特開 2023-122394 半導体装置の製造方法及び半導体基板の加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023122394

(43)【公開日】2023-09-01

(54)【発明の名称】半導体装置の製造方法及び半導体基板の加工装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20230825BHJP

【ＦＩ】

H01L21/78 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022026070

(22)【出願日】2022-02-22

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(71)【出願人】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504139662

【氏名又は名称】国立大学法人東海国立大学機構

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大原 淳士

(72)【発明者】

【氏名】長屋 正武

(72)【発明者】

【氏名】中林 正助

(72)【発明者】

【氏名】河口 大祐

(72)【発明者】

【氏名】笹岡 千秋

(72)【発明者】

【氏名】恩田 正一

(72)【発明者】

【氏名】小島 淳

【テーマコード（参考）】

5F063

【Ｆターム（参考）】

5F063AA01

5F063AA04

5F063CB02

5F063CB07

5F063CB28

5F063CC05

(57)【要約】

【課題】 半導体基板を分割する際に、半導体基板に生じる亀裂や欠けを抑制する。
【解決手段】 半導体装置の製造方法は、半導体基板の表面において、複数の素子領域と、複数の素子領域が存在する中央領域の周囲の外周領域を特定する工程と、半導体基板の表面から半導体基板の厚み方向に伸びるとともに複数の素子領域の界面に沿って伸びる中央改質層を形成する工程と、半導体基板の表面から半導体基板の厚み方向に伸びるとともに外周領域を素子領域よりも面積が小さい複数の微小領域に区画するように半導体基板の縁部まで伸びる外周改質層を形成する工程と、半導体基板の内部で半導体基板の表面に沿って伸びる内部改質層を中央領域内に形成する工程と、内部改質層に沿って半導体基板を分割する工程と、中央改質層と外周改質層に沿って半導体基板を分割する工程、を備える。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体装置（１００）を製造する製造方法であって、
半導体基板（１２）の表面（１２ａ）において、複数の素子領域（６０）と、複数の前記素子領域が存在する中央領域（６２）の周囲の外周領域（６４）を特定する工程と、
レーザ照射装置（２６）によって前記半導体基板にレーザ（Ｌ）を照射することにより、前記半導体基板の前記表面から前記半導体基板の厚み方向に伸びるとともに複数の前記素子領域の界面に沿って伸びる中央改質層（７２）を形成する工程と、
前記レーザ照射装置によって前記半導体基板にレーザを照射することにより、前記半導体基板の前記表面から前記半導体基板の前記厚み方向に伸びるとともに前記外周領域を前記素子領域よりも面積が小さい複数の微小領域（７３）に区画するように前記半導体基板の縁部まで伸びる外周改質層（７４）を形成する工程と、
前記レーザ照射装置によって前記半導体基板にレーザを照射することにより、前記半導体基板の内部で前記半導体基板の前記表面に沿って伸びる内部改質層（７６、１７６）を前記中央領域内に形成する工程と、
前記内部改質層に沿って前記半導体基板を分割する工程と、
前記中央改質層に沿って前記半導体基板を分割する工程、
を備える、製造方法。

【請求項2】

前記外周改質層を形成する前記工程では、前記外周領域の全域を前記微小領域に区画するように前記外周改質層を形成する、請求項１に記載の製造方法。

【請求項3】

前記内部改質層を形成する前記工程では、前記中央領域と前記外周領域に前記内部改質層（７６）を形成する、請求項１または２に記載の製造方法。

【請求項4】

前記中央改質層と前記内部改質層とが繋がり、前記外周改質層と前記内部改質層とが繋がらないように、前記中央改質層、前記外周改質層及び前記内部改質層を形成する、請求項３に記載の製造方法。

