JP2005012203A - レーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 硬度が高い加工対象物であっても効率の良い切断を可能にするレーザ加工方法を提供する。
【解決手段】 切断予定ライン５に沿って加工対象物１の表面３に溝５９を形成した後、加工対象物１の裏面２１をレーザ光入射面として加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせて多光子吸収が生じる条件でレーザ光Ｌを照射し、切断予定ライン５に沿って改質領域７による切断起点領域８を形成する。このように、加工対象物１の内部に切断起点領域８が形成されると、自然に或いは比較的小さな力で切断起点領域８を起点として割れが発生し、その割れが溝５９の底面５９ａと裏面２１とに到達する。したがって、加工対象物１の硬度が高い場合であっても、ブレードによりフルカットする方法に比べ、切断予定ライン５に沿って加工対象物１を効率良く切断することが可能になる。
【選択図】 図２１

Description

本発明は、半導体材料基板、圧電材料基板やガラス基板等の加工対象物の切断に使用されるレーザ加工方法に関する。

近年、ＳＡＷフィルタ用としてＩＴＤ電極等をパターン形成したタンタル酸リチウム基板（特許文献１参照）や、発光素子用としてＧａＮ等のIII−V族化合物半導体を結晶成長させたサファイア基板（特許文献２参照）等、硬度が高い加工対象物を高精度に切断する技術が求められている。

このような加工対象物を切断するための従来一般的な方法として、ブレードにより加工対象物をフルカットする方法や、或いは、ブレードにより加工対象物の表面に溝を形成した後（ハーフカット）、その溝に沿って加工対象物を割って切断する方法等がある。

なお、特許文献３には、次のような窒化物半導体素子の製造方法が記載されている。すなわち、基板上に窒化物半導体が形成されてなる半導体ウェハを加工対象物とし、その基板において窒化物半導体が形成された面と反対側の面に溝を形成する。続いて、その反対側の面側からレーザ光を照射して溝の底面又はその内側にブレイク・ラインを形成する。そして、ローラによりブレイク・ラインに沿って荷重をかけ、半導体ウェハを切断して窒化物半導体素子を得る。
特許第３２９０１４０号公報 特許第２７８０６１８号公報 特開平１１−１７７１３７号公報

しかしながら、特に、上述したような硬度が高い加工対象物については、ブレードによる切削に多大な時間を要するばかりか、ブレードの摩耗が激しくブレードを頻繁に交換しなければならないため、加工対象物の切断効率が悪化してしまうという問題がある。

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、硬度が高い加工対象物であっても効率の良い切断を可能にするレーザ加工方法を提供することを目的とする。

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、ウェハ状の加工対象物の一方の面に加工対象物の切断予定ラインに沿って溝を形成する工程と、溝を形成した後、加工対象物の他方の面をレーザ光入射面として加工対象物の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、加工対象物の内部に改質領域を形成し、この改質領域によって、切断予定ラインに沿ってレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成する工程とを備えることを特徴とする。

このレーザ加工方法においては、切断予定ラインに沿って加工対象物の一方の面に溝を形成した後に、切断予定ラインに沿って加工対象物の内部に改質領域による切断起点領域を形成する。このように、加工対象物の内部に切断起点領域が形成されると、自然に或いは比較的小さな力を加えることで、切断起点領域を起点として割れが発生し、その割れが溝の底面と加工対象物の他方の面とに到達する。したがって、加工対象物の硬度が高い場合であっても、ブレードによりフルカットする方法や、加工対象物の表面に溝のみを形成して割断する方法に比べ、切断予定ラインに沿って加工対象物を効率良く切断することが可能になる。しかも、切断起点領域の形成に際しては、加工対象物の他方の面側から加工対象物の内部にレーザ光を集光させるため、形成した溝の形状に拘わらず、切断起点領域を加工対象物の内部に確実に形成することができる。これは、例えば溝の形成にブレードを用い、形成した溝の底面形状が平滑でない場合に極めて有効である。

なお、切断起点領域とは、加工対象物が切断される際に切断の起点となる領域を意味する。この切断起点領域は、改質領域が連続的に形成されることで形成される場合もあるし、改質領域が断続的に形成されることで形成される場合もある。

