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JP2011222806A - 光デバイスウエーハの加工方法 - Google Patents

光デバイスウエーハの加工方法 Download PDF

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JP2011222806A
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Abstract

【課題】光デバイスウエーハをストリートに沿って分割し、品質を低下させることなく個々の光デバイスを製造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。
【解決手段】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23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内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射し、基板の内部にストリートに沿って破断起点としての変質層を形成する破断起点形成工程と、光デバイスウエーハに外力を付与し、光デバイスウエーハを破断起点となる変質層に沿って破断し、個々の光デバイス23に分割するウエーハ分割工程と、変質層を形成する変質物質をエッチングするためのエッチング液82に浸漬し、基台に付着している変質物質をエッチング除去するエッチング工程とを含む。
【選択図】図11

Description

本発明は、サファイア基板や炭化珪素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分割し、個々の光デバイスを製造する光デバイス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。従って、切削ブレードの切り込み量を大きくすることができず、切削工程を複数回実施して光デバイスウエーハを切断するため、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、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一方の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することにより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連続的に形成し、この破断の起点となる変質層が形成されたストリートに沿って外力を加えることにより、ウエーハをストリートに沿って破断するウエーハの分割方法が提案されている。(例えば、特許文献1参照。)
また、上述した問題を解消するために、ウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線をウエーハの一方の面側から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、ウエーハをストリートに沿って破断する方法が提案されている。(例えば、特許文献2参照。)
特許第3408805号 特開平10−305420号公報
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や炭化珪素基板等の基板にレーザー光線を照射して破断の起点となる変質層またはレーザー加工溝を形成すると、分割された発光ダイオードやレーザーダイオード等の光デバイスの側面にレーザー加工時に生成される変質物質が付着して光デバイスの輝度が低下し、光デバイスの品質が低下するという問題がある。
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、光デバイスウエーハをストリートに沿って分割し、品質を低下させることなく個々の光デバイスを製造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内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射し、基板の内部にストリートに沿って破断起点としての変質層を形成する破断起点形成工程と、
該破断起点形成工程が実施された光デバイスウエーハに外力を付与し、光デバイスウエーハを破断起点となる変質層に沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程と、
該ウエーハ分割工程を実施することによって分割された個々の光デバイスを、変質層を形成する変質物質をエッチングするためのエッチング液に浸漬し、基台に付着している変質物質をエッチング除去するエッチング工程と、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。
また、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基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を基板の表面または裏面側からストリートに沿って照射し、基板の表面または裏面に破断起点となるレーザー加工溝を形成する破断起点形成工程と、
該破断起点形成工程が実施された光デバイスウエーハに外力を付与し、光デバイスウエーハを破断起点となるレーザー加工溝に沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程と、
該ウエーハ分割工程を実施することによって分割された個々の光デバイスを、基板にレーザー光線を照射することによって生成される変質物質をエッチングするためのエッチング液に浸漬し、該破断起点形成工程において基板にレーザー光線を照射することによって生成され基台に付着している変質物質をエッチング除去するエッチング工程と、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。
上記エッチング工程を実施する前に、光デバイスウエーハを構成する光デバイス層の表面に耐エッチング液性を有する保護膜を被覆する保護膜被覆工程を実施する。
本発明による光デバイスウエーハの加工方法においては、基板にストリートに沿って破断起点としての変質層またはレーザー加工溝が形成された光デバイスウエーハを、破断起点となる変質層またはレーザー加工溝に沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程を実施した後に、個々の光デバイスを変質層を形成する変質物質またはレーザー加工溝を形成する際に基台に付着した変質物質をエッチングするためのエッチング液に浸漬し、変質物質をエッチング除去するエッチング工程を実施するので、基板の側面に付着している変質物質がエッチング除去されるとともに、基板の側面および裏面がエッチングによって粗面に加工される。従って、基板の側面に光を吸収して輝度の低下を招く変質物質が存在しないことに加え、基板の側面および裏面が粗面に加工されているので、光が効果的に放出され輝度が向上する。
