CN106914704A - 光器件晶片的加工方法 - Google Patents

光器件晶片的加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106914704A
CN106914704A CN201610883854.8A CN201610883854A CN106914704A CN 106914704 A CN106914704 A CN 106914704A CN 201610883854 A CN201610883854 A CN 201610883854A CN 106914704 A CN106914704 A CN 106914704A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical device
device wafer
shield tunnel
laser light
preset lines
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CN201610883854.8A
Other languages
English (en)
Inventor
诸德寺匠
武田昇
桐原直俊
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.)
Disco Corp
Original Assignee
Disco Corp
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 Disco Corp filed Critical Disco Corp
Publication of CN106914704A publication Critical patent/CN106914704A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/362—Laser etching
    • B23K26/364—Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0005—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by breaking, e.g. dicing
    • B28D5/0011—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by breaking, e.g. dicing with preliminary treatment, e.g. weakening by scoring
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • H01L21/2003—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy characterised by the substrate
    • H01L21/2011—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy characterised by the substrate the substrate being of crystalline insulating material, e.g. sapphire
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • 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
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0075—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds comprising nitride compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0095—Post-treatment of devices, e.g. annealing, recrystallisation or short-circuit elimination
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
    • H01L33/007—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds

Abstract

提供光器件晶片的加工方法，能够不在侧面形成凹凸而将光器件晶片分割成一个个的光器件。光器件晶片的加工方法包含如下的工序：盾构隧道形成工序，将对于蓝宝石基板具有透射性的波长的脉冲激光光线的聚光点从蓝宝石基板的背面侧定位在内部而沿着与分割预定线对应的区域进行照射，使细孔和对细孔进行盾构的非晶质生长而沿着分割预定线形成盾构隧道；以及分割工序，对实施了盾构隧道形成工序的光器件晶片施加外力，沿着分割预定线将光器件晶片分割成一个个的光器件芯片。在盾构隧道形成工序中，使脉冲激光光线以具有扩展角的方式入射至聚光透镜从而产生球面像差。

