半導体素子の製造方法、並びに、その製造方法によって作製された半導体素子を有する発光ダイオードおよびパワーデバイス
【課題】半導体素子の製造過程において、基板の研削および研磨工程における基板に欠けまたはクラックが発生することを抑制して、容易にダイシングする。
【解決手段】表面側に半導体層を有する基板１０の表面１０Ａと研磨用支持部材５０とを板状の接着部材２０Ａを介して接着剤４０により接着する接着工程と、接着剤４０を硬化させる硬化工程と、研磨用支持部材５０に接着部材２０Ａを介して接着された基板１０の裏面１０Ｂを研磨して所定の厚さにする研磨工程とを備える。
【解決手段】表面側に半導体層を有する基板１０の表面１０Ａと研磨用支持部材５０とを板状の接着部材２０Ａを介して接着剤４０により接着する接着工程と、接着剤４０を硬化させる硬化工程と、研磨用支持部材５０に接着部材２０Ａを介して接着された基板１０の裏面１０Ｂを研磨して所定の厚さにする研磨工程とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の製造方法、並びに、その製造方法によって作製された半導体素子を有する発光ダイオードおよびパワーデバイスに関し、特に、研磨工程を備える半導体素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード(ＬＥＤ(Light Emitting Diode))およびパワーデバイスなどに用いられる半導体素子の製造方法においては、表面側に半導体層が形成された基板がダイシングされてチップ化される工程が含まれる。そのダイシング工程を容易にするために、基板の裏面を研削および研磨して基板を薄くする工程が行なわれる。基板が薄いほど、ダイシング工程は容易になるが、基板の強度が低下するため、研削および研磨工程の際に基板が破損しやすくなる。
【０００３】
上記の課題を解決する技術を開示した先行文献として、特許文献１がある。特許文献１に記載されたウェハ研磨方法においては、表面側に半導体層が形成されたウェハの内部領域とその外側の外周部との境界をウェハの表面に対して垂直に切断または研磨することによりウェハの外周部を除去する工程と、ウェハの面寸法以上の面寸法をもつ支持部材にウェハの表面を貼り合わせる工程と、支持部材によってウェハの表面を支持した状態でウェハの裏面を研削および研磨して、ウェハを薄くする工程とを有している。この方法により、ウェハを１００μｍ程度まで薄くした場合において、ウェハエッジに欠けまたはクラックが生じることを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、ダイシング工程をさらに容易にするために、研削および研磨によりウェハは８０μｍ以下まで薄くされる。この程度の薄さまで研削および研磨を行なう場合、ウェハの表面と支持部材とを貼り合わせる工程において用いられた両面テープの弾性体としての挙動が無視できない。具体的には、切削水または砥石からの衝撃により両面テープの粘着剤が弾性変形するため、ウェハにばたつきが生じる。そのばたつきにより、ウェハエッジに欠けまたはクラックが生じ、半導体素子の歩留まりが低下する。
【０００６】
ＬＥＤおよびパワーデバイスなどに用いられる半導体素子の基板としてサファイヤ基板が用いられることが多くなっている。サファイヤ基板はシリコン基板より硬いため、上記の研削および研磨の際に、基板に欠けまたはクラックがさらに生じやすい。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、半導体素子の製造過程において、基板の研削および研磨工程における基板に欠けまたはクラックが発生することを抑制して、容易にダイシングすることができる、半導体素子の製造方法、並びに、その製造方法によって作製された半導体素子を有する発光ダイオードおよびパワーデバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に基づく半導体素子の製造方法は、表面側に半導体層を有する基板の表面と研磨用支持部材とを板状の接着部材を介して接着剤により接着する接着工程と、接着剤を硬化させる硬化工程と、研磨用支持部材に接着部材を介して接着された基板の裏面を研磨して所定の厚さにする研磨工程とを備える。
【０００９】
本発明の一形態においては、接着工程は、紫外線を受光して硬化する接着剤層を有する接着部材と基板の表面とを接触させて接着する第１接着工程と、基板に接着された接着部材と研磨用支持部材とを接着剤により接着する第２接着工程とを含む。硬化工程は、第１接着工程において基板に接着された、接着部材を透過させて接着剤層に紫外線を照射する第１硬化工程と、第２接着工程に用いられた接着剤を硬化させる第２硬化工程とを含む。
【００１０】
本発明の一形態においては、接着工程において、熱軟化性の接着剤を含有し、この接着剤が部分的に外表面に露出している接着部材を介して、基板の表面と研磨用支持部材とを接着する。硬化工程において、加熱しつつ加圧して熱圧着することにより、接着部材の一方の主表面と基板の表面とを圧接させ、かつ、接着部材の他方の主表面と研磨用支持部材とを圧接させる。
【００１１】
好ましくは、基板としてサファイア基板が用いられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、半導体素子の製造過程において、基板の研削および研磨工程における基板に欠けまたはクラックが発生することを抑制して、容易にダイシングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１に係る半導体素子の製造方法において、基板と接着部材とを接着した状態を示す断面図である。
【図２】接着剤層に紫外線を照射している状態を示す断面図である。
【図３】研磨用支持部材と接着部材とが接着された状態を示す断面図である。
【図４】基板の裏面を研磨した状態を示す断面図である。
【図５】研磨後の基板の裏面にダイシングテープが接着された状態を示す断面図である。
【図６】基板から接着部材および研磨用支持部材を剥離した状態を示す断面図である。
【図７】基板がダイシングされた状態を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態２に係る半導体素子の製造方法において、接着部材を介して基板と研磨用支持部材とを接着した状態を示す断面図である。
【図９】同実施形態に係る接着部材の構造を示す断面図である。
【図１０】基板の裏面を研磨した状態を示す断面図である。
【図１１】研磨後の基板の裏面にダイシングテープが接着された状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態１に係る半導体素子の製造方法、並びに、その製造方法によって作製された半導体素子を有する発光ダイオードおよびパワーデバイスについて図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰返さない。
【００１５】
実施形態１
