JP2005347670A - Substrate dividing method, its apparatus, and element having joining surface - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板の分割方法及び装置並びに接合面を有する素子に関するものである。 The present invention relates to a substrate dividing method and apparatus, and an element having a bonding surface.
近年、異種材料から成る第1及び第2板状部を接合した接合面を有する素子が開発されている。例えば、半導体力学量センサ例えば圧力センサチップは、ダイヤフラム検知回路などの回路が形成された第1板状部としてのシリコンチップを、第2板状部としてのガラス製の支持台座上に支持して構成される。この場合、シリコン基板(シリコンウエハ)とガラス基板とを接合し、その後その接合基板を、ダイシングブレードを用いて切断することにより、個々のチップ1に分割することが行なわれる。
In recent years, an element having a joint surface obtained by joining first and second plate-like parts made of different materials has been developed. For example, a semiconductor mechanical quantity sensor, such as a pressure sensor chip, supports a silicon chip as a first plate portion on which a circuit such as a diaphragm detection circuit is formed on a glass support pedestal as a second plate portion. Composed. In this case, the silicon substrate (silicon wafer) and the glass substrate are bonded to each other, and then the bonded substrate is cut using a dicing blade to be divided into
ところで、上記のようにブレードによる切断(ダイシング)を行なうにあたっては、切断厚みに応じたブレード幅(厚さ)を有するブレードを使用する必要がある。これに対し、シリコン基板とガラス基板とを接合した接合基板は、シリコン基板の厚み(一般に300〜800μm)に対し、ガラス基板の厚みが大きい(一般に1〜3mm程度)ため、これを切断するためには大きなブレード幅(150〜300μm)のブレードを使用せざるを得ず、このため、シリコン基板のスクライブラインの幅、つまり無効となる部分の幅が大きくなる不具合があった。チップが小さい場合には、無効面積がシリコン基板全体の10%を越えるケースも出てくる。 By the way, when performing cutting (dicing) with a blade as described above, it is necessary to use a blade having a blade width (thickness) corresponding to the cutting thickness. On the other hand, a bonded substrate obtained by bonding a silicon substrate and a glass substrate has a larger glass substrate thickness (generally about 1 to 3 mm) than a silicon substrate thickness (generally 300 to 800 μm). In this case, a blade having a large blade width (150 to 300 [mu] m) must be used. For this reason, there is a problem that the width of the scribe line of the silicon substrate, that is, the width of the invalid portion becomes large. When the chip is small, there are cases where the invalid area exceeds 10% of the entire silicon substrate.
そこで、近年では、接合基板の切断における無効となる部分の幅を小さくするための技術が考えられている。例えば、図13に示すように、シリコン基板1とガラス基板2とを接合した後、シリコン基板1側をブレード幅の小さいブレード70で切断し、その後、ガラス基板2側をブレード幅の大きいブレード71で切断するようにしている(例えば、特許文献1を参照)。
Therefore, in recent years, a technique for reducing the width of the ineffective portion in cutting the bonded substrate has been considered. For example, as shown in FIG. 13, after the
また、図14に示すように、ガラス基板2のスクライブラインに対応した位置に予め切込み72を形成しておいた上で、シリコン基板1と接合し、その後、シリコン基板1及びガラス基板2の残りの部分を一度に切断する方法もある(例えば、特許文献2を参照)。
Further, as shown in FIG. 14, a
また、図15に示すように、ガラス基板2の上面側に、予め切込み73を形成しておいた上で、シリコン基板1と接合し、その後、シリコン基板1及びガラス基板2の残りの部分を切断する方法がある(例えば、特許文献3を参照)。
Further, as shown in FIG. 15, a
これらによれば、シリコン基板1の切断に使用するブレード70を、比較的小さいブレード幅のもので済ませることができ、ひいては有効面積を拡大することができる。
According to these, the
また、図16に示すように、薄肉なダイヤフラム74と検出回路が形成されているシリコン基板1と、支持台座としてのガラス基板2の上面とが陽極接合法により接合されている接合基板に対し、スクライブライン75に沿って、図示しないブレードを用いて切断(ダイシング)するに際して、ガラス基板1のスクライブライン75に対応した位置に、断面くさび状(V字状)をなす非貫通状の切込み溝76を、接合面とは反対側の面(図16で下面側)から、サンドブラスト法により、ガラス基板2の接合面側(図16で上面側)に数十μm程度の厚みを残すように形成しておき、シリコン基板1と、ガラス基板2の一部(切込み溝76の底を構成する部分)とを同時にブレードにより切断する方法がある(例えば、特許文献4を参照)。
しかしながら、従来例の基板の分割方法は、第1の基板と第2の基板のスクライブラインがずれている場合、例えば、第1の基板としてのシリコン基板の端部を露出させ、露出させた端部に設けた端子と外部回路とのインターフェースをとるように構成された素子を製造したい場合には、うまく適用できないという問題点があった。 However, in the conventional substrate dividing method, when the scribe lines of the first substrate and the second substrate are shifted, for example, the end portion of the silicon substrate as the first substrate is exposed, and the exposed end is exposed. In the case where it is desired to manufacture an element configured to interface with a terminal provided in a part and an external circuit, there is a problem that it cannot be applied well.
