JP2019102676A - 剥離装置 - Google Patents

剥離装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2019102676A
JP2019102676A JP2017233108A JP2017233108A JP2019102676A JP 2019102676 A JP2019102676 A JP 2019102676A JP 2017233108 A JP2017233108 A JP 2017233108A JP 2017233108 A JP2017233108 A JP 2017233108A JP 2019102676 A JP2019102676 A JP 2019102676A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ingot
peeling
wafer
holding
single crystal
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.)
Granted
Application number
JP2017233108A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6959120B2 (ja
Inventor
和之 日野原
Kazuyuki Hinohara
和之 日野原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Disco Corp
Original Assignee
Disco Abrasive Systems Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Disco Abrasive Systems Ltd filed Critical Disco Abrasive Systems Ltd
Priority to JP2017233108A priority Critical patent/JP6959120B2/ja
Priority to CN201811451401.3A priority patent/CN110010519B/zh
Priority to KR1020180154374A priority patent/KR102560277B1/ko
Priority to TW107143481A priority patent/TWI767094B/zh
Publication of JP2019102676A publication Critical patent/JP2019102676A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6959120B2 publication Critical patent/JP6959120B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02587—Structure
    • H01L21/0259—Microstructure
    • H01L21/02598—Microstructure monocrystalline
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67126—Apparatus for sealing, encapsulating, glassing, decapsulating or the like
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices
    • 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
    • H01L21/7806—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 involving the separation of the active layers from a substrate
    • 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
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

【課題】剥離層を起点としてインゴットからウエーハを容易に剥離することができると共に、剥離したウエーハの剥離面から剥離屑を除去することができる剥離装置を提供する。【解決手段】剥離装置２は、インゴット５０を保持する保持手段４と、保持手段４に保持されたインゴット５０に超音波を付与して剥離層７４を刺激する超音波手段６と、生成すべきウエーハを吸引保持する保持部３６と保持部３６から突出して生成すべきウエーハの外周を囲繞するリング壁３８とを備えた剥離手段１０とから少なくとも構成される。リング壁３８の内側には、インゴット５０から剥離されたウエーハ７６の剥離面７６ａに向かって洗浄水Ｗを噴射して洗浄する噴射口３８ａが複数形成されている。【選択図】図１０

