光デバイスウエーハの加工方法
【課題】裏面に反射膜を積層したサファイア基板の内部にストリートに沿って改質層を形成することができ、かつ反射膜をストリートに沿って切断することができるサファイア基板の加工方法を提供する。
【解決手段】表面に複数の光デバイスが格子状のストリート２２で区画形成されたサファイア基板２０を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であって、基板に対して透過性を有する波長のレーザー光を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、ストリートに沿って改質層を形成する工程と、基板の裏面に反射膜２１０を積層する工程と、裏面に積層された反射膜側から反射膜に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をストリートに沿って照射し、反射膜をストリートに沿って切断する工程と、基板に外力を付与して基板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工程とを含む。
【解決手段】表面に複数の光デバイスが格子状のストリート２２で区画形成されたサファイア基板２０を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であって、基板に対して透過性を有する波長のレーザー光を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、ストリートに沿って改質層を形成する工程と、基板の裏面に反射膜２１０を積層する工程と、裏面に積層された反射膜側から反射膜に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をストリートに沿って照射し、反射膜をストリートに沿って切断する工程と、基板に外力を付与して基板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工程とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サファイア基板の表面に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する光デバイスウエーハの分割方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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波長の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。）
【０００６】
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デブリと呼ばれる溶融物が付着するため輝度が低下し、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、光デバイスウエーハを個々の光デバイスに分割する前にエッチングによりデブリを除去する工程が必要となり生産性が悪いという問題がある。
【０００７】
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改質層を形成することにより、サファイア基板を改質層が形成されたストリートに沿って分割する加工方法が下記特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−３０５４２０号公報
【特許文献２】特許第３４０８８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
サファイア基板の表面に光デバイス層が形成された光デバイスウエーハとして、光デバイス層から発光された光を反射して光の取り出し効率を向上させるために、サファイア基板の裏面に金、アルミニウム等からなる反射膜を積層する技術が提案されている。
しかるに、サファイア基板の裏面に金、アルミニウム等からなる反射膜が積層された光デバイスウエーハは、反射膜がレーザー光線の妨げとなりサファイア基板の裏面側からレーザー光線を照射することができないという問題がある。
【００１０】
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、サファイア基板の裏面に反射膜を積層しても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内部に集光点を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改質層を形成することができるとともに、サファイア基板の裏面に積層された反射膜をストリートに沿って切断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である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、サファイア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、
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サファイア基板の裏面側からサファイア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、サファイア基板にストリートに沿って改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サファイア基板の裏面に反射膜を積層する反射膜積層工程と、
サファイア基板の裏面に積層された反射膜側から反射膜に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をストリートに沿って照射し、反射膜をストリートに沿って切断する反射膜切断工程と、
該反射膜切断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分割工程と、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。
【００１２】
上記反射膜は、金属膜からなり厚みが０．５〜２μmに設定されている。
また、上記反射膜は、酸化膜からなり厚みが０．５〜２μmに設定されている。
【発明の効果】
【００１３】
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、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サファイア基板の裏面側からサファイア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、サファイア基板にストリートに沿って改質層を形成する変質層形成工程と、変質層形成工程が実施されたサファイア基板の裏面に反射膜を積層する反射膜積層工程と、サファイア基板の裏面に積層された反射膜側から反射膜に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をストリートに沿って照射し、反射膜をストリートに沿って切断する反射膜切断工程とを含んでいるので、サファイア基板の裏面に反射膜を積層してもサファイア基板の内部にストリートに沿って改質層を形成することができるとともに、サファイア基板の裏面に積層された反射膜をストリートに沿って切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による光デバイスウエーハの加工方法によって個々の光デバイスに分割される光デバイスウエーハの斜視図。
