DE102022204873A1

DE102022204873A1 - Abziehverfahren und Abziehvorrichtung

Info

Publication number: DE102022204873A1
Application number: DE102022204873.3A
Authority: DE
Inventors: Ryohei Yamamoto; Koyo Honoki; Koji Itabashi
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2021-05-25
Filing date: 2022-05-17
Publication date: 2022-12-01
Also published as: TW202247271A; KR20220159264A; CN115383920A; US20220379520A1; JP2022180703A

Abstract

Eine Ultraschallwelle wird über eine Flüssigkeitsschicht in einem Zustand auf eine obere Fläche aufgebracht, indem ein Außenumfangbereich einer unteren Fläche des Ingots angesaugt wird und eine untere Seite um einen bogenförmigen Außenumfangabschnitt der unteren Fläche des Ingots offen ist. In diesem Fall ist die untere Seite um den bogenförmigen Außenumfangabschnitt der unteren Fläche des Ingots offen, sodass Flüssigkeit, die als Medium für die Ultraschallwelle dient, sich nicht um den bogenförmigen Außenumfangabschnitt der unteren Fläche des Ingots sammelt. Infolgedessen wird eine in dem Ingot ausgebildete Abziehschicht nicht in die Flüssigkeit getaucht, wenn eine Ultraschallwelle auf die obere Fläche des Ingots über die Flüssigkeitsschicht aufgebracht wird. Selbst wenn der Ingot dünn wird, kann der Ingot folglich bei der Abziehschicht getrennt werden, und ein Wafer kann von dem Ingot abgezogen werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abziehverfahren und eine Abziehvorrichtung, durch die ein zylindrischer Ingot, der eine darin ausgebildete Abziehschicht aufweist, bei der Abziehschicht getrennt wird, und einen von dem Ingot abgezogenen, scheibenförmigen Wafer.
BESCHREIBUNG DES IN BEZIEHUNG STEHENDEN STANDS DER TECHNIK
Halbleiter-Bauelementchips werden typischerweise aus scheibenförmigen Wafern hergestellt. Diese Wafer werden zum Beispiel hergestellt, indem sie als erstes durch eine Drahtsäge von einem zylindrischen Halbleiteringot (auf den in manchen Fällen nachfolgend einfach als Ingot Bezug genommen wird) abgeschnitten wird und dann an dessen vorderer Fläche poliert wird (siehe zum Beispiel das offengelegte japanische Patent Nr. 2000-94221 ).
Insbesondere wenn ein Wafer durch eine Drahtsäge von einem Ingot abgeschnitten wird, werden kleine Oberflächenunregelmäßigkeiten an dessen vorderen Fläche ausgebildet, und der Wafer ist als Ganzes verzogen (ein Verwerfung wird in dem Wafer erzeugt). Folglich weist ein auf diese Weise geschnittener Wafer häufig dessen vordere Fläche poliert auf, damit die Oberflächenunregelmäßigkeiten entfernt und planarisiert sind.
Wenn jedoch ein Wafer poliert wird, wird ein Teil des Wafers zu Polierspänen und wird verworfen, was den Wafer dünn macht. Angesichts dessen wird ein Wafer typischerweise auf so eine Weise von dem Ingot abgeschnitten, dass der von dem Ingot abgeschnittene Wafer dicker ist, als der, der zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementchips verwendet werden soll.
Zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementchips verwendete Ingots sind teuer. Folglich neigt ein Verfahren zum Herstellen von Wafern, das ein Polieren notwendig macht, dazu, höhere Kosten zum Herstellen von Halbleiter-Bauelementchips aus solchen Wafern zu verursachen.
Zudem weist einkristallines Siliziumcarbid (SiC), von dem erwartet wird, dass es als Material für Leistungsbauelemente verwendet wird, eine hohe Härte auf. Infolgedessen neigt ein Abschneiden eines Wafers von einem einkristallinen SiC-Ingot durch eine Drahtsäge dazu, eine längere Zeit zu benötigen und die Drahtsäge abzunutzen.
Infolgedessen neigt die Herstellung von einkristallinen SiC-Wafern dazu, höhere Kosten zu verursachen. Angesichts dessen wurde ein Verfahren zum Abziehen eines Wafers von einem Ingot durch einen Laserstrahl und eine Ultraschallwelle anstelle einer Drahtsäge vorgeschlagen (siehe zum Beispiel das offengelegte japanische Patent Nr. 2019-102513 ).
Bei diesem Verfahren wird als erstes ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge, die durch einen Ingot übertragbar ist, in einem Zustand auf den Ingot aufgebracht, in dem der Brennpunkt des Laserstrahls von einer oberen Fläche des Ingots aus auf einer vorbestimmten Tiefe positioniert wird. Als Ergebnis wird im Inneren des Ingots eine Abziehschicht mit niedriger Festigkeit ausgebildet (eine Schicht einschließlich eines modifizierten Abschnitts, in dem SiC in Silizium (Si) und Kohlenstoff (C) getrennt worden ist, und eines Risses, der sich von dem modifizierten Abschnitt erstreckt).
Als Nächstes wird eine Ultraschallwelle über eine Flüssigkeitsschicht auf die obere Fläche des Ingots aufgebracht. Dies führt zu einer Ausbildung eines neuen Risses in der Abziehschicht, was vorhandene Risse dazu bringt, sich weiter zu erstrecken, und die Abziehschicht dazu bringt, weiter in der Festigkeit abzusinken. Dann wird die obere Flächenseite des Ingots angesaugt, um den Ingot hochzuziehen. Folglich wird der Ingot bei der Abziehschicht getrennt, und ein Wafer wird von dem Ingot abgezogen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Abziehen einer Anzahl von Wafern von einem Ingot macht den Ingot natürlich dünn. Eine Verwendung so eines verdünnten Ingots erschwert es manchmal, verglichen mit einer Verwendung eines ausreichend dicken Ingots, Wafer abzuziehen.
Angesichts dessen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abziehverfahren und eine Abziehvorrichtung bereitzustellen, wodurch ein Ingot, der eine darin ausgebildete Abziehschicht aufweist, an der Abziehschicht abgetrennt werden kann und ein Wafer selbst dann von dem Ingot abgezogen werden kann, wenn der Ingot dünn geworden ist.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Abziehverfahren zum Trennen eines zylindrischen Ingots, der darin eine Abziehschicht ausgebildet aufweist, an der Abziehschicht und Abziehen eines scheibenförmigen Wafers von dem Ingot bereitgestellt. Das Abziehverfahren beinhaltet einen Ultraschallwellen-Aufbringschritt mit einem Aufbringen einer Ultraschallwelle auf eine obere Fläche des Ingots über eine Flüssigkeitsschicht in einem Zustand, in dem ein äußerer Umfangsbereich einer unteren Fläche des Ingots angesaugt wird und eine untere Seite um einen bogenförmigen Außenumfangsbereich der unteren Fläche des Ingots offen ist.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Abziehvorrichtung zum Trennen eines zylindrischen Ingots, der darin eine Abziehschicht ausgebildet aufweist, bei der Abziehschicht und zum Abziehen eines scheibenförmigen Wafers von dem Ingot bereitgestellt. Die Abziehvorrichtung beinhaltet eine Ultraschallwellen-Aufbringeinheit, die eine Ultraschallwelle auf eine obere Fläche des Ingots über eine Flüssigkeitsschicht aufbringt, und einen Spanntisch, der eine kreisförmige Haltefläche zum Halten eines Außenumfangbereichs einer unteren Fläche des Ingots unter Saugwirkung. Die Haltefläche beinhaltet einen flachen, kreisförmigen, mittleren Bereich, einen ringförmigen Saugbereich, der den mittleren Bereich umgibt und über einen Saugkanal mit einer Saugquelle in Verbindung steht, und einen flachen, ringförmigen, äußersten Bereich, der den Saugbereich umgibt und auf der äußersten Seite der Haltefläche positioniert ist. Eine Breite eines Abschnitts des äußersten Bereichs entlang einer radialen Richtung der Haltefläche ist gleich oder weniger als 5% eines Radius der Haltefläche, wobei der Abschnitt des äußersten Bereichs einen bogenförmigen Außenumfangabschnitt des Saugbereichs umgibt.
