本发明涉及沿着分割预定线对光器件晶片进行分割的光器件晶片的加工方法。
背景技术：
功率器件或led(lightemittingdiode，发光二极管)、ld(laserdiode，激光二极管)等光器件是将以sic、gan等六方晶单晶作为原材料的功能层层叠在晶片的正面上并利用格子状的分割预定线对该功能层进行划分而形成的。作为这种对光器件晶片进行分割的方法，提出了如下的方法：沿着分割预定线对晶片照射吸收性波长的脉冲激光光线，从而形成作为断裂的起点的激光加工槽，沿着激光加工槽施加外力从而对光器件晶片进行分割(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开平10-305420号公报
但是，以进一步提高分割后的光器件(器件芯片)的亮度为目标，期望在光器件的背面侧形成倾斜面而形成大致梯形的芯片形状。在该情况下，利用v形刀具在光器件晶片的背面侧沿着分割预定线形成v形槽，但光器件晶片的基板大多数是莫氏硬度高的材质，在利用v形刀具进行的切削加工中，裂纹会进入分割后的光器件的侧面而使品质劣化。另外，在激光加工中，无法在光器件晶片上形成v形槽，从而难以在分割后的光器件上形成倾斜面。
技术实现要素：
本发明是鉴于该点而完成的，其目的之一在于提供一种光器件晶片的加工方法，即使是莫氏硬度高的基板，也能够在分割后的光器件上形成倾斜面。
本发明的一个方式的光器件晶片的加工方法将光器件晶片沿着形成于正面的分割预定线分割成各个光器件，其特征在于，该光器件晶片的加工方法包含如下的步骤：激光加工槽形成步骤，沿着该分割预定线照射对于晶片基板具有吸收性的波长的激光光线，在该光器件晶片上沿着该分割预定线形成激光加工槽；以及v形槽分割步骤，在实施了该激光加工槽形成步骤之后，利用前端呈v形状的切削刀具沿着该激光加工槽形成v形槽，并且一边利用该切削刀具将该激光加工槽去除，一边利用切削动作使龟裂从该激光加工槽伸展而将该光器件晶片分割成各个光器件，该激光加工槽是按照比利用该前端呈v形状的切削刀具切入的深度浅的深度而形成的。
本发明的另一个方式的光器件晶片的加工方法将光器件晶片沿着形成于正面的分割预定线分割成各个光器件，其特征在于，该光器件晶片的加工方法包含如下的步骤：激光加工槽形成步骤，沿着该分割预定线照射对于晶片基板具有吸收性的波长的激光光线，在该光器件晶片上沿着该分割预定线形成激光加工槽；v形槽形成步骤，在实施了该激光加工槽形成步骤之后，利用前端呈v形状的切削刀具沿着该激光加工槽形成v形槽，并且利用该切削刀具将该激光加工槽去除；以及分割步骤，在实施了该v形槽形成步骤之后，沿着该v形槽施加外力而将该光器件晶片分割成各个光器件，该激光加工槽是按照比利用该前端呈v形状的切削刀具切入的深度浅的深度而形成的。
根据这些结构，利用切削刀具在光器件晶片上沿着利用激光加工槽降低了强度的分割预定线而形成v形槽。此时，利用切削刀具进行v形槽形成时的加工负荷是沿着激光加工槽起作用的，因此多余的负荷难以施加在v形槽的侧面，能够抑制在分割后的光器件的侧面产生龟裂(裂纹)。另外，通过形成于晶片基板的v形槽，能够在分割后的光器件上形成倾斜面，从而增加光器件的光的取出量而提高亮度。
在本发明的一个方式的光器件晶片的加工方法中，在该激光加工槽形成步骤中，在要利用该前端呈v形状的切削刀具去除的区域内，沿着该分割预定线形成多个激光加工槽从而减少利用该前端呈v形状的切削刀具进行切削时的去除量。
