TWI476085B - Processing object cutting method - Google Patents

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Description

加工對象物切斷方法
本發明係關於用來將加工對象物沿著切斷預定線實施切斷之加工對象物切斷方法。
習知的加工對象物切斷方法，是包括：沿著切斷預定線在加工對象物形成切斷起點區域之步驟、以切斷起點區域為起點而沿著切斷預定線將加工對象物切斷的步驟(例如參照專利文獻1)。
專利文獻1：日本特開2007-235069號公報
然而，依據上述加工對象物切斷方法，在將加工對象物切斷時，起因於切斷時施加的應力(以下稱為「切斷應力」)，在加工對象物的外緣部產生的裂縫會朝向內側伸展。在加工對象物厚度較薄的情況下，在加工對象物的外緣部容易發生凹口(chipping，缺口)，因此這個問題會更為嚴重。
於是，本發明的課題，是為了提供一種可將加工對象物高精度地切斷之加工對象物切斷方法。
為了解決上述課題，本發明之加工對象物切斷方法，係用來將板狀的加工對象物沿著切斷預定線實施切斷的加工對象物切斷方法，其特徵在於：係包含：
藉由以聚光點對準加工對象物的方式照射雷射光，以沿著在從加工對象物的外緣起算既定的距離內側且順沿外緣而設定之改質區域形成線，來在加工對象物形成改質區域的步驟；
沿著切斷預定線在加工對象物形成切斷起點區域的步驟；以及
以切斷起點區域為起點，沿著切斷預定線將加工對象物切斷的步驟。
依據本加工對象物切斷方法，是沿著在從加工對象物的外緣起算既定的距離內側且順沿外緣而設定之改質區域形成線，來在加工對象物形成改質區域。因此。即使在將加工對象物切斷時對加工對象物施加切斷應力，利用所形成的改質區域或從改質區域延伸的裂縫，可抑制在加工對象物的外緣部產生的裂縫朝內側的伸展。結果，可高精度地切斷加工對象物。在此所稱的「裂縫」，是包括龜裂、裂痕、裂紋等(以下相同)。
此外，切斷起點區域的端部，較佳為位在加工對象物之改質區域的外側。在此情況下，在將加工對象物切斷時，可將切斷應力均等地施加於加工對象物，而容易將加工對象物切斷。
另外，切斷起點區域的端部，較佳為位在加工對象物的改質區域上或改質區域的內側。在此情況下，所必須的切斷應力變大，例如在搬運形成有改質區域及切斷起點區域之切斷前的加工對象物時，可防止加工對象物不小心被切斷。亦即，可提昇加工對象物之操作性。
又較佳為，加工對象物係具備外緣部和該外緣部的內側之有效區域，改質區域是形成於外緣部和有效區域的邊界的外側。在此情況下，可充分地活用有效區域。有效區域是指，用來形成例如電路或受光元件等的功能元件的區域。
又較佳為，加工對象物係具備外緣部和該外緣部的內側之有效區域，改質區域是形成於外緣部和有效區域的邊界或是該邊界的內側。在加工對象物，通常外緣部的厚度比有效區域的厚度更薄，因此在磨削步驟時容易在外緣部發生凹口、缺口、裂縫，而藉由在加工對象物的外緣部和有效區域的邊界或該邊界的內側形成改質區域，可確實地抑制裂縫朝向內側的伸展。
此外，切斷起點區域，具體而言，例如是以聚光點對準加工對象物的方式照射雷射光而形成的切斷用改質區域的情況。這時較佳為，切斷用改質區域並未露出於加工對象物的表面及背面，藉此可抑制切斷用改質區域的粉塵產生。
依據本發明，可將加工對象物高精度地切斷。
以下，針對本發明的較佳實施形態，參照圖式做詳細的說明。在各圖中，對於相同或相當的部分賦予相同的符號，而省略其重複的說明。本實施形態之加工對象物切斷方法，是藉由以聚光點對準板狀的加工對象物的方式照射雷射光，以沿著改質區域形成線及切斷預定線，來在加工對象物形成改質區域及切斷用改質區域。於是，首先以沿著切斷預定線來形成改質區域(切斷用改質區域)的情況為例，來說明改質區域。
