CN108788449A - 基板制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种基板制造方法，该方法可容易地获得晶格缺陷少的薄的氧化镁单晶基板。该基板制造方法具备：第一工序，将对激光进行聚光的激光聚光单元非接触地配置于氧化镁单晶基板(20)的被照射面(20r)上；以及第二工序，使用激光聚光单元，以预定的照射条件对氧化镁单晶基板(20)的表面照射激光，一边在单晶构件内部对激光进行聚光一边使激光聚光单元与氧化镁单晶基板(20)以二维状相对地移动，从而在单晶构件内部依次逐渐形成加工痕迹而使其依次逐渐发生面状剥离。

Description

基板制造方法

技术领域

本发明涉及一种最适合制造薄的氧化镁单晶基板的基板制造方法。

背景技术

在半导体领域、显示器领域、能量领域等中，使用氧化镁单晶基板。在制造该氧化镁单晶基板时，已知除了以块状进行晶体生长并切断为基板状以外，还外延生长为薄膜状(例如，参照专利文献1)。

另一方面，金刚石被认为是适于高频率、高输出电子设备的半导体，在作为其合成方法之一的气相合成法中，利用氧化镁基板、硅基板作为基底基板(例如专利文献2)

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001－080996号公报

专利文献2：日本特开2015－59069号公报

发明内容

发明所要解决的课题

近年来，伴随半导体装置的高性能化，正越发需要晶格缺陷少且薄型的氧化镁单晶基板。

上述金刚石基板的制造中，作为基底基板的氧化镁基板(MgO基板)是高价的，例如在气相合成单晶金刚石后一边留下作为基底基板所必要的厚度一边将氧化镁基板剥离而分离，从而能够将氧化镁基板再用作基底基板。具体而言，如果从例如厚度200μm的氧化镁的基底基板获得厚度180μm的氧化镁基板并进行再利用，则在金刚石基板制造工艺中能够实现大幅的成本削减，可期待大大有助于金刚石基板的成本降低。

鉴于上述问题，本发明的课题在于提供一种可容易地获得薄的氧化镁单晶基板的基板制造方法。

用于解决课题的方法

另外，已提出了各种各样的获得单晶硅基板的制造方法，但本发明人通过深入研究，结果在本发明中发现了以氧化镁基板为对象的基于与单晶硅不同的新加工原理的制造方法。

根据用于解决上述课题的本发明的一方式，提供一种基板制造方法，其具备以下工序：第一工序，将对激光进行聚光的激光聚光单元非接触地配置于氧化镁的单晶构件的被照射面上；以及第二工序，使用上述激光聚光单元，以预定的照射条件对上述单晶构件表面照射激光，一边在上述单晶构件内部对激光进行聚光一边使上述激光聚光单元与上述单晶构件以二维状相对地移动，从而在上述单晶构件内部依次逐渐形成加工痕迹而使其依次逐渐发生面状剥离。

此外，根据本发明的另一方式，提供一种基板制造方法，其具备以下工序：第一工序，将对激光进行聚光的激光聚光单元非接触地配置于氧化镁的单晶构件的被照射面上；第二工序，使用上述激光聚光单元，以预定的照射条件对上述单晶构件表面照射激光，一边在上述单晶构件内部对激光进行聚光一边使上述激光聚光单元与上述单晶构件以二维状相对地移动，从而在上述单晶构件内部依次逐渐形成加工痕迹；以及第三工序，使用上述激光聚光单元，以预定的照射条件对上述单晶构件表面照射激光，一边在上述单晶构件内部对激光进行聚光一边使上述激光聚光单元与上述单晶构件以二维状相对地移动，从而在上述第二工序中照射时的相邻的照射线之间依次照射激光而使其依次逐渐发生面状剥离。

