CN112740365B - 附金属膜衬底的分断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够较好地分断附金属膜衬底的方法。分断附金属膜衬底的方法包括如下：切割工序，通过在规定的分断预定位置对设置有薄膜层的基材的第1主面侧进行切割，而使基材露出；刻划工序，通过刻划所露出的基材而形成划线，从划线起，沿分断预定位置，向基材的内部延展垂直裂纹；第1裂断工序，通过使裂断棒从设置有金属膜的第2主面侧与衬底抵接，而进一步延展垂直裂纹，由此，在分断预定位置将衬底中除金属膜以外的部分分断；以及第2裂断工序，通过使裂断棒从第1主面侧与衬底抵接，而在分断预定位置将金属膜分断。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体元件用衬底的分断，尤其涉及一种在一个主面形成有元件图案且在另一个主面形成有金属膜的衬底的分断。
背景技术
例如，作为分断SiC(碳化硅)衬底等半导体元件用衬底的手法，已知如下手法：首先进行刻划工序，在半导体元件用衬底的一个主面形成划线，从该划线起使垂直裂纹延展；然后，进行裂断工序，通过施加外力使该裂纹在衬底的厚度方向上进一步延展，从而使半导体元件用衬底裂断(例如，参照专利文献1)。
通过使划线轮(刀轮)沿分断预定位置压接、滚动来形成划线。
在半导体元件用衬底的另一个主面侧，使裂断刀(裂断棒)的刀尖沿分断预定位置与半导体元件用衬底抵接，在此基础上进一步按压该刀尖，如此来进行裂断。
另外，这些划线的形成以及裂断是在另一个主面粘贴了具有粘附性的切割保护胶带的状态下进行的，通过裂断后对该切割保护胶带进行使其扩展的扩张工序，使相对的分断面分离。
作为分断半导体元件用衬底的一个态样，将母衬底分断为各个元件单元(单片化)，该母衬底的一个主面形成有元件图案，该元件图案是通过二维地重复包含半导体层或电极等的半导体元件的单元图案而获得的，另一个主面形成有金属膜。
当以专利文献1中公开的现有手法进行该分断时，有时会发生如下状况：裂断工序后，金属膜在要被分断的部位没有被完全分断而仍处于连续状态，或者说残留着薄皮。
此外，即使产生了这样的残留着薄皮的部分，也可以通过随后的扩张工序将该部分的金属膜分断(破断)，然而，即使进行了分断，也存在一个问题：在该分断部位金属膜容易剥落。
另外，在如上所述的半导体元件用衬底中，有时会在一个主面侧的单片化时的分断预定位置上形成有包含金属膜的TEG图案。从分断的观点来看，可得知该半导体元件用衬底的两面都设置有金属膜。于是，对于这种半导体元件用衬底也需要较好地进行分断。
[背景技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2012-146879号公报
发明内容
本发明是鉴于所述课题而完成的，其目的在于提供一种能够较好地分断附金属膜衬底的方法。
为解决所述课题，本发明的第1态样是附金属膜衬底的分断方法，所述附金属膜衬底具备基材、设置于所述基材的第1主面侧的薄膜层、及设置于所述基材的第2主面侧的金属膜，所述方法包括：切割工序，通过在规定的分断预定位置对所述第1主面侧进行切割，而使所述基材露出；刻划工序，使用划线工具对通过所述切割工序而露出的所述基材进行刻划，形成划线，从所述划线起，沿所述分断预定位置，向所述基材的内部延展垂直裂纹；第1裂断工序，通过使裂断棒从所述第2主面侧与所述附金属膜衬底抵接，而使所述垂直裂纹进一步延展，由此，在所述分断预定位置将所述附金属膜衬底的除所述金属膜以外的部分分断；以及第2裂断工序，通过使所述裂断棒从所述第1主面侧与所述附金属膜衬底抵接，而在所述分断预定位置将所述金属膜分断。
本发明的第2态样是根据第1态样的附金属膜衬底的分断方法，其中，在所述切割工序中，将所要形成的切割槽的深度设为A，将所述切割槽的宽度设为B，将所述划线工具的刻划误差设为C，将所述划线工具的刀尖角度设为δ时，通过以满足B＞2A tan(δ/2)+C这一关系式的方式形成所述切割槽，而使所述基材露出。
