(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エピタキシー基板の表面にバファー層を介して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における光デバイス層を、移設基板に移し変える光デバイスウエーハの加工方法であって、
該エピタキシー基板の表面に該バファー層を介して積層された該光デバイス層の表面に該エピタキシー基板と線膨張係数が異なる移設基板を接合する移設基板接合工程と、
該移設基板が接合された該エピタキシー基板を該複数のストリートにおける所定のストリートに沿って切断し、複数のブロックに分割するエピタキシー基板分割工程と、
該エピタキシー基板分割工程が実施された該エピタキシー基板の裏面側から該エピタキシー基板を透過するレーザー光線を該バファー層に集光点を位置付けて照射することにより該バファー層を分解する剥離用レーザー光線照射工程と、
該剥離用レーザー光線照射工程を実施した後に、該複数のブロックに分割されたエピタキシー基板を該光デバイス層から剥離するエピタキシー基板剥離工程と、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。
【請求項２】
該エピタキシー基板分割工程は、切削ブレードによって該エピタキシー基板を所定のストリートに沿って切断する、請求項１記載の光デバイスウエーハの加工方法。
【請求項３】
該エピタキシー基板分割工程は、該エピタキシー基板に所定のストリートに沿ってレーザー光線を照射することにより該エピタキシー基板を所定のストリートに沿って切断する、請求項１記載の光デバイスウエーハの加工方法。
【請求項４】
該エピタキシー基板剥離工程を実施した後に、該光デバイス層が接合された該移設基板を該ストリートに沿って切断する移設基板分割工程を実施する、請求項１から３のいずれかに記載の光デバイスウエーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サファイア基板や炭化珪素等のエピタキシー基板の表面にバファー層を介してn型半導体層およびp型半導体層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が形成された光デバイスウエーハにおける光デバイス層を、移設基板に移し替える光デバイスウエーハの加工方法に関する。
【０００２】
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等のエピタキシー基板の表面にバファー層を介してn型半導体層およびp型半導体層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分割することにより個々の光デバイスを製造している。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
また、光デバイスの輝度を向上させる技術として、光デバイスウエーハを構成するサファイア基板や炭化珪素等のエピタキシー基板の表面にバファー層を介して積層されたn型半導体層およびp型半導体層からなる光デバイス層をモリブデン(Mo)、銅(Cu)、シリコン(Si)等の移設基板を金(Au),白金(Pt),クロム(Cr),インジウム(In),パラジウム(Pb)等の接合金属層を介して接合し、エピタキシー基板の裏面側からバファー層にレーザー光線を照射することによりエピタキシー基板を剥離して、光デバイス層を移設基板に移し替えるリフトオフと呼ばれる製造方法が下記特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３０５４２０号公報
【特許文献２】特表２００５−５１６４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献２に開示された技術においては、エピタキシー基板の表面に積層された光デバイス層に移設基板を接合する際に２２０〜３００℃の温度に加熱されるため、エピタキシー基板と移設基板との線膨張係数の違いによりエピタキシー基板と移設基板とからなる接合体には反りが発生する。このため、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離する際に、レーザー光線の集光点をエピタキシー基板と光デバイス層との間のバファー層に位置付けることが困難であり、光デバイス層を損傷させたり、バファー層を確実に分解することができずエピタキシー基板を円滑に剥離することができないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、光デバイスウエーハを構成するエピタキシー基板の表面に積層された光デバイス層に損傷を与えることなく光デバイス層を移設基板に円滑に移し替え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である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、エピタキシー基板の表面にバファー層を介して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における光デバイス層を、移設基板に移し替える光デバイスウエーハの加工方法であって、
該エピタキシー基板の表面に該バファー層を介して積層された該光デバイス層の表面に該エピタキシー基板と線膨張係数が異なる移設基板を接合する移設基板接合工程と、
