JP2021170607A - Separation device - Google Patents

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Abstract

To provide a separation device that can effectively separate a wafer from an ingot with a separation layer formed, while suppressing increase of the size of the device.SOLUTION: A separation device 70 includes: a high-density ultrasonic wave oscillation unit 81 having an end surface 812, for providing an ultrasonic wave densely in a center part 26 of an SiC ingot 1; a low-density ultrasonic wave oscillation unit 82 having an end surface 822, for providing an ultrasonic wave less densely in an outer periphery part 27 and forming a separation part from a part separation part to the entire surface of a wafer 20; and an ultrasonic wave provision unit 74 including a holding member 83 for holding the high-density ultrasonic wave oscillation unit 81 and the low-density ultrasonic wave oscillation unit 82; an ingot holding table 71; and a liquid supply unit 73 for supplying liquid. The ultrasonic wave provision unit 74 has the end surfaces 812 and 822 in one plane, and the holding member 83 holds parts 815 and 825 where the oscillation of an ultrasonic wave is smaller than in the end surfaces 812 and 822.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、剥離装置に関する。 The present invention relates to a peeling device.

半導体ウエーハは、一般的にインゴットをワイヤーソーでスライスして生成され、スライスされたウエーハの表裏面を研磨して鏡面に仕上げられる(例えば、特許文献1参照)。しかし、単結晶SiC(炭化ケイ素)インゴットをワイヤーソーで切断し、表裏面を研磨してウエーハを生成すると、単結晶SiCインゴットの大半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ことから生産性が悪いと共に、SiCインゴットの単価が高いことから、効率よくウエーハを生成することに課題を有している。 A semiconductor wafer is generally generated by slicing an ingot with a wire saw, and the front and back surfaces of the sliced wafer are polished to a mirror surface (see, for example, Patent Document 1). However, if a single crystal SiC (silicon carbide) ingot is cut with a wire saw and the front and back surfaces are polished to generate a wafer, most of the single crystal SiC ingot is discarded, which is uneconomical. In particular, the single crystal SiC ingot has high hardness, is difficult to cut with a wire saw, and requires a considerable amount of time, resulting in poor productivity, and the high unit price of the SiC ingot makes it possible to efficiently generate a wafer. Especially has a problem.

この課題を解決するために、単結晶SiCに対して透過性を有する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付けて照射し、切断予定面に剥離層を形成する技術や、剥離層が形成された単結晶SiCインゴットに超音波を付与することで形成された剥離層を起点としてウエーハを剥離する技術が提案されている(例えば、特許文献2及び特許文献3参照)。 In order to solve this problem, a technique of irradiating a single crystal SiC ingot by positioning a condensing point of a laser beam that is transparent to the single crystal SiC inside the single crystal SiC wafer to form a release layer on the planned cutting surface, and a release layer. A technique for peeling a wafer from a peeling layer formed by applying ultrasonic waves to a single crystal SiC ingot on which the wafer is formed has been proposed (see, for example, Patent Documents 2 and 3).

特開2000−094221号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-094221 特開2016−111143号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-111143 特願2018−218399号Japanese Patent Application No. 2018-218399

上記した特許文献2、及び特許文献3に記載の技術によれば、単結晶SiCインゴットをワイヤーソーで切断してウエーハを生成する場合に比して、捨てられる単結晶SiCインゴットの割合が低下することから、不経済であるという問題に対して一定の効果を有している。 According to the techniques described in Patent Documents 2 and 3 described above, the ratio of discarded single crystal SiC ingots is lower than that in the case of cutting a single crystal SiC ingot with a wire saw to generate a wafer. Therefore, it has a certain effect on the problem of being uneconomical.

しかしながら、単結晶SiCインゴットに形成した剥離層からウエーハを分離するためには、高密度超音波発生手段と低密度超音波発生手段とを準備する必要があり、装置サイズが大きくなってしまうという課題があった。そこで、これらを一体化したユニットを作製したが、複数の超音波発生手段を金属製の板や箱の内部に貼り付け、これらを介して振動を伝播する一般的な方法では、超音波振動子と板(または箱)との接着面が剥離してしまい、効率的に超音波を伝達できずに、効率的にインゴットからウエーハを剥離できないという新たな問題が生じることが明らかとなった。 However, in order to separate the wafer from the release layer formed on the single crystal SiC ingot, it is necessary to prepare a high-density ultrasonic wave generating means and a low-density ultrasonic wave generating means, which causes a problem that the device size becomes large. was there. Therefore, we made a unit that integrates these, but in the general method of attaching a plurality of ultrasonic wave generating means to the inside of a metal plate or box and propagating vibration through these, an ultrasonic vibrator is used. It has become clear that the adhesive surface between the plate (or the box) and the plate (or box) is peeled off, which causes a new problem that ultrasonic waves cannot be efficiently transmitted and the wafer cannot be efficiently peeled off from the ingot.

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置サイズの肥大化を抑制しつつ、剥離層が形成されたインゴットからウエーハを効率的に剥離することが可能な剥離装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above facts, and an object of the present invention is a peeling device capable of efficiently peeling a wafer from an ingot on which a peeling layer is formed while suppressing an increase in the size of the device. The purpose is to provide.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の剥離装置は、透過性を有する波長のレーザービーム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ビームを照射して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、生成すべきウエーハと対面する端面を有し、生成すべきウエーハを含むインゴットの一部の領域に高密度で超音波を付与することで該一部の領域が剥離した部分剥離部を形成する高密度超音波発振ユニットと、生成すべきウエーハと対面する端面を有し、該一部の領域よりも広い面積に低密度で超音波を付与することで該部分剥離部から生成すべきウエーハの全面に亘る剥離部を形成する低密度超音波発振ユニットと、該高密度超音波発振ユニットと該低密度超音波発振ユニットとを一体化して保持する保持部材と、を含む超音波付与ユニットと、生成すべきウエーハを上にしてインゴットを保持するインゴット保持テーブルと、生成すべきウエーハと該超音波付与ユニットとの間に液体を供給する液体供給ユニットと、を有し、該超音波付与ユニットは、該高密度超音波発振ユニットの端面と、該低密度超音波発振ユニットの端面と、が面一に構成され、該保持部材は、該高密度超音波発振ユニットおよび該低密度超音波発振ユニットの超音波振動の振幅が該端面と比較して小さい部分を保持することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the peeling device of the present invention positions the focusing point of the laser beam having a transmissive wavelength at a depth corresponding to the thickness of the wafer to be generated. It is a peeling device that peels off the waha to be generated from the ingot that has formed the peeling layer by irradiating with. It has a high-density ultrasonic oscillation unit that forms a partially peeled part where the part of the region is peeled off by applying ultrasonic waves at a density, and an end face that faces the wafer to be generated, and is more than the part of the region. A low-density ultrasonic oscillation unit that forms a peeling portion over the entire surface of the wafer to be generated from the partial peeling portion by applying ultrasonic waves to a wide area at a low density, the high-density ultrasonic oscillation unit, and the low density. An ultrasonic applying unit including a holding member that integrally holds an ultrasonic oscillation unit, an ingot holding table that holds an ingot with the waiha to be generated facing up, a waiha to be generated, and the ultrasonic applying unit. The ultrasonic wave applying unit has a liquid supply unit that supplies liquid between the two, and the end face of the high-density ultrasonic oscillation unit and the end face of the low-density ultrasonic oscillation unit are flush with each other. The holding member is characterized in that the holding member holds a portion in which the ultrasonic vibration amplitude of the high-density ultrasonic oscillation unit and the low-density ultrasonic oscillation unit is smaller than that of the end face.

前記剥離装置において、該高密度超音波発振ユニットにおいて該保持部材で保持された該超音波振動の振幅が該端面と比較して小さい部分から該生成すべきウエーハと対面する端面までの長さと、該低密度超音波発振ユニットにおいて該保持部材で保持された該超音波振動の振幅が該端面と比較して小さい部分から該生成すべきウエーハと対面する端面までの長さと、が等しくなるように構成されても良い。 In the peeling device, the length from the portion where the amplitude of the ultrasonic vibration held by the holding member in the high-density ultrasonic oscillation unit is smaller than that of the end face to the end face facing the wafer to be generated. In the low-density ultrasonic oscillation unit, the amplitude of the ultrasonic vibration held by the holding member is equal to the length from the portion smaller than the end face to the end face facing the waiha to be generated. It may be configured.

