KR20150089931A - 광디바이스 및 광디바이스의 가공 방법 - Google Patents

광디바이스 및 광디바이스의 가공 방법 Download PDF

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치카라 아이카와
유사쿠 이토
다로 아라카와
츄춘 양
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명은 광의 취출 효율을 높일 수 있는 광디바이스 및 그 가공 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 광디바이스(1)는, 기판(21)과, 기판(21)의 표면(21a)에 형성된 발광층(22)을 구비한다. 기판(21)의 이면(21b)에는, 크레이터형의 오목부(23)가 형성되어 있다. 오목부(23)는, 광디바이스 웨이퍼(W)에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사함으로써 형성된다. 광디바이스(1)에서는, 발광층(22)으로부터 방사하여 오목부(23)에 입사한 광을 난반사시킬 수 있다.

Description

광디바이스 및 광디바이스의 가공 방법{OPTICAL DEVICE AND METHOD FOR PROCESSING OPTICAL DEVICE}
본 발명은, 기판의 표면에 발광층이 형성된 광디바이스 및 광디바이스의 가공 방법에 관한 것이다.
레이저 다이오드(LD)나 발광 다이오드(LED) 등의 광디바이스의 제조 프로세스에서는, 사파이어나 SiC 등으로 이루어진 결정 성장용 기판의 상면에, 예컨대 에피택셜 성장에 의해 발광층(에피택셜층)을 적층함으로써, 복수의 광디바이스를 형성하기 위한 광디바이스 웨이퍼가 제조된다. LD, LED 등의 광디바이스는, 광디바이스 웨이퍼의 표면에 있어서, 격자형을 이루는 복수의 분할 예정 라인으로 구획된 각 영역에 형성되고, 이러한 분할 예정 라인을 따라서 광디바이스 웨이퍼를 분할하여 개별 부재로 함으로써, 개개의 광디바이스가 제조된다.
종래, 광디바이스 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라서 분할하는 방법으로서, 특허문헌 1 및 2에 기재된 방법이 알려져 있다. 특허문헌 1의 분할 방법에서는, 우선, 분할 예정 라인을 따라서 웨이퍼에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 펄스 레이저빔을 조사하여 레이저 가공홈을 형성한다. 그 후, 웨이퍼에 외력을 부여함으로써 레이저 가공홈을 분할 기점으로 광디바이스 웨이퍼를 분할하고 있다.
특허문헌 2의 분할 방법은, 광디바이스의 휘도 향상을 위해, 광디바이스 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저빔을 웨이퍼의 내부에 집광점을 맞춰 조사하여 내부에 분할 예정 라인을 따르는 개질층을 형성하고 있다. 그리고, 개질층에서 강도가 저하된 분할 예정 라인에 외력을 부여함으로써, 광디바이스 웨이퍼를 분할하고 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평성10-305420호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2008-006492호 공보
특허문헌 1, 2의 광디바이스 웨이퍼의 분할 방법에서는, 레이저빔을 광디바이스 웨이퍼에 대하여 대략 수직으로 입사시켜, 레이저 가공홈 또는 개질층을 분할 기점으로 광디바이스 웨이퍼를 개개의 광디바이스로 분할하고 있다. 이러한 광디바이스의 측면은, 표면에 형성된 발광층에 대하여 대략 수직이 되고, 광디바이스는 직방체 형상으로 형성된다. 따라서, 광디바이스의 발광층으로부터 출사하여 광디바이스의 이면에서 반사한 광에 있어서, 측면에 대한 입사각이 임계각도보다 커지는 광의 비율이 높아진다. 이 때문에, 측면에서 전반사하는 광의 비율이 높아지고, 전반사를 반복하는 중에 최종적으로 광디바이스의 내부에서 삭광(削光)되어 버리는 비율도 높아진다. 