激光加工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及激光加工方法。在31ns～54ns的脈沖寬度且7.5μm～10μm的脈沖間距下照射作為脈沖激光的激光（L），從而沿著切斷預(yù)定線（5）在GaAs基板（12）上形成作為切斷的起點(diǎn)的改質(zhì)區(qū)域（7）。由此，沿著切斷預(yù)定線（5）形成于GaAs基板（12）上的改質(zhì)區(qū)域（7），易于在加工對(duì)象物（1）的厚度方向上產(chǎn)生龜裂。因此，對(duì)于具備GaAs基板（12）的板狀的加工對(duì)象物（1），能夠形成作為切斷的起點(diǎn)的功能極佳的改質(zhì)區(qū)域（7）。
【專利說明】激光加工方法
[0001 ] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2008年10月27日、申請(qǐng)?zhí)枮?00880103871.9、發(fā)明名稱為激
光加工方法的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及用于沿著切斷預(yù)定線將具備GaAs基板的板狀的加工對(duì)象物切斷的激光加工方法。
【背景技術(shù)】
[0003]作為現(xiàn)有的上述【技術(shù)領(lǐng)域】的激光加工方法，已知有使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)具備Si基板的板狀的加工對(duì)象物的內(nèi)部并照射激光，沿著加工對(duì)象物的切斷預(yù)定線，在Si基板上形成作為切斷的起點(diǎn)的改質(zhì)區(qū)域(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-343008號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明所要解決的問題
[0006]然而，針對(duì)具備GaAs基板的板狀的加工對(duì)象物，期待可使切斷的可靠性進(jìn)一步提高的改質(zhì)區(qū)域的形成技術(shù)。
[0007]因此，本發(fā)明有鑒于上述的問題，其目的在于，提供一種對(duì)于具備GaAs基板的板狀的加工對(duì)象物、能夠形成作為切斷的起點(diǎn)的功能極佳的改質(zhì)區(qū)域的激光加工方法。
[0008]解決問題的方法
[0009]本
【發(fā)明者】為了達(dá)成上述目的而進(jìn)行了深入探討，結(jié)果發(fā)現(xiàn):對(duì)于具備GaAs基板的板狀的加工對(duì)象物，為了形成作為切斷的起點(diǎn)的功能極佳的改質(zhì)區(qū)域，照射于加工對(duì)象物的脈沖激光的脈沖寬度是相當(dāng)重要的因素。即從通過在31ns?54ns的脈沖寬度下照射脈沖激光而在GaAs基板上形成的改質(zhì)區(qū)域，易于在加工對(duì)象物的厚度方向上產(chǎn)生龜裂。另一方面，從通過在比31ns短的脈沖寬度或者比54ns長的脈沖寬度下照射脈沖激光而在GaAs基板上形成的改質(zhì)區(qū)域，難以在加工對(duì)象物的厚度方向上產(chǎn)生龜裂。本
【發(fā)明者】基于該認(rèn)知而進(jìn)一步進(jìn)行了探討，直至完成本發(fā)明。
[0010]即本發(fā)明所涉及的激光加工方法，其特征在于，是使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)具備GaAs基板的板狀的加工對(duì)象物的內(nèi)部并照射激光，從而沿著加工對(duì)象物的切斷預(yù)定線，在GaAs基板上形成將成為切斷的起點(diǎn)的改質(zhì)區(qū)域的激光加工方法，激光為脈沖激光，且激光的脈沖寬度為 31ns ?54ns。
