JP7055647B2 - 切断方法 - Google Patents

Description

本発明は、切断方法、及び、チップに関する。

β－Ｇａ_２Ｏ_３結晶は、非常に劈開性の強い劈開面として（１００）面を有する。このため、β－Ｇａ_２Ｏ_３基板は、ブレードダイシングによる分離時に、この（１００）面に沿って劈開が生じやすいという性質を有する。一般に、劈開の発生を防ぐためには、切断レートを低下させるという手段を取り得るが、Ｇａ_２Ｏ_３基板の劈開を防ぐためには、切断レートを非常に小さい値（例えば、０．１ｍｍ／ｓｅｃ～０．３ｍｍ／ｓｅｃ）に設定する必要があり、切断工程に非常に長い時間を費やしてしまう。

また、従来、レーザ光により基板内部に改質領域を形成して基板を分離する方法が知られている（例えば特許文献１，２参照）。改質領域は、基板の切断予定ラインに沿ってレーザ光の集光点を移動させることにより形成される領域であり、改質領域が適切に形成されている場合には、基板に外力を加えることにより、切断予定ラインに沿って基板を割ることができる。

特開２００８－６８３１９号公報 国際公開第２００８／１４６７４４号

しかしながら、Ｇａ_２Ｏ_３系基板のような強い劈開性を有する劈開面を含む基板を分離する場合には、特許文献１，２に記載された方法であっても、外力を加えての分離の際に、所望の面と異なる面に劈開が生じるおそれがある。

そこで、本発明は、酸化ガリウムを含む加工対象物を劈開の影響を抑制しながら高速で切断可能な切断方法、及びチップを提供することを目的とする。

本発明に係る切断方法は、第１表面及び第１表面の反対側の第２表面を有し、酸化ガリウムを含む加工対象物を切断予定ラインに沿って切断する切断方法であって、第１表面をレーザ光の入射面として切断予定ラインに沿って加工対象物にレーザ光を照射することにより、切断予定ラインに沿って加工対象物に改質領域を形成する第１工程と、第１工程の後に、切断予定ラインに沿って加工対象物に切削具を挿入することにより切断予定ラインに沿って加工対象物を切断する第２工程と、を備え、第１工程においては、１つの切断予定ラインに対して、少なくとも、切断予定ラインに交差すると共に第１表面に沿った第１方向に配列されるように複数列の改質領域を形成することにより、複数列の改質領域を含む改質部を形成する。

この切断方法においては、切断の対象である加工対象物が酸化ガリウムを含む。したがって、上記のようにブレードダイシングにより加工対象物を切断する場合には、切断レートを低下させる必要がある。また、加工対象物に対して外力を加えて改質領域を起点とした切断を行う場合には、酸化ガリウムの劈開面の影響が生じやすい。これに対して、この切断方法においては、第１工程において、切断予定ラインに沿って改質領域を形成すると共に、第２工程において、切断予定ラインに沿って加工対象物に切削具を挿入することにより加工対象物を切断する。このように、改質領域の形成により脆くなった（例えば酸化ガリウムの結晶性が低下した）状態において切削を行うことにより、劈開の影響を抑制しながら加工対象物を切断することが可能となる。特に、第１工程においては、１つの切断予定ラインに対して複数列の改質領域を含む改質部を形成する。このため、一定の幅を有する切削具を用いて高速で改質部の切削が可能となる。よって、この切断方法によれば、酸化ガリウムを含む加工対象物を劈開の影響を抑制しながら高速で切断可能となる。

本発明に係る切断方法においては、第１工程において、１つの切断予定ラインに対して、第２表面から第１表面に向かう第２方向に配列されるように複数列の改質領域を形成することにより改質部を形成してもよい。この場合、加工対象物の厚さ方向（第２方向）に改質部が延在することになるため、劈開の影響を確実に抑制しながらより高速での切断が可能となる。

本発明に係る切断方法においては、第１工程において、第２方向におけるレーザ光の集光点の位置を維持しながら複数列の改質領域を形成して複数列の改質領域を含む改質層を形成する改質層形成工程を、第２方向におけるレーザ光の集光点の位置を変更しながら繰り返すことによって、複数の改質層を含む改質部を形成してもよい。このように、加工対象物の厚さ方向（第２方向）に沿って改質層を積層するようにして改質部を構成すれば、厚さ方向に対する改質部の形状や状態の制御が容易となる。

