201243926 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用來將具備SiC基板之板狀加工對象物 沿著切斷預定線予以切斷之雷射加工方法。 【先前技術】 近年，作爲可製造具有優良的耐熱性' 耐高電壓性、 省電力性之功率元件的半導體材料，碳化矽（Sic ; Silicon Carbide)被注目。但，由於SiC係具有僅次於鑽 石的硬度之難加工材料’故，當藉由刀式切割，欲將具備 SiC基板之板狀加工對象物切斷時，必須要進行低速度之 加工、頻繁的刀片更換等。因此，提案有藉由對加工對象 物照射雷射光’沿著切斷預定線，在S i C基板的內部形成 改質區域’以該改質區域作爲起點，沿著切斷預定線切斷 加工對象物之雷射加工方法（參照例如專利文獻丨）。 〔專利文獻1〕日本特表2007-514315號公報 【發明內容】 〔發明所欲解決之課題〕 本發明者們發現，在藉由上述這種雷射加工方法，切 斷具備具有c面與形成斜角分量的角度的主面之六方晶系 SiC基板之板狀加工對象物之情況，存在有下述課題。即 ，當沿著朝與主面及a面平行的方向延伸之第1切斷預定 線’在SiC基板的內部形成第1改質區域，而沿著朝與主 -5- 201243926 面及m面平行的方向延伸之第2切斷預定線，在SiC基板 的內部形成第2改質區域時，會有沿著第1切斷預定線之 切斷精度較沿著第2切斷預定線之切斷精度劣化之虞。又 ，本發明者們發現，這是起因於自第2改質區域起，龜裂 容易朝SiC基板的厚度方向伸展，相對於此，自第1改質 區域起，龜裂不易朝Sic基板的厚度方向伸展。 因此，本發明之目的係在於提供將具備具有與C面呈 斜角分量的角度之主面的六方晶系SiC基板之板狀加工對 象物沿著切斷預定線，可精度良好地予以切斷之雷射加工 方法。 〔用以解決課題之手段〕 本發明的一觀點之雷射加工方法，係將具備具有與C 面呈斜角分量的角度之主面的六方晶系SiC基板之板狀加 工對象物，分別沿著朝與主面及a面平行的方向延伸之第 1切斷預定線以及朝與主面及m面平行的方向延伸之第2 切斷預定線予以切斷之雷射加工方法，其特徵爲具備有： 第1製程，其係藉由使雷射光的聚光點對位SiC基板 的內部，沿著第1切斷預定線，對加工對象物照射雷射光 ，來沿著第1切斷預定線，在SiC基板的內部形成作爲切 斷起點的第1改質區域，以排列於SiC基板的厚度方向的 方式，對1條第1切斷預定線，形成第1列數的第1改質 區域：及 第2製程，其係藉由使聚光點對位SiC基板的內部， 201243926 沿著第2切斷預定線，對加工對象物照射雷射光，來沿著 第2切斷預定線，在SiC基板的內部形成作爲切斷起點的 第2改質區域，以排列於SiC基板的厚度方向的方式，對 1條第2切斷預定線，形成較第1列數少的第2列數的第 2改質區域。 在此雷射加工方法，比起沿著1條第2切斷預定線形 成第2改質區域之情況，沿著1條第1切斷預定線形成較 多列數的第1改質區域。藉此，即使a面對SiC基板的厚 度方向傾斜，當形成各自的第1改質區域時，既可防止龜 裂從第1改質區域朝a面方向大幅伸展，又可在所有的第 1改質區域間，作成龜裂容易在SiC基板的厚度方向連結 之狀態。又，比起沿著1條第1切斷預定線形成第1改質 區域之情況，沿著1條第2切斷預定線，形成較少列數的 第2改質區域。藉此，當形成各自的第2改質區域時，可 使龜裂從第2改質區域朝SiC基板的厚度方向大幅地伸展 。如以上所述，沿著第1切斷預定線，可使龜裂從第1改 質區域朝SiC基板的厚度方向伸展，又，沿著第2切斷預 定線，可使龜裂從第2改質區域朝SiC基板的厚度方向伸 展。因此，若依據此雷射加工方法，能夠沿著切斷預定線 ，將具備具有與c面呈斜角分量的角度的主面之六方晶系 SiC基板之板狀加工對象物精度良好地予以切斷。再者， 斜角係包含〇°的情況。在此情況，主面係與c面呈平行》 又，亦可在第1製程後實施第2製程，又，亦可在第2製 程後實施第1製程。且，第2列數爲包含1列的情況。 201243926 本發明的一觀點之雷射加工方法，在第1製程及第2 製程後，亦可進一步具備：以第1改質區域作爲起點，沿 著第1切斷預定線切斷加工對象物，以第2改質區域作爲 起點，沿著第2切斷預定線切斷加工對象物之第3製程。 藉此，能夠獲得沿著切斷預定線被精度良好地切斷之加工 對象物。在此，亦可在進行沿著第1切斷預定線之切斷後 ，再實施沿著第2切斷預定線之切斷，亦可在進行沿著第 2切斷預定線之切斷後，再實施沿著第1切斷預定線之切 斷。 且，在第3製程，亦能以第2改質區域作爲起點，沿 著第2切斷預定線切斷加工對象物，之後，再以第1改質 區域作爲起點，沿著第I切斷預定線切斷加工對象物。藉 此，利用少的列數的第2改質區域之形成，沿著被想定成 較難切斷的第2切斷預定線切斷加工對象物，之後，利用 多的列數的第1改質區域之形成，沿著被想定成較容易切 斷之第1沿著切斷預定線，切斷加工對象物。因此，可將 沿著第2切斷預定線切斷加工對象物所需要之力與第1沿 著切斷預定線切斷加工對象物所需要之力均等化，能夠進 一步提升沿著第2切斷預定線之切斷精度與沿著第1切斷 預定線之切斷精度。 在本發明的一觀點之雷射加工方法，第1改質區域及 第2改質區域具有包含熔融處理區域之情況。 