1354596 » « r ， 九、發明說明： Η 加 射 雷 之 用 使 所 物 象 對 Η 加 的 1狀 域板 領斷 術切 技關 之有 屬係 術 所明 技 明發。r 發本法先 ί 方ί 的改作 物的域。 象線區> 對定質1 工預改獻 加斷其U 之切將和 狀著而專 圓沿 ’Ρ 晶 使列參 在以數， 由，複如 藉光成例 有射形彳 係雷部法 , 射內方 面照之工 方以物加 術準象射 技對對雷 種點工之 b t 口 占 比 光力點 往集在起 以使域斷 在部區切 內質爲 〔專利文獻1〕日本國專利特開2002 — 205 1 8 0號公報 【發明內容】 〔發明所欲解決之課題〕 在欲使用上述那樣的雷射加工方法將板狀加工對象物切 斷成格子狀的場合，例如，如第20圖（A )及第20圖（B)、 在加工對象物的內部形成改質區域。第20圖（A)及第20 圖（B)係在加工對象物101之內部形成改質區域171，172之 φ際的順序之一例的說明用模式圖，第2 1圖係沿著第20圖（B) 所示之加工對象物的XXI- XXI線之斷面圖。 改質區域1 71，1 72係以如下順序來形成。首先’如第20 圖（A)所示，藉由使集光點對準厚度l〇〇d之加工對象物 1 〇 1內部而照射雷射光1 〇〇L ’以將沿著切斷預定線1 05 a的 改質區域1 7 1形成在加工對象物1 〇 1的內部。其次’如第2 0 圖（B)所示，藉由使集光點對準加工對象物101的內部再照 射雷射光100L，使得沿著與切斷預定線l〇5a交叉的切斷預 1354596 定線105 b之改質區域172形成在加工對象物101的內部。 改質區域171> 172係由並設在加工對象物101之厚度方向 的複數列的改質區域所構成，此等複數列的改質區域係以距 離雷射光100L之入射面101a遠而被依序形成。 在以上述順序形成改質區域1 7 1，1 72後，如第2 1圖所示， 在改質區域1 7 1和改質區域1 72所交叉的場所，係殘存有未 形成改質區域172之未改質區域（三角區域）101b。此未改 質區域101b之寬度W1係離雷射光100L之入射面101a越 遠會變越寬。此種未改質區域1 〇 I b係在加工對象物1 0 1之 厚度100 d爲大的場合可被顯著確定。接著，將攝影第21 圖中之區域A1的照片例顯示於第22圖，將攝影第21圖中 之區域B1的照片例顯示於第23圖（A)及第23圖（B)。第 22圖，第23圖（A )及第23圖（B)係表示利用上述順序來 形成改質區域171，172而被切斷之加工對象物101的切斷 面之照片的圖。此外，第22圖’第23圖（A)及第23圖（B) 係表示加工對象物101之厚度1〇〇 d爲3 00μηΐ以上的大小場 合之例。 第22圖中之區域Ρ1內，未形成改質區域172的未改質區 域1 0 1 b係被確定。在利用擴展裝置將形成有未改質區域1 0 1 b的加工對象物101予以切斷之後，具有起因於未改質區域 l〇lb而造成加工對象物101未被高精度切斷之虞。例如， 第23圖（A)中之區域P2內的碎片（chipping)被確定， 且第23圖（B)中之區域P3內之邊緣（從切斷面171s突出的 部分）被確定。 1354596 如此一來，可以說在藉由以上述順序形成改質區域而將加 工對象物切斷成格子狀的場合，其切斷精度尙有改善之餘 地。 於是，本發明係有鑒於此種情事而完成者，且以提供一種 可高精度切斷加工對象物之雷射加工方法爲目的。 •〔解決課題之手段〕 ' 爲解決上述課題，本發明們係針對形成未改質區域1 〇 1 b 之機構（mechanism)作詳細檢討。針對其檢討結果係使用 g第24圖作說明。第24圖係顯示以上述的順序形成改質區域 171，172時之一工程中的加工對象物1〇1之槪略斷面圖。第 24圖係顯示用以形成改質區域1 72之工程。成爲改質區域 172的一部分之改質區域172a藉由使透鏡100 LL所集光的 雷射光100L掃描而被形成在加工對象物101的內部。因爲 此時改質區域1 7 1既形成，所以用以形成改質區域1 72a的 位置距離入射面1 0 1 a越遠則雷射光1 00L係越傾向被改質區 域〗7 1所遮蔽。其結果，認爲未改質區域1 〇 1 b的寬度W 1 φ伴隨著遠離入射面l〇la而變寬。 於是，本發明之雷射加工方法之特徵爲包含有：藉由使集 光點對準板狀加工對象物的內部並照射雷射光而沿著加工 對象物的第1切斷預定線，將切斷起點之第1改質區域形成 在加工對象物的內部，且沿著與第1切斷預定線交叉的第2 切斷預定線，以與第1改質區域的至少一部分交叉的方式， 將作爲切斷起點的第2改質區域形成在加工對象物的內部之 第1工程；以及在第1工程之後，藉由使集光點對準加工對 1354596
