KR101661776B1 - 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법 - Google Patents

광디바이스 웨이퍼의 가공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사파이어 기판의 표면에 형성된 광디바이스를 손상시키는 일없이, 사파이어 기판의 이면을 연삭하여 정해진 두께로 형성할 수 있는 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법을 제공한다.
사파이어 기판의 표면에 복수의 디바이스가 형성된 디바이스 영역과 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 갖고, 광디바이스 영역이 외주 잉여 영역보다 돌출하여 형성되어 있는 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법으로서, 광디바이스의 디바이스 영역과 외주 잉여 영역의 경계를 따라 레이저 광선을 조사하여 사파이어 기판의 표면측에 파단 기점을 형성하는 파단 기점 형성 공정과, 광디바이스 웨이퍼의 표면에 보호 부재를 점착하는 보호 부재 점착 공정과, 파단 기점 형성 공정 및 보호 부재 점착 공정이 실시된 광디바이스 웨이퍼의 표면에 점착된 보호 부재측을 연삭 장치의 척 테이블에 유지하며 사파이어 기판의 이면을 연삭하여 정해진 두께로 형성하는 이면 연삭 공정을 포함한다.

Description

광디바이스 웨이퍼의 가공 방법{METHOD FOR MACHINING OPTICAL DEVICE WAFER }
본 발명은 사파이어 기판의 표면에 격자형으로 형성된 스트리트에 의해 복수의 영역이 구획되고, 이 구획된 영역에 질화갈륨계 화합물 반도체 등으로 이루어지는 광디바이스가 적층된 광디바이스 웨이퍼를, 정해진 두께로 연삭하는 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다.
사파이어 기판의 표면에 격자형으로 형성된 스트리트라고 불리는 분할 예정 라인에 의해 복수의 영역이 구획되고, 이 구획된 영역에 질화갈륨계 화합물 반도체 등으로 이루어지는 광디바이스가 적층된 광디바이스 웨이퍼는, 스트리트를 따라 각각의 발광 다이오드 등의 광디바이스로 분할되어, 전기 기기에 널리 이용되고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
광디바이스 웨이퍼는, 기판의 표면에 광디바이스를 구성하는 질화갈륨계 화합물 등의 반도체층을 성장시켜 형성하기 때문에, 기판으로서 질화갈륨계 화합물 등의 반도체층의 성장에 효과적인 사파이어를 이용한다. 이러한 광디바이스 웨이퍼는, 휘도를 향상시키기 위해 사파이어 기판의 이면이 연삭되어 두께가 100 ㎛ 정도로 형성된다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성10-305420호 공보
광디바이스 웨이퍼는, 두께가 1300 ㎛ 정도의 사파이어 기판의 표면에 형성되는 광디바이스층으로 이루어지는 광디바이스 영역과, 상기 광디바이스 영역을 둘러싸며 폭이 3 ㎜ 정도인 외주 잉여 영역을 갖고, 광디바이스 영역이 외주 잉여 영역보다 30 ㎛ 정도 돌출하여 형성되어 있다. 이와 같이, 광디바이스 영역과 외주 잉여 영역의 사이에 단차를 갖는 광디바이스 웨이퍼에 있어서는, 사파이어 기판의 이면을 연삭하여 두께가 200 ㎛ 정도에 달하면, 외주 잉여 영역의 휘어짐에 기인하여 광디바이스 영역과 외주 잉여 영역의 경계부로부터 크랙이 발생하고, 이 크랙이 광디바이스 영역에 달하여 광디바이스를 손상시킨다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 기술적 과제는, 사파이어 기판의 표면에 형성된 광디바이스를 손상시키는 일없이, 사파이어 기판의 이면을 연삭하여 정해진 두께로 형성할 수 있는 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 주된 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따르면, 사파이어 기판의 표면에 복수의 광디바이스가 형성된 디바이스 영역과 상기 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 갖고, 상기 디바이스 영역이 상기 외주 잉여 영역보다 돌출하여 형성되어 있는 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법으로서,
광디바이스 웨이퍼의 디바이스 영역과 외주 잉여 영역의 경계를 따라 레이저 광선을 조사하여, 사파이어 기판의 표면측에 파단 기점을 형성하는 파단 기점 형성 공정과,
광디바이스 웨이퍼의 표면에 보호 부재를 점착하는 보호 부재 점착 공정과,
상기 파단 기점 형성 공정 및 상기 보호 부재 점착 공정이 실시된 광디바이스 웨이퍼의 표면에 점착된 보호 부재측을 연삭 장치의 척 테이블에 유지하고, 사파이어 기판의 이면을 연삭하여 정해진 두께로 형성하는 이면 연삭 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법이 제공된다.