〔發明效果〕 201243926 若依據本發明，沿著切斷預定線，能將 面呈斜角分量的角度的主面之六方晶系Sic 工對象物精度良好地予以切斷。 【實施方式】 以下，參照圖面，詳細地說明關於本發 形態。再者，在各圖中，針對相圖或相當部 號，並省略其重複說明。 在本發明的一實施形態的雷射加工方法 斷預定線，對加工對象物照射雷射光，沿著 在加工對象物的內部形成改質區域。因此， 改質區域的形成，參照圖1〜圖6進行說明< 如圖1所示，雷射加工裝置100具備有 進行脈衝發振之雷射光源1 01 ;配置成將雷！ (光路）的方向改變90°之分光鏡103 ;及用 予以聚光之聚光用透鏡1 05。又，雷射加工差 有：用來支承要照射以聚光用透鏡105所聚 之加工對象物1的支承台107;用來使支承 工作台1 1 1 ;控制雷射光源1 〇 1，來調節雷| 、脈衝寬度等之雷射光源控制部102;及控 的移動之工作台控制部1 1 5。 在此雷射加工裝置100，從雷射光源1G 射光L係藉由分光鏡103，將其光軸的方向 由聚光用透鏡105聚光於載置在支承台1〇7 具備具有與c 基板之板狀加 明的理想實施 分賦予相同圖 ，藉由沿著切 切斷預定線， 首先，針對此 :將雷射光L 卜寸光L的光軸 來將雷射光L 妄置1 0 0具備 光的雷射光L 台107移動之 •寸光L的輸出 制工作台1 1 1 1所射出的雷 改變90°，藉 上之加工對象 -9- 201243926 物1的內部。與此同時，使工作台111移動，讓加工對象 物1對雷射光L，沿著切斷預定線5相對移動。藉此，將 沿著切斷預定線5之改質區域形成在工對象物i。 如圖2所示，在加工對象物1，設定有用來切斷加工 對象物1之切斷預定線5。切斷預定線5爲呈直線狀延伸 之虛擬線。當在加工對象物1的內部形成改質區域時，如 圖3所示，在使聚光點P對位加工對象物1的內部之狀態 下，讓雷射光L沿著切斷預定線5 (即，沿著圖2的箭號 A方向）相對地移動。藉此，如圖4〜圖6所示，將改質 區域7沿著切斷預定線5形成於加工對象物1的內部，使 得沿著切斷預定線5所形成的改質區域7成爲切斷起點區 域8。 再者，聚光點P係指雷射光L聚光的部位。又，切斷 預定線5不限於直線狀，亦可爲曲線狀，又，不限於虛擬 線，亦可爲實際畫在加工對象物1的表面3之線。又，改 質區域7 ’有爲連續地形成之情況，亦有斷續地形成之情 況。又，改質區域7可爲列狀，亦可爲點狀，也就是，改 質區域7至少形成在加工對象物1的內部即可。又，會有 以改質區域7作爲起點來形成龜裂之情況，龜裂及改質區 域7亦可露出於加工對象物1的外表面（表面、裏面、或 外周面）。 順便一提，在此的雷射光L係透過加工對象物1，並 且特別是在加工對象物1的內部的聚光點附近被吸收，藉 此，在加工對象物1形成改質區域7(即，內部吸收型雷 -10- 201243926 射加工）。因此，因在加工對象物1的表面3，雷射光L 幾乎未被吸收，所以不會有加工對象物1的表面3熔融之 情況產生。一般，在從表面3進行熔融去除而形成孔、溝 等的去除部之（表面吸收型雷射加工）情況，加工區域係 自表面3側逐漸朝裏面側行進。 又，在本實施形態所形成的改質區域係指密度、折射 率、機械性強度、其他的物理的特性等與周圍不同之狀態 的區域。作爲改質區域，例如有熔融處理區域、龜裂區域 、絕緣破壞區域、折射率變化區域等，亦有這些區域混合 存在之區域。且，作爲改質區域，具有在加工對象物的材 料’與非改質區域的密度相比較，改質區域的密度會改變 之區域、形成有格子缺陷的區域等（亦將這些區域總稱爲 高密度移轉區域）。 又，熔融處理區域、折射率變化區域、與非改質區域 的密度相比較，改質區域的密度會改變之區域、形成有格 子缺陷的區域，進一步會有在這些區域的內部、改質區域 等與非改質區域之界面，內包有龜裂（裂痕、微龜裂）之 情況。內包之龜裂，係會有形成於改質區域的全面之情況 、僅形成於一部分或複數部分之情況。 又’在本實施形態，藉由沿著切斷預定線5形成複數 個改質點（加工痕），形成改質區域7。改質點係指以脈 衝雷射光的1脈衝的射擊（即，丨脈衝的雷射照射：雷射 射擊）所形成的改質部分，藉由改質點聚集，而成爲改質 區域7。作爲改質點，可舉出龜裂點、熔融處理點或折射 -11 - 201243926 率變化點、或這些點中的至少一個混合存在者等。 針對此改質點，考量所要求的切斷精度、所要求的切 斷面的平坦性、加工對象物的厚度、種類、結晶方位等， 適宜地控制其大小、所產生的龜裂之長度等爲佳。 其次’詳細地說明關於本發明的一實施形態的雷射加 工方法。如圖7所示，加工對象物1爲具備SiC基板12 之圓形板狀（例如直徑3英吋、厚度3 5 Ομιη)的晶圓。如 圖8所示’ SiC基板1 2係具有六方晶系的結晶構造，其結 晶軸CA係對SiC基板1 2的厚度方向傾斜角度0 (例如4 ° )。即’ SiC基板12爲具有角度0的斜角之六方晶系 SiC基板。如圖9所示，SiC基板12係具有與c面呈斜角 分量的角度0之表面（主面）12a及裏面（主面）12b。