また、切断起点領域を形成した後、加工対象物において切断予定ラインに沿った切断予定部分にストレスを生じさせる工程を更に備えてもよい。上述したように、加工対象物の内部に切断起点領域を形成すると、切断起点領域を起点とした割れが自然に発生して加工対象物が切断される場合もあるが、加工対象物の厚さや硬度、溝の深さ等によっては自然に切断されない場合もある。このような場合に、切断予定部分にストレスを生じさせると、切断起点領域を起点とした割れを溝の底面と加工対象物の裏面とに確実に到達させることができ、切断予定ラインに沿って加工対象物を切断すること可能になる。そして、このようなストレスを生じさせる工程を備えることで、一方の面に形成する溝のサイズ（特に、深さ方向）を小さくすることが可能となり、結果として加工対象物の効率の良い切断を達成できる。

なお、「切断予定ラインに沿った切断予定部分にストレスを生じさせる」とは、切断予定部分に引張応力や曲げ応力、或いはせん断応力等を生じさせたり、切断予定部分に温度差を与えて熱応力を生じさせたりすることである。そして、切断予定部分のみに選択的にストレスを生じさせる場合に限らず、例えば、加工対象物全体にストレスを生じさせた結果として、切断予定部分にストレスが生じるような場合も含む。

また、切断予定部分にストレスを生じさせる際には、加工対象物の一方の面又は他方の面に取り付けられた拡張可能部材を拡張させることで、切断予定部分にストレスを生じさせることが好ましい。これにより、切断予定部分にストレスを容易に生じさせることができ、加工対象物を切断予定ラインに沿って容易に切断することが可能になる。

また、加工対象物の一方の面に拡張可能部材が取り付けられる場合において、切断起点領域を形成する際には、切断起点領域を起点として溝の底面に割れが到達するように切断起点領域を形成することが好ましく、一方、加工対象物の他方の面に拡張可能部材が取り付けられる場合において、切断起点領域を形成する際には、切断起点領域を起点として他方の面に割れが到達するように切断起点領域を形成することが好ましい。このように、切断起点領域の形成において、切断起点領域を起点とした割れを拡張可能部材側に到達させると、拡張可能部材の拡張による加工対象物の割断精度をより一層向上させることができる。

また、加工対象物は半導体基板を有し、半導体基板の内部に形成される改質領域は溶融処理領域を含む場合がある。この溶融処理領域は上述した改質領域の一例であるため、この場合にも、加工対象物の硬度に拘わらず、切断予定ラインに沿って加工対象物を効率良く切断することが可能になる。

また、加工対象物は半導体基板を有し、半導体基板の内部に形成される改質領域は、溶融処理領域と、その溶融処理領域に対してレーザ光入射面の反対側に位置する微小空洞とを含む場合がある。この溶融処理領域及び微小空洞は上述した改質領域の一例であるため、この場合にも、加工対象物の硬度に拘わらず、切断予定ラインに沿って加工対象物を効率良く切断することが可能になる。

さらに、本発明に係るレーザ加工方法は、ウェハ状の加工対象物の一方の面に加工対象物の切断予定ラインに沿って溝を形成する工程と、溝を形成した後、加工対象物の一方の面に拡張可能部材を取り付ける工程と、拡張可能部材を取り付けた後、加工対象物の他方の面をレーザ光入射面として加工対象物の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、加工対象物の内部に改質領域を形成し、この改質領域によって、切断予定ラインに沿ってレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成する工程と、切断起点領域を形成した後、加工対象物の一方の面に取り付けられた拡張可能部材を拡張させることで、切断予定部分にストレスを生じさ、加工対象物を切断予定ラインに沿って切断する工程とを備えることを特徴とする。

このレーザ加工方法においても、上述したレーザ加工方法と同様の理由から、硬度が高い加工対象物であっても効率良く切断することが可能になる。しかも、切断予定ラインに沿って溝が形成された加工対象物の一方の面に拡張可能部材を取り付けて、その拡張可能部材を拡張させるため、加工対象物には溝が広げられるように力が作用し、その結果、切断予定ラインに沿って形成された切断起点領域との協働により、加工対象物を切断予定ラインに沿って容易に切断することが可能になる。

