JP2014011241A

JP2014011241A - Ｌｅｄの製造方法

Info

Publication number: JP2014011241A
Application number: JP2012145448A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Takahashi; 智一高橋; Shinya Akizuki; 伸也秋月; Toshimasa Sugimura; 敏正杉村; Takeshi Matsumura; 健松村; Daisuke Uenda; 大介宇圓田
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2014-01-20
Also published as: TW201409555A; US20140004636A1; KR20140001783A; CN103531673A; EP2680322A1

Abstract

【課題】ＬＥＤウエハの損傷を防いで歩留まりよくＬＥＤを製造することができる、ＬＥＤの製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明のＬＥＤの製造方法は、発光素子および基板を備えるＬＥＤウエハの基板を研磨するバックグラインド工程を含み、該バックグラインド工程の前、または該バックグラインド工程において基板を研磨した後に、該ＬＥＤウエハに保護シートを貼着することを含む。好ましい実施形態においては、本発明のＬＥＤの製造方法は、上記バックグラインド工程の前に、上記保護シートを、上記ＬＥＤウエハの発光素子の外側に貼着することを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤの製造方法に関する。

従来、ＬＥＤの製造においては、基板上に、発光素子を積層してＬＥＤウエハを形成した後、該基板の発光素子とは反対側の面を研磨（バックグラインド）し、基板を薄肉化している（例えば、特許文献１、２）。通常、この研磨は、発光素子側の面を粘着性のワックスを介してテーブルに固定して行われる。研磨後のＬＥＤウエハは、例えば、ワックスを加熱してＬＥＤウエハを剥離する工程、ＬＥＤウエハに付着したワックスを洗浄する工程、ＬＥＤウエハを素子小片に切断分離（ダイシング）する工程、基板の発光素子とは反対側の面に反射層を形成する工程に供される。バックグラインド工程後のＬＥＤウエハは、非常に薄いため、これらの後工程において、割れ等の損傷が生じやすいという問題がある。

特開２００５−１５０６７５号公報特開２００２−３１９７０８号公報

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ＬＥＤウエハの損傷を防いで歩留まりよくＬＥＤを製造することができるＬＥＤの製造方法を提供することにある。

本発明のＬＥＤの製造方法は、発光素子および基板を備えるＬＥＤウエハの該基板を研磨するバックグラインド工程を含み、該バックグラインド工程の前、または該バックグラインド工程において基板を研磨した後に、該ＬＥＤウエハに保護シートを貼着することを含む。
好ましい実施形態においては、本発明のＬＥＤの製造方法は、上記バックグラインド工程の前に、上記保護シートを、上記ＬＥＤウエハの発光素子の外側に貼着することを含む。
好ましい実施形態においては、本発明のＬＥＤの製造方法は、上記バックグラインド工程における基板の研磨が、粘着性ワックスを介して上記保護シートをテーブルに貼着することにより、上記ＬＥＤウエハを該テーブルに固定して行われ、該基板の研磨後、該テーブルから剥離した保護シート付きＬＥＤウエハに付着した該粘着性ワックスを、該保護シートを取り外すことにより、該ＬＥＤウエハから除去することを含む。
好ましい実施形態においては、上記バックグラインド工程において基板を研磨した後に、上記保護シートを、上記ＬＥＤウエハの基板の外側に貼着することを含む。
好ましい実施形態においては、バックグラインド工程後に、反射層形成工程をさらに含む。

本発明によれば、ＬＥＤウエハに保護シートを貼着することにより、ＬＥＤウエハの損傷を防いで歩留まりよくＬＥＤを製造することができる。

（ａ）から（ｄ）は、本発明の１つの実施形態によるＬＥＤの製造方法における各工程を説明する概略図である。本発明の１つの実施形態によるＬＥＤの製造方法に供されるＬＥＤウエハの概略断面図である。（ａ）から（ｄ）は、本発明の別の実施形態によるＬＥＤの製造方法における各工程を説明する概略図である。（ａ）から（ｆ）は、本発明の１つの実施形態によるＬＥＤの製造方法におけるバックグラインド工程後の各工程を説明する概略図である。（ａ）から（ｆ）は、本発明の別の実施形態によるＬＥＤの製造方法におけるバックグラインド工程後の各工程を説明する概略図である。（ａ）から（ｆ）は、本発明のさらに別の実施形態によるＬＥＤの製造方法におけるバックグラインド工程後の各工程を説明する概略図である。

