TWI433219B - Laser processing method - Google Patents

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Description

雷射加工方法
本發明是有關將板狀的加工對象物沿著裁斷預定線裁斷用的雷射加工方法。
以往的該種技術是對於晶圓使具有穿透性的雷射光沿著分割預定線照射在晶圓上，藉此在晶圓的內部沿著分割預定線形成變質層之後，將黏貼在晶圓一側面的可伸展的保護帶擴張，藉以使晶圓沿著變質層分割的晶圓分割方法(例如，參閱日本專利文獻1)。
日本專利文獻1：特開2005-129607號公報
但是，以上述的方法將晶圓分割為複數個晶片時，會有微粒子附著在晶片之虞。尤其是對於具有脆弱薄膜的MEMS晶圓等，確實有防止微粒子附著在切斷晶圓後所獲得晶片上的必要。
因此，本發明有鑒於以上的問題，提供可確實防止微粒子附著在裁斷板狀加工對象物所獲得晶片上的雷射加工方法為目的。
為了達成上述目的，本發明有關的雷射加工方法，其特徵為，包含：將聚光點對焦於板狀加工對象物的內部照射雷射光，藉此沿著加工對象物的裁斷預定線，將形成裁斷起點的變性區域形成在加工對象物內部的步驟，及經薄片將應力施加於加工對象物，藉此將以變性區域作為裁斷的起點而沿著裁斷預定線裁斷加工對象物所獲得的複數個晶片彼此分開的步驟，經薄片將應力施加於加工對象物時，對於加工對象物的形成物質照射軟X射線。
以上的雷射加工方法中，經薄片將應力施加於加工對象物時，對於加工對象物的形成物質照射軟X射線。藉此，從以變性區域為裁斷起點而沿著裁斷預定線裁斷加工對象物所獲得晶片的裁斷面產生的微粒子不致任意地飛散，例如落下於薄片上。因此，根據該雷射加工方法，可確實地防止微粒子附著在因裁斷板狀加工對象物所獲得的晶片上。
本發明涉及的雷射加工方法中，使晶片彼此分開的步驟有經薄片對於加工對象物施加應力，以變性區域作為裁斷的起點而沿著裁斷預定線將加工對象物裁斷成晶片的場合。
本發明涉及的雷射加工方法中，加工對象物具備半導體基板，變性區域有包含熔融處理區域的場合。
根據本發明，可確實地防止微粒子附著在裁斷板狀的 加工對象物所獲得的晶片上。
以下，針對本發明的適當實施型態，參照圖示詳細說明。本實施型態的雷射加工方法中，為了在加工對象物的內部形成變性區域而利用多光子吸收的現象。在此，針對藉著多光子吸收形成變性區域用的雷射加工方法說明如下。
光子的能源hν 較材料的吸收的帶隙EG 小時形成光學性透明。因此，材料形成吸收的條件為hν >EG 。但是，即使光學性透明，雷射光的強度非常大時在hν >EG 的條件(n=2、3、4、…)下，材料會形成吸收。此一現象稱為多光子吸收。脈衝波的場合，雷射光的強度是以雷射光聚光點的最大功率密度(W/cm2 )來決定，例如最大功率密度在1×108 (W/cm2 )以上的條件下產生多光子吸收。最大功率密度是藉(聚光點的雷射光之每一脈衝的能源)÷(雷射光的聚束光剖面積×脈衝寬度)求得。並且，連續波的場合，雷射光的強度是以雷射光的聚光點的電場強度(W/cm2 )來決定。
針對利用以上的多光子吸收的本實施型態所涉及的加工方法的原理，參照第1圖~第6圖說明如下。如第1圖表示，晶圓狀(板狀)的加工對象物1的表面3上，具有裁斷對象加工物1用的裁斷預定線5。裁斷預定線5是呈直線形延伸的虛擬線。本實施型態涉及的加工方法中，如 第2圖表示，以產生多分子吸收的條件配合聚光點P對於加工對象物1的內部照射雷射光L形成變性區域7。並且，聚光點P為雷射光L的聚光處。又，裁斷預定線5不限於直線形也可以是曲線形，且不僅限於虛擬線也可以在加工對象物L上實際地畫線。
