JP7339509B2 - 発光素子の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、発光素子の製造方法、特にサファイア基板を備える発光素子の製造方法に関する。

ウエハ状の加工対象物をレーザ光によって切断する方法として、所望の形状に規定した切断予定ラインに沿って加工対象物にレーザ光を照射して、加工対象物内に改質層を形成し、改質層に沿って加工対象物を切断する方法がある。特許文献１では、切断予定ラインを上面視において格子状に規定し、加工対象物を矩形形状のデバイスに切断する方法が開示されている。また、特許文献１では、加工対象物として主としてシリコンウエハを用いた場合の実施例が開示されている。

特開２００４－２６８１０４号公報

しかしながら、特許文献１等に記載された従来のレーザ加工方法を、例えば、発光素子に用いられるサファイア基板に適用して六角形のデバイスに分割しようとすると精度良く分割することができないという課題があった。

そこで、本開示は、サファイア基板を六角形形状に精度良く分割できる発光素子の製造方法を提供することを目的とする。

本開示に係る発光素子の製造方法は、
サファイアから構成される基板に、上面視において、複数の正六角形形状が充填された形状の分割予定線にしたがってレーザ光を走査して照射し、前記分割予定線に沿って前記基板内に第１改質層を形成する第１工程と、
前記基板に、前記分割予定線にしたがって前記第１工程における照射強度よりも強い照射強度のレーザ光を走査して照射し、前記基板内に前記第１改質層と重なる第２改質層を形成する第２工程と、
を含む。

本発明の実施形態に係る製造方法によれば、サファイア基板を六角形形状に精度良く分割できる発光素子の製造方法を提供することができる。

複数の正六角形が充填された形状の分割予定ラインの一例を示す図である。 本発明に係る製造方法により製造される発光素子の構成を簡略化して示す斜視図である。 図２に示す発光素子のＡ－Ａ線における断面図である。 本発明に係る発光素子の製造方法における分割予定ラインを示す図である。 本発明に係る発光素子の製造方法における分割予定ラインを示す図である。 本発明に係る発光素子の製造方法における分割予定ラインを示す図である。 本発明に係る発光素子の製造方法における分割予定ラインを示す図である。 本発明に係る発光素子の製造方法におけるレーザ光の照射開始位置及び照射停止位置を説明する図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための実施形態や実施例を説明する。なお、以下に説明する発光素子の製造方法は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。
各図面中、同一の機能を有する部材には、同一符号を付している場合がある。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態や実施例に分けて示す場合があるが、異なる実施形態や実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。後述の実施形態や実施例では、前述と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態や実施例ごとには逐次言及しないものとする。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張して示している場合もある。

本発明者らは、サファイア基板に、上面視において複数の正六角形形状が充填された形状の分割予定線に沿ってレーザ光を照射してサファイア基板を六角形形状のデバイス領域に分割する検討を行った。

レーザ光としては、フェムト秒レーザ、ピコ秒レーザなどのパルスレーザ光を用いることが好ましい。パルスレーザ光のパルス幅としては、１００ｆｓｅｃ～１０００ｐｓｅｃが挙げられる。また、レーザ光の波長としてはサファイア基板５を透過可能な波長が選択される。例えば、３００～１１００ｎｍが挙げられる。サファイア基板５を透過可能な波長のレーザとしては、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、Ｙｂ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ、チタンサファイアレーザ、ＫＧＷレーザ等が挙げられる。レーザ光のレーザスポット径は、１～１０μｍが挙げられる。例えば、スポット径１．５μｍ、波長１０４５ｎｍ、パルス幅１ｐｓｅｃ（ピコ秒）のレーザを用いる。またパルス間隔が数＋ピコから数百ナノ間隔でパルス波を発振するバーストパルスモードを用いてもよい。

複数の正六角形形状が充填された分割予定線１００は、図１に示すように、各正六角形形状の一辺の集合体であり、第１方向の一つの直線上に位置する複数に分断された第１分割予定線１１ａと、第２方向の一つの直線上に位置する複数に分断された第２分割予定線１２ａと、第３方向の一つの直線上に位置する複数に分断された第３分割予定線１３ａと、を含む。つまり、分割予定線１００は１つの方向に着目すれば連続した直線ではなく、この点が例えば特許文献１等に示された一方向に連続した分割予定線を含むものとは異なっている。
また分割予定線１００はサファイア基板２を構成するサファイアのｍ軸方向に沿うほうが望ましい。

この分割予定線が一直線上で分断されている点が形状精度よく六角形デバイスに分割することを困難にしているのではないかと考え、分割状態を確認したところ以下のような知見を得た。
第１に、１つの正六角形形状の一辺にレーザ光を照射したとき、改質層から生じたクラックが、上面視において改質層に沿って水平方向に伸展すると、分割予定線の延長線上の分割予定ではないところにまで伸展することがあった。つまり、クラックが改質層に沿って伸展すると、クラックがデバイス形成領域内に伸展し、歩留まりの低下の要因となる。また、図１において１０４の部号を付して示すように、正六角形形状のデバイス形成領域の角部の内側で分割される場合があり、歩留まりの低下の要因となっていた。

