專(zhuān)利名稱(chēng):激光加工方法及半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為了切斷加工對(duì)象物而使用的激光加工方法、以及使用此方法所制造的半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
已知一種激光加工方法在通過(guò)激光的照射來(lái)切斷加工對(duì)象物時(shí)，以切換連續(xù)振蕩與脈沖振蕩的方式，將激光照射在加工對(duì)象物上(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。在改激光加工方法中，在切斷預(yù)定線的直線部分使激光進(jìn)行連續(xù)振蕩，另一方面，在切斷預(yù)定線的曲線部分或角部分使激光進(jìn)行脈沖振蕩。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)昭59-212185號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
已知的一種激光加工方法是，通過(guò)將聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)于板狀加工對(duì)象物的內(nèi)部照射激光，從而沿著加工對(duì)象物的切斷預(yù)定線，在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成作為切斷起點(diǎn)的改質(zhì)區(qū)域。在該激光加工方法中，為了沿著切斷預(yù)定線以高精度切斷加工對(duì)象物，希望在加工對(duì)象物的內(nèi)部沿著切斷預(yù)定線的所希望部分確實(shí)地形成改質(zhì)區(qū)域。
因此，本發(fā)明是有鑒于上述的事情而完成的，其目的在于提供一種可以在加工對(duì)象物的內(nèi)部沿著切斷預(yù)定線的所希望部分確實(shí)地形成改質(zhì)區(qū)域的激光加工方法，以及使用該方法來(lái)制造的半導(dǎo)體裝置。
為了解決上述的問(wèn)題，本發(fā)明的激光加工方法的特征在于，通過(guò)將聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)于板狀加工對(duì)象物的內(nèi)部照射激光，在加工對(duì)象物的內(nèi)部沿加工對(duì)象物的切斷預(yù)定線形成成為切斷起點(diǎn)的改質(zhì)區(qū)域，在照射激光時(shí)，有選擇性地切換連續(xù)振蕩和脈沖振蕩。
在使激光進(jìn)行脈沖振蕩時(shí)，相比于使激光進(jìn)行連續(xù)振蕩的情況，可以在加工對(duì)象物的內(nèi)部更確實(shí)地形成改質(zhì)區(qū)域。因此，通過(guò)沿著切斷預(yù)定線的所希望部分使激光進(jìn)行脈沖振蕩、并且沿著該所希望部分以外的部分使激光進(jìn)行連續(xù)振蕩，從而可以在加工對(duì)象物的內(nèi)部沿著所希望的部分確實(shí)地形成改質(zhì)區(qū)域。特別是在使用Q開(kāi)關(guān)激光的情況下，通過(guò)RF輸出的控制來(lái)對(duì)Q開(kāi)關(guān)進(jìn)行ON控制，以此來(lái)切換脈沖振蕩與連續(xù)振蕩，因此激發(fā)用LD光對(duì)固體激光結(jié)晶的施加狀態(tài)基本上不改變。因此，由于可以迅速地進(jìn)行脈沖振蕩與連續(xù)振蕩的切換動(dòng)作，在可以以穩(wěn)定的激光來(lái)進(jìn)行加工的同時(shí)，還可以提高加工速度。另外，按照激光振蕩器種類(lèi)的不同，在連續(xù)振蕩時(shí)，有時(shí)呈現(xiàn)連續(xù)振蕩輸出與脈沖振蕩輸出混合的狀態(tài)，但是，由于脈沖波輸出的平均輸出已降低，故能量不會(huì)超過(guò)加工臨界值，在加工對(duì)象物的內(nèi)部不會(huì)在所希望的部分以外形成改質(zhì)區(qū)域。在此情況下，同樣地能迅速地進(jìn)行脈沖振蕩與連續(xù)振蕩的切換動(dòng)作的同時(shí)，脈沖振蕩轉(zhuǎn)移時(shí)的熱穩(wěn)定性也得到了進(jìn)一步的提高。因此，可以以更穩(wěn)定的激光進(jìn)行加工，并且能提高加工速度。本申請(qǐng)的連續(xù)振蕩也包括這種情況。
另外，加工對(duì)象物優(yōu)選是表面上形成有層疊部的基板，改質(zhì)區(qū)域優(yōu)選形成在基板的內(nèi)部。在此情況下，通過(guò)沿著切斷預(yù)定線的所希望的部分使激光進(jìn)行脈沖振蕩，并且沿著該所希望的部分以外的部分使激光進(jìn)行連續(xù)振蕩，由此，可以在基板的內(nèi)部沿著所希望的部分確實(shí)地形成改質(zhì)區(qū)域。
另外，改質(zhì)區(qū)域優(yōu)選形成在與表面、與表面?zhèn)榷瞬康木嚯x為5μm～20μm的位置處。另外，改質(zhì)區(qū)域優(yōu)選形成在與表面以及與背面?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。在此，所謂「距離」只要無(wú)特別限定，均指沿著基板的厚度方向的距離。
在上述的情況下，例如，如果將擴(kuò)張帶等能擴(kuò)張的薄膜貼在基板的背面上并加以擴(kuò)張，就會(huì)沿切斷預(yù)定線使基板及層疊部被切斷。此時(shí)，如果在上述位置形成有改質(zhì)區(qū)域，則能進(jìn)行層疊部的高精度切斷。
另外，在層疊部沿著切斷預(yù)定線的規(guī)定部分包含金屬膜或絕緣膜的情況下，優(yōu)選在該規(guī)定的部分使激光進(jìn)行連續(xù)振蕩。此時(shí)，相比于沿著該規(guī)定的部分使激光進(jìn)行脈沖振蕩的情況，可以進(jìn)一步減少對(duì)層疊部造成的損傷。因此，在切斷基板及層疊部時(shí)，可以提高切斷預(yù)定線的規(guī)定部分上的層疊部的切斷精度。
另外，在切斷預(yù)定線交叉的部分，優(yōu)選使激光進(jìn)行脈沖振蕩。如此一來(lái)，在加工對(duì)象物的內(nèi)部沿著切斷預(yù)定線交叉的部分確實(shí)地形成改質(zhì)區(qū)域。因此，可以提高切斷預(yù)定線交叉的部分上的加工對(duì)象物的切斷精度。
另外，在形成改質(zhì)區(qū)域之后，優(yōu)選沿著切斷預(yù)定線來(lái)切斷加工對(duì)象物。如此一來(lái)，可以以高精度地沿著切斷預(yù)定線切斷加工對(duì)象物。
另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的特征在于，它是使用上述的激光加工方法而制造的。該半導(dǎo)體裝置具有被高精度地切斷而成的切斷面。
