KR102529797B1 - 발광소자의 제조 방법 - Google Patents

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하루키 타케다
요시타카 스미토모
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니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 생산성을 향상시킬 수 있는 발광소자의 제조 방법을 제공한다.
[해결 수단] 실시형태에 의하면, 발광소자의 제조 방법은, 레이저광 조사 공정과 분리 공정을 포함한다. 레이저 조사 공정은, 제1면을 가지는 기판에 레이저광을 조사한다. 레이저광 조사 공정은, 복수의 제1선을 따라서 레이저광을 주사하는 제1 조사 공정과, 복수의 제2선을 따라서 레이저광을 주사하는 제2 조사 공정을 포함한다. 복수의 제1선은, 제1 방향으로 연장하고, 제2 방향으로 배열된다. 복수의 제2선은, 제2 방향으로 연장하며, 제1 방향으로 배열된다. 복수의 제1선의 제1 피치는, 복수의 제2선의 제2 피치보다 크다. 제1 조사 공정에 있어서의 레이저광의 조사의 피치는, 2.0㎛ 이하이다. 분리 공정은, 복수의 제2선을 따라서 웨이퍼를 복수의 바로 분리하고, 그 후에 복수의 제1선을 따라서 바를 복수의 발광소자로 분리한다.

Description

발광소자의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING LIGHT-EMITTING ELEMENT}
본 발명은, 발광소자의 제조 방법에 관한 것이다.
기판상에 발광층으로서 기능하는 화합물 반도체를 적층한 발광소자를 제조하는 방법에 있어서, 레이저 조사함으로써, 소자 분리선을 형성하는 방법이 제안되어 있다. 발광소자의 제조 방법에 있어서, 생산성의 향상이 요구된다.
일본특허 제5119463호 공보 　
본 발명은, 생산성을 향상시킬 수 있는 발광소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 발광소자의 제조 방법은, 레이저광 조사 공정과 분리 공정을 포함한다. 상기 레이저 조사 공정은, 제1면 및 제2면을 가지는 기판과, 상기 제2면에 설치된 반도체 구조를 포함하는 웨이퍼의 상기 기판에 레이저광을 조사하여, 상기 기판의 내부에 복수의 개질 영역을 형성한다. 상기 분리 공정은, 상기 레이저광 조사 공정 후에 상기 웨이퍼를 복수의 발광소자로 분리한다. 상기 레이저광 조사 공정은, 복수의 제1선을 따라 상기 레이저광을 주사하는 제1 조사 공정과, 복수의 제2선을 따라 상기 레이저광을 주사하는 제2 조사 공정을 포함한다. 상기 복수의 제1선은, 상기 제1면에 평행한 제1 방향으로 연장하고, 상기 제1면에 평행이며 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열된다. 상기 복수의 제2선은, 상기 제2 방향으로 연장하며, 상기 제1 방향으로 배열된다. 상기 복수의 제1선의 상기 제2 방향에 있어서의 제1 피치는, 상기 복수의 제2선의 상기 제1 방향에 있어서의 제2 피치보다 크다. 상기 제1 조사 공정에 있어서의 복수의 제1선 중 하나를 따른 상기 레이저광의 조사에 있어서, 상기 레이저광은, 상기 제1 방향을 따른 복수의 제1 위치에 조사되고, 상기 제1 방향을 따른 상기 복수의 제1 위치의 제1 조사 피치는, 2.0㎛ 이하이다. 상기 분리 공정은, 상기 복수의 제2선을 따라 상기 웨이퍼를 복수의 바(bar)로 분리하는 제1 분리 공정과, 상기 제1 분리 공정 후에 상기 복수의 제1선을 따라 상기 바를 상기 복수의 발광소자로 분리하는 제2 분리 공정을 포함한다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 생산성을 향상시킬 수 있는 발광소자의 제조 방법이 제공된다.
[도 1] 실시형태에 관한 발광소자의 제조 방법을 예시하는 흐름도이다.
[도 2] 실시형태에 관한 발광소자의 제조 방법에서 이용되는 웨이퍼를 예시하는 모식도이다.
[도 3] 실시형태에 관한 발광소자의 제조 방법에서 이용되는 웨이퍼를 예시하는 모식도이다.
[도 4] 실시형태에 관한 발광소자의 제조 방법의 일부를 예시하는 모식도이다.
[도 5] 실시형태에 관한 발광소자의 제조 방법의 일부를 예시하는 모식적 평면도이다.
[도 6] 실시형태에 관한 발광소자의 제조 방법의 일부를 예시하는 모식적 평면도이다.
[도 7] 실시형태에 관한 발광소자의 제조 방법의 일부를 예시하는 모식적 평면도이다.
[도 8] 실시형태에 관한 발광소자의 제조 방법의 일부를 예시하는 모식적 평면도이다.
[도 9] 발광소자의 분리에 관한 실험 결과를 예시하는 그래프이다.
이하에, 본 발명의 각 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.
