JP2020074468A - Substrate processing method - Google Patents

Substrate processing method Download PDF

Info

Publication number
JP2020074468A
JP2020074468A JP2020016443A JP2020016443A JP2020074468A JP 2020074468 A JP2020074468 A JP 2020074468A JP 2020016443 A JP2020016443 A JP 2020016443A JP 2020016443 A JP2020016443 A JP 2020016443A JP 2020074468 A JP2020074468 A JP 2020074468A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
laser
laser light
branched
processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020016443A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6970415B2 (en
Inventor
鈴木 秀樹
Hideki Suzuki
秀樹 鈴木
信裕 篠塚
Nobuhiro Shinozuka
信裕 篠塚
利香 松尾
Rika Matsuo
利香 松尾
順一 池野
Junichi Ikeno
順一 池野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Polymer Co Ltd
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Saitama University NUC
Original Assignee
Shin Etsu Polymer Co Ltd
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Saitama University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2015197660A external-priority patent/JP6664686B2/en
Application filed by Shin Etsu Polymer Co Ltd, Shin Etsu Chemical Co Ltd, Saitama University NUC filed Critical Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority to JP2020016443A priority Critical patent/JP6970415B2/en
Publication of JP2020074468A publication Critical patent/JP2020074468A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6970415B2 publication Critical patent/JP6970415B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

To solve the problem that, when a processed layer is formed on a substrate such as SiC or sapphire by laser and peeled off, cracks easily occur along the crystal orientation and processing is difficult.SOLUTION: There are provided a laser condensing step of condensing the laser light by irradiating the laser light from a laser light source 150 of pulse irradiation to the surface of a substrate 10 by a laser condensing unit 160, and a positioning step of positioning the laser condensing unit 160 with respect to the substrate 10. The laser condensing step includes a laser light adjusting step in which a diffractive optical element 170 that branches the laser light from the laser light source 150 is used so that the intensities of the adjacent branched laser lights are different for the plurality of branched laser lights. In the branched laser light, the substrate 10 is processed by extending a processing layer 14 so that the processing marks are connected by the branched laser light having a relatively high intensity. At the same time, in the branched laser light, the extension of the processing layer 14 is suppressed by the branched laser light having a relatively low intensity.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、シリコンカーバイド、サファイア、窒化ガリウムなどの基板加工方法に関し、より具体的にはレーザ加工による基板加工方法に関する。   The present invention relates to a method for processing a substrate such as silicon carbide, sapphire, gallium nitride, etc., and more specifically to a method for processing a substrate by laser processing.

従来、シリコン(Si)ウェハに代表される半導体ウェハを製造する場合には、石英るつぼ内に溶融されたシリコン融液から凝固した円柱形のインゴットを適切な長さのブロックに切断して、その周縁部を目標の直径になるよう研削し、その後、ブロック化されたインゴットをワイヤソーによりウェハ形にスライスして半導体ウェハを製造するようにしている。なお、この明細書中においては、別記する場合を除いてウェハのことを適宜に基板と称する。   Conventionally, when manufacturing a semiconductor wafer typified by a silicon (Si) wafer, a cylindrical ingot solidified from a silicon melt melted in a quartz crucible is cut into blocks of an appropriate length, and The peripheral portion is ground to have a target diameter, and then the blocked ingot is sliced into a wafer shape with a wire saw to manufacture a semiconductor wafer. In this specification, a wafer is appropriately referred to as a substrate unless otherwise specified.

このようにして製造された半導体ウェハは、前工程で回路パターンの形成等、各種の処理が順次施されて後工程に供され、この後工程で裏面がバックグラインド処理されて薄片化が図られる。   The semiconductor wafer manufactured in this manner is subjected to various treatments such as circuit pattern formation in a pre-process and then subjected to a post-process. In the post-process, the back surface is back-ground to be thinned. ..

また近年、硬度が大きく、熱伝導率も高いシリコンカーバイド(SiC)が注目されているが、結晶シリコンよりも硬度が大きい関係上、インゴットをワイヤソーにより容易にスライスすることができず、また、バックグラインドによる基板の薄層化も容易ではない。さらにサファイア基板や窒化ガリウム基板も難加工材として、加工技術が求められている。   In recent years, silicon carbide (SiC), which has high hardness and high thermal conductivity, has been attracting attention. However, because of its hardness higher than that of crystalline silicon, the ingot cannot be easily sliced with a wire saw, and It is not easy to thin the substrate by grinding. Furthermore, sapphire substrates and gallium nitride substrates are required to have processing techniques as difficult-to-process materials.

一方、高開口数の集光レンズにガラス板からなる収差増強材を組み合わせ、パルス状レーザをウェハの内部に照射して加工層を形成した後、これを剛性基板に貼りあわせ、加工層で剥離することで薄い剥離基板を得る技術が開示されている(下記特許文献1を参照)。   On the other hand, after combining a high numerical aperture condenser lens with an aberration enhancing material consisting of a glass plate and irradiating the inside of the wafer with a pulsed laser to form a processing layer, this is attached to a rigid substrate and peeled off at the processing layer. A technique for obtaining a thin release substrate by doing so is disclosed (see Patent Document 1 below).

特開2014−19120号公報JP, 2014-19120, A

しかしながら、剥離基板を作成するために、SiC、サファイア、窒化ガリウムのウェハなどの結晶材料をレーザにより加工し、内部に加工層を形成しようとすると、加工により結晶方位に沿ってクラックが発生しやすく、安定した加工層の形成が困難であった。   However, when a crystal material such as a SiC, sapphire, or gallium nitride wafer is processed by a laser to form a separation substrate and a processed layer is formed inside, a crack is easily generated along the crystal orientation due to the processing. However, it was difficult to form a stable processed layer.

本発明は、上述の実情に鑑みて提供されるものであって、結晶材料についてクラックの発生を抑制し、安定して加工層を形成することができるような基板加工方法を提供することを目的とする。   The present invention is provided in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a substrate processing method capable of suppressing the occurrence of cracks in a crystalline material and stably forming a processing layer. And

上述の課題を解決するために、本願に係る基板加工方法は、結晶基板の内部に加工層を形成するように基板を加工する基板加工方法であって、パルス照射のレーザ光源からのレーザ光をレーザ集光手段によって前記基板の表面に向けて照射し、前記基板の表面から所定の深さにレーザ光を集光するレーザ集光ステップと、前記レーザ集光手段を前記基板に相対的に移動させて位置決めをする位置決めステップと、を含み、前記レーザ集光ステップは、前記レーザ光源からのレーザ光を複数の分岐レーザ光に分岐させる回折光学素子を用い、前記分岐レーザ光の強度が異なるようにするレーザ光調整ステップを含み、前記分岐レーザ光において相対的に強度が高い分岐レーザ光により加工層を伸張させて基板を加工するとともに、前記分岐レーザ光において相対的に強度が低い分岐レーザ光により前記加工層の伸長を抑制するものである。ここで、相対的とは、複数の分岐レーザ光のうちで他の分岐レーザ光との相対的な比較の結果を意味している。   In order to solve the above-mentioned problems, a substrate processing method according to the present application is a substrate processing method of processing a substrate so as to form a processing layer inside a crystal substrate, in which laser light from a pulsed laser light source is used. A laser focusing step of irradiating the surface of the substrate with the laser focusing means to focus the laser light to a predetermined depth from the surface of the substrate; and moving the laser focusing means relatively to the substrate. And a positioning step of performing positioning, wherein the laser focusing step uses a diffractive optical element for branching the laser light from the laser light source into a plurality of branched laser lights, and the intensity of the branched laser lights is different. Laser beam adjusting step is performed to expand the processing layer by the branched laser beam having a relatively high intensity in the branched laser beam to process the substrate, and It is intended to suppress the extension of the working layer by a relatively low strength branched laser light in light. Here, “relative” means the result of relative comparison with another branched laser light among a plurality of branched laser lights.

