JP6303861B2 - Single crystal substrate cutting method - Google Patents
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Description
本発明は単結晶基板の分断方法に関する。 The present invention relates to a method for dividing a single crystal substrate.
半導体装置の量産においては、まず、ウエハ上に、各々が半導体チップとなる複数の部分が形成される。そしてこれらの部分へと単結晶基板が分断されることで複数の半導体チップが得られる。たとえば、特開2013−4528号公報(特許文献1)によれば、シリコンウエハが、回転する円盤状のダイシングブレードによって分断される。 In mass production of semiconductor devices, first, a plurality of portions, each of which becomes a semiconductor chip, are formed on a wafer. A plurality of semiconductor chips are obtained by dividing the single crystal substrate into these portions. For example, according to Japanese Patent Laying-Open No. 2013-4528 (Patent Document 1), a silicon wafer is divided by a rotating disk-shaped dicing blade.
上記従来の方法によると、シリコンウエハ(単結晶基板)の分断時に多くの切り粉が発生する。切り粉は、単結晶基板の正常な分断を妨げたり、分断された単結晶基板上に異物として残存したりし得る。また、切り粉を減らすためにシリコンウエハに対してダイヤモンドポイントのようなツールによりスクライブおよびブレークが行われることもあるが、この場合においても切り粉の発生を十分に抑えることは困難であった。またダイヤモンドポイントが高い硬度を有するシリコンウエハに適用されると、磨耗によってダイヤモンドポイントの寿命が短くなるという問題点があった。 According to the above conventional method, a large amount of chips are generated when the silicon wafer (single crystal substrate) is divided. The swarf may prevent normal division of the single crystal substrate or may remain as a foreign substance on the divided single crystal substrate. Further, scribing and breaking may be performed on a silicon wafer with a tool such as a diamond point in order to reduce chips, but in this case as well, it is difficult to sufficiently suppress the generation of chips. Further, when the diamond point is applied to a silicon wafer having a high hardness, there is a problem that the life of the diamond point is shortened due to wear.
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、切り粉をほとんど発生しない単結晶基板の分断方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a method for dividing a single crystal substrate that hardly generates chips.
単結晶基板の分断方法は次の工程を有する。第1の主面と、第1の主面と反対の第2の主面とを有する単結晶基板が準備される。単結晶基板の第1の主面上に表面クラックが形成される。単結晶基板の第1の主面上に、表面クラックを覆うガラス層が設けられる。ガラス層の表面上を延びるクラックラインが形成される。クラックラインを形成する工程は、ガラス層の表面上に刃先を押し付ける工程と、ガラス層の表面上で、押し付けられた刃先を変位させる工程とを含む。ガラス層が設けられた単結晶基板に応力を加えることによって、クラックラインに沿って単結晶基板が分断される。 The method for dividing a single crystal substrate includes the following steps. A single crystal substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface is prepared. Surface cracks are formed on the first main surface of the single crystal substrate. A glass layer covering the surface crack is provided on the first main surface of the single crystal substrate. A crack line extending on the surface of the glass layer is formed. The step of forming the crack line includes a step of pressing the blade edge on the surface of the glass layer and a step of displacing the pressed blade edge on the surface of the glass layer. By applying a stress to the single crystal substrate provided with the glass layer, the single crystal substrate is divided along the crack line.
本発明によれば、単結晶基板が、その主面に形成された表面クラックを利用して分断される。表面クラックのうち実際に分断に寄与する部分は、単結晶基板上のガラス層上に形成されたクラックラインによって規定される。ガラス層上のクラックラインは、ガラス層上における刃先の変位によって、切り粉をほとんど発生させずに形成可能である。よって本発明によれば、単結晶基板の分断の際に発生する切り粉をほとんどなくすことができる。 According to the present invention, the single crystal substrate is divided by utilizing surface cracks formed on the main surface. The portion of the surface crack that actually contributes to the division is defined by a crack line formed on the glass layer on the single crystal substrate. The crack line on the glass layer can be formed with almost no chips generated by the displacement of the blade edge on the glass layer. Therefore, according to the present invention, it is possible to eliminate almost all chips generated when the single crystal substrate is divided.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
(実施の形態1)
図1(A)〜(E)は、本実施の形態におけるシリコンウエハ3(単結晶基板)の分断方法の第1〜第5工程のそれぞれを概略的に示す。
(Embodiment 1)
1A to 1E schematically show first to fifth steps of a method for dividing a silicon wafer 3 (single crystal substrate) in the present embodiment.
