JP2006339481A - 接合基板の切断方法およびチップ - Google Patents

接合基板の切断方法およびチップ Download PDF

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Abstract

【課題】2種類の基板が接合された接合基板を、集積回路ごとに切断するにあたり、切断に要する時間を短時間にする。
【解決手段】チップ領域24と、チップ領域を区画するスクライブ領域22とを備えた第1主面18及び第2主面19を有する第1基板12の第2主面と、第3主面26及び第4主面27を有する第2基板14の第4主面とを接合した接合基板10を、スクライブ領域に沿って切断してチップ25毎に分離するにあたり、(1)スクライブ領域の第3主面への正射影で与えられる領域に対して、ウエットエッチングを行って、第2主面を露出させることにより凹溝28を形成する工程と、(2)スクライブ領域に沿って、露出された第2主面に到達するまで、ダイシングを行って、接合基板を切断する工程とを含む。
【選択図】図2

Description

この発明は、集積回路を含むチップ領域を備えた接合基板をチップ領域ごとに切断する方法およびこの切断方法を用いることで得られるチップに関するものである。
集積回路を含むチップ領域を備えた基板を、個々のチップ領域ごと切断する方法としてはさまざまなものが提案されている。以下、3つの例を挙げて、従来技術について説明する。
(第1の従来技術)
一方の主面にチップ領域を備えた基板を準備し、チップ領域を保護膜等により保護したうえで、切断予定域にウエットエッチングにより溝を形成する。そして、一方の主面側から、回転砥石(ダイシングブレード)を用いて、溝の幅よりも狭い幅で切断を行い、個々のチップを分離する(たとえば、特許文献1参照)。
(第2の従来技術)
一方の主面にチップ領域を備えた基板を準備し、この基板の他方の主面側からOF(オリエンテーション・フラット)に対して垂直方向にウエットエッチングを行い、一方の主面に至る分離溝を形成する。そして、一方の主面側から、回転砥石を用いて、OFに対して平行な方向に切断を行い、個々のチップを分離する(たとえば、特許文献2参照)。
(第3の従来技術)
一方の主面にチップ領域を備えた基板を準備し、この基板の一方の主面側からOFに対して平行な方向にハーフカットダイシングを行い、切削溝を形成する。そして、この基板の他方の主面から、この切削溝に至るまで基板全面を薄化する。最後に、他方の主面側からOFに対して垂直な方向にウエットエッチングを行うことで、個々のチップを分離する(たとえば、特許文献3参照)。
特開平6−268060号公報(第2頁、図1) 特開平5−285935号公報(第3,4頁、図1) 特開平5−285937号公報(第3,4頁、図2)
ところで、第1〜第3の従来技術は、いずれも単一材料からなる基板を切断する方法に関するものであり、硬さの異なる2種類の基板が接合された接合基板の切断については何らの考慮もされていなかった。
従来、接合基板の切断にはステップカットと呼ばれる方法が用いられていた。ステップカットとは、ダイシングブレードの刃を、接合基板を構成する2種類の基板のそれぞれごとに交換して切断を行う方法である。つまり、ステップカットでは、接合基板の切断を2段階で行わなければならず、ダイシングブレードによる切断に長時間を要するという問題点があった。
この発明はこのような問題点に鑑みなされたものである。したがって、この発明の第1の目的は、硬さの異なる2種類の基板が接合された接合基板を、集積回路を含むチップ領域ごとに切断して、個々のチップを得るにあたり、ダイシングブレードによる切断に要する時間を従来に比べて短縮することが可能な接合基板の切断方法を提供することにある。
また、この発明の第2の目的は、この接合基板の切断方法を用いることで得られるチップを提供することにある。
前述した課題を解決するために、この発明の第1の接合基板の切断方法は、複数のチップ領域と、複数のチップ領域を互いに区画するスクライブ領域とが備わる第1主面、および第1主面に対向する第2主面を有する第1基板の第2主面と、第3主面および第3主面に対向する第4主面を有する、第1基板よりも硬い第2基板の第4主面とを接合してなる接合基板をスクライブ領域に沿って、切断してチップ毎に分離するにあたり、以下の2工程を含んでいる。
(1)スクライブ領域の第3主面への正射影で与えられる領域に対して、第3主面からウエットエッチングを行って、第2主面を露出させることにより接合基板に凹溝を形成する工程。
(2)第1主面のスクライブ領域に沿って、露出された第2主面に到達するまで、ダイシングブレードによるダイシングを行って、接合基板を切断する工程。
上述した第1の接合基板の切断方法によれば、工程(1)において、第3主面(第2基板)のスクライブ領域の正射影で与えられる領域を、第3主面からエッチングして除去することで、第2主面(第1基板)が露出した凹溝を形成する。つまり、工程(1)においては、第2基板のみの切断を行う。その後、工程(2)において、第1主面(第1基板)側から、スクライブ領域に沿って、露出した第2主面までダイシングを行う。つまり、工程(2)では、上述の凹溝に対応する領域に沿って第1基板のみの切断を行う。これにより、接合基板をチップ毎に切断することができる。
ここで、「スクライブ領域の第3主面への正射影で与えられる領域」とは、第1主面に存在するスクライブ領域を第3主面に対して、垂直に投影して得られる領域のことである。したがって、「スクライブ領域の第3主面への正射影で与えられる領域」は、第3主面において、スクライブ領域と同形状かつ同一位置に存在する。
この発明の第2の接合基板の切断方法は、複数のチップ領域と、複数のチップ領域を互いに区画するスクライブ領域とが備わる第1主面、および第1主面に対向する第2主面を有する第1基板の第2主面と、第3主面および第3主面に対向する第4主面を有する、第1基板よりも硬い第2基板の第4主面とを接合してなる接合基板を、スクライブ領域に沿って、切断してチップ毎に分離するにあたり、以下の2工程を含んでいる。
