JP2011222806A - 光デバイスウエーハの加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光デバイスウエーハをストリートに沿って分割し、品質を低下させることなく個々の光デバイスを製造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。
【解決手段】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２３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内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射し、基板の内部にストリートに沿って破断起点としての変質層を形成する破断起点形成工程と、光デバイスウエーハに外力を付与し、光デバイスウエーハを破断起点となる変質層に沿って破断し、個々の光デバイス２３に分割するウエーハ分割工程と、変質層を形成する変質物質をエッチングするためのエッチング液８２に浸漬し、基台に付着している変質物質をエッチング除去するエッチング工程とを含む。
【選択図】図１１
【解決手段】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２３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内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射し、基板の内部にストリートに沿って破断起点としての変質層を形成する破断起点形成工程と、光デバイスウエーハに外力を付与し、光デバイスウエーハを破断起点となる変質層に沿って破断し、個々の光デバイス２３に分割するウエーハ分割工程と、変質層を形成する変質物質をエッチングするためのエッチング液８２に浸漬し、基台に付着している変質物質をエッチング除去するエッチング工程とを含む。
【選択図】図１１
Description
本発明は、サファイア基板や炭化珪素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分割し、個々の光デバイスを製造する光デバイスウエーハの加工方法に関する。
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。
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。
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。従って、切削ブレードの切り込み量を大きくすることができず、切削工程を複数回実施して光デバイスウエーハを切断するため、生産性が悪いという問題がある。
上述した問題を解消するために、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一方の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することにより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連続的に形成し、この破断の起点となる変質層が形成されたストリートに沿って外力を加えることにより、ウエーハをストリートに沿って破断するウエーハの分割方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
また、上述した問題を解消するために、ウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線をウエーハの一方の面側から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、ウエーハをストリートに沿って破断する方法が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
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や炭化珪素基板等の基板にレーザー光線を照射して破断の起点となる変質層またはレーザー加工溝を形成すると、分割された発光ダイオードやレーザーダイオード等の光デバイスの側面にレーザー加工時に生成される変質物質が付着して光デバイスの輝度が低下し、光デバイスの品質が低下するという問題がある。
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、光デバイスウエーハをストリートに沿って分割し、品質を低下させることなく個々の光デバイスを製造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。
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内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射し、基板の内部にストリートに沿って破断起点としての変質層を形成する破断起点形成工程と、
該破断起点形成工程が実施された光デバイスウエーハに外力を付与し、光デバイスウエーハを破断起点となる変質層に沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程と、
該ウエーハ分割工程を実施することによって分割された個々の光デバイスを、変質層を形成する変質物質をエッチングするためのエッチング液に浸漬し、基台に付着している変質物質をエッチング除去するエッチング工程と、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。
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内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射し、基板の内部にストリートに沿って破断起点としての変質層を形成する破断起点形成工程と、
該破断起点形成工程が実施された光デバイスウエーハに外力を付与し、光デバイスウエーハを破断起点となる変質層に沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程と、
該ウエーハ分割工程を実施することによって分割された個々の光デバイスを、変質層を形成する変質物質をエッチングするためのエッチング液に浸漬し、基台に付着している変質物質をエッチング除去するエッチング工程と、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。