在 SiC基板12，a面係對SiC基板12的厚度方向（圖中的兩 點鎖線）傾斜著角度0，m面係對SiC基板12的厚度方 向未傾斜8 如圖7及圖9所示，在加工對象物1，朝與表面12a 及a面呈平行的方向延伸之複數條切斷預定線（第1切斷 預定線）5 a和朝與表面1 2 a及m面呈平行的方向延伸之 複數條切斷預定線（第2切斷預定線）5m係被設定成格 子狀（例如lmmxlmm)。在SiC基板12的表面12a，於 每個藉由切斷預定線5 a、5 m所區劃之區域，形成有功能 元件，在SiC基板12的裏面12b，於每個藉由切斷預定線 5a、5m所區劃之區域，形成有金屬配線。功能元件及金 屬配線係在藉由沿著切斷預定線5a、5m切斷加工對象物 -12- 201243926 1所獲得之各晶圓，構成功率元件。再者，在SiC基板12 ’於與切斷預定線5a呈平行的方向，形成有定向平面6a ，而與切斷預定線5m呈平行的方向’形成有定向平面6m 〇 將以上的加工對象物1，沿著切斷預定線5 a、5 m以 下述的方式予以切斷。首先，如圖1〇所示’對加工對象 物1黏貼擴展帶23，用以覆蓋SiC基板12的裏面12b的 金屬配線。接著，如圖1 1 ( a )所示，將以2〇ns〜100ns 的脈衝寬度（更理想爲50ns〜60ns的脈衝寬度）進行了 脈衝發振之雷射光L的聚光點P與SiC基板12的內部對 位，以脈衝間距成爲1 0 μηι〜1 8 μπι (更理想爲脈衝間距成 爲12μηι〜14μηι)的方式，沿著切斷預定線5a對加工對象 物1照射雷射光L。藉此，沿著切斷預定線5a，將作爲切 斷起點的改質區域（第1改質區域）7a形成於SiC基板 12的內部。此改質區域7a係包含熔融處理區域。再者， 脈衝間距係指「雷射光L的聚光點P對加工對象物1的移 動速度」除以「脈衝雷射光L的重複頻率（repeating frequency)」之値= 針對改質區域7a的形成，更詳細而言，以SiC基板 12的表面12a作爲雷射光射入面，使雷射光l的聚光點P 位於SiC基板12的內部，沿著切斷預定線5a使聚光點P 相對地移動。然後，將沿著切斷預定線5a之聚光點p的 相對移動對1條切斷預定線5進行複數次（例如8次）。 此時’藉由在各次改變從表面· 12a到聚光點p的位置爲止 -13- 201243926 之距離，以排列於Sic基板12的厚度方向的方 條切斷預定線5a形成複數列（第1列數、例如 改質區域7a。在此’以與SiC基板12的作爲雷 面之表面12a第二接近的改質區域7a成爲較與 最接近的改質區域7a變小的方式，從SiC基板 1 2b側依序地（即，依距離雷射光射入面遠的順 改質區域7a。再者，改質區域7a的大小係可藉 射光L的脈衝能量來進行調節。 藉此，從各改質區域7a所產生的龜裂會朝 12的厚度方向伸展而相互地連結。特別是從與 12的雷射光射入面之表面12a最接近的改質區 SiC基板12的厚度方向伸展之龜裂作成爲到達表 這些情事在將具有僅次於鑽石的硬度之由難加工 成的SiC基板12沿著切斷預定線5a精度良好地 上，極爲重要。 在沿著切斷預定線5a形成改質區域7a後，丨 b)所示，將以20ns〜100ns的脈衝寬度（更理2 〜60ns的脈衝寬度）進行了脈衝發振之雷射光L P與SiC基板12的內部對位，以脈衝間距成爲 18μηι (更理想爲脈衝間距成爲12μιη〜14μηι)的 著切斷預定線5 m對加工對象物1照射雷射光L 沿著切斷預定線5 m ’將作爲切斷起點的改質區 改質區域）7m形成於SiC基板12的內部。此 7m係包含熔融處理區域。 式'，對1 8列）的 射光射入 表面12a 12的裏面 序）形成 由改變雷 SiC基板 SiC基板 域7a朝 :面 1 2a。 材料所構 予以切斷 扣圖1 1 ( 星爲5 0 n s 的聚光點 r 1 0 μιη ~ 方式，沿 。藉此， 域（第2 改質區域 -14- 201243926 針對改質區域7m的形成’更詳細而言，以siC基板 12的表面12a作爲雷射光射入面，使雷射光l的聚光點p 位於SiC基板12的內部，沿著切斷預定線5m使聚光點P 相對地移動。然後，將沿著切斷預定線5m之聚光點P的 相對的移動對1條切斷預定線5進行複數次（例如6次） 。此時，藉由在各次改變從表面12a到聚光點p的位置爲 止之距離，以排列於SiC基板12的厚度方向的方式，對1 條切斷預定線5m形成複數列（較第1列數少之第2列數 (包含1列的情況）、例如6列）的改質區域7m。在此 ，以從與SiC基板12的雷射光射入面之表面12a最接近 的改質區域7m成爲較與第二接近表面12a之改質區域7m 小的方式，從S i C基板1 2的裏面1 2 b側依序地（即，依 距離雷射光射入面遠的順序）形成改質區域7m。再者， 改質區域7 m的大小係可藉由改變雷射光L的脈衝能量來 進行調節。 藉此’從各改質區域7m所產生之龜裂會朝SiC基板 12的厚度方向伸展而相互地連結。特別是從與SiC基板 12的雷射光射入面之表面12a最接近的改質區域7m朝 SiC基板12的厚度方向伸展之龜裂作成爲到達表面i2a。 這些情事在將具有僅次於鑽石的硬度之由難加工材料所構 成的S i C基板1 2沿著切斷預定線5 m精度良好地予以切斷 上，極爲重要。 在沿著切斷預定線5 m形成改質區域7 m後，如圖1 2 (a )所示，使擴展帶23擴張，在該狀態下，經由擴展帶 -15- 201243926 23，對SiC基板12的裏面12b，沿著各切斷預定線5m推 壓刀緣4 1。