TWI776881B - 加工對象物切斷方法 - Google Patents

Abstract

加工對象物切斷方法，係具備有：第1步驟，其係準備具有單結晶矽基板和設在第1主面側的功能元件層之加工對象物，在加工對象物的第2主面形成蝕刻保護層；第2步驟，其係藉由對加工對象物照射雷射光，分別沿著複數個切斷預定線，在單結晶矽基板的內部形成至少一列的改質區域，並分別沿著複數個切斷預定線，以跨越至少1列的蝕刻保護層與蝕刻保護層的表面之間的方式，在加工對象物形成龜裂；及第3步驟，其係藉由在蝕刻保護層已經形成於保護層的狀態下，從第2主面側對加工對象物實施乾式蝕刻，分別沿著切斷預定線，在加工對象物，形成朝第2主面開口之溝。

Description

加工對象物切斷方法

本發明係關於加工對象物切斷方法

藉由對加工對象物照射雷射光，分別沿著複數個切斷預定線，在加工對象物形成至少1列的改質區域，再使黏貼於加工對象物的擴張薄膜擴張，藉此，分別沿著複數個切斷預定線，將加工對象物切斷成複數個半導體晶片之加工對象物切斷方法為眾所皆知(例如參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第4781661公報

[發明所欲解決之課題]

在前述這種的加工對象物切斷方法，會有藉由使擴張薄膜擴張，讓從改質區域伸展的龜裂到達加工對象物的兩主面而將加工對象物切斷成複數個半導體晶片之情況，但，會有未切斷成複數個半導體晶片之部分殘留。

本發明之目的係在於提供能夠將加工對象物確實地切斷成複數個半導體晶片之加工對象物切斷方法。 [用以解決課題之手段]

本發明的一形態之加工對象物切斷方法，係具備有：第1步驟，其係準備具有單結晶矽基板和設在第1主面側的功能元件層之加工對象物，在加工對象物之第2主面形成蝕刻保護層； 　　第2步驟，其係在第1步驟後，藉由對加工對象物照射雷射光，分別沿著複數個切斷預定線，在單結晶矽基板之內部，形成至少1列的改質區域，再分別沿著複數個切斷預定線，以跨越至少1列的改質區域與蝕刻保護層的表面之間的方式，在加工對象物形成龜裂；及 　　第3步驟，其係在第2步驟後，在蝕刻保護層已經形成於第2主面之狀態下，從第2主面側對加工對象物實施乾式蝕刻，藉此分別沿著複數個切斷預定線，在加工對象物，形成朝第2主面開口之溝。

在此加工對象物切斷方法，對以跨越至少1列的改質區域與第2主面上的蝕刻保護層的表面之間的方式形成有龜裂之加工對象物，從第2主面側實施乾式蝕刻。此時，在第2主面，形成有蝕刻保護層，其分別沿著複數個切斷預定線形成有龜裂。藉此，乾式蝕刻從第2主面側沿著龜裂選擇性地進行，使得分別沿著複數個切斷預定線形成有開口寬度窄且深之溝。因此，例如，使黏貼於溝開口之第2主面側的擴張薄膜擴張，能夠分別沿著切斷預定線將加工對象物確實地切斷成複數個半導體晶片。

在本發明的一形態之加工對象物切斷方法，其中，在第1步驟，使用對雷射光具有透過性之材料，形成蝕刻保護層，在第2步驟，經由蝕刻保護層來對加工對象物照射雷射光。藉此，能夠使雷射光從功能元件 相反側射入到單結晶矽基板，因此，不受功能元件層之結構的影響，能夠確實地形成改質區域及龜裂。

在本發明的一形態之加工對象物切斷方法，其中，在第3步驟，以使蝕刻保護層殘留的方式，從第2主面側實施乾式蝕刻。藉此，在半導體晶片，能夠使蝕刻保護層作為強度性的補強層、捕捉雜質之吸除層來發揮功能。

在本發明的一形態之加工對象物切斷方法，其中，在第3步驟，為了除去蝕刻保護層，從第2主面側實施乾式蝕刻。藉此，在半導體晶片，能夠防止因蝕刻保護層產生不必要的影響。

在本發明的一形態之加工對象物切斷方法，其中，在第2步驟，藉由形成排列於加工對象物的厚度方向上之複數列的改質區域，分別沿著複數個切斷預定線形成至少1列的改質區域，以跨越在複數列的改質區域中相鄰的改質區域之間的方式，形成龜裂。藉此，能夠使乾式蝕刻更深地選擇性進行。

在本發明的一形態之加工對象物切斷方法，其中，在第2步驟，藉由形成沿著複數個切斷預定線排列之複數個改質點，分別沿著複數個切斷預定線形成至少1列的改質區域，以跨越在複數個改質點中相鄰的改質點之間的方式，形成龜裂。藉此，能夠使乾式蝕刻更有效率地選擇性進行。

本發明的一形態之加工對象物切斷方法，還具備第4步驟，其係在第3步驟後，藉由朝第2主面側黏貼擴張薄膜並使擴張薄膜擴張，分別沿著複數個切斷預定線，將加工對象物切斷成複數個半導體晶片。藉此，能夠分別沿著切斷預定線，將加工對象物確實地切斷成複數個半導體晶片。且，由於在擴張薄膜上，複數個半導體晶片相互地分離，故，能夠謀求半導體晶片之拾取的容易化。

本發明的一形態之加工對象物切斷方法，係具備有：第1步驟，其係準備具有單結晶矽基板和設在第1主面側的功能元件層之加工對象物，在第1主面形成蝕刻保護層； 　　第2步驟，其係在第1步驟後，藉由對加工對象物照射雷射光，分別沿著複數個切斷預定線，在單結晶矽基板之內部，形成至少1列的改質區域，再分別沿著複數個切斷預定線，以跨越至少1列的改質區域與蝕刻保護層的表面之間的方式，在加工對象物形成龜裂；及 　　第3步驟，其係在第2步驟後，在蝕刻保護層已經形成於第1主面之狀態下，從第1主面側對加工對象物實施乾式蝕刻，藉此分別沿著複數個切斷預定線，在加工對象物，形成朝第1主面開口之溝。

在此加工對象物切斷方法，對以跨越至少1列的改質區域與第1主面上的蝕刻保護層的表面之間的方式形成有龜裂之加工對象物，從第1主面側實施乾式蝕刻。此時，在第1主面，形成有蝕刻保護層，其分別沿著複數個切斷預定線形成有龜裂。藉此，乾式蝕刻從第1主面側沿著龜裂選擇性地進行，使得分別沿著複數個切斷預定線形成有開口寬度窄且深之溝。因此，例如，使黏貼於第2主面側的擴張薄膜擴張，能夠分別沿著切斷預定線將加工對象物確實地切斷成複數個半導體晶片。 [發明效果]

若依據本發明，能夠提供可將加工對象物確實地切斷成複數個半導體晶片之加工對象物切斷方法。

以下，參照圖面等，詳細地說明關於本發明的實施形態。再者，在各圖中，會有對相同或相當的部分賦予相同的符號，並省略重複之說明之情況。

在本實施形態之加工對象物切斷方法，藉由將雷射光聚光於加工對象物，沿著切斷預定線，在加工對象物形成改質區域。因此，首先，參照圖1至圖6說明關於改質區域的形成。

如圖1所示，雷射加工裝置100係具備有：將雷射光L進行脈衝振盪之作為雷射光射出部的雷射光源101；配置成將雷射光L的光軸(光路)之方向改變90°之分光鏡103；及用來將雷射光L聚光之聚光用鏡105。又，雷射加工裝置100係具備有：用來支承照射有以聚光用鏡105聚光的雷射光L的加工對象物1之支承台107；用來使支承台107移動之載置台111；控制雷射光源101，用來調節雷射光L的輸出(脈衝能量、光強度)、脈衝寬度、脈衝波形等之雷射光源控制部102；及控制載置台111的移動之載置台控制部115。

在雷射加工裝置100，自雷射光源101所射出的雷射光L係藉由分光鏡103，將其光軸的方向改變90°，藉由聚光用鏡105聚光至載置於支承台107上之加工對象物1的內部。與此同時，將載置台111移動，使加工對象物1對雷射光L沿著切斷預定線5相對移動。藉此，沿著切斷預定線5之改質區域形成於加工對象物1。再者，在此，為了讓雷射光L相對地移動而使載置台111移動，但亦可使聚光用鏡105移動，或亦可使該等雙方移動。

