TW202105481A - 雷射加工方法、半導體構件製造方法及雷射加工裝置 - Google Patents

雷射加工方法、半導體構件製造方法及雷射加工裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW202105481A
TW202105481A TW108146614A TW108146614A TW202105481A TW 202105481 A TW202105481 A TW 202105481A TW 108146614 A TW108146614 A TW 108146614A TW 108146614 A TW108146614 A TW 108146614A TW 202105481 A TW202105481 A TW 202105481A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
modified
semiconductor
laser processing
processing method
plural
Prior art date
Application number
TW108146614A
Other languages
English (en)
Inventor
田中敦之
笹岡千秋
天野浩
河口大祐
和仁陽太郎
伊崎泰則
Original Assignee
國立大學法人名古屋大學
日商濱松赫德尼古斯股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 國立大學法人名古屋大學, 日商濱松赫德尼古斯股份有限公司 filed Critical 國立大學法人名古屋大學
Publication of TW202105481A publication Critical patent/TW202105481A/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0005—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by breaking, e.g. dicing
    • B28D5/0011—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by breaking, e.g. dicing with preliminary treatment, e.g. weakening by scoring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B23K26/0624—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses using ultrashort pulses, i.e. pulses of 1ns or less
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0823—Devices involving rotation of the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/04—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Dicing (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

一種雷射加工方法，係用於在半導體對象物的內部沿著對向於半導體對象物的表面的假想面，切斷半導體對象物，具備：從表面使雷射光入射至半導體對象物的內部，沿著假想面形成複數第1改質點的第1工程；從表面使雷射光入射至半導體對象物的內部，以不重疊複數第1改質點的方式，沿著假想面形成複數第2改質點的第2工程。

Description

雷射加工方法、半導體構件製造方法及雷射加工裝置
本揭示係有關於雷射加工方法、半導體構件製造方法及雷射加工裝置。
已知藉由對半導體錠等半導體對象物照射雷射光，在半導體對象物的內部形成改質區域，使從改質區域延伸的龜裂進展，從半導體對象物切出半導體晶圓等半導體構件的加工方法(例如，專利文獻1、2參照)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開2017-183600號公報 [專利文獻2]特開2017-057103號公報
[發明所欲解決的問題]
上述那種加工方法中，改質區域的形成方式對得到的半導體構件的狀態大大地影響。
本揭示的目的為提供一種雷射加工方法、半導體構件製造方法及雷射加工裝置，能取得適合的半導體構件。 [解決問題的手段]
本揭示的一側面的雷射加工方法，係用於在半導體對象物的內部沿著對向於半導體對象物的表面的假想面，切斷半導體對象物，具備：從表面使雷射光入射至半導體對象物的內部，沿著假想面形成複數第1改質點的第1工程；從表面使雷射光入射至半導體對象物的內部，以不重疊複數第1改質點的方式，沿著假想面形成複數第2改質點的第2工程。
在該雷射加工方法中，沿著假想面形成複數第1改質點，以不重疊複數第1改質點的方式，沿著假想面形成複數第2改質點。藉此，能夠將複數第1改質點及複數第2改質點沿著假想面高精度地形成，其結果能夠將遍及假想面的龜裂沿著假想面高精度地形成。因此，根據該雷射加工方法，將遍及假想面的龜裂作為邊界從半導體對象物取得半導體構件，能取得適合的半導體構件。
在本揭示的一側面的雷射加工方法中，在第2工程中，以不重疊從複數第1改質點分別延伸的複數龜裂的方式，沿著假想面形成複數第2改質點也可以。藉此，能夠將複數第1改質點及複數第2改質點沿著假想面更高精度地形成，其結果能夠將遍及假想面的龜裂沿著假想面更高精度地形成。
本揭示的一側面的雷射加工方法中，在第2工程中，形成複數第2改質點後，從表面使雷射光入射至半導體對象物的內部，以不重疊複數第1改質點及複數第2改質點的方式，沿著假想面形成複數第3改質點也可以。藉此，能夠將遍及假想面的龜裂沿著假想面更高精度地形成。
在本揭示的一側面的雷射加工方法中，在第1工程中，以從複數第1改質點分別延伸的複數龜裂不相連的方式，沿著假想面形成複數第1改質點也可以。藉此，能夠將複數第2改質點沿著假想面更高精度地形成。
本揭示的一側面的雷射加工方法中，在第1工程中，使脈衝振盪的雷射光的集光點沿著假想面移動，作為複數第1改質點形成複數列的第1改質點；在第2工程中，使脈衝振盪的雷射光的集光點在複數列的第1改質點的列間沿著假想面移動，作為複數第2改質點形成複數列的第2改質點也可以。藉此，能夠確實防止在從複數第1改質點及複數第1改質點分別延伸的複數龜裂重疊複數第2改質點，能夠將複數第2改質點沿著假想面更高精度地形成。
本揭示的一側面的雷射加工方法中，半導體對象物的材料包含氮化鎵也可以。此時，因雷射光的照射，在從複數第1改質點分別延伸的複數龜裂析出鎵，因該鎵雷射光呈容易被吸收的狀態。因此，以不重疊該龜裂的方式形成複數第2改質點，在將複數第2改質點沿著假想面高精度地形成上是有效的。
本揭示的一側面的雷射加工方法中，半導體對象物的材料包含氮化鎵也可以。此時，因雷射光的照射而氮化鎵被分解後，在從複數第1改質點分別延伸的複數龜裂析出鎵，因該鎵雷射光呈容易被吸收的狀態。因此，以不重疊該龜裂的方式形成複數第2改質點，在將複數第2改質點沿著假想面高精度地形成上是有效的。再來，因雷射光的照射而氮化鎵被分解後，在複數龜裂內生成氮氣。因此，利用該氮氣的壓力(內壓)，能容易形成遍及假想面的龜裂。
本揭示的一側面的半導體構件製造方法，具備：上述雷射加工方法具備的第1工程及第2工程；將遍及假想面的龜裂作為邊界從半導體對象物取得半導體構件的第3工程。
根據該半導體構件製造方法，藉由第1工程及第2工程，因為能夠將遍及假想面的龜裂沿著假想面更高精度地形成，能取得適合的半導體構件。
本揭示的一側面的半導體構件製造方法中，假想面，以在對向於表面的方向排列的方式複數設定也可以。藉此，能夠從1個半導體對象物取得複數半導體構件。
