JP2002270543A

JP2002270543A - 基板の分割方法

Info

Publication number: JP2002270543A
Application number: JP2001072496A
Authority: JP
Inventors: Masateru Hara; 昌輝原
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2002-09-20

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の基板を複合してなる複合基板であって
も簡単かつ良好に分割できるとともに、基板内部に作製
された微小構造を破損したり濡らしたりせずに基板を分
割することができる基板の分割方法を提供する。【構成】シリコン基板１１およびガラス基板１２の接
合面の最外縁部分を除く領域にそれぞれガイド溝を作製
する。ガイド溝を作製したシリコン基板１１とガラス基
板１２とを接合して、内部にガイド孔１５を有する複合
基板１０を形成する。ガラス基板１２の裏面１２Ｄにス
クライバーにより格子状の切削溝１６を作製し、複合基
板１０に外力を加えて割り、所望の寸法のダイに分割す
る。ガイド孔１５および切削溝１６に沿って、複合基板
１０を良好に分割することができる。ダイサーによる切
削の際に使用する純水で微小構造を濡らすことがなく、
デバイスへの好ましくない影響を防止することができ
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、半導体装置の形成
された基板を小ピースに分割するのに好適な基板の分割
方法に係り、特に、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanic
al System ）分野におけるデバイスを製造する際に用い
て好適な基板の分割方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置が形成された基板を分割する
際には、チップとチップとの間の隙間（ダイシングライ
ン）に切削溝を形成し（ダイシング）、次いで外力を加
えることにより切削溝に沿って基板を割り（ブレイ
ク）、個々のチップに分割する。ダイシングの方法とし
ては、ダイサーを用いる方法、スクライバーを用いる方
法など、いくつかの種類がある。ダイサーを用いる方法
は、ダイヤモンド砥粒を固着させた金属円盤からなる切
削刃（ブレード）を高速回転させて基板に切削溝を形成
する方法である。ダイサーを用いる方法は、切削溝の深
さの調整が容易であるので、例えば厚みのあるシリコン
（Ｓｉ）基板を分割する際にも対応することができる。
スクライバーを用いる方法は、ダイヤモンドカッタで基
板の表面に切削溝を形成する方法であり、従来では、例
えばガラス基板の分割に用いられてきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、デバイスに
よっては、異なる性質を有する複数枚の基板、例えばガ
ラス基板とシリコン基板とを接合した複合基板を用いる
場合がある。従来、このような複合基板を分割するに
は、上述のように、ダイサーを用いて一度に切断する
か、最も外側の基板をスクライブして切削溝を形成して
いる。

【０００４】しかしながら、厚みのある複合基板を一度
にダイサーで切断しようとすると、ダイサーの刃に掛か
る負担が大きく、切断中に刃の破損がしばしば発生する
という問題があった。しかも、切削の際に、発熱を防止
すると共に切削屑を除去するためにダイシングラインに
純水をかける必要があるので、完全密閉前のＭＥＭＳデ
バイスの場合は構造物を濡らしてしまうことになり、そ
の結果デバイスに好ましくない影響を与えるという別の
問題も生じていた。

【０００５】一方、最も外側の基板をスクライブする方
法の場合には、接合されている他の基板が所望の形状ど
おりに分割されないという問題があった。例えばガラス
基板だけにスクライブした場合、如何に劈開性のあるシ
リコン基板といえども予期せぬ方向に割れる場合があ
る。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、複数の基板を接合してなる複合基板
であっても、基板内部の微小構造を破損したり濡らした
りすることなく、簡単かつ良好に分割することができる
基板の分割方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の基板
の分割方法は、複数の基板のうち任意の２枚の基板の間
の接合面において、この２枚の基板を接合する前に、前
記２枚の基板のうち少なくとも一方の基板の接合される
側の表面に、分割のためのガイド溝を作製する工程と、
このガイド溝が作製された前記２枚の基板を接合するこ
とにより、複合基板の内部にガイド孔を形成する工程
と、このガイド孔を利用して複合基板を分割する工程と
を含むものである。

【０００８】本発明による第２の基板の分割方法は、半
導体基板を含む複数の基板を接合して複合基板を作製す
る工程と、半導体基板を深さ方向に貫通するガイド溝を
作製することにより半導体基板を所望の大きさに分割す
る工程と、半導体基板以外の前記基板を所望の大きさに
分割する工程とを含むものである。

【０００９】また、本発明による第３の基板の分割方法
は、基板の一方の表面に、抵抗体からなる第１のライン
状発熱体を形成すると共に、他方の表面に、抵抗体から
なる第２のライン状発熱体を形成する工程と、第１およ
び第２のライン状発熱体に電圧を印加することにより基
板の第１および第２のライン状発熱体の近傍の部分を局
所的に加熱した後、基板を冷却することにより基板を分
割する工程とを含むものである。

【００１０】更に、本発明による第３の基板の分割方法
は、複数の基板のうち任意の２枚の基板の間の接合面に
おいて、この２枚の基板のうち一方の基板の接合される
側の表面に、分割のためのガイド溝を形成する工程と、
２枚の基板のうち他方の基板において、接合される側の
表面に、２枚の基板を接合した際にガイド溝に嵌るよう
に第１のライン状発熱体を形成すると共に、この第１の
ライン状発熱体と反対側の表面に第２のライン状発熱体
を形成する工程と、複数の基板を接合して複合基板を形
成する工程と、第１および第２のライン状発熱体に電圧
を印加することにより複合基板の第１および第２のライ
ン状発熱体の近傍の部分を局所的に加熱した後、複合基
板を冷却することにより、複合基板を分割する工程とを
含むものである。