該移設基板が接合された該エピタキシー基板を該複数のストリートにおける所定のストリートに沿って切断し、複数のブロックに分割するエピタキシー基板分割工程と、
該エピタキシー基板分割工程が実施された該エピタキシー基板の裏面側から該エピタキシー基板を透過するレーザー光線を該バファー層に集光点を位置付けて照射することにより該バファー層を分解する剥離用レーザー光線照射工程と、
該剥離用レーザー光線照射工程を実施した後に、該複数のブロックに分割されたエピタキシー基板を該光デバイス層から剥離するエピタキシー基板剥離工程と、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。
【０００８】
上記エピタキシー基板分割工程は、切削ブレードによってエピタキシー基板を所定のストリートに沿って切断する。
また、上記エピタキシー基板分割工程は、エピタキシー基板に所定のストリートに沿ってレーザー光線を照射することによりエピタキシー基板を所定のストリートに沿って切断する。
上記エピタキシー基板剥離工程を実施した後に、光デバイス層が接合された移設基板をストリートに沿って切断する移設基板分割工程を実施する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による光デバイスの加工方法においては、エピタキシー基板の表面にバファー層を介して積層された光デバイス層の表面にエピタキシー基板と線膨張係数が異なる移設基板を接合する移設基板接合工程と、移設基板が接合されたエピタキシー基板を複数のストリートにおける所定のストリートに沿って切断し、複数のブロックに分割するエピタキシー基板分割工程と、エピタキシー基板分割工程が実施されたエピタキシー基板の裏面側からエピタキシー基板を透過するレーザー光線をバファー層に集光点を位置付けて照射することによりバファー層を分解する剥離用レーザー光線照射工程と、剥離用レーザー光線照射工程を実施した後に、複数のブロックに分割されたエピタキシー基板を該光デバイス層から剥離するエピタキシー基板剥離工程とを含でいるので、剥離用レーザー光線照射工程を実施する際には、エピタキシー基板分割工程を実施してエピタキシー基板を所定のストリートに沿って切断して複数のブロックに分割することにより、エピタキシー基板と移設基板との線膨張係数の違いにより発生したエピタキシー基板と移設基板３とからなる接合体に発生した反りが開放されているので、レーザー光線の集光点をバファー層に的確に位置付けることができる。従って、光デバイス層にパルスレーザー光線の集光点が位置付けられることにより光デバイス層が損傷するという問題が解消される。また、バファー層は窒化ガリウム(GaN)で形成されており、レーザー光線の照射によって２GaN→２Ga＋N2に分解され、N2ガスが発生して光デバイス層に悪影響を与えるが、エピタキシー基板が複数のブロックに分割されているので、分割溝を通してN2ガスが排出され、光デバイス層への悪影響が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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要部を拡大して示す断面図。
【図２】本発明による光デバイスウエーハの分割方法における移設基板接合工程の説明図。
【図３】本発明による光デバイスウエーハの分割方法におけるエピタキシー基板分割工程の第１の実施形態を実施するための切削装置の要部斜視図。
【図４】本発明による光デバイスウエーハの分割方法におけるエピタキシー基板分割工程の第１の実施形態を示す説明図。
【図５】本発明による光デバイスウエーハの分割方法におけるエピタキシー基板分割工程の第２の実施形態を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。
【図６】本発明による光デバイスウエーハの分割方法におけるエピタキシー基板分割工程の第２の実施形態を示す説明図。
【図７】本発明による光デバイスウエーハの分割方法における光デバイスウエーハ支持工程の説明図。
【図８】本発明による光デバイスウエーハの分割方法における剥離用レーザー光線照射工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。
【図９】本発明による光デバイスウエーハの分割方法における剥離用レーザー光線照射工程の説明図。
【図１０】本発明による光デバイスウエーハの分割方法におけるエピタキシー基板剥離工程の説明図。
【図１１】本発明による光デバイスウエーハの分割方法における移設基板分割工程の第１の実施形態を実施するための切削装置の要部斜視図。
【図１２】本発明による光デバイスウエーハの分割方法における移設基板分割工程の第１の実施形態を示す説明図。
【図１３】本発明による光デバイスウエーハの分割方法における移設基板分割工程の第２の実施形態を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。
【図１４】本発明による光デバイスウエーハの分割方法における移設基板分割工程の第２の実施形態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１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が示されている。
