DE102023203268A1 - Waferherstellungsverfahren - Google Patents

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Satoshi Genda
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Abstract

Ein Waferherstellungsverfahren umfasst einen Abziehstartpunkt-Ausbildungsschritt, bei dem auf einen Ingot ein Laserstrahl mit einer solchen Wellenlänge aufgebracht wird, dass er durch den Ingot hindurch übertragen wird, wobei ein Brennpunkt des Laserstrahls von einer Endfläche des Ingots aus in einer Tiefe positioniert wird, die mit der Dicke eines herzustellenden Wafers korrespondiert, um einen Abziehstartpunkt auszubilden, und einen Abziehschritt, bei dem der aus dem Ingot herzustellende Wafer von dem Abziehstartpunkt aus abgezogen wird. Bei dem Abziehschritt wird der Endfläche des Ingots entgastes Wasser zugeführt, um eine entgaste Wasserschicht zu erzeugen, und eine Ultraschallwelle wird aufgebracht, um den Abziehstartpunkt zu durchbrechen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Waferherstellungsverfahren zur Herstellung eines Wafers aus einem Ingot.
  • BESCHREIBUNG DES IN BEZIEHUNG STEHENDEN STANDS DER TECHNIK
  • Bauelemente, wie zum Beispiel integrierte Schaltkreise (ICs), großflächige integrierte Schaltungen (Large-Scale-Integration Circuits) und lichtemittierende Dioden (LEDs) werden durch Laminieren einer Funktionsschicht auf eine vordere Fläche eines aus einem Material wie Silizium (Si) und Saphir (Al2O3) ausgebildeten Wafers und Unterteilung der Bauelemente durch mehrere projizierte Trennlinien (Straßen), welche die Funktionsschicht kreuzen, ausgebildet. Darüber hinaus werden Leistungsbauelemente, LEDs und ähnliches durch Laminieren einer Funktionsschicht auf eine vordere Fläche eines aus Siliziumkarbid (SiC) als Material ausgebildeten Wafers und Unterteilen der Bauelemente durch mehrere die Funktionsschicht kreuzende Straßen ausgebildet.
  • Der mit den Bauelementen ausgebildete Wafer wird einer Bearbeitung der Straßen durch eine Schneidvorrichtung oder eine Laserbearbeitungsvorrichtung unterzogen, um dadurch in einzelne Bauelementchips geteilt zu werden, und die geteilten Bauelementchips werden für elektrische Geräte, wie zum Beispiel Mobiltelefone und Personal Computer, verwendet.
  • Der mit den Bauelementen auszubildende Wafer wird in der Regel durch Schneiden eines zylindrischen Ingots mit einer Drahtsäge hergestellt. Die vordere Fläche und die hintere Fläche des so hergestellten Wafers werden durch Polieren zu einer Spiegelfläche gefertigt (siehe zum Beispiel das offengelegte japanische Patent Nr. 2000-94221 ).
  • Wenn der Ingot jedoch mit der Drahtsäge geschnitten wird und die vordere Fläche und die hintere Fläche des geschnittenen Wafers poliert werden, wird der größte Teil (70 bis 80 %) des Ingots verworfen, was unwirtschaftlich ist. In einem Fall, bei dem es sich um einen SiC-Ingot handelt, weist SiC eine hohe Härte auf, lässt sich mit der Drahtsäge nur schwer schneiden und erfordert einen erheblichen Zeitaufwand, um geschnitten zu werden, sodass die Produktivität gering ist. Darüber hinaus sind die Stückkosten des Ingots hoch. Daher gibt es ein Problem bei der effizienten Herstellung des Wafers.
  • Angesichts der oben genannten Probleme hat der vorliegende Anmelder eine Technologie vorgeschlagen, bei der ein Laserstrahl mit einer solchen Wellenlänge, dass er durch SiC hindurchgeht, auf einen SiC-Ingot aufgebracht wird, wobei ein Brennpunkt des Laserstrahls im Inneren des SiC-Ingots positioniert wird, um einen Abziehstartpunkt auf einer projizierten Schneidebene auszubilden, und der Wafer entlang der durch den Abziehstartpunkt ausgebildeten projizierten Schneidebene von dem Ingot abgezogen wird (siehe zum Beispiel das offengelegte japanische Patent Nr. 2016-111143 ).
