KR20160011566A - 접합 기판의 분단 방법 및 브레이크날 - Google Patents

접합 기판의 분단 방법 및 브레이크날 Download PDF

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Abstract

(과제) 접합 기판을 적합하게 분단할 수 있는 방법을 제공한다.
(해결 수단) 분단 방법이, 한쪽 주면(主面)측의 분단 예정 위치에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 라인 형성 공정과, 다른 한쪽 주면측에 분단 예정 위치를 포함하는 소정폭의 영역을 노출시키는 실시 형태로 보호층을 형성함으로써 홈부를 형성하는 홈부 형성 공정과, 한쪽 주면을 하방을 향한 접합 기판을 소정의 지지체로 하방 지지한 상태에서, 윗날의 선단을, 분단 예정 위치를 사이에 두고 수평 방향으로 이격(離隔)하여 존재함과 함께 홈부의 측부를 이루고 있는 보호층의 2개의 단부에 맞닿음시키도록 하면서 하강시킴으로써, 2개의 단부의 각각 작용하는 제1힘과, 제1힘의 작용에 수반하여 지지체로부터 접합 기판에 대하여 작용하는 제2힘에 의해 4점 굽힘의 상태를 실현함으로써 접합 기판을 분단하는 분단 공정을 구비하도록 한다.

Description

접합 기판의 분단 방법 및 브레이크날{METHOD FOR DIVIDING BONDED SUBSTRATE AND BREAKE BLADE}
본 발명은, 2개의 취성 재료 기판(brittle material substrate)을 접합하여 이루어지는 접합 기판, 예를 들면, 상이한 재료로 이루어지는 2개의 취성 재료 기판을 접합하여 이루어지는 접합 기판을 분단하는 방법에 관한 것으로, 특히, 한쪽의 기판의 주면(主面)에 보호층이 형성되어 이루어지는 접합 기판의 분단 방법에 관한 것이다.
2개의 취성 재료 기판을 접착제(수지)로 접합하여 이루어지는 접합 기판, 특히, 상이한 재료로 이루어지는 2개의 취성 재료 기판을 접착제로 접합하여 이루어지는 접합 기판(이종(異種) 재료 접합 기판)은, 여러 가지의 디바이스의 기판으로서 사용되고 있다. 예를 들면, 한쪽 주면에 소정의 디바이스(예를 들면, CMOS 센서 등)용의 패턴을 형성하여 이루어지는 단결정 실리콘 기판 등의 반도체 기판의 다른 한쪽의 주면을, 지지 기판으로서의 유리 기판에 접합하여 이루어지는 것 등이 있다. 그러한 디바이스는, 회로 패턴을 2차원적으로 반복 형성하여 이루어지는 모(母)기판으로서의 단결정 실리콘 웨이퍼 상과 유리 기판을 접착제에 의해 접합한 후, 소정의 사이즈의 단책(短冊) 형상 혹은 격자 형상의 개편(個片)(칩)으로 분단(dividing)함으로써, 제작되어 이루어진다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
또한, 미리 한쪽의 주면에 스크라이브 라인(scribing line)을 형성해 둔 취성 재료 기판을, 3점 굽힘 방식에 의해 당해 스크라이브 라인으로부터 크랙을 신전(extend)시킴으로써 분단하는 장치(브레이커)도, 이미 공지이다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
일본공개특허공보 2010-40621호 일본공개특허공보 2014-83821호
본 발명자들은, 한쪽의 취성 재료 기판(실리콘 기판)에 패턴이 형성되어 이루어지는 (이종 재료)접합 기판의 분단(개편화) 방법으로서, 당해 패턴을 보호막(수지 등)으로 피복한 후, 다른 한쪽의 취성 재료 기판(유리 기판)측에 스크라이브 라인을 형성한 후에, 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같은 브레이커에 의해 당해 스크라이브 라인을 따라 브레이크하는 것을 시도했다.
