(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に光デバイス層によって複数の光デバイスが形成された光デバイスウエーハを、該複数の光デバイスを区画するストリートに沿って分割するとともに、各光デバイスにヒートシンクを接合する光デバイスの製造方法であって、
該ストリートに対応する区画壁によって区画された複数の収容室を備えたヒートシンク配置治具の該複数の収容室にそれぞれ該光デバイスの大きさに相当するヒートシンクを表面を上側にして収容するヒートシンク配置工程と、
該光デバイスウエーハの該光デバイス層の表面と該ヒートシンク配置治具の該複数の収容室に収容された該複数のヒートシンクの表面とを該ストリートと該ヒートシンク配置治具の区画壁を対向して対面させ接合金属層を介して接合するヒートシンク材接合工程と、
該光デバイス層に該複数のヒートシンクが接合された該光デバイスウエーハの該基板を該光デバイス層から剥離する基板剥離工程と、
該複数のヒートシンクが接合され該基板が剥離された該光デバイス層を該ストリートに沿って切断し個々の光デバイスに分割する光デバイス層分割工程と、を含む、
ことを特徴とする光デバイスの製造方法。
【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によって複数の光デバイスが形成された光デバイスウエーハを、該複数の光デバイスを区画するストリートに沿って分割するとともに、各光デバイスにヒートシンクを接合する光デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光デバイスの製造工程においては、サファイヤ基板や炭化珪素基板等の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等の光デバイス層によって複数の光デバイスが形成される。このように光デバイス層によって複数の光デバイスが形成された光デバイスウエーハを、該複数の光デバイスを区画するストリートに沿って分割することによって個々の光デバイスを製造する。
【０００３】
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、光デバイスウエーハに対して吸収性を有する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レーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝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、特許文献２参照。）
【特許文献１】特開平１０−３０５４２０号公報
【特許文献２】特許第４４９２０１号公報
【０００４】
一方、光デバイスは発熱することから、放熱するためにヒートシンク部材に接合される。（例えば、特許文献３参照。）
【特許文献３】特開昭６０−９２６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
而して、光デバイスは例えば一辺が０．３mm角に形成されており、このように小さい光デバイスに個々のヒートシンクを接合するには手間がかかり、生産性が悪いという問題がある。
また、光デバイスウエーハに対応する大きさを有するヒートシンク材を光デバイス層の表面に接合し、光デバイスウエーハに形成されたストリートに沿ってレーザー光線を照射して、光デバイスウエーハとともにヒートシンク材を切断しようとしても、銅等の金属からなるヒートシンク材からレーザー光線のエネルギーによる熱が逃げてヒートシンク材を切断することができない。
更に、光デバイスウエーハに対応する大きさを有するヒートシンク材を光デバイス層の表面に接合し、切削ブレードによって光デバイスウエーハに形成されたストリートに沿って光デバイスウエーハとともにヒートシンク材を切断しようとしても、脆性が高い光デバイスウエーハと粘り強い銅等の金属からなるヒートシンク材を同時に切断することは困難である。
【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、基板の表面に光デバイス層によって複数の光デバイスが形成された光デバイスウエーハを、該複数の光デバイスを区画するストリートに沿って分割するとともに、各光デバイスにヒートシンクを効率よく接合することができる光デバイスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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によって複数の光デバイスが形成された光デバイスウエーハを、該複数の光デバイスを区画するストリートに沿って分割するとともに、各光デバイスにヒートシンクを接合する光デバイスの製造方法であって、
該ストリートに対応する区画壁によって区画された複数の収容室を備えたヒートシンク配置治具の該複数の収容室にそれぞれ該光デバイスの大きさに相当するヒートシンクを表面を上側にして収容するヒートシンク配置工程と、
該光デバイスウエーハの該光デバイス層の表面と該ヒートシンク配置治具の該複数の収容室に収容された該複数のヒートシンクの表面とを該ストリートと該ヒートシンク配置治具の区画壁を対向して対面させ接合金属層を介して接合するヒートシンク材接合工程と、
該光デバイス層に該複数のヒートシンクが接合された該光デバイスウエーハの該基板を該光デバイス層から剥離する基板剥離工程と、
