JP2010045151A - 光デバイスウエーハの加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光デバイスウエーハを割れが発生することなく薄く形成することができるとともに、個々の光デバイスに分割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】光デバイスウエーハの表面側にストリートに沿って破断起点となる変質層を形成するレーザー加工工程と、光デバイスウエーハの表面を剛性の高い保護プレートの表面に剥離可能な接合剤によって接合する保護プレート接合工程と、光デバイスウエーハの裏面を研削し仕上がり厚さに形成する裏面研削工程と、光デバイスウエーハの裏面をダイシングテープに貼着するダイシングテープ貼着工程と、光デバイスウエーハに接合されている保護プレートをストリートに沿って切削し切削溝を形成する切削溝形成工程と、保護プレートを介して光デバイスウエーハに外力を付与し破断起点が形成されたストリートに沿って破断することにより光デバイスウエーハを分割するウエーハ分割工程とを含む。
【選択図】図８
【解決手段】光デバイスウエーハの表面側にストリートに沿って破断起点となる変質層を形成するレーザー加工工程と、光デバイスウエーハの表面を剛性の高い保護プレートの表面に剥離可能な接合剤によって接合する保護プレート接合工程と、光デバイスウエーハの裏面を研削し仕上がり厚さに形成する裏面研削工程と、光デバイスウエーハの裏面をダイシングテープに貼着するダイシングテープ貼着工程と、光デバイスウエーハに接合されている保護プレートをストリートに沿って切削し切削溝を形成する切削溝形成工程と、保護プレートを介して光デバイスウエーハに外力を付与し破断起点が形成されたストリートに沿って破断することにより光デバイスウエーハを分割するウエーハ分割工程とを含む。
【選択図】図８
Description
本発明は、サファイヤ基板等の基板の表面に格子状に形成されたストリートによって複数の領域が区画され、この区画された領域に窒化ガリウム系化合物半導体等光デバイスが積層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に関する。
サファイヤ基板の表面に格子状に形成されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域に窒化ガリウム系化合物半導体等光デバイスが積層された光デバイスウエーハは、ストリートに沿って個々の発光ダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
上述した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、切削ブレードを高速回転して切断する方法が試みられているが、サファイヤ基板はモース硬度が高く難削材であるため、切削装置によってサファイヤ基板を切断することは困難である。
近年、光デバイスウエーハ等の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レーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝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１参照。）
特開平１０−３０５４２０号公報
また、光デバイスウエーハ等のウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を用い、このパルスレーザー光線をウエーハの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変質層を連続的に形成し、この変質層が形成されることによって強度が低下したストリートに沿って外力を加え、ウエーハをストリートに沿って破断する方法も提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
特開２００８−６４９２号公報
上述した光デバイスウエーハは、個々の光デバイスに分割する前に裏面を研削して所定の厚さに形成される。そして近年、電気機器の軽量化、小型化を実現するために光デバイスの厚みを５０μm以下にすることが要求されている。しかるに、光デバイスウエーハを５０μm以下と薄く研削すると、割れが発生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、その主たる技術的課題は、光デバイスウエーハを割れが発生することなく薄く形成することができるとともに、個々の光デバイスに分割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。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、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ている光デバイスウエーハを、複数の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にストリートに沿ってレーザー光線を照射し、光デバイスウエーハの表面側にストリートに沿って破断起点となるレーザー加工を施すレーザー加工工程と、
該レーザー加工工程が実施された光デバイスウエーハの表面を剛性の高い保護プレートの表面に剥離可能な接合剤によって接合する保護プレート接合工程と、
該保護プレートに貼着された光デバイスウエーハの裏面を研削し、光デバイスウエーハをデバイスの仕上がり厚さに形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施された光デバイスウエーハの裏面をダイシングテープの表面に貼着するダイシングテープ貼着工程と、
該ダイシングテープ貼着工程が実施された光デバイスウエーハの表面に接合されている保護プレートを光デバイスウエーハに形成されたストリートに沿って切削し、光デバイスウエーハの表面に至らない切削溝を形成する切削溝形成工程と、
