JP7182456B2 - LASER PROCESSING METHOD AND SEMICONDUCTOR MEMBER MANUFACTURING METHOD - Google Patents

LASER PROCESSING METHOD AND SEMICONDUCTOR MEMBER MANUFACTURING METHOD Download PDF

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Description

本発明は、レーザ加工方法、及び、半導体部材製造方法に関する。 The present invention relates to a laser processing method and a semiconductor member manufacturing method.

半導体インゴット等の半導体対象物にレーザ光を照射することにより、半導体対象物の内部に改質領域を形成し、改質領域から延びる亀裂を進展させることによって、半導体対象物から半導体ウェハ等の半導体部材を切り出す加工方法が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。 By irradiating a semiconductor object such as a semiconductor ingot with a laser beam, a modified region is formed inside the semiconductor object, and a crack extending from the modified region is propagated, whereby a semiconductor such as a semiconductor wafer is removed from the semiconductor object. A processing method for cutting out a member is known (see Patent Documents 1 and 2, for example).

特開2017-183600号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-183600 特開2017-057103号公報JP 2017-057103 A

上述したような加工方法では、改質領域の形成の仕方が、得られる半導体部材の状態に大きく影響する。 In the processing method as described above, the manner of forming the modified region greatly affects the state of the resulting semiconductor member.

本発明は、好適な半導体部材の取得を可能とするレーザ加工方法、及び、半導体部材製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser processing method and a semiconductor member manufacturing method that make it possible to obtain a suitable semiconductor member.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を進めるなかで、次のような問題点を見出した。すなわち、上記のように、レーザ光の照射によって半導体対象物の内部の仮想面に沿って改質スポットを形成すると共に、当該改質スポットから延びる亀裂を進展させて半導体対象物から半導体部材を切り出す場合を検討すると、切り出された面の凹凸を減らすためには、レーザ光の仮想面でのエネルギーを低減することが有効である一方で、レーザ光の仮想面でのエネルギーが低すぎると、改質スポット及び亀裂を生じさせることができなくなる。 The inventor of the present invention found the following problems while conducting intensive studies in order to solve the above problems. That is, as described above, a modified spot is formed along a virtual plane inside a semiconductor object by irradiating a laser beam, and a crack extending from the modified spot is developed to cut out a semiconductor member from the semiconductor object. Considering the case, it is effective to reduce the energy of the laser beam on the imaginary surface in order to reduce the unevenness of the cut surface. Quality spots and cracks are no longer possible.

本発明者は、このような問題点に着目し、さらなる検討を進めることにより、以下の知見を得るに至った。すなわち、まず、ガリウムを含む半導体対象物にレーザ光を照射することにより、仮想面に沿って、複数の改質スポットと、それらの複数の改質スポットにおいて析出されたガリウムを含む析出領域と、を形成する。そうすると、後の工程においてレーザ光を再度照射するときに、仮想面におけるレーザ光のエネルギーを半導体対象物の加工閾値を下回るほど低下させても、予め形成されたガリウムを含む領域を拡大させることができる。その結果、仮想面に渡る亀裂を形成して半導体部材を切り出したときに、切り出された面の凹凸を低減できる。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。 The inventor of the present invention focused on such problems and made further studies to obtain the following findings. That is, first, by irradiating a semiconductor object containing gallium with a laser beam, along a virtual plane, a plurality of modified spots, a deposition region containing gallium deposited at the plurality of modified spots, and to form Then, when the laser light is radiated again in a later step, even if the energy of the laser light on the virtual plane is reduced to below the processing threshold of the semiconductor object, the previously formed region containing gallium can be expanded. can. As a result, when the semiconductor member is cut out by forming a crack across the imaginary surface, the unevenness of the cut out surface can be reduced. The present invention has been made based on such findings.

すなわち、本発明に係るレーザ加工方法は、ガリウムを含む半導体対象物の表面から半導体対象物の内部にレーザ光を照射することにより、半導体対象物の内部において表面に対向する仮想面に沿って、複数の改質スポット、及び、複数の改質スポットにおいて析出されたガリウムを含む複数の析出領域を形成する第1工程と、第1工程の後に、仮想面におけるエネルギーが半導体対象物の加工閾値を下回るように、表面から半導体対象物の内部にレーザ光を照射することにより析出領域を拡大する第2工程と、を備える。 That is, in the laser processing method according to the present invention, by irradiating laser light from the surface of a semiconductor object containing gallium to the inside of the semiconductor object, along a virtual plane facing the surface inside the semiconductor object, a first step of forming a plurality of modified spots and a plurality of deposition regions containing gallium deposited at the plurality of modified spots; a second step of enlarging the deposition area by irradiating laser light from the surface into the interior of the semiconductor object so as to fall below.

この方法においては、まず、ガリウムを含む半導体対象物の内部にレーザ光を照射することにより、レーザ光の入射面である表面に対向する仮想面に沿って、複数の改質スポット、及び、析出されたガリウムを含む複数の析出領域を形成する。そして、後の工程において、仮想面におけるエネルギーが半導体対象物の加工閾値を下回るように、半導体対象物の内部にレーザ光を照射することにより析出領域を拡大する。この結果、上記知見のとおり、仮想面に渡る亀裂を境界とした切り出しにより、凹凸の低減された好適な半導体部材を得ることが可能となる。 In this method, first, by irradiating the inside of a semiconductor object containing gallium with a laser beam, a plurality of modified spots and precipitated forming a plurality of precipitated regions containing sintered gallium; Then, in a subsequent step, the deposition region is expanded by irradiating the interior of the semiconductor object with a laser beam so that the energy on the virtual plane is below the processing threshold of the semiconductor object. As a result, as described above, it is possible to obtain a suitable semiconductor member with reduced unevenness by cutting out along the boundary of the crack extending across the virtual plane.

本発明に係るレーザ加工方法においては、第2工程において、表面に交差する方向からみて集光点が改質スポットに重ならないように表面から半導体対象物の内部にレーザ光を照射してもよい。このように、この方法によれば、より凹凸の低減された好適な半導体部材を得ることが可能となる。 In the laser processing method according to the present invention, in the second step, the inside of the semiconductor object may be irradiated with a laser beam from the surface so that the focal point does not overlap the modification spot when viewed in a direction intersecting the surface. . Thus, according to this method, it is possible to obtain a suitable semiconductor member with reduced unevenness.

本発明に係るレーザ加工方法においては、第2工程において、析出領域にレーザ光を照射してもよい。この場合、析出領域を確実に拡大可能である。 In the laser processing method according to the present invention, the precipitation region may be irradiated with a laser beam in the second step. In this case, the deposition area can be reliably expanded.

本発明に係るレーザ加工方法においては、第1工程においては、複数の改質スポットからそれぞれ延びる複数の亀裂が互いに繋がらないように、複数の改質スポットを形成してもよい。この場合、第2工程におけるレーザ光の照射の際に、レーザ光の集光点を、改質スポットのみならず、改質スポットから延びる亀裂に重ならないようにできる。この結果、第2工程において、意図しない位置に新たな改質スポットや亀裂やガリウムの析出した領域が形成されることを避けることが可能となる。すなわち、凹凸がより低減された好適な半導体部材を得ることが可能となる。 In the laser processing method according to the present invention, in the first step, the plurality of modified spots may be formed such that the plurality of cracks extending from the plurality of modified spots are not connected to each other. In this case, when irradiating the laser beam in the second step, the focal point of the laser beam can be set so as not to overlap not only the modified spot but also the crack extending from the modified spot. As a result, in the second step, it is possible to avoid the formation of new modified spots, cracks, and gallium-precipitated regions at unintended positions. That is, it is possible to obtain a suitable semiconductor member with reduced unevenness.

本発明に係るレーザ加工方法においては、第1工程においては、パルス発振されたレーザ光の集光点を仮想面に沿って移動させることにより、複数の改質スポットとして複数列の改質スポットを形成し、第2工程においては、パルス発振されたレーザ光の集光点を複数列の改質スポットの列間において仮想面に沿って移動させてもよい。この場合、複数の改質スポットに対して第2工程でのレーザ光の集光点が重なるのを確実に防止できる。 In the laser processing method according to the present invention, in the first step, a plurality of rows of modified spots are formed as a plurality of modified spots by moving the focal point of the pulsed laser beam along the virtual plane. In the second step, the condensing point of the pulsed laser light may be moved along the virtual plane between the multiple rows of modified spots. In this case, it is possible to reliably prevent the condensing points of the laser beams in the second step from overlapping the plurality of modified spots.

本発明に係るレーザ加工方法においては、対象物は、窒化ガリウムを含んでもよい。この場合、ガリウムの析出と共に生じた窒素ガスの圧力(内圧)を利用して、仮想面に渡る亀裂を容易に形成することができる。 In the laser processing method according to the present invention, the object may contain gallium nitride. In this case, the pressure (internal pressure) of the nitrogen gas generated along with the deposition of gallium can be used to easily form the crack across the imaginary plane.

本発明に係る半導体部材製造方法は、上記のレーザ加工方法が備える第1工程及び第2工程と、仮想面に渡る亀裂を境界として半導体対象物から半導体部材を取得する第3工程と、を備える。この方法は、上記のレーザ加工方法の第1工程及び第2工程を備える。よって、同様の理由から、凹凸がより低減された好適な半導体部材を得ることができる。 A method for manufacturing a semiconductor member according to the present invention includes the first step and the second step included in the above-described laser processing method, and the third step of obtaining a semiconductor member from a semiconductor object using a crack extending across a virtual plane as a boundary. . This method comprises the first and second steps of the laser processing method described above. Therefore, for the same reason, it is possible to obtain a suitable semiconductor member with reduced unevenness.

本発明に係る半導体部材製造方法においては、仮想面は、表面に交差する方向に沿って並ぶように複数設定されていてもよい。この場合、1つの半導体対象物から複数の半導体部材の取得が可能となる。 In the semiconductor member manufacturing method according to the present invention, a plurality of virtual planes may be set so as to be aligned along the direction intersecting the surface. In this case, it is possible to obtain a plurality of semiconductor members from one semiconductor object.

本発明に係る半導体部材製造方法においては、半導体対象物は、半導体インゴットであり、複数の半導体部材のそれぞれは、半導体ウェハであってもよい。この場合、複数の好適な半導体ウェハの取得が可能となる。 In the semiconductor member manufacturing method according to the present invention, the semiconductor object may be a semiconductor ingot, and each of the plurality of semiconductor members may be a semiconductor wafer. In this case, it is possible to obtain a plurality of suitable semiconductor wafers.

本発明に係る半導体部材製造方法においては、仮想面は、表面に沿った方向に並ぶように複数設定されていてもよい。この場合、1つの半導体対象物から複数の半導体部材の取得が可能となる。 In the semiconductor member manufacturing method according to the present invention, a plurality of virtual planes may be set so as to line up in the direction along the surface. In this case, it is possible to obtain a plurality of semiconductor members from one semiconductor object.

本発明に係る半導体部材製造方法においては、半導体対象物は、半導体ウェハであり、複数の半導体部材のそれぞれは、半導体デバイスであってもよい。この場合、複数の好適な半導体デバイスの取得が可能となる。 In the semiconductor member manufacturing method according to the present invention, the semiconductor object may be a semiconductor wafer, and each of the plurality of semiconductor members may be a semiconductor device. In this case, it is possible to obtain a plurality of suitable semiconductor devices.

本発明によれば、好適な半導体部材の取得を可能とするレーザ加工方法、及び、半導体部材製造方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the laser processing method and semiconductor member manufacturing method which enable acquisition of a suitable semiconductor member can be provided.

レーザ加工装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a laser processing apparatus; FIG. 第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の対象物であるGaNインゴットの側面図である。1 is a side view of a GaN ingot that is an object of a laser processing method and a semiconductor member manufacturing method of a first example; FIG. 図2に示されるGaNインゴットの平面図である。3 is a plan view of the GaN ingot shown in FIG. 2; FIG. 第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一工程におけるGaNインゴットの一部分の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a part of a GaN ingot in one step of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first example; FIG. 第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一工程におけるGaNインゴットの一部分の横断面図である。1 is a cross-sectional view of a portion of a GaN ingot in one step of the laser processing method and semiconductor member manufacturing method of the first example; FIG. 第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一工程におけるGaNインゴットの一部分の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a part of a GaN ingot in one step of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first example; FIG. 第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一工程におけるGaNインゴットの一部分の横断面図である。1 is a cross-sectional view of a portion of a GaN ingot in one step of the laser processing method and semiconductor member manufacturing method of the first example; FIG. 第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一工程におけるGaNインゴットの一部分の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a part of a GaN ingot in one step of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first example; FIG. 第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一工程におけるGaNインゴットの一部分の横断面図である。1 is a cross-sectional view of a portion of a GaN ingot in one step of the laser processing method and semiconductor member manufacturing method of the first example; FIG. 第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一工程におけるGaNインゴットの一部分の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a part of a GaN ingot in one step of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first example; FIG. 第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一工程におけるGaNインゴットの一部分の横断面図である。1 is a cross-sectional view of a portion of a GaN ingot in one step of the laser processing method and semiconductor member manufacturing method of the first example; FIG. 第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一工程におけるGaNインゴットの側面図である。FIG. 4 is a side view of a GaN ingot in one step of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first example; 第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一工程におけるGaNウェハの側面図である。FIG. 2 is a side view of a GaN wafer in one step of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first example; 一例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成されたGaNウェハの剥離面の画像である。1 is an image of a peeled surface of a GaN wafer formed by an example laser processing method and semiconductor member manufacturing method. 図14に示される剥離面の高さプロファイルである。15 is a height profile of the release surface shown in FIG. 14; 他の例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成されたGaNウェハの剥離面の画像である。4 is an image of a peeled surface of a GaN wafer formed by a laser processing method and a semiconductor member manufacturing method of another example. 図16に示される剥離面の高さプロファイルである。17 is a height profile of the release surface shown in FIG. 16; 一例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法による剥離面の形成原理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the formation principle of the peeling surface by the laser processing method of an example, and a semiconductor member manufacturing method. 他の例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法による剥離面の形成原理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the formation principle of the peeling surface by the laser processing method of another example, and a semiconductor member manufacturing method. 一例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の途中で形成された亀裂の画像である。4 is an image of a crack formed during an example laser processing method and semiconductor member manufacturing method. 他の例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の途中で形成された亀裂の画像である。10 is an image of a crack formed during another laser processing method and semiconductor member manufacturing method; 比較例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成された改質スポット及び亀裂の画像である。It is an image of a modified spot and a crack formed by a laser processing method and a semiconductor member manufacturing method of a comparative example. 第1実施例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成された改質スポット及び亀裂の画像である。4 is an image of modified spots and cracks formed by the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of Example 1. FIG. 第2実施例及び第3実施例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成された改質スポット及び亀裂の画像である。FIG. 10 is an image of modified spots and cracks formed by the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the second and third examples. FIG. 第2例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の対象物であるGaNウェハの平面図である。FIG. 10 is a plan view of a GaN wafer, which is an object of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the second example; 第2例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一工程におけるGaNウェハの一部分の側面図である。It is a side view of a portion of the GaN wafer in one step of the laser processing method and semiconductor member manufacturing method of the second example. 第2例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一工程におけるGaNウェハの一部分の側面図である。It is a side view of a portion of the GaN wafer in one step of the laser processing method and semiconductor member manufacturing method of the second example. 第2例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一工程における半導体デバイスの側面図である。It is a side view of the semiconductor device in one step of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the second example. 比較例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成されたSiCウェハの亀裂の画像である。It is an image of the crack of the SiC wafer formed by the laser processing method and semiconductor member manufacturing method of a comparative example. 実施例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成されたSiCウェハの亀裂の画像である。4 is an image of cracks in a SiC wafer formed by the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the example. 実施例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成されたSiCウェハの剥離面の画像である。4 is an image of a peeled surface of a SiC wafer formed by a laser processing method and a semiconductor member manufacturing method of Examples. 図31に示される剥離面の高さプロファイルである。32 is a height profile of the release surface shown in FIG. 31; 変形例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一工程におけるGaNインゴットの平面図である。FIG. 10 is a plan view of a GaN ingot in one step of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the modified example; 変形例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一工程におけるGaNインゴットの平面図である。FIG. 10 is a plan view of a GaN ingot in one step of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the modified example; 実施形態のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一工程におけるGaNインゴットの一部分の縦断面図である。1 is a vertical cross-sectional view of a part of a GaN ingot in one step of a laser processing method and a semiconductor member manufacturing method of an embodiment; FIG. 実施形態のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一工程におけるGaNインゴットの一部分の横断面図である。1 is a cross-sectional view of a portion of a GaN ingot in one step of the laser processing method and semiconductor member manufacturing method of the embodiment; FIG. レーザ光のエネルギーと改質スポットの形成との関係を示す写真である。It is a photograph showing the relationship between the energy of laser light and the formation of modified spots. レーザ光のエネルギーと析出領域の形成との関係を示す写真である。It is a photograph showing the relationship between the energy of laser light and the formation of a deposition region. 析出領域を拡大する様子を示す写真である。It is a photograph which shows a mode that a precipitation area|region is expanded.

