JP4606741B2 - 加工対象物切断方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、半導体材料基板、圧電材料基板やガラス基板等の加工対象物を切断するための加工対象物切断方法に関する。
背景技術
レーザ応用の一つに切断があり、レーザによる一般的な切断は次の通りである。例えば半導体ウェハやガラス基板のような加工対象物の切断する箇所に、加工対象物が吸収する波長のレーザ光を照射し、レーザ光の吸収により切断する箇所において加工対象物の表面から裏面に向けて加熱溶融を進行させて加工対象物を切断する。しかし、この方法では加工対象物の表面のうち切断する箇所となる領域周辺も溶融される。よって、加工対象物が半導体ウェハの場合、半導体ウェハの表面に形成された半導体素子のうち、上記領域付近に位置する半導体素子が溶融する恐れがある。
このような加工対象物の表面の溶融を防止する方法として、例えば、特開２０００−２１９５２８号公報や特開２０００−１５４６７号公報に開示されたレーザによる切断方法がある。これらの公報の切断方法では、加工対象物の切断する箇所をレーザ光により加熱し、そして加工対象物を冷却することにより、加工対象物の切断する箇所に熱衝撃を生じさせて加工対象物を切断する。
発明の開示
しかし、これらの公報の切断方法では、加工対象物に生じる熱衝撃が大きいと、加工対象物の表面に、切断予定ラインから外れた割れやレーザ照射していない先の箇所までの割れ等の不必要な割れが発生することがある。よって、これらの切断方法では精密切断をすることができない。特に、加工対象物が半導体ウェハ、液晶表示装置が形成されたガラス基板や電極パターンが形成されたガラス基板の場合、この不必要な割れにより半導体チップ、液晶表示装置や電極パターンが損傷することがある。また、これらの切断方法では平均入力エネルギーが大きいので、半導体チップ等に与える熱的ダメージも大きい。
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、加工対象物を精度良く切断することのできる加工対象物切断方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る加工対象物切断方法は、ウェハ状の加工対象物の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、加工対象物の内部に多光子吸収による改質領域を形成し、この改質領域によって、加工対象物の厚さ方向における中心位置から加工対象物の一端面側に偏倚した切断起点領域を加工対象物の切断予定ラインに沿って形成する切断起点領域形成工程と、加工対象物の他端面側から加工対象物を押圧する押圧工程とを備えることを特徴とする。
この加工対象物切断方法においては、多光子吸収により形成される改質領域によって、加工対象物を切断すべき所望の切断予定ラインに沿って加工対象物の内部に切断起点領域を形成する。このとき、多光子吸収は加工対象物の内部で局所的に発生し、加工対象物の一端面やその反対側の他端面ではレーザ光がほとんど吸収されないため、レーザ光の照射による一端面及び他端面の溶融を防止することができる。そして、加工対象物の厚さ方向における中心位置から一端面側に偏倚して切断起点領域が形成されているため、他端面側から加工対象物を押圧すると、当該中心位置に切断起点領域が形成されている場合に比べ、小さな押圧力で切断起点領域を起点として加工対象物に割れを発生させることができる。したがって、切断予定ラインから外れた不必要な割れの発生を防止して加工対象物を切断予定ラインに沿って精度良く切断することが可能になる。
ここで、集光点とは、レーザ光が集光した箇所のことである。また、切断起点領域とは、加工対象物が切断される際に切断の起点となる領域を意味する。したがって、切断起点領域は、加工対象物において切断が予定される切断予定部である。そして、切断起点領域は、改質領域が連続的に形成されることで形成される場合もあるし、改質領域が断続的に形成されることで形成される場合もある。また、「加工対象物の厚さ方向における中心位置から加工対象物の一端面側に偏倚した切断起点領域を形成する」とは、切断起点領域を構成する改質領域が、加工対象物の厚さ方向における厚さの半分の位置から一端面側に偏倚して形成されることを意味する。つまり、加工対象物の厚さ方向における改質領域（切断起点領域）の幅の中心位置が、加工対象物の厚さ方向における中心位置から一端面側に偏倚して位置している場合を意味し、改質領域（切断起点領域）の全ての部分が加工対象物の厚さ方向における中心位置に対して一端面側に位置している場合のみに限る意味ではない。
また、押圧工程では、切断予定ラインに沿って加工対象物を押圧することが好ましい。例えば、加工対象物の他端面に積層部として機能素子がマトリックス状に形成されている場合において当該加工対象物を機能素子毎に切断するようなとき、隣り合う機能素子間に切断予定ラインを設定し、この切断予定ラインに沿って加工対象物を押圧すれば、機能素子毎に正確に加工対象物を切断することができる。しかも、機能素子への押圧力の作用をほぼなくすことができる。
また、切断起点領域形成工程では、加工対象物に対する切断予定ラインの位置データを記憶し、押圧工程では、位置データに基づいて、切断予定ラインに沿って加工対象物を押圧することが好ましい。これにより、加工対象物の内部に形成された切断起点領域に対して容易且つ正確に押圧力を作用させることが可能になる。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面と共に本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。本実施形態に係る加工対象物切断方法の切断起点領域形成工程では、加工対象物の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、加工対象物の内部に多光子吸収による改質領域を形成する。そこで、このレーザ加工方法、特に多光子吸収について最初に説明する。
材料の吸収のバンドギャップＥ_Ｇよりも光子のエネルギーｈνが小さいと光学的に透明となる。よって、材料に吸収が生じる条件はｈν＞Ｅ_Ｇである。しかし、光学的に透明でも、レーザ光の強度を非常に大きくするとｎｈν＞Ｅ_Ｇの条件（ｎ＝２，３，４，・・・）で材料に吸収が生じる。この現象を多光子吸収という。パルス波の場合、レーザ光の強度はレーザ光の集光点のピークパワー密度（Ｗ／ｃｍ^２）で決まり、例えばピークパワー密度が１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）以上の条件で多光子吸収が生じる。ピークパワー密度は、（集光点におけるレーザ光の１パルス当たりのエネルギー）÷（レーザ光のビームスポット断面積×パルス幅）により求められる。また、連続波の場合、レーザ光の強度はレーザ光の集光点の電界強度（Ｗ／ｃｍ^２）で決まる。