図13に示した方法で第1の基板と第2の基板のスクライブラインがずれているものを分割しようとすると、第1の基板をダイシングした際に、第2の基板のスクライブラインとは異なる部分に若干の切込みが生じ、分割されたチップが割れやすくなることがある。また、図14、図15、図16に示した方法は、第2の基板としてのガラス基板に予め切込みを形成しておき、第1の基板をダイシングする際にブレードの先端が切込み内におさまるよう構成されているため、第1の基板と第2の基板のスクライブラインがずれているものを分割しようとする場合には、原理的に適用できない。 If the first substrate and the scribe line of the second substrate are separated from each other by the method shown in FIG. 13, when the first substrate is diced, it is different from the scribe line of the second substrate. Some cutting may occur in the portion, and the divided chip may be easily broken. Further, in the method shown in FIGS. 14, 15, and 16, a notch is formed in advance in a glass substrate as the second substrate, and the tip of the blade fits in the notch when dicing the first substrate. Therefore, in the case where the scribe lines of the first substrate and the second substrate are shifted from each other, it cannot be applied in principle.
また、従来例の基板の分割方法によって製造された、接合面において第1板状部及び第2板状部が接合されて成る接合面を有する素子においては、第1板状部及び第2板状部の接合面とは反対側の端部がともに鋭利な形状であるため、機械的強度が弱いという問題点があった。 Further, in an element having a bonding surface formed by bonding the first plate-like portion and the second plate-like portion on the bonding surface, manufactured by the conventional substrate dividing method, the first plate-like portion and the second plate. Since both ends opposite to the joint surface of the shaped portion have a sharp shape, there is a problem that the mechanical strength is weak.
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、無効となる部分の幅が小さい基板の分割方法及び装置、特に、第1の基板と第2の基板のスクライブラインがずれている場合にも無効となる部分の幅が小さい基板の分割方法及び装置と、機械的強度に優れた、接合面を有する素子を提供することを目的としている。 In view of the above-mentioned conventional problems, the present invention is a method and an apparatus for dividing a substrate with a small width of an invalid portion, and particularly invalid when the scribe lines of the first substrate and the second substrate are shifted. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for dividing a substrate having a small width and a device having a bonding surface and excellent mechanical strength.
本願の第1発明の基板の分割方法は、基板の片面をハーフカットダイシングするステップと、前記基板の片面にプラズマを照射することにより、前記基板の片面をエッチングするステップとを有することを特徴とする。 The substrate dividing method according to the first invention of the present application includes a step of half-cut dicing one side of the substrate, and a step of etching one side of the substrate by irradiating plasma on one side of the substrate. To do.
このような構成により、無効となる部分の幅が小さい基板の分割方法が実現できる。 With such a configuration, it is possible to realize a substrate dividing method in which the width of the invalid portion is small.
本願の第2発明の基板の分割方法は、基板の片面に樹脂層を形成するステップと、前記基板の片面に対し、樹脂層を貫通しつつハーフカットダイシングするステップと、前記基板の片面にプラズマを照射することにより、前記基板の片面をエッチングするステップとを有することを特徴とする。 The substrate dividing method according to the second invention of the present application includes a step of forming a resin layer on one side of the substrate, a step of half-cut dicing through one side of the substrate while penetrating the resin layer, and a plasma on one side of the substrate. And etching one side of the substrate by irradiating the substrate.
このような構成により、無効となる部分の幅が小さい基板の分割方法が実現できる。 With such a configuration, it is possible to realize a substrate dividing method in which the width of the invalid portion is small.
本願の第3発明の基板の分割方法は、基板の片面をハーフカットダイシングするステップと、ハーフカットダイシングにより形成された溝内にプラズマを発生させることにより、溝の深さ方向にエッチングを進行させるステップとを有することを特徴とする。 In the substrate dividing method according to the third invention of the present application, a step of half-cut dicing one side of the substrate, and plasma is generated in the groove formed by the half-cut dicing to advance the etching in the depth direction of the groove. And a step.
このような構成により、無効となる部分の幅が小さい基板の分割方法が実現できる。 With such a configuration, it is possible to realize a substrate dividing method in which the width of the invalid portion is small.
本願の第4発明の基板の分割方法は、回路が形成された第1の基板と第2の基板とを接合してなる接合基板を分割するための基板の分割方法であって、第1の基板に対し、接合面とは反対側の面をハーフカットダイシングするステップと、第1の基板に対し、接合面とは反対側の面にプラズマを照射することにより、接合面とは反対側の面をエッチングするステップと、第2の基板に対し、接合面とは反対側の面に切込み溝を形成するステップと、圧力を加えて第2の基板を分断するステップを有することを特徴とする。 A substrate dividing method according to a fourth invention of the present application is a substrate dividing method for dividing a bonded substrate formed by bonding a first substrate on which a circuit is formed and a second substrate, A step of half-cut dicing the surface opposite to the bonding surface with respect to the substrate, and irradiating the surface opposite to the bonding surface with respect to the first substrate, so that the surface opposite to the bonding surface is irradiated. Etching the surface, forming a cut groove on a surface opposite to the bonding surface with respect to the second substrate, and dividing the second substrate by applying pressure. .
このような構成により、無効となる部分の幅が小さい基板の分割方法、特に、第1の基板と第2の基板のスクライブラインがずれている場合にも無効となる部分の幅が小さい基板の分割方法が実現できる。 With such a configuration, a method of dividing a substrate with a small width of the invalid portion, particularly a substrate with a small width of the invalid portion even when the scribe lines of the first substrate and the second substrate are misaligned. A division method can be realized.
