(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤフラム及び回路が多数個形成された半導体基板と、前記各ダイヤフラム部分に連通する貫通穴を有し補助的役割を果たす第２の基板とを接合してなる接合基板を、前記半導体基板のスクライブラインに沿って個々のチップに分割するための方法であって、
前記第２の基板に対し、サンドブラスト法を用いて、その接合面とは反対側の面の前記スクライブラインに対応した位置に、断面くさび状をなす非貫通状の切込み溝を予め形成すると共に、それと同時に前記各貫通穴を形成しておき、
ブレードを用いたダイシングにより、前記半導体基板と前記第２の基板とを同時に切断することを特徴とする接合基板の切断方法。
【請求項２】
前記半導体基板のスクライブラインに沿って、非貫通状の切込み溝を予め形成しておくことを特徴とする請求項１記載の接合基板の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路が形成された半導体基板と、補助的役割を果たす第２の基板とを接合し、その接合基板をスクライブラインに沿って個々のチップに分割するようにした接合基板の切断方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示すように、半導体力学量センサ例えば圧力センサチップ１は、ダイヤフラム２ａが形成されると共に拡散ピエゾ抵抗体などからなる検知回路（図示せず）が形成されたシリコンチップ２を、前記ダイヤフラム２ａに連通する貫通穴３ａを有したガラス製の支持台座３上に支持して構成される。この場合、前記圧力センサチップ１を製造するにあたっては、前記ダイヤフラム２ａ及び検知回路を縦横に多数形成したシリコン基板（シリコンウエハ）と、前記ダイヤフラム２ａに対応した貫通穴３ａを予め形成したガラス基板とを接合し、その後、その接合基板をダイシングブレードを用いて切断することにより、個々のチップ１に分割することが行なわれる。
【０００３】
ところで、上記のようにブレードによる切断（ダイシング）を行なうにあたっては、切断厚みに応じたブレード幅（厚さ）を有するブレードを使用する必要がある。これに対し、上記したシリコン基板とガラス基板とを接合した接合基板は、シリコン基板の厚み（一般に３００〜６００μｍ）に対し、ガラス基板の厚みがかなり大きい（一般に２〜３ｍｍ程度）ため、これを切断するためには大きなブレード幅（２００〜３００μｍ）のブレードを使用せざるを得ず、このため、シリコン基板のスクライブラインの幅、つまり無効となる部分の幅が大きくなる不具合があった。チップ１が小さくなると、無効面積がシリコン基板全体の１０％を越えるケースも出てくる。
【０００４】
そこで、近年では、接合基板の切断における無効となる部分の幅を小さくするための技術として、特開平６−６１３４６号公報（第１の従来例と称する）や、特開平４−１０５５４公報（第２の従来例と称する）、特開平８−３２１４７８号公報（第３の従来例と称する）に示されるものが考えられている。このうち第１の従来例は、図８に示すように、シリコン基板４とガラス基板５とを接合した後、シリコン基板４側をブレード幅の小さいブレード６で切断し、その後、ガラス基板５側をブレード幅の大きいブレード７で切断するようにしている。
【０００５】
また、第２の従来例は、図９に示すように、ガラス基板８のスクライブラインに対応した位置に予め切込み８ａを形成しておいた上で、シリコン基板４と接合し、その後、シリコン基板４及びガラス基板８の残りの部分を一度に切断するものである。第３の従来例は、図１０に示すように、ガラス基板９の上面側に、予め切込み９ａを形成しておいた上で、シリコン基板４と接合し、その後、シリコン基板４及びガラス基板８の残りの部分を切断するものである。これらによれば、シリコン基板４の切断に使用するブレード６を、比較的小さいブレード幅のもので済ませることができ、ひいては有効面積を拡大することができる。
【０００６】
しかしながら、これら第１〜第３の従来例では、切断後の圧力センサチップ１の形状が、図７に示すように、切断面（側面）部分において、シリコンチップ２（シリコン基板４）が支持台座３からひさし状に突出した段差形状（符号ａで示す）となるため、次のような不具合を招いていた。即ち、近年、圧力センサチップ１の表面保護構造として、チップ１全体をゲルで覆うことが考えられているが、この構造の課題は、ゲル中の気泡をいかにして抑えるかである。
【０００７】
