(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上に、互いに直交する２方向へスクライブラインを形成するサファイアウエーハのスクライブ方法であって、
該主面に第１の荷重でスクライブ手段を当接させ、サファイアウエーハと該スクライブ手段とを相対移動させてａ面（１１−２０）に対して平行な第１の方向に第１スクライブラインを形成する第１ステップと、
該第１ステップを実施する前又は後に、該主面に第２の荷重で該スクライブ手段を当接させ、サファイアウエーハと該スクライブ手段とを相対移動させて該第１の方向に直交する第２の方向に第２スクライブラインを形成する第２ステップとを具備し、
該第１の荷重は該第２の荷重よりも大きいことを特徴とするサファイアウエーハのスクライブ方法。
【請求項２】
サファイアウエーハは前記ａ面（１１−２０）に対して平行な方向にオリエンテーションフラットを有している請求項１記載のサファイアウエーハのスクライブ方法。
【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、互いに直交する２方向へスクライブラインを形成するサファイアウエーハのスクライブ方法に関する。
【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上、六方晶系結晶であり劈開性が非常に乏しい。従って、劈開を容易にするためにも高い荷重をかけてスクライブラインを形成する必要がある。
【０００９】
しかし、スクライバシャンクに高い荷重をかけてスクライブ加工を実施すると、スクライバシャンクの先端のダイアモンドチップの磨耗が促進されて寿命が短くなり、その結果スクライバシャンクの交換頻度が高くなり作業が煩雑になると共に非経済的であるという問題がある。
【００１０】
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、ダイアモンドチップの磨耗を抑制してスクライバシャンクの交換頻度を低減し、且つ、劈開を容易にするサファイアウエーハのスクライブ方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によると、主面がｃ面（０００１）のサファイアウエーハ上に、互いに直交する２方向へスクライブラインを形成するサファイアウエーハのスクライブ方法であって、該主面に第１の荷重でスクライブ手段を当接させ、サファイアウエーハと該スクライブ手段とを相対移動させてａ面（１１−２０）に対して平行な第１の方向に第１スクライブラインを形成する第１ステップと、該第１ステップを実施する前又は後に、該主面に第２の荷重で該スクライブ手段を当接させ、サファイアウエーハと該スクライブ手段とを相対移動させて該第１の方向に直交する第２の方向に第２スクライブラインを形成する第２ステップとを具備し、該第１の荷重は該第２の荷重よりも大きいことを特徴とするサファイアウエーハのスクライブ方法が提供されている。
【００１２】
好ましくは、サファイアウエーハはａ面に対して平行な方向にオリエンテーションフラットを有している。
【発明の効果】
【００１３】
サファイアウエーハのスクライブ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）と平行方向である第１の方向と、第１の方向に直交する第２の方向とに同荷重でスクライブラインを形成した場合、第１の方向のほうが第２の方向に比べて分割性が悪いということを突き止めた。これは、ａ面に直交する第２の方向にはｒ面（１−１０２）が存在するため、劈開し易く、分割性が良好であるためと考えられる。
【００１４】
本発明のサファイアウエーハのスクライブ方法によると、第１の方向にスクライブラインを形成する際第２の方向に比べて大きな荷重をかけてスクライブラインを形成することにより、後の劈開を容易にすることができる。また、第２の方向にスクライブラインを形成する際には過剰な荷重をかけないため、ダイアモンドチップの磨耗を抑えて交換頻度を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】スクライブ加工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】４ポイントタイプスクライバの先端部拡大斜視図である。
【図５】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６】本発明実施形態に係るサファイアウエーハのスクライブ方法を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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は本発明のサファイアウエーハのスクライブ方法を実施するのに適したスクライブ加工装置２の概略構成図を示している。スクライブ加工装置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。
【００１７】
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。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。
【００１８】
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はスクライブ加工装置２のコントローラに接続されている。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
Ｚ軸移動ブロック４０には円筒部材４６が固定されており、円筒部材４６の先端部（左端部）にスクライバユニット４８が装着されている。即ち、円筒部材４６の左端部にスクライバユニット４８のブロック４９が固定されており、図２に最も良く示されるように、このブロック４９にＬ形状部材５０がねじ５１で取り付け角度を調整可能に取り付けられている。
【００２２】
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５０にはねじ５３で第１シャンクホルダー５２が固定されている。第１シャンクホルダー５２は半円形状の挿入溝５２ａを有している。第２シャンクホルダー５４も半円形状の挿入溝５４ａを有している。
【００２３】
図３に示すように、第１シャンクホルダー５２に第２シャンクホルダー５４を当接し、二つの半円形の挿入溝５２ａ，５４ａから形成される丸穴５５中にスクライバユニット４８のスクライバシャンク５６を挿入し、ねじ６０を締結することにより、図２に示すようにシャンク５６が第１及び第２シャンクホルダー５２，５４で保持される。