本願の第5発明の基板の分割方法は、回路が形成された第1の基板と第2の基板とを接合してなる接合基板を分割するための基板の分割方法であって、第1の基板に対し、接合面とは反対側の面に樹脂層を形成するステップと、接合面とは反対側の面に対し、樹脂層を貫通しつつハーフカットダイシングするステップと、第1の基板に対し、接合面とは反対側の面にプラズマを照射することにより、接合面とは反対側の面をエッチングするステップと、第2の基板に対し、接合面とは反対側の面に切込み溝を形成するステップと、圧力を加えて第2の基板を分断するステップとを有することを特徴とする。 A substrate dividing method according to a fifth aspect of the present invention is a substrate dividing method for dividing a bonded substrate formed by bonding a first substrate on which a circuit is formed and a second substrate. A step of forming a resin layer on a surface opposite to the bonding surface with respect to the substrate; a step of half-cut dicing while penetrating the resin layer with respect to a surface opposite to the bonding surface; On the other hand, a step of etching the surface opposite to the bonding surface by irradiating the surface opposite to the bonding surface with plasma, and a notch groove on the surface opposite to the bonding surface with respect to the second substrate. And a step of applying pressure to divide the second substrate.
このような構成により、無効となる部分の幅が小さい基板の分割方法、特に、第1の基板と第2の基板のスクライブラインがずれている場合にも無効となる部分の幅が小さい基板の分割方法が実現できる。 With such a configuration, a method of dividing a substrate with a small width of the invalid portion, particularly a substrate with a small width of the invalid portion even when the scribe lines of the first substrate and the second substrate are misaligned. A division method can be realized.
本願の第6発明の基板の分割方法は、回路が形成された第1の基板と第2の基板とを接合してなる接合基板を分割するための基板の分割方法であって、第1の基板に対し、接合面とは反対側の面をハーフカットダイシングするステップと、第1の基板に対し、ハーフカットダイシングにより形成された溝内にプラズマを発生させることにより、溝の深さ方向にエッチングを進行させるステップと、第2の基板に対し、接合面とは反対側の面に切込み溝を形成するステップと、圧力を加えて第2の基板を分断するステップを有することを特徴とする。 A substrate dividing method according to a sixth invention of the present application is a substrate dividing method for dividing a bonded substrate formed by bonding a first substrate on which a circuit is formed and a second substrate, A step of half-cut dicing the surface opposite to the bonding surface with respect to the substrate, and generating plasma in the groove formed by half-cut dicing for the first substrate, in the depth direction of the groove. A step of etching, a step of forming a cut groove on a surface opposite to the bonding surface with respect to the second substrate, and a step of dividing the second substrate by applying pressure. .
このような構成により、無効となる部分の幅が小さい基板の分割方法、特に、第1の基板と第2の基板のスクライブラインがずれている場合にも無効となる部分の幅が小さい基板の分割方法が実現できる。 With such a configuration, a method of dividing a substrate with a small width of the invalid portion, particularly a substrate with a small width of the invalid portion even when the scribe lines of the first substrate and the second substrate are misaligned. A division method can be realized.
本願の第7発明の基板の分割装置は、基板台と回転刃が設けられたダイシングユニットと、基板電極とプラズマ発生装置が設けられたエッチングユニットと、基板をダイシングユニットからエッチングユニットへ搬送するための搬送装置を備えたことを特徴とする。 A substrate dividing apparatus according to a seventh aspect of the present invention is a dicing unit provided with a substrate stage and a rotary blade, an etching unit provided with a substrate electrode and a plasma generator, and a substrate for transferring the substrate from the dicing unit to the etching unit. It is characterized by comprising a transfer device.
このような構成により、無効となる部分の幅が小さい基板の分割装置、特に、第1の基板と第2の基板のスクライブラインがずれている場合にも無効となる部分の幅が小さい基板の分割装置が実現できる。 With such a configuration, a substrate dividing apparatus having a small width of the invalid portion, particularly a substrate having a small width of the invalid portion even when the scribe lines of the first substrate and the second substrate are misaligned. A dividing device can be realized.
本願の第8発明の基板の分割装置は、基板を載置して回転させるための回転台と塗布ノズルが設けられた塗布ユニットと、乾燥炉と、基板台と回転刃が設けられたダイシングユニットと、基板電極とプラズマ発生装置が設けられたエッチングユニットと、基板を塗布ユニット、乾燥炉、ダイシングユニット、エッチングユニットへと順に搬送するための搬送装置を備えたことを特徴とする。 The substrate dividing apparatus according to the eighth invention of the present application is a coating unit provided with a rotating table and a coating nozzle for placing and rotating a substrate, a drying furnace, a dicing unit provided with a substrate table and a rotary blade. And an etching unit provided with a substrate electrode and a plasma generator, and a transport device for transporting the substrate sequentially to a coating unit, a drying furnace, a dicing unit, and an etching unit.
このような構成により、無効となる部分の幅が小さい基板の分割装置、特に、第1の基板と第2の基板のスクライブラインがずれている場合にも無効となる部分の幅が小さい基板の分割装置が実現できる。 With such a configuration, a substrate dividing apparatus having a small width of the invalid portion, particularly a substrate having a small width of the invalid portion even when the scribe lines of the first substrate and the second substrate are misaligned. A dividing device can be realized.
