JP2013089622A - 半導体基板のブレイク方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体基板を格子状にスクライブ及びブレイクによって分断する場合に、割断面の突起や割れを小さくすること。
【解決手段】半導体基板１０に対してスクライブ及びブレイクしてチップに分断する場合に、あらかじめスクライブ予定ラインの下方にＶ字形の溝１２を形成する。そしてスクライブ予定ラインに沿ってスクライブライン１４を形成し、ブレイク装置によって分断する。こうすれば半導体チップの裏面に突起や割れが生じにくく、垂直断面性を向上させることができる。
【選択図】図３
【解決手段】半導体基板１０に対してスクライブ及びブレイクしてチップに分断する場合に、あらかじめスクライブ予定ラインの下方にＶ字形の溝１２を形成する。そしてスクライブ予定ラインに沿ってスクライブライン１４を形成し、ブレイク装置によって分断する。こうすれば半導体チップの裏面に突起や割れが生じにくく、垂直断面性を向上させることができる。
【選択図】図３
Description
本発明は半導体基板をブレイクするブレイク方法に関するものである。
従来半導体基板、例えばシリコン基板やＳｉＣ基板等を所定サイズのチップに格子状にブレイクする場合には、通常は格子状にダイサーを用いて分断することが考えられる。しかしチップサイズが小さい場合など、用途によってはダイサーを用いることが好ましくない場合もある。この場合シリコン基板にあらかじめ特許文献１等に示されるスクライブ装置によってスクライブラインを形成する。その後スクライブラインに沿ってブレイク装置によってブレイクして分離をすることができる。シリコン基板は割断面の結晶方位を（１１０）面とすることにより、スクライブ及びブレイクによって短時間で容易に割断することができる。
図１（ａ），（ｂ）はこの方法でシリコン基板１０１に対してスクライブ装置でスクライビングホイール１０２を圧接し転動させてスクライブライン１０３を形成し、その後スクライブライン１０３に沿ってブレイクする手順を示している。しかしながらこの方法でブレイクする場合には、図１（ｃ）に示すようにへき開面１０４の下端、即ちシリコン基板１０１の裏面部に、へき開方向に対して不規則な斜め方向の突起１０５や割れ１０６などが発生し易く、チップサイズがばらつくことが多いという問題点があった。特にチップサイズが小さい場合には、不規則な突起や割れの影響が大きく、ブレイク後の搬送工程など半導体製造工程に障害になることがあるという問題点もあった。
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであって、半導体基板をスクライブしブレイクする場合に、基板の裏面に不規則な突起や割れが生じることがなく、ブレイク後の製造工程に障害を与えずに分断できるようにすることを技術的課題とする。
この課題を解決するために、本発明の半導体基板のブレイク方法は、半導体基板の表面にスクライブラインを形成し、該スクライブラインに沿って前記半導体基板をブレイクする半導体基板のブレイク方法であって、前記半導体基板の裏面にスクライブ予定ラインに沿って溝を形成し、前記半導体基板の表面にスクライブ予定ラインに沿ってスクライブラインを形成し、前記半導体基板を前記スクライブラインに沿ってブレイクするものである。
ここで前記半導体基板に形成する溝は、断面がＶ字形の溝としてもよい。
ここで前記半導体基板に形成する溝は、断面がＵ字形の溝としてもよい。
ここで前記半導体基板はシリコン基板であり、前記割断面の結晶方位が（１１０）面としてもよい。
このような特徴を有する本発明によれば、半導体基板の裏面にスクライブ予定ラインに沿ってあらかじめ溝を形成するようにしているため、ブレイクした後にスクライブ面の反対方向に不規則な斜め割れが生じにくく、分離性や垂直断面の直線性が向上する。又突起や割れが小さくなりチップサイズの寸法のばらつきも小さくなるため、搬送などの後の工程での作業性を向上させるという優れた効果が得られる。
図２は本発明の実施の形態によるブレイク方法でブレイクする前のシリコン基板の上面を示す図である。図３（ａ）はシリコン基板１０の側面図である。このシリコン基板１０には中央の正方形の部分１１に格子状に所定の半導体回路パターンが形成された多数の機能領域を有し、図示のようにスクライブ予定ラインに沿って各機能領域をチップ状に分断するものとする。図３（ａ）において、シリコン基板１０の結晶方位は表面が（１００）面であり、割断面（ｘｚ面及びｙｚ面）の結晶方位を（１１０）面とする。そして図３（ｂ）に断面図を示すように、この断面の上面中央のｙ軸に平行なラインをスクライブ予定のラインとし、このラインに沿って基板１０の裏面にダイサーを用いてＶ字形の溝１２を形成する。このとき図２に示すように、ｙ軸方向だけでなくｘ軸方向にも平行な多数の溝１２を順次形成する。