該切削溝形成工程が実施された保護プレートを介して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ストリートに沿って形成された破断起点が形成されたストリートに沿って破断することにより光デバイスウエーハを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が実施された光デバイスウエーハの表面に接合されている保護プレートを剥離する保護プレート剥離工程と、
ダイシングテープに貼着され個々に分割されたデバイスをピックアップするピックアップ工程と、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。
光デバイスウエーハにストリートに沿ってレーザー光線を照射し、光デバイスウエーハの表面側にストリートに沿って破断起点となるレーザー加工を施すレーザー加工工程と、
該レーザー加工工程が実施された光デバイスウエーハの表面を剛性の高い保護プレートの表面に剥離可能な接合剤によって接合する保護プレート接合工程と、
該保護プレートに貼着された光デバイスウエーハの裏面を研削し、光デバイスウエーハをデバイスの仕上がり厚さに形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施された光デバイスウエーハの裏面をダイシングテープの表面に貼着するダイシングテープ貼着工程と、
該ダイシングテープ貼着工程が実施された光デバイスウエーハの表面に接合されている保護プレートを光デバイスウエーハに形成されたストリートに沿って切削し、光デバイスウエーハの表面に至らない切削溝を形成する切削溝形成工程と、
該切削溝形成工程が実施された保護プレートを介して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ストリートに沿って形成された破断起点が形成されたストリートに沿って破断することにより光デバイスウエーハを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が実施された光デバイスウエーハの表面に接合されている保護プレートを剥離する保護プレート剥離工程と、
ダイシングテープに貼着され個々に分割されたデバイスをピックアップするピックアップ工程と、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。
上記レーザー加工工程は、上記光デバイスウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を光デバイスウエーハの内部に集光点を合わせて照射することにより、光デバイスウエーハの内部にストリートに沿って破断起点となる変質層を形成する。
また、上記レーザー加工工程は、上記光デバイスウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射することにより、光デバイスウエーハの表面にストリートに沿って破断起点となるレーザー加工溝を形成する。
また、上記レーザー加工工程は、上記光デバイスウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射することにより、光デバイスウエーハの表面にストリートに沿って破断起点となるレーザー加工溝を形成する。
本発明によれば、光デバイスウエーハにストリートに沿って破断起点となるレーザー加工を施すレーザー加工工程を実施し、光デバイスウエーハの表面を剛性の高い保護プレートの表面に剥離可能な接合剤によって接合する保護プレート接合工程を実施した後に、光デバイスウエーハの裏面を研削して光デバイスウエーハをデバイスの仕上がり厚さに形成する裏面研削工程を実施するので、光デバイスウエーハを例えば５０μm以下の厚さに研削しても光デバイスウエーハの表面に剛性の高い保護プレートに接合されているため割れることはない。このように研削された光デバイスウエーハは、表面に接合されている保護プレートを光デバイスウエーハに形成されたストリートに沿って切削し、光デバイスウエーハの表面に至らない切削溝を形成する切削溝形成工程を実施した後に、保護プレートを介して光デバイスウエーハに外力を付与し、破断起点が形成されたストリートに沿って破断されるので、光デバイスに損傷を与えることなく個々の光デバイスに分割される。
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分割される光デバイスウエーハ２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１００mmで厚さが４２５μmのサファイヤ基板の表面２aに格子状に形成されたストリート２１によって複数の領域が区画され、この区画された領域に複数の発光ダイオード等の光デバイス２２が形成されている。
上述した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に分割する光デバイスウエーハの加工方法の第１の実施形態について、図２乃至図１２を参照して説明する。
上記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に分割するには、先ず光デバイスウエーハ２にストリート２１に沿ってレーザー光線を照射し、光デバイスウエーハ２にストリート２１に沿って破断起点となるレーザー加工を施すレーザー加工工程を実施する。このレーザー加工工程は、図２に示すレーザー加工装置を用いて実施する。図２に示すレーザー加工装置３は、被加工物を保持するチャックテーブル３１と、該チャックテーブル３１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３２と、チャックテーブル３１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段３３を具備している。チャックテーブル３１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２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２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に分割するには、先ず光デバイスウエーハ２にストリート２１に沿ってレーザー光線を照射し、光デバイスウエーハ２にストリート２１に沿って破断起点となるレーザー加工を施すレーザー加工工程を実施する。