그 결과, 광디바이스에서의 광의 취출 효율이 저하되고, 휘도도 저하되어 버린다는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 광의 취출 효율을 향상시킬 수 있는 광디바이스 및 광디바이스의 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 광디바이스는, 기판과, 기판의 표면에 형성된 발광층을 포함하는 광디바이스로서, 기판의 이면에는 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 기판의 이면에 오목부를 형성했기 때문에, 오목부에 입사한 광을 난반사시킬 수 있고, 난반사하여 기판의 측면에 입사한 광 중, 임계각도 이하로 측면에 입사하는 광의 비율을 크게 할 수 있다. 이에 따라, 전반사하여 발광층으로 되돌아가는 광의 비율을 낮게 억제하고, 측면으로부터 나오는 광의 비율을 크게 할 수 있어, 광의 취출 효율의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 광디바이스의 가공 방법에서는, 표면에 발광층을 가지며, 복수의 교차하는 분할 예정 라인이 형성되고 분할 예정 라인으로 구획된 발광층의 각 영역에 각각 광디바이스를 갖는 광디바이스 웨이퍼의 표면측에 보호 테이프를 접착하는 접착 공정과, 접착 공정을 실시한 후에, 광디바이스 웨이퍼의 분할 예정 라인에 분할의 계기가 되는 분할 기점을 형성하는 분할 기점 형성 공정과, 분할 기점 형성 공정을 실시한 후에, 분할 예정 라인을 따라서 광디바이스 웨이퍼에 외력을 부여하여 광디바이스 웨이퍼를 개개의 광디바이스로 분할하는 분할 공정과, 분할 공정을 실시하기 전 또는 실시한 후에, 광디바이스 웨이퍼에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 이면에 조사하여 이면에 오목부를 형성하는 오목부 형성 공정으로 구성되는 것을 특징으로 한다. 이 방법에 의하면, 각 공정이 복잡해지거나 장시간 걸리거나 하지 않고, 이면에 오목부가 형성된 광디바이스를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 광디바이스의 가공 방법에서는, 오목부 형성 공정에 있어서는 이면에 형성된 오목부 내를 에칭으로 처리하는 것이 좋다.
본 발명에 의하면, 광의 취출 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 광디바이스의 구성예를 이면측으로부터 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 광디바이스에서의 광이 방출되는 모습을 나타내는 단면 모식도이다.
도 3은 비교 구조에 따른 광디바이스에서의 광이 방출되는 모습을 나타내는 단면 모식도이다.
도 4는 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 5는 접착 공정의 설명도이다.
도 6a는 분할 기점 형성 공정의 설명도이고, 도 6b는 오목부 형성 공정의 설명도이고, 도 6c는 분할 공정의 설명도이다.
첨부 도면을 참조하여, 광디바이스 및 그 가공 방법에 관해 설명한다. 우선, 도 1 및 도 2를 참조하여 광디바이스에 관해 설명한다. 도 1은, 광디바이스의 일례를 이면측으로부터 나타내는 사시도이다. 도 2는, 광디바이스의 광의 방출 상태의 설명용 단면도이다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 광디바이스(1)는, 베이스(11)(도 1에서는 도시하지 않음) 위에 와이어본딩 실장 또는 플립 칩 실장된다. 광디바이스(1)는, 기판(21)과, 기판(21)의 표면(21a)에 형성된 발광층(22)을 포함하여 구성되어 있다. 기판(21)은, 결정 성장용 기판으로서 사파이어 기판(Al2O3 기판), 질화갈륨 기판(GaN 기판), 실리콘카바이드 기판(SiC 기판), 산화갈륨 기판(Ga2O3 기판)에서 선택된다. 기판(21)은 투명한 것이 바람직하다.
발광층(22)은, 기판(21)의 표면(21a)에 전자가 다수 캐리어가 되는 n형 반도체층(예컨대, n형 GaN층), 반도체층(예컨대, InGaN층), 정공이 다수 캐리어가 되는 p형 반도체층(예컨대, p형 GaN층)을 순서대로 에피택셜 성장시킴으로써 형성된다. 그리고, n형 반도체층과 p형 반도체층의 각각에 외부 취출용의 2개의 전극(도시하지 않음)이 형성되고, 2개의 전극에 대하여 외부 전원으로부터의 전압이 인가됨으로써 발광층(22)으로부터 광이 방출된다.