図1(A)を参照して、主面S1(第1の主面)およびS2(第1の主面と反対の第2の主面)を有するシリコンウエハ3が準備される(図3(A):ステップS10)。次に、主面S1上に表面クラックFCが形成される(図3(A):ステップS20)。表面クラックFCは、主面S1上に形成された多数の微細かつ緻密なクラックである。表面クラックFCに含まれる微細クラックの各々の方向はランダムであってもよい。表面クラックFCは、ブラスト法によって形成することができ、たとえば、主面S1に対するサンドブラストBLによって形成することができる。
Referring to FIG. 1A, a
図1(B)を参照して、シリコンウエハ3の主面S1上に、表面クラックFCを覆うガラス層4が設けられる(図3(A):ステップS30)。シリコンウエハ3とガラス層4とは少なくとも、トレンチラインが形成されることになる領域において密着している。ガラス層4は、たとえば、ガラス基板の接着、または、ガラス材のコーティングもしくは蒸着により設けられ得る。ガラス基板の接着によりガラス層4が設けられる場合には、接着材を介してシリコンウエハ3にクラックが伸展する必要があるため、硬化後の硬度が高い接着材を用いることが好ましい。
Referring to FIG. 1B,
図1(C)を参照して、ガラス層4の表面SF上に刃先51が押し付けられる(図3(B):ステップS42a)。次にガラス層4の表面SF上で、押し付けられた刃先51が変位させられる(図3(B):ステップS42b)。刃先51の変位は、ガラス層4の表面SF上における摺動または転動である。これにより、ガラス層4に塑性変形が生じることで、ガラス層4の表面SF上に、溝形状を有するトレンチラインTL(図2)が形成される。トレンチラインTLはガラス層4の塑性変形によって生じるので、この際に切り粉はほとんど発生しない。
With reference to FIG.1 (C), the blade edge |
本実施の形態においては、刃先51の変位によって、いわゆるスクライブラインSLが形成される。言い換えると、トレンチラインTLが形成されるとともにクラックラインCLが形成される(図3(A)および(B):ステップS40)。つまり、トレンチラインTLが形成されるとともにクラックラインCLが実質的にほぼ同時に形成される。クラックラインCLは、トレンチラインTLのくぼみから厚さ方向DTに伸展したクラックであり、表面SF上においては線状に延びている。クラックラインCLは、トレンチラインTLの直下(図2においては上方)でトレンチラインTLと交差する方向DCにおいてガラス層4の連続的なつながりを断っている。
In the present embodiment, a so-called scribe line SL is formed by the displacement of the
次に、いわゆるブレーク工程として、ガラス層4が設けられたシリコンウエハ3に応力が加えられる。これによりクラックラインCL(図2)はガラス層4中を伸展して、シリコンウエハ3の主面S1に到達する。主面S1上において、上記のようにクラックが到達した位置には、大きな応力が加わる。この結果、表面クラックFCのうちこの位置に存在するものが起点となって、シリコンウエハ3中をクラックが伸展する。
Next, stress is applied to the
図1(E)を参照して、上述した、シリコンウエハ3中のクラックの伸展により、ガラス層4のクラックラインCLに沿ってシリコンウエハ3が分断される(図3(A):ステップS50)。つまりシリコンウエハ3が、その一部であるチップ3aおよび3bへ分断される。チップ3aおよび3bのそれぞれには、ガラス層4の一部である4aおよび4bが残存している。
Referring to FIG. 1E, the
本実施の形態によれば、シリコンウエハ3が、その主面S1に形成された表面クラックFCを利用して分断される。表面クラックFCのうち実際に分断に寄与する部分は、シリコンウエハ3上のガラス層4上に形成されたクラックラインCLによって規定される。ガラス層4上のクラックラインCLは、ガラス層4上における刃先51の変位によって、切り粉をほとんど発生させずに形成可能である。よって本実施の形態によれば、シリコンウエハ3の分断の際に発生する切り粉をほとんどなくすことができる。
According to the present embodiment, the
(実施の形態2)
本実施の形態においては、まず図1(A)および(B)(実施の形態1)と同様の工程が行なわれる。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, first, steps similar to those in FIGS. 1A and 1B (Embodiment 1) are performed.