そこで、本発明者らは、水平方向（第１方向、第２方向、第３方向）への亀裂の伸展を抑制するために弱い強度で分割予定線全体にレーザ光を照射して基板内に第１改質層を形成し（第１工程）、その後、レーザ光の強度を高くして分割予定線全体にレーザ光を照射して第１改質層に重なるように第２改質層を形成する（第２工程）ようにした。その結果、第２工程において、クラックが分割予定線ではないところにまで伸展することが抑制でき、かつ正六角形形状のデバイス形成領域の角部の内側で分割されることも抑制できることが確認された。
すなわち、第１工程における弱い強度で形成された第１改質層は、第２工程における亀裂の伸展を誘導する改質層であり、この第１改質層は第２工程の第２改質層が形成されたときに第２改質層における亀裂の発生位置の起点となるとともに、第１～第３分割予定線の端部では亀裂の伸展を抑制する機能を果たすと考えられる。

本開示に係る発光素子の製造方法は、上記知見に基づいてなされたものであり、
サファイアから構成される基板に、上面視において、複数の六角形形状が充填された形状の分割予定線にしたがってレーザ光を走査して照射し、前記分割予定線に沿って前記基板内に第１改質層を形成する第１工程と、
前記基板に、前記分割予定線にしたがって前記第１工程における照射強度よりも強い照射強度のレーザ光を走査して照射し、前記基板内に前記第１改質層と重なる第２改質層を形成する第２工程と、
を含む。

以下、本開示に係る発光素子の製造方法について詳細に説明する。

初めに、図２及び図３を参照して、本発明に係る発光素子の製造方法によって製造される発光素子１を説明する。発光素子１は、上面及び下面が正六角形である略六角柱形状のサファイア基板２と、サファイア基板２の上面に設けられた半導体構造３とを含む。サファイア基板２の一辺（正六角形の一辺）の長さは、例えば、３００μｍ以上、３０００μｍ以下である。

サファイア基板２の厚さは、例えば、５０μｍ以上、５００μｍ以下である。

半導体構造３は、図３に示すように、第１半導体層４、第２半導体層５と、第１半導体層４と第２半導体層５の間に設けられた発光層６とを含む。尚、図３において、サファイア基板２は、半導体構造３より薄く描かれているが、実際は、図２に示すようにサファイア基板２は、半導体構造３より厚いものである。第１半導体層４は、例えば、ｎ型半導体層を含む。第２半導体層５は、例えば、ｐ型半導体層を含む。半導体構造３はさらに、第１半導体層４に接続された第１コンタクト電極７と、第２半導体層５に接続された第２コンタクト電極８とを備えている。半導体構造３の上面視における形状もまた、略正六角形形状である。サファイア基板２上に設けられた半導体構造３は、第１コンタクト電極７と第２コンタクト電極８とを露出させるように設けられた絶縁膜９によって覆われている。

絶縁膜９は、例えば、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＳｉＮ等が挙げられる。

以下、略六角柱形状のサファイア基板２を含む発光素子１の製造方法について説明する。
発光素子１の製造方法は、
（１）サファイアからなる基板（サファイアウエハ）と、分割後に発光素子１のサファイア基板２となる領域にそれぞれ設けられた複数の半導体構造３と、半導体構造３上にそれぞれ設けられた第１コンタクト電極７及び第２コンタクト電極８とを含むウエハ１０を準備するウエハ準備工程と、
（２）分割後に各発光素子１のサファイア基板２となる領域に区分する分割予定線１４に沿ってサファイア基板２にレーザ光を照射するレーザ光照射工程と、
（３）分割予定線１４に沿ってウエハ１０を分割して個々の発光素子１に個片化する工程と、を含む。
ここで、レーザ光照射工程はさらに、第１の照射強度でレーザ光を照射する第１工程と、第１の照射強度よりも強い第２の照射強度でレーザ光を照射する第２工程と、を含む。
以下、適宜図４から図７を参照ながら、各工程について詳細に説明する。

１．ウエハ準備工程
本工程では、上述したようにサファイアウエハ及びサファイアウエハ上に設けられた複数の半導体構造３を備えるウエハ１０を準備する。本明細書において、ウエハ１０は、サファイアウエハと、サファイアウエハ上に設けられた複数の半導体構造３と、各半導体構造３上に設けられた第１コンタクト電極７及び第２コンタクト電極８を含むものとする。
複数の半導体構造３はそれぞれ上面視で略六角形形状に形成されている。隣接する半導体構造３は、上面視において互いの正六角形形状の辺が対向するように配置され、かつサファイアウエハの上面において分割予定線１４を含む領域が所定の幅に露出されるように分離されている。尚、上述したように、半導体構造３はそれぞれ封止樹脂９によって覆われているが、封止樹脂９もサファイアウエハの上面において分割予定線１４を含む領域が所定の幅に露出されるように分離されていることが好ましい。