Description

本発明は、剥離層を形成したインゴットから生成すべきウエーハを剥離する剥離装置に関する。
ＩＣ、ＬＳＩ、ＬＥＤ等のデバイスは、Ｓｉ（シリコン）やＡｌ２Ｏ３（サファイア）等を素材としたウエーハの表面に機能層が積層され分割予定ラインによって区画されて形成される。また、パワーデバイス、ＬＥＤ等は単結晶ＳｉＣ（炭化ケイ素）を素材としたウエーハの表面に機能層が積層され分割予定ラインによって区画されて形成される。デバイスが形成されたウエーハは、切削装置、レーザー加工装置によって分割予定ラインに加工が施されて個々のデバイスに分割され、分割された各デバイスは携帯電話やパソコン等の電気機器に利用される。
デバイスが形成されるウエーハは、一般的に円柱形状のインゴットをワイヤーソーで薄く切断することにより生成される。切断されたウエーハの表面及び裏面は、研磨することにより鏡面に仕上げられる（たとえば特許文献１参照。）。しかし、インゴットをワイヤーソーで切断し、切断したウエーハの表面及び裏面を研磨すると、インゴットの大部分（７０〜８０％）が捨てられることになり不経済であるという問題がある。特に単結晶ＳｉＣインゴットにおいては、硬度が高くワイヤーソーでの切断が困難であり相当の時間を要するため生産性が悪いと共に、インゴットの単価が高く効率よくウエーハを生成することに課題を有している。
そこで本出願人は、単結晶ＳｉＣに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を単結晶ＳｉＣインゴットの内部に位置づけて単結晶ＳｉＣインゴットにレーザー光線を照射して切断予定面に剥離層を形成し、剥離層を起点として単結晶ＳｉＣインゴットからウエーハを剥離する技術を提案した（たとえば特許文献２参照。）。
特開２０００−９４２２１号公報 特開２０１６−１１１１４３号公報
ところが、剥離層を起点としてインゴットからウエーハを剥離することが困難であり生産効率が悪いと共に、剥離したウエーハの剥離面からＳｉＣがＳｉとＣとに分離した剥離屑が落下してコンタミネーションが発生するという問題がある。
上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、剥離層を起点としてインゴットからウエーハを容易に剥離することができると共に、剥離したウエーハの剥離面から剥離屑を除去することができる剥離装置を提供することである。
上記課題を解決するために本発明が提供するのは以下の剥離装置である。すなわち、インゴットの端面からインゴットに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに位置づけてレーザー光線を照射し剥離層を形成したインゴットから生成すべきウエーハを剥離する剥離装置であって、インゴットを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたインゴットに超音波を付与して該剥離層を刺激する超音波手段と、生成すべきウエーハを吸引保持する保持部と該保持部から突出して生成すべきウエーハの外周を囲繞するリング壁とを備えた剥離手段と、から少なくとも構成され、該リング壁の内側には、インゴットから剥離されたウエーハの剥離面に向かって洗浄水を噴射して洗浄する噴射口が複数形成されている剥離装置である。
好ましくは、該噴射口から噴射され該保持部に保持されたウエーハの剥離面を洗浄した洗浄水は中央部で合流して垂下し、該保持部に保持されたウエーハの直下に位置するインゴットの剥離面を洗浄する。インゴットは、ｃ軸とｃ軸に対し直交するｃ面とを有する単結晶ＳｉＣインゴットであり、該剥離層は、単結晶ＳｉＣに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を単結晶ＳｉＣインゴットの端面から生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに位置づけて単結晶ＳｉＣインゴットにレーザー光線を照射してＳｉＣがＳｉとＣとに分離した改質部と改質部からｃ面に等方的に形成されるクラックとからなるのが好適である。インゴットは、端面の垂線に対してｃ軸が傾きｃ面と端面とでオフ角が形成されている単結晶ＳｉＣインゴットであり、該剥離層は、オフ角が形成される方向と直交する方向に改質部を連続的に形成して改質部からｃ面に等方的にクラックを生成し、オフ角が形成される方向にクラックの幅を超えない範囲で単結晶ＳｉＣインゴットと集光点とを相対的にインデックス送りしてオフ角が形成される方向と直交する方向に改質部を連続的に形成して改質部からｃ面に等方的にクラックを順次生成した剥離層であるのが好都合である。
本発明が提供する剥離装置は、インゴットを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたインゴットに超音波を付与して該剥離層を刺激する超音波手段と、生成すべきウエーハを吸引保持する保持部と該保持部から突出して生成すべきウエーハの外周を囲繞するリング壁とを備えた剥離手段と、から少なくとも構成され、該リング壁の内側には、インゴットから剥離されたウエーハの剥離面に向かって洗浄水を噴射して洗浄する噴射口が複数形成されているので、剥離層を起点としてインゴットからウエーハを容易に剥離することができる共に、剥離したウエーハの剥離面を洗浄して剥離屑を除去することができる。
