CN1967816A - 晶片以及晶片切割和分割方法 - Google Patents

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Abstract

穿过顶表面将激光束施加到晶片的内部，从而在多层改进区组中形成改进区。改进区组层中的一层中的改进区的间隔不同于改进区组层中的另一层中的改进区的间隔，与改进区组层中的所述一层相比改进区组层中的所述另一层更接近于晶片的顶表面。

Description

晶片以及晶片切割和分割方法
技术领域
本发明涉及一种晶片以及晶片切割和分割(cutting anddividing)方法。
背景技术
使用激光束以将晶片状工件切割和分割成单独芯片的切割(激光切割)技术正在发展中。
例如，如在与US6,992,026B2、US2005/0173387A1、US2005/0181581A1、US2005/0184037A1、US2005/0189330A1、US2005/0194364A1、US2006/0040473A1和US2006/0160331A1相对应的日本专利No.3408805中所描述的那样，已经有人提出以如下方式将激光束照射在晶片状工件上：将激光束的焦点设在晶片状工件的内部，以通过来自激光束的多光子吸收形成改进区(modified area)(包括裂缝区的改进区、包括熔化区的改进区、包括其中折射率改变的区域的改进区)。沿着晶片状工件的预定切割线在离晶片状工件的激光束入射表面的预定深度由晶片状工件中的改进区形成切割开始区。沿着切割开始区开始对晶片状工件进行切割，以切割并分割晶片状工件。
此外，如在与US6,992,026B2、US2005/0173387A1、US2005/0181581A1、US2005/0184037A1、US2005/0189330A1、US2005/0194364A1、US2006/0040473A1和US2006/0160331A1相对应的日本未审专利公开No.2002-205180中所描述的那样，也有人提出将激光束照射在晶片状工件上，以沿着预定切割线在晶片状工件的内部形成改进区。然而，在这种情况下，在激光束到晶片状工件的入射方向上激光束焦点的位置在晶片状工件内部从一处变到另一处，以在激光束的入射方向上形成多行改进区。
根据日本专利公开No.2002-205180，多行改进区在激光束的入射方向上形成在晶片状工件中。因此，也增加了切割开始区的数量，并由此可以沿着切割开始区容易地切割具有相对大厚度的晶片状工件。
此外，如在与US2006/0011593A1和US2005/0202596A1相对应的日本未审专利公开No.2005-1001中所描述的那样，可以将可膨胀膜(expansible film)施加到包括衬底的平面工件的相对表面中的一个表面上，并且通过工件相对表面中的另一个表面将激光束照射到衬底内部中，以将激光束的焦点设置在工件内部中，从而通过来自激光束的多光子吸收形成改进区(熔化区)。由此形成的改进区可以用于沿着工件的预定切割线在工件的预定深度形成切割开始区，该预定深度是与工件的激光束入射表面相距的预定距离。然后，可以使该膜膨胀从而以在切割开始区中开始切割的方式将工件切割成多片。
根据在日本未审专利公开No.2005-1001中所描述的技术，在基板内部形成切割开始区之后使该膜膨胀，从而可以适当地将拉伸应力施加到切割开始区，以开始最初自切割开始区进行的切割，并由此可以以较小的力相对精确地将衬底切割和分割成片。
近年来，半导体衬底的多层技术在进步，并且将例如在日本专利No.3408805、日本未审专利公开No.2002-205180或日本未审专利公开No.2005-1001中描述的激光切割技术应用于晶片(半导体晶片)，其用于制造具有多层的半导体衬底，从而将晶片切割和分割成单独的芯片(半导体芯片)。
半导体衬底的多层技术可以包括键合技术、通过注入氧分离(SIMOX)的技术、绝缘体上硅(SOI)技术、用于在衬底上(例如，蓝宝石)上生长III-V族化学化合物半导体层的晶体生长技术或用于通过使用阳极键合将硅衬底和玻璃衬底键合到一起的键合技术。
图14是说明图，其表示通过将激光束照射到具有根据之前提出的技术的键合SOI结构的晶片50上来形成改进区的方式，并且其示意性地示出品片50的纵向截面。
具有键合SOI结构的晶片50从其底部到顶部依次包括衬底Si(单晶硅)层51、掩埋氧化物(BOX)层52和SOI(单晶硅)层53。由此，晶片50具有SOI结构，其中将单晶硅层53形成在作为绝缘层的掩埋氧化物层52上。
这里，可以通过键合两个晶片来制造具有键合SOI结构的晶片50，所述两个晶片中的每一个都具有键合表面(镜面)，对该键合表面进行热氧化以通过氧化物膜在其上形成氧化物膜。然后，将两个晶片中的一个抛光成所需要的厚度。这里，抛光的晶片成为SOI(单晶硅)层53，并且未抛光的晶片成为衬底Si(单晶硅)层51，并且氧化膜成为掩埋氧化物层52。
将切片膜(切片薄片、切片带、膨胀带)54键合到晶片50的背表面(单晶硅层51的下表面)50a上。
切片膜54由可膨胀塑料膜制成，当对该膜进行加热时或者当在膨胀方向上将力施加到该膜上时该可膨胀塑料膜膨胀。通过键合剂(未示出)将切片膜54键合到晶片50的整个背表面上。
激光处理机(未示出)包括用于输出激光束L的激光束源(未示出)和聚集透镜CV。在将激光束L的光轴OA设置成垂直于晶片50的表面50b的情况下，通过聚集透镜CV将激光束L照射在晶片50的表面(激光束入射表面)50b上，从而将激光束L的焦点(光会聚点)P设置在晶片50内部的预定点处。因此，在晶片50内部的焦点P处形成改进区(改良层)。
激光束L可以是在红外波长范围内的波长为1064nm的激光束。
这里，改进区R包括熔化区，其主要通过由激光束L的照射引起的多光子吸收来产生。
具体地，通过来自激光束L的多光子吸收局部加热晶片50在晶片50内部的激光束L的焦点P处的部分，从而使晶片50的这一部分熔化一次，然后将其再固化。如上所述，晶片50被熔化容之后被再固化的这一部分成为改进区R。
即，熔化区是指经历了相位变化的区域，或者具有改变的晶体结构的区域。换句话说，熔化区是指其中单晶硅变为非晶硅的区域、其中单晶硅变为多晶硅的区域、或其中单晶硅变为具有非晶硅和多晶硅的结构的区域。晶片50是体硅晶片，从而使熔化区主要由多晶硅制成。
在晶片50的内部主要是通过多光子吸收而不是通过对激光束L的简单吸收(即，不是通过普通的激光束来加热)来形成熔化区。
由此，在除了晶片50内部的激光束L的焦点P之外的区域中基本上不吸收激光束L，并且晶片50的顶表面50b不熔化。
通过激光处理机将脉冲激光束L施加在晶片50上，从而使激光束L进行扫描，即在晶片50的范围内移动，同时使激光束L的焦点在晶片50内部的深度位置保持不变。以这种方式，沿着预定的直的切割线(即，在箭头α的方向上)移动焦点P。
图14示出激光束L在平行于附图平面的方向上进行扫描的状态。
