JP2007317935A - Semiconductor substrate, substrate-dividing method, and element chip manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体素子などを含む複数の配線部が配列され、各配線部をそれぞれ含む個別の素子チップに分離される半導体基板、それを個別の素子チップに分離する基板割断方法、および基板割断工程を含む素子チップ製造方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor substrate in which a plurality of wiring parts including a semiconductor element and the like are arranged and separated into individual element chips each including each wiring part, a substrate cleaving method for separating the semiconductor substrate into individual element chips, and a substrate cleaving The present invention relates to an element chip manufacturing method including a process.
シリコンウエハ等の半導体基板を個別の素子チップに精密切断する方法としては、特に、素子チップがインクジェットノズルなどの微細構造部を含む場合、ノズル内部等に微粒子がゴミとして混入するのを抑制することが求められる。そのため、特に、微細構造部を含む配線部を有する半導体基板においては、切断を、半導体基板や研磨材の微粒子、半導体基板と加工テーブルを固定する粘着テープの粘着剤粒子等が冷却水に混ざって飛散することのない、ドライな環境で実施する事が望ましい。 As a method of precisely cutting a semiconductor substrate such as a silicon wafer into individual element chips, particularly when the element chip includes a fine structure such as an ink jet nozzle, it is possible to prevent fine particles from being mixed as dust inside the nozzle. Is required. Therefore, especially in a semiconductor substrate having a wiring portion including a fine structure portion, cutting is performed by mixing semiconductor substrate and abrasive fine particles, adhesive particles of an adhesive tape for fixing the semiconductor substrate and the processing table, etc. mixed with cooling water. It is desirable to carry out in a dry environment that does not scatter.
そのような基板の切断方法として、レーザ光による処理後に被加工物を割って分離する方法が特許文献1から知られている。すなわち、この方法では、被加工物に対して透過性の高い特定波長のレーザ光を、被加工物の内部の所定の部分に集光して改質領域を形成する。その後、被加工物に応力をかけることによって、改質領域を起点として亀裂を広げ、所望のスクライブラインに沿って被加工物を分離する。
上記のような割断方法に用いられる多くの半導体露光装置においては、マスクおよび基板面上に、位置合せ用のアライメントマークを設け、それらより得られる位置情報を利用して、マスクと基板とのアライメントを行っている。このアライメントマークは、基板においてはスクライブライン上に設けられる。さらに、スクライブライン上には、アライメントマークに加えて、半導体素子の基本特性を確認するためのTEG(Test Element Group)と呼ばれるテストパターンが配置されるのが一般的である。 In many semiconductor exposure apparatuses used in the cleaving method as described above, alignment marks for alignment are provided on the mask and the substrate surface, and position information obtained from them is used to align the mask and the substrate. It is carried out. This alignment mark is provided on the scribe line in the substrate. Furthermore, in addition to the alignment marks, a test pattern called a TEG (Test Element Group) for confirming basic characteristics of a semiconductor element is generally arranged on the scribe line.
このようなアライメントマークやテストパターンは、金属堆積物により形成されるのが一般的である。このため、上記のように、半導体素子内部の、スクライブラインに対応する部分に露光して改質領域を形成する場合、スクライブライン上のアライメントマークやテストパターンを構成する金属堆積物が露光に影響を与える。すなわち、金属堆積物によって、レーザ光の光路が部分的に遮断され、改質領域を形成すべき部分において十分な改質が行われない、もしくは改質領域が形成されない部分が生じる。このように改質領域が良好に形成されない部分が生じると、良好な割断が阻害される恐れがある。 Such alignment marks and test patterns are generally formed from metal deposits. For this reason, as described above, when a modified region is formed by exposing a portion corresponding to a scribe line inside a semiconductor element, the metal deposits constituting the alignment mark and the test pattern on the scribe line affect the exposure. give. That is, the optical path of the laser beam is partially blocked by the metal deposit, and a portion where the modified region is to be formed is not sufficiently modified, or a portion where the modified region is not formed occurs. Thus, when the part in which the modified region is not formed satisfactorily occurs, there is a possibility that good cleaving may be inhibited.
また、特許文献1に開示された方法では、前述のように、基板内部の改質領域のみが亀裂の基点となるため、亀裂の、基板表面への到達位置が不安定となりがちである。これに対して、基板表面における分離位置をさらに精密に設定可能とすることが求められる場合がある。
Further, in the method disclosed in
本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたものであり、レーザ光を基板内部に集光させる処理を行った後、基板を割って分離する基板割断方法において、割断の精度や、安定性、信頼性を向上させることを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the prior art as described above, and after performing a process of condensing the laser beam inside the substrate, in the substrate cleaving method for breaking the substrate and separating it, The purpose is to improve stability and reliability.
上述の目的を達成するため、本発明の素子チップ製造方法は、半導体基板の表面上に複数の配線部を形成する工程と、半導体基板の表面上に、配線部の特性を検査するためのテストパターンと半導体基板の位置を検出可能とするためのアライメントパターンとの少なくとも一方を形成する工程と、その後、半導体基板を、配線部をそれぞれ含む複数の素子チップに分離する工程と、を有する、素子チップ製造方法であって、複数の素子チップに分離する工程は、半導体基板の表面に、素子チップに分離するための少なくとも1つの第1の割断予定線と、該第1の割断予定線に交差する少なくとも1つの第2の割断予定線に沿って溝状の線状加工部を形成する工程と、半導体基板の内部の、割断予定線に沿った所定の深さ位置の集光点にレーザ光を集光させて深さ方向に延びる内部亀裂を形成し、内部亀裂の形成を繰り返して割断予定線に沿って亀裂群を形成する工程と、半導体基板の裏面に表面側に向かって力を加えて線状加工部および内部亀裂をつなぐ亀裂を生じさせ、半導体基板を第1の割断予定線に沿って割断する工程と、第1の割断予定線に沿った割断の後、半導体基板の裏面に表面側に向かって力を加えて線状加工部および内部亀裂をつなぐ亀裂を生じさせ、半導体基板を第2の割断予定線に沿って割断する工程と、を有し、テストパターンとアライメントパターンとの少なくとも一方を形成する工程は、第1の割断予定線上にのみ行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the element chip manufacturing method of the present invention includes a step of forming a plurality of wiring portions on the surface of the semiconductor substrate and a test for inspecting the characteristics of the wiring portions on the surface of the semiconductor substrate. A step of forming at least one of the pattern and an alignment pattern for enabling detection of the position of the semiconductor substrate, and then separating the semiconductor substrate into a plurality of element chips each including a wiring portion. In the chip manufacturing method, the step of separating into a plurality of element chips intersects at least one first cutting planned line for separating into element chips on the surface of the semiconductor substrate, and the first cutting planned line. A step of forming a groove-shaped linearly processed portion along at least one second planned cutting line, and a laser at a condensing point at a predetermined depth along the planned cutting line inside the semiconductor substrate. The process of forming an internal crack extending in the depth direction by concentrating and forming a group of cracks along the planned cutting line by repeatedly forming the internal crack, and applying a force toward the front side on the back surface of the semiconductor substrate And forming a crack connecting the linear processed portion and the internal crack, and cleaving the semiconductor substrate along the first planned cutting line, and cleaving along the first planned cutting line, and then on the back surface of the semiconductor substrate. Applying a force toward the surface side to generate a crack that connects the linearly processed portion and the internal crack, and cleaving the semiconductor substrate along the second planned cutting line, and having a test pattern and an alignment pattern The step of forming at least one of the above is performed only on the first planned cutting line.