このような多光子吸収を利用する本実施形態に係るレーザ加工の原理について、図１〜図６を参照して説明する。図１はレーザ加工中の加工対象物１の平面図であり、図２は図１に示す加工対象物１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、図３はレーザ加工後の加工対象物１の平面図であり、図４は図３に示す加工対象物１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図であり、図５は図３に示す加工対象物１のＶ−Ｖ線に沿った断面図であり、図６は切断された加工対象物１の平面図である。 図１及び図２に示すように、加工対象物１の表面３には、加工対象物１を切断すべき所望の切断予定ライン５がある。切断予定ライン５は直線状に延びた仮想線である（加工対象物１に実際に線を引いて切断予定ライン５としてもよい）。本実施形態に係るレーザ加工は、多光子吸収が生じる条件で加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせてレーザ光Ｌを加工対象物１に照射して改質領域７を形成する。なお、集光点とはレーザ光Ｌが集光した箇所のことである。
レーザ光Ｌを切断予定ライン５に沿って（すなわち矢印Ａ方向に沿って）相対的に移動させることにより、集光点Ｐを切断予定ライン５に沿って移動させる。これにより、図３〜図５に示すように改質領域７が切断予定ライン５に沿って加工対象物１の内部にのみ形成され、この改質領域７でもって切断起点領域（切断予定部）８が形成される。本実施形態に係るレーザ加工方法は、加工対象物１がレーザ光Ｌを吸収することにより加工対象物１を発熱させて改質領域７を形成するのではない。加工対象物１にレーザ光Ｌを透過させ加工対象物１の内部に多光子吸収を発生させて改質領域７を形成している。よって、加工対象物１の表面３ではレーザ光Ｌがほとんど吸収されないので、加工対象物１の表面３が溶融することはない。
加工対象物１の切断において、切断する箇所に起点があると加工対象物１はその起点から割れるので、図６に示すように比較的小さな力で加工対象物１を切断することができる。よって、加工対象物１の表面３に不必要な割れを発生させることなく加工対象物１の切断が可能となる。
なお、切断起点領域を起点とした加工対象物の切断には、次の２通りが考えられる。１つは、切断起点領域形成後、加工対象物に人為的な力が印加されることにより、切断起点領域を起点として加工対象物が割れ、加工対象物が切断される場合である。これは、例えば加工対象物の厚さが大きい場合の切断である。人為的な力が印加されるとは、例えば、加工対象物の切断起点領域に沿って加工対象物に曲げ応力やせん断応力を加えたり、加工対象物に温度差を与えることにより熱応力を発生させたりすることである。他の１つは、切断起点領域を形成することにより、切断起点領域を起点として加工対象物の断面方向（厚さ方向）に向かって自然に割れ、結果的に加工対象物が切断される場合である。これは、例えば加工対象物の厚さが小さい場合には、１列の改質領域により切断起点領域が形成されることで可能となり、加工対象物の厚さが大きい場合には、厚さ方向に複数列形成された改質領域により切断起点領域が形成されることで可能となる。なお、この自然に割れる場合も、切断する箇所において、切断起点領域が形成されていない部位に対応する部分の表面上にまで割れが先走ることがなく、切断起点領域を形成した部位に対応する部分のみを割断することができるので、割断を制御よくすることができる。近年、シリコンウェハ等の加工対象物の厚さは薄くなる傾向にあるので、このような制御性のよい割断方法は大変有効である。
さて、本実施形態において多光子吸収により形成される改質領域としては、次の（１）〜（３）がある。
（１）改質領域が１つ又は複数のクラックを含むクラック領域の場合
加工対象物（例えばガラスやＬｉＴａＯ_３からなる圧電材料）の内部に集光点を合わせて、集光点における電界強度が１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）以上で且つパルス幅が１μｓ以下の条件でレーザ光を照射する。このパルス幅の大きさは、多光子吸収を生じさせつつ加工対象物の表面に余計なダメージを与えずに、加工対象物の内部にのみクラック領域を形成できる条件である。これにより、加工対象物の内部には多光子吸収による光学的損傷という現象が発生する。この光学的損傷により加工対象物の内部に熱ひずみが誘起され、これにより加工対象物の内部にクラック領域が形成される。電界強度の上限値としては、例えば１×１０^１２（Ｗ／ｃｍ^２）である。パルス幅は例えば１ｎｓ〜２００ｎｓが好ましい。なお、多光子吸収によるクラック領域の形成は、例えば、第４５回レーザ熱加工研究会論文集（１９９８年．１２月）の第２３頁〜第２８頁の「固体レーザー高調波によるガラス基板の内部マーキング」に記載されている。
本発明者は、電界強度とクラックの大きさとの関係を実験により求めた。実験条件は次ぎの通りである。
（Ａ）加工対象物：パイレックス（登録商標）ガラス（厚さ７００μｍ）
（Ｂ）レーザ
光源：半導体レーザ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ
波長：１０６４ｎｍ
レーザ光スポット断面積：３．１４×１０^−８ｃｍ^２
発振形態：Ｑスイッチパルス
繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
パルス幅：３０ｎｓ
出力：出力＜１ｍＪ／パルス
レーザ光品質：ＴＥＭ_００
偏光特性：直線偏光
（Ｃ）集光用レンズ
レーザ光波長に対する透過率：６０パーセント
（Ｄ）加工対象物が載置される載置台の移動速度：１００ｍｍ／秒
なお、レーザ光品質がＴＥＭ_００とは、集光性が高くレーザ光の波長程度まで集光可能を意味する。
図７は上記実験の結果を示すグラフである。横軸はピークパワー密度であり、レーザ光がパルスレーザ光なので電界強度はピークパワー密度で表される。縦軸は１パルスのレーザ光により加工対象物の内部に形成されたクラック部分（クラックスポット）の大きさを示している。クラックスポットが集まりクラック領域となる。クラックスポットの大きさは、クラックスポットの形状のうち最大の長さとなる部分の大きさである。グラフ中の黒丸で示すデータは集光用レンズ（Ｃ）の倍率が１００倍、開口数（ＮＡ）が０．８０の場合である。一方、グラフ中の白丸で示すデータは集光用レンズ（Ｃ）の倍率が５０倍、開口数（ＮＡ）が０．５５の場合である。ピークパワー密度が１０^１１（Ｗ／ｃｍ^２）程度から加工対象物の内部にクラックスポットが発生し、ピークパワー密度が大きくなるに従いクラックスポットも大きくなることが分かる。
