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WO2003049165A1 - Procede de fabrication de dispositif optique et dispositif optique correspondant - Google Patents

Procede de fabrication de dispositif optique et dispositif optique correspondant Download PDF

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WO2003049165A1
WO2003049165A1 PCT/JP2002/012763 JP0212763W WO03049165A1 WO 2003049165 A1 WO2003049165 A1 WO 2003049165A1 JP 0212763 W JP0212763 W JP 0212763W WO 03049165 A1 WO03049165 A1 WO 03049165A1
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WO
WIPO (PCT)
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dicing
blade
substrate
optical
optical device
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2002/012763
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Toshihiro Kuroda
Tooru Takahashi
Hiroaki Kikuchi
Shigeyuki Yagi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
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Priority to JP2003550269A priority patent/JP4123518B2/ja
Publication of WO2003049165A1 publication Critical patent/WO2003049165A1/ja
Priority to US10/860,773 priority patent/US7109053B2/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/1221—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths made from organic materials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method

Definitions

  • the present invention relates to an optical device manufacturing method and an optical device, and more particularly to an optical device manufacturing method and an optical device in which chipping of a rear surface of a substrate and generation of foreign matter are small.
  • inorganic materials such as glass and semiconductor materials, and resins are known.
  • resins are known as resins constituting optical waveguides, and polyimides having a high glass transition temperature (Tg) and excellent heat resistance are particularly expected.
  • Tg glass transition temperature
  • a resin optical device for example, an optical waveguide device, is provided with a V-groove for mounting an optical fiber on a substrate such as a silicon wafer, and further includes a resin lower clad layer, a core layer, and the like. It is constituted by laminating an upper clad layer.
  • a silicon wafer having a diameter of about 12.7 cm is prepared as a substrate, and a large number of optical elements such as optical waveguides are arranged vertically and horizontally on the substrate. Sticking tape and dicing with a blade to separate individual optical devices. Thereby, a large number of optical waveguide devices can be mass-produced.
  • an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical device in which the occurrence of chipping on the front and rear edges of the substrate during dicing is small, and thus the generation of foreign matter is small.
  • the present invention provides an optical device manufacturing method and an optical device described below.
  • the thickness of the blade used for the second and subsequent dicing is 0.05 to 0.5 mm thinner than the thickness of the blade used for the immediately preceding dicing.
  • Dicing tape is adhered to the back surface of the substrate on which many optical elements are formed, and dicing is performed with a blade from the front surface of the substrate to manufacture individual optical devices.
  • the dicing tape has an adhesive strength with the substrate at the time of cutting of 3.0 to 10.0 N / 20 faces, and an adhesive strength with the substrate at the time of peeling of 1.0 N / 20 or less. 9. The method according to 7 or 8 above.
  • a blade with an appropriate self-generated blade action is a blade with a 2 inch outer diameter (approximately 53 faces) and a blade thickness of 150 ⁇ m, at 30,000 rpm and a feed speed of 5 strokes / sec. 10.
  • the blade performing the self-generated cutting action is made of a metal resin bond or a resin bond.
  • An optical device having an optical element provided on a substrate surface, wherein the maximum size of a chip in a perpendicular direction to a cut surface on the back surface of the substrate is 0.1 image or less.
  • Various substrates can be used for the present invention, and the most typical one is a silicon substrate.
  • a silicon dioxide layer for protecting the substrate and adjusting the refractive index is provided, and a polymer optical waveguide laminate is formed thereon.
  • any polymer can be used as a polymer for forming the optical waveguide (core and clad).
  • Specific examples thereof include polyimide resin (eg, polyimide resin, poly (imid isoindolo).
  • Quinazoline dione imid) resin polyester resin, polyether ketone resin, polyester imid resin, etc.
  • silicone resin acrylic resin, polystyrene resin, polycarbonate resin, Polyamide resin, polyester resin, phenol resin, polyquinoline resin, polyquinoxaline resin, polybenzoxazole resin, polybenzothiazole resin, polybenzoimidazole resin, and photobleaching resin
  • the resin may have a fluorine atom.
  • Preferred as the polymer are polyimide resins because of their high glass transition temperature (T g) and excellent heat resistance. Among them, fluorinated polyimide resins are particularly preferred.
  • a typical polymer optical waveguide stack consists of a silicon substrate, an overlying silicon dioxide layer, an organic zirconium compound layer, a fluorine-free resin layer, a lower cladding layer, a core layer, and a core layer.
  • the lower cladding layer, the core layer, and the upper cladding layer are all formed of a polyimide resin containing fluorine, and the organic zirconium compound layer and the resin layer containing no fluorine are used to enhance the adhesion between the substrate and the lower cladding layer.
  • optical waveguides having the above-described structure are located in After a large number (for example, 100 to 100) of optical waveguides having the above-described structure are formed on a substrate, the optical waveguides are cut by dicing using a blade, and cut into strips. The optical substrate is cut out into individual optical waveguide devices by dicing to complete one optical waveguide device.
