(57)【要約】【課題】  基板と、基板の表面に形成された複数の機能素子とを備える加工対象物を、その基板が厚い場合であっても、切断予定ラインに沿って短時間で精度良く切断することを可能にするレーザ加工方法を提供する。【解決手段】  基板４と、基板４の表面３に形成された複数の機能素子１５とを備える加工対象物１の基板４の内部に集光点Ｐを合わせてレーザ光Ｌを照射することにより、１本の切断予定ライン５に対して、少なくとも１列の分断改質領域７２、分断改質領域７２と基板４の表面３との間に位置する少なくとも１列の品質改質領域７１、及び分断改質領域７２と基板４の裏面２１との間に位置する少なくとも１列のＨＣ改質領域７３を形成する。このとき、切断予定ラインに沿った方向において、分断改質領域７２の形成密度を品質改質領域７１の形成密度及びＨＣ改質領域７３の形成密度より低くする。【選択図】  図１９
2007175961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の表面に形成された複数の機能素子とを備える加工対象物の前記基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、前記加工対象物の切断予定ラインに沿って、切断の起点となる改質領域を前記基板の内部に形成するレーザ加工方法であって、
１本の前記切断予定ラインに対して、少なくとも１列の第１の改質領域、前記第１の改質領域と前記基板の表面との間に位置する少なくとも１列の第２の改質領域、及び前記第１の改質領域と前記基板の裏面との間に位置する少なくとも１列の第３の改質領域を形成する工程を含み、
前記切断予定ラインに沿った方向における前記第１の改質領域の形成密度は、前記切断予定ラインに沿った方向における前記第２の改質領域の形成密度及び前記第３の改質領域の形成密度より低いことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
前記基板の裏面をレーザ光入射面として前記基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射する場合には、前記第２の改質領域の表面側端部と前記基板の表面との距離が５μｍ〜２０μｍとなるように前記第２の改質領域を形成することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
前記切断予定ラインに沿った割れが前記第３の改質領域から前記基板の裏面に生じるように前記第３の改質領域を形成することを特徴とする請求項２記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
前記基板の表面をレーザ光入射面として前記基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射する場合には、前記第２の改質領域の表面側端部と前記基板の表面との距離が３０μｍ〜８０μｍとなるように前記第２の改質領域を形成することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方法。
【請求項５】
前記切断予定ラインに沿った割れが前記第２の改質領域から前記基板の表面に生じるように前記第２の改質領域を形成することを特徴とする請求項４記載のレーザ加工方法。
【請求項６】
前記基板は半導体基板であり、前記第１、前記第２及び前記第３の改質領域は溶融処理領域を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載のレーザ加工方法。
【請求項７】
前記加工対象物を前記切断予定ラインに沿って前記機能素子毎に切断する工程を更に含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載のレーザ加工方法。
【請求項８】
基板と、前記基板の表面に形成された複数の機能素子とを備える加工対象物の前記基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、前記加工対象物の切断予定ラインに沿って、切断の起点となる改質領域を前記基板の内部に形成するレーザ加工方法であって、
１本の前記切断予定ラインに対して、少なくとも１列の第１の改質領域、前記第１の改質領域と前記基板の表面との間に位置する少なくとも１列の第２の改質領域、及び前記第１の改質領域と前記基板の裏面との間に位置する少なくとも１列の第３の改質領域を形成する工程を含み、
前記第１の改質領域を形成する際に前記切断予定ラインに沿ってレーザ光を前記加工対象物に対して相対移動させる速度は、前記第２の改質領域を形成する際及び前記第３の改質領域を形成する際に前記切断予定ラインに沿ってレーザ光を前記加工対象物に対して相対移動させる速度より速いことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項９】
基板と、前記基板の表面に形成された複数の機能素子とを備える加工対象物の前記基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、前記加工対象物の切断予定ラインに沿って、切断の起点となる改質領域を前記基板の内部に形成するレーザ加工方法であって、
１本の前記切断予定ラインに対して少なくとも３列の改質領域を形成する工程を含み、
前記基板の表面に最も近い改質領域と前記基板の裏面に最も近い改質領域との間に位置する改質領域のうち少なくとも１列の改質領域を形成する際に前記切断予定ラインに沿ってレーザ光を前記加工対象物に対して相対移動させる速度は、前記基板の表面に最も近い改質領域を形成する際及び前記基板の裏面に最も近い改質領域を形成する際に前記切断予定ラインに沿ってレーザ光を前記加工対象物に対して相対移動させる速度より速いことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項１０】
基板と、前記基板の表面に形成された機能素子とを備える半導体チップであって、
前記基板の側面には、少なくとも１列の第１の改質領域、前記第１の改質領域と前記基板の表面との間に位置する少なくとも１列の第２の改質領域、及び前記第１の改質領域と前記基板の裏面との間に位置する少なくとも１列の第３の改質領域が形成されており、
