WO2003076118A1 - Semiconductor substrate, semiconductor chip, and semiconductor device manufacturing method - Google Patents

Abstract

A semiconductor substrate the functional element of which is prevented from being broken down by cutting during the process of manufacturing a semiconductor device. A semiconductor substrate (1) is characterized in that cutting start regions (9a, 9b) are formed inside a melting process region by multiphoton absorption by irradiation with a laser beam at the focal point of the laser beam. Thus, a functional element is formed on the surface of the semiconductor substrate as conventional. Since the cutting start regions (9a, 9b) are formed inside the semiconductor substrate (1), the semiconductor substrate (1) is cut by high-precision breaking with a relatively small force along the cutting start regions (9a, 9b).

Description

明細書 Specification

半導体基板、 半導体チップ、 及び半導体デバイスの製造方法 技術分野 Semiconductor substrate, semiconductor chip, and semiconductor device manufacturing method

本発明は、 半導体デバイスを製造するために好適に用いられる半導体基板、 半 導体チップ、 及び半導体デバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor substrate, a semiconductor chip, and a method for manufacturing a semiconductor device that are suitably used for manufacturing a semiconductor device.

背景技術Background art

半導体デバイスの製造工程においては、 シリコンウェハ等の半導体基板上に複 数の機能素子を形成した後に、 ダイヤモンドブレードにより半導体基板を機能素 子毎に切断し （切削加工） 、 半導体チップを得るのが一般的である。 In the manufacturing process of a semiconductor device, after forming a plurality of functional elements on a semiconductor substrate such as a silicon wafer, the semiconductor substrate is cut (cutting) into functional elements by a diamond blade to obtain a semiconductor chip. It is common.

また、 上記ダイヤモンドブレードによる切断に代えて、 半導体基板に対して吸 収性を有するレーザ光を半導体基板に照射し、 加熱溶融により半導体基板を切断 することもある （加熱溶融加工） 。 Further, instead of cutting with the above diamond blade, the semiconductor substrate may be cut by heating and melting by irradiating the semiconductor substrate with laser light having absorptivity to the semiconductor substrate (heating and melting process).

発明の開示Disclosure of the invention

しかしながら、 上述した切削加工や加熱溶融加工による半導体基板の切断は、 半導体基板上に機能素子を形成した後に行われるため、 例えば切断時に発生する 熱を原因として機能素子が破壊されるおそれがある。 However, since the cutting of the semiconductor substrate by the above-described cutting process or heat melting process is performed after the functional element is formed on the semiconductor substrate, the functional element may be destroyed due to, for example, heat generated at the time of cutting.

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、 半導体デバ ィスの製造工程における切断によつて機能素子が破壌されるのを防止することの できる半導体基板、 半導体チップ、 及び半導体デバイスの製造方法を提供するこ とを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and a semiconductor substrate and a semiconductor chip that can prevent a functional element from being destroyed by cutting in a manufacturing process of a semiconductor device And a method of manufacturing a semiconductor device.

上記目的を達成するために、 本発明に係る半導体基板は、 レーザ光の照射によ り当該レーザ光の集光点の位置で形成される多光子吸収による改質領域によって 、 切断起点領域が内部に形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the semiconductor substrate according to the present invention has an internal cutting origin region by a modified region formed by multiphoton absorption formed at the position of a condensing point of the laser beam by irradiation of the laser beam. It is characterized by being formed.

この半導体基板よれば、 レーザ光の照射により当該レーザ光の集光点の位置で 形成される多光子吸収による改質領域が、 半導体基板の内部に形成されている。 すなわち、 この改質領域は、 レーザ光の集光点が半導体基板の内部に合わされ、 当該集光点の位置で多光子吸収という現象が発生することで、 半導体基板の内部 に形成される。 この多光子吸収を発生し得るレーザ光の照射においては、 半導体 基板の表面ではレーザ光がほとんど吸収されないため、 半導体基板の表面が溶融 することはない。 したがって、 半導体デバイスの製造工程において、 従来通り半 導体基板の表面に機能素子を形成することができる。 さらに、 この半導体基板に よれば、 改質領域によって切断起点領域が半導体基板の内部に形成されている。 半導体基板の内部に改質領域が形成されていると、 改質領域を起点として比較的 小さな力で半導体基板に割れが発生するため、 切断起点領域に沿って高い精度で 半導体基板を割って切断することができる。 したがって、 半導体デバイスの製造 工程において、 従来のような機能素子形成後の切削加工や加熱溶融加工が不要と なり、 半導体基板の切断による機能素子の破壊を防止することができる。According to this semiconductor substrate, the modified region by multiphoton absorption formed at the position of the condensing point of the laser beam by the irradiation of the laser beam is formed inside the semiconductor substrate. That is, in this modified region, the condensing point of the laser beam is set inside the semiconductor substrate, When a phenomenon called multiphoton absorption occurs at the position of the light condensing point, it is formed inside the semiconductor substrate. In laser light irradiation that can generate multiphoton absorption, the surface of the semiconductor substrate is not melted because the laser light is hardly absorbed by the surface of the semiconductor substrate. Therefore, in the semiconductor device manufacturing process, the functional element can be formed on the surface of the semiconductor substrate as before. Furthermore, according to this semiconductor substrate, the cutting start region is formed inside the semiconductor substrate by the modified region. If a modified region is formed inside the semiconductor substrate, the semiconductor substrate cracks with a relatively small force starting from the modified region. Therefore, the semiconductor substrate is divided and cut along the cutting origin region with high accuracy. can do. Therefore, in the semiconductor device manufacturing process, the conventional cutting and heating / melting after forming the functional element are not required, and the functional element can be prevented from being broken by cutting the semiconductor substrate.

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、 機能素子 とは、 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。 さらに、 切断起点領域とは、 半導 体基板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、 半導体基板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。 Here, the condensing point is a portion where the laser beam is condensed. The functional element means a light receiving element such as a photodiode, a light emitting element such as a laser diode, or a circuit element formed as a circuit. Furthermore, the cutting starting point region means a region that becomes a starting point of cutting when the semiconductor substrate is cut. Accordingly, the cutting start region is a planned cutting portion where cutting is planned in the semiconductor substrate. The cut starting point region may be formed by continuously forming the modified region, or may be formed by intermittently forming the modified region.

また、 本発明に係る半導体基板は、 集光点におけるピークパワー密度が 1 X 1 0⁸ (W/ c m² ) 以上で且つパルス幅が 1 μ s以下の条件でのレーザ光の照射に より当該レーザ光の集光点の位置で形成される溶融処理領域を含む改質領域によ つて、 切断起点領域が内部に形成されていることを特徴とする。In addition, the semiconductor substrate according to the present invention can be obtained by irradiation with laser light under the condition that the peak power density at the focal point is 1 × 10⁸ (W / cm² ) or more and the pulse width is 1 μs or less. The cutting starting point region is formed inside by the modified region including the melt processing region formed at the position of the condensing point of the laser beam.

この半導体基板によれば、 集光点におけるピークパワー密度が 1 X 1 0⁸ (wAccording to this semiconductor substrate, the peak power density at the focal point is 1 X 1 0⁸ (w

/ c m² ) 以上で且つパルス幅が 1 μ s以下の条件でのレーザ光の照射により当 該レーザ光の集光点の位置で形成される溶融処理領域を含む改質領域が、 半導体 基板の内部に形成されている。 すなわち、 この溶融処理領域は、 レーザ光の集光 点が半導体基板の内部に合わされ、 当該集光点の位置で多光子吸収という現象が 発生し局所的に加熱されることで、 半導体基板の内部に形成される。 この溶融処 '理镇域は上述した改質領域の一例であるので、 この半導体基板によっても、 半導 体デバイスの製造工程において、 半導体基板の表面に機能素子を形成することが でき、 且つ機能素子形成後における半導体基板の切断による機能素子の破壌を防 止することができる。/ cm² ) and a modified region including a melt-processed region formed at the position of the condensing point of the laser beam by irradiation with the laser beam under a condition where the pulse width is 1 μs or less is a semiconductor substrate. It is formed inside. In other words, this melting process area is focused on the laser beam. The dots are aligned inside the semiconductor substrate, and a phenomenon called multiphoton absorption occurs at the position of the condensing point and is locally heated to form the inside of the semiconductor substrate. Since this melting region is an example of the above-described modified region, even with this semiconductor substrate, functional elements can be formed on the surface of the semiconductor substrate in the manufacturing process of the semiconductor device, and the function can be achieved. It is possible to prevent functional elements from being destroyed by cutting the semiconductor substrate after the elements are formed.

また、 本発明に係る半導体基板は、 レーザ光の照射により当該レーザ光の集光 点の位置で形成される改質領域によって、 切断起点領域が内部に形成されている ことを特徴とする。 そして、 この改質領域は、 溶融処理した領域である場合もあ る。 In addition, the semiconductor substrate according to the present invention is characterized in that a cutting start region is formed inside by a modified region formed at the position of a condensing point of the laser beam by irradiation of the laser beam. This reformed region may be a melted region.

この半導体基板によれば、 上述した本発明に係る半導体基板と同様の理由によ り、 半導体デバイスの製造工程において、 半導体基板の表面に機能素子を形成す ることができ、 且つ機能素子形成後における半導体基板の切断による機能素子の 破壊を防止することができる。 ただし、 改質領域の形成は、 多光子吸収が原因と なる場合もあるし、 他が原因となる場合もある。 According to this semiconductor substrate, the functional element can be formed on the surface of the semiconductor substrate in the manufacturing process of the semiconductor device for the same reason as the semiconductor substrate according to the present invention described above, and after the functional element is formed. It is possible to prevent the functional element from being broken by cutting the semiconductor substrate. However, the formation of the modified region may be due to multiphoton absorption or may be due to others.

また、 本発明に係る半導体基板は、 外縁に沿った外縁部を有し、 外縁部の内側 部分の内部には改質領域によって切断起点領域が形成されていることを特徴とす る。 The semiconductor substrate according to the present invention is characterized in that it has an outer edge portion along the outer edge, and a cutting start region is formed by a modified region inside an inner portion of the outer edge portion.

この半導体基板によれば、 上述した本発明に係る半導体基板と同様の理由によ り、 半導体デバイスの製造工程において、 半導体基板の表面に機能素子を形成す ることができ、 且つ機能素子形成後における半導体基板の切断による機能素子の 破壊を防止することができる。 しかも、 半導体基板における外縁部の内側部分の 内部に切断起点領域を形成することで、 半導体基板の搬送工程や機能素子形成の ための加熱工程等において半導体基板の不測の切断を防止することが可能になる このとき、 切断起点領域は格子状に形成されており、 切断起点領域により仕切 られた区画部のうち、 外縁部側に位置する区画部の角部分においては、 切断起点 領域が交差して形成されていることが好ましい。 これにより、 外縁部側に位置す る区画部の角部分においても、 当該区画部の他の部分と同様に切断起点領域の形 成が確実且つ良好なものとなり、 半導体基板を切断した際に当該区画部に対応す る半導体チップにチッピングゃクラッキングが発生するのを防止することが可能 になる。 ここで、 格子状とは、 直交する 2つの方向に延在する切断起点領域が交 差する場合に限らず、 互いに異なる 2つの方向に延在する切断起点領域が交差す る場合を意味する。 また、 交差とは、 互いに異なる 2つの方向に沿った切断起点 領域が直接交わる場合に限らず、 互いに異なる 2つの方向に沿った切断起点領域 が立体的に交わる場合 （すなわち、 ねじれの関係にある場合） をも含む意味であ る。According to this semiconductor substrate, the functional element can be formed on the surface of the semiconductor substrate in the manufacturing process of the semiconductor device for the same reason as the semiconductor substrate according to the present invention described above, and after the functional element is formed. It is possible to prevent the functional element from being broken by cutting the semiconductor substrate. In addition, by forming a cutting start area inside the inner part of the outer edge of the semiconductor substrate, it is possible to prevent unintentional cutting of the semiconductor substrate in the semiconductor substrate transport process and the heating process for functional element formation. At this time, the cutting start area is formed in a lattice shape, and is partitioned by the cutting start area. Among the divided sections, it is preferable that the cutting start area intersects at the corner portion of the section located on the outer edge side. Thereby, also in the corner part of the partition part located on the outer edge part side, the formation of the cutting start region is assured and good like the other part of the partition part, and when the semiconductor substrate is cut, Chipping can be prevented if chipping occurs in the semiconductor chip corresponding to the partition. Here, “lattice” means not only the case where the cutting start regions extending in two orthogonal directions intersect, but also the case where the cutting starting regions extending in two different directions intersect. Crossing is not limited to the case where cutting origin areas along two different directions intersect each other directly, but also when cutting origin areas along two different directions intersect three-dimensionally (that is, in a twisting relationship) In the case of).