並且，將雷射光L沿著裁斷預定線5(亦即，第1圖的箭頭A方向)相對地移動，藉以使聚光點P沿著裁斷預定線5移動。藉此，如第3圖~第5圖表示，沿著裁斷預定線5在加工對象物1的內部形成變性區域7，使得該變性區域7形成裁斷起點區域8。在此，裁斷起點區域8是意味著裁斷加工對象物1時形成裁斷(破裂)起點的區域。該裁斷起點區域8同時有連續形成變性區域7而形成的場合，或者間歇形成變性區域7而形成的場合。
本實施型態涉及的雷射加工方法，由於雷射光L幾乎不為加工對象物1的表面3所吸收，因此不會使得加工對象物1的表面3熔融。
加工對象物1的內部形成裁斷起點區域8時，由於容易以該裁斷起點區域8產生破裂，因此如第6圖表示，可以比較小的力裁斷加工對象物1。因此，在加工對象物1的表面3上不會產生不必要的破裂，可以高精度地裁斷加工對象物1。
以該裁斷起點區域8為起點的加工對象物1的裁斷可考慮以下的2種。一種是在裁斷起點區域8形成後，以人為的力外加在加工對象物1上，藉此以裁斷起點區域8為 起點使得加工對象物1破裂，裁斷加工對象物1的場合。這是例如進行加工對象物1的厚度較大時的裁斷。外加人為的力是例如沿著加工對象物1的裁斷起點區域8對於加工對象物1施加彎曲應力或剪應力，或者藉著賦予加工對象物1的溫差以產生熱應力。其他一種是藉著裁斷起點區域8的形成，以裁斷起點區域8為起點而朝著加工對象物1的剖面方向(厚度方向)自然地破裂，其結果，裁斷加工對象物1的場合。這是例如進行加工對象物1的厚度較小時的場合，可藉著1列的變性區域7形成裁斷起點區域8，加工對象物1厚度較大的場合，藉著在厚度方向形成複數列的變性區域7，可形成裁斷起點區域8。並且，該自然破裂的場合，同樣在裁斷處，破裂並非先形成在對應未形成有裁斷起點區域8位置的部分的表面3上為止，可以僅割斷對應形成裁斷起點區域8位置的部分，因此可良好地控制其割斷。近年來，由於矽晶圓等的加工對象物1的厚度有變薄的傾向，因此以上控制性良好的割斷方法極為的有效。
並且，本實施型態涉及的雷射加工方法中，藉著多光子吸收所形成的變性區域有以下(1)~(3)的場合。
(1)變性區域包含1個或複數個破裂區域的場合
將聚光點對焦在加工對象物(例如玻璃或LiTaO3 所構成的壓電材料)的內部，聚光點的電場強度是以1×108 (W/cm2 )以上且脈衝寬度為1μs以下的條件照射雷射光 。該脈衝寬度的大小產生多光子吸收，並且對於加工對象物的表面不致造成多餘的損傷。藉此，在加工對象物的內部會因多光子吸收造成光學性損傷的現象。由於此一光學性損傷對於加工對象物的內部引起熱應變，藉此在加工對象物的內部形成破裂區域。電場強度的上限值是例如1×1012 (W/cm2 )。脈衝寬度以例如1ns~200ns為佳。並且，根據多光子吸收的破裂區域的形成是例如記載在第45次雷射熱加工研究會論文集(1998年，12月)的第23頁~第28頁的「根據固體雷射諧波之玻璃基板的內部標記」所記載。
本案發明人是以實驗求得電場強度和破裂的大小關係。實驗條件是如下述。
(A)加工對象物：pyrex(商標登記)玻璃(厚度700μm) (B)雷射
光源：半導體雷射激勵Nd：YAG雷射
波長：1064nm
雷射光點剖面積：3.14×10-8 cm2
振盪形態：Q開關脈衝
重複頻率：100kHz
脈衝寬度：30ns
輸出：輸出<1mJ/脈衝