根據(jù)本發(fā)明可以在加工對(duì)象物的內(nèi)部沿著切斷預(yù)定線的所希望的部分確實(shí)地形成改質(zhì)區(qū)域。
圖1是利用本實(shí)施方式相關(guān)的激光加工方法的激光加工中的加工對(duì)象物的平面圖。
圖2是圖1所示加工對(duì)象物的沿著II-II線的剖面圖。
圖3是利用本實(shí)施方式相關(guān)的激光加工方法的激光加工后的加工對(duì)象物的平面圖。
圖4是圖3所示加工對(duì)象物的沿著IV-IV線的剖面圖。
圖5是圖3所示加工對(duì)象物的沿著V-V線的剖面圖。
圖6是利用本實(shí)施方式相關(guān)的激光加工方法來(lái)切斷的加工對(duì)象物的平面圖。
圖7是表示本實(shí)施方式相關(guān)的激光加工方法中的電場(chǎng)強(qiáng)度與裂縫處大小的關(guān)系的曲線圖。
圖8是本實(shí)施方式相關(guān)的激光加工方法的第1工序中的加工對(duì)象物的剖面圖。
圖9是本實(shí)施方式相關(guān)的激光加工方法的第2工序中的加工對(duì)象物的剖面圖。
圖10是本實(shí)施方式相關(guān)的激光加工方法的第3工序中的加工對(duì)象物的剖面圖。
圖11是本實(shí)施方式相關(guān)的激光加工方法的第4工序中的加工對(duì)象物的剖面圖。
圖12是表示利用本實(shí)施方式相關(guān)的激光加工方法來(lái)切斷的硅晶片的一部分截面的照片的圖。
圖13是表示本實(shí)施方式相關(guān)的激光加工方法中的激光的波長(zhǎng)與硅基板內(nèi)部的透過(guò)率的關(guān)系的曲線圖。
圖14是本實(shí)施方式激光加工方法中的加工對(duì)象物的平面圖。
圖15是圖14所示加工對(duì)象物的沿著XV-XV線的部分剖面圖。
圖16是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式的激光加工方法的圖，(a)是加工對(duì)象物貼有保護(hù)帶的狀態(tài)，(b)是正在對(duì)加工對(duì)象物照射激光的狀態(tài)。
圖17是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式的激光加工方法的圖，(a)是加工對(duì)象物貼有擴(kuò)張帶的狀態(tài)，(b)是正在對(duì)保護(hù)帶照射紫外線的狀態(tài)。
圖18是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式的激光加工方法的圖，(a)是自加工對(duì)象物剝下保護(hù)帶之后的狀態(tài)，(b)是使擴(kuò)張帶擴(kuò)張后的狀態(tài)。
圖19是表示利用本實(shí)施方式的激光加工方法而形成有改質(zhì)區(qū)域的加工對(duì)象物的一部分的平面圖。
圖20是圖19所示加工對(duì)象物的沿著XX-XX線的部分剖面圖。
圖21是本實(shí)施方式激光加工方法的一實(shí)施例中的加工對(duì)象物的平面圖，(a)是在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域之后的狀態(tài)，(b)是切斷加工對(duì)象物之后的狀態(tài)。
圖22是表示利用本實(shí)施方式的激光加工方法的一實(shí)施例來(lái)切斷的加工對(duì)象物的切斷面的照片的圖。
圖23是激光加工方法的一例加工對(duì)象物的平面圖，(a)是在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域之后的狀態(tài)，(b)是切斷加工對(duì)象物之后的狀態(tài)。
圖24是表示激光加工方法的一例中的加工對(duì)象物的切斷面的照片的圖。
符號(hào)說(shuō)明1加工對(duì)象物 25半導(dǎo)體芯片(半導(dǎo)體裝置)3表面 71質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域4基板 71a表面?zhèn)榷瞬?a切斷面(側(cè)面) 71b背面?zhèn)榷瞬?切斷預(yù)定線 CP切斷預(yù)定線交叉的部分
7改質(zhì)區(qū)域 L激光8切斷起點(diǎn)區(qū)域 M金屬膜13熔融處理區(qū)域 P聚光點(diǎn)16層疊部 RC切斷預(yù)定線的規(guī)定部分具體實(shí)施方式
以下參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明合適的實(shí)施方式。本實(shí)施方式的激光加工方法中，為了在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域而利用被稱(chēng)為多光子吸收的現(xiàn)象。因此，首先說(shuō)明用來(lái)以多光子吸收來(lái)形成改質(zhì)區(qū)域的激光加工方法。
若光子的能量hv比材料吸收的能帶間隙EG更小，則光學(xué)上呈透明。因此，材料產(chǎn)生吸收的條件為hv＞EG。然而，即便光學(xué)上呈透明，若使激光的強(qiáng)度變得非常大，則材料在nhv＞EG的條件(n＝2，3，4，…)下產(chǎn)生吸收。此現(xiàn)象被稱(chēng)為多光子吸收。在脈沖波的情況下，激光的強(qiáng)度取決于激光聚光點(diǎn)的峰值功率密度(W/cm2)，例如，多光子吸收在峰值功率密度為1×108(W/cm2)以上的條件下產(chǎn)生。峰值功率密度由(聚光點(diǎn)中激光的每1個(gè)脈沖的能量)÷(激光的光束點(diǎn)的截面積×脈沖寬度)來(lái)求得。另外，在連續(xù)波的情況下，激光的強(qiáng)度取決于激光的聚光點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度(W/cm2)。
對(duì)于利用這樣的多光子吸收的本實(shí)施方式相關(guān)的激光加工方法的原理，參照?qǐng)D1～圖6說(shuō)明。如圖1所示，在晶片狀(板狀)加工對(duì)象物1的表面3有用于切斷加工對(duì)象物1的切斷預(yù)定線5。切斷預(yù)定線5是以直線狀延伸的假想線。在本實(shí)施方式相關(guān)的激光加工方法中，如圖2所示，在多光子吸收產(chǎn)生的條件下，將聚光點(diǎn)P對(duì)準(zhǔn)于加工對(duì)象物1的內(nèi)部照射激光L，從而形成改質(zhì)區(qū)域7。另外，聚光點(diǎn)P是指激光L聚光的位置處。另外，切斷預(yù)定線5不限于直線狀也可以是曲線狀，并且不限于假想線也可以是實(shí)際畫(huà)在加工對(duì)象物1上的線。
