光器件晶片的加工方法
专利名称：光器件晶片的加工方法
技术领域：
本发明涉及光器件晶片的加工方法。
背景技术：
光器件晶片在蓝宝石基板、SiC基板等的表面上形成有氮化稼(GaN)等半导体层 (外延层)，且在该半导体层上用形成为格子状的间隔道(分割预定线)进行划分而形成了 LED等多个光器件，光器件晶片的莫氏硬度较高，很难用切削刀具进行分割，因此，通过照射激光束将光器件晶片分割为各个光器件，分割出的光器件被用于便携电话、个人电脑等电子设备。作为使用激光束将光器件晶片分割为各个光器件的方法，公知有以下说明的第1 及第2加工方法。第1加工方法是如下的方法向与分割预定线对应的区域照射对于基板具有吸收性的波长(例如355nm)的激光束，通过烧蚀(ablation)加工形成分隔槽，之后施加外力将光器件晶片分割为各个光器件(例如，参照日本特开平10-30M20号公报)。第2加工方法是如下的方法将对于基板具有透射性的波长(例如1064nm)的激光束的聚光点定位到与分割预定线对应的基板内部，沿着分割预定线照射激光束而形成变质层，之后施加外力将光器件晶片分割为各个光器件(例如，参照日本特许第3408805号公报)。无论是哪种加工方法都能够可靠地将光器件晶片分割为各个光器件。专利文献1日本特开平10-305420号公报专利文献2日本特许第3408805号公报但是，在烧蚀加工方法中，存在这样的问题在围绕着光器件的侧壁上残留有熔融层而导致光器件的亮度降低。并且，在基板内部形成变质层的加工方法中，存在如下问题 在围绕着光器件的侧壁上残留有变质层而导致光器件的亮度降低。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种不使光器件的亮度降低的光器件晶片的加工方法。根据第1方面所述的发明，提供一种光器件晶片的加工方法，该加工方法将光器件晶片分割为各个光器件，所述光器件晶片在基板表面上层叠有半导体层，且在该半导体层上通过分割预定线进行划分而形成有多个光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于，具有以下工序分割起点形成工序，将对于该基板具有透射性的波长的激光束的聚光点定位到与该分割预定线对应的基板内部，并且沿着该分割预定线进行照射，在基板内部形成变质层，将该变质层作为分割起点，该分割起点是分割的起始部位；以及裂纹生长工序， 沿着该分割预定线照射(X)2激光，使裂纹从该分割起点起在基板内部生长。根据第2方面所述的发明，提供一种光器件晶片的加工方法，该加工方法将光器件晶片分割为各个光器件，所述光器件晶片在基板表面上层叠有半导体层，且在该半导体层上通过分割预定线进行划分而形成有多个光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于，具有以下工序分割起点形成工序，沿着该分割预定线照射对于该基板具有吸收性的波长的激光束，通过烧蚀加工形成加工槽，将该加工槽作为分割起点，该分割起点是分割的起始部位；以及裂纹生长工序，沿着该分割预定线照射(X)2激光，使裂纹从该分割起点起在基板内部生长。优选的是，该光器件晶片的加工方法还具有晶片分割工序，该晶片分割工序是在实施了该裂纹生长工序后，向该分割预定线施加外力，将光器件晶片分割为各个光器件。优选的是，一边向加工点供给雾状的冷却流体一边实施所述裂纹生长工序。根据第1方面所述的发明，沿着分割预定线在基板内部形成作为分割起点的变质层，此后沿着分割预定线照射CO2激光，使裂纹从分割起点起在基板内部生长，将光器件晶片分割为各个光器件，因此，在围绕着光器件的侧壁上基本不会残留有变质层，能够提高光器件的亮度。根据第2方面所述的发明，沿着分割预定线在基板表面形成作为分割起点的加工槽，此后沿着分割预定线照射CO2激光，使裂纹从分割起点起在基板内部生长，将光器件晶分割为各个光器件，因此，在围绕着光器件的侧壁上基本不会残留有熔融层，能够提高光器件的亮度。
图1是适合于实施分割起点形成工序的激光加工装置的概略立体图。图2是激光束照射单元的框图。图3是适合于实施裂纹生长工序的激光加工装置的概略立体图。图4是隔着切割带(dicing tape)支撑在环状框上的光器件晶片的立体图。图5是说明分割起点形成工序的立体图。图6是分割起点形成工序的说明图。图7是沿着所有间隔道形成了变质层的状态下的晶片立体图。图8是说明裂纹生长工序的立体图。图9是分割装置的立体图。图10是晶片分割工序的说明图。符号说明2、2A:激光加工装置；11:光器件晶片；13:分割预定线(间隔道)；15 光器件； 17 变质层；19 裂纹；28 卡盘台；34 激光束照射单元；36 聚光器；74 激光束照射单元； 76 聚光器；78 冷却流体喷嘴；80 分割装置；82 框保持单元；84 带扩展单元；86 框保持部件；90 扩展鼓；96 气缸。