図１は、本発明の実施形態１に係る半導体素子の製造方法において、基板と接着部材とを接着した状態を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る半導体素子の製造方法においては、第１接着工程として、サファイア基板１０の表面１０Ａに接着部材２０が接着される。基板は、サファイア基板に限られず、シリコン基板またはガラス基板など半導体層を形成するのに適した基板であればよい。
【００１６】
サファイア基板１０の表面１０Ａ側には、図示しない半導体層が形成されている。半導体層としては、たとえば、ＡｌＮ層およびＧａＮ層が形成されている。ＬＥＤに用いられる半導体素子の場合には、半導体層に発光層が含まれる。パワーデバイスに用いられる半導体素子の場合には、通常の半導体素子に比べて半導体層が、高耐圧化、大電流化および高速かつ高周波化されている。
【００１７】
接着部材２０は、たとえば、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ(Polyethylene terephthalate))からなる板状の基材２１と、基材２１の一方の主表面に形成された接着剤層２２とからなる。基材２１の厚さは、たとえば、２５μｍ以上２００μｍ以下である。基材２１の材料は、ＰＥＴに限られず、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー、ポリスチレン樹脂、および、ファンクショナルノルボルネン系樹脂など圧力が負荷された場合の弾性変形が少ない樹脂材料であればよい。
【００１８】
接着剤層２２は、紫外線を受光して硬化する材料からなり、たとえば、アクリル系モノマーまたは光重合開始剤などを含む樹脂材料からなる。好ましくは、接着剤層２２は、紫外線を受光した後、弾性変形をほとんどしない程度に硬化する紫外線硬化樹脂である。また、接着剤層２２を構成する材料は熱軟化性を有する。接着剤層２２の厚さは、たとえば、５μｍ以上１００μｍ以下である。
【００１９】
接着剤層２２は、紫外線を受光する前の状態において粘性を有しているため、図１に示すように、サファイア基板１０と接着部材２０の基材２１とは、接着部材２０の接着剤層２２により接着されている。
【００２０】
図２は、接着剤層に紫外線を照射している状態を示す断面図である。図２に示すように、第１硬化工程として、接着部材２０の上方から紫外線照射装置３０により紫外線３１が照射される。紫外線照射装置３０から照射された紫外線３１は、接着部材２０の基材２１を透過して、接着剤層２２に到達する。紫外線が照射された接着剤層２２は硬化して、接着剤層２２Ａとなる。硬化した接着剤層２２Ａと基材２１とからなる接着部材２０Ａは、サファイア基板１０の表面１０Ａに、弾性をほとんど有さない状態で接着されている。紫外線照射装置３０としては、紫外線高圧水銀ランプまたは紫外線ＬＥＤなどが使用可能である。
【００２１】
図３は、研磨用支持部材と接着部材とが接着された状態を示す断面図である。図３に示すように、第２接着工程として、サファイア基板１０に接着された接着部材２０Ａと研磨用支持部材５０とが接着剤４０により接着される。接着剤４０としては、たとえば、熱軟化性のワックスまたはボンドなどが使用可能である。接着剤４０は、室温で硬化する。第２硬化工程において接着剤４０が硬化することにより、サファイア基板１０は、ともに弾性をほとんど有さない、接着部材２０Ａおよび接着剤４０を間に挟んで、研磨用支持部材５０に接着される。研磨用支持部材５０として、セラミック、アルミおよびステレンスなどの材質の板状部材が使用可能である。好ましくは、研磨用支持部材５０は、研削または研磨加工が施されて、両面の平面出しが行なわれている。
【００２２】
図４は、基板の裏面を研磨した状態を示す断面図である。図４に示すように、サファイア基板１０は、研磨用支持部材５０に間接的に接着されて支持された状態で、裏面１０Ｂが研磨される。ＬＥＤに用いられる半導体素子の場合には、サファイア基板１０は、８０μｍ以下の所定の仕上げ厚さになるまで研磨される。パワーデバイスに用いられる半導体素子の場合には、６０μｍ以下の所定の仕上げ厚さになるまで研磨される。
【００２３】
図５は、研磨後の基板の裏面にダイシングテープが接着された状態を示す断面図である。図５に示すように、所定の厚さまで研磨されたサファイア基板１０の裏面１０Ｂにダイシングテープ６０が接着される。ダイシングテープ６０は、金属製キャリアフレームに貼り付けられている。
【００２４】
ダイシングテープ６０は、たとえば、８０μｍ以上２００μｍ以下の厚さの塩化ビニル、ポリオレフィンおよびＰＥＴなどのいずれかからなる基材に、５μｍ以上５０μｍ以下の厚さのアクリル系粘着材、または、エポキシ系およびポリイミド系などの熱圧着可能な粘着材などのいずれかが塗布されたものである。
【００２５】
図６は、基板から接着部材および研磨用支持部材を剥離した状態を示す断面図である。図６に示すように、サファイア基板１０の研磨後、サファイア基板１０の表面１０Ａから、接着部材２０Ａの接着剤層２２Ａが剥離されることにより、接着部材２０Ａと研磨用支持部材５０とが除去される。
【００２６】
サファイア基板１０の表面１０Ａから接着剤層２２Ａを剥離する方法としては、接着剤層２２Ａを加熱することにより軟化させた状態で、サファイア基板１０から接着部材２０Ａと研磨用支持部材５０とを一体で剥離する方法がある。他の方法としては、接着剤層２２Ａと接着剤４０とを加熱することにより、接着剤層２２Ａと接着剤４０とを軟化させた状態で、まず、接着部材２０Ａから研磨用支持部材５０を剥離して、その後、サファイア基板１０から接着部材２０Ａを剥離する方法がある。
【００２７】
図７は、基板がダイシングされた状態を示す断面図である。図７に示すように、サファイア基板１０は、ダイシングテープ６０に接着された状態で、切削されてチップ化される。その結果、半導体素子を含む複数の半導体チップ１００が作製される。最後に、ダイシングテープ６０から半導体チップ１００が剥離される。
【００２８】
上記の半導体素子の製造方法を用いることにより、研磨工程の際には、サファイア基板１０は、弾性をほとんど有さない接着部材２０Ａと接着剤４０により研磨用支持部材５０に接着されているため、切削水または砥石からの衝撃によるばたつきの発生が低減されている。そのため、サファイア基板１０のようなシリコン基板より硬い基板を８０μｍ以下の厚さまで研磨した場合において、基板に欠けまたはクラックが生じることが抑制される。８０μｍ以下の厚さのサファイア基板１０は、ダイシング工程において容易にダイシングされる。その結果、製造過程に発生する不良率が低減されるため、半導体素子の歩留まりが向上される。
【００２９】
また、サファイア基板１０から接着部材２０Ａを剥離する際に接着剤層２２Ａを軟化させているため、両面テープのような粘着性を有する部材を基板から剥離した場合に発生しやすい残留接着剤が、サファイア基板１０の表面１０Ａに発生しにくい。そのため、残留接着剤による半導体素子の不良発生率を低減することができる。
