JP2924588B2 - 基板の切断方法 - Google Patents
基板の切断方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基板の切断方法に関す
る。より詳細には、SrTiO3単結晶基板等切断すること
が困難な基板の切断方法に関する。
る。より詳細には、SrTiO3単結晶基板等切断すること
が困難な基板の切断方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電子装置等に使用される半導体基板、酸
化物基板等無機材料の結晶性基板には、硬度が高いもの
が多い。これらの結晶性基板の分割、切断には、結晶学
的な性質であるへき開を利用する方法やダイアモンドカ
ッター等のダイアモンド工具やダイシングソー等を使用
する方法が一般に使用されている。例えば、Siウェハと
呼ばれる単結晶Si基板は、集積回路等を作製する場合に
使用されているが、その場合には、多数の集積回路を同
時に1枚のSiウェハ上に形成し、ダイアモンドカッター
で切断して個々の集積回路に分割している。
化物基板等無機材料の結晶性基板には、硬度が高いもの
が多い。これらの結晶性基板の分割、切断には、結晶学
的な性質であるへき開を利用する方法やダイアモンドカ
ッター等のダイアモンド工具やダイシングソー等を使用
する方法が一般に使用されている。例えば、Siウェハと
呼ばれる単結晶Si基板は、集積回路等を作製する場合に
使用されているが、その場合には、多数の集積回路を同
時に1枚のSiウェハ上に形成し、ダイアモンドカッター
で切断して個々の集積回路に分割している。
【0003】近年研究が進んでいる酸化物超電導体の薄
膜は、MgO単結晶基板、SrTiO3単結晶基板等酸化物の
単結晶基板上に成膜されることが多い。これらの酸化物
単結晶基板上には、結晶性、超電導特性のいずれもが優
れている高品質の酸化物超電導薄膜を、比較的容易に成
膜することができるからである。もちろん、酸化物超電
導薄膜を使用する素子等も上記の酸化物単結晶基板上に
作製されることが多い。
膜は、MgO単結晶基板、SrTiO3単結晶基板等酸化物の
単結晶基板上に成膜されることが多い。これらの酸化物
単結晶基板上には、結晶性、超電導特性のいずれもが優
れている高品質の酸化物超電導薄膜を、比較的容易に成
膜することができるからである。もちろん、酸化物超電
導薄膜を使用する素子等も上記の酸化物単結晶基板上に
作製されることが多い。
【0004】酸化物超電導薄膜を上記の酸化物単結晶基
板上に成膜した場合も、酸化物超電導薄膜成膜後に基板
を分割することがある。酸化物超電導薄膜が成膜されて
いる上記の基板の分割には、通常ダイアモンドカッター
が使用され、ダイシングソーは使用されない。その理由
は、ダイシングソーは、水や油で潤滑しながら基板を切
断するので、基板の切断時に酸化物超電導薄膜が汚染さ
れて劣化するからである。
板上に成膜した場合も、酸化物超電導薄膜成膜後に基板
を分割することがある。酸化物超電導薄膜が成膜されて
いる上記の基板の分割には、通常ダイアモンドカッター
が使用され、ダイシングソーは使用されない。その理由
は、ダイシングソーは、水や油で潤滑しながら基板を切
断するので、基板の切断時に酸化物超電導薄膜が汚染さ
れて劣化するからである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】MgO単結晶基板は、ダ
イアモンドカッターで切断して比較的容易に分割するこ
とができる。しかしながら、SrTiO3単結晶基板は、そ
の結晶学的性質からダイアモンドカッターで切断するこ
とが困難である。即ち、SrTiO3単結晶基板をダイアモ
ンドカッターで切断しようとすると、細片に破断してし
まう。従って、従来はSrTiO3単結晶基板上に酸化物超
電導薄膜を成膜した場合、所望の大きさに分割すること
が困難であった。特に、酸化物超電導薄膜を使用した超
電導素子をSrTiO3単結晶基板上に形成した場合には、
精密な素子を傷めずに切断することはほとんど不可能で
あった。
イアモンドカッターで切断して比較的容易に分割するこ