図１に示す光デバイスウエーハ２は、略円板形状であるサファイア基板や炭化珪素等のエピタキシー基板２０の表面２０aにn型窒化ガリウム半導体層２１１およびp型窒化ガリウム半導体層２１２からなる光デバイス層２１がエピタキシャル成長法によって形成されている。なお、エピタキシー基板２０の表面にエピタキシャル成長法によってn型窒化ガリウム半導体層２１１およびp型窒化ガリウム半導体層２１２からなる光デバイス層２１を積層する際に、エピタキシー基板２０の表面２０aと光デバイス層２１を形成するn型窒化ガリウム半導体層２１１との間には窒化ガリウム(GaN)からなるバファー層２２が形成される。このように構成された光デバイスウエーハ２は、図示の実施形態においてはエピタキシー基板２０の厚みが例えば４３０μm、バファー層２２を含む光デバイス層２１の厚みが例えば５μmに形成されている。なお、光デバイス層２１は、図1の(a)に示すように格子状に形成された複数のストリート２３によって区画された複数の領域に光デバイス２４が形成されている。
【００１３】
上述したように光デバイスウエーハ２におけるエピタキシー基板２０を光デバイス層２１から剥離して移設基板に移し替えるためには、光デバイス層２１の表面２１aに移設基板を接合する移設基板接合工程を実施する。即ち、図２の(a)および(b)に示すように、光デバイスウエーハ２を構成するエピタキシー基板２０の表面２０aに形成された光デバイス層２１の表面２１aに、厚みが例えば２２０μmの移設基板３を接合金属層４を介して接合する。なお、移設基板３としてはモリブデン(Mo)、銅(Cu)、シリコン(Si)等を用いることができ、また、接合金属層４を形成する接合金属としては金(Au),白金(Pt),クロム(Cr),インジウム(In),パラジウム(Pb)等を用いることができる。この移設基板接合工程は、エピタキシー基板２０の表面２０aに形成された光デバイス層２１の表面２１aまたは移設基板３の表面３aに上記接合金属を蒸着して厚みが３μm程度の接合金属層４を形成し、この接合金属層４と移設基板３の表面３aまたは光デバイス層２１の表面２１aとを対面させて圧着することにより、光デバイスウエーハ２を構成する光デバイス層２１の表面２１aに移設基板３の表面３aを接合金属層４を介して接合することができる。このようにしてエピタキシー基板２０の表面２０aに形成された光デバイス層２１の表面２１aに移設基板３を接合する際に２２０〜３００℃の温度に加熱されるため、エピタキシー基板２０と移設基板３との線膨張係数の違いによりエピタキシー基板２０と移設基板３とからなる接合体には反りが発生する。この反り量は、エピタキシー基板２０の直径が１０cmの場合には０．５mm程度である。
【００１４】
上述した移設基板接合工程を実施したならば、移設基板３が接合されたエピタキシー基板２０を複数のストリート２３における所定のストリートに沿って切断し、複数のブロックに分割するエピタキシー基板分割工程を実施する。このエピタキシー基板分割工程の第1の実施形態について、図３および図４を参照して説明する。エピタキシー基板分割工程の第1の実施形態は、図3に示す切削装置５を用いて実施する。図３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上に保持された被加工物を切削する切削ブレード５２１を備えた切削手段５２と、チャックテーブル５１上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。なお、撮像手段５３は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。このように構成された切削装置５を用いてエピタキシー基板分割工程を実施するには、チャックテーブル５１上に上述した移設基板接合工程が実施され光デバイスウエーハ２を構成するエピタキシー基板２０に接合された移設基板３を載置する。従って、移設基板３が接合された光デバイスウエーハ２を構成するエピタキシー基板２０の裏面２０bが上側となる。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、移設基板３が接合された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。このようにして、移設基板３が接合された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。
【００１５】
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を構成するエピタキシー基板２０の切削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を構成する光デバイス層２１に所定方向に形成されているストリート２３と、切削ブレード５２１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、切削領域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を構成する光デバイス層２１に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びるストリート２３に対しても、同様に切削領域のアライメントを遂行する。なお、ストリート２３が形成されている光デバイス層２１はエピタキシー基板２０の下側に位置付けられているが、エピタキシー基板２０がサファイア基板のように透明体によって形成されている場合には該エピタキシー基板２０を通してストリート２３を撮像することができる。また、エピタキシー基板２０が透明体でない場合には、撮像手段５３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、エピタキシー基板を通してストリート２３を撮像することができる。
