像認識装置（例えば、カメラ等）４に分離刃２１の発先は刃先の稜線の位置をあらかじめ認識して記憶させておき、次に、可撓性のある透明なシート１１が貼り付けられた半導体素子群１０を透明な基板なガラス基板１２上に載置する。
【００３７】
そして、画像認識装置４によって下方側から透明なガラス基板１２および透明なシート１１を通してスクライブ溝１０３を直接観察しながら、位置決めステージ１によって半導体素子群（ＬＤアレイ素子）１０を移動させ、スクライブ溝１０３が、画像認識装置４によってあらかじめ記憶されている分離刃２１の刃先の稜線位置と一致するように、半導体素子群１０のスクライブ溝１０３を正確に位置決めする。
その後、分離刃昇降駆動制御機構２によって分離刃２１を半導体素子群１０の第２の面１０２に押し込み、個々の半導体素子に分離する。
【００３８】
一方、本実施の形態による半導体素子分離装置で用いられる画像認識装置４は、分離刃２１の稜線の位置をあらかじめ認識して記憶する必要はなく、単に、その画像（画面）上に分離刃２１とスクライブ溝１０３を位置合わせするための特定位置が、例えば、所定長さの直線等によって表示されているだけである。
また、分離刃昇降駆動制御機構２は、分離刃２１を半導体素子群１０の第２の面１０２に対して昇降駆動させる手段だけでなく、さらに、半導体素子群１０が載置される透明なガラス基板１２と平行な平面内で分離刃２１の稜線の位置を自在に位置決めできる分離刃位置調整手段（図示せず）を有している。
即ち、本実施の形態による分離刃昇降駆動制御機構２は、分離刃２１の昇降駆動だけではなく、画像認識装置４の画像上に表示された特定位置に対して分離刃２１の稜線を一致させることができるように構成されている。
【００３９】
そして、本実施の形態では、まず、この分離刃昇降駆動制御機構２の分離刃位置調整手段によって画像認識装置４の特定位置に分離刃２１の刃先の稜線を一致させ、次に、半導体素子群１０を透明なガラス基板１２に載置し、画像認識装置の画像をのぞきながら、位置決めステージ１によって半導体素子群１０の分離すべきスクライブ溝１０３の位置を画像上に表示された特定位置に一致させる。
このように、画像認識装置に表示された特定位置を介して分離刃２１の稜線と分離すべきスクライブ溝１０３との位置を正確に一致させた状態で、分離刃昇降駆動制御機構２の分離刃昇降駆動手段によって分離刃２１を半導体素子群１０の第２の面１０２に押し込み、個々の半導体素子に分離する。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、画像認識装置は、実施の形態１のように、あらかじめ分離刃の稜線位置を記憶する必要はなく、まず、画像認識装置の画像上の特定位置に分離刃の稜線を一致させ、次に、この特定位置にスクライブ溝を一致させることによって、分離刃の稜線とスクライブ溝との正確な位置合わせが可能である。
即ち、画像の記憶を必要としない簡単な構成で安価な画像認識装置を用いて、分離刃の稜線とスクライブ溝とを正確に位置合わせすることができる。
【００４１】
実施の形態３．
図７は、実施の形態３による半導体素子分離装置（ブレイク装置）の全体構成図を示す正面図、図８はその側面図である。
実施の形態１による半導体素子分離装置では、スクライブ溝１０３を認識するために下部側に第１の画像認識装置４を配置していたが、本実施の形態では、図７および８に示すように、スクライブ溝を認識するための下部側の第１の画像認識装置４の他に、さらに、上部側（即ち、分離刃２１の上方側）にも第２の画像認識装置（例えば、カメラ）３を配設したことを特徴とする。
【００４２】
このことにより、本実施の形態では、上部側に配設された第２の画像認識装置３よっても、シート１１やガラス基板１２を介することなく、より正確、かつ、高速に半導体素子群（例えば、ＬＤアレイ素子）１０を認識できるため、平滑な分離端面を得るのに必要な高精度な半導体素子群の位置決めを短時間に行える。
【００４３】
【発明の効果】
この発明による半導体素子分離装置は、半導体ウエハに複数の半導体素子がアレイ状に形成されるとともに、予めスクライブ溝が形成された第１の面に可撓性のある透明なシートが貼り付けられた半導体素子群を載置する透明な基板と、透明な基板と平行な面内において透明な基板に載置された半導体素子群を所望の位置および角度に自在に位置決め可能な位置決めステージと、半導体素子群の第１の面と対向する第２の面に対して押し付けられる分離刃を有し、該分離刃を第２の面に対して昇降駆動させる分離刃昇降駆動制御機構と、分離刃昇降駆動制御機構の分離刃の位置を認識して記憶するとともに、可撓性のある透明なシートおよび透明な基板を介して、第１の面のスクライブ溝が形成された領域を観察することのできる第１の画像認識装置とを備えたので、分離刃の刃先の稜線に対して半導体素子群のクライブ溝を正確に位置決めすることが可能となる。