とができる。しかしながら、SrTiO3単結晶基板は、そ
の結晶学的性質からダイアモンドカッターで切断するこ
とが困難である。即ち、SrTiO3単結晶基板をダイアモ
ンドカッターで切断しようとすると、細片に破断してし
まう。従って、従来はSrTiO3単結晶基板上に酸化物超
電導薄膜を成膜した場合、所望の大きさに分割すること
が困難であった。特に、酸化物超電導薄膜を使用した超
電導素子をSrTiO3単結晶基板上に形成した場合には、
精密な素子を傷めずに切断することはほとんど不可能で
あった。
【0006】そこで本発明の目的は、SrTiO3単結晶基
板等ダイアモンドカッターで切断困難な基板を切断する
方法を提供することにある。
板等ダイアモンドカッターで切断困難な基板を切断する
方法を提供することにある。
【0007】
【0008】
【課題を解決するための手段】 本発明に従うと、切断線
に沿って基板に切り込みを入れ、該切り込み上の複数の
箇所に不貫通穴を形成し、切り込み部分に剪断応力を印
加する工程を含む方法が提供される。また、本発明の方
法では、上記不貫通穴を形成する代わりに、切り込み部
分を局所的に加熱し、その後、切り込み部分に剪断応力
を印加する工程を含んでもよい。
に沿って基板に切り込みを入れ、該切り込み上の複数の
箇所に不貫通穴を形成し、切り込み部分に剪断応力を印
加する工程を含む方法が提供される。また、本発明の方
法では、上記不貫通穴を形成する代わりに、切り込み部
分を局所的に加熱し、その後、切り込み部分に剪断応力
を印加する工程を含んでもよい。
【0009】
【作用】本発明の方法では、最初に切断線に沿って基板
に切り込みを入れるが、この切り込みは、例えばダイア
モンドカッターで形成する。次に、この切り込み部分に
応力が集中し易くなるようにする。これは、切り込みに
沿って複数の不貫通穴を形成してもよく、切り込み部分
を局部的に加熱してもよい。
に切り込みを入れるが、この切り込みは、例えばダイア
モンドカッターで形成する。次に、この切り込み部分に
応力が集中し易くなるようにする。これは、切り込みに
沿って複数の不貫通穴を形成してもよく、切り込み部分
を局部的に加熱してもよい。
【0010】その後、切り込み部分に剪断応力を印加し
て、切断線に沿って基板を破断させる。例えば、基板の
切断線に対して一方を固定し、もう片方に力を印加する
ことによって切り込み部分に剪断応力を印加することが
可能である。
て、切断線に沿って基板を破断させる。例えば、基板の
切断線に対して一方を固定し、もう片方に力を印加する
ことによって切り込み部分に剪断応力を印加することが
可能である。
【0011】本発明の方法では、上記の不貫通穴は、例
えば、1mmφで3〜4mm間隔に設けることが好ましく、
基板の厚さが0.5mmの場合には約 0.2mmの深さに形成す
ることが好ましい。これは、切断しろを大きくしないた
めにはなるべく不貫通穴を小さくすることが有利である
が、あまり小径の穴は形成が困難であるとともに、多数
の穴を設ける必要があるからである。これらの点を考慮
して、不貫通穴の直径および間隔は、上記の値が好まし
い。また、不貫通穴の深さが浅いとその効果がなく、深
い場合、貫通している場合にはダイアモンドカッターで
切断した場合のように小片に破断するからである。
えば、1mmφで3〜4mm間隔に設けることが好ましく、
基板の厚さが0.5mmの場合には約 0.2mmの深さに形成す
ることが好ましい。これは、切断しろを大きくしないた
めにはなるべく不貫通穴を小さくすることが有利である
が、あまり小径の穴は形成が困難であるとともに、多数
の穴を設ける必要があるからである。これらの点を考慮
して、不貫通穴の直径および間隔は、上記の値が好まし
い。また、不貫通穴の深さが浅いとその効果がなく、深
い場合、貫通している場合にはダイアモンドカッターで
切断した場合のように小片に破断するからである。
【0012】一方、切り込み部分を局所的に加熱するこ
とは、切り込み部分に金属線を配置し、電流を流して発
熱させて行うことが好ましい。この場合、上記の切り込
みは、例えば、基板の厚さが 0.5mmの場合には 0.1〜0.
