加工衬底的方法技术

本发明专利技术涉及一种加工衬底的方法。该衬底具有第一表面(2a)以及与该第一表面(2a)相对的第二表面(2b)，在所述第一表面上形成有至少一条分割线(22)。该方法包括：从所述第一表面(2a)的那侧向所述衬底(2)施加脉冲激光束(LB)，至少施加在沿着所述至少一条分割线(22)的多个位置，从而在所述衬底(2)中形成多个孔区域(23)，每个孔区域(23)从所述第一表面(2a)朝所述第二表面(2b)延伸。每个孔区域(23)由改变区域(232)和在该改变区域(232)中向所述第一表面(2a)敞开的空间(231)组成。所述方法还包括沿已形成有所述多个孔区域(23)的所述至少一条分割线(22)去除衬底材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种加工衬底的方法，该衬底具有第一表面以及与该第一表面相对的第二表面，在所述第一表面上形成有至少一条分割线。
技术介绍
在光学器件制作过程中，光学器件层(例如由n型氮化物半导体层和p型氮化物半导体层构成)形成在单晶衬底的正面上，所述单晶衬底诸如为蓝宝石衬底、碳化硅(SiC)衬底或者氮化镓(GaN)衬底。光学器件层是通过交叉的分割线(也被称为“街道”)分隔的以限定不同区域，光学器件(诸如发光二极管(LED)和激光二极管)分别形成在所述不同区域上。通过在单晶衬底的正面上设置光学器件层来形成光学器件晶圆。光学器件晶圆例如沿着分割线被分开(例如切割)以分割成形成有光学器件的不同区域，由此获得作为芯片或晶片的单独光学器件。作为一种沿分割线分割晶圆(诸如光学器件晶圆)的方法，已提出了一种激光加工方法，该方法在脉冲激光束的焦点在待分割的目标区位中位于晶圆内部的条件下沿分割线将脉冲激光束(该脉冲激光束具有允许光束穿过晶圆传输的波长)施加至晶圆。以此方式，沿着每条分割线在晶圆内部连续形成强度减小的改变层。随后，通过使用折断工具沿每条分割线向晶圆施加外力，由此将晶圆分割成单独光学器件。在JP-A-3408805中公开了这种方法。作为另一种沿分割线分割晶圆(诸如光学器件晶圆)的方法，已经提出了在脉冲激光束的焦点在朝向所述晶圆的背面的方向上与所述晶圆的正面间隔开的条件下将脉冲激光束施加至晶圆，从而在单晶衬底中产生多个孔区域。每个孔区域由非晶区域和在该非晶区域中向所述晶圆的正面敞开的空间组成。随后，通过使用折断工具沿每条分割线向所述晶圆施加外力，由此将晶圆分割成单独光学器件。然而，当在上述分割方法中使用折断工具向晶圆施加外力时，可能出现得到的芯片或晶片相对于彼此移位。这种晶片移位不仅使得拾取芯片或晶片的过程更复杂，而且产生损伤芯片或晶片的风险，例如如果它们的侧表面由于移位而相互接触。另外，不可能通过使用折断工具施加外力而将单独芯片或晶片正确地相互分离。首先，芯片或晶片中的两个或多个可能在折断过程之后仍至少部分相互连接，使得必须在晶片分离之后检查晶圆。其次，不可能高精确度地控制分离后的得到的芯片或晶片的外部形状，即所述芯片或晶片的侧表面的形状。上面提到的问题对于难于加工的透明晶体材料是特别明显的，所述材料诸如为硅(Si)，砷化镓(GaAs)，氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、砷化铟(InAs)、磷化铟(InP)、碳化硅(SiC)、氮化硅(SiN)、钽酸锂晶体(LT)、铌酸锂(LN)、蓝宝石(Al2O3)、氮化铝(AlN)或二氧化硅(SiO2)等。因此，仍需要一种加工衬底的方法，该方法允许以精确、可靠和高效的方式加工衬底。
技术实现思路