  • the first embodiment of the present invention relates to a method of manufacturing individual optical devices by dicing a substrate having a large number of optical elements formed on its surface with a blade, using a blade having an appropriate self-generated blade operation. This is a method characterized by performing dicing in a plurality of times.
  • dicing is performed in a plurality of times.
  • the method is characterized in that the thickness of the blade used for the second and subsequent dicing is smaller than the thickness of the blade used for the immediately preceding dicing.
  • a third embodiment of the present invention is directed to a method of manufacturing an individual optical device by attaching a dicing tape to the back surface of a substrate having a large number of optical elements formed on the front surface, and dicing with a blade from the front surface side of the substrate, This method is characterized in that dicing is performed a plurality of times by using a blade having an appropriate self-generated cutting action.
  • the dicing tape is attached and fixed to the back surface of the substrate as in the third embodiment, or when the box is painted and fixed, the substrate can be completely cut by the second and subsequent dicing. It is.
  • the individual optical devices may be separated by half-cutting the substrate and then folding the substrate.
  • the advantage of performing the dicing in a plurality of times is that only the resin layer is cut in the first dicing, the core end face is polished with blade abrasive grains, and the substrate (eg, , Silicon substrate), but the first cut has already worn the tip of the blade and the blade thickness has become thin, so the blade does not touch the surface processed by the first dicing. Without resharpening the eyes This means that the polishing accuracy is improved. Therefore, also in the second embodiment, it is desirable to perform dicing using a blade that performs an appropriate autogenous cutting action. However, in the second embodiment, it is possible to perform dicing using a blade that does not have an appropriate autogenous cutting action, for example, a diamond electrodeposition blade.
  • the thickness of the blade used for the second and subsequent dicing is smaller than the thickness of the blade used for the immediately preceding dicing. That is. Therefore, the blade used for the second and subsequent dicing does not touch the cut surface cut by the immediately preceding dicing, the smoothness of the formed polished surface is maintained, and the dicing efficiency is also improved.
  • the thickness of the blade used for the second and subsequent dicing is preferably 0.05 to 0.5 m, more preferably 0.1 to 0.3 m thinner than the thickness of the blade used for the immediately preceding dicing. It is desirable.
  • most of the resin layer may be cut in the thickness direction in the first dicing, or the resin layer may be completely cut in the thickness direction in the first dicing.
  • the resin layer may be cut, or the entire resin layer and a part of the substrate may be cut in the thickness direction in the first dicing.
  • cutting a resin layer with a thickness of 100 m or less may be performed by one dicing, but cutting a thicker substrate is generally performed by dicing multiple times according to the thickness. May be better.
  • a dicing tape is attached to the back surface of the substrate on which many optical elements are formed. The substrate is completely cut and separated by dicing, but the dicing tape is cut only slightly from the surface to which the substrate is attached, and is not separated. This is to prevent the cut optical waveguide substrate and the like from scattering and damaging the blade during dicing, and to facilitate handling after cutting.
  • the adhesive strength with the substrate at the time of cutting is, for example, about 3.0 to 10.0 ON / 20. If the adhesive strength is lower than 3.0 NZ20 difficult, the fixation is insufficient and the chipping of the end increases, and if it exceeds 10.0 N / 20, air bubbles enter due to the difficulty in handling when attaching the substrate. Also chipping of the end increases.
  • the adhesive strength at the time of peeling is 1.0 N / 20 or less. If the adhesive strength is too high, peeling becomes difficult, and if it is forcibly peeled off, chipping at the ends will increase.
  • the dicing tape is preferably made of a hard material to firmly fix the substrate. However, if it is too hard, the tape will not stretch when the optical waveguide substrate is peeled off, making peeling difficult.
  • those particularly preferred for use in the present invention are of the type having a high adhesive strength before UV irradiation, but the adhesive strength is significantly reduced by UV irradiation.
  • Specific examples of such a dicing tape include UHP-1005M3 (polyolefin type) manufactured by Toyo Chemical.
  • the blade used in the dicing of the present invention is a blade having an appropriate autogenous cutting action.
  • “moderate spontaneous blade action” means a 1 ⁇ thick silicon wafer with a diameter of 2 inches (approximately 53 mm), a blade thickness of 150 ⁇ m, 30,000 rpm, a feed rate of 5 rec / sec, and a Means that the amount of wear of the blade when dicing is 5 / m or more per 1 m of dicing length, and that has a spontaneous cutting action equivalent to this.
  • a blade having a high spontaneous cutting action because the chipping of the end is small, but if the spontaneous cutting action is too high, the amount of wear becomes too large and the blade needs to be replaced. There is a problem that it is frequently required. Therefore, it is desirable to use a blade having a degree of spontaneous cutting action of preferably 5 to 20 / m, more preferably 5 to 10 ⁇ m. Specific examples of blades with a preferred autogenous blade action Metallic resin bond and resin bond are preferred, but metal resin bond is most preferable. Commercially available products include P1A8 type manufactured by DISCO.
