JP2014229700A

JP2014229700A - 加工方法

Info

Publication number: JP2014229700A
Application number: JP2013107184A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　稔; Minoru Suzuki; 稔鈴木; 卓岡村; Taku Okamura; 宏北村; Hiroshi Kitamura; 真樹坂井; Maki Sakai
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2014-12-08
Anticipated expiration: 2033-05-21
Also published as: JP6246497B2

Abstract

【課題】光の取り出し効率を高めた発光デバイスを効率的に製造すること。【解決手段】発光層を有するチップのそれぞれに透光性部材を貼着して、光の取り出し効率を高めた発光チップの加工方法であり、ウェーハを分割予定ラインに沿って個々のチップに分割する工程と、個々のチップの裏面に貼られたエキスパンドテープを拡張して、個々のチップの間隔を広げる工程と、個々のチップの間隔を広げた状態のまま、全てのチップの裏面を覆うように透光性基板を貼着する工程と、透光性基板を個々のチップ間に沿って透光性部材に分割して、発光チップを形成する工程とを備えた。【選択図】図７

Description

本発明は、発光ダイオード等の発光デバイスを製造する際の発光チップの加工方法に関する。

ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）、ＬＤ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）等の発光デバイスが実用化されている。これらの発光デバイスは、通常、電圧の印加によって光を放出する発光層が形成された発光チップを備えている。発光チップの製造は、結晶成長用基板上における格子状の分割予定ラインで区画された各領域に、発光層としてエピタキシャル層（結晶層）を成長させる。その後、結晶成長用基板を分割予定ラインに沿って分割して個片化することで、個々の発光チップが製造される。

緑や青色の光を出射する発光層がＩｎＧａＮ系の発光チップでは、サファイアが結晶成長用基板に一般的に用いられ、このサファイア基板上に順次ｎ型ＧａＮ半導体層、ＩｎＧａＮ発光層、ｐ型ＧａＮ半導体層をエピタキシャル成長させる。そして、ｎ型ＧａＮ半導体層とｐ型ＧａＮ半導体層とのそれぞれに外部取り出し用電極が形成され、基台となるリードフレームに固定される。このような発光チップを有する発光デバイスにおいては、より高い輝度が求められており、光の取り出し効率の向上を高めるための様々な方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平４−１０６７０号公報

ところで、発光層で生じる光は、主に、発光層を含む積層体の２つの主面（表面及び裏面）から放出される。発光層の裏面（サファイア基板側の主面）から出射した光は、サファイア基板を伝搬して、サファイア基板とリードフレームとの界面等で反射される。このため、サファイア基板が薄すぎる場合には、界面等で反射した光がサファイア基板内を伝搬して発光層に再入射する割合が多くなる。発光層では再入射された光が吸収されるため、この吸収された分の光を外部に取り出すことができず、輝度低下の要因となっていた。

一方で、サファイア基板を厚くすることで、サファイア基板とリードフレームとの界面で反射した光が、発光層に到達する前にサファイア基板の側面から外部に放出され易くなる。このため、反射光が発光層に再入射する割合が少なくなり、発光デバイスの輝度を向上させることができるが、サファイア基板を厚く形成することは困難を極める。このように、輝度を向上させた発光デバイスを製造する際には生産性が悪化するという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、光の取り出し効率を高めた発光デバイスを効率的に製造できる発光チップの加工方法を提供することを目的とする。

本発明の加工方法は、表面に発光層を備えたチップと、該チップの裏面側に透光性を有する樹脂で貼着され且つ該発光層から発光された光を透過する材質で形成された透光性部材と、から形成された発光チップを製造する加工方法であって、基板の表面に複数の分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域に該発光層が形成されたウェーハを該分割予定ラインに沿って個片化し複数の該チップに分割を行うウェーハ分割工程と、該ウェーハ分割工程を実施した後に、該複数のチップ全てを覆い該チップの表面側に貼着されたエキスパンドテープを拡張して複数の該チップ間の間隔を離間させるエキスパンド工程と、該エキスパンド工程を実施した後に、少なくとも該複数のチップ全てを覆う面積で形成され且つ該発光層から発光される光を透過する材質で形成された透光性基板を、該複数のチップの裏面に該透光性を有する樹脂で貼着する透光性基板貼着工程と、該透光性基板貼着工程を実施した後に、該透光性基板を該複数のチップ間に沿って個片化して複数の透光性部材に分割する透光性基板分割工程と、を備える。