• I 象物的內部並照射雷射光’以於第1改質區域和雷射光所入 射之加工對象物的入射面之間的加工對象物之內部，沿著第 1切斷預定線形成作爲切斷起點的第3改質區域，且於第2 改質區域和入射面之間的加工對象物之內部，沿著第2切斷 預定線、以與第3改質區域之至少一部分交叉的方式形成作 爲切斷起點之第4改質區域的第2工程。 在此雷射加工方法中’與形成第1及第3改質區域之後再 形成第2及第4改質區域的方法相較下，在照射雷射光之 φ際，遮蔽該雷射光之改質區域在加工對象物之厚度方向的高 度係變低。因此，難以生成未形成改質區域的未改質區域， 所以可高精度切斷加工對象物。 此外，在第1工程中，形成第1及第2改質區域的順序未 被特別限定。又，第2工程中，形成第3及第4改質區域的 順序也未被特別限定。 又，在第1工程中，形成第1改質區域之後再形成第2改 質區域，而第2工程中，以形成第3改質區域之後再形成第 φ 4改質區域者係較佳。 又，在第1工程中，形成第1改質區域之後再形成第2改 質區域，而第2工程中，以形成第4改質區域之後再形成第 3改質區域者係較佳。 在此雷射加工方法中，在形成第2及第4改質區域時，均 使雷射光沿著第2切斷預定線移動。因此’沒有必要在第1 工程和第2工程之間改變雷射光之移動方向。因而可短時間 且高精度地形成第4改質區域。 1354596 又，在形成第1改質區域時、記錄入射面之第1入射面資 訊，使用其第1入射面資訊以形成第3改質區域，而在形成 第2改質區域時、記錄入射面之第2入射面資訊，再使用其 第2入射面資訊以形成第4改質區域者係較佳。在此，所謂 的「入射面資訊」係指例如存在於入射面之凹凸加工對象物 在厚度方向之高度資訊。 在此場合，可使第3改質區域對準入射面之凹凸或起伏而 形成與第1改質區域略相同的形狀。同樣地，可使第4改質 _區域對準入射面之凹凸或起伏而形成與第2改質區域略相同 形狀。 又，第1〜第4改質區域之至少1個係由並設於加工對象 物之厚度方向的複數列的改質區域所構成者較佳。 在此場合，加工對象物之厚度.方向中的第1〜第4改質區 域之高度均可作高。 又，第1及第2改質區域或第3及第4改質區域當中一方 係由配置在加工對象物之厚度方向的同數列之改質區域所 φ構成者較佳。例如可舉出有、（i)第1及第2改質區域爲 由配置在加工對象物的厚度方向之同數列的改質區域所構 成的場合，（ii)第3及第4改質區域爲由配置在加工對象 物的厚度方向之同數列的改質區域所構成的場合，（iii)第 1及第2改質區域爲由配置在加工對象物的厚度方向之同數 列的改質區域所構成，且第3及第4改質區域爲由配置在加 工對象物之厚度方向的同數列之改質區域所構成的場合。 在上述（i )的場合，加工對象物之厚度方向的第1及第 1354596 2改質區域的高度成爲容易一致。又，在上述（ii)的場合， 加工對象物之厚度方向的第3及第4改質區域的高度成爲容 易一致。又，在上述（Πί)的場合，加工對象物之厚度方向 的第1及第2改質區域的高度成爲容易一致，且加工對象物 之厚度方向的第3及第4改質區域之高度成爲容易一致。 〔發明效果〕 若依本發明，則可提供一種可高精度切斷加工對象物的雷 射加工方法。 | 【實施方式】 以下，針對本發明之最佳實施形態*並參照圖面作詳細說 明。在本實施形態之雷射加工方法，爲了在加工對象物的內 部形成改質區域、係利用所謂的多光子吸收之現象。於是， 最初茲針對依多光子吸收以形成改質區域的雷射加工方法 作說明。 在光子的能量hv比材料之吸收的帶隙（band gap ) EG還 小時、則在光學上係成爲透明。因此，在材料上產生吸收的 φ條件係hv > EG。然而即便是在光學上係透明，當使雷射光 的強度增加非常大時、在nhv> EG的條件（n = 2，3，4，·..） 下材料係會產生吸收。將此現象稱爲多光子吸收。在爲脈衝 波之場合，雷射光的強度係以雷射光之集光點的峰値功率密 度（W/cm2)所決定，例如在峰値功率密度爲1χ108( W/cm2) 以上的條件下會產生多光子吸收。峰値功率密度係可由（集 光點中之雷射光的毎1脈衝的能量）+(雷射光之射束點斷 面積x脈寬）的方式求得。又，在連續波的場合，雷射光之 -10- 1 » Ϊ354596 ' . 強度係以雷射光的集光點之電場強度（W/cm2 )所決定。 針對利用此種多光子吸收的本實施形態相關之雷射加工 方法的原理，茲參照第1圖〜第6圖作說明。如第I圖所示， 在晶圓狀（板狀）之加工對象物1的表面3係具有用以切斷 加工對象物1之切斷預定線5。切斷預定線5係直線狀延伸 的假想線。在本實施形態相關之雷射加工方法中，如第2圖 所示’係以會產生多光子吸收的條件下在加工對象物1的內 部使集光點P對準而照射雷射光L以形成改質區域7。此外， φ所謂的集光點P係指雷射光L會集光的部位。又，切斷預定 線5並不受限爲直線狀、亦可爲曲線狀，且不限爲假想線、 亦可爲在加工對象物1上實際被繪製的線。 而且，藉由使雷射光L沿著切斷預定線5作（亦即，第1 圖之箭頭A方向）相對移動，使得集光點P沿著切斷預定線 5移動。