具体实施例方式下面，参照附图来详细说明本发明的实施方式。参照图1，示出了在本发明的晶片加工方法中，适合于实施分割起点形成工序的激光加工装置2的概略结构图。激光加工装置2包含第1滑块6，该第1滑块6以能够在X轴方向上移动的方式搭载在静止基台4上。第1滑块6通过由滚珠丝杠8和脉冲电动机10构成的加工进给单元 12而沿着一对导轨14在加工进给方向、即X轴方向上移动。
在第1滑块6上以能够在Y轴方向上移动的方式搭载有第2滑块16。S卩，第2滑块16通过由滚珠丝杠18和脉冲电动机20构成的分度进给单元22而沿着一对导轨M在分度方向、即Y轴方向上移动。在第2滑块16上经由圆筒支撑部件沈搭载有卡盘台28，卡盘台28能够通过加工进给单元12和分度进给单元22在X轴方向和Y轴方向上移动。在卡盘台观上设有夹具 30，该夹具30夹持吸附保持在卡盘台观上的半导体晶片。在静止基台4上直立设置有柱32，在该柱32上安装着收容有激光束照射单元34 的壳体35。如图2所示，激光束照射单元34具有振荡产生YAG激光或YV04激光的激光振荡器62、重复频率设定单元64、脉宽调整单元66、以及功率调整单元68。通过激光束照射单元34的功率调整单元68调整为规定功率的脉冲激光束被安装于壳体35的前端的聚光器36中的反射镜70反射，进而由聚光用物镜72进行会聚，照射到保持在卡盘台观上的光器件晶片11。在壳体35的前端部上配设有在X轴方向上与聚光器36对齐的、检测应进行激光加工的加工区域的摄像单元38。摄像单元38包含通过可见光对光器件晶片11的加工区域进行拍摄的通常的CXD等摄像元件。摄像单元38还包含红外线照射单元，其向光器件晶片11照射红外线；光学系统，其捕捉由红外线照射单元照射的红外线；以及红外线摄像单元，其由红外线CCD等红外线摄像元件构成，输出与通过该光学系统捕捉的红外线对应的电信号，该摄像单元38将所拍摄的图像信号发送到控制器(控制单元)40。控制器40由计算机构成，并具有按照控制程序进行运算处理的中央处理装置 (CPU)42、存储控制程序等的只读存储器(ROM)44、存储运算结果等的可读写的随机存取存储器(RAM) 46、计数器48、输入接口 50以及输出接口 52。56是加工进给量检测单元，其由沿着导轨14配设的直线标尺54、以及配设在第1 滑块6上的未图示的读取头构成，加工进给量检测单元56的检测信号被输入到控制器40 的输入接口 50。60是分度进给量检测单元，其由沿着导轨M配设的直线标尺58和配设在第2滑块16上的未图示的读取头构成，分度进给量检测单元60的检测信号被输入到控制器40的输入接口 50。由摄像单元38拍摄的图像信号也被输入到控制器40的输入接口 50。另一方面， 从控制器40的输出接口 52向脉冲电动机10、脉冲电动机20、激光束照射单元34等输出控制信号。参照图3，示出了在本发明的光器件晶片的加工方法中适合于实施裂纹生长工序的激光加工装置2A的概略结构图。由于激光加工装置2A与图1所示的激光加工装置2类似，因此在激光加工装置2A的说明中，对于实质上与激光加工装置2相同的结构部分标注相同的符号，且为了避免重复而省略其说明。在激光加工装置2A中，在直立设置在静止基台4上的柱32上，安装着收纳有激光束照射单元74的壳体75。激光束照射单元74包含省略了图示的(X)2激光振荡器、和对 CO2激光振荡器振荡产生的(X)2激光束的功率进行调整的功率调整单元。通过激光束照射单元74的功率调整单元调整为规定功率的(X)2激光束被安装于壳体75的前端的聚光器76中的反射镜反射，进而由聚光用物镜进行会聚，照射到保持在卡盘台观上的光器件晶片11。与聚光器76相邻地配设有向加工点供给雾状冷却流体的冷却流体供给喷嘴78。 使用CO2激光进行的激光加工是会产生热量的热加工，因而优选的是，从冷却流体喷嘴78 喷射纯水与压缩空气的混合流体，一边向加工点供给雾状冷却流体一边进行激光加工。不过，冷却流体的供给并非实施本发明的裂纹生长工序所必需的。参照图4，示出了隔着切割带T而由环状框F支撑的作为本发明的加工对象的光器件晶片11的立体图。光器件晶片11在蓝宝石基板上形成有氮化稼(GaN)等半导体层(外延层)，并且在半导体层上通过形成为格子状的分割预定线13进行划分而形成有多个光器件15。接着，参照图5及图6，对本发明的光器件晶片的加工方法中的分割起点形成工序的第1实施方式进行说明。如图5所示，在本实施方式的分割起点形成工序中，隔着切割带 T将光器件晶片11吸附保持在卡盘台观上，聚光器36将对于光器件晶片11具有透射性的波长的激光束会聚到与分割预定线(间隔道)13对应的基板内部，一边向箭头Xl方向对卡盘台观进行加工进给一边沿着分割预定线13在基板内部形成变质层17。