그러나, 이러한 수법에 의해 브레이크를 행한 경우, 2개의 취성 재료 기판의 사이에 접착제의 층이 개재되는 것이나, 스크라이브 라인 형성면의 반대면에 보호막이 형성되어 이루어지는 것 등이 이유로, 스크라이브 라인으로부터의 크랙의 신전 방향이 기판의 두께 방향으로부터 비스듬하게 어긋나 버린다는 문제가 발생하는 경우가 있었다. 이러한 문제의 발생은, 칩의 수율을 저하시키는 요인이 되기 때문에, 바람직하지 않다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 접합 기판, 특히 이종 재료 접합 기판을 적합하게 분단할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1의 발명은, 2개의 취성 재료 기판을 접합하여 이루어지는 접합 기판을 소정의 분단 예정 위치에 있어서 분단하는 방법으로서, 상기 접합 기판의 한쪽 주면측의 상기 분단 예정 위치에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 라인 형성 공정과, 상기 접합 기판의 다른 한쪽 주면측에 상기 분단 예정 위치를 포함하는 소정폭의 영역을 노출시키는 실시 형태로 보호층을 형성함으로써, 상기 접합 기판의 상기 다른 한쪽 주면측에 홈부를 형성하는 홈부 형성 공정과, 수평 방향에 있어서 상기 홈부의 폭보다도 큰 거리로 서로 이격(離隔)시킨 2개의 밑날(받침날)의 사이에 상기 스크라이브 라인의 형성 개소가 위치하도록, 상기 한쪽 주면을 하방을 향한 상기 접합 기판을 상기 2개의 밑날에 의해 하방으로부터 지지시키는 지지 공정과, 상기 2개의 밑날에 의해 상기 접합 기판을 하방으로부터 지지시킨 상태에서, 윗날(브레이크날)의 선단을, 상기 분단 예정 위치를 사이에 두고 수평 방향으로 이격하여 존재함과 함께 상기 홈부의 측부를 이루고 있는 상기 보호층의 2개의 단부에 맞닿음(사실상, 2개의 단부에만 맞닿음)시키도록 하면서 하강시킴으로써, 상기 스크라이브 라인으로부터 크랙을 신전시켜 상기 접합 기판을 분단하는 분단 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
청구항 2의 발명은, 2개의 취성 재료 기판을 접합하여 이루어지는 접합 기판을 소정의 분단 예정 위치에 있어서 분단하는 방법으로서, 상기 접합 기판의 한쪽 주면측의 상기 분단 예정 위치에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 라인 형성 공정과, 상기 접합 기판의 다른 한쪽 주면측에 상기 분단 예정 위치를 포함하는 소정폭의 영역을 노출시키는 실시 형태로 보호층을 형성함으로써, 상기 접합 기판의 상기 다른 한쪽 주면측에 홈부를 형성하는 홈부 형성 공정과, 상기 한쪽 주면을 하방을 향한 상기 접합 기판을 탄성체로 하방으로부터 지지시키는 지지 공정과, 상기 탄성체로 상기 접합 기판을 하방으로부터 지지시킨 상태에서, 윗날(브레이크날)의 선단을, 상기 분단 예정 위치를 사이에 두고 수평 방향으로 이격하여 존재함과 함께 상기 홈부의 측부를 이루고 있는 상기 보호층의 2개의 단부에 맞닿음(사실상, 2개의 단부에만 맞닿음)시키도록 하면서 하강시킴으로써, 상기 스크라이브 라인으로부터 크랙을 신전시켜 상기 접합 기판을 분단하는 분단 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
청구항 3의 발명은, 2개의 기판을 접합하여 이루어지는 접합 기판을 소정의 분단 예정 위치에 있어서 분단하는 방법으로서, 상기 접합 기판의 한쪽 주면측의 상기 분단 예정 위치에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 라인 형성 공정과, 상기 접합 기판의 다른 한쪽 주면측에 상기 분단 예정 위치를 포함하는 소정폭의 영역을 노출시키는 실시 형태로 보호층을 형성함으로써, 상기 접합 기판의 상기 다른 한쪽 주면측에 홈부를 형성하는 홈부 형성 공정과, 상기 한쪽 주면을 하방을 향한 상기 접합 기판을 소정의 지지체로 하방으로부터 지지한 상태에서, 윗날(브레이크날)의 선단을, 상기 분단 예정 위치를 사이에 두고 수평 방향으로 이격하여 존재함과 함께 상기 홈부의 측부를 이루고 있는 상기 보호층의 2개의 단부에 맞닿음(사실상, 2개의 단부에만 맞닿음)시키도록 하면서 하강시킴으로써, 상기 2개의 단부의 각각에 작용하는 제1힘과, 상기 제1힘의 작용에 수반하여 상기 지지체로부터 상기 접합 기판에 대하여 작용하는 제2힘에 의해 4점 굽힘의 상태를 실현함으로써, 상기 스크라이브 라인으로부터 크랙을 신전시켜 상기 접합 기판을 분단하는 분단 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
청구항 4의 발명은, 2개의 취성 재료 기판을 접합하여 이루어지는 접합 기판을 소정의 분단 예정 위치에 있어서 분단하는 방법으로서, 한쪽 주면측에는 상기 분단 예정 위치에 스크라이브 라인이 형성되고, 또한, 다른 한쪽 주면측에는 보호층이 형성되고, 또한, 상기 보호층에는 상기 분단 예정 위치를 포함하는 소정폭의 영역을 노출시키는 실시 형태로 홈부가 형성되고, 또한, 상기 한쪽 주면이 하방을 향한 상기 접합 기판을, 수평 방향에 있어서 상기 홈부의 폭보다도 큰 거리로 서로 이격시킨 2개의 밑날의 사이에 상기 스크라이브 라인의 형성 개소가 위치하도록, 상기 2개의 밑날에 의해 하방으로부터 지지시킨 상태에서, 윗날의 선단을, 상기 분단 예정 위치를 사이에 두고 수평 방향으로 이격하여 존재함과 함께 상기 홈부의 측부를 이루고 있는 상기 보호층의 2개의 단부에 맞닿음시키도록 하면서 하강시킴으로써, 상기 접합 기판을 분단하는 것을 특징으로 한다.
청구항 5의 발명은, 2개의 취성 재료 기판을 접합하여 이루어지는 접합 기판을 소정의 분단 예정 위치에 있어서 분단하는 방법으로서, 한쪽 주면측에는 상기 분단 예정 위치에 스크라이브 라인이 형성되고, 또한, 다른 한쪽 주면측에는 보호층이 형성되고, 또한, 상기 보호층에는 상기 분단 예정 위치를 포함하는 소정폭의 영역을 노출시키는 실시 형태로 홈부가 형성되고, 또한, 상기 한쪽 주면이 하방을 향한 상기 접합 기판을, 탄성체로 하방으로부터 지지시킨 상태에서, 윗날의 선단을, 상기 분단 예정 위치를 사이에 두고 수평 방향으로 이격하여 존재함과 함께 상기 홈부의 측부를 이루고 있는 상기 보호층의 2개의 단부에 맞닿음시키도록 하면서 하강시킴으로써, 상기 접합 기판을 분단하는 것을 특징으로 한다.