这里，应该注意的是，可以固定来自激光处理机的激光束L的照射位置，而不必通过激光处理机使激光束L进行扫描。在这种状态下，可以在垂直于激光束L的照射方向、即激光束L的光轴(激光束L到晶片50的顶表面50b的入射方向)的方向上移动支撑晶片50的工作台(未示出)。
具体地，可以通过使激光束L进行扫描或移动晶片50而使激光束L的焦点P沿着晶片50的预定切割线对于晶片50进行相对移动。
如上所述，在使激光束L的焦点P在晶片50内部的深度位置保持不变的状态下，当以使激光束L的焦点P对于晶片50进行相对移动的方式照射脉冲激光束L时，在平行于晶片50的顶表面50b和背表面50a的方向上，在离晶片50的顶表面50b的固定深度处(即，与其上照射了激光束L的晶片50的激光束入射表面50b相距预定距离的位置)，以恒定间隔d形成多个改进区R(包括多个改进区R的改进区组)，从而形成改进区组Ga-Gc层。
这里，将晶片50内部的激光束L的焦点P的深度限定为到晶片50的顶表面(激光束入射表面)50b的距离。
而且，将改进区R的间隔d限定为在图14的从左到右的方向上(在平行于晶片50的顶表面50b和背表面50a的方向上)、相应的两个相邻改进区R之一的从左到右的中心和这两个改进区R中的另一个的从左到右的中心之间的中心到中心的距离。
这里，将每个改进区组Ga-Gc的改进区R的间隔d设为一个值(d＝s/f)，通过将激光束L的焦点P相对于晶片50的相对移动速度s(激光束L的扫描速度或晶片50的移动速度)除以脉冲激光束L的脉冲振荡频率(脉冲重复频率)f来获得该值。
即，在焦点P的相对移动速度s恒定的情况下，随着激光束L的脉冲振荡频率f变小改进区R的间隔d变大。此外，在激光束L的脉冲振荡频率f恒定的情况下，随着焦点P的相对移动速度s变高改进区R的间隔d变大。
当焦点P在晶片50内部的深度位置逐步变化时，通过激光处理机在晶片50的深度方向(即，晶片50的厚度方向、晶片50的截面方向、垂直于晶片50的顶表面和背表面50b、50a的垂直方向、晶片50的顶到底的方向)上沿着晶片50的预定切割线以恒定间隔形成多层改进区组Ga-Gc，其中所述晶片50的深度方向垂直于晶片50的顶表面50b并且从晶片50的顶表面50b指示方向。
在激光束L在晶片50上的入射方向(晶片50的深度方向)上多次改变激光束L的焦点P的位置(深度位置)，从而使改进区组Ga-Gc层的相应改进区R在激光束的入射方向上对准，同时在激光束的入射方向上在每一相应的两个改进区R之间设置所需的间隔。
例如，在将焦点P的深度位置设置成与晶片50的背表面50a相邻的状态下，通过相对移动焦点P来形成第一层(最下层)改进区组Ga。然后，在通常将焦点P的深度位置设置在晶片50的顶表面50b和背表面50a之间的中点处的状态下，通过相对移动焦点P来形成第二层(中间层)改进区组Gb。之后，在将焦点P的深度位置设置成与晶片50的顶表面50b相邻的状态下，通过相对移动焦点P来形成第三层(最上层)改进区组Gc。
在图14的情况下，尽管设置了三层改进区组Ga-Gc，但是改进区组层的数量不限于三层，并且可以将其设置为两层以下或者四层以上。
这里，在改进区组Ga-Gc层的情况下，希望相对于其上照射了激光束L的晶片50的顶表面(激光束入射表面)50b，从最远层到最近层相继形成改进区组Ga-Gc层(以Ga、Gb和Gc的顺序)。
例如，在形成最近层的改进区组Gc之后，形成最远层的改进区组Ga的情况下，施加用来形成改进区组Ga的激光束L被之前形成的改进区组Gc散射。由此，改进区组Ga中的改进区R的尺寸从一个变为另一个，从而不能均匀地形成改进区Ga。
然而，当从最远层改进区组Ga到最近层改进区组Gc相继形成改进区组Ga-Gc时，可以利用激光束L的焦点P形成新改进区R，同时在激光束L的入射表面50b和当前焦点P之间不形成改进区R。因此，此时，激光束L不被之前形成的改进区R散射，并且由此可以均匀地形成多层改进区组Ga-Gc。
然而，改进区组Ga-Gc层的形成顺序不限于此，并且由于在一些情况下，即使当相对于晶片50的顶表面50b从最近层改进区组Gc到最远层改进区组Ga相继(以Gc、Gb和Ga的顺序)形成改进区组Ga-Gc层时，或者即使当以任意的层形成顺序形成改进区组Ga-Gc层时，通常也可以获得均匀的改进区组，因此可以通过实际试验适当地用试验方法对其进行设置。
例如可以通过以下方法(I)-(III)中的任何一种方法，通过改变焦点P在晶片50内部的深度位置来形成改进区组Ga-Gc层。
(I)在一种方法中，包括用于输出激光束L的激光束源和聚集透镜CV的前端(激光头)可以在垂直于晶片50的顶表面50b和背表面50a的方向上移动。
(II)在另一种方法中，支撑晶片50的工作台可以在垂直于晶片50的顶表面50b和背表面50a的方向上移动。
(III)在另一种方法中，可以将上述两种方法(I)和(II)组合，以在相反的方向上垂直移动前端和工作台。根据方法(III)，与方法(I)和(II)相比，可以减少形成改进区组Ga-Gc层所需的时间。
如上所述，在晶片50的内部形成多层改进区组Ga-Gc，然后相对于相应的预定切割线在水平方向上拉伸切片膜54，以将拉伸应力施加到改进区组Ga-Gc上。
在图14的情况下，在垂直于图14的平面的方向上拉伸切片膜54。
由此，在晶片50的内部产生剪切应力。结果，自最下层改进区组Ga在晶片50的深度方向上产生裂缝(破裂)，该最下层改进区组Ga最接近切片膜54并用作裂缝起始点。然后，自用作裂缝起始点的中间层改进区组Gb在晶片50的深度方向上产生另一裂缝，该中间层改进区组Gb用作裂缝起始点。之后，自用作裂缝起始点的最上层改进区组Gc在晶片50的深度方向上产生裂缝。这些裂缝进一步生长，并且相互连接。当所生长的裂缝达到晶片50的顶表面和背表面50b、50a时，切割晶片50并将其分割。
这里，沿着预定切割线形成改进区组Ga-Gc。由此，当通过拉伸切片膜54将拉伸应力适当地施加到每个改进区组Ga-Gc时，能够以较小的力相对精确地切割和分割晶片50，而不会通过在改进区组Ga-Gc层中的相应改进区R处开始的裂缝在晶片50中产生不必要的裂缝。
在通常具有圆盘形状的晶片50的顶表面50b中，将芯片设置成规则的栅格图形。预定切割线中的每一条设置在芯片之间。即，设置多条预定切割线，以在晶片50的顶表面50b上形成栅格图形。
由此，在沿着预定切割线形成改进区组Ga-Gc之后，拉伸切片膜54。因此，将晶片50切割和分割成芯片。
在之前提出的图14所示的技术中以及在日本专利No.3408805、日本未审专利公开No.2002-205180和日本未审专利公开No.2005-1001中描述的现有技术中，将焦点P的相对移动速度s和脉冲振荡频率f中的每一个设置成相应的恒定值，从而使每个改进区组Ga-Gc中的改进区R的每个间隔d(＝s/f)不变。
因此，在晶片50是体硅晶片或者是在其表面上具有氧化物膜的体硅晶片的情况下，可以在包括最下层至最上层的每层改进区组Ga-Gc中可靠地形成正常的改进区R。