その結果、スクライブ溝に集中して曲げモーメントを与えることができ、かつ、より小さな押圧力で素子を分離することができることになるので、素子分離時の異常な割れ欠けの発生を防止でき、非常に平滑な分離端面が得られるとい効果がある。
【００４４】
また、この発明による半導体素子分離装置の分離刃昇降駆動制御機構は、分離刃が第２の面から受ける反力を検知する荷重センサを備え、荷重センサの検知出力に応じて分離刃の移動量を制御するので、分離刃の切り込み不足や切り込み過ぎを防止することが可能となり、さらに安定して、平滑な分離面を得ることができるという効果がある。
【００４５】
また、この発明による半導体素子分離装置は、半導体ウエハに複数の半導体素子がアレイ状に形成されるとともに、予めスクライブ溝が形成された第１の面に可撓性のある透明なシートが貼り付けられた半導体素子群を載置する透明な基板と、透明な基板と平行な面内において透明な基板に載置された半導体素子群を所望の位置および角度に自在に位置決め可能な位置決めステージと、半導体素子群の第１の面と対向する第２の面に対して押し付けられる分離刃を有し、該分離刃を第２の面に対して昇降駆動させる分離刃昇降駆動制御機構と、可撓性のある透明なシートおよび透明な基板を介して第１の面のスクライブ溝が形成された領域を観察することができるとともに、画像上に特定位置が表示される第１の画像認識装置とを備え、分離刃昇降駆動制御機構は、第１の画像認識装置の上記特定位置に分離刃を位置決めできる分離刃位置調整手段をさらに有するので、簡単な構成で安価な画像認識装置を用いて、分離刃の稜線とスクライブ溝とを正確に位置合わせすることができるという効果がある。
【００４６】
また、この発明による半導体素子分離装置は、第１の面のスクライブ溝が形成された領域に対応する第２の面の領域および分離刃を観察することのできる第２の画像認識装置をさらに備えたので、より高精度、かつ、高速に半導体素子群の位置決めを行えるという効果がある。
【００４７】
また、この発明による導体素子分離方法は、半導体ウエハに複数の半導体素子がアレイ状に形成されるとともに、半導体素子間にスクライブ溝が第１の面に予め形成された半導体素子群を個々の半導体素子に分離する半導体素子分離方法であって、スクライブ溝が形成された第１の面と対向する第２の面に対して、スクライブ溝に対応する位置で分離刃を押し込む第１の行程と、第２の面からの分離刃への反力の変化に基づいて素子が分離されたことを検知し、分離刃を待避させる第２の行程とを有しているので、分離刃の切り込み不足や切り込み過ぎを防止することが可能となり、さらに安定して平滑な分離面を得ることができるという効果がある。
【００４８】
また、この発明による半導体素子分離方法の第２の行程は、第２の面からの分離刃への反力の変化に基づいて素子が分離されたことを検知した後に、分離刃をさらに所定量挿入してから待避させるので、分離刃の切り込み不足や切り込み過ぎを防止し、安定して平滑な分離面を得ることができるとともに、より確実に素子分離を行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１による半導体素子分離装置の構成を示す正面図である。
【図２】 図１の側面図である。
【図３】 実施の形態１による半導体素子分離装置の要部（分離刃昇降駆動制御機構）の構成を示す概略図である。
【図４】 実施の形態１による半導体分離装置において、アレイ状に形成された素子が個々の素子に分離されるときの状態を模式的に示した図である。
【図５】 実施の形態１による半導体分離装置において、分離刃の位置および荷重検知センサの出力を時間経過に沿って示した図である。
【図６】 スクライブ溝に曲げモーメントを与える他の例を説明するための図である。
【図７】 実施の形態３による半導体素子分離装置の構成を示す正面図である。
【図８】 図７の側面図である。
【図９】 従来の半導体素子分離装置の構成を示す正面図である。
【図１０】 図９の側面図である。
【図１１】 従来の半導体素子分離装置の要部（分離刃昇降駆動制御機構）の構成を示す図である。
【図１２】 従来の半導体素子分離装置において、アレイ状に形成された素子が個々の素子に分離されるときの状態を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１ 位置決めステージ ２ 分離刃昇降駆動制御機構
３ 第２の画像認識装置 ４ 第１の画像認識装置
１０ 半導体素子群 １１ 透明なシート
１２ 透明なガラス基板 １３ コの字型支持プロック
