(57)【要約】【課題】発光層の主に裏面から出射される光を効率よく取り出すことができる発光チップを効率的に生産することができる加工方法を提供すること。【解決手段】加工方法は分割起点形成工程と貼着工程と透光性基板分割工程とウエーハ分割工程とを備える。分割起点形成工程では表面の複数の分割予定ラインで区画された各領域に発光層２ａが形成されたウエーハに分割予定ラインに沿って改質層Ｋを形成する。貼着工程ではウエーハの裏面に発光層２ａから発光される光を透過する材質で形成された透光性基板を発光層２ａから発光された光を透過する透光性樹脂２ｅで貼着する。透光性基板分割工程では透光性基板を分割予定ラインに沿って切削ブレードにより切削を行い複数の透光性部材２ｃに分割する。ウエーハ分割工程では分割予定ラインに沿って外力を付与し改質層Ｋを起点にウエーハを複数のチップ２ｂに分割する。【選択図】図６
2014239123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に発光層を備えたチップと、該チップの裏面側に透光性を有する透光性樹脂で貼着され且つ該発光層から発光された光を透過する材質で形成された透光性部材と、から形成された発光チップを製造する加工方法であって、
基板の表面に複数の分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域に発光層が形成されたウエーハに、該ウエーハを分割するための、該分割予定ラインに沿って分割起点を形成する分割起点形成工程と、
該分割起点形成工程を実施した後に、ウエーハの裏面に少なくともウエーハと同等の面積を有し且つ該発光層から発光される光を透過する材質で形成された透光性基板を、該発光層から発光された光を透過する透光性樹脂で貼着する貼着工程と、
該貼着工程を実施した後に、該透光性基板を該分割予定ラインに沿って切削ブレードにより切削を行い、複数の透光性部材に分割する透光性基板分割工程と、
該透光性基板分割工程を実施した後に、該ウエーハの該分割予定ラインに沿って外力を付与し該分割起点を起点に該ウエーハを複数のチップに分割するウエーハ分割工程と、
を備える加工方法。
【請求項２】
該分割起点形成工程における該分割起点は、該発光層側から該ウエーハにアブレーション加工又は切削ブレードを用いた切削加工を施すことにより、該表面に形成された分割起点溝である、請求項１記載の加工方法。
【請求項３】
該分割起点形成工程における該分割起点は、該裏面側から該ウエーハを透過する波長のレーザー光線を該分割予定ラインに沿って照射して、該ウエーハの内部に形成された改質層である、請求項１記載の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード等の発光デバイスを形成する発光チップを製造する加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）等の光デバイスは、結晶成長用基板上にエピタキシャル層（結晶層）を成長させ、更に格子状の分割予定ラインで区画された各領域に形成される。その後、例えば結晶成長用基板を分割予定ラインに沿って分割して個片化することで、個々の光デバイスが製造されている。
【０００３】
緑色や青色の光を出射する発光層がＩｎＧａＮ系のチップでは、サファイアが結晶成長用基板に一般的に用いられ、このサファイア基板上に順次ｎ型ＧａＮ半導体層、ＩｎＧａＮ発光層、ｐ型ＧａＮ半導体層をエピタキシャル成長させる。そして、ｎ型ＧａＮ半導体層とｐ型ＧａＮ半導体層のそれぞれに外部取り出し用電極が形成されて光デバイスが形成される。
【０００４】
ＬＥＤ等の光デバイスにおいては、より高い輝度が求められており、光の取り出し効率の向上が要望されている（例えば、特許文献１参照）。サファイア基板の厚みが薄すぎる場合には、ＧａＮ半導体層（発光層）の裏面側から出射した光が、サファイア基板を透過して、パッケージ基板で反射しＧａＮ半導体層（発光層）側に再入斜してしまい、輝度がその分低下してしまうという問題がある。
【０００５】
