JP2022169468A - 半導体ワークピースを分割する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体ワークピースを分割する方法を提供する。【解決手段】 半導体ワークピースを分割する方法であって、半導体ワークピース内に分離ゾーンを形成することであって、分離ゾーンを形成することは、分離ゾーン内の熱機械的応力を半導体ワークピースの残りの部分に対して増大させる少なくとも１つの性質において、分離ゾーン内の複数の標的位置における半導体ワークピースの半導体材料を改変することを含み、標的位置の１つにおける半導体材料を改変することは、少なくとも２つのレーザビームを標的位置に集束させることを含む、形成することと、少なくとも１つのクラックが分離ゾーンに沿って伝播し、半導体ワークピースが２つの別個の個片に分割されるように、外力又は外部応力を半導体ワークピースに印加することとを含む。追加のワークピース分割技法及び分割プロセス中に生じるワークピース変形を補償する技法も記載される。【選択図】図１Ｂ

Description

本開示は、半導体ワークピースを分割する方法等に関する。

半導体ウェーハ等の半導体ワークピースは一般に、結晶質半導体材料で作られたブール（インゴットと呼ばれることが多い）から薄いウェーハ片をスライスすることによって製造される。幾つかのスライス技法が当技術分野で既知である。しかしながら、スライスステップを含むウェーハのコストは、半導体デバイスの全体製造コストの大きな割合を占める。これらのコストの低減は、包括的な利点をもたらす。ウェーハコストを下げる一方法は、半導体ワークピース又は半導体ウェーハの製造中、カーフ損失を低減することである。別の方法は、標準ウェーハを少なくとも２回使用することである－デバイス構造の製造後、ウェーハは分割され、デバイス構造を含まないより薄い再生ウェーハ部分が再利用されて、追加のデバイス構造を形成する。半導体ワークピース分割を統合して、標準半導体ウェーハ製造プロセスにすることが関わり、これは複雑であり、効率的な製造をもたらすために製造プロセスへの課題／改変を必要とする。

したがって、半導体ワークピースを効率的且つ費用重視で分割できるようにする、半導体ワークピースの分割プロセスの改善された概念を提供する必要がある。さらに、効率的で費用重視の分割プロセスのこれらの概念に向けて調整された装置又はツールを提供する必要がある。

単結晶半導体ワークピースを処理する方法の一実施形態によれば、本方法は、レーザ光パルスを単結晶半導体ワークピースの第１の主面に印加することであって、レーザ光パルスは第１の主面に侵入し、単結晶半導体ワークピース内に分離ゾーンに改変領域を形成し、各改変領域は、半導体ワークピースが変更された内部を囲繞するサブクリティカルクラックによって区切られる、印加することと、改変領域のうちの隣接する改変領域のサブクリティカルクラックが、単結晶半導体ワークピースに形成された改変領域の少なくとも半分で重複しないように、レーザ光パルスを制御することと、サブクリティカルクラックを誘導した後、サブクリティカルクラックを接続する少なくとも１つのクラックを形成することとを含む。

半導体ワークピースを分割する方法の一実施形態によれば、本方法は、半導体ワークピース内に分離ゾーンを形成することであって、分離ゾーンを形成することは、分離ゾーン内の熱機械的応力を半導体ワークピースの残りの部分に対して増大させる少なくとも１つの性質において、分離ゾーン内の複数の標的位置における半導体ワークピースの半導体材料を改変することを含み、標的位置の１つにおいて半導体材料を改変することは、少なくとも２つのレーザビームを標的位置に集束させることを含む、形成することと、少なくとも１つのクラックが分離ゾーンに沿って伝播し、半導体ワークピースが２つの別個の個片に分割されるように、外力又は外部応力を半導体ワークピースに印加することを含む。

半導体ワークピースの一実施形態によれば、本半導体ワークピースは、半導体ワークピースの表面と実質的に平行して双方向的に延在する改変ゾーンを画定する、半導体ワークピースの半導体材料の少なくとも１つの改変された物理的性質を有する複数の標的位置を有する分離ゾーンを含み、改変ゾーンは、改変ゾーンの双方向広がりに垂直な軸において３０μｍ未満の厚さを有する。

半導体ウェーハの一実施形態によれば、本半導体ウェーハは、半導体ウェーハの正面における１つ又は複数のエピタキシャル層であって、１つ又は複数のエピタキシャル層は複数のデバイス構造を有する、１つ又は複数のエピタキシャル層と、複数のデバイス構造上のメタライゼーション層及び／又はパッシベーション層であって、半導体ウェーハにおける１つ又は複数のエピタキシャル層の表面は、迷光欠陥を実質的に有さない、メタライゼーション層及び／又はパッシベーション層とを備える。

半導体ワークピース内に分離ゾーンを画定する装置の一実施形態によれば、本装置は、少なくとも２つのレーザビームを分離ゾーン内の標的位置に集束させる少なくとも１つの手段と、半導体ワークピースの半導体材料の少なくとも１つの物理的性質を分離ゾーン内の複数の標的位置において改変することができるように、少なくとも２つのレーザビームを移動させる手段と備える。

単結晶半導体ワークピースを分割する方法の一実施形態によれば、本方法は、半導体ワークピースの第１の主面にレーザ光パルスを印加することであって、レーザ光パルスは、第１の主面に侵入し、半導体ワークピース内の分離ゾーンにおいて改変領域を形成し、各改変領域は、半導体ワークピースの単結晶性が変更された内部を囲繞するサブクリティカルクラックによって区切られる、印加することと、分離ゾーン内の標的面からの集束ずれが、第１の主面に侵入するレーザ光パルスで低減するように、レーザ光パルスを印加する間に生じる半導体ワークピースの変形を補償することと、少なくとも１つのクラックが分離ゾーンに沿って伝播し、半導体ワークピースが２つの別個の個片に分割されるように外力又は外部応力を半導体ワークピースに印加することとを含む。

当業者ならば、以下の詳細な説明を読んで又は添付図面を見て追加の特徴及び利点を認識しよう。図面の要素は必ずしも互いに対して縮尺通りであるわけではない。同様の参照番号は対応する同様の部品を示す。示される種々の実施形態の特徴は、互いを除外する場合を除き、組み合わせることができる。実施形態は図面に示され、以下の説明で詳述される。

半導体ワークピースを分割する方法の一実施形態を示す。 半導体ワークピースを分割する方法の一実施形態を示す。 半導体ワークピースを分割する方法の一実施形態を示す。 半導体ワークピースを分割する方法の一実施形態を示す。 デバイス構造を有する半導体ワークピースに分離領域を生成する方法ステップの別の実施形態を示す。 レーザビーム集束機構の例示的な一実施形態を示す。 レーザビーム集束機構の別の例示的な実施形態を示す。 シングルビームプロセスでの焦点におけるエネルギー分布を示す。 ツインビームプロセスでの焦点におけるエネルギー分布を示す。 ガウス強度プロファイルを有するレーザビームでのエネルギー図を示す。 リング形強度プロファイルを有するレーザビームでのエネルギー図を示す。 単一パルスモードプロセスでのエネルギー図を示す。 バーストパルスモードプロセスでのエネルギー図を示す。 サブクリティカルクラック形成プロセスの一実施形態を示す。 サブクリティカルクラックを接続することによって形成される少なくとも１つのマスタクラックを示す。 単結晶半導体ワークピースがＳｉＣワークピースである一実施形態を示す。 単結晶半導体ワークピースがＳｉＣと異なる配向を有する一実施形態を示す。 各々が円形又は楕円形を有し、互いから離間された行に沿って分布する、非重複サブクリティカルクラックを有する隣接する改変領域の一実施形態を示す。 破線形を有する改変領域の一実施形態を示す。 非重複サブクリティカルクラックを有する改変領域の間隔が、単結晶半導体ワークピースの少なくとも部分にわたって六角形パターンを有する一実施形態を示す。 形状変化補償を利用する、半導体ワークピースを分割する方法の一実施形態を示す。 形状変化補償技法の一実施形態を示す。 形状変化補償技法の別の実施形態を示す。 形状変化補償技法の別の実施形態を示す。 形状変化補償技法の別の実施形態を示す。 形状変化補償技法の別の実施形態を示す。 形状変化補償技法の別の実施形態を示す。 形状変化補償技法の別の実施形態を示す。

