(57)【要約】【課題】単結晶基板に設定された分割予定ラインに沿って効率よく、適正なレーザー加工を施すことができる単結晶基板の加工方法を提供する。【解決手段】単結晶基板を設定された分割予定ラインに沿って分割する単結晶基板の加工方法であって、単結晶基板に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し、細孔と細孔をシールドする非晶質とからなるシールドトンネルを分割予定ラインに沿って形成するシールドトンネル形成工程と、シールドトンネル形成工程の前または後に、単結晶基板に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、シールドトンネル形成工程および保護部材貼着工程が実施された単結晶基板の保護部材を研削装置のチャックテーブルに保持し、単結晶基板の裏面を研削して単結晶基板を所定の厚みに形成するとともにシールドトンネルが形成された分割予定ラインに沿って分割する研削工程とを含む。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶基板を設定された分割予定ラインに沿って分割する単結晶基板の加工方法であって、
単結晶基板に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し、細孔と該細孔をシールドする非晶質とからなるシールドトンネルを分割予定ラインに沿って形成するシールドトンネル形成工程と、
該シールドトンネル形成工程の前または後に、単結晶基板に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該シールドトンネル形成工程および該保護部材貼着工程が実施された単結晶基板の保護部材を研削装置のチャックテーブルに保持し、単結晶基板の裏面を研削して単結晶基板を所定の厚みに形成するとともにシールドトンネルが形成された分割予定ラインに沿って分割する研削工程と、を含む、
ことを特徴とする単結晶基板の加工方法。
【請求項２】
該シールドトンネル形成工程において用いるパルスレーザー光線は、ピークエネルギー密度が１TW／cm2〜１００TW／cm2の範囲に設定されている、請求項１記載の単結晶基板の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サファイア(Al2O3)基板、炭化珪素（SiC）基板、窒化ガリウム(GaN)基板、リチウムタンタレート(LiTaO3)基板、リチウムナイオベート(LiNbO3)基板、ダイヤモンド基板、石英基板等の単結晶基板に加工を施す単結晶基板の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光デバイス製造工程においては、サファイア(Al2O3)基板、炭化珪素(SiC)基板、窒化ガリウム(GaN)基板の表面にn型窒化物半導体層およびp型窒化物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分割予定ライン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分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し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。また、リチウムタンタレート(LiTaO3)基板、リチウムナイオベート(LiNbO3)基板、炭化珪素(SiC)基板、ダイヤモンド基板、石英基板の表面にSAWデバイスが形成されたSAWウエーハも分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射して切断することにより個々のSAW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やSAWウエーハ等のウエーハを分割する方法として、被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザー光線を照射するレーザー加工方法も試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、ウエーハの一方の面側から内部に集光点を合わせてウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って破断起点となる改質層を連続的に形成し、この改質層が形成されることによって強度が低下したストリートに沿って外力を加えることにより、ウエーハを分割する技術である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法として、ウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射することによりアブレーション加工を施してレーザー加工溝を形成し、この破断起点となるレーザー加工溝が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与することにより割断する技術が実用化されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３４０８８０５号公報