一边通过分度进给单元22以规定间距进行分度进给，一边沿着在第1方向上延伸的所有分割预定线13在基板内部形成变质层17。接着，将卡盘台观旋转90度，沿着在与第1方向垂直的第2方向上延伸的所有分割预定线13在基板内部形成变质层17。参照图 7，示出了沿着所有分割预定线13形成了作为分割起点的变质层17的状态下的光器件晶片 11的立体图。S卩，如图6 (A)所示，将卡盘台观移动到聚光器36所处的激光束照射区域，将规定的间隔道13的一端定位于聚光器36的正下方。然后，一边从聚光器36照射对于光器件晶片11具有透射性的波长的脉冲激光束，一边以规定的进给速度向图6(A)中箭头Xl所示方向移动卡盘台观。如图6(B)所示，如果聚光器36的照射位置到达了间隔道13的另一端的位置，则停止脉冲激光束的照射并停止卡盘台观的移动。通过将脉冲激光束的聚光点P对准到光器件晶片11的内部，从而在光器件晶片11的内部沿着间隔道13形成变质层。该变质层17 形成为熔融的再硬化层。变质层17被用作后面的加工工序中的分割起点。例如，如下地设定该变质层形成工序(分割起点形成工序)中的加工条件。
光源LD激励Q开关
NdYV04脉冲激光
波长1064nm
输出0. Iff
重复频率50kHz
加工进给速度:200mm/ 秒
在上述第1实施方式中，在实施分割起点形成工序时，是使用对于光器件晶片具
有透射性的波长的激光束，在蓝宝石基板内部形成变质层来实施处理，而在分割起点形成工序的第2实施方式中，使用对于光器件晶片11具有吸收性的波长的激光束，通过烧蚀加工沿着光器件晶片11的分割预定线13形成作为分割起点的浅的加工槽。
S卩，在第2实施方式的分割起点形成工序中，使用对于光器件晶片11具有吸收性的波长的激光束，在依次进行分度进给的同时，通过烧蚀加工沿着光器件晶片11的在第1 方向上延伸的所有分割预定线13形成作为分割起点的浅的加工槽。接着，将卡盘台观旋转90度，通过烧蚀加工沿着在与第1方向垂直的第2方向上延伸的所有分割预定线13形成作为分割起点的浅的加工槽。例如，如下地设定使用该烧蚀加工进行的分割起点形成工序的加工条件。
光源LD激励Q开关
NdYV04脉冲激光
波长355nm(YV04激光的第3谐波)
输出0. 2W
重复频率200kHz
加工进给速度:200mm/ 秒
在本发明的光器件晶片加工方法中，当分割起点形成工序结束后，使用图3所示
的激光加工装置2A实施裂纹生长工序。即，从激光束照射单元74产生(X)2激光束，如图8 所示，将该(X)2激光束从聚光器76照射到隔着切割带T保持在卡盘台观上的光器件晶片 11。S卩，将光器件晶片11隔着切割带T吸附保持在卡盘台观上，沿着形成有分割起点 17的分割预定线13，从聚光器76照射(X)2激光束，实施使裂纹19从分割起点17向光器件晶片11的基板内部生长的裂纹生长工序。一边以规定间距使卡盘台观依次进行分度进给，一边沿着在第1方向上延伸的所有分割预定线13实施该裂纹生长工序。接着，将卡盘台观旋转90度，沿着在与第1方向垂直的第2方向上延伸的所有分割预定线13实施该裂纹生长工序。使用(X)2激光进行的激光加工是会产生热量的热加工，因而优选的是，从与聚光器 76相邻地配设的冷却流体喷嘴78向加工点呈雾状地喷射由纯水与压缩空气构成的冷却流体，实施裂纹生长工序。例如，如下地设定使用该(X)2激光进行的裂纹生长工序的加工条件。光源0)2激光波长10· 6μπι输出30W加工进给速度200mm/秒当实施该裂纹生长工序时，光器件晶片11沿着裂纹19断开而被分割为各个光器件15，其中，有时会留下裂纹19的深度不足而未完全断开的部位。在这种情况下，使用图9 所示的分割装置80实施将光器件晶片11完全分割为各个光器件15的晶片分割工序。图9所示的分割装置80具有框保持单元82，其保持环状框F ；以及带扩展单元 84，其使安装在由框保持单元82保持的环状框F上的切割带T进行扩展。框保持单元82由环状的框保持部件86、以及配设于框保持部件86的外周的作为固定单元的多个夹具88构成。框保持部件86的上表面形成为载置环状框F的载置面86a， 在该载置面86a上载置环状框F。而且，通过夹具88将载置于载置面86a上的环状框F固定在框保持部件86上。通过带扩展单元84，以可在上下方向上移动的方式支撑这样构成的框保持单元82。带扩展单元84具有配设于环状的框保持部件86的内侧的扩展鼓90。该扩展鼓 90的内径比环状框F的内径小、并且比粘贴在切割带T上的光器件晶片11的外径大，其中切割带T安装在该环状框F上。扩展鼓90具有一体形成在该扩展鼓90下端的支撑凸缘92。