專利名稱：藍寶石基板的磨削方法
技術領域：
本發明涉及構成在表面層疊光器件層的基板的藍寶石基板的磨削方法。
背景技術：
在光器件制造步驟中，在大致圓板形狀的藍寶石基板的表面上層疊由η型氮化物半導體層及P型氮化物半導體層構成的光器件層并由形成為格子狀的多個切割道進行劃分的多個區域中形成發光二極管、激光二極管等光器件而構成光器件晶片。并且，通過沿著切割道切斷光器件晶片，對形成有光器件的區域進行分割而制造各個光器件。光器件晶片是在基板的表面使構成光器件的氮化鎵系化合物等半導體層成長而形成的，因此作為基板使用在氮化鎵系化合物等的半導體層的成長中有效的藍寶石。這樣的光器件晶片為了提高亮度，研磨藍寶石基板的背面，厚度形成為ΙΟΟμπι左右。然而，在研磨時需要相當長時間，存在生產性差的問題。為了解決由所述研磨所致的問題，提出了一邊對磨削磨石施加超聲波振動并一邊進行磨削的藍寶石基板的磨削方法。在該藍寶石基板的磨削方法中，將保持了藍寶石基板的卡盤臺以30 300rpm的旋轉速度進行旋轉，將用金剛石磨粒形成的磨削磨石以1000 3000rpm的旋轉速度進行旋轉并施加超聲波振動，同時以O. 5 5μηι/秒的磨削進給速度進行磨削。(例如，參照專利文獻I。)

專利文獻I日本特開2009-285798號公報但是，藍寶石基板的莫氏硬度高，即使是由金剛石磨粒形成的磨削磨石，磨損嚴重，例如在以300rpm的旋轉速度旋轉卡盤臺，并以IOOOrpm旋轉由金剛石磨粒形成的磨削磨石的情況下，磨損率(磨石的磨損量/藍寶石基板的磨損量)為580%以上，從而不夠經濟，因此為了實用化需要改進磨削方法。

發明內容
本發明是鑒于上述事實而完成的，其主要技術課題在于，提供一種能夠有效磨削藍寶石基板的藍寶石基板的磨削方法。為了解決上述主要技術課題，根據本發明提供這樣的藍寶石基板的磨削方法該方法使用磨削裝置對藍寶石基板進行磨削，該磨削裝置具備卡盤臺，其可旋轉，并具有保持被加工物的保持面；磨削部件，其具有磨削輪，在該磨削輪上以環狀配設有磨削磨石，該磨削磨石是用接合劑固定對該卡盤臺所保持的被加工物進行磨削的金剛石磨粒而成的；以及磨削進給部件，其在相對于該卡盤臺的保持面垂直的磨削進給方向上對該磨削部件進行磨削進給，該藍寶石基板的磨削方法的特征在于，包括保持步驟，在該卡盤臺的保持面上保持藍寶石基板；以及磨削步驟，在使保持了藍寶石基板的該卡盤臺旋轉的同時，使該磨削輪旋轉，并定位為該磨削磨石通過該卡盤臺的中心，使該磨削進給部件進行工作而進行磨削進給，在該磨削步驟中，該卡盤臺的旋轉速度被設定為500rpm IOOOrpm,該磨削輪的旋轉速度被設定為500rpm 800rpm。
優選為,所述卡盤臺的旋轉速度被設定為700rpm 800rpm,所述磨削輪的旋轉速度被設定為600rpm 700rpm。在根據本發明的藍寶石基板的磨削方法中，將卡盤臺的旋轉速度設定為500rpm IOOOrpm,將磨削輪的旋轉速度設定為500rpm 800rpm,因此向用于旋轉驅動磨削輪的伺服電機供給的電力的電流值變成IOA以下，能夠提高磨削效率。


圖1是用于實施根據本發明的藍寶石基板的磨削方法的磨削裝置的立體圖。圖2是在圖1所示的磨削裝置中所配備的控制部件的結構框圖。圖3是根據本發明的藍寶石基板的磨削方法進行磨削的由硅基板構成的光器件晶片的立體圖。圖4是根據本發明的藍寶石基板的磨削方法中的保護帶貼附步驟的說明圖。圖5是根據本發明的藍寶石基板的磨削方法中的磨削步驟的說明圖。圖6是表示將卡盤臺的旋轉速度從300rpm變化到IlOOrpm時向伺服電機供給的電力的電流值(A)的圖。圖7是表示將磨削輪的旋轉速度從400rpm變化到IOOOrpm時向伺服電機供給的電力的電流值(A)的圖。符號說明I磨削裝置2裝置殼體3磨削單元31移動基座4主軸單元41主軸殼體42旋轉主軸43伺服電機44輪安裝部45電流值檢測部件5磨削輪51磨石基座52磨削磨石6磨削進給部件64脈沖電機7卡盤臺機構71卡盤臺8控制部件10光器件晶片11藍寶石基板
