JP2012004316A - レーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光を用い、基板内において交差する方向に複数の改質領域を形成する場合に、基板に形成された電子素子の劣化を抑制する。
【解決手段】ウエハ状の基板１１の基板表面１１ａに複数の半導体発光素子２１を構成する積層半導体層１２が形成された素子群形成基板２０に対し、基板裏面１１ｂ側からレーザ光６４を照射し、基板１１の内部に、基板１１の面に沿うｙ方向に向かう第１改質領域Ｌ１、第３改質領域Ｌ３と、基板１１の面に沿い且つｙ方向とは異なるｘ方向に向かう第２改質領域Ｌ２、第４改質領域Ｌ４とを形成する改質領域形成工程において、基板１１の基板表面１１ａに近い側から遠い側（基板裏面１１ｂに遠い側から近い側）に向けて順番に、第１改質領域Ｌ１、第２改質領域Ｌ２、第３改質領域Ｌ３および第４改質領域Ｌ４の順で形成する。
【選択図】図８

Description

本発明は、基板に複数の電子素子を形成してなる素子群形成基板を個片化（チップ化）するためのレーザ加工方法に関する。

基板に複数の電子素子を形成した素子群形成基板に対し、これを分割して個片化することで、複数の素子チップを得る方法が広く用いられている。
公報記載の従来技術として、シリコンウエハ等の半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、半導体基板の内部に改質領域を形成し、この改質領域でもって第１の方向に第１の切断予定部を形成し、半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、半導体基板の内部に改質領域を形成し、この改質領域でもって第１の方向と交差する第２の方向に第２の切断予定部を形成する技術が存在する（特許文献１参照）。

特開２００３−２６６１８５号公報

しかしながら、レーザ光の照射によって基板の内部に第１の方向に沿って第１の切断予定部を形成した基板に対し、さらにレーザ光の照射によって基板の内部に第２の方向に沿って第２の切断予定部を形成した場合に、第１の切断予定部および第２の切断予定部の交差領域に対応する部位において、基板に形成された電子素子が、第２の切断予定部を形成するためのレーザ光によって劣化することがあった。

本発明は、レーザ光を用い、基板内において交差する方向に複数の改質領域を形成する場合に、基板に形成された電子素子の劣化を抑制することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、
（１）板状の基板の表面に複数の電子素子が形成された素子群形成基板に対し、基板の裏面側から基板の面に沿う第１方向にレーザ光を順次照射し、基板の内部であって裏面からの深さが第１深さとなる部位にレーザ光を順次集光させることで、基板の内部に第１方向に沿う第１改質領域を形成する工程と、
第１改質領域が形成された素子群形成基板に対し、基板の裏面側から基板の面に沿い且つ第１方向とは異なる第２方向にレーザ光を順次照射し、基板の内部であって裏面からの深さが第１深さよりも浅い第２深さとなる部位にレーザ光を順次集光させることで、基板の内部に第２方向に沿う第２改質領域を形成する工程と
を有するレーザ加工方法。
（２）第１改質領域を形成する工程において、第１改質領域が形成される第１深さを、基板の表面から裏面に至る厚さの半分未満に設定することを特徴とする（１）記載のレーザ加工方法。
（３）第１改質領域を形成する工程では、レーザ光の集光に伴って基板の内部に第１方向に沿って形成される第１改質部の基板の厚さ方向の高さを第１高さに設定し、
第２改質領域を形成する工程では、レーザ光の集光に伴って基板の内部に第２方向に沿って形成される第２改質部の基板の厚さ方向の高さを第２高さに設定し、
基板の厚さ方向に対する第１深さおよび第２深さのギャップを、第１高さおよび第２高さの和の半分よりも大きく設定すること
を特徴とする（１）または（２）記載のレーザ加工方法。
（４）第１改質領域および第２改質領域が形成された素子群形成基板に対し、基板の裏面側から第１方向にレーザ光を順次照射し、基板の内部であって裏面からの深さが第２深さよりも浅い第３深さとなる部位にレーザ光を順次集光させることで、基板の内部に第１方向に沿う第３改質領域を形成する工程と
をさらに有することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のレーザ加工方法。
（５）第１改質領域、第２改質領域および第３改質領域が形成された素子群形成基板に対し、基板の裏面側から第２方向にレーザ光を順次照射し、基板の内部であって裏面からの深さが第３深さよりも浅い第４深さとなる部位にレーザ光を順次集光させることで、基板の内部に第２方向に沿う第４改質領域を形成する工程と
をさらに有することを特徴とする（４）記載のレーザ加工方法。

（６）板状の基板の表面に複数の電子素子が形成された素子群形成基板に対し、基板の裏面側から基板の面に沿う第１方向にレーザ光を順次照射し、基板の内部であって裏面からの深さが第１深さとなる部位にレーザ光を順次集光させることで、基板の内部に第１方向に沿う第１改質領域を形成する工程と、
第１改質領域が形成された素子群形成基板に対し、基板の裏面側から基板の面に沿う第２方向にレーザ光を順次照射し、基板の内部であって裏面からの深さが第１深さよりも浅い第２深さとなる部位にレーザ光を順次集光させることで、基板の内部に第２方向に沿う第２改質領域を形成する工程と、
第１改質領域および第２改質領域が形成された素子群形成基板に対し、基板の裏面側から基板の面に沿う第３方向にレーザ光を順次照射し、基板の内部であって裏面からの深さが第２深さよりも浅い第３深さとなる部位にレーザ光を順次集光させることで、基板の内部に第３方向に沿う第３改質領域を形成する工程と
を有し、
第１改質領域、第２改質領域および第３改質領域のうち、２つの改質領域を同じ方向に沿って形成するとともに、他の１つの改質領域を同じ方向とは異なる方向に沿って形成することを特徴とするレーザ加工方法。
（７）第１改質領域を形成する工程において、第１改質領域が形成される第１深さを、基板の表面から裏面に至る厚さの半分未満に設定することを特徴とする（６）記載のレーザ加工方法。
（８）第１改質領域を形成する工程では、レーザ光の集光に伴って基板の内部に第１方向に沿って形成される第１改質部の基板の厚さ方向の高さを第１高さに設定し、
第２改質領域を形成する工程では、レーザ光の集光に伴って基板の内部に第２方向に沿って形成される第２改質部の基板の厚さ方向の高さを第２高さに設定し、
第３改質領域を形成する工程では、レーザ光の集光に伴って基板の内部に第３方向に沿って形成される第３改質部の基板の厚さ方向の高さを第３高さに設定し、
第１深さおよび第２深さの基板の厚さ方向に対するギャップを、第１高さおよび第２高さの和の半分よりも大きく設定し、
第２深さおよび第３深さの基板の厚さ方向に対するギャップを、第２高さおよび第３高さの和の半分よりも大きく設定すること
を特徴とする（６）または（７）記載のレーザ加工方法。
（９）同じ方向に沿う２つの改質領域を、基板の厚さ方向に重なるように形成することを特徴とする（６）乃至（８）のいずれかに記載のレーザ加工方法。
（１０）基板の厚さ方向に隣接する２つの改質領域を同じ方向に形成し、他の１つの改質領域を異なる方向に形成することを特徴とする（６）乃至（９）のいずれかに記載のレーザ加工方法。
（１１）素子群形成基板を構成する基板が、異なる方向よりも同じ方向に対して割れにくい構造を有していることを特徴とする（６）乃至（１０）のいずれかに記載のレーザ加工方法。
（１２）素子群形成基板を構成する複数の電子素子がそれぞれ長手側と短手側とを有し、長手側および短手側を揃えた状態で基板上に配列されている場合に、長手側を同じ方向とし且つ短手側を異なる方向とすることを特徴とする（６）乃至（１１）のいずれかに記載のレーザ加工方法。
（１２）第１改質領域、第２改質領域および第３改質領域が形成された素子群形成基板に対し、基板の裏面側から基板の面に沿う異なる方向にレーザ光を順次照射し、基板の内部であって第１深さ、第２深さおよび第３深さとは異なる第４深さとなる部位にレーザ光を順次集光させることで、基板の内部に異なる方向に沿う第４改質領域を形成する工程と
をさらに有することを特徴とする（６）記載のレーザ加工方法。
（１４第１改質領域、第２改質領域および第３改質領域が形成された素子群形成基板に対し、基板の裏面側から基板の面に沿う同じ方向にレーザ光を順次照射し、基板の内部であって第１深さ、第２深さおよび第３深さとは異なる第４深さとなる部位にレーザ光を順次集光させることで、基板の内部に同じ方向に沿う第４改質領域を形成する工程と
をさらに有することを特徴とする（６）記載のレーザ加工方法。

（１５）板状の基板の表面に複数の電子素子が形成された素子群形成基板に対し、基板の裏面側からレーザ光を照射することで、基板の内部に、基板の面に沿う第１方向に向かう改質領域と基板の面に沿い且つ第１方向とは異なる第２方向に向かう他の改質領域とを含む複数の改質領域を形成するレーザ加工方法であって、
複数の改質領域を、基板の表面に近い側から表面から遠い側に向けて順番に形成することを特徴とするレーザ加工方法。
（１６）改質領域と他の改質領域とを、基板の表面から裏面に至る厚さ方向の中央よりも裏面に近い側に形成することを特徴とする（１５）記載のレーザ加工方法。
（１７）第１方向は素子群形成基板上における複数の電子素子の第１配列方向に沿うものであり、
第２方向は素子群形成基板上における複数の電子素子の第２配列方向に沿うものであること
を特徴とする（１５）または（１６）記載のレーザ加工方法。
（１８）
基板はサファイアからなり、
複数の電子素子はＩＩＩ族窒化物半導体層を含んでいることを特徴とする（１５）乃至（１７）のいずれかに記載のレーザ加工方法。

本発明によれば、レーザ光を用い、基板内において交差する方向に複数の改質領域を形成する場合に、基板に形成された電子素子の劣化を抑制することができる。

本実施の形態の製造方法を用いて得られた素子チップの構成の一例を示す斜視図である。 素子チップの製造方法の一例を示すフローチャートである。 素子群形成工程を実行することによって得られた素子群形成基板の構成の一例を示す図である。 改質領域形成工程および個片化工程において、素子群形成基板を取り付けた状態で用いられる基板ユニットの構成の一例を示す図である。 改質領域形成工程で用いられるレーザ加工装置の構成の一例を示す斜視図である。 レーザ加工装置を用いて、改質領域形成工程を実行する際の加工手順の一例を示すフローチャートである。 改質領域形成工程において、第１改質領域〜第４改質領域を形成する際のそれぞれのレーザ光の走査方向の一例を示す図である。 改質領域形成工程において、第１改質領域〜第４改質領域のそれぞれの形成状態および相互の関係の一例を示す図である。 改質領域形成工程における第１走査（第１改質領域）〜第４走査（第４改質領域）のそれぞれの条件および結果の一例を示す図である。 個片化工程で用いられる基板切断装置の構成の一例を示す斜視図である。 基板切断装置を用いて、個片化工程を実行する際の加工手順の一例を示すフローチャートである。 個片化工程のうち、第１切断処理および第２切断処理の一例を示す図である。 素子群形成工程、改質領域形成工程および個片化工程を経て得られた素子チップにおける基板の断面構造の一例を示す拡大斜視図である。 本発明が適用され得る複数の改質領域の構成例の一覧を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で使用する図面においては、各構成要素を模式的に示していることから、各図における縮尺は正確ではない。

図１は、本実施の形態の製造方法（詳細は後述する）を用いて得られた素子チップ１０の構成の一例を示す斜視図である。
図１に示す素子チップ１０は、例えば青色光を出力する半導体発光素子２１を搭載したものであり、直方体状の形状を有し、基板表面１１ａおよびその裏側となる基板裏面１１ｂを有する基板１１と、基板１１の基板表面１１ａに積層された積層半導体層１２と、積層半導体層１２の上に形成された２つの電極１３ａ、１３ｂとを有している。そして、これら積層半導体層１２および電極１３ａ、１３ｂによって、半導体発光素子２１が構成されている。

