DE102019214897A1 - Diamantsubstratherstellungsverfahren - Google Patents
Diamantsubstratherstellungsverfahren Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019214897A1 DE102019214897A1 DE102019214897.2A DE102019214897A DE102019214897A1 DE 102019214897 A1 DE102019214897 A1 DE 102019214897A1 DE 102019214897 A DE102019214897 A DE 102019214897A DE 102019214897 A1 DE102019214897 A1 DE 102019214897A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- diamond
- ingot
- forming
- plane
- band
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 117
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 117
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 39
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002996 emotional effect Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
- B23K26/55—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for creating voids inside the workpiece, e.g. for forming flow passages or flow patterns
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02115—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material being carbon, e.g. alpha-C, diamond or hydrogen doped carbon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/34—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies not provided for in groups H01L21/0405, H01L21/0445, H01L21/06, H01L21/16 and H01L21/18 with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/42—Bombardment with radiation
- H01L21/423—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/428—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D61/00—Tools for sawing machines or sawing devices; Clamping devices for these tools
- B23D61/006—Oscillating saw blades
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
- B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
- B28D1/12—Saw-blades or saw-discs specially adapted for working stone
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02002—Preparing wafers
- H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
- H01L21/02008—Multistep processes
- H01L21/0201—Specific process step
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02376—Carbon, e.g. diamond-like carbon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/02433—Crystal orientation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
Ein Diamantsubstratherstellungsverfahren schließt einen Schritt zum Ausbilden einer bandförmigen Trennschicht mit einem Aufbringen eines Laserstrahls auf einen Diamantingot bei einem relativ zueinander Bewegen des Diamantingots und eines Brennpunkts des Laserstrahls in einer [110]-Richtung senkrecht zu einer (110)-Ebene, um dadurch eine bandförmige Trennschicht auszubilden, die sich im Inneren des Diamantingots in der [110]-Richtung erstreckt, einen Einteilungsschritt mit einem relativ zueinander Bewegen des Diamantingots und des Brennpunkts in einer Einteilungsrichtung parallel zu einer (001)-Ebene und senkrecht zu der [110]-Richtung, einen Schritt zum Ausbilden einer planaren Trennschicht mit einem Wiederholen des Schritts zum Ausbilden einer bandförmigen Trennschicht und des Einteilungsschritts, um dadurch im Inneren des Diamantingots parallel zu der (001)-Ebene eine planare Trennschicht auszubilden, wobei die planare Trennschicht aus mehreren bandförmigen Trennschichten, die Seite an Seite in der Einteilungsrichtung angeordnet sind, aufgebaut ist, und einen Trennschritt mit einem Trennen eines Diamantsubstrats entlang der planaren Trennschicht von dem Diamantingot ein.
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Diamantsubstratherstellungsverfahren zum Herstellen eines Diamantsubstrats aus einem Diamantingot, der eine auf einer (001)-Ebene als eine Kristallebene ausgebildete flache Fläche aufweist.
- BESCHREIBUNG DES IN BEZIEHUNG STEHENDEN STANDS DER TECHNIK
- Es werden eine Vielzahl von Bauelementen, wie zum Beispiel integrierte Schaltkreise (ICs - Integrated Circuits) und Large-Scale Integrated Circuits (LSIs) durch Ausbilden einer Funktionsschicht an der oberen Fläche eines waferförmigen Halbleitersubstrats, das zum Beispiel aus Silizium (Si) ausgebildet ist, und Aufteilen der Funktionsschicht in eine Vielzahl getrennter Bereiche entlang einer Vielzahl sich schneidender Trennlinien ausgebildet. Der Halbleiterwafer, der die Vielzahl an Bauelementen aufweist, wird durch Verwendung einer Trennvorrichtung oder einer Laserbearbeitungsvorrichtung entlang der Trennlinien geteilt, um jeweils einzelne Bauelementchips zu erhalten, die der Vielzahl von Bauelementen entsprechen. Die so erhaltenen Bauelementchips werden in elektrischer Ausrüstung, wie zum Beispiel Mobiltelefonen und Personal Computern erhalten.
