加工对象物切断方法 【技术领域】
本发明涉及一种用来沿着切断预定线切断板状的加工对象物的加工对象物切断方法。 背景技术 作为现有的上述技术领域的加工对象物切断方法， 已知有通过将激光照射至具有 基板和设置于该基板的表面的层叠部的加工对象物， 从而至少在基板的内部形成改质区 域， 以该改质区域作为切断的起点而沿着切断预定线切断加工对象物的方法 ( 例如， 参照 专利文献 1)。
专利文献
专利文献 1 ： 国际公开第 03/076120 号小册子
发明内容 发明所要解决的课题
在如上所述的加工对象物切断方法中， 例如， 当基板由 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics ： 低温共烧陶瓷 ) 等所构成， 对激光具有散乱性时， 激光难以在基板内 导光， 因此有时无法在基板的内部形成成为切断的起点的改质区域。
因此， 本发明的课题在于， 提供一种不受成为切断对象的加工对象物的材料所左 右且可沿着切断预定线精度良好地切断该加工对象物的加工对象物切断方法。
解决课题的技术手段
为了解决上述课题， 本发明所涉及的加工对象物切断方法， 其特征在于， 包含 ： 在 具备主面成为 (100) 面的硅基板的板状的第 1 加工对象物的一方的端面， 以与主面相对的 方式接合板状的第 2 加工对象物的另一方的端面的工序 ； 通过将激光照射于第 1 加工对象 物， 而沿着第 2 加工对象物的切断预定线在硅基板的内部形成熔融处理区域， 使以熔融处 理区域作为起点而产生的龟裂沿着切断预定线而到达第 1 加工对象物的另一方的端面的 工序 ； 及通过使应力产生于第 1 加工对象物， 而使龟裂沿着切断预定线到达第 2 加工对象物 的一方的端面， 且沿着切断预定线切断第 2 加工对象物的工序。
在该加工对象物切断方法中， 由于硅基板的主面为 (100) 面， 因而以熔融处理区 域作为起点而产生的龟裂， 在第 1 加工对象物中， 向硅基板的劈开方向 ( 即， 与硅基板的主 面垂直的方向 ) 伸展。此时， 由于第 2 加工对象物的另一方的端面被接合于第 1 加工对象 物的一方的端面， 因而在第 1 加工对象物中向与硅基板的主面垂直的方向伸展的龟裂， 几 乎不改变其方向地在第 2 加工对象物传导， 而到达第 2 加工对象物的一方的端面。而且， 当 使应力产生于第 1 加工对象物时， 由于以熔融处理区域作为起点而产生的龟裂到达第 1 加 工对象物的另一方的端面， 因而使该龟裂可容易地向第 2 加工对象物侧伸展。因此， 若沿着 第 2 加工对象物的切断预定线在第 1 加工对象物的硅基板的内部形成熔融处理区域， 则即 使没有在第 2 加工对象物形成任何切断的起点， 也可沿着切断预定线精度良好地切断第 2
加工对象物。
另外， 优选， 第 1 加工对象物的一方的端面与第 2 加工对象物的另一方的端面， 通 过阳极接合而接合。或者， 优选， 第 1 加工对象物的一方的端面与第 2 加工对象物的另一方 的端面， 通过表面活性化直接接合而接合。根据上述的接合方法， 第 1 加工对象物的一方的 端面与第 2 加工对象物的另一方的端面被坚固地直接接合。 因此， 可使在第 1 加工对象物中 向与硅基板的主面垂直的方向伸展的龟裂， 在第 1 加工对象物的一方的端面与第 2 加工对 象物的另一方的端面的界面连续且几乎不改变其方向地， 可靠地向第 2 加工对象物伸展。
另外， 优选， 激光以第 1 加工对象物的另一方的端面作为激光入射面而照射到第 1 加工对象物。在此情况下， 成为切断对象的第 2 加工对象物不论激光容易导光或难以导光， 均可在第 1 加工对象物的硅基板的内部可靠地形成熔融处理区域。
另外， 优选， 应力通过使安装于第 1 加工对象物的另一方的端面的可扩张的保持 构件扩张而产生于第 1 加工对象物。在此情况下， 由于以熔融处理区域作为起点而产生的 龟裂到达第 1 加工对象物的另一方的端面， 因而仅通过使安装于第 1 加工对象物的另一方 的端面的保持构件扩张， 从而可使该龟裂容易地向第 2 加工对象物侧伸展。
另外， 优选， 硅基板的厚度比第 2 加工对象物的厚度更厚。在此情况下， 更进一步 增强在第 1 加工对象物中向与硅基板的主面垂直的方向伸展的龟裂的一直前进性。因此， 可使该龟裂在第 1 加工对象物的一方的端面与第 2 加工对象物的另一方的端面的界面连续 且几乎不改变其方向地， 可靠地向第 2 加工对象物伸展。
另外， 优选， 第 2 加工对象物具有多个功能元件， 切断预定线设定成通过相邻的功 能元件之间。在此情况下， 可得到成品率良好的具有功能元件的芯片。
另外， 第 2 加工对象物， 有时具备玻璃基板、 有时具备 LTCC 基板、 有时具备蓝宝石 基板。 在上述的情况下， 即使没有在玻璃基板、 LTCC 基板、 蓝宝石基板形成任何切断的起点， 也可沿着切断预定线精度良好地切断第 2 加工对象物。
发明的效果
根据本发明， 可不受成为切断对象的加工对象物的材料所左右， 沿着切断预定线 精度良好地切断该加工对象物。另外， 由于不对加工对象物实施直接加工， 仅通过裂痕 ( 龟 裂 ) 来切断加工对象物， 因而其切断面的质量非常高 ( 平整 ) 且其芯片的抗折强度也非常 高。 附图说明
图 1 为用于改质区域的形成的激光加工装置的概略构成图。 图 2 为成为改质区域的形成的对象的加工对象物的平面图。 图 3 为沿着图 2 的加工对象物的 III-III 线的剖面图。 图 4 为激光加工后的加工对象物的平面图。 图 5 为沿着图 4 的加工对象物的 V-V 线的剖面图。 图 6 为沿着图 4 的加工对象物的 VI-VI 线的剖面图。 图 7 为表示激光加工后的硅晶圆的切断面的照片的图。 图 8 为显示激光的波长与硅基板的内部的透过率的关系的图表。 图 9 为显示激光的峰值功率密度与裂纹点的大小的关系的图表。图 10 为第 1 实施方式所涉及的加工对象物切断方法所适用的加工对象物的平面图。 图 11 为沿着图 10 的加工对象物的切断预定线的局部剖面图。
图 12 为用来说明第 1 实施方式所涉及的加工对象物切断方法的加工对象物的局 部剖面图。
图 13 为用来说明第 1 实施方式所涉及的加工对象物切断方法的加工对象物的局 部剖面图。
图 14 为用来说明第 1 实施方式所涉及的加工对象物切断方法的加工对象物的局 部剖面图。
图 15 为沿着第 2 实施方式所涉及的加工对象物切断方法所适用的加工对象物的 切断预定线的局部剖面图。
图 16 为用来说明第 2 实施方式所涉及的加工对象物切断方法的加工对象物的局 部剖面图。
图 17 为用来说明第 2 实施方式所涉及的加工对象物切断方法的加工对象物的局 部剖面图。
图 18 为用来说明第 2 实施方式所涉及的加工对象物切断方法的加工对象物的局 部剖面图。
图 19 为沿着第 3 实施方式所涉及的加工对象物切断方法所适用的加工对象物的 切断预定线的局部剖面图。
图 20 为用来说明第 3 实施方式所涉及的加工对象物切断方法的加工对象物的局 部剖面图。
图 21 为用来说明第 3 实施方式所涉及的加工对象物切断方法的加工对象物的局 部剖面图。
图 22 为用来说明第 3 实施方式所涉及的加工对象物切断方法的加工对象物的局 部剖面图。
图 23 为用来说明相对于分断用加工对象物的分离用熔融处理区域的形成的一例 的加工对象物的剖面图。
图 24 为沿着第 4 实施方式所涉及的加工对象物切断方法所适用的加工对象物的 切断预定线的局部剖面图。
图 25 为用来说明第 4 实施方式所涉及的加工对象物切断方法的加工对象物的局 部剖面图。
图 26 为用来说明第 4 实施方式所涉及的加工对象物切断方法的加工对象物的局 部剖面图。
图 27 为用来说明第 4 实施方式所涉及的加工对象物切断方法的加工对象物的局 部剖面图。
图 28 为沿着第 5 实施方式所涉及的加工对象物切断方法所适用的加工对象物的 切断预定线的局部剖面图。
