JP2017069384A - Manufacturing method for sub-mount - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光デバイス(HDD/DVDレコーダなどのピックアップ、光通信)用モジュールとして半導体レーザ素子等が実装されるサブマウントの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a submount on which a semiconductor laser element or the like is mounted as a module for an optical device (a pickup for an HDD / DVD recorder, optical communication).
近年、光デバイス用モジュールは、半導体レーザ素子等を、チップ部品(以下サブマウントと呼ぶ)を介してヘッド部に実装されることが知られている。サブマウントは上面に半導体レーザ素子を精度よく実装し、サブマウントの上面と接続する側面をヘッド部への実装面としてヘッド部に搭載される。このとき半導体レーザ素子が実装されたサブマウントの上面が、ヘッド部への実装面である側面に対し高い直角度が求められる。 In recent years, it has been known that a module for an optical device has a semiconductor laser element or the like mounted on a head portion via a chip component (hereinafter referred to as a submount). The submount mounts the semiconductor laser element on the upper surface with high accuracy, and the side surface connected to the upper surface of the submount is mounted on the head portion as a mounting surface to the head portion. At this time, the upper surface of the submount on which the semiconductor laser element is mounted is required to have a high squareness with respect to the side surface that is the mounting surface to the head portion.
そのようなサブマウントは極めて小さく(例えば各辺が0.5mm以下のサイズ)、例えば6インチの基板から多数個を製造することができる。そして半導体レーザ素子等を実装することによって半導体レーザ装置や、それを実装した光デバイスとして用いられ、その技術に関する多くの提案がなされている(例えば、特許文献1参照。)。 Such submounts are very small (eg, a size of 0.5 mm or less on each side), and many can be manufactured from, for example, a 6 inch substrate. Then, by mounting a semiconductor laser element or the like, it is used as a semiconductor laser device or an optical device having the semiconductor laser device mounted thereon, and many proposals relating to the technology have been made (for example, see Patent Document 1).
特許文献1に記載された従来技術において、半導体レーザ素子の製造工程は、ウエハ状の半導体基板上に所定の半導体積層膜の形成工程、リッジ部形成工程、電極形成工程、切断工程による個片化を経て半導体レーザ素子を形成している。
In the prior art described in
一方、サブマウントの製造工程は、ウエハ状の基板に複数のサブマウントを形成する工程、半導体レーザ素子を設置する面側に所定の電極パターニングを施すロウ材形成工程、基板の対向面に放熱材料を成膜する下面放熱層形成工程、格子状に切断するサブマウント個片化工程を経てサブマウントを形成している。 On the other hand, the submount manufacturing process includes a process of forming a plurality of submounts on a wafer-like substrate, a brazing material forming process of performing predetermined electrode patterning on the surface side where the semiconductor laser element is installed, and a heat dissipation material on the opposing surface of the substrate The submount is formed through a lower surface heat radiation layer forming step of forming a film and a submount singulation step of cutting into a lattice shape.
次に、個片化されたサブマウントのロウ材上に半導体レーザ素子の電極を接着することによって半導体レーザ装置を得ている。半導体レーザ装置はサブマウントの背面に炭素を主成分とした放熱材料を積層しているので軽量で放熱性の高い半導体レーザ装置を得ている。 Next, the semiconductor laser device is obtained by bonding the electrode of the semiconductor laser element onto the brazing material of the submount that has been separated into pieces. Since the semiconductor laser device has a heat dissipation material mainly composed of carbon laminated on the back surface of the submount, a light-weight and high heat dissipation semiconductor laser device is obtained.
特許文献1に示した従来技術は、このような製造方法によって半導体レーザ装置を製造し、レーザ光を磁気記録ヘッドに設けられた光導波路に対して正確に照射することができるようにしている。
The prior art disclosed in
ところで、特許文献1に記載された第2実施形態によれば、サブマウント基板の上面に電極となるロウ材(金属膜)を形成する工程、ドライエッチングによって溝部(以下、スリットと呼ぶ)を格子状に形成しサブマウントを分割する工程、そして放熱層の形成を行ったあとサブマウントを個片化するようにしたサブマウントの製造方法の例が記載されている。
By the way, according to the second embodiment described in
このように基板にドライエッチングによりスリットを形成する場合、基板の上面に対しスリット側面は高い直角度が得られるものの、基板内に各種の汚染(以下コンタミと呼ぶ)が残りやすく、サブマウントを光デバイス等に実装する際に、サブマウントの実装面と光デバイス等の被実装面にコンタミが侵入することで光デバイス等に対するサブマウントの直角度に悪影響を及ぼす懸念がある。 When slits are formed on the substrate by dry etching in this way, the slit side surface has a high squareness with respect to the upper surface of the substrate, but various contaminations (hereinafter referred to as contamination) are likely to remain in the substrate, and the submount is optically When mounting on a device or the like, there is a concern that contamination enters the mounting surface of the submount and the mounting surface of the optical device or the like, thereby adversely affecting the perpendicularity of the submount with respect to the optical device or the like.