本明細書に記載されるのは、半導体ワークピースを分割する方法である。半導体ワークピースは一般に、処理される半導体ブール（インゴットとも呼ばれる）若しくは半導体ウェーハ又は続けてより薄いウェーハ及び再生ウェーハに分割される既に処理されたウェーハ若しくはベースウェーハである。処理される半導体ワークピースとしてＳｉＣウェーハ及びＳｉＣブールが強調されるが、本明細書に記載の実施形態及び例は、ＳｉＣ半導体ワークピースに限定されることが意図されない。ＳｉＣベースの半導体ワークピースの代わりに、シリコン（Ｓｉ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、インジウムガリウムヒ素（ＩｎＧａＮ）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）等の他の半導体材料に基づく実施形態を方法で使用することもできる。少なくとも１つの半導体材料の他に、半導体ワークピースは更なる材料（例えば多結晶性部分及び／又は金属部分）及び／又は成分（例えば原子ドープ及び／又は製造によって生じる不純物）を含み得る。

ワークピース（例えばベース半導体ウェーハ）は、分割方法が実行される前に表面又は半導体ウェーハ上に生成又は塗布される少なくとも１つの半導体デバイスの機能層（例えば少なくとも１つの半導体デバイス構造）を含み得る。デバイス構造を有するベースウェーハは続けて、デバイス構造を含むより薄いデバイスウェーハ及びより薄い再生ウェーハに分割し得る。再生ウェーハは処理することができ、更なるデバイス構造を再生ウェーハ内に製造し得る。任意選択的に、残りの再生ウェーハの厚さが更なる処理に十分である限り、再生ウェーハは追加の分割プロセスを受け得る。

本明細書に記載の異なる半導体ワークピース分割方法の特徴は、別段のことが明記される場合を除き、相互交換可能である。次に、図を参照して、半導体ワークピース分割方法、関連する装置、及び生成されるワークピースの例示的な実施形態について説明する。図の幾つかは、説明及び／又は例示を容易にするために、特定の半導体ワークピース分割方法の文脈で説明される。しかしながら、先に説明したように、異なる半導体ワークピース分割方法の特徴は、別段のことが明記される場合を除き、相互交換可能である。

Ｉ．非アブレーション性マルチビーム分割
非アブレーション性マルチビーム分割は、少なくとも２つの主要ステップ、即ち、（ｉ）半導体ワークピース内に分離ゾーンを形成するステップ及び（ｉｉ）少なくとも１つのクラックが分離ゾーンに沿って伝播し、半導体ワークピースが２つの別個の個片に分割されるように、外力又は外部応力を半導体ワークピースに印加するステップを含む。したがって、分離ゾーンは、定義された位置で半導体ワークピースを分離するのを促進する。分離ゾーンは、格子構造と異なる平面に延在してもよく、又は実質的に格子面を辿り、半導体ワークピースの画定された分離ゾーンに沿った伝播を促進してもよい。画定された分離ゾーンがなければ、再生可能なように２つの別個の個片に半導体ワークピースを分離することはより難しく、分割手順中、より多くの材料損失（カーフ損失とも呼ばれる）を生じさせる恐れがある。さらに、画定された分離ゾーンは、分離ゾーン外部での半導体ワークピースの分割は、例えば分離ゾーン内の伝播の代わりに垂直に延びる微視的クラック伝播によって欠陥のある分離個片を生じさせる恐れがあるため、ウェーハ処理の出力増大に適する。したがって、得られた個片の厚さが十分に厚くないため、分離した個片の幾つかは使用することができず、又は次のウェーハ処理ステップで更に処理することができない。

幾つかの実施形態では、分離ゾーンを形成するステップは、分離ゾーン内の熱機械的応力を半導体ワークピースの残りの部分に対して増大させる少なくとも１つの性質において、分離ゾーン内の複数の標的位置における半導体ワークピースの半導体材料を改変することを含む。一般に、標的位置の１つにおいて半導体材料を改変することは、少なくとも２つのレーザビームを標的位置に集束させることを含み得る。

本開示に即して、少なくとも２つのレーザビームを標的位置に集束させることは、２つ以上の異なるレーザビームが半導体材料内の画定された領域に同時に向けられる（集束する）ことを意味する。２つ以上のレーザビームが重複するか、又は集束する各画定領域は、標的位置の１つである。したがって、各標的位置は、レーザビームの２つ以上のエネルギー強度が重複することによって２つ以上のレーザビームのエネルギー強度が集束し増大する領域である。したがって、このポイントは焦点とも呼ばれる。２つ以上のレーザビームの焦点において、即ち各標的位置において、２つ以上の集束レーザビームの強度は、半導体ワークピースの半導体材料を改変するのに十分に高い。一般に、改変は、半導体材料の焦点内の集中した空間におけるレーザビーム光子の線形又は非線形吸収によって生じる。この焦点における高吸収エネルギー強度は、半導体材料に不均一性又は微小クラックを誘導する。

各レーザビームは、焦点の前後で低い強度を有するが、レーザと材料との相互作用及び改変は標的位置の周囲で起こる可能性は低く、それにより、集束単一レーザビームの使用と比較して半導体材料又は他の構造の相互作用又は改変を低減する。より具体的には、低エネルギーを有する２つ以上のレーザビームを使用し、それらを標的位置に集束させる場合、高エネルギー光子の非線形吸収及び単一レーザビームの伝播方向に沿った自己集束に伴う悪影響が最小に抑えられる。標的位置外部での半導体材料における改変又は破損は、少なくとも２つのレーザビーム集束方法によって低減することができ、したがって、半導体ウェーハプロセス中、信頼性を高め、カーフ損失を低下させる。

一般に、熱機械的応力は、少なくとも２つのレーザビームを分離ゾーン内の標的位置に集束させることにより、分離ゾーン内の特定の領域における半導体材料の物理的性質を改変することによって半導体ワークピースの残りの部分と比較して増大させ得る。物理的性質の改変は、焦点における高エネルギーによって誘導される任意に不均一性又は微小クラックであり得る。例えば、変更される物理的性質は、半導体材料の格子構造又は結晶性の変化であり得る。格子構造のこの変化は、半導体材料の追加の化学変化として見なすことができる格子構造の結合の幾つかの破壊を含み得る。それにもかかわらず、格子構造内の結合の幾つかの化学的破壊は典型的には、この領域内の物理的性質を変化させる。したがって、以下、物理的性質の少なくとも改変により、半導体ワークピースの分離ゾーン内の標的位置における熱機械的応力が増大し、ひいては、分割方法の続くステップにおいて外力又は外部応力を半導体ワークピースに印加することによって半導体ワークピースを２つの別個の個片に分割することを簡素化すると仮定する。

幾つかの実施形態では、外力又は外部応力を半導体ワークピースに印加するステップは、少なくとも１つのクラックが分離ゾーンに沿って伝播し、半導体ワークピースが２つの別個の個片に分割されるように実行される。印加される外力は、例えば、超音波振動又はポリマー層の塗布を含み得る。温度改変と組み合わせたポリマー層の塗布は、コールドスプリット（Ｃｏｌｄ－Ｓｐｌｉｔ）技術と呼ばれることもある。代替の実施形態では、分離ゾーン内で生成される熱機械的応力は、必ずしも外力の印加を必要とせずに半導体ワークピースを分割させるのに十分であり得る。例えば、内部応力はとても大きいので、半導体ワークピースが最終的に２つの別個の個片に分割するように分離ゾーン全体内で改変ステップにおいて分離ゾーン内の標的位置で生成される微小クラックを伝播させ得る。

方法の幾つかの例では、複数の標的位置において半導体材料を改変するステップは、半導体ワークピース内の各標的位置において半導体材料を破損させることを含む。例えば、半導体材料としてＳｉＣの場合、ＳｉＣ材料は、少なくとも２つのレーザビームを各標的位置に集束させることによって半導体材料にプラズマを生み出すことで破損し得る。プラズマは焦点における高エネルギー強度によって生成し得、例えば、Ｓｉ－Ｃ結合を破壊することによってＳｉ及びＣへのＳｉＣ半導体材料の部分分解を生じさせる。それにより、プラズマ中の原子の少なくとも幾つかは、例えば非晶質炭素及び／又は非晶質ケイ素の形態の炭素クラスタ及びシリコン材料を再形成する。これに加えて又はこれに代えて、原子の少なくとも幾つかは再結晶化、半結晶化、且つ／又は再編成されて、例えば、ＳｉＣの少なくとも１つのポリタイプ（例えば４Ｈ－ＳｉＣ、６Ｈ－ＳｉＣ、若しくは３Ｃ－ＳｉＣ）又はＳｉ相及びＣ相が両方とも非晶質である非晶質ＳｉＣを形成し得る。したがって、幾つかの例では、少なくとも２つのレーザビームを各標的位置に集束させることによって半導体材料を破損させることは、半導体ワークピース内の標的位置に非晶質又は多結晶性材料又はキャビティ（例えばＳｉＣ破壊によって生成される微小クラック）を作ることを含む。上記改変のいずれも、半導体材料の物理的性質を変更させ、ひいては分離ゾーンにおける半導体材料の弱化を生じさせる。したがって、分離ゾーン内の半導体ワークピースの続く分割が改善する。