【請求項5】

前記内部改質層を形成する前記工程では、前記外周領域に前記内部改質層（１７６）を形成しない、請求項１または２に記載の製造方法。

【請求項6】

半導体基板を加工する加工装置（２０）であって、
レーザ照射装置（２６）と、
検出装置（２８）と、
制御装置（３０）と、
を備え、
前記制御装置が、
前記検出装置によって、半導体基板の表面において、複数の素子領域と、複数の前記素子領域が存在する中央領域の周囲の外周領域を特定する工程と、
レーザ照射装置によって前記半導体基板にレーザを照射することにより、前記半導体基板の前記表面から前記半導体基板の厚み方向に伸びるとともに複数の前記素子領域の界面に沿って伸びる中央改質層を形成する工程と、
前記レーザ照射装置によって前記半導体基板にレーザを照射することにより、前記半導体基板の前記表面から前記半導体基板の前記厚み方向に伸びるとともに前記外周領域を前記素子領域よりも面積が小さい複数の微小領域に区画するように前記半導体基板の縁部まで伸びる外周改質層を形成する工程と、
前記レーザ照射装置によって前記半導体基板にレーザを照射することにより、前記半導体基板の内部で前記半導体基板の前記表面に沿って伸びる内部改質層を前記中央領域内に形成する工程と、
を実行する、
加工装置。

【請求項7】

前記制御装置が、
前記内部改質層に沿って前記半導体基板を分割する工程と、
前記中央改質層に沿って前記半導体基板を分割する工程、
をさらに実行する、請求項６に記載の加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、半導体装置の製造方法及び半導体基板の加工装置に関する。

【0002】

特許文献１には、半導体基板の加工方法が開示されている。特許文献１では、半導体基板の内部に集光するレーザを照射することによって、半導体基板の内部に内部改質層を形成する。内部改質層は、半導体基板の表面に沿って広がるように形成される。このような内部改質層を形成することで、半導体基板を加工することができる。例えば、内部改質層に沿って半導体基板を分割することで、より薄い半導体基板を得ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１９８３９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような内部改質層が形成された半導体基板は、半導体基板に対して、その表面と裏面とを引き離す方向に力を加えることにより、内部改質層に沿って分割することができる。しかしながら、半導体基板を分割するときには、半導体基板の縁部に局所的に大きな応力が加わる。このため、特許文献１の技術では、半導体基板の縁部を起点として半導体基板に亀裂や欠けが生じることで、内部改質層に沿って半導体基板を正確に分割することができない場合がある。本明細書は、半導体基板を分割する際に、半導体基板に生じる亀裂や欠けを抑制することができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書が開示する半導体装置（１００）の製造方法は、半導体基板（１２）の表面（１２ａ）において、複数の素子領域（６０）と、複数の前記素子領域が存在する中央領域（６２）の周囲の外周領域（６４）を特定する工程と、レーザ照射装置（２６）によって前記半導体基板にレーザ（Ｌ）を照射することにより、前記半導体基板の前記表面から前記半導体基板の厚み方向に伸びるとともに複数の前記素子領域の界面に沿って伸びる中央改質層（７２）を形成する工程と、前記レーザ照射装置によって前記半導体基板にレーザを照射することにより、前記半導体基板の前記表面から前記半導体基板の前記厚み方向に伸びるとともに前記外周領域を前記素子領域よりも面積が小さい複数の微小領域（７３）に区画するように前記半導体基板の縁部まで伸びる外周改質層（７４）を形成する工程と、前記レーザ照射装置によって前記半導体基板にレーザを照射することにより、前記半導体基板の内部で前記半導体基板の前記表面に沿って伸びる内部改質層（７６、１７６）を前記中央領域内に形成する工程と、前記内部改質層に沿って前記半導体基板を分割する工程と、前記中央改質層に沿って前記半導体基板を分割する工程、を備える。

【0006】

本発明者らが鋭意検討した結果、半導体基板を内部改質層に沿って分割する際に半導体基板の縁部に加わる応力は、当該縁部を含む領域の表面積に略比例することが判明した。すなわち、半導体基板を内部改質層に沿って分割する際には、半導体基板の表面積が大きいほど、半導体基板の縁部に高い応力が加わる。上記の製造方法では、各素子領域の界面に沿って伸びる中央改質層に加えて、外周領域を複数の微小領域に区画する外周改質層を形成する。外周改質層は、半導体基板の縁部まで伸びるように形成される。すなわち、半導体基板の縁部には、素子領域よりも面積が小さい複数の微小領域が形成される。このため、内部改質層に沿って半導体基板を分割する工程では、半導体基板の縁部に加わる応力が、細分化された複数の微小領域それぞれの表面積に応じた大きさとなる。すなわち、内部改質層に沿って半導体基板を分割する際に、半導体基板の縁部に加わる応力が分散する。したがって、この製造方法では、半導体基板に生じる亀裂や欠けを抑制することができる。そして、中央改質層に沿って半導体基板を分割することにより、半導体装置を製造することができる。

