WO2021153353A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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WO2021153353A1
WO2021153353A1 PCT/JP2021/001706 JP2021001706W WO2021153353A1 WO 2021153353 A1 WO2021153353 A1 WO 2021153353A1 JP 2021001706 W JP2021001706 W JP 2021001706W WO 2021153353 A1 WO2021153353 A1 WO 2021153353A1
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semiconductor
laser beam
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along
laser processing
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PCT/JP2021/001706
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敦之 田中
千秋 笹岡
天野　浩
大祐 河口
俊樹 油井
陽太郎 和仁
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国立大学法人東海国立大学機構
浜松ホトニクス株式会社
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    • 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
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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
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    • 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

Definitions

  • This disclosure relates to a laser processing method, a semiconductor member manufacturing method, and a laser processing apparatus.
  • a modified region is formed inside the semiconductor object, and by developing cracks extending from the modified region, a semiconductor such as a semiconductor wafer is formed from the semiconductor object.
  • a processing method for cutting out a member is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • a semiconductor member having the same shape as the semiconductor object is cut out when viewed from the direction intersecting the laser beam incident surface of the semiconductor object.
  • An object of the present disclosure is to provide a laser processing method, a semiconductor member manufacturing method, and a laser processing apparatus capable of obtaining a semiconductor member having a shape different from that of the semiconductor object from the semiconductor object.
  • the laser processing method is for cutting a semiconductor object along a virtual surface facing the first surface of the semiconductor object and a line extending along the first surface inside the semiconductor object.
  • a laser processing method by irradiating a semiconductor object with a first laser beam along a line, a modified region extending linearly along the line when viewed from the first direction intersecting the first surface is formed.
  • the second laser beam is incident on the semiconductor object from the first surface, and the condensing point of the second laser beam passes through the modified region when viewed from the first direction.
  • It includes a second step of forming a plurality of modified spots arranged in a plane in the virtual plane by moving it into the virtual plane, and in the first step, it is viewed from a second direction along the first surface. , At least from the first surface to the virtual surface to form a modified region.
  • the second laser beam is incident on the semiconductor object from the first surface of the semiconductor object, and the condensing point of the second laser beam is virtual facing the first surface of the semiconductor object. It is moved in the plane to form a plurality of modified spots arranged in a plane in the virtual plane. Therefore, it is possible to cut the semiconductor object with the crack extending from the modified spot and extending to the virtual surface as a boundary.
  • the semiconductor object prior to the second step, in the first step, by irradiating the first laser beam along the line along the first surface of the semiconductor object, the semiconductor object is linearly formed along the line. Form a modified region. This modified region is formed from at least the first surface of the semiconductor object to the virtual surface.
  • the cutting with the modified region as the boundary becomes possible. Therefore, according to this method, it is possible to obtain a semiconductor member having a shape (smaller unit) different from that of the original semiconductor object.
  • the modified region affects the condensed state of the second laser light, and as a result, a modified spot is formed. It is hard to be done. Therefore, a region in which no modification spot is formed is likely to be formed around the modification region. This region has the function of preventing the growth of cracks extending from the modified spot. Therefore, according to this method, it is possible to prevent cracks extending from the modified spot from reaching the cut surface of the member obtained by cutting the modified region at the boundary.
  • a plurality of virtual surfaces are set so as to be arranged in the first direction, and in the first step, at least the virtual surface farthest from the first surface is set.
  • a modified region may be formed across.
  • a plurality of semiconductor members can be obtained by cutting the semiconductor object with a plurality of virtual surfaces (cracks across the virtual surfaces) arranged in the first direction as boundaries.
  • the semiconductor object has a second surface which is a surface opposite to the first surface and faces the virtual surface, and in the first step, the first surface to the first surface.
  • the modified region may be formed over the two surfaces.
  • the portion on the second surface side of the semiconductor object is also cut with the modified region as a boundary, so that a plurality of semiconductor members can be obtained.
  • a peripheral region including the peripheral edge of the semiconductor object when viewed from the first direction and in which a modified spot is not formed may be formed.
  • the peripheral region can prevent cracks extending from the modified spot from reaching the outer edge of the semiconductor object.
  • the focusing point of the second laser beam is moved from the outside of the semiconductor object to the inside of the semiconductor object when viewed from the first direction.
  • Peripheral regions may be formed by allowing them to form a peripheral region. In this way, by moving the condensing point of the second laser beam from the outside to the inside of the semiconductor object through the peripheral edge, the change in the condensing state at the peripheral edge (inhibition of condensing) is utilized. Peripheral regions where modified spots are not formed can be easily formed.
  • the material of the semiconductor object may contain gallium.
  • gallium when gallium is deposited in a plurality of cracks extending from the plurality of modified spots by irradiation with the laser beam, the laser beam is easily absorbed by the gallium. Therefore, it is possible to form a crack over the virtual surface with a smaller output.
  • the material of the semiconductor object may include gallium nitride.
  • gallium nitride when gallium nitride is decomposed by irradiation with laser light, nitrogen gas is generated in the cracks. Therefore, it is possible to easily form a crack over the virtual surface by utilizing the pressure (internal pressure) of the nitrogen gas.
  • the semiconductor member manufacturing method includes the first step and the second step provided in the above-mentioned laser processing method, and after the second step, a crack extending from the reforming spot and extending to the virtual surface, a reforming region, and the reforming region.
  • a third step of acquiring a semiconductor member from a semiconductor object with the above as a boundary is provided.
  • the first step and the second step of the above-mentioned laser processing method are carried out. Therefore, for the same reason, it is possible to obtain a semiconductor member having a shape (smaller unit) different from that of the original semiconductor object.
  • the semiconductor object may be a semiconductor ingot, and the semiconductor member may be a semiconductor wafer.
  • the semiconductor wafer it is possible to obtain a semiconductor wafer having a shape different from that of the semiconductor ingot.
  • the semiconductor object may be a semiconductor wafer, and the semiconductor member may be a semiconductor chip.
  • the semiconductor member may be a semiconductor chip.
  • the laser processing apparatus is for cutting a semiconductor object along a virtual surface facing the first surface of the semiconductor object and a line extending along the first surface inside the semiconductor object.
  • a laser processing device that includes a stage that supports a semiconductor object, a laser irradiation unit that irradiates the semiconductor object supported by the stage with laser light, and at least a control unit that controls the laser irradiation unit. By irradiating the semiconductor object with the first laser beam along the line, the control unit forms a modified region extending linearly along the line when viewed from the first direction intersecting the first surface.
  • the second laser beam is incident on the semiconductor object from the first surface, and the condensing point of the second laser beam is virtual so as to pass through the modified region when viewed from the first direction.
  • the second process of forming a plurality of modified spots arranged in a plane in the virtual surface by moving the laser surface is executed, and in the first process, when viewed from the second direction along the first surface. , At least from the first surface to the virtual surface to form a modified region.
  • the second laser beam in the second process, is incident on the semiconductor object from the first surface of the semiconductor object, and the focusing point of the second laser beam is set to face the first surface of the semiconductor object. It is moved in the plane to form a plurality of modified spots arranged in a plane in the virtual plane. Therefore, it is possible to cut the semiconductor object with the crack extending from the modified spot and extending to the virtual surface as a boundary.
  • the first laser beam prior to the second treatment, in the first treatment, is irradiated along the line along the first surface of the semiconductor object to form a linear shape along the line. Form a modified region. This modified region is formed from at least the first surface of the semiconductor object to the virtual surface.
  • the cutting with the modified region as the boundary becomes possible. Therefore, according to this device, it is possible to obtain a semiconductor member having a shape (smaller unit) different from that of the original semiconductor object.
  • the modified region affects the focusing of the second laser light, and as a result, a modified spot is formed. Hateful. Therefore, a region in which no modification spot is formed is likely to be formed around the modification region. This region has the function of preventing the growth of cracks extending from the modified spot. Therefore, according to this apparatus, it is possible to prevent cracks extending from the modification spot from reaching the cut surface of the member obtained by cutting the modification region as a boundary.
  • a laser processing method capable of obtaining a semiconductor member having a shape different from that of the semiconductor object from the semiconductor object.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows the laser processing apparatus which concerns on one Embodiment. It is a top view which shows the GaN wafer as the object shown in FIG. It is sectional drawing of the GaN wafer shown in FIG. It is a figure which shows the main process of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method. It is a figure which shows the main process of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method. It is a figure which shows the main process of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method. It is a figure which shows the main process of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method. It is a figure which shows the main process of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method. It is a figure which shows the main process of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method. It is a figure which shows the main process of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method. It is a figure which shows the main process of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method. It is a figure which shows the main process of the laser processing method and the semiconductor member
  • each figure may show a Cartesian coordinate system defined by the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis.
  • the laser processing apparatus 1 includes a stage 2, a light source 3, a spatial light modulator 4, a condenser lens 5, and a control unit 6.
  • the laser processing device 1 is a device that forms a modified region 12 on the object 11 by irradiating the object 11 with the laser beam L.
  • the first horizontal direction is referred to as an X-axis direction
  • the second horizontal direction perpendicular to the first horizontal direction is referred to as a Y-axis direction
  • the vertical direction is referred to as a Z-axis direction.
  • Stage 2 supports the object 11 by, for example, adsorbing a film attached to the object 11.
  • the stage 2 can move along the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively. Further, the stage 2 can rotate about an axis parallel to the Z-axis direction as a center line.
  • the light source 3 outputs a laser beam L having transparency to the object 11 by, for example, a pulse oscillation method.
  • the spatial light modulator 4 modulates the laser beam L output from the light source 3.
  • the spatial light modulator 4 is, for example, a spatial light modulator (SLM: Spatial Light Modulator) of a reflective liquid crystal (LCOS: Liquid Crystal on Silicon).
  • the condenser lens 5 collects the laser light L modulated by the spatial light modulator 4.
  • the spatial light modulator 4 and the condenser lens 5 can move along the Z-axis direction as a laser irradiation unit.
  • the modified region 12 is a region whose density, refractive index, mechanical strength, and other physical properties are different from those of the surrounding non-modified region.
  • the modified region 12 includes, for example, a melt processing region, a crack region, a dielectric breakdown region, a refractive index change region, and the like.
  • a plurality of reforming spots 13 are moved in the X-axis direction. It is formed so as to line up in a row along the line.
  • One modification spot 13 is formed by irradiation with one pulse of laser light L.
  • the modified region 12 in one row is a set of a plurality of modified spots 13 arranged in one row. Adjacent modified spots 13 may be connected to each other or separated from each other depending on the relative moving speed of the focusing point C with respect to the object 11 and the repetition frequency of the laser beam L.
  • the control unit 6 controls the stage 2, the light source 3, the spatial light modulator 4, and the condenser lens 5 (that is, the laser irradiation unit).
  • the control unit 6 is configured as a computer device including a processor, a memory, a storage, a communication device, and the like.
  • software program read into the memory or the like is executed by the processor, and reading and writing of data in the memory and storage and communication by the communication device are controlled by the processor.
  • the control unit 6 realizes various functions.
  • the object 11 of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method according to the present embodiment is a GaN wafer (semiconductor wafer, for example) formed of gallium nitride (GaN) into, for example, a rectangular plate.
  • Semiconductor object 20 The size of the GaN wafer 20 is, for example, about 50 mm ⁇ 50 mm (for example, when the GaN wafer 20 has a disk shape, it is about ⁇ 2 inch).
  • the GaN wafer 20 has a first surface 20a and a second surface 20b on the opposite side of the first surface 20a.
  • the first surface 20a and the second surface 20b are parallel to each other.
  • a virtual surface 15 and lines A1 and A2 are set on the GaN wafer 20.
  • the virtual surface 15 is a surface inside the GaN wafer 20 that faces the first surface 20a and the second surface 20b of the GaN wafer 20.
  • the virtual surface 15 is a surface parallel to the first surface 20a, and has a rectangular shape, for example.
  • the line A1 is a virtual line along the first surface 20a.
  • the line A2 is a line along the first surface 20a and intersecting (orthogonal) with the line A1.
  • a portion corresponding to a peripheral region 16 described later is set so as to surround the virtual surface 15 when viewed from the first direction (here, the Z-axis direction) intersecting (orthogonal) with the first surface 20a. ing. That is, the virtual surface 15 does not reach the outer edge of the GaN wafer 20 when viewed from the Z-axis direction.
  • the peripheral region 16 is, for example, a rectangular ring when viewed from the Z-axis direction.
  • the width of the peripheral edge region 16 (here, the distance between the outer edge of the virtual surface 15 and the outer edge of the GaN wafer 20 when viewed from the Z-axis direction) is, for example, 30 ⁇ m or more.
  • a plurality of chips are formed from the GaN wafer 20 by cutting the GaN wafer 20 along the virtual surface 15 and the lines A1 and A2.
  • Member) 30A is carried out to cut out.
  • the portion of the GaN wafer 20 corresponding to the chip 30A is bounded by the virtual surface 15 when viewed from the second direction (here, the X-axis direction or the Y-axis direction) along the first surface 20a, and is viewed from the Z-axis direction. It is a part whose boundary is lines A1 and A2.
  • eight chips 30A are set for one GaN wafer 20.
  • the size of the chip 30A is, for example, about 25 mm ⁇ 25 mm.
  • the above-mentioned laser processing apparatus 1 first lasers the GaN wafer 20 along the lines A1 and A2.
  • irradiating light L1 for example, having a wavelength of 532 nm
  • modified regions M1 and M2 machining marks
  • the first step will be described more specifically.
  • the GaN wafer 20 as the object 11 is arranged on the stage 2.
  • the first surface 20a is directed toward the laser irradiation unit (condensing lens 5).
  • the laser processing apparatus 1 controls the stage 2 and the like so that the condensing point C1 of the first laser beam L1 is located inside the GaN wafer 20.
  • the laser processing apparatus 1 controls the stage 2 and the laser irradiation unit so that the condensing point C1 of the first laser beam L1 moves relative to the line A1 (on the line A1) when viewed from the Z-axis direction. ..
  • the line A1 is arranged along the X-axis direction
  • the stage 2 is along the X-axis direction while the laser irradiation unit is irradiating the GaN wafer 20 with the first laser beam L1.
  • the focusing point C1 is moved along the line A1.
  • Irradiation along the line A1 of the first laser beam L1 is performed from a position farther from the first surface 20a in the Z-axis direction (that is, a deeper processing position of the GaN wafer 20) to the first surface 20a in the Z-axis direction.
  • the process is repeated until a closer position (that is, a shallower processing position of the GaN wafer 20) is reached.
  • the focusing point C1 may be located on the first surface 20a and the second surface 20b in the Z-axis direction.
