專利名稱：激光加工方法及半導體芯片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種為了將形成有包括多個功能元件的疊層部的基板切斷所使用的激光加工方法，及通過使用該激光加工方法所切斷的半導體芯片。
背景技術：
作為以往的這種技術，是通過在晶圓狀的加工對象物的內(nèi)部使聚光點對準并照射激光，而使沿著預定切斷線的改質(zhì)區(qū)域在加工對象物的內(nèi)部形成多個列，并將該改質(zhì)區(qū)域作為切斷的起點的激光加工方法(例如，參考專利文獻1)。
專利文獻1日本專利公開2002-205180號公報發(fā)明內(nèi)容如上所述的激光加工方法，是對加工對象物較厚的情況特別有效的技術。期待有一種與此技術相關連的技術，將形成有包括多個功能元件的疊層部的基板作為加工對象物，即使在該基板較厚的情況，也可高精確度地切斷基板及疊層部。
因此，本發(fā)明是鑒于上述情況而開發(fā)的，其目的在于提供一種激光加工方法，即使在形成含有多個功能元件的疊層部的基板較厚的情況下，也可高精確度地來切斷基板及疊層部，以及通過使用該激光加工方法而進行切斷的半導體芯片。
為了達成上述目的，本發(fā)明的激光加工方法，是通過將聚光點對準在表面形成有包含多個功能元件的疊層部的基板內(nèi)部并照射激光，以此沿著基板的預定切斷線，在基板內(nèi)部形成作為切斷起點的改質(zhì)區(qū)域的方法，其特征在于，包括在表面和表面?zhèn)榷瞬康木嚯x為5μm～15μm的位置上，形成沿著預定切斷線的第1改質(zhì)區(qū)域的工序；及在第1改質(zhì)區(qū)域和基板的背面之間的位置上，形成至少1列沿著預定切斷線的第2改質(zhì)區(qū)域的工序。
另外，在本發(fā)明的激光加工方法中，使聚光點對準于表面上形成有包含多個功能元件的疊層部的基板的內(nèi)部并照射激光時，沿著基板的預定切斷線，在基板的內(nèi)部形成作為切斷的起點的改質(zhì)區(qū)域的激光加工方法，其特征在于，包括在表面和背面?zhèn)榷瞬康木嚯x為[(基板的厚度)×0.1]μm～[20+(基板的厚度)×0.1]μm的位置上，形成沿著預定切斷線的第1改質(zhì)區(qū)域的工序；及在第1改質(zhì)區(qū)域和基板的背面之間的位置上，形成至少1列沿著預定切斷線的第2改質(zhì)區(qū)域的工序。
在上述激光加工方法中，例如，將擴張膠帶等可擴張薄膜貼著于基板的背面并擴張時，由于產(chǎn)生沿著預定切斷線的斷裂，因此以第1改質(zhì)區(qū)域及第2改質(zhì)區(qū)域為起點，所以即使在基板較厚的情況下，也使基板沿著預定切斷線可精度良好地切斷。此時，在基板的表面和第1改質(zhì)區(qū)域的表面?zhèn)榷瞬康木嚯x為5μm～15μm的位置，或在基板的表面和第1改質(zhì)區(qū)域的背面?zhèn)榷瞬康木嚯x為[(基板的厚度)×0.1]μm～[20+(基板的厚度)×0.1]μm的位置上，形成第1改質(zhì)區(qū)域時，也可將形成于基板的表面的疊層部沿著預定切斷線精度良好地切斷。因此，上述激光加工方法，即使在形成有包括多個功能元件的疊層部的基板較厚的情況下，也可高精度地切斷基板及疊層部。
在此，所謂功能元件，例如是指通過結(jié)晶成長所形成的半導體動作層、光電二極管等受光元件，激光二極管等的發(fā)光元件、作為電路而形成的電路元件等。而且，所謂距離，在無特別事先說明時，是指沿著基板的厚度方向的距離(以下，相同)。另外，第1改質(zhì)區(qū)域和第2改質(zhì)區(qū)域，是使聚光點對準基板的內(nèi)部并照射激光，通過在基板的內(nèi)部產(chǎn)生多光子吸收或與此同等的光吸收而形成的。
另外，前者的激光加工方法中，優(yōu)選在基板的表面和第1改質(zhì)區(qū)域的表面?zhèn)榷瞬康木嚯x為5μm～10μm的位置上，形成第1改質(zhì)區(qū)域。后者的激光加工方法中，優(yōu)選在基板的表面和第1改質(zhì)區(qū)域的背面?zhèn)榷瞬康木嚯x為[5+(基板的厚度)×0.1]μm～[20+(基板的厚度)×0.1]μm的位置上，形成第1改質(zhì)區(qū)域，更優(yōu)選在該距離為[5+(基板的厚度)×0.1]μm～[10+(基板的厚度)×0.1]μm的位置上，形成第1改質(zhì)區(qū)域。由此，可使基板的表面?zhèn)榷瞬考隘B層部沿著預定切斷線進一步精度良好地被切斷。
另外，在上述激光加工方法中，基板為半導體基板，第1改質(zhì)區(qū)域及第2改質(zhì)區(qū)域包含有熔融處理區(qū)域的情況?；鍨榘雽w基板時，第1改質(zhì)區(qū)域及第2改質(zhì)區(qū)域，有形成包含熔融處理區(qū)域的改質(zhì)區(qū)域的情況。
另外，在上述激光加工方法中，優(yōu)選將背面作為激光射入面，以距背面較遠的順序逐列地形成第1改質(zhì)區(qū)域及第2改質(zhì)區(qū)域。由此，當形成各改質(zhì)區(qū)域時，由于在基板的背面(激光射入面)和激光的聚光點之間不存在改質(zhì)區(qū)域，因此不會有因已形成的改質(zhì)區(qū)域所引起激光的散亂、吸收等。因此，可精度良好地形成各改質(zhì)區(qū)域。
另外，在上述激光加工方法中，在形成第1改質(zhì)區(qū)域時的激光的能量優(yōu)選我2μJ～50μJ。在此條件下形成第1改質(zhì)區(qū)域時，則在基板及疊層部的切斷時，將第1改質(zhì)區(qū)域作為起點的斷裂，會有沿著預定切斷線精度良好地產(chǎn)生到達疊層部的傾向。而且，激光的能量不足2μJ時，則在切斷基板及疊層部時，將第1改質(zhì)區(qū)域為起點的斷裂，容易偏移預定切斷線而到達疊層部。另一方面，激光的能量超過50μJ時，則容易在疊層部中產(chǎn)生熔融等的損壞。
另外，在上述激光加工方法中，形成第2改質(zhì)區(qū)域時的激光的能量優(yōu)選為1μJ～50μJ。在此條件下形成第2改質(zhì)區(qū)域時，則當切斷基板及疊層部時，將第2改質(zhì)區(qū)域作為起點的斷裂會沿著預定切斷線產(chǎn)生精度良好地的傾向。而且，激光的能量不足1μJ時，則當切斷基板及疊層部時，形成難以產(chǎn)生第2改質(zhì)區(qū)域為起點的斷裂。另一方面，激光的能量超過50μJ時，則當切斷基板及疊層部時，將第2改質(zhì)區(qū)域作為起點的斷裂容易偏離預定切斷線。
另外，在上述激光加工方法中，形成第2改質(zhì)區(qū)域時激光的聚光點對準位置距背面的距離優(yōu)選為50μm～[(基板的厚度)×0.9]μm。以此條件形成第2改質(zhì)區(qū)域，則即使在基板較厚的情況下，也可容易地切斷基板及疊層部。
另外，在上述激光加工方法中，在形成第2改質(zhì)區(qū)域時使激光的聚光點所對準位置距背面的距離優(yōu)選為20μm～110μm。以此條件下形成第2改質(zhì)區(qū)域時，則以第2改質(zhì)區(qū)域為起點的斷裂有確實地到達基板的背面的傾向。而且，距背面的距離不足20μm時，則在基板的背面容易產(chǎn)生熔融等損壞。另一方面，距背面的距離超過110μm時，則以第2改質(zhì)區(qū)域為起點的斷裂難以到達基板的背面。
另外，在上述激光加工方法中，還包含，沿著預定切斷線切斷基板及疊層部的工序。由上述的理由，即使在形成有包括多個功能元件的疊層部的基板較厚的情況下，也可使基板及疊層部沿著預定切斷線精度良好地切斷。
另外，發(fā)明的半導體芯片具有，基板，和含有功能元件、并形成在所述基板表面上的疊層部，其特征在于在基板的側(cè)面上，在表面和表面?zhèn)榷瞬康木嚯x為5μm～15μm的位置上，形成有沿著基板的背面的第1改質(zhì)區(qū)域，在基板的側(cè)面上，在第1改質(zhì)區(qū)域和背面之間的位置上，形成至少1列沿著背面的第2改質(zhì)區(qū)域。
另外，在發(fā)明的半導體芯片，具有，基板，和含有功能元件、并形成在所述基板表面上的疊層部，其特征在于在基板的側(cè)面，在表面和背面?zhèn)榷瞬康木嚯x為[(基板的厚度)×0.1]μm～[20+(基板的厚度)×0.1]μm的位置上，形成有沿著基板的背面的第1改質(zhì)區(qū)域，在基板的側(cè)面上，在第1改質(zhì)區(qū)域和背面之間的位置上，形成至少1列沿著背面的第2改質(zhì)區(qū)域。
上述半導體芯片，可以說是通過使用上述激光加工方法所切斷的，因此形成有第1改質(zhì)區(qū)域及第2改質(zhì)區(qū)域的基板的側(cè)面，是抑制了凹凸的高精度的切斷面。
另外，在上述半導體芯片中，基板為半導體基板，第1改質(zhì)區(qū)域及第2改質(zhì)區(qū)域包含熔融處理區(qū)域的情況?；鍨榘雽w基板時，作為第1改質(zhì)區(qū)域及第2改質(zhì)區(qū)域，形成包含熔融處理區(qū)域的改質(zhì)區(qū)域的情況。
另外，在上述半導體芯片中，相向的第1改質(zhì)區(qū)域的背面?zhèn)榷瞬考暗?改質(zhì)區(qū)域的表面?zhèn)榷瞬康木嚯x優(yōu)選為0μm～[(基板的厚度)-(基板的厚度)×0.6]μm。以此條件下形成第1改質(zhì)區(qū)域及第2改質(zhì)區(qū)域時，則當切斷基板及疊層部時，以各改質(zhì)區(qū)域為起點的斷裂有沿著預定切斷線精度良好地產(chǎn)生的傾向，因而使半導體芯片的基板及疊層部的側(cè)面形成高精度的切斷面。而且，相向的第1改質(zhì)區(qū)域的背面?zhèn)榷瞬亢偷?改質(zhì)區(qū)域的表面?zhèn)榷瞬康木嚯x超過[(基板的厚度)-(基板的厚度)×0.6]μm時，則當切斷基板及疊層部時，在第1改質(zhì)區(qū)域及第2改質(zhì)區(qū)域之間，使半導體芯片的基板的側(cè)面難以形成高精度的切斷面。
發(fā)明效果本發(fā)明，即使在形成有包括多個功能元件的疊層部的基板較厚的情況下，也可高精度地切斷基板及疊層部。


圖1是利用本實施方式的激光加工方法的激光加工中的加工對象物的平面圖。
