专利名称：晶片磨削方法和保护带的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于磨削光器件晶片等晶片的背面的磨削装置、以及为了保护形成于 晶片表面的器件而粘贴于晶片表面的保护带。
背景技术：
光器件晶片在蓝宝石基板等的表面通过呈格子状地形成的被称为间隔道的分割 预定线而划分出多个区域，在该划分出的区域层叠由氮化镓类化合物半导体等构成的外延 层(工e層)从而形成光器件。然后，将光器件晶片沿间隔道切断，以将形成有光器件的区 域分割开来，由此制造出一个个光器件。这样被分割的光器件晶片在沿间隔道进行切断之 前，利用磨削装置对蓝宝石基板的背面进行磨削，从而加工至预定的厚度。另外，蓝宝石基 板的背面的磨削以如下方式实施为了保护形成于蓝宝石基板的表面的光器件而粘贴由氯 乙烯片材构成的保护带，并将该保护带侧保持于卡盘工作台(例如，参照专利文献1)。专利文献1 日本特开2008-23693号公报然而，当在蓝宝石基板的表面粘贴由氯乙烯片材构成的保护带并进行磨削，使得 蓝宝石基板的厚度变薄而达到50μπι以下时，存在蓝宝石基板会产生破裂的问题。该问题 在碳化硅基板等硬脆性基板的磨削中也会产生。这样的问题被认为是因为在利用磨轮对经保护带保持于卡盘工作台的基板的背 面进行磨削时，粘贴于基板表面的保护带发生横向偏移。
发明内容
本发明是鉴于上述事实而完成的，其主要的技术课题在于提供一种即使磨削硬脆 性基板的背面使该基板很薄，该基板也不会产生破裂的磨削方法和保护带。为了解决上述技术课题，根据本发明，提供一种晶片磨削方法，该晶片磨削方法是 对在表面形成有器件的晶片的背面进行磨削以形成为预定的厚度的晶片磨削方法，其特征 在于，所述晶片磨削方法包括以下工序保护带粘贴工序，在该保护带粘贴工序中，将保护 带的一个面粘贴于晶片的表面；晶片保持工序，在该晶片保持工序中，将粘贴于所述晶片 的表面的保护带的另一个面吸附保持于磨削装置的卡盘工作台的保持面；以及磨削工序， 在该磨削工序中，使旋转的磨削磨具的磨削面作用在吸附保持于所述卡盘工作台的保持面 的晶片的背面，从而磨削晶片的背面，所述卡盘工作台的具有保持面的保持部由具有多个 气孔的多孔陶瓷形成，粘贴于晶片表面的所述保护带的所述另一个面形成为具有多个凹凸 的粗糙面，所述多个凹凸能够嵌入到构成所述卡盘工作台的保持部的多孔陶瓷的多个气孔 中，在所述晶片保持工序中，使多个凹凸嵌入到构成所述卡盘工作台的保持部的多孔陶瓷 的多个气孔中。关于形成于所述保护带的所述另一个面的多个凹凸，表面粗糙度的最大高度设定 为5μπι以上。此外，构成所述卡盘工作台的保持部的多孔陶瓷的多个气孔的开口面积设 定为Imm2以下，形成于所述保护带的所述另一个面的多个凹凸中的凸部的截面面积设定为Imm2以下。此外，根据本发明，提供一种保护带，当将在表面形成有器件的晶片的表面侧保持 于磨削装置的卡盘工作台的保持部来磨削晶片的背面时，为了保护晶片的表面，将所述保 护带的一个面粘贴于晶片的表面，其中，所述磨削装置的卡盘工作台具备由具有多个气孔 的多孔陶瓷形成的所述保持部，所述保护带的特征在于，所述保护带的另一个面形成为具 有多个凹凸的粗糙面，所述多个凹凸能够嵌入到构成卡盘工作台的保持部的多孔陶瓷的多 个气孔中。关于所述多个凹凸，表面粗糙度的最大高度设定为5μπι以上。此外，所述多个凹 凸中的凸部的截面面积设定为Imm2以下。在本发明所述的晶片磨削方法中，粘贴于晶片表面的保护带的另一个面形成为具 有多个凹凸的粗糙面，所述多个凹凸能够嵌入到构成卡盘工作台的保持部的多孔陶瓷的多 个气孔中，在晶片保持工序中，使多个凹凸嵌入到构成卡盘工作台的保持部的多孔陶瓷的 多个气孔中，因此，增大了相对于保持部的摩擦力，抑制了横向偏移。因此，能够防止由于保 护带的横向偏移而引起的晶片的破裂。