本発明によれば、割断の精度や、安定性、信頼性を向上させることができる。また、基板表面における割断位置が線状加工部の位置になるようにすることができる。 According to the present invention, it is possible to improve cleaving accuracy, stability, and reliability. Moreover, the cleaving position on the substrate surface can be set to the position of the linearly processed portion.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1,2は、本実施形態において複数の素子チップ10aに割断する半導体基板であるシリコン基板10を示す模式図である。図1(a)は、シリコン基板10の全体の斜視図であり、図1(b)は、素子チップ10a部分を拡大して示す斜視図、図1(b)は断面図である。これらの図には、個別の素子チップ10aに分離するための割断予定線Cも模式的に示している。図2は、割断予定線C部分をより詳細に示す平面図である。
(First embodiment)
1 and 2 are schematic views showing a
シリコン基板10は、表面が(100)方位に形成された、厚み625μmのシリコンウエハ1を基体としている。図1(c)に示すように、このシリコンウエハ1の表面上には、厚さ1μm程度の酸化膜2が形成されている。本実施形態において製造する素子チップ10aは、インクジェットヘッドに搭載される、インクなどの液体の吐出機構を構成するものである。基板表面11上には、液体の吐出用の素子、およびそれらを駆動するロジック素子、配線等を内蔵したエポキシ樹脂製の構造物である複数のノズル層が配置され、各配線部3を構成している。
The
このように液体吐出用の機構等を内蔵した配線部3の直下には、液体供給口(インク供給口)4が、シリコンウエハ1の異方性エッチングによりシリコンウエハ1の貫通孔として形成されている。配線部3は、製造工程の最終段階でシリコンウエハ1を各素子チップ10aに割断できるように、互いに割断予定線Cを挟んで配置されている。
In this manner, a liquid supply port (ink supply port) 4 is formed as a through hole of the
図2に示すように、本実施形態における素子チップ10aは長方形状であり、割断予定線Cは、各素子チップ10aの短辺に沿って延びる複数の第1の割断予定線C1と長辺に沿って延びる複数の第2の割断予定線C2が交差して格子状に設定されている。これらの割断予定線C1,C2は、シリコンウエハ1のオリエンテーションフラット10bを基準にして、互いに直交する方向に延びている。
As shown in FIG. 2, the
割断予定線C上には、シリコン基板10の位置を検出可能とし、シリコン基板10の、その露光のためのマスクなどとの位置合わせに利用されるアライメントパターン20が形成されている。また、配線部3の特性を確認するためのテストパターン(TEG)21も割断予定線C上に形成されている。アライメントパターン20とテストパターン21は、金属堆積物からなり、第2の割断予定線C2上を避けて第1の割断予定線C1上にのみ形成されている。
On the planned cutting line C, an
次に、シリコン基板10を、各配線部3を含む個々の素子チップ10aに分離する割断手順について説明する。図3に示すように、この割断手順は、テープマウント工程、ウエハ補正工程、表面線状加工工程、内部亀裂形成工程、割断工程、リペア工程、およびピックアップ工程の7工程からなる。以下、各工程を順に説明する。
Next, a cleaving procedure for separating the
「テープマウント工程」(ステップ1)
まず、割断工程までの間にシリコン基板10から素子チップ10aが分離するのを防止するためにテープマウントを行う。テープマウントは、図4に示すように、ダイシングフレームMが貼り付けられた、粘着性を有するダイシングテープTをシリコン基板10の裏面(配線部3の形成面と反対側)に貼り付けることにより行う。ダイシングテープTとしては、紫外線硬化型あるいは感圧型粘着剤が塗布された粘着テープや、自己粘着層を有する粘着テープを用いることができる。
"Tape mounting process" (Step 1)
First, tape mounting is performed in order to prevent the
「ウエハ補正(ソリ矯正)工程」(ステップ2)
前述のように、本実施形態における配線層3は、シリコン基板10の基板表面11上に形成された樹脂層からなる構造物を有しており、その硬化時に熱収縮を起こすため、シリコン基板10の全体が図5(a)に示すように変形している。このように変形した状態で、後述のレーザ照射を行うと基板表面11上への入射位置毎に入射角度が変化し、精度よく加工するのが困難となる。したがって、この変形を予め矯正しておくのが好ましい。そこで、図5(b)に示すように、ダイシングテープTの側からシリコン基板10を平坦な吸着ステージD上に吸着することで、シリコン基板10を平坦化し変形を矯正する。
"Wafer correction (warp correction) process" (Step 2)
As described above, the
「表面線状加工工程」(ステップ3)
続いて、基板表面11に割断予定線Cに沿って溝状の表面加工痕(線状加工部)11aを形成する。表面加工痕11aは、後述するように、割断時に、シリコン基板10の各素子チップ10a間を分離する亀裂が基板表面11において割断予定線C上に位置するようにする働きをする。
"Surface linear processing process" (Step 3)
Subsequently, a groove-shaped surface processing mark (linear processing portion) 11 a is formed on the
表面加工痕11aは、図6に示すように、割断予定線Cに沿って超硬、ダイヤモンド等の工具40を用いたスクライバーにてケガキを入れることによって形成できる。表面加工痕11aは、幅2μm以上、深さ1μm以上が好ましい。ただし、後述する内部亀裂12を加工するレーザ光Lの光路を妨げない大きさにする必要がある。加工深さは、割断時に表面加工痕11aと内部亀裂12間において応力集中が生じるように設定するのが好ましい。表面加工痕11aの深さは、図6(a)に示すように、シリコン基板10の表面層である酸化膜2の厚さより小さくてもよいし、図6(b)に示すように、酸化膜2の厚さと同じかそれより大きくなっても問題はない。
As shown in FIG. 6, the
なお、表面加工痕11aは、少なくとも、配線部10aを有する基板表面11に対しては必須であるが、シリコン基板10の表面側と裏面側の双方に形成してもよい。
The
また、工具30を用いたケガキ加工にて表面加工痕11aを形成する場合、本実施形態のように、後述の内部亀裂形成前に表面加工痕11aを形成することで、加工負荷による不必要な割れを回避することができる。また、表面加工痕11aを先に形成することにより、表面加工痕11a自体を後工程でのレーザ照射時の加工位置を示す基準(線)とすることができ、レーザ照射の作業効率を向上させることができる。しかし、表面加工痕11aは、レーザ光Lによる内部亀裂形成工程の後に形成してもよい。この場合、内部亀裂形成時にレーザ光のケラレの影響(表面加工痕11aの表面の凹部斜面が、照射されたレーザ光を反射して基板内部へ到達するレーザ光量が減少する現象)が無いため、より効率良く内部亀裂形成を行うことができる。
Moreover, when forming the
「内部亀裂形成工程」(ステップ4)
次に、図7(a)に示す加工装置50を用いて内部亀裂12を形成する。この加工装置50は、Xステージ53a、Yステージ53b、微動調整ステージ53cを有し、載せられたワークWの位置をXY方向(ワークWが載せられる面に平行な方向)に調節する自動ステージ53を備えている。自動ステージ53の上方には、顕微鏡対物レンズ52a、ミラー52b等を有する集光光学系52が配置されている。集光光学系52には、光源51、ビーム拡大系51a、ミラー51b等を有する光源光学系が光学的に接続されており、したがって、光源51からの照射光は、集光光学系52を介してワークW上に照射される。集光光学系52は、Zステージ52cに搭載され、Z方向(自動ステージ53の、ワークWが載せられる面に直行する方向)に移動可能となっている。
"Internal crack formation process" (Step 4)
Next, the
本実施形態では、ワークWとしてシリコン基板10が自動ステージ53上に搭載される。加工装置50は、搭載されたシリコン基板10のオリエンテーションフラット10b(図1参照)を利用したアライメントを行う図示しないアライメント光学系も備えている。
In the present embodiment, the