根据本发明，对晶片基板沿着分割预定线形成激光加工槽，并利用切削刀具沿着激光加工槽形成v形槽，因此即使是莫氏硬度高的基板，也能够在分割后的器件芯片上形成倾斜面。
附图说明
图1是光器件晶片的剖视图。
图2的(a)、(b)是器件芯片的剖视图。
图3的(a)～(c)是第一实施方式的光器件晶片的加工方法的说明图。
图4的(a)～(c)是第二实施方式的光器件晶片的加工方法的说明图。
图5是激光加工槽形成步骤的变形例的说明图。
标号说明
10：晶片基板；12：激光加工槽；13：v形槽；14：裂纹(龟裂)；15：光器件晶片的正面；16：光器件晶片的背面；33：v形刀具(切削刀具)；c：器件芯片(光器件)；w：光器件晶片。
具体实施方式
以下，参照附图对本实施方式的光器件晶片的加工方法进行说明。图1是光器件晶片的剖视图。图2是器件芯片的剖视图。另外，以下的实施方式仅示出一例，并不限于以下的内容。
如图1所示，光器件晶片w例如是gan晶片，在蓝宝石等晶片基板10上通过外延生长而形成有gan系的发光层11。光器件晶片w的发光层11被格子状的分割预定线划分，通过对发光层11进行划分而形成led等光器件。另外，在光器件晶片w的正面15上粘贴有保持带t，在保持带t的周围粘贴有环状框架f。这样，光器件晶片w在借助保持带t支承于环状框架f的状态下进行搬送。
另外，期望如图2的(a)所示那样在光器件晶片w的分割后的器件芯片c(光器件)的背面16侧形成倾斜面17而提高器件芯片c的亮度。当来自发光层11的光线相对于器件芯片c的外表面以大于临界角度θc的角度θ1入射时发生全反射，当以小于临界角度θc的角度θ2入射时被透过。因此，通过在器件芯片c的背面16侧形成倾斜面17，从而通过倾斜面17来阻碍光线在器件芯片c内反复发生全反射，使光线从器件芯片c射出而提高光的取出效率。
另一方面，如图2的(b)所示，当在光器件晶片w的分割后的器件芯片c的背面16侧未形成倾斜面时，来自发光层11的一部分的光线难以从器件芯片c内射出至外部。更详细而言，在器件芯片c的侧面18和背面16，光线的入射角度θ3、θ4分别大于临界角度θc，在器件芯片c内反复发生全反射期间，有时会发生消光
(extinction)。这样，当器件芯片c形成为长方体状时，一部分的光线的反射角度保存在器件芯片c内，光的取出效率降低。
为了在器件芯片c的背面16侧形成倾斜面17，需要使用前端为v形状的切削刀具(以下称为v形刀具33(参照图3的(b))在光器件晶片w的背面16侧形成v形槽。但是，晶片基板10由蓝宝石等莫氏硬度高的基板形成，因此存在下述问题：在利用v形刀具33进行切削时，因加工负荷而使裂纹相对于晶片基板10不规则地伸展。另外，当在晶片基板10上形成v形槽时，v形刀具33的消耗剧烈，前端形状会被破坏。
因此，在本实施方式的光器件晶片w的加工方法中，对光器件晶片w沿着分割预定线形成激光加工槽12(参照图3的(a))，并利用v形刀具33沿着激光加工槽12形成v形槽13(参照图3的(b))。由此，利用激光加工槽12沿着分割预定线降低光器件晶片w的强度，并且形成供加工负荷起作用的裂缝。在利用v形刀具33而进行的v形槽形成时，加工负荷沿着激光加工槽12起作用，因此在分割后的器件芯片c上不会残留裂纹，进而提高光器件晶片w的切削加工性，能够抑制v形刀具33剧烈的消耗。
以下，参照图3对第一实施方式的光器件晶片的加工方法进行说明。图3是第一实施方式的光器件晶片的加工方法的说明图。图3的(a)是示出激光加工槽形成步骤的一例的图，图3的(b)和图3的(c)是示出v形槽分割步骤的一例的图。