作為加工對象物1，使用包含以半導體材料所形成的半導體基板、以壓電材料所形成的壓電基板等之板狀構件(例如，基板、晶圓等)。如圖2所示，在加工對象物1，設定有用來切斷加工對象物1之切斷預定線5。切斷預定線5係呈直線狀延伸之假想線。當在加工對象物1的內部形成改質區域之情況，如圖3所示，在使聚光點(聚光位置)P對齊加工對象物1的內部之狀態下，使雷射光L沿著切斷預定線5（亦即，沿著圖2的箭號A方向）相對地移動。藉此，如圖4、圖5及圖6所示，改質區域7沿著切斷預定線5形成於加工對象物1，沿著切斷預定線5所形成的改質區域7成為切斷起點區域8。

聚光點P係指雷射光L聚光之部位。切斷預定線5係不限於直線狀，可為曲線狀，亦可將該等線狀組合之三維狀，亦可為座標指定者。切斷預定線5係不限於假想線，亦可為實際上描繪於加工對象物1的表面3之線。改質區域7有連續形成之情況，易有斷續地形成之情況。對象物改質區域7可為列狀、亦可為點狀，亦即，改質區域7至少形成於加工對象物1的內部即可。又，會有以改質區域7作為起點形成龜裂之情況，龜裂及改質區域7可露出於加工對象物1的外表面(表面3、背面或外周面)。形成改質區域7時的雷射光射入面不限於加工對象物1的表面3，亦可為加工對象物1的背面。

順便一提，當在加工對象物1的內部形成改質區域7的情況，雷射光L係透過加工對象物1，並且在位於加工對象物1的內部之聚光點P附近被吸收。藉此，在加工對象物1形成改質區域7（亦即，內部吸收型雷射加工）。在此情況，在加工對象物1的表面3，雷射光L幾乎未被吸收，因此，不會有加工對象物1的表面3熔融之情況。另外，當在加工對象物1的表面3或背面形成改質區域7之情況，雷射光L係特別在位於表面3或背面之聚光點P附近被吸收，從表面3或背面熔融而去除，形成孔、溝等的除去部(表面吸收型雷射加工)。

改質區域7係密度、折射率、機械性強度、其他的物理特性等形成為與周圍不同之狀態的區域。作為改質區域7，例如，存在有熔融處理區域(意指熔融後再固化之區域、熔融狀態中的區域及熔融後再固化的狀態中的區域中之其中一者)、龜裂區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域等，易有該等區域混合存在之區域。且，作為改質區域7，存在有在加工對象物1的材料，改質區域7的密度較非改質區域的密度改變之區域，形成有晶格缺陷之區域等。在加工對象物1的材料為單結晶矽之情況，改質區域7亦可稱為高位錯密度區域。

熔融處理區域、折射率變化區域、改質區域7的密度較非改質區域的密度改變之區域、及形成有晶格缺陷的區域，會有在該等區域的內部、改質區域7與非改質區域的界面內含有龜裂(裂痕、微龜裂)之情況。內含的龜裂會有形成於改質區域7的全面範圍、僅一部分的範圍、複數部分等之情況。加工對象物1係包含由具有結晶構造的結晶材料所構成之基板。例如，加工對象物1係包含有以氮化鎵（GaN）、矽（Si）、碳化矽（SiC）、LiTaO₃ 、及藍寶石（Al₂ O₃ ）中的至少一個所形成之基板。換言之，加工對象物1係例如，包含氮化鎵基板、矽基板、SiC基板、LiTaO₃ 基板、或藍寶石基板。結晶材料，可為異向性結晶及等向性結晶的任一結晶。又，加工對象物1可含有由具有非結晶構造(非晶質構造)的非結晶材料所構成之基板，例如，含有玻璃基板。

在本實施形態，藉由沿著切斷預定線5形成複數個改質點(加工痕)，能夠形成改質區域7。在此情況，藉由複數個改質點聚集，形成改質區域7。改質點係指脈衝雷射光之1脈衝的射擊（亦即，1脈衝的雷射照射：雷射射擊)所形成的改質部分。作為改質點，可舉出例如龜裂點、熔融處理點、或折射率變化點、或該等點中的至少1個混合存在者等。關於改質點，考量要求的切斷精度、要求的切斷面的平坦性、加工對象物1的厚度、種類、結晶方位等，可適宜控制其大小、所要產生的龜裂之長度等。又，在本實施形態，藉由沿著切斷預定線5能夠以改質點形成作為改質區域7。 [關於加工對象物切斷方法之實驗結果]

首先，參照圖7至圖10，說明關於加工對象物切斷方法的一例。再者，圖7至圖10所示的各結構為示意者，各結構的縱橫比等與實際物不同。

圖7(a)所示，準備具有單結晶矽基板11和設在第1主面1a側的功能元件層12之加工對象物1，將保護薄膜21黏貼於加工對象物1的第1主面1a。功能元件層12係包含有沿著第1主面1a排列成例如矩陣狀之複數個功能元件12a(發光二極體等的受光元件、雷射二極體等的發光元件、或作為回路形成之回路元件等)。再者，加工對象物1的第2主面1b(第1主面1a相反側之主面)係為單結晶矽基板11之與功能元件層12相反側之表面。

接著，如圖7(b)所示，藉由以第2主面1b作為雷射光射入面，對加工對象物1照射雷射光L，分別沿著複數個切斷預定線5，在單結晶矽基板11之內部，形成複數列的改質區域7，再分別沿著複數個切斷預定線5，在加工對象物1形成龜裂31。複數個切斷預定線5係以通過在從加工對象物1的厚度方向觀看的情況相鄰的功能元件12a之間的方式，設定成例如格子狀。分別沿著複數個切斷預定線5所形成的複數列的改質區域7，係排列於加工對象物1之厚度方向上。龜裂31係至少跨越位於第2主面1b側的1列的改質區域7與第2主面1b之間。

接著，如圖8(a)所示，藉由從第2主面1b側對加工對象物1實施乾式蝕刻，如圖8(b)所示，分別沿著複數個切斷預定線5，在加工對象物1形成溝32。溝32係為朝第2主面1b開口之例如V字溝(斷面為V字狀的溝)。溝32係藉由使乾式蝕刻從第2主面側1b沿著龜裂31(亦即，分別沿著複數個切斷預定線5)選擇性地進行來形成。又，利用以乾式蝕刻去除位於第2主面1b側的1列的改質區域7，使得在溝32的內面形成凹凸區域9。凹凸區域9係呈與位於第2主面1b側的改質區域7相對應的凹凸形狀。關於該等的詳細說明容後再述。

再者，從第2主面1b側對加工對象物1實施乾式蝕刻，係指在以保護薄膜等覆蓋第1主面1a，將第2主面1b(或分別沿著複數個切斷預定線5形成有氣體通過區域之蝕刻保護層23(後述))曝露於蝕刻氣體之狀態下，對單結晶矽基板11實施乾式蝕刻。尤其是指，在實施反應性離子蝕刻(電漿蝕刻)之情況，將電漿中的活性物種照射至第2主面1b(或分別沿著複數個切斷預定線5形成有氣體通過區域之蝕刻保護層23(後述))。

接著如圖9(a)所示，將擴張薄膜22黏貼於加工對象物1的第2主面1b，再如圖9(b)所示，將保護薄膜21從加工對象物1的第1主面1a去除。接著，如圖10(a)所示，藉由使擴張薄膜22擴張，分別沿著複數個切斷預定線5，將加工對象物1切斷成複數個半導體晶片15，再如圖10(b)所示，拾取半導體晶片15。

其次，說明關於如前述加工對象物切斷方法的一例，在形成了改質區域後實施乾式蝕刻之情況的實驗結果。

在第1實驗(參照圖11及圖12)，在厚度400μm之單結晶矽基板以2mm間隔呈條紋狀設定複數個切斷預定線，分別沿著複數個切斷預定線，將排列於單結晶矽基板的厚度方向上之複數列的改質區域形成於單結晶矽基板。圖11的(a)係改質區域形成後的單結晶矽基板之斷面照片(正確為實施後述的反応性離子蝕刻前將單結晶矽基板切斷時的切斷面之照片)，圖11的(b)係改質區域形成後之單結晶矽基板的平面照片。以下，將單結晶矽基板的厚度方向僅稱為「厚度方向」，在對單結晶矽基板從一方的表面側實施乾式蝕刻之情況時的該一方的表面(圖11的(a)中之單結晶矽基板的上側之表面)僅稱為「一方的表面」。