依此，如第3圖〜第5圖所示，改質區域7係沿著 切斷預定線5而被形成在加工對象物1的內部，此改質區域 7係成爲切斷起點區域8。在此，所謂的切斷起點區域8係 φ意味著在加工對象物1被切斷之際要作爲切斷（破裂）起點 的區域。此切斷起點區域8有時是依連續地形成改質區域7 而形成，有時是依斷續地形成改質區域7而形成者。 本實施形態相關之雷射加工方法並不藉由加工對象物1吸 收雷射光L以使加工對象物1發熱而形成改質區域7者。而 是使雷射光L透射加工對象物1而在加工對象物1內部發生 多光子吸收以形成改質區域7。因此，在加工對象物1的表 面3、雷射光L幾乎不被吸收，所以加工對象物丨的表面3 -11- 1354596 不會熔融。 在加工對象物1內部形成切斷起點區域8時，因爲以此切 斷起點區域8爲起點係容易發生破裂，所以如第6圖所示， 能以比較小的力量將加工對象物1切斷。因此，可在未使加 工對象物1表面3產生不必要之遠離切斷預定線5的破裂之 下’成爲可將加工對象物1高精度地切斷。 在切斷以此切斷起點區域8爲起點的加工對象物1方面係 考量如次2種方式。其一爲，在切斷起點區域8形成後，對 φ加工對象物1施加人爲力量，依此、加工對象物1係以切斷 起點區域8爲起點而破裂，而加工對象物1被切斷的場合。 此乃係例如加工對象物1的厚度爲大的場合時之切斷。所謂 的人爲力量的施加係指例如，沿著加工對象物1之切斷起點 區域8對加工對象物1施加彎曲應力或剪應力，對加工對象 物1賦予溫度差而產生熱應力者。其二爲，利用形成切斷起 點區域8，而以切斷起點區域8爲起點朝加工對象物1的斷 面方向（厚度方向）自然地破裂，最後使加工對象物1被切 φ斷的場合。此乃係例如在加工對象物1的厚度爲小的場合， 成爲可藉由1列的改質區域7而形成切斷起點區域8，而在 加工對象物1的厚度爲大的場合，係可藉由在厚度方向所形 成複數列的改質區域7而形成切斷起點區域8。此外，即使 是此自然破裂的場合，在欲切斷的部位，可於破裂沒有先到 達與未形成有切斷起點區域8之部位對應之部分的表面3上 之下，僅將與形成有切斷起點區域8的部位相對應之部分割 斷，所以可控制良好地作割斷。近年，因爲矽晶圓等之加工 -12- 1354596 對象物1的厚度有變薄之傾向，所以此種控制性好的割斷方 法係非常有效。 順道一提，在本實施形態相關之雷射加工方法中，依多光 子吸收所形成之改質區域係具有如次（1)〜（3 )的場合。 (1)在改質區域爲包含1個或複數個裂縫（crack)之裂縫 區域的場合 在加工對象物（例如由玻璃或LiTa03所成之壓電材料） 之內部使集光點對準，並以集光點中之電場強度爲lxlO8 φ ( W/cm2)以上且脈寬爲1μ5以下的條件下照射雷射光。此 脈寬的大小係爲在一邊使產生多光子吸收且不對加工對象 物的表面造成多餘損傷之下，可僅在加工對象物內部形成裂 縫區域之條件。依此，加工對象物之內部係發生所謂的因多 光子吸收所造成之光學損傷的現象。依此光學的損傷而在加 工對象物的內部誘發熱變形，依此而在加工對象物之內部形 成裂縫區域。以電場強度的上限値而言，例如爲〗xlO12 (W/cm2 )。脈寬係以例如Ins〜200ns者較佳。此外，利用 φ多光子吸收以形成裂縫區域，乃例如第4 5回雷射熱加工硏 究會論文集（1998年12月）之第23頁〜第28頁的「依固 體雷射高次諧波之玻璃基板的內部標記」中所記載。 本發明者係利用實驗求得電場強度與裂縫的大小間之關 係。實驗條件如次。 (A )加工對象物：派勒斯（pyrex ;(登錄商標）玻璃（厚 度 7〇〇μιη )) (Β )雷射 -13- 1354596 光源：半導體雷射激發Nd : YAG雷射 波長：1 0 6 4 n m 雷射光點斷面積：3.14xl(T 8cm2 振盪形態：Q開關脈衝 重複頻率：1 OGKH z 脈寬：3 0 n s 輸出：輸出<lm J /脈衝 雷射光品質：TEM00 |偏光特性：直線偏光 (C )集光用透鏡 對雷射光波長之透射率：60% (D)載置加工對象物之載置台的移動速度：i〇〇mm/秒 此外，所謂的雷射光品質TEM 〇〇係意味著集光性高而可 集光至雷射光之波長程度。 第7圖係顯示上述實驗結果之圖表。橫軸爲峰値功率密 度，因爲雷射光爲脈衝雷射光、所以電場強度係以峰値功率 φ密度表示。縱軸係顯示依1脈衝雷射光而被形成在加工對象 物內部之裂縫部分（裂縫點）的大小。裂縫點係匯集而成爲 裂縫區域。裂縫點的大小係爲裂縫點之形狀當中之成爲最大 長度的部分之大小。圖表中以黑圏所表示的資料係在集光用 透鏡（C)之倍率爲1〇〇倍、數値孔徑（NA)爲0.80的場合。 一方面，圖表中以白圏所表示的資料係在集光用透鏡（C) 之倍率爲50倍、數値孔徑（NA )爲0.55的場合。可以了解 到從峰値功率密度爲1011 ( W/cm2)左右，加工對象物的內 -14 - 1354596 部產生裂縫點，裂縫點也隨著峰値功率密度變大而變大。 其次’針對利用裂縫區域形成而切斷加工對象物之機構， 茲參照第8圖〜第1 1圖作說明。