  • the cutting force increases as the size of the abrasive grains constituting the blade increases.
  • the abrasive grain size of the blade used in the present invention is preferably about 4 to 10 ⁇ m.
  • the present invention is characterized in that dicing is performed a plurality of times.
  • dicing is performed a plurality of times.
  • the number of dicing is increased, a clean cut surface is obtained and the occurrence of chipping at the end is reduced.
  • the machining time increases in proportion to the number of dicing.
  • the resin layer about 200 m thick
  • the substrate layer about 800 m thick
  • dicing conditions are the same as the ordinary method.
  • about 1.0 to 2.0 L / min of blade cooler water and about 0.5 to 2.0 L / min of shower water are supplied. .
  • the blade thickness is about 50 ⁇ 200 5m
  • the processing speed is about 2 ⁇ 30 strokes / sec, more preferably about 5 ⁇ 20 strokes / sec
  • the blade rotation speed is 2 inch diameter. In the case of a blade, about 300 rpm-400 rpm is appropriate.
  • the present invention further relates to an optical device having an optical element provided on the surface of a substrate, wherein the maximum size of the chip in the direction perpendicular to the cut surface of the rear surface of the substrate, that is, the chip at the end of the rear surface of the substrate is 0.1 or less. It is an object to provide an optical device characterized by being preferably no more than 0.05 thigh.
  • Such an optical device can be easily manufactured by applying the dicing method of the present invention.
  • the maximum size of the chip in the direction perpendicular to the cut surface of the substrate surface that is, the chip at the end of the substrate surface can be normally suppressed to 0.05 thigh or less.
  • the chip of the optical device of the present invention in the direction perpendicular to the cut surface of the substrate surface that is, the maximum size of the chip at the end of the substrate surface is 0.05 mm or less, preferably 0.3 mm or less. It is desirable.
  • the total area of the chips generated on the back surface of the substrate of the optical device of the present invention is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and particularly preferably 1% or less.
  • the optical device refers to a substrate made of an inorganic material such as glass or quartz, a semiconductor such as silicon, gallium arsenide, aluminum, or titanium; a metal material; a polymer material such as polyimide or polyimide; Using a material obtained by compounding the above materials, an optical element such as an optical waveguide, an optical multiplexer, an optical demultiplexer, an optical attenuator, an optical diffractor, an optical amplifier, an optical interferometer, an optical filter is formed on these substrates. Evening, refers to devices that form optical switches, wavelength converters, light-emitting elements, light-receiving elements, or composites of these.
  • Semiconductor devices such as light-emitting diodes and photodiodes and metal films may be formed on the above-mentioned substrate. Further, in order to protect intuition and adjust the refractive index, silicon dioxide is formed on the substrate as described above. A film may be formed, or a film of silicon nitride, aluminum oxide, aluminum nitride, tantalum oxide, or the like may be formed. Examples and comparative examples
  • a large number of polyimide optical waveguides were formed on a silicon wafer with a diameter of about 12.7 cm and a thickness of about 1 m.
  • an organic zirconium compound layer (about 100 angstrom thick) is provided on a silicon wafer, and then a first polyimide layer containing no fluorine (about 0.2 mm thick J3). 3 ⁇ m).
  • a lower cladding layer (about 6 m thick) made of a second polyimide resin film, a core layer (about 6.5 m thick) made of a third polyimide resin film, and a second An upper cladding layer made of a polyimide resin film (thickness is about 10 ⁇ m directly above the core layer and about 15 ⁇ ⁇ m in other parts), and a protective layer made of the fourth polyimide resin film ( The film thickness was about 5 jm) at the end remote from the core layer.
  • a dicing tape is attached to the back side of this substrate, and individual optical waveguides are To complete the optical waveguide device.
  • Table 1 shows the dicing conditions and results. The dicing cut width was 150 m, and the dimensions of the optical waveguide device were 1.5 mm x 8.0 mm. table 1
  • Resin peeling Maximum size of resin peeling in the direction perpendicular to the cut surface of the substrate surface
  • Maximum size of chipping Maximum size of chipping in the direction perpendicular to the cut surface of the substrate back surface
  • Total area of chipping Total amount of chipping generated on the back surface of the substrate area Industrial applicability
  • a dicing tape to the back surface of a substrate having a large number of optical elements formed on the front surface and dicing with a blade from the front surface side of the substrate. Dicing is performed multiple times by using a blade that performs self-generated cutting action, which significantly reduces chipping at the rear edge of the substrate.
  • the generation of foreign matter is reduced.
  • a dicing tape of a type that is easily peeled off due to the decrease in adhesive strength by UV irradiation is used, the occurrence of chipping is further reduced, and the size (total area of chipping) is further reduced. be able to.
  • the optical device of the present invention has less chipping at the ends and is diced using the same blade, so that the cut surface has no cutting steps and is excellent in flatness.

