JP5255493B2 - レーザバー保持装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体レーザを形成するための所定の加工処理を施した半導体ウエハをバー状に劈開した半導体レーザバーの出射側端面及び反射側端面に成膜処理を施す際に、１または複数の半導体レーザバーを保持するレーザバー保持装置に関する。特に、複数の半導体レーザバーを整列して出射端面または反射端面に成膜することのできる半導体レーザバー保持装置に関する。

半導体レーザ素子の多くは、レーザチップの光出射端面及び反射端面に、所定の反射率を有する反射膜を形成する必要がある。

この反射膜を形成するには、まず、図９（ａ）に示すように、半導体ウエハ９０に多数の電極９１を形成した後、該半導体ウエハ９０を劈開面９２から劈開して分割することにより、図９（ｂ）に示すような複数の電極９１が一列に並んだレーザバー９３を形成する。

分割されたレーザバー９３は、出射端面または反射端面の少なくともいずれか一方の成膜面９４が露出するように複数のレーザバー９３が整列されて固定された後、チャンバー内で成膜面９４へ蒸着等による成膜処理が施される。

このような複数のレーザバーを成膜面が露出するように整列して固定するレーザバー保持装置としては、例えば、特許文献１及び特許文献２に示すようなレーザバーの固定用具、またはレーザバー保持装置がある。これらは何れも、複数のレーザバーを重ね合わせてレーザバー保持装置に固定した後、コーティングチャンバ内にセットするものであり、複数のレーザバーはスペーサまたは保治具の間に挟み込まれた後、平坦な押圧面により一方向から押圧されて固定されている。

特開２００２−３３４９１９号公報 特許４０３８６７９号公報

上記従来技術は、複数のレーザバーを重ねて配置し、出射端面または反射端面を一度に成膜できるという利点を有している。しかし、レーザバーの端面の成膜処理は、炉内温度が３００℃程度の高温下で行われることもあり、高温による線膨張や熱変形により各レーザバー９３の成膜面９４の位置にずれが生じたり、レーザバー９３の間に隙間が発生することがある。このずれや隙間により、レーザバーの成膜面（蒸着面）に異常が発生することや、ＰＣＶＤガスが隙間から回り込んで、半導体レーザの形成に悪影響を及ぼすことがあった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、高温条件下の処理において、熱膨張や変形が発生しても、レーザバー９３の成膜面９４のずれやレーザバー９３間に隙間が発生するのを抑制することのできるレーザバー保持装置を提供することを目的とする。

本発明では、板状弾性部材の所定の領域を押圧して板状弾性部材を変形させ、該板状弾性部材の変形による弾性力で押圧部材を押圧することにより、複数のレーザバーを均等かつ一方向に押圧する構造とすることにより上記課題を達成する。

本発明の第１の態様にかかるレーザバー保持装置は、半導体レーザ用の半導体ウエハをバー状に劈開したレーザバーの出射側端面および／または反射側端面に成膜を行うために、該レーザバーを保持するレーザバー保持装置であって、対向して平行に配置された一対のガイド部と底面部とを備え、前記レーザバーの成膜面が露出するように前記レーザバーを積層可能に前記底面部の上に配置する本体部と、前記一対のガイド部の間に該一対のガイド部に沿って前記底面部に向かって移動可能に配置される間接押圧部材と、前記間接押圧部材の上に配置される板状弾性部材と、前記板状弾性部材を押圧する押圧部と、を備え、前記間接押圧部材は、前記底面部とは反対側の面に、中央部から両端部に向かって延びる窪み部を備えており、
前記本体部は、前記レーザバーの前記成膜面を露出させるための開口部と前記成膜面を整列させるための基準面を有する整列部材を有し、
前記押圧部は、前記板状弾性部材の前記窪み部に対応する領域の一部であって、前記板状弾性部材の長手方向の中央部で幅方向の前記レーザバーの露出端面側からみて中央よりも奥側の領域を押圧することにより、前記間接押圧部を前記基準面に向かう分圧が生じるように斜めに押圧することを特徴とする。

