TWI542431B - Processing object cutting method - Google Patents

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TWI542431B
TWI542431B TW099103325A TW99103325A TWI542431B TW I542431 B TWI542431 B TW I542431B TW 099103325 A TW099103325 A TW 099103325A TW 99103325 A TW99103325 A TW 99103325A TW I542431 B TWI542431 B TW I542431B
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Takeshi Sakamoto
Aiko Nakagawa
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Hamamatsu Photonics Kk
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Description

加工對象物切斷方法
本發明係關於一種沿著切斷預定線切斷具備矽基板的板狀之加工對象物用的加工對象物切斷方法。
作為習知的上述技術領域之加工對象物切斷方法，為人週知者有藉由對具備矽基板的板狀之加工對象物，照射例如波長1300nm的雷射光，並沿著加工對象物之切斷預定線，將成為切斷之起點的改質區域形成於矽基板者(例如，參照專利文獻1)。
[專利文獻]
(專利文獻1)日本特開2006-108459號公報
波長1300nm之雷射光，由於在矽基板的穿透率比起例如波長1064nm之雷射光還高，所以當使用波長1300nm之雷射光時，即使位於距離矽基板之雷射光入射面還深的位置，仍可形成較大的改質區域。因此，在沿著切斷預定線而在矽基板之厚度方向形成複數排改質區域以切斷加工對象物時，可減少該改質區域的排數，而可謀求作業時間(tact time)的縮短化。
但是，當使用波長1300nm之雷射光時，會形成較大的改質區域，另一方面，當在矽基板之厚度方向形成複數排改質區域時，會有龜裂在矽基板之厚度方向連續地進行，且因龜裂在加工對象物之主面上蛇行等而降低加工對象物之切斷精度之虞。
本發明係有鑑於此種情事而開發完成者，其目的在於提供一種可減少沿著切斷預定線而形成於矽基板之厚度方向的改質區域之排數，並且可沿著切斷預定線精度佳地切斷具備矽基板的板狀之加工對象物的加工對象物切斷方法。
為了達成上述目的，本發明的加工對象物切斷方法，係一種藉由對具備矽基板的板狀之加工對象物照射雷射光，而沿著加工對象物之切斷預定線在矽基板形成改質區域，且以改質區域為切斷起點而沿著切斷預定線切斷加工對象物的加工對象物切斷方法，其特徵在於，包含：藉由形成第1改質區域作為改質區域，使第1龜裂沿著切斷預定線從第1改質區域朝加工對象物之一方的主面產生，且相對於第1改質區域而在加工對象物之另一方的主面側，為了使非改質區域夾介存在於與第1改質區域之間，而藉由形成第2改質區域作為改質區域，以不與非改質區域中之第1龜裂連繫的方式，使第2龜裂沿著切斷預定線從第2改質區域朝另一方之主面產生的步驟；以及在加工對象物使應力產生，藉此連繫第1龜裂與第2龜裂，以沿著切斷預定線切斷加工對象物的步驟。
在該加工對象物切斷方法中，係在使非改質區域夾介存在於第1改質區域與第2改質區域之間的狀態下，使第1龜裂從第1改質區域朝加工對象物之一方的主面產生，且使第2龜裂從第2改質區域朝加工對象物之另一方的主面產生。藉此，在矽基板之厚度方向形成複數排改質區域時，即使為了減少該改質區域之排數而使用波長比1064nm還長的雷射光，也可防止龜裂在矽基板之厚度方向連續地進行。然後，在該加工對象物切斷方法中，係藉由在加工對象物使應力產生，而連繫第1龜裂與第2龜裂以切斷加工對象物。藉此，防止加工對象物之主面的龜裂蛇行等，而可沿著切斷預定線精度佳地切斷加工對象物。如以上所述，依據該加工對象物切斷方法，可減少沿著切斷預定線而形成於矽基板之厚度方向的改質區域之排數，並且可沿著切斷預定線精度佳地切斷具備矽基板的板狀之加工對象物。
又，較佳為，以在沿著切斷預定線經切斷的加工對象物之一對切斷面中之其中一方切斷面的非改質區域，形成有朝向與矽基板之厚度方向正交的方向延伸之凸部，且在另一方切斷面之非改質區域，形成有對應於凸部的凹部之方式，形成第1改質區域及第2改質區域。當如此地形成第1改質區域及第2改質區域時，可更確實地防止龜裂在矽基板之厚度方向連續地進行，並且可連繫第1龜裂與第2龜裂，而沿著切斷預定線精度佳地切斷加工對象物。
此時，較佳為，將矽基板之主面當作(100)面，並以切斷面成為(110)面，且形成凸部及凹部的面成為(111)面的方式，形成第1改質區域及第2改質區域。當藉由如此地形成第1改質區域及第2改質區域，而沿著切斷預定線切斷加工對象物時，可抑制凸部的高度及凹部的深度，而獲得更平滑的切斷面。
更且，較佳為，以凸部之高度成為2μm至6μm，且矽基板之厚度方向中的凸部之寬度成為6μm至17μm的方式，形成第1改質區域及第2改質區域。當藉由如此地形成第1改質區域及第2改質區域，而沿著切斷預定線切斷加工對象物時，不僅可防止加工對象物之主面的龜裂蛇行等，還可防止破裂殘留。
又，較佳為，沿著切斷預定線而在矽基板之厚度方向形成複數排的第1改質區域，或沿著切斷預定線而在矽基板之厚度方向形成複數排的第2改質區域。藉此，可按照矽基板之厚度而調整矽基板之厚度方向的第1龜裂、第2龜裂及非改質區域之寬度。
又，有時改質區域係包含熔融處理區域，該熔融處理區域為從單晶結構經變化至非晶質結構的區域、從單晶結構經變化至多晶結構的區域、或從單晶結構經變化至包含非晶質結構及多晶結構之結構的區域，而非改質區域為單晶結構之區域。
又，較佳為，雷射光之波長為1080nm以上。此情況下，由於矽基板的穿透率變高，所以可加大因雷射光之照射所形成的第1改質區域或第2改質區域，而更確實地減少形成於矽基板之厚度方向的改質區域之排數。
又，較佳為，以矽基板之厚度方向中的非改質區域之寬度成為矽基板之厚度的10%至30%的方式，形成第1改質區域及第2改質區域。當如此地形成第1改質區域及第2改質區域，而沿著切斷預定線切斷加工對象物時，可防止加工對象物之主面的龜裂蛇行或破裂殘留，而可沿著切斷預定線精度佳且確實地切斷加工對象物。
又，較佳為，在形成第1改質區域之後且形成第2改質區域之前，在夾介存在於第1改質區域與第2改質區域之間的非改質區域，形成第3改質區域作為改質區域時，根據包含品質圖案的調變圖案以空間光線調變器來調變雷射光，該品質圖案具有：朝向與切斷預定線交叉之方向延伸的第1亮度區域；以及在切斷預定線之延伸方向而與第1亮度區域之兩側鄰接的第2亮度區域。藉由如此地形成第3改質區域，即使為了減少改質區域之排數而使用波長比1064nm還長的雷射光，也可防止在加工對象物之厚度方向形成複數排改質區域時龜裂在加工對象物之厚度方向連續地進行。而且，當在加工對象物使應力產生時，比起並未形成有第3改質區域的情況，由於以改質區域為起點而產生的龜裂容易在加工對象物之厚度方向伸展，所以可沿著切斷預定線精度佳地切斷加工對象物。
又，較佳為，在形成第3改質區域時，調變圖案係包含：品質圖案；及個體差校正圖案，其係用以校正在雷射加工裝置產生的個體差；以及球面像差校正圖案，其係用以校正按照從加工對象物之材料及加工對象物之雷射光入射面至雷射光之聚光點為止的距離而產生的球面像差，在形成第1改質區域及第2改質區域時，根據包含個體差校正圖案及球面像差校正圖案的調變圖案，以空間光線調變器來調變雷射光。此情況下，由於第1改質區域、第2改質區域及第3改質區域之各個區域容易產生龜裂，所以可更確實地減少沿著切斷預定線而形成於加工對象物之厚度方向的改質區域之排數。
依據本發明，可減少沿著切斷預定線而形成於加工對象物之厚度方向的改質區域之排數，並且可沿著切斷預定線精度佳地切斷具備矽基板的板狀之加工對象物。
以下，針對本發明之較佳實施形態，參照圖式加以詳細說明。另外，各圖中係在相同或相當部分附記相同元件符號，且省略重複說明。
在本實施形態之加工對象物切斷方法中，係藉由將聚光點合而為一照射雷射光至板狀之加工對象物，而沿著切斷預定線在加工對象物形成改質區域。因此，首先針對本實施形態之加工對象物切斷方法中的改質區域之形成，參照第1圖至第9圖加以說明。
如第1圖所示，雷射加工裝置100，係具備：雷射光源101，其係對雷射光(加工用雷射光)L進行脈波振盪；及二向分光鏡(dichroic mirror)103，其係以改變90度之方式配置雷射光L之光軸方向；以及聚光用透鏡105，其係用以對雷射光L進行聚光。又，雷射加工裝置100，係具備：支撐台107，其係用以支撐照射有經聚光用透鏡105所聚光之雷射光L的加工對象物1；及載物台(stage)111，其係用以使支撐台107朝X、Y、Z軸方向移動；及雷射光源控制部102，其係為了調節雷射光L之輸出或脈寬等而控制雷射光源101；以及載物台控制部115，其係控制載物台111之移動。
在該雷射加工裝置100中，從雷射光源101射出的雷射光L，係藉由二向分光鏡103將其光軸的方向改變90度，且藉由聚光透鏡105聚光至被載置於支撐台107上的加工對象物1之內部。與此同時，載物台111會移動，且加工對象物1會對雷射光L沿著切斷預定線5相對移動。藉此，成為切斷起點的改質區域會沿著切斷預定線5而形成於加工對象物1。以下，針對該改質區域加以詳細說明。