如第1圖所示，雷射加工裝置100係具備：用來脈衝振盪出雷射光L之雷射光源101、配置咸讓雷射光L的光軸方向改變90°之分光鏡103、用來講雷射光L聚光之聚光用透鏡105。此外，雷射加工裝置100係具備：用來支承受雷射光L(經聚光用透鏡105聚光後)照射的加工對象物1之支承台107、讓支承台107朝X、Y、Z軸方向以及繞Z軸的θ方向(以下簡稱「θ方向」)移動的載台111、為了調節雷射光L的輸出和脈寬等而控制雷射光源101的雷射光源控制部102、用來控制載台111的移動之載台控制部115。
在該雷射加工裝置100，從雷射光源101射出的雷射光L，經由分光鏡103使其光軸方向改變90°後，藉由聚光用透鏡105聚光於支承台107上的加工對象物1的內部。在此同時，載台111會移動，而使加工對象物1沿著切斷預定線5相對於雷射光L進行移動。藉此，沿著切斷預定線5，在加工對象物1形成作為切斷起點的改質區域。以下針對此改質區域做詳細的說明。
如第2圖所示，在板狀的加工對象物1，設定用來切斷加工對象物1之切斷預定線5。切斷預定線5，是直線狀延伸的假想線。在加工對象物1的內部形成改質區域的情況，如第3圖所示，是以聚光點P對準加工對象物1內部的狀態，使雷射光L沿著切斷預定線5(亦即朝第2圖的箭頭A方向)進行相對移動。藉此，如第4圖至第6圖所示，沿著切斷預定線5在加工對象物1的內部形成改質區域7，而沿著切斷預定線5所形成的改質區域7成為切斷起點區域8。
聚光點P是指雷射光L聚光的部位。切斷預定線5不限於直線狀，也可以是曲線狀，並不限於假想線，也可以是實際畫在加工對象物1的表面3的線。關於這點，改質區域形成線也是同樣的。又改質區域7是包括：連續形成的情況、斷續形成的情況。改質區域7只要至少形成於加工對象物1的內部即可。此外，能以改質區域7為起點來形成龜裂，龜裂及改質區域7，也能露出於加工對象物1的外表面(表面、背面、或外周面)。
在此，雷射光L會透過加工對象物1，並在加工對象物1的內部的聚光點附近被吸收，藉此來在加工對象物1形成改質區域7(亦即，內部吸收型雷射加工)。如此，由於在加工對象物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不會發生熔融。一般而言，從表面3進行熔融除去而形成孔洞、溝槽等的除去部(表面吸收型雷射加工)的情況，加工區域是從表面3側逐漸朝背面側進展。
然而，本實施形態的雷射加工方法所形成之改質區域，是指密度、折射率、機械強度、或其他的物理性質與周圍的狀態不同的區域。例如包括：(1)熔融處理區域、(2)裂痕區域、絕緣破壞區域、(3)折射率變化區域等，也包括其等混合存在的區域。
本實施形態的改質區域，是藉由局部的雷射光吸收、多光子吸收現象來形成。多光子吸收是指，由於材料的吸收帶隙EG 比光子能量hv更小時光學上呈透明，故材料產生吸收的條件為hv>EG ，但即使是光學上呈透明，在雷射光L強度非常大之n hv>EG 的條件(n=2,3,4,…)下，材料會產生吸收的現象。利用多光子吸收來形成熔融處理區域的技術，例如記載於熔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「利用皮秒脈衝雷射之矽的加工特性評價」。
另外，如D.Du,X.Liu,G.Korn,J.Squier,and G.mourou,”Laser Induced Breakdown by impact Ionization in SiO2 with Pulse Widths from 7ns to 150fs”,Appl Phys Lett64(23),Jun.6,1994所記載，可利用脈寬數皮秒至飛秒的超短脈衝雷射光來形成改質區域。
(1)改質區域包含熔融處理區域的情況
