JP2011108856A - 光デバイスウエーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】変質層を光デバイス層に達しない範囲に容易に形成できるとともに、デバイスを所定の厚みに形成できる光デバイスウエハの加工方法を提供する。
【解決手段】表面に光デバイス層が積層され格子状に形成された複数のストリートによって区画された領域に光デバイスが形成されたウエハを個々の光デバイスに分割するウエハの加工方法であって、光デバイスウエハ２の表面２０ａに保護部材３０を貼着する工程と、基板２０に対して透過性を有する波長のレーザ光線を基板の裏面２０ｂ側から基板の内部に集光点を位置付けてストリート２２に沿って照射し、基板の内部に光デバイス層２１より裏面側にストリートに沿って変質層２１０を形成する工程と、基板の裏面２０ｂを研削して所定の厚みに形成する工程と、光デバイスウエハに外力を付与して光デバイスウエハを変質層２１０が形成されたストリート２２に沿って破断し、個々の光デバイスに分割する工程とを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板の表面に光デバイス層が積層され格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域に光デバイスが形成された光デバイスウエーハを、ストリートに沿って個々の光デバイスに分割するウエーハの加工方法に関する。

光デバイス製造工程においては、略円板形状であるサファイア基板や炭化珪素基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体からなる光デバイス層が積層され格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域に発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスを形成して光デバイスウエーハを構成する。そして、光デバイスウエーハをストリートに沿って切断することにより光デバイスが形成された領域を分割して個々の光デバイスを製造している。

上述した光デバイスウエーハのストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備している。切削手段は、回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードおよび回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって基台に固定し厚さ２０μｍ程度に形成されている。

しかるに、光デバイスウエーハを構成するサファイア基板、炭化珪素基板等はモース硬度が高いため、上記切削ブレードによる切断は必ずしも容易ではない。更に、切削ブレードは２０μｍ程度の厚さを有するため、デバイスを区画するストリートとしては幅が５０μｍ程度必要となる。このため、ストリートの占める面積比率が高くなり、生産性が悪いという問題がある。

上述した問題を解消するために、光デバイスウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに対して吸収性を有するパルスレーザー光線をストリートに沿って照射することにより破断の起点となるレーザー加工溝を形成し、この破断の起点となるレーザー加工溝が形成されたストリートに沿って外力を付与することにより割断する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）

しかるに、光デバイスウエーハを構成するサファイア基板の表面に形成されたストリートに沿ってレーザー光線を照射してレーザー加工溝を形成すると、発光ダイオード等の光デバイスの外周がアブレーションされて輝度が低下し、光デバイスの品質が低下するという問題がある。

このような問題を解消するために、光デバイス層としての発光層（エピ層）が形成されていないサファイア基板の裏面側からサファイア基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線を集光点を内部に位置付けてストリートに沿って照射し、サファイア基板の内部にストリートに沿って変質層を形成することにより、サファイア基板を変質層が形成されたストリートに沿って分割するサファイア基板の加工方法が下記特許文献２に開示されている。

特開平１０−３０５４２０号公報 特開２００８−６４９２号公報

上記特許文献２に開示されたウエーハの分割方法おいては、先ずウエーハを所定の厚み（例えば、１００μm以下）にするためにウエーハの裏面を研削した後、ウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線をウエーハの裏面側から内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って破断の起点となる変質層を形成するが、変質層が光デバイス層としての発光層（エピ層）に達すると光デバイス層がダメージを受け光デバイスの輝度が低下する。このような問題を解消するためには、光デバイス層に達しない範囲で変質層を形成する必要がある。しかるに、ウエーハの厚みが１００μm以下という薄い状態において光デバイス層に達しない範囲で変質層を形成することは非常に難しい。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、変質層を光デバイス層に達しない範囲に容易に形成することができるとともに、光デバイスの厚みを所定の厚みに形成することができる光デバイスウエーハの加工方法を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、基板の表面に光デバイス層が積層され格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域に光デバイスが形成された光デバイスウエーハを、ストリートに沿って個々の光デバイスに分割する光デバイスウエーハの加工方法であって、
光デバイスウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
光デバイスウエーハの基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線を基板の裏面側から基板の内部に集光点を位置付けてストリートに沿って照射し、基板の内部に光デバイス層より裏面側にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程が実施された光デバイスウエーハの基板の裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程と、
裏面研削工程が実施された光デバイスウエーハに外力を付与して光デバイスウエーハを変質層が形成されたストリートに沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ破断工程と、を含む、
ことを特徴とする光デバイスウエーハの加工方法が提供される。

