专利名称：分割方法
技术领域：
本发明涉及将发光器件用晶片分割为一个个发光器件的分割方法，特别涉及到分割蓝宝石晶片的分割方法。
背景技术：
作为发光二极管(LED =Light Emitting Diode)等发光器件，已知在蓝宝石层的表面层叠发光层而成的发光器件(例如，参考专利文献1)。该发光器件通过将在蓝宝石基板的表面层叠有发光层的一块蓝宝石晶片沿分割预定线分割为多份而被制造出来。作为该蓝宝石晶片等发光器件晶片的分割方法，已知采用激光加工的分割方法(例如，参考专利文献2、专利文献3)。专利文献2记载的分割方法为，利用脉冲激光束在晶片表面形成沿着分割预定线的激光加工槽，通过对激光加工槽施加外力来分割晶片。此外，专利文献3记载的分割方法为，利用具有透射性的脉冲激光束在晶片内部形成沿着分割预定线的连续的变质层，通过对强度降低了的变质层施加外力来分割晶片。专利文献1 日本特开平10-056203号公报专利文献2 日本特开平10-305420号公报专利文献3 日本专利第3408805号公报另外，在上述的发光器件中，由发光层放射到蓝宝石层的光线从蓝宝石层射出到空气中。然而，由于蓝宝石的折射率比空气大得多，因此存在着光线无法高效地从蓝宝石层射出的问题。这是因为，当光线相对于蓝宝石层-空气边界的入射角大于临界角度 (34.5° )时，在该边界发生全反射，从而光线被封闭在蓝宝石层中。
发明内容
本发明正是鉴于该情况而作出的，其目的在于提供一种分割方法，能够提高通过蓝宝石晶片的分割而形成的发光器件的辉度。
本发明的分割方法提供一种蓝宝石晶片的分割方法，其为沿分割预定线分割蓝宝石晶片的蓝宝石晶片的分割方法，所述蓝宝石晶片在表面上层叠有发光层，并且在该发光层中，在由呈格子状地形成的多个所述分割预定线划分出的各区域形成有发光器件，该蓝宝石晶片的分割方法包括以下工序变质层形成工序，在该变质层形成工序中，通过从所述蓝宝石晶片的背面侧沿所述分割预定线照射相对于蓝宝石晶片具有透射性的波长的激光束，从而沿该分割预定线在蓝宝石晶片内部形成变质层；切削槽形成工序，在该切削槽形成工序中，利用切削刀具从所述蓝宝石晶片的背面侧切削该蓝宝石晶片，从而沿所述分割预定线形成切削槽，由此对所述发光器件实施倒角加工；以及分割工序，在该分割工序中，在实施了所述变质层形成工序和所述切削槽形成工序后，以所述变质层作为分割起点，沿所述分割预定线将所述蓝宝石晶片分割为一个个的发光器件。根据该结构，通过在切削槽形成工序中沿分割预定线在蓝宝石晶片形成切削槽，从而对在分割工序中分割蓝宝石晶片而形成的一个个的发光器件的角部进行倒角。通过该倒角来在发光器件的背面侧形成多边形状的外形面，从而在器件内被反射的光线容易射出，能够提高发光器件的辉度。另外，此处所谓的倒角并不限于将发光器件的角部加工成斜面状的情况，也可以将角部加工成能够抑制角度保持(角度保存)的形状，例如曲面形状。优 选的是，本发明的分割方法在所述切削槽形成工序之前还包括预备槽形成工序，在该预备槽形成工序中，通过照射激光束来实施烧蚀加工，从而从所述蓝宝石晶片的背面侧沿所述分割预定线形成预备槽。此外，本发明为，在上述分割方法中，在通过所述切削槽形成工序形成了所述切削槽后，通过所述变质层形成工序形成所述变质层。根据本发明，通过在作为分割起点的分割预定线上形成切削槽，并将蓝宝石晶片分割为一个个的发光器件，能够使来自各器件的发光层的光线容易射出到外部，从而能够使辉度提高。
图1是示出本发明涉及的分割方法的实施方式的图，是切削装置的立体图。图2是示出本发明涉及的分割方法的实施方式的图，是激光加工装置的立体图。图3是示出本发明涉及的分割方法的实施方式的图，是带扩张装置的立体图。图4是示出本发明涉及的分割方法的实施方式的图，是发光器件的侧视图。图5是示出本发明涉及的分割方法的实施方式的图，是分割方法的说明图。图6是示出本发明涉及的分割方法的实施方式的图，是刀具宽度与激光点直径的关系的说明图。图7是示出本发明涉及的分割方法的实施方式的图，是切削刀具的刀具宽度与辉度的关系的说明图。图8是示出本发明涉及的分割方法的变形例的图，是分割方法的说明图。图9是示出本发明涉及的分割方法的另一变形例的图，是分割方法的说明图。标号说明101 切削装置；103 卡盘工作台；111 切削刀具；131 环状框架；132 切割带； 201 激光加工装置；206 激光加工单元；208 卡盘工作台；301 带扩张装置；311 环状工作台；321 扩张筒；401 切削槽；401a:平坦面；401b 曲面；402 变质层；403 预备槽； 411 发光器件；412 发光层；413 蓝宝石层；Wa 表面；Wb 背面；W 蓝宝石晶片。
