TWI505496B - Processing method of optical element wafers - Google Patents
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Description
本發明係有關於晶圓之加工方法，其係將於基板表面積層有光學元件層且於藉由形成格子狀之複數切割道所區劃之複數區域形成有光學元件之光學元件晶圓，沿著切割道分割成各個光學元件。
於光學元件製造步驟中，係於大致圓板形狀之藍寶石基板或碳化矽基板之表面積層有由氮化鎵系化合物半導體構成之光學元件層，且於藉由形成格子狀之複數切割道所區劃之複數區域形成發光二極體、雷射二極體等之光學元件，而構成光學元件晶圓。然後，藉由將光學元件晶圓沿切割道切斷而分割形成有光學元件之區域，製造各個光學元件。
上述之沿著光學元件晶圓之切割道之切斷，通常藉由稱為切割器之切削裝置進行。該切削裝置具備：保持被加工物之吸盤；用以切削保持於該吸盤之被加工物之切削機構；及使吸盤與切削機構相對移動之切削進給機構。切削機構包含旋轉主軸、及使安裝於該主軸之切削刀及旋轉主軸旋轉驅動之驅動機構。切削刀由圓盤狀之基台與安裝於該基台之側面外周部之環狀切刃構成，切刃係將例如粒徑3μm左右之鑽石研磨粒藉由電鑄固定於基台，形成為厚度
20μm左右。
然而，構成光學元件晶圓之藍寶石基板、碳化矽基板等，由於摩氏硬度高，故藉由上述切削刀之切斷不一定容易。再者，切削刀由於具有20μm左右之厚度，故作為區劃元件之切割道，其寬度有必要為50μm左右。因此，切割道所佔面積比率變高，有生產性差之問題。
為解決上述問題，有人提出有如下方法：作為將光學元件晶圓沿切割道分割之方法，沿著切割道照射相對晶圓具有吸收性之脈衝雷射光線，藉此形成成為破斷起點之雷射加工槽，沿著形成有該成為破斷起點之雷射加工槽之切割道賦予外力，藉此而割斷(例如參照專利文獻1)。
然而，沿著形成於構成光學元件晶圓之藍寶石基板表面之切割道照射雷射光線，形成雷射加工槽時，存在發光二極體等光學元件之外周被剝蝕而使亮度降低，光學元件之品質降低之問題。
為解決上述問題，下述專利文獻2揭示有一種藍寶石基板之加工方法，其係由未形成有作為光學元件層之發光層(磊晶層)之藍寶石基板之背面側，於內部定位有集光點地沿著切割道照射對藍寶石基板具有透過性之波長之雷射光線，於藍寶石基板之內部沿著切割道形成變質層，藉此將藍寶石基板沿著形成有變質層之切割道進行分割。
專利文獻1：日本特開平10-305420號公報
專利文獻2：日本特開2008-6492號公報
上述專利文獻2所揭示之晶圓之分割方法中，首先為使晶圓成為特定之厚度(例如100μm以下)而磨削晶圓之背面後，從晶圓之背面側於內部配合集光點，沿著切割道照射對晶圓具有透過性之波長之脈衝雷射光線，於晶圓之內部沿著切割道形成成為破斷起點之變質層，但變質層一旦到達作為光學元件層之發光層(磊晶層)，則光學元件層受到損傷，光學元件之亮度降低。為解決如此問題，有必要以未到達光學元件層之範圍形成變質層。然而，在晶圓之厚度為100μm以下薄之狀態下以未到達光學元件層之範圍形成變質層係非常困難。
本發明係鑑於上述事實而完成者，其主要技術課題係提供一種光學元件晶圓之加工方法，其可在未到達光學元件層之範圍容易形成變質層，且可將光學元件之厚度形成為特定厚度。
為解決上述主要技術課題，根據本發明係提供一種光學元件晶圓之加工方法，其特徵在於：其係將於基板表面積層有光學元件層且於藉由形成格子狀之複數切割道所區劃之複數區域形成有光學元件之光學元件晶圓，沿著切割道分割成各個光學元件者，包含：
保護構件貼著步驟，係於光學元件晶圓表面貼著保護構件；變質層形成步驟，係從基板之背面側於基板內部定位集光點地沿著切割道照射對光學元件晶圓之基板具有透過性之波長之雷射光線，於基板之內部在較光學元件層更靠背面側沿著切割道形成變質層；背面磨削步驟，係磨削經實施該變質層形成步驟之光學元件晶圓之基板之背面，使之形成為特定厚度；及晶圓破斷步驟，係對經實施背面磨削步驟之光學元件晶圓賦予外力，沿形成有變質層之切割道破斷光學元件晶圓，分割為各個光學元件。