上記変質層形成工程は、光デバイスウエーハの基板の表面から２０〜６０μmの位置より裏面側に変質層を形成する。
上記保護部材貼着工程は環状のフレームに装着された保護部材としての保護テープに光デバイスウエーハの表面を貼着し、該保護テープに光デバイスウエーハの表面を貼着した状態で上記変質層形成工程と裏面研削工程およびウエーハ破断工程を実施する。
上記ウエーハ破断工程を実施した後に、光デバイスウエーハの基板の裏面を研削して変質層を除去する変質層除去工程を実施する。
上記保護部材貼着工程は環状のフレームに装着された保護部材としての保護テープに光デバイスウエーハの表面を貼着し、該保護テープに光デバイスウエーハの表面を貼着した状態で上記変質層形成工程と裏面研削工程とウエーハ破断工程および変質層除去工程を実施する。

本発明においては、変質層形成工程は光デバイスウエーハを構成する基板の裏面を研削して所定の厚みに形成する前の厚い状態で実施するので、レーザー光線の集光点を所望の位置に容易に位置付けることができ、光デバイス層にダメージを与えることなく変質層を形成することができる。
また、本発明においては、変質層形成工程を実施した後に裏面研削工程を実施して光デバイスウエーハの厚みを所定の厚みに形成し、光デバイスウエーハを変質層が形成されたストリートに沿って破断するので、変質層の厚みを最小限に抑えることができ生産性が向上する。

ウエーハとしての光デバイスウエーハを示す斜視図および要部拡大断面図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法における保護部材貼着工程が実施されウエーハの表面を環状のフレームに装着された保護テープに貼着した状態を示す斜視図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法における変質層形成工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法における変質層形成工程の説明図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法における裏面研削工程の説明図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法における裏面研削工程が実施された光デバイスウエーハの要部を拡大して示す断面図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法におけるウエーハ破断工程を実施するためのウエーハ破断装置の斜視図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法におけるウエーハ破断工程の説明図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法における変質層除去工程の説明図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法における変質層除去工程が実施された光デバイスウエーハの要部を拡大して示す断面図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法におけるウエーハ移し替え工程の説明図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法におけるピックアップ工程を実施するためのピックアップ装置の斜視図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法におけるピックアップ工程の説明図。

以下、本発明による光デバイスウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１の(a)および(b)には、本発明による光デバイスウエーハの加工方法に従って加工される光デバイスウエーハの斜視図および要部を拡大して示す断面図が示されている。図１の(a)および(b)に示す光デバイスウエーハ２は、例えば厚みが４３０μmのサファイア基板２０の表面２０aに窒化物半導体からなる光デバイス層としての発光層（エピ層）２１が５〜１０μｍの厚みで積層されている。そして、発光層（エピ層）２１が格子状に形成された複数のストリート２２によって区画された複数の領域に発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイス２３が形成されている。以下、この光デバイスウエーハ２をストリート２１に沿って個々の光デバイス２２に分割する加工方法について説明する。

先ず、光デバイスウエーハの表面に形成された光デバイスを保護するために、光デバイスウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程を実施する。即ち、図２に示すように金属材によって形成された環状のフレーム３に装着された保護部材としての保護テープ３０の表面に光デバイスウエーハ２の表面２ａを貼着する。なお、上記保護テープ３０は、図示の実施形態においては厚さが１００μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシート基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さ５μｍ程度塗布されている。この糊は紫外線を照射することによって粘着力が低下する性質を有するものが用いられている。