【００１１】本発明による基板の分割方法では、複合基
板の内部にガイド孔を形成することにより、または半導
体基板を貫通するようにガイド溝を作製することによ
り、あるいは基板表面に抵抗体からなる第１および第２
のライン状発熱体を設けることにより、基板を濡らすこ
となく、所望の大きさに分割することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】〔第１の実施の形態〕図１〜図５は本発明
の第１の実施の形態に係る基板の分割方法を工程順に表
すものである。ここでは、シリコン基板１１とガラス基
板１２とを接合してなる複合基板１０を分割する場合に
ついて説明する。なお、シリコン基板１１およびガラス
基板１２の内部にはそれぞれ微小構造が形成されている
が、図１〜図５では、簡単のため、それらの微小構造を
省略している。

【００１４】図１（Ａ）はシリコン基板１１の平面図、
（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。ま
ず、例えば厚さ１５０μｍの３インチシリコン基板１１
を用意する。このシリコン基板１１の裏面１１Ａに、例
えばダイサーまたはスクライバーを用いて、図１（Ａ）
に点線で示したような例えば格子状のガイド溝１３を、
縦横両方向に等間隔、例えば２０ｍｍ間隔で作製する。
ガイド溝１３の幅は例えば１５０μｍ、深さは例えば２
０μｍとする。ガイド溝１３は、シリコン基板１１の裏
面１１Ａの最外縁部分１１Ｂには作製されない。これ
は、シリコン基板１１が予期せぬ時に劈開して破損して
しまうのを防ぐためである。最外縁部分１１Ｂは、シリ
コン基板１１の裏面１１Ａの外周１１Ｃから例えば５ｍ
ｍ以内の領域である。

【００１５】図２（Ａ）はガラス基板１２の平面図、
（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２
に示した工程では、ホウケイ酸ガラスの一種であるパイ
レックスガラス（商品名、米国Corning 社）からなる、
例えば厚さ３００μｍの３インチガラス基板１２を用意
する。このガラス基板１２の表面１２Ａに、例えばダイ
サーまたはスクライバーを用いて、図２（Ａ）に示した
ような例えば格子状のガイド溝１４を縦横両方向に等間
隔、例えば２０ｍｍ間隔で作製する。ガイド溝１４の幅
はガイド溝１３の幅と等しく、例えば１５０μｍであ
る。ガイド溝１４の深さは例えば５０μｍである。ガイ
ド溝１３，１４は互いに整合するような位置に作製され
ている。ガイド溝１４もまた、ガラス基板１２の最外縁
部分１２Ｂには作製しない。これは、シリコン基板１１
とガラス基板１２とを接合する際にガイド溝１３，１４
を整合させるためである。最外縁部分１２Ｂは、ガラス
基板１２の表面１２Ａの外周１２Ｃから例えば５ｍｍ以
内の領域である。

【００１６】次いで、シリコン基板１１の裏面１１Ａ
と、ガラス基板１２の表面１２Ａとを対向させて、図示
しないアライナーによりガイド溝１３とガイド溝１４と
を整合させる。こうしてガイド溝１３，１４を整合させ
た状態で、シリコン基板１１とガラス基板１２とを例え
ば４００℃に加熱し、ガラス基板１２側を負極として例
えば１ｋＶの直流電圧を印加することで陽極接合を行
う。これにより、図３に示したように、シリコン基板１
１とガラス基板１２とが強固に接合され、複合基板１０
となる。同時に、ガイド溝１３，１４が合わさって、複
合基板１０内にガイド孔１５が形成される。

【００１７】図４（Ｂ）は複合基板１０の下面図、
（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図４
に示した工程では、複合基板１０の裏面、すなわちガラ
ス基板１２の裏面１２Ｄに、スクライバーを用いて、図
４（Ｂ）に示したような例えば格子状の切削溝１６を縦
横両方向に等間隔、例えば２０ｍｍ間隔で形成する。こ
のとき、ガイド孔１５と切削溝１６とは図４（Ａ）に示
したように互いに整合するような位置に形成されてい
る。

【００１８】続いて、複合基板１０にローラ等により外
力を加えることにより、ガイド孔１５および切削溝１６
に沿って複合基板１０を割る。これにより、図５に示し
たように、複合基板１０が良好に分割され、例えば大き
さ２０ｍｍ×２０ｍｍ、高さ４５０μｍの所望のサイズ
のダイ１７を得ることができる。

【００１９】本実施の形態によれば、シリコン基板１１
とガラス基板１２とを接合する前にガイド溝１３，１４
を互いに整合する位置に形成するようにしたので、接合
時にガイド溝１３，１４が合わさって複合基板１０内に
ガイド孔１５が形成される。従って、このガイド孔１５
と切削溝１６とに沿って複合基板１０を良好に分割する
ことができる。しかも、ガラス基板１２の裏面に切削溝
１６を形成するだけの場合と異なり、ガイド孔１５を形
成することによりシリコン基板１１が予期せぬ方向に割
れるのを防ぐことができる。こうして、簡単な追加プロ
セスにより、容易かつ精度よく複合基板１０を所望のサ
イズのダイ１７に分割することができる。

