KR20110058667A - 광 디바이스의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디바이스층을 손상시키지 않고 소정의 두께를 갖는 광 디바이스를 얻을 수 있는 광 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
기판의 표면에 광 디바이스층이 적층되고 격자형으로 형성된 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 광 디바이스가 형성된 광 디바이스 웨이퍼를 스트리트를 따라 개개의 광 디바이스로 분할하는 광 디바이스의 제조 방법으로서, 기판에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 기판의 이면측으로부터, 기판의 내부에 집광점을 위치시키고 스트리트에 대응하는 영역에 조사하여, 기판의 내부에 기판의 표면에서부터 소정 간격을 두고 이면측에 변질층을 형성하는 변질층 형성 공정과, 기판의 표면에 광 디바이스층을 적층하고 격자형으로 형성된 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 광 디바이스를 형성함으로써 광 디바이스 웨이퍼를 구성하는 광 디바이스 웨이퍼 형성 공정과, 광 디바이스 웨이퍼의 표면에 보호 부재를 점착하는 보호 부재 점착 공정과, 광 디바이스 웨이퍼의 기판의 이면을 연삭하여 소정의 두께로 형성하는 이면 연삭 공정과, 광 디바이스 웨이퍼에 외력을 부여하여 광 디바이스 웨이퍼를 스트리트를 따라 파단하는 웨이퍼 파단 공정을 포함한다.
기판의 표면에 광 디바이스층이 적층되고 격자형으로 형성된 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 광 디바이스가 형성된 광 디바이스 웨이퍼를 스트리트를 따라 개개의 광 디바이스로 분할하는 광 디바이스의 제조 방법으로서, 기판에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 기판의 이면측으로부터, 기판의 내부에 집광점을 위치시키고 스트리트에 대응하는 영역에 조사하여, 기판의 내부에 기판의 표면에서부터 소정 간격을 두고 이면측에 변질층을 형성하는 변질층 형성 공정과, 기판의 표면에 광 디바이스층을 적층하고 격자형으로 형성된 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 광 디바이스를 형성함으로써 광 디바이스 웨이퍼를 구성하는 광 디바이스 웨이퍼 형성 공정과, 광 디바이스 웨이퍼의 표면에 보호 부재를 점착하는 보호 부재 점착 공정과, 광 디바이스 웨이퍼의 기판의 이면을 연삭하여 소정의 두께로 형성하는 이면 연삭 공정과, 광 디바이스 웨이퍼에 외력을 부여하여 광 디바이스 웨이퍼를 스트리트를 따라 파단하는 웨이퍼 파단 공정을 포함한다.
Description
본 발명은 발광 다이오드, 레이저 다이오드 등의 광 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
광 디바이스 제조 공정에서는, 대략 원판 형상인 사파이어 기판이나 탄화규소 기판의 표면에 질화갈륨계 화합물 반도체로 이루어지는 광 디바이스층이 적층되고 격자형으로 형성된 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 발광 다이오드, 레이저 다이오드 등의 광 디바이스를 형성하여 광 디바이스 웨이퍼를 구성한다. 그리고, 광 디바이스 웨이퍼를 스트리트를 따라 절단함으로써 광 디바이스가 형성된 영역을 분할하여 개개의 광 디바이스를 제조하고 있다.
전술한 광 디바이스 웨이퍼의 스트리트에 따른 절단은, 통상, 다이서(dicer)라고 칭해지는 절삭 장치에 의해 행해지고 있다. 이 절삭 장치는, 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지된 피가공물을 절삭하기 위한 절삭 수단과, 척 테이블과 절삭 수단을 상대적으로 이동하게 하는 절삭 이송 수단을 구비하고 있다. 절삭 수단은, 회전 스핀들과 상기 스핀들에 장착된 절삭 블레이드 및 회전 스핀들을 회전 구동하는 구동 기구를 포함하고 있다. 절삭 블레이드는 원반형 베이스와 상기 베이스의 측면 외주부에 장착된 고리형 커팅날을 포함하고, 커팅날은, 예컨대 입자 지름 3 ㎛ 정도의 다이아몬드 지립을 전기 주조에 의해 베이스에 고정하여 두께 20 ㎛ 정도로 형성되어 있다.
그런데, 광 디바이스 웨이퍼를 구성하는 사파이어 기판, 탄화규소 기판 등은 모스 경도가 높기 때문에, 상기 절삭 블레이드에 의한 절단이 반드시 용이하지는 않다. 또한, 절삭 블레이드는 20 ㎛ 정도의 두께를 갖기 때문에, 디바이스를 구획하는 스트리트로서는 50 ㎛ 정도의 폭이 필요해진다. 이 때문에, 스트리트가 차지하는 면적 비율이 높아져, 생산성이 나쁘다고 하는 문제가 있다.
전술한 문제를 해소하기 위해, 광 디바이스 웨이퍼를 스트리트를 따라 분할하는 방법으로서, 웨이퍼에 대하여 흡수성을 갖는 펄스 레이저 광선을 스트리트를 따라 조사함으로써 파단의 기점이 되는 레이저 가공 홈을 형성하고, 이 파단의 기점이 되는 레이저 가공 홈이 형성된 스트리트를 따라 외력을 부여함으로써 분할하는 방법이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
그런데, 광 디바이스 웨이퍼를 구성하는 사파이어 기판의 표면에 형성된 스트리트를 따라 레이저 광선을 조사하여 레이저 가공 홈을 형성하면, 발광 다이오드 등의 광 디바이스의 외주가 마모(abrasion)되고 휘도가 저하하여, 광 디바이스의 품질이 저하된다고 하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 광 디바이스층으로서의 발광층(에피층)이 형성되어 있지 않은 사파이어 기판의 이면측으로부터 사파이어 기판에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을, 집광점을 내부에 위치시키고 스트리트를 따라 조사하여, 사파이어 기판의 내부에 스트리트를 따라 변질층을 형성함으로써, 사파이어 기판을 변질층이 형성된 스트리트를 따라 분할하는 사파이어 기판의 가공 방법이 하기 특허문헌 2에 개시되어 있다.
상기 특허문헌 2에 개시된 웨이퍼의 분할 방법에서는, 우선 웨이퍼를 소정의 두께(예컨대, 100 ㎛ 이하)로 하기 위해 웨이퍼의 이면을 연삭한 후, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 웨이퍼의 이면측으로부터 내부에 집광점을 맞추고 스트리트를 따라 조사하여, 웨이퍼의 내부에 스트리트를 따라 파단의 기점이 되는 변질층을 형성하지만, 변질층이 광 디바이스층으로서의 발광층(에피층)에 이르면 광 디바이스층이 손상되어 광 디바이스의 휘도가 저하된다. 이러한 문제를 해소하기 위해서는, 광 디바이스층에 이르지 않는 범위에서 변질층을 형성해야 한다. 그런데, 웨이퍼의 두께가 100 ㎛ 이하라는 얇은 상태에 있어서 광 디바이스층에 이르지 않는 범위에서 변질층을 형성하는 것은 매우 어렵다.