2mmの深さに形成することが好ましい。また、上記の切
り込み部分の局所加熱では、加熱温度は800〜1000℃
で、加熱時間は3〜5分間であることが好ましい。この
ため、上記の加熱に使用する金属線は、Pt線、Pt−Rh線
等酸化され難い材料であることが好ましい。
とは、切り込み部分に金属線を配置し、電流を流して発
熱させて行うことが好ましい。この場合、上記の切り込
みは、例えば、基板の厚さが 0.5mmの場合には 0.1〜0.
2mmの深さに形成することが好ましい。また、上記の切
り込み部分の局所加熱では、加熱温度は800〜1000℃
で、加熱時間は3〜5分間であることが好ましい。この
ため、上記の加熱に使用する金属線は、Pt線、Pt−Rh線
等酸化され難い材料であることが好ましい。
【0013】本発明の方法では、酸化物超電導薄膜等比
較的反応性が高い薄膜が形成されている基板でも、薄膜
を劣化させるようなことなく分割することが可能であ
る。また、本発明の方法においては、物理的な力のみで
基板を切断するので、へき開できない材料の基板、結晶
性でない基板に対しても適用可能である。
較的反応性が高い薄膜が形成されている基板でも、薄膜
を劣化させるようなことなく分割することが可能であ
る。また、本発明の方法においては、物理的な力のみで
基板を切断するので、へき開できない材料の基板、結晶
性でない基板に対しても適用可能である。
【0014】以下、本発明を実施例によりさらに詳しく
説明するが、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲をなんら制限するものではな
い。
説明するが、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲をなんら制限するものではな
い。
【0015】
実施例1 図1を参照して、本発明の方法で、Y1Ba2Cu3O7-X酸化
物超電導薄膜を形成したSrTiO3基板を切断する工程を
説明する。最初に、図1(a)に示す厚さ 0.5mmのSrTiO3
基板1の(100)面上に、図1(b)に示すよう厚さ200
nmのY1Ba2Cu3O7-X 酸化物超電導薄膜2を成膜した。
次に、図1(c)に示すよう、Y1Ba2Cu3O7-X 酸化物超電
導薄膜2および基板1にダイアモンドカッターで切り込
み3を形成した。この切り込み3に沿って、図1(d)に
示すよう、ドリル40を使用して直径1mm、深さ0.25mmの
不貫通穴4を3〜4mm間隔で設けた。最後に、基板1の
切り込み3に対して向かって左側の部分をクランプで固
定し、向かって右側の部分に下向きの力を加えて、図1
(e)に示すよう、SrTiO3 基板1およびY1Ba2Cu3O7-X
酸化物超電導薄膜2を2分割した。
物超電導薄膜を形成したSrTiO3基板を切断する工程を
説明する。最初に、図1(a)に示す厚さ 0.5mmのSrTiO3
基板1の(100)面上に、図1(b)に示すよう厚さ200
nmのY1Ba2Cu3O7-X 酸化物超電導薄膜2を成膜した。
次に、図1(c)に示すよう、Y1Ba2Cu3O7-X 酸化物超電
導薄膜2および基板1にダイアモンドカッターで切り込
み3を形成した。この切り込み3に沿って、図1(d)に
示すよう、ドリル40を使用して直径1mm、深さ0.25mmの
不貫通穴4を3〜4mm間隔で設けた。最後に、基板1の
切り込み3に対して向かって左側の部分をクランプで固
定し、向かって右側の部分に下向きの力を加えて、図1
(e)に示すよう、SrTiO3 基板1およびY1Ba2Cu3O7-X
酸化物超電導薄膜2を2分割した。
【0016】実施例2 図2を参照して、本発明の他の方法で、Y1Ba2Cu3O7-X
酸化物超電導薄膜を形成したSrTiO3基板を切断する工
程を説明する。最初に、実施例1と同様、図2(a)に示