本実施の形態では、基板１１として、積層半導体層１２を積層する基板表面１１ａがＣ面となるように構成されたサファイア単結晶を用いている。ただし、これに限られるものではなく、基板表面１１ａをＣ面からわずかに傾斜させたもの、さらには他の面としたものを用いることができる。
なお、基板１１としては、サファイアの他に、例えば、炭化ケイ素（シリコンカーバイド）、シリコン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ジルコニウム、酸化マンガン亜鉛鉄、酸化マグネシウムアルミニウム、ホウ化ジルコニウム、酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化リチウムガリウム、酸化リチウムアルミニウム、酸化ネオジウムガリウム、酸化ランタンストロンチウムアルミニウムタンタル、酸化ストロンチウムチタン、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化タングステン、酸化モリブデン、窒化ガリウム等を用いることもできる。

また、青色光を出力する半導体発光素子２１を構成する場合において、積層半導体層１２は、例えば複数のＩＩＩ族窒化物半導体層を積層したもので構成することができる。そして、この積層半導体層１２に、ＩＩＩ族窒化物半導体からなるｎ型層、発光層およびｐ型層（すべて図示せず）を順次積層することで、所謂ＬＥＤ構造とすることが可能になる。なお、この場合において、基板１１の被積層面とｎ型半導体層との間には、例えばＩＩＩ族窒化物からなる中間層や下地層（ともに図示せず）等を形成しておくことができる。

さらに、電極１３ａは積層半導体層１２のｐ型半導体層側に、また、電極１３ｂは積層半導体層１２のｎ型半導体層側に、それぞれ形成されている。そして、素子チップ１０では、電極１３ａから、図示しないｐ型層、発光層およびｎ型層を介して電極１３ｂに向かう電流を流すことにより、発光層から光が出射されるようになっている。

また、本実施の形態の素子チップ１０は、直方体状の形状を備えていることにより、基板表面１１ａを上方からみたときに、長辺側と短辺側とを有している。このため、基板１１は、基板表面１１ａおよび基板裏面１１ｂの他に、４つの基板側面を有している。なお、以下の説明においては、素子チップ１０の短辺側をｘ方向と称し、長辺側をｙ方向と称する。また、ｘ方向とｙ方向とに直交し、素子チップ１０において積層半導体層１２から基板１１側に向かう方向をｚ方向と称する。

さらに、以下の説明においては、基板１１の２つのｘ方向断面（ｘｚ断面）を基板短辺側面１１ｘと称し、基板１１の２つのｙ方向断面（ｙｚ断面）を基板長辺側面１１ｙと称する。ここで、２つの基板短辺側面１１ｘは基板１１を挟んで対向しており、また、２つの基板長辺側面１１ｙは基板１１を挟んで対向している。そして、図１には、一方の基板短辺側面１１ｘおよびこれに隣接する一方の基板長辺側面１１ｙのみを示している。なお、実際の素子チップ１０では、基板短辺側面１１ｘがｘｚ平面からずれる場合があり、基板長辺側面１１ｙがｙｚ平面からずれる場合がある。

本実施の形態では、基板１１の基板短辺側面１１ｘに、ｘ方向に沿って２つの筋が存在しており、且つ、基板１１の基板長辺側面１１ｙに、ｙ方向に沿って２つの筋が存在している。ここで、これら４つの筋は、後述するレーザ光の照射に伴って、基板１１を構成するサファイアが改質されることにより形成されたものである。なお、以下の説明においては、基板１１の基板長辺側面１１ｙにおいて、積層半導体層１２に近い側に形成される筋を第１改質領域Ｌ１と称し、第１改質領域Ｌ１よりも積層半導体層１２から遠い側（第１改質領域Ｌ１よりも基板裏面１１ｂに近い側）に形成される筋を第３改質領域Ｌ３と称する。また、基板１１の基板短辺側面１１ｘにおいて、積層半導体層１２に近い側に形成される筋を第２改質領域Ｌ２と称し、第２改質領域Ｌ２よりも積層半導体層１２から遠い側（第２改質領域Ｌ２よりも基板裏面１１ｂに近い側）に形成される筋を第４改質領域Ｌ４と称する。

ここで、第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４の位置関係に着目すると、本実施の形態では、積層半導体層１２に最も近い側から順に、第１改質領域Ｌ１（ｙ方向）、第２改質領域Ｌ２（ｘ方向）、第３改質領域Ｌ３（ｙ方向）および第４改質領域Ｌ４（ｘ方向）が位置するようになっている。なお、本実施の形態では、ｙ方向が第１方向に、また、ｘ方向が第２方向に、それぞれ対応している。また、基板裏面１１ｂから第１改質領域Ｌ１に至るｚ方向の距離を第１深さＤ１、基板裏面１１ｂから第２改質領域Ｌ２に至るｚ方向の距離を第２深さＤ２、基板裏面１１ｂから第３改質領域Ｌ３に至るｚ方向の距離を第３深さＤ３、そして基板裏面１１ｂから第４改質領域Ｌ４に至るｚ方向の距離を第４深さＤ４としたとき、これらは、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ４の関係を有している。また、基板１１のｚ方向の厚みを基板厚さＴｓとしたとき、基板厚さＴｓおよび第１深さＤ１は、Ｄ１＜Ｔｓ／２の関係を有している。したがって、本実施の形態の第１改質領域Ｌ１、第２改質領域Ｌ２、第３改質領域Ｌ３および第４改質領域Ｌ４は、積層半導体層１２の被積層面である基板表面１１ａからみて、基板１１のｚ方向厚さ（基板厚さＴｓ）の中央よりも向こう側すなわち基板裏面１１ｂに近い側に、それぞれ位置するようになっている。

なお、以下の説明においては、素子チップ１０のｘ方向長さをチップ短径Ｃｘと称し、素子チップ１０のｙ方向長さをチップ長径Ｃｙと称する。この例において、チップ短径Ｃｘは３００μｍであり、チップ長径Ｃｙは６００μｍである。このため、本実施の形態では、ｘ方向が短手側に、ｙ方向が長手側に、それぞれ対応している。ただし、これに限られるものではなく、チップ短径Ｃｘおよびチップ長径Ｃｙのそれぞれの大きさは適宜設計変更して差し支えなく、さらに、Ｃｘ＝Ｃｙであっても、Ｃｘ＞Ｃｙであってもかまわない。
また、電極１３ａ、１３ｂは、それぞれ円柱状の形状を有しており、その直径は１００μｍ程度となっている。

図２は、図１に示す素子チップ１０の製造方法の一例を示すフローチャートである。
この例では、まず、サファイアからなるウエハ状の基板１１に複数の半導体発光素子２１を形成することで、素子群形成基板２０（後述する図３参照）を得る素子群形成工程を実行する（ステップ１００）。
次に、ステップ１００で得られた素子群形成基板２０に対し、ウエハ状の基板１１の内部に、上述した第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４を形成する改質領域形成工程を実行する（ステップ２００）。
そして、ウエハ（基板１１）の内部に第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４が形成された素子群形成基板２０に対し、これら第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４を基点とした分割を行うことで、素子群形成基板２０から個片化した発光チップ１０を得る個片化工程を実行する（ステップ３００）。

図３は、上述したステップ１００の素子群形成工程を実行することによって得られた素子群形成基板２０の構成の一例を示す図である。ここで、図３（ａ）は素子群形成基板２０を、複数の半導体発光素子２１の形成面と対向する側からみた上面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ断面図である。なお、図３（ａ）は、図３（ｂ）をＩＩＩＡ方向からみたものに対応している。

素子群形成基板２０は、ウエハ状の基板１１と、この基板１１の基板表面１１ａのほぼ全面に積層された積層半導体層１２と、積層半導体層１２の上に形成された複数の電極１３ａ、１３ｂとを有している。その結果、基板１１の基板表面１１ａには、複数の電子素子の一例としての複数の半導体発光素子２１が、マトリクス状に形成されるようになっている。

この例において、ウエハ状の基板１１としては、Ｃ軸配向した単結晶サファイアを用いることができ、例えばその直径は４インチ（約１００ｍｍ）であり、その厚さは５０μｍ〜２５０μｍである。また、ウエハ状の基板１１の一端には、基板１１の結晶方位を示すとともに、基板１１に複数の半導体発光素子２１を形成するプロセスにおいて基準となるオリエンテーションフラット（ＯＦ：Orientation Flat）１１ｃが設けられている。この例において、ＯＦ１１ｃは、サファイア単結晶の［１１−２０］面に沿って形成されている。

そして、この例において、複数の半導体発光素子２１は、基板１１上でのｘ方向がＯＦ１１ｃに沿い、且つ、基板１１上でのｙ方向がＯＦ１１ｃに直角となるように、基板１１上に縦横方向に整列配置された状態で形成されている。したがって、複数の半導体発光素子２１は、その短辺側が基板１１のＯＦ１１ｃと同じ方向に沿って、また、その長辺側が基板１１のＯＦ１１ｃと直角な方向に沿って、それぞれ形成されていることになる。なお、以下では、素子群形成基板２０についても、ＯＦ１１ｃに沿う方向をｘ方向と称し、ＯＦ１１ｃに直交する方向をｙ方向と称することにする。なお、この例では、複数の半導体発光素子２１を、各々の短辺側がｘ方向（第２配列方向）に沿い、且つ、各々の長辺側がｙ方向（第１配列方向）に沿うように、基板１１上に配列している。

また、図３（ａ）に示すように、素子群形成基板２０を積層半導体層１２側からみたときに、ＯＦ１１ｃが設けられた端をＤ端部、ＯＦ１１ｃと反対側の端をＵ端部、ＯＦ１１ｃを下側とした際の右側の端をＬ端部、このときの左側の端をＲ端部、中央部をＣ部と称する。なお、後述するように、ステップ２００の改質領域形成工程では、基板裏面１１ｂ側からレーザ光の照射を行うこととなるため、図３（ａ）に示す状態においては、Ｒ側部が図中左側に、Ｌ側部が図中右側になるようにし、ｘ方向の正方向はＬ部側からＲ部側に向かうようにした。

図４は、上述したステップ２００の改質領域形成工程およびステップ３００の個片化工程において、素子群形成基板２０を取り付けた状態で用いられる基板ユニット３０の構成の一例を示す図である。ここで、図４（ａ）は基板ユニット３０を、素子群形成基板２０における複数の半導体発光素子２１の形成面と対向する側からみた上面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ断面図である。なお、図４（ａ）は、図４（ｂ）をＩＶＡ方向からみたものに対応している。

基板ユニット３０は、ステップ１００で得られた素子群形成基板２０の積層半導体層１２側（複数の半導体発光素子２１の形成面側）を貼り付けるための粘着シート３１と、円筒状の外観を有し、素子群形成基板２０が貼り付けられた粘着シート３１を挟み込んで支持する金属リング３２とを備えている。ここで、金属リング３２は、素子群形成基板２０よりも大きな内径を有しており、素子群形成基板２０は、金属リング３２の内側において、金属リング３２と接触することがないように、粘着シート３１に貼り付けられている。なお、図４（ａ）では、粘着シート３１の裏側に素子群形成基板２０が貼り付けられており、粘着シート３１を介して素子群形成基板２０をみた状態を示している。このようにして、基板ユニット３０に素子群形成基板２０が貼り付けられることにより、基板ユニット３０では、素子群形成基板２０における基板１１の基板裏面１１ｂが、外部に露出した状態となっている。

基板ユニット３０を構成する粘着シート３１は、ステップ２００の改質領域形成工程およびステップ３００の個片化工程において、素子群形成基板２０を保持するとともに、素子群形成基板２０から得られる素子チップ１０（図１参照）が飛散するのを防止するために設けられている。
ここで、粘着シート３１としては、例えば各種樹脂材料からなる基材に粘着性を有する材料を付着させたものを使用することができる。本実施の形態では、粘着シート３１の基材として、剛性の高いポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：Polyethylene Terephthalate）を用いている。

図５は、ステップ２００の改質領域形成工程で用いられるレーザ加工装置５０の構成の一例を示す斜視図である。
このレーザ加工装置５０は、台等の上に設置するための基体５１と、基体５１上に設けられ、基体５１上を左右方向（以下の説明ではＸ方向と称する）、前後方向（以下の説明ではＹ方向と称する）、上下方向（以下の説明ではＺ方向と称する）に移動可能で、さらに回転方向（以下の説明ではθ方向と称する）に移動可能な吸着ステージ５２とを備える。なお、基体５１には、吸着ステージ５２をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動させるモータ（図示せず）、そして、吸着ステージ５２をθ方向に回転させるモータ（図示せず）が内蔵されている。

