JP5495876B2 - 光デバイスウエーハの加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、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、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。）
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の表面に形成されたストリートに沿ってサファイア基板に対して吸収性を有する波長の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側壁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、光デバイスの品質を低下させることなく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、基板の表面または裏面に破断基点となるレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程と、
基板に形成されたレーザー加工溝にダイヤモンド砥粒を主成分とする切削ブレードを位置付け、該切削ブレードを回転しつつレーザー加工溝の壁面をナゾリながら相対移動することにより、レーザー加工溝形成時に生成された変質物質を除去するとともにレーザー加工溝の壁面を粗面に加工する変質物質除去工程と、
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変質物質が除去された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、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。
上記レーザー加工溝形成工程は、基板の裏面側からストリートに沿ってレーザー光線を照射し、基板の裏面にレーザー加工溝を形成する。
また、基板の裏面にレーザー加工溝が形成された光デバイスウエーハの光デバイス層をストリートに沿ってダイヤモンド砥粒を主成分とする切削ブレードを用いて切削し、光デバイス層をストリートに沿って分離する光デバイス層分離工程を実施することが望ましい。
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、レーザー加工溝形成工程が実施され光デバイスウエーハの基板に形成されたレーザー加工溝にダイヤモンド砥粒を主成分とする切削ブレードを位置付け、切削ブレードを回転しつつレーザー加工溝の壁面をナゾリながら相対移動することにより、レーザー加工溝形成時に生成された変質物質を除去するとともにレーザー加工溝の壁面を粗面に加工する変質物質除去工程を実施するので、個々に分割された光デバイスは、基板の側壁面が光を吸収して輝度の低下を招く変質物質が除去されることに加え、粗面に加工されているため、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レーザー加工溝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レーザー加工溝形成工程の説明図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法における変質物質除去工程を実施するための切削装置の要部斜視図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法における変質物質除去工程の説明図。 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光デバイス層分離工程の説明図。 本発明による光デバイスウエーハの加工方法における光デバイス層分離工程の説明図。 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テープ拡張装置の斜視図。 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。
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。
先ず、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２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の基板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、破断基点となる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。このレーザー加工溝形成工程、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３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を構成するサファイア基板２０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、破断基点となるレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程について、図３および図４を参照して説明する。
先ず、上述した図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、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。
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２０は透明体であるため、サファイア基板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を構成する発光層（エピ層）２１の表面に形成されているストリート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）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の照射位置がストリート２２の他端（図４の（b）において右端）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を構成するサファイア基板２０の裏面２０ｂには、図４の（b）および図４の(c)に示すようにストリート２２に沿って連続したレーザー加工溝２０１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２０１の壁面には、図４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２０２が付着している。