前記レーザ光調整ステップは、前記分岐レーザ光の強度が1.1〜5.0の範囲にある倍率で異なるようにすることが好ましい。前記レーザ光調整ステップは、前記複数の分岐レーザ光を前記基板の内部において一列または複数列もしくはパターン状に配置させることが好ましい。   In the laser beam adjusting step, it is preferable that the intensity of the branched laser beam be varied at a magnification within a range of 1.1 to 5.0. In the laser beam adjusting step, it is preferable that the plurality of branched laser beams are arranged in one row or a plurality of rows or in a pattern inside the substrate.

前記レーザ光調整ステップは、レーザ光を複数の分岐レーザ光に分岐させ、前記一列または複数列もしくはパターン状に配置された複数の分岐レーザ光の端部に配置された少なくとも一つの分岐レーザ光の強度を相対的に低くすることが好ましい。前記レーザ光調整ステップは、前記一列に配置された複数の分岐レーザ光の相対的な強度が1.1〜5.0の倍率の範囲にあるようにすることが好ましい。   The laser beam adjusting step branches the laser beam into a plurality of branched laser beams, and at least one branched laser beam arranged at an end of the one or a plurality of columns or a plurality of branched laser beams arranged in a pattern. It is preferable that the strength is relatively low. In the laser light adjusting step, it is preferable that the relative intensities of the plurality of branched laser lights arranged in the line are in a range of 1.1 to 5.0.

前記レーザ光調整ステップは、レーザ光を複数の分岐レーザ光に分岐させ、相対的にレーザ光の強度に強弱を設ける配置としたものであり、前記レーザ光調整ステップは、前記一列または複数列、もしくはパターン状に配置された複数の分岐レーザ光の相対的な強度が1.1〜5.0の倍率の範囲にあるようにすることが好ましい。   The laser beam adjusting step is to dispose the laser beam into a plurality of branched laser beams, and to relatively disperse the intensity of the laser beam, and the laser beam adjusting step is the one row or a plurality of rows, Alternatively, it is preferable that the relative intensities of the plurality of branched laser lights arranged in a pattern are in the range of 1.1 to 5.0.

前記位置決めステップは、前記基板の表面において、前記一列または複数列もしくはパターン状の方向に所定角度をなす走査方向に前記レーザ集光手段を所定速度で移動させることが好ましい。前記走査方向は、前記一列または複数列もしくはパターン状の方向に直交する方向を含むことが好ましい。   In the positioning step, it is preferable that, on the surface of the substrate, the laser condensing unit is moved at a predetermined speed in a scanning direction that forms a predetermined angle in the one or more rows or the patterned direction. It is preferable that the scanning direction includes a direction orthogonal to the one row or a plurality of rows or a pattern-like direction.

前記位置決めステップは、前記基板の表面において、前記走査方向に前記レーザ集光手段を所定速度で移動させる動作に、前記走査方向とは直交する方向に前記レーザ集光手段を所定距離にわたってシフトさせる動作を挟んで繰り返すことが好ましい。   The positioning step includes an operation of moving the laser focusing means in the scanning direction at a predetermined speed on the surface of the substrate and an operation of shifting the laser focusing means in a direction orthogonal to the scanning direction over a predetermined distance. It is preferable to repeat by sandwiching.

本願に係る剥離基板製造方法は、前記基板加工方法により前記基板に加工層を形成する基板加工ステップと、前記基板加工ステップにより加工層が形成された前記基板を前記加工層にて剥離して剥離基板を作成する基板剥離ステップとを含むものである。   A peeled substrate manufacturing method according to the present application includes a substrate processing step of forming a processing layer on the substrate by the substrate processing method, and peeling and peeling the substrate on which a processing layer is formed by the substrate processing step at the processing layer. And a substrate peeling step of forming a substrate.

本発明によると、結晶材料についてクラックの発生を抑制し、安定した加工層を形成することができ、また、このような安定した加工層が形成された基板を提供することができる。さらに、加工層で基板を剥離することにより、剥離基板を容易に製造することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of cracks in a crystalline material, form a stable processed layer, and provide a substrate on which such a stable processed layer is formed. Furthermore, the peeled substrate can be easily manufactured by peeling the substrate with the processing layer.

基板加工装置の斜視図である。It is a perspective view of a substrate processing apparatus. 基板を載置したステージの上面図である。It is a top view of a stage on which a substrate is placed. 基板を載置したステージの断面図である。It is sectional drawing of the stage which mounted the board | substrate. 基板における加工層の形成を説明する図である。It is a figure explaining formation of a processing layer in a substrate. 基板に照射した3本の分岐レーザ光を示す図である。It is a figure which shows the three branched laser beams with which the board | substrate was irradiated. 隣接する加工痕の間隔の調整を説明する図である。It is a figure explaining adjustment of the space | interval of the adjacent processing marks. レーザ光により基板内部に形成された加工痕を示す顕微鏡写真である。It is a microscope picture which shows the processing mark formed in the inside of a substrate by laser light. 実施例1を示す写真である。3 is a photograph showing Example 1. 実施例1の剥離面における表面粗さの測定結果である。7 is a measurement result of surface roughness on the peeled surface of Example 1. 実施例2を示す写真である。5 is a photograph showing Example 2. 実施例2の剥離面における表面粗さの測定結果である。5 is a result of measuring surface roughness on a peeled surface of Example 2. 実施例3を示す写真である。5 is a photograph showing Example 3. 実施例3の剥離面における表面粗さの測定結果である。9 is a result of measuring surface roughness on a peeled surface of Example 3. 実施例4を示す写真である。5 is a photograph showing Example 4. 実施例4の剥離面における表面粗さの測定結果である。9 is a result of measuring surface roughness on a peeled surface of Example 4. 実施例5を示す写真である。5 is a photograph showing Example 5. 実施例5の剥離面における表面粗さの測定結果である。8 is a measurement result of surface roughness on a peeled surface of Example 5. 複数の分岐レーザ光の強度の分布の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of distribution of the intensity | strength of a some branched laser beam. 複数列又はパターン状に配置された複数の分岐レーザ光を示す図である。It is a figure which shows the some branch laser beam arrange | positioned at multiple rows or pattern form.

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。   Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar reference numerals are given to the same or similar parts. However, it should be noted that the drawings are schematic and the relationship between the thickness and the plane dimension, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Further, it is needless to say that the drawings include portions having different dimensional relationships and ratios.