圖2是沿著圖1所示的加工對象物的II-II線的剖面圖。
圖3是利用本實施方式的激光加工方法的激光加工中的加工對象物的平面圖。
圖4是沿著圖3所示的加工對象物的IV-IV線的剖面圖。
圖5是沿著圖3所示的加工對象物的V-V線的剖面圖。
圖6是利用本實施方式的激光加工方法所切斷的加工對象物的平面圖。
圖7是顯示本實施方式的激光加工方法中的電場強度與斷裂點大小的關系曲線圖。
圖8是本實施方式的激光加工方法的第1工序中的加工對象物的剖面圖。
圖9是本實施方式的激光加工方法的第2工序中的加工對象物的剖面圖。
圖10是本實施方式的激光加工方法的第3工序中的加工對象物的剖面圖。
圖11是本實施方式的激光加工方法的第4工序中的加工對象物的剖面圖。
圖12是顯示利用本實施方式的激光加工方法所切斷的硅晶圓一部分中的剖面照片。
圖13是本實施方式的激光加工方法中的激光的波長及硅基板的內(nèi)部的透射率關系曲線圖。
圖14是本實施方式的激光加工方法中的加工對象物的平面圖。
圖15是沿著圖14所示加工對象物的XV-XV線的部分剖面圖。
圖16是本實施方式的激光加工方法的說明用圖，(a)是在加工對象物上貼附著保護膠帶的狀態(tài)，(b)是在加工對象物上照射激光的狀態(tài)。
圖17是本實施方式的激光加工方法的說明用圖，(a)是在加工對象物上貼附有伸展帶的狀態(tài)，(b)是在保護膠帶上照射紫外線的狀態(tài)。
圖18是本實施方式的激光加工方法的說明用圖，(a)是從加工對象物上剝離保離膠帶的狀態(tài)，(b)是使伸展帶擴張的狀態(tài)。
圖19是沿著圖16(b)所示的加工對象物的XIX-XIX線的部分剖面圖。
圖20是顯示利用本實施方式的激光加工方法的使用而切斷的基板的切斷面照片。
圖21是顯示形成HC改質(zhì)區(qū)域時使激光的聚光點所對準的位置距背面的距離為40μm，使激光的能量為20μJ時基板的背面照片。
圖22是顯示形成HC改質(zhì)區(qū)域時使激光的聚光點所對準的位置距背面的距離為15μm，使激光的能量為10μJ時基板的背面照片。
圖23是顯示質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域的形成條件及周緣寬的關系表。
圖24是顯示形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域時使激光的聚光點所對準的位置距表面的距離為3μm，使激光的能量為15μJ時基板的切斷面照片。
圖25是顯示利用使用本實施方式的激光加工方法所切斷基板的切斷面照片。
圖26是當加工對象物被切斷成半導體芯片時的平面圖，(a)是分斷改質(zhì)區(qū)域的形成中未滿足分斷改質(zhì)區(qū)域的各種形成條件的情況，(b)是分斷改質(zhì)區(qū)域的形成中滿足分斷改質(zhì)區(qū)域的各種形成條件的情況。
圖27是表示形成有1列質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域、2列分斷改質(zhì)區(qū)域、及1列HC改質(zhì)區(qū)域的基板的切斷面照片。
圖28是顯示形成有1列質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域、2列分斷改質(zhì)區(qū)域、及2列HC改質(zhì)區(qū)域的基板的切斷面照片。
圖29是顯示形成有1列質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域、19區(qū)域分斷改質(zhì)區(qū)域、及2列HC改質(zhì)區(qū)域的基板切斷面照片。
符號說明1加工對象物3表面4基板4a 切斷面(側(cè)面)5預定切斷線7改質(zhì)區(qū)域8切斷起點區(qū)域13 熔融處理區(qū)域15 功能元件16 疊層部21 背面24 斷裂25 半導體芯片71 質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域(第1改質(zhì)區(qū)域)72 分斷改質(zhì)區(qū)域(第2改質(zhì)區(qū)域)73 HC改質(zhì)區(qū)域(第2改質(zhì)區(qū)域)L激光P聚光點具體實施方式
下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明優(yōu)選實施方式。本實施方式的激光加工方法，是為了在加工對象物的內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域而利用所謂多光子吸收的現(xiàn)象。因此，首先，將說明由多光子吸收而形成改質(zhì)區(qū)域的激光加工方法。
當光子的能量hv比材料吸收的能隙EG小時，呈光學透明。因此，在材料中產(chǎn)生吸收的條件為hv＞EG?？墒?，即使光學透明時，當使激光的強度非常大時，可在nhv＞EG的條件(n＝2、3、4...)下，在材料產(chǎn)生吸收。將這種現(xiàn)象稱為多光子吸收。脈沖波的情況下，激光的強度是以激光的聚光點的峰值功率密度(W/cm2)來決定，例如峰值功率密度為1×108(W/cm2)以上的條件下產(chǎn)生多光子吸收。峰值功率密度，是由(聚光點中的激光的每1脈沖的能量)÷(激光的光束點剖面積×脈沖寬)所求出。另外，在連續(xù)波的情況下，激光的強度是以激光的聚光點的電場強度(W/cm2)來決定。
利用這種多光子吸收的本實施方式的激光加工方法的原理，將參照圖1～圖6進行說明。如圖1所示，在晶圓狀(平板狀)的加工對象物1的表面3上，有切斷加工對象物1用的預定切斷線5。預定切斷線5是延伸成直線狀的假想線。在本實施方式的激光加工方法中，如圖2所示，以產(chǎn)生多光子吸收條件在加工對象物1的內(nèi)部使聚光點P對準來照射激光L，以形成改質(zhì)區(qū)域7。另外，所謂聚光點P是指，激光L聚光的部位。另外，預定切斷線5，并不限定為直線狀也可以為曲線狀，且不限定為假想線，也可為在加工對象物1中實際拉出的線。
而且，通過使激光沿著預定切斷線5(即，圖1的箭頭A方向)相對地移動，以使聚光點P沿著預定切斷線5移動。由此，如圖3～圖5所示，使改質(zhì)區(qū)域7沿著預定切斷線5在加工對象物1的內(nèi)部形成，該改質(zhì)區(qū)域7成為切斷起點區(qū)域8。在此，所謂切斷起點區(qū)域8是指，當切斷加工對象物1時成為切斷(斷裂)的起點的區(qū)域。該切斷起點區(qū)域8，有通過連續(xù)地形成改質(zhì)區(qū)域7而形成的情況，也有通過斷續(xù)地形成改質(zhì)區(qū)域7而形成的情況。
本實施方式的激光加工方法，并非由于加工對象物1吸收激光L而使加工對象物1發(fā)熱來形成改質(zhì)區(qū)域7。而是使激光L透射加工對象物1，而在加工對象物1的內(nèi)部產(chǎn)生由多光子吸收而形成的改質(zhì)區(qū)域7。因此，在加工對象物1的表面3幾乎不吸收激光L，所以加工對象物1的表面3不會熔融。
在加工對象物1的內(nèi)部形成切斷起點區(qū)域8時，將該切斷起點區(qū)域8作為起點而容易產(chǎn)生斷裂，因此如圖6所示，以較小的力量即可來切斷加工對象物1。因此，在加工對象物1的表面3不會產(chǎn)生不必要的斷裂，故可將加工對象物1高精度地切斷。
將該切斷起點區(qū)域8作為起點的加工對象物1的切斷，是考慮以下2種方法。1是，切斷起點區(qū)域8形成后，向加工對象物1通過外加人為的力量，將切斷起點區(qū)域8作為起點使加工對象物1斷裂，來切斷加工對象物1的情況。這是，例如切斷加工對象物1的厚度較大的情況的切斷。所謂外加人為的力量，例如是指，沿著加工對象物1的切斷起點區(qū)域8向加工對象物1施加彎曲應力或剪斷應力，或通過對加工對象物1賦予溫度差使產(chǎn)生熱應力。另1個是，通過形成切斷起點區(qū)域8，以切斷起點區(qū)域8作為起點朝向加工對象物1的剖面方向(厚度方向)自然地斷裂，結(jié)果切斷加工對象物1的情況。這是，例如在加工對象物1的厚度較小的情況下，由1列改質(zhì)區(qū)域7可形成切斷起點區(qū)域8，在加工對象物1的厚度較大的情況下，在厚度方向形成多個列改質(zhì)區(qū)域7，而可形成切斷起點區(qū)域8。另外，該自然斷裂的情況下，在進行切斷的部位上，斷裂不會先進行到對應于未形成切斷起點區(qū)域的部位的部分的表面3上，僅可割斷對應于形成切斷起點區(qū)域8的部位的部分，因此可控制良好的割斷。近年來，硅晶圓等的加工對象物1的厚度有變薄的傾向，所以這種控制性好的割斷方法非常有效。
而且，在本實施方式的激光加工方法中，通過多光子吸收所形成改質(zhì)區(qū)域方面，是有以下(1)～(3)的情況。
(1)改質(zhì)區(qū)域為包含有1個或多個裂紋的裂紋區(qū)域的情況在加工對象物(例如由玻璃或LiTaO3形成的壓電材料)的內(nèi)部使聚光點對準，在聚光點上的電場強度為1×108(W/cm2)以上且脈沖寬度為1μs以下的條件下照射激光。該脈沖寬的大小，是可產(chǎn)生多光子吸收且不會在加工對象物的表面產(chǎn)生不必要的損傷，僅在加工對象物的內(nèi)部可形成裂紋區(qū)域的條件。因而，在加工對象物內(nèi)部由于多光子吸收而產(chǎn)生所謂光學的損傷的現(xiàn)象。由于該光學的損傷在加工對象物的內(nèi)部引起熱變形，因而在加工對象物的內(nèi)部形成裂紋區(qū)域。電場強度的上限值方面，例如為1×1012(W/cm2)。優(yōu)選脈沖寬度例如為1ns～200ns。另外，由多光子吸收所引起的裂紋區(qū)域的形成，例如，在第45次激光加工研究會論文集(1998年、12月)的第23頁～第28頁中「由固體激光高次諧波在玻璃基板的內(nèi)部作記號」所記載。
本發(fā)明人，是將電場強度與裂紋大小的關系根據(jù)實驗而求出。實驗條件如下。
(A)加工對象物派萊克斯(pyrex)(注冊商標)玻璃(厚度700μm)(B)激光光源半導體激光激發(fā)NdYAG激光波長1064nm激光點截面積3.14×10-8cm2振蕩形式Q開關脈沖重復頻率100kHz脈沖寬度30ns輸出輸出＜1μJ/脈沖激光質(zhì)量TEM00偏振光特性線偏振光(C)聚光透鏡對激光波長的透射率60％(D)載置加工對象物的載置臺的移動速度100mm/秒而且，所謂激光質(zhì)量是TEM00是指，到集光性高，可聚光至大致激光的波長。