上述變質層形成步驟係從距離光學元件晶圓之基板表面20~60μm的位置起向背面側形成變質層。
上述保護構件貼著步驟係於安裝於環狀框之作為保護構件之保護帶貼著光學元件晶圓之表面，於該保護帶貼著有光學元件晶圓之表面之狀態下實施上述變質層形成步驟、背面磨削步驟及晶圓破斷步驟。
於實施上述晶圓破斷步驟後，實施磨削光學元件晶圓之基板之背面，除去變質層之變質層除去步驟。
上述保護構件貼著步驟係於安裝於環狀框之作為保護構件之保護帶貼著光學元件晶圓之表面，於該保護帶貼著有光學元件晶圓之表面之狀態下實施上述變質層形成步驟、背面磨削步驟、晶圓破斷步驟及變質層除去步驟。
於本發明中，變質層形成步驟因為係以磨削構成光學元件晶圓之基板背面，使之形成為特定厚度之前之厚狀態實施，故可將雷射光線之集光點容易定位於期望之位置，可不對光學元件層造成損傷地形成變質層。
又，本發明中，因為於實施變質層形成步驟後實施背面磨削步驟，將光學元件晶圓之厚度形成為特定厚度，並沿形成有變質層之切割道破斷光學元件晶圓，故可將變質層之厚度抑制於最小限度，使生產性提高。
第1(a)、(b)圖係顯示作為晶圓之光學元件晶圓之立體圖及要部放大截面圖。
第2圖係實施本發明之光學元件晶圓之加工方法中之保護構件貼著步驟，顯示將晶圓表面貼著於安裝在環狀框之保護帶之狀態之立體圖。
第3圖係用以實施本發明之光學元件晶圓之加工方法中之變質層形成步驟之雷射加工裝置之要部立體圖。
第4(a)~(c)圖係本發明之光學元件晶圓之加工方法中之變質層形成步驟之說明圖。
第5圖係本發明之光學元件晶圓之加工方法中之背面磨削步驟之說明圖。
第6圖係放大顯示經實施本發明之光學元件晶圓之加工方法中之背面磨削步驟之光學元件晶圓之要部之截面圖。
第7圖係用以實施本發明之光學元件晶圓之加工方法
中之晶圓破斷步驟之晶圓破斷裝置之立體圖。
第8(a)、(b)圖係本發明之光學元件晶圓之加工方法中之晶圓破斷步驟之說明圖。
第9圖係本發明之光學元件晶圓之加工方法中之變質層除去步驟之說明圖。
第10圖係放大顯示經實施本發明之光學元件晶圓之加工方法中之變質層除去步驟之光學元件晶圓之要部之截面圖。
第11(a)~(d)圖係本發明之光學元件晶圓之加工方法中之晶圓轉移步驟之說明圖。
第12圖係用以實施本發明之光學元件晶圓之加工方法中之拾取步驟之拾取裝置之立體圖。
第13(a)、(b)圖係本發明之光學元件晶圓之加工方法中之拾取步驟之說明圖。
以下就本發明之光學元件晶圓之加工方法之較佳實施形態，參照附圖進行詳細說明。
於第1(a)及(b)圖中係顯示依照本發明之光學元件晶圓之加工方法進行加工之光學元件晶圓之立體圖及要部放大截面圖。第1(a)及(b)圖所示之光學元件晶圓2係於例如厚度為430μm之藍寶石基板20之表面20a，以5~10μm之厚度積層由氮化物半導體構成之作為光學元件層之發光層(磊晶層)21。然後，在將發光層(磊晶層)21藉由形成為格子狀之
複數之切割道22所區劃之複數區域，形成有發光二極體、雷射二極體等光學元件23。以下，就將該光學元件晶圓2沿著切割道21分割成各個光學元件22之加工方法進行說明。
首先，為保護形成於光學元件晶圓表面之光學元件，實施於光學元件晶圓表面貼著保護構件之保護構件貼著步驟。即，如第2圖所示，於安裝於藉由金屬材形成之環狀框3之作為保護構件之保護帶30之表面，貼著光學元件晶圓2之表面2a。再者，上述保護帶30於圖示之實施形態中係於厚度為100μm之由聚氯乙烯(PVC)構成之片狀基材表面塗佈厚度為5μm左右之丙烯酸樹脂系之糊。該糊係使用具有藉由照射紫外線其黏著力會降低之性質者。