청구항 6의 발명은, 2개의 취성 재료 기판을 접합하여 이루어지는 접합 기판을 소정의 분단 예정 위치에 있어서 분단하는 방법으로서, 한쪽 주면측에는 상기 분단 예정 위치에 스크라이브 라인이 형성되고, 또한, 다른 한쪽 주면측에는 보호층이 형성되고, 또한, 상기 보호층에는 상기 분단 예정 위치를 포함하는 소정폭의 영역을 노출시키는 실시 형태로 홈부가 형성되고, 또한, 상기 한쪽 주면이 하방을 향한 상기 접합 기판을, 소정의 지지체로 하방으로부터 지지시킨 상태에서, 윗날의 선단을, 상기 분단 예정 위치를 사이에 두고 수평 방향으로 이격하여 존재함과 함께 상기 홈부의 측부를 이루고 있는 상기 보호층의 2개의 단부에 맞닿음시키도록 하면서 하강시킴으로써, 상기 2개의 단부의 각각에 작용하는 제1힘과, 상기 제1힘의 작용에 수반하여 상기 지지체로부터 상기 접합 기판에 대하여 작용하는 제2힘에 의해 4점 굽힘의 상태를 실현함으로써, 상기 접합 기판을 분단하는 것을 특징으로 한다.
청구항 7의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 분단 방법으로서, 상기 윗날의 길이 방향을 따라 형성된 상기 선단이 R모따기되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
청구항 8의 발명은, 브레이크날이, 길이 방향을 따라 형성된 선단이 R모따기 되어 있고, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 분단 방법에 있어서 상기 윗날로서 이용되는 것이다.
본 발명에 의하면, 4점 굽힘 방식에 의한 또는 실질적으로 4점 굽힘 방식에 의한다고 간주할 수 있는 스크라이브 라인으로부터의 크랙 신전에 의해, 접합 기판, 특히 이종 재료 기판의 접합 기판을 적합하게 분단할 수 있다. 게다가, 윗날(브레이크날)은 보호층에만 접촉하고, 접합 기판과는 접촉하지 않기 때문에, 윗날이 접합 기판을 손상시키는 일 없이 분단을 행할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 분단 방법에 있어서의 처리의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 제1 실시 형태에 있어서의 접합 기판(10)의 분단의 모양을 나타내는 도면이다.
도 3은 제2 실시 형태에 있어서의 접합 기판(10)의 분단의 모양을 나타내는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
＜제1 실시 형태＞
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 분단 방법에 있어서의 처리의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에 따른 분단 방법은, 이종 재료의 접합 기판(이하, 단순히 접합 기판)(10)을 대상으로 하는 것이다. 도 1(a)는 분단 전의 접합 기판(10)의 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 본 실시 형태에 있어서는, 모두 취성 재료 기판의 일종인 유리 기판(1)과 반도체 기판(예를 들면 실리콘 기판)(2)을 도 1(a)에 나타내는 바와 같이 접착제로 이루어지는 접착층(3)으로 접착하여 이루어지는 접합 기판(10)을, 분단의 대상으로 한다.
유리 기판(1) 및 반도체 기판(2)의 두께, 나아가서는 접합 기판(10)의 평면 사이즈에는, 특별한 제한은 없고, 분단 및 전후의 공정에 있어서의 핸들링의 용이함이나 처리 효율 등을 감안하여, 적절한 크기가 선택되어도 좋다.
또한, 접착제의 재질에는, 유리 기판(1)과 반도체 기판(2)과의 사이에 있어서의 접착 강도가 확보되는 한편으로, 분단을 적합하게 행할 수 있는 한에 있어서, 특별한 제한은 없지만, 예를 들면, 자외선(UV) 경화 접착제 등이 적합하게 사용된다. 또한, 본 실시 형태에 따른 분단 방법을 적합하게 실현 가능하게 한다는 관점에서는, 접착층(3)의 두께는, 5㎛∼200㎛ 정도인 것이 바람직하다.
반도체 기판(2)의 비(非)접착면측에는, 소정의 디바이스(예를 들면, CMOS 센서 등)용의 패턴이 형성되어 있어도 좋고, 그 경우에는, 당해 패턴을 보호하는 보호층(4)이, 반도체 기판(2)의 비접착면측에 형성되어 이루어진다. 또한, 보호층(4)은, 본 실시 형태에 따른 분단 방법의 전(前)공정 또는 후공정에 있어서의 필요성으로부터 형성되어 이루어지는 실시 형태라도 좋다. 혹은, 그러한 패턴이 형성되어 있지 않은 경우도, 본 실시 형태에 있어서는, 분단에 앞서, 반도체 기판(2)의 비접착면측에 보호층(4)을 형성해 두도록 한다. 후술하는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 분단시에 있어서 보호층(4)이 필요하기 때문이다.
