JP5940783B2 - 板状物の加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、光デバイスウエーハ等の板状物に設定された分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射することにより板状物の内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成し、この改質層を破断起点として板状物を分割予定ラインに沿って破断する板状物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光デバイス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分割することにより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を分割予定ラインに沿って分割する分割方法として、光デバイスウエーハを構成する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を内部に集光点を合わせ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破断の起点となる改質層を連続的に形成し、この破断起点となる改質層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、ウエーハを分割する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）

特許第３４０８８０５号公報

而して、サファイア基板のように内部に結晶面（R面）を有した板状物に内部に改質層を形成して外力を付与すると、改質層の端部から表面に伸びるクラックが結晶面に倣って斜めに形成され、分割予定ラインから逸脱して光デバイス等の品質を低下させたり破損させ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、板状物の内部に形成される改質層の端部から表面に伸びるクラックが分割予定ラインの中央部に到達するようにした板状物の加工方法を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に分割予定ラインが形成された板状物を分割予定ラインに沿って分割する板状物の加工方法であって、
板状物の表面側をレーザー加工装置の被加工物保持手段に保持する板状物保持工程と、
被加工物保持手段に保持された板状物の裏面側から内部に集光点を位置付けて分割ラインに沿ってレーザー光線を照射し、板状物の内部に分割ラインに沿って改質層の表面側端部と表面までの距離が（Ｈ）となるように改質層を形成する改質層形成工程と、
該改質層形成工程が実施された板状物の分割ラインに沿って外力を付与し、板状物を変質層が形成された分割予定ラインに沿って破断する破断工程と、を含み、
該改質層形成工程を実施する前に、
被加工物保持手段に保持された板状物における分割予定ラインと平行な任意の検出位置に裏面側から裏面に近い内部に集光点を位置付けてレーザー光線を照射し、板状物の内部に検出用改質層を形成するとともに該検出用改質層から裏面に伸びる検出用クラックを形成する検出用クラック形成工程と、
該検出用クラックにおける板状物の裏面に対する垂線との成す角度（α）を検出するクラック角度検出工程と、を実施し、
該改質層形成工程を実施する際には、Ｈ×ｔａｎαによって改質層と改質層から表面に達するクラックとの割り出し送り方向におけるズレ量（Δｙ）を求め、該ズレ量（Δｙ）分だけ該分割予定ラインの中心から割り出し送り方向にずらせて改質層を形成する、
ことを特徴とする板状物の加工方法が提供される。

上記板状物は、サファイア基板の表面に光デバイス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光デバイスが形成された光デバイスウエーハである。

本発明による板状物の加工方法においては、板状物の裏面側から内部に集光点を位置付けて分割ラインに沿ってレーザー光線を照射し、板状物の内部に分割ラインに沿って改質層の表面側端部と表面までの距離が（Ｈ）となるように改質層を形成する改質層形成工程を実施する前に、被加工物保持手段に保持された板状物における分割予定ラインと平行な任意の検出位置に裏面側から裏面に近い内部に集光点を位置付けてレーザー光線を照射し、板状物の内部に検出用改質層を形成するとともに該検出用改質層から裏面に伸びる検出用クラックを形成する検出用クラック形成工程と、該検出用クラックにおける板状物の裏面に対する垂線との成す角度（α）を検出するクラック角度検出工程とを実施し、該改質層形成工程を実施する際には、Ｈ×ｔａｎαによって改質層と改質層から表面に達するクラックとの割り出し送り方向におけるズレ量（Δｙ）を求め、該ズレ量（Δｙ）分だけ該分割予定ラインの中心から割り出し送り方向にずらせて改質層を形成するので、破断工程において改質層が破断起点となって板状物の表面に向けて発生するクラックの先端は分割予定ラインの中心部に達する。従って、板状物が光デバイスウエーハの場合、クラックが分割予定ラインから逸脱して光デバイスに達することがないので、光デバイスの品質低下ないし破損を防止することができる。

