JP5833362B2

JP5833362B2 - Processing method of sapphire substrate

Info

Publication number: JP5833362B2
Application number: JP2011149388A
Authority: JP
Inventors: 信守生越; 篤植木
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2011-07-05
Publication date: 2015-12-16
Anticipated expiration: 2031-07-05
Also published as: CN102861992A; JP2013016703A; KR20130005227A; TWI590900B; KR101876578B1; CN102861992B; TW201302361A

Description

本発明は、光デバイスウエーハ等の基板として用いられるサファイア基板に設定された分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、サファイア基板の内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成するサファイア基板の加工方法に関する。 The present invention relates to a sapphire substrate that irradiates a laser beam along a predetermined division line set on a sapphire substrate used as a substrate such as an optical device wafer, and forms a modified layer along the predetermined division line inside the sapphire substrate. It relates to a processing method.

光デバイス製造工程においては、略円板形状であるサファイア基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体からなる光デバイス層が積層され格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域に発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスを形成して光デバイスウエーハを構成する。そして、光デバイスウエーハを分割予定ラインに沿って分割することにより個々の光デバイスを製造している。 In the optical device manufacturing process, an optical device layer made of a gallium nitride compound semiconductor is laminated on the surface of a sapphire substrate having a substantially disc shape, and is divided into a plurality of regions partitioned by a plurality of division lines formed in a lattice shape. An optical device such as a light emitting diode or a laser diode is formed to constitute an optical device wafer. Each optical device is manufactured by dividing the optical device wafer along the planned division line.

上述した光デバイスウエーハを分割予定ラインに沿って分割する分割方法として、光デバイスウエーハを構成するサファイア基板に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を内部に集光点を合わせ分割予定ラインに沿って照射し、サファイア基板の内部に分割予定ラインに沿って破断の起点となる改質層を連続的に形成し、この破断の起点となる改質層が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与することにより、ウエーハを分割する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。） As a dividing method for dividing the above-mentioned optical device wafer along the planned division line, a pulsed laser beam having a wavelength that is transparent to the sapphire substrate constituting the optical device wafer is aligned with the condensing point along the planned division line. Then, a modified layer that is the starting point of fracture along the planned dividing line is continuously formed inside the sapphire substrate, and an external force is applied along the planned dividing line on which the modified layer that is the starting point of fracture is formed. There has been proposed a method of dividing a wafer by assigning. (For example, refer to Patent Document 1.)

特許第３４０８８０５号公報Japanese Patent No. 3408805

而して、サファイア基板の内部に分割予定ラインに沿って破断の起点となる改質層が形成できる加工条件を設定しても、サファイア基板の製造ロットが相違したり、サファイア基板の製造メーカーが異なると、同じ大きさで同じ厚みのサファイア基板であっても同一条件で加工すると、改質層が不十分であったり、分割予定ラインから外れてクラックが発生して光デバイスを損傷させるという問題がある。即ち、サファイア基板にはAl₂O₃を成長させる段階で結晶欠陥（酸素欠陥）が発生するため、同じ大きさで同じ厚みのサファイア基板であっても製造ロットが相違したり製造メーカーが異なると、サファイア基板の内部に分割予定ラインに沿って破断の起点となる適正な改質層を形成するには、サファイア基板によってその都度加工条件を設定することが望ましい。 Thus, even if the processing conditions are set so that the modified layer that is the starting point of the break can be formed along the planned dividing line inside the sapphire substrate, the production lot of the sapphire substrate is different, or the manufacturer of the sapphire substrate If it is different, even if the sapphire substrate is the same size and the same thickness, if it is processed under the same conditions, the modified layer will be insufficient, or the optical device will be damaged due to the separation from the division line. There is. In other words, crystal defects (oxygen defects) occur at the stage of growing Al ₂ O ₃ on the sapphire substrate, so even if the sapphire substrate has the same size and thickness, the production lots are different or the manufacturers are different. In order to form an appropriate modified layer serving as a starting point for fracture along the planned dividing line inside the sapphire substrate, it is desirable to set processing conditions each time using the sapphire substrate.

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、製造ロットが相違したり製造メーカーが異なるサファイア基板であっても適正な改質層を形成することができるサファイア基板の加工方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and the main technical problem thereof is a sapphire substrate that can form an appropriate modified layer even if it is a sapphire substrate with different production lots or different manufacturers. It is in providing the processing method of.

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、サファイア基板に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を内部に集光点を合わせ分割予定ラインに沿って照射し、サファイア基板の内部に分割予定ラインに沿って破断の起点となる改質層を形成するサファイア基板の加工方法であって、
サファイア基板の特性に対応して少なくとも２種類の加工条件を設定する加工条件設定工程と、
少なくとも２種類の加工条件が設定されたサファイア基板を判別するための判別条件設定工程と、
該判別条件設定工程によって設定された判別条件に基づいてサファイア基板を判別し、判別されたサファイア基板の該加工条件設定工程において設定された少なくとも２種類の加工条件から一つの加工条件を決定する加工条件決定工程と、
該加工条件決定工程において決定された加工条件に従ってレーザー光線の集光点をサファイア基板の内部に位置付けて分割予定ラインに沿って照射し、サファイア基板の内部に分割予定ラインに沿って破断の起点となる改質層を形成する改質層形成工程と、を含み、
該判別条件設定工程は、サファイア基板に対して加工ができない程度の出力のレーザー光線をサファイア基板の内部に照射し、そのときに発する反応光に基づいて、反応光を発する限界のレーザー光線出力を求めて判別条件を設定する、ことを特徴とするレーザー加工方法が提供される。 In order to solve the above-mentioned main technical problem, according to the present invention, a pulse laser beam having a wavelength that is transparent to the sapphire substrate is irradiated along the planned dividing line with a converging point inside, and the inside of the sapphire substrate is irradiated. A method of processing a sapphire substrate that forms a modified layer that is a starting point of fracture along a division line,
A processing condition setting step for setting at least two types of processing conditions corresponding to the characteristics of the sapphire substrate;
A discrimination condition setting step for discriminating a sapphire substrate on which at least two types of processing conditions are set;
Processing for determining a sapphire substrate based on the determination condition set in the determination condition setting step, and determining one processing condition from at least two types of processing conditions set in the processing condition setting step of the determined sapphire substrate A condition determination step;
In accordance with the processing conditions determined in the processing condition determination step, the laser beam condensing point is positioned inside the sapphire substrate and irradiated along the planned dividing line, and becomes the starting point of fracture along the planned dividing line inside the sapphire substrate. and the modified layer forming step of forming a modified layer, only including,
The determination condition setting step irradiates the inside of the sapphire substrate with a laser beam having an output that cannot be processed with respect to the sapphire substrate, and obtains a limit laser beam output that emits the reaction light based on the reaction light emitted at that time. There is provided a laser processing method characterized by setting a discrimination condition .

