JP2003245847A - Working method of sapphire wafer and manufacturing method for electronic equipment - Google Patents
Working method of sapphire wafer and manufacturing method for electronic equipmentInfo
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- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、厚みが100μｍ以
下のサファイアウエハーの加工方法、および、このサフ
ァイアウエハーを用いた電子装置の製造方法に関するも
のである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for processing a sapphire wafer having a thickness of 100 μm or less, and a method for manufacturing an electronic device using this sapphire wafer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】サファイアは、その機械的強度、化学的
安定性や結晶学的理由、光学的理由などから用途は多岐
に渡る。光学機器の小型化、または、サファイアを用い
るセンサの感度向上のため、近年ではサファイアを100
μｍ以下の厚みとすることが必要となることがある。ま
た、特開平5-315646号公報に述べられているように、サ
ファイアウエハーを用いた電子素子の放熱性向上を目的
に、電子素子を一方の主面に形成した後に他方の主面か
らサファイアウエハーを薄板化することが行われてい
る。2. Description of the Related Art Sapphire has a wide variety of uses due to its mechanical strength, chemical stability, crystallographic reasons, optical reasons and the like. In recent years, sapphire has been reduced to 100 to reduce the size of optical equipment and improve the sensitivity of sensors that use sapphire.
It may be necessary to set the thickness to less than or equal to μm. Further, as described in JP-A-5-315646, for the purpose of improving heat dissipation of an electronic element using a sapphire wafer, the electronic element is formed on one main surface and then the other main surface is used to form the sapphire wafer. Is being thinned.
【０００３】サファイアウエハーの厚みを100μｍ以下
にまで加工する場合、研磨加工を行うことが一般的であ
る。研磨加工前のウエハーの厚みは通常、少なくとも30
0μｍ以上あり、研磨加工のみで200μｍ以上薄板化して
100μｍ以下とするには、多大な時間を要するという製
造上の問題がある。研磨布パッド上でコロイダルシリカ
を用いるなどの化学機械研磨は、サファイアウエハー表
面の面粗さ低減や最表面の結晶歪み除去を考えると仕上
げ研磨としては適当であるが、研磨レートが最大でも10
μｍ/h程度と小さい。そこで、仕上げ研磨として化学機
械研磨加工を行う前に、化学機械研磨加工よりレートの
速い、固定砥石を用いた研削加工により一定の厚みまで
予め薄板化しておくことで、加工時間を大幅に削減する
ことができる。また、研削加工によって生じる最表面の
結晶歪みを化学機械研磨で取りきれない場合には、化学
機械研磨の前にさらに銅板上でダイヤモンドを含むスラ
リーを用いるなどの機械研磨加工を行えば良い。When processing a sapphire wafer to a thickness of 100 μm or less, polishing is generally performed. Wafer thickness before polishing is usually at least 30
It has a thickness of 0 μm or more, and can be thinned to 200 μm or more only by polishing.
There is a manufacturing problem that it takes a lot of time to reduce the thickness to 100 μm or less. Chemical mechanical polishing such as using colloidal silica on the polishing pad is suitable for finish polishing considering the reduction of surface roughness of the sapphire wafer surface and removal of crystal strain on the outermost surface, but the polishing rate is 10 at maximum.
It is as small as μm / h. Therefore, before performing the chemical mechanical polishing process as the final polishing, it is possible to significantly reduce the processing time by preliminarily thinning the plate to a certain thickness by the grinding process using a fixed grindstone, which has a faster rate than the chemical mechanical polishing process. be able to. If the crystal strain on the outermost surface caused by the grinding process cannot be removed by chemical mechanical polishing, mechanical polishing such as using a slurry containing diamond on the copper plate may be performed before the chemical mechanical polishing.
【０００４】以下に、そのサファイアウエハーの加工方
法の一例を示す。An example of the processing method of the sapphire wafer will be shown below.
【０００５】まず、図7に示すように、サファイアウエ
ハー11を定盤12に接着する。サファイアウエハ−11また
は定盤12の一方の表面に接着用ワックス(図示せず)を1
〜30μｍの厚みで均一に塗布し、熱を加えて両者を接着
した後、接着用ワックスを冷却する。次に、一定の厚み
まで固定砥石14による研削加工を行う。まずはサファイ
アウエハー11に砥石14が接触しないような高さから、砥
石14を水平に回転または移動ながら少しずつ降下させて
行く。砥石14の下端とサファイアウエハー14の表面が接
触する瞬間からサファイアウエハー11の一部が除去され
て加工が始まる。砥石14はサファイアウエハー11の外周
から接触し、その後、順次接触面積が広がって加工が進
み、砥石14の位置をさらに低くしていくことでサファイ
アウエハー11が薄板化されていく。First, as shown in FIG. 7, a sapphire wafer 11 is bonded to a surface plate 12. Apply an adhesive wax (not shown) on one surface of the sapphire wafer 11 or the surface plate 12.