[0011]在該激光加工方法中,通過在31ns?54ns的脈沖寬度下照射激光,從而沿著切斷預(yù)定線在GaAs基板上形成作為切斷的起點(diǎn)的改質(zhì)區(qū)域。由此，沿著切斷預(yù)定線而在GaAs基板上形成的改質(zhì)區(qū)域，易于在加工對(duì)象物的厚度方向上產(chǎn)生龜裂。因此，根據(jù)該激光加工方法，對(duì)于具備GaAs基板的板狀的加工對(duì)象物，能夠形成作為切斷的起點(diǎn)的功能極佳的改質(zhì)區(qū)域。[0012]在本發(fā)明所涉及的激光加工方法中，優(yōu)選，激光的脈沖間距(pitch)為7.5μπι?10 μ m。在該情況下，對(duì)于具備GaAs基板的板狀的加工對(duì)象物，能夠形成作為切斷的起點(diǎn)的功能進(jìn)一步更佳的改質(zhì)區(qū)域。在此，激光的脈沖間距是指:將“激光的聚光點(diǎn)相對(duì)于加工對(duì)象物的掃描速度(移動(dòng)速度)”除以“脈沖激光的重復(fù)頻率”的數(shù)值。
[0013]在本發(fā)明所涉及的激光加工方法中，優(yōu)選，在形成改質(zhì)區(qū)域后，以改質(zhì)區(qū)域?yàn)槠瘘c(diǎn)，沿著切斷預(yù)定線將加工對(duì)象物切斷。在該情況下，能夠沿著切斷預(yù)定線高精度地切斷加工對(duì)象物。
[0014]在本發(fā)明所涉及的激光加工方法中，改質(zhì)區(qū)域可以包含熔融處理區(qū)域。
[0015]發(fā)明的效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于具備GaAs基板的板狀的加工對(duì)象物，能夠形成作為切斷的起點(diǎn)的功能極佳的改質(zhì)區(qū)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是用來形成改質(zhì)區(qū)域的激光加工裝置的大致構(gòu)成圖。
[0018]圖2是作為改質(zhì)區(qū)域的形成對(duì)象的加工對(duì)象物的平面圖。
[0019]圖3是沿著圖2的加工對(duì)象物的II1-1II線的截面圖。
[0020]圖4是激光加工后的加工對(duì)象物的平面圖。
[0021]圖5是沿著圖4的加工對(duì)象物的V-V線的截面圖。
[0022]圖6是沿著圖4的加工對(duì)象物的V1-VI線的截面圖。
[0023]圖7是表示激光加工后的硅片的切斷面的照片的圖。
[0024]圖8是表示激光的波長和硅基板的內(nèi)部的透過率之間的關(guān)系的圖。
[0025]圖9是表示激光的峰值功率密度和裂紋點(diǎn)的大小之間的關(guān)系的圖。
[0026]圖10是表示適用于本實(shí)施方式所涉及的激光加工方法的加工對(duì)象物的平面圖。
[0027]圖11是沿著圖10的加工對(duì)象物的切斷預(yù)定線的部分截面圖。
[0028]圖12是用來說明本實(shí)施方式所涉及的激光加工方法的加工對(duì)象物的部分截面圖。
[0029]圖13是用來說明本實(shí)施方式所涉及的激光加工方法的加工對(duì)象物的部分截面圖。
[0030]圖14是表示實(shí)施實(shí)施例以及比較例所涉及的激光加工方法時(shí)的脈沖寬度和分割率的關(guān)系的圖。
[0031]圖15是表示實(shí)施實(shí)施例以及比較例所涉及的激光加工方法時(shí)的脈沖間距和分割率的關(guān)系的圖。
[0032]圖16是表示表I的條件7的情況下的分割后的加工對(duì)象物的表面的照片以及切斷面的照片的圖。
[0033]圖17是表示表I的條件8的情況下的分割后的加工對(duì)象物的表面的照片以及切斷面的照片的圖。
[0034]圖18是表示表I的條件9的情況下的分割后的加工對(duì)象物的表面的照片以及切斷面的照片的圖。
[0035]圖19是表示表I的條件10的情況下的分割后的加工對(duì)象物的表面的照片以及切斷面的照片的圖。