少なくとも１つの例では、方法は、少なくとも２つのレーザビームを標的位置に集束させることを含み、２つ以上のコヒーレント平行レーザビームが、平行モードで動作する１つ又は複数の別個のレーザ源によって形成され、２つ以上のレーザビームは、集光光学系を通して標的位置に集束する。したがって、２つの集束レーザビームのレーザ放射は標的位置で吸収され得、半導体材料の改変に繋がり得る。記載の方法の一般概念に即して、このステップは分離ゾーン内の複数の標的位置に適用し得る。一例では、上述した方法を適用する装置は、少なくとも２つのレーザビームを分離ゾーン内の標的位置に集束させる少なくとも１つの手段を備え得る。装置は、少なくとも２つのレーザビームを移動させる手段を更に備え得、それにより、少なくとも１つの物理的性質において分離ゾーン内の複数の標的位置において半導体ワークピースの半導体材料を改変する。２つ以上の平行レーザビームを使用する場合、レーザビームは集光光学系を通して各標的位置に集束し得る。そのような集光光学系の例は、レンズ系、集束レンズ、ミラー系等である。

幾つかの例では、単一のレーザ源が使用され得、少なくとも２つのレーザビームを標的位置に集束させるステップは、レーザ源から放射された単一のレーザビームを２つ以上の平行する部分レーザビームに分割することを含む。例示的な分割手段は回折光学要素又はビームスプリッタキューブ（例えば、ビームを電力が等しい２つのビームに分割する５０／５０ビームスプリッタキューブ又はビームを電力の等しい幾つかのビームに分割する一連のビームスプリッタキューブ、及び／又はグレーティング）であり得る。続けて、平行部分レーザビームは集光光学系を通して集束し得る。例えば、上述したものと同じ集光光学系を使用してよい。単一のレーザ源を使用する場合、２つ以上の平行レーザビームの各々におけるレーザ放射のコヒーレント性は自動的に与えられ得、焦点におけるレーザビームの一致した時間的重なりを実現するために、経路遅延等の機械的手段、光学的手段、又は電子制御システムによって制御される必要がない。

集光光学系を使用してこれらの２つ以上のコヒーレントレーザビームを集束させる場合、分離ゾーンに印加されるレーザ放射は、分離ゾーンにおける単光子過程が小さく、大半、多光子過程（特に多光子吸収）が占める必要があり得るように、非共振レジームにあり得る。例えば、非共振レジームは、分離ゾーンのバンドギャップが２つ以上のレーザビームの焦点におけるレーザ放射の光子エネルギーよりも大きい（例えば少なくとも２倍～少なくとも１０倍）場合、達成し得る。２つ以上のレーザビームの光子エネルギーの和は、分離ゾーン内の材料のバンドギャップの範囲内にあり得る。レーザ放射は分離ゾーンにおいて吸収され得、続く分割ステップにおいて分離ゾーンで半導体ワークピースを分割するのに必要な機械的力及び／又は熱的応力があったとしてもごくわずかであるような分離ゾーンの更なる破損（例えばＳｉＣ半導体ワークピースの場合、ＳｉＣの分解）に繋がり得る。多光子過程の場合、破損の作成は、レーザ放射の焦点が位置する領域内の吸収を増大させる予め定義される層（例えばイオン注入によって形成される）によって更にサポートし得る。

幾つかの例によれば、標的位置に集束した少なくとも２つのレーザビームは、リング形強度プロファイルを有し得る。ガウス強度からリング形強度プロファイルに一般のレーザビームのビーム分布を操作することにより、焦点における集束を強化することができる。リング形はボルテックス、ドーナッツ、又は中空ビームプロファイルとしても知られている。例えば、ボルテックスレンズ、アキシコン、フォーク位相マスク（ｆｏｒｋ ｐｈａｓｅ ｍａｓｋ）、空間光変調器、又は空間位相板によって生成することができる。２つ以上のビームの各々について、強度プロファイルは別個に又は同時に調整し得る。２つ以上のレーザビームが単一のレーザビーム（又はシードレーザビーム）によって生成され、続けて２つ以上の部分ビームに分割される場合、単一レーザビームの強度プロファイルが調整されるだけで十分である。

更に別の例では、標的位置に集束した少なくとも２つのレーザビームはパルスモードで動作する。パルスモードを使用する場合、レーザ放射はパルスレーザ放射であり得る。パルス持続時間、反復率、パルスエネルギー、強度、波長、パルス形、偏光等のレーザ放射のパラメータは相互接続され、特定の用途又は要件に従って最適化し得る。例えば、レーザ放射は、パルス持続時間１００ｆｓ～１００ｎｓ（例えば５０ｐｓ～１０ｎｓ）、反復率１０ｋＨｚ～１０ＭＨｚ、パルスエネルギー１００ｎＪ～５０μＪ、及びピーク波長４００ｎｍ～２１００ｎｍ（例えば９００ｎｍ～１２００ｎｍ）を有し得る。

少なくとも幾つかの例では、パルスモードは単一パルスモード又は２つ以上のサブパルスを有するバーストモードで動作する。先に説明したように、レーザ放射は、各レーザビームの２つ以上のパルスによって焦点に同時に印加されるエネルギー強度に適合された特定のパルス持続時間、反復率、パルスエネルギー、及びピーク波長を有して、標的位置に適宜偏光された物理的性質を生成し得る。２つ以上のレーザビームの各々に単一パルスを使用する代わりに、各パルスは、１つのバースト内で焦点に印加される少なくとも２つ（即ち２、３、４、５、又は６以上）のサブパルスに分割し得る。これはバーストモードとも呼ばれる。バーストモードを使用して、レーザビーム伝播方向において焦点の前又は後ではなく、焦点において多光子吸収が行われるようにレーザビーム内のエネルギー密度を更に低減し得る。バーストモード動作は、例えばポッケルスセルを含む電子光学スイッチを使用して、１バースト内で所望量のパルスを切り替えて実現し得る。焦点外部のレーザビームのエネルギー密度を低減することにより、カー効果に起因した焦点面を超えた自己集束及び及びプラズマ生成による自己デフォーカスの確率を下げ得る。したがって、半導体材料を破損させる領域は標的位置のみに閉じ込めることができ、それにより、分割方法の効率を上げるとともに、製造されるウェーハの品質がより高いことに起因して全体コストを低下させる。

本明細書に記載の分割方法において実行される分離ゾーンを形成するステップの一例によれば、レーザ放射は、基本的に互いに平行して延びるレーザ線（スクライブ線とも呼ばれる）に沿って印加し得る。各レーザ線について、少なくとも２つのレーザビームが線に沿ってスキャンされる。レーザスキャンの速度は、近隣の単一レーザショット（ショットは少なくとも２つの重なったレーザパルス又は少なくとも２つのレーザビームのサブパルスで構成される）を区別することができるように、例えば重複しないように高速であり得る。ここで、単一レーザショットは、焦点における少なくとも２つのレーザビームの各々のレーザ放射の単一パルスによって生み出される破損に対応し得る。

別の例によれば、半導体ワークピースは半導体ウェーハであり、方法は、上述したように分離ゾーンを半導体ウェーハ内に形成するステップの前に、以下のステップ：半導体ウェーハの正面に１つ又は複数のエピタキシャル相を形成するステップ、１つ又は複数のエピタキシャル相に複数のデバイス構造を形成するステップ、複数のデバイス構造にわたりメタライゼーション層及び／又はパッシベーション層を形成するステップを更に含む。任意選択的なステップにおいて、エピタキシャル層を有する半導体ウェーハにキャリアを取り付け得、キャリアは、分割プロセス中及び／又は分割プロセス後、複数のデバイス構造を保護し、半導体ウェーハを機械的に安定化させるのに適する。