レーザ加工装置５０に設けられた吸着ステージ５２は、図４に示す基板ユニット３０を真空吸着して固定する。この例において、基板ユニット３０は、素子群形成基板２０のｘ方向を基体５１のＸ方向に、素子群形成基板２０のｙ方向を基体５１のＹ方向に、それぞれ合致させるように吸着ステージ５２に搭載される。このとき、素子群形成基板２０は、基板１１のＯＦ１１ｃが手前側（−Ｙ方向側）となるように、吸着ステージ５２に設置される。その結果、吸着ステージ５２に基板ユニット３０を吸着させた際に、基板ユニット３０に取り付けられた素子群形成基板２０では、その基板１１の基板裏面１１ｂ（ｚ方向側：図４（ｂ）参照）が上方すなわちＺ方向側を向くようになっている。

また、レーザ加工装置５０は、基体５１上に設けられ、−Ｙ方向に向かうレーザ光６４を発生するレーザ光発生部６１を支持するための支持体５３を備える。なお、図５では、レーザ光発生部６１を、内部構造がわかるように一部を破線で示している。このレーザ光発生部６１は、パルス発振させたＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザを発生するようになっている。このレーザ光発生部６１には、−Ｙ方向に向かうレーザ光６４を反射し、吸着ステージ５２側に向けて−Ｚ方向に折り曲げるためのダイクロイックミラー６２と、ダイクロイックミラー６２で反射したレーザ光６４を集光し、吸着ステージ５２に搭載された素子群形成基板２０の基板１１（図２参照）の内部に焦点を結ばせるための光学系６３とが設けられている。

さらに、レーザ加工装置５０は、ダイクロイックミラー６２の上方に配置され、ダイクロイックミラー６２を介して吸着ステージ５２に搭載された素子群形成基板２０を観察するための撮像部５４を有している。この撮像部５４は、支持体５３から伸びるアーム５５に取り付けられている。

さらにまた、レーザ加工装置５０は、レーザ加工が施される前の基板ユニット３０を収容するロードカセットエレベータ５６と、レーザ加工が施された後の基板ユニット３０を収容するアンロードカセットエレベータ５７とをさらに備える。ここで、ロードカセットエレベータ５６は、レーザ加工が施される前の基板ユニット３０を個々に収納した複数のロードカセット５６ａを収容できるようになっている。また、アンロードカセットエレベータ５７は、レーザ加工が施された後の基板ユニット３０を個々に収納した複数のアンロードカセット５７ａを収容できるようになっている。そして、ロードカセット５６ａに収納されたレーザ加工前の基板ユニット３０は、図示しないロボットアームにより吸着ステージ５２に移送され、セットされるようになっている。また、レーザ加工後の基板ユニット３０は、図示しないロボットアームにより吸着ステージ５２から移送され、アンロードカセット５７ａに収納されるようになっている。

そして、レーザ加工装置５０は、吸着ステージ５２、ロードカセットエレベータ５６、アンロードカセットエレベータ５７、レーザ光発生部６１等の動作を制御する制御部５８と、撮像部５４によって撮影された素子群形成基板２０の画像や、制御部５８からの制御情報等を表示するための表示部５９とをさらに備える。

では、上述したステップ２００の改質領域形成工程について、より具体的に説明する。
図６は、図５に示すレーザ加工装置５０を用いて、ステップ２００の改質領域形成工程を実行する際の加工手順の一例を示すフローチャートである。

では、図６に示すフローチャートに従い、図３〜図５を参照しつつ、改質領域形成工程について説明を行う。
レーザ加工装置５０において、制御部５８は、まず、図示しないロボットアームにより、１枚目の基板ユニット３０をロードカセット５６ａから吸着ステージ５２に移送させる（ステップ２０１）。そして、制御部５８は、吸着ステージ５２に基板ユニット３０を吸着させる。それから、制御部５８は、吸着ステージ５２をＸ方向およびＹ方向に移動させ、且つ、θ方向に回転させて、基板ユニット３０に設けられた素子群形成基板２０のｘ方向が、基体５１のＸ方向に向くように簡易な位置合わせを行う。

次に、制御部５８は、基板ユニット３０に設けられた素子群形成基板２０の基板１１の厚さと粘着シート３１の厚さとを測定し、基板裏面１１ｂを基準面（“０”）として設定し、さらに、Ｘ方向、Ｙ方向およびθ方向について、素子群形成基板２０の精密な位置合わせ（アライメント）を行う（ステップ２０２）。なお、基板１１の厚さおよび粘着シート３１の厚さは、光学系６３により測定した、基板ユニット３０の有無における集光点までの距離の差から求めることができる。また、精密な位置合わせでは、素子群形成基板２０において整列配置された各半導体発光素子２１の境界部を通るように想定されたｘ方向およびｙ方向の切断予定線（図示せず）とレーザ光６４のＸ方向およびＹ方向の照射位置とを一致させ、且つ、レーザ光６４が、素子群形成基板２０に想定された切断予定線に沿って走査されるように、吸着ステージ５２の位置が設定される。この設定については、レーザ加工装置５０の操作者が目視で行ってもよく、制御部５８が、撮像部５４によって撮像された素子群形成基板２０の画像に基づいて自動的に行ってもよい。

続いて、制御部５８は、レーザ光６４の集光点を、基板裏面１１ｂの面高さを“０”とした場合に、第１深さＤ１となる位置に設定する（ステップ２０３）。なお、この例において、第１深さＤ１は、基板厚さＴｓの半分未満に設定される（Ｄ１＜Ｔｓ／２）。ここで、集光点の位置調整は、光学系６３の調整あるいはＺ方向への吸着ステージ５２の移動によって行うことができる。

次に、制御部５８は、素子群形成基板２０に対し、基体５１のＹ方向および−Ｙ方向に沿って順次レーザ光６４を照射していくことにより、素子群形成基板２０のｙ方向および−ｙ方向に沿って、素子群形成基板２０の基板１１内において第１深さＤ１となる位置に、第１改質領域Ｌ１を形成するための第１走査を実行させる（ステップ２０４）。なお、ステップ２０４は、第１改質領域Ｌ１を形成する工程に対応している。

素子群形成基板２０に対する第１改質領域Ｌ１の形成が完了すると、制御部５８は、レーザ光６４の集光点を、基板裏面１１ｂの面高さを“０”とした場合に、第２深さＤ２となる位置に設定する（ステップ２０５）。なお、この例において、第２深さＤ２は、第１深さＤ１よりも浅く設定される（Ｄ１＞Ｄ２）。

そして、制御部５８は、第１改質領域Ｌ１が形成済となった素子群形成基板２０に対し、今度は、基体５１のＸ方向および−Ｘ方向に沿って順次レーザ光６４を照射していくことにより、素子群形成基板２０のｘ方向および−ｘ方向に沿って、素子群形成基板２０の基板１１内において第２深さＤ２となる位置に、第２改質領域Ｌ２を形成するための第２走査を実行させる（ステップ２０６）。なお、ステップ２０６は、第２改質領域Ｌ２を形成する工程に対応している。

素子群形成基板２０に対する第２改質領域Ｌ２の形成が完了すると、制御部５８は、レーザ光６４の集光点を、基板裏面１１ｂの高さを“０”とした場合に、第３深さＤ３となる位置に設定する（ステップ２０７）。なお、この例において、第３深さＤ３は、第２深さＤ２よりも浅く設定される（Ｄ２＞Ｄ３）。

それから、制御部５８は、第１改質領域Ｌ１および第２改質領域Ｌ２が形成済となった素子群形成基板２０に対し、今度は、基体５１のＹ方向および−Ｙ方向に沿って順次レーザ光６４を照射していくことにより、素子群形成基板２０のｙ方向および−ｙ方向に沿って、素子群形成基板２０の基板１１内において第３深さＤ３となる位置に、第３改質領域Ｌ３を形成するための第３走査を実行させる（ステップ２０８）。なお、ステップ２０８は、第３改質領域Ｌ３を形成する工程に対応している。

素子群形成基板２０に対する第３改質領域Ｌ３の形成が完了すると、制御部５８は、レーザ光６４の集光点を、基板裏面１１ｂの面高さを“０”とした場合に、第４深さＤ４となる位置に設定する（ステップ２０９）。なお、この例において、第４深さＤ４は、第３深さＤ３よりも浅く設定される（Ｄ３＞Ｄ４）。

そして、制御部５８は、第１改質領域Ｌ１〜第３改質領域Ｌ３が形成済となった素子群形成基板２０に対し、今度は、基体５１のＸ方向および−Ｘ方向に沿って順次レーザ光６４を照射していくことにより、素子群形成基板２０のｘ方向および−ｘ方向に沿って、素子群形成基板２０の基板１１内において第４深さＤ４となる位置に、第４改質領域Ｌ４を形成するための第４走査を実行させる（ステップ２１０）。なお、ステップ２１０は、第４改質領域Ｌ４を形成する工程に対応している。

このようにして、基板ユニット３０に設けられた素子群形成基板２０の基板１１に対する、第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４の形成が完了すると、制御部５８は、図示しないロボットアームにより、１枚目の基板ユニット３０を吸着ステージ５２からアンロードカセット５７ａに移送させる（ステップ２１１）。
そして、制御部５８は、ロードカセット５６ａの基板ユニット３０が空となっているか否か（ロードカセット５６ａに基板ユニット３０が残っているか否か）を判断する（ステップ２１２）。ここで、ロードカセット５６ａに基板ユニット３０が残っていないと判断した場合には、上述したレーザ加工による複数の改質領域の形成を終了する。一方、ロードカセット５６ａに基板ユニット３０が残っていると判断した場合には、ステップ２０１に戻り、次の基板ユニット３０に対する複数の改質領域の形成を開始する。以下、同様の手順で、ロードカセット５６ａに収納されたすべての基板ユニット３０に対し、複数の改質領域（この例では第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４）の形成を行う。

では次に、ステップ２０４における第１走査および第１走査によって形成される第１改質領域Ｌ１、ステップ２０６における第２走査および第２走査によって形成される第２改質領域Ｌ２、ステップ２０８における第３走査および第３走査によって形成される第３改質領域Ｌ３、そして、ステップ２１０における第４走査および第４走査によって形成される第４改質領域Ｌ４に関し、それぞれについて説明を行う。また、素子群形成基板２０の基板１０に形成された第１改質領域Ｌ１、第２改質領域Ｌ２、第３改質領域Ｌ３および第４改質領域Ｌ４に関し、相互の関係についても説明を行う。

図７は、ステップ２００の改質領域形成工程において、第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４を形成する際のそれぞれのレーザ光６４の走査方向の一例を示す図である。また、図８は、改質領域形成工程において、第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４のそれぞれの形成状態および相互の関係の一例を示す図である。さらに、図９は、改質領域形成工程における第１走査（第１改質領域Ｌ１）〜第４走査（第４改質領域Ｌ４）のそれぞれの条件および結果の一例を示す図である。

ここで、図７（ａ）および図８（ａ）はステップ２０４の第１走査（第１改質領域Ｌ１の形成）に、図７（ｂ）および図８（ｂ）はステップ２０６の第２走査（第２改質領域Ｌ２の形成）に、図７（ｃ）および図８（ｃ）はステップ２０８の第３走査（第３改質領域Ｌ３の形成）に、そして図７（ｄ）および図８（ｄ）はステップ２１０の第４走査（第４改質領域Ｌ４の形成）に、それぞれ対応している。なお、以下では、レーザ加工装置５０の具体的な動作については説明を省略し、レーザ加工装置５０から照射されるレーザ光６４と、レーザ光６４の照射対象となる素子群形成基板２０（基板１１）との関係に着目して説明を行うことにする。

