TW201842565A - 加工對象物切斷方法 - Google Patents

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坂本剛志
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Abstract

一種加工對象物切斷方法，係包含：第1步驟，係準備加工對象物；第2步驟，係於第1步驟之後，藉由對於加工對象物照射雷射光，分別沿著複數個切斷預定線，於加工對象物之單晶矽基板的內部形成至少1列的改質區域，並以跨越至少1列的改質區域與加工對象物的第2主面之間的方式形成龜裂；以及第3步驟，係於第2步驟之後，對於加工對象物從第2主面側施加反應性離子蝕刻，藉此分別沿著複數個切斷預定線，形成在第2主面開口的溝；於第3步驟中，在實施反應性離子蝕刻當中，於加工對象物的第2主面及溝的內面形成黑矽(black silicon)層。

Description

加工對象物切斷方法
本發明之一形態，係加工對象物切斷方法。
作為以往之加工對象物切斷方法的技術，於專利文獻1中，記載有一種技術，其係藉由對於加工對象物照射雷射光而沿著切斷預定線於加工對象物形成改質區域之後，藉由施加蝕刻而沿著改質區域使蝕刻進展。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特許第5197586號公報
[發明所欲解決的技術課題]
然而，就近年之加工對象物切斷方法而言，有期望能夠利用反應性離子蝕刻將加工對象物切斷的情形。在此情形，例如為了管理藉由切斷所得的半導體晶片的品質，必須控制反應性離子蝕刻的進展。
因此，本發明之一形態，係以提供一種能夠控制反應性離子蝕刻的進展的加工對象物切斷方法為目的。 [用以解決課題的技術方案]
本發明之一形態之加工對象物切斷方法，係包含：第1步驟，係準備具有單晶矽基板以及設置於第1主面側的功能元件層之加工對象物；第2步驟，係於第1步驟之後，藉由對於加工對象物照射雷射光，分別沿著複數個切斷預定線，於單晶矽基板的內部形成至少1列的改質區域，並分別沿著複數個切斷預定線，於加工對象物以跨越至少1列的改質區域與加工對象物的第2主面之間的方式形成龜裂；以及第3步驟，係於第2步驟之後，對於加工對象物從第2主面側施加反應性離子蝕刻，藉此分別沿著複數個切斷預定線，於加工對象物形成在第2主面開口的溝；於第3步驟中，在實施反應性離子蝕刻當中，於加工對象物的第2主面及溝的內面形成黑矽(black silicon)層。
於該加工對象物切斷方法中，係對於以跨越至少1列的改質區域與加工對象物的第2主面之間的方式形成有龜裂的加工對象物，從第2主面側實施反應性離子蝕刻。藉此，反應性離子蝕刻會從第2主面側沿著龜裂選擇性地進展，使開口的寬度狹窄且深的溝分別沿著複數個切斷預定線形成。在此，在實施反應性離子蝕刻當中，於加工對象物的第2主面及溝的內面形成黑矽層，藉此能夠利用該黑矽層使反應性離子蝕刻的進展結束。亦即，能夠控制反應性離子蝕刻的進展。
於本發明之一形態之加工對象物切斷方法中，於第2步驟中，係形成於加工對象物的厚度方向排列的複數列改質區域，藉此分別沿著複數個切斷預定線形成至少1列的改質區域，並以跨越於複數列改質區域中彼此相鄰的改質區域之間的方式形成龜裂亦可。藉此，能夠使反應性離子蝕刻更深地選擇性進展。
於本發明之一形態之加工對象物切斷方法中，於第2步驟中，係形成分別沿著複數個切斷預定線排列的複數個改質點，藉此分別沿著複數個切斷預定線形成至少1列的改質區域，並以跨越於複數個改質點中彼此相鄰的改質點之間的方式形成龜裂亦可。藉此，能夠使反應性離子蝕刻更為效率良好且選擇性進展。
於本發明之一形態之加工對象物切斷方法中，於第3步驟中，藉由於蝕刻氣體中混入氧而形成黑矽層亦可。藉由該構成，能夠具體實現黑矽層之形成。
於本發明之一形態之加工對象物切斷方法中，於第3步驟中，在溝為預定深度時於蝕刻氣體中混入氧亦可。藉由該構成，能夠以形成預定深度的溝的方式，形成黑矽層而使反應性離子蝕刻的進展結束。
本發明之一形態之加工對象物切斷方法，係亦可具備：第4步驟，係於第3步驟之後，於第2主面側貼附擴張薄膜，藉由使擴張薄膜擴張，分別沿著複數個切斷預定線，將加工對象物切斷為複數個半導體晶片。藉由該構成，能夠將加工對象物確實地分割為複數個半導體晶片。 [發明之效果]
依據本發明之一形態，能夠提供一種可控制反應性離子蝕刻的進展的加工對象物切斷方法。
以下，針對實施形態，參照圖式進行詳細說明。又，於各圖中，對於相同或相當部分係賦予相同符號，並省略重複之說明。
於本實施形態之加工對象物切斷方法中，係對於加工對象物將雷射光聚光，藉此沿著切斷預定線於加工對象物形成改質區域。在此，首先針對改質區域的形成，參照第1圖～第6圖進行說明。
如第1圖所示，雷射加工裝置100，係具備：雷射光源101，係作為脈衝振盪雷射光L的雷射光射出部；分光鏡103，係配置為將雷射光L的光軸(光路)的方向改變90°；以及聚光用透鏡105，係用以將雷射光L聚光。另外，雷射加工裝置100，係具備：支承台107，係用以支承被照射有藉由聚光用透鏡105聚光了的雷射光L的加工對象物1；載台111，係用以使支承台107移動；雷射光源控制部102，係為了調節雷射光L的輸出(脈衝能量、光強度)或脈衝寬度、脈衝波形等而控制雷射光源101；以及載台控制部115，係控制載台111的移動。
於雷射加工裝置100中，從雷射光源101射出的雷射光L，係藉由分光鏡103使其光軸的方向改變90°，並藉由聚光用透鏡105聚光於載置在支承台107上的加工對象物1的內部。並且，載台111進行移動，使加工對象物1對於雷射光L沿著切斷預定線5相對移動。藉此，於加工對象物1形成有沿著切斷預定線5的改質區域。又，在此，雖為了使雷射光L相對移動而使載台111移動，然而使聚光用透鏡105移動亦可，或是使該等兩方移動亦可。
