CN104339090B - 光器件晶片的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供光器件晶片的加工方法。沿着分割预定线将光器件晶片分割为一个个光器件，在对会聚脉冲激光光线的聚光透镜的数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)的值为0.05～0.2的范围内设定聚光透镜的数值孔径(NA)，实施发光层除去工序，将脉冲激光光线的聚光点定位于发光层附近并分割预定线从单晶基板的背面侧进行照射，沿着分割预定线除去发光层，然后实施盾构隧道形成工序，将脉冲激光光线的聚光点定位于单晶基板的正面附近并沿着分割预定线从光器件晶片的单晶基板的背面侧进行照射，从单晶基板的正面到背面使细孔和遮蔽该细孔的非晶质生长并形成盾构隧道。
Description
技术领域
本发明涉及如下的光器件晶片的加工方法：沿着分割预定线将光器件晶片分割为一个个光器件，其中，该光器件晶片如下：在蓝宝石(Al2O3)基板、碳化硅(SiC)基板等的单晶基板的正面层叠发光层，并且在由形成为格子状的多个分割预定线划分出的多个区域形成了发光二极管、激光二极管等的光器件。
背景技术
在光器件制造工艺之中，在蓝宝石(Al2O3)基板、碳化硅(SiC)基板等的单晶基板的正面层叠由n型氮化物半导体层和p型氮化物半导体层构成的发光层，并在由形成为格子状的多个分割预定线划分出的多个区域形成了发光二极管、激光二极管等的光器件，构成光器件晶片。然后，沿着分割预定线切断光器件晶片，从而分割形成了光器件的区域，制造出一个个芯片。
作为上述的分割光器件晶片的方法，尝试了如下的激光加工方法：使用对于晶片具有透过性的波长的脉冲激光光线，使聚光点对准应分割的区域的内部并照射脉冲激光光线。该使用激光加工方法的分割方法是如下的技术：使聚光点对准内部，从晶片的一个面侧向晶片照射具有透过性的波长的脉冲激光光线，在被加工物的内部沿着分割预定线连续形成改质层，沿着通过形成该改质层而强度降低的切割道施加外力，从而分割晶片(例如，参照专利文献1)。
此外，作为沿着分割预定线分割光器件晶片的方法，如下的技术已得到实用化：沿着分割预定线向晶片照射具有吸收性的波长的脉冲激光光线，从而实施烧蚀加工并形成激光加工槽，沿着形成作为该断裂起点的激光加工槽的分割预定线施加外力而将其割断(例如，参照专利文献2)。
专利文献1日本专利第3408805号公报
专利文献2日本特开平10―305420号公报
然而，为了将激光光线的聚光点定位于晶片的内部以形成改质层，需要使用数值孔径(NA)为0.8左右的聚光透镜，例如为了将厚度为300μm的晶片分割为一个个器件，就必须形成为重合多层改质层，存在生产效率较差的问题。
此外，若向晶片照射具有吸收性的波长的脉冲激光光线，则会在晶片的照射面附近实施烧蚀加工而能量不会渗透至晶片的内部，因而必须沿着分割预定线多次照射脉冲激光光线，生产效率较差，而且存在碎屑飞散而降低光器件的品质的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而完成的，其主要的技术课题在于，提供一种光器件晶片的加工方法，沿着分割预定线效率良好地将光器件晶片分割为一个个光器件，并且不会降低光器件的品质，其中，该光器件晶片在单晶基板的正面层叠发光层并在由形成为格子状的多个分割预定线划分出的多个区域上形成了光器件。