보호층(4)은, 예를 들면 레지스트 등의 수지로 이루어지는 것이 적합하다. 본 실시 형태에 따른 분단 방법을 적합하게 실현 가능하게 한다는 관점에서는, 보호층(4)은 5㎛∼200㎛ 정도의 두께로 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
이상과 같은 구성을 갖는 접합 기판(10)을 분단으로 하려면, 우선, 미리 정한 분단 예정 위치(A)를 따라 유리 기판(1)의 비접착면에 스크라이브 라인(S)을 형성한다. 도 1(b)는, 스크라이브 라인(S)을 형성한 후의 접합 기판(10)을 나타내고 있다. 도 1(b)에 있어서는, 도면에 수직인 방향으로 분단 예정 위치(A) 및 스크라이브 라인(S)이 연재(延在)되는 경우를 나타내고 있다. 스크라이브 라인(S)은, 유리 기판(1)의 두께 방향으로 신전하는 크랙(미소 크랙)이 유리 기판(1)의 비접착면 상에서 선 형상으로 연속된 것이다.
또한, 도 1(b)에 있어서는 도시의 간략함을 위해 하나의 분단 예정 위치(A) 및 스크라이브 라인(S)만을 나타내고 있지만, 예를 들면 접합 기판(10)을 단책 형상 또는 격자 형상으로 분단하는 등, 복수 개소로 분단하여 다수의 개편을 얻는 바와 같은 경우에는, 모든 분단 예정 위치(A)에 대하여 스크라이브 라인(S)을 형성한다. 이후, 특별히 언급하지 않지만, 그 경우에는, 후단의 처리에 대해서도, 모든 분단 예정 위치(A)에 대하여 이루어지게 된다.
스크라이브 라인(S)의 형성에는, 공지의 기술을 적용 가능하다. 예를 들면, 초경합금, 소결 다이아몬드, 단결정 다이아몬드 등으로 이루어지고, 원판 형상을 이루며, 또한, 외주(外周) 부분에 날로서 기능하는 능선을 구비하는 커터 휠(스크라이브 휠)을, 분단 예정 위치(A)를 따라 압접 전동(rolling)시킴으로써, 스크라이브 라인(S)을 형성하는 실시 형태라도 좋고, 분단 예정 위치(A)를 따라 다이아몬드 포인트에 의해 괘선을 그림으로써 스크라이브 라인(S)을 형성하는 실시 형태라도 좋고, 레이저(예를 들면, 자외선(UV) 레이저) 조사에 의한 어블레이션(ablation)이나 변질층의 형성에 의해 스크라이브 라인(S)을 형성하는 실시 형태라도 좋고, 레이저(예를 들면, 적외선(IR) 레이저)에 의한 가열과 냉각에 의해 열응력에 의해 스크라이브 라인(S)을 형성하는 실시 형태라도 좋다.
스크라이브 라인(S)의 형성 후, 다음으로, 도 1(c)에 나타내는 바와 같은, 보호층(4)측으로부터 접합 기판(10)을 평면에서 본 경우에 있어서의 스크라이브 라인(S)의 형성 위치(즉 분단 예정 위치(A))를 사이에 둔 소정의 폭(w)의 영역(띠 형상 영역)(RE)에 대해서, 보호층(4)을 제거한다. 이에 따라, 도 1(d)에 나타내는 바와 같이, 폭(w)의 홈부(G)가 형성된다. 이러한 보호층(4)의 일부 제거(홈 가공)에는, 커터 휠이나 다이아몬드 포인트 등에 의한 스크라이브나, 다이서(dicer)에 의한 다이싱 등의 기계적 수법이나, 레이저 조사나, 혹은 포토리소그래피 프로세스 등, 여러 가지의 수법이 적용 가능하며, 보호층(4)의 재질 등에 따라서 적절하게 선택되어도 좋다.
또한, 보호층(4)에 홈부(G)를 형성한 후에 분단 예정 위치(A)를 따라 스크라이브 라인(S)을 형성하도록 해도 좋고, 보호층(4)을 형성할 때에 미리, 마스크 등으로 영역(RE)에 보호층(4)이 형성되지 않게 함으로써, 홈부(G)를 형성하도록 해도 좋다. 또한, 스크라이브 라인(S)을 형성한 후에 보호층(4)을 형성하고, 홈부(G)를 형성하도록 해도 좋고, 스크라이브 라인(S)을 형성한 후에 보호층(4)을 형성할 때에 홈부(G)를 형성하도록 해도 좋다.
본 실시 형태에 있어서는, 이상과 같은 실시 형태로 스크라이브 라인(S) 및 홈부(G)가 형성되어 이루어지는 접합 기판(10)을 대상으로 하여, 분단 예정 위치(A)에 있어서의 분단을 행한다. 분단은, 도 1(d)에 나타내는 바와 같이, 스크라이브 라인(S)으로부터 화살표(AR)로 나타내는 바와 같이 홈부(G)를 향하여 크랙을 신전시킴으로써 행한다.
도 2는, 본 실시 형태에 있어서의 접합 기판(10)의 분단의 모양을 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에 있어서 접합 기판(10)을 분단할 때에 있어서는, 우선, 도 2에 나타내는 바와 같이, 수평 방향에 있어서 홈부(G)의 폭(w)보다도 큰 거리로 서로 이격시킨 2개의 밑날(받침날)(101A, 101B)의 사이에 스크라이브 라인(S)의 형성 개소를 위치시키는 실시 형태로, 환언하면, 서로 평행하게 배치된 2개의 밑날(101A, 101B)의 사이에 있어서 스크라이브 라인(S)을 각각에 평행하게 배치시키는 실시 형태로, 유리 기판(1)측을 하방을 향한 접합 기판(10)을 2개의 밑날(101A, 101B)에 의해 하방으로부터 지지시킨다. 그리고, 이러한 지지 상태에 있어서, 윗날(브레이크날)(102)을 상방으로부터 분단 예정 위치(A)를 향하여 하강시켜 접합 기판(10)에 맞닿음시키고, 더욱 윗날(102)을 압입하도록 하강시킨다.
