JP2021082769A - チップ分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光透過性を有する基板全面に亘ってデバイスチップが多数配置されていても、当該デバイスチップにダメージが生じさせずに、所定範囲内でエネルギー分布を均一化させたレーザビームを照射して、デバイスチップと基板を分離させるチップ分離装置を提供すること。【解決手段】 光透過性を有する基板の表面に積層形成された窒化物半導体を含むデバイスチップと当該基板を分離させるチップ分離装置において、基板保持部と、レーザ照射部と、ビームサイズ変更部と、相対移動部と、加工パターン情報登録部と、加工制御部とを備え、加工パターン情報として、１ショットのビーム照射で加工できるレーザビームの照射範囲が、デバイスチップのダイシングラインで囲まれた範囲と一致するように設定されている。【選択図】 図１

Description

本発明は、光透過性を有する基板の表面に積層形成された窒化物半導体を含むデバイスチップと当該基板を分離させるチップ分離装置に関する。

半導体デバイスは、１枚の半導体ウエハー上に多数の半導体デバイス回路（つまり、デバイスチップの繰り返し外観パターン）が形成された後、個々のチップ部品（つまり、デバイスチップ）に個片化され、当該デバイスチップがパッケージングされて、電子部品として単体で出荷されたり電気製品に組み込まれたりする。

光デバイスの一種である薄膜発光ダイオードチップの製造過程では、サファイヤ基板上に半導体層列を形成し、バッファー層に対して吸収性を有する波長のレーザビームを照射して当該バッファー層を破壊し、ガス状の窒素を生じさせてデバイスチップとサファイヤ基板を分離するレーザリフトオフ技術が知られている（例えば、特許文献１）。

一方、エネルギー分布がガウシアンなレーザビームを、非球面レンズやホモジナイザーと呼ばれる光学機器を用いてエネルギー分布を均一化、補正等する技術が提案されている（例えば、特許文献２，３など）。

特表２００７−５３５１５２号公報 特開２０１４−１８３１５２号公報 特開２００７−３１０３６８号公報

デバイスチップが多数配置されたウエハー等の基板全面に亘って均一かつ必要十分なエネルギーでレーザビームを一括照射することは困難であるため、所定範囲内でエネルギー分布を均一化させたレーザビームを互いに隣接し合うように逐次照射させる必要がある。しかし隣り合うレーザビームのオーバーラップ部の積算エネルギーや到達温度が部分的に高くなる場合がある、デバイスチップ内にオーバーラップ部があると、当該デバイスチップにダメージが生じるおそれがある。また、この様なダメージを防止するために、保護効果のある成膜を追加したり厚みを変更したりする必要があり、デバイスチップ本来の機能を損ねたり製造工程の簡略化が図れないなど、種々の課題が生じていた。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、
光透過性を有する基板全面に亘ってデバイスチップが多数配置されていても、当該デバイスチップにダメージが生じさせずに、所定範囲内でエネルギー分布を均一化させたレーザビームを照射して、デバイスチップと基板を分離させるチップ分離装置を提供することを目的としている。

以上の課題を解決するために、本発明に係る一態様は、
光透過性を有する基板の表面に積層形成された窒化物半導体を含むデバイスチップと当該基板を分離させるチップ分離装置において、
基板を所定の姿勢で保持する基板保持部と、
デバイスチップの窒化物半導体に向けて、基板側からレーザビームを照射するレーザ照射部と、
基板に対して１ショットのビーム照射で加工できるレーザビームの照射範囲を変更するビームサイズ変更部と、
基板に対するレーザビームの照射位置を変更する相対移動部と、
基板に配列されたデバイスチップの位置情報および当該デバイスチップに対する加工条件を含む、加工パターン情報を登録する加工パターン情報登録部と、
加工パターン情報に基づいて、基板に設定されたレーザビームの照射場所を変更しながら当該レーザビームを逐次照射する加工制御部とを備え、
加工パターン情報として、１ショットのビーム照射で加工できるレーザビームの照射範囲が、デバイスチップのダイシングラインで囲まれた範囲と一致するように設定されている。

