CN105097448B - 晶片的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种晶片的加工方法,能够以使得对单晶锭分割而形成的晶片上不会产生翘曲的方式进行加工。在对单晶锭进行分割而形成的晶片的加工方法中,实施去除残留于晶片外周的晶体畸变的晶体畸变去除工序。在晶体畸变去除工序中,从晶片的一个面侧沿着外周缘对相比于外周缘偏规定的量的内侧的位置处照射对晶片具有透过性的波长的激光束,在从晶片的一个面到另一个面上的范围内使细孔和密封该细孔的非晶质成长,形成环状的密封通道。然后,沿着密封通道施加外力,从而在密封通道的区域上使晶片破断,去除残留有晶体畸变的外周部。
Description
技术领域
本发明涉及对于作为层叠形成LED等的光器件的发光层的基板的碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等的晶片的加工方法。
背景技术
层叠有形成LED等的光器件的发光层的碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等的晶片是通过钢丝锯等将碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等的单晶锭分割为规定的厚度而形成的(例如,参照专利文献1)。
对单晶锭分割而形成的晶片的正反表面被磨削而被精加工为镜面。
专利文献1日本特开2010-207988号公报
然而,若磨削晶片的正面或背面,则可能在晶片产生翘曲而发生破损,存在生产效率较差的问题。
此外,若在晶片上产生了翘曲,则无法均匀地层叠发光层,存在LED等的光器件的品质发生不均的问题。
关于如上对晶片的正面或背面进行磨削而发生翘曲的情况,可认为是在生成锭时在外周部上残留有晶体畸变所致。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而完成的,其主要技术课题在于,提供一种能够以在对单晶锭分割而形成的晶片上不会产生翘曲的方式进行加工的晶片的加工方法。
为了解决上述主要技术课题,本发明提供一种晶片的加工方法,该晶片是对单晶锭进行分割而形成的,其特征在于,实施去除残留于晶片外周的晶体畸变的晶体畸变去除工序,在上述晶体畸变去除工序中,将用于对激光光线进行会聚的聚光透镜的数值孔径设定为满足聚光透镜的数值孔径除以单结晶基板的折射率得到的值在0.05~0.2的范围内,从晶片的一个面侧在相比于外周缘偏规定的量的内侧的位置处沿着外周缘照射对晶片具有透过性的波长的激光光线,在从晶片的一个面到另一个面上的范围内使细孔和密封该细孔的非晶质成长,形成环状的密封通道(sealed tunnel),沿着该密封通道施加外力,从而在该密封通道的区域中使晶片破断,去除残留有晶体畸变的外周部。
进而,优选实施标记形成工序,在晶片的一个面的激光光线照射区域的内侧形成表示晶体方位的标记。
本发明的对单晶锭分割而形成的晶片的加工方法实施去除残留于晶片外周的晶体畸变的晶体畸变去除工序,因此即使磨削晶片的一个面或另一个面也不会产生由于残留晶体畸变而导致的翘曲。因此,在后续工序中将发光层层叠于晶片上的被磨削的一个正面上时,由于不存在翘曲而能够形成均匀厚度的发光层。
附图说明
图1是对单晶锭分割而形成的晶片的立体图。
图2是用于实施晶体畸变去除工序的第1实施方式的激光加工装置的要部立体图。
图3是晶体畸变去除工序的第1实施方式的说明图。
图4是在被实施了晶体畸变去除工序的第1实施方式的晶片上形成表示晶体方位的标记的标记形成工序的说明图。
图5是晶体畸变去除工序中的外周部去除工序的说明图。
图6是用于实施晶体畸变去除工序的第2实施方式的激光加工装置的要部立体图。
图7是晶体畸变去除工序的第2实施方式的说明图。
图8是磨削工序的说明图。
标号说明
2:晶片;21:凹口;22:密封通道;23:表示晶体方位的标记;3、30:激光加工装置;31:激光加工装置的卡盘台;32:激光光线照射单元;322:聚光器;4:磨削装置;41:磨削装置的卡盘台;42:磨削单元;424:磨削轮。
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示出通过本发明的晶片的加工方法而加工的晶片的立体图。图1所示的晶片2是通过钢丝锯等将碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等的单晶锭分割为规定的厚度(例如700~800μm)而形成的,且在其外周设有表示晶体方位的凹口21。在如上对单晶锭分割而形成的晶片2的外周残留有晶体畸变。