另外，通過(guò)使激光L沿著切斷預(yù)定線5(即，往圖1的箭頭A方向)相對(duì)地移動(dòng)，使聚光點(diǎn)P沿著切斷預(yù)定線5移動(dòng)。如此一來(lái)，如圖3～圖5所示，改質(zhì)區(qū)域7沿著切斷預(yù)定線5形成在加工對(duì)象物1的內(nèi)部，該改質(zhì)區(qū)域7成為切斷起點(diǎn)區(qū)域8。在此，切斷起點(diǎn)區(qū)域8是指加工對(duì)象物1被切斷時(shí)作為切斷(切割)起點(diǎn)的區(qū)域。該切斷起點(diǎn)區(qū)域8，可以通過(guò)使改質(zhì)區(qū)域7連續(xù)狀地形成來(lái)形成，或者，使改質(zhì)區(qū)域7間斷地形成來(lái)形成。
本實(shí)施方式的激光加工方法并不是加工對(duì)象物1吸收激光L，從而使加工對(duì)象物1發(fā)熱而形成改質(zhì)區(qū)域7的方法。而是使激光L透過(guò)加工對(duì)象物1，在加工對(duì)象物1的內(nèi)部產(chǎn)生多光子吸收以形成改質(zhì)區(qū)域7。因此，由于在加工對(duì)象物1的表面3上激光L幾乎不會(huì)被吸收，因此，加工對(duì)象物1的表面3不會(huì)熔融。
如果在加工對(duì)象物1的內(nèi)部形成切斷起點(diǎn)區(qū)域8，則容易以該切斷起點(diǎn)區(qū)域8作為起點(diǎn)發(fā)生裂開(kāi)，故如圖6所示，能以較小的力量切斷加工對(duì)象物1。因此，在加工對(duì)象物1的表面3不發(fā)生大幅偏離切斷預(yù)定線5的不必要的裂開(kāi)的情況下，可以以高精度地切斷加工對(duì)象物1。
以該切斷起點(diǎn)區(qū)域8作為起點(diǎn)的加工對(duì)象物1的切斷有以下2種情況。1種情況是，在形成切斷起點(diǎn)區(qū)域8之后，通過(guò)對(duì)加工對(duì)象物1施加人為的力量，使加工對(duì)象物1以切斷起點(diǎn)區(qū)域8作為起點(diǎn)裂開(kāi)，從而將加工對(duì)象物1切斷的情況。這是對(duì)于例如加工對(duì)象物1的厚度大時(shí)所采用的切斷方法。所謂施加人為的力量是指，例如，對(duì)加工對(duì)象物1沿著加工對(duì)象物1的切斷起點(diǎn)區(qū)域8施加彎曲應(yīng)力或剪切應(yīng)力，或者，對(duì)加工對(duì)象物1賦予溫度差由此產(chǎn)生熱應(yīng)力的情況。另一種情況是，通過(guò)形成切斷起點(diǎn)區(qū)域8，以切斷起點(diǎn)區(qū)域8為起點(diǎn)往加工對(duì)象物1的截面方向(厚度方向)自然地裂開(kāi)，其結(jié)果使加工對(duì)象物1切斷的情況。其在例如加工對(duì)象物1的厚度小的情況下，可以由1列改質(zhì)區(qū)域7來(lái)形成切斷起點(diǎn)區(qū)域8，在加工對(duì)象物1的厚度大的情況下，可以由厚度方向上形成的多列改質(zhì)區(qū)域7來(lái)形成切斷起點(diǎn)區(qū)域8。另外，在此自然裂開(kāi)的情況下，同樣地，在切斷之處，裂開(kāi)不會(huì)進(jìn)行至與未形成有切斷起點(diǎn)區(qū)域8的部位對(duì)應(yīng)的部分的表面3上，可以僅僅割斷與形成有切斷起點(diǎn)區(qū)域8的部位對(duì)應(yīng)的部分，因此能夠良好地控制割斷。近年來(lái)，硅晶片等加工對(duì)象物1的厚度有變薄的趨勢(shì)，因此這種控制性良好的割斷方法是非常有效的。
另外，在本實(shí)施方式相關(guān)的激光加工方法中，由多光子吸收來(lái)形成的改質(zhì)區(qū)域有以下(1)～(3)的情況。
(1)改質(zhì)區(qū)域包含1個(gè)或多個(gè)裂縫的裂縫區(qū)域的情況將聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)于加工對(duì)象物(例如由玻璃或LiTaO3所構(gòu)成的壓電材料)的內(nèi)部，以聚光點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為1×108(W/cm2)以上、且脈沖寬度為1μs以下的條件照射激光。該脈沖寬度的大小是，產(chǎn)生多光子吸收、并在加工對(duì)象物的表面不產(chǎn)生額外的損傷，可以僅僅在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成裂縫區(qū)域的條件。如此一來(lái)，在加工對(duì)象物的內(nèi)部發(fā)生由多光子吸收所引起的被稱(chēng)作光學(xué)性損傷的現(xiàn)象。該光學(xué)性損傷使加工對(duì)象物的內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)變，由此在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成裂縫區(qū)域。電場(chǎng)強(qiáng)度的上限值為，例如1×1012(W/cm2)。脈沖寬度優(yōu)選為，例如1ns～200ns。另外，關(guān)于由多光子吸收所引起的裂縫區(qū)域的形成，例如記載于第45屆激光熱加工研究會(huì)論文集(1998年12月)的第23頁(yè)～第28頁(yè)的“以固體激光高次諧波來(lái)進(jìn)行的玻璃基板內(nèi)部標(biāo)記”。
本發(fā)明者通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得了電場(chǎng)強(qiáng)度與裂縫大小的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)條件如下所述。
(A)加工對(duì)象物PYREX(注冊(cè)商標(biāo))玻璃(厚度700μm)(B)激光光源半導(dǎo)體激光激發(fā)Nd:YAG激光波長(zhǎng)1064nm激光點(diǎn)截面積3.14×10-8cm2振蕩形態(tài)Q開(kāi)關(guān)脈沖重復(fù)頻率100kHz脈沖寬度30ns輸出輸出＜1mJ/脈沖激光質(zhì)量TEM00偏光特性直線偏振光(C)聚光用透鏡相對(duì)激光波長(zhǎng)的透過(guò)率60％(D)用來(lái)裝載加工對(duì)象物的裝載臺(tái)的移動(dòng)速度100mm/秒另外，所謂激光質(zhì)量為T(mén)EM00，是指聚光性高、可以聚光至激光的波長(zhǎng)程度的意思。
