(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面がｃ面（０００１）のサファイアウエーハにａ面（１１−２０）に対して平行に切削ブレードによる切削加工又はダイアモンドスクライバによるスクライブ加工を施すサファイアウエーハの加工方法であって、
該切削ブレード又は該ダイアモンドスクライバとサファイアウエーハとをａ面（１１−２０）に対して平行方向に相対移動させてサファイアウエーハの一端から他端へ切削溝又はスクライブラインを形成する加工工程を具備し、
該加工工程において、該切削ブレード又は該ダイアモンドスクライバの該一端から該他端に向かう加工方向とｒ面（１−１０２）とのなす角が該一端側で鋭角となるように切削加工又はスクライブ加工を施すことを特徴とするサファイアウエーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主面がｃ面（０００１）のサファイアウエーハ上に、ａ面（１１−２０）に対して平行方向へ切削加工又はスクライブ加工を施すサファイアウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
短波長の青色や紫外線を発光する半導体レーザダイオード（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光デバイスは、例えばサファイアウエーハ上に窒化ガリウム（ＧａＮ）のエピタキシャル層を成長させることにより製造されている。中でも緑・青色の光を出射するＩｎＧａＮ系発光デバイスチップには、主面をｃ面としたサファイアウエーハが最も多く利用されている。
【０００３】
発光デバイスの製造工程では、複数の発光デバイスが形成されたサファイアウエーハをダイシング装置やスクライブ装置等を用いて個々の発光デバイスへと分割する（例えば、特開平５−３１５６４６号公報参照）。
【０００４】
ダイシング装置は、ダイアモンドやＣＢＮ（Ｃｕｂｉｃ  Ｂｏｒｏｎ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）等の超砥粒を樹脂や金属で固めて厚さ１００μｍ程度に成形した切削ブレードと呼ばれる砥石を２００００ｒｐｍ〜３００００ｐｍ程度の高速で回転させつつ、被加工物へと切り込ませることで被加工物を切削除去する。
【０００５】
一方、スクライブ装置は、スクライブ手段である先端にダイアモンドチップがろう付け等により固定されたスクライバシャンクを所定荷重で被加工物に当接させつつ、被加工物とスクライバシャンクとを相対移動させることで、被加工物上にスクライブラインと呼ばれる罫書き線を形成する。
【０００６】
その後、ブレーキング装置等を使用して被加工物へ外力を付与してこの罫書き線を起点に被加工物を劈開して分割する。スクライブ装置による分割方法は、切削ブレードを利用するダイシング装置に比べて分割代を狭くできるため、サファイアウエーハの分割に広く利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−３１５６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、サファイアはモース硬度が高いため、切削ブレードで切削した場合には、チッピングと呼ばれる大きな欠けやクラックが発生してサファイアウエーハを破損させてしまうことがある。また、スクライブ装置によりスクライブラインを形成する際にも、劈開するのに十分な深さのスクライブラインが形成し難いという問題がある。
【０００９】
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、チッピングやクラックの発生を低減し、劈開するのに十分な深さのスクライブラインを形成可能なサファイアウエーハの加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によると、主面がｃ面（０００１）のサファイアウエーハにａ面（１１−２０）に対して平行に切削ブレードによる切削加工又はダイアモンドスクライバによるスクライブ加工を施すサファイアウエーハの加工方法であって、該切削ブレード又は該ダイアモンドスクライバとサファイアウエーハとをａ面（１１−２０）に対して平行方向に相対移動させてサファイアウエーハの一端から他端へ切削溝又はスクライブラインを形成する加工工程を具備し、該加工工程において、該切削ブレード又は該ダイアモンドスクライバの該一端から該他端に向かう加工方向とｒ面（１−１０２）とのなす角が該一端側で鋭角となるように切削加工又はスクライブ加工を施すことを特徴とするサファイアウエーハの加工方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明者は、サファイアウエーハの加工方法について鋭意検討を重ねた結果、主面がｃ面（０００１）のサファイアウエーハにおいて、ａ面（１１−２０）と平行方向にウエーハの一端から他端まで切削加工又はスクライブ加工を施す際に、形成される切削溝又はスクライブラインとｒ面（１−１０２）とが鋭角をなす方向に向かって切削加工又はスクライブ加工を施すことで、切削溝又はスクライブラインとｒ面（１−１０２）とが鈍角をなす方向に向かって切削加工又はスクライブ加工を施す場合に比べて、チッピングやクラックの発生が低減し、更に同じ荷重でスクライブ加工してもより深いスクライブラインを形成できることを見出した。