본 발명은 상기 사실에 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 기술 과제는, 광 디바이스층을 손상시키지 않고 소정의 두께를 갖는 광 디바이스를 얻을 수 있는 광 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 주된 기술 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따르면, 기판의 표면에 광 디바이스층이 적층되고 격자형으로 형성된 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 광 디바이스가 형성된 광 디바이스 웨이퍼를 스트리트를 따라 개개의 광 디바이스로 분할하는 광 디바이스의 제조 방법으로서,
기판에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 기판의 이면측으로부터 기판의 내부에 집광점을 위치시키고 스트리트에 대응하는 영역에 조사하여, 기판의 내부에 기판의 표면에서부터 소정 간격을 두고 이면측에 변질층을 형성하는 변질층 형성 공정과,
상기 변질층 형성 공정이 실시된 기판의 표면에 광 디바이스층을 적층하고 격자형으로 형성된 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 광 디바이스를 형성함으로써 광 디바이스 웨이퍼를 구성하는 광 디바이스 웨이퍼 형성 공정과,
광 디바이스 웨이퍼의 표면에 보호 부재를 점착하는 보호 부재 점착 공정과,
광 디바이스 웨이퍼의 기판의 이면을 연삭하여 소정의 두께로 형성하는 이면 연삭 공정과,
이면 연삭 공정이 실시된 광 디바이스 웨이퍼에 외력을 부여하고 광 디바이스 웨이퍼를 변질층이 형성된 스트리트를 따라 파단하여, 개개의 광 디바이스로 분할하는 웨이퍼 파단 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디바이스의 제조 방법이 제공된다.
상기 변질층 형성 공정에 있어서의 기판의 표면으로부터의 소정 간격은, 5∼60 ㎛으로 설정되어 있다.
상기 보호 부재 점착 공정은 고리형의 프레임에 장착된 보호 부재로서의 보호 테이프에 광 디바이스 웨이퍼의 표면을 점착하고, 상기 보호 테이프에 광 디바이스 웨이퍼의 표면을 점착한 상태에서 상기 이면 연삭 공정 및 웨이퍼 파단 공정을 실시한다.
상기 웨이퍼 파단 공정을 실시한 후에, 광 디바이스 웨이퍼의 기판의 이면을 연삭하여 변질층을 제거하는 변질층 제거 공정을 실시한다.
상기 보호 부재 점착 공정은 고리형의 프레임에 장착된 보호 부재로서의 보호 테이프에 광 디바이스 웨이퍼의 표면을 점착하고, 상기 보호 테이프에 광 디바이스 웨이퍼의 표면을 점착한 상태에서 상기 이면 연삭 공정과 웨이퍼 파단 공정 및 변질층 제거 공정을 실시한다.
본 발명에 있어서는, 변질층 형성 공정은 기판의 표면에 광 디바이스층을 형성하여 광 디바이스를 형성하기 전에 실시하기 때문에, 레이저 광선에 의해 광 디바이스층이 손상되는 일은 없다. 또한, 변질층 형성 공정은, 광 디바이스 웨이퍼를 구성하는 기판의 이면을 연삭하여 소정의 두께로 형성하기 전의 두꺼운 상태에서 실시하기 때문에, 레이저 광선의 집광점을 원하는 위치에 용이하게 위치시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 변질층 형성 공정을 실시한 후에 이면 연삭 공정을 실시하여 광 디바이스 웨이퍼의 두께를 소정의 두께로 형성하고, 광 디바이스 웨이퍼를 변질층이 형성된 스트리트를 따라 파단하기 때문에, 변질층의 두께를 최소한으로 억제할 수 있어 생산성이 향상된다.
도 1은 광 디바이스 웨이퍼를 도시하는 사시도.
도 2는 광 디바이스 웨이퍼를 구성하는 사파이어 기판의 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 변질층 형성 공정을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 주요부 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 변질층 형성 공정의 설명도.
도 5는 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 광 디바이스 웨이퍼 형성 공정을 실시함으로써 제조된 광 디바이스 웨이퍼의 사시도 및 주요부를 확대하여 도시하는 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 보호 부재 점착 공정이 실시되어 웨이퍼의 표면을, 고리형의 프레임에 장착된 보호 테이프에 점착한 상태를 도시하는 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 이면 연삭 공정의 설명도.
도 8은 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 이면 연삭 공정이 실시된 광 디바이스 웨이퍼의 주요부를 확대하여 도시하는 단면도.
도 9는 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 웨이퍼 파단 공정을 실시하기 위한 웨이퍼 파단 장치의 사시도.
도 10은 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 웨이퍼 파단 공정의 설명도.
도 11은 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 변질층 제거 공정의 설명도.
도 12는 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 변질층 제거 공정이 실시된 광 디바이스 웨이퍼의 주요부를 확대하여 도시하는 단면도.
도 13은 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 웨이퍼 이동 공정의 설명도.
도 14는 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 픽업 공정을 실시하기 위한 픽업 장치의 사시도.
도 15는 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 픽업 공정의 설명도.
도 2는 광 디바이스 웨이퍼를 구성하는 사파이어 기판의 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 변질층 형성 공정을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 주요부 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 변질층 형성 공정의 설명도.
도 5는 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 광 디바이스 웨이퍼 형성 공정을 실시함으로써 제조된 광 디바이스 웨이퍼의 사시도 및 주요부를 확대하여 도시하는 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 보호 부재 점착 공정이 실시되어 웨이퍼의 표면을, 고리형의 프레임에 장착된 보호 테이프에 점착한 상태를 도시하는 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 이면 연삭 공정의 설명도.
도 8은 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 이면 연삭 공정이 실시된 광 디바이스 웨이퍼의 주요부를 확대하여 도시하는 단면도.
도 9는 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 웨이퍼 파단 공정을 실시하기 위한 웨이퍼 파단 장치의 사시도.
도 10은 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 웨이퍼 파단 공정의 설명도.
도 11은 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 변질층 제거 공정의 설명도.
도 12는 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 변질층 제거 공정이 실시된 광 디바이스 웨이퍼의 주요부를 확대하여 도시하는 단면도.
도 13은 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 웨이퍼 이동 공정의 설명도.
도 14는 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 픽업 공정을 실시하기 위한 픽업 장치의 사시도.
도 15는 본 발명에 의한 광 디바이스 웨이퍼의 가공 방법에 있어서의 픽업 공정의 설명도.
