JP5231136B2 - 光デバイスウエーハの加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、サファイヤ基板等の基板の表面に格子状に形成されたストリートによって複数の領域が区画され、この区画された領域に窒化ガリウム系化合物半導体等光デバイスが積層された光デバイスウエーハを、ストリート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。
サファイヤ基板の表面に格子状に形成されたストリートと呼ばれる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窒化ガリウム系化合物半導体等光デバイスが積層された光デバイスウエーハは、ストリートに沿って個々の発光ダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
上述した光デバイスウエーハは、ストリートに沿って分割する前に研削装置によって裏面が研削され、所定の厚さに加工される。近年、電気機器の軽量化、小型化を実現するために光デバイスの厚みを５０μm以下にすることが要求されている。しかるに、光デバイスウエーハを５０μm以下と薄く研削すると、割れが発生するという問題がある。
一方、光デバイスウエーハのストリートに沿った切断は、通常、切削ブレードを高速回転して切削する切削装置によって行われている。しかしながら、サファイヤ基板はモース硬度が高く難削材であるため、加工速度を遅くする必要があり、生産性が悪いという問題がある。
近年、光デバイスウエーハ等のウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線をストリートに沿って照射することによりレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿って外力を付与することによりウエーハをストリートに沿って破断する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
特開平１０−３０５４２０号公報
また、光デバイスウエーハ等のウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を用い、このパルスレーザー光線をウエーハの内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射することにより、ウエーハの内部にストリートに沿って変質層を連続的に形成し、この変質層が形成されることによって強度が低下したストリートに沿って外力を加え、ウエーハをストリートに沿って破断する方法も提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
特開２００８−６４９２号公報
上述した光デバイスウエーハは、個々の光デバイスに分割する前に裏面を研削して所定の厚さに形成される。そして近年、電気機器の軽量化、小型化を実現するために光デバイスの厚みを５０μm以下にすることが要求されている。しかるに、光デバイスウエーハを５０μm以下と薄く研削すると、割れが発生するという問題がある。
また、光デバイスウエーハのストリートに沿ってレーザー光線を照射してレーザー加工溝または変質層を形成し、レーザー加工溝または変質層が形成されたストリートに沿って光デバイスウエーハを個々の光デバイスに分割すると、個々に分割された光デバイスの側面（破断面）にレーザー加工によって生成された変質物が残存するため、光デバイスの輝度が低下するとともに抗折強度が低下するという問題がある。
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、光デバイスウエーハの厚みを薄く形成することができ、且つ、光デバイスの輝度を低下させることがないとともに抗折強度の低下を防ぐことができる光デバイスウエーハの分割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、表面に格子状に形成された複数のストリート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ている光デバイスウエーハを、複数のストリート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であって、
光デバイスウエーハの表面を剛性の高い保護プレートの表面に剥離可能な接合剤によって接合する保護プレート接合工程と、
該保護プレートに貼着された光デバイスウエーハの裏面を研削し、光デバイスウエーハをデバイスの仕上がり厚さに形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施された光デバイスウエーハの裏面をダイシングテープの表面に貼着するダイシングテープ貼着工程と、
該ダイシングテープに貼着された光デバイスウエーハに接合されている保護プレートの裏面を研削して所定の厚さに形成する保護プレート研削工程と、
該保護プレート研削工程が実施された該保護プレートに光デバイスウエーハに形成されたストリートに沿ってレーザー光線を照射し、該保護プレートにストリートに沿って破断起点となるレーザー加工を施すレーザー加工工程と、
該レーザー加工工程が実施された該保護プレートに外力を付与し、該保護プレートを破断起点に沿って破断することにより光デバイスウエーハをストリートに沿って破断し個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程と、
該ウエーハ分割工程が実施されダイシングテープに貼着されている個々に分割されたデバイスをピックアップするピックアップ工程と、を含む、