また、 半導体基板の表面には、 半導体基板の内部に形成された切断起点領域の 位置を識別するための識別マークが設けられていることが好ましい。 切断起点領 域は半導体基板の内部に形成されているが、 切断起点領域の位置を識別するため の識別マークが半導体基板の表面に設けられているため、 半導体デバイスの製造 工程において、 半導体基板の内部に形成された切断起点領域の位置を認識マーク に基づいて把握し、 機能素子のパターンニングゃ半導体基板の切断等を行うこと ができる。 Moreover, it is preferable that an identification mark for identifying the position of the cutting start region formed inside the semiconductor substrate is provided on the surface of the semiconductor substrate. Although the cutting start area is formed inside the semiconductor substrate, an identification mark for identifying the position of the cutting start area is provided on the surface of the semiconductor substrate. Therefore, in the semiconductor device manufacturing process, It is possible to grasp the position of the cutting start region formed inside based on the recognition mark and perform patterning of the functional element to cut the semiconductor substrate or the like.

上記目的を達成するために、 本発明に係る半導体チップは、 半導体基板の内部 に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、 半導体基板の内部に多光子 吸収による改質領域を形成し、 当該改質領域を切断起点領域として半導体基板の 切断をすることで形成され、 切断による切断面に改質領域を有していることを特 徴とする。 In order to achieve the above object, a semiconductor chip according to the present invention forms a modified region by multiphoton absorption inside a semiconductor substrate by irradiating a laser beam with a converging point inside the semiconductor substrate. The modified region is formed by cutting the semiconductor substrate using the modified region as a starting point region, and has a modified region on the cut surface by the cutting.

この半導体チップによれば、 改質領域により切断面が保護されるため、 切断面 におけるチッビングやクラッキングの発生を防止することができる。 さらに、 半 導体チップの周縁部が切断面により囲まれている場合には、 半導体チップの周縁 部が改質領域により囲まれることとなり、 これにより、 半導体チップの抗折強度 を向上させることができる。According to this semiconductor chip, since the cut surface is protected by the modified region, it is possible to prevent occurrence of chipping and cracking on the cut surface. Furthermore, when the peripheral edge of the semiconductor chip is surrounded by the cut surface, the peripheral edge of the semiconductor chip The part is surrounded by the modified region, whereby the bending strength of the semiconductor chip can be improved.

また、 本発明に係る半導体チップは、 半導体基板の内部に集光点を合わせて、 集光点におけるピークパワー密度が 1 X 1 0⁸ (W/ c m²) 以上で且つパルス が 1 μ s以下の条件でレーザ光を照射することにより、 半導体基板の内部に溶融 処理領域を含む改質領域を形成し、 当該溶融処理領域を含む改質領域を切断起点 領域として半導体基板の切断をすることで形成され、 切断による切断面に、 溶融 処理領域を含む改質領域を有していることを特徴とする。In addition, the semiconductor chip according to the present invention has a condensing point inside the semiconductor substrate, the peak power density at the condensing point is 1 X 10⁸ (W / cm² ) or more and the pulse is 1 μs or less. By irradiating with laser light under the conditions, a modified region including a melt-processed region is formed inside the semiconductor substrate, and the semiconductor substrate is cut using the modified region including the melt-processed region as a cutting start region. It is formed and has a modified region including a melt-processed region on a cut surface by cutting.

この半導体チップにおける溶融処理領域は上述した改質領域の一例であるので 、 この半導体チップによっても、 切断面におけるチッビングやクラッキングの発 生を防止することができると共に、 半導体チップの周縁部が切断面により囲まれ ている場合には、 半導体チップの抗折強度を向上させることができる。 Since the melt processing region in this semiconductor chip is an example of the above-described modified region, it is possible to prevent the occurrence of chipping and cracking on the cut surface and also the peripheral portion of the semiconductor chip is the cut surface. When surrounded by, the bending strength of the semiconductor chip can be improved.

また、 本発明に係る半導体チップは、 半導体基板の内部に集光点を合わせてレ 一ザ光を照射することにより、 半導体基板の内部に改質領域を形成し、 当該改質 領域を切断起点領域として半導体基板の切断をすることで形成され、 切断による 切断面に改質領域を有していることを特徴とする。 そして、 この改質領域は、 溶 融処理した領域である場合もある。 In addition, the semiconductor chip according to the present invention forms a modified region in the semiconductor substrate by aligning the condensing point inside the semiconductor substrate and irradiating the laser beam, and cutting the modified region as a starting point. It is formed by cutting a semiconductor substrate as a region, and has a modified region on a cut surface by cutting. In some cases, the reformed region is a melt-treated region.

この半導体チップによれば、 上述した本発明に係る半導体チップと同様の理由 により、 切断面におけるチッビングやクラッキングの発生を防止することができ ると共に、 半導体チップの周縁部が切断面により囲まれている場合には、 半導体 チップの抗折強度を向上させることができる。 ただし、 改質領域の形成は、 多光 子吸収が原因となる場合もあるし、 他が原因となる場合もある。 According to this semiconductor chip, for the same reason as the semiconductor chip according to the present invention described above, it is possible to prevent the occurrence of chipping and cracking on the cut surface, and the periphery of the semiconductor chip is surrounded by the cut surface. If it is, the bending strength of the semiconductor chip can be improved. However, the formation of the modified region may be caused by multiphoton absorption or may be caused by others.

また、 本発明に係る半導体チップは、 溶融処理領域を含む改質領域が端面に形 成されていることを特徴とする。 In addition, the semiconductor chip according to the present invention is characterized in that a modified region including a melt processing region is formed on an end face.

この半導体チップによれば、 半導体基板の切断による切断面等の端面における チッビングやクラッキングの発生を防止することができると共に、 半導体チップ の周縁部を改質領域で囲めば、 半導体チップの抗折強度を向上させることができ る。According to this semiconductor chip, it is possible to prevent occurrence of chipping and cracking at an end face such as a cut surface due to cutting of a semiconductor substrate. If the peripheral edge of the semiconductor chip is surrounded by a modified region, the bending strength of the semiconductor chip can be improved.

以上により、 本発明に係る半導体デバイスの製造方法は、 半導体基板の内部に 集光点を合わせてレーザ光を照射し、 半導体基板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、 半導体基板の切断予定ラインに沿って半 導体基板のレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成する工程と、 切断起点領域を形成する工程後、 半導体基板に機能素子を形成する工程と、 機能 素子を形成する工程後、 切断起点領域に沿つて半導体基板を切断する工程とを備 える構成を採ることができる。 そして、 この改質領域は、 溶融処理した領域であ る場合もある。 As described above, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention irradiates a laser beam with a condensing point inside the semiconductor substrate, and forms a modified region by multiphoton absorption inside the semiconductor substrate. Depending on the area, a functional element is formed on the semiconductor substrate after the step of forming the cutting origin region within a predetermined distance from the laser light incident surface of the semiconductor substrate along the planned cutting line of the semiconductor substrate and the step of forming the cutting origin region. And a step of cutting the semiconductor substrate along the cutting start region after the step of forming the functional element. This reformed region may be a melted region.

また、 本発明に係る半導体デバイスの製造方法は、 半導体基板の内部に集光点 を合わせてレーザ光を照射し、 半導体基板の内部に改質領域を形成し、 この改質 領域によって、 半導体基板の切断予定ラインに沿って半導体基板のレーザ光入射 面から所定距離内側に切断起点領域を形成する工程と、 切断起点領域を形成する 工程後、 半導体基板に機能素子を形成する工程と、 機能素子を形成する工程後、 切断起点領域に沿って半導体基板を切断する工程とを備える構成を採ることがで きる。 そして、 この改質領域は、 溶融処理した領域である場合もある。 Also, the semiconductor device manufacturing method according to the present invention includes irradiating a laser beam with a converging point inside the semiconductor substrate, forming a modified region inside the semiconductor substrate, and using this modified region, the semiconductor substrate Forming a cutting start region within a predetermined distance from the laser light incident surface of the semiconductor substrate along a predetermined cutting line of the semiconductor substrate, a step of forming a functional element on the semiconductor substrate after the step of forming the cutting start region, and a functional device And a step of cutting the semiconductor substrate along the cutting start region after the step of forming the substrate. In some cases, the reformed region is a melt-processed region.

図面の簡単な説明Brief Description of Drawings

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半導体基板の 平面図である。 FIG. 1 is a plan view of a semiconductor substrate during laser processing by the laser processing method according to the present embodiment.

図 2は、 図 1に示す半導体基板の II一 II線に沿った断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor substrate shown in FIG.

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半導体基板の 平面図である。 FIG. 3 is a plan view of the semiconductor substrate after laser processing by the laser processing method according to the present embodiment.

図 4は、 図 3に示す半導体基板の IV— IV線に沿った断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of the semiconductor substrate shown in FIG.

図 5は、 図 3に示す半導体基板の V— V線に沿った断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line V—V of the semiconductor substrate shown in FIG.

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半導体基板の平面 図である。FIG. 6 is a plan view of a semiconductor substrate cut by the laser processing method according to this embodiment. FIG.

図 7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 FIG. 7 shows a silicon wafer cut by the laser processing method according to this embodiment.

—部における断面の写真を表した図である。It is the figure showing the photograph of the cross section in a-part.

図 8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 基板の內部の透過率との関係を示すグラフである。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between the wavelength of the laser beam and the transmittance of the collar portion of the silicon substrate in the laser processing method according to the present embodiment.

図 9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。 FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a laser processing apparatus according to the present embodiment.

図 1 0は、 実施例 1に係る半導体基板の斜視図である。 FIG. 10 is a perspective view of the semiconductor substrate according to the first embodiment.

図 1 1は、 図 1 0に示す半導体基板の XI—XI線に沿った断面図である。 FIG. 11 is a sectional view taken along line XI-XI of the semiconductor substrate shown in FIG.

図 1 2は、 図 1 0に示す半導体基板の XII— XII線に沿った断面図である。 図 1 3は、 図 1 0に示す半導体基板の表面に設けられたレーザマークの写真を 表した図である。 FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line XII-XII of the semiconductor substrate shown in FIG. FIG. 13 shows a photograph of a laser mark provided on the surface of the semiconductor substrate shown in FIG.

図 1 4は、 実施例 1に係る半導体基板の製造方法を説明するためのフローチヤ ートである。 FIG. 14 is a flowchart for explaining the method of manufacturing the semiconductor substrate according to the first embodiment.

図 1 5は、 実施例 2に係る半導体基板の平面図である。 FIG. 15 is a plan view of the semiconductor substrate according to the second embodiment.

図 1 6は、 図 1 5に示す半導体基板の要部拡大図である。 FIG. 16 is an enlarged view of a main part of the semiconductor substrate shown in FIG.

図 1 7は、 図 1 5に示す半導体基板の製造方法を説明するための平面図である 図 1 8は、 図 1 5に示す半導体基板の XVIII— XVIII線に沿った断面図である。 図 1 9は、 実施例に係る半導体チップの斜視図である。 FIG. 17 is a plan view for explaining the method of manufacturing the semiconductor substrate shown in FIG. 15. FIG. 18 is a cross-sectional view of the semiconductor substrate shown in FIG. 15 taken along line XVIII-XVIII. FIG. 19 is a perspective view of the semiconductor chip according to the example.

発明を実施するためめ最良の形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

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 態に係る半導体基板及び半導体チップを構成するに際しては、 半導体基板の内部 に集光点を合わせてレーザ光を照射し、 半導体基板の內部に多光子吸収による改 質領域を形成する、 というレーザ加工方法を使用する。 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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. When configuring the semiconductor substrate and the semiconductor chip according to the present embodiment, the semiconductor substrate is irradiated with laser light with the focusing point aligned inside, and a modified region by multiphoton absorption is formed in the ridge of the semiconductor substrate. The laser processing method is used. This laser processing method, particularly multiphoton absorption, will be described first.