本発明による板状物の加工方法における改質層形成工程を実施するためのレーザー加工装置の斜視図。 図１に示すレーザー加工装置に装備される制御手段のブロック構成図。 本発明による板状物の加工方法によって加工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。 図３に示す光デバイスウエーハを環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着した状態を示す斜視図。 本発明による板状物の加工方法における検出用クラック形成工程の説明図。 本発明による板状物の加工方法における改質層形成工程の説明図。 本発明による板状物の加工方法における破断工程を実施するためのテープ拡張装置の斜視図。 図７に示すテープ拡張装置によって実施する破断工程の説明図。 図８に示す破断工程が実施された光デバイスウエーハの要部を拡大して示す断面図。 図７に示すテープ拡張装置によって実施するピックアップ工程の説明図。

以下、本発明による板状物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、更に詳細に説明する。

図１には、本発明による板状物の加工方法を実施するためのレーザー加工装置の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工装置１は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２にX軸方向と直交する矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構４と、該レーザー光線照射ユニット支持機構４に矢印Ｚで示す集光点位置調整方向（Z軸方向）に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット５とを具備している。

上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上にX軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上にX軸方向に移動可能に配設された第一の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上にY軸方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持されたカバーテーブル３５と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１上に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル３６には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ３６２が配設されている。

上記第１の滑動ブロック３２は、その下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、その上面にY軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿ってX軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿ってX軸方向に移動させるための加工送り手段３７を具備している。この加工送り手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第一の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿ってX軸方向に移動せしめられる。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、上記チャックテーブル３６の加工送り量即ちX軸方向位置を検出するためのX軸方向位置検出手段３７４を備えている。X軸方向位置検出手段３７４は、案内レール３１に沿って配設されたリニアスケール３７４aと、第１の滑動ブロック３２に配設され第１の滑動ブロック３２とともにリニアスケール３７４aに沿って移動する読み取りヘッド３７４bとからなっている。このX軸方向位置検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bは、図示の実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量即ちX軸方向の位置を検出する。なお、上記加工送り手段３７の駆動源としてパルスモータ３７２を用いた場合には、パルスモータ３７２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量即ちX軸方向の位置を検出することもできる。また、上記加工送り手段３７の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量即ちX軸方向の位置を検出することもできる。

上記第２の滑動ブロック３３は、その下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、Y軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿ってY軸方向に移動させるための第１の割り出し送り手段３８を具備している。この第１の割り出し送り手段３８は、上記一対の案内レール３２２と３２２の間に平行に配設された雄ネジロッド３8１と、該雄ネジロッド３8１を回転駆動するためのパルスモータ３8２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３8１は、その一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３8２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３8１は、第２の滑動ブロック３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３8２によって雄ネジロッド３8１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿ってY軸方向に移動せしめられる。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、上記第２の滑動ブロック３３の割り出し加工送り量即ちY軸方向位置を検出するためのY軸方向位置検出手段３８４を備えている。このY軸方向位置検出手段３８４は、案内レール３２２に沿って配設されたリニアスケール３８４aと、第２の滑動ブロック３３に配設され第２の滑動ブロック３３とともにリニアスケール３８４aに沿って移動する読み取りヘッド３８４bとからなっている。このY軸方向位置検出手段３８４の読み取りヘッド３８４bは、図示の実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の割り出し送り量即ちY軸方向の位置を検出する。なお、上記第１の割り出し送り手段３８の駆動源としてパルスモータ３8２を用いた場合には、パルスモータ３8２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６の割り出し送り量即ちY軸方向の位置を検出することもできる。また、上記第１の割り出し送り手段３８の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の割り出し送り量即ちY軸方向の位置を検出することもできる。

上記レーザー光線照射ユニット支持機構４は、静止基台２上にY軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、該案内レール４１、４１上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は、案内レール４１、４１上に移動可能に配設された移動支持部４２１と、該移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなっている。装着部４２２は、一側面にZ軸方向に延びる一対の案内レール４２３、４２３が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構４は、可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿ってY軸方向に移動させるための第２の割り出し送り手段４３を具備している。この第２の割り出し送り手段４３は、上記一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４３１と、該雄ネジロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４３１は、可動支持基台４２を構成する移動支持部４２１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４３２によって雄ネジロッド４３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４２は案内レール４１、４１に沿ってY軸方向に移動せしめられる。