本願の第9発明の接合面を有する素子は、接合面において第1板状部及び第2板状部が接合されて成る接合面を有する素子であって、第1板状部の接合面とは反対側の端部がラウンド形状であることを特徴とする。 The element having the joint surface of the ninth invention of the present application is an element having a joint surface formed by joining the first plate-like portion and the second plate-like portion at the joint surface, and the joint surface of the first plate-like portion and Is characterized in that the opposite end has a round shape.
このような構成により、機械的強度に優れた、接合面を有する素子が実現できる。 With such a configuration, an element having a bonding surface with excellent mechanical strength can be realized.
以上のように、本願発明の基板の分割方法及び装置によれば、無効となる部分の幅が小さい基板の分割方法及び装置、特に、第1の基板と第2の基板のスクライブラインがずれている場合にも無効となる部分の幅が小さい基板の分割方法及び装置が実現できる。また、本願発明の接合面を有する素子によれば、機械的強度に優れた、接合面を有する素子が実現できる。 As described above, according to the substrate dividing method and apparatus of the present invention, the substrate dividing method and apparatus having a small ineffective portion width, particularly, the scribe lines of the first substrate and the second substrate are shifted. In this case, it is possible to realize a substrate dividing method and apparatus in which the width of the invalid portion is small. In addition, according to the element having the bonding surface of the present invention, an element having the bonding surface with excellent mechanical strength can be realized.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1について、図1〜図5を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態1における基板の分割方法を示す断面図である。
図1(a)において、回路が形成された第1の基板1(シリコン)と第2の基板2(ガラス)とを接合してなる接合基板を準備する。次に、図1(b)のように、第2の基板2に対し、接合面とは反対側の面に切込み溝3を形成する。次いで、図1(c)のように、第1の基板1に対し、接合面とは反対側の面をハーフカットダイシングし、ダイシング溝4を形成する。そして、図1(d)のように、第1の基板1に対し、接合面とは反対側の面にプラズマを照射することにより、接合面とは反対側の面をエッチングする。このとき、第1の基板1の板厚が若干減少し、ダイシング溝4の溝幅が若干広がるとともに、ダイシング溝4が接合面にまで達する。
(Embodiment 1)
Hereinafter,
In FIG. 1A, a bonded substrate is prepared by bonding a first substrate 1 (silicon) on which a circuit is formed and a second substrate 2 (glass). Next, as shown in FIG. 1B, a cut groove 3 is formed in the
次いで、図1(e)の矢印のように圧力を加えて、第2の基板2を分断することにより、接合基板の分割を行うことができた。つまり、第1の基板1と第2の基板2のスクライブラインがずれている場合においても、良好な分割を行うことができた。例えば、第1の基板としてのシリコン基板1の端部を露出させ、露出させた端部に設けた端子と外部回路とのインターフェースをとるように構成された素子を製造することが可能となった。また、回路が形成されているのは第1の基板1であり、第1の基板1のスクライブラインはハーフカットダイシングした位置で正確に規定され、第2の基板2を分断する際に若干斜めに割れたとしても、第1の基板1の回路に悪影響はほとんど生じない。
Subsequently, pressure was applied as shown by an arrow in FIG. 1E to divide the
図2は、上記の方法によって分割されたチップの断面図である。図2において、第1の基板1の接合面とは反対側の端部5がラウンド形状となっていることがわかる。これは、第1の基板1に対し、接合面とは反対側の面にプラズマを照射することにより、接合面とは反対側の面をエッチングした際に形成される。このようなラウンド形状の形成は、プラズマエッチングにおいては、エッジ部分におけるエッチング速度が、平面部におけるエッチング速度よりも一般に大きくなることに起因している。このようにして形成された、第1板状部の接合面とは反対側の端部がラウンド形状である「接合面を有する素子」は、機械的または熱的な衝撃に強いという利点がある。つまり、第1の基板1は、第2の基板2よりも板厚が薄く、かつ、脆い材質(シリコン)であり、機械的または熱的な衝撃が生じた際に歪みを生じやすいのは、第1板状部の接合面とは反対側の端部である。端部がラウンド形状であれば、機械的または熱的な衝撃が拡散され、割れを生じさせるような極度の歪みの集中を避けることが可能となる。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the chip divided by the above method. In FIG. 2, it can be seen that the end 5 on the side opposite to the bonding surface of the
次に、上記の方法における各工程について詳しく説明する。 Next, each step in the above method will be described in detail.