本揭示的一側面的半導體構件製造方法中，半導體對象物為半導體錠、半導體構件為半導體晶圓也可以。藉此，能夠取得複數適合的半導體晶圓。
本揭示的一側面的半導體構件製造方法中，假想面，以在表面延伸的方向排列的方式複數設定也可以。藉此，能夠從1個半導體對象物取得複數半導體構件。
本揭示的一側面的半導體構件製造方法中，半導體對象物為半導體晶圓、半導體構件為半導體裝置也可以。藉此，能夠取得複數適合的半導體裝置。
本揭示的一側面的雷射加工裝置，係用於在半導體對象物的內部沿著對向於半導體對象物的表面的假想面，切斷半導體對象物，具備：支持半導體對象物的載台；從表面使雷射光入射至半導體對象物的內部，沿著假想面形成複數第1改質點及複數第2改質點的雷射照射單元；雷射照射單元，沿著假想面形成複數第1改質點，形成複數第1改質點後，以不重疊複數第1改質點的方式，沿著假想面形成複數第2改質點。
根據該雷射加工裝置，因為能夠將遍及假想面的龜裂沿著假想面更高精度地形成，能取得適合的半導體構件。 [發明的效果]
根據本揭示，能夠提供一種雷射加工方法、半導體構件製造方法及雷射加工裝置，能取得適合的半導體構件。
以下，參照圖式詳細說明有關本揭示的實施形態。此外，在各圖中相同或相當部分以相同符號來標示，省略重覆的說明。 [雷射加工裝置的構成]
如圖1所示，雷射加工裝置1具備：載台2、光源3、空間光調變器4、集光透鏡5、控制部6。雷射加工裝置1為對對象物11照射雷射光L，在對象物11形成改質區域12的裝置。以下，將第1水平方向稱為X方向、將垂直第1水平方向的第2水平方向稱為Y方向。又，將鉛直方向稱為Z方向。
載台2藉由吸附例如在對象物11貼附的薄膜，支持對象物11。本實施形態中，載台2能沿著X方向及Y方向的各者移動。又，載台2能將平行於Z方向的軸線作為中心線旋轉。
光源3，例如藉由脈衝振盪方式，對於對象物11輸出具有透過性的雷射光L。空間光調變器4將從光源3輸出的雷射光L調變。空間光調變器4，例如為反射型液晶(LCOS：Liquid Crystal on Silicon)的空間光調變器(SLM：Spatial Light Modulator)。集光透鏡5將藉由空間光調變器4調變後的雷射光L集光。本實施形態中，空間光調變器4及集光透鏡5作為雷射照射單元能沿著Z方向移動。
在支持於載台2的對象物11的內部將雷射光L集光後，在對應雷射光L的集光點C的部分特別會吸收雷射光L，在對象物11的內部形成改質區域12。改質區域12為密度、折射率、機械強度、及其他物理特性與周圍的非改質區域不同的區域。作為改質區域12，例如，有溶融處理區域、裂縫區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域等。
作為一例，使載台2沿著X方向移動，相對於對象物11使集光點C沿著X方向相對移動後，複數改質點13沿著X方向以排列成1列的方式形成。1個改質點13藉由1脈衝的雷射光L的照射形成。1列的改質區域12為排成1列的複數改質點13的集合。相鄰的改質點13，因相對於對象物11的集光點C的相對移動速度及雷射光L的重複頻率，有相連的情形、也有相互遠離的情形。
控制部6控制載台2、光源3、空間光調變器4及集光透鏡5。控制部6作為包含處理器、記憶體、儲存器及通信裝置等的電腦裝置構成。在控制部6中，讀入記憶體等的軟體(程式)，由處理器執行，藉由處理器控制記憶體及儲存器中的資料的讀出及寫入、以及通信裝置的通信。藉此，控制部6實現各種機能。 [第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法]
第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的對象物11，如圖2及圖3所示，為藉由氮化鎵(GaN)例如形成於圓板狀的GaN錠(半導體錠、半導體對象物)20。作為一例，GaN錠20的直徑為2in、GaN錠20的厚度為2mm。第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法，為了從GaN錠20切出複數GaN晶圓(半導體晶圓、半導體構件)30而實施。作為一例，GaN晶圓30的直徑為2in、GaN晶圓30的厚度為100μm。
首先，上述雷射加工裝置1，沿著複數假想面15的各者形成複數改質點13。複數假想面15的各者，為在GaN錠20的內部對向於GaN錠20的表面20a的面，以在對向於表面20a的方向排列的方式設定。在本實施形態中，複數假想面15的各者，為平行於表面20a的面，例如呈圓形狀。複數假想面15的各者，以從表面20a側看時互相重疊的方式設定。在GaN錠20，以將複數假想面15的各者包圍的方式設定複數周緣區域16。也就是說，複數假想面15的各者，不會到達GaN錠20的側面20b。作為一例，相鄰假想面15間的距離為100μm、周緣區域16的寬度(本實施形態中，假想面15的外緣與側面20b的距離)為30μm以上。
複數改質點13的形成，藉由具有例如532nm的波長的雷射光L的照射，從與表面20a的相反側在每1個假想面15依序實施。複數改質點13的形成，因為在複數假想面15的各者中都一樣，以下，參照圖4~圖11詳細說明關於沿著最接近表面20a的假想面15的複數改質點13的形成。此外，在圖5、圖7、圖9及圖11中，箭頭表示雷射光L的集光點C的軌跡。又，有將後述改質點13a、13b、13c、13d總括稱為改質點13、將後述龜裂14a、14b、14c、14d總括稱為龜裂14的情形。
首先，雷射加工裝置1如圖4及圖5所示，從表面20a使雷射光L入射至GaN錠20的內部，沿著假想面15(例如，以沿著假想面15的全體2維排列的方式)形成複數改質點(第1改質點)13a(第1工程)。此時，雷射加工裝置1，以從複數改質點13a分別延伸的複數龜裂14a不相連的方式，形成複數改質點13a。又，雷射加工裝置1，使脈衝振盪的雷射光L的集光點C沿著假想面15移動，形成複數列的改質點13a。此外，在圖4及圖5中，改質點13a以反白(無陰影線)表示、龜裂14a延伸的範圍以虛線表示(圖6~圖11也一樣)。
本實施形態中，脈衝振盪的雷射光L，以在Y方向排列的複數(例如6個)的集光點C集光的方式，藉由空間光調變器4調變。接著，複數集光點C沿著X方向在假想面15上相對移動。作為一例，在Y方向相鄰集光點C間的距離為8μm、雷射光L的脈衝間距(亦即，複數集光點C的相對移動速度除以雷射光L的重複頻率的值)為10μm。又，每1個集光點C的雷射光L的脈衝能量(以下，單稱為「雷射光L的脈衝能量」)為0.33μJ。此時，在Y方向相鄰改質點13a的中心間距離成為8μm、在X方向相鄰改質點13a的中心間距離成為10μm。又，從複數改質點13a分別延伸的複數龜裂14a不相連。
接著，雷射加工裝置1如圖6及圖7所示，從表面20a使雷射光L入射至GaN錠20的內部，沿著假想面15(例如，以沿著假想面15的全體2維排列的方式)形成複數改質點(第2改質點)13b(第2工程)。此時，雷射加工裝置1，以不重疊複數改質點13a及複數龜裂14a的方式，形成複數改質點13b。又，雷射加工裝置1，使脈衝振盪的雷射光L的集光點C在複數列的改質點13a的列間沿著假想面15移動，形成複數列的改質點13b。在該工程中，從複數改質點13b分別延伸的複數龜裂14b連接至複數龜裂14a也可以。此外，在圖6及圖7中，改質點13b以實線陰影線表示、龜裂14b延伸的範圍以虛線表示(圖8~圖11也一樣)。
本實施形態中，脈衝振盪的雷射光L，以在Y方向排列的複數(例如6個)的集光點C集光的方式，藉由空間光調變器4調變。接著，複數集光點C，在複數列的改質點13a的列間的中心，沿著X方向在假想面15上相對移動。作為一例，在Y方向相鄰集光點C間的距離為8μm、雷射光L的脈衝間距為10μm。又，雷射光L的脈衝能量為0.33μJ。此時，在Y方向相鄰改質點13b的中心間距離成為8μm、在X方向相鄰改質點13b的中心間距離成為10μm。