若藉由實施上述之保護構件貼著步驟，而將光學元件晶圓2之表面2a貼著於安裝在環狀框3之保護帶30，則實施變質層形成步驟，該變質層形成步驟係從基板之背面側於基板內部定位集光點地沿著切割道照射對光學元件晶圓之基板具有透過性之波長之雷射光線，而於基板內部之較光學元件層靠近背面側沿著切割道形成變質層。該變質層形成步驟係使用第3圖所示之雷射加工裝置4實施。第3圖所示之雷射加工裝置4具備：保持被加工物之吸盤41；對保持於該吸盤41上之被加工物照射雷射光線之雷射光線照射機構42；及攝像保持於吸盤41上之被加工物之攝像機構43。吸盤41係以吸引保持被加工物之方式構成，藉由未圖示之加工送給機構於第3圖中使之朝箭頭X所示之加工送給方向移動，且藉由未圖示之指標送給機構於第3圖中使之朝箭頭Y
所示之指標送給方向移動。
上述雷射光線照射機構42包含實質上水平配置之圓筒形狀之殼體421。於殼體421內配設有未圖示之具備脈衝雷射光線振盪器及反覆頻率設定機構之脈衝雷射光線振盪機構。於上述殼體421之前端部，安裝有用以將由脈衝雷射光線振盪機構振盪出之脈衝雷射光線加以集光之集光器422。再者，雷射光線照射機構42係具備用以調整藉由集光器422所集光之脈衝雷射光線之集光點位置之集光點位置調整機構(未圖示)。
安裝於構成上述雷射光線照射機構42之殼體421之前端部之攝像機構43，於圖示之實施形態中係由藉由可見光線攝像之攝像元件(CCD)等構成，並將攝像之圖像信號傳送至未圖示之控制機構。
參照第3圖及第4圖說明使用上述之雷射加工裝置4從藍寶石基板20之背面20b側，於藍寶石基板20之內部定位有集光點地沿著切割道22照射對構成上述光學元件晶圓2之藍寶石基板20具有透過性之波長之雷射光線，於較作為光學元件層之發光層(磊晶層)21靠近背面20b側，沿著切割道22形成變質層之變質層形成步驟。
首先，於上述第3圖所示之雷射加工裝置4之吸盤41上載置貼著有光學元件晶圓2之保護帶30。然後，藉由使未圖示之吸引機構作動，經由保護帶30將光學元件晶圓2保持於吸盤41上(晶圓保持步驟)。因此，保持於吸盤41之光學元件晶圓2係以藍寶石基板20之背面20b為上側。再者，於第3圖
中雖然省略顯示安裝有保護帶30之環狀框3，但環狀框3係保持於配設在吸盤41之適宜之框保持機構。藉此，吸引保持光學元件晶圓2之吸盤41係藉由未圖示之加工送給機構定位在攝像機構43之正下方。
吸盤41定位在攝像機構43之正下方時，藉由攝像機構43及未圖示之控制機構實行檢測晶圓2之應雷射加工之加工區域之校準作業。即，攝像機構43及未圖示之控制機構實行圖案比對等之圖像處理，係用以進行形成於光學元件晶圓2之特定方向之切割道22、與沿著該切割道22照射雷射光線之雷射光線照射機構42之集光器422之對位，完成雷射光線照射位置之校準(校準步驟)。又，對於在光學元件晶圓2形成在與上述特定方向成正交之方向上之切割道22，亦同樣地完成雷射光線照射位置之校準。此時，雖然光學元件晶圓2中形成有切割道22之發光層(磊晶層)21之表面位於下側，但由於構成光學元件晶圓2之藍寶石基板20為透明體，故可由藍寶石基板20之背面20b側攝像切割道22。
如上所述，若檢測出構成保持在吸盤41上之光學元件晶圓2之發光層(磊晶層)21表面所形成之切割道22，進行雷射光線照射位置之校準，則如第4(a)圖所示，將吸盤41移動至雷射光線照射機構42之集光器422所位於之雷射光線照射區域，將特定之切割道22之一端(於第4(a)圖中為左端)定位於雷射光線照射機構42之集光器422之正下方。然後，使由集光器422照射之脈衝雷射光線之集光點P與距離構成光學元件晶圓2之藍寶石基板20之表面20a(下面)例如55μm上
側之位置一致。為將由該集光器422照射之脈衝雷射光線之集光點P定位於構成光學元件晶圓2之藍寶石基板20之特定位置，例如日本特開2009-63446號公報所記載之使用保持於吸盤之被加工物之高度位置檢測裝置檢測保持於吸盤41之光學元件晶圓2之上面之高度位置，以所檢測出之光學元件晶圓2之上面之高度位置為基準，使未圖示之集光點位置調整機構作動，藉此將脈衝雷射光線之集光點P定位於特定位置。接著，由集光器422一面照射對藍寶石基板20具有透過性之波長之脈衝雷射光線，一面使吸盤41於第4(a)圖中朝箭頭X1所示方向以特定之加工送給速度移動。然後，如第4(b)圖所示，若雷射光線照射機構42之集光器422之照射位置到達切割道22之另一端(第4(b)圖中為右端)之位置，則停止脈衝雷射光線之照射且停止吸盤41之移動。其結果，於構成光學元件晶圓2之藍寶石基板20，如第4(b)圖及第4(c)圖所示，於內部沿切割道22形成連續之變質層210(變質層形成步驟)。該變質層210係形成於較藍寶石基板20之表面20a(下面)即發光層(磊晶層)21靠近背面20b(上面)側。將上述變質層形成步驟沿形成於光學元件晶圓2之全部切割道22實施。
