JP3657817B2 - Grinding and cutting method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、2枚以上が貼り合わされた基板を研削切断するときの研削切断方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
静電容量を検出することで圧力を検出する容量式の圧力センサチップがある。この圧力センサチップは、所定の空間を備えた基板と、その基板の空間上に配置されたダイヤフラムとから筐体が構成され、その基板に配置された固定電極と、ダイヤフラムに固定された可動電極とを備えている。そのダイヤフラムは、圧力を受けると変形するが、この変形により可動電極と固定電極の間隔が変化してその間の静電容量が変化する。その静電容量の変化に基づき、ダイヤフラムの受けた圧力が測定できる。
【0003】
このような圧力センサチップにおいて、筐体を構成している基板及びダイヤフラムに、サファイア(人造コランダム)を用いたものが提案されている。サファイアを筐体に用いることで、測定対象が腐食性を有している物流体であっても、その物流体を直接ダイヤフラムに受けてその圧力を測定することが可能となる。このような圧力センサチップの形成では、複数の圧力センサチップが形成された基板を、所定の寸法(ダイサイズ)に研削切断して、複数のチップを一度の形成するようにしている。この場合、まず、圧力室などが作り込まれたサファイア基板と、可動電極などが形成されダイヤフラムとなる薄い基板との2枚のサファイア基板を密着させる。そして、薄い砥石からなる回転させたダイアモンドブレード(薄い砥石)を用い、それら貼り合わせた基板を個々のチップに研削切断するようにしている(ダイシング)。
【0004】
その2枚のサファイア基板の貼り合わせは、貼り合わせる面を鏡面に磨き、加熱しながら圧力をかけることで、接着剤を用いずに強固な接着力を得るようにしている。この直接接合では、2枚の基板の間に気体が入り込んで抜けない状態となると、その箇所は強固な接合が得られなくなる。このため直接接合を行うときは、貼り合わせるときの接合面に気体が残らないように、気体抜きのための溝をあらかじめ形成しておくようにしている。この溝は、上述したダイシング時の断裁線に沿って、所定の面積を確保して形成しておくようにしている。
【0005】
上述したように、1つの基板に複数のチップ領域を形成し、これをダイシングすることで複数のチップを一度に形成する場合、基板上には、チップ形成領域があるのは当然であるが、それらの間に断裁領域を配置しておく必要がある。その断裁領域(断裁線)は、チップの形状が一般的には矩形であるため、断裁に必要な幅の領域が格子状に配置されたものとなっている。すなわち、複数の縦の断裁線と、複数の横の断裁線とが、それぞれ直交して形成されている。
【0006】
その断裁領域は、ダイシングするときになくなる領域である。このため、重ね合わせマークなど、チップ形成時には必要となるが、完成したチップには必要のないものなどのパターンを配置しておくようにしている。従って、上述した気体抜きの溝などは、完成したチップに不必要なものであるが、貼り合わせ時には必要なものであるので、断裁領域に配置するようにしている。従って、この気体抜きの溝も、格子状に形成されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来では以上のように構成されていたので、圧力センサチップの研削切断時に、圧力センサチップの接合がはがれてしまうという問題があった。
ダイシングを行うときは、まず、上述した縦の断裁線に沿って研削切断して基板を切り離し、この後、横の断裁線に沿って研削切断することで個々のチップに切り離している。この場合、はじめに列を切り離し、その次に、切り離した列より個々のチップを切り離しているともいえる。
【0008】
この、横の断裁線に沿って研削切断する場合は、すでに切断されている縦方向の断裁面が各列すべてにおいて露出しているため、その断裁面に対するブレードの衝突がチップに切り離すたびに発生することになる。そして、その断裁面に対するブレードの衝突は、各チップの角において発生していることになる。
従来では、断裁領域に気体抜きの溝が形成され、その箇所からは圧力センサチップの接合がはがれやすくなっているため、研削切断時のブレードの衝突における衝撃で、圧力センサチップの接合がはがれる不良が発生していた。この気体抜きの溝をなくせば、研削切断時の接合のはがれは解消するが、これでは2枚の基板を貼り合わせるときに不良が発生するようになる。
【0009】