本発明によるサファイア基板の加工方法は、サファイア基板の特性に対応して少なくとも２種類の加工条件を設定する加工条件設定工程と、少なくとも２種類の加工条件が設定されたサファイア基板を判別するための判別条件設定工程と、判別条件設定工程によって設定された判別条件に基づいてサファイア基板を判別し、判別されたサファイア基板の加工条件設定工程において設定された少なくとも２種類の加工条件から一つの加工条件を決定する加工条件決定工程と、加工条件決定工程において決定された加工条件に従ってレーザー光線の集光点をサファイア基板の内部に位置付けて分割予定ラインに沿って照射し、サファイア基板の内部に分割予定ラインに沿って破断の起点となる改質層を形成する改質層形成工程とを含み、該判別条件設定工程は、サファイア基板に対して加工ができない程度の出力のレーザー光線をサファイア基板の内部に照射し、そのときに発する反応光に基づいて、反応光を発する限界のレーザー光線出力を求めて判別条件を設定するので、改質層形成工程はサファイア基板の特性に対応して設定された加工条件で実施されるため、レーザー光線の出力不足から形成された改質層が不十分であったり、レーザー光線の出力過剰によりサファイア基板に分割予定ラインから外れてクラックが発生するという問題が解消される。 The method for processing a sapphire substrate according to the present invention is for determining a processing condition setting step for setting at least two types of processing conditions corresponding to the characteristics of the sapphire substrate, and a sapphire substrate on which at least two types of processing conditions are set. A sapphire substrate is determined based on the determination condition setting step and the determination condition set in the determination condition setting step, and one processing condition is selected from at least two processing conditions set in the determined processing condition setting step of the sapphire substrate. In accordance with the processing condition determination step for determining the processing conditions and the processing conditions determined in the processing condition determination step, the laser beam condensing point is positioned inside the sapphire substrate and irradiated along the planned dividing line, and the splitting line is generated inside the sapphire substrate. look containing a modified layer forming step of forming a modified layer which becomes a starting point of fracture along,該判Betsujo The setting process irradiates the inside of the sapphire substrate with a laser beam with an output that cannot be processed with respect to the sapphire substrate, and based on the reaction light emitted at that time, obtains the limit laser beam output that emits the reaction light and sets the determination condition. set to Runode, since the modified layer forming step is carried out at the processing conditions is set corresponding to the characteristics of the sapphire substrate, or insufficient modified layer formed from the output shortage of the laser beam, the laser beam The problem that cracks occur due to excessive output deviating from the line to be divided in the sapphire substrate is solved.

本発明によるサファイア基板の加工方法を実施するためのレーザー加工装置の斜視図。The perspective view of the laser processing apparatus for enforcing the processing method of the sapphire substrate by this invention. 図１に示すレーザー加工装置に装備されるレーザー光線照射手段の構成を簡略に示すブロック図。The block diagram which shows simply the structure of the laser beam irradiation means with which the laser processing apparatus shown in FIG. 1 is equipped. 本発明によるサファイア基板の加工方法によって加工される光デバイスウエーハの斜視図。The perspective view of the optical device wafer processed by the processing method of the sapphire substrate by this invention. 図３に示す光デバイスウエーハを環状のフレームに装着された保護テープに貼着した状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state which affixed the optical device wafer shown in FIG. 3 on the protective tape with which the cyclic | annular flame | frame was mounted | worn. 本発明によるサファイア基板の加工方法における判別条件設定工程の説明図。Explanatory drawing of the discrimination condition setting process in the processing method of the sapphire substrate by this invention. 本発明によるサファイア基板の加工方法における改質層形成工程の説明図。Explanatory drawing of the modified layer formation process in the processing method of the sapphire substrate by this invention.

以下、本発明によるウエーハのレーザー加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。 Preferred embodiments of a wafer laser processing method according to the present invention will be described below in more detail with reference to the accompanying drawings.

図１には、本発明によるサファイア基板の加工方法を実施するためのレーザー加工装置の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工装置１は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に上記X軸方向と直交する矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Ｙ軸方向）に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構４と、該レーザー光線照射ユニット支持機構４に矢印Ｚで示す集光点位置調整方向（Z軸方向）に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット５とを具備している。 FIG. 1 is a perspective view of a laser processing apparatus for carrying out the sapphire substrate processing method according to the present invention. A laser processing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a stationary base 2 and a chuck table mechanism that is disposed on the stationary base 2 so as to be movable in a machining feed direction (X-axis direction) indicated by an arrow X and holds a workpiece. 3, a laser beam irradiation unit support mechanism 4 disposed on the stationary base 2 so as to be movable in an indexing feed direction (Y axis direction) indicated by an arrow Y orthogonal to the X axis direction, and the laser beam irradiation unit support mechanism 4 And a laser beam irradiation unit 5 arranged to be movable in the condensing point position adjustment direction (Z-axis direction) indicated by an arrow Z.

上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上にX軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上にX軸方向に移動可能に配設された第１の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持されたカバーテーブル３５と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１の上面（保持面）に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル３６には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ３６２が配設されている。 The chuck table mechanism 3 includes a pair of guide rails 31 and 31 disposed in parallel along the X-axis direction on the stationary base 2, and is arranged on the guide rails 31 and 31 so as to be movable in the X-axis direction. A first sliding block 32 provided, a second sliding block 33 disposed on the first sliding block 32 so as to be movable in the indexing feed direction indicated by an arrow Y, and the second sliding block 33 A cover table 35 supported by a cylindrical member 34 and a chuck table 36 as a workpiece holding means are provided. The chuck table 36 includes a suction chuck 361 formed of a porous material, and holds, for example, a disk-shaped semiconductor wafer as a workpiece on the upper surface (holding surface) of the suction chuck 361 by suction means (not shown). It is like that. The chuck table 36 configured as described above is rotated by a pulse motor (not shown) disposed in the cylindrical member 34. The chuck table 36 is provided with a clamp 362 for fixing an annular frame described later.