  • the modified region M1 extending from the first surface 20a to the second surface 20b is formed when viewed from the X-axis direction or the Y-axis direction.
  • the laser processing apparatus 1 in a state where the condensing point C1 of the first laser beam L1 is positioned inside the GaN wafer 20, the laser processing apparatus 1 has the condensing point C1 as the line A2 when viewed from the Z-axis direction.
  • the stage 2 and the laser irradiation unit are controlled so as to move relative to each other (on the line A2).
  • the arrangement of the GaN wafer 20 is changed so that the line A2 is along the X-axis direction due to the rotation of the stage 2, and in that state, the laser irradiation unit transfers the first laser beam L1 to the GaN wafer 20.
  • the stage 2 is moved along the X-axis direction while irradiating the wafer, so that the focusing point C1 is moved along the line A2.
  • Irradiation along the line A2 of the first laser beam L1 is performed from a position farther from the first surface 20a in the Z-axis direction (that is, a deeper processing position of the GaN wafer 20) to the first surface 20a in the Z-axis direction.
  • the process is repeated until a closer position (that is, a shallower processing position of the GaN wafer 20) is reached.
  • the focusing point C1 may be located on the first surface 20a and the second surface 20b in the Z-axis direction.
  • the modified region M2 extending from the first surface 20a to the second surface 20b is formed when viewed from the X-axis direction or the Y-axis direction.
  • FIG. 6 shows the state after the first step.
  • the above first step is performed under the control of the control unit 6 of the laser processing apparatus 1. That is, the control unit 6 irradiates the GaN wafer 20 with the first laser beam L1 along the lines A1 and A2, so that the first surface 20a extends linearly along the lines A1 and A2 when viewed from the Z-axis direction.
  • the first treatment for forming the modified regions M1 and M2 is executed.
  • the modified regions M1 and M2 are formed from at least the first surface 20a to the virtual surface 15 when viewed from the X-axis direction or the Y-axis direction along the first surface 20a.
  • the modified regions M1 and M2 here include cracks extending from the modified spots in addition to the plurality of modified spots. Therefore, when the modified regions M1 and M2 are formed from one first position to another second position, the modified spots are continuously formed between the first position and the second position. In some cases, cracks and modified spots are alternately formed between the first position and the second position. In the latter case, further, the crack extending from one modified spot and the crack extending from another modified spot adjacent to the modified spot may not be connected to each other. Therefore, what is present at the first position or the second position may be a modified spot, a crack, or a portion between cracks.
  • the modified regions M1 and M2 are not formed in the peripheral region 16 described later (cracks extending from the modified spots may be formed). That is, in the first step, the modified regions M1 and M2 are formed only at the portion where the virtual surface 15 and the lines A1 and A2 overlap when viewed from the Z-axis direction.
  • a method using a mask that covers the peripheral edge (edge) of the GaN wafer 20 or a method of turning off the first laser beam L1 when the condensing point C1 passes through the peripheral edge of the GaN wafer 20 is used. You may.
  • the condensing point C1 is moved on the periphery of the GaN wafer 20.
  • the peripheral region 16 in which the modified regions M1 and M2 are not formed may be formed by utilizing the fact that the condensing state of the laser beam L1 changes (condensing is hindered).
  • the GaN wafer 20 is irradiated with a second laser beam L2 having a wavelength of, for example, 532 nm along the virtual surface 15, and a plurality of modified spots are formed.
  • a second laser beam L2 having a wavelength of, for example, 532 nm along the virtual surface 15, and a plurality of modified spots are formed.
  • the second step will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 14.
  • the arrow indicates the locus of the focusing point C2 of the second laser beam L2.
  • the modified spots 13a, 13b, 13c, 13d described later may be collectively referred to as a modified spot 13
  • the cracks 14a, 14b, 14c, 14d described later may be collectively referred to as a crack 14.
  • the laser processing apparatus 1 causes the second laser beam L2 to be incident on the inside of the GaN wafer 20 from the first surface 20a along the virtual surface 15 (for example, for example.
  • a plurality of modified spots 13a are formed (so as to be arranged two-dimensionally along the entire virtual surface 15).
  • the laser machining apparatus 1 forms a plurality of reforming spots 13a so that the plurality of cracks 14a extending from the plurality of reforming spots 13a are not connected to each other.
  • the laser processing apparatus 1 forms a plurality of rows of reforming spots 13a (first reforming spots) by moving the focusing point C2 of the pulse-oscillated second laser beam L2 along the virtual surface 15. do.
  • the modified spot 13a is shown in white (without hatching), and the range in which the crack 14a extends is shown by a broken line (the same applies to other figures).
  • the pulsed second laser beam L2 is modulated by the spatial light modulator 4 so as to be focused on a plurality of (for example, six) focusing points C2 arranged in the Y-axis direction. Then, the plurality of focusing points C2 are relatively moved on the virtual surface 15 along the X-axis direction.
  • the distance between adjacent focusing points C2 in the Y-axis direction is 8 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 (that is, the relative moving speed of the plurality of focusing points C2 is determined by the second laser beam.
  • the value divided by the repetition frequency of L2) is 10 ⁇ m.
  • the pulse energy of the second laser beam L2 per one focusing point C2 (hereinafter, simply referred to as “pulse energy of the second laser beam L2”) is 0.33 ⁇ J.
  • the distance between the centers of the adjacent reforming spots 13a in the Y-axis direction is 8 ⁇ m
  • the distance between the centers of the adjacent reforming spots 13a in the X-axis direction is 10 ⁇ m.
  • the plurality of cracks 14a extending from the plurality of modified spots 13a are not connected to each other.
  • the laser processing apparatus 1 causes the second laser beam L2 to be incident on the inside of the GaN wafer 20 from the first surface 20a along the virtual surface 15 (for example,).
  • a plurality of modified spots 13b (second modified spots) are formed so as to be arranged in two dimensions along the entire virtual surface 15.
  • the laser machining apparatus 1 forms a plurality of modified spots 13b so as not to overlap the plurality of modified spots 13a and the plurality of cracks 14a.
  • the laser processing apparatus 1 modifies the plurality of rows of the second laser beam L2 by moving the condensing point C2 of the pulse-oscillated second laser beam L2 between the rows of the plurality of rows of the reforming spots 13a along the virtual surface 15.
  • the spot 13b is formed.
  • a plurality of cracks 14b extending from the plurality of modified spots 13b may be connected to the plurality of cracks 14a.
  • the modified spot 13b is indicated by dot hatching, and the range in which the crack 14b extends is indicated by a broken line (the same applies to other figures).
  • the pulsed second laser beam L2 is modulated by the spatial light modulator 4 so as to be focused on a plurality of (for example, six) focusing points C2 arranged in the Y-axis direction. Then, the plurality of focusing points C2 are relatively moved on the virtual surface 15 along the X-axis direction at the center between the rows of the plurality of rows of the modified spots 13a.
  • the distance between adjacent focusing points C2 in the Y-axis direction is 8 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 is 10 ⁇ m.
  • the pulse energy of the second laser beam L2 is 0.33 ⁇ J. In this case, the distance between the centers of the modified spots 13b adjacent to each other in the Y-axis direction is 8 ⁇ m, and the distance between the centers of the modified spots 13b adjacent to each other in the X-axis direction is 10 ⁇ m.
  • the laser processing apparatus 1 causes the second laser beam L2 to be incident on the inside of the GaN wafer 20 from the first surface 20a along the virtual surface 15 (for example,).
  • a plurality of modified spots (third modified spots) 13c are formed so as to be arranged in two dimensions along the entire virtual surface 15.
  • the laser processing apparatus 1 causes the second laser beam L2 to be incident on the inside of the GaN wafer 20 from the first surface 20a along the virtual surface 15 (for example, for example.
  • a plurality of modified spots (third modified spots) 13d are formed so as to be arranged two-dimensionally along the entire virtual surface 15.
  • the laser machining apparatus 1 forms a plurality of modified spots 13c and 13d so as not to overlap the plurality of modified spots 13a and 13b.
  • the laser processing apparatus 1 moves the pulsed condensing point C2 of the second laser beam L2 between the rows of the modified spots 13a and 13b in the plurality of rows along the virtual surface 15 to form a plurality of rows.
  • the modified spots 13c and 13d are formed.
  • the plurality of cracks 14c and 14d extending from the plurality of modified spots 13c and 13d, respectively, may be connected to the plurality of cracks 14a and 14b.
  • the modified spot 13c is shown by solid line hatching, and the range in which the crack 14c extends is shown by a broken line (the same applies to other figures).
  • the modified spot 13d is indicated by solid line hatching (solid line hatching that is inclined in the opposite direction to the solid line hatching of the modified spot 13c), and the range in which the crack 14d extends is indicated by a broken line. There is.
  • the pulsed second laser beam L2 is modulated by the spatial light modulator 4 so as to be focused on a plurality of (for example, six) focusing points C2 arranged in the Y-axis direction. Then, the plurality of condensing points C2 are relatively moved on the virtual surface 15 along the X-axis direction at the center between the rows of the reformed spots 13a and 13b in the plurality of rows.
  • the distance between adjacent focusing points C2 in the Y-axis direction is 8 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 is 5 ⁇ m.
  • the pulse energy of the second laser beam L2 is 0.33 ⁇ J.
  • the distance between the centers of the modified spots 13c adjacent to each other in the Y-axis direction is 8 ⁇ m, and the distance between the centers of the modified spots 13c adjacent to each other in the X-axis direction is 5 ⁇ m. Further, the distance between the centers of the modified spots 13d adjacent to each other in the Y-axis direction is 8 ⁇ m, and the distance between the centers of the modified spots 13d adjacent to each other in the X-axis direction is 5 ⁇ m.
  • the second laser beam L2 is incident on the GaN wafer 20 from the first surface 20a, and the condensing point C2 of the second laser beam L2 is moved into the virtual surface 15.
  • a plurality of modified spots 13 arranged in a plane shape are formed in the virtual surface 15.
  • the condensing point C2 of the second laser beam L2 is moved into the virtual surface 15 so as to pass through the modified regions M1 and M2 when viewed from the Z-axis direction.
  • the above second step is performed under the control of the control unit 6 of the laser processing apparatus 1. That is, here, after the first processing, the control unit 6 causes the second laser beam L2 to enter the GaN wafer 20 from the first surface 20a, and sets the focusing point C2 of the second laser beam L2 in the Z-axis direction.
  • the second process of forming a plurality of reforming spots 13 arranged in a plane shape in the virtual surface 15 is executed by moving the modification spots 13 into the virtual surface 15 so as to pass through the modification regions M1 and M2.
  • the peripheral region 16 in which the modified spot 13 is not formed (cracks extending from the modified spot may be formed) is formed. Therefore, in the present embodiment, the focusing point C2 is moved from the outside of the GaN wafer 20 to the inside of the GaN wafer 20 through the periphery (edge) of the GaN wafer 20 with the second laser beam L2 turned on. By making the GaN wafer 20, the condensing state of the second laser beam L2 changes (condensing is hindered) at the peripheral edge of the GaN wafer 20, and the peripheral region where the modified spot 13 is not formed is formed. 16 is formed.
  • the modification spot 13 is formed by a method using a mask that covers the peripheral edge of the GaN wafer 20 or a method of turning off the second laser beam L2 when the condensing point C2 passes through the peripheral edge of the GaN wafer 20. Peripheral regions 16 that are not formed may be formed.
  • the irradiation conditions are also different. That is, in the first step, in order to vertically cut the GaN wafer 20 (on the plane orthogonal to the first surface 20a), the modified region and the crack (modified layer) are orthogonal to the vertical direction (orthogonal to the first surface 20a). It is necessary to extend in the direction (Z-axis direction).
  • the first laser beam L1 is applied so as to form a vertically long modified region (melting / high internal pressure region) and a crack, and to align the vertically elongated modified region and the crack in the vertical direction. Irradiate.
  • the pulse width of the first laser beam L1 is relatively longer than the pulse width of the second laser beam L2, and the pulse energy and pulse pitch of the first laser beam L1 are the pulse widths of the second laser beam L2. It can be relatively large compared to the pulse energy and pulse pitch.
  • the output of the first laser beam L1 is 10 ⁇ J to 20 ⁇ J
  • the pulse pitch is 10 ⁇ m
  • the processing is relatively high output and sparse.
  • the modified region and cracks are cut laterally (parallel to the first surface 20a). It is necessary to extend in the direction (X-axis direction and Y-axis direction). Therefore, in the second step, the second laser beam L2 is irradiated so as to form the point-shaped modified region (melting / high internal pressure region) and the crack, and to align the modified region and the crack in the lateral direction. ..
  • the pulse width of the second laser beam L2 is relatively shorter than the pulse width of the first laser beam L1, and the pulse energy and pulse pitch of the second laser beam L2 are those of the first laser beam L1. It can be relatively small compared to the pulse energy and pulse pitch.
  • the output of the second laser beam L2 is 1.5 ⁇ J to 2 ⁇ J
  • the pulse pitch is 1 ⁇ m
  • the processing is relatively low and dense.
  • the output and pulse pitch of the second laser beam L2 are set to about 1/10 of the output and pulse pitch of the first laser beam L1.
  • a heating device provided with a heater or the like subsequently heats the GaN wafer 20 and connects a plurality of cracks 14 extending from the plurality of modification spots 13 to each other.
  • a crack 17 (hereinafter, simply referred to as “crack 17”) extending over the virtual surface 15 is formed.
  • a plurality of cracks 14 may be connected to each other to form a crack 17 by applying some force to the GaN wafer 20 by a method other than heating.
  • a plurality of cracks 14 may be connected to each other to form a crack 17.
  • the crack 17 can be formed by utilizing the pressure (internal pressure) of the nitrogen gas.
  • the peripheral edge region 16 prevents the growth of the plurality of cracks 14 to the outside of the virtual surface 15 surrounded by the peripheral edge region 16 (for example, the outer edge (side surface) of the GaN wafer 20), it occurs in the plurality of cracks 14. It is possible to prevent the nitrogen gas from escaping to the outside of the virtual surface 15.
  • the peripheral region 16 is a non-modified region that does not include the modified spot 13, and when a crack 17 is formed in the virtual surface 15 surrounded by the peripheral region 16, the virtual surface 15 surrounded by the peripheral region 16 is formed. It is a region that hinders the growth of a plurality of cracks 14 to the outside. Therefore, the width of the peripheral region 16 can be set to 30 ⁇ m or more.
  • FIG. 16 is a plan view (photograph) of a GaN wafer showing a state in which cracks are formed over a virtual surface.
  • Gallium (precipitate) is deposited in the crack 17 extending over the virtual surface 15 by irradiation with the second laser beam L2.
  • the crack 17 is observed as a portion darker (the transmittance of the observation light is reduced) than the other portions.