具体实施例方式采用本实施方式涉及的分割方法的蓝宝石晶片的分割经过以下工序来实施利用切削装置进行的切削槽形成工序、利用激光加工装置进行的变质层形成工序、以及利用带扩张装置进行的分割工序。在切削槽形成工序中，在蓝宝石晶片的背面形成沿着分割预定线的切削槽，其中所述蓝宝石晶片在表面层叠有发光层。在变质层形成工序中，在蓝宝石晶片的内部形成沿着分割预定线的变质层。在分割工序中，通过粘贴在蓝宝石晶片的表面上的切割带的扩张来将蓝宝石晶片分割为一个个的发光器件。经过这些工序而被分割出的发光器件通过在切削槽形成工序中形成的切削槽而倒角加工出背面侧的角部，从而使来自设于表面侧的发光层的光线容易射出到外部。下面，对于本发明的实施方式，参考附图对在各工序中使用的装置结构进行说明。参考图1，对在蓝宝石晶片形成切削槽的切削装置进行说明。图1是本发明的实施方式涉及的切削装置的立体图。另外，用于本发明的分割方法的切削装置并不限于图1所示的 结构。切削装置只要能够在蓝宝石晶片形成切削槽，可以具有任意的结构。如图1所示，切削装置101构成为使具有切削刀具111的一对刀具单元106与保持蓝宝石晶片W的卡盘工作台103相对移动，从而切削蓝宝石晶片W。蓝宝石晶片W形成为大致圆板状，在蓝宝石(Al2O3)基板的表面层叠有发光层。发光层由呈格子状地排列的分割预定线划分为多个区域，并在划分开的各个区域形成有发光器件。此外，蓝宝石晶片W以形成有发光层的上表面朝下的方式粘贴于被环状框架131 张紧的切割带132。另外，在本实施方式中，作为发光器件用晶片，举出蓝宝石晶片为例进行说明，然而并不限于该结构。发光器件晶片并不限于在蓝宝石基板层叠有发光层的结构，也可以是在GaAs (砷化镓)基板、SiC (碳化硅)基板层叠有发光层的结构。切削装置101具有基座102，在基座102上设有使卡盘工作台103沿X轴方向进行加工进给的卡盘工作台移动机构104。此外，在基座102上设置有门形的柱部105，该门形的柱部105以跨过卡盘工作台移动机构104的方式竖立设置，在柱部105设有使一对刀具单元106在卡盘工作台103的上方沿Y轴方向进行分度进给的刀具单元移动机构107。卡盘工作台移动机构104具有在上部保持卡盘工作台103的X轴工作台112。X 轴工作台112被一对导轨113支承，这一对导轨113配置于基座102的上表面且与X轴方向平行，并且X轴工作台112借助滚珠丝杠式的移动机构沿X轴方向移动。卡盘工作台103具有θ工作台114，其固定在X轴工作台112的上表面且能够绕 Z轴旋转；以及工件保持部116，其设于θ工作台114的上部并吸附保持蓝宝石晶片W。工件保持部116是具有预定的厚度的圆盘形状，其在上表面中央部分利用多孔陶瓷材料形成有吸附面。吸附面是借助负压力经由切割带132来吸附蓝宝石晶片W的面，其经由θ工作台114内部的配管与抽吸源连接。在工件保持部Il6的周围，经由从θ工作台114的四方朝径向外侧延伸的一对支承臂而设有四个夹紧部117。四个夹紧部117由空气致动器驱动，以夹持固定蓝宝石晶片W 的周围的环状框架131。刀具单元移动机构107具有一对Y轴工作台121，它们相对于柱部105的前表面在Y轴方向移动；以及Z轴工作台122，其分别相对于各Y轴工作台121在Z轴方向移动。 在各Z轴工作台122分别延伸设置有刀具单元106。Y轴工作台121被一对导轨123支承， 这一对导轨123配置于柱部105的前表面且与Y轴方向平行，并且Y轴工作台121借助滚珠丝杠式的移动机构沿Y轴方向移动。Z轴工作台122被一对导轨124支承，这一对导轨 124配置于Y轴工作台121的前表面且与Z轴方向平行，并且Z轴工作台122借助滚珠丝杠式的移动机构沿Z轴方向移动。刀具单元106具有圆盘状的切削刀具111，其设于绕Y轴旋转的主轴的末端；和未图示的喷射喷嘴，其向切削部分喷射切削液。刀具单元106利用主轴使切削刀具111高速旋转，一边从多个喷嘴向切削部分喷射切削液一边对蓝宝石晶片W进行切削加工。
