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：
在蓝宝石基板、SiC基板等的表面形成氮化镓(GaN)等的半导体层(外延层)，并在该半导体层上，通过形成为格子状的切割道(分割预定线)划分LED等多个光器件而形成光器件晶片，而该光器件晶片很难通过莫氏硬度比较高的切削叶片来分割，因此通过照射激光束来分割为各个光器件，所分割的光器件利用于便携电话、个人电脑等的电子设备中。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加工方法是如下所述的方法，即将对基板有吸收性的波长(例如 355nm)的激光束，照射到与分割预定线对应的区域，从而通过烧蚀(ablation)加工形成分隔槽，之后施加外力而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加工方法是如下所述的方法，即将对基板有透过性的波长(例如1064nm)的激光束的聚光点定位在与分割预定线对应的基板的内部，并沿着分割预定线照射激光束而形成变质层，之后施加外力而将光器件晶片分割为各个光器件(例如，参照日本专利第 3408805号公报)。任何一个加工方法都可以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 日本专利第3408805号公报然而在烧蚀加工方法之中，具有在围绕光器件的侧壁残存有熔化层而致使光器件亮度降低的问题。另外，在基板内部形成变质层的加工方法之中，具有在围绕光器件的侧壁残存有变质层而致使光器件亮度降低的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种不会导致光器件亮度降低的光器件晶片的加工方法。根据本发明第一方面所述，提供一种光器件晶片的加工方法，将在基板表面层叠半导体层，并在该半导体层上通过分割预定线划分多个光器件而形成的光器件晶片分割为各个光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于，该加工方法包括分割起点形成步骤， 将对该基板有透过性的波长的激光束的聚光点定位于该分割预定线的交叉点的内部而进行照射，在基板内部形成在交叉点相交的十字形变质层，将该变质层设为分割起点，其中， 该分割起点成为分割的起始点；以及裂纹生长步骤，沿着该分割预定线照射CO2激光，使裂纹在基板内部从该分割起点起生长。根据本发明第二方面所述，提供一种光器件晶片的加工方法，将在基板表面层叠半导体层，并在该半导体层上通过分割预定线划分多个光器件而形成的光器件晶片分割为
3各个光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于，该加工方法包括分割起点形成步骤， 向该分割预定线的交叉点照射对该基板有吸收性的波长的激光束，通过烧蚀加工形成在交叉点相交的十字形加工槽，将该加工槽设为分割起点，其中，该分割起点成为分割的起始点；以及裂纹生长步骤，沿着该分割预定线照射C02激光，使裂纹在基板内部从该分割起点起生长。更优选的是，在光器件晶片的加工方法中，还包括在实施该裂纹生长步骤之后实施的晶片分割步骤，在该晶片分割步骤中，对该分割预定线施加外力而将光器件晶片分割为各个光器件。更优选的是，上述裂纹生长步骤是在向加工点供给雾状冷却流体的同时实施的。根据本发明第一方面所述发明，在与分割预定线的各交叉点对应的基板内部形成作为分割起点的十字形变质层，此后沿着分割预定线照射CO2激光，使裂纹在基板内部从分割起点起生长，将光器件晶片分割为各个光器件，因此在围绕光器件的侧壁几乎不会残留变质层，能提高光器件的亮度。根据本发明第二方面所述发明，在分割预定线的各交叉点的基板表面形成作为分割起点的十字形加工槽，此后沿着分割预定线照射(X)2激光，使裂纹在基板内部从分割起点起生长，将光器件晶片分割为各个光器件，因此在围绕光器件的侧壁几乎不会残留熔化层， 能提高光器件的亮度。
图1是适于实施分割起点形成步骤的激光加工装置的概要立体图。图2是激光束照射单元的框图。图3是适于实施裂纹生长步骤的激光加工装置的概要立体图。图4是经由切割带而支撑于环状框架的光器件晶片的立体图。图5是说明分割起点形成步骤的立体图。图6是分割起点形成步骤的说明图。图7是在所有的分割预定线的交叉点形成有十字形变质层的状态下的晶片的立体图。图8是说明裂纹生长步骤的立体图。图9是分割装置的立体图。图10是晶片分割步骤的说明图。符号说明2、2A激光加工装置；11光器件晶片；13分割预定线(切割道)；15光器件；17变质层；19裂纹；观工作盘；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框架保持单元；84带扩张单元；86框架保持部件；90扩张鼓；96气缸