又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための方法や基板を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。   Further, the embodiments described below exemplify a method and a substrate for embodying the technical idea of the present invention, and the embodiments of the present invention include the material, shape, structure, The layout is not specified as below. The embodiment of the present invention can be modified in various ways within the scope of the claims.

図1は、基板加工装置100の構成を示す斜視図である。基板加工装置100は、ステージ110と、ステージ110がXY方向に移動可能なように支持するステージ支持部120と、ステージ110上に配置され、基板10を固定する基板固定具130とを有している。この基板10には、インゴットを切断したシリコンカーバイド(SiC)ウェハを使用することができる。   FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the substrate processing apparatus 100. The substrate processing apparatus 100 includes a stage 110, a stage support unit 120 that supports the stage 110 so as to be movable in the XY directions, and a substrate fixture 130 that is disposed on the stage 110 and that fixes the substrate 10. There is. As the substrate 10, a silicon carbide (SiC) wafer obtained by cutting an ingot can be used.

また、基板加工装置100は、レーザ光源150と、レーザ光源150から発したレーザ光190を集光して基板10に向けて照射するレーザ集光部160を有している。レーザ集光部160は、回折光学素子(DOE)170及び対物レンズ180を有している。   The substrate processing apparatus 100 also includes a laser light source 150 and a laser condensing unit 160 that condenses the laser light 190 emitted from the laser light source 150 and irradiates it toward the substrate 10. The laser condensing unit 160 has a diffractive optical element (DOE) 170 and an objective lens 180.

回折光学素子170は、入射されたレーザ光190を所定の本数の分岐レーザ光に分岐させる。分岐レーザ光は、対物レンズ180で集光され、レーザ集光部160の焦点位置において一列に並ぶように配置される。なお、図中で回折光学素子170は3本の分岐レーザ光を生成しているが、これに限定されない。分岐レーザ光は、2本以上の複数の分岐レーザ光であればよい。   The diffractive optical element 170 splits the incident laser beam 190 into a predetermined number of split laser beams. The branched laser light is condensed by the objective lens 180 and arranged in a line at the focal position of the laser condensing unit 160. Although the diffractive optical element 170 generates three branched laser beams in the figure, the present invention is not limited to this. The branched laser light may be two or more branched laser lights.

回折光学素子170は、複数の分岐レーザ光の強度が異なるように調整する。ここで、複数の分岐レーザ光の強度が異なるとは、複数の分岐レーザ光の内の少なくとも一つの強度が他の分岐レーザ光の強度と異なることを意味する。例えば、隣接する分岐レーザ光の強度が互いに異なってもよい。   The diffractive optical element 170 adjusts the intensities of the plurality of branched laser lights so that they are different from each other. Here, the different intensities of the plurality of branched laser beams mean that at least one of the plurality of branched laser beams has an intensity different from that of the other branched laser beams. For example, the intensities of the adjacent branched laser lights may be different from each other.

本実施の形態では、複数の分岐レーザ光の相対的な強度が1.1〜5.0の範囲にある倍率で異なるようにすることができる。この倍率は、1.2〜3の範囲にあることが好ましく、1.5〜2.5の範囲にあることがより好ましく、1.8〜2.2の範囲にあることがさらに好ましい。   In the present embodiment, the relative intensities of the plurality of branched laser lights can be varied at magnifications in the range of 1.1 to 5.0. This magnification is preferably in the range of 1.2 to 3, more preferably in the range of 1.5 to 2.5, and even more preferably in the range of 1.8 to 2.2.

本実施の形態では、回折光学素子170によって分岐された複数の分岐レーザ光の強度が異なるように調整することにより、基板10の内部に加工痕を形成するときに発生するクラックを制御するようにしている。   In the present embodiment, by adjusting the intensities of the plurality of branched laser beams branched by the diffractive optical element 170 to be different, it is possible to control cracks that occur when forming a processing mark inside the substrate 10. ing.

本実施の形態では、複数の分岐レーザのうちの相対的に強度の高いビームによって、レーザの照射方向に対して直角にクラックが進展する剥離可能な加工状態を形成している。また、相対的に強度の低いビームによってクラックが進展しない加工層を形成し、強度の高いビームによって形成されたクラックが結晶方位に沿って意図に反して進展しないようなストッパー的な役割をさせている。   In the present embodiment, a relatively high-intensity beam of a plurality of branch lasers forms a peelable processing state in which cracks propagate at right angles to the laser irradiation direction. In addition, by forming a processed layer in which cracks do not propagate due to a beam having a relatively low intensity, the crack formed by a beam having a high intensity acts as a stopper that does not propagate unintentionally along the crystal orientation. There is.

図2は、ステージ110上に置いた基板10を示す上面図である。図3は、ステージ110上に置いた基板10を示す断面図である。   FIG. 2 is a top view showing the substrate 10 placed on the stage 110. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the substrate 10 placed on the stage 110.

基板10は、ステージ110上において基板固定具130によって保持されている。基板固定具130は、その上に設けられた固定テーブル125によって基板10を固定している。固定テーブル125には、通常の粘着層、機械的なチャック、静電チャックなどが適用可能である。   The substrate 10 is held on the stage 110 by a substrate fixture 130. The board fixing tool 130 fixes the board 10 by a fixing table 125 provided thereon. A general adhesive layer, a mechanical chuck, an electrostatic chuck, or the like can be applied to the fixed table 125.

基板10に集光して照射されるレーザ光190の集光点Pは、基板10の内部において、表面から所定の深さの領域に所定の形状の加工痕12を形成する。この加工痕12は、ステージ110に保持された基板10に対してレーザ集光部160が相対的に移動して位置決めされることにより、基板10の内部に所定のパターンに従い形成される。   The condensing point P of the laser light 190 that is condensed and irradiated on the substrate 10 forms a processing mark 12 having a predetermined shape in a region of a predetermined depth from the surface inside the substrate 10. The processing mark 12 is formed inside the substrate 10 according to a predetermined pattern by the laser condensing unit 160 moving and positioning relative to the substrate 10 held on the stage 110.

例えば、所定の走査方向に所定速度で集光点Pを移動する動作を、走査方向とは直交する方向に集光点Pを所定距離にわたりシフトさせる動作を挟んで繰り返すことにより、直線状の加工痕12を2次元状に配置した加工層14を形成することができる。   For example, a linear machining is performed by repeating the operation of moving the condensing point P at a predetermined speed in a predetermined scanning direction with the operation of shifting the condensing point P in a direction orthogonal to the scanning direction over a predetermined distance. The processing layer 14 in which the marks 12 are two-dimensionally arranged can be formed.

図4は、基板10における加工層14の形成を説明する図である。基板加工装置100において、レーザ光190は、レーザ集光部160の回折光学素子170及び対物レンズ180を介して基板10に向けて照射され、分岐ビームは基板10内部の集光点Pにそれぞれ集光され、集光点Pに加工痕12が形成される。   FIG. 4 is a diagram illustrating formation of the processed layer 14 on the substrate 10. In the substrate processing apparatus 100, the laser light 190 is irradiated toward the substrate 10 via the diffractive optical element 170 of the laser condensing unit 160 and the objective lens 180, and the branched beams are collected at the condensing points P inside the substrate 10. It is irradiated with light and a processing mark 12 is formed at the condensing point P.