- In den vergangenen Jahren wurde die Aufmerksamkeit auf die Verwendung von Diamant als Material für ein Halbleitersubstrat fokussiert, da Diamant in Bezug auf die dielektrische Spannung, thermische Leitfähigkeit und physikalischen Eigenschaften überlegen ist (siehe zum Beispiel das offengelegte
japanische Patent mit der Nummer 2008-78611 japanische offengelegte Patent mit der Nummer 2015-57824 - ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Allerdings ist eine Technik zum effizienten Herstellen eines Diamantsubstrats aus einem Diamantingot weiter in der Entwicklung, und das Diamantsubstrat ist teuer und unwirtschaftlich.
- Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Diamantsubstratherstellungsverfahren bereitzustellen, dass ein Diamantsubstrat aus einem Diamantingot auf effiziente Weise kostengünstig herstellen kann.
- In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Diamantsubstratherstellungsverfahren zum Herstellen eines Diamantsubstrats aus einem Diamantingot, der eine an einer (001)-Ebene als eine Kristallebene ausgebildete flache Fläche aufweist, bereitgestellt, wobei das Diamantsubstratherstellungsverfahren einschließt: einen Brennpunkteinstellschritt mit einem Einstellen eines Brennpunkts von einem Laserstrahl, der eine Transmissionswellenlänge für Diamant aufweist, auf eine von der flachen Fläche des Diamantingots aus vorbestimmte Tiefe im Inneren des Diamantingots, wobei die vorbestimmte Tiefe mit einer Dicke des herzustellenden Diamantsubstrats korrespondiert; nach dem Ausführen des Brennpunkteinstellschritts einen Schritt zum Ausbilden einer bandförmigen Trennschicht mit einem Aufbringen des Laserstrahls auf den Diamantingot mit einem relativen Bewegen des Diamantingots und des Brennpunkts zueinander in einer [110]-Richtung senkrecht zu einer (110)-Ebene als eine weitere Kristallebene, um dadurch eine bandförmige Trennschicht auszubilden, die sich im Inneren des Diamantingots auf der vorbestimmten Tiefe in der [110]-Richtung erstreckt; nach dem Ausführen des Schritts zum Ausbilden einer bandförmigen Trennschicht einen Einteilungsschritt mit einem relativen Bewegen des Diamantingots und des Brennpunkts zueinander in einer Einteilungsrichtung parallel zu der (001)-Ebene und senkrecht zu der [110]-Richtung; einen Schritt zum Ausbilden einer planaren Trennschicht mit einem Wiederholen des Schritts zum Ausbilden einer bandförmigen Trennschicht und des Einteilungsschritts, um dadurch im Inneren des Diamantingots parallel zu der (001)-Ebene eine planare Trennschicht auszubilden, wobei die planare Trennschicht aus einer Vielzahl bandförmiger Trennschichten aufgebaut ist, die in der Einteilungsrichtung Seite an Seite angeordnet sind; und einen Trennschritt mit einem Abtrennen des Diamantsubstrats entlang der planaren Trennschicht von dem Diamantingot nach dem Ausführen des Schritts zum Ausbilden einer planaren Trennschicht.
- Vorzugsweise schließt der Einteilungsschritt den Schritt eines relativ zueinander Bewegens des Diamantingots und des Brennpunkts in der Einteilungsrichtung um einen voreingestellten Einteilungsbetrag ein, sodass beliebige benachbarte der mehreren bandförmigen Trennschichten miteinander in Kontakt kommen.
- In Übereinstimmung mit dem Diamantsubstratherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann das Diamantsubstrat effizient zu niedrigen Kosten aus dem Diamantingot hergestellt werden.
- Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Weise ihrer Umsetzung werden durch ein Studium der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, deutlicher und die Erfindung selbst wird hierdurch am besten verstanden.