前記剥離装置において、該高密度超音波発振ユニットは、該超音波振動の振幅が該端面と比較して小さい部分から該生成すべきウエーハと対面する端面に向かって漸次縮径する縮径部を有しても良い。 In the peeling device, the high-density ultrasonic oscillation unit has a reduced diameter portion whose diameter is gradually reduced from a portion where the amplitude of the ultrasonic vibration is smaller than that of the end face toward the end face facing the wafer to be generated. You may have.

剥離装置において、超音波振動の振幅が端面と比較して小さい部分は、ノード部であっても良い。 In the peeling device, the portion where the amplitude of the ultrasonic vibration is smaller than that of the end face may be a node portion.

本願発明は、装置サイズの肥大化を抑制しつつ、剥離層が形成されたインゴットからウエーハを効率的に剥離することが可能となるという効果を奏する。 The present invention has an effect that the wafer can be efficiently peeled from the ingot on which the peeling layer is formed while suppressing the increase in the size of the device.

図1は、実施形態1に係る剥離装置の加工対象のSiCインゴットの平面図である。FIG. 1 is a plan view of a SiC ingot to be processed by the peeling device according to the first embodiment. 図2は、図1に示されたSiCインゴットの側面図である。FIG. 2 is a side view of the SiC ingot shown in FIG. 図3は、実施形態1に係る剥離装置により製造されるウエーハの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a wafer manufactured by the peeling device according to the first embodiment. 図4は、図1に示されたSiCインゴットに剥離層が形成された状態の平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a state in which a release layer is formed on the SiC ingot shown in FIG. 図5は、図4中のV−V線に沿う断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG. 図6は、実施形態1に係る剥離装置の構成例を示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing a configuration example of the peeling device according to the first embodiment. 図7は、図1に示された剥離装置の超音波付与ユニットを下方からみた平面図である。FIG. 7 is a plan view of the ultrasonic wave applying unit of the peeling device shown in FIG. 1 as viewed from below. 図8は、実施形態1に係る剥離装置の高密度超音波発振ユニットがSiCインゴットの第1面の中央部に超音波を付与する状態を模式的に示す側面図である。FIG. 8 is a side view schematically showing a state in which the high-density ultrasonic oscillation unit of the peeling device according to the first embodiment applies ultrasonic waves to the central portion of the first surface of the SiC ingot. 図9は、実施形態1に係る剥離装置の低密度超音波発振ユニットがSiCインゴットの第1面の外周部に超音波を付与する状態を模式的に示す側面図である。FIG. 9 is a side view schematically showing a state in which the low-density ultrasonic oscillation unit of the peeling device according to the first embodiment applies ultrasonic waves to the outer peripheral portion of the first surface of the SiC ingot. 図10は、実施形態1の変形例1に係る剥離装置の超音波付与ユニットを模式的に示す側面図である。FIG. 10 is a side view schematically showing an ultrasonic wave applying unit of the peeling device according to the first modification of the first embodiment. 図11は、実施形態1の変形例2に係る剥離装置の超音波付与ユニットを模式的に示す側面図である。FIG. 11 is a side view schematically showing an ultrasonic wave applying unit of the peeling device according to the second modification of the first embodiment.

本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。 An embodiment (embodiment) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described in the following embodiments. In addition, the components described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Further, the configurations described below can be combined as appropriate. In addition, various omissions, substitutions or changes of the configuration can be made without departing from the gist of the present invention.

〔実施形態1〕
本発明の実施形態1に係る剥離装置を図面に基づいて説明する。まず、実施形態1に係る剥離装置の加工対象のインゴットであるSiCインゴットを説明する。図1は、実施形態1に係る剥離装置の加工対象のSiCインゴットの平面図である。図2は、図1に示されたSiCインゴットの側面図である。図3は、実施形態1に係る剥離装置により製造されるウエーハの斜視図である。図4は、図1に示されたSiCインゴットに剥離層が形成された状態の平面図である。図5は、図4中のV−V線に沿う断面図である。
[Embodiment 1]
The peeling device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a SiC ingot, which is an ingot to be processed by the peeling apparatus according to the first embodiment, will be described. FIG. 1 is a plan view of a SiC ingot to be processed by the peeling device according to the first embodiment. FIG. 2 is a side view of the SiC ingot shown in FIG. FIG. 3 is a perspective view of a wafer manufactured by the peeling device according to the first embodiment. FIG. 4 is a plan view showing a state in which a release layer is formed on the SiC ingot shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG.

(SiCインゴット)
図1及び図2に示すSiCインゴット1は、実施形態1では、SiC(炭化ケイ素)からなり、全体として円柱状に形成されている。実施形態1において、SiCインゴット1は、六方晶単結晶SiCインゴットである。
(SiC ingot)
In the first embodiment, the SiC ingot 1 shown in FIGS. 1 and 2 is made of SiC (silicon carbide) and is formed in a columnar shape as a whole. In the first embodiment, the SiC ingot 1 is a hexagonal single crystal SiC ingot.

SiCインゴット1は、図1及び図2に示すように、円形状の端面である第1面2と、第1面2の裏面側の円形状の第2面3と、第1面2の外縁と第2面3の外縁とに連なる周面4を有している。また、SiCインゴット1は、周面4に結晶方位を示す第1オリエンテーションフラット5と、第1オリエンテーションフラット5に直交する第2オリエンテーションフラット6を有している。第1オリエンテーションフラット5の長さ51は第2オリエンテーションフラット6の長さ61より長い。 As shown in FIGS. 1 and 2, the SiC ingot 1 has a first surface 2 which is a circular end surface, a circular second surface 3 on the back surface side of the first surface 2, and an outer edge of the first surface 2. It has a peripheral surface 4 connected to the outer edge of the second surface 3. Further, the SiC ingot 1 has a first orientation flat 5 showing a crystal orientation on the peripheral surface 4 and a second orientation flat 6 orthogonal to the first orientation flat 5. The length 51 of the first orientation flat 5 is longer than the length 61 of the second orientation flat 6.

また、SiCインゴット1は、第1面2の垂線7に対して第2オリエンテーションフラット6に向かう傾斜方向8にオフ角α傾斜したc軸9とc軸9に直交するc面10を有している。c面10は、SiCインゴット1の第1面2に対してオフ角α傾斜している。c軸9の垂線7からの傾斜方向8は、第2オリエンテーションフラット6の伸長方向に直交し、かつ第1オリエンテーションフラット5と平行である。c面10は、SiCインゴット1中にSiCインゴット1の分子レベルで無数に設定される。実施形態1では、オフ角αは、1°、4°又は6°に設定されているが、本発明では、オフ角αを例えば1°〜6°の範囲で自由に設定してSiCインゴット1を製造することができる。 Further, the SiC ingot 1 has a c-axis 9 inclined by an off-angle α in the inclination direction 8 toward the second orientation flat 6 with respect to the perpendicular line 7 of the first surface 2, and a c-plane 10 orthogonal to the c-axis 9. There is. The c-plane 10 is inclined by an off angle α with respect to the first surface 2 of the SiC ingot 1. The inclination direction 8 of the c-axis 9 from the perpendicular line 7 is orthogonal to the extension direction of the second orientation flat 6 and parallel to the first orientation flat 5. The c-plane 10 is set in the SiC ingot 1 innumerably at the molecular level of the SiC ingot 1. In the first embodiment, the off angle α is set to 1 °, 4 ° or 6 °, but in the present invention, the off angle α is freely set in the range of, for example, 1 ° to 6 °, and the SiC ingot 1 Can be manufactured.

また、SiCインゴット1は、第1面2が研削装置により研削加工された後、研磨装置により研磨加工されて、第1面2が鏡面に形成される。 Further, in the SiC ingot 1, the first surface 2 is ground by a grinding device and then polished by a polishing device, so that the first surface 2 is formed into a mirror surface.