本明細書に記載の先の例と同様に、半導体ウェーハは、半導体デバイスの製造に使用される任意のタイプのウェーハであってよい。例えば、半導体ウェーハは、４Ｈ－ＳｉＣ等のＳｉＣウェーハであり得、ウェーハ直径に応じて様々であり得る厚さを有し得る。典型的には、４インチ及び６インチＳｉＣウェーハは、例えば多くとも±４０μｍ又は多くとも±２５μｍの精度で厚さ３５０μｍ（ミクロン）を有する。ＳｉＣウェーハ直径が大きいほど、厚さは大きくなり得る。本明細書に記載のウェーハ分割プロセスは、先に説明したように（例えばＳｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、サファイア等）、他のＳｉＣポリタイプ及び／又は他の半導体材料と併用してもよく、プロセスパラメータをそれに対応して適合される。

ドープ領域は、続くアニーリングステップでの注入又はデバイス構造のエピタキシャルプロセス中、ドープによって生成し得る。例えば、第１の堆積エピタキシャル層は、例えば電力ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）若しくは電力ダイオードデバイスでは１０μｍ～５０μｍの厚さ範囲を有するｎドープドレーン若しくはエミッタ層であり得、又はＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）デバイスではｐドープエミッタ層であり得る。第２のエピタキシャル堆積層は、エミッタ／ドレーン層に向かう空間電荷層のパンチスルーを阻止するための緩衝層として堆積し得る。緩衝層の厚さは典型的には１μｍ～４０μｍ又は２μｍ～３０μｍである。エピタキシャル技法によってｎ型ドリフトゾーン層が次いで堆積し得る。ドリフトゾーン層の厚さは、標的降伏電圧に依存する（１２００Ｖデバイスの場合、典型的には８μｍ～１２μｍの範囲内であり、３．３ｋＶデバイスの場合、２５μｍ～３５μｍである）。所望の降伏電圧に従ってドリフトゾーン層のドープレベルを調整することもできる（１２００Ｖデバイスの場合、典型的には約１０１６ｃｍ－３であり、３．３ｋＶデバイスの場合、１０１５ｃｍ－３の数倍である）。電力ＭＯＳＦＥＴ若しくはＩＧＢＴでのｐ体及びソース領域又は電力ダイオードでのｐエミッタ等の正面デバイス構造は、続くアニーリングステップを用いたマスク付きイオン注入によって形成し得る。切り替え可能デバイスの場合、ゲート構造は平坦又はトレンチベースゲートの形態で実現されてもよい。

デバイス形成後、半導体ウェーハは、デバイス構造及び正面メタライゼーション層及び／又はパッシベーション層を有する正面を有する。デバイス構造は、半導体デバイス、例えばＭＥＭＳ（微小電子機械システム）及び／又はＭＯＥＭＳ（微小光学電子機械システム）デバイス、ＭＰＳ（マージＰＩＮショットキー）ダイオード、ショットキーダイオード、ＭＯＳゲートダイオード等のダイオード、ＯＳＦＥＴ、ＪＦＥＴ（接合型ＦＥＴ）、ＩＧＢＴ、フィンＦＥＴ、サイリスタ等のトランジスタデバイス、又はそれらの組合せの構造であり得る。デバイス構造がショットキー接点を含む場合、正面メタライゼーション層はショットキー接点金属を含み得る。加えて又は代替として、ショットキー接点がない場合、正面メタライゼーション層はオーミック接点金属を含み得る。

任意選択的に、分離ゾーンを形成する前又は後、分割プロセス中及び／又は分割プロセス後、デバイス構造を破損から保護し、１つ又は複数のエピタキシャル層を有する半導体ウェーハを機械的に安定化させるキャリアを半導体ウェーハに取り付け得る。キャリアは、１つの材料個片であってもよく、又は複数の層及び／又は複雑な構造を含むキャリアシステムであってもよい。

キャリアの形状は、半導体ウェーハの形状と同様又は同一であってよい。半導体ウェーハは、ウェーハの結晶面を示すために、１つ又は複数の側への平形カップを有し得、一方、キャリアはそのような平形を有さなくてよい。キャリアは、半導体ウェーハよりも大きな直径、例えば少なくとも０．１％大きな直径を有し得る。キャリアの直径は、例えば、半導体ウェーハの直径の多くとも３倍、多くとも２倍、又は多くとも１．５倍であり得る。キャリアの機械的安定化部及び／又はキャリアの任意選択的な固定層のいずれかが半導体ウェーハの正面を完全に覆い得る。代替的には、キャリアの機械的安定化部及び／又は任意選択的な固定層のいずれかは、半導体ウェーハの上（活性）面をウェーハの表面に沿ってセクションに分割する。この例によれば、キャリアの機械的安定化部及び／又は任意選択的な固定層のいずれかは、リング、グリッドの形状を有し得、且つ／又は半導体ウェーハの周辺領域のみ、例えばウェーハの外／周縁部のみに存在し得る。各事例において、デバイス構造のトポグラフィは、例えば、キャリアと１つ又は複数のエピタキシャル層及び正面メタライゼーションを有する半導体ウェーハとの間でポッティング材料、接着層、及び／又は非接着層によってキャリアに埋め込まれ得る。

キャリアは、１つ又は複数のエピタキシャル層を有する半導体ウェーハに一時的（可逆的）又は永続的に取り付けられ得る。一時的な取り付けの場合、キャリアは、透明基板、非透明基板、ポリマーフィルム等、固定又は可動静電チャック、固定又は可動真空チェック、可動真空キャリア等の剛性支持体と組み合わせて、熱又はＵＶ剥離を有する接着テープ、接着（有機又は無機組成）層を含み得る。永続的な取り付けの場合、キャリアは、例えばグリッド、リング等の形態のホットエンボス加工ガラス、はんだガラスを介して取り付けられたガラスグリッド及び／又はリング、レーザ溶接プロセスを介して取り付けられたガラスグリッド及び／又はリング等、１つ又は複数の拡散はんだ層を介して１つ又は複数のエピタキシャル層を有する半導体ウェーハと接続する半導体、金属、絶縁体（例えばガラス）基板等の基板、好気性及び／又は嫌気性接着又は他の結合成分を介して１つ又は複数のエピタキシャル層を有する半導体ウェーハに接合される基板等を含み得る。

分離ゾーンは、デバイス構造が上述したように実施形態に即して形成される前又は後、特に標的位置に同時に集束する少なくとも２つのレーザビームを使用することによって形成し得る。幾つかの例では、分離ゾーンの一部分は、デバイス構造が形成される前、例えばエピタキシャル成長前であっても形成し得、分離ゾーンの別の部分は、デバイス構造が形成された後、形成し得る。分離ゾーンの位置は、デバイス構造を画定した後、１つ又は複数のエピタキシャル層を有する半導体の正面への距離が、分割プロセスから生じるより薄いデバイスウェーハの機械的ハンドリングを可能にするのに十分に大きいように、且つ正面への距離が十分に低く、したがって、裏面への距離が、分割プロセスから生じる再生ウェーハがなお処理可能であるよう十分に大きくなるように選ばれ得る。一実施形態では、分離ゾーンは、ウェーハと第１の堆積エピタキシャル層との間の境界（電力ＭＯＳＦＥＴでは基板／トレーン層又はダイオードでは基板／エミッタ層）に近い。典型的には、分離ゾーンと、ウェーハと第１の堆積エピタキシャル層との間の境界との間の距離は、１０μｍ未満、４μｍ未満、又は２μｍ未満である。

更なる例では、少なくとも２つのレーザビームを分離ゾーン内の標的位置に集束させるステップは、エピタキシャル層、メタライゼーション及び／又はパッシベーション層、及び任意選択的なキャリアとは逆の半導体ウェーハの側から実行される。この場合、２つ以上のレーザビームをデバイス構造の近くで集束させて、デバイス構造下の残りの半導体層の厚さを最小化することによって分離ゾーンが形成されるように、２つ以上のレーザビームを半導体ウェーハの裏面から向け得る。レーザビームのエネルギー密度は標的位置の焦点で高いが、分離ゾーンとデバイス構造との間を意味する焦点後では低いため、半導体材料又はデバイス構造若しくはメタライゼーション層での吸収現象は最小まで低減され、又は検出することができない。したがって、単一ビーム印加で観測される半導体材料におけるレーザビーム伝播方向内のプラズマ生成によるカー効果又は自己デフォーカスに起因した破損は最小化されるか、又は全て回避することができる。