상기 파단 기점 형성 공정은, 사파이어 기판에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 광디바이스 웨이퍼의 표면측으로부터 조사하여, 디바이스 영역과 외주 잉여 영역의 경계를 따라 파단 기점이 되는 레이저 가공홈을 형성한다.
또한, 상기 파단 기점 형성 공정은, 사파이어 기판에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 사파이어 기판의 내부에 집광점을 위치시켜 조사하여, 사파이어 기판의 내부에 있어서의 표면측에 디바이스 영역과 외주 잉여 영역의 경계를 따라 파단 기점이 되는 변질층을 형성한다.
본 발명에 따른 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서는, 광디바이스 웨이퍼의 디바이스 영역과 외주 잉여 영역의 경계를 따라 레이저 광선을 조사하여, 사파이어 기판의 표면측에 파단 기점을 형성하는 파단 기점 형성 공정을 실시한 후에, 광디바이스 웨이퍼의 표면에 보호 부재를 점착하고, 이 보호 부재측을 연삭 장치의 척 테이블에 유지하며, 사파이어 기판의 이면을 연삭하여 정해진 두께로 형성하는 이면 연삭 공정을 실시하기 때문에, 이면 연삭 공정을 실시할 때에, 사파이어 기판의 두께가 얇아지면 디바이스 영역과 외주 잉여 영역의 경계부를 따라 형성된 파단 기점으로부터 사파이어 기판의 이면을 향하여 균열이 발생하여 경계부가 파단됨으로써, 디바이스 영역과 외주 잉여 영역이 분리되기 때문에, 디바이스 영역과 외주 잉여 영역의 경계부로부터 디바이스 영역에 크랙이 들어가 광디바이스를 손상시킨다고 하는 문제를 해소할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 따라 가공되는 광디바이스 웨이퍼의 사시도 및 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 파단 기점 형성 공정을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 주요부 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 파단 기점 형성 공정으로서의 레이저 가공홈 형성 공정의 설명도이다.
도 4는 본 발명에 따른 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 파단 기점 형성 공정으로서의 변질층 형성 공정의 설명도이다.
도 5는 본 발명에 따른 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 보호 부재 점착 공정의 설명도이다.
도 6은 본 발명에 따른 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 이면 연삭 공정으로서의 조(粗)연삭 공정의 설명도이다.
도 7은 본 발명에 따른 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 이면 연삭 공정으로서의 마무리 연삭 공정의 설명도이다.
도 8은 본 발명에 따른 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 이면 연삭 공정을 실시할 때에 광디바이스 웨이퍼를 구성하는 사파이어 기판에 발생하는 균열의 상태를 도시하는 설명도이다.
이하, 본 발명에 따른 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법의 적합한 실시형태에 대해서, 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1의 (a) 및 (b)에는, 본 발명에 따른 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 따라 가공되는 광디바이스 웨이퍼의 사시도 및 정면도가 도시되어 있다.
도 1의 (a) 및 (b)에 도시하는 광디바이스 웨이퍼(2)는, 사파이어 기판(21)의 표면(21a)에 격자형으로 배열된 복수의 스트리트(211)에 의해 구획된 복수의 영역에 질화갈륨계 화합물 반도체 등으로 이루어지는 광디바이스(212)가 형성된 디바이스 영역(220)과, 상기 디바이스 영역(220)을 둘러싸는 외주 잉여 영역(230)을 갖고 있다. 이와 같이 구성된 광디바이스 웨이퍼(2)는, 디바이스 영역(220)이 외주 잉여 영역(230)보다 돌출하여 형성되어 있다. 또한, 도시된 실시형태에 있어서의 광디바이스 웨이퍼(2)는, 전체의 두께(t1)가 예컨대 1300 ㎛, 사파이어 기판(21)의 두께(t2)가 예컨대 1270 ㎛, 디바이스 영역(220)과 외주 잉여 영역(230)의 단차(t3)가 예컨대 30 ㎛, 외주 잉여 영역(230)의 폭(s)이 예컨대 3 ㎜로 설정되어 있다.