【００１６】
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を構成するエピタキシー基板２０の切削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を保持したチャックテーブル５１を切削作業領域に移動し、図４の(a)に示すように所定のストリート２３の一端を切削ブレード５２１の直下より図４の(a)において僅かに右側に位置付ける。次に、切削ブレード５２１を矢印５２１aで示す方向に回転するとともに、図示しない切り込み送り手段を作動して切削ブレード５２１を２点鎖線で示す退避位置から矢印Ｚ１で示す方向に所定量切り込み送りする。この切り込み送り位置は、切削ブレード５２１の外周縁がバファー層２２に達する深さ位置に設定されている。このようにして、切削ブレード５２１の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード５２１を矢印５２１aで示す方向に回転しつつチャックテーブル５１を図４の(a)において矢印Ｘ1で示す方向に所定の切削送り速度で移動し、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を構成するエピタキシー基板２０の他端が図４の(b)に示すように切削ブレード５２１の直下より僅かに左側に達したら、チャックテーブル５１の移動を停止するとともに、切削ブレード５２１を矢印Ｚ２で示す方向に２点鎖線で示す退避位置まで上昇せしめる。この結果、光デバイスウエーハ２を構成するエピタキシー基板２０は図４の(c)に示すように所定のストリート２３に沿って切断され切削溝からなる分割溝２０１が形成される（エピタキシー基板分割工程）。上述したエピタキシー基板分割工程を複数のストリート２３における所定のストリートと対応する領域に実施することにより、エピタキシー基板２０には図４の（ｄ）に示すように複数のブロック２００に分割される。なお、エピタキシー基板２０と移設基板３とからなる接合体には０．５mm程度の反りが生じているが、チャックテーブル５１の吸引によって多少緩和されるものの零（０）にはならないので、移設基板３は所定のストリートに沿って切削ブレード５２１によって切削される場合がある。
【００１７】
次に、エピタキシー基板分割工程の第２の実施形態について、図５および図６を参照して説明する。エピタキシー基板分割工程の第２の実施形態は、図５に示すレーザー加工装置６を用いて実施する。図５に示すレーザー加工装置６は、被加工物を保持するチャックテーブル６１と、該チャックテーブル６１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６２と、チャックテーブル６１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段６３を具備している。チャックテーブル６１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５において矢印Ｘで示す方向に加工送りされるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図５において矢印Ｙで示す方向に割り出し送りされるようになっている。
【００１８】
上記レーザー光線照射手段６２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング６２１の先端に装着された集光器６２２からパルスレーザー光線を照射する。また、上記レーザー光線照射手段６２を構成するケーシング６２１の先端部に装着された撮像手段６３は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。
【００１９】
上述したレーザー加工装置６を用いて実施するエピタキシー基板分割工程について、図５および図６を参照して説明する。
エピタキシー基板分割工程を実施するには、先ず上述した図５に示すようにレーザー加工装置６のチャックテーブル６１上に上述した移設基板接合工程が実施され光デバイスウエーハ２を構成するエピタキシー基板２０に接合された移設基板３を載置する。従って、移設基板３が接合された光デバイスウエーハ２を構成するエピタキシー基板２０の裏面２０bが上側となる。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、移設基板３が接合された光デバイスウエーハ２をチャックテーブル６１上に吸引保持する。このようにして、移設基板３が接合された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６１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段６３の直下に位置付けられる。
【００２０】
