(57)【要約】【課題】洗浄が容易で環境負荷が低く、外周面の形状に合わせて複数枚を一度に処理可能なサファイアウェーハの外周研磨方法を提供する。【解決手段】同一外径の複数のサファイアウェーハ（２）を、平坦な端面（２ａ，２ｂ）が露出しないようにズレ無く重ねて積層し固定するウェーハ積層ステップと、ウェーハ積層ステップの後に、積層状態で固定され一体となった複数のサファイアウェーハの外周面（２ｃ）を、ショットブラスト処理で研磨するショットブラストステップと、該ショットブラストステップの後に、積層されたサファイアウェーハを個々のサファイアウェーハに分離する分離ステップと、を備え、該ショットブラストステップでは、弾性材料（１２）と研磨材料（１４）とが混合されてなる弾性研磨材（１０）を用いる構成とした。【選択図】図２
2015008192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サファイアウェーハの外周研磨方法であって、
同一外径の複数のサファイアウェーハを、平坦な端面が露出しないようにズレ無く重ねて積層し固定するウェーハ積層ステップと、
該ウェーハ積層ステップの後に、積層状態で固定され一体となった複数の該サファイアウェーハの外周面を、ショットブラスト処理で研磨するショットブラストステップと、
該ショットブラストステップの後に、積層された該サファイアウェーハを個々の該サファイアウェーハに分離する分離ステップと、を備え、
該ショットブラストステップでは、弾性材料と研磨材料とが混合されてなる弾性研磨材を用いることを特徴とするサファイアウェーハの外周研磨方法。
【請求項２】
前記ウェーハ積層ステップでは、前記サファイアウェーハの間に該サファイアウェーハと同一外径の保護部材を介在させることを特徴とする請求項１記載のサファイアウェーハの外周研磨方法。
【請求項３】
前記ウェーハ積層ステップでは、積層状態で固定され一体となった複数の該サファイアウェーハの上端と下端に、該サファイアウェーハと同一外径の保護プレートが積層されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のサファイアウェーハの外周研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サファイアウェーハの外周面を研磨する研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
可視光を透過するサファイアウェーハは、発光デバイスをはじめとする光学部品の製造等に広く用いられている。このサファイアウェーハは、円柱状のインゴットをワイヤーソー等でスライスして円盤状に切り出した後、切断面を研磨して形成される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
発光デバイス等の製造工程において、サファイアウェーハには、熱処理、薬品処理等の様々な処理が施される。サファイアウェーハの外周面に傷があると、上述のような製造工程中の各種処理でサファイアウェーハは割れてしまうので、外周面の傷を除去して各種処理への耐性を高める必要がある。
【０００４】
例えば、サファイアウェーハの外周面をエッジ研削（べべリング）した後に、遊離砥粒によるブラッシング、固定砥粒による研磨等を実施することで、スライス工程やエッジ研削工程等で形成された外周面の傷を除去できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３７７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような遊離砥粒を用いる方法は、ブラッシング後の洗浄が容易でなく、廃液による環境負荷も高い。一方、固定砥粒を用いる方法は、面取りされた外周面の形状に合わせた研磨が難しく、枚葉処理となるので工数も多くなる。
【０００７】
本発明はかかる問題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、洗浄が容易で環境負荷が低く、外周面の形状に合わせて複数枚を一度に処理可能なサファイアウェーハの外周研磨方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、サファイアウェーハの外周研磨方法であって、同一外径の複数のサファイアウェーハを、平坦な端面が露出しないようにズレ無く重ねて積層し固定するウェーハ積層ステップと、該ウェーハ積層ステップの後に、積層状態で固定され一体となった複数の該サファイアウェーハの外周面を、ショットブラスト処理で研磨するショットブラストステップと、該ショットブラストステップの後に、積層された該サファイアウェーハを個々の該サファイアウェーハに分離する分離ステップと、を備え、該ショットブラストステップでは、弾性材料と研磨材料とが混合されてなる弾性研磨材を用いることを特徴とするサファイアウェーハの外周研磨方法が提供される。
【０００９】
また、前記サファイアウェーハの外周研磨方法において、前記ウェーハ積層ステップでは、前記サファイアウェーハの間に該サファイアウェーハと同一外径の保護部材を介在させることが好ましい。
【００１０】
また、前記サファイアウェーハの外周研磨方法において、前記ウェーハ積層ステップでは、積層状態で固定され一体となった複数の該サファイアウェーハの上端と下端に、該サファイアウェーハと同一外径の保護部材が積層されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、弾性材料と研磨材料とが混合されてなる弾性研磨材をサファイアウェーハの外周面に投射するショットブラスト処理を用いるので、曲面である外周面の形状に合わせてサファイアウェーハを研磨できる。また、ショットブラスト処理は、乾式処理なので、環境負荷が低く研磨後の洗浄も容易である。
【００１２】
さらに、本発明によれば、複数のサファイアウェーハを重ねた状態で、外周面をショットブラスト処理で研磨するので、端面を保護しつつ外周面を研摩可能であり、複数枚のサファイアウェーハを一度に処理できる。
【００１３】
このように、本発明によれば、洗浄が容易で環境負荷が低く、外周面の形状に合わせて複数枚を一度に処理可能なサファイアウェーハの外周研磨方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ウェーハ積層ステップを模式的に示す斜視図である。
【図２】ショットブラストステップを模式的に示す図である。
【図３】図３（Ａ）は、ショットブラストステップで使用される弾性研磨材の構成例を模式的に示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、弾性研磨材の構成例を模式的に示す断面図である。
【図４】ショットブラストステップで使用される弾性研磨材の別の例を模式的に示す斜視図である。
【図５】ウェーハ積層ステップの別の例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るサファイアウェーハの外周研磨方法は、ウェーハ積層ステップ（図１参照）、ショットブラストステップ（図２、図３参照）、分離ステップを含む。
【００１６】
ウェーハ積層ステップでは、サファイアウェーハの表面（端面）及び裏面（端面）が露出しないように、複数枚のサファイアウェーハを積層させる。ショットブラストステップでは、積層されたサファイアウェーハの外周面を、弾性研磨材を投射するショットブラスト処理で研磨する。分離ステップでは、積層されたサファイアウェーハを個々に分離する。以下、本実施の形態に係るサファイアウェーハの外周研磨方法について詳述する。
【００１７】
図１は、本実施の形態のウェーハ積層ステップを模式的に示す斜視図である。図１（Ａ）に示すように、ウェーハ積層ステップでは、まず、表面（端面）２ａ及び裏面（端面）２ｂが平坦な円盤状のサファイアウェーハ２を複数枚用意する。ここで、複数枚のサファイアウェーハ２の径は、全て同じとする。
【００１８】
次に、上述した複数枚のサファイアウェーハ２を積層させる。具体的には、各サファイアウェーハ２の表面２ａ又は裏面２ｂに、接着剤として機能する樹脂（不図示）を塗布し、別のサファイアウェーハ２をズレ無く重ねて接着する。
【００１９】
本実施の形態では、サファイアウェーハ２等を接着する接着剤として、熱可塑性樹脂でなるシフトワックス（ホットメルトタイプの仮止め接着剤）を用いる。ただし、紫外光の照射で硬化するＵＶ硬化樹脂等を接着剤として用いても良い。
【００２０】
このように複数枚のサファイアウェーハ２を積層させると、サファイアウェーハ２の表面２ａ又は裏面２ｂは、別のサファイアウェーハ２で覆われ露出しない。よって、後述するショットブラスト処理で弾性研磨材を投射しても、サファイアウェーハ２の表面２ａ及び裏面２ｂは研磨されずに済む。
【００２１】
なお、最も外側に位置する２枚のサファイアウェーハ２（上端及び下端に位置するサファイアウェーハ２）の表面２ａ又は裏面２ｂを、別のサファイアウェーハ２で覆うことはできない。よって、このような表面２ａ及び裏面２ｂをショットブラスト処理から保護するために、サファイアウェーハ２と同径の保護部材４を接着することが好ましい。
【００２２】
本実施の形態では、最も外側に位置する表面２ａ及び裏面２ｂに、保護部材４として機能する樹脂基板（保護プレート）を接着する。具体的には、上端に位置するサファイアウェーハ２の表面２ａに保護部材４の裏面４ｂ側を接着すると共に、下端に位置するサファイアウェーハ２の裏面２ｂに保護部材４の表面４ａ側を接着する。なお、ガラス基板、半導体基板、金属基板、保護テープ等を保護部材４として用いても良いが、ある程度の硬度がある部材を用いることが好ましい。
【００２３】
以上のウェーハ積層ステップによって、図１（Ｂ）に示すように、複数枚のサファイアウェーハ２が積層された円柱状のウェーハ積層体６が形成される。このウェーハ積層体６の側面には、サファイアウェーハ２の外周面２ｃが露出している。よって、次のショットブラストステップで複数枚のサファイアウェーハ２の外周面２ｃを一度に研磨できる。
【００２４】
ウェーハ積層ステップの後には、ショットブラストステップを実施する。図２は、本実施の形態のショットブラストステップを模式的に示す図である。ショットブラストステップでは、図２に示すように、ウェーハ積層体６において露出された外周面２ｃを、ショットブラスト装置８から投射される弾性研磨材１０で研磨する。
【００２５】
ショットブラスト装置８は、サファイアウェーハ２を研磨可能な弾性研磨材１０をエアーと共に吹き付けることができるように構成されており、弾性研磨材１０の投射量及び投射範囲を任意に設定できる。
【００２６】
図３（Ａ）は、ショットブラストステップで使用される弾性研磨材１０の構成例を模式的に示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、弾性研磨材１０の構成例を模式的に示す断面図である。
【００２７】
図３に示すように、弾性研磨材１０は、弾性材料１２に対して粒状の研磨材料１４が分散されており、直方体状の外形形状を有している。弾性材料１２と研磨材料１４との混合によって、弾性研磨材１０には、衝撃を吸収する機能（以下、衝撃吸収能）と、研磨の機能（以下、研磨能）とが付与されている。
【００２８】
弾性材料１２は、例えば、ウレタン、シリコンゴムなどの弾性を有する材料である。この弾性材料１２は、弾性研磨材１０に衝撃吸収能を付与すると共に、分散された研磨材料１２を保持するつなぎとして機能する。弾性研磨材１０が研磨対象のサファイアウェーハ２に衝突すると、弾性材料１２は弾性変形され、サファイアウェーハ２への衝撃は緩和される。また、弾性研磨材１０がサファイアウェーハ２に衝突すると、サファイアウェーハ２との衝突部分において、弾性材料１２は僅かに摩耗される。
【００２９】
研磨材料１４は、アルミナ、ガラス、金属などの硬度の高い材料である。研磨材料１４は、所定の粒径を有しており、弾性研磨材１０に研磨能を付与する。研磨材料１４の粒径は、サファイアウェーハ２を適切に研磨できる範囲に設定される。なお、図３においては、説明の便宜上、球状の研磨材料１４を例示しているが、研磨材料１４の形状は特に限定されない。
【００３０】
弾性研磨材１０において、研磨材料１４は、弾性材料１２に対して均一に分散されていることが好ましい。弾性材料１２に対して研磨材料１４が均一に分散されていれば、弾性研磨材１０の表面における研磨材料１４の面密度は、場所に依らず一定になる。このため、サファイアウェーハ２と弾性研磨材１０との衝突のばらつき（接触位置のばらつき）に起因する研磨のばらつきを抑制できる。
【００３１】
また、弾性材料１２に対して研磨材料１４が均一に分散されていれば、弾性研磨材１０中の研磨材料１４の体積密度も場所に依らず一定になる。このため、弾性研磨材１０が摩耗されても、衝撃吸収能及び研磨能を一定に維持できる。ただし、研磨材料１４は、弾性材料１２に対して必ずしも均一に分散されている必要はない。
【００３２】
弾性研磨材１０の硬度及び大きさは、サファイアウェーハ２を適切に研磨できる範囲に設定される。また、サファイアウェーハ２の外周面２ｃに投射された弾性研磨材１０は、回収されて再び利用される。
【００３３】
このショットブラストステップにより、サファイアウェーハ２の外周面２ｃは研磨され、傷が除去される。上述したショットブラスト処理によれば、外周面２ｃの形状に合わせてサファイアウェーハ２を研磨できる。また、ショットブラスト処理は、乾式処理なので、環境負荷が低く研磨後の洗浄も容易である。さらに、弾性研磨材１０を回収して再利用できるので、研磨処理に要するコストの面でも有利である。
【００３４】
ショットブラストステップの後には、分離ステップを実施する。分離ステップでは、接着剤として機能する樹脂の接着力を弱めた後に、ウェーハ積層体６を個々のサファイアウェーハ２に分離する。本実施の形態では、熱可塑性樹脂でなるシフトワックスを用いているので、ウェーハ積層体６を溶剤に浸してこのシフトワックスを溶融させる。
【００３５】
なお、シフトワックスは熱で軟化させても良い。また、接着剤として機能する樹脂としてＵＶ硬化樹脂を用いる場合には、例えば、ＵＶ照射装置によって紫外線を照射し、接着力を弱めることもできる。これにより、外周面２ｃが研磨された複数枚のサファイアウェーハ２が得られる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態に係るサファイアウェーハの外周研磨方法によれば、弾性材料１２と研磨材料１４とが混合されてなる弾性研磨材１０をサファイアウェーハ２の外周面２ｃに投射するショットブラスト処理を用いるので、外周面２ｃの形状に合わせてサファイアウェーハ２を研磨できる。また、ショットブラスト処理は、乾式処理なので、環境負荷が低く研磨後の洗浄も容易である。
【００３７】
さらに、本発明によれば、複数のサファイアウェーハ２を重ねた状態で、外周面２ｃをショットブラスト処理で研磨するので、複数枚のサファイアウェーハ２を一度に処理できる。
【００３８】
なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、直方体状の弾性研磨材１０を用いたショットブラストステップについて説明しているが、弾性研磨材１０の外形形状はこれに限定されない。
【００３９】
図４は、ショットブラストステップで使用される弾性研磨材１０の別の例を模式的に示す斜視図である。図４に示すように、弾性研磨材１０は球状（回転楕円体状）の外形形状を有していても良い。また、弾性研磨材１０の外形形状は、その他の立体形状でも良い。
【００４０】
また、上記実施の形態では、積層ステップにおいて、最も外側に位置するサファイアウェーハ２の表面２ａ又は裏面２ｂのみに、保護部材４を接着する例を説明しているが、積層ステップはこれに限定されない。
【００４１】
図５は、ウェーハ積層ステップの別の例を模式的に示す斜視図である。図５に示すウェーハ積層ステップでは、サファイアウェーハ２とサファイアウェーハ２との間に、保護部材４を介在させている。これにより、サファイアウェーハ２とサファイアウェーハ２との接触による表面（端面）２ａ及び裏面（端面）２ｂの傷の発生を防止できる。
【００４２】
その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【００４３】
２  サファイアウェーハ
２ａ  表面（端面）
２ｂ  裏面（端面）
２ｃ  外周面
４  保護部材
４ａ  表面
４ｂ  裏面
６  ウェーハ積層体
８  ショットブラスト装置
１０  弾性研磨材
１２  弾性材料
１４  研磨材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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