す厚さ0.5mmのSrTiO3基板1の(100)面上に、図2
(b)に示すよう厚さ200nmのY1Ba2Cu3O7-X酸化物超電導
薄膜2を成膜した。次に、図2(c)に示すよう、Y1Ba2C
u3O7-X酸化物超電導薄膜2および基板1にダイアモン
ドカッターで深さ0.1mmの切り込み3を形成した。この
切り込み3に、図1(d)に示すよう、太さ0.3mmφのPt線
5を切り込み3中に入れ、直流電源50により電力を供給
してPt線4を発熱させた。切り込み3の部分を約1000℃
に加熱して約4分間維持し、室温に冷却後、切り込み3
の向かって左側をクランプで固定し、向かって右側の部
分に下向きの力を加えて、図2(e)に示すよう、SrTiO3
基板1およびY1Ba2Cu3O7-X酸化物超電導薄膜2を2分
割した。
酸化物超電導薄膜を形成したSrTiO3基板を切断する工
程を説明する。最初に、実施例1と同様、図2(a)に示
す厚さ0.5mmのSrTiO3基板1の(100)面上に、図2
(b)に示すよう厚さ200nmのY1Ba2Cu3O7-X酸化物超電導
薄膜2を成膜した。次に、図2(c)に示すよう、Y1Ba2C
u3O7-X酸化物超電導薄膜2および基板1にダイアモン
ドカッターで深さ0.1mmの切り込み3を形成した。この
切り込み3に、図1(d)に示すよう、太さ0.3mmφのPt線
5を切り込み3中に入れ、直流電源50により電力を供給
してPt線4を発熱させた。切り込み3の部分を約1000℃
に加熱して約4分間維持し、室温に冷却後、切り込み3
の向かって左側をクランプで固定し、向かって右側の部
分に下向きの力を加えて、図2(e)に示すよう、SrTiO3
基板1およびY1Ba2Cu3O7-X酸化物超電導薄膜2を2分
割した。
【0017】実施例3 実施例1に示した本発明の方法で、Y1Ba2Cu3O7-X酸化
物超電導薄膜2が成膜されたSrTiO3基板1を、図3(a)
に示す切断線31、32および33で切断して分割した。SrTi
O3基板1は15mm角であり厚さは0.5mmで、Y1Ba2Cu3O
7-X酸化物超電導薄膜2は200nmの厚さに形成した。切断
線31、32および33に沿ってダイアモンドカッターで切り
込みを入れ、直径1mmφ、深さ約0.25mmの不貫通穴を切
り込みに沿って3〜4mm間隔で設けた。その後、切り込
みの片側をクランプで固定し、もう片方に力を加える作
業を3回行い、上記の基板を分割片21〜24に分割した。
各分割片21、22、23および24は、それぞれX線光電子分
光分析(XPS)、臨界温度および臨界電流密度の測
定、誘導結合型プラズマ分光分析(ICP)および走査
型電子顕微鏡(SEM)観察に使用したが、分割された
Y1Ba2Cu3O7-X酸化物超電導薄膜の状態はいずれも良好
であった。
物超電導薄膜2が成膜されたSrTiO3基板1を、図3(a)
に示す切断線31、32および33で切断して分割した。SrTi
O3基板1は15mm角であり厚さは0.5mmで、Y1Ba2Cu3O
7-X酸化物超電導薄膜2は200nmの厚さに形成した。切断
線31、32および33に沿ってダイアモンドカッターで切り
込みを入れ、直径1mmφ、深さ約0.25mmの不貫通穴を切
り込みに沿って3〜4mm間隔で設けた。その後、切り込
みの片側をクランプで固定し、もう片方に力を加える作
業を3回行い、上記の基板を分割片21〜24に分割した。
各分割片21、22、23および24は、それぞれX線光電子分
光分析(XPS)、臨界温度および臨界電流密度の測
定、誘導結合型プラズマ分光分析(ICP)および走査
型電子顕微鏡(SEM)観察に使用したが、分割された
Y1Ba2Cu3O7-X酸化物超電導薄膜の状態はいずれも良好
であった。
【0018】実施例4 実施例2に示した本発明の方法で、Y1Ba2Cu3O7-X酸化
物超電導薄膜2が成膜されたSrTiO3基板1を、図3(a)