After uniformly applying a thickness of -30 μm and applying heat to bond them, the bonding wax is cooled. Next, the fixed grindstone 14 is ground to a constant thickness. First, the whetstone 14 is gradually lowered while horizontally rotating or moving from a height such that the whetstone 14 does not come into contact with the sapphire wafer 11. At the moment when the lower end of the grindstone 14 and the surface of the sapphire wafer 14 come into contact with each other, a part of the sapphire wafer 11 is removed and processing is started. The grindstone 14 comes into contact with the sapphire wafer 11 from the outer periphery thereof, and thereafter, the contact area is gradually expanded and the processing progresses, and the position of the grindstone 14 is further lowered, whereby the sapphire wafer 11 is thinned.
【０００６】研削加工は加工レートが非常に速いので加
工時間を短縮できる。Since the grinding process has a very high processing rate, the processing time can be shortened.
【０００７】その次に、図8に示すように、さらに所定
の厚みまで機械研磨を行う。研削加工の終わったサファ
イアウエハー11を定盤12に貼り付いたまま反転し、ダイ
ヤモンドを含むスラリーを滴下しつつ、回転する銅板41
に接触させ、サファイアウエハー11の表面を研磨する。
この時定盤12には上側から圧力を掛け、サファイアウエ
ハー11が強く銅盤12に押し付けられるようにする。この
ようにしてサファイアウエハー表面に生じた研削加工に
よる結晶歪みを除去する。Then, as shown in FIG. 8, mechanical polishing is further performed to a predetermined thickness. The sapphire wafer 11 that has finished grinding is turned over while being stuck to the surface plate 12, and a copper plate 41 that rotates while dropping slurry containing diamond is dropped.
And the surface of the sapphire wafer 11 is polished.
At this time, pressure is applied to the surface plate 12 from above so that the sapphire wafer 11 is strongly pressed against the copper plate 12. In this way, the crystal distortion caused by the grinding process on the surface of the sapphire wafer is removed.
【０００８】その後、図9に示すように、さらに所定の
厚みまで化学機械研磨を行う。機械研磨の終わったサフ
ァイアウエハー11を定盤12に貼り付いたまま反転し、コ
ロイダルシリカからなるスラリーを滴下しつつ、回転す
る研磨パッド51に接触させ、サファイアウエハー11の表
面を仕上げ研磨する。この時定盤12には上側から圧力を
掛け、サファイアウエハー11が強く研磨パッド51に押し
付けられるようにする。このようにしてサファイアウエ
ハー表面に生じた機械研磨加工による結晶歪みを除去す
る。After that, as shown in FIG. 9, chemical mechanical polishing is further performed to a predetermined thickness. The sapphire wafer 11 that has been mechanically polished is turned over while being attached to the surface plate 12, and a slurry made of colloidal silica is dropped and brought into contact with the rotating polishing pad 51 to finish-polish the surface of the sapphire wafer 11. At this time, pressure is applied to the surface plate 12 from above so that the sapphire wafer 11 is strongly pressed against the polishing pad 51. Thus, the crystal strain caused by the mechanical polishing process generated on the surface of the sapphire wafer is removed.
【０００９】以上のような方法によって厚みが100μｍ
以下のサファイアウエハーが製造できる。By the above method, the thickness is 100 μm.
The following sapphire wafer can be manufactured.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記研削加
工方法によれば、特に100μｍ以下の薄いウエハーを製
造する場合、研削中にサファイアウエハー外周にチッピ
ングを生じる確率が高くなり、製造歩留まりを著しく低
下させていた。ここで、チッピングとはサファイアウエ
ハー外周の端部に生じる欠けのことである。チッピング
はそれ自体がサファイアウエハーの形状を損なっている
だけでなく、研削加工工程、あるいは、後の研磨加工工
程において、チッピングを起点としてクラックや割れを
生じ、それによって発生したサファイア片によって同時
に加工している他のサファイアウエハーにまで品質上の
悪影響を及ぼす。However, according to the above-described grinding method, particularly when manufacturing a thin wafer of 100 μm or less, the probability of chipping on the outer periphery of the sapphire wafer during grinding becomes high, and the manufacturing yield is remarkably reduced. I was letting it. Here, the chipping is a chip generated at the end of the outer circumference of the sapphire wafer. The chipping itself not only impairs the shape of the sapphire wafer, but it also causes cracks and cracks starting from the chipping in the grinding process or the subsequent polishing process, and the sapphire pieces generated by this process simultaneously. The quality of other sapphire wafers is adversely affected.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】サファイアウエハーを定
盤に接着する工程と、このサファイアウエハーを研削加
工し、さらに研磨加工する工程とを含み、厚みが100μ
ｍ以下となるようにしたサファイアウエハーの加工方法
において、上記サファイアウエハーを定盤に接着した後
でサファイアウエハー側面をダミー材で覆うことで、チ
ッピングの発生を低減することができることを見出し
た。[Means for Solving the Problem] The method includes a step of adhering a sapphire wafer to a surface plate, a step of grinding and polishing this sapphire wafer, and a thickness of 100 μm.