상기한 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(21)의 이면(21b)을 연삭하여 정해진 두께(예컨대 140 ㎛)로 형성하는 가공 방법에 대해서 설명한다.
우선, 광디바이스 웨이퍼(2)의 디바이스 영역(220)과 외주 잉여 영역(230)의 경계를 따라 레이저 광선을 조사하고, 사파이어 기판(21)의 표면(21a)측에 파단 기점을 형성하는 파단 기점 형성 공정을 실시한다. 이 파단 기점 형성 공정은, 도시된 실시형태에 있어서는 도 2에 도시하는 레이저 가공 장치(3)를 이용하여 실시한다. 도 2에 도시하는 레이저 가공 장치(3)는, 피가공물을 유지하는 척 테이블(31)과, 상기 척 테이블(31) 위에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(32)을 구비하고 있다. 척 테이블(31)은, 피가공물을 흡인 유지하도록 구성되어 있고, 도시하지 않는 가공 이송 기구에 의해 도 2에 있어서 화살표 X로 나타내는 가공 이송 방향으로 이동하며, 도시하지 않는 인덱싱 이송 기구에 의해 화살표 Y로 나타내는 인덱싱 이송 방향으로 이동하도록 되어 있다. 상기 레이저 광선 조사 수단(32)은, 실질상 수평으로 배치된 원통 형상의 케이싱(321)의 선단에 장착된 집광기(322)로부터 펄스 레이저 광선을 조사한다. 도시된 레이저 가공 장치(3)는, 상기 레이저 광선 조사 수단(32)을 구성하는 케이싱(321)의 선단부에 장착된 촬상 수단(33)을 구비하고 있다. 이 촬상 수단(33)은, 피가공물을 조명하는 조명 수단과, 상기 조명 수단에 의해 조명된 영역을 포착하는 광학계와, 상기 광학계에 의해 포착된 상을 촬상하는 촬상 소자(CCD) 등을 구비하며, 촬상한 화상 신호를 도시하지 않는 제어 수단에 보낸다.
상기 레이저 가공 장치(3)를 이용하여 실시하는 파단 기점 형성 공정의 제1 실시형태에 대해서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
파단 기점 형성 공정을 실시하기 위해서는, 도 2에 도시하는 바와 같이 레이저 가공 장치(3)의 척 테이블(31) 위에 상기 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(21)의 이면(21b)측을 배치하고, 도시하지 않는 흡인 수단을 작동시킴으로써 광디바이스 웨이퍼(2)를 척 테이블(31) 위에 흡인 유지한다. 따라서, 척 테이블(31) 위에 흡인 유지된 광디바이스 웨이퍼(2)는, 표면(2a)이 상측이 된다. 그리고, 도시하지 않는 가공 이송 기구를 작동시켜 척 테이블(31)을 레이저 광선 조사 수단(32)에 의한 가공 영역으로 이동시키고, 도 2 및 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이 척 테이블(31)에 유지된 광디바이스 웨이퍼(2)의 디바이스 영역(220)과 외주 잉여 영역(230)의 경계부(240)가 레이저 광선 조사 수단(32)의 집광기(322)의 바로 아래에 있도록 위치시킨다. 다음에, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이 레이저 광선 조사 수단(32)을 작동시켜, 집광기(322)로부터 사파이어 기판에 대하여 흡수성을 갖는 파장(예컨대 355 ㎚)의 펄스 레이저 광선을 광디바이스 웨이퍼(2)의 표면측으로부터 조사하면서 척 테이블(31)을 화살표 31a로 나타내는 방향으로 회전시킨다. 이때, 집광기(322)로부터 조사되는 펄스 레이저 광선의 집광점(P)은, 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(21)의 표면(21a) 부근에 맞춘다. 이 결과, 척 테이블(31)이 1 회전하면, 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(21)에는 디바이스 영역(220)과 외주 잉여 영역(230)의 경계부(240)를 따라 파단 기점이 되는 레이저 가공홈(250)이 형성된다(레이저 가공홈 형성 공정).