发明效果

根据本发明，能够提供可容易地获得薄的氧化镁单晶基板的基板制造方法。

附图说明

图1的(a)是本发明的一实施方式中所使用的剥离基板制造装置的示意性的立体图，图1的(b)是本发明的一实施方式中所使用的剥离基板制造装置的部分放大侧面图。

图2是说明本发明的一实施方式中剥离基板从氧化镁单晶基板剥离了的示意性的侧面截面图。

图3是示出实验例1中激光的照射条件的说明图。

图4是示出实验例2中激光的照射条件的说明图。

图5是示出实验例2中激光照射后的试片平面的影像图。

图6是示出实验例2中激光照射后的试片平面的影像图。

图7是示出实验例2中激光照射后的试片平面的影像图。

图8是示出实验例2中激光照射后的试片平面的影像图。

图9是示出实验例2中激光照射后的试片截面的影像图。

图10是示出实验例2中激光照射后的试片截面的影像图。

图11是示出实验例2中激光照射后的试片截面的影像图。

图12是示出实验例2中激光照射后的试片截面的影像图。

图13是示出实验例3中激光的照射条件的说明图。

图14是示出实验例3中激光照射后的晶片平面的拍摄图。

图15是说明实验例3中从激光照射后的晶片切割的区域的示意性的平面图。

图16是示出实验例3中将激光照射后的晶片切割且进一步追加切割而得到的追加切割构件的拍摄图。

图17是实验例3中将激光照射后的晶片切割而得到的细长状构件的拍摄图。

图18是实验例3中将激光照射后的晶片切割而得到的细长状构件的拍摄图。

图19是说明实验例4中从单晶氧化镁晶片切出试片的说明图。

图20的(a)～(c)分别是说明实验例4中逐渐照射激光的示意性的平面图、示意性的截面图、以及说明激光的照射条件的说明图。

图21是示出实验例4中试片的剥离面的拍摄图。

图22是说明实验例4中使剥离面的拍摄位置依次移动的说明图。

图23是实验例4中使剥离面的拍摄位置依次移动进行拍摄从而说明剥离面的状态的说明图。

图24是拍摄实验例4中剥离面的白浊部而得到的影像图。

图25是拍摄实验例4中剥离面的透明部而得到的影像图。

图26是拍摄实验例4中剥离面的干涉部而得到的影像图。

图27是说明实验例4中剥离面的表面高度的测量位置的说明图。

图28是说明实验例4中剥离面的表面高度的测量结果的说明图。

图29是示出实验例5中对相同的区域照射两次激光时的基板表面的影像图。

图30是示出实验例5中对相同的区域照射两次激光时的基板截面的影像图。

图31的(a)和(b)分别是说明第二实施方式及实验例6中错开激光的照射位置而进行照射的示意性的平面图、和说明通过照射而形成了改性层的示意性的基板截面图。

图32是说明实验例6中激光的照射条件的说明图。

图33的(a)和(b)分别是示出实验例6中激光照射结束后的试片表面的拍摄图、和(a)的部分放大图。

图34是示出实验例6中试片的剥离面的拍摄图。

图35的(a)和(b)分别是示出实验例6中试片的剥离面的影像图、和(a)的部分放大图。

图36是说明实验例6中试片的剥离面的表面高度的测量位置以及测量结果的说明图。

符号说明

10 剥离基板制造装置

14 激光聚光单元

15 聚光透镜

16 第一透镜

18 第二透镜

20 氧化镁单晶基板(单晶基板)

20p 剥离基板

20r 被照射面

20u 单晶氧化镁晶片(单晶基板)

32 改性层

B 激光

K 加工痕迹

Kp 加工痕迹分离部

J3s 剥离面

R1 照射线

R2 照射线

dp 点间距

rp 线间距

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。以下的说明中，对于与已经说明的构成要素相同或类似的构成要素赋予相同或类似的符号，且适当省略了其详细的说明。此外，示于以下的实施方式是用于将本发明的技术思想具体化的例示，本发明的实施方式不会将构成部件的材质、形状、结构、配置等规定为下述的材质、形状、结构、配置等。本发明的实施方式在不脱离主旨的范围内可以进行各种各样的变更而实施。

[第一实施方式]

