贴合基板的分断方法及分割刀

摘要

本申请的发明涉及一种贴合基板的分断方法及分割刀。提供一种可恰当地分断贴合基板的方法。本发明的分断方法包括：划线形成步骤，在一主面侧的分断预定位置设置划线；槽部形成步骤，通过在另一主面侧以使包含分断预定位置在内的规定宽度的区域露出的状态设置保护层，而设置槽部；及分断步骤，在利用规定的支撑体从下方支撑着一主面朝向下方的贴合基板的状态下，使上刀的前端一边抵接在隔着分断预定位置在水平方向上隔开存在并且形成槽部的侧部的保护层的两个端部一边下降，由此，利用分别作用在两个端部的第一力与伴随着第一力的作用而从支撑体作用在贴合基板的第二力实现四点弯曲的状态，由此，将贴合基板分断。

说明书

技术领域

本发明涉及一种将贴合两片脆性材料基板而成的贴合基板、例如贴合包含不同材料 的两片脆性材料基板而成的贴合基板分断的方法，尤其是涉及一种在基板的一主面形成 保护层而成的贴合基板的分断方法。

背景技术

利用接着剂(树脂)贴合两片脆性材料基板而成的贴合基板、尤其是利用接着剂贴合 包含不同材料的两片脆性材料基板而成的贴合基板(不同种材料贴合基板)被用作各种元 件的基板。例如有将在一主面形成规定元件(例如CMOS(ComplementaryMetalOxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)传感器等)用图案的单晶硅基板等半导体基板的 另一主面贴合在作为支撑基板的玻璃基板而成的贴合基板等。这种元件是通过在利用接 着剂将二维地重复形成电路图案而成的作为母基板的单晶硅晶片上与玻璃基板贴合之 后，分断成规定尺寸的短条状或格子状的单片(芯片)，而制作成(例如，参照专利文献1)。

另外，如下装置(分割机(breaker))也已公知，该装置是将预先在一主面形成着划线的 脆性材料基板通过利用三点弯曲方式使裂缝从该划线延展而分断(例如，参照专利文献 2)。

[背景技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2010-40621号公报

[专利文献2]日本专利特开2014-83821号公报

发明内容

[发明要解决的问题]

本发明者等人尝试了如下方法作为在一脆性材料基板(硅基板)形成图案而成的(不 同种材料)贴合基板的分断(单片化)方法，即，在以保护膜(树脂等)被覆该图案之后，在 另一脆性材料基板(玻璃基板)侧形成划线，其后，利用像专利文献2所公开的分割机沿 着该划线分割。

然而，在利用该方法进行分割的情况下，因接着剂层介于两片脆性材料基板之间， 或在划线形成面的相反面设置着保护膜等理由，所以有时会产生如下不良情况：裂缝从 划线的延展方向从基板的厚度方向倾斜地偏移。该不良情况的产生成为降低芯片的良率 的主要原因，因此不优选。

本发明是鉴于所述问题而完成的，目的在于提供一种可将贴合基板、尤其是不同种 材料贴合基板恰当地分断的方法。

[解决问题的技术手段]

为了解决所述问题，技术方案1的发明的特征在于：其是将贴合两片脆性材料基板 而成的贴合基板在规定的分断预定位置分断的方法，且包括：划线形成步骤，在所述贴 合基板的一主面侧的所述分断预定位置设置划线；槽部形成步骤，通过在所述贴合基板 的另一主面侧以使包含所述分断预定位置在内的规定宽度的区域露出的状态设置保护 层，而在所述贴合基板的所述另一主面侧设置槽部；支撑步骤，以使所述划线的形成部 位位于在水平方向上以大于所述槽部的宽度的距离相互隔开的两个下刀(支承刀)之间的 方式，利用所述两个下刀从下方支撑所述一主面朝向下方的所述贴合基板；及分断步骤， 在利用所述两个下刀从下方支撑着所述贴合基板的状态下，使上刀(分割刀)的前端一边 抵接在所述保护层的两个端部(事实上只抵接在两个端部)一边下降，由此，使裂缝从所 述划线延展而将所述贴合基板分断，所述保护层的两个端部隔着所述分断预定位置在水 平方向上隔开存在并且形成所述槽部的侧部。