本発明に従って構成された剥離装置の斜視図。 保持手段にインゴットを保持させる状態を示す剥離装置の斜視図。 図１に示す剥離手段を下方からみた斜視図。 （ａ）インゴットの正面図、（ｂ）インゴットの平面図。 （ａ）図４に示すインゴットに剥離層が形成されている状態を示す斜視図、（ｂ）図４に示すインゴットに剥離層が形成されている状態を示す正面図。 （ａ）剥離層が形成されたインゴットの平面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図。 インゴットに超音波が付与されている状態を示す剥離装置の正面図。 剥離手段によって生成すべきウエーハが吸引保持されている状態を示す剥離装置の断面模式図。 剥離層を起点としてインゴットからウエーハが剥離された状態を示す剥離装置の断面模式図。 ウエーハの剥離面及びインゴットの剥離面が洗浄されている状態を示す剥離装置の断面模式図。
以下、本発明に従って構成された剥離装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示す剥離装置２は、インゴットを保持する保持手段４と、保持手段４に保持されたインゴットに超音波を付与して剥離層を刺激する超音波手段６と、生成すべきウエーハと超音波手段６との間に水を供給する水供給手段８と、生成すべきウエーハを吸引保持しインゴットから生成すべきウエーハを剥離すると共に剥離したウエーハの剥離面を洗浄する剥離手段１０とを含む。
図１及び図２を参照して保持手段４について説明する。図示の実施形態における保持手段４は、円筒状の基台１２と、基台１２の上面に回転自在に搭載された円筒状の保持テーブル１４と、保持テーブル１４の径方向中心を通って上下方向に延びる軸線を中心として保持テーブル１４を回転させるモータ（図示していない。）とを備える。保持手段４は、適宜の接着剤（たとえばエポキシ樹脂系接着剤）を介して保持テーブル１４の上面に固定されたインゴットを保持することができる。あるいは、保持手段４は、吸引手段（図示していない。）に接続された多孔質の吸着チャック（図示していない。）が保持テーブル１４の上端部分に配置され、吸引手段で吸着チャックの上面に吸引力を生成することにより、インゴットを吸引保持する構成であってもよい。
図示の実施形態における剥離装置２は、更に、超音波手段６と水供給手段８と剥離手段１０とを図１に矢印Ｙで示すＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動機構１６を含む。Ｙ軸方向移動機構１６は、Ｙ軸方向に延びる長方形状の案内開口１８ａが形成された直方体状の枠体１８と、枠体１８の内部においてＹ軸方向に延びる第一のボールねじ（図示していない。）と、第一のボールねじに連結された基端部から図１に矢印Ｘで示すＸ軸方向に延びる第一の移動片２０と、第一のボールねじの片端部に連結された第一のモータ２２と、枠体１８の内部においてＹ軸方向に延びる第二のボールねじ（図示していない。）と、第二のボールねじに連結された基端部からＸ軸方向に延びる第二の移動片２４と、第二のボールねじの片端部に連結された第二のモータ２６とを含む。そしてＹ軸方向移動機構１６は、第一のボールねじにより第一のモータ２２の回転運動を直線運動に変換して第一の移動片２０に伝達し、案内開口１８ａに沿って第一の移動片２０をＹ軸方向に移動させると共に、第二のボールねじにより第二のモータ２６の回転運動を直線運動に変換して第二の移動片２４に伝達し、案内開口１８ａに沿って第二の移動片２４をＹ軸方向に移動させる。なお、Ｘ軸方向とＹ軸方向とは直交しており、Ｘ軸方向及びＹ軸方向が規定する平面は実質上水平である。
図示の実施形態では図１に示すとおり、第一の移動片２０の先端下面には下方に延びる円柱状の第一の昇降手段２８が接続され、第一の昇降手段２８の下端には円柱状の超音波手段６が接続されている。このため、第一の移動片２０がＹ軸方向に移動することによって、第一の昇降手段２８及び超音波手段６がＹ軸方向に移動するようになっている。たとえばボールねじ及びモータを有する電動シリンダから構成され得る第一の昇降手段２８は、超音波手段６を昇降させると共に任意の位置で停止させることにより、超音波手段６の下側の円形状端面６ａを生成すべきウエーハに対面させる。超音波手段６は、圧電セラミックス等から形成され、超音波を発振するようになっている。
図示の実施形態では図１に示すとおり、水供給手段８は、第一の移動片２０の先端上面に付設された円筒状の接続口３０と、第一の移動片２０の先端下面に昇降自在に支持されたノズル３２と、ノズル３２を昇降させるノズル昇降機構（図示していない。）とを含む。このため、第一の移動片２０が移動することにより、水供給手段８がＹ軸方向に移動するようになっている。接続口３０は、適宜の給水ホース（図示していない。）を介して水供給源（図示していない。）に接続されている。ノズル３２は、超音波手段６とＹ軸方向に間隔をおいて第一の移動片２０の先端下面から下方に延び、次いで超音波手段６に向かって若干下方に傾斜しつつＹ軸方向に延びている。中空状のノズル３２は接続口３０に連通している。たとえば電動シリンダから構成され得るノズル昇降機構は、ノズル３２を昇降させると共に任意の位置で停止させることにより、生成すべきウエーハと超音波手段６の端面６ａとの間にノズル３２の出口３２ａを位置づけることができる。そして水供給手段８は、生成すべきウエーハと超音波手段６の端面６ａとの間に、水供給源から接続口３０に供給された水をノズル３２の出口３２ａから供給して水の層を生成するようになっている。