図4(A)を参照して、次にシリコンウエハ3の主面S2上に部材11が設けられる。部材11は、互いに離れた領域11aおよび11b(第1および第2の領域)を含む。
Referring to FIG. 4A, next,
図4(B)〜(D)を参照して、図1(C)〜(E)とほぼ同様の工程が行なわれる。これにより、シリコンウエハ3は、領域11aが設けられたチップ3aと、領域11bが設けられたチップ3bとに分断される。
Referring to FIGS. 4B to 4D, substantially the same steps as in FIGS. 1C to 1E are performed. Thereby, the
図5を参照して、比較例においては、部材11の領域11aおよび11bの間に高速で回転するダイシングブレード59を差し入れ、ダイシングブレード59の厚さに応じてシリコンウエハ3を除去することでシリコンウエハ3が分断される。この場合、領域11aおよび11bの間が狭いと、領域11aおよび11bの間にダイシングブレード59を差し入れることが困難である。また、ダイシングブレード59を用いた切断は、通常、摩擦による熱影響を抑えかつ切り粉を排出するために切削液を使用するウェット工程として行なわれるので、部材11またはシリコンウエハ3に対して水分による悪影響が生じる場合がある。
Referring to FIG. 5, in the comparative example, a
これに対して本実施の形態によれば、領域11aおよび11bの間に何らかのカッティング器具を差し入れる必要がなく、またシリコンウエハが局所的に除去されるわけではないため切り粉も生じない。よって領域11aおよび11bの間が狭くても、領域11aおよび11bの間でのシリコンウエハ3の分断が可能である。また刃先51を用いてガラス層4にクラックラインCLを形成する工程は、ドライ工程として行ない得る。よって部材11またはシリコンウエハ3に対する水分による悪影響を避けることができる。また、本実施の形態においては非晶質であるガラス層に塑性変形によりスクライブラインSLを形成することができるため、シリコンウエハ3を直接スクライブする場合と比較しても切り粉の発生を抑えることができる。
On the other hand, according to the present embodiment, it is not necessary to insert any cutting tool between the
(実施の形態3)
上記実施の形態2の図4(D)は、厚さ方向にほぼ沿ってシリコンウエハ3が分断される様子を示す。この場合、ガラス層4の表面上においてクラックラインCLが形成される位置と、シリコンウエハ3の主面S2が分断される位置とは、平面レイアウトとしてほぼ一致する。しかしながら、単結晶基板であるシリコンウエハ3中では、ガラス中と異なり、クラックの伸展に方位依存性があり得る。このためシリコンウエハ3中において、厚さ方向から大きく傾いた方向へクラックが伸展する場合があり得る。この場合、ガラス層4の表面上においてクラックラインCLが形成される位置と、シリコンウエハ3の主面S2が分断される位置との、平面レイアウトとしての相違が大きくなる。
(Embodiment 3)
FIG. 4D of the second embodiment shows a state where the
図6(A)を参照して、上記のような場合、ガラス層4の表面SF上においてクラックラインCLが形成される場所が、クラックの伸展の方位依存性とシリコンウエハ3の厚さとを考慮してシフトされればよい。クラックラインCLの位置は、平面レイアウトにおいて領域11aおよび11bの間の領域Wから外れた位置とされ得る。ブレーク工程が行なわれると、クラックはシリコンウエハ3中を厚さ方向に対して斜めに伸展して、主面S2上において領域Wに到達する。この結果、図6(B)に示すように、領域11aおよび11bの間での分断が行なわれる。
Referring to FIG. 6A, in the above case, the location where the crack line CL is formed on the surface SF of the
(実施の形態4)
上記実施の形態1〜3においては、ステップS40(図3(B))に示すように、刃先51(図1(C))の変位時にクラックラインCL(図2)が形成される場合について説明した。しかしながら、刃先51の変位によってクラックラインCLを欠くトレンチラインTL(図2)が形成された後、トレンチラインTLに沿ってクラックラインCLを形成することもできる。
(Embodiment 4)
In the said Embodiment 1-3, as shown to step S40 (FIG.3 (B)), the case where the crack line CL (FIG. 2) is formed at the time of the displacement of the blade edge | tip 51 (FIG.1 (C)) is demonstrated. did. However, after the trench line TL (FIG. 2) lacking the crack line CL is formed by the displacement of the
図7を参照して、本実施の形態においては、ステップS40(図4(A))に代わり、ステップS40Lが行なわれる。具体的には、クラックレス状態でトレンチラインTL(図8)が形成され(図7:ステップS47)、次にクラックが伸展させられることで(図7:ステップS48)クラックラインCL(図2)が形成される。 Referring to FIG. 7, in the present embodiment, step S40L is performed instead of step S40 (FIG. 4A). Specifically, the trench line TL (FIG. 8) is formed in a crackless state (FIG. 7: Step S47), and then the crack is extended (FIG. 7: Step S48). The crack line CL (FIG. 2) Is formed.