また、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基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を基板の表面または裏面側からストリートに沿って照射し、基板の表面または裏面に破断起点となるレーザー加工溝を形成する破断起点形成工程と、
該破断起点形成工程が実施された光デバイスウエーハに外力を付与し、光デバイスウエーハを破断起点となるレーザー加工溝に沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程と、
該ウエーハ分割工程を実施することによって分割された個々の光デバイスを、基板にレーザー光線を照射することによって生成される変質物質をエッチングするためのエッチング液に浸漬し、該破断起点形成工程において基板にレーザー光線を照射することによって生成され基台に付着している変質物質をエッチング除去するエッチング工程と、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。
光デバイスウエーハの基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を基板の表面または裏面側からストリートに沿って照射し、基板の表面または裏面に破断起点となるレーザー加工溝を形成する破断起点形成工程と、
該破断起点形成工程が実施された光デバイスウエーハに外力を付与し、光デバイスウエーハを破断起点となるレーザー加工溝に沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程と、
該ウエーハ分割工程を実施することによって分割された個々の光デバイスを、基板にレーザー光線を照射することによって生成される変質物質をエッチングするためのエッチング液に浸漬し、該破断起点形成工程において基板にレーザー光線を照射することによって生成され基台に付着している変質物質をエッチング除去するエッチング工程と、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。
上記エッチング工程を実施する前に、光デバイスウエーハを構成する光デバイス層の表面に耐エッチング液性を有する保護膜を被覆する保護膜被覆工程を実施する。
本発明による光デバイスウエーハの加工方法においては、基板にストリートに沿って破断起点としての変質層またはレーザー加工溝が形成された光デバイスウエーハを、破断起点となる変質層またはレーザー加工溝に沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程を実施した後に、個々の光デバイスを変質層を形成する変質物質またはレーザー加工溝を形成する際に基台に付着した変質物質をエッチングするためのエッチング液に浸漬し、変質物質をエッチング除去するエッチング工程を実施するので、基板の側面に付着している変質物質がエッチング除去されるとともに、基板の側面および裏面がエッチングによって粗面に加工される。従って、基板の側面に光を吸収して輝度の低下を招く変質物質が存在しないことに加え、基板の側面および裏面が粗面に加工されているので、光が効果的に放出され輝度が向上する。
以下、本発明による光デバイスウエーハの加工方法およびレーザー加工装置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。
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１００μmのサファイア基板や炭化珪素基板等からなる基板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５μｍ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２２に沿って個々の光デバイス２３に分割する加工方法について説明する。
なお、光デバイスウエーハ２の表面２aには、図２に示すように後述するエッチング工程において光デバイス層としての発光層（エピ層）２１を保護するために、耐エッチング液性を有する保護膜２４を被覆する（保護膜被覆工程）。この保護膜被覆工程は、光デバイスウエーハ２の表面２aに酸化ケイ素(SiO2)を化学蒸着(CVD)法によって厚みが１μｍ程度の被膜を形成する。
次に、光デバイスウエーハ２を構成する基板２０の表面２０aに形成された光デバイス２３を保護するために、光デバイスウエーハ２の表面２a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３に示すように光デバイスウエーハ２の表面２aに保護部材としての保護テープ３を貼着する。なお、保護テープ３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。
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に保護テープ３を貼着したならば、光デバイスウエーハ２の基板２０にストリート２２に沿って破断起点となる破断起点形成工程を実施する。この破断起点形成工程は、図４に示すレーザー加工装置４を用いて実施する。図４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４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４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。
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。
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、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
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を構成する基板２０にストリートに沿って破断起点を形成する第１の実施形態について、図４および図５を参照して説明する。
破断起点を形成する第１の実施形態は、光デバイスウエーハ２の基板２０に対して透過性を有する波長のレーザー光線を基板２０の内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射し、基板２０の内部にストリート２２に沿って破断起点としての変質層を形成する。