作為加工對象物1，係使用以半導體材料形成的半導體基板或以壓電材料形成的壓電基板等板狀的構件(例如，基板、晶圓等)。如第2圖所示，於加工對象物1，係設定有用以切斷加工對象物1的切斷預定線5。切斷預定線5，係以直線狀延伸的假想線。於加工對象物1的內部形成改質區域的情形，如第3圖所示，在使聚光點(聚光位置)P位於加工對象物1的內部的狀態，使雷射光L沿著切斷預定線5(亦即，朝向第2圖的箭號A方向)相對移動。藉此，如第4圖、第5圖及第6圖所示，改質區域7係沿著切斷預定線5形成於加工對象物1，沿著切斷預定線5形成的改質區域7會成為切斷起點區域8。
所謂聚光點P，係雷射光L聚光的部位。切斷預定線5，係不限於直線狀，為曲線狀亦可，將該等組合為3次元的形狀亦可，為指定座標亦可。切斷預定線5，係不限於假想線，為實際上劃在加工對象物1的表面3的線亦可。改質區域7，有連續形成的情形，亦有斷續形成的情形。改質區域7係列狀或點狀皆可，簡而言之，改質區域7至少形成於加工對象物1的內部即可。另外，有龜裂以改質區域7為起點形成的情形，龜裂及改質區域7露出於加工對象物1的外表面(表面3、裏面、或是外周面)亦可。在形成改質區域7之際的雷射光入射面，係不限於加工對象物1的表面3，為加工對象物1的裏面亦可。
另外，於加工對象物1的內部形成改質區域7的情形，雷射光L係穿透加工對象物1，並且特別在位於加工對象物1的內部的聚光點P附近被吸收。藉此，於加工對象物1形成有改質區域7(亦即，內部吸收型雷射加工)。此時，於加工對象物1的表面3幾乎不會吸收雷射光L，故加工對象物1的表面3不會熔融。另一方面，於加工對象物1的表面3或裏面形成改質區域7的情形，雷射光L係特別在位於表面3或裏面的聚光點P附近被吸收，熔融而自表面3或裏面被去除，而形成孔或溝等去除部(表面吸收型雷射加工)。
改質區域7，係密度、折射率、機械強度或其他物理特性成為與周圍不同的狀態的區域。作為改質區域7，係例如熔融處理區域(暫時熔融後再凝固的區域，意指熔融狀態中的區域及自熔融再凝固狀態中的區域中至少任一者)、裂隙區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域等，或該等混雜的區域。並且，作為改質區域7，亦有於加工對象物1的材料中改質區域7的密度與非改質區域的密度相比係變化了的區域，或形成有晶格缺陷的區域。在加工對象物1的材料為單晶矽的情形，改質區域7亦可稱為高錯位密度區域。
熔融處理區域、折射率變化區域、改質區域7的密度與非改質區域的密度相比係變化了的區域，以及形成有晶格缺陷的區域，係進一步有在該等區域的內部或改質區域7與非改質區域的界面內含有龜裂(破裂、微裂隙)的情形。所內含的龜裂，有涵蓋改質區域7的整面的情形或僅形成於一部分或複數部分的情形。加工對象物1，係包含了由具有結晶構造的結晶材料組成的基板。例如，加工對象物1，係包含以氮化鎵(GaN)、矽(Si)、碳化矽(SiC)、LiTaO3 ，以及藍寶石(Al2 O3 )之至少任一者形成的基板。換言之，加工對象物1，係例如包含氮化鎵基板、矽基板、SiC基板、LiTaO3 基板，或是藍寶石基板。結晶材料，係異向性結晶及等向性結晶皆可。另外，加工對象物1，係包含了由具有非結晶構造(非晶質構造)的非結晶材料組成的基板亦可，例如包含玻璃基板亦可。
於本實施形態中，沿著切斷預定線5形成複數個改質點(加工痕跡)，藉此形成改質區域7。此時，藉由使複數個改質點聚集，會成為改質區域7。所謂改質點，係以脈衝雷射光之1脈衝的射擊(亦即1脈衝的雷射照射：雷射射擊)形成的改質部分。作為改質點，能夠舉出裂隙點、熔融處理點或是折射率變化點，又或是混雜有該等至少1個者。就改質點而言，能夠考慮到所要求的切斷精度、所要求的切斷面的平坦性、加工對象物1的厚度、種類、結晶方位等，適當控制其大小或所產生的龜裂的長度。另外，於本實施形態中，能夠沿著切斷預定線5將改質點作為改質區域7形成。 [加工對象物切斷方法之實驗結果]
首先，作為加工對象物切斷方法之一例，係參照第7圖～第10圖進行說明。又，於第7圖～第10圖所示之各構成係示意性者，各構成之縱橫比等係與實際者不同。 　　如第7圖之(a)所示，準備具有單晶矽基板11、設置於第1主面1a側的功能元件層12的加工對象物1，並將保護薄膜21貼附於加工對象物1的第1主面1a。功能元件層12，係包含沿著第1主面1a配置為例如矩陣狀的複數個功能元件12a(光二極體等受光元件、雷射二極體等發光元件，作為電路形成的電路元件等)。又，加工對象物1的第2主面1b(與第1主面1a為相反側的主面)，係單晶矽基板11之與功能元件層12為相反側的表面。
接著，如第7圖之(b)所示，藉由將第2主面1b作為雷射光入射面對於加工對象物1照射雷射光L，分別沿著複數個切斷預定線5於單晶矽基板11的內部形成複數列的改質區域7，並分別沿著複數個切斷預定線5於加工對象物1形成龜裂31。複數個切斷預定線5，係以通過從加工對象物1的厚度方向觀察時彼此相鄰的功能元件12a之間的方式，設定為例如格子狀。分別沿著複數個切斷預定線5形成的複數列的改質區域7，係朝向加工對象物1的厚度方向排列。龜裂31，係至少跨越位於第2主面1b側之1列改質區域7與第2主面1b之間。
接著，如第8圖之(a)所示，對於加工對象物1從第2主面1b側實施乾式蝕刻，藉此如第8圖之(b)所示，分別沿著複數個切斷預定線5於加工對象物1形成溝32。溝32，係於第2主面1b開口之例如V溝(剖面V字形的溝)。溝32，係藉由乾式蝕刻從第2主面1b側沿著龜裂31(亦即，分別沿著複數個切斷預定線5)選擇性地進展而形成。接著，將位於第2主面1b側的1列改質區域7藉由乾式蝕刻去除，藉此於溝32的內面形成凹凸區域9。凹凸區域9，係呈對應於位於第2主面1b側之1列改質區域7的凹凸形狀。針對該等之詳情，係於後敘述。
