JP2017041604A - 光デバイスウエーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】オリエンテーションフラットに平行な方向に形成された分割予定ラインと、直交する方向に形成された分割予定ラインとが均一な力で分割することができる加工方法を提供する。【解決手段】パルスレーザー光線ＬＢの集光点Ｐをサファイア基板２０の裏面２０ｂ側から内部に位置付けて分割予定ライン２２１に沿って照射しシールドトンネル２５を形成するシールドトンネル形成工程は、オリエンテーションフラットに平行な分割予定ラインに対してはシールドトンネルの端部をサファイア基板の裏面に露出させないでシールドトンネルの端部からサファイア基板の裏面に至るクラック２６が生成されるように実施する第１のシールドトンネル形成工程と、オリエンテーションフラットに直交する分割予定ラインに対してはシールドトンネルの端部をサファイア基板の裏面に露出させるように実施する第２のシールドトンネル形成工程とを含む。【選択図】図４

Description

本発明は、サファイア基板の表面に発光層が形成され格子状の複数の分割予定ライン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分割予定ライン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の表面に窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光層が積層され格子状に形成された複数の分割予定ライン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分割予定ライン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分割予定ラインに沿った切断は、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分割予定ラインとしては幅が５０μｍ程度必要となる。このため、分割予定ライン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。

上述した問題を解消するために、光デバイスウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法として、サファイア基板に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を分割予定ライン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分割予定ライン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）。

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分割予定ライン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デブリと呼ばれる溶融物が付着するため輝度が低下し、光デバイスの品質が低下するという問題がある。

このような問題を解消するために、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の集光点を内部に位置付けて分割予定ラインに沿って照射し、サファイア基板の内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成することにより、サファイア基板を改質層が形成されることによって強度が低下せしめられた分割予定ラインに沿って分割する加工方法が下記特許文献２に開示されている。

しかるに、サファイア基板の内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成すると、光デバイスの外周が改質層で覆われ光デバイスの抗折強度が低下するとともに、裏面から表面に亘って垂直に分割することはできないという問題がある。

このような問題を解消するために、パルスレーザー光線を集光する集光レンズの開口数（ＮＡ）を単結晶基板の屈折率（Ｎ）で除した値が０．０５〜０．２の範囲で集光レンズの開口数（ＮＡ）を設定し、この集光レンズによって集光したパルスレーザー光線を照射して単結晶基板に位置付けられた集光点とパルスレーザー光線が入射された側との間に細孔と該細孔をシールドする非晶質とを成長させてシールドトンネルを形成するレーザー加工方法が下記特許文献３に開示されている。

特開平１０−３０５４２０号公報 特許第３４０８８０５号公報 特開２０１４−２２１４８３号公報

上記特許文献３に記載されたレーザー加工方法によってサファイア基板からなる光デバイスウエーハに分割予定ラインに沿ってレーザー加工を施すことにより、サファイア基板の裏面から表面に亘って細孔と該細孔をシールドする非晶質とを成長させてシールドトンネルを形成することができるため、光デバイスウエーハを分割予定ラインに沿って垂直に分割することができるとともに、光デバイスの品質および抗折強度の低下を防ぐことができる。
しかるに、本発明者らの実験によると、サファイア基板からなる光デバイスウエーハにおいては、結晶方位を表すオリエンテーションフラットに平行な方向に形成された分割予定ラインとオリエンテーションフラットに直交する方向に形成された分割予定ラインに対して同じ加工条件でシールドトンネルを形成すると、オリエンテーションフラットに平行な方向に形成された分割予定ラインの方がオリエンテーションフラットに直交する方向に形成された分割予定ラインより割れにくいという問題があることが判った。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、サファイア基板からなる光デバイスウエーハを、オリエンテーションフラットに平行な方向に形成された分割予定ラインとオリエンテーションフラットに直交する方向に形成された分割予定ラインとが均一な力で分割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である。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、結晶方位を表すオリエンテーションフラットが形成されたサファイア基板の表面に発光層が形成され格子状の複数の分割予定ライン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、
サファイア基板に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線の集光点をサファイア基板の裏面側から内部に位置付けて分割予定ラインに沿って照射し、細孔と該細孔をシールドする非晶質とを成長させてシールドトンネルを分割予定ラインに沿って形成するシールドトンネル形成工程と、
該シールドトンネル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分割予定ラインに沿って個々の光デバイスに分割する分割工程と、を含み、
該シールドトンネル形成工程は、オリエンテーションフラットに平行な方向に形成された分割予定ラインに対して実施する際にはシールドトンネルの端部をサファイア基板の裏面に露出させないでシールドトンネルの端部からサファイア基板の裏面に至るクラックが生成されるようにパルスレーザー光線の集光点を内部に位置付けて実施する第１のシールドトンネル形成工程と、オリエンテーションフラットに直交する方向に形成された分割予定ラインに対して実施する際にはシールドトンネルの端部をサファイア基板の裏面に露出させるようにパルスレーザー光線の集光点をサファイア基板の内部に位置付けて実施する第２のシールドトンネル形成工程と、を含んでいる、
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。