一例では、分離ゾーンに沿ってワークピースを分割するために半導体ワークピースに印加される外力は、超音波振動（音波）を半導体ワークピースに印加することを含む。超音波振動は、ｋＨｚレジームの周波数、少なくとも２０ｋＨｚ且つ多くとも６０ｋＨｚ（例えば３０～５０ｋＨｚ、例えば３５～４５ｋＨｚ）の周波数を有し得る。半導体ワークピースは、超音波振動を印加する場合、純水、脱イオン水、溶媒全般、ジメチルホルムアミド、イソプロピルアルコール、メタノール、及び／又はエタノール等の流体が充填された容器内に配置し得る。例えば、超音波クリーニング装置と同様のデバイスを使用して、超音波を半導体ウェーハに印加し得る。

分割方法の別の例では、半導体ワークピースを２つの別個の個片に分割している間、圧力を半導体ワークピースに印加することによって外力又は外部応力を半導体ワークピースに印加し得る。例えば、先の例の１つに記載のように分離ゾーンを形成した後、少なくとも１つの大きなクラックが分離ゾーンに沿って伝播し、半導体ワークピースが２つの別個の個片に分割されるように、外力が半導体ワークピースに印加される。表面エネルギーの力平衡、接合力、及び外部圧力は、半導体ワークピースになお存在する内部結合力が分離ゾーンにおいて克服され、したがって、クラックを伝播させるように外力に有利にシフトする。半導体ワークピースの分割中、リフトオフプロセスを助けるために外力を印加し得る。分割方法では、外力又は外部応力を半導体ワークピースに印加するステップは、ポリマーを半導体ワークピースの、任意選択的に中間キャリア層に塗布することを含み得、ポリマーは、半導体ワークピースの熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有し得る。続けて、ポリマー及び半導体ワークピースに、ポリマーが機械的応力を半導体ワークピースに付与する温度プロセスを受けさせるステップを実行し得る。半導体ワークピースを分離ゾーンに沿って分割するために外力を半導体ワークピースに印加する別の例は、ポリマーを半導体ワークピース及び／又は半導体ワークピース上に提供されるキャリアに塗布することを含む。この技法は、コールドスプリット技術と呼ばれることもある。より具体的には、ポリマーは半導体ワークピースのＣＴＥと異なるＣＴＥ（熱膨張係数）を有する。ポリマー及び半導体ワークピースは次いで温度プロセスを受け、温度プロセス中、ポリマーは機械的応力を半導体ワークピースに付与する。機械的応力は、半導体ワークピースが２つの別個の個片に分割されるように、少なくとも１つの大きなクラックを分離ゾーンに沿って伝播させる。ワークピース、例えば半導体ウェーハがデバイス構造を含む場合、一方の個片はデバイス構造を保持し、他方の個片は続くデバイス処理に利用可能である。

半導体ワークピースとしての半導体ウェーハの場合、キャリアが既に取り付けられた半導体ウェーハにポリマーを取り付け得る。ポリマーは、正面及びキャリアから離れて面する半導体ウェーハの裏面に取り付けられ得る。代わりにポリマーは、半導体ウェーハから離れて面するキャリアの外側に取り付けられ得る。この場合、キャリアはポリマーと半導体ウェーハとの間に配置される。別の実施形態によれば、ポリマーは半導体ウェーハの裏面及びキャリアの外側の両方に取り付けられ得る。例えば、ガラスグリッド又はガラスリングがキャリアとして使用される場合、ポリマーは、１つ又は複数の任意選択的なエピタキシャル層を有する半導体ウェーハの裏面及び更にキャリアの外側に塗布し得る。一般に、更なる層（例えば接着剤等の接合層及び／又は後のポリマー除去を簡易化する層）をポリマーと、ポリマーが塗布される面との間に塗布し得る。

ポリマーは、ＣＴＥに基づくのみならず、複数のパラメータを考慮することによっても選択し得る。ポリマーのＣＴＥは、半導体ワークピースのＣＴＥと異なるべきである。例えば、ポリマーのＣＴＥは好ましくは、半導体ワークピースのＣＴＥよりも大きい。ＣＴＥ差に加えて、広い温度範囲にわたるポリマーのＣＴＥの線形過程が、分離成功のために有利であり得る。

さらに、ポリマーの熱伝導性は、温度プロセス前、ポリマー材料に混合されたＺｎＯ及び／又はカーボンブラック等の充填剤を使用することによって適合し得る。破損のないポリマー除去を可能にするための幾つかの前処理又は調整は、コールドスプリットプロセスの効率を上げ得る。例えば、フォイルがポリマーと、ポリマーが取り付けられる表面との間に位置し得る。

ポリマーを取り付けることは典型的には、高温（例えば室温超であるが、３００°Ｃ未満）で実行される。結合プロセスを適用して、温度プロセス全体を通して強固な接合を可能にし得る。例えば、ポリマーを塗布する前、ポリマー、半導体ワークピース、及び／又はキャリアの塗布面は化学及び／又は物理的表面処理（例えばプラズマを用いて）を受けて、強固な接合を可能にし得る。間接的で一時的な冷プラズマ活性化プロセスを使用して、ポリマーの続く容易な除去を保証し得る。これには、構造－性質関係の相反する特性がここで達成可能であり、大きな熱拡散過程が低温で生じると予期されるという利点がある。拡散は例えば、デバイス構造の金属層に由来する不純物等の金属不純物の場合、問題であり得る。ポリマー結合は、分割動作の実行には十分であるが、続くステップでポリマーを完全に除去するには十分に弱い。

別の追加又は代替の手法は、結合（犠牲）層を１つ又は複数のエピタキシャル層（及び／又は妥当な場合にはキャリア）を有する半導体ワークピースとポリマーとの間に塗布することである。結合層は、例えば化学物質又は熱処理を用いてポリマーへの付着を低減することができるように選ばれ得る。

ポリマーは、１つ又は複数のエピタキシャル層を有する半導体ワークピース上に直接且つ／又はキャリア上に直接生成されなくてよい。むしろ、ポリマーは事前に生成され、１つ又は複数のエピタキシャル層及び／又はキャリアを有する半導体ワークピースに続けて取り付けられ得る。他の実施形態では、ポリマーは、例えば噴霧又はコーティングを介して１つ又は複数のエピタキシャル層及び／又はキャリアを有する半導体ワークピース上に直接生成される。

１つ又は複数のエピタキシャル層及び／又はキャリアを有する半導体ワークピースにポリマーを取り付けた後、温度プロセスが実行される。一実施形態では、温度プロセスは、温度プロセス中、ポリマーが部分ガラス転移及び部分結晶化を経るように選択される。これは、ポリマー及び半導体ワークピースが開始温度から室温への温度勾配を経る第１のフェーズであって、開始温度は３００°Ｃ未満であるが、室温を超える、第１のフェーズと、ポリマー及び半導体ワークピースがより低い温度まで更に冷却される第２のフェーズとを含み得る。例えば、より低い温度は、冷却に使用される冷却液（例えば液体窒素）の沸点の±４０°Ｃに対応し得る。より低い温度は、例えば、半導体ワークピース全体で－１７０°Ｃであり得る。幾つかの例では、より低い温度は、冷却状況（例えば冷却液）に応じて、ポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）未満であり得る。

半導体ワークピースを分割した後、デバイス構造を保持している個片はその他の個片よりも薄い厚さであり得る。例えば、デバイス構造を保持している個片は多くとも１００μｍ（例えば多くとも７０μｍ又は多くとも５０μｍ）且つ上述したように少なくともドリフトゾーンの所要厚の厚さ（又は所要厚に少なくとも１０μｍ厚い）を有し得、その他の個片は少なくとも１５０μｍ（例えば少なくとも１９０μｍ）の厚さを有し得、その他の個片の厚さは更なるデバイス処理ステップに十分であるものとする。