上記のチップ分離装置によれば、隣り合うレーザビームのオーバーラップ部を、デバイスチップのダイシングラインに合わせることができる。

基板全面に亘ってデバイスチップが多数配置されていても、当該デバイスチップにダメージを生じさせずに、所定範囲内でエネルギー分布を均一化させたレーザビームを照射して、基板から分離させることができる。

本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す概略図である。 本発明を具現化する形態で扱うワークの一例を示す断面図である。 本発明を具現化する形態で扱うワークの一例を示す平面図である。 本発明を具現化する形態の一例におけるフロー図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。

なお、以下の説明では、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、水平方向をＸ方向、Ｙ方向と表現し、ＸＹ平面に垂直な方向（つまり、重力方向）をＺ方向と表現する。また、Ｚ方向は、重力に逆らう方向を上、重力がはたらく方向を下と表現する。また、Ｚ方向を中心軸として回転する方向をθ方向と呼ぶ。また、Ｘ方向を横、Ｙ方向を縦、ＸＹ方向を縦横と表現することがある。

図１は、本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す概略図である。図１には、本発明に係るチップ分離装置１の概略図が示されている。

図２は、本発明を具現化する形態で扱うワークの一例を示す断面図である。図２には、チップ分離装置１で取り扱うワークＷの一例の断面図が示されている。ここでは、ワークＷとして、石英やサファイヤ等の光透過性を有する基板Ｓ１の表面（図では下面側）に、窒化ガリウム（ＧａＮ）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の窒化物半導体Ｎを含むデバイスチップＣが積層形成されたものを例示する。

なお、デバイスチップＣは、ウエハーと呼ばれる基板Ｓ１の全面に亘って配置・形成され、個片化できるようにダイシングラインＤＬが形成された後、対向基板Ｓ２が貼り合わされている。このとき、基板Ｓ１は、ＸＹ方向には繋がっており、デバイスチップＣを挟むように貼り合わされた対向基板Ｓ２等と一体的にワークＷを構成し、ワークＷの一部としてハンドリングされる。

チップ分離装置１は、光透過性を有する基板Ｓ１の表面に積層形成された窒化物半導体Ｎを含むデバイスチップＣと当該基板Ｓ１を分離させるものである。
具体的には、チップ分離装置１は、基板保持部Ｈ、チップ分離装置１は、レーザ照射部Ｌ、相対移動部４、加工パターン情報登録部５、加工制御部８等を備えている。

基板保持部Ｈは、基板Ｓ１を所定の姿勢で保持するものである。
具体的には、基板保持部Ｈは、基板Ｓ１を含むワークＷを水平状態に保ちつつ支えるものである。より具体的には、基板保持部Ｈは、クランプ機構や負圧吸引手段、静電密着手段等を備え、ワークＷを構成する対向基板Ｓ２の下面や外縁部等を保持できる構成をしている。

レーザ照射部Ｌは、デバイスチップＣの窒化物半導体Ｎに向けて、基板Ｓ１側からレーザビームＢを照射するものである。
具体的には、レーザ照射部Ｌは、詳細を後述する加工制御部８からの制御指令に基づいて、レーザビームＢを、デバイスチップＣの分離加工に足りるエネルギー密度で、所定のビーム焦点位置（Ｚ方向）および所定の縦横寸法（ＸＹ方向）のビームスポットＲに適宜設定して基板Ｓ１に照射するものである。なお、基板Ｓ１は光透過性を有するため、基板Ｓ１に照射されたレーザビームＢは、基板Ｓ１を通過して加工対象チップＣの窒化物半導体Ｎに照射される。

より具体的には、レーザ照射部Ｌは、レーザ発振器２、ミラー２１、ビームエキスパンダ２２、ビームサイズ変更部３、対物レンズ３５等を備えている。そして、レーザ照射部Ｌの各部は、チップ分離装置１のフレーム（不図示）に直接または連結金具等を介して取り付けられている。