上述變質層形成步驟中之加工條件，例如如下設定。
光源：Yb雷射、摻鐿光纖雷射
波長：1045nm
反覆頻率：100kHz
平均輸出：0.3W
集光點徑：ψ 1~1.5μm
加工送給速度：400mm/秒
藉由上述加工條件實施上述之變質層形成步驟時，以脈衝雷射光線之集光點P為中心於上下方向形成50μm左右之變質層210。因此，藉由實施上述之變質層形成步驟，於從藍寶石基板20之表面20a(下面)即發光層(磊晶層)21距離30μm之位置向背面20b(上面)側形成50μm左右之變質層210。再者，形成於藍寶石基板20之內部之變質層210係宜從藍寶石基板20之表面20a即發光層(磊晶層)21距離20~60μm之位置起向背面20b側形成。如此，於變質層形成步驟中，因為於藍寶石基板20之內部於未到達發光層(磊晶層)21之範圍形成變質層210，故作為光學元件層之發光層(磊晶層)21不會受到損傷。又，變質層形成步驟因為係以將構成光學元件晶圓2之藍寶石基板20如後所述磨削背面，使之形成為特定厚度之前之厚狀態(例如430μm)實施，故可將脈衝雷射光線之集光點P容易定位於期望之位置，可不對作為光學元件層之發光層(磊晶層)21造成損傷地形成變質層210。
若實施上述變質層形成步驟後，則實施磨削光學元件晶圓之背面，使之形成為特定厚度之背面磨削步驟。該背面磨削步驟係使用第5圖所示之磨削裝置5而實施。第5圖所示之磨削裝置5係具備保持被加工物之吸盤51、及具有用以磨削保持於該吸盤51之被加工物之磨削研磨石521之磨削工具52。再者，吸盤51係保持被加工物之中央部形成為高，
外周部形成為較中央部為低。使用如此構成之磨削裝置5實施上述背面磨削步驟時，如第5圖所示，於磨削裝置5之吸盤51上載置經實施上述變質層形成步驟之光學元件晶圓2之保護帶30側，且將環狀框3載置於吸盤51之外周部，藉由使未圖示之吸引機構作動，將光學元件晶圓2及環狀框3吸引保持於吸盤51上。因此，保持於吸盤51上之光學元件晶圓2，其藍寶石基板20之背面20b為上側。藉此，若於吸盤51上吸引保持光學元件晶圓2，則一面使吸盤51以例如500rmp旋轉，一面使磨削工具52例如以1000rmp旋轉，接觸於構成光學元件晶圓2之藍寶石基板20之背面20b，且進行磨削送給特定量。其結果，磨削藍寶石基板20之背面20b，構成光學元件晶圓2之藍寶石基板20形成為特定厚度(例如80μm)。其結果，於構成光學元件晶圓2之藍寶石基板20之背面20b，如第6圖所示使變質層210露出。如此，因為於實施上述變質層形成步驟之後實施背面磨削步驟，使晶圓之厚度形成為特定厚度，故可將變質層之厚度抑制於最小限度，使生產性提高。
若實施上述背面磨削步驟後，實施對光學元件晶圓賦予外力，將晶圓沿著形成有變質層之切割道破斷，分割成各個光學元件之晶圓破斷步驟。該晶圓破斷步驟係使用第7圖所示之晶圓破斷裝置6實施。第7圖所示之晶圓破斷裝置6具備基台61、及可朝箭頭Y所示之方向移動地配設於該基台61上之移動台62。基台61形成為矩形狀，於其兩側部上面，於箭頭Y所示之方向上相互平行地配設有二條導引軌道