또한, 도면은 모식적 또는 개념적인 것으로, 각 부분의 두께와 폭의 관계, 부분 간의 크기의 비율 등은, 반드시 현실의 것과 동일하다고는 할 수 없다. 또한, 같은 부분을 나타내는 경우이더라도, 도면에 따라 서로의 치수나 비율이 달리 나타내지는 경우도 있다.
또한, 본원 명세서에 있어서, 이미 설명한 도면에 관해 전술한 것과 마찬가지의 요소에는 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명은 적절히 생략한다.
도 1은, 실시형태에 관한 발광소자의 제조 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 2 및 도 3은, 실시형태에 관한 발광소자의 제조 방법에서 이용되는 웨이퍼를 예시하는 모식도이다. 도 2는, 도 3의 II－II선 단면도이다. 도 3은, 도 2의 화살표 AR로부터 본 평면도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 실시형태에 관한 발광소자의 제조 방법은, 레이저광 조사 공정(스텝 S110) 및 분리 공정(스텝 S120)을 포함한다. 레이저광 조사 공정은, 제1 조사 공정(스텝 S111) 및 제2 조사 공정(스텝 S112)을 포함한다. 분리 공정은, 제1 분리 공정(스텝 S121) 및 제2 분리 공정(스텝 S122)을 포함한다.
레이저 조사 공정에 있어서는, 웨이퍼에 레이저광을 조사한다. 이하, 웨이퍼의 예에 대해 설명한다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(50W)는, 기판(50) 및 반도체 구조(51)를 포함한다. 기판(50)은, 제1면(50a) 및 제2면(50b)을 가진다. 제2면(50b)은, 제1면(50a)과는 반대측의 면이다. 반도체 구조(51)는, 예를 들어, 제2면(50b)에 설치된다.
반도체 구조(51)는, 예를 들어, n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층을 포함한다. p형 반도체층과 기판(50)과의 사이에 n형 반도체층이 위치한다. p형 반도체층과 n형 반도체층과의 사이에 활성층이 위치한다. 반도체 구조(51)는, 예를 들어, InxAlyGa1 －x－ yN(0≤x, 0≤y, x＋y＜1) 등의 질화물 반도체를 포함한다. 활성층이 발하는 광의 피크 파장은, 예를 들어, 360㎚ 이상 650㎚ 이하이다.
제2면(50b)으로부터 제1면(50a)을 향하는 방향을 Z축 방향으로 한다. Z축 방향에 대해서 수직인 하나의 방향을 X축 방향으로 한다. Z축 방향 및 X축 방향에 대해 수직인 방향을 Y축 방향으로 한다. 제1면(50a) 및 제2면(50b)은, X-Y 평면을 따라 연장한다. Z축 방향은, 기판(50)의 두께 방향(예를 들어, 깊이 방향)에 대응한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 반도체 구조(51)는, 예를 들어, 복수의 영역(51r)을 포함한다. 복수의 영역(51r) 각각이 1개의 발광소자에 대응한다. 복수의 영역(51r)은, 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)으로 배열된다.
제1 방향(D1)은, 제1면(50a)에 평행한 1개의 방향이다. 제2 방향(D2)은, 제1면(50a)에 평행이며, 제1 방향(D1)과 교차한다. 제2 방향(D2)은, 예를 들어, 제1 방향(D1)에 대해서 수직이다. 이 예에서는, 제1 방향(D1)은, Y축 방향을 따른다. 제2 방향(D2)은, X축 방향을 따른다.
예를 들어, 기판(50)은, 예를 들어, 사파이어로 이루어진다. 기판(50)은, 예를 들어, 사파이어 기판(예를 들어, c면 사파이어 기판)이다. 기판(50)에 있어서, 제1면(50a)은, c면에 대해서 경사져 있어도 된다. 기판(50)이 사파이어 기판인 경우, 하나의 예에 있어서, 제1 방향(D1)은, 사파이어 기판의 a축을 따른다. 이 때, 제2 방향(D2)은, 사파이어 기판의 m축을 따른다.
기판(50)은, 오리엔테이션 플랫(55; orientation flat)을 가진다. 이 예에서는, 오리엔테이션 플랫(55)의 연장 방향은, 웨이퍼(50W)의 제2 방향(D2)을 따르고 있다. 실시형태에 있어서, 제1 방향(D1)과, 오리엔테이션 플랫(55)의 연장 방향과의 관계는, 임의이다. 제2 방향(D2)과, 오리엔테이션 플랫(55)의 연장 방향과의 관계는, 임의이다.
이와 같은 웨이퍼(50W)에 레이저광이 조사된다. 웨이퍼(50W)가 복수의 영역(51r)의 경계를 따라 분리된다. 복수의 영역(51r)으로부터 복수의 발광소자가 얻어진다.
도 4는, 실시형태에 관한 발광소자의 제조 방법의 일부를 예시하는 모식도이다.
도 4는, 레이저광의 조사를 예시하고 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(50W)의 기판(50)에, 레이저광(61)이 조사된다. 이 예에서는, 레이저광(61)은, 제1면(50a)으로부터 기판(50)에 입사한다.