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。
上記レーザー加工工程は、上記保護プレートに対して透過性を有する波長のレーザー光線を保護プレートの内部に集光点を合わせて照射することにより、保護プレートの内部にストリートに沿って破断起点となる変質層を形成する。
また、上記レーザー加工工程は、上記保護プレートに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射することにより、保護プレートの裏面にストリートに沿って破断起点となるレーザー加工溝を形成する。
また、上記該ウエーハ分割工程の後でピックアップ工程を実施する前または後に分割された光デバイスに貼着されている上記保護プレートを剥離する保護プレート剥離工程を実施する。
本発明によれば、光デバイスウエーハの裏面を研削し光デバイスウエーハをデバイスの仕上がり厚さに形成する裏面研削工程を実施する際には、光デバイスウエーハの表面が剛性の高い保護プレートに接合されているので光デバイスウエーハを薄く形成しても割れることはない。また、上記レーザー加工工程が実施された保護プレートの破断起点に沿って外力を付与して保護プレートを破断起点に沿って破断することにより光デバイスウエーハをストリートに沿って破断し個々の光デバイスに分割するので、分割された光デバイスの側面（破断面）にはレーザー加工によって生成される変質部が存在しないため、光デバイスの輝度が低下することがないとともに抗折強度が低下することもない。
以下、本発明による光デバイスウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１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分割される光デバイスウエーハ２が示されている。図１に示す光デバイスウエーハ２は、例えば直径が５０mmで厚さが４２５μmのサファイヤ基板の表面２aに格子状に形成されたストリート２１によって複数の領域が区画され、この区画された領域に複数の発光ダイオード等の光デバイス２２が形成されている。
上述した光デバイスウエーハ２をストリート２１に沿って個々の光デバイス２２に分割するには、先ず図２の(a)および(b)に示すように光デバイスウエーハ２の表面２aを剛性の高い保護プレート３の表面３aに剥離可能な接合剤によって接合する保護プレート接合工程を実施する。保護プレート３は、ガラス基板等の剛性の高い材料によって円盤状に形成され、その表面３ａおよび裏面３ｂは平坦に形成されている。この保護部材３は、ガラス基板またはシリコン基板を用いることができ、図示の実施形態においては厚さが５００μmに設定されている。また、剥離可能な接合剤としては、例えば７０℃の温度で溶融するワックスを用いることができる。
上述した保護プレート接合工程を実施したならば、保護プレート３に貼着された光デバイスウエーハ２の裏面２bを研削し、光デバイスウエーハ２をデバイスの仕上がり厚さに形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図示の実施形態においては粗研削工程と仕上げ研削工程によって実施する。粗研削工程は、図３に示す研削装置を用いて実施する。図３に示す研削装置４は、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１に保持された被加工物の被加工面を粗研削する粗研削手段４２aを具備している。チャックテーブル４１は、上面に被加工物を吸引保持し図３において矢印Aで示す方向に回転せしめられる。粗研削手段４２aは、スピンドルハウジング４２１aと、該スピンドルハウジング４２１aに回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル４２２aと、該回転スピンドル４２２aの下端に装着されたマウンター４２３aと、該マウンター４２３aの下面に取り付けられた粗研削ホイール４２４aとを具備している。この粗研削ホイール４２４aは、円板状の基台４２５aと、該基台４２５aの下面に環状に装着された粗研削砥石４２６aとからなっており、基台４２５aがマウンター４２３aの下面に締結ボルト４２７aによって取り付けられている。粗研削砥石４２６aは、図示の実施形態においては粒径がφ６０μm前後のダイヤモンド砥粒をメタルボンドで焼結したメタルボンド砥石が用いられる。
上述した研削装置４を用いて粗研削工程を実施するには、チャックテーブル４１の上面（保持面）に上述した保護プレート接合工程が実施された光デバイスウエーハ２の保護プレート３側を載置し、光デバイスウエーハ２を保護プレート３を介してチャックテーブ４１上に吸引保持する。従って、チャックテーブル４１上に保護プレート３を介し吸引保持された光デバイスウエーハ２は裏面２ｂが上側となる。このようにチャックテーブル４１上に光デバイスウエーハ２を吸引保持したならば、サファイヤ基板からなる光デバイスウエーハの場合、チャックテーブル４１を矢印Aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、粗研削手段４２aの粗研削ホイール４２４aを矢印Bで示す方向に例えば１０００ｒｐｍで回転せしめて光デバイスウエーハ２の裏面２bに接触せしめ、粗研削ホイール４２４aを例えば０．０２５mm／分の研削送り速度で下方に研削送りすることにより光デバイスウエーハ２の裏面２bを粗研削する。この粗研削工程においては研削加工部に研削水が供給され、この研削水の供給量は４リットル／分程度でよい。なお、粗研削工程における研削量は、図示の実施形態においては３４５μmに設定されている。従って、粗研削工程が実施された光デバイスウエーハ２の厚さは、図示の実施形態においては８０μmとなる。