为了解决上述主要技术课题，本发明提供一种光器件晶片的加工方法，沿着分割预定线将光器件晶片分割为一个个光器件，其中，该光器件晶片在单晶基板的正面层叠发光层且在由形成为格子状的多个分割预定线划分出的多个区域上形成了光器件，该加工方法的特征在于，包括：数值孔径设定工序，在对聚光透镜的数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)的值为0.05～0.2的范围内设定聚光透镜的数值孔径(NA)，其中，该聚光透镜对脉冲激光光线进行会聚；发光层除去工序，从单晶基板的背面侧将脉冲激光光线的聚光点定位于发光层附近，沿着分割预定线照射脉冲激光光线，从而沿着分割预定线除去发光层；盾构隧道形成工序，从实施了该发光层除去工序的光器件晶片的单晶基板的背面侧将脉冲激光光线的聚光点定位于单晶基板的正面附近，沿着分割预定线照射脉冲激光光线，从单晶基板的正面到背面使细孔和遮蔽该细孔的非晶质进行生长，形成盾构隧道；以及分割工序，向实施了该盾构隧道形成工序的光器件晶片施加外力，分割为一个个光器件，在该发光层除去工序中，按照比在该盾构隧道形成工序中形成盾构隧道的脉冲激光光线的能量小的能量且以聚光点重合的方式照射脉冲激光光线。
在上述发光层除去工序中照射的脉冲激光光线被设定为每一个脉冲的能量为2μJ～6μJ，在上述盾构隧道形成工序中照射的脉冲激光光线被设定为每个脉冲的能量为30μJ以上。
在本发明的晶片的加工方法中，在对会聚脉冲激光光线的聚光透镜的数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)的值为0.05～0.2的范围内设定聚光透镜的数值孔径(NA)，实施发光层除去工序，从单晶基板的背面侧将脉冲激光光线的聚光点定位于发光层附近，并沿着分割预定线照射脉冲激光光线，从而沿着分割预定线除去发光层，然后实施盾构隧道形成工序，从光器件晶片的单晶基板的背面侧将脉冲激光光线的聚光点定位于单晶基板的正面附近，并沿着分割预定线照射脉冲激光光线，从单晶基板的正面到背面使细孔和遮蔽该细孔的非晶质进行生长，形成盾构隧道。
因此，在实施盾构隧道形成工序时沿着分割预定线除去在单晶基板的正面层叠的分割预定线上的发光层，因而不会对与分割预定线相邻的光器件的发光层带来损伤。此外，照射脉冲激光光线而使细孔和遮蔽该细孔的非晶质在定位于单晶基板的聚光点与脉冲激光光线入射的一侧之间生长以形成盾构隧道，因此在厚度例如为300μm的单晶基板上也能够从激光照射面(上表面)到下表面形成盾构隧道，因而即使单晶基板的厚度较厚，也仅仅照射1次脉冲激光光线即可，因而生产效率极为良好。此外，在盾构隧道形成工序中碎屑不会飞散，因此还能消除降低器件品质的问题。
附图说明
图1是作为通过本发明的晶片的加工方法加工的晶片的光器件晶片的立体图和放大表示主要部分的剖面图。
图2是表示将图1所示的光器件晶片贴附于在环状框架安装的切割带的状态的立体图。
图3是用于实施本发明的晶片的加工方法的发光层除去工序和盾构隧道形成工序的激光加工装置的主要部分立体图。
图4是本发明的晶片的加工方法的发光层除去工序的说明图。
图5是本发明的晶片的加工方法的盾构隧道形成工序的说明图。
图6是表示聚光透镜的数值孔径(NA)和光器件晶片的折射率(N)与对数值孔径(NA)除以折射率(N)的值(S＝NA/N)之间的关系的图。
图7是表示在蓝宝石基板(Al2O3)和碳化硅(SiC)基板上形成盾构隧道的状态的脉冲激光光线的能量与盾构隧道的长度之间的关系的曲线图。
图8是用于实施本发明的晶片的加工方法的分割工序的分割装置的立体图。
图9是本发明的晶片的加工方法的分割工序的说明图。
符号说明
2：光器件晶片
21：发光层
22：分割预定线
23：光器件
24：盾构隧道
3：环状框架
30：切割带
4：激光加工装置
41：激光加工装置的卡盘台
42：激光光线照射单元
422：聚光器
6：分割装置
具体实施方式
以下，参照附图进一步详细说明本发明的晶片的加工方法。
