專利名稱：光器件單元的加工方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及將光器件單元分割為各個光器件的光器件單元的加工方法，該光器件單元是通過剝離工藝(lift off)從藍寶石基板等基板上剝離半導體層并接合到金屬支撐板上而形成的。
背景技術(shù)：
在藍寶石基板、SiC基板等外延基板的表面上形成氮化鎵(GaN)等的半導體層(外延層)，在該半導體層上通過形成為格子狀的間隔道(分割預定線)劃分出LED等多個光器件而形成光器件晶片，該光器件晶片的莫氏硬度比較高，很難用切削刀具進行分割，因此一般通過激光束的照射分割為各個光器件，分割后的光器件被用于照明器具、移動電話、個人計算機等電氣設備(例如，參照日本特開平10-30M20號公報)。此外，最近，在例如日本特表2005-516415號公報中公開了如下技術(shù)通過激光剝離工藝從基板上剝離層疊在藍寶石基板、SiC基板等外延基板上的半導體層，并接合到鉬 (Mo)、銅(Cu)等的作為散熱件的金屬支撐板上，在將形成有多個光器件的半導體層轉(zhuǎn)移到金屬支撐板上之后，向分割預定線照射激光束，與金屬支撐板一起分割為各個光器件。該稱作激光剝離工藝的技術(shù)具有如下優(yōu)點能夠重復使用昂貴的藍寶石基板、SiC 基板等，并且光器件與作為散熱件的金屬支撐板接合，因此散熱特性等十分優(yōu)異。專利文獻1日本特開平10-305420號公報專利文獻2日本特表2005-516415號公報但是，金屬支撐板的線膨脹系數(shù)比較大，因此，激光束的照射所產(chǎn)生的熱量或者槽的形狀會引起內(nèi)部應力釋放出來，從而發(fā)生伸縮，以固定間隔設定的分割預定線的間隔發(fā)生變化，因而當以固定間隔、即預定間距進行分度進給來照射激光束時，存在激光束偏離于分割預定線而損傷光器件的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于這種問題而完成的，其目的在于提供一種光器件單元的加工方法沿著分割預定線照射激光束，在不損傷光器件的情況下將從基板上剝離半導體層并使該半導體層與金屬支撐板相接合而成的光器件單元分割為各個光器件。根據(jù)本發(fā)明，提供一種光器件單元的加工方法，沿著分割預定線對光器件單元照射激光束，形成分割槽而分割為各個光器件，所述光器件單元具有接合到金屬支撐板的表面上的半導體層，在該半導體層上具有通過分割預定線劃分為多個光器件而形成的器件區(qū)域和圍繞該器件區(qū)域的外周剩余區(qū)域，該光器件單元的加工方法的特征在于，該加工方法具有分割槽形成工序僅向形成在光器件單元的該器件區(qū)域中的分割預定線照射激光束來形成分割槽。根據(jù)本發(fā)明的光器件單元的加工方法，僅向形成在器件區(qū)域中的分割預定線照射激光束來形成分割槽，因此能夠保持外周剩余區(qū)域的強度而抑制器件區(qū)域的伸展。
因此，即使利用激光束的照射來加熱光器件單元，分割預定線的間隔也基本不發(fā)生變化，能夠抑制偏離于分割預定線向光器件照射激光束而損傷光器件的問題。


圖1是激光束加工裝置的外觀立體圖。圖2是激光束照射單元的框圖。圖3是經(jīng)由切割帶被支撐在環(huán)狀框上的光器件單元的立體圖。圖4是說明分割槽形成工序的立體圖。圖5是說明分割槽形成工序的立體圖。標號說明2 激光加工裝置；11 光器件單元；13 金屬支撐板；15 半導體層；17 分割預定線；19 光器件；21 器件區(qū)域；23 外周剩余區(qū)域；25 分割槽；28 卡盤臺；34 激光束照射單元；36 聚光器；38 攝像單元。
具體實施例方式下面，參照附圖來詳細地說明本發(fā)明的實施方式。圖1示出了適合于實施本發(fā)明的光器件單元的分割方法的激光加工裝置2的概略結(jié)構(gòu)圖。激光加工裝置2包含以能夠在X軸方向上移動的方式搭載在靜止基座4上的第1 滑塊6。第1滑塊6在由滾珠絲杠8和脈沖電動機10構(gòu)成的加工進給單元12的作用下沿一對導軌14在加工進給方向、即X軸方向上移動。第2滑塊16以能夠在Y軸方向上移動的方式搭載在第1滑塊6上。S卩，第2滑塊 16在由滾珠絲杠18和脈沖電動機20構(gòu)成的分度進給單元22的作用下沿一對導軌M在分度方向、即Y軸方向上移動。在第2滑塊16上隔著圓筒支撐部件沈搭載著卡盤臺觀，卡盤臺觀可通過加工進給單元12和分度進給單元22在X軸方向和Y軸方向上移動。