しかしながら、特許文献1の第2実施形態によれば、ロウ材(金属膜)形成後の基板にドライエッチングによるスリットを形成する工程となっているので、基板の洗浄には電極にダメージを与える酸を用いる洗浄は行えない。一方、酸を用いない基板の洗浄方法ではコンタミが残りやすく清浄なサブマウントを得られないという課題がある。
However, according to the second embodiment of
(発明の目的)
本発明の目的は上記課題を解決し、金属膜にダメージを与えることなく高い清浄性を保つことができるサブマウントの製造方法を提供することである。さらには、高い直角度を有する面を有するとともに、製造工程の時間短縮と基板のウエハレベルのハンドリング性が改善された製造方法を提供することである。
(Object of invention)
An object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a method for manufacturing a submount that can maintain high cleanliness without damaging a metal film. It is another object of the present invention to provide a manufacturing method that has a surface having a high squareness and has improved manufacturing time reduction and wafer level handling of a substrate.
本発明におけるサブマウントの製造方法は以下の通りである。
基板からサブマウントを形成するサブマウントの製造方法において、前記基板を加工して前記サブマウントの少なくとも1つの面を形成する第1の外形形成工程と、前記第1の外形形成工程の後に前記基板を洗浄する基板洗浄工程と、前記基板洗浄工程により清浄化された前記サブマウントの表面に金属膜を形成する金属膜形成工程と、前記第1の外形形成工程にて形成した前記面を除く前記サブマウントの少なくとも一つの面を形成する第2の外形形成工程と、を備えることを特徴とする。
The manufacturing method of the submount in the present invention is as follows.
In a submount manufacturing method for forming a submount from a substrate, a first contour forming step of processing the substrate to form at least one surface of the submount, and the substrate after the first contour forming step Except for the substrate cleaning step for cleaning the substrate, the metal film forming step for forming a metal film on the surface of the submount cleaned by the substrate cleaning step, and the surface formed in the first outer shape forming step. And a second outer shape forming step for forming at least one surface of the submount.
これにより、第1の外形形成工程によりサブマウントの少なくとも一つの面を形成し、次に基板洗浄工程により基板を洗浄するので、第1の外形形成工程で生じたコンタミを基板から除去し、清浄なサブマウントを得ることができる。そして基板洗浄工程の後に金属膜形成工程を行うので、金属膜に洗浄によるダメージを与えることがなく清浄性を高く保つことのできるサブマウントの製造方法が可能になる。 As a result, at least one surface of the submount is formed by the first outer shape forming process, and then the substrate is cleaned by the substrate cleaning process. Therefore, the contamination generated in the first outer shape forming process is removed from the substrate and cleaned. Submount can be obtained. Since the metal film forming step is performed after the substrate cleaning step, a submount manufacturing method capable of maintaining high cleanliness without damaging the metal film due to cleaning becomes possible.
また、金属膜形成工程において基板表面は清浄性が保たれているので密着性の高い金属膜の形成を行うことができる。 Further, since the substrate surface is kept clean in the metal film forming step, a metal film with high adhesion can be formed.
また、基板洗浄工程は、酸を用いた洗浄工程を含むとよい。 Further, the substrate cleaning step may include a cleaning step using an acid.
これにより、第1の外形形成工程で生じたコンタミを強い洗浄により基板から除去し、より清浄性の高いサブマウントの製造方法が可能になる。 As a result, the contamination generated in the first outer shape forming process is removed from the substrate by strong cleaning, and a method for manufacturing a submount with higher cleanliness becomes possible.
また、第1の外形形成工程は、基板をドライエッチングすることでサブマウントの少なくとも1側面を形成する工程であるとよい。 The first outer shape forming step may be a step of forming at least one side surface of the submount by dry etching the substrate.
これにより、基板から第1の外形形成工程によって形成するサブマウントの面は高い直角度を得ることができる。 Thus, the surface of the submount formed from the substrate by the first outer shape forming step can obtain a high squareness.
また、基板洗浄工程の前に、基板の表面に酸化膜を形成する表面酸化膜形成工程を設けるとよい。 In addition, a surface oxide film forming step for forming an oxide film on the surface of the substrate may be provided before the substrate cleaning step.
これにより、基板の表面に安定した酸化膜を形成することでより強い洗浄を行うことができるので、より有効にコンタミの除去を行うことができる。 Thereby, since a stronger cleaning can be performed by forming a stable oxide film on the surface of the substrate, contamination can be more effectively removed.
また、基板洗浄工程は、フッ化水素酸溶液を用いた洗浄工程を含むとよい。 Further, the substrate cleaning process may include a cleaning process using a hydrofluoric acid solution.
これにより、フッ化水素酸溶液を用いて洗浄することで基板表面に形成された表面酸化膜及び表面酸化膜に取り込まれたコンタミまでも溶解して除去することができるので、より高い清浄性を得ることができる。また、同時にサブマウントの面の平滑性を向上することができる。 As a result, it is possible to dissolve and remove even the surface oxide film formed on the substrate surface and the contamination taken into the surface oxide film by washing with the hydrofluoric acid solution. Can be obtained. At the same time, the smoothness of the surface of the submount can be improved.
また、金属膜形成工程は、金属膜として下地金属膜層と接着用金属膜層を積層形成する工程であるとよい。 Further, the metal film forming step may be a step of laminating and forming a base metal film layer and an adhesive metal film layer as a metal film.
