(57)【要約】 【課題】  パターニングされた半導体ウェーハの裏面側を研削した後に、当該半導体ウェーハの反りおよび破損を防止して、次工程に搬送することが可能な半導体ウェーハの製造方法を提案する。【解決手段】  パターニングされた半導体ウェーハ１の表面側のパターン面をキャリアプレート２に貼着し、当該半導体ウェーハ１の裏面１ｂ側を研削して厚さ寸法を５０〜１２０μｍにした後に、当該裏面１ｂ側を真空吸着し、半導体ウェーハ１をキャリアプレート２から剥離して、表面１ａ側のパターン面に表面保護シート６を貼着し、次いで裏面１ｂ側の吸着を外して半導体ウェーハ１を反転し、裏面１ｂ側に裏面保護シート７を貼着する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターニングされた半導体ウェーハの表面側のパターン面をキャリアプレートに貼着し、当該半導体ウェーハの裏面側を研削して厚さ寸法を５０〜１２０μｍにした後に、当該裏面側を真空吸着し、上記半導体ウェーハを上記キャリアプレートから剥離して、上記表面側のパターン面に表面保護シートを貼着し、次いで上記裏面側の吸着を外して上記半導体ウェーハを反転し、上記裏面側に裏面保護シートを貼着することを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
【請求項２】
上記半導体ウェーハの上記裏面側を真空吸着して上記半導体ウェーハを上記キャリアプレートから剥離した後に、上記パターン面を洗浄して当該パターン面に上記表面保護シートを貼着し、次いで上記裏面側の吸着を外した後に上記半導体ウェーハを反転して、上記表面保護シートが貼着された上記パターン面を真空吸着し、上記裏面側を洗浄して当該裏面側に上記裏面保護シートを貼着することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項３】
上記半導体ウェーハが、サファイアウェーハであることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤなどに用いられる半導体ウェーハの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、省電力化に伴い、液晶テレビやパソコン用の液晶ディスプレイのバックライトにＬＥＤが多用されている。また、省エネルギーや節電の観点から、一般の照明においてもＬＥＤが用いられてきている。このため、今後益々ＬＥＤの需要が見込まれ、成長産業の一つとなっている。
【０００３】
ところで、このＬＥＤ用の半導体ウェーハには、単結晶サファイア基板が多く使用されている。従来、この単結晶サファイアは、機械的・熱的特性、化学反応特性、光透過性などの特性を生かした一部の用途のみに使用されていた。これは、単結晶サファイア自体が高価であり、また大量に使用される用途自体が少なかったため、生産性と結晶品質とを満足させる技術の開発がなされず、飛躍的な普及も至ったらなかったからである。
【０００４】
しかし、この単結晶サファイアは、近年の技術進歩に伴い安価で、かつ安定量産が可能となり、広く工業材料として普及するようになった。その中でも特に、青色・白色ＬＥＤを製造するためのＧａＮ（窒化ガリウム）を成長させる基板や、液晶プロジェクタの輝度向上に必須の偏光子保持基板として、大量に使用されるようになったことで、量産技術確立に拍車が掛かったと言える。
【０００５】
この単結晶サファイアを用いたサファイアウェーハを製造する方法は、まず、サファイア基板の上にフォトレジストをマスクして、ＰＳＳと呼ばれる３μｍ程度の大きさのドットパタンを形成する。そして、化合物半導体をＭＯＣＶＤで堆積し、最上部は透明導電膜を付着させて、一部分をメサ状にエッチングし、電極を取り付けて、表面に保護シートを貼着した後に、レザーによってダイシングして、パッケージする。
【０００６】
なお、上記化合物半導体は、二つ以上の元素を組み合わせることにより製作されるもので、組み合わせを変えることによって、多くの種類の半導体を作製することが可能となる。この化合物半導体としては、例えば、電子移動度が大きいヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）やバンドギャップの大きい窒化ガリウム（ＧａＮ）などが挙げられる。
【０００７】
上記サファイアウェーハの製造においては、実装パッケージの小型化に伴い、半導体ウェーハの研削仕上げの厚さ寸法も薄くなってきている。そのため、図２に示すように、パターニングされた半導体ウェーハ１０の表面１０ａ側のパターン面をキャリアプレート２０に貼着して、当該半導体ウェーハ１０の裏面１０ｂ側を研削手段９０によって、所定の厚さ寸法に研削した後に、キャリアプレート２０をホットプレート８０上に載置して、１１０℃の熱で接着剤を溶融させ、作業員が手作業によりホットプレート８０から半導体ウェーハ１０を取り外していた。