前記基板の厚さ方向と直交する方向における前記第１の改質領域の形成密度は、前記基板の厚さ方向と直交する方向における前記第２の改質領域の形成密度及び前記第３の改質領域の形成密度より低いことを特徴とする半導体チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と、基板の表面に形成された複数の機能素子とを備える加工対象物を切断予定ラインに沿って切断するために使用されるレーザ加工方法、及びそのようなレーザ加工方法の使用により切断された半導体チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来におけるこの種の技術として、ウェハ状の加工対象物の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することで、切断予定ラインに沿った改質領域を加工対象物の内部に複数列形成し、その改質領域を切断の起点とするというレーザ加工方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２０５１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したようなレーザ加工方法は、加工対象物が厚い場合に特に有効となる技術である。それは、加工対象物が厚い場合でも、切断予定ラインに沿った改質領域の列数を増やすことによって、加工対象物を切断予定ラインに沿って精度良く切断することができるからである。そして、このような技術に関しては、切断品質を維持した上での加工時間の短時間化が望まれている。
【０００４】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、基板と、基板の表面に形成された複数の機能素子とを備える加工対象物を、その基板が厚い場合であっても、切断予定ラインに沿って短時間で精度良く切断することを可能にするレーザ加工方法、及びそのようなレーザ加工方法の使用により切断された半導体チップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係るレーザ加工方法は、基板と、基板の表面に形成された複数の機能素子とを備える加工対象物の基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、加工対象物の切断予定ラインに沿って、切断の起点となる改質領域を基板の内部に形成するレーザ加工方法であって、１本の切断予定ラインに対して、少なくとも１列の第１の改質領域、第１の改質領域と基板の表面との間に位置する少なくとも１列の第２の改質領域、及び第１の改質領域と基板の裏面との間に位置する少なくとも１列の第３の改質領域を形成する工程を含み、切断予定ラインに沿った方向における第１の改質領域の形成密度は、切断予定ラインに沿った方向における第２の改質領域の形成密度及び第３の改質領域の形成密度より低いことを特徴とする。
【０００６】
このレーザ加工方法では、切断予定ラインに沿った方向における第１の改質領域の形成密度を、切断予定ラインに沿った方向における第２の改質領域の形成密度及び第３の改質領域の形成密度より低くする。そのため、当該第１の改質領域の形成密度を当該第２の改質領域の形成密度及び当該第３の改質領域の形成密度と同等にする場合に比べ、第１、第２及び第３の改質領域の形成時間の短時間化を図ることできる。ところで、第１の改質領域と基板の表面との間に位置する第２の改質領域、及び第１の改質領域と基板の裏面との間に位置する第３の改質領域は、第１の改質領域に比べ、加工対象物の切断品質に大きな影響を与える。しかしながら、切断予定ラインに沿った方向における第２の改質領域の形成密度及び第３の改質領域の形成密度を、切断予定ラインに沿った方向における第１の改質領域の形成密度より高くするため、加工対象物の切断品質の劣化を防止することができる。以上により、このレーザ加工方法は、基板と、基板の表面に形成された複数の機能素子とを備える加工対象物を、その基板が厚い場合であっても、切断予定ラインに沿って短時間で精度良く切断することを可能にする。
【０００７】
ここで、機能素子とは、例えば、結晶成長により形成された半導体動作層、フォトダイオード等の受光素子、レーザダイオード等の発光素子、回路として形成された回路素子等を意味する。また、切断予定ラインに沿った方向における改質領域の形成密度（以下、単に「改質領域の形成密度」という）とは、切断予定ラインに沿った方向の単位長さに分布する改質領域の割合を意味する。
【０００８】
なお、第１、第２及び第３の改質領域のそれぞれを形成する順序は順不同である。また、第１、第２及び第３の改質領域は、基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射して基板の内部で多光子吸収或いは他の光吸収を生じさせることにより形成される。
【０００９】
また、上記レーザ加工方法においては、基板の裏面をレーザ光入射面として基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射する場合には、第２の改質領域の表面側端部と基板の表面との距離が５μｍ〜２０μｍとなるように第２の改質領域を形成することが好ましい。このように第２の改質領域が形成されていると、例えば、基板の表面の切断予定ライン上に積層部が形成されていても、その積層部を基板と共に切断予定ラインに沿って精度良く切断することが可能になる。
【００１０】
また、上記レーザ加工方法においては、切断予定ラインに沿った割れが第３の改質領域から基板の裏面に生じるように第３の改質領域を形成することが好ましい。このように第３の改質領域が形成されていると、例えば、エキスパンドテープを基板の裏面に貼り付けて拡張させた場合に、第３の改質領域から基板の裏面に生じていた割れが、第１及び第２の改質領域を介して基板の表面に向かってスムーズに進行することになり、その結果、加工対象物を切断予定ラインに沿って精度良く切断することが可能になる。
【００１１】
また、上記レーザ加工方法においては、基板は半導体基板であり、第１、第２及び第３の改質領域は溶融処理領域を含む場合がある。基板が半導体基板であると、第１、第２及び第３の改質領域として、溶融処理領域を含む改質領域が形成される場合がある。
【００１２】
また、上記レーザ加工方法は、加工対象物を切断予定ラインに沿って機能素子毎に切断する工程を更に含んでもよい。上述した理由から、基板が厚い場合であっても、切断予定ラインに沿って短時間で精度良く加工対象物を機能素子毎に切断することができる。
【００１３】
また、本発明に係るレーザ加工方法は、基板と、基板の表面に形成された複数の機能素子とを備える加工対象物の基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、加工対象物の切断予定ラインに沿って、切断の起点となる改質領域を基板の内部に形成するレーザ加工方法であって、１本の切断予定ラインに対して、少なくとも１列の第１の改質領域、第１の改質領域と基板の表面との間に位置する少なくとも１列の第２の改質領域、及び第１の改質領域と基板の裏面との間に位置する少なくとも１列の第３の改質領域を形成する工程を含み、第１の改質領域を形成する際に切断予定ラインに沿ってレーザ光を加工対象物に対して相対移動させる速度は、第２の改質領域を形成する際及び第３の改質領域を形成する際に切断予定ラインに沿ってレーザ光を加工対象物に対して相対移動させる速度より速いことを特徴とする。
【００１４】