破断起点を形成する第１の実施形態は、光デバイスウエーハ２の基板２０に対して透過性を有する波長のレーザー光線を基板２０の内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射し、基板２０の内部にストリート２２に沿って破断起点としての変質層を形成する。
基板２０の内部にストリート２２に沿って破断起点としての変質層を形成する破断起点形成工程を実施するには、先ず、上述した図４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の表面に貼着された保護テープ３側を載置する。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３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、基板２０の裏面２０bが上側となる。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。
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光デバイスウエーハ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や炭化珪素基板からなる基板２０は透明体であるため、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。
以上のようにしてアライメント工程を実施したならば、図５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５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を構成する基板２０の厚み方向中間部に合わせる。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に保持された基板２０の上面の高さ位置を検出し、検出された基板２０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、レーザー光線照射手段４２の集光器４２２から基板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５の（ａ）において矢印Ｘ１で示す加工送り方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図５の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段４２の集光器４２２の照射位置にストリート２２の他端（図５の（b）において右端）が達したら、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を構成する基板２０には、図５の（b）および(c)に示すように内部にストリート２２に沿って連続した破断起点としての変質層２０１が形成される（変質層形成工程）。
上記の破断起点形成工程（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 ：半導体励起固体レーザー（Ｎｄ：YAG）
波長 ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
平均出力 ：０．３W
パルス幅 ：１２ps
集光スポット径 ：φ１μｍ
加工送り速度 ：４００ｍｍ／秒
変質層の厚さ ：３０μm
光源 ：半導体励起固体レーザー（Ｎｄ：YAG）
波長 ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
平均出力 ：０．３W
パルス幅 ：１２ps
集光スポット径 ：φ１μｍ
加工送り速度 ：４００ｍｍ／秒
変質層の厚さ ：３０μm
以上のようにして、光デバイスウエーハ２の所定方向に延在する全てのストリート２２に沿って上記変質層形成工程を実施したならば、チャックテーブル４１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交する方向に形成された各ストリート２２に沿って上記変質層形成工程を実施する。
次に、上記光デバイスウエーハ２を構成する基板２０にストリートに沿って破断起点を形成する第２の実施形態について図６を参照して説明する。
破断起点を形成する第２の実施形態は、光デバイスウエーハ２の基板２０に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を基板２０の表面または裏面側からストリート２２に沿って照射し、基板２０の表面または裏面に破断起点となるレーザー加工溝を形成する。
なお、図６に示す破断起点形成工程は、上記図４に示すレーザー加工装置４と実質的に同様のレーザー加工装置によって実施するので、同一部材には同一符号を付して説明する。
破断起点を形成する第２の実施形態は、光デバイスウエーハ２の基板２０に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を基板２０の表面または裏面側からストリート２２に沿って照射し、基板２０の表面または裏面に破断起点となるレーザー加工溝を形成する。
なお、図６に示す破断起点形成工程は、上記図４に示すレーザー加工装置４と実質的に同様のレーザー加工装置によって実施するので、同一部材には同一符号を付して説明する。
図６に示す破断起点形成工程の実施形態においては、上述した破断起点形成工程（変質層形成工程）と同様に上記図４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の表面に貼着された保護テープ３側を載置する。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３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、基板２０の裏面２０bが上側となる。
上述したウエーハ保持工程を実施したならば、上述したアライメント工程を実施する。次に、図６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６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、レーザー光線照射手段４２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を構成する基板２０の上面（裏面２０b）に合わせる。次に、集光器４２２から基板２０に対して吸収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６の（ａ）において矢印Ｘ１で示す加工送り方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図６の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段４２の集光器４２２の照射位置にストリート２２の他端（図６の（b）において右端）が達したら、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を構成する基板２０の裏面２０bには、図６の（b）および(c)に示すようにストリート２２に沿って連続した破断起点としてのレーザー加工溝２０２が形成される（レーザー加工溝形成工程）。なお、レーザー加工溝２０２の壁面には、図６の(c)に示すように上記レーザー加工溝形成時に生成された変質物質２０２aが付着している。