In the method for processing a sapphire wafer having a thickness of m or less, it was found that the occurrence of chipping can be reduced by covering the side surface of the sapphire wafer with a dummy material after adhering the sapphire wafer to a surface plate.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態に
ついて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of the present invention will be described below.
【００１３】本発明によれば、厚み100μｍ以下の薄い
サファイアウエハーを製造する際に、固定砥石による研
削加工中に発生するチッピングの発生を低減することが
できる。According to the present invention, when manufacturing a thin sapphire wafer having a thickness of 100 μm or less, it is possible to reduce the occurrence of chipping that occurs during grinding with a fixed grindstone.
【００１４】サファイアウエハーを上記研削加工によっ
て加工する場合、図1のように水平に回転または移動す
る砥石14が、定盤12に接着されたサファイアウエハー11
の外周から接触し、その後、順次接触面積が広がって加
工が進み、砥石14の位置を低くしていくことでサファイ
アウエハー11が薄板化される。多くの場合、定盤12も回
転し、加工ムラを低減する。最も強い加工負荷がサファ
イアウエハー11に掛かるのは、砥石14がサファイアウエ
ハー11の外周に接触したその瞬間である。このため、研
削加工中にサファイアウエハー11にチッピングを生じる
のは、サファイアウエハー11が薄いほどその加工負荷に
対して脆くなるためであると考えられる。そこで、本発
明によれば、サファイアウエハー11の側面をダミー材13
で覆うことで、サファイアウエハー11外周に直接掛かる
加工負荷を低減できる。When a sapphire wafer is processed by the above-mentioned grinding process, a sapphire wafer 11 in which a grindstone 14 which horizontally rotates or moves as shown in FIG.
The sapphire wafer 11 is thinned by contacting from the outer periphery of the sapphire, and thereafter, the contact area is gradually expanded and the processing is advanced, and the position of the grindstone 14 is lowered. In many cases, the surface plate 12 also rotates to reduce processing unevenness. The strongest processing load is applied to the sapphire wafer 11 at the moment when the grindstone 14 contacts the outer circumference of the sapphire wafer 11. Therefore, it is considered that the sapphire wafer 11 is chipped during the grinding process because the thinner the sapphire wafer 11 is, the more brittle it is against the processing load. Therefore, according to the present invention, the side surface of the sapphire wafer 11 is covered with the dummy material 13
By covering with, the processing load directly applied to the outer periphery of the sapphire wafer 11 can be reduced.
【００１５】ダミー材13の材質としては被加工材と同一
のサファイアを用いても良いが、その他の材料でも良
い。サファイアからなるダミー材を用いると薄板化の加
工レートが同一となる利点があるが、外周形状が被加工
材と同一のダミー材を作製せねばならず、工程数の大幅
な増加となる点では好ましくはない。特に、被加工材の
外周形状をダミー材に形成する穴がちょうど同じになる
ように加工を施すのは大変困難である。炭化珪素、炭化
ホウ素やアルミナなどのセラミックス、または、ダイヤ
モンドのように、サファイアと同程度かそれ以上の硬度
を有する材質からなるダミー材も上記と同様のことが言
える。As the material of the dummy material 13, the same sapphire as the material to be processed may be used, but other materials may be used. The use of a dummy material made of sapphire has the advantage that the processing rate for thinning is the same, but in the point that a dummy material whose outer peripheral shape is the same as the material to be processed has to be produced, and the number of steps is greatly increased. Not preferred. In particular, it is very difficult to process the outer peripheral shape of the work material so that the holes formed in the dummy material are exactly the same. The same can be said for a dummy material made of a material having hardness equal to or higher than that of sapphire, such as silicon carbide, ceramics such as boron carbide or alumina, or diamond.
【００１６】また、加工負荷の低減という意味では、ダ
ミー材はアクリル樹脂、塩化ビニル樹脂のような樹脂系
材料でも良い。特に、ロジン樹脂を主成分とする接着用
ワックスであれば、高温では軟化、融解し外周を覆う作
業が容易になる他、加工中には適度な硬度を有するので
好ましい。また、安価に調達できる点でも良い。Further, in terms of reducing the processing load, the dummy material may be a resin material such as acrylic resin or vinyl chloride resin. In particular, an adhesive wax containing a rosin resin as a main component is preferable because it is softened and melted at a high temperature to facilitate the work of covering the outer periphery and has an appropriate hardness during processing. It is also good because it can be procured at low cost.
