(57)【要約】      （修正有）【課題】光デバイスの品質を低下させることなく個々の光デバイスに分割することができる加工方法およびレーザー加工装置を提供する。【解決手段】光デバイスウエーハ１０の基板１００にアブレーション加工を施すレーザー光線ＬＢをストリートに沿って照射し、基板の表面または裏面に破断起点となるレーザー加工溝１４０を形成するレーザー加工溝形成工程と、光デバイスウエーハに外力を付与し、光デバイスウエーハを破断起点となるレーザー加工溝に沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程とを含み、レーザー加工溝形成工程を実施する際には、基板にレーザー光線を照射すること（５２）によって生成される変質物質をエッチングするためのエッチングガス雰囲気を生成（７）し、プラズマ化されたエッチングガスが基板にレーザー光線を照射することによって生成される変質物質をエッチング除去する。【選択図】図５
2011224931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に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光デバイスが形成された光デバイスウエーハを、ストリートに沿って個々の光デバイスに分割す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基板に対してアブレーション加工を施すレーザー光線を基板の表面または裏面側からストリートに沿って照射し、基板の表面または裏面に破断起点となるレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程と、
光デバイスウエーハに外力を付与し、光デバイスウエーハを破断起点となるレーザー加工溝に沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程と、を含み、
該レーザー加工溝形成工程を実施する際には、レーザー光線が照射される領域を含み基板にレーザー光線を照射することによって生成される変質物質をエッチングするためのエッチングガス雰囲気を生成し、レーザー光線の照射によってプラズマ化されたエッチングガスが基台にレーザー光線を照射することによって生成される変質物質をエッチング除去する、
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】
被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブル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と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを加工送り方向に相対的に加工送りする加工送り手段と、該加工送り方向に対して直交する割り出し送り方向に割り出し送りする割り出し送り手段と、を具備するレーザー加工装置において、
レーザー光線照射手段は、被加工物に対してアブレーション加工を施すレーザー光線を発振するレーザー光線発振器と、該レーザー光線発振器によって発振されたレーザー光線を集光して該チャックテーブルに保持された被加工物に照射する集光器とを備えており、
該集光器から照射されるレーザー光線の加工領域に被加工物にレーザー光線を照射することによって生成される変質物質をエッチングするためのエッチングガス雰囲気を生成するエッチングガス雰囲気生成手段を備えている、
ことを特徴とするレーザー加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面に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光デバイスが形成された光デバイスウエーハを、ストリートに沿って個々の光デバイスに分割する光デバイスウエーハの加工方法およびレーザー加工装置に関する。
【背景技術】
【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基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体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切断することにより光デバイスが形成された領域を分割して個々の光デバイスを製造している。
【０００３】
上述した光デバイスウエーハのストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備している。切削手段は、回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードおよび回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって基台に固定し厚さ２０μｍ程度に形成されている。
【０００４】
しかるに、光デバイスウエーハを構成するサファイア基板、炭化珪素基板等はモース硬度が高いため、上記切削ブレードによる切断は必ずしも容易ではない。従って、切削ブレードの切り込み量を大きくすることができず、切削工程を複数回実施して光デバイスウエーハを切断するため、生産性が悪いという問題がある。
【０００５】