上記第１の滑動ブロック３２は、その下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、その上面にＹ軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿ってX軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿ってX軸方向に移動させるための加工送り手段３７を具備している。加工送り手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロット３７１と、該雄ネジロット３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロット３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロット３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロット３７１を正転および逆転駆動することにより、第１の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿ってX軸方向に移動せしめられる。 The first sliding block 32 has a pair of guided grooves 321 and 321 fitted to the pair of guide rails 31 and 31 on the lower surface thereof, and is parallel to the upper surface along the Y-axis direction. A pair of formed guide rails 322 and 322 are provided. The first sliding block 32 configured in this way moves in the X-axis direction along the pair of guide rails 31, 31 when the guided grooves 321, 321 are fitted into the pair of guide rails 31, 31. Configured to be possible. The chuck table mechanism 3 in the illustrated embodiment includes a processing feed means 37 for moving the first sliding block 32 along the pair of guide rails 31, 31 in the X-axis direction. The processing feeding means 37 includes a male screw lot 371 arranged in parallel between the pair of guide rails 31 and 31 and a drive source such as a pulse motor 372 for rotationally driving the male screw lot 371. One end of the male screw lot 371 is rotatably supported by a bearing block 373 fixed to the stationary base 2, and the other end is connected to the output shaft of the pulse motor 372 by transmission. The male screw lot 371 is screwed into a through female screw hole formed in a female screw block (not shown) provided on the lower surface of the central portion of the first sliding block 32. Accordingly, when the male screw lot 371 is driven to rotate forward and backward by the pulse motor 372, the first sliding block 32 is moved along the guide rails 31, 31 in the X-axis direction.

上記第２の滑動ブロック３３は、その下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿ってＹ軸方向に移動させるための第１の割り出し送り手段３８を具備している。第１の割り出し送り手段３８は、上記一対の案内レール３２２と３２２の間に平行に配設された雄ネジロット３８１と、該雄ネジロット３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロット３８１は、その一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロット３８１は、第２の滑動ブロック３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３８２によって雄ネジロット３８１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿ってＹ軸方向に移動せしめられる。 The second sliding block 33 is provided with a pair of guided grooves 331 and 331 which are fitted to a pair of guide rails 322 and 322 provided on the upper surface of the first sliding block 32 on the lower surface thereof. By fitting the guided grooves 331 and 331 to the pair of guide rails 322 and 322, the guided grooves 331 and 331 are configured to be movable in the indexing and feeding direction indicated by the arrow Y. The chuck table mechanism 3 in the illustrated embodiment has a first index for moving the second sliding block 33 in the Y-axis direction along a pair of guide rails 322 and 322 provided in the first sliding block 32. A feeding means 38 is provided. The first index feeding means 38 includes a male screw lot 381 disposed in parallel between the pair of guide rails 322 and 322, and a drive source such as a pulse motor 382 for rotationally driving the male screw lot 381. It is out. One end of the male screw lot 381 is rotatably supported by a bearing block 383 fixed to the upper surface of the first sliding block 32, and the other end is connected to the output shaft of the pulse motor 382. The male screw lot 381 is screwed into a through female screw hole formed in a female screw block (not shown) provided on the lower surface of the central portion of the second sliding block 33. Therefore, by driving the male screw lot 381 forward and backward by the pulse motor 382, the second sliding block 33 is moved along the guide rails 322 and 322 in the Y-axis direction.

上記レーザー光線照射ユニット支持機構４は、静止基台２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、該案内レール４１、４１上にＹ軸方向に移動可能に配設された可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は、案内レール４１、４１上に移動可能に配設された移動支持部４２１と、該移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなっている。装着部４２２は、一方の側面にZ軸方向に延びる一対の案内レール４２３、４２３が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構４は、可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿ってＹ軸方向に移動させるための第２の割り出し送り手段４３を具備している。第２の割り出し送り手段４３は、上記一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロット４３１と、該雄ネジロット４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロット４３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロット４３１は、可動支持基台４２を構成する移動支持部４２１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４３２によって雄ネジロット４３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４２は案内レール４１、４１に沿ってＹ軸方向に移動せしめられる。 The laser beam irradiation unit support mechanism 4 includes a pair of guide rails 41, 41 arranged in parallel along the indexing feed direction indicated by the arrow Y on the stationary base 2, and a Y axis on the guide rails 41, 41. A movable support base 42 is provided so as to be movable in the direction. The movable support base 42 includes a movement support portion 421 that is movably disposed on the guide rails 41, 41, and a mounting portion 422 that is attached to the movement support portion 421. The mounting portion 422 is provided with a pair of guide rails 423 and 423 extending in the Z-axis direction on one side surface in parallel. The laser beam irradiation unit support mechanism 4 in the illustrated embodiment includes a second index feed means 43 for moving the movable support base 42 in the Y-axis direction along the pair of guide rails 41, 41. The second index feed means 43 includes a male screw lot 431 disposed in parallel between the pair of guide rails 41, 41, and a drive source such as a pulse motor 432 for rotationally driving the male screw lot 431. It is out. One end of the male screw lot 431 is rotatably supported by a bearing block (not shown) fixed to the stationary base 2, and the other end is connected to the output shaft of the pulse motor 432 by transmission. The male screw lot 431 is screwed into a female screw hole formed in a female screw block (not shown) provided on the lower surface of the central portion of the moving support portion 421 constituting the movable support base 42. Therefore, when the male screw lot 431 is driven to rotate forward and reverse by the pulse motor 432, the movable support base 42 is moved along the guide rails 41, 41 in the Y-axis direction.

図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたレーザー光線照射手段６を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２３、４２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１１、５１１が設けられており、この被案内溝５１１、５１１を上記案内レール４２３、４２３に嵌合することにより、Z軸方向に移動可能に支持される。 The laser beam irradiation unit 5 in the illustrated embodiment includes a unit holder 51 and laser beam irradiation means 6 attached to the unit holder 51. The unit holder 51 is provided with a pair of guided grooves 511 and 511 that are slidably fitted to a pair of guide rails 423 and 423 provided in the mounting portion 422. By being fitted to the guide rails 423 and 423, the guide rails 423 and 423 are supported to be movable in the Z-axis direction.

図示のレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１を一対の案内レール４２３、４２３に沿ってZ軸方向に移動させるための集光点位置調整手段５３を具備している。集光点位置調整手段５３は、一対の案内レール４２３、４２３の間に配設された雄ネジロット（図示せず）と、該雄ネジロットを回転駆動するためのパルスモータ５３２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５３２によって図示しない雄ネジロットを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ５１およびレーザー光線照射手段６を案内レール４２３、４２３に沿ってZ軸方向に移動せしめる。なお、図示の実施形態においてはパルスモータ５３２を正転駆動することによりレーザー光線照射手段６を上方に移動し、パルスモータ５３２を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段６を下方に移動するようになっている。 The illustrated laser beam irradiation unit 5 includes a condensing point position adjusting means 53 for moving the unit holder 51 along the pair of guide rails 423 and 423 in the Z-axis direction. The condensing point position adjusting means 53 includes a male screw lot (not shown) disposed between the pair of guide rails 423 and 423, and a drive source such as a pulse motor 532 for rotationally driving the male screw lot. Thus, the unit holder 51 and the laser beam irradiation means 6 are moved along the guide rails 423 and 423 in the Z-axis direction by driving the male screw lot (not shown) in the forward and reverse directions by the pulse motor 532. In the illustrated embodiment, the laser beam irradiation means 6 is moved upward by driving the pulse motor 532 forward, and the laser beam irradiation means 6 is moved downward by driving the pulse motor 532 in the reverse direction. Yes.