具体实施例方式下面参照附图详细说明本发明实施方式。参照图1，表示出适于实施本发明晶片加工方法的分割起点形成步骤的激光加工装置2的概要构成图。
激光加工装置2具有以能够在X轴方向移动的方式搭载于静止基座4上的第1滑动块6。第1滑动块6通过由滚珠丝杠8和脉冲电动机10构成的加工移送单元12而沿着一对导轨14在加工移送方向、即X轴方向移动。第1滑动块6上以能够在Y轴方向移动的方式搭载有第2滑动块16。S卩，第2滑动块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 在分度移送方向、即Y轴方向移动。第2滑动块16上通过圆筒支撑部件沈搭载有工作盘28，工作盘28通过加工移送单元12和分度移送单元22而能够在X轴方向和Y轴方向移动。工作盘观设有对吸附保持于工作盘观的半导体晶片进行夹紧的夹具30。静止基座4立设有柱32，该柱32安装有收容激光束照射单元34的壳35。如图2 所示，激光束照射单元34具有使YAG激光或YV04激光进行振荡的激光振荡器62、重复频率设定单元64、脉冲宽度调整单元66、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被调整为规定功率的脉冲激光束被安装于壳35前端的聚光器36的反射镜70所反射，进而通过聚光用物镜72进行会聚，照射到保持于工作盘观的光器件晶片11。在壳35的前端部配设有与聚光器36排列在X轴方向上，检测应进行激光加工的区域的摄像单元38。摄像单元38具有通过可见光对光器件晶片11的加工区域进行摄像的通常的CXD等摄像元件。摄像单元38还具有向光器件晶片11照射红外线的红外线照射单元、捕捉由红外线照射单元所照射的红外线的光学系统、输出与通过该光学系统捕捉的红外线对应的电信号的由红外线CCD等红外线摄像元件构成的红外线摄像单元，摄像获得的图像信号被发移送控制器(控制单元)40。控制器40是由计算机构成的，其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、输出接口 52。56是加工移送量检测单元，其由沿着导轨14配设的线纹尺M、和配设于第1滑动块6的未图示的读取头构成，加工移送量检测单元56的检测信号被输入到控制器40的输入接口 50。60是分度移送量检测单元，其由沿着导轨M配设的线纹尺58和配设于第2滑动块16的未图示的读取头构成，分度移送量检测单元60的检测信号被输入到控制器40的输入接口 50。通过摄像单元38摄像获得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，表示出适于实施本发明的光器件晶片的加工方法中裂纹生长步骤的激光加工装置2A的概要构成图。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，对与激光加工装置2实质相同的构成部分赋予相同的符号， 为了避免重复而省略对其说明。激光加工装置2A中，在立设于静止基座4的柱32安装有收容激光束照射单元74的壳75。激光束照射单元74具有省略了图示的CO2激光振荡器、对由CO2激光振荡器振荡后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的功率调整单元被调整为规定功率的(X)2激光束被安装于壳75前端的聚光器76的反射镜所反射，进而通过聚光用物镜进行会聚，照射到保持于工作盘观的光器件晶片11。与聚光器36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的热加工，因而优选从冷却流体供给喷嘴78喷射出纯水与压缩空气的混合液体，在向加工点供给雾状冷却流体的同时进行激光加工。然而冷却流体的供给并非实施本发明的裂纹生长步骤所必需的。参见图4，表示出经由切割带T支撑于环状框架F的作为本发明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镓(GaN)等半导体层(外延层)，通过呈格子状的分割预定线13在半导体层划分而形成有多个光器件15。接着，参照图5和图6说明本发明的光器件晶片的加工方法中分割起点形成步骤的第1实施方式。本实施方式的分割起点形成步骤中，如图5所示，在工作盘观通过切割带T吸附保持光器件晶片11，通过聚光器36使对光器件晶片11有透过性的波长的激光束会聚于基板内部与垂直形成的分割预定线(切割道)13的交叉点对应的部位，向箭头Xl方向对工作盘观进行加工移送，并且在基板内部与分割预定线13的交叉点对应的部位形成变质层17a。通过分度移送单元22以规定间距进行分度移送，同时在基板内部与在第1方向延伸的所有分割预定线13的交叉点对应的部位形成变质层17a。