图1是用于实施本发明所述的晶片磨削方法的磨削装置的立体图。图2是作为利用本发明所述的晶片磨削方法来进行磨削的晶片的光器件晶片的 立体图。图3是本发明所述的晶片磨削方法中的保护带粘贴工序的说明图。图4是表示在本发明所述的晶片磨削方法中使用的保护带用片材的表面粗糙度 和对保护带用片材实施喷砂处理后的表面粗糙度的测量结果的曲线图。图5是本发明所述的晶片磨削方法中的晶片保持工序的说明图。图6是本发明所述的晶片磨削方法中的磨削工序的说明图。图7是表示本发明所述的晶片磨削方法中的保护带粘贴工序的其它实施方式的 说明图。图8是表示本发明所述的晶片磨削方法中的磨削工序的其它实施方式的说明图。标号说明2 装置壳体；3 磨削单元；31 移动基座；32 主轴单元；321 主轴壳体；322 旋 转主轴；323 伺服马达；324 支座；4 磨轮；41 环状的支承基座；42 磨削磨具；5 磨削单 元进给机构；6 卡盘工作台机构；61 卡盘工作台；10 光器件晶片；100 蓝宝石基板；11 保护带。
具体实施例方式下面，参照附图，对本发明所述的晶片磨削方法和保护带的优选实施方式进行详 细说明。图1表示用于实施本发明所述的磨削方法的磨削装置的立体图。图1所示的磨削装置具备整体以标号2示出的装置壳体。该装置壳体2具有细 长地延伸的长方体形状的主体部21 ；以及设置于该主体部21的后端部(图1中为右上端)
4且实质上铅直地向上方延伸的直立壁22。在直立壁22的前表面，设置有沿上下方向延伸的 一对导轨221、221。在这一对导轨221、221装配有作为磨削构件的磨削单元3，该磨削单元 3被装配成能够在上下方向移动。磨削单元3具备移动基座31和装配于该移动基座31的主轴单元32。移动基座 31在后表面两侧设置有沿上下方向延伸的一对脚部311、311，在这一对脚部311、311形成 有被引导槽312、312，上述一对导轨221、221以能够滑动的方式与上述被引导槽312、312卡 合。在以能够滑动的方式装配在这样设置于直立壁22的一对导轨221、221的移动基座31 的前表面，设置有向前方凸出的支承部313。在该支承部313安装有主轴单元32。主轴单元32具备装配于支承部313的主轴壳体321 ；以旋转自如的方式配设于 该主轴壳体321的旋转主轴322 ；以及作为用于驱动该旋转主轴322旋转的驱动构件的伺 服马达323。旋转主轴322的下端部超过主轴壳体321的下端地向下方凸出，在该旋转主轴 322的下端设置有圆板形状的支座324。另外，在支座324，沿周向隔开间隔地形成有多个 螺栓贯穿插入孔(未图示)。在该支座324的下表面以能够装卸的方式装配有磨轮4。该 磨轮4具有环状的支承基座41 ；以及在同一圆周上呈环状地配设于该环状的支承基座41 的下表面的多个磨削磨具42，支承基座41通过紧固螺栓325而装配于上述支座324的下表 面。在这样构成的主轴单元32中，当驱动伺服马达323时，磨轮4经旋转主轴322和支座 324而旋转。图示的实施方式中的磨削装置具有磨削单元进给机构5，该磨削单元进给机构5 使上述磨削单元3沿上述一对导轨221、221在上下方向(与后述卡盘工作台的保持面垂直 的方向)移动。