相应地，本专利技术的一个目的是提供一种加工衬底的方法，该方法允许以精确、可靠和高效的方式加工衬底。该目标通过本专利技术的衬底加工方法实现。本专利技术提供一种加工衬底的方法，该衬底具有第一表面(例如，正面)以及与该第一表面相对的第二表面(例如，背面)，在所述第一表面上形成有至少一条分割线。该方法包括从所述第一表面的那侧向所述衬底施加脉冲激光束，至少施加在沿所述至少一条分割线的多个位置，从而在所述衬底中形成多个孔区域，每个孔区域从所述第一表面朝所述第二表面延伸。每个孔区域由改变区域和在该改变区域中向所述第一表面敞开的空间组成。所述方法进一步包括沿已形成有所述多个孔区域的所述至少一条分割线去除衬底材料。向所述衬底施加脉冲激光束，至少施加在沿所述至少一条分割线(即沿所述至少一条分割线的延伸方向)的多个位置。在本专利技术的方法中，向所述衬底施加脉冲激光束，至少施加在沿所述至少一条分割线的多个位置。因此，在沿所述至少一条分割线的所述多个位置中形成所述孔区域。根据本专利技术的加工方法，从所述第一表面的那侧向所述衬底施加脉冲激光束，至少施加在沿所述至少一条分割线的多个位置，从而沿所述至少一条分割线形成多个孔区域。通过形成这些孔区域，降低了在所述衬底的形成有孔区域的区位处的衬底强度。因此，大大便于沿已形成有所述多个孔区域的所述至少一条分割线去除衬底材料。另外，由于沿已形成有所述多个孔区域的所述至少一条分割线去除衬底材料，所以不必为了分割衬底而通过使用折断工具施加外力。可以通过沿所述至少一条分割线去除衬底材料来分割所述衬底，由此可靠地防止了衬底的得到的分离部件(诸如芯片或晶片)相对于彼此的任何移位并且使得能够以高精确度控制这些部件的外部形状(即，侧表面)。另外，可以可靠且高效地确保这些部件相互完全分离，使得不需要随后的晶圆检查。因此，本专利技术的加工方法允许以精确、可靠和高效的方式加工衬底。多条分割线可以形成在衬底的第一表面上。该方法可以包括从所述第一表面的那侧向所述衬底施加脉冲激光束，至少施加在沿一条或多条(优选所有)分割线的多个位置。在这种情况下，多个孔区域形成在衬底中，至少形成在沿一条或多条(优选所有)分割线的多个位置。随后，可以沿形成有所述多个孔区域的一条或多条(优选所有)分割线去除衬底材料。脉冲激光束可以具有允许激光束穿过所述衬底传输的波长。可以向所述衬底施加所述脉冲激光束，至少施加在沿所述至少一条分割线的多个位置，使得所述位置中的相邻位置不相互重叠。可以向所述衬底施加脉冲激光束，至少施加在沿所述至少一条分割线的多个位置，使得所述位置中的相邻位置之间的距离(即，相邻位置的中心之间的距离)在3μm到50μm的范围内，优选地在5μm到40μm的范围内，并且更优选地在8μm到30μm的范围内。所述多个孔区域可以形成在所述衬底中，使得在所述至少一条分割线的延伸方向上的相邻孔区域的中心之间的距离在3μm到50μm的范围内，优选地在5μm到40μm的范围内，并且更优选地在8μm到30μm的范围内。特别优选地，在所述至少一条分割线的延伸方向上的相邻孔区域的中心之间的距离在8μm到10μm的范围内。所述孔区域可以在所述至少一条分割线的延伸方向上等间距地间隔开。替代地，一些或所有相邻或邻近孔区域可以在所述至少一条分割线的延伸方向上具有相互不同的距离。所述孔区域的直径可以沿从衬底的第一表面朝第二表面的方向基本恒定。所述孔区域的直径可以在1μm到30μm的范围内，优选地在2μm到20μm的范围内，并且更优选地在3μm到10μm的范围内。特别优选地，所述孔区域的直径可以在2μm到3μm的范围内。所述多个孔区域优选地形成在所述衬底中，使得相邻或邻近孔区域的改变区域不彼此重叠。以此方式，可以特别可靠地确保：所述衬底维持足够的强度或坚固性，以允许高效地进一步对所述衬底进行处理和/或加工，尤其是在沿所述至少一条分割线去除衬底材料的步骤中。优选地，在所述至少一条分割线的宽度方向上和/或在所述至少一条分割线的延伸方向上相邻或邻近孔区域的外边缘之间的距离为至少1μm。多个孔区域可以形成在衬底中，使得相邻或邻近孔区域的改变区域至少部分彼此重叠。在一些实施方式中，相邻或邻近孔区域的改变区域沿所述衬底的厚度、仅沿孔区域的一部分延伸部分彼此重叠。