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TWI689365B - 基板處理方法 - Google Patents

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TWI689365B
TWI689365B TW106143766A TW106143766A TWI689365B TW I689365 B TWI689365 B TW I689365B TW 106143766 A TW106143766 A TW 106143766A TW 106143766 A TW106143766 A TW 106143766A TW I689365 B TWI689365 B TW I689365B
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森數洋司
凱爾Ｈ 普瑞渥瑟
服部奈緒
Original Assignee
日商迪思科股份有限公司
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Abstract

基板處理方法。本發明涉及一種處理基板的方法，基板具有上面形成至少一條分割線的第一表面和與第一表面相反的第二表面。方法包括從第一表面一側向基板施加脈衝雷射光束。基板由對脈衝雷射光束透明的材料製成。在脈衝雷射光束的焦點位於在從第一表面朝向第二表面的方向上離第一表面一距離處的情況下，脈衝雷射光束至少在沿著至少一條分割線的多個位置處被施加到基板，以在基板內形成多個改性區域。該方法進一步包括沿著存在完全佈置在基板的本體內的改性區域的至少一條分割線去除基板材料。

Description

基板處理方法
本發明涉及一種處理基板的方法，所述基板具有上面形成至少一條分割線的第一表面和與第一表面相反的第二表面。
在光學器件製造處理中，例如由n型氮化物半導體層和p型氮化物半導體層組成的光學器件層形成在諸如藍寶石基板、碳化矽(SiC)基板或氮化鎵(GaN)基板的單晶基板的正面上。通過交叉分割線(也稱為「街道」)來劃分光學器件層，以限定其中分別形成諸如發光二極體(LED)和雷射二極體的光學器件的分離區域。通過在單晶基板的正面上提供光學器件層，形成光學器件晶圓。光學器件晶圓沿著分割線被分開(例如，切割)，以分割形成有光學器件的分離區域，由此獲得作為晶片或晶粒的單獨光學器件。
作為沿著分割線劃分晶圓(諸如光學器件晶圓)的方法，提出了一種雷射處理方法，該雷射處理方法在具有允許光束透過晶圓的波長的脈衝雷射光束的焦點在要被分割的對象區域中位於晶圓內部的情況下，沿著分割線將該脈衝雷射光束施加至晶圓。以此方式，具有降低強度的改性層沿著每條分割線連續地形成在晶圓內部。隨後，通過使用斷開工具(breaking tool)沿著每條分割線向晶圓施加外力，由此將晶圓分割成單獨光學器件。在JP-A-3408805中公開了這種方法。
作為沿著分割線分割晶圓(諸如光學器件晶圓)的另一種方法，已經提出了在脈衝雷射光束的焦點在朝向晶圓的背面的方向上位於離晶圓的正面一距離處的情況下，向晶圓施加該光束，以在單晶基板中創建多個孔區域。每個孔區域由非晶區域和通向晶圓的正面的非晶區域中的空間構成。隨後，通過使用斷開工具沿著每條分割線向晶圓施加外力，從而將晶圓分成單獨光學器件。
然而，當在上述分割方法中使用斷開工具向晶圓施加外力時，可能發生所得到的晶片或晶粒相對於彼此的移位。這種晶粒移位不僅使得拾取晶片或晶粒的處理更加複雜，而且還導致損壞晶片或晶粒的風險，例如，如果它們的側表面由於移位而彼此接觸。
此外，通過使用斷開工具施加外力，各個晶片或晶粒可能不能適當地彼此分離。首先，兩個或更多個晶片或晶粒在斷開處理之後可能仍然至少部分地彼此連接，從而在晶粒分離之後必須檢查晶圓。另一方面，在分離之後所得到的晶片或晶粒的外形(即其側表面的形狀)不能以高精度被控制。
上述問題對於難以處理的透明晶體材料特別顯著，諸如矽(Si)、砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)、磷化鎵(GaP)、砷化銦(InAs)、磷化銦(InP)、碳化矽(SiC)、氮化矽(SiN)、鉭酸鋰(LT)、鈮酸鋰(LN)、藍寶石(Al2 O3 )、氮化鋁(AlN)、氧化矽(SiO2 )等。
因此，仍然需要一種處理基板的方法，其允許以精確、可靠和有效的方式處理基板。
因此，本發明的目的是提供一種處理基板的方法，其允許以準確、可靠和有效的方式處理基板。該目標通過具有請求項1的技術特徵的基板處理方法來實現。本發明的優選實施方式遵循從屬申請專利範圍。
本發明提供一種處理基板的方法，該基板具有其上形成至少一條分割線的第一表面(例如前表面)、以及與第一表面相反的第二表面(例如後表面)。該方法包括從第一表面一側向基板施加脈衝雷射光束。基板由對脈衝雷射光束透明的材料製成。在脈衝雷射光束的焦點位於在從第一表面朝向第二表面的方向上距第一表面一距離處的情況下，脈衝雷射光束至少在沿著至少一條分割線的多個位置處被施加到基板，以便在基板內部形成多個改性區域，每個改性區域完全佈置在基板的本體內，而不形成通向第一表面或第二表面的任何開口。該方法進一步包括：沿著存在完全佈置在基板的本體內的改性區域的至少一條分割線去除基板材料。
因此，每個改性區域完全佈置在基板的本體內，使得不形成通向第一表面或第二表面的開口。不形成通向第一表面的開口，並且不形成通向第二表面的開口。在第一表面中不形成開口，並且在第二表面中不形成開口。
通過將脈衝雷射光束施加到基板而形成的改性區域完全佈置在基板的本體內，即在基板內部。因此，改性區域不一直延伸到第一表面，即，到達第一表面，並且改性區域不一直延伸到第二表面，即，到達第二表面。不存在到達第一表面的開口空間和到達第二表面的開口空間。
脈衝雷射光束至少在沿著至少一條分割線(即，沿至少一條分割線的延伸方向)的多個位置處被施加到基板。
在本發明的方法中，脈衝雷射光束至少在沿著至少一條分割線的多個位置處被施加到基板。因此，改性區域在沿著至少一條分割線的多個位置處形成。
根據本發明的處理方法，脈衝雷射光束至少在沿著至少一條分割線的多個位置處從第一表面一側被施加到基板，以沿著至少一條分割線在基板內部形成多個改性區域。通過形成這些改性區域，減小了基板的形成改性區域的區域中的強度。因此，極大地便於沿著形成有多個改性區域的至少一條分割線去除基板材料。