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 ：半導体励起固体レーザー（Ｎｄ：YAG）
波長 ：３５５ｎｍのパルスレーザー
パルスエネルギー ：３５μJ
パルス幅 ：１８０ns
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
集光スポット径 ：φ１０μｍ
加工送り速度 ：６０ｍｍ／秒
溝深さ ：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。
上述したレーザー加工溝形成工程を実施したならば、基板に形成されたレーザー加工溝にダイヤモンド砥粒を主成分とする切削ブレードを位置付け、切削ブレードを回転しつつレーザー加工溝の壁面をナゾリながら相対移動することにより、レーザー加工溝形成時に生成された変質物質を除去するとともにレーザー加工溝の壁面を粗面に加工する変質物質除去工程を実施する。この変質物質除去工程は、図示の実施形態においては図５に示す切削装置５を用いて実施する。図５に示す切削装置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を切削する切削手段５２と、該チャックテーブル５１に保持された被加工物を撮像する撮像手段５３を具備している。チャックテーブル５１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない切削送り手段によって図５において矢印Ｘで示す切削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。
上記切削手段５２は、実質上水平に配置されたスピンドルハウジング５２１と、該スピンドルハウジング５２１に回転自在に支持された回転スピンドル５２２と、該回転スピンドル５２２の先端部に装着された切削ブレード５２３を含んでおり、回転スピンドル５２２がスピンドルハウジング５２１内に配設された図示しないサーボモータによって矢印５２３aで示す方向に回転せしめられるようになっている。なお、切削ブレード５２３は、図示の実施形態のおいては粒径３μｍのダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めた電鋳ブレードからなっており、厚みが２０μｍに形成されている。上記撮像手段５３は、スピンドルハウジング５２１の先端部に装着されており、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。
上述した切削装置５を用いて変質物質除去工程を実施するには、図５に示すようにチャックテーブル５１上に上記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５１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５１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５１は、図示しない切削送り手段によって撮像手段５３の直下に位置付けられる。
チャックテーブル５１が撮像手段５３の直下に位置付けられると、撮像手段５３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の加工すべき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５３および図示しない制御手段は、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に所定方向に形成されているレーザー加工溝２０１と切削ブレード５２３との位置合わせを行うため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を構成するサファイア基板２０の裏面２０bに上記所定方向に対して直交する方向に形成されたレーザー加工溝２０１に対しても、同様に加工領域のアライメントが遂行される。
以上のようにしてチャックテーブル５１上に保持されている光デバイスウエーハ２の加工領域を検出するアライメントが行われたならば、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５１を切削ブレード５２３の下方である加工領域の加工開始位置に移動する。そして、図６の(a)で示すように光デバイスウエーハ２の加工すべきレーザー加工溝２０１の一端（図６の(a)において左端）が切削ブレード５２３の直下より所定量右側に位置するように位置付ける（加工送り開始位置位置付け工程）。このようにして光デバイスウエーハ２を加工領域の加工開始位置に位置付けられたならば、切削ブレード５２３を矢印５２３aで示す方向に回転しつつ図６の(a)において２点鎖線で示す待機位置から下方に切り込み送りし、図６の(a)において実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、切削ブレード５２３の外周縁の下端が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２０μm下方の位置に設定されている。
次に、図６の(a)に示すように切削ブレード５２３を矢印５２３aで示す方向に回転しつつ所定の回転速度（例えば２００００rpm）で回転せしめ、チャックテーブル５１即ち光デバイスウエーハ２を図６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加工送りする（変質物質除去工程）。この変質物質除去工程においては、切削ブレード５２３がレーザー加工溝２０１をナゾリながら相対移動する。この結果、切削ブレード５２３の厚み（２０μｍ）はレーザー加工溝２０１（集光スポット径がφ１０μｍのパルスレーザー光線によって形成されている）の幅より厚く設定されているので、上記図６の(c)に示すようにレーザー加工溝２０１の壁面に付着している変質物質２０２が除去されるとともに、図６の(c)に示すように壁面が粗面に加工された加工溝２０３が形成される。この変質物質除去工程においては、切削ブレード５２３はレーザー加工溝２０１の壁面に付着している変質物質２０２をナゾリながら加工するので、変質物質２０２を容易に除去することができるとともに、レーザー加工溝２０１の壁面を容易に粗面に形成することができる。なお、チャックテーブル５１即ち光デバイスウエーハ２の他端（図６の(b)において右端）が切削ブレード５２３の直下より所定量左側に位置するまで達したら、チャックテーブル５１の移動を停止する。そして、切削ブレード５２３を上昇させ２点鎖線で示す退避位置に位置付ける。
上記変質物質除去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。
切削ブレード ：厚みが２０μｍのダイヤモンド砥粒の電鋳ブレード
切り込み深さ ：２０μｍ