上述した保護部材貼着工程を実施することにより光デバイスウエーハ２の表面２ａを環状のフレーム３に装着された保護テープ３０に貼着したならば、光デバイスウエーハの基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線を基板の裏面側から基板の内部に集光点を位置付けてストリートに沿って照射し、基板の内部に光デバイス層より裏面側にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施する。この変質層形成工程は、図３に示すレーザー加工装置４を用いて実施する。図３に示すレーザー加工装置４は、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４２と、チャックテーブル４１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段４３を具備している。チャックテーブル４１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図３において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図３において矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。

上記レーザー光線照射手段４２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング４２１を含んでいる。ケーシング４２１内には図示しないパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング４２１の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器４２２が装着されている。なお、レーザー光線照射手段４２は、集光器４２２によって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置を調整するための集光点位置調整手段（図示せず）を備えている。

上記レーザー光線照射手段４２を構成するケーシング４２１の先端部に装着された撮像手段４３は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

上述したレーザー加工装置４を用いて、上記光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０に対して透過性を有する波長のレーザー光線をサファイア基板２０の裏面２０b側から集光点をサファイア基板２０の内部に位置付けてストリート２２に沿って照射し、光デバイス層としての発光層（エピ層）２１より裏面２０b側にストリート２２に沿って変質層を形成する変質層形成工程について、図３および図４を参照して説明する。
先ず、上述した図３に示すレーザー加工装置４のチャックテーブル４１上に光デバイスウエーハ２が貼着された保護テープ３０を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、保護テープ３０を介して光デバイスウエーハ２をチャックテーブル４１上に保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１に保持された光デバイスウエーハ２は、サファイア基板２０の裏面２０bが上側となる。なお、図３においては、保護テープ３０が装着された環状のフレーム３を省いて示しているが、環状のフレーム３はチャックテーブル４１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持されている。このようにして、光デバイスウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル４１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段４３の直下に位置付けられる。

チャックテーブル４１が撮像手段４３の直下に位置付けられると、撮像手段４３および図示しない制御手段によってウエーハ２のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段４３および図示しない制御手段は、光デバイスウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２２と、該ストリート２２に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４２の集光器４２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、光デバイスウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成されたストリート２２に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、光デバイスウエーハ２におけるストリート２２が形成されている発光層（エピ層）２１の表面は下側に位置しているが、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０は透明体であるため、サファイア基板２０の裏面２０ｂ側からストリート２２を撮像することができる。

以上のようにしてチャックテーブル４１上に保持された光デバイスウエーハ２を構成する発光層（エピ層）２１の表面に形成されているストリート２２を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図４の（ａ）で示すようにチャックテーブル４１をレーザー光線照射手段４２の集光器４２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート２２の一端（図４の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段４２の集光器４２２の直下に位置付ける。そして、集光器４２２から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の表面２０a（下面）から例えば５５μm上側の位置に合わせる。この集光器４２２から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の所定位置に位置付けるためには、例えば特開２００９−６３４４６号公報に記載されているチャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置検出装置を用いてチャックテーブル４１に保持された光デバイスウエーハ２の上面の高さ位置を検出し、検出された光デバイスウエーハ２の上面の高さ位置を基準として図示しない集光点位置調整手段を作動することによりパルスレーザー光線の集光点Ｐを所定位置に位置付ける。次に、集光器４２２からサファイア基板２０に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル４１を図４の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図４の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段４２の集光器４２２の照射位置がストリート２２の他端（図４の（b）において右端）の位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル４１の移動を停止する。この結果、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０には、図４の（b）および図４の(c)に示すように内部にストリート２２に沿って連続した変質層２１０が形成される（変質層形成工程）。この変質層２１０は、サファイア基板２０の表面２０a（下面）即ち発光層（エピ層）２１より裏面２０b（上面）側に形成される。上述した変質層形成工程を光デバイスウエーハ２に形成された全てのストリート２２に沿って実施する。

上記の変質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源 ：Ybレーザー：イッテリビウムドープトファイバーレーザー
波長 ：１０４５ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
平均出力 ：０．３W
集光スポット径 ：φ１〜１．５μｍ
加工送り速度 ：４００ｍｍ／秒