【０００８】
しかし、半導体ウェーハ１０を、ホットプレート８０上において、加熱しながら手作業でキャリアプレート２０から取り外す際に、半導体ウェーハ１０に無理な力や衝撃が掛かり、半導体ウェーハ１０が反って平坦度を保つことができないだけでなく、最悪の場合には、半導体ウェーハ１０自体が破損してしまう。このため、品質の向上や生産性の向上が見込めないという問題がある。
【０００９】
また、キャリアプレート２０から取り外した後に、洗浄槽４０において半導体ウェーハ１０の表面１０ａおよび裏面１０ｂを洗浄する際に、当該半導体ウェーハ１０が反ってしまい、洗浄後に表面保護シート６０を表面面１０ａに、また裏面保護シート７０を裏面１０ｂに貼着する際に、半導体ウェーハ１０が破損してしまうという問題もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、パターニングされた半導体ウェーハの裏面側を研削した後に、当該半導体ウェーハの反りおよび破損を防止して、次工程に搬送することが可能な半導体ウェーハの製造方法を提案することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、パターニングされた半導体ウェーハの表面側のパターン面をキャリアプレートに貼着し、当該半導体ウェーハの裏面側を研削して厚さ寸法を５０〜１２０μｍにした後に、当該裏面側を真空吸着し、上記半導体ウェーハを上記キャリアプレートから剥離して、上記表面側のパターン面に表面保護シートを貼着し、次いで上記裏面側の吸着を外して上記半導体ウェーハを反転し、上記裏面側に裏面保護シートを貼着することを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記半導体ウェーハの上記裏面側を真空吸着して上記半導体ウェーハを上記キャリアプレートから剥離した後に、上記パターン面を洗浄して当該パターン面に上記表面保護シートを貼着し、次いで上記裏面側の吸着を外した後に上記半導体ウェーハを反転して、上記表面保護シートが貼着された上記パターン面を真空吸着し、上記裏面側を洗浄して当該裏面側に上記裏面保護シートを貼着することを特徴とするものである。
【００１３】
そして、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記半導体ウェーハが、サファイアウェーハであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜３に記載の発明によれば、半導体ウェーハの表面側のパターン面をキャリアプレートに貼着して、当該半導体ウェーハの裏面側を研削した後、当該裏面側を真空吸着して、上記半導体ウェーハを上記キャリアプレートから剥離するため、上記裏面側を研削することにより厚さ寸法が薄くなった上記半導体ウェーハに、無理な力や衝撃を与えることなく剥離することができるとともに、上記半導体ウェーハが反ることがない。これにより、上記半導体ウェーハが破損しやすいサファイアウェーハであっても、効率的に剥離させることができるとともに、平坦度が求められる上記半導体ウェーハの歩留まりを良くして、品質向上に繋げることができる。
【００１５】
また、上記半導体ウェーハを反転する前に、上記表面側のパターン面に上記表面保護シートを貼着するため、上記半導体ウェーハを反転した後に、上記表面側の上記パターン面を真空吸着することができる。この結果、上記半導体ウェーハを洗浄および移動する際のハンドリング性を向上させることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、上記半導体ウェーハの上記裏面側を真空吸着して、上記半導体ウェーハを上記キャリアプレートから剥離した後に、上記裏面側を真空吸着した状態のまま、上記表面側を洗浄して当該表面に上記表面保護シートを貼着し、次いで上記裏面側の吸着を外した後に、上記半導体ウェーハを反転して、上記表面保護シートが貼着された上記表面を真空吸着し、上記裏面側を洗浄して当該裏面側に上記裏面保護シートを貼着するため、上記裏面側を研削して、厚さ寸法が薄くなった上記半導体ウェーハを、洗浄槽において上記表面側および上記裏面側を洗浄する際に、上記半導体ウェーハが反ることがなく、上記保護シートを貼着する際の上記半導体ウェーハの破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の半導体ウェーハの製造方法の一連の工程を模した工程図である。