在圖11，[標準加工 表面：HC]係指在以自然球面像差(起因使雷射光聚光於加工對象物，依據司乃耳定律等，在該聚光位置自然產生之像差)使雷射光聚光之情況，位於一方的表面側之1列的改質區域是與一方的表面分離，且龜裂從該1列的改質區域到達一方的表面之狀態，亦即從各改質區域朝厚度方向伸展的龜裂相互地相連的狀態。[加速處理(tact up)加工 表面：HC]係指在以光軸方向之聚光點的長度藉由像差修正變得較自然球面像差短的方式，使雷射光聚光之情況，位於一方的表面側之1列的改質區域是與一方的表面分離，且龜裂從該1列的改質區域到達一方的表面之狀態，亦即從各改質區域朝厚度方向伸展的龜裂在如圖11的(a)所示的黑色線條的部分未相連的狀態。

[VL圖案加工 表面：HC]係指在以光軸方向之聚光點的長度藉由像差賦予而變得較自然球面像差長的方式，使雷射光聚光之情況，位於一方的表面側之1列的改質區域是與一方的表面分離，且龜裂從該1列的改質區域到達一方的表面之狀態。[VL圖案加工 表面：ST]係指在以光軸方向之聚光點的長度藉由像差賦予而變得較自然球面像差長的方式，使雷射光聚光之情況，位於一方的表面側之1列的改質區域是與一方的表面分離，且龜裂從該1列的改質區域未到達一方的表面之狀態。[VL圖案加工 表面：剝蝕]係指在以光軸方向之聚光點的長度藉由像差賦予而變得較自然球面像差長的方式，使雷射光聚光之情況，位於一方的表面側之1列的改質區域露出於一方的表面之狀態。

如以上所述，形成改質區域後，在單結晶矽基板的一方的表面，實施60分鐘之採用四氟化碳(CF₄ )之反應性離子蝕刻。其結果係如圖12所示。圖12的(a)係實施反應性離子蝕刻後的單結晶矽基板之平面照片，圖12的(b)係實施反應性離子蝕刻後的單結晶矽基板之斷面照片(與切斷預定線垂直的切斷面之照片)。

在此，參照圖13說明關於圖12所示的各用語之定義。[溝寬]係指藉由乾式蝕刻所形成的溝之開口的寬度W。[溝深]係指藉由乾式蝕刻所形成的溝之開口的深度D。[溝縱橫比]係指W除D的值。[Si蝕刻量]係指實施乾式蝕刻前之單結晶矽基板的厚度(原厚度)減實施乾式蝕刻後的單結晶矽基板之厚度的值E1。[SD蝕刻量]係指E1加上D後的值E2。[蝕刻時間]係指實施了乾式蝕刻之時間T。[Si蝕刻速率]係指T除E1的值。[SD蝕刻速率]係指T除E2的值。[蝕刻速率比]係指E1除E2的值。

從圖12所示的第1實驗結果，可得知下述的情事。亦即，若龜裂到達了一方的表面(從一方的表面側對單結晶矽基板實施乾式蝕刻的情況之該一方的表面)的話，在龜裂相連之範圍內，乾式蝕刻從一方的表面側沿著龜裂選擇性(亦即，較高的蝕刻速率比)進行，形成開口的寬度窄且深(亦即，溝縱橫比高)之溝([標準加工 表面：HC]與[VL圖案加工 表面：ST]及[VL圖案加工 表面：剝蝕]之比較)。比起改質區域本身，龜裂顯著地有助於乾式蝕刻的選擇性進行([標準加工 表面：HC]與[VL圖案加工 表面：HC]及[VL圖案加工 表面：剝蝕]之比較)。若從各改質區域朝厚度方向伸展之龜裂未相連的話，在龜裂未相連的部分(圖11的(a)中的黑色條紋的部分)，乾式蝕刻選擇性進行停止([標準加工 表面：HC]與[加速處理加工 表面：HC]之比較)。再者，乾式蝕刻的選擇性進行停止，係指乾式蝕刻的進行速度降低。

在第2實驗(參照圖14及圖15)，在厚度100μm之單結晶矽基板以100μm間隔呈格子狀設定複數個切斷預定線，分別沿著複數個切斷預定線，將排列於單結晶矽基板的厚度方向上之2列的改質區域形成於單結晶矽基板的內部。在此，作成為以下狀態，亦即，在厚度方向上相互相鄰的改質區域相互地分離的狀態，且自各改質區域朝厚度方向伸展的龜裂到達一方的表面及另一方的表面(一方的表面相反側的表面)雙方的狀態。又，在單結晶矽基板的一方的表面，實施採用CF₄ 之反應性離子蝕刻。

第2實驗的結果係如圖14及圖15所示。在圖14及圖15，[CF₄ ：60min]係顯示實施了60分鐘之採用了CF₄ 之反應性離子蝕刻的情況，[CF₄ ：120min]係顯示實施了120分鐘之採用了CF₄ 之反應性離子蝕刻的情況。圖14的(a)係實施反應性離子蝕刻前的單結晶矽基板之平面照片(一方的表面之照片)，圖14的(b)係實施了反應性離子蝕刻後的單結晶矽基板之底面照片(另一方的表面之照片)。圖15的(a)係顯示藉由沿著複數個切斷預定線將單結晶矽基板切斷所獲得之單結晶矽晶片的側面照片，圖15的(b)係顯示該單結晶矽晶片的尺寸之圖。再者，在圖15的(a)及(b)，單結晶矽基板之一方的表面係成為下側。

從圖14及圖15所示的第2實驗結果，可得知下述的情事。亦即，若龜裂到達了一方的表面(從一方的表面側對單結晶矽基板實施乾式蝕刻的情況之該一方的表面)的話，在龜裂相連之範圍內，乾式蝕刻從一方的表面側沿著龜裂選擇性(亦即，較高的蝕刻速率比)進行，形成開口的寬度窄且深(亦即，溝縱橫比高)之溝。若從各改質區域朝厚度方向伸展的龜裂到達一方的表面及另一方的表面雙方的話，僅藉由乾式蝕刻即可將單結晶矽基板完全地晶片化。再者，在[CF₄ ：60min]之情況，若使黏貼於單結晶矽基板的另一方的面之擴張薄膜擴張的話，能夠以100%的比例，將50mm×50mm之矩形狀的單結晶矽基板切斷成100μm×100μm之晶片。

在第3實驗(參照圖16)，在厚度400μm之單結晶矽基板以2mm間隔呈條紋狀設定複數個切斷預定線，分別沿著複數個切斷預定線，將排列於單結晶矽基板的厚度方向上之複數列的改質區域形成於單結晶矽基板的內部。在此，作成為以下的狀態，亦即，在以自然球面像差使雷射光聚光之情況，位於一方的表面側之1列的改質區域是與一方的表面分離，且龜裂從該1列的改質區域到達一方的表面之狀態，也就是從各改質區域朝厚度方向伸展的龜裂相互地相連的狀態。又，在單結晶矽基板的一方的表面，實施反應性離子蝕刻。

第3實驗的結果係如圖16所示。在圖16，[CF₄ (RIE)]係顯示以RIE(Reactive　Ion　Etching)裝置實施採用CF₄ 之反應性離子蝕刻的情況，[SF₆ (RIE)]係顯示以RIE裝置實施採用六氟化硫磺(SF₆ )的反應性離子蝕刻之情況，[SF₆ (DRIE)]係顯示以DRIE(Deep　Reactive　Ion　Etching)裝置實施採用SF₆ 之反應性離子蝕刻的情況。圖16的(a)係實施反應性離子蝕刻後的單結晶矽基板之平面照片，圖16的(b)係實施反應性離子蝕刻後的單結晶矽基板之斷面照片(與切斷預定線垂直的切斷面之照片)。

從圖16所示的第3實驗結果，可得知下述的情事。亦即，為了確保相同程度的Si蝕刻量，比起採用之SF₆ 反應性離子蝕刻，採用CF₄ 之反應性離子蝕刻需要花費較長的時間，但在能夠確保較高的蝕刻速率比及較高的溝縱橫比的這些點上，比起採用SF₆ 之反應性離子蝕刻，採用CF₄ 之反應性離子蝕刻較有利。

