JP5623795B2 - Processing method of sapphire substrate - Google Patents

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Description

本発明は、光デバイスウエーハ等の基板として用いられるサファイア基板を設定された分割予定ラインに沿って分割するサファイア基板の加工方法に関する。   The present invention relates to a method for processing a sapphire substrate that divides a sapphire substrate used as a substrate of an optical device wafer or the like along a predetermined division line.

光デバイス製造工程においては、略円板形状であるサファイア基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体からなる光デバイス層が積層され格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域に発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスを形成して光デバイスウエーハを構成する。そして、光デバイスウエーハを分割予定ラインに沿って分割することにより個々の光デバイスを製造している。   In the optical device manufacturing process, an optical device layer made of a gallium nitride compound semiconductor is laminated on the surface of a sapphire substrate having a substantially disc shape, and is divided into a plurality of regions partitioned by a plurality of division lines formed in a lattice shape. An optical device such as a light emitting diode or a laser diode is formed to constitute an optical device wafer. Each optical device is manufactured by dividing the optical device wafer along the planned division line.

上述した光デバイスウエーハを分割予定ラインに沿って分割する分割方法として、光デバイスウエーハを構成するサファイア基板に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射してアブレーション加工することにより破断の起点となるレーザー加工溝を形成し、この破断の起点となるレーザー加工溝が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与することにより割断する方法が提案されている。(例えば、特許文献1参照。)   As a dividing method for dividing the above-mentioned optical device wafer along the planned division line, ablation processing is performed by irradiating the sapphire substrate constituting the optical device wafer with a pulsed laser beam having a wavelength that has absorptivity along the planned division line. Thus, there has been proposed a method of cleaving by forming a laser-processed groove serving as a starting point of fracture and applying an external force along a planned division line in which the laser-processed groove serving as a starting point of fracture is formed. (For example, refer to Patent Document 1.)

しかるに、光デバイスウエーハを構成するサファイア基板の表面に形成された分割予定ラインに沿ってサファイア基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してレーザー加工溝を形成すると、発光ダイオード等の光デバイスの側壁面にレーザー加工時に生成される変質物質が付着して光デバイスの輝度が低下し、光デバイスの品質が低下するという問題がある。   However, when a laser processing groove is formed by irradiating a laser beam having an absorptive wavelength to the sapphire substrate along the planned dividing line formed on the surface of the sapphire substrate constituting the optical device wafer, light from a light emitting diode or the like is formed. There is a problem in that a denatured substance generated during laser processing adheres to the side wall surface of the device, the luminance of the optical device is lowered, and the quality of the optical device is lowered.

また、上述した光デバイスウエーハの分割予定ラインに沿った分割は、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備している。切削手段は、回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードおよび回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、環状の切れ刃は例えば粒径が3〜4μmのダイヤモンド砥粒をニッケルメッキによって基台に固定し、厚みが20〜30μmに形成されている。(例えば、特許文献2参照。)このような切削装置の切削ブレードによって光デバイスウエーハを切断することにより、レーザー加工のように光デバイスの側壁面に変質物質が生成されることがなく加工することができる。   Further, the above-described division along the division line of the optical device wafer is performed by a cutting device called a dicer. The cutting apparatus includes a chuck table for holding a workpiece, a cutting means for cutting the workpiece held on the chuck table, and a cutting feed means for relatively moving the chuck table and the cutting means. It has. The cutting means includes a rotary spindle, a cutting blade mounted on the spindle, and a drive mechanism that rotationally drives the rotary spindle. The cutting blade is composed of a disk-shaped base and an annular cutting edge mounted on the outer peripheral portion of the side surface of the base, and the annular cutting edge is based on, for example, diamond abrasive grains having a particle diameter of 3 to 4 μm by nickel plating. It is fixed to a table and has a thickness of 20 to 30 μm. (For example, refer to Patent Document 2.) By cutting the optical device wafer with a cutting blade of such a cutting apparatus, processing is performed without generating a denatured substance on the side wall surface of the optical device as in laser processing. Can do.

特開平10−305420号公報JP-A-10-305420 特開2006−187834号公報JP 2006-187834 A

而して、サファイア基板はモース硬度が高いため、切削ブレードによって切削溝を形成する場合、切削ブレードの切り込み量を大きくすることができず、所定深さの切削溝を形成するためには切削工程を複数回実施する必要がある。しかるに、切削溝を形成した後に該切削溝に切削ブレードを位置付けて再度切削を実施すると、切削ブレードの側面が切削溝に接触して切削溝の縁辺に欠けが生ずるという問題がある。   Thus, since the sapphire substrate has a high Mohs hardness, when the cutting groove is formed by a cutting blade, the cutting amount of the cutting blade cannot be increased, and a cutting process is required to form a cutting groove having a predetermined depth. Must be carried out several times. However, when the cutting blade is positioned in the cutting groove after the cutting groove is formed and cutting is performed again, there is a problem that the side surface of the cutting blade comes into contact with the cutting groove and the edge of the cutting groove is chipped.

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、欠けを発生させることなく所定深さの切削溝を形成してサファイア基板を設定された分割予定ラインに沿って分割することができるサファイア基板の加工方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and the main technical problem thereof is to form a cutting groove having a predetermined depth without causing chipping and to divide the sapphire substrate along a predetermined division line. Another object is to provide a method for processing a sapphire substrate.

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、サファイア基板を設定された分割予定ラインに沿って分割するサファイア基板の加工方法であって、
ダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固定した第1の厚みを有する第1の切刃を備えた第1の切削ブレードをサファイア基板の分割予定ラインに位置付け、第1の切削ブレードを回転しつつ第1の切削ブレードとサファイア基板を相対的に加工送りし、サファイア基板に分割予定ラインに沿って第1の切削溝を形成する第1の切削溝形成工程と、
ダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固定した該第1の厚みより小さい第2の厚みを有する第2の切刃を備えた第2の切削ブレードを該第1の切削溝に位置付け、第2の切削ブレードを回転しつつ第2の切削ブレードとサファイア基板を相対的に加工送りし、サファイア基板に形成された該第1の切削溝の底に第2の切削溝を形成する第2の切削溝形成工程と、
該第1の切削溝形成工程および該第2の切削溝形成工程が実施されたサファイア基板に外力を付与し、第1切削溝および第2の切削溝が形成された分割予定ラインに沿って破断する破断工程と、を含み、
該第1の切削溝形成工程および該第2の切削溝形成工程は、切削ブレードの回転速度が20000〜35000rpm、切削ブレードの切り込み深さが5〜15μm、加工送り速度が50〜150mm/秒に設定されている、
ことを特徴とするサファイア基板の加工方法が提供される。
In order to solve the main technical problem, according to the present invention, a sapphire substrate processing method for dividing a sapphire substrate along a set division line,
A first cutting blade having a first cutting edge having a first thickness, in which diamond abrasive grains are fixed by nickel plating, is positioned on the division line of the sapphire substrate, and the first cutting blade is rotated while the first cutting blade is rotated. A cutting blade and a sapphire substrate are relatively processed and fed, and a first cutting groove forming step for forming a first cutting groove on the sapphire substrate along a line to be divided;
A second cutting blade having a second cutting blade having a second thickness smaller than the first thickness, in which diamond abrasive grains are fixed by nickel plating, is positioned in the first cutting groove, and the second cutting blade A second cutting groove forming step of forming a second cutting groove on the bottom of the first cutting groove formed on the sapphire substrate by relatively feeding the second cutting blade and the sapphire substrate while rotating When,
An external force is applied to the sapphire substrate on which the first cutting groove forming step and the second cutting groove forming step have been performed, and breaks along the planned division line on which the first cutting groove and the second cutting groove are formed. and breaking step that, only including,
In the first cutting groove forming step and the second cutting groove forming step, the rotational speed of the cutting blade is 20000 to 35000 rpm, the cutting depth of the cutting blade is 5 to 15 μm, and the processing feed speed is 50 to 150 mm / second. Set,
A method for processing a sapphire substrate is provided.