このレーザー加工工程は、図２に示すレーザー加工装置を用いて実施する。図２に示すレーザー加工装置３は、被加工物を保持するチャックテーブル３１と、該チャックテーブル３１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３２と、チャックテーブル３１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段３３を具備している。チャックテーブル３１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２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２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３２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング３２１を含んでいる。ケーシング３２１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３２１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３２２が装着されている。
上記レーザー光線照射手段３２を構成するケーシング３２１の先端部に装着された撮像手段３３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通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線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。
以下、上述したレーザー加工装置３を用いて、光デバイスウエーハ２にストリート２１に沿って破断起点となるレーザー加工を施すレーザー加工工程について説明する。
このレーザー加工工程の第１の実施形態は、光デバイスウエーハ２の内部にストリート２１に沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施する。変質層形成工程を実施するには、図２に示すようにレーザー加工装置３のチャックテーブル３１上に光デバイスウエーハ２の表面２a側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル３１上に光デバイスウエーハ２を吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３１上に吸引保持された光デバイスウエーハ２は、裏面２ｂが上側となる。
このレーザー加工工程の第１の実施形態は、光デバイスウエーハ２の内部にストリート２１に沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施する。変質層形成工程を実施するには、図２に示すようにレーザー加工装置３のチャックテーブル３１上に光デバイスウエーハ２の表面２a側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル３１上に光デバイスウエーハ２を吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３１上に吸引保持された光デバイスウエーハ２は、裏面２ｂが上側となる。
上述したようにウエーハ保持工程を実施したならば、光デバイスウエーハ２に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を光デバイスウエーハ２の裏面２ｂ側から光デバイスウエーハ２に形成されたストリート２１に沿って照射し、光デバイスウエーハ２の内部にストリート２１に沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施する。変質層形成工程を実施するには、先ず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３１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。そして、撮像手段３３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３３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２１と、このストリート２１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３２の集光器３２２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、光デバイスウエーハ２に形成されている上記所定方向に対して直交して延びるストリート２１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（アライメント工程）。このとき、光デバイスウエーハ２のストリート２１が形成されている表面２ａは下側に位置しているが、撮像手段３３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面２ｂ側から透かしてストリート２１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３の（ａ）で示すようにチャックテーブル３１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２２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２１の一端（図３の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段３２の集光器３２２の直下に位置付ける。そして、集光器３２２から光デバイスウエーハ２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３１を図３の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。そして、図３の（ｂ）で示すように集光器３２２の照射位置がストリート２１の他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３１の移動を停止する。この変質層形成工程においては、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の表面２a付近に位置付ける。この結果、光デバイスウエーハ２の表面２a側の内部にはストリート２１に沿って変質層２１１が形成される。