然而，在晶片50具有键合SOI结构的情况下，尽管可以在最上层改进区组Gc中形成正常的改进区R，但是难以在中间层改进区组Gb中和最下层改进区组Ga中形成正常的改进区R。
如上所述，由于以下原因，难以在较深的部分(较深的位置)处形成正常的改进区R，该较深的部分离晶片50的顶表面(激光束入射表面)50b较深。
即，在在具有键合SOI结构的晶片50中，由于每一层51至53的光学特性的变化，激光束L的折射率根据每一层51至53的层厚和材料而变化。
由此，在层51和层52之间或在层52和层53之间的界面处，反射一部分激光束L。该反射的激光束与新照射的激光束干涉，从而引起反射的激光束和新照射的激光束之间的抵消。因此，降低了激光束L的能量。此外，进入到晶片50中的激光束L在晶片50的内部被吸收。由此，随着离晶片50的顶表面(激光束入射表面)50b的深度变得越深，激光束L的能量减少得越多。
结果，在晶片50的较深部分，需要用来引起多光子吸收的激光束L的能量不足，从而不可能形成包括熔化区的改进区R。
图15示意性地示出其中形成了改进区组层的晶片50的纵向截面。
在图15的情况下，在将激光束L的焦点P的相对移动速度s和激光束L的脉冲振荡频率f中的每一个设置成恒定的处理条件下，在总厚度为650μm的晶片50中形成改进区组层。
在图15的情况下，在从晶片50的顶表面(激光束入射表面)50b到478μm深度的范围内的部分50c中，在每一改进区组层中形成正常的改进区R。然而，在比478μm的深度深的较深部分50d中，没有形成改进区R。
在从最下层改进区组Ga到最上层改进区组Gc一直都不具有正常的改进区R的晶片50中，在切割和分割晶片50时容易形成不必要的裂缝。由此，难以沿着预定切割线相对精确地切割和分割晶片50。因此，由晶片50制成的芯片的产量和质量都变差。
近年来，如在日本专利No.3408805、日本未审专利公开No.2002-205180和日本未审专利公开No.2005-1001中所描述的那样，已经有人试图利用激光切片技术切割较厚的晶片。
然而，在日本专利No.3408805、日本未审专利公开No.2002-205180和日本未审专利公开No.2005-1001中所描述的技术中，需要提供更多数量的改进区层并且减小所有改进区组层中的改进区的间隔d，其中所述所有的改进区组层包括最下层到最上层。
因此，需要相对长的一段时间来形成改进区组层，并由此使生产量(每单位时间的产量)恶化。结果，上述技术不适合于批量生产。
此外，需要增加激光束L的输出功率W，以在每一改进区组层中形成正常的改进区R。由此，产生激光束L的激光处理机的功耗不利地增加，从而导致在切割和分割晶片时制造成本的不利增加。
而且，近年来，需要通过使用激光切片技术来可靠地形成正常的改进区，以提高在切割除了由在制造半导体衬底中使用的半导体材料制成的晶片之外的由其它类型材料(例如，包括玻璃的材料)制成的其它类型晶片时的精确度。
发明内容
本发明解决上述缺点。
(1)本发明的第一个目的是提供一种晶片，其中通过将激光束照射在晶片上来可靠地形成正常的改进区，从而允许以相对高的生产量和相对低的成本提高从改进区开始切割和分割晶片时的切割精确度。
(2)本发明的第二个目的是提供一种用于切割和分割晶片的方法，该方法能以相对高的生产量提高在从通过将激光束照射在晶片上形成的改进区开始切割和分割晶片时的切割精确度。
为了实现本发明的目的，提供了一种包括多层改进区组的晶片，在晶片相对的第一和第二表面之间的深度方向上相继设置所述多层改进区组。多层改进区组中的每一层包括多个改进区，在平行于晶片的第一和第二表面的方向上以相应的恒定间隔设置所述多个改进区。多层改进区组中的一层中的改进区的间隔与多层改进区组中的另一层中的改进区的间隔不同，所述另一层与多层改进区组中的所述一层相比更接近晶片的第一表面。通过来自激光束的多光子吸收形成多层改进区组中的每一层中的每个改进区，其中所述来自激光束的多光子吸收通过穿过晶片的第一表面将激光束聚焦到晶片内部的相应焦点而发生。沿着晶片的预定切割线设置多层改进区组。
为了实现本发明的目的，还提供了一种晶片切割和分割方法。根据该方法，穿过晶片的第一表面，将脉冲激光束聚焦到在晶片内部的相应深度处的相应焦点上。激光束的焦点相对于晶片沿着晶片的预定切割线相对移动，从而以在平行于晶片的第一表面和第二相对表面的方向上以相应的恒定间隔设置改进区的方式，通过来自激光束的多光子吸收形成多个改进区。依次改变激光束的焦点深度，并在每次改变激光束的焦点深度时重复激光束焦点的相对移动，从而形成多层改进区组，在晶片的第一表面和第二表面之间的深度方向上相继设置所述多层改进区组，并且多层改进区组中的一层中的改进区的间隔不同于多层改进区组中的另一层中的改进区的间隔，所述另一层与多层改进区组中的所述一层相比更接近晶片的第一表面。沿着预定切割线通过晶片的裂缝切割和分割晶片，所述晶片的裂缝在沿着预定切割线形成的多层改进区组处开始。
附图说明
根据以下说明、附属的权利要求和附图，将能更好地理解本发明及其另外的目的、特征和优点，在附图中：
图1是说明图，其示意性地示出第一实施例的晶片的纵向截面区域，该晶片具有键合的SOI结构，该图用于说明通过将激光束施加到晶片在晶片中形成改进区的方式；
图2是示意性地示出其中形成改进区组层的晶片的纵向截面的图；
图3是说明图，其示意性地示出第二实施例的晶片的纵向截面区域，用于说明通过将激光束施加到晶片在晶片中形成改进区的方式；
图4是说明图，其表示作为第一实施例改进的第三实施例，并且其示意性地示出晶片的纵向截面；
图5是说明图，其表示作为第二实施例改进的第四实施例，并且其示意性地示出晶片的纵向截面；
图6是说明图，其表示作为第二实施例改进的第五实施例，并且其示意性地示出晶片的纵向截面；
图7是说明图，其表示作为第二实施例改进的第六实施例，并且其示意性地示出晶片的纵向截面；
图8是说明图，其表示作为第二实施例改进的第七实施例，并且其示意性地示出晶片的纵向截面；
图9是说明图，其表示作为第二实施例改进的第八实施例，并且其示意性地示出晶片的纵向截面；
图10是说明图，其表示作为第二实施例改进的第九实施例，并且其示意性地示出晶片的纵向截面；
图11是说明图，其表示作为第二实施例改进的第十实施例，并且其示意性地示出晶片的纵向截面；
图12是说明图，其表示作为第二实施例改进的第十一实施例，并且其示意性地示出晶片的纵向截面；
图13是说明图，其表示作为第二实施例改进的第十二实施例，并且其示意性地示出晶片的纵向截面；
图14是说明图，其表示根据先前提出的技术通过将激光束施加到具有键合SOI结构的晶片上形成改进区的方式，并且其示意性地示出晶片的纵向截面；和
图15是示意性地示出晶片的纵向截面的图，在该晶片中根据先前提出的技术形成改进区组层。
具体实施方式