611、612。於該二條導引軌道611、612上，可移動地配設有移動台62。移動台62係藉由移動機構63使之於箭頭Y所示方向上移動。於移動台62上，配設有保持上述環狀框3之框保持機構64。框保持機構64係由圓筒狀之本體641、設於該本體641上端之環狀之框保持構件642、及配設於該框保持構件642之外周之作為固定機構之複數之夾器643。如此構成之框保持機構64係藉由夾器643固定載置於框保持構件642上之環狀框3。又，第7圖所示之晶圓破斷裝置6具備使上述框保持機構64旋動之旋動機構65。該旋動機構65係由配設於上述移動台62之脈衝馬達651、安裝於該脈衝馬達651之旋轉軸之滑輪652、及捲繞於該滑輪652與圓筒狀之本體641之無端皮帶653構成。如此構成之旋動機構65係藉由驅動脈衝馬達651，而經由滑輪652及無端皮帶653使框保持機構64旋動。
第7圖所示之晶圓破斷裝置6具備張力賦予機構66，其係對光學元件晶圓2朝與切割道22正交之方向作用拉伸力，該光學元件晶圓2係經由保護帶30被支持於保持在上述環狀之框保持構件642之環狀框3。張力賦予機構66係配置於環狀之框保持構件64內。該張力賦予機構66具備第1吸引保持構件661及第2吸引保持構件662，其等具備在與箭頭Y方向正交之方向較長之長方形之保持面。於第1吸引保持構件661形成有複數之吸引孔661a，於第2吸引保持構件662形成有複數之吸引孔662a。複數之吸引孔661a及662a係與未圖示之吸引機構連通。又，第1吸引保持構件661及第2吸引
保持構件662藉由未圖示之移動機構於箭頭Y方向分別移動。
第7圖所示之晶圓破斷裝置6具備檢測機構67，其係用以檢測光學元件晶圓2之切割道22，該光學元件晶圓2係經由保護帶30被支持於保持在上述環狀之框保持構件642之環狀框3。檢測機構67係安裝於配設在基台61之L字形之支持柱671。該檢測機構67係由光學系統及攝像元件(CCD)等構成，配置於上述張力賦予機構66之上方位置。如此構成之檢測機構67係攝像光學元件晶圓2之切割道22，將其轉換為電氣信號後傳送至未圖示之控制機構，該光學元件晶圓2係經由保護帶30被支持於保持在上述環狀之框保持構件642之環狀框3。
參照第8圖說明使用上述晶圓破斷裝置6實施之晶圓破斷。
將經實施作為上述破斷起點形成步驟之變質層形成步驟之光學元件晶圓2經由保持帶30支持之環狀框3，如第8(a)圖所示載置於框保持構件642上，藉由夾器643固定於框保持構件642。接著，使移動機構63作動，將移動台62於箭頭Y所示方向(參照第7圖)移動，如第8(a)圖所示，將於特定方向形成於光學元件晶圓2之一條切割道22(於圖示之實施形態中為最左端之切割道)定位於構成張力賦予機構66之第1吸引保持構件661之保持面及第2吸引保持構件662之保持面之間。此時，藉由檢測機構67攝像切割道22，進行第1吸引保持構件661之保持面及第2吸引保持構件662之保持面
之對位。藉此，若一條切割道22被定位於第1吸引保持構件661之保持面與第2吸引保持構件662之保持面之間後，使未圖示之吸引機構作動，使負壓作用於吸引孔661a及662b，藉此於第1吸引保持構件661之保持面與第2吸引保持構件662之保持面上經由保護帶30吸引保持光學元件晶圓2(保持步驟)。
若實施上述保持步驟後，使構成張力賦予機構66之未圖示之移動機構作動，使第1吸引保持構件661與第2吸引保持構件662如第8(b)圖所示朝相互離開之方向移動。其結果，於定位於第1吸引保持構件661之保持面與第2吸引保持構件662之保持面之間之切割道22，朝與切割道22正交之方向作用拉伸力，以形成於藍寶石基板20之變質層210為破斷之起點，光學元件晶圓2沿著切割道22被破斷(破斷步驟)。藉由實施該破斷步驟，保護帶30稍微伸長。於該破斷步驟中，光學元件晶圓2因為沿著切割道22形成有變質層210，使強度降低，故藉由使第1吸引保持構件661與第2吸引保持構件662朝相互離開之方向移動0.5mm左右，可以形成於藍寶石基板20之變質層210為破斷之起點，將光學元件晶圓2沿著切割道22破斷。
若實施如上所述沿著形成於特定方向之一條切割道22破斷之破斷步驟後，則解除上述之藉由第1吸引保持構件661及第2吸引保持構件662之光學元件晶圓2之吸引保持。接著，使移動機構63作動，將移動台62於箭頭Y所示方向(參照第7圖)僅移動相當於切割道22之間隔，將經實施上述破