기판(21)의 표면(21a) 및 이면(21b)은, 평면에서 볼 때 대략 동일한 사각형을 이루며, 서로 평행해지도록 형성되어 있다. 기판(21)은, 표면(21a) 및 이면(21b)의 각 4변을 연결하는 4개의 측면(21c)을 구비하고 있다. 각 측면(21c)은, 표면(21a) 및 이면(21b)에 수직으로 형성되어 있다. 기판(21)의 이면(21b)에는 오목부(23)가 형성되어 있다. 오목부(23)는, 내주면이 곡면이 되는 크레이터형으로 형성되고, 저면에서 볼 때 대략 원형으로 형성되어 있다. 오목부(23) 내는 에칭으로 처리되며, 오목부(23) 내의 잔해를 제거하여 휘도 향상을 도모하고 있다. 에칭으로는 웨트 에칭을 예시할 수 있다. 이면(21b)의 전체 면적에 대하여 오목부(23)가 형성되는 영역의 비율은 4∼8할로 설정되어 있다. 또, 오목부(23)의 형성수는, 본 실시형태에서는 1개로 했지만, 이면(21b)의 면내에 복수 형성해도 좋다.
다음으로, 본 실시형태에 따른 광디바이스(1)에 의한 휘도 개선 효과에 관해, 도 3의 비교 구조에 따른 광디바이스를 참조하면서 설명한다. 도 3은, 실시형태와 비교하기 위한 비교 구조에 따른 광디바이스로부터 광이 방출되는 모습을 나타내는 단면 모식도이다. 비교 구조에 따른 광디바이스(3)는, 실시형태에 따른 광디바이스(1)에 비하여, 기판 이면의 형상이 변하는 점을 제외하고 공통의 구성을 구비한다. 즉, 비교 구조에 따른 광디바이스(3)는, 표면(31a) 및 이면(31b)이 대략 동일한 사각형을 이루는 기판(31)과, 기판(31)의 표면(31a)에 형성된 발광층(32)을 포함하며, 베이스(33) 위에 실장된다. 그리고, 기판(31)의 이면(31b)은, 표면(31a)과 평행해지는 평면형으로 형성되어 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 광디바이스(1)에 있어서, 발광층(22)에서 생긴 광은, 주로 표면(22a) 및 이면(22b)으로부터 방출된다. 발광층(22)의 표면(22a)으로부터 방출된 광(예컨대, 광로 A1)은, 렌즈 부재(도시하지 않음) 등을 통하여 외부에 취출된다. 한편, 예컨대 발광층(22)의 이면(22b)으로부터 출사되어 광로 A2를 전파하는 광은, 오목부(23)에 입사하여 난반사된다. 오목부(23)에서 난반사된 광으로는, 광로 A3, A4, A5를 전파하는 광을 예시할 수 있다.
광로 A3을 전파하는 광은, 발광층(22)에 입사하여 흡수되어, 외부에 취출할 수 없다. 한편, 광로 A4, A5를 전파하는 광은, 기판(21)의 측면(21c)과 공기층의 계면에 대하여 입사각 θ1, θ2로 입사한다. 이들 입사각 θ1, θ2가 기판(21)의 임계각 이하가 되면, 도시한 바와 같이 적어도 일부가 공기층측으로 투과하여 방출된다.
이에 비해, 도 3에 나타낸 바와 같이, 비교 구조에 따른 광디바이스(3)의 광로 B1, B2는, 실시형태에 따른 광디바이스(1)의 광로 A1, A2와 동일하게 방출된다. 광로 B2를 전파하는 광은, 베이스(33)의 표면에서 반사되어 광로 B3을 전파한다. 측면(31c)과 공기층의 계면에 대한 광로 B3의 입사각 θ3은, 실시형태의 입사각 θ1, θ2보다 커지고, 또한, 기판(31)의 임계각보다 커져 측면(31c)과 공기층의 계면에서 전반사된다(광로 B4). 그리고, 광로 B4를 전파하는 광은, 기판(31)을 투과하고 나서 발광층(32)에 입사하여 흡수되어, 외부에 취출할 수 없게 된다.