如第8圖所示，以產生多 光子吸收的條件下使集光點P對準加工對象物1的內部並照 射雷射光L以沿著切斷預定線在內部形成裂縫區域9。裂縫 區域9係包含1個或複數個裂縫之區域。如此形成的裂縫區 域9係成爲切斷起點區域。如第9圖所示，裂縫係以裂縫區 域9爲起點（亦即，以切斷起點區域爲起點）而再成長，如 |第1 〇圖所示，裂縫係到達加工對象物1之表面3和背面2 1， 如第11圖所示，藉由加工對象物1分裂而切斷加工對象物 1。到達加工對象物1之表面3和背面2 1之裂縫有時係自然 成長，有時係藉由對加工對象物1施加力量而成長的。 (2)在改質區域爲熔融處理區域的場合 在加工對象物（例如矽之半導體材料）之內部使集光點對 準’且在集光點中之電場強度爲lxl08(W/cm2)以上且脈 寬爲lps以下的條件下照射雷射光。依此、加工對象物的內 φ部係因多光子吸收而被局部加熱。利用此加熱而在加工對象 物之內部形成熔融處理區域。所謂的熔融處理區域係指一旦 熔融後再固化的區域或，即將熔融狀態之區域或從熔融狀態 再固化的狀態之區域，亦可稱爲既相變化的區域或結晶構造 既變化的區域。又，所謂的熔融處理區域亦可說是在單結晶 構造、非晶質構造、多結晶構造中，某構造變化成別的構造 之區域。亦即，意味著例如從單結晶構造變化成非晶質構造 的區域、從單結晶構造變化成多結晶構造之區域、從單結晶 -15- 1354596 構造變化成包含有非晶質構造及多結晶構造的構造之區 域。在加工對象物爲單晶矽構造的場合，熔融處理區域係例 如爲非晶質矽構造。以電場強度的上限値而言，例如爲 1 X 1 012 ( W/cm2 )。脈寬係以例如1 ns〜2 00ns者較佳。 本發明者係利用實驗確認在矽晶圓之內部會形成熔融處 理區域。實驗條件如次。 (A )加工對象物：矽晶圓（（厚度3 5 0 μ m，外徑4吋（i n c h )) (B )雷射 I光源：半導體雷射激發Nd: YAG雷射 波長'1 0 6 4 n m 雷射光點斷面積：3.14xl0_8cm2 振盪形態：Q開關脈衝 重複頻率：1 0 G k Η z 脈寬：3 0 n s 輸出：20μ J /脈衝 雷射光品質：TEM00 φ偏光特性：直線偏光 (C) 集光用透鏡 倍率：5 0倍 N.A. ： 0.55 對雷射光波長之透射率：60% (D) 載置加工對象物之載置台的移動速度：1〇〇 mm/秒 第1 2圖顯示由上述條件之雷射加工方法所切斷之矽晶圓 的一部分之斷面的照片圖》矽晶圓！丨之內部係形成有熔融 -16- 1354596 處理區域13。此外，依上述條件所形成之熔融處理區域13 的厚度方向之大小爲ΙΟΟμίΏ左右》 茲說明利用多光子吸收而形成熔融處理區域13»第13圖 过顯示雷射光之波長與矽基板之內部透射率間之關係圖表。 其中’除去矽基板之表面側與背面側各自的反射成分，僅顯 示內部的透射率。針對矽基板之厚度t爲50μιη，ΙΟΟμίη， 200μπΐ，500μιη，及ΙΟΟΟμιη各自的上述關係作顯示。 例如，在Nd : YAG雷射之波長1 064 n m中，在矽基板之 g厚度爲5 00μπι以下的場合，可知矽基板的內部、雷射光係 透射80%以上。第12圖所示之矽晶圓11的厚度爲350μηι， 所以依多光子吸收的熔融處理區域1 3係在矽晶圓1 1之中心 附近，亦即形成在距離表面175μιη的部分。在此場合的透 射率係爲，若以厚度2 0 0μ m的矽晶圓爲參考，則爲9 0 %以 上，所以在矽晶圓1 1內部雷射光僅被吸收少許，幾乎都會 透射。此乃意味著並非雷射光在矽晶圓11內部被吸收而使 熔融處理區域13形成在矽晶圓11內部（亦即依雷射光之通 φ常的加熱而形成熔融處理區域），而是熔融處理區域13係 依多光子吸收而形成。利用多光子吸收以形成熔融處理區域 係例如，熔接學會全國大會講演槪要第66集（2000年4月） 之第72頁〜第73頁的「利用微微秒（pico second)脈衝雷 射對矽加工之特性評價」所記載。 此外，矽晶圓係爲，以熔融處理區域所形成的切斷起點區 域爲起點而朝斷面方向產生破裂，且藉由在其破裂到達矽晶 圓之表面和背面而使得最後被切斷。到達矽晶圓之表面和背 1354596 面的破裂有時是自然成長的場合，而有時是依對矽晶圓施加 力量而成長的場合。而且，在破裂是從切斷起點區域自然成 長至矽晶圓之表面和背面之場合，有時破裂是從形成切斷起 點區域之熔融處理區域正熔融的狀態成長之場合，有時破裂 是從形成切斷起點區域之熔融處理區域正熔融之狀態要再 固化之際而成長的場合。其中，在任一場合、熔融處理區域 係僅形成在矽晶圓之內部，切斷後之切斷面乃如同第12圖、 僅在內部形成熔融處理區域。如此一來，在加工對象物的內 φ部依熔融處理區域而形成切斷起點區域之後，在割斷時，因 爲切斷起點區域線以外之不必要的破裂難以產生，所以割斷 控制係成爲容易》 (3 )在改質區域爲折射率變化區域的場合 在加工對象物（例如玻璃）的內部使集光點對準，且在集 光點中的電場強度爲lxlO8 ( W/cm2)以上且脈寬爲Ins以 下的條件下照射雷射光。