なお本実施の形態におけるクラックラインCLの形成工程は、いわゆるブレーク工程と本質的に異なっている。ブレーク工程は、既に形成されているクラックを厚さ方向にさらに伸展させることで、基板を完全に分離するものである。一方、クラックラインCLの形成工程は、トレンチラインTLの形成によって得られたクラックレス状態から、クラックを有する状態への変化をもたらすものである。この変化は、クラックレス状態が有する内部応力の開放によって生じると考えられる。トレンチラインTLの形成時の塑性変形、およびトレンチラインTLの形成によって生成される内部応力の大きさや方向性などの状態は、回転刃の転動が用いられる場合と、本実施の形態のように刃先の摺動が用いられる場合とでは異なると考えられ、刃先の摺動が用いられる場合には、より広いスクライブ条件においてクラックが発生しやすくなる。本発明者の検討によれば、刃先およびその用い方を最適なものとすることで、トレンチラインTLに沿ってクラックラインCLを容易に形成することができる。 Note that the process of forming the crack line CL in the present embodiment is essentially different from a so-called break process. The break process is to completely separate the substrate by further extending the cracks already formed in the thickness direction. On the other hand, the formation process of the crack line CL brings about a change from a crackless state obtained by forming the trench line TL to a state having cracks. This change is considered to be caused by the release of internal stress that the crackless state has. The state of the plastic deformation at the time of forming the trench line TL and the magnitude and directionality of the internal stress generated by the formation of the trench line TL are the same as in the case where rolling of the rotary blade is used, as in this embodiment. This is considered to be different from the case where the sliding of the blade edge is used, and when the sliding of the blade edge is used, cracks are likely to occur in a wider scribe condition. According to the study of the present inventor, the crack line CL can be easily formed along the trench line TL by optimizing the blade edge and its usage.
まず本実施の形態に適した刃先51の詳細に関して、以下に説明する。
First, details of the
図9(A)および(B)を参照して、カッティング器具50は刃先51およびシャンク52を有する。刃先51は、回転刃ではなく、シャンク52に固定されたもの、すなわち固定刃である。
With reference to FIGS. 9A and 9B, the cutting
刃先51には、天面SD1(第1の面)と、天面SD1を取り囲む複数の面とが設けられている。これら複数の面は側面SD2(第2の面)および側面SD3(第3の面)を含む。天面SD1、側面SD2およびSD3(第1〜第3の面)は、互いに異なる方向を向いており、かつ互いに隣り合っている。刃先51は、天面SD1、側面SD2およびSD3が合流する頂点を有し、この頂点によって刃先51の突起部PPが構成されている。よって天面SD1は突起部PPにつながっている。また側面SD2およびSD3は、刃先51の側部PSを構成する稜線をなしている。側部PSは、突起部PPとつながっており、突起部PPから線状に延びている。また側部PSは、上述したように稜線であることから、線状に延びる凸形状を有する。
The
刃先51はダイヤモンドポイントであることが好ましい。すなわち刃先51は、硬度および表面粗さを小さくすることができる点からダイヤモンドから作られていることが好ましい。より好ましくは刃先51は単結晶ダイヤモンドから作られている。さらに好ましくは結晶学的に言って、天面SD1は{001}面であり、側面SD2およびSD3の各々は{111}面である。この場合、側面SD2およびSD3は、異なる向きを有するものの、結晶学上、互いに等価な結晶面である。
The
なお単結晶でないダイヤモンドが用いられてもよく、たとえば、CVD(Chemical Vapor Deposition)法で合成された多結晶体ダイヤモンドが用いられてもよい。あるいは、微粒のグラファイトや非グラファイト状炭素から、鉄族元素などの結合材を含まずに焼結された多結晶体ダイヤモンド粒子を鉄族元素などの結合材によって結合させた焼結ダイヤモンドが用いられてもよい。 Diamond that is not a single crystal may be used. For example, polycrystalline diamond synthesized by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method may be used. Alternatively, sintered diamond obtained by bonding polycrystalline diamond particles, which are sintered from fine graphite or non-graphitic carbon without containing a binder such as an iron group element, with a binder such as an iron group element is used. May be.
シャンク52は軸方向AXに沿って延在している。刃先51は、天面SD1の法線方向が軸方向AXにおおよそ沿うようにシャンク52に取り付けられていることが好ましい。
The
次に本実施の形態におけるシリコンウエハ3の分断方法の詳細について、以下に説明する。
Next, details of the method for dividing the
まず、実施の形態1〜3と同様、表面クラックFCが設けられたシリコンウエハ3上にガラス層4が設けられる(図1(B)参照)。図10(A)を参照して、ガラス層4の表面SFを囲む縁は、互いに対向する辺ED1および辺ED2を含む。図10(A)で示す例においては、縁は長方形状である。よって辺ED1およびED2は互いに平行な辺である。また図10(A)で示す例においては辺ED1およびED2は長方形の短辺である。
First, as in the first to third embodiments, the
次に、ガラス層4の表面SFに刃先51(図9(A))が位置N1で押し付けられる(図7:ステップS47a)。位置N1の詳細は後述する。刃先51の押し付けは、ガラス層4の表面SF上で刃先51の突起部PPが辺ED1および側部PSの間に配置されるように、かつ刃先51の側部PSが突起部PPと辺ED2の間に配置されるように行なわれる。
Next, the blade edge 51 (FIG. 9A) is pressed against the surface SF of the
次に、ガラス層4の表面SF上にトレンチラインTLが形成される。トレンチラインTLの形成は、位置N1(第1の位置)および位置N3の間で行なわれる。位置N1およびN3の間には位置N2(第2の位置)が位置する。よってトレンチラインTLは、位置N1およびN2の間と、位置N2およびN3の間とに形成される。位置N1およびN3はガラス層4の表面SFの縁から離れて位置してもよく、あるいは、その一方または両方が上面SF1の縁に位置してもよい。形成されるトレンチラインTLは、前者の場合はガラス層4の縁から離れており、後者の場合はガラス基板4の縁に接している。
Next, a trench line TL is formed on the surface SF of the
位置N1およびN2のうち位置N1の方が辺ED1により近く、また位置N1およびN2のうち位置N2の方が辺ED2により近い。なお図10(A)に示す例では、位置N1は辺ED1およびED2のうち辺ED1に近く、位置N2は辺ED1およびED2のうち辺ED2に近いが、位置N1およびN2の両方が辺ED1またはED2のいずれか一方の近くに位置してもよい。 Of the positions N1 and N2, the position N1 is closer to the side ED1, and the position N2 of the positions N1 and N2 is closer to the side ED2. In the example shown in FIG. 10A, the position N1 is close to the side ED1 of the sides ED1 and ED2, and the position N2 is close to the side ED2 of the sides ED1 and ED2, but both the positions N1 and N2 are the side ED1 or It may be located near either one of ED2.
