JP2011108856A - Method of processing optical device wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板の表面に光デバイス層が積層され格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域に光デバイスが形成された光デバイスウエーハを、ストリートに沿って個々の光デバイスに分割するウエーハの加工方法に関する。 The present invention relates to an optical device wafer in which optical devices are formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of streets formed by laminating optical device layers on the surface of a substrate, and each optical device along the streets. The present invention relates to a method for processing a wafer to be divided into two.
光デバイス製造工程においては、略円板形状であるサファイア基板や炭化珪素基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体からなる光デバイス層が積層され格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域に発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスを形成して光デバイスウエーハを構成する。そして、光デバイスウエーハをストリートに沿って切断することにより光デバイスが形成された領域を分割して個々の光デバイスを製造している。 In the optical device manufacturing process, an optical device layer made of a gallium nitride compound semiconductor is laminated on the surface of a substantially disc-shaped sapphire substrate or silicon carbide substrate, and is partitioned by a plurality of streets formed in a lattice shape. Optical devices such as light emitting diodes and laser diodes are formed in the region to constitute an optical device wafer. Then, the optical device wafer is cut along the streets to divide the region where the optical device is formed to manufacture individual optical devices.
上述した光デバイスウエーハのストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備している。切削手段は、回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードおよび回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径3μm程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって基台に固定し厚さ20μm程度に形成されている。 The above-mentioned cutting along the street of the optical device wafer is usually performed by a cutting device called a dicer. The cutting apparatus includes a chuck table for holding a workpiece, a cutting means for cutting the workpiece held on the chuck table, and a cutting feed means for relatively moving the chuck table and the cutting means. It has. The cutting means includes a rotary spindle, a cutting blade mounted on the spindle, and a drive mechanism that rotationally drives the rotary spindle. The cutting blade is composed of a disk-shaped base and an annular cutting edge mounted on the outer periphery of the side surface of the base. The cutting edge is fixed to the base by electroforming, for example, diamond abrasive grains having a particle size of about 3 μm. It is formed to a thickness of about 20 μm.
しかるに、光デバイスウエーハを構成するサファイア基板、炭化珪素基板等はモース硬度が高いため、上記切削ブレードによる切断は必ずしも容易ではない。更に、切削ブレードは20μm程度の厚さを有するため、デバイスを区画するストリートとしては幅が50μm程度必要となる。このため、ストリートの占める面積比率が高くなり、生産性が悪いという問題がある。 However, since the sapphire substrate, the silicon carbide substrate and the like constituting the optical device wafer have high Mohs hardness, cutting with the cutting blade is not always easy. Furthermore, since the cutting blade has a thickness of about 20 μm, the street that partitions the device needs to have a width of about 50 μm. For this reason, the area ratio which a street occupies becomes high, and there exists a problem that productivity is bad.
上述した問題を解消するために、光デバイスウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに対して吸収性を有するパルスレーザー光線をストリートに沿って照射することにより破断の起点となるレーザー加工溝を形成し、この破断の起点となるレーザー加工溝が形成されたストリートに沿って外力を付与することにより割断する方法が提案されている。(例えば、特許文献1参照。) In order to solve the above-mentioned problem, as a method of dividing the optical device wafer along the street, a laser processing groove that becomes a starting point of breakage by irradiating the wafer with a pulsed laser beam having absorbency to the wafer is provided. There has been proposed a method of forming and cleaving by applying an external force along a street in which a laser processed groove serving as a starting point of the fracture is formed. (For example, refer to Patent Document 1.)
しかるに、光デバイスウエーハを構成するサファイア基板の表面に形成されたストリートに沿ってレーザー光線を照射してレーザー加工溝を形成すると、発光ダイオード等の光デバイスの外周がアブレーションされて輝度が低下し、光デバイスの品質が低下するという問題がある。 However, when a laser processing groove is formed by irradiating a laser beam along the street formed on the surface of the sapphire substrate that constitutes the optical device wafer, the outer periphery of the optical device such as a light emitting diode is ablated, resulting in a decrease in luminance. There is a problem that the quality of the device is degraded.