在本發明的方法中，在基板中存在完全佈置在基板的本體內的改性區域的狀態下，沿至少一條分割線去除基板材料。
由於沿著存在完全佈置在基板的本體內的改性區域的至少一條分割線去除基板材料，所以不必通過使用斷開工具施加外力以分割基板。
通過沿至少一條分割線去除基板材料可以分割基板，從而可靠地防止基板(諸如晶片或晶粒)的所產生分離部分相對於彼此的任何移位，並且能夠控制外形，即，這些部件的側表面具有高精度。而且，可以可靠且有效地確保這些部件彼此完全分離，從而不要求隨後的晶圓檢查。
因此，本發明的處理方法允許以精確、可靠和有效的方式處理基板。
多條分割線可以形成在基板的第一表面上。該方法可以包括至少在沿著分割線中的一條或多條(優選所有)的多個位置從第一表面一側向基板施加脈衝雷射光束。在這種情況下，多個改性區域至少在沿著分割線中的一條或多條(優選所有)的多個位置處形成在基板內部。隨後，可以沿著其中存在完全佈置在基板的本體內的改性區域的分割線中的一條或多條(優選所有)去除基板材料。
脈衝雷射光束具有允許雷射光束透過基板的波長。
脈衝雷射光束可以以相鄰位置彼此不重疊的方式至少在沿著至少一條分割線的多個位置處被施加到基板。
脈衝雷射光束可以至少在沿著至少一條分割線的多個位置以如下方式施加到基板：相鄰位置之間的距離(即，相鄰位置的中心之間的距離)處於3 μm至50 μm、優選地5 μm至40 μm、更優選地8 μm至30 μm的範圍內。多個改性區域可以形成在所述基板中，使得在所述至少一條分割線的延伸方向上的相鄰改性區域的中心之間的距離在3 μm至50 μm、優選地5 μm至40 μm並且更優選8 μm至30 μm的範圍內。特別優選地，所述至少一條分割線的延伸方向上的相鄰改性區域的中心之間的距離在8 μm至10 μm的範圍內。
改性區域可以在至少一條分割線的延伸方向上等距間隔開。另選地，相鄰或鄰近改性區域中的一些或全部在所述至少一條分割線的延伸方向上彼此可以具有不同距離。
改性區域的直徑可以沿著從基板的第一表面朝向第二表面的方向大致恒定。
改性區域的直徑可以在1 μm至30 μm、優選地2 μm至20 μm、並且更優選地3 μm至10 μm的範圍內。
特別優選地，改性區域可以具有在2 μm至3 μm的範圍內的直徑。
多個改性區域可以形成在基板內部，使得相鄰或鄰近改性區域彼此不重疊。以此方式，可以特別可靠地確保基板保持足夠強度或魯棒性以允許有效地進一步操作和/或處理，特別是在沿著至少一條分割線去除基板材料的步驟中。
優選地，所述至少一條分割線的寬度方向上和/或所述至少一條分割線的延伸方向上的相鄰或鄰近改性區域的外邊緣之間的距離至少為1 μm。
多個改性區域可以形成在基板中，使得相鄰或鄰近改性區域至少部分地彼此重疊。在一些實施方案中，相鄰或鄰近改性區域僅沿著在基板的厚度方向上的改性區域的延伸的一部分彼此重疊。例如，相鄰或鄰近改性區域可以沿著在基板的厚度方向上更靠近基板的第一表面的改性區域的延伸的僅一部分彼此重疊。相鄰或鄰近改性區域可以被配置成沿著在基板的厚度方向上更靠近基板的第二表面的改性區域的延伸的一部分不相互重疊。
基板可以是單晶基板或玻璃基板，也可以是化合物基板，諸如化合物半導體基板，例如GaAs基板。在特別優選的實施方式中，基板是單晶基板。
改性區域是基板的通過施加脈衝雷射光束被改性的區域。例如，改性區域可以是基板的基板材料的結構已經通過施加脈衝雷射光束被改性的區域。
改性區域可以包括非晶區域或形成有裂紋的區域。在特別優選的實施方案中，改性區域包括非晶區域。
改性區域可以包括基板材料內部的空間，例如空腔，該空間被非晶區域或形成有裂紋的區域包圍。
改性區域可以由基板材料內部的空間(例如空腔)和非晶區域或在空間周圍形成裂紋的區域構成。
改性區域可以是非晶區域或其中形成有裂紋的區域。在特別優選的實施方案中，改性區域是非晶區域。
如果改性區域包括或者是形成有裂紋的區域，即，已經形成裂紋，則裂紋可能是微裂紋。裂紋可以具有在μm範圍內的尺寸，例如長度和/或寬度。例如，裂紋可以具有在5 μm到100 μm的範圍內的寬度和/或在100 μm 到1000 μm的範圍內的長度。
在本發明的方法的一些實施方式中，基板是單晶基板，並且該方法包括：至少在沿著至少一條分割線的多個位置處將脈衝雷射光束從第一表面一側施加到單晶基板，以在單晶基板內部形成多個改性區域，每個改性區域完全佈置在基板的本體內，而不形成通向第一表面或第二表面的任何開口，並且沿著存在完全佈置在基板的本體內的改性區域的至少一條分割線去除基板材料。改性區域包括或者是非晶區域。非晶區域使得基板在形成多個改性區域的區域中更脆弱，從而進一步促進去除基板材料的處理。在脈衝雷射光束的焦點在從第一表面朝向第二表面的方向上位於離第一表面一距離處的情況下，將脈衝雷射光束施加到單晶基板。
在本發明的方法的一些實施方式中，基板是化合物基板，並且該方法包括：至少在沿著至少一條分割線的多個位置處，將脈衝雷射光束從第一表面一側施加到基板，以在基板內部形成多個改性區域，每個改性區域完全佈置在基板的本體內部，而不形成通向第一表面或第二表面的任何開口，以及沿著存在完全佈置在基板的本體內的改性區域的至少一條分割線去除基板材料。改性區域包括或者是非晶區域。非晶區域使得基板在形成多個改性區域的區域中更脆弱，從而進一步便於去除基板材料的處理。在脈衝雷射光束的焦點在從第一表面朝向第二表面的方向上位於離第一表面一距離處的情況下，將脈衝雷射光束施加到單晶基板。
在本發明的方法的一些實施方式中，所述基板是玻璃基板，並且所述方法包括：至少在沿著所述至少一條分割線的多個位置處將脈衝雷射光束從所述第一表面一側施加到所述玻璃基板，以在玻璃基板內部形成多個改性區域，每個改性區域完全佈置在基板的本體內部，而不形成通向第一表面或第二表面的任何開口，以及沿著存在完全佈置在基板的本體內的改性區域的至少一條分割線去除基板材料。改性區域包括或者是形成有裂紋的區域。裂紋使得基板在形成有多個改性區域的區域中更脆弱，從而進一步促進去除基板材料的處理。裂紋可能是微裂紋。
可以通過沿著存在完全佈置在基板的本體內的改性區域的至少一條分割線切割基板來去除基板材料。例如，可以通過使用諸如刀片或鋸的機械切割裝置、通過雷射切割、通過等離子體切割(例如使用等離子體源等)來切割基板。切割基板是沿著至少一條分割線去除基板材料的特別有效、簡單和可靠方式。
基板材料可以沿著存在完全佈置在基板的本體內的改性區域的至少一條分割線被機械地去除。特別地，可以通過沿著存在完全佈置在基板的本體內的改性區域的至少一條分割線機械地切割基板來機械地去除基板材料。為此目的，可以使用機械切割裝置，諸如刀片或鋸。