レーザ集光部160は、基板10の所定の深さの範囲tにおいて分岐レーザ光の径を実質的に絞るように集光し、加工痕12が連結された加工層14の形成に必要なエネルギー密度を確保するようにしている。図中においては、基板10の表面側から入射した分岐レーザ光により、集光点Pを含む所定の深さの範囲tに形成された加工層14が示されている。   The laser condensing unit 160 condenses the branched laser light so as to substantially reduce the diameter of the branched laser light in the range t of the predetermined depth of the substrate 10, and the energy required for forming the processing layer 14 to which the processing traces 12 are connected. I try to secure the density. In the figure, the processing layer 14 formed in the range t of a predetermined depth including the condensing point P by the branched laser light incident from the front surface side of the substrate 10 is shown.

加工層14は、基板10に照射された各分岐レーザ光による衝撃により形成された結晶構造が異なる加工痕が連結してなるものである。このように形成された加工層14は、隣接する分岐レーザ光が所定間隔であるため、所定の周期的構造を有している。   The processing layer 14 is formed by connecting processing marks having different crystal structures, which are formed by the impact of each branched laser beam with which the substrate 10 is irradiated. The processing layer 14 thus formed has a predetermined periodic structure because the adjacent branched laser beams have a predetermined interval.

図5は、基板10に照射した3本の分岐レーザ光を示す図である。図5(a)は基板10の上面図、図5(b)は基板10の断面図である。基板10の表面に向けて照射された3本の分岐レーザ光L1,L2,L3は、基板10の表面において一列に配置された3つのビームスポットR1,R2,R3を形成して基板10に入射し、基板10の内部において3つの集光点F1,F2,F3を形成する。これらの集光点F1,F2,F3によりそれぞれ加工痕12が形成される。   FIG. 5 is a diagram showing the three branched laser beams applied to the substrate 10. 5A is a top view of the substrate 10, and FIG. 5B is a sectional view of the substrate 10. The three branched laser lights L1, L2, L3 irradiated toward the surface of the substrate 10 form three beam spots R1, R2, R3 arranged in a line on the surface of the substrate 10 and are incident on the substrate 10. Then, three converging points F1, F2, F3 are formed inside the substrate 10. The processing marks 12 are formed by these focal points F1, F2, and F3.

基板10は、SiCなどの結晶基板であるため、加工痕F1,F2,F3を形成する際に結晶方位に沿ってクラックが発生しやすい性質がある。本実施の形態では、隣接する分岐レーザ光の強度が異なるように調整することにより、クラックの発生を制御している。   Since the substrate 10 is a crystal substrate such as SiC, it has a property that cracks are likely to occur along the crystal orientation when forming the processing traces F1, F2, and F3. In the present embodiment, the generation of cracks is controlled by adjusting the intensities of adjacent branched laser beams so that they are different.

このとき、分岐レーザ光L1、L3の強度は集光点F1、F3から加工痕が結晶方位に進展しない程度の強度であって、基板の剥離に必要な加工痕が得られる最小強度に設定することが必要である。   At this time, the intensities of the branched laser beams L1 and L3 are set so that the processing marks do not propagate in the crystal orientation from the condensing points F1 and F3, and are set to the minimum intensity at which the processing marks necessary for peeling the substrate are obtained. It is necessary.

例えば、中央の分岐レーザ光L2の強度を両側の分岐レーザ光L1,L3の強度より大きくすることにより、中央の集光点F2によって加工痕12を形成する際に発生したクラックが両側の集光点F1,F3の方向に進展しても、両側の集光点F1,F3により形成された加工痕12によってクラックの進展を止めるようにすることができる。   For example, by setting the intensity of the central branched laser beam L2 to be higher than the intensity of the branched laser beams L1 and L3 on both sides, a crack generated when the machining mark 12 is formed by the central focusing point F2 is focused on both sides. Even when the cracks propagate in the directions of the points F1 and F3, the cracks can be stopped from progressing by the processing marks 12 formed by the condensing points F1 and F3 on both sides.

3本の分岐ビームの強度は、両側の分岐レーザ光L1、L3の強度に対する中央の分岐レーザ光L2の強度の倍率が、1.1〜5.0の範囲にある倍率で異なるようにすることができる。この倍率は、1.2〜3の範囲にあることが好ましく、1.5〜2.5の範囲にあることがより好ましく、1.8〜2.2の範囲にあることがさらに好ましい。   The intensities of the three branched beams are set so that the magnification of the intensity of the central branched laser beam L2 with respect to the intensity of the branched laser beams L1 and L3 on both sides is different in the range of 1.1 to 5.0. You can This magnification is preferably in the range of 1.2 to 3, more preferably in the range of 1.5 to 2.5, and even more preferably in the range of 1.8 to 2.2.

図6は、基板10に形成される隣接する加工痕12の間隔の調整を説明する図である。基板10の表面には、光集光部16から供給された3本の分岐レーザ光L1,L2,L3によって、一列に配置された3つのビームスポットR1,R2,R3が形成されている。3本の分岐レーザ光は、これらのビームスポットR1,R2,R3を介して基板10の内部の集光点F1,F2,F3に集光され、集光点F1,F2,F3においてそれぞれ加工痕が形成される。   FIG. 6 is a diagram for explaining the adjustment of the interval between the adjacent processing marks 12 formed on the substrate 10. On the surface of the substrate 10, three beam spots R1, R2, R3 arranged in a line are formed by the three branched laser beams L1, L2, L3 supplied from the light condensing unit 16. The three branched laser lights are condensed at the condensing points F1, F2, F3 inside the substrate 10 via these beam spots R1, R2, R3, and the processing marks at the condensing points F1, F2, F3, respectively. Is formed.

3つのビームスポットR1,R2,R3は、所定の走査方向に所定速度で走査される。レーザ光源150からはパルスレーザ光が供給され、ビームスポットR1,R2,R3は、走査方向について所定間隔で形成される。この走査方向の間隔は、任意に設定が可能である。   The three beam spots R1, R2, R3 are scanned at a predetermined speed in a predetermined scanning direction. Pulsed laser light is supplied from the laser light source 150, and the beam spots R1, R2, R3 are formed at predetermined intervals in the scanning direction. The interval in the scanning direction can be set arbitrarily.

また、3つのビームスポットR1,R2,R3を配置した列の方向を調整することにより、ビームスポットR1,R2,R3を介して形成される3本の加工痕12の間隔を調整することが可能である。   Also, by adjusting the direction of the row in which the three beam spots R1, R2, R3 are arranged, it is possible to adjust the interval between the three processing marks 12 formed via the beam spots R1, R2, R3. Is.

図6(a)は、3つのビームスポットR1,R2,R3を配置した列の方向が走査方向に直交するように設定した場合を示している。このとき、走査方向に直交する方向について、3つのビームスポットR1,R2,R3の隣接する距離が最大になり、したがって3つのビームスポットR1,R2,R3を介して形成される加工痕12の間隔も最大になる。   FIG. 6A shows a case in which the direction of the row in which the three beam spots R1, R2, R3 are arranged is set to be orthogonal to the scanning direction. At this time, the adjoining distance of the three beam spots R1, R2, and R3 becomes the maximum in the direction orthogonal to the scanning direction, and thus the interval of the processing marks 12 formed via the three beam spots R1, R2, and R3. Will also be the maximum.