このレーザ加工方法によれば、第１の改質領域の形成密度を、第２の改質領域の形成密度及び第３の改質領域の形成密度より低くすることができる。従って、このレーザ加工方法は、上記レーザ加工方法と同様に、基板と、基板の表面に形成された複数の機能素子とを備える加工対象物を、その基板が厚い場合であっても、切断予定ラインに沿って短時間で精度良く切断することを可能にする。
【００１５】
更に、本発明に係る半導体チップは、基板と、基板の表面に形成された機能素子とを備える半導体チップであって、基板の側面には、少なくとも１列の第１の改質領域、第１の改質領域と基板の表面との間に位置する少なくとも１列の第２の改質領域、及び第１の改質領域と基板の裏面との間に位置する少なくとも１列の第３の改質領域が形成されており、基板の厚さ方向と直交する方向における第１の改質領域の形成密度は、基板の厚さ方向と直交する方向における第２の改質領域の形成密度及び第３の改質領域の形成密度より低いことを特徴とする。
【００１６】
この半導体チップは、上記レーザ加工方法の使用により切断されたものといえるため、第１、第２及び第３の改質領域が形成された基板の側面は、凹凸が抑制された高精度な切断面となっている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、基板と、基板の表面に形成された複数の機能素子とを備える加工対象物を、その基板が厚い場合であっても、切断予定ラインに沿って短時間で精度良く切断することを可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態のレーザ加工方法では、加工対象物の内部に改質領域を形成するために多光子吸収という現象を利用する。そこで、最初に、多光子吸収により改質領域を形成するためのレーザ加工方法について説明する。
【００１９】
材料の吸収のバンドギャップＥＧよりも光子のエネルギーｈνが小さいと光学的に透明となる。よって、材料に吸収が生じる条件はｈν＞ＥＧである。しかし、光学的に透明でも、レーザ光の強度を非常に大きくするとｎｈν＞ＥＧの条件（ｎ＝２，３，４，・・・）で材料に吸収が生じる。この現象を多光子吸収という。パルス波の場合、レーザ光の強度はレーザ光の集光点のピークパワー密度（Ｗ／ｃｍ２）で決まり、例えばピークパワー密度が１×１０８（Ｗ／ｃｍ２）以上の条件で多光子吸収が生じる。ピークパワー密度は、（集光点におけるレーザ光の１パルス当たりのエネルギー）÷（レーザ光のビームスポット断面積×パルス幅）により求められる。また、連続波の場合、レーザ光の強度はレーザ光の集光点の電界強度（Ｗ／ｃｍ２）で決まる。
【００２０】
このような多光子吸収を利用する本実施形態に係るレーザ加工方法の原理について、図１〜図６を参照して説明する。図１に示すように、板状の加工対象物１の表面３には、加工対象物１を切断するための切断予定ライン５がある。切断予定ライン５は直線状に延びた仮想線である。本実施形態に係るレーザ加工方法では、図２に示すように、多光子吸収が生じる条件で加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせてレーザ光Ｌを照射して改質領域７を形成する。なお、集光点Ｐとは、レーザ光Ｌが集光する箇所のことである。また、切断予定ライン５は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、仮想線に限らず加工対象物１に実際に引かれた線であってもよい。
【００２１】
そして、レーザ光Ｌを切断予定ライン５に沿って（すなわち、図１の矢印Ａ方向に）相対的に移動させることにより、集光点Ｐを切断予定ライン５に沿って移動させる。これにより、図３〜図５に示すように、改質領域７が切断予定ライン５に沿って加工対象物１の内部に形成され、この改質領域７が切断起点領域８となる。ここで、切断起点領域８とは、加工対象物１が切断される際に切断（割れ）の起点となる領域を意味する。この切断起点領域８は、改質領域７が連続的に形成されることで形成される場合もあるし、改質領域７が断続的に形成されることで形成される場合もある。
【００２２】
本実施形態に係るレーザ加工方法は、加工対象物１がレーザ光Ｌを吸収することにより加工対象物１を発熱させて改質領域７を形成するものではない。加工対象物１にレーザ光Ｌを透過させ加工対象物１の内部に多光子吸収を発生させて改質領域７を形成している。よって、加工対象物１の表面３ではレーザ光Ｌがほとんど吸収されないので、加工対象物１の表面３が溶融することはない。
【００２３】
加工対象物１の内部に切断起点領域８を形成すると、この切断起点領域８を起点として割れが発生し易くなるため、図６に示すように、比較的小さな力で加工対象物１を切断することができる。よって、加工対象物１の表面３に不必要な割れを発生させることなく、加工対象物１を高精度に切断することが可能になる。
【００２４】
この切断起点領域８を起点とした加工対象物１の切断には、次の２通りが考えられる。１つは、切断起点領域８形成後、加工対象物１に人為的な力が印加されることにより、切断起点領域８を起点として加工対象物１が割れ、加工対象物１が切断される場合である。これは、例えば加工対象物１の厚さが大きい場合の切断である。人為的な力が印加されるとは、例えば、加工対象物１の切断起点領域８に沿って加工対象物１に曲げ応力やせん断応力を加えたり、加工対象物１に温度差を与えることにより熱応力を発生させたりすることである。他の１つは、切断起点領域８を形成することにより、切断起点領域８を起点として加工対象物１の断面方向（厚さ方向）に向かって自然に割れ、結果的に加工対象物１が切断される場合である。これは、例えば加工対象物１の厚さが小さい場合には、１列の改質領域７により切断起点領域８が形成されることで可能となり、加工対象物１の厚さが大きい場合には、厚さ方向に複数列形成された改質領域７により切断起点領域８が形成されることで可能となる。なお、この自然に割れる場合も、切断する箇所において、切断起点領域８が形成されていない部位に対応する部分の表面３上にまで割れが先走ることがなく、切断起点領域８を形成した部位に対応する部分のみを割断することができるので、割断を制御よくすることができる。近年、シリコンウェハ等の加工対象物１の厚さは薄くなる傾向にあるので、このような制御性のよい割断方法は大変有効である。
【００２５】
さて、本実施形態に係るレーザ加工方法において、多光子吸収により形成される改質領域としては、次の（１）〜（４）の場合がある。
【００２６】
（１）改質領域が１つ又は複数のクラックを含むクラック領域の場合
加工対象物（例えばガラスやＬｉＴａＯ３からなる圧電材料）の内部に集光点を合わせて、集光点における電界強度が１×１０８（Ｗ／ｃｍ２）以上で且つパルス幅が１μｓ以下の条件でレーザ光を照射する。このパルス幅の大きさは、多光子吸収を生じさせつつ加工対象物の表面に余計なダメージを与えずに、加工対象物の内部にのみクラック領域を形成できる条件である。これにより、加工対象物の内部には多光子吸収による光学的損傷という現象が発生する。この光学的損傷により加工対象物の内部に熱ひずみが誘起され、これにより加工対象物の内部にクラック領域が形成される。電界強度の上限値としては、例えば１×１０１２（Ｗ／ｃｍ２）である。パルス幅は例えば１ｎｓ〜２００ｎｓが好ましい。なお、多光子吸収によるクラック領域の形成は、例えば、第４５回レーザ熱加工研究会論文集（１９９８年．１２月）の第２３頁〜第２８頁の「固体レーザー高調波によるガラス基板の内部マーキング」に記載されている。
