JP7418013B2 - メタル膜付き基板の分断方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体デバイス用基板の分断に関し、特に、一方主面にデバイスパターンが形成され、他方主面にメタル膜が形成された基板の分断に関する。

例えばＳｉＣ（炭化硅素）基板などの半導体デバイス用基板を分断する手法として、半導体デバイス用基板の一方主面にスクライブラインを形成し、該スクライブラインから垂直クラックを伸展させるスクライブ工程を行った後、外力の印加によって係るクラックを基板厚み方向にさらに伸展させることにより半導体デバイス用基板をブレークするブレーク工程を行う、という手法がすでに公知である（例えば、特許文献１参照）。

スクライブラインの形成は、スクライビングホイール（カッターホイール）を分断予定位置に沿って圧接転動させることにより行われる。

ブレークは、半導体デバイス用基板の他方主面側において、ブレーク刃（ブレークバー）の刃先を分断予定位置に沿って半導体デバイス用基板に当接させたうえで、該刃先をさらに押し込むことによって行われる。

また、これらスクライブラインの形成およびブレークは、他方主面に粘着性を有するダイシングテープを貼り付けた状態で行われ、ブレーク後に係るダイシングテープを伸張させるエキスパンド工程によって対向する分断面が離隔させられる。

半導体デバイス用基板の分断の一態様として、一方主面に半導体層や電極などを含む半導体デバイスの単位パターンが２次元的に繰り返されたデバイスパターンが形成され、他方主面にメタル膜が形成された母基板を、個々のデバイス単位に分断する（個片化する）というものがある。

係る分断を、特許文献１に開示されているような従来の手法で行う場合、ブレーク工程後に、メタル膜が分断されるべき箇所において完全に分断されず連続したままとなっている、いわば薄皮残りともいえるような状態が発生することがある。

なお、このような薄皮残りの部分が生じたとしても、その後のエキスパンド工程によって当該部分のメタル膜は分断（破断）され得るが、仮に分断がなされたとしても、係る分断箇所においてメタル膜の剥がれが発生しやすいという問題がある。

また、上述のような半導体デバイス用基板のなかには、一方主面側における個片化時の分断予定位置に、メタル膜を含むＴＥＧパターンが形成されているものがある。係る半導体デバイス用基板は、分断という観点からみれば、両面にメタル膜が設けられたものと捉えることが出来る。そして、このような半導体用デバイス基板についても、好適に分断を行いたいというニーズがある。

特開２０１２－１４６８７９号公報

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、メタル膜付き基板を好適に分断できる方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、基材と、前記基材の第１の主面側に設けられた薄膜層と、前記基材の第２の主面に設けられたメタル膜とを備える、メタル膜付き基板を分断する方法が、前記第１の主面側を所定の分断予定位置においてダイシングすることにより、前記基材を露出させるダイシング工程と、前記ダイシング工程によって露出した前記基材をスクライビングツールによってスクライブすることによりスクライブラインを形成し、前記スクライブラインから前記分断予定位置に沿って前記基材の内部に対し垂直クラックを伸展させるスクライブ工程と、前記第２の主面側から前記メタル膜付き基板に対しブレークバーを当接させることによって前記垂直クラックをさらに伸展させることで、前記メタル膜付き基板の前記メタル膜以外の部分を前記分断予定位置において分断する第１ブレーク工程と、前記第１の主面側から前記メタル膜付き基板に対し前記ブレークバーを当接させることによって前記メタル膜を前記分断予定位置において分断する第２ブレーク工程と、を備えるようにした。

前記ダイシング工程においては、さらに、形成されるダイシング溝の深さをＡ、前記ダイシング溝の幅をＢ、前記スクライビングツールのスクライブ誤差をＣ、前記スクライビングツールの刃先角をδとするとき、Ｂ＞２Ａtan（δ／２）＋Ｃなる関係式をみたすように前記ダイシング溝を形成することによって、前記基材を露出させる、ようにした。

本発明の第２の態様は、第１の態様に係るメタル膜付き基板の分断方法において、前記薄膜層の前記分断予定位置に金属パターンが設けられてなる、ようにした。

本発明の第３の態様は、第１ないし第２の態様のいずれかに係るメタル膜付き基板の分断方法において、前記ブレークバーの刃先先端部の曲率半径が５μｍ～３０μｍである、ようにした。

本発明の第４の態様は、第３の態様に係るメタル膜付き基板の分断方法において、前記所定の分断予定位置が所定の間隔ｄ１にて複数定められており、前記第１ブレーク工程および前記第２ブレーク工程は、水平方向において離隔する一対の保持部によって前記メタル膜付き基板を下方から支持した状態で、前記一対の保持部のそれぞれから等価な位置において行うようにし、前記一対の保持部の離隔距離ｄ２を、前記第１ ブレーク工程においてはｄ２＝０．５ｄ１～１．２５ｄ１とし、前記第２ブレーク工程においてはｄ２＝ １．０ｄ１～１．７５ｄ１とする、ようにした。

本発明の第５の態様は、第１ないし第４の態様のいずれかに係るメタル膜付き基板の分断方法において、前記ダイシング工程、前記スクライブ工程、前記第１ ブレーク工程、および前記第２ブレーク工程を、前記メタル膜に粘着性テープを貼付した状態で行い、前記第１ブレーク工程においては、前記メタル膜以外の部分を分断するとともに前記メタル膜および前記粘着性テープの前記分断予定位置に相当する位置に折り目を形成する、ようにした。