雷射光品質：TEM00
偏光特性：直線偏光
(C)聚光用透鏡
對於雷射光波長的穿透率：60%
(D)載放加工對象物的載放台的移動速度：100mm/秒
並且，雷射光品質為TEM00 是意味著聚光性高可聚光至雷射光的波長左右為止。
第7圖是表示上述實驗結果的圖表。橫軸為最大功率的密度，雷射光由於是脈衝雷射光，因此電場強度是以最大功率密度來表示。縱軸是以藉1脈衝的雷射光表示形成在加工對象物內部的破裂部份(破裂點)的大小。形成破裂集中的破裂區域。破裂點的大小是破裂點的形狀中形成最大長度部份的大小。以破裂中的黑點表示的數據是聚光用透鏡(C)的倍率100倍、開口數(NA)為0.80的場合。另依方面，以圖表中白點表示的數據是聚光用透鏡(C)的倍率50倍、開口數(NA)為0.55的場合。從最大功率密度為1011 (W/cm2 )左右在加工對象物的內部產生破裂點，可得知隨著最大功率密度的增大而使得破裂點也增大。
接著，針對根據破裂區域形成對加工對象物的裁斷機制，參照第8圖~第11圖說明如下。如第8圖表示，在產生多分子吸收的條件下將聚光點P對焦在加工對象物1的內部，照射雷射光L沿著裁斷預定線在內部形成破裂區 域9。破裂區域9是包含1個或複數個破裂的區域。以上所形成的破裂區域9是形成裁斷起點區域。如第9圖表示，以破裂區域9為起點(即，以裁斷起點區域為起點)使得破裂更為成長，如第10圖表示，破裂到達加工對象物1的表面3和內面21，如第11圖表示，藉著加工對象物1的斷裂可藉此裁斷加工對象物1。到達加工對象物1的表面3和內面21的破裂也會有自然成長的場合，也有因力量外加在加工對象物1而成長的場合。
(2)變性區域為熔融處理區域的場合
將聚光點對焦在加工對象物(例如矽的半導體材料)的內部，聚光點的電場強度是以1×108 (W/cm2 )以上且脈衝寬度為1μs以下的條件照射雷射光。藉此，利用多光子吸收將加工對象物的內部局部地予以加熱。利用此一加熱在加工對象物的內部形成熔融處理區域。熔融處理區域為一旦熔融後再硬化的區域，或真正的熔融狀態，或從熔融狀態再固化的狀態的區域，也可以是相變化後的區域或結晶構造變化後的區域。並且，熔融處理區域也可以在單結晶構造、非晶體構造、多結晶構造中，某一構造變化為其他構造的區域。即意味著從單結晶構造變化為非晶體構造的區域、從單結晶構造變化為多晶構造的區域、從單結晶構造變化為包含非晶體構造及多晶構造之構造的區域。加工對象物為矽單晶結構的場合，熔融處理區域是例如非晶體矽構造。電場強度的上限值為例如1×1012 (W/cm2 )。脈衝寬度是例如以1ns~200ns為佳。
本發明人藉著實驗確認在矽晶圓的內部形成熔融處理區域，實驗條件是如下述。
(A)加工對象物：矽晶圓(厚度350μm、外徑4英吋) (B)雷射
光源：半導體雷射激勵Nd：YAG雷射
波長：1064nm
雷射光點剖面積：3.14×10-8 cm2
振盪形態：Q開關脈衝
重複頻率：100kHz
脈衝寬度：30ns
輸出：20μJ/脈衝
雷射光品質：TEM00
偏光特性：直線偏光
(C)聚光用透鏡
倍率：50倍
N.A：0.55
對於雷射光波長的穿透率：60%
(D)載放加工對象物的載放台的移動速度：100mm/秒
第12圖是表示在上述條件下雷射加工所裁斷之矽晶圓一部份的剖面照片的圖。在矽晶圓11的內部形成有熔 融處理區域13。並且，以上述條件所形成的熔融處理區域13厚度方向的大小為100μm左右。
