JP5934491B2

JP5934491B2 - サファイア基板の研削方法

Info

Publication number: JP5934491B2
Application number: JP2011234095A
Authority: JP
Inventors: 山口　崇; 崇山口
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2031-10-25
Also published as: JP2013093420A

Description

本発明は、表面に光デバイス層が積層される基板となるサファイア基板の研削方法に関する。

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n型窒化物半導体層およびp型窒化物半導体層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ストリート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。このように構成された光デバイスウエーハには、外周端部が不用意に受ける衝撃によって割れや欠けが発生することを防ぐために、外周部に表面および裏面に対してそれぞれ４５度の角度を持った面取り部が形成されている。このように構成された光デバイスウエーハをストリートに沿って切断することにより光デバイスが形成された領域を分割して個々の光デバイスを製造している。（例えば、特許文献１参照。）

光デバイスの軽量化、小型化および輝度の向上を図るために光デバイスウエーハをストリートに沿って切断して個々のデバイスに分割する前に、光デバイスウエーハの裏面を研削して所定の厚さに形成している。このように光デバイスウエーハの裏面を研削する研削装置は、被加工物を保持する保持面を有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研削する研削砥石が環状に配設された研削ホイールを備えた研削手段と、該研削手段をチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に研削送りする研削送り手段とを具備している。このような研削装置を用いて光デバイスウエーハの裏面を研削するには、表面に形成された光デバイスを保護するために表面に保護テープを貼着し、この保護テープをチャックテーブルの保持面に保持した状態で裏面を研削する。（例えば、特許文献２参照。）

特開２００８−６４９２号公報特開２０１１−４０６３１号公報

本発明者は、厚みが１３００μmで外周部に被研削面および被研削面と反対側の支持面に対してそれぞれ４５度の角度で厚み方向に１３０μmの幅を持った面取り部が形成された光デバイスウエーハを構成するサファイア基板の被研削面を研削して欠けの発生状況を調べた。本発明者の実験によると、光デバイスウエーハを構成するサファイア基板の裏面を研削して厚みが１８０μmに達した当たりからサファイア基板の外周に細かな欠けが発生し、外周部に位置する光デバイスの品質を低下させるとともに、外周に発生した欠けが内部に成長して一部の光デバイスを破損させるという問題がある。このような事実を踏まえて本発明者は更に研削量と欠け発生状況の実験を重ねた結果、サファイア基板の支持面側に形成された面取り部の外周面側端部と研削終了位置との関係が重要であることが判った。

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、外周に欠けを発生させることなく所定の厚みに研削することができるサファイア基板の研削方法を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被研削面と被研削面と反対側の光デバイスが形成されている支持面とを有し外周部に被研削面および支持面に対してそれぞれ４５度の角度を持った面取り部が形成されたサファイア基板の被研削面を研削する研削方法であって、
サファイア基板の該支持面に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、
保護テープ側を研削装置のチャックテーブルの保持面上に保持し、サファイア基板の被研削面を研削する研削工程と、を含み、
該研削工程は、サファイア基板の該支持面側に形成された面取り部の外周面側端部から５０μｍ以上被研削面側の位置で研削を終了するものであって、
該サファイア基板の該支持面側に形成された面取り部の厚み方向の幅は５０μｍ以下に設定されている、
ことを特徴とするサファイア基板の研削方法が提供される。

上記研削工程はサファイア基板の被研削面を研削して厚みを１００〜１２０μmに形成する。

本発明によるサファイア基板の研削方法においては、サファイア基板の支持面側に形成された面取り部の外周面側端部から５０μm以上被研削面側の位置で研削を終了するので、サファイア基板の外周に欠けが発生することはない。また、サファイア基板の支持面側に形成された面取り部の厚み方向の幅を５０μm以下に設定することにより、上記研削工程においてサファイア基板の被研削面を研削して厚みを１００〜１２０μmに形成してもサファイア基板の外周に欠けが発生することはない。