[0036]圖20是表示表1的條件11的情況下的分割后的加工對(duì)象物的表面的照片以及切斷面的照片的圖。
[0037]符號(hào)的說明
[0038]I…加工對(duì)象物
[0039]5…切斷預(yù)定線
[0040]7…改質(zhì)區(qū)域
[0041]12 …GaAs 基板
[0042]13…熔融處理區(qū)域
[0043]L…激光
[0044]P…聚光點(diǎn)
【具體實(shí)施方式】
[0045]以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。在此，在各圖中，對(duì)相同或相當(dāng)?shù)牟糠仲x予相同 的符號(hào)，省略重復(fù)的說明。
[0046]在本實(shí)施方式所涉及的激光加工方法中，使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)板狀的加工對(duì)象物并照射激光，從而沿著切斷預(yù)定線，在加工對(duì)象物形成改質(zhì)區(qū)域。
[0047]因此，首先，參照?qǐng)D1~圖9，對(duì)本實(shí)施方式所涉及的激光加工方法的改質(zhì)區(qū)域的形成進(jìn)行說明。
[0048]如圖1所示，激光加工裝置100具備:使激光(加工用激光)L脈沖振蕩的激光光源101、配置成使激光L的光軸的方向改變90°的分色鏡(dichroic mirror ) 103、用來使激光L聚光的聚光用透鏡105。另外，激光加工裝置100具備:用來支承被由聚光用透鏡105聚光了的激光L照射的加工對(duì)象物I的支承臺(tái)107、用來使支承臺(tái)107沿著X、Y、Z軸方向移動(dòng)的可動(dòng)臺(tái)111、為了調(diào)節(jié)激光L的輸出和脈沖寬度等而控制激光光源101的激光光源控制部102、用來控制可動(dòng)臺(tái)111的移動(dòng)的可動(dòng)臺(tái)控制部115。
[0049]在該激光加工裝置100中，從激光光源101射出的激光L通過分色鏡103而使其光軸的方向改變90°，并通過聚光透鏡105而被聚光于被載置在支承臺(tái)107上的加工對(duì)象物I的內(nèi)部。與此同時(shí)，使可動(dòng)臺(tái)111移動(dòng)，加工對(duì)象物I相對(duì)于激光L而沿著切斷預(yù)定線5相對(duì)移動(dòng)。由此，沿著切斷預(yù)定線5在加工對(duì)象物I中形成作為切斷的起點(diǎn)的改質(zhì)區(qū)域。以下，對(duì)該改質(zhì)區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0050]如圖2所示，在板狀的加工對(duì)象物I中設(shè)置有用于切斷加工對(duì)象物I的切斷預(yù)定線5。切斷預(yù)定線5是延伸為直線狀的假想線。在加工對(duì)象物I的內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域的情況下，如圖3所示，在使聚光點(diǎn)P對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物I的內(nèi)部的狀態(tài)下，使激光L沿著切斷預(yù)定線5 (即沿著圖2的箭頭A方向)相對(duì)地移動(dòng)。由此，如圖4~圖6所示，改質(zhì)區(qū)域7沿著切斷預(yù)定線5而被形成于加工對(duì)象物I的內(nèi)部，沿著切斷預(yù)定線5形成的改質(zhì)區(qū)域7作為切斷起點(diǎn)區(qū)域8。