接著，雷射加工裝置1如圖8及圖9所示，從表面20a使雷射光L入射至GaN錠20的內部，沿著假想面15(例如，以沿著假想面15的全體2維排列的方式)形成複數改質點(第3改質點)13c(第2工程)。再來，雷射加工裝置1如圖10及圖11所示，從表面20a使雷射光L入射至GaN錠20的內部，沿著假想面15(例如，以沿著假想面15的全體2維排列的方式)形成複數改質點(第3改質點)13d(第2工程)。此時，雷射加工裝置1，以不重疊複數改質點13a、13b的方式，形成複數改質點13c、13d。又，雷射加工裝置1，使脈衝振盪的雷射光L的集光點C在複數列的改質點13a、13b的列間沿著假想面15移動，形成複數列的改質點13c、13d。在該工程中，從複數改質點13c、13d分別延伸的複數龜裂14c、14d連接至複數龜裂14a、14b也可以。此外，在圖8及圖9中，改質點13c以實線陰影線表示、龜裂14c延伸的範圍以虛線表示(圖10及圖11也一樣)。此外，在圖10及圖11中，改質點13d以實線陰影線(與改質點13c的實線陰影線相反地傾斜的實線陰影線)表示、龜裂14d延伸的範圍以虛線表示。
本實施形態中，脈衝振盪的雷射光L，以在Y方向排列的複數(例如6個)的集光點C集光的方式，藉由空間光調變器4調變。接著，複數集光點C，在複數列的改質點13a、13b的列間的中心，沿著X方向在假想面15上相對移動。作為一例，在Y方向相鄰集光點C間的距離為8μm、雷射光L的脈衝間距為5μm。又，雷射光L的脈衝能量為0.33μJ。此時，在Y方向相鄰改質點13c的中心間距離成為8μm、在X方向相鄰改質點13c的中心間距離成為5μm。此時，在Y方向相鄰改質點13d的中心間距離成為8μm、在X方向相鄰改質點13d的中心間距離成為5μm。
接著，具備加熱器等的加熱裝置，加熱GaN錠20，在複數假想面15的各者中，將從複數改質點13分別延伸的複數龜裂14相互連結，如圖12所示，在複數假想面15的各者，形成遍及假想面15的龜裂17(以下，單稱為「龜裂17」)。圖12中，形成複數改質點13及複數龜裂14、還有龜裂17的範圍以虛線表示。此外，以加熱以外的方法對GaN錠20使任何力作用，將複數龜裂14相互連接形成龜裂17也可以。又，沿著假想面15形成複數改質點13，將複數龜裂14相互連接形成龜裂17也可以。
其中，在GaN錠20中，在從複數改質點13分別延伸的複數龜裂14內生成氮氣。因此，加熱GaN錠20使氮氣膨漲，能夠利用氮氣的壓力(內壓)形成龜裂17。而且，因為周緣區域16，阻止了向該周緣區域16包圍的假想面15的外部(例如，GaN錠20的側面20b)的複數龜裂14的進展，故能夠抑制在複數龜裂14內產生的氮氣逸散至假想面15的外部。也就是說，周緣區域16為不包含改質點13的非改質區域，為在該周緣區域16包圍的假想面15形成龜裂17時，阻止向該周緣區域16包圍的假想面15的外部的複數龜裂14的進展的區域。因此，將周緣區域16的寬度設為30μm以上較佳。
接著，研削裝置，將GaN錠20之中對應複數周緣區域16及複數假想面15的各者的部分進行研削(研磨)，如圖13所示，將複數龜裂17的各者作為邊界從GaN錠20取得複數GaN晶圓30(第3工程)。藉此，GaN錠20沿著複數假想面15的各者被切斷。此外，在該工程中，藉由研削以外的機械加工、雷射加工等，除去GaN錠20之中對應複數周緣區域16的部分也可以。
以上工程之中，到沿著複數假想面15的各者形成複數改質點13的工程為止，為第1實施形態的雷射加工方法。又，以上工程之中，到將複數龜裂17的各者作為邊界從GaN錠20取得複數GaN晶圓30的工程為止，為第1實施形態的半導體構件製造方法。
如同以上說明，在第1實施形態的雷射加工方法中，沿著複數假想面15形成複數改質點13a，以不重疊複數改質點13a及複數龜裂14a的方式，沿著複數假想面15的各者形成複數改質點13b。再來，在第1實施形態的雷射加工方法中，以不重疊複數改質點13a、13b的方式，沿著複數假想面15的各者形成複數改質點13c、13d。藉此，能夠沿著假想面15的各者高精度地形成複數改質點13，其結果能夠沿著複數假想面15高精度地形成龜裂17。因此，根據第1實施形態的雷射加工方法，將複數龜裂17的各者作為邊界從GaN錠20取得複數GaN晶圓30，能夠取得複數合適的GaN晶圓30。
同樣地，根據實施第1實施形態的雷射加工方法的雷射加工裝置1，因為能夠沿著複數假想面15的各者高精度地形成龜裂17，能夠取得複數合適的GaN晶圓30。
又，第1實施形態的雷射加工方法中，以從複數改質點13a分別延伸的複數龜裂14a不相連的方式，形成複數改質點13a。藉此，能夠將複數改質點13b沿著假想面15更高精度地形成。
又，第1實施形態的雷射加工方法中，使脈衝振盪的雷射光L的集光點C沿著假想面15移動，形成複數列的改質點13a，使脈衝振盪的雷射光L的集光點C在複數列的改質點13a的列間沿著假想面15移動，形成複數列的改質點13b。藉此，能夠確實防止重疊複數改質點13a及複數龜裂14a重疊複數改質點13b，能夠將複數改質點13b沿著假想面15更高精度地形成。
特別是在第1實施形態的雷射加工方法中，GaN錠20的材料中包含的氮化鎵因雷射光L的照射而被分解後，在從複數改質點13a分別延伸的複數龜裂14a析出鎵，因該鎵雷射光L呈容易被吸收的狀態。因此，以不重疊該龜裂14a的方式形成複數改質點13b，在將複數改質點13b沿著假想面15高精度地形成上是有效的。
又，在第1實施形態的雷射加工方法中，GaN錠20的材料中包含的氮化鎵因雷射光L的照射而被分解後，在複數龜裂14內產生氮氣。因此，利用該氮氣的壓力，能容易形成龜裂17。
又，根據實施第1實施形態的半導體構件製造方法，藉由第1實施形態的雷射加工方法中包含的工程，因為能夠沿著複數假想面15的各者高精度地形成龜裂17，能夠取得複數合適的GaN晶圓30。
又，第1實施形態的半導體構件製造方法中，複數假想面15，以在對向於GaN錠20的表面20a的方向排列的方式設定也可以。藉此，能夠從1個GaN錠20取得複數GaN晶圓30。
其中，藉由第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的GaN晶圓30，說明關於表示在GaN晶圓30的剝離面出現的凹凸變小的實驗結果。
圖14為藉由一例的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的GaN晶圓的剝離面的影像、圖15(a)及(b)為圖14所示的剝離面的高度分佈。在該例中，從GaN錠20的表面20a使具有532nm的波長的雷射光L入射至GaN錠20的內部，將1個集光點C沿著X方向在假想面15上相對移動，沿著假想面15形成複數改質點13。此時，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為10μm、雷射光L的脈衝間距為1μm、雷射光L的脈衝能量設為1μJ。此時，如圖15(a)及(b)所示，在GaN晶圓30的剝離面(因龜裂17形成的面)出現25μm左右的凹凸。
圖16為藉由其他例的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的GaN晶圓的剝離面的影像、圖17(a)及(b)為圖16所示的剝離面的高度分佈。在該例中，從GaN錠20的表面20a使具有532nm的波長的雷射光L入射至GaN錠20的內部，與第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的第1工程及第2工程一樣，沿著假想面15形成複數改質點13。形成複數改質點13a時，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為6μm、雷射光L的脈衝間距為10μm、雷射光L的脈衝能量設為0.33μJ。形成複數改質點13b時，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為6μm、雷射光L的脈衝間距為10μm、雷射光L的脈衝能量設為0.33μJ。形成複數改質點13c時，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為6μm、雷射光L的脈衝間距為5μm、雷射光L的脈衝能量設為0.33μJ。形成複數改質點13d時，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為6μm、雷射光L的脈衝間距為5μm、雷射光L的脈衝能量設為0.33μJ。此時，如圖17(a)及(b)所示，在GaN晶圓30的剝離面出現5μm左右的凹凸。
