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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5905274
(24)【登録日】2016年3月25日
(45)【発行日】2016年4月20日
(54)【発明の名称】半導体デバイスの製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/301 20060101AFI20160407BHJP
B23K 26/067 20060101ALI20160407BHJP
B23K 26/00 20140101ALI20160407BHJP
B23K 26/40 20140101ALI20160407BHJP
【ＦＩ】
H01L21/78 B
H01L21/78 P
H01L21/78 L
B23K26/067
B23K26/00 H
B23K26/40
【請求項の数】5
【全頁数】22
(21)【出願番号】特願2012-16804(P2012-16804)
(22)【出願日】2012年1月30日
(65)【公開番号】特開2013-157452(P2013-157452A)
(43)【公開日】2013年8月15日
【審査請求日】2015年1月26日
(73)【特許権者】
【識別番号】000236436
【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100124291
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 悟
(74)【代理人】
【識別番号】100156395
【弁理士】
【氏名又は名称】荒井 寿王
(72)【発明者】
【氏名】坂本 剛志
(72)【発明者】
【氏名】佐野 いく
【審査官】
竹口 泰裕
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００７−１６５７０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１０−１６１１０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−２５３９０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−１１４２３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１０−２８３２２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００５−０８６１６１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｌ２１／３０１、２１／７８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体基板にレーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、前記半導体基板の厚さ方向に亀裂を発生させるための切断起点領域と、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域と、を前記半導体基板に形成するレーザ光照射工程を備え、
前記レーザ光照射工程は、
前記レーザ光を切断用分岐レーザ光及びゲッタリング用分岐レーザ光に分岐させる工程と、
前記切断用分岐レーザ光を前記半導体基板に集光させ、前記半導体基板の内部に前記切断起点領域を切断予定ラインに沿って形成すると同時に、前記ゲッタリング用分岐レーザ光を前記半導体基板に集光させ、前記半導体基板の内部において前記切断起点領域とは異なる位置に前記ゲッタリング領域を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
前記レーザ光照射工程は、
前記レーザ光を切断用分岐レーザ光及びゲッタリング用分岐レーザ光に分岐させる工程と、
前記切断用分岐レーザ光を前記半導体基板に集光させ、前記半導体基板の内部に前記切断起点領域を切断予定ラインに沿って形成すると同時に、前記ゲッタリング用分岐レーザ光を前記半導体基板に集光させ、前記半導体基板の内部において前記切断起点領域とは異なる位置に前記ゲッタリング領域を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項2】
前記半導体基板の表面上に機能素子を形成する機能素子形成工程と、
前記機能素子形成工程の前に、前記半導体基板に前記レーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、前記ゲッタリング領域とは別の他のゲッタリング領域を前記半導体基板の内部に形成する機能素子形成前工程と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の半導体デバイスの製造方法。
前記機能素子形成工程の前に、前記半導体基板に前記レーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、前記ゲッタリング領域とは別の他のゲッタリング領域を前記半導体基板の内部に形成する機能素子形成前工程と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項3】
前記機能素子形成工程の後、前記他のゲッタリング領域が残存しないように前記前記半導体基板を研磨して薄化させる研磨工程を備えたことを特徴とする請求項２記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項4】
前記研磨工程は、前記レーザ光照射工程の後に実施され、
前記研磨工程では、発生させた前記亀裂の少なくとも一部が前記半導体基板に残存し且つ前記切断起点領域が前記半導体基板に残存しないように、前記半導体基板を研磨して薄化させることを特徴とする請求項３記載の半導体デバイスの製造方法。
前記研磨工程では、発生させた前記亀裂の少なくとも一部が前記半導体基板に残存し且つ前記切断起点領域が前記半導体基板に残存しないように、前記半導体基板を研磨して薄化させることを特徴とする請求項３記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項5】
前記研磨工程は、前記レーザ光照射工程の前に実施されることを特徴とする請求項３記載の半導体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、半導体デバイスの製造工程において、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、重金属等の不純物を捕獲するためのゲッタリング領域を半導体基板の内部に形成する技術が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００９−２７２４４０号公報
【特許文献2】特開２００３−２６４１９４号公報
【特許文献3】特開昭５８−４４７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、上述したような半導体デバイスの製造方法では、半導体基板を切断するために、半導体基板にレーザ光を照射し、半導体基板の厚さ方向に亀裂を発生させるための切断起点領域を切断予定ラインに沿って半導体基板の内部に形成する場合がある。この場合、例えばランニングコストを低減等させるべく、タクトタイムのさらなる短縮化が望まれている。