  • cracks 17 extending over the virtual surface 15 are formed in the portions of the GaN wafer 20 corresponding to each of the chips 30A.
  • the grinding apparatus grinds (polishs) the portion corresponding to the peripheral region 16 of the GaN wafer 20.
  • a plurality of chips 30A are obtained from the GaN wafer 20 with the crack 17 and the modified regions M1 and M2 as boundaries (third step).
  • the GaN wafer 20 is cut along the virtual surface 15 and the lines A1 and A2.
  • the portion corresponding to the peripheral region 16 of the GaN wafer 20 may be removed by machining other than grinding, laser machining, or the like.
  • the step of forming a plurality of modified spots 13 along the virtual surface 15 is the laser processing method according to the present embodiment. Further, among the above steps, the step of acquiring a plurality of chips 30A from the GaN wafer 20 with the crack 17 and the modified regions M1 and M2 as boundaries is the semiconductor member manufacturing method of the present embodiment.
  • the second laser beam L2 is incident on the GaN wafer 20 from the first surface 20a of the GaN wafer 20, and the second laser beam L2 is collected.
  • the light spot C2 is moved into the virtual surface 15 facing the first surface 20a of the GaN wafer 20, and a plurality of modified spots 13 arranged in a plane shape are formed in the virtual surface 15. Therefore, the GaN wafer 20 can be cut with the crack 17 extending from the reforming spot 13 and extending to the virtual surface 15 as a boundary.
  • the first laser beam L1 is irradiated along the lines A1 and A2 along the first surface 20a of the GaN wafer 20 in the first step.
  • the modified regions M1 and M2 are formed linearly along the lines A1 and A2.
  • the modified regions M1 and M2 are formed at least from the first surface 20a of the GaN wafer 20 to the virtual surface 15. Therefore, after the second step, in addition to cutting with the crack 17 extending over the virtual surface 15 as the boundary, cutting with the modified regions M1 and M2 as the boundary is possible. Therefore, according to this method, it is possible to obtain the chip 30A having a shape (smaller unit) different from that of the original GaN wafer 20.
  • the modified regions M1 and M2 affect the condensing state of the second laser beam L2.
  • the modified spot 13 is unlikely to be formed. Therefore, a region in which the modification spot 13 is not formed is likely to be formed around the modification regions M1 and M2.
  • This region has the function of preventing the growth of cracks extending from the modified spot. Therefore, according to the laser processing method according to the present embodiment, it is possible to prevent cracks extending from the modified spot from reaching the cut surface of the member obtained by cutting the modified regions M1 and M2 at the boundary.
  • the GaN wafer 20 has a second surface 20b that is a surface opposite to the first surface 20a and faces the virtual surface 15. Then, in the first step, the modified regions M1 and M2 are formed from the first surface 20a to the second surface 20b. Therefore, in addition to the portion on the first surface 20a side of the GaN wafer 20, the portion on the second surface 20b side of the GaN wafer 20 is also cut with the modification regions M1 and M2 as boundaries, so that the plurality of chips 30A can be formed. It can be obtained.
  • a peripheral region 16 including the peripheral edge of the GaN wafer 20 when viewed from the Z-axis direction and in which the modified spot 13 is not formed is formed. Therefore, the peripheral region 16 can prevent cracks extending from the reforming spot 13 from reaching the outer edge of the GaN wafer 20.
  • the condensing point C2 of the second laser beam L2 is viewed from the outside of the GaN wafer 20 in the Z-axis direction and passed through the peripheral edge to the inside of the GaN wafer 20. By moving so as to reach, the peripheral region 16 is formed. In this way, by moving the condensing point C2 of the second laser beam L2 from the outside of the GaN wafer 20 through the periphery to the inside, the change in the condensing state at the periphery (inhibition of condensing) is utilized. Therefore, the peripheral region 16 in which the modified spot 13 is not formed can be easily formed.
  • the material of the object 11 contains gallium. Therefore, when gallium is deposited in the plurality of cracks 14 extending from the plurality of modified spots 13 by the irradiation of the second laser beam L2, the second laser beam L2 is easily absorbed by the gallium. Therefore, it is possible to form a crack 17 over the virtual surface 15 with a smaller output.
  • the material of the object 11 contains gallium nitride. Therefore, when gallium nitride is decomposed by irradiation with the second laser beam L2, nitrogen gas is generated in the crack 14. Therefore, the crack 17 extending over the virtual surface 15 can be easily formed by utilizing the pressure (internal pressure) of the nitrogen gas.
  • the semiconductor member manufacturing method includes the first step and the second step provided in the above laser processing method, the crack 17 extending over the virtual surface 15 after the second step, and the reformed regions M1 and M2.
  • a third step of acquiring the chip 30A from the GaN wafer 20 with the above as a boundary is provided. Therefore, for the same reason, it is possible to obtain the chip 30A having a shape (smaller unit) different from that of the original GaN wafer 20.
  • the second laser beam L2 is incident on the GaN wafer 20 from the first surface 20a of the GaN wafer 20, and the condensing point C2 of the second laser beam L2. Is moved into the virtual surface 15 facing the first surface 20a of the GaN wafer 20, and a plurality of modified spots 13 arranged in a plane shape are formed in the virtual surface 15. Therefore, the GaN wafer 20 can be cut with the crack 17 extending from the reforming spot 13 and extending to the virtual surface 15 as a boundary.
  • the first laser beam L1 is irradiated along the lines A1 and A2 along the first surface 20a of the GaN wafer 20 in the first processing prior to the second processing.
  • the modified regions M1 and M2 are linearly formed along the lines A1 and A2.
  • the modified regions M1 and M2 are formed from the first surface 20a to the second surface 20b. Therefore, after the second treatment, in addition to the cutting with the crack 17 extending over the virtual surface 15 as the boundary, the cutting with the modified regions M1 and M2 as the boundary is possible. Therefore, according to the laser processing apparatus 1, it is possible to obtain the GaN wafer 20 in a shape (smaller unit) different from that of the original GaN wafer 20.
  • FIG. 18 is an image of a peeling surface of a GaN wafer formed by an example laser processing method and a semiconductor member manufacturing method
  • FIGS. 19A and 19B are heights of the peeling surface shown in FIG. It is a profile.
  • a second laser beam L2 having a wavelength of 532 nm is incident on the inside of the GaN ingot from the first surface 20a of the GaN ingot, and one focusing point C2 is placed on the virtual surface 15 along the X-axis direction. By moving them relative to each other, a plurality of modified spots 13 were formed along the virtual surface 15.
  • the distance between adjacent condensing points C2 in the Y-axis direction was 10 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 was 1 ⁇ m
  • the pulse energy of the second laser beam L2 was 1 ⁇ J.
  • irregularities of about 25 ⁇ m appeared on the peeled surface (surface formed by the crack 17) of the GaN wafer.
  • FIG. 20 is an image of a peeling surface of a GaN wafer formed by another example of a laser processing method and a semiconductor member manufacturing method
  • FIGS. 21A and 21B are images of the peeling surface shown in FIG. Height profile.
  • the second laser beam L2 having a wavelength of 532 nm is incident on the inside of the GaN ingot from the first surface 20a of the GaN ingot, and the first step and the second step of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the present embodiment are performed. Similar to the step, a plurality of modified spots 13 were formed along the virtual surface 15.
  • the distance between adjacent focusing points C2 in the Y-axis direction is 6 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 is 10 ⁇ m
  • the pulse energy of the second laser beam L2 is 0. It was set to .33 ⁇ J.
  • the distance between adjacent condensing points C2 in the Y-axis direction is 6 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 is 10 ⁇ m
  • the pulse energy of the second laser beam L2 is 0. It was set to .33 ⁇ J.
  • the distance between adjacent condensing points C2 in the Y-axis direction is 6 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 is 5 ⁇ m
  • the pulse energy of the second laser beam L2 is 0. It was set to .33 ⁇ J.
  • the distance between adjacent focusing points C2 in the Y-axis direction is 6 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 is 5 ⁇ m
  • the pulse energy of the second laser beam L2 is 0. It was set to .33 ⁇ J.
  • irregularities of about 5 ⁇ m appeared on the peeled surface of the GaN wafer.
  • the unevenness appearing on the peeled surface of the GaN wafer is reduced, that is, the crack 17 is formed along the virtual surface 15. It was found that it was formed with high accuracy.
  • the unevenness appearing on the peeled surface of the GaN wafer becomes small, the amount of grinding for flattening the peeled surface can be reduced. Therefore, reducing the unevenness that appears on the peeled surface of the GaN wafer is advantageous in terms of material utilization efficiency and production efficiency.
  • a plurality of modified spots 13a are formed along the virtual surface 15, and the modified spots 13b are virtual so as to overlap the cracks 14a extending from the modified spots 13a on one side thereof.
  • a plurality of modified spots 13b are formed along the surface 15.
  • the modified spot 13b is likely to be formed on the incident side of the second laser beam L2.
  • a plurality of modified spots 13c are formed along the virtual surface 15 so that the modified spots 13c overlap the cracks 14b extending from the modified spots 13b on one side thereof.
  • the modified spot 13c is likely to be formed on the incident side of the second laser beam L2.
  • a plurality of reforming spots 13b are formed on the incident side of the second laser beam L2 with respect to the plurality of reforming spots 13a, and further, the plurality of reforming spots 13c are a plurality of reforming spots. It is likely to be formed on the incident side of the second laser beam L2 with respect to 13b.
  • a plurality of modified spots 13a are formed along the virtual surface 15 so that the modified spots 13b do not overlap the cracks 14a extending from the modified spots 13a on both sides thereof.
  • a plurality of modified spots 13b are formed along the virtual surface 15.
  • the second laser beam L2 is easily absorbed by the gallium deposited in the plurality of cracks 14a
  • the modified spots 13b do not overlap the cracks 14a, so that the modified spots 13b are also modified spots 13a. It is formed on the virtual surface 15 in the same manner as above.
  • a plurality of modified spots 13c are formed along the virtual surface 15 so that the modified spots 13c overlap the cracks 14a and 14b extending from the modified spots 13a and 13b on both sides thereof.
  • a plurality of modified spots 13d are formed along the virtual surface 15 so that the modified spots 13d overlap the cracks 14a and 14b extending from the modified spots 13a and 13b on both sides thereof.
  • the modified spot Modified spots 13c and 13d are likely to be formed on the incident side of the second laser beam L2 with respect to 13a and 13b.
  • the plurality of modified spots 13c and 13d are only likely to be formed on the incident side of the second laser beam L2 with respect to the plurality of modified spots 13a and 13b.
  • a plurality of modifications are made so as not to overlap the plurality of modification spots 13a and the plurality of cracks 14a extending from the plurality of modification spots 13a. It can be seen that forming the spot 13b is extremely important for reducing the unevenness appearing on the peeled surface of the GaN wafer.
  • FIG. 24 (a) and 24 (b) are images of cracks formed during the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of an example
  • FIG. 24 (b) is a rectangle in FIG. 24 (a). It is an enlarged image in the frame.
  • a second laser beam L2 having a wavelength of 532 nm is incident on the inside of the GaN ingot from the first surface 20a of the GaN ingot, and six focusing points C2 arranged in the Y-axis direction are formed along the X-axis direction.
  • a plurality of modified spots 13 were formed along the virtual surface 15.
  • the distance between adjacent condensing points C2 in the Y-axis direction was 6 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 was 1 ⁇ m
  • the pulse energy of the second laser beam L2 was 1.33 ⁇ J.
  • the laser machining was stopped in the middle of the virtual surface 15. In this case, as shown in FIGS. 24A and 24, the crack extending from the machined region to the unprocessed region largely deviated from the virtual surface 15 in the unprocessed region.
  • FIG. 25 (a) and 25 (b) are images of cracks formed in the middle of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of other examples
  • FIG. 25 (b) is the image of the crack formed in the middle of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method. It is an enlarged image in the rectangular frame in.
  • a second laser beam L2 having a wavelength of 532 nm is incident on the inside of the GaN ingot from the first surface 20a of the GaN ingot, and six focusing points C2 arranged in the Y-axis direction are formed along the X-axis direction.
  • a plurality of modified spots 13 were formed along the virtual surface 15.
  • the distance between adjacent condensing points C2 in the Y-axis direction is 6 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 is 10 ⁇ m
  • the pulse energy of the second laser beam L2 is 0.33 ⁇ J.
  • a plurality of rows of modified spots 13 were formed in the processed region and the second processed region.
  • the distance between adjacent condensing points C2 in the Y-axis direction is 6 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 is 10 ⁇ m
  • the pulse energy of the second laser beam L2 is 0.33 ⁇ J.
  • a plurality of rows of modified spots 13 were formed in the two processing regions so that each row was located at the center between the rows of the already formed plurality of rows of modified spots 13.
  • the distance between adjacent condensing points C2 in the Y-axis direction is 6 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 is 5 ⁇ m
  • the pulse energy of the second laser beam L2 is 0.33 ⁇ J.
  • the plurality of rows of modified spots 13 were formed so that each row was located at the center between the rows of the plurality of rows of modified spots 13 that had already been formed.
  • the cracks extending from the first processed region to the second processed region did not deviate significantly from the virtual surface 15 in the second processed region.
  • the crack 17 grows accurately along the virtual surface 15. It is presumed that this is because the plurality of modified spots 13 previously formed in the second processed region served as guides when the cracks grew.
  • FIG. 26 is an image (image in side view) of modified spots and cracks formed by the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the comparative example.
  • a second laser beam L2 having a wavelength of 532 nm is incident on the inside of the GaN ingot from the first surface 20a of the GaN ingot, and one focusing point C2 is placed on the virtual surface 15 along the X-axis direction.
  • a plurality of modified spots 13 were formed along the virtual surface 15 by moving the light relative to each other.
  • the distance between adjacent condensing points C2 in the Y-axis direction is 2 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 is 5 ⁇ m
  • the pulse energy of the second laser beam L2 is 0.3 ⁇ J
  • the virtual surface 15 is formed.
  • a plurality of modified spots 13 were formed along the line. In this case, as shown in FIG. 26, the amount of extension of the crack 14 extending from the modified spot 13 to the incident side of the second laser beam L2 and the opposite side thereof is about 100 ⁇ m.
  • FIG. 27 is an image of modified spots and cracks formed by the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first embodiment
  • FIG. 27 (a) is an image in a plan view
  • FIG. 27 (b) is. Is a side view image.
  • the second laser beam L2 having a wavelength of 532 nm is incident on the inside of the GaN ingot from the first surface 20a of the GaN ingot, and the six focusing points C2 arranged in the Y-axis direction are aligned in the X-axis direction.
  • a plurality of modified spots 13 were formed along the virtual surface 15.