【００１７】ダミー材としての接着用ワックスは、特性
がその後の研削、研磨工程に合うものであれば固形でも
液体でも良い。例えば、接着力は30kg/cm2以上、好まし
くは40kg/cm2以上とするのが良い。また、軟化点は加工
中の温度以上であれば外れる心配はないが、45℃以上、
好ましくは、48℃以上とするのが良い。また、流動粘度
は300cp以上あれば塗布作業に支障を来すことはない。The adhesive wax as a dummy material may be solid or liquid as long as its characteristics are suitable for the subsequent grinding and polishing steps. For example, the adhesive strength is 30 kg / cm 2 or more, preferably 40 kg / cm 2 or more. Also, the softening point will not come off if it is above the temperature during processing, but above 45 ° C,
Preferably, the temperature is 48 ° C or higher. If the fluid viscosity is 300 cp or more, it will not hinder the coating work.
【００１８】なお、研削加工に不適な金属材料は、ダミ
ー材としても相応しくない。A metal material unsuitable for grinding is not suitable as a dummy material.
【００１９】被加工材のサファイアウエハーの側面は、
厚み方向、周方向ともに全て、ダミー材で確実に覆われ
ていることが望ましく、覆われていない部分があればチ
ッピングを生じ易い。なお、サファイアウエハーの接着
面または定盤に塗布される接着用ワックスの厚みはサフ
ァイアウエハーに比べて非常に薄いため、はみ出したと
しても側面全てを覆うには至らない。また、厚く塗布す
ると、被加工材の面精度の悪化に繋がる。The side surface of the sapphire wafer as the work material is
It is desirable that the dummy material is surely covered in both the thickness direction and the circumferential direction, and if there is an uncovered portion, chipping easily occurs. The thickness of the adhesive wax applied to the adhesive surface of the sapphire wafer or the surface plate is much smaller than that of the sapphire wafer, so that even if it sticks out, it does not cover all the side surfaces. Further, if it is applied thickly, it leads to deterioration of surface accuracy of the material to be processed.
【００２０】次に、本発明の第2の実施形態として、図2
のように、サファイアウエハー21の一方の主面上にサフ
ァイア以外の材料を用いて形成する電子素子22を有する
電子装置2を製造する際に、上記電子素子22を形成した
後に上記電子装置2を定盤12に接着し、上記サファイア
ウエハー21を他方の主面から薄板化し、サファイアウエ
ハー21の厚みを100μｍ以下とすることができる。この
場合も、電子装置2を定盤に接着した後に電子装置2の側
面をダミー材13で覆えば良い。Next, as a second embodiment of the present invention, FIG.
As described above, when manufacturing an electronic device 2 having an electronic element 22 formed by using a material other than sapphire on one main surface of the sapphire wafer 21, the electronic device 2 is formed after the electronic element 22 is formed. The thickness of the sapphire wafer 21 can be set to 100 μm or less by bonding it to the surface plate 12 and thinning the sapphire wafer 21 from the other main surface. Also in this case, the side surface of the electronic device 2 may be covered with the dummy material 13 after the electronic device 2 is bonded to the surface plate.
【００２１】以下に、接着用ワックスによりウエハー外
周を覆って研削加工を行う工程を含む、厚み100μｍ以
下のサファイアウエハーの加工方法について説明する。A method of processing a sapphire wafer having a thickness of 100 μm or less, including a step of covering the outer circumference of the wafer with an adhesive wax and performing a grinding process will be described below.
【００２２】まず、図3に示すように、サファイアウエ
ハー11を定盤に接着する。サファイアウエハ−11または
定盤12の一方の表面に接着用ワックス（図示せず）を1
〜30μｍの厚みで均一に塗布し、熱を加えて両者を接着
する。必要に応じてサファイアウエハー11の上から加圧
して強固に接着させても良い。First, as shown in FIG. 3, the sapphire wafer 11 is bonded to a surface plate. Apply an adhesive wax (not shown) on one surface of the sapphire wafer 11 or the surface plate 12.
Apply uniformly to a thickness of ~ 30 μm and heat to bond them together. If necessary, the sapphire wafer 11 may be pressed from above to firmly bond it.