これにより、サブマウント表面に下地金属膜層として、例えば密着層、バリア層、導電層等を積層形成し、その上に接着用金属膜層を形成することで他部材との確実な機械的、電気的接合を行うことができる。 Thereby, for example, an adhesion layer, a barrier layer, a conductive layer, etc. are laminated on the surface of the submount as a base metal film layer, and an adhesive metal film layer is formed thereon to ensure reliable mechanical connection with other members, Electrical bonding can be performed.
また、第2の外形形成工程は、機械加工によって行うとよい。 The second outer shape forming step may be performed by machining.
これにより、サブマウントの垂直性を必要としない側面は機械加工によって形成できるので加工時間を短縮し、基板からサブマウントを容易に個片化することができる。 Thereby, the side surface which does not require the perpendicularity of the submount can be formed by machining, so that the processing time can be shortened and the submount can be easily separated from the substrate.
また、第1の外形形成工程によって形成するサブマウントの側面は対向する2面であり、第2の外形形成工程によって形成する面は前記対向する2面に直交する他の対向する2面であるとよい。 Further, the side surfaces of the submount formed by the first outer shape forming step are two opposite surfaces, and the surfaces formed by the second outer shape forming step are other two opposite surfaces orthogonal to the two opposite surfaces. Good.
これにより、2つの外形形成工程を好適に組み合わせることで、サブマウントの一方の対向した2面はエッチング等により高い直角度を有する面を精度よく形成し、他の対向する2面は機械加工等により加工時間を短縮することができる。 Thereby, by suitably combining the two outer shape forming steps, one of the two opposing surfaces of the submount can accurately form a surface having a high squareness by etching or the like, and the other two opposing surfaces can be machined or the like. As a result, the processing time can be shortened.
また、第1の外形形成工程は、細い枠状のスリットを形成し、枠状のスリットの内部の島状部を抜き落とすことによって幅広のスリットを形成するとよい。 In the first outer shape forming step, a wide frame-shaped slit may be formed by forming a thin frame-shaped slit and removing an island-shaped portion inside the frame-shaped slit.
これにより、第1の外形形成工程によって形成される側面は幅広であっても、より垂直性の高い側面を得ることができる。またサブマウントの側面と表面への金属膜の同時形成が可能になる。 Thereby, even if the side surface formed by the first outer shape forming step is wide, a side surface with higher verticality can be obtained. In addition, the metal film can be simultaneously formed on the side surface and the surface of the submount.
また、基板は、シリコン基板であるとよい。 The substrate may be a silicon substrate.
本発明によるサブマウントの製造方法によれば、金属膜にダメージを与えることなく高い清浄性を保つサブマウントを提供することが可能となった。 According to the submount manufacturing method of the present invention, it is possible to provide a submount that maintains high cleanliness without damaging the metal film.
以下、図面に基づいて本発明を詳述する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の思想を具体化するためのサブマウントの製造方法を例示するものであって、本発明は以下に説明する方法及び構成に特定するものではない。特に実施の形態に記載されている製造方法及び部材の形状、材質、その相対的配置等は特定的な記載がない限りは本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく説明例に過ぎない。また、各図面が示す製造方法及び部材の大きさや形状、位置関係等は説明をわかりやすくするために誇張していることがある。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a method of manufacturing a submount for embodying the idea of the present invention, and the present invention is not limited to the method and configuration described below. In particular, the manufacturing method and the shape, material, relative arrangement, etc. of the members described in the embodiments are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified. . In addition, the manufacturing method and the size, shape, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for easy understanding.
本発明のサブマウントの製造方法は、サブマウントに形成する金属膜へのダメージを与えることなく高い清浄性を保つことができるサブマウントの製造方法を提供するものである。 The submount manufacturing method of the present invention provides a submount manufacturing method capable of maintaining high cleanliness without damaging a metal film formed on the submount.
このようなサブマウントの製造方法を実現するために、サブマウントの少なくとも1つの面を形成する第1の外形形成工程と、基板を洗浄する基板洗浄工程と、基板洗浄工程により清浄化されたサブマウントの表面に金属膜を形成する金属膜形成工程と、第1の外形形成工程にて形成した面を除くサブマウントの少なくとも一つの面を形成する第2の外形形成工程とを備えるようにした。 In order to realize such a submount manufacturing method, a first outer shape forming process for forming at least one surface of the submount, a substrate cleaning process for cleaning the substrate, and a sub cleaned by the substrate cleaning process A metal film forming step for forming a metal film on the surface of the mount; and a second outer shape forming step for forming at least one surface of the submount excluding the surface formed in the first outer shape forming step. .
このような製造方法とすることによって、高い直角度を有するサブマウントを形成とともにコンタミを有効に除去できるようになった。またサブマウントに形成する金属膜へのダメージを与えることなく高い清浄性を保つことができる製造方法が可能になった。 By using such a manufacturing method, a submount having a high squareness can be formed and contamination can be effectively removed. In addition, a manufacturing method capable of maintaining high cleanliness without damaging the metal film formed on the submount has become possible.