本態様によると、間接押圧部材の中央部部分に設けられた窪み部の上に板状弾性部材を装架し、該板状弾性部材を押圧する。従って、板状弾性部材は、間接押圧部材の窪み部内で変形し、この変形による反発力（弾性力）により、間接押圧部材の両端部を均等に押圧する。これにより、レーザバーには常に均等な押圧が付与されており、レーザバー保持装置（治具）に高温による熱膨張や熱変形が発生しても、この押圧により、レーザバーの端面（成膜面）のずれやレーザバー間に隙間が発生することが抑制される。従って、高温により治具に熱膨張や熱変形が発生しても、成膜異常等の欠陥の発生を防止することが可能
となる。
また、この構成によると、押圧部が板状弾性部材の窪み部に対応する一部のみを押圧するので、板状弾性部材や押圧部材の微小凹凸によって押圧力が付与される位置が変動したり、偏在することを防止することが可能となり、間接押圧部材及びレーザバーに対してより均等かつ確実な押圧力を付与することが可能となる。
さらに、板状弾性部材の中央部奥側を押圧することにより、間接押圧部材をレーザバーの露出端面（成膜面）を基準面側に押し付ける水平方向の応力を付与する。この応力により各レーザバー端面（成膜面）が基準面側に押し付けられる。

本発明の第２の態様にかかるレーザバー保持装置は、半導体レーザ用の半導体ウエハをバー状に劈開したレーザバーの出射側端面および／または反射側端面に成膜を行うために、該レーザバーを保持するレーザバー保持装置であって、対向して平行に配置された一対のガイド部と底面部とを備え、前記レーザバーの成膜面が露出するように前記レーザバーを積層可能に前記底面部の上に配置する本体部と、前記一対のガイド部の間に該一対のガイド部に沿って前記底面部に向かって移動可能に配置される間接押圧部材と、前記間接押圧部材の上に配置される板状弾性部材と、前記板状弾性部材を押圧する押圧部と、
を備え、
前記間接押圧部材は、前記底面部とは反対側の面に、中央部から両端部に向かって延びる窪み部を備えており、
前記本体部は、前記レーザバーの前記成膜面を露出させるための開口部と前記成膜面を整列させるための基準面を有する整列部材を有し、
前記間接押圧部は、前記窪み部側の幅方向面が、前記レーザバーの露出面側が高く他方が低い傾斜面となっており、該傾斜面上に配置された前記板状弾性部材を前記押圧部で押圧することにより、前記間接押圧部を前記基準面に向かう分圧が生じるように斜めに押圧することを特徴とする。
この態様によると、板状弾性部材の板状弾性部材の当接面が、レーザバーの露出端面側が高く他方が低くなるように斜めに傾斜しているため、間接押圧部材をレーザバーの露出端面の基準面側に押し付ける水平方向の応力が付与される。この応力により各レーザバー端面（成膜面）が基準面側に押し付けられる。

本発明の第３の態様にかかるレーザバー保持装置は、前記押圧部が、前記板状弾性部材の長手方向の中央部で幅方向の前記レーザバーの露出端面側からみて中央よりも奥側の領域を押圧することを特徴とする。
この態様によると、板状弾性部材の中央部奥側を押圧することにより、間接押圧部材をレーザバーの露出端面（成膜面）を基準面側に押し付ける水平方向の応力を付与する。この応力により各レーザバー端面（成膜面）が基準面側に押し付けられる。

本発明によれば、本発明では、板状弾性部材の所定の領域を押圧して板状弾性部材を変形させ、該板状弾性部材の変形による弾性力で押圧部材を押圧することにより、重ねられたレーザバーを一方向に押圧する構造としている。このように、板状弾性部を押圧することで、板状弾性部材の変形による弾性力によりレーザバーを押圧することにより、治具が熱膨張や熱による変形しても、板状弾性部材の弾性力により変形に追随して押圧力が付与されるため、従来技術のようにレーザバー端面（成膜面）にずれが生じることや隙間が発生することを抑制することができる。

従って、高温条件下でもレーザバーの姿勢を所定の基準内に保ち続けることが可能となる。また、レーザバーを長手方向に亘り、均等かつコンパクトに押さえることが可能となる。

本発明の一実施形態にかかるレーザバー保持装置に複数のレーザバーをセットした状態を示す斜視図である。 図１に示すレーザバー保持装置の中央部縦断面を示す斜視図である。 レーザバー保持装置の背面を示す斜視図である。 押圧部からの押圧される板状弾性部材と、該板状弾性部材を介して間接的に押圧される押圧部材を示す斜視図である。 （ａ）は第２の実施形態にかかる間接押圧部材の斜視図であり、（ｂ）はその使用状態を示すレーザバー保持装置の斜視図である。 本発明の第３の実施形態にかかるレーザバー保持装置４０の中央縦断面を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態にかかる間接押圧装置とその上で押圧される板状弾性部材の変形状態を示す斜視図である。 図７に示す間接押圧部材を用いた第４の実施形態にかかるレーザバー保持装置の中央断面状態を示す斜視図である。 （ａ）は、半導体ウエハに複数の半導体レーザ電極を形成した状態を示す平面図であり、（ｂ）は電極を形成した半導体ウエハを劈開面に沿って劈開することにより、複数の電極が一列に並んだレーザバーに分割した状態を示す斜視図である。