このような問題を解消するために、光デバイス層としての発光層(エピ層)が形成されていないサファイア基板の裏面側からサファイア基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線を集光点を内部に位置付けてストリートに沿って照射し、サファイア基板の内部にストリートに沿って変質層を形成することにより、サファイア基板を変質層が形成されたストリートに沿って分割するサファイア基板の加工方法が下記特許文献2に開示されている。
In order to solve such a problem, a laser beam having a wavelength that is transmissive to the sapphire substrate from the back side of the sapphire substrate on which the light emitting layer (epi layer) as the optical device layer is not formed is focused inside. The method of processing a sapphire substrate that irradiates along the street and forms an altered layer along the street inside the sapphire substrate to divide the sapphire substrate along the street where the altered layer is formed is as follows. It is disclosed in
上記特許文献2に開示されたウエーハの分割方法おいては、先ずウエーハを所定の厚み(例えば、100μm以下)にするためにウエーハの裏面を研削した後、ウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線をウエーハの裏面側から内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って破断の起点となる変質層を形成するが、変質層が光デバイス層としての発光層(エピ層)に達すると光デバイス層がダメージを受け光デバイスの輝度が低下する。このような問題を解消するためには、光デバイス層に達しない範囲で変質層を形成する必要がある。しかるに、ウエーハの厚みが100μm以下という薄い状態において光デバイス層に達しない範囲で変質層を形成することは非常に難しい。
In the wafer dividing method disclosed in the above-mentioned
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、変質層を光デバイス層に達しない範囲に容易に形成することができるとともに、光デバイスの厚みを所定の厚みに形成することができる光デバイスウエーハの加工方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above facts, and the main technical problem thereof is that the altered layer can be easily formed in a range not reaching the optical device layer, and the thickness of the optical device is formed to a predetermined thickness. An object of the present invention is to provide a method of processing an optical device wafer that can be performed.
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、基板の表面に光デバイス層が積層され格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域に光デバイスが形成された光デバイスウエーハを、ストリートに沿って個々の光デバイスに分割する光デバイスウエーハの加工方法であって、
光デバイスウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
光デバイスウエーハの基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線を基板の裏面側から基板の内部に集光点を位置付けてストリートに沿って照射し、基板の内部に光デバイス層より裏面側にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程が実施された光デバイスウエーハの基板の裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程と、
裏面研削工程が実施された光デバイスウエーハに外力を付与して光デバイスウエーハを変質層が形成されたストリートに沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ破断工程と、を含む、
ことを特徴とする光デバイスウエーハの加工方法が提供される。
In order to solve the above main technical problem, according to the present invention, an optical device in which an optical device is formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of streets formed by laminating an optical device layer on a surface of a substrate and forming a lattice shape. An optical device wafer processing method for dividing a wafer into individual optical devices along a street,
A protective member attaching step for attaching a protective member to the surface of the optical device wafer;
A laser beam having a wavelength that is transparent to the substrate of the optical device wafer is irradiated from the back side of the substrate to the inside of the substrate along the street, and the street is irradiated to the back side of the optical device layer from the optical device layer. An altered layer forming step of forming an altered layer along
A back surface grinding step of grinding the back surface of the substrate of the optical device wafer on which the altered layer forming step has been performed to form a predetermined thickness;
A wafer breaking step in which an external force is applied to the optical device wafer on which the back surface grinding process has been performed to break the optical device wafer along the street where the altered layer is formed, and to divide the wafer into individual optical devices.
An optical device wafer processing method is provided.
上記変質層形成工程は、光デバイスウエーハの基板の表面から20〜60μmの位置より裏面側に変質層を形成する。
上記保護部材貼着工程は環状のフレームに装着された保護部材としての保護テープに光デバイスウエーハの表面を貼着し、該保護テープに光デバイスウエーハの表面を貼着した状態で上記変質層形成工程と裏面研削工程およびウエーハ破断工程を実施する。
上記ウエーハ破断工程を実施した後に、光デバイスウエーハの基板の裏面を研削して変質層を除去する変質層除去工程を実施する。
上記保護部材貼着工程は環状のフレームに装着された保護部材としての保護テープに光デバイスウエーハの表面を貼着し、該保護テープに光デバイスウエーハの表面を貼着した状態で上記変質層形成工程と裏面研削工程とウエーハ破断工程および変質層除去工程を実施する。
In the altered layer forming step, the altered layer is formed on the back side from the position of 20 to 60 μm from the surface of the substrate of the optical device wafer.
In the protective member attaching step, the surface of the optical device wafer is attached to a protective tape as a protective member attached to an annular frame, and the altered layer is formed in a state where the surface of the optical device wafer is attached to the protective tape. A process, a back grinding process, and a wafer breaking process are performed.
After performing the wafer breaking step, a deteriorated layer removing step is performed in which the deteriorated layer is removed by grinding the back surface of the substrate of the optical device wafer.
In the protective member attaching step, the surface of the optical device wafer is attached to a protective tape as a protective member attached to an annular frame, and the altered layer is formed in a state where the surface of the optical device wafer is attached to the protective tape. A process, a back grinding process, a wafer breaking process, and a deteriorated layer removing process are performed.
本発明においては、変質層形成工程は光デバイスウエーハを構成する基板の裏面を研削して所定の厚みに形成する前の厚い状態で実施するので、レーザー光線の集光点を所望の位置に容易に位置付けることができ、光デバイス層にダメージを与えることなく変質層を形成することができる。
また、本発明においては、変質層形成工程を実施した後に裏面研削工程を実施して光デバイスウエーハの厚みを所定の厚みに形成し、光デバイスウエーハを変質層が形成されたストリートに沿って破断するので、変質層の厚みを最小限に抑えることができ生産性が向上する。
In the present invention, the deteriorated layer forming step is performed in a thick state before the back surface of the substrate constituting the optical device wafer is ground and formed to a predetermined thickness, so that the condensing point of the laser beam can be easily set at a desired position. The altered layer can be formed without damaging the optical device layer.