如图3的(a)所示，首先实施激光加工槽形成步骤。在激光加工槽形成步骤中，在激光加工装置(未图示)的卡盘工作台21上隔着保持带t保持光器件晶片w，光器件晶片w的周围的环状框架f被夹持部22保持。另外，将加工头23的射出口定位于光器件晶片w的分割预定线的正上方，从加工头23朝向光器件晶片w的背面16照射激光光线。将激光光线调整成对于晶片基板10具有吸收性的波长。
并且，一边调整激光光线的聚光点一边使加工头23相对于光器件晶片w相对移动，从而在光器件晶片w的背面16上沿着分割预定线形成激光加工槽12。反复进行该加工进给，从而沿着所有的分割预定线对光器件晶片w照射激光光线而在光器件晶片w的背面16上呈格子状形成激光加工槽12。由此，激光加工槽12的周边的强度降低，并且形成裂缝，该裂缝在后续的v形槽形成时使v形刀具33(参照图3的(b))的加工负荷集中。
在该情况下，激光光线的输出被调整成不仅对光器件晶片w形成激光加工槽12而且对激光加工槽12的周边部分进行改质那样的强度。即，激光光线的输出被调整成比形成激光加工槽12所需的输出强。另外，激光加工槽12形成为比利用v形刀具33切入的深度浅的深度(参照图3的(c))。另外，在激光加工槽形成步骤中，为了防止碎屑附着在光器件晶片w的背面16上，可以形成水溶性的保护膜(未图示)。
另外，烧蚀是指如下的现象：当激光光线的照射强度达到规定的加工阈值以上时，在固体表面转换为电子能、热能、光化学能和机械能，其结果是，爆发性释放中性原子、分子、正负离子、自由基、团簇、电子、光，在固体表面上形成释放痕。另外，保护膜只要是能够保护光器件晶片w免受烧蚀加工时飞散的碎屑影响的水溶性树脂即可，例如使用pva(polyvinylalcohol，聚乙烯醇)、peg(polyethyleneglycol，聚乙二醇)、peo(polyethyleneoxide，聚环氧乙烷)等。
如图3的(b)所示，在实施了激光加工槽形成步骤之后，实施v形槽分割步骤。在v形槽分割步骤中，在切削装置(未图示)的卡盘工作台31上隔着保持带t保持光器件晶片w，光器件晶片w的周围的环状框架f被夹持部32保持。另外，在卡盘工作台31的径向外侧，将v形刀具33相对于激光加工槽12(分割预定线)进行对位。v形刀具33利用结合剂固定金刚石磨粒等而成型为前端为v形状的圆板状，安装在主轴(未图示)的前端。
然后，在光器件晶片w的径向外侧，v形刀具33从光器件晶片w的背面下降至厚度方向中途的深度，相对于该v形刀具33在水平方向上对光器件晶片w进行切削进给。由此，光器件晶片w被半切割，在光器件晶片w的背面16上沿着激光加工槽12形成v形槽13。通过v形槽13将激光加工槽12去除，并且通过v形刀具33的加工负荷使裂纹14从激光加工槽12朝向下方伸展而将光器件晶片w分割成各个器件芯片c。
在该情况下，v形刀具33的加工负荷容易集中在激光加工槽12中，因此多余的加工负荷难以作用于v形槽13的侧面。由此，激光加工槽12成为起点而裂纹14朝向下方伸展，从而抑制在v形槽13的侧面产生裂纹。另外，激光光线的输出被调整成较强，因此激光加工槽12的周边的强度降低，切削加工性得以提高。由此，即使是蓝宝石那样的莫氏硬度高的晶片基板10，也能够在抑制v形刀具33的消耗的同时形成v形槽13。
反复进行这样的切削动作，从而将光器件晶片w沿着激光加工槽12(分割预定线)分割成各个器件芯片c。由此，光器件晶片w的v形槽13成为分割后的器件芯片c的倾斜面17，提高光的取出效率，抑制对器件芯片c产生裂纹14，从而提高器件芯片c的品质。另外，通过v形刀具33的加工负荷对光器件晶片w进行分割，因此能够同时实施v形槽13的形成加工和光器件晶片w的分割加工，能够提高作业效率。