【００２０】また、ガイド溝１３は、シリコン基板１１
の裏面１１Ａの外周１１Ｃから例えば５ｍｍ以内の領
域、すなわち最外縁部分１１Ｂには作製しないようにし
たので、シリコン基板１１が予期せぬ時に劈開して破損
してしまうのを防ぐことができる。

【００２１】更に、複合基板１０を一度にダイサーで切
断することがないので、ダイサーのブレードに過度の負
担がかからず、ダイサーによる切削の際に使用する純水
で微細・脆弱な構造物を濡らす虞がない。従って、デバ
イスへの好ましくない影響を防止することができる。

【００２２】〔第２の実施の形態〕次に、図６〜図９を
参照して、本発明の第２の実施の形態に係る基板の分割
方法を工程順に説明する。ここでは、シリコン基板３１
とガラス基板３２とを接合してなる複合基板３０を分割
する場合について説明する。なお、シリコン基板３１お
よびガラス基板３２の内部にはそれぞれ微小構造が形成
されているが、図６〜図９では、それらの微小構造を省
略している。

【００２３】図６（Ａ）は、複合基板３０の平面図、
（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図６
に示した工程では、例えば厚さ５０μｍの３インチシリ
コン基板３１と、ホウケイ酸ガラスの一種であるパイレ
ックスガラス（商品名、米国Corning 社）からなる、例
えば厚さ２００μｍの３インチガラス基板３２とを用意
し、シリコン基板３１とガラス基板３２とを陽極接合法
により接合して複合基板３０を形成する。このときの条
件は、シリコン基板３１およびガラス基板３２の加熱温
度は例えば４００℃、印加電圧は例えば１ｋＶとする。
負極はガラス基板３２側とする。

【００２４】図７（Ａ）は、複合基板３０の平面図、
（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図７
に示した工程では、シリコン基板３１に、例えばディー
プＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法などのドライエッ
チングによって、例えば格子状のガイド溝３３を縦横両
方向に等間隔、例えば２０ｍｍ間隔で形成する。ガイド
溝３３は、シリコン基板３１を深さ方向に貫通するよう
に作製されており、その幅は例えば１００μｍ、深さは
例えば５０μｍである。なお、ガイド溝３３の作製は、
本来のデバイス作製のためにシリコン基板３１を深さ方
向に完全に貫通エッチングする工程と同時に行うことが
できる。この貫通エッチングは、ＳＦ₆ガスとＣ₄Ｆ₈
ガスとを交互に供給しながら高密度プラズマを発生させ
てドライエッチングを行う、所謂ボッシュ（Bosch ）プ
ロセスにより行うことができる。

【００２５】こうして、シリコン基板３１は、例えば大
きさ２０ｍｍ×２０ｍｍ、高さ５０μｍのシリコンダイ
３４に分割されるが、シリコンダイ３４はガラス基板３
２上に固定されているので極めて安定な状態である。必
要ならば、ここで、さらにシリコン基板３１（シリコン
ダイ３４）にプロセスを施すことができる。

【００２６】図８（Ｂ）は複合基板３０の下面図、
（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図８
に示した工程では、複合基板３０の裏面、すなわちガラ
ス基板３２の裏面３２Ａに、スクライバーを用いて、例
えば格子状の切削溝３５を形成する。切削溝３５の幅は
例えば１００μｍ、深さは例えば５０μｍである。図８
（Ａ）に示したように、切削溝３５は、ガイド溝３３に
整合するような位置に形成される。

【００２７】続いて、複合基板３０にローラ等によって
外力を加えることにより、ガイド溝３３および切削溝３
５に沿って複合基板３０を割る。これにより、図９に示
したように、複合基板３０が良好に分割され、例えば大
きさ２０ｍｍ×２０ｍｍ、高さ２５０μｍの所望のサイ
ズのダイ３６を得ることができる。

【００２８】本実施の形態によれば、接合後にシリコン
基板３１を貫通エッチングにより予め分割してシリコン
ダイ３４としたので、ガラス基板３２のみを分割する場
合と同様に、ガラス基板３２に切削溝３５を形成するだ
けで複合基板３０を良好に分割することができる。加え
て、シリコン基板３１は予め分割されているので、ガラ
ス基板３２にスクライバーを用いて切削溝３５を形成す
る際にシリコン基板３１にダメージを与える虞がない。
なお、ガイド溝３３の作製は、本来のデバイス作製のた
めのディープＲＩＥ工程と同時に行うことができるの
で、より単純なプロセスで複合基板３０の良好な分割を
実現できる。

【００２９】更に、複合基板３０を一度にダイサーで切
断することがないので、ダイサーのブレードに過度の負
担がかからず、ダイサーによる切削の際に使用する純水
で微細・脆弱な構造物を濡らす虞がない。したがって、
デバイスへの好ましくない影響を防止することができ
る。