図１及び図３を参照して説明する。図１に示すとおり、第二の移動片２４の先端下面には剥離手段１０が接続されており、第二の移動片２４がＹ軸方向に移動することにより剥離手段１０がＹ軸方向に移動するようになっている。剥離手段１０は、第二の移動片２４の先端下面から下方に延びる円柱状の第二の昇降手段３４と、第二の昇降手段３４の下端に接続され、生成すべきウエーハを吸引保持する円板状の保持部３６と、保持部３６の周縁から下方に突出して、生成すべきウエーハの外周を囲繞するリング壁３８とを備える。たとえば電動シリンダから構成され得る第二の昇降手段３４は、保持部３６及びリング壁３８を昇降させると共に任意の位置で停止させることにより、生成すべきウエーハに保持部３６の下面を接触させる。図３に示すとおり、保持部３６の下面には多孔質の円板状吸着チャック３６ａが付設され、吸着チャック３６ａは流路４０によって吸引源４１に接続されている。流路４０には、流路４０を開閉するバルブ４２が設置されている。リング壁３８の内側には周方向に間隔をおいて複数の噴射口３８ａが形成され、各噴射口３８ａは流路４３によって洗浄水供給源４４に接続されている。流路４３には、流路４３を開閉するバルブ４５が設置されている。そして剥離手段１０においては、生成すべきウエーハに保持部３６の吸着チャック３６ａの下面を接触させた状態で、吸引源４１により吸着チャック３６ａの下面に吸引力を生成することにより、生成すべきウエーハを吸着チャック３６ａで吸引保持することができる。また、剥離手段１０は、吸着チャック３６ａでウエーハを吸引保持した状態で第二の昇降手段３４により保持部３６を上昇させることにより、生成すべきウエーハをインゴットから剥離することができる。さらに、剥離手段１０は、インゴットから剥離したウエーハの剥離面に向かって噴射口３８ａから洗浄水を噴射することにより、ウエーハの剥離面を洗浄してウエーハの剥離面から剥離屑を除去することができる。
図４には、剥離層が形成される前の状態におけるインゴット５０が示されている。図示のインゴット５０は、六方晶単結晶ＳｉＣから全体として円柱形状に形成されており、円形状の第一の端面５２と、第一の端面５２と反対側の円形状の第二の端面５４と、第一の端面５２及び第二の端面５４の間に位置する周面５６と、第一の端面５２から第二の端面５４に至るｃ軸（＜０００１＞方向）と、ｃ軸に直交するｃ面（｛０００１｝面）とを有する。図示のインゴット５０においては、第一の端面５２の垂線５８に対してｃ軸が傾いており、ｃ面と第一の端面５２とでオフ角α（たとえばα＝１、３、６度）が形成されている。オフ角αが形成される方向を図４に矢印Ａで示す。また、インゴット５０の周面５６には、結晶方位を示す矩形状の第一のオリエンテーションフラット６０及び第二のオリエンテーションフラット６２が形成されている。第一のオリエンテーションフラット６０は、オフ角αが形成される方向Ａに平行であり、第二のオリエンテーションフラット６２は、オフ角αが形成される方向Ａに直交している。図４（ｂ）に示すとおり、上方からみて、第二のオリエンテーションフラット６２の長さＬ２は、第一のオリエンテーションフラット６０の長さＬ１よりも短い（Ｌ２＜Ｌ１）。なお、剥離層が形成された後に上述の剥離装置２によってウエーハが剥離され得るインゴットは、上記インゴット５０に限定されず、たとえば、第一の端面の垂線に対してｃ軸が傾いておらず、ｃ面と第一の端面とのオフ角が０度である（すなわち、第一の端面の垂線とｃ軸とが一致している）単結晶ＳｉＣインゴットでもよく、あるいはＳｉ（シリコン）やＧａＮ（窒化ガリウム）等の単結晶ＳｉＣ以外の素材から形成されているインゴットでもよい。
上述の剥離装置２でインゴット５０からウエーハを剥離するには、インゴット５０に剥離層を形成する必要があるところ、剥離層形成はたとえば図５に一部を示すレーザー加工装置６４を用いて実施することができる。レーザー加工装置６４は、被加工物を保持するチャックテーブル６６と、チャックテーブル６６に保持された被加工物にパルスレーザー光線ＬＢを照射する集光器６８とを備える。上面において被加工物を吸引保持するように構成されているチャックテーブル６６は、回転手段（図示していない。）で上下方向に延びる軸線を中心として回転されると共に、ｘ軸方向移動手段（図示していない。）でｘ軸方向に進退され、ｙ軸方向移動手段（図示していない。）でｙ軸方向に進退される。集光器６８は、レーザー加工装置６４のパルスレーザー光線発振器（図示していない。）が発振したパルスレーザー光線ＬＢを集光して被加工物に照射するための集光レンズ（図示していない。）を含む。なお、ｘ軸方向は図５に矢印ｘで示す方向であり、ｙ軸方向は図５に矢印ｙで示す方向であってｘ軸方向に直交する方向である。ｘ軸方向及びｙ軸方向が規定する平面は実質上水平である。また、図１に大文字のＸ及びＹで示すＸ軸方向及びＹ軸方向と図５に小文字のｘ及びｙで示すｘ軸方向及びｙ軸方向とは、一致していてもよく相違していてもよい。