레이저광(61)은, 펄스상으로 출사된다. 레이저 광원으로서, 예를 들어, Nd：YAG 레이저, 티탄 사파이어 레이저, Nd：YVO4 레이저, 또는, Nd：YLF 레이저 등이 이용된다. 레이저광(61)의 파장은, 기판(50)을 투과하는 광의 파장이다. 레이저광(61)은, 예를 들어, 800㎚ 이상 1200㎚ 이하의 범위에 피크 파장을 가지는 레이저광이다.
레이저광(61)은, X-Y 평면에 평행한 방향을 따라 주사된다. 예를 들어, 레이저광(61)과 기판(50)의 상대적인 위치가, X-Y 평면에 평행한 방향을 따라 변경된다. 레이저광(61)의 집광점의 Z축 방향을 따른 위치(기판(50)을 기준으로 했을 때의 위치)가 변경 가능해도 좋다.
예를 들어, 기판(50)의 제1면(50a)을 따른 하나의 방향을 따라서, 레이저광(61)이, 이산적으로 조사된다. 레이저광(61)이 조사된 복수의 위치는, 그 하나의 방향을 따라 서로 떨어져 있다. 레이저광(61)이 조사된 복수의 위치는, 하나의 피치(레이저 조사 피치(Lp))로 정렬된다. 레이저 조사 피치(Lp)는, 레이저광(61)의 숏(shot)간 피치에 대응한다.
레이저광(61)의 조사에 의해, 기판(50)의 내부에, 복수의 개질 영역(53)이 형성된다. 레이저광(61)은 기판(50)의 내부에 집광된다. 기판(50) 내부의 특정 깊이의 위치에 있어서, 레이저광(61)에 의한 에너지가 집중한다. 이에 의해, 복수의 개질 영역(53)이 형성된다. 복수의 개질 영역(53)을 형성할 때에 있어서의 레이저광(61)의 집광점의 피치는, 레이저 조사 피치(Lp)에 대응한다. 개질 영역(53)은, 예를 들어, 기판(50) 내부에 있어서, 레이저 조사에 의해 취화된 영역이다.
복수의 개질 영역(53)으로부터, 예를 들어, 균열이 진전한다. 균열은, 기판(50)의 Z축 방향으로 신전한다. 균열은, 기판(50)의 분리의 개시 위치가 된다. 예를 들어, 후술하는 분리 공정에 있어서, 힘(예를 들어, 하중, 또는 충격 등)이 가해진다. 이에 의해, 균열에 기초하여, 기판(50)이 분리된다.
이와 같이, 레이저광 조사 공정(스텝 S110)에 있어서는, 기판(50)에 레이저광(61)을 조사하여, 기판(50) 내부에 복수의 개질 영역(53)을 형성한다. 레이저 조사가, 예를 들어, 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)을 따라 행해진다.
그리고, 분리 공정(스텝 S120)에 있어서는, 레이저광 조사 공정 후에, 웨이퍼(50W)를 복수의 발광소자로 분리한다. 예를 들어, 2개의 방향을 따른 분리를 행함으로써, 웨이퍼(50W)가 복수의 발광소자로 분리된다.
이하, 레이저광 조사 공정의 예에 대해 설명한다.
도 5는, 실시형태에 관한 발광소자의 제조 방법의 일부를 예시하는 모식적 평면도이다.
도 5는, 제1 조사 공정(스텝 S111)을 예시하고 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 조사 공정에 있어서는, 복수의 제1선(L1)을 따라 레이저광(61)을 주사한다.
복수의 제1선(L1)은, 제1 방향(D1)으로 연장하고, 제2 방향(D2)으로 배열된다. 이미 설명한 바와 같이, 제1 방향(D1)은, 제1면(50a)에 평행이다. 제2 방향(D2)은, 제1면(50a)에 평행이며, 제1 방향(D1)과 교차한다. 복수의 제1선(L1)은, 제1 피치(P1)로 배열된다. 제1 피치(P1)는, 제2 방향(D2)에 있어서 인접하는 2개의 제1선(L1)이 제2 방향(D2)을 따른 거리이다.
복수의 제1선(L1)은, 예를 들어, 제2 방향(D2)으로 배열된 복수의 영역(51r)(도 3 참조) 사이의 경계를 따른다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 복수의 제1선(L1) 중 하나를 따른 레이저광(61)의 조사에 있어서, 레이저광(61)은, 복수의 제1 위치(61a)에 조사된다. 복수의 제1 위치(61a)는, 제1 방향(D1)을 따라 배열된다. 복수의 제1 위치(61a)의 피치는, 제1 조사 피치(Lp1)에 대응한다. 제1 조사 피치(Lp1)는, 제1 방향(D1)에 있어서 인접하는 2개의 제1 위치(61a)가 제1 방향(D1)을 따른 거리이다.