以下、図面を参照した詳細な説明が提供される。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
[レーザ加工装置の構成]
A detailed description is provided below with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations are omitted.
[Configuration of laser processing device]

図1に示されるように、レーザ加工装置1は、ステージ2と、光源3と、空間光変調器4と、集光レンズ5と、制御部6と、を備えている。レーザ加工装置1は、対象物11にレーザ光Lを照射することにより、対象物11に改質領域12を形成する装置である。以下、第1水平方向をX方向といい、第1水平方向に垂直な第2水平方向をY方向という。また、鉛直方向をZ方向という。 As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 1 includes a stage 2, a light source 3, a spatial light modulator 4, a condenser lens 5, and a controller 6. The laser processing apparatus 1 is an apparatus that forms a modified region 12 on an object 11 by irradiating the object 11 with a laser beam L. As shown in FIG. Hereinafter, the first horizontal direction will be referred to as the X direction, and the second horizontal direction perpendicular to the first horizontal direction will be referred to as the Y direction. Also, the vertical direction is referred to as the Z direction.

ステージ2は、例えば対象物11に貼り付けられたフィルムを吸着することにより、対象物11を支持する。本実施形態では、ステージ2は、X方向及びY方向のそれぞれに沿って移動可能である。また、ステージ2は、Z方向に平行な軸線を中心線として回転可能である。 The stage 2 supports the object 11 by sucking a film attached to the object 11, for example. In this embodiment, the stage 2 is movable along each of the X direction and the Y direction. Also, the stage 2 is rotatable about an axis parallel to the Z direction.

光源3は、例えばパルス発振方式によって、対象物11に対して透過性を有するレーザ光Lを出力する。空間光変調器4は、光源3から出力されたレーザ光Lを変調する。空間光変調器4は、例えば反射型液晶(LCOS:Liquid Crystal on Silicon)の空間光変調器(SLM:Spatial Light Modulator)である。集光レンズ5は、空間光変調器4によって変調されたレーザ光Lを集光する。本実施形態では、空間光変調器4及び集光レンズ5は、レーザ照射ユニットとして、Z方向に沿って移動可能である。 The light source 3 outputs laser light L having transparency to the object 11 by, for example, a pulse oscillation method. The spatial light modulator 4 modulates the laser light L output from the light source 3 . The spatial light modulator 4 is, for example, a reflective liquid crystal (LCOS: Liquid Crystal on Silicon) spatial light modulator (SLM: Spatial Light Modulator). A condenser lens 5 collects the laser light L modulated by the spatial light modulator 4 . In this embodiment, the spatial light modulator 4 and the condenser lens 5 are movable along the Z direction as a laser irradiation unit.

ステージ2に支持された対象物11の内部にレーザ光Lが集光されると、レーザ光Lの集光点Cに対応する部分においてレーザ光Lが特に吸収され、対象物11の内部に改質領域12が形成される。改質領域12は、密度、屈折率、機械的強度、その他の物理的特性が周囲の非改質領域とは異なる領域である。改質領域12としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等がある。 When the laser beam L is condensed inside the object 11 supported by the stage 2, the laser beam L is particularly absorbed in a portion corresponding to the converging point C of the laser beam L, and the inside of the object 11 is reformed. A textured region 12 is formed. Modified region 12 is a region that differs in density, refractive index, mechanical strength, and other physical properties from surrounding unmodified regions. The modified region 12 includes, for example, a melting process region, a crack region, a dielectric breakdown region, a refractive index change region, and the like.

一例として、ステージ2をX方向に沿って移動させ、対象物11に対して集光点CをX方向に沿って相対的に移動させると、複数の改質スポット13がX方向に沿って1列に並ぶように形成される。1つの改質スポット13は、1パルスのレーザ光Lの照射によって形成される。1列の改質領域12は、1列に並んだ複数の改質スポット13の集合である。隣り合う改質スポット13は、対象物11に対する集光点Cの相対的な移動速度及びレーザ光Lの繰り返し周波数によって、互いに繋がる場合も、互いに離れる場合もある。 As an example, when the stage 2 is moved along the X direction and the focal point C is moved relative to the object 11 along the X direction, a plurality of modified spots 13 are arranged along the X direction. formed in rows. One modified spot 13 is formed by irradiation with one pulse of laser light L. FIG. A row of modified regions 12 is a set of a plurality of modified spots 13 arranged in a row. Adjacent modified spots 13 may be connected to each other or separated from each other depending on the relative moving speed of the focal point C with respect to the object 11 and the repetition frequency of the laser light L.

制御部6は、ステージ2、光源3、空間光変調器4及び集光レンズ5を制御する。制御部6は、プロセッサ、メモリ、ストレージ及び通信デバイス等を含むコンピュータ装置として構成されている。制御部6では、メモリ等に読み込まれたソフトウェア(プログラム)が、プロセッサによって実行され、メモリ及びストレージにおけるデータの読み出し及び書き込み、並びに、通信デバイスによる通信が、プロセッサによって制御される。これにより、制御部6は、各種機能を実現する。
[第1例に係るレーザ加工方法及び半導体部材製造方法]
A control unit 6 controls the stage 2 , light source 3 , spatial light modulator 4 and condenser lens 5 . The control unit 6 is configured as a computer device including a processor, memory, storage, communication device, and the like. In the control unit 6, the software (program) loaded into the memory or the like is executed by the processor, and the reading and writing of data in the memory and storage and the communication by the communication device are controlled by the processor. Thereby, the control part 6 implement|achieves various functions.
[Laser processing method and semiconductor member manufacturing method according to the first example]

ここでは、対象物11は、図2及び図3に示されるように、窒化ガリウム(GaN)によって例えば円板状に形成されたGaNインゴット(半導体インゴット、半導体対象物)20である。一例として、GaNインゴット20の直径は2inであり、GaNインゴット20の厚さは2mmである。第1実施形態のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法は、GaNインゴット20から複数のGaNウェハ(半導体ウェハ、半導体部材)30を切り出すために実施される。一例として、GaNウェハ30の直径は2inであり、GaNウェハ30の厚さは100μmである。 2 and 3, the object 11 is a GaN ingot (semiconductor ingot, semiconductor object) 20 made of gallium nitride (GaN), for example, formed into a disc shape. As an example, the diameter of GaN ingot 20 is 2 inches and the thickness of GaN ingot 20 is 2 mm. The laser processing method and semiconductor member manufacturing method of the first embodiment are performed to cut out a plurality of GaN wafers (semiconductor wafers, semiconductor members) 30 from a GaN ingot 20 . As an example, the diameter of GaN wafer 30 is 2 inches and the thickness of GaN wafer 30 is 100 μm.

まず、上述したレーザ加工装置1が、複数の仮想面15のそれぞれに沿って複数の改質スポット13を形成する。複数の仮想面15のそれぞれは、GaNインゴット20の内部においてGaNインゴット20の表面20aに対向する面であり、表面20aに対向する方向に並ぶように設定されている。ここでは、複数の仮想面15のそれぞれは、表面20aに平行な面であり、例えば円形状を呈している。複数の仮想面15のそれぞれは、表面20a側から見た場合に互いに重なるように設定されている。GaNインゴット20には、複数の仮想面15のそれぞれを囲むように複数の周縁領域16が設定されている。つまり、複数の仮想面15のそれぞれは、GaNインゴット20の側面20bに至っていない。一例として、隣り合う仮想面15間の距離は100μmであり、周縁領域16の幅(本実施形態では、仮想面15の外縁と側面20bとの距離)は30μm以上である。 First, the laser processing apparatus 1 described above forms a plurality of modified spots 13 along each of the plurality of virtual surfaces 15 . Each of the plurality of virtual planes 15 is a plane facing surface 20a of GaN ingot 20 inside GaN ingot 20, and is set to be aligned in a direction facing surface 20a. Here, each of the plurality of virtual surfaces 15 is a surface parallel to the surface 20a and has, for example, a circular shape. Each of the plurality of virtual planes 15 is set so as to overlap each other when viewed from the surface 20a side. GaN ingot 20 is provided with a plurality of peripheral regions 16 so as to surround each of the plurality of virtual planes 15 . In other words, each of the multiple virtual surfaces 15 does not reach the side surface 20 b of the GaN ingot 20 . As an example, the distance between adjacent virtual surfaces 15 is 100 μm, and the width of the peripheral region 16 (in this embodiment, the distance between the outer edge of the virtual surface 15 and the side surface 20b) is 30 μm or more.

複数の改質スポット13の形成は、例えば532nmの波長を有するレーザ光Lの照射によって、表面20aとは反対側から1つの仮想面15ごとに順次に実施される。複数の改質スポット13の形成は、複数の仮想面15のそれぞれにおいて同様であるため、以下、表面20aに最も近い仮想面15に沿った複数の改質スポット13の形成について、図4~図11を参照して詳細に説明する。なお、図5、図7、図9及び図11において、矢印は、レーザ光Lの集光点Cの軌跡を示している。また、後述する改質スポット13a,13b,13c,13dを包括して改質スポット13といい、後述する亀裂14a,14b,14c,14dを包括して亀裂14という場合がある。 The formation of the plurality of modified spots 13 is sequentially performed for each virtual surface 15 from the side opposite to the surface 20a by irradiation with laser light L having a wavelength of 532 nm, for example. Since the formation of the plurality of modified spots 13 is the same on each of the plurality of virtual surfaces 15, the formation of the plurality of modified spots 13 along the virtual surface 15 closest to the surface 20a will be described below with reference to FIGS. 11 for a detailed description. 5, 7, 9 and 11, arrows indicate the trajectory of the converging point C of the laser beam L. As shown in FIG. Further, the modified spots 13a, 13b, 13c, and 13d, which will be described later, are collectively referred to as the modified spots 13, and the cracks 14a, 14b, 14c, and 14d, which will be described later, are collectively referred to as the cracks 14 in some cases.

まず、レーザ加工装置1が、図4及び図5に示されるように、表面20aからGaNインゴット20の内部にレーザ光Lを入射させて照射することにより、仮想面15に沿って(例えば、仮想面15の全体に沿って2次元に並ぶように)複数の改質スポット13a(第1改質スポット)を形成する(工程S1)。このとき、レーザ加工装置1は、複数の改質スポット13aからそれぞれ延びる複数の亀裂14aが互いに繋がらないように、複数の改質スポット13aを形成する。また、レーザ加工装置1は、パルス発振されたレーザ光Lの集光点Cを仮想面15に沿って移動させることにより、複数列の改質スポット13aを形成する。なお、図4及び図5では、改質スポット13aが白抜き(ハッチングなし)で示されており、亀裂14aが延びる範囲が破線で示されている(図6~図11でも同様)。また、このとき、改質スポット13aのそれぞれにおいて析出されたガリウムが、亀裂14a内に入り込むように拡がることによって、改質スポット13aの周囲に、析出されたガリウムを含む析出領域Rが形成される。 First, as shown in FIGS. 4 and 5, the laser processing apparatus 1 irradiates the GaN ingot 20 with a laser beam L incident from the surface 20a along a virtual plane 15 (for example, a virtual A plurality of modified spots 13a (first modified spots) are formed two-dimensionally along the entire surface 15 (step S1). At this time, the laser processing apparatus 1 forms the plurality of modified spots 13a so that the plurality of cracks 14a extending from the plurality of modified spots 13a are not connected to each other. Further, the laser processing apparatus 1 moves the focal point C of the pulse-oscillated laser beam L along the virtual plane 15 to form a plurality of rows of modified spots 13a. In FIGS. 4 and 5, the modified spots 13a are indicated by white (no hatching), and the range where the cracks 14a extend is indicated by broken lines (the same applies to FIGS. 6 to 11). Further, at this time, the gallium precipitated in each of the modified spots 13a spreads so as to enter the cracks 14a, thereby forming a precipitation region R containing the precipitated gallium around the modified spots 13a. .

ここでは、パルス発振されたレーザ光Lが、Y方向に並ぶ複数(例えば6つ)の集光点Cに集光されるように、空間光変調器4によって変調される。そして、複数の集光点Cが、X方向に沿って仮想面15上を相対的に移動させられる。一例として、Y方向において隣り合う集光点C間の距離は8μmであり、レーザ光Lのパルスピッチ(すなわち、複数の集光点Cの相対的な移動速度を、レーザ光Lの繰り返し周波数で除した値)は10μmである。また、1つの集光点C当たりのレーザ光Lのパルスエネルギー(以下、単に「レーザ光Lのパルスエネルギー」という)は、0.33μJである。この場合、Y方向において隣り合う改質スポット13aの中心間距離は8μmとなり、X方向において隣り合う改質スポット13aの中心間距離は10μmとなる。また、複数の改質スポット13aからそれぞれ延びる複数の亀裂14aは互いに繋がらない。 Here, the pulse-oscillated laser light L is modulated by the spatial light modulator 4 so as to be condensed at a plurality of (for example, six) condensing points C arranged in the Y direction. Then, the plurality of condensing points C are relatively moved on the virtual plane 15 along the X direction. As an example, the distance between adjacent condensing points C in the Y direction is 8 μm, and the pulse pitch of the laser light L (that is, the relative moving speed of the plurality of condensing points C is determined by the repetition frequency of the laser light L). value) is 10 μm. Further, the pulse energy of the laser light L per one condensing point C (hereinafter simply referred to as "pulse energy of the laser light L") is 0.33 μJ. In this case, the center-to-center distance between the modified spots 13a adjacent in the Y direction is 8 μm, and the center-to-center distance between the modified spots 13a adjacent in the X direction is 10 μm. Moreover, the plurality of cracks 14a respectively extending from the plurality of modified spots 13a are not connected to each other.