【００２３】次に、サファイアウエハー11の側面を接着
用ワックス13で覆う。サファイアウエハー11と定盤12が
加熱された状態で、接着用ワックス13を外周付近一帯に
塗布する。サファイアウエハー11の側面を確実に覆うた
めには、サファイアウエハー11の上面の一部にも掛かる
ように塗布し、後でサファイアウエハー11の上面の接着
用ワックス13を除去すればよい。接着ワックス13の幅
は、サファイアウエハー11の外周から3mm以上好ましく
は5mm以上塗布しておくことが好ましい。サファイアウ
エハー11の上面の接着ワックス13はサファイアウエハー
の外周から中心に向けて3mm以上塗布すれば十分であ
る。これを冷却し接着ワックス13を固化させる。Next, the side surface of the sapphire wafer 11 is covered with the adhesive wax 13. With the sapphire wafer 11 and the surface plate 12 heated, the adhesive wax 13 is applied to the entire area around the outer periphery. In order to surely cover the side surface of the sapphire wafer 11, the sapphire wafer 11 may be coated so as to cover a part of the upper surface thereof, and the adhesive wax 13 on the upper surface of the sapphire wafer 11 may be removed later. The width of the adhesive wax 13 is preferably applied from the outer circumference of the sapphire wafer 11 by 3 mm or more, preferably 5 mm or more. It is sufficient to apply the adhesive wax 13 on the upper surface of the sapphire wafer 11 from the outer periphery of the sapphire wafer toward the center by 3 mm or more. This is cooled to solidify the adhesive wax 13.
【００２４】この後の加工は従来技術と同様であるが、
まず、図1のように一定の厚みまで固定砥石14による研
削加工を行う。サファイアウエハー11に砥石14が接触し
ないような高さから、砥石14を水平に回転または移動な
がら少しずつ降下させて行く。砥石14の下端とサファイ
アウエハー11の表面が接触する瞬間からサファイアウエ
ハー11の一部が除去されて加工が始まる。砥石14はサフ
ァイアウエハー11の外周から接触し、その後、順次接触
面積が広がって加工が進み、砥石14の位置をさらに低く
していくことでサファイアウエハー11が薄板化されてい
く。研削加工は加工レートが非常に速いので加工時間を
短縮できる上、ダミー材として側面を覆う接着用ワック
ス13によってサファイアウエハー11に直接掛かる加工負
荷を低減して、チッピングの発生を抑えることができ
る。The subsequent processing is the same as in the prior art,
First, as shown in FIG. 1, the fixed grindstone 14 is ground to a certain thickness. From a height such that the grindstone 14 does not come into contact with the sapphire wafer 11, the grindstone 14 is gradually rotated or moved horizontally and gradually lowered. At the moment when the lower end of the grindstone 14 and the surface of the sapphire wafer 11 come into contact with each other, part of the sapphire wafer 11 is removed and processing is started. The grindstone 14 comes into contact with the sapphire wafer 11 from the outer periphery thereof, and thereafter, the contact area is gradually expanded to proceed with the processing, and the position of the grindstone 14 is further lowered to thin the sapphire wafer 11. Since the processing rate of the grinding process is very fast, the processing time can be shortened, and the processing load directly applied to the sapphire wafer 11 can be reduced by the adhesion wax 13 that covers the side surface as a dummy material, and the occurrence of chipping can be suppressed.
【００２５】その次に、図4に示すように、さらに所定
の厚みまで機械研磨を行う。研削加工の終わったサファ
イアウエハー11を定盤12に貼り付いたまま反転し、ダイ
ヤモンドを含むスラリーを滴下しつつ、回転する銅板41
に接触させ、サファイアウエハー11の表面を研磨する。
この時定盤12には上側から圧力を掛け、サファイアウエ
ハー11が強く銅盤12に押し付けられるようにする。この
ようにしてサファイアウエハー表面に生じた研削加工に
よる結晶歪みを除去する。少なくとも30μｍ以上の厚み
を除去すればよい。Then, as shown in FIG. 4, mechanical polishing is further performed to a predetermined thickness. The sapphire wafer 11 that has finished grinding is turned over while being stuck to the surface plate 12, and a copper plate 41 that rotates while dropping slurry containing diamond is dropped.
And the surface of the sapphire wafer 11 is polished.
At this time, pressure is applied to the surface plate 12 from above so that the sapphire wafer 11 is strongly pressed against the copper plate 12. In this way, the crystal distortion caused by the grinding process on the surface of the sapphire wafer is removed. It is sufficient to remove the thickness of at least 30 μm or more.
【００２６】ここで、ダミー材としての接着ワックス13
が剥離することがあるが、これによって機械研磨中にチ
ッピングが生じることはない。Here, the adhesive wax 13 as a dummy material
May peel off, but this does not cause chipping during mechanical polishing.
【００２７】その後、図5に示すように、さらに所定の
厚みまで化学機械研磨を行う。機械研磨の終わったサフ
ァイアウエハー11を定盤12に貼り付いたまま反転し、コ
ロイダルシリカからなるスラリーを滴下しつつ、回転す
る研磨パッド51に接触させ、サファイアウエハー11の表
面を仕上げ研磨する。この時定盤12には上側から圧力を
掛け、サファイアウエハー11が強く研磨パッド51に押し
付けられるようにする。このようにしてサファイアウエ
ハー表面に生じた機械研磨加工による結晶歪みを除去す
る。少なくとも1μｍ以上除去すれば良く、サファイア
ウエハー11を鏡面に仕上げることができる。Thereafter, as shown in FIG. 5, chemical mechanical polishing is further performed to a predetermined thickness. The sapphire wafer 11 that has been mechanically polished is turned over while being attached to the surface plate 12, and a slurry made of colloidal silica is dropped and brought into contact with the rotating polishing pad 51 to finish-polish the surface of the sapphire wafer 11. At this time, pressure is applied to the surface plate 12 from above so that the sapphire wafer 11 is strongly pressed against the polishing pad 51. Thus, the crystal strain caused by the mechanical polishing process generated on the surface of the sapphire wafer is removed. The sapphire wafer 11 can be mirror-finished by removing at least 1 μm or more.
