JP2017069510A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記サファイア基板の内部にレーザ光を照射する第1の走査を行う第1走査工程と、
前記第1走査工程の後であって、前記第1走査工程において前記レーザ光が照射された部分に空隙が生じる前に、前記第1の走査と同じ部分を走査するようにレーザ光を前記サファイア基板の内部に照射する第2の走査を行う第2走査工程と、
前記ウエハを複数の半導体素子に個片化する個片化工程と、
を有する半導体素子の製造方法。
前記サファイア基板の内部にレーザ光を照射する第1の走査を行う第1走査工程と、
前記第1走査工程を前記ウエハの一方の端から他方の端まで行った後、連続して、前記他方の端から前記一方の端まで前記第1の走査と同じ部分を走査するように、レーザ光を前記サファイア基板の内部に照射する第2の走査を行う第2走査工程と、
前記ウエハを複数の半導体素子に個片化する個片化工程と、
を有する半導体素子の製造方法。
第1のレーザから出射されるレーザ光を前記サファイア基板の内部に照射する第1の走査と、前記第1の走査の後を追って、前記第1の走査と同じ部分を前記第1の走査と同じ方向に走査するように、第2のレーザから出射されるレーザ光を前記サファイア基板の内部に照射する第2の走査と、を行う走査工程と、
前記ウエハを複数の半導体素子に個片化する個片化工程と、
を有する半導体素子の製造方法。
まず、図2に示すように、サファイア基板5の上に半導体積層体6が設けられたウエハ100を準備する。ウエハ100を個片化することにより図1に示す半導体素子10が得られるが、本工程におけるウエハ100は個片化前であるので、半導体素子10となる構造が連なった状態である。サファイア基板5の厚みは、半導体積層体6をエピタキシャル成長で形成する際の厚みは例えば200μm〜2mm程度である。後述する個片化工程を行う際のサファイア基板5の厚みは50μm〜1mm程度、より好ましくは50μm〜300mm程度が挙げられる。サファイア基板5は、エピタキシャル成長後、研磨等により厚みを薄くしてよい。
次に、ウエハ100をレーザスクライブする。レーザスクライブは、第1の走査と第2の走査とを含む。
上述のとおり第1の走査及び第2の走査を行った後、ウエハ100を複数の半導体素子10に個片化する。具体的には、ウエハ100を分割基準線8X、8Yで分割することで半導体素子10に個片化する。サファイア基板5を有するウエハ100をレーザスクライブのみで完全に割断することは困難であるから、通常、押圧部材を押し当ててブレイクを行うことで完全に割断する。図3に示す分割基準線8X、8Yを用いて個片化される半導体素子10は、平面視形状が正方形となる。半導体素子10の平面視形状はこれに限らず、例えば六角形でもよい。
実施例1に係る半導体素子として、LEDを形成した。まず、サファイア基板の上面に、GaN、AlGaN、InGaN等の窒化物半導体からなる半導体積層体を積層したウエハを準備した。サファイア基板の膜厚は200μmである。
比較例1として、第1の走査のみを行い第2の走査は行わない点以外は実施例1と同様の手順でLEDを形成した。比較例1では、割断不良、すなわちブレイクを行った後にも隣接するLEDが完全には個片化されず相互に繋がった状態のものが見られた。比較例1の割断良品率は95%であった。これに対して実施例1の割断良品率は上述のとおり100%であったから、実施例1の製造方法を用いることで、第2の走査を行わない比較例1よりも割断性が向上することが確認された。
比較例2として、レーザの条件を調整した以外は比較例1と同様の手順でLEDを形成した。比較例2では、第1の走査のみで実施例1と同等の割断性となると推定されるレーザ条件でレーザスクライブを行った。すなわち、パルスエネルギを実施例1よりも大きい4.5μJとした。これに伴い、焦点位置の第二主面からの距離も変更して70μmとした。パルスエネルギを増大させるとサファイア基板のレーザ光の入射側すなわち第二主面側が破砕されやすくなるため、このような破砕を防ぐことを目的として焦点位置を変えた。
比較例3として、第1の走査と第2の走査の焦点位置を変更した以外は実施例1と同様の手順でLEDを形成した。すなわち、1回目の走査による改質領域と2回目の走査による改質領域が重ならないように、焦点位置の第二主面からの距離を、1回目の走査は75μm、2回目の走査は50μmとした。このような比較例3の割断良品率は97%であった。実施例1の割断良品率は上述のとおり100%であるから、実施例1の製造方法を用いることにより、比較例3のように2つの改質領域を形成するよりも割断性が向上することが確認された。
比較例4として、1回目の走査と2回目の走査の焦点位置を変更した以外は比較例3と同様の手順でLEDを形成した。焦点位置の第二主面からの距離は、1回目の走査を60μm、2回目の走査を50μmとした。各改質領域の幅は約20μmであるから、比較例3と異なり、比較例4は各改質領域が約10μm、すなわち半分ほど重なっている。このような比較例4の割断良品率は98%であった。実施例1の割断良品率は上述のとおり100%であるから、実施例1の製造方法を用いることにより、比較例4のように各改質領域の一部のみを重ねるよりも割断性が向上することが確認された。