本発明の第６の態様は、第１ないし第５の態様のいずれかに係るメタル膜付き基板の分断方法において、前記第１ブレーク工程は、前記メタル膜付き基板の姿勢を前記スクライブ工程のときとは上下反転させて行い、前記第２ ブレーク工程は、前記メタル膜付き基板の姿勢を前記第１ブレーク工程のときとは上下反転させて行う、ようにした。

本発明の第１ないし第６の態様によれば、メタル膜に剥がれを生じさせることなく、メタル膜付き基板を良好に分断することができる。

特に、第２の態様によれば、薄膜層の分断予定位置に金属パターンが設けられてなるメタル膜付き基板について、薄膜層を直接にスクライブする場合よりも良好にかつ確実に、メタル膜付き基板を分断することができる。

実施の形態に係る方法における分断の対象である基板（母基板）１０の構成を模式的に示す側面図である。 ダイシング処理の実行前の様子を模式的に示す図である。 ダイシング処理の実行後の様子を模式的に示す図である。 スクライブ処理の実行前の様子を模式的に示す図である。 ダイシング処理によって形成されるダイシング溝の形状と、スクライブ処理において用いるスクライビングホイールのサイズとの関係を説明するための図である。 スクライブ処理の実行中の様子を模式的に示す図である。 第１ブレーク処理の実行前の様子を模式的に示す図である。 第１ブレーク処理の実行中の様子を模式的に示す図である。 第１ブレーク処理の実行後の様子を模式的に示す図である。 第２ブレーク処理の実行前の様子を模式的に示す図である。 第２ブレーク処理の実行中の様子を模式的に示す図である。 第２ブレーク処理を実行後の基板１０を模式的に示す図である。

＜半導体用デバイス基板＞
図１は、本実施の形態に係る方法における分断の対象である基板（母基板）１０の構成を模式的に示す側面図である。基板１０は、その分断により得られる個片がそれぞれに半導体デバイスをなすことが予定されている半導体デバイス用基板である。本実施の形態においては、係る基板１０が、基材１と、該基材１の一方主面側に形成されてなり、半導体層や電極などを含む半導体デバイスの単位パターンが２次元的に繰り返されたデバイスパターン２と、基材１の他方主面側に形成されてなるメタル膜３とを有するものとする。換言すれば、基板１０は、メタル膜付き基板といえる。

基材１は、ＳｉＣやＳｉなどの単結晶またはセラミックスなどの多結晶の基板である。その材質や、厚みおよび平面サイズなどは、作製しようとする半導体デバイスの種類、用途、機能等に応じて適宜に選択・設定される。係る基材１としては、例えば、厚みが１００μｍ～６００μｍ程度の、２～６インチ径のＳｉＣ基板などが例示される。

デバイスパターン２は、作製対象たる半導体デバイスにおいてその機能や特性の発現に主に関わる、半導体層、絶縁層、電極などを含む部位である。その具体的構成は、半導体デバイスの種類によって様々であるが、本実施の形態においては、基材１の一方主面の全面に形成された薄膜層２ａと、該薄膜層２ａの上面に部分的に形成された電極２ｂとによってデバイスパターン２が構成されており、かつ、薄膜層２ａの一部が、金属パターン（金属薄膜を含むパターン）の一態様としてのＴＥＧパターン２ｔである場合を想定する。ここで、薄膜層２ａは単層であっても多層であってもよく、電極２ｂについても単層電極であっても多層電極であってもよい。また、薄膜層２ａの内部に配線や電極のパターンが設けられていてもよい。さらには、薄膜層２ａが基材１の全面を覆う代わりに、基材１の一部が露出する態様であってもよい。あるいはまた、１つの単位パターンに電極２ｂが複数設けられていてもよい。

薄膜層２ａと電極２ｂの材質やサイズは、作製しようとする半導体デバイスの種類、用途、機能等に応じて適宜に選択・設定される。例えば、ＴＥＧパターン２ｔの金属部分を除く薄膜層２ａの材質としては、窒化物（例えばＧａＮ、ＡｌＮ）、酸化物（例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２）、例えば、金属間化合物（例えばＧａＡｓ）、有機化合物（例えばポリイミド）などが例示される。ＴＥＧパターン２ｔの金属部分および電極２ｂの材質は、一般的な金属材料から適宜に選択されてよい。例えば、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔなどの金属や、それらの合金などが例示される。また、薄膜層２ａおよび電極２ｂの厚みは通常、基材１の厚みに比して小さい。

ＴＥＧパターン２ｔは、基板１０の分断前の段階における半導体デバイスの評価（特性評価、不良解析等）に使用するべく、形成されてなるものである。換言すれば、最終的に得られる半導体デバイスにおいては不要なパターンである。

メタル膜３は、主として裏面電極としての使用が想定されるものである。ただし、本実施の形態では、係るメタル膜３が、基材１の他方主面の全面に（より詳細には、少なくとも分断予定位置を跨がって）形成されてなるものとする。メタル膜３も、電極２ｂと同様、単層でも多層であってもよく、その材質も電極２ｂと同様、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔなどの金属や、それらの合金など、一般的な電極材料から適宜に選択されてよい。また、メタル膜３の厚みも通常、基材１の厚みに比して小さい。