本発明によるレーザー加工方法においては、サファイア基板に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線の集光点をサファイア基板の裏面側から内部に位置付けて分割予定ラインに沿って照射し、細孔と該細孔をシールドする非晶質とを成長させてシールドトンネルを分割予定ラインに沿って形成するシールドトンネル形成工程は、オリエンテーションフラットに平行な方向に形成された分割予定ラインに対して実施する際にはシールドトンネルの端部をサファイア基板の裏面に露出させないでシールドトンネルの端部からサファイア基板の裏面に至るクラックが生成されるようにパルスレーザー光線の集光点を内部に位置付けて実施する第１のシールドトンネル形成工程と、オリエンテーションフラットに直交する方向に形成された分割予定ラインに対して実施する際にはシールドトンネルの端部をサファイア基板の裏面に露出させるようにパルスレーザー光線の集光点をサファイア基板の内部に位置付けて実施する第２のシールドトンネル形成工程とを含んでいるので、外力の付与によって割れにくいオリエンテーションフラットに平行な方向に形成された第１の分割予定ラインにはシールドトンネルと該シールドトンネルの端部から裏面に至るクラックが生成され割れやすくなっているため、シールドトンネルだけが形成されたオリエンテーションフラットに直交する方向に形成された第２の分割予定ラインと略同じ力で分割することができる。従って、光デバイスウエーハを均一な力で個々の光デバイスに分割することができる。

本発明による光デバイスウエーハの加工方法によって加工されるウエーハの斜視図および要部を拡大して示す断面図。 図１に示す光デバイスウエーハを環状のフレーム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の表面に貼着した状態を示す斜視図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法におけるシールドトンネル形成工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法における第１のシールドトンネル形成工程の説明図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法における第２のシールドトンネル形成工程の説明図。 本発明によるレーザー加工方法における分割工程を実施するための分割装置の斜視図。 本発明によるレーザー加工方法における分割工程の説明図。

以下、本発明による光デバイスウエーハの加工方法について添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

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よって個々の光デバイスに分割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、厚みが５００μｍの単結晶基板であるサファイア基板２０の表面２０ａに窒化物半導体からなる厚みが１０μｍの発光層（エピ層）２１が積層されている。光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０には、結晶方位を表すオリエンテーションフラット２０１が形成されている。このように形成されたサファイア基板２０の表面に積層された発光層（エピ層）２１は、表面２１ａにオリエンテーションフラット２０１に平行な方向に形成された複数の第１の分割予定ライン２２１とオリエンテーションフラット２０１に直交する方向に形成された複数の第２の分割予定ライン２２２とによって複数の領域が区画され、この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。

上述した光デバイスウエーハ２を第１の分割予定ライン２２１および第２の分割予定ライン２２２に沿って分割するには、図示の実施形態においては先ず、光デバイスウエーハ２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ウエーハ支持工程を実施する。即ち、図２に示すように、環状のフレーム３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４の表面に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２１ａを貼着する。従って、ダイシングテープ４の表面に貼着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。