上述した粗研削工程を実施したならば、仕上げ研削工程を実施する。この仕上げ研削工程は、図４に示すように上記図３に示す研削装置４と実質的に同様の研削装置４を用いて実施する。即ち、図４に示す研削装置４は、チャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１に保持されたウエーハの加工面を仕上げ研削する仕上げ研削手段４２bを具備している。仕上げ研削手段４２bは、スピンドルハウジング４２１bと、該スピンドルハウジング４２１bに回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル４２２bと、該回転スピンドル４２２bの下端に装着されたマウンター４２３bと、該マウンター４２３bの下面に取り付けられた仕上げ研削ホイール４２４bとを具備している。この仕上げ研削ホイール４２４bは、円板状の基台４２５bと、該基台４２５bの下面に環状に装着された仕上げ研削砥石４２６bとからなっており、基台４２５bがマウンター４２３bの下面に締結ボルト４２７bによって取り付けられている。仕上げ研削砥石４２６bは、図示の実施形態においては粒径がφ１０μm前後のダイヤモンド砥粒をレジンボンドで焼結したレジンボンド砥石が用いられる。このように構成された仕上げ研削手段４２bは一般的に上記粗研削手段４２aと同一の研削装置に配設され、上記粗研削手段４２aによって粗研削された被加工物を保持しているチャックテーブル４１が上記仕上げ研削手段４２bの加工域に移動するように構成されている。
次に、上述した仕上げ研削手段４２bを用いて実施する仕上げ研削工程について、図４を参照して説明する。
上記粗研削手段４２aによって粗研工程が実施された光デバイスウエーハ２を保持しているチャックテーブル４１は、図４に示す仕上げ研削手段４２bの加工域に移動せしめられる。チャックテーブル４１を図４に示す加工域に移動したならば、サファイヤ基板からなる光デバイスウエーハの場合、チャックテーブル４１を矢印Aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、仕上げ研削手段４２bの仕上げ研削ホイール４２４bを矢印Bで示す方向に例えば１５００ｒｐｍで回転せしめて光デバイスウエーハ２の裏面２bに接触せしめ、仕上げ研削ホイール４２４bを例えば０．００９mm／分の研削送り速度で下方に研削送りすることにより光デバイスウエーハ２の裏面２bを仕上げ研削する。この仕上げ研削工程においては研削加工部に研削水が供給され、この研削水の供給量は４リットル／分程度でよい。なお、仕上げ研削工程における研削量は、図示の実施形態においては５５μmに設定されている。従って、仕上げ研削工程が実施された光デバイスウエーハ２の厚さは、図示の実施形態においては２５μmとなる。
以上のようにして、粗研削工程および仕上げ研削工程からなる裏面研削工程が実施された光デバイスウエーハ２は厚さが２５μmと極めて薄く形成されるが、剛性の高い保護プレート３に接合されているので割れることはない。
上述した裏面研削工程を実施したならば、光デバイスウエーハ２の裏面をダイシングテープの表面に貼着するダイシングテープ貼着工程を実施する。即ち、図５の(a)および(b)に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に、上記裏面研削工程が実施された光デバイスウエーハ２の裏面２bを貼着する。従って、光デバイスウエーハ２の表面３aに接合されている保護プレート３の裏面３bが上側となる。
次に、ダイシングテープTに貼着された光デバイスウエーハ２に接合されている保護プレート３を研削して所定の厚さに形成する保護プレート研削工程を実施する。この保護プレート研削工程は、図示の実施形態においては上記図３に示す研削装置4を用いて粗研削工程を実施するとともに、上記図４に示す研削装置４を用いて仕上げ研削工程を実施する。
上述した図３に示す研削装置４を用いて粗研削工程を実施するには、図６に示すようにチャックテーブル４１の上面（保持面）に上記ダイシングテープ貼着工程が実施され保護プレート３が接合されている光デバイスウエーハ２が貼着されたダイシングテープT側を載置し、ダイシングテープTを介して保護プレート３が接合されている光デバイスウエーハ２をチャックテーブ４１上に吸引保持する。なお、図６においてはダイシングテープTが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームFはチャックテーブル４１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。従って、チャックテーブル４１上にダイシングテープTを介して吸引保持された光デバイスウエーハ２に接合されている保護プレート３は裏面３ｂが上側となる。次に、チャックテーブル４１を矢印Aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、粗研削手段４２aの粗研削ホイール４２４aを矢印Bで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて光デバイスウエーハ２に接合されている保護プレート３の裏面３bに接触せしめ、粗研削ホイール４２４aを例えば０．２mm／分の研削送り速度で下方に研削送りすることにより保護プレート３の裏面３bを粗研削する。この粗研削工程においては研削加工部に研削水が供給され、この研削水の供給量は４リットル／分程度でよい。なお、粗研削工程における研削量は、図示の実施形態においては４００μmに設定されている。従って、粗研削工程が実施された保護プレート３の厚さは、図示の実施形態においては１００μmとなる。