首先，对第一实施方式进行说明。本实施方式中，使用剥离基板制造装置10(参照图1)从单晶基板(单晶构件)获得剥离基板。

剥离基板制造装置10具备：XY载物台11、保持于XY载物台11的载物台面11f上的基板载置用构件12(例如硅晶片)、以及朝向在基板载置用构件12上所放置的氧化镁单晶基板20对激光B进行聚光的激光聚光单元14(例如聚光器)。予以说明的是，图1中，将氧化镁单晶基板20描绘为俯视矩形，当然也可以为晶片状，可以自由选定形状。

XY载物台11形成为能够调整载物台面11f的高度位置(Z轴方向位置)，能够调整载物台面11f与激光聚光单元14的距离L，即，能够调整载物台面11f上的单晶基板与激光聚光单元14的距离。

本实施方式中，激光聚光单元14具备修正环13和保持于修正环13内的聚光透镜15，具有修正由氧化镁的单晶基板20的折射率引起的像差的功能、即作为像差修正环的功能。具体而言，如图1(b)所示，聚光透镜15以如下方式进行修正：在空气中进行聚光时，与到达聚光透镜15的中央部M的激光B相比，到达聚光透镜15的外周部E的激光B在更靠近聚光透镜侧进行聚光。也就是说，以如下方式进行修正：聚光时，到达聚光透镜15的外周部E的激光B的聚光点EP与到达聚光透镜15的中央部M的激光B的聚光点MP相比处于更靠近聚光透镜15的位置。

该聚光透镜15由在空气中进行聚光的第一透镜16和配置于该第一透镜16与单晶基板20之间的第二透镜18构成。本实施方式中，第一透镜16和第二透镜18均为可将激光B聚光成圆锥状的透镜。并且，通过调整修正环13的旋转位置、即调整第一透镜16与第二透镜18的间隔，能够调整聚光点EP与聚光点MP的间隔，从而激光聚光单元14具有作为带修正环的透镜的功能。

作为第一透镜16，除了球面或非球面的单透镜以外，为了确保各种像差修正、作用距离，也能够使用透镜组。

(基板制造方法)

以下，一边参照附图一边说明由氧化镁单晶基板制造薄的氧化镁单晶基板的例子。

本实施方式中，进行第一工序，即：将激光聚光单元14非接触地配置于晶格缺陷少的氧化镁单晶基板20(以下，简称为单晶基板20)的被照射面20r上。予以说明的是，虽未图示，但对于将氧化镁基板作为基底基板而形成的金刚石基板而言，在留下氧化镁基板的薄基板而剥离氧化镁基板的情况下，从氧化镁基板侧照射激光即可。

然后，进行第二工序，即：使用激光聚光单元14，以预定照射条件对单晶基板20的表面照射激光B，一边在单晶基板20内部对激光B进行聚光一边使激光聚光单元14与单晶基板20以二维状相对地移动，从而在单晶基板20的内部依次逐渐形成加工痕迹K(例如，参照图10)而使其依次逐渐发生面状剥离。

该第二工序中，考虑到通过上述面状剥离而制造的剥离基板20p(参照图2)的厚度，以在预定高度位置形成焦点的方式、即以在距离单晶基板20的被照射面20r的预定深度位置形成焦点的方式，预先设定好激光聚光单元14与单晶基板20的相对距离。

本实施方式中，通过依次逐渐形成加工痕迹K，从而面状剥离自然地逐渐发生，在被照射面侧形成剥离基板20p。为了像这样面状剥离自然地逐渐发生，预先设定好激光B的预定照射条件。设定该预定照射条件时，考虑单晶基板20的性质(晶体结构等)、所形成的剥离基板20p的厚度t(参照图2)、焦点处的激光B的能量密度等来设定所照射的激光B的波长、聚光透镜15的像差修正量(散焦量)、激光输出、加工痕迹K的点间距dp(参照图2。同一加工痕迹列中相邻的加工痕迹的间隔、即一个加工痕迹与在其正前方形成的加工痕迹的间隔)、线间距rp(参照图1。错开间距。相邻的加工痕迹列彼此的间隔)等各种值。对于所得的剥离基板20p，之后，根据需要进行剥离面的研磨等后处理。予以说明的是，本说明书中所谓面状剥离，是也包括如下状态在内的概念，即：即使实际上并未剥离，通过施加微小的力也会剥离的状态。