なお、レーザビームＢは、レーザ発振器２から出射されたレーザビームＢ１、ビームエキスパンダ２２を通過したレーザビームＢ２、アパーチャの開口部Ａおよび対物レンズ３５を通過し基板Ｓ１に照射されるレーザビームＢ３に区別することができるが、これらを総じてレーザビームＢと呼ぶ。

レーザ発振器２は、レーザビームＢをパルス状に出射するものである。具体的には、レーザ発振器２は、加工制御部８から出力されるトリガ信号を受けて、パルス状のレーザビームＢ１を出射する構成をしている。より具体的には、レーザビームＢは、光軸と直交する断面方向に着目すると、円形ないし楕円形状のスポット形状をしており、概ねガウス分布のエネルギー分布（ガウシアンなビームプロファイルとも言う）を有している。例えば、レーザ発振器２として、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）が例示できる。

ミラー２１は、レーザビームＢ１の方向を変更するものである。図1に示す構成では、Ｘ方向に出射されたレーザビームＢ１を下向きに方向を変えて出射している。

ビームエキスパンダ２２は、レーザ発振器２から出射されたレーザビームＢ１を、所望のスポット径のレーザビームＢ２に変換（拡大とも言う）するものである。

ビームサイズ変更部３は、基板Ｓ１に対して１ショットのビーム照射で加工できるビーム照射範囲Ｒを変更するものである。
具体的には、ビームサイズ変更部３は、レーザビームＢ２の一部のみ通過させ、それ以外を遮光することで、基板Ｓ１に照射されるレーザビームＢ３のビーム照射範囲Ｒを所望の縦横寸法に変更するものである。
より具体的には、ビームサイズ変更部３は、開口部ＡのＸＹ方向の縦横寸法を変更できる遮光板と、アクチュエータ（不図示）を備えている。

遮光板は、長方形の金属板を４枚組み合わせて矩形状の開口部Ａおよび遮光部を形成するものである。

アクチュエータは、開口部Ａを隔てて対向配置された遮光板をＸ方向またはＹ方向に移動させて、開口部Ａを所望の縦横寸法に変更するものである。
具体的には、アクチュエータは、加工制御部８からの指令に基づいて遮光板を所定の位置に移動／静止させ、レーザビームＢ３にて１ショットで加工できるビーム照射範囲Ｒを変更する構成をしている。

対物レンズ３５は、ビームサイズ変更部３の遮光板で形成された開口部Ａを通過する光の像をデバイスチップＣの窒化物半導体Ｎの表面に投影するものである。対物レンズ３５は、例えば、縮小投影倍率が１０倍、２０倍、５０倍等のレンズで構成されており、レボルバー機構３６に取り付けられている。

レボルバー機構３６は、複数ある対物レンズ（つまり、倍率）を切り替え、レーザビームＢ３の投影倍率およびエネルギー密度を変更するものである。具体的には、レボルバー機構３６は、加工制御部８からの指令に基づいて使用する対物レンズ３５を選択的に切り替え、レーザビームＢ３の投影倍率およびエネルギー密度を変更する構成をしている。

なお、レーザ照射部Ｌは、必要に応じて、レーザビームＢの光路中にミラー２１やビームエキスパンダ２２、アッテネータなど（不図示）を備えた構成としても良い。

相対移動部４は、基板Ｓ１に対するレーザビームＢ３の照射位置を変更するものである。具体的には、基板Ｓ１の厚み方向（Ｚ方向）に直交する方向（ＸＹ方向）に、ワークＷ（つまり、基板Ｓ１）とレーザビームＢ３との相対位置を移動させるものであり、レーザビームＢの照射に際して、分離対象となるデバイスチップＣとビーム照射範囲Ｒとの相対位置や角度を整合（つまり、アライメント）させるものである。より具体的には、相対移動部４は、Ｘ軸アクチュエータ４ｘ、Ｙ軸アクチュエータ４ｙ、θ軸アクチュエータ４θ等を備えている。