将参考附图对本发明的实施例进行说明。在以下实施例中的每一个实施例中，将用相同的符号表示与图14中的部件相似的部件，并且将不再进行进一步的说明。而且，在以下的说明中，在所有相应的实施例中用相同的符号表示相同的部件，并且对相同的部件仅说明一次。
第一实施例
图1是说明图，其示意性地示出具有键合SOI结构的第一实施例的晶片10的纵向截面区域，用于说明通过照射、即将激光束施加在晶片10上来在晶片10中形成改进区的方式。
与先前提出的晶片50相似，具有键合的SOI结构的晶片(半导体晶片)10包括单晶硅层51、掩埋氧化物层52和单晶硅层53，从晶片10的底侧到顶侧以此顺序叠置上述三层。因此，单晶硅层53形成在掩埋氧化物层52的上方，该掩埋氧化物层52用作绝缘层，以形成了SOI结构。
将切片膜54键合到晶片10的背表面10a上。
与先前提出的晶片50相类似，晶片10包括多个改进区组Ga-Gc，其中的每一个位于距晶片顶表面(第一表面)10b的预定的相应深度位置处，并且包括在平行于晶片10的顶表面10b和背表面(第二表面)10a的方向上以相应的恒定间隔d1-d3相继设置的多个改进区R。
与先前提出的晶片50相似，在晶片10的深度方向上(即，晶片10的厚度方向、晶片10的截面方向、垂直于晶片10的顶表面和背表面10b、10a的垂直方向、晶片10的顶到底的方向)以预定的间隔相继设置位于层中的改进区组Ga-Gc，其中所述晶片10的深度方向垂直于晶片10的顶表面10b并从晶片10的顶表面10b指示方向。
在先前提出的晶片50中，在形成改进区组Ga-Gc时，将激光束L的焦点P的相对移动速度s和激光束L的脉冲振荡频率f中的每一个设置成相应的恒定值，并且通常将每个改进区组Ga-Gc的改进区R的间隔d全部都设置成彼此相同。
相反，根据第一实施例，在改进区组Ga-Gc中使用改进区R的不同间隔d1-d3。具体地，将在最下层改进区组Ga中的间隔d1设置成最大，将在最上层改进区组Gc中的间隔d3设置成最小，等等(即，d1＞d2＞d3)
如上所述，将每个改进区组Ga-Gc的改进区R的间隔d1-d3设为一个值(d＝s/f)，通过将激光束L的焦点相对于晶片10的相对移动速度s(激光束L的扫描速度或晶片10的移动速度)除以脉冲激光束L的脉冲振荡频率(脉冲重复频率)f来获得该值。
与先前提出的技术相似，即使在第一实施例中，也将形成每个改进区组Ga-Gc时的激光束L的焦点P的相对移动速度s设置成恒定值。
然而，在第一实施例中，尽管将激光束L的输出功率W设置成恒定值，但是也将激光束L的不同脉冲振荡频率f1-f3分别用于形成改进区组Ga-Gc。具体地，将用于形成最下层改进区组Ga的脉冲振荡频率f1设得最低，并将用于形成最上层改进区组Gc的脉冲振荡频率f3设得最高，等等(即，f1＜f2＜f3)。
激光束L的输出功率W通常与脉冲振荡频率f乘以激光束L的每个脉冲的能量E的乘积相同(W≈f×E)。
因此，在激光束L的输出功率W恒定的情况下，激光束L的每个脉冲的能量E在脉冲振荡频率f变得较低时会变得较大。
由于以下原因，难以在离晶片10的顶表面(激光束入射表面)10b的较深部分(较深位置)处形成正常的改进区R。
即，在具有键合SOI结构的晶片10中，由于每一层51-53的光学特性的变化，激光束L的折射率根据每一层51-53的层厚和材料而变化。
由此，在层51和层52之间或者在层52和层53之间的界面处，反射一部分激光束L。反射的激光束与新照射的激光束干涉，从而导致反射的激光束和新照射的激光束之间的抵消。因此，在离晶片10的顶表面(激光束入射表面)10b较深的较深部分处，激光束L的能量明显减小。
结果，在晶片10的较深部分，引起来自激光束L的多光子吸收所需的激光束L的能量变得不足，从而不能形成包括熔化区的改进区R。
然而，在第一实施例中，随着在晶片10中离晶片10的顶表面10b的深度变得越深，设置脉冲振荡频率f使其减小。
因此，在将激光束L的输出功率W设置成常数而不管焦点P的深度的情况下，随着离晶片10的顶表面10b的深度变得越深，激光束L的每个脉冲的能量E变得越大。
结果，不管由反射的激光束和照射的激光束之间的干涉和抵消所引起的激光束能量的减小，即使在离晶片10的顶表面10b较深的较深部分处也可以实现引起多光子吸收所需要的激光束L的所需能量。结果，可以可靠地形成包括熔化区的正常改进区R。
因此，在第一实施例中，可以用实验方法获得形成改进区R所需的激光束L的足够输出功率W，所述改进区R构成最上层的改进区组Gc。
然后，在固定由此获得的输出功率W的状态下，调整激光束L的脉冲振荡频率f，从而使得随着在晶片10中从晶片10的顶表面10b测量的深度变得越大，激光束L的脉冲振荡频率f变得越低，以便在晶片10中依次和恰当地形成多个改进区组Ga-Gc。
在具有改进区R的晶片10中，在切割和分割晶片10时限制不必要的裂缝的产生，其中所述改进区R构成改进区组Ga-Gc并常规形成。因此，可以沿着预定切割线相对精确地切割晶片10。结果，可以提高自晶片10切割的芯片的产量和质量。
在第一实施例中，可以通过试凑法用试验方法确定形成改进区组Ga-Gc时的最佳脉冲振荡频率f1-f3(构成改进区组Ga-Gc的改进区R的间隔d1-d3)，以实现上述效果和优点。
如上所述，在焦点P的相对移动速度s恒定的情况下，随着激光束L的脉冲振荡频率f变得越低，改进区R的间隔变得越大。
由此，在随着在晶片10中离晶片10的顶表面10b的深度变得越深，构成相应深度处的改进区组的改进区R的间隔d增加的情况下，在相应深度处形成改进区组时使用的脉冲振荡频率f在较深的深度变得较低。
因此，通过实际测量构成相应层的改进区组的改进区R的间隔d，可以检测激光束L的脉冲振荡频率f是与先前提出的技术一样被固定为恒定值，还是与第一实施例一样是变化的。结果，可以容易地确定任何第三部分是否违反第一实施例的技术。
在激光束L的脉冲振荡频率f固定的状态下，可以想到将激光束L的输出功率W设置成随着离晶片10的顶表面10b的深度变得越深而变得越大，以相继形成改进区组Ga-Gc层。
然而，该方法导致激光处理机的功耗增加，从而与第一实施例相比将不利地增加切割和分割晶片10时的制造成本。
图2示意性地示出晶片10的纵向截面，在该晶片10中形成改进区组层。
在图2的实例中，在形成最接近晶片10的顶表面10b的最上层(最浅层)改进区组时，将激光束L的脉冲振荡频率f设得高，并将改进区R的间隔d设得小(窄)。
此外，在形成离晶片10的顶表面10b最远的最下层(最深层)改进区组时，将激光束L的脉冲振荡频率f设得低，并将改进区R的间隔d设置大(宽)。
在形成位于最上层和最下层之间的中间层改进区组时，将激光束L的脉冲振荡频率f设置成自下层向上层逐渐增加，从而逐渐减小改进区R的间隔d。
结果，在图2的情况下，从晶片10的顶表面(激光束入射表面)10b到背表面10a正常地形成构成改进区组层的改进区R。
第二实施例
图3是说明图，其示意性地示出晶片20的纵向截面区域，以说明根据本发明第二实施例的将激光束施加到晶片20上来形成改进区的方式。