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膜被覆工程の説明図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法における保護部材貼着工程の説明図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法における破断起点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破断起点形成工程の第1の実施形態を示す説明図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法における破断起点形成工程の第2の実施形態を示す説明図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法におけるウエーハ支持工程の説明図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法におけるウエーハ分割工程を実施するためのウエーハ分割装置の斜視図。 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分割工程の説明図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法におけるウエーハ分割工程が実施され光デバイスウエーハが個々に分割された光デバイスの斜視図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法におけるエッチング工程の説明図。 図11に示すエッチング工程が実施された光デバイスの斜視図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法における保護膜除去工程の説明図。 図13に示す保護膜除去工程が実施された光デバイスの斜視図。
以下、本発明による光デバイスウエーハの加工方法およびレーザー加工装置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100μmのサファイア基板や炭化珪素基板等からなる基板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5μm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22に沿って個々の光デバイス23に分割する加工方法について説明する。
なお、光デバイスウエーハ2の表面2aには、図2に示すように後述するエッチング工程において光デバイス層としての発光層(エピ層)21を保護するために、耐エッチング液性を有する保護膜24を被覆する(保護膜被覆工程)。この保護膜被覆工程は、光デバイスウエーハ2の表面2aに酸化ケイ素(SiO2)を化学蒸着(CVD)法によって厚みが1μm程度の被膜を形成する。
次に、光デバイスウエーハ2を構成する基板20の表面20aに形成された光デバイス23を保護するために、光デバイスウエーハ2の表面2a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3に示すように光デバイスウエーハ2の表面2aに保護部材としての保護テープ3を貼着する。なお、保護テープ3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。
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に保護テープ3を貼着したならば、光デバイスウエーハ2の基板20にストリート22に沿って破断起点となる破断起点形成工程を実施する。この破断起点形成工程は、図4に示すレーザー加工装置4を用いて実施する。図4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4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4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、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子(CCD)等を備え、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を構成する基板20にストリートに沿って破断起点を形成する第1の実施形態について、図4および図5を参照して説明する。
破断起点を形成する第1の実施形態は、光デバイスウエーハ2の基板20に対して透過性を有する波長のレーザー光線を基板20の内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射し、基板20の内部にストリート22に沿って破断起点としての変質層を形成する。
基板20の内部にストリート22に沿って破断起点としての変質層を形成する破断起点形成工程を実施するには、先ず、上述した図4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の表面に貼着された保護テープ3側を載置する。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3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、基板20の裏面20bが上側となる。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光デバイスウエーハ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や炭化珪素基板からなる基板20は透明体であるため、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。
以上のようにしてアライメント工程を実施したならば、図5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5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を構成する基板20の厚み方向中間部に合わせる。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に保持された基板20の上面の高さ位置を検出し、検出された基板20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、レーザー光線照射手段42の集光器422から基板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5の(a)において矢印X1で示す加工送り方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図5の(b)で示すようにレーザー光線照射手段42の集光器422の照射位置にストリート22の他端(図5の(b)において右端)が達したら、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を構成する基板20には、図5の(b)および(c)に示すように内部にストリート22に沿って連続した破断起点としての変質層201が形成される(変質層形成工程)。