圖7是表示上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖。橫軸為峰值功率密度，由于激光為脈沖激光，故電場(chǎng)強(qiáng)度以峰值功率密度來(lái)表示。縱軸表示由1個(gè)脈沖的激光而形成在加工對(duì)象物內(nèi)部的裂縫部分(裂縫處)的大小。裂縫處集合成為裂縫區(qū)域。裂縫處的大小，是裂縫處的形狀中呈最大長(zhǎng)度的部分的大小。曲線圖中以黑圓點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)，是聚光用透鏡(C)的倍率為100倍、數(shù)值孔徑(NA)為0.80的情況。另一方面，曲線圖中以白圓點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)，是聚光用透鏡(C)的倍率為50倍、數(shù)值孔徑(NA)為0.55的情況。由此得知加工對(duì)象物的內(nèi)部自峰值功率密度為約1011(W/cm2)起產(chǎn)生裂縫處，峰值功率密度越大，裂縫處也就越大。
其次，就利用裂縫區(qū)域形成來(lái)進(jìn)行加工對(duì)象物的切斷的機(jī)制，參照?qǐng)D8～圖11來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。如圖8所示，在多光子吸收發(fā)生的條件下，將聚光點(diǎn)P對(duì)準(zhǔn)于加工對(duì)象物1的內(nèi)部來(lái)照射激光L，從而在內(nèi)部沿著切斷預(yù)定線形成裂縫區(qū)域9。裂縫區(qū)域9是包含1個(gè)或多個(gè)裂縫的區(qū)域。如此形成的裂縫區(qū)域9成為切斷起點(diǎn)區(qū)域。如圖9所示，裂縫以裂縫區(qū)域9作為起點(diǎn)(即，以切斷起點(diǎn)區(qū)域作為起點(diǎn))進(jìn)一步成長(zhǎng)，如圖10所示，裂縫到達(dá)加工對(duì)象物1的表面3及背面21，如圖11所示，加工對(duì)象物1裂開(kāi)，從而使加工對(duì)象物1被切斷。到達(dá)于加工對(duì)象物1的表面3及背面21的裂縫，有自然成長(zhǎng)的情況，也有對(duì)加工對(duì)象物1施加力量而成長(zhǎng)的情況。
(2)改質(zhì)區(qū)域?yàn)槿廴谔幚韰^(qū)域的情況將聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)于加工對(duì)象物(例如，硅那樣的半導(dǎo)體材料)的內(nèi)部，以聚光點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為1×108(W/cm2)以上、且脈沖寬度為1μs以下的條件來(lái)照射激光。如此一來(lái)，加工對(duì)象物的內(nèi)部由于多光子吸收而被局部加熱。由于該加熱在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成熔融處理區(qū)域。所謂熔融處理區(qū)域，是熔融后再固化了的區(qū)域、正好處于熔融狀態(tài)的區(qū)域、或處于自熔融狀態(tài)開(kāi)始進(jìn)行再固化的狀態(tài)的區(qū)域，也可以稱(chēng)作相變化的區(qū)域或結(jié)晶結(jié)構(gòu)改變的區(qū)域。另外，所謂熔融處理區(qū)域，在單結(jié)晶結(jié)構(gòu)、非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、多結(jié)晶結(jié)構(gòu)中，也可以是某一結(jié)構(gòu)改變?yōu)榱硗獾慕Y(jié)構(gòu)的區(qū)域。即，例如，意味著自單結(jié)晶結(jié)構(gòu)改變?yōu)榉蔷з|(zhì)結(jié)構(gòu)的區(qū)域、自單結(jié)晶結(jié)構(gòu)改變?yōu)槎嘟Y(jié)晶結(jié)構(gòu)的區(qū)域、自單結(jié)晶結(jié)構(gòu)改變?yōu)榘蔷з|(zhì)結(jié)構(gòu)及多結(jié)晶結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的區(qū)域。在加工對(duì)象物為硅單結(jié)晶結(jié)構(gòu)的情況下，熔融處理區(qū)域例如為非晶質(zhì)硅結(jié)構(gòu)。電場(chǎng)強(qiáng)度的上限值為，例如1×1012(W/cm2)。脈沖寬度優(yōu)選為，例如1ns～200ns。
本發(fā)明者通過(guò)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了在硅晶片的內(nèi)部形成熔融處理區(qū)域的情況。實(shí)驗(yàn)條件如下所述。
(A)加工對(duì)象物硅晶片(厚度350μm、外徑4英時(shí))(B)激光光源半導(dǎo)體激光激發(fā)Nd:YAG激光波長(zhǎng)1064nm激光點(diǎn)截面積3.14×10-8cm2振蕩型態(tài)Q開(kāi)關(guān)脈沖重復(fù)頻率100kHz脈沖寬度30ns輸出20μJ/脈沖激光質(zhì)量TEM00偏光特性直線偏振光(C)聚光用透鏡倍率50倍N.A.0.55相對(duì)激光波長(zhǎng)的透過(guò)率60％(D)用來(lái)裝載加工對(duì)象物的裝載臺(tái)的移動(dòng)速度100mm/秒圖12是表示在上述條件下通過(guò)激光加工而被切斷的硅晶片的一部分的截面照片的圖。在硅晶片11的內(nèi)部形成有熔融處理區(qū)域13。另外，以上述條件形成的熔融處理區(qū)域13的厚度方向上的大小約為100μm。
說(shuō)明熔融處理區(qū)域13通過(guò)多光子吸收而形成的情況。圖13是表示激光的波長(zhǎng)與硅基板內(nèi)部的透過(guò)率的關(guān)系的曲線圖。其去除了硅基板的表面?zhèn)燃氨趁鎮(zhèn)雀髯缘姆瓷涑煞?，僅表示內(nèi)部的透過(guò)率。分別對(duì)硅基板的厚度t為50μm、100μm、200μm、500μm、1000μm的各種情況表示上述的關(guān)系。
例如，在Nd:YAG激光的波長(zhǎng)為1064nm、硅基板的厚度為500μm以下的情況下，可知在硅基板的內(nèi)部激光透過(guò)80％以上。由于圖12所示的硅晶片11的厚度為350μm，故由多光子吸收所產(chǎn)生的熔融處理區(qū)域13形成在硅晶片11的中心附近，即，自表面算起175μm的部分處。此時(shí)的透過(guò)率若以厚度為200μm的硅晶片作為參考，則為90％以上，因此，激光幾乎全部透過(guò)，僅有很少一部分在硅晶片11的內(nèi)部被吸收。這個(gè)結(jié)果意味著激光在硅晶片11的內(nèi)部被吸收，熔融處理區(qū)域13并非形成在硅晶片11的內(nèi)部(即，熔融處理區(qū)域并非由激光所引起的通常的加熱而形成)，熔融處理區(qū)域13是由多光子吸收而形成的。由多光子吸收所引起的熔融處理區(qū)域的形成，例如記載在日本的焊接學(xué)會(huì)全國(guó)大會(huì)演講概要第66集(2000年4月)的第72頁(yè)～第73頁(yè)的「利用皮秒(picosecond)脈沖激光的硅加工特性評(píng)價(jià)」中。