- Figurenliste
-
-
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Diamantingots; -
2A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Schritt zum Ausbilden einer bandförmigen Trennschicht darstellt; -
2B ist eine Seitenansicht, die den in2A dargestellten Schritt zum Ausbilden der bandförmigen Trennschicht darstellt; -
2C ist eine Schnittansicht des Diamantingots in dem Zustand, in dem mehrere bandförmige Trennschichten ausgebildet werden, um im Inneren des Diamantingots eine planare Trennschicht auszubilden; -
3A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem der Diamantingot unter einer Trennvorrichtung positioniert ist; -
3B ist eine perspektivische Ansicht, die einen Trennschritt unter Verwendung der in3A dargestellten Trennvorrichtung darstellt; und -
3C ist eine perspektivische Ansicht, die ein Diamantsubstrat darstellt, das von dem Diamantingot getrennt worden ist, und zudem einen verbleibenden Diamantingot darstellt, der durch den Trennschritt erhalten wird. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
- Es wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform des Diamantsubstratherstellungsverfahrens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 stellt einen Diamantingot2 dar, an dem das Diamantsubstratherstellungsverfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung anwendbar ist. Wie in1 dargestellt, weist der Diamantingot2 eine im Wesentlichen zylindrische Form auf. Das heißt, dass der Diamantingot2 eine im Wesentlichen kreisförmige erste Endfläche4 als eine flache Fläche, die auf einer (001)-Ebene als eine Kristallebene ausgebildet ist, eine im Wesentlichen kreisförmige zweite Endfläche6 , die der ersten Endfläche4 gegenüberliegt, und eine im Wesentlichen zylindrische Fläche8 aufweist, welche so ausgebildet ist, dass sie die erste Endfläche4 und die zweite Endfläche6 verbindet. Die zylindrische Fläche8 des Diamantingots2 ist mit einer Ausrichtungsebene10 ausgebildet, die von der Seite gesehen eine rechtwinklige Form aufweist. Die Ausrichtungsebene10 ist parallel zu einer (110)-Ebene als weitere Kristallebene. In1 kennzeichnet ein Pfeil P eine [110]-Richtung senkrecht zu der (110)-Ebene. - Bei der bevorzugten Ausführungsform wird als Erstes ein Brennpunkteinstellschritt ausgeführt, um den Brennpunkt eines Laserstrahls, der eine Transmissionswellenlänge für Diamant aufweist, im Inneren des Diamantingots
2 auf eine von der flachen Fläche (Das heißt bei der bevorzugten Ausführungsform der ersten Endfläche4 ) des Diamantingots2 aus vorbestimmte Tiefe einzustellen, wobei die vorbestimmte Tiefe mit der Dicke eines herzustellenden Diamantsubstrats korrespondiert. Der Brennpunkteinstellschritt kann durch Verwendung einer Laserbearbeitungsvorrichtung12 ausgeführt werden, von der ein Teil in2A dargestellt ist. - Wie in
2A dargestellt, schließt die Laserbearbeitungsvorrichtung12 einen Haltetisch14 zum Halten des Diamantingots2 und ein Fokussiermittel oder einen Kondensor16 auf, der einen gepulsten LaserstrahlLB auf den an dem Haltetisch14 gehaltenen Diamantingot2 aufbringt, wobei der gepulste LaserstrahlLB eine Transmissionswellenlänge für Diamant aufweist. Der Haltetisch14 ist um seine vertikale Achse drehbar. Der Haltetisch14 ist zudem sowohl in der durch einen PfeilX in2A dargestellten X-Richtung als auch in der durch einen PfeilY in2A dargestellten Y-Richtung hin und her bewegbar, wobei die Y-Richtung in einer XY-Ebene senkrecht zu der X-Richtung ist. Die durch die X-Richtung und die Y-Richtung definierte XY-Ebene ist eine im Wesentlichen horizontale Ebene. Der Haltetisch14 ist von einem Bearbeitungsbereich in der Laserbearbeitungsvorrichtung12 zu einer Trennvorrichtung26 (siehe3A) bewegbar, die hiernach beschrieben wird. - Beim Ausführen des Brennpunkteinstellschritts wird der Diamantingot