보다 상세하게 말하면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 윗날(102)의, 미시적으로는 소정의 곡률 반경을 갖는 곡면으로 간주할 수 있는 선단(R모따기된 선단)(102e)을, 분단 예정 위치(A)를 사이에 두고 수평 방향으로 이격하여 존재함과 함께 홈부(G)의 측부를 이루고 있는 보호층(4)의 2개의 단부(4a, 4b)에만 맞닿음시키고, 홈부(G)의 저부(底部)가 되어 있는(노출되어 있는) 반도체 기판(2)과는 접촉시키지 않은 상태에서, 윗날(102)을 하강시키도록 한다. 즉, 본 실시 형태에 따른 분단 방법은, 윗날(102)을 (단면도 상) 2점에 맞닿음시킨다(사실상, 2직선을 따라 맞닿음시킴)는 점에서, 윗날을(단면도 상) 1점에만 맞닿음시키는(사실상, 1직선을 따라 맞닿음시키는) 종래의 3점 굽힘 방식과는 상위하다.
또한, 윗날(102)이 보호층(4)에만 접촉하고, 반도체 기판(2)과는 접촉하지 않는다는 것은, 윗날(102)이 반도체 기판(2)을(접합 기판(10)을) 손상시키는 일이 없이 분단을 행할 수 있다는 것이기도 하다.
전술한 실시 형태로 윗날(102)을 압인한 경우, 도 2에 나타내는 바와 같이, 윗날(102)이 맞닿음하고 있는 보호층(4)의 2개의 단부(4a, 4b)에 대하여, 하방을 향한 힘(F1a, F1b)이 각각 가해짐과 함께, 이러한 힘(F1a, F1b)에 대한 반력으로서, 2개의 밑날(101A 및 101B)의 각각이 상대하는 단부(101a 및 101b)로부터 접합 기판(10)을 향하여, 상향의 힘(F2a, F2b)이 발생한다. 그리고, 이들 힘(F1a, F1b, F2a, F2b)이 작용함으로써, 접합 기판(10)에 있어서는, 분단 예정 위치(A)에 대해서 대칭으로 또한 서로 이반(離反)하는 방향으로, 힘(굽힘 모멘트)(F3a, F3b)이 작용한다. 이러한 힘(F3a, F3b)이 작용함으로써, 스크라이브 라인(S)으로부터 두께 방향으로(보다 상세하게는, 접합 기판(10)의 주면에 수직인 방향으로) 크랙(CR)이 신전한다. 게다가, 이러한 크랙(CR)의 신전은, 접합 기판(10)의 내부에 존재하는 이상(異相) 계면(유리 기판(1)과 접착층(3)의 계면, 접착층(3)과 반도체 기판(2)과의 계면)에 있어서도 유지된다. 최종적으로, 당해 크랙(CR)이 홈부(G)에 도달함으로써, 접합 기판(10)은 주면에 수직으로 분단된다.
이러한, 2개의 밑날(101A, 101B)로 지지하면서 윗날(102)을 2점에 맞닿음시킨다는, 본 실시 형태에 있어서의 접합 기판(10)의 분단 방법은 말하자면, 4점 굽힘 방식에 의한 분단이다.
이러한 4점 굽힘 방식을 채용하여 분단을 행한 경우, 상반되는 방향의 힘(F3a, F3b)이 분단 예정 위치(A)에 대해서 대칭으로 균형을 취하면서 작용함으로써, 크랙(CR)이 두께 방향으로 신전하기 쉬운 상태가 실현된다. 환언하면, 본 실시 형태에 있어서 행하는, 4점 굽힘 방식에 의한 분단 방법에 있어서는, 크랙(CR)이 당해 수직 방향으로부터 어긋나 비스듬하게 신전하는 것이, 원리상 일어나기 어렵게 되어 있다. 적어도, 홈부(G)의 범위를 초과하는 바와 같은 경사져 늘어나는 것은, 적합하게 억제된다.
이 점을 감안하면, 3점 굽힘 방식의 분단에 있어서 경사 방향으로의 크랙 신전이 발생하기 쉬운 것은, 3점 굽힘 방식의 경우, 분단의 도중에 힘(F3a, F3b)에 상당하는 힘의 균형이 무너지기 쉽기 때문일 것으로 추측된다.