図3に示すウエーハ20は、SiCインゴット1の一部分が剥離され、SiCインゴット1から剥離された面21に研削加工、研磨加工等が施されて製造される。ウエーハ20は、SiCインゴット1から剥離された後、表面にデバイスが形成される。実施形態1では、デバイスは、MOSFET(Metal-oxide-semiconductor Field-effect Transistor)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)又はSBD(Schottky Barrier Diode)であるが、本発明では、デバイスは、MOSFET、MEMS及びSBDに限定されない。なお、ウエーハ20のSiCインゴット1と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。 The wafer 20 shown in FIG. 3 is manufactured by peeling a part of the SiC ingot 1 and grinding, polishing, or the like on the surface 21 peeled from the SiC ingot 1. After the wafer 20 is peeled from the SiC ingot 1, a device is formed on the surface of the wafer 20. In the first embodiment, the device is a MOSFET (Metal-oxide-semiconductor Field-effect Transistor), MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) or SBD (Schottky Barrier Diode), but in the present invention, the device is a MOSFET, MEMS and Not limited to SBD. The same parts as the SiC ingot 1 of the wafer 20 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図1及び図2に示すSiCインゴット1は、図4及び図5に示す剥離層23が形成された後、剥離層23を起点に生成すべきウエーハ20が剥離される。剥離層23は、SiCインゴット1に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザービーム31(図5に示す)の集光点32(図5に示す)をSiCインゴット1の第1面2から生成すべきウエーハ20の厚み22(図3に示す)に相当する深さである所望の深さ35(図5に示す)に位置付けて、第2オリエンテーションフラット6に沿ってパルス状のレーザービーム31が照射されて、SiCインゴット1の内部に形成される。 In the SiC ingot 1 shown in FIGS. 1 and 2, after the release layer 23 shown in FIGS. 4 and 5 is formed, the wafer 20 to be generated is peeled off from the release layer 23 as a starting point. The release layer 23 sets the focusing point 32 (shown in FIG. 5) of the pulsed laser beam 31 (shown in FIG. 5) having a wavelength transparent to the SiC wafer 1 from the first surface 2 of the SiC wafer 1. A pulsed laser beam 31 along the second orientation flat 6 positioned at a desired depth 35 (shown in FIG. 5), which is a depth corresponding to the thickness 22 (shown in FIG. 3) of the wafer 20 to be generated. Is irradiated to form inside the SiC wafer 1.

SiCインゴット1は、SiCインゴット1に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザービーム31が照射されると、図5に示すように、パルス状のレーザービーム31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状のレーザービーム31が前に形成されたCに吸収されて連鎖的にSiCがSiとCとに分離する改質部24が、X軸方向に沿ってSiCインゴット1の内部に形成されると共に、改質部24からc面10に沿って延びるクラック25が生成される。こうして、SiCインゴット1は、SiCインゴット1に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザービーム31が照射されると、改質部24と、改質部24からc面10に沿って形成されるクラック25とを含む剥離層23を形成する。 When the SiC ingot 1 is irradiated with a pulsed laser beam 31 having a wavelength that is transparent to the SiC ingot 1, as shown in FIG. 5, the SiC is Si (silicon) due to the irradiation of the pulsed laser beam 31. ) And C (carbon), and the pulsed laser beam 31 to be irradiated next is absorbed by the previously formed C, and the modified portion 24 in which SiC is continuously separated into Si and C is formed. Along with being formed inside the SiC ingot 1 along the X-axis direction, a crack 25 extending from the modified portion 24 along the c-plane 10 is generated. In this way, when the SiC ingot 1 is irradiated with the pulsed laser beam 31 having a wavelength that is transparent to the SiC ingot 1, the SiC ingot 1 is formed along the modification section 24 and the modification section 24 along the c-plane 10. The release layer 23 including the crack 25 is formed.

SiCインゴット1は、第2オリエンテーションフラット6と平行な方向の全長に亘ってレーザービーム31が照射されると、SiCインゴット1とレーザービーム31を照射する図示しないレーザービーム照射ユニットとを第1オリエンテーションフラット5に沿って相対的にインデックス送りする。再度、SiCインゴット1は、集光点32を第1面2から所望の深さに位置付けて、第2オリエンテーションフラット6に沿ってパルス状のレーザービーム31が照射されて、内部に剥離層23が形成される。SiCインゴット1は、レーザービーム31が第2オリエンテーションフラット6に沿って照射させる動作と、レーザービーム照射ユニットが第1オリエンテーションフラット5に沿って相対的にインデックス送りされる動作とを繰り返される。 When the SiC ingot 1 is irradiated with the laser beam 31 over the entire length in the direction parallel to the second orientation flat 6, the SiC ingot 1 and the laser beam irradiation unit (not shown) that irradiates the laser beam 31 are combined with the first orientation flat. Index feed is performed relatively along 5. Again, in the SiC ingot 1, the focusing point 32 is positioned at a desired depth from the first surface 2, and the pulsed laser beam 31 is irradiated along the second orientation flat 6, and the peeling layer 23 is formed inside. It is formed. The SiC ingot 1 repeats the operation of irradiating the laser beam 31 along the second orientation flat 6 and the operation of the laser beam irradiation unit being relatively indexed along the first orientation flat 5.

これにより、SiCインゴット1は、インデックス送りの移動距離毎に、第1面2からウエーハ20の厚み22に相当する所望の深さ35に、SiCがSiとCとに分離した改質部24とクラック25とを含む他の部分よりも強度が低下した剥離層23が形成される。SiCインゴット1は、第1面2から所望の深さ35に第1オリエンテーションフラット5と平行な方向の全長に亘ってインデックス送りの移動距離毎に剥離層23が形成される。 As a result, the SiC ingot 1 is provided with the modified portion 24 in which the SiC is separated into Si and C at a desired depth 35 corresponding to the thickness 22 of the wafer 20 from the first surface 2 for each movement distance of the index feed. A release layer 23 having a lower strength than other portions including the crack 25 is formed. In the SiC ingot 1, a release layer 23 is formed at a desired depth of 35 from the first surface 2 over the entire length in the direction parallel to the first orientation flat 5 for each movement distance of index feed.

(剥離装置)
次に、剥離装置を説明する。図6は、実施形態1に係る剥離装置の構成例を示す側面図である。図7は、図1に示された剥離装置の超音波付与ユニットを下方からみた平面図である。実施形態1に係る剥離装置70は、剥離層23が形成されたSiCインゴット1から図4に示す生成すべきウエーハ20を剥離する装置である。
(Peeling device)
Next, the peeling device will be described. FIG. 6 is a side view showing a configuration example of the peeling device according to the first embodiment. FIG. 7 is a plan view of the ultrasonic wave applying unit of the peeling device shown in FIG. 1 as viewed from below. The peeling device 70 according to the first embodiment is a device for peeling the wafer 20 to be generated shown in FIG. 4 from the SiC ingot 1 on which the peeling layer 23 is formed.

剥離装置70は、図6に示すように、インゴット保持テーブル71と、液体供給ユニット73と、超音波付与ユニット74と、制御ユニット100とを備える。 As shown in FIG. 6, the peeling device 70 includes an ingot holding table 71, a liquid supply unit 73, an ultrasonic wave applying unit 74, and a control unit 100.

インゴット保持テーブル71は、生成すべきウエーハ20を上にしてSiCインゴット1を保持するものである。インゴット保持テーブル71は、上面が水平方向と平行な保持面72であって、保持面72上にSiCインゴット1の第2面3が載置されて、第1面2を上方に向けて、SiCインゴット1を保持する。 The ingot holding table 71 holds the SiC ingot 1 with the wafer 20 to be generated facing up. The ingot holding table 71 has a holding surface 72 whose upper surface is parallel to the horizontal direction, and a second surface 3 of the SiC ingot 1 is placed on the holding surface 72, and the first surface 2 is directed upward to perform SiC. Hold ingot 1.

液体供給ユニット73は、生成すべきウエーハ20と超音波付与ユニット74との間に液体75(図8及び図9に示す)を供給するものである。液体供給ユニット73は、液体供給源から供給された液体75を下端から供給する管であって、実施形態1では、インゴット保持テーブル71に保持されたSiCインゴット1の第1面2上に液体75を供給する。また、実施形態1では、液体供給ユニット73は、図示しない昇降機構により昇降自在に設けられている。 The liquid supply unit 73 supplies the liquid 75 (shown in FIGS. 8 and 9) between the wafer 20 to be generated and the ultrasonic wave applying unit 74. The liquid supply unit 73 is a pipe that supplies the liquid 75 supplied from the liquid supply source from the lower end. In the first embodiment, the liquid 75 is placed on the first surface 2 of the SiC ingot 1 held by the ingot holding table 71. To supply. Further, in the first embodiment, the liquid supply unit 73 is provided so as to be able to move up and down by an elevating mechanism (not shown).