이하, 본 발명에 의한 광 디바이스의 제조 방법의 적합한 실시 형태에 대해, 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에는, 본 발명에 의한 광 디바이스의 제조 방법에 있어서의 제조 과정으로 제조되는 광 디바이스 웨이퍼의 사시도가 나타나 있다. 도 1에 도시하는 광 디바이스 웨이퍼(2)는, 예컨대 두께가 430 ㎛인 기판(20)의 표면에 질화물 반도체로 이루어지는 광 디바이스층으로서의 발광층(에피층)(21)이 5∼10 ㎛의 두께로 적층되어 있다. 그리고, 발광층(에피층)(21)이 격자형으로 형성된 복수의 스트리트(22)에 의해 구획된 복수의 영역에 발광 다이오드, 레이저 다이오드 등의 광 디바이스(23)가 형성되어 있다. 또, 광 디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 기판(20)의 외주에는 결정 방위를 나타내는 노치(201)가 형성되어 있다. 이하, 이 광 디바이스 웨이퍼(2)를 제조하는 방법에 대해 설명한다.
도 2에는, 광 디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 기판(20)의 사시도가 나타나 있다. 도 2에 도시하는 기판(20)은, 두께가, 예컨대 430 ㎛의 원판형으로 형성된 사파이어 기판으로 이루어지고, 그 외주에는 결정 방위를 나타내는 노치(201)가 형성되어 있다.
도 2에 도시하는 사파이어 기판(20)의 표면에 복수의 광 디바이스(23)를 형성하여 광 디바이스 웨이퍼(2)를 제조할 때, 우선 기판에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 기판의 이면측으로부터 기판의 내부에 집광점을 위치시키고 스트리트에 대응하는 영역에 조사하여, 기판의 내부에 기판의 표면에서부터 소정 간격을 두고 이면측에 변질층을 형성하는 변질층 형성 공정을 실시한다. 이 변질층 형성 공정은, 도 3에 도시하는 레이저 가공 장치(3)를 이용하여 실시한다. 도 3에 도시하는 레이저 가공 장치(3)는, 피가공물을 유지하는 척 테이블(31)과, 상기 척 테이블(31) 상에 유지된 피가공물에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단(32)과, 척 테이블(31) 상에 유지된 피가공물을 촬상하는 촬상 수단(33)을 구비하고 있다. 척 테이블(31)은, 피가공물을 흡인하여 유지하도록 구성되어 있고, 도시하지 않는 가공 이송 수단에 의해 도 3에 있어서 화살표(X)로 나타내는 가공 이송 방향으로 이동하게 할 수 있고, 도시하지 않는 인덱싱 이송 수단에 의해 도 3에 있어서 화살표(Y)로 나타내는 인덱싱 이송 방향으로 이동하게 할 수 있도록 되어 있다.
상기 레이저 광선 조사 수단(32)은, 실질적으로 수평으로 배치된 원통 형상의 케이싱(321)을 포함하고 있다. 케이싱(321) 내에는 도시하지 않는 펄스 레이저 광선 발진기나 반복 주파수 설정 수단을 구비한 펄스 레이저 광선 발진 수단이 배치되어 있다. 상기 케이싱(321)의 선단부에는, 펄스 레이저 광선 발진 수단으로부터 발진된 펄스 레이저 광선을 집광하기 위한 집광기(322)가 장착되어 있다. 또, 레이저 광선 조사 수단(32)은, 집광기(322)에 의해 집광되는 펄스 레이저 광선의 집광점 위치를 조정하기 위한 집광점 위치 조정 수단(도시하지 않음)을 구비하고 있다.
상기 레이저 광선 조사 수단(32)을 구성하는 케이싱(321)의 선단부에 장착된 촬상 수단(33)은, 도시한 실시 형태에 있어서는 가시광선에 의해 촬상하는 촬상 소자(CCD) 등으로 구성되어 있고, 촬상한 화상 신호를 도시하지 않는 제어 수단에 보낸다. 또, 도시하지 않는 제어 수단의 메모리에는, 상기 도 1에 도시하는 광 디바이스(23)를 구성하는 기판(20)의 표면에 격자형으로 형성되는 복수의 스트리트(22)의 좌표값(설계값)이 저장되어 있다.
전술한 레이저 가공 장치(3)를 이용하여 상기 변질층 형성 공정을 실시하기 위해서는, 도 3에 도시한 바와 같이 척 테이블(31) 상에 사파이어 기판(20)의 표면(20a) 측을 적재한다. 그리고, 도시하지 않는 흡인 수단을 작동함으로써, 사파이어 기판(20)을 척 테이블(31) 상에 유지한다(웨이퍼 유지 공정). 따라서, 척 테이블(31)에 유지된 사파이어 기판(20)은, 이면(20b)이 상측이 된다.
전술한 웨이퍼 유지 공정을 실시했으면, 사파이어 기판(20)을 흡인하여 유지한 척 테이블(31)은, 도시하지 않는 가공 이송 수단에 의해 촬상 수단(33)의 바로 아래에 위치된다. 척 테이블(31)이 촬상 수단(33)의 바로 아래에 위치되면, 촬상 수단(33) 및 도시하지 않는 제어 수단에 의해 사파이어 기판(20)이 소정의 좌표값에 위치되어 있는지 여부의 얼라인먼트 작업을 실행한다. 즉, 촬상 수단(33)은, 사파이어 기판(20)의 외주에 형성된 노치(201)를 촬상하고, 그 화상 신호를 도시하지 않는 제어 수단에 보낸다. 그리고, 도시하지 않는 제어 수단은, 촬상 수단(33)으로부터 보내진 화상 신호에 기초하여 노치(201)가 소정의 좌표값에 위치하고 있는지 여부를 판정하여, 노치(201)가 소정의 좌표값에 위치하지 않은 경우에는, 척 테이블(31)을 회동하여 노치(201)를 소정의 좌표값에 위치하도록 조정한다(얼라인먼트 공정).