上記の破断起点形成工程（レーザー加工溝形成工程）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 ：半導体励起固体レーザー（Ｎｄ：YAG）
波長 ：３５５ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
平均出力 ：３．５W
パルス幅 ：１８０ns
集光スポット径 ：φ１０μｍ
加工送り速度 ：６０ｍｍ／秒
レーザー加工溝の深さ ：１５μｍ
光源 ：半導体励起固体レーザー（Ｎｄ：YAG）
波長 ：３５５ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
平均出力 ：３．５W
パルス幅 ：１８０ns
集光スポット径 ：φ１０μｍ
加工送り速度 ：６０ｍｍ／秒
レーザー加工溝の深さ ：１５μｍ
以上のようにして、光デバイスウエーハ２の所定方向に延在する全てのストリート２２に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実施したならば、チャックテーブル４１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交する方向に形成された各ストリート２２に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実施する。
なお、上述した実施形態における破断起点形成工程（レーザー加工溝形成工程）は、光デバイスウエーハ２を構成する基板２０の裏面側からパルスレーザー光線を照射して基板２０の裏面にレーザー加工溝２０２を形成する例を示したが、光デバイスウエーハ２の表面即ち基板２０の表面側からパルスレーザー光線を照射して基板２０の表面にレーザー加工溝を形成してもよい。
上述したように光デバイスウエーハ２を構成する基板２０にストリートに沿って破断起点を形成する変質層形成工程またはレーザー加工溝形成工程を実施したならば、光デバイスウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０bを環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着するとともに光デバイスウエーハ２の表面に貼着されている保護部材を剥離するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図７の（ａ）および（ｂ）に示すように、環状のフレーム５の内側開口部を覆うように外周部が装着されたダイシングテープ６の表面に光デバイスウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０bを貼着する。そして、光デバイスウエーハ２の表面２aに貼着されている保護テープ３を剥離する。
次に、光デバイスウエーハ２に外力を付与し、光デバイスウエーハ２を破断起点となる変質層２０１またはレーザー加工溝２０２に沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程を実施する。このウエーハ分割工程は、図８に示すウエーハ分割装置７を用いて実施する。図８に示すウエーハ分割装置７は、基台７１と、該基台７１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７２を具備している。基台７１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７１１、７１２が互いに平行に配設されている。この２本の案内レール７１１、７１２上に移動テーブル７２が移動可能に配設されている。移動テーブル７２は、移動手段７３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７２上には、上記環状のフレーム５を保持するフレーム保持手段７４が配設されている。フレーム保持手段７４は、円筒状の本体７４１と、該本体７４１の上端に設けられた環状のフレーム保持部材７４２と、該フレーム保持部材７４２の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ７４３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７４は、フレーム保持部材７４２上に載置された環状のフレーム５をクランプ７４３によって固定する。また、図８に示すウエーハ分割装置７は、上記フレーム保持手段７４を回動せしめる回動手段７５を具備している。この回動手段７５は、上記移動テーブル７２に配設されたパルスモータ７５１と、該パルスモータ７５１の回転軸に装着されたプーリ７５２と、該プーリ７５２と円筒状の本体７４１に捲回された無端ベルト７５３とからなっている。このように構成された回動手段７５は、パルスモータ７５１を駆動することにより、プーリ７５２および無端ベルト７５３を介してフレーム保持手段７４を回動せしめる。
図８に示すウエーハ分割装置７は、上記環状のフレーム保持部材７４２に保持された環状のフレーム５にダイシングテープ６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７６を具備している。張力付与手段７６は、環状のフレーム保持部材７４内に配置されている。この張力付与手段７６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７６１と第２の吸引保持部材７６２を備えている。第１の吸引保持部材７６１には複数の吸引孔７６１aが形成されており、第２の吸引保持部材７６２には複数の吸引孔７６２aが形成されている。複数の吸引孔７６１aおよび７６２a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７６１と第２の吸引保持部材７６２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。
