JP2007148126A - 横断溝を有する個片部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】互いに近接した横断溝を有する光デバイスをウエハから歩留まりよく製造する方法、及び歩留まりよく製造される光デバイスを提供する。
【解決手段】本発明の、互いに近接して横断方向(6b)に延びる横断溝(8)を有する光デバイス(1)を製造する方法は、ウエハ(6)に光デバイス(1)の要素(4)を配列し、光デバイス(1)に形成される横断溝(8)が終端すべきウエハ(6)の上面(10)の箇所に、横断溝(8)よりも深いハーフカット溝(26)を形成し、互いに近接して横断方向(6b)に延びる横断溝(8)を、ハーフカット溝(26)を横切るように形成し、近接した横断溝(8)の間に直立部分(24)を形成し、ハーフカット溝(26)の横断方向(6b)の長さよりも短い幅のブレードを用いて、ハーフカット溝(26)を、横断溝(8)と交差する方向(6a)に横切ってウエハ(6)を切断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウエハから製造される個片部品及びその製造方法に関し、更に詳細には、ウエハから製造され且つ横断溝を有する個片部品及びその製造方法に関する。

従来の光導波路部品等の光デバイスは、一般的には、基板の上に光導波路層を積層させることによって、光導波路等の光デバイス要素を多数配列したウエハを、ダイシング法等により切断して個々の光デバイスに切り出されて製造される（例えば、特許文献１）。ウエハの切断には、典型的には、円盤状のブレードが使用される。

以下、光デバイスが光フィルタを設置するための溝を有する場合を例に挙げて、光デバイスを製造するための従来方法を説明する。図７は、光デバイスの斜視図である。図８〜図１０は、光デバイスの製造工程を示すウエハの部分的な平面図である。

図７に示すように、光デバイス５０は、シリコン基板５２と、その上にポリマを積層させることにより形成した光導波路層５４と、を有するウエハ５６（図８参照）から切り出されて製造されたものである。光導波路層５４は、横断方向５６ｂに延びる２本の横断溝５８が形成された上面６０と、横断溝５８が終端する側面６２と、光ファイバー（図示せず）が接合される２つの端面６４ａ、６４ｂとを有している。また、光導波路層５４は、コア５４ａ及びクラッド５４ｂを有し、コア５４ａ及びクラッド５４ｂによって、光デバイス要素である光導波路が形成されている。コア５４ａは、一方の端面６４ａに設けられたポート５４ｃと、他方の端面６４ｂに設けられたポート５４ｄとを有し、ポート５４ｃとポート５４ｄとの間を光が伝搬方向５６ａに伝搬するように構成されている。
シリコン基板５２は、光導波路層５４の伝搬方向両側に延長された延長部５２ａを有し、延長部５２ａは、光ファイバー（図示せず）をポート５４ｃ、５４ｄと整列するように位置決めするためのＶ字形断面のＶ溝６６ａと、Ｖ溝６６ａと光導波路層５４との間に設けられ且つ横断方向５６ｂに延びる光ファイバー結合用溝６６ｂとが設けられている。また、シリコン基板５２は、光導波路層５４の側面６２と面一の側面６８を有している。光導波路層５４の側面６２及び光導波路層５４の６８は、光デバイス１をウエハ５６（図８参照）からダイシングブレードによって切断方向５６ａに切断したときに形成された切断面である。
２本の横断溝５８は、光フィルタ（図示せず）を設置するための光フィルタ設置用溝である。２本の横断溝５８は、互いに近接しており、２本の横断溝５８の間に直立部分７０が形成されている。

次に、上述した光デバイス５０を製造する方法を説明する。最初、図８に示すように、シリコン基板５２に、複数の光デバイス５０のためのＶ溝６６ａ及び光ファイバー結合用溝６６ｂを形成する。次いで、シリコン基板５２の全面にクラッド５４ｂ及びコア５４ａを積層させたあと、必要な部分だけを残してコア５４ａを除去し、その上に更にクラッド５４ｂを更に積層させる。次いで、光導波路層５４を残すように、クラッド５４ｂを除去する。シリコン基板５２と光導波路層５４は、ウエハ５６を構成する。図８では、光導波路層５４を形成する部分が、横断方向５６ｂに整列している状態を示しており、横断方向５６ｂと垂直な伝搬方向５６ａに整列している光導波路層５４を省略している。
次いで、図９に示すように、ウエハ５６を横断方向５６ｂに横切る２本の横断溝５８を形成する。典型的には、円盤状のダイシングブレードを用いて横断溝５８を形成する。
最後に、図１０に示すように、別の円盤状のダイシングブレードを用いて、横断方向５６ｂ及び伝搬方向５６ａにウエハ５６を切断することによって、個々の光デバイス５０を製造する。