Further, in the present invention, after performing the deteriorated layer forming step, the back surface grinding step is performed to form the thickness of the optical device wafer to a predetermined thickness, and the optical device wafer is broken along the street where the deteriorated layer is formed. Therefore, the thickness of the deteriorated layer can be minimized and productivity is improved.
以下、本発明による光デバイスウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a method for processing an optical device wafer according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1の(a)および(b)には、本発明による光デバイスウエーハの加工方法に従って加工される光デバイスウエーハの斜視図および要部を拡大して示す断面図が示されている。図1の(a)および(b)に示す光デバイスウエーハ2は、例えば厚みが430μmのサファイア基板20の表面20aに窒化物半導体からなる光デバイス層としての発光層(エピ層)21が5〜10μmの厚みで積層されている。そして、発光層(エピ層)21が格子状に形成された複数のストリート22によって区画された複数の領域に発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイス23が形成されている。以下、この光デバイスウエーハ2をストリート21に沿って個々の光デバイス22に分割する加工方法について説明する。
1A and 1B show a perspective view of an optical device wafer processed in accordance with the optical device wafer processing method according to the present invention and a cross-sectional view showing an enlarged main part. In the
先ず、光デバイスウエーハの表面に形成された光デバイスを保護するために、光デバイスウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程を実施する。即ち、図2に示すように金属材によって形成された環状のフレーム3に装着された保護部材としての保護テープ30の表面に光デバイスウエーハ2の表面2aを貼着する。なお、上記保護テープ30は、図示の実施形態においては厚さが100μmのポリ塩化ビニル(PVC)からなるシート基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さ5μm程度塗布されている。この糊は紫外線を照射することによって粘着力が低下する性質を有するものが用いられている。
First, in order to protect the optical device formed on the surface of the optical device wafer, a protective member attaching step of attaching a protective member to the surface of the optical device wafer is performed. That is, as shown in FIG. 2, the
上述した保護部材貼着工程を実施することにより光デバイスウエーハ2の表面2aを環状のフレーム3に装着された保護テープ30に貼着したならば、光デバイスウエーハの基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線を基板の裏面側から基板の内部に集光点を位置付けてストリートに沿って照射し、基板の内部に光デバイス層より裏面側にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施する。この変質層形成工程は、図3に示すレーザー加工装置4を用いて実施する。図3に示すレーザー加工装置4は、被加工物を保持するチャックテーブル41と、該チャックテーブル41上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段42と、チャックテーブル41上に保持された被加工物を撮像する撮像手段43を具備している。チャックテーブル41は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図3において矢印Xで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図3において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。
If the
上記レーザー光線照射手段42は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング421を含んでいる。ケーシング421内には図示しないパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング421の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器422が装着されている。なお、レーザー光線照射手段42は、集光器422によって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置を調整するための集光点位置調整手段(図示せず)を備えている。
The laser beam application means 42 includes a
上記レーザー光線照射手段42を構成するケーシング421の先端部に装着された撮像手段43は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する撮像素子(CCD)等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
In the illustrated embodiment, the image pickup means 43 mounted on the tip of the
上述したレーザー加工装置4を用いて、上記光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20に対して透過性を有する波長のレーザー光線をサファイア基板20の裏面20b側から集光点をサファイア基板20の内部に位置付けてストリート22に沿って照射し、光デバイス層としての発光層(エピ層)21より裏面20b側にストリート22に沿って変質層を形成する変質層形成工程について、図3および図4を参照して説明する。
先ず、上述した図3に示すレーザー加工装置4のチャックテーブル41上に光デバイスウエーハ2が貼着された保護テープ30を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、保護テープ30を介して光デバイスウエーハ2をチャックテーブル41上に保持する(ウエーハ保持工程)。従って、チャックテーブル41に保持された光デバイスウエーハ2は、サファイア基板20の裏面20bが上側となる。なお、図3においては、保護テープ30が装着された環状のフレーム3を省いて示しているが、環状のフレーム3はチャックテーブル41に配設された適宜のフレーム保持手段に保持されている。このようにして、光デバイスウエーハ2を吸引保持したチャックテーブル41は、図示しない加工送り手段によって撮像手段43の直下に位置付けられる。