まず、図1〜図5を用いて第1の実施形態について説明し、次に図6〜図7を用いて第2の実施形態を説明し、次に図8を用いて第3の実施形態を説明する。
説明にあたっては、同一要素には同一番号を付し重複する説明は省略するものとする。また、発明に関係のない部分は省略している。
First, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5, the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 7, and then the third embodiment will be described with reference to FIG. 8. Will be explained.
In the description, the same elements are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted. Further, parts not related to the invention are omitted.
[第1の実施形態の説明:図1〜図5]
図1は、本発明の製造方法によって製造されるサブマウントの構成を示し、図2は、第1の実施形態の製造工程のフローチャートを示す。また、図3、図4、図5は、図2に示すS110、S130、S140の工程をそれぞれ平面図及び斜視図によって示す。
[Description of First Embodiment: FIGS. 1 to 5]
FIG. 1 shows a configuration of a submount manufactured by the manufacturing method of the present invention, and FIG. 2 shows a flowchart of a manufacturing process of the first embodiment. 3, FIG. 4, and FIG. 5 show the steps of S110, S130, and S140 shown in FIG. 2 with a plan view and a perspective view, respectively.
[サブマウントの構成:図1]
図1(a)はサブマウント20の斜視図を示し、図1(b)は図1(a)のA−A´断面を示す。図1(a)、(b)に示すように、サブマウント20は基板から形成された1つの直方体である。側面20Sは基板から形成されたサブマウント20の側面の1つであり、サブマウント20をヘッド部などの被装着物に搭載する際の実装面である。また、側面20Sに隣り合う2つの側面20K、20K´及び側面20Sに対向する側面20S´は、基板からサブマウント20が個片化される時に形成される他の側面である。また、上面20Jは基板の上面に相当し、下面20J´は基板の下面に相当する。
[Submount configuration: Fig. 1]
FIG. 1A is a perspective view of the
サブマウント20を例えば図示しない光デバイスなどの被装着物に実装する場合、側面20Sを装着する。この場合、側面20Sには金属膜を形成しておく必要がある。また、上面20Jに例えば図示しない半導体レーザ素子などを実装する場合、同様に金属膜を形成しておく必要がある。したがって図1に示すように側面20S、上面20Jには例えばスパッタリング等の方法によって金属膜21を形成している。
When the
ここで図1に示す金属膜21は、側面20Sと上面20Jとで分離しているが目的に応じて接続させてもよい。また金属膜の膜層構成として例えば下層側からTi/Pt/Auの順に形成しておくとよい。Tiは基板との密着層として、PtはAuの基板への拡散防止層として、Auは例えばAu/Snハンダとの接合保持層としての役割がある。
Here, the
金属膜21の形成を基板の上面側から行う場合、後述するように側面20Sを形成するスリットの幅を必要量確保することで上面20Jと側面20Sに同時に形成することができる。
When the
次に、サブマウント20の上面20Jには、例えば半導体レーザ素子などを実装するために、図1に示すような金属膜22を金属膜21の上面に形成しておく。例えばAuSnのハンダ膜を積層形成しておくとよい。
Next, a
サブマウント20は、上面20Jに、例えば半導体レーザ素子などをAuSn膜からなる金属膜22を用いて実装し、サブマウント20の側面20Sを実装面として例えば光デバイスの所定の位置に実装することができる。これにより半導体レーザ素子などからの発光を光デバイスの所定の位置に所定の精度で導光することができる。
In the
[製造工程フローチャート:図2]
次に、図2に製造工程フローチャートを示し、まず、第1の実施形態の製造方法について説明する。尚、ここでは基板の材料として半導体材料であるシリコン(Si)を用いた例として説明する。また以下の各工程では特定の記載がない限り、それぞれの工程に必要な所定の検査、所定の洗浄等を行うことは当然のこととし、それらの詳細な説明は省略する。
[Manufacturing process flowchart: FIG. 2]
Next, a manufacturing process flowchart is shown in FIG. 2, and first, the manufacturing method of the first embodiment will be described. Here, an example in which silicon (Si), which is a semiconductor material, is used as the substrate material will be described. In the following steps, unless otherwise specified, it is natural to perform predetermined inspections, predetermined cleanings, and the like necessary for the respective steps, and detailed descriptions thereof will be omitted.
[基板受け入れ工程]
まず、基板の受け入れ工程S100では基板の所定の検査、所定の洗浄等を行う。
[Board acceptance process]
First, in the substrate receiving step S100, predetermined inspection, predetermined cleaning, and the like of the substrate are performed.
[第1の外形形成工程]
次に、基板に複数のサブマウント形成するために第1の外形形成工程S110を行い、サブマウントの実装面となる側面を形成するためのスリットを形成する。
[First outline forming step]
Next, in order to form a plurality of submounts on the substrate, a first outer shape forming step S110 is performed to form slits for forming side surfaces that become mounting surfaces of the submounts.
[基板洗浄工程]
次に、第1の外形形成工程によりスリットが形成された基板に基板洗浄工程S120を行い、コンタミを除去する。
[Substrate cleaning process]
Next, a substrate cleaning step S120 is performed on the substrate on which the slit has been formed in the first outer shape forming step, and contamination is removed.
