JP2014011244A - Ｌｅｄの製造方法 - Google Patents

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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、さらに、反射層の形成工程において、発光素子の外側に金属層が形成されることを防ぎ得る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、基板と該基板の片面に発光素子とを備えるＬＥＤウエハの該基板を研磨するバックグラインド工程と、該基板の外側に反射層を形成する反射層形成工程とを含むＬＥＤの製造方法であって、該ＬＥＤウエハの該発光素子の外側に耐熱性粘着シートを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、基板の研磨時、および上記後工程において、割れ等の損傷が生じやすいという問題がある。
一般に、上記反射層は、例えば、ＭＯＣＶＤ法、イオンアシスト電子ビーム法等の蒸着法により形成される。ＭＯＣＶＤ法の場合は、反射層が形成される側を上にして（すなわち基板の外側を上にして）ＬＥＤウエハをテーブル上に載置した後に、基板の外側の面に対して蒸着処理が行われる。また、イオンアシスト電子ビーム法の場合は、反射層が形成される側の反対側（すなわち、発光素子側）からＬＥＤウエハを蓋で覆い、反射層が形成される面（すなわち、基板の外側の面）を露出させて、該露出面に対して蒸着処理が行われる。しかし、このような従来の製造方法では、ＬＥＤウエハにおいて反射層を形成させる面とは反対側の面（すなわち、発光素子側の面）とテーブルまたは蓋との間に、金属が侵入して、発光素子の外側にも金属層が形成され、ＬＥＤの輝度に悪影響を及ぼすという問題がある。このような問題は、反射層の形成に供されるＬＥＤウエハの反りがある場合、および反射層形成時にＬＥＤウエハに反りが生じる場合には、より顕著になる。
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、さらに、反射層の形成工程において、発光素子の外側に金属層が形成されることを防ぎ得る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、基板と該基板の片面に発光素子とを備えるＬＥＤウエハの該基板を研磨するバックグラインド工程と、該バックグラインド工程後、該基板の外側に反射層を形成する反射層形成工程とを含むＬＥＤの製造方法であって、該ＬＥＤウエハの該発光素子の外側に耐熱性粘着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、上記耐熱性粘着シートが、硬質基体と粘着剤層とを備える。
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耐熱性粘着シートを貼着し、該耐熱性粘着シートを貼着したまま、上記ＬＥＤウエハを上記反射層形成工程に供する。
本発明によれば、ＬＥＤウエハの該発光素子の外側に耐熱性粘着シートを貼着することにより、ＬＥＤの製造工程において、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。また、ＬＥＤウエハに耐熱性粘着シートを貼着したまま、該ＬＥＤウエハを反射層形成工程に供することにより、発光素子の外側に金属層が形成されることを防ぎ得る。さらに、１枚の耐熱性粘着シートを貼り替えることなく上記の効果が得られ得るので、効率よく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バックグラインド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（ｃ）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反射層形成工程を説明する概略図である。 （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ダイシング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の製造方法は、基板と該基板の片面に発光素子とを備えるＬＥＤウエハの該基板を研磨するバックグラインド工程と、該基板の外側に反射層を形成する反射層形成工程とを含む。該反射層は、好ましくは、蒸着法により形成される。本発明においては、ＬＥＤウエハを耐熱性粘着シートで保護することにより、バックグラインド工程、反射層形成工程等の製造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。また、反射層形成工程においては、発光素子の外側に金属層が形成されることを防ぐことができる（詳細は後述する）。好ましくは、バックグラインド工程において貼着した耐熱性粘着シートは、貼着したまま（すなわち、貼り替えることなく）、反射層形成工程に供される。
Ａ．バックグラインド工程
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バックグラインド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。
バックグラインド工程においては、まず、図１（ａ）に示すように、ＬＥＤウエハ１０の発光素子１１の外側に耐熱性粘着シート２０を貼着する。
上記耐熱性粘着シート２０としては、本発明の効果が得られる限りにおいて、任意の適切な粘着シートが用いられ得る。好ましくは、後工程の反射層形成工程における蒸着処理の際に、高温下（例えば、１３５℃〜２００℃）に曝されても、溶融せず、ガスが発生せず、かつ、粘着力を維持する耐熱性粘着シートが好ましく用いられる。
上記耐熱性粘着シート２０は、例えば、基体と粘着剤層とを備える。該粘着剤層は、基体の片面に設けられていてもよく、両面に設けられていてもよい。
上記基体を構成する材料としては、本発明の効果が得られる限りにおいて、任意の適切な材料が用いられ得る。上記基体を構成する材料としては、例えば、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート等の樹脂が挙げられる。このような樹脂を用いれば、耐熱性に優れる耐熱性粘着シートを得ることができる。