상기 파단 기점 형성 공정으로서의 레이저 가공홈 형성 공정에 있어서의 가공 조건은, 예컨대 다음과 같이 설정되어 있다.
광원: LD 여기 Q 스위치 Nd: YVO4 레이저
파장: 355 ㎚
평균 출력: 1.5 W
반복 주파수: 100 ㎑
집광 스폿 직경: Φ1 ㎛
척 테이블의 회전 속도: 75.22 도/초
상기 가공 조건에 의해 레이저 가공홈 형성 공정을 실시함으로써, 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(21)에는, 디바이스 영역(220)과 외주 잉여 영역(230)의 경계부(240)를 따라 표면으로부터 깊이가 약 40 ㎛인 레이저 가공홈(250)이 형성된다. 또한, 파단 기점으로서의 레이저 가공홈(250)은 깊을수록 유효하지만, 레이저 가공홈(250)의 깊이를 깊게 하기 위해서는 레이저 가공홈 형성 공정을 복수회 실시하거나, 레이저 광선의 출력을 증대시킬 필요가 있다. 따라서, 생산성 및 경제성을 고려하여, 도시된 실시형태에 있어서는 후술하는 사파이어 기판의 파단 효과를 얻을 수 있는 깊이로서 약 40 ㎛으로 설정하였다.
다음에, 상기 레이저 가공 장치(3)를 이용하여 실시하는 파단 기점 형성 공정의 제2 실시형태에 대해서 도 4를 참조하여 설명한다.
파단 기점 형성 공정의 제2 실시형태도 상기 제1 실시형태와 마찬가지로 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이 레이저 가공 장치(3)의 척 테이블(31) 위에 상기 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(21)의 이면(21b)을 배치하고, 도시하지 않는 흡인 수단을 작동시킴으로써 광디바이스 웨이퍼(2)를 척 테이블(31) 위에 흡인 유지한다. 그리고, 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이 광디바이스 웨이퍼(2)에 형성된 디바이스 영역(220)과 외주 잉여 영역(230)의 경계부(240)를 레이저 광선 조사 수단(32)의 집광기(322)의 바로 아래에 있도록 위치시킨다. 다음에, 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이 레이저 광선 조사 수단(32)을 작동시켜, 집광기(322)로부터 사파이어 기판에 대하여 투과성을 갖는 파장(예컨대 1064 ㎚)의 펄스 레이저 광선을 광디바이스 웨이퍼(2)의 표면측으로부터 조사하면서 척 테이블(31)을 화살표 31a로 나타내는 방향으로 회전시킨다. 이때, 집광기(322)로부터 조사되는 펄스 레이저 광선의 집광점(P)은, 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(21)의 내부(표면으로부터 예컨대 20 ㎛의 위치)에 맞춘다. 이 결과, 척 테이블(31)이 1 회전하면, 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(21)에는, 표면(21a)측에 디바이스 영역(220)과 외주 잉여 영역(230)의 경계부(240)를 따라 파단 기점이 되는 변질층(260)이 형성된다(변질층 형성 공정).
상기 파단 기점 형성 공정으로서의 변질층 형성 공정에 있어서의 가공 조건은, 예컨대 다음과 같이 설정되어 있다.
광원: LD 여기 Q 스위치 Nd: YVO4 레이저
파장: 1064 ㎚
평균 출력: 1.5 W
반복 주파수: 100 ㎑
집광 스폿 직경: Φ1 ㎛
척 테이블의 회전 속도: 75.22 도/초
상기 가공 조건에 따라 변질층 형성 공정을 형성함으로써, 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(21)에는, 표면(21a)측 디바이스 영역(220)과 외주 잉여 영역(230)의 경계부(240)를 따라 깊이가 약 40 ㎛인 변질층(260)이 형성된다. 이 파단 기점으로서의 변질층(260)도 상기 레이저 가공홈(250)과 마찬가지로 깊을수록 유효하지만, 생산성 및 경제성을 고려하여, 도시된 실시형태에 있어서는 후술하는 사파이어 기판의 파단 효과를 얻을 수 있는 깊이로서 약 40 ㎛으로 설정하였다.