另外，如图3的(c)所示，激光加工槽12形成得比v形刀具33的切入深度浅。在激光加工槽12的壁面上附着有烧蚀加工时的熔融物等，但通过利用v形刀具33形成v形槽，激光加工槽12被完全地去除。由此，不会在器件芯片c的侧面残留熔融物，抑制由熔融物导致的器件芯片c(参照图3的(b))的亮度的降低。另外，在激光加工槽12的熔融物不对器件芯片c的亮度降低带来影响的范围内，激光加工槽12可以形成得比v形刀具33的切入深度深。
如上所述，根据第一实施方式的光器件晶片w的加工方法，利用v形刀具33在光器件晶片w上沿着利用激光加工槽12降低了强度的分割预定线形成v形槽13，同时对光器件晶片w进行分割。此时，利用v形刀具33形成v形槽时的加工负荷沿着激光加工槽12起作用，因此多余的负荷难以施加在v形槽13的侧面，从而能够抑制在分割后的器件芯片c的侧面产生裂纹。另外，通过光器件晶片w上形成的v形槽13，在分割后的器件芯片c上形成倾斜面17，增加器件芯片c的光的取出量，提高亮度。
接着，参照图4对第二实施方式的光器件晶片的加工方法进行说明。图4是第二实施方式的光器件晶片的加工方法的说明图。图4的(a)是示出激光加工槽形成步骤的一例的图，图4的(b)是示出v形槽形成步骤的一例的图，图4的(c)是示出分割步骤的一例的图。另外，第二实施方式在对光器件晶片分别进行v形槽形成和光器件晶片的分割这一点上与第一实施方式不同。因此，在第二实施方式中，对于与第一实施方式同样的结构尽量省略了说明。
如图4的(a)所示，首先实施激光加工槽形成步骤。在激光加工槽形成步骤中，从加工头23对卡盘工作台21上的光器件晶片w照射激光光线，在光器件晶片w的背面16上形成沿着分割预定线的激光加工槽12。由此，降低激光加工槽12的周边的强度，并且形成在后续的v形槽形成时使v形刀具33(参照图4的(b))的加工负荷集中的裂缝。此时，与第一实施方式同样地，激光光线的输出被调整成比形成激光加工槽12所需的输出强。
如图4的(b)所示，在实施了激光加工槽形成步骤之后，实施v形槽形成步骤。在v形槽形成步骤中，使v形刀具33相对于卡盘工作台31上的光器件晶片w进行切削进给，从而在光器件晶片w的背面16上形成沿着激光加工槽12(分割预定线)的v形槽13。由此，v形刀具33的加工负荷集中在激光加工槽12中，因此多余的加工负荷难以施加在v形槽13的侧面，难以产生裂纹14。另外，激光加工槽12的周边的强度降低而光器件晶片w的切削加工性提高，从而抑制v形刀具33的消耗。
另外，激光加工槽12形成为比v形刀具33的切入深度浅，因此通过v形槽13将激光加工槽12去除。由此，激光加工槽12的壁面的熔融物通过v形刀具33被完全去除，因此不会在光器件晶片w的分割后的器件芯片c(参照图2的(a))上残留熔融物，亮度得以提高。另外，在v形槽形成步骤中，可以与第一实施方式同样地，通过v形刀具33的加工负荷使裂纹从一部分的激光加工槽12向下方伸展，也可以通过裂纹的伸展沿着一部分的分割预定线对光器件晶片w进行分割。
如图4的(c)所示，在实施了v形槽形成步骤之后，实施分割步骤。在分割步骤中，在断裂装置(未图示)的一对支承台41上按照使形成有v形槽13的背面16朝下的方式载置光器件晶片w，光器件晶片w的周围的环状框架f被保持工作台42的四面的夹持部43保持。一对支承台41沿一个方向(与纸面垂直的方向)延伸，在一对支承台41之间配置有拍摄单元44。通过该拍摄单元从一对支承台41之间对光器件晶片w的背面16的v形槽13进行拍摄。