然后将工作盘观旋转90 度，在基板内部与在垂直于第1方向的第2方向延伸的所有分割预定线13的交叉点对应的部位形成变质层17b。参见图7，表示出在基板内部与垂直形成的所有分割预定线13的交叉点对应的部位形成有作为分割起点的十字形变质层17的状态下的光器件晶片11的立体图。S卩，如图6 (A)所示，将工作盘观移动到聚光器36所处的激光束照射区域，将与左端部的器件15相邻的规定的切割道13的部分定位于聚光器36的正下方。而且，由聚光器36将对光器件晶片11有透过性的波长的脉冲激光束的聚光点P 定位于晶片内部，间歇性照射脉冲激光束，以规定的移送速度向图6(A)中箭头Xl所示方向移动工作盘36。如图6⑶所示，当聚光器36的照射位置到达与右端的器件15相邻的切割道13的位置时，停止脉冲激光束的照射并停止工作盘36的移动。由此就能仅在光器件晶片11的垂直形成的分割预定线13的各交叉点部分形成变质层17a。如果在向第1方向延伸的分割预定线13的所有交叉点部分都形成了变质层17a， 则将工作盘观旋转90度，在向与第1方向垂直的第2方向延伸的所有分割预定线13的交叉点部分形成变质层17b。其结果，在分割预定线13的各交叉点部分形成由变质层17a和变质层17b构成的十字形变质层17。该十字形变质层17形成为熔化再硬化层。十字形变质层17用作后续的加工步骤中的分割起点。例如如下来设定该变质层形成步骤(分割起点形成步骤)的加工条件。
光源LD激励Q开关Nd :YV04 脉冲激光波长1064nm输出0.Iff重复频率50kHz加工移送速度200mm/秒在上述第1实施方式中，当实施分割起点形成步骤时使用对光器件晶片有透过性的波长的激光束，在蓝宝石基板内部形成十字形变质层17来实施处理，而在分割起点形成步骤的第2实施方式中，使用对光器件晶片11有吸收性的波长的激光束，通过烧蚀加工在光器件晶片11的分割预定线13的交叉点部分形成作为分割起点的浅的十字形加工槽。S卩，在第2实施方式的分割起点形成步骤中，使用对光器件晶片11有吸收性的波长的激光束，在依次进行分度移送的同时，通过烧蚀加工在光器件晶片11的向第1方向延伸的所有分割预定线13的交叉点部分形成作为分割起点的浅的加工槽。接下来，将工作盘观旋转90度，通过烧蚀加工在与第1方向垂直的第2方向延伸的所有分割预定线13的交叉点部分形成作为分割起点的浅的加工槽，获得十字形加工槽。例如如下设定基于该烧蚀加工的分割起点形成步骤的加工条件。光源LD激励Q开关Nd :YV04 脉冲激光波长355nm (YV04激光的第3高次谐波)输出0.2W重复频率200kHz加工移送速度200mm/秒在本发明的光器件晶片加工方法中，当分割起点形成步骤结束后，使用图3所示的激光加工装置2A实施裂纹生长步骤。S卩，由激光束照射单元74产生(X)2激光束，如图8 所示从聚光器76经由切割带T使用该(X)2激光束照射保持于工作盘观的光器件晶片11。S卩，通过切割带T在工作盘观吸附保持光器件晶片11，由聚光器76沿着在分割预定线13的各交叉点部分形成有十字形分割起点17的分割预定线13照射(X)2激光束，实施使裂纹19从分割起点17起在光器件晶片11的基板内部生长的裂纹生长步骤。在该裂纹生长步骤中，以规定间距对工作盘观依次分度移送，同时沿着在第1方向延伸的所有分割预定线13实施该步骤。按后，使工作盘观旋转90度，沿着在与第1方向垂直的第2方向延伸的所有分割预定线13实施该步骤。由于使用(X)2激光进行的激光加工是会产生热的热加工，因而优选从与聚光器76 相邻配设的冷却流体喷嘴78朝加工点呈雾状喷射出通过纯水与压缩空气构成的冷却流体，实施裂纹生长步骤。例如如下设定使用该(X)2激光进行的裂纹生长步骤的加工条件。光源0)2激光波长10.6μπι输出30W加工移送速度200mm/秒
实施该裂纹生长步骤时，光器件晶片11就会沿着裂纹19破裂而被分割为各个光器件15，其中也会残留裂纹19深度不足而导致没有完全断裂的部位。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的晶片分割步骤。图9所示的分割装置80具有保持环状框架F的框架保持单元82、扩张保持在框架保持单元82的环状框架F所安装的切割带T的带扩张单元84。框架保持单元82由环状的框架保持部件86和配设于框架保持部件86的外周而作为固定单元的多个夹具88构成。框架保持部件86的上表面形成载置环状框架F的载置面86a，在该载置面86a上载置着环状框架F。而且，载置于载置面86a上的环状框架F通过夹具88被固定于框架保持部件86。 如上构成的框架保持单元82被带扩张单元84支撑为能够在上下方向移动。带扩张单元84具有配设于环状的框架保持部件86的内侧的扩张鼓90。