圖7是顯示上述實驗結(jié)果的曲線圖。橫軸是峰值功率密度，激光是脈沖激光，因此電場強度是以峰值功率密度表示?？v軸顯示由1個脈沖的激光在加工對象物的內(nèi)部所形成的裂紋部分(裂紋點)的大小。裂紋點形成匯聚的裂紋區(qū)域。裂紋點的大小，是成為裂紋點的形狀中最大的長度部分的大小。曲線中的黑圓點所示數(shù)據(jù)是聚光透鏡(C)的倍率為100倍，開口數(shù)(NA)是0.80的情況。另一方面，曲線中的白圓點所示數(shù)據(jù)是聚光透鏡(C)的倍率為50倍，開口數(shù)(NA)是0.55的情況?？芍?，峰值功率密度從1011(W/cm2)左右在加工對象物的內(nèi)部來產(chǎn)生裂紋點，并隨著峰值功率密度變大使裂紋點變大。
其次，將參照圖8～圖11來說明通過裂紋區(qū)域形成引起加工對象物的切斷的原理。如圖8所示，以產(chǎn)生多光子吸收的條件在加工對象物1的內(nèi)部使聚光點P對準并照射激光L，沿著預定切斷線在內(nèi)部形成裂紋區(qū)域9。裂紋區(qū)域9是包含1個或多個裂紋的區(qū)域。如上形成的裂紋區(qū)域9成為切斷起點區(qū)域。如圖9所示，將裂紋區(qū)域9作為起點(即，將切斷起點區(qū)域作為起點)來使裂紋更進一步成長，如圖10所示，裂紋到達加工對象物1的表面3及背面21，如圖11所示，利用加工對象物1裂紋切斷加工對象物1。到達加工對象物1的表面3及背面21的裂紋，有自然成長的情況，也有向加工對象物1施加外力進行成長的情況。
(2)改質(zhì)區(qū)域為熔融處理區(qū)域的情況在加工對象物(如硅半導體材料)的內(nèi)部使聚光點對焦，聚光點中的電場強度為1×108(W/cm2)以上且脈沖寬為1μs以下的條件下照射激光。由此，在加工對象物內(nèi)部通過多光子吸收進行局部地加熱。利用該加熱在加工對象物的內(nèi)部形成熔融處理區(qū)域。所謂熔融處理區(qū)域是指暫時熔融后再固化的區(qū)域，或真正熔融狀態(tài)的區(qū)域，或從熔融狀態(tài)再固化的狀態(tài)的區(qū)域，也可稱為相變的區(qū)域或使結(jié)晶結(jié)構(gòu)變化的區(qū)域。另外，所謂熔融處理區(qū)域是，在單晶結(jié)構(gòu)、非晶結(jié)構(gòu)、多晶結(jié)構(gòu)中，某種結(jié)構(gòu)變化成另外結(jié)構(gòu)的區(qū)域。即，例如，從單晶結(jié)構(gòu)變化成非晶結(jié)構(gòu)的區(qū)域，從單晶結(jié)構(gòu)變化成多晶結(jié)構(gòu)的區(qū)域，從單晶結(jié)構(gòu)變化成含非晶結(jié)構(gòu)及多晶結(jié)構(gòu)的區(qū)域。加工對象物是單晶硅結(jié)構(gòu)的情況下，熔融處理區(qū)域例如是非晶硅結(jié)構(gòu)。作為電場強度的上限值，例如為1×1012(W/cm2)。優(yōu)選脈沖寬為例如1ns～200ns。
本發(fā)明人，在硅晶圓的內(nèi)部形成熔融處理區(qū)域，通過實驗來確認。實驗條件如下。
(A)加工對象物硅晶圓(厚度350μm，外徑4時)(B)激光光源半導體激光激發(fā)NdYAG激光波長1064nm激光點剖面積3.14×10-8cm2振蕩形式Q開關脈沖重復頻率100kHz脈沖寬度30ns輸出20μJ/脈沖激光質(zhì)量TEM00偏振光特性線偏振光(C)聚光透鏡倍率50倍N.A.0.55
對于激光波長的透射率60％(D)載置加工對象物的載置臺的移動速度100mm/秒圖12是顯示以上述條件利用激光加工方法所切斷的硅圓的一部分的剖面的照片。在硅晶圓11的內(nèi)部形成熔融處理區(qū)域13。另外，根據(jù)上述條件所形成的熔融處理區(qū)域13的厚度方向的大小為100μm左右。
將說明熔融處理區(qū)域13通過多光子吸收而形成的過程。圖13是顯示激光的波長與硅基板的內(nèi)部的透射率的關系曲線圖。但是，分別除去硅基板的表面?zhèn)燃氨趁鎮(zhèn)鹊姆瓷涑煞郑瑑H顯示內(nèi)部的透射率。顯示硅基板的厚度各為50μm、100μm、200μm、500μm、1000μm各個上述關系。
例如，在NdYAG激光的波長的1064nm下，硅基板的厚度為500μm以下時，在硅基板的內(nèi)部激光80％以上透射。圖12所示硅晶圓11的厚度是350μm，因此通過多光子吸收使熔融處理區(qū)域13形成在硅晶圓11的中心附近，即，形成在從表面起175μm的部分。該情況的透射率，以厚度為200μm的硅晶圓作為參考時，則有90％以上，所以激光在硅晶圓11的內(nèi)部被吸收僅是微量而已，幾乎全部投射。而且這表示，并不是因激光在硅晶圓11的內(nèi)部被吸收，而使熔融處理區(qū)域13形成在硅晶圓11的內(nèi)部(即利用激光以通常的加熱來形成熔融處理區(qū)域)，熔融處理區(qū)域13是由多光子吸收所形成的。利用多光子吸收使熔融處理區(qū)域的形成，例如，記載于焊接學會全國大會演講概要第66集(2000年4月)第72頁～第73頁的「利用微微秒脈沖激光的硅加工特性評價」。
另外，硅晶圓，是將由熔融處理區(qū)域所形成的切斷起點區(qū)域作為起點朝向剖面方向產(chǎn)生裂紋，利用該裂紋到達硅晶圓的表面及背面時，結(jié)果使其切斷。到達硅晶圓的表面及背面的該裂紋有自然成長的情況，也有在硅晶圓利用施加外力來成長的情況。而且，從切斷起點區(qū)域在硅晶圓表面及背面使裂紋自然成長的情況，也有形成切斷起點區(qū)域的熔融處理區(qū)域在熔融的狀態(tài)使裂紋成長的情況，及形成切斷起點區(qū)域的熔融處理區(qū)域從熔融的狀態(tài)下再固化時使裂紋成長的情況。但，任何情況的熔融處理區(qū)域僅在硅晶圓的內(nèi)部形成，而在切斷后的切斷面上，如圖12僅在內(nèi)部形成熔融處理區(qū)域。這樣，在加工對象物的內(nèi)部由熔融處理區(qū)域形成切斷起點區(qū)域時，則在割斷時，難以產(chǎn)生從切斷起點區(qū)域線偏離的不必要的裂紋，所以割斷控制很容易。
(3)改性區(qū)域為折射率變化區(qū)域的情況將聚光點對準在加工對象物(例如，玻璃)內(nèi)部，在聚光點的電場強度為1×108(W/cm2)以上且脈沖寬度為1ns以下的條件下，照射激光。當極大地縮短脈沖寬度，并在加工對象物內(nèi)部引起多光子吸收時，因多光子吸收而產(chǎn)生的能量不轉(zhuǎn)換為熱能，而在加工對象物內(nèi)部引發(fā)離子價數(shù)變化、結(jié)晶化或極化取向等永久性的結(jié)構(gòu)變化，形成折射率變化區(qū)域。電場強度的上限值，例如為1×1012(W/cm2)。脈沖寬度優(yōu)選為，例如1ns以下，更優(yōu)選1ps以下。由多光子吸收而產(chǎn)生的折射率變化區(qū)域的形成，例如，記載在第42屆激光熱加工研究會論文集(1997年11月)的第105頁～第111頁的《由毫微微(femto)秒激光照射導致的對玻璃內(nèi)部的光激發(fā)構(gòu)造形成》中。
以上，作為由多光子吸收而形成的改性區(qū)域，對(1)～(3)的情況進行了說明，但若考慮晶圓狀加工對象物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)及其劈開性(cleavage)等，若如下所述形成切斷起點區(qū)域，則以該切斷起點區(qū)域為起點，即可以用更小的力量精度良好地切斷加工對象物。
即，在由硅等鉆石結(jié)構(gòu)的單晶半導體構(gòu)成的基板的情況下，優(yōu)選在沿著(111)面(第1劈開面)或(110)面(第2劈開面)的方向形成切斷起點區(qū)域。另外，在由GaAs等的閃鋅礦型結(jié)構(gòu)的III-V族化合物半導體構(gòu)成的基板的情況在，優(yōu)選在沿著(110)面的方向形成切斷起點區(qū)域。而且，在具有紅寶石(Al2O3)等六方晶的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的基板的情況，優(yōu)選以(0001)面(C面)為主面，在沿著(1120)面(A面)或(1100)面(M面)的方向形成切斷起點區(qū)域。
而且，若沿著所要形成上述切斷起點區(qū)域的方向(例如，沿著單晶硅基板的(111)面的方向)，或沿著與所要形成上述切斷起點區(qū)域的方向垂直的方向，而在基板上形成取向平面上，則通過以該取向平面為基準，可容易且正確在基板上形成沿著所要形成切斷起點區(qū)域的方向的切斷起點區(qū)域。
下面，將說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。圖14是本實施方式的激光加工方法中的加工對象物的平面圖，圖15是沿著圖14所示加工對象物的XV-XV線的部分剖面圖。
如圖14及圖15所示，加工對象物1，具有由硅形成的厚度為290μm的基板4，和含有多個功能元件15的、在基板4的表面3上形成的疊層部16。功能元件15，具有在基板4的表面3上疊層的層間絕緣膜17a，和配置在層間絕緣膜17a上的布線層19a、及以覆蓋在布線層19a上的方式并疊層在層間絕緣膜17a上的層間絕緣膜17b、及在層間絕緣膜17b上配置的布線層19b。布線層19a和基板4，通過貫通層間絕緣膜17a的導電銷20a電連接，布線層19b和布線層19a，通過貫通層間絕緣膜17b的導電銷20b電連接。
而且，功能元件15是在平行及垂直于基板4的取向平面6的方向上形成多個的矩陣狀，但是層間絕緣膜17a、17b，以覆蓋基板4的表面3全體的方式而跨越相鄰的功能元件15、15間而形成。
將如上構(gòu)成的加工對象物1以如下方式切斷成每一功能元件15。首先，如圖16(a)所示，以覆蓋疊層部16的方式將保護膠帶22貼附在加工對象物1上。接著，如圖16(b)所示，將基板4的背面21朝向上方并將加工對象物1固定在激光加工裝置的載置臺(未圖示)上。此時，可利用保護膠帶避免使疊層部16直接接觸于載置臺，故可保護各功能元件15。