又，所謂對於加工對象物1從第2主面1b側實施乾式蝕刻，係意指在將第1主面1a藉由保護薄膜等覆蓋，並使第2主面1b(或是分別沿著複數個切斷預定線5形成有氣體通過區域的蝕刻保護層23(後述))暴露於蝕刻氣體的狀態，對於單晶矽基板11施加乾式蝕刻。特別是，在實施反應性離子蝕刻(電漿蝕刻)的情形，係意指將電漿中的反應種照射至第2主面1b(或是分別沿著複數個切斷預定線5形成有氣體通過區域的蝕刻保護層23(後述))。
接著，如第9圖之(a)所示，將擴張薄膜22貼附於加工對象物1的第2主面1b，並如第9圖之(b)所示，將保護薄膜21從加工對象物1的第1主面1a去除。接著，如第10圖之(a)所示，將擴張薄膜22擴張，藉此分別沿著複數個切斷預定線5將加工對象物1切斷為複數個半導體晶片15，並如第10圖之(b)所示，拾取半導體晶片15。
接著，針對如前述加工對象物切斷方法之一例般形成改質區域之後施加乾式蝕刻的情形的實驗結果進行說明。
於第1實驗(參照第11圖及第12圖)中，於厚度400μm之單晶矽基板以2mm間隔且條帶狀設定複數個切斷預定線，分別沿著複數個切斷預定線，於單晶矽基板形成在單晶矽基板的厚度方向排列的複數列之改質區域。第11圖之(a)，係改質區域形成後的單晶矽基板的剖面相片(正確而言，係在實施後述之反應性離子蝕刻之前將單晶矽基板切斷之際的切斷面的相片)，第11圖之(b)，係改質區域形成後之單晶矽基板的平面相片。以下，將單晶矽基板的厚度方向僅稱為「厚度方向」，在對於單晶矽基板從一方的表面側實施乾式蝕刻的情形之該一方的表面(於第11圖之(a)中，係單晶矽基板的上側的表面)僅稱為「一方的表面」。
於第11圖中，「標準加工 表面：HC」係在藉由自然球面像差(起因於使雷射光聚光於加工對象物時，因司乃耳定律等導致在該聚光位置自然產生的像差)將雷射光聚光的情形，位於一方的表面側的1列改質區域遠離一方的表面且龜裂從該1列改質區域到達一方的表面的狀態，且係從各改質區域朝向厚度方向延伸的龜裂彼此連接的狀態。「縮時(tact-up)加工 表面：HC」係在光軸方向的聚光點的長度因像差補償而導致以比自然球面像差更短的方式將雷射光聚光的情形，位於一方的表面側的1列改質區域遠離一方的表面且龜裂從該1列改質區域到達一方的表面的狀態，且係從各改質區域朝向厚度方向延伸的龜裂如第11圖之(a)所示之黑線部分未連接的狀態。
「VL圖型加工 表面：HC」係在光軸方向的聚光點的長度因像差賦予而導致以比自然球面像差更長的方式將雷射光聚光的情形，位於一方的表面側的1列改質區域遠離一方的表面且龜裂從該1列改質區域到達一方的表面的狀態。「VL圖型加工 表面：ST」係在光軸方向的聚光點的長度因像差賦予而導致以比自然球面像差更長的方式將雷射光聚光的情形，位於一方的表面側的1列改質區域遠離一方的表面且龜裂未從該1列改質區域到達一方的表面的狀態。「VL圖型加工 表面：燒蝕」係在光軸方向的聚光點的長度因像差賦予而導致以比自然球面像差更長的方式將雷射光聚光的情形，位於一方的表面側的1列改質區域於一方的表面露出的狀態。
如以上般形成改質區域之後，於單晶矽基板之一方的表面，以60分鐘施加使用了CF4 (四氟化碳)的反應性離子蝕刻。其結果，係如第12圖所示。第12圖之(a)，係實施反應性離子蝕刻之後的單晶矽基板的平面相片，第12圖之(b)，係實施反應性離子蝕刻之後的單晶矽基板的剖面相片(垂直於切斷預定線的切斷面的相片)。
在此，針對第12圖所示之各用語的定義，參照第13圖進行說明。所謂「溝寬度」，係藉由乾式蝕刻所形成的溝的開口的寬度W。所謂「溝深度」，係藉由乾式蝕刻所形成的溝的深度D。所謂「溝縱橫比」，係將D除以W所得的值。所謂「Si蝕刻量」，係從乾式蝕刻實施之前的單晶矽基板的厚度(原本厚度)減去乾式蝕刻實施之後的單晶矽基板的厚度所得的值E1。所謂「SD蝕刻量」，係E1加上D所得的值E2。所謂「蝕刻時間」，係實施乾式蝕刻的時間T。所謂「Si蝕刻率」，係將E1除以T所得的值。所謂「SD蝕刻率」，係將E2除以T所得的值。所謂「蝕刻率比」，係將E2除以E1所得的值。
自第12圖所示之第1實驗的結果，可得知以下事項。亦即，若龜裂到達一方的表面(對於單晶矽基板從一方的表面側施加乾式蝕刻的情形之該一方的表面)，則在龜裂所連接的範圍內，乾式蝕刻會從一方的表面側沿著龜裂選擇性地(亦即，以高蝕刻率比)進展，形成開口的寬度窄且深(亦即，溝縱橫比高)的溝(「標準加工 表面：HC」與「VL圖型加工 表面：ST」及「VL圖型加工 表面：燒蝕」之比較)。相較於改質區域本身，龜裂更能夠顯著促進乾式蝕刻的選擇性進展(「標準加工 表面：HC」與「VL圖型加工 表面：HC」及「VL圖型加工 表面：燒蝕」之比較)。若從各改質區域朝向厚度方向延伸的龜裂未連接，則乾式蝕刻的選擇性進展會在龜裂未連接的部分(自第11圖之(a)可見之黑線部分)停止(「標準加工 表面：HC」與「縮時加工表面：HC」之比較)。又，所謂乾式蝕刻的選擇性進展停止，係意指乾式蝕刻的進展速度降低。
於第2實驗(參照第14圖及第15圖)中，於厚度100μm之單晶矽基板以100μm間隔且格子狀設定複數個切斷預定線，分別沿著複數個切斷預定線，於單晶矽基板的內部形成在單晶矽基板的厚度方向排列的2列之改質區域。在此，於厚度方向彼此相鄰的改質區域係彼此遠離的狀態，且係從各改質區域朝向厚度方向延伸的龜裂到達一方的表面及另一方的表面(與一方的表面為相反側的表面)兩方的狀態。接著，於單晶矽基板之一方的表面，施加使用了CF4 的反應性離子蝕刻。