続いて、レーザ加工装置1が、図6及び図7に示されるように、表面20aからGaNインゴット20の内部にレーザ光Lを入射させて照射することにより、仮想面15に沿って(例えば、仮想面15の全体に沿って2次元に並ぶように)複数の改質スポット(第2改質スポット)13bを形成する(工程S2)。このとき、レーザ加工装置1は、複数の改質スポット13a及び複数の亀裂14aに重ならないように、複数の改質スポット13bを形成する。また、レーザ加工装置1は、パルス発振されたレーザ光Lの集光点Cを複数列の改質スポット13aの列間において仮想面15に沿って移動させることにより、複数列の改質スポット13bを形成する。この工程では、複数の改質スポット13bからそれぞれ延びる複数の亀裂14bが、複数の亀裂14aに繋がってもよい。なお、図6及び図7では、改質スポット13bがドットハッチングで示されており、亀裂14bが延びる範囲が破線で示されている(図8~図11でも同様)。また、このとき、改質スポット13bのそれぞれにおいて析出されたガリウムが、亀裂14b内に入り込むように拡がることによって、改質スポット13bの周囲に、析出されたガリウムを含む析出領域Rが形成される。 Subsequently, as shown in FIGS. 6 and 7, the laser processing apparatus 1 irradiates the inside of the GaN ingot 20 with the laser beam L from the surface 20a, thereby irradiating the GaN ingot 20 along the virtual plane 15 (for example, A plurality of modified spots (second modified spots) 13b are formed two-dimensionally along the entire imaginary surface 15 (step S2). At this time, the laser processing apparatus 1 forms the plurality of modified spots 13b so as not to overlap the plurality of modified spots 13a and the plurality of cracks 14a. In addition, the laser processing apparatus 1 moves the focal point C of the pulse-oscillated laser beam L along the virtual plane 15 between the rows of the modified spots 13a, so that the rows of the modified spots 13b are arranged. to form In this step, multiple cracks 14b extending from multiple modified spots 13b may connect to multiple cracks 14a. 6 and 7, the modified spot 13b is indicated by dot hatching, and the range where the crack 14b extends is indicated by broken lines (the same applies to FIGS. 8 to 11). Further, at this time, the gallium precipitated in each of the modified spots 13b spreads so as to enter the cracks 14b, thereby forming a precipitation region R containing the precipitated gallium around the modified spots 13b. .

ここでは、パルス発振されたレーザ光Lが、Y方向に並ぶ複数(例えば6つ)の集光点Cに集光されるように、空間光変調器4によって変調される。そして、複数の集光点Cが、複数列の改質スポット13aの列間の中心において、X方向に沿って仮想面15上を相対的に移動させられる。一例として、Y方向において隣り合う集光点C間の距離は8μmであり、レーザ光Lのパルスピッチは10μmである。また、レーザ光Lのパルスエネルギーは、0.33μJである。この場合、Y方向において隣り合う改質スポット13bの中心間距離は8μmとなり、X方向において隣り合う改質スポット13bの中心間距離は10μmとなる。 Here, the pulse-oscillated laser light L is modulated by the spatial light modulator 4 so as to be condensed at a plurality of (for example, six) condensing points C arranged in the Y direction. Then, a plurality of condensing points C are relatively moved on the virtual plane 15 along the X direction at the center between the rows of the plurality of modified spots 13a. As an example, the distance between condensing points C adjacent in the Y direction is 8 μm, and the pulse pitch of the laser light L is 10 μm. Also, the pulse energy of the laser light L is 0.33 μJ. In this case, the center-to-center distance between the modified spots 13b adjacent in the Y direction is 8 μm, and the center-to-center distance between the modified spots 13b adjacent in the X direction is 10 μm.

続いて、レーザ加工装置1が、図8及び図9に示されるように、表面20aからGaNインゴット20の内部にレーザ光Lを入射させて照射することにより、仮想面15に沿って(例えば、仮想面15の全体に沿って2次元に並ぶように)複数の改質スポット(第3改質スポット)13cを形成する(工程S3)。更に、レーザ加工装置1が、図10及び図11に示されるように、表面20aからGaNインゴット20の内部にレーザ光Lを入射させて照射することにより、仮想面15に沿って(例えば、仮想面15の全体に沿って2次元に並ぶように)複数の改質スポット(第3改質スポット)13dを形成する(工程S4)。このとき、レーザ加工装置1は、複数の改質スポット13a,13bに重ならないように、複数の改質スポット13c,13dを形成する。 Subsequently, as shown in FIGS. 8 and 9, the laser processing apparatus 1 irradiates the GaN ingot 20 with the laser beam L incident from the surface 20a along the virtual plane 15 (for example, A plurality of modified spots (third modified spots) 13c are formed two-dimensionally along the entire imaginary surface 15 (step S3). Furthermore, as shown in FIGS. 10 and 11, the laser processing apparatus 1 irradiates the GaN ingot 20 with a laser beam L incident from the surface 20a along a virtual plane 15 (for example, a virtual A plurality of modified spots (third modified spots) 13d are formed two-dimensionally along the entire surface 15 (step S4). At this time, the laser processing apparatus 1 forms the plurality of modified spots 13c and 13d so as not to overlap the plurality of modified spots 13a and 13b.

また、レーザ加工装置1は、パルス発振されたレーザ光Lの集光点Cを複数列の改質スポット13a,13bの列間において仮想面15に沿って移動させることにより、複数列の改質スポット13c,13dを形成する。この工程では、複数の改質スポット13c,13dからそれぞれ延びる複数の亀裂14c,14dが、複数の亀裂14a,14bに繋がってもよい。なお、図8及び図9では、改質スポット13cが実線ハッチングで示されており、亀裂14cが延びる範囲が破線で示されている(図10及び図11でも同様)。また、図10及び図11では、改質スポット13dが実線ハッチング(改質スポット13cの実線ハッチングとは逆に傾斜する実線ハッチング)で示されており、亀裂14dが延びる範囲が破線で示されている。また、このとき、改質スポット13c,13dのそれぞれにおいて析出されたガリウムが、亀裂14c,14d内に入り込むように拡がることによって、改質スポット13c,13dの周囲に、析出されたガリウムを含む析出領域Rが形成される。 In addition, the laser processing apparatus 1 moves the focal point C of the pulse-oscillated laser beam L along the virtual plane 15 between the rows of the plurality of modified spots 13a and 13b, so that the plurality of rows of modified spots 13a and 13b can be modified. Spots 13c and 13d are formed. In this step, a plurality of cracks 14c and 14d respectively extending from a plurality of modified spots 13c and 13d may connect to a plurality of cracks 14a and 14b. In FIGS. 8 and 9, the modified spot 13c is indicated by hatching with solid lines, and the range where the crack 14c extends is indicated by broken lines (the same applies to FIGS. 10 and 11). In FIGS. 10 and 11, the modified spot 13d is indicated by solid line hatching (the solid line hatching is inclined opposite to the solid line hatching of the modified spot 13c), and the range where the crack 14d extends is indicated by the broken line. there is Further, at this time, the gallium precipitated in each of the modified spots 13c and 13d expands so as to enter the cracks 14c and 14d. A region R is formed.

ここでは、パルス発振されたレーザ光Lが、Y方向に並ぶ複数(例えば6つ)の集光点Cに集光されるように、空間光変調器4によって変調される。そして、複数の集光点Cが、複数列の改質スポット13a,13bの列間の中心において、X方向に沿って仮想面15上を相対的に移動させられる。一例として、Y方向において隣り合う集光点C間の距離は8μmであり、レーザ光Lのパルスピッチは5μmである。また、レーザ光Lのパルスエネルギーは、0.33μJである。この場合、Y方向において隣り合う改質スポット13cの中心間距離は8μmとなり、X方向において隣り合う改質スポット13cの中心間距離は5μmとなる。また、Y方向において隣り合う改質スポット13dの中心間距離は8μmとなり、X方向において隣り合う改質スポット13dの中心間距離は5μmとなる。 Here, the pulse-oscillated laser light L is modulated by the spatial light modulator 4 so as to be condensed at a plurality of (for example, six) condensing points C arranged in the Y direction. A plurality of condensing points C are relatively moved on the virtual plane 15 along the X direction at the center between the rows of the modified spots 13a and 13b. As an example, the distance between condensing points C adjacent in the Y direction is 8 μm, and the pulse pitch of the laser light L is 5 μm. Also, the pulse energy of the laser light L is 0.33 μJ. In this case, the center-to-center distance between the modified spots 13c adjacent in the Y direction is 8 μm, and the center-to-center distance between the modified spots 13c adjacent in the X direction is 5 μm. The center-to-center distance between the modified spots 13d adjacent in the Y direction is 8 μm, and the center-to-center distance between the modified spots 13d adjacent in the X direction is 5 μm.

続いて、ヒータ等を備える加熱装置が、GaNインゴット20を加熱し、複数の仮想面15のそれぞれにおいて、複数の改質スポット13からそれぞれ延びる複数の亀裂14を互いに繋げることにより、図12に示されるように、複数の仮想面15のそれぞれにおいて、仮想面15に渡る亀裂17(以下、単に「亀裂17」という)を形成する。図12では、複数の改質スポット13及び複数の亀裂14、並びに、亀裂17が形成される範囲が破線で示されている。なお、加熱以外の方法でGaNインゴット20に何らかの力を作用させることにより、複数の亀裂14を互いに繋げて亀裂17を形成してもよい。また、仮想面15に沿って複数の改質スポット13を形成することにより、複数の亀裂14を互いに繋げて亀裂17を形成してもよい。 Subsequently, a heating device including a heater or the like heats the GaN ingot 20 to connect the plurality of cracks 14 extending from the plurality of modification spots 13 on each of the plurality of imaginary planes 15, thereby forming the cracks 14 shown in FIG. In each of the plurality of virtual surfaces 15 , a crack 17 (hereinafter simply referred to as “crack 17 ”) is formed across the virtual surface 15 . In FIG. 12, the broken lines indicate the areas where the plurality of modified spots 13, the plurality of cracks 14, and the cracks 17 are formed. By applying some force to the GaN ingot 20 by a method other than heating, the plurality of cracks 14 may be connected to each other to form the cracks 17 . Also, by forming a plurality of modified spots 13 along the imaginary plane 15 , a plurality of cracks 14 may be connected to each other to form a crack 17 .

ここで、GaNインゴット20においては、複数の改質スポット13からそれぞれ延びる複数の亀裂14内に窒素ガスが生じている。そのため、GaNインゴット20を加熱して窒素ガスを膨張させることにより、窒素ガスの圧力(内圧)を利用して亀裂17を形成することができる。しかも、周縁領域16によって、当該周縁領域16が囲む仮想面15の外部(例えば、GaNインゴット20の側面20b)への複数の亀裂14の進展が阻まれるため、複数の亀裂14内に生じた窒素ガスが仮想面15の外部に逃げるのを抑制することができる。つまり、周縁領域16は、改質スポット13を含まない非改質領域であって、当該周縁領域16が囲む仮想面15に亀裂17が形成される際に、当該周縁領域16が囲む仮想面15の外部への複数の亀裂14の進展を阻む領域である。そのために、周縁領域16の幅を30μm以上とすることが好ましい。 Here, in GaN ingot 20 , nitrogen gas is generated in multiple cracks 14 extending from multiple modified spots 13 . Therefore, by heating the GaN ingot 20 to expand the nitrogen gas, the pressure (internal pressure) of the nitrogen gas can be used to form the cracks 17 . Moreover, since the peripheral region 16 prevents the plurality of cracks 14 from propagating to the outside of the virtual plane 15 surrounded by the peripheral region 16 (for example, the side surface 20b of the GaN ingot 20), the nitrogen generated in the plurality of cracks 14 Gas can be suppressed from escaping to the outside of the virtual surface 15 . That is, the peripheral region 16 is a non-modified region that does not include the modified spot 13, and when the crack 17 is formed in the virtual surface 15 surrounded by the peripheral region 16, the virtual surface 15 surrounded by the peripheral region 16 This is a region that prevents the development of a plurality of cracks 14 to the outside of the . Therefore, it is preferable to set the width of the peripheral region 16 to 30 μm or more.

続いて、研削装置が、GaNインゴット20のうち複数の周縁領域16及び複数の仮想面15のそれぞれに対応する部分を研削(研磨)することにより、図13に示されるように、複数の亀裂17のそれぞれを境界としてGaNインゴット20から複数のGaNウェハ30を取得する(工程S5)。このように、GaNインゴット20は、複数の仮想面15のそれぞれに沿って切断される。なお、この工程では、研削以外の機械加工、レーザ加工等によって、GaNインゴット20のうち複数の周縁領域16に対応する部分を除去してもよい。 Subsequently, a grinding device grinds (polishs) portions of the GaN ingot 20 corresponding to the plurality of peripheral regions 16 and the plurality of virtual surfaces 15, thereby forming a plurality of cracks 17 as shown in FIG. , a plurality of GaN wafers 30 are obtained from the GaN ingot 20 with each of them as a boundary (step S5). Thus, the GaN ingot 20 is cut along each of the virtual planes 15 . In this step, portions of the GaN ingot 20 corresponding to the plurality of peripheral regions 16 may be removed by mechanical processing other than grinding, laser processing, or the like.

以上の工程のうち、複数の仮想面15のそれぞれに沿って複数の改質スポット13を形成する工程までが、第1例のレーザ加工方法である。また、以上の工程のうち、複数の亀裂17のそれぞれを境界としてGaNインゴット20から複数のGaNウェハ30を取得する工程までが、第1例の半導体部材製造方法である。 Among the above steps, the steps up to the step of forming a plurality of modified spots 13 along each of the plurality of virtual surfaces 15 are the laser processing method of the first example. Further, among the above steps, the steps up to the step of obtaining a plurality of GaN wafers 30 from the GaN ingot 20 with each of the plurality of cracks 17 as boundaries constitute the semiconductor member manufacturing method of the first example.

以上説明したように、第1例のレーザ加工方法では、複数の仮想面15のそれぞれに沿って複数の改質スポット13aを形成し、複数の改質スポット13a及び複数の亀裂14aに重ならないように、複数の仮想面15のそれぞれに沿って複数の改質スポット13bを形成する。更に、第1例のレーザ加工方法では、複数の改質スポット13a,13bに重ならないように、複数の仮想面15のそれぞれに沿って複数の改質スポット13c,13dを形成する。これにより、複数の仮想面15のそれぞれに沿って複数の改質スポット13を精度良く形成することができ、その結果、複数の仮想面15のそれぞれに沿って亀裂17を精度良く形成することが可能となる。よって、第1例のレーザ加工方法によれば、複数の亀裂17のそれぞれを境界としてGaNインゴット20から複数のGaNウェハ30を取得することにより、複数の好適なGaNウェハ30の取得が可能となる。 As described above, in the laser processing method of the first example, the plurality of modified spots 13a are formed along each of the plurality of virtual surfaces 15, and the plurality of modified spots 13a and the plurality of cracks 14a are formed so as not to overlap each other. Then, a plurality of modified spots 13b are formed along each of the plurality of virtual planes 15. As shown in FIG. Furthermore, in the laser processing method of the first example, a plurality of modified spots 13c and 13d are formed along each of the plurality of virtual surfaces 15 so as not to overlap the plurality of modified spots 13a and 13b. Thereby, the plurality of modified spots 13 can be formed with high accuracy along each of the plurality of virtual surfaces 15, and as a result, the cracks 17 can be formed with high accuracy along each of the plurality of virtual surfaces 15. It becomes possible. Therefore, according to the laser processing method of the first example, it is possible to obtain a plurality of suitable GaN wafers 30 by obtaining a plurality of GaN wafers 30 from the GaN ingot 20 with each of the plurality of cracks 17 as boundaries. .

同様に、第1例のレーザ加工方法を実施するレーザ加工装置1によれば、複数の仮想面15のそれぞれに沿って亀裂17を精度良く形成することが可能となるため、複数の好適なGaNウェハ30の取得が可能となる。 Similarly, according to the laser processing apparatus 1 that carries out the laser processing method of the first example, since it is possible to form the cracks 17 with high accuracy along each of the plurality of virtual planes 15, a plurality of suitable GaN Wafer 30 can now be obtained.

また、第1例のレーザ加工方法では、複数の改質スポット13aからそれぞれ延びる複数の亀裂14aが互いに繋がらないように、複数の改質スポット13aを形成する。これにより、複数の改質スポット13bを仮想面15に沿ってより精度良く形成することができる。 Further, in the laser processing method of the first example, the plurality of modified spots 13a are formed so that the plurality of cracks 14a extending from the plurality of modified spots 13a are not connected to each other. Thereby, the plurality of modified spots 13b can be formed along the virtual plane 15 with higher accuracy.