而且，以通過相鄰的功能元件15、15間的方式將預定切斷線5設定成格子狀(參考圖14的虛線)，并將背面21作為激光射入面，使聚光點P對準在基板4的內(nèi)部，而使激光L在產(chǎn)生多光子吸收的條件下一邊照射，一邊利用載置臺的移動而使聚光點P沿著預定切斷線5進行掃描。
使沿著該預定切斷線5的聚光點P的掃描，對1條預定切斷線5進行6次，但是，通過將從聚光點P所對準的位置到背面21的距離每一次都發(fā)生改變時，從表面3側(cè)依順序地，將1列質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域(第1改質(zhì)區(qū)域)71、3列分斷改質(zhì)區(qū)域(第2改質(zhì)區(qū)域)72、及2列HC(halfcut半切割)改質(zhì)區(qū)域(第2改質(zhì)區(qū)域)73沿著預定切斷線5逐列地形成在基板4的內(nèi)部(對于各改質(zhì)區(qū)域71、72、73的形成條件等在后面加以說明)。而且，因為基板4是由硅所形成的半導體基板，所以各改質(zhì)區(qū)域71、72、73是熔融處理區(qū)域。
如上所述，將各改質(zhì)區(qū)域71、72、73從基板4的背面21按照較遠的順序逐列地形成，當形成各改質(zhì)區(qū)域71、72、73時，作為激光射入面的背面21與激光L的聚光點P之間不存在改質(zhì)區(qū)域，因此不會由于已經(jīng)形成的改質(zhì)區(qū)域而引起激光L的散射、吸收等。因此，可使各改質(zhì)區(qū)域71、72、73沿著預定切斷線5精度良好地形成在基板4的內(nèi)部。另外，通過將基板4的背面21作為激光射入面，即使在疊層部16的預定切斷線5上存在有反射激光L的部件(例如，TEG)時，也可確實地使各改質(zhì)區(qū)域71、72、73沿著預定切斷線5形成在基板4的內(nèi)部。
在此，在質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的形成中，如圖19所示，使基板4的表面3與質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的表面?zhèn)榷瞬?1a的距離是在為5μm～15μm的位置，或使基板4的表面3與質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的背面?zhèn)榷瞬?1b的距離在[(基板4的厚度)×0.1]μm～[20+基板4的厚度)×0.1]μm的位置，來形成一列的質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71。另外，在分斷改質(zhì)區(qū)域72的形成中，朝向基板4的厚度方向上以連續(xù)的方式來形成3列分斷改質(zhì)區(qū)域72。而且，在HC改質(zhì)區(qū)域73的形成中，如圖16(b)所示，通過形成2列的HC改質(zhì)區(qū)域73，使沿著預定切斷線5的斷裂24從HC改質(zhì)區(qū)域73產(chǎn)生在基板4的背面21。而且，根據(jù)形成條件，在相鄰的分斷改質(zhì)區(qū)域72和HC改質(zhì)區(qū)域73之間也有產(chǎn)生斷裂24的情況。
形成各改質(zhì)區(qū)域71、72、73之后，如第17(a)所示，將伸展帶23貼附在加工對象物1的基板4的背面21。接著，如第17(b)所示，將紫外線照射在保護膠帶22上，使其粘著力下降，如第18(a)所示，從加工對象物1的疊層部16來剝離保護膠帶22。
剝離保護膠帶22之后，如第18(b)所示，使伸展帶23擴張，將各改質(zhì)區(qū)域71、72、73作為起點而產(chǎn)生斷裂，并將基板4及疊層部16沿著預定切斷線5來進行切斷，同時將被切而獲得的各半導體芯片25相互地分離。
如以上說明，在上述激光加工方法中，將成為切斷(斷裂)的起點的質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71、分斷改質(zhì)區(qū)域72及HC改質(zhì)區(qū)域73沿著預定切斷線5形成在基板4的內(nèi)部。因此，上述激光加工方法，形成有包括多個功能元件15的疊層部16的基板4的厚度即使為290μm較厚的情況下，也可對基板4及疊層部16進行高精度的切斷。
具體地說，在上述激光加工方法中，通過在最接近基板4的背面21的分斷改質(zhì)區(qū)域72與背面21之間的位置上，形成2列HC改質(zhì)區(qū)域73時，使沿著預定切斷線5的斷裂24從HC改質(zhì)區(qū)域73產(chǎn)生在基板4的背面21。因此，將伸展帶23貼附于基板4的背面21并使其擴張時，則可順利地經(jīng)由朝向厚度方向上以連續(xù)的方式形成的3列分斷改質(zhì)區(qū)域72，從基板4向疊層部16進行斷裂，其結(jié)果，可使基板4及疊層部16沿著預定切斷線5精度良好地切斷。
而且，只要可使斷裂從基板4朝向疊層部16順利地進行，分斷改質(zhì)區(qū)域72并不限定于3列。通常，若使基板4變薄的話，則可減少分斷改質(zhì)區(qū)域72的列數(shù)，若使基板4較厚，則分斷改質(zhì)區(qū)域72的列數(shù)會增加。另外，只要可使斷裂從基板4朝向疊層部16順利地進行，則也可使分斷改質(zhì)區(qū)域72相互分離。另外，只要可使斷裂24從HC改質(zhì)區(qū)域73到基板4的背面21確實地產(chǎn)生，則HC改質(zhì)區(qū)域73也可以是1列。
另外，上述激光加工方法中，使基板4的表面3與質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的表面?zhèn)榷瞬?1a的距離在5μm～15μm的位置，或使基板4的表面3與質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的背面?zhèn)榷瞬?1b的距離在[(基板4的厚度)×0.1]μm～[20+(基板4的厚度)×0.1]μm的位置上形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71。在以該位置形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71時，則形成在基板4的表面3上的疊層部16(在此，是層間絕緣膜17a、17b)也可沿著預定切斷線5精度良好地切斷。
通過使用如上的激光加工方法所切斷的半導體芯片25中，如第18(b)所示，形成有各改質(zhì)區(qū)域71、72、73的基板4的切斷面(側(cè)面)4a，及疊層部16的切斷面(側(cè)面)16a，是抑制了凹凸的高精確度的切斷面。
圖20是顯示通過使用上述激光加工方法所切斷的基板4的切斷面4a的照片。如上述，基板4是由硅所構(gòu)成，其厚度為300μm。各改質(zhì)區(qū)域71、72、73的形成條件如下述表1的內(nèi)容。另外，在表1中，所謂聚光點位置是指，激光L的聚光點P所對準的位置到背面21的距離，所謂能量是指，形成各改質(zhì)區(qū)域71、72、73時的激光L的能量。另外，形成各改質(zhì)區(qū)域71、72、73的時的激光L的脈沖寬度是180ns，激光L沿著預定切斷線5照射時，1個脈沖的激光L所照射的位置(聚光點P所對準的位置)的間隔(以下，稱為激光照射位置的間隔)為4μm。
表1

此時，基板4的厚度方向上的質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的寬度約為20μm，各分斷改質(zhì)區(qū)域72的寬度約為37μm，各HC改質(zhì)區(qū)域73的寬度約為20μm。另外，表面3與質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的表面?zhèn)榷瞬?1a的距離約為7μm，相向的質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的背面?zhèn)榷瞬?1b與分斷改質(zhì)區(qū)域72的表面?zhèn)榷瞬?2a的距離約為59μm，相向的分斷改質(zhì)區(qū)域72的背面?zhèn)榷瞬?2b與HC改質(zhì)區(qū)域73的表面?zhèn)榷瞬?3a的距離約為24μm。另外，各分斷改質(zhì)區(qū)域72，是朝基板4的厚度方向而連續(xù)形成。
但是，所謂質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的寬度是指，質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的表面?zhèn)榷瞬?1a及背面?zhèn)榷瞬?1b的距離(參考19圖)。另外，所謂質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的表面?zhèn)榷瞬?1a是指，沿著預定切斷線5所形成的質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的表面3側(cè)端部的「基板4的厚度方向上的平均的位置」，而所謂質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的背面?zhèn)榷瞬?1b是指，沿著預定切斷線5所形成的質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的背面21側(cè)端部的「基板4的厚度方向上的平均的位置」。上述對于分斷改質(zhì)區(qū)域72及HC改質(zhì)區(qū)域73也同樣。
下面，將說明上述各改質(zhì)區(qū)域71、72、73的形成條件等。而且，以下的形成條件等，在基板4的厚度為150μm～800μm的情況特別有效。