如第2圖所示，在板狀之加工對象物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為延伸成直線狀的假想線。在加工對象物1之內部形成改質區域時，如第3圖所示，在將聚光點P合而為一於加工對象物1之內部的狀態下，使雷射光L沿著切斷預定線5(亦即，第2圖之箭頭A方向)相對地移動。藉此，如第4圖至第6圖所示，改質區域7會沿著切斷預定線5而形成於加工對象物1之內部，且沿著切斷預定線5而形成的改質區域7會成為切斷起點區域8。
另外，所謂聚光點P，係指雷射光L聚光之處。又，切斷預定線5，並不限於直線狀也可為曲線狀，且不限於假想線也可為實際上拉在加工對象物1之表面3的線。又，改質區域7，有連續形成的情況，也有斷斷續續形成的情況。又，改質區域7係只要至少形成於加工對象物1之內部即可。又，有將改質區域7當作起點而形成龜裂的情況，而龜裂及改質區域7也可露出於加工對象物1之外表面(表面、背面、或是外周面)。
在此，雷射光L在穿透加工對象物1的同時會在加工對象物1之內部的聚光點附近特別被吸收，藉此可在加工對象物1形成改質區域7(內部吸收型雷射加工)。因而，由於雷射光L在加工對象物1之表面3幾乎不被吸收，所以加工對象物1之表面3不會熔融。一般而言，在從表面3被熔融且被去除而形成孔或溝槽等的去除部時，加工區域係從表面3側慢慢地朝背面側進行(表面吸收型雷射加工)。
然而，以本實施形態之加工對象物切斷方法所形成的改質區域，係指密度、折射率、機械強度或其他的物理特性成為與周圍不同之狀態的區域。例如，有(1)熔融處理區域、(2)裂痕(crack)區域、絕緣破壞區域、(3)折射率變化區域等，且也有混合此等區域而成的區域。
本實施形態之加工對象物切斷方法的改質區域，係藉由雷射光之局部的吸收或多光子吸收之現象而形成。所謂多光子吸收，係指由於當光子能量hν比材料吸收帶隙EG還小時在光學上會變成透明，所以在材料上發生吸收的條件為hν＞EG，但是在光學上即使是透明，當將雷射光L之強度增加非常大時也會因為nhν＞EG之條件(n=2、3、4、…)而在材料上發生吸收的現象。依多光子吸收而進行熔融處理區域之形成，例如已記載於日本熔接學會全國大會演講概要第66集(2000年4月)之第72頁至第73頁的「依漠秒(picosecond)脈波雷射對矽進行之加工特性評估」。
又，如D. Du,X. Liu,G. Korn,J. Squier,and G. Mourou,於Appl Phys Lett64(23),Jun. 6,1994中所記載「雷射以脈寬7奈秒至150飛秒衝擊離子化於二氧化矽來誘發破壞」般，也可利用藉由利用脈寬從數漠秒至飛秒(femtosecond)之超短脈波雷射光而形成的改質區域。
(1)改質區域包含熔融處理區域的情況
將聚光點合而為一於加工對象物(例如如矽的半導體材料)之內部，並以聚光點中的電場強度為1×108(W/cm2)以上且脈寬為1μs以下之條件照射雷射光L。藉此，在聚光點附近吸收雷射光L並局部加熱加工對象物之內部，且藉由該加熱在加工對象物之內部形成有熔融處理區域。
所謂熔融處理區域，係指一旦熔融後再固化的區域、剛呈熔融狀態的區域、或從熔融狀態再固化的狀態之區域，也可指經相變化的區域或結晶結構經變化的區域。又，所謂熔融處理區域也可指在單晶結構、非晶質結構、多晶結構中，某一結構經變化至其他結構的區域。換句話說，例如係指從單晶結構經變化至非晶質結構的區域、從單晶結構經變化至多晶結構的區域、從單晶結構經變化至包含非晶質結構及多晶結構之結構的區域。在加工對象物為單晶矽結構的情況，熔融處理區域就是例如非晶矽結構。
第7圖係顯示照射有雷射光之矽晶圓(半導體基板)之一部分的剖面照片之示意圖。如第7圖所示，在半導體基板11之內部形成有熔融處理區域13。
針對在對所入射的雷射光之波長具有穿透性之材料內部形成有熔融處理區域13之情況加以說明。第8圖係顯示雷射光之波長與矽基板之內部穿透率的關係之曲線圖。但是，去除矽基板之表面側與背面側各自的反射成分，而只顯示內部的穿透率。針對矽基板之厚度為50μm、100μm、200μm、500μm、1000μm的各個而顯示上述關係。
例如，在Nd：YAG雷射之波長1064nm中，當矽基板之厚度為500μm以下時，可明白在矽基板之內部雷射光L穿透80%以上。由於第7圖所示的半導體基板11之厚度為350μm，所以熔融處理區域13係形成於半導體基板11之中心附近，即形成於離表面距離175μm的部分。當以厚度200μm之矽晶圓為參考時，由於此情況的穿透率為90%以上，所以雷射光L在半導體基板11之內部只有些微被吸收，而大部分則會穿透。但是，藉由以1×108(W/cm2)以上且脈寬為1μs以下的條件將雷射光L聚光在矽晶圓內部而在聚光點與其附近局部的雷收光被吸收且熔融處理區域13形成於半導體基板11之內部。
另外，在矽晶圓，有以熔融處理區域為起點而發生龜裂的情況。又，有內含於熔融處理區域並在此形成龜裂的情況，在此情況下，該龜裂係形成及於熔融處理區域之全面上，或只有形成於一部分或形成於複數個部分。更且，也有自然成長的情況，也有藉由在矽晶圓施力而成長的情況。在龜裂從熔融處理區域自然成長的情況時，也有從熔融處理區域經熔融的狀態開始成長的情況、以及從熔融處理區域經熔融的狀態再固化時才成長的情況中之一種情況。但是，無論是哪一種情況熔融處理區域皆會形成於矽晶圓之內部，且在切斷面中，如第7圖所示，在內部形成有熔融處理區域。
(2)改質區域包含裂痕區域的情況
將聚光點合而為一於加工對象物(例如由玻璃或LiTaO3所構成的壓電材料)之內部，以聚光點之電場強度為1×108(W/cm2)以上且脈寬為1μs以下的條件照射雷射光L。該脈寬的大小，係在加工對象物之內部吸收有雷射光L並形成裂痕區域的條件。藉此，在加工對象物之內部發生所謂光學損傷的現象。因該光學損傷而會在加工對象物之內部引發熱畸變，且因此而在加工對象物之內部，形成有包含1個或複數個裂痕的裂痕區域。裂痕區域也可稱為絕緣破壞區域。
第9圖係電場強度與裂痕之大小的關係之實驗結果的曲線圖。橫軸為峰值功率密度，由於雷射光L為脈波雷射光所以電場強度可以峰值功率密度來表示。縱軸係顯示依1脈波之雷射光L而形成於加工對象物之內部的裂痕部分(裂痕點)之大小。裂痕點集中而成為裂痕區域。裂痕點之大小，係裂痕點之形狀中成為最大長度的部分之大小。以曲線圖中之黑圈所示的數據係聚光用透鏡(C)之倍率為100倍、開口數(NA)為0.80的情況。另一方面，以曲線圖中之白圈所示的數據係聚光用透鏡(C)之倍率為50倍、開口數(NA)為0.55的情況。可明白從峰值功率密度為1011(W/cm2)左右開始會在加工對象物之內部發生裂痕點，且隨著峰值功率密度變大裂痕點也會變大。
(3)改質區域包含折射率變化區域的情況
將聚光點合而為一於加工對象物(例如玻璃)之內部，以聚光點之電場強度為1×108(W/cm2)以上且脈寬為1ns以下的條件照射雷射光L。如此，當在脈寬極短的狀態下在加工對象物之內部吸收有雷射光L時，該能量就不會轉化成熱能量，而會在加工對象物之內部引發離子價數變化、結晶化或分極配向等之永續的結構變化，且形成折射率變化區域。
另外，所謂改質區域，係指包含熔融處理區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域或此等所混合而成的區域，並在該材料中改質區域之密度與非改質區域之密度相較而經變化的區域，或形成有晶格缺陷的區域。也可歸納此等而稱為高密度轉移區域。
又，熔融處理區域或折射率變化區域、改質區域之密度與非改質區域之密度相較而經變化的區域、形成有晶格缺陷的區域，更有在此等區域之內部或改質區域與非改質區域之界面內含龜裂(破裂、微裂痕)的情況。內含的龜裂有遍及於改質區域之內部的情況或只形成於一部分或形成於複數個部分的情況。
順便一提，考慮加工對象物之結晶結構或其劈開性等，且只要將改質區域形成如下，就可精度佳地切斷加工對象物。
又，只要沿著與上述之應形成改質區域的方向(例如，沿著單晶矽基板之(111)面的方向)、或是應形成改質區域的方向之方向正交的方向而在基板形成定向平面(orientation flat)，藉由以該定向平面為基準，即可將改質區域既容易又正確地形成於基板。
其次，針對本實施形態之加工對象物切斷方法加以說明。
[第1實施形態]
第10圖係可供第1實施形態之加工對象物切斷方法適用的加工對象物之俯視圖；第11圖係沿著第10圖之加工對象物之切斷預定線的局部剖視圖。如第10圖及第11圖所示，板狀之加工對象物1係具備矽基板12。在加工對象物1之表面(即矽基板12之表面)12a，係包含複數個功能元件而形成有功能元件層(未圖示)。
矽基板12係採用單晶結構，且以表面12a當作(100)面，而與定向平面6平行的面則成為(110)面。功能元件，例如為依結晶成長而形成的半導體動作層、光電二極體等的受光元件、雷射二極體等的發光元件、或是形成作為電路的電路元件等，且在與矽基板12之定向平面6平行的方向及垂直的方向形成多數個為矩陣狀。
對以上所構成的加工對象物1，可適用第1實施形態之加工對象物切斷方法。
首先，如第11圖所示，在加工對象物1之表面12a貼附發脹膠帶(expanded tape)23。接著，將加工對象物1之背面(即矽基板12之背面)12b當作上側而將加工對象物1固定於雷射加工裝置之支撐台(未圖示)上。然後，如第10圖所示，將通過相鄰的功能元件間之切斷預定線5，以格子狀設定於與定向平面6垂直的方向及平行的方向。
接著，如第12圖所示，將加工對象物1之背面12b當作雷射光入射面並將聚光點P合而為一於矽基板12之內部而照射雷射光L，且藉由支撐台之移動，沿著以格子狀設定於與定向平面6垂直的方向及平行的方向之各切斷預定線5使聚光點P相對地移動。雖然將沿著該各切斷預定線5的聚光點P之相對的移動對1條切斷預定線5進行複數次，但是藉由每次改變離將聚光點P合而為一的位置之背面12b的距離，以從表面12a側依序對1條切斷預定線5將複數排的改質區域7逐排形成於矽基板12之內部。
