JP4483417B2 - 基板の分割方法及び接合面を有する素子 - Google Patents

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。

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。

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。

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）。

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）。

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）。

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。

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）。
特開平６−６１３４６号公報 特開平４−１０５５４号公報 特開平８−３２１４７８号公報 特開２００１−２０３１７４号公報

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。

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。

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。

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。

本願の第１発明の基板の分割方法は、シリコン基板とガラス基板とが接合してなる接合基板において、前記ガラス基板のうち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、前記シリコン基板のうち接合面とは反対側の面、かつ、前記切込み溝と異なる位置にハーフカットダイシングすることでダイシング溝を形成するステップと、前記シリコン基板のうち前記ダイシング溝が形成される面にプラズマを照射することにより前記シリコン基板をエッチングするステップと、前記ガラス基板側から圧力を加えることで前記シリコン基板と前記ガラス基板の接合面で両基板が分割されるステップと、を有することを特徴とする。

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。

本願の第２発明の基板の分割方法は、シリコン基板とガラス基板とが接合してなる接合基板において、前記ガラス基板のうち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、前記シリコン基板の片面に樹脂層を形成するステップと、前記シリコン基板の片面の前記切込み溝と異なる位置に対し、前記樹脂層を貫通しつつハーフカットダイシングすることでダイシング溝を形成するステップと、前記シリコン基板のうち前記ダイシング溝が形成される面にプラズマを照射することにより前記シリコン基板の片面をエッチングするステップと、前記ガラス基板側から圧力を加えることで前記シリコン基板と前記ガラス基板の接合面で両基板が分割されるステップと、を有することを特徴とする。

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。

本願の第３発明の基板の分割方法は、シリコン基板とガラス基板とが接合してなる接合基板において、前記ガラス基板のうち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、前記シリコン基板のうち接合面とは反対側の面、かつ、前記切込み溝と異なる位置にハーフカットダイシングすることでダイシング溝を形成するステップと、ハーフカットダイシングにより形成された前記ダイシング溝内にプラズマを発生させることにより、前記ダイシング溝の深さ方向にエッチングを進行させるステップと、前記ガラス基板側から圧力を加えることで前記シリコン基板と前記ガラス基板の接合面で両基板が分割されるステップと、を有することを特徴とする。

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。

本願の第４発明の基板の分割方法は、回路が形成されたシリコン基板とガラス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、前記シリコン基板に対し、接合面とは反対側の面をハーフカットダイシングすることでダイシング溝を形成するステップと、前記シリコン基板に対し、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、前記ガラス基板に対し、接合面とは反対側の面、かつ、前記ダイシング溝と異なる位置に切込み溝を形成するステップと、圧力を加えて前記シリコン基板と前記ガラス基板の接合面で前記ガラス基板を分断するステップと、を有することを特徴とする。

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。

本願の第５発明の基板の分割方法は、回路が形成されたシリコン基板とガラス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、前記シリコン基板に対し、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、前記樹脂層を貫通しつつハーフカットダイシングすることでダイシング溝を形成するステップと、前記シリコン基板に対し、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、前記ガラス基板に対し、接合面とは反対側の面、かつ、前記ダイシング溝と異なる位置に切込み溝を形成するステップと、圧力を加えて前記シリコン基板と前記ガラス基板の接合面で前記ガラス基板を分断するステップと、を有することを特徴とする。

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。

本願の第６発明の基板の分割方法は、回路が形成されたシリコン基板とガラス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、前記シリコン基板に対し、接合面とは反対側の面をハーフカットダイシングすることでダイシング溝を形成するステップと、前記シリコン基板に対し、ハーフカットダイシングにより形成された前記ダイシング溝内にプラズマを発生させることにより、前記ダイシング溝の深さ方向にエッチングを進行させるステップと、前記ガラス基板に対し、接合面とは反対側の面、かつ、前記ダイシング溝と異なる位置に切込み溝を形成するステップと、圧力を加えて前記シリコン基板と前記ガラス基板の接合面で前記ガラス基板を分断するステップと、を有することを特徴とする。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