  • the distance between adjacent condensing points C2 in the Y-axis direction is 8 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 is 10 ⁇ m
  • the pulse energy of the second laser beam L2 is 0.3 ⁇ J.
  • a plurality of modified spots 13a were formed along the line 15.
  • the distance between adjacent focusing points C2 in the Y-axis direction is 8 ⁇ m, and the second laser beam L2.
  • a plurality of modified spots 13b were formed along the virtual surface 15 with a pulse pitch of 10 ⁇ m and a pulse energy of the second laser beam L2 of 0.3 ⁇ J.
  • the distance between adjacent focusing points C2 in the Y-axis direction is 8 ⁇ m, and the second laser beam is emitted.
  • a plurality of modified spots 13 were formed along the virtual surface 15 with the pulse pitch of L2 being 5 ⁇ m and the pulse energy of the second laser beam L2 being 0.3 ⁇ J.
  • the distance between adjacent focusing points C2 in the Y-axis direction is 8 ⁇ m, and the second laser beam L2.
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 was set to 5 ⁇ m, and the pulse energy of the second laser beam L2 was set to 0.3 ⁇ J, and a plurality of modified spots 13 were formed along the virtual surface 15.
  • the modified spot 13a formed the first time and the modified spot 13 formed the third time overlap each other
  • the modified spot 13b formed the second time and the modified spot 13 formed the fourth time overlap each other. It is assumed that it is.
  • the amount of extension of the crack 14 extending from the modified spot 13 to the incident side and the opposite side of the second laser beam L2 was about 70 ⁇ m.
  • FIG. 28 (A) and (b) of FIG. 28 are images of modified spots and cracks formed by the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the second embodiment
  • FIG. 28 (a) is a plan view
  • the image, FIG. 28 (b) is a side view image.
  • the second laser beam L2 having a wavelength of 532 nm is incident on the inside of the GaN ingot from the first surface 20a of the GaN ingot, and the first step of the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the present embodiment. And, similarly to the second step, a plurality of modified spots 13 were formed along the virtual surface 15.
  • the distance between adjacent condensing points C2 in the Y-axis direction is 8 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 is 10 ⁇ m
  • the pulse energy of the second laser beam L2 is 0. It was set to 0.3 ⁇ J.
  • the distance between adjacent focusing points C2 in the Y-axis direction is 8 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 is 10 ⁇ m
  • the pulse energy of the second laser beam L2 is 0. It was set to 0.3 ⁇ J.
  • the distance between adjacent condensing points C2 in the Y-axis direction is 8 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 is 5 ⁇ m
  • the pulse energy of the second laser beam L2 is 0. It was set to 0.3 ⁇ J.
  • the distance between adjacent focusing points C2 in the Y-axis direction is 8 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 is 5 ⁇ m
  • the pulse energy of the second laser beam L2 is 0. It was set to 0.3 ⁇ J.
  • the amount of extension of the crack 14 extending from the modified spot 13 to the incident side and the opposite side of the second laser beam L2 was about 50 ⁇ m.
  • FIG. 28 (C) and (d) of FIG. 28 are images of modified spots and cracks formed by the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the third embodiment
  • FIG. 28 (c) is a plan view
  • the image, FIG. 28D is a side view image.
  • FIGS. 28 (a) and 28 that is, the virtual surface 15 in which a plurality of rows of modified spots 13 have already been formed. , A plurality of modified spots 13 were formed.
  • the distance between adjacent condensing points C2 in the Y-axis direction is 8 ⁇ m
  • the pulse pitch of the second laser beam L2 is 5 ⁇ m
  • the pulse energy of the second laser beam L2 is 0.1 ⁇ J.
  • a plurality of rows of modified spots 13 were formed so that each row was located at the center between the rows of the plurality of rows of modified spots 13.
  • the amount of extension of the crack 14 extending from the modified spot 13 to the incident side and the opposite side of the second laser beam L2 was about 60 ⁇ m.
  • the above-described embodiment describes a laser processing method, a semiconductor member manufacturing method, and a form of a laser processing apparatus according to the present disclosure. Therefore, the above-mentioned laser processing method, semiconductor member manufacturing method, and laser processing apparatus can be arbitrarily modified. Hereinafter, a modified example will be described.
  • modified regions M1 and M2 extending from the first surface 20a to the second surface 20b of the GaN wafer 20 when viewed from the Z-axis direction are formed.
  • the modified regions M1 and M2 may be formed so as to extend from the first surface 20a to the virtual surface 15 when viewed from the Z-axis direction.
  • the modified regions M1 and M2 are not interposed (formed) between the virtual surface 15 and the second surface 20b when viewed from the Z-axis direction. Therefore, by cutting the GaN wafer 20 at the boundary between the modified regions M1 and M2 and the crack 17, a plurality of chips 30A and a single chip 30B can be obtained as shown in FIG. ..
  • the chip 30B has the same shape as the GaN wafer 20 when viewed from the Z-axis direction. That is, in this case, chips 30A and chips 30B having different shapes can be obtained from the GaN wafer 20.
  • a single virtual surface 15 is set for the GaN wafer 20.
  • a plurality of virtual surfaces 15 may be set so as to be arranged in the Z-axis direction.
  • the modified regions M1 and M2 are formed at least from the first surface 20a of the GaN wafer 20 to the virtual surface 15 farthest from the first surface 20a.
  • the GaN wafer 20 is cut with the plurality of virtual surfaces 15 (cracks 17 extending over the virtual surface 15) arranged in the Z-axis direction as boundaries, so that more chips 30A and the like can be acquired.
  • the GaN wafer 20 is exemplified as the object 11.
  • the object 11 can be, for example, a GaN ingot (semiconductor ingot) or any other semiconductor object.
  • a GaN wafer can be obtained as a semiconductor member.
  • a GaN wafer having a shape different from that of the GaN ingot can be obtained.
  • the line A1 and the line A2 intersecting the line A1 are set as the criteria (criteria for cutting) for forming the modified regions M1 and M2.
  • the lines A1 and A2 can be set in any shape and relative relationship according to the required shape of the semiconductor members (chips 30A and 30B) and the number of acquisitions, and the lines A1 and A2 are not limited to the pair of lines A1 and A2.
  • One line or three or more lines may be set.

Abstract

ラインに沿って半導体対象物に第１レーザ光を照射することにより、第１表面に交差する第１方向からみて前記ラインに沿って線状に延びる改質領域を形成する第１工程と、前記第１工程の後に、前記第１表面から前記半導体対象物に第２レーザ光を入射させると共に、前記第２レーザ光の集光点を、前記第１方向からみて前記改質領域を通るように前記仮想面内に移動させることによって、前記仮想面内に面状に並ぶ複数の改質スポットを形成する第２工程と、を備え、前記第１工程においては、前記第１表面に沿った第２方向からみて、少なくとも前記第１表面から前記仮想面に渡って前記改質領域を形成する、レーザ加工方法。

Description

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
　本開示は、レーザ加工方法、半導体部材製造方法、及び、レーザ加工装置に関する。
　半導体インゴット等の半導体対象物にレーザ光を照射することにより、半導体対象物の内部に改質領域を形成し、改質領域から延びる亀裂を進展させることにより、半導体対象物から半導体ウェハ等の半導体部材を切り出す加工方法が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２０１７－１８３６００号公報 特開２０１７－０５７１０３号公報
　上述した加工方法では、半導体対象物のレーザ光入射面に交差する方向からみて、半導体対象物と同形状の半導体部材を切り出している。これに対して、今後、例えば半導体ウェハから半導体チップを切り出す場合のように、元の半導体対象物よりも小さな単位（すなわち、半導体対象物と異なる形状）で半導体部材を切り出すことが要求され得る。
　本開示は、半導体対象物と異なる形状の半導体部材を半導体対象物から取得可能なレーザ加工方法、半導体部材製造方法、及び、レーザ加工装置を提供することを目的とする。
　本開示に係るレーザ加工方法は、半導体対象物の内部において半導体対象物の第１表面に対向する仮想面と、第１表面に沿って延びるラインと、に沿って半導体対象物を切断するためのレーザ加工方法であって、ラインに沿って半導体対象物に第１レーザ光を照射することにより、第１表面に交差する第１方向からみてラインに沿って線状に延びる改質領域を形成する第１工程と、第１工程の後に、第１表面から半導体対象物に第２レーザ光を入射させると共に、第２レーザ光の集光点を、第１方向からみて改質領域を通るように仮想面内に移動させることによって、仮想面内に面状に並ぶ複数の改質スポットを形成する第２工程と、を備え、第１工程においては、第１表面に沿った第２方向からみて、少なくとも第１表面から仮想面に渡って改質領域を形成する。