図示のレーザー光線照射手段６は、上記ユニットホルダ５１に固定され実質上水平に延出する円筒形状のケーシング６１を含んでいる。このレーザー光線照射手段６について、図２を参照して説明する。
図示のレーザー光線照射手段６は、上記ケーシング６１内に配設されたパルスレーザー光線発振手段６２と、該パルスレーザー光線発振手段６２によって発振されたパルスレーザー光線の出力を調整する出力調整手段６３と、該出力調整手段６３によって出力が調整されたパルスレーザー光線を上記チャックテーブル３６の上面である保持面に向けて方向変換する方向変換ミラー６４と、該方向変換ミラー６４によって方向変換されたパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射する集光レンズ６５を具備している。 The illustrated laser beam application means 6 includes a cylindrical casing 61 that is fixed to the unit holder 51 and extends substantially horizontally. The laser beam irradiation means 6 will be described with reference to FIG.
The illustrated laser beam irradiation means 6 includes a pulse laser beam oscillation means 62 disposed in the casing 61, an output adjustment means 63 for adjusting the output of the pulse laser beam oscillated by the pulse laser beam oscillation means 62, and the output adjustment. A direction changing mirror 64 for changing the direction of the pulse laser beam whose output is adjusted by the means 63 toward the holding surface which is the upper surface of the chuck table 36, and the pulse laser beam whose direction has been changed by the direction changing mirror 64 is condensed. A condensing lens 65 for irradiating the workpiece W held on the chuck table 36 is provided.

上記パルスレーザー光線発振手段６２は、例えば波長が５３２nmのパルスレーザー光線を発振するパルスレーザー光線発振器６２１と、これに付設された繰り返し周波数設定手段６２２とから構成されている。上記出力調整手段６３は、パルスレーザー光線発振手段６２から発振されたパルスレーザー光線の出力を所定の出力に調整する。これらパルスレーザー光線発振手段６２および出力調整手段６３は、後述する制御手段によって制御される。 The pulse laser beam oscillating means 62 includes, for example, a pulse laser beam oscillator 621 that oscillates a pulse laser beam having a wavelength of 532 nm, and a repetition frequency setting means 622 attached thereto. The output adjusting means 63 adjusts the output of the pulse laser beam oscillated from the pulse laser beam oscillating means 62 to a predetermined output. These pulse laser beam oscillation means 62 and output adjustment means 63 are controlled by control means to be described later.

図２を参照して説明を続けると、図示のレーザー加工装置１は、上記方向変換ミラー６４と集光レンズ６５との間に配設されたダイクロイックミラー６６を備えている。このダイクロイックミラー６６は、パルスレーザー光線発振手段６２が発振する波長の光は通過するが他の波長の光は反射する機能を有している。従って、ダイクロイックミラー６６は、チャックテーブル３６に保持された被加工物Wにパルスレーザー光線が照射されることによって発光する光を反射せしめる。
なお、集光レンズ６５によって集光され照射されるパルスレーザー光線の照射領域には、白色光からなる照明手段によって照明するように構成してもよい。 Continuing with reference to FIG. 2, the illustrated laser processing apparatus 1 includes a dichroic mirror 66 disposed between the direction conversion mirror 64 and the condenser lens 65. The dichroic mirror 66 has a function of passing light having a wavelength oscillated by the pulse laser beam oscillation means 62 but reflecting light having other wavelengths. Therefore, the dichroic mirror 66 reflects the light emitted when the workpiece W held on the chuck table 36 is irradiated with the pulse laser beam.
In addition, you may comprise so that the irradiation area | region of the pulse laser beam condensed and irradiated by the condensing lens 65 may be illuminated by the illumination means which consists of white light.

図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、上記ダイクロイックミラー６６によって反射した反射光のうち所定範囲の波長の光を遮断するカットフィルター６７と、該カットフィルター６７を通過した光を捕らえて撮像する撮像手段６８を具備している。カットフィルター６７は、上記パルスレーザー光線発振器６２１が発振するパルスレーザー光線の波長領域である５１０〜５５０nmの光を遮断し、それ以外の波長の光を通過させる。撮像手段６８は、カットフィルター６７を通過した光を捕らえて撮像し撮像した画像信号を制御手段７に送る。制御手段７は、撮像手段６８からの画像信号に基づいてチャックテーブル３６に保持された被加工物Wにパルスレーザー光線が照射されることによって発光する反応光を判別する。この制御手段７は、後述する光デバイスウエーハを構成するサファイア基板の特性に対応して設定された少なくとも２種類の加工条件と、少なくとも２種類の加工条件が設定されたサファイア基板を判別するための判別条件を記憶するメモリ７１を備えている。また、制御手段７には上記撮像手段６８や後述するアライメント手段８から検出信号が入力されるとともに入力手段７０から加工条件等が入力されるようになっており、また、上記パルスレーザー光線発振器６２１や繰り返し周波数設定手段６２２や出力調整手段６３およびモニター９等に制御信号を出力するように構成されている。 The laser processing apparatus 1 in the illustrated embodiment includes a cut filter 67 that blocks light having a wavelength in a predetermined range among reflected light reflected by the dichroic mirror 66, and imaging that captures and captures light that has passed through the cut filter 67. Means 68 are provided. The cut filter 67 blocks light of 510 to 550 nm, which is the wavelength region of the pulse laser beam oscillated by the pulse laser beam oscillator 621, and allows light of other wavelengths to pass through. The imaging unit 68 captures the light that has passed through the cut filter 67, captures the image, and sends the captured image signal to the control unit 7. Based on the image signal from the imaging means 68, the control means 7 determines the reaction light that is emitted when the workpiece W held on the chuck table 36 is irradiated with a pulsed laser beam. This control means 7 is for discriminating at least two types of processing conditions set corresponding to the characteristics of the sapphire substrate constituting the optical device wafer described later and a sapphire substrate set with at least two types of processing conditions. A memory 71 for storing the determination conditions is provided. The control means 7 is supplied with detection signals from the imaging means 68 and the alignment means 8 described later and processing conditions and the like from the input means 70, and the pulse laser beam oscillator 621 and the like. A control signal is output to the repetition frequency setting means 622, the output adjustment means 63, the monitor 9, and the like.