上記加工条件によって上述した変質層形成工程を実施すると、パルスレーザー光線の集光点Ｐを中心として上下方向に５０μｍ程度の変質層２１０が形成される。従って、上述した変質層形成工程を実施することにより、サファイア基板２０の表面２０a（下面）即ち発光層（エピ層）２１から３０μｍの位置より裏面２０b（上面）側に５０μｍ程度の変質層２１０が形成される。なお、サファイア基板２０の内部に形成される変質層２１０は、サファイア基板２０の表面２０a即ち発光層（エピ層）２１から２０〜６０μmの位置より裏面２０b側に形成することが望ましい。このように、変質層形成工程においては、サファイア基板２０の内部に発光層（エピ層）２１に達しない範囲で変質層２１０を形成するので、光デバイス層である発光層（エピ層）２１がダメージを受けることはない。また、変質層形成工程は、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０を後述するように裏面を研削して所定の厚みに形成する前の厚い状態（例えば４３０μm）で実施するので、パルスレーザー光線の集光点Ｐを所望の位置に容易に位置付けることができ、光デバイス層である発光層（エピ層）２１にダメージを与えることなく変質層２１０を形成することができる。

上述した変質層形成工程を実施したならば、光デバイスウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図５に示す研削装置５を用いて実施する。図５に示す研削装置５は、被加工物を保持するチャックテーブル５１と、該チャックテーブル５１に保持された被加工物を研削するための研削砥石５２１を備えた研削工具５２を具備している。なお、チャックテーブル５１は、被加工物を保持する中央部が高く形成され、外周部が中央部より低く形成されている。このように構成された研削装置５を用いて上記裏面研削工程を実施するには、図５に示すように研削装置５のチャックテーブル５１上に上述した変質層形成工程が実施された光デバイスウエーハ２の保護テープ３０側を載置するとともに、環状のフレーム３をチャックテーブル５１の外周部に載置し、図示しない吸引手段を作動することによってチャックテーブル５１上に光デバイスウエーハ２および環状のフレーム３を吸引保持する。従って、チャックテーブル５１上に保持された光デバイスウエーハ２は、サファイア基板２０の裏面２０bが上側となる。このようにして、チャックテーブル５１上に光デバイスウエーハ２を吸引保持したならば、チャックテーブル５１を例えば５００ｒｐｍで回転しつつ、研削工具５２を例えば１０００ｒｐｍで回転せしめて光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の裏面２０bに接触するとともに、所定量研削送りする。この結果、サファイア基板２０の裏面２０bが研削されて、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０は所定の厚み（例えば８０μm）に形成される。この結果、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の裏面２０bには、図６に示すように変質層２１０が露出せしめられる。このように、上述した変質層形成工程を実施した後に裏面研削工程を実施してウエーハの厚みを所定の厚みに形成するので、変質層の厚みを最小限に抑えることができ生産性が向上する。

上述した裏面研削工程を実施したならば、光デバイスウエーハに外力を付与してウエーハを変質層が形成されたストリートに沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ破断工程を実施する。このウエーハ破断工程は、図７に示すウエーハ破断装置６を用いて実施する。図７に示すウエーハ破断装置６は、基台６１と、該基台６１上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された移動テーブル６２を具備している。基台６１は矩形状に形成され、その両側部上面には矢印Ｙで示す方向に２本の案内レール６１１、６１２が互いに平行に配設されている。この２本の案内レール６１１、６１２上に移動テーブル６２が移動可能に配設されている。移動テーブル６２は、移動手段６３によって矢印Ｙで示す方向に移動せしめられる。移動テーブル６２上には、上記環状のフレーム３を保持するフレーム保持手段６４が配設されている。フレーム保持手段６４は、円筒状の本体６４１と、該本体６４１の上端に設けられた環状のフレーム保持部材６４２と、該フレーム保持部材６４２の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ６４３とからなっている。このように構成されたフレーム保持手段６４は、フレーム保持部材６４２上に載置された環状のフレーム３をクランプ６４３によって固定する。また、図７に示すウエーハ破断装置６は、上記フレーム保持手段６４を回動せしめる回動手段６５を具備している。この回動手段６５は、上記移動テーブル６２に配設されたパルスモータ６５１と、該パルスモータ６５１の回転軸に装着されたプーリ６５２と、該プーリ６５２と円筒状の本体６４１に捲回された無端ベルト６５３とからなっている。このように構成された回動手段６５は、パルスモータ６５１を駆動することにより、プーリ６５２および無端ベルト６５３を介してフレーム保持手段６４を回動せしめる。