Ferner ist bei der Abziehvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein oberer Abschnitt des Spanntischs, der die Haltefläche aufweist, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl aufgebaut.
Darüber hinaus beinhaltet die Ultraschallwellen-Aufbringeinheit bei der Abziehvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine erste Ultraschallwellen-Aufbringeinheit, die eine Ultraschallwelle auf einen ersten Bereich in der oberen Fläche des Ingots mit einer ersten Energiedichte aufbringt, und eine zweite Ultraschallwellen-Aufbringeinheit, die eine Ultraschallwelle auf einen zweiten Bereich, der breiter ist als der erste Bereich, in der oberen Fläche des Ingots mit einer zweiten Energiedichte aufbringt, die niedriger ist als die erste Energiedichte.
Selbst wenn der Ingot dünn geworden ist, kann der Ingot bei der vorliegenden Erfindung bei der Abziehschicht getrennt werden und ein Wafer von dem Ingot abgezogen werden.
Der obige und andere Gegenstände, 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

1A ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Ingots schematisch veranschaulicht;
1B ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel des Ingots schematisch veranschaulicht;
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Abziehverfahrens zum Abziehen eines Wafers von dem Ingot veranschaulicht;
3 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Art und Weise eines Ausführens eines Abziehschicht-Ausbildungsschritts schematisch veranschaulicht;
4 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Ingots, der dem Abziehschicht-Ausbildungsschritt unterzogen worden ist, schematisch veranschaulicht;
5 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Abziehvorrichtung schematisch veranschaulicht;
6A ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer Haltefläche eines Spanntischs, der zu der Abziehvorrichtung gehört, schematisch veranschaulicht;
6B ist eine Schnittansicht, die einen Schnitt des Spanntischs entlang der in 6A dargestellten Linie A-B schematisch veranschaulicht;
7A ist eine Draufsicht, die den Spanntisch schematisch veranschaulicht, der den Ingot hält;
7B ist eine Seitenansicht, die den Spanntisch schematisch veranschaulicht, der den Ingot hält;
8A ist eine Seitenansicht, welche die Art und Weise eines Aufbringens einer Ultraschallwelle auf eine obere Fläche des Ingots durch eine erste Ultraschallwellen-Aufbringeinheit schematisch veranschaulicht;
8B ist eine Seitenansicht, welche die Art und Weise eines Aufbringens einer Ultraschallwelle auf die obere Fläche des Ingots durch eine zweite Ultraschallwellen-Aufbringeinheit schematisch veranschaulicht;
9 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Ingots, der einem Ultraschallwellen-Aufbringschritt unterzogen worden ist, schematisch veranschaulicht;
10A ist eine Seitenansicht, welche die Art und Weise eines Trennens des Ingots bei der Abziehschicht und ein Abziehen des Wafers von dem Ingot durch eine Abzieheinheit schematisch veranschaulicht;
10B ist eine Seitenansicht, welche die Art und Weise eines Trennens des Ingots bei der Abziehschicht und ein Abziehen des Wafers von dem Ingot durch die Abzieheinheit schematisch veranschaulicht; und
11 ist eine Draufsicht, die eine Abwandlung der Haltefläche des Spanntischs, die zu der Abziehvorrichtung gehört, schematisch veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE ERLÄUTERUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung (die „vorliegenden Erfinder“) haben intensive Studien bezüglich der Schwierigkeiten beim Abziehen eines Wafers von einem dünnen Ingot ausgeführt und haben herausgefunden, dass solche Schwierigkeiten beim Abziehen eines Wafers von einem dünnen Ingot auf ein Eintauchen der Abziehschicht, die im Inneren des Ingots ausgebildet ist, in Flüssigkeit zurückzuführen ist.
Insbesondere wird eine Ultraschallwelle in einem Zustand auf eine obere Fläche des Ingots aufgebracht, in dem eine untere Fläche des Ingots unter Saugwirkung an einem Spanntisch gehalten wird, der eine Haltefläche mit einer breiteren Abmessung als die untere Fläche des Ingots aufweist. Wenn eine Ultraschallwelle in so einem Zustand auf die obere Fläche des Ingots über eine Flüssigkeitsschicht aufgebracht wird, fließt die Flüssigkeit entlang einer Seitenfläche des Ingots und sammelt sich an der Haltefläche des Spanntischs.
Während der an dem Spanntisch gehaltene Ingot dünner wird, wird hierbei der Abstand zwischen der in dem Ingot ausgebildeten Abziehschicht und der Haltefläche des Spanntischs kürzer. Je dünner der Ingot wird, desto wahrscheinlicher ist es folglich, dass die Abziehschicht zu dem Zeitpunkt eines Aufbringens einer Ultraschallwelle auf die obere Fläche des Ingots in die Flüssigkeit eingetaucht wird, die sich an der Haltefläche des Spanntischs gesammelt hat.
Die vorliegenden Erfinder verwendeten in Experimenten einen Spanntisch, der als solcher eine Haltefläche aufweist, die eine ausreichend kleinere Größe als die untere Fläche des Ingots aufweist, als Spanntisch zum Halten der unteren Fläche des Ingots unter Saugwirkung zu dem Zeitpunkt eines Aufbringens einer Ultraschallwelle auf die obere Fläche des Ingots, um einen Wafer von dem Ingot abzuziehen. Jedoch begegneten die vorliegenden Erfinder selbst in diesem Fall manchmal Schwierigkeiten beim Abziehen eines Wafers von dem Ingot.
Die vorliegenden Erfinder haben auch diesbezüglich intensive Studien ausgeführt und haben herausgefunden, dass die Schwierigkeit beim Abziehen eines Wafers von dem Ingot auf einen äußeren Umfangsbereich der unteren Fläche des Ingots zurückzuführen ist, der nicht angesaugt wird. Das heißt, die vorliegenden Erfinder haben herausgefunden, dass, wenn der äußere Umfangsbereich der unteren Fläche des Ingots nicht angesaugt wird, sich die Ultraschallwelle nicht auf effiziente Weise zu einem Bereich einer Abziehschicht ausbreitet, der direkt über dem äußeren Umfangsbereich positioniert ist, was Rissen erschwert, sich in diesen Bereich der Abziehschicht zu erstrecken.
Die vorliegenden Erfinder haben die vorliegende Erfindung unter Verwendung des oben beschriebenen Wissens ausgeführt. In der folgenden Beschreibung wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben. 1A ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Ingots schematisch veranschaulicht, und 1B ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel des Ingots schematisch veranschaulicht. Der durch 11 gekennzeichnete und in den 1A und 1B veranschaulichte Ingot ist ein zylindrischer SiC-Einkristallingot, der eine obere Fläche 11a und eine untere Fläche 11b aufweist, die im Wesentlichen parallel zueinander sind.
Der Ingot 11 wird durch epitaktisches Wachstum hergestellt. Zudem wird der Ingot 11 so hergestellt, dass eine c-Achse 11c des SiC-Einkristalls in Bezug auf eine senkrechte Linie 11d der oberen Fläche 11a und der unteren Fläche 11b zum Zwecke einer Reduzierung von Gitterdefekten, die im Inneren des Ingots 11 ausgebildet sind, leicht geneigt ist. Zum Beispiel fällt ein Winkel (Abweichungswinkel) α, der zwischen der c-Achse 11c und der senkrechten Linie 11d ausgebildet ist, in einen Bereich von 1° bis 6° (der Winkel α ist typischerweise 4°) .
An einer Seitenfläche des Ingots 11 ist ein flacher Abschnitt ausgebildet, der eine Kristallausrichtung des einkristallinen SiC anzeigt, das heißt eine Ausrichtungsebene 13. Die Ausrichtungsebene 13 ist so ausgebildet, dass sie parallel zu einer Schnittlinie ist, wo eine Ebene parallel zu einer c-Ebene 11e des einkristallinen SiC und die obere Fläche 11a oder die untere Fläche 11b sich kreuzen.