【００１２】
本発明の加工方法によると、チッピングやクラックの発生を低減した切削加工が可能となる上、より深いスクライブラインを形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】切削装置の全体構成図である。
【図２】スクライバユニットの斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ方向矢視図である。
【図４】オリエンテーションフラットがａ面（１１−２０）に形成されている主面がｃ面（０００１）のサファイアウエーハの平面図である。
【図５】本発明によるサファイアウエーハの加工方法を説明する平面図である。
【図６】サファイア単結晶のユニットセル図と本発明の加工方向を示す図である。
【図７】本発明の加工方向を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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、切削装置２の概略構成図を示している。切削装置２は、静止基台４上に搭載されたＸ軸方向に伸長する一対のガイドレール６を含んでいる。
【００１５】
Ｘ軸移動ブロック８は、ボール螺子１０及びパルスモータ１２とから構成されるＸ軸送り機構（Ｘ軸送り手段）１４により加工送り方向、即ちＸ軸方向に移動される。Ｘ軸移動ブロック８上には円筒状支持部材２２を介してチャックテーブル２０が搭載されている。
【００１６】
チャックテーブル２０は多孔性セラミックス等から形成された吸着部（吸着チャック）２４を有している。チャックテーブル２０には図２に示す環状フレームＦをクランプする複数（本実施形態では４個）のクランパ２６が配設されている。
【００１７】
Ｘ軸送り機構１４は、ガイドレール６に沿って静止基台４上に配設されたスケール１６と、スケール１６のＸ座標値を読みとるＸ軸移動ブロック８の下面に配設された読み取りヘッド１８とを含んでいる。読み取りヘッド１８は切削装置２のコントローラに接続されている。
【００１８】
静止基台４上には更に、Ｙ軸方向に伸長する一対のガイドレール２８が固定されている。Ｙ軸移動ブロック３０は、ボール螺子３２及びパルスモータ３４とから構成されるＹ軸送り機構（割り出し送り機構）３６によりＹ軸方向に移動される。
【００１９】
Ｙ軸移動ブロック３０にはＺ軸方向に伸長する一対の（一本のみ図示）ガイドレール３８が形成されている。Ｚ軸移動ブロック４０は、図示しないボール螺子とパルスモータ４２から構成されるＺ軸送り機構４４によりＺ軸方向に移動される。
【００２０】
４６は切削ユニット（切削手段）であり、切削ユニット４６のスピンドルハウジング４８がＺ軸移動ブロック４０中に挿入されて支持されている。スピンドルハウジング４８中にはスピンドルが収容されて、エアベアリングにより回転可能に支持されている。スピンドルはスピンドルハウジング４８中に収容された図示しないモータにより回転駆動され、スピンドルの先端部には切削ブレード５０が着脱可能に装着されている。
【００２１】
スピンドルハウジング４８にはアライメントユニット（アライメント手段）５２が搭載されている。アライメントユニット５２はチャックテーブル２０に保持されたウエーハＷを撮像する撮像ユニット（撮像手段）５４を有している。切削ブレード５０と撮像ユニット５４はＸ軸方向に整列して配置されている。
【００２２】
図２を参照すると、スクライバユニット（スクライバ手段）５８の斜視図が示されている。このスクライバユニット５８は、例えば図１のスピンドルハウジング４８からスピンドル及び切削ブレード５０を取り去り、スピンドルハウジング４８の端部にスクライバユニット５８のブロック５９を固定することにより、スクライブ加工装置として組み立てられる。
【００２３】
ブロック５９にＬ形状部材６０がねじ６１で取付け角度が調整可能に取り付けられている。図２のＩＩＩ方向矢視図である図３に示すように、Ｌ形状部材６０にはねじ６３で第１シャンクホルダー６２が固定されている。第１シャンクホルダー６２は半円形状の挿入溝６２ａを有している。第２シャンクホルダー６４も半円形状の挿入溝６４ａを有している。