図５を参照して説明を続けると、インゴット５０に剥離層を形成する際は、まず、インゴット５０の一方の端面（図示の実施形態では第一の端面５２）を上に向けて、チャックテーブル６６の上面にインゴット５０を吸引保持させる。あるいは、インゴット５０の他方の端面（図示の実施形態では第二の端面５４）とチャックテーブル６６の上面との間に接着剤（たとえばエポキシ樹脂系接着剤）を介在させ、インゴット５０をチャックテーブル６６に固定してもよい。次いで、レーザー加工装置６４の撮像手段（図示していない。）でインゴット５０の上方からインゴット５０を撮像する。次いで、撮像手段で撮像したインゴット５０の画像に基づいて、レーザー加工装置６４のｘ軸方向移動手段、ｙ軸方向移動手段及び回転手段でチャックテーブル６６を移動及び回転させることにより、インゴット５０の向きを所定の向きに調整すると共にインゴット５０と集光器６８とのｘｙ平面における位置を調整する。インゴット５０の向きを所定の向きに調整する際は、図５（ａ）に示すとおり、第二のオリエンテーションフラット６２をｘ軸方向に整合させることによって、オフ角αが形成される方向Ａと直交する方向をｘ軸方向に整合させると共に、オフ角αが形成される方向Ａをｙ軸方向に整合させる。次いで、レーザー加工装置６４の集光点位置調整手段（図示していない。）で集光器６８を昇降させ、図５（ｂ）に示すとおり、インゴット５０の第一の端面５２から生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに集光点ＦＰを位置づける。次いで、オフ角αが形成される方向Ａと直交する方向に整合しているｘ軸方向にチャックテーブル６６を移動させながら、単結晶ＳｉＣに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線ＬＢを集光器６８からインゴット５０に照射する剥離層形成加工を行う。剥離層形成加工を行うと、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すとおり、パルスレーザー光線ＬＢの照射によりＳｉＣがＳｉ（シリコン）とＣ（炭素）とに分離し次に照射されるパルスレーザー光線ＬＢが前に形成されたＣに吸収されて連鎖的にＳｉＣがＳｉとＣとに分離した改質部７０が、オフ角αが形成される方向Ａと直交する方向に連続的に形成されると共に、改質部７０からｃ面に沿って等方的に延びるクラック７２が生成される。
図５及び図６を参照して説明を続けると、剥離層形成加工に続いて、オフ角αが形成される方向Ａに整合しているｙ軸方向に、集光点ＦＰに対して相対的にチャックテーブル６６をクラック７２の幅を超えない範囲で所定インデックス量Ｌｉだけインデックス送りする。そして、剥離層形成加工とインデックス送りとを交互に繰り返すことにより、オフ角αが形成される方向Ａと直交する方向に連続的に延びる改質部７０を、オフ角αが形成される方向Ａに所定インデックス量Ｌｉの間隔をおいて複数形成すると共に、改質部７０からｃ面に沿って等方的に延びるクラック７２を順次生成して、オフ角αが形成される方向Ａにおいて隣接するクラック７２とクラック７２とが上下方向にみて重なるようにする。これによって、インゴット５０の第一の端面５２から生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに、複数の改質部７０およびクラック７２からなる、インゴット５０からウエーハを剥離するための強度が低下した剥離層７４を形成することができる。なお、剥離層７４の形成は、たとえば以下の加工条件で行うことができる。
パルスレーザー光線の波長 ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数 ：６０ｋＨｚ
平均出力 ：１．５Ｗ
パルス幅 ：４ｎｓ
集光点の直径 ：３μｍ
集光レンズの開口数（ＮＡ） ：０．６５
集光点の上下方向位置 ：インゴットの第一の端面から３００μｍ
送り速度 ：２００ｍｍ／ｓ
インデックス量 ：２５０〜４００μｍ
上述の剥離装置２を用いて、剥離層７４が形成されたインゴット５０からウエーハを剥離する剥離方法について説明する。図示の実施形態では図２に示すとおり、まず、剥離層７４に近い端面である第一の端面５２を上に向けて、保持手段４でインゴット５０を保持する。この際は、インゴット５０の第二の端面５４と保持テーブル１４の上面との間に接着剤（たとえばエポキシ樹脂系接着剤）を介在させインゴット５０を保持テーブル１４に固定してもよく、あるいは、保持テーブル１４の上面に吸引力を生成してインゴット５０を吸引保持してもよい。次いで、Ｙ軸方向移動機構１６の第一のモータ２２で第一の移動片２０を移動させ、図１に示すとおり、生成すべきウエーハ（図示の実施形態では第一の端面５２から剥離層７４までの部分）に超音波手段６の端面６ａを対面させる。次いで、第一の昇降手段２８で超音波手段６を下降させ、第一の端面５２と超音波手段６の端面６ａとの間が所定寸法（たとえば２〜３ｍｍ程度）となったら第一の昇降手段２８の作動を停止させる。