(57)【要約】      （修正有）【課題】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、光デバイス層のみからなる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。【解決手段】光デバイス層をストリートに沿って切断することにより分割溝を形成するデバイス層切断工程と、ヒートシンク材の表面に光デバイスを区画するストリートと対応する位置に分離溝を形成するヒートシンク材溝形成工程と、光デバイス層の表面とヒートシンク材の表面とを分割溝と分離溝を対向して対面させて接合するヒートシンク材接合工程と、基板を光デバイス層から剥離する基板剥離工程と、ヒートシンク材の裏面を研削して裏面に分離溝を表出させヒートシンク材を個々の光デバイスと対応したヒートシンクに分割するヒートシンク材分割工程とを含む。【選択図】図８
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【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、
該光デバイスウエーハの光デバイス層をストリートに沿って切断することにより分割溝を形成して該光デバイス層を個々の光デバイスに分割するデバイス層切断工程と、
該光デバイスウエーハに対応する大きさを有する該ヒートシンク材の表面に該複数の光デバイスを区画する該ストリートと対応する位置に該ヒートシンクの仕上がり厚さに相当する深さの分離溝を形成するヒートシンク材溝形成工程と、
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材の表面とを該分割溝と該分離溝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ヒートシンク材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、
該基板剥離工程が実施された該光デバイス層の裏面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材が貼着された該光デバイス層に接合されている該ヒートシンク材の裏面を研削して裏面に該分離溝を表出させ、該ヒートシンク材を個々の光デバイスと対応したヒートシンクに分割するヒートシンク材分割工程と、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、サファイヤ等の基板の表面に形成される光デバイス層の厚みは１〜５μmであり、光デバイス層が形成された後にサファイヤ等の基板を除去することは著しく強度の低下を招くことから、光デバイス層はサファイヤ等の基板とともに分割され基板に装着された状態で光デバイスを構成するために、光デバイスの輝度が低下するという問題がある。
【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、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、光デバイス層のみからなる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】
【０００７】
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、
該光デバイスウエーハの光デバイス層をストリートに沿って切断することにより分割溝を形成して該光デバイス層を個々の光デバイスに分割するデバイス層切断工程と、
該光デバイスウエーハに対応する大きさを有する該ヒートシンク材の表面に該複数の光デバイスを区画する該ストリートと対応する位置に該ヒートシンクの仕上がり厚さに相当する深さの分離溝を形成するヒートシンク材溝形成工程と、
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材の表面とを該分割溝と該分離溝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ヒートシンク材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、
該基板剥離工程が実施された該光デバイス層の裏面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材が貼着された該光デバイス層に接合されている該ヒートシンク材の裏面を研削して裏面に該分離溝を表出させ、該ヒートシンク材を個々の光デバイスと対応したヒートシンクに分割するヒートシンク材分割工程と、を含む、
ことを特徴とする光デバイスの製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
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の光デバイス層をストリートに沿って切断することにより分割溝を形成して該光デバイス層を個々の光デバイスに分割し（デバイス層切断工程）、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の表面に複数の光デバイスを区画するストリートと対応する位置にヒートシンクの仕上がり厚さに相当する深さの分離溝を形成するヒートシンク材溝形成工程した後、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材の表面とを分割溝と分離溝を対向して対面させ接合金属層を介して接合し（ヒートシンク材接合工程）、その後光デバイスウエーハの基板を光デバイス層から剥離し（基板剥離工程）、次にヒートシンク材の裏面を研削して裏面に分離溝を表出させてヒートシンク材を個々の光デバイスと対応したヒートシンクに分割する（ヒートシンク材分割工程）ので、基板が剥離されて除去されヒートシンクが接合された個々の光り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。また、上記基板剥離工程においては、光デバイス層が上記デバイス層切断工程によって個々のデバイスに分割されているので、基板に対する接合面積が全面ではなく断続的であるため、基板の光デバイス層から剥離が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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について説明する。
先ず、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に沿って切断することにより分割溝を形成し、該光デバイス層２３を個々の光デバイスに分割するデバイス層切断工程を実施する。このデバイス層切断工程は、図２の(a)に示す切削装置３を用いて実施する。図２の(a)に示す切削装置３は、被加工物を保持するチャックテーブル３１と、切削ブレード３２１を備えた切削手段３２と、撮像手段３３を具備している。撮像手段３３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。また、切削装置３は、チャックテーブル３１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３２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３２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。