本発明によるサファイア基板の加工方法は、サファイア基板に分割予定ラインに沿って第1の切削溝を形成する第1の切削溝形成工程と、サファイア基板に第1の切削溝の底に第2の切削溝を形成する第2の切削溝形成工程とを含み、第2の切削溝形成工程は第1の切削溝を形成する第1の切削手段を構成する第1の環状の切れ刃の厚み(第1の厚み)より小さい厚み(第2の厚み)を有する第2の環状の切れ刃を備えた第2の切削ブレードによって第1の切削溝の底に第2の切削溝を形成するので、第2の環状の切れ刃の側面が第1の切削溝の壁面に接触することがないため、第1の切削溝の縁辺に欠けが生ずることはない。
また、本発明によるサファイア基板の加工方法においては、上記第1の切削溝形成工程および第2の切削溝形成工程は切削ブレードの回転速度が20000〜35000rpm、切削ブレードの切り込み深さが5〜15μm、加工送り速度が50〜150mm/秒に設定されているので、サファイア基板に欠けが発生することなく、また、切削ブレードを構成する切れ刃が破損することなく、切削ブレードの磨耗量が低減するとともに、生産性を向上することができる。特に、本発明によるサファイア基板の加工方法においては、加工送り速度が50〜150mm/秒に設定されているので、サファイア基板の切削加工において常識とされていた加工送り速度(3mm/秒)の15〜50倍の加工速度で加工することができ、生産性を向上することができるとともに、切削ブレードの磨耗量が1/2以下となり切削ブレードの交換頻度を1/2以下に減少することができる。
The processing method of the sapphire substrate according to the present invention includes a first cutting groove forming step of forming a first cutting groove on the sapphire substrate along the division line, and a second cutting groove formed on the sapphire substrate at the bottom of the first cutting groove. A second cutting groove forming step for forming a cutting groove, and the second cutting groove forming step includes a thickness of a first annular cutting edge (first cutting means for forming the first cutting groove). Since the second cutting groove is formed at the bottom of the first cutting groove by the second cutting blade having the second annular cutting edge having a thickness (second thickness) smaller than (first thickness), Since the side surface of the second annular cutting edge does not contact the wall surface of the first cutting groove, the edge of the first cutting groove is not chipped.
In the sapphire substrate processing method according to the present invention, the first cutting groove forming step and the second cutting groove forming step have a cutting blade rotational speed of 20000 to 35000 rpm and a cutting blade cutting depth of 5 to 15 μm. Since the processing feed rate is set to 50 to 150 mm / sec, the sapphire substrate is not chipped, and the cutting blade constituting the cutting blade is not damaged, and the amount of wear of the cutting blade is reduced. At the same time, productivity can be improved. In particular, in the method for processing a sapphire substrate according to the present invention, the processing feed rate is set to 50 to 150 mm / sec. It is possible to process at a processing speed of ˜50 times and improve productivity, and the amount of wear of the cutting blade can be reduced to ½ or less, and the replacement frequency of the cutting blade can be reduced to ½ or less. .

本発明によるサファイア基板の加工方法に従って加工される光デバイスウエーハを示す斜視図および要部拡大断面図。The perspective view and principal part expanded sectional view which show the optical device wafer processed according to the processing method of the sapphire substrate by this invention. 本発明によるサファイア基板の加工方法におけるウエーハ支持工程の説明図。Explanatory drawing of the wafer support process in the processing method of the sapphire substrate by this invention. 本発明によるサファイア基板の加工方法における第1の切削溝形成工程を実施するための切削装置の要部斜視図。The principal part perspective view of the cutting device for enforcing the 1st cutting groove formation process in the processing method of the sapphire substrate by this invention. 図3に示す切削装置に装備される切削ブレードの断面図。Sectional drawing of the cutting blade with which the cutting apparatus shown in FIG. 3 is equipped. 本発明によるサファイア基板の加工方法における第1の切削溝形成工程の説明図。Explanatory drawing of the 1st cutting groove formation process in the processing method of the sapphire substrate by this invention. 本発明によるサファイア基板の加工方法における第1の切削溝形成工程が実施された光デバイスウエーハの要部を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the principal part of the optical device wafer in which the 1st cutting groove formation process in the processing method of the sapphire substrate by this invention was implemented. 本発明によるサファイア基板の加工方法における第2の切削溝形成工程を実施するための切削装置の要部斜視図。The principal part perspective view of the cutting device for implementing the 2nd cutting groove formation process in the processing method of the sapphire substrate by this invention. 本発明によるサファイア基板の加工方法における第2の切削溝形成工程の説明図。Explanatory drawing of the 2nd cutting groove formation process in the processing method of the sapphire substrate by this invention. 本発明によるサファイア基板の加工方法における第2の切削溝形成工程が実施された光デバイスウエーハの要部を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the principal part of the optical device wafer in which the 2nd cutting groove formation process in the processing method of the sapphire substrate by this invention was implemented. 本発明によるサファイア基板の加工方法における破断工程を実施するためのウエーハ破断装置の斜視図。The perspective view of the wafer fracture | rupture apparatus for implementing the fracture | rupture process in the processing method of the sapphire substrate by this invention. 本発明によるサファイア基板の加工方法における破断工程の説明図。Explanatory drawing of the fracture | rupture process in the processing method of the sapphire substrate by this invention.

以下、本発明によるサファイア基板の加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of a method for processing a sapphire substrate according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1の(a)および(b)には、本発明によるサファイア基板の加工方法に従って加工される光デバイスウエーハの斜視図および要部を拡大して示す断面図が示されている。図1の(a)および(b)に示す光デバイスウエーハ2は、例えば厚みが100μmのサファイア基板20の表面20aに窒化物半導体からなる光デバイス層としての発光層(エピ層)21が5μmの厚みで積層されている。そして、発光層(エピ層)21が格子状に形成された複数の分割予定ライン22によって区画された複数の領域に発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイス23が形成されている。以下、この光デバイスウエーハ2を分割予定ライン22に沿って個々の光デバイス23に分割する加工方法について説明する。   1A and 1B show a perspective view of an optical device wafer processed according to the method for processing a sapphire substrate according to the present invention and a sectional view showing an enlarged main part. An optical device wafer 2 shown in FIGS. 1A and 1B has a light emitting layer (epilayer) 21 as an optical device layer made of a nitride semiconductor on a surface 20a of a sapphire substrate 20 having a thickness of 100 μm, for example. It is laminated by thickness. An optical device 23 such as a light emitting diode or a laser diode is formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of division lines 22 in which the light emitting layer (epi layer) 21 is formed in a lattice shape. Hereinafter, a processing method for dividing the optical device wafer 2 into the individual optical devices 23 along the planned division line 22 will be described.

本発明によるサファイア基板の加工方法においては、先ず図2の(a)および(b)に示すように光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20の裏面20bを環状のフレーム3に装着されたダイシングテープ4の表面に貼着する(ウエーハ支持工程)。   In the sapphire substrate processing method according to the present invention, first, as shown in FIGS. 2A and 2B, a dicing tape in which the back surface 20b of the sapphire substrate 20 constituting the optical device wafer 2 is mounted on the annular frame 3 is used. Adhering to the surface of 4 (wafer support step).