トレンチラインTLが形成される際には、刃先51が摺動させられる(図7:ステップS47b)。本実施の形態においては、位置N1から位置N2へ刃先51が変位させられ、さらに位置N2から位置N3へ変位させられる。すなわち、図2(A)を参照して、刃先51が、辺ED1から辺ED2へ向かう方向である方向DAへ変位させられる。方向DAは、刃先51から延びる軸方向AXを表面SF上へ射影した方向に対応している。この場合、刃先51はシャンク52によって表面SF上を引き摺られる。
When the trench line TL is formed, the
上記のように刃先51が摺動させられることによってガラス層4に塑性変形が生じることで、ガラス層4の表面SF上に、溝形状を有するトレンチラインTLが形成される。刃先51の摺動は、トレンチラインTLの直下においてガラス層4がトレンチラインTLと交差する方向DCにおいて連続的につながっている状態であるクラックレス状態が得られるように行なわれる(図8参照)。クラックレス状態を得るには、上述した刃先51の摺動が、過度に大きくない荷重で行なわれればよい。
As the
図10(B)を参照して、トレンチラインTLが形成された後に、トレンチラインTLに沿って位置N2から位置N1の方へ(図中、破線矢印参照)、厚さ方向DT(図8)におけるガラス層4のクラックが伸展させられる(図7:ステップS48)。これによってクラックラインCL(図2)が形成される。クラックラインCLの形成は、アシストラインALおよびトレンチラインTLが位置N2で互いに交差することによって開始される。この目的で、トレンチラインTLを形成した後にアシストラインALが形成される。アシストラインALは、厚さ方向DTにおけるクラックを伴う通常のスクライブラインであり、トレンチラインTL付近の内部応力の歪みを解放するものである。アシストラインALの形成方法は、特に限定されないが、図10(B)に示すように、表面SFの縁を基点として形成されてもよい。
Referring to FIG. 10B, after the trench line TL is formed, the thickness direction DT (FIG. 8) extends from the position N2 to the position N1 along the trench line TL (see the broken line arrow in the figure). The crack of the
クラックラインCL(図2)の形成においては、トレンチラインTLの直下でトレンチラインTLと交差する方向DCにおいてガラス層4の連続的なつながりが断たれるように、トレンチラインTLに沿って厚さ方向DTにおけるガラス層4のクラックが伸展させられる。
In the formation of the crack line CL (FIG. 2), the thickness along the trench line TL is such that the continuous connection of the
なお図10(B)において、位置N2から位置N1への方向に比して、位置N2から位置N3への方向へは、クラックラインCLが形成されにくい。つまりクラックラインCLの伸展のしやすさには方向依存性が存在する。よってクラックラインCLが位置N1およびN2の間には形成され位置N2およびN3の間には形成されないという現象が生じ得る。本実施の形態は位置N1およびN2間に沿った分断を目的としているので、位置N1およびN2間でクラックラインCLが形成されることが必要である一方で、位置N2およびN3間でのクラックラインCLの形成されにくさは問題とはならない。 In FIG. 10B, the crack line CL is less likely to be formed in the direction from the position N2 to the position N3 than in the direction from the position N2 to the position N1. That is, the ease of extension of the crack line CL has a direction dependency. Therefore, the phenomenon that the crack line CL is formed between the positions N1 and N2 but not between the positions N2 and N3 may occur. Since the present embodiment is intended to divide between the positions N1 and N2, it is necessary to form a crack line CL between the positions N1 and N2, while a crack line between the positions N2 and N3. The difficulty of forming CL is not a problem.