【００２７】
本発明者は、電界強度とクラックの大きさとの関係を実験により求めた。実験条件は次ぎの通りである。
【００２８】
（Ａ）加工対象物：パイレックス（登録商標）ガラス（厚さ７００μｍ）
（Ｂ）レーザ
光源：半導体レーザ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ
波長：１０６４ｎｍ
レーザ光スポット断面積：３．１４×１０−８ｃｍ２
発振形態：Ｑスイッチパルス
繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
パルス幅：３０ｎｓ
出力：出力＜１ｍＪ／パルス
レーザ光品質：ＴＥＭ００
偏光特性：直線偏光
（Ｃ）集光用レンズ
レーザ光波長に対する透過率：６０パーセント
（Ｄ）加工対象物が載置される載置台の移動速度：１００ｍｍ／秒
【００２９】
なお、レーザ光品質がＴＥＭ００とは、集光性が高くレーザ光の波長程度まで集光可能を意味する。
【００３０】
図７は上記実験の結果を示すグラフである。横軸はピークパワー密度であり、レーザ光がパルスレーザ光なので電界強度はピークパワー密度で表される。縦軸は１パルスのレーザ光により加工対象物の内部に形成されたクラック部分（クラックスポット）の大きさを示している。クラックスポットが集まりクラック領域となる。クラックスポットの大きさは、クラックスポットの形状のうち最大の長さとなる部分の大きさである。グラフ中の黒丸で示すデータは集光用レンズ（Ｃ）の倍率が１００倍、開口数（ＮＡ）が０．８０の場合である。一方、グラフ中の白丸で示すデータは集光用レンズ（Ｃ）の倍率が５０倍、開口数（ＮＡ）が０．５５の場合である。ピークパワー密度が１０１１（Ｗ／ｃｍ２）程度から加工対象物の内部にクラックスポットが発生し、ピークパワー密度が大きくなるに従いクラックスポットも大きくなることが分かる。
【００３１】
次に、クラック領域形成による加工対象物の切断のメカニズムについて、図８〜図１１を参照して説明する。図８に示すように、多光子吸収が生じる条件で加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせてレーザ光Ｌを照射して切断予定ラインに沿って内部にクラック領域９を形成する。クラック領域９は１つ又は複数のクラックを含む領域である。このように形成されたクラック領域９が切断起点領域となる。図９に示すように、クラック領域９を起点として（すなわち、切断起点領域を起点として）クラックがさらに成長し、図１０に示すように、クラックが加工対象物１の表面３と裏面２１とに到達し、図１１に示すように、加工対象物１が割れることにより加工対象物１が切断される。加工対象物１の表面３と裏面２１とに到達するクラックは自然に成長する場合もあるし、加工対象物１に力が印加されることにより成長する場合もある。
【００３２】
（２）改質領域が溶融処理領域の場合
加工対象物（例えばシリコンのような半導体材料）の内部に集光点を合わせて、集光点における電界強度が１×１０８（Ｗ／ｃｍ２）以上で且つパルス幅が１μｓ以下の条件でレーザ光を照射する。これにより加工対象物の内部は多光子吸収によって局所的に加熱される。この加熱により加工対象物の内部に溶融処理領域が形成される。溶融処理領域とは一旦溶融後再固化した領域や、まさに溶融状態の領域や、溶融状態から再固化する状態の領域であり、相変化した領域や結晶構造が変化した領域ということもできる。また、溶融処理領域とは単結晶構造、非晶質構造、多結晶構造において、ある構造が別の構造に変化した領域ということもできる。つまり、例えば、単結晶構造から非晶質構造に変化した領域、単結晶構造から多結晶構造に変化した領域、単結晶構造から非晶質構造及び多結晶構造を含む構造に変化した領域を意味する。加工対象物がシリコン単結晶構造の場合、溶融処理領域は例えば非晶質シリコン構造である。電界強度の上限値としては、例えば１×１０１２（Ｗ／ｃｍ２）である。パルス幅は例えば１ｎｓ〜２００ｎｓが好ましい。
【００３３】
本発明者は、シリコンウェハの内部で溶融処理領域が形成されることを実験により確認した。実験条件は次の通りである。
【００３４】
（Ａ）加工対象物：シリコンウェハ（厚さ３５０μｍ、外径４インチ）
（Ｂ）レーザ
光源：半導体レーザ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ
波長：１０６４ｎｍ
レーザ光スポット断面積：３．１４×１０−８ｃｍ２
発振形態：Ｑスイッチパルス
繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
パルス幅：３０ｎｓ
出力：２０μＪ／パルス
レーザ光品質：ＴＥＭ００
偏光特性：直線偏光
（Ｃ）集光用レンズ
倍率：５０倍
Ｎ．Ａ．：０．５５
レーザ光波長に対する透過率：６０パーセント
（Ｄ）加工対象物が載置される載置台の移動速度：１００ｍｍ／秒
【００３５】
図１２は、上記条件でのレーザ加工により切断されたシリコンウェハの一部における断面の写真を表した図である。シリコンウェハ１１の内部に溶融処理領域１３が形成されている。なお、上記条件により形成された溶融処理領域１３の厚さ方向の大きさは１００μｍ程度である。
【００３６】
溶融処理領域１３が多光子吸収により形成されたことを説明する。図１３は、レーザ光の波長とシリコン基板の内部の透過率との関係を示すグラフである。ただし、シリコン基板の表面側と裏面側それぞれの反射成分を除去し、内部のみの透過率を示している。シリコン基板の厚さｔが５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、５００μｍ、１０００μｍの各々について上記関係を示した。
【００３７】
例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの波長である１０６４ｎｍにおいて、シリコン基板の厚さが５００μｍ以下の場合、シリコン基板の内部ではレーザ光が８０％以上透過することが分かる。図１２に示すシリコンウェハ１１の厚さは３５０μｍであるので、多光子吸収による溶融処理領域１３はシリコンウェハ１１の中心付近、つまり表面から１７５μｍの部分に形成される。この場合の透過率は、厚さ２００μｍのシリコンウェハを参考にすると、９０％以上なので、レーザ光がシリコンウェハ１１の内部で吸収されるのは僅かであり、ほとんどが透過する。このことは、シリコンウェハ１１の内部でレーザ光が吸収されて、溶融処理領域１３がシリコンウェハ１１の内部に形成（つまりレーザ光による通常の加熱で溶融処理領域が形成）されたものではなく、溶融処理領域１３が多光子吸収により形成されたことを意味する。多光子吸収による溶融処理領域の形成は、例えば、溶接学会全国大会講演概要第６６集（２０００年４月）の第７２頁〜第７３頁の「ピコ秒パルスレーザによるシリコンの加工特性評価」に記載されている。