上述した問題を解消するために、光デバイスウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに対してアブレーション加工を施すパルスレーザー光線をストリートに沿って照射することにより破断の起点となるレーザー加工溝を形成し、この破断の起点となるレーザー加工溝が形成されたストリートに沿って外力を付与することにより割断する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３０５４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに、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基板等の基板の表面に形成されたストリートに沿って基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してレーザー加工溝を形成すると、発光ダイオード等の光デバイスの側壁面にレーザー加工時に生成される変質物質が付着して光デバイスの輝度が低下し、光デバイスの品質が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、光デバイスの品質を低下させることなく個々の光デバイスに分割することができる光デバイスウエーハの加工方法およびレーザー加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、基板の表面に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光デバイスが形成された光デバイスウエーハを、ストリートに沿って個々の光デバイスに分割す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基板に対してアブレーション加工を施すレーザー光線を基板の表面または裏面側からストリートに沿って照射し、基板の表面または裏面に破断起点となるレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程と、
光デバイスウエーハに外力を付与し、光デバイスウエーハを破断起点となるレーザー加工溝に沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程と、を含み、
該レーザー加工溝形成工程を実施する際には、レーザー光線が照射される領域を含み基板にレーザー光線を照射することによって生成される変質物質をエッチングするためのエッチングガス雰囲気を生成し、レーザー光線の照射によってプラズマ化されたエッチングガスが基板にレーザー光線を照射することによって生成される変質物質をエッチング除去する、
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。
【００１０】
また、本発明によれば、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブル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と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを加工送り方向に相対的に加工送りする加工送り手段と、該加工送り方向に対して直交する割り出し送り方向に割り出し送りする割り出し送り手段と、を具備するレーザー加工装置において、
レーザー光線照射手段は、被加工物に対してアブレーション加工を施すレーザー光線を発振するレーザー光線発振器と、該レーザー光線発振器によって発振されたレーザー光線を集光して該チャックテーブルに保持された被加工物に照射する集光器とを備えており、
該集光器から照射されるレーザー光線の加工領域に被加工物にレーザー光線を照射することによって生成される変質物質をエッチングするためのエッチングガス雰囲気を生成するエッチングガス雰囲気生成手段を備えている、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による光デバイスウエーハの加工方法においては、光デバイスウエーハの基板に対してアブレーション加工を施すレーザー光線を基板の表面または裏面側からストリートに沿って照射し、基板の表面または裏面に破断起点となるレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程を実施する際には、レーザー光線が照射される領域を含みレーザー光線の照射によって生成される変質物質をエッチングするためのエッチングガス雰囲気を生成し、レーザー光線の照射によってプラズマ化されたエッチングガスがレーザー光線の照射によって生成される変質物質をエッチング除去するので、基板に形成されるレーザー加工溝の壁面には変質物質が付着されないとともに、レーザー加工溝の壁面がエッチングによって粗面に形成される。このため、上記分割工程によって分割された光デバイスは、基板の側壁面に光を吸収して輝度の低下を招く変質物質が存在しないことに加え、粗面に加工されているので、光が効果的に放出され輝度が向上する。
【００１２】
また、本発明によるレーザー加工装置は、集光器から照射されるレーザー光線の加工領域に被加工物にレーザー光線を照射することによって生成される変質物質をエッチングするためのエッチングガス雰囲気を生成するエッチングガス雰囲気生成手段を備えているので、このエッチングガス雰囲気生成手段を作動して加工領域にエッチングガス雰囲気を生成することにより、レーザー光線の照射によってプラズマ化されたエッチングガスがレーザー光線の照射によって生成される変質物質をエッチング除去するため、壁面に変質物質が付着されないとともに、壁面が粗面に加工されたレーザー加工溝を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図。
【図２】図１のレーザー加工装置に装備されるレーザー光線照射手段の一実施形態を示す概略構成図。
【図３】本発明による光デバイスウエーハの加工方法に従って加工される光デバイスウエーハを示す斜視図および要部拡大断面図。
【図４】図３に示す光デバイスウエーハを環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着するウエーハ支持工程の説明図。
【図５】図１のレーザー加工装置を用いて実施する本発明による光デバイスウエーハの加工方法におけるレーザー加工溝形成工程の説明図。
【図６】本発明による光デバイスウエーハの加工方法におけるウエーハ分割工程を実施するためのウエーハ分割装置の斜視図。