Der Ingot 11 kann aus einem anderen Halbleitermaterial als SiC ausgebildet sein (zum Beispiel Si oder Galliumarsenid (GaN)). Zudem muss die Ausrichtungsebene 13 auf der Seitenfläche des Ingots 11 nicht ausgebildet sein. Alternativ kann auf der Seitenfläche des Ingots 11 eine andere Ausrichtungsebene zusätzlich zu der Ausrichtungsebene 13 ausgebildet sein, oder es kann ein Ausschnitt (Kerbe) anstelle der Ausrichtungsebene 13 ausgebildet sein, welche die Kristallausrichtung des Materials anzeigt, das den Ingot 11 ausbildet.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Abziehverfahrens zum Abziehen eines Wafers von dem Ingot veranschaulicht. Bei diesem Verfahren wird als erstes eine Abziehschicht im Inneren des Ingots 11 durch Aufbringen eines Laserstrahls auf den Ingot 11 ausgebildet (Abziehschicht-Ausbildungsschritt S1).
3 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Weise eines Ausführens des Abziehschicht-Ausbildungsschritts (S1) schematisch veranschaulicht. Insbesondere ist 3 eine perspektivische Ansicht, welche die Weise eines Aufbringens eines Laserstrahls auf den Ingot 11 von der Seite der oberen Fläche 11a aus in einer Laseraufbringvorrichtung schematisch veranschaulicht. In 3 sind eine X1-Achsenrichtung und eine Y1-Achsenrichtung Richtungen, die auf einer horizontalen Ebene senkrecht zueinander sind, und eine Z1-Achsenrichtung ist eine Richtung (vertikale Richtung) senkrecht zu der X1-Achsenrichtung und der Y1-Achsenrichtung.
Die durch 2 gekennzeichnete und in 3 veranschaulichte Laseraufbringvorrichtung beinhaltet einen Spanntisch 4, der eine kreisförmige Haltefläche im Wesentlichen parallel zu der horizontalen Ebene aufweist und der im Stande ist, den Ingot 11 mit dieser Haltefläche zu halten. Der Spanntisch 4 ist mit einer nicht veranschaulichten Saugquelle verbunden.
Die Saugquelle weist einen Ejektor oder Ähnliches auf und ist im Stande, in einem Raum nahe der Haltefläche des Spanntischs 4 einen Unterdruck zu erzeugen. Wenn die Saugquelle in einen Zustand betätigt wird, in dem der Ingot 11 auf der Haltefläche platziert ist, wird der Ingot 11 unter Saugwirkung an dem Spanntisch 4 gehalten.
Ferner ist der Spanntisch 4 mit einem nicht veranschaulichten X1-Achsenrichtung- Bewegungsmechanismus und einem nicht veranschaulichten Y1-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus gekoppelt. Der X1-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus und der Y1-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus weisen zum Beispiel jeweils eine Kugelspindel, einen Motor und Ähnliches auf. Wenn der XI-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus und/oder der Y1-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus betätigt wird, bewegt sich der Spanntisch 4 entlang der X1-Achsenrichtung und/oder der Y1-Achsenrichtung.
Der Spanntisch 4 ist ferner mit einem nicht veranschaulichten Rotationsmechanismus gekoppelt. Der Rotationsmechanismus weist zum Beispiel eine Spindel, einen Motor und Ähnliches auf. Wenn der Rotationsmechanismus betätigt wird, dreht sich der Spanntisch 4 um eine gerade Linie, die durch die Mitte der Haltefläche entlang der Z1-Achsenrichtung als Rotationsachse verläuft.
Über dem Spanntisch 4 ist ein Kopf 8 einer Laseraufbringeinheit 6 vorgesehen. Der Kopf 8 ist an einem distalen Ende (ein Ende) eines Kopplungsabschnitts 10 vorgesehen, der sich entlang der Y1-Achsenrichtung erstreckt. Der Kopf 8 nimmt ein optisches System, wie zum Beispiel eine Kondensorlinse und einen Spiegel, auf, während der Kopplungsabschnitt 10 ein optisches System, wie zum Beispiel einen Spiegel und/oder eine Linse aufnimmt.
Das andere Ende des Kopplungsabschnitts 10 ist mit einem nicht veranschaulichten Z1-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus gekoppelt. Der Z1-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus weist zum Beispiel eine Kugelspindel, einen Motor und Ähnliches auf. Wenn der Z1-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus betätigt wird, bewegen sich der Kopf 8 und der Kopplungsabschnitt 10 entlang der Z1-Achsenrichtung.
Die Laseraufbringeinheit 6 weist einen nicht veranschaulichten Laseroszillator auf, der Laserstrahlen mit einer Wellenlänge erzeugt, die durch den Ingot 11 übertragbar ist (zum Beispiel 1064 nm). Der Laseroszillator weist zum Beispiel Neodym-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat (Nd:YAD) oder Ähnliches als Lasermedium auf. Wenn durch den Laseroszillator Laserstrahlen erzeugt werden, werden Laserstrahlen auf die Halteflächenseite des Spanntischs 4 über die optischen Systeme aufgebracht, die in dem Kopplungsabschnitt 10 und dem Kopf 8 aufgenommen sind.
An dem lateralen Abschnitt des Kopplungsabschnitts 10 ist eine Bildgebungseinheit 12 vorgesehen, die im Stande ist, die Halteflächenseite des Spanntischs 4 abzubilden. Die Bildgebungseinheit 12 weist zum Beispiel eine Lichtquelle, wie zum Beispiel eine lichtemittierende Diode (LED), eine Objektivlinse und ein Bildgebungselement, wie zum Beispiel einen Charge Coupled Device-Bildsensor (CCD-Bildsensor) oder einen Complementary Metal Oxide Semiconductor-Bildsensor (CCMOS-Bildsensor) auf. Die Objektivlinse der Bildgebungseinheit 12 ist bei einer Position vorgesehen, die gesehen von dem Kopf 8 entlang der X1-Achsenrichtung von dem Kopf 8 beabstandet ist.
Der Abziehschicht-Ausbildungsschritt (S1) wird zum Beispiel in der folgenden Reihenfolge ausgeführt. Als erstes wird der Ingot 11 auf der Haltefläche des Spanntischs 4 so positioniert, dass die obere Fläche 11a nach oben gerichtet ist. Als Nächstes wird die Saugquelle so betätigt, dass der Ingot 11 unter Saugwirkung an dem Spanntisch 4 gehalten wird.
Dann dreht der Rotationsmechanismus den Spanntisch 4 unter Bezugnahme auf ein Bild oder Ähnliches der oberen Fläche 11a des Ingots 11, das durch die Bildgebungseinheit 12 aufgenommen und ausgebildet wird, so, dass die Ausrichtungsebene 13 parallel zu der X1-Achsenrichtung wird. Darauffolgend bewegt der X1-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus und/oder der Y1-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus den Spanntisch 4 so, dass der Kopf 8 über einem Raum auf einer äußeren Seite der Seitenfläche des Ingots 11 positioniert ist.
Danach wird das optische System des Kopfs 8 und/oder des Kopplungsabschnitts 10 so eingestellt, dass der Brennpunkt des von der Laseraufbringeinheit 6 aufzubringenden Laserstrahls auf einer Höhe positioniert wird, die zwischen der oberen Fläche 11a und der unteren Fläche 11b des Ingots 11 liegt. Zum Beispiel bewegt der Zl-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus den Kopf 8 und den Kopplungsabschnitt 10 so, dass die in dem Kopf 8 aufgenommene Kondensorlinse und die obere Fläche 11a des Ingots 11 zwischen sich in der Z1-Achsenrichtung einen vorbestimmten Abstand aufweisen.