図示の実施形態のおけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたレーザー光線照射手段５２を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２３、４２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１１、５１１が設けられており、この被案内溝５１１、５１１を上記案内レール４２３、４２３に嵌合することにより、Z軸方向に移動可能に支持される。

図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１を一対の案内レール４２３、４２３に沿ってZ軸方向に移動させるための集光点位置調整手段５３を具備している。集光点位置調整手段５３は、一対の案内レール４２３、４２３の間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５３２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５３２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ５１およびレーザー光線照射手段５２を案内レール４２３、４２３に沿ってZ軸方向に移動せしめる。なお、図示の実施形態においてはパルスモータ５３２を正転駆動することによりレーザー光線照射手段５２を上方に移動し、パルスモータ５３２を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段５２を下方に移動す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５２
１を含んでいる。ケーシング５２１内には図示しないＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなる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してチャックテーブル３６に保持された被加工物に照射するための集光器５２２が装着されている。

上記レーザー光線照射手段５２を構成するケーシング５２１の先端部には、レーザー光線照射手段５２によってレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段６が配設されている。この撮像手段６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後述する制御手段に送る。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、図２に示す制御手段８を具備している。制御手段８はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）８１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）８２と、後述する制御マップや被加工物の設計値のデータや演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３と、カウンター８４と、入力インターフェース８５および出力インターフェース８６とを備えている。制御手段８の入力インターフェース８５には、上記X軸方向位置検出手段３７４、Y軸方向位置検出手段３８４および撮像手段６等からの検出信号が入力される。そして、制御手段８の出力インターフェース８６からは、上記パルスモータ３７２、パルスモータ３８２、パルスモータ４３２、パルスモータ５３２、レーザー光線照射手段５２等に制御信号を出力する。

次に、上述したレーザー加工装置１を用いて実施する板状物の加工方法について説明する。
図３の(a)および(b)には、本発明によるサファイア基板の加工方法によって加工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３の(a)および(b)に示す光デバイスウエーハ１０は、例えば直径が１５０mm、厚みが１００μmのサファイア基板１１の表面１１aにn型窒化物半導体層１２１およびp型窒化物半導体層１２２とからなる光デバイス層（エピ層）１２が例えば５μｍの厚みで積層されている。そして、光デバイス層（エピ層）１２が格子状に形成された複数の分割予定ライン１３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１４が形成されている。

以下、レーザー加工装置１を用いて光デバイスウエーハ１０の内部に分割予定ライン１３に沿って破断の起点となる改質層を形成する加工方法について説明する。
先ず、図４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の表面に光デバイスウエーハ１０の表面１０aを貼着する（ウエーハ貼着工程）。従って、ダイシングテープTの表面に貼着された光デバイスウエーハ１０は、サファイア基板１１の裏面１１bが上側となる。

上述したウエーハ貼着工程を実施したならば、図１に示すレーザー加工装置１のチャックテーブル３６上に光デバイスウエーハ１０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を作動することにより、ダイシングテープTを介して光デバイスウエーハ１０をチャックテーブル３６上に吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３６に保持された光デバイスウエーハ１０は、サファイア基板１１の裏面１１bが上側となる。

上述したように光デバイスウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３６は、加工送り手段３７によって撮像手段６の直下に位置付けられる。チャックテーブル３６が撮像手段６の直下に位置付けられると、撮像手段６および制御手段８によって光デバイスウエーハ１０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６および制御手段８は、光デバイスウエーハ１０の所定方向に形成されている分割予定ライン１３と、分割予定ライン１３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（アライメント工程）。また、光デバイスウエーハ１０に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びる分割予定ライン１３に対しても、同様にアライメント工程を実施する。