ところが、上記のような段差形状ａが存在すると、この段差部分でのゲルの回り込みが悪くなり、気泡が発生しやすい構造となるのである。また、上記第１及び第３の従来例では、シリコン基板４におけるスクライブラインの切断幅（ブレード幅）は小さくすることができるものの、図７に示したように、シリコンチップ２が支持台座３からはみ出ているため、シリコンチップ２の端部まで回路を形成することはできず、結局、そのはみ出し部分がデッドスペースとなって、無効部分を極力小さくするといった問題は解決されていない事情もあった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、半導体基板のスクライブラインの無効部分を極力小さくすることができながらも、切断面部分における段差形状の発生を防止することができる接合基板の切断方法を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明においては、半導体基板に接合される第２の基板に、サンドブラスト法を用いて、スクライブラインに対応した位置に断面くさび状をなす非貫通状の切込み溝を予め形成すると共に、それと同時に各貫通穴を形成しておき、接合後に、ブレードを用いたダイシングにより、半導体基板と第２の基板とを同時に切断するようにしている（請求項１の発明）。
【００１０】
これによれば、接合基板を切断してチップに分割するにあたっては、スクライブラインに沿って、切込み溝につなげるようにして、半導体基板及び第２の基板の一部をブレードにより同時に切断すれば良く、この場合、切断厚みは小さいので、ブレード幅を小さく済ませることができる。そして、このとき、切込み溝は断面くさび状（順テーパー状）をなすので、切断されたチップの側面は、ブレードによる切断部部分で真直ぐで、それに連続した切込み溝部分でやや傾斜した如き面となり、段差が発生することはない。
【００１１】
従って、本発明によれば、スクライブラインの幅を小さくして半導体基板の無効部分を極力小さくすることができながらも、切断面部分における段差形状の発生を防止することができ、ひいてはチップ全体をゲルで覆う場合における、気泡の発生を抑えることができるという優れた効果を奏するものである。
【００１２】
また、第２の基板に、切込み溝を形成すると同時に貫通穴を形成する構成としたので、第２の基板に対する貫通穴の形成と切込み溝の形成とを別途の工程にて行なう場合に比べ、効率の良い作業を行なうことができる。そして、サンドブラスト法により形成される切込み溝は断面くさび状（順テーパー状）をなすので、上記断面くさび状をなす非貫通状の切込み溝の形成には、サンドブラスト法を用いることが適するものとなる。
【００１３】
さらには、半導体基板側にも、そのスクライブラインに沿って、非貫通状の切込み溝を予め形成しておくことができる（請求項２の発明）。これによれば、接合後のブレードによる切断厚みをより薄くすることができ、ブレード幅を一層小さくしたり、切断作業に要する時間を短縮化したりすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を圧力センサチップの製造に適用した第１の実施例について、図１ないし図４を参照しながら説明する。まず、図２は、本実施例の方法により製造される圧力センサチップ１１の構成を示しており、この圧力センサチップ１１は、例えば厚みが３００〜６００μｍで、２．５ｍｍ角〜４．０ｍｍ角程度の大きさのシリコンチップ１２を、例えば高さ寸法２〜３ｍｍのガラス製の支持台座１３により支持して構成される。
【００１６】
前記シリコンチップ１２は、その中央部に薄肉なダイヤフラム１２ａが形成されていると共に、図示はしないが、その上面側に位置して例えば４個のピエゾ抵抗体をブリッジ接続してなる検知回路が形成されている。また、前記支持台座１３の中央部には、前記ダイヤフラム１２ａ部分に連通する断面円形の貫通穴１３ａが上下に延びて形成されている。尚、この貫通穴１３ａは、上方に行くに従って径小となる緩やかなテーパー状をなしている。また、前記シリコンチップ１２の下面と支持台座１３の上面とは、例えば陽極接合法により接合されている。
【００１７】
さて、上記のように構成された圧力センサチップ１１は、図１に示すような接合基板１４を、そのスクライブラインＳに沿って、図示しないブレードを用いて切断（ダイシング）することにより製造される。ここで、本実施例に係る接合基板１４の構成について述べる。
【００１８】
この接合基板１４は、半導体基板たるシリコン基板（シリコンウエハ）１５と、補助的役割を果たす第２の基板たるガラス基板１６とを、この場合陽極接合法により接合して構成される。前記シリコン基板１５には、周知のプロセスにより、上記したダイヤフラム１２ａ及び検知回路が、縦横に所定間隔で並んで多数個形成されている。前記スクライブラインＳは、このシリコン基板１５を各シリコンチップ１２に分割するように縦横に格子状に設定される。
