WO2011158672A1 - レーザ加工方法 - Google Patents

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禎典 安部
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Definitions

  • the present invention relates to a laser processing method for separating (chiping) an element group forming substrate formed by forming a plurality of electronic elements on a substrate.
  • a method of obtaining a plurality of element chips by dividing an element group forming substrate in which a plurality of electronic elements are formed on a substrate and dividing them into individual pieces is widely used.
  • a modified region is formed inside a semiconductor substrate by aligning a condensing point inside a semiconductor substrate such as a silicon wafer and irradiating a laser beam.
  • Forming a modified region in the semiconductor substrate by forming a first scheduled cutting portion in the direction of, and irradiating a laser beam with a converging point inside the semiconductor substrate.
  • There is a technique for forming a second scheduled cutting portion in a second direction that intersects the first direction see Patent Document 1.
  • the second along the second direction inside the substrate is further irradiated by the laser beam.
  • the electronic element formed on the substrate forms the second scheduled cutting portion in a portion corresponding to the intersection region of the first scheduled cutting portion and the second scheduled cutting portion. For this reason, the laser beam may deteriorate.
  • An object of the present invention is to suppress deterioration of an electronic element formed on a substrate when a plurality of modified regions are formed in a direction intersecting in the substrate using a laser beam.
  • the present invention employs the following configuration. That is, (1) By irradiating a laser beam from the back side of the substrate to an element group forming substrate in which a plurality of electronic elements are formed on the surface of the plate-shaped substrate, the first inside the substrate along the surface of the substrate A laser processing method for forming a modified region directed in a direction and another modified region directed along a surface of the substrate and in a second direction different from the first direction, A laser processing method comprising forming a modified region and another modified region with different depths from the back surface of the substrate. (2) The laser processing method according to (1), wherein the modified region and another modified region are formed closer to the back surface than the center in the thickness direction from the front surface to the back surface of the substrate.
  • the first direction is along the first arrangement direction of the plurality of electronic elements on the element group forming substrate.
  • the substrate is made of sapphire, The laser processing method according to (1), wherein the plurality of electronic elements include a group III nitride semiconductor layer.
  • the laser processing method according to (1), wherein another modified region is formed in a portion where the depth from the back surface of the substrate is a second depth shallower than the first depth.
  • a laser beam is sequentially irradiated in a first direction along the surface of the substrate from the back side of the substrate to the element group forming substrate in which a plurality of electronic elements are formed on the surface of the plate-shaped substrate.
  • the element group forming substrate in which the first modified region is formed is sequentially irradiated with laser light in the second direction along the surface of the substrate from the back surface side of the substrate, and the depth from the back surface inside the substrate is the first depth.
  • the element group forming substrate on which the first modified region and the second modified region are formed is sequentially irradiated with laser light in the third direction along the surface of the substrate from the back surface side of the substrate, and the back surface inside the substrate
  • the third modified region along the third direction is formed in the substrate by sequentially condensing the laser beam at a portion where the depth from the first depth and the third depth is different from the second depth.
  • a process, Of the first modified region, the second modified region, and the third modified region two modified regions are formed along the same direction, and the other modified region is formed in a direction different from the same direction.
  • the laser light is sequentially focused on a portion of the substrate where the depth from the back surface is the first depth, the second depth, and the fourth depth, which is different from the third depth.
  • the laser processing method according to (6) further comprising a step of forming a fourth modified region along different directions.
  • the element group forming substrate on which the first modified region, the second modified region, and the third modified region are formed is sequentially irradiated with laser light in the same direction along the surface of the substrate from the back side of the substrate.
  • the laser light is sequentially focused on a portion of the substrate where the depth from the back surface is the first depth, the second depth, and the fourth depth, which is different from the third depth.
  • the laser processing method according to (6) further comprising a step of forming a fourth modified region along the same direction.
  • the substrate is made of sapphire, The laser processing method according to (6), wherein the plurality of electronic elements include a group III nitride semiconductor layer.
  • the first direction and the third direction are the same direction, and the second direction is a different direction.
  • the substrate constituting the element group forming substrate has a structure that is less likely to break in the same direction than in different directions.
  • the first inside the substrate along the surface of the substrate Laser processing method for forming a modified region group composed of three or more modified regions including a modified region directed in a direction and another modified region along a surface of the substrate and in a second direction different from the first direction Because A laser processing method, wherein a modified region and another modified region constituting a modified region group are formed with different depths from the back surface of the substrate.
  • the modified region and other modified regions constituting the modified region group are formed on the side closer to the back surface than the center in the thickness direction from the front surface to the back surface of the substrate (15) The laser processing method as described.
  • the first direction is along the first arrangement direction of the plurality of electronic elements on the element group forming substrate, 16.
  • the substrate is made of sapphire,
  • the laser processing method according to (15), wherein the plurality of electronic elements includes a group III nitride semiconductor layer.
  • the laser processing according to (15), wherein the modified region and the other modified region constituting the modified region group are formed in order so that the first direction and the second direction are alternated.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows an example of a structure of the element chip obtained using the manufacturing method of this Embodiment. It is a flowchart which shows an example of the manufacturing method of an element chip.
  • (A), (b) is a figure which shows an example of a structure of the element group formation board
  • (A), (b) is a figure which shows an example of a structure of the board
  • FIG. 1 It is a flowchart which shows an example of the process sequence at the time of performing a modified area
  • (A)-(d) is a figure which shows an example of the scanning direction of each laser beam at the time of forming a 1st modification area
  • (A)-(d) is a figure which shows an example of each formation state of a 1st modified region-a 4th modified region, and a mutual relationship in a modified region formation process. It is a figure which shows an example of each condition and result of 1st scanning (1st modification area
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows an example of a structure of the board
  • (A)-(d) is a figure which shows an example of the 1st cutting process and the 2nd cutting process among the individualization processes.
  • (A)-(c) is a figure which shows the list of the structural examples of the some modification
  • (A), (b) is a figure which shows the list of the structural examples of the some modification
  • (A)-(c) is a figure which shows the list of the structural examples of the some modification
  • (A), (b) is a figure which shows the list of the structural examples of the some modification
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of the configuration of an element chip 10 obtained by using the manufacturing method of the present embodiment (details will be described later).
  • An element chip 10 shown in FIG. 1 includes, for example, a semiconductor light emitting element 21 that outputs blue light, has a rectangular parallelepiped shape, and includes a substrate 11 having a substrate surface 11a and a substrate back surface 11b on the back side.
  • the stacked semiconductor layer 12 is stacked on the substrate surface 11 a of the substrate 11, and the two electrodes 13 a and 13 b are formed on the stacked semiconductor layer 12.
  • the stacked semiconductor layer 12 and the electrodes 13a and 13b constitute a semiconductor light emitting element 21.
  • the substrate 11 is a sapphire single crystal configured such that the substrate surface 11a on which the laminated semiconductor layer 12 is laminated is a C plane.
  • the present invention is not limited to this, and a substrate surface 11a that is slightly inclined from the C plane, or a substrate having another surface can be used.
  • the substrate 11 in addition to sapphire, for example, silicon carbide (silicon carbide), silicon, zinc oxide, magnesium oxide, manganese oxide, zirconium oxide, manganese zinc iron oxide, magnesium aluminum oxide, zirconium boride, gallium oxide.
  • Indium oxide lithium gallium oxide, lithium aluminum oxide, neodymium gallium oxide, lanthanum strontium aluminum tantalum oxide, strontium titanium oxide, titanium oxide, hafnium oxide, tungsten oxide, molybdenum oxide, gallium nitride, and the like can also be used.
  • the stacked semiconductor layer 12 can be configured by stacking a plurality of group III nitride semiconductor layers, for example. Then, by sequentially laminating an n-type layer, a light emitting layer, and a p-type layer (all not shown) made of a group III nitride semiconductor on the laminated semiconductor layer 12, a so-called LED structure can be obtained. In this case, an intermediate layer or a base layer (both not shown) made of, for example, a group III nitride can be formed between the stacked surface of the substrate 11 and the n-type semiconductor layer. .
  • the electrode 13a is formed on the p-type semiconductor layer side of the laminated semiconductor layer 12, and the electrode 13b is formed on the n-type semiconductor layer side of the laminated semiconductor layer 12, respectively.
  • the element chip 10 light is emitted from the light emitting layer by flowing current from the electrode 13 a toward the electrode 13 b through a p-type layer, a light emitting layer, and an n type layer (not shown).
  • the element chip 10 of the present embodiment has a rectangular parallelepiped shape, and thus has a long side and a short side when the substrate surface 11a is viewed from above. Therefore, the substrate 11 has four substrate side surfaces in addition to the substrate front surface 11a and the substrate back surface 11b.
  • the short side of the element chip 10 is referred to as the x direction
  • the long side is referred to as the y direction.
  • a direction orthogonal to the x direction and the y direction and directed from the laminated semiconductor layer 12 toward the substrate 11 in the element chip 10 is referred to as a z direction.
  • two x-direction cross sections (xz cross section) of the substrate 11 are referred to as a substrate short side surface 11x
  • two y direction cross sections (yz cross sections) of the substrate 11 are referred to as a substrate long side surface 11y.
  • the two substrate short side surfaces 11x face each other with the substrate 11 in between
  • the two substrate long side surfaces 11y face each other with the substrate 11 in between.
  • FIG. 1 shows only one substrate short side surface 11x and one substrate long side surface 11y adjacent thereto.
  • the substrate short side surface 11x may deviate from the xz plane
  • the substrate long side surface 11y may deviate from the yz plane.
  • the streaks formed on the substrate long side surface 11y of the substrate 11 on the side closer to the laminated semiconductor layer 12 are referred to as a first modified region L1, and the laminated semiconductor is more than the first modified region L1.
  • the streaks formed on the side far from the layer 12 (the side closer to the substrate back surface 11b than the first modified region L1) is referred to as a third modified region L3.
  • a streak formed on the side closer to the stacked semiconductor layer 12 is referred to as a second modified region L2, and is a side farther from the stacked semiconductor layer 12 than the second modified region L2 ( A streak formed on the side closer to the substrate back surface 11b than the second modified region L2 is referred to as a fourth modified region L4.
  • the first modified region L1 (y direction) is sequentially formed from the side closest to the stacked semiconductor layer 12.
  • the second modified region L2 (x direction), the third modified region L3 (y direction), and the fourth modified region L4 (x direction) are located.
  • the y direction corresponds to the first direction
  • the x direction corresponds to the second direction.
  • the distance in the z direction from the substrate back surface 11b to the first modified region L1 is the first depth D1
  • the distance in the z direction from the substrate back surface 11b to the second modified region L2 is the second depth D2, and the substrate back surface.
  • the distance in the z direction from 11b to the third modified region L3 is the third depth D3
  • the distance in the z direction from the substrate back surface 11b to the fourth modified region L4 is the fourth depth D4
  • the thickness of the substrate 11 in the z direction is the substrate thickness Ts
  • the substrate thickness Ts and the first depth D1 have a relationship of D1 ⁇ Ts / 2. Therefore, the first modified region L1, the second modified region L2, the third modified region L3, and the fourth modified region L4 of the present embodiment are separated from the substrate surface 11a that is the stacked surface of the stacked semiconductor layer 12.
  • the substrate 11 is positioned on the far side from the center of the thickness in the z direction (substrate thickness Ts), that is, on the side closer to the substrate back surface 11b.
  • the x-direction length of the element chip 10 is referred to as a chip short diameter Cx
  • the y-direction length of the element chip 10 is referred to as a chip long diameter Cy.
  • the chip short diameter Cx is 300 ⁇ m
  • the chip long diameter Cy is 600 ⁇ m.
  • Each of the electrodes 13a and 13b has a cylindrical shape, and its diameter is about 100 ⁇ m.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of a manufacturing method of the element chip 10 shown in FIG.
  • an element group forming process for obtaining an element group forming substrate 20 is performed by forming a plurality of semiconductor light emitting elements 21 on a wafer-like substrate 11 made of sapphire (step 3).
  • a modified region forming step for forming the first modified region L1 to the fourth modified region L4 described above in the wafer-shaped substrate 11 with respect to the element group forming substrate 20 obtained in step 100 is performed. Execute (step 200).
  • the first modified region L1 to the fourth modified region L4 are formed on the element group forming substrate 20 in which the first modified region L1 to the fourth modified region L4 are formed inside the wafer (substrate 11).
  • an individualization process for obtaining the individual element chip 10 from the element group forming substrate 20 is executed (step 300).
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams showing an example of the configuration of the element group forming substrate 20 obtained by executing the element group forming process of step 100 described above.
  • FIG. 3A is a top view of the element group forming substrate 20 as viewed from the side facing the formation surface of the plurality of semiconductor light emitting elements 21, and
  • FIG. 3B is a sectional view taken along the line IIIB- in FIG. It is IIIB sectional drawing.
  • FIG. 3A corresponds to FIG. 3B viewed from the IIIA direction.
  • the element group forming substrate 20 includes a wafer-like substrate 11, a laminated semiconductor layer 12 laminated on almost the entire surface 11 a of the substrate 11, and a plurality of electrodes 13 a and 13 b formed on the laminated semiconductor layer 12. And have. As a result, a plurality of semiconductor light emitting elements 21 as an example of a plurality of electronic elements are formed in a matrix on the substrate surface 11 a of the substrate 11.
  • C-axis oriented single crystal sapphire can be used as the wafer-like substrate 11, for example, its diameter is 4 inches (about 100 mm), and its thickness is 50 ⁇ m to 250 ⁇ m.
  • One end of the wafer-like substrate 11 is provided with an orientation flat (OF) 11c that indicates the crystal orientation of the substrate 11 and serves as a reference in the process of forming a plurality of semiconductor light emitting elements 21 on the substrate 11. ing.
  • the OF 11c is formed along the [11-20] plane of the sapphire single crystal.
  • the plurality of semiconductor light emitting elements 21 are vertically and horizontally oriented on the substrate 11 such that the x direction on the substrate 11 is along the OF 11c and the y direction on the substrate 11 is perpendicular to the OF 11c. It is formed in an aligned state. Therefore, the plurality of semiconductor light emitting elements 21 are formed such that the short side is along the same direction as the OF 11c of the substrate 11 and the long side is along the direction perpendicular to the OF 11c of the substrate 11. Become.
  • the direction along the OF 11c is referred to as the x direction
  • the direction orthogonal to the OF 11c is referred to as the y direction.
  • the plurality of semiconductor light emitting elements 21 are arranged such that each short side is along the x direction (second arrangement direction) and each long side is along the y direction (first arrangement direction). They are arranged on the substrate 11.
  • the end provided with the OF 11c is the D end
  • the end opposite to the OF 11c is the U end
  • the right end when the OF 11c is the lower side is referred to as an L end
  • the left end at this time is referred to as an R end
  • the center is referred to as a C portion.
  • FIG. 4A and 4B show an example of the configuration of the substrate unit 30 used in the state in which the element group forming substrate 20 is attached in the modified region forming process in step 200 and the singulation process in step 300 described above.
  • FIG. 4A is a top view of the substrate unit 30 as viewed from the side facing the formation surface of the plurality of semiconductor light emitting elements 21 in the element group forming substrate 20, and
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line IVB-IVB of FIG. 4A corresponds to FIG. 4B viewed from the IVA direction.
  • the substrate unit 30 has an adhesive sheet 31 for attaching the laminated semiconductor layer 12 side (the formation surface side of the plurality of semiconductor light emitting elements 21) of the element group forming substrate 20 obtained in step 100, and a cylindrical appearance. And a metal ring 32 that sandwiches and supports the adhesive sheet 31 to which the element group forming substrate 20 is attached.
  • the metal ring 32 has an inner diameter larger than that of the element group forming substrate 20, and the element group forming substrate 20 is adhered to the metal ring 32 so as not to contact the metal ring 32.
  • the element group forming substrate 20 is attached to the back side of the adhesive sheet 31, and the element group forming substrate 20 is viewed through the adhesive sheet 31. In this way, by attaching the element group forming substrate 20 to the substrate unit 30, the substrate back surface 11b of the substrate 11 in the element group forming substrate 20 is exposed to the outside in the substrate unit 30.
  • the adhesive sheet 31 constituting the substrate unit 30 holds the element group forming substrate 20 and the element chip 10 obtained from the element group forming substrate 20 in the modified region forming step in Step 200 and the individualizing step in Step 300. (Refer to FIG. 1) is provided to prevent scattering.
  • the pressure-sensitive adhesive sheet 31 for example, a material in which a material having adhesiveness is attached to a base material made of various resin materials can be used. In the present embodiment, highly rigid polyethylene terephthalate (PET) is used as the base material of the pressure-sensitive adhesive sheet 31.
  • PET polyethylene terephthalate
  • FIG. 5 is a perspective view showing an example of the configuration of the laser processing apparatus 50 used in the modified region forming process in step 200.
  • This laser processing apparatus 50 is provided on a base 51 for installation on a table or the like, and the base 51 is moved in the left-right direction (referred to as the X direction in the following description) and in the front-rear direction (the following description).
  • the suction stage 52 is movable in the vertical direction (referred to as the Z direction in the following description) and movable in the rotational direction (referred to as the ⁇ direction in the following description).
  • the base 51 includes a motor (not shown) that moves the suction stage 52 in the X, Y, and Z directions, and a motor (not shown) that rotates the suction stage 52 in the ⁇ direction. Yes.
  • the suction stage 52 provided in the laser processing apparatus 50 fixes the substrate unit 30 shown in FIG. 4 by vacuum suction.
  • the substrate unit 30 is placed on the suction stage 52 so that the x direction of the element group forming substrate 20 matches the X direction of the base 51 and the y direction of the element group forming substrate 20 matches the Y direction of the base 51.
  • the element group forming substrate 20 is placed on the suction stage 52 so that the OF 11c of the substrate 11 is on the near side ( ⁇ Y direction side).
  • the element group forming substrate 20 attached to the substrate unit 30 has a substrate back surface 11b of the substrate 11 (z direction side: see FIG. 4B). Is directed upward, that is, in the Z direction.
  • the laser processing apparatus 50 includes a support 53 that is provided on the base 51 and supports a laser beam generator 61 that generates a laser beam 64 directed in the ⁇ Y direction.
  • a part of the laser beam generator 61 is indicated by a broken line so that the internal structure can be understood.
  • the laser beam generator 61 generates a pulsed YAG (Yttrium Aluminum Garnet) laser.
  • the laser beam generator 61 reflects the laser beam 64 directed in the ⁇ Y direction and folds it in the ⁇ Z direction toward the suction stage 52, and the laser beam 64 reflected by the dichroic mirror 62.
  • An optical system 63 is provided for focusing and focusing the inside of the substrate 11 (see FIG. 2) of the element group forming substrate 20 mounted on the suction stage 52.
  • the laser processing apparatus 50 has an imaging unit 54 that is disposed above the dichroic mirror 62 and for observing the element group forming substrate 20 mounted on the suction stage 52 via the dichroic mirror 62.
  • the imaging unit 54 is attached to an arm 55 that extends from the support 53.
  • the laser processing apparatus 50 includes a load cassette elevator 56 that houses the substrate unit 30 before laser processing is performed, and an unload cassette elevator 57 that houses the substrate unit 30 after laser processing is performed. Further prepare.
  • the load cassette elevator 56 can accommodate a plurality of load cassettes 56a each accommodating the substrate unit 30 before being subjected to laser processing.
  • the unload cassette elevator 57 can accommodate a plurality of unload cassettes 57a each accommodating the substrate unit 30 after being subjected to laser processing.
  • the substrate unit 30 before laser processing stored in the load cassette 56a is transferred to the suction stage 52 and set by a robot arm (not shown).
  • the substrate unit 30 after the laser processing is transferred from the suction stage 52 by a robot arm (not shown) and stored in the unload cassette 57a.
  • the laser processing apparatus 50 includes a control unit 58 that controls operations of the suction stage 52, the load cassette elevator 56, the unload cassette elevator 57, the laser light generation unit 61, and the like, and an element group forming substrate photographed by the imaging unit 54. And a display unit 59 for displaying 20 images, control information from the control unit 58, and the like.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of a processing procedure when the modified region forming step of Step 200 is executed using the laser processing apparatus 50 shown in FIG.
  • the controller 58 first transfers the first substrate unit 30 from the load cassette 56a to the suction stage 52 by a robot arm (not shown) (step 201). Then, the control unit 58 causes the suction unit 52 to suck the substrate unit 30. Then, the control unit 58 moves the suction stage 52 in the X direction and the Y direction and rotates it in the ⁇ direction so that the x direction of the element group forming substrate 20 provided in the substrate unit 30 is in the X direction of the base 51. Perform simple alignment to face the direction.
  • control unit 58 measures the thickness of the substrate 11 of the element group forming substrate 20 provided in the substrate unit 30 and the thickness of the adhesive sheet 31, and sets the substrate back surface 11b as a reference surface (“0”). Further, precise alignment (alignment) of the element group forming substrate 20 is performed in the X direction, the Y direction, and the ⁇ direction (step 202). Note that the thickness of the substrate 11 and the thickness of the adhesive sheet 31 can be obtained from the difference in distance to the condensing point in the presence or absence of the substrate unit 30 measured by the optical system 63. In precise alignment, planned cutting lines (not shown) in the x and y directions assumed to pass through the boundary portions of the semiconductor light emitting elements 21 aligned on the element group forming substrate 20 and the laser light.
  • the position of the suction stage 52 is set so that the irradiation positions in the X direction and the Y direction of 64 coincide with each other and the laser beam 64 is scanned along the planned cutting line on the element group forming substrate 20. Is done.
  • This setting may be performed visually by an operator of the laser processing apparatus 50, or the control unit 58 may automatically perform the setting based on the image of the element group forming substrate 20 imaged by the imaging unit 54.
  • the control unit 58 sets the condensing point of the laser beam 64 to a position where the first depth D1 is obtained when the surface height of the substrate back surface 11b is set to “0” (step 203).
  • the first depth D1 is set to be less than half of the substrate thickness Ts (D1 ⁇ Ts / 2).
  • the position of the condensing point can be adjusted by adjusting the optical system 63 or moving the suction stage 52 in the Z direction.
  • Step 204 corresponds to the step of forming the first modified region.
  • the control unit 58 sets the second focus when the surface height of the substrate back surface 11b is set to “0”.
  • the position is set to the depth D2 (step 205).
  • the second depth D2 is set shallower than the first depth D1 (D1> D2).
  • control unit 58 sequentially irradiates the element group forming substrate 20 on which the first modified region L1 has been formed with the laser beam 64 sequentially along the X direction and the ⁇ X direction of the base 51.
  • the second modification area as an example of another modified region is located at a position where the second depth D2 is reached in the substrate 11 of the element group formation substrate 20.
  • a second scan for forming the second modified region L2 is executed (step 206). Step 206 corresponds to the step of forming the second modified region.
  • the control unit 58 sets the third depth when the height of the substrate back surface 11b is set to “0”.
  • the position is set to be D3 (step 207).
  • the third depth D3 is set shallower than the second depth D2 (D2> D3).
  • control unit 58 sequentially applies the element group forming substrate 20 in which the first modified region L1 and the second modified region L2 have already been formed, along the Y direction and the ⁇ Y direction of the base 51.
  • the third modification is performed at a position where the third depth D3 is reached in the substrate 11 of the element group forming substrate 20 along the y direction and the ⁇ y direction of the element group forming substrate 20.
  • a third scan for forming the quality region L3 is executed (step 208). Step 208 corresponds to the step of forming the third modified region.
  • the control unit 58 sets the fourth point when the focal point of the laser beam 64 is set to “0” as the surface height of the substrate back surface 11b.