図6(b)は、3つのビームスポットR1,R2,R3を配置した列の方向と走査方向の直交方向がθ=45°の角度をなすように設定した場合を示している。角度θは45°に限られることはなく、角度θが大きくなるほど、走査方向に直交する方向についてビームスポットR1,R2,R3の隣接する距離が短くなり、したがってビームスポットR1,R2,R3を介して形成される加工痕12の間隔も短くなる。   FIG. 6B shows a case where the direction in which the three beam spots R1, R2 and R3 are arranged and the direction orthogonal to the scanning direction form an angle of θ = 45 °. The angle θ is not limited to 45 °, and the larger the angle θ, the shorter the adjacent distance between the beam spots R1, R2, and R3 in the direction orthogonal to the scanning direction, and therefore, the beam spots R1, R2, and R3. The intervals between the processing marks 12 formed by the above are also shortened.

本実施の形態では、上述のように加工層14が形成された基板10を加工層14で割断し、基板10を加工層14で剥離することにより、剥離基板を作成することができる。加工層14においては加工痕が連結しているため、基板10は加工層14に沿って容易に割断して剥離することができる。   In the present embodiment, the substrate 10 on which the processing layer 14 is formed as described above is cut by the processing layer 14 and the substrate 10 is separated by the processing layer 14, whereby a peeled substrate can be formed. Since the processing marks are connected in the processing layer 14, the substrate 10 can be easily cut and peeled along the processing layer 14.

以下では、本実施の形態を適用した実施例を説明する。本実施例では、基板加工装置100のレーザ光源150にInnolight製HALO GN 35k-100のレーザ発振器を用いた。このレーザ光源150は、表1に示すようなレーザ光190を供給することができる。   Hereinafter, examples to which the present embodiment is applied will be described. In this embodiment, a laser oscillator of HALO GN 35k-100 manufactured by Innolight is used as the laser light source 150 of the substrate processing apparatus 100. The laser light source 150 can supply the laser light 190 as shown in Table 1.

回折光学素子170には、レーザ光190から強度1:2:1の3本の分岐レーザ光を分岐させる古河機械金属工業製のものを用いた。対物レンズ180には、LCPLN 100×IRを用いた。   As the diffractive optical element 170, used is one manufactured by Furukawa Kikai Kogyo Kogyo Co., Ltd., which splits three branched laser beams having an intensity of 1: 2: 1 from the laser beam 190. LCPLN 100 × IR was used for the objective lens 180.

基板10には、表面が鏡面仕上げされた結晶構造4Hの多結晶のSiC基板を用いた。そして、加工痕12の性質を明らかにするため、表2のような条件で基板10を加工した。表2において、回折光学素子の角度とは、走査方向に直交する方向と一列に配置された3つのレーザスポットR1,R2,R3の方向がなす角度である。また焦点の深さとは、集光点Pに相当する焦点の基板10の表面からの深さである。   As the substrate 10, a polycrystalline SiC substrate having a crystal structure 4H with a mirror-finished surface was used. Then, the substrate 10 was processed under the conditions as shown in Table 2 in order to clarify the properties of the processing marks 12. In Table 2, the angle of the diffractive optical element is an angle formed by the direction orthogonal to the scanning direction and the directions of the three laser spots R1, R2, R3 arranged in a line. The depth of focus is the depth from the surface of the substrate 10 of the focus corresponding to the condensing point P.

図7は、このような加工により基板10に形成された加工痕12を示す顕微鏡写真である。図7(a)は、透明なSiCの基板10の上面から観察したものであり、3つのレーザスポットR1,R2,R3を介して形成された3本の加工痕12が示されている。ここで、回折光学素子170は、強度1:2:1の3本の分岐レーザ光L1,L2,L3を生成するため、中央の加工痕12がやや太く、両側の加工痕12がやや細くなっている。   FIG. 7 is a micrograph showing a processing mark 12 formed on the substrate 10 by such processing. FIG. 7A is an observation from the upper surface of the transparent SiC substrate 10, and shows three processing marks 12 formed through the three laser spots R1, R2, and R3. Here, since the diffractive optical element 170 generates three branched laser beams L1, L2, L3 having an intensity of 1: 2: 1, the processing trace 12 at the center is slightly thick and the processing traces 12 on both sides are slightly thin. ing.

図7(b)には、加工痕12の延びる方向に略垂直な断面において、基板10に形成された加工痕12を観察したものであり、3本の加工痕12が示されている。ここで、各加工痕12から横方向にクラックが進展し、中央の加工痕12から進展したクラックは、両側の加工痕12にまで進展するが、両側の加工痕12にて止められていることがみられた。したがって、これら3本の加工痕12は、クラックによって連結されるとともに、クラックのさらなる進展は制御されていることが明らかになった。   In FIG. 7B, the processing marks 12 formed on the substrate 10 are observed in a cross section substantially perpendicular to the extending direction of the processing marks 12, and three processing marks 12 are shown. Here, a crack propagates laterally from each machining mark 12, and a crack that propagates from the central machining mark 12 propagates to the machining marks 12 on both sides, but is stopped at the machining marks 12 on both sides. Was seen. Therefore, it was revealed that these three processing marks 12 are connected by the cracks and further progress of the cracks is controlled.

次に、基板10の全面にわたって形成した加工痕12により加工層14を作成した後、基板10を加工層14で割断することにより剥離して剥離基板を作成し、剥離基板における剥離面の性質を調べた。実施例1では、表3の実施例1の欄に示す条件で加工層14を形成した。表3に示した条件を除き、前記実施例と同一の条件を用いた。例えば、基板10には結晶構造4Hの多結晶のSiC基板を用い、回折光学素子170には3本の分岐レーザ光に分岐させるものを用いた。   Next, after forming the processing layer 14 by the processing marks 12 formed on the entire surface of the substrate 10, the substrate 10 is cut by the processing layer 14 to be peeled off to form a release substrate. Examined. In Example 1, the processed layer 14 was formed under the conditions shown in the column of Example 1 in Table 3. Except for the conditions shown in Table 3, the same conditions as in the above example were used. For example, a polycrystalline SiC substrate having a crystal structure 4H was used as the substrate 10, and a diffractive optical element 170 used was one that splits into three branched laser beams.

図8は、実施例1を示す写真である。図8(a)及び図8(b)は、基板10に形成されたスクライブ前及びスクライブ後の加工痕を示す顕微鏡写真である。図8(c)はレーザ顕微鏡による基板10の断面の顕微鏡写真であり、図8(d)は図8(c)の枠内を拡大した拡大顕微鏡写真である。   FIG. 8 is a photograph showing Example 1. FIG. 8A and FIG. 8B are micrographs showing processing marks formed on the substrate 10 before and after scribing. FIG. 8C is a microscope photograph of a cross section of the substrate 10 by a laser microscope, and FIG. 8D is an enlarged microscope photograph in which the frame in FIG. 8C is enlarged.