最初に、ステップ２０４の第１走査および第１走査によって素子群形成基板２０の基板１１に形成される第１改質領域Ｌ１について説明する。
第１走査では、図７（ａ）に示すように、素子群形成基板２０の図中右上方向であって素子群形成基板２０よりも外側となる開始位置Ｓから、素子群形成基板２０の図中左下方向であって素子群形成基板２０よりも外側となる終了位置Ｅに向かう第１走査ラインＳｃ１に沿って、パルス発振させたレーザ光６４の照射を行っていく。ここで、第１走査における１パルスあたりのレーザ光６４の出力を第１出力Ｐ１と称する。そして、第１走査ラインＳｃ１に沿ったレーザ光６４の照射を行うことにより、素子群形成基板２０には、ｙ方向および−ｙ方向に沿い且つＲ端部側からＬ端部側に向けて、ｘｙ平面において平行となるように、複数の第１改質領域Ｌ１が順次形成されることになる。

第１走査が行われる間、素子群形成基板２０には、図８（ａ）に示すように、基板１１の基板裏面１１ｂからレーザ光６４が入射してくる。第１走査において基板１１に入射したレーザ光６４は、基板１１の第１深さＤ１となる部位において集光し、この部位でのエネルギー密度が増大する。これに伴い、レーザ光６４の集光点では、基板１１を構成する材料（ここではサファイア）が膨張・収縮あるいは分解等によって改質され、クラック等が発生することにより、第１深さＤ１となる部位に第１改質部Ｌａが形成される。なお、以下では、第１走査によって形成される第１改質部Ｌａのｚ方向の長さを第１高さＨ１と称する。

また、第１走査においては、１パルス分のレーザ光６４が照射される毎に、素子群形成基板２０に対するレーザ光６４の照射位置がｙ方向あるいは−ｙ方向に順次移動していくようになっている。このため、第１走査に伴い、素子群形成基板２０の基板１１内において第１深さＤ１となる位置では、複数の第１改質部Ｌａがｙ方向あるいは−ｙ方向に沿って順次形成されていくことになる。そして、ｙ方向に複数の第１改質部Ｌａを配列したものが、それぞれ第１改質領域Ｌ１となる。なお、以下では、ｙ方向に隣接する２つの第１改質部Ｌａの中央部同士の間隔を第１間隔Ｉ１と称する。

次に、ステップ２０６の第２走査および第２走査によって素子群形成基板２０の基板１１に形成される第２改質領域Ｌ２について説明する。
第２走査では、図７（ｂ）に示すように、素子群形成基板２０の図中右上方向であって素子群形成基板２０よりも外側となる開始位置Ｓから、素子群形成基板２０の図中左下方向であって素子群形成基板２０よりも外側となる終了位置Ｅに向かう第２走査ラインＳｃ２に沿って、パルス発振させたレーザ光６４の照射を行っていく。ここで、第２走査における１パルスあたりのレーザ光６４の出力を第２出力Ｐ２と称する。そして、第２走査ラインＳｃ２に沿ったレーザ光６４の照射を順次行うことにより、素子群形成基板２０には、ｘ方向および−ｘ方向に沿い且つＵ端部側からＤ端部側に向けて、ｘｙ平面において平行となるように、複数の第２改質領域Ｌ２が順次形成されることになる。

第２走査が行われる間、素子群形成基板２０には、図８（ｂ）に示すように、基板１１の基板裏面１１ｂ側からレーザ光６４が入射してくる。第２走査において基板１１に入射したレーザ光６４は、基板１１の第２深さＤ２となる部位において集光し、この部位でのエネルギー密度が増大する。これに伴い、レーザ光６４の集光点では、基板１１を構成する材料（ここではサファイア）が膨張・収縮あるいは分解等によって改質され、クラック等が発生することにより、第２深さＤ２となる部位に第２改質部Ｌｂが形成される。なお、以下では、第２走査によって形成される第２改質部Ｌｂのｚ方向の長さを第２高さＨ２と称する。

また、第２走査においては、１パルス分のレーザ光６４が照射される毎に、素子群形成基板２０に対するレーザ光６４の照射位置がｘ方向あるいは−ｘ方向に順次移動していくようになっている。このため、第２走査に伴い、素子群形成基板２０の基板１１内において第２深さＤ２となる位置では、複数の第２改質部Ｌｂがｘ方向あるいは−ｘ方向に沿って順次形成されていくことになる。そして、ｘ方向に複数の第２改質部Ｌｂを配列したものが、それぞれ第２改質領域Ｌ２となる。なお、以下では、ｘ方向に隣接する２つの第２改質部Ｌｂの中央部同士の間隔を第２間隔Ｉ２と称する。

ステップ２０４の第１走査では、基板裏面１１ｂからみて第１深さＤ１となる位置に、ｙ方向に沿って複数の第１改質領域Ｌ１を形成していたのに対し、ステップ２０６の第２走査では、基板裏面１１ｂからみて第１深さＤ１よりも浅い第２深さＤ２となる位置に、ｘ方向に沿って複数の第２改質領域Ｌ２を形成している。このため、第１改質領域Ｌ１および第２改質領域Ｌ２は、ｚ方向側からみたときには直交しているが、実際には『ねじれの位置』の関係を有している。なお、以下では、ｚ方向に対する第１改質領域Ｌ１と第２改質領域Ｌ２との距離を、第１第２間ギャップＧ１２と称する。

今度は、ステップ２０８の第３走査および第３走査によって素子群形成基板２０の基板１１内に形成される第３改質領域Ｌ３について説明する。
第３走査では、図７（ｃ）に示すように、素子群形成基板２０の図中右上方向であって素子群形成基板２０よりも外側となる開始位置Ｓから、素子群形成基板２０の図中左下方向であって素子群形成基板２０よりも外側となる終了位置Ｅに向かう第３走査ラインＳｃ３に沿って、パルス発振させたレーザ光６４の照射を行っていく。ここで、第３走査における１パルスあたりのレーザ光６４の出力を第３出力Ｐ３と称する。そして、第３走査ラインＳｃ３に沿ったレーザ光６４の照射を行うことにより、素子群形成基板２０には、ｙ方向および−ｙ方向に沿い且つＲ端部側からＬ端部側に向けて、ｘｙ平面において平行となるように、複数の第３改質領域Ｌ３が順次形成されることになる。ここで、素子群形成基板２０に対する第３走査ラインＳｃ３の経路は、第１走査における第１走査ラインＳｃ１の経路と同じとなっている。

第３走査が行われる間、素子群形成基板２０には、図８（ｃ）に示すように、基板１１の基板裏面１１ｂ側からレーザ光６４が入射してくる。第３走査において基板１１に入射したレーザ光６４は、基板１１の第３深さＤ３となる部位において集光し、この部位でのエネルギー密度が増大する。これに伴い、レーザ光６４の集光点では、基板１１を構成する材料（ここではサファイア）が膨張・収縮あるいは分解等によって改質され、クラック等が発生することにより、第３深さＤ３となる部位に第３改質部Ｌｃが形成される。なお、以下では、第３走査によって形成される第３改質部Ｌｃのｚ方向の長さを第３高さＨ３と称する。

また、第３走査においては、１パルス分のレーザ光６４が照射される毎に、素子群形成基板２０に対するレーザ光６４の照射位置がｙ方向あるいは−ｙ方向に順次移動していくようになっている。このため、第３走査に伴い、素子群形成基板２０の基板１１内において第３深さＤ３となる位置では、複数の第３改質部Ｌｃがｙ方向あるいは−ｙ方向に沿って順次形成されていくことになる。そして、ｙ方向に複数の第３改質部Ｌｃを配列したものが、それぞれ第３改質領域Ｌ３となる。なお、以下では、ｙ方向に隣接する２つの第３改質部Ｌｃの中央部同士の間隔を第３間隔Ｉ３と称する。

ステップ２０６の第２走査では、基板裏面１１ｂからみて第２深さＤ２となる位置に、ｘ方向に沿って複数の第２改質領域Ｌ２を形成していたのに対し、ステップ２０８の第３走査では、基板裏面１１ｂからみて第２深さＤ２よりも浅い第３深さＤ３となる位置に、ｙ方向に沿って複数の第３改質領域Ｌ３を形成している。このため、第２改質領域Ｌ２および第３改質領域Ｌ３は、ｚ方向側からみたときには直交しているが、実際には『ねじれの位置』の関係を有している。なお、以下では、ｚ方向に対する第２改質領域Ｌ２と第３改質領域Ｌ３との距離を、第２第３間ギャップＧ２３と称する。

また、ステップ２０４の第１走査では、基板裏面１１ｂからみて第１深さＤ１となる位置に、ｙ方向に沿って複数の第１改質領域Ｌ１を形成していたのに対し、ステップ２０８の第３走査では、基板裏面１１ｂからみて第１深さＤ１および第２深さＤ２よりも浅い第３深さＤ３となる位置に、ｙ方向に沿って複数の第３改質領域Ｌ３を形成している。しかも、この例では、第１走査における第１走査ラインＳｃ１と第３走査における第３走査ラインＳｃ３とを、素子群形成基板２０上において合わせている。したがって、ｙｚ平面において平行となるように、第１改質領域Ｌ１と第３改質領域Ｌ３とが形成されていることになる。また、第１改質領域Ｌ１と第３改質領域Ｌ３との間を、第２改質領域Ｌ２が通過していくような位置関係にもなっている。

最後に、ステップ２１０の第４走査および第４走査によって素子群形成基板２０の基板１１内に形成される第４改質領域Ｌ４について説明する。
第４走査では、図７（ｄ）に示すように、素子群形成基板２０の図中右上方向であって素子群形成基板２０よりも外側となる開始位置Ｓから、素子群形成基板２０の図中左下方向であって素子群形成基板２０よりも外側となる終了位置Ｅに向かう第４走査ラインＳｃ４に沿って、パルス発振させたレーザ光６４の照射を行っていく。ここで、第４走査における１パルスあたりのレーザ光６４の出力を第４出力Ｐ４と称する。そして、第４走査ラインＳｃ４に沿ったレーザ光６４の照射を順次行うことにより、素子群形成基板２０には、ｘ方向および−ｘ方向に沿い且つＵ端部側からＤ端部側に向けて、ｘｙ平面において平行となるように、複数の第４改質領域Ｌ４が順次形成されることになる。ここで、素子群形成基板２０に対する第４走査ラインＳｃ４の経路は、第２走査における第２走査ラインＳｃ２の経路と同じとなっている。

第４走査が行われる間、素子群形成基板２０には、図８（ｄ）に示すように、基板１１の基板裏面１１ｂ側からレーザ光６４が入射してくる。第４走査において基板１１に入射したレーザ光６４は、基板１１の第４深さＤ４となる部位において集光し、この部位でのエネルギー密度が増大する。これに伴い、レーザ光６４の集光点では、基板１１を構成する材料（ここではサファイア）が膨張・収縮あるいは分解等によって改質され、クラック等が発生することにより、第４深さＤ４となる部位に第４改質部Ｌｄが形成される。なお、以下では、第４走査によって形成される第４改質部Ｌｄのｚ方向の長さを第４高さＨ４と称する。

また、第４走査においては、１パルス分のレーザ光６４が照射される毎に、素子群形成基板２０に対するレーザ光６４の照射位置がｘ方向あるいは−ｘ方向に順次移動していくようになっている。このため、第４走査に伴い、素子群形成基板２０の基板１１内において第４深さＤ４となる位置では、複数の第４改質部Ｌｂがｘ方向あるいは−ｘ方向に沿って順次形成されていくことになる。そして、ｘ方向に複数の第４改質部Ｌｄを配列したものが、それぞれ第４改質領域Ｌ４となる。なお、以下では、ｘ方向に隣接する２つの第４改質部Ｌｄの中央部同士の間隔を第４間隔Ｉ４と称する。

ステップ２０８の第３走査では、基板裏面１１ｂからみて第３深さＤ３となる位置に、ｙ方向に沿って複数の第３改質領域Ｌ３を形成していたのに対し、ステップ２１０の第４走査では、基板裏面１１ｂからみて第３深さＤ３よりも浅い第４深さＤ４となる位置に、ｘ方向に沿って複数の第４改質領域Ｌ４を形成している。このため、第３改質領域Ｌ３および第４改質領域Ｌ４は、ｚ方向側からみたときには直交しているが、実際には『ねじれの位置』の関係を有している。なお、以下では、ｚ方向に対する第３改質領域Ｌ３と第４改質領域Ｌ４との距離を、第３第４間ギャップＧ３４と称する。