100 ウエハ
21 第1の走査のレーザスポット
22 第2の走査のレーザスポット
23 改質領域
24 加工痕
24’ 比較例2の加工痕
3 n電極
3A 透光性導電層
3B パッド電極
4 p電極
4A 透光性導電層
4B パッド電極
5 サファイア基板
51 第一主面
52 第二主面
6 半導体積層体
61 n側半導体層
62 発光層
63 p側半導体層
7 保護膜
8X、8Y 分割基準線
LB レーザ光
LB1 第1のレーザのレーザ光
LB2 第2のレーザのレーザ光
OF オリエンテーションフラット面
Claims (13)
- サファイア基板の上に半導体積層体が設けられたウエハを準備する準備工程と、
前記サファイア基板の内部にレーザ光を照射する第1の走査を行う第1走査工程と、
前記第1走査工程の後であって、前記第1走査工程において前記レーザ光が照射された部分に空隙が生じる前に、前記第1の走査と同じ部分を走査するようにレーザ光を前記サファイア基板の内部に照射する第2の走査を行う第2走査工程と、
前記ウエハを複数の半導体素子に個片化する個片化工程と、
を有する半導体素子の製造方法。 - サファイア基板の上に半導体積層体が設けられたウエハを準備する準備工程と、
前記サファイア基板の内部にレーザ光を照射する第1の走査を行う第1走査工程と、
前記第1走査工程を前記ウエハの一方の端から他方の端まで行った後、連続して、前記他方の端から前記一方の端まで前記第1の走査と同じ部分を走査するように、レーザ光を前記サファイア基板の内部に照射する第2の走査を行う第2走査工程と、
前記ウエハを複数の半導体素子に個片化する個片化工程と、
を有する半導体素子の製造方法。 - 前記第2走査工程における前記レーザ光のパルスエネルギは、前記第1走査工程における前記レーザ光のパルスエネルギと同じである請求項1又は2に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記第2の走査は、前記第1の走査と同じ部分を、当該部分に前記第1の走査を行ってから10秒以内に走査するように行う請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記第2の走査は、前記第1の走査と同じ部分を、当該部分に前記第1の走査を行ってから0.1秒以上経過後に走査するように行う請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記第1の走査及び前記第2の走査の走査する速度は、前記ウエハの直径を10秒以内で往復可能な速度である請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記第1走査工程及び前記第2走査工程における前記レーザ光のパルスエネルギは、1μJ以上10μJ以下である請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記サファイア基板は、前記半導体積層体が設けられた側の面が第一主面であり、前記第一主面とは反対側の面が第二主面であり、
前記第1走査工程及び前記第2走査工程において、前記レーザ光は、前記第二主面の側から照射される請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体素子の製造方法。 - 前記第1走査工程及び前記第2走査工程において、前記レーザ光の集光位置は、前記サファイア基板の前記第一主面よりも前記第二主面に近い位置に設定する請求項8に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記第1走査工程及び前記第2走査工程における前記レーザ光のパルス幅は、100fsec以上10psec以下である請求項1〜9のいずれか1項に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記第1の走査及び前記第2の走査は、前記ウエハに、第1の方向に延伸する複数の分割基準線と、前記第1の方向とは異なる第2の方向に延伸する複数の分割基準線と、を形成するために行い、
前記個片化工程において、前記ウエハを前記分割基準線で分割することで前記半導体素子に個片化する請求項1〜10のいずれか1項に記載の半導体素子の製造方法。 - 前記分割基準線を形成するための工程として、前記第1走査工程と前記第2走査工程のみを行う請求項11に記載の半導体素子の製造方法。
- サファイア基板の上に半導体積層体が設けられたウエハを準備する準備工程と、
第1のレーザから出射されるレーザ光を前記サファイア基板の内部に照射する第1の走査と、前記第1の走査の後を追って、前記第1の走査と同じ部分を前記第1の走査と同じ方向に走査するように、第2のレーザから出射されるレーザ光を前記サファイア基板の内部に照射する第2の走査と、を行う走査工程と、
前記ウエハを複数の半導体素子に個片化する個片化工程と、
を有する半導体素子の製造方法。
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