技术方案2的发明的特征在于：其是将贴合两片脆性材料基板而成的贴合基板在规 定的分断预定位置分断的方法，且包括：划线形成步骤，在所述贴合基板的一主面侧的 所述分断预定位置设置划线；槽部形成步骤，通过在所述贴合基板的另一主面侧以使包 含所述分断预定位置在内的规定宽度的区域露出的状态设置保护层，而在所述贴合基板 的所述另一主面侧设置槽部；支撑步骤，利用弹性体从下方支撑所述一主面朝向下方的 所述贴合基板；及分断步骤，在利用所述弹性体从下方支撑着所述贴合基板的状态下， 使上刀(分割刀)的前端一边抵接在所述保护层的两个端部(事实上只抵接在两个端部)一 边下降，由此，使裂缝从所述划线延展而将所述贴合基板分断，所述保护层的两个端部 隔着所述分断预定位置在水平方向上隔开存在并且形成所述槽部的侧部。

技术方案3的发明的特征在于：其是将贴合两片基板而成的贴合基板在规定的分断 预定位置分断的方法，且包括：划线形成步骤，在所述贴合基板的一主面侧的所述分断 预定位置设置划线；槽部形成步骤，通过在所述贴合基板的另一主面侧以使包含所述分 断预定位置在内的规定宽度的区域露出的状态设置保护层，而在所述贴合基板的所述另 一主面侧设置槽部；及分断步骤，在利用规定的支撑体从下方支撑着所述一主面朝向下 方的所述贴合基板的状态下，使上刀(分割刀)的前端一边抵接在隔着所述分断预定位置 在水平方向上隔开存在并且形成所述槽部的侧部的所述保护层的两个端部(事实上只抵 接在两个端部)一边下降，由此，利用分别作用在所述两个端部的第一力与伴随着所述第 一力的作用而从所述支撑体作用在所述贴合基板的第二力实现四点弯曲的状态，由此， 使裂缝从所述划线延展而将所述贴合基板分断。

技术方案4的发明的特征在于：其是将贴合两片脆性材料基板而成的贴合基板在规 定的分断预定位置分断的方法，且所述贴合基板是于一主面侧在所述分断预定位置形成 划线，且在另一主面侧设置保护层，且在所述保护层以使包含所述分断预定位置在内的 规定宽度的区域露出的状态设置槽部，且所述一主面朝向下方，以使所述划线的形成部 位位于在水平方向上以大于所述槽部的宽度的距离相互隔开的两个下刀之间的方式，利 用所述两个下刀从下方支撑着所述贴合基板，在该状态下，使上刀的前端一边抵接在所 述保护层的两个端部一边下降，由此，将所述贴合基板分断，所述保护层的两个端部隔 着所述分断预定位置在水平方向上隔开存在并且形成所述槽部的侧部。

技术方案5的发明的特征在于：其是将贴合两片脆性材料基板而成的贴合基板在规 定的分断预定位置分断的方法，且所述贴合基板是于一主面侧在所述分断预定位置形成 划线，且在另一主面侧设置保护层，且在所述保护层以使包含所述分断预定位置在内的 规定宽度的区域露出的状态设置槽部，且所述一主面朝向下方，在利用弹性体从下方支 撑着所述贴合基板的状态下，使上刀的前端一边抵接在所述保护层的两个端部一边下 降，由此，将所述贴合基板分断，所述保护层的两个端部隔着所述分断预定位置在水平 方向上隔开存在并且形成所述槽部的侧部。