该扩张鼓 90的内径小于环状框架F的内径，而且大于安装于该环状框架F的切割带T所贴附的光器件晶片11的外径。扩张鼓90具有一体形成于该扩张鼓90下端的支撑凸缘92。带扩张单元84还具有使环状框架保持部件86在上下方向移动的驱动单元94。该驱动单元94通过配设于支撑凸缘92上的多个气缸96构成，该活塞杆98与框架保持部件86的下面连接。由多个气缸96构成的驱动单元94使环状框架保持部件86沿着上下方向，在其载置面86a与扩张鼓90的上端处于大致相同高度的基准位置与比扩张鼓90的上端向下方偏规定量的扩展位置之间移动。参照图10(A)和图10(B)说明使用如上构成的分割装置80实施的晶片分割步骤。 如图10(A)所示，将通过切割带T支撑光器件晶片11的环状框架F载置在框架保持部件86 的载置面86a上。通过夹具88固定框架保持部件86。此时，框架保持部件86被定位于其载置面86a与扩张鼓90的上端大致相同高度时的基准位置。接着，驱动气缸96而使框架保持部件86下降到图10(B)所示的扩张位置。由此使得固定于框架保持部件86的载置面86a上的环状框架F也下降，因此安装于环状框架F 的切割带T抵接到扩张鼓90的上端缘而主要在半径方向扩张。其结果是，张力呈放射状作用于贴附于切割带T的光器件晶片11。如上，当张力呈放射状作用于光器件晶片11时，光器件晶片11会沿着按照分割预定线13形成的裂纹19 断裂，被分割为各个光器件15。在上述第1实施方式中，在光器件晶片11的基板内部与垂直形成的分割预定线13 的各交叉点对应的部位形成作为分割起点的十字形变质层17，此后沿着分割预定线13照射0)2激光，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， 因此即便通过激光照射而在基板内部形成了变质层，也几乎不会在围绕光器件15的侧壁残留变质层，能提升光器件的亮度。而在第2实施方式中，通过烧蚀加工在光器件晶片11的基板内部与垂直形成的分割预定线13的各交叉点部分形成作为分割起点的十字形加工槽，此后沿着分割预定线13 照射CO2激光，使裂纹从分割起点开始在基板内部生长，将光器件晶片11分割为各个光器件15，因此即便通过烧蚀加工形成了加工槽，也几乎不会在围绕光器件15的侧壁残留熔化层，能提升光器件的亮度。
权利要求
1.一种光器件晶片的加工方法，将在基板表面层叠半导体层，并在该半导体层上通过分割预定线划分多个光器件而成的光器件晶片分割为各个光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于， 该加工方法包括分割起点形成步骤，将对该基板有透过性的波长的激光束的聚光点定位于该分割预定线的交叉点的内部而进行照射，在基板内部形成在交叉点处相交的十字形变质层，将该变质层设为分割起点，其中，该分割起点成为分割的起始点；以及裂纹生长步骤，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，将在基板表面层叠半导体层，并在该半导体层上通过分割预定线划分多个光器件而成的光器件晶片分割为各个光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于， 该加工方法包括分割起点形成步骤，向该分割预定线的交叉点照射对该基板有吸收性的波长的激光束，通过烧蚀加工形成在交叉点处相交的十字形加工槽，将该加工槽设为分割起点，其中， 该分割起点成为分割的起始点；以及裂纹生长步骤，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，该加工方法还包括在实施该裂纹生长步骤之后实施的晶片分割步骤，在该晶片分割步骤中，对该分割预定线施加外力而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，上述裂纹生长步骤是在向加工点供给雾状冷却流体的同时实施的。
全文摘要
本发明提供一种不会导致光器件亮度降低的光器件晶片的加工方法。作为解决手段，在光器件晶片的加工方法中，将在基板表面层叠半导体层，并在该半导体层上通过分割预定线划分多个光器件而形成的光器件晶片分割为各个光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于，该加工方法包括分割起点形成步骤，将对该基板有透过性的波长的激光束的聚光点定位于该分割预定线的交叉点的内部而进行照射，在基板内部形成在交叉点相交的十字形变质层，将该变质层设为分割起点，其中，该分割起点成为分割的起始点；以及裂纹生长步骤，沿着该分割预定线照射CO2激光，使裂纹在基板内部从该分割起点起生长。
文档编号H01L21/78GK102194745SQ20111003371
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：