上述したウエーハ支持工程を実施したならば、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の集光点をサファイア基板２０の裏面側から内部に位置付けて分割予定ラインに沿って照射し、細孔と該細孔をシールドする非晶質とを成長させてシールドトンネルを分割予定ラインに沿って形成するシールドトンネル形成工程を実施する。このシールドトンネル形成工程は、オリエンテーションフラット２０１に平行な方向に形成された第１の分割予定ライン２２１に対して実施する際にはシールドトンネルの端部をサファイア基板の裏面に露出させないでシールドトンネルの端部からサファイア基板２０の裏面に至るクラックが生成されるようにパルスレーザー光線の集光点を内部に位置付けて実施する第１のシールドトンネル形成工程と、オリエンテーションフラット２０１に直交する方向に形成された第２の分割予定ライン２２２に対して実施する際にはシールドトンネルの端部をサファイア基板２０の裏面に露出させるようにパルスレーザー光線の集光点をサファイア基板２０の内部に位置付けて実施する第２のシールドトンネル形成工程と、を含んでいる。

上記第１のシールドトンネル形成工程および第２のシールドトンネル形成工程は、図３に示すレーザー加工装置５を用いて実施する。図３に示すレーザー加工装置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５２と、チャックテーブル５１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段５３を具備している。チャックテーブル５１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（Ｘ軸方向）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（Ｙ軸方向）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５２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング５２１を含んでいる。ケーシング５２１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５２１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レンズ５２２ａを備えた集光器５２２が装着されている。この集光器５２２の集光レンズ５２２ａは、開口数（ＮＡ）が次のよう設定されている。即ち、集光レンズ５２２ａの開口数（ＮＡ）は、開口数（ＮＡ）をサファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）基板の屈折率で除した値が０．０５〜０．２の範囲に設定される。従って、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）基板の屈折率が１．７であるので、集光レンズ５２２ａの開口数（ＮＡ）は０．０８５〜０．３４の範囲に設定されている。なお、上記レーザー光線照射手段５２は、集光器５２２の集光レンズ５２２ａ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５２を構成するケーシング５２１の先端部に装着された撮像手段５３は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線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。

上述したレーザー加工装置５を用いて、上記シールドトンネル形成工程の第１のシールドトンネル形成工程を施すには、先ず、上述した図３に示すレーザー加工装置５のチャックテーブル５１上に光デバイスウエーハ２を構成する発光層（エピ層）２１の表面が貼着されたダイシングテープ４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、ダイシングテープ４を介して光デバイスウエーハ２をチャックテーブル５１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５１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、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５１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段５３の直下に位置付けられる。

チャックテーブル５１が撮像手段５３の直下に位置付けられると、撮像手段５３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５３および図示しない制御手段は、光デバイスウエーハ２のオリエンテーションフラット２０１に平行な方向に形成された第１の分割予定ライン２２１と、第１の分割予定ライン２２１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５２の集光器５２２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第１のアライメントを遂行する（第１のアライメント工程）。この第１のアライメント工程は、第１の分割予定ライン２２１がＸ軸方向と平行となるように調整する。また、光デバイスウエーハ２のオリエンテーションフラット２０１に直交する方向に形成された第２の分割予定ライン２２２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する（第２のアライメント工程）。この第２のアライメント工程は、第２の分割予定ライン２２２がＸ軸方向と平行となるように調整する。このとき、光デバイスウエーハ２の第１の分割予定ライン２２１および第２の分割予定ライン２２２が形成されている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２１ａは下側に位置しているが、撮像手段５３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、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から透かして第１の分割予定ライン２２１および第２の分割予定ライン２２２を撮像することができる。

上述した第１のアライメント工程および第２のアライメント工程を実施したならば、図４の（ａ）で示すようにチャックテーブル５１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５２の集光器５２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の第１の分割予定ライン２２１を集光器５２２の直下に位置付ける。このとき、図４の（ａ）で示すように光デバイスウエーハ２は、第１の分割予定ライン２２１の一端（図４の（ａ）において左端）が集光器５２２の直下に位置するように位置付けられる。そして、集光器５２２の集光レンズ５２２ａによって集光されるパルスレーザー光線ＬＢの集光点Ｐが光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の厚み方向の所望の位置に位置付けられるように図示しない集光点位置調整手段を作動して集光器５２２を光軸方向に移動する（位置付け工程）。なお、図示の実施形態においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐは、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０におけるパルスレーザー光線が入射される上面（裏面２０ｂ）から内部に１００μｍの位置に設定されている。