以聚光點對準加工對象物(例如矽等的半導體材料)的內部的方式，以聚光點的電場強度為1×108 (W/cm2 )以上且脈寬為1μs以下的條件照射雷射光L。藉此，在聚光點附近吸收雷射光L而將加工對象物內部的局部加熱，藉由該加熱而在加工對象物的內部形成熔融處理區域，
熔融處理區域是包括：暫時熔融後再度固化的區域、處於熔融狀態的區域、從熔融狀態往再固化狀態進展的區域、產生相變化的區域、產生結晶構造變化的區域。再者，熔融處理區域也可以說是，在單結晶構造、非晶質構造、多結晶構造中，從某一構造變化成其他構造的區域。亦即，例如包括：從單結晶構造變化成非晶質構造的區域、從單結晶構造變化成多結晶構造的區域、從單結晶構造變化成包含非晶質構造及多結晶構造的區域。在加工對象物為矽單結晶構造的情況，熔融處理區域例如為非晶質矽構造。
第7圖係照射雷射光後之矽晶圓(半導體基板)的一部分的截面的相片。如第7圖所示，在半導體基板11的內部形成熔融處理區域13。
接著說明，在對於射入的雷射光的波長具有透過性的材料內部形成熔融處理區域13的情況。第8圖係顯示雷射光波長和矽基板內部的透過率的關係。然而，這時是除去矽基板的表面側和背面側的反射成分，而僅顯示內部的透過率。對於矽基板厚度為50μm、100μm、200μm、500μm、1000μm各個的情況顯示上述關係。
例如，在Nd：YAG雷射的波長1064nm、矽基板厚度500μm的情況下，在矽基板內部可透過80%以上的雷射光L。由於第7圖所示的半導體基板11厚度為350μm，故熔融處理區域13是形成於半導體基板11的中心附近，亦即從表面起算175μm的部分。這時的透過率，若以厚度200μm的矽晶圓為參考，則成為90%以上，因此雷射光L只有微量被半導體基板11的內部吸收，而幾乎都能透過。然而，將強度1×108 (W/cm2 )以上且脈寬1μs以下的條件的雷射光L聚光於矽晶圓內部時，在聚光點及其附近可局部地吸收雷射光，而在半導體基板11的內部形成熔融處理區域13。
又在矽晶圓，可能會以熔融處理區域為起點而產生龜裂。又龜裂可能會形成於熔融處理區域內，這時，龜裂可能是遍及熔融處理區域的全面來形成，也可能僅形成於一部分或形成於複數部分。再者，該龜裂可能是自然成長出，也可能是因為施加於矽晶圓的力量而成長出。又在從熔融處理區域自然成長出龜裂的情況，可能是從熔融處理區域的熔融狀態進行成長，也可能是在熔融處理區域從熔融狀態再度固化時進行成長。然而，不論是哪個情況，熔融處理區域都會形成於矽晶圓的內部，而從切斷面觀察，如第7圖所示會在內部形成熔融處理區域。
(2)改質區域包含裂痕區域的情況
以聚光點對準加工對象物(例如玻璃或LiTaO3 所構成的壓電材料)的方式，以聚光點的電場強度為1×108 (W/cm2 )以上且脈寬為1μs以下的條件照射雷射光L。該脈寬大小，是讓加工對象物的內部吸收雷射光L以產生裂痕區域的條件。藉此在加工對象物的內部產生光學損傷現象。利用該光學損傷來在加工對象物的內部引發熱應變，藉此在加工對象物的內部形成包含1或複數個裂痕之裂痕區域。裂痕區域也稱為絕緣破壞區域。
第9圖係顯示電場強度和裂痕大小的關係之實驗結果。橫軸代表峰值功率密度，由於雷射光L屬於脈衝雷射光，故電場強度是用峰值功率密度表示。縱軸代表藉由1脈衝的雷射光L來形成於加工對象物內部的裂痕部分(裂痕點)的大小。裂痕點的集合構成裂痕區域。裂痕點的大小是指，在裂痕點的形狀當中長度最長的部分的大小。圖式中的●所表示的資料為聚光用透鏡(C)的倍率為100倍、數值孔徑(NA)為0.80的情況。另一方面，圖式中的○所表示的資料為聚光用透鏡(C)的倍率為50倍、數值孔徑(NA)為0.55的情況。可看出，從峰值功率密度1011 (W/cm2 )程度起會在加工對象物的內部發生裂痕點，隨著峰值功率密度加大，裂痕點也會變大。
(3)改質區域包含折射率變化區域的情況