如上所述，沿著至少一條分割線在基板內部形成多個改性區域降低了基板的形成有改性區域的區域中的強度。因此，可以以更有效方式，特別是以提高的處理速度，執行沿著至少一條分割線機械去除基板材料，特別是基板的機械切割。例如，對於刀片或鋸切割處理的情況，刀片或鋸切割速度可以顯著增加。
此外，沿著所述至少一條分割線形成多個改性區域可以有助於實現切割刀片或鋸的所謂自銳，特別是如果在切割處理中使用研磨刀片或鋸的話。在這種情況下，在執行基板材料的去除時，刀片或鋸可以被同時調節。以此方式，可以可靠地避免刀片或鋸堵塞。因此，能夠以更高處理負荷進行刀片或鋸切割，能夠進一步提高處理速度。
改性區域被形成為僅沿著基板的在從第一表面朝向第二表面的方向上的厚度的一部分延伸。一部分或全部的改性區域可以被形成為沿著基板的厚度的5%或更多且60%或更少、優選地10%或更多且40%或更少、更優選地15%或更多且30%或更少延伸。
考慮到用於去除基板材料的裝置(尤其是刀片或鋸)的增加使用壽命，形成具有沿著基板的厚度的大延伸的改性區域是特別優選的。而且，在這種情況下，可以進一步增強上面詳述的自銳效果。
一些或所有改性區域沿著基板厚度的延伸量可以被適當選擇，例如，取決於是打算完全還是部分地沿基板的厚度切割基板。
可以例如通過將脈衝雷射光束的焦點定位在沿著從第一表面朝向第二表面的方向離第一表面的適當距離處，來精確地控制改性區域沿著基板的厚度的延伸量和改性區域沿著基板的厚度的位置。
在沿著存在完全佈置在基板的本體內的改性區域的至少一條分割線去除基板材料的步驟中，可以在從第一表面朝向第二表面的方向上僅沿著厚度的一部分去除基板材料。基板材料可以沿著基板的厚度的30%或更多、優選地40%或更多、更優選地50%或更多、甚至更優選地60%或更多、並且甚至更優選地70%或更多被去除。
基板材料可以沿著基板的整個厚度被去除。以此方式，通過基板材料去除處理，沿著至少一條分割線分割基板。
在大致垂直於至少一條分割線的延伸方向的方向上的基板材料去除寬度(例如切割寬度)可以在基板材料去除處理中變化。例如，基板材料可以沿著基板厚度的一部分被去除第一去除寬度，並且基板材料在基板的厚度方向上的另一部分(例如剩餘部分)可以被去除第二去除寬度。第二去除寬度可以小於第一去除寬度。
例如為此目的，可以使用在與至少一條分割線的延伸方向大致垂直的方向上具有不同寬度的兩個不同切割裝置。
在本發明的一些實施方式中，在沿著施加脈衝雷射光束的至少一條分割線的多個位置中的每個位置處，可以形成多個改性區域，例如兩個或更多個、三個或更多個、四個或更多個、五個或更多個、或者六個或更多個，每個改性區域完全佈置在基板的本體內，並且多個改性區域可以沿著從第一表面朝向第二表面的方向(即，沿著基板的厚度方向)彼此相鄰佈置。以此方式，可以形成多層改性區域，其中，多層沿著基板的厚度方向層疊。這種改性區域的疊層可以延伸超過基板的厚度的30%或更多、40%或更多、50%或更多、60%或更多、70%或更多、80%或更多、或者90%或更多。
本發明的方法還可以包括研磨基板的第二表面以調整基板厚度。在這種情況下，特別優選的是在基板中形成沿著基板的厚度方向層疊的多層改性區域。以此方式，通過在第二表面附近適當地佈置這些多個層中的一個或多個層，可以降低基板的第二表面側的強度，從而允許更高效地執行研磨處理，特別是研磨速度更快。
研磨基板的第二表面可以在沿著存在完全佈置在基板的本體內的改性區域的至少一條分割線去除基板材料之前執行。
研磨基板的第二表面可以在沿著存在完全佈置在基板的本體內的改性區域的至少一條分割線去除基板材料之後執行。
特別地，在沿著所述至少一條分割線去除基板材料的步驟中，所述基板材料可以僅沿著所述基板的厚度的一部分被去除。隨後，可以在沿著至少一條分割線去除基板材料之後執行對基板的第二表面的研磨。
可以以這樣的方式進行研磨，以將基板厚度減小到與沿著至少一條分割線去除基板材料的深度相對應的厚度，例如，減小到切割處理的切割深度。在這種情況下，在研磨步驟中去除沿著至少一條分割線的基板材料去除處理未到達的基板材料，從而通過研磨處理沿著至少一條分割線分割基板。
因此可以沿著基板的未去除基板材料的厚度的剩餘部分執行對基板的第二表面的研磨，以沿著至少一條分割線分割基板。
通過以上述方式在研磨步驟中分割基板，可以以特別可靠、準確和有效的方式處理基板。特別地，在研磨之前，即，在其厚度減小之前，對基板執行沿著至少一條分割線去除基板材料的步驟。因此，可以可靠地避免基板在沿著至少一條分割線的材料去除(例如切割)期間的任何變形，諸如基板翹曲等。此外，在沿著所述至少一條分割線的基板材料去除期間施加到基板的應力被顯著減小，允許獲得具有增加的晶粒強度的晶片或晶粒。可以防止對所得到的晶片或晶粒的任何損壞，諸如形成裂紋或背面碎裂。
而且，由於僅沿著基板厚度的一部分沿著至少一條分割線去除基板材料，所以提高了基板材料去除處理的效率，特別是處理速度。另外，用於基板材料去除步驟的裝置(例如切割裝置)的使用壽命延長。
對於僅沿著基板的厚度的一部分去除基板材料並且隨後以上述方式研磨基板的第二表面以沿著至少一條分割線分割基板的情況，特別優選在基板內部形成多層改性區域，其中多個層沿著基板的厚度方向層疊。以此方式，可以顯著提高沿至少一條分割線的基板材料去除的步驟和研磨步驟的效率。
在沿著所述至少一條分割線去除基板材料的步驟中，基板材料可以沿著改性區域的在從第一表面朝向第二表面的方向上的整個延伸被去除，或者沿著該延伸的僅一部分被去除。可以沿著改性區域的延伸的30%或更多、優選地40%或更多、更優選地50%或更多、甚至更優選地60%或更多並且甚至更優選地70%或更多去除基板材料。
形成在基板的第一表面上的至少一條分割線可以在大致垂直於至少一條分割線的延伸方向的方向上具有一寬度。
至少一條分割線的寬度可以在30 μm至200 μm、優選地30 μm至150 μm、更優選地30 μm至100 μm的範圍內。
脈衝雷射光束也可以在沿著至少一條分割線的寬度方向上的多個位置處從第一表面一側被施加到基板。
可以在至少一條分割線的寬度內形成多個改性區域。
相鄰或鄰近改性區域可以在至少一條分割線的寬度方向上等距離地間隔開。另選地，相鄰或鄰近改性區域中的一些或全部在所述至少一條分割線的寬度方向上彼此可以具有不同距離。改性區域可以在至少一條分割線的延伸方向和/或寬度方向上大致隨機佈置。
至少一條分割線的寬度方向上的相鄰改性區域之間的距離(即，相鄰改性區域的中心之間的距離)可以在3 μm至50 μm、優選地5 μm至40 μm、更優選地8 μm到30 μm的範圍內。