從以上的實驗結果，明白藉由第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的GaN晶圓中，在GaN晶圓30的剝離面出現的凹凸變小，亦即沿著假想面15高精度地形成龜裂17。此外，在GaN晶圓30的剝離面出現的凹凸變小後，用以平坦化該剝離面的研削量少量就可以了。因此，在GaN晶圓30的剝離面出現的凹凸變小，對於材料的利用效率及生產效率都是有利的。
接著，說明關於在GaN晶圓30的剝離面出現凹凸的原理。
例如，如圖18所示，沿著假想面15形成複數改質點13a，以改質點13b重疊從該一側的改質點13a延伸的龜裂14a的方式，沿著假想面15形成複數改質點13b。此時，因在複數龜裂14a析出的鎵成為容易吸收雷射光L的狀態，故即便集光點C位於假想面15上，相對於改質點13a在雷射光L的入射側也變得容易形成改質點13b。接著，以改質點13c重疊從該一側的改質點13b延伸的龜裂14b的方式，沿著假想面15形成複數改質點13c。在該情形中也一樣，因在複數龜裂14b析出的鎵成為容易吸收雷射光L的狀態，故即便集光點C位於假想面15上，相對於改質點13b在雷射光L的入射側也變得容易形成改質點13c。因此，在該例中，複數改質點13b相對於複數改質點13a形成於雷射光L的入射側，再來複數改質點13c相對於複數改質點13b也變得容易形成在雷射光L的入射側。
相對於此，例如，如圖19所示，沿著假想面15形成複數改質點13a，以改質點13b不重疊從該兩側的改質點13a延伸的龜裂14a的方式，沿著假想面15形成複數改質點13b。此時，雖因在複數龜裂14a析出的鎵成為容易吸收雷射光L的狀態，但因改質點13b不重疊龜裂14a，改質點13b也與改質點13a一樣形成於假想面15上。接著，以改質點13c重疊從該兩側的改質點13a、13b的各者延伸的龜裂14a、14b的方式，沿著假想面15形成複數改質點13c。再來，以改質點13d重疊從該兩側的改質點13a、13b的各者延伸的龜裂14a、14b的方式，沿著假想面15形成複數改質點13d。在該等情形中，因在複數龜裂14a、14b析出的鎵成為容易吸收雷射光L的狀態，故即便集光點C位於假想面15上，相對於改質點13a、13b在雷射光L的入射側也變得容易形成改質點13c、13d。因此，在該例中，僅複數改質點13c、13d變得相對於複數改質點13a、13b容易形成於雷射光L的入射側。
從以上的原理，可得知在第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法中，以不重疊複數改質點13a及從複數改質點13a分別延伸的複數龜裂14a的方式，形成複數改質點13b，在縮小在GaN晶圓30的剝離面出現的凹凸上是極為重要的。
接著，在第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法中，說明關於表示沿著假想面15龜裂17高精度地進展的實驗結果。
圖20(a)及(b)為在一例的雷射加工方法及半導體構件製造方法的途中形成的龜裂的影像、圖20(b)為圖20(a)中的矩形框內的擴大影像。在該例中，從GaN錠20的表面20a使具有532nm的波長的雷射光L入射至GaN錠20的內部，將在Y方向排列的6個集光點C，沿著X方向在假想面15上相對移動，沿著假想面15形成複數改質點13。此時，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為6μm、雷射光L的脈衝間距為1μm、雷射光L的脈衝能量設為1.33μJ。接著，使雷射加工在假想面15的途中停止。此時，如圖20的(a)及(b)所示，從加工區域進展至未加工區域的龜裂，在未加工區域從假想面15大大地遠離。
圖21(a)及(b)為在其他例的雷射加工方法及半導體構件製造方法的途中形成的龜裂的影像、圖21(b)為圖21(a)中的矩形框內的擴大影像。在該例中，從GaN錠20的表面20a使具有532nm的波長的雷射光L入射至GaN錠20的內部，將在Y方向排列的6個集光點C，沿著X方向在假想面15上相對移動，沿著假想面15形成複數改質點13。具體來說，首先，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為6μm、雷射光L的脈衝間距為10μm、雷射光L的脈衝能量設為0.33μJ，在加工區域1及加工區域2形成複數列的改質點13。接著，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為6μm、雷射光L的脈衝間距為10μm、雷射光L的脈衝能量設為0.33μJ，在加工區域1及加工區域2，以各者的列位於已形成的複數列的改質點13的列間的中心的方式，形成複數列的改質點13。接著，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為6μm、雷射光L的脈衝間距為5μm、雷射光L的脈衝能量設為0.33μJ，僅在加工區域1，以各者的列位於已形成的複數列的改質點13的列間的中心的方式，形成複數列的改質點13。此時，如圖21的(a)及(b)所示，從加工區域1進展至加工區域2的龜裂，在加工區域2從假想面15大大地遠離。
從以上的實驗結果，得知在第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法中，沿著假想面15龜裂17高精度地進展。這想定成因為在加工區域2先形成的複數改質點13，成為龜裂進展時的導引。
接著，在第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法中，說明關於表示抑制從改質點13在雷射光L的入射側及其相反側延伸的龜裂14的延伸量的實驗結果。
圖22為藉由比較例的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的改質點及龜裂的影像(側視的影像)。在該比較例中，從GaN錠20的表面20a使具有532nm的波長的雷射光L入射至GaN錠20的內部，將1個集光點C沿著X方向在假想面15上相對移動，沿著假想面15形成複數改質點13。具體來說，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為2μm、雷射光L的脈衝間距為5μm、雷射光L的脈衝能量設為0.3μJ，沿著假想面15形成複數改質點13。此時，如圖22所示，從改質點13在雷射光L的入射側及其相反側延伸的龜裂14的延伸量成為100μm左右。
圖23為藉由第1實施例的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的改質點及龜裂的影像、圖23(a)為俯視的影像、圖23(b)為側視的影像。在該第1實施例中，從GaN錠20的表面20a使具有532nm的波長的雷射光L入射至GaN錠20的內部，將在Y方向排列的6個集光點C，沿著X方向在假想面15上相對移動，沿著假想面15形成複數改質點13。具體來說，首先，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為8μm、雷射光L的脈衝間距為10μm、雷射光L的脈衝能量設為0.3μJ，沿著假想面15形成複數改質點13a。接著，將在Y方向排列的6個集光點C從先前的狀態在Y方向以+4μm偏移的狀態，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為8μm、雷射光L的脈衝間距為10μm、雷射光L的脈衝能量設為0.3μJ，沿著假想面15形成複數改質點13b。接著，將在Y方向排列的6個集光點C從先前的狀態在Y方向以-4μm偏移的狀態，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為8μm、雷射光L的脈衝間距為5μm、雷射光L的脈衝能量設為0.3μJ，沿著假想面15形成複數改質點13。接著，將在Y方向排列的6個集光點C從先前的狀態在Y方向以+4μm偏移的狀態，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為8μm、雷射光L的脈衝間距為5μm、雷射光L的脈衝能量設為0.3μJ，沿著假想面15形成複數改質點13。藉此，想定第1次形成的改質點13a與第3次形成的改質點13相互重疊，第2次形成的改質點13b與第4次形成的改質點13相互重疊。此時，如圖23(b)所示，從改質點13在雷射光L的入射側及其相反側延伸的龜裂14的延伸量成為70μm左右。