Using the laser processing apparatus 4 described above, a laser beam having a wavelength that is transparent to the
First, the
チャックテーブル41が撮像手段43の直下に位置付けられると、撮像手段43および図示しない制御手段によってウエーハ2のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段43および図示しない制御手段は、光デバイスウエーハ2の所定方向に形成されているストリート22と、該ストリート22に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段42の集光器422との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する(アライメント工程)。また、光デバイスウエーハ2に上記所定方向と直交する方向に形成されたストリート22に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、光デバイスウエーハ2におけるストリート22が形成されている発光層(エピ層)21の表面は下側に位置しているが、光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20は透明体であるため、サファイア基板20の裏面20b側からストリート22を撮像することができる。
When the chuck table 41 is positioned immediately below the image pickup means 43, an alignment operation for detecting a processing region to be laser processed on the
以上のようにしてチャックテーブル41上に保持された光デバイスウエーハ2を構成する発光層(エピ層)21の表面に形成されているストリート22を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図4の(a)で示すようにチャックテーブル41をレーザー光線照射手段42の集光器422が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート22の一端(図4の(a)において左端)をレーザー光線照射手段42の集光器422の直下に位置付ける。そして、集光器422から照射されるパルスレーザー光線の集光点Pを光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20の表面20a(下面)から例えば55μm上側の位置に合わせる。この集光器422から照射されるパルスレーザー光線の集光点Pを光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20の所定位置に位置付けるためには、例えば特開2009−63446号公報に記載されているチャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置検出装置を用いてチャックテーブル41に保持された光デバイスウエーハ2の上面の高さ位置を検出し、検出された光デバイスウエーハ2の上面の高さ位置を基準として図示しない集光点位置調整手段を作動することによりパルスレーザー光線の集光点Pを所定位置に位置付ける。次に、集光器422からサファイア基板20に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル41を図4の(a)において矢印X1で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図4の(b)で示すようにレーザー光線照射手段42の集光器422の照射位置がストリート22の他端(図4の(b)において右端)の位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル41の移動を停止する。この結果、光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20には、図4の(b)および図4の(c)に示すように内部にストリート22に沿って連続した変質層210が形成される(変質層形成工程)。この変質層210は、サファイア基板20の表面20a(下面)即ち発光層(エピ層)21より裏面20b(上面)側に形成される。上述した変質層形成工程を光デバイスウエーハ2に形成された全てのストリート22に沿って実施する。
If the
上記の変質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源 :Ybレーザー:イッテリビウムドープトファイバーレーザー
波長 :1045nmのパルスレーザー
繰り返し周波数 :100kHz
平均出力 :0.3W
集光スポット径 :φ1〜1.5μm
加工送り速度 :400mm/秒
The processing conditions in the above-mentioned deteriorated layer forming step are set as follows, for example.
Light source: Yb laser: Ytterbium doped fiber laser Wavelength: 1045 nm pulse laser Repetition frequency: 100 kHz
Average output: 0.3W
Condensing spot diameter: φ1 ~ 1.5μm
Processing feed rate: 400 mm / sec
上記加工条件によって上述した変質層形成工程を実施すると、パルスレーザー光線の集光点Pを中心として上下方向に50μm程度の変質層210が形成される。従って、上述した変質層形成工程を実施することにより、サファイア基板20の表面20a(下面)即ち発光層(エピ層)21から30μmの位置より裏面20b(上面)側に50μm程度の変質層210が形成される。なお、サファイア基板20の内部に形成される変質層210は、サファイア基板20の表面20a即ち発光層(エピ層)21から20〜60μmの位置より裏面20b側に形成することが望ましい。このように、変質層形成工程においては、サファイア基板20の内部に発光層(エピ層)21に達しない範囲で変質層210を形成するので、光デバイス層である発光層(エピ層)21がダメージを受けることはない。また、変質層形成工程は、光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20を後述するように裏面を研削して所定の厚みに形成する前の厚い状態(例えば430μm)で実施するので、パルスレーザー光線の集光点Pを所望の位置に容易に位置付けることができ、光デバイス層である発光層(エピ層)21にダメージを与えることなく変質層210を形成することができる。
When the above-described deteriorated layer forming step is performed under the above processing conditions, the deteriorated