带扩展单元84还具有使环状框保持部件86在上下方向上移动的驱动单元94。该驱动单元94由配设于支撑凸缘92上的多个气缸96构成，其活塞杆98与框保持部件86的下表面连接。由多个气缸96构成的驱动单元94使环状的框保持部件86沿着上下方向在基准位置与扩展位置之间移动，其中，所述基准位置是框保持部件86的载置面86a成为与扩展鼓90的上端相同高度时的位置，所述扩展位置是比扩展鼓90的上端靠下方规定量的位置。参照图10(A)和图10(B)说明使用如上构成的分割装置80实施的晶片分割工序。 如图I(KA)所示，将隔着切割带T支撑着光器件晶片11的环状框F载置到框保持部件86的载置面86a上，通过夹具88将环状框F固定在框保持部件86上。此时，框保持部件86被定位在其载置面86a与扩展鼓90的上端成为大致相同高度的基准位置处。接着，驱动气缸96使框保持部件86下降到图10(B)所示的扩展位置。由此，固定于框保持部件86的载置面86a上的环状框F也下降，因此，安装在环状框F上的切割带T 与扩展鼓90的上端缘抵接而主要沿半径方向扩展。其结果，呈放射状地在粘贴于切割带T上的光器件晶片11上作用了拉伸力。这样， 当呈放射状地在光器件晶片11上作用了拉伸力时，光器件晶片11沿着裂纹19断开而被分割为各个光器件15，其中，裂纹19是沿着分割预定线13形成的。在上述第1实施方式中，沿着光器件晶片11的分割预定线13在基板内部形成作为分割起点的变质层17，此后沿着分割预定线13照射(X)2激光束，使裂纹从分割起点起在基板内部生长，将光器件晶片11分割为各个光器件15，因此，即使通过激光照射在基板内部形成了变质层，在围绕着光器件15的侧壁上也基本不会残留有变质层，能够提高光器件的亮度。此外，在第2实施方式中，通过烧蚀加工沿着光器件晶片11的分割预定线13形成作为分割起点的加工槽，此后沿着分割预定线13照射(X)2激光束，使裂纹从分割起点起在基板内部生长，将光器件晶片11分割为各个光器件15，因此，即使通过磨蚀加工形成加工槽，在围绕着光器件15的侧壁上也基本不会残留有熔融层，能够提高光器件15的亮度。
权利要求
1.一种光器件晶片的加工方法，该加工方法将光器件晶片分割为各个光器件，所述光器件晶片在基板表面上层叠有半导体层，且在该半导体层上通过分割预定线进行划分而形成有多个光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于，具有以下工序分割起点形成工序，将对于该基板具有透射性的波长的激光束的聚光点定位到与该分割预定线对应的基板内部，并且沿着该分割预定线进行照射，在基板内部形成变质层，将该变质层作为分割起点，该分割起点是分割的起始部位；以及裂纹生长工序，沿着该分割预定线照射(X)2激光，使裂纹从该分割起点起在基板内部生长。
2.一种光器件晶片的加工方法，该加工方法将光器件晶片分割为各个光器件，所述光器件晶片在基板表面上层叠有半导体层，且在该半导体层上通过分割预定线进行划分而形成有多个光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于，具有以下工序分割起点形成工序，沿着该分割预定线照射对于该基板具有吸收性的波长的激光束， 通过烧蚀加工形成加工槽，将该加工槽作为分割起点，该分割起点是分割的起始部位；以及裂纹生长工序，沿着该分割预定线照射(X)2激光，使裂纹从该分割起点起在基板内部生长。
3.根据权利要求1或2所述的光器件晶片的加工方法，其中，该光器件晶片的加工方法还具有晶片分割工序，该晶片分割工序是在实施了该裂纹生长工序后，向该分割预定线施加外力，将光器件晶片分割为各个光器件。
4.根据权利要求1或2所述的光器件晶片的加工方法，其中， 一边向加工点供给雾状的冷却流体一边实施所述裂纹生长工序。
全文摘要
本发明提供光器件晶片的加工方法，该加工方法不会使光器件的亮度降低。在该光器件晶片的加工方法中，将光器件晶片分割为各个光器件，该光器件晶片在基板的表面层叠有半导体层，且在该半导体层上通过分割预定线进行划分而形成有多个光器件，其特征在于，该光器件晶片的加工方法具有分割起点形成工序，将对于该基板具有透射性的波长的激光束的聚光点定位到与该分割预定线对应的基板内部，并且沿着该分割预定线进行照射而在基板内部形成变质层，将该变质层作为分割起点，该分割起点是分割的起始部位；以及裂纹生长工序，沿着该分割预定线照射CO2激光，使裂纹从该分割起点起在基板内部生长。
文档编号H01L21/78GK102194931SQ20111003396
公开日2011年9月21日 申请日期2011年1月31日 优先权日2010年2月5日
发明者小柳将, 森数洋司 申请人:株式会社迪思科
技术领域：