圖24(a)及(b)為藉由第2實施例的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的改質點及龜裂的影像、圖24(a)為俯視的影像、圖24(b)為側視的影像。在第2實施例中，從GaN錠20的表面20a使具有532nm的波長的雷射光L入射至GaN錠20的內部，與第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的第1工程及第2工程一樣，沿著假想面15形成複數改質點13。形成複數改質點13a時，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為8μm、雷射光L的脈衝間距為10μm、雷射光L的脈衝能量設為0.3μJ。形成複數改質點13b時，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為8μm、雷射光L的脈衝間距為10μm、雷射光L的脈衝能量設為0.3μJ。形成複數改質點13c時，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為8μm、雷射光L的脈衝間距為5μm、雷射光L的脈衝能量設為0.3μJ。形成複數改質點13d時，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為8μm、雷射光L的脈衝間距為5μm、雷射光L的脈衝能量設為0.3μJ。此時，如圖24(b)所示，從改質點13在雷射光L的入射側及其相反側延伸的龜裂14的延伸量成為50μm左右。
圖24(c)及(d)為藉由第3實施例的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的改質點及龜裂的影像、圖24(c)為俯視的影像、圖24(d)為側視的影像。在該第3實施例中，沿著於圖24(a)及(b)所示的狀態的假想面15(亦即，複數列的改質點13已形成的假想面15)，再形成複數改質點13。具體來說，首先，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為8μm、雷射光L的脈衝間距為5μm、雷射光L的脈衝能量設為0.1μJ，以各者的列位於已形成的複數列的改質點13的列間的中心的方式，形成複數列的改質點13。此時，如圖24(d)所示，從改質點13在雷射光L的入射側及其相反側延伸的龜裂14的延伸量成為60μm左右。
從以上實驗結果，可以得知若以不重疊沿著假想面15已形成的複數改質點13a及複數龜裂14a的方式，沿著假想面15形成複數改質點13b(第1實施例、第2實施例及第3實施例)，抑制了從改質點13在雷射光L的入射側及其相反側延伸的龜裂14的延伸量。此外，沿著假想面15再形成複數改質點13時，若以不重疊沿著假想面15已形成的複數改質點13a、13b的方式，沿著假想面15形成複數改質點13(第2實施例及第3實施例)，容易形成遍及假想面15的龜裂。 [第2實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法]
第2實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的對象物11，如圖25所示，為藉由GaN例如形成於圓板狀的GaN晶圓(半導體晶圓、半導體對象物)30。作為一例，GaN晶圓30的直徑為2in、GaN晶圓30的厚度為100μm。第2實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法，為了從GaN晶圓30切出複數半導體裝置(半導體構件)40而實施。作為一例，半導體裝置40的GaN基板部分的外形為1mm×1mm、半導體裝置40的GaN基板部分的厚度為數十μm。
首先，上述雷射加工裝置1，沿著複數假想面15的各者形成複數改質點13。複數假想面15的各者，為在GaN晶圓30的內部對向於GaN晶圓30的表面30a的面，以在表面30a延伸的方向的排列的方式設定。在本實施形態中，複數假想面15的各者，為平行於表面30a的面，例如呈矩形狀。複數假想面15的各者，以在與GaN晶圓30的定向平面31平行的方向及垂直的方向2維排列的方式設定。在GaN晶圓30，以將複數假想面15的各者包圍的方式設定複數周緣區域16。也就是說，複數假想面15的各者，不會到達GaN晶圓30的側面30b。作為一例，對應於複數假想面15的各者的周緣區域16的寬度(本實施形態中，相鄰假想面15間的距離的一半)為30μm以上。
沿著複數假想面15的複數改質點13的形成，與第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的第1工程及第2工程一樣實施。藉此，在GaN晶圓30中，如圖26所示，沿著複數假想面15的各者，形成複數改質點13(亦即，改質點13a、13b、13c、13d)及複數龜裂14(亦即，龜裂14a、14b、14c、14d)。圖26中，形成複數改質點13及複數龜裂14的範圍以虛線表示。
接著，半導體製造裝置，如圖27所示，在GaN晶圓30的表面30a形成複數機能元件32。複數機能元件32的各者，在從GaN晶圓30的厚度方向看時，以1個機能元件32包含於1個假想面15的方式形成。機能元件32，例如，為光二極體等受光元件、雷射二極體等發光元件、記憶體等電路元件等。
在本實施形態中，在表面30a形成複數機能元件32時，半導體製造裝置作為加熱裝置發揮機能。也就是說，在表面30a形成複數機能元件32時，半導體製造裝置加熱GaN晶圓30，在複數假想面15的各者中，將從複數改質點13分別延伸的複數龜裂14相互連結，在複數假想面15的各者，形成龜裂17(亦即，遍及假想面15的龜裂17)。圖27中，形成複數改質點13及複數龜裂14、還有龜裂17的範圍以虛線表示。此外，使用與半導體製造裝置不同的加熱裝置也可以。又，以加熱以外的方法對GaN晶圓30使任何力作用，將複數龜裂14相互連接形成龜裂17也可以。又，沿著假想面15形成複數改質點13，將複數龜裂14相互連接形成龜裂17也可以。
其中，在GaN晶圓30中，在從複數改質點13分別延伸的複數龜裂14內生成氮氣。因此，加熱GaN錠20使氮氣膨漲，能夠利用氮氣的壓力形成龜裂17。而且，因為周緣區域16，阻止了向該周緣區域16包圍的假想面15的外部(例如，相鄰假想面15、GaN晶圓30的側面30b)的複數龜裂14的進展，故能夠抑制在複數龜裂14內產生的氮氣逸散至假想面15的外部。也就是說，周緣區域16為不包含改質點13的非改質區域，為在該周緣區域16包圍的假想面15形成龜裂17時，阻止向該周緣區域16包圍的假想面15的外部的複數龜裂14的進展的區域。因此，將周緣區域16的寬度設為30μm以上較佳。
接著，在雷射加工裝置將GaN晶圓30根據每個機能元件32切斷的同時，研削裝置將對應複數假想面15的各者的部分進行研削，如圖28所示，將複數龜裂17的各者作為邊界從GaN晶圓30取得複數半導體裝置40(第3工程)。藉此，GaN晶圓30沿著複數假想面15的各者被切斷。此外，在該工程中，藉由研削以外的機械加工(例如刀片切割)等，將GaN晶圓30根據每個機能元件32切斷也可以。
以上工程之中，到沿著複數假想面15的各者形成複數改質點13的工程為止，為第2實施形態的雷射加工方法。又，以上工程之中，到將複數龜裂17的各者作為邊界從GaN晶圓30取得複數半導體裝置40的工程為止，為第2實施形態的半導體構件製造方法。