藉此，以改質區域7m作爲起點而沿著切斷預 定線5m，將加工對象物1切斷成桿狀。此時，由於擴展 帶23處於被擴張之狀態，故，如圖12(b)所示，被切斷 成桿狀之加工對象物1相互地分離著^ 在沿著切斷預定線5 m切斷加工對象物1後，如圖1 3 (a)所示，接著在擴展帶23已被擴張之狀態下，經由擴 展帶23’對SiC基板12的裏面12b，沿著各切斷預定線 5a推壓刀緣41。藉此’以改質區域7a作爲起點，沿著切 斷預定線5a將加工對象物1切斷成晶片狀。此時，由於 擴展帶23處於被擴張之狀態，故，如圖13(b)所示，已 被切斷成晶片狀之加工對象物1成爲相互分離。如以上所 述，加工對象物1沿著切斷預定線5a、5m被切斷成晶片 狀，而獲得多數個功率元件。 若依據以上的雷射加工方法，依據下述的理由，可將 具備具有與c面呈斜角分量的角度之表面12a的六方晶系 §iC基板12之板狀加工對象物1沿著切斷預定線5a、5m 精度良好地予以切斷’其結果，能夠獲得沿著切斷預定線 5a、5m被精度良好地切斷之加工對象物1 (即，功率元件 )· 首先，以脈衝間距成爲1 0 μπι〜1 8 μηι的方式，沿著切 斷預定線5a、5m對加工對象物1照射雷射光L。當在這 樣的條件下對加工對象物1照射雷射光L時，可使龜裂容 易從改質區域7a、7m朝SiC基板12的厚度方向伸展，而 -16- 201243926 讓龜裂不易從改質區域7a、7m朝c面方向伸展。且，以 脈衝間距成爲12μιη〜14μηι的方式，沿著切斷預定線5a、 5m對加工對象物1照射雷射光L的話，則能夠進一步使 龜裂從改質區域7a、7m朝SiC基板12的厚度方向伸展， 而讓龜裂不易從改質區域7a、7m朝c面方向伸展。 又，以2〇ns〜l〇〇ns的脈衝寬度使雷射光L進行脈衝 發振。藉此，能夠使龜裂從改質區域7a、7m朝SiC基板 12的厚度方向容易確實地伸展，而讓龜裂確實地不易從改 質區域7a、7m朝c面方向伸展。且，若以50ns〜60ns的 脈衝寬度使雷射光L進行脈衝發振的話，則可更確實且容 易地使龜裂從改質區域7a、7m朝SiC基板12的厚度方向 伸展，而讓龜裂更確實且不容易地從改質區域7a、7m朝 c面方向伸展。
又，沿著切斷預定線5a，將與SiC基板12的作爲雷 射光射入面之表面1 2a第二接近的改質區域7a相對地形 成較小。藉此，即使a面對SiC基板12的厚度方向傾斜 ，也能夠防止：從與第二接近表面1 2a之改質區域7a所 產生的龜裂朝a面方向伸展而在自切斷預定線5a大幅地 偏移的狀態下到達表面12a的情況產生。然後，沿著切斷 預定線5a，使與SiC基板12的雷射光射入面之表面12a 最接近的改質區域7a相對地形成較大。藉此，雖從改質 區域7a，處於龜裂不易朝SiC基板12的厚度方向伸展之 狀態，但，能夠使龜裂從與表面12a最接近的改質區域7a 確實地到達表面12a。又，沿著切斷預定線5m，使與SiC -17- 201243926 基板12的作爲雷射光射入面之表面12a第二 區域7m相對地形成較大。藉此，從改質區域 裂容易朝SiC基板12的厚度方向伸展之狀態 相成，能讓從與第二接近表面12a之改質區域 之龜裂到達表面12a或其附近。然後，沿著 5m，將與SiC基板12的雷射光射入面之表面 的改質區域7m相對地形成較小。藉此，既可 1 2a產生損傷，又，能使龜裂從改質區域7m 表面1 2a。如以上所述，沿著切斷預定線5a， 從改質區域7a確實地到達表面1 2a，又，沿著 5m，能使龜裂從改質區域7m確實地到達表面 效果係與後述的改質區域7a、7m的形成列、 無關連即可達到，當依據後述的改質區域7a、 列、形成順序時，更顯著。 又，比起沿著1條切斷預定線5m形成己夕 之情況，沿著1條切斷預定線5a，形成較多列 域7a。藉此，即使a面對SiC基板12的厚度 當各改質區域7a的形成時，既可防止龜裂從己 朝a面方向大幅地伸展，又，在所有的改質區 能夠作成爲龜裂在SiC基板12的厚度方向容 態。又，比起沿著1條切斷預定線5a形成改f 情況，沿著1條切斷預定線5m，形成較少列 域7m。藉此，當各自的改質區域7m的形成時 裂從改質區域7m朝SiC基板12的厚度方向大 接近的改質 7m，處於龜 ，與此相輔 7m所產生 切斷預定線 1 2 a最接近 防止在表面 確實地到達 能夠讓龜裂 切斷預定線 1 2 a ^這個 形成順序等 7m的形成 〔質區域7m 數的改質區 方向傾斜， 女質區域7a 域7 a間， 易連結之狀 f區域7a之 數的改質區 ，能夠使龜 幅地伸展。 -18- 201243926 如以上所述，沿著切斷預定線5a，能夠使龜 7a朝SiC基板12的厚度方向伸展，又，沿 5m，能夠使龜裂從改質區域7m朝SiC基板 向伸展。這個效果係與前述的改質區域7a、 寸、後述的改質區域7a、7m的形成順序無 到，當依據前述的改質區域7a、7m的形成 改質區域7a、7m的形成順序時，則可更顯毫 又，在形成用來使龜裂朝SiC基板12 展之條件爲和緩的改質區域7m之前，形成 SiC基板12的厚度方向伸展之條件爲嚴苛；: 。藉此，當改質區域7a的形成時，在切斷芳 斷預定線5m交叉之部分，能夠防止龜裂自己 SiC基板12的厚度方向的伸展被改質區域7 況產生。