이상과 같이, 본 실시형태의 광디바이스(1)에 의하면, 기판(21)의 이면(21b)에 크레이터형의 오목부(23)를 형성했기 때문에, 발광층(22)으로부터 출사하여 광로 A2와 동일하게 전파하는 광을 난반사하고, 광로 A4, A5와 동일하게 하여 외부에 취출할 수 있다. 따라서, 광로 A2와 동일하게 전파하는 광은, 비교 구조의 광로 B2와 동일하게 전파하는 광에 비하여, 측면(21c)에서 전반사하는 광의 비율을 저감시킬 수 있다. 이에 따라, 기판(21)의 내부에서 반사를 반복하여 발광층(22)으로 되돌아가는 광의 비율을 적게 하고, 기판(21)으로부터 나오는 광의 비율을 크게 할 수 있어, 광의 취출 효율을 높여 휘도의 향상을 도모할 수 있다. 또, 본 실시형태에 있어서, 이면(21b)의 전체 면적에 대하여, 오목부(23)가 형성되는 영역의 비율을 8할로 설정한 경우, 비교 구조에 비해서 휘도를 1∼2% 향상시킬 수 있다.
계속해서, 본 발명의 실시형태에 따른 광디바이스의 가공 방법에 관해 설명한다. 본 실시형태에 따른 광디바이스의 가공 방법은, 접착 공정, 분할 기점 형성 공정, 레이저 가공 장치에 의한 오목부 형성 공정, 분할 장치에 의한 분할 공정을 거쳐 실시된다. 접착 공정에서는, 발광층이 형성된 광디바이스 웨이퍼의 표면에 점착 시트가 접착된다. 오목부 형성 공정에서는, 광디바이스 웨이퍼의 이면에 오목부가 형성된다. 분할 공정에서는, 광디바이스 웨이퍼의 분할 예정 라인을 따라서 개개의 광디바이스로 분할된다. 이하, 본 실시형태에 따른 가공 방법에 관해 상세하게 설명한다.
도 4를 참조하여, 광디바이스 웨이퍼의 이면에 오목부를 형성하는 레이저 가공 장치에 관해 설명한다. 도 4는, 본 실시형태에 따른 레이저 가공 장치의 사시도이다. 또, 본 실시형태에 따른 레이저 가공 장치는, 도 4에 나타내는 구성에 한정되지 않는다. 레이저 가공 장치는, 광디바이스 웨이퍼에 대하여 오목부를 형성할 수 있다면 어떠한 구성이어도 좋다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 레이저 가공 장치(100)는, 레이저 광선을 조사하는 레이저 가공 유닛(102)과 광디바이스 웨이퍼(W)를 유지한 척테이블(유지 수단)(103)을 상대 이동시켜, 광디바이스 웨이퍼(W)를 가공하도록 구성되어 있다.
레이저 가공 장치(100)는 직방체형의 기판(101)을 갖고 있다. 기판(101)의 상면에는, 척테이블(103)을 X축 방향으로 가공 이송하고, Y축 방향으로 인덱싱하는 척테이블 이동 기구(104)가 설치되어 있다. 척테이블 이동 기구(104)의 후방에는, 수직벽부(111)가 세워져 설치되어 있다. 수직벽부(111)의 전면(前面)으로부터는 아암부(112)가 돌출되어 있고, 아암부(112)에는 척테이블(103)에 대향하도록 레이저 가공 유닛(102)이 지지되어 있다.
척테이블 이동 기구(104)는, 기판(101)의 상면에 배치된 X축 방향으로 평행한 한쌍의 가이드 레일(115)과, 한쌍의 가이드 레일(115)에 슬라이드 가능하게 설치된 모터 구동의 X축 테이블(116)을 갖고 있다. 또한, 척테이블 이동 기구(104)는, X축 테이블(116) 상면에 배치된 Y축 방향으로 평행한 한쌍의 가이드 레일(117)과, 한쌍의 가이드 레일(117)에 슬라이드 가능하게 설치된 모터 구동의 Y축 테이블(118)을 갖고 있다.
