JP2010046744A - サファイアウエーハの研削方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 湾曲しないようにサファイアウエーハを研削可能な研削方法を提供することである。
【解決手段】 サファイア基板上に複数の光デバイスが分割予定ラインによって区画された半導体層が積層されたサファイアウエーハの裏面を研削する研削方法であって、該半導体層の分割予定ラインの全部又は一部を切削して応力を分散させる応力分散工程と、該半導体層の表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、該保護テープ側を下にして研削装置のチャックテーブル上にサファイアウエーハを保持し、研削砥石でサファイアウエーハの裏面を研削する研削工程と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】 サファイア基板上に複数の光デバイスが分割予定ラインによって区画された半導体層が積層されたサファイアウエーハの裏面を研削する研削方法であって、該半導体層の分割予定ラインの全部又は一部を切削して応力を分散させる応力分散工程と、該半導体層の表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、該保護テープ側を下にして研削装置のチャックテーブル上にサファイアウエーハを保持し、研削砥石でサファイアウエーハの裏面を研削する研削工程と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図１
Description
本発明は、サファイアウエーハの裏面を研削するサファイアウエーハの研削方法に関する。
サファイア基板の表面に窒化ガリウム等の半導体層が積層されたサファイアウエーハは、裏面が研削装置により研削されて所定の厚みに形成された後、分割予定ラインに沿って個々の光デバイスに分割され、分割された光デバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
サファイア基板はモース硬度が高いため、ダイアモンド砥粒をビトリファイドボンド等の特殊なボンド材で固めた研削砥石を回転可能に装着した研削装置によって研削され、所望の厚みに形成される。
特開平１０−３０５４２０号公報
特開２００８−２３６９３号公報
しかし、サファイアウエーハの裏面を研削して薄くすると半導体層とサファイア基板との熱膨張率の相違によりサファイアウエーハが湾曲し、取り扱いが困難になるという問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、湾曲しないようにサファイアウエーハを研削可能なサファイアウエーハの研削方法を提供することである。
本発明によると、サファイア基板上に複数の光デバイスが分割予定ラインによって区画された半導体層が積層されたサファイアウエーハの裏面を研削する研削方法であって、該半導体層の分割予定ラインの全部又は一部を切削して応力を分散させる応力分散工程と、該半導体層の表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、該保護テープ側を下にして研削装置のチャックテーブル上にサファイアウエーハを保持し、研削砥石でサファイアウエーハの裏面を研削する研削工程と、を具備したことを特徴とするサファイアウエーハの研削方法が提供される。
本発明の研削方法によると、サファイア基板上に積層された半導体層の分割予定ラインの全部又は一部を切削してからサファイアウエーハの裏面を研削するようにしたので、半導体層とサファイア基板との熱膨張率の相違に起因して半導体層内に生じる応力を分散させることができるため、サファイアウエーハの裏面を研削して薄くしても湾曲することがなく、その後のレーザー加工等の処理を円滑に遂行できる。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は所定の厚さに加工される前のサファイアウエーハの斜視図である。サファイアウエーハ１１は、図２に示すように例えば厚さが５００μｍのサファイア基板２５上に窒化ガリウム等の半導体層（エピタキシャル層）２７が積層されて構成されており、表面１１ａに複数のストリート（分割予定ライン）１３が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート１３によって区画された複数の領域にＬＥＤ等の光デバイス１５が形成されている。
このように構成されたサファイアウエーハ１１は、光デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。また、サファイアウエーハ１１の外周には、サファイア基板の結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。
本発明のサファイアウエーハの研削方法によると、第１工程として、切削装置の切削ブレード２９によりサファイア基板２５上に積層された半導体層２７の分割予定ライン１３を切削して半導体層２７に切削溝３１を形成する。
この切削は分割予定ライン１３の全部を切削しても良いし、又は飛び飛びにその一部を切削するようにしても良い。このように半導体層２７の分割予定ラインを切削することにより、サファイア基板２５と半導体層２７との熱膨張率の相違に起因して半導体層２７内に応力が生じるが、その応力を分散することができる。よって第１工程は、応力分散工程とも言える。
このように半導体層２７に切削溝３１を形成する応力分散工程を実施した後、第２工程として、図３に示すようにサファイアウエーハ１１の表面に保護テープ２３を貼着する。
次に、図４を参照して、本発明の研削方法を実施するのに適した研削装置の一例について説明する。４は研削装置２のハウジングであり、ハウジング４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール８が固定されている。
この一対のガイドレール８に沿って研削ユニット（研削手段）１０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２を保持する支持部１４を有しており、支持部１４が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１６に取り付けられている。
図５も併せて参照すると、研削ユニット１０はハウジング１２中に回転可能に収容されたスピンドル１８と、スピンドル１８の先端に固定されたマウンタ２０と、マウンタ２０に螺子締結され環状に配設された複数の研削砥石２４を有する研削ホイール２２と、スピンドル１８を回転駆動するサーボモータ２６を含んでいる。