技术方案6的发明的特征在于：其是将贴合两片脆性材料基板而成的贴合基板在规 定的分断预定位置分断的方法，且所述贴合基板是于一主面侧在所述分断预定位置形成 划线，且在另一主面侧设置保护层，且在所述保护层以使包含所述分断预定位置在内的 规定宽度的区域露出的状态设置槽部，且所述一主面朝向下方，在利用规定的支撑体从 下方支撑着所述贴合基板的状态下，使上刀的前端一边抵接在隔着所述分断预定位置在 水平方向上隔开存在并且形成所述槽部的侧部的所述保护层的两个端部一边下降，由 此，利用分别作用在所述两个端部的第一力与伴随着所述第一力的作用而从所述支撑体 作用在所述贴合基板的第二力实现四点弯曲的状态，由此，将所述贴合基板分断。

技术方案7的发明是根据技术方案1至6中任一项所述的分断方法，其特征在于： 所述上刀的沿长度方向形成的所述前端是进行R倒角而形成。

技术方案8的发明是一种分割刀，该分割刀的沿长度方向形成的前端被进行R倒角， 且在根据技术方案1至6中任一项所述的分断方法中被用作所述上刀。

[发明效果]

根据本发明，可通过利用四点弯曲方式或实质上可看作利用四点弯曲方式的裂缝从 划线的延展，而将贴合基板、尤其是不同种材料基板的贴合基板恰当地分断。而且，由 于上刀(分割刀)至与保护层接触，而不与贴合基板接触，所以可使上刀不损伤贴合基板 地进行分断。

附图说明

图1(a)～(d)是概略性地表示第一实施方式的分断方法的处理流程的图。

图2是表示第一实施方式中的贴合基板10的分断情况的图。

图3是表示第二实施方式中的贴合基板10的分断情况的图。

具体实施方式

＜第一实施方式＞

图1(a)～(d)是概略性地表示本发明的第一实施方式的分断方法的处理流程的图。本 实施方式的分断方法是将不同种材料的贴合基板(下面简称为贴合基板)10作为对象。图 1(a)是表示分断前的贴合基板10的构成的示意剖视图。在本实施方式中，均将作为脆性 材料基板的一种的像图1(a)所示那样利用包含接着剂的接着层3将玻璃基板1与半导体 基板(例如硅基板)2接着而成的贴合基板10作为分断的对象。

玻璃基板1及半导体基板2的厚度、进而贴合基板10的平面尺寸并无特别限制， 可鉴于分断及前后步骤中的操作容易性或处理效率等，而选择适当的大小。

另外，对于接着剂的材质，只要可确保玻璃基板1与半导体基板2之间的接着强度， 另一方面能够恰当地进行分断，便并无特别限制，例如宜使用紫外线(UV)硬化接着剂等。 另外，就能够恰当地实现本实施方式的分断方法的观点来说，接着层3的厚度优选为5 μm～200μm左右。

也可以在半导体基板2的非接着面侧形成规定元件(例如CMOS传感器等)用图案， 在该情况下，将保护该图案的保护层4设置在半导体基板2的非接着面侧。另外，保护 层4也可以为根据本实施方式的分断方法的前步骤或后续步骤中的必要性而设置的状 态。或者，在未形成这种图案的情况下，在本实施方式中，也在分断之前预先在半导体 基板2的非接着面侧设置保护层4。这是因为：如下所述，在本实施方式中，当分断时 必需保护层4。

保护层4宜包含例如抗蚀剂等树脂。就能够恰当地实现本实施方式的分断方法的观 点来说，保护层4优选形成为5μm～200μm左右的厚度。

为了将具有如上所述的构成的贴合基板10分断，首先，沿着预先规定的分断预定 位置A在玻璃基板1的非接着面形成划线S。图1(b)表示形成划线S之后的贴合基板10。 在图1(b)中表示分断预定位置A及划线S沿与附图垂直的方向延伸的情况。划线S是沿 玻璃基板1的厚度方向延展的裂缝(微小裂缝)在玻璃基板1的非接着面上呈线状连续而 成。