上述した粗研削工程を実施したならば、上記図４に示す仕上げ研削手段４２bを用いて実施する仕上げ研削工程について、図７を参照して説明する。
上記粗研削手段４２aによって粗研工程が実施された保護プレート３が接合されダイシングテープTを介して光デバイスウエーハ２を保持しているチャックテーブル４１は、図７に示す仕上げ研削手段４２bの加工域に移動せしめられる。チャックテーブル４１を図７に示す加工域に移動したならば、チャックテーブル４１を矢印Aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、仕上げ研削手段４２bの仕上げ研削ホイール４２４bを矢印Bで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて光デバイスウエーハ２の裏面２bに接触せしめ、仕上げ研削ホイール４２４bを例えば０．０３mm／分の研削送り速度で下方に研削送りすることにより保護プレート３の裏面３bを仕上げ研削する。この仕上げ研削工程においては研削加工部に研削水が供給され、この研削水の供給量は４リットル／分程度でよい。なお、仕上げ研削工程における研削量は、図示の実施形態においては７０μmに設定されている。従って、仕上げ研削工程が実施された保護プレート３の厚さは、図示の実施形態においては３０μmとなる。
上述したように保護プレート裏面研削工程を実施したならば、保護プレート３に光デバイスウエーハ２に形成されたストリート２１に沿ってレーザー光線を照射し、保護プレート３にストリート２１に沿って破断起点となるレーザー加工を施すレーザー加工工程を実施する。このレーザー加工工程は、図８に示すレーザー加工装置を用いて実施する。図８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８において矢印Ｘで示す加工送り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８において矢印Ｙ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器５２２が装着されている。
上記レーザー光線照射手段５２２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、図示の実施形態において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。
以下、上述したレーザー加工装置５を用いて保護プレート３にストリート２１に沿って破断起点となるレーザー加工を施すレーザー加工工程について説明する。
このレーザー加工工程の第１の実施形態は、保護プレート３の内部に光デバイスウエーハ２に形成されたストリート２１に沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施する。変質層形成工程を実施するには、図８に示すようにレーザー加工装置５のチャックテーブル５１上に保護プレート３が接合された光デバイスウエーハ２のダイシングテープT側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル５１上に光デバイスウエーハ２を吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル５１上に吸引保持された光デバイスウエーハ２に接合されている保護プレート３の裏面３ｂが上側となる。なお、図８においてはダイシングテープTが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームFはチャックテーブル５１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。
上述したようにウエーハ保持工程を実施したならば、保護プレート３に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を保護プレート３の裏面３ｂ側から光デバイスウエーハ２に形成されたストリート２１に沿って照射し、保護プレート３の内部にストリート２１に沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施する。変質層形成工程を実施するには、先ず光デバイスウエーハ２に接合された保護プレート３を吸引保持したチャックテーブル５１は、図示しない移動機構によって撮像手段５３の直下に位置付けられる。そして、撮像手段５３および図示しない制御手段によって保護プレート３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の所定方向に形成されているストリート２１と、このストリート２１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アライメントを遂行する。また、光デバイスウエーハ２に形成されている上記所定方向に対して直交して延びるストリート２１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される（アライメント工程）。このとき、光デバイスウエーハ２のストリート２１が形成されている表面２ａは保護プレート３の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、補強基板５から透かしてストリート２１を撮像することができる。