上記基体が樹脂から構成される場合、該基体の厚みは、好ましくは１０μｍ〜１０００μｍであり、より好ましくは２５μｍ〜７００μｍである。
１つの実施形態においては、上記基体は、硬質基体である。本明細書において、硬質基体とは、２５℃におけるヤング率が７０ＧＰａ以上の無機材料から構成される基体をいう。硬質基体を備える耐熱性粘着シートを用いれば、ＬＥＤウエハの反りを矯正した後に反射層形成工程を行うことができ、また、反射層形成工程中で生じる反りを防止することもできる。その結果、発光素子１１の外側に金属層が形成されることを防ぐという本願発明の効果がより顕著となる。
上記硬質基体を構成する材料としては、シリコン；ガラス；ステンレス等の金属；セラミック等が挙げられる。
上記基体が硬質基体である場合、該硬質基体の厚みは、好ましくは０．２ｍｍ〜５０ｍｍであり、より好ましくは０．３ｍｍ〜１０ｍｍである。
上記粘着剤層を構成する粘着剤としては、任意の適切な粘着剤が用いられ得る。好ましくは、反射層形成工程における蒸着時の高温下（例えば、１３５℃〜２００℃）においても、溶融せず、ガスが発生せず、かつ、粘着力を維持する粘着剤が用いられる。また、上記粘着剤は、加熱後においても糊残りなく剥離できることが好ましい。上記粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリイミド系粘着剤等が挙げられる。ポリイミド系粘着剤は、例えば、酸無水物とエーテル構造を有するジアミンとを反応させて得られるポリアミド酸をイミド化して得られるポリイミド系樹脂を含む。上記酸無水物と上記エーテル構造を有するジアミンとを反応させる際の上記エーテル構造を有するジアミンの配合割合は、上記酸無水物１００重量部に対して、好ましくは、５重量部〜９０重量部である。
また、粘着剤層に発泡剤を添加してもよい。発泡剤が添加された粘着剤層は、加熱により剥離性を発現する。より詳細には、発泡剤が添加された粘着剤層は、加熱により発泡剤が発泡または膨張して、粘着力が低下または消失する。このような粘着剤層を有する耐熱性粘着シートを用いれば、研磨時にはＬＥＤウエハが十分に固定され、研磨後にはＬＥＤウエハを容易に剥離することができる。その結果、ＬＥＤウエハの損傷をより顕著に防止することができる。また、自動化された工程を容易に設計することができる。発泡剤としては、任意の適切な発泡剤が用いられ得る。発泡剤としては、例えば、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、亜硝酸アンモニウム、水素化ホウ素ナトリウム、アジド類等の無機系発泡剤；塩フッ化アルカン、アゾ系化合物、ヒドラジン系化合物、セミカルバジド系化合物、トリアゾール系化合物、Ｎ−ニトロソ系化合物等の有機系発泡剤が挙げられる。このように発泡剤を含む粘着剤層の詳細は、特開平５−０４３８５１号公報、特開平２−３０５８７８号公報および特開昭６３−３３４８７号公報に記載されており、これらの記載は本明細書に参考として援用される。
上記粘着剤層の厚みは、好ましくは１μｍ〜１００μｍであり、より好ましくは３μｍ〜６０μｍである。
耐熱性粘着シート２０を貼着した後、耐熱性粘着シート付きＬＥＤウエハをテーブル１００に固定する（図１（ｂ））。耐熱性粘着シート付き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を介して耐熱性粘着シート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。本発明おいては、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。本発明おいては、ＬＥＤウエハ１０が耐熱性粘着シート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、耐熱性粘着シート付き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、耐熱性粘着シート付きＬＥＤウエハをテーブル１００から剥離する。本発明においては、ＬＥＤウエハ１０が耐熱性粘着シート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。
耐熱性粘着シート付きＬＥＤウエハをテーブル１００から剥離した後、必要に応じて、粘着性ワックス３０を洗浄する。粘着性ワックス３０の洗浄は、耐熱性粘着シート付き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。
Ｂ．反射層形成工程
ＬＥＤウエハは、上記バックグラインド工程後、反射層形成工程に供される。図３（ａ）から（ｃ）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反射層形成工程を説明する概略図である。図３においては、代表例として、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）により、ＬＥＤウエハ１０の基板１２の外側に反射層４０を形成させる実施形態を示す。
本発明においては、耐熱性粘着シート２０が貼着されたＬＥＤウエハ１０が反射層形成工程に供される。このとき、耐熱性粘着シート２０は、ＬＥＤウエハ１０の発光素子１１側に貼着されている。耐熱性粘着シート２０は、工程間で貼り替えることなくバックグラインド工程で貼着した耐熱性粘着シート２０をそのまま用いてもよく、工程間で貼り替えて新たな耐熱性粘着シート２０を用いてもよい。耐熱性粘着シート２０を工程間で貼り替えることなく用いた場合、効率よくＬＥＤを製造することができる。耐熱性粘着シート２０を工程間で貼り替える場合、上記バックグラインド工程後に耐熱性粘着シート２０を剥離することにより、上記粘着性ワックス３０を耐熱性粘着シート２０と共に除去することができ、ワックスの洗浄を省略することができる。反射層形成工程においては、耐熱性粘着シート２０を下にして該耐熱性粘着シート付きＬＥＤウエハをテーブル２００に載置し（図３（ａ））、その後、ＬＥＤウエハ１０の耐熱性粘着シート２０とは反対側（すなわち、基板１２側）に反射層４０を形成する（図３（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、図示例のように、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の基板１２の外側に、例えばＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２および／またはＭｇＦ２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。本発明によれば、発光素子１１の外側に耐熱性粘着シート２０を貼着したＬＥＤウエハ１０を反射層形成工程に供することにより、耐熱性粘着シート２０がいわゆるマスキングシートの役割を果たし、金属が裏まわりして発光素子１１に蒸着することを防止し得る。また、上記のように、耐熱性粘着シートの基体として硬質基体を用いれば、ＬＥＤウエハの反りを矯正することができるので、発光素子１１に金属が蒸着することを防止するという点でより信頼度の高い製造方法を提供することができる。本発明の製造方法によれば、発光素子１１に金属層が形成され難いので、輝度の高いＬＥＤを得ることができる。