在此，对由 切削装置101进行的切削加工动作进行说明。首先，在将蓝宝石晶片W 载置于卡盘工作台103上后，使卡盘工作台103向与切削刀具111相对的加工位置移动。接着，使切削刀具111的切削刃对准蓝宝石晶片W的分割预定线。然后，通过使刀具单元106 下降，从而利用高速旋转的切削刃以预定的深度切入蓝宝石晶片W的背面。在利用切削刀具111切入蓝宝石晶片W后，使卡盘工作台103沿X轴方向进行加工进给，从而在蓝宝石晶片W形成一条切削槽401 (参考图5)。接着，使切削刀具111沿Y 轴方向以分割预定线的间距量进行分度进给，并利用切削刀具111在相邻的分割预定线形成切削槽401。重复该动作，从而对沿蓝宝石晶片W的第一方向延伸的所有的分割预定线进行加工。接着，借助θ工作台114使卡盘工作台103旋转90度，在蓝宝石晶片W的与第一方向正交的第二方向的分割预定线形成切削槽401。在背面形成了切削槽401的蓝宝石晶片W被从卡盘工作台103卸下并搬入至激光加工装置201。另外，切削装置101也可以构成为，通过向切削刀具111的切削刃传递超声波振动进行振动切削，从而降低对蓝宝石晶片W 的加工负载。参考图2，说明在蓝宝石晶片的内部形成变质层的激光加工装置。图2是本发明的实施方式涉及的激光加工装置的立体图。另外，本发明的分割方法所采用的激光加工装置并不限于图2所示的结构。激光加工装置只要能够在蓝宝石晶片形成变质层，可以具有任意的结构。如图2所示，激光加工装置201构成为使照射激光束的激光加工单元206与保持有蓝宝石晶片W的卡盘工作台208相对移动，从而加工蓝宝石晶片W。激光加工装置201具有长方体状的底座部203和竖立设置于底座部203的上表面后方的立柱部204。在立柱部 204的前表面设有向前方突出的臂部205，在臂部205的末端侧设有激光加工单元206的加工头部207。在底座部203的上表面设有卡盘工作台移动机构209，该卡盘工作台移动机构209 使卡盘工作台208沿X轴方向进行加工进给并且沿Y轴方向进行分度进给。卡盘工作台移动机构209具备使卡盘工作台208沿X轴方向进行加工进给的加工进给机构211 ；和使卡盘工作台208沿Y轴方向进行分度进给的分度进给机构212。加工进给机构211具有相对于底座部203沿X轴方向移动的X轴工作台216。X轴工作台216被一对导轨215支承，这一对导轨215配置于底座部203的上表面且与X轴方向平行，并且X轴工作台216借助滚珠丝杠式的移动机构沿X轴方向移动。分度进给机构212具有相对于X轴工作台216沿Y轴方向移动的Y轴工作台219。 Y轴工作台219被一对导轨218支承，这一对导轨218配置于X轴工作台216的上表面且与 Y轴方向平行，并且Y轴工作台219借助滚珠丝杠式的移动机构沿Y轴方向移动。在Y轴工作台219的上表面设有卡盘工作台208。卡盘工作台208具有θ工作台231，其能够在Y轴工作台219的上表面绕Z轴旋转；以及工件保持部232，其设于θ工作台231的上部并吸附保持蓝宝石晶片W。工件保持部232为具有预定的厚度的圆板状，其在上表面中央部分利用多孔陶瓷材料形成有吸附面。吸附面是借助负压力经由切割带132来吸附蓝宝石晶片W的面，其经由θ工作台231 的内部的配管与抽吸源连接。