另外，雷射光L之波長較佳為1080nm以上。當使用波長1080nm以上的雷射光L時，由於矽基板12之穿透率變高，所以會增大依雷射光L之照射而形成的改質區域7，而可減少形成於矽基板12之厚度方向的改質區域7之排數，且可謀求作業時間之縮短化。
較佳為，雷射光L之波長，係相對於矽基板12之厚度已去除矽基板12之表面12a及背面12b之各個反射成分後的內部之穿透率成為90%以上的波長為宜。在切割裝置中，搭載複數台相應於晶圓之厚度的雷射光源非為現實，且未存在如本發明可進行精密加工且按照晶圓之厚度而可改變波長的雷射光源。又，在切割裝置中，被要求可切斷從較薄的晶圓至較厚的晶圓之所有厚度的晶圓。因而，較佳為以較厚的晶圓為基準且穿透率成為90%以上的波長之雷射光源。作為假定之較厚的晶圓由於可考慮300μm以上的厚度，所以較佳為將300μm厚度之矽晶圓的穿透率約為90%且波長為1080nm以上的雷射光、進而晶圓之厚度若為500μm則波長為1100nm以上的雷射應用於切割裝置。
在此，針對沿著與定向平面6平行的切斷預定線5之改質區域7的形成，作更詳細說明。如第12圖所示，首先，依從表面12a側之順序，對1條切斷預定線5將複數排(在此為4排)之改質區域(第1改質區域)7a逐排形成於矽基板12之內部，藉此，使龜裂(第1龜裂)17a沿著切斷預定線5從改質區域7a朝加工對象物1之表面12a產生。接著，相對於改質區域7a而在加工對象物1之背面12b側，以非改質區域2夾介存在於與改質區域7a之間的方式，對1條切斷預定線5將複數排(在此為2排)之改質區域(第2改質區域)7b逐排形成於矽基板12之內部，藉此，以不與非改質區域2中之龜裂17a連繫的方式，使龜裂(第2龜裂)17b沿著切斷預定線5從改質區域7b朝加工對象物1之背面12b產生。此時，龜裂17a與龜裂17b，係在非改質區域2中不連繫。亦即，切斷並未完成，加工對象物1並未沿著切斷預定線5而被完全切斷。
另外，非改質區域2為單晶結構之區域。相對於此，改質區域7a、7b，係包含從單晶結構經變化至非晶質結構的區域、從單晶結構經變化至多晶結構的區域、或從單晶結構經變化至包含非晶質結構及多晶結構的結構之區域的熔融處理區域。
接續於改質區域7之形成，如第13圖所示，使發脹膠帶23擴展。隨著發脹膠帶之擴展，使力朝擴展方向作用於加工對象物1，且以改質區域7為起點將加工對象物1切斷成晶片狀，而可獲得多數個具有1個功能元件的半導體晶片25。此時，由於發脹膠帶23處於被擴展後的狀態，所以各半導體晶片25會彼此間離。
在此，在與定向平面6平行的切斷預定線5中，如第13圖所示，藉由使發脹膠帶23擴展以在加工對象物1使應力產生，而連繫非改質區域22中的龜裂17a與龜裂17b，並沿著切斷預定線5將加工對象物1切斷成半導體晶片25。此時，在沿著切斷預定線5而被切斷的加工對象物1之一對切斷面12c、12c中之一方切斷面12c的非改質區域2，係形成有朝向與矽基板12之厚度方向大致正交的方向延伸之凸部18，而在另一方切斷面12c之非改質區域2，係形成有與凸部18具有互補關係的凹部19。
另外，如上所述，由於矽基板12之表面12a為(100)面，而與定向平面6平行的面為(110)面，所以在與定向平面6平行的切斷預定線5中，切斷面12c係成為(110)面。此時，凸部18及凹部19係分別形成剖面V字狀，而形成凸部18及凹部19的斜面係成為(111)面。另外，形成於改質區域7與表面12a(或是背面12b)之間的龜裂係形成於與結晶面不同的方向，且在改質區域7與改質區域7之間的非改質區域2之一部分晶圓可藉由在沿著結晶面的方向發生破裂(劈開)而切斷。
如以上說明般，在第1實施形態之加工對象物切斷方法中，在使非改質區域2夾介存在於改質區域7a與改質區域7b之間的狀態下，使龜裂17a從改質區域7a朝加工對象物1之表面12a產生，且使龜裂17b從改質區域7b朝加工對象物1之背面12b產生。藉此，當在矽基板12之厚度方向形成複數排改質區域7時，即使為了減少該改質區域7之排數而使用波長1064nm以上的雷射光L，也可防止龜裂在矽基板12之厚度方向連續地進行。然後，在第1實施形態之加工對象物切斷方法中，藉由在加工對象物1使應力產生，於非改質區域2中使龜裂17a與龜裂17b連繫而切斷加工對象物1。藉此，可防止加工對象物1之背面12b的龜裂蛇行等，並可沿著切斷預定線5精度佳地切斷加工對象物1。如以上所述，依據第1實施形態之加工對象物切斷方法，可減少沿著切斷預定線5而形成於矽基板12之厚度方向的改質區域7之排數，並且可沿著切斷預定線5精度佳地切斷具備矽基板12的板狀之加工對象物1。
又，在第1實施形態之加工對象物切斷方法中，係以在沿著切斷預定線5而經切斷的加工對象物1之一對切斷面12c、12c中之一方切斷面12c的非改質區域2，形成有朝向與矽基板12之厚度方向大致正交的方向延伸之凸部18，且在另一方切斷面12c之非改質區域2，形成有對應於凸部18的凹部19之方式，形成改質區域7a、7b。同時，在第1實施形態之加工對象物切斷方法中，係將矽基板12之表面12a當作(100)面，並以切斷面12c成為(110)面，且形成凸部18及凹部19的面成為(111)面之方式，形成改質區域7a、7b。藉由如此地形成改質區域7a、7b，不僅可沿著切斷預定線5精度佳地切斷加工對象物1，還可在沿著切斷預定線5切斷加工對象物1時，抑制凸部18之高度及凹部19之深度，獲得平滑的切斷面12b。
另外，凸部18及凹部19，較佳為只形成於夾介存在於切斷面12c中之改質區域7a與改質區域7b之間的非改質區域2。例如，在矽基板12之厚度方向相鄰的改質區域7a、7a之間或相鄰的改質區域7b、7b之間形成有凸部18或凹部19，係在切斷精度降低之點為不佳。又，在加工對象物1之表面12a與改質區域7a之間或加工對象物1之背面12b與改質區域7b之間形成有凸部18或凹部19，係以發生碎屑(chipping)或裂開(cracking)之點不佳。
其次，針對本發明之加工對象物切斷方法的實施例加以說明。
第14圖係顯示以6排的改質區域為起點經切斷厚度625μm之矽基板時的矽基板之切斷面照片的示意圖。如第14圖所示，在矽基板12之切斷面12c，係以沿著切斷預定線而並排於矽基板12之厚度方向的方式，形成有使龜裂在矽基板12之表面12a產生的改質區域7a1~7a4、以及使龜裂在矽基板12之背面12b產生的改質區域7b5、7b6。又，在切斷面12c中的改質區域7a4與改質區域7b5之間的非改質區域2，係形成凸部18。另外，表面12a為(100)面，且切斷面12c為(110)面，此時，形成凸部18的面便成為(111)面。
在形成各改質區域7a1~7a4、7b5、7b6時，係將矽基板12之背面12b當作雷射入射面，使波長1342nm之雷射光L以脈寬90ns、頻率90kHz進行脈波振盪，且對矽基板12使雷射光L之聚光點P沿著切斷預定線以加工速度340mm/s相對地移動。藉此，依1脈波之雷射光L的照射而形成的改質點間之距離(加工間距)係成為3.78μm。其他條件如表1所示。另外，表1中，聚光點位置，係從作為雷射光入射面的矽基板12之背面12b，至雷射光L之聚光點P合而為一之位置為止的距離；而改質區域之寬度係矽基板12之厚度方向的改質區域之寬度的平均值(即使在後述的表3及4也是相同)。
依據此實施例，如第15圖所示，在相對向的一對切斷面12c、12c產生的蛇行在背面12b中收納於最大3μm左右，可維持矽基板12之切斷精度。又，藉由在切斷面12c之非改質區域2形成有凸部18(或是凹部19)，可提高藉由切斷矽基板12而得的晶片之抗折強度。
相對於此，如第16圖(a)所示，當沿著切斷預定線在矽基板12之厚度方向形成7排的改質區域7時，如第16圖(b)所示，在相對向的一對切斷面12c、12c產生的蛇行在背面12b成為最大20μm左右，且矽基板12之切斷精度降低。
此係因藉由波長1342nm之雷射光L的使用，改質區域7會變大，另一方面，在矽基板12之厚度方向形成7排的改質區域7時，龜裂會從矽基板12之表面12a朝背面12b連續地進行之故(亦即，如上述的實施例般，因在非改質區域2中之龜裂17a與龜裂17b之連繫未被切斷之故)。然後，當龜裂從矽基板12之表面12a朝背面12b連續地進行時，如第16圖(a)所示，在形成最接近背面12b之最後的改質區域7時，會發生難以控制方向性的破裂之扭曲背斜頂部(twist huckle)TH，且該扭曲背斜頂部TH到達背面12b，使切斷面12c之蛇行在背面12b變大。另外，當切斷面12c之蛇行在背面12b變大時，也會發生來自切斷面12c之微粒子產生量變多的問題。
第17圖係與第14圖之切斷面大致正交的切斷面之形成於非改質區域的凸部及凹部之照片的示意圖。如第17圖所示，在矽基板12之一對切斷面12c、12c中之一方切斷面12c的非改質區域2，係形成有朝向與矽基板12之厚度方向大致正交的方向延伸之剖面V字狀的凸部18，而在另一方切斷面12c之非改質區域，係形成有與凸部18具有互補關係之剖面V字狀的凹部19。
第18圖係顯示第17圖之凸部的示意圖。如第18圖所示，當將凸部18之高度設為X，將矽基板12之厚度方向的凸部18之寬度設為Y時，可獲得表2所示的結果。另外，形成凸部18的斜面((111)面)相對於切斷面12c((110)面)而成的角度為35.3度。
如表2所示，在#1的情況時，在切斷面12c產生的蛇行在背面12b成為最大20μm左右，就切斷精度而言獲得不良的結果。又，在#5及#6的情況時，由於切斷面12c的凹凸超過8μm，所以就切斷精度而言獲得不良的結果。更且，在#6的情況時，發生了破裂殘留(矽基板12沿著被設定成格子狀之所有的切斷預定線未被完全切斷的現象)。