第2實驗的結果，係如第14圖及第15圖所示。於第14圖及第15圖中，「CF4 ：60min」係表示施加60分鐘之使用CF4 的反應性離子蝕刻的情形，「CF4 ：120 min」係表示施加120分鐘之使用CF4 的反應性離子蝕刻的情形。第14圖之(a)，係實施反應性離子蝕刻之前的單晶矽基板的平面相片(一方的表面的相片)，第14圖之(b)，係實施反應性離子蝕刻之後的單晶矽基板的底面相片(另一方的表面的相片)。第15圖之(a)，係藉由分別沿著複數個切斷預定線將單晶矽基板切斷而獲得的單晶矽晶片的側面相片，第15圖之(b)，係表示該單晶矽晶片的尺寸的圖。又，於第15圖之(a)及(b)中，單晶矽基板之一方的表面係下側。
自第14圖及第15圖所示之第2實驗的結果，可得知以下事項。亦即，若龜裂到達一方的表面(對於單晶矽基板從一方的表面側施加乾式蝕刻的情形之該一方的表面)，則在龜裂所連接的範圍內，乾式蝕刻會從一方的表面側沿著龜裂選擇性地(亦即，以高蝕刻率比)進展，形成開口的寬度窄且深(亦即，溝縱橫比高)的溝。若從各改質區域朝向厚度方向延伸的龜裂到達一方的表面及另一方的表面之兩方，則能夠僅藉由乾式蝕刻將單晶矽基板完全晶片化。又，在「CF4 ：60min」的情形，若使貼附於單晶矽基板的另一方的面之擴張薄膜擴張，則能夠將50mm×50mm的矩形板狀的單晶矽基板以100%的比例切斷為100μm×100μm的晶片。
於第3實驗(參照第16圖)中，於厚度400μm之單晶矽基板以2mm間隔且條帶狀設定複數個切斷預定線，分別沿著複數個切斷預定線，於單晶矽基板的內部形成在單晶矽基板的厚度方向排列的複數列之改質區域。在此，在藉由自然球面像差將雷射光聚光的情形，成為位於一方的表面側的1列改質區域遠離一方的表面且龜裂從該1列改質區域到達一方的表面的狀態，且係從各改質區域朝向厚度方向延伸的龜裂彼此連接的狀態。接著，於單晶矽基板之一方的表面，施加反應性離子蝕刻。
第3實驗的結果，係如第16圖所示。於第16圖中，「CF4 (RIE)」係表示藉由RIE(Reactive Ion Etching)裝置施加使用CF4 的反應性離子蝕刻的情形，「SF6 (RIE)」係表示藉由RIE裝置施加使用SF6 (六氟化硫)的反應性離子蝕刻的情形，「SF6 (DRIE)」係表示藉由DRIE(Deep Reactive Ion Etching)裝置施加使用SF6 的反應性離子蝕刻的情形。第16圖之(a)，係實施反應性離子蝕刻之後的單晶矽基板的平面相片，第16圖之(b)，係實施反應性離子蝕刻之後的單晶矽基板的剖面相片(垂直於切斷預定線的切斷面的相片)。
自第16圖所示之第3實驗的結果，可得知以下事項。亦即，為了確保相同程度的Si蝕刻量，雖使用CF4 的反應性離子蝕刻比使用SF6 的反應性離子蝕刻需要更長的時間，然而能夠確保高蝕刻率比及高溝縱橫比之方面而言，使用CF4 的反應性離子蝕刻比使用SF6 的反應性離子蝕刻更為有利。
於第4實驗(參照第17圖)中，於厚度400μm之單晶矽基板以2mm間隔且條帶狀設定複數個切斷預定線，分別沿著複數個切斷預定線，於單晶矽基板的內部形成在單晶矽基板的厚度方向排列的複數列之改質區域。於第17圖中，「CF4 (RIE)：30min 表面：HC」、「CF4 (RIE)：60min 表面：HC」、「CF4 (RIE)：6H 表面：HC」，係意指在藉由自然球面像差將雷射光聚光的情形，成為位於一方的表面側的1列改質區域遠離一方的表面且龜裂從該1列改質區域到達一方的表面的狀態，且係從各改質區域朝向厚度方向延伸的龜裂彼此連接的狀態。「CF4 (RIE)：6H 表面：ST」，係意指在藉由自然球面像差將雷射光聚光的情形，成為位於一方的表面側的1列改質區域遠離一方的表面且龜裂未從該1列改質區域到達一方的表面的狀態，且係從各改質區域朝向厚度方向延伸的龜裂彼此連接的狀態。
接著，於單晶矽基板之一方的表面，施加使用了CF4 的反應性離子蝕刻。於第17圖中，「CF4 (RIE)：30min 表面：HC」、「CF4 (RIE)：60min 表面：HC」、「CF4 (RIE)：6H 表面：HC」、「CF4 (RIE)：6H 表面：ST」，係分別意指以30分鐘、60分鐘、6小時、6小時藉由RIE裝置施加使用CF4 的反應性離子蝕刻。
第4實驗的結果，係如第17圖所示。第17圖之(a)，係實施反應性離子蝕刻之後的單晶矽基板的剖面相片(垂直於切斷預定線的切斷面的相片)。
自第17圖所示之第4實驗的結果，可得知以下事項。亦即，若龜裂到達一方的表面(對於單晶矽基板從一方的表面側施加乾式蝕刻的情形之該一方的表面)，則在龜裂所連接的範圍內，乾式蝕刻的選擇性進展不會停止(亦即，維持高蝕刻率比)。即便龜裂未到達一方的表面，在一方的表面的蝕刻進展而龜裂出現於一方的表面時，乾式蝕刻會開始沿著該龜裂選擇性進展。然而，因難以使龜裂的延伸從一方的表面至一定的深度便停止，故依蝕刻的進展，龜裂於一方的表面出現的時機會因部位而容易不同，因此所形成的溝的開口的寬度及深度亦容易因部位而有所不同。因此，在形成位於一方的表面側的1列改質區域之際，以使龜裂到達一方的表面的方式形成該改質區域係極為重要。
於第5實驗(參照第18圖)中，於厚度320μm之單晶矽基板以3mm間隔且格子狀設定複數個切斷預定線，分別沿著複數個切斷預定線，於單晶矽基板的內部形成在單晶矽基板的厚度方向排列的複數列之改質區域。在此，在藉由自然球面像差將雷射光聚光的情形，成為位於一方的表面側的1列改質區域遠離一方的表面且龜裂從該1列改質區域到達一方的表面的狀態，且係從各改質區域朝向厚度方向延伸的龜裂彼此連接的狀態。
接著，於單晶矽基板之一方的表面，施加反應性離子蝕刻。於第18圖中，「CF4 (RIE) 表面：HC」係意指藉由RIE裝置施加使用CF4 的反應性離子蝕刻。「XeF2 表面：HC」係意指藉由犧牲層蝕刻裝置施加使用XeF2 (二氟化氙)的反應性氣體蝕刻。「XeF2 表面：HCSiO2 蝕刻保護層」，係意指於單晶矽基板的一方的表面形成由SiO2 (二氧化矽)組成的蝕刻保護層，且在龜裂從位於一方的表面側的1列改質區域到達該蝕刻保護層的表面(與單晶矽基板為相反側的外表面)的狀態，藉由犧牲層蝕刻裝置施加使用XeF2 的反應性氣體蝕刻。