以聚光點對準加工對象物(例如玻璃)的方式，以聚光點的電場強度為1×108 (W/cm2 )以上且脈寬為1ns以下的條件照射雷射光L。如此般，若在脈寬極短的狀態下讓加工對象物的內部吸收雷射光L，其能量不會轉變成熱能，而會在加工對象物的內部誘發離子價數變化、結晶化或極化配向等的持久的構造變化，藉此形成折射率變化區域。
又所稱的改質區域，是包含：熔融處理區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域等以及其等混合存在的區域，對材料而言，改質區域是相較於非改質區域其密度產生變化的區域，或是形成有晶格缺陷的區域。這些可統稱為高密轉移區域。
此外，熔融處理區域、折射率變化區域、改質區域的密度相較於非改質區域的密度產生變化的區域、形成有晶格缺陷的區域，可能會在該等區域的內部或改質區域和非改質區域的界面包含龜裂(裂縫、微裂痕)。所包含的龜裂，可能會遍及改質區域的全面或僅形成於一部分或是形成於複數部分。
附帶一提的，考慮到加工對象物的結晶構造和其劈開性等，宜以下述方式來形成改質區域。
亦即，在由矽等的金鋼石構造的單結晶半導體來構成基板的情況，較佳為在沿著(111)面(第1劈開面)、(110)面(第2劈開面)的方向來形成改質區域。而在由GaAs等的閃鋅礦型構造的III-V族化合物半導體來構成基板的情況，較佳為在沿著(110)面的方向形成改質區域。再者，在具有藍寶石(Al2 O3 )等的六方晶系結晶構造的基板的情況，較佳為以(0001)面(C面)為主面，而在沿著(1120)面(A面)或(1100)面(M面)的方向形成改質區域。
此外，只要在上述應形成改質區域的方向(例如，沿著單結晶矽基板之(111)面的方向)、或是沿著與應形成改質區域的方向正交的方向形成定向平面，以該定向平面為基準，可容易且正確地在基板形成改質區域。
接著說明本發明的第1實施形態之加工對象物切斷方法。
本實施形態之加工對象物切斷方法，例如是將厚度15μm~25μm的極薄的半導體基板切斷，而形成極薄的半導體晶片。第10(a)圖係顯示本實施形態的加工對象物切斷方法的對象之加工對象物的俯視圖，第10(b)圖係沿著第10(a)圖的Xb-Xb線的截面圖。如第10圖所示，本實施形態的對象之加工對象物1，例如是由矽所構成的圓板狀。在此，是將圓筒狀的矽晶錠(silicon ingot)切斷成片狀，並將其背面21實施磨削、薄化而形成加工對象物1。為了便於說明起見，將加工對象物1之定向平面予以省略。
該加工對象物1，是具有外緣部25和位於該外緣部25的內側的有效區域26。外緣部25，是包含加工對象物1的呈曲面狀突出的側面的部分。該外緣部25，側視是呈截面半弓形，其厚度是越靠外側越薄。有效區域26，是用來形成電路和受光元件等的功能元件的區域。此外，外緣部25也可以為平直錐狀(厚度越靠外側越薄)的情況。
此外，在加工對象物1的表面3的有效區域26上，形成複數個功能元件22。功能元件22是包括：利用結晶成長所形成之半導體動作層、光二極體等的受光元件、雷射二極體等的發光元件、作為電路而形成的電路元件等，是朝一方向及與該一方向垂直的另一方向呈矩陣狀形成多數個。
又在加工對象物1，在從其外緣E起算既定的距離內側，設定用來形成改質區域17(參照第11(b)圖)的改質區域形成線15。在此的改質區域形成線15，是順沿加工對象物1的外緣E而形成環狀，且設定在加工對象物1之外緣部25和有效區域26的邊界35的外側。
在該加工對象物1，將複數個切斷預定線5以通過相鄰功能元件間的方式設定成格子狀。切斷預定線5的端部36，是位於加工對象物1之改質區域形成線15的外側。換言之，切斷預定線5，是以通過改質區域形成線15的方式和改質區域形成線15形成交叉。