이상과 같이 하여 얼라인먼트 공정을 실시했으면, 도 4의 (a)에서 도시한 바와 같이 척 테이블(31)을 레이저 광선 조사 수단(32)의 집광기(322)가 위치하는 레이저 광선 조사 영역으로 이동하고, 소정의 스트리트(22)의 일단[도 4의 (a)에 있어서 좌단]에 대응하는 좌표값을 레이저 광선 조사 수단(32)의 집광기(322)의 바로 아래에 위치시킨다. 그리고, 집광기(322)로부터 조사되는 펄스 레이저 광선의 집광점(P)을 사파이어 기판(20)의 표면(20a)(하면)에서부터, 예컨대 55 ㎛ 상측의 위치에 맞춘다. 이 집광기(322)로부터 조사되는 펄스 레이저 광선의 집광점(P)을 사파이어 기판(20)의 소정 위치에 위치시키기 위해서는, 예컨대 일본 특허 공개 제2009-63446호 공보에 기재되어 있는 척 테이블에 유지된 피가공물의 높이 위치 검출 장치를 이용하여, 척 테이블(31)에 유지된 사파이어 기판(20)의 상면의 높이 위치를 검출하고, 검출된 사파이어 기판(20)의 상면의 높이 위치를 기준으로 해서 도시하지 않는 집광점 위치 조정 수단을 작동함으로써 펄스 레이저 광선의 집광점(P)을 소정 위치에 위치시킨다. 다음에, 집광기(322)로부터 사파이어 기판(20)에 대하여 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 조사하면서 척 테이블(31)을 도 4의 (a)에 있어서 화살표(X1)로 나타내는 방향으로 소정의 가공 이송 속도로 이동하도록 한다. 그리고, 도 4의 (b)에서 도시한 바와 같이 레이저 광선 조사 수단(32)의 집광기(322)의 조사 위치가 스트리트(22)의 타단[도 4의 (b)에 있어서 우단]에 대응하는 좌표값에 이르면, 펄스 레이저 광선의 조사를 정지하고 척 테이블(31)의 이동을 정지한다. 이 결과, 사파이어 기판(20)에는, 도 4의 (b) 및 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이 내부에 스트리트(22)와 대응하는 영역을 따라 연속한 변질층(210)이 형성된다(변질층 형성 공정). 이 변질층(210)은, 사파이어 기판(20)의 표면(20a)(하면)보다 이면(20b)(상면)측에 형성된다. 전술한 변질층 형성 공정을 광 디바이스 웨이퍼(2)에 형성된 모든 스트리트(22)에 대응하는 영역을 따라 실시한다.
상기한 변질층 형성 공정에 있어서의 가공 조건은, 예컨대 다음과 같이 설정되어 있다.
광원 : Yb 레이저: 이테르븀 첨가 파이버 레이저
파장 : 1045 nm
반복 주파수 : 100 kHz
평균 출력 : 0.3 W
집광 스폿 직경 : φ1∼1.5 ㎛
가공 이송 속도 : 400 mm/초
상기 가공 조건에 의해 전술한 변질층 형성 공정을 실시하면, 펄스 레이저 광선의 집광점(P)을 중심으로 하여 상하 방향으로 50 ㎛ 정도의 변질층(210)이 형성된다. 따라서, 전술한 변질층 형성 공정을 실시함으로써, 사파이어 기판(20)의 표면(20a)(하면)에서부터 30 ㎛의 위치에서 이면(20b)(상면)측에 50 ㎛ 정도의 변질층(210)이 형성된다. 또, 사파이어 기판(20)의 내부에 형성되는 변질층(210)은, 사파이어 기판(20)의 표면(20a)에서부터 5∼60 ㎛의 위치에서 이면(20b)측에 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 변질층 형성 공정에 있어서는, 사파이어 기판(20)의 표면에 발광층(에피층)(21)을 형성하여 광 디바이스(23)를 형성하기 전에 실시하기 때문에, 레이저 광선에 의해 발광층(에피층)(21)이 손상되는 일은 없다. 또한, 변질층 형성 공정은, 광 디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(20)을 후술하는 바와 같이 이면을 연삭하여 소정의 두께로 형성하기 전의 두꺼운 상태(예컨대 430 ㎛)에서 실시하기 때문에, 펄스 레이저 광선의 집광점(P)을 원하는 위치에 용이하게 위치시킬 수 있다.
다음에, 전술한 변질층 형성 공정이 실시된 사파이어 기판(20)의 표면(20a)에 광 디바이스층을 적층하고 격자형으로 형성된 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 광 디바이스를 형성함으로써 광 디바이스 웨이퍼를 구성하는 광 디바이스 웨이퍼 형성 공정을 실시한다. 이 광 디바이스 웨이퍼 형성 공정은, 예컨대 일본 특허 제3449201호 공보에 개시되어 있는 방법에 의해 실시할 수 있다. 이와 같이 하여 광 디바이스 웨이퍼 형성 공정을 실시함으로써, 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 전술한 변질층 형성 공정이 실시된 사파이어 기판(20)의 표면(20a)에 광 디바이스층으로서의 발광층(에피층)(21)이 적층되고 격자형으로 형성된 복수의 스트리트(22)에 의해 구획된 복수의 영역에 광 디바이스(23)가 형성된 광 디바이스 웨이퍼(2)가 제조된다. 이와 같이 구성된 광 디바이스 웨이퍼(2)의 사파이어 기판(20)의 내부에는, 격자형으로 형성된 복수의 스트리트(22)를 따라 변질층(210)이 형성되어 있다.
전술한 광 디바이스 웨이퍼 형성 공정을 실시했으면, 광 디바이스 웨이퍼의 표면에 형성된 광 디바이스를 보호하기 위해, 광 디바이스 웨이퍼의 표면에 보호 부재를 점착하는 보호 부재 점착 공정을 실시한다. 즉, 도 6에 도시한 바와 같이 금속재에 의해 형성된 고리형의 프레임(4)에 장착된 보호 부재로서의 보호 테이프(40)의 표면에 광 디바이스 웨이퍼(2)의 표면(2a)을 점착한다. 또, 상기 보호 테이프(40)는, 도시한 실시 형태에 있어서는 두께가 100 ㎛인 폴리염화비닐(PVC)로 이루어지는 시트 기재의 표면에 아크릴 수지계의 풀이 두께 5 ㎛ 정도 도포되어 있다. 이 풀은 자외선을 조사함으로써 점착력이 저하되는 성질을 갖는 것이 이용되고 있다.