上述したアライメント工程を実施したならば、加工送り手段３７および第１の割り出し送り手段３８を作動してチャックテーブル３６を移動し、チャックテーブル３６に保持された板状物としての光デバイスウエーハ１０における分割予定ライン１３と平行な任意の検出位置（図４においてAで示す位置）を図５の(a)に示すように集光器５２２の直下に位置付ける。そして、集光点位置調整手段５３を作動し、集光器５２２から照射されるレーザー光線の集光点Pを光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１の裏面１１b（上面）から所定量だけ下方位置に位置付ける。この集光点Pの位置は、レーザー光線を照射することによって形成される改質層の裏面側端（上端）が裏面（上面）から例えば１０μm下方位置になるように設定する。即ち、レーザー光線を照射することによって形成される改質層の厚みが例えば４０μmである場合には、集光点Pの上下にそれぞれ２０μmの改質層が形成されるので、集光点Pがサファイア基板１１の裏面１１b（上面）から３０μm下方位置になるように集光器５２２を位置付ければよい。次に、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を照射するとともに、チャックテーブル３６を図５の(a)において矢印X1で示す方向に例えば１０ｍｍ程度移動する。この結果、図５の(b)に示すように光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１の内部には裏面１１b（上面）から例えば１０μm下方位置より下側に厚みが例えば４０μmの検出用改質層１１１が形成される。このように、光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１の内部には裏面１１b（上面）から例えば１０μm程度残して検出用改質層１１１を形成すると、図５の(b)に示すように検出用改質層１１１の裏面側端（上端）から裏面１１b（上面）に伸びるクラック１１２（検出用クラック）が形成される（検出用クラック形成工程）。このクラック１１２（検出用クラック）は、サファイア基板１１の結晶面（R面）に倣って斜めに形成される。

上述した検出用クラック形成工程を実施したならば、加工送り手段３７を作動してチャックテーブル３６を移動し、光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１におけるレーザー光線を照射した検出位置(A)を撮像手段６の直下に位置付ける。そして、撮像手段６によって検出位置(A)を撮像し、撮像信号を制御手段８に送る。制御手段８は、撮像手段６からの撮像信号に基づいてクラック１１２（検出用クラック）の基点（改質層１１１の裏面側端（上端））から先端位置までのY軸方向変位(y1)を求める。そして、制御手段８は、Y軸方向変位(y1)と改質層１１１の裏面側端（上端）からサファイア基板１１の裏面１１b（上面）までの高さから(h1)からクラック１１２（検出用クラック）におけるサファイア基板１１の裏面１１b（上面）に対する垂線との成す角度（α）を求める（tanα＝y1／h1）（クラック角度検出工程）。

以上のようにしてクラック角度検出工程を実施したならば、チャックテーブル３６に保持された光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１の内部に分割予定ライン１３に沿って改質層を形成する改質層形成工程を実施する。
この改質層形成工程において改質層を分割予定ライン１３の中心に沿って形成すると、改質層を破断起点として光デバイスウエーハ１０を破断した際に、改質層の端部から表面に伸びるクラックが結晶面に倣って斜めに形成され、分割予定ライン１３から逸脱して光デバイス等の品質を低下させたり破損させるという問題がある。そこで、本発明においては、改質層を破断起点として光デバイスウエーハ１０を破断した際に、改質層の端部から表面に伸びるクラックが分割予定ライン１３の中心に達するように、改質層を分割予定ライン１３の中心に沿った位置から所定量変位した位置に形成する。即ち、制御手段８は、光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１の内部に分割予定ライン１３に沿って形成する改質層の表面１１a側（下面）端部と表面１１aまでの距離を(H)とした場合、上記クラック角度検出工程によって求めたクラック１１２（検出用クラック）におけるサファイア基板１１の裏面１１b（上面）に対する垂線との成す角度（α）とによって改質層から表面１１aに伸びるクラックとのズレ量(Δy)を求める（Δy＝H×tanα）。