(1)對于形成HC改質(zhì)區(qū)域73時的激光L的能量形成HC改質(zhì)區(qū)域73時的激光L的能量，如下述表2的數(shù)據(jù)可知，優(yōu)選為1μJ～20μJ。更詳細地說，基板4中的激光L的透射率是30％以上的情況下，優(yōu)選為1μJ～10μJ，透射率為15％以下的情況下，優(yōu)選為2μJ～20μJ。另外，透射率在基板4較厚、不純物濃度高的情況下顯著下降。
在上述條件下形成HC改質(zhì)區(qū)域73時，可使以HC改質(zhì)區(qū)域73為起點的斷裂24，確實地到達基板4的背面21的傾向。另外，激光L的能量不足1μJ時，則以HC改質(zhì)區(qū)域73為起點的斷裂24，難以到達基板4的背面21。另一方面，激光L的能量超過20μJ時，則如圖21所示，容易產(chǎn)生在基板4的背面21形成熔融等的損傷30。圖21是顯示形成HC改質(zhì)區(qū)域73時，使激光L的聚光點P所對準的位置距背面21的距離為40μm，使激光L的能量為25μJ的情況下的基板4的背面21照片。
表2

低能量側(cè)的「△」斷裂24到達基板4的背面21部分與未到達部分相混的情況低能量側(cè)的「×」斷裂24大部分未到達基板4的背面21的情況高能量側(cè)的「×」在基板4的背面21產(chǎn)生熔融等的損傷的情況而且，表2數(shù)據(jù)，是使HC改質(zhì)區(qū)域73距基板4的背面21為20μm～110μm范圍內(nèi)形成1列以上的情況。
(2)對于形成分斷改質(zhì)區(qū)域72時的激光L的能量形成分斷改質(zhì)區(qū)域72時的激光L的能量，從下述的表3的數(shù)據(jù)可知，以形成HC改質(zhì)區(qū)域73時的激光L的能量為1的情況下，優(yōu)選為1.6～3.0。更詳細地說，基板4中的激光L的透射率為30％以上的情況下，優(yōu)選為1.6～3.0，透射率為15％以下的情況下，優(yōu)選為2.3～3.0。
在上述條件下形成分斷改質(zhì)區(qū)域72時，則切斷基板4和疊層部16時，將分斷改質(zhì)區(qū)域72作為起點的斷裂由于沿著預定切斷線5有精度良好地產(chǎn)生的傾向。另外，激光L的能量不足1.6時，當切斷基板4及疊層部16時，難以產(chǎn)生以分斷改質(zhì)區(qū)域72為起點的斷裂。另一方面，激光L的能量超過3.0時，在切斷基板4及疊層部16時，以分斷改質(zhì)區(qū)域72為起點的斷裂容易從預定切斷線5偏離。
表3

低能量側(cè)的「△」切斷質(zhì)量好的部分與壞的部分相混的情況低能量側(cè)的「×」不施加過大的應力則不會產(chǎn)生斷裂，切斷質(zhì)量壞的情況高能量側(cè)的「△」切斷質(zhì)量好的部分及壞的部分相混的情況高能量側(cè)的「×」在切斷面產(chǎn)生缺口等，切斷質(zhì)量壞的情況另外，當形成分斷改質(zhì)區(qū)域72時的激光L的能量，由下述表4可知，優(yōu)選為2μJ～50μJ。更詳細地說，基板4中的激光L的透射率為30％以上的情況下，優(yōu)選為2μJ～20μJ(更優(yōu)選為2μJ～15μJ)，透射率為15％以下的情況下，優(yōu)選為3μJ～50μJ(更優(yōu)選為3μJ～45μJ)。透射率為15％以下的情況下，激光L的能量的優(yōu)選范圍擴大，這是因為透射率變成越低，為了形成改質(zhì)區(qū)域而有需要更大的能量。
在上述條件下形成分斷改質(zhì)區(qū)域72時，在切斷基板4及疊層部16時，以分斷改質(zhì)區(qū)域72為起點的斷裂，沿著預定切斷線5有精度良好地產(chǎn)生的傾向。另外，激光L的能量2μJ時，在切斷基板4及疊層部16時，難以產(chǎn)生以分斷改質(zhì)區(qū)域72為起點的斷裂。另一方面，激光L的能量超過50μJ時，在切斷基板4及疊層部16時，以分斷改質(zhì)區(qū)域72為起點的斷裂容易從預定切斷線5偏離。
表4

低能量側(cè)的「△」切斷質(zhì)量好的部分與壞的部分相混的情況低能量側(cè)的「×」不施加過大的應力則不會產(chǎn)生斷裂，切斷質(zhì)量壞的情況高能量側(cè)的「△」切斷質(zhì)量好的部分與壞的部分相混的情況高能量側(cè)的「×」在切斷面產(chǎn)生缺口等，切斷質(zhì)量壞的情況(3)對于形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71時的激光L的能量當形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71時的激光L的能量，如下述表5的數(shù)據(jù)可知，以形成HC改質(zhì)區(qū)域73時的激光L的能量為1的情況下，基板4中的激光L的透射率為30％以上時，優(yōu)選為1.4～1.9，透射率為15％以下時，優(yōu)選為2.3～3.0。
在上述條件下形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71時，在切斷基板4及疊層部16時，以質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71為起點的斷裂，沿著預定切斷線5有精度良好地到達疊層部16的傾向。另外，激光L的能量低于上述條件時，在切斷基板4及疊層部16時，以質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71為起點的斷裂，容易從預定切斷線5偏離而到達疊層部16。另一方面，激光L的能量超過上述條件時，則在疊層部16容易產(chǎn)生熔融等的損傷。
表5

低能量側(cè)的「△」切斷質(zhì)量好的部分與壞的部分相混的情況低能量側(cè)的「×」不施加過大的應力則不會產(chǎn)生斷裂，切斷質(zhì)量壞的情況高能量側(cè)的「△」在疊層部16產(chǎn)生部分性的熔融等損傷情況高能量側(cè)的「×」在疊層部16產(chǎn)生熔融等損傷情況而且，當形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71時的激光L的能量，如下述表6的數(shù)據(jù)可知，優(yōu)選為2μJ～50μJ。更詳細地說，基板4中的激光L的透射率為30％以上的情況下，優(yōu)選為2μJ～20μJ(更優(yōu)選為2μJ～15μJ)，透射率為15％以下的情況下，優(yōu)選為3μJ～50μJ(更優(yōu)選為3μJ～45μJ)。
在上述條件下來形成分斷改質(zhì)區(qū)域71時，則當切斷基板4及疊層部16時，以質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71為起點的斷裂，沿著預定切斷線5有精度良好地到達疊層部16的傾向。又，激光L的能量不足2μJ時，則當切斷基板4及疊層部16時，以質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71為起點的斷裂，從預定切斷線5偏離而容易達到疊層部16。另一方面，激光L的能量超過50μJ時，則在疊層部16容易產(chǎn)生熔融等的損傷。
表6

低能量側(cè)的「△」切斷質(zhì)量好的部分與壞的部分相混的情況低能量側(cè)的「×」不外加過大的應力則不會產(chǎn)生斷裂，切斷質(zhì)量壞的情況高能量側(cè)的「△」在疊層部16產(chǎn)生部分性的熔融等損傷的情況高能量側(cè)「×」在疊層部16產(chǎn)生熔融等損傷的情況(4)對于分斷改質(zhì)區(qū)域72的形成位置當分別形成相鄰的分斷改質(zhì)區(qū)域72時，激光L的聚光點P所對準的位置間的距離優(yōu)選為24μm～70μm。更詳細地說，基板4中的激光L的透射率為30％以上的情況下，優(yōu)選為30μm～70μm，透射率為15％以下的情況下，優(yōu)選為24μm～50μm。在上述條件下形成分斷改質(zhì)區(qū)域72時，使相鄰的分斷改質(zhì)區(qū)域72、72彼此在基板4的厚度方向上有形成連續(xù)的傾向，其結(jié)果，即使在基板4較厚的情況下，也可容易地切斷基板4及疊層部16。
另外，當形成分斷改質(zhì)區(qū)域72時，從激光L的聚光點P所對準的位置距背面21的距離，優(yōu)選為50μm～[(基板4的厚度)×0.9(優(yōu)選0.7)]μm。在上述條件下形成分斷改質(zhì)區(qū)域72時，即使在基板4較厚的情況下，也可容易切斷基板4及疊層部16。
而且，形成相鄰的分斷改質(zhì)區(qū)域72及HC改質(zhì)區(qū)域73的情況下，當形成分斷改質(zhì)區(qū)域72時，激光L的聚光點P所對準的位置，優(yōu)選處于，在形成HC改質(zhì)區(qū)域73時從激光L的聚光點P所對準的位置到基板4的表面3側(cè)為30μm～100μm的范圍內(nèi)。此時，相向的分斷改質(zhì)區(qū)域72的背面?zhèn)榷瞬?，和HC改質(zhì)區(qū)域73的表面?zhèn)榷瞬康木嚯x為15μm～60μm(優(yōu)選為15μm～35μm)，在相鄰的分斷改質(zhì)區(qū)域72與HC改質(zhì)區(qū)域73之間，斷裂24。
(5)對于HC改質(zhì)區(qū)域73的形成位置當形成HC改質(zhì)區(qū)域73時，從激光L的聚光點P所對準的位置距背面21的距離，優(yōu)選為20μm～110μm。在上述條件下形成HC改質(zhì)區(qū)域73時，以HC改質(zhì)區(qū)域73為起點的斷裂24，有確實地到達基板4的背面21的傾向。另外，距背面21的距離不足20μm時，如圖22所示，在基板4的背面21容易產(chǎn)生熔融等的損傷30。圖22，是顯示當形成HC改質(zhì)區(qū)域73時，從激光L的聚光點P所對準的位置到背面21的距離為15μm，激光L的能量為10μJ的情況下，基板4的背面21的照片。另一方面，距背面21的距離超過110μm時，以HC改質(zhì)區(qū)域73為起點的斷裂24，難以達到基板4的背面21。另外，此時基板4的背面21與HC改質(zhì)區(qū)域73的背面?zhèn)榷瞬康木嚯x為10μm～100μm。