本発明のＬＥＤの製造方法は、発光素子および基板を備えるＬＥＤウエハに保護シートを貼着することを含む。本発明においては、保護シートを、バックグラインド工程前にＬＥＤウエハに貼着してもよく（第１の実施形態）、バックグラインド工程において基板を研磨した後、ＬＥＤウエハに貼着してもよい（第２の実施形態）。本発明においては、ＬＥＤウエハを保護シートで保護することにより、バックグラインド工程、バックグラインド工程後の工程および工程間のハンドリング時においてＬＥＤウエハの破損（例えば、割れ）を防止することができる。

Ａ．第１の実施形態
図１（ａ）から（ｄ）は、本発明の１つの実施形態によるＬＥＤの製造方法における各工程を説明する概略図である。また、図２は、ＬＥＤウエハ１０の概略断面図である。ＬＥＤウエハ１０は、発光素子１１と基板１２とを備える。発光素子１１は、緩衝層１、ｎ型半導体層２、発光層３、ｐ型半導体層４、透明電極５および電極６、７を有する。発光層３は、例えば、窒化ガリウム系化合物（ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ）、リン化ガリウム系化合物（ＧａＰ、ＧａＡｓＰ）、ヒ素化ガリウム系化合物（ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）系化合物等を含む。なお、図示しないが、発光素子１１は任意の適切なその他の部材を有し得る。上記基板１２は、任意の適切な材料により構成される。上記基板１２を構成する材料としては、例えば、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ等が挙げられる。これらの材料のように硬くて脆い材料で構成されるＬＥＤウエハ１０を用いる場合、本発明の効果が顕著に得られる。

この実施形態においては、まず、図１（ａ）に示すように、バックグラインド工程の前に、ＬＥＤウエハ１０の発光素子１１の外側に保護シート２０を貼着する。その後、保護シート付きＬＥＤウエハをバックグラインド工程に供する（図１（ｂ）〜（ｄ））。

保護シート２０としては、任意の適切なシートが用いられ得る。代表的には、保護シートは基体と粘着剤層とを備える。上記基体を構成する材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、フッ素系樹脂等が挙げられる。上記基体の形態としては、例えば、フィルム、織布、不織布等が挙げられる。また、上記基体は紙または金属箔であってもよい。上記粘着剤層を構成する材料としては、ゴム系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂等が挙げられる。

バックグラインド工程においては、テーブル１００上に保護シート付きＬＥＤウエハを固定する。保護シート付きＬＥＤウエハは、例えば、図１（ｂ）に示すように、粘着性ワックス３０を介して保護シート２０とテーブル１００とを貼着することにより固定される。粘着性ワックス３０としては、ＬＥＤウエハ１０を良好に固定し得る限りにおいて、任意の適切なワックスが用いられ得る。粘着性ワックス３０としては、例えば、パラフィン系ワックス等が挙げられる。図１に示す実施形態においては、ＬＥＤウエハ１０と粘着性ワックス３０とが接触しないので、ＬＥＤウエハ１０の汚染を防止することができる。

上記のように固定した後、図１（ｃ）に示すように、ＬＥＤウエハ１０の発光素子１１とは反対側の面（すなわち、基板１２）を研磨する。このように研磨することにより、基板１２を所望の厚さにまで薄肉化することができる。研磨後の基板１２の厚みは、好ましくは１０μｍ〜５００μｍであり、より好ましくは５０μｍ〜３００μｍであり、最も好ましくは８０μｍ〜１５０μｍある。また、用いられるＬＥＤウエハ１０の径は、好ましくは２インチ以上、より好ましくは３インチ以上、最も好ましくは４インチ以上である。ＬＥＤウエハ１０の径の上限は特に制限されないが、実用的には例えば１２インチ程度である。図１に示す実施形態においては、ＬＥＤウエハ１０が保護シート２０により保護されているので、研磨時にＬＥＤウエハ１０が破損することを防止し得る。また、このようにＬＥＤウエハ１０の破損を防止することができるので、従来よりも大型（例えば、４インチ以上）のＬＥＤウエハを扱うことができ、歩留まりよくＬＥＤを製造することができる。