【００３０】〔第３の実施の形態〕図１０〜図１４は本
発明の第３の実施の形態に係る基板の分割方法を工程順
に表すものである。ここでは、シリコン基板５１とガラ
ス基板５２とを接合してなる複合基板５０を分割する場
合について説明する。なお、シリコン基板５１およびガ
ラス基板５２の内部にはそれぞれ微小構造が形成されて
いるが、図１０〜図１４では、簡単のため、それらの微
小構造を省略している。

【００３１】図１０（Ａ）はシリコン基板５１の平面
図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
まず、例えば厚さ１００μｍの３インチシリコン基板５
１を用意する。このシリコン基板５１の裏面５１Ａに、
例えばダイサーまたはスクライバーを用いて、図１０
（Ａ）に点線で示したような例えば格子状のガイド溝５
３を縦横両方向に等間隔、例えば２０ｍｍ間隔で作製す
る。ガイド溝５３の幅は例えば１００μｍ、深さは例え
ば２０μｍとする。

【００３２】図１１（Ａ）はガラス基板５２の平面図、
（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図１
１に示した工程では、まず、ホウケイ酸ガラスの一種で
あるパイレックスガラス（商品名、米国Corning 社）か
らなる、例えば厚さ２００μｍの３インチガラス基板５
２を用意する。このガラス基板５２の表面５２Ａに、例
えばスパッター法により、厚さが例えば０．３μｍの金
属膜、例えばタングステン（Ｗ）膜を成膜する。このタ
ングステン膜を、例えばドライエッチング法により、例
えば幅３０μｍ、間隔２０ｍｍのライン状に成形する。
こうして、タングステンからなる第１のライン状発熱体
５４を縦方向に作製する。第１のライン状発熱体５４
は、シリコン基板５１の裏面５１Ａとガラス基板５２の
表面５２Ａとを対向させたときに縦方向のガイド溝５３
内に嵌るような位置に作製されている。

【００３３】図１２（Ｂ）はガラス基板５２の下面図、
（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図１
２に示した工程では、さらに、ガラス基板５２の裏面５
２Ｂに、第１のライン状発熱体５４の場合と同様にし
て、金属、例えばタングステンからなる第２のライン状
発熱体５５を作製する。第２のライン状発熱体５５は、
第１のライン状発熱体５４に直交する方向、すなわち本
実施の形態においては横方向に作製する。第２のライン
状発熱体５５は、その中心が横方向のガイド溝５３の中
心に整合するような位置に作製されている。

【００３４】次いで、シリコン基板５１の裏面５１Ａ
と、ガラス基板５２の表面５２Ａとを対向させて、陽極
接合法により接合し、複合基板５０を形成する。図１３
（Ａ）は、この複合基板５０の平面図、（Ｂ）は（Ａ）
のＡ−Ａ線に沿った断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線
に沿った断面図である。図１３（Ａ）から分かるよう
に、シリコン基板５１の直径は、ガラス基板５２よりも
例えば５ｍｍ小さく設定されており、シリコン基板５１
をガラス基板５２上に接合すると第１のライン状発熱体
５４の両端の端部５４Ａが剥き出しの状態となる。これ
により、複合基板５０の外部から第１のライン状発熱体
５４にアクセスすることが可能となる。なお、陽極接合
の条件は、シリコン基板５１およびガラス基板５２の加
熱温度は例えば４００℃、印加電圧は例えば１ｋＶとす
る。負極はガラス基板５２側とする。

【００３５】次いで、第１および第２のライン状発熱体
５４，５５のすべてに対し、ラインの長さに応じて例え
ば３０〜１０Ｖの電圧を印加することにより発熱させ、
ガラス基板５２の第１および第２のライン状発熱体５
４，５５近傍の部分のみを加熱する。電圧印加時間は、
典型的には、例えば３分とする。ここで、ガラスの熱伝
導性は低いので、ガラス基板５２の第１および第２のラ
イン状発熱体５４，５５近傍の部分のみを局所的に加熱
することが可能である。

【００３６】続いて、図示しないステージをチラーで−
１０℃に冷却しておき、このステージ上に複合基板５０
を、ガラス基板５２を下にした状態で設置する。これに
より、ガラス基板５２の局所的に加熱された部分が急冷
されて急激に収縮し、ガラス基板５２が局所的に加熱さ
れた部分、すなわち第１および第２のライン状発熱体５
４，５５に沿って破断する。こうして、図１４に示した
ように、複合基板５０が良好に分割され、例えば大きさ
２０ｍｍ×２０ｍｍ、高さ３００μｍの所望のサイズの
ダイ５６を得ることができる。

【００３７】本実施の形態によれば、ガラス基板５２を
スクライバーで切削する代わりに第１および第２のライ
ン状発熱体５４，５５を形成し、第１および第２のライ
ン状発熱体５４，５５の近傍の部分を局所的に加熱およ
び急冷することにより複合基板５０を分割するようにし
たので、切削屑を出さずに複合基板５０を分割すること
ができる。また、接合前にシリコン基板５１にガイド溝
５３を形成しているので、シリコン基板５１が予期せぬ
方向に割れるのを防ぐことができる。こうして、簡単な
追加プロセスにより、容易かつ精度よく複合基板５０を
所望のサイズのダイ５６に分割することができる。