【0005】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、切断起点領域及びゲッタリング領域を半導体基板に形成する場合において、タクトタイムの短縮化が可能な半導体デバイスの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明に係る半導体デバイスの製造方法は、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、半導体基板の厚さ方向に亀裂を発生させるための切断起点領域と、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域と、を半導体基板に形成するレーザ光照射工程を備え、レーザ光照射工程は、レーザ光を切断用分岐レーザ光及びゲッタリング用分岐レーザ光に分岐させる工程と、切断用分岐レーザ光を半導体基板に集光させ、半導体基板の内部に切断起点領域を切断予定ラインに沿って形成すると同時に、ゲッタリング用分岐レーザ光を半導体基板に集光させ、半導体基板の内部において切断起点領域とは異なる位置にゲッタリング領域を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【0007】
この半導体デバイスの製造方法では、切断起点領域を切断予定ラインに沿って形成すると同時に、切断起点領域とは異なる位置にゲッタリング領域を形成することができる。よって、切断起点領域及びゲッタリング領域を半導体基板に形成する場合において、タクトタイムの短縮化が可能となる。
【0008】
また、半導体基板の表面上に複数の機能素子を形成する機能素子形成工程と、機能素子形成工程の前に、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、ゲッタリング領域とは別の他のゲッタリング領域を半導体基板の内部に形成する機能素子形成前工程と、を備えたことが好ましい。この場合、半導体基板に機能素子を形成する際、他のゲッタリング領域によってゲッタリング効果（すなわち不純物を捕獲する効果）を十分に発揮することができる。
【0009】
また、機能素子形成工程の後、他のゲッタリング領域が残存しないように半導体基板を研磨して薄化させる研磨工程を備えたことが好ましい。この場合、薄化された半導体基板において、他のゲッタリング領域の存在に起因する悪影響（強度低下等）を抑制することができる。
【0010】
また、研磨工程は、レーザ光照射工程の後に実施され、研磨工程では、発生させた亀裂の少なくとも一部が半導体基板に残存し且つ切断起点領域が半導体基板に残存しないように、半導体基板を研磨して薄化させる場合がある。或いは、研磨工程は、レーザ光照射工程の前に実施される場合がある。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、切断起点領域及びゲッタリング領域を半導体基板に形成する場合において、タクトタイムの短縮化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】改質領域の形成に用いられるレーザ加工装置の概略構成図である。
【図2】切断起点領域の形成の対象となる加工対象物の平面図である。
【図4】レーザ加工後の加工対象物の平面図である。
【図7】ゲッタリング領域の形成が実施されている半導体基板の断面図である。
【図8】ゲッタリング領域が形成された半導体基板及び半導体デバイスの断面図である。
【図9】ゲッタリング領域が形成された半導体基板及び半導体デバイスの断面図である。
【図10】ゲッタリング領域の形成態様を示す平面図である。
【図11】第１実施形態を実施するレーザ加工装置を示す概略構成図である。
【図12】反射型空間光変調器の部分断面図である。
【図13】レーザ光の多点集光を説明するための図である。
【図14】第１実施形態に係る半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図である。
【図19】他の実施形態の半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図である。
【図20】他の実施形態の半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【0014】
本実施形態の半導体デバイスの製造方法では、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、切断予定ラインに沿って、半導体基板の厚さ方向に亀裂を発生させるための切断起点領域（すなわち、切断起点領域として機能する改質領域）を半導体基板の内部に形成する場合がある。そこで、半導体基板に限定せずに、板状の加工対象物に対する切断起点領域の形成について、図１〜図６を参照して説明する。
【0015】
図１に示すように、レーザ加工装置１００は、レーザ光Ｌをパルス発振するレーザ光源１０１と、レーザ光Ｌの光軸（光路）の向きを９０°変えるように配置されたダイクロイックミラー１０３と、レーザ光Ｌを集光するための集光用レンズ１０５と、を備えている。また、レーザ加工装置１００は、集光用レンズ１０５で集光されたレーザ光Ｌが照射される加工対象物１を支持するための支持台１０７と、支持台１０７を移動させるためのステージ１１１と、レーザ光Ｌの出力やパルス幅等を調節するためにレーザ光源１０１を制御するレーザ光源制御部１０２と、ステージ１１１の駆動を制御するステージ制御部１１５と、を備えている。
【0016】
このレーザ加工装置１００においては、レーザ光源１０１から出射されたレーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー１０３によってその光軸の向きを９０°変えられ、支持台１０７上に載置された加工対象物１の内部に集光用レンズ１０５によって集光される。これと共に、ステージ１１１が移動させられ、加工対象物１がレーザ光Ｌに対して切断予定ライン５に沿って相対移動させられる。これにより、切断予定ライン５に沿った改質領域が加工対象物１に形成されることとなる。
【0017】
加工対象物１としては、種々の材料（例えば、ガラス、半導体材料、圧電材料等）からなる板状の部材（例えば、基板、ウェハ等）が用いられる。図２に示すように、加工対象物１には、加工対象物１を切断するための切断予定ライン５が設定されている。切断予定ライン５は、直線状に延びた仮想線である。加工対象物１の内部に改質領域を形成する場合、図３に示すように、加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせた状態で、レーザ光Ｌを切断予定ライン５に沿って（すなわち、図２の矢印Ａ方向に）相対的に移動させる。これにより、図４〜図６に示すように、切断起点領域８として機能する改質領域７を切断予定ライン５に沿って加工対象物１の内部に形成する。
【0018】
なお、集光点Ｐとは、レーザ光Ｌが集光する箇所のことである。また、切断予定ライン５は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、仮想線に限らず加工対象物１の表面３に実際に引かれた線であってもよい。また、改質領域７は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。また、改質領域７は列状でも点状でもよく、要は、改質領域７は少なくとも加工対象物１の内部に形成されていればよい。また、改質領域７を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域７は、加工対象物１の外表面（表面、裏面、若しくは外周面）に露出していてもよい。
【0019】
ちなみに、ここでのレーザ光Ｌは、加工対象物１を透過すると共に加工対象物１の内部の集光点近傍にて特に吸収され、これにより、加工対象物１に改質領域７が形成される（すなわち、内部吸収型レーザ加工）。よって、加工対象物１の表面３ではレーザ光Ｌが殆ど吸収されないので、加工対象物１の表面３が溶融することはない。一般的に、表面３から溶融され除去されて穴や溝等の除去部が形成される（表面吸収型レーザ加工）場合、加工領域は表面３側から徐々に裏面側に進行する。