相對於此等，在#2~#4的情況時，就切斷精度而言可獲得良好的結果，並且也沒有發生破裂殘留。因而，較佳為，以凸部18之高度成為2μm~6μm，矽基板12之厚度方向的凸部18之寬度成為6μm~17μm的方式，形成改質區域7a、7b。藉由如此地形成改質區域7a、7b，當沿著切斷預定線切斷矽基板12時，不僅可防止矽基板12之背面12b的龜裂蛇行等，還可防止破裂殘留。
第19圖係顯示以3排的改質區域為起點而經切斷厚度300μm之矽基板時的矽基板之切斷面照片的示意圖。如第19圖所示，在矽基板12之切斷面12c，以沿著切斷預定線並排於矽基板12之厚度方向的方式，形成有使龜裂在矽基板12之表面12a產生的改質區域7a1、以及使龜裂在矽基板12之背面12b產生的改質區域7b2、7b3。又，在切斷面12c中之改質區域7a1與改質區域7b2之間的非改質區域2，係形成有凸部18。另外，表面12a為(100)面，切斷面12c為(110)面，此時，形成凸部18的面成為(111)面。
在形成各改質區域7a1、7b2、7b3時，將矽基板12之背面12b當作雷射光入射面，使波長1342nm之雷射光L以脈寬90ns、頻率90kHz進行脈波振盪，且對矽基板12使雷射光L之聚光點P沿著切斷預定線以加工速度340mm/s相對地移動。藉此，依1脈波之雷射光L的照射而形成的改質點間之距離(加工間距)係成為3.78μm。其他條件如表3所示。
又，第20圖係顯示以3排的改質區域為起點而經切斷厚度200μm之矽基板時的矽基板之切斷面照片的示意圖。如第20圖所示，在矽基板12之切斷面12c，以沿著切斷預定線並排於矽基板12之厚度方向的方式，形成有使龜裂在矽基板12之表面12a產生的改質區域7a1、以及使龜裂在矽基板12之背面12b產生的改質區域7b2、7b3。又，在切斷面12c中之改質區域7a1與改質區域7b2之間的非改質區域2，係形成有凸部18。另外，表面12a為(100)面，切斷面12c為(110)面，此時，形成凸部18的面成為(111)面。
在形成各改質區域7a1、7b2、7b3時，將矽基板12之背面12b當作雷射光入射面，使波長1342nm之雷射光L以脈寬90ns、頻率90kHz進行脈波振盪，且對矽基板12使雷射光L之聚光點P沿著切斷預定線以加工速度340mm/s相對地移動。藉此，依1脈波之雷射光L的照射而形成的改質點間之距離(加工間距)係成為3.78μm。其他條件如表4所示。
依據此等的實施例，切斷非改質區域中之龜裂17a與龜裂17b之連繫，就可沿著切斷預定線切斷性佳地切斷矽基板12。
如在以上之實施例中所說明般，為了減少形成於矽基板12之厚度方向的改質區域7之排數而使用波長1064nm以上的雷射光L時，為了沿著切斷預定線切斷性佳地切斷矽基板12，重要的是切斷非改質區域2中之龜裂17a與龜裂17b之連繫。將用以形成如此的非改質區域2之條件顯示於表5。另外，表5中，非改質區域之寬度，係矽基板12之厚度方向中的非改質區域2之寬度(即使龜裂在矽基板12之表面12a產生的改質區域7a中之最位於背面12b側的改質區域7a(但是，在改質區域7a為1排的情況之該改質區域7a)中的背面12b側之端部、與使龜裂在矽基板12之背面12b產生的改質區域7b中之最位於表面12a側的改質區域7b(但是，在改質區域7b為1排的情況之該改質區域7b)中的表面12a側之端部之距離)之平均值。
如表5所示，較佳為，以矽基板12之厚度方向的非改質區域2之寬度成為矽基板12之厚度的10%~30%之方式，形成改質區域7a、7b。當如此地形成改質區域7a、7b，且沿著切斷預定線切斷矽基板12時，可防止矽基板12之背面12b的龜裂蛇行或破裂殘留，而可沿著切斷預定線既精度佳且確實地切斷矽基板12。
本發明並非為被限定於上述第1實施形態。例如，上述第1實施形態中，雖然將加工對象物1之背面12b當作雷射光入射面，但是也可將加工對象物1之表面12a當作雷射光入射面。
[第2實施形態]
第21圖係可供第2實施形態之加工對象物切斷方法適用的加工對象物之俯視圖。如第21圖所示，板狀之加工對象物1係具備：矽基板11；以及形成於矽基板11之表面11a上的功能元件層16。
功能元件層16，係包含在與矽基板11之定向平面6平行的方向及垂直的方向形成複數個矩陣狀的功能元件15。功能元件15，例如為依結晶成長所形成的半導體動作層、光電二極體等的受光元件、雷射二極體等的發光元件或是形成作為電路的電路元件等。
在加工對象物1，係以通過相鄰的功能元件15、15間的方式設定有格子狀的切斷預定線5。加工對象物1，係沿著切斷預定線5而被切斷，而經切斷的各個晶片，係成為具有1個功能元件15的半導體裝置。
第22圖係用於實施第2實施形態之加工對象物切斷方法的雷射加工裝置之構成圖。如第22圖所示，雷射加工裝置300，係具備：雷射光源202、反射型空間光線調變器203、4f光學系241以及聚光光學系204。反射型空間光線調變器203、4f光學系241以及聚光光學系204係收容於框體234內，而雷射光源202係收容於包含框體234的框體231內。
雷射光源202，係射出雷射光L者，該雷射光例如為波長1080nm以上之脈波雷射光，例如可使用光纖雷射。在此的雷射光源202，係為了朝水平方向射出雷射光L，而以螺絲等固定於框體234之頂板236。
反射型空調光線調變器203，係用以調變從雷射光源202射出的雷射光L者，例如可使用反射型液晶(LCOS：Liquid Crystal on Silicon)之空間光線調變器(SLM：Spatial Light Modulator)。在此的反射型空間光線調變器203，係將從水平方向入射的雷射光L朝相對於水平方向的斜上方一邊反射一邊調變。
第23圖係第22圖之反射型空間光線調變器的局部剖視圖。如第23圖所示，反射型空間光線調變器203，係具備：矽基板213、驅動電路層914、複數個像素電極214、介質多層膜鏡片等之反射膜215、配向膜999a、液晶層216、配向膜999b、透明導電膜217及玻璃基板等的透明基板218，且此等依此順序層疊。
透明基板218，係具有沿著XY平面的表面218a，該表面218a係構成反射型空間光線調變器203的表面。透明基板218，係主要包含例如玻璃等的透光性材料，且將從反射型空間光線調變器203之表面218a入射的預定波長之雷射光L，穿透至反射型空間光線調變器203之內部。透明導電膜217，係形成於透明基板218之背面218b上，且主要包含穿透雷射光L的導電性材料(例如ITO)而構成。
複數個像素電極214，係按照複數個像素之排列而排列成二次元狀，且沿著透明導電膜217而排列於矽基板213上。各像素電極214，係由例如鋁等的金屬材料所構成，且此等的表面214a，係加工成既平坦又光滑。複數個像素電極214，係藉由設置於驅動電路層914的主動矩陣電路而驅動。
主動矩陣電路，係設置於複數個像素電極214與矽基板213之間，且按照欲從反射型空間光線調變器203輸出的光學影像(以下本文中簡稱為光像)來控制對各像素電極214之施加電壓。此種主動矩陣電路，係具有例如未圖示之：並排於X軸向之控制各像素列之施加電壓的第1驅動電路；以及並排於Y軸向之控制各像素列之施加電壓的第2驅動電路，且以藉由控制部250施加預定電壓至由雙方之驅動電路所指定的像素之像素電極214的方式而構成。
另外，配向膜999a、999b，係配置於液晶層216之兩端面，且使液晶分子群排列於固定方向。配向膜999a、999b，係由例如聚醯亞胺之高分子材料所構成，且可應用對與液晶層216之接觸面施予摩擦處理等者。
液晶層216，係配置於複數個像素電極214與透明導電膜217之間，且按照藉由各像素電極214與透明導電膜217而形成的電場來調變雷射光L。亦即，當藉由主動矩陣電路對某一像素電極214施加電壓時，在透明導電膜217與該像素電極214之間形成有電場。
該電場，係對反射膜215及液晶層216之各個，以相應於各自厚度的比例來施加。然後，按照施加至液晶層216的電場之大小來改變液晶分子216a之排列方向。當雷射光L穿透透明基板218及透明導電膜217而入射至液晶層216時，該雷射光L係在通過液晶層216之期間藉由液晶分子216a而調變，且在反射膜215經反射後，再次藉由液晶層216調變之後取出。
藉此，在入射穿透於調變圖案(調變用影像)的雷射光L方面，其波面受到調整，而在構成該雷射光L的各光線中與行進方向正交的預定方向之成分的相位發生偏移。
回到第22圖，4f光學系241，係用以調整經反射型空間光線調變器203調變過的雷射光L之波面形狀者。該4f光學系241，係具有第1透鏡241a及第2透鏡241b。
透鏡241a、241b，係以反射型空間光線調變器203與第1透鏡241a之距離(光路長度)成為第1透鏡241a之焦距f1、聚光光學系204與透鏡241b之距離(光路長度)成為透鏡241b之焦距f2、第1透鏡241a與第2透鏡241b之距離(光路長度)成為f1+f2、且第1透鏡241a與第2透鏡241b成為兩側遠心光學系(telecentric optical system)的方式，配置於反射型空間光線調變器203與聚光光學系204之間。依據該4f光學系241，可抑制經反射型空間光線調變器203調變過的雷射光L之波面形狀依空間傳播而變化且使像差增大。
聚光光學系204，係將藉由4f光學系241而經調變的雷射光L聚光於加工對象物1之內部者。該聚光光學系204，係包含複數個透鏡而構成，且夾介包含壓電元件等而構成的驅動單元232而設置於框體234之底板233。
又，雷射加工裝置300，係於框體231內具備：用以觀察加工對象物1之表面3的表面觀察單元211；以及用以微調聚光光學系204與加工對象物1之距離的AF(AutoFocus：自動聚焦)單元212。