この発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるレーザバー保持装置に複数のレーザバーをセットした状態を示す斜視図であり、図２は、その中央部縦断面を示す斜視図である。図３は、レーザバー保持装置１０の背面を示す斜視図であり、図４は、押圧部により押圧される板状弾性部材２０と、該板状弾性部材２０を介して間接的に押圧される間接押圧部材２１を示す斜視図である。

図１に示すように、レーザバー保持装置１０は、本体部１１の両側を構成する対向して設けられた一対のガイド部１１ａと１１ｂを備えており、本体部１１の前面部には整列枠板１２が固定されている。さらに、本体部１１の上部には押圧部１６が設けられている。この押圧部１６により、下方に重ねられた複数のレーザバー９３は、板状弾性部材２０及び間接押圧部材２１を介して、下方に押圧される。

整列枠板１２は中央部分が矩形状に切り欠かれており、切欠き部が開口部１９を形成している。これにより、複数のレーザバー９３がガイド部１１ａと１１ｂの間に重ねて収納されたときに、レーザバー９３の整列された成膜面９４（図２，図９（ｂ）参照）が開口部１９から露出するように構成されている。整列枠板１２は基準面１２ａ（図１，図２の裏面側）を備えている。整列枠板１２の基準面１２ａにレーザバー９３の成膜面９４の両端部が当接することにより、複数のレーザバー９３の成膜面９４が成膜処理の基準位置に整列する。

押圧部１６は、スライド枠体１４の上部（突出部１４ａ）に設けられた押圧ねじ１５を備えており、スライド枠体１４の裏側には固定ねじ１８が設けられている（図３を参照）。スライド枠体１４は本体部１１の裏側の測面に設けられたスライド溝１１ｃに沿って、上下方向にスライドすることにより取り外すことができるように取り付けられている。スライド枠体１４は、本体１１の上部を覆う突出部１４ａを有しており、レーザバー９３を本体１１に重ねて収納する際には、本体１１からスライド枠体１４が取り外される。

（レーザバーの取り付け手順）
成膜処理する際のレーザバー９３のレーザバー保持装置１０へのセット手順を説明する。まず、本体１１からスライド枠体１４を取り外し、その後、成膜処理の対象となるレーザバー９３を本体１１の上側からガイド部１１ａと１１ｂの間に挿入して積み重ねる。その後、レーザバー９３の上から間接押圧部材２１と板状弾性部材２０をガイド部１１ａと１１ｂの間に挿入した後、スライド枠体１４を挿入する。スライド枠体１４は、スライド枠体１１に設けられた押圧ねじ１５の先端部１５ａ（図２参照）が板状弾性部材２０に当接する位置で、固定ねじ１８により、本体１１に固定される。固定ねじ１８は本体１１にねじ込んで締め付けることができるように構成されており（図示せず）、スライド枠体１４は、固定ねじ１８と本体１１の間に挟み込まれた状態で締め付けることにより固定される。スライド枠体１４の高さ方向の移動は、スライド枠体１４の裏面に設けられた溝１７（図３参照）によって可能となる。

図２からわかるように、押圧ねじ１５はスライド枠体１４の上部を貫通してねじ込まれている。従って、押圧ねじ１５を回転させてねじ込むことにより、押圧ねじ１５は図２で下方に進む。スライド枠体１４が本体１１に固定された後、押圧ねじ１５を右回転させると、スライド枠体１４が固定されているので、押圧ねじ１５の先端１５ａは下方へ移動して、板状弾性部材２０を押圧する。板状弾性部材２０と底面部１３の間には、間接押圧部材２１及び複数のレーザバー９３が挟持されているので、押圧ねじ１５の先端１５ａが下方に移動すると、板状弾性部材２０は下方へ押圧されて変形する。この板状弾性部材２０の変形による弾性力は、間接押圧部材２１を下方に押圧する。押圧力の強さは、押圧ねじ１５のねじ込み量により調整可能である。

図４に板状弾性部材２０と間接押圧部材２１の一例を示す。図４（ａ）は板状弾性部材２０と間接押圧部材２１の形状が分かるように、両者を離した状態を示している。図４（ｂ）は、板状弾性部材２０が間接押圧部材２１に対して押し付けられて板状弾性部材２０が変形している状態を示している。板状弾性部材２０は、例えば鋼材またはステンレス鋼等の板ばねを使用することができる。間接押圧部材２１は、板状弾性部材２０と接する面の中央部分に窪み部２２を有している。