上述したウエーハ支持工程を実施したならば、ダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固定した第1の厚みを有する第1の切刃を備えた第1の切削ブレードをサファイア基板からなる光デバイスウエーハ2の分割予定ラインに位置着け、第1の切削ブレードを回転しつつ第1の切削ブレードとサファイア基板を相対的に加工送りし、光デバイスウエーハ2に分割予定ラインに沿って第1の切削溝を形成する第1の切削溝形成工程を実施する。この第1の切削溝形成工程は、図示の実施形態においては図3に示す切削装置5を用いて実施する。図3に示す切削装置5は、被加工物を保持するチャックテーブル51と、該チャックテーブル51に保持された被加工物を切削する切削手段52と、該チャックテーブル51に保持された被加工物を撮像する撮像手段53を具備している。チャックテーブル51は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない切削送り手段によって図3において矢印Xで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。   When the wafer supporting step described above is performed, the first cutting blade having the first cutting edge having the first thickness in which the diamond abrasive grains are fixed by nickel plating is divided into the optical device wafer 2 made of a sapphire substrate. The first cutting blade and the sapphire substrate are moved relative to each other while the first cutting blade is rotated and the first cutting blade is rotated to form a first cutting groove along the division planned line. A 1st cutting groove formation process is implemented. This first cutting groove forming step is performed by using the cutting device 5 shown in FIG. 3 in the illustrated embodiment. 3 includes a chuck table 51 that holds a workpiece, a cutting means 52 that cuts the workpiece held on the chuck table 51, and a workpiece held on the chuck table 51. The image pickup means 53 for picking up images is provided. The chuck table 51 is configured to suck and hold a workpiece. The chuck table 51 is moved in a machining feed direction indicated by an arrow X in FIG. 3 by a cutting feed means (not shown) and is indicated by an arrow Y by an index feed means (not shown). It can be moved in the index feed direction shown.

上記切削手段52は、実質上水平に配置されたスピンドルハウジング521と、該スピンドルハウジング521に回転自在に支持された回転スピンドル522と、該回転スピンドル522の先端部に装着された第1の切削ブレード523を含んでおり、回転スピンドル522がスピンドルハウジング521内に配設された図示しないサーボモータによって矢印Aで示す方向に回転せしめられるようになっている。なお、第1の切削ブレード523は、図4に示すように基台524と、該基台524の側面外周部に装着された第1の環状の切れ刃525とからなっている。第1の環状の切れ刃525は、基台524の側面外周部に粒径が3〜4μmのダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めた電鋳ブレードからなっており、厚み(第1の厚み)が30μmで外径が52mmに形成されている。   The cutting means 52 includes a spindle housing 521 arranged substantially horizontally, a rotating spindle 522 rotatably supported by the spindle housing 521, and a first cutting blade mounted on the tip of the rotating spindle 522. Rotation spindle 522 is rotated in the direction indicated by arrow A by a servo motor (not shown) disposed in spindle housing 521. As shown in FIG. 4, the first cutting blade 523 includes a base 524 and a first annular cutting edge 525 attached to the outer peripheral portion of the side surface of the base 524. The first annular cutting edge 525 is composed of an electroformed blade in which diamond abrasive grains having a particle diameter of 3 to 4 μm are hardened by nickel plating on the outer peripheral portion of the side surface of the base 524, and has a thickness (first thickness). The outer diameter is 30 mm and the outer diameter is 52 mm.

上記撮像手段53は、スピンドルハウジング521の先端部に装着されており、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子(CCD)等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。   The imaging means 53 is attached to the tip of the spindle housing 521, and illuminates the work piece, an optical system that captures an area illuminated by the illumination means, and an image captured by the optical system. An image pickup device (CCD) or the like for picking up images is provided, and the picked up image signal is sent to a control means (not shown).

上述した切削装置5を用いて第1の切削溝形成工程を実施するには、図3に示すようにチャックテーブル51上に光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20の裏面20bが貼着されたダイシングテープ4側を載置し、図示しない吸引手段を作動することによりチャックテーブル51上にダイシングテープ4を介して光デバイスウエーハ2を吸引保持する(ウエーハ保持工程)。従って、チャックテーブル51上に保持された光デバイスウエーハ2は、表面2aが上側となる。なお、図3においては、ダイシングテープ4が装着された環状のフレーム3を省いて示しているが、環状のフレーム3はチャックテーブル51に配設されたクランプ機構によって固定されている。このようにして、光デバイスウエーハ2を吸引保持したチャックテーブル51は、図示しない切削送り手段によって撮像手段53の直下に位置付けられる。   In order to perform the first cutting groove forming step using the cutting device 5 described above, the back surface 20b of the sapphire substrate 20 constituting the optical device wafer 2 was stuck on the chuck table 51 as shown in FIG. The optical device wafer 2 is sucked and held on the chuck table 51 via the dicing tape 4 by placing the dicing tape 4 side and operating a suction means (not shown) (wafer holding step). Therefore, the surface 2a of the optical device wafer 2 held on the chuck table 51 is on the upper side. In FIG. 3, the annular frame 3 on which the dicing tape 4 is mounted is omitted, but the annular frame 3 is fixed by a clamp mechanism disposed on the chuck table 51. In this way, the chuck table 51 that sucks and holds the optical device wafer 2 is positioned directly below the imaging means 53 by a cutting feed means (not shown).

チャックテーブル51が撮像手段53の直下に位置付けられると、撮像手段53および図示しない制御手段によって光デバイスウエーハ2の加工すべき領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段53および図示しない制御手段は、光デバイスウエーハ2の表面2aに所定方向に形成されている分割予定ライン22と第1の切削ブレード523との位置合わせを行うためのアライメントを遂行する(アライメント工程)。また、光デバイスウエーハ2の表面2aに上記所定方向に対して直交する方向に形成された分割予定ライン22に対しても、同様に加工領域のアライメントが遂行される。   When the chuck table 51 is positioned immediately below the image pickup means 53, an alignment operation for detecting a region to be processed of the optical device wafer 2 is executed by the image pickup means 53 and a control means (not shown). That is, the imaging unit 53 and a control unit (not shown) perform alignment for aligning the planned dividing line 22 formed in the predetermined direction on the surface 2a of the optical device wafer 2 and the first cutting blade 523. (Alignment process). In addition, the alignment of the processing region is performed in the same manner for the division lines 22 formed on the surface 2a of the optical device wafer 2 in a direction orthogonal to the predetermined direction.

以上のようにしてチャックテーブル51上に保持されている光デバイスウエーハ2の加工領域を検出するアライメントが行われたならば、光デバイスウエーハ2を吸引保持したチャックテーブル51を第1の切削ブレード523の下方である加工領域の加工開始位置に移動する。そして、図5の(a)で示すように光デバイスウエーハ2の加工すべき分割予定ライン22の一端(図5の(a)において左端)が第1の切削ブレード523の直下より所定量右側に位置するように位置付ける(加工送り開始位置位置付け工程)。このようにして光デバイスウエーハ2を加工領域の加工開始位置に位置付けられたならば、第1の切削ブレード523を矢印Aで示す方向に回転しつつ図5の(a)において2点鎖線で示す待機位置から下方に切り込み送りし、図5の(a)において実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、図5の(a)および図6の(a)に示すように第1の切削ブレード523を構成する第1の環状の切れ刃525の外周縁の下端が光デバイスウエーハ2の表面2a(上面)から例えば15μm下方の位置に設定されている。なお、切り込み深さを15μmより深くすると切削ブレードにかかる負荷が大きくなりサファイア基板の上面に欠けや割れが発生するため、切り込み深さは15μmが限界である。一方、切り込み深さが5μm未満では切削ブレードにかかる負荷は小さくなるが、所定の深さの切削溝を形成するには複数回切削する必要があるため生産性が悪い。従って、切削ブレードの切り込み深さは、5〜15μmに設定することが望ましい。なお、図示の実施形態においては、切削ブレードの切り込み深さが15μmに設定されている。   If the alignment for detecting the processing region of the optical device wafer 2 held on the chuck table 51 is performed as described above, the chuck table 51 holding the optical device wafer 2 by suction is held by the first cutting blade 523. It moves to the processing start position of the processing area below. Then, as shown in FIG. 5 (a), one end (the left end in FIG. 5 (a)) of the planned dividing line 22 to be processed of the optical device wafer 2 is on the right side by a predetermined amount from directly below the first cutting blade 523. Position so as to be positioned (process feed start position positioning step). When the optical device wafer 2 is thus positioned at the machining start position in the machining area, the first cutting blade 523 is rotated in the direction indicated by the arrow A, and is indicated by a two-dot chain line in FIG. It cuts and feeds downward from the standby position, and is positioned at a predetermined cutting and feeding position as shown by a solid line in FIG. As shown in FIGS. 5A and 6A, the cutting feed position is such that the lower end of the outer peripheral edge of the first annular cutting edge 525 constituting the first cutting blade 523 is the optical device wafer 2. For example, it is set at a position 15 μm below the surface 2a (upper surface). If the cutting depth is deeper than 15 μm, the load applied to the cutting blade increases, and chipping and cracking occur on the upper surface of the sapphire substrate, so the cutting depth is limited to 15 μm. On the other hand, when the cutting depth is less than 5 μm, the load applied to the cutting blade is small, but the productivity is poor because it is necessary to cut a plurality of times to form a cutting groove having a predetermined depth. Therefore, it is desirable to set the cutting depth of the cutting blade to 5 to 15 μm. In the illustrated embodiment, the cutting depth of the cutting blade is set to 15 μm.