加工送り速度 ：６０ｍｍ／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２２に沿って上記変質物質除去工程を実施したならば、チャックテーブル５１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レーザー加工溝２０１に沿って上記変質物質除去工程を実施する。
上述したように変質物質除去工程を実施したならば、光デバイスウエーハ２を構成するサファイア基板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６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７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、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を構成するサファイア基板２０の表面２０aに積層して形成された光デバイス層としての発光層（エピ層）２１をストリート２２に沿って分離する光デバイス層分離工程を実施する。この光デバイス層分離工程は、上記図５に示す切削装置５を用いて実施することができる。
上述した切削装置５用いて光デバイス層分離工程を実施するには、図８に示すようにチャックテーブル５１上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が貼着されたダイシングテープ７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５１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５１上に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。なお、図８においては、ダイシングテープ７が装着された環状のフレーム６を省いて示しているが、環状のフレーム６はチャックテーブル５１に配設されたクランプ機構によって固定されている。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５１は、図示しない切削送り手段によって撮像手段５３の直下に位置付けられる。
チャックテーブル５１が撮像手段５３の直下に位置付けられると、撮像手段５３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の加工すべき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５３および図示しない制御手段は、光デバイスウエーハ２の表面２aに所定方向に形成されているストリート２２と切削ブレード５２３との位置合わせを行うため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の表面２aに上記所定方向に対して直交する方向に形成されたストリート２２に対しても、同様に加工領域のアライメントが遂行される。
以上のようにしてチャックテーブル５１上に保持されている光デバイスウエーハ２の加工領域を検出するアライメントが行われたならば、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５１を切削ブレード５２３の下方である加工領域の加工開始位置に移動する。そして、図９の(a)で示すように光デバイスウエーハ２の加工すべきストリート２２の一端（図９の(a)において左端）が切削ブレード５２３の直下より所定量右側に位置するように位置付ける（加工送り開始位置位置付け工程）。このようにして光デバイスウエーハ２を加工領域の加工開始位置に位置付けられたならば、切削ブレード５２３を矢印５２３aで示す方向に回転しつつ図９の(a)において２点鎖線で示す待機位置から下方に切り込み送りし、図９の(a)において実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、切削ブレード５２３の外周縁の下端が光デバイスウエーハ２の表面２a（上面）から例えば８μm下方の位置に設定されている。
次に、図９の(a)に示すように切削ブレード５２３を矢印５２３aで示す方向に回転しつつ所定の回転速度（例えば２００００rpm）で回転せしめ、チャックテーブル５１即ち光デバイスウエーハ２を図９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加工送りする（光デバイス層分離工程）。この結果、光デバイスウエーハ２の表面２aには図９の(b)および(c)に示すようにストリート２２に沿って切削溝２０４が形成され、光デバイス層としての発光層（エピ層）２１がストリート２２に沿って分離されるとともに、サファイア基板２０の表面にストリート２２に沿って切削痕２０５が形成される。この光デバイス層分離工程においては、サファイア基板２０の表面２０aに積層して形成された光デバイス層としての発光層（エピ層）２１を切削するので、切削ブレード５２３によって容易に切削することができる。なお、チャックテーブル５１即ち光デバイスウエーハ２の他端（図９の(b)において右端）が切削ブレード５２３の直下より所定量左側に位置するまで達したら、チャックテーブル５１の移動を停止する。そして、切削ブレード５２３を上昇させ２点鎖線で示す退避位置に位置付ける。
上記光デバイス層分離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。
切削ブレード ：厚みが２０μｍのダイヤモンド砥粒の電鋳ブレード
切り込み深さ ：８μｍ
加工送り速度 ：５０ｍｍ／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２２に沿って上記光デバイス層分離工程を実施したならば、チャックテーブル５１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に沿って上記光デバイス層分離工程を実施する。