上記の破断起点形成工程(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 :半導体励起固体レーザー(Nd:YAG)
波長 :1064nmのパルスレーザー
繰り返し周波数 :100kHz
平均出力 :0.3W
パルス幅 :12ps
集光スポット径 :φ1μm
加工送り速度 :400mm/秒
変質層の厚さ :30μm
以上のようにして、光デバイスウエーハ2の所定方向に延在する全てのストリート22に沿って上記変質層形成工程を実施したならば、チャックテーブル41を90度回動せしめて、上記所定方向に対して直交する方向に形成された各ストリート22に沿って上記変質層形成工程を実施する。
次に、上記光デバイスウエーハ2を構成する基板20にストリートに沿って破断起点を形成する第2の実施形態について図6を参照して説明する。
破断起点を形成する第2の実施形態は、光デバイスウエーハ2の基板20に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を基板20の表面または裏面側からストリート22に沿って照射し、基板20の表面または裏面に破断起点となるレーザー加工溝を形成する。
なお、図6に示す破断起点形成工程は、上記図4に示すレーザー加工装置4と実質的に同様のレーザー加工装置によって実施するので、同一部材には同一符号を付して説明する。
図6に示す破断起点形成工程の実施形態においては、上述した破断起点形成工程(変質層形成工程)と同様に上記図4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の表面に貼着された保護テープ3側を載置する。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3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、基板20の裏面20bが上側となる。
上述したウエーハ保持工程を実施したならば、上述したアライメント工程を実施する。次に、図6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6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、レーザー光線照射手段42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を構成する基板20の上面(裏面20b)に合わせる。次に、集光器422から基板20に対して吸収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6の(a)において矢印X1で示す加工送り方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図6の(b)で示すようにレーザー光線照射手段42の集光器422の照射位置にストリート22の他端(図6の(b)において右端)が達したら、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を構成する基板20の裏面20bには、図6の(b)および(c)に示すようにストリート22に沿って連続した破断起点としてのレーザー加工溝202が形成される(レーザー加工溝形成工程)。なお、レーザー加工溝202の壁面には、図6の(c)に示すように上記レーザー加工溝形成時に生成された変質物質202aが付着している。
上記の破断起点形成工程(レーザー加工溝形成工程)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 :半導体励起固体レーザー(Nd:YAG)
波長 :355nmのパルスレーザー
繰り返し周波数 :100kHz
平均出力 :3.5W
パルス幅 :180ns
集光スポット径 :φ10μm
加工送り速度 :60mm/秒
レーザー加工溝の深さ :15μm
以上のようにして、光デバイスウエーハ2の所定方向に延在する全てのストリート22に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実施したならば、チャックテーブル41を90度回動せしめて、上記所定方向に対して直交する方向に形成された各ストリート22に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実施する。
なお、上述した実施形態における破断起点形成工程(レーザー加工溝形成工程)は、光デバイスウエーハ2を構成する基板20の裏面側からパルスレーザー光線を照射して基板20の裏面にレーザー加工溝202を形成する例を示したが、光デバイスウエーハ2の表面即ち基板20の表面側からパルスレーザー光線を照射して基板20の表面にレーザー加工溝を形成してもよい。
上述したように光デバイスウエーハ2を構成する基板20にストリートに沿って破断起点を形成する変質層形成工程またはレーザー加工溝形成工程を実施したならば、光デバイスウエーハ2を構成する基板20の裏面20bを環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着するとともに光デバイスウエーハ2の表面に貼着されている保護部材を剥離するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図7の(a)および(b)に示すように、環状のフレーム5の内側開口部を覆うように外周部が装着されたダイシングテープ6の表面に光デバイスウエーハ2を構成する基板20の裏面20bを貼着する。そして、光デバイスウエーハ2の表面2aに貼着されている保護テープ3を剥離する。