また、集光光学系52は、ワーク照射点と共役になるように観察用カメラ52dを有している。この際、シリコン基板10の反射率は、後述するように30%程度あるため、図示していないが、レーザの出力に応じたフィルターを配置している。それによって、反射光の影響で観察用カメラ52dが損傷するのを抑制することができる。観察用の照明としては、リレーレンズを用いて、集光に使用している顕微鏡対物レンズ52aの入射瞳の位置に光源を形成し、ケーラー照明を行う構成としている。また、この照明もフィルターを通して行い、照明用光学素子の損傷を極力排除している。
The condensing
上記の観察光学系以外に、AF光学系54も設けられている。AF光学系54は、観察用カメラ52dで得られた画像のコントラストを求め、その値から、ピントや傾きを判定するものである。このAF光学系54を用いて、ワークWまでの距離を微小送りしながらコントラストを計測し、最良位置を決定するAF動作を行うことができる。なお、このAF動作に関しては、ワークWの平行度などを見て、使用するか否かを判定する。
In addition to the above observation optical system, an AF
光源51としてはパルスYAGレーザの基本波(1064nm)を用いる。パルス幅は15〜700ns前後で、パルス周波数は10〜100KHzである。このレーザの励起源は半導体レーザであり、この励起用レーザのパワーは半導体レーザへの注入電流によって変化させることができる。この注入電流の電流量、周波数を変化させることでパルス幅を変えることが可能である。
As the
レーザ光の選定はシリコン基板10の分光透過率に応じて行う。すなわち、シリコン基板10に対して透過性があり、かつ集光点にて強電界を形成可能な波長域の光を選定すればよく、この条件を満たす波長域であれば、どれを選定しもかまわない。例えば、超短パルスと波長変換手段を組み合わせて生成される、1.3〜1.5μmの波長のレーザ光を用いることができる。
The laser beam is selected according to the spectral transmittance of the
光源51から出射したレーザ光Lはビーム拡大系51a等を経て集光光学系52に入射する。集光光学系52の顕微鏡対物レンズ52aとしては、例えば倍率20NA0.42あるいは倍率50NA0.55のものを用いる。また、シリコン基板10の屈折率を考慮し、顕微鏡観察にも適用可能な、シリコン内部加工に最適な集光レンズを用いることもできる。
The laser light L emitted from the
集光光学系52によって集光されたレーザ光Lは、図7(b)に示すように、自動ステージ53上のワークWであるシリコン基板10の基板表面11から入射する。この時の光学条件は、基板表面11に表面加工痕11aが存在していても問題が生じないように設定される。すなわち、表面加工痕11aによるエネルギー損失を考慮してパワーを上げるか、表面加工痕11aを避けて入射するような光束を選定する等の方策をとる。
The laser light L condensed by the condensing
基板表面11から入射した光束はシリコン基板10において屈折して、内部の所定の深さ位置aの集光点Aに集光する。集光点Aの深さ位置aはシリコン基板10あるいは集光光学系52のいずれかを光軸方向に移動させ、集光位置をずらすことで制御できる。
The light beam incident from the
シリコン基板10の、レーザ光Lに対する屈折率をnとし、シリコン基板10と集光光学系52との、光軸方向の相対移動量をdとした時、集光点Aの光学的な移動量の理論値はndである。シリコン基板10の屈折率は、波長1.1〜1.5μmのレーザ光に対して3.5近傍であり、実際に実験によって見積もった値も、この3.5に近かった。したがって、シリコン基板10の表面に集光する位置から、シリコン基板10と集光光学系52との相対位置を100μmだけ機械的に変化させることによって、レーザ光の集光点Aを、表面より350μmの位置にすることができる。
When the refractive index of the
この際、屈折率が3.5近傍であるということは反射率がかなり大きいことを示している。すなわち、一般に、垂直入射での反射率は((n−1)/(n+1))2であるからシリコン基板では30%程度となる。残りのエネルギーが内部に到達するが、シリコン基板の光吸収も存在するので、集光点Aへの最終的な到達エネルギーはさらに小さくなる。厚さ625μmのシリコン基板にて実測したところ透過率は20%程度であった。 At this time, the fact that the refractive index is in the vicinity of 3.5 indicates that the reflectance is quite large. That is, in general, the reflectance at normal incidence is ((n−1) / (n + 1)) 2 , so that it is about 30% in the silicon substrate. Although the remaining energy reaches the inside, since the silicon substrate also absorbs light, the final energy reaching the condensing point A is further reduced. When measured on a 625 μm thick silicon substrate, the transmittance was about 20%.
集光点Aにレーザ光Lが集光すると、部分的にシリコンの結晶状態が変化し、その結果、内部亀裂12が形成される。実験結果では、内部亀裂12は、集光点Aより下側、つまり、レーザ光Lの入射側から遠い方に走ることが確認され、その亀裂長さbは50〜100μm程度であった。
When the laser beam L is condensed at the condensing point A, the crystalline state of silicon partially changes, and as a result, the
このようにシリコン基板10の内部の一点から内部亀裂12を形成し、集光点Aを、深さ方向に、また各割断予定線Cに沿って移動させることによって、各割断予定線Cの直下に所定のパターンで内部亀裂12を形成する内部加工を行う。集光点Aは、シリコン基板10を自動ステージ53によって移動させることにより、XY方向(基板表面11に平行な方向)に移動させることができる。また、集光光学系52をZステージ52cによって移動させることにより、集光点AをZ方向(深さ方向、シリコン基板10の厚み方向)に移動させることができる。あるいは、シリコン基板10側をZ方向に移動させる機構を設けたり、集光光学系52側をXY方向に移動させる機構を設けたりしてもよい。
In this way, the
この内部加工においては、図8に示すように、ワークWであるシリコン基板10の端点付近は、レーザ光Lの入射経路が中央部とは部分的に異なり、中央部よりも加工し難い。そのため、端点近傍を加工するときはレーザエネルギーをシリコン基板10の中央部におけるより上げる等の加工条件の調整を行うのが好ましい。
In this internal processing, as shown in FIG. 8, in the vicinity of the end point of the
また、図9に示すように、2つの割断方向にそれぞれ延びる割断予定線C1,C2は交差点C12で交差している。この交差点C12付近では、割断予定線C1,C2のうち、後から内部加工を行う側の加工時に、レーザ光束が、先に内部加工を行って形成した内部亀裂12によって乱されてしまう。これは、後から内部加工を行う側の割断予定線Cの全体で発生するものではなく、局部的に発生する現象である。そこで、この現象によるエネルギー損失を考慮して、加工条件を交差点C12の近傍で変更するか、あるいは、先に内部加工を行う側と、後から内部加工を行う側の割断予定線Cの加工条件を変化させるのが望ましい。
Moreover, as shown in FIG. 9, the cutting planned lines C1 and C2 extending in the two cutting directions respectively intersect at an intersection C12. In the vicinity of the intersection C12, the laser beam is disturbed by the
本実施形態では、後述する割断工程において第1の割断予定線C1側の割断を先に行う。この場合、第2の割断予定線C2側の内部加工を先に行うのが好ましい。それによって、第2の割断予定線C2において、交差点C12付近で、内部亀裂12が、他の部分に比べて小さくなったり、十分に形成されなかったりするのを抑制することができる。また、第1の割断予定線C1上には、前述のように、アライメントパターン20やテストパターン21を構成する金属堆積膜が形成されている。これによって、第1の割断予定線C1では、内部亀裂12の形成が、局所的に他の部分に比べて不十分となっている部分が存在している。