この構成によれば、ウェーハが分割されて複数のチップに個片化されて、複数のチップの間隔を空けた状態で各チップの裏面に透光性基板が貼着される。そして、複数のチップ間に沿って透光性基板が分割されることで発光チップが製造される。このため、ウェーハを分割した各チップに対して一つずつ透光性部材を貼着する構成と比べて、短時間かつ簡易な作業で微細な発光チップを製造できる。このように製造された発光チップは、発光層を備えるチップの裏面側に透光性部材が貼着されているので、透光性部材によって発光チップ全体に厚みを持たせることができる。よって、発光層の裏面から出射された光が発光層に再入射される割合を低く抑え、光の取り出し効率を高めることができる。

また、本発明の加工方法において、該透光性基板分割工程は、該透光性基板を該複数のチップ間に沿って切削ブレードにより切削を行い、複数の透光性部材に分割する。

また、本発明の加工方法において、該透光性基板分割工程は、該透光性基板を該複数のチップ間に沿って該透光性基板を透過する波長のレーザー光線を照射して、該透光性基板の内部に該複数のチップ間に沿って改質層を形成し、該複数のチップ間に沿って外力を付与し該透光性基板を該複数のチップ間に沿って個々の透光性部材に分割する。

また、本発明の加工方法において、該透光性基板分割工程は、該透光性基板を該複数のチップ間に沿って該透光性基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射して、該透光性基板に該複数のチップ間に沿って分断溝を形成し、該複数のチップ間に沿って外力を付与し該透光性基板を該複数のチップ間に沿って個々の透光性部材に分割する。

本発明によれば、チップの間隔を空けた状態で全てのチップを覆うように透光性基板を貼着した後、透光性基板をチップ間に沿って分割することで、チップに透光性部材を貼着した発光チップを効率的に製造することができる。

発光デバイスの一例を示す斜視図である。発光チップの光の放出状態の説明図である。第１の実施の形態に係るウェーハ分割工程の一例を示す図である。第１の実施の形態に係るエキスパンド工程の一例を示す図である。第１の実施の形態に係る透光性基板貼着工程の一例を示す図である。第１の実施の形態に係る転写工程の一例を示す図である。第１の実施の形態に係る透光性基板分割工程の一例を示す図である。第２の実施の形態に係る透光性基板分割工程の他の一例を示す図である。第３の実施の形態に係る透光性基板分割工程の他の一例を示す図である。

添付図面を参照して、発光チップの加工方法について説明する。先ず、図１及び図２を参照して、発光チップを備えた発光デバイスについて説明する。図１は、発光デバイスの一例を示す斜視図である。図２は、発光チップの光の放出状態の説明図である。

図１に示すように、発光デバイス１は、基台となるリードフレーム１１の上面に発光チップ１２がワイヤボンディング実装されて製造されている。リードフレーム１１は、金属材料で形成されており、発光チップ１２が取り付けられる上面に一対の接続端子１３が設けられている。一対の接続端子１３は、それぞれ一対のリード部材１４を介して外部電源（不図示）に接続される。また、一対の接続端子１３は、ワイヤ１５を介して発光チップ１２内の２個の電極に接続されるため、一対のリード部材１４を介して外部電源からの電圧が発光チップ１２に印加される。

