JP2007165850A - ウェハおよびウェハの分断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光の照射によって形成された改質領域を切断の起点としてウェハを切断分離する際に切断精度を向上させることが可能で且つ高スループットなウェハの分断方法を低コストに提供する。
【解決手段】ウェハ１０では、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ３が異なり、最下層の改質領域群Ｇａの間隔ｄ１が最も大きくなり、最上層の改質領域群Ｇｃの間隔ｄ３が最も小さくなるように設定されている（ｄ１＞ｄ２＞ｄ３）。このように各間隔ｄ１〜ｄ３を設定するため、レーザ光Ｌの出力を一定値に設定した状態で、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを形成する際におけるレーザ光Ｌのパルス発振周波数ｆ１〜ｆ３が異なる値に設定され、最下層の改質領域群Ｇａを形成する際のパルス発振周波数ｆ１が最も低くなり、最上層の改質領域群Ｇｃを形成する際のパルス発振周波数ｆ３が最も高くなるように設定されている（ｆ１＜ｆ２＜ｆ３）。
【選択図】 図１

Description

本発明はウェハおよびウェハの分断方法に係り、詳しくは、レーザ光の照射による多光子吸収によって形成された改質領域を備えたウェハと、そのウェハを切断分離する分断方法とに関するものである。

従来より、レーザ光を用いてウェハ状の加工対象物を個々のチップに切断分離（分断）するダイシング（レーザダイシング）技術の開発が進められている。
例えば、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し、前記加工対象物の内部に多光子吸収による改質領域（クラック領域を含む改質領域、溶融処理領域を含む改質領域、屈折率が変化した領域を含む改質領域）を形成し、この改質領域によって、前記加工対象物の切断予定ラインに沿って前記加工対象物のレーザ光入射面から所定距離内側に、切断の起点となる領域を形成し、その領域を起点とした割断によって加工対象物を切断する技術が提案されている（特許文献１参照）。

また、レーザ光の集光点を加工対象物の内部に合わせて前記加工対象物に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前記加工対象物の内部に改質領域を形成し、かつ、前記加工対象物に照射されるレーザ光の前記加工対象物への入射方向におけるレーザ光の集光点の位置を変えることにより、前記改質領域を前記入射方向に沿って並ぶように複数形成する技術が提案されている（特許文献２参照）。

この特許文献２の技術によれば、改質領域を入射方向に沿って並ぶように複数形成しているため、加工対象物を切断する際に起点となる箇所が増すことから、加工対象物の厚みが大きい場合でも切断が可能になるとしている。

また、基板を含む平板状の加工対象物の一方の面に伸張性のフィルムを装着し、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多光子吸収による改質領域（溶融処理領域）を形成し、この改質領域によって、前記加工対象物の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し、前記フィルムを伸張させることにより、前記切断起点領域を起点として前記加工対象物を複数の部分に、互いに間隔があくように切断する技術が開示されている（特許文献３参照）。

この特許文献３の技術によれば、基板の内部に切断起点領域を形成した後にフィルムを伸張させるため、切断起点領域に引張応力を好適に印加することが可能になり、切断起点領域を起点として基板を比較的小さな力で精度良く割って切断できるとしている。
特許第３４０８８０５号公報（第２〜１６頁 図１〜図３２） 特開２００２−２０５１８０号公報（第２〜９頁 図１〜図２２） 特開２００５−１００１号公報（第１〜１５頁 図１〜図２７）

近年、半導体基板の多層化技術が進展しており、このような多層構造の半導体基板を作成するためのウェハ（半導体ウェハ）についても、特許文献１〜３に開示されているようなレーザダイシング技術を用い、ウェハを個々のチップ（半導体チップ）に切断分離する試みがなされている。
ちなみに、半導体基板の多層化技術には、例えば、貼り合わせ技術やＳＩＭＯＸ（Separation by IMplanted OXygen）技術を含むＳＯＩ（Silicon On Insulator）技術、サファイアなどの基板上にIII−Ｖ族化合物半導体層を結晶成長させる技術、陽極接合を用いてシリコン基板とガラス基板とを貼り合わせる技術などがある。

図１４は、貼り合わせＳＯＩ構造のウェハ５０に従来の技術を用いてレーザ光を照射して改質領域を形成する様子を説明するための説明図であり、ウェハ５０の縦断面を模式的に表したものである。

貼り合わせＳＯＩ構造のウェハ５０は、基板Ｓｉ（単結晶シリコン）層５１、埋込酸化（ＢＯＸ：Buried OXide ）層５２、ＳＯＩ（単結晶シリコン）層５３が下方から上方に向けてこの順番で積層されて形成され、絶縁層である埋込酸化層５２の上に単結晶シリコン層５２が形成されたＳＯＩ構造を成している。
ここで、貼り合わせＳＯＩ構造のウェハ５０は、例えば、貼り合わせる面（鏡面）を熱酸化して酸化膜を形成した２枚のウェハ同士を、その酸化膜を介して張り合わせた後、片側のウェハを所望の厚さになるように研削することで得られ、研磨したウェハがＳＯＩ（単結晶シリコン）層５３になり、研磨していないウェハが基板Ｓｉ（単結晶シリコン）層５１になり、前記酸化膜が埋込酸化層５２になる。

ウェハ５０の裏面（単結晶シリコン層５１の下方面）５０ａには、ダイシングフィルム（ダイシングシート、ダイシングテープ、エキスパンドテープ）５４が貼着されている。
尚、ダイシングフィルム５４は、加熱により伸張するか又は伸張方向に力を加えることにより伸張する伸張性のプラスチック製フィルム材から成り、ウェハ５０の裏面側全面に対して接着剤（図示略）によって接着されている。

レーザ加工装置（図示略）は、レーザ光Ｌを出射するレーザ光源（図示略）と、集光レンズＣＶとを備えており、レーザ光Ｌの光軸ＯＡをウェハ５０の表面５０ｂに対して垂直にした状態で、レーザ光Ｌを集光レンズＣＶを介してウェハ５０の表面（レーザ光Ｌの入射面）５０ｂへ照射させ、ウェハ５０の内部における所定位置にレーザ光Ｌを集光させた集光点（焦点）Ｐを合わせる。その結果、ウェハ５０の内部における集光点Ｐの箇所に改質領域（改質層）Ｒが形成される。
尚、レーザ光Ｌには、例えば、ＹＡＧ（Yttrium Aluminium Garnet）レーザで１０６４ｎｍの赤外光領域の波長のレーザ光を用いればよい。

ここで、改質領域Ｒは、レーザ光Ｌの照射によって発生した主に多光子吸収による溶融処理領域を含むものである。
すなわち、ウェハ５０の内部における集光点Ｐの箇所は、レーザ光Ｌの多光子吸収によって局所的に加熱され、その加熱により一旦溶融した後に再固化する。このように、ウェハ５０の内部にて溶融後に再固化した領域が改質領域Ｒとなる。
つまり、溶融処理領域とは、相変化した領域や結晶構造が変化した領域である。言い換えれば、溶融処理領域とは、ウェハ５０の内部にて、単結晶シリコンが非晶質シリコンに変化した領域、単結晶シリコンが多結晶シリコンに変化した領域、単結晶シリコンが非晶質シリコンおよび多結晶シリコンを含む構造に変化した領域のいずれかの領域である。尚、ウェハ５０は、バルクシリコンウェハであるため、溶融処理領域は主に多結晶シリコンから成る。

ちなみに、溶融処理領域は、レーザ光Ｌがウェハ５０の内部で吸収されること（つまり、通常のレーザ光による加熱）によって形成されたものではなく、主に多光子吸収によって形成される。
そのため、ウェハ５０の内部における集光点Ｐの箇所以外にはレーザ光Ｌがほとんど吸収されず、ウェハ５０の表面５０ｂが溶融することはない。

そして、レーザ加工装置は、ウェハ５０の内部における集光点Ｐの深さ位置を一定にした状態で、レーザ光Ｌをパルス状に照射しながら走査することにより、ウェハ５０における直線状の切断予定ライン（割断線）に沿って（つまり、矢印α方向に沿って）集光点Ｐを移動させる。
尚、図１４は、レーザ光Ｌを紙面水平方向に走査している状態を表している。

ところで、レーザ加工装置がレーザ光Ｌを走査するのではなく、レーザ加工装置によるレーザ光Ｌの照射位置を一定にした状態で、ウェハ５０が載置保持された載置台（図示略）をレーザ光Ｌの照射方向（ウェハ５０の表面５０ｂに対するレーザ光Ｌの入射方向）と直交する方向に移動させてもよい。
すなわち、レーザ光Ｌの走査またはウェハ５０の移動により、ウェハ５０の切断予定ラインに沿いながら、ウェハ５０に対して集光点Ｐを相対的に移動させればよい。

このように、ウェハ５０の内部における集光点Ｐの深さ位置を一定にした状態で、レーザ光Ｌをパルス状に照射しながら、ウェハ５０に対して集光点Ｐを相対的に移動させることにより、ウェハ５０の表面５０ｂから一定深さ位置にて（つまり、レーザ光Ｌの入射面から一定距離内側の位置にて）、ウェハ５０の表裏面５０ｂ，５０ａに対して水平方向に一定の間隔ｄをあけた複数個の改質領域Ｒから成る１層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃが形成されてゆく。

尚、ウェハ５０の内部における集光点Ｐの深さは、ウェハ５０の表面（レーザ光Ｌの入射面）５０ｂから集光点Ｐまでの距離である。
また、改質領域Ｒの間隔ｄは、個々の改質領域Ｒの左右方向（ウェハ５０の表裏面５０ｂ，５０ａに対して水平方向）における中心位置間の距離である。

ここで、改質領域群Ｇａ〜Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄは、ウェハ５０に対する集光点Ｐの相対的移動速度（レーザ光Ｌの走査速度またはウェハ５０の移動速度）ｓを、パルス状に照射されるレーザ光Ｌのパルス発振周波数（繰り返し周波数）ｆで除算した値になる（ｄ＝ｓ／ｆ）。
つまり、集光点Ｐの相対的移動速度ｓが一定の場合には、パルス発振周波数ｆが低くなるほど、改質領域Ｒの間隔ｄが大きくなる。また、パルス発振周波数ｆが一定の場合には、集光点Ｐの相対的移動速度ｓが大きくなるほど、改質領域Ｒの間隔ｄが大きくなる。

そして、レーザ加工装置は、ウェハ５０の内部における集光点Ｐの深さ位置を段階的に変えることにより、ウェハ５０の切断予定ラインに沿うと共に、ウェハ５０の表面５０ｂから深さ方向（ウェハ５０の厚さ方向、ウェハ５０の断面方向、ウェハ５０の表裏面５０ｂ，５０ａに対して垂直方向、ウェハ５０の上下方向）に所定の間隔をあけて（離間して）配置された複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを順次形成する。

言い換えれば、ウェハ５０に照射されるレーザ光Ｌのウェハ５０への入射方向（ウェハ５０の深さ方向）におけるレーザ光Ｌの集光点Ｐの位置（深さ位置）を複数段階に変えることにより、複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを構成する改質領域Ｒを前記入射方向に沿って所望の間隔をあけた状態で並ぶように複数形成する。