本実施の形態においては、以上のような構成の基板１０が、少なくとも面内の所定の方向において所定の間隔にて定められた分断予定位置Ｐにおいて厚み方向に分断されるものとする。分断予定位置Ｐは、基板１０の厚み方向に沿った仮想面として観念される。ただし、本実施の形態に係る基板１０においては、一方主面側におけるＴＥＧパターン２ｔの配置位置に分断予定位置Ｐが位置するように、分断予定位置Ｐが定められるものとする。より詳細には、基板１０の設計時点であらかじめ、一方主面側におけるＴＥＧパターン２ｔの配置位置が、分断予定位置Ｐを中心とする所定幅（ストリート幅）の範囲内に定められる。

これに加えて、平面視矩形状の半導体デバイスを得るべく、当該方向に直交する方向においても適宜の間隔にて分断予定位置が定められてよい。

なお、図１には、図面視左右方向において間隔（ピッチ）ｄ１で互いに離隔する３つの分断予定位置Ｐを、基板１０を超えて延在する一点鎖線として示しているが、実際には、一方向についてさらに多くの分断予定位置Ｐが規定されてよい。ｄ１は例えば１．５ｍｍ～５ｍｍ程度であり、少なくとも０．５ｍｍ以上である。

＜ダイシング処理＞
以降、本実施の形態に係る分断方法において基板１０に対して実施する分断処理の具体的内容につき、順次に説明する。

まずは、基板１０に対しダイシング処理（溝入れ処理）を行う。ダイシング処理は、後工程であるスクライブ処理におけるスクライブ対象を基材１とするために、薄膜層２ａを部分的に除去して基材１を露出させる処理である。すなわち、ダイシング処理は、スクライブ処理の前処理として位置付けられる。

図２は、ダイシング処理の実行前の様子を模式的に示す図である。図３は、ダイシング処理の実行後の様子を模式的に示す図である。

図２に示すように、本実施の形態において、ダイシング処理は、ダイシング装置（ダイサー）５０を用いて行う。ダイシング装置５０は、ダイシング対象物が載置されるステージ５１と、ダイシング対象物を上方からダイシングするダイシングブレード５２とを備える。

ステージ５１は、水平な上面を被載置面として有し、係る被載置面に載置されたダイシング対象物を図示しない吸引手段によって吸引固定できるように構成されている。また、ステージ５１は、図示しない駆動機構によって水平面内における二軸移動動作や回転動作が可能とされている。

一方、ダイシングブレード５２は、外周面に刃先５２ｅを有する円環状の部材である。少なくとも刃先５２ｅはダイヤモンドにて形成されてなる。刃先５２ｅはダイシング対象物に応じて種々の断面形状を取り得るが、図２においては、所定の刃先角αを有する断面視二等辺三角形状の刃先５２ｅを例示している。係るダイシングブレード５２は、ステージ５１の上方において、鉛直方向に昇降可能に設けられた図示しない駆動機構により保持され、かつ、係る駆動機構によって、ステージ５１の一方の水平移動方向と平行な鉛直面内において回転可能とされてなる。

以上のような機能を有するのであれば、ダイシング装置５０としては、公知のものを適用可能である。

ダイシング処理は、図２に示すように、基板１０のメタル膜３側に、基板１０の平面サイズよりも大きな平面サイズを有する粘着性のダイシングテープ（エキスパンドテープ）４を貼付したうえで行う。なお、以降の説明においては、係るダイシングテープ４を貼付した状態のものについても、単に基板１０と称することがある。ダイシングテープ４には、厚みが８０μｍ～１５０μｍ程度（例えば１００μｍ）の公知のものを適用可能である。

具体的には、まず、図２に示すように、係るダイシングテープ４をステージ１０１の被載置面と接触させる態様にて基板１０をステージ１０１上に載置し、吸引固定する。すなわち、基板１０は、デバイスパターン２の側が上方を向く姿勢にて、ステージ１０１に載置固定される。このとき、ダイシングブレード５２は、基板１０とは接触しない高さに配置されている。

基板１０の固定がなされると、続いて、ステージ５１を適宜に動作させることにより、分断予定位置Ｐとダイシングブレード５２の刃先５２ｅを含む回転面とが同一の鉛直面内に位置するように、位置決めがなされる。係る位置決めを行うことにより、図２に示すように、ダイシングブレード５２の刃先５２ｅが、分断予定位置Ｐのデバイスパターン側端部Ｐａの上方に位置することになる。より詳細には、分断予定位置Ｐのデバイスパターン側端部Ｐａは直線状となっており、位置決めは、その一方端部側の上方にダイシングブレード５２が位置するように行われる。

係る位置決めがなされると、ダイシングブレード５２は、図示しない駆動機構によって、鉛直面内にて所定の回転数にて回転させられながら、図２において矢印ＡＲ０にて示すように、刃先５２ｅが分断予定位置Ｐのデバイスパターン側端部Ｐａに向けて鉛直下方に下降させられる。

やがて、ダイシングブレード５２は基板１０と接触するが、係る接触の後も引き続き、回転状態を保ちつつ所定距離だけ下降させられる。係る下降の距離は、薄膜層２ａの厚みと同一あるいはそれ以上に設定される。そして、係る下降がなされると、ステージ５１が水平移動することにより、ダイシングブレード５２は、分断予定位置Ｐのデバイスパターン側端部Ｐａの延在方向（図２においては図面に垂直な方向）において、相対的に移動させられる。より詳細には、デバイスパターン側端部Ｐａの他方端部に向けて相対移動させられる。