2 durch Verwendung eines geeigneten Haftmittels (zum Beispiel eines Epoxidharzhaftmittels) in dem Zustand an der oberen Fläche des Haltetischs14 befestigt, in dem die erste Endfläche4 des Diamantingots2 nach oben gerichtet ist. Das heißt, dass das Haftmittel zwischen der zweiten Endfläche6 des Diamantingots2 und der oberen Fläche des Haltetischs14 eingefügt ist. Als Abwandlung können mehrere Sauglöcher an der oberen Fläche des Haltetischs14 ausgebildet sein, und eine Saugkraft kann über die Sauglöcher auf die Oberfläche des Haltetischs14 aufgebracht werden, um dadurch den Diamantingot2 unter einem Unterdruck zu halten. Danach wird eine zu der Laserbearbeitungsvorrichtung12 gehörende, nicht dargestellte Abbildungseinheit betätigt, um die Oberfläche des an dem Haltetisch14 gehaltenen Diamantingots2 abzubilden. In Übereinstimmung mit einem Bild des Diamantingots2 , wie es durch die Abbildungseinheit erfasst wird, wird der Haltetisch14 gedreht und bewegt, um die Ausrichtung des Diamantingots2 auf eine vorbestimmte Ausrichtung und zudem die Position des Diamantingots2 auf der XY-Ebene relativ zu dem Fokussiermittel16 einzustellen. Durch Einstellen der Ausrichtung des Diamantingots2 auf die vorbestimmte Ausrichtung, wird die Ausrichtungsebene10 , wie in2A dargestellt, parallel zu der Y-Richtung angeordnet, sodass die [110]-Richtung senkrecht zu der (110)-Ebene parallel zu der X-Richtung angeordnet wird. Danach wird ein zu der Laserbearbeitungsvorrichtung12 gehörendes, nicht dargestelltes Brennpunktpositionseinstellmittel betätigt, um das Fokussiermittel16 in vertikaler Richtung zu bewegen, wodurch der BrennpunktFP des gepulsten LaserstrahlsLB im Inneren des Diamantingots2 , wie in2B dargestellt, auf eine von der ersten Endfläche4 als eine flache Fläche aus vorbestimmte Tiefe (zum Beispiel 200 µm) eingestellt, wobei die vorbestimmte Tiefe mit der Dicke eines herzustellenden Diamantsubstrats korrespondiert. Wie oben beschrieben, weist der gepulsten LaserstrahlLB eine Transmissionswellenlänge für Diamant auf. - Nach dem Ausführen des Brennpunkteinstellschritts wird ein Schritt zum Ausbilden einer bandförmigen Trennschicht ausgeführt, um durch Aufbringen des Laserstrahls
LB auf den Diamantingot2 bei einem relativen Bewegen des Diamantingots2 und des BrennpunktsFP in der [110]-Richtung senkrecht zu der (110)-Ebene zueinander eine bandförmige Trennschicht auszubilden. - Während des Ausführens des Schritts zum Ausbilden einer bandförmigen Trennschicht wird der Haltetisch
14 , der den Diamantingot2 hält, bei der bevorzugten Ausführungsform mit einer vorbestimmten Zuführgeschwindigkeit in der X-Richtung parallel zu der [110]-Richtung bewegt, die senkrecht zu der (110)-Ebene ist. Gleichzeitig wird der gepulste LaserstrahlLB , der eine Transmissionswellenlänge für Diamant aufweist, von dem Fokussiermittel16 aus auf den Diamantingot2 aufgebracht. Als Ergebnis ist, wie in2C dargestellt, eine bandförmige Trennschicht22 so in der vorbestimmten Tiefe im Inneren des Diamantingots2 ausgebildet, dass sie sich in der X-Richtung, dass heißt in der [110]-Richtung, erstreckt, in welcher die bandförmige Trennschicht22 aus einem modifizierten Abschnitt18 , wo die Kristallstruktur durch das Aufbringen des gepulsten LaserstrahlsLB zerbrochen ist, und mehreren Rissen20 aufgebaut ist, die sich isotropisch von dem modifizierten Abschnitt18 erstrecken. Während der Haltetisch14 , wie oben erwähnt, während des Schritts zum Ausbilden einer bandförmigen Trennschicht relativ zu dem Fokussiermittel16 in der X-Richtung bewegt wird, kann das Fokussiermittel16 in der X-Richtung relativ zu dem Haltetisch14 bewegt werden. - Nach dem Ausführen des Schritts zum Ausbilden einer bandförmigen Trennschicht wird ein Einteilungsschritt ausgeführt, um den Diamantingot