(1)第1主面から、ダイシングブレードを用いて、スクライブ領域に沿って、第4主面が露出するまでダイシングを行って、接合基板に凹溝を形成する工程。
(2)スクライブ領域の第3主面への正射影で与えられる領域に対して、露出された第4主面に到達するまで、第3主面からウエットエッチングを行って接合基板を切断してチップを得る工程。
上述した第2の接合基板の切断方法によれば、工程(1)においては、第1主面(第1基板)側から、スクライブ領域に沿ったダイシングを行い、第4主面(第2基板)が露出した凹溝を形成する。つまり、工程(1)においては、第1基板のみの切断を行う。その後、工程(2)において、第3主面(第2基板)のスクライブ領域の正射影で与えられる領域を、第3主面から、露出した第4主面までエッチングして除去する。つまり、工程(2)では、上述の凹溝に対応する領域に沿って、第2基板のみの切断を行う。これにより、接合基板をチップ毎に切断することができる。
この発明の第3の接合基板の切断方法は、複数のチップ領域と、複数のチップ領域を互いに区画するスクライブ領域とが備わる第1主面、および第1主面に対向する第2主面を有する第1基板の第2主面と、第3主面および第3主面に対向する第4主面を有する、第1基板よりも硬い第2基板の第4主面とを接合してなる接合基板を、スクライブ領域に沿って、切断してチップ毎に分離するにあたり、以下の2工程を含んでいる。
(1)スクライブ領域の第3主面への正射影で与えられる領域に対して、第3主面からウエットエッチングを行って、第2主面が露出する凹溝を断続的に形成することで、スクライブ領域の第3主面への正射影で与えられる領域に沿って隣り合う凹溝同士が非エッチング領域としての肉厚部により隔てられた線状凹凸構造を形成する工程。
(2)第1主面から、ダイシングブレードを用いて、スクライブ領域に対して凹溝に対応する部分では露出した第2主面まで、肉厚部に対応する部分では第3主面まで、ダイシングを行って、接合基板を切断する工程。
この発明の第3の接合基板の切断方法によれば、工程(1)において、第2基板のスクライブ領域に対応する領域に沿って線状凹凸構造を形成した。すなわち、線状凹凸構造においては、第2主面(第1基板)が露出した凹溝が、第2基板の非エッチング領域としての肉厚部により隔てられている。これにより、工程(2)において、第1主面(第1基板)からダイシングを行う際に、上述の凹溝においては、第1基板の厚みのみを切断すればよい。よって、工程(2)において、ダイシングブレードが切断しなければならない接合基板の厚さの合計値を、従来に比べて小さくすることができる。
この発明の第1〜第3の接合基板の切断方法によれば、接合基板を切断するにあたり、従来用いられていたステップカットを行なうことなく、接合基板を切断することができるので、ダイシングに要する時間を短縮することができる。
以下、図1〜図7を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、各図は、各構成要素の形状、大きさおよび配置関係について、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例について説明するが、各構成要素の材質および数値的条件などは、単なる好適例に過ぎない。したがって、この発明は、以下の実施の形態に何ら限定されない。
(実施の形態1)
図1〜図3を参照して、この発明の実施の形態1の接合基板の切断方法について説明する。図1(A)は、接合基板の一例の要部拡大平面図である。図1(B)は、図1(A)のA−A線に沿った断面図である。図2(A)〜図2(D)は、図1(A)のB−B線に沿った要部拡大工程断面図である。図3(A)〜図3(D)は、図2(A)〜図2(D)に対応する接合基板の要部拡大工程平面図である。
図1(A)および図1(B)に示したように、接合基板10は、第1基板としてのSi基板12と、第2基板としてのガラス基板14とが、接合面16において厚さ方向に接合されたものである。ここで、Si基板12は、第1主面18と、この第1主面18に対向する第2主面19とを備えている。また、ガラス基板14は、第3主面26と、この第3主面26に対向する第4主面27とを備えている。接合面16は、第2主面19と第4主面27とからなる。
この接合基板10において、Si基板12の第1主面18には、多数の素子が集積された矩形状の集積回路20,20,・・・が形成されている。ここで、任意の1個の集積回路20に注目すると、この集積回路20は、隣接する他の集積回路20,20,・・・と、スクライブ領域22により区画されている。このスクライブ領域22は、スクライブラインとも称され、周知のように、接合基板10を個々のチップ領域24ごとに切断する際の、直線状の、一定幅の切断線である。
なお、以降の説明において、スクライブ領域22とは、第1主面18から第3主面26に至る、接合基板10の厚みを有する立体的な領域を示すものとする。より詳細には、スクライブ領域22とは、第1主面18のスクライブ領域22と、スクライブ領域22の第3主面に対する正射影で与えられる領域との間の接合基板10を含むものとする。
また、集積回路20の形成された領域は、Si基板12の第1主面18に形成された平面的な領域のみでなく、Si基板12の第1主面18からガラス基板14の第3主面26に至る、接合基板10の厚みを有する立体的な領域を示すものとする。なお、ガラス基板14の第3主面26における「集積回路20の領域」に対応する領域を示す必要がある場合には「集積回路領域20a」と表記する。
1個の集積回路20とその周囲を囲むスクライブ領域22とで、1個のチップ領域24が構成されている。1個のチップ領域24は、隣接する他のチップ領域24との間でスクライブ領域22を共有する。
ここで、後述する工程を経ることで、チップ領域24が、個別に切り離された場合、この切り離された個々のチップ領域24を、単にチップ25と称する。すなわち、チップ25は、1個の集積回路20と、その周囲を囲むスクライブ領域22の切断されなかった残存部分とで構成される。