這個效果係與前述的改質區域7a、 寸、形成列等無關連即可達到》 且，以改質區域7m作爲起點而沿著切g 切斷加工對象物1，之後，以改質區域7a作 切斷預定線5a切斷加工對象物1。藉此，藉 改質區域7m的形成，沿著想定成較難切斷 5m，切斷加工對象物1，之後，再藉由較多 域7a的形成，沿著想定成較容易切斷之切_ 切斷加工對象物1。因此，能夠將沿著切斷 斷加工對象物1所需要的力與沿著切斷預定 工對象物1所需要的力予以均等化，可將沿 裂從改質區域 著切斷預定線 12的厚度方 7m的形成尺 關連而能夠達 尺寸、後述的 〖地達到。 的厚度方向伸 用來使龜裂朝 匕改質區域7a ί定線5 a與切 ί質區域7a朝 m所阻礙之情 7m的形成尺 ί預定線5m， 爲起點，沿著 由較少列數的 之切斷預定線 列數的改質區 肝預定線5a， 預定線5m切 線5 a切斷加 著切斷預定線 -19 - 201243926 5m之切斷精度與沿著切斷預定線5a之切斷精度皆進一步 提升。這個效果係與前述的改質區域7a、7m的形成尺寸 、形成列等無關連即可達到。 圖14係顯示藉由上述的雷射加工方法，沿著切斷預 定線5a被切斷之SiC基板12的切斷面的照片的圖。又， 圖15係顯示藉由上述的雷射加工方法，沿著切斷預定線 5m被切斷之SiC基板12的切斷面的照片的圖。且，圖16 係顯示藉由上述的雷射加工方法，沿著切斷預定線5a、 5m被切斷之SiC基板12的切斷面的平面照片的圖。在此 ，準備具有4°斜角之厚度3 50μιη的六方晶系SiC基板12 〇 首先，如圖14所示，沿著切斷預定線5a，以排列於 SiC基板12的厚度方向的方式，對1條切斷預定線5a形 成8列的改質區域7a。然後，以與SiC基板12的作爲雷 射光射入面之表面12a第二接近的改質區域7a成爲較與 表面12a最接近的改質區域7a變小的方式，從SiC基板 12的裏面12b側依序地形成改質區域7a。從圖14可得知 ’藉由與第二接近表面12a之改質區域7a的形成，從改 質區域7a所產生之龜裂的伸展被停止。其結果，切斷面 對切斷預定線5 a的蛇行係如圖1 6所示，抑制在±4 μιη以 下。 再者’從表面1 2a到聚光點ρ的位置爲止的距離係從 SiC基板12的裏面12b側的改質區域7a起依序爲 3 1 4 _ 5 μ m、2 8 0.0 μ m、2 4 6.0 μ m、2 1 2.0 μ m、 1 7 1 · 5 μ m、 -20- 201243926 123·5μπι、79.0μηι、32.0μηι。又，雷射光L的脈衝能量係 從SiC基板12的裏面12b側的改質區域7a起依序爲25 μ】 、2 5 μ J s 2 5 μ J ' 2 5 μ J ' 2 0 μ J ' 1 5 μ J ' 6 μ J ' 6μΙ ο 又，如圖1 5所示，沿著切斷預定線5m，以排列於 SiC基板12的厚度方向的方式，對1條切斷預定線5m形 成6列的改質區域7m。然後，以從與SiC基板12的雷射 光射入面之表面12a最接近的改質區域7m成爲較與第二 接近表面12a之改質區域7m小的方式，從SiC基板12的 裏面1 2b側依序地形成改質區域7m。從圖1 5可得知，藉 由與第二接近表面12a之改質區域7m的形成，從改質區 域7m所產生之龜裂伸展至表面12a或其附近。其結果， 切斷面對切斷預定線5m的蛇行係如圖1 6所示，抑制在土 2μιη以下。 再者，從表面12a到聚光點Ρ的位置爲止的距離係從 SiC基板12的裏面12b側的改質區域7m起依序爲 3 1 5.5 μηι ' 2 6 4.5 μηι ' 2 1 3.5 μ m ' 155.0μιη、9 5.5 μ m ' 3 4.5 μιη 。又，雷射光L的脈衝能量係從SiC基板12的裏面12b 側的改質區域 7m起依序爲 25μ1、25μ】、20μ：ί、20μ·ί、 15μΙ ' 7μ】。 其次，說明關於從改質區域7a、7m到達SiC基板12 的雷射光射入面之表面12a之龜裂（以下，稱爲「半切（ half cut)」）與從改質區域7a、7m朝c面方向伸展之龜 裂（以下，稱爲「c面裂痕」）之關係。在此，如圖17及 圖1 8所示，以在欲使龜裂朝SiC基板1 2的厚度方向伸展 -21 - 201243926 之情況，比起改質區域7m，更不易產生半切且也更不易 產生c面裂痕之改質區域7a作爲對象進行說明。 圖19係顯示脈衝寬度與ID閾値、HC閾値及加工裕 度之關係的表。在此，使脈衝寬度在Ins、10ns〜120ns的 範圍改變，對每個脈衝寬度，進行ID閩値、HC閾値及加 工裕度的評價。又，圖20係顯示脈衝間距與ID閾値、 HC閩値及加工裕度之關係的表。在此，使脈衝間距在 6μηι〜22μηι的範圍改變，針對每個脈衝間距，進行ID閾 値、HC閩値及加工裕度的評價。 再者，ID閾値係指可使c面裂痕產生之雷射光L的 脈衝能量的最小値，從ID閩値高者（即，不易產生c面 裂痕者）依序評價爲優、良、可、不可。又，HC閾値係 指可使半切產生之雷射光L的脈衝能量的最小値，從HC 閾値低者（即，容易產生半切者）依序評價爲優、良、可 、不可。且，加工裕度係指ID閩値與HC閾値之差，從 加工裕度大者依序評價爲優、良、可、不可。