要將以上所說明的加工對象物1切斷的情況，首先如第11(a)圖所示，在加工對象物1的背面21貼合載帶31後裝載於載台(未圖示)。在此狀態下，如第11(b)圖所示，以聚光點對準加工對象物1的方式從加工對象物1的表面3側照射雷射光L，並相對於雷射光L使載台朝θ方向(圖中的箭頭R方向)旋轉。藉此，如第11(c)圖所示，沿著外周緣的改質區域形成線15，在加工對象物1的內部形成改質區域17，並從改質區域17的上端部及下端部，產生沿厚度方向延伸的龜裂(裂縫)C。雖然不產生龜裂C亦可，但藉由龜裂C的存在，在將載帶31擴展時，容易對加工對象物1施加應力，而使加工對象物1的切斷變容易，且使外緣部25的切斷也變容易。
接著，如第12(a)圖所示，以聚光點對準加工對象物1的方式從加工對象物1的表面3側照射雷射光L，並相對於雷射光L使載台沿著切斷預定線5移動。藉此，如第12(b)圖所示，沿著切斷預定線5，在加工對象物1形成作為切斷起點區域(成為切斷起點)的切斷用改質區域7。該切斷用改質區域7，是到達加工對象物1的側面，但並未露出於表面3及背面21。此外，也能在改質區域7、17的內部含有龜裂。
然後，如第12(c)圖所示，將載帶31擴展以對加工對象物1施加拉伸的切斷應力，而以切斷用改質區域7為起點使加工對象物1沿著切斷預定線5進行切斷(分割)。附帶一提的，此處的加工對象物1，是藉由載帶31的擴展或自然地，以改質區域17為起點而沿著改質區域形成線15進行分割。
在此，在將加工對象物1切斷時，於加工對象物1的外緣部25產生的龜裂28可能因切斷應力而朝內側伸展。針對這點，在本實施形態如上述般，是沿著設定在從加工對象物1的外緣E起算既定的距離內側的改質區域形成線15來形成改質區域17。因此，即使在切斷加工對象物1時對加工對象物1施加切斷應力，利用改質區域17以及從改質區域17延伸的龜裂C，可抑制在外緣部25產生的龜裂朝內側的伸展。因此，依據本實施形態，可高精度地將加工對象物1切斷。在加工對象物1的厚度極薄之本實施形態，由於在外緣部25特別容易產生凹口(缺口)，該效果特別的顯著。
第13(a)圖係使用本實施形態的加工對象物切斷方法實施切斷後的加工對象物之俯視圖，第13(b)圖係沿著第13(a)圖的XIIIb-XIIIb線的截面放大圖。如第13(b)圖所示，在加工對象物1的外緣部25產生凹口27。又從凹口27及外緣部25延伸出龜裂28。從圖中可看出，龜裂28朝向內側的伸展，會止於被改質區域17以及龜裂C切斷的切斷部17a。亦即，改質區域17以及龜裂C，可發揮制止龜裂28朝內側伸展的作用，而成為防止龜裂28從外緣部25朝有效區域26延伸的預防線。又從第13(a)圖可知，從表面觀察時，龜裂28容易沿著切斷部17a所存在的圓周方向延伸。亦即，改質區域17以及龜裂C，會讓龜裂28朝圓周方向積極地伸展。
又在本實施形態，如上述般，切斷預定線5的端部36是位於改質區域形成線15的外側，藉此，使切斷用改質區域7的端部位於改質區域17的外側。因此，在將加工對象物1切斷時，容易使切斷應力均等地施加於加工對象物1，而容易將加工對象物1切斷。
此外，在本實施形態，如上述般，將改質區域形成線15設定於外緣部25和有效區域26的邊界的外側，藉此使改質區域17形成於外緣部25和有效區域26的邊界的外側。如此，可充分地活用有效區域26。
又在本實施形態，如上述般，切斷用改質區域7並未露出於加工對象物1的表面3及背面21，因此可抑制來自切斷用改質區域7的粉塵產生。
又在本實施形態，是在外緣部25截面呈半弓形的加工對象物1，使切斷用改質區域7形成到達其側面，但並不侷限於此。例如，如第14(a)圖所示，在外緣部25截面呈矩形的加工對象物1b，使切斷用改質區域7形成到達其側面亦可。這時，外緣部25的角部，可能實施去角而呈錐狀。又如第14(b)圖所示，在外緣部25截面呈弓形的加工對象物1c，使切斷用改質區域7形成到達其側面亦可。再者，如第15(a)圖所示，使切斷用改質區域7形成未到達加工對象物1的側面亦可。又如第15(b)圖所示，使切斷用改質區域7形成未到達加工對象物1b的側面亦可。又如第15(c)圖所示，使切斷用改質區域7形成未到達加工對象物1c的側面亦可。再者，雖是從加工對象物1的表面3側照射雷射光L，但從背面21側照射雷射光L亦可。關於這幾點，在以下的實施形態也是同樣的。