Es ist anzumerken, dass so eine Einstellung für das optische System zu einem beliebigen Zeitpunkt vor dem Aufbringen eines Laserstrahls auf den Ingot 11 ausgeführt werden kann. Zum Beispiel kann eine Einstellung für das optische System vor der Rotation und Bewegung des Spanntischs 4, die oben beschrieben worden sind, ausgeführt werden. Zudem wird so eine Einstellung für das optische System so ausgeführt, dass der Abstand zwischen dem Brennpunkt des Laserstrahls und der oberen Fläche 11a des Ingots 11 leicht größer wird als die Dicke des Wafers, der für die Herstellung von Halbleiterbauelementchips verwendet werden soll.
Als Nächstes bringt die Laseraufbringeinheit 6 einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge auf den Ingot auf, die durch den Ingot 11 übertragbar ist, während der X1-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus den Spanntisch 4 so bewegt, dass der Brennpunkt des Laserstrahls im Inneren des Ingots 11 positioniert wird. Das heißt, die Laseraufbringeinheit 6 bringt einen Laserstrahl auf den Ingot 11 auf, während der Ingot 11 und der Brennpunkt des Laserstrahls relativ zueinander entlang einer Schnittlinie bewegt werden, wo sich die obere Fläche 11a und eine Ebene parallel zu der c-Ebene 11e des Ingots 11 (einkristallines SiC) einander schneiden.
Dann wird ein Aufbringen des Laserstrahls auf ähnliche Weise wiederholt. Insbesondere wird ein Laserstrahl auf ähnliche Weise auf einen geradlinigen Bereich entlang der XI-Achsenrichtung aufgebracht, der um einen vorbestimmten Abstand in der Y1-Achsenrichtung von einem geradlinigen Bereich entlang der X1-Achsenrichtung des Ingots 11 beabstandet ist, auf dem der Laserstrahl aufgebracht worden ist. Dies führt zu einer Ausbildung eines modifizierten Abschnitts 15 (zum Beispiel eines Abschnitts, der aus SiC erhalten wird, das in Si und C getrennt wird) als mehrere Säulen im Inneren des Ingots 11 in einer Querebene parallel zu der oberen Fläche 11a und der unteren Fläche 11b des Ingots 11.
4 ist eine Schnittansicht, welche den Ingot 11 schematisch veranschaulicht, der dem Abziehschicht-Ausbildungsschritt (S1) unterzogen worden ist. Wenn die modifizierten Abschnitte 15 im Inneren des Ingots 11 während des Abziehschicht-Ausbildungsschritts (S1) ausgebildet werden, kann sich ein Riss 17, wie in 4 veranschaulicht, von dem modifizierten Abschnitt 15 entlang der c-Ebene 11e erstrecken. Als Ergebnis wird eine Abziehschicht 19, die den modifizierten Abschnitt 15 und den Riss 17 aufweist, im Inneren des Ingots 11 ausgebildet.
Bei dem in 2 veranschaulichten Verfahren wird eine Ultraschallwelle auf die obere Fläche 11a des Ingots 11 über eine Flüssigkeitsschicht (Ultraschallwellen-Aufbringschritt S2) aufgebracht, nachdem der Abziehschicht-Ausbildungsschritt (S1) ausgeführt worden ist. Dann wird der Ingot 11 bei der Abziehschicht 19 getrennt und ein Wafer wird von dem Ingot 11 abgezogen (Abziehschritt S3), nachdem der Ultraschallwellen-Aufbringschritt (S2) ausgeführt worden ist.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Abziehvorrichtung schematisch veranschaulicht, die bei dem Ultraschallwellen-Aufbringschritt (S2) und dem Abziehschritt (S3) verwendet wird. In 5 sind eine X2-Achsenrichtung und eine Y2-Achsenrichtung Richtungen, die auf der horizontalen Ebene senkrecht zueinander sind, und eine Z2-Achsenrichtung ist eine Richtung (vertikale Richtung) senkrecht zu der X2-Achsenrichtung und der Y2-Achsenrichtung.
Die durch 14 gekennzeichnete und in 5 veranschaulichte Abziehvorrichtung weist eine zylindrische Tischbasis 16 auf. Auf einem zentralen Bereich eines oberen Abschnitts der Tischbasis 16 ist ein unterer Abschnitt eines zylindrischen Spanntischs 18 durch ein Befestigungselement, wie zum Beispiel ein Bolzen, montiert. Eine untere Fläche des Spanntischs 18 weist einen Durchmesser auf, der kleiner ist als der einer oberen Fläche der Tischbasis 16.
Die Tischbasis 16 ist mit einem nicht veranschaulichten Rotationsmechanismus gekoppelt. Wenn der Rotationsmechanismus betätigt wird, drehen sich die Tischbasis 16 und der Spanntisch 18 um eine gerade Linie, die durch die Mitte einer oberen Fläche des Spanntischs 18 entlang der Z2-Achsenrichtung als Rotationsachse verläuft.
Die obere Fläche des Spanntischs 18 dient als Haltefläche zum Halten des Ingots 11. 6A ist eine Draufsicht, welche die Haltefläche des Spanntischs 18 schematisch veranschaulicht, und 6B ist eine Schnittansicht, welche einen Querschnitt des Spanntischs 18 entlang einer in 6A veranschaulichten Linie A-B veranschaulicht.
Die Haltefläche des Spanntischs 18, die durch 20 gekennzeichnet und in 6A veranschaulicht ist, beinhaltet einen flachen, kreisförmigen, mittigen Bereich 20a, eine ringförmige erste Nut 20b, welche den mittigen Bereich 20a umgibt, einen flachen, ringförmigen Zwischenbereich 20c, der die erste Nut 20b umgibt, eine ringförmige, zweite Nut 20d, welche den Zwischenbereich 20c umgibt, und ein flacher, ringförmiger äußerster Bereich 20e, der die zweite Nut 20d umgibt und an der äußersten Seite der Haltefläche 20 positioniert ist.
Ferner sind an einer Bodenfläche von sowohl der ersten Nut 20b als auch der zweiten Nut 20d vier Öffnungen 22 in im Wesentlichen gleichen Abständen entlang einer Umfangsrichtung der Haltefläche 20 vorgesehen. Die Öffnungen 22 stehen mit einem Saugkanal 24, der im Inneren des Spanntischs 18 vorgesehen ist, in Verbindung, und der Saugkanal 24 steht mit einer nicht veranschaulichten Saugquelle in Verbindung.
Wenn die Saugquelle in einem Zustand betätigt wird, in dem der Ingot 11 auf der Haltefläche 20 des Spanntischs 18 platziert ist, wirkt folglich eine Saugkraft auf die untere Fläche 11b des Ingots 11 über den Saugkanal 24, die Öffnungen 22, die erste Nut 20b und die zweite Nut 20d.
Dies führt dazu, dass der Ingot 11 unter Saugwirkung an dem Spanntisch 18 gehalten wird. Mit anderen Worten dient ein Bereich an der Haltefläche 20 des Spanntischs 18, in dem die erste Nut 20b und die zweite Nut 20d vorgesehen sind, als ein Bereich (Saugbereich) zum Ansaugen des Ingots 11.
Der Radius der Haltefläche 20 ist gestaltet, um in Draufsicht im Wesentlichen gleich dem Radius (Abstand zwischen der Mitte und einem Punkt auf dem bogenförmigen Außenumfangabschnitt) des Ingots 11 zu sein. Ferner sind die äußeren Umfänge des mittleren Bereichs 20a, der ersten Nut 20b, des Zwischenbereichs 20c und der zweiten Nut 20d jeweils in Draufsicht so gestaltet, dass sie ähnlich zu dem äußeren Umfang des Ingots 11 sind.
Das heißt, diese äußeren Umfänge beinhalten Abschnitte, die sich in Übereinstimmung mit der Ausrichtungsebene 13, welche an der Seitenfläche des Ingots 11 ausgebildet ist, geradlinig erstrecken. Ferner sind die Abschnitte, welche zu diesen äußeren Umfängen gehören und sich geradlinig erstrecken, von einer Mitte O der Haltefläche 20 aus gesehen in der gleichen Richtung vorgesehen.