如同以上說明，根據第2實施形態的雷射加工方法，與第1實施形態的雷射加工方法一樣，能夠沿著複數假想面15的各者高精度地形成複數改質點13，其結果能夠沿著複數假想面15高精度地形成龜裂17。因此，根據第2實施形態的雷射加工方法，將複數龜裂17的各者作為邊界從GaN晶圓30取得複數半導體裝置40，能夠取得複數合適的半導體裝置40。又，也能夠再利用將複數半導體裝置40切取出後的GaN晶圓30。
同樣地，根據實施第2實施形態的雷射加工方法的雷射加工裝置1，因為能夠沿著複數假想面15的各者高精度地形成龜裂17，能夠取得複數合適的半導體裝置40。
又，第2實施形態的雷射加工方法中，以從複數改質點13a分別延伸的複數龜裂14a不相連的方式，形成複數改質點13a。藉此，能夠將複數改質點13b沿著假想面15更高精度地形成。
又，第2實施形態的雷射加工方法中，使脈衝振盪的雷射光L的集光點C沿著假想面15移動，形成複數列的改質點13a，使脈衝振盪的雷射光L的集光點C在複數列的改質點13a的列間沿著假想面15移動，形成複數列的改質點13b。藉此，能夠確實防止重疊複數改質點13a及複數龜裂14a重疊複數改質點13b，能夠將複數改質點13b沿著假想面15更高精度地形成。
特別是在第2實施形態的雷射加工方法中，GaN晶圓30的材料中包含的氮化鎵因雷射光L的照射而被分解後，在從複數改質點13a分別延伸的複數龜裂14a析出鎵，因該鎵雷射光L呈容易被吸收的狀態。因此，以不重疊該龜裂14a的方式形成複數改質點13b，在將複數改質點13b沿著假想面15高精度地形成上是有效的。
又，在第2實施形態的雷射加工方法中，GaN晶圓30的材料中包含的氮化鎵因雷射光L的照射而被分解後，在複數龜裂14內產生氮氣。因此，利用該氮氣的壓力，能容易形成龜裂17。
又，根據實施第2實施形態的半導體構件製造方法，藉由第2實施形態的雷射加工方法中包含的工程，因為能夠沿著複數假想面15的各者高精度地形成龜裂17，能夠取得複數合適的半導體裝置40。
又，第2實施形態的半導體構件製造方法中，複數假想面15，以在對向於GaN晶圓30的表面30a延伸的方向排列的方式設定也可以。藉此，能夠從1個GaN晶圓30取得複數半導體裝置40。 [變形例]
本揭示並不限於上述的實施形態。例如，關於雷射光L的各種數值不限定於上述者。但是，為了抑制龜裂14從改質點13延伸至雷射光L的入射側及其相反側，雷射光L的脈衝能量為0.1μJ~1μJ且雷射光L的脈衝寬度為200fs~1ns較佳。
又，藉由本揭示的一側面的雷射加工方法及半導體構件製造方法加工的半導體對物，不限於第1實施形態的GaN錠20及第2實施形態的GaN晶圓30。藉由本揭示的一側面的半導體構件製造方法製造的半導體構件，不限於第1實施形態的GaN晶圓30及第2實施形態的半導體裝置40。在1個半導體對象物設定1個假想面也可以。
作為一例，半導體對象物的材料是SiC也可以。此時也一樣，根據本揭示的一側面的雷射加工方法及半導體構件製造方法，如同以下說明，能夠將遍及假想面的龜裂沿著假想面高精度地形成。
圖29(a)及(b)為藉由比較例的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的SiC晶圓的龜裂的影像(側視的影像)、圖29(b)為圖29(a)中的矩形框內的擴大影像。在該比較例中，從SiC晶圓的表面使具有532nm的波長的雷射光入射至SiC晶圓的內部，將在Y方向排列的6個集光點，沿著X方向在假想面上相對移動，沿著假想面形成複數改質點。此時，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為2μm、雷射光的脈衝間距為15μm、雷射光的脈衝能量設為4μJ。此時，如圖29(a)及(b)所示，產生相對於假想面在4˚~5˚傾斜的方向延伸的龜裂。
圖30(a)及(b)為藉由實施例的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的SiC晶圓的龜裂的影像(側視的影像)、圖30(b)為圖30(a)中的矩形框內的擴大影像。在該實施例中，從SiC晶圓的表面使具有532nm的波長的雷射光入射至SiC晶圓的內部，與第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的第1工程及第2工程一樣，沿著假想面形成複數改質點。形成相當於複數改質點13a、13b、13c、13d的各者的複數改質點時，將在Y方向相鄰集光點C間的距離設為8μm、雷射光L的脈衝間距為15μm、雷射光L的脈衝能量設為4μJ。此時，如圖30(a)及(b)所示，抑制了相對於假想面在4˚~5˚傾斜的方向延伸的龜裂的產生。圖31為藉由實施例的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的SiC晶圓的剝離面的影像、圖32(a)及(b)為圖31所示的剝離面的高度分佈。此時，在SiC晶圓的剝離面出現的凹凸被抑制在2μm左右。
從以上實驗結果，可得知半導體對象物的材料為SiC時也一樣，根據本揭示的一側面的雷射加工方法及半導體構件製造方法，將遍及假想面的龜裂沿著假想面高精度地形成。此外，在上述比較例及實施例使用的SiC晶圓，為具有4±0.5˚的偏角的4H-SiC晶圓，使雷射光的集光點移動的方向為m軸方向。
又，複數改質點13a、13b、13c、13d的形成方式不限於上述者。複數改質點13a，以從複數改質點13a分別延伸的複數龜裂14a相連的方式形成也可以。又，複數改質點13b以不重疊複數改質點13a的方式形成即可。即便從複數改質點13a分別延伸的複數龜裂14a重疊複數改質點13b，若複數改質點13b不重疊複數改質點13a，將複數改質點13a、13b沿著假想面15高精度地形成。又，複數改質點13c、13d的形成方式為任意，不形成複數改質點13c、13d也可以。又，如圖33所示，例如使GaN錠20旋轉，使在徑方向排列的複數集光點相對旋轉(一點鏈線的箭頭)，形成複數列的改質點13，再來如圖34所示，以複數集光點位於複數列的改質點13的列間的狀態，使在徑方向排列的複數集光點相對旋轉(一點鏈線的箭頭)，形成複數列的改質點13也可以。
又，在第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法中，複數改質點13的形成，從與表面20a的相反側在每個複數假想面15依序實施也可以。又，在第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法中，複數改質點13的形成沿著表面20a側的1個或複數假想面15實施，切出1個或複數GaN晶圓30後，研削GaN錠20的表面20a，複數改質點13的形成再度沿著表面20a側的1個或複數假想面15實施也可以。
又，第1實施形態及第2實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法中，不形成周緣區域16也可以。第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法中不形成周緣區域16時，沿著複數假想面15的各者形成複數改質點13後，例如，對GaN錠20施予蝕刻，也能夠取得複數GaN晶圓30。
又，雷射加工裝置1不限於具有上述構成者。例如，雷射加工裝置1不具備空間光調變器4也可以。
又，上述實施形態中的各構成中，不限於上述材料及形狀，能夠適用各種材料及形狀。又，上述一實施形態或變形例中的各構成，能夠任意適用於其他的實施形態或變形例中的各構成。
1:雷射加工裝置 2:載台 4:空間光調變器(雷射照射單元) 5:集光透鏡(雷射照射單元) 13:改質點 13a:改質點(第1改質點) 13b:改質點(第2改質點) 13c,13d:改質點(第3改質點) 14,14a,14b,14c,14d:龜裂 15:假想面 17:遍及假想面的龜裂 20:GaN錠(半導體錠、半導體對象物) 20a:表面 30:GaN晶圓(半導體晶圓、半導體構件、半導體對象物) 30a:表面 40:半導體裝置(半導體構件) L:雷射光