本发明涉及光器件晶片的加工方法。
背景技术：
光器件晶片在蓝宝石基板、SiC基板等的表面上形成有氮化稼(GaN)等半导体层 (外延层)，且在该半导体层上用形成为格子状的间隔道(分割预定线)进行划分而形成了 LED等多个光器件，光器件晶片的莫氏硬度较高，很难用切削刀具进行分割，因此，通过照射激光束将光器件晶片分割为各个光器件，分割出的光器件被用于便携电话、个人电脑等电子设备。作为使用激光束将光器件晶片分割为各个光器件的方法，公知有以下说明的第1 及第2加工方法。第1加工方法是如下的方法向与分割预定线对应的区域照射对于基板具有吸收性的波长(例如355nm)的激光束，通过烧蚀(ablation)加工形成分隔槽，之后施加外力将光器件晶片分割为各个光器件(例如，参照日本特开平10-30M20号公报)。第2加工方法是如下的方法将对于基板具有透射性的波长(例如1064nm)的激光束的聚光点定位到与分割预定线对应的基板内部，沿着分割预定线照射激光束而形成变质层，之后施加外力将光器件晶片分割为各个光器件(例如，参照日本特许第3408805号公报)。无论是哪种加工方法都能够可靠地将光器件晶片分割为各个光器件。专利文献1日本特开平10-305420号公报专利文献2日本特许第3408805号公报但是，在烧蚀加工方法中，存在这样的问题在围绕着光器件的侧壁上残留有熔融层而导致光器件的亮度降低。并且，在基板内部形成变质层的加工方法中，存在如下问题 在围绕着光器件的侧壁上残留有变质层而导致光器件的亮度降低。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种不使光器件的亮度降低的光器件晶片的加工方法。根据第1方面所述的发明，提供一种光器件晶片的加工方法，该加工方法将光器件晶片分割为各个光器件，所述光器件晶片在基板表面上层叠有半导体层，且在该半导体层上通过分割预定线进行划分而形成有多个光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于，具有以下工序分割起点形成工序，将对于该基板具有透射性的波长的激光束的聚光点定位到与该分割预定线对应的基板内部，并且沿着该分割预定线进行照射，在基板内部形成变质层，将该变质层作为分割起点，该分割起点是分割的起始部位；以及裂纹生长工序， 沿着该分割预定线照射(X)2激光，使裂纹从该分割起点起在基板内部生长。根据第2方面所述的发明，提供一种光器件晶片的加工方法，该加工方法将光器件晶片分割为各个光器件，所述光器件晶片在基板表面上层叠有半导体层，且在该半导体层上通过分割预定线进行划分而形成有多个光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于，具有以下工序分割起点形成工序，沿着该分割预定线照射对于该基板具有吸收性的波长的激光束，通过烧蚀加工形成加工槽，将该加工槽作为分割起点，该分割起点是分割的起始部位；以及裂纹生长工序，沿着该分割预定线照射(X)2激光，使裂纹从该分割起点起在基板内部生长。优选的是，该光器件晶片的加工方法还具有晶片分割工序，该晶片分割工序是在实施了该裂纹生长工序后，向该分割预定线施加外力，将光器件晶片分割为各个光器件。优选的是，一边向加工点供给雾状的冷却流体一边实施所述裂纹生长工序。根据第1方面所述的发明，沿着分割预定线在基板内部形成作为分割起点的变质层，此后沿着分割预定线照射CO2激光，使裂纹从分割起点起在基板内部生长，将光器件晶片分割为各个光器件，因此，在围绕着光器件的侧壁上基本不会残留有变质层，能够提高光器件的亮度。根据第2方面所述的发明，沿着分割预定线在基板表面形成作为分割起点的加工槽，此后沿着分割预定线照射CO2激光，使裂纹从分割起点起在基板内部生长，将光器件晶分割为各个光器件，因此，在围绕着光器件的侧壁上基本不会残留有熔融层，能够提高光器件的亮度。
图1是适合于实施分割起点形成工序的激光加工装置的概略立体图。图2是激光束照射单元的框图。图3是适合于实施裂纹生长工序的激光加工装置的概略立体图。图4是隔着切割带(dicing tape)支撑在环状框上的光器件晶片的立体图。图5是说明分割起点形成工序的立体图。图6是分割起点形成工序的说明图。图7是沿着所有间隔道形成了变质层的状态下的晶片立体图。图8是说明裂纹生长工序的立体图。图9是分割装置的立体图。图10是晶片分割工序的说明图。符号说明2、2A:激光加工装置；11:光器件晶片；13:分割预定线(间隔道)；15 光器件； 17 变质层；19 裂纹；28 卡盘台；34 激光束照射单元；36 聚光器；74 激光束照射单元； 76 聚光器；78 冷却流体喷嘴；80 分割装置；82 框保持单元；84 带扩展单元；86 框保持部件；90 扩展鼓；96 气缸。