第5實驗的結果，係如第18圖所示。第18圖之(a)，係實施反應性離子蝕刻之前的單晶矽基板的平面相片，第18圖之(b)，係實施反應性離子蝕刻之後的單晶矽基板的平面相片，第18圖之(c)，係實施反應性離子蝕刻之後的單晶矽基板的剖面相片(垂直於切斷預定線的切斷面的相片)。
自第18圖所示之第5實驗的結果，可得知以下事項。亦即，若未於單晶矽基板的一方的表面(對於單晶矽基板從一方的表面側施加乾式蝕刻的情形之該一方的表面)形成由SiO2 組成的蝕刻保護層，則在確保高蝕刻率比及高溝縱橫比的方面，使用CF4 的反應性離子蝕刻及使用XeF2 的反應性氣體蝕刻並沒有太大的差異。若於單晶矽基板的一方的表面形成由SiO2 組成的蝕刻保護層，且龜裂從位於一方的表面側之1列改質區域到達該蝕刻保護層的表面，則蝕刻率比及溝縱橫比會飛躍性地提高。
於第6實驗(參照第19圖)中，於一方的表面形成有由SiO2 組成的蝕刻保護層的厚度320μm之單晶矽基板以3mm間隔且格子狀設定複數個切斷預定線，分別沿著複數個切斷預定線，於單晶矽基板形成在單晶矽基板的厚度方向排列的複數列之改質區域。接著，於單晶矽基板之一方的表面，藉由犧牲層蝕刻裝置以180分鐘施加使用了XeF2 的反應性氣體蝕刻。
於第19圖中，「標準加工 表面：HC」，係於厚度方向彼此相鄰的改質區域彼此遠離，且位於一方的表面側的1列改質區域遠離一方的表面，而龜裂從該1列改質區域到達蝕刻保護層的表面(與單晶矽基板為相反側的外表面)的狀態，且係從各改質區域朝向厚度方向延伸的龜裂彼此連接的狀態。「標準加工 表面：ST」，係於厚度方向彼此相鄰的改質區域彼此遠離，且位於一方的表面側的1列改質區域遠離一方的表面，而龜裂未從該1列改質區域到達一方的表面的狀態，且係從各改質區域朝向厚度方向延伸的龜裂彼此連接的狀態。
「縮時加工1 表面：HC」，係於厚度方向彼此相鄰的改質區域彼此遠離，且位於一方的表面側的1列改質區域遠離一方的表面，而龜裂從該1列改質區域到達蝕刻保護層的表面的狀態，且係從各改質區域朝向厚度方向延伸的龜裂彼此連接的狀態。「縮時加工2 表面：HC」，係於厚度方向彼此相鄰的改質區域彼此遠離，且位於一方的表面側的1列改質區域遠離一方的表面，而龜裂從該1列改質區域到達蝕刻保護層的表面的狀態，且係從各改質區域朝向厚度方向延伸的龜裂的一部分未連接的狀態。
「VL圖型加工 表面：HC」，係於厚度方向彼此相鄰的改質區域彼此連接，且位於一方的表面側的1列改質區域遠離一方的表面，而龜裂從該1列改質區域到達蝕刻保護層的表面的狀態。「VL圖型加工 表面：燒蝕」，係於厚度方向彼此相鄰的改質區域彼此連接，且位於一方的表面側的1列改質區域露出於蝕刻保護層的表面的狀態。
第6實驗的結果，係如第19圖所示。第19圖之(a)，係實施反應性離子蝕刻之後的單晶矽基板的剖面相片(垂直於切斷預定線的切斷面的相片)，第19圖之(b)，係實施反應性離子蝕刻之後的單晶矽基板的切斷面的相片。
自第19圖所示之第6實驗的結果，可得知以下事項。亦即，若龜裂到達蝕刻保護層的表面，則在龜裂所連接的範圍內，乾式蝕刻會從一方的表面側沿著龜裂選擇性地(亦即，以高蝕刻率比)進展，形成開口的寬度窄且深(亦即，溝縱橫比高)的溝。若從各改質區域朝向厚度方向延伸的龜裂未連接，則乾式蝕刻會在龜裂未連接的部分等向地進展(「縮時加工2 表面：HC」之(a)欄的相片)。
自以上之加工對象物切斷方法之實驗結果，可得知以下事項。亦即，若以龜裂從位於一方的表面(對於單晶矽基板從一方的表面側施加乾式蝕刻的情形之該一方的表面)側的1列改質區域到達一方的表面(在單晶矽基板的一方的表面形成有由SiO2 組成之蝕刻保護層的情形，係龜裂到達該蝕刻保護層的表面)為前提，則在龜裂連接的範圍內，係如第20圖所示，比起使用SF6 的反應性離子蝕刻，使用CF4 的反應性離子蝕刻以及使用XeF2 的反應性氣體蝕刻更能夠確保高蝕刻率比。並且，若於單晶矽基板的一方的表面形成由SiO2 組成的蝕刻保護層，且龜裂從位於一方的表面側之1列改質區域到達該蝕刻保護層的表面，則蝕刻率比會飛躍性地提高。另外，若著眼於溝縱橫比，則使用CF4 的反應性離子蝕刻係特別優異。又，使用XeF2 的反應性氣體蝕刻，在防止電漿導致單晶矽基板的強度降低之方面為有利。
針對乾式蝕刻會沿著龜裂選擇性進展的原理進行說明。若使脈衝振盪產生之雷射光L的聚光點P位於加工對象物1的內部，並使該聚光點P沿著切斷預定線5相對移動，則如第21圖所示，會於加工對象物1的內部形成沿著切斷預定線5排列的複數個改質點7a。沿著切斷預定線5排列的複數個改質點7a相當於1列改質區域7。
在加工對象物1的內部形成有於加工對象物1的厚度方向排列的複數列之改質區域7的情形，若以跨越位於加工對象物1的第2主面1b(對於加工對象物1從第2主面1b側施加乾式蝕刻的情形的該第2主面1b)側的1列改質區域7與第2主面1b之間的方式形成龜裂31，則蝕刻氣體會如毛細現象般進入具有數nm～數μm的間隔之龜裂31(參照第21圖的箭號)。藉此，推測乾式蝕刻會沿著龜裂31選擇性進展。
因此，若以跨越複數列改質區域7中彼此相鄰的改質區域7之間的方式形成龜裂31，則推測能夠使乾式蝕刻選擇性進展得更深。並且，若以跨越沿著切斷預定線5排列的複數個改質點7a中彼此相鄰的改質點7a之間的方式形成龜裂31，則推測能夠使乾式蝕刻效率良好地選擇性進展。此時，蝕刻氣體會從周圍接觸於各改質點7a，故推測具有數μm程度之大小的改質點7a會迅速被去除。