【特許文献２】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】
【０００６】
而して、上記いずれの加工方法においても、サファイア(Al2O3)基板等からなる光デバイスウエーハを分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するためには同一分割予定ラインに複数回レーザー光線を照射する必要があり、生産性が悪いという問題がある。
また、単結晶基板からなるウエーハの裏面を研削してウエーハの厚みを薄くした後にレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射すると、レーザー光線を照射する回数を低減でき上記問題を解消することができるものの、単結晶基板からなるウエーハの厚みを薄くするとウエーハに反りが生じてレーザー光線の集光点が定まらず適正な加工ができないという問題がある。
【０００７】
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、単結晶基板に設定された分割予定ラインに沿って効率よく、適正なレーザー加工を施すことができる単結晶基板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】
【０００８】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、単結晶基板を設定された分割予定ラインに沿って分割する単結晶基板の加工方法であって、
単結晶基板に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し、細孔と該細孔をシールドする非晶質とからなるシールドトンネルを分割予定ラインに沿って形成するシールドトンネル形成工程と、
該シールドトンネル形成工程の前または後に、単結晶基板に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該シールドトンネル形成工程および該保護部材貼着工程が実施された単結晶基板の保護部材を研削装置のチャックテーブルに保持し、単結晶基板の裏面を研削して単結晶基板を所定の厚みに形成するとともにシールドトンネルが形成された分割予定ラインに沿って分割する研削工程と、を含む、
ことを特徴とする単結晶基板の加工方法が提供される。
【０００９】
上記シールドトンネル形成工程において用いるパルスレーザー光線は、ピークエネルギー密度が１TW／cm2〜１００TW／cm2の範囲に設定されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による単結晶基板の加工方法においては、単結晶基板に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し、細孔と該細孔をシールドする非晶質とからなるシールドトンネルを分割予定ラインに沿って形成するシールドトンネル形成工程と、該シールドトンネル形成工程の前または後に、単結晶基板に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、シールドトンネル形成工程および保護部材貼着工程が実施された単結晶基板の保護部材を研削装置のチャックテーブルに保持し、単結晶基板の裏面を研削して単結晶基板を所定の厚みに形成するとともにシールドトンネルが形成された分割予定ラインに沿って分割する研削工程とを含んでいるので、同一分割予定ラインに複数回パルスレーザー光線を照射する必要がなく生産性が良好となるとともに、単結晶基板の裏面を研削して所定の厚みに形成する前にシールドトンネル形成工程を実施するので単結晶基板に反りが生ずることがなく適正なレーザー加工を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による単結晶基板の加工方法によって加工される単結晶基板としての光デバイスウエーハの斜視図。
【図２】本発明による単結晶基板の加工方法における保護部材貼着工程の説明図。
【図３】本発明による単結晶基板の加工方法におけるシールドトンネル形成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４】図３に示すレーザー加工装置に装備されるパルスレーザー光線発振手段のブロック構成図。
【図５】集光レンズの開口数(NA)と光デバイスウエーハの屈折率(N)と開口数(NA)を屈折率(N)で除した値(S＝NA/N)との関係を示す図。
【図６】本発明による単結晶基板の加工方法におけるシールドトンネル形成工程の説明図。
【図７】本発明による単結晶基板の加工方法における研削工程の説明図。
【図８】シールドトンネル形成工程が実施された光デバイスウエーハを環状のフレームに装着したダイシングテープに貼着した状態を示す斜視図。
【図９】本発明による単結晶基板の加工方法によって光デバイスウエーハが個々に分割された光デバイスをピックアップするためのピックアップ装置の斜視図。
【図１０】図９に示すピックアップ装置によって実施するピックアップ工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明による単結晶基板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。
【００１３】
