JP2013149717A - 光デバイスウエーハの加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】サファイア基板20の表面にバッファー層を介して光デバイス層が積層された光デバイスウエーハ2からサファイア基板20を剥離する加工方法であって、光デバイス層の表面に接合する移設基板4の表面にストリートと対応する分割溝41を形成する分割溝形成工程と、分割溝41とストリートが一致するように移設基板4を光デバイス層に接合する移設基板接合工程と、移設基板の裏面を研削して分割溝を裏面に表出せしめ、移設基板をチップに分割する移設基板分割工程と、光デバイスウエーハ2のバッファー層を破壊するバッファー層破壊工程と、サファイア基板20を剥離して光デバイス層を光デバイスに対応したチップに分割された移設基板に移し替えるサファイア基板剥離工程とを含む。
【選択図】図4
Description
また、光デバイス層のストリートに沿ってレーザー光線を照射することにより、光デバイス層を移設基板とともにストリートに沿って切断すると、レーザー光線を照射することによって溶融したデブリが飛散して光デバイスを損傷させるという問題がある。
光デバイス層の表面に接合する移設基板の表面に光デバイス層に形成された複数のストリートと対応する領域に所定深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
表面に分割溝が形成された移設基板の表面を光デバイス層の表面と対面させ分割溝とストリートが一致するように移設基板を光デバイス層に接合する移設基板接合工程と、
光デバイス層に接合された移設基板の裏面を研削して分割溝を裏面に表出せしめることにより、移設基板を光デバイスに対応したチップに分割する移設基板分割工程と、
光デバイス層の表面に光デバイスに対応したチップに分割された移設基板が接合された光デバイスウエーハのサファイア基板側からパルスレーザー光線を照射してバッファー層を破壊するバッファー層破壊工程と、
バッファー層が破壊された光デバイスウエーハのサファイア基板を剥離して光デバイス層を光デバイスに対応したチップに分割された移設基板に移し替えるサファイア基板剥離工程と、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、上記バッファー層破壊工程を実施する前に、移設基板の裏面を保持部材に貼着する移設基板貼着工程を実施する。
また、上記バッファー層破壊工程を実施する前に移設基板の裏面を保持部材に貼着する移設基板貼着工程を実施し、上記サファイア基板剥離工程を実施した後に光デバイス層にストリートに沿ってレーザー光線を照射し、光デバイス層を個々の光デバイスに分割する光デバイス層分割工程を実施する。
また、光デバイス層に接合された移設基板の裏面を研削して分割溝を裏面に表出せしめることにより、移設基板を光デバイスに対応したチップに分割する移設基板分割工程を実施することにより、光デバイスウエーハに接合された銅等の金属材からなる移設基板は薄くなると反りが発生するが、移設基板の厚みが所定の厚みになると分割溝が裏面に表出して個々のチップに分割されるため、解放されて反りが発生することはない。
更に、上記サファイア基板剥離工程を実施した後に、光デバイス層にストリートに沿ってレーザー光線を照射し、光デバイス層を個々の光デバイスに分割する光デバイス層分割工程を実施するには、光デバイス層が移設された移設基板のストリートに対応した領域に分割溝が形成されているので、移設基板は溶融しないためデブリの飛散はなく、デブリが飛散して光デバイス層を損傷させるという問題は解消する。
図1に示す光デバイスウエーハ2は、略円板形状であるサファイア基板20の表面20aにn型窒化ガリウム半導体層211およびp型窒化ガリウム半導体層212からなる光デバイス層21がエピタキシャル成長法によって形成されている。なお、サファイア基板20の表面にエピタキシャル成長法によってn型窒化ガリウム半導体層211およびp型窒化ガリウム半導体層212からなる光デバイス層21を積層する際に、光デバイスウエーハ2の表面20aと光デバイス層21を形成するn型窒化ガリウム半導体層211との間にはバッファー層22が形成される。なお、光デバイス層21は、窒化ガリウム(GaN)に限らず、GaP、GaInP、GaInAs、GaInAsP、InP,InN、InAs、AIN、AIGaAs等によって形成される。また、バッファー層22は、光デバイス層と同種の半導体で形成される。このように構成された光デバイスウエーハ2は、図示の実施形態においてはサファイア基板20の直径が50mmで厚みが600μm、バッファー層22の厚みが1μm、光デバイス層21の厚みが10μmに形成されている。なお、光デバイス層21は、図1の(a)に示すように格子状に形成された複数のストリート23によって区画された複数の領域に光デバイス24が形成されている。以下、この光デバイスウエーハ2からサファイア基板20を剥離する光デバイスウエーハの加工方法について説明する。
このバッファー層破壊工程は、図示の実施形態においては図8に示すレーザー加工装置7を用いて実施する。図8に示すレーザー加工装置7は、被加工物を保持するチャックテーブル71と、該チャックテーブル71上に保持された被加工物にパルスレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段72を具備している。