【００１９】
一方、前記ガラス基板１６には、前記シリコン基板１５の各ダイヤフラム１２ａの中心部に対応した位置に、夫々貫通穴１３ａが形成されていると共に、前記スクライブラインＳに対応した位置に、断面くさび状（Ｖ字状）をなす非貫通状の切込み溝１７が縦横に格子状に形成されている。後述するように、この切込み溝１７は、接合面とは反対側の面（図１で下面側）から、サンドブラスト法により、ガラス基板１６の接合面側（図１で上面側）に数十μｍ程度の厚みを残すように形成されるようになっている。また、前記貫通穴１３ａも、この切込み溝１７と同時に形成されるようになっている。
【００２０】
ここで、前記接合基板１４の製造方法について、図３及び図４も参照して述べる。図３は、接合基板１４を接合するまでの工程を順に示している。即ち、まず図３（ａ）に示すように、平板状に研磨されたガラス基板１６を用意し、次に図３（ｂ）に示すように、このガラス基板１６に対して、サンドブラスト法により貫通穴１３ａ及び切込み溝１７を形成する工程が実行される。
【００２１】
このサンドブラスト法による加工は、図４に示すように、ガラス基板１６の表面（接合面とは反対側の面）にレジストマスク１８を設け、そのレジストマスク１８のうち所定位置に開口１８ａを形成する。この場合、開口１８ａとしては、貫通穴１３ａの形成位置には、例えば１ｍｍφ程度の円形孔が形成され、切込み溝１７の形成位置には、幅が数１００μｍ程度の格子状のスリットが形成される。尚、図４ではガラス基板１６を図１〜図３とは上下反転して示している。
【００２２】
そして、ノズル１９の先から、開口１８ａを通してガラス基板１６の表面に砥粒混じりのエアーＡを吹付けることにより、ガラス基板１６が削られていく。このサンドブラスト法では、形成される穴は所定角度の順テーパー状となるので、予めガラス基板１６の厚みとテーパー角とから最適な開口１８ａの径寸法や幅寸法を設定しておくことにより、ガラス基板１６を貫通する貫通穴１３ａ、及び、ガラス基板１６の接合面側に所定厚み（数十μｍ程度）を残した断面くさび状の切込み溝１７を形成することができる。このとき、切込み溝１７は非貫通状態であるため、ガラス基板１６は一体物としてその形状が保持されることは勿論である。
【００２３】
このようにしてガラス基板１６に貫通穴１３ａ及び切込み溝１７が形成されると、図３（ｃ）に示すように、ガラス基板１６の表面（接合面）を研磨して平坦化する工程が実行される。この後、詳しい説明は省略するが、別工程にてダイヤフラム１２ａ及び検知回路を形成しておいたシリコン基板１５を用意し、図３  （ｄ）に示すように、そのシリコン基板１５とガラス基板１６とを陽極接合法により接合する工程が実行される。これにて、図１に示すような接合基板１４が形成されるのである。
【００２４】
そして、その後、上記した接合基板１４に対し、図示しないブレードを用いた切断（ダイシング）が行なわれ、接合基板１４が図２に示した個々の圧力センサチップ１１に分断される。この切断は、前記スクライブラインＳに沿って、前記切込み溝１７につなげるようにして、シリコン基板１５と、ガラス基板１６の一部（切込み溝１７の底を構成する部分）とを同時に切断することにより行なわれる。
【００２５】
このとき、ブレードによる切断厚みは、シリコン基板１５の厚みと、ガラス基板１６の最も薄くなった部分（数十μｍ程度）の厚みを加えたものであって、十分に小さいものとなるため、切断厚みに応じたブレード幅（厚さ）を有するブレードを使用しなければならない事情があっても、ブレード幅を小さく済ませることができ（例えばシリコン基板１５の切断に使用する３０μｍ程度）、ひいては、シリコン基板１５のスクライブラインＳの幅、つまり無効となる部分の幅を小さく済ませることができるのである。
【００２６】
また、切断された圧力センサチップ１１の側面は、図２に示すように、ブレードによる切断部分で真っ直ぐで、それに連続して切込み溝１７部分でやや傾斜した如き面となり、シリコンチップ１２が支持台座１３からひさし状に突出することはないため、シリコンチップ１２の端部まで回路を形成することが可能となるのである。
【００２７】
しかして、図示はしないが、圧力センサチップ１１の表面保護構造として、近年、チップ１１全体をゲルで覆うことが行なわれる。このとき、上記圧力センサチップ１１においては、その側面の図２に符号ｂで示す部分に、従来例のような段差が発生することはないので、チップ１１全体をゲルで覆う場合におけるゲルの回り込みが良好に行なわれ、気泡の発生を抑えることができるようになる。