【0007】

なお、中央改質層を形成する工程、外周改質層を形成する工程、及び内部改質層を中央領域内に形成する工程は、どのような順序で実行してもよい。

【0008】

本明細書が開示する加工装置は、レーザ照射装置と、検出装置と、制御装置と、を備える。前記制御装置が、前記検出装置によって、半導体基板の表面において、複数の素子領域と、複数の前記素子領域が存在する中央領域の周囲の外周領域を特定する工程と、レーザ照射装置によって前記半導体基板にレーザを照射することにより、前記半導体基板の前記表面から前記半導体基板の厚み方向に伸びるとともに複数の前記素子領域の界面に沿って伸びる中央改質層を形成する工程と、前記レーザ照射装置によって前記半導体基板にレーザを照射することにより、前記半導体基板の前記表面から前記半導体基板の前記厚み方向に伸びるとともに前記外周領域を前記素子領域よりも面積が小さい複数の微小領域に区画するように前記半導体基板の縁部まで伸びる外周改質層を形成する工程と、前記レーザ照射装置によって前記半導体基板にレーザを照射することにより、前記半導体基板の内部で前記半導体基板の前記表面に沿って伸びる内部改質層を前記中央領域内に形成する工程と、を実行する。

【0009】

この加工装置は、各素子領域の界面に沿って伸びる中央改質層に加えて、外周領域を複数の微小領域に区画する外周改質層を形成する。外周改質層は、半導体基板の縁部まで伸びるように形成される。すなわち、半導体基板の縁部には、素子領域よりも面積が小さい複数の微小領域が形成される。このため、例えば、内部改質層に沿って半導体基板を分割する際には、半導体基板の縁部に加わる応力が、細分化された複数の微小領域それぞれの表面積に応じた大きさとなる。すなわち、半導体基板の縁部に加わる応力が分散する。したがって、この加工装置では、半導体基板の加工後に続く工程において、半導体基板に生じる亀裂や欠けを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】半導体基板の平面図。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図。

【図3】加工装置の構成を示すブロック図。

【図4】実施例１の基板搬入工程の説明図。

【図5】実施例１の中央改質層形成工程の説明図。

【図6】実施例１の外周改質層形成工程の説明図。

【図7】実施例１の外周改質層形成工程の説明図。

【図8】実施例１の内部改質層形成工程の説明図。

【図9】実施例１の基板分割工程の説明図。

【図10】実施例１の基板分割工程の説明図。

【図11】実施例１の基板分割工程の説明図。

【図12】実施例２の内部改質層形成工程の説明図。

【図13】実施例２の基板分割工程の説明図。

【図14】実施例１の基板分割工程の変形例の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本明細書が開示する技術要素を、以下に列記する。なお、以下の各技術要素は、それぞれ独立して有用なものである。

【0012】

本明細書が開示する一例の半導体装置の製造方法は、前記外周改質層を形成する前記工程では、前記外周領域の全域を前記微小領域に区画するように前記外周改質層を形成してもよい。

【0013】

この構成によれば、内部改質層に沿って半導体基板を分割する工程において、外周領域に加わる応力をより分散させることができる。

【0014】

本明細書が開示する一例の半導体装置の製造方法では、前記内部改質層を形成する前記工程では、前記中央領域と前記外周領域に前記内部改質層を形成してもよい。

【0015】

この構成によれば、半導体基板全体を内部改質層に沿って分割することができる。

【0016】

本明細書が開示する一例の半導体装置の製造方法では、前記中央改質層と前記内部改質層とが繋がり、前記外周改質層と前記内部改質層とが繋がらないように、前記中央改質層、前記外周改質層及び前記内部改質層を形成してもよい。

【0017】

この構成によれば、内部改質層に沿って半導体基板を分割する工程において、外周領域において、外周改質層が形成されていない側の半導体層に亀裂や割れが生じることが抑制される。

【0018】

本明細書が開示する一例の半導体装置の製造方法では、前記内部改質層を形成する前記工程では、前記外周領域に前記内部改質層を形成しなくてもよい。

【0019】

この構成によれば、内部改質層に沿って半導体基板を分割する工程において、外周領域を残存させたまま中央領域のみを分割することができる。

【0020】

本明細書が開示する一例の半導体基板の加工装置は、前記制御装置が、前記内部改質層に沿って前記半導体基板を分割する工程と、前記中央改質層に沿って前記半導体基板を分割する工程、をさらに実行してもよい。