次に図３（ｃ）に示すように、シリコン基板１０の表面からスクライブ装置によってスクライビングホイール１３を圧接し転動させてスクライブライン１４を形成する。この場合も図２に示すｘ軸方向，ｙ軸方向に平行な多数のスクライブライン１４を順次形成する。基板やスクライビングホイールの種類等にもよるが、スクライブ時にはスクライブ荷重は例えば１〜５Ｎとすることが好ましく、又スクライブ速度は５０〜３００ｍｍ／秒程度とすることが好ましい。スクライビングホイールの刃先の角度が小さい場合やシリコン基板１０の厚さが薄い場合にはスクライブ荷重も小さくする必要があり、例えば刃先角度１００〜１２０°ではスクライブ荷重は１〜２Ｎとすることが考えられる。例えば刃先角度１３０〜１５０°ではスクライブ荷重は２〜４Ｎとすることが考えられる。
次に図３（ｄ）に示すようにブレイク装置によりこのスクライブライン１４に沿ってブレイクする。ブレイク時にはシリコン基板１０の裏面に粘着シート１５を貼り付け、シリコン基板１０を反転させてスクライブライン１４の左右を支持部１６ａ，１６ｂで保持しつつ上部よりブレード１７を押し当ててブレイクする。このブレイクには例えば特開２０１０−１７３２５１号に記載のブレイク装置を用いることができる。こうすれば分離性や分離品質が向上し、チップサイズの直線性が改善される。
尚この実施の形態ではシリコン基板の裏面に溝を形成し、その後表面よりスクライブラインを形成しているが、先に表面にスクライブラインを形成し、次いでその裏面に溝を形成してブレイクするようにしてもよい。
又この実施の形態ではあらかじめシリコン基板の裏面に形成する溝はＶ字形としているが、Ｕ字形の溝を形成してもよく、溝の底のみがＶ字形の溝であってもよい。
更にこの実施の形態はシリコン基板を対象としているが、本発明はＳｉＣ基板など他の半導体基板にも適用することができる。本発明はチップサイズの小さい半導体基板、例えば５ｍｍ以下のチップサイズのものに特に有効である。
（実施例１）
実施例１では分断する基板として０．４ｍｍの厚さのシリコン基板を用いた。このシリコン基板の表面は結晶方位が（１００）面とし、スクライブ予定ラインの裏面に深さ５０μｍのＶ字形の溝を形成した。その後、外径が２ｍｍφ、刃先角度１４５°のノーマル刃先のスクライビングホイールを用いて、スクライブを行った。スクライブ荷重は２〜３Ｎ、スクライブ速度は１００ｍｍ／ｓであった。次にブレイクを行い、１．５ｍｍ×１．５ｍｍの正方形の多数のチップに分断した。
実施例１では分断する基板として０．４ｍｍの厚さのシリコン基板を用いた。このシリコン基板の表面は結晶方位が（１００）面とし、スクライブ予定ラインの裏面に深さ５０μｍのＶ字形の溝を形成した。その後、外径が２ｍｍφ、刃先角度１４５°のノーマル刃先のスクライビングホイールを用いて、スクライブを行った。スクライブ荷重は２〜３Ｎ、スクライブ速度は１００ｍｍ／ｓであった。次にブレイクを行い、１．５ｍｍ×１．５ｍｍの正方形の多数のチップに分断した。
こうしてブレイクして得られた２０サンプルチップについての突起や割れを測定した。この測定では図４（ａ）に示すように分断した後のシリコン基板チップ２０について四方からその両端の分断に伴う突起や割れを測定した。実施例１では裏面にあらかじめＶ字形の溝が形成されているため、下方の溝部分を考慮せず、図４（ｂ）に示すように割断面から突出する部分ａや割断面より内側に割れが生じた部分ｂについて測定し、その絶対値を評価対象とした。こうして図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように１つの半導体チップについて４方向から見て夫々左右２つの割断面の下端、即ちａ，ｂとｃ，ｄとｅ，ｆとｇ，ｈの８つの割断面における突起や割れの絶対値を断面直線性として測定した。そして２０サンプルチップの測定結果の平均値、最高値、最低値を算出した。このとき断面垂直性は最低値は３μｍ、最高値は２９μｍであり、平均値は１６．４μｍであった。又ばらつき３σは１７．９μｍであった。
（実施例２）