また、第1例のレーザ加工方法では、パルス発振されたレーザ光Lの集光点Cを仮想面15に沿って移動させることにより、複数列の改質スポット13aを形成し、パルス発振されたレーザ光Lの集光点Cを複数列の改質スポット13aの列間において仮想面15に沿って移動させることにより、複数列の改質スポット13bを形成する。これにより、複数の改質スポット13a及び複数の亀裂14aに複数の改質スポット13bが重なるのを確実に防止して、複数の改質スポット13bを仮想面15に沿ってより精度良く形成することができる。 Further, in the laser processing method of the first example, by moving the focal point C of the pulse-oscillated laser beam L along the virtual plane 15, a plurality of rows of modified spots 13a are formed, and pulse-oscillated spots 13a are formed. A plurality of rows of modified spots 13b are formed by moving the focal point C of the laser beam L along the virtual plane 15 between the rows of the modified spots 13a. This reliably prevents the plurality of modified spots 13b from overlapping the plurality of modified spots 13a and the plurality of cracks 14a, thereby forming the plurality of modified spots 13b along the virtual plane 15 with higher accuracy. can be done.

特に、第1例のレーザ加工方法では、GaNインゴット20の材料に含まれる窒化ガリウムがレーザ光Lの照射によって分解されると、複数の改質スポット13aからそれぞれ延びる複数の亀裂14aにガリウムが析出し(析出領域Rが形成され)、当該ガリウムによってレーザ光Lが吸収され易い状態となる。そのため、当該亀裂14aに重ならないように複数の改質スポット13bを形成することは、複数の改質スポット13bを仮想面15に沿って精度良く形成する上で有効である。 In particular, in the laser processing method of the first example, when gallium nitride contained in the material of the GaN ingot 20 is decomposed by irradiation with the laser light L, gallium precipitates in the plurality of cracks 14a extending from the plurality of modified spots 13a. (the precipitation region R is formed), and the laser light L is easily absorbed by the gallium. Therefore, forming the plurality of modified spots 13b so as not to overlap the crack 14a is effective in forming the plurality of modified spots 13b along the virtual plane 15 with high accuracy.

また、第1例のレーザ加工方法では、GaNインゴット20の材料に含まれる窒化ガリウムがレーザ光Lの照射によって分解されると、複数の亀裂14内に窒素ガスが生じる。そのため、当該窒素ガスの圧力を利用して、亀裂17を容易に形成することが可能となる。 Further, in the laser processing method of the first example, when gallium nitride contained in the material of the GaN ingot 20 is decomposed by the irradiation of the laser light L, nitrogen gas is produced in the plurality of cracks 14 . Therefore, it is possible to easily form the crack 17 by using the pressure of the nitrogen gas.

また、第1例の半導体部材製造方法によれば、第1例のレーザ加工方法に含まれる工程によって、複数の仮想面15のそれぞれに沿って亀裂17を精度良く形成することが可能となるため、複数の好適なGaNウェハ30の取得が可能となる。 Further, according to the semiconductor member manufacturing method of the first example, the cracks 17 can be formed with high accuracy along each of the plurality of virtual surfaces 15 by the steps included in the laser processing method of the first example. , a plurality of suitable GaN wafers 30 can be obtained.

また、第1例の半導体部材製造方法では、複数の仮想面15が、GaNインゴット20の表面20aに対向する方向に並ぶように設定されている。これにより、1つのGaNインゴット20から複数のGaNウェハ30の取得が可能となる。 Further, in the semiconductor member manufacturing method of the first example, the plurality of virtual planes 15 are set so as to line up in the direction facing the surface 20 a of the GaN ingot 20 . Thereby, it becomes possible to obtain a plurality of GaN wafers 30 from one GaN ingot 20 .

ここで、第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成されたGaNウェハ30では、GaNウェハ30の剥離面に現れる凹凸が小さくなることを示す実験結果について説明する。 Here, experimental results showing that the GaN wafer 30 formed by the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first example have less unevenness appearing on the peeled surface of the GaN wafer 30 will be described.

図14は、一例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成されたGaNウェハの剥離面の画像であり、図15の(a)及び(b)は、図14に示される剥離面の高さプロファイルである。この例では、532nmの波長を有するレーザ光LをGaNインゴット20の表面20aからGaNインゴット20の内部に入射させ、1つの集光点Cを、X方向に沿って仮想面15上を相対的に移動させることにより、仮想面15に沿って複数の改質スポット13を形成した。このとき、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を10μm、レーザ光Lのパルスピッチを1μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを1μJとした。この場合、図15の(a)及び(b)に示されるように、GaNウェハ30の剥離面(亀裂17によって形成された面)に25μm程度の凹凸が現れた。 FIG. 14 is an image of a peeled surface of a GaN wafer formed by an example laser processing method and semiconductor member manufacturing method, and FIGS. Profile. In this example, a laser beam L having a wavelength of 532 nm is made incident on the inside of the GaN ingot 20 from the surface 20a of the GaN ingot 20, and one condensing point C is relatively placed on the virtual plane 15 along the X direction. A plurality of modified spots 13 were formed along the virtual plane 15 by moving. At this time, the distance between the condensing points C adjacent in the Y direction was set to 10 μm, the pulse pitch of the laser light L was set to 1 μm, and the pulse energy of the laser light L was set to 1 μJ. In this case, as shown in FIGS. 15(a) and 15(b), unevenness of about 25 μm appeared on the peeled surface of the GaN wafer 30 (surface formed by cracks 17).

図16は、他の例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成されたGaNウェハの剥離面の画像であり、図17の(a)及び(b)は、図16に示される剥離面の高さプロファイルである。この例では、532nmの波長を有するレーザ光LをGaNインゴット20の表面20aからGaNインゴット20の内部に入射させ、第1実施形態のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の第1工程及び第2工程と同様に、仮想面15に沿って複数の改質スポット13を形成した。複数の改質スポット13aを形成する際には、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を6μm、レーザ光Lのパルスピッチを10μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.33μJとした。複数の改質スポット13bを形成する際には、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を6μm、レーザ光Lのパルスピッチを10μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.33μJとした。複数の改質スポット13cを形成する際には、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を6μm、レーザ光Lのパルスピッチを5μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.33μJとした。複数の改質スポット13dを形成する際には、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を6μm、レーザ光Lのパルスピッチを5μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.33μJとした。この場合、図17の(a)及び(b)に示されるように、GaNウェハ30の剥離面に5μm程度の凹凸が現れた。 FIG. 16 is an image of a peeled surface of a GaN wafer formed by a laser processing method and a semiconductor member manufacturing method of another example, and FIGS. height profile. In this example, a laser beam L having a wavelength of 532 nm is made incident inside the GaN ingot 20 from the surface 20a of the GaN ingot 20, and the first and second steps of the laser processing method and semiconductor member manufacturing method of the first embodiment are performed. A plurality of modified spots 13 were formed along the imaginary plane 15 in the same manner as in . When forming the plurality of modified spots 13a, the distance between the condensing points C adjacent in the Y direction was set to 6 μm, the pulse pitch of the laser light L was set to 10 μm, and the pulse energy of the laser light L was set to 0.33 μJ. When forming the plurality of modified spots 13b, the distance between the condensing points C adjacent in the Y direction was set to 6 μm, the pulse pitch of the laser light L was set to 10 μm, and the pulse energy of the laser light L was set to 0.33 μJ. When forming the plurality of modified spots 13c, the distance between the condensing points C adjacent in the Y direction was set to 6 μm, the pulse pitch of the laser light L was set to 5 μm, and the pulse energy of the laser light L was set to 0.33 μJ. When forming the plurality of modified spots 13d, the distance between the condensing points C adjacent in the Y direction was set to 6 μm, the pulse pitch of the laser light L was set to 5 μm, and the pulse energy of the laser light L was set to 0.33 μJ. In this case, as shown in FIGS. 17(a) and 17(b), unevenness of about 5 μm appeared on the peeled surface of the GaN wafer 30 .

以上の実験結果から、第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成されたGaNウェハでは、GaNウェハ30の剥離面に現れる凹凸が小さくなること、すなわち、仮想面15に沿って亀裂17が精度良く形成されることが分かった。なお、GaNウェハ30の剥離面に現れる凹凸が小さくなると、当該剥離面を平坦化するための研削量が少なくて済む。したがって、GaNウェハ30の剥離面に現れる凹凸が小さくなることは、材料の利用効率的にも生産効率的にも有利である。 From the above experimental results, in the GaN wafer formed by the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first example, the unevenness appearing on the peeled surface of the GaN wafer 30 is reduced. was found to be formed with good accuracy. It should be noted that if the unevenness appearing on the peeled surface of the GaN wafer 30 is reduced, the amount of grinding required for flattening the peeled surface can be reduced. Therefore, reducing the irregularities appearing on the peeled surface of the GaN wafer 30 is advantageous in terms of material utilization efficiency and production efficiency.

次に、GaNウェハ30の剥離面に凹凸が現れる原理について説明する。 Next, the principle by which unevenness appears on the peeled surface of the GaN wafer 30 will be described.

例えば、図18に示されるように、仮想面15に沿って複数の改質スポット13aを形成し、改質スポット13bがその一方の側の改質スポット13aから延びる亀裂14aに重なるように、仮想面15に沿って複数の改質スポット13bを形成する。この場合には、複数の亀裂14aに析出したガリウムによってレーザ光Lが吸収され易い状態にあるため、集光点Cが仮想面15上に位置していても、改質スポット13aに対してレーザ光Lの入射側に改質スポット13bが形成され易くなる。続いて、改質スポット13cがその一方の側の改質スポット13bから延びる亀裂14bに重なるように、仮想面15に沿って複数の改質スポット13cを形成する。この場合にも、複数の亀裂14bに析出したガリウムによってレーザ光Lが吸収され易い状態にあるため、集光点Cが仮想面15上に位置していても、改質スポット13bに対してレーザ光Lの入射側に改質スポット13cが形成され易くなる。このように、この例では、複数の改質スポット13bが複数の改質スポット13aに対してレーザ光Lの入射側に形成され、更に、複数の改質スポット13cが複数の改質スポット13bに対してレーザ光Lの入射側に形成され易くなる。 For example, as shown in FIG. 18, a plurality of modified spots 13a are formed along the imaginary plane 15, and the modified spot 13b overlaps the crack 14a extending from the modified spot 13a on one side thereof. A plurality of modified spots 13 b are formed along the surface 15 . In this case, the laser beam L is likely to be absorbed by the gallium deposited in the plurality of cracks 14a. The modified spot 13b is likely to be formed on the light L incident side. Subsequently, a plurality of modified spots 13c are formed along the imaginary plane 15 so that each modified spot 13c overlaps the crack 14b extending from the modified spot 13b on one side thereof. In this case also, the laser beam L is likely to be absorbed by the gallium deposited in the plurality of cracks 14b. The modified spot 13c is likely to be formed on the light L incident side. Thus, in this example, the plurality of modified spots 13b are formed on the incident side of the laser beam L with respect to the plurality of modified spots 13a, and the plurality of modified spots 13c are formed on the plurality of modified spots 13b. On the other hand, it is likely to be formed on the incident side of the laser light L.

それに対し、例えば、図19に示されるように、仮想面15に沿って複数の改質スポット13aを形成し、改質スポット13bがその両側の改質スポット13aから延びる亀裂14aに重ならないように、仮想面15に沿って複数の改質スポット13bを形成する。この場合には、複数の亀裂14aに析出したガリウムによってレーザ光Lが吸収され易い状態にあるものの、改質スポット13bが亀裂14aに重ならないため、改質スポット13bも、改質スポット13aと同様に仮想面15上に形成される。続いて、改質スポット13cがその両側の改質スポット13a,13bのそれぞれから延びる亀裂14a,14bに重なるように、仮想面15に沿って複数の改質スポット13cを形成する。更に、改質スポット13dがその両側の改質スポット13a,13bのそれぞれから延びる亀裂14a,14bに重なるように、仮想面15に沿って複数の改質スポット13dを形成する。これらの場合には、複数の亀裂14a,14bに析出したガリウムによってレーザ光Lが吸収され易い状態にあるため、集光点Cが仮想面15上に位置していても、改質スポット13a,13bに対してレーザ光Lの入射側に改質スポット13c,13dが形成され易くなる。このように、この例では、複数の改質スポット13c,13dが複数の改質スポット13a,13bに対してレーザ光Lの入射側に形成され易くなるだけである。 On the other hand, for example, as shown in FIG. 19, a plurality of modified spots 13a are formed along the imaginary surface 15 so that the modified spots 13b do not overlap the cracks 14a extending from the modified spots 13a on both sides thereof. , to form a plurality of modified spots 13b along the imaginary plane 15. FIG. In this case, the laser beam L is easily absorbed by the gallium deposited in the plurality of cracks 14a, but since the modified spots 13b do not overlap the cracks 14a, the modified spots 13b are similar to the modified spots 13a. is formed on the virtual surface 15 at . Subsequently, a plurality of modified spots 13c are formed along the imaginary plane 15 so that the modified spot 13c overlaps the cracks 14a and 14b extending from the modified spots 13a and 13b on both sides thereof. Furthermore, a plurality of modified spots 13d are formed along the imaginary plane 15 so that the modified spot 13d overlaps the cracks 14a and 14b extending from the modified spots 13a and 13b on both sides thereof. In these cases, gallium precipitated in the plurality of cracks 14a and 14b easily absorbs the laser beam L, so even if the condensing point C is located on the virtual plane 15, the modified spots 13a and 14b are The modified spots 13c and 13d are easily formed on the incident side of the laser beam L with respect to 13b. Thus, in this example, the plurality of modified spots 13c and 13d are only likely to be formed on the incident side of the laser light L with respect to the plurality of modified spots 13a and 13b.

以上の原理から、第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法においては、複数の改質スポット13a及び複数の改質スポット13aからそれぞれ延びる複数の亀裂14aに重ならないように、複数の改質スポット13bを形成することが、GaNウェハ30の剥離面に現れる凹凸を小さくする上で極めて重要であることが分かる。 From the above principle, in the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first example, the plurality of modified spots 13a and the plurality of cracks 14a extending from the plurality of modified spots 13a are not overlapped. It can be seen that the formation of the spots 13b is extremely important for reducing unevenness appearing on the peeled surface of the GaN wafer 30. FIG.

次に、第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法においては、仮想面15に沿って亀裂17が精度良く進展することを示す実験結果について説明する。 Next, experimental results showing that the crack 17 propagates along the virtual plane 15 with high precision in the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first example will be described.

図20の(a)及び(b)は、一例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の途中で形成された亀裂の画像であり、図20の(b)は、図20の(a)における矩形枠内の拡大画像である。この例では、532nmの波長を有するレーザ光LをGaNインゴット20の表面20aからGaNインゴット20の内部に入射させ、Y方向に並ぶ6つの集光点Cを、X方向に沿って仮想面15上を相対的に移動させることにより、仮想面15に沿って複数の改質スポット13を形成した。このとき、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を6μm、レーザ光Lのパルスピッチを1μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを1.33μJとした。そして、レーザ加工を仮想面15の途中で停止させた。この場合、図20の(a)及び(b)に示されるように、加工領域から未加工領域に進展した亀裂が、未加工領域において仮想面15から大きく外れた。 (a) and (b) of FIG. 20 are images of a crack formed in the course of an example of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method, and (b) of FIG. It is an enlarged image within the frame. In this example, a laser beam L having a wavelength of 532 nm is made incident inside the GaN ingot 20 from the surface 20a of the GaN ingot 20, and six focal points C arranged in the Y direction are projected onto the virtual plane 15 along the X direction. A plurality of modified spots 13 were formed along the imaginary plane 15 by relatively moving the . At this time, the distance between the condensing points C adjacent in the Y direction was set to 6 μm, the pulse pitch of the laser light L was set to 1 μm, and the pulse energy of the laser light L was set to 1.33 μJ. Then, the laser processing was stopped in the middle of the virtual surface 15 . In this case, as shown in FIGS. 20(a) and 20(b), the crack that propagated from the machined area to the unmachined area largely deviated from the virtual plane 15 in the unmachined area.