一方で、サファイア基板を厚くすることでＧａＮ半導体層（発光層）の裏面側から出射する光が、パッケージ基板で反射しても再度ＧａＮ半導体層（発光層）に入斜することなく外部へ発光されるため、輝度の向上が図れるが、厚いサファイア基板を加工することは困難を極める。そのため、本発明の出願人は、表面に発光層が形成された薄いパッケージ基板の裏面側に透光性部材を貼着することで、ＧａＮ半導体層（発光層）の主に裏面から出射される光を効率よく取り出すことができる発光チップを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−１０６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、発光チップ及び透光性部材は微細であるため、発光チップの裏面に透光性部材を樹脂で一つ一つ貼着することは相当な時間を要し、作業も繁雑であり生産性が悪い、という問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、その目的は、発光層の主に裏面から出射される光を効率よく取り出すことができる発光チップを効率的に生産することができる加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の加工方法は、表面に発光層を備えたチップと、該チップの裏面側に透光性を有する透光性樹脂で貼着され且つ該発光層から発光された光を透過する材質で形成された透光性部材と、から形成された発光チップを製造する加工方法であって、基板の表面に複数の分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域に発光層が形成されたウエーハに、該ウエーハを分割するための、該分割予定ラインに沿って分割起点を形成する分割起点形成工程と、該分割起点形成工程を実施した後に、ウエーハの裏面に少なくともウエーハと同等の面積を有し且つ該発光層から発光される光を透過する材質で形成された透光性基板を、該発光層から発光された光を透過する透光性樹脂で貼着する貼着工程と、該貼着工程を実施した後に、該透光性基板を該分割予定ラインに沿って切削ブレードにより切削を行い、複数の透光性部材に分割する透光性基板分割工程と、該透光性基板分割工程を実施した後に、該ウエーハの該分割予定ラインに沿って外力を付与し該分割起点を起点に該ウエーハを複数のチップに分割するウエーハ分割工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、前記加工方法は、該分割起点形成工程における該分割起点は、該発光層側から該ウエーハにアブレーション加工又は切削ブレードを用いた切削加工を施すことにより、該表面に形成された分割起点溝であることが好ましい。
【００１１】
また、前記加工方法は、該分割起点形成工程における該分割起点は、該裏面側から該ウエーハを透過する波長のレーザー光線を該分割予定ラインに沿って照射して、該ウエーハの内部に形成された改質層であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明の加工方法によれば、発光層を有する基板に透光性を有する透光性基板を貼着し、透光性基板を分割する。このために、輝度向上が可能なＧａＮ半導体層（発光層）を有する基板の裏面に透光性部材を貼着した発光チップを効率的に生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）は、実施形態に係る加工方法により製造される発光チップを含んで構成される発光ダイオードの構成例を模式的に示す斜視図、図１（ｂ）は、実施形態に係る加工方法により発光チップに加工されるウエーハの構成例を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態に係る加工方法の分割起点形成工程の概要を示す側断面図である。
【図３】図３は、実施形態に係る加工方法の貼着工程の概要を示す側断面図である。
【図４】図４は、実施形態に係る加工方法の透光性基板分割工程の概要を示す側断面図である。
【図５】図５は、実施形態に係る加工方法のウエーハ分割工程の概要を示す側断面図である。
【図６】図６は、実施形態に係る加工方法のウエーハ分割工程の要部の概要を示す側断面図である。
【図７】図７は、実施形態の変形例１に係る加工方法の分割起点形成工程の概要を示す側断面図である。
【図８】図８は、実施形態の変形例２に係る加工方法の分割起点形成工程の概要を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１５】
〔実施形態〕
実施形態に係る加工方法を、図１から図６に基づいて説明する。図１（ａ）は、実施形態に係る加工方法により製造される発光チップを含んで構成される発光ダイオードの構成例を模式的に示す斜視図、図１（ｂ）は、実施形態に係る加工方法により発光チップに加工されるウエーハの構成例を示す斜視図、図２は、実施形態に係る加工方法の分割起点形成工程の概要を示す側断面図、図３は、実施形態に係る加工方法の貼着工程の概要を示す側断面図、図４は、実施形態に係る加工方法の透光性基板分割工程の概要を示す側断面図、図５は、実施形態に係る加工方法のウエーハ分割工程の概要を示す側断面図、図６は、実施形態に係る加工方法のウエーハ分割工程の要部の概要を示す側断面図である。