上記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 ：Erレーザー
波長 ：１５６０ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：９０〜２００ｋＨｚ
平均出力 ：０．８〜１．２W
加工送り速度 ：１００〜３００ｍｍ／秒
光源 ：Erレーザー
波長 ：１５６０ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：９０〜２００ｋＨｚ
平均出力 ：０．８〜１．２W
加工送り速度 ：１００〜３００ｍｍ／秒
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２１に沿って上記変質層形成工程を実行したならば、チャックテーブル３１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交して延びる各ストリート２１に沿って上記変質層形成工程を実行する。
次に、光デバイスウエーハ２にストリート２１に沿って破断起点となるレーザー加工を施すレーザー加工工程の第２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。このレーザー加工工程の第２の実施形態は、光デバイスウエーハ２の表面２aにストリート２１に沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程を実施する。なお、レーザー加工溝形成工程は、上記図２に示すレーザー加工装置３と同様なレーザー加工装置を用いて実施する。レーザー加工溝形成工程を実施するには、図４に示すようにレーザー加工装置３のチャックテーブル３１上に光デバイスウエーハ２の裏面２b側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル３１上に光デバイスウエーハ２を吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３１上に吸引保持された光デバイスウエーハ２は、表面２aが上側となる。このようにウエーハ保持工程を実施したならば、上記変質層形成工程と同様にアライメント工程を実施する。
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３１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２２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２１の一端（図５の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段３２の集光器３２２の直下に位置付ける。そして、集光器３２２から光デバイスウエーハ２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３１を図５の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。そして、図５の（ｂ）で示すように集光器３２２の照射位置がストリート２１の他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３１の移動を停止する。このレーザー加工溝形成工程においては、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の表面２a（上面）付近に位置付ける。この結果、光デバイスウエーハ２の表面２aにはストリート２１に沿ってレーザー加工溝２１２が形成される。
上記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 ：YAGレーザー
波長 ：３５５ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：９０〜２００ｋＨｚ
平均出力 ：０．８〜１．２W
加工送り速度 ：１００〜３００ｍｍ／秒
光源 ：YAGレーザー
波長 ：３５５ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：９０〜２００ｋＨｚ
平均出力 ：０．８〜１．２W
加工送り速度 ：１００〜３００ｍｍ／秒
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２１に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実行したならば、チャックテーブル３１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交して延びる各ストリート２１に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実行する。
上述したレーザー加工工程を実施したならば、光デバイスウエーハ２の表面を剛性の高い保護プレートの表面に剥離可能な接合剤によって接合する保護プレート接合工程を実施する。即ち、図６の(a)および(b)に示すように光デバイスウエーハ２の表面２aを剛性の高い保護プレート４の表面３aに剥離可能な接合剤によって接合する。保護プレート４は、ガラス基板等の剛性の高い材料によって円盤状に形成され、その表面４ａおよび裏面４ｂは平坦に形成されている。この保護プレート４は、ガラス基板によって構成する場合には厚さが０．５ｍｍ程度とすることが好ましい。なお、保護プレート４を構成する材料としては、ガラス基板の他にセラミックス、シリコン、樹脂等を用いることができる。また、剥離可能な接合剤としては、例えば７０℃の温度で溶融するワックスを用いることができる。