図21の(a)及び(b)は、他の例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の途中で形成された亀裂の画像であり、図21の(b)は、図21の(a)における矩形枠内の拡大画像である。この例では、532nmの波長を有するレーザ光LをGaNインゴット20の表面20aからGaNインゴット20の内部に入射させ、Y方向に並ぶ6つの集光点Cを、X方向に沿って仮想面15上を相対的に移動させることにより、仮想面15に沿って複数の改質スポット13を形成した。具体的には、まず、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を6μm、レーザ光Lのパルスピッチを10μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.33μJとして、加工領域1及び加工領域2に複数列の改質スポット13を形成した。続いて、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を6μm、レーザ光Lのパルスピッチを10μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.33μJとして、加工領域1及び加工領域2に、既に形成された複数列の改質スポット13の列間の中心にそれぞれの列が位置するように複数列の改質スポット13を形成した。続いて、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を6μm、レーザ光Lのパルスピッチを5μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.33μJとして、加工領域1のみに、既に形成された複数列の改質スポット13の列間の中心にそれぞれの列が位置するように複数列の改質スポット13を形成した。この場合、図21の(a)及び(b)に示されるように、加工領域1から加工領域2に進展した亀裂が、加工領域2において仮想面15から大きく外れなかった。 FIGS. 21(a) and 21(b) are images of cracks formed during the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of another example, and FIG. 21(b) is an image of FIG. It is an enlarged image in the rectangular frame in . In this example, a laser beam L having a wavelength of 532 nm is made incident inside the GaN ingot 20 from the surface 20a of the GaN ingot 20, and six focal points C arranged in the Y direction are projected onto the virtual plane 15 along the X direction. A plurality of modified spots 13 were formed along the imaginary plane 15 by relatively moving the . Specifically, first, the distance between the condensing points C adjacent in the Y direction is 6 μm, the pulse pitch of the laser light L is 10 μm, and the pulse energy of the laser light L is 0.33 μJ. A plurality of rows of modified spots 13 were formed in the . Subsequently, the distance between adjacent condensing points C in the Y direction is set to 6 μm, the pulse pitch of the laser light L is set to 10 μm, and the pulse energy of the laser light L is set to 0.33 μJ. A plurality of rows of modified spots 13 were formed so that each row was positioned at the center between the rows of modified spots 13 formed. Subsequently, the distance between the condensing points C adjacent in the Y direction is set to 6 μm, the pulse pitch of the laser light L is set to 5 μm, and the pulse energy of the laser light L is set to 0.33 μJ. A plurality of rows of modified spots 13 were formed such that each row was positioned at the center between rows of modified spots 13 in rows. In this case, as shown in FIGS. 21(a) and 21(b), the crack that propagated from the machining region 1 to the machining region 2 did not deviate greatly from the virtual plane 15 in the machining region 2. FIG.

以上の実験結果から、第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法においては、仮想面15に沿って亀裂17が精度良く進展することが分かった。これは、加工領域2に先に形成された複数の改質スポット13が、亀裂が進展する際にガイドになったためと想定される。 From the above experimental results, it was found that the crack 17 propagates along the virtual plane 15 with high precision in the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first example. It is assumed that this is because the plurality of modified spots 13 previously formed in the processing region 2 acted as a guide when the crack propagated.

次に、第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法においては、改質スポット13からレーザ光Lの入射側及びその反対側に延びる亀裂14の延び量が抑制されることを示す実験結果について説明する。 Next, in the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first example, experimental results showing that the amount of extension of the crack 14 extending from the modified spot 13 to the incident side of the laser beam L and the opposite side is suppressed. explain.

図22は、比較例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成された改質スポット及び亀裂の画像(側面視での画像)である。この比較例では、532nmの波長を有するレーザ光LをGaNインゴット20の表面20aからGaNインゴット20の内部に入射させ、1つの集光点Cを、X方向に沿って仮想面15上を相対的に移動させることにより、仮想面15に沿って複数の改質スポット13を形成した。具体的には、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を2μm、レーザ光Lのパルスピッチを5μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.3μJとして、仮想面15に沿って複数の改質スポット13を形成した。この場合、図22に示されるように、改質スポット13からレーザ光Lの入射側及びその反対側に延びる亀裂14の延び量が100μm程度となった。 FIG. 22 is an image (side view image) of modified spots and cracks formed by the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the comparative example. In this comparative example, a laser beam L having a wavelength of 532 nm is incident on the inside of the GaN ingot 20 from the surface 20a of the GaN ingot 20, and one condensing point C is directed relative to the virtual plane 15 along the X direction. A plurality of modified spots 13 were formed along the imaginary plane 15 by moving to . Specifically, the distance between the condensing points C adjacent in the Y direction is 2 μm, the pulse pitch of the laser light L is 5 μm, and the pulse energy of the laser light L is 0.3 μJ. A quality spot 13 was formed. In this case, as shown in FIG. 22, the extension amount of the crack 14 extending from the modified spot 13 to the incident side of the laser beam L and the opposite side was about 100 μm.

図23は、第1実施例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成された改質スポット及び亀裂の画像であり、図23の(a)は平面視での画像、図23の(b)は側面視での画像である。この第1実施例では、532nmの波長を有するレーザ光LをGaNインゴット20の表面20aからGaNインゴット20の内部に入射させ、Y方向に並ぶ6つの集光点Cを、X方向に沿って仮想面15上を相対的に移動させることにより、仮想面15に沿って複数の改質スポット13を形成した。具体的には、まず、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を8μm、レーザ光Lのパルスピッチを10μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.3μJとして、仮想面15に沿って複数の改質スポット13aを形成した。続いて、Y方向に並ぶ6つの集光点Cを先の状態からY方向に+4μmずらした状態で、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を8μm、レーザ光Lのパルスピッチを10μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.3μJとして、仮想面15に沿って複数の改質スポット13bを形成した。続いて、Y方向に並ぶ6つの集光点Cを先の状態からY方向に-4μmずらした状態で、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を8μm、レーザ光Lのパルスピッチを5μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.3μJとして、仮想面15に沿って複数の改質スポット13を形成した。続いて、Y方向に並ぶ6つの集光点Cを先の状態からY方向に+4μmずらした状態で、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を8μm、レーザ光Lのパルスピッチを5μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.3μJとして、仮想面15に沿って複数の改質スポット13を形成した。これにより、1回目に形成した改質スポット13aと3回目に形成した改質スポット13とが互いに重なり、2回目に形成した改質スポット13bと4回目に形成した改質スポット13とが互いに重なっていると想定される。この場合、図23の(b)に示されるように、改質スポット13からレーザ光Lの入射側及びその反対側に延びる亀裂14の延び量が70μm程度となった。 23A and 23B are images of modified spots and cracks formed by the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first embodiment, FIG. is an image viewed from the side. In this first embodiment, a laser beam L having a wavelength of 532 nm is made incident inside the GaN ingot 20 from the surface 20a of the GaN ingot 20, and six focal points C arranged in the Y direction are projected along the X direction. A plurality of modified spots 13 were formed along the imaginary plane 15 by relatively moving on the plane 15 . Specifically, first, the distance between the condensing points C adjacent in the Y direction is 8 μm, the pulse pitch of the laser light L is 10 μm, and the pulse energy of the laser light L is 0.3 μJ. to form a modified spot 13a. Next, with the six condensing points C aligned in the Y direction shifted +4 μm in the Y direction from the previous state, the distance between adjacent condensing points C in the Y direction was 8 μm, and the pulse pitch of the laser light L was 10 μm. , the pulse energy of the laser light L was set to 0.3 μJ, and a plurality of modified spots 13 b were formed along the imaginary surface 15 . Next, with the six condensing points C arranged in the Y direction shifted from the previous state by -4 μm in the Y direction, the distance between adjacent condensing points C in the Y direction was 8 μm, and the pulse pitch of the laser light L was changed. A plurality of modified spots 13 were formed along the imaginary surface 15 by setting the laser beam L to 5 μm and the pulse energy of the laser beam L to 0.3 μJ. Next, with the six condensing points C aligned in the Y direction shifted +4 μm in the Y direction from the previous state, the distance between adjacent condensing points C in the Y direction was 8 μm, and the pulse pitch of the laser light L was 5 μm. , the pulse energy of the laser beam L was set to 0.3 μJ, and a plurality of modified spots 13 were formed along the imaginary surface 15 . As a result, the first modified spot 13a and the third modified spot 13 overlap each other, and the second modified spot 13b and the fourth modified spot 13 overlap each other. It is assumed that In this case, as shown in FIG. 23(b), the extension amount of the crack 14 extending from the modified spot 13 to the incident side of the laser beam L and the opposite side was about 70 μm.

図24の(a)及び(b)は、第2実施例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成された改質スポット及び亀裂の画像であり、図24の(a)は平面視での画像、図24の(b)は側面視での画像である。この第2実施例では、532nmの波長を有するレーザ光LをGaNインゴット20の表面20aからGaNインゴット20の内部に入射させ、第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の第1工程及び第2工程と同様に、仮想面15に沿って複数の改質スポット13を形成した。複数の改質スポット13aを形成する際には、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を8μm、レーザ光Lのパルスピッチを10μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.3μJとした。複数の改質スポット13bを形成する際には、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を8μm、レーザ光Lのパルスピッチを10μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.3μJとした。複数の改質スポット13cを形成する際には、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を8μm、レーザ光Lのパルスピッチを5μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.3μJとした。複数の改質スポット13dを形成する際には、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を8μm、レーザ光Lのパルスピッチを5μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.3μJとした。この場合、図24の(b)に示されるように、改質スポット13からレーザ光Lの入射側及びその反対側に延びる亀裂14の延び量が50μm程度となった。 FIGS. 24A and 24B are images of modified spots and cracks formed by the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the second embodiment, and FIG. An image, (b) of FIG. 24 is an image in a side view. In this second embodiment, a laser beam L having a wavelength of 532 nm is made incident inside the GaN ingot 20 from the surface 20a of the GaN ingot 20, and the first step and the first step of the laser processing method and semiconductor member manufacturing method of the first example are performed. A plurality of modified spots 13 were formed along the imaginary plane 15 in the same manner as in the second step. When forming the plurality of modified spots 13a, the distance between the condensing points C adjacent in the Y direction was set to 8 μm, the pulse pitch of the laser light L was set to 10 μm, and the pulse energy of the laser light L was set to 0.3 μJ. When forming the plurality of modified spots 13b, the distance between the condensing points C adjacent in the Y direction was set to 8 μm, the pulse pitch of the laser light L was set to 10 μm, and the pulse energy of the laser light L was set to 0.3 μJ. When forming the plurality of modified spots 13c, the distance between the condensing points C adjacent in the Y direction was set to 8 μm, the pulse pitch of the laser light L was set to 5 μm, and the pulse energy of the laser light L was set to 0.3 μJ. When forming the plurality of modified spots 13d, the distance between the condensing points C adjacent in the Y direction was set to 8 μm, the pulse pitch of the laser light L was set to 5 μm, and the pulse energy of the laser light L was set to 0.3 μJ. In this case, as shown in FIG. 24(b), the extension amount of the crack 14 extending from the modified spot 13 to the incident side of the laser beam L and the opposite side was about 50 μm.

図24の(c)及び(d)は、第3実施例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成された改質スポット及び亀裂の画像であり、図24の(c)は平面視での画像、図24の(d)は側面視での画像である。この第3実施例では、図24の(a)及び(b)に示される状態にある仮想面15(すなわち、複数列の改質スポット13が既に形成された仮想面15)に沿って、更に、複数の改質スポット13を形成した。具体的には、まず、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を8μm、レーザ光Lのパルスピッチを5μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.1μJとして、既に形成された複数列の改質スポット13の列間の中心にそれぞれの列が位置するように複数列の改質スポット13を形成した。この場合、図24の(d)に示されるように、改質スポット13からレーザ光Lの入射側及びその反対側に延びる亀裂14の延び量が60μm程度となった。 (c) and (d) of FIG. 24 are images of modified spots and cracks formed by the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the third embodiment, and (c) of FIG. An image, (d) of FIG. 24 is an image in a side view. In this third embodiment, along the virtual surface 15 in the state shown in FIGS. , a plurality of modified spots 13 were formed. Specifically, first, the distance between the condensing points C adjacent in the Y direction is 8 μm, the pulse pitch of the laser light L is 5 μm, and the pulse energy of the laser light L is 0.1 μJ. A plurality of rows of modified spots 13 were formed such that each row was positioned in the center between the rows of modified spots 13 . In this case, as shown in (d) of FIG. 24, the extension amount of the crack 14 extending from the modified spot 13 to the incident side of the laser beam L and the opposite side was about 60 μm.

以上の実験結果から、仮想面15に沿って既に形成された複数の改質スポット13a及び複数の亀裂14aに重ならないように、仮想面15に沿って複数の改質スポット13bを形成すれば(第1実施例、第2実施例及び第3実施例)、改質スポット13からレーザ光Lの入射側及びその反対側に延びる亀裂14の延び量が抑制されることが分かった。仮想面15に沿って更に複数の改質スポット13を形成する場合には、仮想面15に沿って既に形成された複数の改質スポット13a,13bに重ならないように、仮想面15に沿って複数の改質スポット13すれば(第2実施例及び第3実施例)、改質スポット13からレーザ光Lの入射側及びその反対側に延びる亀裂14の延び量がより一層抑制されることが分かった。
[第2例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法]
From the above experimental results, if a plurality of modified spots 13b are formed along the virtual surface 15 so as not to overlap the plurality of modified spots 13a and the plurality of cracks 14a already formed along the virtual surface 15 ( 1st, 2nd and 3rd embodiments), it was found that the extension of the crack 14 extending from the modified spot 13 to the incident side of the laser beam L and the opposite side was suppressed. When forming a plurality of modified spots 13 along the virtual surface 15, along the virtual surface 15, so as not to overlap the plurality of modified spots 13a and 13b already formed along the virtual surface 15. If a plurality of modified spots 13 are provided (second and third embodiments), the amount of extension of the cracks 14 extending from the modified spots 13 to the incident side of the laser beam L and the opposite side can be further suppressed. Do you get it.
[Laser processing method and semiconductor member manufacturing method of the second example]

第2例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の対象物11は、図25に示されるように、GaNによって例えば円板状に形成されたGaNウェハ(半導体ウェハ、半導体対象物)30である。一例として、GaNウェハ30の直径は2inであり、GaNウェハ30の厚さは100μmである。第2例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法は、GaNウェハ30から複数の半導体デバイス(半導体部材)40を切り出すために実施される。一例として、半導体デバイス40のGaN基板部分の外形は1mm×1mmであり、半導体デバイス40のGaN基板部分の厚さは数十μmである。 As shown in FIG. 25, the object 11 of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the second example is a GaN wafer (semiconductor wafer, semiconductor object) 30 made of GaN, for example, in the shape of a disk. As an example, the diameter of GaN wafer 30 is 2 inches and the thickness of GaN wafer 30 is 100 μm. The laser processing method and semiconductor member manufacturing method of the second example are performed to cut out a plurality of semiconductor devices (semiconductor members) 40 from the GaN wafer 30 . As an example, the outer shape of the GaN substrate portion of the semiconductor device 40 is 1 mm×1 mm, and the thickness of the GaN substrate portion of the semiconductor device 40 is several tens of μm.