卡盤臺觀具有保持面，該保持面用于保持經(jīng)由切割帶被支撐在框上的晶片，并且在卡盤臺觀上設置有對框進行夾持的夾具30。在靜止基座4上豎立地設置有柱32，在該柱32上安裝有收納激光束照射單元34 的外殼35。如圖2所示，激光束照射單元34包含振蕩出YAG激光或YV04激光的激光振蕩器62、重復頻率設定單元64、脈寬調(diào)整單元66和功率調(diào)整單元68。被激光束照射單元34的功率調(diào)整單元68調(diào)整為預定功率的脈沖激光束由安裝在外殼35前端的聚光器36的反射鏡70反射，進而由聚光用物鏡72會聚，然后照射到卡盤臺觀所保持的光器件單元11。在外殼35的前端部，沿X軸方向與聚光器36成列地配置有檢測待進行激光加工的加工區(qū)域的攝像單元38。攝像單元38包含通過可見光對半導體晶片的加工區(qū)域進行拍攝的通常的CXD等攝像元件。攝像單元38還包含紅外線攝像單元，并將所拍攝的圖像信號發(fā)送到控制器(控制單元)40，所述紅外線攝像單元包含紅外線照射單元，其將紅外線照射到光器件單元11 ； 光學系統(tǒng)，其捕捉由紅外線照射單元照射的紅外線；以及紅外線CCD等紅外線攝像元件，其輸出與該光學系統(tǒng)捕捉到的紅外線對應的電信號?？刂破?0由計算機構(gòu)成，且具有依照控制程序進行運算處理的中央處理裝置 (CPU)42、存儲控制程序等的只讀存儲器(ROM)44、存儲運算結(jié)果等的可讀寫的隨機存取存儲器(RAM) 46、計數(shù)器48、輸入接口 50以及輸出接口 52。56是加工進給量檢測單元，其由沿著導軌14配設的線性標尺M、和配設在第1滑塊6上的未圖示的讀取頭構(gòu)成，加工進給量檢測單元56的檢測信號被輸入到控制器40的輸入接口 50。60是分度進給量檢測單元，其由沿著導軌M配設的線性標尺58、和配設在第2滑塊16上的未圖示的讀取頭構(gòu)成，分度進給量檢測單元60的檢測信號被輸入到控制器40的輸入接口 50。由攝像單元38拍攝的圖像信號也被輸入到控制器40的輸入接口 50。另一方面， 從控制器40的輸出接口 52向脈沖電動機10、脈沖電動機20、激光束照射單元34等輸出控制信號。接著，參照圖3對作為激光加工裝置2的加工對象的晶片形狀的光器件單元11的結(jié)構(gòu)進行說明。光器件單元11如下構(gòu)成基于光器件晶片，通過激光剝離工藝從藍寶石基板上剝離氮化鎵(GaN)等的半導體層15，通過焊接等方式將半導體層15接合到鉬(M0)JH (Cu)等的作為散熱件的金屬支撐板13上。這種基于激光剝離工藝的、具有接合到金屬支撐板13上的半導體層15的光器件單元11的制造的優(yōu)點在于能夠重復利用昂貴的藍寶石基板或SiC基板等外延基板。并且，由于半導體層15被接合到金屬支撐板13上，因此從光器件單元11分割得到的光器件 19在散熱特性等方面十分優(yōu)異。在半導體層15的激光剝離工藝中，例如使用作為YAG激光的第3高次諧波的波長 355nm的激光束。藍寶石基板相對于該波長的激光束是透明的。從基板側(cè)照射激光束，放射能量在藍寶石基板與GaN半導體層之間的邊界層中被吸收，該邊界層被加熱到例如850°C以上的高溫。GaN邊界層在該溫度下在氮的產(chǎn)生下被分解，從而半導體層與基板的結(jié)合被分離。分離后的半導體層通過錫焊或粘接劑等被接合到金屬支撐板13上，制造出晶片形狀的光器件單元11。在光器件單元11的表面上，在形成為格子狀的多個分割預定線(間隔道)17所劃分出的各區(qū)域中形成有LED (發(fā)光二極管)、LD (激光二極管)等光器件19。這樣構(gòu)成的光器件單元11在其表面具有形成有多個光器件19的器件區(qū)域21、 和圍繞器件區(qū)域21的外周剩余區(qū)域23。關于光器件單元11，由于是從藍寶石基板上剝離半導體層15并接合到金屬支撐板13上，因此在金屬支撐板13上形成有按照ρ型半導體層和η型半導體層的順序?qū)盈B的多個光器件19。在將光器件單元11分割為各個光器件19時，由于光器件單元11具有金屬支撐板 13，因此很難用切削刀具進行切削，而優(yōu)選使用激光加工裝置。在將光器件單元11分割為各個光器件19之前，將光器件單元11粘貼到作為粘接帶的切割帶τ上，并將切割帶T的外周部粘貼到環(huán)狀框F上。由此，光器件單元11通過切割帶T而由環(huán)狀框F支撐。