在工件保持部232的周围，经由从θ工作台231的四方朝径向外侧延伸的一对支承臂而设有四个夹紧部234。四个夹紧部234由空气致动器驱动，以从四方夹持固定蓝宝石晶片W的周围的环状框架131。 激光加工单元206具有设于臂部205的末端的加工头部207。在臂部205和加工头部207内设有激光加工单元206的光学系统。加工头部207利用聚光透镜使由振荡器 242振荡出的激光束聚光，并对保持在卡盘工作台208上的蓝宝石晶片W进行激光加工。在该情况下，激光束相对于蓝宝石晶片W具有透射性，并且在光学系统中被调整为聚光于蓝宝石晶片W的内部。这样，在蓝宝石晶片W的内部形成作为分割起点的变质层402(参考图5)。变质层402是指借助激光束的照射而形成为蓝宝石晶片W内部的密度、折射率、机械强度和其它物理特性与周围不同的状态，且强度比周围低的区域。变质层402例如是熔融处理区域、 裂缝区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域等，也可以是将这些区域混合而形成的区域。在此，说明利用激光加工装置201进行的激光加工动作。首先，在将蓝宝石晶片W 载置于卡盘工作台208上后，使卡盘工作台208向与加工头部207相对的加工位置移动。接着，使加工头部207的激光束射出口对准蓝宝石晶片W的分割预定线(切削槽401)，并且将激光束的焦点调整至蓝宝石晶片W的内部，开始进行激光加工处理。在该情况下，使卡盘工作台208在保持有蓝宝石晶片W的状态下沿X轴方向进行加工进给，从而沿切削槽401在蓝宝石晶片W内形成一列变质层402。接着，使卡盘工作台 208沿Y轴方向以分割预定线的间距量进行分度进给，并沿相邻的切削槽401在蓝宝石晶片 W内形成变质层402。重复该动作，从而沿蓝宝石晶片W的在第一方向延伸的所有的切削槽 401形成变质层。接着，借助θ工作台231使卡盘工作台208旋转90度，沿蓝宝石晶片W的在与第一方向正交的第二方向延伸的切削槽401形成变质层402。将在内部形成有变质层402的蓝宝石晶片W从卡盘工作台208卸下并搬入至带扩张装置301。参考图3，对通过使切割带扩张而将蓝宝石晶片分割为一个个发光器件的带扩张装置进行说明。图3是本发明的实施方式涉及的带扩张装置301的立体图。另外，本发明的分割方法采用的带扩张装置并不限于图3所示的结构。带扩张装置只要能够通过切割带的扩张来分割蓝宝石晶片，可以采用任意的结构。如图3所示，带扩张装置301构成为通过借助扩张筒321使粘贴于蓝宝石晶片W 的切割带132扩张，从而分割蓝宝石晶片W。带扩张装置301具有圆形台322和设于圆形台 322的上表面中央的扩张筒321。此外，在圆形台322的上表面、且在扩张筒321的周围，设有使保持蓝宝石晶片W的环状工作台311升降的四个升降机构323。各升降机构323为气缸，并且构成为从气缸壳体324突出的活塞杆325与环状工作台311连结。环状工作台311具有用于载置环状框架131的载置面311a，其将蓝宝石晶片W定位于扩张筒321的上方。在环状工作台311的周围设有从四方夹持固定环状框架 131的四个夹紧部312。扩张筒321的筒径比环状框架131的内径小，且比粘贴于切割带132的蓝宝石晶片W的外径大。由此，扩张筒321的上端部在切割带132上抵接在蓝宝石晶片W的外缘部与环状框架131的内缘部之间的环状区域。通过扩张筒321与切割带132的抵接，来对切割带132作用拉伸力，从而沿变质层402分割蓝宝石晶片W。在此，对利用带扩张装置301进行的分割加工动作进行说明。首先，在将蓝宝石晶片W固定到环状工作台311上后，利用四个升降机构323使环状工作台311下降。此时，扩张筒321的上端部与切割带132的环状区域抵接，对切割带132作用急剧的拉伸力。通过该结构，以变质层402为分割起点，将蓝宝石晶片W分割为一个个的发光器件。一个个发光器件411由拾取夹头304吸附，并被从切割带132剥离。在该情况下，如图4所 示，发光器件411断开形成为长方体状，并且在背面Wb与四个侧面Wc (断开面)之间的角部形成有倒角部W。另外，在图4中，虚线表示来自发光层 412的光线，单点划线分别表示与发光器件411的边界对应的法线。倒角部W通过蓝宝石晶片W的切削槽401的分割而形成。通过该倒角部W，来自发光层412的光线容易从蓝宝石层413射出到外部，提高了发光器件411的辉度。这是因为，在侧面Wc和背面Wb被反射的光线在倒角部W并未被反射而是能够透过该倒角部W。更为具体地来说，当来自发光层412的以虚线示出的光线在蓝宝石层413内入射到侧面Wc的情况下，基于蓝宝石与空气的折射率，该光线可透过侧面Wc的临界角度θ工为相对于单点划线示出的法线成34. 