晶片20是由单晶硅体材料(体硅晶片)制成的晶片(体硅晶片)。
将切片膜54键合到晶片20的背表面20a上。
与先前提出的晶片50相似，晶片20包括多个改进区组Ga-Gc，其中的每一个位于离晶片20的顶表面(第一表面)20b的预定的相应深度位置处，并且包括在平行于晶片20的顶表面20b和背表面(第二表面)20a的方向上以预定间隔d1-d3相继设置的多个改进区R。
与先前提出的晶片50相似，在晶片20的深度方向(即，晶片20的厚度方向、晶片20的截面方向、垂直于晶片20的顶表面和背表面20b、20a的垂直方向、晶片20的顶到底的方向)上以预定间隔相继设置位于层中的改进区组Ga-Gc，上述深度方向垂直于晶片20的顶表面20b并从晶片20的顶表面20b指示方向。
根据第二实施例，改进区组Ga-Gc的改进区R的间隔d1-d3彼此不同。具体地，将最下层中的改进区组Ga的间隔d1设置成最小，并且将最上层中的改进区Gc的间隔d3设置成最大，等等(即，d1＜d2＜d3)。
根据第二实施例，为了设置改进区组Ga-Gc中的改进区R的间隔d1-d3，在形成改进区组Ga-Gc时，改变焦点P的相对移动速度s和激光束L的脉冲振荡频率f中的至少一个。
例如，可以设置焦点P的不同的相对移动速度s1-s3，以形成改进区组Ga-Gc。具体地，可以将形成最下层改进区组Ga时的相对移动速度s1设置成最小，并且可以将形成最上层改进区组Gc时的相对移动速度s3设置成最大，等等(s1＜s2＜s3)。
此外，可以使用激光束L的不同脉冲振荡频率f1-f3来形成改进区组Ga-Gc。可以将在形成最下层改进区Ga时使用的脉冲振荡频率f1设得最高，并且可以将在形成最上层改进区Gc时使用的脉冲振荡频率f3设得最低，等等(f1＞f2＞f3)。
在形成改进区组Ga-Gc时可以如下设置焦点P的相对移动速度s1-s3和激光束L的脉冲振荡频率f1-f3，以满足改进区组Ga-Gc中的改进区R的间隔d1-d3的上述尺寸关系(d1＜d2＜d3)。
(1)s1＜s2＜s3和f1＞f2＞f3
(2)s1＞s2＞s3和f1＞f2＞f3
(3)s1＜s2＜s3和f1＜f2＜f3
如上所述，在切割和分割晶片20时，在晶片20的内部形成多层改进区组Ga-Gc，然后相对于相应的预定切割线在水平方向上拉伸切片膜54，以将拉伸应力施加到改进区组Ga-Gc上。
在图3的情况下，在垂直于图3的平面的方向上拉伸切片膜54。
由此，在晶片20的内部产生剪切应力。结果，从最下层改进区组Ga在晶片20的深度方向上产生裂缝(破裂)，该最下层改进区组Ga最接近切片膜54并用作裂缝起始点。然后，从用作裂缝起始点的中间层改进区组Gb在晶片20的深度方向上产生另一裂缝。之后，从用作裂缝起始点的最上层改进区组Gc在晶片20的深度方向上产生裂缝。这些裂缝进一步生长并相互连接。当所生长的裂缝达到晶片20的顶表面和背表面20b、20a时，切割并分割晶片20。
如上所述，用于切割晶片20的起始点是首先从切片膜54将拉伸应力施加到其上的最下层改进区组Ga。
由此，为了以较小的力相对精确地切割和分割晶片20，而不会在晶片20中形成不必要的裂缝，需要最初在用作裂缝起始点的改进区组Ga中产生裂缝，然后在用作裂缝起始点的改进区组Gb、Gc中产生裂缝。
在第二实施例中，将形成改进区组的改进区R的间隔d设置成随着离晶片20的顶表面20b的深度变得越深而变得越小。因此，最下层改进区组Ga中的间隔d1变得最小。
因此，根据第二实施例，当从切片膜54将拉伸应力施加到晶片20上时，最初并立即在最下层改进区组Ga中产生裂缝，然后裂缝从最下层改进区组Ga向最上层改进区组Gc平稳地生长。结果，可以相对精确地切割和分割晶片20，从而可以提高通过切割和分割晶片20形成的芯片的产量和质量。
在将每个改进区组Ga-Gc中的间隔d设置成比改进区R的从左到右的宽度ε小的示例性情况下，相邻的改进区R相互重叠，从而通过单个连续的改进区R形成每个改进区组Ga-Gc，其中在平行于晶片20的顶表面20b和背表面20a的方向上测量所述改进区R的从左到右的宽度ε。
在这种情况下，熔化相邻改进区R的重叠部分并使其再结晶，以增加其机械强度，从而会不利地限制每个改进区组Ga-Gc中裂缝的产生。
结果，在第二实施例中，应该发现改进区组Ga-Gc中的每一个中的改进区R的每个间隔d1-d3，并通过试凑法对其进行设置，从而考虑到相应改进区R的从左到右的宽度ε，以相邻改进区R不形成重叠部分的方式设置每个间隔d1-d3。
此外，可以想到使用一种方法，其中将改进区组Gb、Gc中的每一个中的改进区R的每个间隔d2、d3设位相对小的值，该值通常与改进区组Ga中的改进区R的间隔d1相同。
然而，在将形成改进区组Ga-Gc时所使用的焦点P的相对移动速度s1-s3全部设置成相对较低以实施该方法的情况下，与第二实施例相比延长了形成改进区组Ga-Gc所需的时间。结果，降低了产量，由此这不适合于批量生产。
此外，在将形成改进区组Ga-Gc时所使用的激光束的脉冲振荡频率f1-f3全部设置成相对较高以实施该方法的情况下，与第二实施例相比需要增加激光束L的输出功率W，以正常地形成最下层改进区组Ga的改进区R。因此，使产生激光束L的激光处理机的电功耗增加，由此不利地增加了切割晶片20的制造成本。
第三实施例
图4是说明图，其表示作为第一实施例改进的第三实施例，并且示意性地示出晶片10的纵向截面。
第三实施例的晶片10与图1所示的第一实施例的晶片10的不同之处在以下方面。具体地，在第三实施例中，改进区组Ga、Gb中的改进区R的间隔d1、d2通常彼此相同，并且仅使最上层改进区组Gc中的改进区R的间隔d3小于间隔d1、d2(即，d1＝d2＞d3)。
为了以上述方式设置改进区组Ga-Gc中的改进区R的间隔d1-d3，同时将激光束L的输出功率W设为常数，通常将用于形成改进区组Ga、Gb的脉冲振荡频率f1、f2设置成彼此相同，并且仅将用于形成最上层改进区组Gc的脉冲振荡频率f3设置成高于脉冲振荡频率f1、f2(即，f1＝f2＜f3)。
具体地，在第一实施例中，随着离晶片10的顶表面10b的深度变得越深，用于在该深度处形成改进区组的脉冲振荡频率f逐渐变低，并由此使该深度处的相应改进区组的改进区R的间隔d逐渐变大。
这是由于以下事实：随着离晶片10的顶表面10b的深度变得越深，形成正常的改进区R变得越难。因此，为了在该深度可靠地形成改进区R，逐渐降低脉冲振荡频率f。
或者，如在第三实施例中那样，可以将用于在晶片10的较深部分中形成改进区组的脉冲振荡频率f设得较低，从而将改进区组Ga、Gb中的每一个的间隔d1、d2设置成大于改进区组Gc的间隔d3。对于离晶片10的顶表面10b较浅的晶片10的较浅部分，可以将用于在晶片10的较浅部分中形成改进区组的脉冲振荡频率f设得较高，从而将较浅部分中的改进区组Gc的间隔d3设置成小于改进区组Ga、Gb中的每一个的间隔d1、d2。