【0021】

この構成によれば、半導体基板に生じる亀裂や欠けを抑制しながら半導体基板を個片化することができる。

【0022】

（実施例１）
図１及び図２は、加工対象の半導体基板１２を示している。半導体基板１２は、中央領域６２と、外周領域６４を有している。中央領域６２は、複数の素子領域６０を有している。中央領域６２では、各素子領域６０がマトリクス状に配置されている。図示していないが、各素子領域６０内には、素子構造が形成されている。各素子領域６０内に形成される素子構造は、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ダイオード等であってもよい。外周領域６４は、中央領域６２の周囲に位置している。外周領域６４は、半導体基板１２の中央領域６２を除く領域であり、中央領域６２の周囲から半導体基板１２の外周端までの領域である。また、半導体基板１２の外周縁の一部には、オリエンテーションフラット１２ｆが設けられている。

【0023】

図２に示すように、半導体基板１２は、母材基板１４と素子半導体層１６を有している。母材基板１４及び素子半導体層１６は、ＧａＮ（窒化ガリウム）により構成されている。母材基板１４の厚みは特に限定されないが、例えば約３５０μｍである。各素子領域６０内の素子構造は、素子半導体層１６に形成されている。素子半導体層１６は、母材基板１４上にエピタキシャル成長によって形成された半導体層である。素子半導体層１６の厚みは特に限定されないが、例えば約１００μｍである。素子半導体層１６内に、素子構造が形成されている。

【0024】

図３は、半導体基板１２を加工する加工装置２０の構成を示している。加工装置２０は、半導体基板１２の内部に改質層（後述）を形成するとともに、形成した改質層に沿って半導体基板１２を分割する。加工装置２０は、搬送装置２２と、ステージ２４と、レーザ光源２６と、カメラ２８と、分割装置２９と、制御装置３０を有している。

【0025】

搬送装置２２は、加工装置２０に対する半導体基板１２の搬入を行う。搬送装置２２は、加工装置２０に搬入した半導体基板１２をステージ２４上に載置する。ステージ２４は、半導体基板１２を加工する際に、半導体基板１２が載置される台である。レーザ光源２６は、ステージ２４の上方に配置されており、ステージ２４上に載置された半導体基板１２に対してレーザを照射する。カメラ２８は、ステージ２４の上方に配置されており、ステージ２４上に載置された半導体基板１２の画像を撮像する。

【0026】

分割装置２９は、半導体基板を所定の領域に沿って分割する。分割装置２９が実行する内容については、後述する。

【0027】

制御装置３０は、搬送装置２２、ステージ２４、レーザ光源２６、カメラ２８、分割装置２９に電気的に接続されている。制御装置３０は、搬送装置２２、ステージ２４、レーザ光源２６、カメラ２８、分割装置２９の動作を制御する。

【0028】

次に、実施例１の半導体装置の製造方法について説明する。まず、図１及び図２に示す半導体基板１２を準備する。すなわち、中央領域６２に複数の素子構造が形成された半導体基板１２を準備する。

【0029】

（基板搬入工程）
基板搬入工程では、制御装置３０は、搬送装置２２によって、半導体基板１２をステージ２４上に搬送する。図４に示すように、ステージ２４の上面には、例えば真空吸着を利用するウェハチャック３２が装備されている。搬送装置２２は、ウェハチャック３２に対して、半導体基板１２の表面１２ａ（素子半導体層１６側の表面）を載置することで、半導体基板１２をステージ２４に対して固定する。

【0030】

（領域特定工程）
次に、制御装置３０は、領域特定工程を実施する。領域特定工程では、制御装置３０は、カメラ２８によって、ステージ２４上の半導体基板１２の画像を撮像し、半導体基板１２の特徴点（例えば、オリエンテーションフラット１２ｆを含む外形等）に基づいて、半導体基板１２のステージ２４に対する固定位置（すなわち、ステージ２４上における位置及び角度）を算出する。例えば、制御装置３０は、検出した特徴点を基準としたｘｙ座標系を設定し、半導体基板１２の固定位置を算出する。そして、制御装置３０は、算出した固定位置に基づいて、中央領域６２と外周領域６４の位置を特定する。また、中央領域６２の内部において、各素子領域６０の位置を特定する。

