(57)【要約】【課題】ダイシングに係るレーザ光照射に際しての、ＳＯＩウェハ上表面、ＳＯＩ層＝絶縁膜界面、絶縁層＝支持基板界面における各反射光の相互干渉による反射率の変動を好適に抑制する。【解決手段】レーザ光の照射に先立ち、ＳＯＩ層１６と絶縁膜１３との界面Ｐ２、および絶縁膜１３と支持基板１１との界面Ｐ１に、それぞれ窒化シリコンの第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅを予め形成しておく。このときの第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅの膜厚を、その上表面側の界面Ｐ２の反射光と裏面側の界面Ｐ１の反射光とが反位相となるように設定する。【選択図】図３
2007142113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板上に絶縁膜を介してＳＯＩ層の形成されたＳＯＩウェハに対し、そのＳＯＩ層および絶縁膜を通過して前記支持基板の内部にレーザ光を照射して当該ＳＯＩウェハを割断するＳＯＩウェハのレーザダイシング方法において、
前記レーザ光の照射に先立ち、前記ＳＯＩ層と前記絶縁膜との界面、および前記絶縁膜と前記支持基板との界面の少なくとも一方に反射防止膜を予め形成しておく
ことを特徴とするＳＯＩウェハのレーザダイシング方法。
【請求項２】
前記反射防止膜の屈折率を「Ｎ１」、前記照射されるレーザ光の波長を「λ」とし、更に「ｍ」を０以上の任意の整数としたとき、前記反射防止膜の膜厚ｄ1 を、
ｄ1 ＝［（ｍ＋０．５）／２］λ／Ｎ1 
となるように設定する
請求項１に記載のＳＯＩウェハのレーザダイシング方法。
【請求項３】
前記反射防止膜を窒化シリコンにより形成する
請求項１または２に記載のＳＯＩウェハのレーザダイシング方法。
【請求項４】
支持基板上に絶縁膜を介してＳＯＩ層の形成されたＳＯＩウェハに対し、そのＳＯＩ層および絶縁膜を通過して前記支持基板の内部にレーザ光を照射して当該ＳＯＩウェハを割断するＳＯＩウェハのレーザダイシング方法において、
前記レーザ光の照射に先立ち、割断予定線に沿った前記ＳＯＩウェハの前記ＳＯＩ層の上表面に、有効屈折率を変化させる表面微細構造を形成する
ことを特徴とするＳＯＩウェハのレーザダイシング方法。
【請求項５】
前記表面微細構造をスパッタリングにより形成する
請求項４に記載のＳＯＩウェハのレーザダイシング方法。
【請求項６】
支持基板上に絶縁膜を介してＳＯＩ層の形成されたＳＯＩウェハに対し、そのＳＯＩ層および絶縁膜を通過して前記支持基板の内部にレーザ光を照射して当該ＳＯＩウェハを割断するＳＯＩウェハのレーザダイシング方法において、
前記レーザ光の照射に先立ち、その幅が同レーザ光の波長の２倍以下に設定されてなる溝を、前記ＳＯＩ層の上表面から前記支持基板の上表面まで割断予定線に沿って形成しておく
ことを特徴とするＳＯＩウェハのレーザダイシング方法。
【請求項７】
前記レーザ光の照射に先立ち、前記ＳＯＩ層と前記絶縁膜との界面、および前記絶縁膜と前記支持基板との界面の少なくとも一方に反射防止膜を形成しておく
請求項６に記載のＳＯＩウェハのレーザダイシング方法。
【請求項８】
前記反射防止膜の屈折率を「Ｎ2 」、前記照射されるレーザ光の波長を「λ」とし、更に「ｍ」を０以上の任意の整数としたとき、前記反射防止膜の膜厚ｄ2 を、
ｄ2 ＝［（ｍ＋０．５）／２］λ／Ｎ2 
となるように設定する
請求項７に記載のＳＯＩウェハのレーザダイシング方法。
【請求項９】
支持基板上に絶縁膜を介してＳＯＩ層の形成されたＳＯＩウェハにおいて、
前記ＳＯＩ層と前記絶縁膜との界面、および前記絶縁膜と前記支持基板との界面の少なくとも一方に反射防止膜が形成されてなる
ことを特徴とするＳＯＩウェハ。
【請求項１０】
前記反射防止膜の屈折率を「Ｎ１」、照射されるレーザ光の波長を「λ」とし、更に「ｍ」を０以上の任意の整数としたとき、前記反射防止膜の膜厚ｄ1 が、
ｄ1 ＝［（ｍ＋０．５）／２］λ／Ｎ1 
となるように設定されてなる
請求項９に記載のＳＯＩウェハ。
【請求項１１】
前記反射防止膜は窒化シリコンにより形成されてなる
請求項９または１０に記載のＳＯＩウェハ。
【請求項１２】
支持基板上に絶縁膜を介してＳＯＩ層の形成されたＳＯＩウェハにおいて、
当該ＳＯＩウェハの割断予定線に沿った前記ＳＯＩ層の上表面に、有効屈折率を変化させる表面微細構造が形成されてなる
請求項１１に記載のＳＯＩウェハ。
【請求項１３】
前記表面微細構造はスパッタリングにより形成されてなる
請求項１２に記載のＳＯＩウェハ。
【請求項１４】
支持基板上に絶縁膜を介してＳＯＩ層の形成されたＳＯＩウェハにおいて、
当該ＳＯＩウェハの割断予定線に沿って前記ＳＯＩ層の上表面から前記支持基板の上表面に至る溝が形成されてなる
ことを特徴とするＳＯＩウェハ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のＳＯＩウェハにおいて、
前記ＳＯＩ層と前記絶縁膜との界面、および前記絶縁膜と前記支持基板との界面の少なくとも一方に反射防止膜が形成されてなる
ことを特徴とするＳＯＩウェハ。
【請求項１６】
前記反射防止膜の屈折率を「Ｎ2 」、照射されるレーザ光の波長を「λ」とし、更に「ｍ」を０以上の任意の整数としたとき、前記反射防止膜の膜厚ｄ2 が、
ｄ2 ＝［（ｍ＋０．５）／２］λ／Ｎ2 
となるように設定されてなる
請求項１５に記載のＳＯＩウェハ。
【請求項１７】
支持基板上に絶縁膜を介してＳＯＩ層の形成されたＳＯＩウェハをレーザダイシングにより割断して製造されたＳＯＩチップにおいて、
前記ＳＯＩ層と前記絶縁膜との界面、および前記絶縁膜と前記支持基板との界面の少なくとも一方に反射防止膜が形成されてなる
ことを特徴とするＳＯＩチップ。
【請求項１８】
前記反射防止膜の屈折率を「Ｎ１」、照射されるレーザ光の波長を「λ」とし、更に「ｍ」を０以上の任意の整数としたとき、前記反射防止膜の膜厚ｄ1 が、
ｄ1 ＝［（ｍ＋０．５）／２］λ／Ｎ1 
となるように設定されてなる
請求項１７に記載のＳＯＩチップ。
【請求項１９】
前記反射防止膜は、窒化シリコンにより形成されてなる
請求項１７または１８に記載のＳＯＩチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持基板上に絶縁膜を介してＳＯＩ層の形成されたＳＯＩウェハおよびＳＯＩチップ、並びにＳＯＩウェハをＳＯＩチップに割断するためのレーザダイシング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造プロセス技術として、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）技術が周知となっている。ＳＯＩ技術では、酸化シリコンなどからなる絶縁膜上に、ＳＯＩ層と呼ばれるシリコン単結晶層を設け、そのＳＯＩ層にトランジスタなどの素子を形成するようにしている。こうしたＳＯＩ技術によれば、素子周囲の絶縁性が高められ、素子の寄生容量の低減やリーク電流の削減を図ることができる。
【０００３】
ところで近年、シリコンウェハのダイシング技術として、例えば特許文献１に見られるようなレーザを用いたダイシング技術が注目されている。同文献１に記載の技術では、割断予定線上のシリコンウェハの内部に、レーザ光の照射により、脆弱化した改質層を垂直成長させるようにしている。すなわち、レーザ光を照射することで多光子吸収による光学的損傷を生じさせ、それにより熱歪みを誘起してクラックを形成することで、シリコンウェハ内部に割断し易い、脆弱な改質層を形成している。こうしたダイシング技術では、ブレードダイシングやレーザ切断などによる従来のダイシング技術に比して、切り代の縮小や加工時間の短縮、切りくずや熱だれの低減などが可能である。
【０００４】
なお上記改質層の形成に係るレーザ光の照射に際しては、シリコンウェハの上表面でのレーザ光の反射によるエネルギ損失のため、レーザ光照射に係るエネルギ消費量が増大するという問題がある。そこで上記文献１に記載の技術では、シリコンウェハの上表面に反射防止膜をコーティングすることで、上記シリコンウェハ上表面でのレーザ光の反射を低減し、レーザダイシングの効率化を図るようにしている。
【特許文献１】特開２００４−１６０４９３号公報
【特許文献２】特開２００５−１０９３２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなレーザダイシング手法は、特許文献２に見られるように、上述したＳＯＩ技術により製造されたシリコンウェハ、いわゆるＳＯＩウェハのダイシングにも適用することができる。ところが、図１０に示すようにＳＯＩウェハ１１５では、その上表面Ｓに加え、ＳＯＩ層１１６と絶縁膜１１３との界面Ｉ１、絶縁膜１１３と支持基板１１１との界面Ｉ２でもレーザ光の反射が生じ、それら上表面Ｓ、界面Ｉ１，Ｉ２での各反射光が干渉し合うことで、反射率が大きく変動することがある。そしてその結果、ＳＯＩウェハ１１５内部に吸収させるレーザエネルギを適宜に設定することが、非常に困難となっている。
【０００６】
なお上記文献２では、上記界面Ｉ１での反射光と界面Ｉ２での反射光とが反位相となるように絶縁膜１１３の膜厚を適宜設定することで、上記反射率の変動を低減するようにしている。しかしながら、そうした絶縁膜１１３の膜厚の設定には、その膜厚に極めて高い寸法精度が必要となり、その実現は非常に困難なものとなっている。
【０００７】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、ダイシングに係るレーザ光照射に際しての、ＳＯＩウェハ上表面、ＳＯＩ層＝絶縁膜界面、絶縁層＝支持基板界面における各反射光の相互干渉による反射率の変動を好適に抑制することのできるＳＯＩウェハおよびそのレーザダイシング方法、並びにＳＯＩチップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、支持基板上に絶縁膜を介してＳＯＩ層の形成されたＳＯＩウェハに対し、そのＳＯＩ層および絶縁膜を通過して前記支持基板の内部にレーザ光を照射して当該ＳＯＩウェハを割断するＳＯＩウェハのレーザダイシング方法として、前記レーザ光の照射に先立ち、前記ＳＯＩ層と前記絶縁膜との界面、および前記絶縁膜と前記支持基板との界面の少なくとも一方に反射防止膜を予め形成しておくこととした。
【０００９】
このようなレーザダイシング方法では、ＳＯＩウェハのＳＯＩ層＝絶縁膜界面および絶縁膜＝支持基板界面のいずれか一方、またはそれら界面の双方に、反射防止膜を形成した後、ＳＯＩ層および絶縁膜を通過して支持基板内部にレーザ光が照射され、そのエネルギでダイシングがなされるようになる。そしてこのとき、反射防止膜の形成された界面ではレーザ光の反射が弱まるようになる。そのため、その界面における反射光と他の部位における反射光との相互干渉が、全体的なレーザ光の反射率に与える影響は小さくなり、そうした反射光の相互干渉による反射率の顕著な増大は生じないようになる。したがって上記方法によれば、反射光の相互干渉による反射率の変動を好適に抑制することができるようになる。
【００１０】
また、上記請求項１に記載の方法において、例えば請求項２に記載の発明によるように、前記反射防止膜の屈折率を「Ｎ１」、前記照射されるレーザ光の波長を「λ」とし、更に「ｍ」を０以上の任意の整数としたとき、前記反射防止膜の膜厚ｄ1 を、ｄ1 ＝［（ｍ＋０．５）／２］λ／Ｎ1 となるように設定することとすれば、反射防止膜の上表面側および裏面側において反射されるレーザ光の位相が反位相となり、且つその強度が同じになるため、当該界面での反射が効果的に低減されるようになる。
【００１１】
前記反射防止膜は、その屈折率などの光学特性が適切なものであれば、窒化シリコン以外の材料も利用可能ではあるものの、上記請求項１または２に記載の方法において、例えば請求項３に記載の発明によるように、前記反射防止膜を窒化シリコンにより形成することとすれば、窒化シリコンは半導体装置の製造プロセスで使用される一般的な材料であってその成膜技術が確立されていることから、容易且つ適切な膜形成が可能となる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明では、支持基板上に絶縁膜を介してＳＯＩ層の形成されたＳＯＩウェハに対し、そのＳＯＩ層および絶縁膜を通過して前記支持基板の内部にレーザ光を照射して当該ＳＯＩウェハを割断するＳＯＩウェハのレーザダイシング方法として、前記レーザ光の照射に先立ち、割断予定線に沿った前記ＳＯＩウェハの前記ＳＯＩ層の上表面に、有効屈折率を変化させる表面微細構造を形成することとした。
【００１３】
このような方法では、割断予定線に沿ったＳＯＩウェハのＳＯＩ層の上表面に、有効屈折率を変化させる表面微細構造を形成した後に、ダイシングのためのレーザ光照射が行われるようになる。この際、入射光の波長程度或いはそれよりも小さい表面微細構造を形成することで、表面の有効屈折率が連続的に変化するようになり、反射を抑えることができる。そのため、ＳＯＩ層上表面での反射が抑えられることから、同ＳＯＩ層上表面の反射光と絶縁膜上下の界面の反射光との相互干渉も抑えられるようになり、その影響による反射率の顕著な増大は生じないようになる。したがって上記方法によっても、反射率の変動を好適に抑制することができる。
【００１４】
特に、上記請求項４に記載の方法において、例えば請求項５に記載の発明によるように、前記表面微細構造をスパッタリングにより形成することとすれば、その形成も比較的容易に行うことができるようになる。
【００１５】
ところで、ＳＯＩウェハの支持基板の内部へレーザ光を照射した後、同ＳＯＩウェハを各チップに割断する際には、それらチップ同士がそれぞれ衝突することで各チップの端部に欠けが生じたり、各チップの端部の欠けに起因した発塵が生じたりする虞がある。
【００１６】
そうした場合には、請求項６に記載の発明によるように、支持基板上に絶縁膜を介してＳＯＩ層の形成されたＳＯＩウェハに対し、そのＳＯＩ層および絶縁膜を通過して前記支持基板の内部にレーザ光を照射して当該ＳＯＩウェハを割断するＳＯＩウェハのレーザダイシング方法として、前記レーザ光の照射に先立ち、その幅が同レーザ光の波長の２倍以下に設定されてなる溝を、前記ＳＯＩ層の上表面から前記支持基板の上表面まで割断予定線に沿って形成することが有効である。すなわち、レーザダイシングとしての上記方法によれば、ＳＯＩ層の上表面から支持基板の上表面に至る溝をＳＯＩウェハの割断予定線に沿って形成するため、この溝が同ＳＯＩウェハを各チップに割断する際のあそび（余裕）となる。そのため、チップ同士がそれぞれ衝突することがなくなり、各チップの欠けはもとより、この欠けに起因した発塵も好適に抑制されるようになる。
【００１７】
なおこの際にも、前記溝を経由して前記支持基板の内部に到達するレーザ光と、同溝の外部から前記ＳＯＩ層を透過して前記支持基板の内部に到達するレーザ光とが互いに干渉することで、同支持基板の内部における温度の低下が懸念されるものの、上記方法によれば、そうした懸念も払拭されている。すなわち、前記ＳＯＩ層の上表面から前記支持基板の上表面に至る溝の幅を、照射されるレーザ光の波長の２倍以下に形成しているため、光の波動としての性質から、レーザ光は同溝の奥深くまで達しない。そのため、そもそも、同溝を経由するレーザ光は、同溝の外部から前記ＳＯＩ層を透過して前記支持基板の内部に到達するレーザ光と互いに干渉せず、ひいては、反射率の顕著な増大が生じないようになる。したがって上記方法によっても、反射率の変動を好適に抑制することができる。
【００１８】
さらに、上記請求項６に記載の方法において、例えば請求項７に記載の発明によるように、前記レーザ光の照射に先立ち、前記ＳＯＩ層と前記絶縁膜との界面、および前記絶縁膜と前記支持基板との界面の少なくとも一方に反射防止膜を形成しておくこととすれば、レーザ光照射時の当該界面での反射が抑えられるようになり、エネルギの損失が低減されるようになる。
【００１９】
特に、上記請求項７に記載の方法において、例えば請求項８に記載の発明では、前記反射防止膜の屈折率を「Ｎ2 」、前記照射されるレーザ光の波長を「λ」とし、更に「ｍ」を０以上の任意の整数としたとき、前記反射防止膜の膜厚ｄ2 を、ｄ2 ＝［（ｍ＋０．５）／２］λ／Ｎ2 となるように設定することした。
【００２０】
前記反射防止膜の膜厚を上記の如く設定すれば、反射防止膜の上表面側および裏面側において反射されるレーザ光の位相が反位相となり、且つその強度が同じとなるため、当該界面での反射が効果的に低減されるようになる。
【００２１】
一方、上記目的を達成するため、請求項９に記載の発明では、支持基板上に絶縁膜を介してＳＯＩ層の形成されたＳＯＩウェハとして、前記ＳＯＩ層と前記絶縁膜との界面、および前記絶縁膜と前記支持基板との界面の少なくとも一方に反射防止膜を形成することとした。
【００２２】
このようなＳＯＩウェハでは、ＳＯＩウェハのＳＯＩ層＝絶縁膜界面および絶縁膜＝支持基板界面のいずれか一方、またはそれら界面の双方に、反射防止膜が形成されている。そして、ＳＯＩ層および絶縁膜を通過して支持基板内部にレーザ光が照射されると、同ＳＯＩウェハはそのエネルギでダイシングされ、このとき、反射防止膜の形成された界面ではレーザ光の反射が弱まるようになる。そのため、その界面における反射光と他の部位における反射光との相互干渉が、全体的なレーザ光の反射率に与える影響は小さくなり、そうした反射光の相互干渉による反射率の顕著な増大は生じないようになる。したがって上記構造によれば、反射光の相互干渉による反射率の変動が好適に抑制されるようになる。
【００２３】
また、上記請求項９に記載のＳＯＩウェハにおいて、例えば請求項１０に記載の発明によるように、前記反射防止膜の屈折率を「Ｎ１」、照射されるレーザ光の波長を「λ」とし、更に「ｍ」を０以上の任意の整数としたとき、前記反射防止膜の膜厚ｄ1 を、ｄ1 ＝［（ｍ＋０．５）／２］λ／Ｎ1 となるように設定することとすれば、反射防止膜の上表面側および裏面側において反射されるレーザ光の位相が反位相となり、且つその強度が同じとなるため、当該界面での反射が効果的に低減されるようになる。
【００２４】
前記反射防止膜は、その屈折率などの光学特性が適切なものであれば、窒化シリコン以外の材料も利用可能ではあるものの、上記請求項９または１０に記載のＳＯＩウェハにおいて、例えば請求項１１に記載の発明によるように、前記反射防止膜を窒化シリコンにより形成することとすれば、窒化シリコンは半導体装置の製造プロセスで使用される一般的な材料であってその成膜技術が確立されていることから、容易且つ適切な膜形成が可能となる。
【００２５】
また、上記請求項１１に記載のＳＯＩウェハにおいて、例えば請求項１２に記載の発明では、支持基板上に絶縁膜を介してＳＯＩ層の形成されたＳＯＩウェハとして、当該ＳＯＩウェハの割断予定線に沿った前記ＳＯＩ層の上表面に、有効屈折率を変化させる表面微細構造を形成することとした。
【００２６】
このような構造では、割断予定線に沿ったＳＯＩウェハのＳＯＩ層の上表面に、有効屈折率を変化させる表面微細構造が形成されている。そして、ダイシングのためのレーザ光照射が行われると、入射光の波長程度或いはそれよりも小さい表面微細構造が形成されているため、表面の有効屈折率は連続的に変化するようになり、反射が抑えられるようになる。そのため、ＳＯＩ層上表面での反射が抑えられることから、同ＳＯＩ層上表面の反射光と絶縁膜上下の界面の反射光との相互干渉も抑えられるようになり、その影響による反射率の顕著な増大は生じないようになる。したがって上記構造によっても、反射率の変動が好適に抑制されるようになる。
【００２７】
特に、上記請求項１２に記載のＳＯＩウェハにおいて、例えば請求項１３に記載の発明によるように、前記表面微細構造をスパッタリングにより形成することとすれば、その形成も比較的容易に行うことができるようになる。
【００２８】
また、例えば請求項１４に記載の発明では、支持基板上に絶縁膜を介してＳＯＩ層の形成されたＳＯＩウェハとして、当該ＳＯＩウェハの割断予定線に沿って前記ＳＯＩ層の上表面から前記支持基板の上表面に至る溝を形成することとした。
【００２９】
このような構造では、ＳＯＩ層の上表面から支持基板の上表面に至る溝が、割断予定線に沿って形成されたＳＯＩウェハに対し、ダイシングに係るレーザ光の照射が行われるようになる。これにより、割断予定線の直下には、ＳＯＩ層＝絶縁膜界面や絶縁層＝支持基板界面が存在しなくなり、上述したような反射光の相互干渉も生じないようになる。したがって上記構造によっても、反射率の変動が好適に抑制されるようになる。
【００３０】
さらに、上記請求項１４に記載のＳＯＩウェハにおいて、例えば請求項１５に記載の発明では、前記ＳＯＩ層と前記絶縁膜との界面、および前記絶縁膜と前記支持基板との界面の少なくとも一方に反射防止膜を形成することとすれば、レーザ光照射時の当該界面での反射が抑えられるようになり、エネルギの損失が低減されるようになる。
【００３１】
特に、上記請求項１５に記載のＳＯＩウェハにおいて、例えば請求項１６に記載の発明では、前記反射防止膜の屈折率を「Ｎ2 」、前記照射されるレーザ光の波長を「λ」とし、更に「ｍ」を０以上の任意の整数としたとき、前記反射防止膜の膜厚ｄ2 を、ｄ2 ＝［（ｍ＋０．５）／２］λ／Ｎ2 となるように設定することした。
【００３２】
前記反射防止膜の膜厚を上記の如く設定すれば、反射防止膜の上表面側および裏面側において反射されるレーザ光の位相が反位相となり、且つその強度が同じとなるため、当該界面での反射が効果的に低減されるようになる。
【００３３】
他方、上記目的を達成するため、請求項１７に記載の発明では、支持基板上に絶縁膜を介してＳＯＩ層の形成されたＳＯＩウェハをレーザダイシングにより割断して製造されたＳＯＩチップとして、前記ＳＯＩ層と前記絶縁膜との界面、および前記絶縁膜と前記支持基板との界面の少なくとも一方に反射防止膜を形成することとした。
【００３４】
また、上記請求項１７に記載のＳＯＩチップにおいて、例えば請求項１８に記載の発明では、前記反射防止膜の屈折率を「Ｎ１」、照射されるレーザ光の波長を「λ」とし、更に「ｍ」を０以上の任意の整数としたとき、前記反射防止膜の膜厚ｄ1を、ｄ1 ＝［（ｍ＋０．５）／２］λ／Ｎ1 となるように設定することとした。
【００３５】
さらに、上記請求項１７または１８に記載のＳＯＩチップにおいて、例えば請求項１９に記載の発明では、前記反射防止膜を窒化シリコンにより形成することとした。
上記各構成の如く形成されたＳＯＩチップは、絶縁膜の上下界面の少なくとも一方に反射防止膜の形成されたＳＯＩウェハをレーザダイシングして製造されることになる。こうしたＳＯＩウェハは、ダイシングに係るレーザ光照射時の層界面における反射光の相互干渉に起因した反射率の変動が好適に抑えられるようになる。すなわち、上記各構成のＳＯＩチップは、ダイシング不良による歩留まりの悪化が少なく、生産性の高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態について、図１〜図５を参照して説明する。なお本明細書においては、ＳＯＩウェハおよびＳＯＩチップにあって、ＳＯＩ層の形成面側を上表面側と記載し、その支持基板の形成面側を裏面側と記載する。
【００３７】
本実施の形態では、以下に詳述するように、レーザ光の照射に先立ち、ＳＯＩウェハを構成するＳＯＩ層と絶縁膜との界面、および絶縁膜と支持基板との界面それぞれに反射防止膜を予め形成するとともに、その反射防止膜の膜厚を、該反射防止膜の上表面側および裏面側において反射されるレーザ光の位相が反位相となる厚さとしておく。このようにすることで、ダイシングに係るレーザ光照射に際しての、ＳＯＩウェハ上表面、ＳＯＩ層＝絶縁膜界面、絶縁層＝支持基板界面における各反射光の相互干渉による反射率の変動を好適に抑制するようにしている。
【００３８】
図１および図２は、ダイシング対象となるＳＯＩウェハ１５の製造プロセスを示したものである。まず、これら図１および図２を参照しつつ、ＳＯＩウェハ１５の製造プロセスを説明する。
【００３９】
この実施の形態では、それぞれＳＯＩウェハの支持基板、ＳＯＩ層となる２つのシリコンウェハ、すなわちハンドルウェハ１４ａとディバイスウェハ１４ｂとを互いに貼り合わせることでＳＯＩウェハ１５を形成する、いわゆる貼り合わせＳＯＩ技術を用いてその製造を行っている。
【００４０】
詳しくは、まず図１（ａ）に示すような支持基板となるシリコン単結晶（Ｓｉ）のハンドルウェハ１４ａの上表面に、図１（ｂ）に示されるように、例えばプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）技術を用いて、反射防止膜となる窒化シリコン（ＳｉＮ）膜１２ａを成膜する。次に、図１（ｃ）に示されるように、同じくプラズマＣＶＤ技術などを用いて、酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる絶縁膜１３を上記窒化シリコン膜１２ａの上表面に成膜する。そして更に、図１（ｄ）に示されるように、やはりプラズマＣＶＤ技術などを用いて、窒化シリコン膜１２ｂを再び成膜する。
【００４１】
他方、図２（ａ）に示されるように、ＳＯＩ層となるシリコン単結晶のディバイスウェハ１４ｂの一表面（裏面）にも、プラズマＣＶＤ技術などを用いて窒化シリコン膜１２ｃを成膜する。
【００４２】
その後、同図２（ｂ）に示されるように、ハンドルウェハ１４ａの窒化シリコン膜１２ｂとディバイスウェハ１４ｂの窒化シリコン膜１２ｃとを互いに当接させて、これら両ウェハ１４ａおよび１４ｂを１３００Ｋ以上の温度をもって加熱する。これにより、互いに当接された窒化シリコン膜１２ｂ，１２ｃが一体に結合されて、ハンドルウェハ１４ａとディバイスウェハ１４ｂとが一体に貼り合わされることとなる。
【００４３】
次に、図２（ｃ）に示されるように、ディバイスウェハ１４ｂを、例えば１０〜２０μｍ程度の所望の厚さとなるまで研磨するとともに、その外周の５ｍｍ程度を機械研削する。そして更に、ディバイスウェハ１４ｂの上表面の鏡面研磨、およびその外周のアルカリエッチングにより、先の機械研磨・機械研削で生じた傷や欠陥層などを除去することで、図２（ｄ）に示されるようなＳＯＩウェハ１５が製造される。
【００４４】
こうして製造されたＳＯＩウェハ１５では、上記ハンドルウェハ１４ａから形成されたシリコン単結晶の支持基板１１の上表面に、上記窒化シリコン膜１２ａからなる第１の反射防止膜１２ｄを挟んで酸化シリコンの絶縁膜１３が形成されている。またその絶縁膜１３の上表面には、上記２つの窒化シリコン膜１２ｂ、１２ｃを結合して形成された第２の反射防止膜１２ｅが形成され、更にその上表面に上記ディバイスウェハ１４ｂから形成されたＳＯＩ層１６が形成されている。
【００４５】
このようにＳＯＩウェハ１５は、その支持基板１１と絶縁膜１３との界面、および絶縁膜１３とＳＯＩ層１６との界面に、窒化シリコンからなる第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅがそれぞれ介設された構造となっている。そしてそれら第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅの膜厚は、次のように設定されている。
【００４６】
まず第１の反射防止膜１２ｄの膜厚ｄ1 は、下式（１）を満たす値に設定される。
ｄ1 ＝［（ｍ＋０．５）／２］λ／Ｎ1       …（１）
ここで、「Ｎ1 」は第１の反射防止膜１２ｄの屈折率、「λ」は、当該ＳＯＩウェハ１５のレーザダイシングに際して照射されるレーザ光の波長、「ｍ」は０以上の任意の整数（０、１、２、…）である。第１の反射防止膜１２ｄを構成する窒化シリコンの反射率は約「２．０」となっている。また本実施の形態ではレーザダイシングに際して波長が１．０６４μｍのＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｇａｒｎｅｔ）レーザを使用する。よって、本実施の形態において上式（１）を満たす膜厚ｄ1 は、０．１３μｍ、０．４０μｍ、０．６７μｍ、…（以後、０．２７μｍ刻みで増加）のいずれかとなる。ちなみにＹＡＧレーザ以外のレーザにより、レーザダイシングを行うことも可能である。
【００４７】
また、第２の反射防止膜１２ｅの膜厚ｄ1'も、第１の反射防止膜１２ｄの膜厚と同様に設定されている。すなわち、「Ｎ1’」を第２の反射防止膜１２ｅの屈折率、「λ」をレーザダイシングに際して照射されるレーザ光の波長、「ｍ」を０以上の任意の整数（０、１、２、…）としたときに、膜厚ｄ1’は下式（２）を満たす値に設定される。本実施の形態では、第２の反射防止膜１２ｅも、第１の反射防止膜１２ｄと同じく窒化シリコンにより形成されていることから、下式（２）を満たす膜厚ｄ1'も、やはり０．１３μｍ、０．４０μｍ、０．６７μｍ、…（以後、０．２７μｍ刻みで増加）のいずれかとなる。
【００４８】
ｄ1’＝［（ｍ＋０．５）／２］λ／Ｎ1’      …（２）
このような膜厚ｄ1 ，ｄ1'にそれぞれ形成された第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅでは、その上表面側および裏面側での反射光が反位相となって互いに打ち消し合うことから、反射を有効に低減することができる。なお、上式（１）および（２）を満たす膜厚ｄ1 ，ｄ1'であれば、いずれの値であっても、そうした反射の低減は可能であるが、膜厚が厚くなる程、その寸法精度の確保が困難となるため、製造プロセス上、許容される限りにおいて、薄くしておくことが望ましい。そのため、本実施の形態では、上記第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅの膜厚ｄ1 ，ｄ1'をそれぞれ０．１３μｍに設定するようにしている。
【００４９】
ちなみに第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅの屈折率Ｎ1 ，Ｎ1'が、それらの介設される界面を形成する２層の形成物質の屈折率の相乗平均値となっていれば、上表面側および裏面側における反射光の強度が同じとなり、両反射光を完全に相殺することができる。すなわち第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅを、支持基板１１およびＳＯＩ層１６を構成するシリコン単結晶の屈折率（≒３．５）と絶縁膜１３を構成する酸化シリコンの屈折率（≒１．４５）との相乗平均値（≒２．２５）の屈折率を有する物質で形成すれば、反射率の変動を理想的な態様で抑制することができる。本実施形態において第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅとして採用される窒化シリコンは、その屈折率が「２．０」と、上記界面前後の物質の屈折率の相乗平均値（≒２．２５）に近く、効果的に反射率の変動を抑制することができるようになっている。また窒化シリコンは、半導体装置の製造プロセスで使用される一般的な材料であり、その成膜技術が確立されていて容易且つ適切に膜形成を行うことが可能でもある。
【００５０】
こうしたプロセスを通じて製造されたＳＯＩウェハ１５には、その後、ＳＯＩ層１６にトランジスタなどの素子が組み込まれ、その上表面に酸化シリコンで形成された保護膜１７が被膜される。図３に、そうした素子の組み込み後のＳＯＩウェハ１５の断面構造を示す。同図３に示されるように、ＳＯＩウェハ１５にあって、これをチップ単位に割断する際の割断予定線ＣＬの付近には、保護膜１７は被覆されずに、ＳＯＩ層１６の上表面Ｐ３が露出されている。
【００５１】
このような素子の組み込みおよび保護膜１７の被覆を行った後、割断予定線ＣＬ直下の支持基板１１の内部にレーザ光を照射して、脆性化された改質層を形成した上で、ＳＯＩウェハ１５をチップ単位に割断する。図４に、こうしたレーザ光の照射を行うためのレーザダイシング装置の構成、および同装置によるレーザ光の照射態様を示す。
【００５２】
同図４に示されるように、本実施の形態の適用対象とするレーザダイシング装置は、大きくは、
・上述のプロセスを通じて製造されたＳＯＩウェハ１５をその上面に載置する載置台２１。
・載置台２１のＸ軸方向の位置を可変とするＸ軸ステージ２０ａ、載置台２１のＹ軸方向の位置を可変とするＹ軸ステージ２０ｂ、および載置台２１のＺ軸方向の位置を可変とするＺ軸ステージ２０ｃを有して構成されるステージ２０。
・載置台２１上に載置されたＳＯＩウェハ１５の内部に、集光レンズ３０を介してレーザ光を照射するレーザ光源４０（本実施の形態では、ＹＡＧレーザ光源を採用）。
等々を有して構成されている。
【００５３】
ここで、上記各軸ステージ２０ａ〜２０ｃは、例えばステッピングモータなどのアクチュエータの駆動制御を通じて、各々対応する軸上での載置台２１の位置を精度良く可変としている。そしてＸ軸ステージ２０ａおよびＹ軸ステージ２０ｂの位置制御により、上記ＳＯＩウェハ１５の割断予定線ＣＬに沿ってレーザ光が照射されることとなる。なお、これらＸ軸ステージ２０ａおよびＹ軸ステージ２０ｂによる位置の可変速度は、おおよそ毎秒３０ｃｍとなっている。またＺ軸方向は、上記ＳＯＩウェハ１５の表面に垂直な方向であり、Ｚ軸ステージ２０ｃの位置制御を通じて同軸上での載置台２１の位置を変位させることで、集光レンズ３０とＳＯＩウェハ１５との距離を可変としている。またレーザ光源４０は、８０ｋＨｚのパルスレーザ光を発生し、その発生したレーザ光は、同図４に示されるように、光路Ｌをたどり、集光レンズ３０によりＳＯＩウェハ１５の内部に集光される。
【００５４】
図５は、ＳＯＩウェハ１５内部の第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅの有無の対比のもとに、ＳＯＩ層１６の膜厚とレーザ光の集光点の温度との関係を示したものである。なお同図５の曲線Ｌ１，Ｌ２は、支持基板１１の厚さが２００μｍの、曲線Ｌ３，Ｌ４は、支持基板１１の厚さが４００μｍの、曲線Ｌ５，Ｌ６は、支持基板１１の厚さが６００μｍの場合をそれぞれ示している。また曲線Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５は、第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅが設けられている場合を、曲線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６は、第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅが設けられていない場合をそれぞれ示している。
【００５５】
同図５に示されるように、第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅが設けられていない場合（曲線Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６）には、ＳＯＩ層１６の膜厚の変化に対して、ほぼ０．１５μｍの周期でレーザ光の集光点の温度が変化してしまう。すなわち、第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅが無い場合には、製造公差による絶縁膜１３の局所的な膜厚のばらつきによって、レーザ光の焦点温度が大きく変動してしまうようになる。特に支持基板１１の厚さが６００μｍの場合（曲線Ｌ６）には、集光点温度の変動中心が２１００Ｋであるにも拘わらず、ＳＯＩ層１６の膜厚次第で集光点温度がシリコン単結晶（Ｓｉ）の融点である１６９３Ｋを下回ることがあり、支持基板１１内部の改質が局所的に不十分となる懸念がある。
【００５６】
こうしたＳＯＩ層１６の膜厚による焦点温度の変動は、次のような理由で発生する。レーザ光をＳＯＩウェハ１５の上表面側から支持基板１１内部に照射すると、ＳＯＩ層１６の上表面Ｐ３、上記界面Ｐ１および界面Ｐ２でレーザ光が反射する。ここで上記上表面Ｐ３の反射光と上記界面Ｐ１，Ｐ２の反射光とが反位相となっていれば、互い打ち消し合うため、ＳＯＩウェハ１５全体のレーザ光の反射率は小さくなる。一方、反射光同士が同位相であれば、干渉により反射光の強度が増幅されてしまうようになり、ＳＯＩウェハ１５全体のレーザ光の反射率は大きくなる。このときのＳＯＩ層１６の膜厚が変化すれば、ＳＯＩ層１６の上表面Ｐ３の反射光と上記界面Ｐ１，Ｐ２の反射光との位相差が変化することから、そうした反射光の相互干渉の態様が変わるようになる。そのため、サブミクロン単位の僅かなＳＯＩ層１６の膜厚のばらつきであれ、ＳＯＩウェハ１５全体のレーザ光の反射率は大きく変化してしまうようになる。そしてその結果、支持基板１１内に透過するレーザ光の強度が大きく増減して、集光点温度が大きく変動するようになる。
【００５７】
これに対して、第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅが設けられている場合（曲線Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５）には、ＳＯＩ層１６の膜厚に拘わらず、レーザ光の焦点温度はほぼ一律に保持されている。これは、上記界面Ｐ１，界面Ｐ２のそれぞれでのレーザ光の反射が、それら界面Ｐ１，Ｐ２に介設された上記第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅによりそもそも抑えられており、上記のような反射光の相互干渉がＳＯＩウェハ１５全体の反射率に与える影響が効果的に抑制されているためである。このため、第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅの設けられたＳＯＩウェハ１５では、ＳＯＩ層１６の膜厚に多少の局所的なばらつきがあっても、集光点温度はほぼ一定に保持されることとなり、支持基板１１内部の改質が安定して行われるようになる。
【００５８】
以上説明したように、この第１の実施の形態によれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。
（１）レーザ光の照射に先立ち、ＳＯＩ層１６と絶縁膜１３との界面Ｐ２、および絶縁膜１３と支持基板１１との界面Ｐ１に窒化シリコンからなる反射防止膜１２ｄ，１２ｅを設け、さらにそれらの膜厚を、該反射防止膜１２ｄ，１２ｅの上表面側および裏面側において反射されるレーザ光の位相が反位相となる厚さに予め形成しておくこととした。これにより、レーザ光照射によるダイシングに際し、界面Ｐ１，Ｐ２でのレーザ光の反射が抑制され、それら界面Ｐ１，Ｐ２の反射光とＳＯＩ層１６の上表面Ｐ３の反射光との相互干渉の影響が抑えられるようになる。そしてその相互干渉に起因した反射率の変動を効果的に低減し、より効率的にレーザダイシングを行うことができるようになる。そしてひいては、ダイシング不良による歩留まりの悪化を抑え、ＳＯＩチップの生産性を高めることができるようにもなる。
【００５９】
（２）第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅの形成材料として用いた窒化シリコンは、半導体装置の製造プロセスで使用される一般的な材料であり、その成膜技術が確立されているため、容易且つ適切な膜形成が可能となる。
【００６０】
（３）レーザ光の入射するＳＯＩ層１６の上表面Ｐ３に同様の反射防止膜を設けても、同上表面Ｐ３の反射光と上記界面Ｐ１，Ｐ２の反射光との相互干渉による反射率の変動を抑えることはできる。しかしながら、そうした場合には、露出した反射防止膜が割断時に剥がれて、発塵が生じる虞がある。その点、本実施の形態では、ＳＯＩウェハ１５の内部のみに反射防止膜１２ｅ,１２ｄが設けられているため、発塵を防止しつつ、ＳＯＩ層１６の膜厚の局所的なばらつきによる反射率の変動を抑えることができる。
【００６１】
なお、上記実施の形態では、窒化シリコン（屈折率≒２．０）を用いて第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅを形成したが、それら反射防止膜１２ｅ，１２ｄの介設される界面Ｐ１，Ｐ２を形成する両層の形成材料の屈折率の相乗平均値に近い屈折率を有する材料を採用すれば、上記効果を同様に奏することができる。例えばＳＯＩ層１６および支持基板１１がそれぞれシリコン単結晶（屈折率≒３．５）にて形成され、絶縁膜１３が酸化シリコン（屈折率≒１．４５）にて形成された上記ＳＯＩウェハ１５の場合、ジルコニア（ＺｒＯ２：屈折率≒２．１）、酸化セリウム（ＣｅＯ２：屈折率≒２．２）、酸化チタン（ＴｉＯ２：屈折率≒２．２〜２．７）、硫化亜鉛（ＺｎＳ：屈折率≒２．３５）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３：屈折率≒２．４５）などを反射防止膜１２ｄ，１２ｅの形成材料として採用しても、上記実施形態の効果は同様に得ることができる。このように第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅの形成材料としては、その反射防止膜１２ｅ，１２ｄの介設される界面Ｐ１，Ｐ２を形成する２層の形成材料の屈折率の相乗平均値に一致する屈折率を有する材料が理想的であり、可能な限りそれに近い屈折率の材料を選択することが望ましい。ただし、そうした望ましい材料の採用が困難な場合であれ、反射防止膜１２ｅ，１２ｄの介設される界面Ｐ１，Ｐ２を形成する２層の形成材料のうち、屈折率の小さい方よりも屈折率が大きく、屈折率の大きい方よりも屈折率の小さい材料を採用すれば、同界面Ｐ１，Ｐ２での反射を低減することは可能であり、上記実施形態に準じた効果を奏することはできる。
【００６２】
・第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅのいずれか一方を省略するようにしても良い。この場合にも、絶縁膜１３の上表面側および裏面側の界面Ｐ１，Ｐ２のうち、反射防止膜の設けられた側の界面についてはレーザ光の反射を抑制し、その側の反射光とＳＯＩ層１６の反射光との相互干渉の影響については、これを有効に抑えることができる。そのため、こうした場合にも、ＳＯＩ層１６の膜厚のばらつきに応じた反射率の変動をある程度に抑えることはできる。
【００６３】
・第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅの形成が可能であるなら、貼り合わせＳＯＩ技術以外の製造技術を用いて、ＳＯＩウェハ１５を製造するようにしても良い。
（第２の実施の形態）
次に、本発明を具体化した第２の実施の形態について、図６および図７を参照して、先の第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。なお本実施の形態以下の各実施の形態において、第１の実施の形態と共通する要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての重複する説明は割愛する。
【００６４】
図６は、本実施の形態においてレーザダイシングの対象とするＳＯＩウェハ１５ａの断面構造を示している。同図に示すように、このＳＯＩウェハ１５ａは、シリコン単結晶の支持基板１１を備え、またその支持基板１１の上表面側には、酸化シリコンの絶縁膜１３を挟んでシリコン単結晶のＳＯＩ層１６ａが形成されている。ＳＯＩ層１６ａには、トランジスタなどの素子や配線が形成されており、更にＳＯＩ層１６ａの上表面Ｐ３は、ダイシングによる割断予定線ＣＬ付近の領域を除いて、酸化シリコンからなる保護膜１７が被膜されている。
【００６５】
このＳＯＩウェハ１５ａでは、保護膜１７が被膜されずに露出した、割断予定線ＣＬ付近のＳＯＩ層１６ａの上表面Ｐ３に、表面微細構造１６ｂが形成されている。この表面微細構造１６ｂは、図７（ａ）にその拡大断面構造を示すように、レーザダイシング時に照射されるレーザ光の波長（ここでは約１．０６４μｍ）よりも短い間隔でもって無作為に配置された断面矩形状の微細な凹凸により構成されている。なお、こうした表面微細構造１６ｂは、例えばスパッタリングにより形成することができる。
【００６６】
こうした表面微細構造１６ｂの形成された割断予定線ＣＬ付近のＳＯＩ層１６ａの上表面Ｐ３では、有効屈折率が連続的に変化するようになり、反射が抑制されるようになる。こうしてＳＯＩ層１６ａの上表面Ｐ３でのレーザ光の反射を抑制すれば、同上表面Ｐ３の反射光と絶縁膜１３上下の界面Ｐ１，Ｐ２の反射光との相互干渉がＳＯＩウェハ１５ａ全体の反射率に与える影響も抑制されるようになる。したがって、こうした本実施の形態においても、ＳＯＩ層１６ａの膜厚のばらつきによるレーザ光反射率の変動を低減して、集光点でのレーザ光の強度を安定させることができる。
【００６７】
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。
（４）レーザ光の照射に先立ち、割断予定線ＣＬに沿ったＳＯＩウェハ１５ａのＳＯＩ層１６ａの上表面Ｐ３に、表面微細構造１６ｂを予め形成しておくようにした。これにより、ＳＯＩ層１６ａの上表面Ｐ３でのレーザ光の反射を抑え、絶縁膜１３上下の界面Ｐ１，Ｐ２の反射光との相互干渉による、ＳＯＩ層１６ａの膜厚のばらつきに応じた反射率の変動を抑えることができるようになる。
【００６８】
（５）反射防止膜をＳＯＩ層１６ａの上表面Ｐ３に被膜した場合にも、同様に反射率の変動を抑制することはできるものの、そのような外部露出した箇所に反射防止膜を設けると、ＳＯＩウェハ１５ａの割断に際して反射防止膜が剥離して発塵が生じる虞がある。その点、上記の様な表面微細構造１６ｂを設けた場合には、そうした発塵の生じる虞はなく、より良好な態様で反射率の変動を抑えることができる。
【００６９】
なお、上記実施の形態は、例えば以下の形態で適宜変更してこれを実施することもできる。
・表面微細構造１６ｂの形成を、スパッタリング以外の手法を用いて行うようにしても良い。また、先の図７（ａ）に対応する図として例えば図７（ｂ）に示すように、レーザ光の波長よりも短い間隔でもって無作為に配置された断面三角形状の凹凸により構成された表面微細構造１６ｂ’を設けるなど、上記実施の形態とは形状の異なる表面微細構造をＳＯＩ層１６ａの上表面Ｐ３に設けるようにしても良い。要は、有効屈折率を変化させる、レーザ光波長と同程度またはそれ以下の間隔でもって無作為に形成された微細凹凸を設ければ、ＳＯＩ層１６ａの上表面Ｐ３におけるレーザ光の反射が抑制されて、該上表面Ｐ３の反射光と絶縁膜１３上下の界面Ｐ１，Ｐ２の反射光との相互干渉も抑制されるようになる。
【００７０】
・支持基板１１と絶縁膜１３との界面Ｐ１、および絶縁膜１３とＳＯＩ層１６ａとの界面Ｐ２のいずれか一方、または双方に、上述の第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅを設けることで、更なる反射率の低減および反射率変動の抑制を図るようにしても良い。
【００７１】
・ＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｉｍｐｌａｎｔｅｄ  Ｏｘｙｇｅｎ）技術などの、貼り合わせＳＯＩ技術以外の製造技術を用いて、ＳＯＩウェハ１５ａを製造するようにしても良い。
【００７２】
（第３の実施の形態）
次に、本発明を具体化した第３の実施の形態について、図８および図９を参照して、先の第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００７３】
図８は、本実施の形態においてレーザダイシングの対象とするＳＯＩウェハ１５ｂの断面構造を示している。同図８に示されるように、このＳＯＩウェハ１５ｂも、シリコン単結晶の支持基板１１をはじめ、窒化シリコンからなる第１の反射防止膜１２ｄ、酸化シリコンからなる絶縁膜１３、窒化シリコンからなる第２の反射防止膜１２ｅ、シリコン単結晶からなるＳＯＩ層１６ｃが順次積層されて形成されている。またＳＯＩ層１６ｃには、トランジスタなどの素子や配線が形成され、更にその上表面Ｐ３は、ダイシングによる割断予定線ＣＬ付近の領域を除いて、酸化シリコンからなる保護膜１７が被膜されている。
【００７４】
ただしこのＳＯＩウェハ１５ｂの上表面には、その割断予定線ＣＬに沿って溝１６ｅが形成されている。この溝１６ｅは、ＳＯＩ層１６ｃの上表面Ｐ３からその内部を貫通し、支持基板１１の上表面に至るように形成されている。なお、この溝１６ｅの幅Ｗは、レーザ光源４０（図４）から照射されるレーザ光の波長（ここでは約１．０６４μｍ）の２倍以下に設定されている。また、こうした溝１６ｅは、例えばドライエッチングなどを用いて形成することができる。
【００７５】
ところで、ＳＯＩウェハ１５ｂの支持基板１１の内部へレーザ光を照射した後、同ＳＯＩウェハ１５ｂを各チップに割断する際には、それらチップ同士がそれぞれ衝突することで、各チップの端部に欠けが生じたり、各チップの端部の欠けに起因した発塵が生じたりする虞がある。その点、こうした溝１６ｅが形成されていれば、この溝１６ｅが同ＳＯＩウェハ１５ｂを各チップに割断する際のあそび（余裕）となるため、チップ同士の衝突がなくなり、各チップの欠けはもとより、この欠けに起因した発塵も好適に抑制されるようになる。
【００７６】
またこの際、溝１６ｅを経由して支持基板１１の内部に到達するレーザ光と、溝１６ｅの外部からＳＯＩ層１６ｃを透過して支持基板１１の内部に到達するレーザ光とが相互干渉することで、支持基板１１の内部における温度の低下が懸念される。しかしながら、そうした懸念も、ＳＯＩ層１６ｃの上表面から支持基板１１の上表面に至る溝１６ｅの幅Ｗが、照射されるレーザ光の波長の２倍以下に設定されることで払拭される。すなわち、溝１６ｅの幅Ｗをこのように設定することで、照射されるレーザ光は、光の波動としての性質から、同溝１６ｅの奥深くまで達しない。そのため、同溝１６ｅを経由するレーザ光はそもそも、同溝１６ｅの外部からＳＯＩ層１６ｃを透過して支持基板１１の内部に到達するレーザ光と互いに干渉することがない。ひいては、反射率の顕著な増大は生じないようになる。したがって反射率の変動を好適に抑制することができる。
【００７７】
一方、上述のように、このＳＯＩウェハ１５ｂにあっては、ＳＯＩ層１６ｃと絶縁膜１３との界面に第１の反射防止膜１２ｅが、絶縁膜１３と支持基板１１との界面に第２の反射防止膜１２ｄがそれぞれ形成されている。こうした第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅは、例えばプラズマＣＶＤ技術などを用いて形成することができる。
【００７８】
この反射防止膜１２ｄ，１２ｅの膜厚ｄ2 は、下式（３）を満たすように設定されている。なお下式（３）において、「Ｎ2 」は反射防止膜１２ｄ，１２ｅの屈折率を、「λ」は照射されるレーザ光の波長を、「ｍ」は０以上の任意の整数（０、１、２、…）をそれぞれ示している。
【００７９】
ｄ2 ＝［（ｍ＋０．５）／２］λ／Ｎ2       …（３）
ここでは、レーザダイシングに波長１．０６４μｍのＹＡＧレーザを使用し、また反射防止膜１２ｄ，１２ｅには、屈折率が約「２．０」の窒化シリコン（ＳｉＮ）を採用している。そのため、上式（３）を満たす膜厚ｄ2 は、０．１３μｍ、０．４０μｍ、０．６７μｍ、…（以下、０．２７μｍ間隔で増加）となる。
【００８０】
このような膜厚ｄ2 に設定された反射防止膜１２ｄ，１２ｅでは、その上表面側および裏面側での反射光が反位相となって互いに打ち消し合うことから、反射を有効に低減することができる。なお、上式（３）を満たす膜厚ｄ2 であれば、いずれの値であっても、そうした反射の低減は可能であるが、膜厚が厚くなる程、その寸法精度の確保が困難となるため、製造プロセス上、許容される限りにおいて、薄くしておくことが望ましい。そのため、本実施の形態では、反射防止膜１２ｄ，１２ｅの膜厚ｄ2 を０．１３μｍに設定するようにしている。
【００８１】
ちなみに第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅの屈折率Ｎ2 が、それらの介設される界面を形成する２層の形成物質の屈折率の相乗平均値となっていれば、上表面側および裏面側における反射光の強度が同じとなり、両反射光を完全に相殺することができる。すなわち第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅを、支持基板１１およびＳＯＩ層１６ｃを構成するシリコン単結晶の屈折率（≒３．５）と絶縁膜１３を構成する酸化シリコンの屈折率（≒１．４５）との相乗平均値（≒２．２５）の屈折率を有する物質で形成すれば、反射率の変動を理想的な態様で抑制することができる。本実施形態において第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅとして採用される窒化シリコンは、その屈折率が「２．０」と、上記界面前後の物質の屈折率の相乗平均値（≒２．２５）に近く、効果的に反射率の変動を抑制することができるようになっている。また窒化シリコンは、半導体装置の製造プロセスで使用される一般的な材料であり、その成膜技術が確立されていて容易且つ適切に膜形成を行うことが可能でもある。
【００８２】
以上のように構成されたＳＯＩウェハ１５ｂに対してレーザ光を照射した際の、溝の幅Ｗと支持基板１１内部の温度との関係を、第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅの有無の別に、図９に示す。
【００８３】
詳しくは、同図９において、横軸は上記溝１６ｅの幅Ｗを、縦軸はＳＯＩウェハ１５ｂの上表面から深さ２２μｍの位置での支持基板１１内部の温度を、それぞれ示している。ここで曲線Ｌ７は、第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅの形成されていないＳＯＩウェハに対してレーザ光を照射した際の、溝１６ｅの幅Ｗと支持基板１１内部の温度との関係を示している。また曲線Ｌ８は、第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅの形成されている本実施の形態のＳＯＩウェハ１５ｂに対してレーザ光を照射した際の、溝１６ｅの幅Ｗと支持基板１１内部の温度との関係を示している。
【００８４】
同図９に示されるように、第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅが形成されていない場合（曲線Ｌ７）にあって、溝の幅Ｗが照射されるレーザ光の波長（ここでは約１．０６４μｍ）の２倍（約２μｍ）以下の領域では、支持基板１１内部の温度が大きく変動することはなく、２０００Ｋ以上の高い温度を維持している。また、溝の幅Ｗが２μｍ程度では、支持基板１１内部の温度が急激に低下し、最も低い１７００Ｋ程度となる。そして、溝の幅Ｗが２μｍを超える領域では、同溝の幅Ｗが広くなるにつれて支持基板１１内部の温度はなだらかに上昇している。
【００８５】
一方、第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅが形成されている場合（曲線Ｌ８）にあって、溝１６ｅの幅Ｗが２μｍ以下の領域でも、先の曲線Ｌ７と同様に、支持基板１１内部の温度が大きく変動することはなく、２０００Ｋ以上の高い温度を維持している。ただし、溝１６ｅの幅Ｗが２μｍ程度では、支持基板１１内部の温度は若干低下して最も低くなるものの、その温度は２０００Ｋ程度であり、先の曲線Ｌ７に比して高温である。そして、溝１６ｅの幅Ｗが２μｍを超える領域では、先の曲線Ｌ７と同様に、溝１６ｅの幅Ｗが広くなるにつれて支持基板１１内部の温度はなだらかに上昇している。
【００８６】
図９に示されるような溝の幅Ｗによる支持基板１１内部の温度変動は、次のような理由で発生する。すなわち、上述したように、照射されるレーザ光の波長の２倍以下に溝の幅Ｗが設定されている場合にレーザ光をＳＯＩウェハの上表面側から支持基板１１内部に照射すると、溝を経由するレーザ光は、光の波動としての性質から、同溝の奥深くまで、すなわち支持基板１１の内部に到達しない。そのため、溝を経由するレーザ光はそもそも、同溝の外部からＳＯＩ層１６ｃを透過して支持基板１１の内部に到達するレーザ光と互いに干渉して弱め合うことはない。したがって、溝の外部からＳＯＩ層１６ｃを透過するレーザ光により支持基板内部の温度は高く維持されることとなる。
【００８７】
一方、これも上述したように、照射されるレーザ光の波長の２倍よりも広く溝の幅Ｗが設定されている場合にレーザ光をＳＯＩウェハの上表面側から支持基板１１内部に照射すると、溝を経由して支持基板１１の内部に到達するレーザ光と、溝の外部からＳＯＩ層１６ｃを透過して支持基板１１の内部に到達するレーザ光とは、互いに干渉して弱め合う。そうした相互干渉により支持基板１１内部に到達するレーザ光が弱められるため、同支持基板１１内部の温度が低下することとなる。なお、このような相互干渉は、溝の幅Ｗが広くなるほど生じにくくなるため、その結果、支持基板１１内の温度は上昇する。
【００８８】
他方、溝の幅Ｗが照射されるレーザ光の波長の２倍程度であるとき生じる支持基板１１内部の急激な温度変化（曲線Ｌ７参照）は、曲線Ｌ８との対比からも明らかなように、界面Ｐ２および界面Ｐ１に形成された第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅの有無に起因する。すなわち、レーザ光照射によるダイシングに際し、界面Ｐ１，Ｐ２でのレーザ光の反射が抑制され、それら界面Ｐ１，Ｐ２の反射光とＳＯＩ層１６ｃの上表面Ｐ３の反射光との相互干渉の影響が抑えられている。
【００８９】
このような溝の幅Ｗと支持基板１１内部の温度Ｔとの関係における傾向に加え、ＳＯＩウェハ１５ｂを切り出して製造されるＳＯＩチップの収率、溝の幅Ｗの加工精度などに鑑みて、本実施の形態では、第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅを形成するとともに、溝１６ｅの幅Ｗを照射されるレーザ光の波長の２倍以下に設定した構造を採用している。
【００９０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。
（６）レーザ光の照射に先立ち、ＳＯＩ層１６ｃの上表面Ｐ３から支持基板１１の上表面に至る溝１６ｅを割断予定線ＣＬに沿って形成することとした。これにより、溝１６ｅがＳＯＩウェハ１５ｂを各チップに割断する際のあそび（余裕）となるため、チップ同士がそれぞれ衝突することがなくなる。したがって、各チップの欠けはもとより、この欠けに起因した発塵も好適に抑制されるようになる。  
【００９１】
（７）溝１６ｅの幅Ｗを、照射するレーザ光の波長の２倍以下に設定することとした。これにより、溝１６ｅを経由するレーザ光は、光の波動としての性質から、同溝１６ｅの奥深くまで、すなわち支持基板１１の内部に達しない。そのため、同溝１６ｅの外部からＳＯＩ層１６ｃを透過して支持基板１１の内部に到達するレーザ光とそもそも干渉することはなく、ひいては、反射率の顕著な増大が生じないようになる。すなわち、反射率の変動を好適に抑制することができるようにもなる。  
【００９２】
なお、第３の実施の形態のＳＯＩウェハおよびそのレーザダイシング方法、並びにＳＯＩチップに関しては、例えば以下の形態で適宜変更してこれを実施することもできる。
・溝１６ｅ側部のＳＯＩ層１６ｃの上表面Ｐ３に、上記第１および第２の反射防止膜１２ｄ，１２ｅに準じた窒化シリコンからなる反射防止膜を、例えばプラズマＣＶＤ技術などを用いて新たに形成することとしてもよい。ちなみにこの場合、反射防止膜の屈折率が、同反射防止膜の介設される界面を形成する２層、すなわち空気とＳＯＩ層１６ｃとの屈折率の相乗平均値となっていれば、その上表面側および裏面側における反射光の強度が同じとなり、両反射光を完全に相殺することができる。すなわちこの反射防止膜を、空気の屈折率（≒１．０）とＳＯＩ層１６ｃを構成するシリコン単結晶の屈折率（≒３．５）との相乗平均値（≒１．８７）となる屈折率を有する材料で構成すれば、反射率の変動を理想的な態様で抑制することができる。なお、反射防止膜として採用される窒化シリコンは、その屈折率が「２．０」と、上記相乗平均値（≒１．８７）に近く、効果的に反射率の変動を抑制することができる。  
【００９３】
・また、空気およびシリコン単結晶の屈折率の相乗平均値（≒１．８７）に近い屈折率を有する材料としては、フッ化ランタン（ＬａＦ３：屈折率≒１．５９）、フッ化ネオジウム（ＮｄＦ３：屈折率≒１．６）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３：屈折率≒１．６２）、フッ化セリウム（ＣｅＦ３：屈折率≒１．６３）、ホウ酸鉛（ＰｂＦ３：屈折率≒１．７５）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ：屈折率≒１．７５）、酸化トリウム（ＴｈＯ３：屈折率≒１．８）、スズ酸化物（ＳｎＯ２：屈折率≒１．９）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３：屈折率≒１．９５）、一酸化珪素（ＳｉＯ：屈折率≒１．７〜２．０）などが挙げられる。必要に応じてこれらの材料のいずれかを、窒化シリコンに代えて、上記反射防止膜の形成材料として採用することもできる。  
【００９４】
・また、レーザダイシングが空気または真空以外の雰囲気中で行われる場合や、ＳＯＩ層１６ｃがシリコン単結晶以外の材料で形成されている場合には、当然ながら、反射防止膜の形成材料に求められる理想的な屈折率の値も、自ずと変わってくる。そうした場合にも、ＳＯＩウェハ１５のレーザダイシング中の雰囲気の屈折率とＳＯＩ層１６ｃの形成材料の屈折率との相乗平均値に近い屈折率の材料を反射防止膜の形成材料に採用することで、有効に反射を抑制することができる。  
【００９５】
・なお、上記相乗平均値の近傍の屈折率を有する材料の利用が困難な場合であれ、上記雰囲気およびＳＯＩ層１６ｃの形成材料のうち、いずれか屈折率の小さい方よりも屈折率が大きく、いずれか屈折率の大きい方よりも屈折率の小さい材料を採用すれば、反射を低減することは可能である。例えば、空気の屈折率（≒１．０）よりも大きく、シリコン単結晶の屈折率（≒３．５）よりも小さい材料であれば、反射防止膜の形成材料として採用可能である。  
【００９６】
・溝１６ｅ側部のＳＯＩ層１６ｃの上表面Ｐ３に、第２の実施の形態のものと同様の表面微細構造１６ｂを設け、ＳＯＩ層１６ｃの上表面Ｐ３のレーザ光反射を更に低減するようにしてもよい。  
【００９７】
・上記実施の形態（その変形例も含む）では、支持基板１１と絶縁膜１３との界面Ｐ１には第１の反射防止膜１２ｄを、絶縁膜１３とＳＯＩ層１６ｃとの界面Ｐ２には第２の反射防止膜１２ｅを、それぞれ形成することで反射率の低減および反射率変動の更なる抑制を図るようにしたが、これら反射防止膜１２ｄ，１２ｅについては、いずれか一方のみを形成することとしてもよい。あるいは、これら反射防止膜１２ｄ，１２ｅを一切割愛した構成としてもよい。このように構成しても、先の図９中、曲線Ｌ７に示したように、照射されるレーザ光の波長の２倍以下に溝１６ｅの幅Ｗを設定することとすれば、所期の目的を達成することはできる。  
【００９８】
・上記ＳＩＭＯＸ技術などの貼り合わせＳＯＩ技術以外の製造技術を用いてＳＯＩウェハ１５ｂを製造するようにしても良い。  
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施の形態についてそのダイシング対象となるＳＯＩウェハの製造プロセスをそれぞれ示す図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、同じくＳＯＩウェハの製造プロセスをそれぞれ示す図。
【図３】同製造プロセスを通じて製造されたＳＯＩウェハの側面断面図。
【図４】同実施の形態におけるレーザダイシング中のＳＯＩウェハへのレーザ光照射態様を示す図。
【図５】ＳＯＩ層の膜厚とレーザ光の集光点温度との関係を示すグラフ。
【図６】本発明の第２の実施の形態についてそのダイシング対象となるＳＯＩウェハの側面断面図。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、同ＳＯＩウェハのＳＯＩ層上表面に形成された表面微細構造の拡大断面図。
【図８】本発明の第３の実施の形態についてそのダイシング対象となるＳＯＩウェハの側面断面図。
【図９】反射防止膜の有無の別に、溝の幅Ｗと支持基板内部の温度Ｔとの関係をそれぞれ示すグラフ。
【図１０】従来におけるレーザダイシング中のＳＯＩウェハでのレーザ光の照射態様を示す模式図。
【符号の説明】
【０１００】
１１…支持基板、１２ｄ，１２ｅ，１８…反射防止膜、１３…絶縁膜、１５，１５ａ，１５ｂ…ＳＯＩウェハ、１６，１６ａ，１６ｃ…ＳＯＩ層、１６ｂ…表面微細構造、１６ｅ…溝、１７…保護膜、ＣＬ…割断予定線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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