すると、回転するダイシングブレード５２の（相対）移動に伴い、薄膜層２ａのうち、ＴＥＧパターン２ｔを含む、分断予定位置Ｐに沿った所定幅の部分が、所定の深さにて切削除去される。これにより、図３に示すような、分断予定位置Ｐに関して対称な形状のダイシング溝ｄｇが、順次に形成される。換言すれば、係るダイシング処理によって、薄膜層２ａに被覆されていた基材１の一部が露出することになる。なお、ダイシングブレード５２の下降距離によっては、基材１の一部についても除去されることもある。図３においては、そのような場合を例示している。

ダイシング処理におけるダイシングブレード５２の回転速度や、ステージ１０１の移動速度（ダイシング速度）は、上述した加工が好適に行える範囲で、適宜に定められてよい。例えば、ダイシングブレード５２の回転速度は３００００ｒｐｍ～４００００ｒｐｍ程度（例えば３６０００ｒｐｍ）であればよく、ダイシング速度は５ｍｍ／ｓ～６０ｍｍ／ｓ（例えば４０ｍｍ／ｓ）であればよい。

ただし、ダイシング処理にて形成するダイシング溝ｄｇの具体的なサイズは、後工程である、基材１を対象としたスクライブ処理に用いるスクライビングホイール１０２のサイズに応じたものとする必要がある。この点については後述する。

ダイシング処理によるダイシング溝ｄｇの形成は、全ての分断予定位置Ｐについて行われる。

＜スクライブ処理＞
以上のような態様にてダイシング処理がなされると、続いて、ダイシング溝ｄｇにおいて露出している基材１の分断予定位置Ｐを対象に、スクライブ処理が実行される。図４は、スクライブ処理の実行前の様子を模式的に示す図である。図５は、ダイシング処理によって形成されるダイシング溝ｄｇの形状と、スクライブ処理において用いるスクライビングホイール１０２のサイズとの関係を説明するための図である。図６は、スクライブ処理の実行中の様子を模式的に示す図である。

本実施の形態において、スクライブ処理は、図４に示すようなスクライブ装置１００を用いて行う。スクライブ装置１００は、スクライブ対象物が載置されるステージ１０１と、スクライブ対象物を上方からスクライブするスクライビングホイール１０２とを備える。

ステージ１０１は、水平な上面を被載置面として有し、係る被載置面に載置されたスクライブ対象物を図示しない吸引手段によって吸引固定できるように構成されている。また、ステージ１０１は、図示しない駆動機構によって水平面内における二軸移動動作や回転動作が可能とされている。

一方、スクライビングホイール１０２は、外周面に断面視二等辺三角形状の刃先１０２ｅを有する、直径が２ｍｍ～３ｍｍの円板状の部材（スクライビングツール）である。少なくとも刃先１０２ｅはダイヤモンドにて形成されてなる。また、刃先１０２ｅの角度（刃先角）δは１００°～１５０°（例えば１１０°）であるのが好適である。係るスクライビングホイール１０２は、ステージ１０１の上方に、鉛直方向に昇降可能に設けられた図示しない保持手段により、ステージ１０１の一方の水平移動方向と平行な鉛直面内において回転自在に保持されてなる。

以上のような機能を有するのであれば、スクライブ装置１００としては、公知のものを適用可能である。

スクライブ処理も、ダイシング処理に引き続き、基板１０のメタル膜３側に、基板１０の平面サイズよりも大きな平面サイズを有する粘着性のダイシングテープ（エキスパンドテープ）４を貼付した状態で行う。

具体的には、まず、図４に示すように、係るダイシングテープ４をステージ１０１の被載置面と接触させる態様にて、ダイシング処理後の基板１０をステージ１０１上に載置し、吸引固定する。すなわち、基板１０は、ダイシング処理のときと同様、デバイスパターン２の側が上方を向く姿勢にて、ステージ１０１に載置固定される。このとき、スクライビングホイール１０２は、基板１０とは接触しない高さに配置されている。

基板１０の固定がなされると、続いて、ステージ１０１を適宜に動作させることにより、分断予定位置Ｐとスクライビングホイール１０２の回転面とが同一の鉛直面内に位置するように、位置決めがなされる。係る位置決めを行うことにより、図４に示すように、スクライビングホイール１０２の刃先１０２ｅが、分断予定位置Ｐのデバイスパターン側端部Ｐａ’の上方に位置することになる。より詳細には、分断予定位置Ｐのデバイスパターン側端部Ｐａ’はダイシング溝ｄｇにおいて直線状となっており、位置決めは、その一方端部側の上方にスクライビングホイール１０２が位置するように行われる。

係る位置決めがなされると、スクライビングホイール１０２は、図示しない保持手段によって、図４において矢印ＡＲ１にて示すように、刃先１０２ｅが分断予定位置Ｐのデバイスパターン側端部Ｐａ’に圧接されるまで鉛直下方に下降させられる。

このとき、ダイシング溝ｄｇのサイズが小さすぎると、スクライビングホイール１０２の側面がダイシング溝ｄｇの端部と干渉し、刃先１０２ｅの先端がデバイスパターン側端部Ｐａ’に到達しなくなってしまう。それゆえ、本実施の形態においては、係る干渉が生じることのないように、スクライブ処理に先立つダイシング処理において、ダイシング溝ｄｇを形成する。