例えば、まず、集光点Ｐの深さ位置をウェハ５０の裏面５０ａ近傍に設定した状態で集光点Ｐを相対的に移動させることにより１層目（最下層）の改質領域群Ｇａを形成し、次に、集光点Ｐの深さ位置をウェハ５０の表裏面５０ｂ，５０ｂの略中間に設定した状態で集光点Ｐを相対的に移動させることにより２層目（中間層）の改質領域群Ｇｂを形成し、続いて、集光点Ｐの深さ位置をウェハ５０の表面５０ｂ近傍に設定した状態で集光点Ｐを相対的に移動させることにより３層目（最上層）の改質領域群Ｇｃを形成する。
ところで、図１４に示す例では、３層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを設けているが、改質領域群の層数についてはウェハ５０の板厚に応じて適宜設定すればよく、２層以下または４層以上の改質領域群を設けるようにしてもよい。

ここで、複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃは、レーザ光Ｌが入射するウェハ５０の表面（レーザ光Ｌの入射面）５０ｂに対して遠い方から順番に（前記のように、Ｇａ→Ｇｂ→Ｇｃの順番で）形成することが好ましい。
例えば、レーザ光Ｌが入射するウェハ５０の表面５０ｂに対して近い位置の改質領域群Ｇｃを先に形成し、その後にレーザ光Ｌが入射するウェハ５０の表面５０ｂに対して遠い位置の改質領域群Ｇａを形成した場合には、改質領域群Ｇａの形成時に照射されたレーザ光Ｌが先に形成された改質領域群Ｇｃによって散乱されるため、改質領域群Ｇａを構成する各改質領域Ｒの寸法にバラツキが生じ、改質領域群Ｇａを均一に形成することができない。

しかし、レーザ光Ｌが入射するウェハ５０の表面（レーザ光Ｌの入射面）５０ｂに対して遠い方から順番に改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを形成すれば、当該入射面５０ｂと集光点Ｐとの間に改質領域Ｒがない状態で新たな改質領域Ｒを形成可能なため、既に形成されている改質領域Ｒによってレーザ光Ｌが散乱されず、複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃをそれぞれ均一に形成することができる。

尚、複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを、レーザ光Ｌが入射するウェハ５０の表面５０ｂに対して近い方から順番に（Ｇｃ→Ｇｂ→Ｇａの順番で）形成したり、順番をランダムに設定して形成しても、ある程度均一な改質領域群を得られる場合があるため、改質領域群を形成する順番については、実際に形成される改質領域群を実験的に確かめて適宜設定すればよい。

ところで、ウェハ５０の内部における集光点Ｐの深さ位置を変えて複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを形成するには、以下の方法がある。
［ア］レーザ光Ｌを出射するレーザ光源と集光レンズＣＶから構成されたヘッド（レーザヘッド）を、ウェハ５０の表裏面５０ｂ，５０ａに対して垂直方向に上下動させる方法。
［イ］ウェハ５０が載置保持された載置台を、ウェハ５０の表裏面５０ｂ，５０ａに対して垂直方向に上下動させる方法。
［ウ］前記［ア］［イ］を組み合わせ、ヘッドおよび載置台の両方を相互に逆方向に上下動させる方法。この方法によれば、複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを形成するのに要する時間を前記［ア］［イ］の方法よりも短縮できる。

以上のように、ウェハ５０の内部に複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを形成した後に、ダイシングフィルム５４を切断予定ラインに対して水平方向に伸張させることにより、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃに引張応力を印加する。
尚、図１４に示す例では、ダイシングフィルム５４を紙面垂直方向に伸張させる。

すると、ウェハ５０の内部に剪断応力が発生し、まず、ダイシングフィルム５４に最も近い最下層の改質領域群Ｇａを起点としてウェハ５０の深さ方向に亀裂（割れ）が発生し、次に、中間層の改質領域群Ｇｂを起点としてウェハ５０の深さ方向に亀裂が発生し、続いて、最上層の改質領域群Ｇｃを起点としてウェハ５０の深さ方向に亀裂が発生し、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを起点とする亀裂が成長して繋がり、その成長した亀裂がウェハ５０の表裏面５０ｂ，５０ａに到達することにより、ウェハ５０が切断分離される。

ここで、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃは切断予定ラインに沿って形成されているため、ダイシングフィルム５４を伸張させて各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃに引張応力を好適に印加させることで、複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを構成する各改質領域Ｒを切断の起点とした割断により、ウェハ５０に不要な割れを生じさせることなく、ウェハ５０を比較的小さな力で精度良く切断分離することができる。

尚、薄板略円板状のウェハ５０の表面５０ｂには、多数個のチップ（図示略）が碁盤目状に整列配置されており、切断予定ラインは各チップの間に配置されている。つまり、ウェハ５０の表面５０ｂには複数本の切断予定ラインが格子状に配置されている。
そのため、前記した各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを各切断予定ライン毎に形成した後に、ダイシングフィルム５４を伸張させることにより、ウェハ５０を個々のチップに切断分離する。

ところで、図１４に示す従来の技術および特許文献１〜３の技術では、複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを形成する際において、集光点Ｐの相対的移動速度ｓおよびレーザ光Ｌのパルス発振周波数ｆが共に一定値に設定されており、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ（＝ｓ／ｆ）が全て同じに設定されている。
そのため、ウェハ５０がバルクシリコンウェハまたは表面に酸化膜を形成した程度のバルクシリコンウェハの場合には、最下層から最上層までの全ての改質領域群Ｇａ〜Ｇｃについて正常な改質領域Ｒを確実に形成することができる。

しかし、貼り合わせＳＯＩ構造のウェハ５０では、最上層の改質領域群Ｇｃの改質領域Ｒは正常に形成可能なものの、中間層の改質領域群Ｇｂや最下層の改質領域群Ｇａを構成する改質領域Ｒについては正常に形成し難いという技術的課題がある。
このように、ウェハ５０の表面（レーザ光Ｌの入射面）５０ｂから深い部分（深い位置）に正常な改質領域Ｒを形成することが困難なのは、以下の理由によると考えられる。

すなわち、貼り合わせＳＯＩ構造のウェハ５０は、各層５１〜５３の光学的特性の相違により、レーザ光Ｌに対する屈折率が各層５１〜５３の膜厚や材質により異なる。
よって、屈折率が異なる各層５１，５２や各層５２，５３の境界面ではレーザ光Ｌの一部が反射し、その反射光と入射光とが干渉して相殺されるため、レーザ光Ｌのエネルギーが減衰される。さらに、入射したレーザ光Ｌはウェハ５０の内部で吸収されるため、ウェハ５０の表面（レーザ光Ｌの入射面）５０ｂから深くなる程、レーザ光Ｌのエネルギーが減衰される。
その結果、ウェハ５０の表面５０ｂから深い部分では、多光子吸収を発生させるのに必要なレーザ光Ｌのエネルギーが不足し、溶融処理領域を含む改質領域Ｒを形成不能になるわけである。

図１５は、ウェハ５０に複数層の改質領域群を形成した状態の縦断面を模式的に表した図である。
図１５に示す例では、集光点Ｐの相対的移動速度ｓおよびレーザ光Ｌのパルス発振周波数ｆが共に一定値に設定された加工条件にて、総厚６５０μｍのウェハ５０に対し、複数層の改質領域群を形成している。

図１５に示す例では、ウェハ５０の表面（レーザ光Ｌの入射面）５０ｂから深さ４７８μｍまでの部分５０ｃには、各層の改質領域群を構成する改質領域Ｒが正常に形成されている。しかし、深さ４７８μｍより深い残りの部分５０ｄには、改質領域Ｒが形成されていなかった。

そして、最下層から最上層までの全ての改質領域群Ｇａ〜Ｇｃにおいて、正常な改質領域Ｒが確実に形成されていないウェハ５０は、切断分離する際に不要な割れが生じ易いため、切断予定ラインに沿って精度良く切断分離することが困難であり、ウェハ５０から切断分離されたチップの歩留まりや品質が低下することになる。

ところで、近年、板厚が大きなウェハについても、特許文献１〜３に開示されているようなレーザダイシング技術を用い、ウェハを切断分離する試みがなされている。
しかし、特許文献１〜３の技術では、板厚が大きなウェハを精度良く切断分離するとなると、多数層の改質領域群を形成すると共に、最下層から最上層までの全ての改質領域群における改質領域Ｒの間隔ｄを小さく設定する必要がある。

そのため、各層の改質領域群を形成するのに長い時間を要することからスループット（単位時間当たりの生産性）が低くなり、量産化に不向きであるという技術的課題がある。
または、各層の改質領域群を構成する改質領域Ｒを正常に形成するのにレーザ光Ｌの出力Ｗを大きくする必要があり、レーザ光Ｌを生成するレーザ加工装置の消費電力が大きくなることから、ウェハを切断する際の製造コストが増大するという技術的課題がある。

ところで、近年、半導体基板を作成するための半導体材料から成るウェハに限らず、種々の材料（例えば、ガラスを含む材料など）から成るウェハについても、レーザダイシング技術を用いて切断分離する際の精度を向上させるため、正常な改質領域を確実に形成することが要求されている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、以下の目的を有するものである。
（１）レーザ光の照射によって形成された改質領域を切断の起点としてウェハを切断分離する際の切断精度を向上させることを可能にするための正常な改質領域が確実に形成されたウェハを高スループットかつ低コストに提供する。
（２）レーザ光の照射によって形成された改質領域を切断の起点としてウェハを切断分離する際に切断精度を向上させることが可能で且つ高スループットなウェハの分断方法を低コストに提供する。

請求項１に記載の発明は、
ウェハの表面から深さ方向に複数層の改質領域群が形成されていることと、
前記複数層の改質領域群はそれぞれ、ウェハの表裏面に対して水平方向に一定の間隔をあけて形成された複数個の改質領域から成ることと、
ウェハの表面から浅い部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔に比べて、ウェハの表面から深い部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔が大きいことと、
前記改質領域は、ウェハの表面から内部へ集光点を合わせて照射されたレーザ光による多光子吸収によって形成されたものであることと、
前記複数層の改質領域群は、ウェハの切断予定ラインに沿って配置されていることとを技術的特徴とするウェハである。

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載のウェハにおいて、
ウェハの表面から深い部分になるほど、その部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔が徐々に大きくなることを技術的特徴とする。

請求項３に記載の発明は、
ウェハの表面から深さ方向に複数層の改質領域群が形成されていることと、
前記複数層の改質領域群はそれぞれ、ウェハの表裏面に対して水平方向に一定の間隔をあけて形成された複数個の改質領域から成ることと、
ウェハの表面から浅い部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔に比べて、ウェハの表面から深い部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔が小さいことと、
前記改質領域は、ウェハの表面から内部へ集光点を合わせて照射されたレーザ光による多光子吸収によって形成されたものであることと、
前記複数層の改質領域群は、ウェハの切断予定ラインに沿って配置されていることとを技術的特徴とする。

