JP2021052178A - 親基板、ウェーハ複合体、及び結晶性基板並びに半導体デバイスを製造する方法 - Google Patents

親基板、ウェーハ複合体、及び結晶性基板並びに半導体デバイスを製造する方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 親基板、ウェーハ複合体、及び結晶性基板並びに半導体デバイスを製造する方法を提供する。【解決手段】 中央領域（１１０）及びエッジ領域（１８０）を含む親基板（１００）が提供される。エッジ領域（１８０）は中央領域（１１０）を取り囲んでいる。剥離層（１５０）が中央領域（１１０）に形成されている。剥離層（１５０）は、親基板（１００）の主要表面（１０１、１０２）に平行に延びている。剥離層（１５０）は、改質された基板材料を含む。溝（１９０）がエッジ領域（１８０）に形成されている。溝（１９０）は、中央領域（１１０）を側方にて包囲している。溝（１９０）は、剥離層（１５０）に対して垂直に及び／又は傾いて延びている。【選択図】 図５Ｃ

Description

本開示は、結晶性基板、特に結晶性デバイス基板を製造する方法、半導体デバイスを製造する方法、結晶性基板、及び結晶性基板を含むウェーハ複合体に関する。
結晶性半導体基板のような結晶性基板は典型的には標準サイズにて利用可能であり、標準は直径及び厚みを規定する。これに対して、デバイス特性を改善するために、薄い半導体デバイスの最終的な厚さを減らす試みが実施されてきた。例えば、表側と裏側との間において垂直負荷電流を伴うパワー半導体デバイスについては、より薄い半導体ダイは低いオン状態抵抗をもたらし得る。他の試みは、薄い半導体スライスをエピタキシャル成長のためのベースとして用いることにより、基板コストを減らすことを意図している。例えば、分割法は、半導体ブールから薄いスライスを水平方向に分割するか、又は標準ウェーハを水平方向に分割する（ウェーハの双子化）。半導体ウェーハのような結晶性基板は、結晶性基板の鋭いエッジでの欠けを回避し破損の発生を減らすために、僅かに面取りされてもよく、例えば、かど取り及び／又は丸み付けされてもよい。
結晶性基板及び半導体デバイスの製造を改善することについての定常的な必要性がある。
本開示の実施形態は、デバイス基板を製造する方法に関する。中央領域及びエッジ領域を含む親基板が提供される。エッジ領域は中央領域を取り囲んでいる。剥離層が中央領域に形成されている。剥離層は、主要表面に平行に延びている。剥離層は改質された基板材料を含む。溝がエッジ領域に形成されている。溝は、中央領域を側方にて包囲している。溝は、剥離層に対して垂直に及び／又は傾いて延びている。
本開示の更なる実施形態は親基板に関する。親基板は中央領域及びエッジ領域を含む。エッジ領域は中央領域を取り囲んでいる。エッジ領域内の溝が、中央領域を側方にて包囲している。溝は、剥離層に対して垂直に及び／又は傾いて延びている。中央領域において、剥離層は主要表面に平行に延び、溝にて終わる。剥離層は改質された基板材料を含む。
添付の図面は実施形態の更なる理解を提供するために含めており、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する。図面は、結晶性基板、ウェーハ複合体、結晶性基板を製造する方法、及び半導体デバイスを製造する方法の実施形態を示し、明細書と共に実施形態の原理を説明するのに役立つ。更なる実施形態は、以下の詳細な説明及び請求項に記載されている。
一実施形態による、エッジ領域における溝と中央領域における剥離層とを使用して、デバイス基板を製造する方法を示すための結晶性の親基板の概略垂直断面図を示す。 一実施形態による、エッジ領域における溝と中央領域における剥離層とを使用して、デバイス基板を製造する方法を示すための結晶性の親基板の概略垂直断面図を示す。 一実施形態による、エッジ領域における溝と中央領域における剥離層とを使用して、デバイス基板を製造する方法を示すための結晶性の親基板の概略垂直断面図を示す。 一実施形態による、エッジ領域に溝を含む親基板の概略平面図である。 一実施形態による、中央領域とエッジ領域との間に溝を含む、半導体材料からの親基板の一部の概略平面図である。 一実施形態による、様々な形状の溝を有する親基板のエッジ領域の概略垂直断面図である。 一実施形態による、様々な形状の溝を有する親基板のエッジ領域の概略垂直断面図である。 一実施形態による、様々な形状の溝を有する親基板のエッジ領域の概略垂直断面図である。 一実施形態による、様々な形状の溝を有する親基板のエッジ領域の概略垂直断面図である。 一実施形態による、様々な形状の溝を有する親基板のエッジ領域の概略垂直断面図である。 一実施形態による半導体デバイスを製造する方法を示すための、半導体材料をベースにした親基板の、及び親基板を含むウェーハ複合体の、概略垂直断面図である。 一実施形態による半導体デバイスを製造する方法を示すための、半導体材料をベースにした親基板の、及び親基板を含むウェーハ複合体の、概略垂直断面図である。 一実施形態による半導体デバイスを製造する方法を示すための、半導体材料をベースにした親基板の、及び親基板を含むウェーハ複合体の、概略垂直断面図である。 一実施形態による半導体デバイスを製造する方法を示すための、半導体材料をベースにした親基板の、及び親基板を含むウェーハ複合体の、概略垂直断面図である。 一実施形態による半導体デバイスを製造する方法を示すための、半導体材料をベースにした親基板の、及び親基板を含むウェーハ複合体の、概略垂直断面図である。 一実施形態による半導体デバイスを製造する方法を示すための、半導体材料をベースにした親基板の、及び親基板を含むウェーハ複合体の、概略垂直断面図である。 一実施形態による半導体デバイスを製造する方法を示すための、半導体材料をベースにした親基板の、及び親基板を含むウェーハ複合体の、概略垂直断面図である。 層転写及びエピタキシャル成長を含む一実施形態による半導体デバイスを製造する方法を示すための、半導体材料をベースにした親基板の及び親基板を含むウェーハ複合体の概略垂直断面図である。 層転写及びエピタキシャル成長を含む一実施形態による半導体デバイスを製造する方法を示すための、半導体材料をベースにした親基板の及び親基板を含むウェーハ複合体の概略垂直断面図である。 層転写及びエピタキシャル成長を含む一実施形態による半導体デバイスを製造する方法を示すための、半導体材料をベースにした親基板の及び親基板を含むウェーハ複合体の概略垂直断面図である。 基板裏側における溝の形成に関連する一実施形態による半導体デバイスを製造する方法を示すための、半導体材料をベースにした親基板の及び親基板を含むウェーハ複合体の概略垂直断面図である。 基板裏側における溝の形成に関連する一実施形態による半導体デバイスを製造する方法を示すための、半導体材料をベースにした親基板の及び親基板を含むウェーハ複合体の概略垂直断面図である。 エッジトリムを参照した実施形態による、ウェーハ複合体の一部の概略垂直断面図である。 エッジトリムを参照した実施形態による、トリミングツールの概略垂直断面図である。 表側からの溝の形成を参照した更なる実施形態によるウェーハ複合体の一部の概略垂直断面図である。 表側からの溝の形成を参照した更なる実施形態によるウェーハ複合体の一部の概略垂直断面図である。 表側加工を参照した一実施形態による、ウェーハ複合体の概略垂直断面図である。 裏側加工を参照した実施形態によるウェーハ複合体の概略垂直断面図である。 裏側加工を参照した実施形態によるウェーハ複合体の概略垂直断面図である。 裏側加工を参照した実施形態によるウェーハ複合体の概略垂直断面図である。 裏側加工を参照した実施形態によるウェーハ複合体の概略垂直断面図である。 更なる実施形態による、表側及び／又は裏側加工を実施するのに好適なツールアセンブリの概略的ブロック図である。
以下の詳細な説明では添付の図面が参照され、図面は本明細書の一部をなし、図面は、デバイス基板、ウェーハ複合体、デバイス基板を製造する方法、及び半導体デバイスを製造する方法が実現され得る特定の実施形態を例として示す。本開示の範囲から逸脱することなく、更なる実施形態が利用されてもよく、構造的又は論理的な変更がなされてもよいことを理解すべきである。例えば、一実施形態について図示された又は記載された特徴を、更なる実施形態に対して又は更なる実施形態と併せて使用して、なお更なる実施形態を得ることができる。本開示は、そのような修正形態及び変形形態を含むことが意図されている。実施例は特定の用語を使用して記載されているが、これが添付の請求項の範囲を限定すると解釈されるべきではない。図面は縮尺通りではなく、例示のみを目的としている。別途明示されない限り、対応する要素は、異なる図面内において同じ参照符号によって示される。
用語「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などはオープンであり、これら用語は、述べられた構造、要素又は特徴の存在を示すが、追加の要素又は特徴を排除しない。冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」及び「その（ｔｈｅ）」は、文脈が別途明確に示さない限り、複数並びに単数を含むことを意図している。
パラメータに対して与えられる範囲は境界値を含む。例えばａからｂまでのパラメータｙについての範囲は、ａ≦ｙ≦ｂを意味する。少なくともｃの値を有するパラメータｙは、ｃ≦ｙを意味し、最大でｄの値を有するパラメータｙは、ｙ≦ｄを意味する。
化合物又は合金からの層又は構造の主成分は、その原子が化合物又は合金を形成するような元素である。例えば、ニッケル及びシリコンはニッケルシリサイド層の主成分であり、銅及びアルミニウムは銅アルミニウム合金の主成分である。
用語「上に（ｏｎ）」は、「直接上に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」のみを意味すると解釈すべきではない。むしろ、ある要素が別の要素の「上に」ある場合（例えば、ある層が別の層の「上に」、又は基板の「上に」ある場合）、更なる構成要素（例えば、更なる層）が、２つの要素の間に配置されてもよい（例えば、ある層が基板の「上に」ある場合、更なる層が、その層とその基板との間に配置されてもよい）。
用語「パワー半導体デバイス」は、高電圧遮断能力、例えば３０Ｖ、１００Ｖ、６００Ｖ、３．３ｋＶ、又はそれを超える能力、及び少なくとも１Ａ、例えば１０Ａ、又はそれを超える名目オン状態電流又は順方向電流を有する半導体デバイスを指す。
一実施形態によれば、デバイス基板を製造する方法は、親基板を提供することを含んでもよい。親基板は結晶性であってもよい。すなわち、親基板の少なくとも９０％、又は更に少なくとも９５％が、結晶性材料、例えば多結晶性材料又は単結晶性材料を含んでもよい。親基板は中央領域及びエッジ領域を含んでもよい。エッジ領域は中央領域を取り囲んでもよい。例えば、親基板の少なくとも６０％（又は少なくとも７０％、又は少なくとも８０％）が中央領域の一部であってもよい。
親基板（ドイツ語：「Ａｕｓｇａｎｇｓｓｕｂｓｔｒａｔ」）は、単結晶性材料の結晶インゴット（ブール）、又は単結晶性材料のウェーハサイズのスライス（例えば、ウェーハ）であってもよい。親基板は（剥離層内の改質された基板材料を除いて）排他的に単結晶性材料を含んでもよく、又は単結晶性材料から形成される主要部分に加えて、剥離層内の改質された基板材料、及び／又は他の材料の構造、例えば伝導構造及び／又は絶縁構造を含んでもよい。