Description

光器件晶片的加工方法
技术领域
本发明涉及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成一个个的光器件芯片，在该光器件晶片中，在蓝宝石基板的正面上形成有发光层，在由格子状的多条分割预定线划分出的多个区域中分别形成有光器件。
背景技术
在光器件制造工艺中，在作为大致圆板形状的蓝宝石基板的正面上层叠了由n型氮化镓半导体层和p型氮化镓半导体层构成的发光层(外延层)，并在由呈格子状形成的多条分割预定线划分出的多个区域中形成有发光二极管、激光二极管等光器件而构成光器件晶片。并且，通过沿着分割预定线切断光器件晶片而对形成有光器件的区域进行分割从而制造出一个个的光器件芯片。
关于上述的光器件晶片的沿着分割预定线的切断，通常是通过被称为划片器的切削装置而进行的。该切削装置具有：卡盘工作台，其对被加工物进行保持；切削单元，其用于对保持在该卡盘工作台上的被加工物进行切削；以及切削进给单元，其使卡盘工作台与切削单元相对地移动。切削单元包含主轴、装配于该主轴的切削刀具、以及对主轴进行旋转驱动的驱动机构。切削刀具由圆盘状的基台和装配于该基台的侧面外周部的环状的切削刃构成，关于切削刃，例如通过电铸将粒径为3μm左右的金刚石磨粒固定于基台，并且厚度形成为20μm左右。
但是，由于构成光器件晶片的蓝宝石基板的莫氏硬度较高，因此基于上述切削刀具的切断必然不容易。此外，由于切削刀具具有20μm左右的厚度，因此作为对器件进行划分的分割预定线，其宽度需要为50μm左右。因此，分割预定线所占的面积比例变高，存在生产性变差这样的问题。
为了解决上述的问题，作为沿着分割预定线分割光器件晶片的方法提出了如下的方法：通过沿着分割预定线照射对于蓝宝石基板具有吸收性的波长的脉冲激光光线而形成作为断裂的起点的激光加工槽，并通过沿着形成有作为该断裂的起点的激光加工槽的分割预定线施加外力而进行割断(例如，参照专利文献1)。
但是，存在如下的问题：当沿着构成光器件晶片的蓝宝石基板的正面上所形成的分割预定线照射激光光线而形成激光加工槽时，发光二极管等光器件的外周被烧蚀而导致被称为碎屑的熔融物附着，因此亮度降低，光器件的品质降低。
为了解决这样的问题，在下述专利文献2中公开了如下的加工方法：从未形成发光层(外延层)的蓝宝石基板的背面侧将对于蓝宝石基板具有透射性的波长的激光光线的聚光点定位在内部而沿着分割预定线进行照射，在蓝宝石基板的内部沿着分割预定线形成改质层，由此沿着因形成改质层而强度降低的分割预定线对蓝宝石基板进行分割。
但是，存在如下的问题：当在蓝宝石基板的内部沿着分割预定线形成改质层时，光器件的侧面被改质层覆盖，光器件的抗折强度降低，并且无法在从背面到正面的范围中垂直地分割。
为了解决这样的问题，在下述专利文献3中公开了如下的激光加工方法：在对脉冲激光光线进行聚光的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)，并照射由该聚光透镜聚光的脉冲激光光线而在定位于单晶基板的聚光点与脉冲激光光线所入射的一侧之间使细孔和对该细孔进行盾构的非晶质生长从而形成盾构隧道。
专利文献1：日本特开平10-305420号公报
专利文献2：日本特许第3408805号公报
专利文献3：日本特开2014-221483号公报
能够通过上述专利文献3中记载的激光加工方法沿着分割预定线对构成光器件晶片的蓝宝石基板实施激光加工，而在蓝宝石基板的从背面到正面的范围中使细孔和对该细孔进行盾构的非晶质生长从而形成盾构隧道，因此能够沿着分割预定线垂直地分割光器件晶片，并且能够防止因碎屑的飞散导致的光器件的品质和抗折强度的降低。
但是，产生了如下的新问题：当通过上述专利文献3中记载的激光加工方法沿着分割预定线对构成光器件晶片的蓝宝石基板实施激光加工并形成盾构隧道时，会像图8所示那样在蓝宝石基板的厚度方向中间部产生切挖部(凹凸口)，而在分割出的光器件的侧面上形成凹凸。
发明内容
本发明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，能够不在侧面上形成由切挖部(凹凸口)导致的凹凸而将光器件晶片分割成一个个的光器件芯片。
为了解决上述主要的技术课题，根据本发明，提供一种光器件晶片的加工方法，将光器件晶片分割成一个个的光器件芯片，该光器件晶片在蓝宝石基板的正面上形成有发光层并且在由格子状的多条分割预定线划分出的多个区域中分别形成有光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于，包含如下的工序：盾构隧道形成工序，将对于蓝宝石基板具有透射性的波长的脉冲激光光线的聚光点从蓝宝石基板的背面侧定位在蓝宝石基板的内部而沿着与分割预定线对应的区域进行照射，使细孔和对该细孔进行盾构的非晶质生长而沿着分割预定线形成盾构隧道；以及分割工序，对实施了该盾构隧道形成工序的光器件晶片施加外力，沿着分割预定线将光器件晶片分割成一个个的光器件芯片，在该盾构隧道形成工序中，使脉冲激光光线以具有扩展角的方式入射至聚光透镜，从而使通过聚光透镜后的脉冲激光光线产生球面像差。