在第4實驗(參照圖17)，在厚度400μm之單結晶矽基板以2mm間隔呈條紋狀設定複數個切斷預定線，分別沿著複數個切斷預定線，將排列於單結晶矽基板的厚度方向上之複數列的改質區域形成於單結晶矽基板的內部。在圖17，在[CF₄ (RIE)：30min　表面：HC]、[CF₄ (RIE)：60min　表面：HC]、[CF₄ (RIE)：6H　表面：HC]，係意指作成為以下的狀態，亦即，在以自然球面像差使雷射光聚光之情況，位於一方的表面側之1列的改質區域是與一方的表面分離，且龜裂從該1列的改質區域到達一方的表面之狀態，也就是從各改質區域朝厚度方向伸展的龜裂相互地相連的狀態。[CF₄ (RIE)：6H　表面：ST]係意指作成為以下的狀態，亦即，在以自然球面像差使雷射光聚光之情況，位於一方的表面側之1列的改質區域是與一方的表面分離，且龜裂從該1列的改質區域未到達一方的表面之狀態，也就是從各改質區域朝厚度方向伸展的龜裂相互地相連的狀態。

又，在單結晶矽基板的一方的表面，實施採用CF₄ 之反應性離子蝕刻。在圖17，[CF₄ (RIE)：30min　表面：HC]、[CF₄ (RIE)：60min　表面：HC]、[CF₄ (RIE)：6H　表面：HC]、[CF₄ (RIE)：6H　表面：ST]，分別係指以RIE装置實施了30分鐘、60分鐘、6小時、6小時之採用CF₄ 之反應性離子蝕刻。

第4實驗的結果係如圖17所示。圖17的(a)係實施反應性離子蝕刻後的單結晶矽基板之斷面照片(與切斷預定線垂直的切斷面之照片)。

從圖17所示的第4實驗結果，可得知下述的情事。亦即，若龜裂到達了一方的表面(從一方的表面側對單結晶矽基板實施乾式蝕刻的情況之該一方的表面)的話，在龜裂相連之範圍內，乾式蝕刻之選擇性進行不會停止(亦即，維持較高的蝕刻速率比)。若即使龜裂未到達一方的表面，一方的表面之蝕刻也會進行而在一方的表面產生龜裂的話，沿著該龜裂，乾式蝕刻開始選擇性進行。但，由於從一方的表面，以一定的深度使龜裂的伸展停止乙事為困難，故，依據蝕刻的進行，在一方的表面產生龜裂之時間點會因場所容易變得不同，其結果，要形成的溝之開口的寬度及深度也會因場所而容易變得不同。因此，當形成位於一方的表面側之1列的改質區域時，以龜裂到達一方的表面的方式形成該改質區域極為重要。

在第5實驗(參照圖18)，在厚度320μm之單結晶矽基板以3mm間隔呈格子狀設定複數個切斷預定線，分別沿著複數個切斷預定線，將排列於單結晶矽基板的厚度方向上之複數列的改質區域形成於單結晶矽基板的內部。在此，作成為以下的狀態，亦即，在以自然球面像差使雷射光聚光之情況，位於一方的表面側之1列的改質區域是與一方的表面分離，且龜裂從該1列的改質區域到達一方的表面之狀態，也就是從各改質區域朝厚度方向伸展的龜裂相互地相連的狀態。

又，在單結晶矽基板的一方的表面，實施反應性離子蝕刻。在圖18，[CF₄ (RIE)　表面：HC]係指以RIE装置實施了採用CF₄ 之反應性離子蝕刻。[XeF₂ 表面：HC]係指以犧牲層時刻裝置實施採用二氟化氙(XeF₂ )之反應性氣體蝕刻。[XeF₂ 表面：HC　SiO₂ 蝕刻保護層]係指由二氧化矽(SiO₂ )所構成的蝕刻保護層形成於單結晶矽基板的一方的表面，且龜裂從位於一方的表面側之1列的改質區域到達該蝕刻保護層的表面(單結晶矽基板相反側的外表面)之狀態下，以犠牲層蝕刻装置實施採用了XeF₂ 之反應性氣體蝕刻。

第5實驗的結果係如圖18所示。圖18的(a)係實施反應性離子蝕刻前的單結晶矽基板之平面照片，圖18的(b)係實施反應性離子蝕刻後的單結晶矽基板之平面照片，圖18的(c)係實施反應性離子蝕刻後的單結晶矽基板之斷面照片(與切斷預定線垂直的切斷面之照片)。再者，穿過寬度係指在溝到達了單結晶矽基板的另一方的面之情況時之在該另一方的面上的開口之寬度。

從圖18所示的第5實驗結果，可得知下述的情事。亦即，若由SiO₂ 所構成之蝕刻保護層未形成於單結晶矽基板之一方的表面(對單結晶矽基板從一方的表面側實施乾式蝕刻之情況時的該一方的表面)的話，則在確保較高的蝕刻速率比及較高的溝縱橫比的這些點上，採用了CF₄ 之反應性離子蝕刻和採用了XeF₂ 之反應性氣體蝕刻未有太大的差異。若由SiO₂ 所構成的蝕刻保護層形成於單結晶矽基板之一方的表面且龜裂從位於一方的表面側之1列的改質區域到達該蝕刻保護層的表面的話，蝕刻速率比及溝縱橫比會大大地提高。

在第6實驗(參照圖19)，在由SiO₂ 所構成的蝕刻保護層形成於一方的表面之厚度320μm之單結晶矽基板上，以3mm間隔呈格子狀設定複數個切斷預定線，分別沿著複數個切斷預定線，將排列於單結晶矽基板的厚度方向上之複數列的改質區域形成於單結晶矽基板。又，對單結晶矽基板的一方的表面，以犧牲層蝕刻裝置實施180分鐘的採用XeF₂ 之反應性氣體蝕刻。

在圖19，[標準加工　表面：HC]係為以下的狀態，亦即在厚度方向上相互相鄰的改質區域相互分離，且位於一方的表面側之1列的改質區域是與一方的表面分離，並且龜裂從該1列的改質區域到達蝕刻保護層的表面(單結晶矽基板相反側的外表面)之狀態，也就是從各改質區域朝厚度方向伸展的龜裂相互地相連的狀態。[標準加工　表面：ST]係為以下的狀態，亦即，在厚度方向上相互相鄰的改質區域相互分離，且位於一方的表面側之1列的改質區域是與一方的表面分離，且龜裂從該1列的改質區域未到達一方的表面之狀態，也就是從各改質區域朝厚度方向伸展的龜裂相互地相連的狀態。

[加速處理加工1　表面：HC]係為以下的狀態，亦即，在厚度方向上相互相鄰的改質區域相互分離，且位於一方的表面側之1列的改質區域是與一方的表面分離，且龜裂從該1列的改質區域到達蝕刻保護層的表面之狀態，也就是從各改質區域朝厚度方向伸展的龜裂相互地相連的狀態。[加速處理加工2　表面：HC]係為以下的狀態，亦即，在厚度方向上相互相鄰的改質區域相互分離，且位於一方的表面側之1列的改質區域是與一方的表面分離，且龜裂從該1列的改質區域到達蝕刻保護層的表面之狀態，也就是從各改質區域朝厚度方向伸展的龜裂在一部分未相連的狀態。

[VL圖案加工　表面：HC]係為以下的狀態，亦即，在厚度方向上相互相鄰的改質區域相互分離，且位於一方的表面側之1列的改質區域是與一方的表面分離，且龜裂從該1列的改質區域到達蝕刻保護層的表面之狀態。[VL圖案加工　表面：剝蝕]係為以下的狀態，亦即，在厚度方向上相互相鄰的改質區域相互相連，且位於一方的表面側之1列的改質區域露出於蝕刻保護層的表面之狀態。

第6實驗的結果係如圖19所示。圖19的(a)係實施反應性離子蝕刻後的單結晶矽基板之斷面照片(與切斷預定線垂直的切斷面之照片)，圖19的(b)係實施反應性離子蝕刻後的單結晶矽基板之切斷面的照片。