Es ist anzumerken, dass eine Breite entlang einer radialen Richtung der Haltefläche 20 des äußersten Bereichs 20e, der nicht als Saugbereich dient, vorzugsweise gestaltet ist, um so schmal wie möglich zu sein, sodass der Spanntisch 18 den äußeren Umfangsbereich der unteren Fläche 11b des Ingots 11 unter Saugwirkung halten kann. Zum Beispiel ist die Breite entlang der radialen Richtung der Haltefläche 20 des äußersten Bereichs 20e, welcher den bogenförmigen Außenumfangabschnitt der zweiten Nut 20d umgibt, so gestaltet, dass er gleich oder weniger als 5% des Radius der Haltefläche 20 ist. Des Weiteren ist die Breite vorzugsweise gleich oder weniger als 4% des Radius der Haltefläche 20, noch bevorzugter gleich oder weniger als 3% und am meisten bevorzugt gleich oder weniger als 2%.
Damit die von der Saugquelle erzeugte Saugkraft ferner auf den äußeren Umfangsbereich der unteren Fläche 11b des Ingots 11 auf eine konzentrierte Weise wirkt, ist eine Breite entlang der radialen Richtung der Haltefläche 20 des zentralen Bereichs 20a, der nicht als Saugbereich dient, vorzugsweise so gestaltet, dass er so breit wie möglich ist. Zum Beispiel ist der Abstand zwischen dem bogenförmigen Außenumfangabschnitt des mittleren Bereichs 20a (ein innerer Umfang des bogenförmigen Abschnitts der ersten Nut 20b) und der Mitte U der Haltefläche 20 so gestaltet, dass sie 70% oder mehr des Radius der Haltefläche 20 ist. Darüber hinaus ist dieser Abstand vorzugsweise 75% oder mehr des Radius der Haltefläche 20, noch bevorzugter 80% oder mehr und am meisten bevorzugt 85% oder mehr.
Wenn der Ingot 11 ein Ingot von 4 Zoll ist, das heißt ein Ingot mit einem Durchmesser von 100 mm, ist es insbesondere nur notwendig, die Haltefläche 20 so zu gestalten, dass Abstände D1 bis D9, die in 6A veranschaulicht werden, zum Beispiel Werte aufweisen, die in der folgenden Tabelle beschrieben sind. [Tabelle 1]

Abstand D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9

mm 72 80 88 96 100 33 37 41 45
Wenn der Ingot 11 auf ähnliche Weise ein Ingot von 6 Zoll ist, das heißt ein Ingot mit einem Durchmesser von 150 mm, ist es nur notwendig, die Haltefläche 20 so zu gestalten, dass die in 6A veranschaulichten Abstände D1 bis D9 zum Beispiel Werte aufweisen, die in der folgenden Tabelle beschrieben sind. [Tabelle 2]

Abstand D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9

mm 122 130 138 146 150 55 59 63 67
Ferner ist der obere Abschnitt des Spanntischs 18 einschließlich der Haltefläche 20 vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das eine Ausbreitung von Ultraschallwellen von der Ultraschallwellen-Aufbringeinheit, die später beschrieben wird, auf den Bereich der Abziehschicht 19, der direkt über dem Außenumfangsbereich der unteren Fläche 11b des Ingots 11 positioniert ist, nicht behindert. Zum Beispiel ist dieser obere Abschnitt vorzugsweise aus rostfreiem Stahl oder ähnlichem hergestellt. Dies führt dazu, dass Ultraschallwellen durch die Haltefläche 20 reflektiert und auf effiziente Weise zu dem relevanten Bereich der Abziehschicht 19 ausgebreitet werden.
7A ist eine Draufsicht, welche den Spanntisch 18, der den Ingot 11 hält, schematisch veranschaulicht, und 7B ist eine Seitenansicht, die den Spanntisch 18 schematisch veranschaulicht, der den Ingot 11 hält. Wie in den 7A und 7B veranschaulicht, wird der Ingot 11 in einem Zustand durch den Spanntisch 18 gehalten, in dem eine untere Seite um den äußeren Umfang des bogenförmigen Abschnitts der unteren Fläche 11b offen ist.
Es ist anzumerken, dass bei der vorliegenden Beschreibung der Zustand, bei dem die untere Seite um den bogenförmigen Außenumfangabschnitt der unteren Fläche des Ingots offen ist, auf einen Zustand Bezug nimmt, in dem Flüssigkeit, die von einer oberen Seite um den bogenförmigen Abschnitt herum nach unten strömt, nicht um diesen Abschnitt verbleibt und stattdessen weiter nach unten zu der unteren Seite strömt.
Verbleibende Komponenten der Abziehvorrichtung 14 werden wiederum durch Bezugnahme auf 5 beschrieben. Bei der Position schräg nach oben des Spanntischs 18 ist ein Bewegungsmechanismus 26 vorgesehen. Der Bewegungsmechanismus 26 erstreckt sich entlang der Y2-Achsenrichtung und weist einen viereckigen prismaförmigen Rahmenkörper 28 mit einer Öffnung 28a auf, die an einer Seitenfläche auf der Seite des Spanntischs 18 vorgesehen ist. Der Rahmenkörper 28 nimmt eine nicht veranschaulichte erste Kugelspindel und eine nicht veranschaulichte zweite Kugelspindel auf.
Ein proximaler Endabschnitt eines Schraubenschafts der ersten Kugelspindel ist über eine Öffnung, die an einem Ende (hinterem Ende) des Rahmenkörpers 28 vorgesehen ist, mit einem Motor 30 gekoppelt. Auf ähnliche Weise ist ein proximaler Endabschnitt eines Schraubenschafts der zweiten Kugelspindel durch eine Öffnung mit einem Motor 32 gekoppelt, die an dem anderen Ende (vorderen Ende) des Rahmenkörpers 28 vorgesehen ist. Ferner werden in die Öffnung 28a des Rahmenkörpers 28 ein proximaler Endabschnitt einer ersten Bewegungsplatte 34 und ein proximaler Endabschnitt einer zweiten Bewegungsplatte 36 eingeführt.
Der proximale Endabschnitt der ersten Bewegungsplatte 34 ist an einer Mutter der ersten Kugelspindel befestigt. Auf ähnliche Weise ist der proximale Endabschnitt der zweiten Bewegungsplatte 36 an einer Mutter der zweiten Kugelspindel befestigt. Wenn der Motor 30 und/oder der Motor 32 betätigt wird, bewegt sich folglich die erste Bewegungsplatte 34 und/oder die zweite Bewegungsplatte 36 entlang der Y2-Achsenrichtung in einem Bereich, in dem sich die zwei Platten nicht berühren.
An einem distalen Endabschnitt der ersten Bewegungsplatte 34 ist eine Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 38 vorgesehen, die eine Ultraschallwelle auf die obere Fläche 11a des Ingots 11 aufbringt. Die Ultraschwallwellen-Aufbringeinheit 38 weist eine erste Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 40 und eine zweite Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 42 auf, die so vorgesehen sind, dass sie entlang der Y2-Achsenrichtung aufgereiht sind.
Die erste Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 40 weist eine Ultraschalldüse 44 auf. Die Ultraschalldüse 44 weist einen hohlen kegelstumpfförmigen Abschnitt 44a mit einer Breite, die in Richtung des unteren Endes schmaler wird, und einen zylindrischen Abschnitt 44b auf, der so vorgesehen ist, dass er sich von einem oberen Ende des kegelstumpfförmigen Abschnitts 44a nach oben erstreckt.
Der kegelstumpfförmige Abschnitt 44a ist so vorgesehen, dass eine untere Endfläche von diesem der oberen Fläche 11a des an dem Spanntisch 18 gehaltenen Ingots 11 zugewandt ist. Die untere Endfläche weist eine Öffnung auf. Zudem weist der zylindrische Abschnitt 44b einen darin eingebauten Ultraschallwandler auf.
An dem mittleren Bereich der oberen Fläche des zylindrischen Abschnitts 44b der Ultraschalldüse 44 ist ein distaler Endabschnitt (unterer Endabschnitt) einer Stange eines Pneumatikzylinders 46 befestigt. Ferner ist die Zylinderseite des Pneumatikzylinders 46 an der unteren Flächenseite des distalen Endabschnitts der ersten Bewegungsplatte 34 befestigt.