전술한 보호 부재 점착 공정을 실시함으로써 광 디바이스 웨이퍼(2)의 표면(2a)을 고리형의 프레임(4)에 장착된 보호 테이프(40)에 점착했으면, 광 디바이스 웨이퍼의 이면을 연삭하여 소정의 두께로 형성하는 이면 연삭 공정을 실시한다. 이 이면 연삭 공정은, 도 7에 도시하는 연삭 장치(5)를 이용하여 실시한다. 도 7에 도시하는 연삭 장치(5)는, 피가공물을 유지하는 척 테이블(51)과, 상기 척 테이블(51)에 유지된 피가공물을 연삭하기 위한 연삭 지석(521)을 구비한 연삭 공구(52)를 구비하고 있다. 또, 척 테이블(51)은, 피가공물을 유지하는 중앙부가 높게 형성되고, 외주부가 중앙부보다 낮게 형성되어 있다. 이와 같이 구성된 연삭 장치(5)를 이용하여 상기 이면 연삭 공정을 실시하기 위해서는, 도 7에 도시한 바와 같이 연삭 장치(5)의 척 테이블(51) 상에 전술한 변질층 형성 공정이 실시된 광 디바이스 웨이퍼(2)의 보호 테이프(40)측을 적재하고, 고리형의 프레임(4)을 척 테이블(51)의 외주부에 적재하고, 도시하지 않는 흡인 수단을 작동함으로써 척 테이블(51) 상에 광 디바이스 웨이퍼(2) 및 고리형의 프레임(4)을 흡인하여 유지한다. 따라서, 척 테이블(51) 상에 유지된 광 디바이스 웨이퍼(2)는, 사파이어 기판(20)의 이면(20b)이 상측이 된다. 이와 같이 하여, 척 테이블(51) 상에 광 디바이스 웨이퍼(2)를 흡인하여 유지했으면, 척 테이블(51)을, 예컨대 500 rpm으로 회전하면서, 연삭 공구(52)를, 예컨대 1000 rpm으로 회전하도록 하여 광 디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(20)의 이면(20b)에 접촉하고, 소정량 연삭하여 이송한다. 이 결과, 사파이어 기판(20)의 이면(20b)이 연삭되어, 광 디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(20)은 소정의 두께(예컨대 80 ㎛)로 형성된다. 이 결과, 광 디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(20)의 이면(20b)에는, 도 8에 도시한 바와 같이 변질층(210)이 노출되게 할 수 있다. 이와 같이, 전술한 변질층 형성 공정을 실시한 후에 이면 연삭 공정을 실시하여 웨이퍼의 두께를 소정의 두께로 형성하기 때문에, 변질층의 두께를 최소한으로 억제할 수 있어 생산성이 향상된다.
전술한 이면 연삭 공정을 실시했으면, 광 디바이스 웨이퍼에 외력을 부여하고 웨이퍼를 변질층이 형성된 스트리트를 따라 파단하여, 개개의 광 디바이스로 분할하는 웨이퍼 파단 공정을 실시한다. 이 웨이퍼 파단 공정은, 도 9에 도시하는 웨이퍼 파단 장치(6)를 이용하여 실시한다. 도 9에 도시하는 웨이퍼 파단 장치(6)는, 베이스(61)와, 상기 베이스(61) 상에 화살표(Y)로 나타내는 방향으로 이동 가능하게 배치된 이동 테이블(62)을 구비하고 있다. 베이스(61)는 장방형 형상으로 형성되고, 그 양측부 상면에는 화살표(Y)로 나타내는 방향으로 2개의 안내 레일(611, 612)이 서로 평행하게 배치되어 있다. 이 2개의 안내 레일(611, 612) 상에 이동 테이블(62)이 이동 가능하게 배치되어 있다. 이동 테이블(62)은, 이동 수단(63)에 의해 화살표(Y)로 나타내는 방향으로 이동하게 할 수 있다. 이동 테이블(62) 상에는, 상기 고리형의 프레임(4)을 유지하는 프레임 유지 수단(64)이 배치되어 있다. 프레임 유지 수단(64)은, 원통형의 본체(641)와, 상기 본체(641)의 상단에 마련된 고리형의 프레임 유지 부재(642)와, 상기 프레임 유지 부재(642)의 외주에 배치된 고정 수단으로서의 복수의 클램프(643)를 포함하고 있다. 이와 같이 구성된 프레임 유지 수단(64)은, 프레임 유지 부재(642) 상에 적재된 고리형의 프레임(4)을 클램프(643)에 의해 고정한다. 또한, 도 9에 도시하는 웨이퍼 파단 장치(6)는, 상기 프레임 유지 수단(64)을 회동하게 하는 회동 수단(65)을 구비하고 있다. 이 회동 수단(65)은, 상기 이동 테이블(62)에 배치된 펄스 모터(651)와, 상기 펄스 모터(651)의 회전축에 장착된 풀리(652)와, 상기 풀리(652)와 원통형의 본체(641)에 감겨진 무단(無端) 벨트(653)를 포함하고 있다. 이와 같이 구성된 회동 수단(65)은, 펄스 모터(651)를 구동함으로써, 풀리(652) 및 무단 벨트(653)를 통해 프레임 유지 수단(64)을 회동하게 한다.
도 9에 도시하는 웨이퍼 파단 장치(6)는, 상기 고리형의 프레임 유지 부재(642)에 유지된 고리형의 프레임(4)에 보호 테이프(40)를 개재하여 지지되어 있는 광 디바이스 웨이퍼(2)에 스트리트(22)와 직교하는 방향으로 인장력을 작용하게 하는 장력 부여 수단(66)을 구비하고 있다. 장력 부여 수단(66)은, 고리형의 프레임 유지 부재(642) 내에 배치되어 있다. 이 장력 부여 수단(66)은, 화살표(Y) 방향과 직교하는 방향으로 긴 직사각형의 유지면을 구비한 제1 흡인 유지 부재(661)와 제2 흡인 유지 부재(662)를 구비하고 있다. 제1 흡인 유지 부재(661)에는 복수의 흡인 구멍(661a)이 형성되어 있고, 제2 흡인 유지 부재(662)에는 복수의 흡인 구멍(662a)이 형성되어 있다. 복수의 흡인 구멍(661a 및 662a)은, 도시하지 않는 흡인 수단에 연통되어 있다. 또한, 제1 흡인 유지 부재(661)와 제2 흡인 유지 부재(662)는, 도시하지 않는 이동 수단에 의해 화살표(Y) 방향으로 각각 이동하게 할 수 있도록 되어 있다.
도 9에 도시하는 웨이퍼 파단 장치(6)는, 상기 고리형의 프레임 유지 부재(642)에 유지된 고리형의 프레임(4)에 보호 테이프(40)를 개재하여 지지되어 있는 광 디바이스 웨이퍼(2)의 스트리트(22)를 검출하기 위한 검출 수단(67)을 구비하고 있다. 검출 수단(67)은, 베이스(61)에 배치된 L자형의 지지 기둥(671)에 장착되어 있다. 이 검출 수단(67)은, 광학계 및 촬상 소자(CCD) 등으로 구성되어 있고, 상기 장력 부여 수단(66)의 상측 위치에 배치되어 있다. 이와 같이 구성된 검출 수단(67)은, 상기 고리형의 프레임 유지 부재(642)에 유지된 고리형의 프레임(4)에 보호 테이프(40)를 개재하여 지지되어 있는 광 디바이스 웨이퍼(2)의 스트리트(22)를 촬상하고, 이것을 전기 신호로 변환하여 도시하지 않는 제어 수단에 보낸다.
전술한 웨이퍼 파단 장치(6)를 이용하여 실시하는 웨이퍼의 파단에 대해, 도 10을 참조하여 설명한다.