【図７】本発明による光デバイスウエーハの加工方法におけるウエーハ分割工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明による光デバイスウエーハの加工方法およびレーザー加工装置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。
【００１５】
図１には、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工装置１は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に上記矢印Ｘで示す加工送り方向と直交する矢印Ｙで示す割り出し方向に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構４と、該レーザー光線照射ユニット支持機構４に矢印Ｚで示す焦点位置調整方向に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット５とを具備している。
【００１６】
上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上に矢印Ｘで示す方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上に矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設された第１の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上に矢印Ｙで示す割り出し方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持された支持テーブル３５と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は多孔性材料から形成され被加工物保持面３６１を備えており、該被加工物保持面３６１が図示しない吸引手段に連通されている。従って、チャックテーブル３６上に被加工物としての後述する光デバイスウエーハを載置し、図示しない吸引手段を作動することによりチャックテーブル３６上に後述する光デバイスウエーハを吸引保持する。また、チャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられるようになっている。
【００１７】
上記第１の滑動ブロック３２は、その下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、その上面に矢印Ｙで示す割り出し方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向に移動させるための加工送り手段３７を具備している。加工送り手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第１の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられる。
【００１８】
上記第２の滑動ブロック３３は、その下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動させるための第１の割り出し送り手段３８を具備している。第１の割り出し送り手段３８は、上記一対の案内レール３２２と３２２の間に平行に配設された雄ネジロッド３８１と、該雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３８１は、その一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３８１は、第２の滑動ブロック３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３８２によって雄ネジロッド３８１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。
【００１９】
上記レーザー光線照射ユニット支持機構４は、静止基台２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、該案内レール４１、４１上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は、案内レール４１、４１上に移動可能に配設された移動支持部４２１と、該移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなっている。装着部４２２は、一側面に矢印Ｚで示す焦点位置調整方向に延びる一対の案内レール４２３、４２３が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構４は、可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し方向に移動させるための第２の割り出し送り手段４３を具備している。第２の割り出し送り手段４３は、上記一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４３１と、該雄ネジロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４３１は、可動支持基台４２を構成する移動支持部４２１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４３２によって雄ネジロッド４３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４２は案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。
【００２０】