說明藉著多光子吸收形成熔融處理區域13。第13圖是表示雷射光的波長和矽基板內部的穿透率的關係圖表。但是，分別除去矽基板的表面側和內面側的反射成份，僅顯示內部的穿透率。分別針對矽基板的厚度t為50μm、100μm、200μm、500μm、1000μm顯示上述關係。
例如，Nd：YAG雷射波長為1064nm中，矽基板的厚度為500μm以下的場合，可得知矽基板的內部中雷射光可穿透80%以上。第12圖表示的矽晶圓11的厚度為350μm，因此根據多分子吸收的熔融處理區域13是形成在矽晶圓11的中心附近，即從表面175μm的部分。此時的穿透率一旦考慮厚度200μm的矽晶圓時，由於是90%以上，因此雷射光僅稍微為矽晶圓11的內部所吸收，幾乎全部穿透。這是意味著在矽晶圓11的內部吸收雷射光，並非在矽晶圓11的內部形成(即根據雷射光的一般加熱以形成熔融處理區域)熔融處理區域13，而是藉多光子吸收形成熔融處理區域13。根據多光子吸收之熔融處理區域的形成是例如記載在日本焊接學會全國大會演講概要第66集(2000年4月)的第72頁~第73頁的[根據皮秒(picosecond)脈衝雷射進行矽的加工特性評估]。
此外，矽晶圓是以根據熔融處理區域所形成的裁斷起點區域為起點朝著剖面方向產生破裂，其破裂到達矽晶圓的表面和內面，其結果可進行裁斷。到達矽晶圓的表面和 內面的該破裂有自然成長的場合，也有力量外加在矽晶圓而成長的場合。並且，從裁斷起點區域到矽晶圓的表面和內面自然成長成破裂的場合，從形成裁斷起點區域的熔融處理區域熔融的狀態到破裂成長的場合，及從形成裁斷起點區域的熔融處理區域熔融的狀態再硬化時成長為龜裂的場合。但是，在任一場合熔融處理區域是僅形成在矽晶圓的內部，裁斷後的裁斷面上，如第12圖表示僅在內部形成熔融處理區域。如上述，在加工對象物的內部一旦藉著熔融處理區域形成裁斷起點區域時，割斷時，不容易產生從裁斷起點區域線偏離的不必要破裂，因此可容易進行割斷控制。並且，熔融處理區域的形成不僅是多光子吸收的原因，同時有其他吸收作用等原因的場合。
(3)變性區域為折射率變化區域的場合
聚光點對焦在加工對象物(例如玻璃)的內部，在聚光點的電場強度為1×108 (W/cm2 )以上且脈衝寬度為1ns以下的條件下照射雷射光。可極為縮短脈衝寬度，在加工對象物的內部引起多光子吸收時，多光子吸收的能源不致轉換為熱能源，在加工對象物的內部感應離子價變化、結晶化或極化定向等永持性構造變化而形成折射率變化區域。電場強度的上限值為例如1×1012 (W/cm2 )。脈衝寬度以例如1ns以下為佳，並以1ps以下更佳。根據多光子吸收的折射率變化區域的形成是例如記載在第42次雷射加工研究會論文集(1997年，11月)的第105頁~第111 頁的「根據飛母托秒(femtosecond雷射照射對玻璃內部的光感應構造形成)」。
以上，雖已說明(1)~(3)的場合作為變性區域，但是一旦考慮晶圓狀加工對象物的結晶構造或者其劈開性等裁斷起點區域形成如下述時，以其裁斷起點區域為起點，可以更小的力量，並可精度良好地裁斷加工對象物。
亦即，矽等的鑽石構造的單晶半導體所構成基板的場合，以沿著(111)面(第1劈開面)或(110)面(第2劈開面)的方向形成裁斷起點區域為佳。又，GaAs等的閃鋅礦型構造的III-V族化合物半導體所構成的基板的場合是以在沿著(110)面的方向形成裁斷起點區域為佳。並且具有藍寶石(Al2 O3 )等六方晶系的結晶構造的基板的場合，以(0001)面(C面)為主面而沿著(1120)面(A面)或者(1100)面(M面)的方向形成裁斷起始點區域為佳。