単結晶性材料は、セラミック、例えばα−Ａｌ２Ｏ３（サファイア）、又は半導体材料であってもよい。半導体材料は、例として、ＩＶ族の元素半導体のいずれか、例えばシリコン（Ｓｉ）若しくはゲルマニウム（Ｇｅ）、ＩＶ族化合物半導体のいずれか、例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）若しくはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、又はＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体のいずれか、例えばヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）若しくは窒化ガリウム（ＧａＮ）であってもよい。
例えば、親基板の材料は、１５Ｒ−ＳｉＣ（１５Ｒポリタイプの炭化ケイ素）、又は六方晶系ポリタイプの炭化ケイ素、例えば２Ｈ−ＳｉＣ、４Ｈ−ＳｉＣ若しくは６Ｈ−ＳｉＣであってもよい。主成分であるシリコン及び炭素に加えて、親基板は、ドーパント原子、例えば窒素Ｎ、リンＰ、ベリリウムＢｅ、ホウ素Ｂ、アルミニウムＡｌ、及び／又はガリウムＧａを含んでもよい。更に、親基板は、不必要な不純物、例えば水素、フッ素、及び／又は酸素を含んでもよい。
例えば、親基板は、未使用の半導体ウェーハ又は処理済みの半導体ウェーハであってもよい。未使用の半導体ウェーハは、例えばソーイングによって結晶インゴットから得られた後であって、特定のタイプの半導体デバイスに特有のいずれかの予備処理の前の半導体ウェーハであってもよい。例えば、未使用の半導体ウェーハは、非特定のプロセス、例えば、エッジの丸み付け処理、かど取り、熱処理、及び／又は表面酸化物を形成するプロセスを受けていてもよい。処理済みの半導体ウェーハは、少なくとも１つの装置固有のプロセス、例えばブランケットドーピング又はパターニングプロセスを受けた後の半導体ウェーハであってもよい。処理済みの半導体ウェーハは、空間的に分離されたドープ領域、絶縁体構造、並びに／又は多結晶性半導体材料、金属及び／若しくは金属化合物を含む導電構造を含んでもよい。
親基板は、同じ形状及びサイズの２つの基本的に平行な主要表面と、２つの主要表面のエッジを接続する横方向外側表面とを有し得る。親基板は、横方向に及ぶ平面内を横方向に延びていてもよい。それに応じて、親基板は、２つの横方向（以下では水平方向とも称する）に沿う表面範囲を有してもよい。親基板は、横方向に直角をなす垂直方向に沿って厚さを有し得る。
本明細書では及び以下では、第１の面を近似する平均的平面と、第２の表面を近似する平均的平面とが、最大で５度（又は最大で２度）の角度をなす場合、第１及び第２の面は「基本的に平行」であり得る。
主要表面は、完全に平面に向けられていてもよい。主要表面と横方向外側表面は、直角エッジを介して接続されていてもよい。代替として、横方向外側表面は、主要表面のうちの一方の表面の方向において、又は主要表面のうちの両方の表面の方向において、面取り、例えばかど取り及び／又は丸み付けされる場合がある。
横方向外側表面は、垂直方向に沿って延びる垂直部分を含んでもよい。垂直部分に加えて、横方向外側表面は、垂直部分と、主要表面のうちの第１の主要表面との間に、かど取りされた１つ以上の部分を含んでもよい。加えて、横方向外側表面は、垂直部分と、主要表面のうちの第２の主要表面との間に、かど取りされた１つ以上の部分を更に含んでもよい。かど取りされた部分の各々が、垂直部分に対して別の傾斜角を有してもよい。代替として、横方向外側表面は、垂直部分と、主要表面のうちの少なくとも第１の主要表面との間に、丸み付けされた部分を含んでもよい。横方向外側表面は、垂直部分とかど取りされた部分との間に、隣接するかど取りされた部分の間に、及び／又はかど取りされた部分と対応する主要表面との間に、１つ以上の丸み付けされた部分を含んでもよい。
表側における第１の主要表面及び裏側における第２の主要表面は、丸み付けされたエッジ有り若しくは無しの多角形（例えば長方形又は六角形）の形状、又は円周に沿ったノッチ又はフラット有り若しくは無しの円の形状を有してもよい。
垂直断面において、横方向外側表面は平面であってもよく、外向きに湾曲していてもよく、及び／又は主要表面への移行部のうちの少なくとも１つに面取り部を含んでもよい。面取り部は、かど取り及び／又は丸み付けされてもよい。
主要表面は、横方向に及ぶ平面内を横方向に延びてもよい。それに応じて、親基板は、２つの直交する横方向に沿う横方向範囲を有してもよく、横方向に直角をなす垂直方向に沿って厚さを有してもよい。
親基板は半導体ウェーハであってもよく、親基板の直径及び厚さは半導体ウェーハ用の生産基準に対応してもよい。親基板の直径は、４インチ（１００ｍｍ）、６インチ（１５０ｍｍ）、７インチ（１７５ｍｍ）、２００ｍｍ（８インチ）、又は３００ｍｍ（１２インチ）であってもよい。
親基板の中央領域は、円形であるか又はほぼ円形の領域であってもよい。親基板が未使用の半導体ウェーハである場合は、少なくとも中央領域は均一にドーピングされていてもよい。前処理された半導体ウェーハの場合は、中央領域は横方向に分離された複数のデバイス領域を含んでもよく、各デバイス領域は、複数のドープ領域、導電構造、及び／又は絶縁構造を含んでもよい。導電構造及び／又は絶縁構造は、親基板上に形成されてもよく、及び／又は第１の主要表面から親基板の中に延びていてもよい。グリッド状のカーフ領域が、親基板の中央領域のデバイス領域を分離してもよい。
エッジ領域は、中央領域と、親基板の横方向外側表面の間にあってもよい。エッジ領域は、中央領域から横方向外側表面まで延びていてもよい。エッジ領域には、デバイス領域がなくてもよい。エッジ領域は中央領域を完全に取り囲んでもよい。エッジ領域は、ほぼ均一の幅を有してもよい。例えば、エッジ領域は、少なくとも１００μｍ、最大でも３ｍｍ、例えば最大でも１ｍｍ、又は最大でも５００μｍの平均幅を有してもよい。エッジ領域が、親基板の横方向外側表面に沿って面取りされた（例えば、かど取りされた及び／又は丸み付けされた）領域を含むか又はその領域によって画定されることが可能であり得る。親基板の面取りされた領域は、横方向外側表面の面取り部分の横方向範囲によって画定されてもよい。例えば、エッジ領域は、例えば、排他的に、横方向外側表面の一部、例えば横方向外側表面の面取り部を含んでもよい。
剥離層が中央領域に形成されてもよい。剥離層は、親基板の主要表面のうちの少なくとも１つに、又は主要表面の両方に平行に延びていてもよい。剥離層は、横方向に及んでいてもよく、及び／又は横方向に平行に延びていてもよい。
剥離層を形成する前、又は後、又はその最中に、溝がエッジ領域に形成されてもよい。剥離層を形成する前に溝の一部が形成され、剥離層を形成した後に溝の更なる一部が形成される、又は逆に、溝を形成する前に剥離層の一部が形成され、溝を形成した後に剥離層の更なる一部が形成されることも可能であり得る。溝は、単一の接続された溝から構成されてもよく、又は互いに水平方向に分離された複数のサブ溝から構成されてもよい。溝は、剥離層が形成される層から外に向かう方向に延びてもよい。
溝は、主要表面のうちの１つから剥離層まで、又は剥離層を越えて延びてもよい。溝の垂直範囲は、剥離層と、溝が形成されるその主要表面との間の距離の少なくとも８０％、例えば少なくとも９５％、且つ最大で１２０％、例えば１０５％であってもよい。例えば、溝の垂直範囲、及び剥離層と溝が形成されるその主要表面との間の距離は、等しくてもよく、又はほぼ等しくてもよい。
いくつかの実施形態では、溝は、主要表面のうちの少なくとも１つから親基板の中へと延びていてもよく、又は主要表面のうちの１つに近い、横方向外側表面の部分から親基板の中に延びていてもよい。溝は、剥離層に対して垂直に及び／又は傾いて、及び／又は横方向に延びてもよい。本明細書では、及び以下では、「傾いた（ｔｉｌｔｅｄ）」は、溝（例えば、溝の主軸）と、剥離層及び／又は横方向とが、少なくとも５度、最大で９０度の角度をなすことを意味し得る。例えば、溝と剥離層とは、５度〜８５度の範囲、例えば５度〜４５度の範囲の角度をなす。
「垂直」溝については９０度の角度も実現される。溝の主軸は、溝が主に中央領域から離れる方向に延びる際に沿う方向であり得る。例えば、溝は、主軸に沿って中央領域から離れる方向に最大範囲を有し得る。主軸は、親基板の円周方向に直角をなして又は少なくとも傾いて延びていてもよい。
溝は、内側溝側壁及び外側溝側壁を含んでもよい。内側溝側壁は外側溝側壁よりも、中央領域の近くに配置されてもよい。いくつかの実施形態では、溝は剥離層にて終わってもよく、剥離層は溝にて終わってもよい。剥離層は、内側溝側壁と接触していてもよい。いくつかの実施形態によれば、溝は先細になっていてもよく、溝のブラインド端部と剥離層の外側エッジとが合流してもよい。
剥離層は改質された基板材料を含んでもよい。改質された基板材料は、複数の横方向に分離された改質されたゾーンを形成してもよい。改質されたゾーンの各々が、改質されたラインに沿って構成されてもよい。いくつかの実施形態では、剥離層は、改質されたラインに沿って構成され、改質されていない基板材料によって分離された複数の横方向に分離された改質されたゾーンを含んでもよい。例えば、改質されたゾーンの各々が、親基板の中へのレーザービームの基本的に単一の照射により生じた複数の改質された領域を含んでもよい。改質された領域の少なくとも一部又は全部が、それらに隣接する改質された領域に接続されてもよく及び／又はそれらに重なり合っていてもよい。加えて又は代替として、隣接する改質された領域の少なくとも一部又は全部が、改質されていない基板材料によって互いに分離されていることがあり得る。すなわち、改質された領域の少なくとも一部又は改質された領域の全部が、隣接する改質された領域と重なり合っていない場合がある。改質されたラインは、互いに平行に延びてもよい。改質されたゾーン（例えば、改質されたライン）は、内側溝側壁にて終わっていてもよい。別の実施例によれば、改質されたゾーンと溝の底部は合流してもよい。
改質された基板材料は、親基板の材料の主成分を含んでもよい。例えば、改質された基板材料は、改質されていない材料とは異なる相、例えば単結晶相とは異なる相を有してもよい。例えば、改質されたゾーンは、多結晶の形の、非晶質の形の、及び／又は基板材料の基本成分の混合物としての、基板材料の主成分を含んでもよい。例えば、改質された基板材料は、非晶質及び／若しくは多結晶の形の元素シリコン、並びに／又は非晶質及び／若しくは多結晶の形の炭素を含んでもよい。
いくつかの実施形態によれば、剥離層は、高い多孔率の、例えば少なくとも２０％の多孔率の構造、及び／又は注入誘起の結晶損傷を有する構造を含んでもよい。注入誘起の結晶損傷は、例えば、水素原子で修飾された結晶欠陥を含んでもよい。
溝は中央領域を側方にて包囲しもよい。例えば、溝は中央領域を側方にて完全に包囲してもよい。溝は、中央領域のためのフレームを形成してもよい。溝は、完全な円周に沿ってほぼ均一な半径方向範囲（幅）を有してもよい。溝は、完全な円周に沿ってほぼ均一な深さを有してもよい。溝が複数のサブ溝を含む場合、サブ溝は中央領域の完全な円周に沿ってほぼ等しい幅及び／又は等しい深さを有してもよい。水平面において、溝は円形部分を含んでもよく、又は直交するライン部分を有するほぼ円形の部分を近似してもよい。