該複数のヒートシンクが接合され該基板が剥離された該光デバイス層を該ストリートに沿って切断し個々の光デバイスに分割する光デバイス層分割工程と、を含む、
ことを特徴とする光デバイスの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による光デバイスの製造方法においては、光デバイスウエーハに形成されたストリートに対応する区画壁によって区画された複数の収容室を備えたヒートシンク配置治具の複数の収容室にそれぞれ光デバイスの大きさに相当するヒートシンクを表面を上側にして収容し（ヒートシンク配置工程）、光デバイスウエーハの光デバイス層の表面とヒートシンク配置治具の複数の収容室に収容された複数のヒートシンクの表面とをストリートとヒートシンク配置治具の区画壁を対向して対面させ接合金属層を介して接合するヒートシンク材接合工程を実施した後に、光デバイス層に複数のヒートシンクが接合された光デバイスウエーハの基板を光デバイス層から剥離する基板剥離工程を実施し、その後複数のヒートシンクが接合され基板が剥離された光デバイス層をストリートに沿って切断し個々の光デバイスに分割する光デバイス層分割工程を実施するので、ヒートシンクが接合された光デバイスを効率よく製造することができるとともに、ヒートシンク材に接合され基板が剥離されて除去された個々の光デバイスを得ることができる。従って、光デバイスウエーハにおいて基板の表面に光デバイス層が形成された後には機能上不要となる基板が剥離されて除去されているので、デバイス自体がコンパクトで且つ機能的となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明による光デバイスの製造方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。
図１の(a)および(b)に示す光デバイスウエーハ２は、サファイヤからなる基板２１の表面に窒化ガリウム（GaN）等からなる複数の光デバイス２２を形成する光デバイス層２３が形成されている。そして、光デバイス層２３の表面２３aには各光りデバイス２２を区画する格子状のストリート２４が形成されている。また、光デバイスウエーハ２の外周部には、サファイヤ基板２１の結晶方位を表すノッチ２０が形成されている。
【００１３】
以下、上記光デバイスウエーハ２を複数の光デバイス２２を区画するストリート２４に沿って分割するとともに、各光デバイス２２にヒートシンクを接合する光デバイスの製造方法の第１の実施形態について説明する。
本発明による光デバイスの製造方法においては、図２に示すヒートシンク３を複数個用意する。このヒートシンク３は銅等の熱伝導率の高い金属材料によって上記光デバイス２２の大きさに相当する直方体状に形成されており、表面に金等の接合金属を蒸着した接合金属層４が形成されているとともに、裏面にはニッケル等の磁性材５が装着されている。
【００１４】
また、本発明による光デバイスの製造方法においては、図３の(a)および(b)に示すヒートシンク配置治具６を用意する。このヒートシンク配置治具６は、上記光デバイスウエーハ２に対応する大きさ有しストリート２４と対応する区画壁６１によって区画された複数の収容室６２を備えている。従って複数の収容室６２は、上記ヒートシンク３を収容することができる大きさに形成される。なお、複数の収容室６２の深さは、上記ヒートシンク３の厚みより小さい値に設定されている。また、図示の実施形態におけるヒートシンク配置治具６は、図３の(b)に拡大して示すように複数の収容室６２の底面に６２１にそれぞれ永久磁石６３が装着されている。また、ヒートシンク配置治具６の外周面には、上記光デバイスウエーハ２の外周部に形成されたノッチ２０と対応する合マーク６０が形成されている。
【００１５】
上記複数個のヒートシンク３とヒートシンク配置治具６を用意したならば、ヒートシンク配置治具６の複数の収容室６２にそれぞれヒートシンク３を表面（接合金属層４が形成されている側）を上側にして収容するヒートシンク配置工程を実施する。このとき、ヒートシンク３の裏面にはニッケル等の磁性材５が装着されており、またヒートシンク配置治具６の複数の収容室６２の底面には６２１には永久磁石６３が装着されているので、ヒートシンク３は磁性材５が装着されている裏面が永久磁石６３に吸着され、図４(a)おとび(b)に示すように接合金属層４が形成されている表面を上側にして収容室６２に収容される。このようにヒートシンク配置治具６の複数の収容室６２に収容された複数のヒートシンク３は、図４の(b)に示すようにヒートシンク配置治具６の区画壁６１の上面より突出した状態で配置される。
【００１６】
上述したヒートシンク配置工程を実施したならば、光デバイスウエーハ２の光デバイス層２３の表面２３aとヒートシンク配置治具６の複数の収容室６２に収容された複数のヒートシンク３の表面とをストリート２４とヒートシンク配置治具６の区画壁６１を対向して対面させ接合金属層を介して接合するヒートシンク材接合工程を実施する。このヒートシンク接合工程は、図５の(a)に示すように光デバイスウエーハ２の光デバイス層２３の表面２３aに金等の接合金属を蒸着してそれぞれ接合金属層４を形成する。そして、図５の（ｂ）および（c）に示すように光デバイスウエーハ２の光デバイス層２３の表面２３aに形成された接合金属層４と上記ヒートシンク配置治具６に配置された複数のヒートシンク３の表面に形成された接合金属層４とを対面させ圧着することにより光デバイスウエーハ２の光デバイス層２３の表面２３aに形成された接合金属層４とヒートシンク３の表面に形成された接合金属層４が接合される。このとき、図５の（ｂ）に示すように光デバイスウエーハ２に形成されたノッチ２０とヒートシンク配置治具６の外周面に形成された合マーク６０を合致させることにより、光デバイスウエーハ２の光デバイス層２３に形成されたストリート２４とヒートシンク配置治具６の区画壁６１を対向して対面させることができる。