  • Darüber hinaus hat die vorliegende Anmelderin auch eine Technologie mit einem Aufbringen einer Ultraschallwelle über eine Wasserschicht auf einen Ingot vorgeschlagen, um das Abziehen des aus dem Ingot herzustellenden Wafers zu erleichtern (siehe zum Beispiel das offengelegte japanische Patent Nr. 2016 - 146446 ) .
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Obwohl das Aufbringen einer Ultraschallwelle auf den durch den Abziehstartpunkt ausgebildeten Ingot Abzieheigenschaften verbessert, dauert es eine gewisse Zeit, bis der Wafer von dem Ingot abgezogen ist, sodass es wünschenswert ist, die Zeit vom Beginn des Aufbringens der Ultraschallwelle bis zum Abschluss des Abziehens des Wafers zu verkürzen.
  • Ein solches Problem würde auch beim Abziehen eines Wafers von einem Ingot aus Si, Al2O3 oder ähnlichem auftreten, indem ein Laserstrahl mit einer solchen Wellenlänge aufgebracht wird, dass er durch den Ingot aus Si, Al2O3 oder ähnlichem hindurch auf den Ingot übertragen wird, wobei ein Brennpunkt des Laserstrahls im Inneren des Ingots positioniert ist, um einen Abziehstartpunkt auszubilden.
  • Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Waferherstellungsverfahren bereitzustellen, mit dem ein Wafer effizient abgezogen werden kann.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Waferherstellungsverfahren zur Herstellung eines Wafers aus einem Ingot bereitgestellt. Das Verfahren umfasst einen Abziehstartpunkt-Ausbildungsschritt mit einem Aufbringen eines Laserstrahl mit einer solchen Wellenlänge, dass er durch den Ingot übertragen wird, auf den Ingot, wobei ein Brennpunkt des Laserstrahls in einer Tiefe von einer Endfläche des Ingots aus positioniert wird, die mit einer Dicke des herzustellenden Wafers korrespondiert, um eine modifizierte Schicht auszubilden und dadurch einen Abziehstartpunkt auszubilden, und einen Abziehschritt mit einem Abziehen des aus dem Ingot herzustellende Wafers von dem Abziehstartpunkt aus. In dem Abziehschritt wird der Endfläche des Ingots entgastes Wasser zugeführt, um eine entgaste Wasserschicht zu erzeugen, und eine Ultraschallwelle wird aufgebracht, um den Abziehstartpunkt zu brechen.
  • Vorzugsweise wird in dem Abziehschritt die Ultraschallwelle auf das in einem Dekompressionstank gespeicherte Wasser aufgebracht, um das Innere des Dekompressionstanks zu entspannen und dadurch das entgaste Wasser zu erzeugen. Vorzugsweise wird in dem Abziehschritt entgastes Wasser erzeugt, das einen Sauerstoffgehalt von nicht mehr als 2,0 mg/Liter aufweist.
  • Vorzugsweise ist der Ingot ein SiC-Ingot und weist eine erste Fläche, eine zweite Fläche auf einer der ersten Fläche gegenüberliegenden Seite, eine c-Achse, die sich von der ersten Fläche zu der zweiten Fläche erstreckt, und eine zu der c-Achse senkrechte c-Ebene auf. Die c-Achse ist relativ zu einer Senkrechten zu der ersten Fläche geneigt. Der Abweichungswinkel wird durch die c-Ebene und die erste Fläche ausgebildet. Der Abziehstartpunkt-Ausbildungsschritt schließt einen Ausbildungsschritt einer modifizierten Schicht, bei dem der Brennpunkt des Laserstrahls und der SiC-Ingot relativ zu einer Richtung bewegt werden, die senkrecht zu einer Richtung ist, in welcher der Abweichungswinkel ausgebildet wird, um eine geradlinige modifizierte Schicht auszubilden, und einen Anstellschritt ein, bei dem der Brennpunkt des Laserstrahls und der SiC-Ingot relativ zueinander in der Richtung bewegt werden, in welcher der Abweichungswinkel ausgebildet wird, um dadurch eine Anstellung um einen vorbestimmten Anstellbetrag durchzuführen.