In the present embodiment, the cleaving on the first cleaving planned line C1 side is performed first in the cleaving step described later. In this case, it is preferable to perform the internal processing on the second cutting planned line C2 side first. Thereby, it is possible to suppress the
また、前述のように、1つの集光点Aに集光して形成される内部亀裂12の長さは50〜100μmであり、これに対して、シリコン基板10の厚みは625μmである。したがって、このシリコン基板10の良好な割断のためには、深さ方向に異なる複数の位置を集光点とした内部加工を行うのが好ましい。深さ方向に異なる集光点Aでの内部加工は、基板表面11から遠い側(奥側)の加工から初めて、基板表面11に近づけてゆくのが好ましい。深さ方向に異なる集光点Aでの内部加工は、各集光点Aでの加工によって形成される内部亀裂12同士が、深さ方向につながるようにしてもよいし、内部亀裂12が深さ方向に断続的に形成されるようにしてもよい。
As described above, the length of the
この際、少なくとも基板表面11に最も近い位置での内部加工では、後述の割断工程前に分断が起こらないようにするために、形成される内部亀裂12の上端が、表面加工痕11aとつながらないようにする。実験によれば、形成される内部亀裂12の上端は、基板表面11より10μm以上離れるように、集光点Aの位置や酸化膜2の膜構成、使用するレーザ波長等の加工条件を設定することが望ましく、20〜100μmの深さ位置に設定することができる。また、集光点A近くの、それ以前の内部加工によって形成された内部亀裂12が、レーザ照射による熱などの影響で成長し、基板表面11へ到達するような加工条件は選択しないようにする。それによって、加工中に不用意に内部亀裂12と基板表面11との連結が生じたり、基板表面11が損傷してしまったりするのを抑制することができる。
At this time, in the internal processing at least at the position closest to the
シリコン基板10の裏面については、内部亀裂12が裏面に到達してもよい。内部亀裂12が裏面に到達しない場合、内部亀裂12の下端(裏面側に近い端部)は、結晶のすべり方向から推測される、割断時の、裏面における亀裂到達位置が、問題の生じない範囲内になるように設定する。
For the back surface of the
図10に、内部亀裂12の、シリコン基板10の厚み方向に対する加工パターンの例を示す。
In FIG. 10, the example of the processing pattern with respect to the thickness direction of the
図10(a)に示す加工パターンは、内部亀裂12を、深さ方向に対し一度のレーザ照射にて形成したパターンである。内部亀裂12の上端位置は基板表面11から25μmの位置とし、表面加工痕11aにはつながっていない。また、内部亀裂12の下端については、裏面に対し20μmのギャップを設けている。この下端の位置は、割断時において亀裂が結晶方位に沿って広がった場合でも素子チップ10aの外形寸法が許容範囲内に収まる位置として設定されている。
The processed pattern shown in FIG. 10A is a pattern in which the
図10(b)に示す加工パターンは、内部亀裂12を複数回に分けて形成したパターンである。複数回の内部加工によって形成される各形成亀裂は、間にギャップを生じることなく互いに連結されており、それによって、内部亀裂12は、実質的に上下のそれぞれ1箇所のみに端部を有している。この場合、複数回の内部加工を行う位置は、各形成亀裂同士がつながるように設定すればよいが、形成亀裂同士がオーバーラップするように設定するのが好ましい。すなわち、オーバーラップ量を、形成亀裂の長さのばらつき、深さ方向位置のばらつきなどの製造公差を考慮して設定することによって、形成亀裂同士を確実に連続させることができる。
The processed pattern shown in FIG. 10B is a pattern in which the
図10(a),(b)に示す加工パターンは、基板断面の深さ方向全領域に内部亀裂12が形成されているため、割断の安定性の観点から好ましい。しかし、このように深さ方向に完全につながった内部亀裂でなくても、所定の間隔で断続的に内部亀裂12を形成しておけば、十分に良好な割断を行うことができる。
The processing patterns shown in FIGS. 10A and 10B are preferable from the viewpoint of cleaving stability because the
このような加工パターンとして、図10(c)は、基板表面11に最も近い位置での亀裂形成時のみ、照射するエネルギーの量を他の亀裂形成時よりも落とし、加工を行ったパターンである。その結果、基板表面11に近い位置に、それより裏面側の亀裂からギャップをおいた亀裂が形成されている。基板表面11に最も近い位置の亀裂の形成時は、基板表面11に近い位置でレーザ光が集光されるため、表面へ照射されるエネルギーの密度が、より裏面側に近い位置の亀裂の形成時より高くなる。そこで、基板表面11に最も近い位置の亀裂形成時の照射エネルギーを少なくすることによって、配線部3へのダメージを抑制することができる。
As such a processing pattern, FIG. 10C is a pattern in which processing is performed by reducing the amount of energy to be irradiated only when a crack is formed at a position closest to the
図10(d)に示す加工パターンでは、内部亀裂12は、深さ方向にギャップが設けられた複数の亀裂からなっている。この場合、内部亀裂12が連結されたものに比べ、内部加工後の強度を保つことができる為、内部加工工程から割断工程にかけての搬送中にチップが分離する等の不用意な割れを抑制することができる。
In the processing pattern shown in FIG. 10D, the
図10(e)に示す加工パターンは、深さ方向にギャップが設けられた複数の亀裂を形成し、かつ、基板表面11に最も近い位置の亀裂形成時のみ、照射するエネルギーの量を他の亀裂形成時よりも落としたものである。
The processing pattern shown in FIG. 10E forms a plurality of cracks with gaps in the depth direction, and the amount of energy to be irradiated is different only when a crack is formed closest to the
図10(f)に示す加工パターンは、基板表面11近傍においては、間にギャップを形成せずに複数の形成亀裂を連結した亀裂を配置し、基板表面11から離れた位置では、形成亀裂間にギャップを設けたパターンである。この加工パターンは、基板表面11付近の割断精度を比較的高くすることができるので、基板表面11側に高い割断精度が要求される場合、有効なパターンである。
In the processing pattern shown in FIG. 10 (f), in the vicinity of the
図10(g)に示す加工パターンは、シリコン基板10の裏面近傍において、間にギャップを形成せずに複数の形成亀裂を連結した亀裂を配置したパターンである。この加工パターンは、本実施形態におけるように、裏面側にインク供給口4が開口し、裏面側の強度が低い場合でも、インク供給口4部分での破壊を抑制して、内部亀裂12に沿った割断を行うのに有効である。
The processed pattern shown in FIG. 10G is a pattern in which cracks are formed in the vicinity of the back surface of the
図10(h)に示す加工パターンは、内部亀裂12の下端とシリコン基板10の裏面とのギャップを、表面の構造体の配置に対応して調整したパターンである。すなわち、NA0.55、シリコンの屈折率3.5、表面の構造体間の距離を100μmとした場合、図の様に、内部亀裂12の下端とシリコン基板10の裏面とのギャップを300μmとする。それによって、レーザ照射面でのケラレによるエネルギー損失を少なく抑え、効率的な加工を行うことができる。
The processed pattern shown in FIG. 10H is a pattern in which the gap between the lower end of the
内部亀裂12は、各割断予定線Cに沿う方向についても、連続的に形成しても、断続的に形成してもよい。
The
図11は、亀裂群の加工順序の様々な例を示している。 FIG. 11 shows various examples of the processing order of the crack group.