即使当与在第三实施例中相同以上述方式设置改进区组Ga-Gc中的改进区R的间隔d1-d3时，也可以实现与第一实施例类似的效果和优点。
例如，在图14所示的相关技术中实施第三实施例的情况下，可以将用于在难以形成改进区R的较深部分50d中形成改进区组的脉冲振荡频率f设得较低，并由此可以将较深部分50d(图15)中的改进区组中的改进区R的间隔设得较大。以这种方式，与较浅部分50c相似，即使在较深部分50d中也可以可靠地形成正常的改进区R。
第四实施例
图5是说明图，其表示作为第二实施例改进的第四实施例，并且示意性示出晶片20的纵向截面。
第四实施例的晶片20与图3所示的第二实施例的晶片20不同的之处在于以下方面。具体地，在第四实施例中，通常将改进区组Ga、Gb中的改进区R的间隔d1、d2设置成彼此相同，并且仅将最上层改进区组Gc中的改进区R的间隔d3设置成大于间隔d1、d2(即，d1＝d2＜d3)。
在第二实施例中，将改进区R的间隔d设置成随着离晶片20的顶表面20b的深度变得越深而逐渐变小。
这是由于以下原因。即，随着离晶片20的顶表面20d的深度变得越深，从切片膜54施加拉伸应力就越早。因此，通过随着深度变得越深而逐渐减小改进区R的间隔d，可以在改进区组中在相应的深度容易地产生裂缝，从而使晶片20的切割和分割变得容易。
或者，如在第四实施例中那样，可以将在较深部分中形成的改进区组Ga、Gb中的每一个中的改进区R的间隔d1、d2设得较小，其中所述较深部分离晶片20的顶表面20b较深，并且可以将在较浅部分中形成的改进区组Gc中的改进区R的间隔d3设置较大，其中所述较浅部分离晶片20的顶表面20b较浅。
即使当与在第四实施例中相同以上述方式设置改进区组Ga-Gb中的改进区R的间隔d1-d3时，也可以实现与第二实施例类似的效果和优点。
第五实施例
图6是说明图，其表示作为第二实施例改进的第五实施例，并且示意性地示出晶片20的纵向截面。
根据第五实施例，改进区组Ga-Gc的改进区R的间隔d1-d3彼此不同。具体地，将作为最下层的改进区组Ga的间隔d1设为最小，并且将在中间层中的改进区组Gb的间隔d2设为最大，等等(即，d1＜d3＜d2)。
在晶片20的深度方向上以预定间隔设置改进区组Ga-Gc。
即使当根据第五实施例设置改进区组Ga-Gc中的改进区R的间隔d1-d3时，在切割和分割晶片20时在改进区组Ga-Gc的顶侧和底侧中产生的晶片20的变形发生变化。因此，可以相对精确地切割和分割晶片20，以改善切割和分割性能，并由此可以实现与第二实施例类似的效果和优点。
这里，每个改进区组Ga-Gc的顶侧和底侧是指在晶片20的深度方向上每个改进区组Ga-Gc的顶表面20b侧端和背表面20a侧端。
第六实施例
图7是说明图，其表示作为第二实施例改进的第六实施例，并且示意性地示出晶片20的纵向截面。
在第六实施例中，通常将改进区组Ga、Gc中的改进区R的间隔d1、d3设置成彼此相同，并且仅将中间层改进区组Gb中的改进区R的间隔d2设置成大于间隔d1、d3(即，d1＝d3＜d2)。
在晶片20的深度方向上以预定间隔设置改进区组Ga-Gc。
即使当与在第六实施例中相同以上述方式设置改进区组Ga-Gc中的改进区R的间隔d1-d3，也可以实现与第五实施例类似的效果和优点。
第七实施例
图8是说明图，其表示作为第二实施例改进的第七实施例，并且示意性地示出晶片20的纵向截面。
在第七实施例中，相对于晶片20的顶表面20b分别在相应的深度位置处设置四层改进区组Ga-Gd。在四层改进区组Ga-Gd中的每一个中，在平行于晶片20的顶表面和背表面20b、20a的方向上以相应的恒定间隔d1-d4设置改进区R。
在第七实施例中，通常将改进区组Ga、Gd中的改进区R的间隔d1、d4设置成彼此相同，并且将第二层改进区组Gb中的改进区R的间隔d2设置成大于间隔d1、d4，并且将第三层改进区组Gc中的改进区R的间隔d3设为最大(d1＝d4＜d2＜d3)。
即使当根据第七实施例设置改进区组Ga-Gd中的改进区R的间隔d1-d4时，也可以实现与第五实施例类似的效果和优点。
此外，在第七实施例中，改进区组Ga、Gb(改进区组Ga、Gb的深度范围)在晶片20的深度方向上彼此部分重叠，并且改进区组Gb-Gd(改进区组Gb-Gd的深度范围)在晶片20的深度方向上彼此分开。
如在第七实施例中那样，即使当改进区组Ga-Gd部分重叠或彼此分开时，即，即使当在改进区组Ga-Gd中的一个中的每个改进区R的深度范围(图8中的垂直范围)与改进区组Ga-Gd中的相邻的一个改进区组的最接近的一个改进区R的深度范围相重叠或相邻或分开时，分别在改进区组Ga-Gd中开始的裂缝可以在切割和分割晶片20时相互连接，并由此可以实现与第二实施例类似的效果和优点。
此外，为了在晶片20的深度方向上设置改进区组Ga-Gd的位置，可以通过使用上述方法(I)-(III)来适当地设置焦点P在晶片20内部的每个深度位置。
第八实施例
图9是说明图，其表示作为第二实施例改进的第八实施例，并且示意性地示出晶片20的纵向截面。
根据第八实施例，改进区组Ga-Gd的改进区R的间隔d1-d4彼此不同。具体地，将在最下层中的改进区组Ga的间隔d1设得最小，并且将在第二层中的改进区组Gb的间隔d2设得最大，并且将在最上层中的改进区组Gd的间隔d4设为第二小，并且将在第三层中的改进区组Gc的间隔d3设为第三小(即，d1＜d4＜d3＜d2)。
即使当与第八实施例相同以上述方式设置改进区组Ga-Gd中的改进区R的间隔d1-d4时，也可以实现与第五实施例类似的效果和优点。
此外，在第八实施例中，改进区组Ga、Gb(改进区组Ga、Gb的深度范围)在晶片20的深度方向上彼此相邻。而且，改进区组Gc、Gd(改进区组Gc、Gd的深度范围)在晶片20的深度方向上彼此局部重叠。此外，改进区组Gb、Gc(改进区组Gb、Gc的深度范围)在晶片20的深度方向上相互分开。
如在第八实施例中那样，即使当将改进区组Ga-Gd设置成在晶片20的深度方向上彼此相邻或彼此局部重叠或相互分开时，也可以实现与第七实施例类似的效果和优点。
第九实施例
图10是说明图，其表示作为第二实施例改进的第九实施例，示意性地示出晶片20的纵向截面。
在第九实施例中，从晶片20的顶表面20b分别在相应的深度位置处设置五层改进区组Ga-Ge。在五层改进区组Ga-Ge中的每一层中，在平行于晶片20的顶表面和背表面20b、20a的方向上以相应的恒定间隔d1-d5设置改进区R。
根据第九实施例，改进区组Ga-Ge的改进区R的间隔d1-d5彼此不同。具体地，将在最下层中的改进区组Ga的间隔d1设得最小。将在第二层中的改进区组Gb的间隔d2设得最大。将在第四层中的改进区组Gd的间隔d4设为第二小。将在第三层中的改进区组Gc的间隔d3设为第三小。将在最上层中的改进区组Ge的间隔d5设为第二大(即，d1＜d4＜d3＜d5＜d2)。
即使当与在第九实施例中相同以上述方式设置改进区组Ga-Ge中的改进区R的间隔d1-d5时，也可以实现与第五实施例类似的效果和优点。