バッファー層破壊工程を実施するには、先ず上述した図8に示すようにレーザー加工装置7のチャックテーブル71上に上述した光デバイスウエーハ2に接合された移設基板4(光デバイス24に対応したチップ40に分割されている)が貼着された保護部材としての粘着テープT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71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71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。なお、図8においては粘着テープ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71に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。
光源 :YAGレーザー
波長 :257nm
繰り返し周波数 :50kHz
平均出力 :0.12W
パルス幅 :100ps
スポット径 :φ70μm
デフォーカス :1.0mm(サファイア基板の表面にレーザー光線を位置
付けた状態で集光器を1mmサファイア基板に近づける)
加工送り速度 :600mm/秒
なお、上述したバッファー層破壊工程においては、レーザー光線照射手段72を作動して集光器722からパルスレーザー光線を照射しつつ、移設基板4が接合された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71を加工送り方向に直線状に移動する例を示したが、チャックテーブル71を回転しつつ加工送り方向または割り出し送り方向に移動してパルスレーザー光線を渦巻状に照射してもよい。
本発明による光デバイスウエーハの加工方法の他の実施形態においては、上記移設基板分割工程を実施した後、バッファー層破壊工程を実施する前に移設基板の裏面を保持部材に貼着する移設基板貼着工程を実施し、上記バッファー層破壊工程を実施した後に、上記サファイア基板剥離工程を実施する。この結果、図12に示すように個々のチップ40に分割された移設基板4の上面に個々の光デバイス24に分割されていない光デバイス層21が移し替えられた状態となる。このようにして、個々のチップ40に分割された移設基板4の上面に光デバイス層21を移し替えたならば、光デバイス層21を個々光デバイス24に分割する光デバイス層分割工程を実施する。この光デバイス層分割工程は、上記図8に示すレーザー加工装置7を用いて実施することができる。
先ず上述した図8に示すようにレーザー加工装置7のチャックテーブル71上に上述したサファイア基板剥離工程が実施された光デバイス層21が移設された移設基板4(光デバイス24に対応したチップ40に分割されている)が貼着された保護部材としての粘着テープT側を載置し、図示しない吸引手段を作動することによりチャックテーブル71上に粘着テープTを介して移設基板4を吸引保持する。従って、チャックテーブル71上に保持された移設基板4(光デバイス24に対応したチップ40に分割されている)の表面に装着された光デバイス層21が上側となる。
光源 :YAGレーザーまたはYVO4レーザー
波長 :355nm
繰り返し周波数:200kHz
出力 :0.5W
スポット径 :φ10μm
加工送り速度 :50mm/秒
20:サファイア基板
21:光デバイス層
22:バッファー層
3:切削装置
31:切削装置のチャックテーブル
32:切削手段
323:切削ブレード
4:移設基板
5:接合金属層
6:研削装置
61:研削装置のチャックテーブル
62:研削手段
624:研削ホイール
7:レーザー加工装置
71:レーザー加工装置のチャックテーブル
72:レーザー光線照射手段
722:集光器
F:環状のフレーム
T:粘着テープ
Claims (4)
- サファイア基板の表面にバッファー層を介して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からサファイア基板を剥離する光デバイスウエーハの加工方法であって、
光デバイス層の表面に接合する移設基板の表面に光デバイス層に形成された複数のストリートと対応する領域に所定深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
表面に分割溝が形成された移設基板の表面を光デバイス層の表面と対面させ分割溝とストリートが一致するように移設基板を光デバイス層に接合する移設基板接合工程と、
光デバイス層に接合された移設基板の裏面を研削して分割溝を裏面に表出せしめることにより、移設基板を光デバイスに対応したチップに分割する移設基板分割工程と、
光デバイス層の表面に光デバイスに対応したチップに分割された移設基板が接合された光デバイスウエーハのサファイア基板側からパルスレーザー光線を照射してバッファー層を破壊するバッファー層破壊工程と、
バッファー層が破壊された光デバイスウエーハのサファイア基板を剥離して光デバイス層を光デバイスに対応したチップに分割された移設基板に移し替えるサファイア基板剥離工程と、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。 - 該移設基板分割工程を実施した後に、移設基板の裏面に表出した分割溝に沿って光デバイス層とバッファー層を切削して光デバイス層を個々の光デバイスに分割する光デバイス層分割工程が実施する、請求項1記載の光デバイスウエーハの加工方法。
- 該バッファー層破壊工程を実施する前に、移設基板の裏面を保持部材に貼着する移設基板貼着工程を実施する、請求項1又は2記載の光デバイスウエーハの加工方法。
- 該バッファー層破壊工程を実施する前に移設基板の裏面を保持部材に貼着する移設基板貼着工程を実施し、該サファイア基板剥離工程を実施した後に光デバイス層にストリートに沿ってレーザー光線を照射し、光デバイス層を個々の光デバイスに分割する光デバイス層分割工程を実施する、請求項1記載の光デバイスウエーハの加工方法。
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