此外，在图1(b)中，为了图示的简单，只表示了一个分断预定位置A及划线S，但 例如在将贴合基板10分断为短条状或格子状等在多个部位进行分断而获得多个单片的 情况下，对所有分断预定位置A形成划线S。以后，虽事先不作特别说明，但在该情况 下，后段的处理也是对所有分断预定位置A进行。

划线S的形成可应用公知的技术。例如，既可为通过使由超硬合金、烧结金刚石、 单晶金刚石等构成、呈圆板状且在外周部分具备作为刀而发挥功能的脊线的切割轮(划线 轮)沿着分断预定位置A压接滚动，而形成划线S的状态，也可以为通过利用金刚石头 沿着分断预定位置A划线而形成划线S的状态，也可以为通过利用激光(例如紫外线(UV) 激光)照射引起的剥蚀或形成变质层而形成划线S的状态，也可以为通过利用激光(例如 红外线(IR)激光)进行的加热与冷却而利用热应力形成划线S的状态。

在形成划线S之后，接着，针对像图1(c)所示的从保护层4侧俯视贴合基板10的 情况下的隔着划线S的形成位置(也就是分断预定位置A)的规定宽度w的区域(带状区 域)RE，去除保护层4。由此，像图1(d)所示那样，形成宽度w的槽部G。在去除该保 护层4的一部分(槽加工)时，可应用利用切割轮或金刚石头等进行的刻划、或利用切片 机进行的切割等机械性方法、或激光照射、或者光刻工艺等各种方法，可根据保护层4 的材质等适当地选择。

此外，既可于在保护层4形成槽部G之后沿着分断预定位置A形成划线S，也可以 通过在形成保护层4时预先利用掩膜等使保护层4不形成于区域RE，而设置槽部G。 另外，既可在形成划线S之后形成保护层4，且形成槽部G，也可以在形成划线S之后 在形成保护层4时设置槽部G。

在本实施方式中，将以如上所述的状态设置划线S及槽部G而成的贴合基板10作 为对象，进行分断预定位置A处的分断。分断是像图1(d)所示那样通过使裂缝从划线S 像箭头AR所示那样朝向槽部G延展而进行。

图2是表示本实施方式中的贴合基板10的分断情况的图。在本实施方式中，在将 贴合基板10分断时，首先，像图2所示那样，以使划线S的形成部位位于在水平方向 上以大于槽部G的宽度w的距离相互隔开的两个下刀(支承刀)101A、101B之间的状态， 换言之，以使划线S在相互平行地配置的两个下刀101A、101B之间平行于两个下刀 101A、101B地配置的状态，利用两个下刀101A、101B从下方支撑使玻璃基板1侧朝 向下方的贴合基板10。然后，在该支撑状态下，使上刀(分割刀)102从上方朝向分断预 定位置A下降而抵接在贴合基板10，进而以将上刀102压入的方式使其下降。

更详细来说，像图2所示那样，使上刀102的可微观地看作具有规定曲率半径的曲 面的前端(被进行R倒角的前端)102e只抵接在隔着分断预定位置A在水平方向上隔开存 在并且形成槽部G的侧部的保护层4的两个端部4a、4b，而不与成为槽部G的底部(露 出)的半导体基板2接触，在该状态下，使上刀102下降。即，本实施方式的分断方法在 使上刀102抵接在(剖视图上)两点(事实上沿两条直线抵接)这一方面，与使上刀只抵接在 (剖视图上)一点(事实上只沿一条直线抵接)的以往的三点弯曲方式不同。