【００２４】
図１を再び参照すると、円筒部材４６にはアライメントユニット（アライメント手段）６６が搭載されている。アライメントユニット６６はチャックテーブル２０に保持されたＬＥＤウエーハ等の光デバイスウエーハを撮像する撮像ユニット（撮像手段）６８を有している。スクライバ４８のシャンク５６と撮像ユニット６８はＸ軸方向に整列して配置されている。
【００２５】
図４に示すように、シャンク（スクライバシャンク）５６の先端には例えば四角錐台形状のダイアモンドチップ５８がろう付け等により固定されている。このダイアモンドチップ５８は４つのエッジ部５９を有するので、４ポイントタイプのスクライバを構成する。
【００２６】
ダイアモンドチップ５８は、四角形の頂面５８ａと４つの側面５８ｂとを有し、側面５８ｂ同士が交わる箇所に４つの稜線５８ｃが形成されており、また頂面５８ａと側面５８ｂとが交わる箇所に４つの頂面５８ａの辺５８ｄが形成されている。そして、頂面５８ａの角には４つの三角錐のエッジ部５９が形成されている。
【００２７】
上述した実施形態では、シャンク５６の先端部に４ポイントタイプのダイアモンドチップ５８が固定されているが、ダイアモンドチップは四角錐台形状に限定されるものではなく、２ポイントタイプ、３ポイントタイプ、８ポイントタイプ等のダイアモンドチップも採用可能である。
【００２８】
以下、上述したスクライブ加工装置２を使用して実施する本発明実施形態のサファイアウエーハのスクライブ方法について詳細に説明する。図５を参照すると、本発明のスクライブ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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。一方の分割予定ラインはオリエンテーションフラット１５と平行に伸長している。
【００３１】
次に、図６を参照して、本発明実施形態に係るサファイアウエーハのスクライブ方法について説明する。まず、スクライブ加工装置２のチャックテーブル２０でサファイアウエーハ１１を吸引保持し、オリエンテーションフラット１５がＸ軸方向と平行となるようにチャックテーブル２０を回転する。
【００３２】
そして、スクライブ方法の第１ステップとして、サファイアウエーハ１１の主面１３に第１の荷重でダイアモンドチップ５８を当接させ、サファイアウエーハ１１とスクライバユニット４８とを相対移動させて、即ちチャックテーブル２０をＸ軸方向に加工送りして、ａ面（１１−２０）に対して平行な第１の方向Ａに第１スクライブラインを形成する。
【００３３】
このサファイアウエーハ１１では、オリエンテーションフラット１５がａ面と平行に形成されており、一方の分割予定ラインがオリエンテーションフラット１５と平行に形成されているため、第１の方向Ａに伸長する分割予定ラインに第１の荷重で第１スクライブラインを形成する。サファイアウエーハ１１を所定ピッチで割り出し送りしながら、第１の方向Ａに伸長する全ての分割予定ラインに第１の荷重で第１スクライブラインを形成する。
【００３４】
次いで、チャックテーブル２０を９０度回転して、サファイアウエーハ１１の主面１３に第２の荷重でダイアモンドチップ５８を当接させ、サファイアウエーハ１１とスクライバユニット４８とを相対移動させて、即ちチャックテーブル２０をＸ軸方向に加工送りして、第１の方向Ａに直交する第２の方向Ｂに第２スクライブラインを形成する。
【００３５】
第２スクライブライン形成時の荷重は、第１スクライブライン形成時の荷重よりも低い値に設定する。例えば、第１の荷重を４０ｇとすると、第２の荷重は第１の荷重の半分の２０ｇ程度に設定する。これは、第１の方向Ａに直交する第２の方向Ｂはａ面に直交するｒ面（１−１０２）と平行となるため、第２の方向Ｂは第１の方向Ａと比較して劈開し易いからである。
【００３６】
このサファイアウエーハ１１では、第２の方向Ｂに伸長する分割予定ラインに第２の荷重でダイアモンドチップ５８を当接させ、チャックテーブル２０をＸ軸方向に加工送りして、第１の方向Ａに直交する第２の方向Ｂに伸長する分割予定ラインに第２スクライブラインを形成する。チャックテーブル２０を所定のピッチで割り出し送りして、第２の方向Ｂに伸長する全ての分割予定ラインに第２の荷重で第２スクライブラインを形成する。
【００３７】
このように全ての分割予定ラインに第１スクライブライン又は第２スクライブラインを形成した後、サファイアウエーハ１１をブレーキング装置に装着して、サファイアウエーハ１１に外力を付与して第１及び第２スクライブラインを起点としてサファイアウエーハ１１を劈開して個々のチップへと分割する。
【実施例１】
【００３８】
主面がｃ面、オリエンテーションフラットがａ面に形成されたφ２インチ厚さ９０μｍのサファイアウエーハを用意した。オリエンテーションフラット方向に平行な方向をＣＨ１、ＣＨ１に直交する方向をＣＨ２とする。
【００３９】
スクライバユニット４８のダイアモンドチップ５８を所定荷重でサファイアウエーハに当接させてスクライブラインを形成した後、サファイアウエーハに外力を付与してサファイアウエーハを個々のチップに割断した後、歩留まりを算出した。
【００４０】
ＣＨ１，ＣＨ２ともに荷重１８ｇでスクライブ加工を施した場合に比べて、ＣＨ１を荷重３５ｇ、ＣＨ２を荷重１８ｇでスクライブ加工した場合のほうが歩留まりが２０％向上した。
【００４１】
上述した実施形態に係るサファイアウエーハのスクライブ方法によると、第１の方向Ａを第２の方向Ｂに比べて大きな荷重をかけてスクライブ加工を施すことにより、ブレーキング装置等によるサファイアウエーハの劈開を容易に行うことができる。
【００４２】
また、第２の方向Ｂにスクライブ加工を施す際には過剰な荷重をかけないため、ダイアモンドチップ５８の磨耗を抑制することができ、スクライバシャンク５６の交換頻度を低減できる。
【符号の説明】
【００４３】
Ａ    第１の方向
Ｂ    第２の方向
２    スクライブ加工装置
１１    サファイアウエーハ
１３    ｃ面
１５    オリエンテーションフラット
２０    チャックテーブル
４８    スクライバユニット
５６    スクライバシャンク
５８    ダイアモンドチップ
【図１】
0005489801.tif 000002
【図２】
0005489801.tif 000003
【図３】
0005489801.tif 000004
【図４】
0005489801.tif 000005
【図５】
0005489801.tif 000006
【図６】
0005489801.tif 000007