[0051 ] 在此，所謂聚光點(diǎn)P是指激光L聚光的地方。另外，切斷預(yù)定線5不限于直線狀，可以是曲線狀，并且不限于假想線，可以是在加工對(duì)象物I的表面3上實(shí)際引出的線。另外，改質(zhì)區(qū)域7可以被連續(xù)地形成，也可以被間斷地形成。另外，改質(zhì)區(qū)域7可以至少被形成于加工對(duì)象物I的內(nèi)部。另外，存在以改質(zhì)區(qū)域7為起點(diǎn)而形成有龜裂的情況，龜裂以及改質(zhì)區(qū)域7可以露出于加工對(duì)象物I的外表面(表面、背面、或者是外周面)。
[0052]在此，激光L在透過加工對(duì)象物I的同時(shí)，在加工對(duì)象物I的內(nèi)部的聚光點(diǎn)附近被特別吸收，由此，在加工對(duì)象物I中形成改質(zhì)區(qū)域7 (即內(nèi)部吸收型激光加工)。因而，由于在加工對(duì)象物I的表面3激光L幾乎不被吸收，因此加工對(duì)象物I的表面3不會(huì)熔融。一般而言，在通過從表面3被熔融而被除去從而形成有孔或槽等的除去部(表面吸收型激光加工)的情況下，加工區(qū)域從表面3側(cè)逐漸地向背面?zhèn)冗M(jìn)展。
[0053]然而，通過本實(shí)施方式所涉及的激光加工方法形成的改質(zhì)區(qū)域是指作為密度、折射率、機(jī)械強(qiáng)度或者其它的物理特性與周圍不同的狀態(tài)的區(qū)域。例如存在(I)熔融處理區(qū)域、(2)裂紋區(qū)域、絕緣破壞區(qū)域、(3)折射率變化區(qū)域等，也存在混合存在有這些區(qū)域的區(qū)域。
[0054]本實(shí)施方式所涉及的激光加工方法的改質(zhì)區(qū)域是通過激光的局部吸收或者多光子吸收等現(xiàn)象而被形成的。所謂多光子吸收是指下述現(xiàn)象:如果光子的能量h V比材料的吸收的能帶隙(bandgap)Ee小則成為光學(xué)透明，因此在材料中產(chǎn)生吸收的條件為h v >Ee，但是即使是光學(xué)透明的，如果使激光L的強(qiáng)度足夠大，則在nh V >Ee的條件(η = 2、3、4、…)下在材料中產(chǎn)生吸收。通過多光子吸收而形成熔融處理區(qū)域例如被記載于熔接學(xué)會(huì)全國大會(huì)演講概要第66集(2000年4月)的第72~73頁的“由皮秒脈沖激光而得到的硅的加工特性評(píng)價(jià)”中。
[0055]另外，也可以利用如“D.Du, X.Liu, G.Korn, J.Squier, and G.Mourou, ‘LaserInduced Breakdown by Impact 1nization in SiO2With Pulse Widths from7nstol50fs’，Appl Phys Lett64 (23)，Jun.6，1994”中所記載的那樣通過使用脈沖寬度為從幾皮秒到飛秒(femto second)的超短脈沖激光從而形成的改質(zhì)區(qū)域。
[0056](I)改質(zhì)區(qū)域包含熔融處理區(qū)域的情況
[0057]使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物(例如硅那樣的半導(dǎo)體材料)的內(nèi)部，并在聚光點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為IXio8 (W/cm2)以上且脈沖寬度為Iys以下的條件下照射激光L。由此，在聚光點(diǎn)附近激光L被吸收從而加工對(duì)象物的內(nèi)部被局部地加熱，通過該加熱而在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成熔融處理區(qū)域。