本発明に係る切断方法においては、第１工程において、第２方向におけるレーザ光の集光点の位置を、第２表面側から第１表面側に順に変更しながら改質層形成工程を繰り返すことにより、複数の改質層を含む改質部を形成してもよい。この場合、レーザ光の入射面である第１表面と反対側の第２表面側から改質領域を形成していくことになるので、先に形成された改質領域の影響を受けることなく後の改質領域を形成可能である。

本発明に係る切断方法においては、第１工程において、第１方向における改質部の幅が第１方向における切削具の幅よりも大きくなるように改質領域を形成してもよい。この場合、劈開の影響をより確実に抑制可能である。

本発明に係る切断方法においては、第１工程において、改質部が切断予定ラインに沿って加工対象物の一端から他端に連続的に延在するように改質領域を形成してもよい。この場合、加工対象物の全長にわたって、劈開の影響を確実に抑制しながらの切断が可能となる。

本発明に係るチップは、第１表面、第１表面の反対側の第２表面、及び、第１表面と第２表面とを接続する側面を有する酸化ガリウム基板と、第１表面上に形成されたデバイス層と、を備え、側面は、改質領域により構成されている。

本発明によれば、酸化ガリウムを含む加工対象物を劈開の影響を抑制しながら高速で切断可能な切断方法、及びチップを提供できる。

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。 改質領域の形成の対象となる加工対象物の平面図である。 図２の加工対象物のIII－III線に沿っての断面図である。 レーザ加工後の加工対象物の平面図である。 図４の加工対象物のV－V線に沿っての断面図である。 図４の加工対象物のVI－VI線に沿っての断面図である。 本実施形態に係る切断方法により切断される加工対象物を示す図である。 本実施形態に係る切断方法の概略を説明するための拡大斜視図である。 図８の（ａ）に示された加工対象物の模式的な断面図である。 第１工程を示す図である。 第１工程を示す図である。 改質部と切削具との関係を示す図である。 本実施形態に係る切断方法により形成されたチップを示す斜視図である。 改質部の変形例を示す断面図である。 改質部の変形例を示す断面図である。

以下、図面を参照して本実施形態に係る方法及び装置の一例について説明する。なお、図面の説明においては、同一の要素同士、或いは、相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

実施形態に係るレーザ加工装置では、加工対象物にレーザ光を集光することにより、切断予定ラインに沿って加工対象物に改質領域を形成する。そこで、まず、改質領域の形成について、図１～図６を参照して説明する。

図１に示されるように、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が照射される対象物である加工対象物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移動機構であるステージ１１１と、レーザ光Ｌの出力やパルス幅、パルス波形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の移動を制御するステージ制御部１１５と、を備えている。

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。なお、ここでは、レーザ光Ｌを相対的に移動させるためにステージ１１１を移動させたが、集光用レンズ１０５を移動させてもよいし、或いはこれらの両方を移動させてもよい。

加工対象物１としては、半導体材料で形成された半導体基板や圧電材料で形成された圧電基板等を含む板状の部材（例えば、基板、ウェハ等）が用いられる。図２に示されるように、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に示されるように、加工対象物１の内部に集光点（集光位置）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５及び図６に示されるように、改質領域７が切断予定ライン５に沿って加工対象物１に形成され、切断予定ライン５に沿って形成された改質領域７が切断起点領域８となる。切断予定ライン５は、照射予定ラインに対応する。

集光点Ｐとは、レーザ光Ｌが集光する箇所のことである。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、これらが組み合わされた３次元状であってもよいし、座標指定されたものであってもよい。切断予定ライン５は、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。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。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、表面３又は裏面に形成されていればよい。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３、裏面、若しくは外周面）に露出していてもよい。改質領域７を形成する際のレーザ光入射面は、加工対象物１の表面３に限定されるものではなく、加工対象物１の裏面であってもよい。