図11(a),(b)に示す例は、各割断予定線Cについて、同じ深さ位置の一群の内部亀裂12aを形成し、その後、内部亀裂12aとは深さ位置の異なる一群の内部亀裂12bを形成する例である。これを順次繰り返して、各割断予定線Cに沿った亀裂群からなる内部亀裂12を形成する。
In the example shown in FIGS. 11A and 11B, a group of
この際、同じ深さ位置の亀裂群は、光源51を所定のパルス間隔で作動させながら、シリコン基板10を自動ステージ53によってXY方向に所定の速度で移動させることによって形成することができる。この移動速度は、光源51のパルス周波数と形成亀裂の形状などを考慮して設定され、前述のようにパルス周波数が10〜100KHzの場合、移動速度は10〜100mm/secが目安となる。移動速度が100mm/secを超えると、形成亀裂の、割断予定線Cに沿った間隔が広くなり過ぎるなど、後の割断工程が困難となりがちである。
At this time, the crack group at the same depth position can be formed by moving the
図11(a)は、各深さ位置の内部亀裂12a,12bを、シリコン基板10を同一の方向に移動させながら形成する例、図11(b)は、シリコン基板10を往復動作させ、往動作時と復動作時にそれぞれ深さ位置の異なる内部亀裂12a,12bを形成する例である。後者には、総動作距離が短くなるため、加工時間を短縮することができるという利点があり、本実施形態ではこの方法を採用している。しかし、これらは、対象物の状態(シリコン基板の平行度、うねり)などから総合的に判断して決定すればよい。
FIG. 11A shows an example in which
また、図11(c)に示すように、全ての割断予定線Cについて、同一の深さ位置の一群の内部亀裂12aを形成し、その後、他の深さ位置の一群の内部亀裂12bを形成してもよい。この方法には、深さ位置の設定を変更する回数が少なくて済むという利点がある。また、全ての割断予定線Cについて、深さ位置の最も深い亀裂群を形成した後、深さ位置の浅いものを順に形成していくことによって、割断予定線Cの交差点C12における、交差する割断予定線C上に先に形成された内部亀裂12による影響を低減できる。
Further, as shown in FIG. 11 (c), a group of
あるいは、図11(d)に示すように、ある点において、深さ位置の異なる内部亀裂12a,12b,12cを形成し、亀裂の形成点を割断予定線Cに沿って変化させていってもよい。この方法には、シリコン基板10の平面性に対する焦点位置の補正が必要な場合、各加工点における補正動作が加工開始時のみでよいので、補正動作の回数を減らすことができるという利点がある。
Alternatively, as shown in FIG. 11 (d),
「割断工程」(ステップ5)
各割断予定線Cに沿って表面加工痕11aおよび内部亀裂12を形成したシリコン基板10は、前述のように、少なくとも表面加工痕11aと内部亀裂12との間にギャップがある。したがって、シリコン基板10は、上記のレーザ加工、すなわち内部亀裂形成工程後にも、個々の素子チップ10aに分離していない。割断工程において、この状態のシリコン基板10を個々の素子チップ10aに分離する。
"Cleaving process" (Step 5)
As described above, the
この割断工程では、図12に示すように、シリコン基板10を、ダイシングテープTにマウントしたまま、シリコン基板10の裏面が上となるように、割断装置のゴムシート60上に置く。ゴムシート60は、十分な弾力性のあるものが好ましく、シリコーンゴムあるいはフッ素ゴムから形成されていてよい。なお、シリコン基板10の基板表面11がゴムシート60に接することで基板表面11が汚れるのを避けるために、内部亀裂形成後、バックグラインドなどに用いられる市販の保護テープRを基板表面11に貼付してもよい。
In this cleaving step, as shown in FIG. 12, the
そして、このようにゴムシート60上に載せられたシリコン基板10を、裏面側からダイシングテープTを介してローラー61によって圧迫することによって、シリコン基板10を割断する。ローラー61は、硬質の材料、例えばステンレスから形成されており、その回転軸線方向に十分な長さを有しており、シリコン基板10の端から端までにわたる直線領域を一度に圧迫することができる。
Then, the
圧迫は、まず、シリコン基板10をその第1の割断予定線C1がローラー61の回転軸線と実質的に平行になるように配置して行う。ローラー61を転がしながらシリコン基板10を圧迫すると、シリコン基板10は、ローラー61の直下においてゴムシート60に沈み込むように変形する。
The compression is first performed by arranging the
ローラー60が第1の割断予定線C1の直上にくると、図12(b)に示すように、表面加工痕11aを広げようとする力が作用する。この結果、表面加工痕11aを起点として亀裂が発生する。すなわち、割断予定線Cに沿って、表面加工痕11aおよび内部亀裂12が形成されているために、外力を加えた際に、割断予定線C部分に応力集中が起こり、割断予定線Cに沿った割れが発生する。
When the
表面加工痕11aを起点として発生した亀裂は、レーザ照射によって形成した内部亀裂12に連結する。それによって、亀裂が第1の割断予定線C1に沿ってシリコン基板10の裏面へと広がる。また、発生した亀裂は、第1の割断予定線C1に沿って、基板表面11に平行な方向にも広がる。すなわち、シリコン基板10の強度の面内分布や、表面加工痕11aと内部亀裂12の形成のばらつきなどのために、亀裂は、図13(a)に示すように、最初に、幾つかの割断開始点Sに形成されるのが普通である。割断開始点Sで亀裂が形成されると、その亀裂の周囲の部分に応力が加わりやすなり、その結果、矢印Eによって示すように、亀裂が第1の割断予定線C1に沿って広がっていく。そして、図13(b)に示すように、各割断開始点Sから広がった亀裂同士が点Mでつながり、このようにして、第1の割断予定線C1に沿った部分全体に亀裂が広がる。このようにして、シリコン基板10は第1の割断予定線C1に沿って分離され、すなわち割断される。
The crack generated from the
この際、亀裂の広がりは、詳細に見ると、シリコン基板10の結晶方位に沿って起こりやすい。しかし、形成亀裂が内部亀裂12や表面加工痕11aに連結することによって、割断は、実質的に第1の割断予定線C1に沿って真っ直ぐに行われる。
At this time, the spread of cracks tends to occur along the crystal orientation of the
また、表面加工痕11aが形成されているために、亀裂が、基板表面11の、表面加工痕11aの形成部以外の所に発生するのを抑制することができる。したがって、配線部3のロジック回路等が、亀裂によって悪影響を受けるのを抑制することができる。
Moreover, since the
ローラー61の進行に伴い、各第1の割断予定線C1に沿った割断が順次行われる。ローラー61は、シリコン基板10の一方の端部から他方の端部へ向けて進行させてもよいし、シリコン基板10の中央付近を開始点としてシリコン基板10の各端部へ向けた進行を順に行ってもよい。
As the
次に、シリコン基板10を90°回転させ、第2の割断予定線C2とローラー61の回転軸線とが実質的に平行となるようにする。そして、第1の割断予定線C1の場合と同様に、ローラー61でシリコン基板10を圧迫し、表面加工痕11aを起点とする亀裂を生じさせ、裏面へ到達させ、シリコン基板10を各第2の割断予定線C2に沿って割断する。
Next, the
以上の工程により、シリコン基板10は全域において各第1の割断予定線C1および各第2の割断予定線C2に沿って割断され、個々の素子チップ10aに分離される。
Through the above steps, the
以上説明した割断工程では、前述のように、誘起された亀裂が割断予定線Cに沿って基板表面11に平行な方向へ広がる作用が得られる。これによって、内部亀裂12の形成が不均一になっている部分があったとしても、その部分で分離が行われなかったり、分離位置がずれてしまったりするのを抑制することができる。
In the cleaving step described above, as described above, an effect is obtained in which the induced crack spreads in a direction parallel to the
この作用は、交差する方向の割断が先に行われている場合には、割断された部分で途切れてしまうが、交差する方向の割断が行われていなければ、割断予定線Cの全長にわたって得られる。したがって、この作用は、割断予定線C1,C2のうち、先に割断を行う側においてより有効に得られる。 This action is interrupted at the cleaved portion when the intersecting direction is cut first. However, if the intersecting direction is not cut, this effect is obtained over the entire length of the planned cutting line C. It is done. Therefore, this effect can be obtained more effectively on the side where the cutting is to be performed first among the planned cutting lines C1 and C2.