請求項４に記載の発明は、
請求項３に記載のウェハにおいて、
ウェハの表面から深い部分になるほど、その部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔が徐々に小さくなることを技術的特徴とする。

請求項５に記載の発明は、
ウェハの表面から深さ方向に複数層の改質領域群が形成されていることと、
前記複数層の改質領域群はそれぞれ、ウェハの表裏面に対して水平方向に一定の間隔をあけて形成された複数個の改質領域から成ることと、
前記複数層の改質領域群のうちの少なくとも１層の改質領域群を構成する改質領域の間隔が、他の改質領域群を構成する改質領域の間隔と異なることと、
前記改質領域は、ウェハの表面から内部へ集光点を合わせて照射されたレーザ光による多光子吸収によって形成されたものであることと、
前記複数層の改質領域群は、ウェハの切断予定ラインに沿って配置されていることとを技術的特徴とするウェハである。

請求項６に記載の発明は、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のウェハにおいて、
前記複数層の改質領域群は、ウェハの表面から深さ方向にて、離間または隣接または一部重複して配置されていることを技術的特徴とする。

請求項７に記載の発明は、
請求項１，２，５，６のいずれか１項に記載のウェハにおいて、
前記ウェハは多層構造の半導体ウェハであることを技術的特徴とする。

請求項８に記載の発明は、
請求項３〜６のいずれか１項に記載のウェハにおいて、
前記ウェハは半導体のバルク材から成る半導体ウェハであることを技術的特徴とする。

請求項９に記載の発明は、
ウェハの表面から内部へ集光点を合わせてレーザ光をパルス状に照射することにより、前記ウェハの切断予定ラインに沿って前記ウェハの内部に多光子吸収による改質領域を形成しながら、前記ウェハに対して前記集光点を相対的に移動させることにより、前記ウェハの表裏面に対して水平方向に一定の間隔をあけて形成された複数個の前記改質領域から成る１層の改質領域群を形成する工程と、
前記ウェハの内部における前記集光点の深さ位置を段階的に変えることにより、前記ウェハの表面から深さ方向に複数層の前記改質領域群を順次形成する工程と、
前記ウェハの切断予定ラインに沿って配置された前記複数層の改質領域群を切断の起点とした割断により、前記ウェハを切断予定ラインに沿って切断分離する工程と
を備えたウェハの分断方法であって、
前記ウェハの表面から深い部分に前記改質領域群を形成する際には、前記レーザ光のパルス発振周波数を低く設定することにより、当該深い部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔を大きくし、
前記ウェハの表面から浅い部分に前記改質領域群を形成する際には、前記レーザ光のパルス発振周波数を、前記深い部分のそれよりも高く設定することにより、当該浅い部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔を、前記深い部分のそれよりも小さくすることを技術的特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、
請求項９に記載のウェハの分断方法において、
前記ウェハの表面から深い部分になるほど、その部分に前記改質領域群を形成する際の前記パルス発振周波数を徐々に低くすることにより、当該部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔を徐々に大きくすることを技術的特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、
ウェハの表面から内部へ集光点を合わせてレーザ光をパルス状に照射することにより、前記ウェハの切断予定ラインに沿って前記ウェハの内部に多光子吸収による改質領域を形成しながら、前記ウェハに対して前記集光点を相対的に移動させることにより、前記ウェハの表裏面に対して水平方向に一定の間隔をあけて形成された複数個の前記改質領域から成る１層の改質領域群を形成する工程と、
前記ウェハの内部における前記集光点の深さ位置を段階的に変えることにより、前記ウェハの表面から深さ方向に複数層の前記改質領域群を順次形成する工程と、
前記ウェハの切断予定ラインに沿って配置された前記複数層の改質領域群を切断の起点とした割断により、前記ウェハを切断予定ラインに沿って切断分離する工程と
を備えたウェハの分断方法であって、
前記ウェハの表面から深い部分に前記改質領域群を形成する際には、前記集光点の相対的移動速度を遅く設定するか、または、前記レーザ光のパルス発振周波数を高く設定することにより、当該深い部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔を小さくし、
前記ウェハの表面から浅い部分に前記改質領域群を形成する際には、前記相対的移動速度を前記深い部分のそれよりも速く設定するか、または、前記パルス発振周波数を前記深い部分のそれよりも低く設定することにより、当該浅い部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔を大きくすることを技術的特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、
請求項１１に記載のウェハの分断方法において、
前記ウェハの表面から深い部分になるほど、その部分に前記改質領域群を形成する際の前記相対的移動速度を除々に遅く設定するか又は前記パルス発振周波数を徐々に高くすることにより、当該部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔を徐々に小さくすることを技術的特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、
ウェハの表面から内部へ集光点を合わせてレーザ光をパルス状に照射することにより、前記ウェハの切断予定ラインに沿って前記ウェハの内部に多光子吸収による改質領域を形成しながら、前記ウェハに対して前記集光点を相対的に移動させることにより、前記ウェハの表裏面に対して水平方向に一定の間隔をあけて形成された複数個の前記改質領域から成る１層の改質領域群を形成する工程と、
前記ウェハの内部における前記集光点の深さ位置を段階的に変えることにより、前記ウェハの表面から深さ方向に複数層の前記改質領域群を順次形成する工程と、
前記ウェハの切断予定ラインに沿って配置された前記複数層の改質領域群を切断の起点とした割断により、前記ウェハを切断予定ラインに沿って切断分離する工程と
を備えたウェハの分断方法であって、
前記複数層の改質領域群のうちの少なくとも１層の改質領域群を構成する改質領域の間隔を、他の改質領域群を構成する改質領域の間隔と異ならせることを技術的特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、
請求項９〜１３のいずれか１項に記載のウェハの分断方法において、
前記複数層の改質領域群は、ウェハの表面から深さ方向にて、離間または隣接または一部重複して配置されていることを技術的特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、
請求項９，１０，１３，１４のいずれか１項に記載のウェハの分断方法において、
前記ウェハは多層構造の半導体ウェハであることを技術的特徴とする。

請求項１６に記載の発明は、
請求項１１〜１４のいずれか１項に記載のウェハの分断方法において、
前記ウェハは半導体のバルク材から成る半導体ウェハであることを技術的特徴とする。

以下に記載した（ ）内の数字等は、後述する［発明を実施するための最良の形態］に記載した構成部材・構成要素の符号に対応したものである。

＜請求項１：第１，第３実施形態に該当＞
ウェハ（１０）の内部に多光子吸収による改質領域（Ｒ）を形成するには、ウェハの表面（１０ｂ）から内部へ集光点（Ｐ）を合わせてレーザ光（Ｌ）をパルス状に照射すればよい。
そして、ウェハの表裏面に対して水平方向に一定の間隔（ｄ１〜ｄ３）をあけて形成された複数個の改質領域から成る１層の改質領域群（Ｇａ〜Ｇｃ）を形成するには、ウェハの表面にレーザ光をパルス状に照射しながら、ウェハに対して集光点を相対的に移動させればよい。

ここで、レーザ光の出力（Ｗ）は、レーザ光の１パルス当たりのエネルギー（Ｅ）とパルス発振周波数（ｆ）との乗算値にほぼ等しくなる（Ｗ≒ｆ×Ｅ）。
そのため、レーザ光の出力が一定の場合には、パルス発振周波数が低くなるほど、レーザ光の１パルス当たりのエネルギーが大きくなる。

ちなみに、多層構造のウェハの表面（レーザ光の入射面）から深い部分（深い位置）に正常な改質領域を形成することが困難なのは、以下の理由によると考えられる。
すなわち、多層構造のウェハは、ウェハを構成する各層（５１〜５３）の光学的特性の相違により、レーザ光に対する屈折率が各層（５１〜５３）の膜厚や材質により異なる。

よって、屈折率が異なる層（各層５１，５２や各層５２，５３）の境界面ではレーザ光の一部が反射し、その反射光と入射光とが干渉して相殺されるため、レーザ光のエネルギーが減衰される。さらに、入射したレーザ光はウェハの内部で吸収されるため、ウェハの表面から深くなる程、レーザ光のエネルギーが減衰される。
その結果、ウェハの表面から深い部分では、多光子吸収を発生させるのに必要なレーザ光のエネルギーが不足し、多光子吸収による改質領域（クラック領域を含む改質領域、溶融処理領域を含む改質領域、屈折率が変化した領域を含む改質領域）を形成不能になるわけである。

請求項１の発明では、ウェハの表面から浅い部分に形成された改質領域群（Ｇｃ）を構成する改質領域の間隔に比べて、ウェハの表面から深い部分に形成された改質領域群（Ｇａ）を構成する改質領域の間隔（ｄ１〜ｄ３）が大きい。

このように改質領域の間隔を設定するには、ウェハの内部における集光点の深さ位置に関係なく集光点の相対的移動速度（ｓ）を一定値に固定すると共に、ウェハの表面から浅い部分に形成された改質領域群（Ｇｃ）を形成する際のパルス発振周波数（ｆ３）に比べて、ウェハの表面から深い部分に形成された改質領域群（Ｇａ）を形成する際のパルス発振周波数（ｆ１）を低く設定すればよい。

このようにすれば、集光点の深さに関係なくレーザ光の出力を一定値に設定した場合には、ウェハの表面から深い部分になるほど、レーザ光の１パルス当たりのエネルギーが大きくなる。
その結果、前記した反射光と入射光との干渉・相殺によるレーザ光のエネルギーの減衰にも関わらず、ウェハの表面から深い部分でも、多光子吸収を発生させるのに必要なレーザ光のエネルギーを確保することが可能になり、正常な改質領域を確実に形成することができる。

従って、請求項１の発明によれば、複数層の改質領域群を構成する改質領域が正常に形成された多層構造のウェハを容易に得られる。
そして、複数層の改質領域群を構成する改質領域が正常に形成されているウェハは、切断分離する際に不要な割れが生じ難いため、切断予定ラインに沿って精度良く切断分離することが容易であり、ウェハから切断分離されたチップの歩留まりや品質を向上させることができる。

尚、請求項１の発明において、複数層の改質領域群を構成する改質領域の間隔（ｄ１〜ｄ３）、つまり、複数層の改質領域群を形成する際のパルス発振周波数（ｆ１〜ｆ３）については、前記作用・効果が十分に得られるように、カット・アンド・トライで実験的に最適値を見つけて設定すればよい。

ちなみに、レーザ光のパルス発振周波数を固定した状態で、ウェハの表面から深い部分になるほど、レーザ光の出力が大きくなるように調整しながら、複数層の改質領域群を形成する方法が考えられる。
しかし、この方法では、請求項１の発明に比べて、レーザ光を生成するレーザ加工装置の消費電力が大きくなるため、ウェハを切断する際の製造コストが増大するという欠点がある。