【００１１】
図２の(a)に示す切削装置３を用いて上記デバイス層切断工程を実施するには、切削ブレード３２１と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を用いる。そして、図２の(a)に示すようにチャックテーブル３１上に光デバイスウエーハ２の基板２１の裏面を載置し、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３１上に光デバイスウエーハ２を吸引保持する。従って、光デバイスウエーハ２は光デバイス層２３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３１は、図示しない切削送り機構によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。
【００１２】
チャックテーブル３１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３および図示しない制御手段によって光デバイス層２３を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３３および図示しない制御手段は、光デバイス層２３の表面に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３２１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２３の表面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。
【００１３】
以上のようにしてチャックテーブル３１上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２３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３１を切削領域の切削開始位置に移動する。このとき、図２の(b)に示すように光デバイスウエーハ２は、光デバイス層２３に形成されたストリート２４の一端（図２の(b)において左端）が切削ブレード３２１の直下より所定量右側に位置するように位置付けられる。そして、切削ブレード３２１を図２の(b)において２点鎖線で示す待機位置から図示しない切り込み送り機構によって図２の(b)において実線で示すように下方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３２１の外周縁が光デバイスウエーハ２の基板２１の表面に達する深さ位置に設定されている。
【００１４】
上述したように切削ブレード３２１の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード３２１を図２の(b)において矢印３２１aで示す方向に例えば４００００ｒｐｍの回転速度で回転しつつ、チャックテーブル３１を図２の(b)において矢印Ｘ１で示す方向に例えば５０ｍｍ／秒の切削送り速度で移動せしめる。そして、チャックテーブル３１に保持された光デバイスウエーハ２の右端が切削ブレード３２１の直下を通過したらチャックテーブル３１の移動を停止する。この結果、図２の（c）に示すように光デバイスウエーハ２を構成する光デバイス層２３にはストリート２４に沿って分割溝２５が形成され、光デバイス層２３は分割溝２５によって切断される。このデバイス層切断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に沿って実施することにより、光デバイス層２３は分割溝２５によって個々の光デバイスに分割される。
【００１５】
なお、上記デバイス層切断工程は、光デバイスウエーハ２を構成する光デバイス層２３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を構成する光デバイス層２３をストリート２４に沿って切断し、個々の光デバイス２２に分割してもよい。
【００１６】
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に示すように上記光デバイスウエーハ２に対応する大きさ有し厚さが例えば６００μmのヒートシンク材４を用意する。このヒートシンク材４は、銅等の熱伝導率の高い金属材料によって形成されている。また、ヒートシンク材３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４０が形成されている。そして、ヒートシンク材４の表面に上記光デバイスウエーハ２に形成された複数の光デバイス２２を区画するストリー２４と対応する位置にヒートシンクの仕上がり厚さに相当する深さの分離溝を形成するヒートシンク材溝形成工程を実施する。このヒートシンク材溝形成工程は、上記図２の(a)に示す切削装置３を用いて実施することができる。なお、切削装置４に装備された図示しない制御手段は、上記光デバイスウエーハ２に形成されたストリート２４の座標値を格納したメモリを備えている。また、ヒートシンク材切断工程を実施する際には、切削ブレード３２１として銅の切削に適した例えばダイヤモンド砥粒をレジンボンドで固めた切削ブレードを用いる。
【００１７】
上記図２の(a)に示す切削装置３を用いて上記ヒートシンク材溝形成工程を実施するには、図４の(a)に示すようにチャックテーブル３１上にヒートシンク材４の表面４ａを上にして載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、ヒートシンク材４をチャックテーブル３１上に保持する。このようにして、チャックテーブル３１上に吸引保持されたヒートシンク材４は、所定の座標位置に保持された状態となる。
【００１８】
上述したようにチャックテーブル３１上にヒートシンク材４を保持したならば、ヒートシンク材４を保持したチャックテーブル３１を切削領域の切削開始位置に移動する。そして、切削ブレード３２１を図４の(a)において矢印３２１aで示す方向に回転しつつ矢印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３２１の外周縁がヒートシンク材４の表面４aからヒートシンクの仕上がり厚さに相当する深さ位置（例えば、２００〜５００μｍ）に設定されている。このようにして、切削ブレード３２１の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード３２１を回転しつつチャックテーブル３１を図４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４の（ｂ）に示すようにヒートシンクの仕上がり厚さに相当する深さ（例えば、２００〜５００μｍ）の分離溝４１が形成される（ヒートシンク材溝形成工程）。このヒートシンク材溝形成工程を図示しない制御手段のメモリに格納された上記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に対応する位置に実施する。