根据本实施方式，可容易地获得薄的氧化镁单晶基板。

此外，本实施方式中，激光B优选利用高亮度激光。本发明中高亮度激光由峰值功率和功率密度规定，该功率密度是每单位时间的能量的每单位面积的功率。进一步为了提高功率密度，优选为脉冲宽度短的激光。

此外，本实施方式中，能够利用激光聚光单元14所具有的修正环13和聚光透镜15来调整像差修正，第二工序中，通过像差修正的调整，能够设定散焦量。由此，能够大幅扩大上述预定照射条件的范围。关于该散焦量，可以根据加工基板的厚度、所剥离的基板的厚度来选定调整加工痕迹的形成深度的单元以及较薄地形成加工痕迹的条件，在成为加工对象的氧化镁基板的厚度为200～300μm的情况下，通过将散焦量设为30～120μm的范围，能够有效地扩大上述范围。

[第二实施方式]

接下来，对第二实施方式进行说明。本实施方式中，与第一实施方式相比，分两步进行激光的照射(参照图31)。

本实施方式中，与第一实施方式同样，首先，进行将激光聚光单元14非接触地配置于单晶基板20(氧化镁单晶基板)的被照射面20r上的第一工序。

然后进行第二工序。该第二工序中，使用激光聚光单元14，以预定照射条件对单晶基板20表面照射激光B，一边在单晶基板20内部对激光进行聚光一边使激光聚光单元14与单晶基板20以二维状相对地移动，从而在单晶基板20内部依次逐渐形成加工痕迹。

之后，进行第三工序。该第三工序中，使用激光聚光单元14，以预定的照射条件对单晶基板20表面照射激光，一边在单晶基板20内部对激光B进行聚光一边使激光聚光单元14与单晶基板20以二维状相对地移动，从而在第二工序中照射时的相邻的照射线R1之间依次照射激光而使其依次逐渐发生面状剥离。

第二次照射(第三工序)中的预定照射条件可以与第一次照射(第二工序)时相同也可以不同。

根据本实施方式，与第一实施方式相比，能够在整面更容易地发生均匀且良好的剥离。

予以说明的是，第三工序中，如果在相邻的照射线R1的中间位置依次照射激光，则容易高效地发生均匀的剥离。

此外，第二工序及第三工序中，形成加工痕迹以平面状排列的改性层32(参照图31(b))，第三工序中，可以预先确定好第二工序的预定照射条件以及第三工序的预定照射条件，以便在依次逐渐发生面状剥离时，加工痕迹分离而成的均匀的加工痕迹分离部Kp在改性层32的与被照射侧相反一侧的剥离面上排列形成。由此，容易在整面发生均匀且良好的剥离的情况会更加显著。

＜实验例1＞

本发明人使用上述实施方式中说明的剥离基板制造装置10，使硅晶片保持于XY载物台11上的载物台面11f作为基板载置用构件12，且在该硅晶片上载置并保持单晶氧化镁晶片20u(以下，简称为晶片20u)作为单晶基板20。

并且，在上述实施方式中说明的基板制造方法中，为了在晶片20u的各照射实验区域的内部依次形成加工痕迹K，一边对晶片20u的各照射实验区域从被照射面侧照射激光B一边使激光聚光单元14与晶片20u以二维状(平面状)相对地移动。

本实验例中，进行如下操作：通过以线状(单直线状)照射激光B而形成1条加工痕迹列，在以预定量的错开间隔分隔的位置，与该加工痕迹列平行地形成加工痕迹列，进一步在以预定量的错开间隔分隔的位置，同样地形成加工痕迹列。此外，本实验例中，对于激光B的波长为1064nm、532nm、1024nm的情况，分别进行激光的照射实验。将照射条件示于图3。