チャックテーブル６１が撮像手段６３の直下に位置付けられると、撮像手段６３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を構成するエピタキシー基板２０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６３および図示しない制御手段は、光デバイスウエーハ２を構成する光デバイス層２１に所定方向に形成されているストリート２３と、該ストリート２３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６２の集光器６２２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を構成する光デバイス層２１に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びる分割予定ライン２３に対しても、同様に切削領域のアライメントが遂行される。なお、ストリート２３が形成されている光デバイス層２１はエピタキシー基板２０の下側に位置付けられているが、エピタキシー基板２０がサファイア基板のように透明体によって形成されている場合には該エピタキシー基板２０を通してストリート２３を撮像することができる。また、エピタキシー基板２０が透明体でない場合には、撮像手段６３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、エピタキシー基板を通してストリート２３を撮像することができる。
【００２１】
以上のようにしてチャックテーブル６１上に保持されている光デバイスウエーハ２を構成するエピタキシー基板２０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を保持したチャックテーブル６１を図６の（ａ）で示すようにレーザー光線照射手段６２の集光器６２２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２３の一端（図６の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段６２の集光器６２２の直下に位置付ける。そして、集光器６２２からエピタキシー基板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６１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移動せしめる。そして、図６の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段６２の集光器６２２の照射位置にストリート２１の他端（図６の（b）において右端）が達したら、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６１の移動を停止する（レーザー光線照射工程）。このレーザー光線照射工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐをエピタキシー基板２０の裏面２０b〈上面〉付近に合わせる。
【００２２】
上記レーザー光線照射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                    ：YAGレーザー
波長                    ：３５５ｎｍのパルスレーザー
平均出力                ：３．５W
繰り返し周波数          ：１０ｋＨｚ
集光スポット径          ：短軸１０μｍ、長軸１０〜２００μｍの楕円
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００２３】
上述した加工条件においては、所定のストリート２３に沿って上記レーザー光線照射工程を２回実施することにより、図６の（c）に示すようにエピタキシー基板２０には所定のストリート２３に沿ってバファー層２２に達するレーザー加工溝からなる分割溝２０１が形成される（エピタキシー基板分割工程）。上述したエピタキシー基板分割工程を複数のストリート２３における所定のストリートと対応する領域に実施することにより、エピタキシー基板２０には図６の（ｄ）に示すように複数のブロック２００に分割される。
【００２４】
以上のようにエピタキシー基板分割工程を実施し、光デバイスウエーハ２を構成するエピタキシー基板２０を所定のストリートに沿って切断することにより、エピタキシー基板２０と移設基板３との線膨張係数の違いにより発生したエピタキシー基板２０と移設基板３とからなる接合体に発生した反りが開放される。
【００２５】
次に、上述したエピタキシー基板分割工程が実施された光デバイスウエーハ２を環状のフレームに装着された保持部材としてのダイシングテープに貼着する光デバイスウエーハ支持工程を実施する。即ち、図７に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に光デバイスウエーハ２に接合された移設基板３側を貼着する。従って、ダイシングテープTの表面に貼着された移設基板３が接合されている光デバイスウエーハ２を構成するエピタキシー基板２０の裏面２０bが上側となる。なお、この光デバイスウエーハ支持工程は、上記エピタキシー基板分割工程を実施する前に実施してもよい。
【００２６】
上述したように光デバイスウエーハ支持工程を実施したならば、エピタキシー基板２０の裏面２０b側からエピタキシー基板２０を透過するレーザー光線をバファー層２２に集光点を位置付けて照射することによりバファー層２２を分解する剥離用レーザー光線照射工程を実施する。この剥離用レーザー光線照射工程は、図８に示すレーザー加工装置７を用いて実施する。図８に示すレーザー加工装置７は、被加工物を保持するチャックテーブル７１と、該チャックテーブル７１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７２を具備している。チャックテーブル７１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８において矢印Ｘで示す方向に加工送りされるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図８において矢印Ｙで示す方向に割り出し送りされるようになっている。上記レーザー光線照射手段７２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング７２１の先端に装着された集光器７２２からパルスレーザー光線を照射する。