在蓝宝石基板、SiC基板等的表面形成氮化镓(GaN)等的半导体层(外延层)，并在该半导体层上，通过形成为格子状的切割道(分割预定线)划分LED等多个光器件而形成光器件晶片，而该光器件晶片很难通过莫氏硬度比较高的切削叶片来分割，因此通过照射激光束来分割为各个光器件，所分割的光器件利用于便携电话、个人电脑等的电子设备中。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加工方法是如下所述的方法，即将对基板有吸收性的波长(例如 355nm)的激光束，照射到与分割预定线对应的区域，从而通过烧蚀(ablation)加工形成分隔槽，之后施加外力而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加工方法是如下所述的方法，即将对基板有透过性的波长(例如1064nm)的激光束的聚光点定位在与分割预定线对应的基板的内部，并沿着分割预定线照射激光束而形成变质层，之后施加外力而将光器件晶片分割为各个光器件(例如，参照日本专利第 3408805号公报)。任何一个加工方法都可以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 日本专利第3408805号公报然而在烧蚀加工方法之中，具有在围绕光器件的侧壁残存有熔化层而致使光器件亮度降低的问题。另外，在基板内部形成变质层的加工方法之中，具有在围绕光器件的侧壁残存有变质层而致使光器件亮度降低的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种不会导致光器件亮度降低的光器件晶片的加工方法。根据本发明第一方面所述，提供一种光器件晶片的加工方法，将在基板表面层叠半导体层，并在该半导体层上通过分割预定线划分多个光器件而形成的光器件晶片分割为各个光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于，该加工方法包括分割起点形成步骤， 将对该基板有透过性的波长的激光束的聚光点定位于该分割预定线的交叉点的内部而进行照射，在基板内部形成在交叉点相交的十字形变质层，将该变质层设为分割起点，其中， 该分割起点成为分割的起始点；以及裂纹生长步骤，沿着该分割预定线照射CO2激光，使裂纹在基板内部从该分割起点起生长。根据本发明第二方面所述，提供一种光器件晶片的加工方法，将在基板表面层叠半导体层，并在该半导体层上通过分割预定线划分多个光器件而形成的光器件晶片分割为
3各个光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于，该加工方法包括分割起点形成步骤， 向该分割预定线的交叉点照射对该基板有吸收性的波长的激光束，通过烧蚀加工形成在交叉点相交的十字形加工槽，将该加工槽设为分割起点，其中，该分割起点成为分割的起始点；以及裂纹生长步骤，沿着该分割预定线照射C02激光，使裂纹在基板内部从该分割起点起生长。更优选的是，在光器件晶片的加工方法中，还包括在实施该裂纹生长步骤之后实施的晶片分割步骤，在该晶片分割步骤中，对该分割预定线施加外力而将光器件晶片分割为各个光器件。更优选的是，上述裂纹生长步骤是在向加工点供给雾状冷却流体的同时实施的。根据本发明第一方面所述发明，在与分割预定线的各交叉点对应的基板内部形成作为分割起点的十字形变质层，此后沿着分割预定线照射CO2激光，使裂纹在基板内部从分割起点起生长，将光器件晶片分割为各个光器件，因此在围绕光器件的侧壁几乎不会残留变质层，能提高光器件的亮度。根据本发明第二方面所述发明，在分割预定线的各交叉点的基板表面形成作为分割起点的十字形加工槽，此后沿着分割预定线照射(X)2激光，使裂纹在基板内部从分割起点起生长，将光器件晶片分割为各个光器件，因此在围绕光器件的侧壁几乎不会残留熔化层， 能提高光器件的亮度。
图1是适于实施分割起点形成步骤的激光加工装置的概要立体图。图2是激光束照射单元的框图。图3是适于实施裂纹生长步骤的激光加工装置的概要立体图。图4是经由切割带而支撑于环状框架的光器件晶片的立体图。图5是说明分割起点形成步骤的立体图。图6是分割起点形成步骤的说明图。图7是在所有的分割预定线的交叉点形成有十字形变质层的状态下的晶片的立体图。图8是说明裂纹生长步骤的立体图。图9是分割装置的立体图。图10是晶片分割步骤的说明图。符号说明2、2A激光加工装置；11光器件晶片；13分割预定线(切割道)；15光器件；17变质层；19裂纹；观工作盘；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框架保持单元；84带扩张单元；86框架保持部件；90扩张鼓；96气缸