図１に戻って説明を続けると、図示のレーザー加工装置１は、ケーシング６１の前端部に配設され上記レーザー光線照射手段６によってレーザー加工すべき加工領域を撮像するアライメント手段８を備えている。このアライメント手段８は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっており、撮像した画像信号を上記制御手段７に送る。 Referring back to FIG. 1, the illustrated laser processing apparatus 1 includes an alignment unit 8 that is disposed at the front end portion of the casing 61 and images a processing region to be laser processed by the laser beam irradiation unit 6. The alignment means 8 is composed of optical means such as a microscope and a CCD camera, and sends the captured image signal to the control means 7.

次に、上述したレーザー加工装置１を用いて実施するサファイア基板の加工方法について説明する。
図３の(a)および(b)には、本発明によるサファイア基板の加工方法によって加工される光デバイスウエーハの斜視図および要部を拡大して示す断面図が示されている。図３の(a)および(b)に示す光デバイスウエーハ１０は、例えば直径が１５０mm、厚みが１００μmのサファイア基板１１の表面１１aにn型窒化物半導体層１２１およびp型窒化物半導体層１２２とからなる光デバイス層（エピ層）１２が例えば５μｍの厚みで積層されている。そして、光デバイス層（エピ層）１２が格子状に形成された複数の分割予定ライン１３によって区画された複数の領域に発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイス１４が形成されている。 Next, a sapphire substrate processing method performed using the laser processing apparatus 1 described above will be described.
3A and 3B show a perspective view of an optical device wafer processed by the method for processing a sapphire substrate according to the present invention and a sectional view showing an enlarged main part. An optical device wafer 10 shown in FIGS. 3A and 3B includes an n-type nitride semiconductor layer 121 and a p-type nitride semiconductor layer 122 on a surface 11a of a sapphire substrate 11 having a diameter of 150 mm and a thickness of 100 μm, for example. An optical device layer (epi layer) 12 made of is laminated with a thickness of 5 μm, for example. An optical device 14 such as a light emitting diode or a laser diode is formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of division lines 13 in which the optical device layer (epi layer) 12 is formed in a lattice shape.

以下、レーザー加工装置１を用いて光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１の内部に分割予定ライン１３に沿って破断の起点となる改質層を形成するサファイア基板の加工方法について説明する。
なお、光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１には、２つの製造ロット（Aロット、Bロット）によって製造されたがものが含まれているものとする。２つの製造ロット（Aロット、Bロット）によって製造されたサファイア基板に対してそれぞれサファイア基板の内部に改質層を形成するための最適な加工条件を実験的に求め、それぞれの加工条件を設定しておく（加工条件設定工程）。
例えば、Aロットによって製造されたサファイア基板に対する第１の加工条件は、次の通り設定される。
レーザー光線の波長：５３２ｎｍ
繰り返し周波数：４５ｋＨｚ
平均出力：０．１３W
集光スポット径：φ１μｍ
加工送り速度：３６０ｍｍ／秒
また、Bロットによって製造されたサファイア基板に対する第２の加工条件は、次の通り設定される。
レーザー光線の波長：５３２ｎｍ
繰り返し周波数：４５ｋＨｚ
平均出力：０．１５W
集光スポット径：φ１μｍ
加工送り速度：３６０ｍｍ／秒
以上のように設定された第１の加工条件および第２の加工条件は、上記制御手段７のメモリ７１に格納しておく。 Hereinafter, a method for processing a sapphire substrate that uses the laser processing apparatus 1 to form a modified layer serving as a starting point of breakage along the division line 13 inside the sapphire substrate 11 constituting the optical device wafer 10 will be described.
It is assumed that the sapphire substrate 11 constituting the optical device wafer 10 includes those manufactured by two manufacturing lots (A lot and B lot). The optimum processing conditions for forming the modified layer inside the sapphire substrate are experimentally determined for each sapphire substrate manufactured by two manufacturing lots (A lot and B lot), and each processing condition is set. (Processing condition setting step).
For example, the first processing condition for the sapphire substrate manufactured by the A lot is set as follows.
Laser beam wavelength: 532 nm
Repetition frequency: 45 kHz
Average output: 0.13W
Condensing spot diameter: φ1μm
Processing feed rate: 360 mm / sec The second processing conditions for the sapphire substrate manufactured by the B lot are set as follows.
Laser beam wavelength: 532 nm
Repetition frequency: 45 kHz
Average output: 0.15W
Condensing spot diameter: φ1μm
Processing feed rate: 360 mm / second The first processing condition and the second processing condition set as described above are stored in the memory 71 of the control means 7.

また、上記Aロットによって製造されたサファイア基板かBロットによって製造されたサファイア基板かを判別するための判別条件設定工程を実施する。この判別条件設定工程は、サファイア基板に対して加工ができない程度の出力のレーザー光線をサファイア基板の内部に照射し、そのときに発する反応光に基づいて、反応光を発する限界のレーザー光線出力を求めて判別条件を設定する。本発明者等の実験によると、Aロットによって製造されたサファイア基板は、反応光を発する限界のレーザー光線出力が０．０２５Wであることがモニター９によって観察することで判った。一方、Bロットによって製造されたサファイア基板は、反応光を発する限界のレーザー光線出力が０．０３５Wであることがモニター９によって観察することで判った。従って、レーザー光線出力の出力をAロットによって製造されたサファイア基板の限界のレーザー光線出力が０．０２５WとBロットによって製造されたサファイア基板の限界のレーザー光線出力が０．０３５Wとの中間の出力である０．０３Wに設定することにより、反応光が発せられた場合にはAロットによって製造されたサファイア基板と判定し、反応光が確認できない場合にはBロットによって製造されたサファイア基板と判定することができる。このようにして、Aロットによって製造されたサファイア基板とBロットによって製造されたサファイア基板を判別するレーザー光線出力を求めたならば、例えば下記のとおり判別条件を設定し、上記制御手段７のメモリ７１に格納しておく。
判別条件：
レーザー光線の波長：５３２ｎｍ
繰り返し周波数：４５ｋＨｚ
平均出力：０．０３W
集光スポット径：φ１μｍ
加工送り速度：３６０ｍｍ／秒 Further, a discrimination condition setting step for discriminating between the sapphire substrate manufactured by the A lot and the sapphire substrate manufactured by the B lot is performed. This determination condition setting step irradiates the inside of the sapphire substrate with a laser beam having an output that cannot be processed on the sapphire substrate, and obtains the limit laser beam output that emits the reaction light based on the reaction light emitted at that time. Set the discrimination conditions. According to the experiments by the present inventors, the sapphire substrate manufactured by the A lot was found by observing with the monitor 9 that the limit laser beam output for emitting reaction light was 0.025 W. On the other hand, the sapphire substrate manufactured by B lot was found by observing with the monitor 9 that the limit laser beam output for emitting reaction light was 0.035 W. Therefore, the output of the laser beam output is an intermediate output between 0.025 W of the limit laser beam output of the sapphire substrate manufactured by the A lot and 0.035 W of the limit laser beam output of the sapphire substrate manufactured by the B lot. .03W, when reaction light is emitted, it is determined as a sapphire substrate manufactured by A lot, and when reaction light cannot be confirmed, it is determined as a sapphire substrate manufactured by B lot. it can. Thus, if the laser beam output for discriminating between the sapphire substrate produced by the A lot and the sapphire substrate produced by the B lot is obtained, for example, the discrimination conditions are set as follows, and the memory 71 of the control means 7 is set. Store it in.
Discrimination conditions:
Laser beam wavelength: 532 nm
Repetition frequency: 45 kHz
Average output: 0.03W
Condensing spot diameter: φ1μm
Processing feed rate: 360 mm / sec