研削装置２は、研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボール螺子２８とパルスモータ３０とから構成される研削ユニット移動機構３２を備えている。パルスモータ３０をパルス駆動すると、ボール螺子２８が回転し、移動基台１６が上下方向に移動される。
ハウジング４の上面には凹部４ａが形成されており、この凹部４ａにチャックテーブル機構３４が配設されている。チャックテーブル機構３４はチャックテーブル３６を有し、図示しない移動機構により図４に示されたウエーハ着脱位置Ａと、研削ユニット１０に対向する研削位置Ｂとの間でＹ軸方向に移動される。３８，４０は蛇腹である。ハウジング４の前方側には、研削装置２のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル４２が配設されている。
このように構成された研削装置２の研削作業について以下に説明する。図４に示すウエーハ着脱位置Ａに位置付けられたチャックテーブル３６上に、図３に示された保護テープ２３が貼付されたウエーハ１１を保護テープ２３を下にして吸引保持する。次いで、チャックテーブル３６をＹ軸方向に移動して図４及び図５に示す研削位置Ｂに位置付ける。
このように位置付けられたウエーハ１１に対して、チャックテーブル３６を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール２２をチャックテーブル３６と同一方向に、即ち矢印ｂ方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット移動機構３２を作動して研削砥石２４をウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。
そして、研削ホイール２２を所定の研削送り速度（例えば３〜５μｍ／秒）で下方に所定量研削送りして、ウエーハ１１の研削を実施する。図示しない接触式の厚み測定ゲージによってウエーハの厚みを測定しながらウエーハを所望の厚み、例えば１００μｍに仕上げる。
ウエーハ１１の裏面研削が終了すると、チャックテーブル移動機構を作動してチャックテーブル３６を図４に示すウエーハ着脱位置Ａに位置付け、チャックテーブル３６の吸引を解除してチャックテーブル３６上からウエーハ１１を取り外す。
次いで、図６に示すようにウエーハ１１を粘着テープＴ上に貼着し、粘着テープＴの外周縁部を環状フレームＦに貼着する。粘着テープＴとしては、例えば加熱により粘着力が低下する機能テープを使用する。或いは、粘着テープＴとして紫外線により粘着力が低下する紫外線硬化型テープを使用しても良い。次いで、サファイアウエーハ１１の表面から保護テープ２３を剥離する。
次いで、レーザー加工装置の図示しないチャックテーブルに環状フレームＦを保持した状態で、図７に示すようにレーザーヘッド５０から例えば波長３５５ｎｍのレーザービームを照射して、サファイアウエーハ１１を個々の光デバイス１５に分割する。
レーザー加工が完了したサファイアウエーハ１１は、次いでデバイスピックアップ工程に供され、個々の光デバイス１５が粘着テープＴからピックアップされる。デバイスピックアップ工程では、図８に示すようなテープ拡張装置５２により粘着テープＴを半径方向に拡張し、ピックアップしようとするデバイス間の間隙を広げてから光デバイス１５をピックアップする。
図８（Ａ）に示すように、テープ拡張装置５２は固定円筒５４と、固定円筒５４の外側に配置された駆動手段により上下方向に移動される移動円筒５６とから構成される。固定円筒５４の内側には粘着テープＴを加熱するヒーター６０が配設されている。
図８（Ａ）に示すように、レーザー加工済みのサファイアウエーハ１１を支持した環状フレームＦを移動円筒５６上に搭載し、クランプ５８で固定する。この時、固定円筒５４の上面と移動円筒５６の上面とは概略同一平面上に保持されている。
図８（Ａ）で矢印Ａ方向に移動円筒５６を移動すると、移動円筒５６は図８（Ｂ）に示すように固定円筒５４に対して降下し、それに伴い粘着テープＴは半径方向に拡張される。
次いで、ヒーター６０で粘着テープＴを約１００℃程度に加熱すると、粘着テープＴの粘着力は著しく低下し、ピックアップ装置６２により光デバイス１５のピックアップ作業を容易に且つ円滑に行うことができる。
１１ サファイアウエーハ
１３ ストリート（分割予定ライン）
１５ 光デバイス
２５ サファイア基板
２７ 半導体層（エピタキシャル層）
３１ 切削溝
２４ 研削砥石
３６ チャックテーブル
５０ レーザーヘッド
５２ テープ拡張装置
６２ ピックアップ装置
１３ ストリート（分割予定ライン）
１５ 光デバイス
２５ サファイア基板
２７ 半導体層（エピタキシャル層）
３１ 切削溝
２４ 研削砥石
３６ チャックテーブル
５０ レーザーヘッド
５２ テープ拡張装置
６２ ピックアップ装置
Claims (1)
- サファイア基板上に複数の光デバイスが分割予定ラインによって区画された半導体層が積層されたサファイアウエーハの裏面を研削する研削方法であって、
該半導体層の分割予定ラインの全部又は一部を切削して応力を分散させる応力分散工程と、
該半導体層の表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、
該保護テープ側を下にして研削装置のチャックテーブル上にサファイアウエーハを保持し、研削砥石でサファイアウエーハの裏面を研削する研削工程と、
を具備したことを特徴とするサファイアウエーハの研削方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2008212440A JP2010046744A (ja) | 2008-08-21 | 2008-08-21 | サファイアウエーハの研削方法 |
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| JP2008212440A Pending JP2010046744A (ja) | 2008-08-21 | 2008-08-21 | サファイアウエーハの研削方法 |
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| JP (1) | JP2010046744A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013093420A (ja) * | 2011-10-25 | 2013-05-16 | Disco Abrasive Syst Ltd | サファイア基板の研削方法 |
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-
2008
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