図１には、本発明による単結晶基板の加工方法によって加工される単結晶基板としての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、厚みが４００μmの単結晶基板であるサファイア(Al2O3)基板からなっており、表面２aにn型窒化ガリウム半導体層およびp型窒化ガリウム半導体層からなる光デバイス層が形成され、格子状に形成された複数の分割予定ライン２１によって区画された複数の領域に光デバイス２２が形成されている。以下、この光デバイスウエーハ２を分割予定ライン２１に沿って個々の光デバイス２２に分割するウエーハの加工方法について説明する。
【００１４】
先ず、光デバイスウエーハ２の表面２aに形成された光デバイス２２を保護するために、光デバイスウエーハ２の表面２aに保護部材を貼着する保護部材貼着工程を実施する。即ち、図２に示すように光デバイスウエーハ２の表面２aに保護部材としての保護テープ３を貼着する。なお、保護テープ３は、図示の実施形態においては厚さが１００μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシート状基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さ５μｍ程度塗布されている。
なお、保護部材貼着工程は、後述するシールドトンネル形成工程を実施した後に実施してもよい。
【００１５】
上述した保護部材貼着工程を実施したならば、単結晶基板であるサファイア(Al2O3)基板からなる光デバイスウエーハ２に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を分割予定ライン２１に沿って照射し、細孔と該細孔をシールドする非晶質とからなるシールドトンネルを分割予定ライン２１に沿って形成するシールドトンネル形成工程を実施する。このシールドトンネル形成工程は、図示の実施形態においては図３に示すレーザー加工装置４を用いて実施する。図３に示すレーザー加工装置４は、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１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４２と、チャックテーブル４１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段４３を具備している。チャックテーブル４１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３において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図３において矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００１６】
上記レーザー光線照射手段４２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング４２１を含んでいる。レーザー光線照射手段４２は、図４に示すように上記ケーシング４２１内に配設されたパルスレーザー光線発振手段４２２と、該パルスレーザー光線発振手段４２２から発振されたパルスレーザー光線の出力を調整する出力調整手段４２３と、該出力調整手段４２３によって出力が調整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４１の上面である保持面に保持された被加工物としての光デバイスウエーハ２に照射する集光器４２４を具備している。パルスレーザー光線発振手段４２２は、パルスレーザー光線発振器４２２aと、パルスレーザー光線発振器４２２aが発振するパルスレーザー光線の繰り返し周波数を設定する繰り返し周波数設定手段４２２b、およびパルスレーザー光線発振器４２２aが発振するパルスレーザー光線のパルス幅を設定するパルス幅設定手段４２２cとから構成されている。このように構成されたパルスレーザー光線発振手段４２２は、図示の実施形態においては波長が１０３０nmのパルスレーザー光線LBを発振する。なお、パルスレーザー光線発振手段４２２および上記出力調整手段４２３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。
【００１７】
上記集光器４２４は、パルスレーザー光線発振手段４２２から発振され出力調整手段４２３によって出力が調整されたパルスレーザー光線LBを下方に向けて方向変換する方向変換ミラー４２４aと、該方向変換ミラー４２４aによって方向変換されたパルスレーザー光線LBを集光してチャックテーブル４１の上面である保持面に保持された被加工物Wに照射する集光レンズ４２４bとからなっている。この集光器４２４の集光レンズ４２４bの開口数(NA)を単結晶基板の屈折率(N)で除した値が０．０５〜０．４の範囲となっている場合にシールドトンネルが形成されることが本発明者によって確認されている。ここで、開口数(NA)と屈折率(N)と開口数(NA)を屈折率(N)で除した値(S＝NA/N)との関係について、図５を参照して説明する。図５において集光レンズ４２４bに入光したパルスレーザー光線LBは光軸に対して角度(α)をもって集光される。このとき、sinαが集光レンズ４２４bの開口数(NA)である(NA＝sinα)。集光レンズ４２４bによって集光されたパルスレーザー光線LBが単結晶基板からなる光デバイスウエーハ２に照射されると、光デバイスウエーハ２を構成する単結晶基板は空気より密度が高いのでパルスレーザー光線LBは角度(α)から角度(β)に屈折する。このとき、光軸に対する角度(β)は、光デバイスウエーハ２を構成する単結晶基板の屈折率(N)によって異なる。屈折率(N)は(N＝sinα/sinβ)であるから、開口数(NA)を単結晶基板の屈折率(N)で除した値(S＝NA/N)はsinβとなる。そして、sinβを０．０５〜０．４の範囲（０．０５≦sinβ≦０．４）に設定すると良好なシールドトンネルが形成されることが実験において確認され、sinβが設定した範囲を脱すると後述するピークエネルギー密度の範囲であっても良好なシールドトンネルが形成されないことが実験によって確認されている。なお、レーザー光線照射手段４２は、集光器４２４の集光レンズ４２４bによって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置を調整するための集光点位置調整手段（図示せず）を備えている。
【００１８】
上記レーザー光線照射手段４２を構成するケーシング４２１の先端部に装着された撮像手段４３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。
【００１９】
上述したレーザー加工装置４を用いて、上述したウエーハ支持工程が実施された光デバイスウエーハ２の分割予定ライン２１に沿ってレーザー加工を施すには、上述した図３に示すレーザー加工装置４のチャックテーブル４１上に光デバイスウエーハ２が貼着された保護テープ３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、保護テープ３を介して光デバイスウエーハ２をチャックテーブル４１上に保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１に保持された光デバイスウエーハ２は、裏面２bが上側となる。このようにして、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４１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段４３の直下に位置付けられる。
【００２０】
チャックテーブル４１が撮像手段４３の直下に位置付けられると、撮像手段４３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４３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分割予定ライン２１と、分割予定ライン２１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４２の集光器４２４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に上記所定方向と直交する方向に形成された分割予定ライン２１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。なお、アライメント工程においては、光デバイスウエーハ２の分割予定ライン２１および光デバイス２２は下側に位置しているが、撮像手段４３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、単結晶基板としてのサファイア(Al2O3)基板からなる光デバイスウエーハ２の裏面２b側から透過して分割予定ライン２１を撮像することができる。
【００２１】
上述したアライメント工程を実施したならば、図６の(a)で示すようにチャックテーブル４１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４２の集光器４２４が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン２１を集光器４２４の直下に位置付ける。このとき、図６の(a)で示すように光デバイスウエーハ２は、分割予定ライン２１の一端(図６の(a)において左端)が集光器４２４の直下に位置するように位置付けられる。そして、集光器４２４の集光レンズ４２４bによって集光されるパルスレーザー光線LBの集光点Pが単結晶基板としてのサファイア(Al2O3)基板からなる光デバイスウエーハ２の裏面２bから厚み方向の所望の位置に位置付けられるように図示しない集光点位置調整手段を作動して集光器４２４を光軸方向に移動する（位置付け工程）。なお、図示の実施形態においては、パルスレーザー光線の集光点Pは、光デバイスウエーハ２におけるパルスレーザー光線が入射される単結晶基板としてのサファイア(Al2O3)基板からなる光デバイスウエーハ２の裏面２bから所望位置（例えば裏面２bから５〜１０μm表面２a側の位置）に設定されている。
【００２２】
上述したように位置付け工程を実施したならば、レーザー光線照射手段４２を作動して集光器４２４からパルスレーザー光線LBを照射して単結晶基板としてのサファイア(Al2O3)基板からなる光デバイスウエーハ２に位置付けられた集光点P付近（裏面２b）から表面２aに向けて細孔と該細孔をシールドする非晶質とを形成させてシールドトンネルを形成するシールドトンネル形成工程を実施する。即ち、集光器４２４から光デバイスウエーハ２を構成する単結晶基板としてのサファイア(Al2O3)基板に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線LBを照射しつつチャックテーブル４１を図６の(a)において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる（シールドトンネル形成工程）。そして、図６の(b)で示すようにレーザー光線照射手段４２の集光器４２４のレーザー光線照射位置に分割予定ライン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４１の移動を停止する。
【００２３】
上述したシールドトンネル形成工程を実施することにより、単結晶基板としてのサファイア(Al2O3)基板からなる光デバイスウエーハ２の内部には、図６の(c)に示すようにパルスレーザー光線LBの集光点P付近（裏面２b）から表面２aに向けて細孔２３１と該細孔２３１の周囲に形成された非晶質２３２が成長し、分割予定ライン２１に沿って所定の間隔（図示の実施形態においては１０μｍの間隔（加工送り速度：１０００ｍｍ／秒）／（繰り返し周波数：１００ｋＨｚ）で非晶質のシールドトンネル２３が形成される。このように形成されたシールドトンネル２３は、図６の(d)および(e)に示すように中心に形成された直径がφ１μm程度の細孔２３１と該細孔２３１の周囲に形成された直径がφ１０μmの非晶質２３２とからなり、図示の実施形態においては互いに隣接する非晶質２３２同士がつながるように連接して形成される形態となっている。なお、上述したシールドトンネル形成工程において形成される非晶質のシールドトンネル２３は、単結晶基板としてのサファイア(Al2O3)基板からなる光デバイスウエーハ２の裏面２bから表面２aに亘って形成することができるため、単結晶基板としてのサファイア(Al2O3)基板からなる光デバイスウエーハ２の厚みが厚くてもパルスレーザー光線を１回照射すればよいので、生産性が極めて良好となる。
【００２４】
上述したように所定の分割予定ライン２１に沿って上記シールドトンネル形成工程を実施したら、チャックテーブル４１を矢印Ｙで示す方向に光デバイスウエーハ２に形成された分割予定ライン２１の間隔だけ割り出し移動し（割り出し工程）、上記シールドトンネル形成工程を遂行する。このようにして所定方向に形成された全ての分割予定ライン２１に沿って上記シールドトンネル形成工程を実施したならば、チャックテーブル４１を９０度回動せしめて、上記所定方向に形成された分割予定ライン２１に対して直交する方向に延びる分割予定ライン２１に沿って上記シールドトンネル形成工程を実行する。
【００２５】
上述したシールドトンネル形成工程において、良好なシールドトンネル２３を形成するには、パルスレーザー光線LBのピークエネルギー密度を１TW／cm2〜１００TW／cm2の範囲に設定することが望ましい。
なお、ピークエネルギー密度は、
平均出力(W)／｛繰り返し周波数(Hz)×スポット面積(cm2)×パルス幅(s)｝によって求めることができる。
以下、パルスレーザー光線LBのピークエネルギー密度を１TW／cm2〜１００TW／cm2の範囲に設定された理由について説明する。
【実験例】
【００２６】
［実験：１］
条件１・・・単結晶基板：サファイア基板（厚み４００μm）
条件２・・・パルスレーザー光線の波長を１０３０nmに設定
条件３・・・パルスレーザー光線の繰り返し周波数を１００kHzに設定
条件４・・・パルスレーザー光線のスポット径を１０μmに設定
条件５・・・パルスレーザー光線の平均出力を５Wに設定
条件６・・・変数：パルスレーザー光線のパルス幅
上記条件に従ってパルス幅を０．１〜１００psまで変化させながらサファイア基板にパルスレーザー光線を照射し、加工状態を観察した。
パルス幅が０．１〜０．６ｐsまではサファイア基板の内部にボイドが形成された。
パルス幅が０．７〜６３ｐsまではサファイア基板の内部に細孔と細孔をシールドする非晶質とからなるシールドトンネルが形成された。
パルス幅が６４〜１００ｐsまではサファイア基板の内部が溶融した。
以上の実験結果から、パルス幅が０．７〜６３ｐsの範囲においてサファイア基板の内部に細孔と細孔をシールドする非晶質とからなるシールドトンネルが形成されることが判った。
従って、上記条件においてパルス幅を０．７〜６３ｐsにしてピークエネルギー密度を求めると、１TW／cm2〜１００TW／cm2の範囲に設定することでシールドトンネルが形成される。
【００２７】
［実験：２］
条件１・・・単結晶基板：サファイア基板（厚み４００μm）
条件２・・・パルスレーザー光線の波長を１０３０nmに設定
条件３・・・パルス幅１０ｐsに設定
条件４・・・パルスレーザー光線のスポット径を１０μmに設定
条件５・・・パルスレーザー光線の平均出力を５Wに設定
条件６・・・変数：パルスレーザー光線の繰り返し周波数
上記条件に従って繰り返し周波数を１〜１０００kHzまで変化させながらサファイア基板にパルスレーザー光線を照射し、加工状態を観察した。
繰り返し周波数が１〜６kHzまではサファイア基板の内部が破壊されクラックが放射状に形成された。
繰り返し周波数が７〜６４０kHzまではサファイア基板の内部に細孔と細孔をシールドする非晶質とからなるシールドトンネルが形成された。
繰り返し周波数が６５０〜１０００kHzまではサファイア基板の内部ボイドが形成されシールドトンネルは形成されなかった。
以上の実験結果から、繰り返し周波数が７〜６４０kHzの範囲においてサファイア基板の内部に細孔と細孔をシールドする非晶質とからなるシールドトンネルが形成されることが判った。
従って、上記条件において繰り返し周波数が７〜６４０kHzにしてピークエネルギー密度を求めると、１TW／cm2〜１００TW／cm2の範囲に設定することでシールドトンネルが形成される。
【００２８】
上記実験１および実験２はサファイア(Al2O3)基板に対して実施した例を示したが、単結晶基板としての炭化珪素(SiC)基板、窒化ガリウム(GaN)基板、リチウムタンタレート(LiTaO３)基板、リチウムナイオベート(LiNbO３)基板、ダイヤモンド基板、石英(SiO2)基板に対しても上記実験１および実験２と同様の実験を行ったが、略同じ結果であった。
【００２９】
上記シールドトンネル形成工程を実施したならば、単結晶基板としてのサファイア(Al2O3)基板からなる光デバイスウエーハ２の裏面２bの保護部材を研削装置のチャックテーブルに保持し、光デバイスウエーハ２の裏面２bを研削して光デバイスウエーハ２を所定の厚みに形成するとともにシールドトンネル２３が形成された分割予定ライン２１に沿って分割する研削工程を実施する。この研削工程は、図７の(a)に示す研削装置５を用いて実施する。図７の(a)に示す研削装置５は、被加工物を保持する保持手段としてのチャックテーブル５１と、該チャックテーブル５１に保持された被加工物を研削する研削手段５２を具備している。チャックテーブル５１は、上面に被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない回転駆動機構によって図７の(a)において矢印Aで示す方向に回転せしめられる。研削手段５２は、スピンドルハウジング５３と、該スピンドルハウジング５３に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル５４と、該回転スピンドル５４の下端に装着されたマウンター５５と、該マウンター５５の下面に取り付けられた研削ホイール５６とを具備している。この研削ホイール５６は、円環状の基台５７と、該基台５７の下面に環状に装着された研削砥石５８とからなっており、基台５７がマウンター５５の下面に締結ボルト５９によって取り付けられている。
【００３０】
上述した研削装置５を用いて上記研削工程を実施するには、図７の(a)に示すようにチャックテーブル５１の上面（保持面）に光デバイスウエーハ２の表面に貼着されている保護テープ３側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル５１上に光デバイスウエーハ２を保護テープ３を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル５１上に保持された光デバイスウエーハ２は、裏面２bが上側となる。このようにチャックテーブル５１上に光デバイスウエーハ２を保護テープ３を介して吸引保持したならば、チャックテーブル５１を図７の(a)において矢印Aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段５２の研削ホイール５６を図７の(a)において矢印Bで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて、図７の(b)に示すように研削砥石５８を被加工面である光デバイスウエーハ２の裏面２bに接触せしめ、研削ホイール５６を矢印Cで示すように例えば１μm／秒の研削送り速度で下方（チャックテーブル５１の保持面に対し垂直な方向）に所定量研削送りする。この結果、光デバイスウエーハ２の裏面２bが研削されて光デバイスウエーハ２は所定の厚み（例えば１００μm）に形成されるとともに、シールドトンネル２３が形成され強度が低下せしめられている分割予定ライン２１に沿って個々の光デバイス２２に分割される。なお、個々に分割された複数の光デバイス２２は、その表面に保護テープ３が貼着されているので、バラバラにはならず光デバイスウエーハ２の形態が維持されている。このようにして、研削工程を実施することにより、光デバイスウエーハ２はシールドトンネル２３が形成され強度が低下せしめられている分割予定ライン２１に沿って個々の光デバイス２２に分割される。
【００３１】
次に、上述した研削工程が実施された単結晶基板としてのサファイア(Al2O3)基板からなる光デバイスウエーハ２（個々の光デバイス２２に分割されている）の裏面２bにダイシングテープを貼着し該ダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図８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の表面に上述した研削工程が実施された個々の光デバイス２２に分割されている光デバイスウエーハ２の裏面２bを貼着する。そして、光デバイスウエーハ２の表面２aに貼着されている保護テープ３を剥離する。従って、ダイシングテープTの表面に貼着された光デバイスウエーハ２は、表面２aが上側となる。
【００３２】
このようにして、ウエーハ支持工程を実施したならば、ダイシングテープTに貼着されている光デバイスウエーハ２の個々に分割された光デバイス２２をピックアップするピックアップ工程を実施する。このピックアップ工程は、図９に示すピックアップ装置６を用いて実施する。図９に示すピックアップ装置６は、上記環状のフレームFを保持するフレーム保持手段６１と、該フレーム保持手段６１に保持された環状のフレームFに装着された光デバイスウエーハ２を拡張するテープ拡張手段６２と、ピックアップコレット６３を具備している。フレーム保持手段６１は、環状のフレーム保持部材６１１と、該フレーム保持部材６１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ６１２とからなっている。フレーム保持部材６１１の上面は環状のフレームFを載置する載置面６１１ａを形成しており、この載置面６１１ａ上に環状のフレームFが載置される。そして、載置面６１１ａ上に載置された環状のフレームFは、クランプ６１２によってフレーム保持部材６１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段６１は、テープ拡張手段６２によって上下方向に進退可能に支持されている。
【００３３】
テープ拡張手段６２は、上記環状のフレーム保持部材６１１の内側に配設される拡張ドラム６２１を具備している。この拡張ドラム６２１は、環状のフレームFの内径より小さく該環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに貼着される光デバイスウエーハ２の外径より大きい内径および外径を有している。また、拡張ドラム６２１は、下端に支持フランジ６２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段６２は、上記環状のフレーム保持部材６１１を上下方向に進退可能な支持手段６２３を具備している。この支持手段６２３は、上記支持フランジ６２２上に配設された複数のエアシリンダ６２３aからなっており、そのピストンロッド６２３bが上記環状のフレーム保持部材６１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ６２３aからなる支持手段６２３は、図１０の(a)に示すように環状のフレーム保持部材６１１を載置面６１１ａが拡張ドラム６２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、図１０の(b)に示すように拡張ドラム６２１の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向に移動せしめる。
【００３４】
以上のように構成されたピックアップ装置６を用いて実施するピックアップ工程について図１０を参照して説明する。即ち、光デバイスウエーハ２が貼着されているダイシングテープTが装着された環状のフレームFを、図１０の(a)に示すようにフレーム保持手段６１を構成するフレーム保持部材６１１の載置面６１１ａ上に載置し、クランプ６１２によってフレーム保持部材６１１に固定する（フレーム保持工程）。このとき、フレーム保持部材６１１は図１０の(a)に示す基準位置に位置付けられている。次に、テープ拡張手段６２を構成する支持手段６２３としての複数のエアシリンダ６２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材６１１を図１０の(b)に示す拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材６１１の載置面６１１ａ上に固定されている環状のフレームFも下降するため、図１０の(b)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は拡張ドラム６２１の上端縁に接して拡張せしめられる（テープ拡張工程）。この結果、ダイシングテープTに貼着されている光デバイスウエーハ２には放射状に引張力が作用するため、上述したように光デバイスウエーハ２の個々に分割された光デバイス２２が分離されるとともに光デバイス２２間に間隔Sが形成される。
【００３５】
次に、図１０の(c)に示すようにピックアップコレット６３を作動して光デバイス２２を吸着して、ダイシングテープTから剥離してピックアップし、図示しないトレーまたはダイボンディング工程に搬送する。なお、ピックアップ工程においては、上述したようにダイシングテープTに貼着されている個々の光デバイス２２間の隙間Sが広げられているので、隣接する光デバイス２２と接触することなく容易にピックアップすることができる。
【符号の説明】
【００３６】
２：光デバイスウエーハ
２１：分割予定ライン
２２：光デバイス
３：保護テープ
４：レーザー加工装置
４１：レーザー加工装置のチャックテーブル
４２：レーザー光線照射手段
４２２：パルスレーザー光線発振手段
４２４：集光器
５：研削装置
５１：研削装置のチャックテーブル
５２：研削手段
５６：研削ホイール
６：ピックアップ装置
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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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