(6)對于相向的分斷改質(zhì)區(qū)域72的背面?zhèn)榷瞬考癏C改質(zhì)區(qū)域73的表面?zhèn)榷瞬康木嚯x相向的分斷改質(zhì)區(qū)域72的背面?zhèn)榷瞬亢虷C改質(zhì)區(qū)域73的表面?zhèn)榷瞬康木嚯x優(yōu)選為15μm～60μm，更優(yōu)選為為15μm～35μm。在上述條件下形成分斷改質(zhì)區(qū)域72及HC改質(zhì)區(qū)域73時，當切斷基板4及疊層部16時，以各改質(zhì)區(qū)域72、73為起點的斷裂，沿著預定切斷線5有精度良好地產(chǎn)生的傾向，因此半導體芯片25的基板4的切斷面4a形成高精確度的切斷面。另外，該距離不足15μm時，當切斷基板4及疊層部16時，以各改質(zhì)區(qū)域72、73為起點的斷裂，容易從預定切斷線5偏離，因而半導體芯片25的基板4的切斷面4a成為難以形成高精確度的切斷面。另一方面，該距離超過60μm時，當切斷基板4及疊層部16時，使分斷改質(zhì)區(qū)域72及HC改質(zhì)區(qū)域73的相互作用變小，半導體芯片25的基板4的切斷面4a難以形成高精確度的切斷面。
(7)對于相向的質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的背面?zhèn)榷瞬亢头謹喔馁|(zhì)區(qū)域72的表面?zhèn)榷瞬康木嚯x相向的質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的背面?zhèn)榷瞬亢头謹喔馁|(zhì)區(qū)域72的表面?zhèn)榷瞬康木嚯x優(yōu)選為0μm～[(基板4的厚度)-(基板4的厚度)×0.6]μm。在上述條件下形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71及分斷改質(zhì)區(qū)域72時，當切斷基板4及疊層部16時，以各改質(zhì)區(qū)域71、72為起點的斷裂，沿著預定切斷線5有精度良好地產(chǎn)生的傾向，故半導體芯片25的基板4的切斷面4a及疊層部16的切斷面16a形成高精度的切斷面。另外，該距離超過[(基板4的厚度)-(基板4的厚度)×0.6]μm時，則當切斷基板4及疊層部16時，質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71及分斷改質(zhì)區(qū)域72之間，半導體芯片25的基板4的切斷面4a難以形成高精確度的切斷面。另外，使該距離為0μm時，是只由激光L的照射來完全地切斷基板4的情況。
(8)對于質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的形成位置優(yōu)選在使基板4的表面3與質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的表面?zhèn)榷瞬康木嚯x為5μm～15μm的位置上，或使基板4的表面3及質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的背面?zhèn)榷瞬康木嚯x為[(基板4的厚度)×0.1]μm～[20+(基板4的厚度)×0.1]μm的位置上形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71。在上述條件下形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71時，如圖23所示，可將周緣(skirt)寬度S抑制在3μm以下，形成在基板4的表面3的疊層部16也可沿著預定切斷線5精度良好地被切斷。
而且，在使基板4的表面3和質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的表面?zhèn)榷瞬康木嚯x為5μm～10μm的位置上形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71時，則如圖23所示，可將周緣寬度S抑制在1μm以下，使基板4的表面3側(cè)的端部及疊層部16沿著預定切斷線5更精度良好地切斷。另外，對于基板4的表面3和質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的背面?zhèn)榷瞬康木嚯x，優(yōu)選在使該距離為[(5+(基板4的厚度)×0.1]μm～[20+(基板4的厚度)×0.1]μm的位置上形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71，更優(yōu)選在使該距離為[5+(基板4的厚度)×0.1]μm～[10+(基板4的厚度)×0.1]μm的位置上形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71。在上述條件下形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71時，可使基板4的表面3側(cè)的端部和疊層部16沿著預定切斷線5更精度良好地被切斷。
而且，在圖23中，所謂聚光點位置是指，從激光L的聚光點P所對準的位置到背面21的距離，所謂能量是指，當形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71時的激光L的能量。另外，所謂背面?zhèn)榷瞬课恢檬侵福|(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的背面?zhèn)榷瞬康奖趁娴木嚯x，所謂寬度是指，質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的表面?zhèn)榷瞬颗c背面?zhèn)榷瞬康木嚯x，所謂表面?zhèn)榷瞬课恢檬侵?，從質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的表面?zhèn)榷瞬康奖砻?的距離。
另外，基板4的表面3與質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的表面?zhèn)榷瞬康木嚯x不足5μm時，則如圖24所示，在基板4的表面3容易產(chǎn)生熔融等損傷30。圖24是顯示當形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71時從激光L的聚光點P所對準的位置距表面3的距離作成3μm，在使激光L的能量為15μJ的情況下的基板4的切斷面照片。
(9)對于各改質(zhì)區(qū)域71、72、73的寬度基板4的厚度方向上的HC改質(zhì)區(qū)域73的寬度(HC改質(zhì)區(qū)域73形成多個列的情況時寬度的合計)優(yōu)選為110μm以下。在上述條件下形成HC改質(zhì)區(qū)域73時，則從HC改質(zhì)區(qū)域73到達基板4的背面21的斷裂24，沿著預定切斷線5有精度良好地形成的傾向。另外，HC改質(zhì)區(qū)域73的寬度超過110μm時，則從HC改質(zhì)區(qū)域73到達基板4的背面21的斷裂24容易從預定切斷線5偏離。
另外，基板4的厚度方向上的分斷改質(zhì)區(qū)域72的寬度合計優(yōu)選為40μm～[(基板4的厚度)×0.9]μm。在上述條件下來形成分斷改質(zhì)區(qū)域72時，則當切斷基板4及疊層部16時，以分斷改質(zhì)區(qū)域72為起點的斷裂，沿著預定切斷線5有精度良好地產(chǎn)生的傾向，因而半導體芯片25的基板4的切斷面4a形成高精度的切斷面。而且，分斷改質(zhì)區(qū)域72的寬度合計不足40μm時，當切斷基板4及疊層部16時，難以產(chǎn)生以分斷改質(zhì)區(qū)域72為起點的斷裂，半導體芯片25的基板4的切斷面4a難以成為高精度的切斷面。另一方面，分斷改質(zhì)區(qū)域72的寬度合計超過[(基板4的厚度)×0.9]μm時，則當切斷基板4及疊層部16時，以分斷改質(zhì)區(qū)域72為起點的斷裂容易從預定切斷線5偏離，半導體芯片25的基板4的切斷面4a難以成為高精確度的切斷面。
另外，基板4的厚度方向上的質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的寬度是優(yōu)選為[(基板4的厚度)×0.1]μm以下。在上述條件下形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71時，則當切斷基板4及疊層部16時，以質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71為起點的斷裂，沿著預定切斷線5有精度良好地到達疊層部16傾向。而且，質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的寬度超過[(基板4的厚度)×0.1]μm時，則當切斷基板4及疊層部16時，以質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71為起點的斷裂容易從預定切斷線5偏離而到達疊層部16。
下面，對于有關圖25的加工結(jié)果進行說明。
圖25是顯示通過使用上述激光加工方法所切斷的基板4的切斷面4a的照片。如上所述，基板4是由硅所構(gòu)成，其厚度為290μm。各改質(zhì)區(qū)域71、72、73的形成條件如下述表7的內(nèi)容。而且，在表7中，所謂聚光點位置是指，從激光L的聚光點P所對準的位置距背面21的距離，所謂能量是指，當形成各改質(zhì)區(qū)域71、72、73時的激光L的能量。另外，當形成各改質(zhì)區(qū)域71、72、73時的激光L的脈沖寬為150ns，當激光L沿著預定切斷線5照射時1個脈沖的激光L照射的位置(聚光點P所對準的位置)的間隔(以下，稱為激光照射位置的間隔)是3.75μm。
表7

