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精密加工

サファイアウェハーの高速裏面研削技術の開発により、LED製造プロセスのコスト低減に貢献

埼玉県

秩父電子株式会社

2020年3月23日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 LED用ウェハー超薄板化裏面精密研磨技術の開発
基盤技術分野 精密加工
対象となる産業分野 自動車、産業機械、情報通信、半導体、工作機械、エレクトロニクス
産業分野でのニーズ対応 高性能化(精度向上)、高効率化(工程短縮)
キーワード 高硬度半導体素材高速精密研磨、超平坦性研磨、重金属フリー超高清浄度洗浄
事業化状況 実用化に成功し事業化間近
事業実施年度 平成22年度~平成24年度

プロジェクトの詳細

事業概要

LEDの応用範囲は携帯電話、パソコン等の情報通信機器から液晶TVのバックライトまで多岐にわたる。LEDの製造過程においてデバイス形成後のウェハー薄板化裏面研磨は実装の小型・高密度化の点から不可避な工程である。LEDの輝度アップ及び低価格化は今後一層の普及を図る上で避けてとおれない。本研究開発はこの目標を達成する為、従来の研磨を遙かに凌ぐ、高い効率及び精度を実現する裏面研磨技術を確立するものである

開発した技術のポイント

ウェハー貼り付け、研削、ラップのウェハー薄板化裏面研磨工程において、LED用ウェハーの高速且つ効率的な裏面精密研磨技術の確立を行う
(新技術)
1プレート複数枚貼りにより生産性を向上させるとともに従来の研削速度を遙かに上回る研削技術の開発を行う
(新技術の特徴)
ウェハー複数枚同時処理による超高速研削が可能となる

具体的な成果
サファイアウエハー

・ウェハー貼り付け技術の開発
‐枚葉式ウェハー貼り付け装置および貼り付け用WAXの開発
‐デバイス面保護方法を開発した
・研削技術の開発
‐自動ドレス機構付き高剛性2段研削装置の開発、2段研削における砥石の組合せの最適化および自動ドレス最適条件の確立、クラック防止技術の開発、砥石の開発を行った
・ラップ技術の開発
‐揺動機機構付きラップ装置の開発、適正なラップ量の検証、ラップ後ウェハーのデバイス特性を検証した

研究開発成果の利用シーン

・サファイアウェハーの研磨・加工サービス
・炭化ケイ素(SiC)ウェハーの研磨・加工サービス
・窒化ガリウム(GaN)ウェハーの研磨・加工サービス

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・当初想定した技術開発目標はほぼ達成した
・しかし、LED市場の劇的な変化(特に価格)により、4インチサファイアウェハーから6インチサファイアウェハーのシフトが急激に起こっており、この変化への対応が急務である
・更に、パワー半導体の素材として有望視されている炭化ケイ素(SiC)及び窒化ガリウム(GaN)ウェハー研磨への本技術の応用が期待される

提携可能な製品・サービス内容

加工・組立・処理

製品・サービスのPRポイント

研削工程の効率化とコストダウンに寄与
・裏面精密研磨技術の開発を通じ、研削速度を向上させることができた
・速度が向上したことによって、研削工程自体が効率化され、製品の供給を早められる
・また、研削工程にかかるコストの削減につながる
・上記のとおり、研削工程の効率化とコストダウンを実現した上で、品質においても顧客の要求する平坦性と面粗さを確保することができた

研削面のSEM像
ウェハー面粗さ測定結果
今後の実用化・事業化の見通し

・サファイアウェハーに関しては、6インチウェハーの裏面研磨及び一度使用したウェハーの再生研磨において本技術の応用を検討している
・パワー半導体用のSiC及びGaNウェハーの研磨については、CMP研磨及び洗浄について技術立ち上げ中であるが、既に複数の会社と試作を開始している

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 秩父電子株式会社
事業管理機関 一般財団法人秩父地域地場産業振興センター
研究等実施機関 国立大学法人九州大学
地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所

サポイン事業者 企業情報

企業名 秩父電子株式会社(法人番号:3030001090844)
事業内容 半導体素材の平面研磨加工
社員数 75 名
本社所在地 〒368-0004 埼玉県秩父市山田2178番地
ホームページ http://www.cec-kk.co.jp
連絡先窓口 強谷隆彦
メールアドレス suneya@cec-kk.co.jp
電話番号 0494-22-5955