2 und den BrennpunktFP in einer Einteilungsrichtung parallel zu der (001)-Ebene und senkrecht zu der [110]-Richtung relativ zueinander zu bewegen. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der Haltetisch14 um einen vorbestimmten EinteilungsbetragLi in der Y-Richtung senkrecht zu der [110]-Richtung bewegt. Als Abwandlung kann das Fokussiermittel16 in der Y-Richtung relativ zu dem Haltetisch14 bewegt werden. - Danach wird ein Schritt zum Ausbilden einer planaren Trennschicht ausgeführt, um im Inneren des Diamantingots
2 durch mehrfaches Wiederholen des Schritts zum Ausbilden einer bandförmigen Trennschicht und des Einteilungsschritts parallel zu der (001)-Ebene eine planare Trennschicht auszubilden. Das heißt, dass durch Wiederholen des Schritts zum Ausbilden einer bandförmigen Trennschicht und des Einteilungsschritts mehrere ähnliche bandförmige Trennschichten22 so ausgebildet werden, dass sie in der Y-Richtung Seite an Seite angeordnet sind, um dadurch eine planare Trennschicht24 auszubilden, die, wie in2C dargestellt, aus den mehreren bandförmigen Trennschichten22 aufgebaut ist, wobei die planare Trennschicht24 , die im Inneren des Diamantingots2 ausgebildet ist, eine verminderte Festigkeit aufweist. Während die Risse20 , wie in2C dargestellt, von beliebigen benachbarten der mehreren bandförmigen Trennschichten22 voneinander beabstandet sind, wird der EinteilungsbetragLi bei dem Einteilungsschritt vorzugsweise so eingestellt, dass die Risse20 der benachbarten bandförmigen Trennschichten22 miteinander in Kontakt kommen. In diesem Fall können die benachbarten bandförmigen Trennschichten22 miteinander verbunden werden, sodass die Festigkeit der planaren Trennschicht24 weiter vermindert werden kann. Als Ergebnis kann die Trennung eines Diamantsubstrats von dem Diamantingot2 während eines nachfolgenden Trennschritts erleichtert werden. - Zum Beispiel kann der Schritt zum Ausbilden einer planaren Trennschicht unter den folgenden Bearbeitungsbedingungen ausgeführt werden, bei denen der Punkt „Anzahl der Durchgänge“ die Anzahl von Wiederholungen mit einem Aufbringen des gepulsten Laserstrahls
LB in dem Diamantingot2 auf die gleiche Position bedeutet. - Wellenlänge des gepulsten Laserstrahls: 1064 nm
- Durchschnittliche Leistung: 1,0 W
- Wiederholfrequenz: 30 kHz
- Zuführgeschwindigkeit: 350 mm/s
- Anzahl der Durchgänge: 2
- Einteilungsbetrag: 50 µm
- Nach dem Ausführen des Schritts zum Ausbilden einer planaren Trennschicht wird ein Trennschritt ausgeführt, um ein Diamantsubstrat entlang der planaren Trennschicht
24 von dem Diamantingot2 abzutrennen. Der Trennschritt kann durch Verwendung einer Trennvorrichtung26 ausgeführt werden, von der ein Teil in3A dargestellt wird. Die Trennvorrichtung26 schließt einen Arm28 , der sich in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung erstreckt, und einen Motor30 ein, der mit dem vorderen Ende des Arms28 verbunden ist. Der Arm28 ist in vertikaler Richtung bewegbar. Ein scheibenförmiges Saugelement32 ist mit der unteren Fläche des Motors30 verbunden, sodass es um dessen vertikale Achse drehbar ist. Das heißt, dass das Saugelement32 eingerichtet ist, durch den Motor30 um seine vertikale Achse gedreht zu werden. Das Saugelement32 weist eine untere Fläche als eine Saughaltefläche zum Halten eines Werkstücks unter einem Unterdruck auf. Ferner enthält das Saugelement32 ein nicht dargestelltes Ultraschallschwingungsaufbringmittel zum Aufbringen einer Ultraschallschwingung auf die untere Fläche des Saugelements32 . - Es wird nunmehr der Trennschritt unter Bezugnahme auf die