Y축 테이블(118)의 상부에는 척테이블(103)이 설치되어 있다. 또, X축 테이블(116), Y축 테이블(118)의 배면측에는, 각각 도시하지 않은 너트부가 형성되고, 이들 너트부에 볼나사(121, 122)가 나사 결합되어 있다. 그리고, 볼나사(121, 122)의 일단부에 연결된 구동 모터(123, 124)가 회전 구동됨으로써, 척테이블(103)이 가이드 레일(115, 117)을 따라서 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동된다.
척테이블(103)은 원판형으로 형성되어 있고, θ 테이블(125)을 통해 Y축 테이블(118)의 상면에 회전 가능하게 설치되어 있다. 척테이블(103)의 상면에는, 다공성 세라믹스재에 의해 흡착면이 형성되어 있다. 척테이블(103)의 주위에는, 한쌍의 지지 아암을 통해 4개의 클램프부(126)가 설치되어 있다. 4개의 클램프부(126)가 에어 액츄에이터(도시하지 않음)에 의해 구동됨으로써, 광디바이스 웨이퍼(W)의 주위의 링프레임(F)이 사방에서 끼워져 고정된다.
레이저 가공 유닛(102)은, 아암부(112)의 선단에 설치된 가공 헤드(127)를 갖고 있다. 아암부(112) 및 가공 헤드(127) 내에는, 레이저 가공 유닛(102)의 광학계가 설치되어 있다. 가공 헤드(127)는, 도시하지 않은 발진기로부터 발진된 레이저 광선을 집광 렌즈에 의해 집광하여, 척테이블(103) 위에 유지된 광디바이스 웨이퍼(W)를 레이저 가공한다. 이 경우, 레이저 광선은, 광디바이스 웨이퍼(W)에 대하여 흡수성을 갖는 파장이며, 광학계에 있어서 광디바이스 웨이퍼(W)의 이면(도 4 중 상면)에 집광하도록 조정된다.
이 레이저 광선의 조사에 의해 광디바이스 웨이퍼(W)의 이면에 어블레이션이 생겨 부분적으로 에칭되고, 광디바이스(1)에 따른 위치에 크레이터형의 오목부(23)(도 6 참조)가 각각 형성된다. 여기서 어블레이션이란, 레이저빔의 조사 강도가 미리 정해진 가공 임계치 이상이 되면, 고체 표면에서 전자, 열적, 광과학적 및 역학적 에너지로 변환되고, 그 결과, 중성 원자, 분자, 정부의 이온, 라디칼, 클러스터, 전자, 광이 폭발적으로 방출되어 고체 표면이 에칭되는 현상을 말한다. 본 실시형태에 있어서, 레이저 광선의 파장은, 광디바이스 웨이퍼(W)의 후술하는 기판(W1)을 사파이어로 한 경우, 사파이어에 전체 흡수되는 200 nm 이하 또는 7 ㎛ 이상의 파장이 된다.
광디바이스 웨이퍼(W)는 대략 원판형으로 형성되어 있다. 광디바이스 웨이퍼(W)는, 도 5의 단면도에도 나타낸 바와 같이, 기판(W1)과, 기판(W1)의 표면에 형성된 발광층(W2)을 포함하여 구성된다. 광디바이스 웨이퍼(W)는, 복수의 교차하는 분할 예정 라인(ST)에 의해 복수의 영역으로 구획되며, 이 구획된 각 영역에 각각 광디바이스(1)가 형성되어 있다. 또한, 광디바이스 웨이퍼(W)는, 발광층(W2)이 형성된 표면을 아래로 향하게 하여, 고리형의 링프레임(F)에 피복된 점착 시트(S)에 접착되어 있다.
도 5 및 도 6a∼도 6c를 참조하여, 본 실시형태에 따른 광디바이스 웨이퍼의 가공 방법의 흐름에 관해 설명한다. 도 5 및 도 6a∼도 6c는, 광디바이스 웨이퍼(W)의 가공 방법의 각 공정의 설명도이다. 또, 도 5 및 도 6a∼도 6c에 나타내는 각 공정은, 어디까지나 일례에 불과하며 이 구성에 한정되지 않는다.
