CN104690429B - 光器件晶片的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光器件晶片的加工方法，其能够进一步提高光器件的亮度。执行以下步骤：激光加工步骤，重复进行向光器件晶片(W)照射1个脉冲的脉冲激光束(11)而形成1个激光加工孔(7)的动作，形成沿着该间隔道(3)的多个激光加工孔(7)；蚀刻步骤，使蚀刻液(12)进入激光加工孔(7)，对激光加工孔(7)的内部进行蚀刻；以及分割步骤，对光器件晶片(W)施加外力，沿间隔道(3)分割光器件晶片(W)，从而形成多个光器件(4)，由此，能够减少碎屑大量附着于各激光加工孔(7)的侧壁部(8b)的情况，并能够使蚀刻液进入激光加工孔(7)的内部而充分地进行蚀刻直至底部(8c)，从而能够提高光器件(4)的亮度。

Description

光器件晶片的加工方法
技术领域
本发明涉及将光器件晶片分割成一个个器件的加工方法。
背景技术
在光器件芯片的制造过程中，在蓝宝石基板或碳化硅基板等晶体生长用基板的正面的由纵横交叉的多个间隔道划分出的各区域中，形成发光二极管或激光二极管等发光元件来制造光器件晶片。然后，形成电极，沿间隔道分割光器件晶片，由此制造出一个个光器件芯片。
近年来，从提高生产率的观点出发，为了分割光器件晶片而广泛使用了脉冲激光加工装置。在脉冲激光加工装置中，沿间隔道向光器件晶片的正面照射脉冲激光来形成激光加工槽，之后，以激光加工槽为分割起点割断光器件晶片，从而分割成一个个芯片(例如，参照下述专利文献1)。
在如上述那样对光器件晶片实施激光加工时，会在激光加工槽的侧面形成变形。因此，例如在下述专利文献2中提出有如下方法：在分割光器件晶片之前对光器件晶片实施干蚀刻或湿蚀刻来除去变形，以提高制造出的光器件芯片的亮度。
专利文献1：日本特开平10-305420号公报
专利文献2：日本特开2006-024914号公报
然而，关于利用激光加工形成的激光加工槽，不仅宽度窄至例如10μm以下，而且在激光加工槽的内周面大量附着有因激光加工而产生的碎屑，蚀刻液不易进入到槽的内部。因此，存在这样的问题：无法充分地实施蚀刻至激光加工槽的槽底，从而使得光器件的亮度没有提高。
发明内容
本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够进一步提高光器件的亮度的光器件晶片的加工方法。
本发明为一种光器件晶片的加工方法，在所述光器件晶片中，在基板的正面层叠有光器件层，在由交叉的多个间隔道划分出的各区域中形成有光器件，其中，所述光器件晶片的加工方法具备以下步骤：激光加工步骤，在该激光加工步骤中，重复进行向光器件晶片照射对光器件晶片具有吸收性的波长的脉冲激光束、利用1个脉冲形成1个激光加工孔这样的动作，从而形成沿着该间隔道的多个激光加工孔；蚀刻步骤，在实施了该激光加工步骤之后，在该蚀刻步骤中，使蚀刻液进入该激光加工孔中来对该激光加工孔的内周进行蚀刻；以及分割步骤，在实施了该蚀刻步骤之后，在该分割步骤中，对光器件晶片施加外力，沿该间隔道分割光器件晶片，从而形成多个光器件芯片。
并且，在本发明中，优选的是，所述光器件晶片的加工方法具备：保护膜形成步骤，在实施所述激光加工步骤之前，在该保护膜形成步骤中，在光器件晶片的正面形成保护膜；和保护膜除去步骤，至少在实施了该激光加工步骤之后，在该保护膜除去步骤中除去该保护膜，在该激光加工步骤中，向光器件晶片的正面侧照射上述脉冲激光束。
在本发明的光器件晶片的加工方法中，实施激光照射步骤，重复进行利用1个脉冲的脉冲激光束形成1个激光加工孔的动作，从而形成沿着间隔道的多个激光加工孔，因此，能够抑制大量的碎屑附着于各激光加工孔的内周面的情况。由此，在实施激光加工步骤之后的蚀刻步骤中，能够使蚀刻液充分地进入激光加工孔中而充分地实施蚀刻直至激光加工孔的孔底，从而能够实现光器件的亮度的提高。
附图说明
图1是示出光器件晶片的一个例子的立体图。
图2是示出保护膜形成步骤的剖视图。
图3是示出激光加工步骤的剖视图。