该磨削单元进给机构5具备外螺纹杆51，该外螺纹杆51配设于直立壁22 的前侧、且实质上铅直地延伸。该外螺纹杆51的上端部和下端部通过安装于直立壁22的 轴支承部件52和53而被支承成能够自如旋转。在上侧的轴支承部件52配设有作为用于 驱动外螺纹杆51旋转的驱动源的脉冲马达54，该脉冲马达54的输出轴与外螺纹杆51传 动连接。在移动基座31的后表面还形成有从其宽度方向中央部向后方凸出的连接部(未 图示)，在该连接部形成有沿铅直方向延伸的内螺纹贯通孔，上述外螺纹杆51与该内螺纹 孔螺合。因此，当脉冲马达54正转时，移动基座31即磨削单元3下降即前进(进行磨削进 给)，当脉冲马达54反转时，移动基座31即磨削单元3上升即后退。图示的磨削装置中，在壳体2的主体部21配设有卡盘工作台机构6。卡盘工作台机 构6具备卡盘工作台61 ；将该卡盘工作台61的周围覆盖起来的罩部件62 ；以及配设在该 罩部件62的前侧和后侧的波纹构件63和64。卡盘工作台61由卡盘工作台主体611和保 持部612构成，该保持部612配设于该卡盘工作台主体611的上表面，并且在该保持部612 的上表面具有用于保持被加工物的保持面。构成该卡盘工作台61的保持部612由具有多 个气孔的多孔陶瓷形成，并与未图示的抽吸构件连通。另外，由多孔陶瓷形成的保持部612 优选将多个气孔的开口面积设定为Imm2以下。即，当形成于保持部612的多个气孔的开口 面积超过Imm2时，在后述的磨削工序中气孔会转印于晶片的被磨削面。因此，关于形成于 保持部612的多个气孔的直径，优选设定成使开口面积在Imm2以下。此外，在图示的实施 方式中的构成卡盘工作台61的卡盘工作台主体611的外周，沿径向凸出地配设有用于保持 后述环状框架的四个磁铁613。这样构成的卡盘工作台61通过未图示的旋转驱动构件而旋 转。此外，卡盘工作台61通过未图示的卡盘工作台移动构件而在图1所示的被加工物载置区域24和研磨区域25之间移动，研磨区域25与构成上述主轴单元32的磨轮4对置。波 纹构件63和64可以由如帆布那样的适当材料形成。波纹构件63的前端固定于主体部21 的前表面壁，波纹构件63的后端固定于罩部件62的前端面。波纹构件64的前端固定于罩 部件62的后端面，后端固定于装置壳体2的直立壁22的前表面。在使卡盘工作台61沿箭 头23a所示的方向移动时，波纹构件63伸展而波纹构件64收缩，在使卡盘工作台61沿箭 头23b所示的方向移动时，波纹构件63收缩而波纹构件64伸展。对使用如上所述地构成的磨削装置来磨削晶片的背面的磨削方法进行说明。图2表示利用本发明所述的晶片磨削方法来进行磨削的光器件晶片的立体图。图 2所示的光器件晶片10中，例如在厚度为600 μ m的蓝宝石基板100的表面IOOa通过呈格 子状地形成的间隔道101划分出多个区域，在该划分出的区域中层叠由氮化镓类化合物半 导体等构成的外延层，从而形成了光器件102。关于图2所示的光器件晶片10，在磨削蓝宝石基板100的背面IOOb以形成为预 定厚度(例如，50μπι)时，如图3的(a)和(b)所示，为了保护形成于蓝宝石基板100的表 面IOOa的光器件102，利用粘接剂将保护带11的一个面Ila粘贴于蓝宝石基板100的表面 IOOa (保护带粘贴工序)。该保护带11由厚度为0. 5mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、丙 烯酸酯、聚甲基丙烯甲酯等硬质的合成树脂片材形成。另外，保护带11的另一个面lib形 成为具有多个凹凸的粗糙面，所述多个凹凸嵌入到构成上述卡盘工作台61的保持部612的 多孔陶瓷的多个气孔中。作为在保护带11的另一个面lib形成具有多个凹凸的粗糙面的 方法，可以使用喷砂处理或电晕放电处理。图4的(a)是表示聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片材的表面粗糙度的测量结果的 曲线图，横轴表示片材的表面方向，纵轴表示表面粗糙度。根据图4的(a)可知在聚对苯 二甲酸乙二醇酯(PET)的表面粗糙度中，算术平均粗糙度(Ra)为0.016 μ m，最大高度(Ry) 为0. 14 μ m0这样，若是最大高度为0. 14μπι的凹凸，则难以限制该凹凸嵌入到由多孔陶瓷 形成的保持部612的多个气孔中进行磨削时产生的横向偏移。图4的(b)是表示对上述聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片材实施喷砂处理后的表 面粗糙度的测量结果的曲线图，横轴表示片材的表面方向，纵轴表示表面粗糙度。根据图4 的(b)可知在进行了喷砂处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的表面粗糙度中，算术平均 粗糙度(Ra)为0. 909 μ m,最大高度(Ry)为5. 668 μ m。这样，若是最大高度为5 μ m以上的 凹凸，则能够限制该凹凸嵌入到由多孔陶瓷形成的保持部612的多个气孔中进行磨削时产 生的横向偏移。另外，为了嵌入到构成上述卡盘工作台61的保持部612的多孔陶瓷的多个 气孔中，上述多个凹凸中的凸部的截面面积设定为Imm2以下。在实施了上述保护带粘贴工序后，将光器件晶片10的保护带11侧载置到图1所 示的磨削装置中的位于被加工物载置区域24的卡盘工作台61上。即，如图5所示，将保 护带11的另一个面lib(形成为具有多个凹凸的粗糙面)载置到卡盘工作台61的保持部 612上，其中，所述保护带11的一个面粘贴于构成光器件晶片10的蓝宝石基板100的表面 100a。然后，通过使未图示的抽吸构件工作，来将光器件晶片10经保护带11吸附保持在由 多孔陶瓷形成的保持部612上(晶片保持工序)。因此，保持在卡盘工作台61的保持部612 上的光器件晶片10中，蓝宝石基板100的背面IOOb成为上侧。当这样将一个面粘贴于蓝宝 石基板100的表面IOOa的保护带11吸附保持到卡盘工作台61的由多孔陶瓷形成的保持
6部612上时，由于保护带11的另一个面lib形成为具有多个凹凸的粗糙面，所述多个凹凸 能够嵌入到形成保持部612的多孔陶瓷的多个气孔中，所以通过使多个凹凸嵌入到多孔陶 瓷的多个气孔中，增大了相对于保持部的摩擦力，因此在后述磨削工序中抑制了横向偏移。在如上所述实施了晶片保持工序后，使未图示的卡盘工作台移动构件工作，使卡 盘工作台机构6沿图1中箭头23a所示的方向移动，从而将保持在卡盘工作台61上的光器 件晶片10定位于磨轮4的下方的磨削区域25。另外，在该状态下保持于卡盘工作台61上 的光器件晶片10如图6所示地被定位于磨削位置，在该磨削位置，构成磨轮4的磨削磨具 42通过所述光器件晶片10的中心(P)。