超音波付与ユニット74は、インゴット保持テーブル71に保持されたSiCインゴット1に超音波814,824(図8及び図9に示す)を付与するものである。超音波付与ユニット74は、図6及び図7に示すように、高密度超音波発振ユニット81と、低密度超音波発振ユニット82と、保持部材83とを含む。高密度超音波発振ユニット81と、低密度超音波発振ユニット82とは、インゴット保持テーブル71に保持されたSiCインゴット1の第1面2と保持面72及び第1面2に直交する方向に沿って対面する。 The ultrasonic wave applying unit 74 applies ultrasonic waves 814,824 (shown in FIGS. 8 and 9) to the SiC ingot 1 held on the ingot holding table 71. As shown in FIGS. 6 and 7, the ultrasonic wave applying unit 74 includes a high-density ultrasonic oscillation unit 81, a low-density ultrasonic oscillation unit 82, and a holding member 83. The high-density ultrasonic oscillation unit 81 and the low-density ultrasonic oscillation unit 82 are formed in a direction orthogonal to the first surface 2, the holding surface 72, and the first surface 2 of the SiC ingot 1 held on the ingot holding table 71. Face to face.

実施形態1では、高密度超音波発振ユニット81は、図7に示すように、一つ設けられている。高密度超音波発振ユニット81は、超音波振動子811と、生成すべきウエーハ20と対面する端面812を有するホーン813と、を備え、生成すべきウエーハ20を含むSiCインゴット1の一部の領域である第1面2の中央部26に高密度で超音波814を付与するものである。なお、本発明でいう、超音波814の密度とは、ホーン813の端面812から所定距離離れた位置の超音波814のエネルギー密度を示している。 In the first embodiment, one high-density ultrasonic oscillation unit 81 is provided as shown in FIG. The high-density ultrasonic oscillation unit 81 includes an ultrasonic vibrator 811 and a horn 813 having an end face 812 facing the wafer 20 to be generated, and a part region of the SiC ingot 1 including the wafer 20 to be generated. The ultrasonic wave 814 is applied to the central portion 26 of the first surface 2 at a high density. The density of the ultrasonic wave 814 in the present invention indicates the energy density of the ultrasonic wave 814 at a position separated from the end face 812 of the horn 813 by a predetermined distance.

実施形態1では、高密度超音波発振ユニット81は、インゴット保持テーブル71に保持されたSiCインゴット1の第1面2の一部の領域である中央部26と前述した直交する方向に沿って対面するが、本発明では、高密度超音波発振ユニット81が対面するのは、SiCインゴット1の第1面2の中央部26に限定されない。 In the first embodiment, the high-density ultrasonic oscillation unit 81 faces the central portion 26, which is a part region of the first surface 2 of the SiC ingot 1 held on the ingot holding table 71, along the direction orthogonal to the above-mentioned direction. However, in the present invention, the high-density ultrasonic oscillation unit 81 faces is not limited to the central portion 26 of the first surface 2 of the SiC ingot 1.

超音波振動子811は、例えば、周知のピエゾ素子で構成され、図示しない電源から電力が印加されて、20kHz以上でかつ数GHz以下の周波数で数μmから数十μmまでの振幅で前述した直交する方向に沿って振動(以下、超音波振動と記す)する。実施形態1では、超音波振動子811は、ボルト締めランジュバン型振動子である。ホーン813は、保持部材83に形成された開口の上下から保持部材83を挟みこんでボルト締めすることで、超音波振動子811の保持面72寄りの端面に固定される。端面812は、インゴット保持テーブル71に保持されたSiCインゴット1の第1面2の一部の領域である中央部26と前述した直交する方向に沿って対面する。 The ultrasonic vibrator 811 is composed of, for example, a well-known piezo element, and when power is applied from a power source (not shown), the above-mentioned orthogonality has an amplitude of several μm to several tens of μm at a frequency of 20 kHz or more and several GHz or less. It vibrates along the direction of vibration (hereinafter referred to as ultrasonic vibration). In the first embodiment, the ultrasonic vibrator 811 is a bolt-tightened Langevin type vibrator. The horn 813 is fixed to the end surface of the ultrasonic vibrator 811 near the holding surface 72 by sandwiching the holding member 83 from above and below the opening formed in the holding member 83 and tightening the bolts. The end surface 812 faces the central portion 26, which is a partial region of the first surface 2 of the SiC ingot 1 held on the ingot holding table 71, along the above-mentioned orthogonal direction.

実施形態1では、ホーン813は、円柱状に形成され、端面812に向かうにしたがって外径が徐々に大きく形成されている。なお、ホーン813は、円柱状に形成されているが、本発明では、これに限定されずに、四角柱に形成されても良く、多角柱に形成されても良い。 In the first embodiment, the horn 813 is formed in a columnar shape, and the outer diameter is gradually increased toward the end face 812. Although the horn 813 is formed in a columnar shape, the present invention is not limited to this, and the horn 813 may be formed in a quadrangular prism or a polygonal prism.

高密度超音波発振ユニット81は、液体供給ユニット73がインゴット保持テーブル71に保持されたSiCインゴット1の第1面2上に供給した液体75中にホーン813の端面812が浸漬されて、超音波振動子811が超音波振動することでホーン813の端面812を超音波振動させて、液体75を介してSiCインゴット1の第1面2の中央部26を超音波振動させる(以下、超音波814を付与するという)。また、実施形態1では、高密度超音波発振ユニット81は、例えば、100kHz以上でかつ200kHz以下の周波数の超音波814をSiCインゴット1に付与する。 In the high-density ultrasonic oscillation unit 81, the end surface 812 of the horn 813 is immersed in the liquid 75 supplied on the first surface 2 of the SiC ingot 1 held by the liquid supply unit 73 on the ingot holding table 71, and the ultrasonic waves are generated. The vibrator 811 ultrasonically vibrates to vibrate the end surface 812 of the horn 813, and ultrasonically vibrates the central portion 26 of the first surface 2 of the SiC ingot 1 via the liquid 75 (hereinafter, ultrasonic wave 814). Is given). Further, in the first embodiment, the high-density ultrasonic oscillation unit 81 applies, for example, ultrasonic waves 814 having a frequency of 100 kHz or more and 200 kHz or less to the SiC ingot 1.

低密度超音波発振ユニット82は、高密度超音波発振ユニット81の周囲に複数設けられている。実施形態1では、低密度超音波発振ユニット82は、高密度超音波発振ユニット81の周囲に、図7に示すように、4つ設けられている。低密度超音波発振ユニット82は、超音波振動子821と、生成すべきウエーハ20と対面する端面822を有するホーン823と、を備え、生成すべきウエーハ20を含むSiCインゴット1の一部の領域である第1面2の中央部26よりも広い面積である第1面2の外周部27に高密度超音波発振ユニット81よりも低密度で超音波824を付与するものである。このように、高密度超音波発振ユニット81と低密度超音波発振ユニット82とは、SiCインゴット1の第1面2に超音波を付与する位置が、互いに異なる。 A plurality of low-density ultrasonic oscillation units 82 are provided around the high-density ultrasonic oscillation unit 81. In the first embodiment, four low-density ultrasonic oscillation units 82 are provided around the high-density ultrasonic oscillation unit 81, as shown in FIG. 7. The low-density ultrasonic oscillation unit 82 includes an ultrasonic vibrator 821 and a horn 823 having an end face 822 facing the wafer 20 to be generated, and a part region of the SiC ingot 1 including the wafer 20 to be generated. The ultrasonic wave 824 is applied to the outer peripheral portion 27 of the first surface 2 having a larger area than the central portion 26 of the first surface 2 at a lower density than that of the high-density ultrasonic oscillation unit 81. As described above, the high-density ultrasonic oscillation unit 81 and the low-density ultrasonic oscillation unit 82 have different positions for applying ultrasonic waves to the first surface 2 of the SiC ingot 1.