【００３８】更に、ダイサーを使用しないので、複合基
板５０を一度にダイサーで切断することによりダイサー
のブレードに過度の負担をかけることがない。また、ダ
イサーによる切削の際に使用する純水で構造物を濡らす
ことがなく、したがってデバイスへの好ましくない影響
を防止することができる。

【００３９】以下、本発明の具体的な実施例について説
明する。

【００４０】〔実施例１〕本実施例は複合基板の内部に
形成されたガイド孔を利用した第１の実施の形態（図１
〜図５）に対応するもので、それぞれ内部に微小構造が
作製されているシリコン基板とガラス基板とを接合して
なる複合基板を分割する例である。

【００４１】本実施例では、まず、厚さ１５０μｍの３
インチシリコン基板１１を用意した。このシリコン基板
１１の裏面１１Ａに、ダイサーまたはスクライバーを用
いて、格子状のガイド溝１３を、縦横両方向に２０ｍｍ
間隔で作製した（図１参照）。ガイド溝１３の幅は１５
０μｍ、深さは２０μｍであった。ガイド溝１３は、シ
リコン基板１１の裏面１１Ａの最外縁部分１１Ｂには作
製されなかった。これは、シリコン基板１１が予期せぬ
時に劈開して破損してしまうのを防ぐためである。最外
縁部分１１Ｂは、シリコン基板１１の裏面１１Ａの外周
１１Ｃから５ｍｍ以内の領域であった。

【００４２】一方、ホウケイ酸ガラスの一種であるパイ
レックスガラス（商品名、米国Corning 社）からなる、
厚さ３００μｍの３インチガラス基板１２を用意した。
このガラス基板１２の表面１２Ａに、ダイサーまたはス
クライバーを用いて、格子状のガイド溝１４を縦横両方
向に２０ｍｍ間隔で作製した（図２参照）。ガイド溝１
４の幅はガイド溝１３の幅と等しく、１５０μｍであっ
た。ガイド溝１４の深さは５０μｍであった。ガイド溝
１３，１４は互いに整合するような位置に作製した。ガ
イド溝１４もまた、ガラス基板１２の最外縁部分１２Ｂ
には作製しなかった。これは、シリコン基板１１とガラ
ス基板１２とを接合する際にガイド溝１３，１４を整合
させるためである。最外縁部分１２Ｂは、ガラス基板１
２の表面１２Ａの外周１２Ｃから５ｍｍ以内の領域であ
った。

【００４３】次いで、シリコン基板１１の裏面１１Ａと
ガラス基板１２の表面１２Ａとを対向させて、アライナ
ーによりガイド溝１３とガイド溝１４とを整合させた。
こうしてガイド溝１３，１４を整合させた状態で、シリ
コン基板１１とガラス基板１２とを４００℃に加熱し、
ガラス基板１２側を負極として１ｋＶの直流電圧を印加
することで陽極接合を行った。これにより、シリコン基
板１１とガラス基板１２とを強固に接合し、複合基板１
０を形成した（図３参照）。同時に、ガイド溝１３，１
４が合わさって、複合基板１０内にガイド孔１５が形成
された。

【００４４】その後、複合基板１０の裏面、すなわちガ
ラス基板１２の裏面１２Ｄに、スクライバーを用いて、
格子状の切削溝１６を縦横両方向に２０ｍｍ間隔で形成
した（図４参照）。ガイド孔１５と切削溝１６とは互い
に整合するような位置に形成された。

【００４５】続いて、複合基板１０に外力を加えること
により、ガイド孔１５および切削溝１６に沿って複合基
板１０を割った。これにより、複合基板１０が良好に分
割され、大きさ２０ｍｍ×２０ｍｍ、高さ４５０μｍの
所望のサイズのダイ１７を得ることができた（図５参
照）。

【００４６】〔実施例２〕本実施例はシリコン基板を予
めドライエッチングまたはダイサーにより分割しておく
第２の実施の形態（図６〜図９）に対応するもので、そ
れぞれ内部に微小構造が作製されているシリコン基板と
ガラス基板とを接合してなる複合基板を分割する例であ
る。

【００４７】本実施例では、まず、厚さ５０μｍの３イ
ンチシリコン基板３１と、ホウケイ酸ガラスの一種であ
るパイレックスガラス（商品名、米国Corning 社）から
なる、厚さ２００μｍの３インチガラス基板３２とを用
意し、シリコン基板３１とガラス基板３２とを陽極接合
法により接合して複合基板３０を形成した（図６参
照）。このときの条件は、シリコン基板３１およびガラ
ス基板３２の加熱温度は４００℃、印加電圧は１ｋＶで
あった。負極はガラス基板３２側であった。

【００４８】続いて、シリコン基板３１に、ディープＲ
ＩＥ（Reactive Ion Etching）法により、格子状のガイ
ド溝３３を縦横両方向に２０ｍｍ間隔で形成した（図７
参照）。ガイド溝３３は、シリコン基板３１を深さ方向
に貫通するように作製されており、その幅は１００μ
ｍ、深さは５０μｍであった。なお、ガイド溝３３の作
製は、本来のデバイス作製のためにシリコン基板３１を
深さ方向に完全に貫通エッチングする工程と同時に行っ
た。この貫通エッチングは、ＳＦ₆ガスとＣ₄Ｆ ₈ガス
とを交互に供給しながら高密度プラズマを発生させてド
ライエッチングを行う、所謂ボッシュ（Bosch ）プロセ
スにより行った。