に示す切断線31、32および33で切断して分割した。SrTi
O3 基板1は15mm角であり厚さは1mmで、Y1Ba2Cu3O
7-X酸化物超電導薄膜2は実施例3と同様200nmの厚さに
形成した。切断線31、32および33に沿ってダイアモンド
カッターで深さ約0.3mmの切り込みを入れ、実施例2で
使用したものと同様なPt線を切り込みに挿入し、直流電
源により電力を印加して約900℃で5分間加熱後、室温
まで冷却した。その後、切り込みの片側をクランプで固
定し、もう片方に力を加える作業を3回行い、上記の基
板を分割片21〜24に分割した。各分割片21、22、23およ
び24は、それぞれX線光電子分光分析(XPS)、臨界
温度および臨界電流密度の測定、誘導結合型プラズマ発
光分析(ICP)および走査型電子顕微鏡(SEM) 観
察に使用したが、分割されたY1Ba2Cu3O7-X酸化物超電
導薄膜の状態はいずれも良好であった。
物超電導薄膜2が成膜されたSrTiO3基板1を、図3(a)
に示す切断線31、32および33で切断して分割した。SrTi
O3 基板1は15mm角であり厚さは1mmで、Y1Ba2Cu3O
7-X酸化物超電導薄膜2は実施例3と同様200nmの厚さに
形成した。切断線31、32および33に沿ってダイアモンド
カッターで深さ約0.3mmの切り込みを入れ、実施例2で
使用したものと同様なPt線を切り込みに挿入し、直流電
源により電力を印加して約900℃で5分間加熱後、室温
まで冷却した。その後、切り込みの片側をクランプで固
定し、もう片方に力を加える作業を3回行い、上記の基
板を分割片21〜24に分割した。各分割片21、22、23およ
び24は、それぞれX線光電子分光分析(XPS)、臨界
温度および臨界電流密度の測定、誘導結合型プラズマ発
光分析(ICP)および走査型電子顕微鏡(SEM) 観
察に使用したが、分割されたY1Ba2Cu3O7-X酸化物超電
導薄膜の状態はいずれも良好であった。
【0019】実施例5 実施例1の方法で、Y1Ba2Cu3O7-X酸化物超電導薄膜が
使用された超電導電界効果型素子が多数形成された面20
を有する、15mm角で0.7mmの厚さのSrTiO3基板1を図3
(b) に示す切断線301〜314および401〜414で切断し、単
体の超電導電界効果型素子に分割した。切断線301〜314
および401〜414に沿ってダイアモンドカッターで切り込
みを入れ、直径1mmφ、深さ約0.35mmの不貫通穴を切り
込みに沿って3〜4mm間隔で設けた。その後、切り込み
の片側をクランプで固定し、もう片方に力を加える作業
を繰り返し、単体の超電導電界効果型素子を得た。分割
された各超電導電界効果型素子の状態はいずれも良好で
あった。
使用された超電導電界効果型素子が多数形成された面20
を有する、15mm角で0.7mmの厚さのSrTiO3基板1を図3
(b) に示す切断線301〜314および401〜414で切断し、単
体の超電導電界効果型素子に分割した。切断線301〜314
および401〜414に沿ってダイアモンドカッターで切り込
みを入れ、直径1mmφ、深さ約0.35mmの不貫通穴を切り
込みに沿って3〜4mm間隔で設けた。その後、切り込み
の片側をクランプで固定し、もう片方に力を加える作業
を繰り返し、単体の超電導電界効果型素子を得た。分割
された各超電導電界効果型素子の状態はいずれも良好で
あった。
【0020】実施例6 実施例2の方法で、Y1Ba2Cu3O7-X酸化物超電導薄膜が
使用された超電導電界効果型素子が多数形成された面20
を有する、15mm角で0.7mmの厚さのSrTiO3基板1を図3
(b) に示す切断線301〜314および401〜414で切断し、単
体の超電導電界効果型素子に分割した。最初に切断線30
1〜314および401〜414に沿ってダイアモンドカッターで