【図２】図１に示す光デバイスウエーハの表面に保護テープを貼着した状態を示す斜視図。
【図３】本発明による光デバイスウエーハの加工方法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。
【図４】本発明による光デバイスウエーハの加工方法おける変質層形成工程の説明図。
【図５】本発明による光デバイスウエーハの加工方法おける反射膜積層工程の説明図。
【図６】図５に示す反射膜積層工程が実施された光デバイスウエーハの斜視図。
【図７】本発明による光デバイスウエーハの加工方法おける反射膜切断工程を実施するために反射膜積層工程が実施された光デバイスウエーハをレーザー加工装置のチャックテーブルに護持した状態を示す斜視図。
【図８】本発明による光デバイスウエーハの加工方法おける反射膜切断工程の説明図。
【図９】本発明による光デバイスウエーハの加工方法おけるウエーハ支持工程および保護テープ剥離工程を示す説明図。
【図１０】本発明による光デバイスウエーハの加工方法おける分割工程を実施するためのテープ拡張装置の斜視図。
【図１１】本発明による光デバイスウエーハの加工方法おける分割工程を示す説明図。
【図１２】本発明による光デバイスウエーハの加工方法おけるピックアップ工程を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明による光デバイスウエーハの加工方法について添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１６】
図１には、本発明による光デバイスウエーハの加工方法によって個々の光デバイスに分割される光デバイスウエーハの斜視図が示されている。図1に示す光デバイスウエーハ２は、例えば直径が１５０mm、厚みが１２０μmのサファイア基板２０の表面２０ａにn型窒化物半導体層およびp型窒化物半導体層とからなる光デバイス層（エピ層）２１が例えば５μｍの厚みで積層されている。そして、光デバイス層（エピ層）２１が格子状に形成された複数の分割予定ライン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。
【００１７】
上述した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には、光デバイス２３を保護するために図２に示すように保護テープ３を貼着する（保護テープ貼着工程）。
【００１８】
保護テープ貼着工程を実施したならば、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側からサファイア基板２０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、サファイア基板２０のストリート２２に沿って改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で示す方向に加工送りされるとともに、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で示す方向に割り出し送りされるようになっている。
【００１９】
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の先端に装着された集光器４２２からパルスレーザー光線を照射する。また、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、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００２０】
上述したレーザー加工装置４を用いて実施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。
この変質層形成工程を実施するには、図３に示すレーザー加工装置４のチャックテーブル４１上に上述した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に貼着された保護テープ３側を載置し、図示しない吸引手段を作動してチャックテーブル４１上に光デバイスウエーハ２を吸引保持する。従って、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。
【００２１】
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を構成するサファイア基板２０の表面２０aに形成されたストリート２２に沿って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、サファイア基板２０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。また、サファイア基板２０に所定方向に形成されているストリート２２と直交する方向に形成されている複数のストリート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。
【００２２】
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を構成するサファイア基板２０の表面２０aに形成されたストリート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の裏面２０b（上面）から例えば６０μｍの位置に合わせる。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の照射位置にストリート２２の他端（図４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のサファイア基板２０には、厚み方向中間部にストリート２２に沿って改質層２００が形成される。この改質層２００は、溶融再固化層として形成される。
【００２３】
上記改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 ：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４レーザー
波長 ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
平均出力 ：０．１〜０．４W
集光スポット径 ：φ１μｍ
加工送り速度 ：３００〜８００ｍｍ／秒
【００２４】
上記加工条件においては、サファイア基板２０に形成される改質層２００の厚みは、３０μｍ程度である。
上述したように、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の所定方向に形成された全てのストリート２２に沿って上記改質層形成工程を実施したならば、光デバイスウエーハ２を保持したチャックテーブル４１を９０度回動した位置に位置付ける。そして、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の上記所定方向と直交する方向に形成された全てのストリート２２に沿って上記改質層形成工程を実施する。