也可以在沿著至少一條分割線的寬度方向上的多個位置處施加脈衝雷射光束，以便在至少一條分割線的寬度內形成多行改性區域，每行沿著所述至少一條分割線的延伸方向延伸。所述多行改性區域可以在至少一條分割線的寬度方向上彼此相鄰地佈置。所述多行改性區域可以在至少一條分割線的寬度方向上等距間隔開，或者一些或所有相鄰行在至少一條分割線的寬度方向上彼此可以具有不同距離。
所述至少一條分割線的寬度方向上的改性區域的相鄰行之間的距離(即，相鄰行的改性區域的中心之間的距離)可以在3 μm至50 μm、優選地5 μm至40 μm、並且更優選地8 μm至30 μm的範圍內。行數可以在2至20、優選地4至18、更優選地5至15、甚至更優選地8至12的範圍內。
另選地，可以在所述至少一條分割線的寬度內形成單行改性區域。例如，改性區域的直徑可以為17.5 μm或更多、優選地35 μm或更多、並且更優選地70 μm或更多。
如上所述，通過在分割線的寬度內形成在分割線的寬度方向上彼此相鄰佈置的多行改性區域，沿分割線去除基板材料的處理(特別是通過使用切割處理，例如機械切割處理)可以變得更有效率。
此外，可以使用用於沿著至少一條分割線去除基板材料的各種裝置，例如各種機械切割裝置，諸如刀片或鋸，例如具有不同切割寬度。而且，例如，由於減小了形成有改性區域的基板的區域的強度，所以可以使用具有降低的硬度或強度的切割刀片或鋸，從而允許降低切割裝置或設備的成本。而且，切割裝置或設備的使用壽命可以延長。
多行改性區域可以以如下方式形成：使得與在至少一條分割線的寬度方向上進一步遠離分割線的中心佈置的位置(例如在分割線的邊緣區域或側面區域中)相比，相鄰行之間的距離在所述至少一條分割線的寬度方向上在所述至少一條分割線的中心處或者靠近所述至少一條分割線的中心更大。特別地，多行改性區域可以僅存在於至少一條分割線的這些邊緣區域或側面區域中。
通過以使得相鄰行之間的距離在分割線的中心處比遠離分割線的中心佈置的位置處更大的方式佈置多行改性區域，可以使得形成改性區域的處理更有效，這是因為可以減少改性區域的數量。通過使用切割裝置機械地切割基板，可以沿著存在完全佈置在基板的本體內的改性區域的至少一條分割線去除基板材料。
基板的形成有一行或多行改性區域的區域在大致垂直於所述至少一條分割線的延伸方向的方向上的寬度可以小於切割裝置的在大致垂直於至少一條分割線的延伸方向的方向上的寬度。基板的已形成多行改性區域的區域是基板的在改性區域在至少一條分割線的寬度方向上的兩個最外面行之間的區域。
以此方式，可以可靠地確保在機械地切割基板的處理中，可以去除基板的已經形成了改性區域的整個區域。因此，可以實現在分割基板的處理中獲得的諸如晶片或晶粒的基板部件的外表面或側表面的特別高的品質。
基板的形成有一行或多行改性區域的區域在大致垂直於至少一條分割線的延伸方向的方向上的寬度可以大於切割裝置在大致垂直於至少一條分割線的延伸方向的方向上的寬度。以此方式，切割處理可以以特別有效和快速的方式執行。隨後例如通過拋光所得到的基板部分(例如晶片或晶粒)的外表面或側表面，可以去除在切割處理之後在基板的分離部分上保留的改性區域。
基板的已經形成有一行或多行改性區域的區域的寬度可以在切割裝置的寬度的約80%至120%、優選地90%至110%、並且更優選地95%至105%的範圍內。以此方式，可以確保切割處理能夠以高效方式執行，同時獲得具有高品質的外表面或側表面的分離基板部分，諸如晶片或晶粒。
基板的已經形成有一行或多行改性區域的區域的寬度可以在至少一條分割線的寬度的約80%至120%、優選地80%至110%、更優選地80%至105%、甚至更優選地90%至105%、甚至更優選95%至105%的範圍內。
在所述至少一條分割線的寬度方向上更靠近所述至少一條分割線的中心佈置的一行或多行改性區域可以由如下的脈衝雷射光束形成，即，該脈衝雷射光束具有比用於形成在所述至少一條分割線的寬度方向上更遠離所述至少一條分割線的中心佈置的一行或多行改性區域的脈衝雷射光束更高的功率。以此方式，可以進一步增強特別是通過切割(例如機械切割)沿著至少一條分割線去除基板材料的處理的效率。
基板由對脈衝雷射光束透明的材料製成。因此，通過施加具有允許雷射光束透過基板的波長的脈衝雷射光束，在基板中形成多個改性區域。
例如，如果基板是矽(Si)基板，則脈衝雷射光束可以具有1.0 μm或更長的波長。
脈衝雷射光束可以具有例如在1 ns至300 ns範圍內的脈衝寬度。
基板可以是例如半導體基板、玻璃基板、藍寶石(Al2 O3 )基板、陶瓷基板(例如鋁陶瓷基板)、石英基板、氧化鋯基板、PZT(鋯鈦酸鉛)基板、聚碳酸酯基板、光學晶體材料基板等。
特別地，基板可以是例如矽(Si)基板、砷化鎵(GaAs)基板、氮化鎵(GaN)基板、磷化鎵(GaP)基板、砷化銦(InAs)基板、磷化銦(InP)基板、碳化矽(SiC)基板、氮化矽(SiN)基板、鉭酸鋰(LT)基板、鈮酸鋰(LN)基板、藍寶石(Al2 O3 )基板、氮化鋁(AlN)基板、氧化矽(SiO2 )基板等。
基板可以由單一材料或不同材料的組合製成，例如兩種或更多種上述材料。
脈衝雷射光束可以使用聚焦透鏡來聚焦。聚焦透鏡的數值孔徑(NA)可以被設定為使得通過將聚焦透鏡的數值孔徑除以基板的折射率(n)而獲得的值在0.2至0.85的範圍內。以此方式，可以以特別可靠和有效的方式形成改性區域。
現在將參照附圖描述本發明的優選實施方式。優選實施方式涉及處理作為基板的光學器件晶圓的方法。
光學器件晶圓在研磨之前可以具有在μm範圍內的厚度，優選在200 μm至1500 μm的範圍內的厚度。
圖1的(a)是作為將由本發明的處理方法處理的基板的光學器件晶圓2的立體圖。光學器件晶圓2是單晶基板。
在其它實施方式中，將由本發明的處理方法處理的基板可以是玻璃基板或化合物基板，諸如化合物半導體基板，例如GaAs基板。
圖1的(a)所示的光學器件晶圓2主要由厚度例如為300 μm的藍寶石基板構成。在藍寶石基板的正面2a (即，第一表面)上形成多個光學器件21，諸如發光二極體(LED)和雷射二極體。光學器件21以格柵或矩陣佈置設置在藍寶石基板的正面2a上。光學器件21被形成在藍寶石基板的正面2a (即，在光學器件晶圓2的正面)上的多條交叉分割線22分開。
以下將參照圖2、圖3、圖4、圖5的(a)、(b)、(c)、(d)、圖6的(a)、(b)、(c)描述用於處理作為基板的光學器件晶圓2的本發明方法的優選實施方式。