又，在此所謂龜裂31，與各改質點7a所包含的微裂隙、於各改質點7a的周圍隨機形成的微裂隙等不同。在此所謂龜裂31，係平行於加工對象物1的厚度方向且沿著包含切斷預定線5的面延伸的龜裂。於單晶矽基板形成有在此所謂之龜裂31的情形，藉由該龜裂31形成的面(以數nm～數μm的間隔彼此相對向的龜裂面)，會成為單晶矽露出的面。又，形成於單晶矽基板的改質點7a，係包含多晶矽區域、高錯位密度區域等。
接著，針對一實施形態之加工對象物切斷方法進行說明。又，於第22圖～第26圖所示之各構成係示意性者，各構成之縱橫比等係與實際者不同。
首先，作為第1步驟，係如第22圖之(a)所示，準備具有單晶矽基板11、設置於第1主面1a側的功能元件層12的加工對象物1，並將保護薄膜21貼附於加工對象物1的第1主面1a。
在第1步驟之後，作為第2步驟，係如第22圖之(b)所示，藉由將第2主面1b作為雷射光入射面對於加工對象物1照射雷射光L，分別沿著複數個切斷預定線5於單晶矽基板11的內部形成複數列的改質區域7，並分別沿著複數個切斷預定線5於加工對象物1形成龜裂31。分別沿著複數個切斷預定線5形成的複數列的改質區域7，係朝向加工對象物1的厚度方向排列。各個複數列改質區域7，係藉由沿著切斷預定線5排列的複數個改質點7a構成(參照第21圖)。龜裂31，係跨越位於第2主面1b側之1列改質區域7與第2主面1b之間，並至少跨越複數列改質區域7中彼此相鄰的改質區域7之間。進而，龜裂31，係跨越複數個改質點7a中彼此相鄰的改質點7a之間(參照第21圖)。
於第2步驟之後，作為第3步驟，係如第23圖之(a)所示，對於加工對象物1從第2主面1b側實施反應性離子蝕刻，藉此如第23圖之(b)所示，分別沿著複數個切斷預定線5於加工對象物1形成溝32。溝32，係於第2主面1b開口之例如V溝(剖面V字形的溝)。在此，使用CF4 或SF6 ，對於加工對象物1從第2主面1b側施加使用CF4 或SF6 的反應性離子蝕刻。另外，在此，藉由將複數列改質區域7當中位於第2主面1b側的1列改質區域7去除，能夠以於溝32的內面形成對應於呈現被去除之1列改質區域7的凹凸形狀的凹凸區域9的方式，對於加工對象物1從第2主面1b側施加反應性離子蝕刻。又，在形成凹凸區域9的情形，施加反應性離子蝕刻至從溝32的內面將改質區域7(改質點7a)完全去除為止亦可。另一方面，不施加反應性離子蝕刻至凹凸區域9完全去除為止亦可。
於第3步驟中，係如第23圖之(c)所示，在實施反應性離子蝕刻當中，於蝕刻氣體(亦即CF4 或SF6 )混入O2 (氧)，藉此於加工對象物1的第2主面1b及溝32的內面形成黑矽層6。黑矽層6，係以層疊於加工對象物1的第2主面1b的方式設置，並且設置為進入溝32內。黑矽層6，係以覆蓋加工對象物1的第2主面1b側的方式存在。藉此，能夠使反應性離子蝕刻的選擇性進展停止或結束。
黑矽層6，係藉由作為乾式蝕刻時之反應生成物的SiO2 系物質沉積於被蝕刻面的黑矽現象所形成。黑矽層6，係包含細微的針狀凹凸。所謂反應性離子蝕刻結束，係意指反應性離子蝕刻不致繼續進展的狀態。混入O2 的時機，係溝32的深度成為預先設定之所需(任意)的預定深度的時機。混入O2 的時機，係例如能夠藉由使用蝕刻率比等的運算、實驗及經驗之至少任一者進行設定。混入O2 的量，只要是能夠形成黑矽層6的預定量以上即可。混入O2 的量，係預先設定的一定量亦可，為可變量亦可。
在第3步驟之後，作為第4步驟，係如第24圖之(a)所示，將擴張薄膜22貼附於加工對象物1的第2主面1b上的黑矽層6(亦即，貼附於加工對象物1的第2主面1b側)，並如第24圖之(b)所示，將保護薄膜21從加工對象物1的第1主面1a去除。接著，如第25圖之(a)所示，將擴張薄膜22擴張，藉此分別沿著複數個切斷預定線5將加工對象物1切斷為複數個半導體晶片15，並如第25圖之(b)所示，拾取半導體晶片15。
針對藉由以上之加工對象物切斷方法所獲得之半導體晶片15進行說明。如第26圖所示，半導體晶片15，係具備：單晶矽基板110、設置於單晶矽基板110的第1表面110a側的功能元件層120、形成於單晶矽基板110的第2表面110b(與第1表面110a為相反側的表面)的蝕刻保護層230。單晶矽基板110，係從加工對象物1的單晶矽基板11所切出的部分。功能元件層120，係從加工對象物1的功能元件層12所切出的部分，並包含1個功能元件12a。蝕刻保護層230，係從蝕刻保護層23所切出的部分。
單晶矽基板110，係包含第1部分111x、第2部分(部分)112。第1部分111x，係第1表面110a側的部分。第2部分112，係第2表面110b側的部分。第2部分112，係呈越遠離第1表面110a則越細的形狀。第2部分112，係對應於加工對象物1的單晶矽基板11當中形成有溝32的部分(亦即，反應性離子蝕刻進展的部分)。作為一例，第1部分111x係呈四角形板狀(長方體狀)，第2部分112係呈越遠離第1部分111x則越細的四角錐台狀。
於第1部分111x的側面111a，以帶狀形成有改質區域7。亦即，改質區域7，係於各側面111a，沿著各側面111a朝向平行於第1表面110a的方向延伸。位於第1表面110a側的改質區域7，係自第1表面110a遠離。改質區域7，係由複數個改質點7a構成(參照第21圖)。複數個改質點7a，係於各側面111a，沿著各側面111a朝向平行於第1表面110a的方向排列。改質區域7(更具體而言，改質點7a)，係包含多晶矽區域、高錯位密度區域等。
於第2部分112的側面112a，以帶狀形成有凹凸區域9。亦即，凹凸區域9，係於各側面112a，沿著各側面112a朝向平行於第2表面110b的方向延伸。位於第2表面110b側的凹凸區域9，係自第2表面110b遠離。凹凸區域9，係藉由將位於加工對象物1的第2主面1b側的改質區域7藉由反應性離子蝕刻去除而形成。因此，凹凸區域9，係呈對應於改質區域7的凹凸形狀，且單晶矽於凹凸區域9露出。亦即，第2部分112的側面112a，包含凹凸區域9的凹凸面，為單晶矽露出之面。