図3は、本発明の実施の形態1において用いた基板の分割装置の概略構成図である。図3において、ローダ部6に設けられたカセット台7に第1の基板及び第2の基板が接合された基板を収納する基板カセット8が載置される。ローダアーム9は、基板カセット8から基板を取り出し、アライメントステージ10に基板を移動させる。アライメントステージ10上で中心合わせとオリエンテーションフラット、またはノッチ合わせを終えた基板は、ゲート11を介してローダ部6と接続された移載室12に、移載アーム13によって移動する。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the substrate dividing apparatus used in
次いで、基板は、移載アーム13によって、ゲート11を介して移載室12と接続されたダイシング室14に移動する。ハーフカットダイシングされた基板は、再び移載アーム13によって、移載室12に移動し、さらに、ゲート11を介して移載室12と接続されたエッチング室15に移動する。エッチングされた基板は、再び移載アーム13によって、移載室12に移動し、さらに、アライメントステージ10上に移され、最終的に基板カセット8に戻ってくる。
Next, the substrate is moved by the
図4は、ダイシングユニットとしてのダイシング室に設けられたダイシング装置17の概略構成を示す斜視図である。図4において、ダイシング装置17は、スピンドルハウジング18によって回転可能に支持されたスピンドル19に回転刃20が装着され、その両側に切削水供給ノズル21が配設された構成となっており、Y軸方向及びZ軸方向に移動可能であるよう、構成されている。回転刃20が高速回転しながらX軸方向に移動する第1の基板1に所定深さ切り込むことにより、ダイシング溝22が形成される。また、スクライブライン間隔ずつダイシング装置17を+Y方向に割り出し送りしながら同様の切削を行うことにより、同方向のすべてのスクライブラインに裏面まで貫通しないハーフカットダイシング溝22が形成される。
FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of a
図5は、エッチングユニットとしてのエッチング室の概略構成を示す断面図である。図5において、真空容器23内に、ガス供給装置24から所定のガスを導入しつつ、排気装置としてのターボ分子ポンプ25により排気を行い、調圧弁26により真空容器23内を所定の圧力に保ちながら、コイル用高周波電源27により13.56MHzの高周波電力を基板電極28に対向した誘電板29に沿って設けられたコイル30に供給することにより、真空容器23内に誘導結合型プラズマが発生し、基板電極28上に載置された接合基板31に対してプラズマ処理を行うことができる。これらは、プラズマ発生装置として機能する。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an etching chamber as an etching unit. In FIG. 5, while introducing a predetermined gas from the
また、基板電極28に高周波電力を供給するための基板電極用高周波電源32が設けられており、基板31に到達するイオンエネルギーを制御することができるようになっている。ターボ分子ポンプ25及び排気口33は、基板電極28の直下に配置されており、また、調圧弁26は、基板電極28の直下で、かつ、ターボ分子ポンプ25の直上に位置する昇降弁である。基板電極28は、4本の支柱34により、真空容器23に固定されている。本発明においては、シリコンを高速でエッチングすることが生産性向上に必要となるため、SF6、CF4など、フッ素ラジカルを大量に生成できるガス(フッ素を含むガス)を用いることが好ましい。
Further, a high
また、エッチング速度の向上のために酸素ガス、アルゴンガスなどを添加してもよい。基板電極28に高周波電力を供給することにより、エッチング反応にイオン性を付加して、ダイシング溝の溝幅が広がりを抑えつつ、深さ方向のエッチングを相対的に速くすることが可能である。また、ガラスとのエッチング選択比が高い条件でエッチングすることにより、第2基板(ガラス)をほとんどエッチングすることなく、第1の基板(シリコン)のみをエッチングすることができる。つまり、第2の基板(ガラス)に不要な痕跡を残さないようにすることで、素子の外観または機能を向上させることができる。ガラスとのエッチング選択比が高い条件でエッチングするには、フッ化カーボン系のガスを用いるか、または、SF6と酸素の混合ガスを用いることが好ましい。
Further, oxygen gas, argon gas, or the like may be added to improve the etching rate. By supplying high-frequency power to the
(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2について、図6〜図9を参照して説明する。図6は、本発明の実施の形態2における基板の分割方法を示す断面図である。
(Embodiment 2)
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a substrate dividing method according to
図6(a)において、回路が形成された第1の基板1(シリコン)と第2の基板2(ガラス)とを接合してなる接合基板を準備する。次に、図6(b)のように、第2の基板2に対し、接合面とは反対側の面に切込み溝3を形成する。次いで、図6(c)のように、第1の基板1の、接合面とは反対側の面に樹脂層35を形成する。そして、図6(d)のように、第1の基板1の、接合面とは反対側の面に対し、樹脂層35を貫通しつつハーフカットダイシングし、ダイシング溝4を形成する。そして、図6(e)のように、第1の基板1に対し、接合面とは反対側の面にプラズマを照射することにより、接合面とは反対側の面をエッチングする。このとき、樹脂層35の板厚が若干減少するとともに、ダイシング溝4が接合面にまで達する。次いで、図6(f)のように、樹脂層を除去する。樹脂層の除去には、溶剤によるウエットエッチング、または、酸素プラズマによるアッシング(ドライエッチング)を用いることができる。
In FIG. 6A, a bonding substrate is prepared by bonding a first substrate 1 (silicon) on which a circuit is formed and a second substrate 2 (glass). Next, as shown in FIG. 6B, the cut groove 3 is formed on the surface opposite to the bonding surface with respect to the
次に、図6(g)の矢印のように圧力を加えて、第2の基板2を分断することにより、接合基板の分割を行うことができた。つまり、第1の基板1と第2の基板2のスクライブラインがずれている場合においても、良好な分割を行うことができた。回路が形成されているのは第1の基板1であり、第1の基板1のスクライブラインはハーフカットダイシングした位置で正確に規定され、第2の基板2を分断する際に若干斜めに割れたとしても、第1の基板1の回路に悪影響はほとんど生じない。
Next, it was possible to divide the bonded substrate by applying pressure as shown by an arrow in FIG. 6G to divide the
次に、上記の方法における各工程について詳しく説明する。 Next, each step in the above method will be described in detail.