【図２】従来の半導体ウェーハの製造方法の一連の工程を模した工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に示すように、本発明の半導体ウェーハ１の製造方法の一実施形態に用いられる装置は、パターニングされた半導体ウェーハ１の表面１ａ側のパターン面を貼着するキャリアプレート２と、半導体ウェーハ１の裏面１ｂ側を研削する研削手段９と、半導体ウェーハ１の表面１ａ側および裏面１ｂ側を真空吸着するロボットハンド３と、キャリアプレート２に貼着された半導体ウェーハ１の粘着剤を溶解するホットプレート８と、半導体ウェーハ１の表面１ａ側のパターン面、および半導体ウェーハ１の裏面１ｂ側を洗浄する洗浄槽４と、半導体ウェーハ１を反転する反転機５とから概略構成されている。
【００１９】
ここで、半導体ウェーハ１は、単結晶サファイアを用いたサファイアウェーハ１である。このサファイアウェーハ１に用いられる上記単結晶サファイアは、機械的・熱的特性、化学的安定性、光透過性などの優れた特性を有することから、人工的に育成された不純物の少ない高純度単結晶サファイアが用いられている。また、この単結晶サファイアは、アルミナ（Ａｌ2Ｏ2）の結晶体である。
【００２０】
また、キャリアプレート２上は、例えば、セラミックスなどの耐熱性の素材から形成されている。このキャリアプレート２の上面には、サファイアウェーハを固定する接着剤が塗布されている。この接着剤は、加熱することにより溶融するタイプの接着剤が使用されている。
【００２１】
そして、研削手段９は、例えば、砥石が回転することにより、サファイアウェーハ１の裏面１ｂを研削する平面研削盤が用いられる。この平面研削盤は、高平坦度研削および低ダメージ研削が可能なものが望ましい。
【００２２】
さらに、ホットプレート８は、耐熱性を有するプレートの内部に、通電することにより、１１０℃以上に加熱可能な電熱線を備えている。また、サファイアウェーハ１を真空吸着するロボットハンド３には、サファイアウェーハ１の表面１ａおよび裏面１ｂを吸着可能な真空吸着パッドが設けられている。この真空吸着パッドには、複数の小孔が形成されているとともに、サファイアウェーハ１の表面１ａおよび裏面１ｂの全面を真空吸着可能な大きさに形成されている。
【００２３】
また、サファイアウェーハ１の表面１ａおよび裏面１ｂを洗浄する洗浄槽４には、サファイアウェーハ１に付着したパーティクル、金属不純物、有機不純物を除去するために、例えば、アンモニア過酸化水素水、塩酸過酸化水素水、希フッ酸などからなる薬液が注入されている。
【００２４】
そして、反転機５は、回動自在に設けられたテーブル５ａが設けられている。このテーブル５ａには、サファイアウェーハ１を保持するとともに、テーブル５ａを回動させて、サファイアウェーハ１を反転させた後に、サファイアウェーハ１の保持を解除可能な保持手段が設けられている。
【００２５】
以上の構成からなる半導体ウェーハ１の製造装置を用いて、サファイアウェーハ１を製造するには、まず、パターニングされたサファイアウェーハ１の表面１ａ側のパターン面を下にして、キャリアプレート２の上面に載置する。この際に、キャリアプレート２の上面には、接着剤が塗布されているため、サファイアウェーハ１が、キャリアプレート２に貼着される。
【００２６】
次いで、サファイアウェーハ１の裏面１ｂ側を、研削手段９、例えば、砥石の回転により研削可能な平面研削盤を用いて、サファイアウェーハ１の厚さ寸法を５０〜１２０μｍの厚さ、好ましくは５０μｍの厚さ寸法に研削する。そして、サファイアウェーハ１の研削した裏面１ｂ側を、ロボットハンド３を用いて真空吸着し、ホットプレート８までキャリアプレート２ごと移動させる。
【００２７】
そして、ロボットハンド３にサファイアウェーハ１を吸着した状態のまま、キャリアプレート２をホットプレート８に載置して、ホットプレート８のスイッチをＯＮにし、電熱線を通電させて、キャリアプレート２を加熱する。この際に、ホットプレート８は、１１０℃まで昇温させる。この加熱により、キャリアプレート２とサファイアウェーハ１を貼着している接着剤が溶融する。そして、サファイアウェーハ１を吸着しているロボットハンド３を横にずらして、キャリアプレート２からサファイアウェーハ１を剥離させる。この際、ロボットハンド３の真空吸着パッドが、サファイアウェーハ１の裏面１ｂの全面を吸着しているため、サファイアウェーハ１の平坦度を保持したまま剥離することができる。
【００２８】
さらに、キャリアプレート２から剥離したサファイアウェーハ１をロボットハンド３により吸着した状態のまま、薬液が入った洗浄槽４に移動して、サファイアウェーハ１の表面１ａ側を洗浄する。この洗浄により、サファイアウェーハ１に付着したパーティクル、金属不純物、有機不純物が除去される。この際に、サファイアウェーハ１は、平坦度が保持された状態で、ロボットハンド３の上記真空吸着パッドに吸着されているため、サファイアウェーハ１が反ることがない。
【００２９】