本発明によれば、硬度が高い加工対象物であっても効率良く切断することが可能になる。

以下、本発明に係るレーザ加工方法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。本発明に係るレーザ加工方法においては、加工対象物の内部に改質領域を形成する。そして、加工対象物の内部に改質領域を形成するためにレーザ光による多光子吸収を利用する。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。

材料の吸収のバンドギャップＥ_Ｇ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＞Ｅ_Ｇ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＞Ｅ_Ｇ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／ｃｍ^２）で決まり、例えばピークパワー密度が１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）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／ｃｍ^２）で決まる。

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、ウェハ状（平板状）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。

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。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。

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。

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。

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。

（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ＬｉＴａＯ_３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１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）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１×１０^１２（Ｗ／ｃｍ^２）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。

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。

（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^−８ｃｍ^２
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：ＴＥＭ_００
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

なお、レーザ光品質がＴＥＭ_００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。

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１０^１１（Ｗ／ｃｍ^２）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。

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。

（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１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）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１×１０^１２（Ｗ／ｃｍ^２）である。パルス幅は例えば１ｎｓ〜２００ｎｓが好ましい。

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。

（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^−８ｃｍ^２
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：ＴＥＭ_００
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

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。

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。

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。

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。

（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１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）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１×１０^１２（Ｗ／ｃｍ^２）である。パルス幅は例えば１ｎｓ〜２００ｎｓが好ましい。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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：３０ｎｓｅｃ
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／ｓｅｃ

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。

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。

（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１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）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１×１０^１２（Ｗ／ｃｍ^２）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。

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。

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（Ａｌ_２Ｏ_３）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。

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］
次に、第１実施形態に係るレーザ加工方法について説明する。なお、図１９〜図２２は、図１８に示すXIX−XIX線に沿っての部分断面図である。

図１７に示すように、加工対象物１は、タンタル酸リチウム等の圧電基板であり、その表面（一方の面）３には、多数のＳＡＷフィルタ素子５１がフォトリソグラフィ技術によって形成されている。各ＳＡＷフィルタ素子５１は、図１８に示すように、ＩＴＤ電極５２を表面波の伝搬方向に並設させたトランスバーサル型のフィルタであり、各ＩＴＤ電極５２は、細線状の金属膜５３によって並列に接続されている。また、各ＳＡＷフィルタ素子５１は、細線状の金属膜５４によって矩形状に仕切られており、この金属膜５４に対しては、ＩＴＤ電極５２を接続する金属膜５３の一部が近接配置されている。

このような電極構成を採用することで、加工対象物１が急激な温度変化にさらされて焦電効果により焦電荷が発生しても、金属膜５３を介して焦電荷が瞬時に移動するため、ＩＴＤ電極５２の放電破壊を防止することができる。

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金属膜５４に沿って格子状に切断する。まず、加工対象物１の金属膜５４上に切断予定ライン５を設定し（図１８参照）、この加工対象物１に対する切断予定ライン５の位置データを記憶手段（例えば、コンピュータのメモリ等）に保存する。

続いて、ダイシングソーを用いて加工対象物１の表面３に溝を形成する（溝形成工程）。すなわち、図１９に示すように、加工対象物１の裏面（他方の面）２１に保護フィルム５６を貼り付けて、表面３を上方に向けて加工対象物１をダイシングソーの載置台５７上に真空チャック等で固定する。そして、記憶手段に記憶された切断予定ライン５の位置データに基づいて加工対象物１に対してブレード５８を相対移動させ、加工対象物１の表面３に溝を形成する。なお、ブレード５８は、例えば、刃先がダイヤモンドにより形成された回転ブレードである。

これにより、加工対象物１の表面３には、図２０に示すように、切断予定ライン５に沿って所定深さの溝５９が形成される。また、同時に加工対象物１の表面３から金属膜５４と金属膜５３の一部とが除去されて、ＳＡＷフィルタ素子５１について所望の動作が得られることになる。