実施例２は前述した実施例１と同一の条件で溝形状のみをＵ字形に変更したものである。その他は実施例１と同様であり、この場合も２０サンプルチップについて測定した。こうして測定した２０サンプルチップの断面垂直性は、最低値は６μｍ、最高値は３６μｍであり、平均値は２１．５μｍであった。又ばらつき３σは１７．５μｍであった。
実施例２は前述した実施例１と同一の条件で溝形状のみをＵ字形に変更したものである。その他は実施例１と同様であり、この場合も２０サンプルチップについて測定した。こうして測定した２０サンプルチップの断面垂直性は、最低値は６μｍ、最高値は３６μｍであり、平均値は２１．５μｍであった。又ばらつき３σは１７．５μｍであった。
（実施例３）
実施例３はチップサイズを２．０ｍｍとしたものであり、溝形状をＶ字形とした。その他は実施例１と同様であり、この場合も２０サンプルチップについて測定した。測定した２０サンプルチップの断面垂直性は、最低値は４μｍ、最高値は２８μｍであり、平均値は１１．１μｍであった。又ばらつき３σは１４．７μｍであった。
実施例３はチップサイズを２．０ｍｍとしたものであり、溝形状をＶ字形とした。その他は実施例１と同様であり、この場合も２０サンプルチップについて測定した。測定した２０サンプルチップの断面垂直性は、最低値は４μｍ、最高値は２８μｍであり、平均値は１１．１μｍであった。又ばらつき３σは１４．７μｍであった。
（比較例１）
比較例１は実施例１と同一のシリコン基板について、溝を形成せずに実施例１と同様のスクライブ及びブレイクを行った。この場合も２０サンプルチップについて測定した。このとき２０サンプルチップの断面垂直性の最低値は１５μｍ、最高値は６０μｍ、平均値は３０．９μｍであった。又このばらつき３σは２８．４μｍであった。
比較例１は実施例１と同一のシリコン基板について、溝を形成せずに実施例１と同様のスクライブ及びブレイクを行った。この場合も２０サンプルチップについて測定した。このとき２０サンプルチップの断面垂直性の最低値は１５μｍ、最高値は６０μｍ、平均値は３０．９μｍであった。又このばらつき３σは２８．４μｍであった。
（比較例２）
比較例２は実施例３と同一のシリコン基板について、溝を形成せずに実施例３と同様のスクライブ及びブレイクを行った。この場合も２０サンプルチップについて測定した。測定した２０サンプルチップの断面垂直性は、最低値は１０μｍ、最高値は４２μｍ、平均値は２４．８μｍであった。又このばらつき３σは２２．５μｍであった。
比較例２は実施例３と同一のシリコン基板について、溝を形成せずに実施例３と同様のスクライブ及びブレイクを行った。この場合も２０サンプルチップについて測定した。測定した２０サンプルチップの断面垂直性は、最低値は１０μｍ、最高値は４２μｍ、平均値は２４．８μｍであった。又このばらつき３σは２２．５μｍであった。
この実施例１〜３，比較例１，２の結果をまとめて図５及び図６に示す。尚図５の小円は平均値を示している。これらの実施例及び比較例から示されるように、Ｖ字形もしくはＵ字形の溝を裏面に設けた場合には、断面垂直性を向上させることができる。又ばらつき３σを小さくすることができるという効果が得られる。
本発明は半導体基板をスクライブ及びブレイクして格子状に分断する場合にあらかじめ溝加工を施しておくことによって断面垂直性を向上させることができ、半導体基板の製造工程に有用である。
１０ シリコン基板
１２ Ｖ字形溝
１３ スクライビングホイール
１４ スクライブライン
１５ 粘着シート
１６ａ，１６ｂ 支持部
１７ ブレイド
１２ Ｖ字形溝
１３ スクライビングホイール
１４ スクライブライン
１５ 粘着シート
１６ａ，１６ｂ 支持部
１７ ブレイド
Claims (4)
- 半導体基板の表面にスクライブラインを形成し、該スクライブラインに沿って前記半導体基板をブレイクする半導体基板のブレイク方法であって、
前記半導体基板の裏面にスクライブ予定ラインに沿って溝を形成し、
前記半導体基板の表面にスクライブ予定ラインに沿ってスクライブラインを形成し、
前記半導体基板を前記スクライブラインに沿ってブレイクする半導体基板のブレイク方法。 - 前記半導体基板に形成する溝は、断面がＶ字形の溝である請求項１記載の半導体基板のブレイク方法。
- 前記半導体基板に形成する溝は、断面がＵ字形の溝である請求項１記載の半導体基板のブレイク方法。
- 前記半導体基板はシリコン基板であり、前記割断面の結晶方位が（１１０）面である請求項１記載の半導体基板のブレイク方法。
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