次に、本実施形態に係るレーザ加工において、クラック領域形成による加工対象物の切断のメカニズムについて図８〜図１１を用いて説明する。図８に示すように、多光子吸収が生じる条件で加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせてレーザ光Ｌを加工対象物１に照射して切断予定ラインに沿って内部にクラック領域９を形成する。クラック領域９は１つ又は複数のクラックを含む領域である。このクラック領域９でもって切断起点領域が形成される。図９に示すようにクラック領域９を起点として（すなわち、切断起点領域を起点として）クラックがさらに成長し、図１０に示すようにクラックが加工対象物１の表面３と裏面２１に到達し、図１１に示すように加工対象物１が割れることにより加工対象物１が切断される。加工対象物の表面と裏面に到達するクラックは自然に成長する場合もあるし、加工対象物に力が印加されることにより成長する場合もある。
（２）改質領域が溶融処理領域の場合
加工対象物（例えばシリコンのような半導体材料）の内部に集光点を合わせて、集光点における電界強度が１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）以上で且つパルス幅が１μｓ以下の条件でレーザ光を照射する。これにより加工対象物の内部は多光子吸収によって局所的に加熱される。この加熱により加工対象物の内部に溶融処理領域が形成される。溶融処理領域とは一旦溶融後再固化した領域や、まさに溶融状態の領域や、溶融状態から再固化する状態の領域であり、相変化した領域や結晶構造が変化した領域ということもできる。また、溶融処理領域とは単結晶構造、非晶質構造、多結晶構造において、ある構造が別の構造に変化した領域ということもできる。つまり、例えば、単結晶構造から非晶質構造に変化した領域、単結晶構造から多結晶構造に変化した領域、単結晶構造から非晶質構造及び多結晶構造を含む構造に変化した領域を意味する。加工対象物がシリコン単結晶構造の場合、溶融処理領域は例えば非晶質シリコン構造である。電界強度の上限値としては、例えば１×１０^１２（Ｗ／ｃｍ^２）である。パルス幅は例えば１ｎｓ〜２００ｎｓが好ましい。
本発明者は、シリコンウェハの内部で溶融処理領域が形成されることを実験により確認した。実験条件は次の通りである。
（Ａ）加工対象物：シリコンウェハ（厚さ３５０μｍ、外径４インチ）
（Ｂ）レーザ
光源：半導体レーザ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ
波長：１０６４ｎｍ
レーザ光スポット断面積：３．１４×１０^−８ｃｍ^２
発振形態：Ｑスイッチパルス
繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
パルス幅：３０ｎｓ
出力：２０μＪ／パルス
レーザ光品質：ＴＥＭ_００
偏光特性：直線偏光
（Ｃ）集光用レンズ
倍率：５０倍
Ｎ．Ａ．：０．５５
レーザ光波長に対する透過率：６０パーセント
（Ｄ）加工対象物が載置される載置台の移動速度：１００ｍｍ／秒
図１２は、上記条件でのレーザ加工により切断されたシリコンウェハの一部における断面の写真を表した図である。シリコンウェハ１１の内部に溶融処理領域１３が形成されている。なお、上記条件により形成された溶融処理領域１３の厚さ方向の大きさは１００μｍ程度である。
溶融処理領域１３が多光子吸収により形成されたことを説明する。図１３は、レーザ光の波長とシリコン基板の内部の透過率との関係を示すグラフである。ただし、シリコン基板の表面側と裏面側それぞれの反射成分を除去し、内部のみの透過率を示している。シリコン基板の厚さｔが５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、５００μｍ、１０００μｍの各々について上記関係を示した。
例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの波長である１０６４ｎｍにおいて、シリコン基板の厚さが５００μｍ以下の場合、シリコン基板の内部ではレーザ光が８０％以上透過することが分かる。図１２に示すシリコンウェハ１１の厚さは３５０μｍであるので、多光子吸収による溶融処理領域１３はシリコンウェハの中心付近、つまり表面から１７５μｍの部分に形成される。この場合の透過率は、厚さ２００μｍのシリコンウェハを参考にすると、９０％以上なので、レーザ光がシリコンウェハ１１の内部で吸収されるのは僅かであり、ほとんどが透過する。このことは、シリコンウェハ１１の内部でレーザ光が吸収されて、溶融処理領域１３がシリコンウェハ１１の内部に形成（つまりレーザ光による通常の加熱で溶融処理領域が形成）されたものではなく、溶融処理領域１３が多光子吸収により形成されたことを意味する。多光子吸収による溶融処理領域の形成は、例えば、溶接学会全国大会講演概要第６６集（２０００年４月）の第７２頁〜第７３頁の「ピコ秒パルスレーザによるシリコンの加工特性評価」に記載されている。
なお、シリコンウェハは、溶融処理領域でもって形成される切断起点領域を起点として断面方向に向かって割れを発生させ、その割れがシリコンウェハの表面と裏面とに到達することにより、結果的に切断される。シリコンウェハの表面と裏面に到達するこの割れは自然に成長する場合もあるし、シリコンウェハに力が印加されることにより成長する場合もある。なお、切断起点領域からシリコンウェハの表面と裏面とに割れが自然に成長する場合には、切断起点領域を形成する溶融処理領域が溶融している状態から割れが成長する場合と、切断起点領域を形成する溶融処理領域が溶融している状態から再固化する際に割れが成長する場合とのいずれもある。ただし、どちらの場合も溶融処理領域はシリコンウェハの内部のみに形成され、切断後の切断面には、図１２のように内部にのみ溶融処理領域が形成されている。加工対象物の内部に溶融処理領域でもって切断起点領域を形成すると、割断時、切断起点領域ラインから外れた不必要な割れが生じにくいので、割断制御が容易となる。
（３）改質領域が屈折率変化領域の場合
加工対象物（例えばガラス）の内部に集光点を合わせて、集光点における電界強度が１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）以上で且つパルス幅が１ｎｓ以下の条件でレーザ光を照射する。パルス幅を極めて短くして、多光子吸収を加工対象物の内部に起こさせると、多光子吸収によるエネルギーが熱エネルギーに転化せずに、加工対象物の内部にはイオン価数変化、結晶化又は分極配向等の永続的な構造変化が誘起されて屈折率変化領域が形成される。電界強度の上限値としては、例えば１×１０^１２（Ｗ／ｃｍ^２）である。パルス幅は例えば１ｎｓ以下が好ましく、１ｐｓ以下がさらに好ましい。多光子吸収による屈折率変化領域の形成は、例えば、第４２回レーザ熱加工研究会論文集（１９９７年．１１月）の第１０５頁〜第１１１頁の「フェムト秒レーザー照射によるガラス内部への光誘起構造形成」に記載されている。