这样，在将保持于卡盘工作台61上的光器件晶片 10定位于磨削位置后，使卡盘工作台61向图6中箭头61a所示的方向以例如500rpm的旋 转速度旋转，并且一边使磨轮4向箭头4a所示的方向以例如IOOOrpm的旋转速度旋转，一 边使磨削磨具42的作为下表面的磨削面与作为被加工面的构成光器件晶片10的蓝宝石基 板100的背面IOOb接触，使磨轮4如箭头4b所示地向下方以例如0. 1 μ m/秒的磨削进给 速度进行预定量的磨削进给(磨削工序)。其结果为，光器件晶片10形成为器件的完成厚 度(例如，50 μ m)。在上述磨削工序中，保护带11的一个面粘贴于构成如上所述地保持在卡盘工作 台61上的光器件晶片10的蓝宝石基板100的表面100a，在所述保护带11的另一个面lib 形成有多个凹凸，所述多个凹凸嵌入到卡盘工作台61的由多孔陶瓷形成的保持部612的多 个气孔中，从而增大了相对于保持部的摩擦力，因此抑制了横向偏移。因此，能够防止由于 保护带的横向偏移而引起的光器件晶片10的破裂。此外，在图示的实施方式中，由于保护 带11由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、丙烯酸酯、聚甲基丙烯甲酯等硬质的合成树脂片材 形成，所以水平方向(横向)的变形极少，因此能够防止光器件晶片10的因横向偏移而引 起的破裂的产生。如上所述地实施磨削工序而形成为预定厚度的光器件晶片10在保护带11粘贴于 蓝宝石基板100的表面IOOa的状态下被搬送至下一工序、即例如沿光器件晶片10的间隔 道101实施激光加工的激光加工工序。接下来，参照图7和图8，对本发明所述的晶片磨削方法中的其它实施方式进行说明。在该实施方式中，如图7的(a)所示，将保护带11装配于由不锈钢等金属材料形 成的环状框架F。然后，如图7的(b)所示，利用粘接剂将构成光器件晶片10的蓝宝石基板 100的表面IOOa粘贴在装配于环状框架F的保护带11的一个面lla(上表面)(保护带粘 贴工序)。另外，装配于环状框架F的保护带11与上述图3所示的保护带11 一样，由聚对 苯二甲酸乙二醇酯(PET)、丙烯酸酯、聚甲基丙烯甲酯等硬质的合成树脂片材形成。并且，保 护带11的另一个面lib(下表面)形成为具有多个凹凸的粗糙面，所述多个凹凸嵌入到构 成上述卡盘工作台61的保持部612的多孔陶瓷的多个气孔中。关于实施了上述保护带粘贴工序的光器件晶片10，如图8所示地将保护带11侧载 置到卡盘工作台61上。此时，装配有保护带11的环状框架F载置在四个磁铁613上，并且 被四个磁铁613的磁力所吸附保持，所述四个磁铁613配设在构成卡盘工作台61的卡盘工 作台主体611的外周。然后，通过使未图示的抽吸构件工作，来将光器件晶片10经保护带 11吸附保持在由多孔陶瓷形成的保持部612上(晶片保持工序)。当这样将一个面粘贴于蓝宝石基板100的表面100a( —个面)的保护带11吸附保持到卡盘工作台61的由多孔陶 瓷形成的保持部612上时，由于保护带11的另一个面lib形成为具有多个凹凸的粗糙面， 所述多个凹凸能够嵌入到形成保持部612的多孔陶瓷的多个气孔中，所以通过使多个凹凸 嵌入到多孔陶瓷的多个气孔中，增大了相对于保持部的摩擦力，因此抑制了横向偏移。接着，如图8所示，将保持在卡盘工作台61上的光器件晶片10定位于磨轮4的下 方的磨削区域，使卡盘工作台61向箭头61a所示的方向以例如500rpm的旋转速度旋转，并 且一边使磨轮4向箭头4a所示的方向以例如IOOOrpm的旋转速度旋转，一边使磨削磨具 42的作为下表面的磨削面与作为被加工面的构成光器件晶片10的蓝宝石基板100的背面 IOOb接触，使磨轮4如箭头4b所示地向下方以例如0. 