【0020】
ところで、改質領域は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。改質領域としては、例えば、溶融処理領域（一旦溶融後再固化した領域、溶融状態中の領域及び溶融から再固化する状態中の領域のうち少なくともいずれか一つを意味する）、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。更に、改質領域としては、加工対象物の材料において改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある（これらをまとめて高密転移領域ともいう）。
【0021】
また、溶融処理領域や屈折率変化領域、改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、格子欠陥が形成された領域は、更に、それら領域の内部や改質領域と非改質領域との界面に亀裂（割れ、マイクロクラック等）を内包している場合がある。内包される亀裂は改質領域の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。加工対象物１としては、例えば、シリコン、ガラス、ＬｉＴａＯ３又はサファイア（Ａｌ２Ｏ３）からなる基板やウェハ、又はそのような基板やウェハを含むものが挙げられる。
【0022】
また、改質領域７は、切断予定ライン５に沿って改質スポット（加工痕）が複数形成されたものである。改質スポットとは、パルスレーザ光の１パルスのショット（つまり１パルスのレーザ照射：レーザショット）で形成される改質部分であり、改質スポットが集まることにより改質領域７となる。改質スポットとしては、クラックスポット、溶融処理スポット若しくは屈折率変化スポット、又はこれらの少なくとも１つが混在するもの等が挙げられる。この改質スポットについては、要求される切断精度、要求される切断面の平坦性、加工対象物の厚さ、種類、結晶方位等を考慮して、その大きさや発生する亀裂の長さを適宜制御することが好ましい。
【0023】
また、本実施形態の半導体デバイスの製造方法では、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域（すなわち、ゲッタリング領域として機能する改質領域）を半導体基板の内部に形成する。そこで、半導体基板に対するゲッタリング領域の形成について、図７〜図１０を参照して説明する。
【0024】
図７に示すように、シリコンウェハ等の半導体基板２を準備する。半導体基板２は、複数の機能素子２５を形成するための表面２ａと、表面２ａと反対側の裏面２ｂと、を有している。なお、機能素子２５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。
【0025】
続いて、半導体基板２の表面２ａをレーザ光入射面として半導体基板２の内部に集光点Ｐを合わせてレーザ光Ｌを照射することにより、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を半導体基板２の内部に形成する。より詳細には、半導体基板２の厚さ方向において、それぞれの機能素子２５の形成領域１５ａ（半導体基板２の表面２ａにおいてそれぞれの機能素子２５が形成される領域）に対向するように、半導体基板２の内部にゲッタリング領域１８を形成する。なお、ゲッタリング領域１８の形成に際しては、半導体基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面としてもよい。また、ゲッタリング領域１８は、少なくともそれぞれの形成領域２５ａに対向していれば、連続的に形成されてもよいし、断続的に形成されてもよい。
【0026】
続いて、半導体基板２の表面２ａに複数の機能素子２５を形成し、その後に、機能素子２５ごとに半導体基板２を切断して、複数の半導体デバイスを得る。なお、ゲッタリング領域１８の形成は、機能素子２５の形成の後に行ってもよいし、機能素子２５の形成の前及び後の両方に行ってもよい。
【0027】
以上のように形成されたゲッタリング領域１８は、半導体基板２の内部において、重金属等の不純物を集めて捕獲するゲッタリング効果を発揮する。これにより、重金属等の不純物によって機能素子２５に悪影響が及ぶのを抑制することができる。ここで、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域であり、例えば溶融処理領域である。
【0028】
なお、半導体基板２を所定の厚さに薄化する必要がある場合には、機能素子２５の形成の後、半導体基板２の切断の前に、半導体基板２が所定の厚さとなるように半導体基板２の裏面２ｂを研磨する。このとき、図８の（ａ）に示すように、研磨終了予定面１６に対して半導体基板２の表面２ａ側にゲッタリング領域１８を形成すれば、図８の（ｂ）に示すように、半導体デバイス２０にゲッタリング領域１８が残存する。一方、図９の（ａ）に示すように、研磨終了予定面１６に対して半導体基板２の裏面２ｂ側にゲッタリング領域１８を形成すれば、図９の（ｂ）に示すように、半導体デバイス２０にゲッタリング領域１８が残存しない。ここで、研磨とは、機械研磨（切削、研削、ドライポリッシュ等）、化学研磨（ケミカルエッチング等）、化学機械研磨（ＣＭＰ）等の一つ或いは複数の組合せからなる薄化処理である。
【0029】
ところで、ゲッタリング領域１８の形成に際しては、上述したレーザ加工装置１００を用いることができる。ただし、切断起点領域８として機能する改質領域７は、半導体基板２の厚さ方向に亀裂を発生させ易いものであることを要するのに対し、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７は、そのような亀裂を発生させ難いものであることを要する。そこで、切断起点領域８として機能する改質領域７を形成する場合と、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合とでは、レーザ光Ｌの照射条件を異ならせる必要がある。
【0030】
例えば、切断起点領域８として機能する改質領域７を形成する場合におけるレーザ光Ｌの出力は１０〜４０μＪ程度であるのに対し、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合におけるレーザ光Ｌの出力は０．２〜３．０μＪ程度である。これにより、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７では、半導体基板２の厚さ方向における改質スポットの幅が１〜１０μｍ（より好ましくは４〜６μｍ）となる。このような幅を有する改質スポットからなる改質領域１７は、半導体基板２の厚さ方向に亀裂を発生させ難く、且つゲッタリング効果を十分に発揮するものとなる。以上により、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合におけるレーザ光Ｌの出力は、切断起点領域８として機能する改質領域７を形成する場合におけるレーザ光Ｌの出力よりも低いことが好ましい。
【0031】
また、例えば、切断起点領域８として機能する改質領域７を形成する場合における改質スポット距離（最も近い改質スポットの間の距離）は３．７５〜７．５μｍ程度であるのに対し、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合における改質スポット距離は５〜２０μｍ程度である。このような改質スポット距離を有する改質スポットからなる改質領域１７は、最も近い改質スポットの間に渡って亀裂を伸展させ難く、且つゲッタリング効果を十分に発揮するものとなる。以上により、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合における改質スポット距離は、切断起点領域８として機能する改質領域７を形成する場合における改質スポット距離よりも長いことが好ましい。