图1的(a)和(b)中示出放大表示通过本发明的晶片的加工方法分割为一个个光器件的光器件晶片的立体图和主要部分的剖面图。图1的(a)和(b)所示的光器件晶片2在厚度为300μm的作为单晶基板的蓝宝石基板20的正面20a层叠由氮化物半导体构成的发光层(外延层)21。而且，发光层(外延层)21由形成为格子状的多个分割预定线22进行划分，在该划分出的多个区域上形成发光二极管、激光二极管等的光器件23。
为了沿着分割预定线22分割上述光器件晶片2，首先，实施晶片支撑工序，将光器件晶片2贴附于在环状框架安装的切割带的正面。即，如图2所示，以覆盖环状框架3的内侧开口部的方式在安装外周部的切割带30的正面贴附光器件晶片2的发光层(外延层)21的正面21a。因此，贴附于切割带30的正面的光器件晶片2，蓝宝石基板20的背面20b露出。
图3示出沿着实施了上述晶片支撑工序的光器件晶片2的分割预定线22实施激光加工的激光加工装置。图3所示的激光加工装置4具有保持被加工物的卡盘台41、向保持于该卡盘台41上的被加工物照射激光光线的激光光线照射单元42、对保持于卡盘台41上的被加工物摄像的摄像单元43。卡盘台41构成为吸附保持被加工物，通过未图示的加工进给单元而在图3中箭头X所示的加工进给方向上移动，通过未图示的分度进给单元而在图3中箭头Y所示的分度进给方向上移动。
上述激光光线照射单元42具有实质上水平配置的圆鼓形状的壳体421。在壳体421内配设有脉冲激光光线振荡单元，该脉冲激光光线振荡单元具有未图示的脉冲激光光线振荡器和重复频率设定单元。在上述壳体421的前端部安装有聚光器422，该聚光器422具有用于会聚由脉冲激光光线振荡单元振荡出的脉冲激光光线的聚光透镜422a。该聚光器422的聚光透镜422a的数值孔径(NA)是如下地设定的。即，聚光透镜422a的数值孔径(NA)被设定为使得对数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)的值为0.05～0.2的范围(数值孔径设定工序)。另外，激光光线照射单元42具有聚光点位置调整单元(未图示)，该聚光点位置调整单元用于调整通过聚光器422的聚光透镜422a会聚的脉冲激光光线的聚光点位置。
在构成上述激光光线照射单元42的壳体421的前端部安装的摄像单元43构成为除了具有通过可视光线摄像的通常的摄像元件(CCD)之外，还具有向被加工物照射红外线的红外线照明单元、捕捉通过该红外线照明单元照射的红外线的光学系统、输出与通过该光学系统捕捉的红外线对应的电气信号的摄像元件(红外线CCD)等，将摄像得到的图像信号发送给未图示的控制单元。
使用上述激光加工装置4，沿着实施了上述晶片支撑工序的光器件晶片2的分割预定线22实施激光加工时，首先，在上述图3所示的激光加工装置4的卡盘台41上放置贴附了光器件晶片2的切割带30侧。然后，使未图示的吸附单元进行工作，从而将光器件晶片2经由切割带30保持于卡盘台41上(晶片保持工序)。因此，保持于卡盘台41的光器件晶片2，蓝宝石基板20的背面20b成为上侧。另外，图3中省略了安装切割带30的环状框架3，而环状框架3保持于在卡盘台41配设的适当的框架保持单元。如上，吸附保持了光器件晶片2的卡盘台41通过未图示的加工进给单元而定位于摄像单元43的正下方。
在卡盘台41定位于摄像单元43的正下方时，执行通过摄像单元43和未图示的控制单元检测光器件晶片2的应进行激光加工的加工区域的校准作业。即，摄像单元43和未图示的控制单元执行图形匹配等图像处理，用以进行在光器件晶片2的第1方向形成的分割预定线22与沿着该分割预定线22照射激光光线的激光光线照射单元42的聚光器422的位置对准，完成激光光线照射位置的校准(校准工序)。此外，对于在光器件晶片2上沿着与上述第1方向正交的第2方向形成的分割预定线22，也同样完成激光光线照射位置的校准。此时，光器件晶片2的形成了分割预定线22的发光层(外延层)21的正面21a位于下侧，而由于摄像单元43如上所述由红外线照明单元、捕捉红外线的光学系统和输出与红外线对应的电气信号的摄像元件(红外线CCD)等构成，因此能够透过作为单晶基板的蓝宝石基板20的背面20b而对分割预定线22进行摄像。