発光チップ１２は、発光層２３を備えるチップ２１の裏面に、透光性基板９１（図５参照）を分割した透光性部材２２を貼着して形成される。発光層２３は、結晶成長用基板としてのサファイア基板２４の表面に電子が多数キャリアとなるｎ型半導体層（例えば、ｎ型ＧａＮ層）、発光層となる半導体層（例えば、ＩｎＧａＮ層）、正孔が多数キャリアとなるｐ型半導体層（例えば、ｐ型ＧａＮ層）を順にエピタキシャル成長させることで形成される。そして、ｎ型半導体層とｐ型半導体層とのそれぞれに外部取り出し用の２個の電極が形成され、２個の電極に対して外部電源からの電圧が印加されることで発光層２３から光が放出される。

リードフレーム１１には、上面を覆うようにドーム状のレンズ部材１６が取り付けられている。このように、発光チップ１２から放出された光は、レンズ部材１６を通じて発光デバイス１の外部に取り出される。なお、図１では、発光チップ１２がワイヤボンディング実装される構成を説明するが、発光チップ１２はフリップチップ実装されてもよい。また、透光性部材２２は、ガラス、透明な樹脂等の発光層２３から出射された光が透過する材料であればよい。また、チップ２１（ウェーハＷ）は、サファイア基板（Ａｌ_２Ｏ_３基板）に限らず、結晶成長用基板として窒化ガリウム基板（ＧａＮ基板）、シリコンカーバイド基板（ＳｉＣ基板）、酸化ガリウム基板（Ｇａ_２Ｏ_３基板）を用いて形成されたものでもよい。

図２に示すように、発光チップ１２において、主に、発光層２３の表面２５及び裏面２６から光が出射される。発光層２３の表面２５から出射された光は、レンズ部材１６（図１参照）を通じて外部に取り出される。一方で、発光層２３の裏面２６から出射された光はサファイア基板２４内を伝搬し、一部の光がサファイア基板２４と透光性部材２２との界面Ｆ１で反射される。また、残りの光がこの界面Ｆ１を透過して透光性部材２２内を伝搬し、透光性部材２２とリードフレーム１１との界面Ｆ２で反射される。これらの反射光は、サファイア基板２４の側面２７及び透光性部材２２の側面２８から外部に取り出される。

この場合、サファイア基板２４と透光性部材２２との界面Ｆ１で反射された光は、サファイア基板２４の側面２７に到達する前に発光層２３に再入射される場合があり、発光層２３で吸収される割合が高い。しかしながら、透光性部材２２とリードフレーム１１との界面Ｆ２で反射された光は、発光層２３に戻る前にサファイア基板２４や透光性部材２２の側面２７、２８から外部に取り出される割合が高い。このように、発光層２３を備えたチップ２１に透光性部材２２を貼着することで、透光性部材２２とリードフレーム１１との界面Ｆ２で反射して発光層２３に戻る光の割合を低く抑えて、光の取り出し効率を高めることが可能になっている。

このように構成された発光チップ１２は、ウェーハ分割工程、エキスパンド工程、透光性基板貼着工程、転写工程、透光性基板分割工程を経て形成される。ウェーハ分割工程では、分割予定ライン８７に沿ってウェーハＷが複数のチップ２１に分割される（図３参照）。エキスパンド工程では、ウェーハＷの表面８１に貼着されたエキスパンドテープ８５が拡張されることで複数のチップ２１の間隔が離間される（図４参照）。透光性基板貼着工程では、複数のチップ２１全体を覆うようにチップ２１の裏面８２に透光性の樹脂９３を介して透光性基板９１が貼着される（図５参照）。

転写工程では、透光性基板９１が貼着された個々のチップ２１がエキスパンドテープ８５からダイシングテープ９５に転写される（図６参照）。透光性基板分割工程では、複数のチップ２１間に沿って透光性基板９１が複数の発光チップ１２に分割される（図７参照）。このような一連の加工により、光の取り出し効率を高めた発光チップ１２を効率的に製造することが可能になっている。なお、本実施の形態においては、環状フレーム８６にエキスパンドテープ８５が張られており、このエキスパンドテープ８５にウェーハＷが貼着された状態でウェーハ分割工程が実施される（図３参照）。