上述したように位置付け工程を実施したならば、レーザー光線照射手段５２を作動して集光器５２２からパルスレーザー光線ＬＢを照射して光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０に位置付けられた集光点Ｐ付近から下面（表面２０ａ）に向けて細孔と該細孔をシールドする非晶質とを形成させてシールドトンネルを形成するとともにシールドトンネルの端部をサファイア基板の裏面に露出させないでシールドトンネルの端部からサファイア基板２０の裏面に至るクラックを生成する第１のシールドトンネル形成工程を実施する。即ち、集光器５２２から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パルスレーザー光線ＬＢを照射しつつチャックテーブル５１を図４の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる（第１のシールドトンネル形成工程）。そして、図４の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段５２の集光器５２２の照射位置に分割予定ライン２２１の他端（図４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５１の移動を停止する。

なお、上記第１のシールドトンネル形成工程は、次に示す加工条件に設定されている。
波長 ：１０３０ｎｍ
繰り返し周波数 ：５０ｋＨｚ
パルス幅 ：１０ｐｓ
平均出力 ：３Ｗ
スポット径 ：１０μｍ
加工送り速度 ：５００ｍｍ／秒
集光レンズの開口数 ：０．２５

上述した第１のシールドトンネル形成工程を実施することにより、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の内部には、図４の（ｃ）に示すようにパルスレーザー光線ＬＢの集光点Ｐ付近から下面（表面２０ａ）に向けて細孔２５１と該細孔２５１の周囲に形成された非晶質２５２が成長し、第１の分割予定ライン２２１に沿って所定の間隔（図示の実施形態においては１０μｍの間隔（加工送り速度：５００ｍｍ／秒）／（繰り返し周波数：５０ｋＨｚ）で非晶質のシールドトンネル２５が形成される。このシールドトンネル２５は、図４の（ｄ）および（ｅ）に示すように中心に形成された直径がφ１μｍ程度の細孔２５１と該細孔２５１の周囲に形成された直径がφ１０μｍの非晶質２５２とからなり、図示の実施形態においては互いに隣接する非晶質２５２同士がつながるように形成される形態となっている。そして、上述した第１のシールドトンネル形成工程においては、パルスレーザー光線ＬＢの集光点Ｐが光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０におけるパルスレーザー光線が入射される上面（裏面２０ｂ）から１００μｍの位置に設定されているので、サファイア基板２０におけるパルスレーザー光線が入射される上面（裏面２０ｂ）側には、シールドトンネル２５の上端から裏面２０ｂに至るクラック２６が生成される。

以上のようにして、所定の第１の分割予定ライン２２１に沿って上記第１のシールドトンネル形成工程を実施したならば、チャックテーブル５１を矢印Ｙで示す方向に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２１ａに形成された第１の分割予定ライン２２１の間隔だけ割り出し移動し（割り出し工程）、上記第１のシールドトンネル形成工程を遂行する。このようにしてオリエンテーションフラット２０１に平行に形成された全ての第１の分割予定ライン２２１に沿って上記第１のシールドトンネル形成工程を実施したならば、チャックテーブル５１を９０度回動せしめ、オリエンテーションフラット２０１に直交する方向に形成された第２の分割予定ライン２２２に対してシールドトンネルの端部をサファイア基板２０の裏面に露出させるようにパルスレーザー光線の集光点をサファイア基板２０の内部に位置付けて実施する第２のシールドトンネル形成工程を実施する。

第２のシールドトンネル形成工程を実施すには、図５の（ａ）で示すようにチャックテーブル５１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５２の集光器５２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の第２の分割予定ライン２２２を集光器５２２の直下に位置付ける。このとき、図５の（ａ）で示すように光デバイスウエーハ２は、第２の分割予定ライン２２２の一端（図５の（ａ）において左端）が集光器５２２の直下に位置するように位置付けられる。そして、集光器５２２の集光レンズ５２２ａによって集光されるパルスレーザー光線ＬＢの集光点Ｐが光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の厚み方向の所望の位置に位置付けられるように図示しない集光点位置調整手段を作動して集光器５２２を光軸方向に移動する（位置付け工程）。なお、図示の実施形態においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐは、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０におけるパルスレーザー光線が入射される上面（裏面２０ｂ）から内部に１０μｍの位置に設定されている。