２．レーザ光照射工程
レーザ光照射工程は、分割後に各発光素子１のサファイア基板２となる領域に区分する分割予定線１４に沿ってサファイアウエハにレーザ光を照射する工程である。
分割予定線１４は、レーザ光を照射する位置を規定する仮想的な線であり、例えば、隣接する半導体構造３間に露出したサファイアウエハ表面２ａの中心線である。分割予定線１４は、レーザ光を走査してサファイアウエハの所定の位置に照射できるようにレーザ光照射装置等を制御する制御部に格納されている。このように、分割予定線１４は、隣接する半導体構造３の間に規定されており、図４に示すように、サファイア基板２の上面視において、複数の正六角形形状が充填された形状である。つまり、分割予定線１４の１つの正六角形形状はそれぞれ、１つの半導体構造３を内包している。ここで、分割予定線１４は、正六角形１４ａの各辺がサファイア基板２の劈開面と交差、すなわち、分割予定線１４は劈開方向と一致しないように規定することが好ましい。分割予定線１４を劈開方向と一致しないように規定することにより、レーザ光を照射したときに不要な方向に亀裂が伸展することを効果的に抑えることができる。

複数の正六角形形状が充填された分割予定線１４は、図４に示すように、互いに１２０°異なる第１方向ｘ、第２方向ｙ、第３方向ｚのいずれかに延伸する線分の集合である。つまり、分割予定線１４は、第１方向ｘに延伸する第１分割予定線群１１と、第２方向ｙに延伸する第２分割予定線群１２と、第３方向ｚに延伸する第３分割予定線群１３の３つの分割予定線群に分けることができる。

ここで、第１分割予定線群１１に注目すると、図５に示すように、第１分割予定線群１１は、第１方向ｘに伸びる複数（ｎ行）の直線上Ｌ１に等間隔に分断されて配置されている。ｎ行の直線Ｌ１の隣り合う直線Ｌ１は、正六角形１４ａの向かい合う対辺間の半分の長さである。１つの直線Ｌ１上に配置される各第１分割予定線１１ａは、正六角形１４ａの一辺である。１つの直線Ｌ１上に配置される各第１分割予定線１１ａは、正六角形１４ａの１対の対角間の長さ毎に配置されている。

同様に、第２分割予定線群１２に注目すると、図６に示すように、第２分割予定線群１２は、第２方向ｙに伸びる複数（ｍ行）の直線Ｌ２上に等間隔に分断されて配置されている。ｍ行の直線Ｌ２の隣り合う直線は、正六角形１４ａの向かい合う対辺間の半分の長さである。１つの直線Ｌ２上に配置される各第２分割予定線１２ａは、正六角形１４ａの一辺である。１つの直線Ｌ２上に配置される各第２分割予定線１２ａは、正六角形１４ａの１対の対角間の長さ毎に配置されている。

同様に、第３分割予定線群１３に注目すると、図７に示すように、第３分割予定線群１３は、第３方向ｚに伸びる複数（ｌ行）の直線Ｌ３上に等間隔に分断されて配置されている。ｌ行の直線Ｌ３の隣り合う直線は、正六角形１４ａの向かい合う対辺間の半分の長さである。１つの直線パスＬ３上に配置される各第３分割予定線１３ａは、正六角形１４ａの一辺である。１つの直線Ｌ３上に配置される各第３分割予定線１３ａは、正六角形１４ａの１対の対角間の長さ毎に配置されている。

以下、それぞれ分割予定線１４に沿ってレーザ光を照射する第１工程及び第２工程について説明する。
尚、本明細書において、分割予定線１４に沿ってレーザ光を照射するとは、分割予定線１４を基準にしてサファイアウエハの所定の位置にレーザ光を集光して照射することをいう。
＜第１工程＞
本工程では、サファイアウエハに規定された分割予定線１４に沿って、サファイアウエハの照射表面２ａに第１の照射強度のレーザ光を走査して照射し、サファイア基板２内に第１改質層を形成する。ここで、レーザ光を照射する照射表面２ａは、サファイアウエハの厚さ方向の所定の深さの位置に第１改質層が形成される限りサファイアウエハの半導体構造が形成された面であってもよいし、その反対側の裏面であってもよいが、反対側の裏面であることが好ましい。後述する第２工程についても同様である。本工程は、続く第２工程におけるクラックの伸展を誘導する改質層を形成することを目的としている。そのため、第１改質層の厚さは、サファイア基板２の厚さに対して比較的薄くてよい。

レーザ光は、一定の速度ｖで直線走査され、一回の直線走査の間に、一つの直線上に位置する複数に分断された分割予定線１１ａ、１２ａ、１３ａに沿って照射される。該分割予定線１１ａ、１２ａ、１３ａは、一つの直線上に一定の間隔で配置されているので、レーザ光は、一定の間隔で照射のＯＮ／ＯＦＦ切替が行われる。
尚、本明細書において、レーザ光を走査するとは、レーザ光を出射する光源を移動してレーザ光の照射位置を移動させること、レーザ光を出射する光源を固定した状態でウエハ１０を移動してレーザ光の照射位置を移動させること、レーザ光を出射する光源及びウエハ１０の双方を移動してレーザ光の照射位置を移動させること、のいずれも含まれる。