图 29 为用来说明第 5 实施方式所涉及的加工对象物切断方法的加工对象物的局 部剖面图。
图 30 为用来说明第 5 实施方式所涉及的加工对象物切断方法的加工对象物的局 部剖面图。
图 31 为用来说明第 5 实施方式所涉及的加工对象物切断方法的加工对象物的局 部剖面图。
图 32 为沿着第 6 实施方式所涉及的加工对象物切断方法所适用的加工对象物的 切断预定线的局部剖面图。
图 33 为通过第 6 实施方式所涉及的加工对象物切断方法所切断的加工对象物的 剖面图。
图 34 为表示通过实施例形成有熔融处理区域的硅基板及玻璃基板的剖面的照片 的图。
图 35 为表示通过实施例所切断的硅基板及玻璃基板的照片的图。
图 36 为表示通过实施例所切断的硅基板及 LTCC 基板的照片的图。
图 37 为表示分离用熔融处理区域的形成例的加工对象物的构成图。
符号的说明
1、 1A、 1B、 1C、 1D、 1E、 1F…加工对象物 ( 第 2 加工对象物 )、 2… LTCC 基板、 5…切断 预定线、 7…改质区域、 9…玻璃基板、 10A、 10B、 10C、 10D、 10E、 10F…分断用加工对象物 ( 第 1 加工对象物 )、 12…硅基板、 13…熔融处理区域、 15…功能元件、 17…龟裂、 19、 42A、 42B…芯 片、 21…扩展带 ( 保持构件 )、 P…聚光点、 L…激光。 具体实施方式
以下， 针对本发明的优选的实施方式， 参照附图进行详细的说明。 还有， 在各图中， 对于相同或相当的部分赋予相同的符号， 省略重复的说明。
在本实施方式所涉及的加工对象物切断方法中， 通过使聚光点对准板状的加工对 象物并照射激光， 从而沿着切断预定线， 在加工对象物中形成改质区域。 因此， 首先， 参照图 1 ～ 9， 对本实施方式所涉及的加工对象物切断方法中的改质区域的形成进行说明。
如图 1 所示， 激光加工装置 100 具备 ： 使激光 ( 加工用激光 )L 脉冲振荡的激光光 源 101、 配置成使激光 L 的光轴的方向改变 90°的分色镜 (dichroic mirror)103、 用于使激 光 L 聚光的聚光用透镜 105。另外， 激光加工装置 100 具备 ： 用于支承被由聚光用透镜 105 聚光了的激光 L 照射的加工对象物 1 的支承台 107、 用于使支承台 107 沿着 X、 Y、 Z 轴方向 移动的可动台 111、 为了调节激光 L 的输出和脉冲宽度等而控制激光光源 101 的激光光源控 制部 102、 控制可动台 111 的移动的可动台控制部 115。
在该激光加工装置 100 中， 从激光光源 101 射出的激光 L 通过分色镜 103 而使其 光轴的方向改变 90°， 并通过聚光透镜 105 而被聚光于被载置在支承台 107 上的加工对象 物 1 的内部。与此同时， 使可动台 111 移动， 从而使加工对象物 1 相对于激光 L 而沿着切断 预定线 5 相对移动。由此， 沿着切断预定线 5 在加工对象物 1 中形成成为切断的起点的改 质区域。以下， 对该改质区域进行详细的说明。
如图 2 所示， 在板状的加工对象物 1 设定有用于切断加工对象物 1 的切断预定线 5。切断预定线 5 是延伸为直线状的假想线。在加工对象物 1 的内部形成改质区域的情况 下， 如图 3 所示， 在使聚光点 P 对准加工对象物 1 的内部的状态下， 使激光 L 沿着切断预定线 5( 即沿着图 2 的箭头 A 方向 ) 相对地移动。由此， 如图 4 ～ 6 所示， 改质区域 7 沿着切 断预定线 5 而被形成于加工对象物 1 的内部， 沿着切断预定线 5 形成的改质区域 7 成为切 断起点区域 8。
还有， 所谓聚光点 P， 是指激光 L 聚光的地方。另外， 切断预定线 5 不限于直线状， 可以是曲线状， 并且不限于假想线， 可以是在加工对象物 1 的表面 3 上实际引出的线。 另外， 改质区域 7 可以被连续地形成， 也可以被间断地形成。另外， 改质区域 7 可以至少被形成于 加工对象物 1 的内部。另外， 存在以改质区域 7 为起点而形成有龟裂的情况， 龟裂以及改质 区域 7 可以露出于加工对象物 1 的外表面 ( 表面、 背面、 或者是外周面 )。
在此， 激光 L 在透过加工对象物 1 的同时， 在加工对象物 1 的内部的聚光点附近被 特别吸收， 由此， 在加工对象物 1 中形成改质区域 7( 内部吸收型激光加工 )。因而， 由于在 加工对象物 1 的表面 3 激光 L 几乎不被吸收， 因此加工对象物 1 的表面 3 不会熔融。一般 而言， 在通过从表面 3 被熔融而被除去从而形成有孔或槽等的除去部的情况下， 加工区域 从表面 3 侧逐渐地向背面侧进展 ( 表面吸收型激光加工 )。
然而， 本实施方式所涉及的加工对象物切断方法中形成的改质区域是指成为密 度、 折射率、 机械强度或者其它的物理特性与周围不同的状态的区域。例如存在 (1) 熔融处 理区域、 (2) 裂纹区域、 绝缘破坏区域、 (3) 折射率变化区域等， 也存在混合存在有这些区域 的区域。 本实施方式所涉及的加工对象物切断方法中的改质区域是通过激光的局部吸收 或者多光子吸收等现象而被形成的。 所谓多光子吸收是指下述现象 ： 如果光子的能量 hv 比 材料的吸收的能带隙 (bandgap)EG 小则成为光学透明， 因此在材料中产生吸收的条件为 hv ＞ EG， 但是即使是光学透明的， 如果使激光 L 的强度足够大， 则在 nhv ＞ EG 的条件 (n ＝ 2、 3、 4、… ) 下在材料中产生吸收。通过多光子吸收而形成熔融处理区域例如被记载于熔接 学会全国大会演讲概要第 66 集 (2000 年 4 月 ) 的第 72 页～第 73 页的 “由皮秒脉冲激光而 得到的硅的加工特性评价” 中。
另 外， 也可以利用如 “D.Du， X.Liu， G.Korn， J.Squier， and G.Mourou， ‘Laser Induced Breakdown by Impact Ionization in SiO2 with Pulse Widths from 7ns to 150fs’ ， Appl Phys Lett64(23)， Jun.6， 1994” 中所记载的那样通过使用脉冲宽度为从几皮 秒到飞秒 (femto second) 的超短脉冲激光从而形成的改质区域。
(1) 改质区域包含熔融处理区域的情况
使聚光点对准加工对象物 ( 例如硅那样的半导体材料 ) 的内部， 并在聚光点的电 8 2 场强度为 1×10 (W/cm ) 以上且脉冲宽度为 1μs 以下的条件下照射激光 L。由此， 在聚光 点附近激光 L 被吸收从而加工对象物的内部被局部地加热， 通过该加热而在加工对象物的 内部形成熔融处理区域。
所谓熔融处理区域是一旦熔融后再固化的区域、 或是熔融状态中的区域、 或是从 熔融状态再固化的状态的区域， 也能够指相变化区域或是结晶构造变化的区域。 另外， 所谓 熔融处理区域也能够指在单结晶构造、 非晶质构造、 多结晶构造中、 某一构造变化成另一构 造的区域。 即， 例如指从单结晶构造变化成非晶质构造的区域、 从单结晶构造变化成多结晶 构造的区域、 从单结晶构造变化成包含非晶质构造及多结晶构造的构造的区域。在加工对 象物为单晶硅构造的情况下， 熔融处理区域是例如非晶硅构造。
图 7 为表示激光所照射的硅晶圆 ( 半导体基板 ) 的一部分中的截面的照片的图。 如图 7 所示， 在半导体基板 11 的内部形成有熔融处理区域 13。
对于在相对入射的激光的波长具有透过性的材料的内部形成熔融处理区域 13 的 情况进行说明。图 8 为表示激光的波长与硅基板的内部的透过率之间的关系的曲线图。在 此， 去除了硅基板的表面侧和背面侧的各自的反射成分， 仅表示内部的透过率。 对于硅基板 的厚度 t 分别为 50μm、 100μm、 200μm、 500μm、 1000μm 表示上述关系。