【００２５】
上述したように改質層形成工程を実施したならば、改質層形成工程が実施されたサファイア基板２０の裏面２０bに反射膜を積層する反射膜積層工程を実施する。この反射膜形成工程は、図5に示すスパッタ装置５を用いて実施する。図５に示すスパッタ装置５は、スパッタチャンバー５１を形成するハウジング５２と、該ハウジング５２のスパッタチャンバー５１内に配設され被加工物を保持する陽極となる静電吸着式の保持テーブル５３と、該保持テーブル５３と対向して配設され積層する金属（例えば金、アルミニウム）または酸化物（例えばSiO2、TiO2、ZnO）からなるターゲット５４を取り付ける陰極５５と、ターゲット５４を励磁する励磁手段５６と、陰極５５に高周波電圧を印加する高周波電源５７とからなっている。なお、ハウジング５２には、スパッタチャンバー５１内を図示しない減圧手段に連通する減圧口５２１と、スパッタチャンバー５１内を図示しないスパッタガス供給手段に連通する導入口５２２が設けられている。
【００２６】
上記のように構成されたスパッタ装置５を用いて上述した反射膜積層工程を実施するには、保持テーブル５３上に上述した改質層形成工程が実施された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に貼着された保護テープ３側を載置し、静電吸着保持する。従って、保持テーブル５３上に静電吸着保持された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が上側となる。次に、励磁手段５６を作動してターゲット５４を励磁するとともに、陰極５５に高周波電源５７から例えば４０kHzの高周波電圧を印加する。そして、図示しない減圧手段を作動してスパッタチャンバー５１内を１０−２Pa〜１０−4Pa程度に減圧するとともに、図示しないスパッタガス供給手段を作動してスパッタチャンバー５１内にアルゴンガスを導入してプラズマを発生させる。従って、プラズマ中のアルゴンガスが陰極５５に取り付けられた金、アルミニウム等の金属またはSiO2、TiO2、ZnO等の酸化物からなるターゲット５４に衝突し、この衝突によって飛散する金属粒子または酸化物粒子は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に金属層または酸化物層が堆積する。この結果、図６に示すようにサファイア基板２０の裏面２０bには、金属膜または酸化膜からなる反射膜２１０が形成される。この金属膜または酸化膜からなる反射膜２１０は、厚みが０．５〜２μmに設定されている。
【００２７】
上述した反射膜積層工程を実施したならば、サファイア基板２０の裏面２０bに積層された反射膜２１０側から反射膜２１０に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をストリート２２に沿って照射し、反射膜２１０をストリート２２に沿って切断する反射膜切断工程を実施する。この反射膜切断工程は、反射膜２１０がSiO2等の酸化膜のように透明体によって形成されている場合には、上記図３に示すレーザー加工装置４と同様のレーザー加工装置を用いて実施することができる。即ち、反射膜切断工程を実施するには、図７に示すようにレーザー加工装置４のチャックテーブル４１上に上述した反射膜積層工程が実施された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に貼着されている保護テープ３側を載置し、図示しない吸引手段を作動してチャックテーブル４１上に光デバイスウエーハ２を吸引保持する。従って、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は、サファイア基板２０の裏面２０bに積層された反射膜２１０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。
【００２８】
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を構成するサファイア基板２０の表面２０aに形成されたストリート２２に沿って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、サファイア基板２０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。また、サファイア基板２０に所定方向に形成されているストリート２２と直交する方向に形成されている複数のストリート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。なお、反射膜２１０が金等の金属膜によって形成されている場合には、レーザー加工装置の被加工物を保持するチャックテーブルの保持部を透明体で形成し、該保持部の下側から保持部に保持された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に形成されたストリート２２を撮像して上述したアライメントを実施する。
【００２９】
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を構成するサファイア基板２０の表面２０aに形成されたストリート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８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８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の裏面２０bに積層された反射膜２１０の上面に合わせる。次に、集光器４２２からサファイア基板２０の裏面２０bに積層された反射膜２１０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８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８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８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、サファイア基板２０の裏面２０bに積層された反射膜２１０は、所定のストリート２２に沿って切断される。
【００３０】
上記反射膜切断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 ：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４レーザー
波長 ：３５５ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
平均出力 ：０．５〜１．０W
集光スポット径 ：φ１μｍ
加工送り速度 ：２００ｍｍ／秒
【００３１】
上記加工条件においては、サファイア基板２０の裏面２０bに積層された反射膜２１０は切断されるが、サファイア基板２０をアブレーション加工することはない。