本工程は、上述した３つの分割予定線群１１、１２、１３それぞれに、レーザ光を照射する第１～第３照射工程を含む。

（第１照射工程）
本工程では、第１分割予定線群１１にレーザ光を照射する。本工程では、第１方向ｘにレーザ光を走査して第１方向ｘの一つの直線Ｌ１上に位置する複数に分断された分割予定線１１ａ上にレーザ光を照射する第１走査照射工程を、正六角形１４ａの１対の対辺間の半分の距離だけ平行移動させて繰り返すことにより（第１繰り返し工程）、第１分割予定線群１１全体にレーザ光を照射する。

（１）第１走査照射工程
第１走査照射工程について、図５を参照しながら説明する。ここでは、第（ｉ＋１）行目の直線Ｌ１を例に挙げて説明する。
レーザ光は、図５において矢印Ｂ１に示すように、図の左から右に向けて走査されるとする。尚、図５は、ウエハ１０の一部の円形の領域を示しており（図６及び図７についても同様）、第（ｉ＋１）番目の直線Ｌ１上の点２０は走査している途中の点である。

レーザ光は、図５における第（ｉ＋１）行目の直線Ｌ１上の点２０において、照射がＯＦＦの状態である。
レーザ光は、照射がＯＦＦの状態で第（ｉ＋１）行目の直線Ｌ１上を点２０から矢印Ｂ１方向へ走査される。レーザ光は、第１分割予定線１１ａの第１端２１に到達すると、照射がＯＮに切り替えられる。第１端２１は正六角形１４ａの１つの頂点である。レーザ光は、照射がＯＮの状態で第１分割予定線１１ａに沿って走査し続けられ、第１分割予定線１１ａの第２端２２に到達すると、照射をＯＦＦに切り替えられる。第２端２２は、正六角形１４ａの１つの頂点である。レーザ光は、照射がＯＦＦの状態でさらに走査を続けられ、次の第１分割予定線１１ａの第１端２１に到達すると、照射がＯＮに切り替えられる。レーザ光は、照射がＯＮの状態で第１分割予定線１１ａを沿って走査し続けられ、第２端２２に到達すると、ＯＦＦに切り替えられる。
このように第１分割予定線１１ａの第１端２１及び第２端２２に応じてレーザ光の照射のＯＮ／ＯＦＦ切替が行われ、第（ｉ＋１）行目の直線Ｌ１上に配置された全ての第１分割予定線１１ａにレーザ光を照射する。

以上のようにして、一直線上の第１走査照射工程が終了すると、次にレーザの照射位置を正六角形１４ａの対辺間の長さの半分だけ平行移動させて、第（ｉ＋２）行目の直線Ｌ１上に配置された全ての第１分割予定線１１ａにレーザ光を照射し、以降順次第１走査照射工程を繰り返して実施する。
以上のようにして、第１分割予定線群１１全体に第１の照射強度のレーザ光を走査して照射し、サファイアウエハ内の所定の位置に第１改質層を形成する。

（第２照射工程）
本工程では、第１照射工程の後、レーザ光の走査方向を第１方向ｘから反時計回りへ１２０°異ならせて、第２方向ｙに延伸する直線Ｌ２上に配置される第２分割予定線群１２にレーザ光を照射する。
本工程は、第２方向ｙにレーザ光を走査して第２方向ｙの一つの直線Ｌ２上に位置する複数に分断された分割予定線１２ａ上にレーザ光を照射する第２走査照射工程を、正六角形１４ａの１対の対辺間の半分の距離だけ平行移動させて繰り返すことにより（第２繰り返し工程）、第２分割予定線群１２全体にレーザ光を照射する。

（１）第２走査照射工程
第２走査照射工程について、図６を参照しながら説明する。ここでは、第（ｊ＋１）行目の直線Ｌ２を例に挙げて説明する。
レーザ光は、図６において矢印Ｂ２に示すように、図の右下から左上に向けて走査されるとする。尚、第（ｊ＋１）番目の直線Ｌ２上の点３０は走査している途中の点である。

レーザ光は、図６にける第（ｊ＋１）行目の直線Ｌ２上の点３０において、照射がＯＦＦの状態である。
レーザ光は、照射がＯＦＦの状態で第（ｊ＋１）行目の直線Ｌ２上を点３０から矢印Ｂ２方向へ走査される。レーザ光は、第２分割予定線１２ａの第１端３１に到達すると、照射がＯＮに切り替えられる。第１端３１は、正六角形１４ａの１つの頂点である。レーザ光は、照射がＯＮの状態で、正六角形１４ａの１つの辺である第２分割予定線１２ａに沿って走査し続けられ、第２分割予定線１２ａの第２端３２に到達すると、照射をＯＦＦに切り替えられる。第２端３２は、正六角形１４ａの１つの頂点である。レーザ光は、照射がＯＦＦの状態でさらに走査を続けられ、次の第２分割予定線１２ａの第１端３１に到達すると、照射がＯＮに切り替えられる。レーザ光は、照射がＯＮの状態で第２分割予定線１２ａに沿って走査し続けられ、第２端３２に到達すると、ＯＦＦに切り替えられる。
このように第２分割予定線１２ａの第１端及び第２端に応じてレーザ光のＯＮ／ＯＦＦの切替が行われ、第（ｊ＋１）行目の直線Ｌ２上に配置された全ての第２分割予定線１２ａにレーザ光を照射する。