【００３０】
本実施形態においてはダイシングテープ６０を用いてダイシング工程が行なわれているが、サファイア基板１０の研磨後に接着部材２０Ａから研磨用支持部材５０を剥離した状態で、接着部材２０Ａをダイシングテープ６０の代わりに用いてダイシング工程が行なわれてもよい。この場合、サファイア基板１０は、裏面１０Ｂ側からダイシングされることになる。
【００３１】
上記の方法を用いて半導体素子を製造することにより、その製造方法により作製された半導体素子を用いるＬＥＤまたはパワーデバイスなどの品質安定性および生産効率が向上される。
【００３２】
以下の実験例１では、本実施形態の製造方法において基板を研磨する場合と、比較例として、本実施形態の製造方法において紫外線照射を行なわずに基板を研磨する場合とで、研磨工程における基板の欠けまたはクラックの発生の有無を確認した。
【００３３】
実験例１
基板として、２インチ角で厚みが３９３μｍのサファイア基板と、２インチ角で厚みが３９１μｍのサファイア基板とが用意された。この２枚のサファイア基板には各々、表面側にＡｌＮ層およびＧａＮ層を含む半導体層が形成されている。厚さが３９３μｍのサファイア基板を基板Ｘと称し、厚さが３９１μｍのサファイア基板を基板Ｙと称する。
【００３４】
接着部材として、ＰＥＴからなる厚さ１６μｍの基材と、ＵＶ硬化型樹脂からなる接着剤層とを有するものが２つ用意された。接着部材は、それぞれ基板Ｘの表面または基板Ｙの表面に接着された。
【００３５】
基板Ｘの表面に接着された接着部材の基材側から基材の全面に向けて、ＵＶがＵＶ高圧水銀ランプによりＵＶ照度３００ｍＷ/ｃｍ2で３０秒間照射された。基板Ｙの方には、ＵＶ照射は行なわれない。
【００３６】
次に、研磨用支持部材として直径３００ｍｍのセラミックプレートが１枚用意された。研磨用支持部材は、接着剤として日化精工製スカイリキッド（登録商標）７５１Ｍが用いられて、基板Ｘに接着された接着部材の基材、および、基板Ｙに接着された接着部材の基材と熱圧着された。
【００３７】
研磨工程として、まず、研削装置内において、基板Ｘおよび基板Ｙがそれぞれ接着部材を介して接着された研磨用支持部材が研磨用テーブル上に載置された。その後、ダイヤモンド砥石が用いられて、０．０２ｍｍ／分の切り込み速度で基板Ｘおよび基板Ｙの裏面が研削された。研削時間が１分経過毎に、基板Ｘおよび基板Ｙの厚みが測定され、また、基板に欠けまたはクラックが発生していないか確認された。
【００３８】
基板Ｘにおいては、５８μｍの厚さまで研磨された時点では欠けおよびクラックが観察されなかったが、３４μｍの厚さまで研磨された時点で欠けまたはクラックが観察された。基板Ｙにおいては、１０２μｍの厚さまで研磨された時点では欠けおよびクラックが観察されなかったが、８８μｍの厚さまで研磨された時点で欠けまたはクラックが観察された。この結果から、紫外線照射が行なわれて接着剤層が硬化されていることにより、研磨による衝撃によって基板に欠けまたはクラックが発生することが低減されることが確認された。
【００３９】
以下、本発明の実施形態２に係る半導体素子の製造方法、並びに、その製造方法によって作製された半導体素子を有する発光ダイオードおよびパワーデバイスについて図面を参照して説明する。
【００４０】
実施形態２
図８は、本発明の実施形態２に係る半導体素子の製造方法において、接着部材を介して基板と研磨用支持部材とを接着した状態を示す断面図である。図９は、本実施形態に係る接着部材の構造を示す断面図である。
【００４１】
図８に示すように、本実施形態に係る半導体素子の製造方法においては、接着工程として、サファイア基板１０の表面１０Ａに接着部材７０の一方の主表面が接着され、研磨用支持部材５０に接着部材７０の他方の主表面が接着される。接着部材７０以外の構成については、実施形態１と同様であるため説明を繰返さない。
【００４２】
図９に示すように、本実施形態に係る接着部材７０は、複数の穴部を有する板状のＰＥＴからなる基材７１と、基材７１の穴部に位置している熱軟化性の接着剤７２とから構成されている。基材７１の厚さは、たとえば、５μｍ以上２００μｍ以下である。基材７１の材料は、ＰＥＴに限られず、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー、ポリスチレン樹脂、および、ファンクショナルノルボルネン系樹脂など圧力が負荷された場合に弾性変形の少ない樹脂材料であればよい。
【００４３】
接着剤７２としては、たとえば、熱軟化性のワックスまたはボンドなどが使用可能である。接着剤７２は、室温で硬化する。接着剤７２は、接着部材７０の外表面に部分的に露出している。好ましくは、基材７１の穴部が基材７１の主表面全体に均等に形成されていることにより、接着剤７２が接着部材７０の外表面において均等に配置されている。基材７１は、接着剤７２を外表面に部分的に露出させて含有できる構造であればよく、多孔質構造で形成されていてもよい。
【００４４】
接着部材７０の一方の主表面に露出している部分の接着剤７２は、サファイア基板１０の表面１０Ａと接触して、接着部材７０とサファイア基板１０とを接着している。接着部材７０の他方の主表面に露出している部分の接着剤７２は、研磨用支持部材５０と接触して、接着部材７０と研磨用支持部材５０とを接着している。
【００４５】
その後、硬化工程として、互いに接着された研磨用支持部材５０およびサファイア基板１０が加熱されつつ加圧されて熱圧着されることにより、接着剤７２が軟化した状態で、接着部材７０の一方の主表面とサファイア基板１０の表面１０Ａとが圧接され、かつ、接着部材７０の他方の主表面と研磨用支持部材５０とが圧接される。
【００４６】
このとき、接着剤７２は、接着部材７０とサファイア基板１０との境界部、および、接着部材７０と研磨用支持部材５０との境界部においては、極めて薄い層として存在している。よって、実質的に、サファイア基板１０と接着部材７０の基材７１とが面接触し、研磨用支持部材５０と接着部材７０の基材７１とが面接触している。その状態において、接着剤７２は冷却されて硬化する。
【００４７】
図１０は、基板の裏面を研磨した状態を示す断面図である。図１０に示すように、サファイア基板１０は、研磨用支持部材５０に間接的に接着されて支持された状態で、裏面１０Ｂが研磨される。ＬＥＤに用いられる半導体素子の場合には、サファイア基板１０は、８０μｍ以下の所定の仕上げ厚さになるまで研磨される。パワーデバイスに用いられる半導体素子の場合には、６０μｍ以下の所定の仕上げ厚さになるまで研磨される。
【００４８】
図１１は、研磨後の基板の裏面にダイシングテープが接着された状態を示す断面図である。図１１に示すように、所定の厚さまで研磨されたサファイア基板１０の裏面１０Ｂにダイシングテープ６０が接着される。
【００４９】
その後、図６に示すように、サファイア基板１０の表面１０Ａから、接着部材７０が剥離される。サファイア基板１０の表面１０Ａから接着部材７０を剥離する方法として、接着部材７０を加熱することにより接着剤７２を軟化させた状態で、サファイア基板１０から接着部材７０を剥離する。