次に、いわゆるブレーク工程が行なわれることで、実施の形態1〜3と同様に、クラックラインCLに沿って、ガラス層4が設けられたシリコンウエハ3(図9(A))が分断される。
Next, by performing a so-called break process, the silicon wafer 3 (FIG. 9A) provided with the
次に、上記分断方法の第1〜第3の変形例について、以下に説明する。 Next, the 1st-3rd modification of the said dividing method is demonstrated below.
図11(A)を参照して、第1の変形例は、アシストラインALとトレンチラインTLとの交差が、クラックラインCL(図10(B))の形成開始のきっかけとして不十分な場合に関するものである。図11(B)を参照して、ガラス層4へ、曲げモーメントなどを発生させる外力を加えることでアシストラインALに沿って厚さ方向DTにおけるクラックが伸展し、その結果、ガラス層4が分断される。これによりクラックラインCLの形成が開始される。なお、この第1の変形例においては、ガラス基板4の分離によりトレンチラインTL付近の内部応力の歪みが解放され、それによりクラックラインCLの形成が開始される。したがってアシストラインAL自身が、トレンチラインTLに応力を加えることで形成されたクラックラインCLであってもよい。
Referring to FIG. 11A, the first modified example relates to a case where the intersection of the assist line AL and the trench line TL is insufficient as a trigger for starting the formation of the crack line CL (FIG. 10B). Is. Referring to FIG. 11B, by applying an external force that generates a bending moment or the like to the
図12を参照して、第2の変形例においては、ガラス層4の表面SFに刃先51が位置N3で押し付けられる。トレンチラインTLが形成される際には、本変形例においては、位置N3から位置N2へ刃先51が変位させられ、さらに位置N2から位置N1へ変位させられる。すなわち、図9(A)を参照して、刃先51が、辺ED2から辺ED1へ向かう方向である方向DBへ変位させられる。方向DBは、刃先51から延びる軸方向AXを表面SF上へ射影した方向と反対方向に対応している。この場合、刃先51はシャンク52によって表面SF上を押し進められる。
Referring to FIG. 12, in the second modification, the
図13を参照して、第3の変形例においては、各トレンチラインTLが形成される際に、刃先51はガラス層4の表面SFに位置N1に比して位置N2でより大きな荷重で押し付けられる。具体的には、位置N4を位置N1およびN2の間の位置として、トレンチラインTLの形成が位置N4に至った時点で、刃先51の荷重が高められる。言い換えれば、刃先51の荷重が、位置N1に比して、トレンチラインTLの終端部である位置N4およびN3の間で高められる。これにより、終端部以外での荷重を軽減しつつ、位置N2からのクラックラインCLの形成を誘起されやすくすることができる。
Referring to FIG. 13, in the third modified example, when each trench line TL is formed, the
本実施の形態によれば、トレンチラインTLからクラックラインCLを、より確実に形成することができる。この理由は、刃先51の構成(図9(A)および(B))およびその用い方が、クラックラインCLを誘起しやすい内部応力をガラス層3に付与するのに適しているからと推測される。また実施の形態1〜3と同様、分断時における切り粉の発生を抑制することができる。
According to the present embodiment, the crack line CL can be more reliably formed from the trench line TL. The reason for this is presumed that the configuration of the cutting edge 51 (FIGS. 9A and 9B) and its use are suitable for applying to the
なお本実施の形態で参照された図中においてはガラス層4の縁の辺ED1およびED2(第1および第2の辺)が長方形の短辺であるが、これらが長方形の長辺であってもよい。また縁の形状は長方形に限定されるものではなく、たとえば正方形であってもよい。また第1および第2の辺は直線状のものに限定されるものではなく曲線状であってもよい。また図中、シリコンウエハ3の主面S1は平坦であるが、湾曲していてもよい。それに対応して、ガラス層4の表面SFは、平坦であっても湾曲していてもよい。
In the drawing referred to in the present embodiment, the sides ED1 and ED2 (first and second sides) of the edge of the
(実施の形態5)
本実施の形態における単結晶基板の分断方法について、図14〜図16を用いつつ、以下に説明する。
(Embodiment 5)
A method for dividing a single crystal substrate in this embodiment will be described below with reference to FIGS.
図14を参照して、本実施の形態においてはアシストラインALがトレンチラインTLの形成前に形成される。アシストラインALの形成方法自体は、図10(B)(実施の形態4)と同様である。 Referring to FIG. 14, in the present embodiment, assist line AL is formed before formation of trench line TL. The method of forming the assist line AL is the same as that in FIG. 10B (Embodiment 4).