以上のようにして、一直線上の第２走査照射工程が終了すると、次にレーザ照射位置を正六角形１４ａの対辺間の長さの半分だけ平行移動させて、第（ｊ＋２）行目の直線Ｌ２上に配置された全ての第２分割予定線１２ａにレーザ光を照射し、以降順次第２走査照射工程を繰り返して実施する。
以上のようにして、第２分割予定線群１２全体に第１の照射強度のレーザ光を走査して照射し、サファイアウエハ内に第１改質層を形成する。

（第３照射工程）
本工程では、第２照射工程の後、レーザ光の走査方向を第２方向ｙから反時計回りへ１２０°異ならせて、第３方向ｚに延伸する直線Ｌ３上に配置される第３分割予定線群１３にレーザ光を照射する。
本工程は、第３方向ｚにレーザ光を走査して第３方向ｚの一つの直線Ｌ３上に位置する複数に分断された分割予定線１３ａ上にレーザ光を照射する第３走査照射工程を、正六角形１４ａの１対の対辺間の半分の距離だけ平行移動させて順次第３走査照射工程を繰り返すことにより（第３繰り返し工程）、第３分割予定線群１３全体にレーザ光を照射する。

（１）第３走査照射工程
第３走査照射工程について、図７を参照しながら説明する。ここでは、第（ｋ＋１）行目の直線Ｌ３を例に挙げて説明する。
レーザ光は、図７において矢印Ｂ３に示すように、図の右上から左下に向けて走査されるとする。第（ｋ＋１）番目の直線Ｌ３上の点４０は走査している途中の点である。

レーザ光は、図７にける第（ｋ＋１）行目の直線Ｌ３上の点４０において、照射がＯＦＦの状態である。
レーザ光は、照射がＯＦＦの状態で第（ｋ＋１）行目の直線Ｌ３上を点４０から矢印Ｂ３方向へ走査される。レーザ光は、第３分割予定線１３ａの第１端４１に到達すると、照射がＯＮに切り替えられる。第１端４１は、正六角形１４ａの１つの頂点である。レーザ光は、照射がＯＮの状態で、正六角形１４ａの１つの辺である第３分割予定線１３ａに沿って走査し続けられ、第３分割予定線１３ａの第２端４２に到達すると、照射をＯＦＦに切り替えられる。第２端４２は、正六角形１４ａの１つの頂点である。レーザ光は、照射がＯＦＦの状態でさらに走査を続けられ、次の第３分割予定線１３ａの第１端４１に到達すると、照射がＯＮに切り替えられる。レーザ光は、照射がＯＮの状態で第３分割予定線１３ａに沿って走査し続けられ、第２端４２に到達すると、ＯＦＦに切り替えられる。
このように第３分割予定線１３ａの第１端及び第２端に応じてレーザ光のＯＮ／ＯＦＦの切替が行われ、第（ｋ＋１）行目の直線Ｌ３上に配置された全ての第３分割予定線１３ａにレーザ光を照射する。

上記のように一直線上の第３走査照射工程が終了すると、次にレーザ照射位置を正六角形１４ａの対辺間の長さの半分だけ平行移動させて、第（ｋ＋２）行目の直線Ｌ３上に配置された全ての第３分割予定線１３ａにレーザ光を照射し、以降順次第３走査照射工程を繰り返して実施する。
以上のようにして、第３分割予定線群１３全体に第１の照射強度のレーザ光を走査して照射し、サファイアウエハ内に第１改質層を形成する。
以上のようにして、分割予定線１４全体に対応するサファイアウエハ内に第１改質層を形成する。

（ＯＮ／ＯＦＦ切り替え点）
上述したように、第１～第３走査照射工程において、レーザ光は、正六角形１４ａの頂点である第１端２１、３１、４１に到達すると照射がＯＮに切り替えられ、正六角形１４ａの頂点である第２端２２、３２、４２に到達すると照射がＯＦＦに切り替えられる。しかしながら、レーザ光照射装置又はウエハ１０を移動させるステージ等の走査機構の位置あわせ精度に一定の制限があり、レーザ光のＯＮ／ＯＦＦを第１端２１、３１、４１に完全に一致させることは困難である。また、レーザ光のＯＮ／ＯＦＦを第１端２１、３１、４１に完全に一致させようとすると、レーザ光が分割予定線を越えて照射されてしまうことが起こりえる。したがって、レーザ光のＯＮ／ＯＦＦさせる位置は、走査機構の位置あわせ精度を考慮して照射開始点及び照射停止点を第１端２１、３１、４１より分割予定線の内側に設定することが好ましい（図８）。