図７に示すウエーハ破断装置６は、上記環状のフレーム保持部材６４２に保持された環状のフレーム３に保護テープ３０を介して支持されている光デバイスウエーハ２にストリート２２と直交する方向に引張力を作用せしめる張力付与手段６６を具備している。張力付与手段６６は、環状のフレーム保持部材６４内に配置されている。この張力付与手段６６は、矢印Y方向と直交する方向に長い長方形の保持面を備えた第１の吸引保持部材６６１と第２の吸引保持部材６６２を備えている。第１の吸引保持部材６６１には複数の吸引孔６６１aが形成されており、第２の吸引保持部材６６２には複数の吸引孔６６２aが形成されている。複数の吸引孔６６１aおよび６６２aは、図示しない吸引手段に連通されている。また、第１の吸引保持部材６６１と第２の吸引保持部材６６２は、図示しない移動手段によって矢印Y方向にそれぞれ移動せしめられるようになっている。

図７に示すウエーハ破断装置６は、上記環状のフレーム保持部材６４２に保持された環状のフレーム３に保護テープ３０を介して支持されている光デバイスウエーハ２のストリート２２を検出するための検出手段６７を具備している。検出手段６７は、基台６１に配設されたＬ字状の支持柱６７１に取り付けられている。この検出手段６７は、光学系および撮像素子（ＣＣＤ）等で構成されており、上記張力付与手段６６の上方位置に配置されている。このように構成された検出手段６７は、上記環状のフレーム保持部材６４２に保持された環状のフレーム３に保護テープ３０を介して支持されている光デバイスウエーハ２のストリート２２を撮像し、これを電気信号に変換して図示しない制御手段に送る。

上述したウエーハ破断装置６を用いて実施するウエーハ破断について、図８を参照して説明する。
上述した破断起点形成工程としての変質層形成工程が実施された光デバイスウエーハ２を保護テープ３０を介して支持する環状のフレーム３を、図８の（ａ）に示すようにフレーム保持部材６４２上に載置し、クランプ６４３によってフレーム保持部材６４２に固定する。次に、移動手段６３を作動して移動テーブル６２を矢印Ｙで示す方向（図７参照）に移動し、図８の（ａ）に示すように光デバイスウエーハ２に所定方向に形成された１本のストリート２２(図示の実施形態においては最左端のストリート)が張力付与手段６６を構成する第１の吸引保持部材６６１の保持面と第２の吸引保持部材６６２の保持面との間に位置付ける。このとき、検出手段６７によってストリート２２を撮像し、第１の吸引保持部材６６１の保持面と第２の吸引保持部材６６２の保持面との位置合わせを行う。このようにして、１本のストリート２２が第１の吸引保持部材６６１の保持面と第２の吸引保持部材６６２の保持面との間に位置付けられたならば、図示しない吸引手段を作動し吸引孔６６１aおよび６６２ｂに負圧を作用せしめることにより、第１の吸引保持部材６６１の保持面と第２の吸引保持部材６６２の保持面上に保護テープ３０を介して光デバイスウエーハ２を吸引保持する(保持工程)。

上述した保持工程を実施したならば、張力付与手段６６を構成する図示しない移動手段を作動し、第１の吸引保持部材６６１と第２の吸引保持部材６６２を図８の(b)に示すように互いに離反する方向に移動せしめる。この結果、第１の吸引保持部材６６１の保持面と第２の吸引保持部材６６２の保持面との間に位置付けられたストリート２２には、ストリート２２と直交する方向に引張力が作用し、光デバイスウエーハ２はサファイア基板２０に形成された変質層２１０が破断の起点となってストリート２２に沿って破断される（破断工程）。この破断工程を実施することにより、保護テープ３０は僅かに伸びる。この破断工程においては、光デバイスウエーハ２はストリート２２に沿って変質層２１０が形成され強度が低下せしめられているので、第１の吸引保持部材６６１と第２の吸引保持部材６６２を互いに離反する方向に０．５mm程度移動することにより、光デバイスウエーハ２をサファイア基板２０に形成された変質層２１０が破断の起点となってストリート２２に沿って破断することができる。