又，半導體晶片15係不具備蝕刻保護層230亦可。如此之半導體晶片15，係例如在以使蝕刻保護層23被去除的方式從第2主面1b側施加反應性離子蝕刻的情形獲得。
於第27圖之(a)中，上段係凹凸區域9的相片，下段係沿著上段的單點虛線的凹凸區域9的凹凸輪廓。於第27圖之(b)中，上段係改質區域7的相片，下段係沿著上段的單點虛線的改質區域7的凹凸輪廓。若進行比較，可知於凹凸區域9中，有僅形成有較大的複數個凹部的傾向，相對於此，於改質區域7中，有不僅較大的複數個凹部，且隨機形成有較大的複數個凸部的傾向。又，第27圖之(c)，係不對於加工對象物1從第2主面1b側施加反應性離子蝕刻便將加工對象物1切斷的情形之「位於第2主面1b側的改質區域7」的相片及凹凸輪廓。在該情形之改質區域7中，亦有不僅較大的複數個凹部，且隨機形成有較大的複數個凸部的傾向。亦即，可知於凹凸區域9中有僅形成有較大的複數個凹部的傾向，係起因於將改質區域7藉由反應性離子蝕刻去除。於半導體晶片15，除了凹凸區域9之外，亦能夠使黑矽層6發揮作為捕捉雜質的吸雜區域的功能。
如以上所說明般，於加工對象物切斷方法中，係對於以跨越至少1列改質區域7與第2主面1b之間的方式形成有龜裂31的加工對象物1，從第2主面1b側施加反應性離子蝕刻。藉此，反應性離子蝕刻會從第2主面1b側沿著龜裂31選擇性地進展，使開口的寬度狹窄且深的溝32分別沿著複數個切斷預定線5形成。在此，在實施反應性離子蝕刻當中，於加工對象物1的第2主面1b及溝32的內面形成黑矽層6，藉此能夠利用該黑矽層6使反應性離子蝕刻的進展結束。亦即，能夠控制反應性離子蝕刻的進展。能夠在任意時機確實地使反應性離子蝕刻結束，而能夠進行高品質的蝕刻切割。因在蝕刻中途使反應性離子蝕刻停止，故能夠防止蝕刻氣體繞入功能元件層12。
於加工對象物切斷方法中，在第2步驟中，係形成於加工對象物1的厚度方向排列的複數列改質區域7，藉此分別沿著複數個切斷預定線5形成至少1列的改質區域7，並以跨越於複數列改質區域7中彼此相鄰的改質區域7之間的方式形成龜裂31亦可。藉此，能夠使反應性離子蝕刻更深地選擇性進展。
於加工對象物切斷方法中，在第2步驟中，係形成分別沿著複數個切斷預定線5排列的複數個改質點7a，藉此分別沿著複數個切斷預定線形5成至少1列的改質區域7，並以跨越於複數個改質點7a中彼此相鄰的改質點7a之間的方式形成龜裂31亦可。藉此，能夠使反應性離子蝕刻更為效率良好且選擇性進展。
於加工對象物切斷方法中，在第3步驟中，藉由於蝕刻氣體中混入O2 而形成黑矽層6。藉此，能夠具體實現黑矽層6之形成。
於加工對象物切斷方法中，在第3步驟中，在溝32為預定深度時於蝕刻氣體中混入O2 。藉由該構成，能夠以形成預定深度的溝32的方式，形成黑矽層6而使反應性離子蝕刻的進展結束。
加工對象物切斷方法，係具備：第4步驟，係於第3步驟之後，於第2主面側1b貼附擴張薄膜22，藉由使擴張薄膜22擴張，分別沿著複數個切斷預定線5，將加工對象物1切斷為複數個半導體晶片15。藉此，能夠分別沿著切斷預定線5確實將加工對象物1切斷為複數個半導體晶片15。並且，因在擴張薄膜22上，複數個半導體晶片15彼此分離，故能夠使半導體晶片15的拾取簡易化。
以上，雖針對各實施形態進行了說明，然而本發明之一形態係不限於前述實施形態。
於前述實施形態中，作為保護薄膜21，係例如能夠使用具有耐真空性的感壓膠帶、UV膠帶等。取代保護薄膜21，使用具有蝕刻耐性的晶圓固定夾具亦可。
於前述實施形態中，分別沿著複數個切斷預定線5於單晶矽基板11的內部形成的改質區域7的列數不限於複數列，為1列亦可。亦即，分別沿著複數個切斷預定線5於單晶矽基板11的內部形成至少1列改質區域7即可。在分別沿著複數個切斷預定線5於單晶矽基板11的內部形成複數列改質區域7的情形，彼此相鄰的改質區域7係彼此連接亦可。
於前述實施形態中，龜裂31係以跨越至少1列改質區域7與加工對象物1的第2主面1b之間的方式形成即可。亦即，龜裂31，係局部不到達第2主面1b亦可。進而，龜裂31，若為局部，不跨越彼此相鄰的改質區域7之間亦可，不跨越彼此相鄰的改質點7a之間亦可。龜裂31，係到達或不到達加工對象物1的第1主面1a皆可。
於前述實施形態中，乾式蝕刻，係以將複數列改質區域7去除，藉此於溝32的內面形成對應於呈現被去除之複數列改質區域7的凹凸形狀且使單晶矽露出的凹凸區域9的方式，從第2主面1b側施加亦可。作為乾式蝕刻，實施使用CF4 或SF6 之外的氣體的反應性離子蝕刻亦可。
1‧‧‧加工對象物
1a‧‧‧第1主面
1b‧‧‧第2主面
5‧‧‧切斷預定線
6‧‧‧黑矽層
7‧‧‧改質區域
7a‧‧‧改質點
11‧‧‧單晶矽基板
12‧‧‧功能元件層
15‧‧‧半導體晶片
22‧‧‧擴張薄膜
31‧‧‧龜裂
32‧‧‧溝
L‧‧‧雷射光