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたレーザー光線照射手段５２を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２３、４２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１１、５１１が設けられており、この被案内溝５１１、５１１を上記案内レール４２３、４２３に嵌合することにより、矢印Ｚで示す焦点位置調整方向に移動可能に支持される。
【００２１】
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１を一対の案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す焦点位置調整方向に移動させるための集光点位置調整手段５３を具備している。集光点位置調整手段５３は、一対の案内レール４２３、４２３の間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５３２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５３２によって図示しない雄ネジロッドを正転または逆転駆動することにより、ユニットホルダ５１およびレーザー光線照射手段５２を一対の案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す焦点位置調整方向に移動せしめる。なお、図示の実施形態における集光点位置調整手段５３は、パルスモータ５３２を正転駆動することによりレーザー光線照射手段５２を上方に移動し、パルスモータ５３２を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段５２を下方に移動するようになっている。
【００２２】
図示の実施形態におけるレーザー光線照射手段５２は、上記ユニットホルダ５１に固定され実質上水平に延出する円筒形状のケーシング５２１を含んでいる。
このレーザー光線照射手段５２について、図２を参照して説明する。
図２に示すレーザー光線照射手段５２は、ケーシング５２１内に配設されたパルスレーザー光線発振手段５２２と、このパルスレーザー光線発振手段５２２が発振するパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射せしめる集光器５２３とを含んでいる。パルスレーザー光線発振手段５２２は、パルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備え、被加工物に対してアブレーション加工を施すパルスレーザー光線LBを発振する。
【００２３】
図２を参照して説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー光線照射手段５２を構成する集光器５２３は、パルスレーザー光線発振手段５２２から発振されたパルスレーザー光線を図２において下方即ちチャックテーブル３６に向けて方向変換する方向変換ミラー５２３aと、該方向変換ミラー５２３aによって方向変換されたパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射する集光レンズ５２３bとからなっている。
【００２４】
図１に戻って説明を続けると、上記レーザー光線照射手段５２を構成するケーシング５２１の前端部には、上記レーザー光線照射手段５２２によってレーザー加工すべき加工領域を検出するための撮像手段６が配設されている。この撮像手段６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。
【００２５】
図１を参照して説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、上記集光器５２３から照射されるレーザー光線の加工領域に被加工物にレーザー光線を照射することによって生成される変質物質をエッチングするためのエッチングガス雰囲気を生成するエッチングガス雰囲気生成手段７を備えている。このエッチングガス雰囲気生成手段７は、上記レーザー光線照射手段５２を構成するケーシング５２１の前端部に配設されたエッチングガス噴出ノズル７１と、該エッチングガス噴出ノズル７１から噴出するエッチングガスを収容したエッチングガスタンク７２と、該エッチングガスタンク７２に収容されたエッチングガスをエッチングガス噴出ノズル７１に送給するポンプ７３を具備している。エッチングガス噴出ノズル７１は、上記集光器５２３から照射されるレーザー光線の加工領域に向けてエッチングガスを噴出する。上記エッチングガスタンク７２内に収容されるエッチングガスとしては、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基板にレーザー光線を照射することによって生成される変質物質をエッチングすることができる３塩化ホウ素(BCl3)、塩素(Cl2)、ジクロロメタン(CH2 Cl2)、３塩化ホウ素(BCl3)と塩素(Cl2)の混合ガスや更にアニオン酸(Ar)やキセノン酸(Xe)を混合した混合ガス、CF4やSF６等のフッ素系ハロゲンガスを用いることができる。なお、これらのエッチングガスは、サファイア基板や炭化珪素基板の表面に積層する光デバイス層としての発光層（エピ層）を形成する窒化ガリウム(GaN)にレーザー光線を照射することによって生成される変質物質もエッチングすることができる。
【００２６】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
図３の(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従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が示されている。図３の(a)および(b)に示す光デバイスウエーハ１０は、例えば厚みが１００μmのサファイア基板や炭化珪素基板等からなる基板１００の表面１００aに窒化物半導体からなる光デバイス層としての発光層（エピ層）１１０が５μｍの厚みで積層されている。そして、発光層（エピ層）１１０が格子状に形成された複数のストリート１２０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１３０が形成されている。以下、上述したレーザー加工装置を用いて光デバイスウエーハ１０の基板に対してアブレーション加工を施すレーザー光線を基板の表面または裏面側からストリートに沿って照射し、基板の表面または裏面に破断起点となるレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程について説明する。