优选在上述盾构隧道形成工序中，通过配设于聚光透镜的上游侧的凹透镜而使脉冲激光光线具有扩展角。优选上述凹透镜的焦距被设定为-0.1m～-5m。
根据本发明的光器件晶片的加工方法，由于在盾构隧道形成工序中，通过使脉冲激光光线以具有扩展角的方式入射至聚光透镜而照射产生了球面像差的脉冲激光光线，因此在从蓝宝石基板的背面到正面的范围中均匀地形成盾构隧道，因此不会在蓝宝石基板的厚度方向中间部产生切挖部(凹凸口)，不会在分割出的光器件芯片的侧面形成凹凸。
附图说明
图1的(a)、(b)是光器件晶片的立体图和放大示出主要部位的剖视图。
图2的(a)、(b)是保护带粘贴工序的说明图。
图3是用于实施盾构隧道形成工序的激光加工装置的主要部位立体图。
图4是图3所示的激光加工装置中所装备的激光光线照射单元的结构框图。
图5的(a)～(e)是盾构隧道形成工序的说明图。
图6是晶片支承工序的说明图。
图7的(a)～(c)是分割工序的说明图。
图8是通过以往的加工方法将光器件晶片分割成一个个的光器件的立体图。
标号说明
2：光器件晶片；20：蓝宝石基板；21：发光层(外延层)；211：分割预定线；212：光器件；23：盾构隧道；3：保护带；4：激光加工装置；41：激光加工装置的卡盘工作台；42：激光光线照射单元；424：聚光器；424b：聚光透镜；424c：凹透镜；7：分割装置。
具体实施方式
以下，关于本发明的光器件晶片的加工方法，参照附图进一步详细地进行说明。
图1的(a)和(b)中示出了通过本发明的光器件晶片的加工方法而加工的光器件晶片的立体图及其主要部位剖视图。由n型氮化镓半导体层和p型氮化镓半导体层构成的发光层21通过外延生长法以10μm的厚度层叠在厚度为500μm的蓝宝石(Al2O3)基板20的正面20a上而形成光器件晶片2。另外，在发光层21中，在由呈格子状形成的多条分割预定线211划分出的多个区域中形成有光器件212。
在沿着分割预定线将上述的光器件晶片2分割成一个个的光器件芯片的光器件晶片的加工方法中，首先，为了保护在构成光器件晶片2的发光层21的正面21a上所形成的光器件212，而实施在发光层21的正面21a上粘贴保护带的保护带粘贴工序。即，如图2所示，在构成光器件晶片2的发光层21的正面21a上粘贴保护带3。另外，保护带3在本实施方式中在厚度为100μm的丙烯酸系树脂片的正面上敷设有厚度5μm左右的丙烯酸系树脂粘贴层。
在实施了上述的保护带粘贴工序之后，实施盾构隧道形成工序，将对于蓝宝石基板20具有透射性的波长的脉冲激光光线的聚光点从蓝宝石基板20的背面侧定位在内部而沿着与分割预定线211对应的区域进行照射，使细孔和对该细孔进行盾构的非晶质生长而沿着分割预定线形成盾构隧道。该盾构隧道形成工序在本实施方式中是使用图3所示的激光加工装置4来实施的。图3所示的激光加工装置4具有：卡盘工作台41，其对被加工物进行保持；激光光线照射单元42，其对保持在该卡盘工作台41上的被加工物照射激光光线；以及拍摄单元43，其对保持在卡盘工作台41上的被加工物进行拍摄。卡盘工作台41构成为对被加工物进行吸引保持，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，并且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包含实质上水平配置的圆筒形状的壳体421。如图4所示，激光光线照射单元42具有：脉冲激光光线振荡单元422，其配设在上述壳体421内；输出调整单元423，其对从该脉冲激光光线振荡单元422振荡出的脉冲激光光线的输出进行调整；以及聚光器424，其对被该输出调整单元423调整了输出后的脉冲激光光线进行聚光而对作为被加工物的光器件晶片2照射，该光器件晶片2保持在作为卡盘工作台41的上表面的保持面上。脉冲激光光线振荡单元422由脉冲激光振荡器422a、重复频率设定单元422b以及脉冲宽度设定单元422c构成，该重复频率设定单元422b对脉冲激光振荡器422a振荡出的脉冲激光光线的重复频率进行设定，该脉冲宽度设定单元422c对脉冲激光振荡器422a振荡出的脉冲激光光线的脉冲宽度进行设定。这样构成的脉冲激光光线振荡单元422在本实施方式中振荡出波长为1030nm的脉冲激光光线LB。另外，脉冲激光光线振荡单元422和上述输出调整单元423由未图示的控制单元控制。
上述聚光器424由方向转换镜424a、聚光透镜424b以及凹透镜424c构成，其中，该方向转换镜424a使由脉冲激光光线振荡单元422振荡出且由输出调整单元423对输出进行了调整的脉冲激光光线LB在图4中朝向下方进行方向转换，该聚光透镜424b对由该方向转换镜424a进行了方向转换的脉冲激光光线LB进行聚光而对保持在卡盘工作台41的作为上表面的保持面上的被加工物进行照射，该凹透镜424c配设在该聚光透镜424b的上游侧，使脉冲激光光线LB具有扩展角。该聚光器424的聚光透镜424b的数值孔径(NA)被设定为如下。即，聚光透镜424b的数值孔径(NA)设定在数值孔径(NA)除以蓝宝石(Al2O3)基板的折射率而得到的值为0.05～0.2的范围。因此，由于蓝宝石(Al2O3)基板的折射率为1.7，因此聚光透镜424b的数值孔径(NA)设定在0.085～0.34的范围。另外，上述激光光线照射单元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(未图示)用于对由聚光器424的聚光透镜424b聚光的脉冲激光光线的聚光点位置进行调整。