【0031】

（中央改質層形成工程）
次に、制御装置３０は、中央改質層形成工程を実施する。図５に示すように、中央改質層形成工程では、制御装置３０は、レーザ光源２６により、半導体基板１２の裏面１２ｂ側からレーザＬを照射する。ここでは、制御装置３０は、各素子領域６０の界面に沿って焦点Ｓが移動するようにレーザＬを走査するとともに、半導体基板１２の表面１２ａから半導体基板１２の厚み方向に沿って焦点Ｓが移動するようにレーザＬを走査する。焦点Ｓの位置では、半導体基板１２が加熱されて分解される。これにより、焦点Ｓが走査される範囲に結晶性が低下した中央改質層７２が形成される。すなわち、中央領域６２において、半導体基板１２の表面１２ａにおいて各素子領域６０を区画するとともに、各素子領域６０の界面に沿って表面１２ａから半導体基板１２の厚み方向に伸びる中央改質層７２が形成される。中央改質層７２の厚み方向の長さ（深さ）は特に限定されないが、本実施例では、約７０μｍの深さの中央改質層７２が形成される。なお、中央改質層７２は、例えば、ガリウムの析出層等によって構成されている。中央改質層７２の強度は、半導体基板１２の元の材料（すなわち、ＧａＮ）の強度よりも低い。

【0032】

（外周改質層形成工程）
次に、制御装置３０は、外周改質層形成工程を実施する。図６に示すように、外周改質層形成工程では、中央改質層形成工程と同様に、制御装置３０は、レーザ光源２６により、半導体基板１２の裏面１２ｂ側からレーザＬを照射する。ここでは、制御装置３０は、半導体基板１２の表面１２ａにおいて、外周領域６４を複数の微小領域７３に区画するように焦点Ｓを走査するとともに、半導体基板１２の表面１２ａから半導体基板１２の厚み方向に沿って焦点Ｓが移動するようにレーザＬを走査する。ここでは、図７に示すように、制御装置３０は、ｘ方向及びｙ方向にレーザＬを走査することで、半導体基板１２の表面１２ａにおいて、格子状に区画された複数の微小領域７３を形成する。各方向における走査間隔は特に限定されないが、本実施例では、当該走査間隔は、約１００μｍである。制御装置３０は、各微小領域７３の面積が、各素子領域６０の面積よりも小さくなるようにレーザＬを走査する。これにより、焦点Ｓが走査される範囲に結晶性が低下した外周改質層７４が形成される。すなわち、半導体基板１２の表面１２ａにおいて外周領域６４を複数の微小領域７３に区画するとともに、表面１２ａから半導体基板１２の厚み方向に伸びる外周改質層７４が形成される。図７に示すように、外周改質層７４は、外周領域６４の縁部（すなわち、半導体基板の外周端）まで伸びるとともに、半導体基板１２の表面１２ａにおいて、外周領域６４の全域を微小領域７３に区画するように形成される。外周改質層７４の厚み方向の長さ（深さ）は特に限定されないが、本実施例では、約６０μｍの深さの外周改質層７４が形成される。すなわち、外周改質層７４の深さは、中央改質層７２の深さよりも浅い。外周改質層７４の強度は、半導体基板１２の元の材料（すなわち、ＧａＮ）の強度よりも低い。

【0033】

（内部改質層形成工程）
次に、制御装置３０は、内部改質層形成工程を実施する。図８に示すように、内部改質層形成工程では、中央改質層形成工程等と同様に、制御装置３０は、レーザ光源２６により、半導体基板１２の裏面１２ｂ側からレーザＬを照射する。ここでは、制御装置３０は、半導体基板１２の内部で焦点Ｓが形成されるように、レーザＬを走査する。そして、制御装置３０は、焦点Ｓを半導体基板１２の表面１２ａに沿う方向に移動させることで、半導体基板１２の内部に、その表面１２ａに沿って広がる内部改質層７６を形成する。より詳細には、制御装置３０は、素子半導体層１６の内部に内部改質層７６を形成する。ここでは、制御装置３０は、中央領域６２及び外周領域６４の双方に広がる内部改質層７６を形成する。半導体基板１２の厚み方向における内部改質層７６の位置は特に限定されないが、本実施例では、半導体基板１２の表面１２ａから約７０μｍの深さ位置に内部改質層７６が形成される。このため、形成される内部改質層７６は、中央改質層７２と繋がる一方、外周改質層７４とは繋がらない。内部改質層７６の強度は、半導体基板１２の元の材料（すなわち、ＧａＮ）の強度よりも低い。