上記のように基板１２を研磨した後、図１（ｄ）に示すように、保護シート付きＬＥＤウエハをテーブル１００から剥離する。例えば、粘着性ワックス３０が流動性を示すまで加熱して、保護シート付きＬＥＤウエハをテーブル１００から剥離する。図１に示す実施形態においては、ＬＥＤウエハ１０が保護シート２０により保護されているので、テーブル１００からの剥離時にＬＥＤウエハ１０が破損することを防止し得る。

図１に示す実施形態においては、バックグラインド工程後に従来必要とされていた粘着性ワックス１０の洗浄工程を行わなくてもよい。保護シート２０をＬＥＤウエハ１０から剥離すれば、保護シート２０と共に、粘着性ワックス３０も除去することができるからである。粘着性ワックス１０の洗浄工程を省略できることにより、溶剤等の洗浄液の使用を回避できるので、環境負荷が少なく簡便にＬＥＤを製造することができる。さらに、洗浄液によるＬＥＤに対する悪影響を防止することができる。

Ｂ．第２の実施形態
図３（ａ）から（ｄ）は、本発明の別の実施形態によるＬＥＤの製造方法における各工程を説明する概略図である。この実施形態においては、バックグラインド工程において基板を研磨した後、保護シートをＬＥＤウエハに貼着する。この実施形態においては、図３（ａ）に示すように、粘着性ワックス３０を介してＬＥＤウエハ１０の発光素子１１とテーブル１００とを貼着し、ＬＥＤウエハ１０をテーブル１００上に固定する。次いで、図３（ｂ）に示すように、ＬＥＤウエハ１０の発光素子１１とは反対側の面（すなわち、基板１２）を研磨し、基板１２を薄肉化する。次いで、図３（ｃ）に示すように、ＬＥＤウエハ１０の発光素子１１とは反対側の面（すなわち、基板１２の外側）に保護シート２０を貼着する。次いで、図３（ｄ）に示すように、保護シート付きＬＥＤウエハをテーブル１００から剥離する。なお、図示しないが、この実施形態においては、保護シート付きＬＥＤウエハをテーブル１００から剥離した後に粘着性ワックス３０を洗浄する。粘着性３０ワックスの洗浄は、保護シート付きＬＥＤウエハを、粘着性ワックスを溶解し得る有機溶媒に浸漬して行うことができる。

図３に示す実施形態においては、ＬＥＤウエハ１０が保護シート２０により保護されているので、テーブル１００からの剥離時およびその後のハンドリング時にＬＥＤウエハ１０が破損することを防止し得る。

Ｃ.その他の工程（バックグラインド工程後の工程）
上記のようにして基板１２が研磨されたバックグラインド工程後のＬＥＤウエハ１０は、例えば、ＬＥＤウエハ１０を素子小片に切断分離する工程（ダイシング工程）、基板の発光素子とは反対側の面に反射層を形成させる工程（反射層形成工程）等の後工程に供される。本発明の製造方法によれば、ＬＥＤウエハ１０を保護シート２０で保護することにより各工程および各工程間のハンドリング時における破損を防止することができるので、従来よりも大型（例えば、４インチ以上）のＬＥＤウエハを扱うことができ、歩留まりよくＬＥＤを製造することができる。

図４（ａ）から（ｆ）は、本発明の１つの実施形態によるＬＥＤの製造方法における各工程を説明する概略図である。図４においては、上記第１の実施形態（図１に示す実施形態）で得られた保護シート付きＬＥＤウエハのバックグラインド工程より後の工程を示す。