以上、多光子吸収により形成される改質領域として（１）〜（３）の場合を説明したが、ウェハ状の加工対象物の結晶構造やその劈開性などを考慮して切断起点領域を次のように形成すれば、その切断起点領域を起点として、より一層小さな力で、しかも精度良く加工対象物を切断することが可能になる。
すなわち、シリコンなどのダイヤモンド構造の単結晶半導体からなる基板の場合は、（１１１）面（第１劈開面）や（１１０）面（第２劈開面）に沿った方向に切断起点領域を形成するのが好ましい。また、ＧａＡｓなどの閃亜鉛鉱型構造のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる基板の場合は、（１１０）面に沿った方向に切断起点領域を形成するのが好ましい。さらに、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）などの六方晶系の結晶構造を有する基板の場合は、（０００１）面（Ｃ面）を主面として（１１２０）面（Ａ面）或いは（１１００）面（Ｍ面）に沿った方向に切断起点領域を形成するのが好ましい。
なお、上述した切断起点領域を形成すべき方向（例えば、単結晶シリコン基板における（１１１）面に沿った方向）、或いは切断起点領域を形成すべき方向に直交する方向に沿って基板にオリエンテーションフラットを形成すれば、そのオリエンテーションフラットを基準とすることで、切断起点領域を形成すべき方向に沿った切断起点領域を容易且つ正確に基板に形成することが可能になる。
次に、上述したレーザ加工方法に使用されるレーザ加工装置について、図１４を参照して説明する。図１４はレーザ加工装置１００の概略構成図である。
レーザ加工装置１００は、レーザ光Ｌを発生するレーザ光源１０１と、レーザ光Ｌの出力やパルス幅等を調節するためにレーザ光源１０１を制御するレーザ光源制御部１０２と、レーザ光Ｌの反射機能を有しかつレーザ光Ｌの光軸の向きを９０°変えるように配置されたダイクロイックミラー１０３と、ダイクロイックミラー１０３で反射されたレーザ光Ｌを集光する集光用レンズ１０５と、集光用レンズ１０５で集光されたレーザ光Ｌが照射される加工対象物１が載置される載置台１０７と、載置台１０７をＸ軸方向に移動させるためのＸ軸ステージ１０９と、載置台１０７をＸ軸方向に直交するＹ軸方向に移動させるためのＹ軸ステージ１１１と、載置台１０７をＸ軸及びＹ軸方向に直交するＺ軸方向に移動させるためのＺ軸ステージ１１３と、これら３つのステージ１０９，１１１，１１３の移動を制御するステージ制御部１１５とを備える。
この集光点ＰのＸ（Ｙ）軸方向の移動は、加工対象物１をＸ（Ｙ）軸ステージ１０９（１１１）によりＸ（Ｙ）軸方向に移動させることにより行う。Ｚ軸方向は、加工対象物１の表面３と直交する方向なので、加工対象物１に入射するレーザ光Ｌの焦点深度の方向となる。よって、Ｚ軸ステージ１１３をＺ軸方向に移動させることにより、加工対象物１の内部にレーザ光Ｌの集光点Ｐを合わせることができる。これにより、例えば、加工対象物１が多層構造を有しているような場合に、加工対象物１の基板や或いは当該基板上の積層部等、所望の位置に集光点Ｐを合わせることができる。
レーザ光源１０１はパルスレーザ光を発生するＮｄ：ＹＡＧレーザである。レーザ光源１０１に用いることができるレーザとして、この他、Ｎｄ：ＹＶＯ_４レーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザやチタンサファイアレーザがある。本実施形態では、加工対象物１の加工にパルスレーザ光を用いているが、多光子吸収を起こさせることができるなら連続波レーザ光でもよい。
レーザ加工装置１００はさらに、載置台１０７に載置された加工対象物１を可視光線により照明するために可視光線を発生する観察用光源１１７と、ダイクロイックミラー１０３及び集光用レンズ１０５と同じ光軸上に配置された可視光用のビームスプリッタ１１９とを備える。ビームスプリッタ１１９と集光用レンズ１０５との間にダイクロイックミラー１０３が配置されている。ビームスプリッタ１１９は、可視光線の約半分を反射し残りの半分を透過する機能を有しかつ可視光線の光軸の向きを９０°変えるように配置されている。観察用光源１１７から発生した可視光線はビームスプリッタ１１９で約半分が反射され、この反射された可視光線がダイクロイックミラー１０３及び集光用レンズ１０５を透過し、加工対象物１の切断予定ライン５等を含む表面３を照明する。なお、加工対象物１の裏面が集光用レンズ１０５側となるよう加工対象物１が載置台１０７に載置された場合は、ここでいう「表面」が「裏面」となるのは勿論である。
レーザ加工装置１００はさらに、ビームスプリッタ１１９、ダイクロイックミラー１０３及び集光用レンズ１０５と同じ光軸上に配置された撮像素子１２１及び結像レンズ１２３を備える。撮像素子１２１としては例えばＣＣＤカメラがある。切断予定ライン５等を含む表面３を照明した可視光線の反射光は、集光用レンズ１０５、ダイクロイックミラー１０３、ビームスプリッタ１１９を透過し、結像レンズ１２３で結像されて撮像素子１２１で撮像され、撮像データとなる。
レーザ加工装置１００はさらに、撮像素子１２１から出力された撮像データが入力される撮像データ処理部１２５と、レーザ加工装置１００全体を制御する全体制御部１２７と、モニタ１２９とを備える。撮像データ処理部１２５は、撮像データを基にして観察用光源１１７で発生した可視光の焦点を加工対象物１の表面３上に合わせるための焦点データを演算する。この焦点データを基にしてステージ制御部１１５がＺ軸ステージ１１３を移動制御することにより、可視光の焦点が加工対象物の表面３に合うようにする。よって、撮像データ処理部１２５はオートフォーカスユニットとして機能する。また、撮像データ処理部１２５は、撮像データを基にして表面３の拡大画像等の画像データを演算する。この画像データは全体制御部１２７に送られ、全体制御部で各種処理がなされ、モニタ１２９に送られる。これにより、モニタ１２９に拡大画像等が表示される。
全体制御部１２７には、ステージ制御部１１５からのデータ、撮像データ処理部１２５からの画像データ等が入力し、これらのデータも基にしてレーザ光源制御部１０２、観察用光源１１７及びステージ制御部１１５を制御することにより、レーザ加工装置１００全体を制御する。よって、全体制御部１２７はコンピュータユニットとして機能する。
次に、上述したレーザ加工装置１００を使用した場合の切断起点領域形成工程について、図１４及び図１５を参照して説明する。図１５は、本実施形態に係る切断起点領域形成工程を説明するためのフローチャートである。
加工対象物１の光吸収特性を図示しない分光光度計等により測定する。この測定結果に基づいて、加工対象物１に対して透明な波長又は吸収の少ない波長のレーザ光Ｌを発生するレーザ光源１０１を選定する（Ｓ１０１）。続いて、加工対象物１の厚さを測定する。厚さの測定結果及び加工対象物１の屈折率を基にして、加工対象物１のＺ軸方向の移動量を決定する（Ｓ１０３）。これは、レーザ光Ｌの集光点Ｐを加工対象物１の内部に位置させるために、加工対象物１の表面３に位置するレーザ光Ｌの集光点Ｐを基準とした加工対象物１のＺ軸方向の移動量である。この移動量は全体制御部１２７に入力される。