実施形態1では、低密度超音波発振ユニット82は、インゴット保持テーブル71に保持されたSiCインゴット1の第1面2の外周部27と前述した直交する方向に沿って対面するが、本発明では、低密度超音波発振ユニット82が対面するのが、SiCインゴット1の第1面2の外周部27に限定されない。 In the first embodiment, the low-density ultrasonic oscillation unit 82 faces the outer peripheral portion 27 of the first surface 2 of the SiC ingot 1 held on the ingot holding table 71 along the above-mentioned orthogonal direction, but in the present invention. The low-density ultrasonic oscillation unit 82 faces the outer peripheral portion 27 of the first surface 2 of the SiC ingot 1.

超音波振動子821は、例えば、周知のピエゾ素子で構成され、図示しない電源から電力が印加されて、20kHz以上でかつ数GHz以下の周波数で数μmから数十μmまでの振幅で前述した直交する方向に沿って振動(以下、超音波振動と記す)する。実施形態1では、超音波振動子821は、ボルト締めランジュバン型振動子である。ホーン823は、端面822が、インゴット保持テーブル71に保持されたSiCインゴット1の第1面2の外周部27と前述した直交する方向に沿って対面する。 The ultrasonic vibrator 821 is composed of, for example, a well-known piezo element, and when power is applied from a power source (not shown), the above-mentioned orthogonality has an amplitude of several μm to several tens of μm at a frequency of 20 kHz or more and several GHz or less. It vibrates along the direction of vibration (hereinafter referred to as ultrasonic vibration). In the first embodiment, the ultrasonic vibrator 821 is a bolt-tightened Langevin type vibrator. The end surface 822 of the horn 823 faces the outer peripheral portion 27 of the first surface 2 of the SiC ingot 1 held on the ingot holding table 71 along the above-mentioned orthogonal direction.

実施形態1では、ホーン823は、円柱状に形成され、端面822に向かうにしたがって外径が徐々に大きく形成されている。なお、ホーン823は、円柱状に形成されているが、本発明では、これに限定されずに、四角柱に形成されても良く、多角柱に形成されても良い。また、実施形態1では、低密度超音波発振ユニット82のホーン823の端面822の面積は、高密度超音波発振ユニット81のホーン813の端面812の面積よりも大きい。 In the first embodiment, the horn 823 is formed in a columnar shape, and the outer diameter is gradually increased toward the end face 822. Although the horn 823 is formed in a columnar shape, the present invention is not limited to this, and the horn 823 may be formed in a quadrangular prism or a polygonal prism. Further, in the first embodiment, the area of the end face 822 of the horn 823 of the low-density ultrasonic oscillation unit 82 is larger than the area of the end face 812 of the horn 813 of the high-density ultrasonic oscillation unit 81.

低密度超音波発振ユニット82は、液体供給ユニット73がインゴット保持テーブル71に保持されたSiCインゴット1の第1面2上に供給した液体75中にホーン823の端面822が浸漬されて、超音波振動子821が超音波振動することでホーン823の端面822を超音波振動させて、液体75を介してSiCインゴット1の第1面2の外周部27に超音波824を付与する。また、実施形態1では、低密度超音波発振ユニット82は、高密度超音波発振ユニット81よりも周波数が低い超音波824をSiCインゴット1に付与する。実施形態1では、低密度超音波発振ユニット82は、例えば、20kHz以上でかつ50kHz以下、望ましくは、20kHz以上でかつ36kHz以下の周波数の超音波824をSiCインゴット1に付与する。 In the low-density ultrasonic oscillation unit 82, the end surface 822 of the horn 823 is immersed in the liquid 75 supplied on the first surface 2 of the SiC ingot 1 held by the liquid supply unit 73 on the ingot holding table 71, and the ultrasonic waves are generated. The vibrator 821 vibrates ultrasonically to vibrate the end surface 822 of the horn 823, and applies ultrasonic waves 824 to the outer peripheral portion 27 of the first surface 2 of the SiC ingot 1 via the liquid 75. Further, in the first embodiment, the low-density ultrasonic oscillation unit 82 applies ultrasonic waves 824 having a frequency lower than that of the high-density ultrasonic oscillation unit 81 to the SiC ingot 1. In the first embodiment, the low-density ultrasonic oscillation unit 82 applies ultrasonic waves 824 having a frequency of, for example, 20 kHz or more and 50 kHz or less, preferably 20 kHz or more and 36 kHz or less, to the SiC ingot 1.

なお、実施形態1では、低密度超音波発振ユニット82のホーン823の端面822の面積が、高密度超音波発振ユニット81のホーン813の端面812の面積よりも大きいので、低密度超音波発振ユニット82がSiCインゴット1の第1面2に付与する超音波824の密度は、高密度超音波発振ユニット81がSiCインゴット1の第1面2に付与する超音波814の密度よりも低密度となる。また、実施形態1では、低密度超音波発振ユニット82のホーン823の端面822の面積が、高密度超音波発振ユニット81のホーン813の端面812の面積よりも大きくかつ低密度超音波発振ユニット82が高密度超音波発振ユニット81の周囲に4つ設けられているので、低密度超音波発振ユニット82が超音波824を付与する第1面2上の面積は、高密度超音波発振ユニット81が超音波814を付与する第1面2上の面積よりも広い。 In the first embodiment, the area of the end face 822 of the horn 823 of the low-density ultrasonic oscillation unit 82 is larger than the area of the end face 812 of the horn 813 of the high-density ultrasonic oscillation unit 81, so that the low-density ultrasonic oscillation unit The density of the ultrasonic wave 824 applied by the 82 to the first surface 2 of the SiC ingot 1 is lower than the density of the ultrasonic wave 814 applied to the first surface 2 of the SiC ingot 1 by the high-density ultrasonic oscillation unit 81. .. Further, in the first embodiment, the area of the end face 822 of the horn 823 of the low-density ultrasonic oscillation unit 82 is larger than the area of the end face 812 of the horn 813 of the high-density ultrasonic oscillation unit 81, and the area of the low-density ultrasonic oscillation unit 82 is larger. Is provided around the high-density ultrasonic oscillation unit 81, so that the area on the first surface 2 where the low-density ultrasonic oscillation unit 82 applies the ultrasonic waves 824 is the area on the first surface 2 of the high-density ultrasonic oscillation unit 81. It is larger than the area on the first surface 2 to which the ultrasonic wave 814 is applied.

また、実施形態1では、超音波付与ユニット74は、高密度超音波発振ユニット81のホーン813の端面812と低密度超音波発振ユニット82のホーン823の端面822とが同一平面上に配置されて、端面812と端面822とが面一に形成されている。 Further, in the first embodiment, in the ultrasonic wave applying unit 74, the end face 812 of the horn 813 of the high-density ultrasonic oscillation unit 81 and the end face 822 of the horn 823 of the low-density ultrasonic oscillation unit 82 are arranged on the same plane. , The end face 812 and the end face 822 are formed flush with each other.

保持部材83は、高密度超音波発振ユニット81と複数の低密度超音波発振ユニット82とを一体化して保持するものである。実施形態1では、保持部材83は、保持面72と平行な平板状に形成され、高密度超音波発振ユニット81の超音波振動の振幅が端面812と比較して小さい部分815および低密度超音波発振ユニット82の超音波振動の振幅が端面822と比較して小さい部分825に固定されて、高密度超音波発振ユニット81および低密度超音波発振ユニット82の超音波振動の振幅が端面812,822と比較して小さい部分である超音波振動の振幅が該端面と比較して小さい部分815,825を保持している。超音波振動の振幅が端面812,822と比較して小さい部分815,825は、高密度超音波発振ユニット81及び低密度超音波発振ユニット82の中で超音波振動の振幅が最小となるノード部を含むこととなる。なお、実施形態1では、超音波振動の振幅が端面812,822と比較して小さい部分815,825は、ノード部であるが、本発明では、ノード部に限定されない。 The holding member 83 integrally holds the high-density ultrasonic oscillation unit 81 and the plurality of low-density ultrasonic oscillation units 82. In the first embodiment, the holding member 83 is formed in a flat plate shape parallel to the holding surface 72, and the amplitude of the ultrasonic vibration of the high-density ultrasonic oscillation unit 81 is smaller than that of the end surface 812. The amplitude of the ultrasonic vibration of the oscillation unit 82 is fixed to the portion 825 that is smaller than the end face 822, and the amplitude of the ultrasonic vibration of the high-density ultrasonic oscillation unit 81 and the low-density ultrasonic oscillation unit 82 is the end face 812,822. The amplitude of the ultrasonic vibration, which is a small portion as compared with that of the end face, holds the portions 815 and 825, which are small as compared with the end face. The portions 815 and 825 in which the amplitude of the ultrasonic vibration is smaller than that of the end faces 812 and 822 are the node portions in which the amplitude of the ultrasonic vibration is the smallest among the high-density ultrasonic oscillation unit 81 and the low-density ultrasonic oscillation unit 82. Will be included. In the first embodiment, the portions 815 and 825 having a smaller amplitude of ultrasonic vibration than the end faces 812 and 822 are node portions, but the present invention is not limited to the node portions.