上述した保護プレート接合工程を実施したならば、保護プレート４に貼着された光デバイスウエーハ２の裏面２bを研削し、光デバイスウエーハ２をデバイスの仕上がり厚さ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、図示の実施形態においては粗研削工程と仕上げ研削工程によって実施する。粗研削工程は、図７に示す研削装置を用いて実施する。図７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の被加工面を粗研削する粗研削手段５２aを具備している。チャックテーブル５１は、上面に被加工物を吸引保持し図７において矢印Aで示す方向に回転せしめられる。粗研削手段５２aは、スピンドルハウジング５２１aと、該スピンドルハウジング５２１aに回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル５２２aと、該回転スピンドル５２２aの下端に装着されたマウンター５２３aと、該マウンター５２３aの下面に取り付けられた粗研削ホイール５２４aとを具備している。この粗研削ホイール５２４aは、円板状の基台５２５aと、該基台５２５aの下面に環状に装着された粗研削砥石５２６aとからなっており、基台５２５aがマウンター５２３aの下面に締結ボルト５２７aによって取り付けられている。粗研削砥石５２６aは、図示の実施形態においては粒径がφ６０μm前後のダイヤモンド砥粒をメタルボンドで焼結したメタルボンド砥石が用いられる。
上述した研削装置５を用いて粗研削工程を実施するには、チャックテーブル５１の上面（保持面）に上述した保護プレート接合工程が実施された光デバイスウエーハ２の保護プレート４側を載置し、光デバイスウエーハ２を保護プレート４を介してチャックテーブ５１上に吸引保持する。従って、チャックテーブル５１上に保護プレート４を介し吸引保持された光デバイスウエーハ２は裏面２ｂが上側となる。このようにチャックテーブル４１上に光デバイスウエーハ２を吸引保持したならば、チャックテーブル５１を矢印Aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、粗研削手段５２aの粗研削ホイール５２４aを矢印Bで示す方向に例えば１０００ｒｐｍで回転せしめて光デバイスウエーハ２の裏面２bに接触せしめ、粗研削ホイール５２４aを例えば０．０２５mm／分の研削送り速度で下方に研削送りすることにより光デバイスウエーハ２の裏面２bを粗研削する。この粗研削工程においては研削加工部に研削水が供給され、この研削水の供給量は４リットル／分程度でよい。なお、粗研削工程における研削量は、図示の実施形態においては３４５μmに設定されている。従って、粗研削工程が実施された光デバイスウエーハ２の厚さは、図示の実施形態においては８０μmとなる。
上述した粗研削工程を実施したならば、仕上げ研削工程を実施する。この仕上げ研削工程は、図８に示すように上記図７に示す研削装置５と実質的に同様の研削装置５を用いて実施する。即ち、図８に示す研削装置５は、チャックテーブル５１と、該チャックテーブル５１に保持されたウエーハの加工面を仕上げ研削する仕上げ研削手段５２bを具備している。仕上げ研削手段５２bは、スピンドルハウジング５２１bと、該スピンドルハウジング５２１bに回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル５２２bと、該回転スピンドル５２２bの下端に装着されたマウンター５２３bと、該マウンター５２３bの下面に取り付けられた仕上げ研削ホイール５２４bとを具備している。この仕上げ研削ホイール５２４bは、円板状の基台５２５bと、該基台５２５bの下面に環状に装着された仕上げ研削砥石５２６bとからなっており、基台５２５bがマウンター５２３bの下面に締結ボルト５２７bによって取り付けられている。仕上げ研削砥石５２６bは、図示の実施形態においては粒径がφ１０μm前後のダイヤモンド砥粒をレジンボンドで焼結したレジンボンド砥石が用いられる。このように構成された仕上げ研削手段５２bは一般的に上記粗研削手段５２aと同一の研削装置に配設され、上記粗研削手段５２aによって粗研削された被加工物を保持しているチャックテーブル５１が上記仕上げ研削手段５２bの加工域に移動するように構成されている。
次に、上述した仕上げ研削手段５２bを用いて実施する仕上げ研削工程について、図８を参照して説明する。
上記粗研削手段５２aによって粗研工程が実施された光デバイスウエーハ２を保持しているチャックテーブル５１は、図８に示す仕上げ研削手段５２bの加工域に移動せしめられる。チャックテーブル５１を図８に示す加工域に移動したならば、チャックテーブル５１を矢印Aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、仕上げ研削手段５２bの仕上げ研削ホイール５２４bを矢印Bで示す方向に例えば１５００ｒｐｍで回転せしめて光デバイスウエーハ２の裏面２bに接触せしめ、仕上げ研削ホイール５２４bを例えば０．００９mm／分の研削送り速度で下方に研削送りすることにより光デバイスウエーハ２の裏面２bを仕上げ研削する。この仕上げ研削工程においては研削加工部に研削水が供給され、この研削水の供給量は４リットル／分程度でよい。なお、仕上げ研削工程における研削量は、図示の実施形態においては５５μmに設定されている。従って、仕上げ研削工程が実施された光デバイスウエーハ２の厚さは、図示の実施形態においては２５μmとなる。
上記粗研削手段５２aによって粗研工程が実施された光デバイスウエーハ２を保持しているチャックテーブル５１は、図８に示す仕上げ研削手段５２bの加工域に移動せしめられる。チャックテーブル５１を図８に示す加工域に移動したならば、チャックテーブル５１を矢印Aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、仕上げ研削手段５２bの仕上げ研削ホイール５２４bを矢印Bで示す方向に例えば１５００ｒｐｍで回転せしめて光デバイスウエーハ２の裏面２bに接触せしめ、仕上げ研削ホイール５２４bを例えば０．００９mm／分の研削送り速度で下方に研削送りすることにより光デバイスウエーハ２の裏面２bを仕上げ研削する。この仕上げ研削工程においては研削加工部に研削水が供給され、この研削水の供給量は４リットル／分程度でよい。なお、仕上げ研削工程における研削量は、図示の実施形態においては５５μmに設定されている。従って、仕上げ研削工程が実施された光デバイスウエーハ２の厚さは、図示の実施形態においては２５μmとなる。