１４ 分離された半導体素子 ２１ 分離刃
２２ 昇降駆動装置 ２３ 分離ユニット
１０１ 第１の面 １０２ 第２の面
１０３ スクライブ溝 １０５ 亀裂
２２１ ガイド ２２２ モータ
２２３ カム ２２４ カムフォロア
２３５ ガイド ２３６ 荷重検知センサ
Claims (7)
- 半導体ウエハに複数の半導体素子がアレイ状に形成されるとともに、予めスクライブ溝が形成された第１の面に可撓性のある透明なシートが直接貼り付けられた半導体素子群を載置する透明な基板と、
上記透明な基板と平行な面内において上記透明な基板に前記透明なシートで貼り付けられる半導体素子群を所望の位置および角度に自在に位置決め可能な位置決めステージと、半導体素子群の上記第１の面と対向する第２の面に対して押し付けられる分離刃を有し、該分離刃を上記第２の面に対して昇降駆動させる分離刃昇降駆動制御機構と、上記分離刃昇降駆動制御機構の分離刃の位置を認識して記憶するとともに、上記可撓性のある透明なシートおよび上記透明な基板を介して上記第１の面のスクライブ溝が形成された領域を観察することができる第１の画像認識装置とを備えたことを特徴とする半導体素子分離装置。 - 分離刃昇降駆動制御機構は、分離刃が第２の面から受ける反力を検知する荷重センサを備え、上記荷重センサの検知出力の変化に応じて上記分離刃の移動量を制御することを特徴とする請求項１に記載の半導体素子分離装置。
- 半導体ウエハに複数の半導体素子がアレイ状に形成されるとともに、予めスクライブ溝が形成された第１の面に可撓性のある透明なシートが直接貼り付けられた半導体素子群を載置する透明な基板と、
上記透明な基板と平行な面内において上記透明な基板に前記透明なシートで貼り付けられる半導体素子群を所望の位置および角度に自在に位置決め可能な位置決めステージと、半導体素子群の上記第１の面と対向する第２の面に対して押し付けられる分離刃を有し、該分離刃を上記第２の面に対して昇降駆動させる分離刃昇降駆動制御機構と、上記可撓性のある透明なシートおよび上記透明な基板を介して上記第１の面のスクライブ溝が形成された領域を観察することができるとともに、画像上に特定位置が表示される第１の画像認識装置とを備え、上記分離刃昇降駆動制御機構は、第１の画像認識装置の上記特定位置に上記分離刃を位置決めすることができる分離刃位置調整手段をさらに有していることを特徴とする半導体素子分離装置。 - 第１の面のスクライブ溝が形成された領域に対応する第２の面の領域および分離刃を観察することができる第２の画像認識装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体素子分離装置。
- 半導体ウエハに複数の半導体素子がアレイ状に形成されるとともに、半導体素子間にスクライブ溝が第１の面に予め形成された半導体素子群を個々の半導体素子に分離する半導体素子分離方法であって、スクライブ溝が形成された上記第１の面と対向する第２の面に対してスクライブ溝に対応する位置で分離刃を押し込む第１の工程と、上記第２の面からの分離刃への反力を荷重検知センサによって検知し、上記荷重検知センサによって検出される半導体素子群からの反力が一瞬所定量小さくなる時点を検出して、これを素子が分離された時点と判定した後に、分離刃をさらに所定量挿入してから、上記分離刃を待避させる第２の工程とを有したこと特徴とする半導体素子分離方法。
- 半導体ウエハに複数の半導体素子がアレイ状に形成されるとともに、予めスクライブ溝が形成された半導体素子群を載置する透明な基板と、
上記透明な基板と平行な面内において上記透明な基板に半導体素子群を所望の位置および角度に自在に位置決め可能な位置決めステージと、
基板に載置された半導体素子群に対して押し付けられる分離刃を有し、該分離刃を上記第２の面に対して昇降駆動させる分離刃昇降駆動制御機構と、
上記分離刃昇降駆動制御機構の分離刃の位置を認識して記憶するとともに、上記可撓性のある透明なシートおよび上記透明な基板を介して上記第１の面のスクライブ溝が形成された領域を観察することができる画像認識装置とを備えていて、
分離刃昇降駆動制御機構は、分離刃が半導体素子群から受ける反力を検知する荷重センサを備え、上記荷重センサの検知出力の変化に応じて上記分離刃の移動量を制御し、荷重検知センサによって検出される半導体素子群からの反力が一瞬所定量小さくなる時点を検出して、これを素子が分離された時点と判定した後に、分離刃をさらに所定量挿入してから待避させることを特徴とする半導体素子分離装置。 - 透明基板に、コの字型支持ブロックを用いることを特徴とする請求項６に記載の半導体素子分離装置。
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