Ｘ軸アクチュエータ４ｘは、基板保持部ＨをＸ方向に所定の速度で移動させ、所定の位置で静止させるものである。Ｙ軸アクチュエータ４ｙは、基板保持部ＨをＹ方向に所定の速度で移動させ、所定の位置所で静止させるものである。θ軸アクチュエータ４θは、Ｚ方向を回転軸とするθ方向に、基板保持部Ｈを所定の角速度で回転させ、所定の角度で静止させるものである。Ｘ軸アクチュエータ４ｘ、Ｙ軸アクチュエータ４ｙ、θ軸アクチュエータ４θは、加工制御部８から出力される制御信号に基づいて駆動制御される。

なお、基板Ｓ１のアライメントは、ワークＷの外縁部を外側から内側に向かって狭持するメカニカルクランプ方式や、ワークＷに付与された基準マークをカメラで撮像したり、ワークＷに設けられたノッチやオリエンテーションフラットをカメラで撮像／センサで検出等したりして、位置や角度を把握し、コンピュータ等で位置決め移動の際の送りピッチや角度を補正制御するソフトアライメント方式等が例示できる。

加工パターン情報登録部５は、ワークＷ（つまり、基板Ｓ１）に配列されたデバイスチップＣの位置情報および当該デバイスチップＣに対する加工条件を含む、加工パターン情報Ｊを登録するものである。
具体的には、加工パターン情報登録部５には、ワークＷの品種毎に異なるデバイスチップＣの加工パターン情報Ｊが、品種と紐付けて登録されている。

加工パターン情報Ｊは、例えば、下述の様なデバイスチップＣの逐次加工に関する情報を含んで構成されている。

１）ワークＷに配列されたデバイスチップＣの位置情報
詳しくは、ワークＷの中心位置ＯＰおよびノッチＷｋの方向を基準にして、どの位置（座標）にどの様な縦横サイズの（または縦横ピッチで）デバイスチップＣが配置されているか、どの位置（座標）にどの様な溝幅および縦横ピッチでダイシングラインＤＬが形成されているか、という位置情報（配置情報、マップ情報とも言う）が例示できる。

図３は、本発明を具現化する形態で扱うワークの一例を示す平面図である。
図３（ａ）には、ある品種のワークＷａのチップレイアウトが図示されている。
図３（ｂ）には、別の品種のワークＷｂのチップレイアウトが図示されている。

ワークＷａ、ワークＷｂ共に、基板Ｓ１上に窒化物半導体Ｎを含むデバイスチップＣが積層形成されており、デバイスチップＣのサイズに合わせて、それぞれ所定の縦横ピッチでダイシングラインＤＬが形成されている。なお、ダイシングされる前のデバイスチップＣは、ワークＷの中心位置ＯＰに対してノッチＷｋが所定の方向（紙面では真下）を向くように位置決めされて、回路パターン等が形成されている。そのため、ダイシングラインＤＬも、ワークＷの中心位置ＯＰおよびノッチＷｋの方向を基準にして、所定間隔で縦横直交するように形成されている。

２）デバイスチップＣに対する加工条件
詳しくは、レーザビームＢのパワー、１ショットの照射時間、繰り返し照射する回数、照射範囲Ｒ（詳しくは、アパーチャの開口部Ａの縦横寸法と使用する対物レンズ３５の投影倍率。加工サイズとも良う）、焦点位置、照射位置や照射順序等の加工条件が例示できる。