[金属膜形成工程]
次に、基板洗浄工程により清浄化された基板の各サブマウント部に金属膜形成工程S130を行い所定の金属膜を形成する。
[Metal film forming process]
Next, a metal film forming step S130 is performed on each submount portion of the substrate cleaned by the substrate cleaning process to form a predetermined metal film.
[第2の外形形成工程]
次に、基板に形成された各サブマント部において、第2の外形形成工程S140を行い第1の外形形成工程により形成された側面以外の側面を形成し基板から各サブマウントを個片化する。
[Second outline forming step]
Next, in each submount portion formed on the substrate, the second outer shape forming step S140 is performed to form side surfaces other than the side surfaces formed in the first outer shape forming step, and each submount is separated from the substrate.
[各工程のより具体的な説明:図3〜図5]
次に、図3〜図5を用いて、図2の製造工程フローチャートの順に各工程をより具体的に説明する。尚、ここでは基板受け入れ工程S100の詳細説明は省略する。
[More Specific Description of Each Step: FIGS. 3 to 5]
Next, each step will be described more specifically in the order of the manufacturing process flowchart of FIG. 2 with reference to FIGS. Here, detailed description of the substrate receiving step S100 is omitted.
[第1の外形形成工程S110:図3]
図3(a)は、基板10に複数のサブマウント20(破線で示す)を形成する状況を示し、基板10の一部を拡大して示している。図3(b)は、基板10の同じ部分を斜視図にて立体的に示している。
まず、図3(a)、(b)において、第1の外形形成工程S110について説明する。シリコンからなり所定の厚さに形成された基板10を例えばフォトリソグラフィー等によってレジストパターンを形成し、例えばエッチング等の方法によって基板10の上面から下面にわたり貫通したスリット12を複数形成する。各スリット12は各サブマウント20の実装面となる側面20Sを有しておりサブマウント20の側面20Sがそれぞれ形成される。
[First Outline Forming Step S110: FIG. 3]
FIG. 3A shows a state in which a plurality of submounts 20 (shown by broken lines) are formed on the
First, in FIGS. 3A and 3B, the first outer shape forming step S110 will be described. A resist pattern is formed on the
破線で示す各サブマウント20は、縦、横に格子状に配設しており、図3(b)に示すように1つのサブマウント20の側面20Sの対向面側にも同じスリット12が形成されている。また、対向面側のスリット12はY方向に隣り合うサブマウント20の側面20Sを形成している。このようにY方向にサブマウント20が複数並ぶ列が形成され、その列がX方向に複数配設される構成になっている。尚、図3(b)に示すB−B´断面は後述する第2の実施形態にて説明するものである。
Each
このように、スリット12を隣り合うサブマウント20が共有するように配設することにより効率的な多数個取りが可能である。尚、スリット12は共有するように配置した例に限定されるものではなく、それぞれのサブマウント20の両端面にあたる位置に固有のスリット12を配設してもよい。ここで、特に限定はしないがスリット20を形成する方法としては、例えばウエットエッチング、ドライエッチング、ブラスト加工などによって行うことができる。
As described above, the
[基板洗浄工程S120]
次に、基板洗浄工程について説明する。例えば、上述した基板10に第1の外形形成工程S110によりスリットを形成する場合、レジストパターン形成、エッチング加工などの所定の工程において、粒子状汚染物、金属汚染物、有機性汚染物等のコンタミが発生するのでこれらのコンタミを除去する必要がある。特にスリット内に金属汚染物が残っているとサブマウントを光デバイスなどの被装着物実装に実装した際の被装着物とサブマウントの直角度に影響を与えるおそれがある。これらのコンタミの中で金属汚染物を除去するためには酸を用いた洗浄が有効である。
[Substrate cleaning step S120]
Next, the substrate cleaning process will be described. For example, when the slit is formed in the
基板洗浄工程では、それぞれの汚染物に対応した洗浄を行うがここでは主に金属汚染物を除去するために酸を用いた洗浄例について説明する。このような金属汚染物の除去には、例えば過酸化水素水に塩酸を加え超純水で希釈したHPMなどの酸による洗浄が有効である。このような酸を用いた洗浄を所定の手順で行うことによって、強酸性の性質により金属汚染物を有効に除去することができる。 In the substrate cleaning process, cleaning corresponding to each contaminant is performed. Here, an example of cleaning using an acid for mainly removing metal contaminant will be described. For removing such metal contaminants, for example, cleaning with an acid such as HPM diluted with ultrapure water by adding hydrochloric acid to hydrogen peroxide water is effective. By performing such cleaning using an acid in a predetermined procedure, metal contaminants can be effectively removed due to the strong acidity.
また、金属膜形成工程の前に酸を用いた洗浄を行うことによって金属膜に酸によるダメージを与えることなく金属汚染物を除去することができる。ここで、特に限定はしないが基板洗浄工程に用いる洗浄方法をあげておく。例えば、酸を用いた洗浄、アルカリを用いた洗浄、純水を用いた洗浄などである。 Further, by performing cleaning using an acid before the metal film forming step, metal contaminants can be removed without damaging the metal film with acid. Here, although it does not specifically limit, the cleaning method used for a board | substrate cleaning process is mention | raise | lifted. For example, cleaning using an acid, cleaning using an alkali, cleaning using pure water, and the like.