この発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、気体抜きの溝を備えた2枚の基板を貼り合わせ、これを個々のチップに切り出すようにする場合の接合面のはがれが、抑制できるようにすることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明の研削切断方法は、第1の基板の端面に端部が到達する気体抜きのための第1および第2の溝を所定の幅で所定の深さにマトリクス状に形成し、第2の基板を第1の基板の第1および第2の溝形成面に貼り合わせて貼り合わせ基板を形成し、そして、回転するブレードにより第1の溝に沿って貼り合わせ基板を研削切断してから回転するブレードにより第2の溝に沿って貼り合わせ基板を研削切断する研削切断方法において、第1の溝と第2の溝との交差箇所に隣接する第2の溝の幅を所定の長さにわたって他の領域より狭くした。
このように研削切断するようにしたので、第1の溝に沿って研削切断された結果形成された切断端面における第2の溝の幅は、他の領域より狭くなっている。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図を参照して説明する。
ここでは、2枚のサファイア基板を貼り合わせて形成する圧力センサチップを例にして説明する。
はじめに、圧力センサチップに関して簡単に説明すると、図1(a)の斜視図に示すように、基台101の主表面中央部に容量室101aが形成されている。また、この容量室101aを取り巻くリム部101b主表面には、ダイヤフラム102が接合されている。この、ダイヤフラム102により、容量室101aは密閉空間とされている。そして、基台101およびダイヤフラム102は、サファイアから形成されている。
【0012】
また、基台101の容量室101aには、固定電極103が固定されて配置されている。また、ダイヤフラム102の容量室101a側には、固定電極103に対向して可動電極104が固定されている。この可動電極104は、ダイヤフラム102のほぼ中央部に配置されている。また、ダイヤフラム102の容量室101a側に、固定電極103に対向して参照電極105が固定されている。この参照電極105は、固定電極103を取り巻くように配置されている。
また、例えば、可動電極104は、容量室101aの周辺部において、基台101を貫通して配置されている図示していないピンに接続している。
【0013】
以上のように構成された圧力センサチップ100では、固定電極103と可動電極104とでコンデンサーが形成された状態となっている。そして、ダイヤフラム102が外部より圧力を受けてその中央部が基台101方向に反れば、固定電極103と可動電極104との間隔が変化するため、その間の容量が変化する。そして、その容量変化を検出すれば、ダイヤフラム102に受けた圧力を検出することができる。
【0014】
ところで、ダイヤフラム102に設けた参照電極105と固定電極103との間にも容量が形成されている。ただし、参照電極105は、リム部101bに近い所に設けられているため、ダイヤフラム102の反りによる変位量は、中央部に配置された可動電極104より小さいものとなる。
たとえば、容量室101a内の空気は、湿度によって誘電率が変化する。そしてその変化により、これら電極間に発生する容量も変化することになる。しかし、固定電極103と参照電極105との間の容量変化を基準として固定電極103と可動電極104との間の容量変化をとらえれば、容量室101aの空気の誘電率が変化しても、ダイヤフラム102の変位量はばらつき無く検出できるようになる。
【0015】
また、その圧力センサチップ100は、図1(b)に示すように、1枚の基板110上に複数を一度に形成し、また基板110とダイヤフラム102となる図示していない基板とを貼り合わせ、その後で、その基板110より個々に切り出すことで、上述した1つのセンサチップ100としている。従って、基台101は、基板110の一部である。なお、図1(b)ではダイヤフラム102となる基板は省略している。
その貼り合わせでは、2枚のサファイア基板を貼り合わせることになるが、貼り合わせる面を鏡面に磨き、加熱しながら圧力をかけることで、接着剤を用いずに強固な接着力を得るようにしている。
【0016】
この直接接合では、2枚の基板の間に気体が入り込んで抜けない状態となると、その箇所は強固な接合が得られなくなる。このため直接接合を行うときは、貼り合わせるときの接合面に気体が残らないように、気体抜きのための溝120をあらかじめ形成しておくようにしている。この溝120は、ダイシングにおける研削切断時の断裁線に沿って、所定の面積を確保して形成しておくようにしている。また、その溝120は、基板の端部にまで到達して形成されている。
【0017】
そして、この実施の形態では、その基板110の断裁領域に配置する気体抜きの溝120が、幅が180〜280μm程度の広溝120aとその広溝120aより幅が狭い狭溝120bとから構成されているようにした。
また、狭溝120bは、1つの圧力センサチップとなる領域を構成する辺の端部に配置されているようにした。従って、基板110の断裁領域の交差する箇所において、垂直な方向に延在している溝120の狭溝120bの部分が交差することになる。なお、その溝の深さは、数μm程度とすればよい。
【0018】