5度。如果光线在该临界角度Q1内入射到侧面Wc，则光线不会在侧面Wc发生全反射，然而如果光线在临界角度Q1以外入射到侧面Wc，则光线在侧面Wc发生全反射。对于通过倒角将背面Wb侧形成为多面形状的发光器件411，阻碍了角度保持，减少了在比临界角度大的入射角度下的重复反射。如图4(a)所示，在未进行倒角的长方体状的发光器件411的情况下，当光线从临界角度θ ！以外入射到侧面Wc时，存在反射角度被保持、从而在蓝宝石层413内重复进行全反射的情况。例如存在以下情况光线以临界角度θ工以外的入射角度θ 2入射到侧面，在侧面Wc被全反射了的光线以临界角度θ i以外的入射角度90- θ 2入射到背面，然后在背面 Wb被全反射。在该情况下，光线相对于发光器件411的边界以临界角度Q1以外的入射角度θ 2和入射角度90- θ 2重复入射，因此会发生光线重复进行全反射并在蓝宝石层413内消光的情况。另一方面，如图4(b)所示，在根据本发明的分割方法进行了倒角的长方体状的发光器件411中，除正交的侧面Wc和背面Wb之外还形成有倒角部W，因此来自发光层412的光线容易相对于边界在临界角度θ ,内入射。例如，光线以临界角度θ工以外的入射角度θ 3 入射到侧面Wc，在侧面Wc被全反射了的光线以临界角度Q1内的入射角度θ4入射到倒角部W。此外，在光线在倒角部Wd以临界角度Q1以外的角度被反射的情况下，容易在侧面 Wc或背面Wb以临界角度Q1内的入射角度入射。这样，即使光线在侧面Wc或背面Wb以临界角度Q1以外的引起角度保持的入射角度入射，也能够在倒角部Wd阻碍被反射后的光线发生角度保持。这样，通过倒角部W，减少了蓝宝石层413内的全反射的重复，从而使从蓝宝石层 413射出的光线的量增加。换言之，能够扩大发光器件411的逃逸锥面(来自任意的发光点的光线能够透过蓝宝石层413与空气的边界的范围)。这样，本实施方式涉及的发光器件 411通过对背面Wb的倒角而提高了辉度。参考图5和图6说明本发明的实施方式涉及的分割方法的流程。图5是本发明的实施方式涉及的分割方法的说明图。图6是本发明的实施方式涉及的刀具宽度与激光点直径的关系的说明图。首先，如图5(a)所示，在切削装置101中实施切削槽形成工序。在此，例如以刀具转速20000rpm、加工进给速度100mm/S进行加工。在切削槽形成工序中，在蓝宝石晶片W的背面Wb形成沿着分割预定线的切削槽401，其中所述蓝宝石晶片W在表面Wa形成有发光层412。在此，采用末端形状具有平坦面的切削刀具作为切削刀具111，使切削槽401的底面形成得平坦。在该情况下，切削刀具111采用末端形状可形成得平坦的、通过将难以发生偏磨损的金刚石磨粒以镍镀层进行固定而 成的刀具。由此，抑制了切削刀具111的末端的形状变化，能够在确保切削槽401的底面平坦的状态下进行加工。另外，切削刀具111能够利用镀镍层以各种末端形状和宽度尺寸进行成型。特别优选的是，切削刀具111的末端形状具有宽度比在下一工序即变质层形成工序中形成于切削槽401底部的激光点直径更大的平坦面。在利用该切削刀具111形成的切削槽401中，如图6所示，在底面中央以比变质层形成工序中的激光点直径大的宽度形成有平坦面401a， 并且在底面侧方形成有将平坦面401a与蓝宝石晶片W的背面Wb连接起来的曲面401b。平坦面401a对变质层形成工序中的变质层402的精度提高有帮助，详细内容在后面叙述。曲面401b是形成为不会引起角度保持的反射面的外表面形状，其有利于发光器件411的辉度的提高。因此，为了扩大切削槽401的曲面401b的范围，更优选切削刀具111 的末端形状具有与激光点直径大致相同宽度的平坦面。另外，形成于切削槽401的底面侧方的面并不限于曲面形状，也可以是平坦面以外的面状态、即相对于蓝宝石晶片W的背面 Wb不平行且不垂直的平面(相对于Wb倾斜的面)。此外，如果切削刀具111的磨粒粒径过大，则表面变得粗糙，因此在变质层形成工序中会使激光束错乱，无法形成精度良好的变质层402。