照射后利用电子显微镜观察被照射面，结果在1064nm时，激光B不怎么进入晶片20u中，在晶片表面发生了烧蚀。在532nm时，激光B进入晶片20u中且在晶片内部形成了加工痕迹，但由于照射能量过强之类的原因，因此为不太良好的加工痕迹。在1024nm时，激光B进入晶片20u中且在晶片内部形成了加工痕迹，是比较良好的加工痕迹。

＜实验例2＞

与实验例1同样，本发明人使用上述实施方式中说明的剥离基板制造装置10，使硅晶片保持于XY载物台11上的载物台面11f，且在该硅晶片上载置并保持晶片20u(单晶氧化镁晶片。结晶方位100、直径50.8mm、厚度300μm)作为单晶基板20。

然后，一边对晶片20u的各照射实验区域照射激光B一边使激光聚光单元14与晶片20u以平面状(二维状)相对地移动，从而在各照射实验区域的内部依次形成加工痕迹K(例如参照图11)。实验例1中形成了3条加工痕迹列，但本实验例中形成了100条加工痕迹列。将照射条件示于图4。

本实验例中，基于实验例1的结果，将所照射的激光B的波长设为1024nm。此外，将散焦量(DF)设为0.05mm，在晶片20u的厚度方向的大体中间位置将加工痕迹K形成为线状(直线状)。此时，将激光输出作为参数并使其变化，分别以0.1W、0.3W、0.5W、1.0W进行照射。将照射后的各试片的平面影像图分别示于图5～图8。予以说明的是，当图6～图8中在各试片表面侧产生了条纹状花样SP(彩虹花样)时，暗示因裂纹在试片内部传播而导致试片表面侧发生了变形。

之后，为了调查由加工痕迹K引起的裂纹的发生状态，对于各照射实验区域，以使加工痕迹K露出的方式切割成试片并观察侧面截面。将各试片的侧面截面影像图示于图9～图12。予以说明的是，当各试片表面侧产生了条纹状花样SP(彩虹花样)时，暗示因裂纹在试片内部传播而导致试片表面侧发生了变形。

在激光输出0.1W时，在试片内部形成了加工痕迹K，但没有发生裂纹的传播。在激光输出0.3W时，在试片内部形成了加工痕迹K，也发生了裂纹的传播，但没有观察到在裂纹传播部分的剥离。在激光输出0.5W时，在试片内部形成了加工痕迹K，也发生了裂纹的传播，且观察到在裂纹传播部分的剥离。在激光输出1.0W时，在试片内部形成了加工痕迹K，也发生了裂纹的传播，且观察到在裂纹传播部分的剥离，但由于照射能量过强之类的原因，因此还看到了在剥离面的损伤。

＜实验例3＞

本发明人基于实验例2的结果将激光输出设定为0.5W并进行了本实验例。

本实验例中，与实验例2同样，使用上述实施方式中说明的剥离基板制造装置10，使硅晶片保持于XY载物台11上的载物台面11f，且在该硅晶片上载置并保持晶片20u(单晶氧化镁晶片)作为单晶基板20。

然后，使激光聚光单元14与晶片20u以平面状(二维状)相对地移动，从而对晶片20u以平面状照射激光B而形成加工痕迹列。将照射条件示于图13。

本实验例中，在照射激光B时，将线间距rp作为参数并使其变化，以线间距rp分别成为10μm、20μm、50μm的方式对照射区域20a～c(参照图14)分别进行照射。

然后，将各照射区域切割而制成试片。进行该切割时，均以在沿着定向平面的方向成为细长的窄宽度W1的细长状构件(相当于由图15的点阴影区域A表示的构件)的方式使用玻璃割刀进行切割，进一步，以留下细长状构件中构成长边方向中央部的宽度W2的中央部分的方式将细长状构件的长边方向两端部切掉，从而制成最终试片。

在线间距rp为50μm时，即使切割成细长状构件，也没有从被照射面侧发生自然剥离。予以说明的是，本说明书中从基板的被照射面侧自然剥离是指，即使不对基板的被照射面侧施加力，也在被照射面侧以二维状剥离成了剥离基板。