若实施了上述校准工序，则实施发光层除去工序，在该发光层除去工序中，从构成光器件晶片2的作为单晶基板的蓝宝石基板20的背面20b侧将脉冲激光光线的聚光点定位于发光层21的附近，沿着分割预定线22照射脉冲激光光线，从而沿着分割预定线22除去发光层21。即，如图4的(a)所示，使卡盘台41向照射激光光线的激光光线照射单元42的聚光器422所处的激光光线照射区域移动，将规定的分割预定线22定位于聚光器422的正下方。此时，如图4的(a)所示，光器件晶片2被定位为使得分割预定线22的一端(图4的(a)中的左端)处于聚光器422的正下方。然后，使未图示的聚光点位置调整单元进行工作，使聚光器422在光轴方向上进行移动，从构成光器件晶片2的作为单晶基板的蓝宝石基板20的背面20b侧将脉冲激光光线LB的聚光点P定位于蓝宝石基板20的正面20a侧(发光层(外延层)21侧)的附近(聚光点定位工序)。
若如上所述实施了聚光点定位工序，则使激光光线照射单元42进行工作，从聚光器422照射脉冲激光光线LB，实施上述发光层除去工序。即，从聚光器422向构成光器件晶片2的作为单晶基板的蓝宝石基板照射具有透过性的波长的脉冲激光光线LB，并使卡盘台41在图4的(a)中箭头X1所示方向以规定的进给速度移动(发光层除去工序)。然后，若分割预定线22的另一端(图4的(b)中的右端)到达了图4的(b)所示的激光光线照射单元42的聚光器422的照射位置，则停止脉冲激光光线的照射并停止卡盘台41的移动。
例如如下地设定上述发光层除去工序中的加工条件。
通过上述加工条件实施发光层除去工序，使得脉冲激光光线的聚光点的重合率为50％，如图4的(c)所示，在作为单晶基板的蓝宝石基板20的正面层叠的分割预定线22上的发光层21沿着分割预定线22而连续被破坏，形成除去槽211。
如上所述沿着规定的分割预定线22实施了上述发光层除去工序后，使卡盘台41沿着箭头Y所示方向上按照形成于光器件晶片2的分割预定线22的间隔进行分度移动(分度工序)，执行上述发光层除去工序。如上沿着在规定方向形成的所有分割预定线22实施了上述发光层除去工序后，使卡盘台41转动90度，沿着在与形成于上述第1方向的分割预定线22正交的第2方向上延伸的分割预定线22执行上述发光层除去工序。
另外，关于在上述发光层除去工序中照射的脉冲激光光线，优选将每个脉冲的能量设定为2μJ～6μJ。关于在该发光层除去工序中照射的脉冲激光光线的每个脉冲的能量，将在后面详细说明。
如上所述实施了发光层除去工序后，实施盾构隧道形成工序，在该盾构隧道形成工序中，从构成光器件晶片2的作为单晶基板的蓝宝石基板20的背面侧将脉冲激光光线的聚光点定位于作为单晶基板的蓝宝石基板20的正面附近，沿着分割预定线22照射脉冲激光光线，从作为单晶基板的蓝宝石基板20的正面到背面使细孔和遮蔽该细孔的非晶质进行生长，形成盾构隧道。在实施该盾构隧道形成工序时，将保持实施了上述发光层除去工序的光器件晶片2的卡盘台41如图5的(a)所示移动至照射激光光线的激光光线照射单元42的聚光器422所处的激光光线照射区域，将规定的分割预定线22定位于聚光器422的正下方。此时，如图5的(a)所示，光器件晶片2被定位为使得分割预定线22的一端(图5的(a)中的左端)处于聚光器422的正下方。然后，使未图示的聚光点位置调整单元进行工作，使聚光器422在光轴方向上进行移动，从构成光器件晶片2的作为单晶基板的蓝宝石基板20的背面20b侧将脉冲激光光线LB的聚光点P定位于蓝宝石基板20的正面20a附近(聚光点定位工序)。