以下、図３から図７を参照して、第１の実施の形態に係る発光チップを製造する加工方法について詳細に説明する。図３はウェーハ分割工程、図４はエキスパンド工程、図５は透光性基板貼着工程、図６は転写工程、図７は透光性基板分割工程のそれぞれ一例を示す図である。なお、ウェーハ分割工程において、図３Ａはウェーハに対する改質層形成加工を示し、図３Ｂはブレーキング加工を示している。

図３Ａに示すように、先ずウェーハ分割工程において改質層形成加工が実施される。改質層形成加工では、レーザー加工装置（不図示）のチャックテーブル３１上にエキスパンドテープ８５を介して発光層２３を有するウェーハＷが保持され、ウェーハＷの周囲の環状フレーム８６がクランプ部３２に保持される。また、加工ヘッド３３の射出口がウェーハＷの分割予定ライン８７に位置付けられ、加工ヘッド３３によってウェーハＷの裏面８２側からレーザー光線が照射される。レーザー光線は、ウェーハＷに対して透過性を有する波長であり、ウェーハＷの内部に集光するように調整されている。そして、レーザー光線の集光点が調整されながら、ウェーハＷに対して加工ヘッド３３が相対移動されることで、ウェーハＷの内部に分割予定ライン８７に沿った改質層３４が形成される。

この場合、先ずウェーハＷの発光層２３付近に集光点が調整され、全ての分割予定ライン８７に沿って改質層３４の下端部が形成されるようにレーザー加工される。そして、集光点の高さを上動させる度に分割予定ライン８７に沿ってレーザー加工が繰り返されることで、ウェーハＷの内部に所定の厚さの改質層３４が形成される。このようにして、ウェーハＷの内部に分割予定ライン８７に沿った分割起点が形成される。なお、改質層３４は、レーザー光線の照射によってウェーハＷの内部の密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲と異なる状態となり、周囲よりも強度が低下する領域のことをいう。改質層３４は、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域であり、これらが混在した領域でもよい。

図３Ｂに示すように、ウェーハ分割工程では改質層形成加工の後にブレーキング加工が実施される。ブレーキング加工では、ブレーキング装置（不図示）の一対の支持台３５にウェーハＷが裏面８２を下に向けた状態で載置され、ウェーハＷの周囲の環状フレーム８６が環状テーブル３６に載置される。環状テーブル３６に載置された環状フレーム８６は、環状テーブル３６の四方に設けたクランプ部３７によって保持される。一対の支持台３５は、一方向（紙面に垂直方向）に延在しており、一対の支持台３５の間には、撮像手段３８が配置されている。この撮像手段３８によって、一対の支持台３５の間からウェーハＷの裏面８２が撮像される。

ウェーハＷを挟んだ一対の支持台３５の上方には、ウェーハＷを上方から押圧する押圧刃３９が設けられている。押圧刃３９は、一方向（紙面に垂直方向）に延在しており、不図示の押圧機構によって上下動される。撮像手段３８によってウェーハＷの裏面８２が撮像されると、撮像画像に基づいて一対の支持台３５の間かつ押圧刃３９の直下に改質層３４（分割予定ライン）が位置付けられる。そして、押圧刃３９が下降されることで、エキスパンドテープ８５を介して押圧刃３９がウェーハＷに押し当てられて改質層３４を分割起点としてウェーハＷが分割される。ウェーハＷは、全ての分割予定ライン８７に押圧刃３９が押し当てられることで個々のチップ２１に分割される。