表面觀察單元211，係具有：觀察用光源211a，其係射出可視光VL1；以及檢測器211b，其係受光並檢測在加工對象物1之表面3反射的可視光VL1之反射光VL2。在表面觀察單元211，從觀察用光源211a射出的可視光VL1，係在鏡片208及二向分光鏡209、210、238反射穿透，且利用聚光光學系204朝向加工對象物聚光。然後，在加工對象物1之表面3反射的反射光VL2，係在利用聚光光學系204聚光並利用二向分光鏡238、210穿透反射之後，穿透二向分光鏡209而利用檢測器211b來受光。
AF單元212，係射出AF用雷射光LB1，且受光並檢測在加工對象物1之表面3反射的AF用雷射光LB1之反射光LB2，藉此取得沿著切斷預定線5之表面3的位移資料(加工對象物1之厚度方向中的表面3之位置(高度)資料)。然後，AF單元212，係在形成改質區域7時，根據所取得的位移資料使驅動單元232驅動，且以沿著加工對象物1之表面3的起伏使聚光光學系204朝其光軸方向往復移動。
更且，雷射加工裝置300，係具備由CPU、ROM、RAM等所構成的控制部250，作為用以控制該雷射加工裝置300者。該控制部250，係控制雷射光源202，且調節從雷射光源202射出的雷射光L之輸出或脈寬等。又，控制部250，係在形成改質區域7時，以雷射光L之同時聚光位置位於離加工對象物1之表面3預定距離且沿著切斷預定線5相對移動的方式，控制框體231或載物台111之位置、及驅動單元232之驅動。
又，控制部250，係在形成改質區域7時，在反射型空間光線調變器203中的各像素電極214與透明導電膜217之間施加預定電壓，使預定的調變圖案顯示於液晶層216。藉此，可利用反射型空間光線調變器203將雷射光L依期望而調變。
在此，針對使用雷射加工裝置300對加工對象物1進行加工的情況加以說明。作為一例，係針對使聚光點P合而為一而將雷射光L照射於板狀之加工對象物1之內部，藉此沿著切斷預定線5，將成為切斷起點的改質區域7形成於加工對象物1之內部的情況加以說明。
首先，在加工對象物1之背面21貼附發脹膠帶，且將該加工對象物1載置於載物台111上。接著，將加工對象物1之表面3當作雷射光照射面一邊對加工對象物1進行脈波照射，一邊使加工對象物1與雷射光L沿著切斷預定線5相對移動(掃描)，而形成改質區域7。
亦即，在雷射加工裝置300中，從雷射光源202射出的雷射光L，係在框體231內朝水平方向行進之後，藉由鏡片205a朝下方反射，且藉由衰減器(attenuator)207來調整光強度。該雷射光L，係藉由鏡片205b朝水平方向反射，且藉由光束均勻器(beam homogenizer)260使強度分佈均勻化而入射至反射型空間光線調變器203。
經入射至反射型空間光線調變器203的雷射光L，係在穿透顯示於液晶層216的調變圖案且按照該調變圖案經調變之後，相對於水平方向朝斜上方射出。接著，雷射光L，係在藉由鏡片206a朝上方反射之後，藉由λ/2波長板228變更偏光方向成為沿著切斷預定方向5的方向，且藉由鏡片206b朝水平方向反射而入射至4f光學系241。
接著，以入射至聚光光學系204的雷射光L成為平行光的方式調整波面形狀。具體而言，雷射光L，係穿透第1透鏡241a而收斂，且藉由鏡片219朝下方反射，並經由共焦點O而漫射。經漫射的雷射光L，係穿透第2透鏡241b，且以成為平行光的方式再次收斂。
接著，雷射光L，係依次穿透二向分光鏡210、218而入射至聚光光學系204，且藉由聚光光學系204聚光於載物台111上所載置的加工對象物1之內部。結果，在加工對象物1內之厚度方向的預定深度，形成有改質點。
然後，使雷射光L之聚光點P沿著切斷預定線5相對移動，且藉由複數個改質點形成改質區域7。之後，藉由擴展發脹膠帶，將改質區域7當作切斷起點而沿著切斷預定線5切斷加工對象物1，以獲得經切斷的複數個晶片作為半導體裝置(例如記憶體、IC、發光元件、受光元件等)。
其次，針對具備上述之雷射加工裝置300的雷射加工系統400加以說明。如第24圖所示，雷射加工系統400，係具備個人電腦(以下稱為「PC」)401、402、控制器403及雷射加工裝置300。雷射加工裝置300，係如上所述，藉由將利用反射型空間光線調變器203調變過的雷射光L照射在加工對象物1，而在加工對象物1形成改質區域7。
在PC401之記憶部(記憶體或硬碟等)401a，係儲存有改質區域7對加工對象物1之形成條件作為資料庫。當使用者操作PC401而輸入所期望的形成條件時，該形成條件係經由LAN(Local Area Network：區域網路)輸入至控制器403。
控制器(圖案指定手段)403，係在輸入改質區域7對加工對象物1之形成條件時，按照該形成條件，對改質區域7選定一種或複數種的要素圖案，且經由LAN指定該要素圖案給PC402。在此，所謂要素圖案，係指在雷射加工裝置300之反射型空間光線調變器203中用以對雷射光L施予預定調變的調變圖案之要素的圖案，而複數種的要素圖案係在PC402之記憶部(記憶體或硬碟等)402a被儲存作為資料庫。
記憶部(圖案記憶手段)402a，係儲存用以校正在雷射加工裝置300產生的個體差(例如，在反射型空間光線調變器203之液晶層216產生的畸變)之個體差校正圖案(D-01)作為要素圖案。又，記憶部402a，係儲存用以校正在雷射光L之聚光點P產生的球面像差之球面像差校正圖案(S-0001~S-1000)作為要素圖案。在雷射光L之聚光點P產生的球面像差，由於是按照從加工對象物1之雷射光入射面至雷射光L之聚光點P的距離而變化，所以球面像差校正圖案，被設定該材料或該距離作為參數，且儲存於記憶部402a。
更且，記憶部402a，係儲存品質圖案(J-01~J-10)作為要素圖案。如第25圖所示，品質圖案，係具有：朝向與切斷預定線5大致正交的方向延伸之第1亮度區域R1；以及在切斷預定線5之延伸方向位於第1亮度區域R1的第2亮度區域R2。
品質圖案，係在加工對象物1之背面21側的位置、加工對象物1之表面3側的位置、及背面21側的位置與表面3側的位置之中間位置，以背面21側之位置、中間位置、表面3側之位置的順序(或是，以表面3側之位置、中間位置、背面21側之位置的順序)形成改質區域7的情況，當在中間位置形成改質區域7時被採用。換句話說，品質圖案，係在背面21側之位置形成改質區域7之後且在表面3側之位置形成改質區域7之前(或是在表面3側之位置形成改質區域7之後且背面21側之位置形成改質區域7之前)，當在中間位置形成改質區域7時被採用。
另外，所謂在背面21側之位置形成改質區域7，係指在加工對象物1之厚度方向，以改質區域7之中心位置從加工對象物1之中心位置偏倚至加工對象物1之背面21側的方式，形成改質區域7之意；而所謂在表面3側之位置形成改質區域7，係指在加工對象物1之厚度方向，以改質區域7之中心位置從加工對象物1之中心位置偏倚至加工對象物1之表面3側的方式，形成改質區域7之意。然後，所謂在背面21側之位置與表面3側之位置之間的中間位置形成改質區域7，係指在形成於背面21側之位置的改質區域7與形成於表面3側之位置的改質區域7之間形成改質區域之意(亦即，並非在加工對象物1之厚度方向，以改質區域7之中心位置與加工對象物1之中心位置一致的方式，形成改質區域7之意)。
回到第24圖，PC(圖案製作手段)402，係根據控制器403之要素圖案的指定，對改質區域7從記憶部402a讀出一種或複數種的要素圖案。換句話說，PC402，係按照改質區域7對加工對象物1之形成條件，對改質區域7從記憶部402a讀出一種或複數種的要素圖案。
然後，PC402，係在取得一種的要素圖案時，為了形成所對應的改質區域7而將該一種的要素圖案當作調變圖案。又，PC402，係在取得複數種的要素圖案時，為了形成所對應的改質區域7而將經合成該複數種的要素圖案後之合成圖案當作調變圖案。PC402，係在如此地製作調變圖案之後，夾介DVI(Digital Visual Interface：互動式數位視訊介面)將該調變圖案對應於改質區域7而輸出至雷射加工區域300。
另外，在加工對象物1形成複數種的改質區域7時(例如，對1條切斷預定線5，以並排於加工對象物1之厚度方向的方式形成複數排之改質區域時)，PC402，係在全部種類之改質區域7針對每一改質區域7製作調變圖案之後，將該調變圖案對應於每一改質區域7而輸出至雷射加工裝置300。
在此，針對上述的品質圖案，作更詳細的說明。如第25圖所示，在切斷預定線5之延伸方向，第1亮度區域R1之寬度，係相對於調變圖案之中用以調變雷射光L的有效區域R之寬度成為20%~50%的比例。但是，在切斷預定線5之延伸方向，第1亮度區域R1之寬度，也可為比第2亮度區域R2之各自的寬度還窄(例如，參照第24圖之J-01)，或是也可為比第2亮度區域R2之各自的寬度還寬(例如，參照第24圖之J-10)。另外，品質圖案之有效區域R，係相當於雷射光L之中入射至聚光光學系204之部分(入射至聚光光學系204之入射光瞳(entrance pupil)的部分)的區域。
然後，第1亮度區域R1之平均亮度與第2亮度區域R2之平均亮度，若彼此不同，則哪個較亮均可。但是，從加大第1亮度區域R1與第2亮度區域R2之亮度差的觀點來看，在以256灰階表示構成品質圖案的各像素之亮度時，較佳為，第1亮度區域R1之平均亮度與第2亮度區域R2之平均亮度偏移128灰階。
其次，針對在上述的雷射加工系統400所實施的雷射加工方法之一例，一邊參照第26圖一邊加以說明。首先，使用者操作PC401，並輸入改質區域7對加工對象物1之形成條件(步驟S11)。在此，加工對象物1之厚度被設定為300μm，而加工對象物1之材料被設定為矽。又，對1條切斷預定線5，設定有3排的改質區域SD1、SD2、SD3，作為以並排於加工對象物1之厚度方向的方式所形成的複數排之改質區域7。然後，針對改質區域SD1之形成，從加工對象物1之雷射光入射面至雷射光L之聚光點P的距離(深度)被設定為260μm，而雷射光L之輸出被設定為0.6W。又，針對改質區域SD2之形成，該距離被設定為180μm，而該輸出被設定為0.6W。更且，針對改質區域SD3之形成，該距離被設定為70μm，而該輸出被設定為0.6W。另外，針對改質區域SD2之形成，品質圖案被設定為「有」。