図7は、本発明の実施の形態2において用いた基板の分割装置の概略構成図である。図7において、ローダ部6に設けられたカセット台7に第1の基板及び第2の基板が接合された基板を収納する基板カセット8が載置される。ローダアーム9は、基板カセット8から基板を取り出し、アライメントステージ10に基板を移動させる。アライメントステージ10上で中心合わせとオリエンテーションフラット、またはノッチ合わせを終えた基板は、ゲート11を介してローダ部6と接続された移載室12に、移載アーム13によって移動する。次いで、基板は、移載アーム13によって、ゲート11を介して移載室12と接続された塗布室36に移動する。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the substrate dividing apparatus used in
次に、基板は、再び移載アーム13によって、移載室12に移動し、さらに、移載アーム13によって、ゲート11を介して移載室12と接続されたダイシング室14に移動する。ハーフカットダイシングされた基板は、再び移載アーム13によって、移載室12に移動し、さらに、ゲート11を介して移載室12と接続されたエッチング室15に移動する。エッチングされた基板は、再び移載アーム13によって、移載室12に移動し、さらに、アライメントステージ10上に移され、最終的に基板カセット8に戻ってくる。
Next, the substrate is moved again to the
図8は、塗布ユニットとしての塗布室内の概略構成を示す斜視図である。図8において、接合基板は第1の基板1を上側にして、回転台37上に載置される。回転台37は、シャフト38を介して第1の回転ギア39に接続されており、第1の回転ギア39はベルト40を介して第2の回転ギア41に連結されている。第2の回転ギアは、シャフト42を介してモータ43と接続されており、モータ43が回転することによって回転台37が回転する。塗出流量制御装置44によって流量制御された液状の樹脂が、塗布ノズル45から第1の基板1上に、そのほぼ中央部から塗出され、回転台37の回転に伴って第1の基板1上に均等に広がっていく。このようにして、樹脂の塗布が完了した後、熱風発生装置46より、熱風ノズル47の下部に多数設けられた孔から、第1の基板1上に熱風を吹き当てて、第1の基板1上の樹脂を乾燥させる。すなわち、塗布室は、樹脂の塗布機能及び乾燥炉の役割を有している。もちろん、塗布室とは別に乾燥炉を備えた乾燥室を設けてもよい。
FIG. 8 is a perspective view showing a schematic configuration in a coating chamber as a coating unit. In FIG. 8, the bonded substrate is placed on the
ダイシング室の構成については、本発明の実施の形態1において詳しく述べたので、ここでは説明を省略する。 Since the configuration of the dicing chamber has been described in detail in the first embodiment of the present invention, description thereof is omitted here.
エッチングユニットとしてのエッチング室については、本発明の実施の形態1において用いた真空プラズマ方式を用いることができる。ここでは、他の方式として、大気圧プラズマエッチング方式を用いた例について述べる。図9は、大気圧プラズマ方式のエッチング室の概略構成を示す断面図である。図9において、第1電極としての基板電極48上に被処理物としての接合基板31が、第1の基板を上側にして載置されている。基板電極48に対向して第2電極としての対向電極49が設けられ、対向電極49にはシャワー電極50及びシャワープレート51が設けられている。シャワー電極50及びシャワープレート51には互いに対応する位置にシャワー穴(貫通穴)52が設けられている。ガス供給装置53から配管54を介して、対向電極49とシャワー電極50の間に設けられた空間であるガス溜まり55にガスが供給され、シャワー穴52を通じて接合基板31上に噴出させる。この状態で基板電極48に高周波電源56から13.56MHzの高周波電力を供給することにより、接合基板31に高周波電圧が生じ、シャワープレート52と接合基板31間にプラズマが発生する。これらは、プラズマ発生装置として機能する。上記の各構成要素は大気圧中にあり、真空容器のような完全密閉型の頑丈な容器や、真空ポンプは不要である。なお、基板2を基板電極1に固定する方法としては、着脱可能な接着剤を用いる方法、粘着シートを用いる方法、押さえ治具を用いる方法などから適宜選択することができる。
For the etching chamber serving as an etching unit, the vacuum plasma method used in
本発明においては、シリコンを高速でエッチングすることが生産性向上に必要となるため、SF6、CF4など、フッ素ラジカルを大量に生成できるガス(フッ素を含むガス)を用いることが好ましい。また、安定したグロー放電を得るためには、大量のヘリウムガスでフッ素を含むガスを希釈(ヘリウム濃度は90%〜99.9%程度)することが好ましい。また、エッチング速度の向上のために酸素ガス、アルゴンガスなどを添加してもよい。 In the present invention, it is necessary to etch silicon at a high speed in order to improve productivity. Therefore, it is preferable to use a gas (a gas containing fluorine) that can generate a large amount of fluorine radicals such as SF 6 and CF 4 . In order to obtain a stable glow discharge, it is preferable to dilute a fluorine-containing gas with a large amount of helium gas (the helium concentration is about 90% to 99.9%). Further, oxygen gas, argon gas, or the like may be added to improve the etching rate.