【００４９】こうして、シリコン基板３１は、大きさ２
０ｍｍ×２０ｍｍ、高さ５０μｍのシリコンダイ３４に
分割されたが、シリコンダイ３４はガラス基板３２上に
固定されているので極めて安定な状態であった。ここ
で、さらにシリコン基板３１（シリコンダイ３４）に必
要なプロセスを施した。

【００５０】その後、複合基板３０の裏面、すなわちガ
ラス基板３２の裏面３２Ａに、スクライバーを用いて、
格子状の切削溝３５を形成した（図８参照）。切削溝３
５の幅は１００μｍ、深さは５０μｍであった。切削溝
３５は、ガイド溝３３に整合するような位置に形成され
た。

【００５１】続いて、複合基板３０に外力を加えること
により、ガイド溝３３および切削溝３５に沿って複合基
板３０を割った。これにより、複合基板３０が良好に分
割され、大きさ２０ｍｍ×２０ｍｍ、高さ２５０μｍの
所望のサイズのダイ３６を得ることができた（図９参
照）。

【００５２】〔実施例３〕本実施例は、ガラス基板に形
成されたライン状発熱体の近傍の部分を局所的に加熱お
よび急冷することにより複合基板を分割する第３の実施
の形態（図１０〜図１４）に対応するもので、それぞれ
内部に微小構造が作製されているシリコン基板とガラス
基板とを接合してなる複合基板を分割する例である。

【００５３】本実施例では、まず、厚さ１００μｍの３
インチシリコン基板５１を用意する。このシリコン基板
５１の裏面５１Ａに、ダイサーまたはスクライバーを用
いて、格子状のガイド溝５３を縦横両方向に２０ｍｍ間
隔で作製した（図１０参照）。ガイド溝５３の幅は１０
０μｍ、深さは２０μｍであった。

【００５４】続いて、ホウケイ酸ガラスの一種であるパ
イレックスガラス（商品名、米国Corning 社）からな
る、厚さ２００μｍの３インチガラス基板５２を用意し
た。このガラス基板５２の表面５２Ａに、スパッター法
により、厚さが０．３μｍのタングステン（Ｗ）膜を成
膜した。このタングステン膜を、ドライエッチング法に
より、幅３０μｍ、間隔２０ｍｍのライン状に成形し
た。こうして、タングステンからなる第１のライン状発
熱体５４を縦方向に作製した（図１１参照）。第１のラ
イン状発熱体５４は、シリコン基板５１の裏面５１Ａと
ガラス基板５２の表面５２Ａとを対向させたときに縦方
向のガイド溝５３内に嵌るような位置に作製された。

【００５５】さらに、ガラス基板５２の裏面５２Ｂに、
第１のライン状発熱体５４の場合と同様にして、タング
ステンからなる第２のライン状発熱体５５を作製した
（図１２参照）。第２のライン状発熱体５５は、第１の
ライン状発熱体５４に直交する方向、すなわち横方向に
作製した。第２のライン状発熱体５５は、その中心が横
方向のガイド溝５３の中心に整合するような位置に作製
された。

【００５６】次いで、シリコン基板５１の裏面５１Ａ
と、ガラス基板５２の表面５２Ａとを対向させて、陽極
接合法により接合し、複合基板５０を形成した（図１３
参照）シリコン基板５１の直径は、ガラス基板５２より
も５ｍｍ小さく設定されており、シリコン基板５１をガ
ラス基板５２上に接合すると第１のライン状発熱体５４
の両端の端部５４Ａが剥き出しの状態となった。これに
より、複合基板５０の外部から第１のライン状発熱体５
４にアクセスすることが可能となった。なお、陽極接合
の条件は、シリコン基板５１およびガラス基板５２の加
熱温度は４００℃、印加電圧は１ｋＶとした。負極はガ
ラス基板５２側とした。

【００５７】次いで、第１および第２のライン状発熱体
５４，５５のすべてに対し、ラインの長さに応じて３０
〜１０Ｖの電圧を印加することにより発熱させ、ガラス
基板５２の第１および第２のライン状発熱体５４，５５
近傍の部分のみを加熱した。電圧印加時間は、典型的に
は、３分であった。ここで、ガラスの熱伝導性は低いの
で、ガラス基板５２の第１および第２のライン状発熱体
５４，５５近傍の部分のみを局所的に加熱することがで
きた。

【００５８】続いて、ステージをチラーで−１０℃に冷
却しておき、このステージ上に複合基板５０を、ガラス
基板５２を下にした状態で設置した。これにより、ガラ
ス基板５２の局所的に加熱された部分が急冷されて急激
に収縮し、ガラス基板５２が局所的に加熱された部分、
すなわち第１および第２のライン状発熱体５４，５５に
沿って破断した。こうして、複合基板５０が良好に分割
され、大きさ２０ｍｍ×２０ｍｍ、高さ３００μｍの所
望のサイズのダイ５６を得ることができた（図１４参
照）。