當設定脈寬爲極短，且使多光子吸 收產生在加工對象物之內部後，在多光子吸收的能量未變換 鲁成熱能之下，在加工對象物的內部誘發離子價數變化、結晶 化或分極配向等之永續的構造變化而形成折射率變化區 域。以電場強度的上限値而言，例如爲1 xlO12 ( W/cm2 )。 脈寬係以例如1 n s以下者爲佳，1 p s以下者更佳。利用多光 子吸收以形成折射率變化區域，乃例如第42次雷射熱加工 硏究會論文集（ 1997年11月）之第105頁〜第111頁的「依 毫微微秒（femtosecond)雷射照射形成玻璃內部之光誘起構 造j中所記載。 -18- 1354596 以上’係以利用多光子吸收所形成之改質區域的（1 )〜 (3 )之場合所作的說明，然而在考慮晶圓狀之加工對象物 @結晶構造或其劈開性等而將切斷起點區域形成如次的形 態時’係能以其切斷起點區域爲起點而以更小的力且精度佳 地將加工對象物切斷。 亦即’在由矽等之鑽石構造的單結晶半導體所成的基板之 場合’係以在沿著（111)面（第1劈開面）或（110)面（第 2劈開面）之方向形成切斷起點區域者係較佳。又，在由G φ a As等之閃鋅礦型構造的ΠΙ-ν族化合物半導體所成的 基板之場合，係以在沿著（1 1 0 )面的方向形成切斷起點區 域者較佳。再者，在具有藍寶石（AL203 )等之六方晶系的 結晶構造之基板的場合，係以（000 1 )面（C面）爲主面而 在沿著（1 120 )面（A面）或（1 100 )面（Μ面）的方向形 成切斷起點區域者較佳。 此外，若在沿著應形成上述切斷起點區域的方向（例如， 沿著單結晶矽基板中的（1 1 1)面之方向），或沿著應與應 φ形成切斷起點區域的方向正直的方向、在基板形成定向面 (orientation flat)的話，則可以其定向面爲基準而將沿著 應形成切斷起點區域的方向之切斷起點區域容易且正確地 形成在基板上。 其次，針對本發明之最佳實施形態作說明。第1 4圖（A ) 〜第14圖（C)及第15圖（A)〜第15圖（C)係以顯示 本實施形態相關之雷射加工方法的各工程之—例的模式斜 視圖。本實施形態相關之雷射加工方法中’乃如第1 4圖（A) -19- 1354596 〜第14圖（C)及第15圖（A)〜第15圖（C)所示，係 以以下的第1〜第3工程之順序而實施者爲佳。 (第1工程） 首先，使集光點P對準厚度d之板狀加工對象物1的內部 以照射雷射光L，並沿著加工對象物1之第1切斷預定線5 a使雷射光L移動（參.照第14圖（A))。依此，在加工對 象物1的內部產生多光子吸收，而可沿著切斷預定線5a將 作爲切斷起點的第1改質區域7 1形成在加工對象物1的內 部。具體言之，例如，藉由使載置加工對象物1的載物台 (stage ;未圖示）移動，使得雷射光L對加工對象物1相 對移動。 作爲加工對象物1係可舉出、矽晶圓等之基板、在表面形 成有包含著機能元件的積層部之基板等。在機能元件方面， 例如可舉出，依結晶成長所形成的半導體動作層、光電二極 體等之受光元件、雷射二極體等之發光元件、及作爲回路而 形成之電路元件等等。又，機能元件也可以形成在加工對象 物1的入射面la ，也可形成在與入射面la相反側的面。 在形成改質區域71之後，使集光點P對準加工對象物1 的內部並照射雷射光L，且使雷射光L沿著與切斷預定線5 a交叉的第2切斷預定線5b移動（參照第14圖（B))。依 此而在加工對象物1內部產生多光子吸收，而可沿著切斷預 定線5 b並以與改質區域71之至少一部分交叉的方式而將 作爲切斷起點的第2改質區域72形成在加工對象物1的內 部。雷射光L之移動方向係可藉由例如使載置加工對象物1 -20 - 1354596 的載物台（未圖示）旋轉90°而改變。 (第2工程） 在形成改質區域72之後，使集光點Ρ對準改質區域72和 入射面1 a之間的加工對象物1之內部並照射雷射光L，而 使雷射光L沿著切斷預定線5b移動（參照第14圖（C))。 依此以在加工對象物1的內部產生多光子吸收，而可在改質 區域72和入射面la之間的加工對象物1內部，沿著切斷預 定線5 b形成作爲切斷起點之第4改質區域7 3。亦即，改質 區域7 3係設置在改質區域7 2上。此外，改質區域7 2，7 3 也可相互分離地配置。 在形成改質區域7 3之後，使集光點P對準改質區域7 1和 入射面1 a之間的加工對象物1之內部並照射雷射光L，而 使雷射光L沿著切斷預定線5a移動（參照第15圖（A))。 依此以在加工對象物1的內部產生多光子吸收，而可在改質 區域7 1和入射面1 a之間的加工對象物1內部，沿著切斷預 定線5 a以與改質區域73之至少一部分交叉的方式形成作 爲切斷起點之第3改質區域74。亦即，改質區域74係設置 在改質區域71上。