まず、上述したレーザ加工装置1が、複数の仮想面15のそれぞれに沿って複数の改質スポット13を形成する。複数の仮想面15のそれぞれは、GaNウェハ30の内部においてGaNウェハ30の表面30aに対向する面であり、表面30aが延在する方向に並ぶように設定されている。本実施形態では、複数の仮想面15のそれぞれは、表面30aに平行な面であり、例えば矩形状を呈している。複数の仮想面15のそれぞれは、GaNウェハ30のオリエンテーションフラット31に平行な方向及び垂直な方向に2次元状に並ぶように設定されている。GaNウェハ30には、複数の仮想面15のそれぞれを囲むように複数の周縁領域16が設定されている。つまり、複数の仮想面15のそれぞれは、GaNウェハ30の側面30bに至っていない。一例として、複数の仮想面15のそれぞれに対応する周縁領域16の幅(第2例では、隣り合う仮想面15間の距離の半分)は30μm以上である。 First, the laser processing apparatus 1 described above forms a plurality of modified spots 13 along each of the plurality of virtual surfaces 15 . Each of the plurality of virtual surfaces 15 is a surface facing the surface 30a of the GaN wafer 30 inside the GaN wafer 30, and is set to be aligned in the direction in which the surface 30a extends. In this embodiment, each of the plurality of virtual planes 15 is a plane parallel to the surface 30a and has, for example, a rectangular shape. Each of the plurality of virtual planes 15 is set to be two-dimensionally arranged in a direction parallel to and perpendicular to the orientation flat 31 of the GaN wafer 30 . A plurality of peripheral regions 16 are set on the GaN wafer 30 so as to surround each of the plurality of virtual planes 15 . In other words, each of the multiple virtual surfaces 15 does not reach the side surface 30b of the GaN wafer 30 . As an example, the width of the peripheral region 16 corresponding to each of the plurality of virtual surfaces 15 (half the distance between adjacent virtual surfaces 15 in the second example) is 30 μm or more.

複数の仮想面15のそれぞれに沿った複数の改質スポット13の形成は、第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の工程S1~工程S4と同様に、実施される。これにより、GaNウェハ30においては、図26に示されるように、複数の仮想面15のそれぞれに沿って、複数の改質スポット13(すなわち、改質スポット13a,13b,13c,13d)及び複数の亀裂14(すなわち、亀裂14a,14b,14c,14d)が形成される。図26では、複数の改質スポット13及び複数の亀裂14が形成される範囲が破線で示されている。 Formation of the plurality of modified spots 13 along each of the plurality of virtual surfaces 15 is performed in the same manner as steps S1 to S4 of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first example. Thereby, in the GaN wafer 30, as shown in FIG. of cracks 14 (ie, cracks 14a, 14b, 14c, 14d) are formed. In FIG. 26, the range where multiple modified spots 13 and multiple cracks 14 are formed is indicated by dashed lines.

続いて、半導体製造装置が、図27に示されるように、GaNウェハ30の表面30aに複数の機能素子32を形成する。複数の機能素子32のそれぞれは、GaNウェハ30の厚さ方向から見た場合に1つの機能素子32が1つの仮想面15に含まれるように、形成される。機能素子32は、例えば、フォトダイオード等の受光素子、レーザダイオード等の発光素子、メモリ等の回路素子等である。 Subsequently, the semiconductor manufacturing equipment forms a plurality of functional elements 32 on the surface 30a of the GaN wafer 30, as shown in FIG. Each of the plurality of functional elements 32 is formed such that one functional element 32 is included in one virtual plane 15 when viewed from the thickness direction of the GaN wafer 30 . The functional element 32 is, for example, a light receiving element such as a photodiode, a light emitting element such as a laser diode, a circuit element such as a memory, or the like.

第2例では、表面30aに複数の機能素子32を形成する際に、半導体製造装置が加熱装置として機能する。つまり、表面30aに複数の機能素子32を形成する際に、半導体製造装置が、GaNウェハ30を加熱し、複数の仮想面15のそれぞれにおいて、複数の改質スポット13からそれぞれ延びる複数の亀裂14を互いに繋げることにより、複数の仮想面15のそれぞれにおいて、亀裂17(すなわち、仮想面15に渡る亀裂17)を形成する。図27では、複数の改質スポット13及び複数の亀裂14、並びに、亀裂17が形成される範囲が破線で示されている。なお、半導体製造装置とは別の加熱装置が用いられてもよい。また、加熱以外の方法でGaNウェハ30に何らかの力を作用させることにより、複数の亀裂14を互いに繋げて亀裂17を形成してもよい。また、仮想面15に沿って複数の改質スポット13を形成することにより、複数の亀裂14を互いに繋げて亀裂17を形成してもよい。 In the second example, the semiconductor manufacturing apparatus functions as a heating device when forming the plurality of functional elements 32 on the surface 30a. That is, when forming the plurality of functional elements 32 on the surface 30 a , the semiconductor manufacturing apparatus heats the GaN wafer 30 to form the plurality of cracks 14 extending from the plurality of modified spots 13 on each of the plurality of virtual surfaces 15 . are connected to each other, a crack 17 is formed in each of the plurality of virtual planes 15 (that is, a crack 17 across the virtual planes 15). In FIG. 27, the range where the multiple modified spots 13, the multiple cracks 14, and the crack 17 are formed is indicated by broken lines. Note that a heating device different from the semiconductor manufacturing device may be used. Further, by applying some force to the GaN wafer 30 by a method other than heating, the plurality of cracks 14 may be connected to each other to form the cracks 17 . Also, by forming a plurality of modified spots 13 along the imaginary plane 15 , a plurality of cracks 14 may be connected to each other to form a crack 17 .

ここで、GaNウェハ30においては、複数の改質スポット13からそれぞれ延びる複数の亀裂14内に窒素ガスが生じている。そのため、GaNインゴット20を加熱して窒素ガスを膨張させることにより、窒素ガスの圧力を利用して亀裂17を形成することができる。しかも、周縁領域16によって、当該周縁領域16が囲む仮想面15の外部(例えば、隣り合う仮想面15、GaNウェハ30の側面30b)への複数の亀裂14の進展が阻まれるため、複数の亀裂14内に生じた窒素ガスが仮想面15の外部に逃げるのを抑制することができる。つまり、周縁領域16は、改質スポット13を含まない非改質領域であって、当該周縁領域16が囲む仮想面15に亀裂17が形成される際に、当該周縁領域16が囲む仮想面15の外部への複数の亀裂14の進展を阻む領域である。そのために、周縁領域16の幅を30μm以上とすることが好ましい。 Here, in the GaN wafer 30 , nitrogen gas is generated in multiple cracks 14 extending from multiple modified spots 13 . Therefore, by heating the GaN ingot 20 to expand the nitrogen gas, the pressure of the nitrogen gas can be used to form the cracks 17 . Moreover, since the peripheral edge region 16 prevents the plurality of cracks 14 from propagating to the outside of the virtual surface 15 surrounded by the peripheral edge region 16 (for example, the adjacent virtual surface 15, the side surface 30b of the GaN wafer 30), the plurality of cracks Nitrogen gas generated in 14 can be suppressed from escaping to the outside of imaginary surface 15 . That is, the peripheral region 16 is a non-modified region that does not include the modified spot 13, and when the crack 17 is formed in the virtual surface 15 surrounded by the peripheral region 16, the virtual surface 15 surrounded by the peripheral region 16 This is a region that prevents the development of a plurality of cracks 14 to the outside of the . Therefore, it is preferable to set the width of the peripheral region 16 to 30 μm or more.

続いて、レーザ加工装置が、GaNウェハ30を機能素子32ごとに切断すると共に、研削装置が、複数の仮想面15のそれぞれに対応する部分を研削することにより、図28に示されるように、複数の亀裂17のそれぞれを境界としてGaNウェハ30から複数の半導体デバイス40を取得する(工程S6)。このように、GaNウェハ30は、複数の仮想面15のそれぞれに沿って切断される。なお、この工程では、レーザ加工以外の機械加工(例えばブレードダイシング)等によって、GaNウェハ30を機能素子32ごとに切断してもよい。 Subsequently, the laser processing device cuts the GaN wafer 30 into individual functional elements 32, and the grinding device grinds the portions corresponding to the plurality of virtual surfaces 15, as shown in FIG. A plurality of semiconductor devices 40 are obtained from the GaN wafer 30 with each of the plurality of cracks 17 as boundaries (step S6). Thus, the GaN wafer 30 is cut along each of the virtual planes 15 . In this step, the GaN wafer 30 may be cut into individual functional elements 32 by mechanical processing (for example, blade dicing) other than laser processing.

以上の工程のうち、複数の仮想面15のそれぞれに沿って複数の改質スポット13を形成する工程までが、第2例のレーザ加工方法である。また、以上の工程のうち、複数の亀裂17のそれぞれを境界としてGaNウェハ30から複数の半導体デバイス40を取得する工程までが、第2例の半導体部材製造方法である。 Among the above steps, the steps up to the step of forming a plurality of modified spots 13 along each of the plurality of virtual surfaces 15 are the laser processing method of the second example. Further, among the above steps, the steps up to the step of obtaining a plurality of semiconductor devices 40 from the GaN wafer 30 with each of the plurality of cracks 17 as boundaries constitute the semiconductor member manufacturing method of the second example.

以上説明したように、第2例のレーザ加工方法よれば、第1例のレーザ加工方法と同様に、複数の仮想面15のそれぞれに沿って複数の改質スポット13を精度良く形成することができ、その結果、複数の仮想面15のそれぞれに沿って亀裂17を精度良く形成することが可能となる。よって、第2例のレーザ加工方法によれば、複数の亀裂17のそれぞれを境界としてGaNウェハ30から複数の半導体デバイス40を取得することにより、複数の好適な半導体デバイス40の取得が可能となる。また、複数の半導体デバイス40を切り出した後のGaNウェハ30を再利用することも可能となる。 As described above, according to the laser processing method of the second example, similarly to the laser processing method of the first example, it is possible to form a plurality of modified spots 13 along each of the plurality of virtual surfaces 15 with high accuracy. As a result, the cracks 17 can be accurately formed along each of the plurality of virtual planes 15 . Therefore, according to the laser processing method of the second example, it is possible to obtain a plurality of suitable semiconductor devices 40 by obtaining a plurality of semiconductor devices 40 from the GaN wafer 30 with each of the plurality of cracks 17 as boundaries. . It is also possible to reuse the GaN wafer 30 from which a plurality of semiconductor devices 40 have been cut.

同様に、第2例のレーザ加工方法を実施するレーザ加工装置1によれば、複数の仮想面15のそれぞれに沿って亀裂17を精度良く形成することが可能となるため、複数の好適な半導体デバイス40の取得が可能となる。 Similarly, according to the laser processing apparatus 1 that implements the laser processing method of the second example, since it is possible to form the cracks 17 with high accuracy along each of the plurality of virtual surfaces 15, a plurality of suitable semiconductors Acquisition of the device 40 becomes possible.

また、第2例のレーザ加工方法では、複数の改質スポット13aからそれぞれ延びる複数の亀裂14aが互いに繋がらないように、複数の改質スポット13aを形成する。これにより、複数の改質スポット13bを仮想面15に沿ってより精度良く形成することができる。 Moreover, in the laser processing method of the second example, the plurality of modified spots 13a are formed so that the plurality of cracks 14a extending from the plurality of modified spots 13a are not connected to each other. Thereby, the plurality of modified spots 13b can be formed along the virtual plane 15 with higher accuracy.

また、第2例のレーザ加工方法では、パルス発振されたレーザ光Lの集光点Cを仮想面15に沿って移動させることにより、複数列の改質スポット13aを形成し、パルス発振されたレーザ光Lの集光点Cを複数列の改質スポット13aの列間において仮想面15に沿って移動させることにより、複数列の改質スポット13bを形成する。これにより、複数の改質スポット13a及び複数の亀裂14aに複数の改質スポット13bが重なるのを確実に防止して、複数の改質スポット13bを仮想面15に沿ってより精度良く形成することができる。 Further, in the laser processing method of the second example, by moving the focal point C of the pulse-oscillated laser beam L along the virtual plane 15, a plurality of rows of modified spots 13a are formed, and pulse-oscillated spots 13a are formed. A plurality of rows of modified spots 13b are formed by moving the focal point C of the laser beam L along the virtual plane 15 between the rows of the modified spots 13a. This reliably prevents the plurality of modified spots 13b from overlapping the plurality of modified spots 13a and the plurality of cracks 14a, thereby forming the plurality of modified spots 13b along the virtual plane 15 with higher accuracy. can be done.

特に、第2例のレーザ加工方法では、GaNウェハ30の材料に含まれる窒化ガリウムがレーザ光Lの照射によって分解されると、複数の改質スポット13aからそれぞれ延びる複数の亀裂14aにガリウムが析出し、当該ガリウムによってレーザ光Lが吸収され易い状態となる。そのため、当該亀裂14aに重ならないように複数の改質スポット13bを形成することは、複数の改質スポット13bを仮想面15に沿って精度良く形成する上で有効である。 In particular, in the laser processing method of the second example, when gallium nitride contained in the material of the GaN wafer 30 is decomposed by the irradiation of the laser light L, gallium precipitates in the plurality of cracks 14a extending from the plurality of modified spots 13a. Then, the laser light L is easily absorbed by the gallium. Therefore, forming the plurality of modified spots 13b so as not to overlap the crack 14a is effective in forming the plurality of modified spots 13b along the virtual plane 15 with high accuracy.

また、第2例のレーザ加工方法では、GaNウェハ30の材料に含まれる窒化ガリウムがレーザ光Lの照射によって分解されると、複数の亀裂14内に窒素ガスが生じる。そのため、当該窒素ガスの圧力を利用して、亀裂17を容易に形成することが可能となる。 Further, in the laser processing method of the second example, when gallium nitride contained in the material of the GaN wafer 30 is decomposed by the irradiation of the laser light L, nitrogen gas is generated in the plurality of cracks 14 . Therefore, it is possible to easily form the crack 17 by using the pressure of the nitrogen gas.

また、第2例の半導体部材製造方法によれば、第2実施形態のレーザ加工方法に含まれる工程によって、複数の仮想面15のそれぞれに沿って亀裂17を精度良く形成することが可能となるため、複数の好適な半導体デバイス40の取得が可能となる。 Further, according to the semiconductor member manufacturing method of the second example, the cracks 17 can be formed with high accuracy along each of the plurality of virtual surfaces 15 by the steps included in the laser processing method of the second embodiment. Therefore, it is possible to obtain a plurality of suitable semiconductor devices 40 .

また、第2例の半導体部材製造方法では、複数の仮想面15が、GaNウェハ30の表面30aが延在する方向に並ぶように設定されている。これにより、1つのGaNウェハ30から複数の半導体デバイス40の取得が可能となる。
[変形例]
Further, in the semiconductor member manufacturing method of the second example, the plurality of virtual planes 15 are set to be aligned in the direction in which the surface 30a of the GaN wafer 30 extends. Thereby, it becomes possible to obtain a plurality of semiconductor devices 40 from one GaN wafer 30 .
[Modification]

上述した例は、任意に変形可能である。例えば、レーザ光Lに関する各種数値は、上述したものに限定されない。ただし、亀裂14が改質スポット13からレーザ光Lの入射側及びその反対側に延びるのを抑制するためには、レーザ光Lのパルスエネルギーが0.1μJ~1μJであり且つレーザ光Lのパルス幅が200fs~1nsであることが好ましい。 The above example can be modified arbitrarily. For example, various numerical values regarding the laser light L are not limited to those described above. However, in order to suppress the crack 14 from extending from the modified spot 13 to the incident side of the laser light L and the opposite side, the pulse energy of the laser light L is 0.1 μJ to 1 μJ and the pulse of the laser light L The width is preferably between 200 fs and 1 ns.

また、レーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって加工される半導体対象物は、第1例のGaNインゴット20及び第2例のGaNウェハ30に限定されない。半導体部材製造方法によって製造される半導体部材は、第1例のGaNウェハ30及び第2例の半導体デバイス40に限定されない。1つの半導体対象物に1つの仮想面が設定されてもよい。 Moreover, the semiconductor object processed by the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method is not limited to the GaN ingot 20 of the first example and the GaN wafer 30 of the second example. The semiconductor member manufactured by the semiconductor member manufacturing method is not limited to the GaN wafer 30 of the first example and the semiconductor device 40 of the second example. One virtual plane may be set for one semiconductor object.