如上所述实施了聚光点定位工序后，实施盾构隧道形成工序，在该盾构隧道形成工序中，使激光光线照射单元42进行工作并从聚光器422照射脉冲激光光线LB，在从定位于构成光器件晶片2的作为单晶基板的蓝宝石基板20的正面20a附近的聚光点P到入射了脉冲激光光线的一侧(蓝宝石基板20的背面20b侧)形成细孔和遮蔽该细孔的非晶质，形成盾构隧道。即，从聚光器422向构成光器件晶片2的作为单晶基板的蓝宝石基板照射具有透过性的波长的脉冲激光光线LB，并使卡盘台41向图5的(a)中箭头X1所示的方向上以规定的进给速度移动(盾构隧道形成工序)。然后，如图5的(b)所示，若分割预定线22的另一端(图5的(b)中的右端)到达激光光线照射单元42的聚光器422的照射位置，则停止脉冲激光光线的照射并停止卡盘台41的移动。
例如如下地设定上述盾构隧道形成工序的加工条件。
通过实施上述盾构隧道形成工序，从而在构成光器件晶片2的作为单晶基板的蓝宝石基板20的内部，如图5的(c)所示，从脉冲激光光线LB的聚光点P被定位的单晶基板20的正面20a侧到作为照射面的单晶基板20的背面20b，使细孔241和形成于该细孔241的周围的非晶质242进行生长，并沿着分割预定线22以规定的间隔(本实施方式中为10μm的间隔(加工进给速度：500mm/秒)/(重复频率：50kHz))形成非晶质的盾构隧道24。如图5的(d)和(e)所示，该盾构隧道24由在中心形成的直径为左右的细孔241和形成于该细孔241的周围的直径为的非晶质242构成，本实施方式是形成为相邻的非晶质242彼此相连的方式。另外，在上述盾构隧道形成工序中形成的非晶质的盾构隧道24能够从构成光器件晶片2的作为单晶基板的蓝宝石基板20的正面20a侧到作为照射面的蓝宝石基板20的背面20b进行生长并形成，因而即使晶片的厚度较厚，也照射1次脉冲激光光线即可，因此生产效率极为良好。如上，在光器件晶片2的厚度较厚，例如为300μm的情况下，也能够从蓝宝石基板20的正面20a侧到作为照射面的背面20b形成盾构隧道24，因此不会在光器件晶片2上产生翘曲。此外，在盾构隧道形成工序中碎屑不会飞散，因此还能消除降低器件的品质的问题。另外，在实施盾构隧道形成工序时，如上所述在作为单晶基板的蓝宝石基板20的正面上层叠的分割预定线22上的发光层21沿着分割预定线22被除去，因此不会对与分割预定线22相邻的光器件23的发光层带来损伤。
如上所述沿着规定的分割预定线22实施了上述盾构隧道形成工序后，将卡盘台41在箭头Y所示的方向上按照形成于光器件晶片2的分割预定线22的间隔进行分度移动(分度工序)，执行上述盾构隧道形成工序。如上沿着形成于第1方向的所有分割预定线22实施了上述盾构隧道形成工序后，将卡盘台41转动90度，沿着在与形成于上述第1方向的分割预定线22正交的第2方向上延伸的分割预定线22执行上述盾构隧道形成工序。
在上述盾构隧道形成工序中，为了形成良好的盾构隧道24，重要之处在于，如上所述将聚光透镜422a的数值孔径(NA)设定为对数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)的值(S＝NA/N)为0.05～0.2的范围。
其中，参照图6说明数值孔径(NA)和折射率(N)与对数值孔径(NA)除以折射率(N)的值(S＝NA/N)之间的关系。在图6中，入射到聚光透镜422a的脉冲激光光线LB相对于聚光透镜422a的光轴以角度(θ)进行会聚。此时，sinθ为聚光透镜422a的数值孔径(NA)(NA＝sinθ)。若通过聚光透镜422a会聚的脉冲激光光线LB照射在由单晶基板构成的光器件晶片2上，则由于构成光器件晶片2的单晶基板的密度比空气高，因而脉冲激光光线LB由角度(θ)折射为角度(α)并在聚光点P进行会聚。此时，相对于光轴的角度(α)根据构成光器件晶片2的单晶基板的折射率(N)不同而不同。折射率(N)为(N＝sinθ/sinα)，因此对数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)的值(S＝NA/N)为sinα。因此，将sinα设定在0.05～0.2的范围(0.05≦sinα≦0.2)内是很重要的。