【0032】
なお、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合における改質スポット距離の調整は、次のように行うことができる。例えば、図１０の（ａ）に示すように、レーザ光Ｌの移動方向（半導体基板２に対してレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる方向）に沿って複数の改質スポット１７ａを一列に並ばせる場合には、亀裂を伸展させ難く且つゲッタリング効果を十分に発揮し得る改質スポット距離ｄとなるように、レーザ光Ｌのパルスピッチ（レーザ光Ｌの相対的な移動速度／レーザ光Ｌの繰り返し周波数）を設定すればよい。
【0033】
また、図１０の（ｂ）に示すように、レーザ光Ｌの移動方向に交差する方向に沿って一つのレーザ光Ｌを分岐して複数箇所で集光させ、各箇所で改質スポット１７ａを形成する場合には、上述した改質スポット距離ｄとなるように、一つのレーザ光Ｌを分岐して複数箇所で集光させればよい。また、図１０の（ｃ）に示すように、レーザ光Ｌの移動方向に沿って複数の改質スポット１７ａを複数列に並ばせる場合には、上述した改質スポット距離ｄとなるように、隣り合う列に渡る改質スポット１７ａの間の距離を設定すればよい。これらの場合には、レーザ光Ｌの移動方向においては、隣り合う改質スポット１７ａの間の距離を長くすることができるので、当該方向に沿って亀裂を伸展させ難くすることができる。
【0034】
次に、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【0035】
［第１実施形態］まず、第１実施形態について説明する。図１１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ加工方法を実施するレーザ加工装置を示す概略構成図である。図１１に示すように、レーザ加工装置３００は、レーザ光源２０２、反射型空間光変調器２０３、４ｆ光学系２４１及び集光光学系２０４を筐体２３１内に備えている。レーザ光源２０２は、レーザ光Ｌを出射するものであり、例えばファイバレーザが用いられている。ここでのレーザ光源２０２は、水平方向にレーザ光Ｌを出射するように、筐体２３１の天板２３６にねじ等で固定されている。
【0036】
反射型空間光変調器２０３は、レーザ光源２０２から出射されたレーザ光Ｌを変調するものであり、例えば反射型液晶（LCOS：Liquid Crystal on Silicon）の空間光変調器（SLM：Spatial Light Modulator）が用いられている。ここでの反射型空間光変調器２０３は、水平方向から入射するレーザ光Ｌを、水平方向に対し斜め上方に反射すると共に、半導体基板２において互いに離れた複数位置に集光するよう変調する。
【0037】
図１２は、図１１のレーザ加工装置の反射型空間光変調器の部分断面図である。図１２に示すように、反射型空間光変調器２０３は、シリコン基板２１３、駆動回路層９１４、複数の画素電極２１４、誘電体多層膜ミラー等の反射膜２１５、配向膜９９９ａ、液晶層２１６、配向膜９９９ｂ、透明導電膜２１７、及びガラス基板等の透明基板２１８を備え、これらがこの順に積層されている。
【0038】
透明基板２１８は、ＸＹ平面に沿った表面２１８ａを有しており、該表面２１８ａは反射型空間光変調器２０３の表面を構成する。透明基板２１８は、例えばガラス等の光透過性材料を主に含んでおり、反射型空間光変調器２０３の表面２１８ａから入射した所定波長のレーザ光Ｌを、反射型空間光変調器２０３の内部へ透過する。透明導電膜２１７は、透明基板２１８の裏面２１８ａ上に形成されており、レーザ光Ｌを透過する導電性材料（例えばＩＴＯ）を主に含んで構成されている。
【0039】
複数の画素電極２１４は、複数の画素の配列に従って二次元状に配列されており、透明導電膜２１７に沿ってシリコン基板２１３上に配列されている。各画素電極２１４は、例えばアルミニウム等の金属材料からなり、これらの表面２１４ａは、平坦且つ滑らかに加工されている。複数の画素電極２１４は、駆動回路層９１４に設けられたアクティブ・マトリクス回路によって駆動される。
【0040】
アクティブ・マトリクス回路は、複数の画素電極２１４とシリコン基板２１３との間に設けられ、反射型空間光変調器２０３から出力しようとする光像に応じて各画素電極２１４への印加電圧を制御する。このようなアクティブ・マトリクス回路は、例えば図示しないＸ軸方向に並んだ各画素列の印加電圧を制御する第１のドライバ回路と、Ｙ軸方向に並んだ各画素列の印加電圧を制御する第２のドライバ回路とを有しており、制御部２５０によって双方のドライバ回路で指定された画素の画素電極２１４に所定電圧が印加されるよう構成されている。
【0041】
なお、配向膜９９９ａ，９９９ｂは、液晶層２１６の両端面に配置されており、液晶分子群を一定方向に配列させる。配向膜９９９ａ，９９９ｂは、例えばポリイミドといった高分子材料からなり、液晶層２１６との接触面にラビング処理等が施されたものが適用される。
【0042】
液晶層２１６は、複数の画素電極２１４と透明導電膜２１７との間に配置されており、各画素電極２１４と透明導電膜２１７とにより形成される電界に応じてレーザ光Ｌを変調する。すなわち、アクティブ・マトリクス回路によって或る画素電極２１４に電圧が印加されると、透明導電膜２１７と該画素電極２１４との間に電界が形成される。
【0043】
この電界は、反射膜２１５及び液晶層２１６のそれぞれに対し、各々の厚さに応じた割合で印加される。そして、液晶層２１６に印加された電界の大きさに応じて液晶分子２１６ａの配列方向が変化する。レーザ光Ｌが透明基板２１８及び透明導電膜２１７を透過して液晶層２１６に入射すると、このレーザ光Ｌは液晶層２１６を通過する間に液晶分子２１６ａによって変調され、反射膜２１５において反射した後、再び液晶層２１６により変調されてから取り出されることとなる。
【0044】
このとき、制御部２５０（後述）によって透明導電膜２１７と対向する各画素電極部２１４ａ毎に電圧が印加され、その電圧に応じて、液晶層２１６において透明導電膜２１７と対向する各画素電極部２１４ａに挟まれた部分の屈折率が変化される（各画素に対応した位置の液晶層２１６の屈折率が変化する）。かかる屈折率の変化により、印加した電圧に応じて、レーザ光Ｌの位相を液晶層２１６の画素毎に変化させることができる。つまり、ホログラムパターンに応じた位相変調を画素毎に液晶層２１６によって与える（すなわち、変調を付与するホログラムパターンとしての変調パターンを反射型空間光変調器２０３に表示させる）ことができる。
【0045】
その結果、変調パターンに入射し透過するレーザ光Ｌは、その波面が調整され、該レーザ光Ｌを構成する各光線において進行方向に直交する所定方向の成分の位相にずれが生じる。従って、反射型空間光変調器２０３に表示させる変調パターンを適宜設定することにより、図１３に示すように、半導体基板２内の３次元方向の任意の複数位置に集光光学系２０４でレーザ光Ｌが多点集光されるように、レーザ光Ｌを変調（例えば、レーザ光Ｌの強度、振幅、位相、偏光等が変調）可能となる。
【0046】
図示する例では、レーザ光Ｌが集光光学系２０４で複屈折され、切断起点領域８としての改質領域７を形成するための切断用分岐レーザ光Ｌ１と、ゲッタリング領域１８としての改質領域１７を形成するためのゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２とにレーザ光Ｌが分岐される。そして、半導体基板２内に切断用分岐レーザ光Ｌ１が集光されて改質領域７が形成されると同時に、半導体基板２内において改質領域７とは異なる位置にゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２が集光されて改質領域１７が形成されることになる。