然後，總體 係以ID閾値、HC間値、加工裕度之優先順位進行衡量， 評價爲優、良、可、不可。 其結果可得知，如圖19所示，以20ns〜100ns的脈 衝寬度使雷射光L進行脈衝發振爲佳，以50ns〜60ns的 脈衝寬度使雷射光L進行脈衝發振爲更佳。藉此，既可抑 制c面裂痕的產生，又可促進半切的產生。再者，在脈衝 寬度爲1 0ns之情況的ID閩値、加工裕度及總體的各評價 係比起脈衝寬度爲20ns之情況，爲接近不可之可的狀態 -22- 201243926 又，如圖20所示，可得知以脈衝間距成爲1 Ομηι〜 18μηι的方式，沿著切斷預定線5a、5m對SiC基板12照 射雷射光L爲佳，以脈衝間距成爲1 1 μιη〜1 5 μηι的方式， 沿著切斷預定線5a、5m對SiC基板12照射雷射光L爲更 佳，且，以脈衝間距成爲12μιη〜14μηι的方式，沿著切斷 預定線5a、5m對SiC基板12照射雷射光L爲最佳。藉此 ，既可抑制c面裂痕的產生，又可促進半切的產生。再者 ，由於脈衝間距成爲ΙΟμιη時，ID閾値的評價爲可，故， 若更重視抑制c面裂痕的產生之情況，則脈衝間距較 1 0 μ m大爲更佳。 圖21〜圖23係顯示以開口數0.8將雷射光L予以聚 光的情況時之脈衝寬度及脈衝間距的加工裕度的實驗結果 之表。這些實驗結果係成爲圖19及圖20所示的評價之依 據。獲得圖2 1〜圖23的實驗結果時的實驗條件係如以下 所示。首先，以具有4°的斜角之厚度ΙΟΟμπι的六方晶系 SiC基板12作爲對象，沿著朝與表面12a及a面呈平行的 方向延伸之切斷預定線5a，使雷射光L的聚光點P移動 。又，以開口數0.8將雷射光L予以聚光，使聚光點P對 位於與SiC基板12的雷射光射入面之表面12a距離59μιη 的位置。 將以上的實驗條件作爲前提，分別使雷射光L的能量 (脈衝能量）及功率和雷射光L的脈衝間距改變，觀察改 質區域7a以及半切及c面裂痕的狀態。在圖21〜圖23中 -23- 201243926 ，分別將雷射光L的脈衝寬度作爲27ns、40ns、57ns ’而 將雷射光L的脈衝寬度（重複頻率）作爲10kHz、2 0kHz 、3 5 kH z。 在圖21〜圖23的實驗結果，ST係顯示未產生半切， HC係顯示有產生半切。又，ID係顯示有產生c面裂痕， LV 1〜LV3係顯示c面裂痕的產生規模。在分別沿著2條 切斷預定線5a，形成改質區域7a之情況，將對40mm的 區域（20mm X 2條區域），〇面裂痕的產生區域未滿 150μπι時設爲LV1，將c面裂痕的產生區域未滿450μηι時 設爲LV2，將c面裂痕的產生區域成爲4 50μηι以上時設爲 LV3»在LV1，朝與切斷預定線5a呈垂直的方向之c裂痕 的伸展成爲ΙΟμηι〜20μηι，相對於此，在LV2，LV3，朝 與切斷預定線5a呈垂直的方向之c裂痕的伸展成爲最大 之1 ΟΟμιη左右。 圖24係顯示脈衝間距與HC閩値之關係的圖表。又， 圖25係顯示脈衝間距與ID閩値之關係的圖表。且，圖 26係顯示脈衝間距與加工裕度之關係的圖表。這些圖表係 依據圖21〜圖23的實驗結果所作成的。如圖24及圖25 所示，當脈衝寬度變大時，HC閩値及ID閾値雙方均會上 升，但’比起HC閾値的劣化（上昇），ID閩値的提升（ 上升）效果變大。這是如圖26所示，意味著當脈衝寬度 變大時，加工裕度變大。例如，在著眼於脈衝寬度27ns 及脈衝寬度57ns之情況，當脈衝間距爲12μηι時，HC閾 値係從15μ]劣化（上升）2μΙ而形成爲17μ〗，相度於此 -24- 201243926 ID閩値從17μ】提升（上升）12μ〗而形成爲29μΙ。然後， 在脈衝寬度40ns的情況，比起脈衝寬度27ns的情況，確 認到在脈衝間距1 Ομιη〜1 6μιη的範圍下加工裕度的大幅提 升。又，在脈衝寬度57ns的情況，比起脈衝寬度27ns的 情況，確認到在脈衝間距6 μιη〜2 0 μπι的範圍下加工裕度 的大幅提昇。 圖27〜圖29係顯示以開口數0.6將雷射光L予以聚 光之情況的脈衝寬度及脈衝間距的加工裕度的實驗結果之 表。這些實驗結果係成爲圖19及圖20所示的評價之依據 。圖27〜圖29的實驗結果時的實驗條件係如以下所示。 首先，以具有與c面呈斜角分量的角度之表面12a的厚度 3 5 0μιη的六方晶系SiC基板12作爲對象，沿著朝與表面 I 2a及a面呈平行的方向延伸之切斷預定線5a，使雷射光 L的聚光點P移動。又，以開口數0.6將雷射光L予以聚 光，將聚光點P對位於與SiC基板12的雷射光射入面之 表面12a相距50μιη的位置。 將以上的實驗條件作爲前提，分別使雷射光L的能量 (脈衝能量）及功率和雷射光L的脈衝間距改變，觀察改 質區域7a以及半切及c面裂痕的狀態。在圖27〜圖29， 分別將雷射光L的脈衝寬度作爲27ns、40ns、57ns，而將 雷射光L的脈衝寬度（重複頻率）作爲10kHz、2 0kHz、 35kHz ° 在圖27〜圖29的實驗結果，ST係顯示未產生半切， HC係顯示有產生半切。又，ID係顯示有產生c面裂痕， -25- 201243926 LV1〜LV3係顯示c面裂痕的產生規模。LV1〜LV3的基 準係與上述的圖2 1〜圖23的實驗結果的情況相同。