【００５０】
次に、図７に示すように、サファイア基板１０は、ダイシングテープ６０に接着された状態で、切削されてチップ化される。その結果、半導体素子を含む複数の半導体チップ１００が作製される。最後に、ダイシングテープ６０から半導体チップ１００が剥離される。
【００５１】
上記の半導体素子の製造方法を用いることにより、研磨工程の際には、サファイア基板１０は、弾性をほとんど有さない接着部材７０を介して研磨用支持部材５０に接着されているため、切削水または砥石からの衝撃によるばたつきの発生が低減されている。そのため、サファイア基板１０のようなシリコン基板より硬い基板を８０μｍ以下の厚さまで研磨した場合において、基板に欠けまたはクラックが生じることが抑制される。８０μｍ以下の厚さのサファイア基板１０は、ダイシング工程において容易にダイシングされる。その結果、製造過程に発生する不良率が低減されるため、半導体素子の歩留まりが向上される。
【００５２】
また、圧接によりサファイア基板１０と接着部材７０と研磨用支持部材５０とが接着されていることにより、接着剤７２の層厚が極めて薄く、研磨用支持部材５０の主表面の平面部と、サファイア基板１０の裏面１０Ｂの平面部との平行度を高めることができる。その結果、研磨用支持部材５０を支持してサファイア基板１０を研磨する際に、サファイア基板１０の平面出しが容易になる。
【００５３】
上記の方法を用いて半導体素子を製造することにより、その製造方法により作製された半導体素子を用いるＬＥＤまたはパワーデバイスなどの品質安定性および生産効率が向上される。
【００５４】
本実施形態においては、複数の穴部を有する板状の基材７１を含む接着部材７０を用いたが、穴部を有さない板状の基材の外表面に所定の間隔を置いて点状に接着剤７２が塗布された接着部材を用いていもよい。この場合、熱圧着する際に、接着剤７２の層が薄く、実質的に、サファイア基板１０と接着部材の基材とが面接触し、研磨用支持部材５０と接着部材の基材とが面接触していることが好ましい。このようにした場合にも、研磨工程における基板のばたつきが低減されて、基板に欠けまたはクラックが生じることが抑制される。
【００５５】
以下の実験例２では、本実施形態の製造方法において基板を研磨する場合と、比較例として、本実施形態の製造方法において穴部を有さない板状の基材の両面に５μｍの厚さの接着剤層を有する接着部材を用いて基板を研磨する場合とで、研磨工程における基板の欠けまたはクラックの発生の有無を確認した。
【００５６】
実験例２
基板として、２インチ角で厚みが４２３μｍのサファイア基板と、２インチ角で厚みが４２２μｍのサファイア基板とが用意された。この２枚のサファイア基板には各々、表面側にＡｌＮ層およびＧａＮ層を含む半導体層が形成されている。厚さが４２３μｍのサファイア基板を基板Ｖと称し、厚さが４２２μｍのサファイア基板を基板Ｗと称する。
【００５７】
本実施形態の接着部材として、ＰＥＴからなり厚さ１０μｍで複数の穴部を有する基材と、その穴部に供給された熱軟化性の接着剤とからなる、接着部材Ｓが用意された。比較例の接着部材として、ＰＥＴからなり厚さ１０μｍで穴部を有さない基材と、その基材の両面にそれぞれ５μｍの厚さで形成された接着剤層とからなる、接着部材Ｔが用意された。
【００５８】
次に、研磨用支持部材として直径３００ｍｍのセラミックプレートが１枚用意された。接着部材Ｓは、基板Ｘの表面および研磨用支持部材に熱圧着され、同時に、接着部材Ｔは、基板Ｙの表面および研磨用支持部材に熱圧着された。
【００５９】
研磨工程として、まず、研削装置内において、基板Ｖおよび基板Ｗがそれぞれ接着部材Ｓまたは接着部材Ｔを介して接着された研磨用支持部材が研磨用テーブル上に載置された。その後、ダイヤモンド砥石が用いられて、０．０２ｍｍ／分の切り込み速度で基板Ｖおよび基板Ｗの裏面が研削された。研削時間が１分経過毎に、基板Ｖおよび基板Ｗの厚みが測定され、また、基板に欠けまたはクラックが発生していないか確認された。
【００６０】
基板Ｖにおいては、４８μｍの厚さまで研磨された時点では欠けおよびクラックが観察されなかったが、２４μｍの厚さまで研磨された時点で欠けまたはクラックが観察された。基板Ｗにおいては、１０１μｍの厚さまで研磨された時点では欠けおよびクラックが観察されなかったが、８９μｍの厚さまで研磨された時点で欠けまたはクラックが観察された。この結果から、接着部材７０が用いられて熱圧着されることにより、研磨による衝撃によって基板に欠けまたはクラックが発生することが低減されることが確認された。
【００６１】
なお、今回開示した上記実施形態および上記実験例はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態および実験例のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００６２】
１０ サファイア基板、１０Ａ 表面、１０Ｂ 裏面、２０，２０Ａ，７０ 接着部材、２１，７１ 基材、２２，２２Ａ 接着剤層、３０ 紫外線照射装置、３１ 紫外線、４０，７２ 接着剤、５０ 研磨用支持部材、６０ ダイシングテープ、１００ 半導体チップ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の製造方法、並びに、その製造方法によって作製された半導体素子を有する発光ダイオードおよびパワーデバイスに関し、特に、研磨工程を備える半導体素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード(ＬＥＤ(Light Emitting Diode))およびパワーデバイスなどに用いられる半導体素子の製造方法においては、表面側に半導体層が形成された基板がダイシングされてチップ化される工程が含まれる。そのダイシング工程を容易にするために、基板の裏面を研削および研磨して基板を薄くする工程が行なわれる。基板が薄いほど、ダイシング工程は容易になるが、基板の強度が低下するため、研削および研磨工程の際に基板が破損しやすくなる。
【０００３】
上記の課題を解決する技術を開示した先行文献として、特許文献１がある。特許文献１に記載されたウェハ研磨方法においては、表面側に半導体層が形成されたウェハの内部領域とその外側の外周部との境界をウェハの表面に対して垂直に切断または研磨することによりウェハの外周部を除去する工程と、ウェハの面寸法以上の面寸法をもつ支持部材にウェハの表面を貼り合わせる工程と、支持部材によってウェハの表面を支持した状態でウェハの裏面を研削および研磨して、ウェハを薄くする工程とを有している。この方法により、ウェハを１００μｍ程度まで薄くした場合において、ウェハエッジに欠けまたはクラックが生じることを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、ダイシング工程をさらに容易にするために、研削および研磨によりウェハは８０μｍ以下まで薄くされる。この程度の薄さまで研削および研磨を行なう場合、ウェハの表面と支持部材とを貼り合わせる工程において用いられた両面テープの弾性体としての挙動が無視できない。具体的には、切削水または砥石からの衝撃により両面テープの粘着剤が弾性変形するため、ウェハにばたつきが生じる。そのばたつきにより、ウェハエッジに欠けまたはクラックが生じ、半導体素子の歩留まりが低下する。