具体的には、図５に示すように、ダイシング溝ｄｇの深さ（ダイシングブレード５２の薄膜層２ａ上面からの下降距離）をＡ、ダイシング溝ｄｇの幅（水平面内においてダイシング方向に垂直な方向のサイズ）をＢ、スクライビングホイール１０２のスクライブ誤差（スクライブ精度）をＣ、スクライビングホイール１０２の刃先１０２ｅから距離Ａの位置におけるスクライビングホイール１０２の幅をｗとするとき、スクライビングホイール１０２とダイシング溝ｄｇとが干渉しないためには、
Ｂ＞ｗ＋Ｃ ・・・・・（１）
であることが必要である。

ここで、刃先角δを用いると、
ｗ＝２Ａtan（δ／２） ・・・・・（２）
と表される。（２）式を（１）式に代入すると、
Ｂ＞２Ａtan（δ／２）＋Ｃ ・・・・・（３）
係る（３）式をみたすように、ダイシング溝ｄｇを設けた場合には、スクライビングホイール１０２とダイシング溝ｄｇとの干渉を生じさせることなく、スクライブ処理を行うことが出来る。

なお、スクライビングホイール１０２の刃先角δが１１０°である場合において、Ａの値を５μｍ～１０μｍ程度とする場合、Ｂの値はせいぜい５０μｍ～７０μｍ程度であれば十分である。（３）式に照らせば、Ｂの値を過度に大きくする必要はない。そもそも、Ｂの値を大きくするほど、分断によって得られる個片のサイズが小さくなってしまうため、Ｂの値を過度に大きくすることは現実的ではない。

スクライブ処理における圧接の際に刃先１０２ｅが基板１０に対して印加する荷重（スクライブ荷重）や、ステージ１０１の移動速度（スクライブ速度）は、基板１０の構成材料の、なかでも特に基材１の、材質や厚みなどによって適宜に定められてよい。例えば、基材１がＳｉＣからなる場合であれば、スクライブ荷重は１Ｎ～１０Ｎ程度（例えば３．５Ｎ）であればよく、スクライブ速度は１００ｍｍ／ｓ～３００ｍｍ／ｓ（例えば１００ｍｍ／ｓ）であればよい。

係る圧接がなされると、この圧接状態を維持したまま、スクライビングホイール１０２が分断予定位置Ｐのデバイスパターン側端部Ｐａ’の延在方向（図４においては図面に垂直な方向）に移動される。これにより、スクライビングホイール１０２は相対的に、当該方向に（デバイスパターン側端部Ｐａ’の他方端部に向けて）転動させられる。

そして、係る態様にてデバイスパターン側端部Ｐａ’に沿ったスクライビングホイール１０２の圧接転動が進行すると、図６に示すように、スクライビングホイール１０２が圧接された箇所においてスクライブラインＳＬが形成されていくとともに、係るスクライブラインＳＬから分断予定位置Ｐに沿って鉛直下方に、垂直クラックＶＣが伸展（浸透）する。最終的に分断が良好になされるという点からは、垂直クラックＶＣは少なくとも基材１の中ほどにまで伸展するのが好ましい。

係るスクライブ処理による垂直クラックＶＣの形成は、全ての分断予定位置Ｐにおいて行われる。

なお、ダイシング処理を行わず、薄膜層２ａを残したままスクライブ処理を行うことも可能ではある。係る場合、薄膜層２ａにスクライビングホイール１０２を当接させてスクライブを行うことになる。しかしながら、ＴＥＧパターン２ｔのような金属パターンが分断予定位置Ｐに形成されてなる場合、薄膜層２ａから基材１に向けて伸展（浸透）する垂直クラックＶＣの浸透量が不安定となるという問題が生じる。基材１において垂直クラックＶＣが十分に伸展（浸透）しない箇所が生じた結果として、後工程であるブレーク処理に際して不良が発生することがある。

これに対し、本実施の形態においては、ダイシング処理によってＴＥＧパターン２ｔのような金属パターンを除去して基材１を露出させ、係る基材１を対象にスクライブ処理を行うようにしているので、薄膜層２ａを残したままスクライブ処理を行う場合に比して、基材１における垂直クラックＶＣの浸透量が安定する。結果として、ブレーク処理における不良の発生が抑制されるという効果が得られる。すなわち、薄膜層２ａを直接にスクライブする場合よりも良好かつ確実に、基板１０を分断することが可能となっている。

＜第１ブレーク処理＞
上述のように垂直クラックＶＣが形成された基板１０は、続いて、第１ブレーク処理に供される。図７は、第１ブレーク処理の実行前の様子を模式的に示す図である。図８は、第１ブレーク処理の実行中の様子を模式的に示す図である。図９は、第１ブレーク処理の実行後の様子を模式的に示す図である。

本実施の形態において、第１ブレーク処理は、ブレーク装置２００を用いて行う。ブレーク装置２００は、ブレーク対象物が載置される保持部２０１と、ブレーク処理を担うブレークバー２０２とを備える。

保持部２０１は、一対の単位保持部２０１ａと２０１ｂとからなる。単位保持部２０１ａと２０１ｂは、水平方向において所定の距離（離隔距離）ｄ２にて互いに離隔させて設けられてなり、同じ高さ位置とされた両者の水平な上面が全体として一のブレーク対象物の被載置面として用いられる。換言すれば、ブレーク対象物は、一部を下方に露出させた状態で、保持部２０１上に載置される。保持部２０１は例えば金属にて構成される。