上述したように位置付け工程を実施したならば、レーザー光線照射手段５２を作動して集光器５２２からパルスレーザー光線ＬＢを照射して光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０に位置付けられた集光点Ｐ付近から下面（表面２０ａ）に向けて細孔と該細孔をシールドする非晶質とを形成させるとともにシールドトンネルの端部をサファイア基板２０の裏面に露出させる第２のシールドトンネル形成工程を実施する。即ち、集光器５２２から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パルスレーザー光線ＬＢを照射しつつチャックテーブル５１を図５の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる（第２のシールドトンネル形成工程）。そして、図５の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段５２の集光器５２２の照射位置に分割予定ライン２２２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５１の移動を停止する。
なお、上記第２のシールドトンネル形成工程の加工条件は、上述した第１のシールドトンネル形成工程の加工条件と同一に設定されている。

上述した第２のシールドトンネル形成工程を実施することにより、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の内部には、図５の（ｃ）に示すようにパルスレーザー光線ＬＢの集光点Ｐ付近から下面（表面２０ａ）に向けて細孔２５１と該細孔２５１の周囲に形成された非晶質２５２が成長し、上述した第１のシールドトンネル形成工程と同様に第２の分割予定ライン２２２に沿って１０μｍの間隔で非晶質のシールドトンネル２５が形成されるとともに、パルスレーザー光線ＬＢの集光点Ｐが光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０におけるパルスレーザー光線が入射される上面（裏面２０ｂ）から近い１０μｍの位置に設定されているのでシールドトンネル２５の上端部がサファイア基板２０の裏面２０ｂに露出せしめられる。

以上のようにして、所定の第２の分割予定ライン２２２に沿って上記第２のシールドトンネル形成工程を実施したならば、チャックテーブル５１を矢印Ｙで示す方向に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２１ａに形成された第２の分割予定ライン２２２の間隔だけ割り出し移動し（割り出し工程）、上記第２のシールドトンネル形成工程を遂行する。このようにしてオリエンテーションフラット２０１に直交する方向に形成された全ての第２の分割予定ライン２２２に沿って上記第２のシールドトンネル形成工程を実施する。

以上のようにして第１のシールドトンネル形成工程および第２のシールドトンネル形成工程を実施したならば、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をシールドトンネル２５およびクラック２６が形成された第１の分割予定ライン２２１およびにシールドトンネル２５が形成された第２の分割予定ライン２２２沿って個々の光デバイスに分割する分割工程を実施する。この分割工程は、図６に示す分割装置６を用いて実施する。図６に示す分割装置６は、上記環状のフレーム３を保持するフレーム保持手段６１と、該フレーム保持手段６１に保持された環状のフレーム３に装着された光デバイスウエーハ２を拡張するテープ拡張手段６２と、ピックアップコレット６３を具備している。フレーム保持手段６１は、環状のフレーム保持部材６１１と、該フレーム保持部材６１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ６１２とからなっている。フレーム保持部材６１１の上面は環状のフレーム３を載置する載置面６１１ａを形成しており、この載置面６１１ａ上に環状のフレーム３が載置される。そして、載置面６１１ａ上に載置された環状のフレーム３は、クランプ６１２によってフレーム保持部材６１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段６１は、テープ拡張手段６２によって上下方向に進退可能に支持されている。

テープ拡張手段６２は、上記環状のフレーム保持部材６１１の内側に配設される拡張ドラム６２１を具備している。この拡張ドラム６２１は、環状のフレーム３の内径より小さく該環状のフレーム３に装着されたダイシングテープ４に貼着される光デバイスウエーハ２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６２１は、下端に支持フランジ６２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段６２は、上記環状のフレーム保持部材６１１を上下方向に進退可能な支持手段６２３を具備している。この支持手段６２３は、上記支持フランジ６２２上に配設された複数のエアシリンダ６２３ａからなっており、そのピストンロッド６２３ｂが上記環状のフレーム保持部材６１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ６２３ａからなる支持手段６２３は、図７の（ａ）に示すように環状のフレーム保持部材６１１を載置面６１１ａが拡張ドラム６２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、図７の（ｂ）に示すように拡張ドラム６２１の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向に移動せしめる。