本发明的第3态样是根据第1或第2态样的附金属膜衬底的分断方法，其中，在所述薄膜层的所述分断预定位置设置有金属图案。
本发明的第4态样是根据第1至第3态样中任一态样所述的附金属膜衬底的分断方法，其中，所述裂断棒的刀尖前端部的曲率半径为5μm～30μm。
本发明的第5态样是根据第4态样的附金属膜衬底的分断方法，其中，以规定的间隔d1确定多个所述规定的分断预定位置，所述第1裂断工序及所述第2裂断工序是在利用水平方向上分离的一对保持部从下方支撑着所述附金属膜衬底的状态下，在离所述一对保持部的各个保持部均等的位置进行，关于所述一对保持部的分离距离d2，在所述第1裂断工序中设为d2＝0.5d1～1.25d1，在所述第2裂断工序中设为d2＝1.0d1～1.75d1。
本发明的第6态样是根据第1至第5态样中任一态样所述的附金属膜衬底的分断方法，其中，在所述金属膜粘贴有粘附性胶带的状态下，进行所述切割工序、所述刻划工序、所述第1裂断工序及所述第2裂断工序，在所述第1裂断工序中，将除所述金属膜以外的部分分断，并且在所述金属膜及所述粘附性胶带的与所述分断预定位置相当的位置形成折缝。
本发明的第7态样是根据第1至第6态样中任一态样所述的附金属膜衬底的分断方法，其中，进行所述第1裂断工序时，所述附金属膜衬底的姿势与其在所述刻划工序中的姿势上下颠倒，进行所述第2裂断工序时，所述附金属膜衬底的姿势与其在所述第1裂断工序中的姿势上下颠倒。
根据本发明的第1至第7态样，能够在不使金属膜剥落的情况下良好地分断附金属膜衬底。
尤其，根据第3态样，对于在薄膜层的分断预定位置设置有金属图案的附金属膜衬底，与直接刻划薄膜层的情况相比，能够更良好且确实地分断附金属膜衬底。
附图说明
图1是示意性地表示实施方式的方法中的作为分断对象的衬底(母衬底)10的构成的侧视图。
图2是示意性地表示执行切割处理之前的状态的图。
图3是示意性地表示执行切割处理之后的状态的图。
图4是示意性地表示执行刻划处理之前的状态的图。
图5是用来说明通过切割处理形成的切割槽的形状与刻划处理中使用的划线轮的尺寸的关系的图。
图6是示意性地表示执行刻划处理时的状态的图。
图7是示意性地表示执行第1裂断处理之前的状态的图。
图8是示意性地表示执行第1裂断处理时的状态的图。
图9是示意性地表示执行第1裂断处理之后的状态的图。
图10是示意性地表示执行第2裂断处理之前的状态的图。
图11是示意性地表示执行第2裂断处理时的状态的图。
图12是示意性地表示执行第2裂断处理之后的衬底10的图。
具体实施方式
＜半导体元件用衬底＞
图1是示意性地表示本实施方式的方法中的作为分断对象的衬底(母衬底)10的构成的侧视图。衬底10是半导体元件用衬底，通过分断衬底10而获得的单片分别形成半导体元件。本实施方式中，该衬底10具有：基材1；形成于该基材1的一个主面侧的元件图案2，该元件图案2是通过二维地重复包含半导体层或电极等的半导体元件的单位图案而获得的；形成于基材1的另一个主面侧的金属膜3。换句话说，衬底10可以称为附金属膜衬底。
基材1是SiC或Si等单晶衬底，或者陶瓷等多晶衬底。根据要制作的半导体元件的种类、用途、功能等，适当地选择和设定其材质、厚度及平面尺寸等。作为该基材1，例如可列举厚度为100μm～600μm左右、直径为2～6英寸的SiC衬底等。
元件图案2是包含半导体层、绝缘层、电极等的部位，主要涉及要制作的半导体元件的功能和特性的表现。元件图案2的具体构成根据半导体元件的种类而不同，但本实施方式中假定了如下情况：形成于基材1的一个主面的整个面上的薄膜层2a和部分形成于该薄膜层2a的上表面的电极2b构成了元件图案2，并且，薄膜层2a的一部分是作为金属图案(包含金属薄膜的图案)的一个态样的TEG图案2t。此处，薄膜层2a可以是单层，也可以是多层，同样地，电极2b可以是单层电极，也可以是多层电极。另外，可以在薄膜层2a的内部设置配线或电极的图案。进而，也可以用露出基材1的一部分的态样来代替薄膜层2a覆盖基材1的整个表面的态样。或者，也可以在一个单位图案中设置多个电极2b。