此外，改質區域71，74也可相互分離地 配置。 (第3工程） 在形成改質區域74之後’使集光點P對準改質區域74和 入射面1 a之間的加工對象物1之內部並照射雷射光L，而 使雷射光L沿著切斷預定線5 a移動（參照第1 5圖（B))。 依此以在加工對象物1的內部產生多光子吸收，而可在改質 1354596 預 域 相 和 而 〇 質 預 作 改 〇 可 而 與 76 使 象 76 存 區域7 4和入射面1 a之間的加工對象物1內部，沿著切斷 定線5b形成作爲切斷起點之改質區域75。亦即，改質區 75係設置在改質區域74上。此外，改質區域74，75也可 互分離地配置。 在形成改質區域7 5之後，使集光點P對準改質區域7 3 入射面1 a之間的加工對象物1之內部並照射雷射光L , 使雷射光L沿著切斷預定線5b移動（參照第15圖（C)) 依此以在加工對象物1的內部產生多光子吸收，而可在改 區域7 3和入射面1 a之間的加工對象物1內部，沿著切斷 定線5 b，以與改質區域7 5之至少一部分交叉的方式形成 爲切斷起點之改質區域7 6。亦即，改質區域76係設置在 質區域73上。此外，改質區域73，76也可相互分離地配置 又，改質區域71〜76係與上述改質區域7同樣地，也 爲由連續形成的改質區域所構成，也可爲由隔以規定間隔 斷續形成的改質區域所構成。又’切斷預定線5a，5b乃 上述切斷預定線5同樣，可以是直線狀或曲線狀之假想線 但不限定爲假想線、也可爲在加工對象物1實際繪製的線 在藉由經過上述第1〜第3工程而形成改質區域71〜 之後，例如可將擴展帶（未圖示）貼附在加工對象物1並 用擴展裝置（未圖示）沿著切斷預定線5a，51^將加工對 物1切斷。此外，擴展帶也可以是在形成改質區域71〜 之前預先被貼附在加工對象物1上。 第16圖係沿著第15圖（C )所示加工對象物1之XVI XVI線的斷面圖。如同第16圖所示’加工對象物1未殘 -22· 1354596 未改質區域101b。將第16圖中之區域Cl作攝影後的照片 例係顯示在第1 7圖。第1 7圖係顯示藉由利用本實施形態相 關之雷射加工方法形成改質區域71〜76所切斷的加工對象 物1之切斷面的照片圖。第17圖中無法看到與第22圖之區 域P 1內被確認之未改質區域1 〇 1 b對應的區域。 在本實施形態相關之雷射加工方法中，與如同第2 0圖（a ) 及第20圖（B)那樣、在形成改質區域171之後最形成改質區 域172的方法相較之下，在照射雷射光L之際、會遮蔽雷射 φ光L的改質區域其在加工對象物1之厚度方向的高度係變 低。因此，第21圖所示那樣的未改質區域101b變難以產 生，所以可防止碎片或邊緣的產生並可高精度切斷加工對象 物1。因此，可使加工對象物1的割斷品質提升。又，在加 工對象物1之厚度d爲300μπι以上的場合，本實施形態相 關之雷射加工方法的效果係變顯著。以下，茲使用第18圖 來作詳細說明。 第1 8圖係使用本實施形態相關之雷射加工方法形成改質 φ區域71〜76時之一工程中的加工對象物1之槪略斷面圖。 第1 8圖係顯示形成改質區域7 2之一工程例。成爲改質區域 72之一部分的改質區域72a係爲使透鏡LL所集光的雷射光 L進行掃描而被形成在加工對象物1的內部。此時，加工對 象物1之厚度方向的改質區域71之高度與第24圖所示改質 區域171相較下係較低。因此，第18圖中幾乎不存在有第 24圖所示未改質區域。 又，在本實施形態中，於第1工程中形成改質區域71之 -23- 1354596 後再形成改質區域72，而在第2工程中形成改質區域73之 後再形成改質區域74 »而在以此種順序形成改質區域7 1〜 74的場合，因爲在形成改質區域72，73時皆使雷射光L沿 著切斷預定線5 b作移動，所以在第1工程和第2工程之間 沒有必要改變雷射光L之移動方向（參照第14圖（B)及第14 圖（C))。因而可短時間且高精度地形成改質區域73。 同樣地，係在第2工程中形成改質區域73之後、再形成 改質區域74，而在第3工程中形成改質區域75之後再形成 改質區域76，所以可短時間且高精度地形成改質區域75(參 照第15圖（A)及第15圖（B))。 又，在形成改質區域7 1時、記錄入射面1 a之第1入射面 資訊，而使用其第1入射面資訊來形成改質區域74者係較 佳。第1入射面資訊係例如，可沿著切斷預定線5 a而收集 存在於入射面la之凹凸在加工對象物1之厚度方向的高度 資訊而獲得。當使用第1入射面資訊時，係可將改質區域 74，75對準沿著切斷預定線5a之入射面la的凹凸或起伏 而以與改質區域71略相同的形狀來形成。 同樣地，在形成改質區域72時、記錄入射面1 a之第2 入射面資訊，而使用其第2入射面資訊來形成改質區域73 者係較佳。第2入射面資訊係例如，可沿著切斷預定線5 b 而收集存在於入射面la之凹凸在加工對象物1之厚度方向 的高度資訊而獲得。