並且，只要沿著應形成上述裁斷起點區域的方向(例如，沿著單晶矽基板的(111)面的方向)或者和應形成裁斷起點區域的方向正交的方向，在基板上形成定向平面時，以其定向平面為基準，可容易且正確地在基板上形成沿著應形成裁斷起點區域方向的裁斷起點區域。
接著，針對本發明的適當實施型態說明如下。
[第1實施型態]
如第14圖及第15圖表示，加工對象物1，具備：厚 625μm的矽晶圓(半導體基板)11，及包含複數個功能元件15形成在矽晶圓11的表面3的功能元件層16。功能元件15是例如利用晶體成長所形成的半導體動作層、光電二極管等的受光元件或者作為電路所形成的電路元件等，在和矽晶圓11的定向平面6平行的方向及垂直的方向上多數形成矩陣形。
將以上所構成的加工對象物1如以下裁斷為各個功能元件15。首先，如第16(a)圖表示，在矽晶圓11的內面21黏貼擴張帶(薄片)23。接著，如第16(b)圖表示，以功能元件層16為上側將加工對象物1固定在雷射加工裝置的載放台(未圖示)上。並且，以矽晶圓11的表面3作為雷射光入射面將聚光點P對焦在矽晶圓11的內部照射雷射光L，藉著載放台的移動沿著設定成格柵形的裁斷預定線5(第14圖的點線參照)掃描聚光點P使其通過相鄰的功能元件15、15間。
雖然相對於1條的裁斷預定線進行複數次(例如19次)沿著該裁斷預定線5的聚光點P的掃描，但是從聚光點P對焦位置的表面3的距離因各次的改變，從內面21側依序將複數列的熔融處理區域13沿著裁斷預定線5分別逐列形成在矽晶圓11的內部。如上述，將複數列的熔融處理區域13從內面21側依序分別逐列形成時，在形成各熔融處理區域13時，在雷射光L入射的表面3和雷射光L的聚光點P之間不存在有熔融處理區域13。因此，不會引起因所形成的熔融處理區域13造成的雷射光L的 散射、吸收等。因此，可沿著裁斷預定線5在矽晶圓11的內面確實地形成各熔融處理區域13。此外，也會有從熔融處理區域3在加工對象物1的表面或內面產生破裂的場合。並且也有在熔融處理區域13混有破裂的場合。另外，相對於1條的裁斷預定線5形成在矽晶圓11內部的熔融處理區域13的列數是根據矽晶圓11厚度等而變化，因此不限於複數列，也有1列的場合。
接著，如第17(a)圖表示，藉著軟X射線照射式靜電消除機(未圖式)照射軟X射線(3keV~9.5keV)，利用光電離使加工對象物1的周圍環境離子化，在此狀態下使得擴張帶23擴張。並且，如第17(b)圖表示，照射軟X射線，並且在使得擴張帶23擴張的狀態下，對於矽晶圓11的內面21，經由擴張帶23抵接刀口(推壓構件)41，朝著箭頭B方向移動。藉此，對於加工對象物1作用有彎曲應力，因此可沿著裁斷預定線5裁斷加工對象物1。此時，由於擴張帶23的擴張，如第18圖表示，裁斷加工對象物1的瞬間後，在軟X射線照射的狀態下，使得裁斷後所獲得複數個半導體晶片(晶片)25形成彼此分開。
此外，軟X射線照射式靜電消除機是如日本專利第2951477號公報或專利第2749202號公報所記載為習知物。商品有Hamamatsu Photonics股份有限公司製的製品名「PhotoIonizer」(製品號碼L9490)。
如以上說明，第1實施形態的雷射加工方法中，經由 擴張帶23對於加工對象物1施加應力時，對加工對象物1的形成物質(形成有熔融處理區域13的加工對象物1、裁斷加工對象物1所獲得的半導體晶片25、從其半導體晶片25的裁斷面產生的微粒子等)照射軟X射線(參照第17(a)、(b)圖及第18圖)。藉此，以熔融處理區域13作為裁斷的起點使沿著裁斷預定線5裁斷加工對象物1所獲得半導體晶片25的裁斷面產生的微粒子不致任意地飛散，而落在擴張帶23上。因此，根據第1實施形態的雷射加工方法，可確實地防止微粒子附著在裁斷加工對象物1所獲得的半導體晶片25上。