3A bis3C auf detailliertere Weise beschrieben. Beim Ausführen des Trennschritts wird der Haltetisch14 , der den Diamantingot2 hält, als Erstes zu der Position unter dem Saugelement32 der Trennvorrichtung26 bewegt. Danach wird der Arm28 abgesenkt, um dadurch die untere Fläche des Saugelements32 mit der ersten Endfläche4 des Diamantingots2 , das heißt die zu der planaren Trennschicht24 , die im Inneren des Diamantingots2 ausgebildet ist, nähere Oberfläche, in Kontakt zu bringen. Dementsprechend wird die erste Endfläche4 des Diamantingots2 über einen Unterdruck von der unteren Fläche des Saugelements32 angezogen. Danach wird das Ultraschallschwingungsaufbringmittel betätigt, um eine Ultraschallschwingung auf die untere Fläche des Saugelements32 aufzubringen. Gleichzeitig wird der Motor30 betätigt, um das Saugelement32 zu drehen. Als Ergebnis kann ein herzustellendes Diamantsubstrat34 , wie in3C dargestellt, entlang der planaren Trennschicht24 von dem Diamantingot2 getrennt werden. Das Diamantsubstrat34 weist eine Trennfläche36 mit einer Rauigkeit auf. Die Trennfläche36 des Diamantsubstrats34 wird durch Verwendung einer geeigneten Abflachungsvorrichtung abgeflacht. - Der Diamantingot
2 weist zudem nach dem Abtrennen des Diamantsubstrats34 eine Trennfläche38 mit einer Rauheit auf. Die Trennfläche38 des Diamantingots2 wird auch abgeflacht, um eine flache Fläche zu erhalten. Danach können der Brennpunkteinstellschritt, der Schritt zum Ausbilden einer bandförmigen Trennschicht, der Einteilungsschritt, der Schritt zum Ausbilden einer planaren Trennschicht und der Trennschritt auf ähnliche Weise wiederholt werden, um dadurch aus dem Diamantingot2 mehrere ähnliche Diamantsubstrate34 herzustellen. Dementsprechend kann das Diamantsubstrat34 auf effiziente Weise zu niedrigen Kosten aus dem Diamantingot2 hergestellt werden. - Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Schutzbereich der Erfindung wird durch die angehängten Ansprüche definiert und sämtliche Änderungen und Abwandlungen, die in den äquivalenten Schutzbereich der Ansprüche fallen, sind folglich durch die Erfindung einbezogen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- JP 200878611 [0003]
- JP 201557824 [0003]
Claims (2)
- Diamantsubstratherstellungsverfahren zum Herstellen eines Diamantsubstrats aus einem Diamantingot, der eine auf einer (001)-Ebene als eine Kristallebene ausgebildete flache Fläche aufweist, wobei das Diamantsubstratherstellungsverfahren umfasst: einen Brennpunkteinstellschritt mit einem Einstellen eines Brennpunkts eines Laserstrahls, der eine Transmissionswellenlänge für Diamant aufweist, auf eine von der flachen Fläche des Diamantingots aus vorbestimmte Tiefe im Inneren des Diamantingots, wobei die vorbestimmte Tiefe mit einer Dicke des herzustellenden Diamantsubstrats korrespondiert; nach dem Ausführen des Brennpunkteinstellschritts einen Schritt zum Ausbilden einer bandförmigen Trennschicht mit einem Aufbringen des Laserstrahls auf den Diamantingot während eines relativen Bewegens des Diamantingots und des Brennpunkts zueinander in einer [110]-Richtung senkrecht zu einer (110)-Ebene als eine weitere Kristallebene, um dadurch eine bandförmige Trennschicht, die sich in der [110]-Richtung erstreckt, im Inneren des Diamantingots in der vorbestimmten Tiefe auszubilden; nach dem Ausführen des Schritts zum Ausbilden einer bandförmigen Trennschicht einen Einteilungsschritt mit einem relativen Bewegen des Diamantingots und des Brennpunkts zueinander in einer Einteilungsrichtung parallel zu der (001)-Ebene und senkrecht zu der [110]-Richtung; einen Schritt zum Ausbilden einer planaren Trennschicht mit einem Wiederholen des Schritts zum Ausbilden einer bandförmigen Trennschicht und des Einteilungsschritts, um dadurch parallel zu der (001)-Ebene im Inneren des Diamantingots eine planare Trennschicht auszubilden, wobei die planare Trennschicht mit mehreren bandförmigen Trennschichten aufgebaut ist, die in der Einteilungsrichtung Seite an Seite angeordnet sind; und nach dem Ausführen des Schritts zum Ausbilden einer planaren Trennschicht ein Trennschritt mit einem Abtrennen des Diamantsubstrats entlang der planaren Trennschicht von dem Diamantingot.