例えば、溝は、水平面において完全な円を形成してもよい。円の直径は、水平基板形状の最大内接円（ドイツ語：「ｇｒｏｅｓｓｔｅｒ ｅｉｎｇｅｓｃｈｒｉｅｂｅｎｅｒ Ｋｒｅｉｓ」）より小さくてもよく、これは外周に沿って１つ以上のフラットを含んでもよい。溝は、垂直であってもよく、又は円の中央の方向に傾いていてもよく、溝の主軸と水平面との間の角度が、５度〜４５度、例えば１５度〜４５度の範囲にあってもよい。溝は、主要表面が互いに平行に延びている、エッジ領域の部分に、排他的に形成されてもよい。代替として、溝は、エッジ領域の面取りされた及び／又は丸み付けされた部分に、部分的に又は完全に形成されてもよい。例えば、溝は、横方向外側表面に全体的に又は部分的に形成されてもよい。
他の実施例によれば、溝は１つ以上の直線部分及び１つ以上の円弧を含んでもよく、１つ以上の直線部分及び１つ以上の円弧は互いに補完して閉じた形になる。円弧の直径は、水平基板形状の最大内接円と比較して小さい、等しい、又は大きくてもよく、この形状は外周に沿って１つ以上のフラットを含んでもよい。溝の直線部分の各々が、１つのフラットに平行に延びていてもよい。溝は、垂直であってもよく、又は円の中央の方向に傾いていてもよく、溝の主軸と水平面との間の角度が、５度〜４５度、例えば１５度〜４５度の範囲にあってもよい。溝は、主要表面が互いに平行に延びている、エッジ領域の一部に、排他的に形成されてもよい。代替として、溝は、エッジ領域の面取りされた及び／又は丸み付けされた領域に、部分的に又は完全に形成されてもよい。例えば、溝は、横方向外側表面に全体的に又は部分的に形成されてもよい。
溝は、親基板の中央領域（例えば、横方向中央）の方に置かれた側に内側溝側壁を含んでもよい。溝は、中央領域から一定距離を置いて形成されてもよい。溝と中央領域との間の距離は、円周全体に沿って均一であってもよい。別の実施例によれば、内側溝側壁は、中央領域とエッジ領域との間の境界又は移行を示し得る。溝の幅は、少なくとも１０μｍであってもよい。溝の深さ（例えば、主軸に沿った溝の範囲）は、１０μｍ〜数百μｍの範囲にあってもよい。
円周方向溝と、内側溝側壁と接触する剥離層との組み合わせは、その後、親基板をデバイス基板と再生基板とに分割することを促進してもよく、デバイス基板と再生基板は、剥離層を横方向に通って延びる、及び／又は剥離層に沿って延びる、及び／又は剥離層に基本的に平行に延びる分割面に沿って分離する。溝は、横方向外側表面に近い、剥離層の部分の形成に悪影響を与え得るエッジ効果を回避する又は少なくとも減衰させ得る。
一実施形態によれば、親基板は分割面に沿って、例えば剥離層において分割されてもよい。分割面は、剥離層を分割面の上の部分に（例えば、第１の親基板部分）、及び分割面の下の部分（例えば、第２の親基板部分）に垂直に分けてもよい。分割は、親基板を第１の親基板部分（デバイス基板）と第２の親基板部分（再生基板）とに分ける。第１の親基板部分は、第１の主要表面から分割面へと延びる親基板部分を含んでもよい。第２の親基板部分は、分割面から第２の主要表面へと延びる親基板部分を含んでもよい。
溝のおかげで、分割プロセスは、エッジ効果から独立し得る。このようなエッジ効果は、分割プロセスの歩留まりに悪影響を与え得る。加えて、溝の形状を介して、デバイス基板の横方向外側表面の形状、又は再生基板の横方向外側表面の形状を画定させることが可能である。横方向外側表面が溝によって画定されない基板部分を、リング状の補強部分によって形成することも可能である。補強部分は、懸念される基板部分の中央部分よりも大きな垂直範囲を有してもよい。
すなわち、分割プロセスから得られるデバイス基板は、横方向外側表面に沿って本質的に面取りされたエッジを有する場合がある、及び／又は、補強リングを伴って形成される場合がある。面取りされたエッジ及び／又は補強リングの形成は、付加的なプロセスを必要とせず、分割プロセス単独によって既に達成されている。面取りされたエッジは、標準的な面取りツールがアクセスできない厚さを有するデバイス基板においてさえ、横方向外側表面に沿った欠けの発生及び破損の発生を減らし得る。補強リングは、分割プロセス後にデバイス基板を機械的に安定化させ得る。
加えて又は代替として、分割プロセスから得られる再生基板は、本質的に面取りされたエッジを有してもよく、及び／又は分割プロセス後に再生基板を安定化させる補強リングを含んでもよい。再生基板の横の寸法、例えば直径は親基板のそれと同様であってもよく、それにより、再生基板の再加工及び／又は再利用において、標準ツールを、そのような標準ツールの設定の変更なく又は重要ではない変更のみで使用することができる。
例えば、溝が完全に又は部分的に横方向外側表面内に形成されてもよく、水平面に対して約４５度〜５度の角度で傾いて延びている場合、再生基板とデバイス基板の両方の直径はほぼ同じであってもよい。デバイス基板と再生基板の両方が同じツールで取り扱われてもよく、再生基板は、デバイス基板又は親基板と殆ど同じ方法で更に処理されてもよい。
一実施形態によれば、エッジ領域において、親基板の主要表面間の距離が、親基板の横方向中央までの距離の増加と共に及び／又は中央領域までの距離の増加と共に減少してもよい。換言すれば、親基板は、横方向外側表面が、主要表面のうちの少なくとも１つへの移行部にて面取りされた、半導体ウェーハであってもよい。面取り部は、丸み付けされていてもよい又は丸み付けされていなくてもよい、かど取りを含んでもよい。面取りは、親基板の輸送又は取り扱い中のクラック発生、及び／又はエッジ欠け効果を減らすことに寄与し得る。他の実施例によれば、親基板の主要表面間の距離は、エッジ領域内で一定であってもよい。
円周方向溝は、剥離層の形成を、剥離層のための形成プロセスに面取りが及ぼす影響から切り離すことができる。例えば、レーザー誘起損傷層形成（光学制約及び微小クラック長）の性質に起因して、レーザー誘起結晶損傷を含有する剥離層を形成する際に、レーザー誘起結晶損傷が横方向外側表面に十分な程度に到達するようにすることは困難な場合がある。剥離層が横方向外側表面に十分な程度に到達していない場合は、分割プロセス中に横方向外側表面からクラックが侵入することは困難な場合があり、したがって歩留まりは深刻な場合がある。剥離層が円周方向溝にて終わることにより、剥離層が横方向外側表面にて終わる必要性を排除することが可能である。
横方向外側表面から始めて半導体材料を除去し得るエッジトリムプロセス以外に、主要表面のうちの１つの方向から親基板の中に延びる円周方向溝は、処理の初期段階で形成されてもよい。具体的には、溝を形成するために、表側におけるウェーハ処理のための標準ツール、例えば、デバイス領域を互いに分離するダイシングツール、又はエッジトリムツールを使用してもよい。溝の形成は、僅かな又は中程度の努力で既存の製造ラインに容易に組み込むことができる。
親基板を補助キャリアに接着させている接着材料を除去し得る水平層エッチプロセスを除いて、主要表面のうちの１つから親基板の中に延びる円周方向溝は、接着材料を除去することなく、且つ親基板及び／又は溝を形成するために使用するツールを汚染し得る、接着材料の残留物無く形成することができる。
一実施形態によれば、溝は、親基板の表側における第１の主要表面から親基板の中に延びていてもよい。表側は、半導体デバイスの表側メタライゼーション、例えば、パワー半導体デバイスのソース電極及びゲート電極が形成される、パターン形成される基板の側であり得る。この場合、例として、ＤＢＧ（研削前ダイシング）プロセスのフレームワークにおけるプレダイシングプロセスに適合するツールのいずれかを用いて、僅かな又は中程度の追加の努力で溝が形成され得る。分割プロセスの歩留まりは、僅かな又は中程度の追加の努力だけで大幅に向上し得る。他の実施例によれば、溝は、親基板の表側とは反対側の第２の主要表面から親基板の中に延びていてもよい。
一実施形態によれば、溝は内側溝側壁を含んでもよい。内側溝側壁は、親基板の横方向中央及び／又は中央領域の方に置かれている。内側溝側壁は、垂直の又はほぼ垂直の側壁区画を含んでもよい。文脈中、用語「垂直の（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」及び「傾いた、傾斜した（ｔｉｌｔｅｄ）」は、横方向に対する、側壁区画の方向を指し得る。剥離層は、垂直側壁区画をカットし得る。換言すれば、剥離層、例えばレーザー誘起された結晶損傷を含む剥離層の改質されたゾーンは、垂直側壁区画にて終わっていてもよい。
剥離層が、内側溝側壁を直交して又はほぼ直交してカットすることにより、内側溝側壁を起源として親基板の横方向中央の方向へと至るクラックの伝播が支えてもよい。分割プロセスを、高信頼性で且つ高歩留まりで実施することが可能である。
一実施形態によれば、溝は、親基板の横方向外側表面から離隔配置されてもよい。換言すれば、溝は、横方向外側表面から一定距離を置いて形成されてもよい。例えば、溝は、ダイシングブレード及び／又はレーザーアブレーションツール（例えば、レーザーダイシングツール）を使用して、小さい追加費用で形成され得る。第１又は第２の主要表面における溝の開口部が、半径方向に幅を有してもよい。溝の開口部の幅は、少なくとも１０μｍ（又は少なくとも３０μｍ）から最大で１ｍｍ、典型的には最大で３００μｍ、又は最大で１００μｍの範囲にあってもよい。例えば、溝の開口部は、３０μｍ〜６０μｍの範囲の幅を有してもよい。溝が剥離層に達するように、溝の垂直範囲が選択されてもよい。例えば、溝の垂直範囲は、１０μｍ〜２００μｍの範囲、例えば２０μｍ〜１２０μｍの範囲（例えば、６０μｍ〜１２０μｍ、又は３０μｍ〜６０μｍ）であってもよい。
一実施形態によれば、溝は、横方向外側表面から内向きに延びていてもよい。換言すれば、溝は、その内側溝側壁が、主要表面から親基板の中へと延びる唯一の溝側壁を形成する片側凹部を形成する。溝は、内側溝側壁を起点として、内側溝側壁から横方向外側表面へと延びるほぼフラットな溝底部を有してもよい。内側溝側壁と溝底部との間の移行部は曲がっていてもよい。溝の半径方向範囲は、内側溝側壁から親基板の外周までの距離に対応する。溝の半径方向範囲は、エッジ領域の幅の少なくとも９０％、最大でも１１０％であり得る。例えば、溝の半径方向範囲は、少なくとも１０μｍ（又は少なくとも３０μｍ）から最大で１ｍｍ、典型的には最大で３００μｍ、又は最大で１００μｍの範囲にあってもよい。溝の垂直範囲は、１０μｍ〜２００μｍの範囲、典型的には２０μｍ〜１２０μｍの範囲（例えば、６０μｍ〜１２０μｍ、又は３０μｍ〜６０μｍ）であってもよい。
溝底部は、主要表面に平行であってもよく、又は主要表面に対して傾斜していてもよく、それによりエッジ領域における親基板の残りの部分が面取りされている、例えば丸み付け有り又は無しでかど取りされている。
溝を形成することは、螺旋カット、又は従来のダイシングツール、例えばラウンドカット用のダイシングブレードを用いた様々な直径での一連のラウンドカットを含んでもよく、内側溝側壁と横方向外側表面との間の材料は、完全に除去されてもよい。