【００２７】
上述したレーザー加工装置７を用いて実施する剥離用レーザー光線照射工程について、図８および図９を参照して説明する。
剥離用レーザー光線照射工程を実施するには、先ず上述した図９に示すようにレーザー加工装置７のチャックテーブル７１上に上述した光デバイスウエーハ２を構成するエピタキシー基板２０に接合された移設基板３が貼着されているダイシングテープT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７１上にダイシングテープTを介して光デバイスウエーハ２を吸引保持する。従って、チャックテーブル７１上に保持された光デバイスウエーハ２は、エピタキシー基板２０の裏面２０bが上側となる。なお、図８においてはダイシングテープTが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームFはチャックテーブル７１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。
【００２８】
上述したようにチャックテーブル７１上に移設基板３が接合された光デバイスウエーハ２を吸引保持したならば、チャックテーブル７１を図９の（ａ）で示すようにレーザー光線照射手段７２の集光器７２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、一端（図９の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段７２の集光器７２２の直下に位置付ける。次に、集光器７２２から照射するパルスレーザー光線の集光点Pを図９の（b）で示すようにバファー層２２に合わせる。そして、レーザー光線照射手段７２を作動して集光器７２２からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル７１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移動せしめる。そして、図９の（c）で示すようにレーザー光線照射手段７２の集光器７２２の照射位置にエピタキシー基板２０の他端（図９の（c）において右端）が達したら、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７１の移動を停止する（剥離用レーザー光線照射工程）。この剥離用レーザー光線照射工程をバファー層２２の全面に対応する領域に実施する。この結果、バファー層２２が分解され、バファー層２２によるエピタキシー基板２０と光デバイス層２１との結合機能が喪失する。
【００２９】
上記剥離用レーザー光線照射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                    ：エキシマレーザー
波長                    ：２８４ｎｍのパルスレーザー
平均出力                ：０．０８W
繰り返し周波数          ：５０ｋＨｚ
集光スポット径          ：φ４００μｍ
加工送り速度            ：２０ｍｍ／秒
【００３０】
上述した剥離用レーザー光線照射工程を実施する際には、上記エピタキシー基板分割工程を実施してエピタキシー基板２０を所定のストリート２３に沿って切断して複数のブロック２００に分割することにより、エピタキシー基板２０と移設基板３との線膨張係数の違いにより発生したエピタキシー基板２０と移設基板３とからなる接合体に発生した反りが開放されているので、集光器７２２から照射するパルスレーザー光線の集光点Pをバファー層２２に的確に位置付けることができる。従って、光デバイス層２１にパルスレーザー光線の集光点が位置付けられることにより光デバイス層２１が損傷するという問題が解消される。また、バファー層２２は窒化ガリウム(GaN)で形成されており、レーザー光線の照射によって２GaN→２Ga＋N2に分解され、N2ガスが発生して光デバイス層２１に悪影響を与えるが、エピタキシー基板２０が複数のブロック２００に分割されているので、分割溝２０１を通してN2ガスが排出され、光デバイス層への悪影響が軽減される。
【００３１】
上述した剥離用レーザー光線照射工程を実施したならば、複数のブロック２００に分割されたエピタキシー基板２０を光デバイス層２１から剥離するエピタキシー基板剥離工程を実施する。即ち、複数のブロック２００に分割されたエピタキシー基板２０と光デバイス層２１と結合しているバファー層２２は剥離用レーザー光線照射工程を実施することにより結合機能が喪失されているので、図１０に示すように分割されたエピタキシー基板２０の各ブロック２００は光デバイス層２１から容易に剥離することができる。このように光デバイスウエーハ２を構成するエピタキシー基板２０を剥離することにより、エピタキシー基板２０の表面に積層された光デバイス層２１は移設基板３に円滑に移し変えられたことになる。
【００３２】