一例として、半導体対象物の材料は、SiCであってもよい。その場合にも、レーザ加工方法及び半導体部材製造方法によれば、次に述べるように、仮想面に渡る亀裂を仮想面に沿って精度良く形成することが可能となる。 As an example, the material of the semiconductor object may be SiC. Even in that case, according to the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method, as described below, it is possible to accurately form a crack extending along the virtual plane.

図29の(a)及び(b)は、比較例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成されたSiCウェハの亀裂の画像(側面視での画像)であり、図29の(b)は、図29の(a)における矩形枠内の拡大画像である。この比較例では、532nmの波長を有するレーザ光をSiCウェハの表面からSiCウェハの内部に入射させ、Y方向に並ぶ6つの集光点を、X方向に沿って仮想面上を相対的に移動させることにより、仮想面に沿って複数の改質スポットを形成した。このとき、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を2μm、レーザ光のパルスピッチを15μm、レーザ光のパルスエネルギーを4μJとした。この場合、図29の(a)及び(b)に示されるように、仮想面に対して4°~5°傾斜する方向に延びる亀裂が発生した。 (a) and (b) of FIG. 29 are images (side view images) of cracks in SiC wafers formed by the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the comparative example, and (b) of FIG. 30 is an enlarged image within the rectangular frame in FIG. 29(a). In this comparative example, a laser beam having a wavelength of 532 nm is incident from the surface of the SiC wafer into the interior of the SiC wafer, and six focal points aligned in the Y direction are moved relatively along the X direction on a virtual plane. A plurality of modified spots were formed along the imaginary plane. At this time, the distance between the condensing points C adjacent in the Y direction was set to 2 μm, the pulse pitch of the laser light was set to 15 μm, and the pulse energy of the laser light was set to 4 μJ. In this case, as shown in FIGS. 29(a) and 29(b), a crack extending in a direction inclined by 4° to 5° with respect to the virtual plane was generated.

図30の(a)及び(b)は、実施例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成されたSiCウェハの亀裂の画像(側面視での画像)であり、図30の(b)は、図30の(a)における矩形枠内の拡大画像である。この実施例では、532nmの波長を有するレーザ光をSiCウェハの表面からSiCウェハの内部に入射させ、第1実施形態のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の第1工程及び第2工程と同様に、仮想面に沿って複数の改質スポットを形成した。複数の改質スポット13a,13b,13c,13dのそれぞれに相当する複数の改質スポットを形成する際には、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を8μm、レーザ光Lのパルスピッチを15μm、レーザ光Lのパルスエネルギーを4μJとした。この場合、図30の(a)及び(b)に示されるように、仮想面に対して4°~5°傾斜する方向に延びる亀裂の発生が抑制された。図31は、実施例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成されたSiCウェハの剥離面の画像であり、図32の(a)及び(b)は、図31に示される剥離面の高さプロファイルである。この場合、SiCウェハの剥離面に現れる凹凸は2μm程度に抑えられた。 (a) and (b) of FIG. 30 are images (side view images) of cracks in SiC wafers formed by the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the example, and (b) of FIG. 31 is an enlarged image within the rectangular frame in FIG. 30(a). In this example, a laser beam having a wavelength of 532 nm was made incident on the inside of the SiC wafer from the surface of the SiC wafer, and similarly to the first and second steps of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first embodiment, , formed multiple modified spots along the imaginary plane. When forming a plurality of modified spots corresponding respectively to the plurality of modified spots 13a, 13b, 13c, and 13d, the distance between adjacent condensing points C in the Y direction is 8 μm, and the pulse pitch of the laser beam L is 8 μm. is 15 μm, and the pulse energy of the laser light L is 4 μJ. In this case, as shown in FIGS. 30(a) and 30(b), the occurrence of cracks extending in a direction inclined by 4° to 5° with respect to the virtual plane was suppressed. FIG. 31 is an image of the peeled surface of the SiC wafer formed by the laser processing method and semiconductor member manufacturing method of the example, and FIGS. profile. In this case, the unevenness appearing on the peeled surface of the SiC wafer was suppressed to about 2 μm.

以上の実験結果から、半導体対象物の材料がSiCである場合にも、レーザ加工方法及び半導体部材製造方法によれば、仮想面に渡る亀裂が仮想面に沿って精度良く形成されることが分かった。なお、上述した比較例及び実施例で用いたSiCウェハは、4±0.5°のオフ角を有する4H-SiCウェハであり、レーザ光の集光点を移動させた方向は、m軸方向である。 From the above experimental results, even when the material of the semiconductor object is SiC, according to the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method, it is found that the cracks extending along the virtual plane are formed with high accuracy along the virtual plane. rice field. The SiC wafers used in the comparative examples and examples described above are 4H-SiC wafers having an off angle of 4±0.5°, and the direction in which the focal point of the laser beam is moved is the m-axis direction. is.

また、複数の改質スポット13a,13b,13c,13dの形成の仕方は、上述したものに限定されない。複数の改質スポット13aは、複数の改質スポット13aからそれぞれ延びる複数の亀裂14aが互いに繋がるように形成されてもよい。また、複数の改質スポット13bは、複数の改質スポット13aに重ならないように形成されればよい。複数の改質スポット13aからそれぞれ延びる複数の亀裂14aに複数の改質スポット13bが重なったとしても、複数の改質スポット13bが複数の改質スポット13aに重ならなければ、複数の改質スポット13a,13bが仮想面15に沿って精度良く形成される。また、複数の改質スポット13c,13dの形成の仕方は任意であり、複数の改質スポット13c,13dは、形成されなくてもよい。また、図33に示されるように、例えばGaNインゴット20を回転させることにより、径方向に並んだ複数の集光点を相対的に回転させて(一点鎖線の矢印)、複数列の改質スポット13を形成し、更に、図34に示されるように、複数列の改質スポット13の列間に複数の集光点のそれぞれを位置させた状態で、径方向に並んだ複数の集光点を相対的に回転させて(一点鎖線の矢印)、複数列の改質スポット13を形成してもよい。 Moreover, the method of forming the plurality of modified spots 13a, 13b, 13c, and 13d is not limited to the one described above. A plurality of modified spots 13a may be formed such that a plurality of cracks 14a respectively extending from the plurality of modified spots 13a are connected to each other. Also, the plurality of modified spots 13b may be formed so as not to overlap the plurality of modified spots 13a. Even if a plurality of modified spots 13b overlap with a plurality of cracks 14a respectively extending from a plurality of modified spots 13a, if the plurality of modified spots 13b do not overlap with the plurality of modified spots 13a, the plurality of modified spots 13b 13a and 13b are formed along the virtual plane 15 with high accuracy. Moreover, the method of forming the plurality of modified spots 13c and 13d is arbitrary, and the plurality of modified spots 13c and 13d may not be formed. Further, as shown in FIG. 33, for example, by rotating the GaN ingot 20, a plurality of condensing points arranged in the radial direction are relatively rotated (a dashed-dotted line arrow) to form a plurality of rows of modified spots. 13, and further, as shown in FIG. 34, a plurality of condensing points are arranged in the radial direction with each of the plurality of condensing points positioned between the rows of the plurality of rows of modified spots 13. may be relatively rotated (dash-dotted arrows) to form multiple rows of modified spots 13 .

また、第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法において、複数の改質スポット13の形成は、表面20aとは反対側から複数の仮想面15ごとに順次に実施されてもよい。また、第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法では、複数の改質スポット13の形成が表面20a側の1つ又は複数の仮想面15に沿って実施され、1つ又は複数のGaNウェハ30が切り出された後に、GaNインゴット20の表面20aが研削され、再び、複数の改質スポット13の形成が表面20a側の1つ又は複数の仮想面15に沿って実施されてもよい。 Further, in the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first example, the formation of the plurality of modified spots 13 may be sequentially performed for each of the plurality of virtual surfaces 15 from the side opposite to the surface 20a. Further, in the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first example, the formation of a plurality of modified spots 13 is performed along one or more virtual planes 15 on the side of the surface 20a, and one or more GaN wafers are formed. After cutting 30, surface 20a of GaN ingot 20 may be ground, and again, formation of multiple modification spots 13 may be performed along one or more imaginary planes 15 on surface 20a side.

また、第1例及び第2例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法では、周縁領域16が形成されなくてもよい。第1例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法において周縁領域16を形成しない場合には、複数の仮想面15のそれぞれに沿って複数の改質スポット13を形成した後に、例えば、GaNインゴット20に対してエッチングを施すことにより、複数のGaNウェハ30を取得することも可能である。 Moreover, in the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first and second examples, the peripheral region 16 may not be formed. In the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first example, when the peripheral region 16 is not formed, after forming the plurality of modified spots 13 along each of the plurality of virtual planes 15, for example, the GaN ingot 20 It is also possible to obtain a plurality of GaN wafers 30 by etching the substrate.

また、レーザ加工装置1は、上述した構成を有するものに限定されない。例えば、レーザ加工装置1は、空間光変調器4を備えていなくてもよい。 Moreover, the laser processing apparatus 1 is not limited to the one having the configuration described above. For example, the laser processing device 1 does not have to include the spatial light modulator 4 .

また、上述した例における各構成には、上述した材料及び形状に限定されず、様々な材料及び形状を適用することができる。また、上述した一の例又は変形例における各構成は、他の例又は変形例における各構成に任意に適用することができる。
[実施形態に係るレーザ加工方法、及び、半導体部材製造方法]
In addition, each configuration in the above example is not limited to the materials and shapes described above, and various materials and shapes can be applied. In addition, each configuration in one example or modified example described above can be arbitrarily applied to each configuration in another example or modified example.
[Laser processing method and semiconductor member manufacturing method according to the embodiment]

上記の第1例及び第2例に係るレーザ加工方法においては、レーザ光Lの照射によって改質スポット13a~改質スポット13dを形成するものとした。この場合であっても、好適な半導体部材を取得できることは、上述したとおりである。 In the laser processing methods according to the first and second examples, the modified spots 13a to 13d are formed by irradiation with the laser beam L. FIG. As described above, even in this case, a suitable semiconductor member can be obtained.

これに対して、本発明者は、鋭意検討を進めるなかで、次のような問題点を見出した。すなわち、レーザ光の照射によって半導体対象物の内部の仮想面に沿って改質スポットを形成すると共に、当該改質スポットから延びる亀裂を進展させて半導体対象物から半導体部材を切り出す場合を検討すると、切り出された面の凹凸を減らすためには、レーザ光の仮想面でのエネルギーを低減することが有効である一方で、レーザ光の仮想面でのエネルギーが低すぎると、改質スポット及び亀裂を生じさせることができなくなる。 On the other hand, the inventor of the present invention found the following problems while proceeding with earnest studies. That is, considering a case where a modified spot is formed along a virtual plane inside a semiconductor object by irradiating a laser beam, and a crack extending from the modified spot is developed to cut out a semiconductor member from the semiconductor object, In order to reduce the unevenness of the cut surface, it is effective to reduce the energy of the laser beam on the imaginary surface. cannot be brought about.

本発明者は、このような問題点に着目し、さらなる検討を進めることにより、以下の知見を得るに至った。すなわち、まず、ガリウムを含む半導体対象物にレーザ光を照射することにより、仮想面に沿って、複数の改質スポットと、それらの複数の改質スポットにおいて析出されたガリウムを含む析出領域と、を形成する。そうすると、後の工程においてレーザ光を再度照射するときに、仮想面におけるレーザ光のエネルギーを半導体対象物の加工閾値を下回るほど低下させても、予め形成されたガリウムを含む析出領域を拡大させることができる。その結果、仮想面に渡る亀裂を形成して半導体部材を切り出したときに、切り出された面の凹凸を低減できる。以下の実施形態に係るレーザ加工方法、及び、半導体部材製造方法は、このような知見に基づいてなされたものである。 The inventor of the present invention focused on such problems and made further studies to obtain the following findings. That is, first, by irradiating a semiconductor object containing gallium with a laser beam, along a virtual plane, a plurality of modified spots, a deposition region containing gallium deposited at the plurality of modified spots, and to form Then, when laser light is radiated again in a later process, even if the energy of the laser light on the virtual surface is reduced to below the processing threshold of the semiconductor object, the preformed precipitated region containing gallium can be expanded. can be done. As a result, when the semiconductor member is cut out by forming a crack across the imaginary surface, the unevenness of the cut out surface can be reduced. A laser processing method and a semiconductor member manufacturing method according to the following embodiments are made based on such knowledge.

この方法においては、まず、上記の第1例と同様にして、工程S1~工程S3を実施する。すなわち、GaNインゴット20の表面20aからGaNインゴット20の内部にレーザ光Lを照射することにより、GaNインゴット20の内部において表面20aに対向する仮想面15に沿って、複数の改質スポット13(改質スポット13a~改質スポット13c)、及び、複数の改質スポット13において析出されたガリウムを含む複数の析出領域Rを形成する(第1工程)。 In this method, first, steps S1 to S3 are performed in the same manner as in the first example. That is, by irradiating the inside of GaN ingot 20 with laser light L from surface 20 a of GaN ingot 20 , a plurality of modified spots 13 (modified The modified spots 13a to 13c) and a plurality of precipitated regions R containing gallium deposited in the plurality of modified spots 13 are formed (first step).

改質スポット13a~改質スポット13cを形成するときのレーザ光Lの照射条件は、例えば次のように規定することができる。まず、レーザ光Lのパルスエネルギーが大きくなると、改質スポット13の周辺に形成される析出領域Rが大きくなる傾向にある。したがって、(例えばY方向における)レーザ光Lの集光点C間の距離を相対的に大きくする(改質スポット13及び析出領域Rを相対的に粗に形成する)場合には、後のレーザ光の照射による析出領域Rの拡大の観点から、レーザ光Lのパルスエネルギーを大きくすることが望ましい。一方で、(例えばY方向における)レーザ光Lの集光点C間の距離を相対的に小さくする(改質スポット13及び析出領域Rを相対的に密に形成する)場合には、レーザ光のパルスエネルギーを小さくしても、後の工程でのレーザ光の照射によって析出領域Rを拡大し得る。一例として、レーザ光Lのパルスピッチを10μmと一定とすると、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を8μmとする場合には、レーザ光Lのパルスエネルギーを2μJ程度とすることにより、後の工程でのレーザ光の照射によって析出領域Rを拡大し得る。また、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を4μmとする場合には、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.67μJ程度とすることにより、後の工程でのレーザ光の照射によって析出領域Rを拡大し得る。さらに、Y方向において隣り合う集光点C間の距離を2μmとする場合には、レーザ光Lのパルスエネルギーを0.33μJ程度とすることにより、後の工程でのレーザ光の照射によって析出領域Rを拡大し得る。 The irradiation conditions of the laser light L when forming the modified spots 13a to 13c can be defined as follows, for example. First, as the pulse energy of the laser beam L increases, the precipitation region R formed around the modified spot 13 tends to increase. Therefore, when the distance between the converging points C of the laser light L (for example, in the Y direction) is relatively increased (the modified spots 13 and the precipitation regions R are formed relatively roughly), the subsequent laser It is desirable to increase the pulse energy of the laser light L from the viewpoint of enlarging the deposition region R by light irradiation. On the other hand, when the distance between the focal points C of the laser beam L (for example, in the Y direction) is relatively small (the modified spots 13 and the precipitation regions R are formed relatively densely), the laser beam Even if the pulse energy of is reduced, the deposition region R can be enlarged by laser light irradiation in a later step. As an example, if the pulse pitch of the laser light L is fixed at 10 μm, and the distance between the condensing points C adjacent in the Y direction is 8 μm, the pulse energy of the laser light L is set to about 2 μJ, The deposition region R can be enlarged by laser light irradiation in a later step. Further, when the distance between adjacent condensing points C in the Y direction is set to 4 μm, the pulse energy of the laser beam L is set to about 0.67 μJ, so that the laser beam irradiation in the subsequent process will cause the precipitated region to grow. R can be expanded. Furthermore, when the distance between adjacent condensing points C in the Y direction is set to 2 μm, the pulse energy of the laser beam L is set to about 0.33 μJ, so that the laser beam irradiation in the subsequent process will cause the deposition region to R can be expanded.