また、実施形態1では、超音波付与ユニット74は、保持部材83が保持面72と平行な平板状に形成されているので、高密度超音波発振ユニット81において保持部材83で保持された超音波振動の振幅が端面812と比較して小さい部分815から生成すべきウエーハ20と対面する端面812までの長さ816と、低密度超音波発振ユニット82において保持部材83で保持された超音波振動の振幅が端面822と比較して小さい部分825から生成すべきウエーハ20と対面する端面822までの長さ826と、が等しくなるように構成されている。また、実施形態1では、超音波付与ユニット74は、図示しない昇降機構により昇降自在に設けられている。なお、実施形態1では、液体供給ユニット73及び超音波付与ユニット74は、昇降機構によりSiCインゴット1に超音波814,824を付与することができる位置と、退避位置との間で昇降する。 Further, in the first embodiment, since the holding member 83 is formed in a flat plate shape parallel to the holding surface 72 in the ultrasonic wave applying unit 74, the ultrasonic waves held by the holding member 83 in the high-density ultrasonic oscillation unit 81. The length 816 from the portion 815 whose vibration amplitude is smaller than that of the end face 812 to the end face 812 facing the wafer 20 to be generated, and the ultrasonic vibration held by the holding member 83 in the low-density ultrasonic oscillation unit 82. The length 826 from the portion 825 whose amplitude is smaller than that of the end face 822 to the end face 822 facing the waiha 20 to be generated is configured to be equal. Further, in the first embodiment, the ultrasonic wave applying unit 74 is provided so as to be able to move up and down by an elevating mechanism (not shown). In the first embodiment, the liquid supply unit 73 and the ultrasonic wave applying unit 74 move up and down between the position where the ultrasonic waves 814 and 824 can be applied to the SiC ingot 1 by the elevating mechanism and the retracted position.

制御ユニット100は、剥離装置70の上述した構成要素を制御して、SiCインゴット1に対する加工動作を剥離装置70に実施させるものである。なお、制御ユニット100は、CPU(central processing unit)のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ROM(read only memory)又はRAM(random access memory)のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット100の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、剥離装置70を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して剥離装置70の上述した構成要素に出力する。 The control unit 100 controls the above-mentioned components of the peeling device 70 to cause the peeling device 70 to perform a machining operation on the SiC ingot 1. The control unit 100 is an arithmetic processing device having a microprocessor such as a CPU (central processing unit), a storage device having a memory such as a ROM (read only memory) or a RAM (random access memory), and input / output. It is a computer having an interface device. The arithmetic processing unit of the control unit 100 executes arithmetic processing according to a computer program stored in the storage device, and sends a control signal for controlling the peeling device 70 to the peeling device 70 via the input / output interface device. Output to the specified components.

制御ユニット100は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットと、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットとに接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。 The control unit 100 is connected to a display unit (not shown) composed of a liquid crystal display device for displaying the state of machining operation, an image, etc., and an input unit (not shown) used by an operator to register machining content information and the like. There is. The input unit is composed of at least one of a touch panel provided on the display unit and an external input device such as a keyboard.

次に、実施形態1に係る剥離装置70の加工動作を図面に基づいて説明する。図8は、実施形態1に係る剥離装置の高密度超音波発振ユニットがSiCインゴットの第1面の中央部に超音波を付与する状態を模式的に示す側面図である。図9は、実施形態1に係る剥離装置の低密度超音波発振ユニットがSiCインゴットの第1面の外周部に超音波を付与する状態を模式的に示す側面図である。 Next, the processing operation of the peeling device 70 according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a side view schematically showing a state in which the high-density ultrasonic oscillation unit of the peeling device according to the first embodiment applies ultrasonic waves to the central portion of the first surface of the SiC ingot. FIG. 9 is a side view schematically showing a state in which the low-density ultrasonic oscillation unit of the peeling device according to the first embodiment applies ultrasonic waves to the outer peripheral portion of the first surface of the SiC ingot.

実施形態1に係る剥離装置70は、インゴット保持テーブル71の保持面72に剥離層23が形成されたSiCインゴット1の第2面3が載置され、入力ユニットを介して加工内容情報を制御ユニット100が受け付けて記憶装置に記憶し、制御ユニット100がオペレータからの加工開始指示を受け付けると加工動作を開始する。 In the peeling device 70 according to the first embodiment, the second surface 3 of the SiC ingot 1 in which the peeling layer 23 is formed is placed on the holding surface 72 of the ingot holding table 71, and the processing content information is controlled via the input unit. 100 receives and stores it in the storage device, and when the control unit 100 receives a machining start instruction from the operator, the machining operation is started.

加工動作では、剥離装置70は、液体供給ユニット73を下降してインゴット保持テーブル71に保持されたSiCインゴット1の第1面2に近づけて、液体供給ユニット73からインゴット保持テーブル71に保持されたSiCインゴット1の第1面2に液体75を供給する。剥離装置70は、超音波付与ユニット74を下降してインゴット保持テーブル71に保持されたSiCインゴット1の第1面2に近づけて、超音波付与ユニット74の高密度超音波発振ユニット81の端面812及び低密度超音波発振ユニット82の端面822を保持されたSiCインゴット1の第1面2上の液体75内に浸漬する。 In the processing operation, the peeling device 70 lowered the liquid supply unit 73 and brought it closer to the first surface 2 of the SiC ingot 1 held on the ingot holding table 71, and was held by the liquid supply unit 73 on the ingot holding table 71. The liquid 75 is supplied to the first surface 2 of the SiC ingot 1. The peeling device 70 lowers the ultrasonic wave applying unit 74 and brings it closer to the first surface 2 of the SiC ingot 1 held on the ingot holding table 71, and brings the end surface 812 of the high-density ultrasonic wave oscillation unit 81 of the ultrasonic wave applying unit 74. And the end face 822 of the low-density ultrasonic oscillation unit 82 is immersed in the liquid 75 on the first surface 2 of the SiC ingot 1.

剥離装置70は、図8に示すように、高密度超音波発振ユニット81の超音波振動子811に所定時間電力を印加して、高密度超音波発振ユニット81でSiCインゴット1の第1面2の中央部26に超音波814を付与する。すると、高密度超音波発振ユニット81からの超音波814が、第1面2の中央部26に集中して照射され、剥離層23の中央部26を刺激し、剥離層23の中央部26に該剥離層23を起点として剥離した部分剥離部28を形成する。こうして、高密度超音波発振ユニット81は、SiCインゴット1の第1面2の中央部26に高密度で超音波814を付与することで、剥離層23の中央部26が剥離した部分剥離部28を形成する。 As shown in FIG. 8, the peeling device 70 applies power to the ultrasonic transducer 811 of the high-density ultrasonic oscillation unit 81 for a predetermined time, and the high-density ultrasonic oscillation unit 81 uses the first surface 2 of the SiC ingot 1. Ultrasonic 814 is applied to the central portion 26 of the above. Then, the ultrasonic wave 814 from the high-density ultrasonic oscillation unit 81 is intensively irradiated to the central portion 26 of the first surface 2, stimulates the central portion 26 of the peeling layer 23, and is applied to the central portion 26 of the peeling layer 23. A partially peeled portion 28 that has been peeled off is formed starting from the peeling layer 23. In this way, the high-density ultrasonic oscillation unit 81 applies ultrasonic waves 814 at a high density to the central portion 26 of the first surface 2 of the SiC ingot 1, so that the central portion 26 of the release layer 23 is peeled off. To form.