具体实施例方式下面，参照附图来详细说明本发明的实施方式。参照图1，示出了在本发明的晶片加工方法中，适合于实施分割起点形成工序的激光加工装置2的概略结构图。激光加工装置2包含第1滑块6，该第1滑块6以能够在X轴方向上移动的方式搭载在静止基台4上。第1滑块6通过由滚珠丝杠8和脉冲电动机10构成的加工进给单元 12而沿着一对导轨14在加工进给方向、即X轴方向上移动。
在第1滑块6上以能够在Y轴方向上移动的方式搭载有第2滑块16。S卩，第2滑块16通过由滚珠丝杠18和脉冲电动机20构成的分度进给单元22而沿着一对导轨M在分度方向、即Y轴方向上移动。在第2滑块16上经由圆筒支撑部件沈搭载有卡盘台28，卡盘台28能够通过加工进给单元12和分度进给单元22在X轴方向和Y轴方向上移动。在卡盘台观上设有夹具 30，该夹具30夹持吸附保持在卡盘台观上的半导体晶片。在静止基台4上直立设置有柱32，在该柱32上安装着收容有激光束照射单元34 的壳体35。如图2所示，激光束照射单元34具有振荡产生YAG激光或YV04激光的激光振荡器62、重复频率设定单元64、脉宽调整单元66、以及功率调整单元68。通过激光束照射单元34的功率调整单元68调整为规定功率的脉冲激光束被安装于壳体35的前端的聚光器36中的反射镜70反射，进而由聚光用物镜72进行会聚，照射到保持在卡盘台观上的光器件晶片11。在壳体35的前端部上配设有在X轴方向上与聚光器36对齐的、检测应进行激光加工的加工区域的摄像单元38。摄像单元38包含通过可见光对光器件晶片11的加工区域进行拍摄的通常的CXD等摄像元件。摄像单元38还包含红外线照射单元，其向光器件晶片11照射红外线；光学系统，其捕捉由红外线照射单元照射的红外线；以及红外线摄像单元，其由红外线CCD等红外线摄像元件构成，输出与通过该光学系统捕捉的红外线对应的电信号，该摄像单元38将所拍摄的图像信号发送到控制器(控制单元)40。控制器40由计算机构成，并具有按照控制程序进行运算处理的中央处理装置 (CPU)42、存储控制程序等的只读存储器(ROM)44、存储运算结果等的可读写的随机存取存储器(RAM) 46、计数器48、输入接口 50以及输出接口 52。56是加工进给量检测单元，其由沿着导轨14配设的直线标尺54、以及配设在第1 滑块6上的未图示的读取头构成，加工进给量检测单元56的检测信号被输入到控制器40 的输入接口 50。60是分度进给量检测单元，其由沿着导轨M配设的直线标尺58和配设在第2滑块16上的未图示的读取头构成，分度进给量检测单元60的检测信号被输入到控制器40的输入接口 50。由摄像单元38拍摄的图像信号也被输入到控制器40的输入接口 50。另一方面， 从控制器40的输出接口 52向脉冲电动机10、脉冲电动机20、激光束照射单元34等输出控制信号。参照图3，示出了在本发明的光器件晶片的加工方法中适合于实施裂纹生长工序的激光加工装置2A的概略结构图。由于激光加工装置2A与图1所示的激光加工装置2类似，因此在激光加工装置2A的说明中，对于实质上与激光加工装置2相同的结构部分标注相同的符号，且为了避免重复而省略其说明。在激光加工装置2A中，在直立设置在静止基台4上的柱32上，安装着收纳有激光束照射单元74的壳体75。激光束照射单元74包含省略了图示的(X)2激光振荡器、和对 CO2激光振荡器振荡产生的(X)2激光束的功率进行调整的功率调整单元。通过激光束照射单元74的功率调整单元调整为规定功率的(X)2激光束被安装于壳体75的前端的聚光器76中的反射镜反射，进而由聚光用物镜进行会聚，照射到保持在卡盘台观上的光器件晶片11。与聚光器76相邻地配设有向加工点供给雾状冷却流体的冷却流体供给喷嘴78。 使用CO2激光进行的激光加工是会产生热量的热加工，因而优选的是，从冷却流体喷嘴78 喷射纯水与压缩空气的混合流体，一边向加工点供给雾状冷却流体一边进行激光加工。不过，冷却流体的供给并非实施本发明的裂纹生长工序所必需的。参照图4，示出了隔着切割带T而由环状框F支撑的作为本发明的加工对象的光器件晶片11的立体图。光器件晶片11在蓝宝石基板上形成有氮化稼(GaN)等半导体层(外延层)，并且在半导体层上通过形成为格子状的分割预定线13进行划分而形成有多个光器件15。接着，参照图5及图6，对本发明的光器件晶片的加工方法中的分割起点形成工序的第1实施方式进行说明。如图5所示，在本实施方式的分割起点形成工序中，隔着切割带 T将光器件晶片11吸附保持在卡盘台观上，聚光器36将对于光器件晶片11具有透射性的波长的激光束会聚到与分割预定线(间隔道)13对应的基板内部，一边向箭头Xl方向对卡盘台观进行加工进给一边沿着分割预定线13在基板内部形成变质层17。