上述したように光デバイスウエーハ２を構成するエピタキシー基板２０の表面に積層された光デバイス層２１を移設基板３に移し変えたならば、光デバイス層２１が接合された移設基板３をストリート２３に沿って切断する移設基板分割工程を実施する。この移設基板分割工程の第1の実施形態は、上記図3に示す切削装置５を用いて実施することができる。図3に示す切削装置５を用いて移設基板分割工程を実施するには、図１１に示すようにチャックテーブル５１上に上述したエピタキシー基板剥離工程が実施され光デバイス層２１が接合されている移設基板３が貼着されたダイシングテープT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上にダイシングテープTを介して光デバイス層２１が接合されている移設基板３を吸引保持する。従って、ダイシングテープTに貼着された移設基板３に接合されている光デバイス層２１が上側となる。なお、図１１においてはダイシングテープTが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームFはチャックテーブル５１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。このようにして、光デバイス層２１が接合されている移設基板３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機構によって撮像手段５３の直下に位置付けられる。
【００３３】
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層２１が接合されている移設基板３の切削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５３および図示しない制御手段は、移設基板３に接合された光デバイス層２１に所定方向に形成されているストリート２３と、切削ブレード５２１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、切削領域のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、光デバイス層２１に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びるストリート２３に対しても、同様に切削領域のアライメントを遂行する。
【００３４】
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層２１が接合されている移設基板３の切削領域を検出するアライメントが行われたならば、光デバイス層２１が接合されている移設基板３を保持したチャックテーブル５１を切削作業領域に移動し、図１２の(a)に示すように所定のストリート２３の一端を切削ブレード５２１の直下より図１２の(a)において僅かに右側に位置付ける。次に、切削ブレード５２１を矢印５２１aで示す方向に回転するとともに、図示しない切り込み送り手段を作動して切削ブレード５２１を２点鎖線で示す退避位置から矢印Ｚ１で示す方向に所定量切り込み送りする。この切り込み送り位置は、切削ブレード５２１の外周縁がダイシングテープTに達する深さ位置に設定されている。このようにして、切削ブレード５２１の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード５２１を矢印５２１aで示す方向に回転しつつチャックテーブル５１を図１２の(a)において矢印Ｘ1で示す方向に所定の切削送り速度で移動し、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を構成する光デバイス層２１が接合されている移設基板３の他端が図１２の(b)に示すように切削ブレード５２１の直下より僅かに左側に達したら、チャックテーブル５１の移動を停止するとともに、切削ブレード５２１を矢印Ｚ２で示す方向に２点鎖線で示す退避位置まで上昇せしめる。この結果、光デバイス層２１が接合されている移設基板３は図１２の(c)に示すように所定のストリート２３に沿って切断され切削溝からなる分割溝３１が形成される（移設基板分割工程）。上述した移設基板分割工程を光デバイス層２１に形成されている全てのストリート２３に沿って実施することにより、光デバイス層２１が接合されている移設基板３は図１２の（ｄ）に示すようにストリートに沿って分割され、個々に分割された移設基板３０に接合された光デバイス２４が得られる。
【００３５】
次に、移設基板分割工程の第２の実施形態について、図１３および図１４を参照して説明する。移設基板分割工程の第２の実施形態は、上記図５に示すレーザー加工装置６を用いて実施することができる。図５に示すレーザー加工装置６を用いて移設基板分割工程を実施するには、図１３に示すようにチャックテーブル６１上に上述したエピタキシー基板剥離工程が実施され光デバイス層２１が接合されている移設基板３が貼着されたダイシングテープT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６１上にダイシングテープTを介して光デバイス層２１が接合されている移設基板３を吸引保持する。従って、ダイシングテープTに貼着された移設基板３に接合されている光デバイス層２１が上側となる。なお、図１３においてはダイシングテープTが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームFはチャックテーブル６１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。このようにして、光デバイス層２１が接合されている移設基板３を吸引保持したチャックテーブル６１は、図示しない切削送り機構によって撮像手段６３の直下に位置付けられる。