板状弾性部材２０の中心部が押圧ねじ１５により間接押圧部材２１に押し付けられると、板状弾性部材２０は間接押圧部材２１の窪み部２２を形成する対向する外壁上端部２１ａ、２１ｂで支えられて、板状弾性部材２０の中央部が下方に撓む。この板状弾性部材２０の撓みによる変形量は、間接押圧部材２１の窪み部２２（窪み空間）に吸収される。この状態で、板状弾性部材２０の弾性力は、間接押圧部材２１の外壁上端部２１ａ、２１ｂを下方に押圧しており、間接押圧部材２１は板状弾性部材２０により下方に均等に押圧されている。間接押圧部材２１の下面からレーザバー９３は均等に押圧される。このように、間接押圧部材２１には板状弾性部材２１により常時押圧力が付与されているので、高温下において、熱膨張や熱変形が発生したとしても、板状弾性部材の弾性押圧力により変形量が吸収されて、レーザバーの成膜面のずれや隙間の発生を抑制され、レーザバーの姿勢を維持することができる。これにより、レーザバーの成膜面の位置ずれ等によるコーティング不良の発生を抑制することができる。

（第２の実施形態）
図５（ａ）に本発明に使用する間接押圧部材の第２の実施形態を説明する。
図５（ａ）は第２の実施形態にかかる間接押圧部材３１の斜視図を示し、図５（ｂ）にその使用状態を示すレーザバー保持装置の斜視図を示す。なお、混乱を避けるために、第２の実施形態にかかる間接部材３１を使用しているレーザバー保持装置を、第１の実施形態と区別して、第２の実施形態にかかるレーザバー保持装置３０として説明することとする。

第２の実施形態にかかる間接押圧部材３１は、第１の実施形態にかかる間接部材２１と異なり、底面にも窪み部３４を備えている。これにより、間接押圧部材３１の下面はレーザバー９３と下面の両端凸部３３ａ及び３３ｂの面と接することになる。
図５（ｂ）に示すように、この構造により、板状弾性部材２０の押圧力は間接押圧部材３１の下面の両端凸部３３ａ、３３ｂによりレーザバー９３を押圧することになる。これにより、レーザバーを押圧する面の一部に微少凸部が存在する等の理由で押圧力が偏在することを防止できるので、間接押圧部材３１によりレーザバー９３をさらに均等に押圧することが可能となる。

（第３の実施形態）
図６を用いて、本発明の第３の実施形態にかかるレーザバー保持装置４０を説明する。図６に示すレーザバー保持装置４０では、押圧ねじ１５の先端１５ａが板状弾性部材２１の中心部よりやや奥側（前より２／３程度奥の位置）を押圧している。このように、中心よりやや奥を押圧することにより、板状弾性部材２０が偏った方向に変形し、間接押圧部材２１を斜め前に押す力Ｆ１が生じる。この力Ｆ１は垂直方向の力Ｆａと水平方向押圧する力Ｆｂとに分力される。この水平方向の分力Ｆｂにより、間接押圧部材２１は、レーザバー９３を前面に設けられている整列枠板１２の裏面である基準面１２ａに押し付けるように作用する。

（第４の実施形態）
図７及び図８を用いて、本発明の第４の実施形態にかかるレーザバー保持装置５０について説明する。図７は、第３の実施形態にかかる間接押圧装置５１とその上で押圧される板状弾性部材２０の変形状態を示す斜視図であり、図８は、図７に示す間接押圧部材５１を用いた第４の実施形態にかかるレーザバー保持装置５０の中央断面状態を示す斜視図である。

第３の実施形態にかかる間接保持装置５１は、上面の窪み部５２を形成する対向する外壁上端部５１ａ、５１ｂが、奥に向かって低くなるように斜めに傾いた状態の窪み部５２が形成される。このような斜めの窪み部５２では、間接押圧部材５１の上に載置されて押圧される板状弾性部材２０は、斜めに傾いた外壁上端部５１ａ、５１ｂによって支持されるために、上から押圧されると、板状弾性部材は図７に示すように斜め方向に押圧されることになり、斜めに変形する。

このようにして生じる偏った応力は、図８の第４の実施形態で示すように、押圧ねじ１５の先端部１５ａが板状弾性部材の奥の方に偏った位置を押圧することにより、押圧力Ｆ２の水平方向の分力Ｆｂがより大きくなり、基準面１２ａへの押圧力がより強くなる。