剥離装置70は、図9に示すように、高密度超音波発振ユニット81の超音波振動子811への電力の印加を停止し、低密度超音波発振ユニット82の超音波振動子821に所定時間電力を印加して、低密度超音波発振ユニット82でSiCインゴット1の第1面2の外周部27に超音波824を付与する。すると、高密度超音波発振ユニット81からの超音波814よりも低密度な低密度超音波発振ユニット82からの超音波824が、第1面2の外周部27に全体に照射され、剥離層23の外周部27全体を刺激し、部分剥離部28を起点としてクラック25が伸長して、部分剥離部28ら生成すべきウエーハ20の全面に亘る剥離部29を形成する。 As shown in FIG. 9, the peeling device 70 stops the application of power to the ultrasonic vibrator 811 of the high-density ultrasonic oscillation unit 81, and stops the application of power to the ultrasonic transducer 821 of the low-density ultrasonic oscillation unit 82 for a predetermined time. A power is applied to apply ultrasonic waves 824 to the outer peripheral portion 27 of the first surface 2 of the SiC ingot 1 by the low-density ultrasonic oscillation unit 82. Then, the ultrasonic wave 824 from the low-density ultrasonic wave oscillation unit 82, which has a lower density than the ultrasonic wave 814 from the high-density ultrasonic wave oscillation unit 81, irradiates the outer peripheral portion 27 of the first surface 2 as a whole, and the release layer 23 The entire outer peripheral portion 27 of the above is stimulated, and the crack 25 extends from the partially peeled portion 28 as a starting point to form the peeled portion 29 over the entire surface of the wafer 20 to be generated from the partially peeled portion 28.

こうして、低密度超音波発振ユニット82は、SiCインゴット1の第1面2の外周部27に高密度超音波発振ユニット81よりも低密度で超音波824を付与することで、部分剥離部28から生成すべきウエーハ20の全面に亘る剥離部29を形成する。剥離装置70は、SiCインゴット1を剥離層23を起点に分割して、SiCインゴット1から第1面2側の生成すべきウエーハ20を分離して、加工動作を終了する。 In this way, the low-density ultrasonic oscillation unit 82 applies ultrasonic waves 824 to the outer peripheral portion 27 of the first surface 2 of the SiC ingot 1 at a lower density than that of the high-density ultrasonic oscillation unit 81, so that the partial peeling portion 28 can be used. A peeling portion 29 is formed over the entire surface of the wafer 20 to be generated. The peeling device 70 divides the SiC ingot 1 from the peeling layer 23 as a starting point, separates the wafer 20 to be generated on the first surface 2 side from the SiC ingot 1, and ends the processing operation.

SiCインゴット1から分離された生成すべきウエーハ20は、図示しない吸着機構により吸着されてSiCインゴット1から剥離され、SiCインゴット1から剥離された面21に研削加工、研磨加工等が施される。 The wafer 20 to be generated separated from the SiC ingot 1 is adsorbed by a suction mechanism (not shown) and peeled from the SiC ingot 1, and the surface 21 peeled from the SiC ingot 1 is subjected to grinding, polishing, or the like.

以上説明したように、実施形態1に係る剥離装置70は、保持部材83が複数の超音波発振ユニット81,82の超音波振動の振幅が端面812,822と比較して小さい部分815,825を保持するので、ホーン813,823の端面と金属製の板や箱との接着剥がれを抑制することができ、保持部材83で複数の超音波発振ユニット81,82を保持することができ、各超音波発振ユニット81,82から効率的にSiCインゴット1に超音波814,824を付与することができる。また、実施形態1に係る剥離装置70は、保持部材83が複数の超音波発振ユニット81,82の超音波振動の振幅が端面812,822と比較して小さい部分815,825を保持して、一つの保持部材83で複数の超音波発振ユニット81,82を保持でき、装置サイズの大型化を抑制することができる。その結果、剥離装置70は、装置サイズの肥大化を抑制しつつ、剥離層23が形成されたSiCインゴット1からウエーハ20を効率的に剥離することが可能となるという効果を奏する。 As described above, in the peeling device 70 according to the first embodiment, the holding member 83 has a portion 815,825 in which the amplitude of the ultrasonic vibration of the plurality of ultrasonic oscillation units 81, 82 is smaller than that of the end faces 812,822. Since it is held, it is possible to suppress the adhesive peeling between the end faces of the horns 815 and 823 and the metal plate or box, and the holding member 83 can hold a plurality of ultrasonic oscillation units 81 and 82, and each of the ultrasonic oscillation units 81 and 82 can be held. Ultrasonic waves 814 and 824 can be efficiently applied to the SiC ingot 1 from the sound wave oscillation units 81 and 82. Further, in the peeling device 70 according to the first embodiment, the holding member 83 holds the portions 815 and 825 in which the amplitude of the ultrasonic vibration of the plurality of ultrasonic oscillation units 81 and 82 is smaller than that of the end faces 812 and 822. A plurality of ultrasonic oscillation units 81 and 82 can be held by one holding member 83, and an increase in the size of the device can be suppressed. As a result, the peeling device 70 has an effect that the wafer 20 can be efficiently peeled from the SiC ingot 1 on which the peeling layer 23 is formed, while suppressing the increase in the size of the device.

〔変形例〕
本発明の実施形態の変形例に係る剥離装置を図面に基づいて説明する。図10は、実施形態1の変形例1に係る剥離装置の超音波付与ユニットを模式的に示す側面図である。図11は、実施形態1の変形例2に係る剥離装置の超音波付与ユニットを模式的に示す側面図である。なお、図10及び図11は、実施形態1と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
[Modification example]
A peeling device according to a modified example of the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a side view schematically showing an ultrasonic wave applying unit of the peeling device according to the first modification of the first embodiment. FIG. 11 is a side view schematically showing an ultrasonic wave applying unit of the peeling device according to the second modification of the first embodiment. In FIGS. 10 and 11, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図10に示す変形例1に係る剥離装置の超音波付与ユニット74−1は、長さ816が長さ827よりも長く構成されて、保持部材83が、側方からみて屈曲していること以外、実施形態1と同じである。図11に示す変形例2に係る剥離装置の超音波付与ユニット74−2は、高密度超音波発振ユニット81のホーン813が超音波振動の振幅が端面812と比較して小さい部分815から生成すべきウエーハ20と対面する端面812に向かって漸次縮径する縮径部817を備えていること以外、実施形態1と同じである。縮径部817は、超音波振動の振幅が端面812と比較して小さい部分815から端面812に向かうにしたがってホーン813の外径を徐々に縮小させている。 The ultrasonic wave applying unit 74-1 of the peeling device according to the first modification shown in FIG. 10 is configured such that the length 816 is longer than the length 827 and the holding member 83 is bent when viewed from the side. , The same as the first embodiment. In the ultrasonic wave applying unit 74-2 of the peeling device according to the modification 2 shown in FIG. 11, the horn 813 of the high-density ultrasonic oscillation unit 81 generates the ultrasonic wave vibration from the portion 815 whose amplitude is smaller than that of the end face 812. It is the same as the first embodiment except that the diameter-reduced portion 817 that gradually reduces the diameter toward the end face 812 facing the power weight 20 is provided. The reduced diameter portion 817 gradually reduces the outer diameter of the horn 813 from the portion 815 where the amplitude of the ultrasonic vibration is smaller than that of the end face 812 toward the end face 812.

変形例1及び変形例2に係る剥離装置70は、保持部材83が複数の超音波発振ユニット81,82の超音波振動の振幅が端面812,822と比較して小さい部分815,825を保持するので、ホーン813,823の端面と金属製の板や箱との接着剥がれを抑制することができ、実施形態1と同様に、装置サイズの肥大化を抑制しつつ、剥離層23が形成されたSiCインゴット1からウエーハ20を効率的に剥離することが可能となるという効果を奏する。 In the peeling device 70 according to the first modification and the second modification, the holding member 83 holds the portions 815 and 825 in which the amplitude of the ultrasonic vibration of the plurality of ultrasonic oscillation units 81 and 82 is smaller than that of the end faces 812 and 822. Therefore, it is possible to suppress the adhesive peeling between the end faces of the horns 815 and 823 and the metal plate or box, and the peeling layer 23 is formed while suppressing the enlargement of the device size as in the first embodiment. The effect is that the waiha 20 can be efficiently peeled off from the SiC ingot 1.