【０００６】
ＬＥＤおよびパワーデバイスなどに用いられる半導体素子の基板としてサファイヤ基板が用いられることが多くなっている。サファイヤ基板はシリコン基板より硬いため、上記の研削および研磨の際に、基板に欠けまたはクラックがさらに生じやすい。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、半導体素子の製造過程において、基板の研削および研磨工程における基板に欠けまたはクラックが発生することを抑制して、容易にダイシングすることができる、半導体素子の製造方法、並びに、その製造方法によって作製された半導体素子を有する発光ダイオードおよびパワーデバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に基づく半導体素子の製造方法は、表面側に半導体層を有する基板の表面と研磨用支持部材とを板状の接着部材を介して接着剤により接着する接着工程と、接着剤を硬化させる硬化工程と、研磨用支持部材に接着部材を介して接着された基板の裏面を研磨して所定の厚さにする研磨工程とを備える。
【０００９】
本発明の一形態においては、接着工程は、紫外線を受光して硬化する接着剤層を有する接着部材と基板の表面とを接触させて接着する第１接着工程と、基板に接着された接着部材と研磨用支持部材とを接着剤により接着する第２接着工程とを含む。硬化工程は、第１接着工程において基板に接着された、接着部材を透過させて接着剤層に紫外線を照射する第１硬化工程と、第２接着工程に用いられた接着剤を硬化させる第２硬化工程とを含む。
【００１０】
本発明の一形態においては、接着工程において、熱軟化性の接着剤を含有し、この接着剤が部分的に外表面に露出している接着部材を介して、基板の表面と研磨用支持部材とを接着する。硬化工程において、加熱しつつ加圧して熱圧着することにより、接着部材の一方の主表面と基板の表面とを圧接させ、かつ、接着部材の他方の主表面と研磨用支持部材とを圧接させる。
【００１１】
好ましくは、基板としてサファイア基板が用いられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、半導体素子の製造過程において、基板の研削および研磨工程における基板に欠けまたはクラックが発生することを抑制して、容易にダイシングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１に係る半導体素子の製造方法において、基板と接着部材とを接着した状態を示す断面図である。
【図２】接着剤層に紫外線を照射している状態を示す断面図である。
【図３】研磨用支持部材と接着部材とが接着された状態を示す断面図である。
【図４】基板の裏面を研磨した状態を示す断面図である。
【図５】研磨後の基板の裏面にダイシングテープが接着された状態を示す断面図である。
【図６】基板から接着部材および研磨用支持部材を剥離した状態を示す断面図である。
【図７】基板がダイシングされた状態を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態２に係る半導体素子の製造方法において、接着部材を介して基板と研磨用支持部材とを接着した状態を示す断面図である。
【図９】同実施形態に係る接着部材の構造を示す断面図である。
【図１０】基板の裏面を研磨した状態を示す断面図である。
【図１１】研磨後の基板の裏面にダイシングテープが接着された状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態１に係る半導体素子の製造方法、並びに、その製造方法によって作製された半導体素子を有する発光ダイオードおよびパワーデバイスについて図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰返さない。
【００１５】
実施形態１
図１は、本発明の実施形態１に係る半導体素子の製造方法において、基板と接着部材とを接着した状態を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る半導体素子の製造方法においては、第１接着工程として、サファイア基板１０の表面１０Ａに接着部材２０が接着される。基板は、サファイア基板に限られず、シリコン基板またはガラス基板など半導体層を形成するのに適した基板であればよい。
【００１６】
サファイア基板１０の表面１０Ａ側には、図示しない半導体層が形成されている。半導体層としては、たとえば、ＡｌＮ層およびＧａＮ層が形成されている。ＬＥＤに用いられる半導体素子の場合には、半導体層に発光層が含まれる。パワーデバイスに用いられる半導体素子の場合には、通常の半導体素子に比べて半導体層が、高耐圧化、大電流化および高速かつ高周波化されている。
【００１７】
接着部材２０は、たとえば、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ(Polyethylene terephthalate))からなる板状の基材２１と、基材２１の一方の主表面に形成された接着剤層２２とからなる。基材２１の厚さは、たとえば、２５μｍ以上２００μｍ以下である。基材２１の材料は、ＰＥＴに限られず、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー、ポリスチレン樹脂、および、ファンクショナルノルボルネン系樹脂など圧力が負荷された場合の弾性変形が少ない樹脂材料であればよい。
【００１８】
接着剤層２２は、紫外線を受光して硬化する材料からなり、たとえば、アクリル系モノマーまたは光重合開始剤などを含む樹脂材料からなる。好ましくは、接着剤層２２は、紫外線を受光した後、弾性変形をほとんどしない程度に硬化する紫外線硬化樹脂である。また、接着剤層２２を構成する材料は熱軟化性を有する。接着剤層２２の厚さは、たとえば、５μｍ以上１００μｍ以下である。
【００１９】
接着剤層２２は、紫外線を受光する前の状態において粘性を有しているため、図１に示すように、サファイア基板１０と接着部材２０の基材２１とは、接着部材２０の接着剤層２２により接着されている。
【００２０】
図２は、接着剤層に紫外線を照射している状態を示す断面図である。図２に示すように、第１硬化工程として、接着部材２０の上方から紫外線照射装置３０により紫外線３１が照射される。紫外線照射装置３０から照射された紫外線３１は、接着部材２０の基材２１を透過して、接着剤層２２に到達する。紫外線が照射された接着剤層２２は硬化して、接着剤層２２Ａとなる。硬化した接着剤層２２Ａと基材２１とからなる接着部材２０Ａは、サファイア基板１０の表面１０Ａに、弾性をほとんど有さない状態で接着されている。紫外線照射装置３０としては、紫外線高圧水銀ランプまたは紫外線ＬＥＤなどが使用可能である。