在此，經擴張帶23對加工對象物1施加應力時，對於加工對象物1的形成物質照射軟X射線時，針對從半導體晶片25的裁斷面所產生的微粒子形成落下到擴張帶23上的原理考察如下。
對於加工對象物1的形成物質不照射軟X射線時，如第19(a)圖表示，將加工對象物1裁斷成複數個半導體晶片25時，各半導體晶片25的裁斷面25a及從裁斷面25a產生的微粒子1a是藉著剝離帶電而隨機地帶電。藉此，微粒子1a是藉著和裁斷面25a的電性反作用力形成任意地飛散。其結果如第19(b)圖表示，任意飛散後的微粒子1a的一部份會附著在半導體晶片25上。
另一方面，對於加工對象物1的形成物質藉著軟X射線照射式靜電消除機42照射軟X射線時，加工對象物1的周圍環境是藉著光電離而離子化，因此如第20(a) 圖表示，各半導體晶片25的裁斷面25a及從裁斷面25a產生的微粒子1a會被電性中和，不會因剝離帶電而任意地帶電。藉此，微粒子1a是如第20(b)圖表示，因自重而落下形成被固定在擴張帶23上。
[第2實施型態]
第2實施型態的雷射加工方法是照射軟X射線，並且在擴張帶23擴張的狀態下，對於矽晶圓11的內面21不經由擴張帶23的刀口進行推壓的點和第1實施型態的雷射加工方法不同。
亦即，如第16(a)圖表示，在矽晶圓11的內面21黏貼擴張帶23。並且，如第16(b)圖表示，以矽晶圓11的表面3作為雷射光入射面將聚光點P對焦在矽晶圓11的內部照射雷射光L，沿著裁斷預定線5在矽晶圓11的內部形成複數列的熔融處理區域13。
接著，如第17(a)圖表示，藉著軟X射線照射式靜電消除機(未圖示)照射軟X射線，利用光電離使得加工對象物1的周圍環境離子化，在此狀態下，使擴張帶23擴張。藉此，如第18圖表示，以熔融處理區域13作為裁斷的起點沿著裁斷預定線5將加工對象物1裁斷成複數個半導體晶片25，同時使裁斷所獲得的複數個半導體晶片25彼此分開。
如以上說明，第2實施型態的雷射加工方法中，經由擴張帶23對於加工對象物1施加應力時，對加工對象物 1的形成物質(形成有熔融處理區域13的加工對象物1、裁斷加工對象物1所獲得的半導體晶片25、從其半導體晶片25的裁斷面產生的微粒子等)照射軟X射線(參照第17(a)圖及第18圖)。藉此，以熔融處理區域13作為裁斷的起點使沿著裁斷預定線5裁斷加工對象物1所獲得半導體晶片25的裁斷面產生的微粒子不致任意地飛散，而落在擴張帶23上。因此，根據第2實施形態的雷射加工方法，可確實地防止微粒子附著在裁斷加工對象物1所獲得的半導體晶片25上。
接著，針對以上述第1實施型態的雷射加工方法為依據獲得的半導體晶片25的場合及以上述第2實施型態的雷射加工方法為依據獲得的半導體晶片25的場合之分別的半導體晶片25表面的微粒子數量及擴張帶23表面的微粒子數量說明如下。
此外，下述表1及表2的微粒子的數量是在厚度625μm、外徑100mm的矽晶圓11的內部相對於1條的裁斷預定線5形成19列的熔融處理區域13，獲得2mm×2mm的半導體晶片25時，針對2μm以上微粒子的測定結果。