＜請求項２＞
請求項２の発明では、ウェハの表面から深い部分になるほど、その部分に形成された改質領域群を構成する改質領域の間隔（ｄ１〜ｄ３）を徐々に大きくしている。
このように改質領域の間隔を設定するには、ウェハの表面から深い部分になるほど、その深い部分に改質領域群を形成する際のパルス発振周波数（ｆ１〜ｆ３）を徐々に低くすればよい。

前記のように、ウェハの表面から深い部分になるほど正常な改質領域の形成が困難になる。
しかし、請求項２の発明によれば、ウェハの表面から深い部分になるほどレーザ光のパルス発振周波数を徐々に低くすることにより、その深い部分でも改質領域を確実に形成することが可能になるため、請求項１の発明の作用・効果を更に高めることができる。

＜請求項３：第２，第４実施形態に該当＞
請求項３の発明において、複数層の改質領域群を形成するには、前記した請求項１の発明と同様にすればよい。
請求項３の発明では、ウェハ（２０）の表面（２０ｂ）から浅い部分に形成された改質領域群（Ｇｃ）を構成する改質領域（Ｒ）の間隔（ｄ３）に比べて、ウェハの表面から深い部分に形成された改質領域群（Ｇａ）を構成する改質領域の間隔（ｄ１）が小さい。

このように改質領域の間隔を設定するには、複数層の改質領域群（Ｇａ〜Ｇｃ）を形成する際において、集光点（Ｐ）の相対的移動速度（ｓ１〜ｓ３）またはレーザ光（Ｌ）のパルス発振周波数（ｆ１〜ｆ３）の少なくともいずれか一方を異なる値に設定すればよい。

例えば、ウェハの表面から浅い部分に形成された改質領域群（Ｇｃ）を構成する改質領域を形成する際における集光点の相対的移動速度（ｓ３）に比べて、ウェハの表面から深い部分に形成された改質領域群（Ｇａ）を構成する改質領域を形成する際における集光点の相対的移動速度（ｓ１）を遅く設定する。

または、ウェハの表面から浅い部分に形成された改質領域群（Ｇｃ）を構成する改質領域を形成する際におけるレーザ光のパルス発振周波数（ｆ３）に比べて、ウェハの表面から深い部分に形成された改質領域群（Ｇａ）を構成する改質領域を形成する際におけるレーザ光のパルス発振周波数（ｆ１）を高く設定する。

または、ウェハの表面から浅い部分に形成された改質領域群（Ｇｃ）を構成する改質領域を形成する際における集光点の相対的移動速度（ｓ３）に比べて、ウェハの表面から深い部分に形成された改質領域群（Ｇａ）を構成する改質領域を形成する際における集光点の相対的移動速度（ｓ１）を遅く設定し、それと同時に、ウェハの表面から浅い部分に形成された改質領域群（Ｇｃ）を構成する改質領域を形成する際におけるレーザ光のパルス発振周波数（ｆ３）に比べて、ウェハの表面から深い部分に形成された改質領域群（Ｇａ）を構成する改質領域を形成する際におけるレーザ光のパルス発振周波数（ｆ１）を高く設定する。

ところで、ウェハを切断分離する際には、ウェハの内部に複数層の改質領域群を形成した後に、ウェハの裏面（２０ａ）に貼着したダイシングフィルムを切断予定ラインに対して水平方向に伸張させることにより、各改質領域群に引張応力を印加する。

すると、ウェハの内部に剪断応力が発生し、まず、ダイシングフィルムに最も近い最下層の改質領域群を起点としてウェハの深さ方向に亀裂（割れ）が発生し、次に、中間層の改質領域群を起点としてウェハの深さ方向に亀裂が発生し、続いて、最上層の改質領域群を起点としてウェハの深さ方向に亀裂が発生し、各改質領域群を起点とする亀裂が成長して繋がり、その成長した亀裂がウェハの表裏面に到達することにより、ウェハが切断分離される。

このように、ウェハの切断の最初の起点になるのは、ダイシングフィルムによる引張応力がいち早く印加される最下層の改質領域群である。
そのため、ウェハに不要な割れを生じさせることなく、ウェハを比較的小さな力で精度良く切断分離するには、まず、最下層の改質領域群を起点とする亀裂を確実に発生させ、その後に、最下層から上方に向かって各層の改質領域群を起点とする亀裂を順次発生させる必要がある。

従って、請求項３の発明によれば、ダイシングフィルムによる引張応力が印加されると、ウェハの表面から深い部分に形成された改質領域群（Ｇａ）を起点とする亀裂が速やかに形成され、その深い部分から浅い部分に形成された改質領域群（Ｇｃ）へ向かってスムーズに亀裂が成長する。そのため、ウェハを高精度に切断分離することが可能になり、ウェハから切断分離されたチップの歩留まりや品質を向上させることができる。

ところで、複数層の改質領域群において、改質領域（Ｒ）の左右方向（ウェハの表裏面に対して水平方向）の幅（ε）よりも前記間隔（ｄ１〜ｄ３）が小さくなるように設定した場合には、隣合う改質領域が重なり合い、各層の改質領域群が連続一体化した１つの改質領域によって形成されることになる。
この場合には、隣合う改質領域の重なった部分が溶融再結晶化し、その部分の機械的強度が逆に高められてしまい、各層の改質領域群を起点とする亀裂の発生が抑制されるおそれがある。

そのため、請求項３の発明において、複数層の改質領域群を構成する改質領域の間隔（ｄ１〜ｄ３）については、前記作用・効果が十分に得られると同時に、個々の改質領域の左右方向の幅（ε）に合わせ、隣合う改質領域が重ならないように、カット・アンド・トライで実験的に最適値を見つけて設定すればよい。

ちなみに、ウェハの表面から浅い部分に形成された改質領域群（Ｇｂ，Ｇｃ）における改質領域の間隔（ｄ２，ｄ３）についても、ウェハの表面から深い部分に形成された改質領域群（Ｇａ）における改質領域の間隔（ｄ１）と同じ程度の小さな値に設定する方法が考えられる。

しかし、この方法を実現するため、複数層の改質領域群を形成する際における集光点の相対的移動速度（ｓ１〜ｓ３）を全て遅く設定した場合には、請求項３の発明に比べて、複数層の改質領域群を形成するのに長い時間を要することからスループットが低くなり、量産化に不向きであるという欠点がある。

また、この方法を実現するため、複数層の改質領域群を形成する際におけるレーザ光のパルス発振周波数（ｆ１〜ｆ３）を全て高く設定した場合には、請求項３の発明に比べて、ウェハの表面から深い部分に形成された改質領域群を構成する改質領域を正常に形成するのにレーザ光の出力を大きくする必要があり、レーザ光を生成するレーザ加工装置の消費電力が大きくなることから、ウェハを切断する際の製造コストが増大するという欠点がある。

＜請求項４＞
前記のように、ウェハの表面から深い部分になるほどダイシングフィルムによる引張応力が早く印加される。
そこで、請求項４の発明によれば、ウェハの表面から深い部分になるほど、その部分に形成された改質領域群を構成する改質領域の間隔（ｄ１〜ｄ３）を徐々に小さくすることにより、その深い部分でも改質領域群を起点とする亀裂を発生させ易くしてウェハの切断分離を容易にすることが可能になるため、請求項３の発明の作用・効果を更に高めることができる。

＜請求項５：第５〜第１２実施形態に該当＞
請求項５の発明において、複数層の改質領域群を形成するには、前記した請求項１の発明と同様にすればよい。
請求項５の発明では、複数層の改質領域群（Ｇａ〜Ｇｅ）のうちの少なくとも１層の改質領域群を構成する改質領域（Ｒ）の間隔（ｄ１〜ｄ５）が、他の改質領域群を構成する改質領域の間隔と異なる。

例えば、複数層の改質領域群を構成する改質領域の間隔を、ウェハ（２０）の表面（２０ｂ）から深い部分になるに従って徐々に大きくなるように設定したり、ウェハの表面からの深さ方向にて大小を交互に繰り返すように設定したり、ウェハの表面からの深さ方向に大きさがアトランダムになるように設定したりしてもよい。
そして、改質領域の間隔が同じ改質領域群が複数層連続していてもよく、具体的には、７層の改質領域群を設ける場合に、最下層から４層目までの改質領域群を構成する改質領域の間隔が等しく、５層目から最上層までの改質領域群を構成する改質領域の間隔が徐々に大きくなるように設定してもよい。

このように、各改質領域群における改質領域の間隔を設定しても、ウェハを切断分離する際に各改質領域群の上下に発生するウェハの歪みが変わるため、ウェハを高精度に切断分離して割断性を向上させることが可能になり、請求項１または請求項３の発明と同様の作用・効果が得られる。

尚、各改質領域群の上下とは、ウェハの表面からの深さ方向における各改質領域群の表面２０側の端部および裏面側の端部である。
また、各改質領域群を構成する改質領域の間隔については、前記作用・効果を十分に得られるように、カット・アンド・トライで実験的に最適値を見つけて設定すればよい。

＜請求項６：第５〜第１２実施形態に該当＞
請求項６の発明では、複数層の改質領域群（Ｇａ〜Ｇｅ）が、ウェハ（２０）の表面（２０ｂ）から深さ方向にて、離間または隣接または一部重複して配置されている。
このように、ウェハの深さ方向に各改質領域群を配置しても、ウェハを切断分離する際に各改質領域群を起点とする亀裂を良好に繋げることが可能であるため、請求項１の発明と同様の作用・効果が得られる。

尚、ウェハの深さ方向における各改質領域群の形成箇所を所望の位置に設定するには、ウェハの内部における集光点の深さ位置を［ア］〜［ウ］の方法を用いて適宜設定すればよい。
［ア］レーザ光（Ｌ）を出射するレーザ光源と集光レンズ（ＣＶ）から構成されたヘッド（レーザヘッド）を、ウェハの表裏面に対して垂直方向に上下動させる方法。
［イ］ウェハが載置保持された載置台を、ウェハの表裏面に対して垂直方向に上下動させる方法。
［ウ］前記［ア］［イ］を組み合わせ、ヘッドおよび載置台の両方を相互に逆方向に上下動させる方法。この方法によれば、複数層の改質領域群を形成するのに要する時間を前記［ア］［イ］の方法よりも短縮できる。

＜請求項７＞
請求項７の発明によれば、切断分離する際の切断精度を向上させることを可能にするための正常な改質領域が確実に形成された多層構造の半導体ウェハが得られる。

＜請求項８＞
請求項８の発明によれば、切断分離する際の切断精度を向上させることを可能にするための正常な改質領域が確実に形成された半導体のバルク材から成る半導体ウェハが得られる。

＜請求項９，請求項１０：第１，第３実施形態に該当＞
請求項９，１０の発明はそれぞれ、請求項１，２の発明に係るウェハを製造するものである。そのため、請求項９，１０の発明によれば、前記した請求項１，２の発明と同様の作用・効果が得られる。

＜請求項１１，請求項１２：第２，第４実施形態に該当＞
請求項１１，１２の発明はそれぞれ、請求項３，４の発明に係るウェハを製造するものである。そのため、請求項１１，１２の発明によれば、前記した請求項３，４の発明と同様の作用・効果が得られる。