この実施形態においては、図４（ａ）から（ｂ）に示すように、バックグラインド工程後の保護シート付きＬＥＤウエハを、反射層形成工程に供する。具体的には、保護シート２０側を下にして、保護シート付きＬＥＤウエハをテーブル２００に載置し（図４（ａ））、その後、ＬＥＤウエハの保護シートとは反対側（すなわち、基板１２側）に反射層４０を形成する（図４（ｂ））。反射層４０を形成することにより、発光素子１１からの光取り出し量を増加させることができる。反射層４０を構成する材料は、発光素子１１からの光を良好に反射し得る限りにおいて、任意の適切な材料が用いられ得る。反射層４０を構成する材料としては、例えば、アルミニウム、銀、金、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム等の金属が挙げられる。金属から構成される反射層４０は、例えば、蒸着法（例えば、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法））により形成させることができる。好ましくは、ＬＥＤウエハ１０の発光素子１１とは反対側の面に、例えばＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２および／またはＭｇＦ_２から構成される下地層を形成した後、蒸着法により金属から構成される反射層４０を形成させる。例えば、ＬＥＤウエハ１０の発光素子１１の外側に保護シート２０を備える保護シート付きＬＥＤウエハ（第１の実施形態による保護シート付きＬＥＤウエハ）を反射層形成工程に供することにより、金属が発光素子１１に蒸着することを防止し得る。

反射層４０を形成した後、図４（ｃ）から（ｆ）に示すように、反射層４０を形成した保護シート付きＬＥＤウエハをダイシング工程に供する。具体的には、保護シート２０が上になるようにして、反射層４０を形成した保護シート付きＬＥＤウエハをダイシングテープ３００上に保持し（図４（ｃ））、その後、保護シート２０を剥離する（図４（ｄ））。次いで、露出した発光素子１１側からＬＥＤウエハ１０（実質的には基板１２）を厚み方向にハーフカットし（図４（ｅ））、その後、ダイシングテープ３００をエキスパンドし、該カット部をきっかけとして反射層４０を形成したＬＥＤウエハ１０を割断し、素子小片に分離されたＬＥＤ５０を得る（図４（ｆ））。

図４（ｅ）から（ｆ）においては、ＬＥＤウエハ１０をハーフカットして該カット部をきっかけとしてＬＥＤウエハを割断する実施形態（スクライブダイシング）を説明した。図４（ｅ）においては、発光素子１１側からハーフカットしているが、基板１２（反射層４０）が上になるようにダイシングテープ３００を貼り替えて、基板１２側（反射層４０側）からハーフカットしてもよい。また、ＬＥＤウエハを切断する方法としては、上記スクライブダイシングの他、任意の適切な方法が採用され得る。他の方法としては、例えば、ＬＥＤウエハ１０の厚み方向全部をカットしてエキスパンドにより素子小片に分離する方法、ＬＥＤウエハ１０の厚み方向の中心部のみをレーザーカットして該カット部をきっかけとして割断する方法（ステルスダイシング）等が挙げられる。

図４においては、バックグラインド工程の後、保護シート２０を剥離せずに、保護シート付きＬＥＤウエハを後工程（図４においては、反射層形成工程）に供する実施形態を説明したが、保護シート２０を剥離した後、ＬＥＤウエハを後工程に供してもよい。好ましくは、図４に示すように、保護シート付きＬＥＤウエハを後工程に供する。後工程においても、薄肉化したＬＥＤウエハが保護されて、該ＬＥＤウエハの破損を防止することができるからである。

図４においては、割断のためのカット部を形成する前に、反射層形成工程を行う実施形態を説明した。反射層形成工程は、このようにカット部を形成する前に行ってもよく、図５および図６に示すようにカット部を形成した後に行ってもよい。図５の実施形態においては、保護シート２０が上になるようにして、バックグラインド工程後の保護シート付きＬＥＤウエハをダイシングテープ３００上に保持し（図５（ａ））、その後、保護シート２０を剥離し（図５（ｂ））、次いで、露出した発光素子１１側からＬＥＤウエハ１０をハーフカットする（図５（ｃ））。次いで、このようにしてカット部が形成されたＬＥＤウエハ１０を反射層形成工程に供する。すなわち、ＬＥＤウエハ１０の発光素子１１側を下にして、テーブル２００に載置してＬＥＤウエハ１０の基板１２側に反射層４０を形成する（図５（ｄ））。次いで、カット部を形成した側（発光素子１１側）を上にして、反射層４０を形成したＬＥＤウエハ１０を再度ダイシングテープ３００上に保持し（図５（ｅ））、ダイシングテープ３００をエキスパンドし、該カット部をきっかけとしてＬＥＤウエハ１０を割断し、素子小片に分離されたＬＥＤ５０を得る（図５（ｆ））。