具体实施例方式下面参照附图详细说明本发明实施方式。参照图1，表示出适于实施本发明晶片加工方法的分割起点形成步骤的激光加工装置2的概要构成图。
激光加工装置2具有以能够在X轴方向移动的方式搭载于静止基座4上的第1滑动块6。第1滑动块6通过由滚珠丝杠8和脉冲电动机10构成的加工移送单元12而沿着一对导轨14在加工移送方向、即X轴方向移动。第1滑动块6上以能够在Y轴方向移动的方式搭载有第2滑动块16。S卩，第2滑动块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 在分度移送方向、即Y轴方向移动。第2滑动块16上通过圆筒支撑部件沈搭载有工作盘28，工作盘28通过加工移送单元12和分度移送单元22而能够在X轴方向和Y轴方向移动。工作盘观设有对吸附保持于工作盘观的半导体晶片进行夹紧的夹具30。静止基座4立设有柱32，该柱32安装有收容激光束照射单元34的壳35。如图2 所示，激光束照射单元34具有使YAG激光或YV04激光进行振荡的激光振荡器62、重复频率设定单元64、脉冲宽度调整单元66、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被调整为规定功率的脉冲激光束被安装于壳35前端的聚光器36的反射镜70所反射，进而通过聚光用物镜72进行会聚，照射到保持于工作盘观的光器件晶片11。在壳35的前端部配设有与聚光器36排列在X轴方向上，检测应进行激光加工的区域的摄像单元38。摄像单元38具有通过可见光对光器件晶片11的加工区域进行摄像的通常的CXD等摄像元件。摄像单元38还具有向光器件晶片11照射红外线的红外线照射单元、捕捉由红外线照射单元所照射的红外线的光学系统、输出与通过该光学系统捕捉的红外线对应的电信号的由红外线CCD等红外线摄像元件构成的红外线摄像单元，摄像获得的图像信号被发移送控制器(控制单元)40。控制器40是由计算机构成的，其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、输出接口 52。56是加工移送量检测单元，其由沿着导轨14配设的线纹尺M、和配设于第1滑动块6的未图示的读取头构成，加工移送量检测单元56的检测信号被输入到控制器40的输入接口 50。60是分度移送量检测单元，其由沿着导轨M配设的线纹尺58和配设于第2滑动块16的未图示的读取头构成，分度移送量检测单元60的检测信号被输入到控制器40的输入接口 50。通过摄像单元38摄像获得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，表示出适于实施本发明的光器件晶片的加工方法中裂纹生长步骤的激光加工装置2A的概要构成图。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，对与激光加工装置2实质相同的构成部分赋予相同的符号， 为了避免重复而省略对其说明。激光加工装置2A中，在立设于静止基座4的柱32安装有收容激光束照射单元74的壳75。激光束照射单元74具有省略了图示的CO2激光振荡器、对由CO2激光振荡器振荡后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的功率调整单元被调整为规定功率的(X)2激光束被安装于壳75前端的聚光器76的反射镜所反射，进而通过聚光用物镜进行会聚，照射到保持于工作盘观的光器件晶片11。与聚光器36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的热加工，因而优选从冷却流体供给喷嘴78喷射出纯水与压缩空气的混合液体，在向加工点供给雾状冷却流体的同时进行激光加工。然而冷却流体的供给并非实施本发明的裂纹生长步骤所必需的。参见图4，表示出经由切割带T支撑于环状框架F的作为本发明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镓(GaN)等半导体层(外延层)，通过呈格子状的分割预定线13在半导体层划分而形成有多个光器件15。接着，参照图5和图6说明本发明的光器件晶片的加工方法中分割起点形成步骤的第1实施方式。本实施方式的分割起点形成步骤中，如图5所示，在工作盘观通过切割带T吸附保持光器件晶片11，通过聚光器36使对光器件晶片11有透过性的波长的激光束会聚于基板内部与垂直形成的分割预定线(切割道)13的交叉点对应的部位，向箭头Xl方向对工作盘观进行加工移送，并且在基板内部与分割预定线13的交叉点对应的部位形成变质层17a。通过分度移送单元22以规定间距进行分度移送，同时在基板内部与在第1方向延伸的所有分割预定线13的交叉点对应的部位形成变质层17a。