別の実施例によれば、エッジかど取りツールは、内側溝側壁と横方向外側表面との間の材料を（例えば、材料を完全に、又は材料の少なくとも９０％を）除去し得る。エッジかど取りツールは研削ツールであってもよく、研削パッドの凹部の形状は溝の垂直断面形状と相補的であってもよい。デバイス基板が外側横方向表面に沿って面取りを有して形成されるように、及び／又は再生基板が外側横方向表面に沿って面取りを有して形成されるように、凹部が形成されてもよい。
一実施形態によれば、溝を形成することは、レーザー支援材料除去を含んでもよい。レーザー支援材料除去は、レーザービームを第１の主要表面の方向に及び／又は第１の主要表面に導くことを含んでもよい。追加的な又は代替的な実施形態では、レーザー支援材料除去は、レーザービームを第２の主要表面の方向に及び／又は第２の主要表面に導くことを含んでもよい。後者の場合、親基板は表側を下にして補助キャリアに取り付けられてもよい。
更なる追加的な又は代替的な実施形態では、レーザー支援材料除去は、レーザービームを第１の主要表面の方向に及び／又は第１の主要表面に導くことを含んでもよい。後者の場合、親基板は表側とは反対の側を下にして補助キャリアに取り付けられてもよい。
一般に、レーザー支援材料除去は、レーザービームによって親基板の材料の脆弱化及び／又は除去を含み得る。レーザー支援材料除去は、レーザー支援アブレーション（例えば、レーザーダイシング）又はレーザー支援エッチプロセスを含んでもよく、又はそれらのうちの少なくとも１つであってもよい。レーザー支援アブレーションは通常は、溶解、及び／又は蒸発、及び／又はレーザービームを用いた材料の昇華による材料除去を利用する。レーザー支援エッチプロセスは、溝が形成される予定の領域における親基板の材料を脆弱化及び／又は変換することを含み得る。次いで、脆弱化された材料は、例えば、エッチングによって除去されてもよい。
一般に、レーザービームは、親基板の横方向中央の方向に導かれてもよい。例えば、レーザービームは、水平方向に対して、又は垂直方向と水平方向の両方に対して傾いていてもよい。垂直方向とレーザービームの伝搬軸との間の角度は少なくとも３０度であってもよい。他の実施形態では、垂直方向とレーザービームの伝搬軸との間の角度は、最大で１０度、例えば最大で５度、又は０度であってもよい。レーザービームは、少なくとも２００ｎｍ、最大で４５０ｎｍの間のピーク波長を有する紫外レーザービームであってもよい。他の実施形態では、レーザービームは、可視レーザービーム、又は例えば少なくとも１μｍ、最大で１．８μｍの波長を有する赤外線レーザービームであってもよい。より長い波長も可能であり得る。
湾曲した内側溝側壁を有する溝が形成されるように、レーザー支援材料除去が制御されてもよい。内側溝側壁は、溝に対して内向きに湾曲していてもよい。レーザー支援材料除去のアブレーション量は、機械式ダイシングツールにより溝を形成するプロセスのアブレーション量と比較して小さい場合がある。
いくつかの実施形態では、分割プロセスは、エッジ欠けの影響を最初から受け難い場合がある、本質的に外向きに湾曲した横方向外側表面を有するデバイス基板を形成し得る。分割プロセスは、その側壁が好ましくは浅い及び／又は湾曲している場合がある補強リングを有する再生基板を形成し得る。換言すれば、補強リングがエッジ欠けから受ける影響を最初からより小さくできるように、補強リングが急峻な側壁及び／又は矩形の外側エッジを含まないことが可能である。補強リングは、薄い再生基板の高い歩留まりでの再加工及び／又は再利用を促進し得る。
いくつかの実施形態では、分割プロセスは、エッジ欠けの影響を最初から受け難い、本質的に外向きに湾曲した横方向外側表面を有する再生基板を形成し得る。デバイス基板は、その側壁が好ましくは浅い及び／又は湾曲している場合がある補強リングを有して形成され得る。換言すれば、補強リングがエッジ欠けから受ける影響を最初からより小さくできるように、補強リングが急峻な側壁及び／又は矩形の外側エッジを含まない。補強リングは、デバイス基板から得られる非常に薄いデバイス基板の高歩留まりでの更なる処理を促進し得る。
デバイス基板と再生基板の両方に対して取り外し及び取り扱いの安定性を大幅に向上させることができる。溝を第２の主要表面から形成することにより、いかなる接着材料も除去せずに、又は親基板を補助キャリアに一時的に機械的に接続するために使用される僅かな接着材料だけを除去して、良好に進捗させ得る。
一実施形態によれば、方法は、補助キャリアと親基板とを接続させることを含む。親基板の第１の主要表面は、補助キャリアの加工面に向けられる。換言すれば、親基板の第１の主要表面は、補助キャリアの加工面に面している。補助キャリアと親基板は、第１の主要表面に溝を形成した後に、及び／又は第２の主要表面に溝を形成する前に、機械的に接続されてもよい。溝を形成して親基板を分割することにより、補助キャリアが全く影響を受けないようにすることができる。補助キャリアは、僅かな又は中程度の努力で再加工及び再利用され得る。
補助層及び親基板は直接接合されてもよく、又は高い熱安定性を有する接合層が親基板の第１の主要表面と補助キャリアの加工面を接合してもよい。
一実施形態によれば、補助キャリアと親基板とを接続することは、補助キャリアの加工面と親基板の中央領域との間に接着構造を形成することを含んでもよい。例えば、接着材料は、補助キャリアの加工面又は親基板の第１の主要表面のうちの少なくとも１つの上に堆積されてもよい。接着材料は親基板の中央領域に及び／又は加工面の中央部分に堆積されてもよく、加工面の中央部分はサイズ及び形において親基板の中央領域に対応する。接着材料がエッジ領域に塗布されないことがあり得る。例えば、接着材料はパターン形成された堆積プロセスで堆積されてもよく、又は接着材料は親基板のエッジ領域に一時的にだけ堆積され、その後にエッジ領域から除去されてもよい。
特に、分割プロセスのために、溝は完全に又は大部分は接着剤がなくてもよい。分割プロセスは、接着から影響を受けないままであってもよく、接着材料の残留物が、分割プロセスによって自由になることは無いことが可能である。
一実施形態によれば、補助キャリアと親基板とを接続することは、補助キャリアの加工面と親基板の第１の主要表面との間に接着剤層を形成することを含んでもよい。例えば、接着剤層は第１の主要表面の全体にわたって形成されてもよい。分割の前に、接着剤層のエッジ部分は、中央領域の接着剤層の中央部分対して選択的に解放及び／又は除去されてもよい。エッジ領域にだけ有効な補助放射ビームは、外側溝側壁から外向きに延びている周辺接着剤部分の下方で熱を局所的に発生させることができ、周辺接着剤部分を解放することができる。別の実施例によれば、粘着力は、エッジ領域において、例えばエッジ領域全体において、及び／又は溝を含めて解放されてもよい。周辺接着剤部分の除去及び／又は解放の後、接着材料が、分割プロセスにおける、剥離層の中へのクラックの侵入を遮断しない可能性がある。
一実施形態によれば、半導体デバイスを製造する方法は、上述したような方法に従って、親基板からデバイス基板、例えば結晶性デバイス基板を提供することを含んでもよい。親基板は、半導体材料を含んでもよい。親基板は、面取りされた半導体ウェーハであってもよい。半導体デバイスは、デバイス基板の一部から形成されてもよい。薄い半導体デバイスが、高価な半導体材料の小さい損失で形成され得る。
一実施形態によれば、親基板は中央領域及びエッジ領域を含んでもよい。エッジ領域は中央領域を取り囲んでもよい。親基板は、上述したような親基板のいずれであってもよい。例として、親基板は結晶性半導体材料を含んでもよく、又はそれから構成されてもよい。
親基板の中央領域において、剥離層が、主要表面に平行に延びていてもよい。剥離層は改質された基板材料を含んでもよい。剥離層は、上述の剥離層のいずれであってもよい。
親基板のエッジ領域において、溝は、中央領域を横方向に取り囲んでもよく及び／又は包囲してもよい。溝、例えば溝の主軸は、剥離層に対して垂直に及び／又は傾いて延びてもよい。溝は、上で説明した又は以下で説明する通りの溝のいずれかであってもよい。例えば、溝は、上で説明した又は以下で説明する通りの方法で形成されていた場合がある。剥離層は、溝にて終わってもよい。例えば、剥離層は、溝の内側溝側壁にて終わってもよい。
一実施形態によれば、親基板の主要表面間の距離が、親基板の横方向中央までの距離の増加と共に減少してもよい。
一実施形態によれば、溝は内側溝側壁を含んでもよい。内側溝側壁は、垂直側壁区画を含んでもよい。剥離層は、垂直側壁区画をカットし得る。溝は、親基板の外側エッジから離隔配置されてもよい。代替として、溝は親基板の横方向外側表面から内向きに延びていてもよい。
一実施形態によれば、内側溝側壁は、溝に対して内向きに湾曲していてもよい。それに応じて、剥離層と第１の主要表面間との間の第１の基板部分は、外向きに湾曲していてもよい。溝は、親基板の第１の主要表面から又は第２の主要表面から親基板の中へと延びていてもよい。
例えば、溝は、水平面内で完全な円を形成してもよい。円の直径は、親基板の水平形状の最大内接円より小さくてもよく、親基板は外周に沿って１つ以上のフラットを有してもよい。溝は、垂直であってもよく、又は円の中央の方向に傾いていてもよく、溝の主軸と水平面との間の角度が１５度〜４５度の範囲にあってもよい。溝は、主要表面が互いに平行に延びている、親基板の一部に排他的に形成されてもよい。代替として、溝は、表側と反対側との間の距離が減少する部分に、例えば、親基板が面取り及び／又は丸みを示す部分に、部分的に又は完全に形成されてもよい。例えば、溝は、親基板のエッジに沿って面取りされた及び／又は丸み付けされた部分に、完全に又は部分的に形成されてもよい。
他の実施例によれば、溝は１つ以上の直線部分及び１つ以上の円弧を含んでもよく、１つ以上の直線部分及び１つ以上の円弧は互いに補完して閉じた形になる。円弧の直径は、親基板の水平形状の最大内接円と比較して小さい、等しい、又は大きくてもよく、この形状は外周に沿って１つ以上のフラットを含んでもよい。溝の直線部分の各々が、１つのフラットに平行に延びていてもよい。溝は、垂直であってもよく、又は円の中央の方向に傾いていてもよく、溝の主軸と水平面との間の角度が１５度〜４５度の範囲にあってもよい。溝は、主要表面が互いに平行に延びている、エッジ領域の一部に、排他的に形成されてもよい。代替として、溝は、親基板の面取りされた及び／又は丸み付けされた領域に、部分的に又は完全に形成されてもよい。例えば、溝は、横方向外側表面に全体的に又は部分的に形成されてもよい。
一実施形態によれば、ウェーハ複合体は、上述したような親基板と、補助キャリアとを含んでもよい。補助キャリアは親基板に付着されてもよく、親基板の第１の主要表面は補助キャリアの加工面に向けられている。換言すれば、第１の主要表面は、加工面に面している。
一実施形態によれば、ウェーハ複合体は、補助キャリアと親基板の中央領域との間に接着構造を含んでもよい。接着構造は、補助キャリアと親基板のエッジ領域との間に存在しなくてもよい。
更なる実施形態によれば、加工装置は、プロファイルセンサユニット及びレーザースキャンユニットを含んでもよい。プロファイルセンサユニットは、親基板に関する形状情報を得てもよい。例えば、プロファイルセンサユニットは、親基板の水平形状に関する情報を得てもよい。特に、プロファイルセンサユニットは、親基板の円周に沿うノッチ若しくはフラットの位置及び／又は寸法に関する情報を得てもよく、ノッチ又はフラット以外は、親基板は残りの部分に円形の水平形状を有してもよい。