在一对支承台41的上方沿着支承台41的延伸方向设置有按压刃45，根据拍摄单元44的拍摄结果，将按压刃45定位于光器件晶片w的v形槽13。然后，使按压刃45下降而隔着保持带t按压于光器件晶片w，从而沿着v形槽13施加外力而使光器件晶片w断裂。当沿着一条v形槽13使光器件晶片w断裂时，使按压刃45与相邻的v形槽13对位而进行断裂。反复进行该断裂动作，从而光器件晶片w被分割成各个器件芯片c(参照图2的(a))。
由此，光器件晶片w的v形槽13成为分割后的器件芯片c的倾斜面17(参照图2的(a))，提高光的取出效率。另外，抑制在形成v形槽13时产生裂纹，因此提高器件芯片c的品质。另外，分割工序只要能够沿着v形槽13施加外力而将光器件晶片w分割成各个器件芯片c即可，例如也可以通过带扩展等方式对光器件晶片w进行分割。另外，利用分割专用的装置对光器件晶片w进行分割，因此能够良好且可靠地对光器件晶片w进行分割。
如上所述，根据第二实施方式的光器件晶片w的加工方法，与第一实施方式同样地，能够抑制分割后的器件芯片c的侧面的裂纹，使品质提高。另外，通过光器件晶片w上形成的v形槽13，在分割后的器件芯片c上形成倾斜面17，增加器件芯片c的光的取出量，提高亮度。
另外，在上述的第一、第二实施方式中，构成为在激光加工槽形成步骤中沿着分割预定线形成一条激光加工槽，但不限于该结构。如图5所示，在激光加工槽形成步骤中，也可以在利用v形刀具33进行去除的区域r内沿着分割预定线形成多个激光加工槽12而减少利用v形刀具33进行切削时的光器件晶片w的去除量。由此，通过多个激光加工槽12，能够进一步提高光器件晶片w的切削加工性，能够得到v形刀具33的形状维持延长效果。
另外，在上述的第一、第二实施方式的激光加工槽形成步骤中，构成为对光器件晶片连续地形成激光加工槽，但不限于该结构。在激光加工槽形成步骤中，也可以对光器件晶片间断地形成激光加工槽。
另外，在上述的第一、第二实施方式中，构成为利用激光加工槽形成步骤在光器件晶片的背面上形成激光加工槽，并利用v形槽分割步骤在光器件晶片的背面上沿着激光加工槽形成v形槽，但不限于该结构。也可以利用激光加工槽形成步骤在光器件晶片的正面(发光层侧)上形成激光加工槽，并利用v形槽分割步骤在光器件晶片的正面上沿着激光加工槽形成v形槽。
另外，在上述的第一、第二实施方式中，作为光器件晶片，构成为在蓝宝石基板上形成gan系的发光层，但不限于该结构。光器件晶片也可以在碳化硅基板或硅基板等其他基板上层叠与发光色对应的各种各样的原材料。
另外，对本实施方式和变形例进行了说明，但作为本发明的其他实施方式，也可以对上述各实施方式和变形例进行整体或部分地组合。
另外，本发明的实施方式并不限于上述的各实施方式和变形例，可以在不脱离本发明的技术思想的主旨的范围内进行各种变更、置换、变形。另外，若通过技术的进步或衍生的其他技术能够以其他方式实现本发明的技术思想，则也可以使用该方法来实施。因此，权利要求书涵盖了能够包含在本发明的技术思想的范围内的所有实施方式。
另外，在本实施方式中，对于将本发明应用于光器件晶片的分割方法的结构进行了说明，但也可以应用于在分割后的芯片上形成倾斜面的其他基板的加工方法。
如以上说明那样，本发明具有下述效果：即使是莫氏硬度高的基板，也能够在分割后的光器件上形成倾斜面，尤其对于在蓝宝石基板上形成有gan系的发光层的光器件晶片的加工方法有用。