図8(c)及び図8(d)により、基板10の表面に平行な方向であり、図中横方向に加工痕12が連結された加工層14が形成されていることがみられる。図8(d)は、引っ張り試験機を用いて加工層14にて割断された剥離基板の剥離面を示す写真である。この実施例1では、剥離基板の表面の全体に対し、90%の部分で剥離面が形成された。   From FIGS. 8C and 8D, it can be seen that the processing layer 14 in which the processing marks 12 are connected is formed in the direction parallel to the surface of the substrate 10 and in the horizontal direction in the drawing. FIG. 8D is a photograph showing the peeled surface of the peeled substrate cut by the processing layer 14 using the tensile tester. In Example 1, the peeled surface was formed in 90% of the entire surface of the peeled substrate.

続いて、剥離基板における剥離面の表面粗さを測定した。レーザ集光部160に向かうレーザ照射側にある上面では、Ra(μm)について図9(a)、Rz(μm)について図9(b)のような形状になり、表4に示すような結果が得られた。この表4においては、表面粗さの3点測定値とそれらの平均値が示されている。以下でも同様である。   Then, the surface roughness of the peeled surface of the peeled substrate was measured. On the upper surface on the laser irradiation side toward the laser condensing unit 160, Ra (μm) has a shape as shown in FIG. 9A, and Rz (μm) has a shape as shown in FIG. 9B, and the results shown in Table 4 are obtained. was gotten. In Table 4, three-point surface roughness measurement values and their average values are shown. The same applies below.

なお、走査方向とはレーザ光を走査する方向での粗さ、オフセット方向とは走査方向に対して90°の方向で分岐ビーム間に形成される粗さを示す。   The scanning direction means the roughness in the scanning direction of the laser beam, and the offset direction means the roughness formed between the branched beams in the direction of 90 ° with respect to the scanning direction.

また、ステージ110に載置される側にある下面では、Ra(μm)について図9(c)、Rz(μm)について図9(d)のような形状になり、表5に示すような結果が得られた。   In addition, the lower surface on the side mounted on the stage 110 has a shape as shown in FIG. 9C for Ra (μm) and as shown in FIG. 9D for Rz (μm). was gotten.

実施例2では、表3の実施例2の欄に示す条件で加工層14を形成した。表3で示した条件を除き、実施例1と同じ条件で行った。この実施例2では、剥離基板の表面の50%に剥離面が形成された。   In Example 2, the processed layer 14 was formed under the conditions shown in the column of Example 2 in Table 3. The conditions were the same as in Example 1 except for the conditions shown in Table 3. In Example 2, the peeled surface was formed on 50% of the surface of the peeled substrate.

剥離基板の剥離面の表面粗さについては、レーザ照射側の上面ではRa(μm)について図11(a)、Rz(μm)について図11(b)のような形状になり、表6に示すような結果が得られた。また、ステージ側の下面では、Ra(μm)について図11(c)、Rz(μm)について図11(d)のような形状になり、表7に示すような結果が得られた。   Regarding the surface roughness of the peeling surface of the peeling substrate, the shape on the upper surface on the laser irradiation side is as shown in FIG. 11A for Ra (μm) and as shown in FIG. 11B for Rz (μm), and is shown in Table 6. The result is as follows. Further, the lower surface on the stage side had a shape as shown in FIG. 11C for Ra (μm) and as shown in FIG. 11D for Rz (μm), and the results shown in Table 7 were obtained.

実施例3では、表3の実施例3の欄に示す条件で加工層14を形成した。表3で示した条件を除き、実施例1と同じ条件で行った。この実施例3では、剥離基板の表面の30%に剥離面が形成された。   In Example 3, the processed layer 14 was formed under the conditions shown in the column of Example 3 in Table 3. The conditions were the same as in Example 1 except for the conditions shown in Table 3. In Example 3, the peeled surface was formed on 30% of the surface of the peeled substrate.

剥離基板における剥離面の表面粗さについては、レーザ照射側の上面ではRa(μm)について図13(a)、Rz(μm)について図13(b)のような形状になり、表8に示すような結果が得られた。また、ステージ側の下面では、Ra(μm)について図13(c)、Rz(μm)について図13(d)のような形状になり、表9に示すような結果が得られた。   Regarding the surface roughness of the peeling surface of the peeling substrate, the upper surface on the laser irradiation side has a shape as shown in FIG. 13A for Ra (μm) and FIG. 13B for Rz (μm), and is shown in Table 8. The result is as follows. Further, the lower surface on the stage side had a shape as shown in FIG. 13C for Ra (μm) and as shown in FIG. 13D for Rz (μm), and the results shown in Table 9 were obtained.

実施例4では、表3の実施例4の欄に示す条件で加工層14を形成した。表3で示した条件を除き、実施例1と同じ条件で行った。この実施例4では、剥離基板の表面の98%に剥離面が形成された。   In Example 4, the processed layer 14 was formed under the conditions shown in the column of Example 4 in Table 3. The conditions were the same as in Example 1 except for the conditions shown in Table 3. In Example 4, the peeled surface was formed on 98% of the surface of the peeled substrate.

剥離基板における剥離面の表面粗さについては、レーザ照射側の上面ではRa(μm)について図15(a)、Rz(μm)について図15(b)のような形状になり、表10に示すような結果が得られた。また、ステージ側の下面では、Ra(μm)について図15(c)、Rz(μm)について図15(d)のような形状になり、表11に示すような結果が得られた。   Regarding the surface roughness of the peeling surface of the peeling substrate, the shape on the upper surface on the laser irradiation side has a shape as shown in FIG. 15A for Ra (μm) and FIG. 15B for Rz (μm), and is shown in Table 10. The result is as follows. Further, the lower surface on the stage side had a shape as shown in FIG. 15C for Ra (μm) and as shown in FIG. 15D for Rz (μm), and the results as shown in Table 11 were obtained.

実施例5では、表3の実施例5の欄に示す条件で加工層14を形成した。表3で示した条件を除き、実施例1と同じ条件で行った。この実施例5では、剥離基板の表面の10%に剥離面が形成された。   In Example 5, the processed layer 14 was formed under the conditions shown in the column of Example 5 in Table 3. The conditions were the same as in Example 1 except for the conditions shown in Table 3. In Example 5, the peeled surface was formed on 10% of the surface of the peeled substrate.

剥離基板における剥離面の表面粗さについては、レーザ照射側の上面ではRa(μm)について図17(a)、Rz(μm)について図17(b)のような形状になり、表12に示すような結果が得られた。また、ステージ側の下面では、Ra(μm)について図17(c)、Rz(μm)について図17(d)のような形状になり、表13に示すような結果が得られた。   Regarding the surface roughness of the peeling surface of the peeling substrate, the upper surface on the laser irradiation side has a shape as shown in FIG. 17A for Ra (μm) and FIG. 17B for Rz (μm), and is shown in Table 12. The result is as follows. Further, the lower surface on the stage side had a shape as shown in FIG. 17C for Ra (μm) and as shown in FIG. 17D for Rz (μm), and the results shown in Table 13 were obtained.