材料の吸収のバンドギヤップ Ε_Λよりも光子のエネルギー h 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 h V〉E_e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 n h v〉E_c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/ c m² ) で決まり、 例えばピークパワー密度が 1 X 1 0⁸ (W/ c m²) 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 X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 （WZ c m²) で決まる。Optical energy h of the photon than Bandogiyappu E_lambda of absorption of the material is small Transparent. Therefore, the conditions under which absorption occurs in the material is h V>_{E e.} However, even if it is optically transparent, if the intensity of the laser beam is made very large, the material will absorb under the condition of nhv> E_c (n = 2, 3, 4,...). This phenomenon is called multiphoton absorption. In the case of a pulse wave, the intensity of the laser beam is determined by the peak power density (W / cm² ) at the condensing point of the laser beam. For example, the intensity of the laser beam is high when the peak power density is 1 X 10⁸ (W / cm² ) or more. Photon absorption occurs. The peak power density can be calculated by (Energy per pulse of laser beam at the focal point) ÷ (Laser beam beam spot cross-sectional area X pulse width). In the case of a continuous wave, the intensity of the laser beam is determined by the electric field strength (WZ cm² ) at the condensing point of the laser beam.

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 About the principle of laser processing according to this embodiment using such multiphoton absorption

、 図 1〜図 6を参照して説明する。 図 1はレーザ加工中の半導体基板 1の平面図 であり、 図 2は図 1に示す半導体基板 1の II— II線に沿った断面図であり、 図 3 はレーザ加工後の半導体基板 1の平面図であり、 図 4は図 3に示す半導体基板 1 の IV— IV線に沿った断面図であり、 図 5は図 3に示す半導体基板 1の V—V線に 沿った断面図であり、 図 6は切断された半導体基板 1の平面図である。A description will be given with reference to FIGS. Fig. 1 is a plan view of the semiconductor substrate 1 during laser processing, Fig. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor substrate 1 shown in Fig. 1 along the line II-II, and Fig. 3 is a diagram of the semiconductor substrate 1 after laser processing. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of semiconductor substrate 1 shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line V-V of semiconductor substrate 1 shown in FIG. FIG. 6 is a plan view of the cut semiconductor substrate 1. FIG.

図 1及び図 2に示すように、 半導体基板 1の表面 3には、 半導体基板 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 （半導体基板 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半導体基板 1の内部 に集光点 Pを合わせてレーザ光 Lを半導体基板 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。 As shown in FIGS. 1 and 2, the surface 3 of the semiconductor substrate 1 has a desired cutting line 5 for cutting the semiconductor substrate 1. The planned cutting line 5 is a virtual line extending in a straight line (the actual cutting line 5 may be used as the planned cutting line 5 on the semiconductor substrate 1). In the laser processing according to the present embodiment, the modified region 7 is formed by irradiating the semiconductor substrate 1 with the laser beam L by aligning the condensing point P inside the semiconductor substrate 1 under the condition that multiphoton absorption occurs. The condensing point is a portion where the laser beam L is condensed.

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に沿つて移動させる。 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に沿って半 導体基板 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） 9が形成される。 本実施形態に係るレーザ加工方法は、 半導体基板 1が レーザ光 Lを吸収することにより半導体基板 1を発熱させて改質領域 7を形成す るのではない。 半導体基板 1にレーザ光 Lを透過させ半導体基板 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、 半導体基板 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、 半導体基板 1の表面 3が溶融する ことはない。By moving the laser beam L relatively along the planned cutting line 5 (that is, along the arrow A direction), the condensing point P is moved along the planned cutting line 5. As a result, the modified region 7 is formed only inside the semiconductor substrate 1 along the planned cutting line 5 as shown in FIGS. 3 to 5, and the cutting start region (scheduled cutting portion) is formed by the modified region 7. 9 is formed. In the laser processing method according to the present embodiment, the semiconductor substrate 1 is The modified region 7 is not formed by absorbing the laser beam L and causing the semiconductor substrate 1 to generate heat. The laser beam L is transmitted through the semiconductor substrate 1 and multiphoton absorption is generated inside the semiconductor substrate 1 to form the modified region 7. Therefore, since the laser beam L is hardly absorbed at the surface 3 of the semiconductor substrate 1, the surface 3 of the semiconductor substrate 1 is not melted.

半導体基板 1の切断において、 切断する箇所に起点があると半導体基板 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半導体基板 1を切断 することができる。 よって、 半導体基板 1の表面 3に不必要な割れを発生させる ことなく半導体基板 1の切断が可能となる。 When the semiconductor substrate 1 is cut, if there is a starting point at the location to be cut, the semiconductor substrate 1 is cracked from the starting point, so that the semiconductor substrate 1 can be cut with a relatively small force as shown in FIG. Therefore, the semiconductor substrate 1 can be cut without causing unnecessary cracks in the surface 3 of the semiconductor substrate 1.

なお、 切断起点領域を起点とした半導体基板の切断には、 次の 2通りが考えら れる。 1つは、 切断起点領域形成後、 半導体基板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半導体基板が割れ、 半導体基板が切断される 場合である。 これは、 例えば半導体基板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、 半導体基板の切断起点領域に沿つて半導体基 板に曲げ応力やせん断応力を加えたり、 半導体基板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半導体基板の断面方向 （厚さ方向） に向か つて自然に割れ、 結果的に半導体基板が切断される場合である。 これは、 例えば 半導体基板の厚さが小さい場合には、 1列の改質镇域により切断起点領域が形成 されることで可能となり、 半導体基板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半導体基板の厚さは薄くなる 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。 66There are two possible ways to cut the semiconductor substrate starting from the cutting start region. One is a case where, after the cutting start region is formed, an artificial force is applied to the semiconductor substrate, so that the semiconductor substrate is cracked from the cutting start region and the semiconductor substrate is cut. This is, for example, cutting when the thickness of the semiconductor substrate is large. An artificial force is applied, for example, by applying bending stress or shear stress to the semiconductor substrate along the cutting start region of the semiconductor substrate, or generating thermal stress by giving a temperature difference to the semiconductor substrate. It is to be. The other one is to form a cutting start region, so that it naturally breaks in the cross-sectional direction (thickness direction) of the semiconductor substrate starting from the cutting start region, resulting in the semiconductor substrate being cut Is the case. For example, when the thickness of the semiconductor substrate is small, the cutting start region is formed by one row of modified regions, and when the thickness of the semiconductor substrate is large, the thickness direction is increased. This is made possible by forming the cutting start region by the modified regions formed in a plurality of rows. Even in the case of natural cracking, a crack does not run on the surface of the portion corresponding to the portion where the cutting start region is not formed at the portion to be cut, and corresponds to the portion where the cutting start region is formed. Since only the part can be cleaved, the cleaving can be controlled well. In recent years, the thickness of semiconductor substrates such as silicon wafers tends to be reduced, and such a cleaving method with good controllability is very effective. 66

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 に説明する溶融処理領域がある。In the present embodiment, the modified region formed by multiphoton absorption includes a melt processing region described below.

半導体基板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 X 10⁸ (W/ c m²) 以上で且つパルス幅が 1 μ. s以下の条件でレーザ光を照射する。 これにより半導体基板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 熱により半導体基板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 。 半導体基板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 X 1 0¹² (W/cm²) で ある。 パルス幅は例えば 1 n s〜200 n sが好ましい。A focusing point is set inside the semiconductor substrate, and laser light is irradiated under the condition that the electric field intensity at the focusing point is 1 × 10⁸ (W / cm² ) or more and the pulse width is 1 μs or less. As a result, the inside of the semiconductor substrate is locally heated by multiphoton absorption. By this heating, a melt processing region is formed inside the semiconductor substrate. The melt treatment region is a region once solidified after melting, a region just in a molten state, or a region re-solidified from a molten state, and can also be referred to as a phase-changed region or a region where the crystal structure has changed. A melt-processed region can also be said to be a region in which one structure is changed to another structure in a single crystal structure, an amorphous structure, or a polycrystalline structure. That is, for example, a region where a single crystal structure is changed to an amorphous structure, a region where a single crystal structure is changed to a polycrystalline structure, a region where a single crystal structure is changed to a structure including an amorphous structure and a polycrystalline structure are included. means . When the semiconductor substrate has a silicon single crystal structure, the melt processing region has, for example, an amorphous silicon structure. The upper limit value of the electric field strength is, for example, 1 × 10¹² (W / cm² ). For example, the pulse width is preferably 1 ns to 200 ns.

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。 The inventor has confirmed through experiments that a melt-processed region is formed inside a silicon wafer. The experimental conditions are as follows.

(A) 半導体基板： シリ コンウェハ （厚さ 350 μπι、 外径 4インチ） (Β) レーザ (A) Semiconductor substrate: Silicon wafer (thickness 350 μπι, outer diameter 4 inches) (Β) Laser

光源：半導体レーザ励起 N d ： Y AGレーザ Light source: Semiconductor laser pumped Nd: Y AG laser

波長： 1 064 n m Wavelength: 1 064 nm

レーザ光スポッ ト断面積： 3. 14 X 1 0—⁸ cm²Laser light spot cross section: 3. 14 X 1 0—⁸ cm²

発振形態： Qスィツチパルス Oscillation form: Q switch pulse

繰り返し周波数： 1 00 k H z Repeat frequency: 1 00 kHz

パルス幅： 30 n s . Pulse width: 30 ns.

出力 ： 20 μ J Zパルス レーザ光品質： T EM_{0 0}Output: 20 μJZ pulse Laser light quality: T EM_{0 0}

偏光特性：直線偏光 Polarization characteristics: linearly polarized light

( C ) 集光用レンズ (C) Condensing lens

倍率： 5 0倍 Magnification: 50x

N. A . : 0 . 5 5 N. A.: 0.5 5

レーザ光波長に対する透過率： 6 0パーセント Transmittance to laser light wavelength: 60%

(D ) 半導体基板が载置される载置台の移動速度： 1 0 O mm /秒 図 7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 1 1の内部に溶融処理領域 1 3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 1 3の厚さ 方向の大きさは 1 0 0 m程度である。 (D) Moving speed of mounting table on which semiconductor substrate is mounted: 10 O mm / sec. FIG. 7 shows a photograph of a cross section of a part of a silicon wafer cut by laser processing under the above conditions. FIG. A melt processing region 13 is formed inside the silicon wafer 11. The size in the thickness direction of the melt processing region 13 formed under the above conditions is about 100 m.

溶融処理領域 1 3が多光子吸収により形成されたことを説明する。 図 8は、 レ 一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 5 0 m、 1 0 0 ^ m, 2 0 0 μ πι 、 5 0 0 m、 1 0 0 0 μ mの各々について上記関係を示した。 It will be described that the melt processing region 13 is formed by multiphoton absorption. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the wavelength of the laser beam and the transmittance inside the silicon substrate. However, the reflection components on the front side and back side of the silicon substrate are removed to show the internal transmittance. The above relationship was shown for each of the thickness t of the silicon substrate of 50 m, 1 0 0 ^ m, 2 0 00 μπι, 5 0 0 m, and 1 0 0 0 μm.