변질층 형성 공정이 실시된 광 디바이스 웨이퍼(2)를 보호 테이프(40)를 개재하여 지지하는 고리형의 프레임(4)을, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이 프레임 유지 부재(642) 상에 적재하고, 클램프(643)에 의해 프레임 유지 부재(642)에 고정한다. 다음에, 이동 수단(63)을 작동하여 이동 테이블(62)을 화살표(Y)로 나타내는 방향(도 9 참조)으로 이동하고, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이 광 디바이스 웨이퍼(2)에 소정 방향으로 형성된 1개의 스트리트(22)(도시한 실시 형태에 있어서는 최좌단의 스트리트)를, 장력 부여 수단(66)을 구성하는 제1 흡인 유지 부재(661)의 유지면과 제2 흡인 유지 부재(662)의 유지면 사이에 위치시킨다. 이 때, 검출 수단(67)에 의해 스트리트(22)를 촬상하여, 제1 흡인 유지 부재(661)의 유지면과 제2 흡인 유지 부재(662)의 유지면과의 위치 맞춤을 행한다. 이와 같이 하여, 1개의 스트리트(22)가 제1 흡인 유지 부재(661)의 유지면과 제2 흡인 유지 부재(662)의 유지면 사이에 위치되었으면, 도시하지 않는 흡인 수단을 작동하여 흡인 구멍(661a 및 662b)에 부압을 작용하게 함으로써, 제1 흡인 유지 부재(661)의 유지면과 제2 흡인 유지 부재(662)의 유지면 상에 보호 테이프(40)를 개재하여 광 디바이스 웨이퍼(2)를 흡인하여 유지한다(유지 공정).
전술한 유지 공정을 실시했으면, 장력 부여 수단(66)을 구성하는 도시하지 않는 이동 수단을 작동하여, 제1 흡인 유지 부재(661)와 제2 흡인 유지 부재(662)를 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이 서로 이격하는 방향으로 이동하게 한다. 이 결과, 제1 흡인 유지 부재(661)의 유지면과 제2 흡인 유지 부재(662)의 유지면 사이에 위치된 스트리트(22)에는, 스트리트(22)와 직교하는 방향으로 인장력이 작용하여, 광 디바이스 웨이퍼(2)는 사파이어 기판(20)에 형성된 변질층(210)이 파단의 기점이 되어 스트리트(22)를 따라 파단된다(파단 공정). 이 파단 공정을 실시함으로써, 보호 테이프(40)는 약간 신장된다. 이 파단 공정에 있어서는, 광 디바이스 웨이퍼(2)는 스트리트(22)를 따라 변질층(210)이 형성되어 강도가 저하시켜져 있기 때문에, 제1 흡인 유지 부재(661)와 제2 흡인 유지 부재(662)를 서로 이격하는 방향으로 0.5 mm 정도 이동함으로써, 광 디바이스 웨이퍼(2)를, 사파이어 기판(20)에 형성된 변질층(210)이 파단의 기점이 되어 스트리트(22)를 따라 파단할 수 있다.
전술한 바와 같이 소정 방향으로 형성된 1개의 스트리트(22)를 따라 파단하는 파단 공정을 실시했으면, 전술한 제1 흡인 유지 부재(661) 및 제2 흡인 유지 부재(662)에 의한 광 디바이스 웨이퍼(2)의 흡인 유지를 해제한다. 다음에, 이동 수단(63)을 작동하여 이동 테이블(62)을 화살표(Y)로 나타내는 방향(도 9 참조)으로 스트리트(22)의 간격에 해당하는 분만큼 이동하고, 상기 파단 공정을 실시한 스트리트(22) 옆의 스트리트(22)를 장력 부여 수단(66)을 구성하는 제1 흡인 유지 부재(661)의 유지면과 제2 흡인 유지 부재(662)의 유지면 사이에 위치시킨다. 그리고, 상기 유지 공정 및 파단 공정을 실시한다.
이상과 같이 하여, 소정 방향으로 형성된 모든 스트리트(22)에 대하여 상기 유지 공정 및 파단 공정을 실시했으면, 회동 수단(65)을 작동하여 프레임 유지 수단(64)을 90도 회동하게 한다. 이 결과, 프레임 유지 수단(64)의 프레임 유지 부재(642)에 유지된 광 디바이스 웨이퍼(2)도 90도 회동하게 되어, 소정 방향으로 형성되어 상기 파단 공정이 실시된 스트리트(22)와 직교하는 방향으로 형성된 스트리트(22)가 제1 흡인 유지 부재(661)의 유지면과 제2 흡인 유지 부재(662)의 유지면과 평행한 상태로 위치된다. 다음에, 상기 파단 공정이 실시된 스트리트(22)와 직교하는 방향으로 형성된 모든 스트리트(22)에 대하여 전술한 유지 공정 및 파단 공정을 실시함으로써, 광 디바이스 웨이퍼(2)는 스트리트(22)를 따라 개개의 광 디바이스(23)로 분할된다.
전술한 웨이퍼 파단 공정을 실시했으면, 광 디바이스 웨이퍼의 이면을 연삭하여 변질층을 제거하는 변질층 제거 공정을 실시한다. 이 변질층 제거 공정은, 상기 도 7에 도시하는 연삭 장치(5)를 이용하여 실시한다. 즉, 도 11에 도시한 바와 같이 연삭 장치(5)의 척 테이블(51) 상에 전술한 웨이퍼 파단 공정이 실시된 광 디바이스 웨이퍼(2)[개개의 광 디바이스(23)로 분할되어 있음]의 보호 테이프(40)측을 적재하고, 고리형의 프레임(4)을 척 테이블(51)의 외주부에 적재하고, 도시하지 않는 흡인 수단을 작동함으로써 척 테이블(51) 상에 광 디바이스 웨이퍼(2) 및 고리형의 프레임(4)을 흡인하여 유지한다. 따라서, 척 테이블(51) 상에 유지된 광 디바이스 웨이퍼(2)는, 사파이어 기판(20)의 이면(20b)이 상측이 된다. 이와 같이 하여, 척 테이블(51) 상에 광 디바이스 웨이퍼(2)를 흡인하여 유지했으면, 척 테이블(51)을, 예컨대 500 rpm으로 회전하면서, 연삭 공구(52)를, 예컨대 1000 rpm으로 회전하게 하여 광 디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(20)의 이면(20b)에 접촉하고, 상기 변질층(210)을 제거하는 위치까지 소정량 연삭하여 이송한다. 이 결과, 광 디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(20)의 이면(20b)이 연삭되어, 도 12에 도시한 바와 같이 개개로 분할된 광 디바이스(23)의 측면에 잔류하고 있던 변질층(210)이 제거되게 할 수 있다. 이와 같이, 개개로 분할된 광 디바이스(23)의 측면에 잔류하고 있던 변질층(210)이 제거됨으로써, 광 디바이스(23)의 휘도 향상을 도모할 수 있다.