また、ノズル昇降機構でノズル３２を移動させ、第一の端面５２と端面６ａとの間にノズル３２の出口３２ａを位置づける。次いで、保持テーブル１４をモータで回転させると共に、図７に示すとおり、第一のモータ２２で第一の移動片２０をＹ軸方向に移動させながら、ノズル３２の出口３２ａから第一の端面５２と端面６ａとの間に水を供給して水の層ＬＷを生成すると共に、超音波手段６から超音波を発振する。この際、第一の端面５２全体を超音波手段６が通るように、保持テーブル１４を回転させると共に第一の移動片２０をＹ軸方向に移動させ、剥離層７４全体に亘って超音波を付与する。これによって、水の層ＬＷを介してインゴット５０に超音波を付与することにより、剥離層７４を刺激してクラック７２を伸長させ、剥離層７４の強度を更に低下させることができる。次いで、超音波手段６の作動を停止させると共に水供給源の作動を停止させる。
上記のように、剥離層７４のクラック７２を伸張させた後、第一のモータ２２で第一の移動片２０を移動させ、超音波手段６及びノズル３２をインゴット５０の上方から離間させると共に、第二のモータ２６で第二の移動片２４を移動させ、剥離手段１０をインゴット５０の上方に位置づける。次いで、図８に示すとおり、第二の昇降手段３４で保持部３６を下降させ、第一の端面５２に保持部３６の吸着チャック３６ａの下面を接触させる。次いで、バルブ４２を開けると共に吸着チャック３６ａに接続された吸引源４１を作動させ、吸着チャック３６ａの下面に吸引力を生成し、生成すべきウエーハを吸着チャック３６ａで吸引保持する。次いで、第二の昇降手段３４で保持部３６を上昇させる。これによって、図９に示すとおり、剥離層７４を起点として生成すべきウエーハ７６をインゴット５０から剥離することができる。
上記のように、生成すべきウエーハ７６をインゴット５０から剥離した後、保持部３６の吸着チャック３６ａでウエーハ７６を保持した状態で、ウエーハ７６の剥離面７６ａとインゴット５０の剥離面５０ａとを洗浄する。ウエーハ７６の剥離面７６ａとインゴット５０の剥離面５０ａとを洗浄する際は、バルブ４５を開けて洗浄水供給源４４から洗浄水Ｗを剥離手段１０に供給し、リング壁３８の噴射口３８ａから洗浄水Ｗをウエーハ７６の剥離面７６ａの径方向中心に向かって噴射する。これによって、ウエーハ７６の剥離面７６ａを洗浄水Ｗで洗浄して、ウエーハ７６の剥離面７６ａから剥離屑を除去することができる。また、噴射口３８ａがリング壁３８の周方向に間隔をおいて複数形成されていることから、噴射口３８ａから噴射され保持部３６に保持されたウエーハ７６の剥離面７６ａを洗浄した洗浄水Ｗは、ウエーハ７６の剥離面７６ａの中央部で合流して、保持部３６に保持されたウエーハ７６の直下に位置するインゴット５０の剥離面５０ａに向かって垂下する。そして、インゴット５０の剥離面５０ａに垂下した洗浄水Ｗは、インゴット５０の剥離面５０ａの中央部から剥離面５０ａに沿ってインゴット５０の径方向外方に向かって放射状に流れる。これによって、インゴット５０の剥離面５０ａを洗浄水Ｗで洗浄して、インゴット５０の剥離面５０ａからも剥離屑を除去することができる。
以上のとおり、図示の実施形態における剥離装置２は、インゴット５０を保持する保持手段４と、保持手段４に保持されたインゴット５０に超音波を付与して剥離層７４を刺激する超音波手段６と、生成すべきウエーハを吸引保持する保持部３６と保持部３６から突出して生成すべきウエーハの外周を囲繞するリング壁３８とを備えた剥離手段１０とから少なくとも構成され、リング壁３８の内側には、インゴット５０から剥離されたウエーハ７６の剥離面７６ａに向かって洗浄水Ｗを噴射して洗浄する噴射口３８ａが複数形成されているので、剥離層７４を起点としてインゴット５０からウエーハ７６を容易に剥離することができる共に、ウエーハ７６の剥離面７６ａ及びインゴット５０の剥離面５０ａを同時に洗浄して剥離屑を除去することができ、したがって洗浄時間や洗浄水Ｗの使用量を節約でき、経済的である。
なお、図示の実施形態では、インゴット５０に剥離層７４を形成する際に、オフ角αが形成される方向Ａと直交する方向に集光点ＦＰに対してインゴット５０を相対的に移動させ、かつインデックス送りにおいてオフ角αが形成される方向Ａに集光点ＦＰに対してインゴット５０を相対的に移動させる例を説明したが、インゴット５０と集光点ＦＰとの相対的な移動方向はオフ角αが形成される方向Ａと直交する方向でなくてもよく、また、インデックス送りにおけるインゴット５０と集光点ＦＰとの相対的な移動方向はオフ角αが形成される方向Ａでなくてもよい。また、図示の実施形態では、超音波手段６を昇降させる第一の昇降手段２８とノズル３２を昇降させるノズル昇降機構とが別々の構成である例を説明したが、第一の移動片２０に設けられた共通の昇降機構で超音波手段６及びノズル３２を昇降させるようにしてもよく、あるいはＹ軸方向移動機構１６の枠体１８を昇降させることによって超音波手段６とノズル３２と剥離手段１０とを昇降させるようにしてもよい。
２：剥離装置
４：保持手段
６：超音波手段
１０：剥離手段
３６：保持部
３８：リング壁
３８ａ：噴射口
５０：インゴット
７０：改質部
７２：クラック
７４：剥離層
７６：ウエーハ