【００２８】ここで、ダミー材としての接着ワックス13
が剥離することがあるが、これによって化学機械研磨中
にチッピングが生じることはない。Here, the adhesive wax 13 as a dummy material
May peel off, but this does not cause chipping during chemical mechanical polishing.
【００２９】次に、第２の実施の形態として挙げた、サ
ファイアウエハーの一方の主面上に電子素子が形成され
た電子装置の、サファイアウエハーを他方の主面から薄
板化する方法について説明する。Next, a method of thinning the sapphire wafer from the other main surface of the electronic device in which the electronic element is formed on one main surface of the sapphire wafer described as the second embodiment will be described. .
【００３０】まず、図6に示すように、接着用ワックス
（図示せず）によりサファイアウエハー21の一方の主
面、すなわち、電子素子22が形成された面を定盤12に接
着する。ここで、電子素子とはサファイアウエハーを基
板として、あるいは、構造体として使用する素子で有れ
ば良く、発光素子、電子走行素子、電力変換素子でも良
いし、各種センサーなどでも良い。First, as shown in FIG. 6, one main surface of the sapphire wafer 21, that is, the surface on which the electronic elements 22 are formed, is adhered to the surface plate 12 with an adhesive wax (not shown). Here, the electronic element may be an element that uses a sapphire wafer as a substrate or as a structure, and may be a light emitting element, an electron transit element, a power conversion element, or various sensors.
【００３１】その後、電子装置2の側面を確実に覆うた
め、サファイアウエハー21の他方の主面の一部にも掛か
るように接着用ワックス13を塗布する。次に、定盤12を
冷却し、接着用ワックス13を固化させた後、サファイア
ウエハー21の他方の主面の接着用ワックスを除去し、図
2のようにする。Thereafter, in order to surely cover the side surface of the electronic device 2, the adhesive wax 13 is applied so as to cover a part of the other main surface of the sapphire wafer 21. Next, after cooling the surface plate 12 and solidifying the adhesive wax 13, the adhesive wax on the other main surface of the sapphire wafer 21 is removed.
Do as 2.
【００３２】その後、上記第１の実施の形態と同様にし
て研削加工、研磨加工を行って他方の主面側からサファ
イアウエハー21を薄板化したところ、研削加工の際にチ
ッピングの発生を抑え、製造歩留まりを向上できる。Thereafter, the sapphire wafer 21 was thinned from the other main surface side by performing grinding and polishing in the same manner as in the first embodiment, and the occurrence of chipping during grinding was suppressed. The manufacturing yield can be improved.
【００３３】ここで、上記実施の形態ではダミー材とし
て接着用ワックスを用いたが、ダミー材として機能する
他の材質であっても良い。Here, in the above-mentioned embodiment, the adhesive wax is used as the dummy material, but other material that functions as the dummy material may be used.
【００３４】また、本発明におけるサファイアウエハー
は、公知の結晶成長方法を用いて製造したもので良く、
EFG法やチョクラルスキー法など種々の方法が挙げられ
る。サファイアウエハーの面方位もC面(0001)、A面(11-
20)、R面(01-12)などの代表的な面である必要はなく、
また、それらから若干傾斜させたものであっても良い。The sapphire wafer according to the present invention may be manufactured by using a known crystal growth method,
There are various methods such as the EFG method and Czochralski method. The plane orientation of the sapphire wafer is also C plane (0001), A plane (11-
20), R surface (01-12), etc.
Further, it may be slightly inclined from them.
【００３５】[0035]
【実施例】実施例１ 以下に、本発明の実施例を挙げる。EXAMPLES Example 1 Examples of the present invention will be described below.
【００３６】本実施例では、厚み500μｍのサファイア
ウエハーを薄板化して80μｍとした。In this example, a sapphire wafer having a thickness of 500 μm was thinned to 80 μm.