此時，基板4的厚度方向上的質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的寬度約為22μm，各分斷改質(zhì)區(qū)域72的寬度約為33μm，表面3側(cè)的HC改質(zhì)區(qū)域73的寬度約為28μm，背面21側(cè)的HC改質(zhì)區(qū)域73的寬度約為20μm。另外，表面3與質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的表面?zhèn)榷瞬?1a的距離約為8μm，相向的質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的背面?zhèn)榷瞬?1b與分斷改質(zhì)區(qū)域72的表面?zhèn)榷瞬?2a的距離約為25μm，相向的分斷改質(zhì)區(qū)域72的背面?zhèn)榷瞬?2b與HC改質(zhì)區(qū)域73的表面?zhèn)榷瞬?3a的距離約為25μm。另外，各分斷改質(zhì)區(qū)域72，在朝向基板4的厚度方向上連續(xù)地形成。
通過如上所述形成改質(zhì)層，與圖20相比，可抑制在從表面3側(cè)的HC改質(zhì)區(qū)域73延伸的裂縫上產(chǎn)生段差(由于該段差使割斷面不能成為均勻的面)。而且，由于裂縫的段差，由形成背面21側(cè)的HC改質(zhì)區(qū)域73時的激光射入，而在割斷面產(chǎn)生熔融蓄積，這樣可以防止形成較大的粉塵。
作為為此的條件，在圖20的實施例中，使形成表面3側(cè)的HC改質(zhì)區(qū)域73及背面21側(cè)的HC改質(zhì)區(qū)域73時的激光的能量相同，但是，在本實施例中，使形成表面3側(cè)的HC改質(zhì)區(qū)域73時的激光的能量，比形成背面21側(cè)的HC改質(zhì)區(qū)域73時的激光的能量更大。
而且，此情況下，形成表面3側(cè)的HC改質(zhì)區(qū)域73時，使激光的能量，與形成前述的分斷改質(zhì)區(qū)域72時的激光L的能量的條件同樣。即，優(yōu)選為2μJ～50μJ。更詳細地說，在基板4中的激光L的透射率為30％以上的情況下，優(yōu)選為2μJ～20μJ(更優(yōu)選為2μJ～15μJ)，透射率為15％以下的情況下，優(yōu)選為3μJ～50μJ(更優(yōu)選為3μJ～45μJ)。
另外，以背面21側(cè)的HC改質(zhì)區(qū)域73的能量為1時的、形成表面3側(cè)的HC改質(zhì)區(qū)域73時的激光的能量，與形成后述的分斷改質(zhì)區(qū)域72時的激光L的能量條件(＝以HC改質(zhì)區(qū)域73的能量為1時的、形成分斷改質(zhì)區(qū)域72時的激光的能量)為同樣的條件。
即，以背面21側(cè)的HC改質(zhì)區(qū)域73的能量為1時的、形成表面3側(cè)的HC改質(zhì)區(qū)域73時的激光L的能量，優(yōu)選為1.3～3.3。更詳細地說，基板4中的激光L的透射率為30％以上的情況下，優(yōu)選為1.3～3.0，透射率為15％以下的情況下，優(yōu)選為1.5～3.3。
(10)對于形成分斷改質(zhì)區(qū)域72時的激光L的能量和形成HC改質(zhì)區(qū)域73時的激光L的能量的關系在形成多個列的HC改質(zhì)區(qū)域73的情況下，形成分斷改質(zhì)區(qū)域72時的激光L的能量，如下述表8的數(shù)據(jù)可知，以形成最接近于基板4的背面21的HC改質(zhì)區(qū)域73時的激光L的能量為1，則形成分斷改質(zhì)區(qū)域72時的激光的能量優(yōu)選為1.3～3.3。更詳細地說，基板4中的激光L的透射率為30％以上的情況下，優(yōu)選為1.3～3.0，透射率為15％以下的情況下，優(yōu)選為1.5～3.3。
在上述條件下形成多個列的HC改質(zhì)區(qū)域73時，則形成第二接近于基板4的背面21的HC改質(zhì)區(qū)域73時，由于，由該HC改質(zhì)區(qū)域73的形成所產(chǎn)生的斷裂24并未到達基板4的背面21附近，因此，當形成最接近于基板4的背面21的HC改質(zhì)區(qū)域73時，斷裂24的內(nèi)面熔融而可用來防止粉塵的產(chǎn)生。
表8

低能量側(cè)的「△」切斷質(zhì)量好的部分與壞的部分相混的情況低能量側(cè)的「×」不外加過大的應力則不會產(chǎn)生斷裂，切斷質(zhì)量壞的情況高能量側(cè)的「△」切斷質(zhì)量好的部分與壞的部分相混的情況高能量側(cè)的「×」在切斷面產(chǎn)生缺口等，切斷質(zhì)量壞的情況(11)對于形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71時的激光L的能量在形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71時的激光L的能量，如下述表9可知，以形成背面21側(cè)的HC改質(zhì)區(qū)域73時的激光L的能量為1的情況下，基板4中的激光L的透射率為30％以上時，優(yōu)選為0.6～1.9，透射率為15％以下時，優(yōu)選為0.6～3.0。
在上述條件下形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71時，則當切斷基板4及疊層部16時，以質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71為起點的斷裂，沿著預定切斷線5有精度良好地到達疊層部16的傾向。而且，在激光L的能量低于上述條件時，則當切斷基板4及疊層部16時，以質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71為起點的斷裂容易從預定切斷線5偏離而到達疊層部16。另一方面，激光L的能量超過上述條件時，則在疊層部16容易產(chǎn)生熔融等損傷。
表9

低能量側(cè)的「△」切斷質(zhì)量好的部分及壞的部分相混的情況低能量側(cè)的「×」不外加過大的應力則不會產(chǎn)生斷裂，切斷質(zhì)量壞的情況高能量側(cè)的「△」在疊層部16產(chǎn)生部分性的熔融等損傷的情況高能量側(cè)的「×」在疊層部16產(chǎn)生熔融等損傷的情況而且，形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71時的激光L的能量，與前述表6的數(shù)據(jù)相同。即，優(yōu)選為2μJ～50μJ。更詳細地說，基板4中的激光L的透射率為30％以上的情況下，優(yōu)選為2μJ～20μJ(更優(yōu)選為2μJ～15μJ)，透射率為15％以下的情況下，優(yōu)選為3μJ～50μJ(更優(yōu)選為3μJ～45μJ)。
(12)對于HC改質(zhì)區(qū)域73形成多個列的情況的HC改質(zhì)區(qū)域73的形成位置在HC改質(zhì)區(qū)域73形成多個列的情況下，當形成最接近于基板4的背面21的HC改質(zhì)區(qū)域73時，從激光L的聚光點P所對準的位置距背面21的距離為20μm～110μm，當形成第二接近于基板4的背面21的HC改質(zhì)區(qū)域73時，從激光L的聚光點P所對準的位置距背面21的距離優(yōu)選為140μm以下。
在上述條件下形成多個列形成HC改質(zhì)區(qū)域73時，則當形成第二接近于基板4的背面21的HC改質(zhì)區(qū)域73時，由于形成該HC改質(zhì)區(qū)域73所產(chǎn)生的斷裂24并未到達基板4的背面21附近，因此，當形成最接近于基板4的背面21的HC改質(zhì)區(qū)域73時，斷裂24的內(nèi)面熔融可防止產(chǎn)生粉塵。
以上，對各改質(zhì)區(qū)域71、72、73的形成條件等進行了說明，但是形成各改質(zhì)區(qū)域71、72、73時的激光L的脈沖寬度優(yōu)選為500ns以下，更優(yōu)選為10ns～300ns(最優(yōu)選為100ns～300ns)。另外，激光照射位置的間隔優(yōu)選為0.1μm～10μm。激光照射位置的間隔，可由激光重復頻率及激光的移動速度適當?shù)卦O定。
另外，在分斷改質(zhì)區(qū)域72的形成時，當未滿足對于上述分斷改質(zhì)區(qū)域72的各種形成條件時，則如圖26(a)所示，加工對象物1在半導體芯片25中會產(chǎn)生未切斷的部分。另一方面，當滿足對于上述分斷改質(zhì)區(qū)域72的各種形成條件時，則如圖26(b)所示，加工對象物1的全體被確實地被切斷為半導體芯片25。
本發(fā)明，并不限定于上述實施方式。例如，雖然上述實施方式是在基板4的內(nèi)部產(chǎn)生多光子吸收而形成各改質(zhì)區(qū)域71、72、73的情況，但是也有在基板4的內(nèi)部產(chǎn)生與多光子吸收同等的光吸收而形成各改質(zhì)區(qū)域71、72、73的情況。
另外，上述實施方式，是從疊層部16側(cè)依次在基板4的內(nèi)部形成1列質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71、3列分斷改質(zhì)區(qū)域72、及2列HC改質(zhì)區(qū)域73的情況，但是也可如下列方式在基板4的內(nèi)部形成各改質(zhì)區(qū)域71、72、73。
例如，如圖27所示，也可從基板4的表面3側(cè)依次在基板4的內(nèi)部形成1列質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71、2列分斷改質(zhì)區(qū)域72、及1列HC改質(zhì)區(qū)域73。在此，基板4是由硅構(gòu)成，其厚度為200μm。各改質(zhì)區(qū)域71、72、73的形成條件如下述表10的內(nèi)容。而且，當形成各改質(zhì)區(qū)域71、72、73時的激光L的脈沖寬度是150ns，激光照射位置的間隔是4μm。
表10