根据要制作的半导体元件的种类、用途、功能等适当地选择和设定薄膜层2a与电极2b的材质和尺寸。例如，作为除了TEG图案2t的金属部分之外的薄膜层2a的材质，可列举氮化物(例如GaN、AlN)、氧化物(例如Al2O3、SiO2)、金属间化合物(例如GaAs)、有机化合物(例如聚酰亚胺)等。TEG图案2t的金属部分及电极2b的材质可以适当地从普通金属材料中选择。例如，可列举Ti、Ni、Al、Cu、Ag、Pd、Au、Pt等金属或它们的合金等。另外，薄膜层2a及电极2b的厚度通常小于基材1的厚度。
形成TEG图案2t，是为了在分断衬底10之前的阶段用来对半导体元件进行评估(特性评估、缺陷分析等)。换句话说，在最终获得的半导体元件中，TEG图案2t是不需要的图案。
金属膜3被设想为主要用作背面电极。但是，本实施方式中，该金属膜3形成于基材1的另一个主面的整个面上(更详细地说，至少跨越分断预定位置)。与电极2b相同，金属膜3也可以是单层或多层，金属膜3的材质也与电极2b相同，可以从Ti、Ni、Al、Cu、Ag、Pd、Au、Pt等金属或它们的合金等普通电极材料中适当地进行选择。另外，金属膜3的厚度也通常小于基材1的厚度。
本实施方式中，具有如上所述构成的衬底10至少在平面内规定的方向上以规定的间隔所确定的分断预定位置P在厚度方向上被分断。分断预定位置P被认为是沿着衬底10的厚度方向的虚拟面。但是，在本实施方式的衬底10中，以分断预定位置P位于一个主面侧中的TEG图案2t的配置位置的方式来确定分断预定位置P。更详细地说，当设计衬底10时，在以分断预定位置P为中心的规定宽度(切割道宽度)的范围内预先确定一个主面侧中的TEG图案2t的配置位置。
除此之外，为了获得俯视时呈矩形状的半导体元件，即使在与该方向正交的方向上，也可以按适当的间隔确定分断预定位置。
此外，在图1中，在观察图式时的左右方向上以间隔(间距)d1相互分离的三个分断预定位置P被表示为延伸超出衬底10的单点划线。实际上，可以在一个方向上界定更多的分断预定位置P。d1为例如1.5mm～5mm左右，并且至少为0.5mm以上。
＜切割处理＞
以下，将依次说明本实施方式的分断方法中的对衬底10实施的分断处理的具体内容。
首先，对衬底10进行切割处理(开槽处理)。切割处理是如下处理：部分去除薄膜层2a而使基材1露出，使得作为后续工序的刻划处理中的刻划对象为基材1。也就是说，切割处理定位为刻划处理的预处理。
图2是示意性地表示执行切割处理之前的状态的图。图3是示意性地表示执行切割处理之后的状态的图。
如图2所示，本实施方式中，使用切割装置(切片机)50进行切割处理。切割装置50包括供载置切割对象物的载置台51、以及从上方对切割对象物进行切割的切割刀片52。
载置台51具有水平的上表面作为被载置面，并且构成为能够利用未图示的吸引器件吸引固定载置在该被载置面的切割对象物。另外，载置台51可以通过未图示的驱动机构在水平面内进行双轴移动动作和旋转动作。
另一方面，切割刀片52是在外周面上具有刀尖52e的圆环状部件。至少刀尖52e是由金刚石制成的。刀尖52e可以根据切割对象物而采取各种剖面形状，图2例示了一个具有规定的刀尖角度α的、观察剖面时呈等腰三角形形状的刀尖52e。该切割刀片52由未图示的驱动机构保持在载置台51的上方，并且通过该驱动机构可以在与载置台51的一个水平移动方向平行的铅直平面内旋转，所述驱动机构设置成能够在铅直方向上升降。
作为切割装置50，只要具有上述功能，那么也可以应用周知的装置。
如图2所示，在将具有比衬底10的平面尺寸大的平面尺寸的粘附性切割保护胶带(扩张带)4粘贴到衬底10的金属膜3侧之后，进行切割处理。此外，在以下的说明中，有时也将处于粘贴了该切割保护胶带4的状态下的衬底简称为衬底10。作为切割保护胶带4，可以应用厚度为80μm～150μm左右(例如100μm)的周知的切割保护胶带。