[金属膜形成工程S130:図4]
図4は、前述の第1の外形形成工程S110にて基板10に複数のスリット20を形成し、各サブマウント20に金属膜を形成した状態を示す。
[Metal film forming step S130: FIG. 4]
FIG. 4 shows a state in which a plurality of
サブマウント20の側面20S及び上面20Jには金属膜を形成しておく必要がある。図4(a)、または(b)に示すように、下地金属膜形成工程として、スリット12が複数形成された基板10に上面側から例えばスパッタリング等の方法により金属膜21を形成する。金属膜21の膜層構成として、例えば下層側からTi/Pt/Auの順に形成しておく。
It is necessary to form a metal film on the
ここで、スリット12のY方向の幅がある程度大きければ基板10の上面側から金属膜を形成するとスリット12の側面にも同時に形成することが出来る。そして形成された金属膜をフォトリソグラフィーによりレジスト開口し、イオンミリング等により金属膜をエッチングし、基板10の上面及びスリット12の側面に所定の金属膜21を形成する。
Here, if the width of the
また、金属膜21には用途に応じて回路パターンを構成してもよい。また、後述するサブマウント20を基板10から個片化するときに、ダイシング等の機械加工による切断領域には金属膜が形成されない金属膜開口部23を設けておくと、基板10からサブマウント20を個片化する際の金属膜と工具の接触により発生する金属膜のバリを防止することができる。
Further, a circuit pattern may be formed on the
次に、接着用金属膜形成工程として、金属膜21に積層して金属膜22を形成する。金属膜22は、サブマウントの上面にフォトリソグラフィーによりレジスト開口し、例えば下層側からPt/F−Au/AuSn/F−Auの順に形成する。これにより半導体レーザ素子等をサブマウント20に実装し接合することができる。尚、特に限定はしないが金属膜を形成する製造方法をあげておく。例えば真空蒸着法、スパッタリング法などである。
Next, as a bonding metal film forming step, a
[第2の外形形成工程S140:図5]
図5は、第2の外形形成工程を示し、サブマウント20の側面20S以外の側面を形成する。図5(a)に示すようにサブマウント20の側面20S以外の側面となる切断溝17を形成する。例えば、図示しないダイシング加工などを用いて切断することにより切断溝17を各列に沿って順次形成する。
[Second Outline Forming Step S140: FIG. 5]
FIG. 5 shows a second outer shape forming step, in which side surfaces other than the
これにより、図5(b)に示すように切断溝17が各列に沿って形成され、基板10から金属膜が形成されたサブマウント20が個片化される。サブマウント20に形成された金属膜は基板洗浄工程の後に形成されるので金属膜を構成する各膜層には洗浄によるダメージはなく、また密着性の高い金属膜とすることができる。尚、特に限定はしないが第2の外形形成工程の製造方法をあげておく。例えばダイシング加工、レーザ加工、スクライブ加工などである。
Thereby, as shown in FIG. 5B, the cutting
[効果の説明]
以上に説明したように、第1の外形形成工程によりサブマウントの側面に高い直角度を有する実装面を形成することができるとともに、金属膜形成工程の前に基板洗浄工程を行うので、金属膜にダメージを与えることがなくコンタミを除去し清浄性を保つことができる。
[Description of effects]
As described above, the mounting surface having a high squareness can be formed on the side surface of the submount by the first outer shape forming process, and the substrate cleaning process is performed before the metal film forming process. Contaminants can be removed and cleanliness can be maintained without damaging the surface.
また、サブマウントの側面と上面、またはした面への金属膜の同時形成が可能になり金属膜形成時間の短縮が可能になる。さらにエッチングと機械加工の好適な組み合わせにより個片化の加工時間短縮を可能にできる。その結果、基板のウエハレベルの工程のハンドリング性を改善したサブマウントの製造方法を提供することができる。 In addition, the metal film can be simultaneously formed on the side surface and the upper surface of the submount or the surface, and the time for forming the metal film can be shortened. Further, the processing time for singulation can be shortened by a suitable combination of etching and machining. As a result, it is possible to provide a method for manufacturing a submount with improved handling of the wafer level process of the substrate.
尚、基板の材質は、シリコン基板として説明したがこれに限定されず、目的を同一とする他の材質を用いてもよい。また、第1の外形形成工程でサブマウントの対向2辺を形成し、他の対向2辺を第2の外形形成工程で形成する方法を説明したが、これに限定されず高い直角度を必要とする少なくとも1つの側面を第1の外形形成工程で形成し、残りの他の側面を第2の外形形成工程で形成してもよい。 In addition, although the material of the board | substrate was demonstrated as a silicon substrate, it is not limited to this, You may use the other material which has the same objective. In addition, the method of forming the opposite two sides of the submount in the first outer shape forming step and forming the other two opposite sides in the second outer shape forming step has been described. However, the present invention is not limited to this and requires a high squareness. At least one side surface may be formed in the first outer shape forming step, and the remaining other side surface may be formed in the second outer shape forming step.