例如， 在作为 Nd:YAG 激光的波长的 1064nm 中， 硅基板的厚度为 500μm 以下的情 况下， 已知在硅基板的内部 80％以上的激光 L 透过。图 7 所示的半导体基板 11 的厚度为 350μm， 因此熔融处理区域 13 形成在半导体基板 11 的中心附近， 即距离表面 175μm 的部 分。 该情况下的透过率， 参考厚度 200μm 的硅晶圆， 则为 90％以上， 因此激光 L 只有一些会 在半导体基板 11 的内部被吸收， 绝大部分会透过。但是， 通过在 1×108(W/cm2) 以上且脉冲 宽度为 1μs 以下的条件下使激光 L 聚光在硅晶圆内部， 从而激光在聚光点及其附近被局部 吸收， 在半导体基板 11 的内部形成熔融处理区域 13。
在此， 在硅晶圆中有时会以熔融处理区域为起点产生龟裂。 另外， 有时会使龟裂包 含在熔融处理区域中而形成龟裂， 在该情况下， 该龟裂有时是遍及熔融处理区域中的整个 面而形成， 有时是仅在一部分或多个部分上形成。再者， 该龟裂有时会自然成长， 有时也会 因为对硅晶圆施加力而成长。龟裂从熔融处理区域自然成长的情况存在 ： 从熔融处理区域 熔融的状态成长的情况、 以及在从熔融处理区域熔融的状态再固化时成长的情况中的任意 一个。在此， 无论何种情况， 熔融处理区域形成在硅晶圆的内部， 在切断面上， 如图 7 所示， 在内部形成有熔融处理区域。 (2) 改质区域包含裂纹区域的情况
向加工对象物 ( 例如玻璃或是由 LiTaO3 构成的压电材料 ) 的内部对准聚光点， 并 8 2 在聚光点的电场强度为 1×10 (W/cm ) 以上且脉冲宽度为 1μs 以下的条件下照射激光 L。 该脉冲宽度的大小是激光 L 被吸收而在加工对象物的内部形成裂纹区域的条件。由此， 在 加工对象物的内部会产生所谓光学损伤的现象。 由于该光学损伤会在加工对象物的内部引 起热应变， 因此在加工对象物的内部会形成包含一个或多个裂纹的裂纹区域。裂纹区域也 可称为绝缘破坏区域。
图 9 是表示电场强度与裂纹的大小之间的关系的实验结果的图。横轴为峰值功率 密度， 由于激光 L 为脉冲激光， 因此电场强度以峰值功率密度来表示。纵轴表示由于 1 脉冲 的激光 L 而形成在加工对象物的内部的裂纹部分 ( 裂纹点 ) 的大小。裂纹点就是集中裂纹 区域。裂纹点的大小是裂纹点的形状中长度最长的部分的大小。图表中以黑色圆点表示的 数据是聚光用透镜 (C) 的倍率为 100 倍、 数值孔径 (NA) 为 0.80 的情况。另一方面， 图表中 以白色圆点表示的数据是聚光用透镜 (C) 的倍率为 50 倍、 数值孔径 (NA) 为 0.55 的情况。 11 2 已知峰值功率密度从 10 (W/cm ) 左右开始就会在加工对象物的内部产生裂纹点， 并且随着 峰值功率密度越大， 裂纹点也就越大。
(3) 改质区域包含折射率变化区域的情况
向加工对象物 ( 例如玻璃 ) 的内部对准聚光点， 并且在聚光点的电场强度为 8 2 1×10 (W/cm ) 以上且脉冲宽度为 1ns 以下的条件下照射激光 L。这样， 在脉冲宽度极短的 状态下， 如果激光 L 在加工对象物的内部被吸收， 则该能量不会转化成热能， 而是会在加工
对象物的内部引起离子价数变化、 结晶化或极化配向等的永远的构造变化， 并形成折射率 变化区域。
还有， 所谓改质区域是包含熔融处理区域、 绝缘破坏区域、 折射率变化区域等或是 混合存在有这些区域的区域， 是在该材料中改质区域的密度相比于非改质区域的密度发生 变化的区域， 或是形成有晶格缺陷的区域。也能够将这些统称为高密度转移区域。
另外， 熔融处理区域或折射率变化区域、 改质区域的密度相比于非改质区域的密 度发生变化的区域、 形成有晶格缺陷的区域， 进而可能会在这些区域的内部或在改质区域 与非改质区域的界面包含 ( 内包 ) 龟裂 ( 裂纹、 微裂纹 )。所内包的龟裂可能会遍及改质区 域的整个面或是仅在一部分或多个部分形成。
此外， 如果考虑加工对象物的结晶构造及其劈开性等， 并且如以下所述形成改质 区域， 则可以高精度地将加工对象物切断。
另外， 如果沿着为了形成上述改质区域的方向 ( 例如沿着单晶硅基板中的 (111) 面的方向 ) 或是沿着与为了形成改质区域的方向垂直的方向在基板上形成定向平面 (Orientation Flat)， 则通过以该定向平面为基准， 可以容易且正确地在基板上形成改质 区域。 接着， 针对本实施方式所涉及的加工对象物切断方法进行说明。
[ 第 1 实施方式 ]
图 10 为适用第 1 实施方式所涉及的加工对象物切断方法的加工对象物的平面图， 图 11 为沿着图 10 的加工对象物的切断预定线的局部剖面图。如图 10、 11 所示， 板状的加 工对象物 ( 第 2 加工对象物 )1A 具备 ： 不含有碱金属的 LTCC 基板 2、 形成在 LTCC 基板 2 的 表面 2a 的装置层 4、 以及形成在 LTCC 基板 2 的背面 2b 的玻璃层 6。在此， 装置层 4 的表面 4a 成为加工对象物 1A 的表面 ( 一方的端面 )1a， 玻璃层 6 的背面 6b 成为加工对象物 1A 的 背面 ( 另一方的端面 )1b。
装置层 4 是包含硅的层， 具有被排列成矩阵状的多个功能元件 15。 功能元件 15 是 例如， 通过结晶成长所形成的半导体动作层、 光电二极管等的受光元件、 激光二极管等的发 光元件、 或者作为电路所形成的电路元件等。用来将加工对象物 1A 切断成多个芯片的切断 预定线 5， 以通过相邻的功能元件 15 之间的方式设定成格子状。
玻璃层 6 是 #7740 等由含有碱金属的玻璃所构成的层， 例如， 通过喷射法而成膜成 厚度 400nm 左右。玻璃层 6 以从加工对象物 1A 的厚度方向看时含有切断预定线 5 的方式 图案化成格子状。
相对于如上所述构成的加工对象物 1A， 如下所述， 适用第 1 实施方式所涉及的加 工对象物切断方法。
首先， 如图 12(a) 所示， 准备具备主面 ( 即， 表面 12a 及背面 12b) 成为 (100) 面的 硅基板 12 的板状的分断用加工对象物 ( 第 1 加工对象物 )10A。在此， 由于分断用加工对象 物 10A 仅由硅基板 12 所构成， 因而硅基板 12 的表面 12a 成为分断用加工对象物 10A 的表 面 ( 一方的端面 )10a， 硅基板 12 的背面 12b 成为分断用加工对象物 10A 的背面 ( 另一方的 端面 )10b。
接着， 直接接合分断用加工对象物 10A 的表面 10a 与加工对象物 1A 的背面 1b。由 此， 加工对象物 1A 的背面 1b 与硅基板 12 的主面相对。分断用加工对象物 10A 的表面 10a
与加工对象物 1A 的背面 1b 通过阳极接合接合。也就是说， 在使分断用加工对象物 10A 的 表面 10a 与加工对象物 1A 的背面 1b 接触的状态下， 一边加热到 300℃以上， 一边在分断用 加工对象物 10A 对加工对象物 1A 施加数百 V ～数 kV 的正电压。由此， 在分断用加工对象 物 10A 与加工对象物 1A 之间产生静电引力， 分断用加工对象物 10A 的表面 10a 与加工对象 物 1A 的背面 1b 通过共价键接合。
更详细而言， 加工对象物 1A 的玻璃层 6 中的碱金属离子向分断用加工对象物 10A 侧移动， 玻璃层 6 的背面 6b 被设定为负 ( 分极 )。此时， 由于分断用加工对象物 10A 侧为 正， 因而在分断用加工对象物 10A 与加工对象物 1A 之间产生静电引力， 互相拉引直至在原 子水平接触为止。然后， 一边将存在于分断用加工对象物 10A 的表面 10a 与加工对象物 1A 的背面 1b 的多余的氧原子作为氧气放出， 一边使所残留的氧原子为硅基板 12 的硅原子与 玻璃层 6 中的硅原子所共有， 使分断用加工对象物 10A 的表面 10a 与加工对象物 1A 的背面 1b 坚固地接合。