　この方法では、第２工程において、第２レーザ光を半導体対象物の第１表面から半導体対象物に入射させ、第２レーザ光の集光点を、半導体対象物の第１表面に対向する仮想面内に移動させ、当該仮想面内に面状に並ぶ複数の改質スポットを形成する。したがって、この改質スポットから延びて仮想面に渡る亀裂を境界として、半導体対象物の切断が可能である。特に、この方法では、第２工程に先立って、第１工程において、半導体対象物の第１表面に沿ったラインに沿って第１レーザ光を照射することにより、当該ラインに沿って線状に改質領域を形成する。この改質領域は、少なくとも半導体対象物の第１表面から仮想面に渡って形成される。したがって、第２工程の後には、仮想面に渡る亀裂を境界とした切断に加えて、改質領域を境界とした切断が可能となる。よって、この方法によれば、元の半導体対象物と異なる形状（より小さな単位）での半導体部材を取得可能である。
　なお、第２レーザ光の集光点が、第１方向からみて改質領域を通過する際には、改質領域が第２レーザ光の集光状態に影響を与える結果、改質スポットが形成されにくい。このため、改質領域の周りには、改質スポットが形成されていない領域が形成されやすい。この領域は、改質スポットから延びる亀裂の進展を妨げる機能を有する。よって、この方法によれば、改質領域を境界に切断されて得られる部材の切断面に、改質スポットから延びる亀裂が達することを抑制できる。
　本開示に係るレーザ加工方法においては、仮想面は、第１方向に並ぶように複数設定されており、第１工程においては、少なくとも、第１表面から、第１表面から最も離れた仮想面に渡って改質領域を形成してもよい。この場合、第１方向に並ぶ複数の仮想面（仮想面に渡る亀裂）を境界として半導体対象物が切断されることにより、複数の半導体部材が取得可能となる。
　本開示に係るレーザ加工方法においては、半導体対象物は、第１表面の反対側の面であって、仮想面に対向する第２表面を有し、第１工程においては、第１表面から第２表面に渡って改質領域を形成してもよい。この場合、半導体対象物の第１表面側の部分に加えて、半導体対象物の第２表面側の部分も改質領域を境界として切断されることにより、複数の半導体部材が取得可能となる。
　本開示に係るレーザ加工方法においては、第２工程において、第１方向からみて半導体対象物の周縁を含み、改質スポットが形成されていない周縁領域を形成してもよい。この場合、周縁領域によって、改質スポットから延びる亀裂が半導体対象物の外縁に達することを抑制できる。
　本開示に係るレーザ加工方法においては、第２工程において、第２レーザ光の集光点を、第１方向からみて半導体対象物の外部から周縁を通って半導体対象物の内部に至るように移動させることにより、周縁領域を形成してもよい。このように、第２レーザ光の集光点を、半導体対象物の外部から周縁を通って内部に移動させることにより、周縁での集光状態の変化（集光の阻害）を利用して、改質スポットが形成されていない周縁領域を容易に形成できる。
　本開示に係るレーザ加工方法においては、半導体対象物の材料は、ガリウムを含んでもよい。この場合、レーザ光の照射によって、複数の改質スポットからそれぞれ延びる複数の亀裂にガリウムが析出すると、当該ガリウムによってレーザ光が吸収され易い状態となる。そのため、より小さな出力により仮想面に渡る亀裂を形成することが可能となる。
　本開示に係るレーザ加工方法においては、半導体対象物の材料は、窒化ガリウムを含んでもよい。この場合、レーザ光の照射によって窒化ガリウムが分解されると、亀裂内に窒素ガスが生じる。そのため、当該窒素ガスの圧力（内圧）を利用して、仮想面に渡る亀裂を容易に形成可能となる。
　本開示に係る半導体部材製造方法は、上記のレーザ加工方法が備える第１工程及び第２工程と、第２工程の後に、改質スポットから延びて仮想面に渡る亀裂と、改質領域と、を境界として半導体対象物から半導体部材を取得する第３工程と、を備える。この製造方法では、上述したレーザ加工方法の第１工程及び第２工程を実施する。したがって、同様の理由から、元の半導体対象物と異なる形状（より小さな単位）での半導体部材の取得が可能である。
　本開示に係る半導体部材製造方法においては、半導体対象物は、半導体インゴットであり、半導体部材は、半導体ウェハであってもよい。この場合、半導体インゴットと異なる形状の半導体ウェハを取得可能である。
　本開示に係る半導体製造方法においては、半導体対象物は、半導体ウェハであり、半導体部材は、半導体チップであってもよい。この場合、半導体ウェハと異なる形状の半導体チップを取得可能である。
　本開示に係るレーザ加工装置は、半導体対象物の内部において半導体対象物の第１表面に対向する仮想面と、第１表面に沿って延びるラインと、に沿って半導体対象物を切断するためのレーザ加工装置であって、半導体対象物を支持するステージと、ステージに支持された半導体対象物にレーザ光を照射するためのレーザ照射ユニットと、少なくともレーザ照射ユニットの制御を行う制御部と、を備え、制御部は、ラインに沿って半導体対象物に第１レーザ光を照射することにより、第１表面に交差する第１方向からみてラインに沿って線状に延びる改質領域を形成する第１処理と、第１処理の後に、第１表面から半導体対象物に第２レーザ光を入射させると共に、第２レーザ光の集光点を、第１方向からみて改質領域を通るように仮想面内に移動させることによって、仮想面内に面状に並ぶ複数の改質スポットを形成する第２処理と、を実行し、第１処理においては、第１表面に沿った第２方向からみて、少なくとも第１表面から仮想面に渡って改質領域を形成する。
　この装置では、第２処理において、第２レーザ光を半導体対象物の第１表面から半導体対象物に入射させ、第２レーザ光の集光点を、半導体対象物の第１表面に対向する仮想面内に移動させ、当該仮想面内に面状に並ぶ複数の改質スポットを形成する。したがって、この改質スポットから延びて仮想面に渡る亀裂を境界として、半導体対象物の切断が可能である。特に、この装置では、第２処理に先立って、第１処理において、半導体対象物の第１表面に沿ったラインに沿って第１レーザ光を照射することにより、当該ラインに沿って線状に改質領域を形成する。この改質領域は、少なくとも半導体対象物の第１表面から仮想面に渡って形成される。したがって、第２処理の後には、仮想面に渡る亀裂を境界とした切断に加えて、改質領域を境界とした切断が可能となる。よって、この装置によれば、元の半導体対象物と異なる形状（より小さな単位）での半導体部材の取得が可能である。
　なお、第２レーザ光の集光点が、第１方向からみて改質領域を通過する際には、改質領域が第２レーザ光の集光に影響を与える結果、改質スポットが形成されにくい。このため、改質領域の周りには、改質スポットが形成されていない領域が形成されやすい。この領域は、改質スポットから延びる亀裂の進展を妨げる機能を有する。よって、この装置によれば、改質領域を境界に切断されて得られる部材の切断面に、改質スポットから延びる亀裂が達することを抑制できる。
　本開示によれば、半導体対象物と異なる形状の半導体部材を半導体対象物から取得可能なレーザ加工方法、半導体部材製造方法、及び、レーザ加工装置を提供することができる。
一実施形態に係るレーザ加工装置を示す模式図である。 図１に示された対象物としてのＧａＮウェハを示す平面図である。 図２に示されたＧａＮウェハの断面図である。 レーザ加工方法及び半導体部材製造方法の主要な工程を示す図である。 レーザ加工方法及び半導体部材製造方法の主要な工程を示す図である。 レーザ加工方法及び半導体部材製造方法の主要な工程を示す図である。 レーザ加工方法及び半導体部材製造方法の主要な工程を示す図である。 レーザ加工方法及び半導体部材製造方法の主要な工程を示す図である。 レーザ加工方法及び半導体部材製造方法の主要な工程を示す図である。 レーザ加工方法及び半導体部材製造方法の主要な工程を示す図である。 レーザ加工方法及び半導体部材製造方法の主要な工程を示す図である。 レーザ加工方法及び半導体部材製造方法の主要な工程を示す図である。 レーザ加工方法及び半導体部材製造方法の主要な工程を示す図である。 レーザ加工方法及び半導体部材製造方法の主要な工程を示す図である。 レーザ加工方法及び半導体部材製造方法の主要な工程を示す図である。 仮想面に渡る亀裂が形成された状態を示すＧａＮウェハの平面図（写真）である。 半導体部材製造方法の主要な工程を示す図である。 一例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成されたＧａＮウェハの剥離面の画像である。 図１８に示される剥離面の高さプロファイルである。 他の例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成されたＧａＮウェハの剥離面の画像である。 図２０に示される剥離面の高さプロファイルである。 一例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法による剥離面の形成原理を説明するための模式図である。 他の例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法による剥離面の形成原理を説明するための模式図である。 一例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の途中で形成された亀裂の画像である。 他の例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の途中で形成された亀裂の画像である。 比較例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成された改質スポット及び亀裂の画像である。 第１実施例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成された改質スポット及び亀裂の画像である。 第２実施例及び第３実施例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成された改質スポット及び亀裂の画像である。 変形例を示す図である。 変形例を示す図である。
　以下、一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。また、各図には、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸によって規定される直交座標系を示す場合がある。
［レーザ加工装置の構成］
　図１に示されるように、レーザ加工装置１は、ステージ２と、光源３と、空間光変調器４と、集光レンズ５と、制御部６と、を備えている。レーザ加工装置１は、対象物１１にレーザ光Ｌを照射することにより、対象物１１に改質領域１２を形成する装置である。以下、第１水平方向をＸ軸方向といい、第１水平方向に垂直な第２水平方向をＹ軸方向という。また、鉛直方向をＺ軸方向という。
　ステージ２は、例えば対象物１１に貼り付けられたフィルムを吸着することにより、対象物１１を支持する。本実施形態では、ステージ２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに沿って移動可能である。また、ステージ２は、Ｚ軸方向に平行な軸線を中心線として回転可能である。
　光源３は、例えばパルス発振方式によって、対象物１１に対して透過性を有するレーザ光Ｌを出力する。空間光変調器４は、光源３から出力されたレーザ光Ｌを変調する。空間光変調器４は、例えば反射型液晶（ＬＣＯＳ：Liquid　Crystal　on　Silicon）の空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial　Light　Modulator）である。集光レンズ５は、空間光変調器４によって変調されたレーザ光Ｌを集光する。本実施形態では、空間光変調器４及び集光レンズ５は、レーザ照射ユニットとして、Ｚ軸方向に沿って移動可能である。
　ステージ２に支持された対象物１１の内部にレーザ光Ｌが集光されると、レーザ光Ｌの集光点Ｃに対応する部分においてレーザ光Ｌが特に吸収され、対象物１１の内部に改質領域１２が形成される。改質領域１２は、密度、屈折率、機械的強度、その他の物理的特性が周囲の非改質領域とは異なる領域である。改質領域１２としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等がある。
　一例として、ステージ２をＸ軸方向に沿って移動させ、対象物１１に対して集光点ＣをＸ軸方向に沿って相対的に移動させると、複数の改質スポット１３がＸ軸方向に沿って１列に並ぶように形成される。１つの改質スポット１３は、１パルスのレーザ光Ｌの照射によって形成される。１列の改質領域１２は、１列に並んだ複数の改質スポット１３の集合である。隣り合う改質スポット１３は、対象物１１に対する集光点Ｃの相対的な移動速度及びレーザ光Ｌの繰り返し周波数によって、互いに繋がる場合も、互いに離れる場合もある。
　制御部６は、ステージ２、光源３、空間光変調器４及び集光レンズ５（すなわちレーザ照射ユニット）を制御する。制御部６は、プロセッサ、メモリ、ストレージ及び通信デバイス等を含むコンピュータ装置として構成されている。制御部６では、メモリ等に読み込まれたソフトウェア（プログラム）が、プロセッサによって実行され、メモリ及びストレージにおけるデータの読み出し及び書き込み、並びに、通信デバイスによる通信が、プロセッサによって制御される。これにより、制御部６は、各種機能を実現する。
［レーザ加工方法及び半導体部材製造方法の一実施形態］
　本実施形態に係るレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の対象物１１は、図２及び図３に示されるように、窒化ガリウム（ＧａＮ）によって例えば矩形板状に形成されたＧａＮウェハ（半導体ウェハ、半導体対象物）２０である。ＧａＮウェハ２０のサイズは、例えば５０ｍｍ×５０ｍｍ程度である（一例として、ＧａＮウェハ２０が円板状である場合には、φ２ｉｎｃｈ程度）。
　ＧａＮウェハ２０は、第１表面２０ａと、第１表面２０ａの反対側の第２表面２０ｂと、を有している。ここでは、第１表面２０ａと第２表面２０ｂとは、互に平行である。また、ＧａＮウェハ２０には、仮想面１５及びラインＡ１，Ａ２が設定される。仮想面１５は、ＧａＮウェハ２０の内部においてＧａＮウェハ２０の第１表面２０ａ及び第２表面２０ｂに対向する面である。ここでは、仮想面１５は、第１表面２０ａに平行な面であり、例えば矩形状を呈している。ラインＡ１は、第１表面２０ａに沿った仮想的な線である。ラインＡ２は、第１表面２０ａに沿うと共にラインＡ１に交差（直交）する線である。
　また、ＧａＮウェハ２０には、第１表面２０ａに交差（直交）する第１方向（ここではＺ軸方向）からみて仮想面１５を囲うように、後述する周縁領域１６に対応する部分が設定されている。つまり、仮想面１５は、Ｚ軸方向からみてＧａＮウェハ２０の外縁に至っていない。周縁領域１６は、Ｚ軸方向からみて例えば矩形環状である。周縁領域１６の幅（ここでは、Ｚ軸方向からみたときの仮想面１５の外縁とＧａＮウェハ２０の外縁との距離）は、例えば３０μｍ以上である。
　本実施形態に係るレーザ加工方法、及び、半導体部材製造方法は、ＧａＮウェハ２０を、仮想面１５及びラインＡ１，Ａ２に沿って切断することにより、ＧａＮウェハ２０から複数のチップ（半導体チップ、半導体部材）３０Ａを切り出すために実施される。チップ３０Ａに対応する部分は、ＧａＮウェハ２０のうちの、第１表面２０ａに沿った第２方向（ここではＸ軸方向又はＹ軸方向）からみて仮想面１５を境界とし、Ｚ軸方向からみてラインＡ１，Ａ２を境界とする部分である。ここでは、１つのＧａＮウェハ２０に対して８つのチップ３０Ａとなる部分が設定される。チップ３０Ａのサイズは、例えば２５ｍｍ×２５ｍｍ程度である。
　このレーザ加工方法及び半導体部材製造方法では、まず、図４、図５、及び図６に示されるように、上述したレーザ加工装置１が、ラインＡ１，Ａ２に沿ってＧａＮウェハ２０に第１レーザ光Ｌ１（例えば５３２ｎｍの波長を有する）を照射することにより、Ｚ軸方向からみてラインＡ１，Ａ２に沿って線状に延びる改質領域Ｍ１，Ｍ２（加工痕）を形成する（第１工程）。第１工程について、より具体的に説明する。
　第１工程では、まず、対象物１１としてのＧａＮウェハ２０を、ステージ２に配置する。このとき、一例として第１表面２０ａがレーザ照射ユニット（集光レンズ５）側に向くようにする。続いて、レーザ加工装置１が、第１レーザ光Ｌ１の集光点Ｃ１が、ＧａＮウェハ２０の内部に位置するようにステージ２等を制御する。そして、レーザ加工装置１が、Ｚ軸方向からみて第１レーザ光Ｌ１の集光点Ｃ１がラインＡ１に沿って（ラインＡ１上を）相対移動するように、ステージ２及びレーザ照射ユニットを制御する。ここでは、一例として、ラインＡ１がＸ軸方向に沿うようにされており、レーザ照射ユニットが第１レーザ光Ｌ１をＧａＮウェハ２０に照射している状態で、ステージ２がＸ軸方向に沿って移動させられることにより、集光点Ｃ１がラインＡ１に沿って移動させられる。
　この第１レーザ光Ｌ１のラインＡ１に沿った照射を、Ｚ軸方向について第１表面２０ａからより離れた位置（すなわち、ＧａＮウェハ２０のより深い加工位置）から、Ｚ軸方向について第１表面２０ａにより近い位置（すなわち、ＧａＮウェハ２０のより浅い加工位置）に至るまで繰り返し実施する。このとき、集光点Ｃ１が、Ｚ軸方向について第１表面２０ａ及び第２表面２０ｂに位置する場合があってもよい。これにより、Ｘ軸方向又はＹ軸方向からみて、第１表面２０ａから第２表面２０ｂに渡る改質領域Ｍ１が形成される。
　続いて、第１工程では、第１レーザ光Ｌ１の集光点Ｃ１がＧａＮウェハ２０の内部に位置させられた状態において、レーザ加工装置１が、Ｚ軸方向からみて集光点Ｃ１がラインＡ２に沿って（ラインＡ２上を）相対移動するように、ステージ２及びレーザ照射ユニットを制御する。ここでは、一例として、ステージ２の回転によって、ラインＡ２がＸ軸方向に沿うようにＧａＮウェハ２０の配置が変更されており、その状態において、レーザ照射ユニットが第１レーザ光Ｌ１をＧａＮウェハ２０に照射しつつ、ステージ２がＸ軸方向に沿って移動させられることにより、集光点Ｃ１がラインＡ２に沿って移動させられる。
　この第１レーザ光Ｌ１のラインＡ２に沿った照射を、Ｚ軸方向について第１表面２０ａからより離れた位置（すなわち、ＧａＮウェハ２０のより深い加工位置）から、Ｚ軸方向について第１表面２０ａにより近い位置（すなわち、ＧａＮウェハ２０のより浅い加工位置）に至るまで繰り返し実施する。このとき、集光点Ｃ１が、Ｚ軸方向について第１表面２０ａ及び第２表面２０ｂに位置する場合があってもよい。これにより、Ｘ軸方向又はＹ軸方向からみて、第１表面２０ａから第２表面２０ｂに渡る改質領域Ｍ２が形成される。図６は、第１工程の後の状態を示す。
　以上の第１工程は、レーザ加工装置１の制御部６の制御のもとで行われる。すなわち、制御部６は、ラインＡ１，Ａ２に沿ってＧａＮウェハ２０に第１レーザ光Ｌ１を照射することにより、第１表面２０ａにＺ軸方向からみてラインＡ１，Ａ２に沿って線状に延びる改質領域Ｍ１，Ｍ２を形成する第１処理を実行する。特に、第１処理においては、第１表面２０ａに沿ったＸ軸方向又はＹ軸方向からみて、少なくとも第１表面２０ａから仮想面１５に渡って改質領域Ｍ１，Ｍ２を形成する。