図４に示すように、ウェーハ分割工程のブレーキング加工の後にはエキスパンド工程が実施される。エキスパンド工程では、テープ拡張装置（不図示）の環状テーブル４１上に環状フレーム８６が載置され、クランプ部４２によって環状テーブル４１に環状フレーム８６が保持される。また、拡張ドラム４３の外径は環状フレーム８６の内径より小さくなっており、拡張ドラム４３の内径はウェーハＷの外径より大きくなっている。このため、拡張ドラム４３の上端部がウェーハＷと環状フレーム８６との間でエキスパンドテープ８５に当接される。そして、拡張ドラム４３が環状テーブル４１に対して相対的に上昇されることでエキスパンドテープ８５が放射方向に拡張され、個々のチップ２１の間隔が広げられる。

図５に示すように、エキスパンド工程の後には透光性基板貼着工程が実施される。透光性基板貼着工程では、テープ拡張装置の支持テーブル４５が拡張ドラム４３と同じ高さまで上昇し、複数のチップ２１が支持テーブル４５によって支持される。このため、支持テーブル４５上では、エキスパンドテープ８５が拡張された状態を保ちつつ、複数のチップ２１の隙間が広げられた状態で維持されている。複数のチップ２１に対して透光性基板９１が上方から近づけられ、接着剤として透光性を有する樹脂９３を介して透光性基板９１が各チップ２１の裏面８２に貼着される。これにより、複数のチップ２１の間隔を空けた状態で各チップ２１の全てに透光性基板９１が貼着される。

この場合、透光性基板９１は、ガラス等の透光性材料で円板状に形成されており、複数のチップ２１全体を覆う面積で形成されている。接着剤は、透光性を有するのであれば特に限定されるものではなく、透光性基板９１の材質に応じて、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂、ワックス等を用いてもよい。また、透光性基板貼着工程における透光性基板の貼着作業は、専用の装置によって実施されてもよいし、オペレータの手作業によって実施されてもよい。また、透光性基板９１は、複数のチップ２１全体を覆うことができる面積を有していればよく、円板状に限らず矩形板状に形成されてもよい。

図６に示すように、透光性基板貼着工程の後には転写工程が実施される。転写工程では、複数のチップ２１の表面８１からエキスパンドテープ８５が剥離され、透光性基板９１の裏面９２側に環状フレーム８６に張られたダイシングテープ９５が貼着される。この転写工程によって、複数のチップ２１が隙間を空けた状態で外部に露出される。なお、転写工程におけるテープの貼り替え作業は、専用の装置によって実施されてもよいし、オペレータの手作業によって実施されてもよい。

図７に示すように、転写工程の後には透光性基板分割工程が実施される。透光性基板分割工程では、切削装置（不図示）のチャックテーブル５１上にダイシングテープ９５を介して、複数のチップ２１を備えた透光性基板９１が保持され、透光性基板９１の周囲の環状フレーム８６がクランプ部５２に保持される。また、切削ブレード５３が各チップ２１の隙間に位置付けられ、各チップ２１の隙間から透光性基板９１が切り込まれる。切削ブレード５３の切り込み深さは、ダイシングテープ９５を切り込む程度に調整される。そして、透光性基板９１に対して切削ブレード５３が各チップ２１の隙間に沿って相対移動されることで、透光性基板９１が個々の透光性部材２２に分割される。この場合、透光性基板分割工程においては、前段のエキスパンド工程（図４参照）で個々のチップ２１の間隔が広げられている程、透光性部材２２の面積を大きくとることができ、その分の輝度を向上させることができる。

このようにして、チップ２１の裏面８２側に透光性部材２２を貼着した発光チップ１２が形成される。ダイシングテープ９５上に個々の発光チップ１２が形成されると、ダイシングテープ９５から剥離される。そして、後段のリードフレーム１１への取り付け作業等や、ワイヤボンディング等を経て発光ダイオード等の発光デバイス１が形成される（図１参照）。