具體實施例方式下面，參照附圖詳細說明根據本發明的藍寶石基板的磨削方法的優選實施方式。圖1示出用于實施根據本發明的藍寶石基板的磨削方法的磨削裝置的立體圖。圖1所示的磨削裝置I具備將整體由符號2所示的裝置殼體。該裝置殼體2具有細長地延伸的長方體形狀的主部21和設于該主部21的后端部(圖1中為右上端)并向上方延長的直立壁22。在直立壁22的前面設有在上下方向上延長的一對導軌221、221。在該一對導軌221,221上以在上下方向可移動的方式安裝有作為磨削部件的磨削單元3。磨削單元3具備移動基座31和安裝于該移動基座31的主軸單元4。在移動基座31的后面兩側設有在上下方向上延長的一對腿部311、311，在該一對腿部311、311上形成有可滑動地與所述一對導軌221、221卡合的被引導槽312、312。這樣，在設于直立壁22的一對導軌221、221上可滑動地安裝的移動基座31的前表面設置有向前方突出的支承部313。該支承部313上安裝有作為磨削部件的主軸單元4。作為磨削部件的主軸單元4具備安裝在支承部313上的主軸殼體41、在該主軸殼體41上以旋轉自由的方式配置的旋轉主軸42、以及用于旋轉驅動該旋轉主軸42的作為驅動源的伺服電機43。以可旋轉的方式被主軸殼體41支承的旋轉主軸42的一端部(圖1中為下端部)從主軸殼體41的下端突出而配置，在其一端(圖1中為下端)設置有輪安裝部44。并且，在該輪安裝部44的下表面安裝有磨削輪5。該磨削輪5由環狀的磨石基座51和由在該磨石基座51的下表面以環狀安裝的磨削磨石52構成的多個段構成，磨石基座51通過緊固螺絲53安裝在輪安裝部44上。另外，磨削磨石52由用接合劑固定粒徑為10 40 μ m的金剛石磨粒而成的磨削磨石構成。另外，如圖1所示，主軸單元4具備對向所述伺服電機43供給的電力的電流值進行檢測的電流值檢測部件45。該電流值檢測部件45將檢測的電流值發送到后述的控制部件。圖示的磨削裝置1具有使得所述磨削單元3沿著所述一對導軌221、221在上下方向(相對于后述的卡盤臺的保持面垂直的方向)上移動的磨削進給部件6。該磨削進給部件6具備在直立壁22的前側配置且上下延伸的凸螺桿61。該凸螺桿61的上端部以及下端部通過在直立壁22上設置的軸承部件62及63而被旋轉自如地支承。在上側的支承部件62上配設有用于旋轉驅動凸螺桿61的作為驅動源的脈沖電機64，該脈沖電機64的輸出軸與凸螺桿61傳動連接。在移動基座31的后面還形成有從其寬度方向中央部向后方突出的連接部(未圖示)，在該連接部上形成有在鉛直方向上延伸的貫通凹螺孔(未圖示)，所述凸螺桿61被螺合于該凹螺孔。因此，當脈沖電機64正轉時，移動基座31即磨削單元3下降即前進，當脈沖電機64逆轉時，移動基座31即磨削單元3上升即后退。另外，脈沖電機64是通過后述的控制部件8而進行控制的。在所述裝置殼體2的主部21配設有卡盤臺機構7。卡盤臺機構7具備卡盤臺71、對該卡盤臺71的周圍進行覆蓋的蓋部件72、以及在該蓋部件72的前后配置的風箱部件73、74。卡盤臺71通過伺服電機710進行旋轉，其上表面(保持面)構成為通過未圖示的吸引部件進行工作而吸引保持后述的作為被加工物的由藍寶石基板構成的光器件晶片。另外，卡盤臺71通過未圖示的卡盤臺移動部件在圖1所示的被加工物放置區域70a與和構成所述主軸單元4的磨削輪5相對的磨削區域70b之間移動。風箱部件73、74可由如帆布這樣的適當材料形成。風箱部件73的前端固定于主部21的前表面壁，后端固定于蓋部件72的前端面。風箱部件74的前端固定于蓋部件72的后端面，后端固定于裝置殼體2的直立壁22的前表面。當卡盤臺71向箭頭71a所示的方向移動時，風箱部件73被伸長而風箱部件74被收縮，當卡盤臺71向箭頭71b所示的方向移動時，風箱部件73被收縮而風箱部件74被伸長。圖示的磨削裝置I具備圖2所示的控制部件8。