【００３８】
なお、シリコンウェハは、溶融処理領域によって形成される切断起点領域を起点として断面方向に向かって割れを発生させ、その割れがシリコンウェハの表面と裏面とに到達することにより、結果的に切断される。シリコンウェハの表面と裏面に到達するこの割れは自然に成長する場合もあるし、シリコンウェハに力が印加されることにより成長する場合もある。そして、切断起点領域からシリコンウェハの表面と裏面とに割れが自然に成長する場合には、切断起点領域を形成する溶融処理領域が溶融している状態から割れが成長する場合と、切断起点領域を形成する溶融処理領域が溶融している状態から再固化する際に割れが成長する場合とのいずれもある。ただし、どちらの場合も溶融処理領域はシリコンウェハの内部のみに形成され、切断後の切断面には、図１２のように内部にのみ溶融処理領域が形成されている。このように、加工対象物の内部に溶融処理領域によって切断起点領域を形成すると、割断時、切断起点領域ラインから外れた不必要な割れが生じにくいので、割断制御が容易となる。
【００３９】
（３）改質領域が溶融処理領域及び微小空洞の場合
加工対象物（例えばシリコンのような半導体材料）の内部に集光点を合わせて、集光点における電界強度が１×１０８（Ｗ／ｃｍ２）以上で且つパルス幅が１μｓ以下の条件でレーザ光を照射する。これにより、加工対象物の内部には溶融処理領域と微小空洞とが形成される場合がある。なお、電界強度の上限値としては、例えば１×１０１２（Ｗ／ｃｍ２）である。パルス幅は例えば１ｎｓ〜２００ｎｓが好ましい。
【００４０】
図１４に示すように、シリコンウェハ１１の表面３側からレーザ光Ｌを入射させた場合、微小空洞１４は、溶融処理領域１３に対して裏面２１側に形成される。図１４では、溶融処理領域１３と微小空洞１４とが離れて形成されているが、溶融処理領域１３と微小空洞１４とが連続して形成される場合もある。つまり、多光子吸収によって溶融処理領域１３及び微小空洞１４が対になって形成される場合、微小空洞１４は、溶融処理領域１３に対してシリコンウェハ１１におけるレーザ光入射面の反対側に形成されることになる。
【００４１】
このように、シリコンウェハ１１にレーザ光Ｌを透過させシリコンウェハ１１の内部に多光子吸収を発生させて溶融処理領域１３を形成した場合に、それぞれの溶融処理領域１３に対応した微小空洞１４が形成される原理については必ずしも明らかではない。ここでは、溶融処理領域１３及び微小空洞１４が対になった状態で形成される原理に関して本発明者らが想定する２つの仮説を説明する。
【００４２】
本発明者らが想定する第１の仮説は次の通りである。すなわち、図１５に示すように、シリコンウェハ１１の内部の集光点Ｐに焦点を合わせてレーザ光Ｌを照射すると、集光点Ｐの近傍に溶融処理領域１３が形成される。従来は、このレーザ光Ｌとして、レーザ光源から照射されるレーザ光Ｌの中心部分の光（図１５中、Ｌ４及びＬ５に相当する部分の光）を使用することとしていた。これは、レーザ光Ｌのガウシアン分布の中心部分を使用するためである。
【００４３】
本発明者らはレーザ光Ｌがシリコンウェハ１１の表面３に与える影響をおさえるためにレーザ光Ｌを広げることとした。その一手法として、レーザ光源から照射されるレーザ光Ｌを所定の光学系でエキスパンドしてガウシアン分布の裾野を広げて、レーザ光Ｌの周辺部分の光（図１５中、Ｌ１〜Ｌ３及びＬ６〜Ｌ８に相当する部分の光）のレーザ強度を相対的に上昇させることとした。このようにエキスパンドしたレーザ光Ｌをシリコンウェハ１１に透過させると、既に説明したように集光点Ｐの近傍では溶融処理領域１３が形成され、その溶融処理領域１３に対応した部分に微小空洞１４が形成される。つまり、溶融処理領域１３と微小空洞１４とはレーザ光Ｌの光軸（図１５中の一点鎖線）に沿った位置に形成される。微小空洞１４が形成される位置は、レーザ光Ｌの周辺部分の光（図１５中、Ｌ１〜Ｌ３及びＬ６〜Ｌ８に相当する部分の光）が理論上集光される部分に相当する。
【００４４】
このようにレーザ光Ｌの中心部分の光（図１５中、Ｌ４及びＬ５に相当する部分の光）と、レーザ光Ｌの周辺部分の光（図１５中、Ｌ１〜Ｌ３及びＬ６〜Ｌ８に相当する部分の光）とがそれぞれ集光される部分がシリコンウェハ１１の厚さ方向において異なるのは、レーザ光Ｌを集光するレンズの球面収差によるものと考えられる。本発明者らが想定する第１の仮説は、この集光位置の差が何らかの影響を及ぼしているのではないかというものである。
【００４５】
本発明者らが想定する第２の仮説は、レーザ光Ｌの周辺部分の光（図１５中、Ｌ１〜Ｌ３及びＬ６〜Ｌ８に相当する部分の光）が集光される部分は理論上のレーザ集光点であるから、この部分の光強度が高く微細構造変化が起こっているためにその周囲が実質的に結晶構造が変化していない微小空洞１４が形成され、溶融処理領域１３が形成されている部分は熱的な影響が大きく単純に溶解して再固化したというものである。
【００４６】
ここで、溶融処理領域１３は上記（２）で述べた通りのものであるが、微小空洞１４は、その周囲が実質的に結晶構造が変化していないものである。シリコンウェハ１１がシリコン単結晶構造の場合には、微小空洞１４の周囲はシリコン単結晶構造のままの部分が多い。
【００４７】
本発明者らは、シリコンウェハ１１の内部で溶融処理領域１３及び微小空洞１４が形成されることを実験により確認した。実験条件は次の通りである。
【００４８】
（Ａ）加工対象物：シリコンウェハ（厚さ１００μｍ）
（Ｂ）レーザ
光源：半導体レーザ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ
波長：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数：４０ｋＨｚ
パルス幅：３０ｎｓ
パルスピッチ：７μｍ
加工深さ：８μｍ
パルスエネルギー：５０μＪ／パルス
（Ｃ）集光用レンズ
ＮＡ：０．５５
（Ｄ）加工対象物が載置される載置台の移動速度：２８０ｍｍ／秒
【００４９】
図１６は、上記条件でのレーザ加工により切断されたシリコンウェハ１１の切断面の写真を表した図である。図１６において（ａ）と（ｂ）とは同一の切断面の写真を異なる縮尺で示したものである。同図に示すように、シリコンウェハ１１の内部には、１パルスのレーザ光Ｌの照射により形成された溶融処理領域１３及び微小空洞１４の対が、切断面に沿って（すなわち、切断予定ラインに沿って）所定のピッチで形成されている。
【００５０】
なお、図１６に示す切断面の溶融処理領域１３は、シリコンウェハ１１の厚さ方向（図中の上下方向）の幅が１３μｍ程度で、レーザ光Ｌを移動する方向（図中の左右方向）の幅が３μｍ程度である。また、微小空洞１４は、シリコンウェハ１１の厚さ方向の幅が７μｍ程度で、レーザ光Ｌを移動する方向の幅が１．３μｍ程度である。溶融処理領域１３と微小空洞１４との間隔は１．２μｍ程度である。
【００５１】
（４）改質領域が屈折率変化領域の場合
加工対象物（例えばガラス）の内部に集光点を合わせて、集光点における電界強度が１×１０８（Ｗ／ｃｍ２）以上で且つパルス幅が１ｎｓ以下の条件でレーザ光を照射する。パルス幅を極めて短くして、多光子吸収を加工対象物の内部に起こさせると、多光子吸収によるエネルギーが熱エネルギーに転化せずに、加工対象物の内部にはイオン価数変化、結晶化又は分極配向等の永続的な構造変化が誘起されて屈折率変化領域が形成される。電界強度の上限値としては、例えば１×１０１２（Ｗ／ｃｍ２）である。パルス幅は例えば１ｎｓ以下が好ましく、１ｐｓ以下がさらに好ましい。多光子吸収による屈折率変化領域の形成は、例えば、第４２回レーザ熱加工研究会論文集（１９９７年．１１月）の第１０５頁〜第１１１頁の「フェムト秒レーザー照射によるガラス内部への光誘起構造形成」に記載されている。
【００５２】
以上、多光子吸収により形成される改質領域として（１）〜（４）の場合を説明したが、ウェハ状の加工対象物の結晶構造やその劈開性などを考慮して切断起点領域を次のように形成すれば、その切断起点領域を起点として、より一層小さな力で、しかも精度良く加工対象物を切断することが可能になる。
【００５３】
すなわち、シリコンなどのダイヤモンド構造の単結晶半導体からなる基板の場合は、（１１１）面（第１劈開面）や（１１０）面（第２劈開面）に沿った方向に切断起点領域を形成するのが好ましい。また、ＧａＡｓなどの閃亜鉛鉱型構造のIII−V族化合物半導体からなる基板の場合は、（１１０）面に沿った方向に切断起点領域を形成するのが好ましい。さらに、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）などの六方晶系の結晶構造を有する基板の場合は、（０００１）面（Ｃ面）を主面として（１１２０）面（Ａ面）或いは（１１００）面（Ｍ面）に沿った方向に切断起点領域を形成するのが好ましい。
【００５４】
なお、上述した切断起点領域を形成すべき方向（例えば、単結晶シリコン基板における（１１１）面に沿った方向）、或いは切断起点領域を形成すべき方向に直交する方向に沿って基板にオリエンテーションフラットを形成すれば、そのオリエンテーションフラットを基準とすることで、切断起点領域を形成すべき方向に沿った切断起点領域を容易且つ正確に基板に形成することが可能になる。
［第１実施形態］
【００５５】
次に、本発明の第１実施形態について説明する。図１７は、本実施形態のレーザ加工方法における加工対象物の平面図であり、図１８は、図１７に示す加工対象物のXVIII−XVIII線に沿っての部分断面図である。
【００５６】
図１７及び図１８に示すように、加工対象物１は、シリコンからなる厚さ３００μｍ、外径６インチの基板４と、複数の機能素子１５を含んで基板４の表面３に形成された積層部１６とを備えている。機能素子１５は、基板４の表面３に積層された層間絶縁膜１７ａと、層間絶縁膜１７ａ上に配置された配線層１９ａと、配線層１９ａを覆うように層間絶縁膜１７ａ上に積層された層間絶縁膜１７ｂと、層間絶縁膜１７ｂ上に配置された配線層１９ｂとを有している。配線層１９ａと基板４とは、層間絶縁膜１７ａを貫通する導電性プラグ２０ａによって電気的に接続され、配線層１９ｂと配線層１９ａとは、層間絶縁膜１７ｂを貫通する導電性プラグ２０ｂによって電気的に接続されている。
【００５７】
なお、機能素子１５は、基板４のオリエンテーションフラット６に平行な方向及び垂直な方向にマトリックス状に多数形成されているが、層間絶縁膜１７ａ，１７ｂは、基板４の表面３全体を覆うように隣り合う機能素子１５，１５間に渡って形成されている。
【００５８】
以上のように構成された加工対象物１を以下のようにして機能素子１５毎に切断する（ここでは、平面視５ｍｍ×５ｍｍの正方形薄板状のチップに切断する）。まず、図１９（ａ）に示すように、積層部１６を覆うように加工対象物１に保護テープ２２を貼り付ける。続いて、図１９（ｂ）に示すように、基板４の裏面２１を上方に向けて加工対象物１をレーザ加工装置の載置台（図示せず）上に固定する。このとき、積層部１６が載置台に直接接触することが保護テープ２２によって避けられるため、各機能素子１５を保護することができる。
【００５９】
そして、隣り合う機能素子１５，１５間を通るように切断予定ライン５を５ｍｍ間隔で格子状に設定し（図１７の破線参照）、裏面２１をレーザ光入射面として基板４の内部に集光点Ｐを合わせてレーザ光Ｌを多光子吸収が生じる条件で照射する。同時に、載置台の移動により、切断予定ライン５に沿ってレーザ光Ｌを加工対象物１に対して相対移動させる。
【００６０】
この切断予定ライン５に沿ってのレーザ光Ｌの相対移動を１本の切断予定ライン５に対して６回行うが、集光点Ｐを合わせる位置の裏面２１からの距離を毎回変えることで、表面３側から順に、１列の品質改質領域（第２の改質領域）７１、３列の分断改質領域（第１の改質領域）７２、及び２列のＨＣ（ハーフカット）改質領域（第３の改質領域）７３を切断予定ライン５に沿って基板４の内部に１列ずつ形成する。なお、基板４はシリコンからなる半導体基板であるため、各改質領域７１，７２，７３は溶融処理領域であるが、クラックを含む場合もある。
【００６１】
ここで、品質改質領域７１の形成及びＨＣ改質領域７３の形成においては、切断予定ライン５に沿ってレーザ光Ｌを加工対象物１に対して相対移動させる速度（以下、単に「レーザ光Ｌの移動速度」という）を３００ｍｍ／秒とした。これに対し、分断改質領域７２の形成においては、レーザ光Ｌの移動速度を６００ｍｍ／秒とした。なお、レーザ光Ｌの光源の繰り返し周波数については、８０ｋＨｚで一定とした。
【００６２】
これにより、図２２に示すように、１パルスのレーザ光Ｌの照射により形成される分断改質領域７２の形成間隔は、１パルスのレーザ光Ｌの照射により形成される品質改質領域７１の形成間隔及びＨＣ改質領域７３の形成間隔より大きくなった。すなわち、分断改質領域７２の形成密度は、品質改質領域７１の形成密度及びＨＣ改質領域７３の形成密度より低くなった。
【００６３】
なお、品質改質領域７１の形成においては、基板４の表面３と品質改質領域７１の表面側端部７１ａとの距離が５μｍ〜２０μｍとなるように品質改質領域７１を１列形成した。また、分断改質領域７２の形成においては、基板４の厚さ方向において一続きとなるように分断改質領域７２を３列形成した。更に、ＨＣ改質領域７３の形成においては、図１９（ｂ）に示すように、ＨＣ改質領域７３を２列形成することで、切断予定ライン５に沿った割れ２４をＨＣ改質領域７３から基板４の裏面２１に生じさせた（形成条件によっては、隣り合う分断改質領域７２とＨＣ改質領域７３との間にも割れ２４が生じる場合がある）。
【００６４】
各改質領域７１，７２，７３を形成した後、図２０（ａ）に示すように、加工対象物１の基板４の裏面２１にエキスパンドテープ２３を貼り付ける。続いて、図２０（ｂ）に示すように、保護テープ２２に紫外線を照射して、その粘着力を低下させ、図２１（ａ）に示すように、加工対象物１の積層部１６から保護テープ２２を剥がす。
【００６５】
保護テープ２２を剥がした後、図２１（ｂ）に示すように、エキスパンドテープ２３を拡張させて、各改質領域７１，７２，７３を起点として割れを生じさせ、加工対象物１を切断予定ライン５に沿って機能素子１５毎に切断すると共に、切断されて得られた各半導体チップ２５を互いに離間させる。
【００６６】
以上説明したように、上記レーザ加工方法では、分断改質領域７２を形成する際のレーザ光Ｌの移動速度（６００ｍｍ／秒）を、品質改質領域７１及びＨＣ改質領域７３を形成する際のレーザ光Ｌの移動速度（３００ｍｍ／秒）より速くしている。そして、分断改質領域７２の形成密度を品質改質領域７１の形成密度及びＨＣ改質領域７３の形成密度より低くしている。そのため、分断改質領域７２の形成密度を品質改質領域７１の形成密度及びＨＣ改質領域７３の形成密度と同等にする場合に比べ、１本の切断予定ライン５に対して全ての改質領域７１，７２，７３を形成する時間を短くすることできる。
【００６７】
具体的には、レーザ光Ｌの移動速度を３００ｍｍ／秒として１本の切断予定ライン５に対して全ての改質領域７１，７２，７３を形成するのには約１．０秒を要したが、上記レーザ加工方法によれば約０．５秒で済んだ。また、レーザ光Ｌの移動速度を３００ｍｍ／秒として基板４の内部に全ての改質領域７１，７２，７３を形成するのには約３４２秒を要したが、上記レーザ加工方法によれば約２５６．５秒で済んだ。
【００６８】
ところで、品質改質領域７１及びＨＣ改質領域７３は、分断改質領域７２に比べ、加工対象物１の切断品質に大きな影響を与える。例えば、品質改質領域７１の表面側端部７１ａと基板４の表面３との距離が５μｍ〜２０μｍとなるように品質改質領域７１が形成されていると、基板４の表面３に形成された積層部１６を基板４と共に切断予定ライン５に沿って精度良く切断することが可能になる。また、切断予定ライン５に沿った割れ２４がＨＣ改質領域７３から基板４の裏面２１に生じるようにＨＣ改質領域７３が形成されていると、エキスパンドテープ２３を拡張させた際に割れ２４が分断改質領域７２及び品質改質領域７１を介して基板４の表面３に向かってスムーズに進行することになり、その結果、加工対象物１を切断予定ライン５に沿って精度良く切断することが可能になる。
【００６９】
上記レーザ加工方法では、加工対象物１の切断品質に大きな影響を与える品質改質領域７１及びＨＣ改質領域７３の形成密度を分断改質領域７２の形成密度より高くしているため、加工対象物１の切断品質の劣化を防止することができる。
【００７０】
また、上記レーザ加工方法では、各改質領域７１，７２，７３を基板４の裏面２１から遠い順に一列ずつ形成するので、各改質領域７１，７２，７３を形成するに際し、レーザ光入射面である裏面２１とレーザ光Ｌの集光点Ｐとの間には改質領域が存在しない。そのため、既に形成された改質領域によるレーザ光Ｌの散乱、吸収等が起こることはない。従って、各改質領域７１，７２，７３を切断予定ライン５に沿って基板４の内部に精度良く形成することができる。
【００７１】
更に、上記レーザ加工方法では、基板４の裏面２１をレーザ光入射面とするため、積層部１６の切断予定ライン５上にレーザ光Ｌを反射する部材（例えば、ＴＥＧ）が存在しても、各改質領域７１，７２，７３を切断予定ライン５に沿って基板４の内部に確実に形成することができる。
【００７２】
そして、以上のようなレーザ加工方法の使用により切断された半導体チップ２５においては、図２１（ｂ）に示すように、各改質領域７１，７２，７３が形成された基板４の切断面（側面）４ａ、及び積層部１６の切断面１６ａは、凹凸が抑制された高精度な切断面となる。
［第２実施形態］
【００７３】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態のレーザ加工方法は、基板４の表面３をレーザ光入射面とする点で、基板４の裏面２１をレーザ光入射面とする第１実施形態のレーザ加工方法と異なっている。
【００７４】
すなわち、図２３（ａ）に示すように、基板４の裏面２１にエキスパンドテープ２３を貼り付ける。続いて、図２３（ｂ）に示すように、積層部１６を上方に向けて加工対象物１をレーザ加工装置の載置台（図示せず）上に固定する。
【００７５】
そして、隣り合う機能素子１５，１５間を通るように切断予定ライン５を格子状に設定し（図１７の破線参照）、表面３をレーザ光入射面として基板４の内部に集光点Ｐを合わせて積層部１６側からレーザ光Ｌを多光子吸収が生じる条件で照射する。同時に、載置台の移動により、切断予定ライン５に沿ってレーザ光Ｌを加工対象物１に対して相対移動させる。
【００７６】
この切断予定ライン５に沿ってのレーザ光Ｌの相対移動を１本の切断予定ライン５に対して６回行うが、集光点Ｐを合わせる位置の表面３からの距離を毎回変えることで、裏面２１側から順に、４列の分断改質領域（第３の改質領域）７２、１列の補助ＨＣ改質領域（第１の改質領域）７４、及び１列のＨＣ改質領域（第２の改質領域）７３を切断予定ライン５に沿って基板４の内部に１列ずつ形成する。
【００７７】
ここで、分断改質領域７２の形成及びＨＣ改質領域７３の形成においては、レーザ光Ｌの移動速度を３００ｍｍ／秒とした。これに対し、補助ＨＣ改質領域７４の形成においては、レーザ光Ｌの移動速度を６００ｍｍ／秒とした。
【００７８】
これにより、図２６に示すように、１パルスのレーザ光Ｌの照射により形成される補助ＨＣ改質領域７４の形成間隔は、１パルスのレーザ光Ｌの照射により形成される分断改質領域７２の形成間隔及びＨＣ改質領域７３の形成間隔より大きくなった。すなわち、補助ＨＣ改質領域７４の形成密度は、分断改質領域７２の形成密度及びＨＣ改質領域７３の形成密度より低くなった。
【００７９】
なお、ＨＣ改質領域７３の形成においては、基板４の表面３とＨＣ改質領域７３の表面側端部７３ａとの距離が３０μｍ〜８０μｍとなるようにＨＣ改質領域７３を１列形成した。また、ＨＣ改質領域７３の形成においては、図２３（ｂ）に示すように、補助ＨＣ改質領域７４を１列形成しておくことで、切断予定ライン５に沿った割れ２４を補助ＨＣ改質領域７４から基板４の表面３に生じさせた（形成条件によっては、隣り合う分断改質領域７２と補助ＨＣ改質領域７４との間にも割れ２４が生じる場合がある）。
【００８０】
各改質領域７２，７３，７４を形成した後、図２４（ａ）に示すように、エキスパンドテープ２３を拡張させる。そして、この状態で、図２４（ｂ）に示すように、基板４の裏面２１に対し、エキスパンドテープ２３を介してナイフエッジ４１を押し当てて、矢印Ｂ方向に移動させる。これにより、加工対象物１には、割れ２４が開くような応力が生じさせられるため、割れ２４が積層部１６及び分断改質領域７２に向かって伸展することになり、加工対象物１が切断予定ライン５に沿って切断される。
【００８１】
そして、このとき、基板４の裏面２１に貼り付けられたエキスパンドテープ２３が拡張させられた状態にあるため、図２５に示すように、加工対象物１が切断された直後に、切断されて得られた各半導体チップ２５が互いに離間することになる。
【００８２】
以上説明したように、上記レーザ加工方法では、補助ＨＣ改質領域７４を形成する際のレーザ光Ｌの移動速度（６００ｍｍ／秒）を、分断改質領域７２及びＨＣ改質領域７３を形成する際のレーザ光Ｌの移動速度（３００ｍｍ／秒）より速くしている。そして、補助ＨＣ改質領域７４の形成密度を分断改質領域７２の形成密度及びＨＣ改質領域７３の形成密度より低くしている。そのため、補助ＨＣ改質領域７４の形成密度を分断改質領域７２の形成密度及びＨＣ改質領域７３の形成密度と同等にする場合に比べ、１本の切断予定ライン５に対して全ての改質領域７２，７３，７４を形成する時間を短くすることできる。
【００８３】
また、補助ＨＣ改質領域７４の形成密度をＨＣ改質領域７３の形成密度より低くすることで、補助ＨＣ改質領域７４を形成した時点では、割れ２４が基板４の表面３にまで到達し難くなる。そのため、ＨＣ改質領域７３を形成する際に、レーザ光Ｌの集光点Ｐが割れ２４に位置することによる溶融溜りの形成を抑制することができる。その結果、加工対象物１を切断予定ライン５に沿って切断する際に、溶融溜りの形成による粉塵の発生を防止することが可能になる。
【００８４】
また、ＨＣ改質領域７３の表面側端部７３ａと基板４の表面３との距離が３０μｍ〜８０μｍとなるようにＨＣ改質領域７３を形成することにより、補助ＨＣ改質領域７４からＨＣ改質領域７３に向けて生じる割れ２４の直進性を向上させることができる。更に、切断予定ライン５に沿った割れ２４がＨＣ改質領域７３から基板４の表面３に生じるようにＨＣ改質領域７３を形成することにより、切断予定ライン５の直進性を向上させることができる。
【００８５】
本発明は、上述した実施形態に限定されない。
【００８６】
例えば、分断改質領域７２の列数は３列（第１実施形態）や４列（第２実施形態）に限定されず、基板４の厚さ方向にスムーズに割れを進行させることが可能な列数であればよい。一般的には、基板４が薄くなれば分断改質領域７２の列数を減少させ、基板４が厚くなれば分断改質領域７２の列数を増加させることになる。そして、基板４の厚さ方向にスムーズに割れを進行させることが可能であれば、分断改質領域７２は互いに離間していてもよい。また、第１実施形態においては、ＨＣ改質領域７３から基板４の裏面２１に割れ２４を確実に生じさせることが可能であれば、ＨＣ改質領域７３は１列であってもよい。
【００８７】
また、上記実施形態は、基板４の表面３の切断予定ライン５上に積層部１６が形成されている場合であったが、基板４の表面３の切断予定ライン５上に積層部１６が形成されていない場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本実施形態に係るレーザ加工方法によるレーザ加工中の加工対象物の平面図である。
【図２】図１に示す加工対象物のII−II線に沿っての断面図である。
【図３】本実施形態に係るレーザ加工方法によるレーザ加工後の加工対象物の平面図である。
【図４】図３に示す加工対象物のIV−IV線に沿っての断面図である。
【図５】図３に示す加工対象物のV−V線に沿っての断面図である。
【図６】本実施形態に係るレーザ加工方法により切断された加工対象物の平面図である。
【図７】本実施形態に係るレーザ加工方法における電界強度とクラックスポットの大きさとの関係を示すグラフである。
【図８】本実施形態に係るレーザ加工方法の第１工程における加工対象物の断面図である。
【図９】本実施形態に係るレーザ加工方法の第２工程における加工対象物の断面図である。
【図１０】本実施形態に係るレーザ加工方法の第３工程における加工対象物の断面図である。
【図１１】本実施形態に係るレーザ加工方法の第４工程における加工対象物の断面図である。
【図１２】本実施形態に係るレーザ加工方法により切断されたシリコンウェハの一部における断面の写真を表した図である。
【図１３】本実施形態に係るレーザ加工方法におけるレーザ光の波長とシリコン基板の内部の透過率との関係を示すグラフである。
【図１４】本実施形態に係るレーザ加工方法により溶融処理領域及び微小空洞が形成されたシリコンウェハの断面図である。
【図１５】本実施形態に係るレーザ加工方法により溶融処理領域及び微小空洞が形成される原理を説明するためのシリコンウェハの断面図である。
【図１６】本実施形態に係るレーザ加工方法により溶融処理領域及び微小空洞が形成されたシリコンウェハの切断面の写真を表した図である。
【図１７】第１実施形態のレーザ加工方法における加工対象物の平面図である。
【図１８】図１７に示す加工対象物のXVIII−XVIII線に沿っての部分断面図である。
【図１９】第１実施形態のレーザ加工方法を説明するための図であり、（ａ）は、加工対象物に保護テープを貼り付けた状態、（ｂ）は、加工対象物にレーザ光を照射している状態である。
【図２０】第１実施形態のレーザ加工方法を説明するための図であり、（ａ）は、加工対象物にエキスパンドテープを貼り付けた状態、（ｂ）は、保護テープに紫外線を照射している状態である。
【図２１】第１実施形態のレーザ加工方法を説明するための図であり、（ａ）は、加工対象物から保護テープを剥がした状態、（ｂ）は、エキスパンドテープを拡張させた状態である。
【図２２】図１９（ｂ）に示す加工対象物のXXII−XXII線に沿っての部分断面図である。
【図２３】第２実施形態のレーザ加工方法を説明するための図であり、（ａ）は加工対象物にエキスパンドテープを貼り付けた状態、（ｂ）は加工対象物にレーザ光を照射している状態である。
【図２４】第２実施形態のレーザ加工方法を説明するための図であり、（ａ）はエキスパンドテープを拡張させた状態、（ｂ）は加工対象物にナイフエッジを押し当てている状態である。
【図２５】第２実施形態のレーザ加工方法を説明するための図であり、加工対象物が半導体チップに切断された状態である。
【図２６】図２３（ｂ）に示す加工対象物のXXVI−XXVI線に沿っての部分断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１…加工対象物、３…表面、４…基板、４ａ…切断面（側面）、５…切断予定ライン、１５…機能素子、２１…裏面、２４…割れ、２５…半導体チップ、７１…品質改質領域、７１ａ…表面側端部、７２…分断改質領域、７３…ＨＣ改質領域、７３ａ…表面側端部、７４…補助ＨＣ改質領域、Ｌ…レーザ光、Ｐ…集光点。
【図１】
2007175961.tif 000003
【図２】
2007175961.tif 000004
【図３】
2007175961.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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