ここで、Si基板12は、たとえば、その厚さが100μm程度とする。また、ガラス基板14は、たとえば、その厚さが500μm程度とする。接合基板10は、Si基板12の第2主面19とガラス基板14の第4主面27とを陽極接合法により接合することで形成されている。すなわち、Si基板12の第2主面19と、ガラス基板14の第4主面27とを互いに重ね合わせて一つの接合面16を形成し、この状態で、両者12および14を、たとえば、300〜400℃に加熱する。この加熱と同時に、ガラス基板14に、たとえば、500V程度の電圧を印加することにより両基板12,14が接合面16で接合される。
また、スクライブ領域22の延在方向に直交する方向の幅は、後述するように、ダイシングブレードの幅によって変化するが、この実施の形態では、たとえば、150μmとする。また、1個のチップ領域24の大きさは、たとえば、縦3mmおよび横3mm程度とする。
続いて、図2および図3を参照して、接合基板10を、チップ領域24ごとに個片化してチップ25とするための切断方法について説明する。
まず、図2(A)および図3(A)に示すように、Si基板12の第1主面18に集積回路20が形成された接合基板10を準備する。尚、以下の説明において、Si基板12の第1主面18を単にSi基板側主面18とも称する。
(工程1−i)
続いて、図2(B)および図3(B)に示すように、接合基板10をポジ型フォトレジスト30により被覆する。
より詳細には、まず、Si基板側主面18の全面をポジ型フォトレジスト30で被覆する。これは、ポジ型フォトレジスト30をスピンコータ等でSi基板側主面18の全面に塗布し、露光を行わずに現像することで達成される。
同様に、ガラス基板14の第3主面26を、ポジ型フォトレジスト34で被覆する。つまり、スクライブ領域22の幅方向中央を中心としてスクライブ領域22の幅よりも狭い幅の開口を、スクライブ領域22に沿って形成するように、ポジ型フォトレジスト34を被覆する。このストライプ状の開口がガラス基板14をエッチングするためのエッチング予定領域32となる。なお、以下の説明において、ガラス基板14の第3主面26を単にガラス基板側主面26とも称する。ここで、後述する凸部40に対応する領域35以外の部分において、エッチング予定領域32の幅は、たとえば、約60μmとする。
ところで、チップ領域24の右側の辺に、チップ25の方向を示す標識として、凸部40を形成する場合を考える。この場合、凸部40に対応する領域35において、エッチング予定領域32の形状を調整する必要がある。すなわち、ストライプ状開口の側壁を部分的にスクライブ領域22の中心側へと、一定の同一幅だけ突出させてある。換言すれば、チップ領域24の右側の辺に対応するエッチング予定領域32において、ポジ型フォトレジスト34を、集積回路領域20aの外側に向けて張り出すように、たとえば、約50μm突出させて、ガラス基板側主面26上に被覆する。よって、エッチング予定領域32の幅は、ポジ型フォトレジスト34の突出幅分だけ、他の部分の幅より狭くなり、たとえば、約10μmとなる。
上述したエッチング予定領域32は、ポジ型フォトレジスト34をガラス基板側主面26の全面に塗布し、所定のパターンを有するマスクを用いて露光を行い、しかる後、現像することで形成される。
これにより、スクライブ領域22にほぼ沿ってエッチング予定領域32がストライプ状に露出した接合基板10が得られる。
(工程1−ii)
続いて、図2(C)および図3(C)に示すように、接合基板10のガラス基板側主面26から、スクライブ領域22に沿って、ウエットエッチングを行う。このウエットエッチングにより、ガラス基板14の第3主面26にSi基板12の第2主面19が露出する深さの凹溝28を形成する。よって、ウエットエッチングされた部分は、接合面16に至るまで接合基板10が薄化される。
より詳細には、(工程1−i)を経た接合基板10をフッ酸溶液(HF)に浸漬する。これにより、エッチング予定領域32において等方的にウエットエッチングが進行し、接合基板10はガラス基板14側から薄化され、凹溝28が形成される。そして、ガラス基板14の厚さだけウエットエッチングが進行し、接合面16に達した段階、したがって、Si基板12の第2主面19が露出した段階で、ウエットエッチングを停止させる。ここで、ウエットエッチングを停止させる時期は、あらかじめ予備テストを行って、エッチング時間とエッチング深さとの関係を見出しておき、その関係から決定しておいたガラス基板14のエッチング速度に基づいて決定する。そして、ポジ型フォトレジスト30,34をアッシング等により除去する。
これにより、凹溝28が形成された接合基板10が得られる。
ここで、フッ酸溶液によるウエットエッチングは等方的に進行するために、ウエットエッチングは、エッチング予定領域32において、ガラス基板14の厚さ方向のみでなく、幅方向にも進行する。つまり、フッ酸溶液は、エッチング予定領域32の両側を被覆するポジ型フォトレジスト34の下側をもエッチングする。これにより、ウエットエッチングにより形成される凹溝28の幅は、エッチング予定領域32の幅(約60μm)よりも広くなる。
エッチング予定領域32の幅方向に関するエッチング速度は、ガラス基板14の厚さ方向のエッチング速度と等しい。よって、ウエットエッチングはエッチング予定領域32の幅方向にも、厚さ方向と同程度進行する。これにより、スクライブ領域22に沿って形成される凹溝28は、深さが500μmおよび幅が約1mmとなる。ここで、凹溝28の幅は、後述するダイシングブレードの幅(35μm)より広く形成されている。
このように、凹溝28は、等方的に進行するウエットエッチングにより形成されている。よって、集積回路領域20aの周囲の4辺に設けられた凹溝28は、集積回路領域20a内側を侵食するように形成される。これにより、ガラス基板側主面26側には、集積回路領域20aよりも一回り小さい略矩形状の非エッチング領域36が残存形成される。
非エッチング領域36の外縁38をなす4辺のうち一つの辺、たとえば、チップ領域24の右側の辺(図3(C)参照)に対応する非エッチング領域36には、凸部40が形成されている。すなわち、凸部40は、凹溝28の側壁に形成されている。この凸部40の集積回路領域20aの外側に向かう突出量は、前述した凸部40に対応する領域35の突出量と等しく、約50μmである。