【0047】
なお、反射型空間光変調器２０３に表示させる変調パターンを適宜設定することにより、レーザ光Ｌを分岐しないように半導体基板２に照射する通常照射も勿論可能である。また、ここでは、切断用分岐レーザ光Ｌ１とゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２とにレーザ光Ｌを分岐する際、好ましいとして、切断用分岐レーザ光Ｌ１はゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２に対してそのエネルギが大きくされている。
【0048】
図１１に戻り、４ｆ光学系２４１は、反射型空間光変調器２０３によって変調されたレーザ光Ｌの波面形状を調整するものである。この４ｆ光学系２４１は、第１レンズ２４１ａ及び第２レンズ２４１ｂを有している。レンズ２４１ａ，２４１ｂは、反射型空間光変調器２０３と第１レンズ２４１ａとの距離が第１レンズ２４１ａの焦点距離ｆ１となり、集光光学系２０４とレンズ２４１ｂとの距離がレンズ２４１ｂの焦点距離ｆ２となり、第１レンズ２４１ａと第２レンズ２４１ｂとの距離がｆ１＋ｆ２となり、且つ第１レンズ２４１ａと第２レンズ２４１ｂとが両側テレセントリック光学系となるように、反射型空間光変調器２０３と集光光学系２０４との間に配置されている。この４ｆ光学系２４１では、反射型空間光変調器２０３で変調されたレーザ光Ｌが空間伝播によって波面形状が変化し収差が増大するのを抑制することができる。
【0049】
集光光学系２０４は、４ｆ光学系２４１によって変調されたレーザ光Ｌを半導体基板２の内部に集光するものである。この集光光学系２０４は、複数のレンズを含んで構成されており、圧電素子等を含んで構成された駆動ユニット２３２を介して筐体２３１の底板２３３に設置されている。
【0050】
以上のように構成されたレーザ加工装置３００では、レーザ光源２０２から出射されたレーザ光Ｌは、筐体２３１内にて水平方向に進行した後、ミラー２０５ａによって下方に反射され、アッテネータ２０７によって光強度が調整される。そして、ミラー２０５ｂによって水平方向に反射され、ビームホモジナイザ２６０によって強度分布が均一化されて反射型空間光変調器２０３に入射する。
【0051】
反射型空間光変調器２０３に入射したレーザ光Ｌは、液晶層２１６に表示された変調パターンを透過して当該変調パターンに応じて変調された後、ミラー２０６ａによって上方に反射され、λ／２波長板２２８によって偏光方向が変更され、ミラー２０６ｂによって水平方向に反射されて４ｆ光学系２４１に入射する。
【0052】
４ｆ光学系２４１に入射したレーザ光Ｌは、平行光で集光光学系２０４に入射するよう波面形状が調整される。具体的には、レーザ光Ｌは、第１レンズ２４１ａを透過し収束され、ミラー２１９によって下方へ反射され、共焦点Ｏを経て発散すると共に、第２レンズ２４１ｂを透過し、平行光となるように再び収束される。そしてレーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー２１０，２１８を順次透過して集光光学系２０４に入射し、ステージ１１１上に載置された半導体基板２内に集光光学系２０４によって集光される。
【0053】
また、本実施形態のレーザ加工装置３００は、半導体基板２の表面２ａを観察するための表面観察ユニット２１１と、集光光学系２０４と半導体基板２との距離を微調整するためのＡＦ（AutoFocus）ユニット２１２と、を筐体２３１内に備えている。
【0054】
表面観察ユニット２１１は、可視光ＶＬ１を出射する観察用光源２１１ａと、半導体基板２の表面２ａで反射された可視光ＶＬ１の反射光ＶＬ２を受光して検出する検出器２１１ｂと、を有している。表面観察ユニット２１１では、観察用光源２１１ａから出射された可視光ＶＬ１が、ミラー２０８及びダイクロイックミラー２０９，２１０，２３８で反射・透過され、集光光学系２０４で加工対象物に向けて集光される。そして、半導体基板２の表面２ａで反射された反射光ＶＬ２が、集光光学系２０４で集光されてダイクロイックミラー２３８，２１０で透過・反射された後、ダイクロイックミラー２０９を透過して検出器２１１ｂにて受光される。
【0055】
ＡＦユニット２１２は、ＡＦ用レーザ光ＬＢ１を出射し、半導体基板２の表面２ａで反射されたＡＦ用レーザ光ＬＢ１の反射光ＬＢ２を受光し検出することで、切断予定ライン５やゲッタリング領域１８を形成するための形成予定ライン１５に沿った表面２ａの変位データを取得する。そして、ＡＦユニット２１２は、改質領域７，１７を形成する際、取得した変位データに基づいて駆動ユニット２３２を駆動させ、半導体基板２の表面２ａのうねりに沿うように集光光学系２０４をその光軸方向に往復移動させる。
【0056】
更にまた、本実施形態のレーザ加工装置３００は、当該レーザ加工装置３００を制御するためのものとして、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる制御部２５０を備えている。この制御部２５０は、レーザ光源２０２を制御し、レーザ光源２０２から出射されるレーザ光Ｌの出力やパルス幅等を調節する。また、制御部２５０は、改質領域７，１７を形成する際、レーザ光Ｌの集光点Ｐが半導体基板２の表面３から所定距離に位置し且つレーザ光Ｌの集光点Ｐが切断予定ライン５や形成予定ライン１５に沿って相対的に移動するように、筐体２３１やステージ１１１の位置、及び駆動ユニット２３２の駆動を制御する。
【0057】
また、制御部２５０は、改質領域７，１７を形成する際、反射型空間光変調器２０３における各電極部２１４ａ，２１７ａに所定電圧を印加し、液晶層２１６に所定の変調パターンを表示させる。これにより、レーザ光Ｌを反射型空間光変調器２０３で所望に変調し、半導体基板２内の３次元方向の任意の複数位置にレーザ光Ｌを同時に集光させ、互いに異なる位置に改質領域７，１７を同時に複数形成することが可能となる（詳しくは、後述）。なお、変調パターンは、例えば、改質領域７，１７を形成しようとする位置、照射するレーザ光Ｌの波長、及び集光光学系２０４や加工対象物１の屈折率等に基づいて予め導出され、制御部２５０に記憶されている。
【0058】
次に、上記レーザ加工装置３００を用いて半導体基板２から半導体デバイスを製造する場合について詳細に説明する。
【0059】
図１４は本実施形態に係る半導体基板を示す平面図であり、図１５〜図１７は本実施形態における製造工程の各フローを示す図１４のXV−XV線に沿っての断面図である。まず、図１４に示すように、半導体基板２を準備する。この半導体基板２は、複数の機能素子２５を形成するための表面２ａと、表面２ａと反対側の裏面２ｂと、を有しており、なお、ここでは、直径１２インチで厚さ７７５μｍのシリコンウェハとされている。
【0060】
続いて、半導体基板２のオリエンテーションフラット（以下、「ＯＦ」という）１９に対して略平行な方向及び略垂直な方向に沿ってマトリックス状に並ぶように、機能素子２５を形成するための形成領域２５ａを半導体基板２の表面２ａに設定する。また、ゲッタリング領域１８を形成するための形成予定ライン１５を格子状に設定する。ここでの形成予定ライン１５は、ＯＦ１９に対して略平行な方向に並ぶ形成領域２５ａの列のそれぞれ、及びＯＦ１９に対して略垂直な方向に並ぶ形成領域２５ａの列のそれぞれに沿って、各形成領域２５ａの中央部を通っている。更にまた、隣り合う機能素子２５（形成領域２５ａ）間を通るような格子状に切断予定ライン５を設定する。
【0061】
続いて、図１５（ａ）に示すように、半導体基板２の表面２ａがレーザ光入射面となるようにステージ１１１の支持台１０７上に半導体基板２を載置して吸着する。その後、第１ゲッタリング領域１８ｘ（後述の第２ゲッタリング領域１８ｙとは別の他のゲッタリング領域１８）としての改質領域１７を形成する照射条件下で、半導体基板２の表面２ａからレーザ光Ｌを照射する。