特開２００１−２８１４３９号公報

ダイシングブレードを用いて横断溝５８を形成するとき、２本の横断溝５８が近接しているため、２本の横断溝５８の間の直立部分７０が割れてしまうことがある。また、ウエハ５６を横断方向５６ｂに横切る横断溝５８を形成するので、いったん直立部分７０の割れが生じると、その割れが横断方向５６ｂに拡がって、横断方向５６ｂに隣接した複数の光デバイス５０にまたがることがある。直立部分７０に割れが生じた光デバイス５０は、不良品になる。
また、横断方向５６ｂに隣接した光デバイス５０を個々の光デバイス５０にするために、ウエハ５６を伝搬方向５６ａに切断するとき、ダイシングブレードが光デバイス５０間の直立部分７０を押し倒して、光デバイス５０の直立部分７０も同時に押し倒してしまうことがある。直立部分７０が押し倒された光デバイス５０は、不良品になる。
その結果、１つのウエハ５６から製造される光デバイス５０の数が減り、ウエハ５６における歩留まりを低下させていた。

そこで、本発明は、互いに近接した横断溝を有する個片部品をウエハから歩留まりよく製造する方法、及び、歩留まりよく製造され且つ互いに近接した横断溝を有する個片部品を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、互いに近接して横断方向に延びる横断溝を有する個片部品を製造する方法であって、ウエハに複数の個片部品の要素を配列する配列工程と、個片部品に形成される横断溝が終端すべきウエハの上面の箇所に、前記横断溝よりも深い凹部を形成する凹部形成工程と、互いに近接して横断方向に延びる横断溝を、凹部を横切るように形成して、近接した横断溝の間に直立部分を形成する横断溝形成工程と、凹部の横断方向の長さよりも短い幅のブレードを用いて、凹部を、横断溝と交差する方向に横切ってウエハを切断する切断工程と、を有することを特徴としている。

このように構成された本発明による方法では、横断溝形成工程の前に設けられた凹部形成工程により、横断方向に隣接した個片部品間に凹部が形成される。従って、横断溝形成工程の際、従来技術の製造方法と異なり、横断方向に隣接した個片部品間に直立部分が形成されない。かくして、切断工程の際、従来技術の製造方法においてブレードが押し倒していた個片部品間の直立部分が存在しない。また、切断工程の時に使用されるブレードの幅が凹部の横断方向の長さよりも短いので、切断工程の際、ブレードが個片部品の直立部分に接触しない。その結果、直立部分が押し倒された不良品が減少し、ウエハにおける歩留まりを向上させることができる。

本発明の方法の実施形態において、好ましくは、横断溝形成工程は、ブレードによって行われる。

このように構成された本発明による方法では、横断溝形成工程の前に設けられた凹部形成工程により、横断方向に隣接した個片部品間に凹部が形成される。従って、ブレードによって行われる横断溝形成工程の際、ブレードは凹部を横切る。かくして、横断溝形成工程の際、従来技術の製造方法において隣接した複数の個片部品にまたがって生じていた割れが、凹部で途切れる。その結果、直立部分に割れが生じた不良品が減少し、ウエハにおける歩留まりを更に向上させることができる。

本発明の方法の実施形態において、好ましくは、凹部は、横断溝と交差する方向に連続して延びる溝であり、更に好ましくは、凹部は、ブレードによって形成される。

また、本発明の方法の実施形態において、好ましくは、個片部品は、光デバイスであり、横断溝は、光フィルタを設置するための溝である。

また、上記目的を達成するために、本発明は、ウエハから切断された個片部品であって、互いに近接して横断方向に延びる横断溝が形成された上面と、横断溝が終端する上部側面と、上部側面の下側に形成され且つ横断溝と横断方向に間隔をおいた平面内に位置する下部側面と、を有することを特徴としている。

このように構成された個片部品によれば、個片部品がウエハから切断されていない状態で、上部側面を形成しておき、個片部品をウエハからブレードによって切断するとき、下部側面を形成することが可能である。そのようにすれば、従来技術の製造方法と異なり、互いに近接した横断溝の間に形成される部分、即ち、直立部分が、横断方向に隣接した個片部品間にない状態で、個片部品をウエハから切断することができる。また、個片部品をウエハからブレードによって切断するとき、ブレードは、横断溝が終端する上部側面に接触しない。その結果、直立部分が押し倒された不良品が減少し、ウエハにおける歩留まりを向上させることができる。