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Description

明細書 光デバイスの製造方法及び光デバイス
技術分野
本発明は、 光デバイスの製造方法及び光デバイスに関し、 特に、 基板裏面端部 の欠けや異物の発生が少ない光デバイスの製造方法及び光デバイスに関する。
背景技術
近年のパソコンやインターネッ卜の普及に伴い、 情報伝送需要が急激に増大し ている。 このため、 伝送速度の速い光伝送を、 パソコン等の末端の情報処理装置 まで普及させることが望まれている。 これを実現するには、 光インターコネクシ ヨン用に、 高性能な光導波路を、 安価かつ大量に製造する必要がある。
光導波路の材料としては、 ガラスや半導体材料等の無機材料や、 樹脂が知られ ている。 樹脂によって光導波路を製造する場合には、 成膜工程を、 塗布と加熱に より大気圧中で行うことができるため、 装置及び工程が簡単であるという利点が ある。 光導波路を構成する樹脂としては、 種々のものが知られているが、 ガラス 転移温度 ( T g) が高く、 耐熱性に優れるポリイミドが特に期待されている。 ポ リイミドにより光導波路を形成した場合、 長期信頼性が期待でき、 半田付けにも 耐えることができる。
樹脂製の光デバイス、 例えば、 光導波路デバイスは、 一般的には、 シリコンゥ ェハのような基板上に、 光ファイバ搭載用の V溝を設け、 さらに樹脂製の下部ク ラッド層、 コア層及び上部クラッド層を積層することにより構成される。 例えば
、 基板として直径約 1 2 . 7 c mのシリコンウェハを用意し、 この基板の上に光 導波路のような光素子を縦横に多数配列して形成し、 次いで、 基板裏面にダイシ ングテープを貼付し、 ブレードによりダイシングして、 個々の光デバイスに分離 する。 これにより、 多数の光導波路デバイスを量産することができる。
しかし、 基板裏面にダイシングテープを貼付し、 ブレードによりダイシングを 行う際、 1回のダイシングで光デバイスを分離した場合には、 基板、 特に基板裏 面の端部が欠けてしまうという問題がある。 また、 上層の樹脂部分は比較的軟ら かいブレードを用いて切断し、 下層の基板部分は比較的硬いブレードを用いて切 断する方法も提案されているが、 この方法では 2種のブレードが必要であり、 ま た 2種のブレードを使用しているため切断面に段差が生じるという問題がある。 さらに、 いずれの方法による場合にも、 ダイシングテープを剥離する際に、 基板 、 特に基板裏面の端部が欠けてしまうという問題がある。 端部が欠けると光デバ ィスの平面性が失われるという問題の他、 欠け落ちた端部が異物となって光デノ イスに種々の望ましぐない影響を及ぼす。 発明の開示
従って、 本発明の目的は、 ダイシングの際に、 基板の表面及び裏面端部の欠け の発生が少なく、 従って異物の発生が少ない光デバイスの製造方法を提 ^するこ とである。
本発明の他の目的は、 基板の表面及び裏面端部の欠けが少ない光デバイスを提 供することである。
本発明は以下に示す光デバイスの製造方法、 及び光デバイスを提供するもので ある。
1 . 表面に多数の光素子を形成した基板をブレードによりダイシングして個々の 光デバイスを製造する方法において、 適度な自生発刃作用の行われるブレードを 用い、 ダイシングを複数回に分けて行うことを特徴とする方法。
2 . 表面に多数の光素子を形成した、 樹脂層積層基板をブレードによりダイシン グして個々の光デバイスを製造する方法において、 ダイシングを複数回に分けて 行うこと、 2回目以降のダイシングに使用するブレードの厚みが、 直前のダイシ ングに使用するブレードの厚みよりも薄いことを特徴とする方法。
3 . 2回目以降のダイシングに使用するブレードの厚みが、 直前のダイシングに 使用するブレードの厚みよりも 0 . 0 5〜0 . 5〃m薄いことを特徴とする上記
2記載の方法。
4 . 1回目のダイシングにおいて樹脂層の大部分を切断することを特徴とする上 記 1〜 3のいずれか 1項記載の方法。
5 . 1回目のダイシングにおいて樹脂層を完全に切断することを特徴とする上記 1〜 3のいずれか 1項記載の方法。
6 . 1回目のダイシングにおいて樹脂層の全部及び基板の一部を切断することを 特徴とする上記 1〜 3のいずれか 1項記載の方法。
7 . 表面に多数の光素子を形成した基板の裏面に、 ダイシングテープを貼付し、 基板の表面側からブレードによりダイシングして個々の光デバイスを製造する方 法において、 適度な自生発刃作用の行われるブレードを用い、 ダイシングを複数 回に分けて行うことを特徴とする方法。
