JP5643036B2 - 光デバイスウエーハの加工方法 - Google Patents
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Description
光デバイスウエーハのデバイス領域と外周余剰領域との境界に沿ってレーザー光線を照射し、サファイア基板の表面側に破断起点を形成する破断起点形成工程と、
光デバイスウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該破断起点形成工程および該保護部材貼着工程が実施された光デバイスウエーハの表面に貼着した保護部材側を研削装置のチャックテーブルに保持し、サファイア基板の裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程と、を含み、
該裏面研削工程においては、デバイス領域と外周余剰領域との境界部に沿って形成された破断起点からサファイア基板の裏面に向けて亀裂が発生して境界部が破断することにより、デバイス領域と外周余剰領域が分離される、
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、上記破断起点形成工程は、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内部に集光点を位置付けて照射し、サファイア基板の内部における表面側にデバイス領域と外周余剰領域との境界に沿って破断起点となる変質層を形成する。
図1(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よって加工される光デバイスウエーハの斜視図および正面図が示されている。
図1(a)および(b)に示す光デバイスウエーハ2は、サファイア基板21の表面21aに格子状に配列された複数のストリート211によって区画された複数の領域に窒化ガリウム系化合物半導体等からなる光デバイス212が形成されたデバイス領域220と、該デバイス領域220を囲繞する外周余剰領域230とを有している。このように構成された光デバイスウエーハ2は、デバイス領域220が外周余剰領域230より突出して形成されている。なお、図示の実施形態における光デバイスウエーハ2は、全体の厚み(t1)が例えば1300μm 、サファイア基板21の厚み(t2)が例えば1270μm、デバイス領域220と外周余剰領域230との段差(t3)が例えば30μm、外周余剰領域230の幅(s)が例えば3mm に設定されている。
先ず、光デバイスウエーハ2のデバイス領域220と外周余剰領域230との境界に沿ってレーザー光線を照射し、サファイア基板21の表面21a側に破断起点を形成する破断起点形成工程を実施する。この破断起点形成工程は、図示の実施形態においては図2に示すレーザー加工装置3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機構によって図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機構によって矢印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の先端に装着された集光器322からパルスレーザー光線を照射する。図示のレーザー加工装置3は、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を備えている。この撮像手段33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。
破断起点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上に上記光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板21の裏面21b側を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより光デバイスウエーハ2をチャックテーブル31上に吸引保持する。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。そして、図示しない加工送り機構を作動してチャックテーブル31をレーザー光線照射手段32による加工領域に移動し、図2および図3の(a)に示すようにチャックテーブル31に保持された光デバイスウエーハ2のデバイス領域220と外周余剰領域230との境界部240がレーザー光線照射手段32の集光器322の直下になるように位置付ける。次に、図3の(a)に示すようにレーザー光線照射手段32を作動し、集光器322からサファイア基板に対して吸収性を有する波長(例えば355nm)のパルスレーザー光線を光デバイスウエーハ2の表面側から照射しつつチャックテーブル31を矢印31aで示す方向に回転する。このとき、集光器322から照射されるパルスレーザー光線の集光点Pは、光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板21の表面21a付近に合わせる。この結果、チャックテーブル31が1回転すると、図3の(b)に示す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21にはデバイス領域220と外周余剰領域230との境界部240に沿って破断起点となるレーザー加工溝250が形成される(レーザー加工溝形成工程)。
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
平均出力 :1.5W
繰り返し周波数 :100kHz
集光スポット径 :φ1μm
チャックテーブルの回転速度 :75.22度/秒
破断起点形成工程の第2の実施形態も上記第1の実施形態と同様に図4の(a)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上に上記光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板21の裏面21bを載置し、図示しない吸引手段を作動することにより光デバイスウエーハ2をチャックテーブル31上に吸引保持する。そして、図4の(a)に示すように光デバイスウエーハ2に形成されたデバイス領域220と外周余剰領域230との境界部240をレーザー光線照射手段32の集光器322の直下になるように位置付ける。次に、図4の(a)に示すようにレーザー光線照射手段32を作動し、集光器322からサファイア基板に対して透過性を有する波長(例えば1064nm)のパルスレーザー光線を光デバイスウエーハ2の表面側から照射しつつチャックテーブル31を矢印31aで示す方向に回転する。このとき、集光器322から照射されるパルスレーザー光線の集光点Pは、光デバイスウエーハ2を構成するサファイア基板21の内部(表面から例えば20μmの位置)に合わせる。この結果、チャックテーブル31が1回転すると、図4の(b)に示す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21には、表面21a側にデバイス領域220と外周余剰領域230との境界部240に沿って破断起点となる変質層260が形成される(変質層形成工程)。
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
平均出力 :1.5W
繰り返し周波数 :100kHz
集光スポット径 :φ1μm
チャックテーブルの回転速度 :75.22度/秒
裏面研削工程における仕上げ研削工程は、図7の(a)に示す研削装置5aを用いて実施する。なお、図7の(a)に示す研削装置5aは、上記図6の(a)に示す研削装置5と研削ホイール524を構成する研削砥石526aが相違するだけで、その他の構成部材は実質的に同一であるため、同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。図7の(a)に示す研削装置5aにおける研削ホイール524を構成する研削砥石526aは、粒径が2〜3μmμmのダイヤモンド砥粒をビトリファイドボンドで結合して形成されている。
21:サファイア基板
220:デバイス領域
230:外周余剰領域
250:レーザー加工溝
260:変質層
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:保護部材
5、5a:研削装置
51:研削装置のチャックテーブル
52:研削手段
524:研削ホイール
426、426a:研削砥石
Claims (3)
- サファイア基板の表面に複数の光デバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、該光デバイス領域が該外周余剰領域より突出して形成されてい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デバイス領域と外周余剰領域との境界に沿ってレーザー光線を照射し、サファイア基板の表面側に破断起点を形成する破断起点形成工程と、
光デバイスウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該破断起点形成工程および該保護部材貼着工程が実施された光デバイスウエーハの表面に貼着した保護部材側を研削装置のチャックテーブルに保持し、サファイア基板の裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程と、を含み、
該裏面研削工程においては、デバイス領域と外周余剰領域との境界部に沿って形成された破断起点からサファイア基板の裏面に向けて亀裂が発生して境界部が破断することにより、デバイス領域と外周余剰領域が分離される、
ことを特徴とする光デバイスウエーハの加工方法。 - 該破断起点形成工程は、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光デバイスウエーハの表面側から照射し、デバイス領域と外周余剰領域との境界に沿って破断起点となるレーサ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。
- 該破断起点形成工程は、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内部に集光点を位置付けて照射し、サファイア基板の内部における表面側にデバイス領域と外周余剰領域との境界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。
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