次に、図5の(a)に示すように第1の切削ブレード523を矢印Aで示す方向に所定の回転速度で回転しつつ、チャックテーブル51を図5の(a)において矢印X1で示す方向に所定の加工送り速度で加工送りする(第1の切削溝形成工程)。この結果、図5の(b)および図6の(b)に示すように光デバイスウエーハ2には、分割予定ライン22に沿って破断起点となる幅が30μmで深さが15μmの第1の切削溝201が形成される。この第1の切削溝形成工程においては、切削ブレードの回転速度を20000〜35000rpmに設定するとともに、加工送り速度を50〜150mm/秒に設定することが望ましい。切削ブレードの回転速度が20000rpm未満であると切削ブレードに破損が生じやすくなり、一方、切削ブレードの回転速度が35000rpmを超えると切削ブレードにブレが発生してサファイア基板に欠けが生ずる。また、加工送り速度については、本発明者等の実験によると、所定の長さの切削溝を形成する場合に、加工送り速度が遅いほど切削ブレードを構成する環状の切れ刃の磨耗量が多く、加工送り速度が速いほど切削ブレードを構成する環状の切れ刃の磨耗量が少ないことが判った。以下、本発明者等の実験例について説明する。   Next, as shown in FIG. 5 (a), the first cutting blade 523 is rotated at a predetermined rotational speed in the direction indicated by the arrow A, while the chuck table 51 is indicated by the arrow X1 in FIG. 5 (a). Processing feed is performed in a direction at a predetermined processing feed speed (first cutting groove forming step). As a result, as shown in FIG. 5B and FIG. 6B, the optical device wafer 2 has a first width of 30 μm and a depth of 15 μm as the break starting point along the division line 22. A cutting groove 201 is formed. In the first cutting groove forming step, it is desirable to set the rotational speed of the cutting blade to 20000 to 35000 rpm and the processing feed speed to 50 to 150 mm / sec. If the rotation speed of the cutting blade is less than 20000 rpm, the cutting blade is likely to be damaged. On the other hand, if the rotation speed of the cutting blade exceeds 35000 rpm, the cutting blade is blurred and the sapphire substrate is chipped. As for the machining feed rate, according to the experiments by the present inventors, when the cutting groove having a predetermined length is formed, the lower the machining feed rate, the larger the wear amount of the annular cutting edge constituting the cutting blade. It was found that the higher the machining feed rate, the smaller the wear amount of the annular cutting edge constituting the cutting blade. Hereinafter, experimental examples of the inventors will be described.

実験例Experimental example

粒径が3〜4μmのダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固め厚みが30μmで外径が52mmに形成された電鋳ブレードからなる切れ刃を備えた切削ブレードを用いて、サファイア基板を切削した。このときの加工条件は、切り込み深さが15μm、切削ブレードの回転速度が30000rpm、加工送り速度を1〜150mm/秒に設定し、それぞれ1m切削加工した。
この実験により、次のような結果が得られた。
(1)加工送り速度が1mm/秒の場合、切削ブレードを構成する切れ刃の磨耗量は7μm
/加工長さ1m。
(2)加工送り速度が3mm/秒の場合、切削ブレードを構成する切れ刃の磨耗量は6μm
/加工長さ1m。
(3)加工送り速度が10mm/秒の場合、切削ブレードを構成する切れ刃の磨耗量は5μ
m/加工長さ1m。
(4)加工送り速度が30mm/秒の場合、切削ブレードを構成する切れ刃の磨耗量は4μ
m/加工長さ1m。
(5)加工送り速度が50mm/秒の場合、切削ブレードを構成する切れ刃の磨耗量は2.
5μm/加工長さ1m。
(6)加工送り速度が100mm/秒の場合、切削ブレードを構成する切れ刃の磨耗量は2
μm/加工長さ1m。
(7)加工送り速度が150mm/秒の場合、切削ブレードを構成する切れ刃の磨耗量は1
.8μm/加工長さ1m。
(8)加工送り速度が160mm/秒の場合、切削ブレードを構成する切れ刃の磨耗量は1
.8μm/加工長さ1m。但し、サファイア基板に欠けが発生。
The sapphire substrate was cut using a cutting blade having a cutting edge formed of an electroformed blade formed by solidifying nickel abrasive grains having a particle diameter of 3 to 4 μm with nickel plating and having a thickness of 30 μm and an outer diameter of 52 mm. The machining conditions at this time were a cutting depth of 15 μm, a cutting blade rotation speed of 30000 rpm, and a machining feed rate of 1 to 150 mm / sec, each of which was cut by 1 m.
As a result of this experiment, the following results were obtained.
(1) When the machining feed rate is 1 mm / second, the wear amount of the cutting blade constituting the cutting blade is 7 μm.
/ Processing length 1m.
(2) When the machining feed rate is 3 mm / second, the wear amount of the cutting blade constituting the cutting blade is 6 μm.
/ Processing length 1m.
(3) When the processing feed rate is 10 mm / second, the wear amount of the cutting blade constituting the cutting blade is 5 μm.
m / processing length 1m.
(4) When the processing feed rate is 30 mm / second, the wear amount of the cutting blade constituting the cutting blade is 4 μm.
m / processing length 1m.
(5) When the machining feed rate is 50 mm / second, the amount of wear of the cutting edge constituting the cutting blade is 2.
5 μm / processing length 1 m.
(6) When the machining feed rate is 100 mm / second, the wear amount of the cutting blade constituting the cutting blade is 2
μm / processing length 1m.
(7) When the machining feed rate is 150 mm / sec, the wear amount of the cutting blade constituting the cutting blade is 1
. 8μm / processing length 1m.
(8) When the machining feed rate is 160 mm / sec, the wear amount of the cutting blade constituting the cutting blade is 1
. 8μm / processing length 1m. However, chipping occurs in the sapphire substrate.