本発明による個片部品の実施形態において、好ましくは、横断溝がブレードによって形成される。

このように構成された個片部品では、ブレードによって横断溝が形成される前に、上部側面を形成し、横断方向に隣接した個片部品の隣接した上部側面の間に隙間を設けることが可能である。そのようにすれば、ブレードによって横断溝を形成する際、互いに近接した横断溝の間に形成される部分、即ち、直立部分に割れが生じても、割れが拡がらずに上部側面の間の隙間で途切れる。その結果、直立部分に割れが生じた不良品が減少し、ウエハにおける歩留まりを更に向上させることができる。

本発明による個片部品の実施形態において、好ましくは、個片部品は、光デバイスであり、横断溝は、光フィルタを設置するための溝である。

以上説明した通り、本発明により、互いに近接した横断溝を有する個片部品をウエハから歩留まりよく製造する方法、及び、歩留まりよく製造され且つ互いに近接した横断溝を有する個片部品を提供することができる。

以下、図１〜図６を参照して、本発明による、横断溝を有する個片部品及びその製造方法の実施形態を説明する。本実施形態では、個片部品は、ウエハから切断される光デバイスであり、横断溝は、光フィルタを設置するための溝である。
図１は、本発明による製造方法によって形成された光デバイスの斜視図である。図２は、光デバイスの横断溝の断面図である。図３〜図６は、光デバイスの製造工程を示すウエハの部分的な平面図である。

まず、本発明による個片部品の実施形態である光デバイスを説明する。図１に示すように、光デバイス１は、基板２とその上に積層された光導波路層４を有するウエハ６（図３参照）から切り出して製造されたものである。

光導波路層４は、基板２の一部に形成され、概ね矩形形状をなし、横断方向６ｂに延びる２本の横断溝８が形成された上面１０と、横断溝８が終端する側面１２と、光ファイバー（図示せず）が接合される２つの端面１４ａ、１４ｂとを有している。端面１４ａ、１４ｂは、光の伝搬方向６ａに間隔をおいて横断方向６ｂに延びており、側面１２は、伝搬方向６ａに延びている。本実施形態では、横断溝８は、光フィルタ（図示せず）を設置するための光フィルタ設置用溝である。横断溝８については、後で詳細に説明する。

また、光導波路層４は、コア４ａ及びクラッド４ｂを有し、コア４ａ及びクラッド４ｂによって、光デバイス要素である光導波路が形成されている。コア４ａは、一方の端面１４ａに設けられたポート４ｃと、他方の端面６ｂに設けられたポート４ｄとを有し、ポート４ｃとポート４ｄとの間を光が伝搬するように構成されている。本実施形態では、端面１４ａのポート４ｃは１つであり、端面１４ｂのポート４ｄは２つであり、光導波路は、合分波部を構成している。光導波路層４は、ポリマで形成されることが好ましい。

基板２は、光導波路層４の伝搬方向両側に延長された延長部２ａを有し、延長部２ａは、光ファイバー（図示せず）をポート４ｃ、４ｄと整列するように位置決めするためのＶ字形断面のＶ溝１６ａと、Ｖ溝１６ａと光導波路層４との間に設けられ且つ横断方向６ｂに延びる光ファイバー結合用溝１６ｂとが設けられている。光ファイバー結合用溝１６ｂには、光ファイバー（図示せず）を基板２に固定するための接着剤が充填される。基板２は、シリコンで形成されることが好ましい。

また、基板２は、光導波路層４の側面１２と面一の上部側面１８と、上部側面１８の下側に形成され且つ上部側面１８と異なる面内に位置する下部側面２０とを有している。かくして、下部側面２０は、横断溝８と横断方向６ｂに間隔をおいた平面内に位置しており、上部側面１８と下部側面２０との間に段部２２が形成されている。下部側面２０は、光デバイス１をウエハ６（図３参照）からダイシングブレードによって切断方向６ａに切断したときに形成された切断面である。