ちなみに、加工対象物１の内部に改質領域７を形成する場合には、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の内部に位置する集光点Ｐ近傍にて特に吸収される。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）。この場合、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。一方、加工対象物１の表面３又は裏面に改質領域７を形成する場合には、レーザ光Ｌは、表面３又は裏面に位置する集光点Ｐ近傍にて特に吸収され、表面３又は裏面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）。

改質領域７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７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何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７としては、加工対象物１の材料において改質領域７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。加工対象物１の材料が単結晶シリコンである場合、改質領域７は、高転位密度領域ともいえる。

溶融処理領域、屈折率変化領域、改質領域７の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、及び、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７と非改質領域との界面に亀裂（割れ、マイクロクラック）を内包している場合がある。内包される亀裂は、改質領域７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は、結晶構造を有する結晶材料からなる基板を含む。例えば加工対象物１は、酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_３）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、シリコン（Ｓｉ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ＬｉＴａＯ_３、及び、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）の少なくとも何れかで形成された基板を含む。換言すると、加工対象物１は、例えば、窒化ガリウム基板、シリコン基板、ＳｉＣ基板、ＬｉＴａＯ_３基板、又はサファイア基板を含む。結晶材料は、異方性結晶及び等方性結晶の何れであってもよい。また、加工対象物１は、非結晶構造（非晶質構造）を有する非結晶材料からなる基板を含んでいてもよく、例えばガラス基板を含んでいてもよい。

実施形態では、切断予定ライン５に沿って改質スポット（加工痕）を複数形成することにより、改質領域７を形成することができる。この場合、複数の改質スポットが集まることによって改質領域７となる。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。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１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できる。また、実施形態では、切断予定ライン５に沿って、改質スポットを改質領域７として形成することができる。
［実施形態に係る切断方法］

引き続いて、実施形態に係る切断方法について説明する。図７は、本実施形態に係る切断方法により切断される加工対象物を示す図である。図７の（ａ）は平面図であり、図７の（ｂ）は部分的な断面図である。図７に示される加工対象物１は、酸化ガリウム（例えばＧａ_２Ｏ_３）を含む。より具体的には、加工対象物１は、酸化ガリウムを含む基板１１と、基板１１上に形成されたデバイス層１２と、を含む。基板１１は、第１表面１１ｓ（例えば図１における表面３）と第１表面１１ｓの反対側の第２表面１１ｒとを含む。

基板１１は、例えば、酸化ガリウム基板（例えばＧａ_２Ｏ_３系基板）である。Ｇａ_２Ｏ_３系基板とは、β型の（Ａｌ_ｘＧａ_ｙＩｎ_ｚ）_２Ｏ_３（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）単結晶を母結晶とするβ－Ｇａ_２Ｏ_３系単結晶からなる基板であり、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｆｅ等の不純物を含んでいてもよい。Ｇａ_２Ｏ_３系基板は、（１００）面に強い劈開性を有し、主面（例えば第１表面１１ｓ）が（１００）面の場合、剥離が生じ、主面が（１００）面以外の面である場合には、劈開が生じやすい。このため、本実施形態に係る切断方法は、Ｇａ_２Ｏ_３系基板の主面の面方位に依らずに有効である。

デバイス層１２は、第１表面１１ｓ上に形成されている。デバイス層１２は、例えば結晶成長により形成された半導体動作層であって、第１表面１１ｓ上に２次元状に配列された複数のデバイス部１３を含む。デバイス部１３は、例えば、フォトダイオード等の受光素子、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である。互いに隣り合うデバイス部１３の間には、第１表面１１ｓが露出した領域であるストリートＳＴが設けられている。ストリートＳＴは、例えば格子状に設けられている。切断予定ライン５は、ストリートＳＴに設定されている。すなわち、切断予定ライン５は、互いに隣り合うデバイス部１３の間を通るように２次元格子状に設定されている。

図８は、本実施形態に係る切断方法の概略を説明するための拡大斜視図である。図９は、図８の（ａ）に示された加工対象物の模式的な断面図である。図８，９においては、加工対象物１のうち、一対のデバイス部１３のエッジに対応する部分、及び、一対のデバイス部１３間のストリートＳＴに対応する部分のみを図示している。また、以下の図面においては、改質領域７をハッチングにより示すと共に、他の部分のハッチングを省略する場合がある。また、以下の図面においては、理解の容易化のため、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸によって規定される直交座標系を示す。