本発明において、反射層４０の形成方法としては、上記ＭＯＣＶＤ法に限定されず、任意の適切な他の方法を採用することもできる。他の方法としては、例えば、イオンアシスト電子ビーム法が挙げられる。イオンアシスト電子ビーム法は、一般に、反射層が形成される側の反対側（すなわち、発光素子側）からＬＥＤウエハを蓋で覆い、反射層が形成される面（すなわち、基板の外側の面）を露出させて、該露出面に対して蒸着処理が行われる。本発明によれば、耐熱性粘着シートを発光素子の外側に貼着することにより、イオンアシスト電子ビーム法を用いる場合においても、金属が裏まわりして発光素子に蒸着することを防止し得る。
上記のようにして、反射層４０が形成されたＬＥＤウエハ１０を得ることができる（図３（ｃ））。耐熱性粘着シート２０は反射層形成工程直後に剥離してもよく、耐熱性粘着シート２０を貼着したままＬＥＤウエハ１０を後工程に供してもよい。耐熱性粘着シート２０を貼着したままＬＥＤウエハ１０を後工程に供すれば、後工程および工程間のハンドリング時のＬＥＤウエハ１０の破損を防止することができる。
Ｃ.その他の工程
本発明のＬＥＤの製造方法は、任意の適切なその他の工程をさらに含んでいてもよい。その他の工程としては、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）等が挙げられる。
図４（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ダイシング工程を説明する概略図である。この実施形態においては、反射層形成工程後のＬＥＤウエハ１０をダイシング工程に供する。具体的には、反射層４０が形成されたＬＥＤウエハ１０の反射層４０側を下にして、ＬＥＤウエハ１０をダイシングテープ３００上に保持する（図４（ａ））。図示例のように、耐熱性粘着シート２０を貼着したままＬＥＤウエハ１０をダイシング工程に供する場合は、ＬＥＤウエハ１０をダイシングテープ３００上に保持させた後、耐熱性粘着シート２０を剥離することが好ましい（図４（ｂ））。その後、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（ｃ））、その後、ダイシングテープ３００をエキスパンドして、該カット部をきっかけとして反射層４０が形成された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（ｄ））。
図４（ｃ）から（ｄ）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１０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（ｃ）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、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に示す実施形態においては、耐熱性粘着シート２０が下になるようにして、バックグラインド工程後の耐熱性粘着シート付き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、基板１２側からＬＥＤウエハ１０をハーフカットする（図５（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（耐熱性粘着シート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５（ｃ））。ＬＥＤウエハ１０は、耐熱性粘着シート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、耐熱性粘着シート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５（ｄ））、耐熱性粘着シート２０を剥離する（図５（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５（ｆ））。
好ましくは、図４および図５に示すように、耐熱性粘着シート付きＬＥＤウエハに反射層４０を形成した後、該耐熱性粘着シートを貼着したまま、ＬＥＤウエハを後工程に供する（図４（ａ）、図５（ｄ））。このような実施形態であれば、耐熱性粘着シート２０がＬＥＤウエハ１０を保護して、ハンドリング時にＬＥＤウエハ１０が破損することを防止することができる。
１０ ＬＥＤウエハ
１１ 発光素子
１２ 基板
２０ 耐熱性粘着シート
３０ 粘着性ワックス
４０ 反射層
５０ ＬＥＤ

Claims (3)

  1. 基板と該基板の片面に発光素子とを備えるＬＥＤウエハの該基板を研磨するバックグラインド工程と、
    該バックグラインド工程後、該基板の外側に反射層を形成する反射層形成工程とを含むＬＥＤの製造方法であって、
    該ＬＥＤウエハの該発光素子の外側に耐熱性粘着シートを貼着することを含む、
    ＬＥＤの製造方法。
  2. 前記耐熱性粘着シートが、硬質基体と粘着剤層とを備える、請求項１に記載のＬＥＤの製造方法。
  3. 前記バックグラインド工程において耐熱性粘着シートを貼着し、
    該耐熱性粘着シートを貼着したまま、前記ＬＥＤウエハを前記反射層形成工程に供する、
    請求項１または２に記載のＬＥＤの製造方法。


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