【００２７】
先ず、光デバイスウエーハ１０を構成する基板１００の裏面１００bを環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図４の（ａ）および（ｂ）に示すように、環状のフレームFの内側開口部を覆うように外周部が装着されたダイシングテープTの表面に上記光デバイスウエーハ１０を構成する基板１００の裏面１００bを貼着する。
【００２８】
上述したウエーハ支持工程を実施したならば、図１に示すレーザー加工装置１のチャックテーブル３６上に光デバイスウエーハ１０のダイシングテープT側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、ダイシングテープTを介して光デバイスウエーハ１０をチャックテーブル３６上に吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３６に保持された光デバイスウエーハ１０は、基板１００の表面１００aに積層して形成された光デバイス層としての発光層（エピ層）１１０の表面１１０aが上側となる。
【００２９】
上述したように光デバイスウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３６は、加工送り手段３７によって撮像手段６の直下に位置付けられる。チャックテーブル３６が撮像手段６の直下に位置付けられると、撮像手段６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１０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６および図示しない制御手段は、光デバイスウエーハ１０の所定方向に形成されているストリート１２０と、ストリート１２０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５２の集光器５２３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。また、光デバイスウエーハ１０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１２０に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。
【００３０】
以上のようにしてチャックテーブル３６上に保持された光デバイスウエーハ１０に形成されているストリート１２０を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図５の(a)で示すようにチャックテーブル３６をレーザー光線照射手段５２の集光器５２３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１２０の一端（図５の（a）において左端）を集光器５２３の直下に位置付ける。そして、集光器５２３から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを光デバイスウエーハ１０を構成する光デバイス層としての発光層（エピ層）１１０の表面１１０a（上面）付近に位置付ける。
【００３１】
次に、レーザー光線照射手段５２を作動して集光器５２３から基板１００に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線LBを照射するとともに、上記エッチングガス雰囲気生成手段７を作動してエッチングガス噴出ノズル７１から上述したエッチングガス７０を噴出しつつチャックテーブル３６を図５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５の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段５２の集光器５２３の照射位置がストリート１２０の他端（図５の（b）において右端）の位置に達したら、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３６の移動を停止する（レーザー加工溝形成工程）。このレーザー加工溝形成工程においては、エッチングガス雰囲気生成手段７を作動してエッチングガス噴出ノズル７１から上述したエッチングガス７０を噴出し、集光器５２３から照射されるレーザー光線の加工領域にレーザー光線の照射によって生成される変質物質をエッチングするためのエッチングガス雰囲気を生成する。従って、光デバイスウエーハ１０に照射されるパルスレーザー光線によってプラズマ化されたエッチングガスが光デバイスウエーハ１０にパルスレーザー光線が照射されることによって生成される変質物質をエッチング除去する。この結果、光デバイスウエーハ１０には、図５の（b）および図５の(c)に示すようにストリート１２０に沿って発光層（エピ層）１１０の表面１１０aから基板１００に達するレーザー加工溝１４０が形成される。このレーザー加工溝１４０は、上述したように光デバイスウエーハ１０にパルスレーザー光線が照射されることによって生成される変質物質がエッチング除去されているので、変質物質が壁面に付着されないとともに、壁面がエッチングによって粗面に形成される。なお、本発明者の実験によると、エッチングガスとしてCF4を用いることにより効果的にエッチングが遂行されることが確認された。
【００３２】
上記レーザー加工溝形成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                    ：半導体励起固体レーザー（Ｎｄ：YAG）