從圖19所示的第5實驗結果，可得知下述的情事。亦即，若龜裂到達了蝕刻保護層的表面的話，在龜裂相連之範圍內，乾式蝕刻從一方的表面側沿著龜裂選擇性(亦即，較高的蝕刻速率比)進行，形成開口的寬度窄且深(亦即，溝縱橫比高)之溝。若從各改質區域朝厚度方向伸展之龜裂未相連的話，在龜裂未相連的部分，乾式蝕刻等向性進行([加速處理加工2 表面：HC]之(a)欄的照片)。

從關於以上的加工對象物切斷方法之實驗結果，得知以下的情事。亦即，若以龜裂從位於一方的表面側(對單結晶矽基板從一方的表面側實施乾式蝕刻之情況時的該一方的表面)側之1列的改質區域到達了一方的表面為前提(在由SiO₂ 所形成的蝕刻保護層形成於單結晶矽基板的一方的表面之情況，龜裂到達了該蝕刻保護層的表面)的話，則在龜裂相連的範圍內，如圖20所示，比起採用了之SF₆ 的反應性離子蝕刻，採用了CF₄ 的反應性離子蝕刻及採用了XeF₂ 的反應性氣體蝕刻能夠確保較高的蝕刻速率比。且，若由SiO₂ 所構成的蝕刻保護層形成於單結晶矽基板之一方的表面且龜裂從位於一方的表面側之1列的改質區域到達該蝕刻保護層的表面的話，蝕刻速率比會大大地提高。又，若著眼於溝縱橫比的話，採用了CF₄ 的反應性離子蝕刻尤其優良。再者，採用了XeF₂ 的反應性氣體蝕刻係在防止因電漿造成單結晶矽基板的強度降低的這一點上極為優良。

說明關於乾式蝕刻沿著龜裂選擇性進行的原理。使被脈衝振盪後的雷射光L之聚光點P位於加工對象物1的內部，將該聚光點P沿著切斷預定線5相對地移動的話，則如圖21所示，沿著切斷預定線5排列之複數個改質點7a形成於加工對象物1的內部。沿著切斷預定線5排列之複數個改質點7a是相當於1列的改質區域7。

在排列於加工對象物1的厚度方向上之複數列的改質區域7已經形成於加工對象物1的內部之情況，若龜裂31形成為跨越位於加工對象物1的第2主面1b(對加工對象物1從第2主面1b側實施乾式蝕刻的情況時之該第2主面1b)的1列的改質區域7與第2主面1b之間的話，則蝕刻氣體如毛細管現象般進入到具有數nm~數μm的間隔之龜裂31(參照圖21的箭號)。藉此，可推論乾式蝕刻沿著龜裂31選擇性進行。

因此，若以跨越在複數列的改質區域7上相互相鄰的改質區域7之間的方式形成龜裂31的話，則可推論乾式蝕刻更深地選擇性進行。且，若以跨越在沿著切斷預定線5排列之複數個改質點7a上相互相鄰的改質點7a之間的方式形成龜裂31的話，則可推論乾式蝕刻更有效率地選擇性進行。此時，由於在各改質點7a，從其周圍與蝕刻氣體接觸，故，可推論具有數μm左右的尺寸之改質點7a被迅速地去除。

再者，在此所稱的龜裂31係與含於各改質點7a的微龜裂、隨機形成於各改質點7a的周圍之微龜裂等不同。在此所稱的龜裂31係為沿著與加工對象物1的厚度方向平行且包含切斷預定線5的面伸展之龜裂。在此所稱的龜裂31形成於單結晶矽基板之情況，藉由該龜裂31所形成的面(以數nm~數μm的間隔相互相對向的龜裂面)係成為單結晶矽露出的面。再者，形成於單結晶矽基板之改質點7a係包含有多結晶矽區域、高位錯密度區域等。 [一實施形態]

說明一實施形態之加工對象物切斷方法。再者，圖22至圖26、圖28~圖38所示的各結構為示意者，各結構的縱橫比等與實際物不同。首先，作為第1步驟，如圖22(a)所示，準備具有單結晶矽基板11和設在第1主面1a側的功能元件層12之加工對象物1，將保護薄膜21黏貼於加工對象物1的第1主面1a。接著，藉由例如蒸鍍，在加工對象物1之第2主面1b，形成由SiO₂ 所構成的蝕刻保護層23。SiO₂ 係為對雷射光L具有透過性之材料。

在第1步驟後，作為第2步驟，如圖22(b)所示，藉由經由蝕刻保護層23對加工對象物1照射雷射光L，分別沿著複數個切斷預定線5，在單結晶矽基板11之內部，形成複數列的改質區域7，再分別沿著複數個切斷預定線5，在加工對象物1形成龜裂31。分別沿著複數個切斷預定線5所形成的複數列的改質區域7，係排列於加工對象物1之厚度方向上。複數列的改質區域7分別是藉由沿著切斷預定線5排列之複數個改質點7a所構成(參照圖21)。龜裂31係跨越位於第2主面1b側之1列的改質區域7與蝕刻保護層23的表面23a(單結晶矽基板11相反側之外表面)之間、及在複數列的改質區域7上相互相鄰的改質區域7之間。且，龜裂31係跨越在複數個改質點7a上相互相鄰的改質點7a之間(參照圖21)。在此，分別沿著複數個切斷預定線5形成於蝕刻保護層23之龜裂31係在蝕刻保護層23，作為氣體通過區域來發揮功能。

在第2步驟後，作為第3步驟，如圖23(a)所示，在蝕刻保護層23已經形成於第2主面1b的狀態下，藉由從第2主面1b側對加工對象物1實施乾式蝕刻，如圖23(b)所示，分別沿著複數個切斷預定線5，在加工對象物1形成溝32。溝32係為朝第2主面1b開口之例如V字溝(斷面為V字狀的溝)。在此，使用XeF₂ ，對加工對象物1從第2主面1b側實施乾式蝕刻(亦即，實施採用了XeF₂ 之反應性氣體蝕刻)。又，在此，為了使蝕刻保護層23殘存，對加工對象物1從第2主面1b側實施乾式蝕刻。更，在此，為了藉由將複數列的改質區域7中之位於第2主面1b側的1列的改質區域7去除，與已被去除之1列的改質區域7相對應之呈凹凸形狀的凹凸區域9形成於溝32之內面，對加工對象物1從第2主面1b側實施乾式蝕刻。再者，在形成凹凸區域9之情況，實施乾式蝕刻，直到改質區域7(改質點7a)從溝32的內面被完全去除為止為佳。另外，實施乾式蝕刻直到凹凸區域9未完全消失為佳。

在第3步驟後，作為第4步驟，如24(a)所示，將擴張薄膜22黏貼於蝕刻保護層23的表面23a(亦即，黏貼於加工對象物1的第2主面1b側)，再如圖24(b)所示，將保護薄膜21從加工對象物1的第1主面1a去除。接著，如圖25(a)所示，藉由使擴張薄膜22擴張，分別沿著複數個切斷預定線5，將加工對象物1切斷成複數個半導體晶片15，再如圖25(b)所示，拾取半導體晶片15。

針對藉由以上的一實施形態之加工對象物切斷方法所獲得的半導體晶片15進行說明。如圖26所示，半導體晶片15係具備有：單結晶矽基板110；設在單結晶矽基板110的第1表面110a側之功能元件層120；及形成於單結晶矽基板110的第2表面110b(第1表面110a相反側的表面)之蝕刻保護層230。單結晶矽基板110係為從加工對象物1之單結晶矽基板11切出的部分(參照圖25)。功能元件層120係為從加工對象物1的功能元件層12切出之部分(參照圖25)，包含有1個功能元件12a。蝕刻保護層230係從蝕刻保護層23切出之部分(參照圖25)。

單結晶矽基板110係包含有第1部分111、及第2部分(部分)112。第1部分111係第1表面110a側之部分。第2部分112係第2表面110b側之部分。第2部分112係呈越遠離第1表面110a變得越細之形狀。第2部分112係與加工對象物1的單結晶矽基板11中之形成有溝32的部分(亦即，乾式蝕刻進行之部分)相對應(參照圖25)。作為一例，第1部分111係呈四角形板狀(長方體狀)，第2部分112係呈越遠離第1部分111變得越細之四角錐體狀。

在第1部分111的側面111a，改質區域7形成為帶狀。亦即，改質區域7係在各側面111a，沿著各側面111a朝與第1表面110a平行的方向延伸存在。位於第1表面110a側之改質區域7係與第1表面110a分離。改質區域7是藉由複數個改質點7a所構成(參照圖21)。複數個改質點7a係在各側面111a，沿著各側面111a朝與第1表面110a平行的方向排列。改質區域7(更具體而言，各改質點7a)係包含有多結晶矽區域、高位錯密度區域等。