　なお、ここでの改質領域Ｍ１，Ｍ２は、複数の改質スポットに加えて、改質スポットから延びる亀裂を含む。したがって、改質領域Ｍ１，Ｍ２が、ある第１位置から別の第２位置に渡って形成されるといった場合には、第１位置と第２位置との間に改質スポットが連続的に形成される場合もあるし、第１位置と第２位置との間に亀裂と改質スポットとが交互に形成される場合もある。後者の場合には、さらには、１つの改質スポットから延びる亀裂と、当該一の改質スポットの隣の別の改質スポットから延びる亀裂とが、互いに繋がっていない場合もあり得る。したがって、第１位置又は第２位置に存在するのは、改質スポットの場合もあるし、亀裂の場合もあるし、亀裂間の部分である場合もある。
　なお、後述する周縁領域１６には、改質領域Ｍ１，Ｍ２（少なくとも改質スポット）を形成しない（改質スポットから延びる亀裂は形成される場合がある）。すなわち、第１工程では、Ｚ軸方向からみて仮想面１５とラインＡ１，Ａ２とが重なる部分でのみ改質領域Ｍ１，Ｍ２の形成を行う。そのための方法としては、ＧａＮウェハ２０の周縁（エッジ）を覆うようなマスクを用いる方法や、集光点Ｃ１がＧａＮウェハ２０の周縁を通る際に第１レーザ光Ｌ１をオフとする方法を用いてもよい。或いは、第１レーザ光Ｌ１をオンとしたまま、集光点Ｃ１をＧａＮウェハ２０の外部から周縁を通ってＧａＮウェハ２０の内部に至るように移動させることにより、ＧａＮウェハ２０の周縁において第１レーザ光Ｌ１の集光状態が変化する（集光が阻害される）ことを利用して、改質領域Ｍ１，Ｍ２が形成されない周縁領域１６を形成してもよい。
　本実施形態に係るレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の続く工程では、仮想面１５に沿って、例えば５３２ｎｍの波長を有する第２レーザ光Ｌ２をＧａＮウェハ２０に照射し、複数の改質スポットを形成する（第２工程）。
　この第２工程について、図７～１４について詳細に説明する。なお、以下では、矢印は、第２レーザ光Ｌ２の集光点Ｃ２の軌跡を示している。また、後述する改質スポット１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを包括して改質スポット１３といい、後述する亀裂１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを包括して亀裂１４という場合がある。
　まず、レーザ加工装置１が、図７及び図８に示されるように、第１表面２０ａからＧａＮウェハ２０の内部に第２レーザ光Ｌ２を入射させることにより、仮想面１５に沿って（例えば、仮想面１５の全体に沿って２次元に並ぶように）複数の改質スポット１３ａを形成する。このとき、レーザ加工装置１は、複数の改質スポット１３ａからそれぞれ延びる複数の亀裂１４ａが互いに繋がらないように、複数の改質スポット１３ａを形成する。また、レーザ加工装置１は、パルス発振された第２レーザ光Ｌ２の集光点Ｃ２を仮想面１５に沿って移動させることにより、複数列の改質スポット１３ａ（第１改質スポット）を形成する。なお、図７及び図８では、改質スポット１３ａが白抜き（ハッチングなし）で示されており、亀裂１４ａが延びる範囲が破線で示されている（他の図でも同様）。
　本実施形態では、パルス発振された第２レーザ光Ｌ２が、Ｙ軸方向に並ぶ複数（例えば６つ）の集光点Ｃ２に集光されるように、空間光変調器４によって変調される。そして、複数の集光点Ｃ２が、Ｘ軸方向に沿って仮想面１５上を相対的に移動させられる。一例として、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離は８μｍであり、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチ（すなわち、複数の集光点Ｃ２の相対的な移動速度を、第２レーザ光Ｌ２の繰り返し周波数で除した値）は１０μｍである。また、１つの集光点Ｃ２当たりの第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギー（以下、単に「第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギー」という）は、０．３３μＪである。この場合、Ｙ軸方向において隣り合う改質スポット１３ａの中心間距離は８μｍとなり、Ｘ軸方向において隣り合う改質スポット１３ａの中心間距離は１０μｍとなる。また、複数の改質スポット１３ａからそれぞれ延びる複数の亀裂１４ａは互いに繋がらない。
　続いて、レーザ加工装置１が、図９及び図１０に示されるように、第１表面２０ａからＧａＮウェハ２０の内部に第２レーザ光Ｌ２を入射させることにより、仮想面１５に沿って（例えば、仮想面１５の全体に沿って２次元に並ぶように）複数の改質スポット１３ｂ（第２改質スポット）を形成する。このとき、レーザ加工装置１は、複数の改質スポット１３ａ及び複数の亀裂１４ａに重ならないように、複数の改質スポット１３ｂを形成する。また、レーザ加工装置１は、パルス発振された第２レーザ光Ｌ２の集光点Ｃ２を複数列の改質スポット１３ａの列間において仮想面１５に沿って移動させることにより、複数列の改質スポット１３ｂを形成する。この工程では、複数の改質スポット１３ｂからそれぞれ延びる複数の亀裂１４ｂが、複数の亀裂１４ａに繋がってもよい。なお、図９及び図１０では、改質スポット１３ｂがドットハッチングで示されており、亀裂１４ｂが延びる範囲が破線で示されている（他の図でも同様）。
　本実施形態では、パルス発振された第２レーザ光Ｌ２が、Ｙ軸方向に並ぶ複数（例えば６つ）の集光点Ｃ２に集光されるように、空間光変調器４によって変調される。そして、複数の集光点Ｃ２が、複数列の改質スポット１３ａの列間の中心において、Ｘ軸方向に沿って仮想面１５上を相対的に移動させられる。一例として、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離は８μｍであり、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチは１０μｍである。また、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーは、０．３３μＪである。この場合、Ｙ軸方向において隣り合う改質スポット１３ｂの中心間距離は８μｍとなり、Ｘ軸方向において隣り合う改質スポット１３ｂの中心間距離は１０μｍとなる。
　続いて、レーザ加工装置１が、図１１及び図１２に示されるように、第１表面２０ａからＧａＮウェハ２０の内部に第２レーザ光Ｌ２を入射させることにより、仮想面１５に沿って（例えば、仮想面１５の全体に沿って２次元に並ぶように）複数の改質スポット（第３改質スポット）１３ｃを形成する。更に、レーザ加工装置１が、図１３及び図１４に示されるように、第１表面２０ａからＧａＮウェハ２０の内部に第２レーザ光Ｌ２を入射させることにより、仮想面１５に沿って（例えば、仮想面１５の全体に沿って２次元に並ぶように）複数の改質スポット（第３改質スポット）１３ｄを形成する。このとき、レーザ加工装置１は、複数の改質スポット１３ａ，１３ｂに重ならないように、複数の改質スポット１３ｃ，１３ｄを形成する。
　また、レーザ加工装置１は、パルス発振された第２レーザ光Ｌ２の集光点Ｃ２を複数列の改質スポット１３ａ，１３ｂの列間において仮想面１５に沿って移動させることにより、複数列の改質スポット１３ｃ，１３ｄを形成する。この工程では、複数の改質スポット１３ｃ，１３ｄからそれぞれ延びる複数の亀裂１４ｃ，１４ｄが、複数の亀裂１４ａ，１４ｂに繋がってもよい。なお、図１１及び図１２では、改質スポット１３ｃが実線ハッチングで示されており、亀裂１４ｃが延びる範囲が破線で示されている（他の図でも同様）。また、図１３及び図１４では、改質スポット１３ｄが実線ハッチング（改質スポット１３ｃの実線ハッチングとは逆に傾斜する実線ハッチング）で示されており、亀裂１４ｄが延びる範囲が破線で示されている。
　本実施形態では、パルス発振された第２レーザ光Ｌ２が、Ｙ軸方向に並ぶ複数（例えば６つ）の集光点Ｃ２に集光されるように、空間光変調器４によって変調される。そして、複数の集光点Ｃ２が、複数列の改質スポット１３ａ，１３ｂの列間の中心において、Ｘ軸方向に沿って仮想面１５上を相対的に移動させられる。一例として、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離は８μｍであり、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチは５μｍである。また、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーは、０．３３μＪである。この場合、Ｙ軸方向において隣り合う改質スポット１３ｃの中心間距離は８μｍとなり、Ｘ軸方向において隣り合う改質スポット１３ｃの中心間距離は５μｍとなる。また、Ｙ軸方向において隣り合う改質スポット１３ｄの中心間距離は８μｍとなり、Ｘ軸方向において隣り合う改質スポット１３ｄの中心間距離は５μｍとなる。
　この第２工程では、以上のように、第１表面２０ａからＧａＮウェハ２０に第２レーザ光Ｌ２を入射させると共に、第２レーザ光Ｌ２の集光点Ｃ２を、仮想面１５内に移動させることによって、仮想面１５内に面状に並ぶ複数の改質スポット１３を形成する。なお、第２工程においては、第２レーザ光Ｌ２の集光点Ｃ２を、Ｚ軸方向からみて改質領域Ｍ１，Ｍ２を通るように仮想面１５内に移動させる。
　以上の第２工程は、レーザ加工装置１の制御部６の制御のもとで行われる。すなわち、ここでは、制御部６は、第１処理の後に、第１表面２０ａからＧａＮウェハ２０に第２レーザ光Ｌ２を入射させると共に、第２レーザ光Ｌ２の集光点Ｃ２を、Ｚ軸方向からみて改質領域Ｍ１，Ｍ２を通るように仮想面１５内に移動させることによって、仮想面１５内に面状に並ぶ複数の改質スポット１３を形成する第２処理を実行する。
　また、この第２工程では、改質スポット１３が形成されていない（改質スポットから延びる亀裂は形成される場合がある）周縁領域１６を形成する。そのために、本実施形態では、第２レーザ光Ｌ２をオンとしたまま、集光点Ｃ２をＧａＮウェハ２０の外部からＧａＮウェハ２０周縁（エッジ）を通ってＧａＮウェハ２０の内部に至るように移動させることにより、ＧａＮウェハ２０の周縁（エッジ）において第２レーザ光Ｌ２の集光状態が変化する（集光が阻害される）ことを利用して、改質スポット１３が形成されていない周縁領域１６を形成する。ただし、ＧａＮウェハ２０の周縁を覆うようなマスクを用いる方法や、集光点Ｃ２がＧａＮウェハ２０の周縁を通る際に第２レーザ光Ｌ２をオフとする方法により、改質スポット１３が形成されていない周縁領域１６を形成してもよい。
　ここで、第１工程における第１レーザ光Ｌ１の照射と、第２工程における第２レーザ光Ｌ２の照射とでは、要求される改質領域及び亀裂の態様が異なることから、照射条件も異なる場合がある。すなわち、第１工程では、ＧａＮウェハ２０を縦に（第１表面２０ａに直交する面で）切断するために、改質領域及び亀裂（改質層）を縦方向（第１表面２０ａに直交する方向（Ｚ軸方向））に延ばす必要がある。このため、第１工程では、縦長の改質領域（溶融・高内圧領域）及び亀裂を形成すると共に、当該縦長の改質領域及び亀裂を縦方向に整列させるように、第１レーザ光Ｌ１を照射する。
　そして、内圧の高まりによる応力分布によって隣接する亀裂を引張させて縦方向に伸展させる。これにより、ＧａＮウェハ２０を縦に切断可能とする。このとき、第１レーザ光Ｌ１のパルス幅は、第２レーザ光Ｌ２のパルス幅と比較して相対的に長くされ、第１レーザ光Ｌ１のパルスエネルギー及びパルスピッチは、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギー及びパルスピッチと比較して相対的に大きくされ得る。一例として、第１レーザ光Ｌ１の出力は１０μＪ～２０μＪ、パルスピッチは１０μｍであり、相対的に高出力で疎の加工とする。
　一方で、第２工程では、ＧａＮウェハ２０を横に（第１表面２０ａに平行な面（仮想面１５）で）切断するために、改質領域及び亀裂を横方向（第１表面２０ａに平行な方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向））に延ばす必要がある。このため、第２工程では、点状の改質領域（溶融・高内圧領域）及び亀裂を形成すると共に、横方向に改質領域及び亀裂を整列させるように、第２レーザ光Ｌ２を照射する。
　そして、内圧の高まりによる応力分布によって、改質領域のそれぞれから延びる亀裂を横方向に伸展・連結させ、横亀裂を形成する。これにより、ＧａＮウェハ２０を横に切断可能とする。このとき、第２レーザ光Ｌ２のパルス幅は、第１レーザ光Ｌ１のパルス幅と比較して相対的に短くされ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギー及びパルスピッチは、第１レーザ光Ｌ１のパルスエネルギー及びパルスピッチと比較して相対的に小さくされ得る。一例として、第２レーザ光Ｌ２の出力は、１．５μＪ～２μＪ、パルスピッチは１μｍであり、相対的に低出力で密の加工とする。この例では、第２レーザ光Ｌ２の出力及びパルスピッチが、第１レーザ光Ｌ１の出力及びパルスピッチの１／１０程度とされる。
　本実施形態に係るレーザ加工方法、及び半導体部材製造方法では、引き続いて、ヒータ等を備える加熱装置が、ＧａＮウェハ２０を加熱し、複数の改質スポット１３からそれぞれ延びる複数の亀裂１４を互いに繋げることにより、図１５に示されるように、仮想面１５に渡る亀裂１７（以下、単に「亀裂１７」という）を形成する。なお、加熱以外の方法でＧａＮウェハ２０に何らかの力を作用させることにより、複数の亀裂１４を互いに繋げて亀裂１７を形成してもよい。また、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３を形成することにより、複数の亀裂１４を互いに繋げて亀裂１７を形成してもよい。
　ここで、ＧａＮウェハ２０においては、複数の改質スポット１３からそれぞれ延びる複数の亀裂１４内に窒素ガスが生じている。そのため、ＧａＮウェハ２０を加熱して窒素ガスを膨張させることにより、窒素ガスの圧力（内圧）を利用して亀裂１７を形成することができる。しかも、周縁領域１６によって、当該周縁領域１６が囲む仮想面１５の外部（例えば、ＧａＮウェハ２０の外縁（側面））への複数の亀裂１４の進展が阻まれるため、複数の亀裂１４内に生じた窒素ガスが仮想面１５の外部に逃げるのを抑制することができる。つまり、周縁領域１６は、改質スポット１３を含まない非改質領域であって、当該周縁領域１６が囲む仮想面１５に亀裂１７が形成される際に、当該周縁領域１６が囲む仮想面１５の外部への複数の亀裂１４の進展を阻む領域である。そのために、周縁領域１６の幅を３０μｍ以上とすることができる。
　図１６は、仮想面に渡る亀裂が形成された状態を示すＧａＮウェハの平面図（写真）である。仮想面１５に渡る亀裂１７には、第２レーザ光Ｌ２の照射でガリウム（析出物）が析出されている。これにより、図１６に示されるように、亀裂１７が他の部分よりも暗い（観察光の透過率が減少した）部分として観察される。ここでは、ＧａＮウェハ２０におけるチップ３０Ａのそれぞれに対応する部分に、仮想面１５に渡る亀裂１７が形成されていることが理解される。
　なお、周縁領域１６を形成する際に、ＧａＮウェハ２０の周縁での集光状態の変化を利用すれば、周縁領域１６に対して、改質スポット１３から延びる亀裂がわずかに含まれ得る。これにより、周縁領域１６に対して、チップ３０Ａの外縁（ＧａＮウェハ２０の外縁）に亀裂１７が至る部分１６ａが形成される。当該部分１６ａは、亀裂１７内に生じた窒素ガスのガス抜きの機能を有する。これにより、ＧａＮウェハ２０のチップ３０Ａに対応する部分のそれぞれにおいて、内圧の過剰な上昇が抑制され得る。
　本実施形態に係るレーザ加工方法、及び半導体部材製造方法では、引き続いて、図１５及び図１７に示されるように、研削装置が、ＧａＮウェハ２０の周縁領域１６に対応する部分を研削（研磨）することにより、亀裂１７及び改質領域Ｍ１，Ｍ２のそれぞれを境界としてＧａＮウェハ２０から複数のチップ３０Ａを取得する（第３工程）。このように、ＧａＮウェハ２０は、仮想面１５及びラインＡ１，Ａ２に沿って切断される。なお、この工程では、研削以外の機械加工、レーザ加工等によって、ＧａＮウェハ２０の周縁領域１６に対応する部分を除去してもよい。
　以上の工程のうち、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３を形成する工程までが本実施形態に係るレーザ加工方法である。また、以上の工程のうち、亀裂１７及び改質領域Ｍ１，Ｍ２を境界としてＧａＮウェハ２０から複数のチップ３０Ａを取得する工程までが、本実施形態の半導体部材製造方法である。
　以上説明したように、本実施形態に係るレーザ加工方法では、第２工程において、第２レーザ光Ｌ２をＧａＮウェハ２０の第１表面２０ａからＧａＮウェハ２０に入射させ、第２レーザ光Ｌ２の集光点Ｃ２を、ＧａＮウェハ２０の第１表面２０ａに対向する仮想面１５内に移動させ、当該仮想面１５内に面状に並ぶ複数の改質スポット１３を形成する。したがって、この改質スポット１３から延びて仮想面１５に渡る亀裂１７を境界として、ＧａＮウェハ２０の切断が可能である。
　特に、本実施形態に係るレーザ加工方法では、第２工程に先立って、第１工程において、ＧａＮウェハ２０の第１表面２０ａに沿ったラインＡ１，Ａ２に沿って第１レーザ光Ｌ１を照射することにより、当該ラインＡ１，Ａ２に沿って線状に改質領域Ｍ１，Ｍ２を形成する。この改質領域Ｍ１，Ｍ２は、少なくともＧａＮウェハ２０の第１表面２０ａから仮想面１５に渡って形成される。したがって、第２工程の後に、仮想面１５に渡る亀裂１７を境界とした切断に加えて、改質領域Ｍ１，Ｍ２を境界とした切断が可能となる。よって、この方法によれば、元のＧａＮウェハ２０と異なる形状（より小さな単位）でのチップ３０Ａを取得可能である。
　なお、第２レーザ光Ｌ２の集光点Ｃ２が、Ｚ軸方向からみて改質領域Ｍ１，Ｍ２を通過する際には、改質領域Ｍ１，Ｍ２が第２レーザ光Ｌ２の集光状態に影響を与える結果、改質スポット１３が形成されにくい。このため、改質領域Ｍ１，Ｍ２の周りには、改質スポット１３が形成されていない領域が形成されやすい。この領域は、改質スポットから延びる亀裂の進展を妨げる機能を有する。よって、本実施形態に係るレーザ加工方法方によれば、改質領域Ｍ１，Ｍ２を境界に切断されて得られる部材の切断面に、改質スポットから延びる亀裂が達することを抑制できる。