溝形成工程の後、レーザ加工装置を用いて加工対象物１の内部に切断起点領域を形成する（切断起点領域形成工程）。すなわち、図２１に示すように、加工対象物１の裏面２１から保護フィルム５６を取り除き、加工対象物１の表面３に保護フィルム６１を貼り付けて、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６２上に真空チャック等で固定する。そして、裏面２１をレーザ光入射面として加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせて、上述した多光子吸収が生じる条件でレーザ光Ｌを照射し、同時に、記憶手段に記憶された切断予定ライン５の位置データに基づいて加工対象物１に対して集光点Ｐを相対移動させる。

これにより、加工対象物１の裏面２１と溝５９の底面５９ａとの間の切断予定部分６０には、切断予定ライン５に沿って改質領域７により切断起点領域８が形成される。このように、溝形成工程と切断起点領域形成工程とにおいて切断予定ライン１についての同じ位置データを使用することで、溝５９と切断起点領域８との位置ずれを防止することができる。

切断起点領域形成工程の後、フィルム拡張装置を用いて切断予定部分６０にストレスを生じさせる（ストレス印加工程）。すなわち、図２２に示すように、加工対象物１の表面３から保護フィルム６１を取り除き、加工対象物１の裏面２１に拡張フィルム（拡張可能部材）６３を貼り付けて、拡張フィルム６３を外方側にエキスパンドし、切断予定部分６０に引張応力やせん断応力等のストレスを生じさせる。

これにより、切断起点領域８を起点として割れ６４が発生し、この割れ６４が溝５９の底面５９ａと加工対象物１の裏面２１とに到達して、加工対象物１が切断予定ライン５に沿って複数のチップ６６に切断される。なお、拡張フィルム６３の拡張に伴い各チップ６６が互いに離間するため、各チップ６６を容易且つ確実にピックアップすることが可能になる。

以上のように、第１実施形態に係るレーザ加工方法においては、切断予定ライン５に沿って加工対象物１の表面３に溝５９を形成した後に、切断予定ライン５に沿って加工対象物１の内部に改質領域７による切断起点領域８を形成する。そのため、例えば、加工対象物１の表面３に溝５９のみを形成したものに比べ、より小さな力で拡張フィルム６３を拡張させて加工対象物１を個々のチップ６６に切断することができる。したがって、上述したタンタル酸リチウムその他の酸化物単結晶（水晶、ニオブ酸リチウム、サファイア等）或いは光透過性セラミックス等、硬度の高い加工対象物１であっても、ブレード５８によりフルカットする方法や、加工対象物１の表面３に溝５９のみを形成して割断する方法に比べ、切断予定ライン５に沿って加工対象物１を効率良く切断することが可能になる。

また、溝形成工程においては、ブレード５８により溝５９を形成するため、溝５９の底面５９ａに多数のマイクロクラックが発生し得る。そのため、切断起点領域形成工程において加工対象物１の表面３側からレーザ光Ｌを照射すると、マイクロクラックにより散乱等が生じ、加工対象物１の内部にレーザ光Ｌを効率良く集光することができない。しかしながら、本実施形態のレーザ加工方法においては、加工対象物１の裏面２１側から加工対象物１の内部にレーザ光Ｌを集光させるため、形成した溝５９の形状に拘わらず、切断起点領域８を加工対象物１の内部に確実に形成することができる。なお、切断起点領域８を起点とした割れ６４は前述のマイクロクラックと連結し易くなるため、当該マイクロクラックは、割れ６４が溝５９の底面５９ａ内に確実に収まるのを促進させる。

さらに、溝形成工程及び切断起点領域形成工程の後にストレス印加工程を備えているため、溝５９の深さや幅を小さくすることが可能となる。したがって、加工対象物１の切断時間のより一層の短縮化や、溝５９の形成による切削屑の減少化を達成できる。しかも、溝５９の幅を小さくすることで、加工対象物１から得られるチップ６６の数を増加させることができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係るレーザ加工方法について説明する。なお、図２４〜図２８は、図２３に示すXXIV−XXIV線に沿っての部分断面図である。

図２３及び図２４に示すように、加工対象物１は、シリコンからなる基板７１と、複数の機能素子７２を含んで基板７１の表面７１ａに形成された積層部７３と、基板７１の裏面７１ｂに形成されたダイボンド樹脂層７４とを備えている。ダイボンド樹脂層７４は、紫外線や赤外線等の電磁波の照射により或いは加熱により、粘着性を有するようになるもの又は粘着度を増大させるものであり、チップパッケージに固定する際の接着剤として機能する。なお、基板７１の裏面７１ｂには、ダイボンド樹脂層７４に代わって、金やアルミニウム等の金属膜或いは有機膜が形成される場合もある。