【００２４】
第１シャンクホルダー６２に第２シャンクホルダー６４を当接し、二つの半円形の挿入溝６２ａ，６４ａから形成される丸穴６５中にダイアモンドスクライバ６６のスクライバシャンク６７を挿入し、ねじ７０を締結することにより、図２に示すようにシャンク６７が第１及び第２シャンクホルダー６２，６４で保持される。スクライバシャンク６７の先端には、例えば四角錐台形状のダイアモンドチップ６８がろう付け等により固定されている。
【００２５】
以下、上述した切削装置２又はダイアモンドスクライバ６６を有するスクライブ加工装置を使用して、サファイアウエーハを加工する本発明の加工方法について図４乃至図７を参照して説明する。
【００２６】
図４を参照すると、本発明の加工方法の加工対象となるサファイアウエーハ１１の平面図が示されている。サファイアウエーハ１１は、主面１３がｃ面（０００１）となる様にサファイアインゴットから切り出されて形成されている。
【００２７】
サファイアウエーハ１１にはオリエンテーションフラット１５が形成されており、このオリエンテーションフラット１５はａ面（１１−２０）と平行方向に伸長している。実際には、サファイアインゴットの状態でａ面と平行にオリエンテーションフラット１５を形成し、次いで個々のサファイアウエーハ１１にスライスする。
【００２８】
サファイアウエーハ１１は、結晶軸ａ１，ａ２，ａ３を有している。よく知られているように、サファイアウエーハ１１の主面１３上にはＧａＮからなるエピタキシャル層が成膜されており、このエピタキシャル層に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された各領域にＬＥＤが形成されている。
【００２９】
図６を参照すると、サファイア単結晶のユニットセル図と本発明の加工方向Ｐとの関係が示されている。即ち本発明は、サファイアウエーハのａ面（１１−２０）と平行方向にサファイアウエーハの一端から他端まで加工を施す際に、加工方向とｒ面（１−１０２）とのなす角が一端側で鋭角となるように加工を施すと、チッピングやクラックの発生が低減され、或いはより深いスクライブラインを形成可能であることを見出したものである。
【００３０】
図７（Ａ）を参照すると、ａ面（１１−２０）と平行方向にサファイアウエーハ１１の一端１１ａから他端１１ｂまで切削ブレード５０で切削加工を施す際に、ｒ面（１−１０２）と本発明の加工方向Ｐとの関係が模式的に示されている。図７（Ｂ）は加工方向の模式的拡大図である。
【００３１】
図７（Ａ）において、切削装置のチャックテーブル２０でサファイアウエーハ１１が吸引保持され、チャックテーブル２０は矢印Ｑ方向に加工送りされる。よって、切削ブレード５０による加工方向は矢印Ｐ方向となる。
【００３２】
即ち、本発明の加工方法は、図７（Ｂ）の拡大模式図に示すように、切削ブレード５０とサファイアウエーハ１１とをａ面（１１−２０）に対して平行方向に相対移動させて、サファイアウエーハ１１の一端部１１ａから他端１１ｂへ切削溝を形成する際に、切削加工方向Ｐとｒ面（１−１０２）とのなす角θが一端側で鋭角となるように切削加工を施すことを特徴とする。このような向きに切削加工を施すことにより、サファイアウエーハ切削時のチッピングやクラックの発生を低減することができる。
【００３３】
本発明の加工方法はダイアモンドスクライバ６６によるスクライブ加工にも同様に適用できる。即ち、ダイアモンドスクライバ６６とサファイアウエーハ１１とをａ面（１１−２０）に対して平行方向に相対移動させて、サファイアウエーハ１１の一端部１１ａから他端１１ｂへスクライブラインを形成する際に、スクライブ加工方向Ｐとｒ面（１−１０２）とのなす角θが一端１１ａ側で鋭角となるようにスクライブ加工を施す。このようなスクライブ加工を施すことにより、より深いスクライブラインを形成することができる。
【符号の説明】
【００３４】
２    切削装置
１１    サファイアウエーハ
１３    ｃ面（０００１）
１５    オリエンテーションフラット
２０    チャックテーブル
５０    切削ブレード
５８    スクライバユニット
６６    ダイアモンドスクライバ
Ｐ    加工方向
Ｑ    チャックテーブルの移動方向
【図１】
0005511505.tif 000002
【図２】
0005511505.tif 000003
【図３】
0005511505.tif 000004
【図４】
0005511505.tif 000005
【図５】
0005511505.tif 000006
【図６】
0005511505.tif 000007
【図７】
0005511505.tif 000008