　また、本実施形態に係るレーザ加工方法においては、ＧａＮウェハ２０は、第１表面２０ａの反対側の面であって、仮想面１５に対向する第２表面２０ｂを有している。そして、第１工程においては、第１表面２０ａから第２表面２０ｂに渡って改質領域Ｍ１，Ｍ２を形成する。このため、ＧａＮウェハ２０の第１表面２０ａ側の部分に加えて、ＧａＮウェハ２０の第２表面２０ｂ側の部分も改質領域Ｍ１，Ｍ２を境界として切断されることにより、複数のチップ３０Ａが取得可能となる。
　また、本実施形態に係るレーザ加工方法においては、第２工程において、Ｚ軸方向からみてＧａＮウェハ２０の周縁を含み、改質スポット１３が形成されていない周縁領域１６を形成する。このため、周縁領域１６によって、改質スポット１３から延びる亀裂がＧａＮウェハ２０の外縁に達することを抑制できる。
　また、本実施形態に係るレーザ加工方法においては、第２工程において、第２レーザ光Ｌ２の集光点Ｃ２を、Ｚ軸方向からみてＧａＮウェハ２０の外部から周縁を通ってＧａＮウェハ２０の内部に至るように移動させることにより、周縁領域１６を形成する。このように、第２レーザ光Ｌ２の集光点Ｃ２を、ＧａＮウェハ２０の外部から周縁を通って内部に移動させることにより、周縁での集光状態の変化（集光の阻害）を利用して、改質スポット１３が形成されていない周縁領域１６を容易に形成できる。
　また、本実施形態に係るレーザ加工方法においては、対象物１１の材料は、ガリウムを含んでいる。このため、第２レーザ光Ｌ２の照射によって、複数の改質スポット１３からそれぞれ延びる複数の亀裂１４にガリウムが析出すると、当該ガリウムによって第２レーザ光Ｌ２が吸収され易い状態となる。そのため、より小さな出力により仮想面１５に渡る亀裂１７を形成することが可能となる。
　さらに、本実施形態に係るレーザ加工方法においては、対象物１１の材料は、窒化ガリウムを含んでいる。このため、第２レーザ光Ｌ２の照射によって窒化ガリウムが分解されると、亀裂１４内に窒素ガスが生じる。そのため、当該窒素ガスの圧力（内圧）を利用して、仮想面１５に渡る亀裂１７を容易に形成可能となる。
　なお、本実施形態に係る半導体部材製造方法は、上記のレーザ加工方法が備える第１工程及び第２工程と、第２工程の後に、仮想面１５に渡る亀裂１７と、改質領域Ｍ１，Ｍ２と、を境界としてＧａＮウェハ２０からチップ３０Ａを取得する第３工程と、を備える。したがって、同様の理由から、元のＧａＮウェハ２０と異なる形状（より小さな単位）でのチップ３０Ａの取得が可能である。
　さらに、本実施形態に係るレーザ加工装置１では、第２処理において、第２レーザ光Ｌ２をＧａＮウェハ２０の第１表面２０ａからＧａＮウェハ２０に入射させ、第２レーザ光Ｌ２の集光点Ｃ２を、ＧａＮウェハ２０の第１表面２０ａに対向する仮想面１５内に移動させ、当該仮想面１５内に面状に並ぶ複数の改質スポット１３を形成する。したがって、この改質スポット１３から延びて仮想面１５に渡る亀裂１７を境界として、ＧａＮウェハ２０の切断が可能である。特に、レーザ加工装置１では、第２処理に先立って、第１処理において、ＧａＮウェハ２０の第１表面２０ａに沿ったラインＡ１，Ａ２に沿って第１レーザ光Ｌ１を照射することにより、当該ラインＡ１，Ａ２に沿って線状に改質領域Ｍ１，Ｍ２を形成する。この改質領域Ｍ１，Ｍ２は、第１表面２０ａから第２表面２０ｂに渡って形成される。したがって、第２処理の後には、仮想面１５に渡る亀裂１７を境界とした切断に加えて、改質領域Ｍ１，Ｍ２を境界とした切断が可能となる。よって、レーザ加工装置１によれば、元のＧａＮウェハ２０と異なる形状（より小さな単位）でのＧａＮウェハ２０の取得が可能である。
　ここで、本実施形態のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によってＧａＮウェハを形成した場合に、ＧａＮウェハの剥離面に現れる凹凸が小さくなることを示す実験結果について説明する。なお、以下の説明では、対象物１１としてＧａＮインゴットを用い、ＧａＮインゴットの仮想面に沿った剥離によってＧａＮウェハを形成した場合について説明するが、ＧａＮウェハ２０の仮想面１５に沿った剥離によってチップ３０Ａを形成する場合も同様である。
　図１８は、一例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成されたＧａＮウェハの剥離面の画像であり、図１９の（ａ）及び（ｂ）は、図１８に示される剥離面の高さプロファイルである。この例では、５３２ｎｍの波長を有する第２レーザ光Ｌ２をＧａＮインゴットの第１表面２０ａからＧａＮインゴットの内部に入射させ、１つの集光点Ｃ２を、Ｘ軸方向に沿って仮想面１５上を相対的に移動させることにより、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３を形成した。このとき、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を１０μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを１μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを１μＪとした。この場合、図１９の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ＧａＮウェハの剥離面（亀裂１７によって形成された面）に２５μｍ程度の凹凸が現れた。
　図２０は、他の例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成されたＧａＮウェハの剥離面の画像であり、図２１の（ａ）及び（ｂ）は、図２０に示される剥離面の高さプロファイルである。この例では、５３２ｎｍの波長を有する第２レーザ光Ｌ２をＧａＮインゴットの第１表面２０ａからＧａＮインゴットの内部に入射させ、本実施形態のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の第１工程及び第２工程と同様に、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３を形成した。
　複数の改質スポット１３ａを形成する際には、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を６μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを１０μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを０．３３μＪとした。複数の改質スポット１３ｂを形成する際には、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を６μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを１０μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを０．３３μＪとした。複数の改質スポット１３ｃを形成する際には、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を６μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを５μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを０．３３μＪとした。複数の改質スポット１３ｄを形成する際には、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を６μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを５μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを０．３３μＪとした。この場合、図２１の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ＧａＮウェハの剥離面に５μｍ程度の凹凸が現れた。
　以上の実験結果から、本実施形態のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成されたＧａＮウェハでは、ＧａＮウェハの剥離面に現れる凹凸が小さくなること、すなわち、仮想面１５に沿って亀裂１７が精度良く形成されることが分かった。なお、ＧａＮウェハの剥離面に現れる凹凸が小さくなると、当該剥離面を平坦化するための研削量が少なくて済む。したがって、ＧａＮウェハの剥離面に現れる凹凸が小さくなることは、材料の利用効率的にも生産効率的にも有利である。
　次に、ＧａＮウェハの剥離面に凹凸が現れる原理について説明する。
　例えば、図２２に示されるように、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３ａを形成し、改質スポット１３ｂがその一方の側の改質スポット１３ａから延びる亀裂１４ａに重なるように、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３ｂを形成する。この場合には、複数の亀裂１４ａに析出したガリウムによって第２レーザ光Ｌ２が吸収され易い状態にあるため、集光点Ｃ２が仮想面１５上に位置していても、改質スポット１３ａに対して第２レーザ光Ｌ２の入射側に改質スポット１３ｂが形成され易くなる。
　続いて、改質スポット１３ｃがその一方の側の改質スポット１３ｂから延びる亀裂１４ｂに重なるように、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３ｃを形成する。この場合にも、複数の亀裂１４ｂに析出したガリウムによって第２レーザ光Ｌ２が吸収され易い状態にあるため、集光点Ｃ２が仮想面１５上に位置していても、改質スポット１３ｂに対して第２レーザ光Ｌ２の入射側に改質スポット１３ｃが形成され易くなる。このように、この例では、複数の改質スポット１３ｂが複数の改質スポット１３ａに対して第２レーザ光Ｌ２の入射側に形成され、更に、複数の改質スポット１３ｃが複数の改質スポット１３ｂに対して第２レーザ光Ｌ２の入射側に形成され易くなる。
　それに対し、例えば、図２３に示されるように、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３ａを形成し、改質スポット１３ｂがその両側の改質スポット１３ａから延びる亀裂１４ａに重ならないように、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３ｂを形成する。この場合には、複数の亀裂１４ａに析出したガリウムによって第２レーザ光Ｌ２が吸収され易い状態にあるものの、改質スポット１３ｂが亀裂１４ａに重ならないため、改質スポット１３ｂも、改質スポット１３ａと同様に仮想面１５上に形成される。
　続いて、改質スポット１３ｃがその両側の改質スポット１３ａ，１３ｂのそれぞれから延びる亀裂１４ａ，１４ｂに重なるように、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３ｃを形成する。更に、改質スポット１３ｄがその両側の改質スポット１３ａ，１３ｂのそれぞれから延びる亀裂１４ａ，１４ｂに重なるように、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３ｄを形成する。これらの場合には、複数の亀裂１４ａ，１４ｂに析出したガリウムによって第２レーザ光Ｌ２が吸収され易い状態にあるため、集光点Ｃ２が仮想面１５上に位置していても、改質スポット１３ａ，１３ｂに対して第２レーザ光Ｌ２の入射側に改質スポット１３ｃ，１３ｄが形成され易くなる。このように、この例では、複数の改質スポット１３ｃ，１３ｄが複数の改質スポット１３ａ，１３ｂに対して第２レーザ光Ｌ２の入射側に形成され易くなるだけである。
　以上の原理から、本実施形態のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法においては、複数の改質スポット１３ａ及び複数の改質スポット１３ａからそれぞれ延びる複数の亀裂１４ａに重ならないように、複数の改質スポット１３ｂを形成することが、ＧａＮウェハの剥離面に現れる凹凸を小さくする上で極めて重要であることが分かる。
　次に、本実施形態のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法においては、仮想面１５に沿って亀裂１７が精度良く進展することを示す実験結果について説明する。
　図２４の（ａ）及び（ｂ）は、一例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の途中で形成された亀裂の画像であり、図２４の（ｂ）は、図２４の（ａ）における矩形枠内の拡大画像である。この例では、５３２ｎｍの波長を有する第２レーザ光Ｌ２をＧａＮインゴットの第１表面２０ａからＧａＮインゴットの内部に入射させ、Ｙ軸方向に並ぶ６つの集光点Ｃ２を、Ｘ軸方向に沿って仮想面１５上を相対的に移動させることにより、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３を形成した。このとき、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を６μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを１μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを１．３３μＪとした。そして、レーザ加工を仮想面１５の途中で停止させた。この場合、図２４の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、加工領域から未加工領域に進展した亀裂が、未加工領域において仮想面１５から大きく外れた。
　図２５の（ａ）及び（ｂ）は、他の例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の途中で形成された亀裂の画像であり、図２５の（ｂ）は、図２５の（ａ）における矩形枠内の拡大画像である。この例では、５３２ｎｍの波長を有する第２レーザ光Ｌ２をＧａＮインゴットの第１表面２０ａからＧａＮインゴットの内部に入射させ、Ｙ軸方向に並ぶ６つの集光点Ｃ２を、Ｘ軸方向に沿って仮想面１５上を相対的に移動させることにより、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３を形成した。具体的には、まず、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を６μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを１０μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを０．３３μＪとして、第１加工領域及び第２加工領域に複数列の改質スポット１３を形成した。
　続いて、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を６μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを１０μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを０．３３μＪとして、第１加工領域及び第２加工領域に、既に形成された複数列の改質スポット１３の列間の中心にそれぞれの列が位置するように複数列の改質スポット１３を形成した。続いて、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を６μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを５μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを０．３３μＪとして、第１加工領域のみに、既に形成された複数列の改質スポット１３の列間の中心にそれぞれの列が位置するように複数列の改質スポット１３を形成した。この場合、図２５の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、第１加工領域から第２加工領域に進展した亀裂が、第２加工領域において仮想面１５から大きく外れなかった。
　以上の実験結果から、本実施形態のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法においては、仮想面１５に沿って亀裂１７が精度良く進展することが分かった。これは、第２加工領域に先に形成された複数の改質スポット１３が、亀裂が進展する際にガイドになったためと想定される。
　次に、本実施形態のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法においては、改質スポット１３から第２レーザ光Ｌ２の入射側及びその反対側に延びる亀裂１４の延び量が抑制されることを示す実験結果について説明する。
　図２６は、比較例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成された改質スポット及び亀裂の画像（側面視での画像）である。この比較例では、５３２ｎｍの波長を有する第２レーザ光Ｌ２をＧａＮインゴットの第１表面２０ａからＧａＮインゴットの内部に入射させ、１つの集光点Ｃ２を、Ｘ軸方向に沿って仮想面１５上を相対的に移動させることにより、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３を形成した。具体的には、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を２μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを５μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを０．３μＪとして、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３を形成した。この場合、図２６に示されるように、改質スポット１３から第２レーザ光Ｌ２の入射側及びその反対側に延びる亀裂１４の延び量が１００μｍ程度となった。