[第2の実施形態の説明:図6〜図7]
次に、図6、図7を用いて第2の実施形態を説明する。図6は、第2の実施形態の製造方法を説明する製造工程のフローチャートを示し、図7は基板洗浄工程を説明する模式断面図を示している。
[Explanation of Second Embodiment: FIGS. 6 to 7]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 shows a flowchart of the manufacturing process for explaining the manufacturing method of the second embodiment, and FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view for explaining the substrate cleaning process.
第2の実施形態の特徴は、基板洗浄工程の前に表面酸化膜形成工程を設けた点であり、基板の表面に安定した酸化膜を形成し酸洗浄を効果的に行うことによりコンタミをより有効に除去することを目的とした製造方法である。
サブマウントの構成と、製造工程の第1の外形形成工程、金属膜形成工程、第2の外形形成工程は基本的に同一であるので、説明にあっては第1の実施形態を説明した図を利用して一部説明し、また重複する説明は省略する。
The feature of the second embodiment is that a surface oxide film forming step is provided before the substrate cleaning step, and a stable oxide film is formed on the surface of the substrate to effectively prevent acid contamination. It is a manufacturing method aiming at effective removal.
Since the configuration of the submount and the first outer shape forming step, the metal film forming step, and the second outer shape forming step in the manufacturing process are basically the same, the description of the first embodiment is given in the description. A part of the description will be made using and a redundant description will be omitted.
[製造工程のフローチャートの説明:図6]
図6に、第2の実施形態の製造工程フローチャートを示す。
第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、第1の外形形成工程S110の後であって基板洗浄工程S125の前に表面酸化膜形成工程S115を設けたことである。したがって、第2の実施形態に特有の製造工程である表面酸化膜形成工程S115と基板洗浄工程S125について、より具体的に説明する。
[Description of Manufacturing Process Flowchart: FIG. 6]
FIG. 6 shows a manufacturing process flowchart of the second embodiment.
The second embodiment is different from the first embodiment in that a surface oxide film forming step S115 is provided after the first outer shape forming step S110 and before the substrate cleaning step S125. Therefore, the surface oxide film forming step S115 and the substrate cleaning step S125, which are manufacturing steps unique to the second embodiment, will be described more specifically.
[表面酸化膜形成工程S115:図7]
図7(a)は、基板10にドライエッチングによりスリット12を形成しその断面を説明しやすいように模式的に示した拡大断面図である。ここで図7(a)は、前述した図3(b)に示すB−B´断面に相当する。図7(a)において、基板10にフォトリソグラフィーにより図示しないレジストパターンを形成し、ドライエッチング例えばDRIE(Deep Reactive Ion Etching)によりスリット12を形成する。
[Surface oxide film forming step S115: FIG. 7]
FIG. 7A is an enlarged cross-sectional view schematically showing the
このとき、スリット12の側面20Sには凹凸(以下スキャロップと呼ぶ)15が形成される。スキャロップ15は基板10の上面に対して平行で縞状の凹凸であり凹凸の段差がs1である。また、スキャロップ15はスリット12の内周に沿って連続的に形成される。そしてスリット12内には特にDRIEの加工工程で生じる図示しない各種コンタミが付着している。
At this time, irregularities (hereinafter referred to as scallops) 15 are formed on the
次に、図7(b)は、スリット12の内部を含む基板10の表面に表面酸化膜14が形成された状態を示す。表面酸化膜14は、前述のDRIE加工の後に、基板10に例えば1100℃程度の温度を所定時間加えて熱酸化により形成する。これにより、基板10の表面及びスリット12の内面に表面酸化膜(SiO2)14が形成される。
Next, FIG. 7B shows a state in which the
[基板洗浄工程S125:図7]
次に、図7(b)に示す表面酸化膜14が形成された状態で、例えば過酸化水素水に塩酸を加え超純水で希釈したHPMなどを用いた基板10の洗浄を行う。これにより強酸性の性質によりスキャロップ15に付着したコンタミを有効に除去することができる。
[Substrate cleaning step S125: FIG. 7]
Next, with the
あるいは、表面酸化膜14を溶解する機能を有する例えばフッ化水素酸溶液などを用いて基板10の洗浄を行うことにより、図7(c)に示すように表面酸化膜14をも溶解し除去することができる。これにより、スリット12の内部の壁面に取り込まれたコンタミを有効に除去することができる。また、図7(c)に示すように表面酸化膜14が溶解除去されることによりスキャロップ15の凹凸の段差がs1からs2に減少する。その結果、スリット12の側面の平坦化を改善することができる。
Alternatively, by cleaning the
[効果の説明]
以上に説明したように、表面酸化膜形成工程の後であって金属膜形成工程の前に、酸を用いた基板洗浄工程を行うので、金属膜にダメージを与えることなく、コンタミをより有効に除去することができる。これにより高い清浄性を保つことができるサブマウントの製造方法を提供することができる。また、表面酸化膜形成工程では高温による熱酸化を行うが、金属膜形成工程の前であるため特に金属膜形成には影響がない。
[Description of effects]
As described above, since the substrate cleaning process using an acid is performed after the surface oxide film forming process and before the metal film forming process, contamination is more effectively performed without damaging the metal film. Can be removed. Accordingly, it is possible to provide a method for manufacturing a submount that can maintain high cleanliness. In the surface oxide film forming step, thermal oxidation is performed at a high temperature. However, since it is before the metal film forming step, the metal film formation is not particularly affected.