控制部件8包括中央處理裝置(CPU) 81，其由計算機構成，按照控制程序進行演算處理；只讀存儲器(ROM) 82，其存儲控制程序等；隨機存取存儲器(RAM) 83，其存儲演算結果，且可進行讀寫；以及輸入接口 84和輸出接口 85。來自電流值檢測部件45等的檢測信號被輸入到這樣構成的控制部件8的輸入接口 84中。并且，輸出接口 85將控制信號輸出到用于旋轉驅動所述旋轉主軸42的伺服電機43、磨削進給部件6的脈沖電機64、用于旋轉驅動卡盤臺71的伺服電機710等。圖示的磨削裝置構成為以上結構，下面主要參照圖1對其作用進行說明。圖3示出根據本發明的藍寶石基板的磨削方法而磨削的光器件晶片10。在圖3所示的光器件晶片10中，在藍寶石基板11的表面以5μπι的厚度層疊有由氮化物半導體構成的作為光器件層的發光層(外延層)12。并且，發光層(外延層)12在由形成為格子狀的多個分割預定線121劃分的多個區域形成有發光二極管、激光二極管等光器件122。為了對這樣構成的光器件晶片10的藍寶石基板11的背面Ilb進行磨削，在圖4所示的發光層(外延層)12的表面12a貼附用于保護器件122的保護帶T (保護帶貼附步驟)。接著，在將在發光層(外延層)12的表面12a貼附有保護帶T的光器件晶片10定位于圖1所示的磨削裝置I中的被加工物放置區域70a的卡盤臺71的保持面上放置保護帶T。并且，通過使得未圖示的吸引部件進行工作，在卡盤臺71上經由保護帶T而吸引保持光器件晶片10 (保持步驟)。因此，在保持在卡盤臺71上的光器件晶片10中，藍寶石基板11的背面Ilb成為上側。如果在卡盤臺71上吸引保持了光器件晶片10，則控制部件8使得未圖示的移動部件進行工作，使得卡盤臺71 在圖1中由箭頭71a所示的方向上移動而在磨削區域70b進行定位，并且驅動伺服電機710而使得卡盤臺71在圖5中由箭頭71c所示的方向上以規定的旋轉速度進行旋轉，并且，驅動所述伺服電機43而使得磨削輪5在由箭頭5a所示的方向上以規定的旋轉速度進行旋轉。并且，如圖5所示，以磨削輪5的多個磨削磨石52通過卡盤臺71的旋轉中心P的方式進行定位。這樣，如果將磨削輪5和保持在卡盤臺71上的光器件晶片10以規定的位置關系進行了定位，則控制部件8正轉驅動磨削進給部件6的脈沖電機64而使磨削輪5在圖5中由箭頭Zl所示的方向上移動，并使得多個磨削磨石52與構成光器件晶片10的藍寶石基板11的背面Ilb (上表面)接觸，進一步以規定的磨削進給速度進行磨削進給。其結果，藍寶石基板11的背面Ilb (上表面)即被磨削面被磨削(磨削步驟)。在此，對所述磨削步驟中的加工條件進行更詳細的說明。上述的磨削步驟中的磨削效率根據卡盤臺71的旋轉速度和磨削輪5的旋轉速度而發生變化。并且，根據本發明者等的實驗可知，供給到用于對構成作為磨削部件的主軸單元4的安裝有磨削輪5的旋轉主軸42進行旋轉驅動的伺服電機43的電力的電流值越小，由磨削輪5的磨削磨石52進行的磨削效率越高。圖6是表示將磨削輪5的旋轉速度設定為500rpm和lOOOrpm，將卡盤臺71的旋轉速度從300rpm變化到IlOOrpm時的伺服電機43上供給到的電力的電流值(A)的實驗數據。另外，將磨削進給速度設為O. 4μηι。在圖6中,橫軸表示卡盤臺71的旋轉速度(rpm),縱軸表示供給到伺服電機43的電力的電流值(A)。從圖6得到了如下見解不管磨削輪5的旋轉速度為500rpm還是IOOOrpm,當將卡盤臺71的旋轉速度從300rpm慢慢加快時,均從500rpm附近起對藍寶石基板的所謂咬合變得良好，在卡盤臺71的旋轉速度為700rpm 800rpm時，電流值(A)變成最低。并且，從卡盤臺71的旋轉速度在IOOOrpm附近起電流值(A)上升而對藍寶石基板的所謂咬合惡化。另外，從圖6可知，在磨削輪5的旋轉速度為500rpm時，當卡盤臺71的旋轉速度為500rpm IOOOrpm時，電流值(A)變成IOA以下。因此，卡盤臺71的旋轉速度優選為500rpm IOOOrpm,更優選為700rpm 800rpm。