本発明によるサファイア基板の研削方法によって研削されるサファイア基板としての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。図1に示すサファイア基板としての光デバイスウエーハの表面を環状のフレームに装着された保護テープの表面に貼着した状態を示す斜視図。本発明によるサファイア基板の研削方法における研削工程の説明図。図3に示す研削工程が実施されたサファイア基板としての光デバイスウエーハの要部を拡大して示す断面図。

以下、本発明による硬質基板の研削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。
図１の(a)および(b)には、本発明によるサファイア基板の研削方法によって研削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１３００μmのサファイア基板の表面２ａに複数のストリート２１が格子状に配列されているとともに、該複数のストリート２１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２２が形成されている。このように形成された光デバイスウエーハ２は、裏面２bを研削して所定の厚みに形成される。従って、光デバイスウエーハ２は、裏面２bが被研削面となり、該被研削面と反対側の表面２ａが支持面となる。このように構成された光デバイスウエーハ２は、外周端部が不用意に受ける衝撃によって割れや欠けが発生することを防ぐために、外周部に表面２ａ（支持面）および裏面２b（被研削面）に対してそれぞれ４５度の角度を持った面取り部２cおよび２dが形成されている。なお、面取り部２cおよび２dは、図示の実施形態においては厚み方向の幅(A)と表面２ａ（支持面）および裏面２b（被研削面）側の幅(B)は、それぞれ５０μmに設定されている。

上記図１の(a)および(b)に示す光デバイスウエーハ２の被研削面である裏面２bを研削して所定の厚みに形成するには、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板の表面２ａに形成された光デバイス２２を保護するために、被研削面と反対側の支持面を貼着する保護テープ貼着工程を実施する。即ち図２に示すように環状のフレーム３に装着された保護テープ４の表面に光デバイスウエーハ２の表面２ａ（支持面）を貼着する。

上記保護テープ貼着工程を実施したならば、保護テープ４側を研削装置のチャックテーブルの保持面上に保持し、光デバイスウエーハ２の被研削面である裏面２bを研削する研削工程を実施する。この研削工程は、図３の(a)および(b)に示す研削装置６を用いて実施する。図３の(a)および(b)に示す研削装置６は、被加工物を保持するチャックテーブル７と、該チャックテーブル７に保持された被加工物を研削する研削手段８を具備している。チャックテーブル７は、円柱状の本体７１と、該本体７１の上面に配設された通気性を有するポーラスなセラミック部材からなる吸着チャック７２とからなっている。本体７１はステンレス鋼等の金属材によって形成されており、その上面には図３の(b)に示すように円形の嵌合凹部７１１が設けられている。この嵌合凹部７１１には、底面の外周部に吸着チャック７２が載置される環状の載置棚７１２が設けられている。また、本体７１には嵌合凹部７１１に開口する吸引通路７１３が設けられており、該吸引通路７１３が図示しない吸引手段に連通されている。また、本体７１の外周部には傾斜面７１０の裾野に段差を設けて形成された環状のフレーム支持部７１４が設けられている。このフレーム支持部７１４には上面に開口する複数の吸引孔７１５が設けられており、該吸引孔７１５が連通路７１６を介して上記吸引通路７１３に連通されている。このように構成されたチャックテーブル７は、図３の(b)において矢印７aで示す方向に回転せしめられる。

図３の(a)および(b)を参照して説明を続けると、研削装置６を構成する研削手段８は、スピンドルハウジング８１と、該スピンドルハウジング８１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル８２と、該回転スピンドル８２の下端に装着されたマウンター８３と、該マウンター８３の下面に取り付けられた研削ホイール８４とを具備している。この研削ホイール８４は、円環状の基台８５と、該基台８５の下面に環状に装着された研削砥石８６とからなっており、基台８５がマウンター８３の下面に締結ボルト８７によって取り付けられている。なお、研削砥石８６は、図示の実施形態においては粒径が５〜１０μmのダイヤモンド砥粒をビトリファイドボンドを用いて成型して焼成したビトリファイドボンド砥石からなっている。