機能素子７２は、基板７１の表面７１ａに積層された層間絶縁膜７６と、層間絶縁膜７６上に配置された配線層７７と、配線層７７を覆うように層間絶縁膜７６上に積層された層間絶縁膜７８と、層間絶縁膜７８上に配置された配線層７９とを有している。配線層７７と基板７１とは、層間絶縁膜７６を貫通する導電性プラグ８１によって電気的に接続され、配線層７９と配線層７７とは、層間絶縁膜７８を貫通する導電性プラグ８２によって電気的に接続されている。

なお、機能素子７２は、基板７１のオリエンテーションフラット７１ｃ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７６，７８は、基板７１の表面７１ａ全体を覆うように隣り合う機能素子７２，７２間に渡って形成されている。

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７２毎に切断する。まず、加工対象物１に対し、隣り合う機能素子７２，７２間を通るように切断予定ライン５を格子状に設定し（図２３参照）、この加工対象物１に対する切断予定ライン５の位置データを記憶手段に保存する。

続いて、ダイシングソーを用いて加工対象物１の裏面（一方の面）２１に溝を形成する（溝形成工程）。すなわち、図２５に示すように、加工対象物１の表面（他方の面）３に保護フィルム５６を貼り付けて、裏面２１を上方に向けて加工対象物１をダイシングソーの載置台５７上に真空チャック等で固定する。そして、記憶手段に記憶された切断予定ライン５の位置データに基づいて加工対象物１に対してブレード５８を相対移動させ、加工対象物１の裏面２１に溝を形成する。これにより、加工対象物１の裏面２１には、図２６に示すように、切断予定ライン５に沿って所定深さの溝５９が形成される。なお、保護フィルム５６の代えて、加工対象物１の表面３に、ガラスや樹脂等からなるプレート状の保護部材を両面テープや粘着剤等により取り付けてもよい。

溝形成工程の後、レーザ加工装置を用いて加工対象物１の内部に切断起点領域を形成する（切断起点領域形成工程）。すなわち、図２７に示すように、加工対象物１の表面３から保護フィルム５６を取り除き、加工対象物１の裏面２１に拡張フィルム（拡張可能部材）６３を貼り付けて、表面３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６２上に真空チャック等で固定する。そして、表面３をレーザ光入射面として加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせて、上述した多光子吸収が生じる条件でレーザ光Ｌを照射し、同時に、記憶手段に記憶された切断予定ライン５の位置データに基づいて加工対象物１に対して集光点Ｐを相対移動させる。なお、層間絶縁膜７６，７８は、レーザ光Ｌに対して透過性を有する材料（ＳｉＯ_２やＳｉＮ等）からなっている。

これにより、加工対象物１の表面３と溝５９の底面５９ａとの間の切断予定部分６０には、切断予定ライン５に沿って改質領域７により切断起点領域８が形成される。このように、溝形成工程と切断起点領域形成工程とにおいて切断予定ライン１についての同じ位置データを使用することで、溝５９と切断起点領域８との位置ずれを防止することができる。なお、基板７１はシリコンからなる半導体基板であるため、改質領域７は溶融処理領域である。

切断起点領域形成工程の後、フィルム拡張装置を用いて切断予定部分６０にストレスを生じさせる（ストレス印加工程）。すなわち、図２８に示すように、加工対象物１の裏面２１に貼り付けられた拡張フィルム６３を外方側にエキスパンドし、切断予定部分６０に引張応力やせん断応力等のストレスを生じさせる。

これにより、切断起点領域８を起点として割れ６４が発生し、この割れ６４が溝５９の底面５９ａと加工対象物１の表面３とに到達して、加工対象物１が切断予定ライン５に沿って複数のチップ６６に切断される。なお、拡張フィルム６３の拡張に伴い各チップ６６が互いに離間するため、各チップ６６を容易且つ確実にピックアップすることが可能になる。