Claims (4)

  1. インゴットの端面からインゴットに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに位置づけてレーザー光線を照射し剥離層を形成したインゴットから生成すべきウエーハを剥離する剥離装置であって、
    インゴットを保持する保持手段と、
    該保持手段に保持されたインゴットに超音波を付与して該剥離層を刺激する超音波手段と、
    生成すべきウエーハを吸引保持する保持部と該保持部から突出して生成すべきウエーハの外周を囲繞するリング壁とを備えた剥離手段と、
    から少なくとも構成され、
    該リング壁の内側には、インゴットから剥離されたウエーハの剥離面に向かって洗浄水を噴射して洗浄する噴射口が複数形成されている剥離装置。
  2. 該噴射口から噴射され該保持部に保持されたウエーハの剥離面を洗浄した洗浄水は中央部で合流して垂下し、該保持部に保持されたウエーハの直下に位置するインゴットの剥離面を洗浄する請求項１記載の剥離装置。
  3. インゴットは、ｃ軸とｃ軸に対し直交するｃ面とを有する単結晶ＳｉＣインゴットであり、
    該剥離層は、単結晶ＳｉＣに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を単結晶ＳｉＣインゴットの端面から生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに位置づけて単結晶ＳｉＣインゴットにレーザー光線を照射してＳｉＣがＳｉとＣとに分離した改質部と改質部からｃ面に等方的に形成されるクラックとからなる請求項１記載の剥離装置。
  4. インゴットは、端面の垂線に対してｃ軸が傾きｃ面と端面とでオフ角が形成されている単結晶ＳｉＣインゴットであり、
    該剥離層は、オフ角が形成される方向と直交する方向に改質部を連続的に形成して改質部からｃ面に等方的にクラックを生成し、オフ角が形成される方向にクラックの幅を超えない範囲で単結晶ＳｉＣインゴットと集光点とを相対的にインデックス送りしてオフ角が形成される方向と直交する方向に改質部を連続的に形成して改質部からｃ面に等方的にクラックを順次生成した剥離層である請求項３記載の剥離装置。
JP2017233108A 2017-12-05 2017-12-05 剥離装置 Active JP6959120B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017233108A JP6959120B2 (ja) 2017-12-05 2017-12-05 剥離装置
CN201811451401.3A CN110010519B (zh) 2017-12-05 2018-11-30 剥离装置
KR1020180154374A KR102560277B1 (ko) 2017-12-05 2018-12-04 박리 장치
TW107143481A TWI767094B (zh) 2017-12-05 2018-12-04 剝離裝置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017233108A JP6959120B2 (ja) 2017-12-05 2017-12-05 剥離装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019102676A true JP2019102676A (ja) 2019-06-24
JP6959120B2 JP6959120B2 (ja) 2021-11-02