然后，将细长状构件进一步切割而制成最终试片TP(参照图16)。对于该最终试片TP而言，也没有从被照射面侧发生自然剥离。

在线间距rp为20μm时，切割成最终试片后，如图17所示，在被照射面20r的一半的区域(区域A的一半的区域)，剥离基板20p自然地剥落，判断在被照射面20r的一半的区域发生了自然剥离。并且确认到，在剩余一半的区域中剥离基板20p虽然未发生自然剥离，但已从细长状构件主体20m(参照图2)完全剥离。予以说明的是，图17中，示出了在被照射面20r的一半的区域中自然剥离的剥离基板20p和覆有保护膜的剩余的试片TPm。

在线间距rp为10μm时，切割成最终试片后，如图18所示，在被照射面20r的全部区域(区域A的全部区域)，剥离基板自然地分裂而从细长状构件主体20m(参照图2)剥落。因此确认到，剥离基板20p已从细长状构件主体20m完全剥离。予以说明的是，图18中，示出了从被照射面20r的全部区域自然地分裂并自然剥离的剥离基板20p和覆有保护膜的剩余的试片TPm。

＜实验例4＞

本发明人如图19所示从直径为2英寸且厚度为300μm的单晶氧化镁晶片20u切出10mm见方的俯视正方形状的单晶氧化镁基板(以下，称为试片J1)。予以说明的是，如图19所示，利用单晶氧化镁晶片20u和试片J1，对应结晶方位(100、010等)进行实验。予以说明的是，容易裂开的方向为结晶方位100(面方向100)。

(1)照射条件

本实验例中，使用上述实施方式中说明的剥离基板制造装置10，如图20(a)所示，在试片J1的预定深度位置，以预定的点间距dp、线间距rp逐渐形成加工痕迹22c，从而在该试片J1的内部形成有平面状的改性层22。将形成了加工痕迹22c的试片J1的示意性的截面图、激光的照射条件分别示于图20(b)、图20(c)。

(2)剥离面

激光照射后，通过粘接剂用铝制的底座24u、24b夹持试片J1的被照射面侧(上侧)。底座24u、24b均为铝制。作为粘接剂，使用环氧树脂粘接剂，使底座24u与试片J1的被照射面侧(上侧)粘接，使底座24b与试片J1的底面侧(下侧)粘接。

然后，朝上下方向拉拽该底座24u、24b，从而测定从改性层22剥离的力，算出为了使具有试片J1的被照射面侧(上侧)的上部试片J1u和具有试片J1的底面侧(下侧)的下部试片J1b从改性层22分离所需要的拉伸断裂应力。其结果，能够以0.3MPa的拉伸应力进行分离。因此，与作为单晶硅基板的拉伸断裂应力的12MPa相比，能够以非常小的拉伸断裂应力使其从改性层22分离。

而且，本发明人在上部试片J1u的剥离面J1us和下部试片J1b的剥离面J1bs均通过肉眼观察到产生了条纹花样(参照图21)。

然后，利用SEM(扫描电子显微镜)从图22所示的P1点至P2点依次错开拍摄位置而拍摄下部试片J1b的剥离面J1bs。将拍摄结果示于图23。予以说明的是，本说明书中随附的影像图中也适当地一并示出结晶方位。

在剥离面J1bs形成了依次出现白浊部J1bw、透明部(平滑部)J1bt、干涉部J1bi那样的周期性图案J1bp。这里，白浊部J1bw朝结晶方位011的方向延伸，周期性图案J1bp连续的方向成为结晶方位01－1的方向。此外，在白浊部J1bw形成了大的高低差BB(16μm程度)，在透明部(平滑部)J1bt形成了平滑面F。

进一步，本发明人提高SEM的拍摄倍率，拍摄了上部试片J1u的剥离面J1us的白浊部J1uw和下部试片J1b的剥离面J1bs的白浊部J1bw。将拍摄结果示于图24。图24中的结晶方位与图23所示的结晶方位相同。