上述したように、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の所定方向に形成された全てのストリート２２に沿って上記反射膜切断工程を実施したならば、光デバイスウエーハ２を保持したチャックテーブル４１を９０度回動した位置に位置付ける。そして、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の上記所定方向と直交する方向に形成された全てのストリート２２に沿って上記反射膜切断工程を実施する。この結果、図８の（c）に示すようにサファイア基板２０の裏面２０bに積層された反射膜２１０には、全てのストリート２２に沿って切断溝２１１が形成される。
【００３２】
上述した反射膜切断工程を実施したならば、サファイア基板２０の裏面２０bに反射膜２１０が積層された光デバイスウエーハ２の裏面を環状のフレームに装着された粘着テープに貼着するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図９に示すように環状のフレーム６の開口部を覆うように外周部が装着された粘着テープ６０の表面に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を貼着する。そして、サファイア基板２０の表面２０aに貼着されている保護テープ３を剥離する（保護テープ剥離工程）。
【００３３】
次に、反射膜積層工程が実施された光デバイスウエーハ２（サファイア基板２０の厚み方向中間部にストリート２２に沿って改質層２００が形成されている）に外力を付与して光デバイスウエーハ２を改質層２００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２３に分割するウエーハ分割工程を実施する。この分割工程は、図１０に示すウエーハ分割装置７を用いて実施する。図１０に示すウエーハ分割装置７は、上記環状のフレーム６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６に装着された粘着テープ６０を拡張するテープ拡張手段７２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６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６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６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。
【００３４】
上記テープ拡張手段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押圧部材としての円筒状の拡張ドラム７２１を具備している。この拡張ドラム７２１は、環状のフレーム６の内径より小さく該環状のフレーム６に装着された粘着テープ６０に貼着される光デバイスウエーハ２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７３を具備している。この支持手段７３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７３１からなっており、そのピストンロッド７３２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７３１からなる支持手段７３は、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、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に移動せしめる。従って、複数のエアシリンダ７３１からなる支持手段７３は、拡張ドラム７２１とフレーム保持部材７１１とを上下方向に相対移動する拡張移動手段として機能する。
【００３５】
以上のように構成されたウエーハ分割装置７を用いて実施する分割工程について図１１を参照して説明する。即ち、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０（サファイア基板２０の表面２０aに形成されたストリート２２に沿って変質層２００が形成されている）の裏面２０ｂが貼着されている粘着テープ６０が装着された環状のフレーム６を、図１１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。このとき、フレーム保持部材７１１は図１１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７３としての複数のエアシリンダ７３１を作動して、環状のフレーム保持部材７１１を図１１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６も下降するため、図１１の（ｂ）に示すように環状のフレーム６に装着された粘着テープ６０は、光デバイスウエーハ２と環状のフレーム６の内周との間の環状領域が押圧部材としての円筒状の拡張ドラム７２１の上端縁に接して押圧され拡張せしめられる。この結果、粘着テープ６０に貼着されている半導体ウエーハ２には放射状に引張力が作用するため、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０は変質層２００が形成されることによって強度が低下せしめられたストリート２２に沿って破断され個々のデバイス２２に分割される。このとき、サファイア基板２０の裏面２０bに積層されている反射膜２１０もストリート２２に沿って破断される。
【００３６】
上述したように分割工程を実施したならば、図１２に示すようにピックアップ機構８を作動しピックアップコレット８１によって所定位置に位置付けられた光デバイス２３をピックアップ（ピックアップ工程）し、図示しないトレーまたはダイボンディング工程に搬送する。
【符号の説明】
【００３７】
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
２２：ストリート
２３：光デバイス
２００：改質層
２１０：反射膜
３：保護テープ
４：レーザー加工装置
４１：チャックテーブル
４２：レーザー光線照射手段
４２２：集光器
５：スパッタ装置
５１：スパッタチャンバー
５３：保持テーブル
５４：ターゲット
６：環状のフレーム
６０：粘着テープ
７：ウエーハ分割装置
７１：フレーム保持手段
７２：テープ拡張手段
７２１：拡張ドラム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サファイア基板の表面に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する光デバイスウエーハの分割方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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波長の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。）
【０００６】