  • In Übereinstimmung mit dem Waferherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung wird in dem Abziehschritt das entgaste Wasser der Endfläche des Ingots zugeführt, um die Schicht des entgasten Wassers zu erzeugen, und die Ultraschallwelle wird aufgebracht, um den Abziehstartpunkt zu brechen, sodass der Wafer effizient abgezogen werden kann.
  • Der obige und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Art und Weise ihrer Umsetzung werden durch ein Studium der folgenden Beschreibung und der 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.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1A ist eine perspektivische Ansicht eines Ingots;
    • 1B ist eine Draufsicht auf den in 1A dargestellten Ingot;
    • 1C ist eine Vorderansicht des in 1A dargestellten Ingots;
    • 2A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Abziehstartpunkt-Ausbildungsschritt darstellt;
    • 2B ist eine Vorderansicht, die den Abziehstartpunkt-Ausbildungsschritt darstellt;
    • 2C ist eine Schnittansicht des mit einem Abziehstartpunkt ausgebildeten Ingots;
    • 3 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, in dem entgastes Wasser erzeugt wird;
    • 4 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Zustands darstellt, in dem ein Wafer von dem Ingot abgezogen wird; und
    • 5 ist eine Vorderansicht, die ein weiteres Beispiel des Zustands darstellt, in dem der Wafer von dem Ingot abgezogen wird.
  • AUSFÜHRLICHE ERLÄUTERUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Ein Waferherstellungsverfahren in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Die 1A bis 1C stellen einen zylindrischen Ingot 2 dar, der mit dem Verfahren zur Herstellung von Wafern der vorliegenden Erfindung bearbeitet wird. Der veranschaulichte Ingot 2 ist aus einkristallinem SiC ausgebildet.
  • Der Ingot 2 weist eine kreisförmige erste Fläche 4, eine kreisförmige zweite Fläche 6, die auf der der ersten Fläche 4 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, eine Umfangsfläche 8, die zwischen der ersten Fläche 4 und der zweiten Fläche 6 angeordnet ist, eine c-Achse, die sich von der ersten Fläche 4 zu der zweiten Fläche 6 erstreckt, und eine c-Ebene (siehe 1C) senkrecht zu der c-Achse auf. Zumindest die erste Fläche 4 ist durch Schleifen oder Polieren so weit abgeflacht, dass der Einfall eines Laserstrahls darauf nicht behindert wird.
  • In dem Ingot 2 ist die c-Achse relativ zu einer Senkrechten 10 zu der ersten Fläche 4 geneigt, und ein Abweichungswinkel α (zum Beispiel α = 1°, 3° oder 6°) wird von der c-Ebene und der ersten Fläche 4 ausgebildet. Eine Richtung, in welcher der Abweichungswinkel α ausgebildet wird, ist in den 1A bis 1C durch einen Pfeil A gekennzeichnet.
  • Die Umfangsfläche 8 des Ingots 2 ist mit einer ersten Ausrichtungsebene 12 und einer zweiten Ausrichtungsebene 14 ausgebildet, die rechteckig sind und eine Kristallausrichtung angeben. Die erste Ausrichtungsebene 12 ist parallel zu der Richtung A, in welcher der Abweichungswinkel α ausgebildet wird, während die zweite Ausrichtungsebene 14 senkrecht zu der Richtung A ist, in welcher der Abweichungswinkel α ausgebildet wird. Wie in 1B dargestellt, ist eine Länge L2 der zweiten Ausrichtungsebene 14 von oben gesehen kürzer als eine Länge L1 der ersten Ausrichtungsebene 12 (L2 < L1).
  • Es ist anzumerken, dass der dem Waferherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung zu unterziehende Ingot nicht auf den oben beschriebenen Ingot 2 beschränkt ist und ein SiC-Ingot sein kann, bei dem die c-Achse nicht zu der Senkrechten auf die erste Fläche geneigt ist und der Abweichungswinkel α zwischen der c-Achse und der ersten Fläche 0° beträgt (mit anderen Worten fallen die Senkrechte zu der ersten Fläche und die c-Achse zusammen), oder ein Ingot sein kann, der aus einem anderen Material als SiC ausgebildet ist, wie beispielsweise Si, Al2O3 oder Galliumnitrid (GaN) .