以下，说明设定为对聚光透镜422a的数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)的值(S＝NA/N)为0.05～0.2的范围的理由。
[实验1-1]
根据如下的加工条件对厚度为1000μm的蓝宝石(Al2O3)基板(折射率：1.7)形成盾构隧道，判定盾构隧道的良与否。
加工条件
如上，在蓝宝石基板(折射率：1.7)上，设定为对聚光透镜422a的数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)的值(S＝NA/N)为0.05～0.2的范围，从而形成盾构隧道。因此，在蓝宝石基板(折射率：1.7)上，将会聚脉冲激光光线的聚光透镜422a的数值孔径(NA)设定为0.1～0.35是很重要的。
[实验1-2]
根据如下的加工条件对厚度为1000μm的碳化硅(SiC)基板(折射率：2.63)形成盾构隧道，判定盾构隧道的良与否。
加工条件
如上，在碳化硅(SiC)基板(折射率：2.63)上，设定为对会聚脉冲激光光线的聚光透镜422a的数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)的值(S＝NA/N)为0.05～0.2的范围，从而形成盾构隧道。因此，在碳化硅(SiC)基板上，将会聚脉冲激光光线的聚光透镜422a的数值孔径(NA)设定为0.15～0.55是很重要的。
另外，盾构隧道形成于从聚光点P照射激光光线的一侧，因而需要将脉冲激光光线的聚光点定位于与脉冲激光光线入射侧的相反侧的面相邻的内侧。
根据上述实验1-1、实验1-2可确认到，通过设定为对会聚脉冲激光光线的聚光透镜422a的数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)的值(S＝NA/N)为0.05～0.2的范围，从而形成盾构隧道。
接着，说明脉冲激光光线的能量与盾构隧道的长度之间的相关关系。
[实验2]
根据如下的加工条件向厚度为1000μm的蓝宝石(Al2O3)基板、碳化硅(SiC)基板照射脉冲激光光线，求出脉冲激光光线的能量(μJ/脉冲)与盾构隧道的长度(μm)之间的关系。
加工条件
以0.05W(1μJ/脉冲)间隔提升平均输出，直到形成盾构隧道为止，在形成盾构隧道之后以0.5W(10μJ/脉冲)间隔提升平均输出，直到10W(200μJ/脉冲)为止，并计量盾构隧道的长度(μm)。
在上述蓝宝石(Al2O3)基板、碳化硅(SiC)基板上形成盾构隧道的状态下的脉冲激光光线的能量(μJ/脉冲)与盾构隧道的长度(μm)可表现为图7所示的曲线图，可知在在设脉冲激光光线的能量在5μJ/脉冲以上且盾构隧道的长度为Y(μm)、脉冲激光光线的能量为X(μJ/脉冲)的情况下，具有Y＝(3.0～4.0μm/μJ)X+50μm的相关关系。因此，在厚度500μm的蓝宝石(Al2O3)基板的情况下，设定为盾构隧道的长度为单晶基板的厚度的脉冲激光光线的能量为160μJ/脉冲以上。
接着，研究脉冲激光光线的波长和盾构隧道的形成状况。
[实验3-1]
关于厚度为1000μm的蓝宝石基板，验证根据如下的加工条件将脉冲激光光线的波长减小至2940nm、1550nm、1030nm、515nm、343nm、257nm、151nm时，能否在带隙8.0eV(波长换算：155nm)的蓝宝石基板形成盾构隧道。