[圖1]圖1為一實施形態的雷射加工裝置的構成圖。 [圖2]圖2為第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的對象物即GaN錠的側視圖。 [圖3]圖3為圖2所示的GaN錠的平面圖。 [圖4]圖4為第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的一工程中的GaN錠的一部分的縱剖面圖。 [圖5]圖5為第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的一工程中的GaN錠的一部分的橫剖面圖。 [圖6]圖6為第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的一工程中的GaN錠的一部分的縱剖面圖。 [圖7]圖7為第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的一工程中的GaN錠的一部分的橫剖面圖。 [圖8]圖8為第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的一工程中的GaN錠的一部分的縱剖面圖。 [圖9]圖9為第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的一工程中的GaN錠的一部分的橫剖面圖。 [圖10]圖10為第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的一工程中的GaN錠的一部分的縱剖面圖。 [圖11]圖11為第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的一工程中的GaN錠的一部分的橫剖面圖。 [圖12]圖12為第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的一工程中的GaN錠的側視圖。 [圖13]圖13為第1實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的一工程中的GaN晶圓的側視圖。 [圖14]圖14為藉由一例的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的GaN晶圓的剝離面的影像。 [圖15]圖15為圖14所示的剝離面的高度分佈。 [圖16]圖16為藉由其他例的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的GaN晶圓的剝離面的影像。 [圖17]圖17為圖16所示的剝離面的高度分佈。 [圖18]圖18為用來說明一例的雷射加工方法及半導體構件製造方法所致的剝離面的形成原理的示意圖。 [圖19]圖19為用來說明其他例的雷射加工方法及半導體構件製造方法所致的剝離面的形成原理的示意圖。 [圖20]圖20為在一例的雷射加工方法及半導體構件製造方法的途中形成的龜裂的影像。 [圖21]圖21為在其他例的雷射加工方法及半導體構件製造方法的途中形成的龜裂的影像。 [圖22]圖22為藉由比較例的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的改質點及龜裂的影像。 [圖23]圖23為藉由第1實施例的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的改質點及龜裂的影像。 [圖24]圖24為藉由第2實施例及第3實施例的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的改質點及龜裂的影像。 [圖25]圖25為第2實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的對象物即GaN晶圓的平面圖。 [圖26]圖26為第2實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的一工程中的GaN晶圓的一部分的側視圖。 [圖27]圖27為第2實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的一工程中的GaN晶圓的一部分的側視圖。 [圖28]圖28為第2實施形態的雷射加工方法及半導體構件製造方法的一工程中的半導體裝置的側視圖。 [圖29]圖29為藉由比較例的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的SiC晶圓的龜裂的影像。 [圖30]圖30為藉由實施例的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的SiC晶圓的龜裂的影像。 [圖31]圖31為藉由實施例的雷射加工方法及半導體構件製造方法形成的SiC晶圓的剝離面的影像。 [圖32]圖32為圖31所示的剝離面的高度分佈。 [圖33]圖33為變形例的雷射加工方法及半導體構件製造方法的一工程中的GaN錠的平面圖。 [圖34]圖34為變形例的雷射加工方法及半導體構件製造方法的一工程中的GaN錠的平面圖。
13a:改質點(第1改質點)
13b:改質點(第2改質點)
14a,14b:龜裂
15:假想面
20:GaN錠(半導體錠、半導體對象物)
20a:表面
C:集光點
L:雷射光

Claims (13)

  1. 一種雷射加工方法，係用於在半導體對象物的內部沿著對向於前述半導體對象物的表面的假想面，切斷前述半導體對象物，具備： 從前述表面使雷射光入射至前述半導體對象物的內部，沿著前述假想面形成複數第1改質點的第1工程； 從前述表面使雷射光入射至前述半導體對象物的內部，以不重疊前述複數第1改質點的方式，沿著前述假想面形成複數第2改質點的第2工程。
  2. 如請求項1記載的雷射加工方法，其中，在前述第2工程中，以不重疊從前述複數第1改質點分別延伸的複數龜裂的方式，沿著前述假想面形成前述複數第2改質點。
  3. 如請求項1或2記載的雷射加工方法，其中，在前述第2工程中，形成前述複數第2改質點後，從前述表面使雷射光入射至前述半導體對象物的內部，以不重疊前述複數第1改質點及前述複數第2改質點的方式，沿著前述假想面形成複數第3改質點。
  4. 如請求項1至3中任1項記載的雷射加工方法，其中，在前述第1工程中，以從前述複數第1改質點分別延伸的複數龜裂不相連的方式，形成前述複數第1改質點。
  5. 如請求項1至4中任1項記載的雷射加工方法，其中，在前述第1工程中，使脈衝振盪的前述雷射光的集光點沿著前述假想面移動，作為前述複數第1改質點形成複數列的第1改質點； 在前述第2工程中，使脈衝振盪的前述雷射光的集光點在前述複數列的第1改質點的列間沿著前述假想面移動，作為前述複數第2改質點形成複數列的第2改質點。
  6. 如請求項1至5中任1項記載的雷射加工方法，其中，前述半導體對象物的材料包含鎵。
  7. 如請求項6記載的雷射加工方法，其中，前述半導體對象物的材料包含氮化鎵。
  8. 一種半導體構件製造方法，具備：如請求項1至7中任1項記載的雷射加工方法具備的前述第1工程及前述第2工程； 將遍及前述假想面的龜裂作為邊界從前述半導體對象物取得半導體構件的第3工程。
  9. 如請求項8記載的半導體構件製造方法，其中，前述假想面，以在對向於前述表面的方向排列的方式複數設定。
  10. 如請求項9記載的半導體構件製造方法，其中，前述半導體對象物為半導體錠； 前述半導體構件為半導體晶圓。
  11. 如請求項8記載的半導體構件製造方法，其中，前述假想面，以在前述表面延伸的方向排列的方式複數設定。
  12. 如請求項11記載的半導體構件製造方法，其中，前述半導體對象物為半導體晶圓； 前述半導體構件為半導體裝置。
  13. 一種雷射加工裝置，係用於在半導體對象物的內部沿著對向於前述半導體對象物的表面的假想面，切斷前述半導體對象物，具備： 支持前述半導體對象物的載台； 從前述表面使雷射光入射至前述半導體對象物的內部，沿著前述假想面形成複數第1改質點及複數第2改質點的雷射照射單元； 前述雷射照射單元，沿著前述假想面形成前述複數第1改質點，形成前述複數第1改質點後，以不重疊前述複數第1改質點的方式，沿著前述假想面形成前述複數第2改質點。
