[發明專利]激光加工方法和脆性材料基板

無效

• 申請號: 201110074166.4
• 申請日: 2011-03-25
• 公開（公告）號: CN102248283A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 畑強之;清水政二
• 申請（專利權）人: 三星鉆石工業股份有限公司
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/04;H01L21/78
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 丁香蘭;張志楠

技術領域

本發明涉及激光加工方法，特別是涉及照射脈沖激光光線將脆性材料基板截斷的激光加工方法。并且，本發明涉及通過激光加工得到的脆性材料基板。

背景技術

發光二極管等發光元件是通過在藍寶石基板上層積氮化物半導體而形成的。在由這樣的藍寶石基板等構成的半導體晶片上，通過截斷預定線進行劃分，形成多個發光二極管等發光元件。然后，在沿截斷預定線將這樣的半導體晶片截斷時，使用激光加工。

在專利文獻1中公開了一種截斷藍寶石基板等脆性材料基板的激光加工方法。該專利文獻1所公開的方法中，在藍寶石基板的與截斷預定線對應的區域照射激光光線，進行加熱熔融，由此形成截斷槽，分割為一個個發光元件。

并且，在專利文獻2中公開了其他激光加工方法。該專利文獻2所公開的方法中，使激光光線的聚光點會聚在基板的內部，將聚光點沿截斷預定線進行掃描，在基板的內部形成因多光子吸收所產生的改性(改質)區域，從而截斷基板。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開昭58-44738號公報

專利文獻2：日本特開2002-192371號公報

發明內容

專利文獻1給出的激光加工方法中，在基板表面形成截斷槽。因此，形成截斷槽后抗彎強度降低，具有后續工序中用于截斷的力較小的優點。但是，因為基板表面被加熱熔融，所以有時熔融的飛散物附著在元件區域，易產生次品。

另外，專利文獻2所公開的激光加工方法中，由于在基板內部形成了改性區域，所以不存在飛散物附著于元件區域的問題。但是，此時，由于在基板表面沒有形成截斷槽，所以在后續的截斷工序中需要較大的力。

因此，也進行了改進，改變基板內部中聚光點的深度位置，在與預先形成的改性區域的層不同的深度位置形成其他改性層。但是，此時，需要多次掃描，生產節拍(タクトタイム)變長。并且，為了使截斷力小，需要在接近基板表面形成改性層，但難以在不產生飛散物的情況下在接近基板表面形成改性層。

本發明的課題在于，在截斷藍寶石基板等脆性材料基板時，沒有飛散物，且即使是較厚的基板，也能夠減少掃描次數而容易地截斷。

方案1的激光加工方法是照射脈沖激光光線將脆性材料基板截斷的方法，包括第1工序和第2工序。第1工序中，以聚光點位于脆性材料基板的內部的方式照射規定重復頻率的脈沖激光，在脆性材料基板的內部形成改性層。第2工序中，將脈沖激光沿截斷預定線進行掃描。于是，相對于脆性材料基板的厚度t，使龜裂以厚度t的15％以上55％以下的長度從改性層向基板的表面發展。

此處，脆性材料基板的表面沒有發生熔融。并且，在基板內部形成改性層，而且從該改性層向基板表面形成規定長度的龜裂。因此，在作為后續工序的截斷工序中，能夠用較小的力截斷。

方案2的激光加工方法如方案1的激光加工方法所述，其中，龜裂發展幅度為50μm以上且不達到基板表面。

在此，由于龜裂發展幅度不到達基板表面，所以能夠確實地不產生飛散物。

方案3的激光加工方法如方案1或2的激光加工方法所述，其中，第2工序中的激光的掃描速度為25mm/s以下且500mm/s以上。

通過以這樣的掃描速度掃描激光(レ一ザ光)，激光在適當的范圍重疊，能夠使龜裂發展適當長度。

方案4的激光加工方法如方案1～3的任一項的激光加工方法所述，其中，第1工序中的激光的輸出功率為4.2W以上。

方案5的激光加工方法如方案1～4的任一項的激光加工方法所述，其中，在第2工序后，進一步包括在截斷預定線的兩側施加力以將脆性材料基板截斷的第3工序。

在此，能夠以較小的力截斷基板。

方案6的激光加工方法如方案5的激光加工方法所述，其中，截斷負荷(加重)為60N以下。

方案7的脆性材料基板是照射脈沖激光光線進行激光加工而得到的，該脆性材料基板具有改性層和龜裂發展層。改性層是通過照射規定重復頻率的脈沖激光而在內部形成的層。龜裂發展層是通過沿截斷預定線掃描脈沖激光而形成的，并且是形成有從改性層向表面延伸的龜裂的層。而且，龜裂發展層的基板厚度方向的幅度(幅)為脆性材料基板的厚度t的15％以上55％以下。

方案8的脆性材料基板如方案7的脆性材料基板所述，其中，龜裂發展層的幅度(幅)為50μm以上且達不到基板表面。

方案9的脆性材料基板如方案7或8的脆性材料基板所述，其中，脆性材料為藍寶石。