さらに、加工パターン情報Ｊには、１ショットのビーム照射で加工できるレーザビームＢの照射範囲Ｒが、デバイスチップＣのダイシングラインＤＬで囲まれた範囲と一致するように設定されている。
具体的には、図２に示す様に、１つのデバイスチップＣ対して、１つの矩形のレーザビームＢの照射範囲Ｒが設定されており、レーザビームＢがダイシングラインＤＬの溝幅と一致するように照射範囲Ｒや照射位置等が加工パターン情報Ｊに登録されている。また、図２には、デバイスチップＣに照射されるレーザビームＢ（Ｂ３）の照射範囲Ｒと、その隣のデバイスチップＣ’に既に照射されたレーザビームＢ’（Ｂ３’）の照射範囲Ｒ’が例示されている。

なお、加工パターン情報Ｊは、オペレータが手入力して登録しても良いし、予め別の所で作成しておいたデータを転送して登録しても良い。また、ワークＷに応じてどの加工パターン情報Ｊを使用するかを設定する品種切替は、オペレータの操作により切り替えても良いし（つまり、手動切替）、検査装置等の上流工程の装置や基板搬送装置、ホストコンピュータ等から通信回線等を介して取得した品種情報に基づいて切り替えても良い（つまり、自動切替）。

加工制御部８は、加工パターン情報Ｊに基づいて、ワークＷ（つまり、基板Ｓ１）に設定されたレーザビームＢの照射場所Ｒを変更しながら当該レーザビームＢを逐次照射し、デバイスチップＣと基板Ｓ１を分離させるものである。

具体的には、加工制御部８は、設定された加工パターン情報Ｊに基づいて各部を制御し、ビームサイズ変更部３のアパーチャの開口部Ａのサイズを適宜変更しつつ、レーザビームＢ３のビーム照射範囲Ｒが、基板Ｓ１の下面に積層形成されたデバイスチップＣのダイシングラインＤＬで囲まれた範囲と一致するように、相対移動部４を制御して位置決め移動させ、基板Ｓ１側からデバイスチップＣに対して逐次レーザビームＢを照射する。このとき、レーザビームＢが照射されたデバイスチップＣに含まれる窒化物半導体から窒素ガスが発生する。そして、窒素ガスの発生によってデバイスチップＣに振動や衝撃（つまり、応力）が生じるので、デバイスチップＣと基板Ｓ１を分離させることができる。

より具体的には、加工制御部８は、以下の機能を備えている。
１）レーザ発振器２に対してレーザビームＢをパルス状に照射するためのトリガ信号を送信する。
２）レーザ照射部Ｌのレボルバー機構３６に制御信号を出力し、対物レンズ３５の倍率を切り替える。
３）ビームサイズ変更部３のアクチュエータを制御し、開口部Ａの縦横寸法（すなわち、レーザビームＢ３にて１ショットで加工できるビーム照射範囲Ｒ）を変更する。
４）Ｘ軸アクチュエータ４ｘ、Ｙ軸アクチュエータ４ｙ、θ軸アクチュエータ４θ等の現在位置情報を把握し、Ｘ軸アクチュエータ４ｘ、Ｙ軸アクチュエータ４ｙ、θ軸アクチュエータ４θ等の移動速度や位置、角度等を制御し、ワークＷのアライメントや位置・角度の補正をする。
５）加工パターン情報登録部５に登録された加工パターン情報Ｊに含まれる座標データ等に基づいて、レーザビームＢ３の照射範囲Ｒを設定したり、相対移動部Ｍを制御してワークＷ（つまり、基板Ｓ１）に対するレーザビームＢ３の照射位置をＸＹ方向に変更させたり、レーザビームＢ３のビーム焦点位置をＺ方向に変更させる。

つまり、加工制御部８は、レーザ発振器２、ビームサイズ変更部３、相対移動部４、レボルバー機構３６等に対して制御信号やデータ等を出力し、各部を制御するものである。より具体的には、加工制御部８は、コンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ、制御用コントローラなど（ハードウェア）と、その実行プログラム（ソフトウェア）で構成されており、信号入出力手段やデータ通信手段などを介して各部を制御することができる。

［加工フロー］
図４は、本発明を具現化する形態の一例におけるフロー図である。図４には、本発明に係るチップ分離装置１を用いてワークＷ（つまり、基板Ｓ１）にレーザ加工を行うフローが示されている。