  • (Abziehstartpunkt-Ausbildungsschritt)
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird als Erstes ein Abziehstartpunkt-Ausbildungsschritt durchgeführt, bei dem ein Laserstrahl mit einer solchen Wellenlänge, dass er durch den Ingot 2 übertragen wird, von einer Endfläche des Ingot 2 aus auf den Ingot 2 aufgebracht wird, wobei ein Brennpunkt des Laserstrahls in einer Tiefe positioniert wird, die mit der Dicke des herzustellenden Wafers korrespondiert, um eine modifizierte Schicht auszubilden und dadurch einen Abziehstartpunkt auszubilden.
  • Der Abziehstartpunkt-Ausbildungsschritt kann zum Beispiel durch Verwendung einer in 2A dargestellten Laserbearbeitungsvorrichtung 16 ausgeführt werden. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 16 beinhaltet einen Spanntisch 18, der den Ingot 2 unter Saugwirkung hält, einen nicht veranschaulichten Laseroszillator, der einen gepulsten Laserstrahl LB mit einer solchen Wellenlänge emittiert, dass er durch den Ingot 2 übertragen wird, und eine Lichtkonzentrationseinheit 20, die den von dem Laseroszillator emittierten gepulsten Laserstrahl LB bündelt und den gepulsten Laserstrahl LB auf den Ingot 2 aufbringt, der durch den Spanntisch 18 unter Saugwirkung gehalten wird.
  • Der Spanntisch 18 ist so eingerichtet, dass er um eine Achse drehbar ist, die sich in vertikaler Richtung erstreckt und in einer X-Achsenrichtung, die in 2A durch einen Pfeil X angegeben ist, und in einer Y-Achsenrichtung (die in 2A durch einen Pfeil Y angegeben ist) senkrecht zu der X-Achsenrichtung beweglich ist. Es ist anzumerken, dass eine durch die X-Achsenrichtung und die Y-Achsenrichtung definierte XY-Ebene im Wesentlichen horizontal ist.
  • Bei der weiteren Beschreibung unter Bezugnahme auf die 2A bis 2C wird der Ingot 2 bei dem Abziehstartpunkt-Ausbildungsschritt als Erstes durch eine obere Fläche des Spanntisches 18 unter Saugwirkung gehalten, wobei die erste Fläche 4 nach oben gerichtet ist. Als nächstes wird der Ingot 2 von oben durch eine nicht veranschaulichte Bildgebungseinheit der Laserbearbeitungsvorrichtung 16 abgebildet, und auf der Grundlage eines von der Bildgebungseinheit aufgenommenen Bildes des Ingots 2 wird die Ausrichtung des Ingots 2 auf eine vorbestimmte Richtung eingestellt, und die Positionsbeziehung zwischen dem Ingot 2 und der Lichtkonzentrationseinheit 20 wird eingestellt.
  • Zum Zeitpunkt der Einstellung der Ausrichtung des Ingots 2 auf die vorbestimmte Richtung wird die zweite Ausrichtungsebene 14, wie in 2A dargestellt, an die X-Achsenrichtung angepasst. Infolgedessen wird eine Richtung senkrecht zu der Richtung A, in welcher der Abweichungswinkel α ausgebildet wird, an die X-Achsenrichtung angepasst, und die Richtung A, in welcher der Abweichungswinkel α ausgebildet wird, wird an die Y-Achsenrichtung angepasst.
  • Anschließend wird ein Brennpunkt FP (siehe 2B) des Laserstrahls LB von der ersten Fläche 4 des Ingots 2 aus in einer Tiefe, die mit der Dicke des herzustellenden Wafers korrespondiert, positioniert. Während sich der Brennpunkt FP und der Ingot 2 relativ zueinander in der X-Achsenrichtung bewegen (die Richtung senkrecht zu der Richtung A, in welcher der Abweichungswinkel α ausgebildet ist), wird als nächstes ein Laserstrahl LB mit einer solchen Wellenlänge, dass er durch den Ingot 2 übertragen wird, von der Lichtkonzentrationseinheit 20 auf den Ingot 2 aufgebracht. Infolgedessen kann, wie in 2C dargestellt, entlang der X-Achsenrichtung eine geradlinige modifizierte Schicht 22 ausgebildet werden, in der SiC in Si und Kohlenstoff (C) getrennt ist. Darüber hinaus werden auch Risse 24 ausgebildet, die sich von der modifizierten Schicht 22 entlang der c-Ebene erstrecken (Ausbildungsschritt einer modifizierten Schicht).