加工対象物１をレーザ加工装置１００の載置台１０７に載置する。そして、観察用光源１１７から可視光を発生させて加工対象物１を照明する（Ｓ１０５）。照明された切断予定ライン５を含む加工対象物１の表面３を撮像素子１２１により撮像する。撮像素子１２１により撮像された撮像データは撮像データ処理部１２５に送られる。この撮像データに基づいて撮像データ処理部１２５は観察用光源１１７の可視光の焦点が表面３に位置するような焦点データを演算する（Ｓ１０７）。
この焦点データはステージ制御部１１５に送られる。ステージ制御部１１５は、この焦点データを基にしてＺ軸ステージ１１３をＺ軸方向の移動させる（Ｓ１０９）。これにより、観察用光源１１７の可視光の焦点が加工対象物１の表面３に位置する。なお、撮像データ処理部１２５は撮像データに基づいて、切断予定ライン５を含む加工対象物１の表面３の拡大画像データを演算する。この拡大画像データは全体制御部１２７を介してモニタ１２９に送られ、これによりモニタ１２９に切断予定ライン５付近の拡大画像が表示される。
全体制御部１２７には予めステップＳ１０３で決定された移動量データが入力されており、この移動量データがステージ制御部１１５に送られる。ステージ制御部１１５はこの移動量データに基づいて、レーザ光Ｌの集光点Ｐが加工対象物１の内部となる位置に、Ｚ軸ステージ１１３により加工対象物１をＺ軸方向に移動させる（Ｓ１１１）。
続いて、レーザ光源１０１からレーザ光Ｌを発生させて、レーザ光Ｌを加工対象物１の表面３の切断予定ライン５に照射する。レーザ光Ｌの集光点Ｐは加工対象物１の内部に位置しているので、改質領域は加工対象物１の内部にのみ形成される。そして、切断予定ライン５に沿うようにＸ軸ステージ１０９やＹ軸ステージ１１１を移動させて、切断予定ライン５に沿って改質領域を形成し、この改質領域によって、加工対象物１の内部に切断予定ライン５に沿った切断起点領域を形成する（Ｓ１１３）。
以下、実施例により、本発明についてより具体的に説明する。
［実施例１］
本発明に係る加工対象物切断方法の実施例１について説明する。なお、図１７、図１８及び図２２〜図２４は、図１６に示す加工対象物１のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った部分断面図である。また、図１９〜図２１は、図１６に示す加工対象物１のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿った部分断面図である。
図１６及び図１７に示すように、シリコンウェハである加工対象物１の表面３に、加工対象物１のオリエンテーションフラット１６と平行に複数の機能素子１７をマトリックス状に形成して、加工対象物１を作製する。この加工対象物１の表面３側には、ＳｉＯ_２等の絶縁膜１８が形成され、この絶縁膜１８によって表面３と機能素子１７とが覆われている。
したがって、加工対象物１は基板であり、機能素子１７及び絶縁膜１８は、基板の表面に設けられた積層部である。ここで、基板の表面に設けられた積層部とは、基板の表面に堆積されたもの、基板の表面に貼り合わされたもの、或いは基板の表面に取り付けられたもの等をいい、基板に対し異種材料であるか同種材料であるかは問わない。そして、基板の表面に設けられた積層部には、基板に密着して設けられるものや、基板と間隙を取って設けられるもの等がある。例としては、基板上に結晶成長により形成された半導体動作層、基板上に形成された機能素子（フォトダイオード等の受光素子やレーザダイオード等の発光素子、或いは回路として形成された回路素子等を意味する）、ガラス基板上に貼り合わされた他のガラス基板等があり、積層部は異種材料を複数層形成したものも含む。
続いて、図１８に示すように、加工対象物１の裏面２１に拡張可能な拡張フィルム１９を貼り付けた後、例えば上述のレーザ加工装置１００の載置台１０７上に、加工対象物１の表面３側が集光用レンズ１０５に対面するように加工対象物１を載置する。そして、加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせてレーザ光Ｌを照射し、加工対象物１の内部に改質領域７を形成し、この改質領域７によって、加工対象物１の表面（レーザ光入射面）３から所定距離内側に切断起点領域８を切断予定ライン５に沿って形成する（切断起点領域形成工程）。なお、加工対象物１がシリコンウェハであるため、改質領域７としては溶融処理領域が形成される。
この切断起点領域形成工程では、図１９に示すように、加工対象物１の厚さ方向における中心位置を通る中心線ＣＬから、表面（一端面）３側に偏倚した切断起点領域８を切断予定ライン５に沿って形成する。例として、シリコンウェハである加工対象物１の厚さが１００μｍの場合、切断起点領域８に対して表面３側に位置する非改質領域１ａの厚さ方向の幅（以下、単に「幅」という）は２０μｍ、切断起点領域８（すなわち改質領域７）の幅は４０μｍ、切断起点領域８に対して裏面２１側に位置する非改質領域１ｂの幅は４０μｍである。また、加工対象物１の厚さが５０μｍの場合、非改質領域１ａの幅は１０μｍ、切断起点領域８の幅は２０μｍ、非改質領域１ｂの幅は２０μｍである。
なお、このような「切断起点領域８が中心線ＣＬを跨いで位置する場合」の他に、「中心線ＣＬから表面３側に偏倚した切断起点領域８」の態様として、例えば次のような２つの場合がある。すなわち、図２０に示すように「切断起点領域８の全ての部分が中心線ＣＬに対して表面３側に位置する場合」と、図２１に示すように「切断起点領域８ａ，８ｂが表面３側と裏面２１側とに２本形成され、裏面２１側の切断起点領域８ｂが中心線ＣＬ上に位置し、表面３側の切断起点領域８ａが切断起点領域８ｂと表面３との間に位置する場合」である。
例えば、図２０の場合は、加工対象物１の厚さが１００μｍ、非改質領域１ａの幅が３０μｍ、切断起点領域８の幅が１０μｍ、非改質領域１ｂの幅が６０μｍである。また、図２１の場合は、加工対象物１の厚さが２００μｍ、非改質領域１ａの幅が２０μｍ、切断起点領域８ａの幅が４０μｍ、切断起点領域８ａ，８ｂ間に位置する非改質領域１ｃの幅が２０μｍ、切断起点領域８ｂの幅が４０μｍ、非改質領域１ｂの幅が８０μｍである。
また、上述の切断起点領域形成工程では、レーザ光Ｌが切断予定ライン５上を走査されるが、この切断予定ライン５は、隣り合う機能素子１７，１７間を通るように格子状に設定される（図１６参照）。そして、この加工対象物１に対する切断予定ライン５の位置データは、例えばレーザ加工装置１００の全体制御部１２７内の記憶部に記憶される。
切断起点領域形成工程の後、図２２に示すように、拡張フィルム１９を介して加工対象物１の裏面（他端面）２１側から押圧手段としてのナイフエッジ２３を加工対象物１に押し当て、切断起点領域８を起点として割れ２４を発生させて、この割れ２４を加工対象物１の表面３と裏面２１とに到達させる（押圧工程）。これにより、加工対象物１は、機能素子１７を１つ有する個々の半導体チップ２５に分割されていく。