また、保持部２０１は、水平面内のあらかじめ定められた一の方向（保持部進退方向）における一対の単位保持部２０１ａと２０１ｂの近接および離隔動作が可能とされてなる。すなわち、ブレーク装置２００においては、離隔距離ｄ２は可変とされてなる。図７においては、図面視左右方向が保持部進退方向となる。

さらに保持部２０１においては、図示しない駆動機構により、被載置面に載置されたブレーク対象物の水平面内におけるアライメント動作が可能とされている。

ブレークバー２０２は、断面視二等辺三角形状の刃先２０２ｅが刃渡り方向に延在するように設けられてなる板状の金属製（例えば超硬合金製）部材である。図７においては、刃渡り方向が図面に垂直な方向となるように、ブレークバー２０２を示している。刃先２０２ｅの角度（刃先角）θは５°～９０°であり、５～３０°（例えば１５°）であるのが好適である。係る好適な刃先角θは、従来の一般的なブレーク処理において用いられていたブレークバーの刃先角である６０°～９０°に比して小さい。

なお、より詳細には、刃先２０２ｅの最先端部分は曲率半径が５μｍから３０μｍ程度（例えば１５μｍ）の微小な曲面となっている。係る曲率半径も、従来の一般的なブレーク処理において用いられていたブレークバーの曲率半径である５０μｍ～１００μｍに比して小さい。

係るブレークバー２０２は、保持部進退方向における一対の単位保持部２０１ａと２０１ｂの中間位置（それぞれから等価な位置）の上方において、図示しない保持手段により、保持部進退方向に垂直な鉛直面内において鉛直方向に昇降可能に設けられてなる。

以上のような構成を有するブレーク装置２００を用いた第１ブレーク処理は、図７に示すように、ダイシングテープ４が貼付された状態のスクライブ処理後の基板１０の、デバイスパターン２側の面および側部を覆う態様にて、保護フィルム５を貼付したうえで行う。以降の説明においては、係る保護フィルム５を貼付した状態のものについても、単に基板１０と称することがある。保護フィルム５には、厚みが１０μｍ～７５μｍ程度（例えば２５μｍ）の公知のものを適用可能である。

具体的には、まず、図７に示すように、保護フィルム５を保持部２０１の被載置面と接触させる態様にて基板１０を保持部２０１上に載置する。すなわち、基板１０は、デバイスパターン２側が下方となりメタル膜３側が上方となる姿勢で、つまりはスクライブ処理のときとは上下反転した姿勢で、保持部２０１上に載置される。このとき、ブレークバー２０２は、基板１０とは接触しない高さに配置されている。

なお、本実施の形態のように、所定の間隔（ピッチ）ｄ１で複数の分断予定位置Ｐが定められているときは、離隔距離ｄ２が基板１０の分断予定位置Ｐの間隔（ピッチ）ｄ１と等しくなるように一対の単位保持部２０１ａと２０１ｂを配置した状態で、基板１０を保持部２０１上に載置する。これは一般的なブレーク処理の際に採用されるｄ２＝１．５ｄ１（ｄ２はｄ１の（３／２）倍）なる条件に比して、一対の単位保持部２０１ａと２０１ｂの間隔を狭めた条件となっている。なお、実際の処理においては、ｄ２＝０．５ｄ１～１．２５ｄ１となる範囲であればよい。

基板１０の載置がなされると、続いて、駆動機構を適宜に動作させることにより、基板１０の位置決めがなされる。具体的には、スクライブ処理においてスクライブラインＳＬさらには垂直クラックＶＣを設けた基板１０の分断予定位置Ｐの延在方向が、ブレークバー２０２の刃渡り方向に一致させられる。係る位置決めを行うことにより、図７に示すように、ブレークバー２０２の刃先２０２ｅが、分断予定位置Ｐのメタル膜側端部Ｐｂの上方に位置することになる。

係る位置決めがなされると、図７において矢印ＡＲ２にて示すように、ブレークバー２０２は、刃先２０２ｅが分断予定位置Ｐのメタル膜側端部Ｐｂ（より詳細にはダイシングテープ４の上面）に向けて鉛直下方に下降させられる。

ブレークバー２０２は、その刃先２０２ｅが分断予定位置Ｐのメタル膜側端部Ｐｂに当接した後も所定距離だけ下降させられる。すなわち、基板１０に対して所定の押し込み量にて押し込まれる。係る押し込み量は０．０５ｍｍ～０．２ｍｍ（例えば０．１ｍｍ）であるのが好適である。

すると、図８に示すように、基板１０に対してブレークバー２０２の刃先２０２ｅを作用点とし、一対の単位保持部２０１ａ、２０１ｂのそれぞれの被載置面の内側端部ｆ（ｆａ、ｆｂ）を支点とする三点曲げの状況が生じる。これにより、図８において矢印ＡＲ３にて示すように、基板１０には、相反する２つの向きに引張応力が作用し、その結果、垂直クラックＶＣはさらに伸展させられるとともに、基材１およびデバイスパターン２は左右２つの部分にいったん離隔し、両部分の間には間隙Ｇが形成される。