  • Anschließend werden der Brennpunkt FP und der Ingot 2 einer relativen Anstellung (Anstellschritt) in der Y-Achsenrichtung (der Richtung A, in welcher der Abweichungswinkel α ausgebildet wird) unterzogen. Ein Anstellbetrag Li ist eine Länge, welche die Breite des Risses 24 nicht überschreitet, sodass sich die in der Y-Achsenrichtung nebeneinanderliegenden Risse 24 in vertikaler Richtung gesehen überlappen. Dann werden der Abziehschicht-Ausbildungsschritt und der Anstellschritt abwechselnd wiederholt, wodurch ein Abziehstartpunkt 26 mit mehreren modifizierten Schichten 22 und Rissen 24 in einer Tiefe (projizierte Schnittebene) ausgebildet wird, die mit der Dicke des herzustellenden Wafers korrespondiert.
  • Ein solcher Abziehstartpunkt-Ausbildungsschritt kann zum Beispiel unter den folgenden Bearbeitungsbedingungen durchgeführt werden.
    Wellenlänge des gepulsten Laserstrahls: 1.064 nm Wiederholfrequenz: 80 kHz
    Mittlere Ausgangsleistung: 3,2 W
    Impulsbreite: 4 ns
    Durchmesser des Brennpunkts: 10 um
    Numerische Apertur (NA): 0,45
    Anstellbetrag: 400 um
    Dicke des herzustellenden Wafers: 700 um
  • (Abziehschritt)
  • Nach dem Abziehstartpunkt-Ausbildungsschritt wird ein Abziehschritt mit einem Abziehen des aus dem Ingot 2 herzustellenden Wafers von dem Abziehstartpunkt 26 aus durchgeführt.
  • In dem Abziehschritt wird als Erstes eine Ultraschallwelle auf das in einem Dekompressionstank gespeicherte Wasser aufgebracht, um das Innere des Dekompressionstanks zu entspannen und dadurch entgastes Wasser zu erzeugen. Während der Erzeugung des entgasten Wassers kann beispielsweise ein in 3 dargestellter Dekompressionstank 28 verwendet werden.
  • Der Dekompressionstank 28 schließt eine Bodenplatte 30, eine Seitenwand 32, die sich von einer Umfangskante der Bodenplatte 30 nach oben erstreckt, und eine obere Platte 34 ein, die an einem oberen Ende der Seitenwand 32 vorgesehen ist. Die Seitenwand 32 ist mit einer Zuführöffnung 36 zum Zuführen von Wasser W, das noch keiner Entgasung unterzogen wurde, in den Dekompressionstank 28 und mit einer Auslassöffnung 38 zum Ablassen des entgasten Wassers aus dem Dekompressionstank 28 ausgebildet. Die obere Platte 34 ist mit einem Saugloch 40 bereitgestellt, die mit einer nicht veranschaulichten Vakuumpumpe verbunden ist. Darüber hinaus ist im Inneren des Dekompressionstanks 28 ein Ultraschallwellen-Oszillator 42 angeordnet.
  • Während der Erzeugung des entgasten Wassers wird als Erstes Wasser W, das noch keiner Entgasung unterzogen wurde, über die Zuführöffnung 36 in den Dekompressionstank 28 geführt. Als Nächstes wird der Ultraschallwellen-Oszillator 42 betrieben, um eine Ultraschallwelle (zum Beispiel in der Größenordnung von 0,1 bis 1,0 MHz) auf das Wasser W aufzubringen. Zudem wird die Vakuumpumpe betätigt, um das Innere des Dekompressionstanks 28 zu entspannen. Infolgedessen erscheint das im Wasser W gelöste Gas, wie in 3 dargestellt, als Blasen, und das Gas kann aus dem Wasser W entfernt werden. Auf diese Weise kann durch Aufbringen der Ultraschallwelle auf das in dem Dekompressionstank 28 gespeicherte Wasser W und durch Dekomprimieren des Inneren des Dekompressionstanks 28 das entgaste Wasser erzeugt werden.