配设在上述聚光透镜424b的上游侧的凹透镜424c对由方向转换镜424a进行了方向转换的脉冲激光光线以使其具有扩展角的方式引导到聚光透镜424b。因此，通过配设凹透镜424c，而像图4所示那样使由聚光透镜424b聚光的脉冲激光光线在P1至P2的范围中生成球面像差。另外，优选能够通过凹透镜424c的焦距(f)来调整球面像差的范围，凹透镜424c的焦距(f)设定为-0.1m～-5m。
另外，在上述的实施方式中，示出了作为生成球面像差的单元使用凹透镜424c的例子，该凹透镜424c用于对脉冲激光光线以使其具有扩展角的方式引导到聚光透镜424b，不过，在从脉冲激光光线振荡单元422振荡出的脉冲激光光线自身具有规定的扩展角的情况下，不需要必须设置凹透镜等球面像差生成单元。
关于安装在构成上述激光光线照射单元42的壳体421的前端部的拍摄单元43，除了通过可视光线进行拍摄的通常的拍摄元件(CCD)之外，还由红外线照明单元、光学系统以及拍摄元件(红外线CCD)等构成，该红外线照明单元对被加工物照射红外线，该光学系统捕捉由该红外线照明单元照射的红外线，该拍摄元件(红外线CCD)输出与该光学系统所捕捉到的红外线对应的电信号，该拍摄单元43将拍摄到的图像信号发送给未图示的控制单元。
要想使用像以上那样构成的激光加工装置4对实施了上述保护带粘贴工序的光器件晶片2实施上述的盾构隧道形成工序，在图3所示的激光加工装置4的卡盘工作台41上载置粘贴了光器件晶片2的保护带3侧。并且，通过使未图示的吸引单元进行动作而隔着保护带3将光器件晶片2保持在卡盘工作台41上(晶片保持工序)。因此，关于保持在卡盘工作台41上的光器件晶片2，蓝宝石基板20的背面20b成为上侧。这样对光器件晶片2进行吸引保持的卡盘工作台41被未图示的加工进给单元定位在拍摄单元43的正下方。
当将卡盘工作台41定位在拍摄单元43的正下方时，执行对准作业，通过拍摄单元43和未图示的控制单元对光器件晶片2的应该激光加工的加工区域进行检测。即，拍摄单元43和未图示的控制单元执行用于进行分割预定线211与激光光线照射单元42的聚光器424的对位的图案匹配等图像处理，并执行激光光线照射位置的对准(对准工序)，该分割预定线211形成在光器件晶片2的第1方向上，该激光光线照射单元42的聚光器424沿着分割预定线211照射。并且，对于在光器件晶片2上在与上述第1方向垂直的方向上所形成的分割预定线211，也同样地执行激光光线照射位置的对准。另外，在对准工序中，光器件晶片2的形成有分割预定线211和光器件212的发光层21位于下侧，但由于拍摄单元43像上述那样具有由红外线照明单元、光学系统以及拍摄元件(红外线CCD)等构成的拍摄单元，因此能够从蓝宝石基板20侧透射而拍摄分割预定线211，其中，该光学系统捕捉红外线，该拍摄元件(红外线CCD)输出与红外线对应的电信号。
在实施了上述的对准工序之后，如图5的(a)所示，使卡盘工作台41移动至照射激光光线的激光光线照射单元42的聚光器424所在的激光光线照射区域，并将规定的分割预定线211定位在聚光器424的正下方。此时，如图5的(a)所示，光器件晶片2被定位为分割预定线211的一端(图5的(a)中为左端)位于聚光器424的正下方。并且，如图5的(c)所示，使未图示的聚光点位置调整单元进行动作而使聚光器424在光轴方向上移动，而将从聚光器424的聚光透镜424b照射的脉冲激光光线LB的球面像差的范围即从P1至P2的中间点P0定位在距蓝宝石基板20的背面20b位于厚度方向上的期望的位置(定位工序)。另外，在本实施方式中，作为从聚光透镜424b照射的脉冲激光光线LB的球面像差的范围的P1至P2的中间点P0，设定在距光器件晶片2中的脉冲激光光线所入射的蓝宝石基板20的背面20b的期望的位置(例如从背面20b起按照76μm向正面20a侧的位置)。
在像上述那样实施了定位工序之后，实施盾构隧道形成工序，使激光光线照射单元42进行动作而从聚光器424照射脉冲激光光线LB，从脉冲激光光线LB的球面像差的范围(P1～P2)附近(背面20b侧)朝向正面20a形成细孔和对该细孔进行盾构的非晶质而形成盾构隧道，其中，该脉冲激光光线LB是从构成光器件晶片2的蓝宝石基板20上的聚光透镜424b照射的。即，从聚光器424照射对于构成光器件晶片2的蓝宝石(Al2O3)基板20具有透射性的波长的脉冲激光光线LB并且使卡盘工作台41在图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)。并且，在像图5的(b)所示那样、分割预定线211的另一端(在图5的(b)中为右端)到达激光光线照射单元42的聚光器424的激光光线照射位置之后，停止脉冲激光光线的照射并且停止卡盘工作台41的移动。
另外，上述的盾构隧道形成工序被设定为如下所示的加工条件。
波长：1030nm
重复频率：40kHz
脉冲宽度：10ps