具体来说，首先，如图2所示，以使该切割保护胶带4与载置台101的被载置面接触的态样，将衬底10载置并吸引固定在载置台101上。也就是说，衬底10以元件图案2的一侧朝上的姿势被载置固定在载置台101上。此时，切割刀片52配置在不与衬底10接触的高度。
衬底10被固定后，接着，通过使载置台51适当地动作来进行定位，使得分断预定位置P与切割刀片52的包含刀尖52e在内的旋转面位于相同的铅直平面内。通过该定位，如图2所示，切割刀片52的刀尖52e位于分断预定位置P的元件图案侧端部Pa的上方。更详细地说，分断预定位置P的元件图案侧端部Pa为直线状，进行定位使得切割刀片52位于元件图案侧端部Pa的一个端部侧的上方。
该定位完成后，切割刀片52通过未图示的驱动机构在铅直平面内以规定的转速旋转，并且，如图2中的箭头AR0所示，使刀尖52e朝着分断预定位置P的元件图案侧端部Pa向铅直下方下降。
不久，切割刀片52与衬底10接触，但是在该接触之后，继续保持切割刀片52的旋转状态，并使切割刀片52下降规定的距离。该下降的距离设为等于或大于薄膜层2a的厚度。然后，该下降完成后，通过水平移动载置台51，切割刀片52会在分断预定位置P的元件图案侧端部Pa的延伸方向(图2中与图式垂直的方向)上相对移动。更详细地说，向元件图案侧端部Pa的另一个端部相对移动。
于是，伴随着旋转的切割刀片52的(相对)移动，薄膜层2a中包含TEG图案2t的、沿着分断预定位置P的规定宽度的部分被切削除去了规定的深度。由此，依次形成了如图3所示的、关于分断预定位置P而对称的形状的切割槽dg。换句话说，通过该切割处理，被薄膜层2a覆盖的基材1的一部分会露出。此外，根据切割刀片52的下降距离，有时也会除去基材1的一部分。图3例示了这种情况。
可以在所述加工能够较好进行的范围内，适当地确定切割处理中的切割刀片52的旋转速度和载置台101的移动速度(切割速度)。例如，切割刀片52的旋转速度为30000rpm～40000rpm左右(例如36000rpm)即可，切割速度为5mm/s～60mm/s(例如40mm/s)即可。
但是，通过切割处理形成的切割槽dg的具体尺寸需要与用于作为后续工序的以基材1为对象的刻划处理的划线轮102的尺寸相对应。这一点将在下文描述。
在所有的分断预定位置P，通过切割处理形成切割槽dg。
＜刻划处理＞
以上述态样完成切割处理后，接着，以在切割槽dg中露出的基材1的分断预定位置P为对象，执行刻划处理。图4是示意性地表示执行刻划处理之前的状态的图。图5是用来说明通过切割处理形成的切割槽dg的形状与刻划处理中使用的划线轮102的尺寸的关系的图。图6是示意性地表示执行刻划处理时的状态的图。
本实施方式中，使用如图4所示的刻划装置100进行刻划处理。刻划装置100具备供载置刻划对象物的载置台101、以及从上方对刻划对象物进行刻划的划线轮102。
载置台101具有水平的上表面作为被载置面，并且构成为能够利用未图示的吸引器件吸引固定载置在该被载置面的刻划对象物。另外，载置台101可以通过未图示的驱动机构在水平面内进行双轴移动动作和旋转动作。
另一方面，划线轮102是外周面上具有观察剖面时呈等腰三角形形状的刀尖102e的、直径为2mm～3mm的圆板状部件(划线工具)。至少刀尖102e是由金刚石制成的。另外，刀尖102e的角度(刀尖角度)δ优选为100°～150°(例如110°)。在载置台101的上方，该划线轮102通过设置成可以在铅直方向上升降的未图示的保持手段，以在与载置台101的一个水平移动方向平行的铅直平面内旋转自如的方式被保持。
作为刻划装置100，只要具有上述功能，那么也可以应用周知的装置。
紧接着切割处理，同样地，在将具有比衬底10的平面尺寸大的平面尺寸的粘附性切割保护胶带(扩张带)4粘贴到衬底10的金属膜3侧的状态下，进行刻划处理。
具体来说，首先，如图4所述，以使该切割保护胶带4与载置台101的被载置面接触的态样，将经过切割处理的衬底10载置并吸引固定在载置台101上。也就是说，与进行切割处理时相同，衬底10以元件图案2的一侧朝上的姿势被载置固定在载置台101上。此时，划线轮102配置在不与衬底10接触的高度。