接着， 使分断用加工对象物 10A 的背面 10b 为上侧， 将加工对象物 1A、 10A 固定在 激光加工装置的支承台 ( 无图示 ) 上。然后， 如图 12(b) 所示， 以分断用加工对象物 10A 的 背面 10b 作为激光入射面， 使聚光点 P 对准硅基板 12 的内部并照射激光 L， 通过支承台的移 动， 而沿着各切断预定线 5 相对地移动聚光点 P。对 1 条切断预定线 5 进行多次沿着该各切 断预定线 5 的聚光点 P 的相对移动， 但通过使对准聚光点 P 的位置与背面 10b 的距离在各 次中改变， 从而从表面 10a 侧开始依次地相对于 1 条切断预定线 5 在硅基板 12 的内部逐列 地形成多列的熔融处理区域 13。
此时， 以熔融处理区域 13 作为起点， 使产生于分断用加工对象物 10A 的厚度方向 的龟裂 17， 沿着切断预定线 5 而到达分断用加工对象物 10A 的背面 10b。此外， 相对于 1 条 切断预定线 5 而应形成的熔融处理区域 13 的列数， 对应于分断用加工对象物 10A 的厚度等 而变化。例如， 若分断用加工对象物 10A 比较薄， 通过相对于 1 条切断预定线 5 而形成 1 列 的熔融处理区域 13 从而可使龟裂 17 到达分断用加工对象物 10A 的背面 10b 的话， 则相对 于 1 条切断预定线 5 不需要形成多列的熔融处理区域 13。
接着， 如图 13(a) 所示， 在分断用加工对象物 10A 的背面 10b 贴上扩展带 ( 保持构 件 )21。然后， 如图 13(b) 所示， 使扩展带 21 扩张， 而使应力产生于分断用加工对象物 10A。 即， 经由扩展带 ( 保持构件 ) 而对分断用加工对象物施加力。由此， 经由图案化成格子状的 玻璃层 6， 而沿着切断预定线 5 使龟裂 17 到达加工对象物 1A 的表面 1a， 并沿着切断预定线 5 切断加工对象物 1A。
接着， 如图 14 所示， 通过从切断了的加工对象物 1A 移除切断了的分断用加工对象 物 10A， 而得到具有 1 个功能元件 15 的芯片 19。 更详细而言， 使扩展带 21 扩张， 在切断了的 加工对象物 1A 彼此分离的状态下， 以覆盖全部的加工对象物 1A 的功能元件 15 侧的方式， 在切断了的加工对象物 1A 贴上保持带。其后， 从切断了的分断用加工对象物 10A 剥离扩展 带 21。也就是说， 将切断了的全部加工对象物 1A、 10A 从扩展带 21 转印到保持带。然后， 在 被贴附于保持带的状态下， 使切断了的加工对象物 1A、 10A 浸渍于 HF 溶液等的蚀刻液。由 此， 玻璃层 6 通过蚀刻而选择性地去除， 从切断了的加工对象物 1A， 剥离切断了的分断用加 工对象物 10A。 此外， 在本实施方式中， 将接合用且剥离用的玻璃层 6 图案化成格子状， 但只 要能够剥离， 也可在整个面形成玻璃层 6。 但是， 由于通过图案化而变得容易蚀刻， 其处理时间可缩短化， 因而图案化具有优点。
如以上说明所述， 在第 1 实施方式所涉及的加工对象物切断方法中， 硅基板 12 的 主面成为 (100) 面。因此， 以熔融处理区域 13 作为起点而产生的龟裂 17， 在分断用加工对 象物 10A， 向硅基板 12 的劈开方向 ( 即， 与硅基板 12 的主面垂直的方向 ) 伸展。
此时， 加工对象物 1A 的背面 1b 与分断用加工对象物 10A 的表面 10a 通过阳极接合 而接合。因此， 在分断用加工对象物 10A 向与硅基板 12 的主面垂直的方向伸展的龟裂 17， 在分断用加工对象物 10A 的表面 10a 与加工对象物 1A 的背面 1b 的界面连续且几乎不改变 其方向地， 可靠地在加工对象物 1A 传导， 而到达加工对象物 1A 的表面 1a。
而且， 当使应力产生于分断用加工对象物 10A 时， 以熔融处理区域 13 作为起点而 产生的龟裂 17 到达分断用加工对象物 10A 的背面 10b。因此， 仅通过使贴附于分断用加工 对象物 10A 的背面 10b 的扩展带 21 扩张， 从而以熔融处理区域 13 作为起点而产生的龟裂 17， 容易地向加工对象物 1A 侧伸展。
如以上所述， 若沿着加工对象物 1A 的切断预定线 5 而在分断用加工对象物 10A 的 硅基板 12 的内部形成熔融处理区域 13， 则即使在加工对象物 1A 没有形成任何切断的起点， 也可沿着切断预定线 5 精度良好地切断加工对象物 1A。 而且， 由于在所得到的芯片 19 的切 断面， 不存在熔融处理区域 13， 因而可使芯片 19 的抗折强度提高。 另外， 通过形成含有碱金属的玻璃层 6， 从而即使将不含有碱金属的 LTCC 基板 2 用 于加工对象物 1A， 也可通过阳极接合而接合分断用加工对象物 10A 的表面 10a 与加工对象 物 1A 的背面 1b。而且， 在 LTCC 基板 2 的表面 2a 形成装置层 4 时， 可防止装置层 4 因碱金 属而被污染。
另外， 激光 L， 以分断用加工对象物 10A 的背面 10b 作为激光入射面而照射到分断 用加工对象物 10A。 由此， 成为切断对象的加工对象物 1A 不论激光 L 容易导光或难以导光， 均可在分断用加工对象物 10A 的硅基板 12 的内部可靠地形成熔融处理区域 13。
此外， 若使硅基板 12 的厚度比加工对象物 1A 的厚度更厚， 则可更进一步增强在分 断用加工对象物 10A 中向与硅基板 12 的主面垂直的方向伸展的龟裂 17 的一直前进性。在 此情况下， 在分断用加工对象物 10A 中向与硅基板 12 的主面垂直的方向伸展的龟裂 17， 在 分断用加工对象物 10A 的表面 10a 与加工对象物 1A 的背面 1b 的界面连续且几乎不改变其 方向地， 更可靠地在加工对象物 1A 传导。
[ 第 2 实施方式 ]
图 15 是沿着适用第 2 实施方式所涉及的加工对象物切断方法的加工对象物的切 断预定线的局部剖面图。如图 15 所示， 板状的加工对象物 ( 第 2 加工对象物 )1B 具备 ： 不 含有碱金属的 LTCC 基板 2、 形成在 LTCC 基板 2 的表面 2a 的装置层 4。装置层 4 具有排列 成矩阵状的多个功能元件 15， 切断预定线 5 以通过相邻的功能元件 15 之间的方式设定成格 子状。在此， 装置层 4 的表面 4a 成为加工对象物 1B 的表面 ( 另一方的端面 )1a， LTCC 基板 2 的背面 2b 则成为加工对象物 1B 的背面 ( 一方的端面 )1b。
相对于如以上所述构成的加工对象物 1A， 如以下所述， 适用第 2 实施方式所涉及 的加工对象物切断方法。
首先， 如图 16(a) 所示， 准备具备主面 ( 即， 表面 12a 及背面 12b) 成为 (100) 面的 硅基板 12、 以及形成在硅基板 12 的背面 12b 的玻璃层 6 的板状的分断用加工对象物 ( 第 1
加工对象物 )10B。在此， 硅基板 12 的表面 12a 成为分断用加工对象物 10B 的表面 ( 另一方 的端面 )10a， 玻璃层 6 的背面 6b 则成为分断用加工对象物 10B 的背面 ( 一方的端面 )10b。
还有， 玻璃层 6 是 #7740 等由含有碱金属的玻璃所构成的层， 例如， 通过喷射法而 成膜成厚度 400nm 左右。 玻璃层 6， 以在进行后面所述的直接接合的情况下从分断用加工对 象物 10B 的厚度方向看时含有切断预定线 5 的方式， 图案化成格子状。
接着， 通过阳极接合而接合分断用加工对象物 10B 的背面 10b 与加工对象物 1B 的 表面 1a。由此， 加工对象物 1B 的表面 1a 与硅基板 12 的主面相对。