실시형태에 있어서는, 제1 조사 피치(Lp1)는, 예를 들어, 2.0㎛ 이하이다. 이에 의해, 아래에서 상술하는 바와 같이, 분리 공정에 있어서의 파단 강도를 충분히 상승시킬 수 있다.
도 6은, 실시형태에 관한 발광소자의 제조 방법의 일부를 예시하는 모식적 평면도이다.
도 6은, 제2 조사 공정(스텝 S112)을 예시하고 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 제2 조사 공정에 있어서는, 복수의 제2선(L2)을 따라 레이저광(61)을 주사 한다.
복수의 제2선(L2)은, 제2 방향(D2)으로 연장한다. 복수의 제2선(L2)은, 제1 방향(D1)에 있어서, 제2 피치(P2)로 배열된다. 제2 피치(P2)는, 제1 방향(D1)에 있어서 인접하는 2개의 제2선(L2)이 제1 방향(D1)을 따른 거리이다.
복수의 제2선(L2)은, 예를 들어, 제1 방향(D1)으로 배열된 복수의 영역(51r)(도 3 참조) 사이의 경계를 따른다.
제2 조사 공정에 있어서의 복수의 제2선(L2) 중 하나를 따른 레이저광(61)의 조사에 있어서, 레이저광(61)은, 복수의 제2 위치(61b)에 조사된다. 복수의 제2 위치(61b)는, 제2 방향(D2)을 따라 배열된다. 복수의 제2 위치(61b)의 피치는, 제2 조사 피치(Lp2)에 대응한다. 제2 조사 피치(Lp2)는, 제2 방향(D2)에 있어서 인접하는 2개의 제2 위치(61b)가 제2 방향(D2)을 따른 거리이다.
하나의 예에 있어서, 제1 조사 피치(Lp1)는, 제2 조사 피치(Lp2)보다 작다. 이에 의해, 아래에서 상술하는 바와 같이, 분리 공정에 있어서의 웨이퍼의 의도하지 않은 분리를 억제할 수 있다.
실시형태에 있어서, 제1 피치(P1)(도 5 참조)는, 제2 피치(P2)(도 6 참조)보다 크다.
이하, 분리 공정의 예에 대해 설명한다.
도 7은, 실시형태에 관한 발광소자의 제조 방법의 일부를 예시하는 모식적 평면도이다.
도 7은, 제1 분리 공정을 예시하고 있다. 제1 분리 공정에 있어서는, 복수의 제2선(L2)을 따라, 웨이퍼(50W)를 복수의 바(52)로 분리한다. 예를 들어, 블레이드를 이용하여, 하중을 제2선(L2)을 따라 웨이퍼(50W)에 가함으로써, 웨이퍼(50W)가, 복수의 바(52)로 분리된다. 실시형태에 있어서, 1개의 바(52)는, 복수의 영역(51r)이 제2 방향(D2)으로 배열된 상태이다.
도 8은, 실시형태에 관한 발광소자의 제조 방법의 일부를 예시하는 모식적 평면도이다.
도 8은, 제2 분리 공정을 예시하고 있다. 제2 분리 공정은, 제1 분리 공정 후에 행해진다. 제2 분리 공정은, 제1 분리 공정 후에, 복수의 제1선(L1)을 따라서, 바(52)를 복수의 발광소자(51e)로 분리한다. 예를 들어, 블레이드를 이용하여, 하중을 제1 방향(D1)을 따라서 바(52)(웨이퍼(50W))에 가함으로써, 바(52)가, 복수의 발광소자(51e)로 분리된다.
상기 분리는, 예를 들어, 할단에 의해 실행된다.
이미 설명한 바와 같이, 실시형태에 있어서는, 제1 피치(P1)는, 제2 피치(P2)보다 크다. 상기 제조 방법에 의해 얻어지는 복수의 발광소자(51e) 중 하나에 있어서, 제2 방향(D2)을 따른 길이는, 제1 방향(D1)을 따른 길이보다 길다. 복수의 발광소자(51e) 중 하나는, 장변과 단변을 가진다. 장변의 길이가, 제1 피치(P1)에 실질적으로 대응한다. 단변의 길이는, 제2 피치(P2)에 대응한다.
실시형태에 있어서는, 제1 분리 공정을 실시한 후에 제2 분리 공정을 실시한다. 예를 들어, 장변을 따른 개편화 예정선(제2선(L2))을 따라 분리한다. 이 후, 단변을 따른 개편화 예정선(제1선(L1))을 따라 분리한다.
한편, 제1선(L1)을 따라 분리한 후에, 제2선(L2)을 따라 분리할 수도 있다. 이 경우는, 제1선(L1)을 따라 분리한 후에, 제2선(L2)을 따른 분리를 하는 것이 어려운 경향이 있다. 즉, 단변을 따른 개편화 예정선을 따라서 분리한 후, 장변을 따른 개편화 예정선을 따라 분리를 하는 것이 어렵다. 이것은, 단변을 따라서 분리한 웨이퍼를, 보다 더 미세한 장변을 따라서 분리하는 것이 어렵기 때문이다.