ただし、メタル膜３は、この時点では離隔には至らず、単に刃先２０２ｅの押し込みによって折り曲げられるに留まる。すなわち、ブレークバー２０２の押し込みの際、メタル膜３、および、刃先２０２ｅとメタル膜３との間に位置するダイシングテープ４には、折曲部Ｂが形成される。

その後、図９にＡＲ４にて示すように、ブレークバー２０２が上昇させられて基板１０の押し込みが解除されると、間隙Ｇは閉じて左右２つの部分の端部が当接した分断面Ｄとなる。一方、メタル膜３とダイシングテープ４には、折曲部Ｂが残存する。メタル膜３においては、折曲部Ｂが、他の平坦なメタル膜３の部分に比して材料強度的に弱い部分となっている。係る折曲部Ｂは、折り目として視認される。

以上のような態様にて行う、第１ブレーク処理は、基材１およびデバイスパターン２における分断を確実に生じさせるとともに、メタル膜３においては、折り目として視認可能な折曲部Ｂが確実に形成されるようにすることを意図したものである。そして、これらを好適に実現するための条件として、第１ブレーク処理においては、一般的なブレーク処理とは異なり、一対の単位保持部２０１ａと２０１ｂの離隔距離ｄ２を分断予定位置Ｐの間隔ｄ１と等しくし、刃先２０２ｅの最先端部分の曲率半径を５μｍ～３０μｍとしている。また、刃先角θは５°～３０°とすることが好適である。

＜第２ブレーク処理＞
第１ブレーク処理による基材１とデバイスパターン２の分断とメタル膜３とダイシングテープ４に対する折曲部Ｂの形成とがなされると、続いて、第２ブレーク処理が行われる。第２ブレーク処理は、第１ブレーク処理と同様、ブレーク装置２００を用いて行う。

図１０は、第２ブレーク処理の実行前の様子を模式的に示す図である。図１１は、第２ブレーク処理の実行中の様子を模式的に示す図である。図１２は、第２ブレーク処理を実行後の基板１０を模式的に示す図である。

第２ブレーク処理に際しては、まず、図１０に示すように、一般的なブレーク処理と同様、ｄ２＝１．５ｄ１（ｄ２はｄ１の（３／２）倍）となるように一対の単位保持部２０１ａと２０１ｂを配置した状態で、ダイシングテープ４を保持部２０１の被載置面と接触させる態様にて基板１０を保持部２０１上に載置する。すなわち、基板１０は、第１ブレーク処理のときとは上下反転した姿勢で、保持部２０１上に載置される。ｄ１が例えば２．１１ｍｍ～２．３６ｍｍ程度である場合には、ｄ２は３．１６５ｍｍ～３．５４ｍｍとなる。なお、実際の処理においては、ｄ２＝１．０ｄ１～１．７５ｄ１となる範囲であればよい。また、第１ブレーク処理におけるｄ２より第２ブレーク処理におけるｄ２が大きくされることが好ましい。このとき、ブレークバー２０２は、基板１０とは接触しない高さに配置されている。

基板１０の載置がなされると、続いて、駆動機構を適宜に動作させることにより、基板１０の位置決めがなされる。具体的には、分断面Ｄおよび折曲部Ｂの延在方向が、ブレークバー２０２の刃渡り方向に一致させられる。このとき、メタル膜３に形成されている視認可能な折曲部Ｂを、アライメントの指標として有効に利用することができる。係る位置決めを行うことにより、図１０に示すように、ブレークバー２０２の刃先２０２ｅが、もともとは分断予定位置Ｐのデバイスパターン側端部Ｐａ’であった、分断面Ｄの上端部の上方に位置することになる。

係る位置決めがなされると、図１０において矢印ＡＲ５にて示すように、ブレークバー２０２は、刃先２０２ｅが分断予定位置Ｐのデバイスパターン側端部Ｐａ’（より詳細には保護フィルム５の上面）に向けて鉛直下方に下降させられる。

係るブレークバー２０２の下降は、図１１に示すように、刃先２０２ｅが保護フィルム５を介してダイシング溝ｄｇにおいて露出している基材１を所定の押し込み量にて押し込むまで行われる。このとき、デバイスパターン２および基材１はすでに２つに分断されており、その分断面Ｄに対して上方から力が加わる。その結果、矢印ＡＲ６にて示すように、メタル膜３には、分断面Ｄの下方において相反する２つの向きに引張応力が作用する。上述したように、メタル膜３の折曲部Ｂは他の部分に比して材料強度的に弱いので、最終的には、図１２に示すように、メタル膜３までもが折曲部Ｂのところで分断されて分断面Ｄをなし、ダイシングテープ４のみに折曲部Ｂが残存した状態が容易かつ確実に実現される。

係る第２ブレーク処理における係る押し込み量は、第１ブレーク処理における押し込み量の半分程度の０．０２ｍｍ～０．１ｍｍ（例えば０．０５ｍｍ）であるのが好適である。これは、分断された２つの部分の接触により破損が生じることを防ぐためである。なお、ｄ２＝１．５ｄ１としているが、これは、このような小さい押し込み量でもメタル膜３が折曲部Ｂのところで好適に分断されるようにすることを意図したものである。

第２ブレーク処理の終了後、図１２に矢印ＡＲ７にて示すように、ダイシングテープ４に対し面内方向に引張応力を作用させることで、ダイシングテープ４は伸張し、基板１０は分断面Ｄのところで２つの部分１０Ａ、１０Ｂに離隔させられる。これにより、基板１０が２つに分断されたことになる。