此外，上刀102只与保护层4接触，而不与半导体基板2接触，也指可使上刀102 不损伤半导体基板2(贴合基板10)地进行分断。

在以所述状态将上刀102压入的情况下，像图2所示那样，对上刀102抵接的保护 层4的两个端部4a、4b，分别施加朝向下方的力F1a、F1b，并且作为相对于这些力F1a、 F1b的反作用力，从两个下刀101A及101B各自的相对的端部101a及101b朝向贴合基 板10产生向上的力F2a、F2b。然后，通过这些力F1a、F1b、F2a、F2b发挥作用，而 在贴合基板10中，力(弯曲力矩)F3a、F3b沿对称且相互背离的方向作用在分断预定位 置A。通过这些力F3a、F3b发挥作用，而裂缝CR从划线S沿厚度方向(更详细来说是 沿与贴合基板10的主面垂直的方向)延展。而且，该裂缝CR的延展在存在于贴合基板 10的内部的异相界面(玻璃基板1与接着层3的界面、接着层3与半导体基板2的界面) 也得以维持。最终，该裂缝CR到达至槽部G，由此，贴合基板10与主面垂直地被分断。

这种一边利用两个下刀101A、101B支撑一边使上刀102抵接在两点的本实施方式 中的贴合基板10的分断方法可以说是利用四点弯曲方式进行的分断。

在采用该四点弯曲方式进行分断的情况下，相反方向的力F3a、F3b对于分断预定 位置A一边对称地平衡一边作用在该位置，由此，实现裂缝CR易沿厚度方向延展的状 态。换句话说，在本实施方式中进行的利用四点弯曲方式的分断方法中，裂缝CR从该 垂直方向偏移而倾斜地延展的情况在原理上不易发生。至少可恰当地抑制产生超过槽部 G的范围那样的倾斜延展的情况。

根据该点，推测在三点弯曲方式的分断中易发生裂缝向倾斜方向延展是因为：在三 点弯曲方式的情况下，在分断的中途相当于力F3a、F3b的力的平衡易破坏。

另一方面，由于使宽度w过大则必须使下刀101A、101B的间隔也随之变大，除此 以外，元件的获取个数会变少等，所以不优选。另外，在针对沿同一方向延伸的多条划 线S进行分断的情况下，必须也考虑它们的间隔。实用上最多约500μm以下便足够。

像以上所说明那样，在本实施方式中，在将利用接着剂贴合两片脆性材料基板、尤 其是包含不同种材料的两片脆性材料基板而成的贴合基板在规定的分断预定位置分断 时，首先，在贴合基板的一主面侧的分断预定位置设置划线。另外，在另一主面侧，以 使包含分断预定位置在内的规定宽度的区域露出的状态设置保护层，由此，形成以该露 出部分作为底部的槽部。但是，划线的形成、与保护层的形成及槽部的形成不限定先后。 然后，以使划线的形成部位位于在水平方向上以大于槽部的宽度的距离相互隔开的两个 下刀之间的状态，利用两个下刀从下方支撑使划线形成面朝向下方的贴合基板。在该支 撑状态下，使上刀的前端只抵接在隔着分断预定位置在水平方向上隔开存在并且形成槽 部的侧部的保护层的两个端部，另一方面不与成为槽部的底部的部分接触，而使上刀下 降。由此，通过在四点弯曲的状态下使裂缝从划线延展，而将贴合基板分断。根据该方 法，尽管存在异相界面，但仍能够使裂缝不倾斜地延展，而将贴合基板与厚度方向垂直 地分断。

即，根据本实施方式，通过利用四点弯曲方式的裂缝从划线的延展，可将不同种材 料基板的贴合基板恰当地分断。而且，因为上刀只与保护层接触，而不与贴合基板接触， 所以可使上刀不损伤贴合基板地进行分断。

＜第二实施方式＞

在所述第一实施方式中，在利用四点弯曲方式进行分断时，利用两个下刀101A、 101B支撑贴合基板10，但贴合基板10的支撑方式并不限定于此。

图3是表示本发明的第二实施方式的贴合基板10的分断情况的图。在图3所示的 第二实施方式中，代替两个下刀101A、101B，而在由弹性体构成的支撑体201上载置 已设置着划线及槽部G的贴合基板10。作为支撑体201的材质，宜为例如硅酮橡胶等。