图4是示出激光加工步骤的俯视图。
图5是示出激光加工孔的结构的剖视图。
图6是示出蚀刻步骤的剖视图。
图7是示出保护膜除去步骤的剖视图。
图8是示出磨削步骤的立体图。
图9是示出磨削后的光器件晶片的剖视图。
图10是示出分割步骤的俯视图。
标号说明
1：蓝宝石基板；2a：正面；2b：背面；3：间隔道；4：光器件；5：发光层；6：保护膜；7：激光加工孔；8a：锥部；8b：侧壁部；8c：底部；9：正面保护带；10：激光束照射构件；11：脉冲激光束；12：蚀刻液；13：分割位置；20：磨削构件；21：主轴；22：安装件；23：磨轮；24：磨削磨具；25：保持工作台。
具体实施方式
图1所示的光器件晶片W是被加工物的一个例子，其具备圆形的蓝宝石基板1。如图2所示，在蓝宝石基板1的正面2a层叠有LED等的发光层5，在由图1所示的格子状的间隔道3划分出的各区域形成有光器件4。另一方面，蓝宝石基板1的背面2b是待磨削的磨削面，没有形成光器件4。下面，参照附图对将光器件晶片W分割成一个个光器件4的加工方法进行说明。
(1)保护膜形成步骤
如图2所示，形成覆盖发光层5的保护膜6，该发光层5层叠在构成光器件晶片W的蓝宝石基板1的正面2a上。保护膜6例如由SiO2(二氧化硅)等氧化膜或抗蚀剂等形成。保护膜形成步骤至少在实施后述的激光加工步骤之前实施。
(2)激光加工步骤
在实施了保护膜形成步骤之后，如图3所示，利用激光束照射构件10对光器件晶片W照射激光束来形成激光加工孔。使形成有保护膜6的光器件晶片W沿水平方向(+X方向)移动，同时，激光束照射构件10向蓝宝石基板1的正面2a照射对光器件晶片W具有吸收性的波长(例如355nm的波长)的脉冲激光束11。此时，激光束照射构件10以不使脉冲激光束11的照射光斑重合的方式利用1个脉冲的脉冲激光束11形成1个激光加工孔7。
激光束照射构件10间歇地重复进行基于1个脉冲的脉冲激光束11的照射所实现的1个激光加工孔7的形成，从而如图4所示这样沿光器件晶片W的间隔道3以设有规定的间隔的方式形成多个激光加工孔7。使各个激光加工孔7之间的间隔例如为1～5μm左右。在如以往那样沿间隔道形成一条激光加工槽的情况下，需要使脉冲激光束的照射光斑局部地重合，因脉冲激光束的照射而生成的碎屑附着在通过先前的脉冲激光束而形成的槽的内部，因此在激光加工槽的内侧侧壁堆积有大量的碎屑，但通过在蓝宝石基板1的正面2a形成多个激光加工孔7，不需要使照射光斑局部重合，能够减少在激光加工过程中产生的碎屑附着在激光加工孔7的内部的危险。并且，由于发光层5被保护膜6覆盖，所以即使向器件晶片W的正面侧照射脉冲激光束，碎屑也会附着在保护膜6上，从而碎屑不会附着在发光层5上。
在形成激光加工孔7时，优选的是，通过调整由激光束照射构件10照射的脉冲激光束11的光斑直径和聚光位置来调节脉冲激光束11的入射角度，如图5所示的激光加工孔7这样，在上述的脉冲激光束11入射的部分形成倾斜的锥部8a。
如图5所示，在激光加工孔7中形成有与锥部8a连接的侧壁部8b和与该侧壁部8b连接的底部8c。另外，激光加工孔7的最大直径例如为2～5μm，激光加工孔7的深度例如为20μm。在像这样沿图1所示的光器件晶片W的所有间隔道3照射脉冲激光束11而形成多个激光加工孔7之后，结束激光加工步骤。
(3)蚀刻步骤
在实施了激光加工步骤之后，如图6所示，向激光加工孔7的内部供给蚀刻液12，实施湿蚀刻。作为蚀刻液12，例如能够使用硫酸、磷酸、盐酸等蚀刻液。
在向激光加工孔7供给蚀刻液12时，由于激光加工孔7的锥部8a的倾斜而使得蚀刻液容易进入到激光加工孔7的内部，因此，蚀刻液12沿激光加工孔7的侧壁部8b向下方流动。并且，在激光加工孔7的侧壁部8b没有堆积附着碎屑，因此蚀刻液12会流动至底部8c。其结果是，不仅是对激光加工孔7的侧壁部8b，对底部8c也能够充分地实施蚀刻。
(4)保护膜除去步骤