接着， 如图 16(b) 所示， 通过以分断用加工对象物 10B 的表面 10a 作为激光入射面 而使聚光点 P 对准硅基板 12 的内部并照射激光 L， 从而相对于 1 条切断预定线 5 在硅基板 12 的内部形成多列的熔融处理区域 13。此时， 以熔融处理区域 13 作为起点， 使产生于分断 用加工对象物 10B 的厚度方向的龟裂 17， 沿着切断预定线 5 而到达分断用加工对象物 10B 的表面 10a。
接着， 如图 17(a) 所示， 在分断用加工对象物 10B 的表面 10a 贴上扩展带 21。然 后， 如图 17(b) 所示， 使扩展带 21 扩张， 而使应力产生于分断用加工对象物 10B。 即， 经由扩 展带 ( 保持构件 ) 而对分断用加工对象物施加力。由此， 经由图案化成格子状的玻璃层 6， 而沿着切断预定线 5 使龟裂 17 到达加工对象物 1B 的背面 1b， 并沿着切断预定线 5 切断加 工对象物 1B。 接着， 如图 18 所示， 通过从切断了的加工对象物 1B 移除切断了的分断用加工对象 物 10B， 而得到具有 1 个功能元件 15 的芯片 19。更详细而言， 将切断了的全部加工对象物 1B、 10B 从扩展带 21 转印到保持带。然后， 在贴附于保持带的状态下， 使切断了的加工对象 物 1B、 10B 浸渍于 HF 溶液等的蚀刻液。由此， 玻璃层 6 通过蚀刻选择性地去除， 从切断了的 加工对象物 1B， 剥离切断了的分断用加工对象物 10B。
如以上说明所述， 在第 2 实施方式所涉及的加工对象物切断方法中， 与上述第 1 实 施方式所涉及的加工对象物切断方法同样地， 若沿着加工对象物 1B 的切断预定线 5 在分断 用加工对象物 10B 的硅基板 12 的内部形成熔融处理区域 13， 则即使在加工对象物 1B 没有 形成任何切断的起点， 也可沿着切断预定线 5 精度良好地切断加工对象物 1B。
[ 第 3 实施方式 ]
图 19 是沿着适用第 3 实施方式所涉及的加工对象物切断方法的加工对象物的切 断预定线的局部剖面图。如图 19 所示， 板状的加工对象物 ( 第 2 加工对象物 )1C 具备 ： 不 含有碱金属的 LTCC 基板 2、 以及形成在 LTCC 基板 2 的表面 2a 的装置层 4。装置层 4 具有 排列成矩阵状的多个功能元件 15， 切断预定线 5 以通过相邻的功能元件 15 之间的方式设定 成格子状。在此， 装置层 4 的表面 4a 成为加工对象物 1C 的表面 ( 一方的端面 )1a， 而 LTCC 基板 2 的背面 2b 成为加工对象物 1C 的背面 ( 另一方的端面 )1b。
相对于如以上所述构成的加工对象物 1C， 如以下所述， 适用第 3 实施方式所涉及 的加工对象物切断方法。
首先， 如图 20(a) 所示， 准备具备主面 ( 即， 表面 12a 及背面 12b) 成为 (100) 面的 硅基板 12 的板状的分断用加工对象物 ( 第 1 加工对象物 )10C。在此， 由于分断用加工对象 物 10C 仅由硅基板 12 所构成， 因而硅基板 12 的表面 12a 成为分断用加工对象物 10C 的表 面 ( 一方的端面 )10a， 硅基板 12 的背面 12b 则成为分断用加工对象物 10C 的背面 ( 另一方
的端面 )10b。
还有， 在分断用加工对象物 10C 的表面 10a( 即， 硅基板 12 的表面 12a)， 以在进行 后面所述的直接接合的情况下从分断用加工对象物 10C 的厚度方向看时与功能元件 15 相 对的方式， 形成有排列成矩阵状的凹部 14。 由此， 隔开相邻的凹部 14 的残存部 16， 以在进行 后面所述的直接接合的情况下从分断用加工对象物 10C 的厚度方向看时含有切断预定线 5 的方式， 图案化成格子状。在残存部 16， 分离用 ( 剥离用 ) 熔融处理区域 18 被形成为面状。
接着， 直接接合分断用加工对象物 10C 的表面 10a 与加工对象物 1C 的背面 1b。由 此， 加工对象物 1C 的背面 1b 与硅基板 12 的主面相对。分断用加工对象物 10C 的表面 10a 与加工对象物 1C 的背面 1b， 通过表面活性化直接接合而接合。
更详细而言， 在真空中， 对分断用加工对象物 10C 的表面 10a 及加工对象物 1C 的 背面 1b 照射不活泼气体的离子束等， 去除氧化物或吸附分子。由此， 露出于分断用加工对 象物 10C 的表面 10a 及加工对象物 1C 的背面 1b 的原子， 形成化学键的键结手的一部分失 去键结对象 (bonding partner)， 成为相对于其他的原子具有强的键结力的状态。 在此状态 下， 若使分断用加工对象物 10C 的表面 10a 与加工对象物 1C 的背面 1b 接触， 则表面 10a 与 背面 1b 被坚固地接合。 接着， 如图 20(b) 所示， 通过以分断用加工对象物 10C 的背面 10b 作为激光入射面 而使聚光点 P 对准硅基板 12 的内部并照射激光 L， 而相对于 1 条切断预定线 5 在硅基板 12 的内部形成多列的熔融处理区域 13。此时， 以熔融处理区域 13 作为起点， 使产生于分断用 加工对象物 10C 的厚度方向的龟裂 17， 沿着切断预定线 5 而到达分断用加工对象物 10C 的 背面 10b。
接着， 如图 21(a) 所示， 在分断用加工对象物 10C 的背面 10b 贴上扩展带 21。然 后， 如图 21(b) 所示， 使扩展带 21 扩张， 而使应力产生于分断用加工对象物 10C。 即， 经由扩 展带 ( 保持构件 ) 而对分断用加工对象物施加力。 由此， 经由图案化成格子状的残存部 16， 而沿着切断预定线 5 使龟裂 17 到达加工对象物 1C 的表面 1a， 并沿着切断预定线 5 切断加 工对象物 1C。
接着， 如图 22 所示， 通过从切断了的加工对象物 1C 移除切断了的分断用加工对象 物 10C， 而得到具有 1 个功能元件 15 的芯片 19。更详细而言， 将切断了的全部加工对象物 1C、 10C 从扩展带 21 转印到保持带。然后， 在贴附于保持带的状态下， 使切断了的加工对象 物 1C、 10C 浸渍于 KOH 溶液等的蚀刻液。由此， 在分断用加工对象物 10C 中形成有分离用熔 融处理区域 18 的残存部 16 通过蚀刻相对较快地 ( 选择性地 ) 去除， 从切断了的加工对象 物 1C 剥离切断了的分断用加工对象物 10C。 还有， 分离用熔融处理区域被选择性地蚀刻， 是 因为在熔融处理区域形成有多个微细的龟裂或因材料的变质等而使蚀刻速率比非改质区 域高。
如以上说明所述， 在第 3 实施方式所涉及的加工对象物切断方法中， 与上述第 1 实 施方式所涉及的加工对象物切断方法同样地， 若沿着加工对象物 1C 的切断预定线 5 在分断 用加工对象物 10C 的硅基板 12 的内部形成熔融处理区域 13， 则即使在加工对象物 1C 没有 形成任何切断的起点， 也可沿着切断预定线 5 精度良好地切断加工对象物 1C。
此外， 相对于分断用加工对象物 10C 的分离用熔融处理区域 18 的形成的一例， 如 下所述。即， 如图 23(a) 所示， 使分断用加工对象物 10C 在其中心轴线 CL 周围旋转。然后，
如图 23(a) ～ (d) 所示， 一边以分断用加工对象物 10C 的表面 10a 作为激光入射面而使聚 光点 P 对准硅基板 12 的表面 12a 附近并照射激光 L， 并从分断用加工对象物 10C 的外缘部 朝向中心部而相对地移动聚光点 P。 由此， 在分断用加工对象物 10C 的表面 10a( 即， 硅基板 12 的表面 12a) 附近， 分离用熔融处理区域 18 被形成为面状。
当然， 也可以分断用加工对象物 10C 的背面 10b 作为激光入射面， 而从分断用加工 对象物 10C 的中心部朝向外缘部相对地移动聚光点 P。另外， 相对于分断用加工对象物 10C 的凹部 14 的形成， 可在相对于分断用加工对象物 10C 的分离用熔融处理区域 18 的形成之 前， 也可在之后。再者， 也可在接合分断用加工对象物 10C 的表面 10a 与加工对象物 1C 的 背面 1b 之后， 在分断用加工对象物 10C 形成分离用熔融处理区域 18。