在本实施方式中，也与图2所示的第一实施方式的情况相同，使上刀102的前端102e 只抵接在隔着分断预定位置A在水平方向上隔开存在并且形成槽部G的侧部的保护层4 的两个端部4a、4b，而不与成为槽部G的底部(露出)的半导体基板2接触，在该状态下， 使上刀102下降。这样一来，也与图2所示的情况相同，对上刀102抵接的保护层4的 两个端部4a、4b分别施加朝向下方的力F1a、F1b。

此外，关于上刀102只与保护层4接触，而不与半导体基板2接触的方面，也与第 一实施方式相同，因此，在本实施方式中，当分断时上刀102也不会损伤半导体基板2(贴 合基板10)。

此时，这些力F1a、F1b是以将贴合基板10向下方压下的方式发挥作用，但由支撑 体201从下方支撑的贴合基板10像图3所示那样从支撑体201受到向上的弹性力F2a、 F2b作为相对于这些力F1a、F1b的反作用力。这些弹性力F2a、F2b作用在支撑体201 与贴合基板10的接触面，但其分布并不均匀，存在特别集中地发挥作用的部位(弹性力 集中部位)201a、201b。因此，在图3所示的情况下，也通过作用在保护层4的两个端部 4a、4b的力F1a、F1b、与主要作用在弹性力集中部位201a、201b的弹性力F2a、F2b 实质上实现四点弯曲的状态。其结果为，在本实施方式中，在贴合基板10中，力(弯曲 力矩)F3a、F3b也沿对称且相互背离的方向作用在分断预定位置A。然后，裂缝CR从 划线S沿厚度方向延展，最终该裂缝CR到达至槽部G，由此，贴合基板10与主面垂直 地被分断。

此外，在本实施方式中，随着裂缝CR延展，弹性力集中部位201a、201b分别向相 互背离的方向移位，随之，弹性力F2a、F2b的方向也发生变化，但这些情况是以使裂 缝CR更有效率地延展的方式发挥作用，结果为有助于进一步提高裂缝CR延展的直进 性。

像以上所说明那样，在利用作为弹性体的支撑体支撑贴合基板的本实施方式中，也 与第一实施方式相同，可通过实质上可看作四点弯曲方式的裂缝从划线的延展，而将贴 合基板、尤其是不同种材料基板的贴合基板恰当地分断。而且，关于可使上刀不损伤贴 合基板地进行分断的方面也相同。

＜变化例＞

作为所述实施方式的脆性材料基板，除了可例示玻璃基板、硅基板以外，还能够例 示各种半导体基板、蓝宝石基板、氧化铝基板等陶瓷基板、玻璃陶瓷基板(所谓的 LTCC(LowTemperatureCo-firedCeramics，低温共烧陶瓷)基板)等。

在不同种材料贴合基板的情况下，优选为在具有易被分断的性状(高脆性、小厚度) 的脆性材料基板侧形成保护层(槽)，在具有不易被分断的性状(低脆性、大厚度)的脆性材 料基板侧形成划线。

在本说明书及权利要求书中，使用了上刀、下刀、上方、下方、水平方向这些用语， 但只是为了方便说明相对的位置关系的表达，例如，应理解处于上下相反的位置关系的 情况也包含于本发明。

在下刀位于贴合基板的上方的情况下，基板可由其他支撑机构(例如贴合在由规定的 支撑机构支撑的切晶片上所铺设的切割片)支撑。

[符号的说明]

1玻璃基板

2半导体基板

3接着层

4保护层

4a、4b(保护层的)端部

10贴合基板

101A、101B下刀

101a、101b(下刀的)端部

102上刀

102e(上刀的)前端

201支撑体

201a、201b弹性力集中部位

A分断预定位置

CR裂缝

G槽部

RE带状区域

S划线