図６に示す実施形態においては、保護シート２０が下になるようにして、バックグラインド工程後の保護シート付きＬＥＤウエハをダイシングテープ３００上に保持し（図６（ａ））、その後、基板１２側からＬＥＤウエハ１０をハーフカットする（図６（ｂ））。次いで、このようにしてカット部が形成されたＬＥＤウエハ１０を反射層形成工程に供する。すなわち、ＬＥＤウエハ１０の発光素子１１側（保護シート２０側）を下にして、テーブル２００に載置してＬＥＤウエハ１０の基板１２側に反射層４０を形成する（図６（ｃ））。ＬＥＤウエハ１０は、保護シート２０の外側にダイシングテープ３００を付けたままテーブル２００に載置してもよく、ダイシングテープ３００を剥離した後にテーブル２００に載置してもよい（図示例では、ダイシングテープ３００を剥離した後に載置している）。次いで、保護シート２０が上になるようにして、反射層４０を形成したＬＥＤウエハ１０を再度ダイシングテープ３００上に保持し（図６（ｄ））、保護シート２０を剥離する（図６（ｅ））。その後、ダイシングテープ３００をエキスパンドし、上記カット部をきっかけとしてＬＥＤウエハ１０を割断し、素子小片に分離されたＬＥＤ５０を得る（図６（ｆ））。

上記第２の実施形態（図３に示す実施形態）で得られた保護シート付きＬＥＤウエハに対しては、ダイシング工程において、保護シート側を上にしてダイシングテープに貼着し、その後、保護シートを剥離して、カット部の形成およびＬＥＤウエハの割断がなされ得る。また、上記第２の実施形態で得られた保護シート付きＬＥＤウエハは、保護シートを剥離した後、ダイシング工程に供され得る。このとき、ダイシングテープは、ＬＥＤウエハの発光素子側に貼着してもよく、基板側に貼着してもよい。

上記第２の実施形態で得られた保護シート付きＬＥＤウエハは、保護シートを剥離した後、反射層形成工程に供され得る。反射層形成工程は、第１の実施形態で得られたＬＥＤウエハに対して行うのと同様に、カット部を形成する前に行ってもよく、カット部を形成した後に行ってもよい。

１０ＬＥＤウエハ
１１発光素子
１２基板
２０保護シート
３０粘着性ワックス
４０反射層
５０ＬＥＤ

Claims

発光素子および基板を備えるＬＥＤウエハの該基板を研磨するバックグラインド工程を含み、
該バックグラインド工程の前、または該バックグラインド工程において基板を研磨した後に、該ＬＥＤウエハに保護シートを貼着することを含む、ＬＥＤの製造方法。
前記バックグラインド工程の前に、前記保護シートを、前記ＬＥＤウエハの発光素子の外側に貼着することを含む、請求項１に記載のＬＥＤの製造方法。
前記バックグラインド工程における基板の研磨が、粘着性ワックスを介して前記保護シートをテーブルに貼着することにより、前記ＬＥＤウエハを該テーブルに固定して行われ、
該基板の研磨後、該テーブルから剥離した保護シート付きＬＥＤウエハに付着した該粘着性ワックスを、該保護シートを取り外すことにより、該ＬＥＤウエハから除去することを含む、
請求項２に記載のＬＥＤの製造方法。
前記バックグラインド工程において基板を研磨した後に、前記保護シートを、前記ＬＥＤウエハの基板の外側に貼着することを含む、請求項１に記載のＬＥＤの製造方法。
バックグラインド工程後に、反射層形成工程をさらに含む、請求項１から４のいずれかに記載のＬＥＤの製造方法。