[0058]所謂熔融處理區(qū)域是一旦熔融后再固化的區(qū)域、或是熔融狀態(tài)中的區(qū)域、或是從熔融狀態(tài)再固化的狀態(tài)的區(qū)域，也能夠指相變化區(qū)域或是結(jié)晶構(gòu)造變化的區(qū)域。另外，所謂熔融處理區(qū)域也能夠指在單結(jié)晶構(gòu)造、非晶質(zhì)構(gòu)造、多結(jié)晶構(gòu)造中、某一構(gòu)造變化成另一構(gòu)造的區(qū)域。即例如指從單結(jié)晶構(gòu)造變化成非晶質(zhì)構(gòu)造的區(qū)域、從單結(jié)晶構(gòu)造變化成多結(jié)晶構(gòu)造的區(qū)域、從單結(jié)晶構(gòu)造變化成包含肖_晶質(zhì)構(gòu)造及多結(jié)晶構(gòu)造的構(gòu)造的區(qū)域。在加工對(duì)象物為單晶硅構(gòu)造的情況下，熔融處理區(qū)域是例如非晶硅構(gòu)造。
[0059]圖7為表示激光所照射的硅片(半導(dǎo)體基板)的一部分中的截面的照片的圖。如圖7所示，在半導(dǎo)體基板11的內(nèi)部形成有熔融處理區(qū)域13。
[0060] 對(duì)于在相對(duì)入射的激光的波長具有透過性的材料的內(nèi)部形成熔融處理區(qū)域13的情況進(jìn)行說明。圖8為表示激光的波長與硅基板的內(nèi)部的透過率之間的關(guān)系的曲線圖。在此，去除了硅基板的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊母髯缘姆瓷涑煞?，僅表示內(nèi)部的透過率。對(duì)于硅基板的厚度t分別為50 μ m、100 μ m、200 μ m、500 μ m、1000 μ m表不上述關(guān)系。[0061]例如，在作為Nd:YAG激光的波長的1064nm中，硅基板的厚度為500μπι以下的情況下，已知在硅基板的內(nèi)部80%以上的激光L透過。圖7所示的半導(dǎo)體基板11的厚度為350 μ m,因此熔融處理區(qū)域13形成在半導(dǎo)體基板11的中心附近，即距離表面175 μ m的部分。該情況下的透過率，參考厚度200 μ m的硅片，則為90%以上，因此激光L只有一些會(huì)在半導(dǎo)體基板11的內(nèi)部被吸收，絕大部分會(huì)透過。但是，通過在IXlO8 (W/cm2)以上且脈沖寬度為1μ s以下的條件下使激光L聚光在硅片內(nèi)部，從而激光在聚光點(diǎn)及其附近被局部吸收，在半導(dǎo)體基板11的內(nèi)部形成熔融處理區(qū)域13。
[0062]在此，在硅片中有時(shí)會(huì)以熔融處理區(qū)域?yàn)槠瘘c(diǎn)產(chǎn)生龜裂。另外，有時(shí)會(huì)使龜裂包含在熔融處理區(qū)域中而形成龜裂，在該情況下，該龜裂有時(shí)是遍及熔融處理區(qū)域中的整個(gè)面而形成，有時(shí)是僅在一部分或多個(gè)部分上形成。再者，該龜裂有時(shí)會(huì)自然成長，有時(shí)也會(huì)因?yàn)閷?duì)硅片施加力而成長。龜裂從熔融處理區(qū)域自然成長的情況存在:從熔融處理區(qū)域熔融的狀態(tài)成長的情況、以及在從熔融處理區(qū)域熔融的狀態(tài)再固化時(shí)成長的情況中的任意一個(gè)。在此，無論何種情況，熔融處理區(qū)域形成在硅片的內(nèi)部，在切斷面上，如圖7所示，在內(nèi)部形成有熔融處理區(qū)域。
[0063](2)改質(zhì)區(qū)域包含裂紋區(qū)域的情況
[0064]向加工對(duì)象物(例如玻璃或是由LiTaO3構(gòu)成的壓電材料)的內(nèi)部對(duì)準(zhǔn)聚光點(diǎn)，并在聚光點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為I X IO8 (W/cm2)以上且脈沖寬度為1μ s以下的條件下照射激光L。該脈沖寬度的大小是激光L被吸收而在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成裂紋區(qū)域的條件。由此，在加工對(duì)象物的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生所謂光學(xué)損傷的現(xiàn)象。由于該光學(xué)損傷會(huì)在加工對(duì)象物的內(nèi)部引起熱應(yīng)變，因此在加工對(duì)象物的內(nèi)部會(huì)形成包含一個(gè)或多個(gè)裂紋的裂紋區(qū)域。裂紋區(qū)域也可稱為絕緣破壞區(qū)域。