各チップ領域24の外縁38の凹凸形状は、実質的に同一に形成される。したがって、上述した凸部40は、1個のチップ領域24を繰り返し単位として、接合基板10に存在する全てのチップ領域24に、当該チップ領域24の同一位置に、繰り返し形成されている。
この凸部40の存在により、非エッチング領域36の外縁38の凹凸形状は、任意のチップ領域24において、チップ領域24の中心点を回転軸としてSi基板側主面18に平行な平面内で、チップ領域24に回転操作を行った場合に、1回以上2回未満(つまり、1回のみ)の回転対称性を有することとなる。つまり、非エッチング領域36の外縁38の凹凸形状は、チップ領域24の中心点を回転軸として、Si基板側主面18に平行な平面内で360°回転させたときのみ、もとの形状と一致する。ここで、チップ領域24の中心点は、チップ領域24が矩形状をなしているので、この矩形の2本の対角線の交点のことである。
(工程1−iii)
続いて、図2(D)に示すように、接合基板10のSi基板側主面18から、スクライブ領域22の幅方向の中央部の切断線23に沿って、ダイシングブレードによるダイシングを行う。
より詳細には、凹溝28が形成された接合基板10のガラス基板側主面26を、ウエハマウント用のUVテープに貼り付け、ダイサにセットする。そのうえで、高速回転するダイシングブレードにより、Si基板側主面18から凹溝28に至るまで接合基板10を薄化することにより、接合基板10を切断する。これにより個々のチップ領域24が分離されてチップ25が得られる。
ここで、ダイシングブレードのブレード幅は35μmである。また、その材質は、ニッケルメッキ中にダイアモンド微粒子を混入したものである。また、ダイシング時におけるダイシングブレードの回転速度は、たとえば、約20,000rpmである。
このようにして分離されたチップ25は、非エッチング領域36の外縁38の右側の辺に対応する部分に集積回路領域20aの外側に向いて突出した凸部40を有することとなる。よって、このチップ25は、チップ25の中心点を回転の中心としてSi基板側主面18に平行な平面内で、チップ25に回転操作を行った場合に、1回以上2回未満(つまり、1回のみ)の回転対称性を有することとなる。
このように、この実施の形態の接合基板10の切断方法によれば、(工程1−i)および工程(1−ii)において、スクライブ領域22に沿ってガラス基板14をウエットエッチングして凹溝28を形成し、しかる後、工程(1−iii)において、Si基板12のみをダイシングにより切断する。よって、従来、硬さの異なる基板が接合された接合基板10の切断に用いられていたステップカットを行う必要がなくなり、その結果、ダイシングブレードによる切断時間を短縮することができる。
また、凹溝28の幅をダイシングブレードの幅(35μm)より広くすることにより、凹溝28の側壁に、ダイシングの際に切断されないような突出量の凸部40を形成することができる。
また、チップ領域24において、非エッチング領域36の外縁38の右側の辺に対応する部分に凸部40を形成することにより、非エッチング領域36の凹凸形状を1回のみの回転対称性を有するようにしたので、この形状をチップ25の方向を示す標識とすることができる。
また、チップ25の方向を示す標識である非エッチング領域36の凹凸形状は、エッチング予定領域32の形状を調整し、凸部40に対応する領域35を設けるだけの作業で形成されるので、新たな工程等を追加することなく、簡易に標識を形成することができる。
なお、凹溝28は、ガラス基板側主面26から接合面16に至る深さとされているが、接合面16を越えて、Si基板12に侵入する深さでもよい。このようにすることにより、(工程1−iii)においてダイシングブレードが切断しなければならないSi基板12の厚さが減少するので、より一層、迅速にダイシングを行うことができる。
また、外縁38に形成される凸部40は、全てのチップ領域24に渡って同一位置に繰り返し形成されており、非エッチング領域36の形状がチップ25の方向を示す標識として機能すれば、その形状および個数に特に制限はない。たとえば、凸部および凹部の双方又はいずれか一方であってもよいし、複数個の凹凸が連続した波形形状であってもよい。
また、凸部40は、チップ領域24の右側の辺に対応する外縁38のみに形成されている必要はなく、全てのチップ領域24に渡って同一位置に繰り返し形成されており、非エッチング領域36の形状がチップ25の方向を示す標識として機能すれば、チップ領域24を囲む4辺に対応する外縁の何れかに形成されていてもよい。また、チップ領域24を囲む4辺に対応する外縁の複数に形成されていてもよい。
また、スクライブ領域22の幅は、ダイシングブレードの幅よりも100μm程度、広くすることが好ましい。このようにすることにより、ダイシング時のチッピング等を抑制することができる。
また、(工程1−iii)におけるダイシングは、スクライブ領域22の幅方向の中央線に沿って行われるが、凸部40を切断することがなく、かつ、スクライブ領域22の幅の範囲内に収まっていれば、スクライブ領域22の幅方向の中央線からずれていても問題はない。たとえば、図2(D)および図3(D)において、ダイシングをスクライブ領域22の中央線よりも右側で行えば、凸部40の突出量を、この実施の形態の値(50μm)よりも大きくすることができる。
また、チップ領域24のサイズおよび形状は、3×3mmの正方形状に限定されず、設計に応じた適切なサイズおよび形状とすることができる。
また、接合基板10として、Si基板12とSi基板12よりも硬いガラス基板14とを接合したものを例示したが、硬さの異なる2種類の基板が厚さ方向に接合されており、硬い基板をウエットエッチングすることができれば、接合基板を構成する基板の組み合わせに特に制限はない。
また、Si基板12とガラス基板14の厚さは、この実施の形態で用いたものに限定されず、設計に応じた適切な厚さとすることができる。
また、この実施の形態では、接合基板10をポジ型フォトレジスト30,34で被覆しているが、ネガ型フォトレジストを用いてもよい。
(実施の形態2)
図4および図5を参照して、この発明の実施の形態2の接合基板の切断方法について説明する。