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デブリと呼ばれる溶融物が付着するため輝度が低下し、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、光デバイスウエーハを個々の光デバイスに分割する前にエッチングによりデブリを除去する工程が必要となり生産性が悪いという問題がある。
【０００７】
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改質層を形成することにより、サファイア基板を改質層が形成されたストリートに沿って分割する加工方法が下記特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−３０５４２０号公報
【特許文献２】特許第３４０８８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
サファイア基板の表面に光デバイス層が形成された光デバイスウエーハとして、光デバイス層から発光された光を反射して光の取り出し効率を向上させるために、サファイア基板の裏面に金、アルミニウム等からなる反射膜を積層する技術が提案されている。
しかるに、サファイア基板の裏面に金、アルミニウム等からなる反射膜が積層された光デバイスウエーハは、反射膜がレーザー光線の妨げとなりサファイア基板の裏面側からレーザー光線を照射することができないという問題がある。
【００１０】
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、サファイア基板の裏面に反射膜を積層しても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内部に集光点を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改質層を形成することができるとともに、サファイア基板の裏面に積層された反射膜をストリートに沿って切断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である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、サファイア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、
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サファイア基板の裏面側からサファイア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、サファイア基板にストリートに沿って改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サファイア基板の裏面に反射膜を積層する反射膜積層工程と、
サファイア基板の裏面に積層された反射膜側から反射膜に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をストリートに沿って照射し、反射膜をストリートに沿って切断する反射膜切断工程と、
該反射膜切断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分割工程と、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。
【００１２】
上記反射膜は、金属膜からなり厚みが０．５〜２μmに設定されている。
また、上記反射膜は、酸化膜からなり厚みが０．５〜２μmに設定されている。
【発明の効果】
【００１３】
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、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サファイア基板の裏面側からサファイア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、サファイア基板にストリートに沿って改質層を形成する変質層形成工程と、変質層形成工程が実施されたサファイア基板の裏面に反射膜を積層する反射膜積層工程と、サファイア基板の裏面に積層された反射膜側から反射膜に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をストリートに沿って照射し、反射膜をストリートに沿って切断する反射膜切断工程とを含んでいるので、サファイア基板の裏面に反射膜を積層してもサファイア基板の内部にストリートに沿って改質層を形成することができるとともに、サファイア基板の裏面に積層された反射膜をストリートに沿って切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による光デバイスウエーハの加工方法によって個々の光デバイスに分割される光デバイスウエーハの斜視図。
【図２】図１に示す光デバイスウエーハの表面に保護テープを貼着した状態を示す斜視図。
【図３】本発明による光デバイスウエーハの加工方法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。
【図４】本発明による光デバイスウエーハの加工方法おける変質層形成工程の説明図。
【図５】本発明による光デバイスウエーハの加工方法おける反射膜積層工程の説明図。
【図６】図５に示す反射膜積層工程が実施された光デバイスウエーハの斜視図。
【図７】本発明による光デバイスウエーハの加工方法おける反射膜切断工程を実施するために反射膜積層工程が実施された光デバイスウエーハをレーザー加工装置のチャックテーブルに護持した状態を示す斜視図。
【図８】本発明による光デバイスウエーハの加工方法おける反射膜切断工程の説明図。
【図９】本発明による光デバイスウエーハの加工方法おけるウエーハ支持工程および保護テープ剥離工程を示す説明図。
【図１０】本発明による光デバイスウエーハの加工方法おける分割工程を実施するためのテープ拡張装置の斜視図。
【図１１】本発明による光デバイスウエーハの加工方法おける分割工程を示す説明図。
【図１２】本発明による光デバイスウエーハの加工方法おけるピックアップ工程を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明による光デバイスウエーハの加工方法について添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１６】
図１には、本発明による光デバイスウエーハの加工方法によって個々の光デバイスに分割される光デバイスウエーハの斜視図が示されている。図1に示す光デバイスウエーハ２は、例えば直径が１５０mm、厚みが１２０μmのサファイア基板２０の表面２０ａにn型窒化物半導体層およびp型窒化物半導体層とからなる光デバイス層（エピ層）２１が例えば５μｍの厚みで積層されている。そして、光デバイス層（エピ層）２１が格子状に形成された複数の分割予定ライン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。
【００１７】
上述した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には、光デバイス２３を保護するために図２に示すように保護テープ３を貼着する（保護テープ貼着工程）。