衬底10被固定后，接着，通过使载置台101适当地动作来进行定位，使得分断预定位置P与划线轮102的旋转面位于相同的铅直平面内。通过该定位，如图4所示，划线轮102的刀尖102e位于分断预定位置P的元件图案侧端部Pa'的上方。更详细地说，分断预定位置P的元件图案侧端部Pa'在切割槽dg中呈直线状，进行定位使得划线轮102位于元件图案侧端部Pa'的一个端部侧的上方。
该定位完成后，如图4中的箭头AR1所示，划线轮102通过未图示的保持手段向铅直下方下降，直到刀尖102e压接在分断预定位置P的元件图案侧端部Pa'。
此时，如果切割槽dg的尺寸过小，那么划线轮102的侧面会干涉切割槽dg的端部，刀尖102e的前端就不会到达元件图案侧端部Pa'。因此，本实施方式中，在刻划处理之前的切割处理中形成切割槽dg，以免发生这种干涉。
具体来说，如图5所示，将切割槽dg的深度(切割刀片52从薄膜层2a的上表面开始的下降距离)设为A，将切割槽dg的宽度(水平面内与切割方向垂直的方向的尺寸)设为B，将划线轮102的刻划误差(刻划精度)设为C，将处于与划线轮102的刀尖102e相差距离A的位置处的划线轮102的宽度设为w时，为了使划线轮102与切割槽dg不互相干涉，必须满足以下式(1)：
B＞w+C·····(1)。
此处，若使用刀尖角度δ，则表示为以下式(2)：
w＝2Atan(δ/2)·····(2)。
若将式(2)代入式(1)，则可得以下式(3)，
B＞2A tan(δ/2)+C·····(3)。
当以满足该式(3)的方式设置切割槽dg时，可以在划线轮102与切割槽dg不发生干涉的情况下进行刻划处理。
此外，当划线轮102的刀尖角度δ为110°且A的值为5μm～10μm左右时，B的值最多为50μm～70μm左右就足够了。根据式(3)，不必过度地增大B的值。B的值越大，通过分断得到的单片的尺寸就越小，所以过度地增大B的值原本就不现实。
在刻划处理的压接时刀尖102e对衬底10施加的负荷(刻划负荷)和载置台101的移动速度(刻划速度)，可以根据衬底10的构成材料、特别是基材1的材质和厚度等来适当地确定。例如，当基材1含有SiC时，刻划负荷为1N～10N左右(例如3.5N)即可，刻划速度为100mm/s～300mm/s(例如100mm/s)即可。
该压接完成后，就这样维持着该压接状态，使划线轮102沿分断预定位置P的元件图案侧端部Pa'的延伸方向(图4中与图式垂直的方向)移动。由此，划线轮102相对地沿该方向(朝向元件图案侧端部Pa'的另一个端部)转动。
然后，该态样中，当划线轮102沿着元件图案侧端部Pa'进行压接转动时，如图6所示，在划线轮102压接的部位形成划线SL，并且，垂直裂纹VC从该划线SL沿着分断预定位置P向铅直下方延展(渗透)。从最终能良好地分断这一点出发，优选垂直裂纹VC至少延展到基材1的中央。
在所有的分断预定位置P，通过该刻划处理形成垂直裂纹VC。
此外，也可以不进行切割处理，而在残留着薄膜层2a的状态下进行刻划处理。在这种情况下，通过使划线轮102与薄膜层2a抵接来进行刻划。然而，当在分断预定位置P形成如TEG图案2t的金属图案时，会产生一个问题：从薄膜层2a向基材1延展(渗透)的垂直裂纹VC的渗透量变得不稳定。垂直裂纹VC没有充分地延展(渗透)到基材1中的一些部位，结果导致后一工序的裂断处理时产生不良。
相对于此，本实施方式中，因为通过切割处理除去如TEG图案2t的金属图案而使基材1露出，并以该基材1为对象进行刻划处理，所以与在残留着薄膜层2a的状态下进行刻划处理的情况相比，基材1中垂直裂纹VC的渗透量稳定。结果，能够获得抑制裂断处理中产生不良的效果。也就是说，比起直接刻划薄膜层2a，可以良好且确实地分断衬底10。
＜第1裂断处理＞