8 . ダイシングテープが、 UV照射により粘着力が低下するものである上記 7記 載の方法。
9 . ダイシングテープが、 切断時における基板との粘着力が、 3 . 0〜1 0 . 0 N/ 2 0顏であり、 剥離時における基板との粘着力が 1 . 0 N/ 2 0議以下であ る上記 7又は 8記載の方法。
1 0 . 適度な自生発刃作用の行われるブレードが、 外径 2インチ （約 5 3顔） 、 刃厚 1 5 0〃mのブレードを用い、 3万 r p m、 送り速度 5画/秒で、 1議厚のシ リコンウェハをダイシングした際の刃の摩耗量が、 ダイシング長 l m当たり 5〜 2 0〃mのものである上記 1〜9のいずれか 1項記載の方法。 1 1 . 自生発刃作用の行われるブレードが、 メタルレジンボンド製又はレジンボ ンド製のものである上記 1〜1 0のいずれか 1項記載の方法。
1 2 . プレードの砥粒サイズが、 4〜1 0 mである上記 1〜1 1のいずれか 1 項記載方法。
1 3 . ダイシングを 2回に分けて行うことを特徴とする上記 1〜1 2のいずれか 1項記載の方法。
1 4 . 基板表面に光素子を設けた光デバイスであって、 基板裏面の切断面に対す る垂線方向への欠けの最大サイズが 0 . 1画以下であることを特徴とする光デバ イス。
1 5 . 基板がシリコンである上記 1 4記載の光デバイス。
1 6 . ポリマ一光導波路デバイスである上記 1 5記載の光デバイス。 発明を実施するための最良の形態
本発明の光デバイスの製造方法を、 以下、 その一実施形態であるポリマー光導 波路デバイスを例にして説明するが、 本発明はこれらの実施態様に限定されるも のではない。
本発明に使用される基板としては種々のものが挙げられるが、 最も代表的なも のは、 シリコン基板である。
シリコン単結晶の基板の上面には、 基板を保護し、 屈折率を調整するための二 酸化珪素層が備えられ、 その上にポリマー光導波路積層体が形成されている。 また、 光導波路 （コア及びクラッド） を作成するためのポリマーとしてはいず れのものも使用できるが、 具体例としては、 ポリイミ ド系樹脂 （例、 ポリイミ ド 樹脂、 ポリ （イミ ド ·イソインドロキナゾリンジオンイミ ド） 樹旨、 ポリェ一テ ルイミ ド樹脂、 ポリエーテルケトン樹脂、 ポリエステルイミ ド樹脂等） 、 シリコ ーン系樹脂、 アクリル系樹脂、 ポリスチレン系樹脂、 ポリカーボネート系樹脂、 ポリアミ ド系樹脂、 ポリエステル系樹脂、 フエノール系樹脂、 ポリキノリン系樹 脂、 ポリキノキサリン系樹脂、 ポリべンゾォキサゾール系樹脂、 ポリべンゾチア ゾール系樹脂、 ポリべンゾイミダゾ一ル系樹脂、 及びフォトブリーチング用樹脂
(例、 特開 2 0 0 1— 2 9 6 4 3 8号公報記載のポリシラン、 二トロン化合物を 有するシリコーン樹脂、 D MA P N { ( 4 - N, N—ジメチルァミノフエニル） 一 N—フエニルニトロン } を含有するポリメ夕クリル酸メチル、 ダイポリマ一 （ dye polymer) 、 二トロン化合物を含有するポリイミ ド樹脂あるいはエポキシ樹 脂、 特閧 2 0 0 0— 6 6 0 5 1号公報記載の加水分解性シラン化合物等） が挙げ られる。 上記樹脂はフッ素原子を有しているものであってもよい。 ポリマーとし て好ましいものとしては、 ガラス転移温度 （T g) が高く、 耐熱性に優れること からポリイミ ド樹脂が挙げられ、 その中でもフッ素化ポリイミ ド樹脂が特に好ま しい。
典型的なポリマー光導波路積層体は、 シリコン基板、 その上層の二酸化珪素層 の上に、 有機ジルコニウム化合物層と、 フッ素を含まない樹脂層と、 下部クラッ ド層と、 コア層と、 このコア層を埋め込む上部クラッド層と、 保護層とが、 この 順に積層された構造を有する。 下部クラッド層、 コア層及び上部クラッド層は、 いずれもフッ素を含むポリイミ ド樹脂により形成され、 有機ジルコニウム化合物 層及びフッ素を含まない樹脂層は、 基板と下部クラッド層との接着性を高めるた めに配置されている。 上記構造の光導波路を基板上に多数 （例えば、 1 0 0〜 1 0 0 0個） 形成した 後、 これをブレードを用いてダイシングにより切断することにより、 短冊状に切 り出し、 さらにこの短冊状の基板をダイシングにより、 個々の光導波路デバイス に切り出し、 1個の光導波路デバイスを完成させる。
以下、 本発明のダイシング方法についてさらに詳細に説明する。 本発明の第 1実施態様は、 表面に多数の光素子を形成した基板をブレードによ りダイシングして個々の光デバイスを製造する方法において、 適度な自生発刃作 用の行われるブレードを用い、 ダイシングを複数回に分けて行うことを特徴とす る方法である。