深さ約0.35mmの切り込みを入れた。実施例2で使用した
ものと同様なPt線を切り込みに挿入し、直流電源により
電力を印加して約800℃で4分間加熱後、室温まで冷却
した。その後、切り込みの片側をクランプで固定し、も
う片方に力を加える作業を繰り返し、単体の超電導電界
効果型素子を得た。分割された各超電導電界効果型素子
の状態はいずれも良好であった。
使用された超電導電界効果型素子が多数形成された面20
を有する、15mm角で0.7mmの厚さのSrTiO3基板1を図3
(b) に示す切断線301〜314および401〜414で切断し、単
体の超電導電界効果型素子に分割した。最初に切断線30
1〜314および401〜414に沿ってダイアモンドカッターで
深さ約0.35mmの切り込みを入れた。実施例2で使用した
ものと同様なPt線を切り込みに挿入し、直流電源により
電力を印加して約800℃で4分間加熱後、室温まで冷却
した。その後、切り込みの片側をクランプで固定し、も
う片方に力を加える作業を繰り返し、単体の超電導電界
効果型素子を得た。分割された各超電導電界効果型素子
の状態はいずれも良好であった。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に従えば、
従来切断が困難であったSrTiO3単結晶基板等の基板
を、基板上に形成された薄膜、素子等に悪影響を与えず
に切断することが可能である。本発明の方法で、薄膜が
成膜されたSrTiO3単結晶基板を分割すれば、この薄膜
の異なる特性の評価を並行して行うことが可能になる。
また、現在半導体デバイスをSiウェハ上に作製するのと
同様に、1枚のSrTiO3単結晶基板上に多数のデバイス
を同時に作製し、分割することが可能になる。
従来切断が困難であったSrTiO3単結晶基板等の基板
を、基板上に形成された薄膜、素子等に悪影響を与えず
に切断することが可能である。本発明の方法で、薄膜が
成膜されたSrTiO3単結晶基板を分割すれば、この薄膜
の異なる特性の評価を並行して行うことが可能になる。
また、現在半導体デバイスをSiウェハ上に作製するのと
同様に、1枚のSrTiO3単結晶基板上に多数のデバイス
を同時に作製し、分割することが可能になる。
【図1】本発明の方法の工程を説明する概略図である。
【図2】本発明の別の方法の工程を説明する概略図であ
る。
る。
【図3】本発明の方法により基板を切断した例を示す概
略図である。
略図である。
1 SrTiO3単結晶基板 2 Y1Ba2Cu3O7-X酸化物超電導薄膜 3 切り込み 4 不貫通穴 5 Pt線
Claims (2)
- 【請求項1】 切断線に沿って基板に切り込みを入れ、
該切り込み上の複数の箇所に不貫通穴を形成し、切り込
み部分に剪断応力を印加する工程を含むことを特徴とす
る基板の切断方法。 - 【請求項2】 切断線に沿って基板に切り込みを入れ、
該切り込み部分を局所的に加熱した後、切り込み部分に
剪断応力を印加する工程を含むことを特徴とする基板の
切断方法。
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- 1993-08-06 JP JP21507193A patent/JP2924588B2/ja not_active Expired - Fee Related
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-
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- 1995-10-10 US US08/541,458 patent/US5678744A/en not_active Expired - Fee Related
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