另外，如圖28所示，也可從基板4的表面3側(cè)依次在基板4的內(nèi)部形成1列質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71、2列分斷改質(zhì)區(qū)域72、及2列HC改質(zhì)區(qū)域73。在此，基板4是由硅構(gòu)成，其厚度為300μm。各改質(zhì)區(qū)域71、72、73的形成條件如下述表11的內(nèi)容。而且，在形成各改質(zhì)區(qū)域71、72、73時的激光L的脈沖寬度是150ns，激光照射位置的間隔，在質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71為4μm，在分斷改質(zhì)區(qū)域72(表面3側(cè))為1μm，在分斷改質(zhì)區(qū)域72(背面21側(cè))為4μm，在HC改質(zhì)區(qū)域73(表面3側(cè))為4μm，在HC改質(zhì)區(qū)域73(背面21側(cè))為4μm。
表11

而且，如圖29所示，也可從基板4的表面3側(cè)依次在基板4的內(nèi)部形成1列質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71、19列分斷改質(zhì)區(qū)域72、及2列HC改質(zhì)區(qū)域73形成在基板4的內(nèi)部。在此，基板4是由硅構(gòu)成，其厚度為725μm。各改質(zhì)區(qū)域71、72、73的形成條件如下述表12的內(nèi)容。而且，在形成各改質(zhì)區(qū)域71、72、73時的激光L的脈沖寬度是150ns，激光照射位置的間隔是4μm。
表12

而且，在表10～表12中，所謂聚光點位置是指，從激光L的聚光點P所對準的位置距背面21的距離，所謂能量是指，當形成各改質(zhì)區(qū)域71、72、73時的激光L的能量。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明，即使在形成有含有多個功能元件的疊層部的基板較厚的情況下，也可高精度地切斷基板及疊層部。
權利要求
1.一種激光加工方法，是通過將聚光點對準在表面形成有包含多個功能元件的疊層部的基板內(nèi)部并照射激光，以此沿著所述基板的預定切斷線，在所述基板內(nèi)部形成作為切斷起點的改質(zhì)區(qū)域的方法，其特征在于，包括在所述表面和表面?zhèn)榷瞬康木嚯x為5μm～15μm的位置上，形成沿著所述預定切斷線的第1改質(zhì)區(qū)域的工序；及在所述第1改質(zhì)區(qū)域和所述基板的背面之間的位置上，形成至少1列沿著所述預定切斷線的第2改質(zhì)區(qū)域的工序。
2.一種激光加工方法，是通過將聚光點對準在表面形成有包含多個功能元件的疊層部的基板內(nèi)部并照射激光，以此沿著所述基板的預定切斷線，在所述基板內(nèi)部形成作為切斷起點的改質(zhì)區(qū)域的方法，其特征在于，包括在所述表面和表面?zhèn)榷瞬康木嚯x為5μm～15μm的位置上，形成沿著所述預定切斷線的第1改質(zhì)區(qū)域的工序。
3.如權利要求1或2所述的激光加工方法，其特征在于在所述表面和所述表面?zhèn)榷瞬康木嚯x為5μm～10μm的位置上，形成所述第1改質(zhì)區(qū)域。
4.一種激光加工方法，是通過將聚光點對準在表面形成有包含多個功能元件的疊層部的基板內(nèi)部并照射激光，以此沿著所述基板的預定切斷線，在所述基板內(nèi)部形成作為切斷起點的改質(zhì)區(qū)域的方法，其特征在于，包括在所述表面和背面?zhèn)榷瞬康木嚯x為[(所述基板的厚度)×0.1]μm～[20+(所述基板的厚度)×0.1]μm的位置上，形成沿著所述預定切斷線的第1改質(zhì)區(qū)域的工序；及在所述第1改質(zhì)區(qū)域和所述基板的背面之間的位置上，形成至少1列沿著所述預定切斷線的第2改質(zhì)區(qū)域的工序。
5.一種激光加工方法，是通過將聚光點對準在表面形成有包含多個功能元件的疊層部的基板內(nèi)部并照射激光，以此沿著所述基板的預定切斷線，在所述基板內(nèi)部形成作為切斷起點的改質(zhì)區(qū)域的方法，其特征在于，包括在所述表面和背面?zhèn)榷瞬康木嚯x為[(所述基板的厚度)×0.1]μm～[20+(所述基板的厚度)×0.1]μm的位置上，形成沿著所述預定切斷線的第1改質(zhì)區(qū)域的工序。
6.如權利要求4或5所述的激光加工方法，其特征在于在所述表面和所述背面?zhèn)榷瞬康木嚯x為[5+(所述基板的厚度)×0.1]μm～[20+(所述基板的厚度)×0.1]μm的位置上，形成所述第1改質(zhì)區(qū)域。
7.如權利要求6所述的激光加工方法，其特征在于在所述表面和所述背面?zhèn)榷瞬康木嚯x為[5+(所述基板的厚度)×0.1]μm～[10+(所述基板的厚度)×0.1]μm的位置上，形成所述第1改質(zhì)區(qū)域。
8.如權利要求1～7中任何一項所述的激光加工方法，其特征在于所述基板為半導體基板，所述第1改質(zhì)區(qū)域及所述第2改質(zhì)區(qū)域包含熔融處理區(qū)域。
9.如權利要求1～8中任何一項所述的激光加工方法，其特征在于所述第1改質(zhì)區(qū)域及所述第2改質(zhì)區(qū)域，將所述背面作為激光射入面，以距所述背面較遠的順序逐列地形成。
10.如權利要求1～9中任何一項所述的激光加工方法，其特征在于形成所述第1改質(zhì)區(qū)域時的激光的能量為2μJ～50μJ。
11.如權利要求1～10中任何一項所述的激光加工方法，其特征在于形成所述第2改質(zhì)區(qū)域時的激光的能量為1μJ～50μJ。
12.如權利要求1～11中任何一項所述的激光加工方法，其特征在于在形成所述第2改質(zhì)區(qū)域時，使激光的聚光點所對準的位置距所述背面的距離為50μm～[(所述基板的厚度)×0.9]μm。
13.如權利要求1～11中任何一項所述的激光加工方法，其特征在于在形成所述第2改質(zhì)區(qū)域時，使激光的聚光點所對準的位置距所述背面的距離為20μm～110μm。
14.如權利要求1～13中任何一項所述的激光加工方法，其特征在于還包括沿著所述預定切斷線將所述基板及所述疊層部切斷的工序。
15.一種半導體芯片，該芯片具有，基板，和含有功能元件、并形成在所述基板表面上的疊層部，其特征在于在所述基板的側(cè)面上，在所述表面和表面?zhèn)榷瞬康木嚯x為5μm～15μm的位置上，形成有沿著所述基板的背面的第1改質(zhì)區(qū)域；在所述基板的側(cè)面上，在所述第1改質(zhì)區(qū)域和所述背面之間的位置上，形成有沿著所述背面的至少1列第2改質(zhì)區(qū)域。
16.一種半導體芯片，該芯片具有，基板，和含有功能元件、并形成在所述基板表面上的疊層部，其特征在于在所述基板的側(cè)面上，在所述表面和表面?zhèn)榷瞬康木嚯x為5μm～15μm的位置上，形成有沿著所述基板的背面的第1改質(zhì)區(qū)域。
17.一種半導體芯片，該芯片具有，基板，和含有功能元件、并形成在所述基板表面上的疊層部，其特征在于在所述基板的側(cè)面上，在所述表面和背面?zhèn)榷瞬康木嚯x為[(所述基板的厚度)×0.1]μm～[20+(所述基板的厚度)×0.1]μm的位置上，形成有沿著所述基板的背面的第1改質(zhì)區(qū)域；在所述基板的側(cè)面上，在所述第1改質(zhì)區(qū)域和所述背面之間的位置上，形成有沿著所述背面的1列第2改質(zhì)區(qū)域。
18.一種半導體芯片，該芯片具有，基板，和含有功能元件、并形成在所述基板表面上的疊層部，其特征在于在所述基板的側(cè)面上，在所述表面和背面?zhèn)榷瞬康木嚯x為[(所述基板的厚度)×0.1]μm～[20+(所述基板的厚度)×0.1]μm的位置上，形成有沿著所述基板的背面的第1改質(zhì)區(qū)域。
19.如權利要求17或18所述的半導體芯片，其特征在于在所述表面和所述背面?zhèn)榷瞬康木嚯x為[5+(所述基板的厚度)×0.1]μm～[20+(所述基板的厚度)×0.1]μm的位置上，形成有所述第1改質(zhì)區(qū)域。
20.如權利要求15～19中任何一項所述的半導體芯片，其特征在于所述基板為半導體基板，所述第1改質(zhì)區(qū)域及所述第2改質(zhì)區(qū)域含有熔融處理區(qū)域。
21.如權利要求15～20中任何一項所述的半導體芯片，其特征在于相向的所述第1改質(zhì)區(qū)域的背面?zhèn)榷瞬亢退龅?改質(zhì)區(qū)域的表面?zhèn)榷瞬康木嚯x為0μm～[(所述基板的厚度)-(所述基板的厚度)×0.6]μm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種激光加工方法，即使在形成有包括多個功能元件的疊層部的基板較厚的情況下，也可高精度地切斷基板及疊層部。是通過將背面(21)作為激光射入面，使聚光點(P)對準于基板(4)的內(nèi)部并照射激光(L)，在基板(4)的內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域(71、72、73)。此時，在基板(4)的表面(3)及質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域(71)的表面?zhèn)榷瞬康木嚯x為5μm～15μm的位置上，形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域(71)。在上述位置形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域(71)時，可使形成在基板(4)的表面(3)上的疊層部(16)(在此，為層間絕緣膜(17a、17b))與基板(4)一起沿著預定切斷線精度良好地被切斷。
文檔編號B23K101/40GK1938827SQ200580010860
公開日2007年3月28日 申請日期2005年3月25日 優(yōu)先權日2004年3月30日
發(fā)明者坂本剛志, 福滿憲志 申請人:浜松光子學株式會社