【００２１】
図３は、研磨用支持部材と接着部材とが接着された状態を示す断面図である。図３に示すように、第２接着工程として、サファイア基板１０に接着された接着部材２０Ａと研磨用支持部材５０とが接着剤４０により接着される。接着剤４０としては、たとえば、熱軟化性のワックスまたはボンドなどが使用可能である。接着剤４０は、室温で硬化する。第２硬化工程において接着剤４０が硬化することにより、サファイア基板１０は、ともに弾性をほとんど有さない、接着部材２０Ａおよび接着剤４０を間に挟んで、研磨用支持部材５０に接着される。研磨用支持部材５０として、セラミック、アルミおよびステレンスなどの材質の板状部材が使用可能である。好ましくは、研磨用支持部材５０は、研削または研磨加工が施されて、両面の平面出しが行なわれている。
【００２２】
図４は、基板の裏面を研磨した状態を示す断面図である。図４に示すように、サファイア基板１０は、研磨用支持部材５０に間接的に接着されて支持された状態で、裏面１０Ｂが研磨される。ＬＥＤに用いられる半導体素子の場合には、サファイア基板１０は、８０μｍ以下の所定の仕上げ厚さになるまで研磨される。パワーデバイスに用いられる半導体素子の場合には、６０μｍ以下の所定の仕上げ厚さになるまで研磨される。
【００２３】
図５は、研磨後の基板の裏面にダイシングテープが接着された状態を示す断面図である。図５に示すように、所定の厚さまで研磨されたサファイア基板１０の裏面１０Ｂにダイシングテープ６０が接着される。ダイシングテープ６０は、金属製キャリアフレームに貼り付けられている。
【００２４】
ダイシングテープ６０は、たとえば、８０μｍ以上２００μｍ以下の厚さの塩化ビニル、ポリオレフィンおよびＰＥＴなどのいずれかからなる基材に、５μｍ以上５０μｍ以下の厚さのアクリル系粘着材、または、エポキシ系およびポリイミド系などの熱圧着可能な粘着材などのいずれかが塗布されたものである。
【００２５】
図６は、基板から接着部材および研磨用支持部材を剥離した状態を示す断面図である。図６に示すように、サファイア基板１０の研磨後、サファイア基板１０の表面１０Ａから、接着部材２０Ａの接着剤層２２Ａが剥離されることにより、接着部材２０Ａと研磨用支持部材５０とが除去される。
【００２６】
サファイア基板１０の表面１０Ａから接着剤層２２Ａを剥離する方法としては、接着剤層２２Ａを加熱することにより軟化させた状態で、サファイア基板１０から接着部材２０Ａと研磨用支持部材５０とを一体で剥離する方法がある。他の方法としては、接着剤層２２Ａと接着剤４０とを加熱することにより、接着剤層２２Ａと接着剤４０とを軟化させた状態で、まず、接着部材２０Ａから研磨用支持部材５０を剥離して、その後、サファイア基板１０から接着部材２０Ａを剥離する方法がある。
【００２７】
図７は、基板がダイシングされた状態を示す断面図である。図７に示すように、サファイア基板１０は、ダイシングテープ６０に接着された状態で、切削されてチップ化される。その結果、半導体素子を含む複数の半導体チップ１００が作製される。最後に、ダイシングテープ６０から半導体チップ１００が剥離される。
【００２８】
上記の半導体素子の製造方法を用いることにより、研磨工程の際には、サファイア基板１０は、弾性をほとんど有さない接着部材２０Ａと接着剤４０により研磨用支持部材５０に接着されているため、切削水または砥石からの衝撃によるばたつきの発生が低減されている。そのため、サファイア基板１０のようなシリコン基板より硬い基板を８０μｍ以下の厚さまで研磨した場合において、基板に欠けまたはクラックが生じることが抑制される。８０μｍ以下の厚さのサファイア基板１０は、ダイシング工程において容易にダイシングされる。その結果、製造過程に発生する不良率が低減されるため、半導体素子の歩留まりが向上される。
【００２９】
また、サファイア基板１０から接着部材２０Ａを剥離する際に接着剤層２２Ａを軟化させているため、両面テープのような粘着性を有する部材を基板から剥離した場合に発生しやすい残留接着剤が、サファイア基板１０の表面１０Ａに発生しにくい。そのため、残留接着剤による半導体素子の不良発生率を低減することができる。
【００３０】
本実施形態においてはダイシングテープ６０を用いてダイシング工程が行なわれているが、サファイア基板１０の研磨後に接着部材２０Ａから研磨用支持部材５０を剥離した状態で、接着部材２０Ａをダイシングテープ６０の代わりに用いてダイシング工程が行なわれてもよい。この場合、サファイア基板１０は、裏面１０Ｂ側からダイシングされることになる。
【００３１】
上記の方法を用いて半導体素子を製造することにより、その製造方法により作製された半導体素子を用いるＬＥＤまたはパワーデバイスなどの品質安定性および生産効率が向上される。
【００３２】
以下の実験例１では、本実施形態の製造方法において基板を研磨する場合と、比較例として、本実施形態の製造方法において紫外線照射を行なわずに基板を研磨する場合とで、研磨工程における基板の欠けまたはクラックの発生の有無を確認した。
【００３３】
実験例１
基板として、２インチ角で厚みが３９３μｍのサファイア基板と、２インチ角で厚みが３９１μｍのサファイア基板とが用意された。この２枚のサファイア基板には各々、表面側にＡｌＮ層およびＧａＮ層を含む半導体層が形成されている。厚さが３９３μｍのサファイア基板を基板Ｘと称し、厚さが３９１μｍのサファイア基板を基板Ｙと称する。
【００３４】
接着部材として、ＰＥＴからなる厚さ１６μｍの基材と、ＵＶ硬化型樹脂からなる接着剤層とを有するものが２つ用意された。接着部材は、それぞれ基板Ｘの表面または基板Ｙの表面に接着された。
【００３５】
基板Ｘの表面に接着された接着部材の基材側から基材の全面に向けて、ＵＶがＵＶ高圧水銀ランプによりＵＶ照度３００ｍＷ/ｃｍ2で３０秒間照射された。基板Ｙの方には、ＵＶ照射は行なわれない。
【００３６】
次に、研磨用支持部材として直径３００ｍｍのセラミックプレートが１枚用意された。研磨用支持部材は、接着剤として日化精工製スカイリキッド（登録商標）７５１Ｍが用いられて、基板Ｘに接着された接着部材の基材、および、基板Ｙに接着された接着部材の基材と熱圧着された。
【００３７】
研磨工程として、まず、研削装置内において、基板Ｘおよび基板Ｙがそれぞれ接着部材を介して接着された研磨用支持部材が研磨用テーブル上に載置された。その後、ダイヤモンド砥石が用いられて、０．０２ｍｍ／分の切り込み速度で基板Ｘおよび基板Ｙの裏面が研削された。研削時間が１分経過毎に、基板Ｘおよび基板Ｙの厚みが測定され、また、基板に欠けまたはクラックが発生していないか確認された。
【００３８】
基板Ｘにおいては、５８μｍの厚さまで研磨された時点では欠けおよびクラックが観察されなかったが、３４μｍの厚さまで研磨された時点で欠けまたはクラックが観察された。基板Ｙにおいては、１０２μｍの厚さまで研磨された時点では欠けおよびクラックが観察されなかったが、８８μｍの厚さまで研磨された時点で欠けまたはクラックが観察された。この結果から、紫外線照射が行なわれて接着剤層が硬化されていることにより、研磨による衝撃によって基板に欠けまたはクラックが発生することが低減されることが確認された。