以上のようにして、Aロットによって製造されたサファイア基板に対する第１の加工条件とBロットによって製造されたサファイア基板に対する第２の加工条件を設定するとともに、Aロットによって製造されたサファイア基板とBロットによって製造されたサファイア基板とを判別する判別条件を設定し、第１の加工条件と第２の加工条件および判別条件を制御手段７のメモリ７１に格納したならば、レーザー加工装置１は以下のように上記図３に示す光デバイスウエーハ１０を加工する。 As described above, the first processing condition for the sapphire substrate manufactured by the A lot and the second processing condition for the sapphire substrate manufactured by the B lot are set, and the sapphire substrate manufactured by the A lot and B If the discrimination condition for discriminating the sapphire substrate manufactured by the lot is set and the first machining condition, the second machining condition, and the discrimination condition are stored in the memory 71 of the control means 7, the laser machining apparatus 1 will be described below. The optical device wafer 10 shown in FIG. 3 is processed as described above.

先ず、図４に示すように環状のフレームFに装着された粘着テープTの表面に光デバイスウエーハ１０の表面１０aを貼着する（ウエーハ貼着工程）。従って、粘着テープTの表面に貼着された光デバイスウエーハ１０は、サファイア基板１１の裏面１１bが上側となる。 First, as shown in FIG. 4, the surface 10a of the optical device wafer 10 is attached to the surface of the adhesive tape T attached to the annular frame F (wafer attaching step). Therefore, in the optical device wafer 10 attached to the surface of the adhesive tape T, the back surface 11b of the sapphire substrate 11 is on the upper side.

上述したウエーハ貼着工程を実施したならば、図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブル３６上に光デバイスウエーハ１０の粘着テープT側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、粘着テープTを介して光デバイスウエーハ１０をチャックテーブル３６上に吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３６に保持された光デバイスウエーハ１０は、裏面１１bが上側となる。 If the wafer sticking step described above is performed, the adhesive tape T side of the optical device wafer 10 is placed on the chuck table 36 of the laser processing apparatus shown in FIG. Then, by operating a suction means (not shown), the optical device wafer 10 is sucked and held on the chuck table 36 via the adhesive tape T (wafer holding step). Therefore, the back surface 11b of the optical device wafer 10 held on the chuck table 36 is on the upper side.

上述したように光デバイスウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３６は、加工送り手段３７によってアライメント手段８の直下に位置付けられる。チャックテーブル３６がアライメント手段８の直下に位置付けられると、アライメント手段８および制御手段７によって光デバイスウエーハ１０のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、アライメント手段８および制御手段７は、光デバイスウエーハ１０の所定方向に形成されている分割予定ライン１３と、分割予定ライン１３に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６の集光レンズ６５との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。また、光デバイスウエーハ１０に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びる分割予定ライン１３に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。 As described above, the chuck table 36 that sucks and holds the optical device wafer 10 is positioned directly below the alignment unit 8 by the processing feed unit 37. When the chuck table 36 is positioned immediately below the alignment unit 8, the alignment unit 8 and the control unit 7 execute an alignment operation for detecting a processing region to be laser processed of the optical device wafer 10. That is, the alignment unit 8 and the control unit 7 include the division line 13 formed in a predetermined direction of the optical device wafer 10, and the condensing lens 65 of the laser beam irradiation unit 6 that irradiates the laser beam along the division line 13. Image processing such as pattern matching is performed to align the laser beam, and alignment of the laser beam irradiation position is performed. Similarly, the alignment of the laser beam irradiation position is also performed on the division line 13 formed in the optical device wafer 10 and extending in the direction orthogonal to the predetermined direction.

以上のようにしてチャックテーブル３６上に保持された光デバイスウエーハ１０に形成されている分割予定ライン１０１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図５で示すようにチャックテーブル３６をレーザー光線照射手段６の集光レンズ６５が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン１０１の一端（図５において左端）を集光レンズ６５の直下に位置付ける。そして、集光レンズ６５を通して照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１の裏面１１b（上面）から例えば１５μm下方位置に位置付ける。 When the division line 101 formed on the optical device wafer 10 held on the chuck table 36 is detected as described above and the laser beam irradiation position is aligned, the chuck table is shown in FIG. 36 is moved to the laser beam irradiation region where the condensing lens 65 of the laser beam irradiating means 6 is located, and one end (the left end in FIG. 5) of the predetermined division line 101 is positioned directly below the condensing lens 65. Then, the condensing point P of the pulse laser beam irradiated through the condensing lens 65 is positioned, for example, at a position 15 μm below from the back surface 11 b (upper surface) of the sapphire substrate 11 constituting the optical device wafer 10.