具体的には、第１分割予定線１１ａの場合を例に挙げて図８に示すように、例えば、第１端２１とレーザ光の照射を開始する照射開始点Ｓ１との間隔を、例えば、走査機構により位置が最大ずれたときの距離である開始許容距離ｄ１に設定する。同様に、第２端２２とレーザ光が実際に照射痕の形成を停止する照射停止点Ｓ２との間隔を、走査機構により位置が最大ずれたときの距離である停止許容距離ｄ２に設定する。開始許容距離ｄ１及び停止許容距離ｄ２は、主にレーザ光照射装置の走査機構の精度に基づいて決定されるが、さらにレーザ光のスイッチング動作のずれを加味して設定することがさらに好ましい。このようにすると、レーザ光が分割予定線１１ａ、１２ａ、１３ａを逸脱して、デバイス形成領域内への照射を防止できる。

（第２工程）
本工程では、レーザ光の照射強度（第２の照射強度）を第１工程の第１の照射強度より強くして、第１工程における第１走査照射工程、第２走査照射工程、第３走査照射工程と同様に走査させて実施する。なお、第２工程におけるレーザ光のサファイアウエハ内での集光位置(深さ方向における集光位置)は、例えば、第１工程と同様に設定する。以上のようにして、第１工程において形成された第１改質層に重ねて、第１改質層よりも厚い第２改質層を形成する。本工程では、サファイア基板２を分割予定線１４に略一致させて分断するためにクラックを発生させる改質層の形成を目的としてレーザ光の照射強度を第１工程より高くしている。そのため、第２改質層の深さ方向における厚さは、第１改質層より厚くなる。

（第２工程におけるＯＮ／ＯＦＦ切り替え点）
第２工程においても第１工程と同様、第１～第３走査照射工程において、基本的には、レーザ光は、正六角形１４ａの頂点である第１端２１、３１、４１に到達すると照射がＯＮに切り替えられ、正六角形１４ａの頂点である第２端２２、３２、４２に到達すると照射がＯＦＦに切り替えられる。しかしながら、第２工程においても第１工程と同様、レーザ光の走査機構の位置あわせ精度に基づいて、照射開始点及び照射停止点を第１端２１、３１、４１より分割予定線の内側に設定することが好ましい。

例えば、第２工程においても、第１分割予定線１１ａでは、第１端２１とレーザ光の照射を開始する照射開始点Ｓ１との間隔を、走査機構により位置が最大ずれたときの距離である開始許容距離ｄ１に設定する。同様に、第２端２２とレーザ光が実際に照射痕の形成を停止する照射停止点Ｓ２との間隔を、走査機構により位置が最大ずれたときの距離である停止許容距離ｄ２に設定する。開始許容距離ｄ１及び停止許容距離ｄ２は、主にレーザ光照射装置の走査機構の精度に基づいて決定されるが、さらにレーザ光のスイッチング動作のずれを加味して照射開始点Ｓ１と照射停止点Ｓ２とをさらに第１分割予定線１１ａの内側に設定してもよい。第２分割予定線１２ａ及び第３分割予定線１３ａについても同様である。

またさらに、第２工程では、第１端２１と照射開始点Ｓ１との間隔を、走査機構による位置ずれた及びレーザ光のスイッチング動作のずれ等により、レーザ光が第１工程における照射開始点Ｓ１より第１端２１寄りに照射されることがないようにすることが好ましい。したがって、第２工程における照射開始点Ｓ１は、第１工程における照射開始点Ｓ１より第１端２１から離れた位置に設定することが好ましく、例えば、第２工程では、照射開始点Ｓ１を第１端２１から第１工程における開始許容距離ｄ１の２倍の距離に設定する。照射停止点についても同様であり、第２工程では、第２端２２と照射停止点Ｓ２との間隔を、照射停止点Ｓ２は、第１工程における照射停止点Ｓ２より第２端２２から離れた位置に設定することが好ましく、例えば、第２工程では、照射停止点Ｓ２を第２端２２から第１工程における停止許容距離ｄ２の２倍の距離に設定する。
以上のように、第２工程における照射開始点Ｓ１及び照射停止点Ｓ２を設定することにより、第２改質層を形成したときに生じるクラックの伸展を第１改質層によってより効果的に抑制することができ、デバイス形成領域内におけるクラックの発生をより効果的に抑制できる。

サファイア基板２が厚いほど亀裂の伸展範囲を広くする必要があるため第２工程のパルスエネルギーを大きくすることが好ましいが、一方でパルスエネルギーを大きくしすぎると亀裂に蛇行等が生じやすい。したがって、サファイア基板２が厚い場合は、第１工程及び第２工程を行った後、第１工程のパルスエネルギーよりも大きなパルスエネルギーでレーザ光を照射する追加の工程を行うことが好ましい。このような追加の工程により、亀裂の伸展範囲を拡大することができる。追加の工程の深さは、第１工程及び第２工程によって生じる改質領域の範囲内とすることが好ましい。これにより、追加の工程による亀裂が第１工程及び第２工程による亀裂から分離し、枝分かれした亀裂となる可能性を低減することができる。このような追加の工程は複数回行ってもよい。