斷步驟之切割道22之鄰接切割道22定位於構成張力賦予機構66之第1吸引保持構件661之保持面與第2吸引保持構件662之保持面之間。然後，實施上述保持步驟及破斷步驟。
如上所述，若對形成於特定方向之全部切割道22實施上述保持步驟及破斷步驟後，使旋動機構65作動，令框保持機構64旋動90度。其結果，保持於框保持機構64之框保持構件642之光學元件晶圓2亦旋動90度，將與形成於特定方向且經實施上述破斷步驟之切割道22成正交之方向上所形成之切割道22，定位於與第1吸引保持構件661之保持面及第2吸引保持構件662之保持面成平行之狀態。接著，對形成於與經實施上述破斷步驟之切割道22成正交之方向上之全部切割道22實施上述保持步驟及破斷步驟，藉此光學元件晶圓2沿著切割道22被分割為各個光學元件23。
若實施上述晶圓破斷步驟後，則實施磨削光學元件晶圓之背面，除去變質層之變質層除去步驟。該變質層除去步驟係使用上述第5圖所示之磨削裝置5實施。即，如第9圖所示，於磨削裝置5之吸盤51上載置經實施上述晶圓破斷步驟之光學元件晶圓2(被分割成各個光學元件23)之保護帶30側，且將環狀框3載置於吸盤51之外周部，藉由使未圖示之吸引機構作動，於吸盤51上吸引保持光學元件晶圓2及環狀框3。因此，保持於吸盤51上之光學元件晶圓2，其藍寶石基板20之背面20b為上側。藉此，若於吸盤51上吸引保持光學元件晶圓2，則一面使吸盤51以例如500rmp旋轉，一面使磨削工具52例如以1000rmp旋轉，接觸於構成光學元件晶圓
2之藍寶石基板20之背面20b，且進行磨削送給特定量至除去上述變質層210之位置為止。其結果，磨削構成光學元件晶圓2之藍寶石基板20之背面20b，如第10圖所示，除去殘留於分割成各個之光學元件23之側面之變質層210。如此，藉由除去殘留於分割成各個之光學元件23之側面之變質層210，可圖謀光學元件23之亮度之提升。
若實施上述變質層除去步驟後，則實施晶圓轉移步驟，其係將分割成各個光學元件之光學元件晶圓之背面貼著於安裝在環狀框之保護帶之表面，且剝離貼著有光學元件晶圓表面之上述保護帶30，除去上述環狀框3。該晶圓轉移步驟係如第11(a)圖所示，對安裝於環狀框3之保護帶30(貼著有經分割成各個光學元件23之光學元件晶圓2)由紫外線照射器300照射紫外線。其結果，保護帶30之黏著糊硬化，使黏著力降低。接著，如第11(b)圖所示，於構成光學元件晶圓2之藍寶石基板20之背面20b(第11(b)圖中為上面)貼著安裝於環狀框3a之保護帶30a之表面(第11(b)圖中為下面)，上述光學元件晶圓2係貼著於安裝於環狀框3之保護帶30。再者，環狀框3a及保護帶30a可與上述環狀框3及保護帶30實質上相同構成。接著，如第11(c)圖所示，將表面貼著於保護帶30之光學元件晶圓2(分割成各個光學元件23)由保護帶30剝離。此時，如第11(a)圖所示，因為對保護帶30照射紫外線，使保護帶30之黏著糊硬化而使其黏著力降低，故可將光學元件晶圓2(分割成各個光學元件23)由保護帶30容易地剝離。然後，藉由除去安裝有保護帶30之環狀
框3，如第11(d)圖所示，將分割成各個元件之光學元件晶圓2轉移至安裝於環狀框3a之保護帶30a之表面。如此晶圓轉移步驟，因為係於將晶圓表面貼著於安裝於環狀框3之保護帶30之狀態下，於實施上述變質層步驟、背面磨削步驟、晶圓破斷步驟及變質層除去步驟、將光學元件晶圓2分割為各個光學元件23後實施，故可不使光學元件晶圓2破裂地將其表裏反轉，貼換於安裝於環狀框3a之保護帶30a。因此，於將分割為各個光學元件23之光學元件晶圓2貼換於安裝於環狀框3a之保護帶30a之狀態下，可實施光學元件23之導通測試。