上述した実験結果から、加工送り速度が遅いほど切削ブレードを構成する切れ刃の磨耗量が多く、加工送り速度が速いほど切削ブレードを構成する切れ刃の磨耗量が少ないことが判る。特に、加工送り速度を50mm/秒にすると切削ブレードを構成する切れ刃の磨耗量は2.5μm/加工長さ1mで、従来サファイア基板の切削加工において常識とされていた加工送り速度(3mm/秒)の場合と比べて磨耗量が42%となり、切削ブレードの寿命が2倍以上向上する。また、加工送り速度を150mm/秒にすると切削ブレードを構成する切れ刃の磨耗量は1.8μm/加工長さ1mで、従来サファイア基板の切削加工において常識とされていた加工送り速度(3mm/秒)の場合と比べて磨耗量が30%となり、切削ブレードの寿命が3倍以上となる。一方、加工送り速度が150mm/秒を超え160mm/秒になるとサファイア基板に欠け発生するため、加工送り速度は150mm/秒以下に設定することが望ましい。   From the above experimental results, it can be seen that the lower the machining feed rate, the greater the wear amount of the cutting blade constituting the cutting blade, and the faster the machining feed rate, the smaller the wear amount of the cutting blade constituting the cutting blade. In particular, when the processing feed rate is 50 mm / second, the wear amount of the cutting blade constituting the cutting blade is 2.5 μm / processing length 1 m, and the processing feed rate (3 mm / second), which has been commonly used in cutting sapphire substrates in the past. The amount of wear is 42% compared to the case of the second), and the life of the cutting blade is improved more than twice. When the machining feed rate is set to 150 mm / second, the wear amount of the cutting blade constituting the cutting blade is 1.8 μm / working length 1 m, and the machining feed rate (3 mm / mm), which has been commonly used in the cutting of sapphire substrates in the past. The amount of wear is 30% and the life of the cutting blade is more than tripled. On the other hand, when the processing feed rate exceeds 150 mm / sec and reaches 160 mm / sec, chipping occurs in the sapphire substrate.

以上のように、加工送り速度を50〜150mm/秒に設定することにより、サファイア基板の切削加工において常識とされていた加工送り速度(3mm/秒)の場合と比較して切削ブレードを構成する切れ刃の磨耗量が1/2以下となるので、切削ブレードの交換頻度を1/2以下に減少することができ経済的である。また、加工送り速度を50〜150mm/秒に設定することにより、サファイア基板に欠けが発生したり切削ブレードを構成する切れ刃が破損することなく、従来サファイア基板の切削加工において常識とされていた加工送り速度(3mm/秒)の15〜50倍の加工速度で加工することができ、生産性を向上することができる。   As described above, by setting the machining feed rate to 50 to 150 mm / second, the cutting blade is configured as compared with the case of the machining feed rate (3 mm / second) that has been common knowledge in the cutting of sapphire substrates. Since the wear amount of the cutting edge is ½ or less, the replacement frequency of the cutting blade can be reduced to ½ or less, which is economical. In addition, by setting the processing feed rate to 50 to 150 mm / sec, the sapphire substrate is not chipped or the cutting blades constituting the cutting blade are not damaged, and it has been common knowledge in conventional sapphire substrate cutting. Processing can be performed at a processing speed 15 to 50 times the processing feed rate (3 mm / sec), and productivity can be improved.

以上のようにして、光デバイスウエーハ2の所定方向に延在する全ての分割予定ライン22に沿って上記第1の切削溝形成工程を実施したならば、チャックテーブル51を90度回動せしめて、上記所定方向に対して直交する方向に形成された各分割予定ライン22に沿って上記第1の切削溝形成工程を実施する。   As described above, when the first cutting groove forming step is performed along all the division lines 22 extending in a predetermined direction of the optical device wafer 2, the chuck table 51 is rotated 90 degrees. Then, the first cutting groove forming step is performed along each division line 22 formed in a direction orthogonal to the predetermined direction.

上述した第1の切削溝形成工程を実施したならば、ダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固定した第1の厚みより小さい第2の厚みを有する第2の切刃を備えた第2の切削ブレードを第1の切削溝201に位置付け、第2の切削ブレードを回転しつつ第2の切削ブレードとサファイア基板を相対的に加工送りし、光デバイスウエーハ2に形成された第1の切削溝201の底に第2の切削溝を形成する第2の切削溝形成工程を実施する。この第2の切削溝形成工程は、図7に示す切削装置50を用いて実施する。なお、図7に示す切削装置50は、切削手段52を構成する第2のブレード523aが上記図3に示す切削装置5の切削手段52を構成する第1のブレード523と異なる以外は上記図3に示す切削装置5と実質的に同様の構成であり、従って、同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。即ち、図7に示す切削装置50の切削手段52を構成する第2のブレード523aは、第2の環状の切れ刃525aの厚み(第2の厚み)が上記第1のブレード523を構成する第1の環状の切れ刃525の厚み(第1の厚み)より小さい20μmに形成されている。   If the 1st cutting groove formation process mentioned above was implemented, the 2nd cutting blade provided with the 2nd cutting blade which has the 2nd thickness smaller than the 1st thickness which fixed the diamond abrasive grain by nickel plating. Positioned in the first cutting groove 201, the second cutting blade and the sapphire substrate are relatively processed and fed while rotating the second cutting blade, and the bottom of the first cutting groove 201 formed in the optical device wafer 2 A second cutting groove forming step for forming a second cutting groove is performed. This 2nd cutting groove formation process is implemented using the cutting device 50 shown in FIG. 7 is the same as that shown in FIG. 3 except that the second blade 523a constituting the cutting means 52 is different from the first blade 523 constituting the cutting means 52 of the cutting apparatus 5 shown in FIG. Therefore, the same members are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. That is, in the second blade 523a constituting the cutting means 52 of the cutting device 50 shown in FIG. 7, the thickness (second thickness) of the second annular cutting edge 525a constitutes the first blade 523. It is formed to be 20 μm smaller than the thickness (first thickness) of one annular cutting edge 525.

上述した切削装置50を用いて第2の切削溝形成工程を実施するには、図7に示すようにチャックテーブル51上に上記第1の切削溝形成工程が実施された光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20の裏面20bが貼着されたダイシングテープ4側を載置し、図示しない吸引手段を作動することによりチャックテーブル51上にダイシングテープ4を介して光デバイスウエーハ2を吸引保持する(ウエーハ保持工程)。従って、チャックテーブル51上に保持された光デバイスウエーハ2は、表面2aが上側となる。なお、図7においては、ダイシングテープ4が装着された環状のフレーム3を省いて示しているが、環状のフレーム3はチャックテーブル51に配設されたクランプ機構によって固定されている。このようにして、光デバイスウエーハ2を吸引保持したチャックテーブル51は、図示しない切削送り手段によって撮像手段53の直下に位置付けられる。   In order to perform the second cutting groove forming step using the cutting apparatus 50 described above, the optical device wafer 2 in which the first cutting groove forming step is performed on the chuck table 51 as shown in FIG. The optical device wafer 2 is sucked and held on the chuck table 51 via the dicing tape 4 by placing the dicing tape 4 side to which the back surface 20b of the sapphire substrate 20 is stuck and operating a suction means (not shown). Wafer holding process). Therefore, the surface 2a of the optical device wafer 2 held on the chuck table 51 is on the upper side. In FIG. 7, the annular frame 3 to which the dicing tape 4 is mounted is omitted, but the annular frame 3 is fixed by a clamp mechanism disposed on the chuck table 51. In this way, the chuck table 51 that sucks and holds the optical device wafer 2 is positioned directly below the imaging means 53 by a cutting feed means (not shown).

チャックテーブル51が撮像手段53の直下に位置付けられると、撮像手段53および図示しない制御手段によって光デバイスウエーハ2の加工すべき領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段53および図示しない制御手段は、光デバイスウエーハ2の表面2aに所定方向に形成されている分割予定ライン22に沿って形成された第1の切削溝201と第2の切削ブレード523aとの位置合わせを行うためのアライメントを遂行する(アライメント工程)。また、光デバイスウエーハ2の表面2aに上記所定方向に対して直交する方向に形成された分割予定ライン22に沿って形成された第1の切削溝201に対しても、同様に加工領域のアライメントが遂行される。   When the chuck table 51 is positioned immediately below the image pickup means 53, an alignment operation for detecting a region to be processed of the optical device wafer 2 is executed by the image pickup means 53 and a control means (not shown). That is, the image pickup means 53 and the control means (not shown) are configured so that the first cutting groove 201 and the second cutting blade 523a formed along the planned division line 22 formed in the predetermined direction on the surface 2a of the optical device wafer 2. Alignment is performed for alignment with (alignment process). Similarly, the alignment of the processing region is also performed on the first cutting groove 201 formed along the division line 22 formed on the surface 2a of the optical device wafer 2 in a direction orthogonal to the predetermined direction. Is carried out.