また、ステップ２０６の第２走査では、基板裏面１１ｂからみて第２深さＤ２となる位置に、ｘ方向に沿って複数の第２改質領域Ｌ２を形成していたのに対し、ステップ２１０の第４走査では、基板裏面１１ｂからみて第１深さＤ１〜第３深さＤ３よりも浅い第４深さＤ４となる位置に、ｘ方向に沿って複数の第４改質領域Ｌ４を形成している。しかも、この例では、第２走査における第２走査ラインＳｃ２と第４走査における第４走査ラインＳｃ４とを、素子群形成基板２０上において合わせている。したがって、ｘｚ平面において平行となるように、第２改質領域Ｌ２と第４改質領域Ｌ４とが形成されていることになる。また、第２改質領域Ｌ２と第４改質領域Ｌ４との間を、第３改質領域Ｌ３が通過していくような位置関係にもなっている。

上述した手順によって第１走査〜第４走査を行うことにより、素子群形成基板２０における基板１１の内部には、第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４が形成されることになる。ここで、第１改質領域Ｌ１および第３改質領域Ｌ３は、ｘｙ平面からみたときに両者が重なり、且つ、それぞれがｙ方向に沿って各半導体発光素子２１の切断予定線（ｙ方向）を通るように形成される。一方、第２改質領域Ｌ２および第４改質領域Ｌ４は、ｘｙ平面から見たときに両者が重なり、且つ、それぞれがｘ方向に沿って各半導体発光素子２１の切断予定線（ｘ方向）を通るように形成される。そして、本実施の形態では、ｙ方向が第１方向に、ｘ方向が第２方向に、それぞれ対応している。また、本実施の形態では、ｙ方向が第３方向にも対応している。

また、本実施の形態では、第１走査におけるレーザ光６４の第１出力Ｐ１と第２走査におけるレーザ光６４の第２出力Ｐ２とが同じ大きさに設定されている。このため、第１走査によって基板１１内に形成される第１改質部Ｌａの第１高さＨ１と、第２走査によって基板１１内に形成される第２改質部Ｌｂの第２高さＨ２とが、略等しくなっている。さらに、本実施の形態では、第２走査におけるレーザ光６４の第２出力Ｐ２よりも第３走査におけるレーザ光６４の第３出力Ｐ３が小さく設定されている。このため、第２走査によって基板１１内に形成される第２改質部Ｌｂの第２高さＨ２よりも、第３走査によって基板１１内に形成される第３改質部Ｌｃの第３高さＨ３が、より低くなっている。さらにまた、本実施の形態では、第３走査におけるレーザ光６４の第３出力Ｐ３と第４走査におけるレーザ光６４の第４出力Ｐ４とが同じ大きさに設定されている。このため、第３走査によって基板１１内に形成される第３改質部Ｌｃの第３高さＨ３と、第４走査によって基板１１内に形成される第４改質部Ｌｄの第４高さＨ４とが、略等しくなっている。

ここで、本実施の形態では、ｚ方向に隣接する第１改質領域Ｌ１と第２改質領域Ｌ２とのｚ方向の距離である第１第２間ギャップＧ１２を、第１改質領域Ｌ１を構成する第１改質部Ｌａの第１高さＨ１および第２改質領域Ｌ２を構成する第２改質部Ｌｂの第２高さＨ２の和の半分よりも大きくしている（Ｇ１２＞（Ｈ１＋Ｈ２）／２）。これにより、ｚ方向に隣接する第１改質領域Ｌ１および第２改質領域Ｌ２の、ｘｙ平面からみときの交差部位において、第１改質部Ｌａと第２改質部Ｌｂとを一体化しにくくしている。

また、本実施の形態では、ｚ方向に隣接する第２改質領域Ｌ２と第３改質領域Ｌ３とのｚ方向の距離である第２第３間ギャップＧ２３を、第２改質領域Ｌ２を構成する第２改質部Ｌｂの第２高さＨ２および第３改質領域Ｌ３を構成する第３改質部Ｌｃの第３高さＨ３の和の半分よりも大きくしている（Ｇ２３＞（Ｈ２＋Ｈ３）／２）。これにより、ｚ方向に隣接する第２改質領域Ｌ２および第３改質領域Ｌ３の、ｘｙ平面からみたときの交差部位において、第２改質部Ｌｂと第３改質部Ｌｃとを一体化しにくくしている。

さらに、本実施の形態では、ｚ方向に隣接する第３改質領域Ｌ３と第４改質領域Ｌ４とのｚ方向の距離である第３第４間ギャップＧ３４を、第３改質領域Ｌ３を構成する第３改質部Ｌｃの第３高さＨ３および第４改質領域Ｌ４を構成する第４改質部Ｌｄの第４高さＨ４の和の半分よりも大きくしている（Ｇ３４＞（Ｈ３＋Ｈ４）／２）。これにより、ｚ方向に隣接する第３改質領域Ｌ３および第４改質領域Ｌ４の、ｘｙ平面からみたときの交差部位において、第３改質部Ｌｃと第４改質部Ｌｄとを一体化しにくくしている。

また、本実施の形態では、第１走査によって基板１１内に形成される第１改質部Ｌａの第１間隔Ｉ１と、第２走査によって基板１１内に形成される第２改質部Ｌｂの第２間隔Ｉ２とが、略等しくなっている。さらに、本実施の形態では、第２走査によって基板１１内に形成される第２改質部Ｌｂの第２間隔Ｉ２よりも、第３走査によって基板１１内に形成される第３改質部Ｌｃの第３間隔Ｉ３が、より狭くなっている。さらにまた、本実施の形態では、第３走査によって基板１１内に形成される第３改質部Ｌｃの第３間隔Ｉ３と、第４走査によって基板１１内に形成される第４改質部Ｌｄの第４間隔Ｉ４とが、略等しくなっている。

これにより、ｙ方向に沿って形成される第１改質領域Ｌ１および第３改質領域Ｌ３では、基板表面１１ａ（積層半導体層１２）に近い側となる第１改質領域Ｌ１よりも、基板裏面１１ｂに近い側となる第３改質領域Ｌ３の方が、より細かな間隔（ピッチ）で形成された改質部を有していることになる。一方、ｘ方向に沿って形成される第２改質領域Ｌ２および第４改質領域Ｌ４でも、基板表面１１ａ（積層半導体層１２）に近い側となる第２改質領域Ｌ２よりも、基板裏面１１ｂに近い側となる第４改質領域Ｌ４の方が、より細かな間隔（ピッチ）で形成された改質部を有していることになる。

なお、第１改質領域Ｌ１を構成する各第１改質部Ｌａ、第２改質領域Ｌ２を構成する各第２改質部Ｌｂ、第３改質領域Ｌ３を構成する各第３改質部Ｌｃ、そして第４改質領域Ｌ４を構成する各第４改質部Ｌｄは、それぞれ、改質前よりも基板１１の機械強度が低下した状態となっている。

図１０は、ステップ３００の個片化工程で用いられる基板切断装置７０の構成の一例を示す斜視図である。
この基板切断装置７０は、台等の上に設置するための基体７１と、基体７１上に設けられ、基体７１上を前後方向（以下の説明ではＹ方向と称する）に移動可能なステージ７２とを備える。このステージ７２は、ステージ７２上で回転可能（以下の説明では回転方向をθ方向と称する）なリング状の枠からなるリングテーブル７３を有している。このリングテーブル７３には、ステップ２００の改質領域形成工程を経ることで、素子群形成基板２０に対し第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４が形成された基板ユニット３０が設置される。また、基板切断装置７０は、基体７１に取り付けられ、リングテーブル７３の輪の内側に配置されることで、基板ユニット３０を構成する素子群形成基板２０を、粘着シート３１を介して保持する受け台７４をさらに備える。
なお、後述するように、個片化工程では、基板ユニット３０を基板切断装置７０に取り付ける前に、基板ユニット３０の上面側すなわち素子群形成基板２０を構成する基板１１の基板裏面１１ｂ側に、他のシート（押さえシート）を被せる処理が行われている。

また、基板切断装置７０は、基体７１に設けられた門型の支持体７５と、この支持体７５に支持されたブレード保持体７６とをさらに備える。そして、このブレード保持体７６は、下方側の端部においてブレード７７を保持している。なお、ブレード保持体７６は、ブレード７７を保持しつつ、基体７１に対し上下方向（以下の説明ではＺ方向と称する）に移動可能となるように、支持体７５に支持されている。

本実施の形態において、ブレード７７は、設置された基板ユニット３０に設けられた素子群形成基板２０に押し込まれることにより、素子群形成基板２０を切断する機能を有している。このため、ブレード７７は、例えば先端が６０°のナイフ状の形状を有し、例えば高硬度の超鋼合金またはジルコニア等で製作されている。また、ブレード７７のＸ方向長さは、素子群形成基板２０の直径よりも大きく設定されている。
また、受け台７４は、向かい合わせに配置された第１受け台７４ａおよび第２受け台７４ｂにて構成されている。第１受け台７４ａおよび第２受け台７４ｂのそれぞれの表面は、素子群形成基板２０にブレード７７が押し込まれた際に変形しにくくなるよう、例えば超鋼合金で製作されている。そして、ブレード７７を受け台７４の方向（−Ｚ方向）に移動させた際、ブレード７７が第１受け台７４ａおよび第２受け台７４ｂの隙間に入り込むように設定されている。
さらに、リングテーブル７３の表面と受け台７４の表面とは、ほぼ１つの平面（ＸＹ平面）内にあるように設定されている。

また、基板切断装置７０は、受け台７４の下部に例えばＣＣＤカメラ等から構成される撮像部８１を備える。撮像部８１は、第１受け台７４ａおよび第２受け台７４ｂの隙間を通して、受け台７４上の素子群形成基板２０が撮像できるように設定されている。そして、基板切断装置７０は、撮像部８１が撮像した画像データを表示する表示部８２をさらに備えている。
さらに、基板切断装置７０は、支持体７５内に、ブレード保持体７６をＺ方向に移動させるためのステッピングモータ、ステージ７２をＹ方向に移動させるモータ、リングテーブル７３をθ方向に回転させるモータおよびこれらのモータを制御する電子回路等からなる駆動部８３を備える。
加えて、基板切断装置７０は、撮像部８１が撮像した画像データから、切断予定線（この例では、素子群形成基板２０のｙ方向に沿う第１改質領域Ｌ１および第３改質領域Ｌ３、あるいは、素子群形成基板２０のｘ方向に沿う第２改質領域Ｌ２および第４改質領域Ｌ４）を挟んで隣り合う１組のターゲットを抽出し、ターゲット間の距離を計測し、ターゲット間の距離の変化量から切断状況を判定するとともに、駆動部８３を介して各構成要素の動作を制御する制御部８４をさらに備える。

では、上述したステップ３００の個片化工程について、より具体的に説明する。
図１１は、図１０に示す基板切断装置７０を用いて、ステップ３００の個片化工程を実行する際の加工手順の一例を示すフローチャートである。

では、図１１に示すフローチャートに従い、図４および図１０を参照しつつ、個片化工程について説明を行う。
まず、ステップ２００の改質領域工程による処理が完了した基板ユニット３０に対し、素子群形成基板２０の基板１１の基板裏面１１ｂ側の全面を覆うように、押さえシート３３（後述する図１２参照）を装着する（ステップ３０１）。

次に、基板切断装置７０において、制御部８４は、図示しないロボットアームにより、押さえシート３３が装着された基板ユニット３０（以下では、押さえシート３３も含めて、単に基板ユニット３０と称する）を、外部からステージ７２に移送させる（ステップ３０２）。そして、制御部８４は、撮像部８１による撮像結果に基づき、ステージ７２をＹ方向に移動させ、且つ、θ方向に回転させて、基板ユニット３０に設けられた素子群形成基板２０のｘ方向を、基体７１のＸ方向に合わせ込むための第１アライメント処理を実行させる（ステップ３０３）。

それから、制御部８４は、ブレード保持体７６を介したブレード７７の−Ｚ方向およびＺ方向への移動と、ステージ７２を介した基板ユニット３０（素子群形成基板２０）のＹ方向への移動とを繰り返すことで、素子群形成基板２０をｘ方向の切断予定線（ここでは第２改質領域Ｌ２および第４改質領域Ｌ４が対応する）に沿って切断する第１切断処理を実行させる（ステップ３０４）。このとき、ブレード７７は、基板１１の基板裏面１１ｂ側から、ｘ方向に沿って素子群形成基板２０に順次圧力をかけることになる。