若如上所述實施晶圓轉移步驟後，實施拾取步驟，其係將貼著在安裝於環狀框之保護帶表面之分割為各個之光學元件由保護帶剝離拾取。該拾取步驟係使用第12圖所示之拾取裝置7而實施。第12圖所示之拾取裝置7係具備保持上述環狀框3a之框保持機構71、擴張安裝於保持在該框保持機構71之環狀框3a之保護帶30a之帶擴張機構72、及拾取吸具73。框保持機構71係由環狀之框保持構件711、及配設於該框保持構件711之外周之作為固定機構之複數之夾器712構成。框保持構件711之上面形成載置環狀框3a之載置面711a，於該載置面711a上載置環狀框3a。然後，載置於載置面711a上之環狀框3a係藉由夾器712被固定於框保持構件711。如此構成之框保持機構71係藉由帶擴張機構72而可於上下方向進退地被支持。
帶擴張機構72具備配設於上述環狀之框保持構件711
之內側之擴張滾筒721。該擴張滾筒721具有較環狀框3a之內徑小、較安裝於該環狀框3a之光學元件晶圓2(分割為各個光學元件23)之外徑大之內徑及外徑。又，擴張滾筒721於下端具有支持凸緣722。圖示之實施形態中之帶擴張機構72具備可使上述環狀之框保持構件711於上下方向進退之支持機構723。該支持機構723由配設於上述支持凸緣722上之複數之氣缸723a構成，其活塞桿723b連結於上述環狀之框保持構件711之下面。如此由複數之氣缸723a構成之支持機構723，係於上下方向移動於如第13(a)圖所示使環狀之框保持構件711之載置面711a與擴張滾筒721之上端大致同一高度之基準位置、與如第13(b)圖所示較擴張滾筒721之上端低特定量下方之擴張位置之間。
參照第13圖說明使用如上述構成之拾取裝置7實施之拾取步驟。即，將安裝有保護帶30a之環狀框3a如第13(a)圖所示載置於構成框保持機構71之框保持構件711之載置面711a上，藉由夾器712固定於框保持構件711(框保持步驟)，前述保護帶30a係貼著有光學元件晶圓2(分割為各個光學元件)。此時，框保持構件711係定位於第13(a)圖所示之基準位置。接著，使構成帶擴張機構72之作為支持機構723之複數之氣缸723a作動，將環狀之框保持構件711下降至第13(b)圖所示之擴張位置。因此，由於固定於框保持構件711之載置面711a上之環狀框3a亦下降，故如第13(b)圖所示，安裝於環狀框3a之保護帶30a係接觸於擴張滾筒721之上端緣而擴張(帶擴張步驟)。其結果，因為貼著於保護帶30a之
光學元件晶圓2係沿著切割道21分割成各個光學元件23，故各個光學元件23間擴張，形成間隔S。於此狀態，使拾取吸具73作動，吸著保持光學元件23之表面(上面)，由保護帶30a剝離進行拾取。此時，如第13(b)圖所示，由保護帶30a之下側藉由頂出針74將元件23頂出，藉此可將光學元件23由保護帶30a容易剝離。該頂出針74因為作用於光學元件23之背面而頂出，故不會使光學元件23之表面損傷。再者，於拾取步驟中，如上所述因為各個光學元件23間之間隔S擴大，故不會與鄰接之光學元件23接觸，可容易地拾取。如此藉由拾取吸具73進行拾取之光學元件23因為表面(上面)被吸著保持，故之後不需要反轉光學元件23之表裏。
以上，基於圖示之實施形態說明本發明，但本發明並非僅限定於實施形態，在本發明之旨趣之範圍內可進行各種變形。例如，雖然於上述實施形態中例示作為晶圓破斷步驟，在與形成有成為破斷起點之變質層之切割道成正交之方向上作用拉伸力，將晶圓沿著形成有變質層之切割道破斷，但作為晶圓破斷步驟亦可使用例如日本特開2006-107273號公報或日本特開2006-128211號公報所揭示，對沿著切割道強度下降之晶圓沿著切割道作用彎曲應力，將晶圓沿著切割道破斷之方法等其他破斷方法。
2‧‧‧光學元件晶圓
2a‧‧‧表面
2b‧‧‧背面
3,3a‧‧‧環狀框
4‧‧‧雷射加工裝置
5‧‧‧磨削裝置
6‧‧‧晶圓破斷裝置
7‧‧‧拾取裝置
20‧‧‧藍寶石基板
20a‧‧‧表面
20b‧‧‧背面
21‧‧‧作為光學元件層之發光層(磊晶層)
22‧‧‧切割道
23‧‧‧光學元件
30,30a‧‧‧保護帶
41‧‧‧雷射加工裝置之吸盤
42‧‧‧雷射光線照射機構
43‧‧‧攝像機構
51‧‧‧磨削裝置之吸盤
52‧‧‧磨削工具
61‧‧‧基台
62‧‧‧移動台
63‧‧‧移動機構
64‧‧‧框保持機構
65‧‧‧旋動機構
66‧‧‧張力賦予機構