【００１９】
なお、上述したヒートシンク材溝形成工程においては、
切削装置３を用いてヒートシンク材４にヒートシンクの仕上がり厚さに相当する深さの分離溝３１を形成した例を示したが、レーザー加工装置を用いてヒートシンク材４にレーザー加工溝を形成してもよい。
【００２０】
次に、上記光デバイスウエーハ２の光デバイス層２３の表面２３aとヒートシンク材４の表面３aを分割溝２５と分離溝４１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。このヒートシンク材接合工程は、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およびヒートシンク材３の表面３aに金等の接合金属を蒸着してそれぞれ接合金属層５を形成する。そして、図５の（ｂ）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とヒートシンク材４の表面４aを分割溝２５と分離溝４１を対向して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５とヒートシンク材４の表面４aに形成された接合金属層５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とヒートシンク材４に形成されている合マーク４０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に形成された分割溝２５とヒートシンク材４の表面４aに形成された分離溝４１を対向して対面させることができる。
【００２１】
上述したヒートシンク材接合工程を実施したならば、光デバイス層２３にヒートシンク材４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６の(a)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、図６の(b)に示すように基板２１を光デバイス層２３から分離する。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。この基板剥離工程においては、光デバイス層２３が上記デバイス層切断工程によって個々のデバイス２２に分割されているので、基板２１に対する接合面積が全面ではなく断続的であるため、基板２１の光デバイス層２３からの剥離が容易となる。
【００２２】
上記基板剥離工程を実施したならば、ヒートシンク材４が接合された光デバイス層２３の裏面２３bに保護部材を貼着する保護部材貼着工程を実施する。この保護部材貼着工程は、図７の(a)および（ｂ）に示すようにヒートシンク材４が接合された光デバイス層２３の裏面２３bに研削用の保護部材６を貼着する保護部材貼着工程を実施する。なお、保護部材６は、図示の実施形態においては厚さが１５０μｍのポリオレフィンシートが用いられている。
【００２３】
上述した保護部材貼着工程を実施したならば、保護部材６が貼着された光デバイス層２３に接合されているヒートシンク材４の裏面４bを研削して裏面に分離溝４１を表出させ、ヒートシンク材４を個々の光デバイス２２と対応したヒートシンクに分割するヒートシンク材分割工程を実施する。このヒートシンク材分割工程は、図８の（ａ）に示す研削装置７を用いて実施する。図８の（ａ）に示す研削装置７は、被加工物を保持するチャックテーブル７１と、研削砥石７２を備えた研削手段７３を具備している。この研削装置７を用いてヒートシンク材分割工程を実施するには、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の裏面２３bに貼着された保護部材６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、保護部材６を介して光デバイスウエーハ２およびヒートシンク材３をチャックテーブル７１上に吸引保持する。従って、光デバイス層２３に接合されたヒートシンク材４の裏面４bが上側となる。次に、例えばチャックテーブル７１を矢印７１aで示す方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段７３の研削砥石７２を矢印７２aで示す方向に６０００ｒｐｍで回転せしめて、ヒートシンク材４の裏面４bに接触することにより研削し、図７の（ｂ）に示すように分離溝４１が裏面４ｂに表出するまで研削する。このように分離溝４１が表出するまで研削することによって、図８の（ｂ）および（ｃ）に示すように個々に分割されたデバイス２２に接合されているヒートシンク材４は、個々のデバイス２２に対応したヒートシンク４０に分割される。
【００２４】
上述したようにヒートシンク材分割工程を実施したならば、ピックアップ工程において光デバイス２２に接合された個々のヒートシンク４０を保護部材６から剥離してピックアップすることにより、図９に示すようにヒートシンク４０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。このようにして製造されるヒートシンク４０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】
【００２５】
【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おけるデバイス層切断工程の説明図。
【図３】本発明による光デバイスの製造方法において用いられるヒートシンク材の斜視図。
【図４】本発明による光デバイスの製造方法におけるヒートシンク材溝形成工程の説明図。
【図５】本発明による光デバイスの製造方法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における基板剥離工程の説明図。
【図７】本発明による光デバイスの製造方法における保護部材貼着工程の説明図。
【図８】本発明による光デバイスの製造方法におけるヒートシンク材分割工程の説明図。
【図９】本発明による光デバイスの製造方法によって製造された光デバイスの斜視図。
【符号の説明】
【００２６】
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：分割溝
３：切削装置
３１：切削装置のチャックテーブル
３２：切削手段
４：ヒートシンク材
６：保護部材
７：研削装置
７１：研削装置のチャックテーブル
７２：研削手段
【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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