【００１８】
保護テープ貼着工程を実施したならば、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側からサファイア基板２０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、サファイア基板２０のストリート２２に沿って改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で示す方向に加工送りされるとともに、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で示す方向に割り出し送りされるようになっている。
【００１９】
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の先端に装着された集光器４２２からパルスレーザー光線を照射する。また、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、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００２０】
上述したレーザー加工装置４を用いて実施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。
この変質層形成工程を実施するには、図３に示すレーザー加工装置４のチャックテーブル４１上に上述した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に貼着された保護テープ３側を載置し、図示しない吸引手段を作動してチャックテーブル４１上に光デバイスウエーハ２を吸引保持する。従って、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。
【００２１】
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を構成するサファイア基板２０の表面２０aに形成されたストリート２２に沿って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、サファイア基板２０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。また、サファイア基板２０に所定方向に形成されているストリート２２と直交する方向に形成されている複数のストリート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。
【００２２】
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を構成するサファイア基板２０の表面２０aに形成されたストリート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の裏面２０b（上面）から例えば６０μｍの位置に合わせる。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の照射位置にストリート２２の他端（図４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のサファイア基板２０には、厚み方向中間部にストリート２２に沿って改質層２００が形成される。この改質層２００は、溶融再固化層として形成される。
【００２３】
上記改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 ：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４レーザー
波長 ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
平均出力 ：０．１〜０．４W
集光スポット径 ：φ１μｍ
加工送り速度 ：３００〜８００ｍｍ／秒
【００２４】
上記加工条件においては、サファイア基板２０に形成される改質層２００の厚みは、３０μｍ程度である。
上述したように、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の所定方向に形成された全てのストリート２２に沿って上記改質層形成工程を実施したならば、光デバイスウエーハ２を保持したチャックテーブル４１を９０度回動した位置に位置付ける。そして、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の上記所定方向と直交する方向に形成された全てのストリート２２に沿って上記改質層形成工程を実施する。
【００２５】
上述したように改質層形成工程を実施したならば、改質層形成工程が実施されたサファイア基板２０の裏面２０bに反射膜を積層する反射膜積層工程を実施する。この反射膜形成工程は、図5に示すスパッタ装置５を用いて実施する。図５に示すスパッタ装置５は、スパッタチャンバー５１を形成するハウジング５２と、該ハウジング５２のスパッタチャンバー５１内に配設され被加工物を保持する陽極となる静電吸着式の保持テーブル５３と、該保持テーブル５３と対向して配設され積層する金属（例えば金、アルミニウム）または酸化物（例えばSiO2、TiO2、ZnO）からなるターゲット５４を取り付ける陰極５５と、ターゲット５４を励磁する励磁手段５６と、陰極５５に高周波電圧を印加する高周波電源５７とからなっている。なお、ハウジング５２には、スパッタチャンバー５１内を図示しない減圧手段に連通する減圧口５２１と、スパッタチャンバー５１内を図示しないスパッタガス供給手段に連通する導入口５２２が設けられている。
【００２６】
上記のように構成されたスパッタ装置５を用いて上述した反射膜積層工程を実施するには、保持テーブル５３上に上述した改質層形成工程が実施された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に貼着された保護テープ３側を載置し、静電吸着保持する。従って、保持テーブル５３上に静電吸着保持された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が上側となる。次に、励磁手段５６を作動してターゲット５４を励磁するとともに、陰極５５に高周波電源５７から例えば４０kHzの高周波電圧を印加する。そして、図示しない減圧手段を作動してスパッタチャンバー５１内を１０−２Pa〜１０−4Pa程度に減圧するとともに、図示しないスパッタガス供給手段を作動してスパッタチャンバー５１内にアルゴンガスを導入してプラズマを発生させる。従って、プラズマ中のアルゴンガスが陰極５５に取り付けられた金、アルミニウム等の金属またはSiO2、TiO2、ZnO等の酸化物からなるターゲット５４に衝突し、この衝突によって飛散する金属粒子または酸化物粒子は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に金属層または酸化物層が堆積する。この結果、図６に示すようにサファイア基板２０の裏面２０bには、金属膜または酸化膜からなる反射膜２１０が形成される。この金属膜または酸化膜からなる反射膜２１０は、厚みが０．５〜２μmに設定されている。
【００２７】