실시형태에 있어서는, 제1 분리 공정을 실시한 후에 제2 분리 공정을 실시한다. 이에 의해, 기판(50)을 복수의 발광소자로 분리하기 쉽다.
단변을 따른 개편화 예정선을 따라서 분리하는 때에 비해, 장변을 따른 개편화 예정선을 따라서 분리하는 때 쪽이, 의도하지 않은 분리가 생기기 쉽다. 즉, 분리 공정 시에, 장변보다 단변 쪽이 의도하지 않은 분리가 생기기 쉽다. 실시형태에 있어서는, 장변을 따른 개편화 예정선을 따라서 분리하는 경우이더라도 단변에 있어서의 의도하지 않은 분리를 억제할 수 있다.
나아가, 실시형태에 있어서는, 제1선(L1)을 따른 제1 조사 피치(Lp1)는, 2.0㎛ 이하로 작게된다. 이에 의해, 제1 분리 공정에 있어서의 의도하지 않은 제1선(L1)을 따른 분리가 억제된다.
후술하는 바와 같이, 제1 조사 피치(Lp1)를 작게함으로써, 제1선(L1)을 따른 파단 강도를 높일 수 있다. 이에 의해, 예를 들어, 제1선(L1)을 따른 분리가 생기기 어려워진다. 예를 들어, 제1 분리 공정에 있어서의 충격에 의해 의도하지 않은 분리가 생기는 것을, 보다 더 억제할 수 있다.
실시형태에 있어서는, 제2 조사 공정에 있어서의 레이저광(61)의 조사에 있어서, 레이저광(61)은, 제2 조사 피치(Lp2)로 조사된다. 실시형태에 있어서, 제2 조사 피치(Lp2)는, 제1 조사 피치(Lp1)보다 큰 것이 바람직하다.
제2선(L2)을 따른 레이저광(61)의 조사에 있어서, 제2 조사 피치(Lp2)가 큰 것에 의해, 제2선(L2)을 따른 파단 강도가 낮아진다. 그 결과, 제2선(L2)을 따른 분리가 용이하게 된다.
예를 들어, 제2선(L2)을 따른 분리(제1 분리 공정)에 있어서, 블레이드 등에 의한 하중을 작게 하여도, 제2선(L2)을 따른 분리를 실시할 수 있다. 작은 하중에 의해 제2선(L2)을 따른 분리가 행해지기 때문에, 제1선(L1)에 걸리는 하중도 작아져 의도하지 않게 제1선(L1)을 따른 분리가 생기는 것을, 보다 억제할 수 있다.
예를 들어, 제2 조사 피치(Lp2)는, 예를 들어, 3.0㎛ 이상 3.5㎛ 이하이다. 이와 같은 제2 조사 피치(Lp2)를 이용함으로써, 의도하지 않은 분리의 발생을 안정적으로 억제할 수 있다.
예를 들어, 2개의 방향을 따른 2개의 분리 공정에 있어서, 예를 들어, 불균일한 하중이 기판(50)에 가해짐으로써, 의도하지 않은 분리가 생긴다. 의도하지 않은 분리에 의해, 기판의 치핑 등의 불량이 생긴다. 실시형태에 있어서는, 일방의 레이저 조사의 조건으로서, 타방의 레이저 조사의 조건보다 분리하기 어려운 조건이 채용된다. 이에 의해, 의도하지 않은 분리가 억제된다.
2개의 방향을 따른 2개의 분리 공정에 있어서, 일방의 방향을 따른 분리의 용이함이, 타방의 방향을 따른 분리의 용이함과 다를 경우가 있다. 예를 들어, 기판(50)의 결정 방위의 방향에 따라, 분리의 용이함이 다를 경우가 있다. 이와 같은 경우에 있어서, 분리의 용이함의 차를 작게 하려 하는 참고예가 있다.
이에 대해서, 실시형태에 있어서는, 일방의 레이저 조사의 조건으로서, 타방의 레이저 조사의 조건보다 분리하기 어려운 조건을 채용한다. 즉, 제1 레이저 조사 공정에 있어서의 제1 조사 피치(Lp1)를 제2 레이저 조사 공정에 있어서의 제2 조사 피치(Lp2)보다 작게 한다. 제1 레이저 조사 공정으로 형성되는 복수의 개질 영역(53)에 의해, 제1선(L1)을 따른 분리가 행해지기 어려운 상태로 된다. 이에 의해, 제2 분리 공정에서 분리되어야 할 부분이, 제1 분리 공정에 있어서, 의도하지 않게 분리되는 것이 억제된다.
실시형태에 있어서는, 제1 분리 공정과, 제2 분리 공정이 행해지는 경우에 있어서, 분리(할단)의 순서에 따라, 레이저 조사 피치(Lp)가 적절히 설정된다. 이에 의해, 의도하지 않은 분리를 억제할 수 있다.
실시형태에 따르면, 생산성을 향상시킬 수 있는 발광소자의 제조 방법을 제공할 수 있다.