우선 도 5에 나타내는 접착 공정이 실시된다. 접착 공정에서는, 우선 프레임(F)의 내측에 광디바이스 웨이퍼(W)가 발광층(W2)측이 되는 표면을 위로 향하게 한 상태로 배치된다. 그 후, 광디바이스 웨이퍼(W)의 표면(상면)과 프레임(F)의 상면이 점착 시트(S)에 의해 일체로 접착되고, 점착 시트(S)를 통해 프레임(F)에 광디바이스 웨이퍼(W)가 장착된다.
접착 공정이 실시된 후, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 분할 기점 형성 공정이 실시된다. 분할 기점 형성 공정에서는, 광디바이스 웨이퍼(W)의 점착 시트(S)측이 척테이블(41)에 의해 유지되고, 프레임(F)이 클램프부(42)에 유지된다. 또한, 가공 헤드(43)의 사출구가 광디바이스 웨이퍼(W)의 분할 예정 라인(ST)에 위치 부여되고, 가공 헤드(43)에 의해 광디바이스 웨이퍼(W)의 이면측(기판(W1)측)으로부터 레이저 광선이 조사된다. 레이저 광선은, 광디바이스 웨이퍼(W)에 대하여 투과성을 갖는 파장이며, 광디바이스 웨이퍼(W)의 내부에 집광하도록 조정되어 있다. 그리고, 레이저 광선의 집광점이 조정되면서, 광디바이스 웨이퍼(W)를 유지한 척테이블(41)이 상대 이동됨으로써, 광디바이스 웨이퍼(W)의 내부에 분할 예정 라인(ST)을 따른 개질층(R)이 형성된다.
이 경우, 우선 광디바이스 웨이퍼(W)의 발광층(W2) 부근으로 집광점이 조정되고, 모든 분할 예정 라인(ST)을 따라서 개질층(R)의 하단부가 형성되도록 레이저 가공된다. 그리고, 집광점의 높이를 상측으로 이동시킬 때마다 분할 예정 라인(ST)을 따라서 레이저 가공이 반복됨으로써, 광디바이스 웨이퍼(W)의 내부에 미리 정해진 두께의 개질층(R)이 형성된다. 이와 같이 하여, 광디바이스 웨이퍼(W)의 내부에 분할 예정 라인(ST)에 따른 분할의 계기가 되는 분할 기점이 형성된다. 또, 개질층(R)은, 레이저 광선의 조사에 의해 광디바이스 웨이퍼(W)의 내부의 밀도, 굴절율, 기계적 강도나 그 밖의 물리적 특성이 주위와 상이한 상태가 되어, 주위보다 강도가 저하된 영역을 말한다. 개질층(R)은, 예컨대 용융 재고화 영역, 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절율 변화 영역이며, 이들이 혼재한 영역이어도 좋다.
분할 기점 형성 공정이 실시된 후, 도 6b에 나타낸 바와 같이, 오목부 형성 공정이 실시된다. 오목부 형성 공정에서는, 광디바이스 웨이퍼(W)의 점착 시트(S)측이 척테이블(103)에 의해 유지되고, 프레임(F)이 클램프부(126)에 유지된다. 또한, 가공 헤드(127)의 사출구가 광디바이스 웨이퍼(W)에서의 광디바이스(1)의 중심 위치에 위치 부여되고, 가공 헤드(127)에 의해 광디바이스 웨이퍼(W)의 이면측(기판(W1)측)으로부터 레이저 광선이 조사된다. 레이저 광선은, 광디바이스 웨이퍼(W)에 대하여 흡수성을 갖는 파장이며, 광디바이스 웨이퍼(W)의 이면측에 집광하도록 조정되어 있다. 레이저 광선을 미리 정해진 시간 조사하여 어블레이션 가공을 행한 후, 광디바이스(1)의 나열 방향이 되는 X축 방향 및 Y축 방향으로 척테이블(103)이 이동됨으로써, 각 광디바이스(1)의 형성 위치에 따라서 미리 정해진 깊이의 오목부(23)가 형성된다. 또한, 어블레이션 가공을 행한 후, 오목부(23) 내를 에칭(예컨대, 웨트 에칭)으로 처리함으로써, 오목부(23) 내의 잔해가 제거된다.