首先，以將光學器件晶圓2附接至由環狀框架支撐的膠帶(諸如，切割帶)的方式執行晶圓支撐步驟。具體地說，如圖2所示，例如切割帶的膠帶30在其週邊部分由環形框架3支撐，以便通過膠帶30封閉環形框架3的內部開口。光學器件晶圓2的背面2b (即，第二表面)被附接到膠帶30。因此，附接到膠帶30的光學器件晶圓2的正面2a被向上取向，如圖2所示。
圖3示出了在執行上述晶圓支撐步驟之後，沿著光學器件晶圓2上的分割線22執行雷射處理的雷射處理裝置4的一部分。如圖3所示，雷射處理裝置4包括：卡盤台41，用於保持工件(特別是光學器件晶圓2)；雷射光束施加裝置42，用於向保持在卡盤臺上的工件施加雷射光束41；以及成像裝置43，用於對保持在卡盤台41上的工件成像。卡盤台41具有作為用於在吸力下保持工件的保持面的上表面。卡盤台41能夠通過輸送裝置(未示出)沿圖3中由箭頭X所示的輸送方向移動。另外，卡盤台41能夠通過分度裝置(未圖示)沿圖3中由箭頭Y表示的分度方向移動。
雷射光束施加裝置42包括沿大致水平方向延伸的圓柱形殼體421。殼體421包含包括脈衝雷射振盪器的脈衝雷射光束振盪裝置(未示出)和重複頻率設定裝置。此外，雷射光束施加裝置42包括安裝在殼體421的前端上的聚焦裝置422。聚焦裝置422包括用於聚焦由脈衝雷射光束振盪裝置振盪的脈衝雷射光束的聚焦透鏡422a。
聚焦裝置422的聚焦透鏡422a的數值孔徑(NA)可以設定成使得通過將聚焦透鏡422a的數值孔徑除以單晶基板的折射率(n)所得到的值在0.2至0.85的範圍內。
雷射光束施加裝置42還包括焦點位置調節裝置(未示出)，其用於調節由聚焦裝置422的聚焦透鏡422a聚焦的脈衝雷射光束的焦點位置。
成像裝置43安裝在雷射光束施加裝置42的殼體421的前端部分上。成像裝置43包括：普通成像裝置(未示出)，諸如CCD，用於通過使用可見光對工件成像；紅外光施加裝置(未示出)，用於向工件施加紅外光；光學系統(未示出)，用於捕獲由紅外光施加裝置施加到工件的紅外光；以及紅外成像設備(未示出)，諸如紅外CCD，用於輸出對應於由光學系統捕獲的紅外光的電信號。從成像裝置43輸出的圖像信號被發送到控制裝置(未示出)。
在使用雷射處理裝置4沿著光學器件晶圓2的分割線22執行雷射處理的情況下，以聚焦裝置422的聚焦透鏡422a和單晶基板(即，光學器件晶圓2)在沿著聚焦透鏡422a的光軸的方向上相對於彼此定位的方式執行定位步驟，使得脈衝雷射光束的焦點位於在沿著光學器件晶圓2的厚度的方向上的期望位置處(即，在從正面2a (即，第一表面)朝向背面2b (即，第二表面)的方向上離正面2a期望距離處)。
當執行根據本發明的當前實施方式的處理方法時，在膠帶30與卡盤台41的上表面接觸(見圖3)的情況下，首先將附接到膠帶30的光學器件晶圓2放置在圖3所示的雷射處理設備4的卡盤台41上。隨後，抽吸裝置(未示出)被操作以在吸力下通過卡盤台41上的膠帶30保持光學器件晶圓2 (晶圓保持步驟)。因此，保持在卡盤台41上的光學器件晶圓2的正面2a向上取向。儘管為了更好地呈現的目的，圖3中沒有示出支撐膠帶30的環形框架3，但是環形框架3由設置在卡盤台41上的框架保持裝置(諸如夾具等)保持。隨後，通過操作輸送裝置將在吸力下保持光學器件晶圓2的卡盤台41移動到成像裝置43的正下方。
在卡盤台41位於成像裝置43正下方的情況下，通過成像裝置43和控制裝置(未圖示)執行對準操作，以檢測光學器件晶圓2的將被雷射處理的對象區域。具體而言，成像裝置43和控制裝置執行諸如圖案匹配等的影像處理，以使在光學器件晶圓2上沿第一方向延伸的分割線22與雷射光束施加裝置42的聚光裝置422對準。以此方式，執行雷射光束施加位置的對準(對準步驟)。對於在光學器件晶圓2上沿著與第一方向垂直的第二方向延伸的所有其它分割線22，也以類似方式執行該對準步驟。
在對光學器件晶圓2的正面2a上的全部分割線22執行上述對準步驟之後，使卡盤台41移動到雷射光束施加裝置42的聚光裝置422所在的雷射光束施加區域，如圖4所示。沿第一方向延伸的預定分割線22的一端(圖4中的左端)位於聚焦裝置422正下方。此外，焦點位置調節裝置(未示出)操作以使聚焦裝置422在沿著聚焦透鏡422a的光軸的方向上移動，使得由聚焦透鏡422聚焦的脈衝雷射光束LB的焦點P位於在從光學器件晶圓2的正面2a朝向其背面2b的方向上(即，在光學器件晶圓2的厚度方向上)離光學器件晶圓2的正面2a期望距離處(定位步驟)。
在該優選實施方式中，脈衝雷射光束LB的焦點P位於光學器件晶圓2內的靠近光學器件晶圓2的施加了脈衝雷射光束LB的正面2a (即，上表面)的位置處。例如，焦點P可以位於離正面2a在5 μm至10 μm的範圍內的距離。
在執行上述定位步驟之後，以如下方式執行改性區域形成步驟：使得雷射光束施加裝置42操作以將來自聚焦裝置422的脈衝雷射LB施加到光學器件晶圓2，從而在光學器件晶圓2內形成改性區域，改性區域完全佈置在晶圓2的本體內，而不形成通向晶圓2的第一表面2a或第二表面2b的任何開口(也參見圖5的(d))。
具體而言，具有允許雷射光束LB透過構成光學器件晶圓2的藍寶石基板的波長的脈衝雷射光束LB由聚焦裝置422施加到光學器件晶圓2，並且卡盤台41沿著圖4中的箭頭X1所示的方向以預定輸送速度移動(改性區域形成步驟)。當預定分割線22的另一端(圖4中的右端)到達聚焦裝置422正下方的位置時，停止施加脈衝雷射光束LB，並且卡盤台41的移動也停止。
通過沿著預定分割線22執行上述改性區域形成步驟，沿著分割線22在光學器件晶圓2中形成多個改性區域23 (參照圖5的(d))，每個改性區域23完全佈置在晶圓2的本體內。每個改性區域23由晶圓材料內的空間231 (例如空腔)和圍繞該空間231的非晶區域232組成，如圖5的(d)中示意性示出的並將在下面進一步詳述。
改性區域23可以在分割線22的延伸方向上以預定等間隔沿分割線22形成。例如，分割線22的延伸方向上的相鄰改性區域23之間的距離可以在8 μm至30 μm的範圍內，例如約16 μm(=(工件輸送速度：800mm /秒)/(重複頻率：50 kHz))。
在本實施方式中，相鄰改性區域23的非晶區域232被形成為相互不重疊(關於這一點，參照圖9的(a)和圖9的(b))。具體而言，相鄰改性區域23之間的距離被選擇為略大於非晶區域232的外徑。相鄰或鄰近改性區域23的非晶區域因此彼此分離。
在其它實施方式中，基板可以是例如玻璃基板，並且改性區域可以包括或者是在玻璃基板中形成裂紋的區域。形成在玻璃基板上的裂紋可能是微裂紋。
為了形成每個改性區域23，施加脈衝雷射光束LB一次就足夠了，從而可以大大提高生產率。而且，在改性區域形成步驟中沒有碎片飛散，使得能夠可靠地防止所得到的器件的品質降低。