- Diamantsubstratherstellungsverfahren nach
Anspruch 1 , bei dem der Einteilungsschritt einen Schritt mit einem relativen Bewegen des Diamantingots und des Brennpunkts zueinander in der Einteilungsrichtung um einen voreingestellten Einteilungsbetrag einschließt, sodass beliebige benachbarte der mehreren bandförmigen Schichten miteinander in Kontakt kommen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018-183661 | 2018-09-28 | ||
JP2018183661A JP7327920B2 (ja) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | ダイヤモンド基板生成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019214897A1 true DE102019214897A1 (de) | 2020-04-02 |
Family
ID=69781241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019214897.2A Pending DE102019214897A1 (de) | 2018-09-28 | 2019-09-27 | Diamantsubstratherstellungsverfahren |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10950462B2 (de) |
JP (1) | JP7327920B2 (de) |
KR (1) | KR102629100B1 (de) |
CN (1) | CN110961803B (de) |
DE (1) | DE102019214897A1 (de) |
MY (1) | MY192752A (de) |
SG (1) | SG10201909034YA (de) |
TW (1) | TWI812785B (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2024006433A (ja) | 2022-07-01 | 2024-01-17 | 株式会社ディスコ | ダイヤモンド基板製造方法 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5890736A (ja) * | 1981-11-25 | 1983-05-30 | Toshiba Corp | 半導体装置用サフアイア基板 |
KR100641365B1 (ko) * | 2005-09-12 | 2006-11-01 | 삼성전자주식회사 | 최적화된 채널 면 방위를 갖는 모스 트랜지스터들, 이를구비하는 반도체 소자들 및 그 제조방법들 |
JP2005277136A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Sharp Corp | 基板製造方法および基板製造装置 |
JP5273635B2 (ja) | 2006-08-25 | 2013-08-28 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 高効率間接遷移型半導体紫外線発光素子 |
JP5419101B2 (ja) | 2008-07-01 | 2014-02-19 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | ダイヤモンド半導体装置及びその製造方法 |
RU2469433C1 (ru) * | 2011-07-13 | 2012-12-10 | Юрий Георгиевич Шретер | Способ лазерного отделения эпитаксиальной пленки или слоя эпитаксиальной пленки от ростовой подложки эпитаксиальной полупроводниковой структуры (варианты) |
US9214353B2 (en) * | 2012-02-26 | 2015-12-15 | Solexel, Inc. | Systems and methods for laser splitting and device layer transfer |
WO2016083610A2 (de) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | Siltectra Gmbh | Festkörperteilung mittels stoffumwandlung |
US10584428B2 (en) * | 2014-08-08 | 2020-03-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing diamond, diamond, diamond composite substrate, diamond joined substrate, and tool |
JP6506520B2 (ja) * | 2014-09-16 | 2019-04-24 | 株式会社ディスコ | SiCのスライス方法 |
JP6358940B2 (ja) * | 2014-12-04 | 2018-07-18 | 株式会社ディスコ | ウエーハの生成方法 |
JP6391471B2 (ja) * | 2015-01-06 | 2018-09-19 | 株式会社ディスコ | ウエーハの生成方法 |
CN107112205B (zh) * | 2015-01-16 | 2020-12-22 | 住友电气工业株式会社 | 半导体衬底及其制造方法,组合半导体衬底及其制造方法 |
JP6604891B2 (ja) * | 2016-04-06 | 2019-11-13 | 株式会社ディスコ | ウエーハの生成方法 |
WO2017199784A1 (ja) * | 2016-05-17 | 2017-11-23 | エルシード株式会社 | 加工対象材料の切断方法 |
JP6723877B2 (ja) * | 2016-08-29 | 2020-07-15 | 株式会社ディスコ | ウエーハ生成方法 |
JP6858586B2 (ja) * | 2017-02-16 | 2021-04-14 | 株式会社ディスコ | ウエーハ生成方法 |
JP6959073B2 (ja) * | 2017-08-30 | 2021-11-02 | 株式会社ディスコ | レーザー加工装置 |