[第1圖]第1圖，係用於形成改質區域的雷射加工裝置的概略構成圖。 　　[第2圖]第2圖，係作為改質區域的形成對象的加工對象物的俯視圖。 　　[第3圖]第3圖，係沿著第2圖的加工對象物的III-III線的剖面圖。 　　[第4圖]第4圖，係雷射加工後的加工對象物的俯視圖。 　　[第5圖]第5圖，係沿著第4圖的加工對象物的V-V線的剖面圖。 　　[第6圖]第6圖，係沿著第4圖的加工對象物的VI-VI線的剖面圖。 　　[第7圖]第7圖，係用以說明加工對象物切斷方法的實驗結果的剖面圖。 　　[第8圖]第8圖，係用以說明加工對象物切斷方法的實驗結果的剖面圖。 　　[第9圖]第9圖，係用以說明加工對象物切斷方法的實驗結果的剖面圖。 　　[第10圖]第10圖，係用以說明加工對象物切斷方法的實驗結果的剖面圖。 　　[第11圖]第11圖，係用以說明加工對象物切斷方法的實驗結果的圖。 　　[第12圖]第12圖，係用以說明加工對象物切斷方法的實驗結果的圖。 　　[第13圖]第13圖，係用以說明加工對象物切斷方法的實驗結果的圖。 　　[第14圖]第14圖，係用以說明加工對象物切斷方法的實驗結果的圖。 　　[第15圖]第15圖，係用以說明加工對象物切斷方法的實驗結果的圖。 　　[第16圖]第16圖，係用以說明加工對象物切斷方法的實驗結果的圖。 　　[第17圖]第17圖，係用以說明加工對象物切斷方法的實驗結果的圖。 　　[第18圖]第18圖，係用以說明加工對象物切斷方法的實驗結果的圖。 　　[第19圖]第19圖，係用以說明加工對象物切斷方法的實驗結果的圖。 　　[第20圖]第20圖，係用以說明加工對象物切斷方法的實驗結果的圖。 　　[第21圖]第21圖，係用以說明加工對象物切斷方法的實驗結果的加工對象物的立體圖。 　　[第22圖]第22圖，係用以說明一實施形態之加工對象物切斷方法的剖面圖。 　　[第23圖]第23圖，係用以說明一實施形態之加工對象物切斷方法的剖面圖。 　　[第24圖]第24圖，係用以說明一實施形態之加工對象物切斷方法的剖面圖。 　　[第25圖]第25圖，係用以說明一實施形態之加工對象物切斷方法的剖面圖。 　　[第26圖]第26圖，係用以說明一實施形態之加工對象物切斷方法的剖面圖。 　　[第27圖]第27圖，係用以說明一實施形態之加工對象物切斷方法的剖面圖。

Claims (6)

  1. 一種加工對象物切斷方法，其特徵為：包含： 　　第1步驟，係準備具有單晶矽基板以及設置於第1主面側的功能元件層之加工對象物； 　　第2步驟，係於前述第1步驟之後，藉由對於前述加工對象物照射雷射光，分別沿著複數個切斷預定線，於前述單晶矽基板的內部形成至少1列的改質區域，並分別沿著前述複數個切斷預定線，於前述加工對象物以跨越前述至少1列的改質區域與前述加工對象物的第2主面之間的方式形成龜裂；以及 　　第3步驟，係於前述第2步驟之後，對於前述加工對象物從前述第2主面側施加反應性離子蝕刻，藉此分別沿著前述複數個切斷預定線，於前述加工對象物形成在前述第2主面開口的溝； 　　於前述第3步驟中，在實施前述反應性離子蝕刻當中，於前述加工對象物的前述第2主面及前述溝的內面形成黑矽層。
  2. 如請求項1所述之加工對象物切斷方法，其中， 　　於前述第2步驟中，係形成於前述加工對象物的厚度方向排列的複數列改質區域，藉此分別沿著前述複數個切斷預定線形成前述至少1列的改質區域，並以跨越於前述複數列改質區域中彼此相鄰的改質區域之間的方式形成前述龜裂。
  3. 如請求項1或2所述之加工對象物切斷方法，其中， 　　於前述第2步驟中，係形成分別沿著前述複數個切斷預定線排列的複數個改質點，藉此分別沿著前述複數個切斷預定線形成前述至少1列的改質區域，並以跨越於前述複數個改質點中彼此相鄰的改質點之間的方式形成前述龜裂。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之加工對象物切斷方法，其中， 　　於前述第3步驟中，藉由於蝕刻氣體中混入氧而形成前述黑矽層。
  5. 如請求項4所述之加工對象物切斷方法，其中， 　　於前述第3步驟中，在前述溝為預定深度時於前述蝕刻氣體混入前述氧。
  6. 如請求項1至5中任一項所述之加工對象物切斷方法，其中， 　　係具備：第4步驟，係於前述第3步驟之後，於前述第2主面側貼附擴張薄膜，藉由使前述擴張薄膜擴張，分別沿著前述複數個切斷預定線，將前述加工對象物切斷為複數個半導體晶片。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5197586A (ja) 1975-02-25 1976-08-27 Nemachitsukuekishososeibutsu
EP0756318A1 (en) * 1995-07-24 1997-01-29 International Business Machines Corporation Method for real-time in-situ monitoring of a trench formation process
JP2956602B2 (ja) * 1996-08-26 1999-10-04 日本電気株式会社 ドライエッチング方法
JP2005268752A (ja) * 2004-02-19 2005-09-29 Canon Inc レーザ割断方法、被割断部材および半導体素子チップ
TWI250910B (en) * 2004-03-05 2006-03-11 Olympus Corp Apparatus for laser machining
CN100561676C (zh) * 2007-03-09 2009-11-18 上海宏力半导体制造有限公司 Icp反应器中控制硅槽和二氧化硅厚度的方法
CN101681822B (zh) * 2007-05-25 2012-06-13 浜松光子学株式会社 切断用加工方法
JP5312761B2 (ja) * 2007-08-09 2013-10-09 浜松ホトニクス株式会社 切断用加工方法
US8173547B2 (en) * 2008-10-23 2012-05-08 Lam Research Corporation Silicon etch with passivation using plasma enhanced oxidation
CN101483135A (zh) * 2008-12-31 2009-07-15 中微半导体设备(上海)有限公司 含碳层的刻蚀方法

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