光學器件晶圓2內的改性區域23的形成如圖5的(a)和圖5的(b)所示。晶圓2的基板由對脈衝雷射光束LB透明的材料(即，藍寶石)製成。因此，通過施加具有允許雷射光束LB透過晶圓2的波長的脈衝雷射光束LB，在晶圓2中形成改性區域23。例如，脈衝雷射光束LB可以具有紅外範圍的波長，例如1064 nm。
在脈衝雷射光束LB的焦點P位於在從第一表面2a朝向第二表面2b的方向上離第一表面2a一距離的狀態下，從第一表面2a側向晶圓2施加脈衝雷射光束LB (見圖5的(a))。由於脈衝雷射光束LB的施加，晶圓材料在晶圓2內的設置有焦點P的區域中被局部加熱。在雷射光束施加的初始階段晶圓2的被加熱區域由圖5的(b)中的圓圈示意性地表示。
隨著脈衝雷射光束LB的施加繼續，被加熱區域在朝向第一表面2a的方向上生長或膨脹，如圖5的(c)中的箭頭所示。當雷射光束施加停止時，被加熱晶圓材料冷卻，導致形成由晶圓2內部的空間231和完全圍繞空間231的非晶區域232組成的改性區域23 (見圖5的(d))。如圖5的(d)所示，改性區域23完全佈置在晶圓2的本體內，沒有向第一表面2a或第二表面2b的任何開口形成。
如圖1的(b)中示意性地示出的，分割線22在大致垂直於其延伸方向的方向上具有寬度w。上述改性區域形成步驟沿著預定分割線22執行2次或更多次，同時光學器件晶圓2相對於雷射光束施加裝置42在分度方向(由圖3的箭頭Y指示)上稍微偏移，以在沿著分割線22的寬度方向上的多個位置也施加脈衝雷射光束LB。以此方式，沿著分割線22的寬度方向也形成多個改性區域23。如圖1的(b)中示意性地示出的，改性區域23可以佈置為在分割線22的延伸方向和/或寬度方向上的相鄰改性區域23之間具有不同距離。
在分割線22的寬度w內可以形成多行改性區域23，每行沿分割線22的延伸方向延伸，其中，行在分割線22的寬度方向上彼此相鄰佈置。如圖6和圖7a到圖7d中示意性地示出的，多行改性區域23可以在分割線22的寬度方向上等距離地佈置。另選地，多行改性區域23在分割線22的寬度方向上之間的距離可能變化。例如，改性區域23的相鄰行之間的距離在分割線22的中心處或更靠近分離線22的中心處比進一步遠離該中心的位置處(即，在分割線22的寬度方向的側面或邊緣處，如圖8的(a)所示)更大。
此外，在沿著施加脈衝雷射光束LB的分割線22的多個位置中的每個位置中，可以形成多個改性區域23，每個改性區域23整體佈置在基板的本體內，並且多個改性區域23可以沿著從正面2a朝向背面2b的方向(即，沿著晶圓2的厚度方向)一個接一個地佈置。以此方式，可以形成多層改性區域23，其中多個層沿著晶圓2的厚度方向層疊。
在圖6至圖8所示的實施方式中，多行改性區域23在分割線22的寬度方向上一個接一個地佈置，並且多層的這些多行沿晶圓2的厚度方向層疊。
在其它實施方式中，可以在分割線22的寬度w內形成單行改性區域23。
如上所述，在沿著預定分割線22多次執行改性區域形成步驟之後，卡盤台41沿分度方向(由圖3中的箭頭Y指示)移動在光學器件晶圓2上在第一方向上延伸的分割線22的節距(分度步驟)。隨後，沿著在第一方向上延伸的下一條分割線22，以與上述相同的方式多次執行改性區域形成步驟。以此方式，沿著在第一方向上延伸的所有分割線22多次執行改性區域形成步驟。之後，使卡盤工作台41旋轉90°，以便沿著在垂直於第一方向的第二方向上延伸的所有其它分割線22以與上述相同的方式多次執行改性區域形成步驟。
可以使用波長在300 nm至3000 nm範圍內、脈衝寬度為0.5 ps至500 ps、平均功率為0.2 W至10.0 W、以及重複頻率為10 kHz至100 kHz的脈衝雷射光束執行改性區域形成步驟。光學器件晶圓2在改性區域形成步驟中相對於雷射光束施加裝置42移動的工作輸送速度可以在500 mm /秒至1000 mm /秒的範圍內。
如果使用半導體基板作為將由本發明的方法處理的基板(例如單晶基板)，則如果脈衝雷射光束LB的波長被設定為是與半導體基板的帶隙對應的波長(縮小波長)的2倍或更多倍的值，可以以特別有效和可靠的方式形成改性區域23。
在以上述方式執行改性區域形成步驟之後，執行分割光學器件晶圓2的步驟，如下面將參照圖6的(a)至圖6的(c)詳細描述的。
圖6的(a)示出了包括分割線22的光學器件晶圓2的一部分的橫截面圖。如上所述，多行改性區域23 (即，六行改性區域23)形成在分割線22的寬度內，每行沿分割線22的延伸方向延伸。多行改性區域23在分割線22的寬度方向上等距離地彼此相鄰地佈置。如進一步在圖6的(a)中示出的，沿著晶圓2的厚度方向層疊三層六行改性區域23。
雖然在圖6的(a)中僅示出了一條分割線22，但其餘分割線22以與該圖中所示相同的方式設置有三層六行改性區域23。
在分割光學器件晶圓2的處理中，如圖6的(a)和圖6的(b)所示，首先使用諸如旋轉刀片或鋸等切割裝置6，沿著分割線22去除基板材料。如這些圖中所示的，光學器件晶圓2的形成有多行改性區域23的區域的與分割線22的延伸方向大致垂直的方向上的寬度與切割裝置6的與分割線22的延伸方向大致垂直的方向上的寬度大致相同。
切割裝置6朝著光學器件晶圓2的正面2a移動並且被切割到晶圓2的已經形成多行改性區域23的區域，如圖6的(a)和圖6的(b)中的箭頭所指示的。如圖6的(c)所示，在切割步驟中，沿著光學器件晶圓2的在從正面2a朝向背面2b的方向上的厚度的僅一部分去除基板材料。例如，在切割步驟中，可以沿著光學器件晶圓2的大約50%的厚度去除基板材料。
對於形成在光學器件晶圓2的正面2a上的所有分割線22，以上述方式執行切割步驟。隨後，使用研磨裝置(未示出)對光學器件晶圓2的背面2b進行研磨，如圖6的(c)所示。研磨裝置可以包括用於保持工件的卡盤台(未示出)和用於研磨保持在卡盤臺上的工件的研磨裝置(未示出)。卡盤台可以具有作為用於在吸力下保持工件的保持表面的上表面。研磨裝置可以包括主軸殼體(未示出)、可旋轉地支撐在主軸殼體上並適於通過驅動機構(未示出)旋轉的旋轉主軸(未示出)、固定至旋轉主軸的下端的貼裝機(未示出)和安裝在貼裝機的下表面上的研磨工具8 (見圖6的(c))。研磨工具8可以包括圓形底座81和安裝在圓形底座81的下表面上的研磨元件82。