【００３９】
以下、本発明の実施形態２に係る半導体素子の製造方法、並びに、その製造方法によって作製された半導体素子を有する発光ダイオードおよびパワーデバイスについて図面を参照して説明する。
【００４０】
実施形態２
図８は、本発明の実施形態２に係る半導体素子の製造方法において、接着部材を介して基板と研磨用支持部材とを接着した状態を示す断面図である。図９は、本実施形態に係る接着部材の構造を示す断面図である。
【００４１】
図８に示すように、本実施形態に係る半導体素子の製造方法においては、接着工程として、サファイア基板１０の表面１０Ａに接着部材７０の一方の主表面が接着され、研磨用支持部材５０に接着部材７０の他方の主表面が接着される。接着部材７０以外の構成については、実施形態１と同様であるため説明を繰返さない。
【００４２】
図９に示すように、本実施形態に係る接着部材７０は、複数の穴部を有する板状のＰＥＴからなる基材７１と、基材７１の穴部に位置している熱軟化性の接着剤７２とから構成されている。基材７１の厚さは、たとえば、５μｍ以上２００μｍ以下である。基材７１の材料は、ＰＥＴに限られず、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー、ポリスチレン樹脂、および、ファンクショナルノルボルネン系樹脂など圧力が負荷された場合に弾性変形の少ない樹脂材料であればよい。
【００４３】
接着剤７２としては、たとえば、熱軟化性のワックスまたはボンドなどが使用可能である。接着剤７２は、室温で硬化する。接着剤７２は、接着部材７０の外表面に部分的に露出している。好ましくは、基材７１の穴部が基材７１の主表面全体に均等に形成されていることにより、接着剤７２が接着部材７０の外表面において均等に配置されている。基材７１は、接着剤７２を外表面に部分的に露出させて含有できる構造であればよく、多孔質構造で形成されていてもよい。
【００４４】
接着部材７０の一方の主表面に露出している部分の接着剤７２は、サファイア基板１０の表面１０Ａと接触して、接着部材７０とサファイア基板１０とを接着している。接着部材７０の他方の主表面に露出している部分の接着剤７２は、研磨用支持部材５０と接触して、接着部材７０と研磨用支持部材５０とを接着している。
【００４５】
その後、硬化工程として、互いに接着された研磨用支持部材５０およびサファイア基板１０が加熱されつつ加圧されて熱圧着されることにより、接着剤７２が軟化した状態で、接着部材７０の一方の主表面とサファイア基板１０の表面１０Ａとが圧接され、かつ、接着部材７０の他方の主表面と研磨用支持部材５０とが圧接される。
【００４６】
このとき、接着剤７２は、接着部材７０とサファイア基板１０との境界部、および、接着部材７０と研磨用支持部材５０との境界部においては、極めて薄い層として存在している。よって、実質的に、サファイア基板１０と接着部材７０の基材７１とが面接触し、研磨用支持部材５０と接着部材７０の基材７１とが面接触している。その状態において、接着剤７２は冷却されて硬化する。
【００４７】
図１０は、基板の裏面を研磨した状態を示す断面図である。図１０に示すように、サファイア基板１０は、研磨用支持部材５０に間接的に接着されて支持された状態で、裏面１０Ｂが研磨される。ＬＥＤに用いられる半導体素子の場合には、サファイア基板１０は、８０μｍ以下の所定の仕上げ厚さになるまで研磨される。パワーデバイスに用いられる半導体素子の場合には、６０μｍ以下の所定の仕上げ厚さになるまで研磨される。
【００４８】
図１１は、研磨後の基板の裏面にダイシングテープが接着された状態を示す断面図である。図１１に示すように、所定の厚さまで研磨されたサファイア基板１０の裏面１０Ｂにダイシングテープ６０が接着される。
【００４９】
その後、図６に示すように、サファイア基板１０の表面１０Ａから、接着部材７０が剥離される。サファイア基板１０の表面１０Ａから接着部材７０を剥離する方法として、接着部材７０を加熱することにより接着剤７２を軟化させた状態で、サファイア基板１０から接着部材７０を剥離する。
【００５０】
次に、図７に示すように、サファイア基板１０は、ダイシングテープ６０に接着された状態で、切削されてチップ化される。その結果、半導体素子を含む複数の半導体チップ１００が作製される。最後に、ダイシングテープ６０から半導体チップ１００が剥離される。
【００５１】
上記の半導体素子の製造方法を用いることにより、研磨工程の際には、サファイア基板１０は、弾性をほとんど有さない接着部材７０を介して研磨用支持部材５０に接着されているため、切削水または砥石からの衝撃によるばたつきの発生が低減されている。そのため、サファイア基板１０のようなシリコン基板より硬い基板を８０μｍ以下の厚さまで研磨した場合において、基板に欠けまたはクラックが生じることが抑制される。８０μｍ以下の厚さのサファイア基板１０は、ダイシング工程において容易にダイシングされる。その結果、製造過程に発生する不良率が低減されるため、半導体素子の歩留まりが向上される。
【００５２】
また、圧接によりサファイア基板１０と接着部材７０と研磨用支持部材５０とが接着されていることにより、接着剤７２の層厚が極めて薄く、研磨用支持部材５０の主表面の平面部と、サファイア基板１０の裏面１０Ｂの平面部との平行度を高めることができる。その結果、研磨用支持部材５０を支持してサファイア基板１０を研磨する際に、サファイア基板１０の平面出しが容易になる。
【００５３】
上記の方法を用いて半導体素子を製造することにより、その製造方法により作製された半導体素子を用いるＬＥＤまたはパワーデバイスなどの品質安定性および生産効率が向上される。
【００５４】
本実施形態においては、複数の穴部を有する板状の基材７１を含む接着部材７０を用いたが、穴部を有さない板状の基材の外表面に所定の間隔を置いて点状に接着剤７２が塗布された接着部材を用いていもよい。この場合、熱圧着する際に、接着剤７２の層が薄く、実質的に、サファイア基板１０と接着部材の基材とが面接触し、研磨用支持部材５０と接着部材の基材とが面接触していることが好ましい。このようにした場合にも、研磨工程における基板のばたつきが低減されて、基板に欠けまたはクラックが生じることが抑制される。
【００５５】
以下の実験例２では、本実施形態の製造方法において基板を研磨する場合と、比較例として、本実施形態の製造方法において穴部を有さない板状の基材の両面に５μｍの厚さの接着剤層を有する接着部材を用いて基板を研磨する場合とで、研磨工程における基板の欠けまたはクラックの発生の有無を確認した。
【００５６】
実験例２
基板として、２インチ角で厚みが４２３μｍのサファイア基板と、２インチ角で厚みが４２２μｍのサファイア基板とが用意された。この２枚のサファイア基板には各々、表面側にＡｌＮ層およびＧａＮ層を含む半導体層が形成されている。厚さが４２３μｍのサファイア基板を基板Ｖと称し、厚さが４２２μｍのサファイア基板を基板Ｗと称する。