[0065]圖9是表示電場(chǎng)強(qiáng)度與裂紋的大小之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。橫軸為峰值功率密度，由于激光L為脈沖激光，因此電場(chǎng)強(qiáng)度以峰值功率密度來表不。縱軸表不由于I脈沖的激光L而形成在加工對(duì)象物的內(nèi)部的裂紋部分(裂紋點(diǎn))的大小。裂紋點(diǎn)就是集中裂紋區(qū)域。裂紋點(diǎn)的大小是裂紋點(diǎn)的形狀中長度最長的部分的大小。圖表中以黑色圓點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)是聚光用透鏡(C)的倍率為100倍、數(shù)值孔徑(NA)為0.80的情況。另一方面，圖表中以白色圓點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)是聚光用透鏡(C)的倍率為50倍、數(shù)值孔徑(NA)為0.55的情況。已知峰值功率密度從IO11 (W/cm2)左右就會(huì)開始在加工對(duì)象物的內(nèi)部產(chǎn)生裂紋點(diǎn)，并且隨著峰值功率密度越大，裂紋點(diǎn)也就越大。
[0066](3)改質(zhì)區(qū)域包含折射率變化區(qū)域的情況
[0067]向加工對(duì)象物(例如玻璃)的內(nèi)部對(duì)準(zhǔn)聚光點(diǎn)，并且在聚光點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為IXlO8(W/cm2)以上且脈沖寬度為Ins以下的條件下照射激光L。這樣，在脈沖寬度極短的狀態(tài)下，如果激光L在加工對(duì)象物的內(nèi)部被吸收，則該能量不會(huì)轉(zhuǎn)化成熱能，而是會(huì)在加工對(duì)象物的內(nèi)部引起離子價(jià)數(shù)變化、結(jié)晶化或極化配向等的永遠(yuǎn)的構(gòu)造變化，并形成折射率變化區(qū)域。
[0068]在此，所謂改質(zhì)區(qū)域是包含熔融處理區(qū)域、絕緣破壞區(qū)域、折射率變化區(qū)域等或是混合存在有這些區(qū)域的區(qū)域，是在該材料中改質(zhì)區(qū)域的密度相比于非改質(zhì)區(qū)域的密度發(fā)生變化的區(qū)域，或是形成有晶格缺陷的區(qū)域。也能夠?qū)⑦@些統(tǒng)稱為高密度轉(zhuǎn)移區(qū)域。
[0069]另外，熔融處理區(qū)域或折射率變化區(qū)域、改質(zhì)區(qū)域的密度相比于非改質(zhì)區(qū)域的密度發(fā)生變化的區(qū)域、形成有晶格缺陷的區(qū)域，進(jìn)而可能會(huì)在這些區(qū)域的內(nèi)部或在改質(zhì)區(qū)域與非改質(zhì)區(qū)域的界面包含(內(nèi)包)龜裂(割裂、微裂紋)。所內(nèi)包的龜裂可能會(huì)遍及改質(zhì)區(qū)域的整個(gè)面或是僅在一部分或多個(gè)部分形成。
[0070]此外，如果考慮加工對(duì)象物的結(jié)晶構(gòu)造及其劈開性等，并且如以下所述形成改質(zhì)區(qū)域，則可以高精度地將加工對(duì)象物切斷。