レーザースキャンユニットは、レーザービームを親基板上に導いてもよい。レーザービームのレーザービーム軸が、親基板の露出した主要表面に対して傾いていてもよい。露出した主要表面とレーザービーム軸との間の角度は、少なくとも１０度、最大で９０度であってもよい。レーザービームが親基板の横方向中央の方向に導かれるように、傾斜角が向けられている。
レーザービームの照射部位は、親基板の外側エッジに近くてもよい。例えば、レーザービームは露出した主要表面のエッジ域を照射してもよく、エッジ域は露出した主要表面の最外部の３ｍｍを含むリング状のストライプである。代替として、レーザービームは、親基板の横方向外側表面に照射されてもよい。代替として、レーザービームの照射部位は、エッジ域と横方向表面領域の両方と重なり合ってもよい。
親基板上のレーザービームのトラックが、プロファイルセンサユニットから得られた形状情報の関数として制御可能である。特に、レーザービームは、プロファイルセンサユニットによって検出されたノッチ又はフラットに追従してもよい。
一実施形態によれば、加工装置は、親基板の主要表面を可逆的に接続するのに適合されたステージユニットを含んでもよい。ステージユニットはレーザービームに対して移動可能であってもよく、及び／又はレーザービームが親基板の円周に沿ってトラックを追従し得るように、レーザービームはステージユニットに対して移動可能であってもよい。レーザービームとステージユニットとの間の相対運動は、回転運動、半径方向運動、及び／又は直交する２方向での線形運動を含んでもよい。加工装置は、上述したようないかなるタイプの溝の形成をも促進する。
本願明細書において記載されている方法の実施形態が、本願明細書において記載されている結晶性基板の実施形態を製造するために使用されてもよい。方法及び／又は結晶性基板の、少なくともいくつかの実施形態において、以下の特徴が（適用可能であれば）、単独で又は組み合わせて当てはまる。
（ｉ）剥離層は、溝にて終わる及び／又は溝と直接接触している。
（ｉｉ）溝を形成することは、レーザー支援材料除去、例えばレーザー支援エッチプロセス及び／又はレーザーアブレーション（例えば、レーザーダイシング）を含む。
（ｉｉｉ）レーザー支援材料除去は、親基板の第１又は第２の主要表面の中へとレーザービームを導くことを含む。
（ｉｖ）レーザー支援材料除去は、レーザービームを、完全に又は部分的に、親基板の横方向外側表面の中へと導くことを含み、レーザービームの伝搬方向と水平面との間の角度は少なくとも２０度、例えば少なくとも３０度である。
（ｖ）レーザー支援材料除去は、レーザービームを、完全に又は部分的に、親基板の横方向外側表面の中へと導くことを含み、レーザービームの伝搬方向と水平面との間の角度は最大で７５度、例えば最大で６０度である。
（ｖｉ）レーザービームは、垂直方向に対して基本的に平行に延びる。
（ｖｉｉ）エッジ領域は、親基板のかど取りされた外側領域によって画定される及び／又はそれに対応する。
（ｖｉｉｉ）溝底部と内側溝側壁との間の移行部は、丸み付けされてもよい。
図１Ａ〜図１Ｃは、結晶性親基板１００の表側に形成された溝１９０を有する実施形態を示す。
図１Ａの親基板１００は、セラミック、例えばサファイアα−Ａｌ２Ｏ３、又は半導体、例えば六方晶系ポリタイプの炭化ケイ素、を含んでもよい。親基板１００は、結晶ブールからカットされた後の未使用の基板であってもよく、又は処理済みの基板、例えば半導体ウェーハであってもよい。表側における第１の主要表面１０１、及び裏側における第２の主要表面１０２は、主として互いに平行に延びている。第２の主要表面１０２は、第１の主要表面１０１と同じ形状及びサイズを有してもよい。第１及び第２の主要表面１０１、１０２は、ほぼ平面であってもよく、又はひだ付きであってもよい。第１の主要表面１０１及び／又は第２の主要表面１０２は、親基板１００の六方晶系の結晶格子の平面に対して約４度の結晶軸からの傾斜を有して傾いていてもよい。横方向外側表面１０３が、第１の主要表面１０１のエッジと第２の主要表面１０２のエッジを接続する。
親基板１００は、中央領域１１０、及び中央領域１１０と横方向外側表面１０３の最外エッジとの間のエッジ領域１８０を含んでもよい。中央領域１１０は複数のデバイス領域１１５を含んでもよい。エッジ領域１８０にはデバイス領域１１５がない。
デバイス領域１１５は、行及び列に構成されている。グリッド状のカーフ領域１１６が、デバイス領域１１５を互いに横方向に分離している。各デバイス領域１１５は、集積回路を画定する少なくともいくつかの構造を含んでもよい。集積回路は、パワー半導体デバイスであってもよい。各デバイス領域１１５は、親基板の半導電性主要部分上に形成された構造を含んでもよい。例えば、表側メタライゼーションが、半導電性主要部分上に形成されてもよい。表側メタライゼーションは、パワー半導体デバイスの第１の負荷電極、及び適用可能であれば、制御電極、例えばＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）、又はＪＦＥＴ（接合電界効果トランジスタ）のゲート電極を含んでもよい。
溝１９０は、エッジ領域１８０に形成されている。剥離層１５０が中央領域１１０に形成されている。剥離層１５０は、溝１９０の前に、又はその後に形成されてもよい。例えば、剥離層１５０は、溝１９０に近い領域での剥離層１５０の形成に影響を及ぼし得るエッジ効果を回避するために、溝１９０の前に形成されてもよい。別の実施例によれば、溝１９０は剥離層１５０の前に形成されてもよく、溝１９０の形成は、表側処理と組み合わされてもよく、剥離層の形成は、裏側プロセス、例えば裏側からのレーザー処理と組み合わされてもよい。
図１Ｂに示す剥離層１５０は、親基板の材料を改質された形で含む改質された構造を含んでもよい。改質された構造は、多孔性材料、注入誘起の結晶損傷、及び／又はレーザー誘起の材料改質を含んでもよい。改質されたストライプは、非改質材料のストライプによって横方向に分離される。加えて、剥離層は、主結晶面に沿って、例えばａ−平面に沿って延びる微小クラックを含んでもよい。微小クラックは、改質されたストライプで始まってもよく、及び／又は改質されたストライプのごく近傍を通過してもよい。
剥離層１５０と第１の主要表面１０１との間の第１の距離ｄ１は、溝１９０の第１の垂直範囲ｖ１より小さくてもよい。溝１９０は、半導体デバイスを製造する分野における表側処理に好適なツールによって形成されてもよい。例えば、溝１９０は、エッジトリムホイール、ダイシングブレード、及び／又はパターン形成されたエッチプロセス、例えば反応性イオンビームエッチングを使用して形成されてもよい。代替として、溝は、溝１９０を形成するために設計された専用ツールによって、例えば垂直な又は傾斜したレーザービームを用いたプラズマエッチングによって形成されてもよい。溝１９０、例えば溝１９０の主軸１９４は、垂直方向１０４に平行に延びている。
溝１９０を形成する前又は後に、（例示されない）グリッド状のダイシンググリッドが、カーフ領域１１６に形成されてもよい。ダイシンググリッドは、第１の主要表面１０１から親基板１００の中へと延びていてもよい。ダイシンググリッドの垂直範囲は、第１の主要表面１０１と剥離層１５０との間の第１の距離ｄ１より小さくてもよい。
図示した例では、溝１９０は、表側における第１の主要表面１０１から親基板１００の中へと延びている。（例示されない）他の実施例によれば、溝１９０は、裏側における第２の主要表面１０２から親基板１００の中へと延びている。
図示した例では、溝１９０は、親基板１００の中へと垂直に延びている。（例示されない）他の実施例によれば、溝１９０は、垂直方向に対して５度〜８５度の範囲にある角度で親基板１００の横方向中央の方向に傾いており、溝１９０は、第１の主要表面１０１から又は第２の主要表面１０２から親基板１００の中へと延びていてもよい。
図示した例では、溝１９０は、水平表面区画から親基板１００の中へと延びている。（例示されない）他の実施例によれば、溝１９０は部分的に又は完全に、第１の主要表面の非水平表面区画から又は第２の主要表面１０２の非水平表面区画から親基板１００の中へと延びており、溝１９０は、垂直であるか、又は垂直方向に対して５度〜８５度の範囲にある角度で親基板１００の横方向中央の方向に傾いていてもよい。非水平表面区画は、面取りされた及び／又は丸み付けされた表面部分であってもよい。
分割プロセスは、結晶性親基板１００を、ひだ付きの分割面１５５に沿って分割し得る。分割面１５５は、剥離層１５０の内部に形成される。剥離層１５０が、親基板１００の材料のレーザー誘起改質に基づく場合は、分割プロセスは体積格子応力（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ ｌａｔｔｉｃｅ ｓｔｒｅｓｓ）の印加を含んでもよい。体積格子応力は、超音波を介して又は熱機械的応力を発生させることによって印加されてもよい。例えば、ポリマー箔が、第１の主要表面１０１に又は第２の主要表面１０２に付着されてもよい。親基板１００及びポリマー箔は、ポリマー箔のガラス転移温度を下回る温度に冷却され得る。ポリマー箔は収縮して親基板１００中に体積格子応力を誘起する。機械的応力は、主格子平面、例えばａ−平面に沿って伝播するマイクロスケールのクラックの伝播を誘起し、しかも、存在する微小クラックが、剥離層１５０を通って主に横方向に延びるひだ付きの分割面１５５に合流する。分割面１５５の生成は、溝１９０内における、剥離層１５０の露出したエッジで始まる。固体材料で充填されていないが流体で充填されていてもよい溝１９０の急峻な側壁が、再現可能性が非常に高い分割プロセスの過程を促進し得る。
図１Ｃに示すように、図１Ｂの親基板は、第１の親基板部分と第２の親基板部分とに分割される。第１の親基板部分（デバイス基板４１０）は、親基板１００の、図１Ｂの第１の主要表面１０１と、分割面１５５との間の部分を含む。第２の親基板部分（再生基板４２０）は、親基板１００の、分割面１５５と、図１Ｂの第２の主要表面１０２との間の部分を含む。
デバイス基板４１０は、第１の剥離層部分４１６、及び横方向外側表面４１３を有する第１の基板部分４１５を含む。再生基板４２０は、第２の基板部分４２５、及び第２の剥離層部分４２６を含む。再生基板４２０は、再生基板４２０の外周に沿って第２の剥離層部分４２６から上方に突出する補強リング４２７を含む。
図２は、円筒状の親基板１００の概略平面図を示す。単なる実施例として、親基板１００の横方向外側表面１０３はフラット部分１０６を含む。他の実施形態では、横方向外側表面１０３は、ノッチ部分を含んでもよく又は複数のフラット部分を含んでもよい。溝１９０は中央領域１１０を完全に取り囲んでもよい。溝１９０は、円形部分１９９及び線形部分１９８を含んでもよい。円形部分１９９は、円のセグメントを形成してもよく又は近似してもよく、円の中心が、親基板１００の横方向中央１０５と一致している。線形部分１９８は、横方向外側表面１０３のフラット部分１０６に平行に延びてもよい。円形部分１９９及び線部分１９８は、互いに補完して中断のない連続するフレームになり得る。