이하, 레이저 조사한 후의 웨이퍼(50W)에 있어서의 파단 강도에 관한 실험 결과의 예에 대해 설명한다. 실험에 있어서의 시료는, 기판(50)(사파이어 기판)과 질화물 반도체가 적층된 반도체 구조(51)(도 2 참조)를 포함한다. 시료의 두께는, 약 120㎛이다. 시료의 평면 형상은 장방형이며, 주면(主面)의 하나의 변(장변)의 길이는, 2200㎛이며, 다른 변(단변)의 길이는, 2000㎛이다. 시료의 장변에 대해서 평행한 중심선을 따라, 시료에 레이저광(61)이 조사된다. 실험에 있어서는, 레이저 조사 피치(Lp)가, 1㎛~3.5㎛의 사이에서 0.5㎛마다 변경된다. 실험에 있어서는, 사파이어 기판의 m축을 따라 레이저광(61)이 조사되는 경우와, 사파이어 기판의 a축을 따라 레이저광(61)이 조사되는 경우의 2종의 조건이 채용된다. 레이저광(61)의 펄스 주기는 일정이며, 레이저광(61)의 주사 속도를 변경함으로써, 레이저 조사 피치(Lp)가 변경된다. 레이저광(61)은, YAG 레이저로부터 출사된다. 레이저광(61)의 파장은, 1040㎚이다.
여러 가지의 레이저 조사 피치(Lp)로 레이저광(61)이 조사된 시료에 대해, 파단 강도를 측정하였다. 파단 강도의 측정에 있어서, 굽힘 시험을 행하였다. 시료에 3점 굽힘 하중이 가해져, 파단할 때의 하중을, 파단 강도로 하였다.
도 9는, 발광소자의 분리에 관한 실험 결과를 예시하는 그래프이다.
도 9의 횡축은, 레이저 조사 피치(Lp)(㎛)이다. 종축은, 파단 강도 F1(뉴턴： N)이다. 도 9에는, a축 방향을 따라 레이저광(61)을 조사했을 때의 파단 강도 F1의 값이, 둥근 심볼로 나타내어져 있다. m축을 따라 레이저광(61)을 조사했을 때의 파단 강도 F1의 값이, 삼각형 심볼로 나타내어져 있다. a축 방향을 따라 레이저광(61)을 조사했을 때의 파단 강도 F1의 값의 평균치가, 사각형 심볼로 나타내어져 있다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 레이저 조사 피치(Lp)가 작으면, 파단 강도 F1이 높아졌다. 도 9의 결과로부터, 레이저 조사 피치 Lp가 3㎛인 경우에, m축 방향을 따른 레이저 조사와, a축을 따른 레이저 조사에 있어, 실질적으로 마찬가지의 경향이 관찰된다.
도 9로부터 알 수 있듯이, 레이저 조사 피치(Lp)가 2.5㎛ 이하가 되면, 파단 강도 F1가 상승하기 시작한다. 레이저 조사 피치(Lp)가 2.0㎛ 이하가 되면, 파단 강도 F1의 상승이 현저하게 되었다. 한편, 레이저 조사 피치(Lp)가 3.0㎛ 이상 3.5㎛ 이하에 있어서는, 파단 강도 F1은, 안정적으로 낮아졌다.
이상으로부터, 제1 조사 피치(Lp1)는, 2.0㎛ 이하인 것이 바람직하다. 제2 조사 피치(Lp2)는, 3.0㎛ 이상(3.5㎛ 이하)인 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1 레이저 조사의 파단 강도(F1)와, 제2 레이저 조사의 파단 강도(F1) 사이에 있어서, 커다란 차가 얻어진다.
도 9로부터 알 수 있듯이, 레이저 조사 피치(Lp)가 1.5㎛ 이하일 때의 파단 강도 F1의 최소치는, 레이저 조사 피치(Lp)가 3.0㎛ 이하일 때의 최대치보다 크다.
이로부터, 제1 조사 피치(Lp1)는, 1.5㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 편차를 포함하더라도, 파단 강도(F1)에 있어, 충분한 차가 얻어진다.
이와 같이 실시형태에 있어서는, 분리(할단)의 순서에 따라, 레이저 조사 피치(Lp)가 적절히 설정된다. 이에 의해, 의도하지 않은 분리를 억제할 수 있다.
본 발명자는, 레이저 조사 피치를 좁힘으로써 기판이 깨어지기 쉬워진다고 생각하고 있었다. 그러나, 상술한 것처럼, 실제로는, 레이저 조사 피치를 좁힘으로써 파단 강도 F1가 상승하여, 기판이 분리되기 어려워짐을 알았다. 분리되기 어려워진 이유로서는, 레이저광의 주사선상에 있어서의 기판 내부에 복수의 개질 영역이 조밀하게 형성되고, 그들이 서로 겹침으로써 기판의 분리가 억제되었다고 생각된다.