図15を参照して、次に、表面SFに刃先51が押し付けられ、そしてトレンチラインTLが形成される。トレンチラインTLの形成方法自体は、図10(A)(実施の形態4)と同様である。アシストラインALおよびトレンチラインTLは位置N2で互いに交差する。
Referring to FIG. 15, next, the
図16を参照して、次に、ガラス層4へ曲げモーメントなどを発生させる外力を加える通常のブレーク工程によってアシストラインALに沿ってガラス層4が分断される。これにより、実施の形態4と同様のクラックラインCLの形成が開始される(図中、破線矢印参照)。
Referring to FIG. 16, next,
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態4の構成とほぼ同じである。 The configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the fourth embodiment described above.
図17を参照して、第1の変形例においては、アシストラインALおよびスクライブラインSLが位置N2で互いに交差することによってクラックラインCLの形成が開始される。 Referring to FIG. 17, in the first modification, formation of crack line CL is started when assist line AL and scribe line SL intersect each other at position N2.
図18を参照して、第2の変形例においては、各トレンチラインTLが形成される際に、刃先51はガラス層4の表面SFに位置N1に比して位置N2でより大きな力で押し付けられる。具体的には、位置N4を位置N1およびN2の間の位置として、トレンチラインTLの形成が位置N4に至った時点で、刃先51の荷重が高められる。言い換えれば、刃先51の荷重が、位置N1に比して、トレンチラインTLの終端部である位置N4およびN3の間で高められる。これにより、終端部以外での荷重を軽減しつつ、位置N2からのクラックラインCLの形成を誘起されやすくすることができる。
Referring to FIG. 18, in the second modified example, when each trench line TL is formed, the
(実施の形態6)
図19を参照して、本実施の形態における各トレンチラインTLの形成においては、位置N1から刃先51が辺ED2を越えて摺動させられる。刃先51が辺ED2を通過する際、トレンチラインTL直下の基板内部に生じた応力の歪みが解放され、辺ED2上に位置するトレンチラインTLの端から位置N1へ向かってクラックラインが伸展する。
(Embodiment 6)
Referring to FIG. 19, in forming each trench line TL in the present embodiment, the
トレンチラインTLを形成する際に刃先51に加えられる荷重は一定であってもよいが、位置N1から位置N2へ刃先51が変位させられた際に、位置N2で刃先51に加える荷重が増大させられてもよい。たとえば荷重が50%程度増大される。増大された荷重が加えられた刃先51が辺ED2を越えて摺動させられる。言い換えれば、トレンチラインTLの終端部で刃先51の荷重が増大される。刃先51が辺ED2に達すると、辺ED2上に位置するトレンチラインTLの端から位置N2を経由して位置N1へ向かってクラックラインが伸展する。このように荷重の増大が行われる場合、応力の歪みも増大し、刃先51が辺ED2を通過する際にこの応力の歪みが解放されやすくなるので、クラックラインをより確実に形成することができる。
The load applied to the
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態4の構成とほぼ同じである。 The configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the fourth embodiment described above.
(実施の形態7)
図20(A)を参照して、本実施の形態における単結晶基板の分断方法においては、位置N1から位置N2を経由して辺ED2へ達するトレンチラインTLが形成される。
(Embodiment 7)
Referring to FIG. 20A, in the method for dividing a single crystal substrate in the present embodiment, trench line TL is formed from position N1 to side ED2 via position N2.
図20(B)を参照して、次に位置N2と辺ED2との間に、トレンチラインTL付近の内部応力の歪みを解放させるような応力が加えられる。これによりトレンチラインTLに沿ったクラックラインの形成が誘起される。応力の印加として具体的には、表面SF上において位置N2と辺ED2との間(図中、破線および辺ED2の間の領域)で、押し付けられた刃先51が摺動させられる。この摺動は辺ED2に達するまで行なわれる。刃先51は好ましくは最初に形成されたトレンチラインTLの軌道に交差するように、より好ましくは最初に形成されたトレンチラインTLの軌道に重なるように摺動される。この再度の摺動の長さは、たとえば0.5mm程度である。またこの再度の摺動は、複数のトレンチラインTL(図20(A))が形成された後にそれぞれに対して行なわれてもよく、あるいは、1つのトレンチラインTLの形成および再度の摺動を行なう工程がトレンチラインTLごとに順次行なわれてもよい。
Referring to FIG. 20B, next, a stress is applied between position N2 and side ED2 so as to release the distortion of internal stress in the vicinity of trench line TL. This induces the formation of crack lines along the trench line TL. Specifically, as the application of stress, the pressed
変形例として、位置N2と辺ED2との間に応力を加えるために、上述した刃先51の再度の摺動に代えて、表面SF上において位置N2と辺ED2との間にレーザ光が照射されてもよい。これにより生じた熱応力によっても、トレンチラインTL付近の内部応力の歪みが解放され、それによりクラックラインの形成開始を誘起することができる。
As a modification, in order to apply a stress between the position N2 and the side ED2, instead of the above-described re-sliding of the
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態4の構成とほぼ同じである。 The configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the fourth embodiment described above.