例えば、 N d ： Y A Gレーザの波長である 1 0 6 4 n mにおいて、 シリコン基 板の厚さが 5 0 0 μ m以下の場合、 シリコン基板の内部ではレーザ光が 8 0 %以 上透過することが分かる。 図 7に示すシリコンウェハ 1 1の厚さは 3 5 0 / mで あるので、 多光子吸収による溶融処理領域 1 3はシリ コンウェハの中心付近、 つ まり表面から 1 7 5 Ai mの部分に形成される。 この場合の透過率は、 厚さ 2 0 0 mのシリコンウェハを参考にすると、 9 0 %以上なので、 レーザ光がシリコン ウェハ 1 1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 1 1の内部でレーザ光が吸収されて、 溶融処理領域 1 3がシ リコンウェハ 1 1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 1 3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 6 6集 （2 0 0 0年 4月） の第 7 2頁〜第 7 3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。For example, if the thickness of the silicon substrate is less than 500 μm at the wavelength of N d: YAG laser of 10 64 4 nm, the laser beam should be transmitted more than 80% inside the silicon substrate. I understand. Since the thickness of the silicon wafer 11 shown in Fig. 7 is 3500 / m, the melt-processed region 13 due to multiphoton absorption is formed near the center of the silicon wafer, that is, 1 75 Aim from the surface. Is done. In this case, the transmittance is 90% or more when referring to a silicon wafer with a thickness of 200 m. Therefore, the laser beam is hardly absorbed inside the silicon wafer 11, and almost all is transmitted. . This is because the laser beam is absorbed inside the silicon wafer 11 and the melt processing region 13 is formed inside the silicon wafer 11 (that is, the melt processing region is formed by normal heating with the laser beam). The melt processing region 1 3 is not formed by multiphoton absorption. Means that. The formation of the melt-processed region by multiphoton absorption is, for example, from “Picosecond” pulse laser on pages 7 2 to 7 3 of the 6th Annual Meeting of the Japan Welding Society (September 6th, 2000) It is described in “Processing characteristics evaluation of silicon”.

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ゥ 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 7のように内部にのみ溶融処理領域 が形成されている。 半導体基板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。 Silicon wafers are cracked in the cross-sectional direction starting from the cutting start region formed in the melt processing region, and as a result, the crack reaches the front and back surfaces of the silicon wafer. Disconnected. The cracks that reach the front and back surfaces of the silicon wafer may grow spontaneously, or they may grow when a force is applied to the silicon wafer. In addition, when cracks grow naturally from the cutting start area to the front and back surfaces of the silicon wafer, when the crack grows from a state where the melt processing area forming the cutting start area is melted, In some cases, cracks grow when the solidification region that forms the region re-solidifies from a molten state. However, in both cases, the melt processing region is formed only inside the silicon wafer, and the melt processing region is formed only inside the cut surface after cutting as shown in FIG. If the cutting start region is formed in the semiconductor substrate by the melt processing region, it is difficult to generate unnecessary cracks off the cutting start region line during cleaving, so that the cleaving control becomes easy.

以上、 多光子吸収により形成される改質領域として溶融処理領域の場合を説明 したが、 半導体基板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 も精度良く半導体基板を切断することが可能になる。 As described above, the case of the melt processing region has been described as the modified region formed by multiphoton absorption. However, if the cutting origin region is formed as follows in consideration of the crystal structure of the semiconductor substrate and its cleavage property, the The semiconductor substrate can be cut with high accuracy with even smaller force starting from the cutting start region.

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、 （1 1 1 ) 面 （第 1劈開面） や （1 1 0 ) 面 （第 2劈開面） に沿った方向 に切断起点镇域を形成するのが好ましい。 また、 G a A sなどの閃亜鉛鉱型構造 の III一 V族化合物半導体からなる基板の場合は、 （1 1 0 ) 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。 That is, in the case of a substrate made of a single crystal semiconductor with a diamond structure such as silicon, the direction along the (1 1 1) plane (first cleavage plane) or (1 1 0) plane (second cleavage plane) It is preferable to form a cutting starting area. Further, in the case of a substrate made of a zinc-blende III-group V compound semiconductor such as Ga As, it is preferable to form the cutting origin region in the direction along the (1 1 0) plane.

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 （1 1 1 ) 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半導体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ベ き方向に沿った切断起点領域を容易且つ正確に半導体基板に形成することが可能 になる。Note that the direction in which the above-described cutting start region is to be formed (for example, a single crystal silicon substrate) If the orientation flat is formed on the semiconductor substrate along the direction perpendicular to the direction in which the cutting origin region is to be formed (in the direction along the (1 1 1) plane), the cutting is performed based on the orientation flat. It is possible to easily and accurately form the cutting starting point region along the direction in which the starting point region is to be formed on the semiconductor substrate.

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 9を参照し て説明する。 図 9はレーザ加工装置 1 0 0の概略構成図である。 A laser processing apparatus used in the laser processing method described above will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the laser processing apparatus 100.

レーザ加工装置 1 0 0は、 レーザ光 Lを発生するレーザ光源 1 0 1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 1 0 1を制御するレーザ光 源制御部 1 0 2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 9 0 ° 変えるように配置されたダイクロイツクミラー 1 0 3と、 ダイクロイツク ミラー 1 0 3で反射されたレーザ光 Lを集光する集光用レンズ 1 0 5と、 集光用 レンズ 1 0 5で集光されたレーザ光 Lが照射される半導体基板 1が載置される载 置台 1 0 7と、 載置台 1 0 7を回転させるための Θステージ 1 0 8と、 载置台 1. 0 7を X軸方向に移動させるための X軸ステージ 1 0 9と、 载置台 1 0 7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 1 1 1と、 載置台 1◦ 7を X軸及ぴ 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 1 1 3と、 これら 4つのステージ 1 0 8， 1 0 9， 1 1 1， 1 1 3の移動を制御する ステージ制御部 1 1 5とを備える。 The laser processing apparatus 100 includes a laser light source 10 1 that generates the laser light L, and a laser light source control unit 1 0 that controls the laser light source 1 0 1 in order to adjust the output, pulse width, and the like of the laser light L. 2, a dichroic mirror 10 0 3 having a function of reflecting the laser beam L and arranged to change the direction of the optical axis of the laser beam L by 90 °, and a laser reflected by the dichroic mirror 1 0 3 A condensing lens 10 5 for condensing the light L, a mounting table 1 0 7 on which the semiconductor substrate 1 irradiated with the laser light L condensed by the condensing lens 1 0 5 is placed, Θ stage 1 0 8 for rotating the table 1 0 7, X-axis stage 1 0 9 for moving the mounting table 1.0 7 in the X-axis direction, and the mounting table 1 0 7 orthogonal to the X-axis direction To move the Y-axis stage 1 1 1 to move in the Y-axis direction and the mounting table 1◦ 7 in the Z-axis direction orthogonal to the X-axis and the Y-axis direction And a stage controller 1 1 5 that controls the movement of these four stages 1 0 8, 1 0 9, 1 1 1, 1 1 3.

载置台 1 0 7は、 半導体基板 1を赤外線で照明するために赤外線を発生する赤 外透過照明 1 1 6と、 半導体基板 1が赤外透過照明 1 1 6による赤外線で照明さ れるよう、 半導体基板 1を赤外透過照明 1 1 6上に支持する支持部 1 0 7 aとを 有している。 The mounting table 1 0 7 is an infrared transmission illumination 1 1 6 that generates infrared light to illuminate the semiconductor substrate 1 with infrared rays, and a semiconductor substrate 1 is illuminated with infrared rays by the infrared transmission illumination 1 1 6. And a support portion 1 0 7 a for supporting the substrate 1 on the infrared transmission illumination 1 1 6.

なお、 Z軸方向は半導体基板 1の表面 3と直交する方向なので、 半導体基板 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 1 1 3を Z軸方向に移動させることにより、 半導体基板 1の表面 3や内部にレーザ光 Lの 集光点 Pを合わせることができる。 また、 この集光点 Pの X (Y) 軸方向の移動 は、 半導体基板 1を X (Y) 軸ステージ 109 (11 1) により X (Y) 軸方向 に移動させることにより行う。Since the Z-axis direction is a direction orthogonal to the surface 3 of the semiconductor substrate 1, it is the direction of the focal depth of the laser light L incident on the semiconductor substrate 1. Therefore, by moving the Z-axis stage 1 1 3 in the Z-axis direction, the laser beam L is transmitted to the surface 3 or inside of the semiconductor substrate 1. Focus point P can be adjusted. Further, the movement of the condensing point P in the X (Y) axis direction is performed by moving the semiconductor substrate 1 in the X (Y) axis direction by the X (Y) axis stage 109 (11 1).

レーザ光源 101はパルスレーザ光を発生する N d ： Y AGレーザである。 レ 一ザ光源 101に用いることができるレーザとして、 この他、 Nd : YV〇₄レ 一ザ、 Nd ： YLFレーザやチタンサファイアレーザがある。 溶融処理領域を形 成する場合には、 N d ： Y AGレーザ、 N d ： YV0₄レーザ、 N d ： YL Fレ 一ザを用いるのが好適である。 本実施形態では、 半導体基板 1の加工にパルスレ 一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。The laser light source 101 is an Nd: YAG laser that generates pulsed laser light. As a laser that can be used to record monodentate light source 101, the other, Nd: YV_〇₄ Les monodentate, Nd: there is a YLF laser or a titanium sapphire laser. If that form a molten processed region, N d: Y AG laser, N d: YV0₄ laser, N d: it is preferable to use YL F, single THE. In this embodiment, pulsed laser light is used for processing the semiconductor substrate 1, but continuous wave laser light may be used as long as multiphoton absorption can be caused.

レーザ加工装置 100はさらに、 载置台 107に載置された半導体基板 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 11 7と、 ダイク口 イツクミラー 103及ぴ集光用レンズ 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 1 19とを備える。 ビームスプリッタ 1 19と集光用レンズ 105との間にダイクロイツクミラー 103が配置されている。 ビームスプリツ タ 1 19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 11 7か ら発生した可視光線はビームスプリッタ 1 19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ツクミラー 103及び集光用レンズ 105を透過し、 半導体基板 1の切断予定ラィン 5等を含む表面 3を照明する。 The laser processing apparatus 100 further includes an observation light source 11 7 that generates visible light to illuminate the semiconductor substrate 1 mounted on the mounting table 107 with visible light, a dike mouth mirror 103, and a condensing lens 105. And a beam splitter for visible light 119 arranged on the same optical axis as the above. A dichroic mirror 103 is disposed between the beam splitter 1 19 and the condensing lens 105. The beam splitter 1 19 has the function of reflecting about half of the visible light and transmitting the other half, and the direction of the optical axis of the visible light is 90. It is arranged to change. About half of the visible light generated from the observation light source 11 7 is reflected by the beam splitter 1 19, and the reflected visible light passes through the dichroic mirror 103 and the condensing lens 105 to cut the semiconductor substrate 1. Illuminate the surface 3 including the planned line 5 etc.

レーザ加工装置 100はさらに、 ビームスプリッタ 1 19、 ダイクロイツクミ 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、 ダイクロイツクミラー 103、 ビームスプリッタ 1 19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。 なお、 半導体基板 1を赤外透過照明 1 1 6による赤外線で照明すると共に、 後述 する撮像データ処理部 1 2 5により結像レンズ 1 2 3及び撮像素子 1 2 1の観察 面を半導体基板 1の内部に合わせれば、 半導体基板 1の内部を撮像して半導体基 板 1の内部の撮像データを取得することもできる。The laser processing apparatus 100 further includes an imaging element 121 and an imaging lens 123 disposed on the same optical axis as the beam splitter 119, the dichroic mirror 103, and the condensing lens 105. An example of the image sensor 121 is a CCD camera. The reflected light of the visible light that illuminates the surface 3 including the cutting line 5 etc. passes through the condensing lens 105, the dichroic mirror 103, and the beam splitter 1 19, and is imaged by the imaging lens 123. The image is captured at 121 and becomes image data. In addition, the semiconductor substrate 1 is illuminated with infrared rays from the infrared transmission illumination 1 1 6, and an imaging data processing unit 1 25 to be described later sets the observation surfaces of the imaging lens 1 2 3 and the imaging device 1 2 1 to the semiconductor substrate 1. According to the inside, the inside of the semiconductor substrate 1 can be imaged and the imaging data inside the semiconductor substrate 1 can be acquired.