以上のようにしてチャックテーブル51上に保持されている光デバイスウエーハ2の加工領域を検出するアライメントが行われたならば、光デバイスウエーハ2を吸引保持したチャックテーブル51を第2の切削ブレード523aの下方である加工領域の加工開始位置に移動する。そして、図8の(a)で示すように光デバイスウエーハ2の加工すべき分割予定ライン22に沿って形成された第1の切削溝201の一端(図8の(a)において左端)が第2の切削ブレード523aの直下より所定量右側に位置するように位置付ける(加工送り開始位置位置付け工程)。このとき、第2の切削ブレード523aが第1の切削溝201の幅方向中央に位置するように位置付ける。このようにして光デバイスウエーハ2を加工領域の加工開始位置に位置付けられたならば、第2の切削ブレード523aを矢印Aで示す方向に回転しつつ図8の(a)において2点鎖線で示す待機位置から下方に切り込み送りし、図8の(a)において実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、図8の(a)および図9の(a)に示すように第2の切削ブレード523aを構成する第2の環状の切れ刃525aの外周縁の下端が光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20の表面2a(上面)から例えば30μm下方の位置(第1の切削溝201の底面から15μm下方の位置)に設定されている。   If the alignment for detecting the processing region of the optical device wafer 2 held on the chuck table 51 is performed as described above, the chuck table 51 holding the optical device wafer 2 by suction is held by the second cutting blade 523a. It moves to the processing start position of the processing area below. Then, as shown in FIG. 8A, one end (the left end in FIG. 8A) of the first cutting groove 201 formed along the division line 22 to be processed of the optical device wafer 2 is the first. 2 is positioned so as to be located a predetermined amount to the right of directly below the cutting blade 523a (processing feed start position positioning step). At this time, the second cutting blade 523a is positioned so as to be positioned at the center in the width direction of the first cutting groove 201. When the optical device wafer 2 is positioned at the machining start position of the machining area in this way, the second cutting blade 523a is rotated in the direction indicated by the arrow A and is indicated by a two-dot chain line in FIG. It cuts and feeds downward from the standby position, and is positioned at a predetermined cutting and feeding position as shown by a solid line in FIG. As shown in FIGS. 8A and 9A, the cutting feed position is such that the lower end of the outer peripheral edge of the second annular cutting edge 525a constituting the second cutting blade 523a is the optical device wafer 2. For example, a position 30 μm below the surface 2 a (upper surface) of the sapphire substrate 20 (a position 15 μm below the bottom surface of the first cutting groove 201).

次に、図8の(a)に示すように第2の切削ブレード523aを矢印Aで示す方向に所定の回転速度で回転しつつ、チャックテーブル51を図8の(a)において矢印X1で示す方向に所定の加工送り速度で加工送りする(第2の切削溝形成工程)。この結果、図8の(b)および図9の(b)に示すように光デバイスウエーハ2には、第1の切削溝201の底から深さが15μmで上記第2の切削溝201より狭い幅(20μm)の第2の切削溝202が形成される。この第2の切削溝形成工程における加工条件は、上記第1の切削溝形成工程における加工条件と同一でよい。   Next, as shown in FIG. 8A, the chuck table 51 is indicated by an arrow X1 in FIG. 8A while the second cutting blade 523a is rotated at a predetermined rotational speed in the direction indicated by the arrow A. Processing feed in the direction at a predetermined processing feed speed (second cutting groove forming step). As a result, as shown in FIGS. 8B and 9B, the optical device wafer 2 has a depth of 15 μm from the bottom of the first cutting groove 201 and is narrower than the second cutting groove 201. A second cutting groove 202 having a width (20 μm) is formed. The processing conditions in the second cutting groove forming step may be the same as the processing conditions in the first cutting groove forming step.

以上のように第2の切削溝形成工程は、上記第1の切削溝201を形成する第1の切削ブレード523を構成する第1の環状の切れ刃525の厚み(第1の厚み:30μm)より小さい厚み(第2の厚み:20μm)を有する第2の環状の切れ刃525aを備えた第2の切削ブレード523aによって第1に切削溝201の底に第2の切削溝202を形成するので、第2の環状の切れ刃525aの側面が第1に切削溝201の壁面に接触することがないため、第1に切削溝201の縁辺に欠けが生ずることはない。   As described above, in the second cutting groove forming step, the thickness (first thickness: 30 μm) of the first annular cutting edge 525 that constitutes the first cutting blade 523 that forms the first cutting groove 201. The second cutting groove 202 is first formed at the bottom of the cutting groove 201 by the second cutting blade 523a having the second annular cutting edge 525a having a smaller thickness (second thickness: 20 μm). Since the side surface of the second annular cutting edge 525a does not first contact the wall surface of the cutting groove 201, first, the edge of the cutting groove 201 is not chipped.

上述したように第1の切削溝形成工程および第2の切削溝形成工程を実施したならば、光デバイスウエーハに外力を付与し、破断起点となる第1の切削溝201および第2の切削溝202が形成された分割予定ラインに沿って破断する破断工程を実施する。この破断工程は、図10に示すウエーハ破断装置6を用いて実施する。図10に示すウエーハ破断装置6は、基台61と、該基台61上に矢印Yで示す方向に移動可能に配設された移動テーブル62を具備している。基台61は矩形状に形成され、その両側部上面には矢印Yで示す方向に2本の案内レール611、612が互いに平行に配設されている。この2本の案内レール611、612上に移動テーブル62が移動可能に配設されている。移動テーブル62は、移動手段63によって矢印Yで示す方向に移動せしめられる。移動テーブル62上には、上記環状のフレーム3を保持するフレーム保持手段64が配設されている。フレーム保持手段64は、円筒状の本体641と、該本体641の上端に設けられた環状のフレーム保持部材642と、該フレーム保持部材642の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ643とからなっている。このように構成されたフレーム保持手段64は、フレーム保持部材642上に載置された環状のフレーム3をクランプ643によって固定する。また、図10に示すウエーハ破断装置6は、上記フレーム保持手段64を回動せしめる回動手段65を具備している。この回動手段65は、上記移動テーブル62に配設されたパルスモータ651と、該パルスモータ651の回転軸に装着されたプーリ652と、該プーリ652と円筒状の本体641に捲回された無端ベルト653とからなっている。このように構成された回動手段65は、パルスモータ651を駆動することにより、プーリ652および無端ベルト653を介してフレーム保持手段64を回動せしめる。   As described above, if the first cutting groove forming step and the second cutting groove forming step are performed, an external force is applied to the optical device wafer, and the first cutting groove 201 and the second cutting groove serving as a breakage starting point. A rupturing step is performed in which the rupture is performed along the planned dividing line 202. This breaking step is performed using a wafer breaking device 6 shown in FIG. The wafer breaking device 6 shown in FIG. 10 includes a base 61 and a moving table 62 disposed on the base 61 so as to be movable in the direction indicated by the arrow Y. The base 61 is formed in a rectangular shape, and two guide rails 611 and 612 are arranged in parallel to each other in the direction indicated by the arrow Y on the upper surface of both side portions. A moving table 62 is movably disposed on the two guide rails 611 and 612. The moving table 62 is moved in the direction indicated by the arrow Y by the moving means 63. Frame holding means 64 for holding the annular frame 3 is disposed on the moving table 62. The frame holding means 64 includes a cylindrical main body 641, an annular frame holding member 642 provided at the upper end of the main body 641, and a plurality of clamps 643 as fixing means disposed on the outer periphery of the frame holding member 642. It is made up of. The frame holding means 64 configured as described above fixes the annular frame 3 placed on the frame holding member 642 by the clamp 643. Further, the wafer breaking device 6 shown in FIG. 10 includes a turning means 65 for turning the frame holding means 64. The rotating means 65 is wound around a pulse motor 651 disposed on the moving table 62, a pulley 652 mounted on the rotation shaft of the pulse motor 651, and the pulley 652 and a cylindrical main body 641. It consists of an endless belt 653. The rotation means 65 configured as described above rotates the frame holding means 64 via the pulley 652 and the endless belt 653 by driving the pulse motor 651.