在此，改質區域SD1，係相當於在形成改質區域之時間點使龜裂17b從該改質區域朝加工對象物1之背面21產生的改質區域7b；而改質區域SD3，係相當於在形成改質區域之時間點使龜裂17a從該改質區域朝加工對象物1之表面3產生的改質區域7a。因而，第2實施形態之本具體例，係在夾介存在於改質區域SD1與改質區域SD3之間的非改質區域2，形成有改質區域SD2之點，與上述的第2實施形態不同。
接著，當改質區域7對加工對象物1之形成條件輸入至控制器403時，控制器403，係按照該形成條件針對每一改質區域SD1、SD2、SD3選定一種或複數種的要素圖案，且對應於每一改質區域SD1、SD2、SD3將該要素圖案指定給PC402(步驟S12)。藉此，使PC402，既容易又確實地取得適當的要素圖案。
接著，當針對每一改質區域SD1、SD2、SD3指定要素圖案時，PC402，就會對應於每一改質區域SD1、SD2、SD3從記憶部402a選擇該要素圖案(步驟S13)。在此，對應於改質區域SD3選擇個體差校正圖案D-01及球面像差校正圖案S-0025作為要素圖案。又，對應於改質區域SD2選擇個體差校正圖案D-01、球面像差校正圖案S-0060及品質圖案J-03作為要素圖案。更且，對應於改質區域SD1選擇個體差校正圖案D-01及球面像差校正圖案S-0100作為要素圖案。
接著，PC402，係為了形成改質區域SD1、SD2、SD3，而合成對應於每一改質區域SD1、SD2、SD3的複數種之要素圖案，且將該合成圖案當作調變圖案(步驟S14)。在此，為了形成改質區域SD3，而將個體差校正圖案D-01與球面像差校正圖案S-0025進行合成，以製作調變圖案SD-003。又，為了形成改質區域SD2，而將個體差校正圖案D-01與球面像差校正圖案S-0060與品質圖案J-03進行合成，以製作調變圖案SD-002。更且，為了形成改質區域SD1，而將個體差校正圖案D-01與球面像差校正圖案S-0100進行合成，以製作調變圖案SD-001。
接著，PC402，係將對應於經製作成的調變圖案SD-001、SD-002、SD-003對應於每一改質區域SD1、SD2、SD3並輸出至雷射加工裝置300(步驟S15)。然後，當對應於每一改質區域SD1、SD2、SD3輸入調變圖案SD-001、SD-002、SD-003時，雷射加工裝置300會實施雷射加工(步驟S16)。
更具體而言，在雷射加工裝置300中，當形成改質區域SD1時，經由控制部250使調變圖案SD-001顯示於反射型空間光線調變器203之液晶層216，且藉由調變圖案SD-001來調變雷射光L。接著，當形成改質區域SD2時，經由控制部250使調變圖案SD-002顯示於反射型空間光線調變器203之液晶層216，且藉由調變圖案SD-002來調變雷射光L。接著，當形成改質區域SD3時，經由控制部250使調變圖案SD-003顯示於反射型空間光線調變器203之液晶層216，且藉由調變圖案SD-003來調變雷射光L。
如此，當形成改質區域SD1、SD2、SD3時，由於調變圖案包含有個體差校正圖案及球面像差校正圖案，所以可抑制因在雷射加工裝置300所產生的個體差或在雷射光L之聚光點P所產生的球面像差而引起的改質區域之形成狀態的不均。另外，較佳為依次形成離加工對象物1之雷射光入射面較遠位置的改質區域SD1、位於中間的改質區域SD2、離加工對象物1之雷射光入射面較近位置的改質區域SD3。
又，在以改質區域SD1、改質區域SD2、改質區域SD3之順序形成改質區域的情況中，當在中間位置形成改質區域SD2時，調變圖案除了個體差校正圖案及球面像差校正圖案以外，還包含品質圖案。如此，使用品質圖案來調變雷射光L，且在中間位置形成改質區域SD2，藉此可防止在加工對象物1之厚度方向形成改質區域SD1、SD2、SD3時龜裂在加工對象物1之厚度方向連續地進行。然後，當在加工對象物1使應力產生時，與在中間位置沒有形成改質區域SD2的情況相較，由於以改質區域為起點而發生的龜裂較容易在加工對象物1之厚度方向伸展，所以可沿著切斷預定線5精度佳地切斷加工對象物1。另外，也可依次形成離加工對象物1之雷射光入射面較近位置的改質區域SD3、位於中間的改質區域SD2、離加工對象物1之雷射光入射面較遠位置的改質區域SD1。
其次，針對調變圖案(個體差校正圖案、球面像差校正圖案及品質圖案)加以說明。第27圖係顯示以改質區域為起點而經切斷加工對象物時的切斷面之第1圖。在此，將由矽所構成之厚度400μm的加工對象物1之表面3當作雷射光入射面，並以離表面3較遠的順序，形成改質區域SD1~SD5。在形成背面21側之位置的各改質區域SD1、SD2、及形成表面3側之位置的各改質區域SD4、SD5時，分別使用可在雷射光L之聚光點P校正球面像差的球面像差校正圖案S，且以除了個體差校正圖案D以外，還包含該球面像差校正圖案S的調變圖案來調變雷射光L。更且，在形成背面21側之位置與表面3側之位置之間的中間位置之改質區域SD3時，以除了個體差校正圖案D及球面像差校正圖案S以外還包含品質圖案J的調變圖案來調變雷射光L。
在此，改質區域SD1、SD2，係相當於在形成改質區域的時間點使龜裂17b從該改質區域朝加工對象物1之背面21產生的改質區域7b；而改質區域SD4、SD5，係相當於在形成改質區域的時間點使龜裂17a從該改質區域朝加工對象物1之表面3產生的改質區域7a。因而，第2實施形態之本具體例，係在夾介存在於改質區域SD1、SD2與改質區域SD4、SD5之間的非改質區域2，形成有改質區域SD3之點，與上述的第2實施形態不同。
結果，在形成改質區域SD1、SD2之時間點所產生的龜裂，在到達加工對象物1之背面21的另一方面，並未與在形成改質區域SD3之時間點產生的龜裂連繫。又，在形成改質區域SD4、SD5之時間點所產生的龜裂，在到達加工對象物1之表面3的另一方面，並未與在形成改質區域SD3之時間點產生的龜裂連繫。藉此，可一邊防止加工對象物1之切斷精度的降低，一邊可減少沿著切斷預定線5而形成於加工對象物1之厚度方向的改質區域7之排數。
第28圖係形成改質區域用的雷射光之聚光點的示意圖。當以包含個體差校正圖案及球面像差校正圖案的調變圖案來調變雷射光L時，如第28圖(a)所示，雷射光L之聚光點CS1，係變成圓形狀的區域。另一方面，以除了個體差校正圖案及球面像差校正圖案以外，還包含品質圖案的調變圖案來調變雷射光L時，如第28圖(b)所示，雷射光L之聚光點CS2，係變成複數個點狀之區域沿著切斷預定線5之延伸方向(即雷射光L之相對移動方向)A而並設的形狀。例外，相鄰的點狀之區域，係有一部分重疊的情況，以及以間隙離開的情況。
此可認為是藉由品質圖案使雷射光L在反射型空間光線調變器203繞射之故，該品質圖案係具有：朝向與切斷預定線5大致正交的方向延伸的第1亮度區域R1；以及在切斷預定線5之延伸方向中位於第1亮度區域R1之兩側的第2亮度區域R2。若照射具有此種聚光點CS2的雷射光L，則可將能防止在加工對象物1之厚度方向形成複數排的改質區域7時龜裂在加工對象物1之厚度方向連續地進行的改質區域7形成於加工對象物1。
如以上說明般，在利用雷射加工系統400而實施的加工對象物切斷方法中，係在用以相對於加工對象物1而在背面21側之位置與表面3側之位置之間的中間位置形成改質區域7的雷射光L之調變中，使用品質圖案，該品質圖案係具有：朝與切斷預定線5大致正交的方向延伸的第1亮度區域R1；以及在切斷預定線5之延伸方向中位於第1亮度區域R1之兩側的第2亮度區域R2。亦即，在將表面3當作雷射光入射面，並在背面21側之位置形成改質區域7之後且在表面3側之位置形成改質區域7之前(或是，在將背面21當作雷射光入射面，並在表面3側之位置形成改質區域7之後且在背面21側之位置形成改質區域7之前)，根據包含品質圖案的調變圖案，照射利用反射型空間光線調變器203所調變的雷射光L，藉此在中間位置形成改質區域7。藉由如此地在中間位置形成改質區域7，即使為了減少改質區域7之排數而使用波長比1064nm還長的雷射光L，也可防止在加工對象物1之厚度方向形成複數排的改質區域7時使龜裂在加工對象物1之厚度方向連續地進行。而且，當在加工對象物1使應力產生時，與未在中間位置形成有改質區域7的情況相較，由於以改質區域7為起點而產生的龜裂較容易在加工對象物1之厚度方向伸展，所以可沿著切斷預定線5精度佳地切斷加工對象物1。因而，依據該加工對象物切斷方法，可一邊防止加工對象物1之切斷精度的降低，一邊減少沿著切斷預定線5而形成於加工對象物1之厚度方向的改質區域7之排數，而可謀求作業時間之縮短化。
在此，在品質圖案方面，較佳為，在切斷預定線5之延伸方向，第1亮度區域R1之寬度，相對於調變圖案之中用以調變雷射光L的有效區域R之寬度成為20%~50%之比例。該情況，可將能確實地防止在加工對象物1之厚度方向形成複數排的改質區域7時使龜裂在加工對象物1之厚度方向連續地進行的改質區域7形成於中間位置。另外，在切斷預定線5之延伸方向中，第1亮度區域R1之寬度，可為比第2亮度區域R2之各個寬度還窄，或是也可為比第2亮度區域R2之各個寬度還寬。
又，較佳為，當在中間位置形成改質區域7時，係根據包含品質圖案、個體差校正圖案及球面像差校正圖案的調變圖案，以反射型空間光線調變器203來調變雷射光L，而當在背面21側之位置及表面3側之位置形成改質區域7時，係根據包含個體差校正圖案及球面像差校正圖案的調變圖案，以反射型空間光線調變器203來調變雷射光L。該情況，由於形成於中間位置、背面21側之位置及表面3側之位置的改質區域7容易產生龜裂，所以可更確實地減少沿著切斷預定線5而形成於加工對象物1之厚度方向的改質區域7之排數。