另外，硅晶片以熔融處理區(qū)域所形成的切斷起點(diǎn)區(qū)域作為起點(diǎn)往截面方向發(fā)生裂開(kāi)，該裂開(kāi)到達(dá)硅晶片的表面及背面，其結(jié)果硅晶片被切斷。到達(dá)硅晶片的表面及背面的該裂開(kāi)，有自然成長(zhǎng)的情況，也有對(duì)硅晶片施加力量而成長(zhǎng)的情況。另外，裂開(kāi)自切斷起點(diǎn)區(qū)域自然成長(zhǎng)至硅晶片的表面及背面的情況中，又有以下的任意一種情況裂開(kāi)自形成切斷起點(diǎn)區(qū)域的熔融處理區(qū)域正熔融的狀態(tài)開(kāi)始進(jìn)行成長(zhǎng)的情況；在自形成切斷起點(diǎn)區(qū)域的熔融處理區(qū)域正熔融的狀態(tài)開(kāi)始再進(jìn)行固化時(shí)，裂開(kāi)進(jìn)行成長(zhǎng)的情況。但是，無(wú)論在任意一種情況下，熔融處理區(qū)域均僅僅形成在硅晶片的內(nèi)部，在切斷后的切斷面上，則如圖12所示，僅僅在內(nèi)部形成有熔融處理區(qū)域。如上所述，如果在加工對(duì)象物的內(nèi)部由熔融處理區(qū)域來(lái)形成切斷起點(diǎn)區(qū)域，則在割斷時(shí)，難以發(fā)生偏離切斷起點(diǎn)區(qū)域線的不必要的裂開(kāi)，故割斷控制變得容易。
(3)改質(zhì)區(qū)域?yàn)檎凵渎首兓瘏^(qū)域的情況將聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)于加工對(duì)象物(例如玻璃)的內(nèi)部，以聚光點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為1×108(W/cm2)以上、且脈沖寬度為1ns以下的條件來(lái)照射激光。若使脈沖寬度極短、使多光子吸收發(fā)生在加工對(duì)象物的內(nèi)部，則由多光子吸收所產(chǎn)生的能量不會(huì)轉(zhuǎn)換為熱能量，在加工對(duì)象物的內(nèi)部引起離子價(jià)態(tài)變化、結(jié)晶化或定向極化等的永久性的結(jié)構(gòu)變化，從而形成折射率變化區(qū)域。電場(chǎng)強(qiáng)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)選為1ps以下。多光子吸收所引起的折射率變化區(qū)域的形成，例如記載在日本第42屆激光熱加工研究會(huì)論文集(1997年11月)第105頁(yè)～第111頁(yè)的“利用飛秒(femtosecond)激光照射來(lái)對(duì)玻璃內(nèi)部進(jìn)行的光誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)形成”。
以上，作為由多光子吸收來(lái)形成的改質(zhì)區(qū)域，說(shuō)明了(1)～(3)的情況，但是，若考慮到晶片狀的加工對(duì)象物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、以及其解理性等從而以如下方式形成切斷起點(diǎn)區(qū)域的話，則能以該切斷起點(diǎn)區(qū)域?yàn)槠瘘c(diǎn)以更小的力量且精度良好地切斷加工對(duì)象物。
即，在由硅等的鉆石結(jié)構(gòu)的單結(jié)晶半導(dǎo)體所構(gòu)成的基板的情況下，優(yōu)選在沿著(111)面(第1解理面)、(110)面(第2解理面)的方向上形成切斷起點(diǎn)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(dǎo)體所構(gòu)成的基板的情況下，優(yōu)選在沿著(110)面的方向上形成切斷起點(diǎn)區(qū)域。進(jìn)一步，在藍(lán)寶石(Al2O3)等具有六方晶系的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的基板的情況下，優(yōu)選將(0001)面(C面)作為主面沿著(1120)面(A面)或(1100)面(M面)的方向上形成切斷起點(diǎn)區(qū)域。
另外，如果在基板上沿著上述的應(yīng)形成切斷起點(diǎn)區(qū)域的方向(例如，在單結(jié)晶硅基板上沿著(III)面的方向)、或與應(yīng)形成切斷起點(diǎn)區(qū)域的方向垂直的方向上形成定向平面(orientation flat)，則通過(guò)將此定向平面作為基準(zhǔn)，可以容易并且正確地在基板上形成沿著應(yīng)形成切斷起點(diǎn)區(qū)域的方向上的切斷起點(diǎn)區(qū)域。
接下來(lái)說(shuō)明本發(fā)明合適的實(shí)施方式。圖14是本實(shí)施方式激光加工方法的加工對(duì)象物的平面圖，圖15是圖14所示的加工對(duì)象物的沿著XV-XV線的部分剖面圖。
如圖14及圖15所示，在本實(shí)施方式中，加工對(duì)象物1具備，例如由硅構(gòu)成的厚度為300μm的基板4，和包含多個(gè)功能元件15并形成于基板4的表面3的層疊部16。功能元件15具有層疊于基板4的表面3的層間絕緣膜17a、配置在層間絕緣膜17a上的配線層19a、以覆蓋配線層19a的方式層疊在層間絕緣膜17a上的層間絕緣膜17b、以及、配置在層間絕緣膜17b上的配線層19b。配線層19a與基板4由貫穿層間絕緣膜17a的導(dǎo)電性襯套(plug)20a來(lái)電連接；配線層19b與配線層19a由貫穿層間絕緣膜17b的導(dǎo)電性襯套20b來(lái)電連接。
作為功能元件15，可以舉出例如，由結(jié)晶成長(zhǎng)而形成的半導(dǎo)體動(dòng)作層、光電二極管等的受光元件、激光二極管等的發(fā)光元件、形成為電路的電路元件、半導(dǎo)體裝置等。
另外，多個(gè)功能元件15在與基板4的定向平面6平行方向上以及垂直的方向上形成為矩陣狀；層間絕緣膜17a、17b以覆蓋基板4的表面3全體的方式跨過(guò)相鄰的功能元件15、15之間而形成。
將如上述地構(gòu)成的加工對(duì)象物1以如下方式按每個(gè)功能元件15進(jìn)行切斷。首先，如圖16(a)所示，對(duì)加工對(duì)象物1以覆蓋層疊部16的方式貼上保護(hù)帶22。接著，如圖16(b)所示，使基板4的背面21朝向上方，將加工對(duì)象物1固定在激光加工裝置的裝載臺(tái)(未圖示)上。此時(shí)，由于利用保護(hù)帶22避免了層疊部16直接接觸于裝載臺(tái)，故可以保護(hù)各功能元件15。