（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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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 本発明の実施の形態１における分割されたチップの断面図 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 本発明の実施の形態１において用いたダイシングユニットの概略構成を示す斜視図 本発明の実施の形態１において用いたエッチング室の概略構成を示す断面図 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 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 本発明の実施の形態２において用いた塗布室内の概略構成を示す斜視図 本発明の実施の形態２において用いたエッチング室の概略構成を示す断面図 本発明の実施の形態３において用いたエッチング室の概略構成を示す断面図 本発明の実施の形態４において用いたエッチング室の概略構成を示す断面図 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 従来例の基板の分割方法を示す断面図 従来例の基板の分割方法を示す断面図 従来例の基板の分割方法を示す断面図 従来例の基板の分割方法を示す断面図

符号の説明

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

Claims (6)

1. シリコン基板とガラス基板とが接合してなる接合基板において、
   前記ガラス基板のうち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、前記シリコン基板のうち接合面とは反対側の面、かつ、前記切込み溝と異なる位置にハーフカットダイシングすることでダイシング溝を形成するステップと、前記シリコン基板のうち前記ダイシング溝が形成される面にプラズマを照射することにより前記シリコン基板をエッチングするステップと、前記ガラス基板側から圧力を加えることで前記シリコン基板と前記ガラス基板の接合面で両基板が分割されるステップと、を有すること
   を特徴とする基板の分割方法。
2. シリコン基板とガラス基板とが接合してなる接合基板において、
   前記ガラス基板のうち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、前記シリコン基板の片面に樹脂層を形成するステップと、前記シリコン基板の片面の前記切込み溝と異なる位置に対し、前記樹脂層を貫通しつつハーフカットダイシングすることでダイシング溝を形成するステップと、前記シリコン基板のうち前記ダイシング溝が形成される面にプラズマを照射することにより前記シリコン基板の片面をエッチングするステップと、前記ガラス基板側から圧力を加えることで前記シリコン基板と前記ガラス基板の接合面で両基板が分割されるステップと、を有すること
   を特徴とする基板の分割方法。
3. シリコン基板とガラス基板とが接合してなる接合基板において、
   前記ガラス基板のうち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、前記シリコン基板のうち接合面とは反対側の面、かつ、前記切込み溝と異なる位置にハーフカットダイシングすることでダイシング溝を形成するステップと、ハーフカットダイシングにより形成された前記ダイシング溝内にプラズマを発生させることにより、前記ダイシング溝の深さ方向にエッチングを進行させるステップと、前記ガラス基板側から圧力を加えることで前記シリコン基板と前記ガラス基板の接合面で両基板が分割されるステップと、を有すること
   を特徴とする基板の分割方法。
4. 回路が形成されたシリコン基板とガラス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、
   前記シリコン基板に対し、接合面とは反対側の面をハーフカットダイシングすることでダイシング溝を形成するステップと、前記シリコン基板に対し、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、前記ガラス基板に対し、接合面とは反対側の面、かつ、前記ダイシング溝と異なる位置に切込み溝を形成するステップと、圧力を加えて前記シリコン基板と前記ガラス基板の接合面で前記ガラス基板を分断するステップと、を有すること
   を特徴とする基板の分割方法。
5. 回路が形成されたシリコン基板とガラス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、
   前記シリコン基板に対し、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、前記樹脂層を貫通しつつハーフカットダイシングすることでダイシング溝を形成するステップと、前記シリコン基板に対し、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、前記ガラス基板に対し、接合面とは反対側の面、かつ、前記ダイシング溝と異なる位置に切込み溝を形成するステップと、圧力を加えて前記シリコン基板と前記ガラス基板の接合面で前記ガラス基板を分断するステップと、を有すること
   を特徴とする基板の分割方法。
6. 回路が形成されたシリコン基板とガラス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、
   前記シリコン基板に対し、接合面とは反対側の面をハーフカットダイシングすることでダイシング溝を形成するステップと、前記シリコン基板に対し、ハーフカットダイシングにより形成された前記ダイシング溝内にプラズマを発生させることにより、前記ダイシング溝の深さ方向にエッチングを進行させるステップと、前記ガラス基板に対し、接合面とは反対側の面、かつ、前記ダイシング溝と異なる位置に切込み溝を形成するステップと、圧力を加えて前記シリコン基板と前記ガラス基板の接合面で前記ガラス基板を分断するステップと、を有すること
   を特徴とする基板の分割方法。

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