以上の実施例1〜5によって、3本の分岐レーザ光に分割する回折光学素子170を用いて結晶構造4HのSiCによる基板10に加工層14を形成し、加工層14にて割断することにより剥離することにより、剥離基板を容易に作成することができることが明らかになった。また、表面粗さの測定により、剥離基板には滑らかな剥離面が形成されていることが認められた。   According to the above Examples 1 to 5, the processing layer 14 is formed on the substrate 10 made of SiC having the crystal structure 4H by using the diffractive optical element 170 that divides the laser beam into three branched laser beams, and the processing layer 14 is cut. It was revealed that the peeling substrate can be easily prepared by peeling. In addition, it was confirmed from the measurement of the surface roughness that the peeled substrate had a smooth peeled surface.

なお、実施例1〜5においては、加工速度、レーザ光の強度についての明確な依存性は見られなかった。このことは、加工に用いたSiCの基板10が多結晶構造であるためであると考えられる。   In Examples 1 to 5, no clear dependence on the processing speed and the intensity of the laser beam was observed. It is considered that this is because the SiC substrate 10 used for processing has a polycrystalline structure.

なお、実施例1〜5においては、結晶構造4Hの多結晶のSiCの基板10を用いたが、このことに限定されることはなく、結晶構造6HのSiCの基板、単結晶のSiCの基板にも同様に適用することができる。また、SiCの基板に限定されることはなく、サファイアの基板などにも同様に適用することができる。   Although the polycrystalline SiC substrate 10 having the crystal structure 4H was used in Examples 1 to 5, the present invention is not limited to this, and the SiC substrate having the crystal structure 6H or the single crystal SiC substrate is used. Can be similarly applied to. Further, the present invention is not limited to the SiC substrate, but can be similarly applied to a sapphire substrate or the like.

また、実施例1〜5においては、基板10の表面に平行に加工層14を1層のみ形成したが、レーザ集光部160によって集光点Pの深さを適宜に設定することにより、2層以上の加工層14を形成し、これらの加工層14において基板10を割断して剥離するようにすることもできる。   Further, in each of Examples 1 to 5, only one processing layer 14 was formed in parallel with the surface of the substrate 10. However, by setting the depth of the focusing point P by the laser focusing section 160 as appropriate, It is also possible to form more than one processed layer 14 and cut the substrate 10 in these processed layers 14 to separate them.

なお、本実施の形態においては、複数の分岐レーザ光の例として3本の分岐レーザ光を例示したが、本発明はこれに限定されない。複数の分岐レーザ光は、2本以上の分岐レーザ光であり、強度が異なるものであればよい。例えば、図18に示すように、9本の分岐レーザ光であってもよい。複数の分岐レーザ光は一列に配置され、図18(a)では両端の分岐レーザ光の強度が小さく、中央の分岐レーザ光の強度が両端の分岐レーザ光の強度より大きい。図18(b)では両端と中央の分岐レーザ光の強度が小さい。なお、剥離に影響するため、加工層の安定化のためには、複数の分岐レーザ光に同一の強度の分岐レーザ光が含まれることが好ましい。   In the present embodiment, three branched laser lights are illustrated as an example of the plurality of branched laser lights, but the present invention is not limited to this. The plurality of branched laser lights are two or more branched laser lights and may have different intensities. For example, as shown in FIG. 18, nine branched laser lights may be used. The plurality of branched laser lights are arranged in a line. In FIG. 18A, the intensity of the branched laser lights at both ends is low, and the intensity of the central branched laser light is higher than the intensities of the branched laser lights at both ends. In FIG. 18B, the intensity of the branched laser light at both ends and the center is small. It is preferable that the plurality of branched laser lights include the branched laser light of the same intensity in order to stabilize the processed layer because it affects peeling.

また、本実施の形態においては、複数の分岐レーザ光の例として一列に配置されたものを例示したが、本発明はこれに限定されない。複数の分岐レーザ光は、複数列に配置されてもよいし、パターン状に配置されてもよい。   Further, in the present embodiment, as an example of the plurality of branched laser lights, ones arranged in a line are illustrated, but the present invention is not limited to this. The plurality of branched laser lights may be arranged in a plurality of columns or may be arranged in a pattern.

図19は、基板10に照射された分岐レーザ光のビームスポットが複数列又はパターン状に配置された状態を示す上面図である。分岐レーザ光は、図中に一点鎖線で示された走査方向に直交する方向に第1列の4つのビームスポットR11、R12、R13、R14、第2列の4つのビームスポットR21、R22、R23、R24、第3列の4つのビームスポットR31、R32、R33、R34、第4列の4つのビームスポットR41、R42、R43、R44を形成している。   FIG. 19 is a top view showing a state in which the beam spots of the branched laser light with which the substrate 10 is irradiated are arranged in a plurality of rows or patterns. The branched laser light is composed of four beam spots R11, R12, R13, R14 in the first row and four beam spots R21, R22, R23 in the second row in the direction orthogonal to the scanning direction shown by the alternate long and short dash line in the figure. , R24, four beam spots R31, R32, R33, R34 in the third row and four beam spots R41, R42, R43, R44 in the fourth row.

これらのビームスポットは、第1列から第4列の計4列からなる複数列の配置を形成している。また、走査方向に4列、走査方向に直交する方向に4列の計4×4の16個のビームスポットによるパターンも形成している。これらのビームスポットのうち、中央の4つのビームスポットR22、R23、R32、R33は、これらを取り囲む他のビームスポットR11、R12、R13、R14、R21、R24、R31、R34、R41、R42、R43、R44よりも相対的な強度が大きく、例えば1.1〜5.0の倍率の範囲にあってもよい。   These beam spots form an arrangement of a plurality of rows, that is, a total of four rows from the first row to the fourth row. In addition, a pattern is formed by 16 beam spots of 4 × 4 in total, four rows in the scanning direction and four rows in the direction orthogonal to the scanning direction. Of these beam spots, the central four beam spots R22, R23, R32, and R33 surround the other beam spots R11, R12, R13, R14, R21, R24, R31, R34, R41, R42, and R43. , R44 has a relative strength larger than that of R44, and may be in a range of, for example, 1.1 to 5.0.

なお、ビームスポットが形成する複数列は2列以上であればよく、ビームスポットのパターンは3つ以上のビームスポットが形成する特定のパターンであればよい。   The plurality of rows formed by the beam spots may be two or more rows, and the beam spot pattern may be a specific pattern formed by three or more beam spots.

本発明の基板加工方法により剥離基板を効率良く薄く形成することができることから、剥離基板は、GaN系半導体デバイスなどのサファイア基板などであれば、発光ダイオード、レーザダイオードなどに応用可能であり、SiCなどであれば、SiC系パワーデバイスなどに応用可能であり、透明エレクトロニクス分野、照明分野、ハイブリッド/電気自動車分野など幅広い分野において適用可能である。   Since the release substrate can be efficiently and thinly formed by the substrate processing method of the present invention, the release substrate can be applied to a light emitting diode, a laser diode or the like as long as it is a sapphire substrate such as a GaN-based semiconductor device. If so, it can be applied to SiC-based power devices and the like, and can be applied to a wide range of fields such as transparent electronics fields, lighting fields, and hybrid / electric vehicle fields.