接着，对如上所述形成有垂直裂纹VC的衬底10进行第1裂断处理。图7是示意性地表示执行第1裂断处理之前的状态的图。图8是示意性地表示执行第1裂断处理时的状态的图。图9是示意性地表示执行第1裂断处理之后的状态的图。
本实施方式中，使用裂断装置200进行第1裂断处理。裂断装置200包括供载置裂断对象物的保持部201、以及负责裂断处理的裂断棒202。
保持部201包括一对单位保持部201a和201b。单位保持部201a和201b在水平方向上以规定距离(分离距离)d2互相分离而设置，处于相同高度位置的两个单位保持部的水平的上表面作为一个整体，被用作一个裂断对象物的被载置面。换句话说，裂断对象物以一部分在下方露出的状态被载置在保持部201上。保持部201例如由金属构成。
另外，保持部201可以使水平面内预先确定的一个方向(保持部的进退方向)上的一对单位保持部201a与201b接近和分离。也就是说，在裂断装置200中，分离距离d2是可变化的。在图7中，观察图式时的左右方向就是保持部的进退方向。
进而，在保持部201中，通过未图示的驱动机构，可以在载置于被载置面的裂断对象物的水平面内进行对准动作。
裂断棒202是板状的金属制(例如超硬合金制)部件，具有沿刀刃的长度方向延伸的、观察剖面时呈等腰三角形形状的刀尖202e。在图7中，以刀刃的长度方向为垂直于图式的方向的方式表示裂断棒202。刀尖202e的角度(刀尖角度)θ为5°～90°，优选为5～30°(例如15°)。该优选的刀尖角度θ小于以往一般的裂断处理中使用的裂断棒的刀尖角度60°～90°。
此外，更详细地说，刀尖202e的最前端部分是曲率半径为5μm至30μm左右(例如15μm)的微小的弯曲面。该曲率半径也小于以往一般的裂断处理中使用的裂断棒的曲率半径50μm～100μm。
该裂断棒202设为在保持部进退方向上的一对单位保持部201a和201b的中间位置(距离彼此相等的位置)的上方，通过未图示的保持手段，能够在垂直于保持部进退方向的铅直平面内在铅直方向上升降。
使用具有上述构成的裂断装置200的第1裂断处理是在如图7所示以覆盖衬底10的元件图案2侧的面及侧部的态样粘贴有保护膜5之后进行，所述衬底10处于粘贴有切割保护胶带4的状态，且经过了刻划处理。在以下的说明中，有时将粘贴有该保护膜5的状态下的衬底简称为衬底10。可以应用厚度为10μm～75μm左右(例如25μm)的周知的保护膜作为保护膜5。
具体来说，首先，如图7所示，以使保护膜5与保持部201的被载置面接触的态样将衬底10载置在保持部201上。也就是说，衬底10以元件图案2侧朝下、金属膜3侧朝上的姿势，即与刻划处理时的姿势相比上下颠倒的姿势，载置在保持部201上。此时，裂断棒202配置在不与衬底10接触的高度。
此外，如本实施方式一样，当以规定间隔(间距)d1确定多个分断预定位置P时，以使分离距离d2与衬底10的分断预定位置P的间隔(间距)d1相等的方式配置一对单位保持部201a与201b，在这个状态下，将衬底10载置在保持部201上。与一般的裂断处理时采用的d2＝1.5d1(d2是d1的(3/2)倍)的条件相比，该条件缩小了一对单位保持部201a与201b的间隔。此外，在实际处理中，d2只要处于d2＝0.5d1～1.25d1的范围内即可。
衬底10的载置完成后，接着，通过使驱动机构适当地动作，来对衬底10进行定位。具体来说，在刻划处理中使设置有划线SL以及垂直裂纹VC的衬底10的分断预定位置P的延伸方向与裂断棒202的刀刃的长度方向一致。通过进行该定位，如图7所示，裂断棒202的刀尖202e位于分断预定位置P的金属膜侧端部Pb的上方。
该定位完成后，如图7中的箭头AR2所示，裂断棒202的刀尖202e朝着分断预定位置P的金属膜侧端部Pb(更详细地说，切割保护胶带4的上表面)向铅直下方下降。
即使在刀尖202e抵接于分断预定位置P的金属膜侧端部Pb之后，裂断棒202也会下降规定距离。也就是说，以规定的压入量压入衬底10。该压入量优选为0.05mm～0.2mm(例如0.1mm)。