一边通过分度进给单元22以规定间距进行分度进给，一边沿着在第1方向上延伸的所有分割预定线13在基板内部形成变质层17。接着，将卡盘台观旋转90度，沿着在与第1方向垂直的第2方向上延伸的所有分割预定线13在基板内部形成变质层17。参照图 7，示出了沿着所有分割预定线13形成了作为分割起点的变质层17的状态下的光器件晶片 11的立体图。S卩，如图6 (A)所示，将卡盘台观移动到聚光器36所处的激光束照射区域，将规定的间隔道13的一端定位于聚光器36的正下方。然后，一边从聚光器36照射对于光器件晶片11具有透射性的波长的脉冲激光束，一边以规定的进给速度向图6(A)中箭头Xl所示方向移动卡盘台观。如图6(B)所示，如果聚光器36的照射位置到达了间隔道13的另一端的位置，则停止脉冲激光束的照射并停止卡盘台观的移动。通过将脉冲激光束的聚光点P对准到光器件晶片11的内部，从而在光器件晶片11的内部沿着间隔道13形成变质层。该变质层17 形成为熔融的再硬化层。变质层17被用作后面的加工工序中的分割起点。例如，如下地设定该变质层形成工序(分割起点形成工序)中的加工条件。
光源LD激励Q开关
NdYV04脉冲激光
波长1064nm
输出0. Iff
重复频率50kHz
加工进给速度:200mm/ 秒
在上述第1实施方式中，在实施分割起点形成工序时，是使用对于光器件晶片具
有透射性的波长的激光束，在蓝宝石基板内部形成变质层来实施处理，而在分割起点形成工序的第2实施方式中，使用对于光器件晶片11具有吸收性的波长的激光束，通过烧蚀加工沿着光器件晶片11的分割预定线13形成作为分割起点的浅的加工槽。
S卩，在第2实施方式的分割起点形成工序中，使用对于光器件晶片11具有吸收性的波长的激光束，在依次进行分度进给的同时，通过烧蚀加工沿着光器件晶片11的在第1 方向上延伸的所有分割预定线13形成作为分割起点的浅的加工槽。接着，将卡盘台观旋转90度，通过烧蚀加工沿着在与第1方向垂直的第2方向上延伸的所有分割预定线13形成作为分割起点的浅的加工槽。例如，如下地设定使用该烧蚀加工进行的分割起点形成工序的加工条件。
光源LD激励Q开关
NdYV04脉冲激光
波长355nm(YV04激光的第3谐波)
输出0. 2W
重复频率200kHz
加工进给速度:200mm/ 秒
在本发明的光器件晶片加工方法中，当分割起点形成工序结束后，使用图3所示
的激光加工装置2A实施裂纹生长工序。即，从激光束照射单元74产生(X)2激光束，如图8 所示，将该(X)2激光束从聚光器76照射到隔着切割带T保持在卡盘台观上的光器件晶片 11。S卩，将光器件晶片11隔着切割带T吸附保持在卡盘台观上，沿着形成有分割起点 17的分割预定线13，从聚光器76照射(X)2激光束，实施使裂纹19从分割起点17向光器件晶片11的基板内部生长的裂纹生长工序。一边以规定间距使卡盘台观依次进行分度进给，一边沿着在第1方向上延伸的所有分割预定线13实施该裂纹生长工序。接着，将卡盘台观旋转90度，沿着在与第1方向垂直的第2方向上延伸的所有分割预定线13实施该裂纹生长工序。使用(X)2激光进行的激光加工是会产生热量的热加工，因而优选的是，从与聚光器 76相邻地配设的冷却流体喷嘴78向加工点呈雾状地喷射由纯水与压缩空气构成的冷却流体，实施裂纹生长工序。例如，如下地设定使用该(X)2激光进行的裂纹生长工序的加工条件。光源0)2激光波长10· 6μπι输出30W加工进给速度200mm/秒当实施该裂纹生长工序时，光器件晶片11沿着裂纹19断开而被分割为各个光器件15，其中，有时会留下裂纹19的深度不足而未完全断开的部位。在这种情况下，使用图9 所示的分割装置80实施将光器件晶片11完全分割为各个光器件15的晶片分割工序。图9所示的分割装置80具有框保持单元82，其保持环状框F ；以及带扩展单元 84，其使安装在由框保持单元82保持的环状框F上的切割带T进行扩展。框保持单元82由环状的框保持部件86、以及配设于框保持部件86的外周的作为固定单元的多个夹具88构成。框保持部件86的上表面形成为载置环状框F的载置面86a， 在该载置面86a上载置环状框F。而且，通过夹具88将载置于载置面86a上的环状框F固定在框保持部件86上。通过带扩展单元84，以可在上下方向上移动的方式支撑这样构成的框保持单元82。带扩展单元84具有配设于环状的框保持部件86的内侧的扩展鼓90。该扩展鼓 90的内径比环状框F的内径小、并且比粘贴在切割带T上的光器件晶片11的外径大，其中切割带T安装在该环状框F上。扩展鼓90具有一体形成在该扩展鼓90下端的支撑凸缘92。带扩展单元84还具有使环状框保持部件86在上下方向上移动的驱动单元94。