図4(A)〜図4(D)は、図1(A)のB−B線に沿った要部拡大工程断面図である。図5(A)〜図5(D)は、図4(A)〜図4(D)に対応する接合基板の要部拡大工程平面図である。
なお、実施の形態2は、実施の形態1と同様の接合基板10を用いている。よって、接合基板10において、同じ構成には同符号を付し、その説明を省略する。
図4および図5を参照して、接合基板10を、チップ領域24ごとに個片化してチップ25とするための切断方法について説明する。
まず、図4(A)および図5(A)に示すように、Si基板側主面18に集積回路20が形成された接合基板10を準備する。
(工程2−i)
続いて、図4(B)および図5(B)に示すように、接合基板10のSi基板側主面18から、スクライブ領域22の幅方向の中央線に沿って、ダイシングブレードによるダイシングを行う。これによりSi基板側主面18から接合面16に至るまで接合基板10が薄化されて、ガラス基板14の第4主面27が露出した凹溝42が形成される。すなわち、ダイシングブレードのSi基板12への侵入深さを100μmに調節したうえでダイシングを行うことで凹溝42が形成される。
(工程2−i)における、具体的な手順、並びに、用いたダイシングブレードの幅、材質および回転数は、実施の形態1の(工程1−iii)と同様である。
(工程2−ii)
続いて、図4(C)および図5(C)に示すように、接合基板10をポジ型フォトレジスト30により被覆する。
より詳細には、まず、Si基板側主面18の全面をポジ型フォトレジスト30で被覆する。この作業の具体的な手順は、実施の形態1の(工程1−i)と同様である。
つぎに、ガラス基板14の第3主面26を、ポジ型フォトレジスト34で被覆する。つまり、スクライブ領域22の幅方向中央を中心としてスクライブ領域22の幅よりも狭い幅の開口を、スクライブ領域22に沿って形成するように、ポジ型フォトレジスト34で被覆する。このストライプ状の開口がガラス基板14をエッチングするためのエッチング予定領域32となる。ここで、後述する凸部40に対応する領域35以外の部分において、エッチング予定領域32の幅は、たとえば、約100μmとする。
ここで、チップ領域24の右側の辺に対応するエッチング予定領域32の凸部40に対応する領域35において、ポジ型フォトレジスト34を、ストライプ状開口の側壁を部分的にスクライブ領域22の中心側へと、一定の同一幅だけ突出させてある。換言すれば、チップ領域24の右側の辺に対応するエッチング予定領域32において、ポジ型フォトレジスト34を、集積回路領域20aの外側に向けて張り出すように、たとえば、約80μm突出させて被覆する。よって、凸部40に対応する領域35におけるエッチング予定領域32の幅は、ポジ型フォトレジスト34の突出幅分だけ、他の部分の幅より狭くなり、約20μmとなる。この作業の具体的な手順は、実施の形態1の(工程1−i)と同様である。
これにより、スクライブ領域22にほぼ沿ってエッチング予定領域32が露出した接合基板10が得られる。
(工程2−iii)
続いて、図4(D)に示すように、接合基板10のガラス基板側主面26から、スクライブ領域22に沿って、ウエットエッチングを行う。これにより、ガラス基板側主面26の凹溝42に対応する領域において、ガラス基板14の第4主面27に至るまで、接合基板10が薄化され、個々のチップ領域24が切断分離されたチップ25が得られる。その後、ポジ型フォトレジスト30,34をアッシング等により除去する。この作業の具体的な手順は実施の形態1の(工程1−ii)と同様である。
(工程2−iii)を経ることで、スクライブ領域22に沿って深さが500μm、幅が約1mmの溝44が形成される。この溝44は、その頂上部のガラス基板側主面26が露出した部分において、凹溝42と連続する。これにより、接合基板10のチップ領域24は、個々のチップ25に切断される。
溝44は、前述のように等方的に進行するウエットエッチングにより形成されている。よって、図5(D)に示すように、ガラス基板側主面26において、集積回路領域20aの周囲の4辺に設けられた溝44は、集積回路領域20a内部を侵食するように形成される。これにより、集積回路領域20aよりも一回り小さい略矩形状の非エッチング領域36が残存形成される。
非エッチング領域36の外縁38をなす4辺のうち、一つの辺、たとえば、チップ25の右側の辺(図5(D)参照)に対応する非エッチング領域36には、凸部40が形成されている。すなわち、凸部40は、溝44の側壁に形成されている。この凸部40の集積回路領域20aの外側に向かう突出量は、前述した凸部40に対応する領域35の突出量と等しく、約80μmである。
各チップ25の外縁38の凹凸形状は、実質的に同一に形成される。したがって、上述した凸部40は、1個のチップ25を繰り返し単位として、接合基板10に存在する全てのチップ25に、当該チップ25の同一位置に、繰り返し形成されている。
この凸部40の存在により、非エッチング領域36の外縁38の凹凸形状は、任意のチップ25において、チップ25の中心点を回転軸としてSi基板側主面18に平行な平面内で、チップ25に回転操作を行った場合に、1回以上2回未満(つまり、1回のみ)の回転対称性を有することとなる。つまり、非エッチング領域36の形状は、チップ25の中心点を回転軸として、Si基板側主面18に平行な平面内で360°回転させたときのみ、もとの形状と一致する。ここで、チップ25の中心点は、チップ25が矩形状をなしているので、この矩形の2本の対角線の交点のことである。
この実施の形態の接合基板10の切断方法は、実施の形態1と、おおむね同様の作用効果を奏する。
特に、この実施の形態の接合基板10の切断方法よれば、(工程2−i)において、Si基板12のみをダイシングにより切断し、(工程2−ii)および(工程2−iii)において、スクライブ領域22に沿ってガラス基板14をウエットエッチングして溝44を形成することで、接合基板10をチップ領域24ごとに切断してチップ25を得る。よって、従来、硬さの異なる基板が接合された接合基板10の切断に用いられていたステップカットを行う必要がなくなり、その結果、ダイシングブレードによる切断時間を短縮することができる。