其次說明本發明的第2實施形態之加工對象物切斷方法。
本實施形態的加工對象物切斷方法，與上述第1實施形態的不同點在於：取代複數個切斷預定線5(參照第10圖)，而如第16圖所示，將複數個切斷預定線5d設定於加工對象物1。切斷預定線5d的端部36d位於加工對象物1之改質區域形成線上。換言之，切斷預定線5d，是以未通過改質區域形成線15的方式和改質區域形成線15形成交叉。
在本實施形態也是，可發揮和上述效果同樣的效果，亦即可高精度地將加工對象物1切斷。
又在本實施形態，如上述般，切斷預定線5d的端部36d是位於改質區域形成線15上，因此切斷用改質區域7的端部是位於改質區域17上。因此，所必須的切斷應力變大，例如在搬運形成有改質區域17及切斷用改質區域7之切斷前的加工對象物1時，可防止加工對象物1不小心被切斷。如此，可防止切斷後的加工對象物1互相接觸而產生凹口，且能提昇加工對象物1之操作性。
其次說明本發明的第3實施形態之加工對象物切斷方法。
本實施形態的加工對象物切斷方法，與上述第1實施形態的不同點在於：取代複數個切斷預定線5(參照第10圖)，而如第17圖所示，將複數個切斷預定線5e設定於加工對象物1。切斷預定線5e的端部36e位於加工對象物1之改質區域形成線15的內側。換言之，切斷預定線5e，是設定成未和改質區域形成線15形成交叉。
在本實施形態也是，可發揮和上述效果同樣的效果，亦即可高精度地將加工對象物1切斷。
又在本實施形態，如上述般，切斷預定線5e的端部36e是位於改質區域形成線15的內側，因此切斷用改質區域7的端部是位於改質區域17的內側。因此，所必須的切斷應力變大，而和上述第2實施形態同樣的，可防止加工對象物1不小心被切斷。如此，可防止切斷後的加工對象物1互相接觸而產生凹口，且能提昇加工對象物1之操作性。
其次說明本發明的第4實施形態之加工對象物切斷方法。
本實施形態的加工對象物切斷方法，與上述第1實施形態的不同點在於：取代複數個切斷預定線5(參照第10圖)，而如第18圖所示，將複數個切斷預定線5f設定於加工對象物1。切斷預定線5f當中一部分的切斷預定線5fa，其端部36fa是位於加工對象物1之改質區域形成線15的外側。該切斷預定線5fa，從加工對象物1的表面3觀察，是以將改質區域形成線15分割成數等分(在此為4等分)的方式延伸。另一方面，切斷預定線5f當中其他的切斷預定線5fb，其端部36fb是位於加工對象物1之改質區域形成線15上。
在本實施形態也是，可發揮和上述效果同樣的效果，亦即可高精度地將加工對象物1切斷。
又在本實施形態，如上述般，切斷預定線5fa的端部36fa是位於改質區域形成線15的外側，因此，沿著該切斷預定線5fa之切斷用改質區域7的端部，是位於改質區域17的外側。如此，在將加工對象物1切斷時，容易使切斷應力均等地施加於加工對象物1，而容易將加工對象物1切斷。
另一方面，切斷預定線5fb的端部36fb是位於改質區域形成線15上，因此，沿著該切斷預定線5fb之切斷用改質區域7的端部是位於改質區域17上。因此，所必須的切斷應力變大，可防止加工對象物1不小心被切斷，而能防止切斷後的加工對象物1互相接觸而產生凹口，且能提昇加工對象物1之操作性。
其次說明本發明的第5實施形態之加工對象物切斷方法。
本實施形態的加工對象物切斷方法，與上述第1實施形態的不同點在於：取代複數個切斷預定線5(參照第10圖)，而如第19圖所示，將複數個切斷預定線5g設定於加工對象物1。