Auf der einen Endseite (hinteren Endseite) der oberen Fläche des distalen Endabschnitts der ersten Bewegungsplatte 34 ist eine zylindrische erste Verbindungsöffnung 48 angeordnet. Zu der ersten Verbindungsöffnung 48 wird Flüssigkeit (zum Beispiel Wasser) von einer nicht veranschaulichten Flüssigkeitsversorgungsquelle zum Beispiel über ein nicht veranschaulichtes Rohr und ein nicht veranschaulichtes Ventil zugeführt.
Die der ersten Verbindungsöffnung 48 zugeführte Flüssigkeit wird dann durch einen Strömungskanal, der in der ersten Bewegungsplatte 34 und dem Pneumatikzylinder 46 vorgesehen ist, einem Bereich zugeführt. Zu diesem Bereich werden Schwingungen, die durch den Ultraschallkopf erzeugt werden, der in den zylindrischen Abschnitt 44b der Ultraschalldüse 44 eingebaut ist, übertragen.
Die Flüssigkeit, zu der Schwingungen übertragen werden, die durch den Ultraschallkopf erzeugt werden, gelangt durch den in der Ultraschalldüse 44 vorgesehenen Strömungskanal und wird dann aus der Öffnung, die an der unteren Endfläche des kegelstumpfförmigen Abschnitts 44a vorgesehen ist, zu der oberen Fläche 11a des Ingots 11 geführt, der an dem Spanntisch 18 gehalten wird.
Die zweite Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 42 weist ein zylindrisches Schwingungselement 50 auf, das eine Breite größer als die des zylindrischen Abschnitts 44b der Ultraschalldüse 44 aufweist. Das Schwingungselement 50 ist so vorgesehen, dass dessen untere Endfläche der oberen Fläche 11a des Ingots 11 zugewandt ist, der an dem Spanntisch 18 gehalten wird.
Ferner weist das darin eingebaute Schwingungselement 50 einen Ultraschallkopf auf, der dem ähnlich ist, welcher in den zylindrischen Abschnitt 4b der Ultraschalldüse 44 eingebaut ist. Wenn der in das Schwingungselement 50 eingebaute Ultraschallkopf schwingt, schwingt das Schwingungselement 50 als Ganzes.
An dem mittleren Bereich der oberen Fläche des Schwingungselements 50 ist ein distaler Endabschnitt (unterer Endabschnitt) einer Stange eines Pneumatikzylinders 52 befestigt. Die Zylinderseite des Pneumatikzylinders 52 ist an der unteren Flächenseite des distalen Endabschnitts der ersten Bewegungsplatte 34 befestigt.
Auf der anderen Endseite (vorderen Endseite) der oberen Fläche des distalen Endabschnitts der ersten Bewegungsplatte 34 ist eine zylindrische zweite Verbindungsöffnung 54 vorgesehen. Zu dieser zweiten Verbindungsöffnung 44 wird Flüssigkeit (zum Beispiel Wasser) von einer nicht veranschaulichten Flüssigkeitsversorgungsquelle über ein nicht veranschaulichtes Rohr und ein nicht veranschaulichtes Ventil zugeführt.
Die zu der zweiten Verbindungsöffnung 54 zugeführte Flüssigkeit wird einer Flüssigkeitsdüse 56 zugeführt, die bei einer Position vorgesehen ist, welche in der Y2-Achsenrichtung neben dem Schwingungselement 50 und dem Pneumatikzylinder 52 ist. Diese Flüssigkeit gelangt durch einen Strömungskanal, der in der Flüssigkeitsdüse 56 vorgesehen ist, und wird dann der unteren Endfläche des Schwingungselements 50 von einer Öffnung aus zugeführt, die in der unteren Endfläche der Flüssigkeitsdüse 56 vorgesehen ist.
Ferner ist an einem distalen Endabschnitt der zweiten Bewegungsplatte 36 eine Abzieheinheit 58 vorgesehen. Die Abzieheinheit 58 trennt den Ingot 11 bei der Abziehschicht 19 und zieht von dem Ingot 11 einen scheibenförmigen Wafer ab.
Die Abzieheinheit 58 weist eine Saugplatte 60 auf, die an deren unteren Fläche mehrere Saugöffnungen vorsieht. Die mehreren Saugöffnungen sind mit einer nicht veranschaulichten Saugquelle, wie zum Beispiel einem Ejektor, über einen nicht veranschaulichten Strömungskanal, der im Inneren der Saugplatte 60 vorgesehen ist, und ein nicht veranschaulichtes Rohr und ein nicht veranschaulichtes Ventil verbunden, die mit dem Strömungskanal gekoppelt sind.
An dem mittleren Bereich einer oberen Fläche der Saugplatte 60 ist ein distaler Endabschnitt (unterer Endabschnitt) einer Stange eines Pneumatikzylinders 62 befestigt. Die Zylinderseite des Pneumatikzylinders 62 ist an der unteren Flächenseite des distalen Endabschnitts der zweiten Bewegungsplatte 36 befestigt.
Der Ultraschallwellen-Aufbringschritt (S2) wird zum Beispiel ausgeführt, indem als erstes eine Ultraschallwelle auf die obere Fläche 11a des Ingots 11 durch die erste Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 40 aufgebracht wird und dann durch die zweite Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 42 eine Ultraschallwelle auf die obere Fläche 11a des Ingots 11 aufgebracht wird.
8A ist eine Seitenansicht, welche die Art und Weise eines Aufbringens einer Ultraschallwelle auf die obere Fläche 11a des Ingots 11 durch die erste Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 40 schematisch veranschaulicht, und 8B ist eine Seitenansicht, welche die Art und Weise eines Aufbringens einer Ultraschallwelle auf die obere Fläche 11a des Ingots 11 durch die zweite Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 42 schematisch veranschaulicht.
Bei dem Ultraschallwellen-Aufbringschritt (S2) wird als erstes der Ingot 11 an der Haltefläche 20 des Spanntischs 18 so platziert, dass die obere Fläche 11a des Ingots 11, der dem Abziehschicht-Ausbildungsschritt (S1) unterzogen worden ist, nach oben gerichtet ist. Als Nächstes wird die Saugquelle so betätigt, dass der äußere Umfangsbereich der unteren Fläche 11b des Ingots 11 angesaugt wird und der Ingot 11 an dem Spanntisch 18 gehalten wird.
Dann wird der Motor 30 betätigt und die erste Bewegungsplatte 34 wird über dem Ingot 11 positioniert. Nachfolgend wird der Luftzylinder 46 betätigt, um die Stange abzusenken, und die untere Endfläche des kegelstumpfförmigen Abschnitts 44a der Ultraschalldüse 44 wird nah an die obere Fläche 11a des Ingots 11 gebracht.
Dann wird von der Flüssigkeitsversorgungsquelle Flüssigkeit L1 zu der Ultraschalldüse 44 in einem Zustand geführt, in dem der Ultraschallwandler in Schwingungen versetzt wird, der in den zylindrischen Abschnitt 44b der Ultraschalldüse 44 eingebaut ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Flüssigkeit L1 von einer Öffnung aus der oberen Fläche 11a des Ingots 11 zugeführt, die an der unteren Endfläche des kegelstumpfförmigen Abschnitts 44a der Ultraschalldüse 44 vorgesehen ist (siehe 8A).
Während die Flüssigkeit L1 der oberen Fläche 11a des Ingots 11 zugeführt wird, wird der Rotationsmechanismus betätigt, um die Tischbasis 16 und den Spanntisch 18 zu drehen. Mit der Flüssigkeit L1 als Medium dienend, werden infolgedessen Wellen auf einen vorbestimmten Bereich (ersten Bereich) in der oberen Fläche 11a des Ingots 11 aufgebracht.