図８，９に示されるように、本実施形態に係る切断方法は、切断予定ライン５に沿って加工対象物１に改質領域７を形成する第１工程と、第１工程の後に、切断予定ライン５に沿って加工対象物１に切削具５０を挿入することにより切断予定ライン５に沿って加工対象物１を切断する第２工程と、を含む。第１工程においては、後に詳述するように、第１表面１１ｓをレーザ光Ｌの入射面としつつ切断予定ライン５に沿って加工対象物１（基板１１）にレーザ光Ｌを照射することによって、切断予定ライン５に沿って加工対象物１に改質領域７を形成する。

レーザ光Ｌは、超短パルスレーザ光である。より具体的には、例えば、レーザ光Ｌの繰り返し周波数は２００ｋＨｚ、レーザ光Ｌの中心波長は１０３０ｎｍ、レーザ光Ｌのパルス幅は１０ｐｓ以下（例えば数１００ｆｓ以上１０ｐｓ以下）である。

第１工程においては、１つの切断予定ライン５に対して、当該切断予定ライン５に交差（直交）すると共に第１表面１１ｓに沿った第１方向（ここではＹ軸方向）に配列されるように複数列（例えば２５列、図示の例では５列）の改質領域７を形成することにより、複数列の改質領域７を含む改質部７０を形成する。改質領域７は、第１方向、及び、第２表面１１ｒから第１表面１１ｓに向かう第２方向（ここではＺ軸方向）に交差（直交）する第３方向（ここではＸ軸方向）に沿って列状に形成されている。また、第１工程においては、１つの切断予定ライン５に対して、第２方向に配列されるように複数列（例えば９列、図示の例では５列）の改質領域７を形成することにより、複数列の改質領域７を含む改質部７０を形成する。これにより、改質部７０は、切断予定ライン５に交差（直交）する断面内において、第１方向及び第２方向に沿って行列状に配列された複数の改質領域７を含むこととなる。

１つの観点から、改質部７０は、第３方向に沿って延びる列状の改質領域７が第２方向に沿って配列されて構成される（すなわち、第２方向及び第３方向に沿って延びる）改質層７ｍが、第１方向に複数積層されることによって構成されていると捉えられる。また、別の観点からは、改質部７０は、第３方向に沿って延びる列状の改質領域７が第１方向に沿って配列されて構成される（すなわち、第１方向及び第３方向に沿って延びる）改質層７ｎが、第２方向に複数積層されることによって構成されているとも捉えられる。改質部７０は、ここでは、第３方向に沿って延びる直方体状に形成される。なお、図９及び以降の図では、図示の容易化の観点から、互いに隣り合う改質領域７同士が互いに離間するように図示されているが、改質領域７は、部分的又は全体的に互いに連続して形成されていてもよい。

引き続いて、第１工程について詳細に説明する。図１０及び図１１は、第１工程を示す図である。図１０の（ｂ）及び図１１の（ｂ）においては、デバイス部１３が省略されている。第１工程においては、図１０の（ａ）に示されるように、まず、第１表面１１ｓをレーザ光Ｌの入射面として、レーザ光Ｌの集光点Ｐを加工対象物１（基板１１）の内部、又は第２表面１１ｒに位置させる。そして、図１０の（ｂ）に示されるように、レーザ光Ｌの集光点Ｐを加工対象物１に対して相対移動させることにより、レーザ光Ｌを加工対象物１に照射する（スキャンする）。これにより、図１１に示されるように、加工対象物１に改質領域７を形成する。ここでは、レーザ光Ｌを照射しながら、ステージ１１１を用いて、加工対象物１を走査することで改質領域７を形成する。スキャンスピード（集光点Ｐの相対移動の速さ）は５００ｍｍ／ｓｅｃ以下、より好ましくは１００ｍｍ／ｓｅｃ以下である。

第１工程においては、図１０の（ｂ）に示されるように、第２方向におけるレーザ光Ｌの集光点Ｐの位置を維持しながら集光点Ｐを第１方向及び第３方向に沿って相対移動させる。これにより、図１１の（ａ），（ｂ）に示されるように、第１方向に沿って配列された複数列の改質領域７を形成することにより、複数列の改質領域７を含む改質層７ｎを形成する（改質層形成工程）。