なお、図８では、押圧ねじの先端部１５ａが板状弾性部材２０の幅方向の前面より２／３の奥の領域を押圧している例を示したが、斜めの窪み部を有する第３の実施形態にかかる間接押圧部材５１を使用して、間接押圧部材５１のほぼ中央部分を押圧する構成とすることも可能である。この場合にも、斜めに傾斜している外壁上端部５１ａ、５１ｂにより、水平方向の分圧Ｆｂを得ることが可能である。

なお、以上の説明においては、押圧部１６を構成するスライド枠体１４に設けられた押圧ねじ１５を使用した例を示したが、例えば、スライド枠体ではなく、裏面は本体１１と一体構造として、板状弾性部材の上部（スライド枠体１４の突出部１４ａ部分）のみを上から押し下げる構造の押圧部とする等の他、他の周知技術を適用することも可能である。さらに、間接押圧部材の窪み部を構成する部分も直線的な階段状の段差ではなく、滑らかな曲線上の窪み部としてもよい。

また、その他の部分の構造についても、上記実施形態の説明は、本発明の範囲を制限するものではなく、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なもので置換した実施形態を採用することが可能であり、本発明の技術的範囲に含まれる。

１０、３０，４０，５０ レーザバー保持装置
１１ 本体部
１１ａ、１１ｂ ガイド部
１２ 整列枠板
１２ａ 基準面
１３ 底面部
１４ スライド枠体
１４ａ 突出部
１５ 押圧ねじ
１５ａ 先端部
１６ 押圧部
１７ スライド溝
１８ 固定ねじ
１９ 開口部
２０ 板状弾性部材
２１，３１、５１ 間接押圧部材
２１ａ、２１ｂ、３１ａ、３１ｂ、５１ａ、５１ｂ 外壁上端部
２２、３２、５２ 窪み部
９０ 半導体ウエハ
９１ 電極
９２ 劈開面
９３ レーザバー
９４ 成膜面

Claims (3)

1. 半導体レーザ用の半導体ウエハをバー状に劈開したレーザバーの出射側端面および／または反射側端面に成膜を行うために、該レーザバーを保持するレーザバー保持装置であって、
   対向して平行に配置された一対のガイド部と底面部とを備え、前記レーザバーの成膜面が露出するように前記レーザバーを積層可能に前記底面部の上に配置する本体部と、
   前記一対のガイド部の間に該一対のガイド部に沿って前記底面部に向かって移動可能に配置される間接押圧部材と、
   前記間接押圧部材の上に配置される板状弾性部材と、
   前記板状弾性部材を押圧する押圧部と、
   を備え、
   前記間接押圧部材は、前記底面部とは反対側の面に、中央部から両端部に向かって延びる窪み部を備えており、
   前記本体部は、前記レーザバーの前記成膜面を露出させるための開口部と前記成膜面を整列させるための基準面を有する整列部材を有し、
   前記押圧部は、前記板状弾性部材の前記窪み部に対応する領域の一部であって、前記板状弾性部材の長手方向の中央部で幅方向の前記レーザバーの露出端面側からみて中央よりも奥側の領域を押圧することにより、前記間接押圧部を前記基準面に向かう分圧が生じるように斜めに押圧することを特徴とするレーザバー保持装置。
2. 半導体レーザ用の半導体ウエハをバー状に劈開したレーザバーの出射側端面および／または反射側端面に成膜を行うために、該レーザバーを保持するレーザバー保持装置であって、
   対向して平行に配置された一対のガイド部と底面部とを備え、前記レーザバーの成膜面が露出するように前記レーザバーを積層可能に前記底面部の上に配置する本体部と、
   前記一対のガイド部の間に該一対のガイド部に沿って前記底面部に向かって移動可能に配置される間接押圧部材と、
   前記間接押圧部材の上に配置される板状弾性部材と、
   前記板状弾性部材を押圧する押圧部と、
   を備え、
   前記間接押圧部材は、前記底面部とは反対側の面に、中央部から両端部に向かって延びる窪み部を備えており、
   前記本体部は、前記レーザバーの前記成膜面を露出させるための開口部と前記成膜面を整列させるための基準面を有する整列部材を有し、
   前記間接押圧部は、前記窪み部側の幅方向面が、前記レーザバーの露出面側が高く他方が低い傾斜面となっており、該傾斜面上に配置された前記板状弾性部材を前記押圧部で押圧することにより、前記間接押圧部を前記基準面に向かう分圧が生じるように斜めに押圧することを特徴とするレーザバー保持装置。
3. 前記押圧部は、前記板状弾性部材の長手方向の中央部で幅方向の前記レーザバーの露出端面側からみて中央よりも奥側の領域を押圧することを特徴とする請求項２に記載のレーザバー保持装置。

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