【００１７】
次に、光デバイス層２３にヒートシンク３が接合された光デバイスウエーハ２をストリート２４に沿って切断し個々の光デバイス２２に分割する光デバイスウエーハ分割工程を実施する。この光デバイスウエーハ分割工程は、図６の(a)に示す切削装置７を用いて実施する。図６の(a)に示す切削装置７は、被加工物を保持するチャックテーブル７１と、切削ブレード７２１を備えた切削手段７２と、撮像手段７３を具備している。なお、撮像手段７３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。また、切削装置７は、チャックテーブル７１を矢印Xで示す切削送り方向に移動せしめる切削送り手段や切削手段７２を切削送り方向Xと直交する矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめる割り出し送り手段および切削手段７２を矢印Zで示す切り込み送り方向に移動せしめる切り込み送り手段を備えており、これらは図示しない制御手段によって制御されるようになっている。
【００１８】
図６の(a)に示す切削装置７を用いて上記光デバイスウエーハ分割工程を実施するには、図６の(a)に示すようにチャックテーブル７１上に光デバイスウエーハ２の光デバイス層２３に接合された複数のヒートシンク３を収容したヒートシンク配置治具６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７１上にヒートシンク配置治具６を介して複数のヒートシンク３が接合された光デバイスウエーハ２を吸引保持する。従って、ヒートシンク配置治具６に配置された複数のヒートシンク３が接合された光デバイスウエーハ２は、基板２１の裏面２１bが上側となる。このようにして、ヒートシンク配置治具６を介して複数のヒートシンク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７１は、図示しない切削送り機構によって撮像手段７３の直下に位置付けられる。
【００１９】
チャックテーブル７１が撮像手段７３の直下に位置付けられると、撮像手段７３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の切断すべき切削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７３および図示しない制御手段は、光デバイスウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２４と、切削ブレード７２１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に形成されている上記所定方向に対して直角に延びるストリート２４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。このとき、光デバイスウエーハ２を構成する光デバイス層２３の複数のストリート２４が形成されている表面は下側に位置しているが、撮像手段７３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、基板２１側から透かしてストリート２４を撮像することができる。
【００２０】
以上のようにしてチャックテーブル７１上にヒートシンク配置治具６を介して吸引保持された複数のヒートシンク３が接合された光デバイスウエーハ２の切削領域のアライメントが行われたならば、チャックテーブル７１を切削領域の切削開始位置に移動する。そして、脆性材料の切削に適した例えばダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めた切削ブレード７２１を図６の(a)において矢印７２１aで示す矢印Zで示す切り込み送り方向である下方に移動して所定量の切り込み送りを実施する。この切り込み送り位置は、切削ブレード７２１の外周縁が光デバイスウエーハ２を構成する光デバイス層２３の表面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７２１の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード７２１を回転しつつチャックテーブル７１を図６の(a)において矢印Ｘで示す方向に切削送りすることによって、図６の（ｂ）に示すようにヒートシンク３に接合された光デバイスウエーハ２はストリート２４に沿って切削された切断溝２５によって切断され、個々の光デバイス２２に分割される。このとき、ストリート２４の直下に位置するヒートシンク配置治具６の区画壁６１の上面との間には間隙があるので、光デバイスウエーハ２を効果的に分割することができる。この光デバイスウエーハ分割工程を光デバイスウエーハ２に形成された全てのストリート２４に沿って実施する。
【００２１】