例如，相邻或邻近孔区域的改变区域可以沿所述衬底的厚度、仅沿孔区域的更靠近所述衬底的第一表面的一部分延伸部分彼此重叠。相邻或邻近孔区域的改变区域可以被构造为沿所述衬底的厚度、沿孔区域的更靠近所述衬底的第二表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加工衬底(2)的方法，该衬底具有第一表面(2a)以及与该第一表面(2a)相对的第二表面(2b)，在所述第一表面上形成有至少一条分割线(22)，该方法包括：从所述第一表面(2a)的那侧向所述衬底(2)施加脉冲激光束(LB)，至少施加在沿所述至少一条分割线(22)的多个位置，从而在所述衬底(2)中形成多个孔区域(23)，每个孔区域(23)从所述第一表面(2a)朝所述第二表面(2b)延伸，其中，每个孔区域(23)由改变区域(232)和在该改变区域(232)中向所述第一表面(2a)敞开的空间(231)组成；并且沿已形成有所述多个孔区域(23)的所述至少一条分割线(22)去除衬底材料。

【技术特征摘要】
2015.09.10 DE 102015217320.81.一种加工衬底(2)的方法，该衬底具有第一表面(2a)以及与该第一表面(2a)相对的第二表面(2b)，在所述第一表面上形成有至少一条分割线(22)，该方法包括：从所述第一表面(2a)的那侧向所述衬底(2)施加脉冲激光束(LB)，至少施加在沿所述至少一条分割线(22)的多个位置，从而在所述衬底(2)中形成多个孔区域(23)，每个孔区域(23)从所述第一表面(2a)朝所述第二表面(2b)延伸，其中，每个孔区域(23)由改变区域(232)和在该改变区域(232)中向所述第一表面(2a)敞开的空间(231)组成；并且沿已形成有所述多个孔区域(23)的所述至少一条分割线(22)去除衬底材料。2.根据权利要求1所述的方法，其中，以如下条件向所述衬底(2)施加所述脉冲激光束(LB)：所述脉冲激光束(LB)的焦点(P)位于所述第一表面(2a)上或者在从所述第一表面(2a)朝所述第二表面(2b)的方向上与所述第一表面(2a)间隔开。3.根据权利要求1所述的方法，其中，以如下条件向所述衬底(2)施加所述脉冲激光束(LB)：所述脉冲激光束(LB)的焦点(P)位于所述第一表面(2a)上或者在与从所述第一表面(2a)朝所述第二表面(2b)的方向相反的方向上与所述第一表面(2a)间隔开。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述衬底(2)为单晶衬底、玻璃衬底、化合物衬底或多晶衬底。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述改变区域(232)是非晶区域或者是形成有裂纹的区域。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过沿已形成有所述多个孔区域(23)的所述至少一条分割线(22)切割所述衬底(2)来去除所述衬底材料。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，沿已形成有所述多个孔区域(23)的所述至少一条分割线(22)机械地去除所述衬底材料，特别地通过沿已形成有所述多个孔区域(23)的所述至少一条分割线(22)机械地切割所述衬底(2)来机械地去除所述衬底材料。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，该方法还包括磨削所述衬底(2)的所述第二表面(2b)以调节衬底厚度。9.根据权利要求8所述的方法，其中，在沿已形成有所述多个孔区域(23)的所述至少一条分割线(22)去除所述衬底材料之后，执行对所述衬底(2)的所述第二表面(2b)...

【专利技术属性】
技术研发人员：森数洋司，卡尔·海因茨·普利瓦西尔，服部奈绪，
申请(专利权)人：株式会社迪思科，
类型：发明
国别省市：日本;JP