以上のようにして、粗研削工程および仕上げ研削工程からなる裏面研削工程が実施された光デバイスウエーハ２は厚さが２５μmと極めて薄く形成されるが、剛性の高い保護プレート４に接合されているので割れることはない。
なお、上述した裏面研削工程を実施して光デバイスウエーハ２の厚さをデバイスの仕上がり厚さに形成した後に上記レーザー加工工程を実施することも考えられるが、光デバイスウエーハ２の厚さを例えば２５μmと極めて薄く形成すると、特に変質層形成工程においてはレーザー光線の集光点Ｐを光デバイスウエーハ２の内部に位置付けることが困難となる。従って、上記レーザー加工工程は、裏面研削工程を実施する前の光デバイスウエーハ２の厚さが厚い状態で実施する。
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２の裏面をダイシングテープの表面に貼着するダイシングテープ貼着工程を実施する。即ち、図９に示すように上記裏面研削工程を実施することによって所定の仕上がり厚さに形成された光デバイスウエーハ２の裏面２bを、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に貼着する。
次に、上記ダイシングテープ貼着工程が実施された光デバイスウエーハ２の表面２aに接合されている保護プレート４を光デバイスウエーハ２に形成されたストリート２１に沿って切削し、光デバイスウエーハ２の表面２aに至らない切削溝を形成する切削溝形成工程を実施する。この切削溝形成工程を実施するには、図１０に示す切削装置６を用いて実施する。図１０に示す切削装置６は、被加工物を保持するチャックテーブル６１と、該チャックテーブル６１上に保持された被加工物を切削する切削ブレード６２１を備えた切削手段６２と、チャックテーブル６１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段６３を具備している。チャックテーブル６１は、図示しない回転機構によって回転せしめられるとともに、図示しない加工送り機構によって図１０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機構によって図１０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。切削ブレード６２１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、環状の切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒をメッキによって固定して形成されている。上記撮像手段６３は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されている。この撮像手段６３は、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
このように構成された切削装置６を用いて切削溝形成工程を実施するには、チャックテーブル６１上に光デバイスウエーハ２が貼着されたダイシングテープT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、ダイシングテープTを介して光デバイスウエーハ２をチャックテーブル６１上に吸引保持する。従って、光デバイスウエーハ２の表面に接合されている保護プレート４が上側となる。なお、図１０においてはダイシングテープTが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームＦはチャックテーブル６１に配設された適宜のフレーム固定クランプによって固定される。
このようにしてチャックテーブル６１上に光デバイスウエーハ２を吸引保持したならば、撮像手段６３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の表面に接合されている保護プレート４の切削すべき領域を検出するアライメント工程を実行する。即ち、撮像手段６３および図示しない制御手段は、光デバイスウエーハ２に所定方向に延びるストリート２１を撮像し、切削ブレード６２１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、切削領域のアライメントを遂行する。また、また、所定方向と直交する方向に延びるストリート２１に対しても同様にアライメントを遂行する。このとき、ストリート２１が形成された光デバイスウエーハ２の表面には保護プレート４が接合されているが、撮像手段６３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、保護プレート４を透過してストリート２１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６１上に保持された光デバイスウエーハ２の表面に接合されている保護プレート４における切削領域のアライメントが実施されたならば、保護プレート４が接合されている光デバイスウエーハ２を保持したチャックテーブル６１を切削領域の切削開始位置に移動せしめる。このとき、図１１の（a）に示すように光デバイスウエーハ２は所定のストリート２１の一端（図１１の（a）において左端）が切削ブレード６２１の直下より所定量右側に位置するように位置付けられる。そして、切削ブレード６２１を図１１において矢印６２１aで示す方向に所定の回転速度で回転し、２点鎖線で示す待機位置から図示しない切り込み送り機構によって図１１の（a）において実線で示すように下方に所定量切り込み送りする。この切り込み送り位置は、図１１に示すように切削ブレード６２１の外周縁が保護プレート４の下面付近に達する位置に設定されている。