當使用第2入射面資訊時，係可將改質 區域73, 76對準沿著切斷預定線5b之入射面la的凹凸或 起伏而以與改質區域72略相同的形狀來形成。 -24- 1354596 上述的高度資訊，例如以如次方式作測定。亦即，首先， 以測定用雷射光！透鏡集光並對入射面1 a照射而檢測該測 定用雷射光之反射光。而且’依據所檢測的反射光，以測定 用雷射光的集光點會位在入射面la上的方式以運用有壓電 元件的致動器使透鏡變位。而將此變位量取得作爲高度資 訊。 又，如第1 9圖所示，例如改質區域7 1可以是由在加工對 象物1之厚度方向並設之複數列的改質區域71a〜71f所 |構成。第1 9圖係顯示改質區域7 1之一例的斜視圖。同樣地， 改質區域72〜76亦可爲由加工對象物1之厚度方向所並設 之複數列的改質區域（未圖示）所構成。在此場合，加工對 象物1之厚度方向的改質區域71〜76之高度均變高，且可 控制其高度。此外，爲防止既形成之改質區域會遮蔽雷射光 L，所以改質區域7 1 a〜7 1 f係以離入射面1 a遠而依序被 形成者較佳。又，改質區域7 1 a〜7 1 f係與上述改質區域7 同樣，亦可作成由連續形成的改質區域所構成，亦可作成由 φ隔以規定的間隔而斷續形成的改質區域所構成。 此外，改質區域7 1〜76中的至少1個係由數列的改質區 域所構成者亦可，全部的改質區域71〜76爲由複數列的改 質區域所構成者亦可。 又，改質區域71與改質區域72係由配置在加工對象物1 之厚度方向的同數列之改質區域所構成者也可以。依此，加 工對象物1之厚度方向的改質區域71及改質區域72之高度 變容易一致。例如第1 9圖所示，在改質區域7 1爲由6列的 -25 - 1354596 改質區域71a〜71f所成的場合，改質區域72也爲由6列 的改質區域（未圖示）所構成者較佳》 同樣地，改質區域73和改質區域74亦可作成爲由配置在 加工對象物1之厚度方向的同數列之改質區域所構成，亦可 作成爲改質區域75和改質區域76係由配置在加工對象物1 之厚度方向的同數列之改質區域所構成。此外，亦可爲（A) 改質區域71，72，（ b )改質區域73，74，及（C)改質區 域7 5，7 6 ’當中之至少1個係由同數列的改質區域所構成。 |例如可舉出、改質區域7 1和改質區域72係由同數列的改質 區域所構成，但是改質區域73和改質區域74係由相互不同 列數之改質區域所構成，改質區域7 5和改質區域7 6皆由相 異列數的改質區域所構成之場合。 在其他例子方面，係可舉出、改質區域71和改質區域72 係由同數列（列數a )之改質區域所構成，改質區域73和 改質區域7 4係由同數列（列數b )之改質區域所構成，改 質區域7 5和改質區域7 6係由同數列（列數c )的改質區域 •所構成之場合。在此場合，列數a，列數b及列數c可以相 同，亦可爲互異。 以上係針對本發明之最佳實施形態所作詳細說明，然而本 發明並不受限於上述實施形態。 例如，在第1工程中’用以形成改質區域71，7 2之順序 並未被特別限定。又，在第2工程中，形成改質區域73，74 之順序也未被特別限定。而且，在第3工程中，形成改質區 域75，76之順序也未被特別限定。具體言之，也可在第1 -26 - 1354596 工程中形成改質區域71之後再形成改質區域72。又 在第2工程中形成改質區域74之後再形成改質區域 言’也可以是在第3工程中形成改質區域76之後再 質區域75。 又’也可以是藉由再反覆第1〜第3工程而在加工 1之厚度方向再形成改質區域。例如，在第3工程之 將沿著切斷預定線5 a的改質區域和沿著切斷預定線 改質區域’在加工對象物1之厚度方向上交互地形 以。依此，可因應加工對象物1的厚度而調整在加工 1之厚度方向的改質區域之高度。 又，改質區域71〜76並不限定爲藉由在加工對象 內部產生多光子吸收而被形成者。改質區域7 1〜76 是藉由使加工對象物1內部產生與多光子吸收同等的 而被形成者。 又，在本實施形態中，係使用矽製的半導體晶圓作 對象物1，但是半導體晶圓的材料不受限於此。在半 圓之材料方面，例如可舉出，矽以外的IV族元素半 包含有像SiC之類的IV族元素之化合物半導體、包 V族元素的化合物半導體、包含Π- VI族元素的化 導體、以及摻雜有各種雜質（不純物）之半導體等等 在此，茲針對上述之第17圖所示之一實施例中的 象物1之切斷程序作詳細說明，但本發明並非受限定 施例。在此實施例中，加工對象物1係厚度725 圓。又，例如改質區域7 1係由在加工對象物1之厚 ，也可 73。再 形成改 對象物 後，再 5 b的 成就可 對象物 物1的 也可以 光吸收 爲加工 導體晶 導體、 含瓜一 合物半 ;0 加工對 於此實 之砂晶 度方向 -27 - 1354596 並設之6列的改質區域7 1 a〜7 1 f所形成（參照第1 9圖）。 亦即，改質區域7 1係藉由進行6次使雷射光L沿著切斷預 定線5a移動的掃描工程而被形成（參照第15圖（A))。 