また、フッ化水素酸溶液を用いた洗浄を行うことで、より高い清浄性を得られると同時にサブマウントの側面の平坦化を改善することができる。 Further, by performing the cleaning using the hydrofluoric acid solution, it is possible to obtain higher cleanliness and at the same time improve the flatness of the side surface of the submount.
[第3の実施形態の説明:図8]
次に、図8を用いて第3の実施形態を説明する。図8は、第1の実施形態の説明で用いた図3(b)に相当している。
[Description of Third Embodiment: FIG. 8]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 corresponds to FIG. 3B used in the description of the first embodiment.
第3の実施形態の特徴は、第1の外形形成工程におけるスリットの形成において、細い枠状のスリットを形成し、枠状のスリットの内部の島状部を抜き落とすことによって幅広のスリットを形成することである。基本的な製造方法は第1の実施形態と同様であるので、同一要素には同一番号を付し、重複する説明は省略する。 The feature of the third embodiment is that in forming the slit in the first outer shape forming step, a narrow frame-shaped slit is formed, and a wide slit is formed by removing an island-shaped portion inside the frame-shaped slit. It is to be. Since the basic manufacturing method is the same as that in the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図8(a)は、基板10にサブマウントを形成するために第1の外形形成工程を行い細い枠状のスリットが形成された状態を示している。図8(b)、(c)は図8(a)に示すC部の拡大平面図である。図8(b)において、細い枠状で幅がt1のスリット11が貫通形成されていてスリット11の内側には島状部18が形成されている。
FIG. 8A shows a state in which a thin frame-shaped slit is formed by performing a first outer shape forming process in order to form a submount on the
ドライエッチングでは、形成するスリット11の幅が狭いほど高い直角度を有するスリットが得られることが知られているが、フォトリソグラフィーによるレジストの最小開口幅の制限があるのでスリット幅t1は例えば10〜20μm程度であることが望ましい。
In dry etching, it is known that a slit having a high squareness is obtained as the width of the
基板10の下面を図示しないドライフィルムなどにより保持しておくことにより、貫通したスリット11内の島状部18を抜け落ちないように保持することができる。次に、スリット11を複数形成した基板10をレジスト剥離液に浸漬することによりレジストやドライフィルムを剥離除去する。
By holding the lower surface of the
そのときに島状部18をドライフィルムと共に基板10から離脱させると図8(c)に示すようにスリット幅t2の幅広のスリット12が形成される。これにより幅広であっても、より高い直角度を有するスリットが得られる。また金属膜の形成工程において、サブマウントの側面を含む表面への金属膜の同時形成が可能となる。
At that time, when the island-shaped
[効果の説明]
以上に説明したように、細い枠状のスリットを形成し枠状のスリットの内部の島状部を抜き落とすことにより、より高い直角度のスリットを形成することができるとともに、幅広のスリットによりサブマウントの側面と表面への金属膜の同時形成が可能になり金属膜形成時間の短縮が可能になる。
[Description of effects]
As described above, by forming a thin frame-shaped slit and removing the island-shaped portion inside the frame-shaped slit, a slit having a higher squareness can be formed, and the wide slit can be The metal film can be simultaneously formed on the side surface and the surface of the mount, and the metal film formation time can be shortened.
10 基板(ウエハ)
11 細い枠状のスリット
12 スリット
14 表面酸化膜
15 スキャロップ(凹凸)
17 切断溝
18 島状部
20 サブマウント
20J サブマウントの上面
20J´ サブマウントの下面
20S サブマウントの側面(被装着物への実装面)
20S´ サブマウントの対向側面
20K サブマウントの側面に隣り合う側面(機械加工面)
20K´ サブマウントの側面に隣り合う側面(機械加工面)
21 下地金属膜
22 接着用金属膜
23 金属開口部
10 Substrate (wafer)
11 Thin frame-shaped
17
20S 'Opposite side surface of
Side surface adjacent to the side of the 20K 'submount (machined surface)
21
Claims (10)
前記基板を加工して前記サブマウントの少なくとも1つの面を形成する第1の外形形成工程と、
前記第1の外形形成工程の後に前記基板を洗浄する基板洗浄工程と、
前記基板洗浄工程により清浄化された前記サブマウントの表面に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記第1の外形形成工程にて形成した前記面を除く前記サブマウントの少なくとも一つの面を形成する第2の外形形成工程と、
を備えることを特徴とするサブマウントの製造方法。 In the submount manufacturing method of forming the submount from the substrate,
A first outline forming step of processing the substrate to form at least one surface of the submount;
A substrate cleaning step of cleaning the substrate after the first outer shape forming step;
A metal film forming step of forming a metal film on the surface of the submount cleaned by the substrate cleaning step;
A second outer shape forming step for forming at least one surface of the submount excluding the surface formed in the first outer shape forming step;
A method of manufacturing a submount, comprising:
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