【００５９】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々変形可能である。例えば、各部の大きさ、基板
の材質、膜厚、プロセス条件等は本発明の主旨を逸脱し
ない限りにおいて変更が可能である。例えば、上記実施
の形態では、シリコン基板とガラス基板を接合してなる
複合基板を分割する例について説明したが、本発明はこ
れ以外の構成を有する複合基板にも適用することが可能
である。例えば、第１の実施の形態および実施例１は、
接合された複合基板１０のシリコン基板１１側にさらに
もう一枚のガラス基板を接合する場合や、シリコン基板
同士を接合する場合などにも適用することができる。

【００６０】また、例えば、第２の実施の形態および実
施例２において、接合された複合基板３０のシリコン基
板３１側にさらにもう一枚のガラス基板を接合し、その
ガラス基板にも切削溝を作製することで、良好な分割を
実現することができる。加えて、第２の実施の形態およ
び実施例２においては、ガイド溝３３の作製はドライエ
ッチングに限らず、ダイサーを用いて作製してもよい。

【００６１】さらに、例えば、第３の実施の形態および
実施例３において、接合された複合基板５０のシリコン
基板５１側にさらにもう一枚のガラス基板を接合し、そ
のガラス基板にもライン状発熱体を設置して加熱し、複
合基板の両面を同時に冷却することで、良好な分割を実
現することができる。また、第３の実施の形態および実
施例３は、複合基板に限らず、例えば単層ガラス基板の
分割にも適用することができる。

【００６２】なお、第１の実施の形態および実施例１で
は、ガイド溝１３，１４の両方を作製する必要はなく、
いずれか一方のみを作製するようにしてもよい。また、
第３の実施の形態および実施例３では、第１および第２
のライン状発熱体５４，５５をガラス基板５２の表面５
２Ａまたは裏面５２Ｂに直接スパッター法により成膜し
たが、分割を確実に行うために、表面５２Ａまたは裏面
５２Ｂに溝を作製し、この溝の中に第１および第２のラ
イン状発熱体５４，５５を作製するようにしてもよい。
この場合には、第１および第２のライン状発熱体５４，
５５の成膜・成形にはスパッター法より例えばガスデポ
ジション法あるいはジェットプリンティング法を用いた
方がコスト面でも有利である。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし４
のいずれか一に記載の基板の分割方法によれば、基板の
接合される側の表面にガイド溝を作製してから基板を接
合することにより、複合基板の内部にガイド孔を形成す
るようにしたので、このガイド孔に沿って複合基板を良
好に分割することができる。したがって、ガイド孔によ
り、複合基板が所望の大きさ・形状からずれて割れるの
を防ぐことができるという効果を奏する。

【００６４】特に、請求項２記載の基板の分割方法によ
れば、ガイド溝を、表面の最外縁部分を除く領域に形成
するようにしたので、劈開性を有するシリコン基板など
を用いて複合基板を作製する場合にも、シリコン基板が
予期せぬ時に劈開して破損してしまうのを防ぐことがで
きるという効果を有する。

【００６５】また、請求項５ないし９のいずれか一に記
載の基板の分割方法によれば、半導体基板を深さ方向に
貫通するガイド溝を作製することにより半導体基板を予
め所望の大きさに分割しておき、その後半導体基板以外
の基板を所望の大きさに分割するようにしたので、複合
基板であっても、単一の基板を分割するのと同様にして
分割することができるという効果を奏する。

【００６６】また、請求項１０ないし１７のいずれか一
に記載の基板の分割方法によれば、基板の表面に第１お
よび第２のライン状発熱体を形成し、第１および第２の
ライン状発熱体の近傍の部分を局所的に加熱および急冷
することにより複合基板を分割するようにしたので、切
削屑を出さずに複合基板を良好に分割することができる
という効果を奏する。

【００６７】更に、請求項１ないし１７のいずれかに記
載の基板の分割方法によれば、複合基板を一度にダイサ
ーで切断することがないので、ダイサーのブレードに過
度の負担がかからず、ダイサーによる切削の際に使用す
る純水で微細・脆弱な構造物を濡らす虞がない。したが
って、デバイスへの好ましくない影響を防止することが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板の分割方
法を工程順に説明するための図であり、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図２】図１の工程に続く工程を説明するための図であ
り、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線
に沿った断面図である。

【図３】図２の工程に続く工程を説明するための断面図
である。

【図４】図３の工程に続く工程を説明するための図であ
り、（Ｂ）は下面図、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿っ
た断面図である。

【図５】図４の工程に続く工程を説明するための断面図
である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る基板の分割方
法を工程順に説明するための図であり、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図７】図６の工程に続く工程を説明するための図であ
り、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に沿っ
た断面図である。

【図８】図７の工程に続く工程を説明するための図であ
り、（Ｂ）は下面図、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿っ
た断面図である。

【図９】図８の工程に続く工程を説明するための断面図
である。

【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る基板の分割
方法を工程順に説明するための図であり、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図１１】図１０の工程に続く工程を説明するための図
であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に
沿った断面図である。

【図１２】図１１の工程に続く工程を説明するための図
であり、（Ｂ）は下面図、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線に
沿った断面図である。

【図１３】図１２の工程に続く工程を説明するための図
であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に
沿った断面図である。