该驱动单元94由配设于支撑凸缘92上的多个气缸96构成，其活塞杆98与框保持部件86的下表面连接。由多个气缸96构成的驱动单元94使环状的框保持部件86沿着上下方向在基准位置与扩展位置之间移动，其中，所述基准位置是框保持部件86的载置面86a成为与扩展鼓90的上端相同高度时的位置，所述扩展位置是比扩展鼓90的上端靠下方规定量的位置。参照图10(A)和图10(B)说明使用如上构成的分割装置80实施的晶片分割工序。 如图I(KA)所示，将隔着切割带T支撑着光器件晶片11的环状框F载置到框保持部件86的载置面86a上，通过夹具88将环状框F固定在框保持部件86上。此时，框保持部件86被定位在其载置面86a与扩展鼓90的上端成为大致相同高度的基准位置处。接着，驱动气缸96使框保持部件86下降到图10(B)所示的扩展位置。由此，固定于框保持部件86的载置面86a上的环状框F也下降，因此，安装在环状框F上的切割带T 与扩展鼓90的上端缘抵接而主要沿半径方向扩展。其结果，呈放射状地在粘贴于切割带T上的光器件晶片11上作用了拉伸力。这样， 当呈放射状地在光器件晶片11上作用了拉伸力时，光器件晶片11沿着裂纹19断开而被分割为各个光器件15，其中，裂纹19是沿着分割预定线13形成的。在上述第1实施方式中，沿着光器件晶片11的分割预定线13在基板内部形成作为分割起点的变质层17，此后沿着分割预定线13照射(X)2激光束，使裂纹从分割起点起在基板内部生长，将光器件晶片11分割为各个光器件15，因此，即使通过激光照射在基板内部形成了变质层，在围绕着光器件15的侧壁上也基本不会残留有变质层，能够提高光器件的亮度。此外，在第2实施方式中，通过烧蚀加工沿着光器件晶片11的分割预定线13形成作为分割起点的加工槽，此后沿着分割预定线13照射(X)2激光束，使裂纹从分割起点起在基板内部生长，将光器件晶片11分割为各个光器件15，因此，即使通过磨蚀加工形成加工槽，在围绕着光器件15的侧壁上也基本不会残留有熔融层，能够提高光器件15的亮度。
权利要求
1.一种光器件晶片的加工方法，该加工方法将光器件晶片分割为各个光器件，所述光器件晶片在基板表面上层叠有半导体层，且在该半导体层上通过分割预定线进行划分而形成有多个光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于，具有以下工序分割起点形成工序，将对于该基板具有透射性的波长的激光束的聚光点定位到与该分割预定线对应的基板内部，并且沿着该分割预定线进行照射，在基板内部形成变质层，将该变质层作为分割起点，该分割起点是分割的起始部位；以及裂纹生长工序，沿着该分割预定线照射(X)2激光，使裂纹从该分割起点起在基板内部生长。
2.一种光器件晶片的加工方法，该加工方法将光器件晶片分割为各个光器件，所述光器件晶片在基板表面上层叠有半导体层，且在该半导体层上通过分割预定线进行划分而形成有多个光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于，具有以下工序分割起点形成工序，沿着该分割预定线照射对于该基板具有吸收性的波长的激光束， 通过烧蚀加工形成加工槽，将该加工槽作为分割起点，该分割起点是分割的起始部位；以及裂纹生长工序，沿着该分割预定线照射(X)2激光，使裂纹从该分割起点起在基板内部生长。
3.根据权利要求1或2所述的光器件晶片的加工方法，其中，该光器件晶片的加工方法还具有晶片分割工序，该晶片分割工序是在实施了该裂纹生长工序后，向该分割预定线施加外力，将光器件晶片分割为各个光器件。
4.根据权利要求1或2所述的光器件晶片的加工方法，其中， 一边向加工点供给雾状的冷却流体一边实施所述裂纹生长工序。
全文摘要
本发明提供光器件晶片的加工方法，该加工方法不会使光器件的亮度降低。在该光器件晶片的加工方法中，将光器件晶片分割为各个光器件，该光器件晶片在基板的表面层叠有半导体层，且在该半导体层上通过分割预定线进行划分而形成有多个光器件，其特征在于，该光器件晶片的加工方法具有分割起点形成工序，将对于该基板具有透射性的波长的激光束的聚光点定位到与该分割预定线对应的基板内部，并且沿着该分割预定线进行照射而在基板内部形成变质层，将该变质层作为分割起点，该分割起点是分割的起始部位；以及裂纹生长工序，沿着该分割预定线照射CO2激光，使裂纹从该分割起点起在基板内部生长。
文档编号H01L21/78GK102194931SQ20111003396
公开日2011年9月21日 申请日期2011年1月31日 优先权日2010年2月5日
发明者小柳将, 森数洋司 申请人:株式会社迪思科
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