한편, 폭(w)을 과도하게 크게 하는 것은, 밑날(101A, 101B)의 간격도 그에 아울러 크게 할 필요가 있는 것 외에, 디바이스가 취할 수 있는 개수가 작아지는 등의 이유에서 바람직하지 않다. 또한, 동일 방향으로 연재되는 복수의 스크라이브 라인(S)에 대해서 분단을 행하는 경우에는, 그들의 간격도 고려할 필요가 있다. 실용적으로는 고작 500㎛ 정도 이하로 충분하다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 2개의 취성 재료 기판, 특히 이종 재료로 이루어지는 2개의 취성 재료 기판을 접착제로 접합하여 이루어지는 접합 기판을 소정의 분단 예정 위치에 있어서 분단함에 있어서, 우선, 접합 기판의 한쪽 주면측의 분단 예정 위치에 스크라이브 라인을 형성한다. 또한, 다른 한쪽 주면측에는, 분단 예정 위치를 포함하는 소정폭의 영역을 노출시키는 실시 형태로 보호층을 형성함으로써, 당해 노출 부분을 저부로 하는 홈부를 형성한다. 단, 스크라이브 라인의 형성과, 보호층의 형성 및 홈부의 형성의 전후는 따지지 않는다. 그리고, 수평 방향에 있어서 홈부의 폭보다도 큰 거리로 서로 이격시킨 2개의 밑날의 사이에 스크라이브 라인의 형성 개소를 위치시키는 실시 형태로, 스크라이브 라인 형성면을 하방을 향한 접합 기판을 2개의 밑날에 의해 하방으로부터 지지시킨다. 이러한 지지 상태에 있어서, 윗날의 선단을, 분단 예정 위치를 사이에 두고 수평 방향으로 이격하여 존재함과 함께 홈부의 측부를 이루고 있는 보호층의 2개의 단부에만 맞닿음시키는 한편으로, 홈부의 저부가 되고 있는 부분과는 접촉시키지 않도록 하여, 윗날을 하강시킨다. 이에 따라, 4점 굽힘의 상태에서 스크라이브 라인으로부터 크랙을 신전시킴으로써, 접합 기판을 분단한다. 이러한 방법에 의하면, 이상 계면이 존재하고 있음에도 불구하고, 크랙을 비스듬하게 신전시키는 일 없이, 접합 기판을 두께 방향에 수직으로 분단할 수 있다.
즉, 본 실시 형태에 의하면, 4점 굽힘 방식에 의한 스크라이브 라인으로부터의 크랙 신전에 의해, 이종 재료 기판의 접합 기판을 적합하게 분단할 수 있다. 게다가, 윗날은 보호층에만 접촉하고, 접합 기판과는 접촉하지 않기 때문에, 윗날이 접합 기판을 손상시키는 일 없이 분단을 행할 수 있다.
＜제2 실시 형태＞
전술한 제1 실시 형태에 있어서는, 4점 굽힘 방식에 의한 분단시에 있어서, 접합 기판(10)을 2개의 밑날(101A, 101B)에 의해 지지하고 있었지만, 접합 기판(10)의 지지 방식은 이것에 한정되는 것은 아니다.
도 3은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 접합 기판(10)의 분단의 모양을 나타내는 도면이다. 도 3에 나타내는 제2 실시 형태에 있어서는, 2개의 밑날(101A, 101B)을 대신하여, 탄성체로 이루어지는 지지체(201) 위에, 스크라이브 라인 및 홈부(G)가 이미 형성된 접합 기판(10)이 올려놓여져 이루어진다. 지지체(201)의 재질로서는, 예를 들면 실리콘 고무 등이 적합하다.
본 실시 형태에 있어서도, 도 2에 나타낸 제1 실시 형태의 경우와 동일하게, 윗날(102)의 선단(102e)을, 분단 예정 위치(A)를 사이에 두고 수평 방향으로 이격하여 존재함과 함께 홈부(G)의 측부를 이루고 있는 보호층(4)의 2개의 단부(4a, 4b)에만 맞닿음시키고, 홈부(G)의 저부가 되어 있는(노출되어 있는) 반도체 기판(2)과는 접촉시키지 않는 상태에서, 윗날(102)을 하강시키도록 한다. 그러면, 역시 도 2에 나타내는 경우와 동일하게, 윗날(102)이 맞닿음하고 있는 보호층(4)의 2개의 단부(4a, 4b)에 대하여, 하방을 향한 힘(F1a, F1b)이 각각 가해진다.
또한, 윗날(102)이 보호층(4)에만에 접촉하고, 반도체 기판(2)과는 접촉하지 않는 점에 대해서도, 제1 실시 형태와 동일하기 때문에, 본 실시 형태에 있어서도, 분단시에 있어서 윗날(102)이 반도체 기판(2)을(접합 기판(10)을) 손상시키는 경우는 없다.
이때, 이러한 힘(F1a, F1b)은, 접합 기판(10)을 하방으로 압하하도록 작용하게 되지만, 지지체(201)에 의해 하방 지지되어 이루어지는 접합 기판(10)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 이러한 힘(F1a, F1b)에 대한 반력으로서, 지지체(201)로부터 상향의 탄성력(F2a, F2b)을 받는다. 이러한 탄성력(F2a, F2b)은, 지지체(201)와 접합 기판(10)과의 접촉면에 있어서 작용하지만, 그 분포는 균일하지 않고, 특히 집중되어 작용하는 부위(탄성력 집중 부위)(201a, 201b)가 존재한다. 그 때문에, 도 3에 나타내는 경우에 있어서도, 보호층(4)의 2개의 단부(4a, 4b)에 작용하는 힘(F1a, F1b)과, 탄성력 집중 부위(201a, 201b)에 주로 작용하는 탄성력(F2a, F2b)에 의해, 4점 굽힘의 상태가 실질적으로 실현된다. 그 결과적으로, 본 실시 형태에 있어서도, 접합 기판(10)에 있어서는, 분단 예정 위치(A)에 대해서 대칭으로 또한 서로 이반하는 방향으로, 힘(굽힘 모멘트)(F3a, F3b)이 작용한다. 그리고, 스크라이브 라인(S)으로부터 두께 방향으로 크랙(CR)이 신전하고, 최종적으로 당해 크랙(CR)이 홈부(G)에 도달함으로써, 접합 기판(10)은 주면에 수직으로 분단된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 크랙(CR)이 신전함에 따라 탄성력 집중 부위(201a, 201b)가 각각 서로 이반하는 방향으로 변위하고, 이에 수반하여, 탄성력(F2a, F2b)의 방향도 변화하지만, 이들은, 크랙(CR)을 보다 효율적으로 신전시키도록 작용하고, 결과적으로, 크랙(CR) 신전의 직진성을 보다 높이는 것에 기여한다.