于是，如图8所示，衬底10中产生三点弯曲的情况，即，以裂断棒202的刀尖202e为作用点，以一对单位保持部201a与201b各自的被载置面的内侧端部f(fa、fb)为支点。由此，如图8中的箭头AR3所示，拉伸应力沿相反的两个方向作用在衬底10上，其结果，垂直裂纹VC进一步延展，并且基材1及元件图案2被暂时分成左右两个部分，且两部分之间形成间隙G。
但是，金属膜3这时并没有分离，只是因为刀尖202e的压入而被折弯。也就是说，当压入裂断棒202时，在金属膜3以及位于刀尖202e和金属膜3之间的切割保护胶带4上形成了折褶部B。
随后，如图9中的AR4所示，当裂断棒202上升从而解除衬底10的压入时，间隙G闭合，左右两个部分的端部相抵接，形成了分断面D。另一方面，金属膜3和切割保护胶带4中残留着折褶部B。在金属膜3中，折褶部B与金属膜3的其它平坦的部分相比，材料强度较弱。该折褶部B被视为折缝。
以上述态样进行的第1裂断处理旨在确保基材1及元件图案2被分断，以及确保金属膜3中形成可视作折缝的折褶部B。并且，作为较好地实现这些的条件，在第1裂断处理过程中，与一般的裂断处理不同，使一对单位保持部201a和201b的分离距离d2与分断预定位置P的间隔d1相等，并且使刀尖202e的最前端部分的曲率半径为5μm～30μm。另外，刀尖角度θ优选为5°～30°。
＜第2裂断处理＞
通过第1裂断处理，完成基材1和元件图案2的分断、以及金属膜3和切割保护胶带4中折褶部B的形成后，接着，进行第2裂断处理。与第1裂断处理相同，使用裂断装置200来进行第2裂断处理。
图10是示意性地表示执行第2裂断处理之前的状态的图。图11是示意性地表示执行第2裂断处理时的状态的图。图12是示意性地表示执行第2裂断处理之后的衬底10的图。
在第2裂断处理中，首先，如图10所示，与一般的裂断处理相同，以满足d2＝1.5d1(d2是d1的(3/2)倍)的方式配置一对单位保持部201a与201b，在此状态下，以使切割保护胶带4与保持部201的被载置面接触的态样将衬底10载置在保持部201上。也就是说，衬底10以与第1裂断处理时相比上下颠倒的姿势，载置在保持部201上。当d1为例如2.11mm～2.36mm左右时，d2为3.165mm～3.54mm。此外，在实际的处理中，只要为d2＝1.0d1～1.75d1的范围即可。另外，优选为将第2裂断处理中的d2设成大于第1裂断处理中的d2。此时，裂断棒202配置在不与衬底10接触的高度。
衬底10的载置完成后，接着，通过使驱动机构适当地动作，来对衬底10进行定位。具体来说，使分断面D及折褶部B的延伸方向与裂断棒202的刀刃的长度方向一致。此时，形成在金属膜3上的可视认的折褶部B能够有效地用作对准指标。通过进行该定位，如图10所示，裂断棒202的刀尖202e位于原本是分断预定位置P的元件图案侧端部Pa'的分断面D的上端部的上方。
该定位完成后，如图10中的箭头AR5所示，裂断棒202的刀尖202e朝着分断预定位置P的元件图案侧端部Pa'(更详细地说，保护膜5的上表面)向铅直下方下降。
如图11所示，该裂断棒202下降，直到刀尖202e经由保护膜5以规定的压入量压入切割槽dg中露出的基材1。此时，元件图案2及基材1已经被分断成两个部分，从上方对其分断面D施加力。结果，如箭头AR6所示，拉伸应力在分断面D的下方朝相反的两个方向作用在金属膜3上。如上所述，由于金属膜3的折褶部B与其它部分相比材料强度较弱，所以最终，如图12所示，甚至连金属膜3也在折褶部B处被分断而形成分断面D，容易并且确实地实现了仅在切割保护胶带4上残留着折褶部B的状态。
该第2裂断处理中的该压入量优选为0.02mm～0.1mm(例如0.05mm)，为第1裂断处理中的压入量的一半左右。这是为了防止因被分断的两个部分接触而造成损坏。此外，设为d2＝1.5d1，旨在即使是如此小的压入量的情况下，也能使金属膜3在折褶部B处被很好地分断。
第2裂断处理结束后，如图12中的箭头AR7所示，通过使拉伸应力沿面内方向作用于切割保护胶带4，切割保护胶带4扩展，衬底10在分断面D处被分成10A和10B两个部分。由此，衬底10被分断成两个部分。