  • Es ist vorzuziehen, dass der Luftdruck im Inneren des Dekompressionstanks 28 zum Zeitpunkt der Erzeugung des entgasten Wassers so niedrig wie möglich ist. Dies liegt daran, dass die Entgasung beschleunigt wird, je weiter die Dekompression fortschreitet. Der Zusammenhang zwischen dem Luftdruck im Inneren des Dekompressionstanks 28 und dem Sauerstoffgehalt des entgasten Wassers wird im Folgenden dargestellt.
    Luftdruck innerhalb des Kompressionstanks (atm) Unterer Grenzwert des Sauerstoffgehalts des entgasten Wassers (mg/liter)
    1,0 8,1
    0,7 6,55
    0,65 5,8
    0,6 5,48
    0,5 4,97
    0,4 4,08
    0,3 3,1
    0,2 1,96
    0,1 1,14
    0,03 0,36
  • Wenn das entgaste Wasser erzeugt ist, wird das entgaste Wasser der Endfläche des Ingots 2 zugeführt, um eine Schicht des entgasten Wassers auszubilden, und eine Ultraschallwelle wird aufgebracht, um den Abziehstartpunkt 26 zu brechen. Das Brechen des Abziehstartpunkts 26 kann zum Beispiel unter Verwendung einer in 4 dargestellten Abziehvorrichtung 44 ausgeführt werden.
  • Die Abziehvorrichtung 44 schließt einen Wassertank 46, eine Stange 48, die so an einem oberen Teil des Wassertanks 46 angeordnet ist, dass sie anhebbar und absenkbar ist, und ein Ultraschallwellen-Oszillierelement 50 ein, das an einem unteren Ende der Stange 48 angebracht ist. Im Inneren des Wassertanks 46 ist ein Haltetisch 52 zum Halten des Ingots 2 vorgesehen. Eine Auslassöffnung 54 zum Ablassen des entgasten Wassers nach dem Abziehen des Wafers von dem Ingot 2 ist an der unteren Endseite des Wassertanks 46 ausgebildet.
  • Während des Brechens des Abziehstartpunkts 26 wird der Ingot 2 als Erstes von dem Haltetisch 52 gehalten, wobei der herzustellende Wafer nach oben gerichtet ist (mit anderen Worten, wobei die erste Fläche 4 als eine dem Abziehstartpunkt 26 näher gelegene Endfläche nach oben gerichtet ist). In diesem Fall kann zwischen der zweiten Fläche 6 des Ingots 2 und einer oberen Fläche des Haltetisches 52 ein Haftmittel (z.B. ein Haftmittel auf Epoxidharzbasis) eingebracht werden, um den Ingot 2 am Haltetisch 52 zu fixieren, oder es kann eine Saugwirkung an der oberen Fläche des Haltetisches 52 erzeugt werden, um den Ingot 2 unter Saugwirkung zu halten.
  • Als Nächstes wird entgastes Wasser W' in den Tank 46 geführt, bis sich die Wasseroberfläche über einer oberen Fläche des Ingots 2 befindet. Anschließend wird die Stange 48 abgesenkt, um das Ultraschallwellen-Oszillierelement 50 etwas oberhalb der ersten Fläche 4 des Ingot 2 zu positionieren. Der Abstand zwischen der ersten Fläche 4 und dem Ultraschallwellen-Oszillierelement 50 kann in der Größenordnung von 2 bis 3 mm liegen. Dann wird eine Ultraschallwelle von dem Ultraschallwellen-Oszillierelement 50 oszilliert, um den Abziehstartpunkt 26 durch die Ultraschallwelle durch die zwischen der ersten Fläche 4 und dem Ultraschallwellen-Oszillierelement 50 vorhandene Schicht des entgasten Wassers W' zu brechen. Infolgedessen kann der aus dem Ingot 2 zu fertigende Wafer von dem Abziehstartpunkt 26 abgezogen werden.
  • Während oben ein Beispiel, bei dem das entgaste Wasser W' in dem Wassertank 46 gespeichert wird, beschrieben wurde, kann ein Verfahren, bei dem das entgaste Wasser W' aus einer Zufuhrdüse 56 in den Spalt zwischen der ersten Fläche 4 des Ingots 2 und dem Ultraschallwellen-Oszillierelement 50 geführt wird, um dadurch die in 5 dargestellte Schicht des entgasten Wassers W' auszubilden, übernommen werden.