本発明の第 2実施態様は、 表面に多数の光素子を形成した、 樹脂層積層基板を ブレ"ドによりダイシングして個々の光デバイスを製造する方法において、 ダイ シングを複数回に分けて行うこと、 2回目以降のダイシングに使用するブレード の厚みが、 直前のダイシングに使用するブレードの厚みよりも薄いことを特徴と する方法である。
本発明の第 3実施態様は、 表面に多数の光素子を形成した基板の裏面に、 ダイ シングテープを貼付し、 基板の表面側からブレードによりダイシングして個々の 光デバイスを製造する方法において、 適度な自生発刃作用の行われるブレードを 用い、 ダイシングを複数回に分けて行うことを特徴とする方法である。 第 3実施態様のように基板の裏面にダイシングテープを貼付し固定している場 合やヮッ.クスを塗り固定している場合は、 2回目以降のダイシングで基板を完全 に切断することが可能である。 しかし、 ダイシングテープ等を使用しない場合は 、 基板をハーフカットし、 その後折ることにより、 個々の光デバイスを切り離し てもよい。
ダイシングを複数回に分けて行うことの有利な点は、 1回目のダイシングでほ ぼ樹脂層のみを切断することで、 ブレード砥粒によりコア端面を研磨し、 2回目 以降のダイシングで基板 （例えば、 シリコン基板） を切断するが、 既に 1回目の 切断により、 ブレードの先端が摩耗し、 刃厚が薄くなつているため、 1回目のダ イシングによる加工面にブレードが触れないことから、 1段目を再研磨せず、 研 磨精度が向上するということである。 従って、 第 2実施態様においても、 適度な 自生発刃作用の行われるブレードを用いてダイシングを行うことが望ましい。 但 し、 第 2実施態様においては、 適度な自生発刃作用のないブレード、 例えば、 ダ ィャモンド電着ブレード等を用いてダイシングを行うことも可能である。
ダイシングを複数回に分けて行う際に重要な点は、 第 2実施態様に示すように 、 2回目以降のダイシングに使用するブレードの厚みが、 直前のダイシングに使 用するブレードの厚みよりも薄いことである。 このため、 2回目以降のダイシン グに使用するブレードが、 直前のダイシングで切断した切断面に触れることがな く、 形成された研磨面の平滑性が保持され、 また、 ダイシング効率も向上する。
2回目以降のダイシングに使用するブレードの厚みは、 直前のダイシングに使 用するブレードの厚みよりも好ましくは 0 . 0 5〜0 . 5 m、 さらに好ましく は 0 . 1〜0 . 3〃m薄いことが望ましい。
複数回のダイシングをおいて行う場合、 1回目のダイシングにおいて樹脂層の 大部分をその厚み方向に切断しても良いし、 1回目のダイシングにおレ、て樹脂層 をその厚み方向に完全に切断しても良いし、 或いは、 1回目のダイシングにおい て樹脂層の全部及び基板の一部をその厚み方向に切断しても良い。
通常、 厚みが 1 0 0〃m以下の樹脂層の切断は 1回のダイシングで行っても良 いが、 これよりも一般に厚い基板の切断はその厚みに応じて複数回のダイシング で切断した方が良い場合がある。 本発明の第 3実施態様では、 まず、 多数の光素子を形成した基板の裏面にダイ シングテープを貼付する。 ダイシングにより基板は完全に切断され、 分離される が、 ダイシングテープは基板貼付面からわずかに切り込まれるだけで分離される ことはない。 これはダイシングの際に、 切断された光導波路基板等が飛散しブレ 一ドに損傷を与えることを防ぐと共に、 切断後の取扱を容易にするためである。 本発明には、 種々のダイシングテープを使用できるが、 切断時における基板と の粘着力が、 例えば、 3. 0〜10. ON/ 20謹程度のものが好ましい。 粘着 力が 3. 0NZ20難より低いと固定が不充分で端部の欠けが増加し、 また 10 . 0N/20麗を越えると、 基板貼付時の取扱の困難さから気泡が入り、 この場 合にも端部の欠けが増加する。
一方剥離時には粘着力が 1. 0 N/20腿以下のものが好ましい。 粘着力が高 過ぎると剥離が困難となり、 無理に剥離した場合端部の欠けが増加するためであ る。 またダイシングテープは基板をしっかり固定するためには硬い材質のものが 良い。 しかながら硬過ぎる場合、 光導波路基板剥離時にテープが伸びず、 剥離困 難が生じる。
以上の観点から、 本発明に使用するのに特に好ましいものは、 UV照射前は高 い粘着力を有するが、 U V照射によりその粘着力が顕著に低下するタイプのもの である。 このようなダイシングテープの具体例としては、 東洋化学製 UHP— 1 005M3 (ポリオレフイン系） 等が挙げられる。