上述したようにH×tanαによって改質層から表面に伸びるクラックとのズレ量(Δy)を求めたならば、図６の(a)で示すようにチャックテーブル３６を集光器５２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、光デバイスウエーハ１０に形成された所定の分割予定ライン１３の一端（図６の（a）において左端）を集光器５２２の直下に位置付けるとともに、チャックテーブル３６を上記ズレ量(Δy)だけ図６の(a)において紙面に垂直な方向に移動する。そして、図６の(b)で示すように集光器５２２を通して照射されるパルスレーザー光線によって形成される改質層の表面１１a側（下面）端部が表面１１aから(H)の位置となるように集光点Ｐを位置付ける。例えばパルスレーザー光線によって形成される改質層の厚みが４０μmである場合には、集光点Ｐが光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１の表面１１aから例えば（Ｈ＋２０μm）になるように集光点位置調整手段５３を作動して集光器５２２を位置付ける。

次に、制御手段８は、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を照射するとともに、加工送り手段３７を作動してチャックテーブル３６を図６の(a)において矢印X1で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる（改質層形成工程）。そして、図６の(c)で示すように集光器５２２から照射されるパルスレーザー光線の照射位置が分割予定ライン１３の他端（図６の(c)において右端）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３６の移動を停止する。この結果、光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１には、図６の(c)に示すように所定の分割予定ライン１３に沿って改質層１１３が形成される。この改質層１１３は、図６の(d)に示すように分割予定ライン１３の中心からY軸方向にズレ量(Δy)だけズレた位置においてサファイア基板１１の表面１１aから(H)の位置より裏面１１b側（上側）に４０μmの厚みで形成される。

なお、上記改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。
波長 ：５３２ｎｍ
平均出力 ：０．１５
繰り返し周波数 ：４５ｋＨｚ
集光スポット径 ：φ１μｍ
加工送り速度 ：３６０ｍｍ／秒

上述したように、光デバイスウエーハ１０の所定方向に形成された全ての分割予定ライン１３に沿って上記改質層形成工程を実施したならば、光デバイスウエーハ１０を保持したチャックテーブル３６を９０度回動した位置に位置付ける。そして、光デバイスウエーハ１０の上記所定方向と直交する方向に形成された全ての分割予定ライン１３に沿って上記検出用クラック形成工程とクラック角度検出工程および改質層形成工程を実施する。

上述した改質層形成工程を全ての分割予定ライン１３に沿って実施したならば、光デバイスウエーハ１０に外力を付与し、改質層１１３が形成された分割予定ライン１３に沿って破断する破断工程を実施する。この破断工程は、図７に示すテープ拡張装置９を用いて実施する。図７に示すテープ拡張装置９は、上記環状のフレームFを保持するフレーム保持手段９１と、該フレーム保持手段９１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９２と、ピックアップコレット９３を具備している。フレーム保持手段９１は、環状のフレーム保持部材９１１と、該フレーム保持部材９１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ９１２とからなっている。フレーム保持部材９１１の上面は環状のフレームFを載置する載置面９１１ａを形成しており、この載置面９１１ａ上に環状のフレームFが載置される。そして、載置面９１１ａ上に載置された環状のフレームFは、クランプ９１２によってフレーム保持部材９１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段９１は、テープ拡張手段９２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９２は、上記環状のフレーム保持部材９１１の内側に配設される拡張ドラム９２１を具備している。この拡張ドラム９２１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に貼着されるウエーハ１０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９２１は、下端に支持フランジ９２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段９２は、上記環状のフレーム保持部材９１１を上下方向に進退可能な支持手段９２３を具備している。この支持手段９２３は、上記支持フランジ９２２上に配設された複数のエアシリンダ９２３aからなっており、そのピストンロッド９２３bが上記環状のフレーム保持部材９１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ９２３aからなる支持手段９２３は、図８の（ａ）に示すように環状のフレーム保持部材９１１を載置面９１１ａが拡張ドラム９２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、図８の（b）に示すように拡張ドラム９２１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テープ拡張装置９を用いて実施するウエーハ破断工程について図８を参照して説明する。即ち、ウエーハ１０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８の（ａ）に示すようにフレーム保持手段９１を構成するフレーム保持部材９１１の載置面９１１ａ上に載置し、クランプ９１２によってフレーム保持部材９１１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９１１は図８の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。