この押圧工程では、記憶部に記憶されていた切断予定ライン５の位置データが読み出され、この位置データに基づいてナイフエッジ２３が制御されて、切断予定ライン５に沿って加工対象物１にナイフエッジ２３が押し当てられ、これにより、切断予定ライン５に沿って加工対象物１が押圧されることになる。
このように、切断起点領域形成工程において、加工対象物１に対する切断予定ライン５の位置データを記憶し、押圧工程において、その位置データに基づいて切断予定ライン５に沿って加工対象物１を押圧することで、基板１の内部に形成された切断起点領域８に対して容易且つ正確に押圧力を作用させることができる。そして、切断予定ライン５に沿って加工対象物１を押圧することで、機能素子１７毎に正確に加工対象物１を切断することができ、しかも、機能素子１７への押圧力の作用をほぼなくすことができる。
図２２に示す押圧工程のように、改質領域７が加工対象物１の表面３近傍に位置する場合には、改質領域７でもって形成された切断起点領域（切断予定部）８に沿うよう加工対象物１の裏面２１にナイフエッジ２３を押し当てて、加工対象物１を割って切断する。これは、ナイフエッジ２３の押し当てにより生じる曲げ応力のうち大きな引張応力が改質領域７に作用するため、比較的小さな力で加工対象物１を切断することができるからである。
加工対象物１を押圧した後、図２３に示すように、拡張フィルム１９を外方側にエキスパンドして各半導体チップ２５を互いに離間させる。このように拡張フィルム１９を用いて各半導体チップ２５を互いに離間させることで、半導体チップ２５のピックアップの容易化を図ることができる。
以上説明したように、実施例１に係る加工対象物切断方法においては、多光子吸収により形成される改質領域７によって、切断予定ライン５に沿って加工対象物１の内部に切断起点領域８を形成する。このとき、多光子吸収は加工対象物１の内部で局所的に発生し、加工対象物１の表面３や裏面２１ではレーザ光Ｌがほとんど吸収されないため、レーザ光Ｌの照射による表面３及び裏面２１の溶融を防止することができる。そして、加工対象物１の中心線ＣＬから表面３側に偏倚して切断起点領域８が形成されているため、ナイフエッジ２３によって裏面２１側から加工対象物１を押圧すると、中心線ＣＬ上に切断起点領域８が形成されている場合に比べ、小さな押圧力で切断起点領域８を起点として加工対象物１に割れ２４を発生させることができる。したがって、切断予定ライン５から外れた不必要な割れの発生を防止して加工対象物１を切断予定ライン５に沿って精度良く切断することが可能になる。
なお、図１６及び図１７に示す加工対象物１において、隣り合う機能素子１７，１７間に（すなわち、切断予定ライン５上に）静電気対策などのための金属膜が形成されており、加工対象物１の表面３側からのレーザ光Ｌの照射が困難な場合には、次のように切断起点領域８を形成することができる。すなわち、図２４に示すように、拡張フィルム１９を貼り付ける前に、加工対象物１の表面３側に機能素子１７を保護するための保護フィルム２０を貼り付け、例えば上述のレーザ加工装置１００の載置台１０７上に、加工対象物１の裏面２１側が集光用レンズ１０５に対面するように加工対象物１を載置する。そして、加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせてレーザ光Ｌを照射し、加工対象物１の内部に改質領域７を形成し、この改質領域７によって、中心線ＣＬから加工対象物１の表面３側に偏倚した切断起点領域８を切断予定ライン５に沿って形成する。
［実施例２］
本発明に係る加工対象物切断方法の実施例２について説明する。なお、図２５〜図２７は、図１６に示す加工対象物１のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った部分断面図である。
上述した実施例１と同様に、図１６及び図１７に示す加工対象物１を作製し、この加工対象物１の表面（レーザ光入射面）３から所定距離内側に切断起点領域８を切断予定ライン５に沿って形成する（切断起点領域形成工程）。実施例２における切断起点領域形成工程では、図２５に示すように、加工対象物１の厚さ方向における中心位置を通る中心線ＣＬから、裏面（一端面）２１側に偏倚した切断起点領域８を切断予定ライン５に沿って形成する。
続いて、図２６に示すように、加工対象物１の表面３側に保護フィルム２０を貼り付け、この保護フィルム２０により機能素子１７を覆う。そして、拡張フィルム１９を介して加工対象物１の表面（他端面）３側からナイフエッジ２３を加工対象物１に押し当て、切断起点領域８を起点として割れ２４を発生させて、この割れ２４を加工対象物１の表面３と裏面２１とに到達させる（押圧工程）。これにより、加工対象物１は、機能素子１７を１つ有する個々の半導体チップ２５に分割されていく。
この押圧工程においても、実施例１と同様に、記憶部に記憶されていた切断予定ライン５の位置データが読み出され、この位置データに基づいてナイフエッジ２３が制御されて、切断予定ライン５に沿って加工対象物１にナイフエッジ２３が押し当てられ、これにより、切断予定ライン５に沿って加工対象物１が押圧されることになる。
図２６に示す押圧工程のように、改質領域７が加工対象物１の裏面２１近傍に位置する場合には、改質領域７でもって形成された切断起点領域（切断予定部）８に沿うよう加工対象物１の表面３にナイフエッジ２３を押し当てて、加工対象物１を割って切断する。これは、ナイフエッジ２３の押し当てにより生じる曲げ応力のうち大きな引張応力が改質領域７に作用するため、比較的小さな力で加工対象物１を切断することができるからである。
続いて、加工対象物１から保護フィルム２０を剥がし取り、実施例１と同様に、拡張フィルム１９を外方側にエキスパンドして各半導体チップ２５を互いに離間させて、各半導体チップ２５のピックアップを行う。
以上説明したように、実施例２に係る加工対象物切断方法においては、加工対象物１の中心線ＣＬから裏面２１側に偏倚して切断起点領域８が形成される。このため、ナイフエッジ２３によって表面３側から加工対象物１を押圧すると、中心線ＣＬ上に切断起点領域８が形成されている場合に比べ、小さな押圧力で切断起点領域８を起点として加工対象物１に割れ２４を発生させることができる。したがって、切断予定ライン５から外れた不必要な割れの発生を防止して加工対象物１を切断予定ライン５に沿って精度良く切断することが可能になる。しかも、小さな押圧力によって加工対象物１を切断することが可能となることから、表面３側から加工対象物１を押圧した際の機能素子１７への影響を軽減することができる。