本発明の実施の形態2においては、第1の基板に対し、接合面とは反対側の面に樹脂層を形成するステップと、接合面とは反対側の面に対し、樹脂層を貫通しつつハーフカットダイシングするステップを有するため、エッチングするステップにおいて溝以外の部分がエッチングされるのを、樹脂層によって抑制することが可能である。したがって、プラズマ中で発生したエッチャントが、溝でのエッチング反応に主として消費され、エッチング速度の向上という格別の効果がもたらされる。また、溝の広がりが抑制され、第1の基板1のスクライブラインの幅、つまり無効となる部分の幅がより狭くなるという格別の効果がもたらされる。
In
(実施の形態3)
以下、本発明の実施の形態3について、図10を参照して説明する。
(Embodiment 3)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本発明において、エッチングを行うステップで大気圧プラズマによるエッチングを行う方法として、別の構成も考えられる。その一例について以下に説明する。図10は、大気圧プラズマ方式のエッチング室の概略構成を示す断面図である。第1の基板1と第2の基板2が接合された接合基板が準備され、第2の基板2の接合面とは反対側の面に切込み溝3が形成されている。第1の基板1に対し、接合面とは反対側の面はハーフカットダイシングされ、ダイシング溝4が形成されている。第1の基板1上に、誘電板57と金属板58からなるマスクが載置される。スクライブラインに沿って、ガス配管59が設けられ、第1の基板1に向けてガス噴出口60が多数設けられている。これらは、プラズマ発生装置として機能する。第1の基板1と金属板58の間に高電圧を印加することにより、ダイシング溝4内にマイクロホローカソード放電が発生し、溝の深さ方向にエッチングを進行させることができる。
In the present invention, another configuration is also conceivable as a method of performing etching using atmospheric pressure plasma in the etching step. One example will be described below. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an atmospheric pressure plasma etching chamber. A bonded substrate in which the
以上の方法は、第1の基板に対し、接合面とは反対側の面に樹脂層を形成する場合にも適用することができる。 The above method can also be applied to the case where the resin layer is formed on the surface opposite to the bonding surface with respect to the first substrate.
(実施の形態4)
以下、本発明の実施の形態4について、図11を参照して説明する。
(Embodiment 4)
The fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
本発明において、エッチングを行うステップで大気圧プラズマによるエッチングを行う方法として、別の構成も考えられる。その一例について以下に説明する。図11は、大気圧プラズマ方式のエッチング室の概略構成を示す断面図である。第1の基板1と第2の基板2が接合された接合基板が準備され、第2の基板2の接合面とは反対側の面に切込み溝3が形成されている。第1の基板1に対し、接合面とは反対側の面はハーフカットダイシングされ、ダイシング溝4が形成されている。大気圧プラズマ源は、電極61、セラミック製の内側板62及び63、外側板64及び65から成り、外側板64及び65には、外側ガス流路66及び外側ガス噴出口68が設けられ、内側板62及び63には、内側ガス流路67及び内側ガス噴出口69が設けられている。電極61は、その最下部がナイフエッジ状の形状を成し、微細な線状領域をエッチングすることができる。これらは、プラズマ発生装置として機能する。このような構成によれば、樹脂や誘電板と金属板を組み合わせたマスクを用いなくても、ダイシング溝4の近傍のみを高速にエッチングできるという利点がある。
In the present invention, another configuration is also conceivable as a method of performing etching using atmospheric pressure plasma in the etching step. One example will be described below. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an atmospheric pressure plasma etching chamber. A bonded substrate in which the
以上の方法は、第1の基板に対し、接合面とは反対側の面に樹脂層を形成する場合にも適用することができる。この場合、溝の広がりが抑制され、第1の基板1のスクライブラインの幅、つまり無効となる部分の幅がより狭くなるという格別の効果がもたらされる。
The above method can also be applied to the case where the resin layer is formed on the surface opposite to the bonding surface with respect to the first substrate. In this case, the spread of the groove is suppressed, and a special effect that the width of the scribe line of the
(実施の形態5)
以下、本発明の実施の形態5について、図12を参照して説明する。
(Embodiment 5)
Embodiment 5 of the present invention will be described below with reference to FIG.