且， OD係顯示當增大雷射光L的能量時，改質區域7a也變大 ，因爲此原因所產生的龜裂會從切斷預定線5 a大幅地偏 移，而到達SiC基板12的表面12a。在此情況，未針對c 面裂痕進行評價。但’在脈衝寬度40ns及脈衝寬度57ns ，脈衝間距爲12μιη以上時，未產生大規模的c面裂痕。 圖3 0係顯示脈衝間距與HC閾値之關係的圖表。此圖 表係依據圖27〜圖29的實驗結果所作成的。如圖30所示 ，在脈衝寬度57ns的情況’比起脈衝寬度40ns的情況， HC閩値爲2μ·ί〜4μ·ί左右不易產生。比起上述的開口數 0.8的情況，在開口數0.6的情況，由於在雷射光L的聚 光點Ρ，收差的影響變小，故，在脈衝寬度5 7 ns的情況與 脈衝寬度40ns的情況，成爲同程度的HC閾値。因此，若 進行收差修正，即使脈衝寬度爲變大（至少60ns爲止） ，H C閾値也不會劣化。 其次，說明關於在SiC基板12的雷射光射入面之表 面12a附近的HC品質的加工裕度的實驗結果。圖31〜圖 3 3的實驗結果時的實驗條件係如以下所示。首先，以具有 4°的斜角之厚度ΙΟΟμιη的六方晶系SiC基板12作爲對象 ，沿著朝與表面12a及a面呈平行的方向延伸之切斷預定 線5a，使雷射光L的聚光點P移動。又，以開口數0.8將 雷射光L予以聚光。 首先，在圖31的實驗結果，以27ns，40ns，50ns， -26- 201243926 5 7ns的各自的脈衝寬度照射雷射光L，使用在聚光點位置 40.6μιη產生半切且在聚光點位置40.6μιη未產生半切之能 量（脈衝能量），在25·3μιη〜40.6μηι的範圍改變聚光點 位置，觀察半切的狀態。雷射光L的脈衝間距作成爲 14μιη之一定狀態。再者，聚光點位置係指從表面12a到 聚光點P的位置爲止之距離。其結果，幾乎未產生因脈衝 寬度所造成之半切的品質的劣化，在脈衝寬度27ns〜57ns 產生高品質的（半切對切斷預定線的蛇行小）半切。又， 加工裕度係脈衝寬度越大則變得越大。當脈衝寬度小時， 在一部分的半切容易產生分枝、裂痕（OD)等。 又，在圖 32的實驗結果，以 27ns，40ns，50ns， 57ns的各自的脈衝寬度照射雷射光L，使脈衝能量在7pJ 〜1 2μ：Γ的範圍改變，觀察半切的狀態。雷射光L的脈衝間 距係作成爲一定的14μπι，聚光點位置係作成爲一定的 34· 5 μηι。其結果，幾乎未產生因脈衝寬度所造成之HC閾 値的改變。又，以相同脈衝能量能夠產生相同程度之品質 的半切。 且，在圖 33的實驗結果，以 ΙΟμηι，12μηι，14μηι， 16μηι ’ 18μπι的各自的脈衝間距照射雷射光L，使脈衝能 量在7μΙ〜12μ〗的範圍改變，觀察半切的狀態。雷射光L 的脈衝寬度係作成爲一定的57ns，聚光點位置係作成爲一 定的34·5μιη。其結果，幾乎未產生因脈衝寬度所造成之 HC閾値的改變。又，在聚光點位置3 4 · 5 μΐΏ的情況，以相 同脈衝能量能夠產生相同程度之品質的半切。 -27- 201243926 其次，說明關於抑制C面裂痕的其他雷射加工方法。 首先，準備具備具有與C面呈斜角分量的角度之表面12a 的六方晶系SiC基板12之板狀加工對象物1，並設定切斷 預定線5a、5m。接著，如圖34 ( a)所示，使雷射光L的 聚光點P與SiC基板12的內部對位，分別沿著設定於切 斷預定線5a ( 5m )的兩側之2條預備線5p，對加工對象 物1照射雷射光L。藉此，沿著各預備線5p，將預備改質 區域7p形成於SiC基板12的內部。此預備改質區域7p 係包含熔融處理區域。 預備線5p係在與表面12a平行的面內，位於切斷預 定線5 a ( 5 m )的兩側且朝與切斷預定線5 a ( 5 m )平行的 方向延伸之線。再者，於每個藉由切斷預定線5a、5m所 區劃之區域，在SiC基板12的表面12a形成功能元件之 情況，預備線5p係從SiC基板12的厚度方向觀看時，設 定在相鄰的功能元件之間的區域內爲佳。 在沿著各預備線5p，對加工對象物1照射雷射光L 之際，比起作爲切斷起點的改質區域7a ( 7m )，從預備 改質區域7p朝SiC基板12不易產生龜裂。預備改質區域 7p係可藉由縮小雷射光L的脈衝能量、脈衝間距、脈衝 寬度等，比起作爲切斷起點的改質區域7a ( 7m )，能夠 作成爲不易在SiC基板12產生龜裂者。 在沿著預備線5p形成預備改質區域7p後，使雷射光 L的聚光點P與SiC基板12的內部對位，再沿著切斷預 定線5a ( 5m )對加工對象物1照射雷射光L。藉此，沿著 -28- 201243926 切斷預定線5 a ( 5 m ) ’將作爲切斷起點的改質區域7 a ( 7m)形成於SiC基板12的內部。此改質區域7a(7m)係 包含熔融處理區域。在沿著切斷預定線5a ( 5m )形成改 質區域7a ( 7m )後，以改質區域7a ( 7m )作爲起點，沿 著切斷預定線5a (5m)切斷加工對象物1β 若依據以上的雷射加工方法，依據以下的理由，可將 具備具有與c面呈斜角分量的角度之表面〗2a的六方晶系 SiC基板12之板狀加工對象物1沿著切斷預定線5a、5m 精度良好地予以切斷，其結果，能夠獲得沿著切斷預定線 5a、5m被精度良好地切斷之加工對象物1 (即，功率元件 )0 即，在沿著切斷預定線5a(5m)，在SiC基板12的 內部形成改質區域7a ( 7m )時，沿著各預備線5p，於 SiC基板12的內部形成預備改質區域7p。