なお、加工対象物１において、隣り合う機能素子１７，１７間に静電気対策などのための金属膜が形成されており、加工対象物１の表面３側からのレーザ光Ｌの照射が困難な場合には、図２７に示すように、上述した実施例１と同様の方法によって、加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせてレーザ光Ｌを照射し、加工対象物１の内部に改質領域７を形成し、この改質領域７によって、中心線ＣＬから加工対象物１の裏面２１側に偏倚した切断起点領域８を切断予定ライン５に沿って形成する。
本発明は上記実施形態には限定されない。例えば、実施例１及び実施例２の押圧工程では、切断予定ライン５に沿って加工対象物１の表面３側又は裏面２１側を押圧したが、ローラ等を用いて加工対象物１の表面３側又は裏面２１側の全体を押圧してもよい。この場合にも、切断起点領域８を起点として割れ２４が発生するため、切断予定ライン５に沿って加工対象物１を効率良く切断することができる。また、加圧ニードル等を用いて加工対象物１の表面３側又は裏面２１側の一部分（例えば機能素子１７毎の部分）を順次押圧していってもよい。なお、切断予定ライン５に沿って加工対象物１を押圧する手段としては、上述のナイフエッジ２３の他にカッタ等がある。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明に係る加工対象物切断方法によれば、加工対象物を精度良く切断することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本実施形態に係るレーザ加工方法によるレーザ加工中の加工対象物の平面図である。
図２は、図１に示す加工対象物のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
図３は、本実施形態に係るレーザ加工方法によるレーザ加工後の加工対象物の平面図である。
図４は、図３に示す加工対象物のＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。
図５は、図３に示す加工対象物のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
図６は、本実施形態に係るレーザ加工方法により切断された加工対象物の平面図である。
図７は、本実施形態に係るレーザ加工方法における電界強度とクラックスポットの大きさとの関係を示すグラフである。
図８は、本実施形態に係るレーザ加工方法の第１工程における加工対象物の断面図である。
図９は、本実施形態に係るレーザ加工方法の第２工程における加工対象物の断面図である。
図１０は、本実施形態に係るレーザ加工方法の第３工程における加工対象物の断面図である。
図１１は、本実施形態に係るレーザ加工方法の第４工程における加工対象物の断面図である。
図１２は、本実施形態に係るレーザ加工方法により切断されたシリコンウェハの一部における断面の写真を表した図である。
図１３は、本実施形態に係るレーザ加工方法におけるレーザ光の波長とシリコン基板の内部の透過率との関係を示すグラフである。
図１４は、本実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成図である。
図１５は、本実施形態に係る切断起点領域形成工程を説明するためのフローチャートである。
図１６は、実施例１に係る加工対象物の平面図である。
図１７は、実施例１に係る加工対象物の作製工程を示す断面図である。
図１８は、実施例１に係る切断起点領域形成工程を示す断面図である。
図１９は、実施例１に係る加工対象物において切断起点領域が中心線を跨いで位置する場合を示す断面図である。
図２０は、実施例１に係る加工対象物において切断起点領域の全ての部分が中心線に対して表面側に位置する場合を示す断面図である。
図２１は、実施例１に係る加工対象物において裏面側の切断起点領域が中心線上に位置し、表面側の切断起点領域が裏面側の切断起点領域と表面との間に位置する場合を示す断面図である。
図２２は、実施例１に係る押圧工程を示す断面図である。
図２３は、実施例１に係る拡張シートの拡張工程を示す断面図である。
図２４は、実施例１に係る切断起点領域形成工程において加工対象物の裏面側からレーザ光を照射する場合を示す断面図である。
図２５は、実施例２に係る切断起点領域形成工程を示す断面図である。
図２６は、実施例２に係る押圧工程を示す断面図である。
図２７は、実施例２に係る切断起点領域形成工程において加工対象物の裏面側からレーザ光を照射する場合を示す断面図である。

Claims (8)

1. ウェハ状の加工対象物である、複数の機能素子を含む積層部によって表面が覆われた基板の内部のみに集光点を合わせて、前記機能素子を保護するための保護フィルムが前記基板の前記表面側に貼り付けられた前記基板の裏面側からパルスレーザ光を照射し、前記パルスレーザ光の照射に応じて多光子吸収によって形成される部分としての改質領域を、隣り合う前記機能素子間を通るように格子状に設定された切断予定ラインに沿って前記基板の内部のみに複数形成し、この改質領域によって、前記基板の厚さ方向における中心位置から前記基板の前記表面側に偏倚した切断起点領域を前記切断予定ラインに沿って形成する切断起点領域形成工程と、
   前記基板の前記裏面にその後貼り付けられた拡張可能な拡張フィルムを介して前記基板の前記裏面側から押圧手段を前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物に押し当てることにより、前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物を押圧する押圧工程とを備えることを特徴とする加工対象物切断方法。
2. 前記切断起点領域形成工程では、前記加工対象物に対する前記切断予定ラインの位置データを記憶し、
   前記押圧工程では、前記位置データに基づいて、前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物を押圧することを特徴とする請求項１記載の加工対象物切断方法。
3. ウェハ状の加工対象物である、複数の機能素子を含む積層部によって表面が覆われた基板の内部のみに集光点を合わせて、前記機能素子を保護するための保護フィルムが前記基板の前記表面側に貼り付けられた前記基板の裏面側から、集光点におけるピークパワー密度が１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）以上で且つパルス幅が１μｓ以下の条件でパルスレーザ光を照射し、前記パルスレーザ光の照射に応じて形成される部分としてのクラック領域を含む改質領域を、隣り合う前記機能素子間を通るように格子状に設定された切断予定ラインに沿って前記基板の内部のみに複数形成し、この改質領域によって、前記基板の厚さ方向における中心位置から前記基板の前記表面側に偏倚した切断起点領域を前記切断予定ラインに沿って形成する切断起点領域形成工程と、