一例によれば、分割方法は、半導体ワークピースが２つの別個の個片に分割された後、半導体ワークピースの両個片の分離面の表面粗度を低減する処理ステップを更に含み、各分離面は、少なくとも１つのクラックが分離ゾーンに沿って伝播するにつれて形成される表面である。任意選択的なデバイス構造を有する個片の裏面では、例えば機械的研削並びに／或いは化学機械的研磨及び／又はエッチングによる破損除去を実行し得る。破損除去後の分離面の最終的な粗度は、５μｍ未満又は２μｍ未満の二乗平均平方根（ｒｍｓ）を有し得る。次いで更なる処理が続き得る。デバイス構造のない個片の場合、続くエピタキシャル成長に向けて準備するために分離面を処理する必要があり得る。この場合、分離面のｒｍｓ値は５００μｍ未満、又は３００μｍ未満であり得る。デバイス構造のない個片の厚さは、上述したものと同じ手順を厚化個片に対して数回繰り返すことができるように、例えばＣＶＤエピタキシャル技法等の堆積技法によるワークピースの元々の厚さに適合し得る。

少なくとも２つのレーザビームを複数の標的位置に集束させることによって生成される幾つかの微視的クラックを含む分離ゾーンの場合、半導体ワークピースに付与される機械的応力は、微視的クラックを互いに接続させて、半導体ワークピースを分割する大きなクラックを形成する。すなわち、個々の微視的クラックは、外力に応答して互いに関してシフトする。したがって、分離ゾーンは、半導体ワークピース内の単一の層又は平面として見られないことがあり、むしろ、分割中のみ結合される幾つかの微視的クラックの組合せとして見られ得る。半導体ワークピースがＳｉＣウェーハ又はＳｉＣブールである場合、外力又は外部応力を半導体ワークピースに印加し、ひいては微視的クラックを結合することによって形成される少なくとも１つのクラックは、鋸歯パターンを有する。これは、別個の両個片が鋸歯パターンを有する分離面を有することを意味する。したがって、その結果生成されたデバイス個片及び再生個片は、ＳｉＣの場合、滑らかで平坦な表面を有さない。一実施形態では、半導体ワークピースが２つの別個の個片に分割された後、分離ゾーンに沿って伝播する大きなクラックから生じた各分離面は、上述したように平滑化される。分解された残留材料が、半導体ワークピースから分割された各個片の分離面に存在し得、クリーニングプロセスによって除去し得る。

追加又は代替の例では、方法は、半導体ワークピースを分割することを含み、半導体ワークピースは、正面における内部に複数のデバイス構造を有する１つ又は複数のエピタキシャル層と、複数のデバイス構造上のメタライゼーション層及び／又はパッシベーション層とを有する半導体ウェーハである。分離ゾーンは、少なくとも２つのレーザビームを分離ゾーンにおける各標的位置に集束させることによって生成され、半導体ウェーハの後面又は１つ又は複数のエピタキシャル層を含む半導体ウェーハの正面の表面は、レーザビームによって実質的に破損されない。少なくとも２つのレーザビームによって形成される焦点におけるエネルギー密度は、共振効果に起因して高いため、標的位置における半導体材料を改変又は破損することができる。しかしながら、焦点の前又は後、２つ以上のレーザビームのエネルギー密度は、半導体材料に吸収されるには十分ではなく、したがって、レーザビームは標的位置外部の半導体材料又はデバイス構造に影響しない。それにより、幾つかのデバイス構造を含む半導体ウェーハ内に分離ゾーンを生成する信頼性の高い方法が得られる。ウェーハの後面及び正面、特にデバイス構造を既に含む表面における破損がより少ないことにより、ウェーハ処理方法の効率が上がるとともに、表面破損がある製品が少なくなることに起因してウェーハ処理のコストが下がる。さらに、先に説明したように、この方法により、半導体ウェーハのエピタキシャル層の表面に迷光欠陥が実質的にない表面を有する半導体ウェーハを製造することが可能になる。

さらに、半導体ワークピースの表面と実質的に平行して双方向的に延在する改変ゾーンを画定する、半導体材料の少なくとも１つの改変された物理的性質を有する複数の標的位置を有する分離ゾーンを含む半導体ワークピースが提供される。半導体ワークピースは、本明細書に記載の方法ステップの少なくとも幾つかを用いて製造し得る。したがって、改変ゾーンは、少なくとも２つのレーザビームを各標的位置に集束させることによって生成し得る。例えば、２つ以上の異なるレーザビームが、半導体材料内の画定された領域の１つ、即ち標的位置の１つに同時に向けられる（即ち集束する）。次いでこのプロセスが、改変ゾーン内の複数の標的ポイントに対して繰り返される。したがって、各標的位置は、レーザビームの２つ以上のエネルギー強度を焦点で重ねることによって２つ以上のレーザビームのエネルギー強度が集束し、増大する領域である。２つ以上のレーザビームの焦点は、２つ以上のレーザビームの交差点内に集中する小さな焦点スポットであるため、レーザ伝播方向における改変ゾーンの広がりは、単一ビームレーザ集束法と比較してかなり低い。したがって、改変ゾーンの厚さ、ひいては分離ゾーンの厚さは、３０μｍ未満、時には２０μｍ未満又は１５μｍ未満というかなり低いレベルに調整することができる。改変ゾーンのそのような小さな厚さにより、続く分割ステップにおいて明確に画定された分割が可能になるとともに、ウェーハ製造中、カーフ損失が低下する。

分離ゾーンにおける標的位置外部の半導体材料における改変又は破損は、少なくとも２つのレーザビームを集束させる方法によって更に低減することができ、したがって、半導体ウェーハ等のこれらの半導体ワークピースの分割及び更なる処理中、信頼性が高まり、カーフ損失が低下する。

図１Ａ～図１Ｄは、非アブレーション性マルチビーム分割方法の一実施形態を示す。実施形態は、少なくとも２つのレーザビームを半導体ウェーハ個片内の標的位置に集束させ、少なくとも１つのクラックが分離ゾーンに沿って伝播し、半導体ワークピースが２つの別個の個片に分割されるように外力又は外部応力を半導体ワークピースに印加することによって半導体ワークピース内に分離ゾーンを形成することを含む。

図１Ａは、第１のレーザビーム２２及び第２のレーザビーム２４を用いた半導体ワークピース１００（例えばＳｉＣウェーハ又はＳｉＣインゴット）の照射を示す。第１及び第２のレーザビーム２２、２４は集光光学系３５を通してガイドされる。この実施形態における集光光学系は、２つのレーザビーム２２、２４（例えば互いに平行して延びる）を標的位置、即ち焦点１０に集束させるように調整されたｆθレンズである。他の実施形態では、３つ以上のレーザビームが標的位置に集束し得る。典型的には、２つのレーザビーム２２、２４（又は他の実施形態では３つ以上のレーザビーム）は、単一の標的位置、即ち単一焦点１０に集束する。

焦点１０において、２つのレーザビーム２２、２４のエネルギー強度は集束し、２つのレーザビーム２２、２４の各波動の相互作用の強め合う干渉によって増大する。相関する各波動又は各コヒーレント波動の重なった効果に起因した焦点１０において半導体材料によって吸収されるエネルギー密度は、半導体ワークピース１００の半導体材料を改変するのに十分に高い。この実施形態における改変は、分離ゾーン１２０内の熱機械的応力を半導体ワークピース１００の残りの部分に対して増大させる少なくとも１つの物理的性質において、分離ゾーン１２０内の半導体ワークピース１００の半導体材料を改変することを含む。分離ゾーン１２０内の熱機械的応力の増大は、図１Ｂに示すように、半導体材料における微小クラック１２に繋がり得る。

図１Ａ及び図１Ｂは、２つのみのレーザビーム２２、２４の各焦点が単一焦点１０において重なることを示しているが、３つ以上のレーザビームが単一焦点１０において重なることができ、それにより、焦点１０外部での半導体材料へのエネルギー付与を更に低減する。

レーザ照射装置を半導体ワークピース１００にわたり移動させ、且つ／又はレーザ照射装置下で半導体ワークピース１００を移動させることにより、半導体ワークピース１００の幾つかの標的位置１０を照射し改変させることができる。図１Ｂでは、半導体ワークピース１００に対するレーザ照射装置の移動方向は水平矢印で示されている。半導体ワークピース１００及び／又はレーザ照射装置を保持するチャックを移動させて、半導体ワークピース１００の標的位置１０を照射し得る。

図１Ｃでは、半導体ワークピース１００は断面図で示されている。少なくとも２つのレーザビーム２２、２４の集束によって生成された幾つかの微小クラック１２が示されている。微小クラック１２が生成される平面は分離ゾーン１２０として定義される。複数の微小クラック１２が分離ゾーン１２に生成された場合、外力１４０を半導体ワークピース１００、例えば半導体ワークピース１００の表面に印加し得る。一例はいわゆる「コールドスプリット」プロセスであり、このプロセスは、ポリマーの異なるＣＴＥを有するポリマー層及び半導体材料を使用することを含む。代替的には、このステップにおいて、超音波振動及び／又は圧力を外力又は外部応力１４０として半導体ワークピース１００に印加し得る。