  • the position is set to the depth D4 (step 209).
  • the fourth depth D4 is set to be shallower than the third depth D3 (D3> D4).
  • the control unit 58 sequentially applies the element group forming substrate 20 in which the first modified region L1 to the third modified region L3 have been formed, along the X direction and the ⁇ X direction of the base 51.
  • the fourth modification is performed at a position where the fourth depth D4 is reached in the substrate 11 of the element group forming substrate 20 along the x direction and the ⁇ x direction of the element group forming substrate 20.
  • a fourth scan for forming the quality region L4 is executed (step 210). Step 210 corresponds to the step of forming the fourth modified region.
  • the control unit 58 performs a robot arm (not shown).
  • the first substrate unit 30 is transferred from the suction stage 52 to the unload cassette 57a (step 211).
  • the control unit 58 determines whether or not the substrate unit 30 of the load cassette 56a is empty (whether or not the substrate unit 30 remains in the load cassette 56a) (step 212).
  • the formation of the plurality of modified regions by the laser processing described above is finished.
  • the process returns to step 201, and formation of a plurality of modified regions for the next substrate unit 30 is started. Thereafter, a plurality of modified regions (in this example, the first modified region L1 to the fourth modified region L4) are formed on all the substrate units 30 housed in the load cassette 56a in the same procedure.
  • Each of the third modified region L3 formed by the third scan and the third scan, and the fourth modified region L4 formed by the fourth scan and the fourth scan in Step 210 will be described.
  • the first modified region L1, the second modified region L2, the third modified region L3, and the fourth modified region L4 formed on the substrate 11 of the element group forming substrate 20 will also be described in relation to each other. Do.
  • FIG. 7A to 7D show examples of the scanning directions of the respective laser beams 64 when the first modified region L1 to the fourth modified region L4 are formed in the modified region forming step of Step 200.
  • FIG. FIGS. 8A to 8D are diagrams showing examples of the formation states and the mutual relations of the first modified region L1 to the fourth modified region L4 in the modified region forming step.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of each condition and result of the first scan (first modified region L1) to the fourth scan (fourth modified region L4) in the modified region forming step.
  • FIGS. 7A and 8A show the first scan of step 204 (formation of the first modified region L1)
  • FIGS. 7B and 8B show the second scan of step 206
  • FIG. 7C and FIG. 8C show the third scan (formation of the third modified region L3) in step 208
  • FIG. 7D and FIG. FIG. 8D corresponds to the fourth scan of step 210 (formation of the fourth modified region L4), respectively.
  • description of the specific operation of the laser processing apparatus 50 is omitted, and the laser beam 64 irradiated from the laser processing apparatus 50 and the element group forming substrate 20 (substrate 11) to be irradiated with the laser beam 64 are described. ) Will be described with a focus on the relationship.
  • the first modified region L1 formed on the substrate 11 of the element group formation substrate 20 by the first scan and the first scan in step 204 will be described.
  • the element group forming substrate 20 is viewed from the start position S that is in the upper right direction of the element group forming substrate 20 and outside the element group forming substrate 20.
  • Irradiation of the pulsed laser beam 64 is performed along the first scanning line Sc1 in the middle left lower direction and toward the end position E outside the element group forming substrate 20.
  • the output of the laser beam 64 per pulse in the first scanning is referred to as a first output P1.
  • the element group forming substrate 20 is moved along the y direction and the ⁇ y direction and from the R end side toward the L end side.
  • a plurality of first modified regions L1 are sequentially formed so as to be parallel in the xy plane.
  • the laser light 64 enters the element group forming substrate 20 from the substrate back surface 11b of the substrate 11 as shown in FIG.
  • the laser beam 64 that has entered the substrate 11 in the first scan is condensed at a portion of the substrate 11 at the first depth D1, and the energy density at this portion increases. Accordingly, at the condensing point of the laser beam 64, the material constituting the substrate 11 (here, sapphire) is modified by expansion, contraction, decomposition, or the like, and cracks or the like are generated.
  • the first modified portion La is formed at the part. In the following, the length in the z direction of the first modified portion La formed by the first scanning is referred to as a first height H1.
  • the irradiation position of the laser beam 64 on the element group forming substrate 20 sequentially moves in the y direction or the ⁇ y direction every time one pulse of the laser beam 64 is irradiated. ing. For this reason, a plurality of first modified portions La are sequentially formed along the y direction or the ⁇ y direction at a position where the first depth D1 is reached in the substrate 11 of the element group forming substrate 20 in accordance with the first scan. It will follow. Then, a plurality of first modified portions La arranged in the y direction is a first modified region L1.
  • the interval between the central portions of the two first reforming portions La adjacent in the y direction is referred to as a first interval I1.
  • the second modified region L2 formed on the substrate 11 of the element group formation substrate 20 by the second scan and the second scan in step 206 will be described.
  • the element group forming substrate 20 is viewed from the start position S that is in the upper right direction of the element group forming substrate 20 and outside the element group forming substrate 20.
  • Irradiation of the pulsed laser beam 64 is performed along the second scanning line Sc2 that is directed to the end position E that is in the lower left direction and is outside the element group forming substrate 20.
  • the output of the laser beam 64 per pulse in the second scanning is referred to as a second output P2.
  • the element group forming substrate 20 is applied to the element group forming substrate 20 along the x direction and the ⁇ x direction and from the U end side toward the D end side.
  • the plurality of second modified regions L2 are sequentially formed so as to be parallel in the xy plane.
  • the laser beam 64 enters the element group forming substrate 20 from the substrate back surface 11b side of the substrate 11 as shown in FIG.
  • the laser beam 64 incident on the substrate 11 in the second scanning is condensed at a portion of the substrate 11 where the second depth D2 is reached, and the energy density at this portion increases. Accordingly, at the condensing point of the laser beam 64, the material constituting the substrate 11 (sapphire in this case) is modified by expansion, contraction, decomposition, or the like, and cracks or the like are generated.
  • the second reforming portion Lb is formed at the site. In the following, the length in the z direction of the second modified portion Lb formed by the second scanning is referred to as a second height H2.
  • the irradiation position of the laser beam 64 on the element group forming substrate 20 sequentially moves in the x direction or the ⁇ x direction. ing. For this reason, a plurality of second modified portions Lb are sequentially formed along the x direction or the ⁇ x direction at the position where the second depth D2 is reached in the substrate 11 of the element group forming substrate 20 in accordance with the second scanning. It will follow. Then, a plurality of second reforming portions Lb arranged in the x direction become the second reforming regions L2.
  • the interval between the central portions of the two second reforming portions Lb adjacent in the x direction is referred to as a second interval I2.
  • the plurality of first modified regions L1 are formed along the y direction at the position where the first depth D1 is viewed from the substrate back surface 11b, whereas the second scan of step 206 is performed.
  • a plurality of second modified regions L2 are formed along the x direction at positions where the second depth D2 is shallower than the first depth D1 when viewed from the substrate back surface 11b.
  • the first modified region L1 and the second modified region L2 are orthogonal when viewed from the z-direction side, but actually have a “twisted position” relationship.
  • the distance between the first modified region L1 and the second modified region L2 with respect to the z direction is referred to as a first second gap G12.
  • the third modified region L3 formed in the substrate 11 of the element group formation substrate 20 by the third scan and the third scan in step 208 will be described.
  • the element group forming substrate 20 is viewed from the start position S that is in the upper right direction of the element group forming substrate 20 and outside the element group forming substrate 20.
  • Irradiation of the pulsed laser beam 64 is performed along the third scanning line Sc3 that is directed to the end position E that is in the middle lower left direction and is outside the element group forming substrate 20.
  • the output of the laser beam 64 per pulse in the third scan is referred to as a third output P3.
  • the element group forming substrate 20 is applied along the y direction and the ⁇ y direction and from the R end side toward the L end side.
  • a plurality of third modified regions L3 are sequentially formed so as to be parallel in the xy plane.
  • the path of the third scan line Sc3 with respect to the element group forming substrate 20 is the same as the path of the first scan line Sc1 in the first scan.
  • the laser beam 64 enters the element group forming substrate 20 from the substrate rear surface 11b side of the substrate 11 as shown in FIG.
  • the laser beam 64 that has entered the substrate 11 in the third scan is condensed at a portion where the substrate 11 has the third depth D3, and the energy density at this portion increases.
  • the material constituting the substrate 11 is modified by expansion, contraction, decomposition, or the like, and cracks or the like are generated.
  • the third modified portion Lc is formed at the site. In the following, the length in the z direction of the third modified portion Lc formed by the third scanning is referred to as a third height H3.
  • the irradiation position of the laser beam 64 on the element group forming substrate 20 sequentially moves in the y direction or the ⁇ y direction. ing. For this reason, a plurality of third modified portions Lc are sequentially formed along the y direction or the ⁇ y direction at a position where the third depth D3 is reached in the substrate 11 of the element group forming substrate 20 in accordance with the third scanning. It will follow. Then, a plurality of third modified portions Lc arranged in the y direction become the third modified regions L3.
  • the interval between the central portions of the two third reforming portions Lc adjacent in the y direction is referred to as a third interval I3.
  • the plurality of second modified regions L2 are formed along the x direction at the position where the second depth D2 is viewed from the substrate back surface 11b, whereas the third scan of step 208 is performed.
  • a plurality of third modified regions L3 are formed along the y direction at a position where the third depth D3 is shallower than the second depth D2 when viewed from the substrate back surface 11b.
  • the second modified region L2 and the third modified region L3 are orthogonal when viewed from the z-direction side, but actually have a “twisted position” relationship.
  • the distance between the second modified region L2 and the third modified region L3 in the z direction is referred to as a second third inter-gap G23.
  • the plurality of first modified regions L1 are formed along the y direction at the position where the first depth D1 is viewed from the substrate back surface 11b.
  • a plurality of third modified regions L3 are formed along the y direction at positions where the third depth D3 is shallower than the first depth D1 and the second depth D2 when viewed from the substrate back surface 11b.
  • the first scan line Sc1 in the first scan and the third scan line Sc3 in the third scan are aligned on the element group formation substrate 20. Therefore, the first modified region L1 and the third modified region L3 are formed so as to be parallel in the yz plane. Further, the positional relationship is such that the second modified region L2 passes between the first modified region L1 and the third modified region L3.
  • the fourth modified region L4 formed in the substrate 11 of the element group formation substrate 20 by the fourth scan and the fourth scan in step 210 will be described.
  • the element group forming substrate 20 is viewed from the start position S that is in the upper right direction of the element group forming substrate 20 and outside the element group forming substrate 20.
  • Irradiation with the pulsed laser beam 64 is performed along the fourth scanning line Sc4 that is in the middle left lower direction and is directed to the end position E that is outside the element group forming substrate 20.
  • the output of the laser beam 64 per pulse in the fourth scan is referred to as a fourth output P4.
  • the element group forming substrate 20 is applied to the element group forming substrate 20 along the x direction and the ⁇ x direction and from the U end side toward the D end side.
  • the plurality of fourth modified regions L4 are sequentially formed so as to be parallel in the xy plane.
  • the path of the fourth scan line Sc4 with respect to the element group forming substrate 20 is the same as the path of the second scan line Sc2 in the second scan.
  • the laser beam 64 enters the element group forming substrate 20 from the substrate back surface 11b side of the substrate 11 as shown in FIG.
  • the laser beam 64 incident on the substrate 11 in the fourth scan is condensed at a portion where the substrate 11 has the fourth depth D4, and the energy density at this portion increases. Accordingly, at the condensing point of the laser beam 64, the material constituting the substrate 11 (sapphire in this case) is modified by expansion, contraction, decomposition, or the like, and cracks or the like are generated.
  • the fourth reforming portion Ld is formed at the site.
  • the length in the z direction of the fourth modified portion Ld formed by the fourth scan is referred to as a fourth height H4.
  • the irradiation position of the laser beam 64 on the element group forming substrate 20 sequentially moves in the x direction or the ⁇ x direction. ing. For this reason, a plurality of fourth modified portions Ld are sequentially formed along the x direction or the ⁇ x direction at the position where the fourth depth D4 is reached in the substrate 11 of the element group forming substrate 20 in accordance with the fourth scan. It will follow. Then, a plurality of fourth modified portions Ld arranged in the x direction is a fourth modified region L4.
  • the interval between the central portions of two fourth reforming portions Ld adjacent in the x direction is referred to as a fourth interval I4.
  • the plurality of third modified regions L3 are formed along the y direction at the position where the third depth D3 is viewed from the substrate back surface 11b, whereas the fourth scan of step 210 is performed.
  • a plurality of fourth modified regions L4 are formed along the x direction at positions where the fourth depth D4 is shallower than the third depth D3 when viewed from the substrate back surface 11b. Therefore, the third modified region L3 and the fourth modified region L4 are orthogonal when viewed from the z direction side, but actually have a “twisted position” relationship.
  • the distance between the third modified region L3 and the fourth modified region L4 with respect to the z direction is referred to as a third and fourth inter-gap G34.
  • a plurality of second modified regions L2 are formed along the x direction at the position where the second depth D2 is viewed from the substrate back surface 11b
  • a plurality of fourth modified regions L4 are formed along the x direction at positions where the fourth depth D4 is shallower than the first depth D1 to the third depth D3 when viewed from the substrate back surface 11b.
  • the second scan line Sc2 in the second scan and the fourth scan line Sc4 in the fourth scan are aligned on the element group forming substrate 20. Therefore, the second modified region L2 and the fourth modified region L4 are formed so as to be parallel in the xz plane. Further, the positional relationship is such that the third modified region L3 passes between the second modified region L2 and the fourth modified region L4.
  • the first modified region L1 to the fourth modified region L4 as an example of the modified region group are placed inside the substrate 11 of the element group forming substrate 20. Will be formed.
  • the first modified region L1 and the third modified region L3 overlap each other when viewed from the xy plane, and each of the first modified region L1 and the third modified region L3 is a planned cutting line (y direction) of each semiconductor light emitting element 21 along the y direction. Formed to pass through.
  • the second modified region L2 and the fourth modified region L4 overlap each other when viewed from the xy plane, and each cut line (x direction) of each semiconductor light emitting element 21 along the x direction. Formed to pass through.
  • the y direction corresponds to the first direction
  • the x direction corresponds to the second direction.
  • the y direction also corresponds to the third direction.
  • the first output P1 of the laser beam 64 in the first scan and the second output P2 of the laser beam 64 in the second scan are set to the same magnitude.
  • the first height H1 of the first modified portion La formed in the substrate 11 by the first scan and the second height of the second modified portion Lb formed in the substrate 11 by the second scan. H2 is substantially equal.
  • the third output P3 of the laser beam 64 in the third scan is set smaller than the second output P2 of the laser beam 64 in the second scan. Therefore, the third height of the third modified portion Lc formed in the substrate 11 by the third scan is higher than the second height H2 of the second modified portion Lb formed in the substrate 11 by the second scan. The height H3 is lower.
  • the third output P3 of the laser beam 64 in the third scan and the fourth output P4 of the laser beam 64 in the fourth scan are set to the same magnitude.
  • the third height H3 of the third modified portion Lc formed in the substrate 11 by the third scan and the fourth height of the fourth modified portion Ld formed in the substrate 11 by the fourth scan. H4 is substantially equal.
  • a first second inter-gap gap G12 that is a distance in the z direction between the first modified region L1 and the second modified region L2 adjacent in the z direction is defined as the first modified region L1. Is greater than half the sum of the first height H1 of the first reforming part La and the second height H2 of the second reforming part Lb constituting the second reforming region L2 (G12> (H1 + H2) / 2).
  • the first reforming portion La and the second reforming portion Lb are integrated at the intersection of the first reforming region L1 and the second reforming region L2 adjacent in the z direction when viewed from the xy plane. It is difficult.
  • the second modified region L2 is set to the second and third gap G23 which is the distance in the z direction between the second modified region L2 and the third modified region L3 adjacent in the z direction. It is larger than half of the sum of the second height H2 of the second reforming portion Lb constituting the third height H3 of the third reforming portion Lc constituting the third reforming region L3 (G23> ( H2 + H3) / 2). As a result, the second reforming portion Lb and the third reforming portion Lc are integrated at the intersection of the second reforming region L2 and the third reforming region L3 adjacent in the z direction when viewed from the xy plane. It is difficult.
  • the third fourth modified gap L34 which is the distance in the z direction between the third modified region L3 and the fourth modified region L4 adjacent to each other in the z direction, is set to the third modified region L3. It is larger than half of the sum of the third height H3 of the third reforming portion Lc constituting the fourth height H4 of the fourth reforming portion Ld constituting the fourth reforming region L4 (G34> ( H3 + H4) / 2). As a result, the third reforming portion Lc and the fourth reforming portion Ld are integrated at the intersection of the third reforming region L3 and the fourth reforming region L4 adjacent to each other in the z direction when viewed from the xy plane. It is difficult.
  • the second interval I2 is substantially equal.
  • the third modified portion Lc formed in the substrate 11 by the third scan is more than the second interval I2 of the second modified portion Lb formed in the substrate 11 by the second scan.
  • the third interval I3 is narrower.
  • the fourth interval I4 is substantially equal.
  • the substrate is more than the first modified region L1 on the side closer to the substrate surface 11a (laminated semiconductor layer 12).
  • the third modified region L3 on the side closer to the back surface 11b has modified portions formed at finer intervals (pitch).
  • the back surface of the substrate is larger than the second modified region L2 that is closer to the substrate surface 11a (laminated semiconductor layer 12).
  • the fourth modified region L4 on the side closer to 11b has modified portions formed at finer intervals (pitch).
  • Each of the fourth reforming portions Ld constituting the portion Lc and the fourth reforming region L4 is in a state where the mechanical strength of the substrate 11 is lower than that before the reforming.
  • FIG. 10 is a perspective view showing an example of the configuration of the substrate cutting device 70 used in the singulation process of step 300.
  • the substrate cutting apparatus 70 includes a base 71 for installation on a table and the like, a stage 72 provided on the base 71 and movable on the base 71 in the front-rear direction (hereinafter referred to as the Y direction). Is provided.
  • the stage 72 has a ring table 73 formed of a ring-shaped frame that can be rotated on the stage 72 (in the following description, the rotation direction is referred to as the ⁇ direction).
  • the ring table 73 is provided with the substrate unit 30 in which the first modified region L1 to the fourth modified region L4 are formed on the element group forming substrate 20 through the modified region forming step of Step 200.
  • the substrate cutting device 70 is attached to the base 71 and disposed inside the ring of the ring table 73 so that the element group forming substrate 20 constituting the substrate unit 30 is held via the adhesive sheet 31.
  • a stand 74 is further provided.
  • the substrate cutting apparatus 70 further includes a gate-type support body 75 provided on the base 71 and a blade holder 76 supported by the support body 75.
  • the blade holder 76 holds the blade 77 at the lower end.
  • the blade holder 76 is supported by the support body 75 so as to be movable in the vertical direction (referred to as the Z direction in the following description) while holding the blade 77.
  • the blade 77 has a function of cutting the element group forming substrate 20 by being pushed into the element group forming substrate 20 provided in the installed substrate unit 30. For this reason, the blade 77 has a knife-like shape with a tip of 60 °, for example, and is made of, for example, a high-hardness super steel alloy or zirconia.
  • the length of the blade 77 in the X direction is set to be larger than the diameter of the element group forming substrate 20.
  • the cradle 74 is composed of a first cradle 74a and a second cradle 74b that are arranged to face each other.
  • the respective surfaces of the first cradle 74 a and the second cradle 74 b are made of, for example, a super steel alloy so that it is difficult to be deformed when the blade 77 is pushed into the element group forming substrate 20.
  • the blade 77 is moved in the direction of the cradle 74 ( ⁇ Z direction)
  • the blade 77 is set to enter the gap between the first cradle 74a and the second cradle 74b.
  • the surface of the ring table 73 and the surface of the cradle 74 are set so as to be substantially in one plane (XY plane).
  • the substrate cutting device 70 includes an imaging unit 81 formed of, for example, a CCD camera or the like below the cradle 74.
  • the imaging unit 81 is set so that the element group forming substrate 20 on the cradle 74 can be imaged through the gap between the first cradle 74a and the second cradle 74b.
  • the substrate cutting device 70 further includes a display unit 82 that displays image data captured by the imaging unit 81.
  • the substrate cutting device 70 includes a stepping motor for moving the blade holder 76 in the Z direction, a motor for moving the stage 72 in the Y direction, a motor for rotating the ring table 73 in the ⁇ direction, and a support 75.
  • a drive unit 83 including an electronic circuit or the like for controlling these motors is provided.
  • the substrate cutting device 70 uses the planned cutting line (in this example, the first modified region L1 and the third modified region L3 along the y direction of the element group forming substrate 20) from the image data captured by the imaging unit 81.
  • a pair of targets adjacent to each other across the second modified region L2 and the fourth modified region L4) along the x direction of the element group forming substrate 20 are extracted, and the distance between the targets is measured.
  • the control unit 84 further determines a cutting state from the amount of change in the distance and controls the operation of each component via the drive unit 83.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of a processing procedure when the singulation process of step 300 is executed using the substrate cutting apparatus 70 shown in FIG.
  • the singulation process will be described with reference to FIG. 4 and FIG.
  • the pressing sheet 33 (see FIG. 12 to be described later) so as to cover the entire surface of the element group forming substrate 20 on the substrate rear surface 11b side with respect to the substrate unit 30 that has completed the processing in the modified region process of Step 200. Is attached (step 301).
  • the control unit 84 uses a robot arm (not shown) to mount the substrate unit 30 to which the pressing sheet 33 is attached (hereinafter, including the pressing sheet 33 and simply referred to as the substrate unit 30). It is transferred from the outside to the stage 72 (step 302). Then, the control unit 84 moves the stage 72 in the Y direction and rotates it in the ⁇ direction based on the imaging result by the imaging unit 81, and changes the x direction of the element group forming substrate 20 provided in the substrate unit 30. Then, a first alignment process for aligning the base 71 in the X direction is executed (step 303).
  • the control unit 84 moves the blade 77 in the ⁇ Z direction and the Z direction via the blade holder 76, and moves the substrate unit 30 (element group forming substrate 20) in the Y direction via the stage 72.
  • a first cutting process for cutting the element group forming substrate 20 along the planned cutting line in the x direction (here, the second modified region L2 and the fourth modified region L4 correspond) is executed ( Step 304).
  • the blade 77 sequentially applies pressure to the element group forming substrate 20 from the substrate back surface 11b side of the substrate 11 along the x direction.
  • the controller 84 When the first cutting process is completed, the controller 84 then rotates the substrate unit 30 (element group forming substrate 20) through the stage 72 by 90 degrees (step 305). Then, the control unit 84 moves the stage 72 in the Y direction and rotates it in the ⁇ direction based on the imaging result by the imaging unit 81, and changes the y direction of the element group forming substrate 20 provided in the substrate unit 30. Then, the second alignment process for aligning the base 71 in the X direction is executed (step 306).
  • the control unit 84 moves the blade 77 in the ⁇ Z direction and the Z direction via the blade holder 76, and moves the substrate unit 30 (element group forming substrate 20) in the Y direction via the stage 72.
  • a second cutting process for cutting the element group forming substrate 20 along a planned cutting line in the y direction (here, the first modified region L1 and the third modified region L3 correspond) is executed ( Step 307).
  • the blade 77 sequentially applies pressure to the element group forming substrate 20 along the y direction from the substrate back surface 11 b side of the substrate 11.
  • the element group forming substrate 20 provided in the substrate unit 30 is cut into pieces in the x direction and the y direction, and is separated into a plurality of element chips 10 (see FIG. 1).