   前記基板の前記裏面にその後貼り付けられた拡張可能な拡張フィルムを介して前記基板の前記裏面側から押圧手段を前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物に押し当てることにより、前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物を押圧する押圧工程とを備えることを特徴とする加工対象物切断方法。
4. ウェハ状の加工対象物である、複数の機能素子を含む積層部によって表面が覆われた基板の内部のみに集光点を合わせて、前記機能素子を保護するための保護フィルムが前記基板の前記表面側に貼り付けられた前記基板の裏面側から、集光点におけるピークパワー密度が１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）以上で且つパルス幅が１μｓ以下の条件でパルスレーザ光を照射し、前記パルスレーザ光の照射に応じて形成される部分としての溶融処理領域を含む改質領域を、隣り合う前記機能素子間を通るように格子状に設定された切断予定ラインに沿って前記基板の内部のみに複数形成し、この改質領域によって、前記基板の厚さ方向における中心位置から前記基板の前記表面側に偏倚した切断起点領域を前記切断予定ラインに沿って形成する切断起点領域形成工程と、
   前記基板の前記裏面にその後貼り付けられた拡張可能な拡張フィルムを介して前記基板の前記裏面側から押圧手段を前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物に押し当てることにより、前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物を押圧する押圧工程とを備えることを特徴とする加工対象物切断方法。
5. ウェハ状の加工対象物である、複数の機能素子を含む積層部によって表面が覆われた基板の内部のみに集光点を合わせて、前記機能素子を保護するための保護フィルムが前記基板の前記表面側に貼り付けられた前記基板の裏面側から、集光点におけるピークパワー密度が１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）以上で且つパルス幅が１ｎｓ以下の条件でパルスレーザ光を照射し、前記パルスレーザ光の照射に応じて形成される部分としての屈折率変化領域を含む改質領域を、隣り合う前記機能素子間を通るように格子状に設定された切断予定ラインに沿って前記基板の内部のみに複数形成し、この改質領域によって、前記基板の厚さ方向における中心位置から前記基板の前記表面側に偏倚した切断起点領域を前記切断予定ラインに沿って形成する切断起点領域形成工程と、
   前記基板の前記裏面にその後貼り付けられた拡張可能な拡張フィルムを介して前記基板の前記裏面側から押圧手段を前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物に押し当てることにより、前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物を押圧する押圧工程とを備えることを特徴とする加工対象物切断方法。
6. 半導体材料からなるウェハ状の加工対象物である、複数の機能素子を含む積層部によって表面が覆われた基板の内部のみに集光点を合わせて、前記機能素子を保護するための保護フィルムが前記基板の前記表面側に貼り付けられた前記基板の裏面側から、集光点におけるピークパワー密度が１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）以上で且つパルス幅が１μｓ以下の条件でパルスレーザ光を照射し、前記パルスレーザ光の照射に応じて形成される部分としての改質領域を、隣り合う前記機能素子間を通るように格子状に設定された切断予定ラインに沿って前記基板の内部のみに複数形成し、この改質領域によって、前記基板の厚さ方向における中心位置から前記基板の前記表面側に偏倚した切断起点領域を前記切断予定ラインに沿って形成する切断起点領域形成工程と、
   前記基板の前記裏面にその後貼り付けられた拡張可能な拡張フィルムを介して前記基板の前記裏面側から押圧手段を前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物に押し当てることにより、前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物を押圧する押圧工程とを備えることを特徴とする加工対象物切断方法。
7. 圧電材料からなるウェハ状の加工対象物である、複数の機能素子を含む積層部によって表面が覆われた基板の内部のみに集光点を合わせて、前記機能素子を保護するための保護フィルムが前記基板の前記表面側に貼り付けられた前記基板の裏面側から、集光点におけるピークパワー密度が１×１０^８（Ｗ／ｃｍ^２）以上で且つパルス幅が１μｓ以下の条件でパルスレーザ光を照射し、前記パルスレーザ光の照射に応じて形成される部分としての改質領域を、隣り合う前記機能素子間を通るように格子状に設定された切断予定ラインに沿って前記基板の内部のみに複数形成し、この改質領域によって、前記基板の厚さ方向における中心位置から前記基板の前記表面側に偏倚した切断起点領域を前記切断予定ラインに沿って形成する切断起点領域形成工程と、
   前記基板の前記裏面にその後貼り付けられた拡張可能な拡張フィルムを介して前記基板の前記裏面側から押圧手段を前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物に押し当てることにより、前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物を押圧する押圧工程とを備えることを特徴とする加工対象物切断方法。
8. 半導体材料からなるウェハ状の加工対象物である、複数の機能素子を含む積層部によって表面が覆われた基板の内部のみに集光点を合わせて、前記機能素子を保護するための保護フィルムが前記基板の前記表面側に貼り付けられた前記基板の裏面側からパルスレーザ光を照射し、前記パルスレーザ光の照射に応じて形成される部分としての溶融処理領域を、隣り合う前記機能素子間を通るように格子状に設定された切断予定ラインに沿って前記基板の内部のみに複数形成し、この改質領域によって、前記基板の厚さ方向における中心位置から前記基板の前記表面側に偏倚した切断起点領域を前記切断予定ラインに沿って形成する切断起点領域形成工程と、
   前記基板の前記裏面にその後貼り付けられた拡張可能な拡張フィルムを介して前記基板の前記裏面側から押圧手段を前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物に押し当てることにより、前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物を押圧する押圧工程とを備えることを特徴とする加工対象物切断方法。

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