平均输出：0.5W
光斑直径：φ5μm
加工进给速度：400mm/秒
聚光透镜的数值孔径：0.25
通过实施上述的盾构隧道形成工序，而在构成光器件晶片2的蓝宝石基板20的内部，像图5的(c)所示那样从聚光点P附近(背面20b)朝向正面20a使细孔231和形成于该细孔231的周围的非晶质232生长，沿着分割预定线211按照规定的间隔(在图示的实施方式中为10μm的间隔(加工进给速度：400mm/秒)/(重复频率：40kHz))形成非晶质的盾构隧道23。这样形成的盾构隧道23像图5的(d)和(e)所示那样、由形成于中心的直径为φ1μm左右的细孔231和形成于该细孔231的周围的直径为φ10μm的非晶质232构成，在本实施方式中采用以相互邻接的非晶质232彼此连接的方式相连地形成的形态。另外，在盾构隧道形成工序中，由于从聚光透镜424b照射的脉冲激光光线LB像上述那样以生成球面像差的状态对蓝宝石基板20进行照射，因此盾构隧道23在从蓝宝石基板20的背面到正面的范围中均匀地形成，因此不会在厚度方向中间部产生切挖部(凹凸口)。
在像上述那样实施了盾构隧道形成工序之后，实施晶片支承工序，在构成光器件晶片2的蓝宝石基板20的背面20b上粘贴划片带且通过环状的框架对该划片带的外周部进行支承。即，如图6所示，将构成光器件晶片2的蓝宝石基板20的背面20b粘贴在外周部被安装成覆盖环状的框架5的内侧开口部的划片带6的正面上。并且，将构成光器件晶片2的发光层21的正面21a上所粘贴的保护带3剥离。因此，关于划片带6的正面上所粘贴的光器件晶片2，发光层21的正面21a为上侧。
接着，实施分割工序，对光器件晶片2施加外力，沿着分割预定线211将光器件晶片2分割成一个个的具有光器件212的芯片。使用图7的(a)所示的分割装置7来实施该分割工序。即，对于隔着划片带6对实施了上述晶片支承工序的光器件晶片2进行支承的环状的框架5，以使划片带6侧朝上的方式载置在圆筒状的基座71的载置面71a上，并利用配设于圆筒状的基座71的外周的夹具72固定。并且，将构成光器件晶片2的蓝宝石基板20侧载置在构成弯曲载荷赋予单元73的平行配设的圆柱状的多个支承部件731上。此时，如图7的(b)所示，以将沿着上述分割预定线211形成的盾构隧道23定位在支承部件731与731之间的方式进行载置。并且，将按压部件732定位在构成光器件晶片2的蓝宝石基板20的背面20b上所粘贴的划片带6上的与图7的(a)中支承部件731与731之间所支承的最右端的分割预定线211对应的位置并进行按压(分割工序)。其结果为，对于光器件晶片2，沿着盾构隧道23作用弯曲载荷而在露出于蓝宝石基板20的正面20a侧的盾构隧道23侧产生拉伸载荷，如图7的(c)所示，沿着分割预定线211而形成的盾构隧道23成为分割的起点，沿着分割预定线211进行分割，其中，该盾构隧道23是沿着图7的(a)中最右端的分割预定线211形成的。沿着支承部件731与731之间所支承的分割预定线211依次实施该分割工序直到图7的(a)中最左端的分割预定线211。
另外，关于作为上述分割的起点的形成于蓝宝石基板20的盾构隧道23，在上述的图5所示的盾构隧道形成工序中，从聚光透镜424b照射的脉冲激光光线LB像上述那样在生成球面像差的状态下对蓝宝石基板20进行照射，因此在从蓝宝石基板20的背面到正面的范围中盾构隧道23均匀地形成，因此不会在厚度方向中间部产生切挖部(凹凸口)，在像图7的(c)所示那样分割出的光器件212的侧面上不会像上述图8所示的以往的加工方法那样形成基于切挖部(凹凸口)的凹凸。
如上所示，沿着盾构隧道23进行分割，其中，该盾构隧道23在构成光器件晶片2的蓝宝石基板20的内部沿着在第1方向上延伸的分割预定线211而形成，然后，使圆筒状的基座71转动90度，沿着盾构隧道23实施上述分割工序，其中，该盾构隧道23沿着在与上述第1方向垂直的方向上延伸的分割预定线211而形成，由此能够将光器件晶片2分割成一个个的具有光器件212的芯片。

Claims (3)

1.一种光器件晶片的加工方法，将光器件晶片分割成一个个的光器件芯片，该光器件晶片在蓝宝石基板的正面上形成有发光层并且在由格子状的多条分割预定线划分出的多个区域中分别形成有光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于，包含如下的工序：
盾构隧道形成工序，将对于蓝宝石基板具有透射性的波长的脉冲激光光线的聚光点从蓝宝石基板的背面侧定位在蓝宝石基板的内部而沿着与分割预定线对应的区域进行照射，使细孔和对该细孔进行盾构的非晶质生长而沿着分割预定线形成盾构隧道；以及
分割工序，对实施了该盾构隧道形成工序的光器件晶片施加外力，沿着分割预定线将光器件晶片分割成一个个的光器件芯片，
在该盾构隧道形成工序中，使脉冲激光光线以具有扩展角的方式入射至聚光透镜，从而使通过聚光透镜后的脉冲激光光线产生球面像差。
2.根据权利要求1所述的光器件晶片的加工方法，其中，
在该盾构隧道形成工序中，通过配设于该聚光透镜的上游侧的凹透镜而使脉冲激光光线具有扩展角。
3.根据权利要求2所述的光器件晶片的加工方法，其中，
该凹透镜的焦距被设定为-0.1m～-5m。