＜請求項１３，請求項１４：第５〜第１２実施形態に該当＞
請求項１３，１４の発明はそれぞれ、請求項５，６の発明に係るウェハを製造するものである。そのため、請求項１３，１４の発明によれば、前記した請求項５，６の発明と同様の作用・効果が得られる。

＜請求項１５，請求項１６＞
請求項１５，１６の発明はそれぞれ、請求項７，８の発明に係るウェハを製造するものである。そのため、請求項１５，１６の発明によれば、前記した請求項７，８の発明と同様の作用・効果が得られる。

以下、本発明を具体化した各実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各実施形態において、図１４に示した従来技術と同一の構成部材および構成要素については符号を等しくして説明を省略してある。また、各実施形態において、同一の構成部材および構成要素については符号を等しくすると共に、同一内容の箇所については重複説明を省略してある。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態において貼り合わせＳＯＩ構造のウェハ１０にレーザ光を照射して改質領域を形成する様子を説明するための説明図であり、ウェハ１０の縦断面を模式的に表したものである。
貼り合わせＳＯＩ構造のウェハ（半導体ウェハ）１０は、従来技術のウェハ５０と同じく、単結晶シリコン層５１、埋込酸化層５２、単結晶シリコン層５３が下方から上方に向けてこの順番で積層されて形成され、絶縁層である埋込酸化層５２の上に単結晶シリコン層５３が形成されたＳＯＩ構造を成している。
ウェハ１０の裏面１０ａには、ダイシングフィルム５４が貼着されている。

そして、ウェハ１０の内部には、従来技術のウェハ５０と同じく、ウェハ１０の表面１０ｂからそれぞれ一定深さ位置にて、ウェハ１０の表裏面１０ｂ，１０ａに対して水平方向に一定の間隔ｄ１〜ｄ３をあけた複数個の改質領域Ｒから成る改質領域群Ｇａ〜Ｇｃが形成されている。
複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃは、従来技術のウェハ５０と同じく、ウェハ１０の表面１０ｂから深さ方向（ウェハ１０の厚さ方向、ウェハ１０の断面方向、ウェハ１０の表裏面１０ｂ，１０ａに対して垂直方向、ウェハ１０の上下方向）に所定の間隔をあけて（離間して）配置されている。

従来技術のウェハ５０では、複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを形成する際において、集光点Ｐの相対的移動速度ｓおよびレーザ光Ｌのパルス発振周波数ｆが共に一定値に設定されており、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄが全て同じに設定されている。
それに対して、第１実施形態のウェハ１０では、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ３が異なり、最下層の改質領域群Ｇａにおける間隔ｄ１が最も大きくなり、最上層の改質領域群Ｇｃにおける間隔ｄ３が最も小さくなるように設定されている（ｄ１＞ｄ２＞ｄ３）。

前記のように、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ３は、ウェハ１０に対する集光点Ｐの相対的移動速度（レーザ光Ｌの走査速度またはウェハ１０の移動速度）ｓを、パルス状に照射されるレーザ光Ｌのパルス発振周波数（繰り返し周波数）ｆで除算した値になる（ｄ＝ｓ／ｆ）。

第１実施形態でも、従来技術と同じく、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを形成する際における集光点Ｐの相対的移動速度ｓが一定値に設定されている。
しかし、第１実施形態では、レーザ光Ｌの出力Ｗを一定値に設定した状態で、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを形成する際におけるレーザ光Ｌのパルス発振周波数ｆ１〜ｆ３が異なる値に設定され、最下層の改質領域群Ｇａを形成する際のパルス発振周波数ｆ１が最も低くなり、最上層の改質領域群Ｇｃを形成する際のパルス発振周波数ｆ３が最も高くなるように設定されている（ｆ１＜ｆ２＜ｆ３）。

ところで、レーザ光Ｌの出力Ｗは、レーザ光Ｌの１パルス当たりのエネルギーＥとパルス発振周波数ｆとの乗算値にほぼ等しくなる（Ｗ≒ｆ×Ｅ）。
そのため、レーザ光Ｌの出力Ｗが一定の場合には、パルス発振周波数ｆが低くなるほど、レーザ光Ｌの１パルス当たりのエネルギーＥが大きくなる。

前記のように、ウェハ１０の表面（レーザ光Ｌの入射面）１０ｂから深い部分（深い位置）に正常な改質領域Ｒを形成することが困難なのは、以下の理由によると考えられる。
すなわち、貼り合わせＳＯＩ構造のウェハ１０は、各層５１〜５３の光学的特性の相違により、レーザ光Ｌに対する屈折率が各層５１〜５３の膜厚や材質により異なる。

そのため、屈折率が異なる各層５１，５２や各層５２，５３の境界面ではレーザ光Ｌの一部が反射し、その反射光と入射光とが干渉して相殺され、ウェハ１０の表面（レーザ光Ｌの入射面）１０ｂから深い部分ではレーザ光Ｌのエネルギーが大幅に減衰される。
その結果、ウェハ１０の表面１０ｂから深い部分では、多光子吸収を発生させるのに必要なレーザ光Ｌのエネルギーが不足し、溶融処理領域を含む改質領域Ｒを形成不能になるわけである。

しかし、第１実施形態では、ウェハ１０の表面１０ｂから深い部分になるほど、その深い部分に改質領域群を形成する際のパルス発振周波数ｆが低くなるように設定されている。
そのため、集光点Ｐの深さに関係なくレーザ光Ｌの出力Ｗを一定値に設定した場合には、ウェハ１０の表面１０ｂから深い部分になるほど、レーザ光Ｌの１パルス当たりのエネルギーＥが大きくなる。
その結果、前記した反射光と入射光との干渉・相殺によるレーザ光Ｌのエネルギーの減衰にも関わらず、ウェハ１０の表面１０ｂから深い部分でも、多光子吸収を発生させるのに必要なレーザ光Ｌのエネルギーを確保することが可能になり、溶融処理領域を含む正常な改質領域Ｒを確実に形成することができる。

そこで、第１実施形態では、まず、最上層の改質領域群Ｇｃを構成する改質領域Ｒを正常に形成するために必要十分なレーザ光Ｌの出力Ｗの値を実験的に求めておく。
そして、求めた値に出力Ｗを固定した状態で、ウェハ１０の表面１０ｂから深い部分になるほど、レーザ光Ｌのパルス発振周波数ｆが低くなるように調整しながら、複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを順次形成してゆく。

このように、複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを構成する改質領域Ｒが正常に形成されているウェハ１０は、切断分離する際に不要な割れが生じ難いため、切断予定ラインに沿って精度良く切断分離することが容易であり、ウェハ１０から切断分離されたチップの歩留まりや品質を向上させることができる。

尚、第１実施形態において、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを形成する際のパルス発振周波数ｆ１〜ｆ３（各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを構成する改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ３）については、前記作用・効果が十分に得られるように、カット・アンド・トライで実験的に最適値を見つけて設定すればよい。

ところで、前記のように、集光点Ｐの相対的移動速度ｓが一定の場合には、レーザ光Ｌのパルス発振周波数ｆが低くなるほど、改質領域Ｒの間隔ｄが大きくなる。
そのため、ウェハ１０の表面１０ｂから深い部分になるほど、その深い部分に形成された改質領域群を構成する改質領域Ｒの間隔ｄが大きくなっていれば、その深い部分に改質領域群を形成する際のパルス発振周波数ｆが低くなるように設定されていることがわかる。

従って、各層の改質領域群を構成する改質領域Ｒの間隔ｄを実測することにより、レーザ光Ｌのパルス発振周波数ｆを、従来技術のように一定値に固定しているか、または、第１実施形態のように可変しているかを調べることが可能であり、第１実施形態に係る技術を侵害しているどうかを容易に検討できる。

ちなみに、レーザ光Ｌのパルス発振周波数ｆを固定した状態で、ウェハ１０の表面１０ｂから深い部分になるほど、レーザ光Ｌの出力Ｗが大きくなるように調整しながら、複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを順次形成する方法が考えられる。
しかし、この方法では、第１実施形態に比べて、レーザ光Ｌを生成するレーザ加工装置の消費電力が大きくなるため、ウェハ１０を切断する際の製造コストが増大するという欠点がある。

図２は、ウェハ１０に複数層の改質領域群を形成した状態の縦断面を模式的に表した図である。
図２に示す例では、ウェハ１０の表面１０ｂに最も近い（最も浅い）最上層の改質領域群を形成する際には、レーザ光Ｌのパルス発振周波数ｆを高く設定し、改質領域Ｒの間隔ｄが小さく（狭く）なるようにしている。
また、ウェハ１０の表面１０ｂから最も遠い（最も深い）最下層の改質領域群を形成する際には、レーザ光Ｌのパルス発振周波数ｆを低く設定し、改質領域Ｒの間隔ｄが大きく（広く）なるようにしている。
そして、最上層と最下層の中間層の改質領域群を形成する際には、下層から上層に向かって、レーザ光Ｌのパルス発振周波数ｆを除々に高く設定してゆくことにより、改質領域Ｒの間隔ｄが除々に小さくなるようにしている。

その結果、図２に示す例では、ウェハ１０の表面（レーザ光Ｌの入射面）１０ｂから裏面１０ａまでの全部分について、全ての層の改質領域群を構成する改質領域Ｒが正常に形成されている。

＜第２実施形態＞
図３は、第２実施形態においてウェハ２０にレーザ光を照射して改質領域を形成する様子を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。
ウェハ２０は、単結晶シリコンのバルク材から成るウェハ（バルクシリコンウェハ）である。
ウェハ２０の裏面２０ａには、ダイシングフィルム５４が貼着されている。

そして、ウェハ２０の内部には、従来技術のウェハ５０と同じく、ウェハ２０の表面２０ｂからそれぞれ一定深さ位置にて、ウェハ２０の表裏面２０ｂ，２０ａに対して水平方向に一定の間隔ｄ１〜ｄ３をあけた複数個の改質領域Ｒから成る改質領域群Ｇａ〜Ｇｃが形成されている。
複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃは、従来技術のウェハ５０と同じく、ウェハ２０の表面２０ｂから深さ方向（ウェハ２０の厚さ方向、ウェハ２０の断面方向、ウェハ２０の表裏面２０ｂ，２０ａに対して垂直方向、ウェハ２０の上下方向）に所定の間隔をあけて（離間して）配置されている。

第２実施形態のウェハ２０では、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ３が異なり、最下層の改質領域群Ｇａにおける間隔ｄ１が最も小さくなり、最上層の改質領域群Ｇｃにおける間隔ｄ３が最も大きくなるように設定されている（ｄ１＜ｄ２＜ｄ３）。

このように、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ３を設定するため、第２実施形態では、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを形成する際において、集光点Ｐの相対的移動速度ｓまたはレーザ光Ｌのパルス発振周波数ｆの少なくともいずれか一方が異なる値に設定されている。