【００１６】
実施形態に係る加工方法は、図１（ａ）に示す発光ダイオード１の発光チップ２を製造する加工方法である。発光ダイオード１は、図１（ａ）に示すように、基台となるリードフレーム３と、リードフレーム３に支持固定される発光チップ２とを備えている。
【００１７】
リードフレーム３は、円柱状に形成されており、底面に配線（不図示）等を介して外部の電源（不図示）に接続される２本のリード部材３ａ，３ａが設けられている。リードフレーム３の表面には、互いに絶縁された２本の接続端子３ｂ，３ｂが所定の間隔をあけて配置され、接続端子３ｂ，３ｂ間に透光性を有する樹脂（不図示）により発光チップ２が接着されて固定される。なお、接続端子３ｂ，３ｂとリード部材３ａ，３ａとは、１対１で対応し、対応したもの同士が接続されている。
【００１８】
発光チップ２は、表面に発光層２ａを備えたチップ２ｂと、チップ２ｂの裏面側に透光性を有する透光性樹脂２ｅで貼着された透光性部材２ｃと、から形成されている。チップ２ｂは、平面形状が矩形状の基板層２ｄと、基板層２ｄの表面に設けられた発光層２ａとを備えている。基板層２ｄは、実施形態では、ＧａＮ（窒化ガリウム）で構成されたＧＡＮ基板、ＳｉＣ（炭化珪素)で構成されたＳｉＣ基板、サファイアで構成されたサファイア基板などが用いられる。
【００１９】
発光層２ａは、ＧａＮ系の半導体材料を用いて形成される複数の半導体層（ＧａＮ半導体層）を含む。発光層２ａは、電子が多数キャリアとなるｎ型半導体層（例えば、ｎ型ＧａＮ層）、半導体層（例えば、ＩｎＧａＮ層）、正孔が多数キャリアとなるｐ型半導体層（例えば、ｐ型ＧａＮ層）を順にエピタキシャル成長させることで形成される。また、発光チップ２の表面には、ｎ型半導体層及びｐ型半導体層のそれぞれと接続され、発光層２ａに電圧を印加する２個の電極（不図示）が形成される。なお、これらの電極は、リード線４ａ，４ａを介して、接続端子３ｂ，３ｂと接続される。発光層２ａは、電圧が印加されると発光する即ち光を出射する。
【００２０】
透光性部材２ｃは、発光チップ２の基板層２ｄの裏面に配置されている。透光性部材２ｃは、発光層２ａから発光された光を透過する材質で形成されている。透光性部材２ｃを形成する材質としては、ガラスや透明な樹脂を用いることができる。透光性部材２ｃは、基板層２ｄと同等以上の厚みを有することが望ましい。
【００２１】
発光ダイオード１は、発光チップ２の透光性部材２ｃが透光性を有する樹脂（不図示）でリードフレーム３の表面に接着され、接続端子３ｂ，３ｂにリード線４ａ，４ａを介して発光チップ２の電極に接続されて得られる。また、発光ダイオード１は、リードフレーム３の外周縁に発光チップ２の表面側を覆い発光層２ａから放出される光を所定方向へと導くドーム状のレンズ部材５が取り付けられている。
【００２２】
発光ダイオード１は、発光層２ａに電圧が印加されると、半導体層にはｎ型半導体層から電子が流れ込むと共に、ｐ型半導体層から正孔が流れ込む。その結果、半導体層において電子と正孔との再結合が生じ、所定の波長の光が放出される。実施形態では、ＧａＮ系の半導体材料を用いて発光層となる半導体層を形成しているので、ＧａＮ系の半導体材料のバンドギャップに相当する青色や緑色の光が放出される。半導体層で生じた光は、主に、発光層２ａの表面及び裏面から放出される。発光層２ａの表面から放出された光は、レンズ部材５等を通じて発光ダイオード１の外部に取り出される。
【００２３】
一方、発光ダイオード１において、発光層２ａの裏面から放出された光は、一部が基板層２ｄと透光性樹脂２ｅとの界面及び透光性樹脂２ｅと透光性部材２ｃとの界面において反射するが、別の一部がこれらの界面を透過して透光性部材２ｃの側面等から外部に取り出される。このように、実施形態に係る発光ダイオード１は、表面に発光層２ａを備える発光チップ２の裏面側に、発光層２ａから発光された光を透過させる透光性部材２ｃを備えるので、リードフレーム３との界面で反射して発光層２ａに戻る光の割合を低く抑え、発光層２ａの主に裏面から出射される光を効率よく取り出すことができ、光の取り出し効率を高めることができるものである。
【００２４】