すなわち、図14に示すように、図の上下方向に延びる割断済み線Gでの割断が完了した後、図の左右方向に延びる割断予定線Cに沿った割断を行う場合を考える。図14(a)は、図の左右の素子チップ21と24の間、および23と26の間に割断開始点Sが生じ、一方、図の中央の素子チップ22と25の間には、割断開始点Sが生じなかった場合を示している。例えば、素子チップ22と25の間で、内部亀裂12の形成が十分でない部分があり、割断予定線Cに沿った、割断済み線G間の距離が比較的短い場合に、このように素子チップ22と25の間に割断開始点Sが生じない可能性が高まる。
That is, as shown in FIG. 14, a case is considered in which, after cleaving along the cleaved line G extending in the vertical direction in the figure is completed, cleaving is performed along the planned cleaving line C extending in the horizontal direction in the figure. In FIG. 14A, the cleaving start point S is generated between the left and right element chips 21 and 24 and 23 and 26, while the cleaving start point S is formed between the element chips 22 and 25 in the center of the figure. The case where the starting point S did not arise is shown. For example, when there is a portion where the
その後の過程では、左右の割断開始点Sからそれぞれ亀裂が広がるが、これらの亀裂の広がりは、図14(b)に示すように、割断済み線Gで中断され、その結果、素子チップ22と25の間は、割断されないまま残されてしまう場合がある。一方、割断済み線Gでの割断が行われていなければ、左右の割断開始点Sから広がった亀裂は、素子チップ22と25の間にも広がり、素子チップ22と25の間を良好に割断することができる。 In the subsequent process, cracks spread from the left and right cleavage start points S, respectively, but the spread of these cracks is interrupted by the cleaved line G as shown in FIG. There may be a case where it is left uncut for 25. On the other hand, if the cleaving is not performed on the cleaved line G, the crack extending from the cleaving start point S on the left and right also extends between the element chips 22 and 25, and the element chips 22 and 25 are cleaved well. can do.
そこで、本実施形態では、前述のように、テストパターン21などを構成する金属堆積膜などのために内部亀裂12の形成が、局所的に他の部分に比べて不十分となっている部分が存在している第1の割断予定線C1に沿う割断を先に行っている。それによって、内部亀裂12の形成が不十分となっている部分においても、良好な割断を可能とすることができる。一方、第2の割断予定線C2側は、内部亀裂12の形成が不十分となる要因がなく、したがって、亀裂が基板表面11に平行な方向へ広がる作用が比較的弱くても、良好な割断が可能である。
Therefore, in the present embodiment, as described above, there is a portion where the formation of the
また、素子チップ10aが、縦横比を有する長方形状の場合、短辺に沿った割断を先に行えば、その後の、長辺に沿った割断の際、その割断予定線に沿って位置する、既に割断が行われた部分の数を比較的少なく抑えることができる。したがって、短辺に沿った割断を先に行うことによって、亀裂が基板表面11に平行な方向へ広がる作用を途切れさせる部分の数を抑え、この作用が有効に得られるようにすることができる。本実施形態では、これを考慮して、前述のように、素子チップ10aの短辺に沿う側を、先に割断を行う第1の割断予定線C1に設定している。
Further, when the
なお、本実施形態における割断工程では、硬質のローラー61によってゴムシート60の変形に伴ってシリコン基板10の全体に応力が作用させられるものであり、配線部3のロジック素子やノズル層に悪影響が生じないようにする必要がある。すなわち、ローラー61によるシリコン基板10の圧迫荷重やゴムシート60の厚み、ゴム硬度などを適切に設定することによって、配線部3への悪影響を抑制しつつ、割断予定線Cに沿った割断を行うことができる。また、ダイシングテープTや基板表面11の保護テープRの材質、厚さなどは、ローラー61による力が過大に緩衝されないように選定する。保護テープRとしては、割断時においてシリコン基板10の変形を妨げないように、ダイシングテープTに比較し同等か、またはより柔らかい材質のものを選択するのが望ましい。例えば、ダイシングテープTの基材にポリオレフィンが使用されていつ場合、保護テープRとしては、ポレオレフィン製もしくは塩化ビニル製のものが適している。
In the cleaving process in the present embodiment, stress is applied to the
「リペア工程」(ステップ6)
上述のように、割断工程にて、応力に伴って発生する亀裂によって、表面加工痕11aと内部亀裂12が連結するとともに、この亀裂はシリコン基板10の裏面にも到達し、シリコン基板10は各素子チップ10aに分離される。しかし、偶発的に完全分離が成されていない場合は、再割断する必要がある。再割断は、例えば、図15に示した、後述するピックアップ工程用の機構を用いて行うことができる。
"Repair process" (Step 6)
As described above, in the cleaving step, the
図15に示した機構は、シリコン基板10の、ダイシングテープT側、すなわち裏面側に配置されたピックアップピン66と、基板表面11側に配置された吸着コレット65を有している。吸着コレット65とピックアップピン66は、各素子チップ10aに対応した大きさを有しており、不図示の機構によって上下動可能である。また、この機構は、吸着コレット65とピックアップピン66、または、シリコン基板10を基板表面11に平行な方向に移動させる機構を有している。それによって、吸着コレット65とピックアップピン66を所望の素子チップ10aに対応する位置に位置あわせすることができる。
The mechanism shown in FIG. 15 includes a
完全に分離されていない場合、その素子チップ10aに対応する位置に吸着コレット65とピックアップピン66を位置合わせする。そして、ピックアップピン66によって素子チップ10aを押し上げ、押し上げられた素子チップ10aに吸着コレット65を近づけることによって、その素子チップ10aを捕捉する。このようにして、素子チップ10a部分を微小に持ち上げることによって、割断予定線C部分に応力を作用させ、素子チップ10aを完全に分離することができる。
If not completely separated, the
「ピックアップ工程」(ステップ7)
割断工程およびリペア工程にて分離された素子チップ10aは、図15に示すように、吸着コレット65によって搬出され、個別に収納される。この際、エキスパンダーなどにより、ダイシングテープTに広げる力を加えるなどして、各素子チップ10aの間の間隙を広げてから、ピックアップを行ってもよい。また、ピックアップの際に発生する微小な粉塵を、吸引除去してもよい。
"Pickup process" (Step 7)
As shown in FIG. 15, the
(第2の実施形態)
次に、図16を参照して、本発明の第2の実施形態について説明する。図16において、第1の実施形態と同様の部分については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施形態は、割断工程が第1の実施形態と異なる。他の工程などについては、特に説明しない限り、第1の実施形態と同様であってよく、詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 16, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The present embodiment is different from the first embodiment in the cleaving process. Other steps and the like may be the same as those in the first embodiment unless specifically described, and a detailed description thereof will be omitted.