또한, 상기한 파단 기점 형성 공정으로서의 변질층 형성 공정은, 사파이어 기판에 대하여 투과성을 갖는 파장(예컨대 1064 ㎚)의 펄스 레이저 광선을 광디바이스 웨이퍼(2)의 표면측으로부터 조사한 예를 나타내었지만, 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(21)의 이면측으로부터 사파이어 기판에 대하여 투과성을 갖는 파장(예컨대 1064 ㎚)의 펄스 레이저 광선의 집광점을 표면으로부터 예컨대 20 ㎛의 위치에 위치시켜 조사하여도 좋다. 또한, 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(21)의 이면측으로부터 레이저 광선을 조사하는 경우에는, 미리 광디바이스 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 후술하는 보호 부재를 점착하는 보호 부재 점착 공정을 실시하여도 좋다.
상기한 바와 같이 파단 기점 형성 공정으로서의 레이저 가공홈 형성 공정 또는 변질층 형성 공정을 실시함으로써, 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(21)에는 디바이스 영역(220)과 외주 잉여 영역(230)의 경계부(240)를 따라 파단 기점이 되는 레이저 가공홈(250) 또는 변질층(260)을 형성하였으면, 광디바이스 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 보호 부재를 점착하는 보호 부재 점착 공정을 실시한다. 즉, 도 5의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이 광디바이스 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 광디바이스(212)를 보호하기 위한 보호 부재(4)를 점착한다.
보호 부재 점착 공정을 실시하였으면, 광디바이스 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 점착된 보호 부재(4)측을 연삭 장치의 척 테이블에 유지하고, 사파이어 기판(21)의 이면(21b)을 연삭하여 정해진 두께로 형성하는 이면 연삭 공정을 실시한다. 이 이면 연삭 공정은, 도시된 실시형태에 있어서는, 조연삭 공정과 마무리 연삭 공정으로 나누어 실시한다.
상기 이면 연삭 공정에 있어서의 조연삭 공정은, 도 6의 (a)에 도시하는 연삭 장치(5)를 이용하여 실시한다. 도 6의 (a)에 도시하는 연삭 장치(5)는, 피가공물을 유지하는 척 테이블(51)과, 상기 척 테이블(51)에 유지된 피가공물을 연삭하는 연삭 수단(52)을 구비하고 있다. 척 테이블(51)은, 상면에 피가공물을 흡인 유지하며 도 6의 (a)에 있어서 화살표 51a로 나타내는 방향으로 회전하게 된다. 연삭 수단(52)은, 스핀들 하우징(521)과, 상기 스핀들 하우징(521)에 회전 가능하게 지지되며 도시하지 않는 회전 구동 기구에 의해 회전하게 되는 회전 스핀들(522)과, 상기 회전 스핀들(522)의 하단에 장착된 마운터(523)와, 상기 마운터(523)의 하면에 부착된 연삭 휠(524)을 구비하고 있다. 이 연삭 휠(524)은, 원환형의 베이스(525)와, 상기 베이스(525)의 하면에 환형으로 장착된 연삭 지석(526)으로 이루어져 있고, 베이스(525)가 마운터(523)의 하면에 체결 볼트(527)에 의해 부착되어 있다. 또한, 연삭 휠(524)을 구성하는 연삭 지석(526)은, 입자 직경이 40∼60 ㎛인 다이아몬드 지립을 메탈 본드로 결합하여 형성되어 있다.