[0071]即在由硅等的鉆石構(gòu)造的單結(jié)晶半導(dǎo)體構(gòu)成的基板的情況下，優(yōu)選，在沿著(111)面(第I劈開面)或(110)面(第2劈開面)的方向上形成改質(zhì)區(qū)域。另外，由GaAs等的閃鋅礦型結(jié)構(gòu)的II1-V族化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的基板的情況下，優(yōu)選，在沿著(110)面的方向上形成改質(zhì)區(qū)域。再者，在具有藍(lán)寶石(Al2O3)等的六方晶系的結(jié)晶構(gòu)造的基板的情況下，優(yōu)選，以(0001)面(C面)為主面，在沿著(1120)面(A面)或(1100)面(M面)的方向上形成改質(zhì)區(qū)域。
[0072]另外，如果沿著為了形成上述改質(zhì)區(qū)域的方向(例如沿著單晶硅基板中的(111)面的方向)或是沿著與為了形成改質(zhì)區(qū)域的方向垂直的方向在基板上形成定向平面(Orientation Flat),則通過以該定向平面為基準(zhǔn),可以容易且正確地在基板上形成改質(zhì)區(qū)域。
[0073]接著對(duì)本實(shí)施方式所涉及的激光加工方法進(jìn)行說明。
[0074]圖10是表示適用于本實(shí)施方式所涉及的激光加工方法的加工對(duì)象物的平面圖，圖11是沿著圖10的加工對(duì)象物的切斷預(yù)定線的部分截面圖。如圖10、11所示，板狀的加工對(duì)象物I具備=GaAs基板12、含有多個(gè)功能元件15且形成于GaAs基板12的主面的功能元件層16。GaAs基板12采用閃鋅礦型結(jié)構(gòu)，以(100)面為主面，與定向平面6平行的面為(011)面或者(0-1-1)面，與定向平面6垂直的面為(0-11)面或者(01-1)面。功能元件15，例如是通過結(jié)晶成長而形成的半導(dǎo)體動(dòng)作層、光電二極管等的受光元件、激光二極管等的發(fā)光元件、或者是作為電路而形成的電路元件等，在與GaAs基板12的定向平面6平行的方向以及垂直的方向上以矩陣狀而形成為多個(gè)。
[0075]對(duì)于如以上所述構(gòu)成的加工對(duì)象物1，適用本實(shí)施方式所涉及的激光加工方法。
[0076]首先，如圖12 Ca)所示，在加工對(duì)象物I的背面21貼合擴(kuò)展膠帶23。接著，使功能元件層16為上側(cè)，將加工對(duì)象物I固定于激光加工裝置的支承臺(tái)(圖中沒有表示)上。然后，如圖10所示，沿著與定向平面6垂直的方向以及平行的方向，將通過相鄰的功能元件15,15間的切斷預(yù)定線5設(shè)定成格子狀。
[0077]接著，如圖12 (b)所示，以加工對(duì)象物I的表面3為激光入射面,使聚光點(diǎn)P對(duì)準(zhǔn)GaAs基板12的內(nèi)部并照射激光L，并移動(dòng)支承臺(tái)，從而沿著在與定向平面6垂直的方向以及平行的方向上設(shè)定成格子狀的各切斷預(yù)定線5使聚光點(diǎn)P相對(duì)移動(dòng)。在此，激光L為脈沖激光，在31ns?54ns的脈沖寬度且7.5 μ m?10 μ m的脈沖間距下進(jìn)行照射。
[0078]使沿著該各切斷預(yù)定線5的聚光點(diǎn)P的相對(duì)移動(dòng)相對(duì)于I根切斷預(yù)定線5進(jìn)行多次(例如2次)，但是，通過在每次改變聚光點(diǎn)P對(duì)準(zhǔn)的位置離開表面3的距離，從而相對(duì)于I根切斷預(yù)定線5，從背面21側(cè)開始依次在GaAs基板12內(nèi)部逐列形成多列改質(zhì)區(qū)域7。在此，相對(duì)于I根的切斷預(yù)定線5而形成于GaAs基板12內(nèi)部的改質(zhì)區(qū)域7的列數(shù)，根據(jù)GaAs基板12的厚度等而進(jìn)行改變，并不限于多列，也包含I列的情況。