然后将工作盘观旋转90 度，在基板内部与在垂直于第1方向的第2方向延伸的所有分割预定线13的交叉点对应的部位形成变质层17b。参见图7，表示出在基板内部与垂直形成的所有分割预定线13的交叉点对应的部位形成有作为分割起点的十字形变质层17的状态下的光器件晶片11的立体图。S卩，如图6 (A)所示，将工作盘观移动到聚光器36所处的激光束照射区域，将与左端部的器件15相邻的规定的切割道13的部分定位于聚光器36的正下方。而且，由聚光器36将对光器件晶片11有透过性的波长的脉冲激光束的聚光点P 定位于晶片内部，间歇性照射脉冲激光束，以规定的移送速度向图6(A)中箭头Xl所示方向移动工作盘36。如图6⑶所示，当聚光器36的照射位置到达与右端的器件15相邻的切割道13的位置时，停止脉冲激光束的照射并停止工作盘36的移动。由此就能仅在光器件晶片11的垂直形成的分割预定线13的各交叉点部分形成变质层17a。如果在向第1方向延伸的分割预定线13的所有交叉点部分都形成了变质层17a， 则将工作盘观旋转90度，在向与第1方向垂直的第2方向延伸的所有分割预定线13的交叉点部分形成变质层17b。其结果，在分割预定线13的各交叉点部分形成由变质层17a和变质层17b构成的十字形变质层17。该十字形变质层17形成为熔化再硬化层。十字形变质层17用作后续的加工步骤中的分割起点。例如如下来设定该变质层形成步骤(分割起点形成步骤)的加工条件。
光源LD激励Q开关Nd :YV04 脉冲激光波长1064nm输出0.Iff重复频率50kHz加工移送速度200mm/秒在上述第1实施方式中，当实施分割起点形成步骤时使用对光器件晶片有透过性的波长的激光束，在蓝宝石基板内部形成十字形变质层17来实施处理，而在分割起点形成步骤的第2实施方式中，使用对光器件晶片11有吸收性的波长的激光束，通过烧蚀加工在光器件晶片11的分割预定线13的交叉点部分形成作为分割起点的浅的十字形加工槽。S卩，在第2实施方式的分割起点形成步骤中，使用对光器件晶片11有吸收性的波长的激光束，在依次进行分度移送的同时，通过烧蚀加工在光器件晶片11的向第1方向延伸的所有分割预定线13的交叉点部分形成作为分割起点的浅的加工槽。接下来，将工作盘观旋转90度，通过烧蚀加工在与第1方向垂直的第2方向延伸的所有分割预定线13的交叉点部分形成作为分割起点的浅的加工槽，获得十字形加工槽。例如如下设定基于该烧蚀加工的分割起点形成步骤的加工条件。光源LD激励Q开关Nd :YV04 脉冲激光波长355nm (YV04激光的第3高次谐波)输出0.2W重复频率200kHz加工移送速度200mm/秒在本发明的光器件晶片加工方法中，当分割起点形成步骤结束后，使用图3所示的激光加工装置2A实施裂纹生长步骤。S卩，由激光束照射单元74产生(X)2激光束，如图8 所示从聚光器76经由切割带T使用该(X)2激光束照射保持于工作盘观的光器件晶片11。S卩，通过切割带T在工作盘观吸附保持光器件晶片11，由聚光器76沿着在分割预定线13的各交叉点部分形成有十字形分割起点17的分割预定线13照射(X)2激光束，实施使裂纹19从分割起点17起在光器件晶片11的基板内部生长的裂纹生长步骤。在该裂纹生长步骤中，以规定间距对工作盘观依次分度移送，同时沿着在第1方向延伸的所有分割预定线13实施该步骤。按后，使工作盘观旋转90度，沿着在与第1方向垂直的第2方向延伸的所有分割预定线13实施该步骤。由于使用(X)2激光进行的激光加工是会产生热的热加工，因而优选从与聚光器76 相邻配设的冷却流体喷嘴78朝加工点呈雾状喷射出通过纯水与压缩空气构成的冷却流体，实施裂纹生长步骤。例如如下设定使用该(X)2激光进行的裂纹生长步骤的加工条件。光源0)2激光波长10.6μπι输出30W加工移送速度200mm/秒
实施该裂纹生长步骤时，光器件晶片11就会沿着裂纹19破裂而被分割为各个光器件15，其中也会残留裂纹19深度不足而导致没有完全断裂的部位。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的晶片分割步骤。图9所示的分割装置80具有保持环状框架F的框架保持单元82、扩张保持在框架保持单元82的环状框架F所安装的切割带T的带扩张单元84。框架保持单元82由环状的框架保持部件86和配设于框架保持部件86的外周而作为固定单元的多个夹具88构成。框架保持部件86的上表面形成载置环状框架F的载置面86a，在该载置面86a上载置着环状框架F。而且，载置于载置面86a上的环状框架F通过夹具88被固定于框架保持部件86。 如上构成的框架保持单元82被带扩张单元84支撑为能够在上下方向移动。带扩张单元84具有配设于环状的框架保持部件86的内侧的扩张鼓90。该扩张鼓 90的内径小于环状框架F的内径，而且大于安装于该环状框架F的切割带T所贴附的光器件晶片11的外径。