上述した反射膜積層工程を実施したならば、サファイア基板２０の裏面２０bに積層された反射膜２１０側から反射膜２１０に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をストリート２２に沿って照射し、反射膜２１０をストリート２２に沿って切断する反射膜切断工程を実施する。この反射膜切断工程は、反射膜２１０がSiO2等の酸化膜のように透明体によって形成されている場合には、上記図３に示すレーザー加工装置４と同様のレーザー加工装置を用いて実施することができる。即ち、反射膜切断工程を実施するには、図７に示すようにレーザー加工装置４のチャックテーブル４１上に上述した反射膜積層工程が実施された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に貼着されている保護テープ３側を載置し、図示しない吸引手段を作動してチャックテーブル４１上に光デバイスウエーハ２を吸引保持する。従って、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は、サファイア基板２０の裏面２０bに積層された反射膜２１０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。
【００２８】
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を構成するサファイア基板２０の表面２０aに形成されたストリート２２に沿って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、サファイア基板２０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。また、サファイア基板２０に所定方向に形成されているストリート２２と直交する方向に形成されている複数のストリート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。なお、反射膜２１０が金等の金属膜によって形成されている場合には、レーザー加工装置の被加工物を保持するチャックテーブルの保持部を透明体で形成し、該保持部の下側から保持部に保持された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に形成されたストリート２２を撮像して上述したアライメントを実施する。
【００２９】
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を構成するサファイア基板２０の表面２０aに形成されたストリート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８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８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の裏面２０bに積層された反射膜２１０の上面に合わせる。次に、集光器４２２からサファイア基板２０の裏面２０bに積層された反射膜２１０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８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８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８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、サファイア基板２０の裏面２０bに積層された反射膜２１０は、所定のストリート２２に沿って切断される。
【００３０】
上記反射膜切断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 ：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４レーザー
波長 ：３５５ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
平均出力 ：０．５〜１．０W
集光スポット径 ：φ１μｍ
加工送り速度 ：２００ｍｍ／秒
【００３１】
上記加工条件においては、サファイア基板２０の裏面２０bに積層された反射膜２１０は切断されるが、サファイア基板２０をアブレーション加工することはない。
上述したように、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の所定方向に形成された全てのストリート２２に沿って上記反射膜切断工程を実施したならば、光デバイスウエーハ２を保持したチャックテーブル４１を９０度回動した位置に位置付ける。そして、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０の上記所定方向と直交する方向に形成された全てのストリート２２に沿って上記反射膜切断工程を実施する。この結果、図８の（c）に示すようにサファイア基板２０の裏面２０bに積層された反射膜２１０には、全てのストリート２２に沿って切断溝２１１が形成される。
【００３２】
上述した反射膜切断工程を実施したならば、サファイア基板２０の裏面２０bに反射膜２１０が積層された光デバイスウエーハ２の裏面を環状のフレームに装着された粘着テープに貼着するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図９に示すように環状のフレーム６の開口部を覆うように外周部が装着された粘着テープ６０の表面に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を貼着する。そして、サファイア基板２０の表面２０aに貼着されている保護テープ３を剥離する（保護テープ剥離工程）。
【００３３】
次に、反射膜積層工程が実施された光デバイスウエーハ２（サファイア基板２０の厚み方向中間部にストリート２２に沿って改質層２００が形成されている）に外力を付与して光デバイスウエーハ２を改質層２００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２３に分割するウエーハ分割工程を実施する。この分割工程は、図１０に示すウエーハ分割装置７を用いて実施する。図１０に示すウエーハ分割装置７は、上記環状のフレーム６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６に装着された粘着テープ６０を拡張するテープ拡張手段７２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６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６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６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。
【００３４】