상기한 연삭 장치(5)를 이용하여 상기 이면 연삭 공정에 있어서의 조연삭 공정을 실시하기 위해서는, 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이 척 테이블(51)의 상면(유지면)에 상기 광디바이스 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 점착된 보호 부재(4)측을 배치한다. 그리고, 도시하지 않는 흡인 수단을 작동시킴으로써 척 테이블(51) 위에 광디바이스 웨이퍼(2)를 흡인 유지한다. 따라서, 척 테이블(51) 위에 흡인 유지된 광디바이스 웨이퍼(2)는, 사파이어 기판(21)의 이면(21b)이 상측이 된다. 이와 같이 척 테이블(51) 위에 광디바이스 웨이퍼(2)를 흡인 유지하였으면, 척 테이블(51)을 도 6의 (a)에 있어서 화살표 51a로 나타내는 방향으로 예컨대 550 rpm으로 회전시키면서, 연삭 수단(52)의 연삭 휠(524)을 도 6의 (a)에 있어서 화살표 524a로 나타내는 방향으로 예컨대 1150 rpm으로 회전시키며, 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이 연삭 지석(526)의 연삭면(하면)을 피가공면인 사파이어 기판(21)의 이면(21b)에 접촉시켜, 연삭 휠(524)을 도 6의 (a) 및 (b)에 있어서 화살표 524b로 나타내는 바와 같이 제1 조연삭 이송 속도(예컨대, 1.4 ㎛/초)로 하방[척 테이블(51)의 유지면에 대하여 수직인 방향]으로 예컨대 985 ㎛ 연삭 이송한다(제1 조연삭 공정). 이 제1 조연삭 공정이 종료하였으면, 연삭 휠(524)의 연삭 이송 속도를 제2 조연삭 이송 속도(예컨대, 1.0 ㎛/초)로 전환하여 예컨대 140 ㎛ 연삭 이송한다(제2 조연삭 공정). 이 결과, 도시된 실시형태에 있어서는 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(21)의 이면(21b)이 1125 ㎛ 조연삭된다.
상기한 이면 연삭 공정에 있어서의 조연삭 공정을 실시하였으면, 마무리 연삭 공정을 실시한다.
이면 연삭 공정에 있어서의 마무리 연삭 공정은, 도 7의 (a)에 도시하는 연삭 장치(5a)를 이용하여 실시한다. 또한, 도 7의 (a)에 도시하는 연삭 장치(5a)는, 상기 도 6의 (a)에 도시하는 연삭 장치(5)와 연삭 휠(524)을 구성하는 연삭 지석(526a)이 상이할 뿐이며, 그 외의 구성 부재는 실질적으로 동일하기 때문에, 동일 부재에는 동일 부호를 붙이고 그 설명은 생략한다. 도 7의 (a)에 도시하는 연삭 장치(5a)에 있어서의 연삭 휠(524)을 구성하는 연삭 지석(526a)은, 입자 직경이 2∼3 ㎛인 다이아몬드 지립을 비트리파이드 본드로 결합하여 형성되어 있다.
상기한 연삭 장치(5a)를 이용하여 상기 이면 연삭 공정에 있어서의 마무리 연삭 공정을 실시하기 위해서는, 도 7의 (a)에 도시하는 바와 같이 척 테이블(51)의 상면(유지면)에 상기 조연삭 공정이 실시된 광디바이스 웨이퍼(2)의 표면(2a)에 점착된 보호 부재(4)측을 배치한다. 그리고, 도시하지 않는 흡인 수단을 작동시킴으로써 척 테이블(51) 위에 광디바이스 웨이퍼(2)를 흡인 유지한다. 따라서, 척 테이블(51) 위에 흡인 유지된 광디바이스 웨이퍼(2)는, 사파이어 기판(21)의 이면(21b)이 상측이 된다. 이와 같이 척 테이블(51) 위에 광디바이스 웨이퍼(2)를 흡인 유지하였으면, 척 테이블(51)을 도 7의 (a)에 있어서 화살표 51a로 나타내는 방향으로 예컨대 550 rpm으로 회전시키면서, 연삭 수단(52)의 연삭 휠(524)을 도 7의 (a)에 있어서 화살표 524a로 나타내는 방향으로 예컨대 1000 rpm으로 회전시키며, 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이 연삭 지석(526a)의 연삭면(하면)을 피가공면인 사파이어 기판(21)의 이면(21b)에 접촉시켜, 연삭 휠(524)을 도 7의 (a) 및 (b)에 있어서 화살표 524b로 나타내는 바와 같이 정해진 마무리 연삭 이송 속도(예컨대, 0.35 ㎛/초)로 하방[척 테이블(51)의 유지면에 대하여 수직인 방향]으로 예컨대 35 ㎛ 연삭 이송한다. 이 결과, 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(21)의 이면(21b)이 35 ㎛ 마무리 연삭되고, 광디바이스 웨이퍼(2)의 두께는 140 ㎛가 된다.