又，雷射光L之波長較佳為1080nm以上。該情況，由於雷射光L對加工對象物1之穿透率變高，且形成於中間位置、背面21側之位置及表面3側之位置的改質區域7容易產生龜裂，所以可更確實地減少沿著切斷預定線5而形成於加工對象物1之厚度方向的改質區域7之排數。
更且，藉由以上述的改質區域7為起點而沿著切斷預定線5切斷加工對象物1，故可沿著切斷預定線5精度佳地切斷加工對象物1。然後，藉由切斷加工對象物1來製造半導體裝置，藉此可獲得可靠度較高的半導體裝置。
以上，雖已針對本發明之第2實施形態加以說明，但是本發明並非被限定於以上的第2實施形態。
例如，如第29圖所示，在加工對象物1中，形成於背面21側之位置的改質區域7(相當於第1實施形態之改質區域7b)之排數、形成於表面3側之位置的改質區域7(相當於第1實施形態之改質區域7a)之排數、及形成於中間位置的改質區域7(形成於第1實施形態之非改質區域2的改質區域)之排數，係可按照加工對象物1之厚度或材料而改變。形成於背面21側之位置的改質區域7之排數，係可以龜裂從該改質區域7朝背面21產生的方式來決定；形成於表面3側之位置的改質區域7之排數，係可以龜裂從該改質區域7朝表面3產生的方式來決定。又，形成於中間位置的改質區域7之排數，係可以防止當在加工對象物1之厚度方向形成複數排的改質區域7時使龜裂在加工對象物1之厚度方向連續地進行的方式來決定。
又，作為成為調變圖案之要素的要素圖案，除了品質圖案、個體差校正圖案及球面像差校正圖案以外，還可使用用以校正雷射光L之聚光點P的像散(astigmatism)之像散校正圖案等。
又，空間光線調變器，並未被限定於LCOS-SLM，也可為MEMS(微機電系統)-SLM或DMD(可變形鏡面裝置)等。更且，空間光線調變器，並未被限定於反射型，也可為穿透型。作為空間光線調變器，可列舉液晶單元型或LCD型等。又，在反射型空間光線調變器203中，也可利用矽基板之像素電極的反射，來取代介質多層膜鏡片。
(產業上之可利用性)
本發明可減少沿著切斷預定線而形成於矽基板之厚度方向的改質區域之排數，並且可沿著切斷預定線精度佳地切斷具備矽基板的板狀之加工對象物。
1．．．加工對象物
2．．．非改質區域
3．．．表面
5．．．切斷預定線
6．．．定向平面
7、7a、7b、SD1~SD5．．．改質區域
8．．．切斷起點區域
11．．．半導體基板
11a．．．表面
12．．．矽基板
12a．．．表面
12b．．．背面
12c．．．切斷面
13．．．熔融處理區域
15．．．功能元件
16．．．功能元件層
17a、17b．．．龜裂
18．．．凸部
19．．．凹部
21．．．背面
23．．．發脹膠帶
25．．．半導體晶片
100．．．雷射加工裝置
101．．．雷射光源
102．．．雷射光源控制部
103．．．二向分光鏡
105．．．聚光用透鏡
107．．．支撐台
111．．．載物台
115．．．載物台控制部
202．．．雷射光源
203．．．反射型空間光線調變器
204．．．聚光光學系
205a、205b、206a、206b．．．鏡片
207．．．衰減器
208、219．．．鏡片
209、210、238．．．二向分光鏡
211．．．表面觀察單元
211a．．．觀察用光源
211b．．．檢測器
212．．．AF單元
213．．．矽基板
214．．．像素電極
215．．．反射膜
216．．．液晶層
216a．．．液晶分子
217．．．透明導電膜
218．．．透明基板
218a．．．表面
218b．．．背面
228．．．λ/2波長板
231、234．．．框體
232．．．驅動單元
236．．．頂板
241．．．4f光學系
241a．．．第1透鏡
241b．．．第2透鏡
250．．．控制部
260．．．光束均勻器
300．．．雷射加工裝置
400．．．雷射加工系統
401、402．．．PC
401a、402a．．．記憶部
403．．．控制器
914．．．驅動電路層
999a、999b．．．配向膜
A．．．延伸方向
CS1、CS2．．．聚光點
L．．．雷射光
P．．．聚光點
R．．．有效區域
R1．．．第1亮度區域
R2．．．第2亮度區域
第1圖係用於改質區域之形成的雷射加工裝置之概略構成圖。
第2圖係成為改質區域之形成對象的加工對象物之俯視圖。
第3圖係沿著第2圖之加工對象物之Ⅲ-Ⅲ線的剖視圖。
第4圖係雷射加工後的加工對象物之俯視圖。
第5圖係沿著第4圖之加工對象物之Ⅴ-Ⅴ線的剖視圖。
第6圖係沿著第4圖之加工對象物之Ⅵ-Ⅵ線的剖視圖。
第7圖係顯示雷射加工後的矽晶圓之切斷面照片的示意圖。
第8圖係顯示雷射光之波長與矽基板之內部穿透率的關係之曲線圖。
第9圖係顯示雷射光之峰值功率密度與裂痕點之大小的關係之曲線圖。
第10圖係可供第1實施形態之加工對象物切斷方法適用的加工對象物之俯視圖。
第11圖係沿著第10圖之加工對象物之切斷預定線的局部剖視圖。
第12圖係說明第1實施形態之加工對象物切斷方法用的加工對象物之局部剖視圖。
第13圖係說明第1實施形態之加工對象物切斷方法用的加工對象物之局部剖視圖。
第14圖係顯示以6排的改質區域為起點經切斷厚度625μm之矽基板時的矽基板之切斷面照片的示意圖。
第15圖係顯示從背面側看到第14圖之矽基板之切斷面時的照片之示意圖。
第16圖係顯示依比較例而經切斷的矽基板之切斷面照片的示意圖。
第17圖係顯示與第14圖之切斷面大致正交的切斷面之形成於非改質區域的凸部及凹部之照片的示意圖。
第18圖係顯示第17圖之凸部的示意圖。
第19圖係顯示以3排的改質區域為起點而經切斷厚度300μm之矽基板時的矽基板之切斷面照片的示意圖。
第20圖係顯示以3排的改質區域為起點而經切斷厚度200μm之矽基板時的矽基板之切斷面照片的示意圖。
第21圖係可供第2實施形態之加工對象物切斷方法適用的加工對象物之俯視圖。
第22圖係用於實施第2實施形態之加工對象物切斷方法的雷射加工裝置之構成圖。
第23圖係第22圖之反射型空間光線調變器的部分剖視圖。
第24圖係具備第22圖之雷射加工裝置的雷射加工系統之構成圖。
第25圖係顯示在第24圖之雷射加工系統中所用的品質圖案之示意圖。
第26圖係顯示在第24圖之雷射加工系統中所實施的雷射加工方法之一例的流程圖。
第27圖係顯示以改質區域為起點而經切斷加工對象物時的切斷面之第1圖。
第28圖(a)及(b)係形成改質區域用的雷射光之聚光點的示意圖。
第29圖(a)至(c)係係顯示以改質區域為起點而經切斷加工對象物時的切斷面之第2圖。
1．．．加工對象物
2．．．非改質區域
5．．．切斷預定線
7、7a、7b．．．改質區域
12．．．矽基板
12a．．．表面
12b．．．背面
17a、17b．．．龜裂
23．．．發脹膠帶
L．．．雷射光
P．．．聚光點

Claims (32)

  1. 一種加工對象物切斷方法，係藉由對具備矽基板的板狀之加工對象物照射雷射光，而沿著前述加工對象物之切斷預定線在前述矽基板形成改質區域，且以前述改質區域為切斷起點而沿著前述切斷預定線切斷前述加工對象物的加工對象物切斷方法，其特徵在於，包含：藉由形成第1改質區域作為前述改質區域，使第1龜裂沿著前述切斷預定線從前述第1改質區域朝前述加工對象物之一方的主面產生，且相對於前述第1改質區域而在前述加工對象物之另一方的主面側，為了使非改質區域夾介存在於與前述第1改質區域之間，而藉由形成第2改質區域作為前述改質區域，以不與前述非改質區域中之前述第1龜裂連繫的方式，使第2龜裂沿著前述切斷預定線從前述第2改質區域朝前述另一方之主面產生的步驟；以及在前述加工對象物使應力產生，藉此連繫前述第1龜裂與前述第2龜裂，以沿著前述切斷預定線切斷前述加工對象物的步驟，並且，以在沿著前述切斷預定線經切斷的前述加工對象物之一對切斷面中之其中一方切斷面的前述非改質區域，形成有朝向與前述矽基板之厚度方向正交的方向延伸之凸部，且在另一方切斷面之前述非改質區域，形成有對應於前述凸部的凹部之方式，形成前述第1改質區域及前述第2改質區域，並且，以前述凸部之高度成為2μm至6μm，且前述 矽基板之厚度方向中的前述凸部之寬度成為6μm至17μm的方式，形成前述第1改質區域及前述第2改質區域。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載的加工對象物切斷方法，其中，將前述矽基板之主面當作(100)面，並以前述切斷面成為(110)面，且形成前述凸部及前述凹部的面成為(111)面的方式，形成前述第1改質區域及前述第2改質區域。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所記載的加工對象物切斷方法，其中，沿著前述切斷預定線而在前述矽基板之厚度方向形成複數排的前述第1改質區域。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所記載的加工對象物切斷方法，其中，沿著前述切斷預定線而在前述矽基板之厚度方向形成複數排的前述第2改質區域。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所記載的加工對象物切斷方法，其中，前述改質區域係包含熔融處理區域，該熔融處理區域為從單晶結構經變化至非晶質結構的區域、從單晶結構經變化至多晶結構的區域、或從單晶結構經變化至包含非晶質結構及多晶結構之結構的區域，而前述非改質區域為單晶結構之區域。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所記載的加工對象物切斷方法，其中，前述雷射光之波長為1080nm以上。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所記載的加工對象物切斷方法，其中，以前述矽基板之厚度方向中的前述非改 質區域之寬度成為前述矽基板之厚度的10%至30%的方式，形成前述第1改質區域及前述第2改質區域。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所記載的加工對象物切斷方法，其中，在形成前述第1改質區域之後且形成前述第2改質區域之前，在夾介存在於前述第1改質區域與前述第2改質區域之間的前述非改質區域，形成第3改質區域作為前述改質區域時，根據包含品質圖案的調變圖案以空間光線調變器來調變前述雷射光，該品質圖案具有：朝向與前述切斷預定線交叉之方向延伸的第1亮度區域；以及在前述切斷預定線之延伸方向而與前述第1亮度區域之兩側鄰接的第2亮度區域。