이상, 설명한 바와 같이, 탄성체인 지지체에 의해 접합 기판을 지지하는 본 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 동일하게, 실질적으로 4점 굽힘 방식으로 간주할 수 있는 스크라이브 라인으로부터의 크랙 신전에 의해, 접합 기판, 특히 이종 재료 기판의 접합 기판을 적합하게 분단할 수 있다. 게다가, 윗날이 접합 기판을 손상시키는 일 없이 분단을 행할 수 있는 점에 있어서도 동일하다.
＜변형예＞
전술의 실시 형태에 따른 취성 재료 기판으로서는, 유리 기판, 실리콘 기판 외에, 여러 가지의 반도체 기판, 사파이어 기판, 알루미나 기판 등의 세라믹스 기판, 유리 세라믹스 기판(소위 LTCC 기판) 등을 예시할 수 있다.
이종 재료 접합 기판의 경우, 분단되기 쉬운 성상(性狀)(높은 취성, 작은 두께)을 갖는 취성 재료 기판측에 보호층(홈)을 형성하고, 분단되기 어려운 성상(낮은 취성, 큰 두께)을 갖는 취성 재료 기판측에 스크라이브 라인을 형성하는 것이 바람직하다.
본 명세서 및 특허 청구의 범위에 있어서는, 윗날, 밑날, 상방, 하방, 수평 방향이라는 용어를 사용하고 있지만, 어디까지나 상대적인 위치 관계를 설명하기 위한 편의상의 표현이며, 예를 들면, 상하가 반대인 위치 관계에 있는 경우도 본 발명에 포함되는 것으로 이해된다.
밑날이 접합 기판의 상방에 위치하는 경우, 기판은 다른 지지 수단(예를 들면, 소정의 지지 수단에 의해 지지된 웨이퍼 링에 펼쳐 설치된 다이싱 시트(dicing sheet)에 접착)에 의해 지지될 수 있다.
1 : 유리 기판
2 : 반도체 기판
3 : 접착층
4 : 보호층
4a, 4b : (보호층의) 단부
10 : 접합 기판
101A, 101B : 밑날
101a, 101b : (밑날의) 단부
102 : 윗날
102e : (윗날의) 선단
201 : 지지체
201a, 201b : 탄성력 집중 부위
A : 분단 예정 위치
CR : 크랙
G : 홈부
RE : 띠 형상 영역
S : 스크라이브 라인

Claims (8)

  1. 2개의 취성 재료 기판을 접합하여 이루어지는 접합 기판을 소정의 분단 예정 위치에 있어서 분단하는 방법으로서,
    상기 접합 기판의 한쪽 주면(主面)측의 상기 분단 예정 위치에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 라인 형성 공정과,
    상기 접합 기판의 다른 한쪽 주면측에 상기 분단 예정 위치를 포함하는 소정폭의 영역을 노출시키는 실시 형태로 보호층을 형성함으로써, 상기 접합 기판의 상기 다른 한쪽 주면측에 홈부를 형성하는 홈부 형성 공정과,
    수평 방향에 있어서 상기 홈부의 폭보다도 큰 거리로 서로 이격(離隔)시킨 2개의 밑날의 사이에 상기 스크라이브 라인의 형성 개소가 위치하도록, 상기 한쪽 주면을 하방을 향한 상기 접합 기판을 상기 2개의 밑날에 의해 하방으로부터 지지시키는 지지 공정과,
    상기 2개의 밑날에 의해 상기 접합 기판을 하방으로부터 지지시킨 상태에서, 윗날의 선단을, 상기 분단 예정 위치를 사이에 두고 수평 방향으로 이격하여 존재함과 함께 상기 홈부의 측부를 이루고 있는 상기 보호층의 2개의 단부에 맞닿음시키도록 하면서 하강시킴으로써, 상기 접합 기판을 분단하는 분단 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 접합 기판의 분단 방법.
  2. 2개의 취성 재료 기판을 접합하여 이루어지는 접합 기판을 소정의 분단 예정 위치에 있어서 분단하는 방법으로서,
    상기 접합 기판의 한쪽 주면측의 상기 분단 예정 위치에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 라인 형성 공정과,
    상기 접합 기판의 다른 한쪽 주면측에 상기 분단 예정 위치를 포함하는 소정폭의 영역을 노출시키는 실시 형태로 보호층을 형성함으로써, 상기 접합 기판의 상기 다른 한쪽 주면측에 홈부를 형성하는 홈부 형성 공정과,
    상기 한쪽 주면을 하방을 향한 상기 접합 기판을 탄성체로 하방으로부터 지지시키는 지지 공정과,
    상기 탄성체로 상기 접합 기판을 하방으로부터 지지시킨 상태에서, 윗날의 선단을, 상기 분단 예정 위치를 사이에 두고 수평 방향으로 이격하여 존재함과 함께 상기 홈부의 측부를 이루고 있는 상기 보호층의 2개의 단부에 맞닿음시키도록 하면서 하강시킴으로써, 상기 접합 기판을 분단하는 분단 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 접합 기판의 분단 방법.