(実施の形態8)
図21(A)を参照して、本実施の形態における単結晶基板の分断方法においては、位置N1から位置N2へ、そしてさらに位置N3へ刃先51を変位させることによって、表面SFの縁から離れたトレンチラインTLが形成される。トレンチラインTLの形成方法自体は図10(A)(実施の形態4)とほぼ同様である。
(Embodiment 8)
Referring to FIG. 21A, in the method for dividing a single crystal substrate according to the present embodiment, the
図21(B)を参照して、図20(B)(実施の形態7またはその変形例)と同様の応力印加が行なわれる。これによりトレンチラインTLに沿ったクラックラインの形成が誘起される。 Referring to FIG. 21 (B), the same stress application as in FIG. 20 (B) (Embodiment 7 or its modification) is performed. This induces the formation of crack lines along the trench line TL.
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態4の構成とほぼ同じである。 The configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the fourth embodiment described above.
図22を参照して、図21(A)の工程の変形例として、トレンチラインTLの形成において、刃先51が位置N3から位置N2へそして位置N2から位置N1へ変位させられてもよい。
Referring to FIG. 22, as a modification of the process of FIG. 21A, in forming trench line TL,
(実施の形態9)
図23(A)および(B)を参照して、上記各実施の形態において、刃先51(図9(A)および(B))に代わり、刃先51vが用いられてもよい。刃先51vは、頂点と、円錐面SCとを有する円錐形状を有する。刃先51vの突起部PPvは頂点で構成されている。刃先の側部PSvは頂点から円錐面SC上に延びる仮想線(図23(B)における破線)に沿って構成されている。これにより側部PSvは、線状に延びる凸形状を有する。
(Embodiment 9)
Referring to FIGS. 23 (A) and (B), in each of the above embodiments,
3 シリコンウエハ(単結晶基板)
4 ガラス層
11 部材
51,51v 刃先
AL アシストライン
CL クラックライン
FC 表面クラック
S1 主面(第1の主面)
S2 主面(第2の主面)
SF 表面
SL スクライブライン
TL トレンチライン
3 Silicon wafer (single crystal substrate)
4
S2 main surface (second main surface)
SF surface SL scribe line TL trench line
Claims (6)
前記単結晶基板の前記第1の主面上に表面クラックを形成する工程と、
前記単結晶基板の前記第1の主面上に、前記表面クラックを覆うガラス層を設ける工程と、
前記ガラス層の表面上を延びるクラックラインを形成する工程とを備え、前記クラックラインを形成する工程は、
前記ガラス層の表面上に刃先を押し付ける工程と、
前記ガラス層の表面上で、押し付けられた前記刃先を変位させる工程とを含み、
前記ガラス層が設けられた前記単結晶基板に応力を加えることによって、前記クラックラインに沿って前記単結晶基板を分断する工程をさらに備える、単結晶基板の分断方法。 Providing a single crystal substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface;
Forming a surface crack on the first main surface of the single crystal substrate;
Providing a glass layer covering the surface cracks on the first main surface of the single crystal substrate;
Forming a crack line extending on the surface of the glass layer, and forming the crack line,
Pressing the blade edge onto the surface of the glass layer;
Displacing the pressed blade edge on the surface of the glass layer,
A method for dividing a single crystal substrate, further comprising: dividing the single crystal substrate along the crack line by applying stress to the single crystal substrate provided with the glass layer.
前記クラックラインは前記トレンチラインが形成されるとともに形成される、請求項1から4のいずれか1項に記載の単結晶基板の分断方法。 A trench line (TL) having a groove shape is formed on the surface of the glass layer by causing plastic deformation in the glass layer by the step of displacing the blade edge,
The method for dividing a single crystal substrate according to claim 1, wherein the crack line is formed when the trench line is formed.
前記クラックラインを形成する工程は、前記トレンチラインの直下で前記トレンチラインと交差する方向において前記ガラス層の連続的なつながりが断たれるように、前記トレンチラインに沿って前記ガラス層のクラックを伸展させる工程を含む、請求項1から4のいずれか1項に記載の単結晶基板の分断方法。 The step of displacing the blade edge includes a step of sliding the blade edge on the surface of the glass layer, and plastic deformation occurs in the glass layer by the step of sliding the blade edge, whereby the surface of the glass layer On the top, a trench line having a groove shape is formed, and the step of sliding the blade edge is a crack in a state where the glass layer is continuously connected in a direction intersecting the trench line immediately below the trench line. It is done so that the state of less is obtained,
The step of forming the crack line includes cracking the glass layer along the trench line so that continuous connection of the glass layer is broken in a direction intersecting the trench line immediately below the trench line. The method for dividing a single crystal substrate according to any one of claims 1 to 4, comprising a step of stretching.
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