研磨光學器件晶圓2的背面2b是通過將晶圓2保持在研磨裝置的卡盤台(未示出)上以使晶圓2的正面2a與卡盤台的上表面接觸來執行。因此，晶圓2的背面2b向上取向。隨後，保持光學器件晶圓2的卡盤台繞垂直於光學器件晶圓2的平面的軸旋轉，並且使研磨工具8繞垂直於圓形底座81的平面的軸旋轉。在使卡盤台和研磨工具8以該方式旋轉的同時，使研磨工具8的研磨元件82與晶圓2的背面2b接觸，從而研磨背面2b。沿著光學器件晶圓2的厚度的剩餘部分執行研磨，其中，在切割步驟中沒有去除基板材料，以沿著分割線22分割晶圓2。
以此方式分割光學器件晶圓2允許以特別精確、可靠和有效的方式獲得具有高晶粒強度和高品質側表面的單個晶片或晶粒(未示出)。
特別是，由於沿晶片2的厚度方向層疊多層改性區域23，晶圓2的背面2b的強度降低。因此，研磨處理可以特別有效地執行，特別是以特別高的研磨速度執行。
以下將參照圖7a到圖7d和圖8來描述本發明的另外優選實施方式。
這些實施方式與以上參照圖1至圖6詳細描述的實施方式的不同之處在於，改性區域23的佈置和/或沿著分割線去除基板材料的步驟的細節。
圖7a和圖7b中所示的基板材料去除步驟(即，切割步驟)與圖6的(a)和圖6的(b)中所示的基板材料去除步驟的不同之處主要在於：如圖7a所示，光學器件晶圓2的形成有多行改性區域23的區域的寬度比切割裝置6的寬度小。另外，如圖7b所示，沿光學器件晶圓2的整個厚度去除基板材料，即，晶圓2被切割裝置6沿其整個厚度切割。
以此方式執行基板材料去除步驟提供了這樣的益處，即，可以以特別可靠的方式防止改性區域23保留在所得到的晶片或晶粒的側表面2c上(見圖7b)。因此，可以以簡單的方式獲得高品質的晶片或晶粒。
圖7c和圖7d中所示的基板材料去除步驟(即切割步驟)與圖6的(a)和圖6的(b)中所示的基板材料去除步驟的主要區別在於：如圖7c所示，光學器件晶圓2的形成有多行改性區域23的區域的寬度比切割裝置6的寬度大。此外，如圖7d所示，沿著光學器件晶圓2的整個厚度去除基板材料，即，通過切割裝置6沿著其整個厚度切割晶圓2。
以此方式，由於能夠可靠地確保切割裝置6與光學器件晶圓2接觸的切割區域的大致整個寬度的強度通過改性區域23的形成被減少，因此能夠特別有效地執行基板材料去除步驟。
如果期望，可以在另外研磨或拋光步驟中去除留在所得到的晶片或晶粒的側表面2c上的改性區域23 (參見圖7d)。
如圖6的(a)和圖6的(b)、圖7a、圖7c和圖7d以及圖8的(a)和圖8的(b)中示意性示出的那樣，改性區域23完全佈置在晶圓的本體內，而不形成通向第一表面2a或第二表面2b的任何開口。因此，改性區域23被形成為僅沿著光學器件晶圓2的厚度的一部分延伸。由此，能夠特別有效地形成改性區域23。
如圖6的(b)所示，可以僅沿著光學器件晶圓2的厚度的一部分去除基板材料，例如也可以僅在光學器件晶圓2的一部分厚度上切割光學器件晶圓2。在這種情況下，可以例如通過以上面詳細描述的方式研磨光學器件晶圓2的背面2b來分割光學器件晶圓2。
另選地，如圖7b和圖7d中示意性示出的，可以沿著光學器件晶圓2的整個厚度去除基板材料，例如，可以沿著晶圓2的整個厚度切割晶圓2。
分割線22的寬度方向上的改性區域23的相鄰行之間的距離對於接近分割線22的中心佈置的多行改性區域23比對於遠離分割線22的中心佈置的多行改性區域23更大，如圖8的(a)示意性示出的。在這種情況下，必須形成更少行改性區域23，從而提高了改性區域形成步驟的效率。此外，遠離分割線22的中心的改性區域23的相鄰行之間的較小距離確保可以減少在切割處理中對所得到的晶片或晶粒的側表面的損害，諸如碎裂或裂紋。
而且在圖8的(a)所示的實施方式中，沿晶圓2的厚度方向層疊三層六行改性區域23。
可以用不同材料去除寬度來執行沿分割線22去除基板材料的步驟。例如，在第一材料去除步驟中，可以以第一寬度去除基板材料，並且在第二材料去除步驟中，可以以第二寬度去除基板材料。第二去除寬度可以小於第一去除寬度。
特別地，如圖8的(b)所示，在基板材料去除步驟中，可以首先用第一切割裝置6沿其一部分厚度切割光學器件晶圓2。第一切割裝置6的寬度可以與已經形成了多行改性區域23的光學器件晶圓2的區域的寬度大致相同。隨後，可以使用具有比第一切割裝置6的寬度更小的寬度的第二切割裝置6' (在圖8的(b)中由虛線示出)切割已經形成多行改性區域23的區域的剩餘部分。
在分割線22的寬度方向上(參見例如圖6的(a)和圖6的(b)、圖7a和圖7c以及圖8的(a)和圖8的(b))更靠近分割線22的中心佈置的一行或多行改性區域23可以由如下的脈衝雷射光束LB形成，即，該脈衝雷射光束LB具有比用於形成在分割線22的寬度方向上進一步遠離分割線22的中心佈置的一行或多行改性區域23的脈衝雷射光束LB更高的功率。
圖9的(a)和圖9的(b)示出了用於本發明的方法的不同實施方式的改性區域23的佈置的示例。如這些圖中所示的，改性區域23彼此不重疊。
圖9的(a)示出了沿分割線22的寬度方向彼此相鄰地佈置七行改性區域23的示例。分割線22具有約100 μm的寬度w1。基板2的形成有多行改性區域23的區域在與分割線22的延伸方向大致垂直的方向上的寬度w2為約48 μm。
在分割線22的延伸方向上相鄰改性區域23的中心之間的距離w3在8 μm至10 μm的範圍內。在分割線22的寬度方向上改性區域23的相鄰行之間的距離(即相鄰行的改性區域23的中心之間的距離) w4在8 μm至10 μm的範圍內。改性區域23的直徑d在2 μm至3 μm的範圍內。
在分割線22的寬度方向上相鄰改性區域23的外邊緣之間的距離w5為1 μm或更多。在分割線22的延伸方向上相鄰的改性區域23的外邊緣之間的距離w6為1 μm或更多。
可以例如通過使用諸如刀片或鋸的切割裝置(未示出)，沿著形成改性區域23的分割線22去除基板材料。特別優選地，切割裝置可以在與分割線22的延伸方向大致垂直的方向上具有比基板2的已經形成多行改性區域23的區域的寬度w2稍大的寬度。例如，切割裝置可以具有大約50 μm的寬度。
圖9的(b)所示的多行改性區域23的佈置與圖9的(a)所示的佈置的不同之處僅在於：改性區域23的行數、分割線22的寬度w1、基板2的形成有多行改性區域23的區域在與分割線22的延伸方向大致垂直的方向上的寬度w2。
具體而言，圖9的(b)示出沿著分割線22的寬度方向相鄰地佈置三行改性區域23的示例。圖9的(b)所示的分割線22具有約50 μm的寬度w1。基板2的形成有多行改性區域23的區域的寬度w2為約22 μm。
例如，通過使用諸如刀片或鋸的切割裝置(未示出)，可以沿著圖9的(b)中所示的形成改性區域23的分割線22去除基板材料。特別優選地，切割裝置可以在與分割線22的延伸方向大致垂直的方向上具有比基板2的形成有多行改性區域的區域的寬度w2稍大的寬度。例如，切割裝置可以具有大致25 μm的寬度。