ここで、図1(b)に示すように、一点鎖線で示す方形の領域が圧力センサチップとなるチップ構成領域100aであり、その外側の領域が断裁領域となる。そして、その断裁領域より少し狭い幅が、ほぼ研削切断のためのブレードの幅となる。その断裁領域の幅は、すなわち基板上でのチップ間の距離となるが、これを多くすればするほど、1つの基板内に形成できるチップの数が減少するので、その幅は可能な限り狭くした方がよい。しかし、その幅をあまり狭くしすぎ、ブレードの幅より狭くしてしまうと、チップ形成領域内にまでブレードが入り込む(切り込む)ことになり、切り出したチップが不良となってしまう。このため、一般に、その断裁領域の幅は、ブレードの幅よりも少しだけ広くしたうえで可能な限り狭くするようにしている。
【0019】
ところで、サファイアからなる基板を研削切断するダイアモンドブレードは、その幅が200〜300μm程度となるが、このような場合、図1(d)にも示すように、狭溝120bの幅は50〜100μm程度とすればよい。また、その狭溝120bは、チップ構成領域100a1つの1辺の中で、??5%??程度の長さとすればよい。これに対し、基板110上に形成する気体抜き溝120のほとんどの領域を占める広溝120aは、図1(c)に示すように、180〜280μm程度の幅としておけば、貼り合わせの時の気体抜きの効果は十分得られる。
このように、チップ構成領域100aの4隅において、気体抜きの溝120の幅を狭くして狭溝120bとすることで、前述した従来発生していた切断時における接合がはがれを抑制できるようになる。
【0020】
そのはがれの抑制に関して以下に説明する。
気体抜きの溝120は、基板110とダイヤフラムとなる図示していない基板とを貼り合わせるときの気体抜きのためには、ほぼ全域にわたって180〜280μmの幅が必要となる。
これに対して、断裁領域となる隣り合うチップ構成領域100a間の距離は、研削切断のためのブレードの幅は200〜300μmにほぼ等しくしているため、チップ構成領域100a間と気体抜き溝120の幅との間にはあまり差がとれない。
【0021】
このような中で、従来では、チップ構成領域の周囲全域にわたって、気体抜き溝の幅を120〜280μm程度としていた。これは、これは図2(a)に示すような状態となる。この図2は、すでに1方向に切断された端面を示しており、基板201には気体抜き溝201aが形成され、この基板201上に基板202が貼り合わされている。そして、この端面に垂直な方向にブレードを切り込ませて研削切断することで、最終的に個々のチップに切り出されることになる。
このとき、図2(a)に示すように、ブレードの幅に対して気体抜き溝201aの幅に差がないと、断裁の後で切断端面において、図2(b)に示すように基板201端部より基板202端部がはがれていく。
【0022】
それらに対し、この実施の形態では、すでに切断されている端部においては、気体抜き溝の幅を50〜100μm程度と部分的に狭くした。これは、図3(a)に示すような状態となる。この図3も、すでに切断された端面を示しており、基板301には気体抜き溝301aが形成され、この基板301上に基板302が貼り合わされている。
この場合、図3(a)に示すように、ブレードの幅に対して気体抜き溝301aの幅が小さく差が大きいので、図3(b)に示すように基板302と基板302とははがれることがない。
【0023】
ところで、上記実施の形態では、チップ構成領域100aの4隅において、気体抜きの溝120の幅を狭くするようにした。すなわち、チップ4隅の合計8カ所において気体抜きの溝120の幅を狭くするようにしたが、これに限るものではない。研削切断時に、ブレードは1方向から基板を切るので、図4に示すように、チップ構成領域400aを加工用に形成する気体抜きの溝420のうち、ほとんどは広溝420aとし、チップ構成領域400aの4隅の中で2カ所において狭溝420aを配置するようにしても良い。
【0024】
この場合、図4の上下方向に断裁した後、図4の紙面右方向から左方向に向かってブレードを移動させて研削切断するようにすればよい。
また、気体抜きの溝の幅をチップ形成領域の隅で狭くする場合、図5に示すように、テーパー状に徐々に狭くするようにしても良い。
ただし、一方の溝が研削切断された後でも幅を狭くした溝が残っているように、それら溝の幅を狭くする領域を設定する必要がある。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明では、第1の基板の端面に端部が到達する気体抜きのための第1および第2の溝を所定の幅で所定の深さにマトリクス状に形成し、第2の基板を第1の基板の第1および第2の溝形成面に貼り合わせて貼り合わせ基板を形成し、そして、回転するブレードにより第1の溝に沿って貼り合わせ基板を研削切断してから回転するブレードにより第2の溝に沿って貼り合わせ基板を研削切断する研削切断方法において、第1の溝と第2の溝との交差箇所に隣接する第2の溝の幅を所定の長さにわたって他の領域より狭くした。