また、(工程2−i)のダイシングを行った後に、ウエットエッチングを行い、溝44を形成するので、ダイシングにより、溝44に形成された凸部40が切断される虞がない。よって、溝44に設ける凸部40の突出量は、ダイシングにより規制されない。これにより、凸部40の集積回路領域20aの外側に向かう突出量(80μm)を実施の形態1の場合(50μm)よりも大きくすることができる。
なお、(工程2−i)における凹溝42の深さは、接合面16に至る深さとされているが、接合面16を越えて、ガラス基板14に侵入する深さでもよい。このようにすることにより(工程2−iii)において、ウエットエッチングを行わなければならない深さが減少するので、より迅速にチップ領域24をチップ25へと切断することができる。
なお、凸部40の形状およびチップ25内での配置は、実施の形態1で述べたような種々の変更が可能である。
また、スクライブ領域22の幅は実施の形態1で述べたような幅とすることが好ましい。
また、(工程2−i)におけるダイシングは、スクライブ領域22の幅の範囲内に納まっていれば、中央線からずれていてもよい。
また、チップ領域24のサイズおよび形状、接合基板10を構成する2種類の基板の組み合わせ、Si基板12とガラス基板14の厚さ、ならびに、被覆に用いるフォトレジスト等に関しては、実施の形態1で述べたような種々の変更が可能である。
(実施の形態3)
図6〜図7を参照して、この発明の実施の形態3の接合基板の切断方法について説明する。
図6(A)〜図6(D)は、図1(A)のB−B線に沿った要部拡大工程断面図である。図7(A)〜図7(D)は、図6(A)〜図6(D)に対応する接合基板の要部拡大工程平面図である。
なお、実施の形態3は、実施の形態1と同様の接合基板10を用いている。よって、接合基板10において、同じ構成には同符号を付し、その説明を省略する。
図6および図7を参照して、接合基板10を、チップ領域24ごとに個片化してチップ25とするための切断方法について説明する。
まず、図6(A)および図7(A)に示すように、Si基板側主面18に集積回路20が形成された接合基板10を準備する。
(工程3−i)
図6(B)および図7(B)に示すように、接合基板10をポジ型フォトレジスト30により被覆する。より詳細には、まず、Si基板側主面18の全面をポジ型フォトレジスト30で被覆する。この作業の具体的な手順は、実施の形態1の(工程1−i)と同様である。
つぎに、ガラス基板14の第3主面26を、ポジ型フォトレジスト34で被覆する。つまり、スクライブ領域22の幅方向中央を中心としてスクライブ領域22の幅よりも狭い幅の開口を、スクライブ領域22に沿って断続的に形成するように、ポジ型フォトレジスト34で被覆する。この破線状の開口がガラス基板14をエッチングするためのエッチング予定領域43となる。ここで、エッチング予定領域43は、幅を、たとえば、約100μmとする。また、1個のエッチング予定領域43のスクライブ領域22に沿った長さは、たとえば、約1mm程度である。エッチング予定領域43は、スクライブ領域22に沿って、約2mmのポジ型フォトレジスト34被覆領域を間に挟んで断続的に形成されている。この作業の具体的な手順は、実施の形態1の(工程1−i)と同様である。
ここで、エッチング予定領域43は、チップ領域24を繰り返し単位として、接合基板10に存在する全てのチップ領域24に、当該チップ領域24の同一位置に、繰り返し形成されている。つまり、任意のスクライブ領域22に沿って見た場合に、エッチング予定領域43の繰り返しピッチP(図7(B)参照)は、そのスクライブ領域22に沿ったチップ領域24の1辺の長さとほぼ等しい。
これにより、スクライブ領域22に沿って断続的にエッチング予定領域43が露出した接合基板10が得られる。
(工程3−ii)
続いて、図6(C)および図7(C)に示すように、接合基板10のガラス基板側主面26から、スクライブ領域22に沿って、ウエットエッチングを行う。このウエットエッチングにより、エッチング予定領域43において、ガラス基板14の第3主面26にSi基板12の第2主面19が露出する深さの凹溝46を形成する。これにより、ウエットエッチングされた部分は、接合面16に至るまで接合基板10が薄化される。その後、ポジ型フォトレジスト30,34をアッシング等により除去する。この作業の具体的な手順は実施の形態1の(工程1−ii)と同様である。
これにより、スクライブ領域22に沿って、深さが500μm、幅が約1mm、および、スクライブ領域22に沿った長さが約2mmの凹溝46が形成される。ここで、凹溝46のガラス基板側主面26内におけるサイズがエッチング予定領域43よりも拡大しているのは、前述した等方性エッチングのためである。
この凹溝46はエッチング予定領域43に対応して、スクライブ領域22に沿って、断続的に複数個、直線的に配列されて形成される。つまり、一つの凹溝46aに注目した場合に、スクライブ領域22に沿って隣り合う、凹溝46aと凹溝46bとは、エッチングされなかった領域である肉厚部48により隔てられている。このようにして、スクライブ領域22に沿って、長さ約2mmの凹溝46と、凹溝46同士を隔てる、長さ約1mmの肉厚部48とからなる、直線状の凹凸構造、すなわち、線状凹凸構造50が形成される。任意のスクライブ領域22に沿った線状凹凸構造50の凹溝46(肉厚部48)の繰り返しピッチは、そのスクライブ領域22に沿ったチップ領域24の1辺の長さと等しい。ここで、凹溝46の幅は、後述するダイシングブレードの幅(35μm)より広く形成されている。この線状凹凸構造50は、後述のように、チップ25の方向を示す標識として機能する。
個々のチップ領域24において、チップ領域24の外縁をなす4辺に形成された線状凹凸構造50の凹溝46と肉厚部48との配列に注目する。図7(C)において、肉厚部48はチップ領域24の左辺および右辺の下方、ならびに、上辺および下辺の右方に形成されている。つまり、肉厚部48は、チップ領域24の各辺に各々1個ずつ形成されている。そして、肉厚部48のスクライブ領域22に沿った方向における中点は、この肉厚部が設けられたチップ領域24の辺の中点からずれている。