加工条件
如上可确认到，在蓝宝石基板上，若将脉冲激光光线的波长设定为与带隙8.0eV对应的波长(波长换算：155nm)的2倍以上，则能形成盾构隧道。
[实验3-2]
关于厚度为1000μm的碳化硅(SiC)基板，验证在根据如下加工条件将脉冲激光光线的波长减小至2940nm、1550nm、1030nm、515nm、257nm时，能否在带隙2.9eV(波长换算：425nm)的碳化硅(SiC)基板形成盾构隧道。
加工条件
如上，在碳化硅(SiC)基板上，若将脉冲激光光线的波长设定为与带隙2.9eV对应的波长(波长换算：425nm)的2倍以上，则能形成盾构隧道。
根据上述实验3-1、实验3-2，可以确认到若将脉冲激光光线的波长设定为与单晶基板的带隙对应的波长的2倍以上，则能形成盾构隧道。
接着，说明在上述发光层除去工序中照射的脉冲激光光线的每个脉冲的能量。
若脉冲激光光线的每个脉冲的能量在10μJ以上，则可根据上述实验2的结果形成盾构隧道，而为了将光器件晶片分割为每个光器件则盾构隧道的长度需要在150μm以上，每个脉冲的能量需要在30μJ以上。
然而，在未实施上述发光层除去工序的状态下，若将聚光点从光器件晶片2的作为单晶基板的蓝宝石基板20的背面20b侧起定位于正面20a附近并沿着分割预定线22照射每个脉冲的能量在30μJ以上的脉冲激光光线，则在蓝宝石基板20的正面20a上层叠的分割预定线22上的发光层21和与分割预定线22相邻的光器件23的发光层被连锁破坏，降低光器件23的品质。
于是，本发明人等推测，在如上所述实施盾构隧道形成工序之前实施上述发光层除去工序，仅除去分割预定线22上的发光层，从而能够在形成盾构隧道时防止光器件23的发光层被连锁破坏，进行了用于仅除去分割预定线22上的发光层的实验。
[实验4-1]
将聚光点从光器件晶片2的作为单晶基板的蓝宝石基板20的背面20b侧起定位于正面20a附近并沿着分割预定线22照射具有能够形成盾构隧道的每个脉冲的能量为10μJ、20μJ的能量的脉冲激光光线时，无法破坏分割预定线22上的发光层。该原因可认为是脉冲激光光线的能量几乎用于盾构隧道的形成所致。
[实验4-2]
将聚光点从光器件晶片2的作为单晶基板的蓝宝石基板20的背面20b侧起定位于正面20a附近并沿着分割预定线22照射具有无法形成盾构隧道的每个脉冲的能量为1μJ～9μJ的能量的脉冲激光光线时，在每个脉冲的能量为2μJ～6μJ的范围内无法仅破坏分割预定线22上的发光层。
另外，每个脉冲的能量为7μJ～9μJ时，分割预定线22上的发光层21和与分割预定线22相邻的光器件23的发光层被连锁破坏。因此，将在发光层除去工序中照射的脉冲激光光线的每个脉冲的能量设定为2μJ～6μJ是很重要的。
若实施了上述盾构隧道形成工序，则实施晶片分割工序，在该实施晶片分割工序中，对光器件晶片2施加外力，沿着连续形成有由细孔241和形成于该细孔241的周围的非晶质242构成的盾构隧道24的分割预定线22将光器件晶片2分割为一个个光器件23。晶片分割工序是使用图8所示的分割装置实施的。图8所示的分割装置6具有保持上述环状框架3的框架保持单元61、扩张在保持于该框架保持单元61的环状框架3安装的光器件晶片2的带扩张单元62、拾取夹头63。框架保持单元61由环状框架保持部件611、配设于该框架保持部件611的外周的作为固定单元的多个夹钳612构成。框架保持部件611的上表面形成有放置环状框架3的放置面611a，在该放置面611a上放置环状框架3。而且，放置于放置面611a上的环状框架3通过夹钳612固定于框架保持部件611。如上构成的框架保持单元61被带扩张单元62支撑为能够在上下方向进行进退。