次に、光デバイスウエーハ2に外力を付与し、光デバイスウエーハ2を破断起点となる変質層201またはレーザー加工溝202に沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程を実施する。このウエーハ分割工程は、図8に示すウエーハ分割装置7を用いて実施する。図8に示すウエーハ分割装置7は、基台71と、該基台71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72を具備している。基台71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711、712が互いに平行に配設されている。この2本の案内レール711、712上に移動テーブル72が移動可能に配設されている。移動テーブル72は、移動手段73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72上には、上記環状のフレーム5を保持するフレーム保持手段74が配設されている。フレーム保持手段74は、円筒状の本体741と、該本体741の上端に設けられた環状のフレーム保持部材742と、該フレーム保持部材742の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ743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74は、フレーム保持部材742上に載置された環状のフレーム5をクランプ743によって固定する。また、図8に示すウエーハ分割装置7は、上記フレーム保持手段74を回動せしめる回動手段75を具備している。この回動手段75は、上記移動テーブル72に配設されたパルスモータ751と、該パルスモータ751の回転軸に装着されたプーリ752と、該プーリ752と円筒状の本体741に捲回された無端ベルト753とからなっている。このように構成された回動手段75は、パルスモータ751を駆動することにより、プーリ752および無端ベルト753を介してフレーム保持手段74を回動せしめる。
図8に示すウエーハ分割装置7は、上記環状のフレーム保持部材742に保持された環状のフレーム5にダイシングテープ6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76を具備している。張力付与手段76は、環状のフレーム保持部材74内に配置されている。この張力付与手段76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761と第2の吸引保持部材762を備えている。第1の吸引保持部材761には複数の吸引孔761aが形成されており、第2の吸引保持部材762には複数の吸引孔762aが形成されている。複数の吸引孔761aおよび762a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761と第2の吸引保持部材762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8に示すウエーハ分割装置7は、上記環状のフレーム保持部材742に保持された環状のフレーム5にダイシングテープ6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77を具備している。検出手段77は、基台71に配設されたL字状の支持柱771に取り付けられている。この検出手段77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76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77は、上記環状のフレーム保持部材742に保持された環状のフレーム5にダイシングテープ6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。
上述したウエーハ分割装置7を用いて実施するウエーハ分割工程について、図9を参照して説明する。
上述した変質層形成工程またはレーザー加工溝形成工程が実施された光デバイスウエーハ2をダイシングテープ6を介して支持する環状のフレーム5を、図9の(a)に示すようにフレーム保持部材742上に載置し、クランプ743によってフレーム保持部材742に固定する。次に、移動手段73を作動して移動テーブル72を矢印Yで示す方向(図8参照)に移動し、図9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76を構成する第1の吸引保持部材761の保持面と第2の吸引保持部材762の保持面との間に位置付ける。このとき、検出手段77によってストリート22を撮像し、第1の吸引保持部材761の保持面と第2の吸引保持部材762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761の保持面と第2の吸引保持部材762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761aおよび762aに負圧を作用せしめることにより、第1の吸引保持部材761の保持面と第2の吸引保持部材762の保持面上にダイシングテープ6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76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761と第2の吸引保持部材762を図9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761の保持面と第2の吸引保持部材762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は基板20に形成された破断起点となる変質層201またはレーザー加工溝202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、ダイシングテープ6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201またはレーザー加工溝202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761と第2の吸引保持部材762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を基板20に形成された変質層201またはレーザー加工溝202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761および第2の吸引保持部材762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73を作動して移動テーブル72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76を構成する第1の吸引保持部材761の保持面と第2の吸引保持部材762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75を作動してフレーム保持手段74を90度回動せしめる。この結果、フレーム保持手段74のフレーム保持部材742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761の保持面と第2の吸引保持部材762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に沿って個々のデバイス23に分割される(ウエーハ分割工程)。