以上、説明したように、本実施の形態によれば、基材の一方主面にデバイスパターンを有し、他方主面にメタル膜を有する半導体デバイス用基板であって、デバイスパターン側の分断予定位置にＴＥＧパターンのような金属パターンが形成されているものの分断を、良好かつ確実に、行うことができる。

＜変形例＞
上述の実施の形態においては、スクライビングホイールによりスクライブ処理を行っているが、スクライブラインの形成およびクラックの伸展が好適に実現されるのであれば、ダイヤモンドポイント等、スクライビングホイール以外のツールによってスクライブラインを形成する態様であってもよい。

また、第１のブレーク工程においてすでに基材１に垂直クラックＶＣが形成され、メタル膜３に折曲部Ｂが形成されているため、第２のブレーク工程においては、従来の分断処理と同様の刃先角θと先端における曲率半径とを有するブレークバーを用いてもよい。

上述の実施の形態においては、ダイシングブレード５２を用いてダイシング処理を行っているが、レーザーの照射等によりダイシング溝を形成する態様であってもよい。

また、第１ブレーク工程、第２ブレーク工程において用いられたブレーク装置は、水平方向において所定の距離離隔された一対の単位保持部２０１ａと２０１ｂとからなる保持部２０１を備えているが、これに代えて、基板の全面に接触して保持する弾性体からなる保持部を備えるブレーク装置を用いてもよい。この場合にも、第１ブレーク処理における押し込み量は０．０５ｍｍ～０．２ｍｍ（例えば０．１ｍｍ）であり、第２ブレーク処理における押し込み量は、第１ブレーク処理における押し込み量の半分程度の０．０２ｍｍ～０．１ｍｍ（例えば０．０５ｍｍ）であるのが好適である。

Claims (6)

1. 基材と、前記基材の第１の主面側に設けられた薄膜層と、前記基材の第２の主面に設けられたメタル膜とを備える、メタル膜付き基板を分断する方法であって、
   前記第１の主面側を所定の分断予定位置においてダイシングすることにより、前記基材を露出させるダイシング工程と、
   前記ダイシング工程によって露出した前記基材をスクライビングツールによってスクライブすることによりスクライブラインを形成し、前記スクライブラインから前記分断予定位置に沿って前記基材の内部に対し垂直クラックを伸展させるスクライブ工程と、
   前記第２の主面側から前記メタル膜付き基板に対しブレークバーを当接させることによって前記垂直クラックをさらに伸展させることで、前記メタル膜付き基板の前記メタル膜以外の部分を前記分断予定位置において分断する第１ ブレーク工程と、
   前記第１の主面側から前記メタル膜付き基板に対し前記ブレークバーを当接させることによって前記メタル膜を前記分断予定位置において分断する第２ ブレーク工程と、を備え、
   前記ダイシング工程においては、
   形成されるダイシング溝の深さをＡ、前記ダイシング溝の幅をＢ、前記スクライビングツールのスクライブ誤差をＣ、前記スクライビングツールの刃先角をδとするとき、
   Ｂ＞２Ａtan（δ／２）＋Ｃ
   なる関係式をみたすように前記ダイシング溝を形成することによって、前記基材を露出させる、
   ことを特徴とする、メタル膜付き基板の分断方法。
2. 請求項１に記載のメタル膜付き基板の分断方法であって、
   前記薄膜層の前記分断予定位置に金属パターンが設けられてなる、
   ことを特徴とする、メタル膜付き基板の分断方法。
3. 請求項１または請求項２のいずれかに記載のメタル膜付き基板の分断方法であって、
   前記ブレークバーの刃先先端部の曲率半径が５μｍ～３０μｍである、
   ことを特徴とする、メタル膜付き基板の分断方法。
4. 請求項３に記載のメタル膜付き基板の分断方法であって、
   前記所定の分断予定位置が所定の間隔ｄ１にて複数定められており、
   前記第１ブレーク工程および前記第２ブレーク工程は、水平方向において離隔する一対の保持部によって前記メタル膜付き基板を下方から支持した状態で、前記一対の保持部のそれぞれから等価な位置において行うようにし、
   前記一対の保持部の離隔距離ｄ２を、
   前記第１ブレーク工程においてはｄ２＝０．５ｄ１～１．２５ｄ１とし、
   前記第２ブレーク工程においてはｄ２＝１．０ｄ１～１．７５ｄ１とする、
   ことを特徴とする、メタル膜付き基板の分断方法。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のメタル膜付き基板の分断方法であって、
   前記ダイシング工程、前記スクライブ工程、前記第１ブレーク工程、および前記第２ブレーク工程を、前記メタル膜に粘着性テープを貼付した状態で行い、
   前記第１ブレーク工程においては、前記メタル膜以外の部分を分断するとともに前記メタル膜および前記粘着性テープの前記分断予定位置に相当する位置に折り目を形成する、ことを特徴とする、メタル膜付き基板の分断方法。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のメタル膜付き基板の分断方法であって、
   前記第１ブレーク工程は、前記メタル膜付き基板の姿勢を前記スクライブ工程のときとは上下反転させて行い、
   前記第２ブレーク工程は、前記メタル膜付き基板の姿勢を前記第１ブレーク工程のときとは上下反転させて行う、
   ことを特徴とする、メタル膜付き基板の分断方法。

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