另一方面，如果切削刀具111的磨粒的粒径过小，则容易形成保持角度的反射，因此并不是优选的。因此，切削刀具111的磨粒的粒径优选为1000号 4000号(粒径大约为2 17 μ m)，更优选为1500号 3000号 (粒径大约为3 9 μ m)，进一步优选为1800号 2500号(粒径大约为3 8 μ m)。另外，在本实施方式中，切削刀具111构成为使用金刚石磨粒的镀镍刀具，然而并不限于该结构。切削刀具111只要能够加工蓝宝石晶片W，可以是任意的结构。接着，如图5(b)所示，在激光加工装置201中实施变质层形成工序。在此，例如， 作为激光束，采用波长为1064nm、输出功率为0. 3W、重复频率为IOOkHz的脉冲激光束。在变质层形成工序中，使激光束的焦点对准与蓝宝石晶片W的背面Wb相距预定深度的位置， 在切削槽401的下方形成沿着分割预定线的变质层402。激光加工装置201使激光束经由切削槽401的平坦面401a聚光于蓝宝石晶片W内，因此减少了激光束在平坦面401a的折射和反射，提高了激光束的聚光精度。另外，在此，通过将与蓝宝石晶片W的背面Wb相距的焦点深度设定为大约40 μ m, 从而在蓝宝石晶片W内从焦点位置向上方形成大约25 μ m左右的变质层402。在该情况下， 激光加工装置201使变质层402形成为不到达切削槽401。通过在切削槽401与变质层402 之间设置间隙，防止了因切削槽401与变质层402的相连而引起的品质劣化和破裂。此外，在变质层402形成时存在着蓝宝石晶片W的一部分被分割的情况。由此，如果在变质层形成后形成切削槽，则存在着蓝宝石晶片W的加工品质降低的可能性。在本实施方式中，通过在切削槽形成工序后实施变质层形成工序，抑制了蓝宝石晶片W的加工品质的降低。另外，如果蓝宝石 晶片W的加工品质不降低的话，也可以在变质层形成工序后实施切削槽形成工序。S卩，如果蓝宝石晶片W在形成了切削槽401和变质层402的时刻被局部地沿分割预定线分割，则以后的工序变成沿着被局部地分割开的分割预定线的加工、或跨过被局部地分割开的分割预定线的加工，加工品质会降低。不过，通过如上所述地使变质层402形成为不到达切削槽401，或者在切削槽形成工序后实施变质层形成工序，或者实施所述两种方式，从而能够减少在形成了切削槽401和变质层402的时刻产生的沿蓝宝石晶片W的分割预定线的分割。接着，如图5(c)所示，在带扩张装置301中实施分割加工。在分割加工中，使保持有蓝宝石晶片W的环状工作台311下降，从而扩张筒321的上端部相对于环状工作台311 的载置面311a位于上方。其结果是，切割带132被扩张筒321的上端部顶起从而呈放射状地作用有拉伸力。通过该切割带132的拉伸力，对强度降低了的蓝宝石晶片W的变质层402 施加外力，将蓝宝石晶片W以变质层402为起点分割为一个个的发光器件411。此外，由于切削槽401形成于变质层402的上方，因此其以变质层402为边界被左右分割开。由此，发光器件411的背面侧的角部借助在切削槽形成工序中形成的切削槽401 而形成为被进行了倒角的状态。分割出的发光器件411被拾取夹头304吸附，并被从切割带132剥离。此时，由于在各发光器件411之间形成有间隙S，因此相邻的发光器件411不相互接触，能够利用拾取夹头304容易地进行拾取。对于发光器件411，如上所述通过背面侧的角部的倒角，来自发光层412的光线容易从蓝宝石层413射出到外部。这样，通过按照本实施方式涉及的分割方法分割蓝宝石晶片W，提高了分割后的发光器件411的辉度。参考图7，说明切削刀具的刀具宽度(切削槽宽度)与辉度的关系。图7是本发明的实施方式涉及的切削刀具的刀具宽度与辉度的关系的说明图。如图7(a)、(b)、(c)所示，对使用刀具宽度为33 μ m、50 μ m、80 μ m的三种切削刀具111并按照以下的加工条件加工而成的发光器件411的辉度进行了测量。另外，在此，依次实施变质层形成工序、切削槽形成工序、分割工序，从而形成了芯片尺寸为0. 25X0. 27mm 的发光器件411。(位置信息)蓝宝石晶片的厚度a =IOOym从蓝宝石晶片的背面切入的切入量b :10 μ m从切削槽的平坦面到变质层的间隔c :5 10 μ m变质层的尺寸d:20 25μπι距离蓝宝石晶片背面的聚光位置e :40 μ m(切削加工条件)刀具的种类使用金刚石磨粒的镀镍刀具磨粒的粒径2000号刀具转速:20000rpm加工进给速度100mm/s(激光加工条件)