  3. 2개의 취성 재료 기판을 접합하여 이루어지는 접합 기판을 소정의 분단 예정 위치에 있어서 분단하는 방법으로서,
    상기 접합 기판의 한쪽 주면측의 상기 분단 예정 위치에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 라인 형성 공정과,
    상기 접합 기판의 다른 한쪽 주면측에 상기 분단 예정 위치를 포함하는 소정폭의 영역을 노출시키는 실시 형태로 보호층을 형성함으로써, 상기 접합 기판의 상기 다른 한쪽 주면측에 홈부를 형성하는 홈부 형성 공정과,
    상기 한쪽 주면을 하방을 향한 상기 접합 기판을 소정의 지지체로 하방으로부터 지지한 상태에서, 윗날의 선단을, 상기 분단 예정 위치를 사이에 두고 수평 방향으로 이격하여 존재함과 함께 상기 홈부의 측부를 이루고 있는 상기 보호층의 2개의 단부에 맞닿음시키도록 하면서 하강시킴으로써, 상기 2개의 단부의 각각에 작용하는 제1힘과, 상기 제1힘의 작용에 수반하여 상기 지지체로부터 상기 접합 기판에 대하여 작용하는 제2힘에 의해 4점 굽힘의 상태를 실현함으로써, 상기 접합 기판을 분단하는 분단 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 접합 기판의 분단 방법.
  4. 2개의 취성 재료 기판을 접합하여 이루어지는 접합 기판을 소정의 분단 예정 위치에 있어서 분단하는 방법으로서,
    한쪽 주면측에는 상기 분단 예정 위치에 스크라이브 라인이 형성되고, 또한, 다른 한쪽 주면측에는 보호층이 형성되고, 또한, 상기 보호층에는 상기 분단 예정 위치를 포함하는 소정폭의 영역을 노출시키는 실시 형태로 홈부가 형성되고, 또한, 상기 한쪽 주면이 하방을 향한 상기 접합 기판을,
    수평 방향에 있어서 상기 홈부의 폭보다도 큰 거리로 서로 이격시킨 2개의 밑날의 사이에 상기 스크라이브 라인의 형성 개소가 위치하도록, 상기 2개의 밑날에 의해 하방으로부터 지지시킨 상태에서,
    윗날의 선단을, 상기 분단 예정 위치를 사이에 두고 수평 방향으로 이격하여 존재함과 함께 상기 홈부의 측부를 이루고 있는 상기 보호층의 2개의 단부에 맞닿음시키도록 하면서 하강시킴으로써, 상기 접합 기판을 분단하는 것을 특징으로 하는 접합 기판의 분단 방법.
  5. 2개의 취성 재료 기판을 접합하여 이루어지는 접합 기판을 소정의 분단 예정 위치에 있어서 분단하는 방법으로서,
    한쪽 주면측에는 상기 분단 예정 위치에 스크라이브 라인이 형성되고, 또한, 다른 한쪽 주면측에는 보호층이 형성되고, 또한, 상기 보호층에는 상기 분단 예정 위치를 포함하는 소정폭의 영역을 노출시키는 실시 형태로 홈부가 형성되고, 또한, 상기 한쪽 주면이 하방을 향한 상기 접합 기판을,
    탄성체로 하방으로부터 지지시킨 상태에서,
    윗날의 선단을, 상기 분단 예정 위치를 사이에 두고 수평 방향으로 이격하여 존재함과 함께 상기 홈부의 측부를 이루고 있는 상기 보호층의 2개의 단부에 맞닿음시키도록 하면서 하강시킴으로써, 상기 접합 기판을 분단하는 것을 특징으로 하는 접합 기판의 분단 방법.
  6. 2개의 취성 재료 기판을 접합하여 이루어지는 접합 기판을 소정의 분단 예정 위치에 있어서 분단하는 방법으로서,
    한쪽 주면측에는 상기 분단 예정 위치에 스크라이브 라인이 형성되고, 또한, 다른 한쪽 주면측에는 보호층이 형성되고, 또한, 상기 보호층에는 상기 분단 예정 위치를 포함하는 소정폭의 영역을 노출시키는 실시 형태로 홈부가 형성되고, 또한, 상기 한쪽 주면이 하방을 향한 상기 접합 기판을,
    소정의 지지체로 하방으로부터 지지시킨 상태에서,
    윗날의 선단을, 상기 분단 예정 위치를 사이에 두고 수평 방향으로 이격하여 존재함과 함께 상기 홈부의 측부를 이루고 있는 상기 보호층의 2개의 단부에 맞닿음시키도록 하면서 하강시킴으로써, 상기 2개의 단부의 각각에 작용하는 제1힘과, 상기 제1힘의 작용에 수반하여 상기 지지체로부터 상기 접합 기판에 대하여 작용하는 제2힘에 의해 4점 굽힘의 상태를 실현함으로써, 상기 접합 기판을 분단하는 것을 특징으로 하는 접합 기판의 분단 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 분단 방법으로서,
    상기 윗날의 길이 방향을 따라 형성된 상기 선단이 R모따기되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 접합 기판의 분단 방법.
  8. 길이 방향을 따라 형성된 선단이 R모따기되어 있고,
    제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 분단 방법에 있어서 상기 윗날로서 이용되는 브레이크날.
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