此外，拍摄了上部试片J1u的剥离面J1us的透明部(平滑部)J1ut和下部试片J1b的剥离面J1bs的透明部(平滑部)J1bt。将拍摄结果示于图25。

此外，拍摄了上部试片J1u的剥离面J1us的干涉部J1ui和下部试片J1b的剥离面J1bs的干涉部J1bi。将拍摄结果示于图26。图26中的结晶方位与图25所示的结晶方位相同。

图24～图26中，上部试片J1u的剥离面J1us、下部试片J1b的剥离面J1bs均以1000倍、10000倍两者进行拍摄。

关于下部试片J1b的剥离面J1bs，在白浊部J1bw，如图24所示，无规地形成大的孔部BH，并且在孔部BH的周围形成了粗糙的凹凸形状。在透明部J1bt，如图25所示，形成了平坦面，没有形成孔部。在干涉部J1bi，有规律地排列有大体均等的孔部SH。孔部SH的尺寸大幅小于孔部BH。此外，在孔部SH以外，观察到熔融的迹象。

此外，对于下部试片J1b的剥离面J1bs，如图27所示，本发明人利用表面粗糙度仪对于从白浊部J1bw经由透明部J1bt直至干涉部J1bi的俯视直线状的线区域LS测量了高度变化。将测量结果示于图28。

如图28所示，与白浊部J1bw相比，干涉部J1bi的高度变化的梯度小。此外，在透明部J1bt，在途中产生了凹部D，但干涉部J1bi中没有产生那样的凹部。

(3)总结

通过以本实验例的照射条件照射激光后，将上部试片J1u和下部试片J1b分离，可容易地获得晶格缺陷少的薄的氧化镁单晶基板。

此外，进行该分离时，如上述那样能够以非常小的拉伸断裂应力使其从改性层22分离。因此，可认为在改性层22发生了面状剥离。

此外判断，在该分离中，在沿着水平方向(基板面方向)形成的改性层22内，剥离前端位置一边朝上下方向(试片厚度方向、即改性层22的厚度方向)波浪状地重复一边逐渐剥离。

此外，在剥离面J1bs形成了透明部J1bt、干涉部J1bi、白浊部J1bw依次出现并连续的周期性图案J1bp，该连续的方向朝向[01－1]方向。

并且，从该周期性图案的高度变化的测定结果推测，白浊部J1bw在改性层22的上端附近(激光的被照射侧)产生，透明部J1bt在改性层22的下端附近(与激光的被照射侧相反的一侧)产生，干涉部J1bi在改性层22的中间部(白浊部J1bw与透明部J1bt的中间的改性层厚度方向位置)产生。

而且，从利用SEM的剥离面J1bs的观察结果、剥离面J1bs的表面粗糙度的测定结果判断，在使激光B照射于试片J1时进行使剥离面J1bs产生干涉部J1bi那样的照射，容易在剥离时抑制剥离面的凹凸，因而优选。

＜实验例5＞

本发明人将在实验例4中进行时的线间距rp＝4mm(参照图20)变更为线间距rp＝7mm后进行了实验，与实验例4同样地进行了从改性层的剥离(上部试片与下部试片的分离)。其结果，下部试片的剥离面大部分为透明部，而且与线间距rp＝4mm的情况相比剥离困难。

因此推定，如果使线间距rp变窄，则容易出现周期性图案J1bp，如果使线间距rp过宽，则容易产生透明部。

因此本发明人研究了白浊部J1bw的产生原因。并且，本发明人使用与实验例4中使用的试片J1同样地从单晶氧化镁晶片20u切出的试片J2，如图29所示，对形成了剥离部分J2s的区域进一步照射激光(即对相同的照射位置进行第二次照射)，利用SEM观察其表面。其结果，观察到与实验例4中测定的白浊部J1bw大体一致的图像的白色部W。因此，关于白浊部J1uw、J1bw，存在由于对剥离的部位进一步照射了激光因此产生了白浊的可能性。

进一步，本发明人通过将这样进行了第二次照射的试片J2切断而使白色部W的截面露出，并利用SEM观察了该截面。其结果，如图30所示，白色部W的图像是在先前形成的剥离部分J2s上进一步附着有剥离部分J2v那样的图像。