接著，對使用了激光加工裝置2的本發(fā)明的光器件單元的分割方法進行詳細說明。首先，在激光加工裝置2的卡盤臺觀上，吸附保持通過切割帶T而由環(huán)狀框F支撐的光器件單元11，并用夾具30將環(huán)狀框F夾住。接著，使卡盤臺觀在X軸方向上移動而將光器件單元11定位到攝像單元38的正下方。通過攝像單元38對光器件單元11的加工區(qū)域進行拍攝，執(zhí)行用于將照射激光束的激光束照射單元34的聚光器36與分割預定線17的位置對準的圖案匹配等圖像處理，實施激光束照射位置的對準。如果在第1方向上延伸的分割預定線17的對準結(jié)束，則將卡盤臺觀旋轉(zhuǎn)90度， 針對與在第1方向上延伸的分割預定線17垂直的在第2方向上延伸的分割預定線17，也同樣地實施對準。在本發(fā)明的光器件單元的加工方法中，特征在于，僅對器件區(qū)域21的分割預定線 17照射激光束。即，在對準工序結(jié)束后，如圖4所示，從激光束照射單元34的聚光器36僅向器件區(qū)域21的分割預定線17照射激光束來形成分割槽25。重要之處在于，不向外周剩余區(qū)域23照射激光束。關于該分割槽形成工序，沿著器件區(qū)域21的在第1方向上延伸的所有分割預定線 17實施該分割槽形成工序，之后，將卡盤臺觀旋轉(zhuǎn)90度，沿著器件區(qū)域21的在第2方向上延伸的所有分割預定線17實施該分割槽形成工序。圖5示出了如下狀態(tài)的立體圖沿著器件區(qū)域21中在第1和第2方向上延伸的所有分割預定線17形成了分割槽25。該分割槽形成工序的激光加工條件例如按如下所示地設定。光源LD激勵Q開關 Nd YAG脈沖激光波長355nm (YAG激光的第3高次諧波)輸出7.OW光斑形狀短軸10 μ m、長軸10 200 μ m的橢圓進給速度100mm/s如果僅實施一次分割槽形成工序，則僅形成了較淺的分割槽25，不能將光器件單元11分割為各個光器件19。因此，在本發(fā)明的加工方法中，實施多次(在本實施方式中為 6次)分割槽形成工序來將光器件單元11分割為各個光器件19。在第2次以后的分割槽形成工序中，如圖5所示，從聚光器36沿著形成在器件區(qū)域21中的分割槽25照射激光束，形成第2次以后的分割槽25。在本實施方式中，通過重復6次分割槽形成工序，能夠?qū)⒐馄骷卧?1分割為各個光器件19，并且能夠使外周剩余區(qū)域23與各光器件19分離。在本發(fā)明的光器件單元的加工方法中，不向光器件單元11的外周剩余區(qū)域23照射激光束，因此能夠保持外周剩余區(qū)域23的強度而抑制器件區(qū)域21的伸展。因此，即使光器件單元11的器件區(qū)域21的溫度因激光束的照射而上升，也能夠通過外周剩余區(qū)域23來抑制器件區(qū)域21的伸展，因此能夠抑制分割預定線17的間隔變化， 能夠避免偏離于分割預定線17向光器件19照射激光束而損傷光器件19的問題。
權(quán)利要求
1. 一種光器件單元的加工方法，沿著分割預定線對光器件單元照射激光束，形成分割槽而分割為各個光器件，所述光器件單元具有接合到金屬支撐板的表面上的半導體層，在該半導體層上具有通過分割預定線劃分出多個光器件而形成的器件區(qū)域和圍繞該器件區(qū)域的外周剩余區(qū)域，該光器件單元的加工方法的特征在于，該加工方法具有分割槽形成工序僅向形成在光器件單元的該器件區(qū)域中的分割預定線照射激光束來形成分割槽。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于提供一種不損傷光器件的光器件單元的加工方法。作為解決手段，沿著分割預定線向光器件單元照射激光束，形成分割槽而分割為各個光器件，所述光器件單元具有與金屬支撐板的表面接合的半導體層，在該半導體層上具有通過分割預定線劃分出多個光器件而形成的器件區(qū)域和圍繞該器件區(qū)域的外周剩余區(qū)域，該光器件單元的加工方法的特征在于，該加工方法具有分割槽形成工序僅向形成在光器件單元的該器件區(qū)域中的分割預定線照射激光束而形成分割槽。
文檔編號H01L21/78GK102528290SQ201110363309
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者土屋利夫, 大庭龍吾, 淺野健司 申請人:株式會社迪思科