レーザ加工装置 1 0 0はさらに、 撮像素子 1 2 1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 1 2 5と、 レーザ加工装置 1 0 0全体を制御する全 体制御部 1 2 7と、 モニタ 1 2 9とを備える。 撮像データ処理部 1 2 5は、 撮像 データを基にして観察用光源 1 1 7で発生した可視光の焦点を表面 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 1 1 5が Z軸ステージ 1 1 3を移動制御することにより、 可視光の焦点が表面 3に合 うようにする。 よって、 撮像データ処理部 1 2 5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 1 2 5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 1 2 7に送 られ、 全体制御部で各種処理がなされ、 モニタ 1 2 9に送られる。 これにより、 モニタ 1 2 9に拡大画像等が表示される。 The laser processing apparatus 100 further includes an imaging data processing unit 1 2 5 to which imaging data output from the imaging element 1 2 1 is input, and an overall control unit 1 2 7 that controls the entire laser processing apparatus 100. And a monitor 1 2 9. The imaging data processing unit 1 2 5 calculates focus data for focusing the visible light generated by the observation light source 1 1 7 on the surface 3 based on the imaging data. Based on this focus data, the stage controller 1 1 5 controls the movement of the Z-axis stage 1 1 3 so that the visible light is focused on the surface 3. Therefore, the imaging data processing unit 1 2 5 functions as an autofocus unit. Further, the imaging data processing unit 1 25 calculates image data such as an enlarged image of the surface 3 based on the imaging data. This image data is sent to the overall control unit 1 27, where it is subjected to various processing and sent to the monitor 1 29. As a result, an enlarged image or the like is displayed on the monitor 1 29.

全体制御部 1 2 7には、 ステージ制御部 1 1 5からのデータ、 撮像データ処理 部 1 2 5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 1 0 2、 観察用光源 1' 1 7及びステージ制御部 1 1 5を制御することにより 、 レーザ加工装置 1 0 0全体を制御する。 よって、 全体制御部 1 2 7はコンビュ ータユニットとして機能する。 The overall control unit 1 2 7 receives data from the stage control unit 1 1 5 and image data from the imaging data processing unit 1 2 5. Based on these data, the laser light source control unit 1 0 2 The entire laser beam machining apparatus 100 is controlled by controlling the observation light source 1 ′ 17 and the stage controller 1 15. Therefore, the overall control unit 1 2 7 functions as a converter unit.

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。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

[半導体基板の実施例 1 ] . [Example 1 of semiconductor substrate].

本発明に係る半導体基板の実施例 1について、 図 1 0〜図 1 3を参照して説明 する。 図 1 0は実施例 1に係る半導体基板 1の斜視図であり、 図 1 1は図 1 0に 示す半導体基板 Γの XI— XI線に沿つた断面図であり、図 1 2は図 1 0に示す半導 体基板 1の XII— XII線に沿った断面図であり、 図 1 3は図 1 0に示す半導体基板 1の表面に設けられたレーザマークの写真を表した図である。Example 1 of a semiconductor substrate according to the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 13. FIG. 10 is a perspective view of the semiconductor substrate 1 according to the first embodiment. FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI of the semiconductor substrate Γ shown in FIG. 10. FIG. FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line XII—XII of the semiconductor substrate 1 shown in FIG. 13, and FIG. 13 shows the semiconductor substrate shown in FIG. 2 is a view showing a photograph of a laser mark provided on the surface of 1. FIG.

実施例 1に係る半導体基板 1は、 厚さ 3 5 0 μ m、 外径 4インチの円板状のシ リコンウェハであり、 図 1 0に示すように、 半導体基板 1の周縁部の一部が直線 となるよう切り欠かれてオリエンテーションフラット （以下 「O F」 とレ、う） 1 5が形成されている。 The semiconductor substrate 1 according to Example 1 is a disc-shaped silicon wafer having a thickness of 3500 μm and an outer diameter of 4 inches. As shown in FIG. Orientation flats (hereinafter referred to as “OF”) 15 are formed by cutting out to form straight lines.

図 1 1に示すように、 半導体基板 1の内部には、 O F 1 5に平行な方向に延び る切断起点領域 9 aが、 半導体基板 1の内部における外径の中心 （以下 「基準原 点」 という） 力 ら所定の間隔毎に複数形成されている。 また、 半導体基板 1の内 部には、 O F 1 5に垂直な方向に延びる切断起点領域 9 bが基準原点から所定の 間隔毎に複数形成されている。 切断起点領域 9 aは、 図 1 2に示すように、 半導 体基板 1の内部にのみ形成され、 半導体基板 1の表面 3及び裏面 1 7には達して いない。 このことは、 切断起点領域 9 bについても同様である。 切断起点領域 9 a及び切断起点領域 9 bのそれぞれは、 半導体基板 1の内部に 1列となるよう形 成された溶融処理領域でもって形成されている。 As shown in FIG. 11, a cutting origin region 9 a extending in a direction parallel to OF 15 is formed inside the semiconductor substrate 1, and the center of the outer diameter inside the semiconductor substrate 1 (hereinafter referred to as “reference origin”). A plurality of force is formed at predetermined intervals. In addition, a plurality of cutting start region 9 b extending in a direction perpendicular to OF 15 is formed in the semiconductor substrate 1 at predetermined intervals from the reference origin. As shown in FIG. 12, the cutting start region 9 a is formed only inside the semiconductor substrate 1 and does not reach the front surface 3 and the back surface 17 of the semiconductor substrate 1. The same applies to the cutting start region 9b. Each of the cutting start region 9 a and the cutting start region 9 b is formed by a melt processing region formed in one row inside the semiconductor substrate 1.

図 1 0に示すように、 半導体基板 1の表面 3における基準原点直上の位置には As shown in Fig. 10, the position just above the reference origin on the surface 3 of the semiconductor substrate 1 is

、 レーザマーク 1 9が設けられている。 このレーザマーク 1 9と O F 1 5との両 者により、 半導体基板 1の内部に形成された切断起点領域 9 a及び切断起点領域 9 bの位置を把握することができる。 すなわち、 レーザマーク 1 9と〇F 1 5と の両者は、 半導体基板 1の内部に形成された切断起点領域 9 a及び切断起点領域 9 の位置を識別するための識別マークとして機能する。 なお、 レーザマーク 1The laser mark 19 is provided. By both the laser mark 19 and the OF 15, the positions of the cutting start region 9 a and the cutting start region 9 b formed inside the semiconductor substrate 1 can be grasped. That is, both of the laser marks 19 and ○ F 15 function as identification marks for identifying the positions of the cutting start region 9 a and the cutting start region 9 formed in the semiconductor substrate 1. Laser mark 1

9の形成場所は、 切断起点領域上に設ける他に、 半導体基板に形成される回路等 の機能部位以外の場所や、 半導体基板の周縁部の半導体デパイスとして利用しな い部位に形成してもよい。 そして、 レーザマーク 1 9は、 ソフトマ一キングと呼 ばれる発麈ゃ熱影響のないクリーンなレーザマーキング方式によって半導体基板 1の表面 3を溶かし込むことで形成され、 図 1 3に示すように、 レーザマーク 1 9は直径 1 μ ηιの凹状のものである。 次に、 上述したレーザ加工装置 1 0 0による半導体基板 1の製造方法について 、 図 9及び図 1 4を参照して説明する。 図 1 4は半導体基板 1の製造方法を説明 するためのフローチヤ一トである。In addition to being provided on the cutting start region, the formation location of 9 may be formed at a location other than a functional portion such as a circuit formed on the semiconductor substrate, or a portion not used as a semiconductor device at the peripheral portion of the semiconductor substrate. Good. The laser mark 19 is formed by melting the surface 3 of the semiconductor substrate 1 by a clean laser marking method called “soft marking”, which has no thermal effect. As shown in FIG. Mark 19 is concave with a diameter of 1 μ ηι. Next, a method for manufacturing the semiconductor substrate 1 using the laser processing apparatus 100 described above will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a flowchart for explaining the method of manufacturing the semiconductor substrate 1.

まず、 半導体基板 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、 半導体基板 1の表面 3にレーザマーク 1 9を形成する ためのレーザ光と、 半導体基板 1に対して透明な波長又は吸収の少ない波長のレ 一ザ光 Lとを発生するレーザ光源 1 0 1をそれぞれ選定する （S 1 0 1 )。続いて 、 半導体基板 1の厚さを測定する。 厚さの測定結果及び半導体基板 1の屈折率を 基にして、 半導体基板 1の Z軸方向の移動量を決定する （S 1 0 3 )。 これは、 半 導体基板 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の集光点 Pを 半導体基板 1の内部に位置させるために、 半導体基板 1の表面 3に位置するレー ザ光 Lの集光点 Pを基準とした半導体基板 1の Z軸方向の移動量である。 この移 動量は全体制御部 1 2 7に入力される。 First, the light absorption characteristics of the semiconductor substrate 1 are measured with a spectrophotometer or the like (not shown). Based on this measurement result, laser light for forming the laser mark 19 on the surface 3 of the semiconductor substrate 1 and laser light L having a wavelength transparent to the semiconductor substrate 1 or a wavelength with little absorption are generated. Each laser light source 1 0 1 to be selected is selected (S 1 0 1). Subsequently, the thickness of the semiconductor substrate 1 is measured. Based on the measurement result of the thickness and the refractive index of the semiconductor substrate 1, the amount of movement of the semiconductor substrate 1 in the Z-axis direction is determined (S 1 0 3). This is because the laser beam L is located on the surface 3 of the semiconductor substrate 1 in order to position the condensing point P of the laser light L having a wavelength transparent to the semiconductor substrate 1 or a wavelength with less absorption to the semiconductor substrate 1. This is the amount of movement of the semiconductor substrate 1 in the Z-axis direction with respect to the condensing point P of light L. This amount of movement is input to the overall control unit 1 27.

半導体基板 1をレーザ加工装置 1 0 0の載置台 1 0 7の支持部材 1 0 7 a上に 載置する。 そして、 観察用光源 1 1 7から可視光を発生させて半導体基板 1·を照 明する （ S 1 0 5 )。照明された半導体基板 1の表面 3を撮像素子 1 2 1により撮 像する。 撮像素子 1 2 1により撮像された撮像データは撮像データ処理部 1 2 5 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 1 2 5は観察用光源 1 1 7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 （ S 1 0 7 )₀The semiconductor substrate 1 is placed on the support member 1 0 7 a of the mounting table 1 0 7 of the laser processing apparatus 100. Then, visible light is generated from the observation light source 1 1 7 to illuminate the semiconductor substrate 1 (S 1 0 5). The surface 3 of the illuminated semiconductor substrate 1 is imaged by the image sensor 1 2 1. The imaging data imaged by the imaging element 1 2 1 is sent to the imaging data processing unit 1 2 5. Based on this imaging data, the imaging data processing unit 1 2 5 calculates focus data such that the visible light focus of the observation light source 1 1 7 is located on the surface 3 (S 1 0 7)₀

この焦点データはステージ制御部 1 1 5に送られる。 ステージ制御部 1 1 5は 、 この焦点データを基にして Z軸ステージ 1 1 3を Z軸方向の移動させる （S 1 0 9 )。 これにより、観察用光源 1 1 7の可視光の焦点が半導体基板 1の表面 3に 位置する。 なお、 撮像データ処理部 1 2 5は、 撮像データに基づいて半導体基板 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 1 2 7を介してモニタ 1 2 9に送られ、 これによりモニタ 1 2 9に半導体基板 1の表 面 3の拡大画像が表示される。This focus data is sent to the stage controller 1 1 5. The stage controller 1 15 moves the Z-axis stage 1 13 in the Z-axis direction based on the focus data (S 1 0 9). Thereby, the focus of the visible light of the observation light source 1 17 is located on the surface 3 of the semiconductor substrate 1. The imaging data processing unit 1 25 calculates the enlarged image data of the surface 3 of the semiconductor substrate 1 based on the imaging data. This enlarged image data is sent to the monitor 1 2 9 via the overall control unit 1 2 7, and as a result, the monitor 1 2 9 displays the surface of the semiconductor substrate 1. A magnified image of surface 3 is displayed.