以上のように、第２実施形態に係るレーザ加工方法においては、切断予定ライン５に沿って加工対象物１の裏面２１に溝５９を形成した後に、切断予定ライン５に沿って加工対象物１の内部に改質領域７による切断起点領域８を形成する。したがって、第１実施形態に係るレーザ加工方法と同様の理由から、硬度の高い加工対象物１であっても、ブレード５８によりフルカットする方法や、加工対象物１の裏面２１に溝５９のみを形成して割断する方法に比べ、切断予定ライン５に沿って加工対象物１を効率良く切断することが可能になる。

また、ストレス印加工程においては、切断予定ライン５に沿って溝５９が形成された加工対象物１の裏面２１に拡張フィルム６３を貼り付けて、その拡張フィルム６３を拡張させるため、加工対象物１には溝５９が広げられるように力が作用し、その結果、切断予定ライン５に沿って形成された切断起点領域８との協働により、加工対象物１を切断予定ライン５に沿って容易に切断することが可能になる。

本発明は上記実施形態には限定されない。例えば、第１及び第２実施形態に係るレーザ加工方法は、加工対象物１の内部で多光子吸収を生じさせて改質領域７を形成した場合であったが、加工対象物１の内部で多光子吸収と同等の光吸収を生じさせて改質領域７を形成することができる場合もある。

また、第２実施形態に係るレーザ加工方法は、シリコンからなる基板７１の内部に改質領域７として溶融処理領域を形成する場合であったが、改質領域７として溶融処理領域及び微小空洞を形成してもよい。

また、第１及び第２実施形態に係るレーザ加工方法の溝形成工程ではブレード５８により溝５９を形成したが、エッチング等、他の方法により溝５９を形成してもよい。また、加工対象物１の厚さや硬度、溝５９の深さ等によっては、切断起点領域８の形成と同時に（或いは、その後に）、切断起点領域８を起点として割れ６４が自然に発生して加工対象物１が切断される場合がある。このような場合には、拡張フィルム６３を拡張させるといったストレス印加工程が不要になるため、加工対象物１の更に効率の良い切断が可能となる。

また、溝形成工程及び切断起点領域形成工程の後にストレス印加工程を備える場合でも、切断起点領域８を起点として自然に発生する割れ６４を加工対象物１の裏面２１又は溝５９の底面５９ａのいずれか一方に到達させてもよい。このような制御は、例えば、切断予定部分６０の厚さ方向における中心位置から裏面２１又は底面５９ａのいずれか一方に偏倚させて改質領域７を形成することで可能になる。特に、割れ６４を拡張フィルム６３側の面に到達させると（加工対象物１の表面３側に拡張フィルム６３を貼り付ける場合もある）、拡張フィルム６３の拡張による加工対象物１の割断精度をより一層向上させることができる。

なお、「切断予定部分６０の厚さ方向における中心位置から加工対象物１の裏面２１側に偏倚させて改質領域７を形成する」とは、切断起点領域８を構成する改質領域７が、切断予定部分６０の厚さ方向における厚さ（すなわち、裏面２１と底面５９ａとの距離）の半分の位置から裏面２１側に偏倚して形成されることを意味する。つまり、切断予定部分６０の厚さ方向における改質領域７の幅の中心位置が、切断予定部分６０の厚さ方向における中心位置から裏面２１側に偏倚して位置している場合を意味し、改質領域７の全ての部分が切断予定部分６０の厚さ方向における中心位置に対して裏面２１側に位置している場合のみに限る意味ではない。溝５９の底面５９ａ側に偏倚させて改質領域７を形成する場合についても同様である。

また、溝形成工程後の加工対象物１において、切断予定部分６０の厚さ方向における厚さが比較的厚い場合には、図２９に示すように、切断起点領域形成工程おいて、切断予定ライン５に沿って切断予定部分６０に改質領域７を複数列形成することが好ましい。これは、拡張フィルム６３の拡張により、加工対象物１を切断予定ライン５に沿って容易に切断することが可能になると共に、加工対象物１の積層部７３を切断予定ライン５に沿ってより一層精度良く切断することが可能になるからである。