US10388526B1 (en) * | 2018-04-20 | 2019-08-20 | Semiconductor Components Industries, Llc | Semiconductor wafer thinning systems and related methods |
US11309191B2 (en) * | 2018-08-07 | 2022-04-19 | Siltectra Gmbh | Method for modifying substrates based on crystal lattice dislocation density |
-
2018
- 2018-09-28 JP JP2018183661A patent/JP7327920B2/ja active Active
-
2019
- 2019-08-22 KR KR1020190103325A patent/KR102629100B1/ko active IP Right Grant
- 2019-09-11 MY MYPI2019005250A patent/MY192752A/en unknown
- 2019-09-16 CN CN201910869124.6A patent/CN110961803B/zh active Active
- 2019-09-25 TW TW108134537A patent/TWI812785B/zh active
- 2019-09-26 US US16/583,776 patent/US10950462B2/en active Active
- 2019-09-27 SG SG10201909034YA patent/SG10201909034YA/en unknown
- 2019-09-27 DE DE102019214897.2A patent/DE102019214897A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI812785B (zh) | 2023-08-21 |
US10950462B2 (en) | 2021-03-16 |
JP7327920B2 (ja) | 2023-08-16 |
US20200105543A1 (en) | 2020-04-02 |
MY192752A (en) | 2022-09-06 |
CN110961803A (zh) | 2020-04-07 |
TW202013473A (zh) | 2020-04-01 |
KR20200036731A (ko) | 2020-04-07 |
JP2020050563A (ja) | 2020-04-02 |
KR102629100B1 (ko) | 2024-01-24 |
CN110961803B (zh) | 2022-09-30 |
SG10201909034YA (en) | 2020-04-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102006042026B4 (de) | Vorrichtung zum Halten eines Substrats und Verfahren zur Behandlung eines Substrats | |
DE69832110T2 (de) | Herstellungsverfahren für eine Prüfnadel für Halbleitergeräte | |
DE102017220758A1 (de) | Sic-wafer herstellungsverfahren | |
DE102019217967A1 (de) | Waferherstellungsverfahren | |
DE102017222047A1 (de) | Sic-waferherstellungsverfahren | |
DE102019213984A1 (de) | Waferherstellungsverfahren und laserbearbeitungsvorrichtung | |
DE102019204741A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Wafers | |
DE202013104987U1 (de) | Vorrichtung zum Vereinzeln von Halbleiter-Dies | |
DE102017214738A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines SiC-Wafers | |
DE102018205905A1 (de) | SiC-Waferherstellungsverfahren | |
EP2050131B1 (de) | Verfahren zur erzeugung einer elektrischen funktionsschicht auf einer oberfläche eines substrats | |
DE102019212840A1 (de) | SiC-SUBSTRATBEARBEITUNGSVERFAHREN | |
DE102018205895A1 (de) | Herstellungsverfahren einer Halbleiterpackung | |
DE102016224033B4 (de) | Bearbeitungsverfahren für einen Wafer | |
DE102017219343A1 (de) | Verfahren zum bearbeiten eines wafers | |
DE102019212927A1 (de) | Bearbeitungsverfahren für ein sic-substrat | |
DE102015100491B4 (de) | Vereinzelung von Halbleiter-Dies mit Kontaktmetallisierung durch elektroerosive Bearbeitung | |
DE112006003839T5 (de) | Verfahren zur Herstellung eines dünnen Halbleiter-Chips | |
DE102013202910A1 (de) | Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE102020200724A1 (de) | Trägerplattenentfernungsverfahren | |
DE102019214897A1 (de) | Diamantsubstratherstellungsverfahren | |
DE102019204974A1 (de) | Waferbearbeitungsverfahren | |
DE102018214619A1 (de) | Laserbearbeitungsvorrichtung | |
DE102021209439A1 (de) | Waferbearbeitungsverfahren | |
DE112017002888T5 (de) | Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |