(57)【要約】【課題】  被加工物を研削して薄く加工しても割れが生ずることのない被加工物の研削方法を提供することである。【解決手段】  研削砥石を有する研削ホイールで被加工物を研削する研削方法であって、研削を実施中に、研削砥石の端面の下に被加工物が侵入する研削砥石に対する被加工物の少なくとも入口側で被加工物上に圧力を付与する。これにより、研削砥石に対する該入口側の被加工物を該端面の下の被加工物に対して平坦にしつつ研削を遂行する。【選択図】図５
2012192491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削砥石を有する研削ホイールで被加工物を研削する研削方法であって、
被加工物の表面に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、
第１の回転軸周りに回転するチャックテーブルで該保護部材が貼着された被加工物の表面側を保持する保持ステップと、
第１の回転軸と平行な第２の回転軸周りに回転する研削ホイールの該研削砥石の端面を該チャックテーブルで保持されて該第１の回転軸周りに回転する被加工物の裏面に当接させるとともに、該研削砥石を被加工物に接近する方向へ研削送りすることにより被加工物の裏面を研削する研削ステップと、
該研削ステップを実施中に、該研削砥石の該端面の下に被加工物が侵入する少なくとも入口側で被加工物上に圧力を付与する圧力付与ステップとを具備し、
該圧力付与ステップで被加工物上に圧力を付与して、該研削砥石に対する該入口側の被加工物を該端面の下の被加工物に対して平坦にしつつ研削を遂行することを特徴とする研削方法。
【請求項２】
前記圧力付与ステップでは、該入口側の被加工物上に流体を噴出することにより、該研削ホイールの研削圧と同等の圧力を被加工物に付与して、該入口側の被加工物を該端面の下の被加工物に対して平坦にする請求項１記載の研削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被加工物の表面に保護部材を貼着してその裏面を研削する研削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ライン（ストリート）によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置（ダイシング装置）によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に広く利用されている。
【０００３】
一方、表面に窒化ガリウム（ＧａＮ）等の窒化物半導体層が積層され、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それぞれ光デバイスが形成された光デバイスウエーハは、分割予定ラインに沿ってレーザビームを照射することにより個々の光デバイスに分割され、分割された光デバイスは携帯電話、デジタルカメラ等の電子機器に広く利用される。
【０００４】
光デバイスウエーハはエピタキシャル層の成長に適したサファイア基板上に窒化物半導体層を成長させて形成されるため、サファイア基板は光デバイスを製造する上で不可欠な素材であるが、基板上に窒化物半導体層を積層した後は電子機器の軽量化、小型化、素子特性の向上のために、研削装置によってサファイア基板の裏面が研削されて薄く加工される。
【０００５】
半導体ウエーハ又は光デバイスウエーハ等のウエーハの裏面を研削する研削装置は、ウエーハ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ウエーハを研削する研削砥石を有する研削ホイールが回転可能に装着された研削手段とを備えていて、ウエーハを高精度に所望の厚さに研削できる。
【０００６】
ところで、光デバイスウエーハの基板となるサファイア、或いはシリコンナイトライド、リチウムタンタレート、アルチック等の脆性硬質材料を研削装置で研削すると長時間を有し、生産性が悪いという問題があることから、本出願人は、超音波振動子を研削ホイールに配設して被加工物を研削する技術を開発した（例えば、特開２００８−２３６９３号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−６４９２号公報
【特許文献２】特開２００８−２３６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、光デバイスウエーハの表面に粘着テープからなる保護テープを貼着し、光デバイスウエーハの裏面のサファイア基板を研削してその厚みを１００μｍ以下、更には５０μｍ以下と薄くすると、サファイア基板に割れが生じるという問題がある。掛かる問題は、炭化珪素基板（ＳｉＣ基板）等の硬質脆性基板の研削においても同様に生じる。
【０００９】
この原因について考察すると、サファイア基板等の被加工物の研削時に被加工物が割れるのは、研削圧力によって研削砥石の端面で押圧された被加工物部分が局所的に保護テープに沈み込み、砥石端面が押圧している砥石端面下の被加工物と砥石端面下に侵入しようとしている被加工物の間に急な段差が生じ、この段差部分に研削砥石が当たるためであると考えられる。
【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、被加工物を薄く研削加工しても被加工物の割れが生じない研削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、研削砥石を有する研削ホイールで被加工物を研削する研削方法であって、被加工物の表面に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、第１の回転軸周りに回転するチャックテーブルで該保護部材が貼着された被加工物の表面側を保持する保持ステップと、第１の回転軸と平行な第２の回転軸周りに回転する研削ホイールの該研削砥石の端面を該チャックテーブルで保持されて該第１の回転軸周りに回転する被加工物の裏面に当接させるとともに、該研削砥石を被加工物に接近する方向へ研削送りすることにより被加工物の裏面を研削する研削ステップと、該研削ステップを実施中に、該研削砥石の該端面の下に被加工物が侵入する少なくとも入口側で被加工物上に圧力を付与する圧力付与ステップとを具備し、該圧力付与ステップで被加工物上に圧力を付与して、該研削砥石に対する該入口側の被加工物を該端面の下の被加工物に対して平坦にしつつ研削を遂行することを特徴とする研削方法が提供される。
【００１２】
好ましくは、前記圧力付与ステップでは、該入口側の被加工物上に流体を噴出することにより、該研削ホイールの研削圧と同等の圧力を被加工物に付与して、該入口側の被加工物を該端面の下の被加工物に対して平坦にする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、研削時に少なくとも研削砥石の端面下に被加工物が侵入する入口側で被加工物上面に圧力を付与するため、研削砥石の端面が押圧している研削砥石端面下の被加工物の部分と研削砥石の端面下に侵入しようとしている被加工物との間に急な段差が生じることがない。従って、研削時に被加工物に割れが発生することが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の研削方法を実施するのに適した研削装置の斜視図である。
【図２】光デバイスウエーハの表面側斜視図である。
【図３】研削ステップを示す斜視図である。
【図４】圧力付与領域の説明図である。
【図５】図４のＡ方向から見た一部断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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を参照すると、本発明の研削方法を実施するのに適した研削装置２の外観斜視図が示されている。４は研削装置２のベースであり、ベース４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール８が固定されている。
【００１６】
この一対のガイドレール８に沿って研削ユニット（研削手段）１０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット１０は、スピンドルハウジング１２と、スピンドルハウジング１２を保持する支持部１４を有しており、支持部１４が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１６に取り付けられている。
【００１７】
研削ユニット１０は、スピンドルハウジング１２中に回転可能に収容されたスピンドル１８と、スピンドル１８を回転駆動するモータ２０と、スピンドル１８の先端に固定されたホイールマウント２２と、ホイールマウント２２に着脱可能に装着された研削ホイール２４とを含んでいる。研削ホイール２４は、図３に示すように、環状基台２６と、環状基台２６の下端部外周に環状に配設された複数の研削砥石２８とから構成される。
【００１８】
研削装置２は、研削ユニット１０を一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動するボールねじ３０とパルスモータ３２とから構成される研削ユニット送り機構３４を備えている。パルスモータ３２を駆動すると、ボールねじ３０が回転し、移動基台１６が上下方向に移動される。
【００１９】
研削ユニット１０の研削ホイール２４に隣接して、研削位置Ｂに位置付けられたウエーハ１１に対して圧力を付与する圧力付与ノズル４６が配設されている。本実施形態では、圧力付与ノズル４６から高圧水を噴射して、チャックテーブル３８に保持されたウエーハ１１に圧力を付与する。
【００２０】
ベース４の上面には凹部４ａが形成されており、この凹部４ａにチャックテーブル機構３６が配設されている。チャックテーブル機構３６はチャックテーブル３８を有し、図示しない移動機構によりウエーハ着脱位置Ａと、研削ユニット１０に対向する研削位置Ｂとの間でＹ軸方向に移動される。４０，４２は蛇腹である。ベース４の前方側には、研削装置２のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル４４が配設されている。
【００２１】
図２を参照すると、本発明の研削方法の被加工物の一種である光デバイスウエーハ１１の表面側斜視図が示されている。光デバイスウエーハ１１は、サファイア基板１３上に窒化ガリウム（ＧａＮ）等のエピタキシャル層（半導体層）１５が積層されて構成されている。光デバイスウエーハ１１は、エピタキシャル層１５が積層された表面１１ａと、サファイア基板１３が露出した裏面１１ｂとを有している。
【００２２】
サファイア基板１３は例えば４３０μｍの厚みを有しており、エピタキシャル層１５は例えば５μｍの厚みを有している。エピタキシャル層１５にＬＥＤ等の複数の光デバイス１９が格子状に形成された分割予定ライン（ストリート）１７によって区画されて形成されている。
【００２３】
光デバイスウエーハ１１の研削に先立って、光デバイスウエーハ１１の表面１１ａ側の光デバイス１９を保護するために、光デバイスウエーハ１１の表面１１ａには保護テープ２１が貼着される。保護テープ２１は、ポリエチレン塩化ビニル、ポリオレフィン等の基材の一面に糊層を配設して構成されている。
【００２４】
以下、圧力付与ノズル４６を備えた研削装置２による本発明の研削方法について図３乃至図５を参照して詳細に説明する。図１に示されたウエーハ着脱位置Ａに位置付けられたチャックテーブル３８上に保護テープ２１を下にして光デバイスウエーハ１１を載置し、チャックテーブル３８でウエーハ１１を吸引保持する。
【００２５】
次いで、チャックテーブル機構３６の図示しない移動機構を作動して、チャックテーブル３８をチャックテーブル３８に保持されたウエーハ１１が研削ユニット１０に対向する研削位置Ｂに位置付ける。ウエーハ１１が研削位置に位置付けられた状態が図３に示されている。
【００２６】
特に図示しないが、チャックテーブル３８は一辺が固定で他の２点が可動の３点で支持されており、これによりチャックテーブル３８の保持面３８ａが傾斜可能に構成されている。可動始点は、例えばパルスモータとボールねじの組み合わせにより構成されている。
【００２７】
また、チャックテーブル３８の吸引部はチャックテーブル３８の回転中心を頂点として僅かな山形状に形成された保持面３８ａを有しており、保持面３８ａの中心部と周辺部との高さの差は１０〜２０μｍ程度に設定されている。
【００２８】
チャックテーブル３８の保持面３８ａが回転中心を頂点とした僅かな山形状に形成され、更にチャックテーブル３８を手前側が高くなるように僅かに傾斜するように調整しているため、図４に示すように、研削砥石２８が光デバイスウエーハ１１の裏面１１ｂに接触する研削領域Ｇはウエーハ１１の回転中心から外周に至る領域に限定され、更に研削方向はウエーハ１１の回転中心から外周に至る方向となる。図４で２９は研削砥石２８の回転軌跡である。
【００２９】
本実施形態の研削方法では、チャックテーブル３８を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール２４を矢印ｂで示す方向に例えば１４００ｒｐｍで回転させ、チャックテーブル３８に保持された光デバイスウエーハ１１の回転中心を研削砥石２８が通過するように研削ホイール２４を位置付ける。
【００３０】
そして、研削ユニット送り機構３４を駆動して、研削ホイール２４を所定の研削送り速度（例えば０．３μｍ／ｓ）で下方に所定量研削送りしながら光デバイスウエーハ１１の裏面１１ｂのサファイア基板１３を研削する。
【００３１】
この研削時に、図５に最もよく示されるように、研削砥石２８の端面２８ａの下にウエーハ１１が侵入する入口側で圧力付与ノズル４６の噴射口４８から高圧水５０を噴射してウエーハ１１に研削ホイール２４の研削圧と同等の圧力を付与し、保護テープ２１をこの圧力により圧縮して薄くする。
【００３２】
これにより、研削砥石２８の端面２８ａが押圧しているウエーハ１１の裏面１１ｂと研削砥石２８の端面２８ａの下に侵入しようとしているウエーハ１１の裏面１１ｂとの間に急な段差が生じないように、ウエーハ１１の裏面１１ｂを平坦にしつつ研削を遂行する。図４でＰは圧力付与ノズル４６による圧力付与領域である。
【００３３】
研削ホイール２４の研削圧と同等の圧力とは、研削砥石２８の端面下のウエーハ１１と入口側のウエーハ１１との間に急な段差が生ずることのない程度の圧力である。図５では、研削砥石２８の端面２８ａの下のウエーハ１１と入口側のウエーハ１１の裏面１１ｂとが真っ平らであるように示されているが、緩やかな傾斜があってもよく、重要なのは端面２８ａの下と入口側との間に急な段差が生じなければよい。
【００３４】
このように圧力付与ノズル４６で高圧水を噴射してウエーハ１１に圧力を付与しながら研削すると、研削砥石２８の端面２８ａが押圧している部分のウエーハ１１の裏面１１ｂと研削砥石２８の端面２８ａの下に侵入しようとしているウエーハ１１の裏面１１ｂとの間に急な段差が生ずることがないため、研削時に光デバイスウエーハ１１の基板１３に割れが発生することを防止できる。
【００３５】
上述した実施形態では、圧力付与ノズル４６から高圧水を噴射してウエーハ１１に圧力を付与しているが、圧力付与手段は流体ではなく、物理的に押圧する押圧手段によりウエーハ１１に圧力を付与するようにしてもよい。
【００３６】
また、上述した実施形態では、被加工物として表面に光デバイス１９が形成された光デバイスウエーハ１９を研削する例について説明したが、表面にデバイスを有しない被加工物の研削時にも表面に保護テープ等を貼着して研削する場合には、本発明の研削方法を適用可能である。
【００３７】
更に、上述した実施形態では本発明の研削方法をサファイア基板等の硬質脆性材料の研削に適用した例について説明したが、本発明の研削方法はシリコンウエーハの研削にも同様に適用することができる。
【００３８】
また、保護テープ２１を光デバイスウエーハ１１の表面１１ａに貼着する代わりに、樹脂をウエーハ１１の表面１１ａに塗布して保護部材として硬化させた後、ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削する場合にも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０    研削ユニット
１１    光デバイスウエーハ
１３    サファイア基板
１９    光デバイス
２４    研削ホイール
２８    研削砥石
３８    チャックテーブル
４６    圧力付与ノズル
Ｇ    研削領域
Ｐ    圧力付与領域
【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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