분할 기점 형성 공정이 실시된 후, 도 6c에 나타낸 바와 같이, 분할 공정으로서 브레이킹 가공이 실시된다. 브레이킹 가공에서는, 브레이킹 장치(도시하지 않음)의 한쌍의 지지대(45)에 광디바이스 웨이퍼(W)의 기판(W1)측을 아래로 향하게 한 상태로 배치되고, 광디바이스 웨이퍼(W)의 주위의 프레임(F)이 고리형 테이블(46)에 배치된다. 고리형 테이블(46)에 배치된 프레임(F)은, 고리형 테이블(46)의 사방에 설치한 클램프부(47)에 의해 유지된다. 한쌍의 지지대(45)는 한방향(지면에 수직 방향)으로 연장되어 있고, 한쌍의 지지대(45) 사이에는 촬상 수단(48)이 배치되어 있다. 이 촬상 수단(48)에 의해, 한쌍의 지지대(45) 사이로부터 광디바이스 웨이퍼(W)의 이면(하면)이 촬상된다.
광디바이스 웨이퍼(W)를 사이에 끼운 한쌍의 지지대(45)의 상측에는, 광디바이스 웨이퍼(W)를 상측으로부터 압박하는 압박날(49)이 설치되어 있다. 압박날(49)은 한방향(지면에 수직 방향)으로 연장되어 있고, 도시하지 않은 압박 기구에 의해 상하로 이동된다. 촬상 수단(48)에 의해 광디바이스 웨이퍼(W)의 이면이 촬상되면, 촬상 화상에 기초하여 한쌍의 지지대(45) 사이이자 압박날(49)의 바로 아래에 분할 예정 라인(ST)이 위치 부여된다. 그리고, 압박날(49)이 하강됨으로써, 점착 시트(S)를 통해 압박날(49)이 광디바이스 웨이퍼(W)에 밀착되어 외력이 부여되고, 개질층(R)을 분할 기점으로 하여 광디바이스 웨이퍼(W)가 분할된다. 광디바이스 웨이퍼(W)는, 모든 분할 예정 라인(ST)에 압박날(49)이 밀착됨으로써 개개의 광디바이스(1)로 분할된다.
또, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 오목부 형성 공정에서의 가공 조건으로는, 이하의 실시예를 예시할 수 있다.
(실시예)
광원 : CO2 레이저
파장 : 9.4 ㎛(적외선)
출력 : 5 W
반복 주파수 : 1 kHz
펄스폭 : 20 μsec
집광 스폿 직경 : φ200 ㎛
가공 이송 속도 : 600 mm/초
상기 실시예의 조건의 광디바이스는, 방사되는 모든 광의 강도(파워)의 합계치를 측정(전체 방사속 측정)한 결과, 상기 비교 구조와 동일하게 기판의 이면을 평면형으로 형성한 광디바이스에 비교하여 휘도가 1∼2% 향상되었다.
이상과 같이, 본 실시형태에 따른 가공 방법에 의하면, 어블레이션 가공에 의해 오목부(23)를 신속하게 형성할 수 있고, 또한, 복수의 광디바이스(1)에 오목부(23)를 연속하여 형성할 수 있다. 이에 따라, 오목부 형성 공정이 복잡해지거나 공정 시간이 길어지는 것을 억제하여, 효율적으로 광디바이스(1)를 제조할 수 있다. 또한, 오목부(23) 내를 에칭 처리하여 잔해를 제거함으로써, 광디바이스(1)의 휘도 향상에 기여할 수 있다.
또, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 다양하게 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 상기 실시형태에 있어서, 첨부 도면에 도시되어 있는 크기나 형상 등에 관해서는, 이것에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위내에서 적절하게 변경하는 것이 가능하다. 기타, 본 발명의 목적 범위를 일탈하지 않는 한 적절하게 변경하여 실시하는 것이 가능하다.
예컨대, 상기 실시형태에서는, 분할 공정의 전에 오목부 형성 공정을 행했지만, 분할 공정의 후의 오목부 형성 공정을 행하거나, 접착 공정후, 분할 기점 형성 공정전에 오목부 형성 공정을 행해도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는, 분할 기점 형성 공정과 브레이킹 가공을 조합하여 광디바이스 웨이퍼(W)를 분할하는 구성으로 했지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 또, 분할 공정은, 광디바이스 웨이퍼(W)를 분할 예정 라인(ST)을 따라서 개개의 광디바이스(1)로 분할할 수 있으면 된다. 예컨대, 분할 기점 형성 공정과, 점착 시트(S)를 확장하여 분할 예정 라인(ST)의 개질층(R)에 외력을 가하는 익스팬드 가공을 조합하여 광디바이스 웨이퍼(W)를 분할해도 좋다.
또한, 분할 기점 형성 공정은, 어블레이션 가공에 의해 광디바이스 웨이퍼(W)에 분단홈을 형성해도 좋다. 또한, 절삭 블레이드에 의한 하프컷에 의해 광디바이스 웨이퍼(W)에 분단홈을 형성해도 좋다. 이러한 경우에 있어서도, 브레이킹 가공 대신에 익스팬드 가공을 행해도 좋다. 또한, 분할 공정의 후에 오목부 형성 공정을 행하는 경우에는, 광디바이스 웨이퍼(W)가 하프컷된 후에, 광디바이스 웨이퍼(W)를 이면측으로부터 연삭하여 개개의 광디바이스(1)로 분할하는 DBG(Dicing Before Grinding) 가공이 행해져도 좋다. 또한, 절삭 블레이드에 의한 풀컷에 의해 광디바이스 웨이퍼(W)를 분할해도 좋다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 상기 각 공정은 별개의 장치에서 실시되어도 좋고, 동일한 장치에서 실시되어도 좋다.
본 발명은, 기판의 표면에 발광층이 형성된 광디바이스의 광취출 효율을 높이는 데에 있어서 유용하다.
1 : 광디바이스 21 : 기판
21a : 표면 21b : 이면
22 : 발광층 23 : 오목부
ST : 예정 분할 라인 W : 광디바이스 웨이퍼
W1 : 기판 W2 : 발광층

Claims (3)

  1. 기판과, 상기 기판의 표면에 형성된 발광층을 포함하는 광디바이스로서,
    상기 기판의 이면에는 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광디바이스.
  2. 이면에 오목부가 형성된 기판과, 상기 기판의 표면에 형성된 발광층을 포함하는 광디바이스의 가공 방법으로서,
    표면에 발광층을 가지며, 복수의 교차하는 분할 예정 라인이 형성되고 그 분할 예정 라인으로 구획된 그 발광층의 각 영역에 각각 광디바이스를 갖는 광디바이스 웨이퍼의 표면측에 보호 테이프를 접착하는 접착 공정과,
    상기 접착 공정을 실시한 후에, 광디바이스 웨이퍼의 상기 분할 예정 라인에 분할의 계기가 되는 분할 기점을 형성하는 분할 기점 형성 공정과,
    상기 분할 기점 형성 공정을 실시한 후에, 상기 분할 예정 라인을 따라서 상기 광디바이스 웨이퍼에 외력을 부여하여 광디바이스 웨이퍼를 개개의 광디바이스로 분할하는 분할 공정과,
    상기 분할 공정을 실시하기 전 또는 실시한 후에, 상기 광디바이스 웨이퍼에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 그 이면에 조사하여 그 이면에 오목부를 형성하는 오목부 형성 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 광디바이스의 가공 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 오목부 형성 공정은, 그 이면에 형성된 상기 오목부 내를 에칭으로 처리하는 에칭 공정을 포함하는 것인 광디바이스의 가공 방법.
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