円形部分１９９は、円のセグメントを形成してもよく、点対称のプロセス、例えばラウンドカット又はエッジトリムによって形成されてもよい。代替として、円形部分１９９は、溝１９０が円のセグメントを近似する階段状のラインに追従するように、直交する線形区画を含んでもよく、円形部分１９９は、例えば、第１の主要表面１０１上にエッチマスクを生成するための、デカルト座標を使用するプロセスツールによって形成されてもよい。
（例示されない）別の実施例によれば、溝１９０は円であってもよい。
図３は、デバイス領域１１５と、デバイス領域１１５を互いに横方向に分離するグリッド状のダイシンググリッド１１７とを含む中央領域１１０を示す。デバイス領域１１５をエッジ領域１８０から分離する溝１９０は、ダイシンググリッド１１７のライン区画を横方向に投影したところに、直交する線形部分を含んでもよい。溝１９０は、ダイシンググリッドよりも大きな垂直範囲を有してもよい。溝１９０は、ダイシンググリッド１１７のライン区画よりも大きな横方向幅を有してもよく、及び／又はダイシンググリッド１１７のライン区画とは別の垂直断面形状を有してもよい。一実施形態によれば、溝１９０は、ダイシンググリッド１１７から横方向に分離されていてもよい。
図４Ａ〜図４Ｅは、第１の主要表面１０１から親基板１００の中に延びている溝１９０、並びに溝１９０に対する剥離層１５０の予想される位置の垂直断面を示す。親基板１００は、第１の主要表面１０１の外側エッジと、横方向外側表面１０３の最外エッジにおける直線状の垂直部分との間の面取り部１８５を含む。面取り部１８５は、横方向外側表面１０３の一部をなす。溝１９０の主軸１９４は、垂直に延びているか又は垂直方向１０４に対して傾いている。
図４Ａでは、溝１９０は、横方向外側表面１０３から内向きに延びている。溝１９０は、第１の主要表面１０１の横方向中央の方に置かれた内側溝側壁１９１だけを有する。溝１９０の半径方向範囲（幅）は、内側溝側壁から親基板の外周までの距離に等しい。溝の半径方向範囲は、エッジ領域の幅の少なくとも９０％、最大でも１１０％であり得る。
溝底部１９５は、およそ、第１の主要表面１０１に平行な平面内を延びていてもよい。他の実施例によれば、溝底部１９５は、横方向外側表面１０３までの距離の減少と共に、僅かに下降してもよく、又は僅かに上昇してもよい。
溝底部１９５と内側溝側壁１９１との間の移行部は丸み付けされてもよく、丸み付けの半径ｒ１は、０．５μｍ〜５０μｍの範囲、典型的には１μｍ〜１５μｍの範囲、又は２０μｍ〜３０μｍの範囲にあり得る。溝底部と内側溝側壁との間の、この丸み付けされた移行部は、溝を準備するために使用されるツール（例えば、ダイシングツール、トリミングツール、及び／又は研削ツール）により生じてもよい。ツールの機械的磨耗ゆえに、溝は、精密にカットされない場合があり、むしろ丸められる。ツールによって生じる半径は、溝を準備するときに、例えば、溝の幅及び／又は垂直範囲を画定するときに考慮されてもよい。第１の主要表面１０１と丸みとの間に、内側溝側壁１９１は、垂直な又はほぼ垂直な側壁区画１９３を含んでもよい。剥離層１５０は、垂直側壁区画１９３にある内側溝側壁１９１をカットしてもよい。
図４Ｂ及び図４Ｃは、対称的に形成された内側溝側壁１９１及び外側溝側壁１９２を有する溝１９０に関する。親基板の横方向中央を基準にした、半径方向での溝１９０の幅は、図４Ｂで図示するように段階的に、又は図４Ｃで図示するように連続的に、第１の主要表面１０１までの距離の増加と共に減少し得る。第１の主要表面１０１における溝１９０の開口部は、半径方向に幅を有する。
第１の主要表面１０１と剥離層１５０との間の内側溝側壁１９１の一部は、剥離層１５０を通る分割面に沿って分割することにより親基板１００から得ることができるデバイス基板４１０の横方向外側表面４１３を画定する。段階状の又は傾斜した溝側壁１９１は、デバイス基板４１０に対して改良されたエッチプロファイルをもたらす。取り外す最中のエッジ欠け及び破壊の危険性は、分割プロセスの直後の、少なくとも、デバイス基板４１０を取り扱うプロセスステップにおいて減らすことができる。傾斜した及び／又は段階状の内側溝側壁１９１は、薄い及び超薄の基板部分のエッジのかど取りを促進し得る。薄い又は超薄の基板部分は、通常のウェーハ直径の範囲内の直径、及び最大で１２０μｍ、例えば最大で８０μｍ、又は更には最大で６０μｍの厚さを有してもよい。外側溝側壁１９２は、再生基板４２０の補強リング４２７の内側側壁の形状を画定してもよい。
図４Ｄ〜図４Ｅは、非対称の内側及び外側溝側壁１９１、１９２に関する。例えば、内側溝側壁１９１は、外側溝側壁１９２よりも急峻な区画を含んでもよい。急峻な又は殆ど垂直な側壁区画１９３において、剥離層１５０は、直交して又はほぼ直交して内側溝側壁１９１をカットして、体積格子応力によって誘起される分割プロセスの信頼性を高めてもよい。垂直側壁区画１９３の上方及び／又は下方において、内側溝側壁１９１は、僅かに丸み付け又はかど取りされていてもよい。外側溝側壁１９２は、内側溝側壁１９１よりも大幅に浅くてもよい。面取り部１８５及び内側溝側壁１９１は、補強リング４２７の側壁を画定する。浅い側壁を有する補強リング４２７は、欠けに対して堅牢な場合があり、再生基板４２０の取り扱いの複雑さの低減を促進する場合がある。
図４Ｅでは、溝１９０は、傾斜レーザービームを使用し得るプラズマエッチングによって形成されてもよい。溝１９０は、第１の主要表面１０１までの距離の増加と共に先細になってもよい。内側溝側壁１９１は湾曲していてもよい。湾曲は、溝１９０に対して内向きに、デバイス基板４１０に対して外向きに延びていてもよい。加えて、外側側壁１９２は、溝１９０に対して外向きに湾曲していてもよく、補強リング４２７に対して内向きに湾曲していてもよい。剥離層１５０は、先細の溝１９０の盲端部において又はその近傍で終わってもよい。
（例示されない）他の実施例によれば、図４Ａ〜図４Ｅを参照して記載されるように、溝１９０は第２の主要表面１０２から親基板１００の中へと延びている。
図５Ａ〜図５Ｇは、半導体デバイス、例えば垂直炭化ケイ素パワー半導体デバイスを製造する方法を示す。
図５Ａは、標準直径を有し標準厚さを有する、処理された面取りされた炭化ケイ素ウェーハであってもよい親基板１００を示す。親基板１００は、中央領域１１０と、中央領域１１０を取り囲むエッジ領域１８０とを含む。エッジ領域１８０は、中央領域１１０を横方向外側表面１０３から分離する。エッジ領域１８０において、親基板１００は面取り部１８５を含む。面取り部は、かど取りされた平面及び／又は丸み付け、例えば、隣接したかど取りされた平面間の丸み付け、及びかど取りされた平面と主要表面１０１、１０２との間の丸み付けを含んでもよい。
中央領域１１０は複数のデバイス領域１１５を含む。エッジ領域１８０にはデバイス領域１１５がない。デバイス領域１１５は、行及び列に構成されており、グリッド状のカーフ領域１１６が、デバイス領域１１５を互いに横方向に分離している。各デバイス領域１１５において、いくつかのドープ領域が形成されてもよい。例えば、親基板１００は第１の導電型のバックグラウンドドーピングを有してもよく、各デバイス領域１１５は、相補的な第２の導電型の１つ以上のエミッタ領域１２０を含んでもよい。エミッタ領域１２０は、第１の主要表面１０１と接触していてもよい。エミッタ領域１２０は、パワー半導体ダイオードのアノード領域であってもよく、又はトランジスタセルを含むパワースイッチングデバイスのボディー領域を含んでもよい。表側メタライゼーション１７１が、第１の主要表面１０１の上に形成されてもよい。表側メタライゼーション１７１は、エミッタ領域１２０と接触していてもよい。層間誘電体１６０の一部は、表側メタライゼーション１７１の一部と第１の主要表面１０１との間に形成されていてもよい。（例示されない）パシベーション構造は、表側メタライゼーション１７１のエッジを被覆してもよい。溝１９０がエッジ領域１８０に形成されていてもよい。
図５Ｂは、第１の主要表面１０１から親基板１００の中へと延びている溝１９０を示す。溝１９０は、第１の主要表面１０１の水平主要区画に形成されてもよく、一例として、図４Ａ〜図４Ｅを参照して記載されるような断面形状のいずれかを有してもよい。加えて、（例示されない）グリッド状のダイシンググリッドがカーフ領域１１６に形成されてもよく、ダイシンググリッドの垂直範囲は溝１９０の垂直範囲より小さくてもよい。
補助キャリア３００が親基板１００の表側に取り付けられてもよい。例えば、接着剤層２００が、補助キャリア３００を、表側メタライゼーション１７１を有する第１の主要表面１０１上に接着接合させてもよい。接着層２００は、一時的な接合／剥離接着剤から形成されてもよい。例えば、液体グルーが、親基板１００の表側上に塗布されてもよい。グルーは、溝１９０と、表側メタライゼーション１７１の隣接部分間の空隙とを少なくとも部分的に充填してもよい。プリベークは、グルーを乾燥させてもよく、及び／又はグルーに含有される溶媒の一部を除去してもよい。補助キャリア３００を、乾燥されたグルーの露出した上面と接触させてもよい。乾燥されたグルーは、例えば紫外線放射を用いた照射により硬化されて接着剤層２００が形成されてもよい。
レーザービーム８００が、親基板１００の露出した第２の主要表面１０２に導かれて、図５Ａに示すような中央領域１１０に剥離層１５０が形成されてもよい。
図５Ｃは、補助キャリア３００の加工面３０１に表側が接着接合された親基板１００を含むウェーハ複合体８９０を示す。補助キャリア３００は、ガラスプレート、サファイアプレートであってもよく、又は親基板１００の主要部分の材料からのプレートを含んでもよい。例えば、補助キャリア３００は、多結晶性の又は結晶性の炭化ケイ素を含んでもよい。接着剤層２００は、表側メタライゼーション１７１の隣接部分間の空間を充填してもよい。接着剤層２００は、溝１９０を充填してもよく、親基板１００の面取り部１８５から補助キャリア３００の加工面３０１へと及ぶメニスカスを形成してもよい。
レーザービーム８００は親基板１００の裏側にける第２の主要表面１０２を通って侵入し、剥離層１５０内に改質された構造１５１を形成する。改質された構造１５１は、親基板１００の半導体材料、例えば元素シリコンと、元素炭素、例えば非晶質炭素との別の相を含んでもよい。改質された構造１５１は、断面平面に対して直交して延びる改質されたストライプを形成してもよい。加えて、剥離層１５０は、レーザービーム８００による熱的加熱、及び／又は半導体材料の相変化による体積膨張によって誘起される機械的応力によって発生する微小クラック１５４を含んでもよい。剥離層１５０は、内側溝側壁１９１をカットする。換言すれば、剥離層１５０の微小クラック１５４は、内側溝側壁１９１にて終わってもよい。
図５Ａ〜図５Ｃに示す実施例によれば、溝１９０は、表側を下にして親基板１００を補助キャリア３００に付着させる前に、親基板１００の表側に形成される。（例示されない）他の実施例によれば、溝１９０は、表側を下にして親基板１００を補助キャリア３００に付着させた後に、親基板１００の裏側に形成される。
剥離層１５０を形成する前又は後に、図５Ｄに示すように、補助放射ビーム８１０が、接着構造２００の周辺接着剤部分２８０へと導かれてもよい。例えば、補助放射ビーム８１０は、補助キャリア３００を通して排他的に周辺接着剤部分２８０へと導かれてもよい。
図５Ｅは、周辺接着剤部分２８０の除去後の、親基板１００及び補助キャリア３００を含むウェーハ複合体８９０を示す。中央の接着剤部分は、親基板１００と補助キャリア３００とを接続する接着構造２１０を形成する。溝１９０には固体材料がなく、流体で、例えば周囲空気又はプロセスガスで充填されてもよい。