ここで、厚さ２００μｍのサファイア基板２を用いた場合、第１の照射強度は、例えば、０．６μＪ以上１０．０μＪ以下、好ましくは０．６μＪ以上５．０μＪ以下であり、第２の照射強度は、例えば、０．７μＪ以上３０．０μＪ以下、好ましくは０．７μＪ以上６．０μＪ以下の範囲内で、第１の照射強度よりも大きく設定される。レーザ光のフォーカス位置は、例えば、サファイア基板の照射表面２ａから３０μｍの位置である。

（照射するレーザ光について）
第１工程及び第２工程でサファイア基板に照射するレーザ光は、例えば、繰り返し周波数ｆのパルスレーザ光である。パルスレーザを用いると、第１工程及び第２工程ではレーザ光は一定の速度ｖで直線走査されるため、パルスレーザ光による照射痕（第１改質層及び第２改質層）はｖ×１／ｆで算出されるピッチＰで形成される。パルスレーザ光を用いる場合は、第１工程と第２工程とでピッチＰを異ならせてもよい。この場合、第２工程のピッチＰ２が、第１工程のピッチＰ１よりも長くなるように、各工程における繰り返し周波数ｆ１、ｆ２及び速度ｖ１、ｖ２を設定することが望ましい。これにより、第１工程における開始許容距離ｄ１及び停止許容距離ｄ２をより短くすることができ、第１工程においてより第１端２１、３１、４１及び第２端２２、３２、４２の近傍に至るまでレーザ光を照射することができる。そのため、第２工程におけるレーザ光によって伸展したクラックが分割予定線を越えることを防ぐことができる。第１工程におけるパルスレーザ光の周波数ｆ１は、例えば、５０ｋＨｚであり、レーザ光の走査速度ｖ１は、例えば、５０ｍｍ／ｓｅｃ以上３００ｍｍ／ｓｅｃ以下である。そのため、第１工程におけるパルスレーザ光のピッチＰ１は、例えば、１μｍ以上６μｍ以下である。第２工程におけるパルスレーザ光の周波数ｆ２は、例えば、５０ｋＨｚであり、レーザ光の走査速度ｖ２は、例えば、１００ｍｍ／ｓｅｃ以上５００ｍｍ／ｓｅｃ以下である。そのため、第２工程におけるパルスレーザ光のピッチＰ２は、例えば、２μｍ以上１０μｍ以下である。

また、レーザ光としてパルスレーザ光を用いる場合に開始許容距離ｄ１、ｄ１’及び停止許容距離ｄ２、ｄ２’を設定する際は、第１工程における開始許容距離ｄ１及び停止許容距離ｄ２は、第１工程におけるレーザ光の照射痕のピッチＰ１よりも長く設定され、第２工程における開始許容距離ｄ１’及び停止許容距離ｄ２’は、第２工程におけるレーザ光の照射痕のピッチＰ２よりも長く設定される。このようにすると、第２工程におけるレーザ光によって伸展したクラックが分割予定線を越えることを防ぐことができる。

３．個片化工程
本工程では、ウエハ１０を第１改質層及び第２改質層に沿って分断し、複数のデバイスに個片化する。ウエハ１０の個片化は、改質層から生じたクラックが十分に伸展してから実施することが望ましい。特に、第２改質層から生じたクラックがサファイア基板２の表面に到達してから個片化を実施することが望ましい。

以上のように構成された発光素子の製造方法は、弱い強度で分割予定線１４全体にレーザ光を照射して基板内に第１改質層を形成する第１工程と、その後、レーザ光の強度を高くして分割予定線１４全体にレーザ光を照射して第１改質層に重なるように第２改質層を形成する第２工程とを含む。これにより、クラックが分割予定線１４ではないところにまで伸展することが抑制でき、かつ正六角形形状のデバイス形成領域の角部の内側で分割されることも抑制できる。

また、上記の発光素子の製造方法では、レーザ光の照射開始点Ｓ１及び照射停止点Ｓ２を操作装置の位置精度当を考慮して設定することにより、レーザ光が分割予定線１４を逸脱して、正六角形形状のデバイス形成領域内への照射を効果的に抑制することができる。

さらに、上記の発光素子の製造方法において、レーザ光が照射される分割予定線１４をサファイア基板の劈開面と交差するように規定することにより、レーザ光が照射された時、サファイア基板２の劈開性により分割予定線１４を超える亀裂の発生を抑制することができる。これにより、サファイア基板２を分断する際の歩留まりを向上させることができる。

以下、実施例について説明する。
実施例では、周波数５０ｋＨｚのパルスレーザ光を用いて、厚さ２００μｍのサファイアウエハを分割した。分割予定線１４は、上面視において、一辺が９７０μｍの複数の正六角形１４ａを充填した形状に規定した。第１工程では、パルスレーザ光のパルスエネルギーを２．８μＪに設定し、速度１００ｍｍ／ｓで走査させた。また、第１工程では、照射開始点Ｓ１を規定する開始許容距離ｄ１は、３μｍとし、照射停止点Ｓ２を規定する停止許容距離ｄ２は、３μｍとした。第２工程では、パルスレーザ光のパルスエネルギーを４．０μＪに設定し、速度２００ｍｍ／ｓで走査させた。第２工程では、照射開始点Ｓ１を規定する開始許容距離ｄ１は、５μｍとし、照射停止点Ｓ２を規定する停止許容距離ｄ２は、５μｍとした。
また、パルスレーザ光の集光位置は、第１工程及び第２工程において、サファイアウエハの表面から３０μｍの位置に設定した。
以上のような条件の下で、サファイアウエハを分割した。その結果、形状精度の高く分割できることが確認された。