本発明のダイシングに使用されるブレードは、 適度な自生発刃作用の行われる ブレードである。 ここで 「適度な自生発刃作用」 とは、 外径 2インチ （約 53mm ) 、 刃厚 150〃mのブレードを用い、 3万 rpm、 送り速度 5誦 /秒で、 1删厚 のシリコンウェハをダイシングした際の刃の摩耗量が、 ダイシング長 1 m当たり 5 /m以上であるもの、 及びこれに相当する自生発刃作用を有するものを意味す る。
本発明の方法において、 自生発刃作用が高いブレードを使用した方が、 端部の 欠けが少なく好ましいが、 自生発刃作用が高過ぎる場合、 摩耗量が大きくなり過 ぎて、 刃の交換が頻繁に必要となるという問題がある。 従って、 自生発刃作用の 程度が、 好ましくは 5〜20 /m、 さらに好ましくは 5〜10〃mのプレードを使 用することが望ましい。 好ましい自生発刃作用の行われるブレ一ドの具体的な例 としては、 メタルレジンボンド、 レジンボンド製のものがあるが、 メタルレジン ボンド製のものが最も好ましい。 市販品としては、 ディスコ製 P 1 A 8タイプ等 が挙げられる。
ブレードを構成する砥粒のサイズが大きい程切削力は大きくなる。 本発明に使 用するブレードの砥粒サイズは、 4〜1 0〃m程度が好ましい。
本発明は、 ダイシングを複数回に分けて行うことを特徴とする。 ダイシングの 回数を多くするときれいな切断面が得られ、 端部の欠けの発生も少なくなるが、 回数に比例して加工時間が長くなるので、 通常は 2回に分けることが望ましい。 例えば、 1回目のダイシングで樹脂層 （約 2 0 0 m厚） を切断し、 2回目のダ イシングで基板層 （約 8 0 0〃m厚） を切断する。
他のダイシング条件は通常の方法と同じであり、 ダイシングの際には、 ブレー ドクーラー水を 1 . 0〜2 . 0 L/分、 シャワー水を 0 . 5〜2 . 0 L/分程度 供給する。 ブレードの刃厚は 5 0〜2 0 0〃m程度、 加工速度は 2〜3 0画/秒、程 度、 さらに好ましくは 5〜2 0画/秒程度、 ブレード回転数は、 直径 2インチの ブレードの場合 3 0 0 0 0 - 4 0 0 0 0 r p m程度が適当である。
本発明はさらに、 基板表面に光素子を設けた光デバイスであって、 基板裏面の 切断面に対する垂線方向への欠け、 すなわち、 基板裏面の端部の欠けの最大サイ ズが 0 . 1議以下、 好ましくは 0 . 0 5腿以下であることを特徴とする光デバイ スを提供するものである。
このような光デバイスは、 本発明のダイシング方法を適用することにより容易 に製造することができる。 なお、 基板表面の切断面に対する垂線方向への欠け、 すなわち、 基板表面の端部の欠けの最大サイズは通常は 0 . 0 5腿以下に抑制す ることができる。 本発明の光デバイスの、 基板表面の切断面に対する垂線方向へ の欠け、 すなわち、 基板表面の端部の欠けの最大サイズは 0 . 0 5删以下、 好ま しくは 0 . 0 3腿以下であることが望ましい。 また、 本発明の光デバイスの、 基板裏面に生じた欠けの総面積は、 5 %以下が 好ましく、 3 %以下がより好ましく、 1 %以下が特に好ましい。
なお、 本発明において光デバイスとは、 基板として、 ガラス、 石英等の無機材 料、 シリコン、 ガリウムヒ素、 アルミニウム、 チタン等の半導体や、 金属材料、 ポリイミド、 ポリアミ ド等の高分子材料、 またはこれらの材料を複合化した材料 を用いて、 これら基板の上に、 光素子、 例えば、 光導波路、 光合波器、 光分波路 、 光減衰器、 光回折器、 光増幅器、 光干渉器、 光フィル夕、 光スィッチ、 波長変 換器、 発光素子、 受光素子あるいはこれらが複合化されたものなどを形成したも のを指す。 上記の基板上には、 発光ダイオード、 フォトダイオード等の半導体装 置や金属膜を形成することもあり、 更に勘反の保護や屈折率調整などのために、 基板上に、 上述のとおり二酸化珪素被膜を形成したり、 あるいは、 窒化シリコン 、 酸化アルミニウム、 窒化アルミニウム、 酸化タンタルなどの被膜を形成しても よい。 実施例及び比較例
直径約 1 2 . 7 c m厚さ約 1誦のシリコンウェハ上に多数のポリイミ ド光導波 路 （厚さ 2 0〜3 0〃m) を形成した。 まずシリコンウェハ上に、 有機ジルコ二 ゥム化合物層 （fl莫厚約 1 0 0オングストローム） を設け、 次に、 フッ素を含まな い第 1のポリイミ ド樹旨層 （J3莫厚約 0 . 2 3〃m) を設けた。 さらに第 2のポリ ィミ ド樹脂膜からなる下部クラッド層 （膜厚約 6 m) 、 第 3のポリイミ ド樹 S旨 膜からなるコア層 （膜厚約 6 . 5〃m) 、 及び第 2のポリイミ ド樹脂膜からなる 上部クラッド層 （膜厚は、 コア層の直上で約 1 0〃m、 他の部分で約 1 5〃m) 、 第 4のポリイミ ド樹旨膜からなる保護層 （膜厚は、 コア層から離れた端部で約 5 j m) を設けた。