本実施形態では、図16に示すように、ブレード状の圧迫工具(以下、ブレード30と称する)によってシリコン基板10の、割断予定線Cに沿った部分を圧迫することにより、割断を行う。ブレード30は、硬質の材料から形成されており、その長手方向に十分な長さを有しており、シリコン基板10の端から端までにわたる直線領域を同時に圧迫することができる。ブレード30は、例えば、ステンレス製で、長さ160mm、刃先幅0.2mmである。
In the present embodiment, as shown in FIG. 16, cleaving is performed by pressing a portion along the planned cutting line C of the
割断工程では、まず、図16(a)に示すように、シリコン基板10の割断予定線Cの1つがブレード30とほぼ平行になるようにシリコン基板10をゴムシート60上に置く。そして、ブレード30をシリコン基板10の裏面の割断予定線Cに沿う部分に当接させて圧迫すると、ブレード30の直下において、ゴムシート60が沈み込むように変形する。その結果、第1の実施形態と同様に、シリコン基板10には、ゴムシート60側、すなわち基板表面11側において、表面加工痕11aを広げようとする力が作用し、表面加工痕11aを起点として亀裂が生じる。生じた亀裂は、表面加工痕11aと内部亀裂12によって誘導されて割断予定線Cに沿って広がり、割断予定線Cに沿った割断が行われる。
In the cleaving step, first, as shown in FIG. 16A, the
この際、圧迫時に保護テープRに対して引張力を付与してもよい。それによって、割断における表面加工痕11aへの応力が増強されるため、ブレード30の、割断に必要な押し込み量をより少なくすることができる。さらに、割断後において素子チップ10a間に間隙ができる為に、割断後の素子チップ10a間の擦れを抑制し、チッピングの発生を抑制することができる。
At this time, a tensile force may be applied to the protective tape R during compression. Thereby, since the stress to the
本実施形態では、ブレード30によって割断予定線Cに沿った部分に集中して応力を加えることができ、配線部3に応力が加わるのを抑制することができる。すなわち、配線部3への悪影響を抑制しながら、割断予定線Cに沿った部分に十分な応力を作用させるのが容易であり、それによって、有効に割断を行うことができる。特に、配線部3がノズル層を含み、インク供給口4(図1など参照)が形成されている場合でも、インク供給口4が形成されているために強度が弱くなっている部分に割断工程においてダメージを与えるのを抑制することができる。
In the present embodiment, stress can be applied to the portion along the planned cutting line C by the
なお、亀裂の広がりは、前述のように、詳細に見ると、シリコン基板10の結晶方位に沿ったへき開方向に生じやすい。本実施形態では、ブレード30によって応力を加える位置を容易に微調整できるので、それを利用して、シリコン基板10の裏面におけるへき開をコントロールして、亀裂の到達位置を調整することができる。
Note that, as described above, the spread of cracks is likely to occur in the cleavage direction along the crystal orientation of the
例えば、図17に示すように、インク供給口14が形成されたノズル層を含む素子チップ10aの製造を考える。この場合、図17(b)に示すように、断面で見ると、内部亀裂12の端部からシリコン基板10の裏面に向かうへき開方向はCLaとCLbの2つが存在する。そこで、ブレード30による圧迫位置Pを、図17(b)に示すように、割断予定線Cから、一方のへき開方向CLa側に寄った位置とすることによって、亀裂がこのへき開方向CLaに沿って広がるようにすることができる。
For example, as shown in FIG. 17, consider manufacturing an
図17は、素子チップ10aと予備の部分との間で割断を行う例を示しており、この場合、割断予定線Cより少し素子チップ10a寄りの部分を圧迫位置Pとするのが好ましい。それによって、シリコン基板10の裏面側において亀裂が素子チップ10a側に向かって広がるようにし、素子チップ10aに出っ張りができるのを抑制することができる。
FIG. 17 shows an example in which cleaving is performed between the
また、本実施形態では、ブレード30によって応力をかける割断予定線Cの順序を、したがって、割断を行う割断予定線Cの順序を容易に調整することができる。以下、割断を行う割断予定線Cの、好ましい順序について説明する。
Moreover, in this embodiment, the order of the cutting planned line C which stresses with the braid |
まず、図18に示すように、最初に、シリコン基板10の端部に近い割断予定線Cで割断を行うことを考える。この場合、図18(b)に示すように、シリコン基板10の、割断によって形成される分割片のうちの一方が、他方に比べて非常に小さくなるため、この小さい側の分割片は、ブレード30を押し込んでいくにしたがって大きく変位する。そして、割断完了時に、小さい側の分割片が跳ね上がってしまう場合がある。このように分割片が跳ね上がると、擦れてチッピングが発生する要因となる。また、ブレード30によって圧迫する際、割断予定線C部分に加わる応力が不安定となりがちであり、割断精度が低下する。
First, as shown in FIG. 18, it is first considered to perform cutting along a planned cutting line C close to the end of the
したがって、圧迫は、図19(a)に示すように、まず、シリコン基板10の中央付近の割断予定線C1に沿った位置を圧迫位置P1として行う。この場合、シリコン基板10の、割断によって形成される2つの分割片がほぼ同じ大きさになるので、変位が、割断予定線C1に関して対称に生じ、割断予定線C1に沿った部分に安定して応力を加えることができる。また、分割片が跳ね上がるのも抑制することができる。
Therefore, as shown in FIG. 19A, the compression is first performed at a position along the planned cutting line C1 near the center of the
続いて、図19(b)に示すように、図19(a)に示す工程での割断済み線Gによって分離された分割片の中央付近の割断予定線C1に沿った位置を圧迫位置P2として圧迫を行う。この際、小さくなった分割片に対する圧迫では、分割片全体の沈み込みが生じやすいため、同じ押し込み量であれば、圧迫位置P2の直下の割断予定線C1に応力が加わりにくくなる。そこで、図19(d)に示す、割断されていないシリコン基板10の割断時の、ブレード30の押し込み量Q1よりも、図19(e)に示す、分割片の割断時の、ブレード30の押し込み量Q2を大きくするのが好ましい。
Subsequently, as shown in FIG. 19B, a position along the planned cutting line C1 near the center of the divided piece separated by the cut line G in the process shown in FIG. Make pressure. At this time, since the entire divided piece is likely to be depressed by the compression on the divided piece that has become smaller, it is difficult to apply stress to the planned cutting line C1 immediately below the compression position P2 with the same pushing amount. Therefore, the pushing amount of the
その後は、図19(c)に示すように、さらに小さくなった分割片において中央付近の割断予定線C1に沿った部分を圧迫位置P3として割断を行い、これを繰り返して、全ての割断予定線C1に沿った割断を行う。この際、図19(c)に示す割断では、図19(f)に示す押し込み量Q3を、図19(b)に示す割断の際より大きくし、このように、分割片が小さくなるのにしたがって、押し込み量を大きくしていくのが好ましい。 After that, as shown in FIG. 19 (c), in the further smaller divided piece, the portion along the cutting planned line C1 near the center is divided as the compression position P3, and this is repeated to repeat all the cutting planned lines. Cleaving along C1. At this time, in the cleaving shown in FIG. 19 (c), the pushing amount Q3 shown in FIG. 19 (f) is made larger than that in the cleaving shown in FIG. 19 (b). Therefore, it is preferable to increase the pushing amount.