실시형태에 있어서, 제2 피치(P2)는, 300㎛ 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어, 제2 피치(P2)가, 300㎛보다 작을 때에는, 제1 분리 공정에 있어서, 의도하지 않게, 제1선(L1)을 따른 분리가 생기기 쉬운 경향이 있다. 실시형태에 있어서는, 제1 조사 피치(Lp1)를 소정의 값으로 함으로써, 제2 피치(P2)가 300㎛ 이하일 때이더라도, 의도하지 않은 분리가 억제된다.
실시형태에 있어서, 제1 피치(P1)는, 1mm 이상인 것이 바람직하고, 1mm 이상 3mm 이하인 것이 보다 바람직하다.
실시형태에 있어서, 제1 조사 공정 및 제2 조사 공정에 있어서의 레이저광(61)의 출력은, 100mW 이상 150mW 이하인 것이 바람직하다. 출력이 150mW보다 높으면, 예를 들어, 반도체 구조(51)(예를 들어, 발광소자(51e))에 데미지가 생기는 경우가 있다. 출력이 100mW보다 낮으면, 예를 들어, 개질 영역(53)이 형성되기 어려워지거나, 또는 개질 영역(53)으로부터의 균열이 신전하기 어려워진다. 이 때문에, 기판(50)의 분리가 곤란하게 된다. 출력이 100mW 이상 150mW 이하일 때에, 예를 들어, 반도체 구조(51)에의 데미지를 억제하면서, 용이한 분리가 가능하게 된다.
실시형태에 있어서는, 제1 조사 공정 후에, 제2 조사 공정이 실시되는 것이 바람직하다. 이미 설명한 것처럼, 제1 조사 공정에 있어서의 복수의 제1선(L1)의 제1 피치(P1)는, 제2 조사 공정에 있어서의 복수의 제2선(L2)의 제2 피치(P2)보다 크다. 예를 들어, 단위면적 당의 복수의 제1선(L1)의 수는, 단위면적 당의 복수의 제2선(L2)의 수보다 작다.
이미 설명한 바와 같이, 레이저광(61)의 조사에 의해 복수의 개질 영역(53)이 형성되고, 복수의 개질 영역(53)으로부터 생기는 균열이 진전하여, 기판(50)이 분리된다. 레이저광(61)의 주사의 회수가 많으면, 개질 영역(53)도 많아지기 쉽고, 기판(50)의 내부의 응력(예를 들어, 압축 응력)이 커진다. 기판(50)의 내부의 압축 응력이 큰 상태에 있어서는, 개질 영역(53)이 형성되었다고 해도, 개질 영역(53)으로부터 생기는 균열이 신전하기 어렵다. 이 때문에, 기판(50)은, 분리하기 어렵다. 기판(50)의 내부의 압축 응력이 작을 때에, 기판(50)은 분리하기 쉽다.
주사 회수가 적은 제1 조사 공정을 먼저 행함으로써, 기판 내부에 있어서의 압축 응력이 비교적 작은 상태에서, 다음의 제2 조사 공정을 행할 수 있다. 예를 들어, 주사 회수가 많은 제2 조사 공정 후에, 주사 회수가 적은 제1 조사 공정을 행하는 경우, 압축 응력이 강하게 작용하고 있는 상태에서, 제1 조사 공정이 행해지게 된다. 이 경우, 제1 조사 공정에서 개질 영역(53)을 형성하여도 균열이 신전하기 어렵기 때문에, 기판의 할단을 행하는 것이 어렵다. 실시형태에 있어서는, 제1 조사 공정과 제2 조사 공정에 있어서의 개질 영역으로부터의 균열이 신전하기 어려워지는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 기판(50)을 분리하기 쉽다.
(실시예)
실시예에 있어서, 웨이퍼(50W)로서 사파이어 기판상에, 질화물 반도체를 포함하는 반도체 구조(51)가 설치되었다. 사파이어 기판의 두께는, 120㎛이다. 레이저광(61)의 파장은, 약 1060㎚이다. 레이저광(61)의 출력은, 100mW~150mW 정도이다.
레이저광 조사 공정에 있어서, 제1 방향(D1)은, 사파이어 기판의 a축에 대해 평행이다. 제2 방향(D2)은, 사파이어 기판의 m축에 대해 평행이다. 제1 피치(P1)는, 1100㎛이다. 제2 피치(P2)는, 200㎛이다. 제1 조건에 있어서, 제1 조사 피치(Lp1)는, 1.5㎛이며, 제2 조사 피치(Lp2)는, 3.0㎛이다.
분리 공정에 있어서, 제2선(L2)을 따른 제1 분리 공정을 행하고, 그 후에, 제1선(L1)을 따른 제2 분리 공정을 행했다.
의도하지 않은 깨어짐이 발생하여, 발광소자가 빠지는 등의 상태를 불량이라 판정하였다. 실시예에 있어서, 불량이 생긴 비율은, 0.5%였다.
