[发明专利]激光加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及对硅(Si)基板、蓝宝石基板、碳化硅(SiC)基板、氮化镓(GaN)基板等单晶基板实施激光加工的激光加工方法。

背景技术

如本领域技术人员所周知，在半导体器件制造过程中，形成这样的半导体晶片：在硅(Si)基板的表面利用层叠绝缘膜和功能膜而成的功能层，将多个IC(集成电路)、LSI(大规模集成电路)等器件形成为矩阵状。像这样形成的半导体晶片的上述器件被分割预定线划分，通过沿该分割预定线进行分割，从而制造出一个个半导体芯片。

并且，在光器件制造过程中，在蓝宝石基板(Al₂O₃)、碳化硅(SiC)基板、氮化镓(GaN)基板的表面层叠由n型氮化物半导体层和p型氮化物半导体层构成的光器件层，在利用呈格子状形成的多个分割预定线划分出的多个区域形成发光二极管、激光二极管等光器件，从而构成光器件晶片。然后通过沿分割预定线切断光器件晶片而对形成有光器件的区域进行分割，从而制造出一个个芯片。

作为对上述的半导体晶片和光器件晶片等晶片进行分割的方法，还尝试了以下激光加工方法：使用相对于该被加工物具有透射性的波长的脉冲激光光线，并以使聚光点对准应分割的区域的内部的方式照射脉冲激光光线。使用了该激光加工方法的分割方法是这样的技术：以使聚光点对准内部的方式从晶片的一面侧照射相对于晶片具有透射性的波长的脉冲激光光线，沿分割预定线在被加工物的内部连续地形成改性层，并沿由于形成该改性层而强度降低了的分割预定线施加外力，由此分割晶片(例如，参照专利文献1)。

并且，作为沿分割预定线对半导体晶片和光器件晶片等晶片进行分割的方法，以下的技术被实用化：沿分割预定线照射相对于晶片具有吸收性的波长的脉冲激光光线来实施烧蚀加工，形成激光加工槽，并沿形成了成为该断裂起点的激光加工槽的分割预定线施加外力，由此进行断裂(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献1：日本专利第3408805号公报

专利文献2：日本特开平10-305420号公报

然而，为了将激光光线的聚光点定位在晶片的内部来形成改性层，需要使用数值孔径(NA)为0.8左右的聚光镜，例如为了将厚度为300μm的晶片分割成一个个器件，一定要重叠形成多层改性层，存在生产性差的问题。

此外，当照射相对于晶片具有吸收性的波长的脉冲激光光线时，由于是在晶片的照射面附近实施烧蚀加工，能量没有渗透至晶片的内部，所以一定要沿分割预定线多次照射脉冲激光光线，存在生产性差，并且碎屑(debris)飞散而使芯片的品质降低的问题。

发明内容

本发明正是鉴于上述情况而完成的，其主要的技术课题在于提供一种激光加工方法，能够沿分割预定线将单晶基板高效率地分割成一个个芯片，并且不会使芯片的品质降低。

为了解决上述主要的技术课题，根据本发明，提供一种激光加工方法，是向单晶基板照射脉冲激光光线来实施加工的方法，所述激光加工方法的特征在于，包括以下工序：

数值孔径设定工序，设定对脉冲激光光线进行聚光的聚光镜的数值孔径(NA)，使得聚光镜的数值孔径(NA)除以单晶基板的折射率(n)所得到的值在0.05～0.2的范围以内；

定位工序，对聚光镜和单晶基板相对地在光轴方向上进行定位，使得脉冲激光光线的聚光点被定位在单晶基板的厚度方向上的期望位置；以及

遮护隧洞形成工序，照射脉冲激光光线，使细孔和遮护该细孔的非晶质在如下的位置生长，形成遮护隧洞，该位置是被定位于单晶基板的聚光点、与脉冲激光光线所入射的一侧之间的位置。

优选的是，在上述定位工序中，聚光点被定位在单晶基板的与照射脉冲激光光线的一侧的相反侧的面相邻的内侧。

优选的是，在上述遮护隧洞形成工序中，沿设定于单晶基板的分割预定线形成多个遮护隧洞。优选的是，该多个遮护隧洞形成为相邻的非晶质之间是相连的。

优选的是，脉冲激光光线的能量被设定成使得上述遮护隧洞的长度为单晶基板的厚度。

生成脉冲激光光线的能量与遮护隧洞的长度之间的相关关系，并设定与要形成的该遮护隧洞的长度对应的脉冲激光光线的能量。优选的是，脉冲激光光线的能量为5μJ/1脉冲以上，在设该遮护隧洞的长度为Yμm，脉冲激光光线的能量为XμJ/1脉冲的情况下，具有Y＝(3.0～4.0μm/μJ)X+50μm的相关关系。

优选的是，脉冲激光光线的波长被设定为与单晶基板的带隙对应的波长的2倍以上。