以上のように構成された分割装置６を用いて実施するウエーハ分割工程について図７を参照して説明する。即ち、光デバイスウエーハ２が貼着されているダイシングテープ４が装着された環状のフレーム３を、図７の（ａ）に示すようにフレーム保持手段６１を構成するフレーム保持部材６１１の載置面６１１ａ上に載置し、クランプ６１２によってフレーム保持部材６１１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６１１は図７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６２を構成する支持手段６２３としての複数のエアシリンダ６２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材６１１を図７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６１１の載置面６１１ａ上に固定されている環状のフレーム３も下降するため、図７の（ｂ）に示すように環状のフレーム３に装着されたダイシングテープ４は拡張ドラム６２１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、ダイシングテープ４に貼着されている光デバイスウエーハ２には放射状に引張力が作用するため、シールドトンネル２５およびクラック２６が形成された第１の分割予定ライン２２１およびシールドトンネル２５が形成された第２の分割予定ライン２２２に沿って個々の光デバイス２３に分割されるとともに光デバイス２３間に間隔Ｓが形成される。このとき、外力の付与によって割れにくいオリエンテーションフラット２０１に平行な方向に形成された第１の分割予定ライン２２１にはシールドトンネル２５と該シールドトンネル２５の上端から裏面２０ｂに至るクラック２６が生成され割れやすくなっているので、シールドトンネル２５だけが形成されたオリエンテーションフラット２０１に直交する方向に形成された第２の分割予定ライン２２２と略同じ力で分割することができる。従って、光デバイスウエーハ２を均一な力で個々の光デバイス２３に分割することができる。

次に、図７の（ｃ）に示すようにピックアップコレット６３を作動して光デバイス２３を吸着し、ダイシングテープ４から剥離してピックアップし、図示しないトレーまたはダイボンディング工程に搬送する。なお、ピックアップ工程においては、上述したようにダイシングテープ４に貼着されている個々の光デバイス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。

２：光デバイスウエーハ
２０：サファイア基板
２０１：オリエンテーションフラット
２１：発光層（エピ層）
２２１：第１の分割予定ライン
２２２：第２の分割予定ライン
２３：光デバイス
２５：シールドトンネル
２６：クラック
３：環状のフレーム
４：ダイシングテープ
５：レーザー加工装置
５１：レーザー加工装置のチャックテーブル
５２：レーザー光線照射手段
５２２：集光器
６：分割装置

Claims (1)

1. 結晶方位を表すオリエンテーションフラットが形成されたサファイア基板の表面に発光層が形成され格子状の複数の分割予定ライン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、
   サファイア基板に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線の集光点をサファイア基板の裏面側から内部に位置付けて分割予定ラインに沿って照射し、細孔と該細孔をシールドする非晶質とを成長させてシールドトンネルを分割予定ラインに沿って形成するシールドトンネル形成工程と、
   該シールドトンネル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分割予定ラインに沿って個々の光デバイスに分割する分割工程と、を含み、
   該シールドトンネル形成工程は、オリエンテーションフラットに平行な方向に形成された分割予定ラインに対して実施する際にはシールドトンネルの端部をサファイア基板の裏面に露出させないでシールドトンネルの端部からサファイア基板の裏面に至るクラックが生成されるようにパルスレーザー光線の集光点を内部に位置付けて実施する第１のシールドトンネル形成工程と、オリエンテーションフラットに直交する方向に形成された分割予定ラインに対して実施する際にはシールドトンネルの端部をサファイア基板の裏面に露出させるようにパルスレーザー光線の集光点をサファイア基板の内部に位置付けて実施する第２のシールドトンネル形成工程と、を含んでいる、
   ことを特徴とする光デバイスウエーハの加工方法。