本发明的晶片的加工方法实施去除残留于晶片2外周的晶体畸变的晶体畸变去除工序。该晶体畸变去除工序的第1实施方式是使用图2所示的激光加工装置3而实施的。图2所示的激光加工装置3具有保持被加工物的卡盘台31、以及对保持于该卡盘台31上的被加工物照射激光光线的激光光线照射单元32。卡盘台31构成为吸附保持被加工物,且凭借未图示的旋转机构在图2中的箭头31a所示的方向上旋转。
上述激光光线照射单元32具有实际上水平配置的圆筒形状的外壳321。在外壳321内配设有具有未图示的脉冲激光光线振荡器和重复频率设定单元的脉冲激光光线振荡单元。在上述外壳321的前端部安装有聚光器322,该聚光器322具有用于会聚从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322a(参照图3)。该聚光器322的聚光透镜322a的数值孔径(NA)是如下设定的。即,聚光透镜322a的数值孔径(NA)被设定为单结晶基板的折射率(N)除数值孔径(NA)的值为0.05~0.2的范围内(数值孔径设定工序)。另外,激光光线照射单元32具有用于调整被聚光器322的聚光透镜322a会聚的脉冲激光光线的聚光点位置的聚光点位置调整单元(未图示)。
参照图3说明使用上述激光加工装置3实施的晶体畸变去除工序的第1实施方式。
作为晶体畸变去除工序的第1实施方式,首先如图3的(a)所示,将晶片2的一个面2a作为上方而将另一个面2b放置于激光加工装置3的卡盘台31上,在该卡盘台31上吸附保持晶片2。通过未图示的移动机构将吸附保持晶片2的卡盘台31移动至聚光器322所处的加工区域上,如图3所示,将其定位于使得晶片2的相比于外周缘偏规定的量的内侧的位置处位于聚光器322的正下方的位置。然后,以使得被聚光器322的聚光透镜322a会聚的脉冲激光光线LB的聚光点P被定位于晶片2的厚度方向上的期望位置上的方式启动未图示的聚光点位置调整单元,使聚光器322在光轴方向上移动(定位工序)。另外,在本实施方式中,脉冲激光光线的聚光点P被设定于从晶片2上的被照射脉冲激光光线的上表面(一个面2a侧)起的期望位置(例如从一个面2a起的5~10μm的另一个面2b侧的位置)处。
接着,从聚光器322照射对晶片2具有透过性的波长的脉冲激光光线LB,并且使卡盘台31在图3的(a)中的箭头31a所示的方向上旋转(密封通道形成工序)。然后,在卡盘台31旋转了1次后,如图3的(b)所示停止脉冲激光光线的照射,并且停止卡盘台31的旋转。
通过实施上述密封通道形成工序,从而在晶片2的内部如图3的(b)和图3的(c)所示,从脉冲激光光线LB的聚光点P附近(作为上表面的一个面2a)朝向作为下表面的另一个面2b,使细孔221和形成于该细孔221的周围的非晶质222成长,沿着晶片2的外周缘而呈环状形成非晶质的密封通道22。该密封通道22形成为彼此相邻的非晶质222互相连接。另外,在上述密封通道形成工序中形成的非晶质的密封通道22能够形成于从作为晶片2的上表面的一个面2a到作为下表面的另一个面2b的范围内,因而在晶片的厚度较厚时,照射1次脉冲激光光线即可,因此生产效率极为良好。
另外,如下设定密封通道形成工序中的加工条件。
(可以通过点径d=(2λ)/(π·NA/N)的算式求出。设波长λ=1030nm计算时,NA/N=0.2时d=3.3μm、NA/N=0.05时d=约13μm)
周速度 :200mm/秒
另外,优选实施标记形成工序,具体是,如图4所示,将聚光器322定位于激光光线照射区域的内侧的对应于凹口21的位置的正上方,并对如上所述被实施了密封通道形成工序的晶片2的上表面(一个面2a)照射脉冲激光光线,从而形成表示晶体方位的标记23。该标记形成工序也可以在实施上述密封通道形成工序之前实施。另外,标记形成工序不限于使用激光光线,还可以通过其他打印单元形成表示晶体方位的标记23。
通过实施上述密封通道形成工序,从而使得呈环状形成于晶片2的外周部上的密封通道22的强度降低,因此通过沿着该形成为环状的密封通道22施加外力,从而如图5所示,在密封通道22的区域发生破断,去除掉残留有晶体畸变的外周部24(外周部去除工序)。另外,通过实施外周部去除工序,从而将形成于晶片2的外周上的表示晶体方位的凹口21与外周部24一起去除,而在密封通道22的内侧,在上述标记形成工序中,在对应于凹口21的位置上形成有表示晶体方位的标记23,因此在去除了外周部24之后也能够确认晶体方位。