  • In diesem Fall wird der Ingot 2 mit dem herzustellenden Wafer nach oben auf dem Haltetisch 52 gehalten, das Ultraschallwellen-Oszillierelement 50 wird dann leicht oberhalb der ersten Fläche 4 positioniert, und anschließend wird das entgaste Wasser W' von der Zufuhrdüse 56 dem zwischen der ersten Fläche 4 und dem Ultraschallwellen-Oszillierelement 50 vorhandenen Spalt zugeführt, um die Schicht des entgasten Wassers W' auszubilden. Dann wird eine Ultraschallwelle von dem Ultraschallwellen-Oszillierelement 50 oszilliert, um den Abziehstartpunkt 26 durch die Ultraschallwelle durch die zwischen der ersten Fläche 4 und dem Ultraschallwellen-Oszillierelement 50 vorhandene Schicht des entgasten Wassers W' hindurch zu brechen. Infolgedessen kann der aus dem Ingot 2 zu fertigende Wafer von dem Abziehstartpunkt 26 abgezogen werden.
  • In dem in 4 dargestellten Beispiel braucht es Zeit, um das entgaste Wasser W' in dem Wassertank 46 zu speichern, und es braucht Zeit, um das verwendete entgaste Wasser W' nach dem Abziehen des Wafers aus dem Wassertank 46 abzulassen. In dem in 5 dargestellten Beispiel kann andererseits die Schicht des entgasten Wassers W' sofort erzeugt werden, indem das entgaste Wasser W' von der Zufuhrdüse 56 in den Spalt zwischen der ersten Fläche 4 und dem Ultraschallwellen-Oszillierelement 50 geführt wird, und die Abgabe des verbrauchten entgasten Wassers W' kann gleichzeitig mit dem Aufbringen der Ultraschallwelle auf den Ingot 2 erfolgen. Daher kann das Beispiel von 5 die Zeit für den Abziehschritt im Vergleich zu dem Beispiel von 4 verkürzen.
  • Wie oben beschrieben, wird bei der vorliegenden Ausführungsform das entgaste Wasser W' der Endfläche des Ingot 2 zugeführt, um die Schicht entgasten Wassers W' auszubilden, und die Ultraschallwelle wird durch die Schicht des entgasten Wassers W' hindurch auf den Ingot 2 aufgebracht, um den Abziehstartpunkt 26 zu brechen, sodass die Energie der Ultraschallwelle nicht in Kavitation umgewandelt wird, und die Energie der Ultraschallwelle effektiv auf den Ingot 2 aufgebracht werden kann. Daher kann der Wafer effizient von dem Ingot 2 abgezogen werden.
  • <Experiment>
  • Die vorliegenden Erfinder erzeugten mehrere Arten entgasten Wassers, indem sie den Luftdruck in dem Dekompressionstank veränderten, die Ultraschallwelle durch die Schicht des entgasten Wassers hindurch auf den Ingot aufbrachten, wodurch der Abziehstartpunkt zum Abziehen des Wafers von dem Ingot gebrochen wurde, und die Zeit maßen, die vom Aufbringen der Ultraschallwelle auf den Ingot bis zum Abschluss des Abziehens des Wafers von dem Ingot verging. Darüber hinaus wurde der Schalldruck (Amplitude) an dem Ingot gemessen, wenn die Ultraschallwelle auf den Ingot aufgebracht wurde. Die Frequenz der Ultraschallwelle beim Erzeugen des entgasten Wassers wurde auf 0,1 MHz eingestellt, während die Frequenz der auf den Ingot aufgebrachten Ultraschallwelle beim Brechen des Abziehstartpunkts auf 25 kHz eingestellt wurde. Die Temperatur des entgasten Wassers betrug 20°C.