上述した変質層形成工程を実施したならば、光デバイスウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図5に示す研削装置5を用いて実施する。図5に示す研削装置5は、被加工物を保持するチャックテーブル51と、該チャックテーブル51に保持された被加工物を研削するための研削砥石521を備えた研削工具52を具備している。なお、チャックテーブル51は、被加工物を保持する中央部が高く形成され、外周部が中央部より低く形成されている。このように構成された研削装置5を用いて上記裏面研削工程を実施するには、図5に示すように研削装置5のチャックテーブル51上に上述した変質層形成工程が実施された光デバイスウエーハ2の保護テープ30側を載置するとともに、環状のフレーム3をチャックテーブル51の外周部に載置し、図示しない吸引手段を作動することによってチャックテーブル51上に光デバイスウエーハ2および環状のフレーム3を吸引保持する。従って、チャックテーブル51上に保持された光デバイスウエーハ2は、サファイア基板20の裏面20bが上側となる。このようにして、チャックテーブル51上に光デバイスウエーハ2を吸引保持したならば、チャックテーブル51を例えば500rpmで回転しつつ、研削工具52を例えば1000rpmで回転せしめて光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20の裏面20bに接触するとともに、所定量研削送りする。この結果、サファイア基板20の裏面20bが研削されて、光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20は所定の厚み(例えば80μm)に形成される。この結果、光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20の裏面20bには、図6に示すように変質層210が露出せしめられる。このように、上述した変質層形成工程を実施した後に裏面研削工程を実施してウエーハの厚みを所定の厚みに形成するので、変質層の厚みを最小限に抑えることができ生産性が向上する。
If the above-mentioned deteriorated layer forming step is performed, the back surface grinding step of grinding the back surface of the optical device wafer to form a predetermined thickness is performed. This back grinding process is performed using a
上述した裏面研削工程を実施したならば、光デバイスウエーハに外力を付与してウエーハを変質層が形成されたストリートに沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ破断工程を実施する。このウエーハ破断工程は、図7に示すウエーハ破断装置6を用いて実施する。図7に示すウエーハ破断装置6は、基台61と、該基台61上に矢印Yで示す方向に移動可能に配設された移動テーブル62を具備している。基台61は矩形状に形成され、その両側部上面には矢印Yで示す方向に2本の案内レール611、612が互いに平行に配設されている。この2本の案内レール611、612上に移動テーブル62が移動可能に配設されている。移動テーブル62は、移動手段63によって矢印Yで示す方向に移動せしめられる。移動テーブル62上には、上記環状のフレーム3を保持するフレーム保持手段64が配設されている。フレーム保持手段64は、円筒状の本体641と、該本体641の上端に設けられた環状のフレーム保持部材642と、該フレーム保持部材642の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ643とからなっている。このように構成されたフレーム保持手段64は、フレーム保持部材642上に載置された環状のフレーム3をクランプ643によって固定する。また、図7に示すウエーハ破断装置6は、上記フレーム保持手段64を回動せしめる回動手段65を具備している。この回動手段65は、上記移動テーブル62に配設されたパルスモータ651と、該パルスモータ651の回転軸に装着されたプーリ652と、該プーリ652と円筒状の本体641に捲回された無端ベルト653とからなっている。このように構成された回動手段65は、パルスモータ651を駆動することにより、プーリ652および無端ベルト653を介してフレーム保持手段64を回動せしめる。
If the back grinding process described above is performed, an external force is applied to the optical device wafer to break the wafer along the street where the altered layer is formed, and the wafer breaking process is performed to divide the wafer into individual optical devices. This wafer breaking step is carried out using a wafer breaking device 6 shown in FIG. A wafer breaking device 6 shown in FIG. 7 includes a
図7に示すウエーハ破断装置6は、上記環状のフレーム保持部材642に保持された環状のフレーム3に保護テープ30を介して支持されている光デバイスウエーハ2にストリート22と直交する方向に引張力を作用せしめる張力付与手段66を具備している。張力付与手段66は、環状のフレーム保持部材64内に配置されている。この張力付与手段66は、矢印Y方向と直交する方向に長い長方形の保持面を備えた第1の吸引保持部材661と第2の吸引保持部材662を備えている。第1の吸引保持部材661には複数の吸引孔661aが形成されており、第2の吸引保持部材662には複数の吸引孔662aが形成されている。複数の吸引孔661aおよび662aは、図示しない吸引手段に連通されている。また、第1の吸引保持部材661と第2の吸引保持部材662は、図示しない移動手段によって矢印Y方向にそれぞれ移動せしめられるようになっている。
The wafer breaking device 6 shown in FIG. 7 has a tensile force in a direction perpendicular to the
図7に示すウエーハ破断装置6は、上記環状のフレーム保持部材642に保持された環状のフレーム3に保護テープ30を介して支持されている光デバイスウエーハ2のストリート22を検出するための検出手段67を具備している。検出手段67は、基台61に配設されたL字状の支持柱671に取り付けられている。この検出手段67は、光学系および撮像素子(CCD)等で構成されており、上記張力付与手段66の上方位置に配置されている。このように構成された検出手段67は、上記環状のフレーム保持部材642に保持された環状のフレーム3に保護テープ30を介して支持されている光デバイスウエーハ2のストリート22を撮像し、これを電気信号に変換して図示しない制御手段に送る。
The wafer breaking device 6 shown in FIG. 7 is a detecting means for detecting the
上述したウエーハ破断装置6を用いて実施するウエーハ破断について、図8を参照して説明する。
上述した破断起点形成工程としての変質層形成工程が実施された光デバイスウエーハ2を保護テープ30を介して支持する環状のフレーム3を、図8の(a)に示すようにフレーム保持部材642上に載置し、クランプ643によってフレーム保持部材642に固定する。次に、移動手段63を作動して移動テーブル62を矢印Yで示す方向(図7参照)に移動し、図8の(a)に示すように光デバイスウエーハ2に所定方向に形成された1本のストリート22(図示の実施形態においては最左端のストリート)が張力付与手段66を構成する第1の吸引保持部材661の保持面と第2の吸引保持部材662の保持面との間に位置付ける。このとき、検出手段67によってストリート22を撮像し、第1の吸引保持部材661の保持面と第2の吸引保持部材662の保持面との位置合わせを行う。このようにして、1本のストリート22が第1の吸引保持部材661の保持面と第2の吸引保持部材662の保持面との間に位置付けられたならば、図示しない吸引手段を作動し吸引孔661aおよび662bに負圧を作用せしめることにより、第1の吸引保持部材661の保持面と第2の吸引保持部材662の保持面上に保護テープ30を介して光デバイスウエーハ2を吸引保持する(保持工程)。
Wafer breakage performed using the wafer breaker 6 described above will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 8A, the
上述した保持工程を実施したならば、張力付与手段66を構成する図示しない移動手段を作動し、第1の吸引保持部材661と第2の吸引保持部材662を図8の(b)に示すように互いに離反する方向に移動せしめる。この結果、第1の吸引保持部材661の保持面と第2の吸引保持部材662の保持面との間に位置付けられたストリート22には、ストリート22と直交する方向に引張力が作用し、光デバイスウエーハ2はサファイア基板20に形成された変質層210が破断の起点となってストリート22に沿って破断される(破断工程)。この破断工程を実施することにより、保護テープ30は僅かに伸びる。この破断工程においては、光デバイスウエーハ2はストリート22に沿って変質層210が形成され強度が低下せしめられているので、第1の吸引保持部材661と第2の吸引保持部材662を互いに離反する方向に0.5mm程度移動することにより、光デバイスウエーハ2をサファイア基板20に形成された変質層210が破断の起点となってストリート22に沿って破断することができる。
When the holding step described above is performed, the moving means (not shown) constituting the
上述したように所定方向に形成された1本のストリート22に沿って破断する破断工程を実施したならば、上述した第1の吸引保持部材661および第2の吸引保持部材662による光デバイスウエーハ2の吸引保持を解除する。次に、移動手段63を作動して移動テーブル62を矢印Yで示す方向(図7参照)にストリート22の間隔に相当する分だけ移動し、上記破断工程を実施したストリート22の隣のストリート22が張力付与手段66を構成する第1の吸引保持部材661の保持面と第2の吸引保持部材662の保持面との間に位置付ける。そして、上記保持工程および破断工程を実施する。
As described above, if the breaking process of breaking along one
以上のようにして、所定方向に形成された全てのストリート22に対して上記保持工程および破断工程を実施したならば、回動手段65を作動してフレーム保持手段64を90度回動せしめる。この結果、フレーム保持手段64のフレーム保持部材642に保持された光デバイスウエーハ2も90度回動することになり、所定方向に形成され上記破断工程が実施されたストリート22と直交する方向に形成されたストリート22が第1の吸引保持部材661の保持面と第2の吸引保持部材662の保持面と平行な状態に位置付けられる。次に、上記破断工程が実施されたストリート22と直交する方向に形成された全てのストリート22に対して上述し保持工程および破断工程を実施することにより、光デバイスウエーハ2はストリート22に沿って個々の光デバイス23に分割される。
As described above, when the holding process and the breaking process are performed on all the
上述したウエーハ破断工程を実施したならば、光デバイスウエーハの裏面を研削して変質層を除去する変質層除去工程を実施する。この変質層除去工程は、上記図5に示す研削装置5を用いて実施する。即ち、図9に示すように研削装置5のチャックテーブル51上に上述したウエーハ破断工程が実施された光デバイスウエーハ2(個々の光デバイス23に分割されている)の保護テープ30側を載置するとともに、環状のフレーム3をチャックテーブル51の外周部に載置し、図示しない吸引手段を作動することによってチャックテーブル51上に光デバイスウエーハ2および環状のフレーム3を吸引保持する。従って、チャックテーブル51上に保持された光デバイスウエーハ2は、サファイア基板20の裏面20bが上側となる。このようにして、チャックテーブル51上に光デバイスウエーハ2を吸引保持したならば、チャックテーブル51を例えば500rpmで回転しつつ、研削工具52を例えば1000rpmで回転せしめて光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20の裏面20bに接触するとともに、上記変質層210を除去する位置まで所定量研削送りする。この結果、光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20の裏面20bが研削されて、図10に示すように個々に分割された光デバイス23の側面に残留していた変質層210が除去せしめられる。このように、個々に分割された光デバイス23の側面に残留していた変質層210が除去されることにより、光デバイス23の輝度の向上を図ることができる。
If the wafer breaking step described above is performed, a deteriorated layer removing step is performed in which the deteriorated layer is removed by grinding the back surface of the optical device wafer. This deteriorated layer removing step is performed using the grinding
上述した変質層除去工程を実施したならば、個々の光デバイスに分割された光デバイスウエーハの裏面を環状のフレームに装着された保護テープの表面に貼着するとともに、光デバイスウエーハの表面が貼着されている上記保護テープ30を剥離して上記環状のフレーム3を除去するウエーハ移し替え工程を実施する。このウエーハ移し替え工程は、図11の(a)に示すように環状のフレーム3に装着された保護テープ30(個々の光デバイス23に分割された光デバイスウエーハ2が貼着されている)に紫外線照射器300から紫外線を照射する。この結果、保護テープ30の粘着糊が硬化して粘着力が低下せしめられる。次に、図11の(b)に示すように環状のフレーム3に装着された保護テープ30に貼着されている光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板20の裏面20b(図11の(b)において上面)に環状のフレーム3aに装着された保護テープ30aの表面(図11の(b)において下面)を貼着する。なお、環状のフレーム3aおよび保護テープ30aは、上記環状のフレーム3および保護テープ30と実質的に同一の構成でよい。次に、図11の(c)に示すように保護テープ30に表面が貼着されている光デバイスウエーハ2(個々の光デバイス23に分割されている)を保護テープ30から剥離する。このとき、図11の(a)に示すように保護テープ30には紫外線が照射され保護テープ30の粘着糊が硬化して粘着力が低下せしめられているので、光デバイスウエーハ2(個々の光デバイス23に分割されている)を保護テープ30から容易に剥離することができる。そして、保護テープ30を装着した環状のフレーム3を除去することにより、図11の(d)に示すように環状のフレーム3aに装着された保護テープ30aの表面に個々のデバイスに分割された光デバイスウエーハ2が移し替えられたことになる。このようにウエーハ移し替え工程は、環状のフレーム3に装着された保護テープ30にウエーハの表面を貼着した状態で、上記変質層工程と裏面研削工程とウエーハ破断工程および変質層除去工程を実施し、光デバイスウエーハ2を個々のデバイス23に分割した後に実施するので、光デバイスウエーハ2が割れることなく表裏を反転して環状のフレーム3aに装着された保護テープ30aに張り替えることができる。従って、個々の光デバイス23に分割された光デバイスウエーハ2を環状のフレーム3aに装着された保護テープ30aに張り替えた状態で、光デバイス23の導通テストを実施することができる。