在其它實施方式中，可以在分割線22的寬度內形成單行改性區域23。
在圖9的(a)和圖9的(b)所示的實施方式中，可以在晶圓2中形成單層改性區域23。另選地，可以例如以圖6至圖8所示的方式，沿晶圓2的厚度方向層疊多層改性區域23。
2‧‧‧基板；(光學器件)晶圓圓2a‧‧‧第一表面；正面2b‧‧‧第二表面；背面3‧‧‧環形框架4‧‧‧雷射處理裝置6‧‧‧(第一)切割裝置6'‧‧‧第二切割裝置8‧‧‧研磨工具21‧‧‧光學器件22‧‧‧(交叉)分割線23‧‧‧改性區域30‧‧‧膠帶41‧‧‧卡盤(工作)台42‧‧‧雷射光束施加裝置43‧‧‧成像裝置81‧‧‧圓形底座82‧‧‧研磨元件231‧‧‧空間232‧‧‧非晶區域421‧‧‧殼體422‧‧‧聚焦裝置；聚光裝置；聚焦透鏡422a‧‧‧聚焦透鏡A‧‧‧區域d‧‧‧直徑LB‧‧‧(脈衝)雷射光束P‧‧‧焦點w、w1、w2‧‧‧寬度w3~w6‧‧‧距離X、Y‧‧‧箭頭
在下文中，參照附圖解釋本發明的非限制性示例，其中：
圖1示出作為將由本發明的方法處理的基板的光學器件晶圓，其中，圖1的(a)是晶圓的立體圖，圖1的(b)是圖1的(a)中的圈出區域A的放大橫截面圖；
圖2是示出將圖1的(a)的光學器件晶圓附接到由環狀框架支撐的膠帶上的狀態的立體圖。
圖3是用於將脈衝雷射光束施加至圖1的(a)的光學器件晶圓的雷射處理裝置的一部分的立體圖；
圖4是用於說明根據本發明的方法的實施方式的在圖1的(a)的光學器件晶圓內部形成多個改性區域的步驟的側視圖。
圖5的(a)至圖5的(d)是示出圖1的(a)的光學器件晶圓內部的改性區域的形成的示意性橫截面圖。
圖6示出了根據本發明的處理方法的實施方式的分割光學器件晶圓的處理，其中，圖6的(a)和圖6的(b)是示出沿著分割線去除基板材料的步驟的橫截面圖，並且圖6的(c)是示出研磨步驟的橫截面圖。
圖7(a)到圖7(d)示出用於本發明的兩個不同實施方式的沿分割線去除基板材料的步驟，其中，圖7(a)和圖7(b)是示出用於一個實施方式的基板材料去除步驟的橫截面圖，並且圖7(c)和圖7(d)是示出另一個實施方式的基板材料去除步驟的橫截面圖；
圖8的(a)和圖8的(b)示出用於本發明的進一步不同實施方式的沿分割線去除基板材料的步驟；以及
圖9的(a)和圖9的(b)示出用於本發明的方法的不同實施方式的多行改性區域的佈置的示例的橫截面圖。
2‧‧‧基板；(光學器件)晶圓
2a‧‧‧第一表面；正面
2b‧‧‧第二表面；背面
6‧‧‧(第一)切割裝置
22‧‧‧分割線
23‧‧‧改性區域

Claims (13)

  1. 一種處理基板的方法，所述基板具有其上形成至少一條分割線的第一表面和與所述第一表面相反的第二表面，所述方法包括：從所述第一表面一側向所述基板施加脈衝雷射光束，其中，所述基板係由對所述脈衝雷射光束而言為透明的材料製成，並且在所述脈衝雷射光束的焦點位於在從所述第一表面朝向所述第二表面的方向上離所述第一表面一距離的情況下，至少在沿著所述至少一條分割線的多個位置處將所述脈衝雷射光束施加到所述基板，以在所述基板內部形成多個改性區域，每個改性區域完全佈置在所述基板的本體內，而不形成通向所述第一表面或所述第二表面的任何開口；以及沿著存在完全佈置在所述基板的所述本體內的所述改性區域的所述至少一條分割線去除基板材料，其中所述多個改性區域係沿著所述至少一條分割線而形成在所述基板的內部，使得鄰近改性區域在所述至少一條分割線之延伸方向上彼此不重疊。
  2. 如請求項1所述的方法，其中，所述基板是單晶基板或玻璃基板或化合物基板。
  3. 如請求項1所述的方法，其中，所述改性區域包括非晶區域或形成有裂紋的區域。
  4. 如請求項1所述的方法，其中，通過沿著存在完全佈置在所述基板的所述本體內的所述改性區域的 所述至少一條分割線切割所述基板來去除所述基板材料。
  5. 如請求項1所述的方法，其中，沿著存在完全佈置在所述基板的所述本體內的所述改性區域的所述至少一條分割線機械地去除所述基板材料。
  6. 如請求項1所述的方法，所述方法還包括：研磨所述基板的所述第二表面以調整基板厚度。
  7. 如請求項6所述的方法，其中，在沿著存在完全佈置在所述基板的所述本體內的所述改性區域的所述至少一條分割線去除所述基板材料之後，執行研磨所述基板的所述第二表面的步驟。
  8. 如請求項7所述的方法，其中沿著所述基板的在從所述第一表面朝向所述第二表面的方向上的厚度的僅一部分去除所述基板材料，以及沿著所述基板的厚度的基板材料未被去除的剩餘部分執行研磨所述基板的所述第二表面的步驟，以沿著所述至少一條分割線分割所述基板。
  9. 如請求項1所述的方法，其中，在沿著所述至少一條分割線的施加了所述脈衝雷射光束的多個位置中的每個位置中，形成多個改性區域，每個改性區域完全佈置在所述基板的所述本體內，並且所述多個改性區域沿著從所述第一表面朝向所述第二表面的方向一個接一個地佈置。
  10. 如請求項1所述的方法，其中，沿著所述改性區域的在從所述第一表面朝向所述第二表面的方向上 的整個延伸去除所述基板材料。
  11. 如請求項1所述的方法，其中所述至少一條分割線在與所述至少一條分割線的延伸方向大致垂直的方向上具有寬度，並且所述方法進一步包括：還在沿著所述至少一條分割線的寬度方向的多個位置處施加所述脈衝雷射光束，以在所述分割線的所述寬度內形成多行改性區域，每行改性區域沿著所述至少一條分割線的所述延伸方向延伸，其中，所述多行改性區域在所述至少一條分割線的所述寬度方向上彼此相鄰地佈置。
  12. 如請求項11所述的方法，其中通過使用切割裝置機械地切割所述基板，沿著存在完全佈置在所述基板的所述本體內的所述改性區域的所述至少一條分割線去除所述基板材料，以及所述基板的形成有所述多行改性區域的區域在與所述至少一條分割線的所述延伸方向大致垂直的方向上的寬度在所述切割裝置的在與所述至少一條分割線的所述延伸方向大致垂直的方向上的寬度的90%至110%的範圍內。
  13. 如請求項12所述的方法，其中，在所述至少一條分割線的所述寬度方向上更靠近所述至少一條分割線的中心佈置的一行或多行改性區域通過如下的脈衝雷射光束形成，即，該脈衝雷射光束具有比用於形成在所述至少一條分割線的所述寬度方向上進一步遠離所述至少一條分割線的中心佈置的一行或多行改性區域的脈衝雷射光束 更高的功率。
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