CN201610883854.8A 2015-10-13 2016-10-10 光器件晶片的加工方法 Pending CN106914704A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-202320 2015-10-13
JP2015202320A JP6549014B2 (ja) 2015-10-13 2015-10-13 光デバイスウエーハの加工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106914704A true CN106914704A (zh) 2017-07-04

Family

ID=58499909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610883854.8A Pending CN106914704A (zh) 2015-10-13 2016-10-10 光器件晶片的加工方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9761492B2 (zh)
JP (1) JP6549014B2 (zh)
KR (1) KR20170043443A (zh)
CN (1) CN106914704A (zh)
TW (1) TWI697041B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110039204A (zh) * 2018-01-16 2019-07-23 株式会社迪思科 被加工物的激光加工方法
CN110161735A (zh) * 2018-02-15 2019-08-23 株式会社迪思科 液晶面板的制造方法
CN110491800A (zh) * 2018-05-14 2019-11-22 松下知识产权经营株式会社 键合装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6549014B2 (ja) * 2015-10-13 2019-07-24 株式会社ディスコ 光デバイスウエーハの加工方法
JP6755705B2 (ja) 2016-05-09 2020-09-16 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP6888808B2 (ja) * 2017-03-30 2021-06-16 三星ダイヤモンド工業株式会社 樹脂層付き脆性材料基板の分断方法並びに分断装置
JP6837905B2 (ja) * 2017-04-25 2021-03-03 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
JP2021010936A (ja) * 2019-07-09 2021-02-04 株式会社ディスコ レーザ加工装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4692717B2 (ja) * 2004-11-02 2011-06-01 澁谷工業株式会社 脆性材料の割断装置
WO2014111385A1 (de) * 2013-01-15 2014-07-24 Corning Laser Technologies GmbH Verfahren und vorrichtung zum laserbasierten bearbeiten von flächigen substraten
CN104148816A (zh) * 2013-05-13 2014-11-19 株式会社迪思科 激光加工方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10305420A (ja) 1997-03-04 1998-11-17 Ngk Insulators Ltd 酸化物単結晶からなる母材の加工方法、機能性デバイスの製造方法
JP3408805B2 (ja) 2000-09-13 2003-05-19 浜松ホトニクス株式会社 切断起点領域形成方法及び加工対象物切断方法
JP2004337902A (ja) * 2003-05-14 2004-12-02 Hamamatsu Photonics Kk レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP4527488B2 (ja) * 2004-10-07 2010-08-18 株式会社ディスコ レーザ加工装置
JP4917382B2 (ja) * 2006-08-09 2012-04-18 株式会社ディスコ レーザー光線照射装置およびレーザー加工機
JP2009123835A (ja) * 2007-11-13 2009-06-04 Disco Abrasive Syst Ltd 半導体デバイスの製造方法
JP5537081B2 (ja) * 2009-07-28 2014-07-02 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