この基板の裏面にダイシングテープを貼付し、 ダイシングにより個々の光導波 路デバイスに切り出し、 光導波路デバイスを完成させた。 この際のダイシング条 件及び結果を表 1に示す。 ダイシングの切り幅は 150 m、 光導波路デバイス の寸法は 1. 5mmx 8. 0mmであった。 表 1
Figure imgf000013_0001
樹脂はがれ：基板表面の切断面に対する垂線方向への樹脂はがれの最大サイズ 欠けの最大サイズ：基板裏面の切断面に対する垂線方向への欠けの最大サイズ 欠けの総面積：基板裏面に生じた欠けの総面積 産業上の利用可能性
本発明によれば、 表面に多数の光素子を形成した基板の裏面に、 ダイシングテ —プを貼付し、 基板の表面側からプレードによりダイシングして個々の光デバイ スを製造する方法において、 適度な自生発刃作用の行われるブレードを用い、 ダ ィシングを複数回に分けて行っているため、 基板裏面端部の欠けが大幅に減少し
、 異物の発生が少なくなる。 この際、 ダイシングテープとして、 U V照射により 粘着力が低下して容易に剥離するタイプのテープを使用すると、 欠けの発生をさ らに少なくし、 その大きさ （欠けの総面積） をさらに少なくすることができる。 また、 本発明の光デバイスは、 端部の欠けが少なく、 また、 同一のブレードを 用いてダイシングしているため切断面に切削段差がなく平面性に優れている。

Claims

請求の範囲
1 . 表面に多数の光素子を形成した基板をブレードによりダイシングして個々の 光デバイスを製造する方法において、 適度な自生発刃作用の行われるブレードを 用い、 ダイシングを複数回に分けて行うことを特徴とする方法。
2 . 表面に多数の光素子を形成した、 樹脂層積層基板をブレードによりダイシン グして個々の光デバイスを製造する方法において、 ダイシングを複数回に分けて 行うこと、 2回目以降のダイシングに使用するブレードの厚みが、 直前のダイシ ングに使用するブレードの厚みよりも薄いことを特徴とする方法。
3 . 2回目以降のダイシングに使用するブレードの厚みが、 直前のダイシングに 使用するブレードの厚みよりも 0 . 0 5〜0 . 5〃m薄いことを特徴とする請求 項 2記載の方法。
4 . 1回目のダイシングにおいて樹脂層の大部分を切断することを特徴とする請 求項 1〜 3のいずれか 1項記載の方法。
5 . 1回目のダイシングにおいて樹脂層を完全に切断することを特徴とする請求 項 1〜 3のいずれか 1項記載の方法。
6 . 1回目のダイシングにおいて樹脂層の全部及び基板の一部を切断することを 特徴とする請求項 1〜 3のいずれか 1項記載の方法。
7 . 表面に多数の光素子を形成した基板の裏面に、 ダイシングテープを貼付し、 基板の表面側からブレードによりダイシングして個々の光デバイスを製造する方 法において、 適度な自生発刃作用の行われるブレードを用い、 ダイシングを複数 回に分けて行うことを特徴とする方法。
8 . ダイシングテープが、 UV照射により粘着力が低下するものである請求項 7 記載の方法。
9 . ダイシングテープが、 切断時における基板との粘着力が、 3 . 0〜1 0 . 0 N/20画であり、 剥離時における基板との粘着力が 1. 0N/20薦以下であ る請求項 7又は 8記載の方法。
10. 適度な自生発刃作用の行われるブレードが、 外径 2インチ （約 53腿） 、 刃厚 150〃mのブレードを用い、 3万 rpm、 送り速度 5讓 /秒で、 1腿厚のシ リコンウェハをダイシングした際の刃の摩耗量が、 ダイシング長 lm当たり 5〜 20〃mのものである請求項 1〜 9のいずれか 1項記載の方法。
11. 自生発刃作用の行われるブレードが、 メタルレジンボンド製又はレジンボ ンド製のものである請求項 1〜 10のいずれか 1項記載の方法。
12. ブレードの砥粒サイズが、 4〜 10〃mである請求項 1〜 11のいずれか 1項記載方法。
13. ダイシングを 2回に分けて行うことを特徴とする請求項 1〜12のいずれ か 1項記載の方法。
14. 基板表面に光素子を設けた光デバイスであって、 基板裏面の切断面に対す る垂線方向への欠けの最大サイズが 0. 1誦以下であることを特徴とする光デバ イス。
15. 基板がシリコンである請求項 14記載の光デバイス。
16. ポリマー光導波路デバイスである請求項 15記載の光デバイス。
4
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