体積格子応力によって誘起される分割プロセスが実行される。体積格子応力は、超音波の適用により、又はポリマー箔を親基板１００の裏側における第２の主要表面１０２に取り付けて、ポリマー箔のガラス転移温度を下回る温度まで冷却することにより、誘起されてもよい。
図５Ｆに示すように、図５Ｅの剥離層１５０はひだ付きの分割面１５５に沿って分割され、内側溝側壁１９１にて終わる。第１の主要表面１０１と分割面１５５との間にある第１の親基板部分は、２００μｍ未満、例えば１００μｍ未満、又は５０μｍ未満の厚さを有するデバイス基板４１０を形成してもよい。デバイス基板４１０から、薄いデバイス基板が後述するように得られ得る。第２の主要表面１０２と分割面１５５との間にある第２の親基板部分は、再生基板４２０を形成する。再生基板４２０から、更なるデバイス基板が好適なプロセスによって得られ得る。
ひだ付きの分割面１５５は、例えば研削されて及び／又は例えば化学的／機械的研磨プロセスで研磨されて、及び／又は水素を含有する雰囲気中での熱処理によって、平坦化されてもよい。平坦化プロセスは、ダイシンググリッドがＤＢＧ手法に従って形成されているならば、ダイシンググリッドを露出させることを含んでもよい。垂直パワー導体デバイスを完成させるための裏側処理が実施されてもよい。裏側処理は、少なくとも１つの導電型のドーパントを注入し、裏側メタライゼーションを形成することを含んでもよい。
図５Ｇは、図５Ｆのデバイス基板４１０から得られた処理されたデバイス基板４５０を示す。処理されたデバイス基板４５０は、裏側表面４５２に沿って形成された高濃度でドープされた接触領域１２９、及び接触領域１２９とエミッタ領域１２０との間に形成された電圧維持層１２１を含む。電圧維持層１２１は、低濃度にドープされたドリフト領域、及び／又は垂直方向に延びる比較的高濃度にドープされたｐ型コラム及びｎ型コラムを有するスーパージャンクション構造を含んでもよい。裏側メタライゼーション１７２は、裏側表面４５２上に形成されてもよい。
図６Ａ〜図６Ｃはエピタキシープロセスと組み合わせた層転写プロセスに関し、転写層は上述の通りに分割プロセスによって半導体ウェーハから得られてもよい。
溝１９０は、例えばエッジトリムによって、親基板１００のエッジ領域１８０において形成される。親基板１００の表側における第１の主要表面１０１は、補助キャリア３００に取り付けられる。例えば、第１の主要表面１０１と補助キャリア３００の加工面３０１とは、互いに直接接合されてもよい。例示した実施形態によれば、熱的に安定な接合層２５０が、親基板１００の第１の主要表面１０１と補助キャリア３００の加工面３０１との間に設けられてもよい。剥離層１５０は、上述のように親基板１００内に形成されている。
図６Ａは、内側溝側壁１９１にて終わっている剥離層１５０を示す。補助キャリア３００と親基板１００とを機械的に接続する接合層２５０は、例として、シリコン窒化物層、窒化ケイ素を含有する構造層、高濃度にドープされた結晶性炭化ケイ素を含む層、及び／又は多結晶性炭化ケイ素であってもよく、又はそれらを含んでもよい。補助キャリア３００は、親基板１００の材料から構成されてもよく又は含んでもよい。親基板１００が炭化ケイ素の結晶である場合、補助キャリア３００もまた炭化ケイ素の結晶、例えば結晶品質が劣る炭化ケイ素の結晶であってもよい。
上述したような分割プロセスは、図６Ａの剥離層１５０を通って水平に延びるひだ付きの分割面１５５に沿って、第２の親基板部分（再生基板４２０）を第１の親基板部分（デバイス基板４１０）から分離する。
図６Ｂに示すように、デバイス基板４１０のひだ付きの分割面１５５は、ある程度は研磨及び／又は平坦化されてもよく、リブの高さは低減されてもよい。デバイス基板４１０は、エピタキシープロセスのための出発層として好適な転写層を示す。エピタキシャル層が、デバイス基板４１０上に形成されてもよい。表側処理が、エピタキシャル層中に及び／又はエピタキシャル層上に集積回路の構造を形成してもよい。
図６Ｃは、デバイス基板４１０と、デバイス基板４１０上でのエピタキシャル成長によって得られたエピタキシャル層４３０とを含む、処理されたデバイス基板４５０を示す。エミッタ領域１２０、層間誘電体１６０、及び表側メタライゼーション１７１が、上述したようなエピタキシャル層４３０内に及び／又はエピタキシャル層４３０上に形成されてもよい。
処理されたデバイス基板４５０は、補助キャリア３００から分離されてもよい。例えば、接合層２５０は選択的に除去されてもよく、又は補助キャリア３００の上部への更なるレーザー誘起分割プロセスが効果的であり得る。
図７Ａ〜図７Ｂは、親基板１００を補助キャリア３００上に取り付けた後に、溝１９０を形成する方法に関する。
図７Ａに示すように、親基板１００は、図５Ａを参照して記載されているような親基板であってもよい。親基板１００は、表側を下にして、接着剤層２００を介して補助キャリア３００に接続されてもよい。傾斜レーザービーム８００が、裏側から第２の主要表面１０２上へと導かれてもよい。
レーザービーム８００は、第２の主要表面１０２上に垂直に照射されてもよく、第２の主要表面１０２から親基板１００の中へと延びる垂直溝が形成されてもよい。溝１９０は、図２及び図４Ａ〜図４Ｆを参照して、第１の主要表面１０１から親基板１００の中へと延びる溝について述べたような形状のいずれかを有してもよい。
例示した実施形態によれば、レーザービーム８００の伝搬軸８０１は、垂直方向１０４に対して傾斜角βだけ傾けられている。傾斜角βは、例として１０度〜８０度の範囲にあってもよい。レーザービーム８００はプラズマエッチを誘起してもよく、プラズマエッチを制御して、剥離層１５０の平面にて終わる先細の溝１９０を形成してもよい。代替として、溝１９０は、剥離層１５０の平面をカットしてもよく、及び／又は剥離層１５０から数マイクロメートルだけ、僅かに横方向に場所がずれてもよい。例えば、第２の主要表面１０２に対する溝１９０の垂直範囲は、第２の主要表面１０２と剥離層１５０との間の第２の距離ｄ２に等しいか又はそれより大きくてもよい。
内側溝側壁１９１の形状及び外側溝側壁１９２の形状は、プラズマエッチのパラメータ、例えばエネルギー、角度、照射域、によって制御されてもよい。例えば、内側溝側壁１９１は、溝１９０に対して内向きに湾曲していてもよく、第２の主要表面１０２と剥離層１５０との間の、親基板１００の部分に対して外向きに湾曲していてもよい。それに応じて、外側溝側壁１９２は、溝１９０に対して内向きに、及び第１の主要表面１０１と剥離層１５０との間の基板部分に対して外向きに延びるように形成されていてもよい。
図７Ａ〜図７Ｂに示す実施例によれば、溝１９０は、表側を下にして親基板１００を補助キャリア３００に付着させた後に、親基板１００の裏側に形成される。（例示されない）他の実施例によれば、溝１９０は、表側を下にして親基板１００を補助キャリア３００に付着させる前に、親基板１００の表側に形成される。
図８Ａは、面取り部１８５を有する親基板１００と、溝１９０と、内側溝側壁１９１の垂直側壁区画１９３をカットする剥離層１５０とを含むウェーハ複合体８９０の一部を示す。面取り部１８５は、外側横方向表面１０３の一部である。親基板１００の第１の主要表面１０１と補助キャリア３００の加工面３０１との間に形成される接着剤層２００が、親基板１００と補助キャリア３００とを機械的に接続する。
親基板１００を補助キャリア３００に取り付ける前に溝１９０を形成することは、細片のアブレーションを回避し、既存のツール、例えば従来のエッジトリマーで実行することができる。エッジトリミングプロセスは、比較的高速且つ安価であり得る。エッジトリミング用の既存のツールは、プロセスラインにプロセスを迅速に組み込むことを可能にする。補助キャリア３００は無傷のままであり、大掛かりな再加工無しで再利用され得る。
図８Ｂは、かど取りホイールエッチトリマーの研削パッド８５０を示す。研削パッド８５０の凹部８５１の形状は親基板１００の外側横方向表面１０３を形作ってもよく、親基板１００の表側に溝１９０が形成される。加えて、研削パッド８５０は、デバイス基板４１０の外側横方向表面、及び再生基板４２０に沿って、かど取りを形作ってもよい。複数の凹部８５１が、プロセス時間を減らし得る。
図９Ａでは、溝１９０は、第１の主要表面１０１から親基板１００の中へと延びている。溝１９０は、横方向外側表面１０３から一定距離を置いて形成されている。溝１９０を形成することは、ラウンドカットブレードを用いたカットを含んでもよい。溝１９０を形成することは、加えて又は代替として、横方向外側表面１０３のフラット部分に平行な部分における線形ダイシング及び／又は研削を含み得る。代替として、溝１９０は、以下のうちの少なくとも１つによって形成されてもよい：
（ｉ）例えばＵＶ（紫外線）レーザー放射を用いる、レーザーアブレーションプロセス又はレーザー支援エッチプロセス、（ｉｉ）プラズマ及び／又はパターン形成されたエッチプロセス、例えばＲＩＥ（反応性イオンビームエッチング）、及び／又は（ｉｉｉ）放電加工（ＥＤＭ）及び／又は電解放電加工（ＥＣＤＭ）。
図９Ｂによれば、螺旋カット又は様々な直径での複数のラウンドカットが、横方向外側表面１０３まで外向きに延びる溝１９０を形成し得る。
図１０は、表側微細加工によって形成される溝１９０を示す。プロセスは、傾斜レーザービームを使用したＵＶアブレーションを使用してもよい。アブレーション量は比較的少なくてもよく、面取りされたデバイス基板４１０と面取りされた補強リング４２７を有する再生基板４２０との両方が形成されてもよい。
図１１Ａ〜図１１Ｄは、裏側微細加工を使用する実施形態に関する。プロセスは、傾斜レーザービームを使用したＵＶアブレーションを使用してもよい。プロセスは、親基板１００を補助キャリア３００に取り付けた後に実施されてもよい。傾斜レーザービーム８００は、面取りされた再生基板４２０とデバイス基板４１０の両方を、面取りされた補強リング４１７と共に形成するために制御されてもよい。アブレーションレーザービーム８００の照射部位は、好ましく面取りされた再生基板４２０と好ましく形作られた補強リング４１７の両方を提供するように選択されてもよい。代替として又は加えて、アブレーションレーザービーム８００の照射部位は、接着剤層の一部のアブレーションを完全に又は大幅に回避するように選択されてもよい。
溝１９０を形成することは、レーザー支援材料除去を含んでもよく、レーザー支援材料除去は、レーザービームを、完全に又は部分的に、親基板１００の横方向外側表面１０３上へと導くことを含んでもよく、レーザービームの伝搬方向と水平面との間の傾斜角は少なくとも２０度、例えば少なくとも３０度である。
図１１Ａでは、溝１９０は、第２の主要表面１０２の最外エッジから、剥離層１５０の横方向端部の方向へと延びている。
図１１Ｂでは、垂直方向１０４とレーザービーム８００のレーザービーム軸８０１との間の傾斜角βは約３０度である。照射部位は、第２の主要表面１０２の厳密に水平な主要部分の範囲に完全に入っている。
図１１Ｃでは、傾斜角βは約３０度であり、照射部位は主に第２の主要表面１０２の僅かに面取りされた部分の中にあり、ある程度は横方向外側表面１０３上にある。
図１１Ｄにおいて、傾斜角βは約７５度である。照射部位は、完全に横方向外側表面１０３上である。