在第九实施例中，改进区组Ga-Ge(改进区组Ga-Ge的深度范围)在晶片20的深度方向上彼此局部重叠。
如在第九实施例中那样，即使当改进区组Ga-Ge在晶片20的深度方向上彼此局部重叠时，也可以实现与第七实施例类似的效果和优点。
第十实施例
图11是说明图，其表示作为第二实施例改进的第十实施例，并且示意性地示出晶片20的纵向截面。
根据第十实施例，改进区组Ga-Ge的改进区R的间隔d1-d5彼此不同。具体地，将在最下层中的改进区组Ga的间隔d1设得最小。将在最上层中的改进区组Ge的间隔d5设得最大。将在第二层中的改进区组Gb的间隔d2设为第二小。将在第三层中的改进区组Gc的间隔d3设为第三小。将在第四层中的改进区组Gd的间隔d4设为第二大(即，d1＜d2＜d3＜d4＜d5)。
即使当与在第十实施例中相同以上述方式设置改进区组Ga-Ge中的改进区R的间隔d1-d5时，也可以实现与第五实施例类似的效果和优点。
在第十实施例中，改进区组Ga-Ge(改进区组Ga-Ge的深度范围)在晶片20的深度方向上彼此局部重叠。
如在第十实施例中那样，即使当改进区组Ga-Ge在晶片20的深度方向上彼此局部重叠时，也可以实现与第七实施例类似的效果和优点。
第十一实施例
图12是说明图，其表示作为第二实施例改进的第十一实施例，并且示意性地示出晶片20的纵向截面。
在第十一实施例中，通常将改进区组Ga、Gc、Ge中的改进区R的间隔d1、d3、d5设置成彼此相同，并且通常将改进区组Gb、Gd中的改进区R的间隔d2、d4设置成彼此相同，并将间隔d2、d4设置成大于间隔d1、d3、d5(即，d1＝d3＝d5＜d2＝d4)。
即使当与在第十一实施例中相同以上述方式设置改进区组Ga-Ge中的改进区R的间隔d1-d5时，也可以实现与第五实施例类似的效果和优点。
在第十一实施例中，改进区组Ga-Ge(改进区组Ga-Ge的深度范围)在晶片20的深度方向上彼此局部重叠。
如在第十一实施例中那样，即使当改进区组Ga-Ge在晶片20的深度方向上彼此局部重叠时，也可以实现与第七实施例类似的效果和优点。
第十二实施例
图13是说明图，其表示作为第二实施例改进的第十二实施例，并且其示意性地示出晶片20的纵向截面。
在第十二实施例中，通常将改进区组Ga、Ge中的改进区R的间隔d1、d5设置成彼此相同，并且通常将改进区组Gb、Gd中的改进区R的间隔d2、d4设置成彼此相同，并且将间隔d2、d4设置成大于间隔d1、d5，并且将在第三层中的改进区组Gc中的改进区R的间隔d3设得最大(即，d1＝d5＜d2＝d4＜d3)。
即使当与在第十二实施例中相同以上述方式设置改进区组Ga-Ge中的改进区R的间隔d1-d5时，也可以实现与第五实施例类似的效果和优点。
在第十二实施例中，改进区组Ga-Ge(改进区组Ga-Ge的深度范围)在晶片20的深度方向上彼此局部重叠。
如在第十二实施例中那样，即使当改进区组Ga-Ge在晶片20的深度方向上彼此局部重叠时，也可以实现与第七实施例类似的效果和优点。
改进
本发明不限于上述实施例。例如，可以用以下方式改进上述实施例。即使在以下改进中，也可以实现与上述实施例类似的效果和优点。
(1)在第一到第六实施例中设置了三层改进区组Ga-Gc，在第七和第八实施例中设置了四层改进区组Ga-Gc，并且在第九到第十二实施例中设置了五层改进区组Ga-Ge。
然而，根据晶片10、20的板厚可以以任何其他适当的方式设置改进区组的层数，并且可以将所述层数设置为等于或小于二或者可以将其设置为等于或大于六。
(2)第四至第十二实施例是第二实施例的改进。然而，本发明不限于第二和第四至第十二实施例。例如，可以以如下方式设置改进区组Ga-Ge中的改进区R的间隔d1-d5：间隔d1-d5随着离晶片20的顶表面20b的深度变得越深而逐渐增加。或者，可以以如下方式设置改进区组Ga-Ge中的改进区R的间隔d1-d5：在晶片20的厚度方向上交替设置相对大的间隔和相对小的间隔。再或者，可以在晶片20的深度方向上任意地设置改进区组Ga-Ge中的改进区R的间隔d1-d5。
例如，可以相继设置通常具有相同的改进区间隔的改进区组层。具体地，在设置七层改进区组的情况下，最下层改进区组至第四最下层改进区组通常可以具有相同的改进区的间隔，并且第五最下层改进区组至顶层改进区组具有逐渐增加的改进区的间隔。
具体地，多层改进区组中的至少一层中的改进区的间隔不同于多层改进区组中的另一层或另外几层中的改进区的间隔。即使在这种情况下，也可以实现与第五实施例类似的效果和优点。
此外，可以通过试凑法，以能实现上述效果和优点的方式，用实验方法将每个改进区组中的改进区的间隔设为最佳值。
(3)除第二和第四至第十二实施例之外，在晶片20的深度方向上相继设置的改进区组Ga-Ge层(改进区组Ga-Ge的深度范围)可以适当地相互分开或者可以彼此相邻或者可以彼此局部重叠。即使以这种方式，也可以实现与第七实施例类似的效果和优点。
在改进区组(改进区组的深度范围)相互分开的情况下，可以以实现上述效果和优点的方式，根据相应改进区组中的改进区的间隔通过试凑法用实验方法设置改进区组之间的每个间隔。此外，改进区组的间隔可以从一层改进区组向另一层改进区组变化。
而且，可以以实现上述效果和优点的方式，根据相应改进区组中的改进区的间隔，通过试凑法用实验方法设置改进区组如何彼此分开或被设置成彼此相邻或者相互重叠。
(4)改进区组层中的至少一层中的改进区的间隔不同于与上述部分(2)中相同的第一实施例中的改进区组层中的另外一层或几层的改进区的间隔。
此外，即使在第一实施例中，与上述部分(3)相似，在自晶片20的顶表面20b的深度方向上相继设置的改进区组层可以适当地彼此分开或可以适当地被设置成彼此相邻或可以适当地相互重叠。
(5)在第一实施例中，在晶片10中实施本发明，该晶片10具有键合的SOI结构。然而，本发明不限于此。具体地，可以在任何其他合适的晶片中实施本发明，所述其他合适的晶片例如由用于形成具有多层结构的半导体衬底的半导体材料制成。
在这种情况下，晶片可以是具有SIMOX结构的晶片。再或者，晶片可以是具有SOI结构的晶片，其中通过固相外延工艺或熔化-再结晶工艺在诸如绝缘玻璃衬底的绝缘衬底上形成多晶硅或非晶硅。或者，晶片可以是用在半导体发光元件中的晶片，其通过用于在诸如蓝宝石衬底的衬底上生长III-V族化学化合物半导体层的晶体生长工艺来制造。再或者，晶片可以是通过经由阳极键合工艺将硅衬底和玻璃衬底键合到一起形成的晶片。
(6)在每个上述实施例中，在晶片10、20中实施本发明，所述晶片由在制造单晶硅衬底时使用的单晶硅制成。然而，本发明不限于此。例如，可以在任何其他合适的晶片中实施本发明，只要该晶片由在制造半导体衬底(例如砷化镓衬底)时使用的半导体材料(例如砷化镓)制成即可。
例如，在第二和第四到第十二实施例中，在体硅晶片中实施本发明。然而，可以在半导体晶片中实施本发明，该半导体晶片由任一种半导体的体材料(半导体体材料)制成。