続いて、第１工程においては、第２方向におけるレーザ光Ｌの集光点Ｐの位置を変更しながら上記の改質層形成工程を繰り返すことによって、改質層７ｎを積層するように改質領域７を形成し、複数の改質層７ｎを含む改質部７０を形成する（図９参照）。特に、第１工程においては、第２方向におけるレーザ光Ｌの集光点Ｐの位置を、第２表面１１ｒ側から第１表面１１ｓ側に順に変更しながら改質層形成工程を繰り返す。これにより、第２表面１１ｒ側から順に改質層７ｎが積層されることになる。また、第１工程においては、改質部７０が、第１表面１１ｓ及び第２表面１１ｒの両方に露出するように改質領域７を形成する。すなわち、ここでは、改質部７０が、第２方向に沿って連続的に延在して第１表面１１ｓ及び第２表面１１ｒに至るように改質領域７を形成する。さらに、第１工程においては、改質部７０が切断予定ライン５に沿って加工対象物１の一端から他端に連続的に延在するように改質領域７を形成する。

以上の第１工程の後に、第２工程を実施する。第２工程においては、上述したように、切断予定ライン５に沿って加工対象物１に切削具５０を挿入することにより切断予定ライン５に沿って加工対象物１を切断する。切削具５０は、例えば、ブレードダイシングに用いられるブレードであって、円板状の本体部５１と、本体部５１の外周部に設けられた断面テーパ状の刃部５２と、からなる。第２工程においては、このような切削具５０を、本体部５１の中心を回転軸として回転させながら、切断予定ライン５に沿って加工対象物１（基板１１）に刃部５２を接触させつつ挿入する。これにより、加工対象物１の一部を切削（除去）することにより、切断予定ライン５に沿って加工対象物１を切断する。

ここで、図１２に示されるように、第１工程においては、切削具５０との関係から、改質部７０の寸法や形状を規定しつつ改質領域７を形成する。切削具５０との関係から改質部７０の寸法や形状を規定することは、加工対象物１における切削具５０により切削（除去）される部分の状態（全体が改質されているか否か等）を規定することになる。本実施形態においては、第１工程において、第１方向における改質部７０の幅Ｗ７０が、第１方向における切削具５０（本体部５１）の幅Ｗ５０よりも大きくなるように、改質領域７を形成する。したがって、ここでは、加工対象物１における切削具５０により切削（除去）される部分は、その全体が改質された領域となる。

これにより、加工対象物１からチップが形成される。図１３は、本実施形態に係る切断方法により形成されたチップを示す斜視図である。図１３に示されるように、チップＣは、基板１１から形成された基板１１Ｃと、デバイス層１２から形成されたデバイス層１２Ｃ（デバイス部１３）と、を備える。基板１１Ｃは、例えば酸化ガリウム基板である。また、基板１１Ｃは、基板１１と同様に、第１表面１１ｓと、第１表面１１ｓの反対側の第２表面１１ｒと、を含む。さらに、基板１１Ｃは、第１表面１１ｓと第２表面１１ｒとを接続する側面１１ｐを含む。ここでは、略直方体状の基板１１Ｃにおける第１表面１１ｓと第２表面１１ｒ以外の面が側面１１ｐである。

上述したように、改質部７０の幅Ｗ７０が切削具５０の幅Ｗ５０よりも大きく、且つ、加工対象物１における切削具５０により切除（除去）される領域の全体が改質領域７（改質部７０）である。したがって、加工対象物１の切断面には、改質領域７が残存する。換言すれば、切断面である側面１１ｐは、その全体にわたって、改質領域７（改質部７０の一部７０Ｃ）により構成される。また側面１１ｐは、例えば切削具５０の切削痕により、改質領域７から延びる亀裂を外部応力により進展させた切断により得られる切断面や、劈開面に比べて粗くなっている。