另外，以通過(guò)相鄰的功能元件15、15之間的方式，將切斷預(yù)定線5設(shè)定成格子狀(參照?qǐng)D14的虛線)，以背面21作為激光入射面將聚光點(diǎn)P對(duì)準(zhǔn)于基板4的內(nèi)部，以多光子吸收發(fā)生的條件照射激光L，同時(shí)，通過(guò)載置臺(tái)的移動(dòng)使聚光點(diǎn)P沿著切斷預(yù)定線5進(jìn)行掃描。
在本實(shí)施方式中，對(duì)1條切斷預(yù)定線5進(jìn)行6次沿著切斷預(yù)定線5的聚光點(diǎn)P的掃描，并且，通過(guò)每次掃描都改變對(duì)準(zhǔn)聚光點(diǎn)P的位置的距背面21的距離，從而在基板4的內(nèi)部沿著切斷預(yù)定線5從表面3側(cè)依序在每1列形成1列的質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71；3列的截?cái)喔馁|(zhì)區(qū)域72；以及，2列的HC(半切(half cut))改質(zhì)區(qū)域73。各改質(zhì)區(qū)域71、72、73成為在切斷加工對(duì)象物1時(shí)的切斷起點(diǎn)。另外，由于本實(shí)施方式的基板4是由硅所構(gòu)成的半導(dǎo)體基板，故各改質(zhì)區(qū)域71、72、73是熔融處理區(qū)域。另外，改質(zhì)區(qū)域71、72、73與上述的改質(zhì)區(qū)域7同樣，可以由連續(xù)形成的改質(zhì)區(qū)域構(gòu)成，也可以由以規(guī)定間隔間斷地形成的改質(zhì)區(qū)域構(gòu)成。
如此，由于將各改質(zhì)區(qū)域71、72、73以距離基板4的背面21由遠(yuǎn)而近、每次一列的方式來(lái)形成，故在形成各改質(zhì)區(qū)域71、72、73時(shí)，在激光入射面——背面21與激光L的聚光點(diǎn)P之間不存在改質(zhì)區(qū)域，因此，不會(huì)發(fā)生已經(jīng)形成的改質(zhì)區(qū)域所引起的激光L的散射、吸收等。因此，可以將各改質(zhì)區(qū)域71、72、73沿著切斷預(yù)定線5精度良好地形成在基板4的內(nèi)部。另外，通過(guò)將基板4的背面21作為激光入射面，即使在層疊部16的切斷預(yù)定線5上存在反射激光L的部件(例如，TEG)的情況下，也可以在基板4的內(nèi)部確實(shí)地形成沿著切斷預(yù)定線5的各改質(zhì)區(qū)域71、72、73。
在形成各改質(zhì)區(qū)域71、72、73之后，如圖17(a)所示，在加工對(duì)象物1的基板4的背面21貼上擴(kuò)張帶23。接著，如圖17(b)所示，對(duì)保護(hù)帶22照射紫外線，以降低其粘著力，再如圖18(a)所示，從加工對(duì)象物1的層疊部16剝下保護(hù)帶22。
剝下保護(hù)帶22之后，如圖18(b)所示，使擴(kuò)張帶23擴(kuò)張，以各改質(zhì)區(qū)域71、72、73為起點(diǎn)發(fā)生裂開(kāi)，從而將基板4及層疊部16沿著切斷預(yù)定線5切斷的同時(shí)，將切斷所獲得的各半導(dǎo)體芯片25(半導(dǎo)體裝置)互相分開(kāi)。
在此，對(duì)改質(zhì)區(qū)域71、72、73的形成方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖19是表示形成有改質(zhì)區(qū)域71、72、73的加工對(duì)象物1的一部分的平面圖，圖20是圖19所示的加工對(duì)象物1沿著XX-XX線的部分剖面圖。
質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71是通過(guò)在照射激光L時(shí)選擇性地切換連續(xù)振蕩和脈沖振蕩而形成的。激光L的振蕩，例如是利用控制激光L的電源控制器(未圖示)來(lái)切換的。當(dāng)使激光L進(jìn)行脈沖振蕩時(shí)，相比于使激光L進(jìn)行連續(xù)振蕩的情況其能量較高超過(guò)加工臨界值，可以在基板4的內(nèi)部確實(shí)地形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71。因此，使激光L沿著切斷預(yù)定線5的所希望部分RP進(jìn)行脈沖振蕩，通過(guò)使激光L沿著其所希望部分RP以外的部分(規(guī)定部分)RC進(jìn)行連續(xù)振蕩，可以在基板4的內(nèi)部沿著所希望部分RP確實(shí)地形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71。
另外，由于沿著規(guī)定部分RC使激光L進(jìn)行連續(xù)振蕩，因此能量較低不超過(guò)加工臨界值，相比于沿著規(guī)定部分RC使激光L進(jìn)行脈沖振蕩的情況，可以降低激光L對(duì)層疊部16給予的損傷。因此，在切斷基板4以及層疊部16時(shí)，可以提高切斷預(yù)定線5的規(guī)定部分RC上的層疊部16的切斷精度。因此，如圖18(b)所示，使用本實(shí)施方式的激光加工方法所制造出的半導(dǎo)體芯片25中，基板4的切斷面(側(cè)面)4a、以及層疊部16的切斷面(側(cè)面)16a成為凹凸被抑制的高精度切斷面。
另外，在本實(shí)施方式中，如圖19及圖20所示，金屬膜M沿著切斷預(yù)定線5的規(guī)定部分RC設(shè)置在層疊部16內(nèi)。在沿著該規(guī)定部分RC的基板4的內(nèi)部，從降低在上述層疊部16上產(chǎn)生的損傷的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選不形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71。若金屬膜M設(shè)置在層疊部16內(nèi)，則容易在層疊部16上產(chǎn)生損傷。如下所述事實(shí)被認(rèn)為是產(chǎn)生該損傷的原因。有時(shí)由于用來(lái)使激光L聚光的透鏡的像差等的影響，激光L的一部分成分會(huì)被聚集在金屬膜M上。在此情況下，激光L被金屬膜M反射，改質(zhì)區(qū)域因反射光而形成在基板4、層疊部16的內(nèi)部、或基板4與層疊部16的界面。特別是在基板4的背面21為入射面的情況下，在從距離入射面遠(yuǎn)的一側(cè)形成改質(zhì)區(qū)域時(shí)，容易受到透鏡的像差的影響。另外，層疊部16由于相比于基板4用于形成改質(zhì)區(qū)域所必要的能量的閾值低，故在層疊部16內(nèi)容易形成改質(zhì)區(qū)域。但是，在層疊部16上產(chǎn)生損傷的原因并不限定于這些。