【００３６】
チャックテーブル６１が撮像手段６３の直下に位置付けられると、撮像手段６３および図示しない制御手段によって光デバイス層２１が接合されている移設基板３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６３および図示しない制御手段は、移設基板３に接合された光デバイス層２１に所定方向に形成されているストリート２３と、該ストリート２３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６２の集光器６２２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、移設基板３に接合された光デバイス層２１に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びる分割予定ライン２３に対しても、同様に切削領域のアライメントが遂行される。
【００３７】
以上のようにしてチャックテーブル６１上に保持されている光デバイス層２１が接合された移設基板３の加工領域を検出するアライメントが行われたならば、光デバイス層２１が接合されている移設基板３を保持したチャックテーブル６１を図１４の（ａ）で示すようにレーザー光線照射手段６２の集光器６２２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２３の一端（図１４の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段６２の集光器６２２の直下に位置付ける。そして、集光器６２２から移設基板３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６１を図１４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１４の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段６２の集光器６２２の照射位置にストリート２１の他端（図１４の（b）において右端）が達したら、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６１の移動を停止する（レーザー光線照射工程）。このレーザー光線照射工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを移設基板３に接合されている光デバイス層２１上面付近に合わせる。
【００３８】
上記レーザー光線照射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                    ：YAGレーザー
波長                    ：３５５ｎｍのパルスレーザー
平均出力                ：７W
繰り返し周波数          ：１０ｋＨｚ
集光スポット径          ：短軸１０μｍ、長軸１０〜２００μｍの楕円
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００３９】
上述した加工条件においては、所定のストリート２３に沿って上記レーザー光線照射工程を４〜６回実施することにより、図１４の（c）に示すように移設基板３には所定のストリート２３に沿って切断されレーザー加工溝からなる分割溝３１が形成される（移設基板分割工程）。上述した移設基板分割工程を光デバイス層２１に形成されている全てのストリート２３に沿って実施することにより、光デバイス層２１が接合されている移設基板３は図１４の（ｄ）に示すようにストリートに沿って分割され、個々に分割された移設基板３０に接合された光デバイス２４が得られる。
【符号の説明】
【００４０】
２：光デバイスウエーハ
２０：エピタキシー基板
２１：光デバイス層
２２：バファー層
３：移設基板
４：接合金属層
５：切削装置
５１：切削装置のチャックテーブル
５２：切削手段
５２１：切削ブレード
６：レーザー加工装置
６１：レーザー加工装置のチャックテーブル
６２：レーザー光線照射手段
６２２：集光器
７：レーザー加工装置
７１：レーザー加工装置のチャックテーブル
７２：レーザー光線照射手段
７２２：集光器
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ
【図１】
0005878292.tif 000002
【図２】
0005878292.tif 000003
【図３】
0005878292.tif 000004
【図４】
0005878292.tif 000005
【図５】
0005878292.tif 000006
【図６】
0005878292.tif 000007
【図７】
0005878292.tif 000008
【図８】
0005878292.tif 000009
【図９】
0005878292.tif 000010
【図１０】
0005878292.tif 000011
【図１１】
0005878292.tif 000012
【図１２】
0005878292.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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