実施形態に係る加工方法は、表面Ｗａに前述した発光層２ａが複数形成されたウエーハＷに、分割起点形成加工、貼着加工、透光性基板分割加工、ウエーハ分割加工を施す加工方法であって、分割起点形成工程、貼着工程、透光性基板分割工程、ウエーハ分割工程とを備える。なお、加工対象であるウエーハＷは、基板層２ｄを構成するものであって、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＳｉＣ（炭化珪素）、サファイアなどで構成されている。ウエーハＷは、図１（ｂ）に示すように、基板の表面Ｗａに複数の分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された各領域に発光層２ａが形成されたものである。
【００２５】
まず、分割起点形成加工では、図２に示すように、ウエーハＷ（図１（ｂ）に示す）の表面Ｗａに保護テープＴ１を貼着し、保護テープＴ１の外縁部に環状フレームＦを貼着する。そして、ウエーハＷの表面Ｗａを保護テープＴ１を介して、レーザー加工装置１０のチャックテーブル（不図示）に保持させる。そして、ウエーハＷを保持したチャックテーブルとレーザ加工装置１０のレーザー光線照射手段１２とを分割予定ラインに沿って相対的に移動させながら、裏面Ｗｂ側からウエーハＷを透過する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射する。そして、ウエーハＷの内部に、分割予定ラインに沿って改質層Ｋ（分割起点に相当）を形成する。
【００２６】
なお、改質層Ｋとは、ウエーハＷを分割するための分割起点であって、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲のそれとは異なる状態になった領域のことを意味し、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域、及びこれらの領域が混在した領域等を例示できる。このように、分割起点は、裏面Ｗｂ側からウエーハＷを透過する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射して、ウエーハＷの内部に形成された改質層Ｋである。分割起点形成工程の後に、貼着工程に進む。
【００２７】
貼着工程では、分割起点形成工程を実施した後に、少なくともウエーハＷと同等の面積を有する透光性基板Ｒの表面に液状の透光性樹脂２ｅを塗布し、図３に示すように、透光性樹脂２ｅをウエーハＷの裏面Ｗｂと対向させる。透光性基板ＲをウエーハＷの裏面Ｗｂに近づけて、ウエーハＷの裏面Ｗｂに透光性基板Ｒを透光性樹脂２ｅで貼着する。透光性基板Ｒは、ガラスや透明な樹脂などの発光層２ａから発光される光を透過する材質で形成された基板である。透光性樹脂２ｅは、発光層２ａから発光される光を透過するものである。透光性樹脂２ｅが硬化すると、ウエーハＷに透光性基板Ｒが固定される。そして、透光性基板分割工程に進む。
【００２８】
そして、透光性基板分割工程では、貼着工程を実施した後に、ウエーハＷの表面Ｗａを保護テープＴ１を介して、切削装置２０のチャックテーブル（不図示）に保持させる。チャックテーブルと切削装置２０の切削ブレード２２とを分割予定ラインに沿って相対的に移動させながら、透光性基板Ｒを分割予定ラインに沿って切削ブレード２２により切削を行う。透光性基板Ｒを切削ブレード２２により分割予定ラインに沿って個片化して、複数の透光性部材２ｃに分割する。そして、ウエーハ分割工程に進む。
【００２９】
ウエーハ分割工程では、透光性基板分割工程を実施した後に、まず、ウエーハＷを環状フレームＦ毎、図５に示すように、保護テープＴ１が上方に位置する状態でブレーキング装置５０の保持台５１に保持させる。そして、ブレーキング装置５０の押圧ブレード５２を、ウエーハＷの各分割予定ラインに押圧させて、ウエーハＷの各分割予定ラインに沿って外力を付与する。そして、図６に示すように、改質層Ｋを起点にウエーハＷを複数のチップ２ｂ即ち発光チップ２に分割する。ウエーハＷをすべての分割予定ラインに沿って分割した後、個々に分割された発光チップ２を保護テープＴ１から取り外す。
【００３０】
実施形態に係る加工方法によれば、ＧａＮ半導体層（発光層）を有するウエーハＷに透光性を有する透光性基板Ｒを貼着し、透光性基板Ｒを分割する。このために、実施形態に係る加工方法は、厚さの均一な透光性部材２ｃを容易に形成することができ、発光層２ａの主に裏面から出射される光を効率よく取り出すことができる発光チップ２を効率的に生産することができる。また、実施形態に係る加工方法によれば、改質層Ｋを起点にウエーハＷを分割するので、ウエーハＷを硬質なサファイアなどで構成しても、容易に分割でき、発光チップ２を効率的に生産することができる。