Dann wird der Pneumatikzylinder 46 betätigt, um die Stange anzuheben, und die untere Endfläche des kegelstumpfförmigen Abschnitts 44a der Ultraschalldüse 44 wird von der oberen Fläche 11a des Ingots 11 beabstandet. Nachfolgend wird der Pneumatikzylinder 52 betätigt, um die Stange abzusenken und die untere Endfläche des Schwingungselements 50 wird nahe an die obere Fläche 11a des Ingots 11 gebracht.
Dann wird Flüssigkeit L2 von der Flüssigkeitsversorgungsquelle zu der Flüssigkeitsdüse 56 in einem Zustand geführt, in dem das Schwingungselement 50 als Ganzes in Schwingungen versetzt wird, wobei der in dem Schwingungselement 50 eingebaute Ultraschallwandler in Schwingungen versetzt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Flüssigkeit L2 von der Flüssigkeitsdüse 56 der unteren Endfläche des Schwingungselements 50 zugeführt (siehe 8B) .
Während die Flüssigkeit L2 der unteren Endfläche des Schwingungselements 50 zugeführt wird, wird nachfolgend der Rotationsmechanismus betätigt, um die Tischbasis 16 und den Spanntisch 18 zu drehen. Infolgedessen werden Ultraschallwellen mit der Flüssigkeit L2 als Medium dienend auf einen vorbestimmten Bereich (zweiten Bereich) in der oberen Fläche 11a des Ingots 11 aufgebracht. Mit den oben erwähnten Vorgängen ist der Ultraschallwellen-Aufbringschritt (S2) abgeschlossen.
Es ist anzumerken, dass der Bereich der Öffnung, die an der unteren Endfläche des kegelstumpfförmigen Abschnitts 44a der Ultraschalldüse 44 vorgesehen ist, schmaler ist als der Bereich der unteren Endfläche des Schwingungselements 50. Folglich ist die Fläche des zweiten Bereichs breiter als die Fläche des ersten Bereichs.
Zudem werden in dem Ultraschallwellen-Aufbringschritt (S2) der Ultraschallwandler, der in der ersten Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 40 (Ultraschalldüse 44) verwendet wird, und der Ultraschallwandler, der in der zweiten Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 42 (Schwingungselement 50) verwendet wird, unter den gleichen Bedingungen in Schwingungen versetzt.
Dennoch ist der erste Bereich, auf den Ultraschallwellen aufgebracht werden, wenn die erste Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 40 eingesetzt wird, schmaler als der zweite Bereich, auf den Ultraschallwellen aufgebracht werden, wenn der zweite Ultraschallwellen-Aufbringschritt 42 eingesetzt wird.
Folglich neigt die Flüssigkeitsmenge, die dem Aufbringen der Ultraschallwellen auf die obere Fläche 11a des Ingots 11 beiträgt, dazu, in dem Fall groß zu sein, in dem die zweite Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 42 verwendet wird, und zwar verglichen mit dem Fall, in dem die erste Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 40 verwendet wird. Dementsprechend ist die Energiedichte der Ultraschallwellen, die durch die zweite Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 42 auf die obere Fläche 11a des Ingots 11 aufgebracht werden, niedriger als die Energiedichte der Ultraschallwellen, die durch die erste Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 40 auf die obere Fläche 11a des Ingots 11 aufgebracht werden.
9 ist eine Schnittansicht, die den Ingot 11 schematisch veranschaulicht, der dem Ultraschallwellen-Aufbringschritt (S2) unterzogen worden ist. Wenn Ultraschallwellen während des Ultraschallwellen-Aufbringschritts (S2) auf die obere Fläche 11a des Ingots 11 aufgebracht werden, wird, wie in 9 veranschaulicht, ein neuer Riss 17 in der Abziehschicht 19 erzeugt und existierende Risse 17 erweitern sich.
Als Nächstes wird der Abziehschritt (S3) ausgeführt. Die 10A und 10B sind Seitenansichten, welche die Art und Weise eines Trennens des Ingots bei der Abziehschicht 19 und dann Abziehens eines Wafers von dem Ingot 11 durch die Abzieheinheit 58 schematisch veranschaulichen.
Bei dem Abziehschritt (S3) wird als erstes der Motor 30 betätigt und die erste Bewegungsplatte 34 wird von der oberen Seite des Ingots 11 zurückgezogen, während der Motor 32 betätigt wird, und die zweite Bewegungsplatte 36 wird über dem Ingot 11 positioniert.
Als Nächstes wird der Pneumatikzylinder 62 betätigt, um die Stange abzusenken, und die untere Fläche der Saugplatte 60 wird nahe an oder in Kontakt mit der oberen Fläche 11a des Ingots 11 gebracht (siehe 10A). Dann wird die Saugquelle betätigt, die mit den mehreren Saugöffnungen in Verbindung steht, die an der unteren Fläche der Saugplatte 60 vorgesehen sind.
Nachfolgend wird der Pneumatikzylinder 62 betätigt, um die Stange anzuheben, und die untere Fläche der Saugplatte 60 wird von der oberen Fläche 11a des Ingots 11 beabstandet. Als Ergebnis wird der Ingot 11, dessen obere Fläche 11a durch die Saugplatte 60 angesaugt wird, bei der Abziehschicht 19 getrennt, und ein Wafer 21 wird von dem Ingot 11 abgezogen (siehe 10B).
In dem in 2 veranschaulichten Verfahren können Ultraschallwellen auf die obere Fläche 11a des Ingots 11 in einem Zustand über eine Flüssigkeitsschicht aufgebracht werden, indem der äußere Umfangsbereich der unteren Fläche 11b des Ingots 11 angesaugt wird und eine untere Seite um den bogenförmigen Außenumfangabschnitt der unteren Fläche 11b des Ingots 11 ist offen.
In einem Fall, in dem der äußere Umfangsbereich der unteren Fläche 11b des Ingots angesaugt wird, werden, wie oben beschrieben, Ultraschallwellen auf effiziente Weise zu dem Bereich der Abziehschicht 19 ausgebreitet, die direkt über dem äußeren Umfangsbereich der unteren Fläche 11b des Ingots 11 positioniert ist, sodass eine Erstreckung von Rissen 17 in dem Bereich der Abziehschicht 19 nicht behindert wird.
Zudem sammelt sich in einem Fall, in dem die untere Seite um den bogenförmigen Außenumfangabschnitt der unteren Fläche 11b des Ingots 11 offen ist, Flüssigkeit, die als Medium für Ultraschallwellen dient, nicht um den bogenförmigen Außenumfangabschnitt der unteren Fläche 11b des Ingots 11.
Als Ergebnis wird die Abziehschicht 19, die im Inneren des Ingots 11 ausgebildet ist, nicht in die Flüssigkeit eingetaucht, wenn Ultraschallwellen auf die obere Fläche 11a des Ingots 11 über eine Flüssigkeitsschicht aufgebracht werden. Selbst wenn der Ingot 11 dünn wird, kann der Ingot 11 folglich bei der Abziehschicht 19 getrennt werden, und ein Wafer 21 kann von dem Ingot 11 abgezogen werden.
Es ist anzumerken, dass das Abziehverfahren und die Abziehvorrichtung, die oben beschrieben worden ist, ein Modus der vorliegenden Erfindung sind und die vorliegende Erfindung nicht auf das Abziehverfahren und die Abziehvorrichtung, die oben beschrieben worden sind, beschränkt ist. Zum Beispiel ist in dem oben beschriebenen Abziehverfahren der Ultraschallwellen-Aufbringschritt (S2) durch Verwendung der ersten Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 40 und der zweiten Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 42 in dieser Reihenfolge umgesetzt. Jedoch kann der Ultraschallwellen-Aufbringschritt (S2) durch Verwendung einer der zwei umgesetzt werden.
Darüber hinaus ist bei dem oben beschriebenen Abziehverfahren der Ultraschallwellen-Aufbringschritt (S2) durch Schwingen des Ultraschallwandlers (ersterer), der in der ersten Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 40 (Ultraschalldüse 44) verwendet wird, und des Ultraschallwandlers (letzter), der in der zweiten Ultraschallwellen-Aufbringeinheit 42 (Schwingungselement 5) verwendet wird, unter den gleichen Bedingungen umgesetzt. Jedoch können die Bedingungen, die für ein in Schwingungen Versetzen der zwei Ultraschallwandler verwendet werden, unterschiedlich sein. Zum Beispiel können solche Bedingungen so verändert werden, dass die Energiedichte der Ultraschallwellen, die durch die Schwingung des letzteren erzeugt werden, niedriger werden als die Energiedichte der Ultraschallwellen, die durch die Schwingung des ersteren erzeugt werden.