波长1064nm重复频率100kHz输出功率0.3W
加工进给速度400mm/s其结果是，得到了图7(d)、(e)所示的结果。图7(d)、(e)中得到的值是以在蓝宝石晶片W仅形成变质层402并进行分割而得到的发光器件411的辉度为100%的情况下的值。因此，如图7(a)、(b)、(c)所示，可知通过在蓝宝石晶片W设置切削槽401并进行分害I]，从而在发光器件411形成了倒角部Wd，提高了辉度。此外，随着刀具宽度增大，发光器件411的辉度也提高了。这表示，通过发光器件411的倒角部W变大，增加了不引起角度保持的反射面的面积，从而提高了辉度。在切削槽形成工序后实施变质层形成工序的情况下，通过在切削槽形成工序中使平坦面401a比激光点直径大，从而在变质层形成工序中提高了激光束的聚光精度，提高了发光器件411的成品率。并且，根据上述结果、变质层形成工序的加工条件、切削刀具的制造成品率的关系，优选刀具宽度在30 μ m以上300 μ m以下，更优选在30 μ m以上200 μ m以下，进一步优选在50 μ m以上100 μ m以下。实际的刀具宽度根据芯片尺寸或晶片的厚度从上述范围中适当选择。如上所述，根据本实施方式涉及的分割方法，通过在切削槽形成工序中沿分割预定线在蓝宝石晶片W形成切削槽401，来对在分割工序中分割蓝宝石晶片W而形成的一个个发光器件411的角部进行倒角。通过该倒角来在发光器件411的背面侧形成多边形状的外形面，使得在器件内反射的光线容易以临界角度以下的角度入射到外形面。因此，来自发光层412的光线容易射出到外部，能够提高发光器件411的辉度。接着，参考图8，说明蓝宝石晶片的分割方法的变形例。图8是变形例涉及的分割方法的说明图。另外，变形例涉及的分割方法与上述的分割方法仅在追加了预备槽形成工序这一点上是不同的。因此，在此，主要对不同点进行说明。如图8所示，在变形例涉及的分割方法中，经过以下工序来分割蓝宝石晶片W 利用激光加工装置进行的预备槽形成工序、利用切削装置进行的切削槽形成工序、利用激光加工装置进行的变质层形成工序、以及利用带扩张装置进行的分割工序。另外，在预备槽形成工序中使用的激光加工装置只要是能够对蓝宝石晶片W进行烧蚀加工的结构即可，例如也可以与在变质层形成工序中使用的激光加工装置相同。首先，如图8(a)所示，利用激光加工装置实施预备槽形成工序。在此，例如，作为激光束，采用波长为355nm、输出功率为1. 5W、重复频率为IOOkHz的激光束。在预备槽形成工序中，利用烧蚀加工来在蓝宝石晶片W的背面Wb形成沿着分割预定线的预备槽403。利用烧蚀加工形成的预备槽403的表面具有细小的凹凸状的熔融部。接着，如图8(b)所示，利用切削装置实施切削槽形成工序。在切削槽形成工序中， 通过在上述的加工条件下利用切削刀具111对预备槽403进行修整( 6々)(精加工)， 从而除去预备槽403的熔融部，在蓝宝石晶片W的背面Wb形成切削槽401。在切削槽形成工序中，通过除去在烧蚀加工时产生的熔融部，能够使光线有效地经由切削槽401射出到外部。此外，在变形例涉及的分割方法中，通过烧蚀加工而减少了切削刀具111的加工量， 因此即使是像蓝宝石晶片W那样较硬的工件，也能抑制切削刀具111的消耗，还能够抑制由偏磨损引起的切削刀具111的末端的形状变化。接着，如图8(c)所示，利用激光加工装置实施变质层形成工序。在变质层形成工序中，在上述加工条件下，在蓝宝石晶片W的内部形成沿着分割预定线的变质层402。接着， 如图8(d)所示，利用带扩张装置301实施分割工序。在分割工序中，对切割带132呈放射状地作用拉伸力，使蓝宝石晶片W以变质层402为起点分割为 一个个的发光器件411。被分割出的一个个发光器件411与上述实施方式同样地，通过背面Wb的倒角而提高了辉度。