【００３７】まず、図3に示すように、サファイアウエ
ハー11を定盤12に接着した。定盤12をヒーターの上に乗
せ130℃に加熱した。定盤12は研削加工、研磨加工に耐
えうる強度と表面精度（平面度）を有するセラミック製
のものを用いた。その次に、定盤12の一方の表面に接着
用ワックス（図示せず）を均一に薄く塗布した。次に、
定盤12にサファイアウエハー11を配置し、接着用ワック
ス中の気泡や未接着部が残らないよう、サファイアウエ
ハー11を加圧した。First, as shown in FIG. 3, the sapphire wafer 11 was bonded to the surface plate 12. The platen 12 was placed on the heater and heated to 130 ° C. As the surface plate 12, a ceramic plate having strength and surface accuracy (flatness) capable of withstanding grinding and polishing was used. Then, an adhesive wax (not shown) was uniformly and thinly applied to one surface of the surface plate 12. next,
The sapphire wafer 11 was placed on the surface plate 12, and the sapphire wafer 11 was pressed so that no bubbles or unbonded parts remained in the bonding wax.
【００３８】次に、図2に示すように、サファイアウエ
ハー11と定盤12が加熱された状態で、接着用ワックス13
を外周付近一帯に塗布し、サファイアウエハー11の外周
から幅5mmとなるようにした。サファイアウエハー11の
側面を確実に覆うため、サファイアウエハー11の上面に
も5mm程度掛かるようにした。また、その定盤12を冷却
し、接着用ワックス13を固化させた後、サファイアウエ
ハー11の上面の接着用ワックスを除去し、図1のように
した。Next, as shown in FIG. 2, with the sapphire wafer 11 and the surface plate 12 heated, a wax 13 for adhesion is used.
Was applied to the entire area near the outer circumference so that the width of the sapphire wafer 11 was 5 mm from the outer circumference. In order to surely cover the side surface of the sapphire wafer 11, the upper surface of the sapphire wafer 11 is also laid with about 5 mm. Further, after the surface plate 12 was cooled and the adhesive wax 13 was solidified, the adhesive wax on the upper surface of the sapphire wafer 11 was removed to obtain the structure shown in FIG.
【００３９】この後、図1に示すように固定砥石14によ
る研削加工によって、サファイアウエハー11の厚みを15
0μｍとした。研削レートは100μｍ/hとしたので、研削
加工に要した時間は4分以内であった。また、サファイ
アウエハー11の側面の接着用ワックス13によってサファ
イアウエハー11に直接掛かる加工負荷を低減して、チッ
ピングの発生を抑えることができた。この場合のチッピ
ングの発生率と外周を接着用ワックスで覆わない場合を
と比べると表１のようになり、製造歩留まりを大きく向
上できた。Thereafter, as shown in FIG. 1, the thickness of the sapphire wafer 11 is reduced to 15 by grinding with the fixed grindstone 14.
It was set to 0 μm. Since the grinding rate was 100 μm / h, the time required for grinding was within 4 minutes. In addition, the adhesive wax 13 on the side surface of the sapphire wafer 11 reduced the processing load directly applied to the sapphire wafer 11 and suppressed the occurrence of chipping. In this case, the occurrence rate of chipping and the case where the outer circumference is not covered with the adhesive wax are as shown in Table 1, and the manufacturing yield can be greatly improved.
【００４０】[0040]
【表１】 [Table 1]
【００４１】その次に、図4に示すように、銅盤41上で
ダイヤモンドを含むスラリーによって機械研磨を行い、
3時間掛けて厚みを90μｍとした。研磨レートは20μｍ/
hであった。Next, as shown in FIG. 4, mechanical polishing is performed on the copper plate 41 with a slurry containing diamond.
It took 3 hours to have a thickness of 90 μm. Polishing rate is 20 μm /
It was h.
【００４２】その後、図5に示すように、研磨布パッド5
1上でコロイダルシリカを用いた化学機械研磨を行い、2
時間掛けて厚みを80μｍとした。研磨レートは5μｍ/h
であった。After that, as shown in FIG. 5, the polishing pad 5
Perform chemical mechanical polishing using colloidal silica on 1 and 2
The thickness was set to 80 μm over time. Polishing rate is 5 μm / h
Met.
【００４３】ここで、本実施例で実際に研磨加工を行っ
たのは、機械研磨工程、化学機械研磨工程を含め70μｍ
である。研削加工の時間を含め、薄板化加工に要した時
間は約７時間であり、従来技術のように約420μｍを全
て化学機械研磨した場合の84時間に比べ、相当量の時間
を削減できた。また、仕上げ加工を化学機械研磨加工と
したので、表面の面粗さや最表面の結晶歪みに問題は無
かった。Here, in the present embodiment, the actual polishing process was 70 μm including the mechanical polishing process and the chemical mechanical polishing process.
Is. The time required for thinning, including the time for grinding, was about 7 hours, and a considerable amount of time could be reduced compared to 84 hours when chemical mechanical polishing was performed for about 420 μm as in the prior art. Further, since the finishing process is the chemical mechanical polishing process, there is no problem in the surface roughness of the surface and the crystal strain of the outermost surface.