[ 第 4 实施方式 ]
图 24 是沿着第 4 实施方式所涉及的加工对象物切断方法所适用的加工对象物的 切断预定线的局部剖面图。如图 24 所示， 板状的加工对象物 ( 第 2 加工对象物 )1D， 具有与 上述第 3 实施方式的加工对象物 1C 同样的构成。在此， 装置层 4 的表面 4a 成为加工对象 物 1D 的表面 ( 另一方的端面 )1a， LTCC 基板 2 的背面 2b 成为加工对象物 1D 的背面 ( 一方 的端面 )1b。
相对于如以上所述构成的加工对象物 1D， 如下所述， 适用第 4 实施方式所涉及的 加工对象物切断方法。
首先， 如图 25(a) 所示， 准备具备主面 ( 即， 表面 12a 及背面 12b) 成为 (100) 面的 硅基板 12 的板状的分断用加工对象物 ( 第 1 加工对象物 )10D。在此， 由于分断用加工对象 物 10D 仅由硅基板 12 所构成， 因而硅基板 12 的表面 12a 成为分断用加工对象物 10D 的表 面 ( 另一方的端面 )10a， 硅基板 12 的背面 12b 则成为分断用加工对象物 10D 的背面 ( 一方 的端面 )10b。
还有， 在分断用加工对象物 10D 的背面 10b( 即， 硅基板 12 的背面 12b)， 以在进行 后面所述的直接接合的情况下从分断用加工对象物 10D 的厚度方向看时与功能元件 15 相 对的方式， 形成有排列成矩阵状的凹部 14。 由此， 隔开相邻的凹部 14 的残存部 16， 以在进行 后面所述的直接接合的情况下从分断用加工对象物 10D 的厚度方向看时含有切断预定线 5 的方式， 图案化成格子状。在残存部 16， 分离用熔融处理区域 18 形成为面状。
接着， 通过表面活性化直接接合接合分断用加工对象物 10D 的背面 10b 与加工对 象物 1D 的表面 1a。由此， 加工对象物 1D 的表面 1a 与硅基板 12 的主面相对。
接着， 如图 25(b) 所示， 通过以分断用加工对象物 10D 的表面 10a 作为激光入射面 而使聚光点 P 对准硅基板 12 的内部并照射激光 L， 而相对于 1 条切断预定线 5 在硅基板 12 的内部形成多列的熔融处理区域 13。此时， 以熔融处理区域 13 作为起点， 使产生于分断用 加工对象物 10D 的厚度方向的龟裂 17， 沿着切断预定线 5 而到达分断用加工对象物 10D 的 表面 10a。
接着， 如图 26(a) 所示， 在分断用加工对象物 10D 的表面 10a 贴上扩展带 21。然 后， 如图 26(b) 所示， 使扩展带 21 扩张， 而使应力产生于分断用加工对象物 10D。 即， 经由扩 展带 ( 保持构件 ) 而对分断用加工对象物施加力。 由此， 经由图案化成格子状的残存部 16， 而沿着切断预定线 5 使龟裂 17 到达加工对象物 1D 的背面 1b， 并沿着切断预定线 5 切断加 工对象物 1D。接着， 如图 27 所示， 通过从切断了的加工对象物 1D 移除切断了的分断用加工对象 物 10D， 而得到具有 1 个功能元件 15 的芯片 19。更详细而言， 将切断了的全部加工对象物 1D、 10D 从扩展带 21 转印到保持带。然后， 在贴附于保持带的状态下， 使切断了的加工对象 物 1D、 10D 浸渍于 KOH 溶液等的蚀刻液。由此， 在分断用加工对象物 10D 中形成有分离用熔 融处理区域 18 的残存部 16 通过蚀刻相对较快地 ( 选择性地 ) 去除， 从切断了的加工对象 物 1D 剥离切断了的分断用加工对象物 10D。
如以上说明所述， 在第 4 实施方式所涉及的加工对象物切断方法中， 与上述第 1 实 施方式所涉及的加工对象物切断方法同样地， 若沿着加工对象物 1D 的切断预定线 5 在分断 用加工对象物 10D 的硅基板 12 的内部形成熔融处理区域 13， 则即使在加工对象物 1D 没有 形成任何切断的起点， 也可沿着切断预定线 5 精度良好地切断加工对象物 1D。
[ 第 5 实施方式 ]
图 28 是沿着第 5 实施方式所涉及的加工对象物切断方法所适用的分断用加工对 象物的切断预定线的局部剖面图。首先， 如图 28 所示， 准备具备主面 ( 即， 表面 12a 及背面 12b) 成为 (100) 面的硅基板 12 的板状的分断用加工对象物 ( 第 1 加工对象物 )10E。 在此， 由于分断用加工对象物 10E 仅由硅基板 12 所构成， 因而硅基板 12 的表面 12a 成为分断用 加工对象物 10E 的表面 ( 一方的端面 )10a， 硅基板 12 的背面 12b 则成为分断用加工对象物 10E 的背面 ( 另一方的端面 )10b。
还有， 在分断用加工对象物 10E 的表面 10a( 即， 硅基板 12 的表面 12a) 的附近， 分 离用熔融处理区域 18 形成为面状。分离用熔融处理区域 18 的形成位置， 至少在比硅基板 12 的厚度方向的中心位置更靠近表面 12a 侧的一侧。
接着， 如图 29(a) 所示， 在分断用加工对象物 10E 的表面 10a， 形成屏蔽层 22。然 后， 在屏蔽层 22 上， 交替地层叠多个绝缘树脂层 23 与多个配线层 24， 最后形成连接端子层 25。由此， 形成具有排列成矩阵状的多个电路模块 26 的加工对象物 ( 第 2 加工对象物 )1E。 用来将加工对象物 1E 切断成多个芯片的切断预定线 5， 以通过相邻的电路模块 26 之间的方 式设定成格子状。在此， 连接端子层 25 的表面 25a 成为加工对象物 1E 的表面 ( 一方的端 面 )1a， 屏蔽层 22 的背面 22b 则成为加工对象物 1E 的背面 ( 另一方的端面 )1b。
还有， 如上所述在分断用加工对象物 10E 的表面 10a 直接形成加工对象物 1E 的方 式， 也包括接合分断用加工对象物 10E 的表面 10a 与加工对象物 1E 的背面 1b。然后， 由此， 加工对象物 1E 的背面 1b 与硅基板 12 的主面相对。
接着， 如图 29(b) 所示， 通过以分断用加工对象物 10E 的背面 10b 作为激光入射面 而使聚光点 P 对准硅基板 12 的内部并照射激光 L， 而相对于 1 条切断预定线 5 在硅基板 12 的内部形成多列的熔融处理区域 13。 此时， 使以熔融处理区域 13 作为起点而产生于分断用 加工对象物 10E 的厚度方向的龟裂 17， 沿着切断预定线 5 而到达分断用加工对象物 10E 的 背面 10b。
接着， 如图 30(a) 所示， 在分断用加工对象物 10E 的背面 10b 贴上扩展带 21。然 后， 如图 30(b) 所示， 使扩展带 21 扩张， 而使应力产生于分断用加工对象物 10E。 即， 经由扩 展带 ( 保持构件 ) 而对分断用加工对象物施加力。由此， 使龟裂 17 沿着切断预定线 5 到达 加工对象物 1E 的表面 1a， 并沿着切断预定线 5 切断加工对象物 1E。
接着， 如图 31 所示， 通过从切断了的加工对象物 1E 移除切断了的分断用加工对象物 10E， 而得到对应于 1 个电路模块 26 的芯片 19。更详细而言， 将切断了的全部加工对象 物 1E、 10E 从扩展带 21 转印到保持带。然后， 在贴附于保持带的状态下， 使切断了的加工对 象物 1E、 10E 浸渍于 KOH 溶液等的蚀刻液。由此， 在分断用加工对象物 10E 中形成有分离用 熔融处理区域 18 的部分通过蚀刻相对较快地 ( 选择性地 ) 去除， 从切断了的加工对象物 1E 剥离切断了的分断用加工对象物 10E。