如上所述，根据变形例涉及的分割方法，通过利用烧蚀加工形成预备槽403，从而即使是像蓝宝石晶片W那样较硬的材料，也能够在切削槽401形成时抑制切削刀具111的磨损。此外，在变形例涉及的分割方法中，也能够通过发光器件411的倒角，使来自发光层 412的光线容易射出到外部，从而提高辉度。另外，在上述的实施方式和变形例中，切削刀具111的末端形状构成为具有平坦面，然而并不限于该结构。切削刀具也可以在切削槽的底面不形成平坦面，例如，也可以采用如图9所示的锥形刀具。在该情况下，如图9(a)所示，在蓝宝石晶片W的背面Wb形成V 字状的切削槽401。并且，如图9(b)所示，当蓝宝石晶片W被分割后，形成为发光器件411 的角部通过V字状的切削槽401而被斜向地进行了倒角的状态。这样，切削槽401也可以不具有平坦面，只要是不会引起角度保持的反射面，可以任意地形成。此外，在上述实施方式和变形例中，形成为利用带扩张装置来分割蓝宝石晶片的结构，然而并不限于该结构。在分割工序中，只要是能够对蓝宝石晶片施加外力来进行分割的装置，可以是利用带扩张装置以外的装置来进行分割的结构。此外，在上述的实施方式和变形例中，形成为在切削槽形成工序后实施变质层形成工序、然后分割蓝宝石晶片的结构，然而并不限于该结构。也可以是在变质层形成工序后对蓝宝石晶片实施切削槽形成工序、然后进行分割的结构。此外，本次公开的实施方式的所有内容均为示例，并不限于本实施方式。本发明的范围并不仅由上述的实施方式的说明示出，而是由权利要求书示出，并且包括了与权利要求书同等的含义和范围内的所有的变更。工业上的可利用性如以上说明的，本发明具有能够提高通过蓝宝石晶片的分割而形成的发光器件的辉度的效果，特别对于将蓝宝石晶片分割为一个个发光器件的分割方法是有用的。
权利要求
1.一种蓝宝石晶片的分割方法，其为沿分割预定线分割蓝宝石晶片的蓝宝石晶片的分割方法，所述蓝宝石晶片在表面上层叠有发光层，并且在该发光层中，在由呈格子状地形成的多个所述分割预定线划分出的各区域形成有发光器件，该蓝宝石晶片的分割方法的特征在于，该蓝宝石晶片的分割方法包括以下工序变质层形成工序，在该变质层形成工序中，通过从所述蓝宝石晶片的背面侧沿所述分割预定线照射相对于蓝宝石晶片具有透射性的波长的激光束，从而沿该分割预定线在蓝宝石晶片内部形成变质层；切削槽形成工序，在该切削槽形成工序中，利用切削刀具从所述蓝宝石晶片的背面侧切削该蓝宝石晶片，从而沿所述分割预定线形成切削槽，由此对所述发光器件实施倒角加工；以及分割工序，在该分割工序中，在实施了所述变质层形成工序和所述切削槽形成工序后， 以所述变质层作为分割起点，沿所述分割预定线将所述蓝宝石晶片分割为一个个的发光器件。
2.根据权利要求1所述的蓝宝石晶片的分割方法，其中，在所述切削槽形成工序之前还包括预备槽形成工序，在该预备槽形成工序中，通过对所述蓝宝石晶片照射相对于该蓝宝石晶片具有吸收性的波长的激光束来实施烧蚀加工，从而从所述蓝宝石晶片的背面侧沿所述分割预定线形成预备槽。
3.根据权利要求1所述的蓝宝石晶片的分割方法，其中，在实施了所述切削槽形成工序后，实施所述变质层形成工序。
全文摘要
本发明提供一种分割方法，其能够提高通过蓝宝石晶片的分割而形成的发光器件的辉度。本发明的分割方法构成为具有如下工序切削槽形成工序，在该切削槽形成工序中，在表面上层叠有发光层(412)的蓝宝石晶片(W)的背面(Wb)形成沿着分割预定线的切削槽(401)；变质层形成工序，在该变质层形成工序中，在蓝宝石晶片(W)的内部形成沿着分割预定线的变质层(402)；以及分割工序，在该分割工序中，以变质层(402)为起点将蓝宝石晶片(W)分割为一个个发光器件(411)，以使各发光器件(411)的背面侧的角部形成为利用在切削槽形成工序中形成的切削槽(401)进行了倒角的状态。
文档编号H01L33/00GK102446735SQ20111030130
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月28日 优先权日2010年9月30日
发明者上野宽海, 冈村卓, 新田祐士, 星野仁志 申请人:株式会社迪思科