此外，本发明不限于由在制造半导体衬底时使用的半导体材料制成的晶片，并且可以在由各种材料(例如，包括玻璃的材料)制成的各种晶片中实施本发明。
在这种情况下，通过来自激光束的多光子吸收形成的改进区R不限于包括在每个上述实施例中使用的熔化区的上述改进区R。例如，改进区可以是适合于晶片材料的适当改进区。例如，在晶片材料包括玻璃的情况下，通过多光子吸收形成的改进区R可以是包括含有裂缝区或根据折射率变化的区域的改进区。
包括裂缝区或者根据折射率变化的可利用改进区例如在对应于US6,992,026B2、US2005/0173387A1、US2005/0181581A1、US2005/0184037A1、US2005/0189330A1、US2005/0194364A1、US2006/0040473A1和US2006/0160331A1的日本专利3408805中公开了，将其内容并入本文作为参考。
(7)在每个上述实施例中，通过使切片膜54膨胀来切割并分开晶片10、20。或者，紧挨着晶片10、20的预定切割线推进具有曲率的弯曲物体(例如、半球形物体)的弯曲表面(突出表面)，以施加推力并在改进区组层中产生剪切应力，从而切割和分割晶片10、20。
本领域技术人员将很容易想到其他的优点和改进。因此从较宽的方面来说本发明不限于所示和所述的具体细节、典型装置和示例性例子。

Claims (18)

1、一种晶片，包括，在所述晶片的相对的第一和第二表面之间在深度方向上相继设置多层改进区组，其中
所述多层改进区组中的每一层包括多个改进区，在平行于所述晶片的所述第一和第二表面的方向上以相应的恒定间隔设置所述多个改进区；
所述多层改进区组中的一层中的所述改进区的间隔不同于所述多层改进区组中的另一层中的所述改进区的间隔，与所述多层改进区组中的所述一层相比，所述多层改进区组中的所述另一层更接近于所述晶片的所述第一表面；
通过来自激光束的多光子吸收来形成所述多层改进区组中的每一层中的每个改进区，通过穿过所述晶片的所述第一表面将所述激光束聚焦到所述晶片内部的相应焦点上而使所述来自激光束的多光子吸收发生；以及
沿着所述晶片的预定切割线设置所述多层改进区组。
2、根据权利要求1所述的晶片，其中所述多层改进区组中的所述一层中的所述改进区的间隔大于所述多层改进区组中的所述另一层中的所述改进区的间隔。
3、根据权利要求1所述的晶片，其中设置所述多层改进区组的所述改进区的间隔，从而使得随着离所述晶片的所述第一表面的深度变得越深，所述改进区的间隔逐渐变大。
4、根据权利要求1所述的晶片，其中所述多层改进区组中的所述一层中的所述改进区的间隔小于所述多层改进区组中的所述另一层中的所述改进区的间隔。
5、根据权利要求1所述的晶片，其中设置所述多层改进区组的所述改进区的间隔，从而使得随着离所述晶片的所述第一表面的深度变得越深，所述改进区的间隔逐渐变小。
6、根据权利要求1所述的晶片，其中所述多层改进区组中的连续两层中的一层中的每个改进区的深度范围与所述多层改进区组中的所述连续两层中的另一层中的最接近的一个改进区的深度范围分开或相邻或重叠。
7、根据权利要求1所述的晶片，其中所述晶片是具有多层结构的半导体晶片。
8、根据权利要求1所述的晶片，其中所述晶片是由半导体体材料制成的半导体晶片。
9、一种晶片切割和分割方法，包括：
穿过晶片的第一表面将脉冲激光束聚焦到所述晶片内部的相应深度处的相应焦点上；
相对于所述晶片，沿着所述晶片的预定切割线相对移动所述激光束的焦点，从而以在平行于所述晶片的所述第一表面和相对的第二表面的方向上以相应的恒定间隔设置所述改进区的方式，通过来自所述激光束的多光子吸收形成多个改进区；
依次改变所述激光束的焦点深度，并且在每次改变所述激光束的焦点深度时重复所述激光束的焦点的相对移动，从而形成多层改进区组，在所述晶片的所述第一表面和第二表面之间在深度方向上相继设置所述多层改进区组，并且所述多层改进区组中的一层中的所述改进区的间隔不同于所述多层改进区组中的另一层中的所述改进区的间隔，与所述多层改进区组中的所述一层相比，所述多层改进区组中的所述另一层更接近于所述晶片的所述第一表面；并且
通过破裂所述晶片，沿着所述预定切割线切割和分割所述晶片，所述破裂在沿着所述预定切割线形成的所述多层改进区组处开始。
10、根据权利要求9所述的晶片切割和分割方法，进一步包括：改变所述激光束的脉冲振荡频率，从而使得用于在所述多层改进区组中的所述一层中形成所述改进区的所述激光束的脉冲振荡频率低于用于在所述多层改进区组中的所述另一层中形成所述改进区的所述激光束的脉冲振荡频率，以便使所述多层改进区组中的所述一层中的所述改进区的间隔变得大于所述多层改进区组中的所述另一层中的所述改进区的间隔。
11、根据权利要求10所述的晶片切割和分割方法，其中进行所述激光束的脉冲振荡频率的改变，从而使所述激光束的脉冲振荡频率逐渐降低，以使得随着离所述第一表面的所述激光束的焦点深度变得越深，所述改进区的间隔逐渐变大。
12、根据权利要求9所述的晶片切割和分割方法，进一步包括：改变所述激光束的脉冲振荡频率，从而使用于在所述多层改进区组中的所述一层中形成所述改进区的所述激光束的脉冲振荡频率高于用于在所述多层改进区组中的所述另一层中形成所述改进区的所述激光束的脉冲振荡频率，以便使所述多层改进区组中的所述一层中的所述改进区的间隔变得小于所述多层改进区组中的所述另一层中的所述改进区的间隔。
13、根据权利要求12所述的晶片切割和分割方法，其中进行所述激光束的脉冲振荡频率的改变，从而使所述激光束的脉冲振荡频率逐渐变高，以使得随着离所述第一表面的焦点深度变得越深，所述改进区的间隔逐渐变大。
14、根据权利要求9所述的晶片切割和分割方法，进一步包括：以使用于在所述多层改进区组中的所述一层中形成所述改进区的所述激光束焦点的相对移动速度低于用于在所述多层改进区组中的所述另一层中形成所述改进区的所述激光束焦点的相对移动速度的方式，改变所述激光束焦点的相对移动速度，从而使所述多层改进区组中的所述一层中的所述改进区的间隔变得小于所述多层改进区组中的所述另一层中的所述改进区的间隔。
15、根据权利要求14所述的晶片切割和分割方法，其中进行所述激光束焦点的相对移动速度的改变，从而使激光束焦点的相对移动速度逐渐降低，以使得随着离所述第一表面的焦点深度变得越深，所述改进区的间隔逐渐变小。
16、根据权利要求9所述的晶片切割和分割方法，依次进行所述激光束的焦点深度的改变，从而使所述多层改进区组中的连续两层中的一层中的每个改进区的深度范围与所述多层改进区组中的所述连续两层中的另一层的最接近的一个改进区的深度范围分开或相邻或重叠。
17、根据权利要求9所述的晶片切割和分割方法，其中所述晶片是具有多层结构的半导体晶片。
18、根据权利要求9所述的晶片切割和分割方法，其中所述晶片是由半导体体材料制成的半导体晶片。
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