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１に示すII−II線に沿っての断面図である。 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３に示すIV−IV線に沿っての断面図である。 図３に示すV−V線に沿っての断面図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 第１実施形態に係るレーザ加工方法における加工対象物の平面図である。 図１７に示す加工対象物の要部拡大平面図である。 第１実施形態に係るレーザ加工方法における溝形成工程中の状態を示す断面図である。 第１実施形態に係るレーザ加工方法における溝形成工程後の状態を示す断面図である。 第１実施形態に係るレーザ加工方法における切断起点領域形成工程中の状態を示す断面図である。 第１実施形態に係るレーザ加工方法におけるストレス印加工程中の状態を示す断面図である。 第２実施形態に係るレーザ加工方法における加工対象物の平面図である。 図２３に示すXXIV−XXIV線に沿っての部分断面図である。 第２実施形態に係るレーザ加工方法における溝形成工程中の状態を示す断面図である。 第２実施形態に係るレーザ加工方法における溝形成工程後の状態を示す断面図である。 第２実施形態に係るレーザ加工方法における切断起点領域形成工程中の状態を示す断面図である。 第２実施形態に係るレーザ加工方法におけるストレス印加工程中の状態を示す断面図である。 切断予定ラインに沿って切断予定部分に改質領域が複数列形成された状態を示す断面図である。

符号の説明

１…加工対象物、３…表面、５…切断予定ライン、７…改質領域、８…切断起点領域、１１…シリコンウェハ（半導体基板）、１３…溶融処理領域、１４…微小空洞、２１…裏面、５９…溝、５９ａ…底面、６０…切断予定部分、６３…拡張フィルム（拡張可能部材）、６４…割れ、Ｌ…レーザ光、Ｐ…集光点。

Claims (8)

1. ウェハ状の加工対象物の一方の面に前記加工対象物の切断予定ラインに沿って溝を形成する工程と、
   前記溝を形成した後、前記加工対象物の他方の面をレーザ光入射面として前記加工対象物の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、前記加工対象物の内部に改質領域を形成し、この改質領域によって、前記切断予定ラインに沿って前記レーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成する工程とを備えることを特徴とするレーザ加工方法。
2. 前記切断起点領域を形成した後、前記加工対象物において前記切断予定ラインに沿った切断予定部分にストレスを生じさせる工程を更に備えることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方法。
3. 前記切断予定部分にストレスを生じさせる際には、前記加工対象物の前記一方の面又は前記他方の面に取り付けられた拡張可能部材を拡張させることで、前記切断予定部分にストレスを生じさせることを特徴とする請求項２記載のレーザ加工方法。
4. 前記加工対象物の前記一方の面に前記拡張可能部材が取り付けられる場合において、前記切断起点領域を形成する際には、前記切断起点領域を起点として前記溝の底面に割れが到達するように前記切断起点領域を形成することを特徴とする請求項３記載のレーザ加工方法。
5. 前記加工対象物の前記他方の面に前記拡張可能部材が取り付けられる場合において、前記切断起点領域を形成する際には、前記切断起点領域を起点として前記他方の面に割れが到達するように前記切断起点領域を形成することを特徴とする請求項３記載のレーザ加工方法。
6. 前記加工対象物は半導体基板を有し、前記半導体基板の内部に形成される前記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。
7. 前記加工対象物は半導体基板を有し、前記半導体基板の内部に形成される前記改質領域は、溶融処理領域と、その溶融処理領域に対して前記レーザ光入射面の反対側に位置する微小空洞と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。
8. ウェハ状の加工対象物の一方の面に前記加工対象物の切断予定ラインに沿って溝を形成する工程と、
   前記溝を形成した後、前記加工対象物の前記一方の面に拡張可能部材を取り付ける工程と、
   前記拡張可能部材を取り付けた後、前記加工対象物の他方の面をレーザ光入射面として前記加工対象物の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、前記加工対象物の内部に改質領域を形成し、この改質領域によって、前記切断予定ラインに沿って前記レーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成する工程と、
   切断起点領域を形成した後、前記加工対象物の前記一方の面に取り付けられた拡張可能部材を拡張させることで、前記切断予定部分にストレスを生じさ、前記加工対象物を切断予定ラインに沿って切断する工程とを備えることを特徴とするレーザ加工方法。

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