전술한 변질층 제거 공정을 실시했으면, 개개의 광 디바이스로 분할된 광 디바이스 웨이퍼의 이면을 고리형의 프레임에 장착된 보호 테이프의 표면에 점착하고, 광 디바이스 웨이퍼의 표면이 점착되어 있는 상기 보호 테이프(40)를 박리하여 상기 고리형의 프레임(4)을 제거하는 웨이퍼 이동 공정을 실시한다. 이 웨이퍼 이동 공정은, 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이 고리형의 프레임(4)에 장착된 보호 테이프(40)[개개의 광 디바이스(23)로 분할된 광 디바이스 웨이퍼(2)가 점착되어 있음]에 자외선 조사기(400)로부터 자외선을 조사한다. 이 결과, 보호 테이프(40)의 점착 풀이 경화하여 점착력이 저하되게 할 수 있다. 다음에, 도 13의 (b)에 도시한 바와 같이 고리형의 프레임(4)에 장착된 보호 테이프(40)에 점착되어 있는 광 디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 사파이어 기판(20)의 이면(20b)[도 13의 (b)에 있어서 상면]에 고리형의 프레임(4a)에 장착된 보호 테이프(40a)의 표면[도 13의 (b)에 있어서 하면]을 점착한다. 또, 고리형의 프레임(4a) 및 보호 테이프(40a)는, 상기 고리형의 프레임(4) 및 보호 테이프(40)와 실질적으로 동일한 구성이면 된다. 다음에, 도 13의 (c)에 도시한 바와 같이 보호 테이프(40)에 표면이 점착되어 있는 광 디바이스 웨이퍼(2)[개개의 광 디바이스(22)로 분할되어 있음]를 보호 테이프(40)로부터 박리한다. 이 때, 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이 보호 테이프(40)에는 자외선이 조사되고 보호 테이프(40)의 점착 풀이 경화하여 점착력이 저하시켜져 있기 때문에, 광 디바이스 웨이퍼(2)[개개의 광 디바이스(22)로 분할되어 있음]를 보호 테이프(40)로부터 용이하게 박리할 수 있다. 그리고, 보호 테이프(40)를 장착한 고리형의 프레임(4)을 제거함으로써, 도 13의 (d)에 도시한 바와 같이 고리형의 프레임(4a)에 장착된 보호 테이프(40a)의 표면에 개개의 디바이스로 분할된 광 디바이스 웨이퍼(2)가 이동되게 된다. 이와 같이 웨이퍼 이동 공정은, 고리형의 프레임(4)에 장착된 보호 테이프(40)에 웨이퍼의 표면을 점착한 상태에서, 상기 이면 연삭 공정과 웨이퍼 파단 공정 및 변질층 제거 공정을 실시하고, 광 디바이스 웨이퍼(2)를 개개의 디바이스(22)로 분할한 후에 실시하기 때문에, 광 디바이스 웨이퍼(2)를 깨뜨리지 않고 표리를 반전시켜 고리형의 프레임(4a)에 장착된 보호 테이프(40a)에 바꾸어 붙일 수 있다. 따라서, 개개의 광 디바이스(23)로 분할된 광 디바이스 웨이퍼(2)를 고리형의 프레임(4a)에 장착된 보호 테이프(40a)에 바꾸어 붙인 상태에서, 광 디바이스(23)의 도통 테스트를 실시할 수 있다.
전술한 바와 같이 웨이퍼 이동 공정을 실시했으면, 고리형의 프레임에 장착된 보호 테이프의 표면에 점착되어 있는 개개로 분할된 광 디바이스를 보호 테이프로부터 박리하여 픽업하는 픽업 공정을 실시한다. 이 픽업 공정은, 도 14에 도시하는 픽업 장치(7)를 이용하여 실시한다. 도 14에 도시하는 픽업 장치(7)는, 상기 고리형의 프레임(4a)을 유지하는 프레임 유지 수단(71)과, 상기 프레임 유지 수단(71)에 유지된 고리형의 프레임(4a)에 장착된 보호 테이프(40a)를 확장하는 테이프 확장 수단(72)과, 픽업 콜릿(73)을 구비하고 있다. 프레임 유지 수단(71)은, 고리형의 프레임 유지 부재(711)와, 상기 프레임 유지 부재(711)의 외주에 배치된 고정 수단으로서의 복수의 클램프(712)를 포함하고 있다. 프레임 유지 부재(711)의 상면은 고리형의 프레임(4a)을 적재하는 적재면(711a)을 형성하고 있고, 이 적재면(711a) 상에 고리형의 프레임(4a)이 적재된다. 그리고, 적재면(711a) 상에 적재된 고리형의 프레임(4a)은, 클램프(712)에 의해 프레임 유지 부재(711)에 고정된다. 이와 같이 구성된 프레임 유지 수단(71)은, 테이프 확장 수단(72)에 의해 상하 방향으로 진퇴 가능하게 지지되어 있다.
테이프 확장 수단(72)은, 상기 고리형의 프레임 유지 부재(711)의 내측에 배치되는 확장 드럼(721)을 구비하고 있다. 이 확장 드럼(721)은, 고리형의 프레임(4a)의 내경보다 작고, 상기 고리형의 프레임(4a)에 장착된 광 디바이스 웨이퍼(2)[개개의 광 디바이스(23)로 분할되어 있음]의 외경보다 큰 내경 및 외경을 갖고 있다. 또한, 확장 드럼(721)은, 하단에 지지 플랜지(722)를 구비하고 있다. 도시한 실시 형태에 있어서의 테이프 확장 수단(72)은, 상기 고리형의 프레임 유지 부재(711)를 상하 방향으로 진퇴 가능한 지지 수단(723)을 구비하고 있다. 이 지지 수단(723)은, 상기 지지 플랜지(722) 상에 배치된 복수의 에어 실린더(723a)를 포함하고, 그 피스톤 로드(723b)가 상기 고리형의 프레임 유지 부재(711)의 하면에 연결된다. 이와 같이 복수의 에어 실린더(723a)를 포함하는 지지 수단(723)은, 도 15의 (a)에 도시한 바와 같이 고리형의 프레임 유지 부재(711)를 적재면(711a)이 확장 드럼(721)의 상단과 대략 동일한 높이가 되는 기준 위치와, 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이 확장 드럼(721)의 상단보다 소정량 하측의 확장 위치 사이를 상하 방향으로 이동하게 한다.
이상과 같이 구성된 픽업 장치(7)를 이용하여 실시하는 픽업 공정에 대해 도 15를 참조하여 설명한다. 즉, 광 디바이스 웨이퍼(2)[개개의 디바이스로 분할되어 있음]가 점착되어 있는 보호 테이프(40a)가 장착된 고리형의 프레임(4a)을, 도 15의 (a)에 도시한 바와 같이 프레임 유지 수단(71)을 구성하는 프레임 유지 부재(711)의 적재면(711a) 상에 적재하고, 클램프(712)에 의해 프레임 유지 부재(711)에 고정한다(프레임 유지 공정). 이 때, 프레임 유지 부재(711)는 도 15의 (a)에 도시하는 기준 위치에 위치되어 있다. 다음에, 테이프 확장 수단(72)을 구성하는 지지 수단(723)으로서의 복수의 에어 실린더(723a)를 작동하여, 고리형의 프레임 유지 부재(711)를 도 15의 (b)에 도시하는 확장 위치로 하강하게 한다. 따라서, 프레임 유지 부재(711)의 적재면(711a) 상에 고정되어 있는 고리형의 프레임(4a)도 하강하기 때문에, 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이 고리형의 프레임(4a)에 장착된 보호 테이프(40a)는 확장 드럼(721)의 상단 가장자리에 접하여 확장되게 할 수 있다(테이프 확장 공정). 이 결과, 보호 테이프(40a)에 점착되어 있는 광 디바이스 웨이퍼(2)는 스트리트(21)를 따라 개개의 광 디바이스(23)로 분할되어 있기 때문에, 개개의 디바이스(23) 사이가 넓어져, 간격(S)이 형성된다. 이 상태에서, 픽업 콜릿(73)을 작동하여 광 디바이스(23)의 표면(상면)을 흡착하여 유지하고, 보호 테이프(40a)로부터 박리하여 픽업한다. 이 때, 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이 보호 테이프(40a)의 아래쪽으로부터 푸쉬업 니들(74)에 의해 디바이스(23)를 밀어 올림으로써, 광 디바이스(23)를 보호 테이프(40a)로부터 용이하게 박리할 수 있다. 이 푸쉬업 니들(74)은 광 디바이스(22)의 이면에 작용하여 밀어 올리기 때문에, 광 디바이스(23)의 표면을 손상시킬 일은 없다. 또, 픽업 공정에 있어서는, 전술한 바와 같이 개개의 광 디바이스(23) 사이의 간극(S)이 넓어져 있기 때문에, 인접하는 광 디바이스(23)와 접촉하지 않고 용이하게 픽업할 수 있다. 이와 같이 픽업 콜릿(73)에 의해 픽업되는 광 디바이스(23)는 표면(상면)이 흡착되어 유지되기 때문에, 그 후 광 디바이스(23)의 표리를 반전시킬 필요가 없다.
이상, 본 발명을 도시한 실시 형태에 기초하여 설명했지만, 본 발명은 실시 형태에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지의 범위에서 여러가지 변형은 가능하다. 예컨대, 전술한 실시 형태에 있어서는 웨이퍼 파단 공정으로서 파단의 기점이 되는 변질층이 형성된 스트리트와 직교하는 방향으로 인장력이 작용하여, 웨이퍼를 변질층이 형성된 스트리트를 따라 파단하는 예를 나타냈지만, 웨이퍼 파단 공정으로서는, 예컨대 일본 특허 공개 제2006-107273호 공보나 일본 특허 공개 제2006-128211호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 스트리트를 따라 강도를 저하시킨 웨이퍼에 스트리트를 따라 굽힘 응력을 작용하게 하여 웨이퍼를 스트리트를 따라 파단하는 방법 등, 다른 파단 방법을 이용하더라도 좋다.
2: 광 디바이스 웨이퍼 20: 사파이어 기판
21: 디바이스층으로서의 발광층(에피층) 3: 레이저 가공 장치
31: 레이저 가공 장치의 척 테이블 32: 레이저 광선 조사 수단
322: 집광기 4: 고리형의 프레임
40: 보호 테이프 5: 연삭 장치
51: 연삭 장치의 척 테이블 52: 연삭 공구
6: 웨이퍼 파단 장치 66: 장력 부여 수단
7: 픽업 장치 82: 테이프 확장 수단
73: 픽업 콜릿
21: 디바이스층으로서의 발광층(에피층) 3: 레이저 가공 장치
31: 레이저 가공 장치의 척 테이블 32: 레이저 광선 조사 수단
322: 집광기 4: 고리형의 프레임
40: 보호 테이프 5: 연삭 장치
51: 연삭 장치의 척 테이블 52: 연삭 공구
6: 웨이퍼 파단 장치 66: 장력 부여 수단
7: 픽업 장치 82: 테이프 확장 수단
73: 픽업 콜릿
Claims (5)
- 기판의 표면에 광 디바이스층이 적층되고 격자형으로 형성된 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 광 디바이스가 형성된 광 디바이스 웨이퍼를 스트리트를 따라 개개의 광 디바이스로 분할하는 광 디바이스의 제조 방법으로서,
기판에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 기판의 이면측으로부터, 기판의 내부에 집광점을 위치시키고 스트리트에 대응하는 영역에 조사하여, 기판의 내부에 기판의 표면으로부터 미리 결정된 간격을 두고 이면측에 변질층을 형성하는 변질층 형성 공정과,
상기 변질층 형성 공정이 실시된 기판의 표면에 광 디바이스층을 적층하고 격자형으로 형성된 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 광 디바이스를 형성함으로써 광 디바이스 웨이퍼를 구성하는 광 디바이스 웨이퍼 형성 공정과,
광 디바이스 웨이퍼의 표면에 보호 부재를 점착하는 보호 부재 점착 공정과,
광 디바이스 웨이퍼의 기판의 이면을 연삭하여 미리 결정된 두께로 형성하는 이면 연삭 공정과,
이면 연삭 공정이 실시된 광 디바이스 웨이퍼에 외력을 부여하고 광 디바이스 웨이퍼를 변질층이 형성된 스트리트를 따라 파단하여, 개개의 광 디바이스로 분할하는 웨이퍼 파단 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디바이스의 제조 방법. - 제1항에 있어서, 상기 변질층 형성 공정에 있어서의 기판의 표면으로부터의 미리 결정된 간격은 5∼60 ㎛으로 설정되어 있는 것인 광 디바이스의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보호 부재 점착 공정은 고리형의 프레임에 장착된 보호 부재로서의 보호 테이프에 광 디바이스 웨이퍼의 표면을 점착하고, 상기 보호 테이프에 광 디바이스 웨이퍼의 표면을 점착한 상태에서 상기 이면 연삭 공정 및 웨이퍼 파단 공정을 실시하는 것인 광 디바이스의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 웨이퍼 파단 공정을 실시한 후에, 광 디바이스 웨이퍼의 기판의 이면을 연삭하여 변질층을 제거하는 변질층 제거 공정을 실시하는 광 디바이스의 제조 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 보호 부재 점착 공정은 고리형의 프레임에 장착된 보호 부재로서의 보호 테이프에 광 디바이스 웨이퍼의 표면을 점착하고, 상기 보호 테이프에 광 디바이스 웨이퍼의 표면을 점착한 상태에서 상기 이면 연삭 공정과 웨이퍼 파단 공정 및 변질층 제거 공정을 실시하는 것인 광 디바이스의 제조 방법.
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