第１切断処理が完了すると、制御部８４は、次に、ステージ７２を介して基板ユニット３０（素子群形成基板２０）を９０°回転させる（ステップ３０５）。そして、制御部８４は、撮像部８１による撮像結果に基づき、ステージ７２をＹ方向に移動させ、且つ、θ方向に回転させて、基板ユニット３０に設けられた素子群形成基板２０のｙ方向を、基体７１のＸ方向に合わせ込むための第２アライメント処理を実行させる（ステップ３０６）。

その後、制御部８４は、ブレード保持体７６を介したブレード７７の−Ｚ方向およびＺ方向への移動と、ステージ７２を介した基板ユニット３０（素子群形成基板２０）のＹ方向への移動とを繰り返すことで、素子群形成基板２０をｙ方向の切断予定線（ここでは第１改質領域Ｌ１および第３改質領域Ｌ３が対応する）に沿って切断する第２切断処理を実行させる（ステップ３０７）。このとき、ブレード７７は、基板１１の基板裏面１１ｂ側から、ｙ方向に沿って素子群形成基板２０に順次圧力をかけることになる。

以上の過程を経ることで、基板ユニット３０に設けられた素子群形成基板２０は、ｘ方向およびｙ方向にそれぞれ切断されることによって個片化され、複数の素子チップ１０（図１参照）となる。ここで、本実施の形態では、基板ユニット３０において、切断前の素子群形成基板２０における複数の半導体発光素子２１の形成面側が粘着シート３１に貼り付いており、しかも、切断前の素子群形成基板２０の基板１１側（基板裏面１１ｂ側）が押さえシート３３によって覆われている。このため、切断によって個片化した複数の素子チップ１０が、基板ユニット３０から飛び散りにくくなっている。

そして、第２切断処理が完了した後、制御部８４は、図示しないロボットアームにより、ステージ７２に装着されていた基板ユニット３０を、ステージ７２から外部に移送させ（ステップ３０８）、一連の処理を完了する。なお、次の基板ユニット３０が準備されている場合は、ステップ３０１に戻って処理を続行する。

では次に、ステップ３０４における第１切断処理およびステップ３０７における第２切断処理に関し、それぞれについて説明を行う。
図１２は、個片化工程のうち、ステップ３０４における第１切断処理およびステップ３０７における第２切断処理の一例を示す図である。ここで、図１２（ａ）、（ｂ）は第１切断処理を説明するためのものであり、図１２（ｃ）、（ｄ）は第２切断処理を説明するためのものである。なお、図１２においては、基板切断装置７０側の構成をほぼ省略しており、ブレード７７のみを示している。

上述したように、個片化工程においては、素子群形成基板２０の基板１１の基板裏面１１ｂの上に、押さえシート３３が被せられる。
ここで、押さえシート３３は、粘着シート３１のように粘着性を有する必要はなく、例えば各種樹脂材料にて構成することが可能であるが、本実施の形態では、押さえシートとして、剛性の高いポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：Polyethylene Terephthalate）を用いている。

では、ステップ３０４における第１切断処理について説明する。
第１切断処理においては、図１２（ａ）に示すように、ブレード７７の先端側が素子群形成基板２０のｘ方向に沿って配置される。また、第１切断処理においては、素子群形成基板２０のうち、それぞれがｘ方向に沿って形成され、且つ、ｘｚ平面上においてｚ方向に並べて形成される第２改質領域Ｌ２および第４改質領域Ｌ４の直上となる位置に、ブレード７７の先端側が対向する。

この状態で、ブレード７７が−ｚ方向に移動してくると、ブレード７７の先端側が押さえシート３３に突き当たる。すると、ｘ方向に沿うブレード７７の先端側から−ｚ方向に加えられる圧力は、押さえシート３３を介して素子群形成基板２０にも加えられる。このとき、ブレード７７の先端側よりも−ｚ方向側（直下）には、ｘ方向に沿い且つ強度が他の部位よりも低い第４改質領域Ｌ４が存在しており、さらに第４改質領域Ｌ４よりも−ｚ方向側（直下）には、ｘ方向に沿い且つ強度が他の部位よりも低い第２改質領域Ｌ２が存在している。

このため、この状態でブレード７７にて素子群形成基板２０に−ｚ方向に圧力をかけることにより、基板１１は、図１２（ｂ）に示すように、第４改質領域Ｌ４および第２改質領域Ｌ２を基点として、ｘｚ平面に沿って割れる。ここで、積層半導体層１２は、基板１１に比べて充分に薄いことから、基板１１がｘｚ平面に沿って割れるのに伴って、素子群形成基板２０もｙｚ平面に沿って割れることになる。

続いて、ステップ３０７における第２切断処理について説明する。
第２切断処理においては、図１２（ｃ）に示すように、ブレード７７の先端側が素子群形成基板２０のｙ方向に沿って配置される。また、第２切断処理においては、素子群形成基板２０のうち、それぞれがｙ方向に沿って形成され、且つ、ｙｚ平面においてｚ方向に並べて形成される第１改質領域Ｌ１および第３改質領域Ｌ３の直上となる位置に、ブレード７７の先端側が対向する。

この状態で、ブレード７７が−ｚ方向に移動してくると、ブレード７７の先端側が押さえシート３３に突き当たる。すると、ｙ方向に沿うブレード７７の先端側から−ｚ方向に加えられる圧力は、押さえシート３３を介して素子群形成基板２０にも加えられる。このとき、ブレード７７の先端側よりも−ｚ方向側（直下）には、ｙ方向に沿い且つ強度が他の部位よりも低い第３改質領域Ｌ３が存在しており、さらに第３改質領域Ｌ３よりも−ｚ方向側（直下）には、ｙ方向に沿い且つ強度が他の部位よりも低い第１改質領域Ｌ１が存在している。

このため、この状態でブレード７７にて素子群形成基板２０に−ｚ方向に圧力をかけることにより、基板１１は、図１２（ｄ）に示すように、第３改質領域Ｌ３および第１改質領域Ｌ１を基点として、ｙｚ平面に沿って割れる。ここで、積層半導体層１２は、基板１１に比べて充分に薄いことから、基板１１がｙｚ平面に沿って割れるのに伴って、素子群形成基板２０もｙｚ平面に沿って割れることになる。
そして、これらの各プロセスを経ることで、図１に示す素子チップ１０が得られる。

図１３は、ステップ１００の素子群形成工程、ステップ２００の改質領域形成工程およびステップ３００の個片化工程を経て得られた素子チップ１０（図１参照）における基板１１の断面構造の一例を示す拡大斜視図である。
本実施の形態では、上述した手順によって形成された第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４を利用して素子群形成基板２０の分割・個片化を行っているので、素子チップ１０における基板１１の基板長辺側面１１ｙ側には第１改質領域Ｌ１および第３改質領域Ｌ３が、また、基板短辺側面１１ｘ側には第２改質領域Ｌ２および第４改質領域Ｌ４が、それぞれ露出することになる。また、上述したように、第１改質領域Ｌ１はｙ方向に沿って並ぶ複数の第１改質部Ｌａによって、第２改質領域Ｌ２はｘ方向に沿って並ぶ複数の第２改質部Ｌｂによって、第３改質領域Ｌ３はｙ方向に沿って並ぶ複数の第３改質部Ｌｃによって、そして第４改質領域Ｌ４はｘ方向に沿って並ぶ複数の第４改質部Ｌｄによって、それぞれ構成されることになる。

以上説明したように、本実施の形態では、ウエハ状の基板１１の基板表面１１ａに複数の半導体発光素子２１が形成された素子群形成基板２０に対し、基板１１の基板裏面１１ｂ側からレーザ光６４を照射することで、基板１１の内部に、基板１１の面に沿うｙ方向（第１方向に対応）に向かう第１改質領域Ｌ１および第３改質領域Ｌ３と、基板１１の面に沿い且つｙ方向とは異なるｘ方向（第２方向に対応）に向かう第２改質領域Ｌ２および第４改質領域Ｌ４とを形成する改質領域形成工程において、第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４を、基板１１の基板表面１１ａに近い側から遠い側（基板裏面１１ｂに遠い側から近い側）に向けて順番に、すなわち、第１改質領域Ｌ１、第２改質領域Ｌ２、第３改質領域Ｌ３および第４改質領域Ｌ４の順で形成するようにした。

ここで、上述した手順のうち、同じ基板１１内において、第１改質領域Ｌ１を形成する第１深さＤ１と第２改質領域Ｌ２を形成する第２深さＤ２とを同じ大きさ（以下では共通深さＤ０と称する）に設定した場合について考えてみる。この場合は、素子群形成基板２０における基板１１内の共通深さＤ０となる部位に、ｙ方向に沿って第１改質領域Ｌ１を形成した後、基板１１内の同じく共通深さＤ０となる部位に、ｘ方向に沿って第２改質領域Ｌ２を形成することになる。

ｘｙ平面からみたとき、第１改質領域Ｌ１と第２改質領域Ｌ２とが交差する交差部において、第２改質領域Ｌ２の第２改質部Ｌｂを形成するために基板裏面１１ｂから基板１１内に入射したレーザ光６４は、共通深さＤ０となる部位で集光する。このとき、この部位に、既に形成済となっている第１改質領域Ｌ１の第１改質部Ｌａが存在していると、集光したレーザ光６４のエネルギーは、第２改質部Ｌｂの形成には使用されず、そのまま第１改質部Ｌａを通過していくことになる。特に、第１改質部Ｌａ内にｚ方向に伸びるクラック（空間）が形成されている場合、第２改質部Ｌｂを形成するために集光されたレーザ光６４は、第１改質部Ｌａ内の空間を、ほとんど減衰されることのない状態で通過していくことになる。そして、第１改質部Ｌａを通過したレーザ光６４は、エネルギーの減衰量が少ない状態のまま、基板表面１１ａ側に設けられた積層半導体層１２に照射される。

このようにして、エネルギーの減衰が不十分な状態のまま、積層半導体層１２にレーザ光６４が照射されると、積層半導体層１２における被照射部位では、レーザ光６４の吸収に伴って積層半導体層１２が局所的に変色、変質する所謂「ヤケ」と呼ばれる現象が発生する。そして、このような「ヤケ」が発生した場合、その後の個片化工程を経て得られた複数の素子チップ１０のうち、「ヤケ」が存在しているものについては、外観不良として検査不合格となってしまう。したがって、「ヤケ」の発生に伴って素子チップ１０の歩留まりの低下を招くおそれがある。

なお、ここでは、第１改質領域Ｌ１および第２改質領域Ｌ２を同じ共通深さＤ０に形成した場合を例に説明を行ったが、互いの向きが異なる２つの改質領域（例えば、第２改質領域Ｌ２および第３改質領域Ｌ３、第３改質領域Ｌ３および第４改質領域Ｌ４、第１改質領域Ｌ１および第４改質領域Ｌ４）を同じ共通深さＤ０に形成した場合にも、同様の問題が生じ得る。

次に、上述した手順のうち、基板１１内の第２深さＤ２となる部位に、ｘ方向に沿って第２改質領域Ｌ２を形成した後、同じ基板１１内であって基板裏面１１ｂからの深さが第２深さＤ２よりも深い第１深さＤ１となる部位に、ｙ方向に沿って第１改質領域Ｌ１を形成する場合について考えてみる。

ｘｙ平面からみたとき、第１改質領域Ｌ１と第２改質領域Ｌ２とが交差する交差部において、第１改質領域Ｌ１の第１改質部Ｌａを形成するために基板裏面１１ｂから基板１１内に入射したレーザ光６４は、第１深さＤ１となる部位で集光するように照射される。このとき、基板裏面１１ｂから第１の深さＤ１となる集光部に至るレーザ光６４の光路に、既に形成済となっている第２改質領域Ｌ２の第２改質部Ｌｂが存在していると、レーザ光６４は、集光部に到達する前に第２改質部Ｌｂによって散乱されてしまい、交差部に対応し且つ第１深さＤ１となる部位に、第１改質部Ｌａが形成されにくくなってしまう。