67‧‧‧檢測機構
71‧‧‧框保持機構
72‧‧‧帶擴張機構
73‧‧‧拾取吸具
74‧‧‧頂出針
82‧‧‧帶擴張機構
210‧‧‧變質層
300‧‧‧紫外線照射器
421‧‧‧圓筒形狀之殼體
422‧‧‧集光器
521‧‧‧磨削研磨石
611,612‧‧‧導引軌道
641‧‧‧圓筒狀之本體
642‧‧‧環狀之框保持構件
643‧‧‧夾器
651‧‧‧脈衝馬達
652‧‧‧滑輪
653‧‧‧無端皮帶
661‧‧‧第1吸引保持構件
661a‧‧‧吸引孔
662‧‧‧第2吸引保持構件
662a‧‧‧吸引孔
671‧‧‧L字形之支持柱
711‧‧‧框保持構件
711a‧‧‧載置面
712‧‧‧夾器
721‧‧‧擴張滾筒
722‧‧‧支持凸緣
723‧‧‧支持機構
723a‧‧‧氣缸
723b‧‧‧活塞桿
P‧‧‧集光點
X1‧‧‧方向
第1(a)、(b)圖係顯示作為晶圓之光學元件晶圓之立體圖及要部放大截面圖。
第2圖係實施本發明之光學元件晶圓之加工方法中之
保護構件貼著步驟，顯示將晶圓表面貼著於安裝在環狀框之保護帶之狀態之立體圖。
第3圖係用以實施本發明之光學元件晶圓之加工方法中之變質層形成步驟之雷射加工裝置之要部立體圖。
第4(a)~(c)圖係本發明之光學元件晶圓之加工方法中之變質層形成步驟之說明圖。
第5圖係本發明之光學元件晶圓之加工方法中之背面磨削步驟之說明圖。
第6圖係放大顯示經實施本發明之光學元件晶圓之加工方法中之背面磨削步驟之光學元件晶圓之要部之截面圖。
第7圖係用以實施本發明之光學元件晶圓之加工方法中之晶圓破斷步驟之晶圓破斷裝置之立體圖。
第8(a)、(b)圖係本發明之光學元件晶圓之加工方法中之晶圓破斷步驟之說明圖。
第9圖係本發明之光學元件晶圓之加工方法中之變質層除去步驟之說明圖。
第10圖係放大顯示經實施本發明之光學元件晶圓之加工方法中之變質層除去步驟之光學元件晶圓之要部之截面圖。
第11(a)~(d)圖係本發明之光學元件晶圓之加工方法中之晶圓轉移步驟之說明圖。
第12圖係用以實施本發明之光學元件晶圓之加工方法中之拾取步驟之拾取裝置之立體圖。
第13(a)、(b)圖係本發明之光學元件晶圓之加工方法中之拾取步驟之說明圖。
2‧‧‧光學元件晶圓
20‧‧‧藍寶石基板
20a‧‧‧表面
20b‧‧‧背面
21‧‧‧作為光學元件層之發光層(磊晶層)
22‧‧‧切割道
30‧‧‧保護帶
41‧‧‧雷射加工裝置之吸盤
42‧‧‧雷射光線照射機構
210‧‧‧變質層
422‧‧‧集光器
P‧‧‧集光點
X1‧‧‧方向
Claims (3)
- 一種光學元件晶圓之加工方法，係將於基板表面積層有光學元件層且於藉由形成格子狀之複數切割道所區劃之複數區域形成有光學元件之光學元件晶圓，沿著切割道分割成各個光學元件的光學元件晶圓之加工方法，特徵在於其包含：保護構件貼著步驟，係於光學元件晶圓之表面貼著安裝於環狀框之保護帶；變質層形成步驟，係從基板之背面側於基板內部定位集光點，並沿著切割道照射對光學元件晶圓之基板具有透過性之波長之雷射光線，於基板之內部在較光學元件層更靠背面側沿著切割道形成變質層；背面磨削步驟，其磨削實施過該變質層形成步驟之光學元件晶圓之基板之背面，使之形成為特定厚度；及晶圓破斷步驟，係對實施了背面磨削步驟之光學元件晶圓賦予外力，使光學元件晶圓沿著形成有變質層之切割道破斷，將之分割成各個光學元件，該變質層形成步驟和該背面磨削步驟以及該晶圓破斷步驟是在光學元件晶圓的表面被貼著在安裝於環狀框之保護帶的狀態下實施。
- 如申請專利範圍第1項之光學元件晶圓之加工方法，其於實施該晶圓破斷步驟後，在光學元件晶圓的表面被貼著在安裝於環狀框之保護帶的狀態下，實施磨削光學元件晶圓之基板背面以除去變質層的變質層除去步驟。
- 如申請專利範圍第1或2項之光學元件晶圓之加工方法，其中該變質層形成步驟係從距離光學元件晶圓之基板表面20~60μm的位置起向背面側形成變質層。
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