以上のようにしてアライメント工程を実施したならば、図９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、所定のストリート２１の一端（図９の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段５２の集光器５２２の直下に位置付ける。そして、集光器５２２から保護プレート３に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル５１を図９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。そして、図９の（ｂ）で示すように集光器５２２の照射位置がストリート２１の他端の位置に達したら、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。この変質層形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを保護プレート３の厚さ方向中間部(内部)に位置付ける。この結果、保護プレート３の内部にはストリート２１に沿って変質層３１が形成される。
上記変質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源 ：Erレーザー
波長 ：１５６０ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：９０〜２００ｋＨｚ
平均出力 ：０．８〜１．２W
加工送り速度 ：１００〜３００ｍｍ／秒
以上のようにして、光デバイスウエーハ２の所定方向に延在する全てのストリート２１に沿って上記変質層形成工程を実行したならば、チャックテーブル５１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交して延びる各ストリート２１に沿って上記変質層形成工程を実行する。
次に、保護プレート３にストリート２１に沿って破断起点となるレーザー加工を施すレーザー加工工程の第２の実施形態について説明する。このレーザー加工工程の第２の実施形態は、保護プレート３の裏面３ｂに光デバイスウエーハ２に形成されたストリート２１に沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程を実施する。なお、レーザー加工溝形成工程は、上記図８に示すレーザー加工装置５と同様なレーザー加工装置を用いて実施する。レーザー加工溝形成工程を実施するには、先ず上記変質層形成工程と同様にウエーハ保持工程およびアライメント工程を実施する。
アライメント工程を実施したならば、図１０の（ａ）で示すようにチャックテーブル７１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、所定のストリート２１の一端（図１０の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段５２の集光器５２２の直下に位置付ける。そして、集光器５２２から保護プレート３に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル５１を図１０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。そして、図１０の（ｂ）で示すように集光器５２２の照射位置がストリート２１の他端の位置に達したら、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。このレーザー加工溝形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを保護プレート３の裏面３ｂ（上面）付近に位置付ける。この結果、保護プレート３の裏面３ｂにはストリート２１に沿ってレーザー加工溝３２が形成される。
上記レーザー加工溝形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源 ：YAGレーザー
波長 ：３５５ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：９０〜２００ｋＨｚ
平均出力 ：０．８〜１．２W
加工送り速度 ：１００〜３００ｍｍ／秒
以上のようにして、光デバイスウエーハ２の所定方向に延在する全てのストリート２１に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実行したならば、チャックテーブル５１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交して延びる各ストリート２１に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実行する。
次に、上述したレーザー加工工程が実施された保護プレート３に外力を付与し、保護プレート３を破断起点（変質層３１またはレーザー加工溝３２）に沿って破断することにより光デバイスウエーハ２をストリート２１に沿って破断し個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程を実施する。このウエーハ分割工程は、例えば図１１の（ａ）に示すように上述したレーザー加工工程が実施された保護プレート３の裏面３ｂを柔軟なゴムシート６上に載置する。従って、保護プレート３の表面３ａが貼着されている光デバイスウエーハ２が上側となり、この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Tが最上位となる。そして、ダイシングテープFの上面を押圧ローラー６０によって押圧しつつ転動することによって、図１１の（b）、（ｃ）に示すように保護プレート３は変質層３１またはレーザー加工溝３２が破断起点となってストリート２１に沿って破断する。また、保護プレート３が貼着されている光デバイスウエーハ２は上述したように厚さが２５μmと極めて薄く形成されているので、保護プレート３のストリート２１に沿った破断に伴ってストリート２１に沿って破断し個々の光デバイス２２に分割される。このようにして分割された光デバイス２２の側面（破断面）にはレーザー加工による変質部が存在しないので、光デバイス２２の輝度が低下することがないとともに抗折強度が低下することもない。個々に分割された光デバイス２２は、裏面がダイシングテープＴに貼着されているので、バラバラにはならず光デバイスウエーハ２の形態が維持されている。