接着,参照图6和图7说明去除残留于晶片2的外周上的晶体畸变的晶体畸变去除工序的第2实施方式。另外,实施第2实施方式的激光加工装置30与上述图2所示的激光加工装置3为实质相同的结构,因此对同一部件施加相同符号并省略对其说明。
第2实施方式中,从晶片2的一个面侧在相比于外周缘偏规定的量的内侧的位置处沿着外周缘照射对晶片2具有吸收性的波长的激光光线,并沿着外周缘实施烧蚀加工以形成激光加工槽,从而去除残留有晶体畸变的外周部。即,如图6和图7的(a)所示,将保持于卡盘台31上的晶片2的相比于外周缘偏规定的量的内侧的位置处定位成位于聚光器322的正下方。然后,从聚光器322照射对晶片2具有吸收性的波长的脉冲激光光线,并且使卡盘台31在图7的(a)中的箭头31a所示的方向上旋转1次。此时,将从聚光器322照射的脉冲激光光线的聚光点P对准半导体晶片2的作为上表面的一个面2a附近。其结果,如图7的(b)所示,在晶片2上的相比于外周缘偏规定的量的内侧的位置处形成有从作为上表面的一个面2a到达作为下表面的另一个面2b上的环状的激光加工槽25,去除掉环状的激光加工槽25的外侧的残留有晶体畸变的外周部24(激光加工槽形成工序)。
例如如下设定上述激光加工槽形成工序中的加工条件。
另外,如上所述,优选在激光加工槽形成工序的实施后或实施前实施标记形成工序,将聚光器322定位于激光光线照射区域的内侧的对应于凹口21的位置的正上方,并对晶片2的上表面(一个面2a)照射脉冲激光光线,从而形成表示晶体方位的标记23(参照图6)。
如果实施了由上述密封通道形成工序和激光加工槽形成工序构成的晶体畸变去除工序,则实施磨削被去除了外周部的晶片的一个面并形成为规定的精加工厚度的磨削工序。该磨削工序是使用图8的(a)所示的磨削装置4实施的。图8的(a)所示的磨削装置4具有保持被加工物的卡盘台41、以及磨削保持于该卡盘台41上的被加工物的磨削单元42。卡盘台41构成为在作为保持面的上表面上吸附保持被加工物,且凭借未图示的旋转驱动机构而在图8的(a)上的箭头41a所示的方向上旋转。磨削单元42具有主轴外壳421、以自由旋转的方式支撑于该主轴外壳421上且凭借未图示的旋转驱动机构而旋转的旋转主轴422、安装于该旋转主轴422的下端的安装器423、以及安装于该安装器423的下表面的磨削轮424。该磨削轮424由圆环状的基座425、以及呈环状安装于该基台425的下表面的磨削磨石426构成,基座425被紧固螺栓427安装于安装器423的下表面上。
使用上述磨削装置4实施上述磨削工序时,如图8的(a)所示,在卡盘台41的上表面(保持面)上放置上述晶片2的另一个面2b侧。然后,启动未图示的吸附单元,在卡盘台41上吸附保持晶片2(晶片保持工序)。若如上在卡盘台41上吸附保持了晶片2,则使卡盘台41在图8的(a)上的箭头41a所示的方向上例如以300rpm旋转,并且使磨削单元42的磨削轮424在图8的(a)上的箭头424a所示的方向上例如以6000rpm旋转,如图8的(b)所示,使构成磨削轮424的磨削磨石426接触作为被加工面的晶片2的上表面即一个面2a,使磨削轮424如图8的(a)和图8的(b)上的箭头424b所示,例如以1μm/秒的磨削进给速度向下方(垂直于卡盘台41的保持面的方向)进行规定的量的磨削进给。其结果,作为晶片2的上表面的一个面2a被磨削,而使得晶片2形成为规定的厚度(例如300μm)。如上磨削晶片2而形成为规定的厚度时,如上所述去除了晶片2上的残留有晶体畸变的外周部,因此不会产生翘曲。因此,在后续工序中,在晶片2的被磨削的一个面上层叠发光层时,由于不存在翘曲,因而能够形成均匀厚度的发光层。
Claims (2)
1.一种晶片的加工方法,该晶片是对单晶锭进行分割而形成的,该加工方法的特征在于,
执行去除残留于晶片外周的晶体畸变的晶体畸变去除工序,
在该晶体畸变去除工序中,将用于对激光光线进行会聚的聚光透镜的数值孔径设定为满足聚光透镜的数值孔径除以单结晶基板的折射率得到的值在0.05~0.2的范围内,从晶片的一个面侧在相比于外周缘偏规定的量的内侧的位置处沿着外周缘照射对晶片具有透过性的波长的激光光线,在从晶片的一个面到另一个面的范围内使细孔和密封该细孔的非晶质成长,形成环状的密封通道,沿着该密封通道施加外力,从而在该密封通道的区域中使晶片破断,去除残留有晶体畸变的外周部。
2.根据权利要求1所述的晶片的加工方法,其中,
执行标记形成工序,在该标记形成工序中,在晶片的一个面的激光光线照射区域的内侧形成表示晶体方位的标记。
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