続いて、 半導体基板 1の O F 1 5の方向が Yステージ 1 1 1のストローク方向 に一致するよう、 eステージ 1 0 8により半導体基板 1を回転させる （s i i i Subsequently, the semiconductor substrate 1 is rotated by the e stage 1 0 8 so that the direction of OF 15 of the semiconductor substrate 1 coincides with the stroke direction of the Y stage 1 1 1 (s i i i

)。 さらに、半導体基板 1の表面 3にレーザマーク 1 9を形成するためのレーザ光 の集光点が、 半導体基板 1の表面 3における基準原点直上の位置となるよう、 X 軸ステージ 1 0 9、 Y軸ステージ 1 1 1及ぴ Z軸ステージ 1 1 3により半導体基 板 1を移動させる （S 1 1 3 )。 この状態でレーザ光を照射し、 半導体基板 1の表 面 3における基準原点直上の位置にレーザマーク 1 9を形成する （S 1 1 5 )。 その後、 ステップ S 1 0 3で決定され全体制御部 1 2 7に予め入力された移動 量データが、 ステージ制御部 1 1 5に送られる。 ステージ制御部 1 1 5はこの移 動量データに基づいて、 レーザ光 Lの集光点 Pが半導体基板 1の内部となる位置 に、 Z軸ステージ 1 1 3により半導体基板 1を Z軸方向に移動させる （S 1 1 7). Furthermore, the X-axis stage 1 0 9, Y so that the condensing point of the laser beam for forming the laser mark 19 on the surface 3 of the semiconductor substrate 1 is located immediately above the reference origin on the surface 3 of the semiconductor substrate 1. The semiconductor substrate 1 is moved by the axis stage 1 1 1 and the Z axis stage 1 1 3 (S 1 1 3). In this state, laser light is irradiated to form a laser mark 19 at a position immediately above the reference origin on the surface 3 of the semiconductor substrate 1 (S 1 15). Thereafter, the movement amount data determined in step S 1 0 3 and previously input to the overall control unit 1 2 7 is sent to the stage control unit 1 15. Based on this movement amount data, the stage controller 1 15 moves the semiconductor substrate 1 in the Z-axis direction by the Z-axis stage 1 1 3 to the position where the condensing point P of the laser beam L is inside the semiconductor substrate 1 (S 1 1 7

) o) o

続いて、 レーザ光源 1 0 1からレーザ光 Lを発生させて、 レーザ光 Lを半導体 基板 1に照射する。 レーザ光 Lの集光点 Pは半導体基板 1の内部に位置している ので、 溶融処理領域は半導体基板 1の内部にのみ形成される。 そして、 X軸ステ ージ 1 0 9や Y軸ステージ 1 1 1により半導体基板 1を移動させて、 半導体基板 1の内部に、 〇F 1 5に平行な方向に延びる切断起点領域 9 a及び O F 1 5に垂 直な方向に延びる切断起点領域 9 bのそれぞれを、 基準原点から所定の間隔毎に 複数形成し （S 1 1 9 )、 実施例 1に係る半導体基板 1が製造される。 Subsequently, laser light L is generated from the laser light source 101 and the semiconductor substrate 1 is irradiated with the laser light L. Since the condensing point P of the laser beam L is located inside the semiconductor substrate 1, the melting region is formed only inside the semiconductor substrate 1. Then, the semiconductor substrate 1 is moved by the X-axis stage 1 0 9 and the Y-axis stage 1 1 1, and the cutting origin region 9 a and OF extending inside the semiconductor substrate 1 in the direction parallel to ◯ F 1 5 A plurality of cutting starting point regions 9b extending in a direction perpendicular to 15 are formed at predetermined intervals from the reference origin (S 1 19), and the semiconductor substrate 1 according to the first embodiment is manufactured.

なお、 半導体基板 1を赤外透過照明 1 1 6による赤外線で照明すると共に、 撮 像データ処理部 1 2 5により結像レンズ 1 2 3及ぴ撮像素子 1 2 1の観察面を半 導体基板 1の内部に合わせれば、 半導体基板 1の内部に形成された切断起点領域 9 a及び切断起点領域 9 bを撮像して撮像データを取得し、 モニタ 1 2 9に表示 させることもできる。 In addition, the semiconductor substrate 1 is illuminated with infrared rays by infrared transmission illumination 1 1 6, and the imaging data processing unit 1 2 5 uses the imaging lens 1 2 3 and the imaging device 1 2 1 to observe the observation surface of the semiconductor substrate 1. If it is matched with the inside of the semiconductor substrate 1, it is possible to take an image of the cutting start point region 9 a and the cutting start point region 9 b formed inside the semiconductor substrate 1, acquire image pickup data, and display it on the monitor 1 29.

以上説明したように、 実施例 1に係る半導体基板 1は、 半導体基板 1の内部に 集光点 Pが合わされ、 集光点 Pにおけるピークパワー密度が 1 X 1 0⁸ (W/ c m²) 以上で且つパルス幅が 1 μ s以下の条件でレーザ光 Lが照射されることで 、 半導体基板 1の内部に多光子吸収による溶融処理領域が形成されている。 この 多光子吸収を発生し得るレーザ光 Lの照射においては、 半導体基板 1の表面 3で はレーザ光 Lがほとんど吸収されないため、 半導体基板 1の表面 3が溶融するこ とはない。 したがって、 半導体デバイスの製造工程においては、 従来通りの工程 によって、 半導体基板 1の表面 3に機能素子を形成することができる。 なお、 半 導体基板 1の裏面 1 7も溶融されることはないので、 半導体基板 1の裏面 1 7を 半導体基板 1の表面 3と同様に扱うことができるのは勿論である。As described above, the semiconductor substrate 1 according to the first embodiment is disposed inside the semiconductor substrate 1. When the condensing point P is combined, and the peak power density at the condensing point P is 1 X 10⁸ (W / cm² ) or more and the pulse width is 1 μs or less, the laser beam L is irradiated. A melt processing region by multiphoton absorption is formed inside the semiconductor substrate 1. In the irradiation with the laser beam L that can generate multiphoton absorption, the laser beam L is hardly absorbed by the surface 3 of the semiconductor substrate 1, so that the surface 3 of the semiconductor substrate 1 is not melted. Therefore, in the semiconductor device manufacturing process, a functional element can be formed on the surface 3 of the semiconductor substrate 1 by a conventional process. Since the back surface 17 of the semiconductor substrate 1 is not melted, the back surface 17 of the semiconductor substrate 1 can of course be handled in the same manner as the front surface 3 of the semiconductor substrate 1.

また、 実施例 1に係る半導体基板 1は、 溶融処理領域でもって切断起点領域 9 a及ぴ切断起点領域 9 bが半導体基板 1の内部に形成されている。 半導体基板 1 の内部に溶融処理領域が形成されていると、 溶融処理領域を起点として比較的小 さな力で半導体基板 1に割れが発生するため、 切断起点領域 9 a及ぴ切断起点領 域 9 bに沿って高い精度で半導体基板 1を割って切断することができる。 よって 、 半導体デバイスの製造工程においては、 従来のような機能素子形成後の切削加 ェゃ加熱溶融加工が不要となり、 例えば、 切断起点領域 9 a及ぴ切断起点領域 9 bに沿うよう半導体基板 1の裏面 1 7にナイフエッジを当てるだけで半導体基板 1を切断することができる。 したがって、 機能素子形成後の半導体基板 1の切断 による機能素子の破壊を防止することができる。 Further, in the semiconductor substrate 1 according to the first embodiment, the cutting start region 9 a and the cutting start region 9 b are formed inside the semiconductor substrate 1 in the melting treatment region. If a melt-processed area is formed inside the semiconductor substrate 1, the semiconductor substrate 1 cracks with a relatively small force starting from the melt-processed area, so the cutting start area 9 a and the cutting start area The semiconductor substrate 1 can be broken and cut along the line 9b with high accuracy. Therefore, in the manufacturing process of the semiconductor device, cutting and heating / melting processing after the formation of the functional element as in the conventional method is not necessary. For example, the semiconductor substrate 1 along the cutting start region 9a and the cutting start region 9b. The semiconductor substrate 1 can be cut simply by applying a knife edge to the back surface 17 of the substrate. Therefore, it is possible to prevent the functional element from being broken by cutting the semiconductor substrate 1 after the functional element is formed.

さらに、 実施例 1に係る半導体基板 1においては、 レーザマーク 1 9と O F 1 Further, in the semiconductor substrate 1 according to Example 1, the laser mark 19 and the OF 1

5との両者が、 半導体基板 1の内部に形成された切断起点領域 9 a及び切断起点 領域 9 bの位置の基準となっている。 したがって、 半導体デバイスの製造工程に おいては、 レーザマーク 1 9と O F 1 5とに基づいて、 半導体基板 1の内部に形 成された切断起点領域 9 a及ぴ切断起点領域 9 bの位置を把握し、 機能素子のパ ターンニングゃ半導体基板 1の切断等を行うことができる。Both 5 and 5 serve as a reference for the positions of the cutting start region 9 a and the cutting start region 9 b formed inside the semiconductor substrate 1. Therefore, in the semiconductor device manufacturing process, the positions of the cutting start region 9 a and the cutting start region 9 b formed inside the semiconductor substrate 1 are determined based on the laser mark 19 and OF 15. By grasping and patterning the functional element, the semiconductor substrate 1 can be cut.

なお、 半導体基板 1の内部に溶融処理領域が形成されると、 意識的に外力を印 加しなくても、 溶融処理領域を起点として （すなわち、 切断起点領域 9 a及び切 断起点領域 9 bに沿って） 、 半導体基板 1の内部に割れが発生する場合がある。 この割れが半導体基板 1の表面 3及び裏面 1 7に到達するか否かは、 半導体基板 1の厚さ方向における溶融処理領域の位置や、 半導体基板 1の厚さに対する溶融 処理領域の大きさ等に関係する。 したがって、 半導体基板 1の内部に形成する溶 融処理領域の位置ゃ大きさ等を調節することによって、 半導体デバイスの製造ェ 程において半導体基板 1がハンドリングされたりヒートサイクルを経たりするこ とで、 半導体基板 1の表面 3及び裏面 1 7に割れが到達しないよう、 或いは切断 直前に半導体基板 1の表面 3及ぴ裏面 1 Ίに割れが到達するよう、 種々の制御を 行うことができる。In addition, when a melt processing region is formed inside the semiconductor substrate 1, an external force is intentionally applied. Even if it is not added, cracks may occur inside the semiconductor substrate 1 starting from the melt processing region (that is, along the cutting start region 9a and the cutting start region 9b). Whether or not this crack reaches the front surface 3 and the back surface 17 of the semiconductor substrate 1 depends on the position of the melt processing region in the thickness direction of the semiconductor substrate 1, the size of the melt processing region with respect to the thickness of the semiconductor substrate 1, etc. Related to. Therefore, by adjusting the position and size of the fusion processing region formed inside the semiconductor substrate 1, the semiconductor substrate 1 is handled or subjected to a heat cycle in the semiconductor device manufacturing process. Various controls can be performed so that cracks do not reach the front surface 3 and the back surface 17 of the semiconductor substrate 1 or so that cracks reach the front surface 3 and the back surface 1 of the semiconductor substrate 1 immediately before cutting.

[半導体基板の実施例 2 ] [Example 2 of semiconductor substrate]

本発明に係る半導体基板の実施例 2について、 図 1 5〜図 1 8を参照して説明 する。 実施例 2に係る半導体基板 1は、 厚さ 3 5 0 m、 外径 4インチの円板状 の G a A sウェハであり、 図 1 5に示すように、 半導体基板 1 'の周縁部の一部が 直線となるよう切り欠かれて O F 1 5が形成されている。 Example 2 of the semiconductor substrate according to the present invention will be described with reference to FIGS. The semiconductor substrate 1 according to Example 2 is a disk-shaped GaAs wafer having a thickness of 3500 m and an outer diameter of 4 inches, and as shown in FIG. Some of them are cut out to form a straight line, and OF 15 is formed.

この半導体基板 1は、 外縁に沿った外縁部 3 1 (図 1 5の 2点鎖線の外側部分 ) を有し、 この外縁部 3 1の内側部分 3 2 (図 1 5の 2点鎖線の内側部分） の内 部には、 実施例 1に係る半導体基板 1と同様に、 O F 1 5と平行な方向に延びる 複数本の切断起点領域 9 aと、 O F 1 5に垂直な方向に延びる複数本の切断起点 領域 9 bとが形成されている。 このように、 内側部分 3 2の内部に切断起点領域 9 a , 9 bが格子状に形成されることで、 内側部分 3 2は多数の矩形状の区画部 3 3に仕切られる。 This semiconductor substrate 1 has an outer edge portion 3 1 along the outer edge (the outer portion of the two-dot chain line in FIG. 15), and an inner portion 3 2 of this outer edge portion 3 1 (the inner side of the two-dot chain line in FIG. 15). As in the semiconductor substrate 1 according to the first embodiment, a plurality of cutting starting region 9 a extending in a direction parallel to the OF 15 and a plurality extending in a direction perpendicular to the OF 15 The cutting start region 9b is formed. As described above, the cutting start regions 9 a and 9 b are formed in a lattice shape inside the inner portion 32, so that the inner portion 32 is partitioned into a large number of rectangular partition portions 33.