図１１Ａ〜図１１Ｄに図示される実施例の各々では、表側を下にして親基板１００を補助キャリア３００に付着させた後に、溝１９０が親基板１００の裏側に形成される。（例示されない）他の実施例によれば、溝１９０は図示したものと同様に形成されるが、表側を下にして親基板１００を補助キャリア３００に付着させる前に、親基板１００の表側に形成される。
図１２は、結晶性親基板の円周に沿った傾斜レーザーアブレーションのための加工装置９００を任意の水平断面で概略的に示す。プロファイルセンサユニット９１０は、親基板１００の形状に関する形状情報を得てもよい。スキャンユニット９３０は、垂直方向に対して１０度〜８０度の角度にて親基板に照射されるレーザービーム８００を生成してもよく、親基板上のレーザービーム８００の照射部位の位置を制御してもよい。親基板を含むウェーハ複合体８９０は、ステージユニット９４０上に一時的に載置されてもよい。ステージユニット９４０は、プロファイルセンサユニット９１０及びスキャンユニット９３０に対する、ウェーハ複合体８９０の回転及び／又は線形移動を可能にしてもよい。
制御ユニット９２０は、プロファイルセンサユニット９１０から得られた、及び適用可能であればステージユニット９４０から得られた情報を処理してもよく、ウェーハ複合体８９０の表面上の望ましい経路をレーザービーム８００が追従するように、スキャンユニット９３０とステージユニット９４０との間の相対的な移動を制御してもよい。
図４Ａ〜図４Ｅ、図１０、及び図１１Ａ〜図１１Ｄを参照して記載されているように、加工装置９００は、上述したような溝のいずれか、特に溝１９０の形成を可能にする。
１００ 親基板
１０１ 第１の主要表面
１０２ 第２の主要表面
１０３ 横方向外側表面
１０４ 垂直方向
１０５ 横方向中央
１０６ フラット部分
１１０ 中央領域
１１５ デバイス領域
１１６ カーフ領域
１１７ ダイシンググリッド
１２０ エミッタ領域
１２１ 電圧維持層
１２９ 接触領域
１５０ 剥離層
１５１ 改質された構造
１５４ 微小クラック
１５５ 分割面
１６０ 層間誘電体
１７１ 表側メタライゼーション
１７２ 裏側メタライゼーション
１８０ エッジ領域
１８５ 面取り部
１９０ 溝
１９１ 内側溝側壁
１９２ 外側溝側壁
１９３ 垂直側壁区画
１９４ 主軸
１９５ 溝底部
１９８ 線形部分
１９９ 円形部分
２００ 接着剤層
２１０ 接着構造
２５０ 接合層
２８０ 周辺接着剤部分
３００ 補助キャリア
３０１ 加工面
４１０ デバイス基板
４１３ 横方向外側表面
４１５ 第１の基板部分
４１６ 第１の剥離層部分
４１７ 補強リング
４２０ 再生基板
４２５ 第２の基板部分
４２６ 第２の剥離層部分
４２７ 補強リング
４３０ エピタキシャル層
４５０ デバイス基板
４５２ 裏側表面
６００ 半導体デバイス
８００ レーザービーム
８０１ レーザービーム軸
８０５ レーザービーム軸
８１０ 補助放射ビーム
８５０ 研削パッド
８５１ 凹部
８９０ ウェーハ複合体
９００ 加工装置
９１０ プロファイルセンサユニット
９２０ スキャンユニット
９３０ スキャンユニット
９４０ ステージユニット

Claims (20)

  1. デバイス基板を製造する方法であって、
    中央領域（１１０）及びエッジ領域（１８０）を備える親基板（１００）を提供することであって、前記エッジ領域（１８０）は前記中央領域（１１０）を取り囲んでいる、ことと、
    前記中央領域（１１０）に剥離層（１５０）を形成することであって、前記剥離層（１５０）は、前記親基板（１００）の主要表面（１０１、１０２）に平行に延びており、前記剥離層（１５０）は改質された基板材料を含む、ことと、
    前記エッジ領域（１８０）に溝（１９０）を形成することであって、前記溝（１９０）は、前記中央領域（１１０）を側方にて包囲しており、前記溝（１９０）は、前記剥離層（１５０）に対して垂直に及び／又は傾いて延びている、ことと、を含む方法。
  2. 前記親基板（１００）を、前記剥離層（１５０）を通る分割面（１５５）に沿って分割することであって、前記親基板（１００）の一部が前記デバイス基板（４１０）を形成する、ことを更に含む請求項１に記載の方法。
  3. 前記エッジ領域（１８０）において、前記親基板（１００）の前記主要表面（１０１、１０２）間の距離が、前記親基板（１００）の横方向中央（１０５）までの距離の増加と共に減少する、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記溝（１９０）は、前記親基板（１００）の第１の主要表面（１０１）から前記親基板（１００）の中へと延びている、
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記溝（１９０）は、前記親基板（１００）の横方向中央（１０５）の方に向けられた内側溝側壁（１９１）を備え、前記内側溝側壁（１９１）は、垂直側壁区画（１９３）を備え、前記剥離層（１５０）は前記垂直側壁区画（１９３）をカットする、
    請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記溝（１９０）は、前記親基板（１００）の横方向外側表面（１０３）から離隔配置されている、
    請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記溝（１９０）は、横方向外側表面（１０３）から内向きに延びている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記溝（１９０）を形成することは、レーザー支援材料除去を含み、前記レーザー支援材料除去は、前記親基板（１００）の第１の主要表面（１０１）上に、及び／又は前記親基板（１００）の第２の主要表面（１０２）上にレーザービーム（８００）を導くことを含み、前記第２の主要表面（１０２）は前記第１の主要表面（１０１）の反対側にある、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記溝（１９０）を形成することは、レーザー支援材料除去を含み、前記レーザー支援材料除去は、完全に又は部分的に、前記親基板（１００）の横方向外側表面（１０３）上にレーザービーム（８００）を導くことを含み、前記横方向外側表面（１０３）は２つの前記主要表面（１０１、１０２）を接続し、前記レーザービーム（８００）の伝搬方向と水平面との間の角度は少なくとも３０度である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記レーザービーム（８００）は傾けられて前記親基板（１００）の横方向中央（１０５）の方向に向いており、垂直方向（１０４）と前記レーザービーム（８００）との間の角度は少なくとも３０度である、請求項８又は９に記載の方法。
  11. 補助キャリア（３００）と前記親基板（１００）とを接続することを更に含み、前記親基板（１００）の前記第１の主要表面（１０１）は前記補助キャリア（３００）の加工面（３０１）に面しており、前記補助キャリア（３００）と前記親基板（１００）は、前記第１の主要表面（１０１）に前記溝（１９０）を形成した後、及び／又は前記第２の主要表面（１０２）に前記溝（１９０）を形成する前に接続される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記補助キャリア（３００）と前記親基板（１００）とを接続することは、前記補助キャリア（３００）の前記加工面（３０１）と前記親基板（１００）の前記中央領域（１１０）との間に接着構造（２１０）を形成することを含む、請求項１１に記載の方法。
  13. 前記補助キャリア（３００）と前記親基板（１００）とを接続することは、前記補助キャリア（３００）の前記加工面（３０１）と前記親基板（１００）の前記第１の主要表面（１０１）との間に接着剤層（２００）を形成することと、
    分割の前に、前記エッジ領域（１８０）における前記接着剤層（２００）の周辺接着剤部分（２８０）を解放及び／又は除去することと、を含む請求項１１に記載の方法。
  14. 半導体デバイスを製造する方法であって、
    請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法であって、前記親基板（１００）を前記剥離層（１５０）における分割面（１５５）に沿って分割することにより、前記親基板（１００）からデバイス基板（４１０）が得られ、前記親基板（１００）は結晶性半導体材料を含む、方法と、
    前記デバイス基板（４１０）の一部から半導体デバイス（６００）を形成することと、を含む方法。
  15. 中央領域（１１０）及びエッジ領域（１８０）であって、前記エッジ領域（１８０）は前記中央領域（１１０）を取り囲んでいる、中央領域（１１０）及びエッジ領域（１８０）と、
    前記中央領域（１１０）にあり、主要表面（１０１、１０２）に平行に延びており、改質された基板材料を含む、剥離層（１５０）と、
    前記エッジ領域（１８０）における溝（１９０）であって、前記中央領域（１１０）を側方にて包囲し、前記剥離層（１５０）に対して垂直に及び／又は傾いて延びている、溝（１９０）と、
    を備える親基板（１００）。
  16. 前記エッジ領域（１８０）において、前記親基板（１００）の主要表面（１０１、１０２）間の距離が、前記親基板（１００）の横方向中央（１０５）までの距離の増加と共に減少する、
    請求項１５に記載の親基板。
  17. 前記溝（１９０）は内側溝側壁（１９１）を備え、前記内側溝側壁（１９１）は垂直側壁区画（１９３）を備え、前記剥離層（１５０）は前記垂直側壁区画（１９３）をカットする、
    請求項１５〜１６のいずれか一項に記載の親基板。
  18. 請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の親基板（１００）と、
    前記親基板（１００）に付着された補助キャリア（３００）であって、前記親基板（１００）の第１の主要表面（１０１）は前記補助キャリア（３００）の加工面（３０１）に向けられている、補助キャリア（３００）と、を備えるウェーハ複合体。
  19. 前記補助キャリア（３００）と、前記親基板（１００）の前記中央領域（１１０）との間の接着構造（２１０）を更に備え、前記接着構造（２１０）は、前記補助キャリア（３００）と、前記親基板（１００）の前記エッジ領域（１８０）との間に存在しない、
    請求項１８に記載のウェーハ複合体。
  20. 親基板（１００）に関する形状情報を得るように構成されたプロファイルセンサユニット（９１０）と、
    レーザービーム（８００）を前記親基板（１００）上に導くように構成されたレーザースキャンユニット（９２０）であって、前記レーザービーム（８００）のレーザービーム軸（８０５）が、前記親基板（１００）の露出した主要表面（１０１、１０２）に対して傾けられており、前記親基板（１００）上の前記レーザービーム（８００）のトラックが、前記プロファイルセンサユニット（９１０）から得られた前記形状情報の関数として制御可能である、レーザースキャンユニット（９２０）と、
    を備える加工装置（９００）。
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