扩张鼓90具有一体形成于该扩张鼓90下端的支撑凸缘92。带扩张单元84还具有使环状框架保持部件86在上下方向移动的驱动单元94。该驱动单元94通过配设于支撑凸缘92上的多个气缸96构成，该活塞杆98与框架保持部件86的下面连接。由多个气缸96构成的驱动单元94使环状框架保持部件86沿着上下方向，在其载置面86a与扩张鼓90的上端处于大致相同高度的基准位置与比扩张鼓90的上端向下方偏规定量的扩展位置之间移动。参照图10(A)和图10(B)说明使用如上构成的分割装置80实施的晶片分割步骤。 如图10(A)所示，将通过切割带T支撑光器件晶片11的环状框架F载置在框架保持部件86 的载置面86a上。通过夹具88固定框架保持部件86。此时，框架保持部件86被定位于其载置面86a与扩张鼓90的上端大致相同高度时的基准位置。接着，驱动气缸96而使框架保持部件86下降到图10(B)所示的扩张位置。由此使得固定于框架保持部件86的载置面86a上的环状框架F也下降，因此安装于环状框架F 的切割带T抵接到扩张鼓90的上端缘而主要在半径方向扩张。其结果是，张力呈放射状作用于贴附于切割带T的光器件晶片11。如上，当张力呈放射状作用于光器件晶片11时，光器件晶片11会沿着按照分割预定线13形成的裂纹19 断裂，被分割为各个光器件15。在上述第1实施方式中，在光器件晶片11的基板内部与垂直形成的分割预定线13 的各交叉点对应的部位形成作为分割起点的十字形变质层17，此后沿着分割预定线13照射0)2激光，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， 因此即便通过激光照射而在基板内部形成了变质层，也几乎不会在围绕光器件15的侧壁残留变质层，能提升光器件的亮度。而在第2实施方式中，通过烧蚀加工在光器件晶片11的基板内部与垂直形成的分割预定线13的各交叉点部分形成作为分割起点的十字形加工槽，此后沿着分割预定线13 照射CO2激光，使裂纹从分割起点开始在基板内部生长，将光器件晶片11分割为各个光器件15，因此即便通过烧蚀加工形成了加工槽，也几乎不会在围绕光器件15的侧壁残留熔化层，能提升光器件的亮度。
权利要求
1.一种光器件晶片的加工方法，将在基板表面层叠半导体层，并在该半导体层上通过分割预定线划分多个光器件而成的光器件晶片分割为各个光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于， 该加工方法包括分割起点形成步骤，将对该基板有透过性的波长的激光束的聚光点定位于该分割预定线的交叉点的内部而进行照射，在基板内部形成在交叉点处相交的十字形变质层，将该变质层设为分割起点，其中，该分割起点成为分割的起始点；以及裂纹生长步骤，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，将在基板表面层叠半导体层，并在该半导体层上通过分割预定线划分多个光器件而成的光器件晶片分割为各个光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于， 该加工方法包括分割起点形成步骤，向该分割预定线的交叉点照射对该基板有吸收性的波长的激光束，通过烧蚀加工形成在交叉点处相交的十字形加工槽，将该加工槽设为分割起点，其中， 该分割起点成为分割的起始点；以及裂纹生长步骤，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，该加工方法还包括在实施该裂纹生长步骤之后实施的晶片分割步骤，在该晶片分割步骤中，对该分割预定线施加外力而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，上述裂纹生长步骤是在向加工点供给雾状冷却流体的同时实施的。
全文摘要
本发明提供一种不会导致光器件亮度降低的光器件晶片的加工方法。作为解决手段，在光器件晶片的加工方法中，将在基板表面层叠半导体层，并在该半导体层上通过分割预定线划分多个光器件而形成的光器件晶片分割为各个光器件，该光器件晶片的加工方法的特征在于，该加工方法包括分割起点形成步骤，将对该基板有透过性的波长的激光束的聚光点定位于该分割预定线的交叉点的内部而进行照射，在基板内部形成在交叉点相交的十字形变质层，将该变质层设为分割起点，其中，该分割起点成为分割的起始点；以及裂纹生长步骤，沿着该分割预定线照射CO2激光，使裂纹在基板内部从该分割起点起生长。
文档编号H01L21/78GK102194745SQ20111003371
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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