次に、制御手段７は上記判別条件に基づいて光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１にパルスレーザー光線を照射し、その際に反応光が発生したか否かによって光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１がAロットによって製造されたサファイア基板かBロットによって製造されたサファイア基板かを判別する（サファイア基板判別工程）。即ち、レーザー光線照射手段６を作動して波長が５３２ｎｍ、繰り返し周波数が４５ｋＨｚ、平均出力が０．０３Wのパルスレーザー光線を集光レンズ６５を通してサファイア基板１１に照射するとともに、チャックテーブル３６を図５において矢印Ｘ１で示す方向に３６０ｍｍ／秒の加工送り速度で移動せしめる。このサファイア基板判別工程においては、図２に示すように被加工物W（サファイア基板判別工程においては光デバイスウエーハ１０）に照射された波長が５３２ｎｍのパルスレーザー光線は、光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１の裏面１１b（上面）で反射し、集光レンズ６５を通してダイクロイックミラー６６に至り、ダイクロイックミラー６６によって反射されてカットフィルター６７に至る。カットフィルター６７は上述したように波長が５１０〜５５０nmの光を遮断するので、波長が５３２ｎｍのパルスレーザー光線の反射光は遮断される。一方、光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１がパルスレーザー光線の照射によって反応すると、青色（４００nm領域）の反応光が発生することが判った。この４００nm領域の反応光は集光レンズ６５を通してダイクロイックミラー６６に至り、ダイクロイックミラー６６によって反射されてカットフィルター６７を通過するため、撮像手段６８によって捕らえられる。このように、平均出力が０．０３Wのパルスレーザー光線を集光レンズ６５を通してサファイア基板１１に照射したとき、反応光が発生し、この反応光がカットフィルター６７を通過して撮像手段６８によって捕らえられたときには、制御手段７はチャックテーブル３６に保持された光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１はAロットによって製造されたサファイア基板であると判定する。なお、平均出力が０．０３Wのパルスレーザー光線を集光レンズ６５を通してサファイア基板１１に照射したとき、反応光が発生しない場合にはパルスレーザー光線の反射光が上述したようにカットフィルター６７によって遮断されるため、撮像手段６８が光を捕らえることができない。従って、制御手段７はチャックテーブル３６に保持された光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１はBロットによって製造されたサファイア基板であると判定する。 Next, the control means 7 irradiates the sapphire substrate 11 constituting the optical device wafer 10 with a pulsed laser beam based on the above-described determination conditions, and sapphire constituting the optical device wafer 10 depending on whether or not reaction light is generated at that time. It is determined whether the substrate 11 is a sapphire substrate manufactured by the A lot or a sapphire substrate manufactured by the B lot (sapphire substrate determining step). That is, the laser beam irradiating means 6 is operated to irradiate the sapphire substrate 11 with a pulsed laser beam having a wavelength of 532 nm, a repetition frequency of 45 kHz, and an average output of 0.03 W through the condenser lens 65, and the chuck table 36 in FIG. It is moved in the direction indicated by X1 at a machining feed rate of 360 mm / sec. In this sapphire substrate discriminating step, as shown in FIG. 2, the pulse laser beam having a wavelength of 532 nm irradiated on the workpiece W (in the sapphire substrate discriminating step) is a sapphire constituting the optical device wafer 10. The light is reflected by the back surface 11 b (upper surface) of the substrate 11, reaches the dichroic mirror 66 through the condenser lens 65, is reflected by the dichroic mirror 66, and reaches the cut filter 67. Since the cut filter 67 blocks light having a wavelength of 510 to 550 nm as described above, the reflected light of the pulse laser beam having a wavelength of 532 nm is blocked. On the other hand, it was found that when the sapphire substrate 11 constituting the optical device wafer 10 reacts by irradiation with a pulse laser beam, blue (400 nm region) reaction light is generated. The reaction light in the 400 nm region reaches the dichroic mirror 66 through the condenser lens 65, is reflected by the dichroic mirror 66 and passes through the cut filter 67, and is thus captured by the imaging unit 68. Thus, when a pulsed laser beam having an average output of 0.03 W is applied to the sapphire substrate 11 through the condenser lens 65, reaction light is generated, and this reaction light passes through the cut filter 67 and is captured by the imaging means 68. In this case, the control means 7 determines that the sapphire substrate 11 constituting the optical device wafer 10 held on the chuck table 36 is a sapphire substrate manufactured by the A lot. In addition, when the sapphire substrate 11 is irradiated with a pulse laser beam having an average output of 0.03 W through the condenser lens 65, the reflected light of the pulse laser beam is blocked by the cut filter 67 as described above when no reaction light is generated. For this reason, the imaging means 68 cannot capture light. Therefore, the control means 7 determines that the sapphire substrate 11 constituting the optical device wafer 10 held on the chuck table 36 is a sapphire substrate manufactured by B lot.

上述したサファイア基板判別工程を実施したならば、制御手段７はチャックテーブル３６に保持された光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１の加工条件を決定する。即ち、制御手段７は、上記サファイア基板判別工程においてチャックテーブル３６に保持された光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１がAロットによって製造されたサファイア基板であると判定した場合には上記第1の加工条件と決定し、上記サファイア基板判定工程においてチャックテーブル３６に保持された光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１がＢロットによって製造されたサファイア基板であると判定した場合には上記第2の加工条件と決定する（加工条件決定工程）。 If the above-described sapphire substrate discrimination step is performed, the control means 7 determines the processing conditions for the sapphire substrate 11 constituting the optical device wafer 10 held on the chuck table 36. That is, when the control means 7 determines that the sapphire substrate 11 constituting the optical device wafer 10 held on the chuck table 36 in the sapphire substrate determination step is a sapphire substrate manufactured by the A lot, the first means. If the sapphire substrate 11 constituting the optical device wafer 10 held on the chuck table 36 is determined to be a sapphire substrate manufactured by B lot in the sapphire substrate determination step, the second condition is determined. The processing conditions are determined (processing condition determination step).

このようにして、チャックテーブル３６に保持された光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１の加工条件を決定したならば、チャックテーブル３６に保持された光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１に決定された加工条件に従って改質層形成工程を実施する。
改質層形成工程を実施するには、図６の(a)で示すようにチャックテーブル３６を集光レンズ６５が位置するレーザー光線照射領域に移動し、光デバイスウエーハ１０に形成された所定の分割予定ライン１３の一端（図６の（a）において左端）を集光レンズ６５の直下に位置付ける。そして、集光レンズ６５を通して照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１の厚み方向中心付近に位置付ける。 Thus, if the processing conditions of the sapphire substrate 11 constituting the optical device wafer 10 held on the chuck table 36 are determined, the sapphire substrate 11 constituting the optical device wafer 10 held on the chuck table 36 is determined. The modified layer forming step is performed according to the processed conditions.
In order to carry out the modified layer forming step, the chuck table 36 is moved to the laser beam irradiation region where the condenser lens 65 is located as shown in FIG. 6A, and a predetermined division formed on the optical device wafer 10 is performed. One end of the planned line 13 (left end in FIG. 6A) is positioned directly below the condenser lens 65. Then, the condensing point P of the pulse laser beam irradiated through the condensing lens 65 is positioned near the center of the sapphire substrate 11 constituting the optical device wafer 10 in the thickness direction.