Family

ID=66847797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017233108A Active JP6959120B2 (ja) 2017-12-05 2017-12-05 剥離装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6959120B2 (ja)
KR (1) KR102560277B1 (ja)
CN (1) CN110010519B (ja)
TW (1) TWI767094B (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10562130B1 (en) 2018-12-29 2020-02-18 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US10576585B1 (en) 2018-12-29 2020-03-03 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US10611052B1 (en) 2019-05-17 2020-04-07 Cree, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods
US11024501B2 (en) 2018-12-29 2021-06-01 Cree, Inc. Carrier-assisted method for parting crystalline material along laser damage region
JP2021176165A (ja) * 2020-05-01 2021-11-04 株式会社ディスコ ウェーハの生成方法
CN114080663A (zh) * 2019-07-10 2022-02-22 东京毅力科创株式会社 分离装置和分离方法
CZ309709B6 (cs) * 2020-12-17 2023-08-09 Disco Corporation Zařízení na výrobu plátků
JP7542917B2 (ja) 2020-11-10 2024-09-02 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112976378B (zh) * 2021-04-26 2021-12-10 曲靖阳光能源硅材料有限公司 一种单晶硅棒截断机
CN115194336B (zh) * 2022-09-15 2022-11-22 西安睿智水射流科技有限公司 一种阳极板贵金属涂层激光剥离回收装置及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009028876A (ja) * 2007-07-30 2009-02-12 Disco Abrasive Syst Ltd 研削装置及び研削装置の観察方法
JP2010205828A (ja) * 2009-03-02 2010-09-16 Kazuo Tanabe ウエーハの剥離方法及びその装置
JP2016049572A (ja) * 2014-08-28 2016-04-11 株式会社荏原製作所 研磨方法および研磨装置
JP2016146448A (ja) * 2015-02-09 2016-08-12 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000094221A (ja) 1998-09-24 2000-04-04 Toyo Advanced Technologies Co Ltd 放電式ワイヤソー
JP5254114B2 (ja) * 2009-04-07 2013-08-07 日鉄住金ファインテック株式会社 ウエハ搬送方法およびウエハ搬送装置
JP2015008191A (ja) * 2013-06-25 2015-01-15 富士電機株式会社 半導体装置の製造方法
JP6399913B2 (ja) 2014-12-04 2018-10-03 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
JP6654435B2 (ja) * 2016-01-07 2020-02-26 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP6633446B2 (ja) * 2016-04-27 2020-01-22 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009028876A (ja) * 2007-07-30 2009-02-12 Disco Abrasive Syst Ltd 研削装置及び研削装置の観察方法
JP2010205828A (ja) * 2009-03-02 2010-09-16 Kazuo Tanabe ウエーハの剥離方法及びその装置
JP2016049572A (ja) * 2014-08-28 2016-04-11 株式会社荏原製作所 研磨方法および研磨装置
JP2016146448A (ja) * 2015-02-09 2016-08-12 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11826846B2 (en) 2018-12-29 2023-11-28 Wolfspeed, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US10576585B1 (en) 2018-12-29 2020-03-03 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US11911842B2 (en) 2018-12-29 2024-02-27 Wolfspeed, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US11024501B2 (en) 2018-12-29 2021-06-01 Cree, Inc. Carrier-assisted method for parting crystalline material along laser damage region
US10562130B1 (en) 2018-12-29 2020-02-18 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US11901181B2 (en) 2018-12-29 2024-02-13 Wolfspeed, Inc. Carrier-assisted method for parting crystalline material along laser damage region
US11219966B1 (en) 2018-12-29 2022-01-11 Wolfspeed, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US11034056B2 (en) 2019-05-17 2021-06-15 Cree, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods
US11654596B2 (en) 2019-05-17 2023-05-23 Wolfspeed, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods
US10611052B1 (en) 2019-05-17 2020-04-07 Cree, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods
US12070875B2 (en) 2019-05-17 2024-08-27 Wolfspeed, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods
CN114080663A (zh) * 2019-07-10 2022-02-22 东京毅力科创株式会社 分离装置和分离方法
JP7569872B2 (ja) 2019-07-10 2024-10-18 東京エレクトロン株式会社 分離装置及び分離方法
JP7417464B2 (ja) 2020-05-01 2024-01-18 株式会社ディスコ ウェーハの生成方法
JP2021176165A (ja) * 2020-05-01 2021-11-04 株式会社ディスコ ウェーハの生成方法
JP7542917B2 (ja) 2020-11-10 2024-09-02 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
CZ309709B6 (cs) * 2020-12-17 2023-08-09 Disco Corporation Zařízení na výrobu plátků

Also Published As

Publication number Publication date
CN110010519A (zh) 2019-07-12
TW201931458A (zh) 2019-08-01
JP6959120B2 (ja) 2021-11-02
KR20190066589A (ko) 2019-06-13
CN110010519B (zh) 2023-09-05
TWI767094B (zh) 2022-06-11
KR102560277B1 (ko) 2023-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2019102676A (ja) 剥離装置
KR102603360B1 (ko) 박리 장치
JP7027215B2 (ja) ウエーハの生成方法およびウエーハの生成装置
JP2019096751A (ja) 剥離装置
KR102691687B1 (ko) 웨이퍼의 생성 방법
CN111203652B (zh) 晶片的生成方法
CN110047746B (zh) 平坦化方法
JP7123583B2 (ja) ウエーハの生成方法およびウエーハの生成装置
JP2019091852A (ja) ウエーハの生成方法およびウエーハ生成装置
JP2018207034A (ja) ウエーハ生成装置
KR102570139B1 (ko) 웨이퍼의 생성 방법 및 웨이퍼의 생성 장치
JP2023116216A (ja) ウエーハの生成方法
JP2024009647A (ja) ウエーハの生成方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201015

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210906

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210914

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211007

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6959120

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250