２本の横断溝８は、互いに近接しており、２本の横断溝８の間に直立部分２４が形成されている。横断溝８は、導波路層４を貫き、基板２の中まで延びている。２本の横断溝８の間隔が、仮に２本の横断溝８を横切るようにダイシングブレードを移動させることによって横断溝８の間の直立部分２４が押し倒されることがある程度の間隔である場合に、本発明を適用することが好ましい。２本の横断溝８の間隔は、好ましくは、溝８に設置された光フィルタで反射する光の、波長に応じた損失特性に基づいて決定される。これは、導波路内を通過し、光フィルタによって反射される光の損失特性が、波長によって異なるためである。また、シリコン基板２の上にポリマ導波路層４が形成されている場合、２本の横断溝８の好ましい間隔Ｗ２を、それと横断溝８の深さＤ１との関係を用いて設定することができる。たとえば、図２に示す横断溝８の間隔Ｗ２と深さＤ１の関係が、Ｄ１÷Ｗ２＞１であることが好ましい。図２に示すように、好ましくは、横断溝８の幅Ｗ１は、１８〜２２μｍであり、深さＤ１は、１００〜３００μｍであり、２本の横断溝８の間隔、即ち、直立部分２４の幅Ｗ２は、３０〜３４μｍである。

次に、本発明による、横断溝を有する光デバイスの製造方法の一例を説明する。
最初、図３に示すように、ウエハ６に、光デバイス１の要素である光導波路層４を配列する配列工程を行う。具体的には、基板２にＶ溝１６ａ、光ファイバー結合用溝１６ｂを形成する。次いで、基板２の全面にクラッド４ｂ及びコア４ａを積層させたあと、必要な部分だけを残してコア４ａを除去し、その上に更にクラッド４ｂを積層させる。次いで、光導波路層４を残すように、クラッド４ｂを除去する。基板２と光導波路層４は、ウエハ６を構成し、更に積層させたクラッド４ｂは、ウエハ６及び光導波路層４の上面１０を構成する。図３では、光導波路層４を構成する部分が横断方向６ｂに整列している状態を示しており、横断方向６ｂと垂直な伝搬方向６ａに整列している光導波路層４を省略している。以上の工程は、従来から行われている方法を用いればよいので、その詳細な説明を省略する。

次に、図４に示すように、個片部品である光デバイス１に形成される横断溝８が終端すべきウエハ６の上面１０の箇所に、横断溝８よりも深い凹部２６を形成する凹部形成工程を行う。具体的には、凹部２６は、横断溝８と交差する方向に延びるハーフカット溝２６である。このハーフカット溝２６は、横断方向６ｂに隣接した光デバイス１の隣接した上部側面である、光導波路層４の側面１２及び基板の上部側面１８を構成する（図１参照）。ハーフカット溝２６をダイシングブレードによって形成することが好ましい。ハーフカット溝２６の深さ及び幅は、ウエハ６が割れたり、曲がったりすることを防止するように選択される。好ましくは、ハーフカット溝２６の深さは、図２に示す溝深さＤ１より１０〜５０μｍ大きい１１０〜３５０μｍであり、その横断方向６ｂの幅は、１３０〜１７０μｍである。

次に、図５に示すように、互いに近接して横断方向６ｂに延びる横断溝８を、凹部２６を横切るように形成して、近接した横断溝８の間に直立部分２４を形成する横断溝形成工程を行う。典型的には、円盤状のダイシングブレードを用いて横断溝８を形成する。横断溝８は、ハーフカット溝２６によって、横断方向６ｂに途切れており、ハーフカット溝２６内に、直立部分２４は存在しない。従って、直立部分２４に割れが生じても、その割れが隣接した横断溝８に拡がることが防止される。

最後に、図６に示すように、ハーフカット溝２６の横断方向６ｂの長さよりも短い幅のダイシングブレードを用いて、横断溝８と交差する伝搬方向６ａにハーフカット溝２６を横切ってウエハ６を切断する切断工程を行う。更に、横断方向６ｂにも切断して、個々の光デバイス１にすることが好ましい。上述したように、ハーフカット溝２６内に直立部分２４は存在せず、しかも、ダイシングブレードの幅がハーフカット溝２６の幅よりも狭いので、ダイシングブレードは、光導波路層４の直立部分２４に接触しないで、ウエハ６を光デバイス１に切断する。