TW201343296A (zh) * 2012-03-16 2013-11-01 Ipg Microsystems Llc 使一工件中具有延伸深度虛飾之雷射切割系統及方法
JP6208430B2 (ja) * 2013-01-25 2017-10-04 株式会社ディスコ レーザー加工方法
JP6062287B2 (ja) * 2013-03-01 2017-01-18 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
JP6113529B2 (ja) * 2013-03-05 2017-04-12 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
US9676167B2 (en) * 2013-12-17 2017-06-13 Corning Incorporated Laser processing of sapphire substrate and related applications
JP6262039B2 (ja) * 2014-03-17 2018-01-17 株式会社ディスコ 板状物の加工方法
JP6466692B2 (ja) * 2014-11-05 2019-02-06 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
JP2016143766A (ja) * 2015-02-02 2016-08-08 株式会社ディスコ 単結晶部材の加工方法
JP6549014B2 (ja) * 2015-10-13 2019-07-24 株式会社ディスコ 光デバイスウエーハの加工方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4692717B2 (ja) * 2004-11-02 2011-06-01 澁谷工業株式会社 脆性材料の割断装置
WO2014111385A1 (de) * 2013-01-15 2014-07-24 Corning Laser Technologies GmbH Verfahren und vorrichtung zum laserbasierten bearbeiten von flächigen substraten
CN104148816A (zh) * 2013-05-13 2014-11-19 株式会社迪思科 激光加工方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110039204A (zh) * 2018-01-16 2019-07-23 株式会社迪思科 被加工物的激光加工方法
CN110161735A (zh) * 2018-02-15 2019-08-23 株式会社迪思科 液晶面板的制造方法
CN110491800A (zh) * 2018-05-14 2019-11-22 松下知识产权经营株式会社 键合装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170043443A (ko) 2017-04-21
US20170103921A1 (en) 2017-04-13
TWI697041B (zh) 2020-06-21
TW201719736A (zh) 2017-06-01
US9761492B2 (en) 2017-09-12
JP2017076666A (ja) 2017-04-20
JP6549014B2 (ja) 2019-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106914704A (zh) 光器件晶片的加工方法
CN104339090B (zh) 光器件晶片的加工方法
CN104148816A (zh) 激光加工方法
US9048349B2 (en) Optical device wafer processing method
CN107039563A (zh) 光器件晶片的加工方法
CN105006431A (zh) 单晶基板的加工方法
CN105834579B (zh) 单晶部件的加工方法
JP5860272B2 (ja) 光デバイスウエーハの加工方法
CN106531623A (zh) 加工衬底的方法
CN104078425A (zh) 晶片的加工方法
US10157793B2 (en) Method of processing single-crystal substrate
US8759195B2 (en) Optical device wafer processing method
CN108735593A (zh) 晶片的加工方法
JP6510933B2 (ja) 光デバイスウエーハの加工方法
JP6576782B2 (ja) ウエーハの加工方法
JP2017076713A (ja) ウエーハの加工方法
JP2018129341A (ja) 発光ダイオードチップの製造方法及び発光ダイオードチップ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170704