このように研削切断するようにしたので、第1の溝に沿って研削切断された結果形成された切断端面における第2の溝の幅は、他の領域より狭くなっている。この結果、この発明によれば、回転するブレードが切断端面における第2の溝の箇所に切り込まれるときに、接合面のはがれが抑制できるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態における研削切断方法を適用する圧力センサの構成を示す構成図である。
【図2】 従来の研削切断方法による切断端面の状態を模式的に示す側面図である。
【図3】 この発明の研削切断方法による切断端面の状態を模式的に示す側面図である。
【図4】 この発明の他の実施の形態における溝の状態を示す平面図である。
【図5】 この発明の他の実施の形態における溝の状態を示す平面図である。
【符号の説明】
100…圧力センサチップ、100a…チップ構成領域、101…基台、101a…容量室、101b…リム部、102…ダイヤフラム、103…固定電極、104…可動電極、105…参照電極、110…基板、120…気体抜きの溝、120a…広溝、120b…狭溝。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a grinding and cutting method for grinding and cutting a substrate on which two or more substrates are bonded.
[0002]
[Prior art]
There is a capacitive pressure sensor chip that detects pressure by detecting capacitance. This pressure sensor chip has a housing composed of a substrate having a predetermined space and a diaphragm disposed on the space of the substrate, a fixed electrode disposed on the substrate, and a movable electrode fixed to the diaphragm And. The diaphragm is deformed when subjected to pressure, but due to this deformation, the distance between the movable electrode and the fixed electrode is changed, and the electrostatic capacitance therebetween is changed. Based on the change in capacitance, the pressure received by the diaphragm can be measured.
[0003]
In such a pressure sensor chip, one using sapphire (artificial corundum) has been proposed for a substrate and a diaphragm constituting a housing. By using sapphire for the casing, even if the object to be measured is a corrosive physical fluid, the physical fluid can be directly received by the diaphragm and the pressure can be measured. In the formation of such a pressure sensor chip, a substrate on which a plurality of pressure sensor chips are formed is ground and cut to a predetermined dimension (die size) to form a plurality of chips once. In this case, first, two sapphire substrates, which are a sapphire substrate in which a pressure chamber or the like is formed, and a thin substrate in which a movable electrode or the like is formed to become a diaphragm are brought into close contact with each other. Then, using a rotated diamond blade (thin grindstone) made of a thin grindstone, the bonded substrates are ground and cut into individual chips (dicing).