If the deteriorated layer removal step described above is performed, the back surface of the optical device wafer divided into individual optical devices is attached to the surface of the protective tape attached to the annular frame, and the surface of the optical device wafer is attached. A wafer transfer process is performed to remove the
上述したようにウエーハ移し替え工程を実施したならば、環状のフレームに装着された保護テープの表面に貼着されている個々に分割された光デバイスを保護テープから剥離してピックアップするピックアップ工程を実施する。このピックアップ工程は、図12に示すピックアップ装置7を用いて実施する。図12に示すピックアップ装置7は、上記環状のフレーム3aを保持するフレーム保持手段71と、該フレーム保持手段71に保持された環状のフレーム3aに装着された保護テープ30aを拡張するテープ拡張手段72と、ピックアップコレット73を具備している。フレーム保持手段71は、環状のフレーム保持部材711と、該フレーム保持部材711の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ712とからなっている。フレーム保持部材711の上面は環状のフレーム3aを載置する載置面711aを形成しており、この載置面711a上に環状のフレーム3aが載置される。そして、載置面711a上に載置された環状のフレーム3aは、クランプ712によってフレーム保持部材711に固定される。このように構成されたフレーム保持手段71は、テープ拡張手段72によって上下方向に進退可能に支持されている。
If the wafer transfer process is carried out as described above, a pick-up process for separating and picking up the individually divided optical devices attached to the surface of the protective tape attached to the annular frame from the protective tape is performed. carry out. This pickup process is performed using the pickup device 7 shown in FIG. The pickup device 7 shown in FIG. 12 includes a frame holding means 71 for holding the
テープ拡張手段72は、上記環状のフレーム保持部材711の内側に配設される拡張ドラム721を具備している。この拡張ドラム721は、環状のフレーム3aの内径より小さく該環状のフレーム3aに装着された光デバイスウエーハ2(個々の光デバイス23に分割されている)の外径より大きい内径および外径を有している。また、拡張ドラム721は、下端に支持フランジ722を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段72は、上記環状のフレーム保持部材711を上下方向に進退可能な支持手段723を具備している。この支持手段723は、上記支持フランジ722上に配設された複数のエアシリンダ723aからなっており、そのピストンロッド723bが上記環状のフレーム保持部材711の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ723aからなる支持手段723は、図13の(a)に示すように環状のフレーム保持部材711を載置面711aが拡張ドラム721の上端と略同一高さとなる基準位置と、図13の(b)に示すように拡張ドラム721の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向で移動せしめる。
The tape expansion means 72 includes an
以上のように構成されたピックアップ装置7を用いて実施するピックアップ工程について図13を参照して説明する。即ち、光デバイスウエーハ2(個々のデバイスに分割されている)が貼着されている外保護テープ30aが装着された環状のフレーム3aを、図13の(a)に示すようにフレーム保持手段71を構成するフレーム保持部材711の載置面711a上に載置し、クランプ712によってフレーム保持部材711に固定する(フレーム保持工程)。このとき、フレーム保持部材711は図13の(a)に示す基準位置に位置付けられている。次に、テープ拡張手段72を構成する支持手段723としての複数のエアシリンダ723aを作動して、環状のフレーム保持部材711を図13の(b)に示す拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材711の載置面711a上に固定されている環状のフレーム3aも下降するため、図13の(b)に示すように環状のフレーム3aに装着された保護テープ30aは拡張ドラム721の上端縁に接して拡張せしめられる(テープ拡張工程)。この結果、保護テープ30aに貼着されている光デバイスウエーハ2はストリート21に沿って個々の光デバイス23に分割されているので、個々のデバイス23間が広がり、間隔Sが形成される。この状態で、ピックアップコレット73を作動して光デバイス23の表面(上面)を吸着保持し、保護テープ30aから剥離してピックアップする。このとき、図13の(b)に示すように保護テープ30aの下側から突き上げ針74によってデバイス23を突き上げることにより、光デバイス23を保護テープ30aから容易に剥離することができる。この突き上げ針74は光デバイス23の裏面に作用して突き上げるので、光デバイス23の表面を損傷させることはない。なお、ピックアップ工程においては、上述したように個々の光デバイス23間の隙間Sが広げられているので、隣接する光デバイス23と接触することなく容易にピックアップすることができる。このようにピックアップコレット73によってピックアップされる光デバイス23は表面(上面)が吸着保持されるので、その後光デバイス23の表裏を反転する必要がない。
A pickup process performed using the pickup device 7 configured as described above will be described with reference to FIG. That is, an