Zudem werden in dem oben beschriebenen Abziehverfahren der Ultraschallwellen-Aufbringschritt (S2) und der Abziehschritt (S3) durch eine einzelne Abziehvorrichtung 14 implementiert, jedoch können in dem Abziehverfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die zwei Schritte durch unterschiedliche Vorrichtungen implementiert werden.
Ferner wird der Wafer 21 in dem oben beschriebenen Abziehverfahren von dem Ingot 11 abgezogen, indem die Seite der oberen Fläche 11a des Ingots 11, der darin ausgebildet die Abziehschicht 19 aufweist, angesaugt wird, jedoch ist das Verfahren zum Abziehen des Wafers 21 von dem Ingot 11 bei dem Abziehverfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung nicht auf das oben beschriebene eine Verfahren beschränkt. Zum Beispiel kann der Wafer 21 von dem Ingot 11 abgezogen werden, indem die Seite der oberen Fläche 11a des Ingots 11 manuell gezogen wird.
Ferner kann die Haltefläche des Spanntischs bei der Abziehvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine beliebige Form aufweisen, solange Ultraschallwellen über eine Flüssigkeitsschicht auf die obere Fläche 11a des Ingots 11 aufgebracht werden können, wobei der äußere Umfangsbereich der unteren Fläche 11b des Ingots 11 angesaugt wird und sich keine Flüssigkeit um den bogenförmigen Außenumfangabschnitt der unteren Fläche 11b des Ingots 11 sammelt. Zum Beispiel kann der Radius der Haltefläche gestaltet sein, um leicht länger oder kürzer als der Radius (Abstand zwischen der Mitte und einem Punkt auf dem bogenförmigen Außenumfangabschnitt) des Ingots 11 in Draufsicht sein.
Ferner muss in einem Fall eines Abziehens eines Wafers von einem Ingot, der an dessen Seitenfläche keine Ausrichtungsebene vorgesehen hat, die zu der Haltefläche des Spanntischs gehörende Nut keinen Abschnitt aufweisen, der sich geradlinig in Übereinstimmung mit der Ausrichtungsebene erstreckt. 11 ist eine Draufsicht, die eine Haltefläche des Spanntischs schematisch veranschaulicht.
Eine Haltefläche 64 des in 11 veranschaulichten Spanntischs weist die gleiche Struktur auf wie die der Haltefläche 20 des Spanntischs 18, der in den 6A und 6B veranschaulicht wird. Jedoch unterscheidet sich die Haltefläche 64 von der Haltefläche 20 dadurch, dass jeder der Außenumfänge eines mittleren Bereichs 64a, einer ersten Nut 64b, eines Zwischenbereichs 65c und einer zweiten Nut 64d sich in einer perfekten Kreisform erstrecken.
Der Spanntisch mit der Haltefläche 64 wird zum Beispiel in einer Abziehvorrichtung zum Abziehen eines Wafers von einem relativ großen Ingot (zum Beispiel einem Ingot von 8 Zoll oder mehr) verwendet, der an dessen Seitenfläche eine Kerbe ausgebildet aufweist.
Es ist anzumerken, dass es bei der Haltefläche 64 wie in dem Fall der Haltefläche 20 bevorzugt ist, dass eine Breite eines äußersten Bereichs 64e entlang einer radialen Richtung der Haltefläche 64 so schmal wie möglich gestaltet wird und eine Breite des mittleren Bereichs 64a entlang der radialen Richtung so breit wie möglich gestaltet wird.
Wenn der an der Haltefläche 64 gehaltene Ingot insbesondere ein Ingot von 8 Zoll ist, das heißt ein Ingot mit einem Durchmesser von 200 mm, ist es für die Haltefläche 64 nur notwendig, so gestaltet zu sein, dass in 11 veranschaulichte Abstände D11 bis D15 zum Beispiel die in der folgenden Tabelle beschriebenen Werte aufweist. [Tabelle 3]

Abstand D11 D12 D13 D14 D15

mm 172 180 188 196 200
Andere Strukturen, Verfahren und Ähnliches in Übereinstimmung mit der oben erwähnten Ausführungsform können umgesetzt werden, indem sie innerhalb eines Schutzbereichs angemessen abgewandelt werden, der den Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht verlässt.
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 umfasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2000094221 [0002]
JP 2019102513 [0007]

Claims

Abziehverfahren zum Trennen eines zylindrischen Ingots, der eine darin ausgebildete Abziehschicht aufweist, an der Abziehschicht und Abziehen eines scheibenförmigen Wafers von dem Ingot, wobei das Abziehverfahren umfasst: einen Ultraschallwellen-Aufbringschritt mit einem Aufbringen einer Ultraschallwelle auf eine obere Fläche des Ingots über eine Flüssigkeitsschicht in einem Zustand, in dem ein äußerer Umfangsbereich einer unteren Fläche des Ingots angesaugt wird und eine untere Seite um einen bogenförmigen Außenumfangabschnitt der unteren Fläche des Ingots offen ist.
Abziehvorrichtung zum Trennen eines zylindrischen Ingots, der eine darin ausgebildete Abziehschicht aufweist, an der Abziehschicht und Abziehen eines scheibenförmigen Wafers von dem Ingot, wobei die Abziehvorrichtung aufweist: eine Ultraschallwellen-Aufbringeinheit, die eine Ultraschallwelle auf eine obere Fläche des Ingots über eine Flüssigkeitsschicht aufbringt; und einen Spanntisch, der eine kreisförmige Haltefläche zum Halten eines Außenumfangbereichs einer unteren Fläche des Ingots unter Saugwirkung aufweist, wobei die Haltefläche aufweist: einen flachen kreisförmigen mittleren Bereich, einen ringförmigen Saugbereich, der den mittleren Bereich umgibt, und über einen Saugkanal mit einer Saugquelle in Verbindung steht, und einen flachen, ringförmigen äußersten Bereich, der den Saugbereich umgibt und auf einer äußersten Seite der Haltefläche positioniert ist, und wobei eine Breite eines Abschnitts des äußersten Bereichs entlang einer radialen Richtung der Haltefläche gleich oder weniger als 5% eines Radius der Haltefläche ist und der Abschnitt des äußersten Bereichs einen bogenförmigen Außenumfangabschnitt des Saugbereichs umgibt.
Abziehvorrichtung nach Anspruch 2, bei der ein oberer Abschnitt des Spanntischs, der die Haltefläche aufweist, aus rostfreiem Stahl aufgebaut ist.
Abziehvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Ultraschallwellen-Aufbringeinheit aufweist: eine erste Ultraschallwellen-Aufbringeinheit, die eine Ultraschallwelle auf einen ersten Bereich in der oberen Fläche des Ingots mit einer ersten Energiedichte aufbringt, und eine zweite Ultraschallwellen-Aufbringeinheit, die eine Ultraschallwelle auf einen zweiten Bereich, der breiter ist als der erste Bereich, in der oberen Fläche des Ingots mit einer zweiten Energiedichte aufbringt, die niedriger als die erste Energiedichte ist.
Abziehvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Ultraschallwellen-Aufbringeinheit aufweist eine erste Ultraschallwellen-Aufbringeinheit, die eine Ultraschallwelle auf einen ersten Bereich in der oberen Fläche des Ingots mit einer ersten Energiedichte aufbringt, und eine zweite Ultraschallwellen-Aufbringeinheit, die eine Ultraschallwelle auf einen zweiten Bereich, der breiter ist als der erste Bereich, in der oberen Fläche des Ingots mit einer zweiten Energiedichte aufbringt, die niedriger ist als die erste Energiedichte.