[0004]
The two sapphire substrates are bonded to each other by polishing the bonded surfaces to a mirror surface and applying pressure while heating to obtain a strong adhesive force without using an adhesive. In this direct bonding, when gas enters between the two substrates and does not escape, a strong bonding cannot be obtained at that location. For this reason, when performing direct joining, the groove | channel for venting is previously formed so that gas may not remain on the joining surface at the time of bonding. This groove is formed with a predetermined area secured along the cutting line at the time of dicing described above.
[0005]
As described above, in the case where a plurality of chip regions are formed on one substrate and a plurality of chips are formed at once by dicing, it is natural that there is a chip formation region on the substrate. It is necessary to arrange a cutting area between them. In the cutting area (cutting line), since the shape of the chip is generally rectangular, areas having a width necessary for cutting are arranged in a grid pattern. That is, a plurality of vertical cutting lines and a plurality of horizontal cutting lines are formed orthogonally to each other.
[0006]
The cutting area is an area that disappears when dicing. For this reason, a pattern such as an overlay mark which is necessary for forming a chip but is not necessary for a completed chip is arranged. Therefore, the above-described gas venting groove and the like are unnecessary for the completed chip, but are necessary at the time of bonding, and are therefore arranged in the cutting region. Accordingly, the gas vent grooves are also formed in a lattice shape.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, since it has been configured as described above, there has been a problem that the pressure sensor chip is peeled off when the pressure sensor chip is ground and cut.
When dicing is performed, first, the substrate is separated by grinding and cutting along the above-described vertical cutting lines, and then the individual chips are separated by grinding and cutting along the horizontal cutting lines. In this case, it can be said that the columns are first separated, and then the individual chips are separated from the separated columns.
[0008]
When grinding and cutting along this horizontal cutting line, the vertical cutting surfaces that have already been cut are exposed in all rows, so that each time the blade collides with the cutting surface, it occurs on the chip. Will do. Then, the blade collides with the cut surface at the corner of each chip.
Conventionally, a gas venting groove is formed in the cutting area, and the pressure sensor chip is easily peeled off from the groove. Had occurred. If this gas vent groove is eliminated, the peeling of the joint at the time of grinding and cutting is eliminated, but this causes a defect when the two substrates are bonded together.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a bonding surface in the case where two substrates having gas venting grooves are bonded together and cut into individual chips. The purpose is to make it possible to suppress peeling.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the grinding and cutting method of the present invention, the first and second grooves for venting the end reaching the end surface of the first substrate are formed in a matrix with a predetermined width and a predetermined depth. The substrate is bonded to the first and second groove forming surfaces of the first substrate to form a bonded substrate, and the bonded substrate is ground and cut along the first groove by a rotating blade. In a grinding and cutting method in which a bonded substrate is ground and cut along a second groove by a rotating blade, the width of the second groove adjacent to the intersection of the first groove and the second groove is a predetermined length. It was narrower than other areas.
Since grinding and cutting are performed in this way, the width of the second groove on the cut end surface formed as a result of grinding and cutting along the first groove is narrower than other regions.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Here, a pressure sensor chip formed by bonding two sapphire substrates will be described as an example.
First, the pressure sensor chip will be briefly described. As shown in the perspective view of FIG. 1A, a
[0012]
A
Further, for example, the
[0013]
In the
[0014]
Incidentally, a capacitance is also formed between the
For example, the dielectric constant of air in the
[0015]
In addition, as shown in FIG. 1B, the
In the bonding, two sapphire substrates are bonded together, but the surfaces to be bonded are polished to a mirror surface, and pressure is applied while heating, so that a strong adhesive force can be obtained without using an adhesive. Yes.