例えば、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを形成する際における集光点Ｐの相対的移動速度ｓ１〜ｓ３が異なる値に設定され、最下層の改質領域群Ｇａを形成する際の相対的移動速度ｓ１が最も遅くなり、最上層の改質領域群Ｇｃを形成する際の相対的移動速度ｓ３が最も速くなるように設定されている（ｓ１＜ｓ２＜ｓ３）。

または、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを形成する際におけるレーザ光Ｌのパルス発振周波数ｆ１〜ｆ３が異なる値に設定され、最下層の改質領域群Ｇａを形成する際のパルス発振周波数ｆ１が最も高くなり、最上層の改質領域群Ｇｃを形成する際のパルス発振周波数ｆ３が最も低くなるように設定されている（ｆ１＞ｆ２＞ｆ３）。

または、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ３が前記大小関係（ｄ１＜ｄ２＜ｄ３）になるように、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを形成する際における集光点Ｐの相対的移動速度ｓ１〜ｓ３およびレーザ光Ｌのパルス発振周波数ｆ１〜ｆ３の大小関係を以下のように設定してもよい。
(1)ｓ１＜ｓ２＜ｓ３ 且つ ｆ１＞ｆ２＞ｆ３
(2)ｓ１＞ｓ２＞ｓ３ 且つ ｆ１＞ｆ２＞ｆ３
(3)ｓ１＜ｓ２＜ｓ３ 且つ ｆ１＜ｆ２＜ｆ３

前記のように、ウェハ２０を切断分離する際には、ウェハ２０の内部に複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを形成した後に、ダイシングフィルム５４を切断予定ラインに対して水平方向に伸張させることにより、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃに引張応力を印加する。
尚、図３に示す例では、ダイシングフィルム５４を紙面垂直方向に伸張させる。

すると、ウェハ２０の内部に剪断応力が発生し、まず、ダイシングフィルム５４に最も近い最下層の改質領域群Ｇａを起点としてウェハ２０の深さ方向に亀裂（割れ）が発生し、次に、中間層の改質領域群Ｇｂを起点としてウェハ２０の深さ方向に亀裂が発生し、続いて、最上層の改質領域群Ｇｃを起点としてウェハ２０の深さ方向に亀裂が発生し、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを起点とする亀裂が成長して繋がり、その成長した亀裂がウェハ２０の表裏面２０ｂ，２０ａに到達することにより、ウェハ２０が切断分離される。

このように、ウェハ２０の切断の最初の起点になるのは、ダイシングフィルム５４による引張応力がいち早く印加される最下層の改質領域群Ｇａである。
そのため、ウェハ２０に不要な割れを生じさせることなく、ウェハ２０を比較的小さな力で精度良く切断分離するには、まず、改質領域群Ｇａを起点とする亀裂を確実に発生させ、その後に、各改質領域群Ｇｂ，Ｇｃを起点とする亀裂を順次発生させる必要がある。

第２実施形態では、ウェハ２０の表面２０ｂから深い部分になるほど、その深い部分に形成された改質領域群を構成する改質領域Ｒの間隔ｄが小さくなるように設定され、最下層の改質領域群Ｇａにおける間隔ｄ１が最も小さくなっている。
従って、第２実施形態によれば、ダイシングフィルム５４による引張応力が印加されると、最下層の改質領域群Ｇａを起点とする亀裂が速やかに形成され、最下層の改質領域群Ｇａから最上層の改質領域群Ｇｃへ向かってスムーズに亀裂が成長する。そのため、ウェハ２０を高精度に切断分離することが可能になり、ウェハ２０から切断分離されたチップの歩留まりや品質を向上させることができる。

ところで、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃにおいて、改質領域Ｒの左右方向（ウェハ２０の表裏面２０ｂ，２０ａに対して水平方向）の幅εよりも間隔ｄが小さくなるように設定した場合には、隣合う改質領域Ｒが重なり合い、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃが連続一体化した１つの改質領域Ｒによって形成されることになる。
この場合には、隣合う改質領域Ｒの重なった部分が溶融再結晶化し、その部分の機械的強度が逆に高められてしまい、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを起点とする亀裂の発生が抑制されるおそれがある。

そのため、第２実施形態において、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを構成する改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ３については、前記作用・効果が十分に得られると同時に、個々の改質領域Ｒの左右方向の幅εに合わせ、隣合う改質領域Ｒが重ならないように、カット・アンド・トライで実験的に最適値を見つけて設定すればよい。

ちなみに、各改質領域群Ｇｂ，Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ２，ｄ３についても、改質領域群Ｇａにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１と同じ程度の小さな値に設定する方法が考えられる。

しかし、この方法を実現するため、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを形成する際における集光点Ｐの相対的移動速度ｓ１〜ｓ３を全て遅く設定した場合には、第２実施形態に比べて、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを形成するのに長い時間を要することからスループットが低くなり、量産化に不向きであるという欠点がある。

また、この方法を実現するため、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを形成する際におけるレーザ光Ｌのパルス発振周波数ｆ１〜ｆ３を全て高く設定した場合には、第２実施形態に比べて、最下層の改質領域群Ｇａを構成する改質領域Ｒを正常に形成するのにレーザ光Ｌの出力Ｗを大きくする必要があり、レーザ光Ｌを生成するレーザ加工装置の消費電力が大きくなることから、ウェハ２０を切断する際の製造コストが増大するという欠点がある。

＜第３実施形態＞
図４は、第１実施形態の変更例である第３実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ１０の縦断面を模式的に表したものである。
第３実施形態において、図１に示した第１実施形態のウェハ１０と異なるのは、各改質領域群Ｇａ，Ｇｂにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１，ｄ２が等しく、最上層の改質領域群Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ３だけが小さくなるように設定されている点だけである（ｄ１＝ｄ２＞ｄ３）。

このように、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ３を設定するためには、レーザ光Ｌの出力Ｗを一定値に設定した状態で、各改質領域群Ｇａ，Ｇｂを形成する際のパルス発振周波数ｆ１，ｆ２を等しくし、最上層の改質領域群Ｇｃを形成する際のパルス発振周波数ｆ３だけを高く設定すればよい（ｆ１＝ｆ２＜ｆ３）。

すなわち、第１実施形態では、ウェハ１０の表面１０ｂから深い部分になるほど、その深い部分に改質領域群を形成する際のパルス発振周波数ｆが徐々に低くなるように設定することにより、当該深い部分に形成された改質領域群を構成する改質領域Ｒの間隔ｄが除々に大きくなるように設定している。
これは、ウェハ１０の表面１０ｂから深い部分になるほど、正常な改質領域Ｒの形成が困難になるため、パルス発振周波数ｆを徐々に低くすることにより、その深い部分でも改質領域Ｒを確実に形成するためである。

しかし、第３実施形態のように、正常な改質領域Ｒを確実に形成するのが困難なウェハ１０の表面１０ｂから深い部分についてのみ、その深い部分に改質領域群を形成する際のパルス発振周波数ｆを低く設定することにより、当該深い部分に形成された改質領域群Ｇａ，Ｇｂにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１，ｄ２を大きく設定してもよい。そして、ウェハ１０の表面１０ｂから浅い部分については、その浅い部分に改質領域群を形成する際のパルス発振周波数ｆを高く設定することにより、その浅い部分に形成された改質領域群Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ３を小さく設定してもよい。
この第３実施形態のように、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｂにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ３を設定しても、第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。

例えば、第３実施形態を図１４に示す例に適用した場合には、改質領域Ｒを形成するのが困難な深い部分５０ｄについてのみ、その深い部分に改質領域群を形成する際のパルス発振周波数ｆを低く設定することにより、その部分５０ｄに形成された各層の改質領域群における改質領域Ｒの間隔ｄを大きく設定すればよい。このようにすれば、深い部分５０ｄについても、浅い部分５０ｃと同様に、正常な改質領域Ｒを確実に形成できる。

＜第４実施形態＞
図５は、第２実施形態の変更例である第４実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。
第４実施形態において、図３に示した第２実施形態のウェハ２０と異なるのは、各改質領域群Ｇａ，Ｇｂにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１，ｄ２が等しく、最上層の改質領域群Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ３だけが大きくなるように設定されている点だけである（ｄ１＝ｄ２＜ｄ３）。

第２実施形態では、ウェハ２０の表面２０ｂから深い部分になるほど、その深い部分に形成された改質領域群を構成する改質領域Ｒの間隔ｄが除々に小さくなるように設定している。
これは、ウェハ２０の表面２０ｂから深い部分になるほど、ダイシングフィルム５４による引張応力が早く印加されるため、改質領域Ｒの間隔ｄを徐々に小さくすることにより、その深い部分における改質領域群を起点とする亀裂を発生させ易くしてウェハ２０の切断分離を容易にするためである。

しかし、第４実施形態のように、ダイシングフィルム５４による引張応力がいち早く印加されるウェハ２０の表面２０ｂから深い部分についてのみ、その深い部分に形成された改質領域群Ｇａ，Ｇｂにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１，ｄ２を小さく設定し、ウェハ２０の表面２０ｂから浅い部分については、その浅い部分に形成された改質領域群Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ３を大きく設定してもよい。
この第４実施形態のように、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｂにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ３を設定しても、第２実施形態と同様の作用・効果が得られる。

＜第５実施形態＞
図６は、第２実施形態の変更例である第５実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。
第５実施形態では、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ３が異なり、最下層の改質領域群Ｇａにおける間隔ｄ１が最も小さくなり、中間層の改質領域群Ｇｂにおける間隔ｄ２が最も大きくなるように設定されている（ｄ１＜ｄ３＜ｄ２）。
そして、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃは、ウェハ２０の表面２０ｂから深さ方向に所定の間隔をあけて配置されている。

第５実施形態のように各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ３を設定しても、ウェハ２０を切断分離する際に各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃの上下に発生するウェハ２０の歪みが変わるため、ウェハ２０を高精度に切断分離して割断性を向上させることが可能になり、第２実施形態と同様の作用・効果が得られる。
尚、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃの上下とは、ウェハ２０の表面２０ｂからの深さ方向における各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃの表面２０ｂ側の端部および裏面２０ａ側の端部である。

＜第６実施形態＞
図７は、第２実施形態の変更例である第６実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。
第６実施形態では、各改質領域群Ｇａ，Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１，ｄ３が等しく、中間層の改質領域群Ｇｂにおける改質領域Ｒの間隔ｄ２だけが大きくなるように設定されている（ｄ１＝ｄ３＜ｄ２）。
そして、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃは、ウェハ２０の表面２０ｂから深さ方向に所定の間隔をあけて配置されている。
この第６実施形態のように、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ３を設定しても、第５実施形態と同様の作用・効果が得られる。

＜第７実施形態＞
図８は、第２実施形態の変更例である第７実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。
第７実施形態において、ウェハ２０の内部には、ウェハ２０の表面２０ｂからそれぞれ一定深さ位置にて、ウェハ２０の表裏面２０ｂ，２０ａに対して水平方向に一定の間隔ｄ１〜ｄ４をあけた複数個の改質領域Ｒから成る４層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｄが形成されている。