次に、上記ウエーハ分割工程を実施することにより分割された光デバイス２２をダイシングテープFから剥離してピックアップするピックアップ工程を実施する。このピックアップ工程は、図１２に示すピックアップ装置７を用いて実施する。図１２に示すピックアップ装置７は、上記環状のフレームFを保持するフレーム保持手段７１と、該フレーム保持手段７１に保持された環状のフレームFに装着されたダイシングテープTを拡張するテープ拡張手段７２と、ピックアップコレット７３を具備している。フレーム保持手段７１は、環状のフレーム保持部材７１１と、該フレーム保持部材７１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ７１２とからなっている。フレーム保持部材７１１の上面は環状のフレームFを載置する載置面７１１ａを形成しており、この載置面７１１ａ上に環状のフレームFが載置される。そして、載置面７１１ａ上に載置された環状のフレームFは、クランプ７１２によってフレーム保持部材７１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段７１は、テープ拡張手段７２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７２は、上記環状のフレーム保持部材７１１の内側に配設される拡張ドラム７２１を具備している。この拡張ドラム７２１は、環状のフレームFの内径より小さく該環状のフレームFに装着されたダイシングテープT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７２１は、下端に支持フランジ７２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段７２は、上記環状のフレーム保持部材７１１を上下方向に進退可能な支持手段７２３を具備している。この支持手段７２３は、上記支持フランジ７２２上に配設された複数のエアシリンダ７２３aからなっており、そのピストンロッド７２３bが上記環状のフレーム保持部材７１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ７２３aからなる支持手段７２３は、図１３の（ａ）に示すように環状のフレーム保持部材７１１を載置面７１１ａが拡張ドラム７２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、図１３の（ｂ）に示すように拡張ドラム７２１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ピックアップ装置７を用いて実施するピックアップ工程について図１３の（ａ）乃至（c）を参照して説明する。即ち、光デバイスウエーハ２（ストリート２１に沿って個々の光デバイス２２に分割されている）が貼着されているダイシングテープTが装着された環状のフレームFを、図１３の（ａ）に示すようにフレーム保持手段７１を構成するフレーム保持部材７１１の載置面７１１ａ上に載置し、クランプ７１２によってフレーム保持部材７１１に固定する。このとき、フレーム保持部材７１１は図１３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７２を構成する支持手段７２３としての複数のエアシリンダ７２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材７１１を図１３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７１１の載置面７１１ａ上に固定されている環状のフレームFも下降するため、図１３の（ｂ）に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTは拡張ドラム７２１の上端縁に接して拡張せしめられる。この結果、ダイシングテープTに貼着されている光デバイス２２間が広がり、隙間Sが拡大される。次に、図１３の（c）に示すようにピックアップコレット７３を作動して光デバイス２２に貼着されている保護プレート３を吸着し、ダイシングテープTから剥離してピックアップし、図示しないトレーに搬送する。上述したピックアップ工程においては、上述したように光デバイス２２間の隙間Sが広げられているので、隣接する光デバイス２２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。
上述したようにピックアップされた光デバイス２２に接合された保護プレート３は、次工程であるダイボンディング工程を実施する前に、光デバイス２２から剥離する（保護プレート剥離工程）。このとき、保護プレート３を７０℃程度に加熱することにより光デバイスウエーハ２と保護プレート３を接合しているワックスが溶融するので、保護プレート３を光デバイスウエーハ２から容易に剥離することができる。