半導体ワークピース１００の分離ゾーン１２０における別個の微小クラック１２は、この実施形態では、厳密な平面内には形成されない（図１Ｃ参照）。ＳｉＣ半導体材料では、格子構造は大方、ＳｉＣウェーハ又はＳｉＣブールの表面に対して４度傾斜する。より具体的には、焦点１０における半導体材料の改変によって印加された応力は、半導体材料を破損させ（例えばプラズマ形成又は格子におけるＳｉ－Ｃ結合の分解により）、微小クラック１２を生成し得る。これらの微小クラック１２は一般に、格子構造の方向に延在し、必ずしも焦点におけるレーザビームの広がりの方向に延在しない。したがって、図１Ｃに示すように、分離ゾーン１２０は、分離ゾーン１２０の平面に対して例えば４度傾斜した複数の別個の微小クラックを含み得る。

微小クラック１２の傾斜配置に関係なく、半導体ワークピース１００に印加された印加外力又は外部応力１４０は、図１Ｄに示すように、半導体ワークピースが画定された分離ゾーン面に沿って分割されて、第１の分離した半導体個片１１０及び第２の分離した半導体個片１３０になるように、少なくとも１つのクラックを分離ゾーン１２０に沿って伝播させる。したがって、ＳｉＣ半導体ウェーハ又はインゴットの分割プロセス後の第１及び第２の半導体個片１１０、１３０の表面は、平らではなく、鋸歯パターンの形態である。例えば、鋸歯パターン表面を研磨することによる表面の平滑化及び／又は分離個片１１０、１３０へのデバイス構造又はエピタキシャル層の提供等の更なる仕上げプロセスステップを２つの分離した半導体個片１１０、１３０に適用することができる。

半導体ワークピース１１０が２つの別個の個片１１０、１３０に分割された後、２つの別個の個片１１０、１３０の両方の分離面１１１、１３１の表面の粗度を低減し得、各分離面１１１、１３１は、少なくとも１つのクラックが分離ゾーン１２０に沿って伝播する際に形成される表面である。任意選択的にデバイス構造がある個片１１０／１３０の裏面では、例えば機械的研削、化学機械的研磨、及び／又はエッチングによる破損除去を実行し得る。破損除去後の分離面１１１、１３１の最終的な粗度は、５μｍ未満、又は２μｍ未満の二乗平均平方根（ｒｍｓ）を有し得る。更なる処理が次に続き得る。デバイス構造のない個片の場合、分離面１１１／１３１は、続くエピタキシャル成長に向けた準備するために処理を必要とし得る。この場合、分離面１１１／１３１のｒｍｓ値は５００ｎｍ未満又は３００ｎｍ未満であり得る。デバイス構造のない個片１１０／１３０の厚さは、例えばＣＶＤエピタキシャル技法等の堆積技法によってワークピースの元の厚さに適合し得、それにより、上述したものと同じ手順を厚くなった個片に対して数回繰り返すことができる。

非アブレーション性マルチビーム分割方法の上記実施形態から明らかなように、この方法は、半導体ウェーハを更に処理するために、半導体ブールからの薄い半導体ウェーハを分割するのに適用し得る。これに加えて又はこれに代えて、この方法は、デバイス構造都共にエピタキシャル層の下の薄い半導体層がウェーハの第１の個片に形成され、デバイス構造のエピタキシャル成長に十分な厚さを有する第２の個片を取得し得るように、エピタキシャル層及びデバイス構造を有する、既に処理された半導体ウェーハを分割するのに適用し得る。

一実施形態では、半導体ワークピース１００の半導体材料は、少なくとも２つのレーザビーム２２、２４を標的位置１０に集束させることによって半導体材料の標的位置にプラズマを生み出して半導体材料を破損させることで標的位置１０において改変される。ＳｉＣ半導体材料の場合、プラズマは、Ｓｉ－Ｃ結合を破壊することによってＳｉＣ半導体材料の例えばＳｉ及びＣへの部分分解を生じさせる、焦点１０における高エネルギー強度によって生成し得る。それにより、プラズマ中の原子の少なくとも幾つかは、例えば非晶質炭素及び／又は非晶質ケイ素の形態で炭素クラスタ及びシリコン材料を再形成し得る。これに加えて又は代替として、原子の少なくとも幾つかは、再結晶化、半結晶化、且つ／又は再編成されて、例えば、ＳｉＣの少なくとも１つのポリタイプ（例えば４Ｈ－ＳｉＣ、６Ｈ－ＳｉＣ、若しくは３Ｃ－ＳｉＣ）又はＳｉ相及びＣ相が両方とも非晶質である非晶質ＳｉＣを形成し得る。したがって、幾つかの例では、少なくとも２つのレーザビーム２２、２４を各標的位置１０に集束させることによって半導体材料を破損させることは、半導体ワークピース内の標的位置に非晶質又は多結晶性材料又はキャビティ（例えばＳｉＣ破壊によって生成される微小クラック）を作ることを含む。上記改変のいずれも、半導体材料の物理的性質を変更させ、ひいては分離ゾーン１２０における半導体材料の弱化を生じさせる。したがって、分離ゾーン１２０内の半導体ワークピース１００の続く分割が改善する。

図２は、非アブレーション性マルチビーム分割方法の別の実施形態を示す。半導体ワークピース１００、例えばＳｉＣ半導体ウェーハにまず、続くアニーリングステップを用いた注入により又はエピタキシャル成長プロセス中のドープによってデバイス構造が提供される。例えば、第１の堆積エピタキシャル層１６０は、例えば電力ＭＯＳＦＥＴ若しくは電力ダイオードデバイスでは１０μｍ～５０μｍの厚さ範囲を有するｎドープドレーン若しくはエミッタ層であり得、又はＩＧＢＴデバイスではｐドープエミッタ層であり得る。第２のエピタキシャル堆積層は、ドレーン又はエミッタ層１６０に向かう空間電荷層のパンチスルーを阻止するための緩衝層として堆積し得る。緩衝層の厚さは典型的には１μｍ～４０μｍである。エピタキシャル技法によってｎ型ドリフトゾーン層１８０が次いで堆積し得る。ドリフトゾーン層１８０の厚さは、標的降伏電圧に依存する（１２００Ｖデバイスの場合、典型的には８μｍ～１２μｍの範囲内であり、３．３ｋＶデバイスの場合、２５μｍ～３５μｍである）。所望の降伏電圧に従ってドリフトゾーン層１８０のドープレベルを調整することもできる（１２００Ｖデバイスの場合、典型的には約１０１６ｃｍ－３であり、３．３ｋＶデバイスの場合、１０１５ｃｍ－３の数倍である）。電力ＭＯＳＦＥＴ若しくはＩＧＢＴでのｐ体及びソース領域又は電力ダイオードでのｐエミッタ等の正面デバイス構造１８５は、続くアニーリングステップを用いたマスク付きイオン注入によって形成し得る。切り替え可能デバイスの場合、ゲート構造は平坦又はトレンチベースゲートの形態で実現されてもよい。

デバイス形成後、半導体ワークピース１００（例えば半導体ウェーハ）は、デバイス構造１６０、１８０、１８５及び正面メタライゼーション層及び／又はパッシベーション層２００を有する正面を有する。デバイス構造は、半導体デバイス、例えばＭＥＭＳ（微小電子機械システム）及び／又はＭＯＥＭＳ（微小光学電子機械システム）デバイス、ＭＰＳ（マージＰＩＮショットキー）ダイオード、ショットキーダイオード、ＭＯＳゲートダイオード等のダイオード、ＯＳＦＥＴ、ＪＦＥＴ（接合型ＦＥＴ）、ＩＧＢＴ、フィンＦＥＴ、サイリスタ等のトランジスタデバイス、又はそれらの組合せの構造であり得る。デバイス構造がショットキー接点を含む場合、正面メタライゼーション層２００はショットキー接点金属を含み得る。加えて又は代替として、ショットキー接点がない場合、正面メタライゼーション層２００はオーミック接点金属を含み得る。