在第2部分112的側面112a，凹凸區域9形成為帶狀。亦即，凹凸區域9係在各側面112a，沿著各側面112a朝與第2表面110b平行的方向延伸存在。位於第2表面110b側之凹凸區域9係與第2表面110b分離。凹凸區域9係藉由以乾式蝕刻去除位於加工對象物1的第2主面1b側之改質區域7來形成(參照圖25)。因此，凹凸區域9係呈與改質區域7相對應的凹凸形狀，在凹凸區域9，單結晶矽露出。亦即，第2部分112的側面112a係包含凹凸區域9的凹凸面，成為單結晶矽露出之面。

再者，半導體晶片15亦可不具備蝕刻保護層230。這樣的半導體晶片15係能以例如去除蝕刻保護層23的方式，從第2主面1b側實施乾式蝕刻之情況獲得。

在圖27的(a)，上段為凹凸區域9之照片，下段為沿著上段的一點鎖線之凹凸區域9的凹凸輪廓。在圖27的(b)，上段為改質區域7之照片，下段為沿著上段的一點鎖線之改質區域7的凹凸輪廓。若將這些進行比較的話可得知，在凹凸區域9，會有僅形成較大的複數個凹部之傾向，相對於此，在改質區域7，不僅較大的複數個凹部，亦會隨機形成較大的複數個凸部之傾向。再者，圖27的(c)係未對加工對象物1從第2主面1b側實施乾式蝕刻而將加工對象物1切斷之情況時的[位於第2主面1b側之改質區域7]的照片及凹凸輪廓。即使在此情況之改質區域7，會有不僅較大的複數個凹部，亦會隨機形成較大的複數個凸部之傾向。亦即，可得知在凹凸區域9具有僅形成較大的複數個凹部之傾向是因為改質區域7藉由乾式蝕刻去除所產生的。

如以上所說明，一實施形態之加工對象物切斷方法具備有：準備具有單結晶矽基板11和設在第1主面1a側的功能元件層12之加工對象物1的第1步驟；在第1步驟後，藉由對加工對象物1照射雷射光L，分別沿著複數個切斷預定線5，於單結晶矽基板11的內部形成至少1列的改質區域7，再分別沿著複數個切斷預定線5，於加工對象物1，以跨越至少1列的改質區域7與加工對象物1的第2主面1b之間的方式形成龜裂31之第2步驟；及在第2步驟後，藉由對加工對象物1從第2主面1b側實施乾式蝕刻，分別沿著複數個切斷預定線5，於加工對象物1，形成朝第2主面1b開口之溝32的第3步驟。

在此加工對象物切斷方法，對以跨越至少1列的改質區域7與加工對象物1的第2主面1b之間的方式形成有龜裂31之加工對象物1，從第2主面1b側實施乾式蝕刻。藉此，乾式蝕刻從第2主面1b側沿著龜裂31選擇性地進行，使得分別沿著複數個切斷預定線5形成有開口寬度窄且深之溝32。因此，例如，使黏貼於溝32開口之第2主面1b側的擴張薄膜22擴張，能夠分別沿著切斷預定線5將加工對象物1確實地切斷成複數個半導體晶片15。

又，在第3步驟，為了藉由將至少1列的改質區域7去除，使得與已被去除之改質區域7相對應之呈凹凸形狀且單結晶矽露出的凹凸區域形成於溝32之內面，從第2主面1b側實施乾式蝕刻。藉此，形成單結晶矽露出之凹凸區域9，因此，能夠抑制凹凸區域9周邊的強度降低。

又，在第3步驟，分別沿著複數個切斷預定線形成有氣體通過區域(在此，為龜裂31)蝕刻保護層23已經形成於第2主面1b的狀態下，使用XeF₂ ，從第2主面1b實施乾式蝕刻。藉此，能夠使乾式蝕刻更有效率地選擇性進行，能更有效率地形成開口寬度窄且深的溝32。

特別是以跨越至少1列的改質區域7與蝕刻保護層23的表面23a之間的方式形成龜裂31，因此，能夠省略對蝕刻保護層23實施圖案化而在蝕刻保護層23形成狹縫之作業。

又，在第3步驟，為了使蝕刻保護層23殘存，從第2主面1b側實施乾式蝕刻。藉此，在半導體晶片15，能夠將蝕刻保護層23作為強度性的補強層、捕捉雜質之吸除層來發揮功能。且，在半導體晶片15，能夠維持單結晶矽基板11之原本厚度。再者，在第3步驟，亦可為了去除蝕刻保護層23，從第2主面1b側實施乾式蝕刻。藉此，在半導體晶片15，能夠防止因蝕刻保護層23產生不必要的影響。

又，在第1步驟，使用對雷射光L具有透過性之材料，形成蝕刻保護層23，在第2步驟，經由蝕刻保護層23來對加工對象物1照射雷射光L。藉此，能夠使雷射光L從功能元件層12相反側射入到單結晶矽基板11，因此，不受功能元件層12之結構的影響，能夠確實地形成改質區域7及龜裂31。

又，在第2步驟，藉由形成排列於加工對象物1的厚度方向上之複數列的改質區域7，分別沿著複數個切斷預定線5形成至少1列的改質區域7，以跨越在複數列的改質區域7中相鄰的改質區域7之間的方式，形成龜裂31。藉此，能夠使乾式蝕刻更深地選擇性進行。在此情況，在此第3步驟，為了藉由將複數列的改質區域7中之位於第2主面1b側的改質區域7去除，與已被去除之改質區域7相對應之呈凹凸形狀的凹凸區域9形成於溝32之內面，從第2主面1b側實施乾式蝕刻。

又，在第2步驟，藉由形成沿著複數個切斷預定線5排列之複數個改質點7a，分別沿著複數個切斷預定線5形成至少1列的改質區域7，以跨越在複數個改質點7a中相鄰的改質點7a之間的方式，形成龜裂31。藉此，能夠使乾式蝕刻更有效率地選擇性進行。

又，在第4步驟，藉由朝第2主面1b側黏貼擴張薄膜22並使擴張薄膜22擴張，分別沿著複數個切斷預定線5，將加工對象物1切斷成複數個半導體晶片15。藉此，能夠分別沿著切斷預定線5，將加工對象物1確實地切斷成複數個半導體晶片15。且，由於在擴張薄膜22上，複數個半導體晶片15相互地分離，故，能夠謀求半導體晶片15之拾取的容易化。

又，半導體晶片15係具備有：單結晶矽基板110；及設在單結晶矽基板110的第1表面110a側之功能元件層120。單結晶矽基板110中之至少第2表面110b側的第2部分112，係呈越遠離第1表面110a變得越細的形狀，在第2部分112的側面112a，呈凹凸形狀且單結晶矽露出之凹凸區域9形成為帶狀。

在此半導體晶片15，能夠將凹凸區域9作為用來捕捉雜質的吸除區域來發揮功能。又，在凹凸區域9，單結晶矽會露出，因此，能夠抑制凹凸區域9周邊的強度降低。

再者，作為保護薄膜21，能使用例如具有耐真空性之感壓帶、UV帶等。亦可使用具有蝕刻耐性之晶圓固定治具來取代保護薄膜21。

又，蝕刻保護層23的材料，若為對雷射光L具有透過性之材料的話，則不限於SiO₂ 。作為蝕刻保護層23，例如可為藉由旋轉塗佈在加工對象物1的第2主面1b形成光阻膜或樹脂膜，或亦可為將薄片狀構件(透明樹脂薄膜等)、背面保護帶(IRLC帶/WP帶)等黏貼於加工對象物1的第2主面1b。

又，分別沿著複數個切斷預定線5形成於蝕刻保護層23之氣體通過區域係不限於龜裂31。作為氣體通過區域，例如可藉由對蝕刻保護層23實施圖案化，形成使加工對象物1的第2主面1b露出之狹縫，或亦可為藉由照射雷射光L，形成改質區域(包含多數個微裂痕之區域、剝蝕區域等)。