[0016]
In this direct bonding, when gas enters between the two substrates and does not escape, a strong bonding cannot be obtained at that location. For this reason, when performing direct joining, the groove | channel 120 for degassing is previously formed so that gas may not remain on the joining surface at the time of bonding. The
[0017]
In this embodiment, the
Further, the
[0018]
Here, as shown in FIG. 1B, a square region indicated by a one-dot chain line is a
[0019]
By the way, a diamond blade for grinding and cutting a substrate made of sapphire has a width of about 200 to 300 μm. In such a case, as shown in FIG. 1D, the width of the
As described above, by narrowing the width of the
[0020]
The suppression of the peeling will be described below.
The
On the other hand, the distance between adjacent chip
[0021]
Under such circumstances, conventionally, the width of the gas vent groove is about 120 to 280 μm over the entire periphery of the chip configuration region. This is a state as shown in FIG. FIG. 2 shows an end surface that has already been cut in one direction. A
At this time, as shown in FIG. 2A, if there is no difference in the width of the
[0022]
In contrast, in this embodiment, the width of the gas vent groove is partially narrowed to about 50 to 100 μm at the end portion that has already been cut. This is a state as shown in FIG. FIG. 3 also shows an end face that has already been cut. A
In this case, as shown in FIG. 3A, since the width of the
[0023]
By the way, in the above embodiment, the width of the
[0024]
In this case, after cutting in the vertical direction of FIG. 4, the blade may be moved from the right direction to the left direction in FIG.
Further, when the width of the gas vent groove is narrowed at the corner of the chip formation region, it may be gradually narrowed in a tapered shape as shown in FIG.
However, it is necessary to set an area for reducing the width of the grooves so that the grooves having a reduced width remain even after one of the grooves is ground and cut.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the first and second grooves for venting the end reaching the end surface of the first substrate are formed in a matrix with a predetermined width and a predetermined depth, The second substrate is bonded to the first and second groove forming surfaces of the first substrate to form a bonded substrate, and the bonded substrate is ground and cut along the first groove by a rotating blade. In a grinding and cutting method in which a bonded substrate is ground and cut along a second groove by a rotating blade, the width of the second groove adjacent to the intersection of the first groove and the second groove is set to a predetermined value. Narrower than other areas over the length.
Since grinding and cutting are performed in this way, the width of the second groove on the cut end surface formed as a result of grinding and cutting along the first groove is narrower than other regions. As a result, according to the present invention, when the rotating blade is cut into the portion of the second groove on the cut end face, an excellent effect is obtained that the peeling of the joint surface can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a pressure sensor to which a grinding cutting method according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a side view schematically showing a state of a cut end face by a conventional grinding and cutting method.
FIG. 3 is a side view schematically showing a state of a cut end face by the grinding cutting method of the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing a state of a groove according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing a state of a groove according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
第2の基板を前記第1の基板の前記第1および第2の溝形成面に貼り合わせて貼り合わせ基板を形成する工程と、
回転するブレードにより前記第1の溝に沿って前記貼り合わせ基板を研削切断する工程と、
前記回転するブレードにより前記第2の溝に沿って前記貼り合わせ基板を研削切断する工程と
を備えた研削切断方法において、
前記第1の溝と前記第2の溝との交差箇所に隣接する前記第2の溝の幅を所定の長さにわたって他の領域より狭く形成することを特徴とする研削切断方法。Forming a first groove and a second groove for degassing at an end reaching the end face of the first substrate in a matrix with a predetermined width and a predetermined depth;
Bonding a second substrate to the first and second groove forming surfaces of the first substrate to form a bonded substrate;
Grinding and cutting the bonded substrate along the first groove by a rotating blade;
Grinding and cutting the bonded substrate along the second groove by the rotating blade,
A grinding and cutting method, wherein a width of the second groove adjacent to an intersection of the first groove and the second groove is narrower than other regions over a predetermined length.
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