上述したように所定方向に形成された１本のストリート２２に沿って破断する破断工程を実施したならば、上述した第１の吸引保持部材６６１および第２の吸引保持部材６６２による光デバイスウエーハ２の吸引保持を解除する。次に、移動手段６３を作動して移動テーブル６２を矢印Ｙで示す方向（図７参照）にストリート２２の間隔に相当する分だけ移動し、上記破断工程を実施したストリート２２の隣のストリート２２が張力付与手段６６を構成する第１の吸引保持部材６６１の保持面と第２の吸引保持部材６６２の保持面との間に位置付ける。そして、上記保持工程および破断工程を実施する。

以上のようにして、所定方向に形成された全てのストリート２２に対して上記保持工程および破断工程を実施したならば、回動手段６５を作動してフレーム保持手段６４を９０度回動せしめる。この結果、フレーム保持手段６４のフレーム保持部材６４２に保持された光デバイスウエーハ２も９０度回動することになり、所定方向に形成され上記破断工程が実施されたストリート２２と直交する方向に形成されたストリート２２が第１の吸引保持部材６６１の保持面と第２の吸引保持部材６６２の保持面と平行な状態に位置付けられる。次に、上記破断工程が実施されたストリート２２と直交する方向に形成された全てのストリート２２に対して上述し保持工程および破断工程を実施することにより、光デバイスウエーハ２はストリート２２に沿って個々の光デバイス２３に分割される。

上述したウエーハ破断工程を実施したならば、光デバイスウエーハの裏面を研削して変質層を除去する変質層除去工程を実施する。この変質層除去工程は、上記図５に示す研削装置５を用いて実施する。即ち、図９に示すように研削装置５のチャックテーブル５１上に上述したウエーハ破断工程が実施された光デバイスウエーハ２（個々の光デバイス２３に分割されている）の保護テープ３０側を載置するとともに、環状のフレーム３をチャックテーブル５１の外周部に載置し、図示しない吸引手段を作動することによってチャックテーブル５１上に光デバイスウエーハ２および環状のフレーム３を吸引保持する。従って、チャックテーブル５１上に保持された光デバイスウエーハ２は、サファイア基板２０の裏面２０bが上側となる。このようにして、チャックテーブル５１上に光デバイスウエーハ２を吸引保持したならば、チャックテーブル５１を例えば５００ｒｐｍで回転しつつ、研削工具５２を例えば１０００ｒｐｍで回転せしめて光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の裏面２０bに接触するとともに、上記変質層２１０を除去する位置まで所定量研削送りする。この結果、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の裏面２０bが研削されて、図１０に示すように個々に分割された光デバイス２３の側面に残留していた変質層２１０が除去せしめられる。このように、個々に分割された光デバイス２３の側面に残留していた変質層２１０が除去されることにより、光デバイス２３の輝度の向上を図ることができる。