【００５７】
本実施形態の接着部材として、ＰＥＴからなり厚さ１０μｍで複数の穴部を有する基材と、その穴部に供給された熱軟化性の接着剤とからなる、接着部材Ｓが用意された。比較例の接着部材として、ＰＥＴからなり厚さ１０μｍで穴部を有さない基材と、その基材の両面にそれぞれ５μｍの厚さで形成された接着剤層とからなる、接着部材Ｔが用意された。
【００５８】
次に、研磨用支持部材として直径３００ｍｍのセラミックプレートが１枚用意された。接着部材Ｓは、基板Ｘの表面および研磨用支持部材に熱圧着され、同時に、接着部材Ｔは、基板Ｙの表面および研磨用支持部材に熱圧着された。
【００５９】
研磨工程として、まず、研削装置内において、基板Ｖおよび基板Ｗがそれぞれ接着部材Ｓまたは接着部材Ｔを介して接着された研磨用支持部材が研磨用テーブル上に載置された。その後、ダイヤモンド砥石が用いられて、０．０２ｍｍ／分の切り込み速度で基板Ｖおよび基板Ｗの裏面が研削された。研削時間が１分経過毎に、基板Ｖおよび基板Ｗの厚みが測定され、また、基板に欠けまたはクラックが発生していないか確認された。
【００６０】
基板Ｖにおいては、４８μｍの厚さまで研磨された時点では欠けおよびクラックが観察されなかったが、２４μｍの厚さまで研磨された時点で欠けまたはクラックが観察された。基板Ｗにおいては、１０１μｍの厚さまで研磨された時点では欠けおよびクラックが観察されなかったが、８９μｍの厚さまで研磨された時点で欠けまたはクラックが観察された。この結果から、接着部材７０が用いられて熱圧着されることにより、研磨による衝撃によって基板に欠けまたはクラックが発生することが低減されることが確認された。
【００６１】
なお、今回開示した上記実施形態および上記実験例はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態および実験例のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００６２】
１０ サファイア基板、１０Ａ 表面、１０Ｂ 裏面、２０，２０Ａ，７０ 接着部材、２１，７１ 基材、２２，２２Ａ 接着剤層、３０ 紫外線照射装置、３１ 紫外線、４０，７２ 接着剤、５０ 研磨用支持部材、６０ ダイシングテープ、１００ 半導体チップ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面側に半導体層を有する基板の表面と研磨用支持部材とを板状の接着部材を介して接着剤により接着する接着工程と、
前記接着剤を硬化させる硬化工程と、
前記研磨用支持部材に前記接着部材を介して接着された前記基板の裏面を研磨して所定の厚さにする研磨工程と
を備える、半導体素子の製造方法。
【請求項２】
前記接着工程は、紫外線を受光して硬化する接着剤層を有する前記接着部材と前記基板の表面とを接触させて接着する第１接着工程と、前記基板に接着された前記接着部材と前記研磨用支持部材とを接着剤により接着する第２接着工程とを含み、
前記硬化工程は、前記第１接着工程において前記基板に接着された、前記接着部材を透過させて前記接着剤層に紫外線を照射する第１硬化工程と、前記第２接着工程に用いられた前記接着剤を硬化させる第２硬化工程とを含む、請求項１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項３】
前記接着工程において、熱軟化性の接着剤を含有し、該接着剤が部分的に外表面に露出している前記接着部材を介して、前記基板の表面と前記研磨用支持部材とを接着し、
前記硬化工程において、加熱しつつ加圧して熱圧着することにより、前記接着部材の一方の主表面と前記基板の表面とを圧接させ、かつ、前記接着部材の他方の主表面と前記研磨用支持部材とを圧接させる、請求項１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項４】
前記基板としてサファイア基板が用いられる、請求項１から３のいずれかに記載の半導体素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の半導体素子の製造方法によって作製された半導体素子を有する、発光ダイオード。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載の半導体素子の製造方法によって作製された半導体素子を有する、パワーデバイス。
【請求項１】
表面側に半導体層を有する基板の表面と研磨用支持部材とを板状の接着部材を介して接着剤により接着する接着工程と、
前記接着剤を硬化させる硬化工程と、
前記研磨用支持部材に前記接着部材を介して接着された前記基板の裏面を研磨して所定の厚さにする研磨工程と
を備える、半導体素子の製造方法。
【請求項２】
前記接着工程は、紫外線を受光して硬化する接着剤層を有する前記接着部材と前記基板の表面とを接触させて接着する第１接着工程と、前記基板に接着された前記接着部材と前記研磨用支持部材とを接着剤により接着する第２接着工程とを含み、
前記硬化工程は、前記第１接着工程において前記基板に接着された、前記接着部材を透過させて前記接着剤層に紫外線を照射する第１硬化工程と、前記第２接着工程に用いられた前記接着剤を硬化させる第２硬化工程とを含む、請求項１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項３】
前記接着工程において、熱軟化性の接着剤を含有し、該接着剤が部分的に外表面に露出している前記接着部材を介して、前記基板の表面と前記研磨用支持部材とを接着し、
前記硬化工程において、加熱しつつ加圧して熱圧着することにより、前記接着部材の一方の主表面と前記基板の表面とを圧接させ、かつ、前記接着部材の他方の主表面と前記研磨用支持部材とを圧接させる、請求項１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項４】
前記基板としてサファイア基板が用いられる、請求項１から３のいずれかに記載の半導体素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の半導体素子の製造方法によって作製された半導体素子を有する、発光ダイオード。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載の半導体素子の製造方法によって作製された半導体素子を有する、パワーデバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２３２４４（Ｐ２０１２−２３２４４Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６０７８８（Ｐ２０１０−１６０７８８）
【出願日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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