半導体デバイスの製造工程においては、 この区画部 3 3毎に機能素子が形成さ れ、 その後、 切断起点領域 9 a， 9 bに沿って半導体基板 1が切断されて、 各区 画部 3 3が個々の半導体チップに対応することとなる。 In the semiconductor device manufacturing process, functional elements are formed for each of the partition portions 33, and then the semiconductor substrate 1 is cut along the cutting start regions 9a and 9b. It corresponds to this semiconductor chip.

そして、 図 1 6に示すように、 多数の区画部 3 3のうち、 外縁部 3 1側に位置 する区画部 3 3の外縁部 3 1側の角部分 3 3 aにおいては、 切断起点領域 9 aと 切断起点領域 9 bが交差して形成されている。 すなわち、 角部分 3 3 aにおいて 、 切断起点領域 9 aは切断起点領域 9 bを超えて終端しており、 切断起点領域 9 bは切断起点領域 9 aを超えて終端している。 なお、 「多数の区画部 3 3のうち 、 外縁部 3 1側に位置する区画部 3 3」 とは、 換言すれば 「多数の区画部 3 3の うち、 外縁部 3 1に隣接して形成された区画部 3 3」 ということもできる。 次に、 実施例 2に係る半導体基板 1の製造方法について説明する。 図 1 7に示 すように、 半導体基板 1の内側部分 3 2と同等の形状を有する開口部 3 5が形成 されたマスク 3 6を用意する。 そして、 内側部分 3 2が開口部 3 5から露出する ように半導体基板 1にマスク 3 6を重ねる。 これにより、 半導体基板 1の外縁部 3 1がマスク 3 6で覆われることになる。And, as shown in Fig. 16, it is located on the outer edge part 31 side among the many partition parts 33. In the corner portion 3 3 a on the outer edge 3 1 side of the partition portion 3 3 to be cut, the cutting start region 9 a and the cutting start region 9 b are formed to intersect. That is, in the corner portion 33a, the cutting start region 9a ends beyond the cutting start region 9b, and the cutting start region 9b ends beyond the cutting start region 9a. In addition, the “partition part 3 3 located on the outer edge part 3 1 side among the many part parts 3 3” means, in other words, the “partition part 3 3 formed adjacent to the outer edge part 3 1. It can also be said that the divided section 3 3 ”. Next, a method for manufacturing the semiconductor substrate 1 according to Example 2 will be described. As shown in FIG. 17, a mask 36 having an opening 35 having the same shape as the inner portion 32 of the semiconductor substrate 1 is prepared. Then, a mask 36 is overlaid on the semiconductor substrate 1 so that the inner part 3 2 is exposed from the opening 35. As a result, the outer edge portion 31 of the semiconductor substrate 1 is covered with the mask 36.

この状態で、 例えば上述のレーザ加工装置 1 0 0を用いて、 半導体基板 1の内 部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、 半導体基板 1の内部に多光子吸収によ る溶融処理領域を形成することで、 半導体基板 1のレーザ光入射面 （すなわち、 マスク 3 6の開口部 3 5から露出する半導体基板 1の表面） から所定距離内側に 切断起点領域 9 a , 9 bを形成する。 In this state, for example, the laser processing apparatus 100 described above is used to irradiate the laser beam with the converging point inside the semiconductor substrate 1, and the semiconductor substrate 1 is melted by multiphoton absorption. By forming the region, the cutting start region 9 a, 9 b is formed inside a predetermined distance from the laser light incident surface of the semiconductor substrate 1 (that is, the surface of the semiconductor substrate 1 exposed from the opening 35 of the mask 36). To do.

このとき、 レーザ光の走査ラインとなる切断予定ライン 5を、 O F 1 5を基準 として格子状に設定するが、 各切断予定ライン 5の始点 5 a及び終点 5 bをマス ク 3 6上に位置させれば、 半導体基板 1の内側部分 3 2に対して確実に且つ同等 の条件でレーザ光が照射されることになる。 これにより、 内側部分 3 2の内部に 形成される溶融処理領域を 、ずれの場所でもほぼ同等の形成状態とすることがで き、 精密な切断起点領域 9 a , 9 bを形成することが可能になる。 At this time, the planned cutting line 5 that becomes the scanning line of the laser beam is set in a grid pattern with OF 15 as a reference, but the starting point 5 a and the end point 5 b of each planned cutting line 5 are positioned on the mask 36. By doing so, the laser beam is irradiated to the inner portion 32 of the semiconductor substrate 1 reliably and under equivalent conditions. As a result, the melt-processed region formed inside the inner portion 3 2 can be formed in an almost equivalent formation state even at the position of deviation, and it is possible to form precise cutting start regions 9 a and 9 b. become.

なお、 マスク 3 6を用いずに、 半導体基板 1の内側部分 3 2と外縁部 3 1との 境界付近に各切断予定ライン 5の始点 5 a及び終点 5 bを位置させて、 各切断予 定ライン 5に沿ってレーザ光の照射を行うことにより、 内側部分 3 2の内部に切 断起点領域 9 a , 9 bを形成することも可能である。 以上説明したように、 実施例 2に係る半導体基板 1によれば、 実施例 1に係る 半導体基板 1と同様の理由により、 半導体デバイスの製造工程において、 半導体 基板 1の表面に機能素子を形成することができ、 且つ機能素子形成後における半 導体基板 1の切断による機能素子の破壊を防止することができる。In addition, without using the mask 36, the starting point 5a and the ending point 5b of each planned cutting line 5 are positioned near the boundary between the inner part 3 2 and the outer edge part 31 of the semiconductor substrate 1, and each cutting schedule is scheduled. By irradiating the laser beam along the line 5, it is also possible to form the cut starting point regions 9a and 9b inside the inner portion 32. As described above, according to the semiconductor substrate 1 according to the second embodiment, the functional elements are formed on the surface of the semiconductor substrate 1 in the semiconductor device manufacturing process for the same reason as the semiconductor substrate 1 according to the first embodiment. In addition, it is possible to prevent the functional element from being broken by cutting the semiconductor substrate 1 after the functional element is formed.

し力 も、 半導体基板 1の内側部分 3 2の内部に切断起点領域 9 a， 9 bが形成 され、 外縁部 3 1には切断起点領域 9 a , 9 bが形成されていないことから、 半 導体基板 1全体としての機械的強度が向上することになる。 したがって、 半導体 基板 1の搬送工程や機能素子形成のための加熱工程等において、 半導体基板 1が 不測の下に切断されてしまうという事態を防止することができる。 Since the cutting start regions 9 a and 9 b are formed inside the inner portion 3 2 of the semiconductor substrate 1 and the cutting start regions 9 a and 9 b are not formed on the outer edge portion 31, The mechanical strength of the conductor substrate 1 as a whole is improved. Therefore, it is possible to prevent a situation in which the semiconductor substrate 1 is unexpectedly cut in the transport process of the semiconductor substrate 1 or the heating process for forming the functional element.

また、 外縁部 3 1側に位置する区画部 3 3の角部分 3 3 aにおいては、 切断起 点領域 9 a , 9 bが交差して形成されているため、 角部分 3 3 aにおいても、 当 該区画部 3 3の他の部分と同様に切断起点領域 9 a， 9 の形成が確実且つ良好 なものとなる。 したがって、 半導体基板 1を切断した際に当該区画部 3 3に対応 する半導体チップにチッピングゃクラッキングが発生するのを防止することがで さる。 In addition, in the corner portion 3 3 a of the partition portion 3 3 located on the outer edge portion 31 side, the cutting start regions 9 a and 9 b are formed so as to intersect with each other. As with the other portions of the partition 33, the formation of the cutting start regions 9a and 9 is ensured and satisfactory. Therefore, when the semiconductor substrate 1 is cut, chipping can be prevented if chipping occurs in the semiconductor chip corresponding to the partition portion 33.

また、 図 1 8に示すように、 切断起点領域 9 a， 9 bは半導体基板 1の内部に 収まり、 外部には露出しないため、 切断起点領域 9 a , 9 bを構成する溶融処理 領域を形成する際にガスが発生するようなことも防止される。 Also, as shown in FIG. 18, the cutting start regions 9 a and 9 b are contained inside the semiconductor substrate 1 and are not exposed to the outside, so that a melting processing region constituting the cutting start regions 9 a and 9 b is formed. It is also possible to prevent gas from being generated during the process.

さらに、 切断起点領域 9 a , 9 bを構成する溶融処理領域が半導体基板 1の内 部に形成されていることで、 不純物を捕獲するゲッタリング効果が期待され、 半 導体デバイスの製造工程において、 重金属等の不純物をデバイス活性領域から取 り除くことが可能になる。 このことは、 実施例 1に係る半導体基板 1についても 同様である。 Furthermore, since the melt processing regions constituting the cutting start regions 9 a and 9 b are formed inside the semiconductor substrate 1, a gettering effect for trapping impurities is expected, and in the semiconductor device manufacturing process, Impurities such as heavy metals can be removed from the device active region. The same applies to the semiconductor substrate 1 according to the first embodiment.

[半導体チップ、 及び半導体デバイスの製造方法の実施例] [Embodiments of Semiconductor Chip and Semiconductor Device Manufacturing Method]

本発明に係る半導体チップ、 及び半導体デバイスの製造方法の実施例について Example of semiconductor chip and semiconductor device manufacturing method according to the present invention

、 図 1 9を参照して説明する。 図 1 9は、 実施例に係る半導体チップ 2 1の斜視 細 66This will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a perspective view of the semiconductor chip 21 according to the embodiment. Fine 66

図である。FIG.

実施例 1に係る半導体チップ 2 1は、 次に示すようにして形成されたものであ る。 すなわち、 上述した実施例 1又は実施例 2に係る半導体基板 1を用い、 半導 体デバイスの製造工程において、 半導体基板 1の内部に形成された切断起点領域 9 a及ぴ切断起点領域 9 bの位置をレーザマーク 1 9と O F 1 5とに基づいて把 握し、 パターンニングにより半導体基板 1の表面 3に複数の機能素子 2 3を形成 する。 そして、 プローブテス ト等の検査工程を経た後に、 レーザマーク 1 9と Ο · F 1 5とに基づいて切断起点領域 9 a及び切断起点領域 9 bに沿うよう半導体基 板 1の裏面 1 7にナイフエッジを当てて半導体基板 1を切断し、 半導体チップ 2 1を得る。 The semiconductor chip 21 according to Example 1 is formed as follows. That is, using the semiconductor substrate 1 according to Example 1 or Example 2 described above, in the manufacturing process of the semiconductor device, the cutting start region 9 a and the cutting start region 9 b formed inside the semiconductor substrate 1 The position is grasped based on the laser marks 19 and OF 15 and a plurality of functional elements 23 are formed on the surface 3 of the semiconductor substrate 1 by patterning. Then, after an inspection process such as a probe test, on the back surface 17 of the semiconductor substrate 1 along the cutting start region 9a and the cutting start region 9b based on the laser mark 19 and Ο · F 15 The semiconductor substrate 1 is cut by applying a knife edge to obtain the semiconductor chip 2 1.

このように形成された半導体チップ 2 1は、 図 1 5に示すように、 その周縁部 が切断面 2 5により囲まれており、 半導体チップ 2 1の端面のうち切断面 2 5に 切断起点領域 9 a又は切断起点領域 9 bを有している。 切断起点領域 9 a及ぴ切 断起点領域 9 bは共に、 溶融処理領域でもって形成されているため、 半導体チッ プ 2 1は、 切断面 2 5に溶融処理領域を有していることになる。 As shown in FIG. 15, the periphery of the semiconductor chip 21 formed in this way is surrounded by the cut surface 25, and the cutting start region is formed on the cut surface 25 of the end surface of the semiconductor chip 21. 9 a or a cutting origin region 9 b. Since both the cutting start region 9 a and the cutting start region 9 b are formed by the melting processing region, the semiconductor chip 21 has the melting processing region on the cut surface 25. .