【図１４】図１３の工程に続く工程を説明するための断
面図である。

【符号の説明】

１０，３０，５０…複合基板、１１，３１，５１…シリ
コン基板、１２，３２，５２…ガラス基板、１３，１
４，３３，５３…ガイド溝、１５…ガイド孔、１６，３
５…切削溝、１７，３６，５６…ダイ、３４…シリコン
ダイ、５４…第１のライン状発熱体、５５…第２のライ
ン状発熱体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の基板を接合してなる複合基板を分
割するための基板の分割方法であって、前記複数の基板のうち任意の２枚の基板の間の接合面に
おいて、この２枚の基板を接合する前に、前記２枚の基
板のうち少なくとも一方の基板の接合される側の表面
に、分割のためのガイド溝を作製する工程と、このガイド溝が作製された前記２枚の基板を接合するこ
とにより、前記複合基板の内部にガイド孔を形成する工
程と、このガイド孔を利用して前記複合基板を分割する工程と
を含むことを特徴とする基板の分割方法。
【請求項２】前記ガイド溝を、前記接合される側の表
面の最外縁部分を除く領域に形成することを特徴とする
請求項１記載の基板の分割方法。
【請求項３】前記複合基板を、ホウケイ酸ガラスから
なるガラス基板とシリコン（Ｓｉ）基板とを陽極接合し
て作製することを特徴とする請求項１記載の基板の分割
方法。
【請求項４】更に、前記複合基板の最も外側に面する
面の、前記ガイド孔に整合する位置に、分割用の切削溝
を形成することを特徴とする請求項１記載の基板の分割
方法。
【請求項５】半導体基板を含む複数の基板を接合して
複合基板を作製する工程と、前記半導体基板を深さ方向に貫通するガイド溝を作製す
ることにより前記半導体基板を所望の大きさに分割する
工程と、前記半導体基板以外の前記基板を所望の大きさに分割す
る工程とを含むことを特徴とする基板の分割方法。
【請求項６】前記分割された半導体基板上に所望の半
導体装置を形成する工程を含むことを特徴とする請求項
５記載の基板の分割方法。
【請求項７】前記半導体基板がシリコン（Ｓｉ）基板
であり、前記複合基板は前記シリコン基板とホウケイ酸
ガラスからなるガラス基板とを含むことを特徴とする請
求項５記載の基板の分割方法。
【請求項８】前記ガイド溝をドライエッチングまたは
ダイサーにより形成することを特徴とする請求項５記載
の基板の分割方法。
【請求項９】更に、前記複合基板の最も外側に面する
面の、前記ガイド孔に整合する位置に、分割用の切削溝
を形成することを特徴とする請求項５記載の基板の分割
方法。
【請求項１０】基板の一方の表面に、抵抗体からなる
第１のライン状発熱体を形成すると共に、他方の表面
に、抵抗体からなる第２のライン状発熱体を形成する工
程と、前記第１および第２のライン状発熱体に電圧を印加する
ことにより前記基板の第１および第２のライン状発熱体
の近傍の部分を局所的に加熱した後、前記基板を冷却す
ることにより、前記基板を分割する工程とを含むことを
特徴とする基板の分割方法。
【請求項１１】前記基板をホウケイ酸ガラスからなる
ガラス基板とすることを特徴とする請求項１０記載の基
板の分割方法。
【請求項１２】前記第１および第２のライン状発熱体
を、前記基板の表面に形成された溝の内部に形成するこ
とを特徴とする請求項１０記載の基板の分割方法。
【請求項１３】前記第１および第２のライン状発熱体
を、ガスデポジション法またはジェットプリンティング
法により形成することを特徴とする請求項１２記載の基
板の分割方法。
【請求項１４】複数の基板を接合してなる複合基板を
分割するための基板の分割方法であって、前記複数の基板のうち任意の２枚の基板の間の接合面に
おいて、この２枚の基板のうち一方の基板の接合される
側の表面に、分割のためのガイド溝を形成する工程と、前記２枚の基板のうち他方の基板において、接合される
側の表面に、前記２枚の基板を接合した際に前記ガイド
溝に嵌るように第１のライン状発熱体を形成すると共
に、この第１のライン状発熱体と反対側の表面に第２の
ライン状発熱体を形成する工程と、前記複数の基板を接合して前記複合基板を形成する工程
と、前記第１および第２のライン状発熱体に電圧を印加する
ことにより前記複合基板の第１および第２のライン状発
熱体の近傍の部分を局所的に加熱した後、前記複合基板
を冷却することにより、前記複合基板を分割する工程と
を含むことを特徴とする基板の分割方法。
【請求項１５】前記複合基板はホウケイ酸ガラスから
なるガラス基板とシリコン（Ｓｉ）基板とを含み、このシリコン基板に前記ガイド溝を形成すると共に、前
記ガラス基板に前記第１および第２のライン状発熱体を
形成することを特徴とする請求項１４記載の基板の分割
方法。
【請求項１６】前記第１および第２のライン状発熱体
を、前記他方の基板の表面に形成された溝の内部に形成
することを特徴とする請求項１４記載の基板の分割方
法。
【請求項１７】前記第１および第２のライン状発熱体
を、ガスデポジション法またはジェットプリンティング
法により形成することを特徴とする請求項１６記載の基
板の分割方法。