その後、シリコン基板10を90°回転させて、第2の割断予定線C2に沿った割断を行う。第2の割断予定線C2に沿った割断についても、第1の割断予定線C1の場合と同様、各分割片において中央付近のものから順に行うのが好ましい。
Thereafter, the
3 配線部
10 シリコン基板(半導体基板)
10a 素子チップ
11a 線状加工部
12 内部亀裂
20 アライメントパターン
21 テストパターン
C1 第1の割断予定線
C2 第2の割断予定線
3 Wiring
Claims (8)
前記半導体基板の表面上に、前記配線部の特性を検査するためのテストパターンと前記半導体基板の位置を検出可能とするためのアライメントパターンとの少なくとも一方を形成する工程と、
その後、前記半導体基板を、前記配線部をそれぞれ含む複数の素子チップに分離する工程と、
を有する、素子チップ製造方法であって、
複数の前記素子チップに分離する工程は、
前記半導体基板の表面に、前記素子チップに分離するための少なくとも1つの第1の割断予定線と、該第1の割断予定線に交差する少なくとも1つの第2の割断予定線に沿って溝状の線状加工部を形成する工程と、
前記半導体基板の内部の、前記割断予定線に沿った所定の深さ位置の集光点にレーザ光を集光させて深さ方向に延びる内部亀裂を形成し、該内部亀裂の形成を繰り返して前記割断予定線に沿って亀裂群を形成する工程と、
前記半導体基板の裏面に表面側に向かって力を加えて前記線状加工部および前記内部亀裂をつなぐ亀裂を生じさせ、前記半導体基板を前記第1の割断予定線に沿って割断する工程と、
前記第1の割断予定線に沿った割断の後、前記半導体基板の裏面に表面側に向かって力を加えて前記線状加工部および前記内部亀裂をつなぐ亀裂を生じさせ、前記半導体基板を前記第2の割断予定線に沿って割断する工程と、
を有し、
前記テストパターンと前記アライメントパターンとの少なくとも一方を形成する工程は、前記第1の割断予定線上にのみ行う、
素子チップ製造方法。 Forming a plurality of wiring portions on the surface of the semiconductor substrate;
Forming on the surface of the semiconductor substrate at least one of a test pattern for inspecting the characteristics of the wiring portion and an alignment pattern for enabling detection of the position of the semiconductor substrate;
Thereafter, separating the semiconductor substrate into a plurality of element chips each including the wiring portion;
A device chip manufacturing method comprising:
The step of separating into a plurality of the element chips,
Grooves are formed on the surface of the semiconductor substrate along at least one first cutting line for separation into the element chip and at least one second cutting line that intersects the first cutting line. Forming a linear processed portion of
An internal crack extending in the depth direction is formed by condensing laser light at a condensing point at a predetermined depth position along the planned cutting line inside the semiconductor substrate, and the formation of the internal crack is repeated. Forming a group of cracks along the planned cutting line;
Applying a force toward the front surface side of the back surface of the semiconductor substrate to generate a crack that connects the linear processed portion and the internal crack, and cleaving the semiconductor substrate along the first planned cutting line;
After cleaving along the first planned cutting line, a force is applied to the back surface of the semiconductor substrate toward the front surface side to generate a crack that connects the linearly processed portion and the internal crack, and the semiconductor substrate is Cleaving along the second cleaving line,
Have
The step of forming at least one of the test pattern and the alignment pattern is performed only on the first planned cutting line,
Element chip manufacturing method.
請求項1に記載の素子チップ製造方法。 The element chip has a rectangular shape having a short side and a long side, the first cutting planned line extends along the short side of the element chip, and the second cutting planned line is the element chip. Extending along the long side of the
The element chip manufacturing method according to claim 1.
請求項1または2に記載の素子チップ製造方法。 When cleaving the semiconductor substrate, a protective tape is applied to the surface of the semiconductor substrate, and a tensile force is applied to expand the protective tape.
The element chip manufacturing method according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか1項に記載の素子チップ製造方法。 In the cleaving step, a force is applied by bringing a blade into contact with the back surface of the semiconductor substrate in parallel to the planned cutting line.
The element chip manufacturing method according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載の素子チップ製造方法。 At least one of the first planned cutting line and the second planned cutting line is plural, and the cutting along the plurality of first planned cutting lines and the cutting along the plurality of second planned cutting lines are performed. First, perform the cutting along the planned cutting line in the center of the semiconductor substrate, and then perform in order so as to perform the cutting along the planned cutting line in the center of the divided pieces.
The element chip manufacturing method according to claim 4.
請求項4または5に記載の素子チップ製造方法。 The cleaving step includes cleaving along the cleaving line extending between the part serving as the element chip and the spare part, and the cleaving schedule extending between the part serving as the element chip and the spare part. The cutting along the line is performed by bringing the blade into contact with the position closer to the element chip than the planned cutting line.
The element chip manufacturing method according to claim 4 or 5.
前記配線部の特性を検査するためのテストパターンと、位置を検出可能とするためのアライメントパターンとの少なくとも一方と、
が表面に形成され、複数の前記素子チップに分離される半導体基板であって、
前記テストパターンと前記アライメントパターンは、前記素子チップ間の境界線のうち、前記短辺に沿って延びる境界線上にのみ形成されている、
半導体基板。 A wiring portion constituting a plurality of rectangular element chips having a short side and a long side;
At least one of a test pattern for inspecting the characteristics of the wiring portion and an alignment pattern for enabling position detection;
Is a semiconductor substrate formed on the surface and separated into a plurality of the element chips,
The test pattern and the alignment pattern are formed only on a boundary line extending along the short side among the boundary lines between the element chips.
Semiconductor substrate.
前記半導体基板の表面に、前記素子チップに分離するための割断予定線に沿って溝状の線状加工部を形成する工程と、
前記半導体基板の内部の、前記割断予定線に沿った所定の深さ位置の集光点にレーザ光を集光させて深さ方向に延びる内部亀裂を形成し、該内部亀裂の形成を繰り返して前記割断予定線に沿って亀裂群を形成する工程と、
ブレードを前記半導体基板の裏面に前記割断予定線に平行に当接させ、前記半導体基板の表面側に向かって力を加えて前記線状加工部および前記内部亀裂をつなぐ亀裂を生じさせ、前記半導体基板を前記割断予定線に沿って割断する工程と、
を有する基板割断方法。 A substrate cleaving method for separating a semiconductor substrate into a plurality of element chips,
Forming a groove-like linearly processed portion on the surface of the semiconductor substrate along a planned cutting line for separation into the element chips;
An internal crack extending in the depth direction is formed by condensing laser light at a condensing point at a predetermined depth position along the planned cutting line inside the semiconductor substrate, and the formation of the internal crack is repeated. Forming a group of cracks along the planned cutting line;
A blade is brought into contact with the back surface of the semiconductor substrate in parallel with the planned cutting line, and a force is applied toward the front surface side of the semiconductor substrate to generate a crack that connects the linearly processed portion and the internal crack. Cleaving the substrate along the planned cutting line;
A substrate cleaving method comprising:
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