図８に示すウエーハ分割装置７は、上記環状のフレーム保持部材７４２に保持された環状のフレーム５にダイシングテープ６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７７を具備している。検出手段７７は、基台７１に配設されたＬ字状の支持柱７７１に取り付けられている。この検出手段７７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７６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７７は、上記環状のフレーム保持部材７４２に保持された環状のフレーム５にダイシングテープ６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。
上述したウエーハ分割装置７を用いて実施するウエーハ分割工程について、図９を参照して説明する。
上述した変質層形成工程またはレーザー加工溝形成工程が実施された光デバイスウエーハ２をダイシングテープ６を介して支持する環状のフレーム５を、図９の（ａ）に示すようにフレーム保持部材７４２上に載置し、クランプ７４３によってフレーム保持部材７４２に固定する。次に、移動手段７３を作動して移動テーブル７２を矢印Ｙで示す方向（図８参照）に移動し、図９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７６を構成する第１の吸引保持部材７６１の保持面と第２の吸引保持部材７６２の保持面との間に位置付ける。このとき、検出手段７７によってストリート２２を撮像し、第１の吸引保持部材７６１の保持面と第２の吸引保持部材７６２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７６１の保持面と第２の吸引保持部材７６２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７６１aおよび７６２aに負圧を作用せしめることにより、第１の吸引保持部材７６１の保持面と第２の吸引保持部材７６２の保持面上にダイシングテープ６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)。
上述した変質層形成工程またはレーザー加工溝形成工程が実施された光デバイスウエーハ２をダイシングテープ６を介して支持する環状のフレーム５を、図９の（ａ）に示すようにフレーム保持部材７４２上に載置し、クランプ７４３によってフレーム保持部材７４２に固定する。次に、移動手段７３を作動して移動テーブル７２を矢印Ｙで示す方向（図８参照）に移動し、図９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７６を構成する第１の吸引保持部材７６１の保持面と第２の吸引保持部材７６２の保持面との間に位置付ける。このとき、検出手段７７によってストリート２２を撮像し、第１の吸引保持部材７６１の保持面と第２の吸引保持部材７６２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７６１の保持面と第２の吸引保持部材７６２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７６１aおよび７６２aに負圧を作用せしめることにより、第１の吸引保持部材７６１の保持面と第２の吸引保持部材７６２の保持面上にダイシングテープ６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)。
上述した保持工程を実施したならば、張力付与手段７６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７６１と第２の吸引保持部材７６２を図９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７６１の保持面と第２の吸引保持部材７６２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は基板２０に形成された破断起点となる変質層２０１またはレーザー加工溝２０２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、ダイシングテープ６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２０１またはレーザー加工溝２０２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７６１と第２の吸引保持部材７６２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を基板２０に形成された変質層２０１またはレーザー加工溝２０２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。
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７６１および第２の吸引保持部材７６２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７３を作動して移動テーブル７２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７６を構成する第１の吸引保持部材７６１の保持面と第２の吸引保持部材７６２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。
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７５を作動してフレーム保持手段７４を９０度回動せしめる。この結果、フレーム保持手段７４のフレーム保持部材７４２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７６１の保持面と第２の吸引保持部材７６２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に沿って個々のデバイス２３に分割される（ウエーハ分割工程）。
上述したようにして分割されたデバイス２３の側面には、図１０の(a)に示すように上記変質層形成工程において形成された変質層２０１による変質物質２０１aが付着しており、また図１０の(b)に示すように上記レーザー加工溝形成工程におけるレーザー加工溝形成時に生成された変質物質２０２aが付着している。このようにデバイス２３の側面に変質物質が付着していると、光デバイス２３の輝度が低下し、光デバイス２３の品質が低下するという問題がある。