まず、取り扱うワークＷの品種を設定し（ステップｓ１０）、基板Ｓ１の表面に積層形成されているデバイスチップＣの加工パターン情報Ｊを取得する（ステップｓ１１）。
具体的には、ワークＷの品種毎に加工パターン情報Ｊを予め登録しておき、ハンドリングするワークＷの品種を手入力で指定や選択等したり、ホストコンピュータ（不図示）や上流工程の装置からデータ受信等したりして、加工パターン情報Ｊを取得する。し、ワークＷをどの加工パターン情報Ｊに基づいて処理するか決定する。

次に、デバイスチップＣの縦横寸法サイズに応じて、１ショットのビーム照射で加工できるビーム照射範囲Ｒを設定する（ステップｓ１２）。

そして、ワークＷをワーク保持部Ｈに載置・保持し（ステップｓ１３）、ワークＷのアライメントを行う（ステップｓ１４）。

そして、加工パターン情報Ｊに基づいて、当該ビーム照射範囲ＲでデバイスチップＣを加工できる位置にワークＷを相対移動／静止させ（ステップｓ１５）、デバイスチップＣにレーザビームＢ３を照射して、デバイスチップＣと基板Ｓ１を分離させる（ステップｓ１７）。
そして、次のデバイスチップＣを加工するかどうか判定し（ステップｓ２０）、加工する場合は、上述のステップｓ１５〜ｓ１７を繰り返し、必要に応じてビーム照射範囲Ｒを変更する（ステップｓ１６）一方、次のデバイスチップＣを加工しない場合は、ワークＷを払い出す（ステップｓ２１）。

そして、次のワークＷを加工するかどうか判断し（ステップｓ２２）、次のワークＷを加工する場合は、上述のステップｓ１０〜ｓ２２を繰り返し、加工しない場合は、一連のフローを終了する。

この様な構成をしているので、本発明に係るチップ分離装置１によれば、デバイスチップＣに含まれる窒化物半導体ＮにレーザビームＢを照射することより窒素ガスが発生し、デバイスチップＣに振動や衝撃（つまり、応力）を生じさせるので、光透過性を有する基板Ｓ１とデバイスチップＣを分離させることができる。このとき、レーザビームＢの照射を、ダイシングラインＤＬで囲まれた範囲毎に行われ、デバイスチップＣ上でレーザビームＢがオーバーラップすることを避けることができる。そのため、基板Ｓ１全面に亘ってデバイスチップＣが多数配置されていても、当該デバイスチップＣにダメージを生じさせずに、所定範囲内でエネルギー分布を均一化させたレーザビームＢを照射して、基板Ｓ１から分離させることができる。

［レーザビームの照射範囲について］
なお、上述の構成において、加工パターン情報Ｊとして、隣り合って配置されたデバイスチップＣに照射するレーザビームＢそれぞれがオーバーラップすることで生じる積算パワーのピーク位置が、デバイスチップＣのダイシングラインＤＬの溝幅以内に収まるように設定されていることが好ましい。

さらに、上述の構成において、
加工パターン情報Ｊとして、隣り合って配置されたデバイスチップＣに照射するレーザビームＢそれぞれがオーバーラップすることで生じる熱ダメージ範囲が、デバイスチップＣのダイシングラインＤＬの溝幅以内に収まるように設定されていることが好ましい。

なお上述では、図２に示す様に、１つのデバイスチップＣ対して、１つの矩形のレーザビームＢの照射範囲Ｒが設定されており、レーザビームＢがダイシングラインＤＬの溝幅と一致するように照射範囲Ｒや照射位置等が加工パターン情報Ｊに登録されている構成を例示した。しかし、レーザビームＢの照射範囲Ｒは、この様な構成に限らず、複数のデバイスチップＣ（例えば、縦ｍ列×横ｎ列。ｍ，ｎは自然数）に対して一纏めにレーザビームＢを照射する構成であっても良い。この場合、一纏めにグルーピングされた複数のデバイスチップＣを囲むダイシングラインＤＬと、レーザビームＢ３のビーム照射範囲Ｒが一致する様な加工パターン情報Ｊを登録しておく。