続いて、第2工程が実施される。すなわち、図36に示されるように、ここでは、一例としてGaNインゴット20の表面20aに交差する方向(Z方向)からみて、レーザ光Lの集光点を改質スポット13に重ならないように配置する。ここでは、図35に示されるように、複数の集光点Cのそれぞれを、Y方向に互いに隣り合う改質スポット13a及び改質スポット13bとの間に配置する。また、ここでは、一例として、集光点Cは、改質スポット13に加えて、亀裂14及び析出領域Rに重ならないように配置され得る。或いは、ここでは、別の例として、集光点Cは、析出領域Rに重なるように配置され得る。そのうえで、仮想面15におけるエネルギーがGaNインゴット20の加工閾値を下回るようにする。その状態において、表面20aからGaNインゴット20の内部にレーザ光Lを照射する。 Then, a 2nd process is implemented. That is, as shown in FIG. 36, here, as an example, the focal point of the laser light L is arranged so as not to overlap the modified spot 13 when viewed from the direction (Z direction) intersecting the surface 20a of the GaN ingot 20. do. Here, as shown in FIG. 35, each of the plurality of condensing points C is arranged between the modified spots 13a and 13b adjacent to each other in the Y direction. Further, here, as an example, the condensing point C can be arranged so as not to overlap the crack 14 and the precipitation region R in addition to the modified spot 13 . Alternatively, here, as another example, the converging point C may be arranged so as to overlap the precipitation region R. In addition, the energy on the virtual plane 15 is set below the processing threshold of the GaN ingot 20 . In this state, the inside of GaN ingot 20 is irradiated with laser light L from surface 20a.

ここでは、レーザ加工装置1が、パルス発振されたレーザ光Lの集光点Cを仮想面15に沿って移動させる。また、パルス発振されたレーザ光Lが、Y方向に並ぶ複数(例えば6つ)の集光点Cに集光されるように、空間光変調器4によって変調される。そして、複数の集光点Cが、X方向に沿って仮想面15上を相対的に移動させられる。一例として、Y方向において隣り合う集光点C間の距離は1μmであり、レーザ光Lのパルスピッチは10μmである。また、レーザ光Lのパルスエネルギーは、0.33μJである。この照射条件によれば、レーザ光Lの集光点Cに対応する位置に改質スポットが形成されないものの、析出領域Rが拡大される。この後の工程については、上記の第1例と同様である。 Here, the laser processing apparatus 1 moves the focal point C of the pulsed laser light L along the virtual plane 15 . Further, the pulse-oscillated laser light L is modulated by the spatial light modulator 4 so as to be condensed at a plurality of (for example, six) condensing points C arranged in the Y direction. Then, the plurality of condensing points C are relatively moved on the virtual plane 15 along the X direction. As an example, the distance between condensing points C adjacent in the Y direction is 1 μm, and the pulse pitch of the laser light L is 10 μm. Also, the pulse energy of the laser light L is 0.33 μJ. According to this irradiation condition, although no modified spot is formed at the position corresponding to the focal point C of the laser beam L, the deposition region R is enlarged. Subsequent steps are the same as in the first example.

なお、図37の(a)に示される例では、レーザ光Lのエネルギーを0.67μJとしている。この場合には、複数の改質スポット13が形成される。一方、図37の(b)に示される例では、レーザ光Lのエネルギーを0.23μJとした。この場合には、改質スポット13がほとんど形成されない。GaNインゴット20の場合には、加工閾値が0.23μJ付近であると考えられ、0.2μJのエネルギーでは改質スポットの形成が確認されなかった。 In the example shown in FIG. 37(a), the energy of the laser beam L is 0.67 μJ. In this case, multiple modified spots 13 are formed. On the other hand, in the example shown in FIG. 37(b), the energy of the laser beam L was set to 0.23 μJ. In this case, almost no modified spots 13 are formed. In the case of the GaN ingot 20, the processing threshold is considered to be around 0.23 μJ, and formation of modified spots was not confirmed at an energy of 0.2 μJ.

また、図38の(a)は、上記の照射条件(例えば、図24の(a),(b)に係る第2実施例の条件)によって第1工程を実施し、改質スポット13a~改質スポット13cを形成した後、第2工程を実施していない状態を示している。図39の(a)は、同様の照射条件によって第1工程を実施した後に、さらに、例えば図24の(c),(d)に係る第3実施例の照射条件によって第2工程をも実施した状態を示している。図39の(a)では、多数の析出領域Rが確認される。図38の(a)と図39の(a)とを比較すると、加工閾値を下回るレーザ光Lの照射である第2工程を行うことによって、析出したガリウムを含む析出領域Rが拡大されることが確認される。 In addition, (a) of FIG. 38 shows that the first step is performed under the above irradiation conditions (for example, the conditions of the second embodiment according to (a) and (b) of FIG. 24), and the modified spot 13a to the modified spot It shows a state in which the second step is not performed after forming the quality spot 13c. In (a) of FIG. 39, after performing the first step under the same irradiation conditions, the second step is also performed under the irradiation conditions of the third embodiment according to, for example, (c) and (d) of FIG. It shows the state of In (a) of FIG. 39, a large number of precipitation regions R are confirmed. Comparing (a) of FIG. 38 and (a) of FIG. 39, it can be seen that the precipitation region R containing the precipitated gallium is expanded by performing the second step, which is the irradiation of the laser beam L below the processing threshold. is confirmed.

さらに、図38の(b)及び図39の(b)は、図38の(a)及び図39の(a)の状態から、GaNインゴット20の加熱を行った状態を示している。図38の(b)によれば、加熱の前後において特に変化が見られない。一方、図39の(b)によれば、加熱によって析出領域Rがさらに拡大され、仮想面15にわたる亀裂17の形成に寄与していることが理解される。 Further, (b) of FIG. 38 and (b) of FIG. 39 show a state in which the GaN ingot 20 is heated from the state of (a) of FIG. 38 and (a) of FIG. 39 . According to FIG. 38(b), there is no particular change before and after heating. On the other hand, according to FIG. 39(b), it is understood that the precipitation region R is further expanded by heating, contributing to the formation of the crack 17 across the imaginary surface 15. FIG.

以上説明したように、この方法においては、まず、GaNインゴット20の内部にレーザ光Lを照射することにより、レーザ光Lの入射面である表面20aに対向する仮想面15に沿って、複数の改質スポット13、及び、析出されたガリウムを含む複数の析出領域Rを形成する。そして、後の工程において、仮想面15におけるエネルギーがGaNインゴット20の加工閾値を下回るように、GaNインゴット20の内部にレーザ光Lを照射することにより析出領域Rを拡大する。この結果、上記知見のとおり、仮想面15に渡る亀裂17を境界とした切り出しにより、凹凸の低減された好適なGaNウェハ30を得ることが可能となる。 As described above, in this method, first, by irradiating the inside of the GaN ingot 20 with the laser beam L, a plurality of laser beams are formed along the virtual surface 15 facing the surface 20a, which is the incident surface of the laser beam L. Modified spots 13 and a plurality of deposited regions R containing deposited gallium are formed. Then, in a later step, the deposition region R is expanded by irradiating the inside of the GaN ingot 20 with the laser light L so that the energy in the virtual plane 15 is below the processing threshold of the GaN ingot 20 . As a result, as described above, it is possible to obtain a suitable GaN wafer 30 with reduced unevenness by cutting along the boundary of the crack 17 across the imaginary plane 15 .

また、この方法においては、第2工程において、表面20aに交差する方向からみて集光点Cが改質スポット13に重ならないように表面20aからGaNインゴット20の内部にレーザ光Lを照射してもよい。この場合、より凹凸の低減された好適な半導体部材を得ることが可能となる。さらに、この方法においては、第2工程において、析出領域Rにレーザ光Lを照射してもよい。この場合、析出領域Rを確実に拡大可能である。 In this method, in the second step, the inside of the GaN ingot 20 is irradiated with the laser beam L from the surface 20a so that the focal point C does not overlap the modified spot 13 when viewed from the direction intersecting the surface 20a. good too. In this case, it is possible to obtain a suitable semiconductor member with reduced unevenness. Furthermore, in this method, the deposition region R may be irradiated with the laser beam L in the second step. In this case, the precipitation region R can be reliably enlarged.

以上の実施形態は、本発明に係るレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一例を説明したものである。したがって、本発明に係るレーザ加工方法及び半導体部材製造方法は、上記実施形態に限定されず、種々の変更が適用され得る。 The above embodiments describe examples of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method according to the present invention. Therefore, the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method according to the present invention are not limited to the above embodiments, and various modifications can be applied.

例えば、上記実施形態に係る方法に対して、第1例、第2例、及び、それぞれの変形例の要素を任意に適用できる。一例としては、第1工程においては、複数の改質スポット13からそれぞれ延びる複数の亀裂14が互いに繋がらないように、複数の改質スポット13を形成するこができる。また、第1工程においては、パルス発振されたレーザ光Lの集光点Cを仮想面15に沿って移動させることにより、複数の改質スポット13として複数列の改質スポット13を形成すると共に、第2工程においては、パルス発振されたレーザ光Lの集光点Cを複数列の改質スポット13の列間において仮想面15に沿って移動させることができる。 For example, the elements of the first example, the second example, and their modifications can be arbitrarily applied to the method according to the above embodiment. As an example, in the first step, the plurality of modified spots 13 can be formed so that the plurality of cracks 14 extending from the plurality of modified spots 13 are not connected to each other. Further, in the first step, by moving the focal point C of the pulse-oscillated laser light L along the virtual plane 15, a plurality of rows of modified spots 13 are formed as the plurality of modified spots 13. In the second step, the focal point C of the pulse-oscillated laser beam L can be moved along the virtual plane 15 between the multiple rows of modified spots 13 .

半導体部材製造方法においては、上記の第1工程及び第2工程を実施したうえで、仮想面15に渡る亀裂17を境界としてGaNインゴット20からGaNウェハ30を取得する第3工程をじっしできる。この場合、仮想面15は、表面20aに交差する方向に沿って並ぶように複数設定されていてもよい。或いは、加工の対象物がGaNウェハ30である場合には、仮想面15aは、表面30aに沿った方向に並ぶように複数設定されていてもよい。また、加工の対象物がGaNウェハ30であった場合には、取得される半導体部材のそれぞれは、半導体デバイスであってもよい。 In the semiconductor member manufacturing method, after performing the first and second steps, the third step of obtaining the GaN wafer 30 from the GaN ingot 20 with the crack 17 extending across the virtual plane 15 as the boundary can be continued. In this case, a plurality of virtual planes 15 may be set so as to line up along the direction intersecting the surface 20a. Alternatively, when the object to be processed is the GaN wafer 30, a plurality of virtual surfaces 15a may be set so as to be aligned in the direction along the surface 30a. Moreover, when the object to be processed is the GaN wafer 30, each of the obtained semiconductor members may be a semiconductor device.

13…改質スポット、15…仮想面、20…GaNインゴット(半導体インゴット、半導体対象物)、20a…表面、30…GaNウェハ(半導体ウェハ、半導体部材、半導体対象物)、30a…表面、40…半導体デバイス(半導体部材)、L…レーザ光、R…析出領域。 Reference Signs List 13 modified spot 15 imaginary surface 20 GaN ingot (semiconductor ingot, semiconductor object) 20a surface 30 GaN wafer (semiconductor wafer, semiconductor member, semiconductor object) 30a surface 40 Semiconductor device (semiconductor member), L... Laser beam, R... Precipitation region.

Claims (11)

ガリウムを含む半導体対象物の表面から前記半導体対象物の内部にレーザ光を照射することにより、前記半導体対象物の内部において前記表面に対向する仮想面に沿って、複数の改質スポット、及び、前記複数の改質スポットにおいて析出されたガリウムを含む複数の析出領域を形成する第1工程と、
前記第1工程の後に、前記仮想面におけるエネルギーが前記半導体対象物の加工閾値を下回るように、前記表面から前記半導体対象物の内部にレーザ光を照射することにより前記析出領域を拡大する第2工程と、
を備えるレーザ加工方法。
By irradiating the interior of the semiconductor object with laser light from the surface of the semiconductor object containing gallium, a plurality of modified spots along a virtual plane facing the surface inside the semiconductor object, and a first step of forming a plurality of deposition regions containing gallium deposited at the plurality of modified spots;
After the first step, a second step of expanding the deposition region by irradiating the interior of the semiconductor object with a laser beam from the surface so that the energy in the virtual plane is below the processing threshold of the semiconductor object. process and
A laser processing method comprising:
前記第2工程においては、前記表面に交差する方向からみて集光点が前記改質スポットに重ならないように前記表面から前記半導体対象物の内部にレーザ光を照射する、
請求項1に記載のレーザ加工方法。
In the second step, the interior of the semiconductor object is irradiated with a laser beam from the surface such that the focal point does not overlap the modified spot when viewed in a direction intersecting the surface.
The laser processing method according to claim 1.
前記第2工程においては、前記析出領域にレーザ光を照射する、
請求項1又は2に記載のレーザ加工方法。
In the second step, the deposition region is irradiated with a laser beam,
The laser processing method according to claim 1 or 2.
前記第1工程においては、前記複数の改質スポットからそれぞれ延びる複数の亀裂が互いに繋がらないように、前記複数の改質スポットを形成する、
請求項1~3のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
In the first step, the plurality of modified spots are formed so that the plurality of cracks extending from the plurality of modified spots are not connected to each other.
The laser processing method according to any one of claims 1 to 3.
前記第1工程においては、パルス発振されたレーザ光の集光点を前記仮想面に沿って移動させることにより、前記複数の改質スポットとして複数列の改質スポットを形成し、
前記第2工程においては、パルス発振されたレーザ光の集光点を前記複数列の改質スポットの列間において前記仮想面に沿って移動させる、
請求項1~4のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
In the first step, a plurality of rows of modified spots are formed as the plurality of modified spots by moving a focal point of pulsed laser light along the virtual plane;
In the second step, a focal point of the pulsed laser light is moved along the virtual plane between the plurality of rows of modified spots,
The laser processing method according to any one of claims 1 to 4.
前記対象物は、窒化ガリウムを含む、
請求項1~5のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
the object comprises gallium nitride;
The laser processing method according to any one of claims 1 to 5.
請求項1~6のいずれか一項に記載のレーザ加工方法が備える前記第1工程及び前記第2工程と、
前記仮想面に渡る亀裂を境界として前記半導体対象物から複数の半導体部材を取得する第3工程と、
を備える半導体部材製造方法。
The first step and the second step included in the laser processing method according to any one of claims 1 to 6,
a third step of obtaining a plurality of semiconductor members from the semiconductor object using the crack extending across the virtual plane as a boundary;
A semiconductor member manufacturing method comprising:
前記仮想面は、前記表面に交差する方向に沿って並ぶように複数設定されている、
請求項7に記載の半導体部材製造方法。
A plurality of the virtual planes are set so as to line up along a direction intersecting the surface,
The semiconductor member manufacturing method according to claim 7 .
前記半導体対象物は、半導体インゴットであり、
前記複数の半導体部材のそれぞれは、半導体ウェハである、
請求項8に記載の半導体部材製造方法。
the semiconductor object is a semiconductor ingot;
each of the plurality of semiconductor members is a semiconductor wafer,
The semiconductor member manufacturing method according to claim 8 .
前記仮想面は、前記表面に沿った方向に並ぶように複数設定されている、
請求項7に記載の半導体部材製造方法。
A plurality of the virtual planes are set so as to line up in a direction along the surface,
The semiconductor member manufacturing method according to claim 7 .
前記半導体対象物は、半導体ウェハであり、
前記複数の半導体部材のそれぞれは、半導体デバイスである、
請求項10に記載の半導体部材製造方法。
the semiconductor object is a semiconductor wafer;
each of the plurality of semiconductor members is a semiconductor device,
11. The method of manufacturing a semiconductor member according to claim 10.
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