接下来，如图6所示的光器件晶片W这样，将在蓝宝石基板1的正面2a侧形成的保护膜6除去，如图7所示，使层叠在蓝宝石基板1的正面2a上的发光层5向上露出。除去保护膜6的方法没有特别限定，例如在保护膜6为抗蚀膜的情况下，能够使用氧等离子或专用去除剂。并且，在保护膜6为SiO2膜的情况下，能够利用基于KOH(氢氧化钾)的湿蚀刻或基于SF6(六氟化硫)的干蚀刻等除去保护膜。保护膜除去步骤至少在实施了激光加工步骤之后实施。通过除去保护膜6，在激光加工步骤中附着在保护膜6上的碎屑也被除去。
(5)磨削步骤
在实施了保护膜除去步骤之后，利用图8所示的磨削构件20对光器件晶片W进行磨削。磨削构件20至少具备：主轴21，其具有铅直方向的轴心；磨轮23，其经由安装件(mount)22连结于主轴21的下端；以及磨削磨具24，其呈环状固定安装在磨轮23的下部。当利用未图示的马达使主轴21旋转时，能够使磨轮23以规定的转速旋转。
为了使光器件晶片W变薄，在蓝宝石基板1的正面2a粘贴正面保护带9，将蓝宝石基板1的正面保护带9侧载置于保持工作台25的上表面而使蓝宝石基板1的背面2b向上露出，并利用未图示的抽吸源将蓝宝石基板1抽吸保持于保持工作台25上。接着，使保持工作台25例如沿箭头A方向旋转，并且，一边使主轴21旋转使磨轮23沿箭头A方向旋转，一边使磨削构件20向接近蓝宝石基板1的背面2b的方向下降。然后，利用磨削磨具24按压着背面2b进行磨削直至规定的厚度。
作为磨削步骤的其他例子，也可以将图2所示的保护膜6作为光器件晶片W的磨削时的保护膜来使用。即，在实施上述保护膜除去步骤之前，将保护膜6侧保持于图8所示的保持工作台25的上表面而使蓝宝石基板1的背面2b向上露出，与上述磨削同样地利用磨削构件20对蓝宝石基板1的背面2b进行磨削。然后，如图9所示，在对蓝宝石基板1的背面2b进行磨削而形成为规定的厚度之后，从蓝宝石基板1的正面2a除去保护膜6。
(6)分割步骤
接下来，如图10所示，通过破断(breaking)将光器件晶片W分割成一个个光器件4。以沿纵横的间隔道3上形成的多个激光加工孔7的排列方向作为分割位置13而对光器件晶片W施加外力，从而以该分割位置13为起点将光器件晶片W割断成一个个光器件4。这样，在像这样将光器件晶片W分割成一个个光器件4之后，结束分割步骤。
如上所述，在本发明的光器件晶片的加工方法中，实施激光加工步骤，沿蓝宝石基板1的正面2a的间隔道3隔开规定的间隔地反复进行利用1个脉冲的脉冲激光束11形成1个激光加工孔7的操作，因此，能够减少在激光加工孔7的侧壁部8b附着大量碎屑的情况。
并且，在实施激光加工步骤之后实施蚀刻步骤时，由于在激光加工孔7中形成有锥部8a，所以蚀刻液容易进入到激光加工孔7的内部，而且能够使蚀刻液12从激光加工孔7的侧壁部8b进入至底部8c，从而有效地进行蚀刻。由此，能够进一步提高光器件4的亮度。

Claims (2)

1.一种光器件晶片的加工方法，在所述光器件晶片中，在基板的正面层叠有光器件层，在由交叉的多个间隔道划分出的各区域中形成有光器件，其中，
所述光器件晶片的加工方法具备以下步骤：
激光加工步骤，在该激光加工步骤中，重复进行向光器件晶片的正面照射对光器件晶片具有吸收性的波长的脉冲激光束、以不使脉冲激光束的照射光斑重合的方式利用1个脉冲形成1个激光加工孔这样的动作，从而在光器件晶片的正面上以设有规定的间隔的方式形成沿着该间隔道的多个激光加工孔；
蚀刻步骤，在实施了该激光加工步骤之后，在该蚀刻步骤中，使蚀刻液进入该激光加工孔中来对该激光加工孔的内周进行蚀刻；以及
分割步骤，在实施了该蚀刻步骤之后，在该分割步骤中，对光器件晶片施加外力，沿该间隔道分割光器件晶片，从而形成多个光器件芯片。
2.根据权利要求1所述的光器件晶片的加工方法，其中，
所述光器件晶片的加工方法具备：
保护膜形成步骤，在实施所述激光加工步骤之前，在该保护膜形成步骤中，在光器件晶片的正面形成保护膜；和
保护膜除去步骤，至少在实施了该激光加工步骤之后，在该保护膜除去步骤中除去该保护膜。
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