【００２８】
このように本実施例によれば、ガラス基板１６のスクライブラインＳに対応した位置に、予めサンドブラスト法により断面くさび状をなす切込み溝１７を形成しておき、シリコン基板１５との接合後に、シリコン基板１５とガラス基板１６の薄肉部分とを同時に切断するようにしたので、シリコン基板１５のスクライブラインＳの無効部分を極力小さくし、有効エリアを拡大することができる。
【００２９】
そして、圧力センサチップ１１の側面に段差が発生することがないので、チップ１１全体をゲルで覆う場合における気泡の発生を効果的に防止し、気泡に起因する不具合（ボンディングワイヤの切断等）を未然に防止することができるものである。また、特に本実施例では、ガラス基板１６に対してサンドブラスト法による切込み溝１７を形成すると同時に貫通穴１３ａをも形成するようにしたので、貫通穴１３ａを別途の工程（例えば超音波加工法）にて行なう場合に比べ、効率の良い作業を行なうことができるといったメリットも得ることができる。
【００３０】
図５は、本発明の第２の実施例に係る接合基板２１の構成を示すものである。この接合基板２１も、ダイヤフラム１２ａや検知回路が形成された半導体基板たるシリコン基板２２と、断面くさび状をなす非貫通状の切込み溝２３がスクライブラインＳに沿って予め形成された第２の基板たるガラス基板２４とを接合して構成されるのであるが、本実施例では、前記シリコン基板２２の下面側にも、スクライブラインＳに沿って、非貫通状の溝２５を予め形成するようにしている。これによれば、接合基板２１に対するブレードによる切断厚みをより薄くすることができ、ブレード幅を一層小さくしたり、切断作業に要する時間を短縮化したりすることができるものである。
【００３１】
尚、上記第１の実施例では、ガラス基板１６に対し切込み溝１７の形成と同時に貫通穴１３ａをも形成する構成とした。図６には、参考例の接合基板３１を示しており、第２の基板たるガラス基板３２に、切込み溝３３のみを形成している。
【００３２】
その他、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば下記のような拡張、変更が可能であり、記載した以外にも要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。即ち、上記実施例では、圧力センサチップを具体例としたが、加速度センサなどの他の物理量センサ素子にも本発明を適用することができることは勿論、接合基板全般に本発明を適用することができる。
【００３３】
この場合、第２の基板については、ガラス基板に限らず、シリコン、金属、セラミック等、断面くさび状をなす切込み溝の形成が可能な材質のものであれば、各種の材質のものに適用でき、また、基板の接合方法についても、陽極接合法に限らず、低融点ガラス法や金属接合法等の各種の接合方法が採用できる。半導体基板としても、シリコン基板に限定されるものではない。断面くさび状をなす方法として、ここではサンドブラスト法について記載したが、これ以外の方法例えばエッチング方法を用いても良い。さらには、上記実施例で例示した各部の厚みや幅寸法等についても、一例をあげたに過ぎないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すもので、接合基板の縦断面図
【図２】圧力センサチップの構成を示す縦断面図
【図３】接合基板の製造工程を説明するための縦断面図
【図４】サンドブラスト法による切込み溝の形成方法を説明するための図
【図５】本発明の第２の実施例を示す図１相当図
【図６】  参考例を示す図１相当図
【図７】従来例における圧力センサチップの構成を示す縦断面図
【図８】第１の従来例を示すもので、接合基板の切断時の様子を示す縦断面図
【図９】第２の従来例を示すもので、接合基板（ａ）及びそれが切断された様子（ｂ）を示す縦断面図
【図１０】第３の従来例を示す図９相当図
【符号の説明】
図面中、１１は圧力センサチップ（チップ）、１２はシリコンチップ、１３は支持台座、１３ａは貫通穴、１４，２１，３１は接合基板、１５，２２はシリコン基板（半導体基板）、１６，２４，３２はガラス基板（第２の基板）、１７，２３，３３は切込み溝、２５は溝、Ｓはスクライブラインを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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