次に、光デバイスの製造における本願発明の製造方法と従来技術の製造方法を比較した実験例を説明する。
実験例において、ウエハ６の半分の部分に本願発明の製造方法を適用し、残りの半分の部分に従来技術の製造方法を適用した。具体的には、ウエハ６の半分の部分に、ハーフカット溝２６を加工した。
凹部形成工程において、ディスコ社のブレードＰ１Ａ８５１ＳＤ１７００Ｒ１０ＭＢ０１を使用した。ブレードは、厚さ０．１４ｍｍ、外径５３ｍｍであった。ブレードの送り速度を５ｍｍ／ｓとし、回転数を３０，０００ｒｐｍとした。ハーフカット溝２６の深さを３００μｍとした。
横断溝形成工程において、ディスコ社のブレードＮＢＣ−ＺＢ−２２７Ｊを使用した。ブレードは、厚さ０．０２ｍｍ、外径５０．３ｍｍであった。ブレードの送り速度を１ｍｍ／ｓとし、回転数を３０，０００ｒｐｍとした。横断溝８の深さを２００μｍとした。
切断工程において、凹部形成工程と同様、ディスコ社のブレードＰ１Ａ８５１ＳＤ１７００Ｒ１０ＭＢ０１を使用した。ブレードは、厚さ０．０８〜０．１２ｍｍ、外径５３ｍｍであった。ブレードの送り速度を５ｍｍ／ｓとし、回転数を３０，０００ｒｐｍとした。

表１は、切断工程の前後において、直立部分２４に割れや倒れがある不良品の数を示す表である。表１から分かるように、切断工程前の不良品の数は、ハーフカット溝２６があるほうが少ない。即ち、ハーフカット溝２６を設けたことにより、横断溝形成工程における直立部分２４の割れが拡がらず、不良品の数が少なくなったことが分かる。また、切断工程前から切断工程後に増加した不良品の数は、ハーフカット溝２６が有る場合、２つしかないのに対し、ハーフカット溝２６が無い場合、７４個もある。即ち、ハーフカット溝２６を設けたことにより、切断工程において直立部分２４を押し倒すことが少なくなったことが分かる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
上記実施形態では、本発明の個片部品を、光デバイスを例に挙げて説明したが、互いに近接して横断方向に延びる横断溝があれば、本発明の個片部品は、光デバイスに限らない。
また、上記実施形態では、凹部をハーフカット溝２６によって構成したが、凹部は、横断溝８が終端する箇所に横断溝８の深さＤ１よりも深く設けられればその形状は任意である。例えば、凹部は、異方性エッチング又はＲＩＥ等を利用して形成された凹部又は溝であってもよい。

本発明による光デバイスの製造工程を示すウエハの部分的な平面図である。 光デバイスの横断溝の断面図である。 本発明による光デバイスの製造工程を示すウエハの部分的な平面図である。 本発明による光デバイスの製造工程を示すウエハの部分的な平面図である。 本発明による光デバイスの斜視図である。 本発明による光デバイスの製造工程を示すウエハの部分的な平面図である。 従来技術の光デバイスの斜視図である。 従来技術の光デバイスの製造工程を示すウエハの部分的な平面図である。 従来技術の光デバイスの製造工程を示すウエハの部分的な平面図である。 従来技術の光デバイスの製造工程を示すウエハの部分的な平面図である。

符号の説明

１ 光デバイス（個片部品）
２ 基板
４ 光導波路層
６ ウエハ
６ａ 伝搬方向
６ｂ 横断方向
８ 横断溝
１０ 上面
１２ 側面
１８ 上部側面
２０ 下部側面
２４ 直立部分
２６ ハーフカット溝（凹部）

Claims (8)

1. 互いに近接して横断方向に延びる横断溝を有する個片部品を製造する方法であって、
   ウエハに複数の個片部品の要素を配列する配列工程と、
   個片部品に形成される横断溝が終端すべきウエハの上面の箇所に、前記横断溝よりも深い凹部を形成する凹部形成工程と、
   互いに近接して横断方向に延びる横断溝を、前記凹部を横切るように形成して、近接した横断溝の間に直立部分を形成する横断溝形成工程と、
   前記凹部の横断方向の長さよりも短い幅のブレードを用いて、前記凹部を、前記横断溝と交差する方向に横切ってウエハを切断する切断工程と、を有することを特徴とする方法。
2. 前記横断溝形成工程は、ブレードによって行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記凹部は、前記横断溝と交差する方向に連続して延びる溝であることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記凹部は、ブレードによって形成されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記個片部品は、光デバイスであり、前記横断溝は、光フィルタを設置するための溝であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
6. ウエハから切断された個片部品であって、
   互いに近接して横断方向に延びる横断溝が形成された上面と、
   前記横断溝が終端する上部側面と、
   前記上部側面の下側に形成され且つ前記横断溝と前記横断方向に間隔をおいた平面内に位置する下部側面と、を有することを特徴とする個片部品。
7. 前記横断溝がブレードによって形成されることを特徴とする請求項６に記載の個片部品。
8. 前記個片部品は、光デバイスであり、前記横断溝は、光フィルタを設置するための溝であることを特徴とする請求項６又は７に記載の個片部品。

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