又，分別沿著複數個切斷預定線5形成於單結晶矽基板11的內部之改質區域7的列數不限於複數列，亦可為1列。亦即，分別沿著複數個切斷預定線5，至少1列的改質區域7形成於單結晶矽基板11的內部。在分別沿著複數個切斷預定線5，複數列的改質區域7形成於單結晶矽基板11的內部之情況，相互相鄰的改質區域7亦可相互相連。

又，龜裂31係以跨越至少1列的改質區域7與加工對象物1的第2主面1b之間的方式形成即可。亦即，龜裂31為一部分的話，則亦可未到達第2主面1b。且，若龜裂31為一部分的話，則可不跨越相互相鄰的改質區域7之間，亦可不跨越相互相鄰的改質點7a之間。龜裂31可到達加工對象物1的第1主面1a，亦可不到達。

又，為了去除蝕刻保護層23，亦可從第2主面1b側實施乾式蝕刻。又，亦可為了藉由將複數列的改質區域7去除，使得與已被去除之複數列的改質區域7相對應之呈凹凸形狀且單結晶矽露出的凹凸區域9形成於溝32之內面，從第2主面1b側實施乾式蝕刻。乾式蝕刻的種類不限於採用了XeF₂ 之反應性氣體蝕刻。作為乾式蝕刻，例如可實施採用了CF₄ 之反應性離子蝕刻、採用了SF₆ 之反應性離子蝕刻等。

又，分別沿著複數個切斷預定線5，在單結晶矽基板11的內部形成複數列的改質區域7之情況，如圖28的(a)所示，能實施乾式蝕刻，使蝕刻保護層23殘存且將一部分的改質區域7去除，亦可如圖28的(b)所示，實施乾式蝕刻，使蝕刻保護層23殘存且將所有的改質區域7去除，或亦可如圖28的(c)所示，實施乾式蝕刻，使蝕刻保護層23殘存且將加工對象物1完全地分離。

又，分別沿著複數個切斷預定線5，在單結晶矽基板11的內部形成複數列的改質區域7之情況，如圖29的(a)所示，能實施乾式蝕刻，使蝕刻保護層23殘存且溝32的斷面形狀形成為U字狀，或亦可如圖29的(b)所示，實施乾式蝕刻，使蝕刻保護層23殘存且溝32的斷面形狀形成為I字狀。

又，分別沿著複數個切斷預定線5，在單結晶矽基板11的內部形成複數列的改質區域7之情況，如圖30的(a)所示，能實施乾式蝕刻，將蝕刻保護層23去除且將一部分的改質區域7去除，亦可如圖30的(b)所示，實施乾式蝕刻，將蝕刻保護層23去除且將所有的改質區域7去除，或亦可如圖30的(c)所示，實施乾式蝕刻，將蝕刻保護層23去除且將加工對象物1完全地分離。

又，分別沿著複數個切斷預定線5，在單結晶矽基板11的內部形成複數列的改質區域7之情況，如圖31的(a)所示，能實施乾式蝕刻，將蝕刻保護層23去除且溝32的斷面形狀形成為U字狀，或亦可如圖31的(b)所示，實施乾式蝕刻，將蝕刻保護層23去除且溝32的斷面形狀形成為I字狀。

又，在實施乾式蝕刻，讓加工對象物1被完全地分離之情況(參照圖28的(c)、圖29的(b)、圖30的(c))及圖31的(b))，並非一定需要使擴張薄膜22擴張。但，為了謀求半導體晶片15之拾取的容易化，亦可使擴張薄膜22擴張，在擴張薄膜22上，使複數個半導體晶片15相互分離。

又，在半導體晶片15，亦可如圖32所示，在單結晶矽基板110的側面110c，未殘存有改質區域7，而至少1列的凹凸區域9形成為帶狀。凹凸區域9係藉由以乾式蝕刻去除形成於加工對象物1的單結晶矽基板11的內部之所有的改質區域7來形成的(參照圖30的(b)及(c))。這樣的半導體晶片15係能以例如將加工對象物1完全地分離的方式，從第2主面1b側實施乾式蝕刻之情況獲得。在如圖32所示的半導體晶片15，單結晶矽基板110全體呈越遠離第1表面110a變得越細之形狀。亦即，單結晶矽基板110的側面110c全體是與形成於加工對象物1的單結晶矽基板11之溝32的內面相對應(參照圖30的(b)及(c))。作為一例，單結晶矽基板110全體係呈越遠離第1表面110a變得越細之四角錐體狀。再者，如圖32所示的半導體晶片15，亦可具備形成於單結晶矽基板110的第2表面110b之蝕刻保護層230。

又，亦可如以下的方式實施第1步驟及第2步驟，來取代前述的第1步驟及第2步驟。亦即，作為第1步驟，如圖33的(a)所示，準備加工對象物1，在加工對象物1的第2主面1b形成蝕刻保護層23。在此情況，蝕刻保護層23的材料，不需要為對雷射光L具有透過性之材料。接著，如圖33的(b)所示，將保護薄膜21黏貼於蝕刻保護層23的表面23a。在第1步驟後，作為第2步驟，如圖34(a)所示，藉由以第1主面1a作為雷射光射入面來對加工對象物1照射雷射光L，分別沿著複數個切斷預定線5，在單結晶矽基板11之內部，形成至少1列的改質區域7，再分別沿著複數個切斷預定線5，以跨越至少1列的改質區域7與蝕刻保護層23的表面23a之間的方式，在加工對象物1形成龜裂31。接著，如圖34的(b)所示，將其他的保護薄膜21黏貼於第1主面1a，然後將先黏貼的保護薄膜21從蝕刻保護層23的表面23a去除。之後的步驟係與前述步第3步驟之後的步驟相同。

又，在黏貼於加工對象物1的第1主面1a之保護薄膜21的材料為對雷射光L具有透過性之材料的情況，亦可如圖35所示，經由保護薄膜21對加工對象物1照射雷射光L。

又，亦可如以下的方式實施加工對象物切斷方法。藉由以下的加工對象物切斷方法，亦可將加工對象物1確實地切斷成複數個半導體晶片15。

首先，作為第1步驟，如圖36(a)所示，準備具有單結晶矽基板11和設在第1主面1a側的功能元件層12之加工對象物1，將保護薄膜21黏貼於加工對象物1的第2主面1b。接著，在加工對象物1之第1主面1a，形成蝕刻保護層23。蝕刻保護層23的材料為對雷射光L具有透過性之材料。再者，亦可將存在於功能元件層12之鈍化膜作為蝕刻保護層23使用。

在第1步驟後，作為第2步驟，如圖36(b)所示，藉由經由蝕刻保護層23對加工對象物1照射雷射光L，分別沿著複數個切斷預定線5，在單結晶矽基板11之內部，形成至少1列的改質區域7，再分別沿著複數個切斷預定線5，以跨越至少1列的改質區域7與蝕刻保護層23的表面23a之間的方式，在加工對象物1形成龜裂31。在此，分別沿著複數個切斷預定線5形成於蝕刻保護層23之龜裂31係在蝕刻保護層23，作為氣體通過區域來發揮功能。

在第2步驟後，作為第3步驟，如圖37(a)所示，在蝕刻保護層23已經形成於第1主面1a的狀態下，藉由從第1主面1a側對加工對象物1實施乾式蝕刻，如圖37(b)所示，分別沿著複數個切斷預定線5，在加工對象物1形成溝32。溝32係為朝第1主面1a開口之例如V字溝(斷面為V字狀的溝)。在此，為了使蝕刻保護層23殘存，對加工對象物1從第1主面1a側實施乾式蝕刻。但，為了去除蝕刻保護層23，亦可對加工對象物1從第1主面1a側實施乾式蝕刻。

再者，從第1主面1a側對加工對象物1實施乾式蝕刻，係指在以保護薄膜等覆蓋第2主面1b，將第1主面1a(或分別沿著複數個切斷預定線5形成有氣體通過區域之蝕刻保護層23)曝露於蝕刻氣體之狀態下，對單結晶矽基板11實施乾式蝕刻。尤其是指，在實施反應性離子蝕刻(電漿蝕刻)之情況，將電漿中的活性物種照射至第1主面1a(或分別沿著複數個切斷預定線5形成有氣體通過區域之蝕刻保護層23)。

在第3步驟後，作為第4步驟，如圖38(a)所示，藉由使黏貼於加工對象物1的第2主面1b之保護薄膜21作為擴張薄膜22予以擴張，使得分別沿著複數個切斷預定線5，將加工對象物1切斷成複數個半導體晶片15，再如圖38(b)所示，拾取半導體晶片15。