1 μ m/秒的磨削进给速度进行预定量 的磨削进给(磨削工序)。其结果为，光器件晶片10形成为器件的完成厚度(例如，50 μ m)。这样，实施磨削工序而形成为预定厚度的光器件晶片10在粘贴于装配在环状框 架F的保护带11的状态下被搬送至下一工序、即例如沿光器件晶片10的间隔道101从背 面侧实施激光加工的激光加工工序。
权利要求
一种晶片磨削方法，该晶片磨削方法是对在表面形成有器件的晶片的背面进行磨削以形成为预定的厚度的晶片磨削方法，其特征在于，所述晶片磨削方法包括以下工序保护带粘贴工序，在该保护带粘贴工序中，将保护带的一个面粘贴于晶片的表面；晶片保持工序，在该晶片保持工序中，将粘贴于所述晶片的表面的保护带的另一个面吸附保持于磨削装置的卡盘工作台的保持面；以及磨削工序，在该磨削工序中，使旋转的磨削磨具的磨削面作用在吸附保持于所述卡盘工作台的保持面的晶片的背面，从而磨削晶片的背面，所述卡盘工作台的具有保持面的保持部由具有多个气孔的多孔陶瓷形成，粘贴于晶片表面的所述保护带的所述另一个面形成为具有多个凹凸的粗糙面，所述多个凹凸能够嵌入到构成所述卡盘工作台的保持部的多孔陶瓷的多个气孔中，在所述晶片保持工序中，使多个凹凸嵌入到构成所述卡盘工作台的保持部的多孔陶瓷的多个气孔中。
2.根据权利要求1所述的晶片磨削方法，其中，关于形成于所述保护带的所述另一个面的多个凹凸，表面粗糙度的最大高度设定为 5 μ m以上。
3.根据权利要求1或2所述的晶片磨削方法，其中，构成所述卡盘工作台的保持部的多孔陶瓷的多个气孔的开口面积设定为Imm2以下，形 成于所述保护带的所述另一个面的多个凹凸中的凸部的截面面积设定为Imm2以下。
4.一种保护带，当将在表面形成有器件的晶片的表面侧保持于磨削装置的卡盘工作台 的保持部来磨削晶片的背面时，为了保护晶片的表面，将所述保护带的一个面粘贴于晶片 的表面，其中，所述磨削装置的卡盘工作台具备由具有多个气孔的多孔陶瓷形成的所述保 持部，所述保护带的特征在于，所述保护带的另一个面形成为具有多个凹凸的粗糙面，所述多个凹凸能够嵌入到构成 卡盘工作台的保持部的多孔陶瓷的多个气孔中。
5.根据权利要求4所述的保护带，其中，关于所述多个凹凸，表面粗糙度的最大高度设定为5μπι以上。
6.根据权利要求4或5所述的保护带，其中，所述多个凹凸中的凸部的截面面积设定为Imm2以下。
全文摘要
本发明提供晶片磨削方法和保护带，即使磨削硬脆性基板的背面使该基板很薄，该基板也不会产生破裂。晶片磨削方法是对在表面形成有器件的晶片的背面进行磨削以形成为预定厚度的晶片磨削方法，其包括保护带粘贴工序，将保护带粘贴于晶片表面；晶片保持工序，将保护带的另一个面吸附保持于卡盘工作台的保持面；以及磨削工序，使旋转的磨削磨具的磨削面作用在吸附保持于所述保持面的晶片的背面，从而磨削晶片背面，具有保持面的保持部由具有多个气孔的多孔陶瓷形成，保护带的另一个面形成为具有多个凹凸的粗糙面，所述多个凹凸能够嵌入到构成保持部的多孔陶瓷的多个气孔中，在晶片保持工序中，多个凹凸嵌入到构成保持部的多孔陶瓷的多个气孔中。
文档编号H01L21/68GK101964306SQ20101023605
公开日2011年2月2日 申请日期2010年7月22日 优先权日2009年7月23日
发明者山口崇 申请人:株式会社迪思科