なお、上記光デバイスウエーハ分割工程は、光デバイスウエーハ２のストリート２４に沿ってレーザー光線を照射することにより、光デバイスウエーハ２をストリート２４に沿って切断し、個々のデバイス２２に分割してもよい。
【００２２】
上述した光デバイスウエーハ分割工程を実施したならば、ヒートシンク配置治具６からヒートシンク３が接合された光デバイス２２を取り出すことにより（デバイス取り出し工程）、図７に示すようにヒートシンク３が接合された個々のデバイス２２を得ることができる。
【００２３】
以上のように、本発明の第１の実施形態においては、光デバイスウエーハ２に形成されたストリート２４に対応する区画壁６１によって区画された複数の収容室６２を備えたヒートシンク配置治具６の複数の収容室６２にそれぞれ光デバイス２２の大きさに相当するヒートシンク３を表面を上側にして収容し（ヒートシンク配置工程）、光デバイスウエーハ２の光デバイス層２３の表面とヒートシンク配置治具６の複数の収容室６２に収容された複数のヒートシンク３の表面とをストリート２４とヒートシンク配置治具６の区画壁６１を対向して対面させ接合金属層を介して接合するヒートシンク材接合工程を実施した後に、光デバイスウエーハ２をストリート２４に沿って切断し個々の光デバイス２２に分割する（光デバイスウエーハ分割工程）ので、ヒートシンクが接合された光デバイスを効率よく製造することができる。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態は、光デバイスウエーハ２を構成する基板２１と光デバイス層２３を剥離して基板２１を除去し、光デバイス層２３のみからなる光デバイスにヒートシンクを接合する方法である。
第２の実施形態においても、上記第１の実施形態におけるヒートシンク配置工程およびヒートシンク接合工程を実施する。そして、上述したヒートシンク配置工程およびヒートシンク接合工程を実施したならば、複数のヒートシンク３が接合された光デバイスウエーハ２の基板２１を光デバイス層２３から剥離する基板剥離工程を実施する。この基板剥離工程は、例えば図８の(a)および(b)に示すように上記光デバイスウエーハ２を製造する際に基板２１と光デバイス層２３の間にAlGaN層等からなるリフトオフ層２３０を形成しておき、このリフトオフ層２３０に応力を付与することにより、基板２１と光デバイス層２３を分離する。このように基板と光デバイス層を分離する基板剥離工程は、例えば特開２０００−１０１１３９号公報に開示されている方法によって実施することができる。
【００２５】
上記基板剥離工程を実施したならば、基板２１が剥離された光デバイスウエーハ２の光デバイス層２３をストリート２４に沿って切断し個々の光デバイス２２に分割する光デバイス分割工程を実施する。この光デバイス分割工程は、上記図６の(a)に示す切削装置７を用いて上記第１の実施形態における光デバイス分割工程と同様に実施する。この結果、図９に示すようにヒートシンク材３に接合され基板が剥離されて除去された光デバイス層２３はストリート２４に沿って切削された切断溝２５によって切断され、個々の光デバイス２２に分割される。
【００２６】
上述した光デバイス分割工程を実施したならば、ヒートシンク配置治具６からヒートシンク３が接合された光デバイス２２を取り出すことにより（デバイス取り出し工程）、図１０に示すようにヒートシンク３が接合され基板が剥離されて除去された個々のデバイス２２を得ることができる。このように第２の実施形態によって製造されるヒートシンク３が接合された個々のデバイス２２は、光デバイスウエーハ２においてサファイヤや炭化珪素からなる基板２１の表面に光りデバイス層２３が形成された後には機能上不要となる基板２１が剥離されて除去されているので、デバイス自体がコンパクトで且つ機能的となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】光デバイスウエーハの斜視図および要部拡大断面図。
【図２】本発明による光デバイスの製造方法に用いるヒートシンクの斜視図。
【図３】図２に示すヒートシンクを複数個収容するヒートシンク配置治具の斜視図。
【図４】本発明による光デバイスの製造方法の第１の実施形態におけるヒートシンク配置工程の説明図。
【図５】本発明による光デバイスの製造方法の第１の実施形態におけるヒートシンク材接合工程の説明図。
【図６】本発明による光デバイスの製造方法の第１の実施形態における光デバイスウエーハ分割工程の説明図。
【図７】本発明による光デバイスの製造方法の第１の実施形態によって製造された光デバイスの斜視図。
【図８】本発明による光デバイスの製造方法の第２の実施形態における基板剥離工程の説明図。
【図９】本発明による光デバイスの製造方法の第２の実施形態における光デバイス層分割工程が実施された光デバイスウエーハの要部拡大断面図。
【図１０】本発明による光デバイスの製造方法の第２の実施形態によって製造された光デバイスの斜視図。
【符号の説明】
【００２８】
２：光デバイスウエーハ
２１：基板
２２：光デバイス
２３：光デバイス層
２４：ストリート
２５：切断溝
３：ヒートシンク
４：接合金属層
５：磁性材
６：ヒートシンク配置治具
６１：区画壁
６２：収容室
６３：永久磁石
７：切削装置
７１：切削装置のチャックテーブル
７２：切削手段
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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