【0062】
具体的には、反射型空間光変調器２０３の液晶層２１６において、第１ゲッタリング領域１８ｘのみを形成するためのゲッタリング用変調パターン、すなわち、レーザ光Ｌを分岐させずに半導体基板２内に集光させる通常のゲッタリング用変調パターンを表示させる。そして、半導体基板２の内部（ここでは、研磨終了予定面１６（図１６参照）に対して裏面２ｂ側）にレーザ光Ｌの集光点を合わせる。この状態で、レーザ光Ｌを照射しつつ当該レーザ光Ｌの集光点を形成予定ライン１５に沿って相対移動（スキャン）させる。
【0063】
このとき、形成予定ライン１５と切断予定ライン５とが交差する部分をレーザ光Ｌの光軸が通過する際には、レーザ光Ｌの照射をＯＦＦとし、各形成領域２５ａをレーザ光Ｌの光軸が通過する際には、レーザ光Ｌの照射をＯＮとする。
【0064】
以上のように、半導体基板２にレーザ光Ｌを照射して半導体基板２の内部を改質することにより、半導体基板２の厚さ方向から見た場合に切断予定ライン５と交差しないよう断続的に延びる第１ゲッタリング領域１８ｘを、半導体基板２内における研磨終了予定面１６（図１６参照）に対して裏面２ｂ側に一列形成する（機能素子形成前工程）。
【0065】
続いて、図１５（ｂ）に示すように、半導体基板２の表面２ａにおいて形成領域２５ａのそれぞれに、機能素子２５を形成する（機能素子形成工程）。
【0066】
続いて、図１６（ａ）に示すように、全ての機能素子２５を覆うように保護フィルム２２を半導体基板２の表面２ａに貼り付けた後、半導体基板２の裏面２ｂがレーザ光入射面となるように支持台１０７上に半導体基板２を載置して吸着する。その後、第２ゲッタリング領域１８ｙ（ゲッタリング領域１８）としての改質領域１７と切断起点領域８としての改質領域７とを同時に形成する照射条件下で、半導体基板２の裏面２ｂからレーザ光Ｌを照射する（レーザ光照射工程）。
【0067】
具体的には、反射型空間光変調器２０３の液晶層２１６において、切断起点領域８及びゲッタリング領域１８ｙを同時形成するための所定変調パターン、すなわち、レーザ光Ｌを切断用分岐レーザ光Ｌ１及びゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２に分岐させて半導体基板２内の所望位置に集光させる所定変調パターンを表示させる。そして、半導体基板２の内部において、切断用分岐レーザ光Ｌ１の集光点を合わせると共に、当該集光点とは異なる位置にゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２の集光点を合わせる。この状態で、切断用分岐レーザ光Ｌ１及びゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２を半導体基板２に照射しつつ、当該切断用分岐レーザ光Ｌ１の集光点を切断予定ライン５に沿って相対移動させる。
【0068】
ここでは、レーザ光Ｌは、１つの切断用分岐レーザ光Ｌ１と２つ（複数）のゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２とに分岐されている。切断用分岐レーザ光Ｌ１の集光点は、研磨終了予定面１６に対して裏面２ｂ側であって切断予定ライン５の直下（切断予定ライン５に対応する部分）に位置しており、且つ、断続的な第１ゲッタリング領域１８ｘ間に位置している。２つのゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２の集光点は、研磨終了予定面１６に対して表面２ａ側であって、当該切断予定ライン５を介して隣接する一対の機能素子２５の直下（形成領域２５ａに対応する部分）にそれぞれ位置している。
【0069】
また、これら２つのゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２の集光点は、切断用分岐レーザ光Ｌ１の集光点よりも表面２ａ側で、且つ、半導体基板２の厚さ方向における同位置に位置している。図示する例では、ゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２の集光点位置は、表面２ａ近傍とされている。つまり、ゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２の集光点は、切断用分岐レーザ光Ｌ１の集光点に対し、切断予定ライン５と交差する方向において異なる位置（厚さ方向と、切断予定ライン５と直交する方向（図示左右方向）との少なくとも一方がずれた位置）に位置している。更にまた、ゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２の集光点における集光度合は、切断用分岐レーザ光Ｌ１の集光点における集光度合よりも低くなっている。
【0070】
このとき、切断用分岐レーザ光Ｌ１の必要エネルギと、ゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２の必要エネルギとは、その比が好ましいとして、［１０：１］、［１１：１］又は［１２：１］等とされている。例えば、切断用分岐レーザ光Ｌ１の必要エネルギが１．４Ｗとされる場合、ゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２の必要エネルギが０．０５Ｗとされる。
【0071】
以上のように、半導体基板２にレーザ光Ｌを分岐させて照射し半導体基板２の内部を改質することにより、半導体基板２の内部に切断起点領域８を切断予定ライン５に沿って形成し、当該切断起点領域８から亀裂２１を発生させ、発生させた亀裂２１を半導体基板２の表面２ａに到達させる。これと同時に、半導体基板２の内部において切断起点領域８とは異なる複数（２つ）の位置に第２ゲッタリング領域１８ｙを形成する。
【0072】
ここでは、切断用分岐レーザ光Ｌ１及びゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２を上記のように同時集光させていることから、切断起点領域８は、研磨終了予定面１６に対して裏面２ｂ側であって切断予定ライン５の直下に位置し、且つ、断続的な第１ゲッタリング領域１８ｘ間に位置している。２つの第２ゲッタリング領域１８ｙは、研磨終了予定面１６に対して表面２ａ側であって切断予定ライン５を介して隣接する一対の機能素子２５の直下にそれぞれ位置している。
【0073】
また、これら第２ゲッタリング領域１８ｙは、切断起点領域８よりも表面２ａ側で、且つ、厚さ方向おける同位置に位置している。図示する例では、第２ゲッタリング領域１８ｙの位置は、表面２ａ近傍とされている。つまり、第２ゲッタリング領域１８ｙは、切断起点領域８に対し、切断予定ライン５と交差する方向において異なる位置（厚さ方向と、切断予定ライン５と直交する方向（図示左右方向）との少なくとも一方がずれた位置）に位置している。
【0074】
続いて、図１６（ｂ）に示すように、半導体基板２の裏面２ｂが研磨終了予定面１６に到達するまで（換言すると、第１ゲッタリング領域１８ｘ及び切断起点領域８が残存しないように）半導体基板２の裏面２ｂを研磨する（研磨工程）。これにより、切断起点領域８から発生して半導体基板２の裏面２ｂ側に伸展した亀裂２１に研磨面が到達することから、切断予定ライン５に沿って半導体基板２が切断される。なお、研磨後の半導体基板２の厚さは、例えば５０μｍである。
【0075】
続いて、図１７に示すように、半導体基板２の裏面２ｂにエキスパンドフィルム２３を貼り付け、その後に、半導体基板２の表面２ａから保護フィルム２２を取り除く。そして、半導体基板２が切断されて得られた複数の半導体デバイス２０をピックアップするために、エキスパンドフィルム２３を径方向外側に拡張させて、複数の半導体デバイス２０を互いに離間させる。以上により、１つの機能素子２５を含む半導体デバイス２０が複数得られることとなる。