　図２７は、第１実施例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成された改質スポット及び亀裂の画像であり、図２７の（ａ）は平面視での画像、図２７の（ｂ）は側面視での画像である。この第１実施例では、５３２ｎｍの波長を有する第２レーザ光Ｌ２をＧａＮインゴットの第１表面２０ａからＧａＮインゴットの内部に入射させ、Ｙ軸方向に並ぶ６つの集光点Ｃ２を、Ｘ軸方向に沿って仮想面１５上を相対的に移動させることにより、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３を形成した。具体的には、まず、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を８μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを１０μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを０．３μＪとして、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３ａを形成した。
　続いて、Ｙ軸方向に並ぶ６つの集光点Ｃ２を先の状態からＹ軸方向に＋４μｍずらした状態で、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を８μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを１０μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを０．３μＪとして、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３ｂを形成した。続いて、Ｙ軸方向に並ぶ６つの集光点Ｃ２を先の状態からＹ軸方向に－４μｍずらした状態で、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を８μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを５μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを０．３μＪとして、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３を形成した。
　続いて、Ｙ軸方向に並ぶ６つの集光点Ｃ２を先の状態からＹ軸方向に＋４μｍずらした状態で、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を８μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを５μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを０．３μＪとして、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３を形成した。これにより、１回目に形成した改質スポット１３ａと３回目に形成した改質スポット１３とが互いに重なり、２回目に形成した改質スポット１３ｂと４回目に形成した改質スポット１３とが互いに重なっていると想定される。この場合、図２７の（ｂ）に示されるように、改質スポット１３から第２レーザ光Ｌ２の入射側及びその反対側に延びる亀裂１４の延び量が７０μｍ程度となった。
　図２８の（ａ）及び（ｂ）は、第２実施例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成された改質スポット及び亀裂の画像であり、図２８の（ａ）は平面視での画像、図２８の（ｂ）は側面視での画像である。この第２実施例では、５３２ｎｍの波長を有する第２レーザ光Ｌ２をＧａＮインゴットの第１表面２０ａからＧａＮインゴットの内部に入射させ、本実施形態のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法の第１工程及び第２工程と同様に、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３を形成した。複数の改質スポット１３ａを形成する際には、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を８μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを１０μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを０．３μＪとした。
　複数の改質スポット１３ｂを形成する際には、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を８μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを１０μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを０．３μＪとした。複数の改質スポット１３ｃを形成する際には、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を８μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを５μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを０．３μＪとした。複数の改質スポット１３ｄを形成する際には、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を８μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを５μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを０．３μＪとした。この場合、図２８の（ｂ）に示されるように、改質スポット１３から第２レーザ光Ｌ２の入射側及びその反対側に延びる亀裂１４の延び量が５０μｍ程度となった。
　図２８の（ｃ）及び（ｄ）は、第３実施例のレーザ加工方法及び半導体部材製造方法によって形成された改質スポット及び亀裂の画像であり、図２８の（ｃ）は平面視での画像、図２８の（ｄ）は側面視での画像である。この第３実施例では、図２８の（ａ）及び（ｂ）に示される状態にある仮想面１５（すなわち、複数列の改質スポット１３が既に形成された仮想面１５）に沿って、更に、複数の改質スポット１３を形成した。
　具体的には、まず、Ｙ軸方向において隣り合う集光点Ｃ２間の距離を８μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスピッチを５μｍ、第２レーザ光Ｌ２のパルスエネルギーを０．１μＪとして、既に形成された複数列の改質スポット１３の列間の中心にそれぞれの列が位置するように複数列の改質スポット１３を形成した。この場合、図２８の（ｄ）に示されるように、改質スポット１３から第２レーザ光Ｌ２の入射側及びその反対側に延びる亀裂１４の延び量が６０μｍ程度となった。
　以上の実験結果から、仮想面１５に沿って既に形成された複数の改質スポット１３ａ及び複数の亀裂１４ａに重ならないように、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３ｂを形成すれば（第１実施例、第２実施例及び第３実施例）、改質スポット１３から第２レーザ光Ｌ２の入射側及びその反対側に延びる亀裂１４の延び量が抑制されることが分かった。なお、仮想面１５に沿って更に複数の改質スポット１３を形成する場合には、仮想面１５に沿って既に形成された複数の改質スポット１３ａ，１３ｂに重ならないように、仮想面１５に沿って複数の改質スポット１３を形成すれば（第２実施例及び第３実施例）、仮想面１５に渡る亀裂を形成し易くなる。
　以上の実施形態は、本開示に係るレーザ加工方法、半導体部材製造方法、及び、レーザ加工装置の一形態を説明したものである。したがって、上述したレーザ加工方法、半導体部材製造方法、及び、レーザ加工装置は、任意に変形され得る。以下、変形例について説明する。
　上記実施形態においては、第１工程にて、Ｚ軸方向からみてＧａＮウェハ２０の第１表面２０ａから第２表面２０ｂに渡る改質領域Ｍ１，Ｍ２を形成した。しかしながら、図２９に示されるように、第１工程では、Ｚ軸方向からみて第１表面２０ａから仮想面１５に渡るように改質領域Ｍ１，Ｍ２を形成してもよい。この場合には、Ｚ軸方向からみて仮想面１５と第２表面２０ｂとの間には、改質領域Ｍ１，Ｍ２が介在していない（形成されていない）。このため、このような改質領域Ｍ１，Ｍ２と亀裂１７とを境界にＧａＮウェハ２０を切断することにより、図３０に示されるように、複数のチップ３０Ａと単一のチップ３０Ｂとを取得できる。チップ３０Ｂは、Ｚ軸方向からみてＧａＮウェハ２０と同形状である。すなわち、この場合には、ＧａＮウェハ２０から互に異なる形状のチップ３０Ａ及びチップ３０Ｂが取得可能である。
　また、上記実施形態においては、ＧａＮウェハ２０に対して単一の仮想面１５を設定した。しかしながら、仮想面１５は、Ｚ軸方向に並ぶように複数設定されてもよい。この場合には、第１工程において、少なくとも、ＧａＮウェハ２０の第１表面２０ａから、第１表面２０ａから最も離れた仮想面１５に渡って改質領域Ｍ１，Ｍ２を形成する。これにより、Ｚ軸方向に並ぶ複数の仮想面１５（仮想面１５に渡る亀裂１７）を境界としてＧａＮウェハ２０が切断されることにより、より多くのチップ３０Ａ等が取得可能となる。
　また、上記実施形態においては、対象物１１として、ＧａＮウェハ２０を例示した。しかしながら、対象物１１は、例えばＧａＮインゴット（半導体インゴット）やその他の任意の半導体対象物とされ得る。対象物１１がＧａＮインゴットである場合には、例えば、半導体部材としてＧａＮウェハを取得できる。この場合、ＧａＮインゴットと異なる形状のＧａＮウェハを取得できる。
　また、上記実施形態においては、改質領域Ｍ１，Ｍ２を形成する基準（切断の基準）として、ラインＡ１と、当該ラインＡ１に交差するラインＡ２とを設定するようにした。しかしながら、要求される半導体部材（チップ３０Ａ，３０Ｂ）の形状や取得数に応じて、ラインＡ１，Ａ２を任意の形状や相対関係で設定し得るし、一対のラインＡ１，Ａ２に限らず、単一のラインや３つ以上のラインを設定してもよい。
　半導体対象物と異なる形状の半導体部材を半導体対象物から取得可能なレーザ加工方法、半導体部材製造方法、及び、レーザ加工装置を提供できる。
　１…レーザ加工装置、２…ステージ、４…空間光変調器（レーザ照射ユニット）、５…集光レンズ（レーザ照射ユニット）、６…制御部、１１…対象物（半導体対象物）、１３…改質スポット、１５…仮想面、１６…周縁領域、１７…亀裂、２０…ＧａＮウェハ（半導体ウェハ、半導体対象物）、２０ａ…第１表面、２０ｂ…第２表面、３０Ａ，３０Ｂ…チップ（半導体チップ、半導体部材）、Ａ１，Ａ２…ライン、Ｃ，Ｃ１，Ｃ２…集光点、Ｌ…レーザ光、Ｌ１…第１レーザ光、Ｌ２…第２レーザ光、Ｍ１，Ｍ２…改質領域。

Claims (11)

  1. 　半導体対象物の内部において前記半導体対象物の第１表面に対向する仮想面と、前記第１表面に沿って延びるラインと、に沿って前記半導体対象物を切断するためのレーザ加工方法であって、
    　前記ラインに沿って前記半導体対象物に第１レーザ光を照射することにより、前記第１表面に交差する第１方向からみて前記ラインに沿って線状に延びる改質領域を形成する第１工程と、
    　前記第１工程の後に、前記第１表面から前記半導体対象物に第２レーザ光を入射させると共に、前記第２レーザ光の集光点を、前記第１方向からみて前記改質領域を通るように前記仮想面内に移動させることによって、前記仮想面内に面状に並ぶ複数の改質スポットを形成する第２工程と、
    　を備え、
    　前記第１工程においては、前記第１表面に沿った第２方向からみて、少なくとも前記第１表面から前記仮想面に渡って前記改質領域を形成する、
    　レーザ加工方法。
  2. 　前記仮想面は、前記第１方向に並ぶように複数設定されており、
    　前記第１工程においては、少なくとも、前記第１表面から、前記第１表面から最も離れた前記仮想面に渡って前記改質領域を形成する、
    　請求項１に記載のレーザ加工方法。
  3. 　前記半導体対象物は、前記第１表面の反対側の面であって、前記仮想面に対向する第２表面を有し、
    　前記第１工程においては、前記第１表面から前記第２表面に渡って前記改質領域を形成する、
    　請求項１又は２に記載のレーザ加工方法。
  4. 　前記第２工程においては、前記第１方向からみて前記半導体対象物の周縁を含み、前記改質スポットが形成されていない周縁領域を形成する、
    　請求項１～３のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
  5. 　前記第２工程においては、前記第２レーザ光の集光点を、前記第１方向からみて前記半導体対象物の外部から前記周縁を通って前記半導体対象物の内部に至るように移動させることにより、前記周縁領域を形成する、
    　請求項４に記載のレーザ加工方法。
  6. 　前記半導体対象物の材料は、ガリウムを含む、
    　請求項１～５のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
  7. 　前記半導体対象物の材料は、窒化ガリウムを含む、
    　請求項６に記載のレーザ加工方法。
  8. 　請求項１～７のいずれか一項に記載のレーザ加工方法が備える前記第１工程及び前記第２工程と、
    　前記第２工程の後に、前記改質スポットから延びて前記仮想面に渡る亀裂と、前記改質領域と、を境界として前記半導体対象物から半導体部材を取得する第３工程と、
    　を備える半導体部材製造方法。
  9. 　前記半導体対象物は、半導体インゴットであり、
    　前記半導体部材は、半導体ウェハである、
    　請求項８に記載の半導体部材製造方法。
  10. 　前記半導体対象物は、半導体ウェハであり、
    　前記半導体部材は、半導体チップである、
    　請求項８に記載の半導体部材製造方法。
  11. 　半導体対象物の内部において前記半導体対象物の第１表面に対向する仮想面と、前記第１表面に沿って延びるラインと、に沿って前記半導体対象物を切断するためのレーザ加工装置であって、
    　前記半導体対象物を支持するステージと、
    　前記ステージに支持された前記半導体対象物にレーザ光を照射するためのレーザ照射ユニットと、
    　少なくとも前記レーザ照射ユニットの制御を行う制御部と、
    　を備え、
    　前記制御部は、前記ラインに沿って前記半導体対象物に第１レーザ光を照射することにより、前記第１表面に交差する第１方向からみて前記ラインに沿って線状に延びる改質領域を形成する第１処理と、
    　前記第１処理の後に、前記第１表面から前記半導体対象物に第２レーザ光を入射させると共に、前記第２レーザ光の集光点を、前記第１方向からみて前記改質領域を通るように前記仮想面内に移動させることによって、前記仮想面内に面状に並ぶ複数の改質スポットを形成する第２処理と、
    　を実行し、
    　前記第１処理においては、前記第１表面に沿った第２方向からみて、少なくとも前記第１表面から前記仮想面に渡って前記改質領域を形成する、
    　レーザ加工装置。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012014716A1 (ja) * 2010-07-26 2012-02-02 浜松ホトニクス株式会社 チップの製造方法
JP2016225536A (ja) * 2015-06-02 2016-12-28 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
WO2018192689A1 (de) * 2017-04-20 2018-10-25 Siltectra Gmbh Verfahren zur waferherstellung mit definiert ausgerichteten modifikationslinien
WO2019044142A1 (ja) * 2017-09-01 2019-03-07 国立大学法人名古屋大学 基板製造方法
JP2019055427A (ja) * 2017-09-22 2019-04-11 株式会社東京精密 レーザー加工装置及びレーザー加工方法
JP2019126844A (ja) * 2018-01-19 2019-08-01 パナソニック株式会社 レーザスライス装置、及びレーザスライス方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6609404B2 (ja) * 2014-07-22 2019-11-20 富士通株式会社 圧縮プログラム、圧縮方法および圧縮装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012014716A1 (ja) * 2010-07-26 2012-02-02 浜松ホトニクス株式会社 チップの製造方法
JP2016225536A (ja) * 2015-06-02 2016-12-28 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
WO2018192689A1 (de) * 2017-04-20 2018-10-25 Siltectra Gmbh Verfahren zur waferherstellung mit definiert ausgerichteten modifikationslinien
WO2019044142A1 (ja) * 2017-09-01 2019-03-07 国立大学法人名古屋大学 基板製造方法
JP2019055427A (ja) * 2017-09-22 2019-04-11 株式会社東京精密 レーザー加工装置及びレーザー加工方法
JP2019126844A (ja) * 2018-01-19 2019-08-01 パナソニック株式会社 レーザスライス装置、及びレーザスライス方法

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