このようにして、第１改質領域Ｌ１のうち第１改質部Ｌａの形成が不十分となってしまった領域については、その後の個片化工程において切断予定線からずれた状態での切断がなされてしまうおそれがある。

なお、ここでは、第１改質領域Ｌ１および第２改質領域Ｌ２の形成を逆順とする場合を例に説明を行ったが、互いの向きが異なる２つの改質領域（例えば、第２改質領域Ｌ２および第３改質領域Ｌ３、第３改質領域Ｌ３および第４改質領域Ｌ４、第１改質領域Ｌ１および第４改質領域Ｌ４）を、基板裏面１１ｂに近い側から遠い側に順番に形成した場合にも、同様の問題が生じ得る。

今度は、上述した手順のうち、基板１１内の第３深さＤ３となる部位に、ｙ方向に沿って第３改質領域Ｌ３を形成した後、同じ基板１１内であって基板裏面１１ｂからの深さが第３深さＤ３よりも深い第１深さＤ１となる部位に、ｙ方向に沿い且つｙｚ平面において第３改質領域Ｌ３と平行となるように第１改質領域Ｌ１を形成する場合について考えてみる。

この場合は、ｘｙ平面からみたときに、第１改質領域Ｌ１および第３改質領域Ｌ３が、ｙ方向に沿う直線上で重なる。このため、第１改質領域Ｌ１の第１改質部Ｌａを形成するために基板裏面１１ｂから基板１１内に入射したレーザ光６４は、目標とする集光点である第１深さＤ１となる部位に到達する前に、既に形成済となっている第３改質領域Ｌ３の第３改質部Ｌｃによって散乱されてしまい、第１深さＤ１となる部位に、ｙ方向に沿って複数の第１改質部Ｌａからなる第１改質領域Ｌ１の形成が不十分なものとなってしまう。

このようにして、第１改質領域Ｌ１の形成が不十分となってしまった場合には、その後の個片化工程において切断予定線からずれた状態での切断がなされてしまうおそれがある。

なお、ここでは、第１改質領域Ｌ１および第３改質領域Ｌ３の形成を逆順とする場合を例に説明を行ったが、互いの向きが同じ２つの改質領域（例えば、第２改質領域Ｌ２および第４改質領域Ｌ４）を、基板裏面１１ｂに近い側から順に形成した場合にも、同様の問題が生じ得る。

これに対し、本実施の形態では、上述した構成を有することにより、レーザ光６４を用いた複数の改質領域の形成において、素子群形成基板２０における「ヤケ」の発生を抑制しつつ、既に形成された改質領域によって他の改質領域を形成する際のレーザ光６４が散乱されるのに起因する改質領域の形成不良の発生を抑制することができる。

また、本実施の形態では、改質領域形成工程において、素子群形成基板２０の基板１１内に最初に形成する第１改質領域Ｌ１の第１深さＤ１を、基板１１の基板厚さＴｓの半分未満としたので、第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４の形成において、各改質部の形成に使用されることなく積層半導体層１２側に向かうレーザ光６４を、スポットが拡がることによりエネルギー密度が低下した状態で積層半導体層１２側に到達させることが可能となり、素子群形成基板２０における「ヤケ」の発生をさらに抑制することができる。

さらに、本実施の形態では、基板１１の厚さ方向（ｚ方向）に隣接する２つの改質領域のギャップと、これら２つの改質領域を構成する各改質部の高さとの関係を所定の数式に従って設定するようにしたので、これら２つの改質領域の各改質部が基板１１の厚さ方向に繋がって一体化するといった事態を回避しやすくなり、結果として、素子群形成基板２０における「ヤケ」の発生をさらに抑制することができる。

なお、本実施の形態では、改質領域形成工程において、素子群形成基板２０の基板１１内に、基板裏面１１ｂからみて深い側から順に、ｙ方向およびｘ方向に交互となるように、４つの改質領域すなわち第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４を形成するようにしたが、これに限られるものではない。また、本実施の形態では、ｙ方向を第１方向とし、ｘ方向を第２方向としていたが、これに限られるものではない。

ここで、図１４は、本発明が適用され得る複数の改質領域の構成例の一覧を示す図である。
本発明は、本実施の形態で説明したような４つの改質領域（第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４）を形成する場合は勿論のこと、３つの改質領域（第１改質領域Ｌ１〜第３改質領域Ｌ３）、そして２つの改質領域（第１改質領域Ｌ１、第２改質領域Ｌ２）を形成する場合にも適用可能となっている。ここで、図１４（ａ）は４つの改質領域を形成する場合における各改質領域の形成方向の組み合わせパターンを、また、図１４（ｂ）は３つの改質領域を形成する場合における各改質領域の形成方向の組み合わせパターンを、さらに、図１４（ｃ）は２つの改質領域を形成する場合における各改質領域の形成方向の組み合わせパターンを、それぞれ例示している。

図１４（ａ）には、４つの改質領域（第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４）を形成する例として、各改質領域の形成方向を組み合わせた１４通り（（１）〜（１４））のパターンを示している。この例において、各改質領域は、第１改質領域Ｌ１、第２改質領域Ｌ２、第３改質領域Ｌ３、そして第４改質領域Ｌ４の順に形成される。また、この例において、第１改質領域Ｌ１は第１深さＤ１に、第２改質領域Ｌ２は第２深さＤ２に、第３改質領域Ｌ３は第３深さＤ３に、そして第４改質領域Ｌ４は第４深さＤ４に形成される。ここで、第１深さＤ１、第２深さＤ２、第３深さＤ３および第４深さＤ４は、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ４の関係を有している。

図１４（ａ）に示すように、本発明においては、第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４を、ｘ方向に沿って形成したものとｙ方向に沿って形成したものとの組み合わせで構成することが必要になる。したがって、第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４のすべてを、ｘ方向あるいはｙ方向に沿って形成したものについては、本発明から除外される。

また、図１４（ａ）に示したように、４つの改質領域を形成する際の基本的なパターンとしては、第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４のうち、３つをｘ方向に沿って形成し且つ残りの１つをｙ方向に沿って形成する第１グループ（（１）、（２）、（４）、（８）参照）、２つをｘ方向に沿って形成し且つ残りの２つをｙ方向に沿って形成する第２グループ（（３）、（５）、（６）、（９）、（１０）、（１２）参照）、および１つをｘ方向に沿って形成し且つ残りの３つをｙ方向に沿って形成する第３グループ（（７）、（１１）、（１３）、（１４）参照）が存在する。これらのうち、第２グループには、ｚ方向（深さ方向）に対しｘ方向とｙ方向とを交互に形成した場合（（５）、（１０））が存在する。ここで、図１４（ａ）に示す（１）〜（７）では、ｘ方向が第１方向に、ｙ方向が第２方向に、それぞれ対応している。また、図１４（ａ）に示す（８）〜（１４）では、ｙ方向が第１方向に、ｘ方向が第２方向に、それぞれ対応している。なお、本実施の形態では、図１４（ａ）の（１０）に示した組み合わせを例として説明を行った。

図１４（ａ）に示す例において、第１グループについては、例えば基板１１の結晶構造等に起因して、ｙ方向よりもｘ方向における切断が困難な場合に利用することができる。また、例えば素子チップ１０がＣｘ＞Ｃｙとなる構造を有することに起因して、ｙ方向よりもｘ方向における切断が困難な場合に利用することができる。

また、第２グループについては、例えばｘ方向およびｙ方向のそれぞれにおける切断の困難性が同等である場合に利用することができる。そして、第２グループのうちｚ方向（深さ方向）に対しｘ方向とｙ方向とを交互に形成するパターンを採用した場合には、例えば第１改質領域Ｌ１〜第４改質領域Ｌ４のうちｚ方向に隣接する２つの改質領域を同方向に設定した場合と比較して、改質領域形成工程の途中で素子群形成基板２０が割れてしまう事態が生じるのを抑制することが可能になる。これにより、例えば割れが生じた素子群形成基板２０にさらに改質領域を形成する際に生じる、改質領域の切断予定線からのずれの発生を抑えることができる。

さらに、第３グループについては、例えば基板１１の結晶構造等に起因して、ｘ方向よりもｙ方向における切断が困難である場合に利用することができる。また、例えば素子チップ１０がＣｘ＜Ｃｙとなる構造を有することに起因して、ｘ方向よりもｙ方向における切断が困難な場合に利用することができる。

なお、図１４（ａ）に示すもののうち、（２）〜（１３）は、第１改質領域Ｌ１、第２改質領域Ｌ２および第３改質領域Ｌ２のうち、２つの改質領域を同じ方向（ｘ方向またはｙ方向）に沿って形成するとともに、他の１つの改質領域を当該同じ方向とは異なる方向（ｙ方向またはｘ方向）に沿って形成する場合に対応している。

次に、図１４（ｂ）には、３つの改質領域を形成する例として、各改質領域の形成方向を組み合わせた６通り（（１）〜（６））のパターンを示している。この例において、各改質領域は、第１改質領域Ｌ１、第２改質領域Ｌ２、そして第３改質領域Ｌ３の順に形成される。また、この例において、第１改質領域Ｌ１は第１深さＤ１に、第２改質領域Ｌ２は第２深さＤ２に、そして第３改質領域Ｌ３は第３深さＤ３に形成される。ここで、第１深さＤ１、第２深さＤ２および第３深さＤ３は、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３の関係を有している。

図１４（ｂ）に示すように、本発明においては、第１改質領域Ｌ１〜第３改質領域Ｌ３を、ｘ方向に沿って形成したものとｙ方向に沿って形成したものとの組み合わせで構成することが必要になる。したがって、第１改質領域Ｌ１〜第３改質領域Ｌ３のすべてを、ｘ方向あるいはｙ方向に沿って形成したものについては、本発明から除外される。

また、図１４（ｂ）に示したように、３つの改質領域を形成する際の基本的なパターンとしては、第１改質領域Ｌ１〜第３改質領域Ｌ３のうち、２つをｘ方向に沿って形成し且つ残りの１つをｙ方向に沿って形成した第１グループ（（１）、（２）、（４）参照）、および１つをｘ方向沿って形成し且つ残りの２つをｙ方向に沿って形成する第２グループ（（３）、（５）、（６）参照）が存在する。そして、第１グループおよび第２グループには、それぞれ、ｚ方向（深さ方向）に対しｘ方向とｙ方向とを交互に形成した場合（（２）、（５））が存在する。ここで、図１４（ｂ）に示す（１）〜（３）では、ｘ方向が第１方向、ｙ方向が第２方向に、それぞれ対応している。また、図１４（ｂ）に示す（４）〜（６）では、ｙ方向が第１方向に、ｘ方向が第２方向に、それぞれ対応している。

図１４（ｂ）に示す例において、第１グループについては、例えば基板１１の結晶構造等に起因して、ｙ方向よりもｘ方向における切断が困難な場合に利用することができる。また、例えば素子チップ１０がＣｘ＞Ｃｙとなる構造を有することに起因して、ｙ方向よりもｘ方向における切断が困難な場合に利用することができる。

また、第２グループについては、例えば基板１１の結晶構造等に起因して、ｘ方向よりもｙ方向における切断が困難である場合に利用することができる。また、例えば素子チップ１０がＣｘ＜Ｃｙとなる構造を有することに起因して、ｘ方向よりもｙ方向における切断が困難な場合に利用することができる。

そして、ｚ方向（深さ方向）に対しｘ方向とｙ方向とを交互に形成するパターンを採用した場合には、例えば第１改質領域Ｌ１〜第３改質領域Ｌ３のうちｚ方向に隣接する２つの改質領域を同方向に設定した場合と比較して、改質領域形成工程の途中で素子群形成基板２０が割れてしまう事態が生じるのを抑制することが可能になる。これにより、例えば割れが生じた素子群形成基板２０にさらに改質領域を形成する際に生じる、改質領域の切断予定線からのずれの発生を抑えることができる。

なお、図１４（ｂ）に示す（１）〜（６）は、すべて、第１改質領域Ｌ１、第２改質領域Ｌ２および第３改質領域Ｌ３のうち、２つの改質領域を同じ方向（ｘ方向またはｙ方向）に沿って形成するとともに、他の１つの改質領域を当該同じ方向とは異なる方向（ｙ方向またはｘ方向）に沿って形成する場合に対応している。