【0076】
以上、本実施形態では、切断起点領域８を切断予定ライン５に沿って形成すると同時に、切断起点領域８とは異なる位置に第２ゲッタリング領域１８ｙを形成することができる。よって、切断起点領域８及び第２ゲッタリング領域１８ｙを半導体基板２に形成する場合において、タクトタイムの短縮化が可能となる。
【0077】
また、本実施形態では、上述したように、機能素子２５を形成する前に、半導体基板２にレーザ光Ｌを照射して改質し、第１ゲッタリング領域１８ｘを半導体基板２の内部に形予め形成している。よって、半導体基板２に機能素子２５を形成する際、第１ゲッタリング領域１８ｘによってゲッタリング効果（すなわち不純物を捕獲する効果）を十分に発揮できる。
【0078】
また、本実施形態では、第１ゲッタリング領域１８ｘが残存しないように半導体基板２を研磨して薄化させている。よって、薄化後の半導体基板２において、第１ゲッタリング領域１８ｘの存在に起因する強度低下等の悪影響を抑制することができる。特に本実施形態では、切断起点領域８も残存しないように半導体基板２を研磨しているため、切断起点領域８の存在に起因する強度低下等の悪影響をも抑制できる。
【0079】
また、本実施形態では、上述したように、レーザ光照射工程においてゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２を裏面２ｂ入射して表面２ａ近傍に集光させている、つまり、レーザ光入射面の反対面の近傍にゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２を集光させている。これにより、亀裂が伸び難く且つ強度が強い第２ゲッタリング領域１８ｙを形成することが容易となる。
【0080】
なお、本実施形態では、上述したように、切断予定ライン５と交差しないよう第１ゲッタリング領域１８ｘを形成するため、切断起点領域８からの亀裂２１の伸展が第１ゲッタリング領域１８ｘに阻害されるのを防止でき、よって、半導体基板２を切断予定ライン５に沿って精度良く且つ効率良く切断することが可能となる。
【0081】
ちなみに、上述したように本実施形態では、半導体基板２の裏面２ｂを研磨する前に、半導体基板２が切断予定ライン５に沿って完全に切断されておらず、半導体基板２の裏面２ｂを研磨した後に、半導体基板２が切断予定ライン５に沿って完全に切断されているが、これに限定されるものではない。
【0082】
つまり、半導体基板２の裏面２ｂの研磨と切断予定ライン５に沿った半導体基板２の切断とが同時に進行してもよいし、当該研磨の後に当該切断が行われてもよいし、当該切断の後に当該研磨が行われてもよい。半導体基板２の裏面２ｂを研磨する前に、半導体基板２が切断予定ライン５に沿って完全に切断された場合、切断起点領域８として機能する改質領域７から発生した亀裂２１を伸展させて半導体基板２を切断すれば、その亀裂２１によって切断された半導体基板２の切断面が互いに密着した状態となる。そのため、研磨による半導体基板２のチッピングやクラッキングの発生を抑制しつつ、半導体基板２を薄化することができる。
【0083】
［第２実施形態］次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と同一の説明は省略し、異なる点について主に説明する。
【0084】
図１８は本実施形態の製造工程を示すフロー図である。本実施形態では、機能素子２５を形成した後で切断起点領域８及び第２ゲッタリング領域１８ｙを形成する前に、半導体基板２の裏面２ｂを研磨する。すなわち、図１８（ａ）に示すように、半導体基板２の表面２ａにおいて形成領域２５ａのそれぞれに機能素子２５を形成し、機能素子２５を覆うように保護フィルム２２を半導体基板２の表面２ａに貼り付けた後、半導体基板２の裏面２ｂが研磨終了予定面１６に到達するまで半導体基板２の裏面２ｂを研磨する。
【0085】
続いて、半導体基板２の裏面２ｂがレーザ光入射面となるように支持台１０７上に半導体基板２を載置して吸着し、第２ゲッタリング領域１８ｙである改質領域１７と切断起点領域８である改質領域７とを同時に形成する際の照射条件下で、半導体基板２の裏面２ｂからレーザ光Ｌを照射する。
【0086】
具体的には、反射型空間光変調器２０３の液晶層２１６にて他の所定変調パターンを表示させ、半導体基板２の内部において、切断用分岐レーザ光Ｌ１の集光点を合わせると共に、当該集光点とは異なる位置にゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２の集光点を合わせる。この状態で、切断用分岐レーザ光Ｌ１及びゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２を半導体基板２に照射しつつ、当該切断用分岐レーザ光Ｌ１の集光点を切断予定ライン５に沿って相対移動させる。ここでは、２つのゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２の集光点の中心は、切断用分岐レーザ光Ｌ１の集光点の中心よりも裏面２ｂ側に位置している。
【0087】
このとき、切断用分岐レーザ光Ｌ１の必要エネルギと、ゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２の必要エネルギとは、その比が好ましいとして、［２：１］又は［３：１］等とされている。例えば、切断用分岐レーザ光Ｌ１の必要エネルギが０．５２Ｗとされる場合、ゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２の必要エネルギが０．０５Ｗとされる。
【0088】
以上のように、半導体基板２にレーザ光Ｌを分岐させて照射し半導体基板２の内部を改質することにより、半導体基板２の内部に切断起点領域８を形成し、当該切断起点領域８から発生させた亀裂２１を表面２ａに到達させる。これと同時に、半導体基板２の内部において切断起点領域８とは異なる複数（２つ）の位置に第２ゲッタリング領域１８ｙを形成する。ここでは、切断用分岐レーザ光Ｌ１及びゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２を上記のように同時集光させていることから、２つの第２ゲッタリング領域１８ｙの中心は、切断起点領域８の中心よりも裏面２ｂ側に位置している。
【0089】
ちなみに、本実施形態の半導体基板２は、切断起点領域８を形成する際に、亀裂２１により半導体基板２が切断予定ライン５に沿って切断される場合もあるし、エキスパンドフィルム２３を径方向外側に拡張させる際に、亀裂２１により半導体基板２が切断予定ライン５に沿って切断される場合もある。
【0090】
以上、本実施形態においても、切断起点領域８及び第２ゲッタリング領域１８ｙを同時形成できるため、切断起点領域８及び第２ゲッタリング領域１８ｙを半導体基板２に形成する場合においてタクトタイムの短縮化が可能となる。更に、上述したように、第１ゲッタリング領域１８ｘが残存しないよう研磨された後にゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２が照射されて第２ゲッタリング領域１８ｙが形成されるため、第１ゲッタリング領域１８ｘによる悪影響（ゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２の集光が阻害される等）を抑制することが可能となる。
【0091】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。
【0092】