【0034】

（基板分割工程）
中央改質層７２、外周改質層７４及び内部改質層７６を形成すると、制御装置３０は、基板分割工程を実施する。基板分割工程では、半導体基板１２を内部改質層７６に沿って分割する。具体的には、図９に示すように、制御装置３０は、分割装置２９によって、ウェハチャック３４を装備した支持板３６を半導体基板１２の裏面１２ｂに載置する。これにより、半導体基板１２の表面１２ａ及び裏面１２ｂがウェハチャック３２及び３４により固定された状態となる。そして、支持板３６に対してステージ２４から離れる方向（矢印８０により示される方向）に力を加える。上述したように、内部改質層７６の強度は、ＧａＮの強度よりも低い。したがって、支持板３６に対してステージ２４から離れる方向に力を加えると、半導体基板１２に対してその厚み方向に引張応力が印加され、図１０に示すように、半導体基板１２が内部改質層７６に沿って半導体層１１２ａ及び半導体層１１２ｂに分割される。このとき、半導体基板１２の外周端を起点として、内部改質層７６に沿って半導体層１１２ｂが半導体層１１２ａから剥離するように半導体基板１２の分割が進行する。このため、半導体基板１２を内部改質層７６に沿って分割する際には、半導体基板１２の外周端（すなわち、外周領域６４の縁部）に局所的に大きな応力が印加される。しかしながら、本実施例では、外周領域６４の縁部には、その表面を複数の微小領域７３に区画する外周改質層７４が形成されている。このため、外周領域６４の縁部に加わる応力が複数の微小領域７３それぞれの表面積に応じた大きさに分散され、半導体基板１２の外周端において、亀裂や欠けが生じることが抑制される。半導体層１１２ａには、素子構造が形成された複数の素子領域６０が含まれる。

【0035】

次に、制御装置３０は、半導体層１１２ａに対して表面研磨等の処理を行った後、半導体層１１２ａを中央改質層７２に沿って分割する。ここでは、制御装置３０は、分割装置２９によって、図１１に示すように、ウェハチャック３２に対して半導体層１１２ａの表面に沿う方向（矢印８２により示される方向）に力を加える。これにより、半導体層１１２ａには、その平面方向に引張応力が印加される。上述したように、中央改質層７２の強度は、ＧａＮの強度よりも低い。したがって、矢印８２に示される方向に力を加えることで、半導体層１１２ａが、中央改質層７２に沿って分割される。これにより、素子領域６０が互いから分割され、複数の半導体装置１００を得ることができる。なお、半導体層１１２ａには、外周改質層７４が形成されているので、外周改質層７４に沿って半導体層１１２ａが分割され得る。

【0036】

なお、半導体層１１２ｂには、母材基板１４と、素子半導体層１６の一部が残存した層とが含まれる。したがって、残存した素子半導体層１６を表面研磨等により除去することにより、母材基板１４を再利用することができる。

【0037】

以上に説明したように、本実施例では、各素子領域６０の界面に沿って伸びる中央改質層７２に加えて、外周領域６４を複数の微小領域７３に区画する外周改質層７４を形成する。外周改質層７４は、外周領域６４の全域に（すなわち、半導体基板１２の縁部まで伸びるように）形成される。すなわち、半導体基板１２の縁部には、素子領域６０よりも面積が小さい複数の微小領域７３が形成される。このため、内部改質層７６に沿って半導体基板を分割する工程では、半導体基板１２の縁部に加わる応力が、細分化された複数の微小領域７３それぞれの表面積に応じた大きさとなる。すなわち、内部改質層７６に沿って半導体基板１２を分割する際に、半導体基板１２の縁部に加わる応力が分散する。したがって、本実施例の製造方法では、半導体基板１２を内部改質層７６に沿って分割する際に、半導体基板１２に生じる亀裂や欠けを抑制することができる。