さらに、図１４（ｃ）には、２つの改質領域を形成する例として、各改質領域の形成方向を組み合わせた２通り（（１）、（２））のパターンを示している。この例において、各改質領域は、第１改質領域Ｌ１そして第２改質領域Ｌ２の順に形成される。ここで第１深さＤ１および第２深さＤ２は、Ｄ１＞Ｄ２の関係を有している。

図１４（ｃ）に示すように、本発明においては、第１改質領域Ｌ１および第２改質領域Ｌ２を、ｘ方向に沿って形成したものとｙ方向に沿って形成したものとの組み合わせで構成することが必要になる。したがって、第１改質領域Ｌ１および第２改質領域Ｌ２の両者を、ｘ方向あるいはｙ方向に沿って形成したものについては、本発明から除外される。

また、図１４（ｃ）に示したように、２つの改質領域を形成する際の基本的なパターンとしては、ｘ方向に沿って第１改質領域Ｌ１を形成した後にｙ方向に沿って第２改質領域Ｌ２を形成するもの（（１）参照）と、ｙ方向に沿って第１改質領域Ｌ１を形成した後にｘ方向に沿って第２改質領域Ｌ２を形成するもの（（２）参照）とが存在する。ここで、図１４（ｃ）に示す（１）では、ｘ方向が第１方向に、ｙ方向が第２方向に、それぞれ対応している。また、図１４（ｃ）に示す（２）では、ｙ方向が第１方向に、ｘ方向が第２方向に、それぞれ対応している。なお、図１４（ｃ）に示す組み合わせは、本発明の組み合わせの基本となるものであり、ｘ方向に沿って形成される改質領域とｙ方向に沿って形成される改質領域とが、必ず１つずつ存在することになる。そして、この例においては、第１改質領域Ｌ１が『改質領域』に、第２改質領域Ｌ２が『他の改質領域』に、それぞれ対応することになる。

なお、本実施の形態では、パルス発振させたＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザ光を用いて、各改質領域を形成するようにしていたが、これに限られるものではない。また、各改質領域を形成するために使用するレーザ光の波長についても、適宜設計変更して差し支えない。

また、本実施の形態では、各改質領域を形成する際のレーザ光６４の出力を、Ｐ１＝Ｐ２＞Ｐ３＝Ｐ４の関係に設定していたが、これに限られるものではなく、出力の大小関係については変更してもかまわない。

さらに、本実施の形態では、素子チップ１０の基板１１における基板短辺側面１１ｘと基板長辺側面１１ｙとを直角となるようにすることで、基板１１における基板表面１１ａおよび基板裏面１１ｂを長方形状としていたが、これに限られるものでなく、素子チップ１０の基板１１における基板短辺側面１１ｘと基板長辺側面１１ｙとのなす角度を直角にはせずに、基板１１における基板表面１１ａおよび基板裏面１１ｂを平行四辺形状にしてもかまわない。

さらにまた、本実施の形態では、基板１１上に形成する電子素子として、半導体発光素子２１を例に挙げて説明を行ったが、これに限られるものではなく、発光機能を有しないものであっても差し支えない。

１０…素子チップ、１１…基板、１１ａ…基板表面、１１ｂ…基板裏面、１１ｘ…基板短辺側面、１１ｙ…基板長辺側面、１２…積層半導体層、１３ａ、１３ｂ…電極、２０…素子群形成基板、２１…半導体発光素子、３０…基板ユニット、５０…レーザ加工装置、７０…基板切断装置、Ｌ１…第１改質領域、Ｌ２…第２改質領域、Ｌ３…第３改質領域、Ｌ４…第４改質領域、Ｌａ…第１改質部、Ｌｂ…第２改質部、Ｌｃ…第３改質部、Ｌｄ…第４改質部、Ｄ１…第１深さ、Ｄ２…第２深さ、Ｄ３…第３深さ、Ｄ４…第４深さ、Ｔｓ…基板厚さ

Claims (18)

1. 板状の基板の表面に複数の電子素子が形成された素子群形成基板に対し、当該基板の裏面側から当該基板の面に沿う第１方向にレーザ光を順次照射し、当該基板の内部であって当該裏面からの深さが第１深さとなる部位に当該レーザ光を順次集光させることで、当該基板の内部に当該第１方向に沿う第１改質領域を形成する工程と、
   前記第１改質領域が形成された前記素子群形成基板に対し、前記基板の裏面側から当該基板の面に沿い且つ前記第１方向とは異なる第２方向にレーザ光を順次照射し、当該基板の内部であって当該裏面からの深さが前記第１深さよりも浅い第２深さとなる部位に当該レーザ光を順次集光させることで、当該基板の内部に当該第２方向に沿う第２改質領域を形成する工程と
   を有するレーザ加工方法。
2. 前記第１改質領域を形成する工程において、前記第１改質領域が形成される前記第１深さを、前記基板の前記表面から前記裏面に至る厚さの半分未満に設定することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方法。
3. 前記第１改質領域を形成する工程では、前記レーザ光の集光に伴って前記基板の内部に前記第１方向に沿って形成される第１改質部の当該基板の厚さ方向の高さを第１高さに設定し、
   前記第２改質領域を形成する工程では、前記レーザ光の集光に伴って当該基板の内部に前記第２方向に沿って形成される第２改質部の当該基板の厚さ方向の高さを第２高さに設定し、
   前記基板の厚さ方向に対する前記第１深さおよび前記第２深さのギャップを、前記第１高さおよび前記第２高さの和の半分よりも大きく設定すること
   を特徴とする請求項１または２記載のレーザ加工方法。
4. 前記第１改質領域および前記第２改質領域が形成された前記素子群形成基板に対し、前記基板の裏面側から前記第１方向にレーザ光を順次照射し、当該基板の内部であって当該裏面からの深さが前記第２深さよりも浅い第３深さとなる部位に当該レーザ光を順次集光させることで、当該基板の内部に当該第１方向に沿う第３改質領域を形成する工程と
   をさらに有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のレーザ加工方法。
5. 前記第１改質領域、前記第２改質領域および前記第３改質領域が形成された前記素子群形成基板に対し、前記基板の裏面側から前記第２方向にレーザ光を順次照射し、当該基板の内部であって当該裏面からの深さが前記第３深さよりも浅い第４深さとなる部位に当該レーザ光を順次集光させることで、当該基板の内部に当該第２方向に沿う第４改質領域を形成する工程と
   をさらに有することを特徴とする請求項４記載のレーザ加工方法。
6. 板状の基板の表面に複数の電子素子が形成された素子群形成基板に対し、当該基板の裏面側から当該基板の面に沿う第１方向にレーザ光を順次照射し、当該基板の内部であって当該裏面からの深さが第１深さとなる部位に当該レーザ光を順次集光させることで、当該基板の内部に当該第１方向に沿う第１改質領域を形成する工程と、
   前記第１改質領域が形成された前記素子群形成基板に対し、前記基板の裏面側から当該基板の面に沿う第２方向にレーザ光を順次照射し、当該基板の内部であって当該裏面からの深さが前記第１深さよりも浅い第２深さとなる部位に当該レーザ光を順次集光させることで、当該基板の内部に当該第２方向に沿う第２改質領域を形成する工程と、
   前記第１改質領域および前記第２改質領域が形成された前記素子群形成基板に対し、前記基板の裏面側から当該基板の面に沿う第３方向にレーザ光を順次照射し、当該基板の内部であって当該裏面からの深さが前記第２深さよりも浅い第３深さとなる部位に当該レーザ光を順次集光させることで、当該基板の内部に当該第３方向に沿う第３改質領域を形成する工程と
   を有し、
   前記第１改質領域、前記第２改質領域および前記第３改質領域のうち、２つの改質領域を同じ方向に沿って形成するとともに、他の１つの改質領域を当該同じ方向とは異なる方向に沿って形成することを特徴とするレーザ加工方法。
7. 前記第１改質領域を形成する工程において、前記第１改質領域が形成される前記第１深さを、前記基板の前記表面から前記裏面に至る厚さの半分未満に設定することを特徴とする請求項６記載のレーザ加工方法。
8. 前記第１改質領域を形成する工程では、前記レーザ光の集光に伴って前記基板の内部に前記第１方向に沿って形成される第１改質部の当該基板の厚さ方向の高さを第１高さに設定し、
   前記第２改質領域を形成する工程では、前記レーザ光の集光に伴って当該基板の内部に前記第２方向に沿って形成される第２改質部の当該基板の厚さ方向の高さを第２高さに設定し、
   前記第３改質領域を形成する工程では、前記レーザ光の集光に伴って前記基板の内部に前記第３方向に沿って形成される第３改質部の当該基板の厚さ方向の高さを第３高さに設定し、
   前記第１深さおよび前記第２深さの前記基板の厚さ方向に対するギャップを、前記第１高さおよび前記第２高さの和の半分よりも大きく設定し、
   前記第２深さおよび前記第３深さの前記基板の厚さ方向に対するギャップを、前記第２高さおよび前記第３高さの和の半分よりも大きく設定すること
   を特徴とする請求項６または７記載のレーザ加工方法。
9. 前記同じ方向に沿う２つの改質領域を、前記基板の厚さ方向に重なるように形成することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項記載のレーザ加工方法。
10. 前記基板の厚さ方向に隣接する２つの改質領域を前記同じ方向に形成し、他の１つの改質領域を前記異なる方向に形成することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項記載のレーザ加工方法。
11. 前記素子群形成基板を構成する前記基板が、前記異なる方向よりも前記同じ方向に対して割れにくい構造を有していることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項記載のレーザ加工方法。
12. 前記素子群形成基板を構成する複数の前記電子素子がそれぞれ長手側と短手側とを有し、当該長手側および当該短手側を揃えた状態で前記基板上に配列されている場合に、当該長手側を前記同じ方向とし且つ当該短手側を前記異なる方向とすることを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか１項記載のレーザ加工方法。
13. 前記第１改質領域、前記第２改質領域および前記第３改質領域が形成された前記素子群形成基板に対し、前記基板の裏面側から当該基板の面に沿う前記異なる方向にレーザ光を順次照射し、当該基板の内部であって前記第１深さ、前記第２深さおよび前記第３深さとは異なる第４深さとなる部位に当該レーザ光を順次集光させることで、当該基板の内部に当該異なる方向に沿う第４改質領域を形成する工程と
    をさらに有することを特徴とする請求項６記載のレーザ加工方法。
14. 前記第１改質領域、前記第２改質領域および前記第３改質領域が形成された前記素子群形成基板に対し、前記基板の裏面側から当該基板の面に沿う前記同じ方向にレーザ光を順次照射し、当該基板の内部であって前記第１深さ、前記第２深さおよび前記第３深さとは異なる第４深さとなる部位に当該レーザ光を順次集光させることで、当該基板の内部に当該同じ方向に沿う第４改質領域を形成する工程と
    をさらに有することを特徴とする請求項６記載のレーザ加工方法。
15. 板状の基板の表面に複数の電子素子が形成された素子群形成基板に対し、当該基板の裏面側からレーザ光を照射することで、当該基板の内部に、当該基板の面に沿う第１方向に向かう改質領域と当該基板の面に沿い且つ当該第１方向とは異なる第２方向に向かう他の改質領域とを含む複数の改質領域を形成するレーザ加工方法であって、
    複数の前記改質領域を、前記基板の当該表面に近い側から当該表面から遠い側に向けて順番に形成することを特徴とするレーザ加工方法。
16. 前記改質領域と前記他の改質領域とを、前記基板の前記表面から前記裏面に至る厚さ方向の中央よりも当該裏面に近い側に形成することを特徴とする請求項１５記載のレーザ加工方法。
17. 前記第１方向は前記素子群形成基板上における複数の前記電子素子の第１配列方向に沿うものであり、
    前記第２方向は前記素子群形成基板上における複数の前記電子素子の第２配列方向に沿うものであること
    を特徴とする請求項１５または１６記載のレーザ加工方法。
18. 前記基板はサファイアからなり、
    複数の前記電子素子はＩＩＩ族窒化物半導体層を含んでいることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１項記載のレーザ加工方法。

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