1‧‧‧加工對象物1a‧‧‧第1主面1b‧‧‧第2主面5‧‧‧切斷預定線7‧‧‧改質區域7a‧‧‧改質點11‧‧‧單結晶矽基板12‧‧‧功能元件層15‧‧‧半導體晶片22‧‧‧擴張薄膜23‧‧‧蝕刻保護層23a‧‧‧表面31‧‧‧龜裂32‧‧‧溝L‧‧‧雷射光

圖1係用於形成改質區域之雷射加工裝置的概略構成圖。 　　圖2係成為形成改質區域的對象之加工對象物的平面圖。 　　圖3係沿著圖2的加工對象物的III-III線之斷面圖。 　　圖4係雷射加工後的加工對象物之平面圖。 　　圖5係沿著圖4的加工對象物的V-V線之斷面圖。 　　圖6係沿著圖4的加工對象物的VI-VI線之斷面圖。 　　圖7(a)、(b)係用來說明關於加工對象物切斷方法之實驗結果的斷面圖。 　　圖8(a)、(b)係用來說明關於加工對象物切斷方法之實驗結果的斷面圖。 　　圖9(a)、(b)係用來說明關於加工對象物切斷方法之實驗結果的斷面圖。 　　圖10(a)、(b)係用來說明關於加工對象物切斷方法之實驗結果的斷面圖。 　　圖11係用來說明關於加工對象物切斷方法之實驗結果的圖。 　　圖12係用來說明關於加工對象物切斷方法之實驗結果的圖。 　　圖13係用來說明關於加工對象物切斷方法之實驗結果的圖。 　　圖14係用來說明關於加工對象物切斷方法之實驗結果的圖。 　　圖15係用來說明關於加工對象物切斷方法之實驗結果的圖。 　　圖16係用來說明關於加工對象物切斷方法之實驗結果的圖。 　　圖17係用來說明關於加工對象物切斷方法之實驗結果的圖。 　　圖18係用來說明關於加工對象物切斷方法之實驗結果的圖。 　　圖19係用來說明關於加工對象物切斷方法之實驗結果的圖。 　　圖20係用來說明關於加工對象物切斷方法之實驗結果的圖。 　　圖21係用來說明關於加工對象物切斷方法之實驗結果的加工對象物之斜視圖。 　　圖22(a)、(b)係用來說明一實施形態之加工對象物切斷方法的斷面圖。 　　圖23(a)、(b)係用來說明一實施形態之加工對象物切斷方法的斷面圖。 　　圖24(a)、(b)係用來說明一實施形態之加工對象物切斷方法的斷面圖。 　　圖25(a)、(b)係用來說明一實施形態之加工對象物切斷方法的斷面圖。 　　圖26係用來說明一實施形態之加工對象物切斷方法之半導體晶片的斜視圖。 　　圖27(a)、(b)、(c)係用來說明一實施形態之加工對象物切斷方法的圖。 　　圖28(a)、(b)、(c)係用來說明一實施形態之加工對象物切斷方法的斷面圖。 　　圖29(a)、(b)係用來說明一實施形態之加工對象物切斷方法的斷面圖。 　　圖30(a)、(b)、(c)係用來說明一實施形態之加工對象物切斷方法的斷面圖。 　　圖31(a)、(b)係用來說明一實施形態之加工對象物切斷方法的斷面圖。 　　圖32係用來說明一實施形態之加工對象物切斷方法之半導體晶片的斜視圖。 　　圖33(a)、(b)係用來說明一實施形態之加工對象物切斷方法的斷面圖。 　　圖34(a)、(b)係用來說明一實施形態之加工對象物切斷方法的斷面圖。 　　圖35係用來說明一實施形態之加工對象物切斷方法的斷面圖。 　　圖36(a)、(b)係用來說明一實施形態之加工對象物切斷方法的斷面圖。 　　圖37(a)、(b)係用來說明一實施形態之加工對象物切斷方法的斷面圖。 　　圖38(a)、(b)係用來說明一實施形態之加工對象物切斷方法的斷面圖。

1‧‧‧加工對象物

1a‧‧‧第1主面

1b‧‧‧第2主面

5‧‧‧切斷預定線

7‧‧‧改質區域

9‧‧‧區域

11‧‧‧單結晶矽基板

12‧‧‧功能元件層

12a‧‧‧功能元件

21‧‧‧保護薄膜

23‧‧‧蝕刻保護層

23a‧‧‧表面

31‧‧‧龜裂

32‧‧‧溝

Claims (8)

1. 一種加工對象物切斷方法，其特徵為具備有：第1步驟，其係準備具有單結晶矽基板和設在第1主面側的功能元件層之加工對象物，在前述加工對象物的第2主面形成蝕刻保護層；在前述第1步驟後進行的第2步驟，其係藉由對前述加工對象物照射雷射光，分別沿著複數個切斷預定線，在前述單結晶矽基板之內部，形成至少1列的改質區域，再分別沿著前述複數個切斷預定線，以跨越前述至少1列的改質區域與前述蝕刻保護層的表面之間的方式，在前述加工對象物形成龜裂；及在第2步驟後進行的第3步驟，其係在前述蝕刻保護層已經形成於前述第2主面之狀態下，從前述第2主面側對前述加工對象物實施乾式蝕刻，藉此分別沿著前述複數個切斷預定線，在前述加工對象物，形成朝前述第2主面開口之溝，在前述第3步驟，分別沿著前述複數個切斷預定線而形成於前述蝕刻保護層之前述龜裂係在前述蝕刻保護層，作為氣體通過區域發揮功能。
2. 如申請專利範圍第1項之加工對象物切斷方法，其中，在前述第1步驟，使用對前述雷射光具有透過性的材料，形成前述蝕刻保護層， 在前述第2步驟，經由前述蝕刻保護層，對前述加工對象物照射前述雷射光。
3. 如申請專利範圍第1或2項之加工對象物切斷方法，其中，在前述第3步驟，以使前述蝕刻保護層殘留的方式，從前述第2主面側實施前述乾式蝕刻。
4. 如申請專利範圍第1或2項之加工對象物切斷方法，其中，在前述第3步驟，以將前述蝕刻保護層去除的方式，從前述第2主面側實施前述乾式蝕刻。
5. 如申請專利範圍第1或2項之加工對象物切斷方法，其中，在前述第2步驟，藉由形成排列於前述加工對象物的厚度方向上之複數列的改質區域，分別沿著前述複數個切斷預定線形成前述至少1列的改質區域，再以跨越在前述複數列的改質區域中相鄰的改質區域之間的方式，形成前述龜裂。
6. 如申請專利範圍第1或2項之加工對象物切斷方法，其中，在前述第2步驟，藉由形成沿著前述複數個切斷預定線之複數個的改質點，使得分別沿著前述複數個切斷預定線形成前述至少1列的改質區域，再以跨越在前述複數個改質點中相鄰的改質點之間的方式，形成前述龜裂。
7. 如申請專利範圍第1或2項之加工對象物切斷方法，其中，還具備第4步驟，其係在前述第3步驟後，藉由朝前述第2主面側黏貼擴張薄膜並使前述擴張薄膜擴張，分別沿著前述複數個切斷預定線，將前述加工對象物切斷成複數個半導體晶片。
8. 一種加工對象物切斷方法，其特徵為具備有：第1步驟，其係準備具有單結晶矽基板和設在第1主面側的功能元件層之加工對象物，在前述第1主面形成蝕刻保護層；在前述第1步驟後進行的第2步驟，其係藉由對前述加工對象物照射雷射光，分別沿著複數個切斷預定線，在前述單結晶矽基板之內部，形成至少1列的改質區域，再分別沿著前述複數個切斷預定線，以跨越前述至少1列的改質區域與前述蝕刻保護層的表面之間的方式，在前述加工對象物形成龜裂；及在第2步驟後進行的第3步驟，其係在前述蝕刻保護層已經形成於前述第1主面之狀態下，從前述第1主面側對前述加工對象物實施乾式蝕刻，藉此分別沿著前述複數個切斷預定線，在前述加工對象物，形成朝前述第1主面開口之溝，在前述第3步驟，分別沿著前述複數個切斷預定線而形成於前述蝕刻保護層之前述龜裂係在前述蝕刻保護層，作為氣體通過區域發揮功能。

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