  • the formation surface side of the plurality of semiconductor light emitting elements 21 in the element group forming substrate 20 before cutting is attached to the adhesive sheet 31, and the element group formation before cutting is performed.
  • the substrate 11 side (substrate back surface 11 b side) of the substrate 20 is covered with a pressing sheet 33. For this reason, the plurality of element chips 10 separated by cutting are less likely to scatter from the substrate unit 30.
  • control unit 84 transfers the substrate unit 30 mounted on the stage 72 from the stage 72 to the outside by a robot arm (not shown) (step 308), and performs a series of processes. Complete. If the next substrate unit 30 is prepared, the process returns to step 301 to continue the process.
  • FIGS. 12A to 12D are diagrams showing an example of the first cutting process in step 304 and the second cutting process in step 307 in the singulation process.
  • FIGS. 12A and 12B are for explaining the first cutting process
  • FIGS. 12C and 12D are for explaining the second cutting process.
  • the configuration on the substrate cutting apparatus 70 side is substantially omitted, and only the blade 77 is shown.
  • the pressing sheet 33 is placed on the substrate back surface 11 b of the substrate 11 of the element group forming substrate 20.
  • the pressing sheet 33 does not need to have adhesiveness like the pressure-sensitive adhesive sheet 31, and can be formed of, for example, various resin materials. High polyethylene terephthalate (PET) is used.
  • the tip end side of the blade 77 is arranged along the x direction of the element group forming substrate 20.
  • each of the element group forming substrates 20 is formed along the x direction, and is formed side by side in the z direction on the xz plane and the fourth modified region L2 and the fourth modified region.
  • the tip side of the blade 77 faces the position directly above the quality region L4.
  • the substrate 11 has the fourth modified region L4 and the second modified region L4 as shown in FIG. Dividing along the xz plane with the mass region L2 as a base point.
  • the laminated semiconductor layer 12 is sufficiently thinner than the substrate 11, the element group forming substrate 20 is also cracked along the xz plane as the substrate 11 is broken along the xz plane.
  • the tip end side of the blade 77 is arranged along the y direction of the element group forming substrate 20.
  • each of the element group forming substrates 20 is formed along the y direction and arranged in the z direction on the yz plane and the third modified region L1 and the third modified region.
  • the tip side of the blade 77 faces the position directly above the region L3.
  • the substrate 11 has the third modified region L3 and the first modified region as shown in FIG.
  • the material area L1 is divided along the yz plane with the origin as the base point.
  • the element group forming substrate 20 is also cracked along the yz plane as the substrate 11 is broken along the yz plane. Then, through each of these processes, the element chip 10 shown in FIG. 1 is obtained.
  • FIG. 13 shows an example of a cross-sectional structure of the substrate 11 in the element chip 10 (see FIG. 1) obtained through the element group forming process in step 100, the modified region forming process in step 200, and the singulation process in step 300. It is an enlarged perspective view shown.
  • the element group forming substrate 20 is divided and separated into pieces using the first modified region L1 to the fourth modified region L4 formed by the above-described procedure.
  • the substrate 11 has a first modified region L1 and a third modified region L3 on the substrate long side surface 11y side, and a second modified region L2 and a fourth modified region L4 on the substrate short side surface 11x side. Will be exposed.
  • the first modified region L1 is formed by the plurality of first modified portions La arranged along the y direction
  • the second modified region L2 is formed by the plurality of second modified portions arranged along the x direction
  • the third modified region L3 is formed by a plurality of third modified portions Lc arranged along the y direction
  • the fourth modified region L4 is formed by a plurality of fourth modified portions Ld arranged along the x direction.
  • laser light is emitted from the substrate rear surface 11 b side of the substrate 11 to the element group forming substrate 20 in which the plurality of semiconductor light emitting elements 21 are formed on the substrate surface 11 a of the wafer-like substrate 11.
  • the first modified region L1 and the third modified region L3 in the y direction (corresponding to the first direction) along the surface of the substrate 11, and the surface of the substrate 11 are irradiated inside the substrate 11.
  • the modified region forming step for forming the second modified region L2 and the fourth modified region L4 that extend along the x direction (corresponding to the second direction) along the y direction, and from the substrate back surface 11b of the substrate 11 The first modified region L1, the second modified region L2, the third modified region L3, and the fourth modified region L4 were formed at different depths.
  • the first depth D1 for forming the first modified region L1 and the second depth D2 for forming the second modified region L2 are the same size ( Consider the case where it is set to the common depth D0 below.
  • the first modified region L1 is formed along the y direction at a portion having the common depth D0 in the substrate 11 in the element group forming substrate 20
  • the same common depth D0 in the substrate 11 is obtained.
  • the second modified region L2 is formed at the site along the x direction.
  • the substrate When viewed from the xy plane, in order to form the second modified portion Lb of the second modified region L2 at the intersection where the first modified region L1 and the second modified region L2 intersect, the substrate back surface 11b to the substrate
  • the laser beam 64 that has entered the laser beam 11 is condensed at a portion having a common depth D0.
  • the energy of the focused laser beam 64 is changed to the second modified portion Lb. It is not used for the formation of, but passes through the first reforming portion La as it is.
  • the laser beam 64 condensed to form the second modified portion Lb is emitted from the first modified portion La. It passes through the space in La with almost no attenuation. Then, the laser beam 64 that has passed through the first modified portion La is applied to the stacked semiconductor layer 12 provided on the substrate surface 11a side while the amount of energy attenuation is small.
  • the laminated semiconductor layer 12 when the laminated semiconductor layer 12 is irradiated with the laser beam 64 while the energy attenuation is insufficient, the laminated semiconductor layer 12 is absorbed along with the absorption of the laser beam 64 at the irradiated portion in the laminated semiconductor layer 12.
  • a so-called “yake” phenomenon occurs in which the layer 12 is locally discolored and altered.
  • “burning” occurs, among the plurality of element chips 10 obtained through the subsequent singulation process, those that have “burning” are rejected as an appearance defect. End up. Therefore, there is a possibility that the yield of the element chip 10 may be lowered with the occurrence of “burn”.
  • first modified region L1 and the second modified region L2 are formed at the same common depth D0.
  • two modified regions having different directions for example, Second modified region L2 and third modified region L3, third modified region L3 and fourth modified region L4, first modified region L1 and fourth modified region L4 are formed at the same common depth D0. In this case, the same problem can occur.
  • the first depth D1 of the first modified region L1 formed first in the substrate 11 of the element group formation substrate 20 is set to the substrate thickness Ts of the substrate 11. Therefore, in the formation of the first modified region L1 to the fourth modified region L4, the laser beam 64 directed toward the laminated semiconductor layer 12 without being used for forming each modified portion is emitted from the spot. By spreading, it is possible to reach the laminated semiconductor layer 12 side in a state where the energy density is lowered, and the occurrence of “burn” in the element group formation substrate 20 can be further suppressed.
  • the relationship between the gap between two modified regions adjacent to each other in the thickness direction (z direction) of the substrate 11 and the height of each modified portion constituting these two modified regions is predetermined. Therefore, it is easy to avoid a situation in which the respective reformed portions of these two modified regions are connected and integrated in the thickness direction of the substrate 11, and as a result, the element group forming substrate 20. The occurrence of “burns” in can be further suppressed.
  • the laser beam 64 is irradiated from the substrate rear surface 11 b side of the substrate 11 to the element group forming substrate 20 in which the plurality of semiconductor light emitting elements 21 are formed on the substrate surface 11 a of the wafer-like substrate 11.
  • the first modified region L1 and the third modified region L3 extending in the y direction (corresponding to the first direction) along the surface of the substrate 11, along the surface of the substrate 11 and in the y direction.
  • the modified region forming step of forming the second modified region L2 and the fourth modified region L4 toward the x direction (corresponding to the second direction) different from the first modified region L1 to the fourth modified region L4 is directed in order from the side closer to the substrate surface 11a of the substrate 11 (the side closer to the substrate back surface 11b from the side farther from the side farther), that is, the first modified region L1, the second modified region L2, and the third. Formed in order of modified region L3 and fourth modified region L4 was to so that.
  • the substrate 11 is in the same substrate 11 and from the substrate back surface 11b. Let us consider a case where the first modified region L1 is formed along the y direction at a portion where the depth of the first depth D1 is greater than the second depth D2.
  • the substrate back surface 11b to the substrate When viewed from the xy plane, in order to form the first modified portion La of the first modified region L1 at the intersection where the first modified region L1 and the second modified region L2 intersect, the substrate back surface 11b to the substrate
  • the laser beam 64 that has entered the laser beam 11 is irradiated so as to be condensed at a portion having the first depth D1.
  • the second modified portion Lb of the second modified region L2 that has already been formed exists in the optical path of the laser beam 64 from the substrate back surface 11b to the condensing portion having the first depth D1.
  • the laser beam 64 is scattered by the second modified portion Lb before reaching the condensing portion, and corresponds to the intersecting portion and has a first depth D1 at the first modified portion. La becomes difficult to be formed.
  • first reforming region L1 and the second reforming region L2 are reversed as an example, but two reforming regions (for example, the second reforming region having different directions from each other) have been described.
  • Quality region L2 and third modified region L3, third modified region L3 and fourth modified region L4, first modified region L1 and fourth modified region L4) are on the side farther from the side closer to substrate back surface 11b. Similar problems may occur when the layers are formed in order.
  • the third modified region L3 is formed along the y direction in the portion having the third depth D3 in the substrate 11, the inside of the same substrate 11 and from the substrate back surface 11b.
  • the first modified region L1 is formed in a region where the depth of the first depth D1 is greater than the third depth D3 so as to be parallel to the third modified region L3 along the y direction and in the yz plane. Think about the case.
  • the first modified region L1 and the third modified region L3 overlap on a straight line along the y direction.
  • the laser beam 64 that has entered the substrate 11 from the substrate back surface 11b in order to form the first modified portion La of the first modified region L1 has a first depth D1 that is a target condensing point.
  • the third modified part Lc of the third modified region L3 Before reaching the part to be formed, it is scattered by the third modified part Lc of the third modified region L3 that has already been formed, and a plurality of parts along the y direction are formed in the part having the first depth D1.
  • the formation of the first modified region L1 including the first modified portion La becomes insufficient.
  • the case where the formation of the first modified region L1 and the third modified region L3 is reversed is described as an example, but two modified regions (for example, the second modified region (for example, the second modified region) having the same orientation) are described.
  • the same problem may occur when the quality region L2 and the fourth modified region L4) are formed in order from the side close to the substrate back surface 11b.
  • the present embodiment by having the above-described configuration, in the formation of a plurality of modified regions using the laser beam 64, the occurrence of “burns” in the element group formation substrate 20 is already suppressed. Occurrence of defective formation of a modified region due to scattering of the laser beam 64 when another modified region is formed by the formed modified region can be suppressed.
  • the first depth D1 of the first modified region L1 formed first in the substrate 11 of the element group formation substrate 20 is set to the substrate thickness Ts of the substrate 11. Therefore, in the formation of the first modified region L1 to the fourth modified region L4, the laser beam 64 directed toward the laminated semiconductor layer 12 without being used for forming each modified portion is emitted from the spot. By spreading, it is possible to reach the laminated semiconductor layer 12 side in a state where the energy density is lowered, and the occurrence of “burn” in the element group formation substrate 20 can be further suppressed.
  • the relationship between the gap between two modified regions adjacent to each other in the thickness direction (z direction) of the substrate 11 and the height of each modified portion constituting these two modified regions is predetermined. Therefore, it is easy to avoid a situation in which the respective reformed portions of these two modified regions are connected and integrated in the thickness direction of the substrate 11, and as a result, the element group forming substrate 20. The occurrence of “burns” in can be further suppressed.
  • the laser beam 64 is irradiated from the substrate back surface 11 b side of the substrate 11 to the element group forming substrate 20 in which the plurality of semiconductor light emitting elements 21 are formed on the substrate surface 11 a of the wafer-like substrate 11.
  • the first modified region L1 and the third modified region L3 extending in the y direction (corresponding to the first direction) along the surface of the substrate 11, along the surface of the substrate 11 and in the y direction.
  • the modified region forming step of forming the second modified region L2 and the fourth modified region L4 toward the x direction (corresponding to the second direction) different from the first modified region L1 to the fourth modified region The first modified region L1, the second modified region L2, the third modified region L3, and the fourth modified region L4 are formed in this order so that the respective directions of L4 are alternated in the y direction and the x direction. I did it.
  • the formation of the first modified region L1 and the second modified region L2 in the substrate 11 is completed.
  • a plurality of cracks along the y direction are generated in the element group forming substrate 20, Cracks may occur.
  • the laser beam 64 irradiated for forming the third modified region L3 and the fourth modified region L4 in the substrate 11 may deviate from the position of the original planned cutting line.
  • first modified region L1 and the second modified region L2 are formed along the same direction
  • two adjacent regions in the thickness direction of the substrate 11, that is, the z direction are described.
  • the same problem may occur when the reforming regions (for example, the second reforming region L2 and the third reforming region L3, the third reforming region L3, and the fourth reforming region L4) are formed in the same direction. .
  • the first depth D1 of the first modified region L1 and the second depth of the second modified region L2 formed in the substrate 11 of the element group formation substrate 20 are used. Since the depth D2, the third depth D3 of the third modified region L3, and the fourth depth D4 of the fourth modified region L4 are less than half the substrate thickness Ts of the substrate 11, the first modified region In the formation of the L1 to fourth modified regions L4, the laser beam 64 directed toward the laminated semiconductor layer 12 without being used for the formation of each modified portion is irradiated with the laser beam 64 in a state where the energy density is lowered due to the spread of the spots. It becomes possible to reach the layer 12 side, and the occurrence of “burn” in the element group formation substrate 20 can be further suppressed.
  • the modified region forming step four modified layers are alternately formed in the substrate 11 of the element group forming substrate 20 in the y direction and the x direction in order from the deeper side as viewed from the substrate back surface 11b.
  • the regions, that is, the first modified region L1 to the fourth modified region L4 are formed, but the present invention is not limited to this.
  • the y direction is the first direction and the x direction is the second direction.
  • the present invention is not limited to this.
  • the first aspect, the second aspect, the third aspect, and the fourth aspect described above will be described in order.
  • FIGS. 14A to 14C are diagrams showing a list of configuration examples of a plurality of modified regions to which the first aspect can be applied.
  • first modified region L1 to fourth modified region L4 as described in the present embodiment are formed, but also three modified regions ( The present invention can also be applied to the case where the first modified region L1 to the third modified region L3) and two modified regions (the first modified region L1 and the second modified region L2) are formed.
  • FIG. 14A shows a combination pattern in the formation direction of each modified region when four modified regions are formed
  • FIG. 14B shows each pattern when three modified regions are formed.
  • FIG. 14C illustrates a combination pattern in the formation direction of each modified region in the case where two modified regions are formed.
  • each modified region is formed in the order of the first modified region L1, the second modified region L2, the third modified region L3, and the fourth modified region L4.
  • the first modified region L1 is at the first depth D1
  • the second modified region L2 is at the second depth D2
  • the third modified region L3 is at the third depth D3
  • the first The fourth modified region L4 is formed at the fourth depth D4.
  • the first depth D1, the second depth D2, the third depth D3, and the fourth depth D4 have a relationship of D1> D2> D3> D4.
  • the first modified region L1 and the second modified region L2 are formed along the x direction and formed along the y direction. It is necessary to configure with a combination of Therefore, what formed both the 1st modification area
  • the first modified region L1 is arranged along the x direction and the second modified region L2 is formed.
  • a first group formed along the y direction (see (1) to (4)), a first modified region L1 is formed along the y direction, and a second modified region L2 is formed along the x direction.
  • a second group (see (5) to (8)) exists.
  • the x direction corresponds to the first direction
  • the y direction corresponds to the second direction.
  • the y direction corresponds to the first direction
  • the x direction corresponds to the second direction.
  • the combination shown in (7) of FIG. 14A has been described as an example.
  • first depth D1, the second depth D2, the third depth D3, and the fourth depth D4 have a relationship of D1> D2> D3> D4 will be described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and it is only necessary to have a relationship of D1 ⁇ D2 ⁇ D3 ⁇ D4 within the range of the substrate thickness Ts of the substrate 11.
  • FIG. 14B shows four patterns ((1) to (4)) in which the formation directions of the respective modified regions are combined as an example of forming the three modified regions.
  • each modified region is formed in the order of the first modified region L1, the second modified region L2, and the third modified region L3.
  • the first modified region L1 is formed at the first depth D1
  • the second modified region L2 is formed at the second depth D2
  • the third modified region L3 is formed at the third depth D3.
  • the first depth D1, the second depth D2, and the third depth D3 have a relationship of D1> D2> D3.
  • the first modified region L1 and the second modified region L2 are formed along the x direction and formed along the y direction. It is necessary to configure with a combination of Therefore, what formed both the 1st modification area
  • the first modified region L1 is arranged along the x direction and the second modified region L2 is formed.
  • a first group formed along the y direction (see (1) and (2))
  • a first modified region L1 is formed along the y direction
  • a second modified region L2 is formed along the x direction.
  • a second group (see (3), (4)) exists.
  • the x direction corresponds to the first direction
  • the y direction corresponds to the second direction.
  • the y direction corresponds to the first direction
  • the x direction corresponds to the second direction.
  • first depth D1, the second depth D2, and the third depth D3 have a relationship of D1> D2> D3 has been described as an example, but the present invention is not limited thereto. Instead, it is only necessary to have a relationship of D1 ⁇ D2 ⁇ D3 within the range of the substrate thickness Ts of the substrate 11.
  • FIG. 14C shows two patterns ((1) and (2)) in which the formation directions of the respective modified regions are combined as an example of forming the two modified regions.
  • each modified region is formed in the order of the first modified region L1 and the second modified region L2.
  • the first depth D1 and the second depth D2 have a relationship of D1> D2.
  • the first modified region L1 and the second modified region L2 are formed along the x direction and formed along the y direction. It is necessary to configure with a combination of Therefore, what formed both the 1st modification area
  • the basic pattern for forming the two modified regions is that the first modified region L1 is formed along the x direction and then the y direction is formed.
  • One that forms the second modified region L2 (see (1)) and one that forms the first modified region L1 along the y direction and then forms the second modified region L2 along the x direction (( 2)).
  • the x direction corresponds to the first direction
  • the y direction corresponds to the second direction.
  • the y direction corresponds to the first direction
  • the x direction corresponds to the second direction.
  • first reforming region L1 corresponds to the “reforming region”
  • second reforming region L2 corresponds to the “other reforming region”.
  • FIGS. 15A and 15B are diagrams showing a list of configuration examples of a plurality of modified regions to which the second aspect can be applied.
  • the second mode not only the four modified regions (first modified region L1 to fourth modified region L4) as described in the present embodiment are formed, but also three modified regions ( The present invention can also be applied when forming the first modified region L1 to the third modified region L3).
  • FIG. 15A shows a combination pattern of the formation directions of the respective modified regions when four modified regions are formed
  • FIG. 15B shows each combination when the three modified regions are formed. Each combination pattern of the reformed region formation direction is illustrated.
  • each modified region is formed in the order of the first modified region L1, the second modified region L2, the third modified region L3, and the fourth modified region L4.
  • the first modified region L1 is at the first depth D1
  • the second modified region L2 is at the second depth D2
  • the third modified region L3 is at the third depth D3
  • the first The fourth modified region L4 is formed at the fourth depth D4.
  • the first depth D1, the second depth D2, the third depth D3, and the fourth depth D4 have a relationship of D1> D2> D3> D4.
  • the first modified region L1 to the fourth modified region L4 are formed along the x direction and formed along the y direction. It is necessary to configure with a combination of Accordingly, all of the first modified region L1 to the fourth modified region L4 formed along the x direction or the y direction are excluded from the second mode.
  • three of the first modified region L1 to the fourth modified region L4 are x.
  • a first group that forms along the direction and the other one along the y direction see (1), (2), (4), (8)), and two along the x direction
  • a second group see (3), (5), (6), (9), (10), (12))
  • a third group see (7), (11), (13), (14) that forms along the y direction and the remaining three along the y direction.
  • the second group includes cases ((5), (10)) in which the x direction and the y direction are alternately formed with respect to the z direction (depth direction).
  • the x direction corresponds to the first direction
  • the y direction corresponds to the second direction.
  • the y direction corresponds to the first direction
  • the x direction corresponds to the second direction.
  • the combination shown in (10) of FIG. 15A has been described as an example.
  • the first group can be used when cutting in the x direction is more difficult than the y direction due to the crystal structure of the substrate 11, for example. Further, for example, it can be used when cutting in the x direction is more difficult than the y direction due to the element chip 10 having a structure where Cx> Cy.
  • the second group can be used when, for example, the cutting difficulty in each of the x direction and the y direction is equal.
  • a pattern in which the x direction and the y direction are alternately formed with respect to the z direction (depth direction) in the second group is employed, for example, the first modified region L1 to the fourth modified region L4 Compared with the case where two modified regions adjacent to each other in the z direction are set in the same direction, it is possible to suppress the occurrence of a situation where the element group forming substrate 20 breaks during the modified region forming step. become. Thereby, for example, it is possible to suppress the occurrence of deviation of the modified region from the planned cutting line that occurs when the modified region is further formed on the element group forming substrate 20 in which the crack has occurred.
  • the third group can be used when cutting in the y direction is more difficult than in the x direction due to, for example, the crystal structure of the substrate 11.
  • the element chip 10 can be used when it is more difficult to cut in the y direction than in the x direction due to the structure of Cx ⁇ Cy.
  • FIG. 15B shows six patterns ((1) to (6)) in which the formation directions of the respective modified regions are combined as an example of forming the three modified regions.
  • each modified region is formed in the order of the first modified region L1, the second modified region L2, and the third modified region L3.
  • the first modified region L1 is formed at the first depth D1
  • the second modified region L2 is formed at the second depth D2
  • the third modified region L3 is formed at the third depth D3.
  • the first depth D1, the second depth D2, and the third depth D3 have a relationship of D1> D2> D3.
  • the first modified region L1 to the third modified region L3 are formed along the x direction and formed along the y direction. It is necessary to configure with a combination of Accordingly, all of the first modified region L1 to the third modified region L3 formed along the x direction or the y direction are excluded from the second mode.
  • two of the first modified region L1 to the third modified region L3 are x.
  • a first group formed along the direction and the other one formed along the y direction (see (1), (2), (4)), and one formed along the x direction and the remaining
  • a second group (see (3), (5), (6)) that forms two along the y direction.
  • the first group and the second group there are cases where the x direction and the y direction are alternately formed with respect to the z direction (depth direction) ((2), (5)).
  • the x direction corresponds to the first direction
  • the y direction corresponds to the second direction.
  • the y direction corresponds to the first direction
  • the x direction corresponds to the second direction.
  • the first group can be used when cutting in the x direction is more difficult than the y direction due to, for example, the crystal structure of the substrate 11.
  • the element chip 10 can be used when cutting in the x direction is more difficult than in the y direction due to the structure of Cx> Cy.
  • the second group can be used when cutting in the y direction is more difficult than in the x direction due to, for example, the crystal structure of the substrate 11.
  • the element chip 10 can be used when it is more difficult to cut in the y direction than in the x direction due to the structure of Cx ⁇ Cy.
  • the first modified region L1 to the third modified region L3 are adjacent to the z direction.
  • the two modified regions are set in the same direction, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which the element group forming substrate 20 breaks during the modified region forming step.
  • all of the first modified region L1, the second modified region L2, and the third modified region L3 have the same two modified regions. This corresponds to the case of forming along the direction (x direction or y direction) and forming another modified region along the direction (y direction or x direction) different from the same direction.