切斷預定線5g當中一部分的切斷預定線5ga，其端部36ga是位於加工對象物1之改質區域形成線15的外側。該切斷預定線5ga，是以將改質區域形成線15分割成數等分(在此為4等分)的方式延伸。另一方面，切斷預定線5g當中其他的切斷預定線5gb，其端部36gb是位於加工對象物1之改質區域形成線15的內側。
在本實施形態也是，可發揮和上述效果同樣的效果，亦即可高精度地將加工對象物1切斷。
又在本實施形態，如上述般，切斷預定線5ga的端部36ga是位於改質區域形成線15的外側，因此，沿著該切斷預定線5ga之切斷用改質區域7的端部，是位於改質區域17的外側。如此，在將加工對象物1切斷時，容易使切斷應力均等地施加於加工對象物1，而容易將加工對象物1切斷。
另一方面，切斷預定線5gb的端部36gb是位於改質區域形成線15的內側，因此，沿著該切斷預定線5gb之切斷用改質區域7的端部是位於改質區域17的內側。因此，所必須的切斷應力變大，可防止加工對象物1不小心被切斷，而能防止切斷後的加工對象物1互相接觸而產生凹口，且能提昇加工對象物1之操作性。
本發明並不侷限於上述實施形態。例如，在上述實施形態，是在加工對象物1之外緣部25和有效區域26的邊界35的外側形成改質區域17，但在邊界35上或是邊界35的內側形成改質區域17亦可。在此，由於外緣部25的厚度比有效區域26的厚度更薄，故龜裂容易從外緣部25產生。因此，若如上述般在邊界35上或是邊界35的內側形成改質區域17，可確實地抑制住在外緣部25產生的龜裂28朝內側的伸展。
又在上述實施形態，雖是在形成改質區域17後再形成斷用改質區域7，但在形成切斷用改質區域7後再形成改質區域17亦可。又在上述實施形態，雖是在形成有功能元件22的加工對象物1上形成改質區域17，但在形成改質區域7後再形成功能元件22亦可。此外，在將加工對象物1實施薄化前先形成改質區域17亦可。
又在上述實施形態，作為切斷起點區域雖是形成切斷用改質區域，但也可以是藉由雷射磨蝕(laser abrasion)、雷射劃線(scribe)、或是旋轉刀切割(blade dicing)等所形成的溝槽等。又上述實施形態的切斷用改質區域7，雖未露出於加工對象物1的表面3及背面21，但在至少一方是形成露出亦可。
又在上述實施形態，雖是在半導體材料構成的加工對象物1形成包含熔融處理區域之改質區域7，但也能在玻璃或壓電材料等的其他材料所構成的加工對象物的內部，形成裂痕區域、折射率變化區域等的其他的改質區域。又在上述實施形態的龜裂，也可以是裂痕及斷紋等的裂縫。
依據本發明，可高精度地切斷加工對象物。
1、1b、1c．．．加工對象物
3．．．表面
5、5d、5e、5f、5fa、5fb、5g、5ga、5gb．．．切斷預定線
7．．．切斷用改質區域(切斷起點區域)
15．．．改質區域形成線
17．．．改質區域
21．．．背面
25．．．外緣部
26．．．有效區域
35．．．邊界
E．．．外緣
L．．．雷射光
P．．．聚光點
第1圖係用來形成改質區域之雷射加工裝置的概略構造圖。
第2圖係作為改質區域的形成對象之加工對象物的俯視圖。
第3圖係沿著第2圖的加工對象物的III-III線的截面圖。
第4圖係顯示雷射加工後的加工對象物之俯視圖。
第5圖係沿著第4圖的加工對象物的V-V線的截面圖。
第6圖係沿著第4圖的加工對象物的VI-VI線的截面圖。
第7圖係雷射加工後的矽晶圓的切斷面的相片。
第8圖係顯示雷射光的波長和矽基板內部的透過率的關係。
第9圖係顯示雷射光的峰值功率密度和裂痕點大小的關係。
第10(a)(b)圖係顯示第1實施形態的加工對象物切斷方法的對象之加工對象物。
第11(a)~(c)圖係用來說明第1實施形態的加工對象物切斷方法之沿著第10圖的Xb-Xb線的概略截面圖。
第12(a)~(c)圖係接續於第11圖的圖式。
第13(a)(b)圖係顯示切斷後的加工對象物。
第14(a)(b)圖係用來說明第1實施形態的加工對象物切斷方法的其他例之對應於第11圖的概略截面圖。