上述した研削装置６を用いて光デバイスウエーハ２の被研削面である裏面２bを研削する研削工程を実施するには、上記保護テープ貼着工程が実施された保護テープ４（光デバイスウエーハ２の支持面である表面２ａが貼着されている）側をチャックテーブル７の吸着チャック７２の上面（保持面）に載置するとともに、保護テープ４が装着されている環状のフレーム３をチャックテーブル７のフレーム支持部７１４の上面に載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによってチャックテーブル７の吸着チャック７２上に保護テープ４を介して光デバイスウエーハ２を吸引保持するとともに、チャックテーブル７のフレーム支持部７１４の上面に保護テープ４が装着されている環状のフレーム３を吸引保持する。従って、チャックテーブル７の吸着チャック７２上に吸引保持された光デバイスウエーハ２は、被研削面である裏面２bが上側となる。このようにチャックテーブル７上に光デバイスウエーハ２および環状のフレーム３を吸引保持したならば、チャックテーブル７を図３の(b)に示すように矢印７aで示す方向に例えば５００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段８の研削ホイール８４を図３の(b)において矢印８４aで示す方向に例えば１０００ｒｐｍで回転せしめ、図３の(b)に示すように研削砥石８６の研削面（下面）を光デバイスウエーハ２の被研削面（裏面２b）に接触させる。このとき、研削砥石８６の研削面（下面）が光デバイスウエーハ２の中心を通るように接触させる。そして、研削ホイール８４を図３の(b)において矢印８４bで示すように例えば０．５μm／秒の研削送り速度で下方（吸着チャック７２の上面（保持面）に対し垂直な方向）に例えば１１８０〜１２００μm研削送りする。この結果、図示の実施形態においては図４に示すように光デバイスウエーハ２は１００〜１２０μmの厚みに形成される。なお、研削送り量は、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板の支持面（表面２a）側に形成された面取り部２cの外周面側端部Eから５０μm以上被研削面（裏面２b）側の位置で研削を終了するように設定されている。このように、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板の支持面（表面２a）側に形成された面取り部２cの外周面側端部Eから５０μm以上被研削面（裏面２b）側の位置で研削を終了することにより、サファイア基板の外周に欠けが発生しないことが本発明者による実験により判った。従って、サファイア基板の支持面側に形成された面取り部の厚み方向の幅を５０μm以下に設定することにより、上記研削工程においてサファイア基板の被研削面を研削して厚みを１００〜１２０μmに形成してもサファイア基板の外周に欠けが発生することはない。

２：光デバイスウエーハ
３：環状のフレーム
４：保護テープ
６：研削装置
７：チャックテーブル
７２：吸着チャック
８：研削手段
８２：回転スピンドル
８３：マウンター
８４：研削ホイール
８６：研削砥石

Claims

被研削面と被研削面と反対側の光デバイスが形成されている支持面とを有し外周部に被研削面および支持面に対してそれぞれ４５度の角度を持った面取り部が形成されたサファイア基板の被研削面を研削する研削方法であって、
サファイア基板の該支持面に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、
保護テープ側を研削装置のチャックテーブルの保持面上に保持し、サファイア基板の被研削面を研削する研削工程と、を含み、
該研削工程は、サファイア基板の該支持面側に形成された面取り部の外周面側端部から５０μｍ以上被研削面側の位置で研削を終了するものであって、
該サファイア基板の該支持面側に形成された面取り部の厚み方向の幅は５０μｍ以下に設定されている、
ことを特徴とするサファイア基板の研削方法。
該研削工程はサファイア基板の被研削面を研削して厚みを１００〜１２０μｍに形成する、請求項１記載のサファイア基板の研削方法。