上述したようにして分割されたデバイス23の側面には、図10の(a)に示すように上記変質層形成工程において形成された変質層201による変質物質201aが付着しており、また図10の(b)に示すように上記レーザー加工溝形成工程におけるレーザー加工溝形成時に生成された変質物質202aが付着している。このようにデバイス23の側面に変質物質が付着していると、光デバイス23の輝度が低下し、光デバイス23の品質が低下するという問題がある。
上述したウエーハ分割工程を実施したならば、変質物質201aまたは変質物質202aが付着している光デバイス23を、変質物質をエッチングするためのエッチング液に浸漬し、変質物質201aまたは変質物質202aをエッチング除去するエッチング工程を実施する。このエッチング工程は、図11に示すエッチング装置8を用いて実施する。図11に示すエッチング装置8は、エッチング液槽81と、該エッチング液槽81に収容されたエッチング液82と、該エッチング液82を攪拌する攪拌手段83とからなっている。エッチング液82は、光デバイスウエーハの基板となるサファイア基板や炭化珪素基板をエッチングすることができる硫酸または硫酸とリン酸との混合液を用いることができる。このようなエッチング液82を収容したエッチング液槽81内に上記変質物質201aまたは変質物質202aが付着している光デバイス23を投入し、エッチング液82を300℃に維持した状態で攪拌手段83によって攪拌する。この結果、光デバイス23を構成する基板20の側面および裏面がエッチングされ変質物質201aまたは変質物質202aが除去されるとともに、基板20の側面および裏面が粗面に加工される。このエッチング工程においては、光デバイス23の表面に被覆された酸化ケイ素(SiO2)からなる保護膜24は上記エッチング液82に対して耐エッチング性を有しているので、エッチングされずに光デバイス層としての発光層(エピ層)21を保護している。従って、上記エッチング工程を実施することにより、図12に示すように基板20の側面に付着している変質物質201aまたは変質物質202aがエッチング除去され、保護膜24が残存する光デバイス23が得られる。
次に、光デバイス23の表面に残存している保護膜24を除去する保護膜除去工程を実施する。この保護膜除去工程は、図13に示すエッチング装置9を用いて実施する。図13に示すエッチング装置9は、エッチング液槽91と、該エッチング液槽91に収容されたエッチング液92と、該エッチング液92を攪拌する攪拌手段93とからなっている。エッチング液92は、酸化ケイ素(SiO2)からなる保護膜24はエッチングするが光デバイスウエーハの基板となるサファイア基板や炭化珪素基板をエッチングしないフッ酸を用いることができる。このようなエッチング液92を収容したエッチング液槽91内に上記エッチング工程が実施され変質物質201aまたは変質物質202aが除去されたデバイス23を投入し、常温の状態で攪拌手段93によって攪拌する。この結果、図14に示すように保護膜24がエッチング除去された光デバイス23が得られる。
以上のようにして加工されて得られた光デバイス23は、基板20の側面に付着した変質物質201aまたは変質物質202aがエッチング除去されるとともに、基板20の側面および裏面が粗面に加工される。従って、基板20の側面に光を吸収して輝度の低下を招く変質物質が存在しないことに加え、基板20の側面および裏面が粗面に加工されているので、光が効果的に放出され輝度が向上する。
2:光デバイスウエーハ
20:光デバイスウエーハの基板
21:発光層(エピ層)
22:ストリート
23:光デバイス
24:保護膜
3: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:環状のフレーム
6:ダイシングテープ
7:ウエーハ分割装置
71:ウエーハ分割装置の基台
72:移動テーブル
74:フレーム保持手段
76:張力付与手段
8:エッチング装置
81:エッチング液槽
82:エッチング液
83:攪拌手段
9:エッチング装置
91:エッチング液槽
92:エッチング液
93:攪拌手段

Claims (4)

  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内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射し、基板の内部にストリートに沿って破断起点としての変質層を形成する破断起点形成工程と、
    該破断起点形成工程が実施された光デバイスウエーハに外力を付与し、光デバイスウエーハを破断起点となる変質層に沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程と、
    該ウエーハ分割工程を実施することによって分割された個々の光デバイスを、変質層を形成する変質物質をエッチングするためのエッチング液に浸漬し、基台に付着している変質物質をエッチング除去するエッチング工程と、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. 該エッチング工程を実施する前に、光デバイスウエーハを構成する光デバイス層の表面に耐エッチング液性を有する保護膜を被覆する保護膜被覆工程を実施する、請求項1記載の光デバイスウエーハの加工方法。
  3. 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基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を基板の表面または裏面側からストリートに沿って照射し、基板の表面または裏面に破断起点となるレーザー加工溝を形成する破断起点形成工程と、
    該破断起点形成工程が実施された光デバイスウエーハに外力を付与し、光デバイスウエーハを破断起点となるレーザー加工溝に沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程と、
    該ウエーハ分割工程を実施することによって分割された個々の光デバイスを、基板にレーザー光線を照射することによって生成される変質物質をエッチングするためのエッチング液に浸漬し、該破断起点形成工程において基板にレーザー光線を照射することによって生成され基台に付着している変質物質をエッチング除去するエッチング工程と、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。
  4. 該エッチング工程を実施する前に、光デバイスウエーハを構成する光デバイス層の表面に耐エッチング液性を有する保護膜を被覆する保護膜被覆工程を実施する、請求項3記載の光デバイスウエーハの加工方法。
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