デバイス層１２Ｃは、例えば、エピタキシャル成長により基板１１上に形成されたホモエピタキシャル膜、もしくはヘテロエピタキシャル膜を含む。また、デバイス層１２Ｃは、例えば、基板１１Ｃと反対の表面側に形成された電極等を含み得る。さらに、基板１１Ｃの第２表面１１ｒには、別の電極等が形成され得る。以上のように構成されるチップＣは、一例として、ＬＥＤ等の半導体光素子、又は、ダイオードやトランジスタ等の半導体パワーデバイスである。

以上説明したように、本実施形態に係る切断方法においては、切断の対象である加工対象物１（基板１１）が酸化ガリウムを含む。したがって、ブレードダイシングのみによって加工対象物１を切断する場合には、切断レートを低下させる必要がある。また、加工対象物１に対して外力を加えて改質領域７を起点とした切断を行う場合には、酸化ガリウムの劈開面の影響が生じやすい。これに対して、本実施形態に係る切断方法においては、第１工程において、切断予定ライン５に沿って改質領域７を形成すると共に、第２工程において、切断予定ライン５に沿って加工対象物１に切削具５０を挿入することにより加工対象物１を切断する。

このように、改質領域７の形成により脆くなった（例えば酸化ガリウムの結晶性が低下した）状態において切削を行うことにより、劈開の影響を抑制しながら加工対象物１を切断することが可能となる。特に、第１工程においては、１つの切断予定ライン５に対して複数列の改質領域７を含む改質部７０を形成する。このため、一定の幅Ｗ５０を有する切削具５０を用いて高速で改質部７０の切削が可能となる。よって、本実施形態に係る切断方法によれば、酸化ガリウムを含む加工対象物１を劈開の影響を抑制しながら高速で切断可能となる。なお、ここでの切削具５０による切削（ブレードダイシング）のスピードは、一例として、従来の10倍以上、又は、２ｍｍ／ｓｅｃ以上とすることができる。

また、本実施形態に係る切断方法においては、第１工程において、１つの切断予定ライン５に対して、第２表面１１ｒから第１表面１１ｓに向かう第２方向に配列されるように複数列の改質領域７を形成することにより改質部７０を形成してもよい。この場合、加工対象物１の厚さ方向（第２方向）に改質部７０が延在することになるため、劈開の影響を確実に抑制しながらより高速での切断が可能となる。

また、本実施形態に係る切断方法においては、第１工程において、第２方向におけるレーザ光Ｌの集光点Ｐの位置を維持しながら複数列の改質領域７を形成して複数列の改質領域７を含む改質層７ｎを形成する改質層形成工程を、第２方向におけるレーザ光Ｌの集光点Ｐの位置を変更しながら繰り返すことによって、複数の改質層７ｎを含む改質部７０を形成する。このように、加工対象物１の厚さ方向（第２方向）に沿って改質層７ｎを積層するようにして改質部７０を構成すれば、厚さ方向に対する改質部７０の形状や状態の制御が容易となる。

特に、本実施形態に係る切断方法においては、第１工程において、第２方向におけるレーザ光Ｌの集光点Ｐの位置を、第２表面１１ｒ側から第１表面１１ｓ側に順に変更しながら改質層形成工程を繰り返すことにより、複数の改質層７ｎを含む改質部７０を形成する。このため、レーザ光Ｌの入射面である第１表面１１ｓと反対側の第２表面１１ｒ側から改質領域７を形成していくことになるので、先に形成された改質領域７の影響を受けることなく後の改質領域７を形成可能である。

また、本実施形態に係る切断方法においては、第１工程において、第１方向における改質部７０の幅Ｗ７０が第１方向における切削具５０の幅Ｗ５０よりも大きくなるように改質領域７を形成する。このため、十分な切削代を確保し、劈開の影響をより確実に抑制可能である。

さらに、本実施形態に係る切断方法においては、第１工程において、改質部７０が切断予定ライン５に沿って加工対象物１の一端から他端に連続的に延在するように改質領域７を形成する。このため、加工対象物１の全長にわたって、劈開の影響を確実に抑制しながらの切断が可能となる。

以上の実施形態は、本発明に係る切断方法の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係る切断方法は、上述した切断方法に限定されず任意に変形可能である。