図10に示すウエーハ破断装置6は、上記環状のフレーム保持部材642に保持された環状のフレーム3にダイシングテープ4を介して支持されている光デバイスウエーハ2に分割予定ライン22と直交する方向に引張力を作用せしめる張力付与手段66を具備している。張力付与手段66は、環状のフレーム保持部材642内に配置されている。この張力付与手段66は、矢印Y方向と直交する方向に長い長方形の保持面を備えた第1の吸引保持部材661と第2の吸引保持部材662を備えている。第1の吸引保持部材661には複数の吸引孔661aが形成されており、第2の吸引保持部材662には複数の吸引孔662aが形成されている。複数の吸引孔661aおよび662aは、図示しない吸引手段に連通されている。また、第1の吸引保持部材661と第2の吸引保持部材662は、図示しない移動手段によって矢印Y方向にそれぞれ移動せしめられるようになっている。   The wafer breaking device 6 shown in FIG. 10 is arranged in a direction perpendicular to the division line 22 on the optical device wafer 2 supported by the annular frame 3 held by the annular frame holding member 642 via the dicing tape 4. A tension applying means 66 for applying a tensile force is provided. The tension applying means 66 is disposed in the annular frame holding member 642. The tension applying means 66 includes a first suction holding member 661 and a second suction holding member 662 each having a rectangular holding surface that is long in a direction orthogonal to the arrow Y direction. The first suction holding member 661 has a plurality of suction holes 661a, and the second suction holding member 662 has a plurality of suction holes 662a. The plurality of suction holes 661a and 662a communicate with suction means (not shown). Further, the first suction holding member 661 and the second suction holding member 662 can be moved in the arrow Y direction by a moving means (not shown).

図10に示すウエーハ破断装置6は、上記環状のフレーム保持部材642に保持された環状のフレーム3にダイシングテープ4を介して支持されている光デバイスウエーハ2の分割予定ライン22を検出するための検出手段67を具備している。検出手段67は、基台61に配設されたL字状の支持柱671に取り付けられている。この検出手段67は、光学系および撮像素子(CCD)等で構成されており、上記張力付与手段66の上方位置に配置されている。このように構成された検出手段67は、上記環状のフレーム保持部材642に保持された環状のフレーム3にダイシングテープ4を介して支持されている光デバイスウエーハ2の分割予定ライン22を撮像し、これを電気信号に変換して図示しない制御手段に送る。   The wafer breaking device 6 shown in FIG. 10 detects the division line 22 of the optical device wafer 2 supported by the annular frame 3 held by the annular frame holding member 642 via the dicing tape 4. Detection means 67 is provided. The detection means 67 is attached to an L-shaped support column 671 disposed on the base 61. The detection means 67 is composed of an optical system, an image pickup device (CCD), and the like, and is disposed above the tension applying means 66. The detection means 67 configured in this way images the division line 22 of the optical device wafer 2 supported by the annular frame 3 held by the annular frame holding member 642 via the dicing tape 4, This is converted into an electrical signal and sent to a control means (not shown).

上述したウエーハ破断装置6を用いて実施するウエーハ分割工程について、図11を参照して説明する。
上述した切削溝形成工程が実施された光デバイスウエーハ2をダイシングテープ4を介して支持する環状のフレーム3を、図11の(a)に示すようにフレーム保持部材642上に載置し、クランプ643によってフレーム保持部材642に固定する。次に、移動手段63を作動して移動テーブル62を矢印Yで示す方向(図10参照)に移動し、図11の(a)に示すように光デバイスウエーハ2に所定方向に形成された1本の分割予定ライン22(図示の実施形態においては最左端の分割予定ライン)が張力付与手段66を構成する第1の吸引保持部材661の保持面と第2の吸引保持部材662の保持面との間に位置付ける。このとき、検出手段67によって分割予定ライン22を撮像し、第1の吸引保持部材661の保持面と第2の吸引保持部材662の保持面との位置合わせを行う。このようにして、1本の分割予定ライン22が第1の吸引保持部材661の保持面と第2の吸引保持部材662の保持面との間に位置付けられたならば、図示しない吸引手段を作動し吸引孔661aおよび662aに負圧を作用せしめることにより、第1の吸引保持部材661の保持面と第2の吸引保持部材662の保持面上にダイシングテープ4を介して光デバイスウエーハ2を吸引保持する(保持工程)。
A wafer dividing process performed using the wafer breaker 6 described above will be described with reference to FIG.
The annular frame 3 that supports the optical device wafer 2 on which the above-described cutting groove forming step has been performed via the dicing tape 4 is placed on the frame holding member 642 as shown in FIG. 643 is fixed to the frame holding member 642. Next, the moving means 63 is actuated to move the moving table 62 in the direction indicated by the arrow Y (see FIG. 10), and 1 formed on the optical device wafer 2 in a predetermined direction as shown in FIG. The scheduled dividing line 22 (the leftmost scheduled dividing line in the illustrated embodiment) is the holding surface of the first suction holding member 661 and the holding surface of the second suction holding member 662 constituting the tension applying means 66. Position between. At this time, the dividing line 22 is imaged by the detection means 67, and the holding surface of the first suction holding member 661 and the holding surface of the second suction holding member 662 are aligned. In this way, when one division planned line 22 is positioned between the holding surface of the first suction holding member 661 and the holding surface of the second suction holding member 662, the suction means (not shown) is operated. Then, by applying a negative pressure to the suction holes 661a and 662a, the optical device wafer 2 is sucked through the dicing tape 4 onto the holding surface of the first suction holding member 661 and the holding surface of the second suction holding member 662. Hold (holding step).

上述した保持工程を実施したならば、張力付与手段66を構成する図示しない移動手段を作動し、第1の吸引保持部材661と第2の吸引保持部材662を図11の(b)に示すように互いに離反する方向に移動せしめる。この結果、第1の吸引保持部材661の保持面と第2の吸引保持部材662の保持面との間に位置付けられた分割予定ライン22には、分割予定ライン22と直交する方向に引張力が作用し、光デバイスウエーハ2は第1の切削溝201および第2の切削溝202が破断の起点となって分割予定ライン22に沿って破断される(破断工程)。この破断工程を実施することにより、ダイシングテープ4は僅かに伸びる。この破断工程においては、光デバイスウエーハ2は分割予定ライン22に沿って第1の切削溝201および第2の切削溝202が形成され強度が低下せしめられているので、第1の吸引保持部材661と第2の吸引保持部材662を互いに離反する方向に0.5mm程度移動することにより、光デバイスウエーハ2をサファイア基板20に形成された第1の切削溝201および第2の切削溝202が破断の起点となって分割予定ライン22に沿って破断することができる。   When the holding step described above is performed, the moving means (not shown) constituting the tension applying means 66 is operated, and the first suction holding member 661 and the second suction holding member 662 are shown in FIG. Move them away from each other. As a result, the planned dividing line 22 positioned between the holding surface of the first suction holding member 661 and the holding surface of the second suction holding member 662 has a tensile force in a direction perpendicular to the planned dividing line 22. As a result, the optical device wafer 2 is broken along the planned dividing line 22 with the first cutting groove 201 and the second cutting groove 202 as the starting point of the break (breaking step). By carrying out this breaking process, the dicing tape 4 slightly extends. In this breaking process, since the optical device wafer 2 is formed with the first cutting groove 201 and the second cutting groove 202 along the planned dividing line 22 to reduce the strength, the first suction holding member 661 is used. And the second suction holding member 662 are moved about 0.5 mm away from each other, whereby the first cutting groove 201 and the second cutting groove 202 formed in the sapphire substrate 20 are broken in the optical device wafer 2. It can be broken along the planned dividing line 22.