波長                    ：３５５ｎｍのパルスレーザー
平均出力                ：３．５W
パルス幅                ：１８０ns
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
集光スポット径          ：φ１０μｍ
加工送り速度            ：６０ｍｍ／秒
レーザー加工溝の深さ    ：１５μｍ
【００３３】
以上のようにして、光デバイスウエーハ１０の所定方向に延在する全てのストリート１２０に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実施したならば、チャックテーブル３６を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交する方向に形成された各ストリート１２０に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実施する。
【００３４】
上述したレーザー加工溝形成工程を実施したならば、光デバイスウエーハ１０に外力を付与し、破断起点となるレーザー加工溝１４０が形成されたストリート１２０に沿って破断し、個々の光デバイスに分割するウエーハ分割工程を実施する。このウエーハ分割工程は、図６に示すウエーハ分割装置８を用いて実施する。図６に示すウエーハ分割装置８は、基台８１と、該基台８１上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された移動テーブル８２を具備している。基台８１は矩形状に形成され、その両側部上面には矢印Ｙで示す方向に２本の案内レール８１１、８１２が互いに平行に配設されている。この２本の案内レール８１１、８１２上に移動テーブル８２が移動可能に配設されている。移動テーブル８２は、移動手段８３によって矢印Ｙで示す方向に移動せしめられる。移動テーブル８２上には、上記環状のフレームFを保持するフレーム保持手段８４が配設されている。フレーム保持手段８４は、円筒状の本体８４１と、該本体８４１の上端に設けられた環状のフレーム保持部材８４２と、該フレーム保持部材８４２の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ８４３とからなっている。このように構成されたフレーム保持手段８４は、フレーム保持部材８４２上に載置された環状のフレームFをクランプ８４３によって固定する。また、図６に示すウエーハ分割装置８は、上記フレーム保持手段８４を回動せしめる回動手段８５を具備している。この回動手段８５は、上記移動テーブル８２に配設されたパルスモータ８５１と、該パルスモータ８５１の回転軸に装着されたプーリ８５２と、該プーリ８５２と円筒状の本体８４１に捲回された無端ベルト８５３とからなっている。このように構成された回動手段８５は、パルスモータ８５１を駆動することにより、プーリ８５２および無端ベルト８５３を介してフレーム保持手段８４を回動せしめる。
【００３５】
図６に示すウエーハ分割装置８は、上記環状のフレーム保持部材８４２に保持された環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持されている光デバイスウエーハ１０にストリート１２０と直交する方向に引張力を作用せしめる張力付与手段８６を具備している。張力付与手段８６は、環状のフレーム保持部材８４内に配置されている。この張力付与手段８６は、矢印Y方向と直交する方向に長い長方形の保持面を上面に備えた第１の吸引保持部材８６１と第２の吸引保持部材８６２を備えている。第１の吸引保持部材８６１には保持面に開口する複数の吸引孔８６１aが形成されており、第２の吸引保持部材８６２には保持面に開口する複数の吸引孔８６２aが形成されている。複数の吸引孔８６１aおよび８６２aは、図示しない吸引手段に連通されている。また、第１の吸引保持部材８６１と第２の吸引保持部材８６２は、図示しない移動手段によって矢印Y方向にそれぞれ移動せしめられるようになっている。
【００３６】
図６に示すウエーハ分割装置８は、上記環状のフレーム保持部材８４２に保持された環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持されている光デバイスウエーハ１０のストリート１２０を検出するための検出手段８７を具備している。検出手段８７は、基台８１に配設されたＬ字状の支持柱８７１に取り付けられている。この検出手段８７は、光学系および撮像素子（ＣＣＤ）等で構成されており、上記張力付与手段８６の上方位置に配置されている。このように構成された検出手段８７は、上記環状のフレーム保持部材８４２に保持された環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持されている光デバイスウエーハ１０のストリート１２０を撮像し、これを電気信号に変換して図示しない制御手段に送る。
【００３７】
上述したウエーハ分割装置８を用いて実施するウエーハ破断について、図７を参照して説明する。
上述したレーザー加工溝形成工程が実施された光デバイスウエーハ１０をダイシングテープTを介して支持する環状のフレームFを、図７の（ａ）に示すようにフレーム保持部材８４２上に載置し、クランプ８４３によってフレーム保持部材８４２に固定する。次に、移動手段８３を作動して移動テーブル８２を矢印Ｙで示す方向（図６参照）に移動し、図７の（ａ）に示すように光デバイスウエーハ１０に所定方向に形成された１本のストリート１２０(図示の実施形態においては最左端のストリート)が張力付与手段８６を構成する第１の吸引保持部材８６１の保持面と第２の吸引保持部材８６２の保持面との間に位置付ける。このとき、検出手段８７によってストリート１２０を撮像し、第１の吸引保持部材８６１の保持面と第２の吸引保持部材８６２の保持面との位置合わせを行う。このようにして、１本のストリート１２０が第１の吸引保持部材８６１の保持面と第２の吸引保持部材８６２の保持面との間に位置付けられたならば、図示しない吸引手段を作動し吸引孔８６１aおよび８６２aに負圧を作用せしめることにより、第１の吸引保持部材８６１の保持面と第２の吸引保持部材８６２の保持面上にダイシングテープTを介して光デバイスウエーハ１０を吸引保持する(保持工程)。