上述したウエーハ分割工程を実施したならば、変質物質２０１aまたは変質物質２０２aが付着している光デバイス２３を、変質物質をエッチングするためのエッチング液に浸漬し、変質物質２０１aまたは変質物質２０２aをエッチング除去するエッチング工程を実施する。このエッチング工程は、図１１に示すエッチング装置８を用いて実施する。図１１に示すエッチング装置８は、エッチング液槽８１と、該エッチング液槽８１に収容されたエッチング液８２と、該エッチング液８２を攪拌する攪拌手段８３とからなっている。エッチング液８２は、光デバイスウエーハの基板となるサファイア基板や炭化珪素基板をエッチングすることができる硫酸または硫酸とリン酸との混合液を用いることができる。このようなエッチング液８２を収容したエッチング液槽８１内に上記変質物質２０１aまたは変質物質２０２aが付着している光デバイス２３を投入し、エッチング液８２を３００℃に維持した状態で攪拌手段８３によって攪拌する。この結果、光デバイス２３を構成する基板２０の側面および裏面がエッチングされ変質物質２０１aまたは変質物質２０２aが除去されるとともに、基板２０の側面および裏面が粗面に加工される。このエッチング工程においては、光デバイス２３の表面に被覆された酸化ケイ素(SiO2)からなる保護膜２４は上記エッチング液８２に対して耐エッチング性を有しているので、エッチングされずに光デバイス層としての発光層（エピ層）２１を保護している。従って、上記エッチング工程を実施することにより、図１２に示すように基板２０の側面に付着している変質物質２０１aまたは変質物質２０２aがエッチング除去され、保護膜２４が残存する光デバイス２３が得られる。
次に、光デバイス２３の表面に残存している保護膜２４を除去する保護膜除去工程を実施する。この保護膜除去工程は、図１３に示すエッチング装置９を用いて実施する。図１３に示すエッチング装置９は、エッチング液槽９１と、該エッチング液槽９１に収容されたエッチング液９２と、該エッチング液９２を攪拌する攪拌手段９３とからなっている。エッチング液９２は、酸化ケイ素(SiO2)からなる保護膜２４はエッチングするが光デバイスウエーハの基板となるサファイア基板や炭化珪素基板をエッチングしないフッ酸を用いることができる。このようなエッチング液９２を収容したエッチング液槽９１内に上記エッチング工程が実施され変質物質２０１aまたは変質物質２０２aが除去されたデバイス２３を投入し、常温の状態で攪拌手段９３によって攪拌する。この結果、図１４に示すように保護膜２４がエッチング除去された光デバイス２３が得られる。
以上のようにして加工されて得られた光デバイス２３は、基板２０の側面に付着した変質物質２０１aまたは変質物質２０２aがエッチング除去されるとともに、基板２０の側面および裏面が粗面に加工される。従って、基板２０の側面に光を吸収して輝度の低下を招く変質物質が存在しないことに加え、基板２０の側面および裏面が粗面に加工されているので、光が効果的に放出され輝度が向上する。
２：光デバイスウエーハ
２０：光デバイスウエーハの基板
２１：発光層（エピ層）
２２：ストリート
２３：光デバイス
２４：保護膜
３：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：環状のフレーム
６：ダイシングテープ
７：ウエーハ分割装置
７１：ウエーハ分割装置の基台
７２：移動テーブル
７４：フレーム保持手段
７６：張力付与手段
８：エッチング装置
８１：エッチング液槽
８２：エッチング液
８３：攪拌手段
９：エッチング装置
９１：エッチング液槽
９２：エッチング液
９３：攪拌手段
２０：光デバイスウエーハの基板
２１：発光層（エピ層）
２２：ストリート
２３：光デバイス
２４：保護膜
３：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：環状のフレーム
６：ダイシングテープ
７：ウエーハ分割装置
７１：ウエーハ分割装置の基台
７２：移動テーブル
７４：フレーム保持手段
７６：張力付与手段
８：エッチング装置
８１：エッチング液槽
８２：エッチング液
８３：攪拌手段
９：エッチング装置
９１：エッチング液槽
９２：エッチング液
９３：攪拌手段
Claims (4)
- 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内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射し、基板の内部にストリートに沿って破断起点としての変質層を形成する破断起点形成工程と、
該破断起点形成工程が実施された光デバイスウエーハに外力を付与し、光デバイスウエーハを破断起点となる変質層に沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程と、
該ウエーハ分割工程を実施することによって分割された個々の光デバイスを、変質層を形成する変質物質をエッチングするためのエッチング液に浸漬し、基台に付着している変質物質をエッチング除去するエッチング工程と、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。 - 該エッチング工程を実施する前に、光デバイスウエーハを構成する光デバイス層の表面に耐エッチング液性を有する保護膜を被覆する保護膜被覆工程を実施する、請求項1記載の光デバイスウエーハの加工方法。
- 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基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を基板の表面または裏面側からストリートに沿って照射し、基板の表面または裏面に破断起点となるレーザー加工溝を形成する破断起点形成工程と、
該破断起点形成工程が実施された光デバイスウエーハに外力を付与し、光デバイスウエーハを破断起点となるレーザー加工溝に沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程と、
該ウエーハ分割工程を実施することによって分割された個々の光デバイスを、基板にレーザー光線を照射することによって生成される変質物質をエッチングするためのエッチング液に浸漬し、該破断起点形成工程において基板にレーザー光線を照射することによって生成され基台に付着している変質物質をエッチング除去するエッチング工程と、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。 - 該エッチング工程を実施する前に、光デバイスウエーハを構成する光デバイス層の表面に耐エッチング液性を有する保護膜を被覆する保護膜被覆工程を実施する、請求項３記載の光デバイスウエーハの加工方法。
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