［レーザの波長について］
なお上述では、レーザ発振器２として、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）を例示した。

レーザ発振器２として波長２４８ｎｍの深紫外レーザを用いれば、窒化物半導体Ｎを含むデバイスチップＣに照射して窒素ガスを発生させることができるため、好ましい。

しかし、レーザ発振器２は、ＫｒＦエキシマレーザ以外に、ＹＡＧレーザやＹＶＯ４レーザの第四高調波を出射する深紫外レーザ（波長２６６ｎｍ）を用いたものでも良い。
また、レーザ発振器２として、他方式のものや他の波長を出力するレーザを用いても良いし、深紫外の波長に限らず、第三高調波（波長３５５ｎｍ）や、第二高調波（５３２ｎｍ）、基本波（波長１０６４ｎｍ）を出射するものでも良い。つまり、デバイスチップＣに含まれる窒化物半導体のエネルギー吸収特性等に応じて、照射するレーザビームＢの波長を選択すれば良い。

［ワークついて］
なお上述では、ワークＷとして、窒化物半導体Ｎを含むデバイスチップＣが光透過性を有する基板Ｓ１と対向基板Ｓ２に挟まれており、基板Ｓ１が上方で対向基板Ｓ２が下方にある状態で、これらが一体となってハンドリングされる形態を例示した。

しかし、ワークＷはこの様な形態に限らず、下記の様な形態であっても良い。
１）窒化物半導体Ｎを含むデバイスチップが基板Ｓ１と対向基板Ｓ２に挟まれて積層形成されており、基板Ｓ１が下方で対向基板Ｓ２が上方にある状態で、これらが一体となってハンドリングされる形態。
２）対向基板Ｓ２が無く、基板Ｓ１の上面に窒化物半導体Ｎの層が形成され、その上面にデバイスチップＣが積層形成されている形態。
３）対向基板Ｓ２が無く、基板Ｓ１の下面に窒化物半導体Ｎの層が形成され、その下面にデバイスチップＣが積層形成されている形態。

なお、上述１）２）の場合は、ワークＷ（つまり、基板Ｓ１）の外縁部をクランプして保持し、基板Ｓ１の下方から上方に向けてレーザビームＢを照射する構成とすれば良い。
一方、上述３）の場合は、ワークＷ（つまり、基板Ｓ１）の外縁部をクランプして保持し、基板Ｓ１の上方から下方に向けてレーザビームＢを照射する構成とすれば良い。この場合、基板Ｓ１から分離したデバイスチップＣが下方に落下するため、ワークＷの下方にはチップ回収用トレイなどを予め配置しておく。

［加工対象チップについて］
なお上述では、窒化物半導体Ｎを含むデバイスチップＣとして、窒化ガリウム（ＧａＮ）を例示した。窒化ガリウムは、窒化物半導体Ｎの一類型である。窒化物半導体Ｎは、ワイドギャップ半導体として知られ、光デバイスや電子デバイス、パワーデバイス等に用いられる。窒化物半導体Ｎとしては、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等であっても良い。

これら窒化物半導体ＮからなるデバイスチップＣは、ハンドリングしやすいように、ウエハーと呼ばれる基板Ｓ１の全面に亘って配置・形成されており、ダイシングにて個片化される。このとき、基板Ｓ１は繋がった状態で、デバイスチップＣ側が個片化できるようにダイシングラインＤＬが形成されている。

［ビームサイズ変更部について］
なお上述では、ビームサイズ変更部３の遮光板として４枚の金属板を組み合わせ、矩形状の開口部Ａおよび遮光部を形成し、遮光板をＸ方向またはＹ方向に移動させて、開口部Ａを所望の縦横寸法に変更する構成を例示した。
しかし、ビームサイズ変更部３の遮光板は、この様な構成に限定されず、略Ｌ字形状の金属板を互い違いに２枚組み合わせ、これらをＸ方向またはＹ方向に移動させて、開口部Ａを所望の縦横寸法に変更する構成であっても良い。