第７実施形態では、各改質領域群Ｇａ，Ｇｄにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１，ｄ４が等しく、それよりも２層目の改質領域群Ｇｂにおける改質領域Ｒの間隔ｄ２が大きく、３層目の改質領域群Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ３が最も大きくなるように設定されている（ｄ１＝ｄ４＜ｄ２＜ｄ３）。
この第７実施形態のように各改質領域群Ｇａ〜Ｇｄにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ４を設定しても、第５実施形態と同様の作用・効果が得られる。

そして、第７実施形態では、ウェハ２０の表面２０ｂから深さ方向において、各改質領域群Ｇａ，Ｇｂが一部重複して配置され、各改質領域群Ｇｂ〜Ｇｄが離間して配置されている。
第７実施形態のように、ウェハ２０の深さ方向に各改質領域群Ｇａ〜Ｇｄを一部重複または離間させて配置しても、ウェハ２０を切断分離する際に各改質領域群Ｇａ〜Ｇｄを起点とする亀裂を良好に繋げることが可能であるため、第２実施形態と同様の作用・効果が得られる。
尚、ウェハ２０の深さ方向における各改質領域群Ｇａ〜Ｇｄの形成箇所を所望の位置に設定するには、ウェハ２０の内部における集光点Ｐの深さ位置を前記［ア］〜［ウ］の方法を用いて適宜設定すればよい。

＜第８実施形態＞
図９は、第２実施形態の変更例である第８実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。
第８実施形態では、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｄにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ４が異なり、最下層の改質領域群Ｇａにおける間隔ｄ１が最も小さくなり、２層目の改質領域群Ｇｂにおける間隔ｄ２が最も大きくなり、最上層の改質領域群Ｇｄにおける間隔ｄ４が２番目に小さくなり、３層目の改質領域群Ｇｃにおける間隔ｄ３が３番目に小さくなるように設定されている（ｄ１＜ｄ４＜ｄ３＜ｄ２）。
この第８実施形態のように、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｄにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ４を設定しても、第５実施形態と同様の作用・効果が得られる。

そして、第８実施形態では、ウェハ２０の表面２０ｂから深さ方向において、各改質領域群Ｇａ，Ｇｂが隣接して配置され、各改質領域群Ｇｃ，Ｇｄが一部重複して配置され、各改質領域群Ｇｂ，Ｇｃが離間して配置されている。
この第８実施形態のように、ウェハ２０の深さ方向に各改質領域群Ｇａ〜Ｇｄを隣接または一部重複または離間させて配置しても、第７実施形態と同様の作用・効果が得られる。

＜第９実施形態＞
図１０は、第２実施形態の変更例である第９実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。
第９実施形態において、ウェハ２０の内部には、ウェハ２０の表面２０ｂからそれぞれ一定深さ位置にて、ウェハ２０の表裏面２０ｂ，２０ａに対して水平方向に一定の間隔ｄ１〜ｄ５をあけた複数個の改質領域Ｒから成る５層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｅが形成されている。

第９実施形態では、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｅにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ５が異なり、最下層の改質領域群Ｇａにおける間隔ｄ１が最も小さくなり、２層目の改質領域群Ｇｂにおける間隔ｄ２が最も大きくなり、４層目の改質領域群Ｇｄにおける間隔ｄ４が２番目に小さくなり、３層目の改質領域群Ｇｃにおける間隔ｄ３が３番目に小さくなり、最上層の改質領域群Ｇｅにおける間隔ｄ５が２番目に大きくなるように設定されている（ｄ１＜ｄ４＜ｄ３＜ｄ５＜ｄ２）。
この第９実施形態のように、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｅにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ５を設定しても、第５実施形態と同様の作用・効果が得られる。

そして、第９実施形態では、ウェハ２０の表面２０ｂから深さ方向において、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｅが一部重複して配置されている。
この第９実施形態のように、ウェハ２０の深さ方向に各改質領域群Ｇａ〜Ｇｅを一部重複させて配置しても、第７実施形態と同様の作用・効果が得られる。

＜第１０実施形態＞
図１１は、第２実施形態の変更例である第１０実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。
第１０実施形態では、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｅにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ５が異なり、最下層の改質領域群Ｇａにおける間隔ｄ１が最も小さくなり、最上層の改質領域群Ｇｅにおける間隔ｄ５が最も大きくなり、２層目の改質領域群Ｇｂにおける間隔ｄ２が２番目に小さくなり、３層目の改質領域群Ｇｃにおける間隔ｄ３が３番目に小さくなり、４層目の改質領域群Ｇｄにおける間隔ｄ４が２番目に大きくなるように設定されている（ｄ１＜ｄ２＜ｄ３＜ｄ４＜ｄ５）。
この第１０実施形態のように、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｅにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ５を設定しても、第５実施形態と同様の作用・効果が得られる。

そして、第１０実施形態では、ウェハ２０の表面２０ｂから深さ方向において、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｅが一部重複して配置されている。
この第１０実施形態のように、ウェハ２０の深さ方向に各改質領域群Ｇａ〜Ｇｅを一部重複させて配置しても、第７実施形態と同様の作用・効果が得られる。

＜第１１実施形態＞
図１２は、第２実施形態の変更例である第１１実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。
第１１実施形態では、各改質領域群Ｇａ，Ｇｃ，Ｇｅにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１，ｄ３，ｄ５が等しく、各改質領域群Ｇｂ，Ｇｄにおける改質領域Ｒの間隔ｄ２，ｄ４が等しく、間隔ｄ１，ｄ３，ｄ５よりも間隔ｄ２，ｄ４が大きくなるように設定されている（ｄ１＝ｄ３＝ｄ５＜ｄ２＝ｄ４）。
この第１１実施形態のように、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｅにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ５を設定しても、第５実施形態と同様の作用・効果が得られる。

そして、第１１実施形態では、ウェハ２０の表面２０ｂから深さ方向において、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｅが一部重複して配置されている。
この第１１実施形態のように、ウェハ２０の深さ方向に各改質領域群Ｇａ〜Ｇｅを一部重複させて配置しても、第７実施形態と同様の作用・効果が得られる。

＜第１２実施形態＞
図１３は、第２実施形態の変更例である第１２実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。
第１２実施形態では、各改質領域群Ｇａ，Ｇｅにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１，ｄ５が等しく、各改質領域群Ｇｂ，Ｇｄにおける改質領域Ｒの間隔ｄ２，ｄ４が等しく、間隔ｄ１，ｄ５よりも間隔ｄ２，ｄ４が大きく、３層目の改質領域群Ｇｃにおける改質領域Ｒの間隔ｄ３が最も大きくなるように設定されている（ｄ１＝ｄ５＜ｄ２＝ｄ４＜ｄ３）。
この第１２実施形態のように、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｅにおける改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ５を設定しても、第５実施形態と同様の作用・効果が得られる。

そして、第１２実施形態では、ウェハ２０の表面２０ｂから深さ方向において、各改質領域群Ｇａ〜Ｇｅが一部重複して配置されている。
この第１２実施形態のように、ウェハ２０の深さ方向に各改質領域群Ｇａ〜Ｇｅを一部重複させて配置しても、第７実施形態と同様の作用・効果が得られる。

＜別の実施形態＞
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。

［１］第１〜第６実施形態では３層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｃを設け、第７実施形態および第８実施形態では４層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｄを設け、第９〜第１２実施形態では５層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｅを設けている。
しかし、改質領域群の層数についてはウェハ１０，２０の板厚に応じて適宜設定すればよく、２層以下または６層以上の改質領域群を設けるようにしてもよい。

［２］第４〜第１２実施形態は第２実施形態の変更例であるが、第２，第４〜第１２実施形態に限らず、複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｅを構成する改質領域Ｒの間隔ｄ１〜ｄ５を、ウェハ２０の表面２０ｂから深い部分になるに従って徐々に大きくなるように設定したり、ウェハ２０の表面２０ｂからの深さ方向にて大小を交互に繰り返すように設定したり、ウェハ２０の表面２０ｂからの深さ方向に大きさがアトランダムになるように設定したりしてもよい。
例えば、改質領域の間隔が同じ改質領域群が複数層連続していてもよく、具体的には、７層の改質領域群を設ける場合に、最下層から４層目までの改質領域群を構成する改質領域の間隔が等しく、５層目から最上層までの改質領域群を構成する改質領域の間隔が徐々に大きくなるように設定してもよい。

すなわち、複数層の改質領域群のうちの少なくとも１層の改質領域群を構成する改質領域の間隔が、他の改質領域群を構成する改質領域の間隔と異なるようにすればよく、その場合でも第５実施形態と同様の作用・効果が得られる。
尚、各改質領域群を構成する改質領域の間隔については、前記作用・効果を十分に得られるように、カット・アンド・トライで実験的に最適値を見つけて設定すればよい。

［３］第２，第４〜第１２実施形態に限らず、ウェハ２０の表面２０ｂから深さ方向に配列された複数層の改質領域群Ｇａ〜Ｇｅを、適宜に離間または隣接または一部重複させて配置すればよく、その場合でも第７実施形態と同様の作用・効果が得られる。
尚、各改質領域群を離間させて配置した場合、その離間させる間隔（ウェハ２０の表面２０ｂから深さ方向の距離）については、前記作用・効果を十分に得られるように、各改質領域群を構成する改質領域の間隔に応じて、カット・アンド・トライで実験的に最適値を見つけて設定すればよい。そして、各改質領域群の間隔は、改質領域群の層毎に異なる値に設定してもよい。

また、各改質領域群を具体的にどのように離間または隣接または一部重複させて配置するかについても、前記作用・効果を十分に得られるように、各改質領域群を構成する改質領域の間隔に応じて、カット・アンド・トライで実験的に設定すればよい。

［４］第１実施形態についても、前記［２］と同様に、複数層の改質領域群のうちの少なくとも１層の改質領域群を構成する改質領域の間隔が、他の改質領域群を構成する改質領域の間隔と異なるようにすればよい。
また、第１実施形態についても、前記［３］と同様に、ウェハ２０の表面２０ｂから深さ方向に配列された複数層の改質領域群を、適宜に離間または隣接または一部重複させて配置すればよい。

［５］第１実施形態は、貼り合わせＳＯＩ構造のウェハ１０に適用したものであるが、本発明の適用はこれに限られるものではなく、多層構造の半導体基板を作成するための半導体材料から成るウェハであれば、どのようなウェハに適用してもよい。
その場合、ウェハとしては、例えば、ＳＩＭＯＸ構造のウェハ、ガラスなどの絶縁基板上に多結晶シリコンまたは非晶質シリコンを固相成長法や溶融再結晶化法により形成したＳＯＩ構造のウェハ、サファイアなどの基板上にIII−Ｖ族化合物半導体層を結晶成長させた半導体発光素子に用いられるウェハ、陽極接合を用いてシリコン基板とガラス基板とを貼り合わせて形成したウェハなどがある。