このチップ領域24の外縁における線状凹凸構造50の配列は、1個のチップ領域24を繰り返し単位として、チップ領域24ごとに繰り返し形成されている。
また、チップ領域24の外縁における線状凹凸構造50の配列は、チップ領域24の中心点を回転軸としてSi基板側主面18に平行な平面内で、チップ領域24に回転操作を行った場合に、1回以上2回未満(つまり、1回のみ)の回転対称性を有している。つまり、非エッチング領域36の形状は、チップ領域24の中心点を回転軸として、Si基板側主面18に平行な平面内で360°回転させたときのみ、もとの形状と一致する。ここで、チップ領域24の中心点は、チップ領域24が矩形状をなしているので、この矩形の2本の対角線の交点のことである。
(工程3−iii)
続いて、図6(D)に示すように、接合基板10のSi基板側主面18から、スクライブ領域22の幅方向の中央部の切断線47に沿って、ダイシングブレードによるダイシングを行う。
より詳細には、高速回転するダイシングブレードにより、凹溝46に対応する部分においては、Si基板12の第2主面19に至るまで、肉厚部48に対応する部分においては、ガラス基板14の第3主面26に至るまで、それぞれ接合基板10を薄化することにより、接合基板10を切断する。これにより個々のチップ領域24が切断分離されて、チップ25が得られる。ここで(工程3−iii)における、ダイシングブレードの幅、材質および回転数は実施の形態1の(工程1−iii)と同様である。
このようにして分離されたチップ25は、チップ25の外縁において、肉厚部48に対応する部分が、集積回路領域20aの外側に向けて突出し、凹溝46に対応する部分が、相対的に集積回路領域20aの内側に向けて陥没した平面形状を有することとなる。よって、このチップ25は、チップ25の中心点を回転軸としてSi基板側主面18に平行な平面内で、チップ25に回転操作を行った場合に、1回以上2回未満(つまり、1回のみ)の回転対称性を有することとなる。
このように、この実施の形態の接合基板10の切断方法においては、スクライブ領域22に沿って、凹溝46と肉厚部48とが破線状に連続する線状凹凸構造50を形成する。よって、線状凹凸構造50の凹溝46部分においては、ダイシングの際に切断すべき接合基板10の厚さを薄くすることができる。よって、ダイシングブレードが切断しなければならない接合基板10の厚さの合計値を、従来に比べて小さくすることができる。これにより、従来、硬さの異なる基板が接合された接合基板10の切断に用いられていたステップカットを行う必要がなくなり、ダイシングブレードによる切断時間を短縮することができる。
また、凹溝46同士は、ガラス基板14と等しい厚さを有する肉厚部48により隔てられている。よって、(工程3−ii)のウエットエッチング終了後においても、接合基板10が充分な機械的強度を保っているので、接合基板10の反りを抑制することができる。
また、凹溝46の幅をダイシングブレードの幅(35μm)より広く形成することにより、ダイシング後において、肉厚部48を、集積回路領域20aの外側に向けて突出した形状とすることができる。これにより肉厚部48をチップ25の方向を示す標識として機能させることができる。
また、チップ25の周囲の外縁に設けられた肉厚部48と凹溝46との配列を、1回のみの回転対称性を有するように形成したので、この配列をチップ25の方向を示す標識とすることができる。
また、肉厚部48の中点とチップ25の各辺の中点とが一致しないように線状凹凸構造50を形成しているので、チップ25の外縁における線状凹凸構造50の配列が、チップ25の方向を示す標識として機能する。
なお、この実施の形態においては、肉厚部48と凹溝46とは、チップ領域24の各辺にそれぞれ1個ずつ形成されているが、肉厚部48と凹溝48との配列を、1回のみの回転対称性を有するように形成すれば、各辺に複数個の肉厚部48および凹溝46を形成してもよい。たとえば、肉厚部48および凹溝46のスクライブ領域22に沿った長さをそれぞれ、0.5mmおよび1mmに短縮することにより、チップ領域24の各辺に2個ずつの肉厚部48および凹溝46を形成してもよい。
また、この実施の形態においては、肉厚部48と凹溝46のスクライブ領域22に沿った長さの比率は、1:2(=肉厚部48:凹溝46)とされているが、(工程3−ii)の終了後において、接合基板10が充分な機械的強度を保っているとともに、(工程3−iii)において、ステップカットを行うことなくダイシングできれば、肉厚部48と凹溝46の長さの比率に特に制限はない。
なお、凹溝46はガラス基板側主面26から接合面16に至る深さとされているが、接合面16を越えて、Si基板12に侵入する深さでもよい。このようにすることにより、(工程3−iii)においてダイシングブレードが切断しなければならないSi基板12の厚さが減少するので、より一層、迅速にダイシングを行うことができる。
また、スクライブ領域22の幅は実施の形態1で述べたような幅とすることが好ましい。
また、(工程3−iii)におけるダイシングは、スクライブ領域22の幅の範囲内に納まっていれば、中央線からずれて切断を行ってもよい。
また、チップ20のサイズおよび形状、接合基板10を構成する2種類の基板の組み合わせ、Si基板12とガラス基板14の厚さ、被覆に用いるフォトレジスト等に関しては、実施の形態1で述べたような種々の変更が可能である。
実施の形態1における、(A)は接合基板の要部拡大平面図である。(B)は、(A)のA−A線に沿った断面図である。 実施の形態1における、図1(A)のB−B線に沿った工程断面図である。 実施の形態1における、図2(A)〜図2(D)に対応する接合基板の要部拡大工程平面図である。 実施の形態2における、図1(A)のB−B線に沿った工程断面図である。 実施の形態2における、図4(A)〜図4(D)に対応する接合基板の要部拡大工程平面図である。 実施の形態3における、図1(A)のB−B線に沿った工程断面図である。 実施の形態3における、図6(A)〜図6(D)に対応する接合基板の要部拡大工程平面図である。
符号の説明
10 接合基板
12 Si基板
14 ガラス基板
16 接合面