如表1及表2表示，經由擴張帶23對於加工對象物1施加應力時，對加工對象物1的形成物質不照射軟X射線時，會在半導體晶片25的表面及擴張帶23的表面附著微粒子，因而可得知微粒子任意地飛散。另一方面，經由擴張帶23對於加工對象物1施加應力時，對加工對象物1的形成物質照射軟X射線時，在半導體晶片25的表面不會有微粒子的附著，而在擴張帶23的表面會有微粒子的附著，因此可得知微粒子不致任意飛散會因自重而落下。
本發明不僅限於上述第1實施型態及第2實施型態的雷射加工方法。
例如，也可以將聚光點P對焦在矽晶圓11的內部照 射雷射光L，沿著裁斷預定線5在矽晶圓11的內部形成熔融處理區域13，藉此從熔融處理區域13在加工對象物1的表面及內面產生破裂，在擴張帶23擴張之前，將加工對象物1裁斷成複數個半導體晶片25。或者，將聚光點P對焦在矽晶圓11的內部照射雷射光L，沿著裁斷預定線5在矽晶圓11的內部形成熔融處理區域13之後，以加熱手段等將加熱對象物1加熱，或者也可以斷路器等對於加工對象物1施加應力，藉此在擴張帶23擴張之前，將加工對象物1裁斷成複數個半導體晶片25。該等的場合，經擴張帶23對於加工對象物1施加應力時(即，使擴張帶23擴張，使得複數個半導體晶片25彼此分開時)，對於加工對象物1的形成物質照射軟X射線時，可實現和上述第1實施型態及第2實施型態的雷射加工方法同樣的效果。
並且，上述第1實施型態及第2實施型態的雷射加工方法中，雖是以矽晶圓11的表面3作為雷射光入射面，但是也可以矽晶圓11的內面21作為雷射光入射面。在以矽晶圓11的內面21作為雷射光入射面的場合，其中一例是如下述，將加工對象物1裁斷成複數個半導體晶片25。亦即，在功能元件層16的表面黏貼保護帶，以保護帶保護功能元件16的狀態下，在雷射加工裝置的載放台上固定保持加工對象物1的保護帶。並且，以矽晶圓11的內面21作為雷射光入射面將聚光點P對焦在矽晶圓11的內部後照射雷射光L，藉此沿著裁斷預定線5在矽晶圓11 的內部形成熔融處理區域13。接著，將固定在載放台的保護帶和加工對象物1同時隔離。並且，在矽晶圓11的內面21黏貼擴張帶23，將保護帶從功能元件層16的表面剝離之後，對加工對象物1的形成物質照射軟X射線的狀態下，使擴張帶23擴張，而以熔融處理區域13為裁斷的起點沿著裁斷預定線5裁斷加工對象物1的同時，將裁斷所獲得的複數個半導體晶片25彼此分開。
並且，上述第1實施型態及第2實施型態的雷射加工方法中，經擴張帶23對於加工對象物1施加應力時，雖然對於加工對象物1的形成物質照射X射線，但是也可以使用電暈放電式靜電消除機等，也可以某種方法將加工對象物1的形成物質加以消除靜電。此時，同樣以熔融處理區域13作為裁斷的起點而沿著裁斷預定線5將加工對象物1裁斷所獲得的半導體晶片25的裁斷面產生的微粒子由於是從加工對象物1的形成物質除去靜電，因此不會任意地飛散，形成落下到擴張帶23上。因此，此時同樣可確實地防止微粒子附著在裁斷加工對象物1所獲得的半導體晶片上。
並且，上述第1實施形態及第2實施形態的雷射加工方法中，雖在半導體材料所構成加工對象物的內部形成熔融處理區域，但是也可以在玻璃或壓電材料等，其他材料所構成的加工對象物的內部形成破裂區域或折射率變化區域等，其他變性區域。
[產業上的可利用性]
根據本發明，可確實地防止微粒子附著在裁斷板狀對象加工物所獲得的晶片上。
1‧‧‧加工對象物
5‧‧‧裁斷預定線
7‧‧‧變性區域
11‧‧‧矽晶圓(半導體基板)
13‧‧‧熔融處理區域
23‧‧‧擴張帶(薄片)
25‧‧‧半導體晶片(晶片)
L‧‧‧雷射光
P‧‧‧聚光點
第1圖為根據本實施型態涉及之雷射加工方法的雷射加工中的加工對象物的上視圖。