上述した変質層除去工程を実施したならば、個々の光デバイスに分割された光デバイスウエーハの裏面を環状のフレームに装着された保護テープの表面に貼着するとともに、光デバイスウエーハの表面が貼着されている上記保護テープ３０を剥離して上記環状のフレーム３を除去するウエーハ移し替え工程を実施する。このウエーハ移し替え工程は、図１１の(a)に示すように環状のフレーム３に装着された保護テープ３０（個々の光デバイス２３に分割された光デバイスウエーハ２が貼着されている）に紫外線照射器３００から紫外線を照射する。この結果、保護テープ３０の粘着糊が硬化して粘着力が低下せしめられる。次に、図１１の(b)に示すように環状のフレーム３に装着された保護テープ３０に貼着されている光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の裏面２０b（図１１の(b)において上面）に環状のフレーム３aに装着された保護テープ３０aの表面（図１１の(b)において下面）を貼着する。なお、環状のフレーム３aおよび保護テープ３０aは、上記環状のフレーム３および保護テープ３０と実質的に同一の構成でよい。次に、図１１の(c)に示すように保護テープ３０に表面が貼着されている光デバイスウエーハ２（個々の光デバイス２３に分割されている）を保護テープ３０から剥離する。このとき、図１１の(a)に示すように保護テープ３０には紫外線が照射され保護テープ３０の粘着糊が硬化して粘着力が低下せしめられているので、光デバイスウエーハ２（個々の光デバイス２３に分割されている）を保護テープ３０から容易に剥離することができる。そして、保護テープ３０を装着した環状のフレーム３を除去することにより、図１１の(d)に示すように環状のフレーム３aに装着された保護テープ３０aの表面に個々のデバイスに分割された光デバイスウエーハ２が移し替えられたことになる。このようにウエーハ移し替え工程は、環状のフレーム３に装着された保護テープ３０にウエーハの表面を貼着した状態で、上記変質層工程と裏面研削工程とウエーハ破断工程および変質層除去工程を実施し、光デバイスウエーハ２を個々のデバイス２３に分割した後に実施するので、光デバイスウエーハ２が割れることなく表裏を反転して環状のフレーム３aに装着された保護テープ３０aに張り替えることができる。従って、個々の光デバイス２３に分割された光デバイスウエーハ２を環状のフレーム３aに装着された保護テープ３０aに張り替えた状態で、光デバイス２３の導通テストを実施することができる。

上述したようにウエーハ移し替え工程を実施したならば、環状のフレームに装着された保護テープの表面に貼着されている個々に分割された光デバイスを保護テープから剥離してピックアップするピックアップ工程を実施する。このピックアップ工程は、図１２に示すピックアップ装置７を用いて実施する。図１２に示すピックアップ装置７は、上記環状のフレーム３aを保持するフレーム保持手段７１と、該フレーム保持手段７１に保持された環状のフレーム３aに装着された保護テープ３０aを拡張するテープ拡張手段７２と、ピックアップコレット７３を具備している。フレーム保持手段７１は、環状のフレーム保持部材７１１と、該フレーム保持部材７１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ７１２とからなっている。フレーム保持部材７１１の上面は環状のフレーム３aを載置する載置面７１１ａを形成しており、この載置面７１１ａ上に環状のフレーム３aが載置される。そして、載置面７１１ａ上に載置された環状のフレーム３aは、クランプ７１２によってフレーム保持部材７１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段７１は、テープ拡張手段７２によって上下方向に進退可能に支持されている。

テープ拡張手段７２は、上記環状のフレーム保持部材７１１の内側に配設される拡張ドラム７２１を具備している。この拡張ドラム７２１は、環状のフレーム３aの内径より小さく該環状のフレーム３aに装着された光デバイスウエーハ２（個々の光デバイス２３に分割されている）の外径より大きい内径および外径を有している。また、拡張ドラム７２１は、下端に支持フランジ７２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段７２は、上記環状のフレーム保持部材７１１を上下方向に進退可能な支持手段７２３を具備している。この支持手段７２３は、上記支持フランジ７２２上に配設された複数のエアシリンダ７２３aからなっており、そのピストンロッド７２３bが上記環状のフレーム保持部材７１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ７２３aからなる支持手段７２３は、図１３の（ａ）に示すように環状のフレーム保持部材７１１を載置面７１１ａが拡張ドラム７２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、図１３の（ｂ）に示すように拡張ドラム７２１の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向で移動せしめる。