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においてはウエーハ破断工程として破断の起点となる変質層が形成されたストリートと直交する方向に引張力が作用し、ウエーハを変質層が形成されたストリートに沿って破断する例を示したが、ウエーハ破断工程としては例えば特開2006−107273号公報や特開2006−128211号公報に開示されているようにストリートに沿って強度が低下せしめられたウエーハにストリートに沿って曲げ応力を作用せしめてウエーハをストリートに沿って破断する方法等、他の破断方法を用いてもよい。 Although the present invention has been described based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention. For example, in the embodiment described above, an example in which a tensile force acts in a direction perpendicular to the street where the altered layer that is the starting point of the fracture is formed as the wafer breaking step, and the wafer is broken along the street where the altered layer is formed. However, as a wafer breaking process, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-107273 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-128211, bending along the street is performed on the wafer whose strength is reduced along the street. Other breaking methods such as a method of breaking the wafer along the street by applying a stress may be used.
2:光デバイスウエーハ
20:サファイア基板
21:光デバイス層としての発光層(エピ層)
3:環状のフレーム
30:保護テープ
4:レーザー加工装置
41:レーザー加工装置のチャックテーブル
42:レーザー光線照射手段
422:集光器
5:研削装置
51:研削装置のチャックテーブル
52:研削工具
6:ウエーハ破断装置
66:張力付与手段
7:ピックアップ装置
82:テープ拡張手段
73:ピックアップコレット
2: Optical device wafer 20: Sapphire substrate 21: Light emitting layer (epi layer) as an optical device layer
3: annular frame 30: protective tape 4: laser processing device 41: chuck table of laser processing device 42: laser beam irradiation means 422: condenser 5: grinding device 51: chuck table of grinding device 52: grinding tool 6: wafer Breaking device 66: Tension applying means 7: Pickup device 82: Tape expansion means 73: Pickup collet
Claims (5)
光デバイスウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
光デバイスウエーハの基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線を基板の裏面側から基板の内部に集光点を位置付けてストリートに沿って照射し、基板の内部に光デバイス層より裏面側にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程が実施された光デバイスウエーハの基板の裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程と、
裏面研削工程が実施された光デバイスウエーハに外力を付与して光デバイスウエーハを変質層が形成されたストリートに沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ破断工程と、を含む、
ことを特徴とする光デバイスウエーハの加工方法。 Light that divides an optical device wafer in which optical devices are formed in multiple areas partitioned by multiple streets that are formed in a lattice pattern by laminating optical device layers on the surface of the substrate, into individual optical devices along the streets A device wafer processing method,
A protective member attaching step for attaching a protective member to the surface of the optical device wafer;
A laser beam having a wavelength that is transparent to the substrate of the optical device wafer is irradiated from the back side of the substrate to the inside of the substrate along the street, and the street is irradiated to the back side of the optical device layer from the optical device layer. An altered layer forming step of forming an altered layer along
A back surface grinding step of grinding the back surface of the substrate of the optical device wafer on which the altered layer forming step has been performed to form a predetermined thickness;
A wafer breaking step in which an external force is applied to the optical device wafer on which the back surface grinding process has been performed to break the optical device wafer along the street where the altered layer is formed, and to divide the wafer into individual optical devices.
An optical device wafer processing method characterized by the above.
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
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