上述したように切削ブレード６２１の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード６２１を図１１の（a）において矢印６２１aで示す方向に所定の回転速度で回転しつつ、チャックテーブル６１を図１１の（a）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の切削送り速度で移動せしめる。そして、チャックテーブル６１に保持された光デバイスウエーハ２の表面に接合された保護プレート４の右端が切削ブレード６２１の直下を通過したらチャックテーブル６１の移動を停止する。この結果、図１１の（ｂ）、（ｃ）に示すように保護プレート４には、ストリート２１に沿って切削溝４１が形成される。なお、図１1の（ｂ）は上記レーザー加工工程において光デバイスウエーハ２の表面２a側の内部にストリート２１に沿って変質層２１１が形成された場合を示しおり、図１1の（ｃ）は上記レーザー加工工程において光デバイスウエーハ２の表面２aにストリート２１に沿ってレーザー加工溝２１２が形成された場合を示している。
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２１に沿って上記切削溝形成工程を実施したならば、チャックテーブル６１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交して延びる各ストリート２１に沿って上記切削溝形成工程を実行する。
上述した切削溝形成工程を実施したならば、保護プレート４を介して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を破断起点が形成されたストリート２１に沿って破断することにより光デバイスウエーハ２を個々の光デバイス２２に分割するウエーハ分割工程を実施する。ウエーハ分割工程は、例えば図１２の（ａ）に示すように光デバイスウエーハ２（表面に保護プレート４が接合されている）の裏面が貼着されたダイシングテープTを柔軟なゴムシート７上に載置する。従って、ダイシングテープTに貼着された光デバイスウエーハ２の表面に接合されている保護プレート４が上側となる。そして、保護プレート４の上面を押圧ローラー７０によって押圧しつつ転動する。この結果、切削溝４１が形成された保護プレート４を介して光デバイスウエーハ２のストリートに沿って外力が作用し、図１２の（b）、（ｃ）に示すようにデバイスウエーハ２は変質層２１１またはレーザー加工溝２１２が破断起点となってストリート２１に沿って破断する。このように光デバイスウエーハ２は表面に保護プレート４が接合された状態で分割されるので、光デバイス２２に損傷を与えることがない。なお、個々に分割された光デバイス２２は、裏面がダイシングテープTに貼着されているので、バラバラにはならず光デバイスウエーハ２の形態が維持されている。
上述したウエーハ分割工程を実施したならば、光デバイスウエーハ２の表面に貼着されている保護プレート４を剥離する保護プレート剥離工程を実施する。なお、保護プレート４は上述した切削溝形成工程およびウエーハ分割工程を実施することによって個々の光デバイス２２に対応して分割されているので、一度に剥離するため例えば図１３の（ａ）に示すようにウエーハ分割工程が実施された状態で保護プレート４の上面に剥離テープ８を貼着し、図１３の（b）で示すように光デバイスウエーハ２の表面から剥離する。このとき、保護プレート４を７０℃程度に加熱することにより光デバイスウエーハ２と保護プレート４を接合しているワックスが溶融するので、保護プレート４を光デバイスウエーハ２から容易に剥離することができる。
上述した保護プレート剥離工程を実施したならば、ダイシングテープTに貼着され個々に分割されたデバイス２２をダイシングテープT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１４に示すピックアップ装置９を用いて実施する。図１４に示すピックアップ装置９は、上記環状のフレームFを保持するフレーム保持手段９１と、該フレーム保持手段９１に保持された環状のフレームFに装着されたダイシングテープTを拡張するテープ拡張手段９２と、ピックアップコレット９３を具備している。フレーム保持手段９１は、環状のフレーム保持部材９１１と、該フレーム保持部材９１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ９１２とからなっている。フレーム保持部材９１１の上面は環状のフレームFを載置する載置面９１１ａを形成しており、この載置面９１１ａ上に環状のフレームFが載置される。そして、載置面９１１ａ上に載置された環状のフレームFは、クランプ９１２によってフレーム保持部材９１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段９１は、テープ拡張手段９２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９２は、上記環状のフレーム保持部材９１１の内側に配設される拡張ドラム９２１を具備している。この拡張ドラム９２１は、環状のフレームFの内径より小さく該環状のフレームFに装着されたダイシングテープT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９２１は、下端に支持フランジ９２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段９２は、上記環状のフレーム保持部材９１１を上下方向に進退可能な支持手段９２３を具備している。この支持手段９２３は、上記支持フランジ９２２上に配設された複数のエアシリンダ９２３aからなっており、そのピストンロッド９２３bが上記環状のフレーム保持部材９１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ９２３aからなる支持手段９２３は、図１５の（ａ）に示すように環状のフレーム保持部材９１１を載置面９１１ａが拡張ドラム９２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、図１５の（ｂ）に示すように拡張ドラム９２１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。