TW108146614A 2018-12-21 2019-12-19 雷射加工方法、半導體構件製造方法及雷射加工裝置 TW202105481A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-239883 2018-12-21
JP2018239883 2018-12-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202105481A true TW202105481A (zh) 2021-02-01

Family

ID=71101840

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108146614A TW202105481A (zh) 2018-12-21 2019-12-19 雷射加工方法、半導體構件製造方法及雷射加工裝置
TW108146615A TW202105482A (zh) 2018-12-21 2019-12-19 雷射加工方法、半導體構件製造方法及雷射加工裝置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108146615A TW202105482A (zh) 2018-12-21 2019-12-19 雷射加工方法、半導體構件製造方法及雷射加工裝置

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20220055156A1 (zh)
JP (2) JPWO2020130055A1 (zh)
KR (2) KR20210104767A (zh)
CN (2) CN113195185A (zh)
TW (2) TW202105481A (zh)
WO (2) WO2020130054A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019197341A1 (en) * 2018-04-10 2019-10-17 Talens Systems, S.L.U. Apparatus and method for processing cardboard

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4659300B2 (ja) * 2000-09-13 2011-03-30 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体チップの製造方法
JP2004259846A (ja) * 2003-02-25 2004-09-16 Ogura Jewel Ind Co Ltd 基板上形成素子の分離方法
JP2007165850A (ja) * 2005-11-16 2007-06-28 Denso Corp ウェハおよびウェハの分断方法
JP4907984B2 (ja) * 2005-12-27 2012-04-04 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体チップ
KR102000031B1 (ko) * 2010-07-26 2019-07-15 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 레이저 가공 방법
US9821408B2 (en) * 2011-09-16 2017-11-21 Hamamatsu Photonics K.K. Laser machining method and laser machining device
JP2014011358A (ja) * 2012-06-29 2014-01-20 Toshiba Mach Co Ltd レーザダイシング方法
JP6418927B2 (ja) * 2014-12-04 2018-11-07 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6395613B2 (ja) * 2015-01-06 2018-09-26 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6260601B2 (ja) * 2015-10-02 2018-01-17 日亜化学工業株式会社 半導体素子の製造方法
US10794872B2 (en) 2015-11-16 2020-10-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Acoustic measurement of fabrication equipment clearance
JP6655833B2 (ja) 2016-03-31 2020-02-26 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 スライス方法およびスライス装置
WO2017199784A1 (ja) * 2016-05-17 2017-11-23 エルシード株式会社 加工対象材料の切断方法
JP6669594B2 (ja) * 2016-06-02 2020-03-18 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020130055A1 (ja) 2020-06-25
WO2020130054A1 (ja) 2020-06-25
TW202105482A (zh) 2021-02-01
US20220055156A1 (en) 2022-02-24
CN113260492B (zh) 2024-02-20
JPWO2020130055A1 (ja) 2021-11-04
CN113195185A (zh) 2021-07-30
CN113260492A (zh) 2021-08-13
KR20210104768A (ko) 2021-08-25
US20220093463A1 (en) 2022-03-24
KR20210104767A (ko) 2021-08-25
JPWO2020130054A1 (ja) 2021-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4804183B2 (ja) 半導体基板の分断方法およびその分断方法で作製された半導体チップ
TW202032647A (zh) 雷射加工方法、及半導體構件製造方法
KR101124347B1 (ko) 사각 방향으로 조사되는 스캔된 레이저 빔을 이용한 대상물의 가공 방법 및 그 장치
JP6012185B2 (ja) 半導体デバイスの製造方法
TW202105481A (zh) 雷射加工方法、半導體構件製造方法及雷射加工裝置
JP5969214B2 (ja) 半導体デバイスの製造方法
TW202108275A (zh) 雷射加工方法、及半導體裝置製造方法
TW202032646A (zh) 雷射加工裝置
JP6202695B2 (ja) 単結晶基板製造方法
WO2020129569A1 (ja) レーザ加工方法、半導体部材製造方法、及び半導体対象物
TW202032645A (zh) 雷射加工方法、半導體構件製造方法及雷射加工裝置
JP7210292B2 (ja) ウエーハの生成方法
JP7427189B2 (ja) レーザ加工方法、半導体部材製造方法、及び、レーザ加工装置
WO2021153353A1 (ja) レーザ加工方法、半導体部材製造方法、及び、レーザ加工装置
JP2011134799A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2007287976A (ja) 半導体基板