10 基板14 加工層100 基板加工装置150 レーザ光源160 レーザ集光部170 回折光学素子180 対物レンズ 10 Substrate 14 Processing Layer 100 Substrate Processing Device 150 Laser Light Source 160 Laser Condensing Unit 170 Diffractive Optical Element 180 Objective Lens

Claims (4)

結晶基板の内部に加工層を形成するように基板を加工する基板加工方法であって、
パルス照射のレーザ光源からのレーザ光をレーザ集光手段によって前記基板の表面に向けて照射し、前記基板の表面から所定の深さにレーザ光を集光するレーザ集光ステップと、
前記レーザ集光手段を前記基板に相対的に移動させて位置決めをする位置決めステップと、を含み、
前記レーザ集光ステップは、前記レーザ光源からのレーザ光を複数の分岐レーザ光に分岐させる回折光学素子を用い、前記分岐レーザ光の強度が異なるようにするレーザ光調整ステップを含み、
前記分岐レーザ光において相対的に強度が高い分岐レーザ光により加工痕が連結するように加工層を伸張させて基板を加工するとともに、前記分岐レーザ光において相対的に強度が低い分岐レーザ光により前記加工層の伸長を抑制すること
を特徴とする基板加工方法。
A substrate processing method for processing a substrate to form a processing layer inside a crystal substrate, comprising:
A laser condensing step of irradiating a laser light from a laser light source of pulse irradiation toward the surface of the substrate by a laser condensing means, and condensing the laser light to a predetermined depth from the surface of the substrate,
A positioning step of moving the laser focusing means relative to the substrate for positioning.
The laser condensing step includes a laser light adjusting step of using a diffractive optical element that branches the laser light from the laser light source into a plurality of branched laser lights, and making the intensities of the branched laser lights different,
The substrate is processed by extending the processing layer so that the processing marks are connected by the branched laser light having relatively high intensity in the branched laser light, and the substrate is processed by the branched laser light having relatively low intensity in the branched laser light. A substrate processing method, characterized in that the expansion of a processing layer is suppressed.
前記位置決めステップは、前記基板の表面において、所定の走査方向に前記レーザ集光手段を所定速度で移動させる動作に、前記走査方向とは直交する方向に前記レーザ集光手段を所定距離にわたってシフトさせる動作を挟んで繰り返すことを特徴とする請求項1に記載の基板加工方法。   In the positioning step, an operation of moving the laser condensing means in a predetermined scanning direction at a predetermined speed on the surface of the substrate, and shifting the laser condensing means in a direction orthogonal to the scanning direction over a predetermined distance. The substrate processing method according to claim 1, wherein the operation is repeated with the operation interposed. 前記基板を前記加工層にて剥離して剥離基板を作成する基板剥離ステップをさらに含み、
前記基板剥離ステップによって作成された剥離基板は、前記走査方向における基板の表面粗さRaが0.032〜2.534μmの範囲にあり、前記走査方向とは直交する方向における基板の表面粗さRaが1.478〜3.514μmの範囲にあることを特徴とする請求項2に記載の基板加工方法。
Further comprising a substrate peeling step of peeling the substrate at the processing layer to create a peeled substrate,
The peeled substrate created in the substrate peeling step has a substrate surface roughness Ra in the scanning direction in the range of 0.032 to 2.534 μm, and a substrate surface roughness Ra in the direction orthogonal to the scanning direction. Is in the range of 1.478 to 3.514 μm. 3. The substrate processing method according to claim 2, wherein
前記基板を前記加工層にて剥離して剥離基板を作成する基板剥離ステップをさらに含み、
前記基板剥離ステップによって作成された剥離基板は、前記走査方向における基板の表面粗さRzが0.202〜12.713μmの範囲にあり、前記走査方向とは直交する方向における基板の表面粗さRzが9.819〜18.892μmの範囲にあることを特徴とする請求項2に記載の基板加工方法。
Further comprising a substrate peeling step of peeling the substrate at the processing layer to create a peeled substrate,
The peeled substrate created by the substrate peeling step has a substrate surface roughness Rz in the scanning direction in the range of 0.202 to 12.713 μm, and the substrate surface roughness Rz in the direction orthogonal to the scanning direction. Is in the range of 9.819 to 18.892 μm. 3. The substrate processing method according to claim 2, wherein
JP2020016443A 2015-10-05 2020-02-03 Substrate processing method Active JP6970415B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020016443A JP6970415B2 (en) 2015-10-05 2020-02-03 Substrate processing method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015197660A JP6664686B2 (en) 2015-10-05 2015-10-05 Substrate processing method and peeled substrate manufacturing method
JP2020016443A JP6970415B2 (en) 2015-10-05 2020-02-03 Substrate processing method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015197660A Division JP6664686B2 (en) 2015-10-05 2015-10-05 Substrate processing method and peeled substrate manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020074468A true JP2020074468A (en) 2020-05-14
JP6970415B2 JP6970415B2 (en) 2021-11-24

Family

ID=70610285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020016443A Active JP6970415B2 (en) 2015-10-05 2020-02-03 Substrate processing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6970415B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008147412A (en) * 2006-12-11 2008-06-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor wafer, semiconductor device and manufacturing method of the semiconductor wafer, and manufacturing method of semiconductor device
JP2011224658A (en) * 2010-04-14 2011-11-10 Samsung Electronics Co Ltd Method of processing substrate using laser beam
JP2015074002A (en) * 2013-10-07 2015-04-20 信越ポリマー株式会社 Internal processing layer-forming single crystal member, and manufacturing method for the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008147412A (en) * 2006-12-11 2008-06-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor wafer, semiconductor device and manufacturing method of the semiconductor wafer, and manufacturing method of semiconductor device
JP2011224658A (en) * 2010-04-14 2011-11-10 Samsung Electronics Co Ltd Method of processing substrate using laser beam
JP2015074002A (en) * 2013-10-07 2015-04-20 信越ポリマー株式会社 Internal processing layer-forming single crystal member, and manufacturing method for the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP6970415B2 (en) 2021-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6044919B2 (en) Substrate processing method
TWI687560B (en) Wafer generation method
TWI683736B (en) Wafer generation method
TWI685889B (en) Wafer generation method
TW201700249A (en) Wafer producing method
TW201631227A (en) Wafer producing method
TW201635364A (en) Wafer producing method
JP6664686B2 (en) Substrate processing method and peeled substrate manufacturing method
JP6531885B2 (en) Internally processed layer forming single crystal member and method of manufacturing the same
JP2015123466A (en) Substrate processing device and substrate processing method
JP5995045B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP2015074002A (en) Internal processing layer-forming single crystal member, and manufacturing method for the same
KR101889385B1 (en) Method for processing substrate with pattern
KR102202497B1 (en) Exfoliation substrate manufacturing method
JP2004066745A (en) Laser cutting method and apparatus
JP2014090011A (en) Processing method of substrate with led pattern
JP7007656B2 (en) Peeling substrate manufacturing method
JP6970415B2 (en) Substrate processing method
KR20190039860A (en) Substrate manufacturing method
JP6712747B2 (en) Method for manufacturing single crystal member with internal processing layer formed
JP6712746B2 (en) Internal processing layer forming single crystal member and manufacturing method thereof
JP2014216556A (en) Processing method for substrate with pattern and processing apparatus for substrate with pattern
JP6202694B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP2018182163A (en) Manufacturing method of chip and silicon chip

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200302

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210224

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210423

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210928

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211021

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6970415

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350