上記テープ拡張手段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押圧部材としての円筒状の拡張ドラム７２１を具備している。この拡張ドラム７２１は、環状のフレーム６の内径より小さく該環状のフレーム６に装着された粘着テープ６０に貼着される光デバイスウエーハ２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７３を具備している。この支持手段７３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７３１からなっており、そのピストンロッド７３２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７３１からなる支持手段７３は、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、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に移動せしめる。従って、複数のエアシリンダ７３１からなる支持手段７３は、拡張ドラム７２１とフレーム保持部材７１１とを上下方向に相対移動する拡張移動手段として機能する。
【００３５】
以上のように構成されたウエーハ分割装置７を用いて実施する分割工程について図１１を参照して説明する。即ち、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０（サファイア基板２０の表面２０aに形成されたストリート２２に沿って変質層２００が形成されている）の裏面２０ｂが貼着されている粘着テープ６０が装着された環状のフレーム６を、図１１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。このとき、フレーム保持部材７１１は図１１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７３としての複数のエアシリンダ７３１を作動して、環状のフレーム保持部材７１１を図１１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６も下降するため、図１１の（ｂ）に示すように環状のフレーム６に装着された粘着テープ６０は、光デバイスウエーハ２と環状のフレーム６の内周との間の環状領域が押圧部材としての円筒状の拡張ドラム７２１の上端縁に接して押圧され拡張せしめられる。この結果、粘着テープ６０に貼着されている半導体ウエーハ２には放射状に引張力が作用するため、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板２０は変質層２００が形成されることによって強度が低下せしめられたストリート２２に沿って破断され個々のデバイス２２に分割される。このとき、サファイア基板２０の裏面２０bに積層されている反射膜２１０もストリート２２に沿って破断される。
【００３６】
上述したように分割工程を実施したならば、図１２に示すようにピックアップ機構８を作動しピックアップコレット８１によって所定位置に位置付けられた光デバイス２３をピックアップ（ピックアップ工程）し、図示しないトレーまたはダイボンディング工程に搬送する。
【符号の説明】
【００３７】
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
２２：ストリート
２３：光デバイス
２００：改質層
２１０：反射膜
３：保護テープ
４：レーザー加工装置
４１：チャックテーブル
４２：レーザー光線照射手段
４２２：集光器
５：スパッタ装置
５１：スパッタチャンバー
５３：保持テーブル
５４：ターゲット
６：環状のフレーム
６０：粘着テープ
７：ウエーハ分割装置
７１：フレーム保持手段
７２：テープ拡張手段
７２１：拡張ドラム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サファイア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、
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サファイア基板の裏面側からサファイア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、サファイア基板にストリートに沿って改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サファイア基板の裏面に反射膜を積層する反射膜積層工程と、
サファイア基板の裏面に積層された反射膜側から反射膜に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をストリートに沿って照射し、反射膜をストリートに沿って切断する反射膜切断工程と、
該反射膜切断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分割工程と、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。
【請求項２】
該反射膜は、金属膜からなり厚みが０．５〜２μmに設定されている、請求項１記載の光デバイスウエーハの加工方法。
【請求項３】
該反射膜は、酸化膜からなり厚みが０．５〜２μmに設定されている、請求項１記載の光デバイスウエーハの加工方法。
【請求項１】
サファイア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、
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サファイア基板の裏面側からサファイア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、サファイア基板にストリートに沿って改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サファイア基板の裏面に反射膜を積層する反射膜積層工程と、
サファイア基板の裏面に積層された反射膜側から反射膜に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をストリートに沿って照射し、反射膜をストリートに沿って切断する反射膜切断工程と、
該反射膜切断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分割工程と、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。
【請求項２】
該反射膜は、金属膜からなり厚みが０．５〜２μmに設定されている、請求項１記載の光デバイスウエーハの加工方法。
【請求項３】
該反射膜は、酸化膜からなり厚みが０．５〜２μmに設定されている、請求項１記載の光デバイスウエーハの加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１０５８４７（Ｐ２０１３−１０５８４７Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７７７１（Ｐ２０１１−２４７７７１）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
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