次に、光デバイスウエーハ２に外力を付与して光デバイスウエーハ２を変質物質が除去された加工溝２０３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。ウエーハ分割工程は、図１０に示すテープ拡張装置８を用いて実施する。図１０に示すテープ拡張装置８は、上記環状のフレーム６を保持するフレーム保持手段８１と、該フレーム保持手段８１に保持された環状のフレーム６に装着されたダイシングテープ７を拡張するテープ拡張手段８２と、ピックアップコレット８３を具備している。フレーム保持手段８１は、環状のフレーム保持部材８１１と、該フレーム保持部材８１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ８１２とからなっている。フレーム保持部材８１１の上面は環状のフレーム６を載置する載置面８１１ａを形成しており、この載置面８１１ａ上に環状のフレーム６が載置される。そして、載置面８１１ａ上に載置された環状のフレーム６は、クランプ８１２によってフレーム保持部材８１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段８１は、テープ拡張手段８２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８２は、上記環状のフレーム保持部材８１１の内側に配設される拡張ドラム８２１を具備している。この拡張ドラム８２１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に装着されたダイシングテープ７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８２１は、下端に支持フランジ８２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段８２は、上記環状のフレーム保持部材８１１を上下方向に進退可能な支持手段８２３を具備している。この支持手段８２３は、上記支持フランジ８２２上に配設された複数のエアシリンダ８２３aからなっており、そのピストンロッド８２３bが上記環状のフレーム保持部材８１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ８２３aからなる支持手段８２３は、図１１の（ａ）に示すように環状のフレーム保持部材８１１を載置面８１１ａが拡張ドラム８２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、図１１の（ｂ）に示すように拡張ドラム８２１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テープ拡張装置８を用いて実施するウエーハ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が貼着されているダイシングテープ７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８１を構成するフレーム保持部材８１１の載置面８１１ａ上に載置し、クランプ８１２によってフレーム保持部材８１１に固定する（フレーム保持工程）。このとき、フレーム保持部材８１１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８２を構成する支持手段８２３としての複数のエアシリンダ８２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材８１１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８１１の載置面８１１ａ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に装着されたダイシングテープ７は拡張ドラム８２１の上端縁に接して拡張せしめられる（テープ拡張工程）。この結果、ダイシングテープ７に貼着されている光デバイスウエーハ２には放射状に引張力が作用する。このように光デバイスウエーハ２に放射状に引張力が作用すると、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にはストリート２２に沿って加工溝２０３が形成されているとともに、サファイア基板２０の表面２０aにはストリート２２に沿って切削痕２０４が形成されているので、光デバイスウエーハ２は加工溝２０３および切削痕２０４が破断の起点となってストリート２２に沿って破断され、光デバイスウエーハ２は個々の光デバイス２３に分割される（ウエーハ分割工程）。このように個々に分割された光デバイス２３間には隙間Sが形成される。
次に、図１１の（c）に示すようにピックアップコレット８３を作動して光デバイス２３を吸着し、ダイシングテープ７から剥離してピックアップする（ピックアップ工程）。なお、ピックアップ工程においては、上述したようにダイシングテープ７に貼着されている個々の光デバイス２３間には隙間Sが形成されているので、隣接する光デバイス２３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。このようにして分割された光デバイス２３は、サファイア基板２０の側壁面が上記変質物質除去工程を実施することにより光を吸収して輝度の低下を招く変質物質が除去されることに加え、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。
なお、上述した実施形態においては、ウエーハ分割工程を実施する前に光デバイス層分離工程を実施する例を示したが、光デバイス層分離工程を実施することなく、変質物質除去工程を実施した後にウエーハ破断工程を実施してもよい。
２：光デバイスウエーハ
２０：サファイア基板
２１：光デバイス層としての発光層（エピ層）
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：切削装置
５１：切削装置のチャックテーブル
５２：切削手段
５２３：切削ブレード
６：環状のフレーム
７：ダイシングテープ
８：テープ拡張装置
８１：フレーム保持手段
８２：テープ拡張手段
８３：ピックアップコレット

Claims (3)

  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、基板の表面または裏面に破断基点となるレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程と、
    基板に形成されたレーザー加工溝にダイヤモンド砥粒を主成分とする切削ブレードを位置付け、該切削ブレードを回転しつつレーザー加工溝の壁面をナゾリながら相対移動することにより、レーザー加工溝形成時に生成された変質物質を除去するとともにレーザー加工溝の壁面を粗面に加工する変質物質除去工程と、
    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変質物質が除去された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、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. 該レーザー加工溝形成工程は、基板の裏面側からストリートに沿ってレーザー光線を照射し、基板の裏面にレーザー加工溝を形成する、請求項１の光デバイスウエーハの加工方法。
  3. 基板の裏面にレーザー加工溝が形成された光デバイスウエーハの光デバイス層をストリートに沿ってダイヤモンド砥粒を主成分とする切削ブレードを用いて切削し、光デバイス層をストリートに沿って分離する光デバイス層分離工程を含む、請求項２記載の光デバイスウエーハの加工方法。
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