次に、制御手段７は、レーザー光線照射手段６を作動して集光レンズ６５からパルスレーザー光線を照射するとともに、加工送り手段３７を作動してチャックテーブル３６を図６の(a)において矢印X1で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる（改質層形成工程）。この改質層形成工程においては、上記サファイア基板判定工程においてチャックテーブル３６に保持された光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１がBロットによって製造されたサファイア基板であると判定した場合には上記第２の加工条件で実施し、上記サファイア基板判定工程においてチャックテーブル３６に保持された光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１がAロットによって製造されたサファイア基板であると判定した場合には上記第１の加工条件で実施する。そして、図６の(b)で示すように集光レンズ６５から照射されるパルスレーザー光線の照射位置が分割予定ライン１３の他端（図６の(b)において右端）に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともに、チャックテーブル３６の移動を停止する。この結果、光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１１には、図６の(b)に示すように所定の分割予定ライン１３に沿って改質層１１０が形成される。このように改質層形成工程は、チャックテーブル３６に保持された光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板の特性に対応して設定された加工条件で実施されるので、パルスレーザー光線の出力不足から形成された改質層が不十分であったり、パルスレーザー光線の出力過剰によりサファイア基板に分割予定ラインから外れてクラックが発生して光デバイスを損傷させるという問題が解消される。 Next, the control means 7 operates the laser beam irradiation means 6 to irradiate the pulse laser beam from the condenser lens 65, and also operates the processing feed means 37 to move the chuck table 36 by the arrow X1 in FIG. It is moved at a predetermined processing feed rate in the direction shown (modified layer forming step). In this modified layer forming step, when it is determined that the sapphire substrate 11 constituting the optical device wafer 10 held on the chuck table 36 in the sapphire substrate determining step is a sapphire substrate manufactured by B lot, When it is determined that the sapphire substrate 11 constituting the optical device wafer 10 held on the chuck table 36 in the sapphire substrate determination step is a sapphire substrate manufactured by A lot, the process is performed under the second processing condition. It implements on the 1st processing conditions. Then, as shown in FIG. 6B, when the irradiation position of the pulse laser beam irradiated from the condenser lens 65 reaches the other end of the division-scheduled line 13 (the right end in FIG. 6B), the pulse laser beam The irradiation is stopped and the movement of the chuck table 36 is stopped. As a result, the modified layer 110 is formed on the sapphire substrate 11 constituting the optical device wafer 10 along the predetermined division line 13 as shown in FIG. As described above, the modified layer forming step is performed under the processing conditions set in accordance with the characteristics of the sapphire substrate constituting the optical device wafer 10 held on the chuck table 36, and thus formed due to insufficient output of the pulse laser beam. The problem that the formed modified layer is insufficient or the sapphire substrate is out of the line to be divided due to excessive output of the pulse laser beam and cracks are generated to damage the optical device is solved.

上述したように、光デバイスウエーハ１０の所定方向に形成された全ての分割予定ライン１３に沿って上記改質層形成工程を実施したならば、光デバイスウエーハ１０を保持したチャックテーブル３６を９０度回動した位置に位置付ける。そして、光デバイスウエーハ１０の上記所定方向と直交する方向に形成された全ての分割予定ライン１３に沿って上記改質層形成工程を実施する。 As described above, when the modified layer forming step is performed along all the planned division lines 13 formed in the predetermined direction of the optical device wafer 10, the chuck table 36 holding the optical device wafer 10 is moved 90 degrees. Position in the rotated position. Then, the modified layer forming step is performed along all the division lines 13 formed in the direction orthogonal to the predetermined direction of the optical device wafer 10.

以上のようにして、改質層形成工程が全ての分割予定ライン１３に沿って実施された光デバイスウエーハ１０は、改質層が形成された分割予定ライン１３に沿って破断するウエーハ分割工程に搬送される。 As described above, the optical device wafer 10 in which the modified layer forming process is performed along all the planned division lines 13 is a wafer dividing process in which the modified layer forming process is broken along the planned divided lines 13 in which the modified layer is formed. Be transported.

１：レーザー加工装置
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３６：チャックテーブル
３７：加工送り手段
３８：第１の割り出し送り手段
４：レーザー光線照射ユニット支持機構
４３：第２の割り出し送り手段
５：レーザー光線照射ユニット
５３：集光点位置調整手段
６：レーザー光線照射手段
６２：パルスレーザー光線発振手段
６３：出力調整手段
６４：方向変換ミラー
６５：集光レンズ
６６：ダイクロイックミラー
６７：カットフィルター
６８：撮像手段
７：制御手段
８：アライメント手段
１０：光デバイスウエーハ
F：環状のフレーム
T：粘着テープ 1: laser processing device 2: stationary base 3: chuck table mechanism 36: chuck table 37: processing feed means 38: first index feed means 4: laser beam irradiation unit support mechanism 43: second index feed means 5: laser beam Irradiation unit 53: Condensing point position adjusting means 6: Laser beam irradiating means 62: Pulse laser beam oscillating means 63: Output adjusting means 64: Direction conversion mirror 65: Condensing lens 66: Dichroic mirror 67: Cut filter 68: Imaging means 7: Control means 8: Alignment means 10: Optical device wafer
F: Ring frame
T: Adhesive tape

Claims

Apply a pulsed laser beam with a wavelength that is transparent to the sapphire substrate, align the condensing point inside, and irradiate along the planned dividing line, and then apply a modified layer inside the sapphire substrate that will be the starting point of the break along the planned dividing line. A method of processing a sapphire substrate to be formed,
A processing condition setting step for setting at least two types of processing conditions corresponding to the characteristics of the sapphire substrate;
A discrimination condition setting step for discriminating a sapphire substrate on which at least two types of processing conditions are set;
Processing for determining a sapphire substrate based on the determination condition set in the determination condition setting step, and determining one processing condition from at least two types of processing conditions set in the processing condition setting step of the determined sapphire substrate A condition determination step;
In accordance with the processing conditions determined in the processing condition determination step, the laser beam condensing point is positioned inside the sapphire substrate and irradiated along the planned dividing line, and becomes the starting point of fracture along the planned dividing line inside the sapphire substrate. and the modified layer forming step of forming a modified layer, only including,
The determination condition setting step irradiates the inside of the sapphire substrate with a laser beam having an output that cannot be processed with respect to the sapphire substrate, and obtains a limit laser beam output that emits the reaction light based on the reaction light emitted at that time. Set the judgment conditions ,
The laser processing method characterized by the above-mentioned.