なお上述では、レーザ照射部Ｌに複数の対物レンズ３５がレボルバー機構３６に取り付けられており、加工制御部８から出力された制御信号に基づいて、縮小投影倍率を選択的に切り替えることができる構成を示した。
しかし、このレボルバー機構３６は、加工制御部８から出力された制御信号により切り替えられる構成に限らず、手動により切り替える構成であっても良い。さらに、レーザ照射部Ｌにおけるレボルバー機構３６は必須の構成ではなく、段取り替えにより使用する対物レンズ３５を交換する構成や、１種類の対物レンズ３５を固定して使用する構成であっても良い。或いは、レーザ照射部Ｌは、複数の対物レンズ３５とレボルバー機構３６を備えた構成に代えて、ズームレンズにより投影倍率を変更する構成であっても良い。

［相対移動部について］
なお上述では、相対移動部４として、レーザ照射部Ｌの各部がチップ分離装置１のフレーム（不図示）に直接または連結金具等を介して取り付けられ（つまり、固定され）、基板保持部ＨがＸＹθ方向に移動する構成を例示した。
しかし、相対移動部４は、この様な構成に限らず、ＸＹθ方向の一部または全部において、基板保持部Ｈを固定しておき、レーザ照射部Ｌを移動させる構成であっても良い。

１ チップ分離装置
２ レーザ発振器
３ ビームサイズ変更部
４ 相対移動部
５ 加工パターン情報登録部
８ 加工制御部
２１ ミラー
２２，２３ レンズ（ビームエキスパンダ）
３５ 対物レンズ
３６ レボルバー機構
Ｗ 基板
Ｃ デバイスチップ
Ｎ 窒化半導体
Ｈ 基板保持部
Ｌ レーザ照射部
Ｂ（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３） レーザビーム
Ｒ レーザビームの照射範囲
Ａ 開口部
Ｊ 加工対象チップの加工パターン情報

Claims (3)

1. 光透過性を有する基板の表面に積層形成された窒化物半導体を含むデバイスチップと当該基板を分離させるチップ分離装置において、
   前記基板を所定の姿勢で保持する基板保持部と、
   前記デバイスチップの前記窒化物半導体に向けて、前記基板側からレーザビームを照射するレーザ照射部と、
   前記基板に対して１ショットのビーム照射で加工できる前記レーザビームの照射範囲を変更するビームサイズ変更部と、
   前記基板に対する前記レーザビームの照射位置を変更する相対移動部と、
   前記基板に配列された前記デバイスチップの位置情報および当該デバイスチップに対する加工条件を含む、加工パターン情報を登録する加工パターン情報登録部と、
   前記加工パターン情報に基づいて、前記基板に設定された前記レーザビームの照射場所を変更しながら当該レーザビームを逐次照射する加工制御部とを備え、
   前記加工パターン情報として、前記１ショットのビーム照射で加工できる前記レーザビームの照射範囲が、前記デバイスチップのダイシングラインで囲まれた範囲と一致するように設定されている
   ことを特徴とする、チップ分離装置。
2. 前記加工パターン情報として、隣り合って配置された前記デバイスチップに照射する前記レーザビームそれぞれがオーバーラップすることで生じる積算パワーのピーク位置が、当該デバイスチップのダイシングラインの溝幅以内に収まるように設定されている
   ことを特徴とする、請求項１に記載のチップ分離装置。
3. 前記加工パターン情報として、隣り合って配置された前記デバイスチップに照射する前記レーザビームそれぞれがオーバーラップすることで生じる熱ダメージ範囲が、当該デバイスチップのダイシングラインの溝幅以内に収まるように設定されている
   ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のチップ分離装置。

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