(참고예)
참고예에 있어서는, 제1 조사 피치(Lp1)가, 3.0㎛이다. 참고예에 있어서의 이외의 조건은, 상기 실시예와 같다. 참고예에 있어서, 불량이 생긴 비율은 2.0%였다. 실시예에 있어서의 제조 방법에 의해, 불량을 억제하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
실시형태에 의하면, 생산성을 향상시킬 수 있는 발광소자의 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본원 명세서에 있어서, 「수직」및 「평행」은, 엄밀한 수직 및 엄밀한 평행만이 아니라, 예를 들어 제조 공정에 있어서의 편차 등을 포함하는 것으로, 실질적으로 수직 및 실질적으로 평행이면 된다.
이상, 구체예를 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은, 이들 구체예로 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 발광소자의 제조 방법에서 이용되는 웨이퍼, 기판, 반도체 구조, 발광소자 및 레이저 등의 각각의 구체적인 구성에 관해서는, 당업자가 공지의 범위로부터 적절히 선택함으로써 본 발명을 마찬가지로 실시하여, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.
또한, 각 구체예의 어느 2개 이상의 요소를 기술적으로 가능한 범위에서 조합한 것도, 본 발명의 요지를 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.
그 외, 본 발명의 실시형태로서 상술한 발광소자의 제조 방법을 기본으로 하여, 당업자가 적절히 설계 변경하여 실시할 수 있는 모든 발광소자의 제조 방법도, 본 발명의 요지를 포함하는 한, 본 발명의 범위에 속한다.
그 외, 본 발명의 사상의 범주에 있어서, 당업자라면, 각종의 변경예 및 수정예에 상도할 수 있는 것이며, 그들 변경예 및 수정예에 대해서도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해된다.
50: 기판
50W: 웨이퍼
50a: 제1면
50b: 제2면
51: 반도체 구조
51e: 발광소자
51r: 영역
52: 바
53: 개질 영역
55: 오리엔테이션 플랫
61: 레이저광
61a, 61b: 제1, 제2 위치
AR: 화살표
D1, D2: 제1, 제2 방향
F1: 파단 강도
L1, L2: 제1, 제2선
Lp: 레이저 조사 피치
Lp1, Lp2: 제1, 제2 조사 피치
P1, P2: 제1, 제2 피치

Claims (7)

  1. 제1면 및 제2면을 가지는 기판과, 상기 제2면에 설치된 반도체 구조를 포함하는 웨이퍼의 상기 기판에 레이저광을 조사하여, 상기 기판의 내부에 복수의 개질 영역을 형성하는 레이저광 조사 공정과,
    상기 레이저광 조사 공정 후에 상기 웨이퍼를 복수의 발광소자로 분리하는 분리 공정
    을 구비하고,
    상기 레이저광 조사 공정은,
    복수의 제1선을 따라 상기 레이저광을 주사하는 제1 조사 공정으로서, 상기 복수의 제1선은, 상기 제1면에 평행한 제1 방향으로 연장하고, 상기 제1면에 평행이며 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되는, 상기 제1 조사 공정과,
    복수의 제2선을 따라 상기 레이저광을 주사하는 제2 조사 공정으로서, 상기 복수의 제2선은, 상기 제2 방향으로 연장하고, 상기 제1 방향으로 배열되는, 상기 제2 조사 공정
    을 포함하고,
    상기 복수의 제1선의 상기 제2 방향에 있어서의 제1 피치는, 상기 복수의 제2선의 상기 제1 방향에 있어서의 제2 피치보다 크고,
    상기 제1 조사 공정에 있어서의 복수의 제1선 중 하나를 따른 상기 레이저광의 조사에 있어서, 상기 레이저광은, 상기 제1 방향을 따른 복수의 제1 위치에 조사되고, 상기 제1 방향을 따른 상기 복수의 제1 위치의 제1 조사 피치는, 2.0㎛ 이하이며,
    상기 분리 공정은,
    상기 복수의 제2선을 따라서 상기 웨이퍼를 복수의 바로 분리하는 제1 분리 공정과,
    상기 제1 분리 공정 후에 상기 복수의 제1선을 따라서 상기 바를 상기 복수의 발광소자로 분리하는 제2 분리 공정
    을 포함하고,
    상기 제2 조사 공정에 있어서의 복수의 제2선 중 하나를 따른 상기 레이저광의 조사에 있어서, 상기 레이저광은, 상기 제2 방향을 따른 복수의 제2 위치에 조사되고, 상기 제2 방향을 따른 상기 복수의 제2 위치의 제2 조사 피치는, 3.0㎛ 이상 3.5㎛ 이하이며,
    상기 기판은, 사파이어로 이루어지고,
    상기 제1 방향은 상기 기판의 a축을 따르고, 상기 제2 방향은 상기 기판의 m축을 따르는, 발광소자의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 피치는, 300㎛ 이하인, 발광소자의 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 조사 공정 및 상기 제2 조사 공정에 있어서의 상기 레이저광의 출력은, 100mW 이상 150mW 이하인, 발광소자의 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 조사 공정 후에, 상기 제2 조사 공정이 실시되는, 발광소자의 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 피치는, 1mm 이상인, 발광소자의 제조 방법.
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