然後，預備線 5p係在與表面12a平行的面內，位於切斷預定線5a ( 5m )的兩側且朝與切斷預定線5a(5m)平行的方向延伸。 因此，即使龜裂從改質區域7a(7m)朝c面方向伸展， 比起如圖34(b)所示未形成預備改質區域7p之情況，如 圖34(a)所示，該龜裂（c面裂痕）的伸展也會被預備 改質區域7p所抑制。藉此’不需考量龜裂從改質區域7a (7m)朝c面方向是否容易伸展，即可使龜裂從改質區域 7a ( 7m )朝SiC基板12的厚度方向變得容易伸展地對加 工對象物1照射雷射光。再者’由於預備改質區域7p不 需要作爲切斷的起點來發揮功能（即’不需要促進龜裂從 -29- 201243926 預備改質區域7p朝SiC基板12的厚度方向伸展）， 龜裂不易產生於SiC基板1 2的雷射光L的照射來开ί 因此，當形成預備改質區域7ρ時，容易抑制龜裂彷 改質區域7ρ朝c面方向伸展。因此’能夠將具備具] 面呈斜角分量的角度的主面之六方晶系SiC基板12 狀加工對象物沿著切斷預定線5a ( 5m )精度良好地 切斷。 又，當形成改質區域7a(7m)時，在使雷射光 聚光點P對位於自SiC基板12的雷射光射入面之表Ϊ 起預定的距離之位置的情況時，預備改質區域7p的 時，也使雷射光L的聚光點P對位於自表面12a起甶 距離之位置。藉此，能夠更確實地抑制龜裂從改質區 (7m)朝c面方向之伸展。 再者，即使沿著各預備線5p，在SiC基板12的 形成預備改質區域7p的同時，沿著設定在這些預備 之間的切斷預定線5a ( 5m)，在SiC基板12的內部 改質區域7a(7m)，<:面裂痕的伸展也會被預備改質 7p所抑制。在此情況，對沿著切斷預定線5 a ( 5 m ) 質區域7 a ( 7 m )的形成，使沿著預備線5 p之預備改 域7p的形成先進行爲佳。 〔產業上的利用可能性〕 若依據本發明，沿著切斷預定線’能將具備具有 面呈斜角分量的角度的主面之六方晶系SiC基板之板 藉由 ;成， :預備 ，與c 的板 予以 L的 0 12a 形成 相同 域7 a 內部 線5 p 形成 區域 之改 質區 與c 狀加 -30- 201243926 工對象物精度良好地予以切斷。 【圖式簡單說明】 圖1係用於形成改質區域之雷射加工裝置的構成圖。 圖2係進行雷射加工前的加工對象物的平面圖。 圖3係沿著圖2的加工對象物的III-III線之斷面圖。 圖4係進行雷射加工後的加工對象物的平面圖。 圖5係沿著圖4的加工對象物的V-V線之斷面圖。 圖6係沿著圖4的加工對象物的VI-VI線之斷面圖。 圖7係成爲本發明的一實施形態的雷射加工方法的對 象之加工對象物的平面圖。 圖8係顯示圖7的加工對象物的結晶構造之圖。 圖9係圖7的加工對象物的一部分斷面圖。 圖10係實施了本發明的一實施形態的雷射加工方法 之加工對象物的一部分斷面圖。 圖1 1係實施了本發明的一實施形態的雷射加工方法 之加工對象物的一部分斷面圖》 圖1 2係實施了本發明的一實施形態的雷射加工方法 之加工對象物的一部分斷面圖。 圖13係實施了本發明的一實施形態的雷射加工方法 之加工對象物的一部分斷面圖。 圖1 4係顯示藉由本發明的一實施形態的雷射加工方 法所切斷的Si C基板的切斷面的照片之圖。 圖1 5係顯示藉由本發明的一實施形態的雷射加工方 -31 - 201243926 法所切斷的SiC基板的切斷面的照片之圖》 圖1 6係顯示藉由本發明的一實施形態的雷射加工方 法所切斷的SiC基板的平面照片之圖。 圖17係用來針對在SiC基板的內部所產生的c面裂 痕進行說明之斜視圖。 圖18係顯示產生c面裂痕的SiC基板的切斷面的照 片之圖。 圖19係顯示脈衝寬度與ID閾値、HC閩値及加工裕 度之關係的表。 圖20係顯示脈衝間距與ID閾値、HC閩値及加工裕 度之關係的表。 圖21係顯示脈衝寬度及脈衝間距的加工裕度的實驗 結果之表。 圖22係顯示脈衝寬度及脈衝間距的加工裕度的實驗 結果之表。 圖2 3係顯示脈衝寬度及脈衝間距的加工裕度的實驗 結果之表。 圖2 4係顯示脈衝間距與H C閩値之關係的圖表。 圖25係顯示脈衝間距與ID閾値之關係的圖表。 圖26係顯示脈衝間距與加工裕度之關係的圖表。 圖27係顯示脈衝寬度及脈衝間距的加工裕度的實驗 結果之表。 圖28係顯示脈衝寬度及脈衝間距的加工裕度的實驗 結果之表。 -32- 201243926 圖29係顯示脈衝寬度及脈衝間距的加工裕度的實驗 結果之表。 圖3 0係顯示脈衝間距與HC閾値之關係的圖表。 圖3 1係顯示在雷射光射入面附近之HC品質的加工裕 度的實驗結果之表。 圖32係顯示在雷射光射入面附近之HC品質的加工裕 度的實驗結果之表。 圖3 3係顯示在雷射光射入面附近之H C品質的加工裕 度的實驗結果之表。 圖3 4係用來說明本發明的其他實施形態的雷射加工 方法之平面圖。 【主要元件符號說明】 1 :加工對象物 5 a、5 m :切斷預定線 5p :預備線 7 a、7 m :改質區域 7P :預備改質區域 12 : SiC基板 12a :表面（主面） 12b ··裏面（主面） L :雷射光 P :聚光點 -33-