図12は、本発明の実施の形態5における基板の分割方法を示す断面図である。図12(a)において、回路が形成された第1の基板1(シリコン)と第2の基板2(ガラス)とを接合してなる接合基板を準備する。次に、図12(b)のように、第2の基板2に対し、接合面とは反対側の面に切込み溝3を形成する。次いで、図12(c)のように、第1の基板1の、接合面とは反対側の面に樹脂層35を形成する。そして、図12(d)のように、第1の基板1の、接合面とは反対側の面に対し、樹脂層35を貫通しつつハーフカットダイシングし、ダイシング溝4を形成する。そして、図12(e)のように、第1の基板1に対し、接合面とは反対側の面にプラズマを照射することにより、接合面とは反対側の面をエッチングする。ここでは、樹脂層35の膜厚が非常に薄いため、エッチングの途中で樹脂層がエッチングされて無くなっている。さらにエッチングを進行させると、図12(f)のように、ダイシング溝4の幅が若干広がるとともに、第1の基板1の厚さが若干減少して、ダイシング溝4が接合面にまで達する。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a substrate dividing method according to Embodiment 5 of the present invention. In FIG. 12A, a bonded substrate formed by bonding a first substrate 1 (silicon) on which a circuit is formed and a second substrate 2 (glass) is prepared. Next, as shown in FIG. 12B, a cut groove 3 is formed in the
次いで、図12(g)の矢印のように圧力を加えて、第2の基板2を分断することにより、接合基板の分割を行うことができた。つまり、第1の基板1と第2の基板2のスクライブラインがずれている場合においても、良好な分割を行うことができた。回路が形成されているのは第1の基板1であり、第1の基板1のスクライブラインはハーフカットダイシングした位置で正確に規定され、第2の基板2を分断する際に若干斜めに割れたとしても、第1の基板1の回路に悪影響はほとんど生じない。
Subsequently, pressure was applied as indicated by an arrow in FIG. 12G to divide the
この方法の欠点は、溝の広がりが生じるため、第1の基板1のスクライブラインの幅、つまり無効となる部分の幅が広がってしまうことであるが、エッチング後に樹脂を除去する工程を改めて加える必要がないという利点がある。
A disadvantage of this method is that the groove is widened, so that the width of the scribe line of the
以上述べた本発明の実施形態において、第1の基板1上に形成した樹脂層が最終的にチップには残らない方法を例示したが、樹脂層を第1の基板1上に残したまま素子とすることも可能である。この場合、樹脂層がチップの保護膜として機能することが期待できる。
In the embodiment of the present invention described above, the method in which the resin layer formed on the
また、エッチングするステップにおいて、ダイシング溝が第1の基板を貫通するまで行う場合を例示したが、貫通寸前(数μmを残す)でエッチングを停止しても、問題なく接合基板の分割を行えることがわかっている。このような構成により、第2の基板(ガラス)に不要な痕跡を残さないようにすることで、素子の外観または機能を向上させることができる場合がある。逆に、貫通するまでエッチングした場合は、第2の基板を分断する際に第1の基板にかかる衝撃をより小さくすることができる。 In the etching step, the case where the dicing groove penetrates through the first substrate has been exemplified. However, even if the etching is stopped just before the penetration (leaving several μm), the bonded substrate can be divided without any problem. I know. With such a configuration, there are cases where the appearance or function of the element can be improved by leaving no unnecessary traces on the second substrate (glass). On the other hand, when etching is performed until it penetrates, the impact applied to the first substrate when the second substrate is divided can be further reduced.
また、各ステップを行うための処理室を、搬送室の周囲に設けた場合について例示したが、各処理室を直線上に配置し、レール上を接合基板が移動するように構成してもよい。この場合、レールが基板を搬送するための搬送装置となる。 Moreover, although the case where the processing chamber for performing each step is provided around the transfer chamber is illustrated, each processing chamber may be arranged on a straight line so that the bonded substrate moves on the rail. . In this case, the rail serves as a transport device for transporting the substrate.
また、第1の基板1上に、誘電板57と金属板58からなるマスクが載置され、ダイシング溝4内にマイクロホローカソード放電が発生し、溝の深さ方向にエッチングを進行させる場合を例示したが、このようなマスクを、本発明の実施の形態1で用いたような真空プラズマエッチング方法と組み合わせることも可能である。この場合、エッチングするステップにおいて溝以外の部分がエッチングされるのを、マスクによって抑制することが可能である。したがって、プラズマ中で発生したエッチャントが、溝でのエッチング反応に主として消費され、エッチング速度の向上という格別の効果がもたらされる。
Also, a case where a mask made of a
また、第1の基板1上に、誘電板57と金属板58からなるマスクが載置され、スクライブラインに沿って、ガス配管59が設けられ、第1の基板1に向けてガス噴出口60が多数設けられ、第1の基板1と金属板58の間に高電圧を印加することにより、ダイシング溝4内にマイクロホローカソード放電が発生し、溝の深さ方向にエッチングを進行させる場合を例示したが、接合基板とマスクを密閉容器中に配置し、密閉容器中に放電ガスを封入、または、ガス供給と同時に排気を行って密閉容器中の圧力をほぼ一定に保ちながら、第1の基板1と金属板58の間に高電圧を印加して、ダイシング溝4内にマイクロホローカソード放電を発生させ、溝の深さ方向にエッチングを進行させることも可能である。この場合、密閉容器を要するという欠点がある一方で、ガス噴出口を有するガス配管をスクライブライン上に正確に配置する手間が省けるという利点がある。
In addition, a mask made of a
本願発明の基板の分割方法及び装置によれば、無効となる部分の幅が小さい基板の分割方法及び装置、特に、第1の基板と第2の基板のスクライブラインがずれている場合にも無効となる部分の幅が小さい基板の分割方法及び装置が実現できる。また、本願発明の接合面を有する素子によれば、機械的強度に優れた、接合面を有する素子が実現できる。したがって、半導体や、液晶、LCoSデバイス、FED、PDPなどのディスプレイ関連素子、あるいは、電子部品、MEMSなどの製造に利用できる。 According to the substrate dividing method and apparatus of the present invention, the substrate dividing method and apparatus having a small ineffective portion width, particularly when the scribe lines of the first substrate and the second substrate are misaligned. Thus, a substrate dividing method and apparatus with a small width can be realized. In addition, according to the element having the bonding surface of the present invention, an element having the bonding surface with excellent mechanical strength can be realized. Therefore, it can be used for the production of semiconductors, display-related elements such as liquid crystals, LCoS devices, FEDs, PDPs, electronic parts, MEMS, and the like.
1 シリコン基板
2 ガラス基板
3 切込み溝
4 ダイシング溝
1
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