第2圖是沿著第1圖表示加工對象物的II-II線的剖視圖。
第3圖為根據本實施型態涉及之雷射加工方法的雷射加工後的加工對象物的上視圖。
第4圖是沿著第3圖表示加工對象物的IV-IV線的剖視圖。
第5圖是沿著第3圖表示加工對象物的V-V線的剖視圖。
第6圖為利用本實施型態涉及之雷射加工方法所裁斷的加工對象物的上視圖。
第7圖是表示本實施型態涉及之雷射加工方法的最大功率和破裂點大小的關係圖表。
第8圖是表示本實施型態涉及之雷射加工方法的第1步驟的加工對象物的剖視圖。
第9圖是表示本實施型態涉及之雷射加工方法的第2步驟的加工對象物的剖視圖。
第10圖是表示本實施型態涉及之雷射加工方法的第 3步驟的加工對象物的剖視圖。
第11圖是表示本實施型態涉及之雷射加工方法的第4步驟的加工對象物的剖視圖。
第12圖是表示利用本實施型態涉及之雷射加工方法所裁斷的矽晶圓一部分的剖面照片的圖。
第13圖是表示本實施型態涉及之雷射加工方法的雷射光的波長和矽基板的內部穿透率的關係圖表。
第14圖是表示形成第1實施型態的雷射加工方法之對象的加工對象物的上視圖。
第15圖示沿著第14圖表示XV-XV線的部分剖視圖。
第16圖為說明第1實施型態的雷射加工方法用的加工對象物的部分剖視圖，(a)為在加工對象物黏貼擴張帶的狀態，(b)為雷射光照射在加工對象物的狀態。
第17圖為說明第1實施型態的雷射加工方法用的加工對象物的部分剖視圖，(a)為擴張帶擴張的狀態，(b)經由擴張帶將刀口抵接在加工對象物上的狀態。
第18圖為說明第1實施型態的雷射加工方法用的加工對象物的部分剖視圖，將加工對象物裁斷成半導體晶片的狀態。
第19圖是說明從半導體晶片的裁斷面所產生的微粒子形成任意飛散的原理用的模式圖。
第20圖是說明從半導體晶片的裁斷面所產生的微粒子因自重而落下的原理用的模式圖。
1‧‧‧加工對象物
3‧‧‧表面
5‧‧‧裁斷預定線
11‧‧‧矽晶圓(半導體基板)
13‧‧‧熔融處理區域
15‧‧‧功能元件
16‧‧‧功能元件層
21‧‧‧內面
23‧‧‧擴張帶(薄片)
25‧‧‧半導體晶片(晶片)
41‧‧‧抵接刀口(推壓構件)
B‧‧‧箭頭

Claims (3)

  1. 一種雷射加工方法，其特徵為：包含：將聚光點對焦於板狀加工對象物的內部照射雷射光，藉此沿著上述加工對象物的裁斷預定線，將形成裁斷起點的變性區域形成在上述加工對象物內部的步驟，及經由具有彈性的薄片將應力施加在上述加工對象物，藉此將以上述變性區域作為裁斷的起點而沿著上述裁斷預定線裁斷上述加工對象物所獲得的複數個晶片彼此分開的步驟，經由上述薄片將應力施加在上述加工對象物時，相對於上述薄片將上述加工對象物置於上側，在互相分開的上述晶片間，讓從上述晶片的裁斷面產生的粒子以本身重量落下到上述薄片上，而從上側對上述加工對象物的形成物質照射軟X射線，藉由光電離使上述加工對象物周圍的環境離子化。
  2. 如申請專利範圍第1項記載的雷射加工方法，其中，使上述晶片彼此分開的步驟是經由上述薄片對於上述加工對象物施加應力，藉此以上述變性區域作為裁斷的起點而沿著上述裁斷預定線將上述加工對象物裁斷成上述晶片。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項記載的雷射加工方法，其中，上述加工對象物具備半導體基板，上述變性區域包含熔融處理區域。
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