如上所说明，根据本实施方式，能够良好且确实地对半导体元件用衬底进行分断，该半导体元件用衬底中，基材的一个主面具有元件图案，另一个主面具有金属膜，并且在元件图案侧的分断预定位置形成有如TEG图案的金属图案。
＜变化例＞
在所述实施方式中，利用划线轮进行了刻划处理，但是，只要能较好地实现划线的形成以及裂纹的延展，也可以为使用金刚石尖端等划线轮以外的工具来形成划线的态样。
另外，由于在第1裂断工序中已经在基材1上形成垂直裂纹VC，并且在金属膜3上形成折褶部B，因此在第2裂断工序中，可以使用具有与以往的分断处理相同的刀尖角度θ和前端曲率半径的裂断棒。
在所述实施方式中，使用切割刀片52进行了切割处理，但是也可以为通过激光照射等形成切割槽的态样。
另外，第1裂断工序和第2裂断工序中使用的裂断装置具备保持部201，该保持部201包括在水平方向上以规定的距离分开的一对单位保持部201a与201b，但是也可以使用具备保持部的裂断装置来替代，该保持部包括与衬底的整个面接触并保持的弹性体。同样地，在这种情况下，第1裂断处理中的压入量优选为0.05mm～0.2mm(例如0.1mm)，第2裂断处理中的压入量优选为0.02mm～0.1mm(例如0.05mm)，为第1裂断处理中的压入量的一半左右。
Claims (6)
1.一种附金属膜衬底的分断方法，其特征在于，将附金属膜衬底分断，该附金属膜衬底具备：基材、设置于所述基材的第1主面侧的薄膜层、及设置于所述基材的第2主面侧的金属膜；且该分断方法包括：
切割工序，通过在规定的分断预定位置对所述第1主面侧进行切割，使所述基材露出；
刻划工序，使用划线工具对通过所述切割工序而露出的所述基材进行刻划，形成划线，从所述划线起，沿所述分断预定位置，向所述基材的内部延展垂直裂纹；
第1裂断工序，通过使裂断棒从所述第2主面侧与所述附金属膜衬底抵接，进一步延展所述垂直裂纹，由此，在所述分断预定位置将所述附金属膜衬底中除所述金属膜以外的部分分断；以及
第2裂断工序，通过使所述裂断棒从所述第1主面侧与所述附金属膜衬底抵接，在所述分断预定位置将所述金属膜分断，
在所述切割工序中，
将所要形成的切割槽的深度设为A，将所述切割槽的宽度设为B，将所述划线工具的刻划误差设为C，将所述划线工具的刀尖角度设为δ时，
以满足如下关系式的方式形成所述切割槽，由此使所述基材露出，
B＞2A tan(δ/2)+C。
2.根据权利要求1所述的附金属膜衬底的分断方法，其特征在于：
在所述薄膜层的所述分断预定位置设置有金属图案。
3.根据权利要求1所述的附金属膜衬底的分断方法，其特征在于：
所述裂断棒的刀尖前端部的曲率半径为5μm～30μm。
4.根据权利要求3所述的附金属膜衬底的分断方法，其特征在于：
以规定的间隔d1确定多个所述规定的分断预定位置；
所述第1裂断工序及所述第2裂断工序是在利用水平方向上分离的一对保持部从下方支撑所述附金属膜衬底的状态下，在离所述一对保持部的各保持部均等的位置进行；
关于所述一对保持部的分离距离d2，
在所述第1裂断工序中设为d2＝0.5d1～1.25d1，
在所述第2裂断工序中设为d2＝1.0d1～1.75d1。
5.根据权利要求1所述的附金属膜衬底的分断方法，其特征在于：
在所述金属膜粘贴有粘附性胶带的状态下，进行所述切割工序、所述刻划工序、所述第1裂断工序及所述第2裂断工序；
在所述第1裂断工序中，将除所述金属膜以外的部分分断，并且在所述金属膜及所述粘附性胶带的与所述分断预定位置相当的位置形成折缝。
6.根据权利要求1所述的附金属膜衬底的分断方法，其特征在于：
进行所述第1裂断工序时，所述附金属膜衬底的姿势与其在所述刻划工序中的姿势上下颠倒；
进行所述第2裂断工序时，所述附金属膜衬底的姿势与其在所述第1裂断工序中的姿势上下颠倒。
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