以上のように構成されたピックアップ装置９を用いて実施するピックアップ工程について図１５の（ａ）乃至（c）を参照して説明する。即ち、光デバイスウエーハ２（ストリート２１に沿って個々の光デバイス２２に分割されている）が貼着されているダイシングテープTが装着された環状のフレームFを、図１５の（ａ）に示すようにフレーム保持手段９１を構成するフレーム保持部材９１１の載置面９１１ａ上に載置し、クランプ９１２によってフレーム保持部材９１１に固定する。このとき、フレーム保持部材９１１は図１５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９２を構成する支持手段９２３としての複数のエアシリンダ９２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材９１１を図１５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９１１の載置面９１１ａ上に固定されている環状のフレームFも下降するため、図１５の（ｂ）に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTは拡張ドラム９２１の上端縁に接して拡張せしめられる。この結果、ダイシングテープTに貼着されている光デバイス２２間が広がり、隙間Sが拡大される。次に、図１５の（c）に示すようにピックアップコレット９３を作動して光デバイス２２を吸着し、ダイシングテープTから剥離してピックアップし、図示しないトレーに搬送する。上述したピックアップ工程においては、上述したように光デバイス２２間の隙間Sが広げられているので、隣接する光デバイス２２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。
２：光デバイスウエーハ
２１：ストリート
２１１：変質層
２１２：レーザー加工溝
２２：光デバイス
３：レーザー加工装置
３１：レーザー加工装置のチャックテーブル
３２：レーザー光線照射手段
３２２：集光器
４：保護プレート
５：研削装置
５１：研削装置のチャックテーブル
５２a：粗研削手段
５２４a：粗研削ホイール
５２６a：粗研削砥石
５２b：仕上げ研削手段
５２４b：仕上げ研削ホイール
５２６b：仕上げ研削砥石
６：切削装置
６１：切削装置のチャックテーブル
６２：切削手段
６２１：切削ブレード
７：ゴムシート
７０：押圧ローラー
８：剥離テープ
９：ピックアップ装置
９１：フレーム保持手段
９２：テープ拡張手段
９３：ピックアップコレット
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ
２１：ストリート
２１１：変質層
２１２：レーザー加工溝
２２：光デバイス
３：レーザー加工装置
３１：レーザー加工装置のチャックテーブル
３２：レーザー光線照射手段
３２２：集光器
４：保護プレート
５：研削装置
５１：研削装置のチャックテーブル
５２a：粗研削手段
５２４a：粗研削ホイール
５２６a：粗研削砥石
５２b：仕上げ研削手段
５２４b：仕上げ研削ホイール
５２６b：仕上げ研削砥石
６：切削装置
６１：切削装置のチャックテーブル
６２：切削手段
６２１：切削ブレード
７：ゴムシート
７０：押圧ローラー
８：剥離テープ
９：ピックアップ装置
９１：フレーム保持手段
９２：テープ拡張手段
９３：ピックアップコレット
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ
Claims (3)
- 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ている光デバイスウエーハを、複数の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にストリートに沿ってレーザー光線を照射し、光デバイスウエーハの表面側にストリートに沿って破断起点となるレーザー加工を施すレーザー加工工程と、
該レーザー加工工程が実施された光デバイスウエーハの表面を剛性の高い保護プレートの表面に剥離可能な接合剤によって接合する保護プレート接合工程と、
該保護プレートに貼着された光デバイスウエーハの裏面を研削し、光デバイスウエーハをデバイスの仕上がり厚さに形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施された光デバイスウエーハの裏面をダイシングテープの表面に貼着するダイシングテープ貼着工程と、
該ダイシングテープ貼着工程が実施された光デバイスウエーハの表面に接合されている保護プレートを光デバイスウエーハに形成されたストリートに沿って切削し、光デバイスウエーハの表面に至らない切削溝を形成する切削溝形成工程と、
該切削溝形成工程が実施された保護プレートを介して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ストリートに沿って形成された破断起点が形成されたストリートに沿って破断することにより光デバイスウエーハを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が実施された光デバイスウエーハの表面に接合されている保護プレートを剥離する保護プレート剥離工程と、
ダイシングテープに貼着され個々に分割されたデバイスをピックアップするピックアップ工程と、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。 - 該レーザー加工工程は、光デバイスウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を光デバイスウエーハの内部に集光点を合わせて照射することにより、光デバイスウエーハの内部にストリートに沿って破断起点となる変質層を形成する、請求項１記載の光デバイスウエーハの加工方法。
- 該レーザー加工工程は、光デバイスウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射することにより、光デバイスウエーハの表面にストリートに沿って破断起点となるレーザー加工溝を形成する、請求項１記載の光デバイスウエーハの加工方法。
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