上述したフレーム保持工程を実施したならば、図８の(b)に示すようにテープ拡張手段９２を構成する支持手段９２３としての複数のエアシリンダ９２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材９１１を拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材９１１の載置面９１１ａ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８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９２１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Tに貼着されている光デバイスウエーハ１０には放射状に引張力が作用する。このように光デバイスウエーハ１０に放射状に引張力が作用すると、分割予定ライン１３に沿って形成された改質層１１３は強度が低下せしめられているので、光デバイスウエーハ１０は強度が低下せしめられている改質層１１３が破断起点となって分割予定ライン１３に沿って破断され個々の光デバイス１４に分割される（破断工程）。この破断工程においては、図９に示すように光デバイスウエーハ１０は強度が低下せしめられている改質層１１３が破断起点となってサファイア基板１１の表面１１a（下面）および裏面１１b（上面）に向けてクラック１１４および１１５が発生するが、改質層１１３が分割予定ライン１３の中心からY軸方向にズレ量(Δy)だけズレた位置においてサファイア基板１１の表面１１aから(H)の位置より裏面１１b側に形成されるので、クラック１１４の先端は分割予定ライン１３の中心部に達する。従って、クラック１１４が分割予定ライン１３から逸脱して光デバイス１４に達することがないので、光デバイス１４の品質低下ないし破損を防止することができる。なお、クラック１１５もサファイア基板１１の裏面１１b（上面）に向けて斜めに伸びるが、サファイア基板１１の裏面１１b（上面）には光デバイスが形成されていないので品質に影響することはない。

上述した破断工程を実施することにより、光デバイスウエーハ１０を変質層１１３が形成された分割予定ライン１３に沿って破断し個々の光デバイス１４に分割したならば、図１０に示すようにピックアップコレット９３を作動して光デバイス１４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する（ピックアップ工程）。なお、ピックアップ工程においては、個々のデバイス１０２間の隙間Sが広げられているので、隣接するデバイス１０２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。

１：レーザー加工装置
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３６：チャックテーブル
３７：加工送り手段
３８：第１の割り出し送り手段
４：レーザー光線照射ユニット支持機構
４３：第２の割り出し送り手段
５：レーザー光線照射ユニット
５２：レーザー光線照射手段
５２２：集光器
５３：集光点位置調整手段
６：撮像手段
８：制御手段
１０：光デバイスウエーハ
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ

Claims (2)

1. 表面に分割予定ラインが形成された板状物を分割予定ラインに沿って分割する板状物の加工方法であって、
   板状物の表面側をレーザー加工装置の被加工物保持手段に保持する板状物保持工程と、
   被加工物保持手段に保持された板状物の裏面側から内部に集光点を位置付けて分割ラインに沿ってレーザー光線を照射し、板状物の内部に分割ラインに沿って改質層の表面側端部と表面までの距離が（Ｈ）となるように改質層を形成する改質層形成工程と、
   該改質層形成工程が実施された板状物の分割ラインに沿って外力を付与し、板状物を変質層が形成された分割予定ラインに沿って破断する破断工程と、を含み、
   該改質層形成工程を実施する前に、
   被加工物保持手段に保持された板状物における分割予定ラインと平行な任意の検出位置に裏面側から裏面に近い内部に集光点を位置付けてレーザー光線を照射し、板状物の内部に検出用改質層を形成するとともに該検出用改質層から裏面に伸びる検出用クラックを形成する検出用クラック形成工程と、
   該検出用クラックにおける板状物の裏面に対する垂線との成す角度（α）を検出するクラック角度検出工程と、を実施し、
   該改質層形成工程を実施する際には、Ｈ×ｔａｎαによって改質層と改質層から表面に達するクラックとの割り出し送り方向におけるズレ量（Δｙ）を求め、該ズレ量（Δｙ）分だけ該分割予定ラインの中心から割り出し送り方向にずらせて改質層を形成する、
   ことを特徴とする板状物の加工方法。
2. 該板状物は、サファイア基板の表面に光デバイス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光デバイスが形成された光デバイスウエーハである、請求項１記載の板状物の加工方法。

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