また、変形例2に係る剥離装置70は、一般的に、ホーン813を高周波で超音波振動させると綺麗な振動モードがでにくい(捩じれたような振動モードになる)が、ホーン813が縮径部817を備えて、先細りの形状であるので、パワーを集中でき、端面812での超音波振動の振幅を均一にすることができるために、高密度超音波発振ユニット81がより効率的にウエーハ20に超音波814を付与できる。 Further, in the peeling device 70 according to the second modification, it is generally difficult to obtain a beautiful vibration mode (becomes a twisted vibration mode) when the horn 813 is ultrasonically vibrated at a high frequency, but the diameter of the horn 813 is reduced. Since the portion 817 is provided and the shape is tapered, the power can be concentrated and the amplitude of the ultrasonic vibration on the end face 812 can be made uniform, so that the high-density ultrasonic oscillation unit 81 can be used more efficiently. Ultrasonic wave 814 can be applied to 20.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。なお、本発明の剥離装置70は、インゴット保持テーブル71を回転可能に構成されても良く、超音波付与ユニット74が回転・揺動可能に構成されても良い。また、剥離装置70は、超音波814,824を付与した後、ウエーハ20を吸着し剥離し搬送する剥離ユニットを備えても良く、ウエーハ20のSiCインゴット1からの剥離を検知する剥離検知機構を備えても良い。また、本発明では、超音波発振ユニット81,82の数は、実施形態等に記載されたものに限定されない。 The present invention is not limited to the above embodiment. That is, it can be modified in various ways without departing from the gist of the present invention. In the peeling device 70 of the present invention, the ingot holding table 71 may be configured to be rotatable, or the ultrasonic wave applying unit 74 may be configured to be rotatable / oscillating. Further, the peeling device 70 may include a peeling unit that adsorbs, peels, and conveys the wafer 20 after applying ultrasonic waves 814 and 824, and includes a peeling detection mechanism that detects the peeling of the wafer 20 from the SiC ingot 1. You may prepare. Further, in the present invention, the number of ultrasonic oscillation units 81 and 82 is not limited to those described in the embodiments and the like.

1 SiCインゴット(インゴット)
20 ウエーハ
22 厚み
23 剥離層
26 中央部(一部の領域)
27 外周部(広い面積)
28 部分剥離部
29 剥離部
31 レーザービーム
32 集光点
35 深さ
70 剥離装置
71 インゴット保持テーブル
73 液体供給ユニット
74 超音波付与ユニット
75 液体
81 高密度超音波発振ユニット
82 低密度超音波発振ユニット
83 保持部材
812 端面
814 超音波
815 超音波振動の振幅が端面と比較して小さい部分(ノード部)
816 長さ
817 縮径部
822 端面
824 超音波
825 超音波振動の振幅が端面と比較して小さい部分(ノード部)
826 長さ
1 SiC ingot (ingot)
20 Wafer 22 Thickness 23 Peeling layer 26 Central part (partial area)
27 Outer circumference (wide area)
28 Partial peeling part 29 Peeling part 31 Laser beam 32 Condensing point 35 Depth 70 Peeling device 71 Ingot holding table 73 Liquid supply unit 74 Ultrasonic wave application unit 75 Liquid 81 High-density ultrasonic oscillation unit 82 Low-density ultrasonic oscillation unit 83 Holding member 812 End face 814 Ultrasonic wave 815 Part where the amplitude of ultrasonic vibration is smaller than that of the end face (node part)
816 Length 817 Reduced diameter part 822 End face 824 Ultrasonic wave 825 Part where the amplitude of ultrasonic vibration is smaller than that of the end face (node part)
826 length

Claims (4)

透過性を有する波長のレーザービーム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ビームを照射して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、
生成すべきウエーハと対面する端面を有し、生成すべきウエーハを含むインゴットの一部の領域に高密度で超音波を付与することで該一部の領域が剥離した部分剥離部を形成する高密度超音波発振ユニットと、
生成すべきウエーハと対面する端面を有し、該一部の領域よりも広い面積に低密度で超音波を付与することで該部分剥離部から生成すべきウエーハの全面に亘る剥離部を形成する低密度超音波発振ユニットと、
該高密度超音波発振ユニットと該低密度超音波発振ユニットとを一体化して保持する保持部材と、を含む超音波付与ユニットと、
生成すべきウエーハを上にしてインゴットを保持するインゴット保持テーブルと、
生成すべきウエーハと該超音波付与ユニットとの間に液体を供給する液体供給ユニットと、
を有し、
該超音波付与ユニットは、該高密度超音波発振ユニットの端面と、該低密度超音波発振ユニットの端面と、が面一に構成され、該保持部材は、該高密度超音波発振ユニットおよび該低密度超音波発振ユニットの超音波振動の振幅が該端面と比較して小さい部分を保持することを特徴とする、剥離装置。
A peeling device that separates the wafer to be generated from the ingot that forms the separation layer by irradiating the laser beam at a depth corresponding to the thickness of the wafer to generate the focusing point of the laser beam with a transmissive wavelength. There,
A height that has an end face facing the wafer to be generated and forms a partially peeled portion where the part of the ingot containing the wafer to be generated is separated by applying ultrasonic waves at high density to a part of the ingot. Density ultrasonic oscillation unit and
It has an end face facing the wafer to be generated, and by applying ultrasonic waves at a low density to an area wider than the partial area, a peeled portion over the entire surface of the wafer to be generated is formed from the partially peeled portion. Low-density ultrasonic oscillation unit and
An ultrasonic wave imparting unit including a holding member that integrally holds the high-density ultrasonic wave oscillation unit and the low-density ultrasonic wave oscillation unit, and
An ingot holding table that holds the ingot with the wafer to be generated facing up,
A liquid supply unit that supplies a liquid between the wafer to be generated and the ultrasonic wave application unit, and
Have,
The ultrasonic wave applying unit is configured such that the end face of the high-density ultrasonic oscillation unit and the end face of the low-density ultrasonic oscillation unit are flush with each other, and the holding member is the high-density ultrasonic oscillation unit and the high-density ultrasonic oscillation unit. A peeling device characterized in that the ultrasonic vibration amplitude of a low-density ultrasonic oscillation unit holds a portion smaller than that of the end face.
該高密度超音波発振ユニットにおいて該保持部材で保持された該超音波振動の振幅が該端面と比較して小さい部分から該生成すべきウエーハと対面する端面までの長さと、
該低密度超音波発振ユニットにおいて該保持部材で保持された該超音波振動の振幅が該端面と比較して小さい部分から該生成すべきウエーハと対面する端面までの長さと、
が等しくなるように構成されることを特徴とする、請求項1に記載の剥離装置。
The length from the portion where the amplitude of the ultrasonic vibration held by the holding member in the high-density ultrasonic oscillation unit is smaller than that of the end face to the end face facing the wafer to be generated.
The length from the portion where the amplitude of the ultrasonic vibration held by the holding member in the low-density ultrasonic oscillation unit is smaller than that of the end face to the end face facing the wafer to be generated.
The peeling device according to claim 1, wherein the peeling devices are configured to be equal to each other.
該高密度超音波発振ユニットは、該超音波振動の振幅が該端面と比較して小さい部分から該生成すべきウエーハと対面する端面に向かって漸次縮径する縮径部を有することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の剥離装置。 The high-density ultrasonic oscillation unit is characterized by having a reduced diameter portion in which the amplitude of the ultrasonic vibration is gradually reduced from a portion having a smaller amplitude than the end face toward the end face facing the wafer to be generated. The peeling device according to claim 1 or 2. 超音波振動の振幅が端面と比較して小さい部分は、ノード部であることを特徴とする、請求項1ないし請求項3のうちいずれか一項に記載の剥離装置。 The peeling device according to any one of claims 1 to 3, wherein the portion where the amplitude of the ultrasonic vibration is smaller than that of the end face is a node portion.
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