[0079]接著，如圖13 Ca)所示，使擴(kuò)展膠帶23擴(kuò)展。隨著擴(kuò)展膠帶的擴(kuò)展，加工對(duì)象物I也會(huì)被拉伸，從而以改質(zhì)區(qū)域7為起點(diǎn)將加工對(duì)象物I切斷成芯片狀，得到多個(gè)具有I個(gè)功能元件15的半導(dǎo)體芯片25。此時(shí)，由于擴(kuò)展膠帶23處于擴(kuò)展的狀態(tài)，如圖13 (b)所示，各半導(dǎo)體芯片25會(huì)互相分離。
[0080]如以上所說明的那樣，在本實(shí)施方式所涉及的激光加工方法中，在31ns~54ns的脈沖寬度且7.5 μ m~10 μ m的脈沖間距下，照射作為脈沖激光的激光L，從而沿著切斷預(yù)定線5在GaAs基板12上形成作為切斷的起點(diǎn)的改質(zhì)區(qū)域7。由此，沿著切斷預(yù)定線5形成于GaAs基板12上的改質(zhì)區(qū)域7，易于在加工對(duì)象物I的厚度方向上產(chǎn)生龜裂。因此，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的激光加工方法，對(duì)于具備GaAs基板12的板狀的加工對(duì)象物1，能夠形成作為切斷的起點(diǎn)的功能極佳的改質(zhì)區(qū)域7。
[0081]另外，在本實(shí)施方式所涉及的激光加工方法中，在形成作為切斷的起點(diǎn)的功能極佳的改質(zhì)區(qū)域7后，以該改質(zhì)區(qū)域7為起點(diǎn)，沿著切斷預(yù)定線5將加工對(duì)象物I切斷，因此能夠使該切斷精度極高。
[0082]在此，在本實(shí)施方式所涉及的激光加工方法中所形成的改質(zhì)區(qū)域7，包含熔融處理區(qū)域。另外，以改質(zhì)區(qū)域的形成為起點(diǎn)并有助于切斷的龜裂，高精度地形成于與激光入射相反的一側(cè)的表面。
[0083]接著，對(duì)實(shí)施例以及比較例所涉及的激光加工方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行說明。
[0084]表1表示激光的照射條件以及各照射條件下的分割率。表1中，“脈沖寬度”是脈沖激光的脈沖寬度?！懊}沖間距”表示脈沖激光的聚光點(diǎn)的形成間隔?！胺指盥省笔?以外徑為2英寸、厚度為100 μ m的GaAs基板的1/4部分為加工對(duì)象物1，在表1所示的照射條件以及后述的加工條件下照射脈沖激光從而分割成外形為1_X1_的芯片時(shí)，實(shí)際得到的外形為1mmX Imm的芯片的比例。
[0085][表 I]
[0086]
【權(quán)利要求】
1.一種激光加工方法,其特征在于， 是使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)具備GaAs基板的板狀的加工對(duì)象物的內(nèi)部而照射激光，從而沿著所述加工對(duì)象物的切斷預(yù)定線，在所述GaAs基板形成成為切斷的起點(diǎn)的改質(zhì)區(qū)域的激光加工方法， 所述激光為脈沖激光，并且所述激光的脈沖寬度為31ns?48ns，所述激光的脈沖間距為 10 μ m ?12.5 μ m。
2.如權(quán)利要求1所述的激光加工方法，其特征在于， 在形成所述改質(zhì)區(qū)域后，以所述改質(zhì)區(qū)域?yàn)槠瘘c(diǎn)，沿著所述切斷預(yù)定線切斷所述加工對(duì)象物。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的激光加工方法，其特征在于， 所述改質(zhì)區(qū)域包含熔融處理區(qū)域。
【文檔編號(hào)】B23K26/38GK103934578SQ201410109769
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2008年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2007年10月30日
【發(fā)明者】熊谷正芳 申請(qǐng)人:浜松光子學(xué)株式會(huì)社