상기 이면 연삭 공정에 있어서의 조연삭 공정 또는 마무리 연삭 공정을 실시할 때에, 사파이어 기판(21)의 두께가 얇아지면, 도 8에 도시하는 바와 같이 디바이스 영역(220)과 외주 잉여 영역(230)의 경계부(240)를 따라 형성된 레이저 가공홈(250) 또는 변질층(260)이 파단 기점이 되어 상기 레이저 가공홈(250) 또는 변질층(260)으로부터 사파이어 기판(21)의 이면(21b)을 향하여 균열(270)이 발생한다. 이와 같이, 레이저 가공홈(250) 또는 변질층(260)이 파단 기점이 되어 균열(270)이 발생하여 경계부(240)가 파단됨에 따라, 디바이스 영역(220)과 외주 잉여 영역(230)이 분리되기 때문에, 디바이스 영역(220)과 외주 잉여 영역(230)의 경계부(240)로부터 디바이스 영역(220)에 크랙이 들어가 광디바이스(212)를 손상시킨다고 하는 문제를 해소할 수 있다.
2: 광디바이스 웨이퍼
21: 사파이어 기판
220: 디바이스 영역
230: 외주 잉여 영역
250: 레이저 가공홈
260: 변질층
3: 레이저 가공 장치
31: 레이저 가공 장치의 척 테이블
32: 레이저 광선 조사 수단
322: 집광기
4: 보호 부재
5, 5a: 연삭 장치
51: 연삭 장치의 척 테이블
52: 연삭 수단
524: 연삭 휠
426, 426a: 연삭 지석

Claims (3)

  1. 사파이어 기판의 표면에 복수의 광디바이스가 형성된 디바이스 영역과 상기 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역을 갖고, 상기 디바이스 영역이 상기 외주 잉여 영역보다 돌출하여 형성되는 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법으로서,
    광디바이스 웨이퍼의 디바이스 영역과 외주 잉여 영역의 경계를 따라 레이저 광선을 조사하여, 사파이어 기판의 표면측에 파단 기점을 형성하는 파단 기점 형성 공정과,
    광디바이스 웨이퍼의 표면에 보호 부재를 점착하는 보호 부재 점착 공정과,
    상기 파단 기점 형성 공정 및 상기 보호 부재 점착 공정이 실시된 광디바이스 웨이퍼의 표면에 점착된 보호 부재측을 연삭 장치의 척 테이블에 유지하고, 사파이어 기판의 이면을 연삭하여 정해진 두께로 형성하는 이면 연삭 공정을 포함하고,
    상기 이면 연삭 공정에 있어서, 상기 디바이스 영역과 상기 외주 잉여 영역의 경계부를 따라 형성된 파단 기점으로부터 상기 사파이어 기판의 이면을 향하여 균열이 발생하여 상기 경계부가 파단됨으로써, 상기 디바이스 영역과 상기 외주 잉여 영역이 분리되는 것을 특징으로 하는 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파단 기점 형성 공정은, 사파이어 기판에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 광디바이스 웨이퍼의 표면측으로부터 조사하여, 디바이스 영역과 외주 잉여 영역의 경계를 따라 파단 기점이 되는 레이저 가공홈을 형성하는 것인 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 파단 기점 형성 공정은, 사파이어 기판에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 사파이어 기판의 내부에 집광점을 위치시켜 조사하여, 사파이어 기판의 내부에 있어서의 표면측에 디바이스 영역과 외주 잉여 영역의 경계를 따라 파단 기점이 되는 변질층을 형성하는 것인 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법.
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