例えば、上記実施形態では、１つの切断用分岐レーザ光Ｌ１と複数のゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２とに分岐させて半導体基板２内に集光したが、これに限定されるものではない。レーザ光Ｌは、１つの切断用分岐レーザ光Ｌ１と１つのゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２とに分岐され集光されてもよいし、複数の切断用分岐レーザ光Ｌ１と１つのゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２とに分岐され集光されてもよいし、複数の切断用分岐レーザ光Ｌ１と複数のゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２とに分岐され集光されてもよい。分岐された複数の切断用分岐レーザ光Ｌ１の各集光点については、一の切断予定ライン５上において当該切断予定ライン５に沿う方向に互いに離間して位置する場合、複数の切断予定ライン５上それぞれに位置する場合、又はこれらが混在する場合がある。
【0093】
また、上記実施形態では、切断予定ライン５に沿って半導体基板２を切断する際、隣り合う機能素子２５の間に渡るように半導体基板２の表面２ａに酸化膜等の積層部が形成されていてもよい。その場合には、切断予定ライン５に沿って半導体基板２と共に積層部を切断すればよい。
【0094】
また、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７、及び切断起点領域８として機能する改質領域７は、多光子吸収のみに起因して形成される場合に限定されず、多光子吸収に相当する光吸収等その他の光吸収や熱的影響に起因して形成される場合もある。つまり、多光子吸収は、改質領域を形成し得る現象の一例である。
【0095】
また、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７は、半導体基板２の厚さ方向において機能素子２５の形成領域２５ａに対向するものであれば、機能素子２５の形成パターンに応じて様々な形状を採ることができる。一例として、図１９に示すように、一つの形成領域２５ａに対してゲッタリング領域１８を縦横に複数列ずつ形成してもよい。
【0096】
また、図２０の（ａ）に示すように、半導体基板２を回転させつつ半導体基板２の径方向にレーザ光Ｌ（ゲッタリング用分岐レーザ光Ｌ２）を移動させることで、図２０の（ｂ）に示すように、一つの形成領域２５ａに対して曲線状のゲッタリング領域１８を少なくとも一列形成してもよい。このように、ゲッタリング領域１８を形成するための形成予定ライン１５が半導体基板２に対して渦巻状となる場合、改質スポット距離（最も近い改質スポットの間の距離）が略一定となるように、半導体基板２の回転速度やレーザ光Ｌの繰り返し周波数を変化させることが望ましい。
【0097】
また、切断起点領域８として機能する改質領域７は、１本の切断予定ライン５に対して、半導体基板２の厚さ方向に並ぶように複数列形成されてもよい。また、上記実施形態では、切断起点領域８として機能する改質領域７から発生した亀裂２１を伸展させて半導体基板２を切断したが、ブレードによる切断等のその他の方法で、切断予定ライン５に沿って半導体基板２を切断してもよい。
【0098】
また、上記実施形態では、第１ゲッタリング領域１８ｘが残存しないように半導体基板２の裏面２ｂを研磨したが、第１ゲッタリング領域１８ｘが残存するように半導体基板２の裏面２ｂを研磨してもよい。その場合、半導体デバイス２０において、第１ゲッタリング領域１８ｘを半導体基板２の内部に収めてもよいし、裏面２ｂに露出させてもよい。また、場合によっては、第１ゲッタリング領域１８ｘは形成しなくてもよい。
【0099】
また、半導体基板２に対してレーザ光Ｌ，Ｌ１，Ｌ２の集光点を相対的に移動させる際には、支持台１０７を移動させてもよいし、レーザ光源１０１側（レーザ光源１０１、ダイクロイックミラー１０３及び集光用レンズ１０５等）を移動させてもよいし、或いは、支持台１０７及びレーザ光源１０１側の両方を移動させてもよい。
【0100】
また、上記実施形態では、ビームホモジナイザ２６０を備え、このビームホモジナイザ２６０で強度分布を均一化したレーザ光Ｌを反射型空間光変調器２０３に入射させたが、これに代えて、ビームエキスパンダを備え、このビームエキスパンダでビーム径を拡大したレーザ光Ｌを反射型空間光変調器２０３に入射させてもよい。また、上記実施形態では、反射型空間光変調器２０３としてＬＣＯＳ−ＳＬＭを用いたが、ＭＥＭＳ（メムス）−ＳＬＭ、又はＤＭＤ(デフォーマブルミラーデバイス)等を用いてもよい。
【0101】
更に、上記実施形態では、反射型空間光変調器２０３を用いたが、透過型の空間光変調器でもよい。空間光変調器としては、液晶セルタイプ、ＬＣＤタイプのものが挙げられる。また、上記実施形態の反射型空間光変調器２０３は誘電体多層膜ミラーを備えていたが、シリコン基板の画素電極の反射を利用してもよい。また、上記実施形態では、４ｆ光学系２４１を用いているが、波面形状の変化が問題ならない場合等には、４ｆ光学系２４１を省いてもよい。なお、複数位置に同時に集光されるそれぞれのレーザ光Ｌの収差が補正されるような変調パターンを反射型空間光変調器２０３に更に与えることで、一層好適な改質領域７，１７を形成することが可能となる。
【0102】
なお、上記実施形態により、次のようなレーザ加工方法の発明、機能素子の形成方法の発明、半導体デバイスの製造方法の発明も成立する。
【0103】
すなわち、レーザ加工方法の発明は、複数の機能素子を形成するための表面及び前記表面と反対側の裏面を有する半導体基板に第１のレーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域を前記半導体基板の内部に形成する工程を備える、レーザ加工方法である。このレーザ加工方法によれば、後の工程において、半導体基板の表面に複数の機能素子を形成する際に、ゲッタリング効果を十分に発揮させることができる。
【0104】
また、機能素子の形成方法の発明は、複数の機能素子を形成するための表面及び前記表面と反対側の裏面を有する半導体基板に第１のレーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域が内部に形成された前記半導体基板を準備し、前記半導体基板の前記表面に複数の前記機能素子を形成する工程を備える、機能素子の形成方法である。この機能素子の形成方法によれば、半導体基板の表面に複数の機能素子を形成する際に、ゲッタリング効果を十分に発揮させることができる。
【0105】
また、半導体デバイスの製造方法の発明は、複数の機能素子を形成するための表面及び前記表面と反対側の裏面を有する半導体基板に第１のレーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域が内部に形成され、且つ前記半導体基板の前記表面に複数の前記機能素子が形成された前記半導体基板を準備し、前記ゲッタリング領域が残存しないように前記半導体基板の前記裏面を研磨すると共に、隣り合う前記機能素子の間を通るように設定された切断予定ラインに沿って、前記機能素子ごとに少なくとも前記半導体基板を切断し、一つの前記機能素子を含む半導体デバイスを複数得る工程を備える、半導体デバイスの製造方法である。この半導体デバイスの製造方法によれば、ゲッタリング領域が残存しないように半導体基板の裏面を研磨するので、製造された半導体デバイスにゲッタリング領域を残存させずに、半導体デバイスの強度を向上させることができる。
【符号の説明】
【0106】
２…半導体基板、２ａ…表面、５…切断予定ライン、７…改質領域、８…切断起点領域、１８ｘ…第１ゲッタリング領域（ゲッタリング領域）、１８ｙ…第２ゲッタリング領域（他のゲッタリング領域）、２１…亀裂、２５…機能素子、Ｌ…レーザ光、Ｌ１…切断用分岐レーザ光、Ｌ２…ゲッタリング用分岐レーザ光。