带扩张单元62具有配设于上述环状框架保持部件611的内侧的扩张鼓621。该扩张鼓621具有比环状框架3的内径小且比在安装于该环状框架3的切割带30上贴附的光器件晶片2的外径大的内径和外径。此外，扩张鼓621在下端具有支撑凸缘622。本实施方式的带扩张单元62具有将上述环状框架保持部件611支撑为能够在上下方向上进行进退的支撑单元623。该支撑单元623由配设于上述支撑凸缘622上的多个气缸623a构成，其活塞杆623b与上述环状框架保持部件611的下表面连结。如上由多个气缸623a构成的支撑单元623，在如图9的(a)所示的基准位置与如图9的(b)所示的扩张位置之间在上下方向上进行移动，其中，该基准位置是环状框架保持部件611的放置面611a的高度与扩张鼓621的上端的高度大致相同的位置，该扩张位置是相比于扩张鼓621的上端为规定的量下方的位置。
参照图9说明使用如上构成的分割装置6实施的晶片分割工序。即，将安装贴附了光器件晶片2的切割带30的环状框架3如图9的(a)所示放置于构成框架保持单元61的框架保持部件611的放置面611a上，通过夹钳612固定于框架保持部件611上(框架保持工序)。此时，框架保持部件611定位于图9的(a)所示的基准位置上。接着，使作为构成带扩张单元62的支撑单元623的多个气缸623a进行工作，使环状框架保持部件611下降至图9的(b)所示的扩张位置。因此，固定于框架保持部件611的放置面611a上的环状框架3也下降，因而如图9的(b)所示，安装于环状框架3的切割带30与扩张鼓621的上端缘接触并扩张(带扩张工序)。其结果，牵拉力呈放射状作用于在切割带30贴附的光器件晶片2上，因而连续形成上述盾构隧道24并沿着强度降低的分割预定线22将其分离为一个个光器件23，并且在光器件23之间形成间隔S。
接着，如图9的(c)所示，使拾取夹头63进行工作以吸附光器件23，将其从切割带30剥离并拾取，搬运至未图示的托盘或焊接工序。另外，在拾取工序中，如上所述贴附于切割带30的一个个光器件23之间的间隙S会扩大，因此能够在不与相邻的光器件23接触的情况下容易进行拾取。
Claims (2)
1.一种光器件晶片的加工方法，沿着分割预定线将光器件晶片分割为一个个光器件，其中，该光器件晶片在单晶基板的正面层叠有发光层且在由形成为格子状的多个分割预定线划分出的多个区域上形成了光器件，
该加工方法的特征在于，包括：
数值孔径设定工序，在对聚光透镜的数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(N)而得到的值为0.05～0.2的范围内设定聚光透镜的数值孔径(NA)，其中，该聚光透镜对脉冲激光光线进行会聚；
发光层除去工序，从单晶基板的背面侧将脉冲激光光线的聚光点定位于发光层附近，沿着分割预定线进行照射，从而沿着分割预定线除去发光层；
盾构隧道形成工序，从实施了该发光层除去工序的光器件晶片的单晶基板的背面侧将脉冲激光光线的聚光点定位于单晶基板的正面附近，沿着分割预定线进行照射，从单晶基板的正面到背面，使细孔和遮蔽该细孔的非晶质进行生长，形成盾构隧道；以及
分割工序，向实施了该盾构隧道形成工序的光器件晶片施加外力，沿着形成有盾构隧道的分割预定线，将包含单晶基板的光器件晶片分割为一个个光器件，
在该发光层除去工序中，按照比在该盾构隧道形成工序中形成盾构隧道的脉冲激光光线的能量小的能量且以聚光点重合的方式照射脉冲激光光线。
2.根据权利要求1所述的光器件晶片的加工方法，其中，
在该发光层除去工序中照射的脉冲激光光线被设定为，每一个脉冲的能量为2μJ～6μJ，在该盾构隧道形成工序中照射的脉冲激光光线被设定为，每一个脉冲的能量为30μJ以上。
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