各掃描工程係使集光點P的位置在接近入射面la的朝向依 序移動6階段而被進行。 同樣地，改質區域7 2〜7 4係由在加工對象物1之厚度方 向並設之6列的改質區域所形成，改質區域7 5，7 6係由在 加工對象物1之厚度方向並設之7列的改質區域所形成。因 春此，改質區域7 1 ’ 7 4，7 5係合計由1 9列的改質區域所構成， 改質區域7 2，7 3，7 6也是合計由1 9列的改質區域所構成（參 照第1 6圖）。 在形成這樣的改質區域7 1〜7 6之後，對加工對象物1貼 附擴展帶’再利用擴展裝置連同該擴展帶將加工對象物1 — 起切斷。將如此切斷之加工對象物1的切斷面作攝影的照片 係在第17圖作爲圖示來顯示。 接著’針對在上述實施例中形成改質區域71〜76之際的 馨雷射加工條件作說明。雷射光L之脈寬爲1 8〇ns ,雷射光L 之照射位置間隔（脈衝間距）爲4μπι，雷射光L之頻率數 爲75 KHz。又，載置有加工對象物丨的載物台之移動速度 係3 00 m m / s »再者，入射面1 a到集光點p爲止的距離（集 光點k置）與雷射光L的能量之關係如表1所示者。 -28 - 1354596 • · 【表1】
集光點位置（μΐΏ ) 能量（μ J ) 改質區域76 50 9 86 9 142 15 182 15 214 15 250 15 286 15 改質區域73 322 15 358 15 394 15 426 15 458 15 490 15 改質區域72 522 15 570 15 618 15 666 15 694 15 722 15 〔產業上可利用性〕 若依本發明，則可提供一種可高精度切斷加工對象物之 雷射加工方法。 -29 - 1354596 【圖面簡單說明】 【第1圖】本實施形態相關之雷射加工方法的雷射加工 中之加工對象物的平面圖。 【第2圖】係沿著第1圖所示之加工對象物的II - II線 之斷面圖。 【第3圖】本實施形態相關之雷射加工方法的雷射加工 後之加工對象物的平面圖。 【第4圖】係沿著第3圖所示之加工對象物的IV - IV 線之斷面圖。 【第5圖】係沿著第3圖所示之加工對象物的V - V線 之斷面圖。 【第6圖】由本實施形態相關之雷射加工方法所切斷之 加工對象物的平面圖。 【第7圖】顯示本實施形態相關之雷射加工方法中之電 場強度與裂縫點的大小之關係圖表。 【第8圖】使用本實施形態相關之雷射加工方法而切斷 加工對象物之際的裂縫區域形成工程中之加工對象物的斷 面圖。 【第9圖】使用本實施形態相關之雷射加工方法以切斷 加工對象物之際的裂縫成長工程中之加工對象物的斷面圖。 【第1 〇圖】使用本實施形態相關之雷射加工方法以切 斷加工對象物之際的裂縫成長工程中之加工對象物的斷面 圖。 【第11圖】使用本實施形態相關之雷射加工方法以切 -30 - 1354596 斷加工對象物之際的切斷工程中之加工對象物的斷面圖。 【第12圖】顯示由本實施形態相關之雷射加工方法所 切斷之矽晶圓的一部分之斷面的照片圖。 【第1 3圖】顯示本實施形態相關之雷射加工方法的雷 射光之波長與矽基板之內部透射率間之關係圖表。 【第14圖（A)〜（C)】以模式方式本實施形態相關之雷 射加工方法的各工程例之斜視圖。 【第15圖（A)〜（C)】以模式方式本實施形態相關之雷 射加工方法的各工程例之斜視圖。 【第1 6圖】係沿著第1 5圖（C )所示加工對象物的XVI 一 XVI線之斷面圖。 【第1 7圖】顯示藉由利用本實施形態相關之雷射加工 方法形成改質區域所切斷的加工對象物之切斷面的照片圖。 【第1 8圖】使用本實施形態相關之雷射加工方法形成 改質區域時之一工程中的加工對象物之槪略斷面圖。 【第19圖】顯示使用本實施形態相關之雷射加工方法 所形成改質區域的一例子的斜視圖。 【第20圖（A)、（B)】用以說明在加工對象物的內部形 成改質區域之際的一順序例之模式圖。 【第21圖】係沿著第20圖（B )所示加工對象物之XXI 一 XXI線的斷面圖。 【第22圖】顯示藉由第20圖（A)及第20圖（B)所示順 序形成改質區域所切斷之加工對象物的切斷面之照片圖。 【第23圖】顯示藉由第20圖（A )及第20圖（B )所示順 -31- 1354596 序形成改質區域所切斷之加工對象物的切斷面之照片圖。 【第24圖】顯示藉由第20圖（A)及第20圖（B)所示順 序形成改質區域時之一工程中的加工對象物之槪略斷面圖° 【元件符號說明】 1 ...加工對象物 1 a…入射面 3 ...表面 4 a…切斷面（側面） 修 5··.切斷預定線 5 a ...第1切斷預定線 5 b ...第2切斷預定線 7·..改質區域 7 1 ...第1改質區域 7 1 a〜7 1 f ...複數列的改質區域 72.. .第2改質區域 73.. .第4改質區域 φ 74...第3改質區域 8.. .切斷起點區域 13.. .熔融處理區域 L ...雷射光 P ...集光點。 -32-