作為金屬膜M可以舉出構(gòu)成試驗(yàn)用元件組(TEG)的金屬配線、金屬墊等。另外，金屬膜M也可以是因熱而剝離的膜。另外，也可以用低電容率膜(low-k膜)等絕緣膜來(lái)代替金屬膜M，并將其設(shè)置在層疊部16內(nèi)。該絕緣膜也可以是因熱而剝離的膜。作為低電容率膜例如可以舉出電容率比3.8(SiO2的電容率)更小的膜。
另外，如圖19所示，在切斷預(yù)定線5交叉的部分CP，優(yōu)選使激光L進(jìn)行脈沖振蕩。如此一來(lái)，質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71確實(shí)地沿著切斷預(yù)定線5交叉的部分CP而形成在基板4的內(nèi)部。因此，在切斷基板4及層疊部16時(shí)，可以防止在切斷預(yù)定線5交叉的部分CP上產(chǎn)生碎屑(chipping)等。因此，能進(jìn)一步提高基板4及層疊部16的切斷精度。
另外，如圖20所示，優(yōu)選在與基板4的表面3以及與質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的表面?zhèn)榷瞬?1a的距離為5μm～20μm的位置、或者、在與基板4的表面3以及與質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71的背面?zhèn)榷瞬?1b的距離為[5+(基板4的厚度)×0.1]μm～[20+(基板4的厚度)×0.1]μm的位置，形成1列質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71。在此，例如，如果將作為可擴(kuò)張的薄膜的擴(kuò)張帶23貼在基板4的背面21并加以擴(kuò)張，則基板4以及層疊部16沿著切斷預(yù)定線5被切斷。此時(shí)，若在上述位置形成有質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71，則可以進(jìn)行層疊部16(在此為層間絕緣膜17a、17b)的高精度的切斷。另外，即使在基板4厚度為300μm這樣的厚度較厚的情況下，仍能進(jìn)行基板4及層疊部16的高精度的切斷。
另外，在截?cái)喔馁|(zhì)區(qū)域72的形成中，以在基板4的厚度方向上連續(xù)的方式，形成例如3列截?cái)喔馁|(zhì)區(qū)域72。進(jìn)一步，在HC改質(zhì)區(qū)域73的形成中，如圖16(b)所示，通過(guò)形成例如2列HC改質(zhì)區(qū)域73，使沿著切斷預(yù)定線5的裂開(kāi)24自HC改質(zhì)區(qū)域73產(chǎn)生到基板4的背面21處。另外，按照形成條件的不同，有時(shí)在相鄰的截?cái)喔馁|(zhì)區(qū)域72與HC改質(zhì)區(qū)域73之間也發(fā)生裂開(kāi)24。如果將擴(kuò)張帶23貼在基板4的背面21并加以擴(kuò)張，則經(jīng)由在厚度方向上連續(xù)地形成的3列截?cái)喔馁|(zhì)區(qū)域72，自基板4往層疊部16平穩(wěn)地進(jìn)行裂開(kāi)，其結(jié)果，能精度良好地沿著切斷預(yù)定線5切斷基板4及層疊部16。
另外，只要能使裂開(kāi)自基板4平穩(wěn)地往層疊部16進(jìn)行，則截?cái)喔馁|(zhì)區(qū)域72就不限定于3列。一般來(lái)說(shuō)，若基板4薄就要減少截?cái)喔馁|(zhì)區(qū)域72的列數(shù)，若基板4厚就要增加截?cái)喔馁|(zhì)區(qū)域72的列數(shù)。另外，只要能使裂開(kāi)自基板4平穩(wěn)地往層疊部16進(jìn)行，則截?cái)喔馁|(zhì)區(qū)域72也可以是互相分開(kāi)的形態(tài)。進(jìn)一步，只要能確實(shí)地使裂開(kāi)24自HC改質(zhì)區(qū)域73進(jìn)行至基板4的背面21，則HC改質(zhì)區(qū)域73也可以為1列。
以上對(duì)本發(fā)明合適的實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式。
例如，在上述的實(shí)施方式中，在形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71時(shí)有選擇性地切換了脈沖振蕩與連續(xù)振蕩，但在形成其它改質(zhì)區(qū)域時(shí)也可以有選擇性地切換脈沖振蕩與連續(xù)振蕩。作為其它改質(zhì)區(qū)域，例如可以舉出截?cái)喔馁|(zhì)區(qū)域72、HC改質(zhì)區(qū)域73等。其中，從提高切斷精度的觀點(diǎn)考慮，在形成最靠近裝置側(cè)的質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71時(shí)，優(yōu)選有選擇性地切換脈沖振蕩與連續(xù)振蕩。
另外，加工對(duì)象物1也可以是GaAs晶片或厚度100μm以下的硅晶片。此時(shí)，通過(guò)在加工對(duì)象物1的內(nèi)部沿著切斷預(yù)定線5形成1列改質(zhì)區(qū)域，可以以非常高的精度進(jìn)行加工對(duì)象物1的切斷。
另外，改質(zhì)區(qū)域71、72、73并不限定于通過(guò)在加工對(duì)象物1內(nèi)部發(fā)生的多光子吸收來(lái)形成。改質(zhì)區(qū)域71、72、73也可以通過(guò)在加工對(duì)象物1內(nèi)部發(fā)生與多光子吸收等同的光吸收來(lái)形成。
另外，雖然在本實(shí)施方式中使用硅制半導(dǎo)體晶片來(lái)作為加工對(duì)象物1，但半導(dǎo)體晶片的材料不限定于此。作為半導(dǎo)體晶片的材料，例如可以舉出硅以外的IV族元素半導(dǎo)體、包含SiC那樣的IV族元素的化合物半導(dǎo)體、包含III-V族元素的化合物半導(dǎo)體、包含II-VI族元素的化合物半導(dǎo)體、以及、摻雜有各種摻雜物的半導(dǎo)體等。
以下，對(duì)本實(shí)施方式的激光加工方法的一實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不限定于改實(shí)施例。圖21(a)及圖21(b)是本實(shí)施例的激光加工方法中的加工對(duì)象物的平面圖。圖22是表示圖21(b)所示加工對(duì)象物的基板的切斷面4a的照片的圖，其對(duì)應(yīng)于圖20。
首先，沿著位于功能元件15、15間的切斷預(yù)定線5的所希望的部分RP，使激光L進(jìn)行脈沖振蕩，從而在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71。另一方面，沿著切斷預(yù)定線5的規(guī)定部分RC使激光L進(jìn)行連續(xù)振蕩，從而在加工對(duì)象物的內(nèi)部不形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71。另外，基板的背面21為激光的入射面。其次，沿著切斷預(yù)定線5形成截?cái)喔馁|(zhì)區(qū)域72及HC改質(zhì)區(qū)域73。其結(jié)果，如圖21(a)所示，雖然沿著切斷預(yù)定線5的規(guī)定部分RC的層疊部16中包含有金屬膜M，但未確認(rèn)到由激光造成的層疊部16的損傷。