以上のように、第１の実施の形態に係る加工方法によれば、ウェーハＷが分割されて複数のチップ２１に個片化されて、複数のチップ２１の間隔を空けた状態で各チップ２１の裏面８２に透光性基板９１が貼着される。そして、複数のチップ２１間に沿って透光性基板９１が分割されることで発光チップ１２が製造される。このため、ウェーハＷを分割した各チップ２１に対して一つずつ透光性部材２２を貼着する構成と比べて、短時間かつ簡易な作業で微細な発光チップ１２を製造できる。このように製造された発光チップ１２は、発光層２３を備えるチップ２１の裏面８２側に透光性部材２２が貼着されているので、透光性部材２２によって発光チップ１２全体に厚みを持たせることができる。よって、発光層２３の裏面２６から出射された光が発光層２３に再入射される割合を低く抑え、光の取り出し効率を高めることができる。

続いて、第２の実施の形態に係る発光チップを製造する加工方法について説明する。第２の実施の形態においては、発光チップ１２は、ウェーハ分割工程、エキスパンド工程、透光性基板貼着工程、透光性基板分割工程を経て形成される。第２の実施の形態は、転写工程が省略され、改質層形成加工を利用して透光性基板９１が分割される点について、第１の実施の形態と相違している。

図８を参照して、第２の実施の形態に係る加工方法について説明する。なお、ウェーハ分割工程、エキスパンド工程、透光性基板貼着工程については、第１の実施の形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。なお、透光性基板分割工程において、図８Ａは改質層形成加工を示し、図８Ｂはエキスパンド加工を示している。

図８Ａに示すように、第２の実施の形態に係る透光性基板分割工程では、先ず改質層形成加工が実施される。改質層形成加工では、レーザー加工装置（不図示）のチャックテーブル６１上にエキスパンドテープ８５及び各チップ２１を介して透光性基板９１が保持され、透光性基板９１の周囲の環状フレーム８６がクランプ部６２に保持される。この場合、改質層形成加工の前にエキスパンドテープ８５に対してヒートシュリンク処理が施され、前段のエキスパンド工程（図４参照）で拡張されたエキスパンドテープ８５が収縮されている。

また、加工ヘッド６３の射出口が複数のチップ２１間に位置付けられ、加工ヘッド６３によって透光性基板９１の裏面９２側からレーザー光線が照射される。レーザー光線は、透光性基板９１に対して透過性を有する波長であり、透光性基板９１の内部に集光するように調整されている。そして、レーザー光線の集光点が調整されながら、透光性基板９１に対して加工ヘッド６３が相対移動されることで、透光性基板９１の内部に複数のチップ２１間に沿った改質層６４が形成される。この場合、上記したウェーハ分割工程の改質層形成加工と同様にして、透光性基板９１の内部に分割起点が形成される。

図８Ｂに示すように、第２の実施の形態に係る透光性基板分割工程では改質層形成加工の後にエキスパンド加工が実施される。エキスパンド加工では、テープ拡張装置（不図示）の環状テーブル６５上に環状フレーム８６が載置され、クランプ部６６によって環状テーブル６５に環状フレーム８６が保持される。また、拡張ドラム６７の外径は環状フレーム８６の内径より小さくなっており、拡張ドラム６７の内径は透光性基板９１の外径より大きくなっている。このため、拡張ドラム６７の上端部が複数のチップ２１（透光性基板９１）と環状フレーム８６との間でエキスパンドテープ８５に当接される。そして、拡張ドラム６７が環状テーブル６５に対して相対的に上昇される。

この結果、エキスパンドテープ８５が放射方向に拡張されて、エキスパンドテープ８５を介して透光性基板９１の改質層６４に外力が付与される。透光性基板９１は、強度が低下した改質層６４を分割起点として、複数のチップ２１間に沿って個々の透光性部材２２に分割される。このようにして、第２の実施の形態においても、チップ２１の裏面８２側に透光性部材２２を貼着した発光チップ１２が形成される。エキスパンドテープ８５上に個々の発光チップ１２が形成されると、後段のリードフレーム１１への取り付け作業等や、ワイヤボンディング等を経て発光ダイオード等の発光デバイス１が形成される（図１参照）。

続いて、第３の実施の形態に係る発光チップを製造する加工方法について説明する。第３の実施の形態においては、発光チップ１２は、ウェーハ分割工程、エキスパンド工程、透光性基板貼着工程、透光性基板分割工程を経て形成される。第３の実施の形態は、転写工程が省略され、アブレーション加工を利用して透光性基板９１が分割される点について、第１の実施の形態と相違している。

図９を参照して、第３の実施の形態に係る加工方法について説明する。なお、ウェーハ分割工程、エキスパンド工程、透光性基板貼着工程については、第１の実施の形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。なお、透光性基板分割工程において、図９Ａはアブレーション加工を示し、図９Ｂはエキスパンド加工を示している。

図９Ａに示すように、第３の実施の形態に係る透光性基板分割工程では、先ずアブレーション加工が実施される。アブレーション加工では、レーザー加工装置（不図示）のチャックテーブル７１上にエキスパンドテープ８５及び各チップ２１を介して透光性基板９１が保持され、透光性基板９１の周囲の環状フレーム８６がクランプ部７２に保持される。この場合、アブレーション加工の前にエキスパンドテープ８５に対してヒートシュリンク処理が施され、前段のエキスパンド工程（図４参照）で拡張されたエキスパンドテープ８５が収縮されている。

また、加工ヘッド７３の射出口が複数のチップ２１間に位置付けられ、加工ヘッド７３によって透光性基板９１の裏面９２側からレーザー光線が照射される。レーザー光線は、透光性基板９１に対して吸収性を有する波長であり、透光性基板９１の裏面９２近傍に集光するように調整されている。このレーザー光線が透光性基板９１に照射されることで、透光性基板９１の裏面９２にアブレーションが生じて部分的にエッチングされる。

そして、レーザー光線の集光点が調整されながら、透光性基板９１に対して加工ヘッド７３が相対移動されることで、透光性基板９１に複数のチップ２１間に沿った分断溝７４が形成される。この場合、先ず透光性基板９１の裏面９２に集光点が調整され、アブレーション加工によって透光性基板９１の裏面９２に分断溝７４が浅く形成される。そして、集光点の高さを下動させる度にアブレーション加工が繰り返されることで、透光性基板９１に所定の深さの分断溝７４が形成される。このようにして、透光性基板９１に複数のチップ２１間に沿った分割起点が形成される。

ここで、アブレーションとは、レーザビームの照射強度が所定の加工閾値以上になると、固体表面で電子、熱的、光科学的及び力学的エネルギーに変換され、その結果、中性原子、分子、正負のイオン、ラジカル、クラスタ、電子、光が爆発的に放出され、固体表面がエッチングされる現象をいう。

図９Ｂに示すように、第３の実施の形態に係る透光性基板分割工程ではアブレーション加工の後にエキスパンド加工が実施される。エキスパンド加工では、第２の実施の形態に示すエキスパンド加工と同様にエキスパンドテープ８５が放射方向に拡張される。そして、エキスパンドテープ８５を介して透光性基板９１の分断溝７４に外力が付与され、透光性基板９１が分断溝７４を分割起点として個々の透光性部材２２に分割される。このようにして、第３の実施の形態においても、チップ２１の裏面８２側に透光性部材２２を貼着した発光チップ１２が形成される。エキスパンドテープ８５上に個々の発光チップ１２が形成されると、後段のリードフレーム１１への取り付け作業等や、ワイヤボンディング等を経て発光ダイオード等の発光デバイス１が形成される（図１参照）。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記した各実施の形態では、ウェーハ分割工程において、改質層形成加工とブレーキング加工とを組み合わせてウェーハＷを分割する構成としたが、この構成に限定されない。なお、ウェーハ分割工程は、ウェーハＷを分割予定ライン８７に沿って個々のチップ２１に分割可能であればよい。例えば、ウェーハＷがサファイア基板ではない場合には、改質層形成加工とエキスパンド加工とを組み合わせてウェーハＷを分割してもよい。

また、ウェーハ分割工程は、アブレーション加工によってウェーハＷに分断溝を形成して、この分断溝を分割起点としてブレーキング加工によりウェーハを分割してもよい。また、切削ブレードによるハーフカットによりウェーハＷに分断溝を形成し、この分断溝を分割起点としてブレーキング加工によりウェーハＷを分割してもよい。これらの場合においても、ウェーハＷがサファイア基板ではない場合には、ブレーキング加工の代わりにエキスパンド加工を行ってもよい。さらに、切削ブレードによるフルカットによりウェーハＷを分割してもよい。なお、エキスパンド加工によりウェーハＷを分割する場合には、図４に示すエキスパンド工程を省略することも可能である。

また、上記した実施の形態においては、ウェーハ分割工程において、分割起点となる改質層や分断溝が分割予定ライン８７に沿って連続的に形成される構成としたが、この構成に限定されない。ウェーハＷが分割予定ライン８７に沿って分割可能であれば、改質層や分断溝は分割予定ライン８７に沿って断続的に形成されてもよい。同様に、透光性基板分割工程においても分割起点となる改質層や分断溝が複数のチップ２１間に沿って断続的に形成されてもよい。

また、上記した実施の形態においては、上記各工程は別々の装置で実施されてもよいし、同一の装置で実施されてもよい。

以上説明したように、本発明は、光の取り出し効率を高めた発光デバイスを効率的に製造できるという効果を有し、特に、発光ダイオード等の発光デバイスを製造する際の発光チップの加工方法に有用である。

１発光デバイス
１１リードフレーム
１２発光チップ
２１チップ
２２透光性部材
２３発光層
２４サファイア基板
３４、６４改質層
５３切削ブレード
７４分断溝
８５エキスパンドテープ
８７分割予定ライン
９１透光性基板
９３樹脂

Claims

表面に発光層を備えたチップと、該チップの裏面側に透光性を有する樹脂で貼着され且つ該発光層から発光された光を透過する材質で形成された透光性部材と、から形成された発光チップを製造する加工方法であって、
基板の表面に複数の分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域に該発光層が形成されたウェーハを該分割予定ラインに沿って個片化し複数の該チップに分割を行うウェーハ分割工程と、
該ウェーハ分割工程を実施した後に、該複数のチップ全てを覆い該チップの表面側に貼着されたエキスパンドテープを拡張して複数の該チップ間の間隔を離間させるエキスパンド工程と、
該エキスパンド工程を実施した後に、少なくとも該複数のチップ全てを覆う面積で形成され且つ該発光層から発光される光を透過する材質で形成された透光性基板を、該複数のチップの裏面に該透光性を有する樹脂で貼着する透光性基板貼着工程と、
該透光性基板貼着工程を実施した後に、該透光性基板を該複数のチップ間に沿って個片化して複数の透光性部材に分割する透光性基板分割工程と、
を備える加工方法。
該透光性基板分割工程は、該透光性基板を該複数のチップ間に沿って切削ブレードにより切削を行い、複数の透光性部材に分割することを特徴とする請求項１記載の加工方法。
該透光性基板分割工程は、該透光性基板を該複数のチップ間に沿って該透光性基板を透過する波長のレーザー光線を照射して、該透光性基板の内部に該複数のチップ間に沿って改質層を形成し、該複数のチップ間に沿って外力を付与し該透光性基板を該複数のチップ間に沿って個々の透光性部材に分割することを特徴とする請求項１記載の加工方法。
該透光性基板分割工程は、該透光性基板を該複数のチップ間に沿って該透光性基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射して、該透光性基板に該複数のチップ間に沿って分断溝を形成し、該複数のチップ間に沿って外力を付与し該透光性基板を該複数のチップ間に沿って個々の透光性部材に分割することを特徴とする請求項１記載の加工方法。