［６］上記各実施形態は、単結晶シリコン基板を作成するための単結晶シリコンから成るウェハ１０，２０に適用したものであるが、本発明の適用はこれに限られるものではなく、半導体基板（例えば、ガリウム砒素基板など）を作成するための半導体材料（例えば、ガリウム砒素など）から成るウェハであれば、どのようなウェハに適用してもよい。
例えば、第２，第４〜第１２実施形態はバルクシリコンウェハに適用したものであるが、本発明は、どのような半導体のバルク材から成る半導体ウェハに適用してもよい。

また、本発明は、半導体基板を作成するための半導体材料から成るウェハに限らず、種々の材料（例えば、ガラスを含む材料など）から成るウェハに適用してもよい。
その場合、多光子吸収による改質領域Ｒは、上記各実施形態のような溶融処理領域を含むものに限らず、ウェハの形成材料に合わせた適宜なものにすればよい。例えば、ウェハの形成材料がガラスを含む場合には、多光子吸収による改質領域Ｒを、クラック領域を含むものか又は屈折率が変化した領域を含むものにすればよい。
尚、クラック領域または屈折率が変化した領域を含む改質領域については、特許文献１に開示されているため、説明を省略する。

［７］上記各実施形態では、ダイシングフィルム５４を伸張させることによりウェハ１０，２０を切断分離している。しかし、曲率を有した物（例えば、半球状の物）の曲面（膨らんだ方の面）をウェハ１０，２０の切断予定ラインに押し当てて押圧力を印加することにより、複数層の改質領域群に剪断応力を発生させ、ウェハ１０，２０を切断分離するようにしてもよい。

本発明を具体化した第１実施形態において貼り合わせＳＯＩ構造のウェハ１０にレーザ光を照射して改質領域を形成する様子を説明するための説明図であり、ウェハ１０の縦断面を模式的に表したものである。 ウェハ１０に複数層の改質領域群を形成した状態の縦断面を模式的に表した図である。 本発明を具体化した第２実施形態においてウェハ２０にレーザ光を照射して改質領域を形成する様子を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。 第１実施形態の変更例である第３実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ１０の縦断面を模式的に表したものである。 第２実施形態の変更例である第４実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。 第２実施形態の変更例である第５実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。 第２実施形態の変更例である第６実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。 第２実施形態の変更例である第７実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。 第２実施形態の変更例である第８実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。 第２実施形態の変更例である第９実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。 第２実施形態の変更例である第１０実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。 第２実施形態の変更例である第１１実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。 第２実施形態の変更例である第１２実施形態を説明するための説明図であり、ウェハ２０の縦断面を模式的に表したものである。 貼り合わせＳＯＩ構造のウェハ５０に従来の技術を用いてレーザ光を照射して改質領域を形成する様子を説明するための説明図であり、ウェハ５０の縦断面を模式的に表したものである。 ウェハ５０に複数層の改質領域群を形成した状態の縦断面を模式的に表した図である。

符号の説明

１０，２０…ウェハ
１０ａ，２０ａ…ウェハ１０，２０の裏面
１０ｂ，２０ｂ…ウェハ１０，２０の表面
５１，５３…単結晶シリコン層
５２…埋込酸化層
５４…ダイシングフィルム
Ｌ…レーザ光
ＣＶ…集光レンズ
Ｐ…集光点
Ｒ…改質領域
Ｇａ〜Ｇｅ…改質領域群
ｄ（ｄ１〜ｄ５）…各層の改質領域群を構成する改質領域の間隔
ｆ（ｆ１〜ｆ３）…レーザ光のパルス発振周波数
ｓ（ｓ１〜ｓ３）…集光点の相対的移動速度

Claims (16)

1. ウェハの表面から深さ方向に複数層の改質領域群が形成されていることと、
   前記複数層の改質領域群はそれぞれ、ウェハの表裏面に対して水平方向に一定の間隔をあけて形成された複数個の改質領域から成ることと、
   ウェハの表面から浅い部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔に比べて、ウェハの表面から深い部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔が大きいことと、
   前記改質領域は、ウェハの表面から内部へ集光点を合わせて照射されたレーザ光による多光子吸収によって形成されたものであることと、
   前記複数層の改質領域群は、ウェハの切断予定ラインに沿って配置されていることとを特徴とするウェハ。
2. 請求項１に記載のウェハにおいて、
   ウェハの表面から深い部分になるほど、その部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔が徐々に大きくなることを特徴とするウェハ。
3. ウェハの表面から深さ方向に複数層の改質領域群が形成されていることと、
   前記複数層の改質領域群はそれぞれ、ウェハの表裏面に対して水平方向に一定の間隔をあけて形成された複数個の改質領域から成ることと、
   ウェハの表面から浅い部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔に比べて、ウェハの表面から深い部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔が小さいことと、
   前記改質領域は、ウェハの表面から内部へ集光点を合わせて照射されたレーザ光による多光子吸収によって形成されたものであることと、
   前記複数層の改質領域群は、ウェハの切断予定ラインに沿って配置されていることとを特徴とするウェハ。
4. 請求項３に記載のウェハにおいて、
   ウェハの表面から深い部分になるほど、その部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔が徐々に小さくなることを特徴とするウェハ。
5. ウェハの表面から深さ方向に複数層の改質領域群が形成されていることと、
   前記複数層の改質領域群はそれぞれ、ウェハの表裏面に対して水平方向に一定の間隔をあけて形成された複数個の改質領域から成ることと、
   前記複数層の改質領域群のうちの少なくとも１層の改質領域群を構成する改質領域の間隔が、他の改質領域群を構成する改質領域の間隔と異なることと、
   前記改質領域は、ウェハの表面から内部へ集光点を合わせて照射されたレーザ光による多光子吸収によって形成されたものであることと、
   前記複数層の改質領域群は、ウェハの切断予定ラインに沿って配置されていることとを特徴とするウェハ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のウェハにおいて、
   前記複数層の改質領域群は、ウェハの表面から深さ方向にて、離間または隣接または一部重複して配置されていることを特徴とするウェハ。
7. 請求項１，２，５，６のいずれか１項に記載のウェハにおいて、
   前記ウェハは多層構造の半導体ウェハであることを特徴とするウェハ。
8. 請求項３〜６のいずれか１項に記載のウェハにおいて、
   前記ウェハは半導体のバルク材から成る半導体ウェハであることを特徴とするウェハ。
9. ウェハの表面から内部へ集光点を合わせてレーザ光をパルス状に照射することにより、前記ウェハの切断予定ラインに沿って前記ウェハの内部に多光子吸収による改質領域を形成しながら、前記ウェハに対して前記集光点を相対的に移動させることにより、前記ウェハの表裏面に対して水平方向に一定の間隔をあけて形成された複数個の前記改質領域から成る１層の改質領域群を形成する工程と、
   前記ウェハの内部における前記集光点の深さ位置を段階的に変えることにより、前記ウェハの表面から深さ方向に複数層の前記改質領域群を順次形成する工程と、
   前記ウェハの切断予定ラインに沿って配置された前記複数層の改質領域群を切断の起点とした割断により、前記ウェハを切断予定ラインに沿って切断分離する工程と
   を備えたウェハの分断方法であって、
   前記ウェハの表面から深い部分に前記改質領域群を形成する際には、前記レーザ光のパルス発振周波数を低く設定することにより、当該深い部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔を大きくし、
   前記ウェハの表面から浅い部分に前記改質領域群を形成する際には、前記レーザ光のパルス発振周波数を、前記深い部分のそれよりも高く設定することにより、当該浅い部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔を、前記深い部分のそれよりも小さくする
   ことを特徴とするウェハの分断方法。
10. 請求項９に記載のウェハの分断方法において、
    前記ウェハの表面から深い部分になるほど、その部分に前記改質領域群を形成する際の前記パルス発振周波数を徐々に低くすることにより、当該部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔を徐々に大きくすることを特徴とするウェハの分断方法。
11. ウェハの表面から内部へ集光点を合わせてレーザ光をパルス状に照射することにより、前記ウェハの切断予定ラインに沿って前記ウェハの内部に多光子吸収による改質領域を形成しながら、前記ウェハに対して前記集光点を相対的に移動させることにより、前記ウェハの表裏面に対して水平方向に一定の間隔をあけて形成された複数個の前記改質領域から成る１層の改質領域群を形成する工程と、
    前記ウェハの内部における前記集光点の深さ位置を段階的に変えることにより、前記ウェハの表面から深さ方向に複数層の前記改質領域群を順次形成する工程と、
    前記ウェハの切断予定ラインに沿って配置された前記複数層の改質領域群を切断の起点とした割断により、前記ウェハを切断予定ラインに沿って切断分離する工程と
    を備えたウェハの分断方法であって、
    前記ウェハの表面から深い部分に前記改質領域群を形成する際には、前記集光点の相対的移動速度を遅く設定するか、または、前記レーザ光のパルス発振周波数を高く設定することにより、当該深い部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔を小さくし、
    前記ウェハの表面から浅い部分に前記改質領域群を形成する際には、前記相対的移動速度を前記深い部分のそれよりも速く設定するか、または、前記パルス発振周波数を前記深い部分のそれよりも低く設定することにより、当該浅い部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔を大きくする
    ことを特徴とするウェハの分断方法。
12. 請求項１１に記載のウェハの分断方法において、
    前記ウェハの表面から深い部分になるほど、その部分に前記改質領域群を形成する際の前記相対的移動速度を除々に遅く設定するか又は前記パルス発振周波数を徐々に高くすることにより、当該部分に形成された前記改質領域群を構成する前記改質領域の間隔を徐々に小さくすることを特徴とするウェハの分断方法。
13. ウェハの表面から内部へ集光点を合わせてレーザ光をパルス状に照射することにより、前記ウェハの切断予定ラインに沿って前記ウェハの内部に多光子吸収による改質領域を形成しながら、前記ウェハに対して前記集光点を相対的に移動させることにより、前記ウェハの表裏面に対して水平方向に一定の間隔をあけて形成された複数個の前記改質領域から成る１層の改質領域群を形成する工程と、
    前記ウェハの内部における前記集光点の深さ位置を段階的に変えることにより、前記ウェハの表面から深さ方向に複数層の前記改質領域群を順次形成する工程と、
    前記ウェハの切断予定ラインに沿って配置された前記複数層の改質領域群を切断の起点とした割断により、前記ウェハを切断予定ラインに沿って切断分離する工程と
    を備えたウェハの分断方法であって、
    前記複数層の改質領域群のうちの少なくとも１層の改質領域群を構成する改質領域の間隔を、他の改質領域群を構成する改質領域の間隔と異ならせることを特徴とするウェハの分断方法。
14. 請求項９〜１３のいずれか１項に記載のウェハの分断方法において、
    前記複数層の改質領域群は、ウェハの表面から深さ方向にて、離間または隣接または一部重複して配置されていることを特徴とするウェハの分断方法。
15. 請求項９，１０，１３，１４のいずれか１項に記載のウェハの分断方法において、
    前記ウェハは多層構造の半導体ウェハであることを特徴とするウェハの分断方法。
16. 請求項１１〜１４のいずれか１項に記載のウェハの分断方法において、
    前記ウェハは半導体のバルク材から成る半導体ウェハであることを特徴とするウェハの分断方法。

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