如以上说明所述， 在第 5 实施方式所涉及的加工对象物切断方法中， 与上述第 1 实 施方式所涉及的加工对象物切断方法同样地， 若沿着加工对象物 1E 的切断预定线 5 在分断 用加工对象物 10E 的硅基板 12 的内部形成熔融处理区域 13， 则即使在加工对象物 1E 没有 形成任何切断的起点， 也可沿着切断预定线 5 精度良好地切断加工对象物 1E。
[ 第 6 实施方式 ]
图 32 是沿着第 6 实施方式所涉及的加工对象物切断方法所适用的加工对象物的 切断预定线的局部剖面图。如图 32 所示， 板状的加工对象物 ( 第 2 加工对象物 )1F， 具备蓝 宝石基板 31 以及形成在蓝宝石基板 31 的表面 31a 的半导体层 32。半导体层 32 具有排列 成矩阵状的多个功能元件 15， 切断预定线 5 以通过相邻的功能元件 15 之间的方式设定成格 子状。在此， 半导体层 32 的表面 32a 成为加工对象物 1F 的表面 ( 一方的端面 )1a， 蓝宝石 基板 31 的背面 31b 则成为加工对象物 1F 的背面 ( 另一方的端面 )1b。 各功能元件 15 起到作为 LED 的功能， 由缓冲层 33、 n 型 GaN 包覆层 34、 InGaN/GaN 活性层 35、 p 型 GaN 包覆层 36 及 p 型透光性电极层 37 从蓝宝石基板 31 侧开始依此顺序层 叠而构成。在 p 型透光性电极层 37 上的一部分区域形成 p 型电极 38， 在 n 型 GaN 包覆层 34 上的一部分区域形成 n 型电极 39。
相对于如以上所述构成的加工对象物 1F， 如下所述， 适用第 6 实施方式所涉及的 加工对象物切断方法。
首先， 准备具备主面 ( 即， 表面 12a 及背面 12b) 成为 (100) 面的硅基板 12 的板 状的分断用加工对象物 ( 第 1 加工对象物 )10F。在此， 由于分断用加工对象物 10F 仅由硅 基板 12 所构成， 因而硅基板 12 的表面 12a 成为分断用加工对象物 10F 的表面 ( 一方的端 面 )10a， 硅基板 12 的背面 12b 则成为分断用加工对象物 10F 的背面 ( 另一方的端面 )10b。
还有， 在分断用加工对象物 10F 的表面 10a( 即， 硅基板 12 的表面 12a) 的附近， 分 离用熔融处理区域 18 形成为面状。分离用熔融处理区域 18 的形成位置， 至少在比硅基板 12 的厚度方向的中心位置更靠近表面 12a 侧的一侧。
接着， 通过表面活性化直接接合接合分断用加工对象物 10F 的表面 10a 与加工对 象物 1F 的背面 1b。由此， 加工对象物 1F 的背面 1b 与硅基板 12 的主面相对。
接着， 通过以分断用加工对象物 10F 的背面 10b 作为激光入射面而使聚光点 P 对 准硅基板 12 的内部并照射激光 L， 而相对于 1 条切断预定线 5 在硅基板 12 的内部形成多列 的熔融处理区域 13。此时， 使以熔融处理区域 13 作为起点而产生于分断用加工对象物 10F 的厚度方向的龟裂 17， 沿着切断预定线 5 而到达分断用加工对象物 10F 的背面 10b。
接着， 在分断用加工对象物 10F 的背面 10b 贴上扩展带 21。然后， 使扩展带 21 扩 张， 而使应力产生于分断用加工对象物 10F。即， 经由扩展带 ( 保持构件 ) 而对分断用加工 对象物施加力。由此， 使龟裂 17 沿着切断预定线 5 到达加工对象物 1F 的表面 1a， 沿着切断 预定线 5 切断加工对象物 1F。
接着， 如图 33(a) 所示， 通过从切断了的加工对象物 1F 移除切断了的分断用加工 对象物 10F， 在切断了的蓝宝石基板 31 的背面 31b 安装散热片 41， 而得到具有 1 个功能元 件 15 的 LED 芯片 42A。更详细而言， 将切断了的全部加工对象物 1F、 10F 从扩展带 21 转印 到保持带。然后， 在贴附于保持带的状态下， 使切断了的加工对象物 1F、 10F 浸渍于 KOH 溶 液等的蚀刻液。由此， 在分断用加工对象物 10F 中形成有分离用熔融处理区域 18 的部分通 过蚀刻相对较快地 ( 选择性地 ) 去除， 从切断了的加工对象物 1F 剥离切断了的分断用加工 对象物 10F。
如以上说明所述， 在第 6 实施方式所涉及的加工对象物切断方法中， 与上述第 1 实 施方式所涉及的加工对象物切断方法同样地， 若沿着加工对象物 1F 的切断预定线 5 在分断 用加工对象物 10F 的硅基板 12 的内部形成熔融处理区域 13， 则即使在加工对象物 1F 没有 形成任何切断的起点， 也可沿着切断预定线 5 精度良好地切断加工对象物 1F。 然后， 由于在 所得到的 LED 芯片 42A 的切断面， 不存在熔融处理区域 13 等的凹凸， 因而可提高 LED 芯片 42A 的抗折强度， 并且可提高从 LED 芯片 42A 的端面的光取出效率。
另外， 因半导体层 32 内的 GaN 层的影响而产生使蓝宝石基板 31 弯曲那样的应力， 但通过将加工对象物 1F 的背面 1b 接合于分断用加工对象物 10F 的表面 10a， 而可防止蓝宝 石基板 31 弯曲。 另外， 在得到 LED 芯片 42A 时， 从切断了的加工对象物 1F 移除切断了的分断用加 工对象物 10F， 在切断了的蓝宝石基板 31 的背面 31b 安装散热片 41。由此， 由于散热片 41 仅以切断了的分断用加工对象物 10F 被移除的量靠近活性层 35， 因而可使 LED 芯片 42A 的 冷却效率提高。
还有， 如图 33(b) 所示， 通过不从切断了的加工对象物 1F 移除切断了的分断用加 工对象物 10F， 而在切断了的分断用加工对象物 10F 的背面 10b 安装散热片 41， 从而也可得 到具有 1 个功能元件 15 的 LED 芯片 42B。 在此情况下， 由于切断了的分断用加工对象物 10F 成为在活性层 35 所发生的光的反射层， 因而可使 LED 芯片 42B 的发光强度提高。
其次， 针对本发明的实施例进行说明。
如图 34(a) 所示， 在厚度 1mm 的硅基板 12 的表面 12a， 通过阳极接合接合厚度 0.5mm 的玻璃基板 9 的背面 9b。然后， 以将玻璃基板 9 切断成 2mm×2mm 四边形的芯片的方 式设定切断预定线 5， 相对于 1 条切断预定线 5 在硅基板 12 的内部形成 18 列的熔融处理 区域 13。在图 34(a) 的照片中， 沿着切断预定线 5 在垂直于纸面的方向形成熔融处理区域 13。 此时， 以熔融处理区域 13 作为起点而产生于硅基板 12 的厚度方向的龟裂 17， 到达硅基 板 12 的背面 12b， 但未到达硅基板 12 的表面 12a。即， 裂痕 17 的表面 12a 侧的前端 17a， 在 硅基板 12 的内部从表面 12a 分离。然后， 在沿着切断预定线 5 的玻璃基板 9 的背面 9b 侧 的部分 90b 产生拉伸应力， 在沿着切断预定线 5 的玻璃基板 9 的表面 9a 侧的部分 90a 产生 压缩应力。
在此状态下， 使贴附在硅基板 12 的背面 12b 的扩展带扩张， 而在硅基板 12 产生应 力。由此， 龟裂 17， 经由硅基板 12 的表面 12a 与玻璃基板 9 的背面 9b 的界面向玻璃基板 9 内伸展， 而到达玻璃基板 9 的表面 9a， 其结果， 沿着切断预定线 5 而切断玻璃基板 9。图 34(b) 是龟裂 17 刚进入玻璃基板 9 内后的照片， 这样， 在硅基板 12 中向与主面垂直的方向 伸展的龟裂 17， 在硅基板 12 的表面 12a 与玻璃基板 9 的背面 9b 的界面连续且几乎不改变
其方向地， 在玻璃基板 9 传导。
图 35 是表示通过上述实施例所切断的硅基板及玻璃基板的照片的图。可知不论 是如图 35(a) 所示从玻璃基板 9 的表面 9a 侧看切断了的硅基板 12 及玻璃基板 9， 还是如图 35(b) 所示从侧面侧看切断了的硅基板 12 及玻璃基板 9， 均可沿着切断预定线 5 精度良好 地切断玻璃基板 9。硅基板 12 的切断面与玻璃基板 9 的切断面， 几乎不偏移且在厚度方向 上平行地连续。
另外， 图 36 是表示通过其它的实施例所切断的硅基板及 LTCC 基板的照片的图。 在 此， 在 25mm×25mm 四边形、 厚度 1mm 的硅基板 12 的表面 12a， 通过阳极接合接合 20mm×20mm 四边形、 厚度 0.3mm 的 LTCC 基板 2 的背面 2b。然后， 以将 LTCC 基板 2 切断成 2mm×2mm 四 边形的芯片的方式设定切断预定线 5， 相对于 1 条切断预定线 5 在硅基板 12 的内部形成 18 列的熔融处理区域 13。由此， 使以熔融处理区域 13 作为起点而产生于硅基板 12 的厚度方 向的龟裂到达硅基板 12 的背面 12b。
在此状态下， 使贴附在硅基板 12 的背面 12b 的扩展带扩张， 而在硅基板 12 产生应 力。由此， 如图 36(a) 所示， 使以熔融处理区域 13 作为起点而产生的龟裂沿着切断预定线 5 到达 LTCC 基板 2 的表面 2a， 沿着切断预定线 5 切断 LTCC 基板 2。在图 36(a) 的照片中， 显示随着硅基板 12 的切断而切断 LTCC 基板 2 的样子。
然后， 可知不论是如图 36(b) 所示从 LTCC 基板 2 的表面 2a 侧看切断了的硅基板 12 及 LTCC 基板 2， 还是如图 36(c) 所示从侧面侧看切断了的硅基板 12 及 LTCC 基板 2， 均可 沿着切断预定线 5 精度良好地切断 LTCC 基板 2。硅基板 12 的切断面与 LTCC 基板 2 的切断 面， 几乎不偏移且在厚度方向上平行地连续。
然而， 若将主面成为 (111) 面的硅基板用于分断用加工对象物， 则劈开方向相对 于主面成为 53.7°的方向。因此， 为了使在硅基板中以熔融处理区域作为起点而产生的龟 裂向与主面垂直的方向伸展， 相比于将主面成为 (100) 面的硅基板用于分断用加工对象物 的情况， 有必要相对于 1 条切断预定线增加形成的熔融处理区域的列数、 或有必要在更靠 近分断用加工对象物与成为切断对象的加工对象物的界面的附近形成熔融处理区域。
但是， 已知了若增加熔融处理区域的列数、 或在更靠近界面的附近形成熔融处理 区域， 则在形成熔融处理区域的时点， 在成为切断对象的加工对象物内产生许多微细的龟 裂。 然后， 若产生这样的许多微细的龟裂， 则成为切断对象的加工对象物的切断面会曲折蜿 蜒等， 会有沿着切断预定线的加工对象物的切断精度降低的担忧。 由此可知， 在分断用加工 对象物， 使用主面成为 (100) 面的硅基板是极为有效的。
在以上的加工对象物切断方法中， 为了切断在表面形成构造物或电路或装置等的 层叠物的加工对象物， 在加工对象物的背面 ( 与形成构造物或电路或装置等的层叠物的面 相反的面 ) 接合分断用加工对象物， 不在加工对象物形成改质区域， 而通过激光在分断用 加工对象物形成改质区域， 使以其作为切断的起点在分断用加工对象物所产生的龟裂 ( 裂 痕 ) 伸展到加工对象物而切断加工对象物。因此， 加工对象物的切断面的质量非常高 ( 平 整 )， 且其芯片的抗折强度也非常高。
本发明并不限定于上述的实施方式。
例如， 分断用加工对象物与成为切断对象的加工对象物的接合不限定于阳极接合 或表面活性化直接接合， 也可为如下所述的接合。即， 经高温加热的直接接合、 或使用液晶蜡 (liquid crystal wax)、 粘结剂、 焊料等的接合。经高温加热的直接接合， 是在分断用加 工对象物的接合面、 及成为切断对象的加工对象物的接合面， 通过氧化性的药品实施亲水 化处理， 经水洗干燥后， 使分断用加工对象物的接合面、 与成为切断对象的加工对象物的接 合面接触， 在该状态下， 为了提高接合强度而进行热处理的方法。
使用液晶蜡的接合， 是例如日本特开 2005-51055 号公报所记载的那样， 在分断用 加工对象物的接合面与成为切断对象的加工对象物的接合面之间， 介有成为规定的厚度的 液状的液晶蜡， 在该状态下， 使液晶蜡冷却而固化的方法。如上所述， 在通过液晶蜡接合分 断用加工对象物与成为切断对象的加工对象物的情况下， 例如如日本特开 2008-153337 号 公报所记载的那样， 通过使液晶蜡加热而熔融， 可从切断了的加工对象物移除切断了的分 断用加工对象物。
另外， 在分断用加工对象物的硅基板与成为切断对象的加工对象物之间， 有时除 了玻璃层 6 之外也可介有液晶蜡、 粘结剂、 焊料等， 有时也介有硅基板的氧化膜等的任意的 层。
另外， 从切断了的加工对象物移除切断了的分断用加工对象物的方法， 并不限定 于蚀刻， 也可为切断了的分断用加工对象物的研磨等。还有， 在通过蚀刻移除的情况下， 若 将通过蚀刻而去除的部分 ( 玻璃层 6 或硅基板 12 残存部 16) 以至少含有切断预定线 5 的 方式图案化， 则可效率良好地从切断了的加工对象物移除切断了的分断用加工对象物。另 外， 若在分断用加工对象物形成分离用熔融处理区域 18， 则可将分断用加工对象物中形成 有分离用熔融处理区域 18 的部分通过蚀刻相对较快地 ( 选择性地 ) 去除。还有， 通常， 在 玻璃的蚀刻时使用 HF 溶液， 在硅的蚀刻时使用 KOH 溶液。
另外， 成为切断对象的加工对象物， 并不是仅具备玻璃基板、 LTCC 基板、 硅基板， 也 可适用难以切断的 SiC 基板或 LiTaO3 等的压电材料基板、 或陶瓷基板。
另外， 分断用加工对象物 ( 硅基板 ) 与成为切断对象的加工对象物的大小 ( 面积 ) 无论哪一个大均没关系， 但以成为至少分断用加工对象物的最外周 ( 外缘 ) 成为加工对象 物的最外的 ( 即， 接近最外缘 ) 切断预定线的外侧的关系的方式进行贴合 ( 在此情况下， 若 单纯地比较大小， 则加工对象物的大小比分断用加工对象物大 )。
还有， 也可使分断用加工对象物 ( 硅基板 ) 的大小 ( 面积 ) 比加工对象物的大小 ( 面积 ) 更大。经由贴附在分断用加工对象物的扩展带等的保持构件而对分断用加工对象 物施加力， 相对于加工对象物的全部的切断预定线而形成龟裂， 通过伸展而切断加工对象 物， 因此， 即使是分断用加工对象物的大小较大的一方接近外缘的部分， 也容易沿着切断预 定线施加力。 特别是在利用保持构件的扩展而切断加工对象物的情况下这是有效的。 另外， 由于分断用加工对象物比加工对象物更大， 因而从加工对象物剥离 ( 分离 ) 分断用加工对 象物时， 也有通过分断用加工对象物保护加工对象物的全部芯片的背面的效果。
另外， 也可在分断用加工对象物与成为切断对象的加工对象物的界面附近照射激 光， 或者随着在分断用加工对象物形成改质区域， 在该界面、 或在加工对象物的界面附近形 成微小的改质区域。但是， 从切断面的质量、 强度等的观点看， 优选在成为切断对象的加工 对象物不形成伴随激光的照射的改质区域。
另外， 在分断用加工对象物 10 形成分离用熔融处理区域 18 时， 如图 37 所示， 在残 存部 16 中与切断预定线 5 相对的部分， 可以不形成分离用熔融处理区域 18。 即， 优选， 除了与切断预定线 5 相对的部分以外， 在残存部 16 形成分离用熔融处理区域 18。这样的话， 在 分断用加工对象物 10 形成成为切断的起点的熔融处理区域 13 时， 可通过分离用熔融处理 区域 18 来防止激光 L 的导光被妨碍。进而， 可通过分离用熔融处理区域 18 来防止从熔融 处理区域 13 伸展的龟裂 17 的进展被妨碍。
产业上的可利用性
根据本发明， 可不受成为切断对象的加工对象物的材料所左右， 沿着切断预定线 精度良好地切断该加工对象物。另外， 由于不对加工对象物实施直接加工， 仅通过裂痕 ( 龟 裂 ) 来切断加工对象物， 因而其切断面的质量非常高 ( 平整 )， 且其芯片的抗折强度也非常 高。