次に、洗浄槽４からサファイアウェーハ１をロボットハンド３に吸着した状態のまま取り出して、乾燥させる。そして、サファイアウェーハ１をロボットハンド３に吸着した状態のまま反転機５に移動するとともに、この反転機５の回動自在に設けられたテーブル５ａに載置して、サファイアウェーハ１の表面１ａの上記パターン面に表面保護シート６を貼着させる。この表面保護シート６には、予め接着剤が塗布されているため、容易に貼着することができる。
【００３０】
そして、サファイアウェーハ１の裏面１ｂ側を吸着しているロボットハンド３の吸着を外し、反転機５のテーブル５ａにサファイアウェーハ１を保持手段により保持して、テーブル５ａを回動させる。この回動により、テーブル５ａに保持されたサファイアウェーハ１の裏面１ｂ側が下側に位置した状態で反転し、上記保持手段を解除して、反転されたサファイアウェーハ１の表面１ａを、ロボットハンド３の真空吸着パッドにより吸着する。
【００３１】
さらに、ロボットハンド３により吸着したサファイアウェーハ１を、薬液が入った洗浄槽４に移動して、サファイアウェーハ１の裏面１ｂ側を洗浄する。この洗浄により、サファイアウェーハ１に付着したパーティクル、金属不純物、有機不純物が除去される。この際に、サファイアウェーハ１は、平坦度を保持したまま、ロボットハンド３の上記真空吸着パッドに吸着されているため、サファイアウェーハ１が反ることがない。
【００３２】
次に、洗浄槽４からサファイアウェーハ１をロボットハンド３に吸着した状態のまま取り出して、乾燥させる。そして乾燥後、サファイアウェーハ１をロボットハンド３に吸着した状態のまま、サファイアウェーハ１の裏面１ｂに裏面保護シート７を貼着させる。この裏面保護シート７には、予め接着剤が塗布されているため、容易に貼着することができる。
【００３３】
そして、表面１ａに表面保護シート６および裏面１ｂに裏面保護シート７が貼着されたサファイアウェーハ１は、下流工程へと搬送されて、レザーによってダイシングされ、パッケージされる。
【００３４】
上述の実施の形態による半導体ウェーハの製造方法によれば、サファイアウェーハ１の表面１ａ側のパターン面をキャリアプレート２に貼着して、サファイアウェーハ１の裏面１ｂ側を研削した後、当該裏面１ｂ側を真空吸着して、サファイアウェーハ１をキャリアプレート２から剥離するため、裏面１ｂ側を研削することにより厚さ寸法が薄くなったサファイアウェーハ１に、無理な力や衝撃を与えることなく剥離することができるとともに、サファイアウェーハ１が反ることがない。これにより、破損しやすいサファイアウェーハ１であっても、効率的に剥離させることができるとともに、平坦度が求められる上記半導体ウェーハの歩留まりを良くして、品質の向上に繋げることができる。
【００３５】
また、サファイアウェーハ１を反転する前に、表面１ａ側のパターン面に表面保護シート６を貼着するため、サファイアウェーハ１を反転した後に、表面１ａ側の上記パターン面を真空吸着することができる。この結果、サファイアウェーハ１を洗浄および移動する際のハンドリング性を向上させることができる。
【００３６】
そして、サファイアウェーハ１の裏面１ｂ側を真空吸着して、サファイアウェーハ１をキャリアプレート２から剥離した後に、裏面１ｂ側を真空吸着した状態のまま、表面１ａ側を洗浄して、当該表面１ａに表面保護シート６を貼着し、次いで裏面１ｂ側の吸着を外した後に、サファイアウェーハ１を反転して、表面保護シート６が貼着された表面１ａを真空吸着し、裏面１ｂ側を洗浄して当該裏面１ｂ側に、裏面保護シート７を貼着するため、裏面１ｂ側を研削して、厚さ寸法が薄くなったサファイアウェーハ１を洗浄槽４において、表面１ａ側および裏面１ｂ側を洗浄する際に、サファイアウェーハ１が反ることがなく、表面保護シート６および裏面保護シート７を貼着する際のサファイアウェーハ１の破損を防止することができる。
【００３７】
なお、上記実施の形態において、半導体ウェーハ１を単結晶サファイアを用いたサファイアウェーハ１の場合のみ説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、単結晶ＳｉＣ（単結晶シリコンカーバイド）を用いたＳｉＣウェーハても対応可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
ＬＥＤ用のサファイアウェーハを製造する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  サファイアウェーハ（半導体ウェーハ）
１ａ  表面
１ｂ  裏面
２  キャリアプレート
３  ロボットハンド
４  洗浄槽  
５  反転機  
６  表面保護シート  
７  裏面保護シート  
８  ホットプレート
９  研削手段
【図１】
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【図２】
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