【００４４】以上のようにして、厚さ80μｍのサファイ
アウエハーを製造することができた。As described above, a sapphire wafer having a thickness of 80 μm could be manufactured.
【００４５】実施例２
厚み500μｍのサファイアウエハー21の一方の主面上に
電子素子22が形成された電子装置2の、サファイアウエ
ハー21を80μｍまで薄板化した。 Example 2 A sapphire wafer 21 of an electronic device 2 having an electronic element 22 formed on one main surface of a sapphire wafer 21 having a thickness of 500 μm was thinned to 80 μm.
【００４６】まず、図6に示すように、上記一方の主
面、すなわち、電子素子22が形成された面を定盤12に接
着し、上記実施例１と同様にしてその側面を接着ワック
スにより覆った。その後、上記実施例１と同様にして研
削加工、研磨加工を行って他方の主面側からサファイア
ウエハー21を薄板化したところ、研削加工の際にチッピ
ングの発生率は実施例１と同様、表1のようになり、製
造歩留まりを向上できた。First, as shown in FIG. 6, the one main surface, that is, the surface on which the electronic element 22 is formed, is adhered to the surface plate 12, and the side surface thereof is adhered with adhesive wax in the same manner as in the first embodiment. Covered. After that, the sapphire wafer 21 was thinned from the other main surface side by performing grinding and polishing in the same manner as in Example 1 above, and the occurrence rate of chipping during grinding was the same as in Example 1. It became like 1 and the manufacturing yield could be improved.
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、厚み10
0μｍ以下のサファイアウエハーを製造する際に、研削
加工時のチッピングの発生を抑制することで製造歩留ま
りを向上し、かつ、サファイアウエハーの薄板化に要す
る時間を削減できた。As described above, according to the present invention, the thickness of 10
When manufacturing a sapphire wafer having a thickness of 0 μm or less, the production yield was improved by suppressing the occurrence of chipping during the grinding process, and the time required for thinning the sapphire wafer could be reduced.
【図１】本発明のサファイアウエハーの製造方法を示す
断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a sapphire wafer according to the present invention.
【図２】本発明の電子装置の製造方法を示す断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing an electronic device of the present invention.
【図３】本発明のサファイアウエハーの製造方法を示す
断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a sapphire wafer according to the present invention.
【図４】本発明のサファイアウエハーの製造方法を示す
断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a sapphire wafer according to the present invention.
【図５】本発明のサファイアウエハーの製造方法を示す
断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a sapphire wafer according to the present invention.
【図６】本発明の電子装置の製造方法を示す断面図であ
る。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing an electronic device of the present invention.
【図７】従来のサファイアウエハーの製造方法を示す断
面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a sapphire wafer.
【図８】従来のサファイアウエハーの製造方法を示す断
面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a sapphire wafer.
【図９】従来のサファイアウエハーの製造方法を示す断
面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a sapphire wafer.
11サファイア基板 12 定盤 13 ダミー材 固定砥石 11 sapphire substrate 12 surface plate 13 Dummy material Fixed whetstone
Claims (5)
削、研磨加工して厚みを100μｍ以下とするようにした
サファイアウエハーの加工方法において、上記サファイ
アウエハーを定盤に接着した後で、サファイアウエハー
側面をダミー材で覆うことを特徴とするサファイアウエ
ハーの加工方法。1. A method of processing a sapphire wafer in which a sapphire wafer is adhered to a surface plate, and is ground and polished so as to have a thickness of 100 μm or less. A method for processing a sapphire wafer, characterized in that the side surface is covered with a dummy material.
向、周方向ともに全てダミー材で覆うことを特徴とする
請求項１に記載のサファイアウエハーの加工方法。2. The method for processing a sapphire wafer according to claim 1, wherein the side surface of the sapphire wafer is covered with a dummy material in both the thickness direction and the circumferential direction.
を特徴とする請求項１または２に記載のサファイアウエ
ハーの加工方法。3. The method for processing a sapphire wafer according to claim 1, wherein the dummy material is an adhesive wax.
よび化学機械研磨工程のうちの一方または両方からなる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のサフ
ァイアウエハーの加工方法。4. The method for processing a sapphire wafer according to claim 1, wherein the polishing step comprises one or both of a mechanical polishing step and a chemical mechanical polishing step.
ァイアウエハーを、他方の主面側から薄板化してその厚
みを100μｍ以下とする工程を有する電子装置の製造方
法において、請求項１〜４のいずれかに記載の加工方法
を用いて上記サファイアウエハーを薄板化することを特
徴とする電子装置の製造方法。5. A method of manufacturing an electronic device, comprising a step of thinning a sapphire wafer having an electronic element formed on one main surface from the other main surface side so that the thickness is 100 μm or less. 5. A method for manufacturing an electronic device, which comprises thinning the sapphire wafer by using the processing method according to any one of 4 to 4.
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