第15(a)~(c)圖係用來說明第1實施形態的加工對象物切斷方法的其他例之對應於第11圖的概略截面圖。
第16圖係顯示第2實施形態的加工對象物切斷方法的對象之加工對象物。
第17圖係顯示第3實施形態的加工對象物切斷方法的對象之加工對象物。
第18圖係顯示第4實施形態的加工對象物切斷方法的對象之加工對象物。
第19圖係顯示第5實施形態的加工對象物切斷方法的對象之加工對象物。
1．．．加工對象物
3．．．表面
5．．．切斷預定線
15．．．改質區域形成線
21．．．背面
22．．．功能元件
25．．．外緣部
26．．．有效區域
35．．．邊界
36．．．切斷預定線的端部
E．．．外緣

Claims (11)

  1. 一種加工對象物切斷方法，係用來將板狀的加工對象物沿著複數個切斷預定線實施切斷的加工對象物切斷方法，其特徵在於：係包含：藉由以聚光點對準前述加工對象物的方式照射雷射光，以沿著在從前述加工對象物的外緣起算既定的距離內側且順沿前述外緣而設定之改質區域形成線，來在前述加工對象物形成改質區域的步驟；沿著前述切斷預定線在前述加工對象物形成切斷起點區域的步驟；以及以前述切斷起點區域為起點，沿著前述切斷預定線將前述加工對象物切斷的步驟；前述加工對象物呈圓板狀，前述改質區域形成線，是沿著前述加工對象物而外緣而呈環狀；前述改質區域，是一邊對前述加工對象物照射由射光一邊對於前述加工對象物使雷射光相對移動，藉此在前述加工對象物的內部形成環狀的前述改質區域；在前述改質區域形成線的內側，將前述複數個切斷預定線設定成格子狀。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之加工對象物切斷方法，其中，前述切斷起點區域的端部，係位於前述加工對象物之前述改質區域的外側。
  3. 如申請專利範圍第1項記載之加工對象物切斷方法 ，其中，前述切斷起點區域的端部，係位於前述加工對象物之前述改質區域上或是前述改質區域的內側。
  4. 如申請專利範圍第1項記載之加工對象物切斷方法，其中，前述加工對象物係具備外緣部和位於該外緣部的內側之有效區域，前述改質區域是形成於前述加工對象物的前述外緣部和前述有效區域的邊界的外側。
  5. 如申請專利範圍第2項記載之加工對象物切斷方法，其中，前述加工對象物係具備外緣部和位於該外緣部的內側之有效區域，前述改質區域是形成於前述加工對象物的前述外緣部和前述有效區域的邊界的外側。
  6. 如申請專利範圍第3項記載之加工對象物切斷方法，其中，前述加工對象物係具備外緣部和位於該外緣部的內側之有效區域，前述改質區域是形成於前述加工對象物的前述外緣部和前述有效區域的邊界的外側。
  7. 如申請專利範圍第1項記載之加工對象物切斷方法，其中，前述加工對象物係具備外緣部和位於該外緣部的內側之有效區域，前述改質區域是形成於前述加工對象物的前述外緣部和前述有效區域的邊界上或是該邊界的內側。
  8. 如申請專利範圍第2項記載之加工對象物切斷方法，其中，前述加工對象物係具備外緣部和位於該外緣部的 內側之有效區域，前述改質區域是形成於前述加工對象物的前述外緣部和前述有效區域的邊界上或是該邊界的內側。
  9. 如申請專利範圍第3項記載之加工對象物切斷方法，其中，前述加工對象物係具備外緣部和位於該外緣部的內側之有效區域，前述改質區域是形成於前述加工對象物的前述外緣部和前述有效區域的邊界上或是該邊界的內側。
  10. 如申請專利範圍第1項記載之加工對象物切斷方法，其中，前述切斷起點區域，係以聚光點對準前述加工對象物的方式照射雷射光而形成的切斷用改質區域。
  11. 如申請專利範圍第10項記載之加工對象物切斷方法，其中，前述切斷用改質區域，並未露出於前述加工對象物的表面及背面。
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