18 第1主面(Si基板側主面)
19 第2主面
20 集積回路
20a 集積回路領域
22 スクライブ領域
23,47 切断線
24 チップ領域
25 チップ
26 第3主面(ガラス基板側主面)
27 第4主面
28,42,46,46a,46b 凹溝
30,34 ポジ型フォトレジスト
32,43 エッチング予定領域
35 凸部40に対応する領域
36 非エッチング領域
38 外縁
40 凸部
44 溝
48 肉厚部
50 線状凹凸構造

Claims (11)

  1. 複数のチップ領域と、複数の該チップ領域を互いに区画するスクライブ領域とが備わる第1主面、および該第1主面に対向する第2主面を有する第1基板の当該第2主面と、
    第3主面および該第3主面に対向する第4主面を有する、前記第1基板よりも硬い第2基板の当該第4主面と
    を接合してなる接合基板を、前記スクライブ領域に沿って、切断してチップ毎に分離するにあたり、
    (1)前記スクライブ領域の前記第3主面への正射影で与えられる領域に対して、前記第3主面からウエットエッチングを行って、前記第2主面を露出させることにより前記接合基板に凹溝を形成する工程と、
    (2)前記第1主面の前記スクライブ領域に沿って、前記露出された第2主面に到達するまで、ダイシングブレードによるダイシングを行って、前記接合基板を切断する工程と
    を含むことを特徴とする接合基板の切断方法。
  2. 前記工程(1)において、前記凹溝の幅を、前記ダイシングブレードの幅より広く形成することを特徴とする請求項1に記載の接合基板の切断方法。
  3. 前記工程(1)において、前記ウエットエッチングで残存した前記チップ領域の非エッチング領域の外縁の凹凸形状を、該チップ領域の中心点を回転軸として、前記第1基板の第1主面に平行な平面内において前記チップ領域に回転操作を行った場合に、1回以上2回未満の回転対称性を有するように、形成するとともに、複数の前記チップ領域の前記外縁の凹凸形状を同一に形成することを特徴とする請求項2に記載の接合基板の切断方法。
  4. 複数のチップ領域と、複数の該チップ領域を互いに区画するスクライブ領域とが備わる第1主面、および該第1主面に対向する第2主面を有する第1基板の当該第2主面と、
    第3主面および該第3主面に対向する第4主面を有する、前記第1基板よりも硬い第2基板の当該第4主面と
    を接合してなる接合基板を、前記スクライブ領域に沿って、切断してチップ毎に分離するにあたり、
    (1)前記第1主面から、ダイシングブレードを用いて、前記スクライブ領域に沿って、前記第4主面が露出するまでダイシングを行って、前記接合基板に凹溝を形成する工程と、
    (2)前記スクライブ領域の前記第3主面への正射影で与えられる領域に対して、前記露出された第4主面に到達するまで、前記第3主面からウエットエッチングを行って前記接合基板を切断して前記チップを得る工程と
    を含むことを特徴とする接合基板の切断方法。
  5. 前記工程(2)において、前記ウエットエッチングで残存した前記チップの非エッチング領域の外縁の凹凸形状を、該チップの中心点を回転軸として、前記第1基板の第1主面に平行な平面内において前記チップに回転操作を行った場合に、1回以上2回未満の回転対称性を有するように、形成するとともに、複数の前記チップの前記外縁の凹凸形状を同一に形成することを特徴とする請求項4に記載の接合基板の切断方法。
  6. 複数のチップ領域と、複数の該チップ領域を互いに区画するスクライブ領域とが備わる第1主面、および該第1主面に対向する第2主面を有する第1基板の当該第2主面と、
    第3主面および該第3主面に対向する第4主面を有する、前記第1基板よりも硬い第2基板の当該第4主面と
    を接合してなる接合基板を、前記スクライブ領域に沿って、切断してチップ毎に分離するにあたり、
    (1)前記スクライブ領域の前記第3主面への正射影で与えられる領域に対して、前記第3主面からウエットエッチングを行って、前記第2主面が露出する凹溝を断続的に形成し、
    前記スクライブ領域の前記第3主面への正射影で与えられる領域に沿って隣り合う前記凹溝同士が非エッチング領域としての肉厚部により隔てられた線状凹凸構造を形成する工程と
    (2)前記第1主面から、ダイシングブレードを用いて、前記スクライブ領域に対して前記凹溝に対応する部分では前記露出した前記第2主面まで、前記肉厚部に対応する部分では前記第3主面まで、ダイシングを行って、前記接合基板を切断する工程と
    を含むことを特徴とする接合基板の切断方法。
  7. 前記工程(1)において、前記凹溝の幅を、前記ダイシングブレードの幅より広く形成することを特徴とする請求項6に記載の接合基板の切断方法。
  8. 前記工程(1)において、前記チップ領域の外縁である4辺に形成された前記線状凹凸構造における前記凹溝と前記肉厚部との配列を、前記チップ領域の中心点を回転軸として、前記第1主面に平行な平面内において前記チップ領域に回転操作を行った場合に、1回以上2回未満の回転対称性を有するように、形成するとともに、複数の前記チップ領域の前記凹溝と前記肉厚部との配列を同一に形成することを特徴とする請求項7に記載の接合基板の切断方法。
  9. 前記配列が、前記チップ領域の4辺のそれぞれに1個ずつ設けられた前記肉厚部と、該肉厚部に隣接する前記凹溝とからなる場合、
    前記肉厚部の前記スクライブ領域に沿った方向における中点を、当該肉厚部が設けられる前記チップ領域の辺の中点からずらして、前記配列を形成することを特徴とする請求項8に記載の接合基板の切断方法。
  10. 前記第1基板としてシリコン基板を用い、前記第2基板としてガラス基板を用い、前記ウエットエッチング用のエッチング液として、フッ酸を用いることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の接合基板の切断方法。
  11. 請求項1〜10のいずれか一項の接合基板の切断方法を用いることにより得られるチップ。
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