また、図１４及び図１５に示されるように、切断予定ライン５に交差する断面（第１方向及び第２方向に沿った断面）における改質部７０の形状を変更してもよい。図１４の（ａ）の例では、改質部７０の断面形状が、第１表面１１ｓから第２表面１１ｒに向かうにつれて縮小するようなテーパ状の断面形状となるように改質領域７を形成している。図１４の（ｂ）の例では、改質部７０の断面形状が、第１表面１１ｓから第２表面１１ｒに向かうにつれて拡大するようなテーパ状の断面形状となるように改質領域７を形成している。

また、図１５の（ａ）の例では、改質部７０の断面形状が、第１表面１１ｓから第２表面１１ｒに向かうにつれて一旦縮小した後に拡大するような断面形状となるように改質領域７を形成している。図１５の（ｂ）の例では、改質部７０の断面形状が、第１表面１１ｓから第２表面１１ｒに向かうにつれて一旦拡大した後に縮小するような断面形状となるように改質領域７を形成している。さらに、図１５の（ｃ）の例では、改質部７０の断面形状が、第１表面１１ｓから第２表面１１ｒに向かうにつれて複数回屈曲する波状となるように改質領域７を形成している。これらの例のように、改質部７０断面形状は、例えば切削具５０の形状等に応じて適宜選択し得る。なお、改質部７０の平面視における態様（例えば形状）も、例えば切削具５０の形状等に応じて適宜選択し得る。

なお、上記実施形態においては、第１方向及び第３方向に沿って延びる改質層７ｎを第２表面１１ｒ側から積層するように改質領域７を形成する例を説明した。しかしながら、改質層７ｎを第１表面１１ｓ側から順に積層するように改質領域７を形成してもよいし、第２方向及び第３方向に沿って延びる改質層７ｍを順に積層するように改質領域７を形成してもよい。さらには、別の順序に応じて改質領域７を形成してもよい。

１…加工対象物、５…切断予定ライン、７…改質領域、７ｎ…改質層、１１Ｃ…基板、１１ｓ…第１表面、１１ｒ…第２表面、１１ｐ…側面、１２Ｃ…デバイス層、５０…切削具、７０…改質部、Ｃ…チップ、Ｌ…レーザ光、Ｐ…集光点、Ｗ５０，Ｗ７０…幅。

Claims (4)

1. 第１表面及び前記第１表面の反対側の第２表面を有し、酸化ガリウムを含む加工対象物を切断予定ラインに沿って切断する切断方法であって、
   前記第１表面をレーザ光の入射面として前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物にレーザ光を照射することにより、前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物に改質領域を形成する第１工程と、
   前記第１工程の後に、前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物に切削具を挿入することにより前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物を切断する第２工程と、
   を備え、
   前記第１工程においては、１つの前記切断予定ラインに対して、少なくとも、前記切断予定ラインに交差すると共に前記第１表面に沿った第１方向に配列されるように複数列の改質領域を形成することにより、複数列の前記改質領域を含む改質部を形成し、
   前記第１工程においては、１つの前記切断予定ラインに対して、前記第２表面から前記第１表面に向かう第２方向に配列されるように複数列の前記改質領域を形成することにより前記改質部を形成し、
   前記第１工程においては、前記第２方向における前記レーザ光の集光点の位置を維持しながら複数列の前記改質領域を形成して複数列の前記改質領域を含む改質層を形成する改質層形成工程を、前記第２方向における前記レーザ光の集光点の位置を変更しながら繰り返すことによって、複数の前記改質層を含む前記改質部を形成する、
   切断方法。
2. 前記第１工程においては、前記第２方向における前記レーザ光の集光点の位置を、前記第２表面側から前記第１表面側に順に変更しながら前記改質層形成工程を繰り返すことにより、複数の前記改質層を含む前記改質部を形成する、
   請求項１に記載の切断方法。
3. 前記第１工程においては、前記第１方向における前記改質部の幅が前記第１方向における前記切削具の幅よりも大きくなるように前記改質領域を形成する、
   請求項１又は２に記載の切断方法。
4. 前記第１工程においては、前記改質部が前記切断予定ラインに沿って前記加工対象物の一端から他端に連続的に延在するように前記改質領域を形成する、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の切断方法。

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