＜实验例6＞

此外，如图31所示，本发明人通过第一次照射和第二次照射进行了以不重叠的方式错开位置而进行照射的实验。具体而言，以激光的第二次照射时的照射线R2位于激光的第一次照射时的相邻的照射线R1、R1的中间位置的方式，设定试片J3的位置。予以说明的是，试片J3与试片J1、J2同样，是从单晶氧化镁晶片20u切出的试片。将照射条件示于图32。

这里，本实验例中，第一次照射的线间距rp1(第一次照射时的相邻的照射线彼此的间隔)为8μm，第二次照射的线间距rp2(第二次照射时的相邻的照射线彼此的间隔)也为8μm。并且，第二次照射时的照射线R2位于第一次照射时的相邻的照射线R1彼此的中间位置。即，第一次照射时的照射线R1与第二次照射时的照射线R2的间隔rpm(第一次－第二次的线间距)为4μm。

使用SEM等从试片上拍摄第二次激光照射后的试片J3的被照射面侧。将拍摄结果示于图33。图33(a)中，在被照射面的一部分看到了线状的白色部，但完全没有产生周期性的图案。

之后，与实验例4同样地从加工层剥离，利用SEM等观察剥离面J3s。将拍摄结果示于图34、图35。从图35判断，基于第一次照射的加工痕迹K1的形状与基于第二次照射的加工痕迹K2的形状明显不同。尤其在第二次照射时，在实验例4中形成的干涉部J1bi的孔部SH(参照图26)的外周形成了相似的圆环状痕迹K2c、以包围各圆环状痕迹K2c的方式形成的正方形外缘状痕迹K2r。此外，在剥离面J3s，虽然存在凹凸形状，但凹凸高度最大为H＝2.62μm程度(测定位置为图36的线U)。

产业上的可利用性

通过本发明能够高效地形成经剥离的氧化镁单晶基板，因此由氧化镁单晶基板获得的剥离基板在高温超导膜、强介电体膜等中有用，能够适用于半导体领域、显示器领域、能量领域等广泛的领域。

Claims (5)

1.一种基板制造方法，其特征在于，具备：

第一工序，将对激光进行聚光的激光聚光单元非接触地配置于氧化镁的单晶构件的被照射面上；以及

第二工序，使用所述激光聚光单元，以预定的照射条件对所述单晶构件表面照射激光，一边在所述单晶构件内部对激光进行聚光一边使所述激光聚光单元与所述单晶构件以二维状相对地移动，从而依次逐渐形成加工痕迹而使其依次逐渐发生面状剥离。

2.根据权利要求1所述的基板制造方法，其特征在于，所述激光为高亮度激光。

3.一种基板制造方法，其特征在于，具备：

第一工序，将对激光进行聚光的激光聚光单元非接触地配置于氧化镁的单晶构件的被照射面上；

第二工序，使用所述激光聚光单元，以预定的照射条件对所述单晶构件表面照射激光，一边在所述单晶构件内部对激光进行聚光一边使所述激光聚光单元与所述单晶构件以二维状相对地移动，从而在所述单晶构件内部依次逐渐形成加工痕迹；以及

第三工序，使用所述激光聚光单元，以预定的照射条件对所述单晶构件表面照射激光，一边在所述单晶构件内部对激光进行聚光一边使所述激光聚光单元与所述单晶构件以二维状相对地移动，从而在所述第二工序中照射时的相邻的照射线之间依次照射激光而使其依次逐渐发生面状剥离。

4.根据权利要求3所述的基板制造方法，其特征在于，在所述第三工序中，对所述第二工序中照射时的相邻的照射线的中间位置依次照射激光。

5.根据权利要求3或4所述的基板制造方法，其特征在于，在所述第二工序和所述第三工序中，形成了将所述加工痕迹以平面状排列而成的改性层，

在依次逐渐发生所述面状剥离时，按照所述加工痕迹分离而成的均匀的加工痕迹分离部在所述改性层的与被照射侧相反一侧的剥离面上排列形成的方式逐渐剥离。