  • <Experimentelle Ergebnisse>
  • Sauerstoffgehalt des entgasten Wassers (mg/liter) Abziehzeit (second) Schalldruck (V)
    8,1 1352 1,54
    6, 55 1223 1,56
    5, 8 1123 1, 66
    5,48 1082 1, 68
    4, 97 1002 1, 88
    4, 08 815 1, 88
    3, 1 753 1,88
    1,96 356 2,20
    1,14 243 2,32
    0,36 236 3,12
  • Wie aus den oben beschriebenen experimentellen Ergebnissen verständlich wird, verkürzte sich die Zeit bis zum Abziehen des Wafers von dem Ingot und der Schalldruck auf den Ingot hat sich erhöht, wenn der Sauerstoffgehalt des entgasten Wassers niedriger war. Darüber hinaus betrug die Abziehzeit 753 Sekunden, wenn der Sauerstoffgehalt des entgasten Wassers 3,1 mg/Liter betrug, während die Abziehzeit 356 Sekunden betrug, wenn der Sauerstoffgehalt des entgasten Wassers 1,96 mg/Liter betrug. Das heißt, wenn der Sauerstoffgehalt des entgasten Wassers von 3,1 mg/Liter auf 1,96 mg/Liter geändert wurde, konnte die Abziehzeit auf weniger als die Hälfte reduziert werden. Dementsprechend ist es unter dem Gesichtspunkt einer effizienten Herstellung des Wafers aus dem Ingot vorteilhaft, entgastes Wasser zu erzeugen, das einen Sauerstoffgehalt von nicht mehr als 2,0 mg/Liter aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Schutzbereich der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert, und sämtliche Änderungen und Abwandlungen, die in den äquivalenten Schutzbereich der Ansprüche fallen, sind daher von der Erfindung umfasst.
  • 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 2000094221 [0004]
    • JP 2016111143 [0006]
    • JP 2016 [0007]
    • JP 146446 [0007]

Claims (5)

  1. Waferherstellungsverfahren zur Herstellung eines Wafers aus einem Ingot, das umfasst: einen Abziehstartpunkt-Ausbildungsschritt mit einem Aufbringen eines Laserstrahls mit so einer Wellenlänge auf den Ingot, dass er durch den Ingot übertragen wird, wobei ein Brennpunkt des Laserstrahls von einer Endfläche des Ingots aus in einer Tiefe positioniert wird, die mit einer Dicke des herzustellenden Wafers korrespondiert, um eine modifizierte Schicht auszubilden, wodurch ein Abziehstartpunkt ausgebildet wird; und einen Abziehschritt mit einem Abziehen des aus dem Ingot herzustellenden Wafers von dem Abziehstartpunkt, wobei in dem Abziehschritt entgastes Wasser der Endfläche des Ingots zugeführt wird, um eine entgaste Wasserschicht zu erzeugen, und eine Ultraschallwelle aufgebracht wird, um den Abziehstartpunkt zu brechen.
  2. Waferherstellungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem in dem Abziehschritt die Ultraschallwelle auf das in einem Dekompressionstank gespeicherte Wasser aufgebracht wird, um das Innere des Dekompressionstanks zu dekomprimieren, wodurch das entgaste Wasser erzeugt wird.
  3. Waferherstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem in dem Abziehschritt entgastes Wasser erzeugt wird, das einen Sauerstoffgehalt von nicht mehr als 2,0 mg/Liter aufweist.
  4. Waferherstellungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Ingot ein Siliziumkarbid-Ingot ist.
  5. Waferherstellungsverfahren nach Anspruch 4, bei dem der Siliziumkarbid-Ingot eine erste Fläche, eine zweite Fläche auf einer der ersten Fläche gegenüberliegenden Seite, eine sich von der ersten Fläche zu der zweiten Fläche erstreckende c-Achse und eine zu der c-Achse senkrechte c-Ebene aufweist, wobei die c-Achse relativ zu einer Senkrechten zu der ersten Fläche geneigt ist und durch die c-Ebene und die erste Fläche ein Abweichungswinkel ausgebildet wird, und der Abziehstartpunkt-Ausbildungsschritt beinhaltet: einen Ausbildungsschritt einer modifizierten Schicht mit einem relativ zueinander Bewegen eines Brennpunkts des Laserstrahls und des Siliziumkarbid-Ingots in eine Richtung senkrecht zu einer Richtung, in welcher der Abweichungswinkel ausgebildet wird, um eine geradlinige modifizierte Schicht auszubilden, und einen Anstellschritt mit einem relative zueinander Bewegen des Brennpunkts des Laserstrahls und des Siliziumkarbid-Ingots in der Richtung, in welcher der Abweichungswinkel ausgebildet wird, um dadurch eine Anstellbewegung um einen vorbestimmten Betrag durchzuführen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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