  • first depth D1, the second depth D2, and the third depth D3 have a relationship of D1> D2> D3 has been described as an example, but the present invention is not limited thereto. Instead, it is only necessary to have a relationship of D1 ⁇ D2 ⁇ D3 within the range of the substrate thickness Ts of the substrate 11.
  • FIGS. 16A to 16C are diagrams showing a list of configuration examples of a plurality of modified regions to which the third aspect can be applied.
  • the third mode not only the four modified regions (first modified region L1 to fourth modified region L4) as described in the present embodiment are formed, but also three modified regions ( The present invention can also be applied to the case where the first modified region L1 to the third modified region L3) and two modified regions (the first modified region L1 and the second modified region L2) are formed.
  • FIG. 16A shows a combination pattern of the formation directions of the respective modified regions when four modified regions are formed
  • FIG. 16B shows each combination when the three modified regions are formed.
  • FIG. 16C illustrates a combination pattern in the formation direction of each modified region in the case of forming two modified regions.
  • each modified region is formed in the order of the first modified region L1, the second modified region L2, the third modified region L3, and the fourth modified region L4.
  • the first modified region L1 is at the first depth D1
  • the second modified region L2 is at the second depth D2
  • the third modified region L3 is at the third depth D3
  • the first The fourth modified region L4 is formed at the fourth depth D4.
  • the first depth D1, the second depth D2, the third depth D3, and the fourth depth D4 have a relationship of D1> D2> D3> D4.
  • the first modified region L1 to the fourth modified region L4 are formed along the x direction and formed along the y direction. It is necessary to configure with a combination of Accordingly, all of the first modified region L1 to the fourth modified region L4 formed along the x direction or the y direction are excluded from the third mode.
  • three of the first modified region L1 to the fourth modified region L4 are x.
  • a first group that forms along the direction and the other one along the y direction see (1), (2), (4), (8)), and two along the x direction
  • a second group see (3), (5), (6), (9), (10), (12))
  • a third group see (7), (11), (13), (14) that forms along the y direction and the remaining three along the y direction.
  • the second group includes cases ((5), (10)) in which the x direction and the y direction are alternately formed with respect to the z direction (depth direction).
  • the x direction corresponds to the first direction
  • the y direction corresponds to the second direction.
  • the y direction corresponds to the first direction
  • the x direction corresponds to the second direction.
  • the combination shown in (10) of FIG. 16A has been described as an example.
  • the first group can be used when cutting in the x direction is more difficult than the y direction due to, for example, the crystal structure of the substrate 11. Further, for example, it can be used when cutting in the x direction is more difficult than the y direction due to the element chip 10 having a structure where Cx> Cy.
  • the second group can be used when, for example, the cutting difficulty in each of the x direction and the y direction is equal.
  • a pattern in which the x direction and the y direction are alternately formed with respect to the z direction (depth direction) in the second group is employed, for example, the first modified region L1 to the fourth modified region L4 Compared with the case where two modified regions adjacent to each other in the z direction are set in the same direction, it is possible to suppress the occurrence of a situation where the element group forming substrate 20 breaks during the modified region forming step. become. Thereby, for example, it is possible to suppress the occurrence of deviation of the modified region from the planned cutting line that occurs when the modified region is further formed on the element group forming substrate 20 in which the crack has occurred.
  • the third group can be used when cutting in the y direction is more difficult than in the x direction due to, for example, the crystal structure of the substrate 11.
  • the element chip 10 can be used when it is more difficult to cut in the y direction than in the x direction due to the structure of Cx ⁇ Cy.
  • FIG. 16B shows six patterns ((1) to (6)) in which the formation directions of the respective modified regions are combined as an example of forming the three modified regions.
  • each modified region is formed in the order of the first modified region L1, the second modified region L2, and the third modified region L3.
  • the first modified region L1 is formed at the first depth D1
  • the second modified region L2 is formed at the second depth D2
  • the third modified region L3 is formed at the third depth D3.
  • the first depth D1, the second depth D2, and the third depth D3 have a relationship of D1> D2> D3.
  • the first modified region L1 to the third modified region L3 are formed along the x direction and formed along the y direction. It is necessary to configure with a combination of Accordingly, all of the first modified region L1 to the third modified region L3 formed along the x direction or the y direction are excluded from the third mode.
  • two of the first modified region L1 to the third modified region L3 are x.
  • a first group formed along the direction and the other one formed along the y direction (see (1), (2), (4)), and one formed along the x direction and the remaining
  • a second group (see (3), (5), (6)) that forms two along the y direction.
  • the first group and the second group there are cases where the x direction and the y direction are alternately formed with respect to the z direction (depth direction) ((2), (5)).
  • the x direction corresponds to the first direction
  • the y direction corresponds to the second direction.
  • the y direction corresponds to the first direction
  • the x direction corresponds to the second direction.
  • the first group can be used when cutting in the x direction is more difficult than the y direction due to, for example, the crystal structure of the substrate 11. Further, for example, it can be used when cutting in the x direction is more difficult than the y direction due to the element chip 10 having a structure where Cx> Cy.
  • the second group can be used when cutting in the y direction is more difficult than in the x direction due to, for example, the crystal structure of the substrate 11.
  • the element chip 10 can be used when it is more difficult to cut in the y direction than in the x direction due to the structure of Cx ⁇ Cy.
  • the first modified region L1 to the third modified region L3 are adjacent to the z direction.
  • the two modified regions are set in the same direction, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which the element group forming substrate 20 breaks during the modified region forming step.
  • (1) to (6) shown in FIG. 16B are all the same in the two modified regions of the first modified region L1, the second modified region L2, and the third modified region L3. This corresponds to the case of forming along the direction (x direction or y direction) and forming another modified region along the direction (y direction or x direction) different from the same direction.
  • FIG. 16C shows two patterns ((1) and (2)) in which the formation directions of the respective modified regions are combined as an example of forming the two modified regions.
  • each modified region is formed in the order of the first modified region L1 and the second modified region L2.
  • the first depth D1 and the second depth D2 have a relationship of D1> D2.
  • the first modified region L1 and the second modified region L2 are formed along the x direction and formed along the y direction. It is necessary to configure with a combination of Therefore, what formed both the 1st modification area
  • the first modified region L1 is formed along the x direction and then the y direction is formed.
  • One that forms the second modified region L2 (see (1)) and one that forms the first modified region L1 along the y direction and then forms the second modified region L2 along the x direction (( 2))).
  • the x direction corresponds to the first direction
  • the y direction corresponds to the second direction.
  • the y direction corresponds to the first direction
  • the x direction corresponds to the second direction. Note that the combination shown in FIG.
  • 16C is the basis of the combination of the third aspect, and a modified region formed along the x direction and a modified region formed along the y direction. However, there will always be one by one.
  • the first reforming region L1 corresponds to the “reforming region”
  • the second reforming region L2 corresponds to the “other reforming region”.
  • FIGS. 17A and 17B are diagrams showing a list of configuration examples of a plurality of modified regions to which the fourth aspect can be applied.
  • the fourth mode not only the four modified regions (first modified region L1 to fourth modified region L4) as described in the present embodiment are formed, but also three modified regions ( The present invention can also be applied when forming the first modified region L1 to the third modified region L3).
  • FIG. 17A shows a combination pattern in the formation direction of each modified region when four modified regions are formed
  • FIG. 17B shows each pattern when three modified regions are formed. Each combination pattern of the reformed region formation direction is illustrated.
  • each modified region is formed in the order of the first modified region L1, the second modified region L2, the third modified region L3, and the fourth modified region L4.
  • the first modified region L1 is at the first depth D1
  • the second modified region L2 is at the second depth D2
  • the third modified region L3 is at the third depth D3
  • the first The fourth modified region L4 is formed at the fourth depth D4.
  • the first depth D1, the second depth D2, the third depth D3, and the fourth depth D4 have a relationship of D1> D2> D3> D4.
  • the first modified region L1 to the fourth modified region L4 are formed in the order of x ⁇ y ⁇ x ⁇ y first from the x direction. (See (1)) and those formed in the order of y ⁇ x ⁇ y ⁇ x from the y direction (see (2)).
  • the x direction corresponds to the first direction
  • the y direction corresponds to the second direction.
  • the y direction corresponds to the first direction
  • the x direction corresponds to the second direction.
  • the combination shown in (2) of FIG. 17A has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and the relationship of D1 ⁇ D2 ⁇ D3 ⁇ D4 may be satisfied within the range of the substrate thickness Ts of the substrate 11, and the first depth D1 to the first depth may be satisfied. At least two of the four depths D4 may have the same size.
  • FIG. 17B shows two patterns ((1) and (2)) in which the formation directions of the respective modified regions are combined as an example of forming the three modified regions.
  • each modified region is formed in the order of the first modified region L1, the second modified region L2, and the third modified region L3.
  • the first modified region L1 is formed at the first depth D1
  • the second modified region L2 is formed at the second depth D2
  • the third modified region L3 is formed at the third depth D3.
  • the first depth D1, the second depth D2, and the third depth D3 have a relationship of D1> D2> D3.
  • the first modified region L1 to the third modified region L3 are formed in the order of x ⁇ y ⁇ x first from the x direction (( 1)) and those formed in the order of y ⁇ x ⁇ y from the y direction (see (2)).
  • the x direction corresponds to the first direction
  • the y direction corresponds to the second direction.
  • the y direction corresponds to the first direction
  • the x direction corresponds to the second direction.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the relationship of D1 ⁇ D2 ⁇ D3 may be satisfied, and at least two of the first depth D1 to the third depth D3 are the same. It may have a size.
  • each modified region is formed using pulsed YAG (YttriumtAluminum Garnet) laser light.
  • YAG YttriumtAluminum Garnet
  • the present invention is not limited to this.
  • the design of the wavelength of the laser beam used for forming each modified region may be changed as appropriate.
  • the present invention is not limited to this.
  • the size relationship may be changed.
  • the substrate front surface 11a and the substrate rear surface 11b of the substrate 11 are rectangular by making the substrate short side surface 11x and the substrate long side surface 11y of the element chip 10 have a right angle.
  • the present invention is not limited to this, and the substrate surface 11a and the substrate in the substrate 11 are not formed at right angles without making the angle between the substrate short side surface 11x and the substrate long side surface 11y in the substrate 11 of the element chip 10 perpendicular to each other.
  • the back surface 11b may be a parallelogram.
  • the semiconductor light emitting element 21 is described as an example of the electronic element formed on the substrate 11.
  • the present invention is not limited to this and does not have a light emitting function. There is no problem.
  • SYMBOLS 10 Element chip

Abstract

ウエハ状の基板11の基板表面11aに複数の半導体発光素子21が形成された素子群形成基板20に対し、基板11の基板裏面11b側からレーザ光64を照射することで、基板11の内部に、基板11の面に沿うy方向(第1方向に対応)に向かう第1改質領域L1および第3改質領域L3と、基板11の面に沿い且つy方向とは異なるx方向(第2方向に対応)に向かう第2改質領域L2および第4改質領域L4とを形成する改質領域形成工程において、基板の基板裏面11bからの深さを異ならせて、第1改質領域L1、第2改質領域L2、第3改質領域L3および第4改質領域L4を形成する。これにより、レーザ光を用い、基板内において交差する方向に複数の改質領域を形成する場合に、基板に形成された電子素子の劣化を抑制する。

Description

レーザ加工方法
 本発明は、基板に複数の電子素子を形成してなる素子群形成基板を個片化(チップ化)するためのレーザ加工方法に関する。
 基板に複数の電子素子を形成した素子群形成基板に対し、これを分割して個片化することで、複数の素子チップを得る方法が広く用いられている。
 公報記載の従来技術として、シリコンウエハ等の半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、半導体基板の内部に改質領域を形成し、この改質領域でもって第1の方向に第1の切断予定部を形成し、半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、半導体基板の内部に改質領域を形成し、この改質領域でもって第1の方向と交差する第2の方向に第2の切断予定部を形成する技術が存在する(特許文献1参照)。
 また、他の公報記載の従来技術として、III族窒化物系化合物半導体が積層されたサファイア基板を分離して個々のIII族窒化物系化合物半導体素子とする製造方法において、サファイア基板の内部且つチップに分離する分離予定面にパルスレーザを集光させることにより、サファイア基板の厚さ方向に少なくとも2段の加工変質部分(破断線)を形成する技術が存在する(特許文献2参照)。
特開2003-266185号公報 特開2006-245062号公報
 しかしながら、レーザ光の照射によって基板の内部に第1の方向に沿って第1の切断予定部を形成した基板に対し、さらにレーザ光の照射によって基板の内部に第2の方向に沿って第2の切断予定部を形成した場合に、第1の切断予定部および第2の切断予定部の交差領域に対応する部位において、基板に形成された電子素子が、第2の切断予定部を形成するためのレーザ光によって劣化することがあった。
 本発明は、レーザ光を用い、基板内において交差する方向に複数の改質領域を形成する場合に、基板に形成された電子素子の劣化を抑制することを目的とする。
 上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、
(1)板状の基板の表面に複数の電子素子が形成された素子群形成基板に対し、基板の裏面側からレーザ光を照射することで、基板の内部に、基板の面に沿う第1方向に向かう改質領域と基板の面に沿い且つ第1方向とは異なる第2方向に向かう他の改質領域とを形成するレーザ加工方法であって、
 改質領域と他の改質領域とを、基板の裏面からの深さを異ならせて形成することを特徴とするレーザ加工方法。
(2)改質領域と他の改質領域とを、基板の表面から裏面に至る厚さ方向の中央よりも裏面に近い側に形成することを特徴とする(1)記載のレーザ加工方法。
(3)第1方向は素子群形成基板上における複数の電子素子の第1配列方向に沿うものであり、
 第2方向は素子群形成基板上における複数の電子素子の第2配列方向に沿うものであること
を特徴とする(1)記載のレーザ加工方法。
(4)基板はサファイアからなり、
 複数の電子素子はIII族窒化物半導体層を含んでいることを特徴とする(1)記載のレーザ加工方法。
(5)改質領域を基板の裏面からの深さが第1深さとなる部位に形成し、
 他の改質領域を基板の裏面からの深さが第1深さよりも浅い第2深さとなる部位に形成すること
を特徴とする(1)記載のレーザ加工方法。
(6)板状の基板の表面に複数の電子素子が形成された素子群形成基板に対し、基板の裏面側から基板の面に沿う第1方向にレーザ光を順次照射し、基板の内部であって裏面からの深さが第1深さとなる部位にレーザ光を順次集光させることで、基板の内部に第1方向に沿う第1改質領域を形成する工程と、
 第1改質領域が形成された素子群形成基板に対し、基板の裏面側から基板の面に沿う第2方向にレーザ光を順次照射し、基板の内部であって裏面からの深さが第1深さとは異なる第2深さとなる部位にレーザ光を順次集光させることで、基板の内部に第2方向に沿う第2改質領域を形成する工程と、
 第1改質領域および第2改質領域が形成された素子群形成基板に対し、基板の裏面側から基板の面に沿う第3方向にレーザ光を順次照射し、基板の内部であって裏面からの深さが第1深さおよび第2深さとは異なる第3深さとなる部位にレーザ光を順次集光させることで、基板の内部に第3方向に沿う第3改質領域を形成する工程と
を有し、
 第1改質領域、第2改質領域および第3改質領域のうち、2つの改質領域を同じ方向に沿って形成するとともに、他の1つの改質領域を同じ方向とは異なる方向に沿って形成することを特徴とするレーザ加工方法。
(7)同じ方向に沿う2つの改質領域を、基板の厚さ方向に重なるように形成することを特徴とする(6)記載のレーザ加工方法。
(8)第2改質領域を形成する工程において、第2改質領域が形成される第2深さを第1深さよりも浅くし、
 第3改質領域を形成する工程において、第3改質領域が形成される第3深さを第2深さよりも浅くすること
を特徴とする(6)記載のレーザ加工方法。
(9)第1改質領域、第2改質領域および第3改質領域が形成された素子群形成基板に対し、基板の裏面側から基板の面に沿う異なる方向にレーザ光を順次照射し、基板の内部であって裏面からの深さが第1深さ、第2深さおよび第3深さとは異なる第4深さとなる部位にレーザ光を順次集光させることで、基板の内部に異なる方向に沿う第4改質領域を形成する工程と
をさらに有することを特徴とする(6)記載のレーザ加工方法。
(10)第1改質領域、第2改質領域および第3改質領域が形成された素子群形成基板に対し、基板の裏面側から基板の面に沿う同じ方向にレーザ光を順次照射し、基板の内部であって裏面からの深さが第1深さ、第2深さおよび第3深さとは異なる第4深さとなる部位にレーザ光を順次集光させることで、基板の内部に同じ方向に沿う第4改質領域を形成する工程と
をさらに有することを特徴とする(6)記載のレーザ加工方法。
(11)基板はサファイアからなり、
 複数の電子素子はIII族窒化物半導体層を含んでいることを特徴とする(6)記載のレーザ加工方法。
(12)第1方向及び第3方向を同じ方向とし、第2方向を異なる方向とすることを特徴とする(6)記載のレーザ加工方法。
(13)素子群形成基板を構成する基板が、異なる方向よりも同じ方向に割れにくい構造を有していることを特徴とする(6)記載のレーザ加工方法。
(14)素子群形成基板を構成する複数の電子素子がそれぞれ長手側と短手側とを有し、長手側および短手側を揃えた状態で基板上に配列されている場合に、長手側を同じ方向とし且つ短手側を異なる方向とすることを特徴とする(6)記載のレーザ加工方法。
(15)板状の基板の表面に複数の電子素子が形成された素子群形成基板に対し、基板の裏面側からレーザ光を照射することで、基板の内部に、基板の面に沿う第1方向に向かう改質領域と基板の面に沿い且つ第1方向とは異なる第2方向に向かう他の改質領域とを含む3以上の改質領域からなる改質領域群を形成するレーザ加工方法であって、
 改質領域群を構成する改質領域および他の改質領域を、基板の裏面からの深さを異ならせて形成することを特徴とするレーザ加工方法。
(16)改質領域群を構成する改質領域および他の改質領域を、基板の表面から裏面に至る厚さ方向の中央よりも裏面に近い側に形成することを特徴とする(15)記載のレーザ加工方法。
(17)第1方向は素子群形成基板上における複数の電子素子の第1配列方向に沿うものであり、
 第2方向は素子群形成基板上における複数の電子素子の第2配列方向に沿うものであること
を特徴とする請求項(15)記載のレーザ加工方法。
(18)基板はサファイアからなり、
 複数の電子素子はIII族窒化物半導体層を含んでいることを特徴とする(15)記載のレーザ加工方法。
(19)改質領域群を構成する改質領域および他の改質領域を、第1方向および第2方向が交互となるように順番に形成することを特徴とする(15)記載のレーザ加工方法。
 本発明によれば、レーザ光を用い、基板内において交差する方向に複数の改質領域を形成する場合に、基板に形成された電子素子の劣化を抑制することができる。
本実施の形態の製造方法を用いて得られた素子チップの構成の一例を示す斜視図である。 素子チップの製造方法の一例を示すフローチャートである。 (a)、(b)は、素子群形成工程を実行することによって得られた素子群形成基板の構成の一例を示す図である。 (a)、(b)は、改質領域形成工程および個片化工程において、素子群形成基板を取り付けた状態で用いられる基板ユニットの構成の一例を示す図である。 改質領域形成工程で用いられるレーザ加工装置の構成の一例を示す斜視図である。 レーザ加工装置を用いて、改質領域形成工程を実行する際の加工手順の一例を示すフローチャートである。 (a)~(d)は、改質領域形成工程において、第1改質領域~第4改質領域を形成する際のそれぞれのレーザ光の走査方向の一例を示す図である。 (a)~(d)は、改質領域形成工程において、第1改質領域~第4改質領域のそれぞれの形成状態および相互の関係の一例を示す図である。 改質領域形成工程における第1走査(第1改質領域)~第4走査(第4改質領域)のそれぞれの条件および結果の一例を示す図である。 個片化工程で用いられる基板切断装置の構成の一例を示す斜視図である。 基板切断装置を用いて、個片化工程を実行する際の加工手順の一例を示すフローチャートである。 (a)~(d)は、個片化工程のうち、第1切断処理および第2切断処理の一例を示す図である。 素子群形成工程、改質領域形成工程および個片化工程を経て得られた素子チップにおける基板の断面構造の一例を示す拡大斜視図である。 (a)~(c)は、第1の態様が適用され得る複数の改質領域の構成例の一覧を示す図である。 (a)、(b)は、第2の態様が適用され得る複数の改質領域の構成例の一覧を示す図である。 (a)~(c)は、第3の態様が適用され得る複数の改質領域の構成例の一覧を示す図である。 (a)、(b)は、第4の態様が適用され得る複数の改質領域の構成例の一覧を示す図である。
 以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で使用する図面においては、各構成要素を模式的に示していることから、各図における縮尺は正確ではない。
 図1は、本実施の形態の製造方法(詳細は後述する)を用いて得られた素子チップ10の構成の一例を示す斜視図である。
 図1に示す素子チップ10は、例えば青色光を出力する半導体発光素子21を搭載したものであり、直方体状の形状を有し、基板表面11aおよびその裏側となる基板裏面11bを有する基板11と、基板11の基板表面11aに積層された積層半導体層12と、積層半導体層12の上に形成された2つの電極13a、13bとを有している。そして、これら積層半導体層12および電極13a、13bによって、半導体発光素子21が構成されている。
 本実施の形態では、基板11として、積層半導体層12を積層する基板表面11aがC面となるように構成されたサファイア単結晶を用いている。ただし、これに限られるものではなく、基板表面11aをC面からわずかに傾斜させたもの、さらには他の面としたものを用いることができる。
 なお、基板11としては、サファイアの他に、例えば、炭化ケイ素(シリコンカーバイド)、シリコン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ジルコニウム、酸化マンガン亜鉛鉄、酸化マグネシウムアルミニウム、ホウ化ジルコニウム、酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化リチウムガリウム、酸化リチウムアルミニウム、酸化ネオジウムガリウム、酸化ランタンストロンチウムアルミニウムタンタル、酸化ストロンチウムチタン、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化タングステン、酸化モリブデン、窒化ガリウム等を用いることもできる。
 また、青色光を出力する半導体発光素子21を構成する場合において、積層半導体層12は、例えば複数のIII族窒化物半導体層を積層したもので構成することができる。そして、この積層半導体層12に、III族窒化物半導体からなるn型層、発光層およびp型層(すべて図示せず)を順次積層することで、所謂LED構造とすることが可能になる。なお、この場合において、基板11の被積層面とn型半導体層との間には、例えばIII族窒化物からなる中間層や下地層(ともに図示せず)等を形成しておくことができる。
 さらに、電極13aは積層半導体層12のp型半導体層側に、また、電極13bは積層半導体層12のn型半導体層側に、それぞれ形成されている。そして、素子チップ10では、電極13aから、図示しないp型層、発光層およびn型層を介して電極13bに向かう電流を流すことにより、発光層から光が出射されるようになっている。
 また、本実施の形態の素子チップ10は、直方体状の形状を備えていることにより、基板表面11aを上方からみたときに、長辺側と短辺側とを有している。このため、基板11は、基板表面11aおよび基板裏面11bの他に、4つの基板側面を有している。なお、以下の説明においては、素子チップ10の短辺側をx方向と称し、長辺側をy方向と称する。また、x方向とy方向とに直交し、素子チップ10において積層半導体層12から基板11側に向かう方向をz方向と称する。
 さらに、以下の説明においては、基板11の2つのx方向断面(xz断面)を基板短辺側面11xと称し、基板11の2つのy方向断面(yz断面)を基板長辺側面11yと称する。ここで、2つの基板短辺側面11xは基板11を挟んで対向しており、また、2つの基板長辺側面11yは基板11を挟んで対向している。そして、図1には、一方の基板短辺側面11xおよびこれに隣接する一方の基板長辺側面11yのみを示している。なお、実際の素子チップ10では、基板短辺側面11xがxz平面からずれる場合があり、基板長辺側面11yがyz平面からずれる場合がある。
 本実施の形態では、基板11の基板短辺側面11xに、x方向に沿って2つの筋が存在しており、且つ、基板11の基板長辺側面11yに、y方向に沿って2つの筋が存在している。ここで、これら4つの筋は、後述するレーザ光の照射に伴って、基板11を構成するサファイアが改質されることにより形成されたものである。なお、以下の説明においては、基板11の基板長辺側面11yにおいて、積層半導体層12に近い側に形成される筋を第1改質領域L1と称し、第1改質領域L1よりも積層半導体層12から遠い側(第1改質領域L1よりも基板裏面11bに近い側)に形成される筋を第3改質領域L3と称する。また、基板11の基板短辺側面11xにおいて、積層半導体層12に近い側に形成される筋を第2改質領域L2と称し、第2改質領域L2よりも積層半導体層12から遠い側(第2改質領域L2よりも基板裏面11bに近い側)に形成される筋を第4改質領域L4と称する。
 ここで、第1改質領域L1~第4改質領域L4の位置関係に着目すると、本実施の形態では、積層半導体層12に最も近い側から順に、第1改質領域L1(y方向)、第2改質領域L2(x方向)、第3改質領域L3(y方向)および第4改質領域L4(x方向)が位置するようになっている。なお、本実施の形態では、y方向が第1方向に、また、x方向が第2方向に、それぞれ対応している。また、基板裏面11bから第1改質領域L1に至るz方向の距離を第1深さD1、基板裏面11bから第2改質領域L2に至るz方向の距離を第2深さD2、基板裏面11bから第3改質領域L3に至るz方向の距離を第3深さD3、そして基板裏面11bから第4改質領域L4に至るz方向の距離を第4深さD4としたとき、これらは、D1>D2>D3>D4の関係を有している。また、基板11のz方向の厚みを基板厚さTsとしたとき、基板厚さTsおよび第1深さD1は、D1<Ts/2の関係を有している。したがって、本実施の形態の第1改質領域L1、第2改質領域L2、第3改質領域L3および第4改質領域L4は、積層半導体層12の被積層面である基板表面11aからみて、基板11のz方向厚さ(基板厚さTs)の中央よりも向こう側すなわち基板裏面11bに近い側に、それぞれ位置するようになっている。
 なお、以下の説明においては、素子チップ10のx方向長さをチップ短径Cxと称し、素子チップ10のy方向長さをチップ長径Cyと称する。この例において、チップ短径Cxは300μmであり、チップ長径Cyは600μmである。ただし、これに限られるものではなく、チップ短径Cxおよびチップ長径Cyのそれぞれの大きさは適宜設計変更して差し支えなく、さらに、Cx=Cyであっても、Cx>Cyであってもかまわない。
 また、電極13a、13bは、それぞれ円柱状の形状を有しており、その直径は100μm程度となっている。
 図2は、図1に示す素子チップ10の製造方法の一例を示すフローチャートである。
 この例では、まず、サファイアからなるウエハ状の基板11に複数の半導体発光素子21を形成することで、素子群形成基板20(後述する図3参照)を得る素子群形成工程を実行する(ステップ100)。
 次に、ステップ100で得られた素子群形成基板20に対し、ウエハ状の基板11の内部に、上述した第1改質領域L1~第4改質領域L4を形成する改質領域形成工程を実行する(ステップ200)。
 そして、ウエハ(基板11)の内部に第1改質領域L1~第4改質領域L4が形成された素子群形成基板20に対し、これら第1改質領域L1~第4改質領域L4を基点とした分割を行うことで、素子群形成基板20から個片化した素子チップ10を得る個片化工程を実行する(ステップ300)。
 図3(a)、(b)は、上述したステップ100の素子群形成工程を実行することによって得られた素子群形成基板20の構成の一例を示す図である。ここで、図3(a)は素子群形成基板20を、複数の半導体発光素子21の形成面と対向する側からみた上面図であり、図3(b)は図3(a)のIIIB-IIIB断面図である。なお、図3(a)は、図3(b)をIIIA方向からみたものに対応している。
 素子群形成基板20は、ウエハ状の基板11と、この基板11の基板表面11aのほぼ全面に積層された積層半導体層12と、積層半導体層12の上に形成された複数の電極13a、13bとを有している。その結果、基板11の基板表面11aには、複数の電子素子の一例としての複数の半導体発光素子21が、マトリクス状に形成されるようになっている。
 この例において、ウエハ状の基板11としては、C軸配向した単結晶サファイアを用いることができ、例えばその直径は4インチ(約100mm)であり、その厚さは50μm~250μmである。また、ウエハ状の基板11の一端には、基板11の結晶方位を示すとともに、基板11に複数の半導体発光素子21を形成するプロセスにおいて基準となるオリエンテーションフラット(OF:Orientation Flat)11cが設けられている。この例において、OF11cは、サファイア単結晶の[11-20]面に沿って形成されている。
 そして、この例において、複数の半導体発光素子21は、基板11上でのx方向がOF11cに沿い、且つ、基板11上でのy方向がOF11cに直角となるように、基板11上に縦横方向に整列配置された状態で形成されている。したがって、複数の半導体発光素子21は、その短辺側が基板11のOF11cと同じ方向に沿って、また、その長辺側が基板11のOF11cと直角な方向に沿って、それぞれ形成されていることになる。なお、以下では、素子群形成基板20についても、OF11cに沿う方向をx方向と称し、OF11cに直交する方向をy方向と称することにする。なお、この例では、複数の半導体発光素子21を、各々の短辺側がx方向(第2配列方向)に沿い、且つ、各々の長辺側がy方向(第1配列方向)に沿うように、基板11上に配列している。
 また、図3(a)に示すように、素子群形成基板20を積層半導体層12側からみたときに、OF11cが設けられた端をD端部、OF11cと反対側の端をU端部、OF11cを下側とした際の右側の端をL端部、このときの左側の端をR端部、中央部をC部と称する。なお、後述するように、ステップ200の改質領域形成工程では、基板裏面11b側からレーザ光の照射を行うこととなるため、図3(a)に示す状態においては、R側部が図中左側に、L側部が図中右側になるようにし、x方向の正方向はL部側からR部側に向かうようにした。
 図4(a)、(b)は、上述したステップ200の改質領域形成工程およびステップ300の個片化工程において、素子群形成基板20を取り付けた状態で用いられる基板ユニット30の構成の一例を示す図である。ここで、図4(a)は基板ユニット30を、素子群形成基板20における複数の半導体発光素子21の形成面と対向する側からみた上面図であり、図4(b)は図4(a)のIVB-IVB断面図である。なお、図4(a)は、図4(b)をIVA方向からみたものに対応している。
 基板ユニット30は、ステップ100で得られた素子群形成基板20の積層半導体層12側(複数の半導体発光素子21の形成面側)を貼り付けるための粘着シート31と、円筒状の外観を有し、素子群形成基板20が貼り付けられた粘着シート31を挟み込んで支持する金属リング32とを備えている。ここで、金属リング32は、素子群形成基板20よりも大きな内径を有しており、素子群形成基板20は、金属リング32の内側において、金属リング32と接触することがないように、粘着シート31に貼り付けられている。なお、図4(a)では、粘着シート31の裏側に素子群形成基板20が貼り付けられており、粘着シート31を介して素子群形成基板20をみた状態を示している。このようにして、基板ユニット30に素子群形成基板20が貼り付けられることにより、基板ユニット30では、素子群形成基板20における基板11の基板裏面11bが、外部に露出した状態となっている。
 基板ユニット30を構成する粘着シート31は、ステップ200の改質領域形成工程およびステップ300の個片化工程において、素子群形成基板20を保持するとともに、素子群形成基板20から得られる素子チップ10(図1参照)が飛散するのを防止するために設けられている。
 ここで、粘着シート31としては、例えば各種樹脂材料からなる基材に粘着性を有する材料を付着させたものを使用することができる。本実施の形態では、粘着シート31の基材として、剛性の高いポリエチレンテレフタレート(PET:Polyethylene Terephthalate)を用いている。
 図5は、ステップ200の改質領域形成工程で用いられるレーザ加工装置50の構成の一例を示す斜視図である。
 このレーザ加工装置50は、台等の上に設置するための基体51と、基体51上に設けられ、基体51上を左右方向(以下の説明ではX方向と称する)、前後方向(以下の説明ではY方向と称する)、上下方向(以下の説明ではZ方向と称する)に移動可能で、さらに回転方向(以下の説明ではθ方向と称する)に移動可能な吸着ステージ52とを備える。なお、基体51には、吸着ステージ52をX方向、Y方向およびZ方向に移動させるモータ(図示せず)、そして、吸着ステージ52をθ方向に回転させるモータ(図示せず)が内蔵されている。
 レーザ加工装置50に設けられた吸着ステージ52は、図4に示す基板ユニット30を真空吸着して固定する。この例において、基板ユニット30は、素子群形成基板20のx方向を基体51のX方向に、素子群形成基板20のy方向を基体51のY方向に、それぞれ合致させるように吸着ステージ52に搭載される。このとき、素子群形成基板20は、基板11のOF11cが手前側(-Y方向側)となるように、吸着ステージ52に設置される。その結果、吸着ステージ52に基板ユニット30を吸着させた際に、基板ユニット30に取り付けられた素子群形成基板20では、その基板11の基板裏面11b(z方向側:図4(b)参照)が上方すなわちZ方向側を向くようになっている。
 また、レーザ加工装置50は、基体51上に設けられ、-Y方向に向かうレーザ光64を発生するレーザ光発生部61を支持するための支持体53を備える。なお、図5では、レーザ光発生部61を、内部構造がわかるように一部を破線で示している。このレーザ光発生部61は、パルス発振させたYAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザを発生するようになっている。このレーザ光発生部61には、-Y方向に向かうレーザ光64を反射し、吸着ステージ52側に向けて-Z方向に折り曲げるためのダイクロイックミラー62と、ダイクロイックミラー62で反射したレーザ光64を集光し、吸着ステージ52に搭載された素子群形成基板20の基板11(図2参照)の内部に焦点を結ばせるための光学系63とが設けられている。
 さらに、レーザ加工装置50は、ダイクロイックミラー62の上方に配置され、ダイクロイックミラー62を介して吸着ステージ52に搭載された素子群形成基板20を観察するための撮像部54を有している。この撮像部54は、支持体53から伸びるアーム55に取り付けられている。
 さらにまた、レーザ加工装置50は、レーザ加工が施される前の基板ユニット30を収容するロードカセットエレベータ56と、レーザ加工が施された後の基板ユニット30を収容するアンロードカセットエレベータ57とをさらに備える。ここで、ロードカセットエレベータ56は、レーザ加工が施される前の基板ユニット30を個々に収納した複数のロードカセット56aを収容できるようになっている。また、アンロードカセットエレベータ57は、レーザ加工が施された後の基板ユニット30を個々に収納した複数のアンロードカセット57aを収容できるようになっている。そして、ロードカセット56aに収納されたレーザ加工前の基板ユニット30は、図示しないロボットアームにより吸着ステージ52に移送され、セットされるようになっている。また、レーザ加工後の基板ユニット30は、図示しないロボットアームにより吸着ステージ52から移送され、アンロードカセット57aに収納されるようになっている。
 そして、レーザ加工装置50は、吸着ステージ52、ロードカセットエレベータ56、アンロードカセットエレベータ57、レーザ光発生部61等の動作を制御する制御部58と、撮像部54によって撮影された素子群形成基板20の画像や、制御部58からの制御情報等を表示するための表示部59とをさらに備える。
 では、上述したステップ200の改質領域形成工程について、より具体的に説明する。
 図6は、図5に示すレーザ加工装置50を用いて、ステップ200の改質領域形成工程を実行する際の加工手順の一例を示すフローチャートである。
 では、図6に示すフローチャートに従い、図3~図5を参照しつつ、改質領域形成工程について説明を行う。
 レーザ加工装置50において、制御部58は、まず、図示しないロボットアームにより、1枚目の基板ユニット30をロードカセット56aから吸着ステージ52に移送させる(ステップ201)。そして、制御部58は、吸着ステージ52に基板ユニット30を吸着させる。それから、制御部58は、吸着ステージ52をX方向およびY方向に移動させ、且つ、θ方向に回転させて、基板ユニット30に設けられた素子群形成基板20のx方向が、基体51のX方向に向くように簡易な位置合わせを行う。
 次に、制御部58は、基板ユニット30に設けられた素子群形成基板20の基板11の厚さと粘着シート31の厚さとを測定し、基板裏面11bを基準面(“0”)として設定し、さらに、X方向、Y方向およびθ方向について、素子群形成基板20の精密な位置合わせ(アライメント)を行う(ステップ202)。なお、基板11の厚さおよび粘着シート31の厚さは、光学系63により測定した、基板ユニット30の有無における集光点までの距離の差から求めることができる。また、精密な位置合わせでは、素子群形成基板20において整列配置された各半導体発光素子21の境界部を通るように想定されたx方向およびy方向の切断予定線(図示せず)とレーザ光64のX方向およびY方向の照射位置とを一致させ、且つ、レーザ光64が、素子群形成基板20に想定された切断予定線に沿って走査されるように、吸着ステージ52の位置が設定される。この設定については、レーザ加工装置50の操作者が目視で行ってもよく、制御部58が、撮像部54によって撮像された素子群形成基板20の画像に基づいて自動的に行ってもよい。
 続いて、制御部58は、レーザ光64の集光点を、基板裏面11bの面高さを“0”とした場合に、第1深さD1となる位置に設定する(ステップ203)。なお、この例において、第1深さD1は、基板厚さTsの半分未満に設定される(D1<Ts/2)。ここで、集光点の位置調整は、光学系63の調整あるいはZ方向への吸着ステージ52の移動によって行うことができる。
 次に、制御部58は、素子群形成基板20に対し、基体51のY方向および-Y方向に沿って順次レーザ光64を照射していくことにより、素子群形成基板20のy方向および-y方向に沿って、素子群形成基板20の基板11内において第1深さD1となる位置に、改質領域の一例としての第1改質領域L1を形成するための第1走査を実行させる(ステップ204)。なお、ステップ204は、第1改質領域を形成する工程に対応している。
 素子群形成基板20に対する第1改質領域L1の形成が完了すると、制御部58は、レーザ光64の集光点を、基板裏面11bの面高さを“0”とした場合に、第2深さD2となる位置に設定する(ステップ205)。なお、この例において、第2深さD2は、第1深さD1よりも浅く設定される(D1>D2)。
 そして、制御部58は、第1改質領域L1が形成済となった素子群形成基板20に対し、今度は、基体51のX方向および-X方向に沿って順次レーザ光64を照射していくことにより、素子群形成基板20のx方向および-x方向に沿って、素子群形成基板20の基板11内において第2深さD2となる位置に、他の改質領域の一例としての第2改質領域L2を形成するための第2走査を実行させる(ステップ206)。なお、ステップ206は、第2改質領域を形成する工程に対応している。
 素子群形成基板20に対する第2改質領域L2の形成が完了すると、制御部58は、レーザ光64の集光点を、基板裏面11bの高さを“0”とした場合に、第3深さD3となる位置に設定する(ステップ207)。なお、この例において、第3深さD3は、第2深さD2よりも浅く設定される(D2>D3)。
 それから、制御部58は、第1改質領域L1および第2改質領域L2が形成済となった素子群形成基板20に対し、今度は、基体51のY方向および-Y方向に沿って順次レーザ光64を照射していくことにより、素子群形成基板20のy方向および-y方向に沿って、素子群形成基板20の基板11内において第3深さD3となる位置に、第3改質領域L3を形成するための第3走査を実行させる(ステップ208)。なお、ステップ208は、第3改質領域を形成する工程に対応している。
 素子群形成基板20に対する第3改質領域L3の形成が完了すると、制御部58は、レーザ光64の集光点を、基板裏面11bの面高さを“0”とした場合に、第4深さD4となる位置に設定する(ステップ209)。なお、この例において、第4深さD4は、第3深さD3よりも浅く設定される(D3>D4)。
 そして、制御部58は、第1改質領域L1~第3改質領域L3が形成済となった素子群形成基板20に対し、今度は、基体51のX方向および-X方向に沿って順次レーザ光64を照射していくことにより、素子群形成基板20のx方向および-x方向に沿って、素子群形成基板20の基板11内において第4深さD4となる位置に、第4改質領域L4を形成するための第4走査を実行させる(ステップ210)。なお、ステップ210は、第4改質領域を形成する工程に対応している。
 このようにして、基板ユニット30に設けられた素子群形成基板20の基板11に対する、第1改質領域L1~第4改質領域L4の形成が完了すると、制御部58は、図示しないロボットアームにより、1枚目の基板ユニット30を吸着ステージ52からアンロードカセット57aに移送させる(ステップ211)。
 そして、制御部58は、ロードカセット56aの基板ユニット30が空となっているか否か(ロードカセット56aに基板ユニット30が残っているか否か)を判断する(ステップ212)。ここで、ロードカセット56aに基板ユニット30が残っていないと判断した場合には、上述したレーザ加工による複数の改質領域の形成を終了する。一方、ロードカセット56aに基板ユニット30が残っていると判断した場合には、ステップ201に戻り、次の基板ユニット30に対する複数の改質領域の形成を開始する。以下、同様の手順で、ロードカセット56aに収納されたすべての基板ユニット30に対し、複数の改質領域(この例では第1改質領域L1~第4改質領域L4)の形成を行う。
 では次に、ステップ204における第1走査および第1走査によって形成される第1改質領域L1、ステップ206における第2走査および第2走査によって形成される第2改質領域L2、ステップ208における第3走査および第3走査によって形成される第3改質領域L3、そして、ステップ210における第4走査および第4走査によって形成される第4改質領域L4に関し、それぞれについて説明を行う。また、素子群形成基板20の基板11に形成された第1改質領域L1、第2改質領域L2、第3改質領域L3および第4改質領域L4に関し、相互の関係についても説明を行う。
 図7(a)~(d)は、ステップ200の改質領域形成工程において、第1改質領域L1~第4改質領域L4を形成する際のそれぞれのレーザ光64の走査方向の一例を示す図である。また、図8(a)~(d)は、改質領域形成工程において、第1改質領域L1~第4改質領域L4のそれぞれの形成状態および相互の関係の一例を示す図である。さらに、図9は、改質領域形成工程における第1走査(第1改質領域L1)~第4走査(第4改質領域L4)のそれぞれの条件および結果の一例を示す図である。
 ここで、図7(a)および図8(a)はステップ204の第1走査(第1改質領域L1の形成)に、図7(b)および図8(b)はステップ206の第2走査(第2改質領域L2の形成)に、図7(c)および図8(c)はステップ208の第3走査(第3改質領域L3の形成)に、そして図7(d)および図8(d)はステップ210の第4走査(第4改質領域L4の形成)に、それぞれ対応している。なお、以下では、レーザ加工装置50の具体的な動作については説明を省略し、レーザ加工装置50から照射されるレーザ光64と、レーザ光64の照射対象となる素子群形成基板20(基板11)との関係に着目して説明を行うことにする。
 最初に、ステップ204の第1走査および第1走査によって素子群形成基板20の基板11に形成される第1改質領域L1について説明する。
 第1走査では、図7(a)に示すように、素子群形成基板20の図中右上方向であって素子群形成基板20よりも外側となる開始位置Sから、素子群形成基板20の図中左下方向であって素子群形成基板20よりも外側となる終了位置Eに向かう第1走査ラインSc1に沿って、パルス発振させたレーザ光64の照射を行っていく。ここで、第1走査における1パルスあたりのレーザ光64の出力を第1出力P1と称する。そして、第1走査ラインSc1に沿ったレーザ光64の照射を行うことにより、素子群形成基板20には、y方向および-y方向に沿い且つR端部側からL端部側に向けて、xy平面において平行となるように、複数の第1改質領域L1が順次形成されることになる。
 第1走査が行われる間、素子群形成基板20には、図8(a)に示すように、基板11の基板裏面11bからレーザ光64が入射してくる。第1走査において基板11に入射したレーザ光64は、基板11の第1深さD1となる部位において集光し、この部位でのエネルギー密度が増大する。これに伴い、レーザ光64の集光点では、基板11を構成する材料(ここではサファイア)が膨張・収縮あるいは分解等によって改質され、クラック等が発生することにより、第1深さD1となる部位に第1改質部Laが形成される。なお、以下では、第1走査によって形成される第1改質部Laのz方向の長さを第1高さH1と称する。
 また、第1走査においては、1パルス分のレーザ光64が照射される毎に、素子群形成基板20に対するレーザ光64の照射位置がy方向あるいは-y方向に順次移動していくようになっている。このため、第1走査に伴い、素子群形成基板20の基板11内において第1深さD1となる位置では、複数の第1改質部Laがy方向あるいは-y方向に沿って順次形成されていくことになる。そして、y方向に複数の第1改質部Laを配列したものが、それぞれ第1改質領域L1となる。なお、以下では、y方向に隣接する2つの第1改質部Laの中央部同士の間隔を第1間隔I1と称する。
 次に、ステップ206の第2走査および第2走査によって素子群形成基板20の基板11に形成される第2改質領域L2について説明する。
 第2走査では、図7(b)に示すように、素子群形成基板20の図中右上方向であって素子群形成基板20よりも外側となる開始位置Sから、素子群形成基板20の図中左下方向であって素子群形成基板20よりも外側となる終了位置Eに向かう第2走査ラインSc2に沿って、パルス発振させたレーザ光64の照射を行っていく。ここで、第2走査における1パルスあたりのレーザ光64の出力を第2出力P2と称する。そして、第2走査ラインSc2に沿ったレーザ光64の照射を順次行うことにより、素子群形成基板20には、x方向および-x方向に沿い且つU端部側からD端部側に向けて、xy平面において平行となるように、複数の第2改質領域L2が順次形成されることになる。
 第2走査が行われる間、素子群形成基板20には、図8(b)に示すように、基板11の基板裏面11b側からレーザ光64が入射してくる。第2走査において基板11に入射したレーザ光64は、基板11の第2深さD2となる部位において集光し、この部位でのエネルギー密度が増大する。これに伴い、レーザ光64の集光点では、基板11を構成する材料(ここではサファイア)が膨張・収縮あるいは分解等によって改質され、クラック等が発生することにより、第2深さD2となる部位に第2改質部Lbが形成される。なお、以下では、第2走査によって形成される第2改質部Lbのz方向の長さを第2高さH2と称する。
 また、第2走査においては、1パルス分のレーザ光64が照射される毎に、素子群形成基板20に対するレーザ光64の照射位置がx方向あるいは-x方向に順次移動していくようになっている。このため、第2走査に伴い、素子群形成基板20の基板11内において第2深さD2となる位置では、複数の第2改質部Lbがx方向あるいは-x方向に沿って順次形成されていくことになる。そして、x方向に複数の第2改質部Lbを配列したものが、それぞれ第2改質領域L2となる。なお、以下では、x方向に隣接する2つの第2改質部Lbの中央部同士の間隔を第2間隔I2と称する。
 ステップ204の第1走査では、基板裏面11bからみて第1深さD1となる位置に、y方向に沿って複数の第1改質領域L1を形成していたのに対し、ステップ206の第2走査では、基板裏面11bからみて第1深さD1よりも浅い第2深さD2となる位置に、x方向に沿って複数の第2改質領域L2を形成している。このため、第1改質領域L1および第2改質領域L2は、z方向側からみたときには直交しているが、実際には『ねじれの位置』の関係を有している。なお、以下では、z方向に対する第1改質領域L1と第2改質領域L2との距離を、第1第2間ギャップG12と称する。
 今度は、ステップ208の第3走査および第3走査によって素子群形成基板20の基板11内に形成される第3改質領域L3について説明する。
 第3走査では、図7(c)に示すように、素子群形成基板20の図中右上方向であって素子群形成基板20よりも外側となる開始位置Sから、素子群形成基板20の図中左下方向であって素子群形成基板20よりも外側となる終了位置Eに向かう第3走査ラインSc3に沿って、パルス発振させたレーザ光64の照射を行っていく。ここで、第3走査における1パルスあたりのレーザ光64の出力を第3出力P3と称する。そして、第3走査ラインSc3に沿ったレーザ光64の照射を行うことにより、素子群形成基板20には、y方向および-y方向に沿い且つR端部側からL端部側に向けて、xy平面において平行となるように、複数の第3改質領域L3が順次形成されることになる。ここで、素子群形成基板20に対する第3走査ラインSc3の経路は、第1走査における第1走査ラインSc1の経路と同じとなっている。
 第3走査が行われる間、素子群形成基板20には、図8(c)に示すように、基板11の基板裏面11b側からレーザ光64が入射してくる。第3走査において基板11に入射したレーザ光64は、基板11の第3深さD3となる部位において集光し、この部位でのエネルギー密度が増大する。これに伴い、レーザ光64の集光点では、基板11を構成する材料(ここではサファイア)が膨張・収縮あるいは分解等によって改質され、クラック等が発生することにより、第3深さD3となる部位に第3改質部Lcが形成される。なお、以下では、第3走査によって形成される第3改質部Lcのz方向の長さを第3高さH3と称する。
 また、第3走査においては、1パルス分のレーザ光64が照射される毎に、素子群形成基板20に対するレーザ光64の照射位置がy方向あるいは-y方向に順次移動していくようになっている。このため、第3走査に伴い、素子群形成基板20の基板11内において第3深さD3となる位置では、複数の第3改質部Lcがy方向あるいは-y方向に沿って順次形成されていくことになる。そして、y方向に複数の第3改質部Lcを配列したものが、それぞれ第3改質領域L3となる。なお、以下では、y方向に隣接する2つの第3改質部Lcの中央部同士の間隔を第3間隔I3と称する。
 ステップ206の第2走査では、基板裏面11bからみて第2深さD2となる位置に、x方向に沿って複数の第2改質領域L2を形成していたのに対し、ステップ208の第3走査では、基板裏面11bからみて第2深さD2よりも浅い第3深さD3となる位置に、y方向に沿って複数の第3改質領域L3を形成している。このため、第2改質領域L2および第3改質領域L3は、z方向側からみたときには直交しているが、実際には『ねじれの位置』の関係を有している。なお、以下では、z方向に対する第2改質領域L2と第3改質領域L3との距離を、第2第3間ギャップG23と称する。
 また、ステップ204の第1走査では、基板裏面11bからみて第1深さD1となる位置に、y方向に沿って複数の第1改質領域L1を形成していたのに対し、ステップ208の第3走査では、基板裏面11bからみて第1深さD1および第2深さD2よりも浅い第3深さD3となる位置に、y方向に沿って複数の第3改質領域L3を形成している。しかも、この例では、第1走査における第1走査ラインSc1と第3走査における第3走査ラインSc3とを、素子群形成基板20上において合わせている。したがって、yz平面において平行となるように、第1改質領域L1と第3改質領域L3とが形成されていることになる。また、第1改質領域L1と第3改質領域L3との間を、第2改質領域L2が通過していくような位置関係にもなっている。
 最後に、ステップ210の第4走査および第4走査によって素子群形成基板20の基板11内に形成される第4改質領域L4について説明する。
 第4走査では、図7(d)に示すように、素子群形成基板20の図中右上方向であって素子群形成基板20よりも外側となる開始位置Sから、素子群形成基板20の図中左下方向であって素子群形成基板20よりも外側となる終了位置Eに向かう第4走査ラインSc4に沿って、パルス発振させたレーザ光64の照射を行っていく。ここで、第4走査における1パルスあたりのレーザ光64の出力を第4出力P4と称する。そして、第4走査ラインSc4に沿ったレーザ光64の照射を順次行うことにより、素子群形成基板20には、x方向および-x方向に沿い且つU端部側からD端部側に向けて、xy平面において平行となるように、複数の第4改質領域L4が順次形成されることになる。ここで、素子群形成基板20に対する第4走査ラインSc4の経路は、第2走査における第2走査ラインSc2の経路と同じとなっている。
 第4走査が行われる間、素子群形成基板20には、図8(d)に示すように、基板11の基板裏面11b側からレーザ光64が入射してくる。第4走査において基板11に入射したレーザ光64は、基板11の第4深さD4となる部位において集光し、この部位でのエネルギー密度が増大する。これに伴い、レーザ光64の集光点では、基板11を構成する材料(ここではサファイア)が膨張・収縮あるいは分解等によって改質され、クラック等が発生することにより、第4深さD4となる部位に第4改質部Ldが形成される。なお、以下では、第4走査によって形成される第4改質部Ldのz方向の長さを第4高さH4と称する。
 また、第4走査においては、1パルス分のレーザ光64が照射される毎に、素子群形成基板20に対するレーザ光64の照射位置がx方向あるいは-x方向に順次移動していくようになっている。このため、第4走査に伴い、素子群形成基板20の基板11内において第4深さD4となる位置では、複数の第4改質部Ldがx方向あるいは-x方向に沿って順次形成されていくことになる。そして、x方向に複数の第4改質部Ldを配列したものが、それぞれ第4改質領域L4となる。なお、以下では、x方向に隣接する2つの第4改質部Ldの中央部同士の間隔を第4間隔I4と称する。
 ステップ208の第3走査では、基板裏面11bからみて第3深さD3となる位置に、y方向に沿って複数の第3改質領域L3を形成していたのに対し、ステップ210の第4走査では、基板裏面11bからみて第3深さD3よりも浅い第4深さD4となる位置に、x方向に沿って複数の第4改質領域L4を形成している。このため、第3改質領域L3および第4改質領域L4は、z方向側からみたときには直交しているが、実際には『ねじれの位置』の関係を有している。なお、以下では、z方向に対する第3改質領域L3と第4改質領域L4との距離を、第3第4間ギャップG34と称する。
 また、ステップ206の第2走査では、基板裏面11bからみて第2深さD2となる位置に、x方向に沿って複数の第2改質領域L2を形成していたのに対し、ステップ210の第4走査では、基板裏面11bからみて第1深さD1~第3深さD3よりも浅い第4深さD4となる位置に、x方向に沿って複数の第4改質領域L4を形成している。しかも、この例では、第2走査における第2走査ラインSc2と第4走査における第4走査ラインSc4とを、素子群形成基板20上において合わせている。したがって、xz平面において平行となるように、第2改質領域L2と第4改質領域L4とが形成されていることになる。また、第2改質領域L2と第4改質領域L4との間を、第3改質領域L3が通過していくような位置関係にもなっている。
 上述した手順によって第1走査~第4走査を行うことにより、素子群形成基板20における基板11の内部には、改質領域群の一例としての第1改質領域L1~第4改質領域L4が形成されることになる。ここで、第1改質領域L1および第3改質領域L3は、xy平面からみたときに両者が重なり、且つ、それぞれがy方向に沿って各半導体発光素子21の切断予定線(y方向)を通るように形成される。一方、第2改質領域L2および第4改質領域L4は、xy平面から見たときに両者が重なり、且つ、それぞれがx方向に沿って各半導体発光素子21の切断予定線(x方向)を通るように形成される。そして、本実施の形態では、y方向が第1方向に、x方向が第2方向に、それぞれ対応している。また、本実施の形態では、y方向が第3方向にも対応している。
 また、本実施の形態では、第1走査におけるレーザ光64の第1出力P1と第2走査におけるレーザ光64の第2出力P2とが同じ大きさに設定されている。このため、第1走査によって基板11内に形成される第1改質部Laの第1高さH1と、第2走査によって基板11内に形成される第2改質部Lbの第2高さH2とが、略等しくなっている。さらに、本実施の形態では、第2走査におけるレーザ光64の第2出力P2よりも第3走査におけるレーザ光64の第3出力P3が小さく設定されている。このため、第2走査によって基板11内に形成される第2改質部Lbの第2高さH2よりも、第3走査によって基板11内に形成される第3改質部Lcの第3高さH3が、より低くなっている。さらにまた、本実施の形態では、第3走査におけるレーザ光64の第3出力P3と第4走査におけるレーザ光64の第4出力P4とが同じ大きさに設定されている。このため、第3走査によって基板11内に形成される第3改質部Lcの第3高さH3と、第4走査によって基板11内に形成される第4改質部Ldの第4高さH4とが、略等しくなっている。
 ここで、本実施の形態では、z方向に隣接する第1改質領域L1と第2改質領域L2とのz方向の距離である第1第2間ギャップG12を、第1改質領域L1を構成する第1改質部Laの第1高さH1および第2改質領域L2を構成する第2改質部Lbの第2高さH2の和の半分よりも大きくしている(G12>(H1+H2)/2)。これにより、z方向に隣接する第1改質領域L1および第2改質領域L2の、xy平面からみたときの交差部位において、第1改質部Laと第2改質部Lbとを一体化しにくくしている。
 また、本実施の形態では、z方向に隣接する第2改質領域L2と第3改質領域L3とのz方向の距離である第2第3間ギャップG23を、第2改質領域L2を構成する第2改質部Lbの第2高さH2および第3改質領域L3を構成する第3改質部Lcの第3高さH3の和の半分よりも大きくしている(G23>(H2+H3)/2)。これにより、z方向に隣接する第2改質領域L2および第3改質領域L3の、xy平面からみたときの交差部位において、第2改質部Lbと第3改質部Lcとを一体化しにくくしている。
 さらに、本実施の形態では、z方向に隣接する第3改質領域L3と第4改質領域L4とのz方向の距離である第3第4間ギャップG34を、第3改質領域L3を構成する第3改質部Lcの第3高さH3および第4改質領域L4を構成する第4改質部Ldの第4高さH4の和の半分よりも大きくしている(G34>(H3+H4)/2)。これにより、z方向に隣接する第3改質領域L3および第4改質領域L4の、xy平面からみたときの交差部位において、第3改質部Lcと第4改質部Ldとを一体化しにくくしている。
 また、本実施の形態では、第1走査によって基板11内に形成される第1改質部Laの第1間隔I1と、第2走査によって基板11内に形成される第2改質部Lbの第2間隔I2とが、略等しくなっている。さらに、本実施の形態では、第2走査によって基板11内に形成される第2改質部Lbの第2間隔I2よりも、第3走査によって基板11内に形成される第3改質部Lcの第3間隔I3が、より狭くなっている。さらにまた、本実施の形態では、第3走査によって基板11内に形成される第3改質部Lcの第3間隔I3と、第4走査によって基板11内に形成される第4改質部Ldの第4間隔I4とが、略等しくなっている。
 これにより、y方向に沿って形成される第1改質領域L1および第3改質領域L3では、基板表面11a(積層半導体層12)に近い側となる第1改質領域L1よりも、基板裏面11bに近い側となる第3改質領域L3の方が、より細かな間隔(ピッチ)で形成された改質部を有していることになる。一方、x方向に沿って形成される第2改質領域L2および第4改質領域L4でも、基板表面11a(積層半導体層12)に近い側となる第2改質領域L2よりも、基板裏面11bに近い側となる第4改質領域L4の方が、より細かな間隔(ピッチ)で形成された改質部を有していることになる。
 なお、第1改質領域L1を構成する各第1改質部La、第2改質領域L2を構成する各第2改質部Lb、第3改質領域L3を構成する各第3改質部Lc、そして第4改質領域L4を構成する各第4改質部Ldは、それぞれ、改質前よりも基板11の機械強度が低下した状態となっている。
 図10は、ステップ300の個片化工程で用いられる基板切断装置70の構成の一例を示す斜視図である。
 この基板切断装置70は、台等の上に設置するための基体71と、基体71上に設けられ、基体71上を前後方向(以下の説明ではY方向と称する)に移動可能なステージ72とを備える。このステージ72は、ステージ72上で回転可能(以下の説明では回転方向をθ方向と称する)なリング状の枠からなるリングテーブル73を有している。このリングテーブル73には、ステップ200の改質領域形成工程を経ることで、素子群形成基板20に対し第1改質領域L1~第4改質領域L4が形成された基板ユニット30が設置される。また、基板切断装置70は、基体71に取り付けられ、リングテーブル73の輪の内側に配置されることで、基板ユニット30を構成する素子群形成基板20を、粘着シート31を介して保持する受け台74をさらに備える。
 なお、後述するように、個片化工程では、基板ユニット30を基板切断装置70に取り付ける前に、基板ユニット30の上面側すなわち素子群形成基板20を構成する基板11の基板裏面11b側に、他のシート(押さえシート)を被せる処理が行われている。
 また、基板切断装置70は、基体71に設けられた門型の支持体75と、この支持体75に支持されたブレード保持体76とをさらに備える。そして、このブレード保持体76は、下方側の端部においてブレード77を保持している。なお、ブレード保持体76は、ブレード77を保持しつつ、基体71に対し上下方向(以下の説明ではZ方向と称する)に移動可能となるように、支持体75に支持されている。
 本実施の形態において、ブレード77は、設置された基板ユニット30に設けられた素子群形成基板20に押し込まれることにより、素子群形成基板20を切断する機能を有している。このため、ブレード77は、例えば先端が60°のナイフ状の形状を有し、例えば高硬度の超鋼合金またはジルコニア等で製作されている。また、ブレード77のX方向長さは、素子群形成基板20の直径よりも大きく設定されている。
 また、受け台74は、向かい合わせに配置された第1受け台74aおよび第2受け台74bにて構成されている。第1受け台74aおよび第2受け台74bのそれぞれの表面は、素子群形成基板20にブレード77が押し込まれた際に変形しにくくなるよう、例えば超鋼合金で製作されている。そして、ブレード77を受け台74の方向(-Z方向)に移動させた際、ブレード77が第1受け台74aおよび第2受け台74bの隙間に入り込むように設定されている。
 さらに、リングテーブル73の表面と受け台74の表面とは、ほぼ1つの平面(XY平面)内にあるように設定されている。
 また、基板切断装置70は、受け台74の下部に例えばCCDカメラ等から構成される撮像部81を備える。撮像部81は、第1受け台74aおよび第2受け台74bの隙間を通して、受け台74上の素子群形成基板20が撮像できるように設定されている。そして、基板切断装置70は、撮像部81が撮像した画像データを表示する表示部82をさらに備えている。
 さらに、基板切断装置70は、支持体75内に、ブレード保持体76をZ方向に移動させるためのステッピングモータ、ステージ72をY方向に移動させるモータ、リングテーブル73をθ方向に回転させるモータおよびこれらのモータを制御する電子回路等からなる駆動部83を備える。
 加えて、基板切断装置70は、撮像部81が撮像した画像データから、切断予定線(この例では、素子群形成基板20のy方向に沿う第1改質領域L1および第3改質領域L3、あるいは、素子群形成基板20のx方向に沿う第2改質領域L2および第4改質領域L4)を挟んで隣り合う1組のターゲットを抽出し、ターゲット間の距離を計測し、ターゲット間の距離の変化量から切断状況を判定するとともに、駆動部83を介して各構成要素の動作を制御する制御部84をさらに備える。
 では、上述したステップ300の個片化工程について、より具体的に説明する。
 図11は、図10に示す基板切断装置70を用いて、ステップ300の個片化工程を実行する際の加工手順の一例を示すフローチャートである。
 では、図11に示すフローチャートに従い、図4および図10を参照しつつ、個片化工程について説明を行う。
 まず、ステップ200の改質領域工程による処理が完了した基板ユニット30に対し、素子群形成基板20の基板11の基板裏面11b側の全面を覆うように、押さえシート33(後述する図12参照)を装着する(ステップ301)。
 次に、基板切断装置70において、制御部84は、図示しないロボットアームにより、押さえシート33が装着された基板ユニット30(以下では、押さえシート33も含めて、単に基板ユニット30と称する)を、外部からステージ72に移送させる(ステップ302)。そして、制御部84は、撮像部81による撮像結果に基づき、ステージ72をY方向に移動させ、且つ、θ方向に回転させて、基板ユニット30に設けられた素子群形成基板20のx方向を、基体71のX方向に合わせ込むための第1アライメント処理を実行させる(ステップ303)。
 それから、制御部84は、ブレード保持体76を介したブレード77の-Z方向およびZ方向への移動と、ステージ72を介した基板ユニット30(素子群形成基板20)のY方向への移動とを繰り返すことで、素子群形成基板20をx方向の切断予定線(ここでは第2改質領域L2および第4改質領域L4が対応する)に沿って切断する第1切断処理を実行させる(ステップ304)。このとき、ブレード77は、基板11の基板裏面11b側から、x方向に沿って素子群形成基板20に順次圧力をかけることになる。
 第1切断処理が完了すると、制御部84は、次に、ステージ72を介して基板ユニット30(素子群形成基板20)を90°回転させる(ステップ305)。そして、制御部84は、撮像部81による撮像結果に基づき、ステージ72をY方向に移動させ、且つ、θ方向に回転させて、基板ユニット30に設けられた素子群形成基板20のy方向を、基体71のX方向に合わせ込むための第2アライメント処理を実行させる(ステップ306)。
 その後、制御部84は、ブレード保持体76を介したブレード77の-Z方向およびZ方向への移動と、ステージ72を介した基板ユニット30(素子群形成基板20)のY方向への移動とを繰り返すことで、素子群形成基板20をy方向の切断予定線(ここでは第1改質領域L1および第3改質領域L3が対応する)に沿って切断する第2切断処理を実行させる(ステップ307)。このとき、ブレード77は、基板11の基板裏面11b側から、y方向に沿って素子群形成基板20に順次圧力をかけることになる。
 以上の過程を経ることで、基板ユニット30に設けられた素子群形成基板20は、x方向およびy方向にそれぞれ切断されることによって個片化され、複数の素子チップ10(図1参照)となる。ここで、本実施の形態では、基板ユニット30において、切断前の素子群形成基板20における複数の半導体発光素子21の形成面側が粘着シート31に貼り付いており、しかも、切断前の素子群形成基板20の基板11側(基板裏面11b側)が押さえシート33によって覆われている。このため、切断によって個片化した複数の素子チップ10が、基板ユニット30から飛び散りにくくなっている。
 そして、第2切断処理が完了した後、制御部84は、図示しないロボットアームにより、ステージ72に装着されていた基板ユニット30を、ステージ72から外部に移送させ(ステップ308)、一連の処理を完了する。なお、次の基板ユニット30が準備されている場合は、ステップ301に戻って処理を続行する。
 では次に、ステップ304における第1切断処理およびステップ307における第2切断処理に関し、それぞれについて説明を行う。
 図12(a)~(d)は、個片化工程のうち、ステップ304における第1切断処理およびステップ307における第2切断処理の一例を示す図である。ここで、図12(a)、(b)は第1切断処理を説明するためのものであり、図12(c)、(d)は第2切断処理を説明するためのものである。なお、図12においては、基板切断装置70側の構成をほぼ省略しており、ブレード77のみを示している。
 上述したように、個片化工程においては、素子群形成基板20の基板11の基板裏面11bの上に、押さえシート33が被せられる。
 ここで、押さえシート33は、粘着シート31のように粘着性を有する必要はなく、例えば各種樹脂材料にて構成することが可能であるが、本実施の形態では、押さえシート33として、剛性の高いポリエチレンテレフタレート(PET:Polyethylene Terephthalate)を用いている。
 では、ステップ304における第1切断処理について説明する。
 第1切断処理においては、図12(a)に示すように、ブレード77の先端側が素子群形成基板20のx方向に沿って配置される。また、第1切断処理においては、素子群形成基板20のうち、それぞれがx方向に沿って形成され、且つ、xz平面上においてz方向に並べて形成される第2改質領域L2および第4改質領域L4の直上となる位置に、ブレード77の先端側が対向する。
 この状態で、ブレード77が-z方向に移動してくると、ブレード77の先端側が押さえシート33に突き当たる。すると、x方向に沿うブレード77の先端側から-z方向に加えられる圧力は、押さえシート33を介して素子群形成基板20にも加えられる。このとき、ブレード77の先端側よりも-z方向側(直下)には、x方向に沿い且つ強度が他の部位よりも低い第4改質領域L4が存在しており、さらに第4改質領域L4よりも-z方向側(直下)には、x方向に沿い且つ強度が他の部位よりも低い第2改質領域L2が存在している。
 このため、この状態でブレード77にて素子群形成基板20に-z方向に圧力をかけることにより、基板11は、図12(b)に示すように、第4改質領域L4および第2改質領域L2を基点として、xz平面に沿って割れる。ここで、積層半導体層12は、基板11に比べて充分に薄いことから、基板11がxz平面に沿って割れるのに伴って、素子群形成基板20もxz平面に沿って割れることになる。
 続いて、ステップ307における第2切断処理について説明する。
 第2切断処理においては、図12(c)に示すように、ブレード77の先端側が素子群形成基板20のy方向に沿って配置される。また、第2切断処理においては、素子群形成基板20のうち、それぞれがy方向に沿って形成され、且つ、yz平面においてz方向に並べて形成される第1改質領域L1および第3改質領域L3の直上となる位置に、ブレード77の先端側が対向する。
 この状態で、ブレード77が-z方向に移動してくると、ブレード77の先端側が押さえシート33に突き当たる。すると、y方向に沿うブレード77の先端側から-z方向に加えられる圧力は、押さえシート33を介して素子群形成基板20にも加えられる。このとき、ブレード77の先端側よりも-z方向側(直下)には、y方向に沿い且つ強度が他の部位よりも低い第3改質領域L3が存在しており、さらに第3改質領域L3よりも-z方向側(直下)には、y方向に沿い且つ強度が他の部位よりも低い第1改質領域L1が存在している。
 このため、この状態でブレード77にて素子群形成基板20に-z方向に圧力をかけることにより、基板11は、図12(d)に示すように、第3改質領域L3および第1改質領域L1を基点として、yz平面に沿って割れる。ここで、積層半導体層12は、基板11に比べて充分に薄いことから、基板11がyz平面に沿って割れるのに伴って、素子群形成基板20もyz平面に沿って割れることになる。
 そして、これらの各プロセスを経ることで、図1に示す素子チップ10が得られる。
 図13は、ステップ100の素子群形成工程、ステップ200の改質領域形成工程およびステップ300の個片化工程を経て得られた素子チップ10(図1参照)における基板11の断面構造の一例を示す拡大斜視図である。
 本実施の形態では、上述した手順によって形成された第1改質領域L1~第4改質領域L4を利用して素子群形成基板20の分割・個片化を行っているので、素子チップ10における基板11の基板長辺側面11y側には第1改質領域L1および第3改質領域L3が、また、基板短辺側面11x側には第2改質領域L2および第4改質領域L4が、それぞれ露出することになる。また、上述したように、第1改質領域L1はy方向に沿って並ぶ複数の第1改質部Laによって、第2改質領域L2はx方向に沿って並ぶ複数の第2改質部Lbによって、第3改質領域L3はy方向に沿って並ぶ複数の第3改質部Lcによって、そして第4改質領域L4はx方向に沿って並ぶ複数の第4改質部Ldによって、それぞれ構成されることになる。
 以上説明したように、本実施の形態では、ウエハ状の基板11の基板表面11aに複数の半導体発光素子21が形成された素子群形成基板20に対し、基板11の基板裏面11b側からレーザ光64を照射することで、基板11の内部に、基板11の面に沿うy方向(第1方向に対応)に向かう第1改質領域L1および第3改質領域L3と、基板11の面に沿い且つy方向とは異なるx方向(第2方向に対応)に向かう第2改質領域L2および第4改質領域L4とを形成する改質領域形成工程において、基板11の基板裏面11bからの深さを異ならせて、第1改質領域L1、第2改質領域L2、第3改質領域L3および第4改質領域L4を形成するようにした。
 ここで、上述した手順のうち、同じ基板11内において、第1改質領域L1を形成する第1深さD1と第2改質領域L2を形成する第2深さD2とを同じ大きさ(以下では共通深さD0と称する)に設定した場合について考えてみる。この場合は、素子群形成基板20における基板11内の共通深さD0となる部位に、y方向に沿って第1改質領域L1を形成した後、基板11内の同じく共通深さD0となる部位に、x方向に沿って第2改質領域L2を形成することになる。
 xy平面からみたとき、第1改質領域L1と第2改質領域L2とが交差する交差部において、第2改質領域L2の第2改質部Lbを形成するために基板裏面11bから基板11内に入射したレーザ光64は、共通深さD0となる部位で集光する。このとき、この部位に、既に形成済となっている第1改質領域L1の第1改質部Laが存在していると、集光したレーザ光64のエネルギーは、第2改質部Lbの形成には使用されず、そのまま第1改質部Laを通過していくことになる。特に、第1改質部La内にz方向に伸びるクラック(空間)が形成されている場合、第2改質部Lbを形成するために集光されたレーザ光64は、第1改質部La内の空間を、ほとんど減衰されることのない状態で通過していくことになる。そして、第1改質部Laを通過したレーザ光64は、エネルギーの減衰量が少ない状態のまま、基板表面11a側に設けられた積層半導体層12に照射される。
 このようにして、エネルギーの減衰が不十分な状態のまま、積層半導体層12にレーザ光64が照射されると、積層半導体層12における被照射部位では、レーザ光64の吸収に伴って積層半導体層12が局所的に変色、変質する所謂「ヤケ」と呼ばれる現象が発生する。そして、このような「ヤケ」が発生した場合、その後の個片化工程を経て得られた複数の素子チップ10のうち、「ヤケ」が存在しているものについては、外観不良として検査不合格となってしまう。したがって、「ヤケ」の発生に伴って素子チップ10の歩留まりの低下を招くおそれがある。
 なお、ここでは、第1改質領域L1および第2改質領域L2を同じ共通深さD0に形成した場合を例に説明を行ったが、互いの向きが異なる2つの改質領域(例えば、第2改質領域L2および第3改質領域L3、第3改質領域L3および第4改質領域L4、第1改質領域L1および第4改質領域L4)を同じ共通深さD0に形成した場合にも、同様の問題が生じ得る。
 これに対し、本実施の形態では、上述した構成を有することにより、レーザ光64を用いた複数の改質領域の形成において、素子群形成基板20における「ヤケ」の発生を抑制することができる。
 また、本実施の形態では、改質領域形成工程において、素子群形成基板20の基板11内に最初に形成する第1改質領域L1の第1深さD1を、基板11の基板厚さTsの半分未満としたので、第1改質領域L1~第4改質領域L4の形成において、各改質部の形成に使用されることなく積層半導体層12側に向かうレーザ光64を、スポットが拡がることによりエネルギー密度が低下した状態で積層半導体層12側に到達させることが可能となり、素子群形成基板20における「ヤケ」の発生をさらに抑制することができる。
 さらに、本実施の形態では、基板11の厚さ方向(z方向)に隣接する2つの改質領域のギャップと、これら2つの改質領域を構成する各改質部の高さとの関係を所定の数式に従って設定するようにしたので、これら2つの改質領域の各改質部が基板11の厚さ方向に繋がって一体化するといった事態を回避しやすくなり、結果として、素子群形成基板20における「ヤケ」の発生をさらに抑制することができる。
 なお、これらのことについては、後述する「第1の態様」および「第2の態様」において、より具体的な説明を行う。
 また、本実施の形態では、ウエハ状の基板11の基板表面11aに複数の半導体発光素子21が形成された素子群形成基板20に対し、基板11の基板裏面11b側からレーザ光64を照射することで、基板11の内部に、基板11の面に沿うy方向(第1方向に対応)に向かう第1改質領域L1および第3改質領域L3と、基板11の面に沿い且つy方向とは異なるx方向(第2方向に対応)に向かう第2改質領域L2および第4改質領域L4とを形成する改質領域形成工程において、第1改質領域L1~第4改質領域L4を、基板11の基板表面11aに近い側から遠い側(基板裏面11bに遠い側から近い側)に向けて順番に、すなわち、第1改質領域L1、第2改質領域L2、第3改質領域L3および第4改質領域L4の順で形成するようにした。
 次に、上述した手順のうち、基板11内の第2深さD2となる部位に、x方向に沿って第2改質領域L2を形成した後、同じ基板11内であって基板裏面11bからの深さが第2深さD2よりも深い第1深さD1となる部位に、y方向に沿って第1改質領域L1を形成する場合について考えてみる。
 xy平面からみたとき、第1改質領域L1と第2改質領域L2とが交差する交差部において、第1改質領域L1の第1改質部Laを形成するために基板裏面11bから基板11内に入射したレーザ光64は、第1深さD1となる部位で集光するように照射される。このとき、基板裏面11bから第1の深さD1となる集光部に至るレーザ光64の光路に、既に形成済となっている第2改質領域L2の第2改質部Lbが存在していると、レーザ光64は、集光部に到達する前に第2改質部Lbによって散乱されてしまい、交差部に対応し且つ第1深さD1となる部位に、第1改質部Laが形成されにくくなってしまう。
 このようにして、第1改質領域L1のうち第1改質部Laの形成が不十分となってしまった領域については、その後の個片化工程において切断予定線からずれた状態での切断がなされてしまうおそれがある。
 なお、ここでは、第1改質領域L1および第2改質領域L2の形成を逆順とする場合を例に説明を行ったが、互いの向きが異なる2つの改質領域(例えば、第2改質領域L2および第3改質領域L3、第3改質領域L3および第4改質領域L4、第1改質領域L1および第4改質領域L4)を、基板裏面11bに近い側から遠い側に順番に形成した場合にも、同様の問題が生じ得る。
 今度は、上述した手順のうち、基板11内の第3深さD3となる部位に、y方向に沿って第3改質領域L3を形成した後、同じ基板11内であって基板裏面11bからの深さが第3深さD3よりも深い第1深さD1となる部位に、y方向に沿い且つyz平面において第3改質領域L3と平行となるように第1改質領域L1を形成する場合について考えてみる。
 この場合は、xy平面からみたときに、第1改質領域L1および第3改質領域L3が、y方向に沿う直線上で重なる。このため、第1改質領域L1の第1改質部Laを形成するために基板裏面11bから基板11内に入射したレーザ光64は、目標とする集光点である第1深さD1となる部位に到達する前に、既に形成済となっている第3改質領域L3の第3改質部Lcによって散乱されてしまい、第1深さD1となる部位に、y方向に沿って複数の第1改質部Laからなる第1改質領域L1の形成が不十分なものとなってしまう。
 このようにして、第1改質領域L1の形成が不十分となってしまった場合には、その後の個片化工程において切断予定線からずれた状態での切断がなされてしまうおそれがある。
 なお、ここでは、第1改質領域L1および第3改質領域L3の形成を逆順とする場合を例に説明を行ったが、互いの向きが同じ2つの改質領域(例えば、第2改質領域L2および第4改質領域L4)を、基板裏面11bに近い側から順に形成した場合にも、同様の問題が生じ得る。
 これに対し、本実施の形態では、上述した構成を有することにより、レーザ光64を用いた複数の改質領域の形成において、素子群形成基板20における「ヤケ」の発生を抑制しつつ、既に形成された改質領域によって他の改質領域を形成する際のレーザ光64が散乱されるのに起因する改質領域の形成不良の発生を抑制することができる。
 また、本実施の形態では、改質領域形成工程において、素子群形成基板20の基板11内に最初に形成する第1改質領域L1の第1深さD1を、基板11の基板厚さTsの半分未満としたので、第1改質領域L1~第4改質領域L4の形成において、各改質部の形成に使用されることなく積層半導体層12側に向かうレーザ光64を、スポットが拡がることによりエネルギー密度が低下した状態で積層半導体層12側に到達させることが可能となり、素子群形成基板20における「ヤケ」の発生をさらに抑制することができる。
 さらに、本実施の形態では、基板11の厚さ方向(z方向)に隣接する2つの改質領域のギャップと、これら2つの改質領域を構成する各改質部の高さとの関係を所定の数式に従って設定するようにしたので、これら2つの改質領域の各改質部が基板11の厚さ方向に繋がって一体化するといった事態を回避しやすくなり、結果として、素子群形成基板20における「ヤケ」の発生をさらに抑制することができる。
 なお、これらのことについては、後述する「第3の態様」において、より具体的な説明を行う。
 さらに、本実施の形態では、ウエハ状の基板11の基板表面11aに複数の半導体発光素子21が形成された素子群形成基板20に対し、基板11の基板裏面11b側からレーザ光64を照射することで、基板11の内部に、基板11の面に沿うy方向(第1方向に対応)に向かう第1改質領域L1および第3改質領域L3と、基板11の面に沿い且つy方向とは異なるx方向(第2方向に対応)に向かう第2改質領域L2および第4改質領域L4とを形成する改質領域形成工程において、第1改質領域L1~第4改質領域L4の各々の向きがy方向およびx方向に交互となるように、第1改質領域L1、第2改質領域L2、第3改質領域L3および第4改質領域L4の順で形成するようにした。
 ここで、上述した手順のうち、z方向に隣接する2つの改質領域の向きを揃える設定を行った場合について考えてみる。これは、例えば、第1改質領域L1および第2改質領域L2をx方向に沿って順次形成し、続いて、第3改質領域L3および第4改質領域L4をy方向に沿って順次形成した場合などが相当する。
 このような順番および向きにて第1改質領域L1~第4改質領域L4を形成しようとした場合、基板11内への第1改質領域L1および第2改質領域L2の形成が完了し、且つ、基板11内への第3改質領域L3および第4改質領域L4の形成を開始する前に、素子群形成基板20に、y方向に沿った複数の亀裂が生じ、さらには割れが生じる場合がある。すると、基板11内に第3改質領域L3および第4改質領域L4を形成するために照射したレーザ光64が、本来の切断予定線の位置からずれてしまうおそれがある。そして、このようなずれが発生した場合、その後の個片化工程を経て得られた複数の素子チップ10のうち、分割時のずれが著しいものについては、形状不良として検査不合格となってしまう。したがって、改質領域のずれの発生に伴って素子チップ10の歩留まりの低下を招くおそれがある。
 なお、ここでは、第1改質領域L1および第2改質領域L2を同じ向きに沿って形成する場合を例に説明を行ったが、基板11の厚さ方向すなわちz方向に隣接する2つの改質領域(例えば、第2改質領域L2および第3改質領域L3、第3改質領域L3および第4改質領域L4)を同じ方向に形成した場合にも、同様の問題が生じ得る。
 これに対し、本実施の形態では、上述した構成を有することにより、レーザ光64を用いた複数の改質領域の形成において、素子群形成基板20に亀裂および割れが発生するのを抑制することができ、素子群形成基板20に形成された複数の改質領域が目的とする切断予定線からずれることに起因する個片化後の素子チップ10の形状不良の発生を抑えることが可能になる。
 また、本実施の形態では、改質領域形成工程において、素子群形成基板20の基板11内に形成する第1改質領域L1の第1深さD1、第2改質領域L2の第2深さD2、第3改質領域L3の第3深さD3、および第4改質領域L4の第4深さD4を、基板11の基板厚さTsの半分未満としたので、第1改質領域L1~第4改質領域L4の形成において、各改質部の形成に使用されることなく積層半導体層12側に向かうレーザ光64を、スポットが拡がることによりエネルギー密度が低下した状態で積層半導体層12側に到達させることが可能となり、素子群形成基板20における「ヤケ」の発生をさらに抑制することができる。
 なお、これらのことについては、後述する「第4の態様」において、より具体的な説明を行う。
 本実施の形態では、改質領域形成工程において、素子群形成基板20の基板11内に、基板裏面11bからみて深い側から順に、y方向およびx方向に交互となるように、4つの改質領域すなわち第1改質領域L1~第4改質領域L4を形成するようにしたが、これに限られるものではない。また、本実施の形態では、y方向を第1方向とし、x方向を第2方向としていたが、これに限られるものではない。以下、上述した第1の態様、第2の態様、第3の態様および第4の態様について、順番に説明する。
<第1の態様>
 ここで、図14(a)~(c)は、第1の態様が適用され得る複数の改質領域の構成例の一覧を示す図である。
 第1の態様は、本実施の形態で説明したような4つの改質領域(第1改質領域L1~第4改質領域L4)を形成する場合は勿論のこと、3つの改質領域(第1改質領域L1~第3改質領域L3)、そして2つの改質領域(第1改質領域L1、第2改質領域L2)を形成する場合にも適用可能となっている。ここで、図14(a)は4つの改質領域を形成する場合における各改質領域の形成方向の組み合わせパターンを、また、図14(b)は3つの改質領域を形成する場合における各改質領域の形成方向の組み合わせパターンを、さらに、図14(c)は2つの改質領域を形成する場合における各改質領域の形成方向の組み合わせパターンを、それぞれ例示している。
 図14(a)には、4つの改質領域(第1改質領域L1~第4改質領域L4)を形成する例として、各改質領域の形成方向を組み合わせた8通り((1)~(8))のパターンを示している。この例において、各改質領域は、第1改質領域L1、第2改質領域L2、第3改質領域L3、そして第4改質領域L4の順に形成される。また、この例において、第1改質領域L1は第1深さD1に、第2改質領域L2は第2深さD2に、第3改質領域L3は第3深さD3に、そして第4改質領域L4は第4深さD4に形成される。ここで、第1深さD1、第2深さD2、第3深さD3および第4深さD4は、D1>D2>D3>D4の関係を有している。
 図14(a)に示すように、第1の態様においては、第1改質領域L1および第2改質領域L2を、x方向に沿って形成したものとy方向に沿って形成したものとの組み合わせで構成することが必要になる。したがって、第1改質領域L1および第2改質領域L2の両者を、x方向あるいはy方向に沿って形成したものについては、第1の態様から除外される。
 また、図14(a)に示したように、4つの改質領域を形成する際の基本的なパターンとしては、第1改質領域L1をx方向に沿って、第2改質領域L2をy方向に沿って形成する第1グループ((1)~(4)参照)、および、第1改質領域L1をy方向に沿って、第2改質領域L2をx方向に沿って形成する第2グループ((5)~(8)参照)が存在する。ここで、図14(a)に示す(1)~(4)では、x方向が第1方向に、y方向が第2方向に、それぞれ対応している。また、図14(a)に示す(5)~(8)では、y方向が第1方向に、x方向が第2方向に、それぞれ対応している。なお、本実施の形態では、図14(a)の(7)に示した組み合わせを例として説明を行った。
 なお、ここでは、第1深さD1、第2深さD2、第3深さD3および第4深さD4が、D1>D2>D3>D4の関係を有している場合を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、基板11の基板厚さTsの範囲内において、D1≠D2≠D3≠D4の関係を有していればよい。
 次に、図14(b)には、3つの改質領域を形成する例として、各改質領域の形成方向を組み合わせた4通り((1)~(4))のパターンを示している。この例において、各改質領域は、第1改質領域L1、第2改質領域L2、そして第3改質領域L3の順に形成される。また、この例において、第1改質領域L1は第1深さD1に、第2改質領域L2は第2深さD2に、そして第3改質領域L3は第3深さD3に形成される。ここで、第1深さD1、第2深さD2および第3深さD3は、D1>D2>D3の関係を有している。
 図14(b)に示すように、第1の態様においては、第1改質領域L1および第2改質領域L2を、x方向に沿って形成したものとy方向に沿って形成したものとの組み合わせで構成することが必要になる。したがって、第1改質領域L1および第2改質領域L2の両者を、x方向あるいはy方向に沿って形成したものについては、第1の態様から除外される。
 また、図14(b)に示したように、3つの改質領域を形成する際の基本的なパターンとしては、第1改質領域L1をx方向に沿って、第2改質領域L2をy方向に沿って形成する第1グループ((1)、(2)参照)、および、第1改質領域L1をy方向に沿って、第2改質領域L2をx方向に沿って形成する第2グループ((3)、(4)参照)が存在する。ここで、図14(b)に示す(1)、(2)では、x方向が第1方向に、y方向が第2方向に、それぞれ対応している。また、図14(b)に示す(3)、(4)では、y方向が第1方向に、x方向が第2方向に、それぞれ対応している。
 なお、ここでは、第1深さD1、第2深さD2および第3深さD3が、D1>D2>D3の関係を有している場合を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、基板11の基板厚さTsの範囲内において、D1≠D2≠D3の関係を有していればよい。
 さらに、図14(c)には、2つの改質領域を形成する例として、各改質領域の形成方向を組み合わせた2通り((1)、(2))のパターンを示している。この例において、各改質領域は、第1改質領域L1そして第2改質領域L2の順に形成される。ここで第1深さD1および第2深さD2は、D1>D2の関係を有している。
 図14(c)に示すように、第1の態様においては、第1改質領域L1および第2改質領域L2を、x方向に沿って形成したものとy方向に沿って形成したものとの組み合わせで構成することが必要になる。したがって、第1改質領域L1および第2改質領域L2の両者を、x方向あるいはy方向に沿って形成したものについては、第1の態様から除外される。
 また、図14(c)に示したように、2つの改質領域を形成する際の基本的なパターンとしては、x方向に沿って第1改質領域L1を形成した後にy方向に沿って第2改質領域L2を形成するもの((1)参照)と、y方向に沿って第1改質領域L1を形成した後にx方向に沿って第2改質領域L2を形成するもの((2)参照)とが存在する。ここで、図14(c)に示す(1)では、x方向が第1方向に、y方向が第2方向に、それぞれ対応している。また、図14(c)に示す(2)では、y方向が第1方向に、x方向が第2方向に、それぞれ対応している。なお、図14(c)に示す組み合わせは、第1の態様の組み合わせの基本となるものであり、x方向に沿って形成される改質領域とy方向に沿って形成される改質領域とが、必ず1つずつ存在することになる。そして、この例においては、第1改質領域L1が『改質領域』に、第2改質領域L2が『他の改質領域』に、それぞれ対応することになる。
<第2の態様>
 ここで、図15(a)、(b)は、第2の態様が適用され得る複数の改質領域の構成例の一覧を示す図である。
 第2の態様は、本実施の形態で説明したような4つの改質領域(第1改質領域L1~第4改質領域L4)を形成する場合は勿論のこと、3つの改質領域(第1改質領域L1~第3改質領域L3)を形成する場合にも適用可能となっている。ここで、図15(a)は4つの改質領域を形成する場合における各改質領域の形成方向の組み合わせパターンを、また、図15(b)は3つの改質領域を形成する場合における各改質領域の形成方向の組み合わせパターンを、それぞれ例示している。
 図15(a)には、4つの改質領域(第1改質領域L1~第4改質領域L4)を形成する例として、各改質領域の形成方向を組み合わせた14通り((1)~(14))のパターンを示している。この例において、各改質領域は、第1改質領域L1、第2改質領域L2、第3改質領域L3、そして第4改質領域L4の順に形成される。また、この例において、第1改質領域L1は第1深さD1に、第2改質領域L2は第2深さD2に、第3改質領域L3は第3深さD3に、そして第4改質領域L4は第4深さD4に形成される。ここで、第1深さD1、第2深さD2、第3深さD3および第4深さD4は、D1>D2>D3>D4の関係を有している。
 図15(a)に示すように、第2の態様においては、第1改質領域L1~第4改質領域L4を、x方向に沿って形成したものとy方向に沿って形成したものとの組み合わせで構成することが必要になる。したがって、第1改質領域L1~第4改質領域L4のすべてを、x方向あるいはy方向に沿って形成したものについては、第2の態様から除外される。
 また、図15(a)に示したように、4つの改質領域を形成する際の基本的なパターンとしては、第1改質領域L1~第4改質領域L4のうち、3つをx方向に沿って形成し且つ残りの1つをy方向に沿って形成する第1グループ((1)、(2)、(4)、(8)参照)、2つをx方向に沿って形成し且つ残りの2つをy方向に沿って形成する第2グループ((3)、(5)、(6)、(9)、(10)、(12)参照)、および1つをx方向に沿って形成し且つ残りの3つをy方向に沿って形成する第3グループ((7)、(11)、(13)、(14)参照)が存在する。これらのうち、第2グループには、z方向(深さ方向)に対しx方向とy方向とを交互に形成した場合((5)、(10))が存在する。ここで、図15(a)に示す(1)~(7)では、x方向が第1方向に、y方向が第2方向に、それぞれ対応している。また、図15(a)に示す(8)~(14)では、y方向が第1方向に、x方向が第2方向に、それぞれ対応している。なお、本実施の形態では、図15(a)の(10)に示した組み合わせを例として説明を行った。
 図15(a)に示す例において、第1グループについては、例えば基板11の結晶構造等に起因して、y方向よりもx方向における切断が困難な場合に利用することができる。また、例えば素子チップ10がCx>Cyとなる構造を有することに起因して、y方向よりもx方向における切断が困難な場合に利用することができる。
 また、第2グループについては、例えばx方向およびy方向のそれぞれにおける切断の困難性が同等である場合に利用することができる。そして、第2グループのうちz方向(深さ方向)に対しx方向とy方向とを交互に形成するパターンを採用した場合には、例えば第1改質領域L1~第4改質領域L4のうちz方向に隣接する2つの改質領域を同方向に設定した場合と比較して、改質領域形成工程の途中で素子群形成基板20が割れてしまう事態が生じるのを抑制することが可能になる。これにより、例えば割れが生じた素子群形成基板20にさらに改質領域を形成する際に生じる、改質領域の切断予定線からのずれの発生を抑えることができる。
 さらに、第3グループについては、例えば基板11の結晶構造等に起因して、x方向よりもy方向における切断が困難である場合に利用することができる。また、例えば素子チップ10がCx<Cyとなる構造を有することに起因して、x方向よりもy方向における切断が困難な場合に利用することができる。
 なお、図15(a)に示すもののうち、(2)~(13)は、第1改質領域L1、第2改質領域L2および第3改質領域L3のうち、2つの改質領域を同じ方向(x方向またはy方向)に沿って形成するとともに、他の1つの改質領域を同じ方向とは異なる方向(y方向またはx方向)に沿って形成する場合に対応している。
 また、ここでは、第1深さD1、第2深さD2、第3深さD3および第4深さD4が、D1>D2>D3>D4の関係を有している場合を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、基板11の基板厚さTsの範囲内において、D1≠D2≠D3≠D4の関係を有していればよい。
 次に、図15(b)には、3つの改質領域を形成する例として、各改質領域の形成方向を組み合わせた6通り((1)~(6))のパターンを示している。この例において、各改質領域は、第1改質領域L1、第2改質領域L2、そして第3改質領域L3の順に形成される。また、この例において、第1改質領域L1は第1深さD1に、第2改質領域L2は第2深さD2に、そして第3改質領域L3は第3深さD3に形成される。ここで、第1深さD1、第2深さD2および第3深さD3は、D1>D2>D3の関係を有している。
 図15(b)に示すように、第2の態様においては、第1改質領域L1~第3改質領域L3を、x方向に沿って形成したものとy方向に沿って形成したものとの組み合わせで構成することが必要になる。したがって、第1改質領域L1~第3改質領域L3のすべてを、x方向あるいはy方向に沿って形成したものについては、第2の態様から除外される。
 また、図15(b)に示したように、3つの改質領域を形成する際の基本的なパターンとしては、第1改質領域L1~第3改質領域L3のうち、2つをx方向に沿って形成し且つ残りの1つをy方向に沿って形成した第1グループ((1)、(2)、(4)参照)、および1つをx方向沿って形成し且つ残りの2つをy方向に沿って形成する第2グループ((3)、(5)、(6)参照)が存在する。そして、第1グループおよび第2グループには、それぞれ、z方向(深さ方向)に対しx方向とy方向とを交互に形成した場合((2)、(5))が存在する。ここで、図15(b)に示す(1)~(3)では、x方向が第1方向、y方向が第2方向に、それぞれ対応している。また、図15(b)に示す(4)~(6)では、y方向が第1方向に、x方向が第2方向に、それぞれ対応している。
 図15(b)に示す例において、第1グループについては、例えば基板11の結晶構造等に起因して、y方向よりもx方向における切断が困難な場合に利用することができる。また、例えば素子チップ10がCx>Cyとなる構造を有することに起因して、y方向よりもx方向における切断が困難な場合に利用することができる。
 また、第2グループについては、例えば基板11の結晶構造等に起因して、x方向よりもy方向における切断が困難である場合に利用することができる。また、例えば素子チップ10がCx<Cyとなる構造を有することに起因して、x方向よりもy方向における切断が困難な場合に利用することができる。
 そして、z方向(深さ方向)に対しx方向とy方向とを交互に形成するパターンを採用した場合には、例えば第1改質領域L1~第3改質領域L3のうちz方向に隣接する2つの改質領域を同方向に設定した場合と比較して、改質領域形成工程の途中で素子群形成基板20が割れてしまう事態が生じるのを抑制することが可能になる。これにより、例えば割れが生じた素子群形成基板20にさらに改質領域を形成する際に生じる、改質領域の切断予定線からのずれの発生を抑えることができる。
 なお、図15(b)に示す(1)~(6)は、すべて、第1改質領域L1、第2改質領域L2および第3改質領域L3のうち、2つの改質領域を同じ方向(x方向またはy方向)に沿って形成するとともに、他の1つの改質領域を同じ方向とは異なる方向(y方向またはx方向)に沿って形成する場合に対応している。
 なお、ここでは、第1深さD1、第2深さD2および第3深さD3が、D1>D2>D3の関係を有している場合を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、基板11の基板厚さTsの範囲内において、D1≠D2≠D3の関係を有していればよい。
<第3の態様>
 ここで、図16(a)~(c)は、第3の態様が適用され得る複数の改質領域の構成例の一覧を示す図である。
 第3の態様は、本実施の形態で説明したような4つの改質領域(第1改質領域L1~第4改質領域L4)を形成する場合は勿論のこと、3つの改質領域(第1改質領域L1~第3改質領域L3)、そして2つの改質領域(第1改質領域L1、第2改質領域L2)を形成する場合にも適用可能となっている。ここで、図16(a)は4つの改質領域を形成する場合における各改質領域の形成方向の組み合わせパターンを、また、図16(b)は3つの改質領域を形成する場合における各改質領域の形成方向の組み合わせパターンを、さらに、図16(c)は2つの改質領域を形成する場合における各改質領域の形成方向の組み合わせパターンを、それぞれ例示している。
 図16(a)には、4つの改質領域(第1改質領域L1~第4改質領域L4)を形成する例として、各改質領域の形成方向を組み合わせた14通り((1)~(14))のパターンを示している。この例において、各改質領域は、第1改質領域L1、第2改質領域L2、第3改質領域L3、そして第4改質領域L4の順に形成される。また、この例において、第1改質領域L1は第1深さD1に、第2改質領域L2は第2深さD2に、第3改質領域L3は第3深さD3に、そして第4改質領域L4は第4深さD4に形成される。ここで、第1深さD1、第2深さD2、第3深さD3および第4深さD4は、D1>D2>D3>D4の関係を有している。
 図16(a)に示すように、第3の態様においては、第1改質領域L1~第4改質領域L4を、x方向に沿って形成したものとy方向に沿って形成したものとの組み合わせで構成することが必要になる。したがって、第1改質領域L1~第4改質領域L4のすべてを、x方向あるいはy方向に沿って形成したものについては、第3の態様から除外される。
 また、図16(a)に示したように、4つの改質領域を形成する際の基本的なパターンとしては、第1改質領域L1~第4改質領域L4のうち、3つをx方向に沿って形成し且つ残りの1つをy方向に沿って形成する第1グループ((1)、(2)、(4)、(8)参照)、2つをx方向に沿って形成し且つ残りの2つをy方向に沿って形成する第2グループ((3)、(5)、(6)、(9)、(10)、(12)参照)、および1つをx方向に沿って形成し且つ残りの3つをy方向に沿って形成する第3グループ((7)、(11)、(13)、(14)参照)が存在する。これらのうち、第2グループには、z方向(深さ方向)に対しx方向とy方向とを交互に形成した場合((5)、(10))が存在する。ここで、図16(a)に示す(1)~(7)では、x方向が第1方向に、y方向が第2方向に、それぞれ対応している。また、図16(a)に示す(8)~(14)では、y方向が第1方向に、x方向が第2方向に、それぞれ対応している。なお、本実施の形態では、図16(a)の(10)に示した組み合わせを例として説明を行った。
 図16(a)に示す例において、第1グループについては、例えば基板11の結晶構造等に起因して、y方向よりもx方向における切断が困難な場合に利用することができる。また、例えば素子チップ10がCx>Cyとなる構造を有することに起因して、y方向よりもx方向における切断が困難な場合に利用することができる。
 また、第2グループについては、例えばx方向およびy方向のそれぞれにおける切断の困難性が同等である場合に利用することができる。そして、第2グループのうちz方向(深さ方向)に対しx方向とy方向とを交互に形成するパターンを採用した場合には、例えば第1改質領域L1~第4改質領域L4のうちz方向に隣接する2つの改質領域を同方向に設定した場合と比較して、改質領域形成工程の途中で素子群形成基板20が割れてしまう事態が生じるのを抑制することが可能になる。これにより、例えば割れが生じた素子群形成基板20にさらに改質領域を形成する際に生じる、改質領域の切断予定線からのずれの発生を抑えることができる。
 さらに、第3グループについては、例えば基板11の結晶構造等に起因して、x方向よりもy方向における切断が困難である場合に利用することができる。また、例えば素子チップ10がCx<Cyとなる構造を有することに起因して、x方向よりもy方向における切断が困難な場合に利用することができる。
 なお、図16(a)に示すもののうち、(2)~(13)は、第1改質領域L1、第2改質領域L2および第3改質領域L3のうち、2つの改質領域を同じ方向(x方向またはy方向)に沿って形成するとともに、他の1つの改質領域を同じ方向とは異なる方向(y方向またはx方向)に沿って形成する場合に対応している。
 次に、図16(b)には、3つの改質領域を形成する例として、各改質領域の形成方向を組み合わせた6通り((1)~(6))のパターンを示している。この例において、各改質領域は、第1改質領域L1、第2改質領域L2、そして第3改質領域L3の順に形成される。また、この例において、第1改質領域L1は第1深さD1に、第2改質領域L2は第2深さD2に、そして第3改質領域L3は第3深さD3に形成される。ここで、第1深さD1、第2深さD2および第3深さD3は、D1>D2>D3の関係を有している。
 図16(b)に示すように、第3の態様においては、第1改質領域L1~第3改質領域L3を、x方向に沿って形成したものとy方向に沿って形成したものとの組み合わせで構成することが必要になる。したがって、第1改質領域L1~第3改質領域L3のすべてを、x方向あるいはy方向に沿って形成したものについては、第3の態様から除外される。
 また、図16(b)に示したように、3つの改質領域を形成する際の基本的なパターンとしては、第1改質領域L1~第3改質領域L3のうち、2つをx方向に沿って形成し且つ残りの1つをy方向に沿って形成した第1グループ((1)、(2)、(4)参照)、および1つをx方向沿って形成し且つ残りの2つをy方向に沿って形成する第2グループ((3)、(5)、(6)参照)が存在する。そして、第1グループおよび第2グループには、それぞれ、z方向(深さ方向)に対しx方向とy方向とを交互に形成した場合((2)、(5))が存在する。ここで、図16(b)に示す(1)~(3)では、x方向が第1方向、y方向が第2方向に、それぞれ対応している。また、図16(b)に示す(4)~(6)では、y方向が第1方向に、x方向が第2方向に、それぞれ対応している。
 図16(b)に示す例において、第1グループについては、例えば基板11の結晶構造等に起因して、y方向よりもx方向における切断が困難な場合に利用することができる。また、例えば素子チップ10がCx>Cyとなる構造を有することに起因して、y方向よりもx方向における切断が困難な場合に利用することができる。
 また、第2グループについては、例えば基板11の結晶構造等に起因して、x方向よりもy方向における切断が困難である場合に利用することができる。また、例えば素子チップ10がCx<Cyとなる構造を有することに起因して、x方向よりもy方向における切断が困難な場合に利用することができる。
 そして、z方向(深さ方向)に対しx方向とy方向とを交互に形成するパターンを採用した場合には、例えば第1改質領域L1~第3改質領域L3のうちz方向に隣接する2つの改質領域を同方向に設定した場合と比較して、改質領域形成工程の途中で素子群形成基板20が割れてしまう事態が生じるのを抑制することが可能になる。これにより、例えば割れが生じた素子群形成基板20にさらに改質領域を形成する際に生じる、改質領域の切断予定線からのずれの発生を抑えることができる。
 なお、図16(b)に示す(1)~(6)は、すべて、第1改質領域L1、第2改質領域L2および第3改質領域L3のうち、2つの改質領域を同じ方向(x方向またはy方向)に沿って形成するとともに、他の1つの改質領域を同じ方向とは異なる方向(y方向またはx方向)に沿って形成する場合に対応している。
 さらに、図16(c)には、2つの改質領域を形成する例として、各改質領域の形成方向を組み合わせた2通り((1)、(2))のパターンを示している。この例において、各改質領域は、第1改質領域L1そして第2改質領域L2の順に形成される。ここで第1深さD1および第2深さD2は、D1>D2の関係を有している。
 図16(c)に示すように、第3の態様においては、第1改質領域L1および第2改質領域L2を、x方向に沿って形成したものとy方向に沿って形成したものとの組み合わせで構成することが必要になる。したがって、第1改質領域L1および第2改質領域L2の両者を、x方向あるいはy方向に沿って形成したものについては、第3の態様から除外される。
 また、図16(c)に示したように、2つの改質領域を形成する際の基本的なパターンとしては、x方向に沿って第1改質領域L1を形成した後にy方向に沿って第2改質領域L2を形成するもの((1)参照)と、y方向に沿って第1改質領域L1を形成した後にx方向に沿って第2改質領域L2を形成するもの((2)参照)とが存在する。ここで、図16(c)に示す(1)では、x方向が第1方向に、y方向が第2方向に、それぞれ対応している。また、図16(c)に示す(2)では、y方向が第1方向に、x方向が第2方向に、それぞれ対応している。なお、図16(c)に示す組み合わせは、第3の態様の組み合わせの基本となるものであり、x方向に沿って形成される改質領域とy方向に沿って形成される改質領域とが、必ず1つずつ存在することになる。そして、この例においては、第1改質領域L1が『改質領域』に、第2改質領域L2が『他の改質領域』に、それぞれ対応することになる。
 ここで、図17(a)、(b)は、第4の態様が適用され得る複数の改質領域の構成例の一覧を示す図である。
 第4の態様は、本実施の形態で説明したような4つの改質領域(第1改質領域L1~第4改質領域L4)を形成する場合は勿論のこと、3つの改質領域(第1改質領域L1~第3改質領域L3)を形成する場合にも適用可能となっている。ここで、図17(a)は4つの改質領域を形成する場合における各改質領域の形成方向の組み合わせパターンを、また、図17(b)は3つの改質領域を形成する場合における各改質領域の形成方向の組み合わせパターンを、それぞれ例示している。
 図17(a)には、4つの改質領域(第1改質領域L1~第4改質領域L4)を形成する例として、各改質領域の形成方向を組み合わせた2通り((1)、(2))のパターンを示している。この例において、各改質領域は、第1改質領域L1、第2改質領域L2、第3改質領域L3、そして第4改質領域L4の順に形成される。また、この例において、第1改質領域L1は第1深さD1に、第2改質領域L2は第2深さD2に、第3改質領域L3は第3深さD3に、そして第4改質領域L4は第4深さD4に形成される。ここで、第1深さD1、第2深さD2、第3深さD3および第4深さD4は、D1>D2>D3>D4の関係を有している。
 図17(a)に示すように、第4の態様においては、第1改質領域L1~第4改質領域L4を、x方向から先にx→y→x→yの順で形成するもの((1)参照)と、y方向から先にy→x→y→xの順で形成するもの((2)参照)とが存在する。ここで、図17(a)に示す(1)では、x方向が第1方向に、y方向が第2方向に、それぞれ対応している。また、図17(a)に示す(2)では、y方向が第1方向に、x方向が第2方向に、それぞれ対応している。なお、本実施の形態では、図17(a)の(2)に示した組み合わせを例として説明を行った。
 なお、ここでは、第1深さD1、第2深さD2、第3深さD3および第4深さD4が、D1>D2>D3>D4の関係を有している場合を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、基板11の基板厚さTsの範囲内において、D1≠D2≠D3≠D4の関係を有していてもよく、また、第1深さD1~第4深さD4のうち少なくとも2つが同じ大きさを有するものであってもよい。
 次に、図17(b)には、3つの改質領域を形成する例として、各改質領域の形成方向を組み合わせた2通り((1)、(2))のパターンを示している。この例において、各改質領域は、第1改質領域L1、第2改質領域L2、そして第3改質領域L3の順に形成される。また、この例において、第1改質領域L1は第1深さD1に、第2改質領域L2は第2深さD2に、そして第3改質領域L3は第3深さD3に形成される。ここで、第1深さD1、第2深さD2および第3深さD3は、D1>D2>D3の関係を有している。
 図17(b)に示すように、第4の態様においては、第1改質領域L1~第3改質領域L3を、x方向から先にx→y→xの順で形成するもの((1)参照)と、y方向から先にy→x→yの順で形成するもの((2)参照)とが存在する。ここで、図17(b)に示す(1)では、x方向が第1方向に、y方向が第2方向に、それぞれ対応している。また、図17(b)に示す(2)では、y方向が第1方向に、x方向が第2方向に、それぞれ対応している。
 なお、ここでは、第1深さD1、第2深さD2および第3深さD3が、D1>D2>D3の関係を有している場合を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、基板11の基板厚さTsの範囲内において、D1≠D2≠D3の関係を有していてもよく、また、第1深さD1~第3深さD3のうち少なくとも2つが同じ大きさを有するものであってもよい。
 なお、本実施の形態では、パルス発振させたYAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザ光を用いて、各改質領域を形成するようにしていたが、これに限られるものではない。また、各改質領域を形成するために使用するレーザ光の波長についても、適宜設計変更して差し支えない。
 また、本実施の形態では、各改質領域を形成する際のレーザ光64の出力を、P1=P2>P3=P4の関係に設定していたが、これに限られるものではなく、出力の大小関係については変更してもかまわない。
 さらに、本実施の形態では、素子チップ10の基板11における基板短辺側面11xと基板長辺側面11yとを直角となるようにすることで、基板11における基板表面11aおよび基板裏面11bを長方形状としていたが、これに限られるものでなく、素子チップ10の基板11における基板短辺側面11xと基板長辺側面11yとのなす角度を直角にはせずに、基板11における基板表面11aおよび基板裏面11bを平行四辺形状にしてもかまわない。
 さらにまた、本実施の形態では、基板11上に形成する電子素子として、半導体発光素子21を例に挙げて説明を行ったが、これに限られるものではなく、発光機能を有しないものであっても差し支えない。
10…素子チップ、11…基板、11a…基板表面、11b…基板裏面、11x…基板短辺側面、11y…基板長辺側面、12…積層半導体層、13a、13b…電極、20…素子群形成基板、21…半導体発光素子、30…基板ユニット、50…レーザ加工装置、70…基板切断装置、L1…第1改質領域、L2…第2改質領域、L3…第3改質領域、L4…第4改質領域、La…第1改質部、Lb…第2改質部、Lc…第3改質部、Ld…第4改質部、D1…第1深さ、D2…第2深さ、D3…第3深さ、D4…第4深さ、Ts…基板厚さ

Claims (19)

  1.  板状の基板の表面に複数の電子素子が形成された素子群形成基板に対し、当該基板の裏面側からレーザ光を照射することで、当該基板の内部に、当該基板の面に沿う第1方向に向かう改質領域と当該基板の面に沿い且つ当該第1方向とは異なる第2方向に向かう他の改質領域とを形成するレーザ加工方法であって、
     前記改質領域と前記他の改質領域とを、前記基板の前記裏面からの深さを異ならせて形成することを特徴とするレーザ加工方法。
  2.  前記改質領域と前記他の改質領域とを、前記基板の前記表面から前記裏面に至る厚さ方向の中央よりも当該裏面に近い側に形成することを特徴とする請求項1記載のレーザ加工方法。
  3.  前記第1方向は前記素子群形成基板上における複数の前記電子素子の第1配列方向に沿うものであり、
     前記第2方向は前記素子群形成基板上における複数の前記電子素子の第2配列方向に沿うものであること
    を特徴とする請求項1記載のレーザ加工方法。
  4.  前記基板はサファイアからなり、
     複数の前記電子素子はIII族窒化物半導体層を含んでいることを特徴とする請求項1記載のレーザ加工方法。
  5.  前記改質領域を前記基板の前記裏面からの深さが第1深さとなる部位に形成し、
     前記他の改質領域を前記基板の前記裏面からの深さが前記第1深さよりも浅い第2深さとなる部位に形成すること
    を特徴とする請求項1記載のレーザ加工方法。
  6.  板状の基板の表面に複数の電子素子が形成された素子群形成基板に対し、当該基板の裏面側から当該基板の面に沿う第1方向にレーザ光を順次照射し、当該基板の内部であって当該裏面からの深さが第1深さとなる部位に当該レーザ光を順次集光させることで、当該基板の内部に当該第1方向に沿う第1改質領域を形成する工程と、
     前記第1改質領域が形成された前記素子群形成基板に対し、前記基板の裏面側から当該基板の面に沿う第2方向にレーザ光を順次照射し、当該基板の内部であって当該裏面からの深さが前記第1深さとは異なる第2深さとなる部位に当該レーザ光を順次集光させることで、当該基板の内部に当該第2方向に沿う第2改質領域を形成する工程と、
     前記第1改質領域および前記第2改質領域が形成された前記素子群形成基板に対し、前記基板の裏面側から当該基板の面に沿う第3方向にレーザ光を順次照射し、当該基板の内部であって当該裏面からの深さが前記第1深さおよび前記第2深さとは異なる第3深さとなる部位に当該レーザ光を順次集光させることで、当該基板の内部に当該第3方向に沿う第3改質領域を形成する工程と
    を有し、
     前記第1改質領域、前記第2改質領域および前記第3改質領域のうち、2つの改質領域を同じ方向に沿って形成するとともに、他の1つの改質領域を当該同じ方向とは異なる方向に沿って形成することを特徴とするレーザ加工方法。
  7.  前記同じ方向に沿う2つの改質領域を、前記基板の厚さ方向に重なるように形成することを特徴とする請求項6記載のレーザ加工方法。
  8.  前記第2改質領域を形成する工程において、当該第2改質領域が形成される前記第2深さを前記第1深さよりも浅くし、
     前記第3改質領域を形成する工程において、当該第3改質領域が形成される前記第3深さを前記第2深さよりも浅くすること
    を特徴とする請求項6記載のレーザ加工方法。
  9.  前記第1改質領域、前記第2改質領域および前記第3改質領域が形成された前記素子群形成基板に対し、前記基板の裏面側から当該基板の面に沿う前記異なる方向にレーザ光を順次照射し、当該基板の内部であって当該裏面からの深さが前記第1深さ、前記第2深さおよび前記第3深さとは異なる第4深さとなる部位に当該レーザ光を順次集光させることで、当該基板の内部に当該異なる方向に沿う第4改質領域を形成する工程と
    をさらに有することを特徴とする請求項6記載のレーザ加工方法。
  10.  前記第1改質領域、前記第2改質領域および前記第3改質領域が形成された前記素子群形成基板に対し、前記基板の裏面側から当該基板の面に沿う前記同じ方向にレーザ光を順次照射し、当該基板の内部であって当該裏面からの深さが前記第1深さ、前記第2深さおよび前記第3深さとは異なる第4深さとなる部位に当該レーザ光を順次集光させることで、当該基板の内部に当該同じ方向に沿う第4改質領域を形成する工程と
    をさらに有することを特徴とする請求項6記載のレーザ加工方法。
  11.  前記基板はサファイアからなり、
     複数の前記電子素子はIII族窒化物半導体層を含んでいることを特徴とする請求項6記載のレーザ加工方法。
  12.  前記第1方向及び前記第3方向を前記同じ方向とし、前記第2方向を前記異なる方向とすることを特徴とする請求項6記載のレーザ加工方法。
  13.  前記素子群形成基板を構成する前記基板が、前記異なる方向よりも前記同じ方向に割れにくい構造を有していることを特徴とする請求項6記載のレーザ加工方法。
  14.  前記素子群形成基板を構成する複数の前記電子素子がそれぞれ長手側と短手側とを有し、当該長手側および当該短手側を揃えた状態で前記基板上に配列されている場合に、当該長手側を前記同じ方向とし且つ当該短手側を前記異なる方向とすることを特徴とする請求項6記載のレーザ加工方法。
  15.  板状の基板の表面に複数の電子素子が形成された素子群形成基板に対し、当該基板の裏面側からレーザ光を照射することで、当該基板の内部に、当該基板の面に沿う第1方向に向かう改質領域と当該基板の面に沿い且つ当該第1方向とは異なる第2方向に向かう他の改質領域とを含む3以上の改質領域からなる改質領域群を形成するレーザ加工方法であって、
     前記改質領域群を構成する前記改質領域および前記他の改質領域を、前記基板の前記裏面からの深さを異ならせて形成することを特徴とするレーザ加工方法。
  16.  前記改質領域群を構成する前記改質領域および前記他の改質領域を、前記基板の前記表面から前記裏面に至る厚さ方向の中央よりも当該裏面に近い側に形成することを特徴とする請求項15記載のレーザ加工方法。
  17.  前記第1方向は前記素子群形成基板上における複数の前記電子素子の第1配列方向に沿うものであり、
     前記第2方向は前記素子群形成基板上における複数の前記電子素子の第2配列方向に沿うものであること
    を特徴とする請求項15記載のレーザ加工方法。
  18.  前記基板はサファイアからなり、
     複数の前記電子素子はIII族窒化物半導体層を含んでいることを特徴とする請求項15記載のレーザ加工方法。
  19.  前記改質領域群を構成する前記改質領域および前記他の改質領域を、前記第1方向および前記第2方向が交互となるように順番に形成することを特徴とする請求項15記載のレーザ加工方法。
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