【0038】

また、本実施例では、外周改質層７４の深さが中央改質層７２の深さよりも浅く、外周改質層７４が内部改質層７６と繋がらないように形成される。すなわち、外周改質層７４の深さが、半導体基板１２の分割面（内部改質層７６に沿う面）を超えない深さに設定されている。すなわち、半導体基板１２の分割後の半導体層１１２ｂには、外周改質層７４が残存しない。このため、半導体基板１２を内部改質層７６に沿って分割する際に、半導体層１１２ｂ側に、外周改質層７４に起因する亀裂や割れが生じることが抑制される。

【0039】

（実施例２）
実施例２の製造方法では、内部改質層形成工程が実施例１の製造方法とは異なる。実施例２では、図１２に示すように、制御装置３０は、中央領域６２に内部改質層１７６を形成し、外周領域６４に内部改質層１７６を形成しない。

【0040】

その後、実施例１と同様に、基板分割工程を実施する。制御装置３０は、分割装置２９によって、ウェハチャック３４を装備した支持板３６を半導体基板１２の裏面１２ｂに載置する。そして、支持板３６に対してステージ２４から離れる方向（矢印１８０により示される方向）に力を加える。実施例２では、外周領域６４には内部改質層１７６が形成されていない。このため、外周領域６４では、半導体基板１２がその表面に沿う方向に分割され難い。したがって、実施例２では、中央領域６２において内部改質層１７６に沿って半導体基板１２が分割されるとともに、中央領域６２と外周領域６４の境界においては、内部改質層１７６の端部を起点として、中央改質層７２に沿って半導体基板１２が分割される。すなわち、実施例２では、図１３に示すように、内部改質層１７６に沿って半導体基板１２を分割すると、素子構造が形成された部分１１２ｃのみが半導体基板１２から分離されてステージ２４上に残存する。

【0041】

その後、実施例１と同様に、ウェハチャック３２に対して平面方向に力を加えることで、複数の半導体装置を得ることができる。

【0042】

実施例２の製造方法では、内部改質層１７６に沿って半導体基板１２を分割する工程において、外周改質層７４が形成された領域が母材基板１４側に残存する。この領域には、外周改質層７４が密に形成されているため、当該領域は、研削や研磨により容易に除去することができる。

【0043】

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。

【0044】

上述した実施例において、基板搬送工程では、中央領域６２の表面のみにウェハチャック３２が位置するように半導体基板１２をステージ２４上に載置してもよい。このような構成では、図１４に示すように、実施例１においても、実施例２と同様に、素子構造が形成された領域のみを半導体基板１２から分離させることができる。また、実施例２では、より容易に素子構造が形成された領域のみを半導体基板１２から分離させることができる。

【0045】

また、上述した実施例において、外周改質層７４は、外周領域６４の全域に形成されなくてもよい。半導体基板１２を内部改質層７６に沿って分割する際には、半導体基板１２の縁部に最も大きな応力が加わる。したがって、外周改質層７４は、少なくとも外周領域６４の外周縁を含む範囲に形成されればよい。

【0046】

また、上述した実施例において、中央改質層７２と内部改質層７６、１７６は繋がっていなくてもよいし、外周改質層７４と内部改質層７６は繋がっていてもよい。すなわち、中央改質層７２及び外周改質層７４の深さは、製造する半導体装置の種類等に応じて適宜設定することができる。

【0047】

また、上述した実施例において、分割装置２９は、制御装置３０によって制御されなくてもよい。すなわち、加工装置２０は、分割装置２９を有していなくてもよく、分割装置２９の機能を有する別個の装置を準備してもよい。

【0048】

また、上述した実施例では、半導体基板１２の表面１２ａにおいて、微小領域７３が矩形状を有していたが、微小領域７３の形状は特に限定されず、例えば、三角形状や六角形状等、他の多角形状であってもよい。

【0049】

（参考例）
上述した実施例では、レーザＬを照射することにより中央改質層７２を形成したが、中央改質層７２に代えて、ダイシングブレードにより溝部を形成してもよい。

【0050】

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの１つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0051】

１２：半導体基板
２０：加工装置
２２：搬送装置
２４：ステージ
２６：レーザ光源
２８：カメラ
２９：分割装置
３０：制御装置
６０：素子領域
６２：中央領域
６４：外周領域
７２：中央改質層
７３：微小領域
７４：外周改質層
７６：内部改質層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】