圖7是表示將卡盤臺71的旋轉速度設定為500rpm和lOOOrpm，將磨削輪5的旋轉速度從400rpm變化到IOOOrpm時的伺服電機43上所供給到的電力的電流值(A)的實驗數據。另外，將磨削進給速度設為0.4 μ m。在圖7中，橫軸表示磨削輪5的旋轉速度(rpm)，縱軸表示供給到伺服電機43的電力的電流值(A)。從圖7得到了如下見解不管卡盤臺71的旋轉速度為500rpm還是lOOOrpm,當將磨削輪5的旋轉速度(rpm)從IOOOrpm慢慢放慢時，均從800rpm附近起對藍寶石基板的所謂咬合變得良好，在磨削輪5的旋轉速度(rpm)為600rpm 700rpm時，電流值(A)變成最低。并且，在磨削輪5的旋轉速度(rpm)從500rpm附近起電流值(A)上升而對藍寶石基板的所謂咬合惡化。另外，從圖7可知，在卡盤臺71的旋轉速度為500rpm時，當磨削輪5的旋轉速度為500rpm 800rpm時，電流值(A)變成10A以下。因此，磨削輪5的旋轉速度優選為500rpm lOOOrpm,更優選為600rpm 700rpm。在磨削藍寶石基板的情況下，供給到用于對安裝有磨削輪5的旋轉主軸42進行旋轉驅動的伺服電機43的電力的電流值優選為10A以下。因此，從所述實驗結果可知，優選為，卡盤臺71的旋轉速度被設定為500 lOOOrpm,磨削輪5的旋轉速度被設定為500 800rpm,更優選為，卡盤臺71的旋轉速度被設定為700 800rpm,磨削輪5的旋轉速度被設定為600 700rpm。根據本發明者等的實驗可知，在將卡盤臺71的旋轉速度設定為750rpm,將磨削輪5的旋轉速 度設定為650rpm,將磨削進給速度設定為0. 4 μ m的情況下,磨損率(磨石的磨損量/藍寶石基板的磨損量)為310%，與所述以往的加工條件相比，將磨石的磨損率降低了約46%。
權利要求
1.一種藍寶石基板的磨削方法，使用磨削裝置對藍寶石基板進行磨削，該磨削裝置具備卡盤臺，其可旋轉，并具有保持被加工物的保持面；磨削部件，其具有磨削輪，在該磨削輪上以環狀配設有磨削磨石，該磨削磨石是用接合劑固定金剛石磨粒而成的，該金剛石磨粒用于對該卡盤臺所保持的被加工物進行磨削；以及磨削進給部件，其在相對于該卡盤臺的保持面垂直的磨削進給方向上對該磨削部件進行磨削進給， 該藍寶石基板的磨削方法的特征在于具備 保持步驟，在該卡盤臺的保持面上保持藍寶石基板；以及 磨削步驟，在使保持了藍寶石基板的該卡盤臺旋轉的同時，使該磨削輪旋轉，并定位為該磨削磨石通過該卡盤臺的中心，使該磨削進給部件進行工作而進行磨削進給， 在該磨削步驟中，該卡盤臺的旋轉速度被設定為500rpm IOOOrpm,該磨削輪的旋轉速度被設定為500rpm 800rpm。
2.根據權利要求1所述的藍寶石基板的磨削方法，其中，該卡盤臺的旋轉速度被設定為700rpm 800rpm,該磨削輪的旋轉速度被設定為600rpm 700rpm。
全文摘要
本發明提供了藍寶石基板的磨削方法，使用磨削裝置對藍寶石基板進行磨削，該磨削裝置具備卡盤臺，其可旋轉，并具有保持被加工物的保持面；磨削部件，其具有磨削輪，在該磨削輪上以環狀配設用接合劑固定對被卡盤臺保持的被加工物進行磨削的金剛石磨粒而成的磨削磨石；磨削進給部件，其在相對于卡盤臺的保持面垂直的磨削進給方向對磨削部件進行磨削進給，該磨削方法的特征在于包括保持步驟，在卡盤臺的保持面保持藍寶石基板；磨削步驟，在使保持了藍寶石基板的該卡盤臺旋轉的同時，使磨削輪旋轉，并定位為磨削磨石通過卡盤臺的中心，使該磨削進給部件進行工作而進行磨削進給，卡盤臺的旋轉速度被設定為500～1000rpm，磨削輪的旋轉速度被設定為500～800rpm。
文檔編號B24B7/22GK103056737SQ20121039434
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月17日 優先權日2011年10月21日
發明者臺井曉治, 五木田洋平 申請人:株式會社迪思科