【００３８】
上述した保持工程を実施したならば、張力付与手段８６を構成する図示しない移動手段を作動し、第１の吸引保持部材８６１と第２の吸引保持部材８６２を図７の(b)に示すように互いに離反する方向に移動せしめる。この結果、第１の吸引保持部材８６１の保持面と第２の吸引保持部材８６２の保持面との間に位置付けられたストリート１２０には、ストリート１２０と直交する方向に引張力が作用し、光デバイスウエーハ１０は表面に形成された破断起点となるレーザー加工溝１４０が破断の起点となってストリート１２０に沿って破断される（破断工程）。この破断工程を実施することにより、ダイシングテープTは僅かに伸びる。この破断工程においては、光デバイスウエーハ１０はストリート１２０に沿ってレーザー加工溝１４０が形成され強度が低下せしめられているので、第１の吸引保持部材８６１と第２の吸引保持部材８６２を互いに離反する方向に０．５mm程度移動することにより、光デバイスウエーハ１０に形成されたレーザー加工溝１４０が破断の起点となってストリート１２０に沿って破断することができる。
【００３９】
上述したように所定方向に形成された１本のストリート１２０に沿って破断する破断工程を実施したならば、上述した第１の吸引保持部材８６１および第２の吸引保持部材８６２による光デバイスウエーハ１０の吸引保持を解除する。次に、移動手段８３を作動して移動テーブル８２を矢印Ｙで示す方向（図６参照）にストリート１２０の間隔に相当する分だけ移動し、上記破断工程を実施したストリート１２０の隣のストリート１２０が張力付与手段８６を構成する第１の吸引保持部材８６１の保持面と第２の吸引保持部材８６２の保持面との間に位置付ける。そして、上記保持工程および破断工程を実施する。
【００４０】
以上のようにして、所定方向に形成された全てのストリート１２０に対して上記保持工程および破断工程を実施したならば、回動手段８５を作動してフレーム保持手段８４を９０度回動せしめる。この結果、フレーム保持手段８４のフレーム保持部材８４２に保持された光デバイスウエーハ１０も９０度回動することになり、所定方向に形成され上記破断工程が実施されたストリート１２０と直交する方向に形成されたストリート１２０が第１の吸引保持部材８６１の保持面と第２の吸引保持部材８６２の保持面と平行な状態に位置付けられる。次に、上記破断工程が実施されたストリート１２０と直交する方向に形成された全てのストリート１２０に対して上述し保持工程および破断工程を実施することにより、光デバイスウエーハ１０はストリート１２０に沿って個々のデバイス１３０に分割される（ウエーハ分割工程）。
【００４１】
上述した実施形態においては、光デバイスウエーハ１０を構成する基板１００の表面に積層された光デバイス層としての発光層（エピ層）１１０の表面に基板１００に達する破断起点となるレーザー加工溝１４０を形成するレーザー加工溝形成工程を実施する際には、上記エッチングガス雰囲気生成手段７を作動してエッチングガス噴出ノズル７１から上述したエッチングガス７０を噴出し、集光器５２３から照射されるレーザー光線の加工領域に光デバイスウエーハ１０にレーザー光線の照射によって生成される変質物質をエッチングするためのエッチングガス雰囲気を生成する。従って、光デバイスウエーハ１０に照射されるパルスレーザー光線によってプラズマ化されたエッチングガスが光デバイスウエーハ１０にパルスレーザー光線が照射されることによって生成される変質物質をエッチング除去するため、光デバイスウエーハ１０に形成されるレーザー加工溝１４０の壁面には変質物質が付着されないとともに、レーザー加工溝１４０の壁面がエッチングによって粗面に形成される。このため、光デバイスウエーハ１０が上述したように分割された光デバイス１３０は、基板１００の側壁面に光を吸収して輝度の低下を招く変質物質が存在しないことに加え、粗面に加工されているので、光が効果的に放出され輝度が向上する。
【００４２】
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においては、レーザー加工溝形成工程は光デバイスウエーハ１０を構成する基板１００の表面に積層された光デバイス層としての発光層（エピ層）１１０の表面側からストリート１２０に沿ってレーザー光線を照射し、光デバイスウエーハ１０の表面に基板１００に達する破断起点となるレーザー加工溝１４０を形成した例を示したが、レーザー加工溝形成工程は光デバイスウエーハ１０を構成する基板１００の裏面側からストリート１２０に沿ってレーザー光線を照射し、基板１００の裏面に破断起点となるレーザー加工溝を形成してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１：レーザー加工装置
３：チャックテーブル機構
３６：チャックテーブル
３７：加工送り手段
３８：第１の割り出し送り手段
４：レーザー光線照射ユニット支持機構
４３：第２の割り出し送り手段
５：レーザー光線照射ユニット
５２：レーザー光線照射手段
５２２：パルスレーザー光線発振手段
５２３：集光器
５３：集光点位置調整手段
６：撮像手段
７：エッチングガス雰囲気生成手段
７１：エッチングガス噴出ノズル
７２：エッチングガスタンク
８：ウエーハ分割装置
８１：基台
８２：移動テーブル
８３：移動手段
８４：フレーム保持手段
８５：回動手段
８６：張力付与手段
８７：検出手段
１０：光デバイスウエーハ
１００：基板
１１０：光デバイス層としての発光層（エピ層）
Ｆ：環状のフレーム
Ｔ：ダイシングテープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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