  9. 如申請專利範圍第8項所記載的加工對象物切斷方法，其中，在形成前述第3改質區域時，前述調變圖案係包含：前述品質圖案；及個體差校正圖案，其係用以校正在雷射加工裝置產生的個體差；以及球面像差校正圖案，其係用以校正按照從前述加工對象物之材料及前述加工對象物之雷射光入射面至前述雷射光之聚光點為止的距離而產生的球面像差，在形成前述第1改質區域及前述第2改質區域時，根據包含前述個體差校正圖案及前述球面像差校正圖案的調變圖案，以空間光線調變器來調變前述雷射光。
  10. 如申請專利範圍第8項所記載的加工對象物切斷方法，其中，形成前述第3改質區域時的前述雷射光之聚光點，係成為複數個點狀之區域沿著前述切斷預定線之延 伸方向並排設置的形狀。
  11. 如申請專利範圍第1或2項所記載的加工對象物切斷方法，其中，藉由切斷前述加工對象物來製造半導體裝置。
  12. 一種加工對象物切斷方法，係藉由對具備矽基板的板狀之加工對象物照射雷射光，而沿著前述加工對象物之切斷預定線在前述矽基板形成改質區域，且以前述改質區域為切斷起點而沿著前述切斷預定線切斷前述加工對象物的加工對象物切斷方法，其特徵在於，包含：藉由形成第1改質區域作為前述改質區域，使第1龜裂沿著前述切斷預定線從前述第1改質區域朝前述加工對象物之一方的主面產生，且相對於前述第1改質區域而在前述加工對象物之另一方的主面側，為了使非改質區域夾介存在於與前述第1改質區域之間，而藉由形成第2改質區域作為前述改質區域，以不與前述非改質區域中之前述第1龜裂連繫的方式，使第2龜裂沿著前述切斷預定線從前述第2改質區域朝前述另一方之主面產生的步驟；以及在前述加工對象物使應力產生，藉此連繫前述第1龜裂與前述第2龜裂，以沿著前述切斷預定線切斷前述加工對象物的步驟，並以前述矽基板之厚度方向中的前述非改質區域之寬度成為前述矽基板之厚度的10%至30%的方式，形成前述第1改質區域及前述第2改質區域。
  13. 如申請專利範圍第12項所記載的加工對象物切 斷方法，其中，以在沿著前述切斷預定線經切斷的前述加工對象物之一對切斷面中之其中一方切斷面的前述非改質區域，形成有朝向與前述矽基板之厚度方向正交的方向延伸之凸部，且在另一方切斷面之前述非改質區域，形成有對應於前述凸部的凹部之方式，形成前述第1改質區域及前述第2改質區域。
  14. 如申請專利範圍第13項所記載的加工對象物切斷方法，其中，將前述矽基板之主面當作(100)面，並以前述切斷面成為(110)面，且形成前述凸部及前述凹部的面成為(111)面的方式，形成前述第1改質區域及前述第2改質區域。
  15. 如申請專利範圍第12至14項中任一項所記載的加工對象物切斷方法，其中，沿著前述切斷預定線而在前述矽基板之厚度方向形成複數排的前述第1改質區域。
  16. 如申請專利範圍第12至14項中任一項所記載的加工對象物切斷方法，其中，沿著前述切斷預定線而在前述矽基板之厚度方向形成複數排的前述第2改質區域。
  17. 如申請專利範圍第12至14項中任一項所記載的加工對象物切斷方法，其中，前述改質區域係包含熔融處理區域，該熔融處理區域為從單晶結構經變化至非晶質結構的區域、從單晶結構經變化至多晶結構的區域、或從單晶結構經變化至包含非晶質結構及多晶結構之結構的區域，而前述非改質區域為單晶結構之區域。
  18. 如申請專利範圍第12至14項中任一項所記載的 加工對象物切斷方法，其中，前述雷射光之波長為1080nm以上。
  19. 如申請專利範圍第12至14項中任一項所記載的加工對象物切斷方法，其中，在形成前述第1改質區域之後且形成前述第2改質區域之前，在夾介存在於前述第1改質區域與前述第2改質區域之間的前述非改質區域，形成第3改質區域作為前述改質區域時，根據包含品質圖案的調變圖案以空間光線調變器來調變前述雷射光，該品質圖案具有：朝向與前述切斷預定線交叉之方向延伸的第1亮度區域；以及在前述切斷預定線之延伸方向而與前述第1亮度區域之兩側鄰接的第2亮度區域。
  20. 如申請專利範圍第19項所記載的加工對象物切斷方法，其中，在形成前述第3改質區域時，前述調變圖案係包含：前述品質圖案；及個體差校正圖案，其係用以校正在雷射加工裝置產生的個體差；以及球面像差校正圖案，其係用以校正按照從前述加工對象物之材料及前述加工對象物之雷射光入射面至前述雷射光之聚光點為止的距離而產生的球面像差，在形成前述第1改質區域及前述第2改質區域時，根據包含前述個體差校正圖案及前述球面像差校正圖案的調變圖案，以空間光線調變器來調變前述雷射光。
  21. 如申請專利範圍第19項所記載的加工對象物切斷方法，其中，形成前述第3改質區域時的前述雷射光之聚光點，係成為複數個點狀之區域沿著前述切斷預定線之 延伸方向並排設置的形狀。
  22. 如申請專利範圍第12至14項中任一項所記載的加工對象物切斷方法，其中，藉由切斷前述加工對象物來製造半導體裝置。
  23. 一種加工對象物切斷方法，係藉由對具備矽基板的板狀之加工對象物照射雷射光，而沿著前述加工對象物之切斷預定線在前述矽基板形成改質區域，且以前述改質區域為切斷起點而沿著前述切斷預定線切斷前述加工對象物的加工對象物切斷方法，其特徵在於，包含：藉由形成第1改質區域作為前述改質區域，使第1龜裂沿著前述切斷預定線從前述第1改質區域朝前述加工對象物之一方的主面產生，且相對於前述第1改質區域而在前述加工對象物之另一方的主面側，為了使非改質區域夾介存在於與前述第1改質區域之間，而藉由形成第2改質區域作為前述改質區域，以不與前述非改質區域中之前述第1龜裂連繫的方式，使第2龜裂沿著前述切斷預定線從前述第2改質區域朝前述另一方之主面產生的步驟；以及在前述加工對象物使應力產生，藉此連繫前述第1龜裂與前述第2龜裂，以沿著前述切斷預定線切斷前述加工對象物的步驟，並在形成前述第1改質區域之後且形成前述第2改質區域之前，在夾介存在於前述第1改質區域與前述第2改質區域之間的前述非改質區域，形成第3改質區域作為前述改質區域時，根據包含品質圖案的調變圖案以空間光線 調變器來調變前述雷射光，該品質圖案具有：朝向與前述切斷預定線交叉之方向延伸的第1亮度區域；以及在前述切斷預定線之延伸方向而與前述第1亮度區域之兩側鄰接的第2亮度區域。
  24. 如申請專利範圍第23項所記載的加工對象物切斷方法，其中，以在沿著前述切斷預定線經切斷的前述加工對象物之一對切斷面中之其中一方切斷面的前述非改質區域，形成有朝向與前述矽基板之厚度方向正交的方向延伸之凸部，且在另一方切斷面之前述非改質區域，形成有對應於前述凸部的凹部之方式，形成前述第1改質區域及前述第2改質區域。
  25. 如申請專利範圍第24項所記載的加工對象物切斷方法，其中，將前述矽基板之主面當作(100)面，並以前述切斷面成為(110)面，且形成前述凸部及前述凹部的面成為(111)面的方式，形成前述第1改質區域及前述第2改質區域。
  26. 如申請專利範圍第23至25項中任一項所記載的加工對象物切斷方法，其中，沿著前述切斷預定線而在前述矽基板之厚度方向形成複數排的前述第1改質區域。
  27. 如申請專利範圍第23至25項中任一項所記載的加工對象物切斷方法，其中，沿著前述切斷預定線而在前述矽基板之厚度方向形成複數排的前述第2改質區域。
  28. 如申請專利範圍第23至25項中任一項所記載的加工對象物切斷方法，其中，前述改質區域係包含熔融處 理區域，該熔融處理區域為從單晶結構經變化至非晶質結構的區域、從單晶結構經變化至多晶結構的區域、或從單晶結構經變化至包含非晶質結構及多晶結構之結構的區域，而前述非改質區域為單晶結構之區域。
  29. 如申請專利範圍第23至25項中任一項所記載的加工對象物切斷方法，其中，前述雷射光之波長為1080nm以上。
  30. 如申請專利範圍第23至25項中任一項所記載的加工對象物切斷方法，其中，在形成前述第3改質區域時，前述調變圖案係包含：前述品質圖案；及個體差校正圖案，其係用以校正在雷射加工裝置產生的個體差；以及球面像差校正圖案，其係用以校正按照從前述加工對象物之材料及前述加工對象物之雷射光入射面至前述雷射光之聚光點為止的距離而產生的球面像差，在形成前述第1改質區域及前述第2改質區域時，根據包含前述個體差校正圖案及前述球面像差校正圖案的調變圖案，以空間光線調變器來調變前述雷射光。
  31. 如申請專利範圍第23至25項中任一項所記載的加工對象物切斷方法，其中，形成前述第3改質區域時的前述雷射光之聚光點，係成為複數個點狀之區域沿著前述切斷預定線之延伸方向並排設置的形狀。
  32. 如申請專利範圍第23至25項中任一項所記載的加工對象物切斷方法，其中，藉由切斷前述加工對象物來製造半導體裝置。
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