以上のように構成されたピックアップ装置７を用いて実施するピックアップ工程について図１３を参照して説明する。即ち、光デバイスウエーハ２（個々のデバイスに分割されている）が貼着されている外保護テープ３０aが装着された環状のフレーム３aを、図１３の（ａ）に示すようにフレーム保持手段７１を構成するフレーム保持部材７１１の載置面７１１ａ上に載置し、クランプ７１２によってフレーム保持部材７１１に固定する（フレーム保持工程）。このとき、フレーム保持部材７１１は図１３の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。次に、テープ拡張手段７２を構成する支持手段７２３としての複数のエアシリンダ７２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材７１１を図１３の（ｂ）に示す拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材７１１の載置面７１１ａ上に固定されている環状のフレーム３aも下降するため、図１３の（ｂ）に示すように環状のフレーム３aに装着された保護テープ３０aは拡張ドラム７２１の上端縁に接して拡張せしめられる（テープ拡張工程）。この結果、保護テープ３０aに貼着されている光デバイスウエーハ２はストリート２１に沿って個々の光デバイス２３に分割されているので、個々のデバイス２３間が広がり、間隔Sが形成される。この状態で、ピックアップコレット７３を作動して光デバイス２３の表面（上面）を吸着保持し、保護テープ３０aから剥離してピックアップする。このとき、図１３の（ｂ）に示すように保護テープ３０aの下側から突き上げ針７４によってデバイス２３を突き上げることにより、光デバイス２３を保護テープ３０aから容易に剥離することができる。この突き上げ針７４は光デバイス２３の裏面に作用して突き上げるので、光デバイス２３の表面を損傷させることはない。なお、ピックアップ工程においては、上述したように個々の光デバイス２３間の隙間Sが広げられているので、隣接する光デバイス２３と接触することなく容易にピックアップすることができる。このようにピックアップコレット７３によってピックアップされる光デバイス２３は表面（上面）が吸着保持されるので、その後光デバイス２３の表裏を反転する必要がない。

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においてはウエーハ破断工程として破断の起点となる変質層が形成されたストリートと直交する方向に引張力が作用し、ウエーハを変質層が形成されたストリートに沿って破断する例を示したが、ウエーハ破断工程としては例えば特開２００６−１０７２７３号公報や特開２００６−１２８２１１号公報に開示されているようにストリートに沿って強度が低下せしめられたウエーハにストリートに沿って曲げ応力を作用せしめてウエーハをストリートに沿って破断する方法等、他の破断方法を用いてもよい。

２：光デバイスウエーハ
２０：サファイア基板
２１：光デバイス層としての発光層（エピ層）
３：環状のフレーム
３０：保護テープ
４：レーザー加工装置
４１：レーザー加工装置のチャックテーブル
４２：レーザー光線照射手段
４２２：集光器
５：研削装置
５１：研削装置のチャックテーブル
５２：研削工具
６：ウエーハ破断装置
６６：張力付与手段
７：ピックアップ装置
８２：テープ拡張手段
７３：ピックアップコレット

Claims (5)

1. 基板の表面に光デバイス層が積層され格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域に光デバイスが形成された光デバイスウエーハを、ストリートに沿って個々の光デバイスに分割する光デバイスウエーハの加工方法であって、
   光デバイスウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
   光デバイスウエーハの基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線を基板の裏面側から基板の内部に集光点を位置付けてストリートに沿って照射し、基板の内部に光デバイス層より裏面側にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
   該変質層形成工程が実施された光デバイスウエーハの基板の裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程と、
   裏面研削工程が実施された光デバイスウエーハに外力を付与して光デバイスウエーハを変質層が形成されたストリートに沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ破断工程と、を含む、
   ことを特徴とする光デバイスウエーハの加工方法。
2. 変質層形成工程は、光デバイスウエーハの基板の表面から２０〜６０μmの位置より裏面側に変質層を形成する、請求項１記載の光デバイスウエーハの加工方法。
3. 該保護部材貼着工程は環状のフレームに装着された保護部材としての保護テープに光デバイスウエーハの表面を貼着し、該保護テープに光デバイスウエーハの表面を貼着した状態で該変質層形成工程と該裏面研削工程および該ウエーハ破断工程を実施する、請求項１又は２記載の光デバイスウエーハの加工方法。
4. 該ウエーハ破断工程を実施した後に、光デバイスウエーハの基板の裏面を研削して変質層を除去する変質層除去工程を実施する、請求項１又は２記載の光デバイスウエーハの加工方法。
5. 該保護部材貼着工程は環状のフレームに装着された保護部材としての保護テープに光デバイスウエーハの表面を貼着し、該保護テープに光デバイスウエーハの表面を貼着した状態で該変質層形成工程と該裏面研削工程と該ウエーハ破断工程および該変質層除去工程を実施する、請求項４の光デバイスウエーハの加工方法。

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