在形成改質(zhì)區(qū)域71、72、73之后，在加工對(duì)象物上貼上擴(kuò)張帶，通過(guò)由擴(kuò)張裝置使擴(kuò)張帶擴(kuò)張切斷加工對(duì)象物(參照?qǐng)D21(b))。如圖21(b)所示，在切斷面16a上看不到凹凸，確認(rèn)了其已被高精度地切斷的事實(shí)。拍攝這樣被切斷的加工對(duì)象物的基板的切斷面4a所得的照片，顯示于圖22中。如圖22所示，在沿著切斷預(yù)定線5的規(guī)定部分RC的加工對(duì)象物的內(nèi)部并未形成有質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域71。
接著說(shuō)明在上述實(shí)施例中形成改質(zhì)區(qū)域71、72、73時(shí)的激光加工條件。激光L的脈沖寬度為180ns，激光L的照射位置間隔(脈沖間距)為4μm，激光L的頻率為75kHz。另外，裝載有加工對(duì)象物的裝載臺(tái)的移動(dòng)速度為300mm/s。再者，自作為入射面的背面21至聚光點(diǎn)P為止的距離(聚光點(diǎn)位置)、激光L的能量、以及單位時(shí)間能量之間的關(guān)系如表1所示。
表1
另一方面，圖23(a)及圖23(b)是激光加工方法的一例中的加工對(duì)象物的平面圖。圖24是表示圖23(b)所示加工對(duì)象物的基板的切斷面104a的照片的圖。
首先，通過(guò)沿著位于功能元件115、115間的切斷預(yù)定線105照射激光，從而在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域171、172、173。另外，基板的背面121為激光的入射面。在此情況下，如圖23(a)所示，由于沿著切斷預(yù)定線105照射激光，因此在包含金屬膜100M的層疊部116上產(chǎn)生膜的剝離等的損傷。
在形成改質(zhì)區(qū)域171、172、173之后，在加工對(duì)象物上貼上擴(kuò)張帶，通過(guò)由擴(kuò)張裝置使擴(kuò)張帶擴(kuò)張來(lái)切斷加工對(duì)象物(參照?qǐng)D23(b))。如圖23(b)所示，可以在切斷面116a上看到凹凸，確認(rèn)到切斷精度不足。拍攝這樣切斷的加工對(duì)象物的基板的104a所得的照片顯示于圖24。如圖24所示，在加工對(duì)象物的內(nèi)部沿著切斷預(yù)定線105形成有改質(zhì)區(qū)域171。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性根據(jù)本發(fā)明，可以在加工對(duì)象物的內(nèi)部沿著切斷預(yù)定線的所希望部分確實(shí)地形成改質(zhì)區(qū)域。
權(quán)利要求
1.一種激光加工方法，其特征在于，通過(guò)將聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)于板狀加工對(duì)象物的內(nèi)部照射激光，在加工對(duì)象物的內(nèi)部沿加工對(duì)象物的切斷預(yù)定線形成成為切斷起點(diǎn)的改質(zhì)區(qū)域，在照射激光時(shí)，有選擇性地切換連續(xù)振蕩和脈沖振蕩。
2.如權(quán)利要求
1所述的激光加工方法，其特征在于，所述加工對(duì)象物是在表面上形成有層疊部的基板，所述改質(zhì)區(qū)域形成在所述基板的內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求
2所述的激光加工方法，其特征在于，所述改質(zhì)區(qū)域形成在與所述表面以及與表面?zhèn)榷瞬康木嚯x為5μm～20μm的位置處。
4.如權(quán)利要求
2所述的激光加工方法，其特征在于，所述改質(zhì)區(qū)域形成在與所述表面以及與背面?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的位置處。
5.如權(quán)利要求
2所述的激光加工方法，其特征在于，在所述層疊部沿著所述切斷預(yù)定線的規(guī)定部分包含金屬膜或絕緣膜的情況下，在該規(guī)定部分使所述激光進(jìn)行連續(xù)振蕩。
6.如權(quán)利要求
1所述的激光加工方法，其特征在于，在所述切斷預(yù)定線交叉的部分使所述激光進(jìn)行脈沖振蕩。
7.如權(quán)利要求
1所述的激光加工方法，其特征在于，在形成所述改質(zhì)區(qū)域之后，沿所述切斷預(yù)定線切斷所述加工對(duì)象物。
8.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，是使用權(quán)利要求
1中記載的激光加工方法來(lái)制造的。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明提供一種可以在加工對(duì)象物的內(nèi)部沿著切斷預(yù)定線的所希望的部分確實(shí)地形成改質(zhì)區(qū)域的激光加工方法。在該激光加工方法中，將聚光點(diǎn)(P)對(duì)準(zhǔn)于基板(4)的內(nèi)部照射激光(L)，從而在基板(4)的內(nèi)部沿切斷預(yù)定線(5)形成成為切斷起點(diǎn)的質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域(71)。此時(shí)，沿切斷預(yù)定線(5)的所希望的部分(RP)使激光(L)進(jìn)行脈沖振蕩，并沿切斷預(yù)定線(5)的規(guī)定部分(RC)使激光(L)進(jìn)行連續(xù)振蕩。由此，在沿著切斷預(yù)定線(5)的所希望部分(RP)的基板(4)的內(nèi)部形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域(71)，并且在沿著切斷預(yù)定線(5)的規(guī)定部分RC的基板(4)的內(nèi)部不形成質(zhì)量改質(zhì)區(qū)域(71)。
文檔編號(hào)B23K101/40GK1993201SQ200580026680
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年7月27日
發(fā)明者久野耕司, 鈴木達(dá)也, 坂本剛志 申請(qǐng)人:浜松光子學(xué)株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan