CN107636805A - 半导体元件的制造方法及制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的半导体元件的制造方法通过使激光(21)的聚光光点形状成为椭圆、使激光(21)聚光到半导体基板(10)与固定用薄片(14)的界面(15)的预定分离线(12a)上而进行照射，使得在界面(15)产生蒸发压力，使初始裂纹(13a)延伸。此时，将聚光光点形状的椭圆的长轴设为沿着预定分离线(12a)的方向且使该椭圆的半长轴a成为热扩散长度Lt以上，从而能够提高椭圆的长轴方向的裂纹延伸效果。由此，能够减小激光(21)的能量，能够降低对半导体基板(10)的元件区域(11)的热损伤和碎屑，并且能够稳定地得到平坦性良好的分离面。

Description

半导体元件的制造方法及制造装置
技术领域
本发明，本发明涉及半导体元件的制造方法及制造装置，特别涉及将半导体基板分离为各个半导体元件的方法以及装置。
背景技术
以往，作为将半导体基板分离为各个半导体元件的方法，实施了通过划线形成作为起点的槽并以向使槽扩展的方向施加应力的方式进行3点弯曲的方法。但是，在这样的机械加工方法中，存在在分离的间隔短的情况下3点弯曲的应力无法有效地作用而经常发生分离不良这样的问题。因此，作为代替机械加工方法的分离方法，期待利用激光器照射进行的分离方法。
作为利用激光器照射进行的分离方法的在先例子，在专利文献1中公开了通过将超短脉冲激光照射到半导体基板的预定分离线上并使基板的材料蒸发而分离的方法。另外，在专利文献2中公开了如下方法：通过将激光照射到半导体基板的内部，沿着预定分离线使聚光点移动，从而在基板内部形成裂纹区域(或者熔融处理区域)，接着通过对基板施加外力而使基板分离。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-324768号公报
专利文献2：日本特开2006-165593号公报
发明内容
要求在利用激光器照射将半导体基板分离为各个半导体元件时，除了抑制向元件区域的热损伤之外，还抑制由于蒸发后的材料再次附着而导致的污染(将其称为碎屑)所致的元件特性的劣化，并在元件区域得到平坦性良好的分离面。特别在形成激光二极管的谐振器反射镜时，需要平坦性良好的分离面。
然而，在专利文献1的分离方法中，通过照射超短脉冲激光而使预定分离线上的半导体基板材料蒸发，所以存在由于对半导体基板的元件区域的热损伤和碎屑而元件特性劣化这样的问题。另外，在专利文献2的分离方法中，裂纹从大量形成于基板内部的裂纹区域的每一个独立地延伸，所以存在分离面的平坦性差这样的问题。
本发明是为了解决如上所述的课题而完成的，其目的在于提供能够降低对半导体基板的元件区域的热损伤和碎屑并能够得到平坦性良好的分离面的半导体元件的制造方法及制造装置。
本发明的半导体元件的制造方法，包括：第1工序，将固定用薄片粘贴于形成有多个元件的半导体基板，在元件间的预定分离线上的一部分形成初始裂纹；以及第2工序，将激光照射到半导体基板的预定分离线上而使初始裂纹延伸，分离为各个元件，在第2工序中，使将脉冲激光器作为光源的激光的聚光光点形状成为椭圆，将该椭圆的长轴设为沿着预定分离线的方向，且使得该椭圆的半长轴a满足下述式1，使激光聚光到半导体基板与固定用薄片的界面的预定分离线上而进行照射，
[数学式1]
k：半导体基板的导热率(W/m·K)
c：半导体基板的比热容量(J/kg·K)
ρ：半导体基板的密度(kg/m3)
tp：激光的脉冲宽度(s)。
另外，本发明的半导体元件的制造装置，具备：作为光源的脉冲激光器；光束成形单元，使从脉冲激光器射出的激光的聚光光点形状成为椭圆，将该椭圆的长轴设为沿着半导体基板的预定分离线的方向，使得该椭圆的半长轴a满足下述式1；以及光束照射单元，使从脉冲激光器射出的激光聚光到粘贴于半导体基板的固定用薄片与半导体基板的界面的预定分离线上而进行照射，
[数学式1]
k：半导体基板的导热率(W/m·K)
c：半导体基板的比热容量(J/kg·K)
ρ：半导体基板的密度(kg/m3)
tp：激光的脉冲宽度(s)。
根据本发明的半导体元件的制造方法，使激光的聚光光点形状成为椭圆，使激光聚光到半导体基板与固定用薄片的界面的预定分离线上而进行照射，从而使得初始裂纹延伸，所以相比于聚光光点形状为正圆的情况，椭圆的长轴方向的裂纹延伸效果大，能够减小激光的能量。因此，能够降低对半导体基板的元件区域的热损伤和碎屑，并且能够得到平坦性良好的分离面。
另外，根据本发明的半导体元件的制造装置，利用光束成形单元使激光的聚光光点形状成为椭圆，使激光聚光到半导体基板与固定用薄片的界面的预定分离线上而进行照射，从而使得初始裂纹延伸，所以相比于聚光光点形状为正圆的情况，椭圆的长轴方向的裂纹延伸效果大，能够减小激光的能量。因此，能够降低对半导体基板的元件区域的热损伤和碎屑，并且能够得到平坦性良好的分离面。
本发明的上述以外的目的、特征、观点以及效果将由参照附图的以下本发明的详细说明变得更加清楚。
附图说明
图1是说明在本发明的实施方式1的半导体元件的制造方法中使初始裂纹延伸的加工原理的图。
图2是说明在本发明的实施方式1的半导体元件的制造方法中使初始裂纹延伸的加工原理的图。
图3是示出本发明的实施方式1的半导体元件的制造装置的立体图。
图4是说明本发明的实施方式1的半导体元件的制造方法的立体图。
图5是说明本发明的实施方式1中的基于椭圆形状的聚光光点的拉伸应力增大效果的示意图。
图6是示出基于在本发明的实施方式1中使聚光光点的椭圆比变化时的激光产生的加工痕迹的显微镜观察图像的图。
图7是示出本发明的实施方式1中的针对椭圆比的裂纹延伸效果的实验方法的图。
图8是示出本发明的实施方式1中的针对椭圆比的裂纹延伸效果的实验结果的图。
图9是示出本发明的实施方式3的半导体元件的制造装置的一部分的立体图。
图10是示出本发明的实施方式4的半导体元件的制造装置的一部分的立体图。
图11是示出本发明的实施方式5的半导体元件的制造装置的一部分的立体图。
图12是说明本发明的实施方式6的半导体元件的制造方法的立体图。
具体实施方式
实施方式1.
以下，根据附图，说明本发明的实施方式1的半导体元件的制造方法及制造装置。图1以及图2是说明在本实施方式1的半导体元件的制造方法中使初始裂纹延伸的加工原理的图。另外，图3示出本实施方式1的半导体元件的制造装置，图4示出本实施方式1的半导体元件的制造方法。此外，在各图中，对图中相同、相当部分附加相同的符号。
本实施方式1的半导体元件的制造方法为半导体元件的分离工序中的分离方法，包括第1工序和第2工序。第1工序为如下工序：将固定用薄片14粘贴于具有形成有多个元件的元件区域11的半导体基板10，在元件间的预定分离线12a上的一部分形成初始裂纹13a。
另外，第2工序为如下工序：将激光21照射到半导体基板10的预定分离线12a上，使初始裂纹13a延伸而分离为各个元件。在该第2工序中，使激光21聚光到半导体基板10与固定用薄片14的界面15的预定分离线12a上而进行照射，使界面15产生蒸发压力，从而使初始裂纹13a延伸。
使用图1以及图2来说明通过激光的照射使界面15产生蒸发压力而使初始裂纹13a延伸的加工原理。此外，在以下说明中，“裂纹13”或者“初始裂纹13a”定义为半导体基板10的原子间的键被切断并分离的部分的面。在不会混淆的情况下，将分离的部分的面与半导体基板10表面的交线记载为裂纹13，在有可能会混淆的情况下，将记载分为“裂纹面”、“裂纹线”。另外，“裂纹13的前端13b”定义为裂纹面或者裂纹线与未分离的部分的边界线(或者边界点)。
首先，使用图1，说明基本的加工原理。如图1(a)所示，对半导体基板10的形成有元件区域11这一侧的面，在第1工序中形成初始裂纹13a，对其相反侧的面粘贴有固定用薄片14。作为固定用薄片14，使用透射激光21的材质的薄片。当使激光21从固定用薄片14侧聚光到半导体基板10与固定用薄片14的界面15而进行照射时，半导体基板10的聚光点22附近被加热而蒸发。
此时，如图1(b)所示产生蒸发压力(在图中，箭头A)，半导体基板10产生弯曲形变，在与聚光点22相反一侧的面、即形成有元件区域11这一侧的面产生拉伸应力(在图中，箭头B)。该拉伸应力集中于裂纹的前端，所以如图1(c)所示，以裂纹从初始裂纹13a的前端延伸的形式在半导体基板10产生断裂(在图中，用C表示)。以上为基本的加工原理。
作为分离工序中的固定用薄片14，为了与半导体基板10的粘合性及后续工序的扩张工序而使用氯乙烯等树脂薄膜。氯乙烯等树脂薄膜相比于半导体基板10，其杨氏模量低两位数左右，所以在用作固定用薄片14的情况下，蒸发压力所致的弯曲形变的大部分产生在固定用薄片14侧，作用于半导体基板10的拉伸应力变小。
因而，如图2所示，通过隔着固定用薄片14将增强件6配置于半导体基板10，从而抑制固定用薄片14的弯曲形变，增大作用于半导体基板10的拉伸应力，使裂纹延伸效果增大。此外，图2(a)～图2(c)中的作用与图1相同，所以省略说明。
作为增强件6，使用作为透射激光21的材质的玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、或者与固定用薄片14相同的氯乙烯等。在使用了如玻璃那样的杨氏模量高的增强件6的情况下，具有固定用薄片14的变形抑制效果大这样的优点。另外，在使用了如氯乙烯那样的杨氏模量低的增强件6的情况下，具有在本分离工序后易于剥离而不需要特别的药液或装置这样的优点。
接下来，使用图3，说明本实施方式1的半导体元件的制造装置。此外，在图3中，为了便于说明，仅部分地实施虚线处理。半导体元件的制造装置1具备光源2、反射镜3a、柱面透镜4a、4b、物镜5、支承增强件6的支承件7以及移动载置台8。
激光21的光源2为YAG脉冲激光器。YAG激光器的振荡波长1064nm为比半导体基板10的材质、在本实施方式1中InP(磷化铟)的带隙波长919nm长的波长，而通过形成为短脉冲、高能量密度，主要为双光子吸收，与单光子吸收的情况相比，能够将聚光光点直径缩小为倍。由此，能够使产生对半导体基板10的热损伤和碎屑的区域局部化。
光源2能够根据来自外部的控制信号在所期望的定时射出单独脉冲光，并且还能够以设定的频率、脉冲宽度射出连续脉冲光。光源2射出的激光21的光束剖面形状为正圆。当将作为光束成形单元的柱面透镜4a、4b的焦点距离分别设为fC1、fC2(在为凹透镜的情况下定义为负。|fC1|>|fC2|)，将透镜间距离设为Dc＝fc1+fc2时，e＝|fC1|/|fC2|，激光21成为X方向的直径为Y方向的1/e倍的椭圆剖面的平行光束。
进而，激光21被作为光束照射单元的物镜5聚光到半导体基板10与固定用薄片14的界面的预定分离线12a上而进行照射。激光21的聚光光点23成为X方向的直径23a为Y方向的直径23b的e倍的椭圆形状(以下，将e称为椭圆比)。此外，在后述实验(参照图8)中，关于没有柱面透镜4a、4b的情况(椭圆比e＝1)也进行了实施。
半导体基板10在与形成有元件区域11的面相反一侧的面粘贴了固定用薄片14，还隔着固定用薄片14粘贴了增强件6。固定用薄片14的材质为氯乙烯，增强件6的材质为白板玻璃。它们都是使YAG激光器(1064nm)透射的材质。
隔着固定用薄片14粘贴于增强件6的半导体基板10还经由支承件7设置于移动载置台8上。移动载置台8兼作使半导体基板10与激光21的聚光点22的相对的位置关系移动的照射位置移动单元、以及使半导体基板10的面方位与激光21的聚光光点形状的椭圆的长轴方向的相对的角度变化的旋转调整单元，能够进行X轴、Y轴以及Z轴的移动和Z轴旋转。
使用图4，详细地说明本实施方式1的半导体基板的制造方法。首先，如图4(a)所示，将固定用薄片14粘贴于半导体基板10的与形成有元件区域11的面相反一侧的面，在该半导体基板10的预定分离线12a上的一端部形成初始裂纹13a(第1工序)。在本实施方式1中，通过利用点划线机9的划线形成有初始裂纹13a。此外，在图中，箭头D表示点划线机9的移动方向。
接着，如图4(b)所示，使用本实施方式1的半导体元件的制造装置1(参照图3)，使激光21的聚光点在预定分离线12a上移动而照射多个点，使初始裂纹13a依次延伸至半导体基板10的另一端部(第2工序)。在本实施方式1中，固定用薄片14透射激光21，将激光21从固定用薄片14侧照射到固定用薄片14与半导体基板10的界面。
此时，通过使激光21的吸收集中于半导体基板10与固定用薄片14的界面，能够得到大的蒸发压力，并且能够避免固定用薄片14的变质或者烧损。另外，固定用薄片14粘贴于半导体基板10的与元件区域11相反一侧的面，所以通过从固定用薄片14侧照射激光21，能够降低对元件区域11的热损伤和碎屑。
在该第2工序中，利用作为光束成形单元的柱面透镜4a、4b使将脉冲激光器作为光源2的激光21的聚光光点形状成为椭圆，将椭圆的聚光光点23的长轴设为沿着预定分离线12a的方向。进而，使得该椭圆的半长轴a满足下述式1，使激光21聚光到半导体基板10与固定用薄片14的界面15的预定分离线12a上而进行照射。此外，关于满足式1而得到的效果将在后面叙述。
[数学式1]
k：半导体基板的导热率(W/m·K)
c：半导体基板的比热容量(J/kg·K)
ρ：半导体基板的密度(kg/m3)
tp：激光的脉冲宽度(s)
作为具体的操作，使预定分离线12a的方向与InP基板的劈开方向一致，以使预定分离线12a(劈开方向)与聚光光点形状的椭圆的长轴方向(X轴方向)一致的方式调整移动载置台8的Z轴旋转。另外，以使聚光点位于界面的初始裂纹13a的前端13b附近的方式调整X轴、Y轴以及Z轴移动。
进而，如图4(c)所示，使移动载置台8向－X方向移动距离p，使聚光点位于裂纹13的前端13b附近的未分离区域侧，照射脉冲激光21，从而使裂纹13延伸。将该距离p称为照射间距。此外，在图中，箭头E表示移动载置台8的移动方向。
以后同样地反复进行移动载置台8的移动、激光21的照射、裂纹13的延伸，使裂纹13延伸至预定分离线12a的与初始裂纹13a相反一侧的端部，使半导体基板10分离。通过这样将激光21的照射分为多次而使裂纹13延伸，从而相比于通过1次照射延伸与预定分离线12a的全长相应的量的情况，能够减小每1次的激光21的能量，能够降低对元件区域11的热损伤和碎屑。
图5是利用简易模型说明基于椭圆形状的聚光光点的拉伸应力增大效果的示意图，(a)示出照射聚光光点形状为正圆的激光的情况，(b)示出照射聚光光点形状为椭圆比e＝2的椭圆的激光的情况。此外，在图5中，用质点(黑圆)和质点间的弹力(实线)的模型表示由于蒸发压力而产生弯曲形变的面处的形变和应力的产生方式。
使用图5，说明基于第2工序中的椭圆形状的聚光光点的裂纹延伸效果。在如图5(a)所示照射了聚光光点形状为正圆的激光的情况下，通过1单位的能量的激光照射而对质点C施加P1＝1单位的蒸发压力，在质点C处产生位移δ1，在与质点N、E、S、W之间分别产生拉伸力P2。与质点N、E、S、W之间的拉伸力P2×4与蒸发压力P1相称，所以P2的大小成为1/4单位。即，向N－S方向作用的拉伸力成为1/4单位。
另一方面，在如图5(b)所示照射了聚光光点形状为椭圆比e＝2的椭圆的激光的情况下，通过1单位的能量的激光照射而对质点C1、C2分别施加P1’＝1/2单位的蒸发压力，在质点C1、C2处分别产生位移δ1’，在与质点N1、N2、E、S1、S2、W之间分别产生拉伸力P2’。
与质点N1、N2、E、S1、S2，W之间的拉伸力P2’×6与蒸发压力P1’相称，所以P2’的大小成为1/6单位。向N－S方向(N1S1方向、N2S2方向)作用的拉伸力成为2/6单位。特别当在附近有W－E方向的裂纹的情况下，向N－S方向作用的拉伸应力集中于裂纹前端。
同样地考虑，在照射聚光光点形状为在W－E方向上具有长轴的椭圆比为e的椭圆的激光的情况下，通过1单位的能量的激光照射而向N－S方向作用的拉伸力成为e/(e+1)单位。在实际的3维构造中需要更复杂的解析，但作为定性倾向，当使聚光光点形状成为椭圆时，能够提高使其长轴方向的裂纹13延伸的效果。
但是，提供给聚光光点23的能量由于热扩散而发生扩散。当加工对象蒸发的加工区域扩展时，即使使聚光光点形状成为椭圆，基于热扩散的加工区域也几乎不会椭圆化，无法提高裂纹延伸效果。因此，在本实施方式1中，使得激光21的聚光光点形状的椭圆的半长轴a满足式1，被设定成使椭圆的半长轴a成为半导体基板10的热扩散长度以上。
图6是示出基于使聚光光点的椭圆比变化时的激光产生的加工痕迹的显微镜观察图像，(a)椭圆比e＝1，(b)椭圆比e＝4，(c)椭圆比e＝8.3，(d)椭圆比e＝12.5，(e)椭圆比e＝20，(f)椭圆比e＝25。照射的激光的波长为1064nm(双光子吸收)，物镜的数值孔径(NA)为0.4，脉冲宽度tp为160ns，加工对象为InP。
椭圆比e＝1的情况下的聚光光点的直径作为双光子吸收的情况下的艾里斑直径DA为2.3μm，椭圆比e的情况下的聚光光点的半长轴a为eDA/2。根据InP的导热率k＝70W/K·m、比热c＝320J/kg·K、密度ρ4787kg/m3，热扩散长度为
在椭圆比e为1～4时，聚光光点的半长轴a小于热扩散长度Lt，加工痕迹的形状大致为正圆。在椭圆比e≥8.3时，聚光光点的半长轴a为热扩散长度Lt以上，在椭圆比e＝8.3时，加工痕迹形状依然大致为正圆，但在椭圆比e＝12.5以上时，清楚地成为椭圆。
使用图7以及图8，说明针对椭圆比的裂纹延伸效果的实验结果。在该实验中，如图7所示，使半导体基板10向－X方向移动距离p，使聚光点22移动到裂纹13的前端13b附近的未分离区域侧来照射脉冲激光21。进行3次照射，将在3次中全部确认了裂纹13延伸的情况下的激光21的照射间距p的最大值设为裂纹延伸距离Lc。
图8是示出上述实验的结果的曲线图，横轴表示针对各椭圆比的半长轴a(μm)，纵轴表示裂纹延伸距离Lc(μm)。如图8所示，通过满足将半长轴a设为热扩散长度Lt(5.4μm)以上的上述式1，显然能够得到使聚光光点形状成为椭圆的效果。
此外，在本实施方式1中，使激光21的聚光光点形状成为椭圆，但本发明中的聚光光点形状在纵向和横向上轴的长度不同，只要满足使其半长轴a成为半导体基板10的热扩散长度Lt以上的式1，则除了椭圆之外，还可以是长圆、长方形等。
另外，作为用于使聚光光点23的形状成为椭圆的光束成形单元，在本实施方式1中举出了柱面透镜4a、4b，但光束成形单元并不限定于此，也可以使用基于单一的柱面透镜的像散或者椭圆形状标线片等能够使聚光光点23的形状椭圆化的公知的光学系统。
另外，作为使半导体基板10与激光21的聚光点22的相对的位置关系移动的照射位置移动单元，在本实施方式1中举出了移动载置台8，但照射位置移动单元并不限定于此，也可以使用将物镜搭载于移动载置台的结构、或电扫描反射镜等使聚光点22的相对的位置关系移动的公知的光学系统。
如上那样，根据本实施方式1的半导体元件的制造方法及制造装置1，通过使激光21的聚光光点形状成为椭圆，使激光21聚光到半导体基板10与固定用薄片14的界面15的预定分离线12a上而进行照射，从而使得初始裂纹13a延伸，所以相比于聚光光点形状为正圆的情况，椭圆的长轴方向的裂纹延伸效果大，能够减小激光21的能量。因此，能够降低对半导体基板10的元件区域11的热损伤和碎屑，并且能够稳定地得到平坦性良好的分离面。
另外，通过将聚光光点形状的椭圆的长轴设为沿着预定分离线12a的方向且该椭圆的半长轴a满足式1，从而该椭圆的半长轴a成为热扩散长度Lt以上，能够提高椭圆的长轴方向的裂纹延伸效果。进而，通过从固定用薄片14侧照射激光21，能够降低对元件区域11的热损伤和碎屑，能够抑制元件的特性劣化。由此，本实施方式1的半导体元件的制造方法及制造装置1能够应用于激光二极管的谐振器反射镜的形成。
实施方式2.
在本发明的实施方式2中，在将从半导体元件的制造装置1照射的激光21的波长设为被半导体基板10吸收的波长(例如在半导体基板10为InP的情况下为532nm)这点上与上述实施方式1不同。其它结构与上述实施方式1相同，所以省略说明(参照图3)。
根据本实施方式2，除了与上述实施方式1同样的效果之外，由于使用被半导体基板10吸收的波长的激光21，从而在半导体基板10与固定用薄片14的界面15处效率良好地吸收激光21，所以能够进一步提高蒸发压力以及拉伸应力。因此，能够减小分离所需的激光21的能量，能够降低对半导体基板10的元件区域11的热损伤和碎屑。
实施方式3.
图9是示出本发明的实施方式3的半导体元件的制造装置的一部分的立体图。本实施方式3的半导体元件的制造装置在未设置增强件6这点上与上述实施方式1不同。其它结构与上述实施方式1相同，所以省略说明(参照图3)。
如在上述实施方式1中说明的实验结果(参照图8)所示，通过满足使激光21的聚光光点形状的椭圆的半长轴a成为热扩散长度Lt以上的上述式1，能够得到足够的裂纹延伸距离Lc。另外，通过隔着固定用薄片14将增强件6配置于半导体基板10，能够抑制固定用薄片14的弯曲形变，增大裂纹延伸效果。
但是，裂纹延伸距离Lc因半导体基板10的材质及厚度、激光21的光源2的波长、脉冲能量、脉冲宽度等条件不同而不同。因而，根据条件，还存在即使不设置增强件6，在半导体元件的设计上也能够得到足够的裂纹延伸距离Lc的情况，在该情况下无需使用增强件6。
在本实施方式3的半导体元件的制造方法中使用的固定用薄片14与上述实施方式1同样地透射激光21，将激光21从固定用薄片14侧照射到半导体基板10与固定用薄片14的界面。根据本实施方式3，除了与上述实施方式1同样的效果之外，由于不使用增强件6，能够简化分离工序。
实施方式4.
图10是示出本发明的实施方式4的半导体元件的制造装置的一部分的立体图。本实施方式4的半导体元件的制造装置在使得从半导体基板10的下方照射激光21这点上与上述实施方式1不同。其它结构与上述实施方式1相同，所以省略说明(参照图3)。
在本实施方式4中，如图10所示，为了从半导体基板10的下方照射激光21，从图中跟前侧引导激光21，利用反射镜3b抬升。另外，为了从固定用薄片14侧朝向半导体基板10与固定用薄片14的界面照射激光21，半导体基板10、固定用薄片14以及增强件6的配置顺序与上述实施方式1相反。
根据本实施方式4，除了与上述实施方式1同样的效果之外，由于将半导体基板10载置于固定用薄片14之上，所以不用担心半导体基板10因自重而从固定用薄片14剥离并落下，能够实现分离工序的稳定化。
实施方式5.
图11是示出本发明的实施方式5的半导体元件的制造装置的一部分的立体图。本实施方式5的半导体元件的制造装置在使得从半导体基板10侧朝向半导体基板10与固定用薄片14的界面照射激光21这点、以及未设置增强件6这点上与上述实施方式1不同。其它结构与上述实施方式1相同，所以省略说明(参照图3)。
在本实施方式5中，也与上述实施方式4同样地，由于将半导体基板10载置于固定用薄片14之上，所以不用担心半导体基板10因自重而从固定用薄片14剥离并落下，能够实现分离工序的稳定化。另外，通过将固定用薄片14载置于移动载置台8的上表面，移动载置台8兼具作为增强件6的作用，所以无需设置增强件6。
另外，为了仅在半导体基板10与固定用薄片14的界面附近吸收激光21，以使多光子吸收成为主要方式的方式，将激光21的波长设为比半导体基板10的带隙波长还长的波长且缩短激光21的脉冲宽度，提高聚光点处的能量密度。
根据本实施方式5，除了与上述实施方式1同样的效果之外，能够使激光21的吸收集中于聚光点的附近，能够得到大的蒸发压力。进而，与单光子吸收的情况相比，能够缩小聚光光点直径，能够使产生加工所致的热损伤和碎屑的区域局部化。另外，与上述实施方式4同样地，将半导体基板10载置于固定用薄片14之上，所以不用担心半导体基板10因自重而从固定用薄片14剥离并落下，能够实现分离工序的稳定化。
实施方式6.
图12是示出本发明的实施方式6的半导体元件的制造方法的立体图。在本实施方式6中，如图12所示，使用半导体元件的制造装置1，实施将初始裂纹13a形成于半导体基板10的第1工序。此外，图12所示的半导体元件的制造装置1与在上述实施方式1中说明的半导体元件的制造装置1(参照图3)相同，所以省略各部分的说明。
说明本实施方式6的半导体元件的制造方法的第1工序。使将脉冲激光器作为光源2的激光21的聚光光点形状成为椭圆，将该椭圆的长轴设为沿着预定分离线12a的方向、且使得该椭圆的半长轴a满足上述式1。使该激光21聚光到半导体基板10与固定用薄片14的界面的预定分离线12a上而进行照射，从而在界面产生蒸发压力，形成初始裂纹13a。
此外，通过激光21的照射使初始裂纹13a形成于半导体基板10的加工原理如在上述实施方式1中说明那样(参照图1以及图2)。通过激光21的照射，在半导体基板10与固定用薄片14的界面15产生蒸发压力，在与界面15相反一侧的半导体基板10的面产生拉伸应力。只要该拉伸应力足够大，则即使预先未形成初始裂纹13a，也在半导体基板10产生裂纹。
此外，在本实施方式6中，利用半导体元件的制造装置1实施了使初始裂纹13a形成于半导体基板10的第1工序，但理所当然之后的第2工序也能够接着利用相同的半导体元件的制造装置1实施，这是不言而喻的。
根据本实施方式6，能够利用1台半导体元件的制造装置1实施使初始裂纹13a形成于半导体基板10的第1工序以及使初始裂纹13a延伸而使半导体基板10分离的第2工序。因而，相比于由点划线机9和3点弯曲折断装置实施的以往方法，能够大幅简化分离工序。此外，本发明能够在其发明的范围内，对各实施方式自由地进行组合、或者对各实施方式适当地进行变形、省略。

Claims (12)

1.一种半导体元件的制造方法，其特征在于，包括：
第1工序，将固定用薄片粘贴于形成有多个元件的半导体基板，在所述元件间的预定分离线上的一部分形成初始裂纹；以及
第2工序，将激光照射到所述半导体基板的所述预定分离线上而使所述初始裂纹延伸，分离为各个所述元件，
在所述第2工序中，使将脉冲激光器作为光源的激光的聚光光点形状成为椭圆，将该椭圆的长轴设为沿着所述预定分离线的方向，且使得该椭圆的半长轴a满足下述式1，使激光聚光到所述半导体基板与所述固定用薄片的界面的所述预定分离线上而进行照射，
数学式1
k：半导体基板的导热率，其单位是W/m·K，
c：半导体基板的比热容量，其单位是J/kg·K，
ρ：半导体基板的密度，其单位是kg/m3，
tp：激光的脉冲宽度，其单位是s。
2.根据权利要求1所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，
在所述第1工序中，使所述初始裂纹形成于所述半导体基板的所述预定分离线上的一端部，在所述第2工序中，使激光的聚光点在所述预定分离线上移动而照射多个点，使所述初始裂纹依次延伸至所述半导体基板的另一端部。
3.根据权利要求1或者2所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，
在所述第1工序中，使将脉冲激光器作为光源的激光的聚光光点形状成为椭圆，将该椭圆的长轴设为沿着所述预定分离线的方向，且使得该椭圆的半长轴a满足上述式1，使激光聚光到所述界面的所述预定分离线上而进行照射，从而形成所述初始裂纹。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，
使激光的聚光光点形状的椭圆的长轴与所述半导体基板的劈开方向一致。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，
所述固定用薄片粘贴于所述半导体基板的与形成有所述元件的面相反一侧的面。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，
隔着所述固定用薄片将增强件粘贴于所述半导体基板。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，
所述固定用薄片透射激光，将激光从所述固定用薄片侧照射到所述界面。
8.根据权利要求7所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，
将激光的波长设为被所述半导体基板吸收的波长。
9.根据权利要求1至6中的任意一项所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，
所述半导体基板透射激光，将激光从所述半导体基板侧照射到所述界面。
10.一种半导体元件的制造装置，其特征在于，具备：
作为光源的脉冲激光器；
光束成形单元，使从所述脉冲激光器射出的激光的聚光光点形状成为椭圆，将该椭圆的长轴设为沿着半导体基板的预定分离线的方向，使得该椭圆的半长轴a满足下述式1；以及
光束照射单元，使从所述脉冲激光器射出的激光聚光到粘贴于所述半导体基板的固定用薄片与所述半导体基板的界面的预定分离线上而进行照射，
数学式1
k：半导体基板的导热率，其单位是W/m·K，
c：半导体基板的比热容量，其单位是J/kg·K，
ρ：半导体基板的密度，其单位是kg/m3，
tp：激光的脉冲宽度，其单位是s。
11.根据权利要求10所述的半导体元件的制造装置，其特征在于，
所述半导体元件的制造装置具备照射位置移动单元，该照射位置移动单元使所述半导体基板与激光的聚光点的相对位置关系移动。
12.根据权利要求10或者11所述的半导体元件的制造装置，其特征在于，
所述半导体元件的制造装置具备旋转调整单元，该旋转调整单元使所述半导体基板的面方位与激光的聚光光点形状的椭圆的长轴方向的相对角度发生变化。
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