本発明の実施の形態、実施の態様を説明したが、開示内容は構成の細部において変更してもよく、実施の形態、実施の態様における要素の組合せや順序の変更等は請求された本発明の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

１ 発光素子
２ サファイア基板
３ 半導体構造
４ 第１半導体層
５ 第２半導体層
６ 発光層
７ 第１コンタクト電極
８ 第２コンタクト電極
９ 絶縁膜
１０ ウエハ
１１ 第１分割予定線群
１１ａ 第１分割予定線
１２ 第２分割予定線群
１２ａ 第２分割予定線
１３ 第３分割予定線群
１３ａ 第３分割予定線
１４ 分割予定線
１４ａ 正六角形
２１、３１、４１ 第１端
２２、３２、４２ 第２端
ｄ１ 開始許容距離
ｄ２ 停止許容距離
Ｓ１ 照射開始点
Ｓ２ 照射停止点

Claims (7)

1. サファイアから構成される基板に、上面視において、複数の六角形形状が充填された形状の分割予定線にしたがってレーザ光を走査して照射し、前記分割予定線に沿って前記基板内に第１改質層を形成する第１工程と、
   前記基板に、前記分割予定線にしたがって前記第１工程における照射強度よりも強い照射強度のレーザ光を走査して照射し、前記基板内に前記第１改質層と重なる第２改質層を形成する第２工程と、
   を含み、
   前記レーザ光はパルスレーザ光であり、前記第１工程及び第２工程において、前記レーザ光を所定のピッチで分割予定線上に照射し、
   前記第１工程におけるピッチは、前記第２工程におけるピッチよりも小さい、
   発光素子の製造方法。
2. 前記分割予定線は、前記六角形形状の６つの辺の延伸方向がそれぞれ前記サファイアからなる基板の劈開面と交差するように規定されている請求項１記載の発光素子の製造方法。
3. 前記第１工程は、
   前記六角形形状の一対の第１対辺に平行な第１方向の分割予定線全体にレーザ光を照射する第１照射工程と、
   前記第１照射工程後に、前記六角形形状の前記第１対辺とは異なる一対の第２対辺と平行な第２方向の分割予定線全体にレーザ光を照射する第２照射工程と、
   前記第２照射工程後に、前記六角形形状の前記第１対辺及び第２対辺とは異なる一対の第３対辺と平行な第３方向の分割予定線全体にレーザ光を照射する第３照射工程と、
   を含む、
   請求項１又は２に記載の発光素子の製造方法。
4. 前記第１照射工程は、
   前記第１方向にレーザ光を走査して第１方向の一つの直線上に位置する複数に分断された分割予定線上にレーザ光を照射する第１走査照射工程と、
   レーザ光の照射位置を前記第１対辺間の距離だけ平行移動させて第１走査照射工程を繰り返す第１繰り返し工程と、
   を含み、
   前記第２照射工程は、
   前記第２方向にレーザ光を走査して第２方向の一つの直線上に位置する複数に分断された分割予定線上にレーザ光を照射する第２走査照射工程と、
   レーザ光の照射位置を前記第２対辺間の距離だけ平行移動させて第２走査照射工程を繰り返す第２繰り返し工程と、
   を含み、
   前記第３照射工程は、
   前記第３方向にレーザ光を走査して第３方向の一つの直線上に位置する複数に分断された分割予定線上にレーザ光を照射する第３走査照射工程と、
   レーザ光の照射位置を前記第３対辺間の距離だけ平行移動させて第３走査照射工程を繰り返す第３繰り返し工程と、
   を含む、
   請求項３に記載の発光素子の製造方法。
5. 前記レーザ光はパルスレーザ光であり、前記第１工程及び第２工程において、前記レーザ光を所定のピッチで分割予定線上に照射し、
   前記第１工程において、前記分断された分割予定線の一端と、当該分割予定線における前記レーザ光の照射開始点との間の距離、及び、前記分断された分割予定線の他端と、当該分割予定線における前記レーザ光の照射停止点との間の距離は、前記第１工程におけるピッチよりも長く、
   前記第２工程において、前記分断された分割予定線の一端と、当該分割予定線における前記レーザ光の照射開始点との間の距離、及び、前記分断された分割予定線の他端と、前記レーザ光の照射停止点との間の距離は、前記第２工程におけるピッチよりも長い、請求項４に記載の発光素子の製造方法。
6. 前記第１工程におけるピッチは、１μｍ以上６μｍ以下であり、
   前記第２工程におけるピッチは、２μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１から５のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
7. 前記第１工程における照射強度は、０．６μＪ以上 １０．０μＪ以下であり、
   前記第２工程における照射強度は、０．７μＪ以上 ３０．０μＪ以下である、請求項１から６のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。

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