上述したように所定方向に形成された1本の分割予定ライン22に沿って破断する破断工程を実施したならば、上述した第1の吸引保持部材661および第2の吸引保持部材662による光デバイスウエーハ2の吸引保持を解除する。次に、移動手段63を作動して移動テーブル62を矢印Yで示す方向(図10参照)に分割予定ライン22の間隔に相当する分だけ移動し、上記破断工程を実施した分割予定ライン22の隣の分割予定ライン22が張力付与手段66を構成する第1の吸引保持部材661の保持面と第2の吸引保持部材662の保持面との間に位置付ける。そして、上記保持工程および破断工程を実施する。   As described above, if the breaking process of breaking along one division planned line 22 formed in a predetermined direction is performed, the optical device by the first suction holding member 661 and the second suction holding member 662 described above. Release the suction hold of the wafer 2. Next, the moving means 63 is actuated to move the moving table 62 in the direction indicated by the arrow Y (see FIG. 10) by an amount corresponding to the interval between the scheduled division lines 22 and The adjacent division line 22 is positioned between the holding surface of the first suction holding member 661 and the holding surface of the second suction holding member 662 constituting the tension applying means 66. And the said holding process and a fracture | rupture process are implemented.

以上のようにして、所定方向に形成された全ての分割予定ライン22に対して上記保持工程および破断工程を実施したならば、回動手段65を作動してフレーム保持手段64を90度回動せしめる。この結果、フレーム保持手段64のフレーム保持部材642に保持された光デバイスウエーハ2も90度回動することになり、所定方向に形成され上記破断工程が実施された分割予定ライン22と直交する方向に形成された分割予定ライン22が第1の吸引保持部材661の保持面と第2の吸引保持部材662の保持面と平行な状態に位置付けられる。次に、上記破断工程が実施された分割予定ライン22と直交する方向に形成された全ての分割予定ライン22に対して上述し保持工程および破断工程を実施することにより、光デバイスウエーハ2は分割予定ライン22に沿って個々のデバイス23に分割される。   As described above, when the holding step and the breaking step are carried out for all the planned dividing lines 22 formed in the predetermined direction, the turning means 65 is operated to turn the frame holding means 64 by 90 degrees. Let me. As a result, the optical device wafer 2 held by the frame holding member 642 of the frame holding means 64 is also rotated 90 degrees, and the direction perpendicular to the planned dividing line 22 formed in a predetermined direction and subjected to the above-described breaking process is performed. The division lines 22 formed in the first and second suction holding members 661 are positioned in a state parallel to the holding surface of the first suction holding member 661 and the holding surface of the second suction holding member 662. Next, the optical device wafer 2 is divided by performing the above-described holding process and breaking process on all the planned dividing lines 22 formed in a direction orthogonal to the planned dividing line 22 in which the breaking process is performed. Divided into individual devices 23 along the planned line 22.

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においては、第1の切削溝形成工程と第2の切削溝形成工程を別々の切削装置によって実施する例を示したが、第1の切削ブレードを備えた切削手段と第2の切削ブレードを備えた切削手段とを備えた切削装置によって、第1の切削溝形成工程と第2の切削溝形成工程を実施してもよい。 Although the present invention has been described based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the example in which the first cutting groove forming step and the second cutting groove forming step are performed by separate cutting devices has been described. However, the cutting means including the first cutting blade and the first cutting groove forming step You may implement a 1st cutting groove formation process and a 2nd cutting groove formation process with the cutting device provided with the cutting means provided with 2 cutting blades.

2:光デバイスウエーハ
20:サファイア基板
21:光デバイス層としての発光層(エピ層)
3:環状のフレーム
4:ダイシングテープ
5:切削装置
51:切削装置のチャックテーブル
52:切削手段
523:第1の切削ブレード
523a:第2の切削ブレード
6:ウエーハ破断装置
62:移動テーブル
63:移動手段
64:フレーム保持手段
65:回動手段
66:張力付与手段
67:検出手段
2: Optical device wafer 20: Sapphire substrate 21: Light emitting layer (epi layer) as an optical device layer
3: annular frame 4: dicing tape 5: cutting device 51: chuck table of cutting device 52: cutting means 523: first cutting blade 523a: second cutting blade 6: wafer breaking device 62: moving table 63: moving Means 64: Frame holding means 65: Rotating means 66: Tension applying means 67: Detection means

Claims (1)

サファイア基板を設定された分割予定ラインに沿って分割するサファイア基板の加工方法であって、
ダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固定した第1の厚みを有する第1の切刃を備えた第1の切削ブレードをサファイア基板の分割予定ラインに位置付け、第1の切削ブレードを回転しつつ第1の切削ブレードとサファイア基板を相対的に加工送りし、サファイア基板に分割予定ラインに沿って第1の切削溝を形成する第1の切削溝形成工程と、
サファイア基板の分割予定ラインにダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固定した該第1の厚みより小さい第2の厚みを有する第2の切刃を備えた第2の切削ブレードを該第1の切削溝に位置付け、第2の切削ブレードを回転しつつ第2の切削ブレードとサファイア基板を相対的に加工送りし、サファイア基板に形成された該第1の切削溝の底に第2の切削溝を形成する第2の切削溝形成工程と、
該第1の切削溝形成工程および該第2の切削溝形成工程が実施されたサファイア基板に外力を付与し、第1切削溝および第2の切削溝が形成された分割予定ラインに沿って破断する破断工程と、を含み、
該第1の切削溝形成工程および該第2の切削溝形成工程は、切削ブレードの回転速度が20000〜35000rpm、切削ブレードの切り込み深さが5〜15μm、加工送り速度が50〜150mm/秒に設定されている、
ことを特徴とするサファイア基板の加工方法。
A sapphire substrate processing method for dividing a sapphire substrate along a set division line,
A first cutting blade having a first cutting edge having a first thickness, in which diamond abrasive grains are fixed by nickel plating, is positioned on the division line of the sapphire substrate, and the first cutting blade is rotated while the first cutting blade is rotated. A cutting blade and a sapphire substrate are relatively processed and fed, and a first cutting groove forming step for forming a first cutting groove on the sapphire substrate along a line to be divided;
A second cutting blade provided with a second cutting blade having a second thickness smaller than the first thickness, in which diamond abrasive grains are fixed to the division line of the sapphire substrate by nickel plating, is used as the first cutting groove. Positioning and rotating the second cutting blade, the second cutting blade and the sapphire substrate are relatively processed and fed to form a second cutting groove at the bottom of the first cutting groove formed in the sapphire substrate. A second cutting groove forming step;
An external force is applied to the sapphire substrate on which the first cutting groove forming step and the second cutting groove forming step have been performed, and breaks along the planned division line on which the first cutting groove and the second cutting groove are formed. and breaking step that, only including,
In the first cutting groove forming step and the second cutting groove forming step, the rotational speed of the cutting blade is 20000 to 35000 rpm, the cutting depth of the cutting blade is 5 to 15 μm, and the processing feed speed is 50 to 150 mm / second. Set,
A method for processing a sapphire substrate.
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