なお、保護プレート３を光デバイスウエーハ２から剥離する保護プレート剥離工程は、上記ピックアップ工程を実施する前に実施してもよい。
なお、上記ウエーハ分割工程において光デバイスウエーハ２のストリート２１に沿った破断を容易にするために、上記レーザー加工工程において保護プレート３に変質層形成工程を実施する前に、光デバイスウエーハ２の内部にストリート２１に沿って変質層を形成してもよい。この場合、光デバイスウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザー光線を保護プレート３を通して光デバイスウエーハ２の内部に集光点を合わせて照射することにより、光デバイスウエーハ２の内部にストリート２１に沿って破断起点となる変質層を形成する。
本発明による光デバイスウエーハの分割方法よって分割される光デバイスウエーハの斜視図。 本発明による光デバイスウエーハの分割方法における保護プレート接合工程の説明図。 本発明による光デバイスウエーハの分割方法における裏面研削工程の粗研削工程を示す説明図。 本発明による光デバイスウエーハの分割方法における裏面研削工程の仕上げ研削工程を示す説明図。 本発明による光デバイスウエーハの分割方法におけるダイシングテープ貼着工程の説明図。 本発明による光デバイスウエーハの分割方法における保護プレート研削工程の粗研削工程を示す説明図。 本発明による光デバイスウエーハの分割方法における保護プレート研削工程の仕上げ研削工程を示す説明図。 本発明による光デバイスウエーハの分割方法におけるレーザー加工工程を実施するためのレーザー加工装置の要部を示す斜視図。 本発明による光デバイスウエーハの分割方法におけるレーザー加工工程の変質層形成工程を示す説明図。 本発明による光デバイスウエーハの分割方法におけるレーザー加工工程のレーザー加工溝形成工程を示す説明図。 本発明による光デバイスウエーハの分割方法におけるウエーハ分割工程の説明図。 本発明による光デバイスウエーハの分割方法におけるピックアップ工程を実施するためのピックアップ装置の斜視図。 本発明による光デバイスウエーハの分割方法におけるピックアップ工程の説明図。
符号の説明
２：光デバイスウエーハ
３：保護プレート
４：研削装置
４１：研削装置のチャックテーブル
４２a：粗研削手段
４２４a：粗研削ホイール
４２６a：粗研削砥石
４２b：仕上げ研削手段
４２４b：仕上げ研削ホイール
４２６b：仕上げ研削砥石
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：ゴムシート
６０：押圧ローラー
７：ピックアップ装置
７１：フレーム保持手段
７２：テープ拡張手段
７３：ピックアップコレット
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ

Claims (4)

  1. 表面に格子状に形成された複数のストリート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ている光デバイスウエーハを、複数のストリート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であって、
    光デバイスウエーハの表面を剛性の高い保護プレートの表面に剥離可能な接合剤によって接合する保護プレート接合工程と、
    該保護プレートに貼着された光デバイスウエーハの裏面を研削し、光デバイスウエーハをデバイスの仕上がり厚さに形成する裏面研削工程と、
    該裏面研削工程が実施された光デバイスウエーハの裏面をダイシングテープの表面に貼着するダイシングテープ貼着工程と、
    該ダイシングテープに貼着された光デバイスウエーハに接合されている保護プレートの裏面を研削して所定の厚さに形成する保護プレート研削工程と、
    該保護プレート研削工程が実施された該保護プレートに光デバイスウエーハに形成されたストリートに沿ってレーザー光線を照射し、該保護プレートにストリートに沿って破断起点となるレーザー加工を施すレーザー加工工程と、
    該レーザー加工工程が実施された該保護プレートに外力を付与し、該保護プレートを破断起点に沿って破断することにより光デバイスウエーハをストリートに沿って破断し個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程と、
    該ウエーハ分割工程が実施されダイシングテープに貼着されている個々に分割されたデバイスをピックアップするピックアップ工程と、を含む、
    ことを特徴とする光デバイスウエーハの加工方法。
  2. 該レーザー加工工程は、該保護プレートに対して透過性を有する波長のレーザー光線を該保護プレートの内部に集光点を合わせて照射することにより、該保護プレートの内部にストリートに沿って破断起点となる変質層を形成する、請求項１記載の光デバイスウエーハの加工方法。
  3. 該レーザー加工工程は、該保護プレートに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射することにより、該保護プレートの裏面にストリートに沿って破断起点となるレーザー加工溝を形成する、請求項１記載の光デバイスウエーハの加工方法。
  4. 該ウエーハ分割工程の後で該ピックアップ工程を実施する前または後に分割された光デバイスに貼着されている該保護プレートを剥離する保護プレート剥離工程を実施する、請求項１から3のいずれかに記載の光デバイスウエーハの加工方法。
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