【００３１】
〔変形例１〕
本発明の実施形態の変形例１に係る加工方法を、図７に基づいて説明する。図７は、実施形態の変形例１に係る加工方法の分割起点形成工程の概要を示す側断面図である。なお、実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００３２】
実施形態の変形例１に係る加工方法の分割起点形成工程では、ウエーハＷの裏面Ｗｂ側を切削装置２０のチャックテーブル（不図示）に保持させる。そして、ウエーハＷを保持したチャックテーブルと切削装置２０の切削ブレード２２とを分割予定ラインに沿って相対的に移動させながら、発光層２ａ側からウエーハＷに切削ブレード２２を用いた切削加工を施す。そして、ウエーハＷの表面Ｗａに、分割予定ラインに沿って分割起点溝Ｓ（分割起点に相当）を形成する。
【００３３】
このように、実施形態の変形例１に係る加工方法では、分割起点は、発光層２ａ側からウエーハＷに切削ブレード２２を用いた切削加工を施すことにより、表面Ｗａに形成された分割起点溝Ｓである。分割起点形成工程の後には、ウエーハＷの表面Ｗａに保護テープＴ１を貼着し、保護テープＴ１の外縁部に環状フレームＦを貼着した後に、実施形態と同様に、貼着工程、透光性基板分割工程、ウエーハ分割工程に順に進む。
【００３４】
実施形態の変形例１に係る加工方法によれば、前述した実施形態と同様に、容易に厚さの均一な透光性部材２ｃを形成することができ、発光層２ａの主に裏面から出射される光を効率よく取り出すことができる発光チップ２を効率的に生産することができる。また、実施形態の変形例１に係る加工方法によれば、ウエーハＷを硬質なサファイアで構成しても、発光チップ２を効率的に生産することができる。
【００３５】
〔変形例２〕
本発明の実施形態の変形例２に係る加工方法を、図８に基づいて説明する。図８は、実施形態の変形例２に係る加工方法の分割起点形成工程の概要を示す側断面図である。なお、実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００３６】
実施形態の変形例２に係る加工方法の分割起点形成工程では、ウエーハＷの裏面Ｗｂ側をアブレーション加工装置３０のチャックテーブル（不図示）に保持させる。そして、ウエーハＷを保持したチャックテーブルとアブレーション加工装置３０のレーザー光線照射手段３２とを分割予定ラインに沿って相対的に移動させながら、発光層２ａ側からウエーハＷにレーザー光線照射手段３２からレーザー光線を照射し、アブレーション加工を施す。そして、ウエーハＷの表面Ｗａに、分割予定ラインに沿って分割起点溝Ｓ（分割起点に相当）を形成する。
【００３７】
このように、実施形態の変形例２に係る加工方法では、分割起点は、発光層２ａ側からウエーハＷにアブレーション加工を施すことにより、表面Ｗａに形成された分割起点溝Ｓである。分割起点形成工程の後には、ウエーハＷの表面Ｗａに保護テープＴ１を貼着し、保護テープＴ１の外縁部に環状フレームＦを貼着した後に、実施形態と同様に、貼着工程、透光性基板分割工程、ウエーハ分割工程に順に進む。
【００３８】
実施形態の変形例２に係る加工方法によれば、前述した実施形態と同様に、容易に厚さの均一な透光性部材２ｃを形成することができ、発光層２ａの主に裏面から出射される光を効率よく取り出すことができる発光チップ２を効率的に生産することができる。また、実施形態の変形例２に係る加工方法によれば、ウエーハＷを硬質なサファイアで構成しても、発光チップ２を効率的に生産することができる。
【００３９】
なお、本発明は上記実施形態などに限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００４０】
２  発光チップ
２ａ  発光層
２ｂ  チップ
２ｃ  透光性部材
２ｅ  透光性樹脂
２２  切削ブレード
Ｗ  ウエーハ
Ｗａ  表面
Ｗｂ  裏面
Ｋ  改質層（分割起点）
Ｓ  分割起点溝（分割起点）
Ｒ  透光性基板
【図１】
2014239123.tif 000003
【図２】
2014239123.tif 000004
【図３】
2014239123.tif 000005
【図４】
2014239123.tif 000006
【図５】
2014239123.tif 000007
【図６】
2014239123.tif 000008
【図７】
2014239123.tif 000009
【図８】
2014239123.tif 000010