以上説明したように、 実施例に係る半導体チップ 2 1によれば、 溶融処理領域 により切断面 2 5が保護されるため、 切断面 2 5におけるチッビングやクラツキ ングの発生を防止することができる。 また、 半導体チップ 2 1の周縁部が切断面 2 5により囲まれているため、 半導体チップ 2 1の周縁部が溶融処理領域により 囲まれることとなり、 これにより、 半導体チップ 2 1の抗折強度を向上させるこ とができる。 As described above, according to the semiconductor chip 21 according to the embodiment, since the cut surface 25 is protected by the melt processing region, it is possible to prevent occurrence of chipping and cracking on the cut surface 25. In addition, since the peripheral edge of the semiconductor chip 21 is surrounded by the cut surface 25, the peripheral edge of the semiconductor chip 21 is surrounded by the melt processing region, thereby increasing the bending strength of the semiconductor chip 21. It can be improved.

以上、 本発明の実施形態について詳細に説明したが、 本発明は上記実施形態に 限定されないことはいうまでもない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the said embodiment.

上記実施形態では、 半導体基板の内部に形成された切断起点領域の位置を識別 するための識別マークとして、 半導体基板の表面にレーザマーク及び O Fを設け たが、 例えば、 レーザマークを複数設けたり、 或いはライ..,ンを引いたり等、 種々 JP03/02866In the above embodiment, the laser mark and OF are provided on the surface of the semiconductor substrate as identification marks for identifying the position of the cutting start region formed inside the semiconductor substrate. For example, a plurality of laser marks may be provided, Or pull the lie .. JP03 / 02866

の方法で半導体基板の表面に識別マークを設けることができる。With this method, an identification mark can be provided on the surface of the semiconductor substrate.

また、 上記実施形態は、 切断起点領域が半導体基板の内部に格子状に形成され た場合であつたが、 切断起点領域はレーザ加工により形成されるため、 任意の形 状のラインに沿つて切断起点領域を形成することができる。 In the above-described embodiment, the cutting start region is formed in a lattice shape inside the semiconductor substrate. However, since the cutting start region is formed by laser processing, the cutting start region is cut along a line having an arbitrary shape. A starting region can be formed.

さらに、 上記実施形態の半導体チップは、 周縁部が切断面で囲まれたものであ つたが、 周縁部の一部のみが切断面であっても、 溶融処理領域により切断面にお けるチッピングゃクラッキングの発生が防止され、 半導体チ Vプの抗折強度が向 上することとなる。 Furthermore, the semiconductor chip of the above embodiment has a peripheral portion surrounded by a cut surface. However, even if only a part of the peripheral portion is a cut surface, chipping on the cut surface by the melt processing region is possible. Cracking is prevented and the bending strength of the semiconductor chip is improved.

産業上の利用可能性Industrial applicability

以上説明したように、 本発明によれば、 レーザ光の照射により当該レーザ光の 集光点の位置で形成される多光子吸収による改質領域が、 半導体基板の内部に形 成されている。 すなわち、 この改質領域は、 レーザ光の集光点が半導体基板の内 部に合わされ、 当該集光点の位置で多光子吸収という現象が発生することで、 半 導体基板の内部に形成される。 この多光子吸収を発生し得るレーザ光の照射にお いては、 半導体基板の表面ではレーザ光がほとんど吸収されないため、 半導体基 板の表面が溶融することはない。 したがって、 半導体デバイスの製造工程におい て、 従来通り半導体基板の表面に機能素子を形成することができる。 As described above, according to the present invention, the modified region by multiphoton absorption formed at the position of the condensing point of the laser light by irradiation of the laser light is formed inside the semiconductor substrate. In other words, the modified region is formed inside the semiconductor substrate by causing the phenomenon that multi-photon absorption occurs at the position of the condensing point when the condensing point of the laser beam is aligned with the inside of the semiconductor substrate. . In laser light irradiation that can generate multiphoton absorption, the surface of the semiconductor substrate is not melted because the laser light is hardly absorbed on the surface of the semiconductor substrate. Therefore, in the semiconductor device manufacturing process, functional elements can be formed on the surface of the semiconductor substrate as in the past.

さらに、 本発明によれば、 改質領域によって切断起点領域が半導体基板の内部 に形成されている。 半導体基板の内部に改質領域が形成されていると、 改質領域 を起点として比較的小さな力で半導体基板に割れが発生するため、 切断起点領域 に沿って高い精度で半導体基板を割って切断することができる。 したがって、 半 導体デバイスの製造工程において、 従来のような機能素子形成後の切削加工や加 熱溶融加工が不要となり、 半導体基板の切断による機能素子の破壌を防止するこ とができる。 Furthermore, according to the present invention, the cutting start region is formed inside the semiconductor substrate by the modified region. If a modified region is formed inside the semiconductor substrate, the semiconductor substrate cracks with a relatively small force starting from the modified region, so the semiconductor substrate is divided and cut along the cutting origin region with high accuracy. can do. Therefore, in the manufacturing process of the semiconductor device, cutting and heating / melting processing after forming the functional element as in the past are not required, and the functional element can be prevented from being broken by cutting the semiconductor substrate.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims

1 . レーザ光の照射により当該レーザ光の集光点の位置で形成される多光子吸 収による改質領域によって、 切断起点領域が内部に形成されていることを特徴と する半導体基板。 1. A semiconductor substrate characterized in that a cutting starting region is formed inside by a modified region by multiphoton absorption formed at the position of a condensing point of the laser beam by irradiation of the laser beam.

2 . 集光点におけるピークパワー密度が 1 X 1 0⁸ (W/ c m²) 以上で且つパ ルス幅が 1 / s以下の条件でのレーザ光の照射により当該レーザ光の集光点の位 置で形成される溶融処理領域を含む改質領域によって、 切断起点領域が内部に形 成されていることを特徴とする半導体基板。2. The peak power density at the condensing point is 1 X 10⁸ (W / cm² ) or more and the pulse width is 1 / s or less. A semiconductor substrate, characterized in that a cutting start region is formed inside by a modified region including a melt-processed region formed by an apparatus.

3 . レーザ光の照射により当該レーザ光の集光点の位置で形成される改質領域 によって、 切断起点領域が内部に形成されていることを特徴とする半導体基板。 3. A semiconductor substrate characterized in that a cutting start region is formed inside by a modified region formed at the position of a condensing point of the laser beam by irradiation of the laser beam.

4 . 前記改質領域は、 溶融処理した領域であることを特徴とする請求の範囲第 3項記載の半導体基板。 4. The semiconductor substrate according to claim 3, wherein the modified region is a melt-processed region.

5 . 外縁に沿った外縁部を有し、 前記外縁部の内側部分の内部には改質領域に よつて切断起点領域が形成されていることを特徴とする半導体基板。 5. A semiconductor substrate having an outer edge portion along the outer edge, wherein a cutting start region is formed inside the inner portion of the outer edge portion by a modified region.

6 . 前記切断起点領域は格子状に形成されており、 6. The cutting starting region is formed in a lattice shape,

前記切断起点領域により仕切られた区画部のうち、 前記外縁部側に位置する前 記区画部の角部分においては、 前記切断起点領域が交差して形成されていること を特徴とする請求の範囲第 5項記載の半導体基板。 The cutting start region is formed so as to intersect in a corner portion of the partition portion located on the outer edge side among the partition portions partitioned by the cutting start region. The semiconductor substrate according to item 5.

7 . 前記半導体基板の表面には、 前記半導体基板の内部に形成された前記切断 起点領域の位置を識別するための識別マークが設けられていることを特徵とする 請求の範囲第 1項〜第 6項のいずれか 1項記載の半導体基板。 7. The surface of the semiconductor substrate is provided with an identification mark for identifying the position of the cutting start region formed inside the semiconductor substrate. 7. The semiconductor substrate according to any one of items 6.

8 . 半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、 前 記半導体基板の内部に多光子吸収による改質領域を形成し、 当該改質領域を切断 起点領域として前記半導体基板の切断をすることで形成され、 8. By irradiating the semiconductor substrate with a laser beam with a converging point aligned, a modified region by multiphoton absorption is formed in the semiconductor substrate, and the modified region is used as a starting region for cutting the semiconductor. Formed by cutting the substrate,

前記切断による切断面に前記改質領域を有している、 Having the modified region on the cut surface by the cutting,

ことを特徴とする半導体チップ。A semiconductor chip characterized by that.

9 . 半導体基板の内部に集光点を合わせて、 集光点におけるピークパワー密度 が 1 X 1 0⁸ (W/ c m²) 以上で且つパルス幅が 1 μ s以下の条件でレーザ光を 照射することにより、 前記半導体基板の内部に溶融処理領域を含む改質領域を形 成し、 当該溶融処理領域を含む改質領域を切断起点領域として前記半導体基板の 切断をすることで形成され、9. Align the condensing point inside the semiconductor substrate and irradiate the laser beam under the condition that the peak power density at the condensing point is 1 X 10⁸ (W / cm² ) or more and the pulse width is 1 μs or less. Forming a modified region including a melt-processed region inside the semiconductor substrate, and cutting the semiconductor substrate using the modified region including the melt-processed region as a cutting start region,

前記切断による切断面に、 前記溶融処理領域を含む改質領域を有している、 ことを特徴とする半導体チップ。 A semiconductor chip having a modified region including the melting treatment region on a cut surface by the cutting.

1 0 . 半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、 前記半導体基板の内部に改質領域を形成し、 当該改質領域を切断起点領域として 前記半導体基板の切断をすることで形成され、 1 0. A focused region is aligned inside the semiconductor substrate and irradiated with laser light to form a modified region inside the semiconductor substrate, and the semiconductor substrate is cut using the modified region as a cutting origin region. Formed by

前記切断による切断面に前記改質領域を有している、 Having the modified region on the cut surface by the cutting,

ことを特徴とする半導体チップ。A semiconductor chip characterized by that.

1 1 . 前記改質領域は、 溶融処理した領域であることを特徴とする請求の範囲 第 1 0項記載の半導体チップ。 11. The semiconductor chip according to claim 10, wherein the modified region is a melted region.

1 2 . 溶融処理領域を含む改質領域が端面に形成されていることを特徴とする 半導体チップ。 1 2. A semiconductor chip characterized in that a modified region including a melt-treated region is formed on an end face.

1 3 . 半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、 前記半導体基 板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、 前記半 導体基板の切断予定ラインに沿って前記半導体基板のレーザ光入射面から所定距 離内側に切断起点領域を形成する工程と、 1 3. A laser beam is irradiated with a focusing point inside the semiconductor substrate, and a modified region by multiphoton absorption is formed inside the semiconductor substrate, and the semiconductor substrate is cut by the modified region. Forming a cutting start region along a predetermined line at a predetermined distance from the laser light incident surface of the semiconductor substrate; and

前記切断起点領域を形成する工程後、 前記半導体基板に機能素子を形成するェ 程と、 After the step of forming the cutting start region, forming a functional element on the semiconductor substrate;

前記機能素子を形成する工程後、 前記切断起点領域に沿って前記半導体基板を 切断する工程と、 After the step of forming the functional element, cutting the semiconductor substrate along the cutting origin region;

を備えることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:

1 4 . 半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、 前記半導体基 板の内部に改質領域を形成し、 この改質領域によって、 前記半導体基板の切断予 定ラインに沿って前記半導体基板のレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点 領域を形成する工程と、1 4. The laser beam is irradiated with the focusing point inside the semiconductor substrate, and the semiconductor substrate is irradiated. Forming a modified region inside the plate, and forming a cutting start region on the inside of the semiconductor substrate by a predetermined distance along a predetermined cutting line of the semiconductor substrate by the modified region;

前記切断起点領域を形成する工程後、 前記半導体基板に機能素子を形成するェ 程と、 After the step of forming the cutting start region, forming a functional element on the semiconductor substrate;

前記機能素子を形成する工程後、 前記切断起点領域に沿って前記半導体基板を 切断する工程と、 After the step of forming the functional element, cutting the semiconductor substrate along the cutting origin region;

を備えることを特徴とする半導体デパイスの製造方法。A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:

1 5 . 前記改質領域は、 溶融処理した領域であることを特徴とする請求の範囲 第 1 3項又は第 1 4項記載の半導体デバイスの製造方法。 15. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein the modified region is a melt-processed region.