デバイス構造を破損から保護し、分割プロセス中及び／又は分割プロセス後、半導体ウェーハを機械的に安定化させるキャリア層２４０は、分離ゾーン１２０を形成する前又は後、１つ又は複数のエピタキシャル層を有する半導体をウェーハに取り付け得る。キャリア層２４０は、１つの材料個片であってもよく、又は複数の層及び／又は複雑な構造を含むキャリアシステムであってもよい。デバイス構造のトポグラフィは、例えば、キャリア層２４０と１つ又は複数のエピタキシャル層１６０、１８０、１８５及び正面メタライゼーション層２００を有する半導体ワークピース１００との間でポッティング材料、接着層、及び／又は非接着層によってキャリアに埋め込まれ得る。

半導体ワークピース１００内の分離ゾーン１２０は、特に各標的位置１０に同時に集束する少なくとも２つのレーザビーム２２、２４を使用することにより、上述した実施形態に即してデバイス構造１６０、１８０、１８５が形成される前又は後、形成し得る。分離ゾーン１２０の位置は、デバイス構造１６０、１８０、１８５を画定した後、１つ又は複数のエピタキシャル層を有する半導体ワークピース１００の正面への距離ｄ１が、分割プロセスから生じるより薄いデバイスウェーハの機械的ハンドリングを可能にするのに十分に大きく、分割プロセスから生じる再生ウェーハがなお処理可能であるよう正面への距離ｄ１が十分に短く、したがって、裏面への距離ｄ２が十分に大きいように選ばれ得る。典型的には、分離ゾーン１２０と、半導体ワークピース１００と第１の堆積エピタキシャル層１６０との間の境界との間の距離は、１０μｍ未満、４μｍ未満、又は２μｍ未満である。

図２の実施形態では、少なくとも２つのレーザビーム２２、２４を分離ゾーン１２０内の標的位置１０に集束させるステップは、エピタキシャル層１６０、１８０、１８５、メタライゼーション及び／又はパッシベーション層２００、及び任意選択的なキャリア層２４０とは逆の半導体ウェーハ１００の側から実行される。この場合、２つ以上のレーザビーム２２、２４は、２つ以上のレーザビーム２２、２４をデバイス構造１６０、１８０、１８５の近くに集束させて、デバイス構造下の残りの半導体層の厚さを最小化することによって分離ゾーン１２０が形成されるように半導体ワークピース１００の裏面から向けられ得る。レーザビーム２２、２４のエネルギー密度は、標的位置における焦点で高いため、微小クラック１２は、３０μｍ未満（２０μｍ未満又は１５μｍ未満であることもある）の厚さを有する明確に画定された分離ゾーン１２０内に形成される。しかしながら、分離ゾーン１２０とデバイス構造１６０、１８０、１８５との間を意味する焦点後のエネルギー密度は大分低い。したがって、半導体材料内であるが、焦点１０外部又はデバイス構造１６０、１８０、１８５若しくはメタライゼーション層２００における線形又は非線形レーザビームエネルギー吸収現象は、最小に低減されるか、又は検出できない。特に、焦点１０外部のエネルギーレベルは低すぎてこれらの層の材料の物理的又は化学的性質を大きく改変することができないため、デバイス構造１６０、１８０、１８５及びメタライゼーション層２００は実質的にレーザビーム２２、２４によって影響されない。したがって、この実施形態に記載の方法は、改変ゾーンの双方向広がりに垂直な軸において３０μｍ未満の厚さを有する明確に画定された分離ゾーン１２０を有する半導体ワークピース１００の形成を可能にする。さらに、半導体ワークピース１００の続く分割に向けての準備ステップとしての半導体ワークピース１００に明確に画定された分離ゾーン１２０を生成する方法の上記実施形態は、レーザビーム伝播方向における自己位相変調の影響によって生じる迷光欠陥が実質的にない表面を有する１つ又は複数のエピタキシャル層を有する（任意選択的に更なるデバイス構造を有する）半導体ウェーハを形成できるようにする。これに関して、実質的にないとは、キャリア層２４０の除去等の仕上げプロセスステップ後、半導体ワークピース１００上のエピタキシャル層１６０、１８０、１８５の表面に１ｃｍ^２当たり１×１０^－４未満又は１×１０^－５未満の迷光欠陥を意味する。これは、製造プロセス中に破損するチップがより少ないことに起因してウェーハごとに製造されるチップの品質を上げ、これは全体プロセスの効率の増大及びコスト削減を意味する。

図３は、レーザビーム集束機構の例示的な一実施形態を示す。この実施形態では、２つの同一パルスレーザビーム２２、２４は１枚のレンズ３５、例えば低ＮＡ（開口数）を有するレンズを通して案内されて、低エネルギー密度を有する２つのレーザビーム２２、２４を集束させる。両レーザビーム２２、２４はガウスプロファイル（他のプロファイルも適用可能である）を有し、直径ｄ０を有する（ガウスプロファイルの高さ半分において測定されるｄ０）。両レーザビーム２２、２４は個々の１つのビームと概ね同じ直径によって離間され、即ち、レーザビーム２２とレーザビーム２４との間の間隔は約ｄ０であり、それによりレンズ３５の使用を改善する。２つのレーザビーム間の間隔がレーザビームの直径、即ちｄ０と同一である場合、機構の最大効率を予期し得る。３つ以上のレーザビームが１枚のレンズによって集束する場合、同じことが該当する。その場合、３つ以上のレーザビームの各々間の距離は、同一のパルスレーザビームの各々の直径と同じ範囲であり得る。

この実施形態では、同一のパルスレーザビーム２２、２４が使用される。同一とは、２つ以上のレーザビーム２２、２４がコヒーレントで平行することを意味する。これにより、レンズ３５を通してガイドされる２つ以上の個々のレーザビーム２２、２４の和である、レーザビーム２２、２４の各波動の強め合う干渉によって重なったパルスエネルギーを焦点１０に印加することができる。この実施形態では、ＴＥＭ０１（横電気モード０１）又はＴＥＭ１０（横電気モード１０）を使用する「ツイン」又はデュアルビーム設計レーザが、二重ビームの送達に使用され得る。

この実施形態又は代替の実施形態では、少なくとも２つのコヒーレントレーザビーム２２、２４を分離ゾーン１２０内の標的位置１０に集束させる少なくとも１つの手段３５と、少なくとも２つのコヒーレントレーザビーム２２、２４（図示せず：図１Ｂにおいて水平矢印で示される移動方向）を移動させ、それにより、少なくとも１つの物理的性質において分離ゾーン１２０内の複数の標的位置１２における半導体材料を改変する手段とを備えた、半導体ワークピース１００内に分離ゾーン１２０を画定する装置を使用し得る。

図４に示すように、装置は、単一レーザビーム２１を放射するレーザ源４０を更に備え得る。さらに、装置は、単一レーザビーム２１を２つ以上の部分レーザビーム２２’、２４’に分割する手段４５を備え得、部分レーザビーム２２’、２４’は次いで、レンズ３５によって分離ゾーン１２０内の標的位置１０に集束する。レーザビームスプリッタ４５（例えば任意選択的に経路遅延を有する回折光学要素又は５０／５０ビームスプリッタキューブ）において生成される２つの部分レーザビーム２２’、２４’は一般に、２つの同一平行レーザビーム２２’、２４’である。２つ以上の部分レーザビーム２２’、２４’を生成するための単一レーザビーム２１の分割（図４のレーザビーム機構に示される）は一般に、２つの部分レーザビーム２２’、２４’のパルスを調整する更なる手段がこの実施形態で必要ないようにコヒーレントレーザビームを形成することが可能である。コヒーレント性が与えられない場合、焦点１０における波動ビームの一致した時間的重なりを実現する経路遅延を使用し得る。したがって、装置の効率及び照射プロセス全体の効率は、低コスト且つ高信頼性を伴って更に改善することができる。

図５は、シングルビームプロセスでの焦点１０’におけるエネルギー分布を示す。集束した単一レーザビーム２１の焦点又はスポット１０’は伸長し、レーザビーム伝播方向における焦点１０’の長さは、半導体材料における焦点１０’の深さに高度に依存する。長さは深いエリアほど大きく、焦点の深さに応じて少なくとも１０～２０μｍ（約１００μｍ深さの焦点）から１００μｍ以上（約７００μｍ深さの焦点）の範囲である。

シングルビームプロセスでの焦点又はスポットとは対照的に、１つの焦点１０に２つ以上のレーザビーム２２、２４を集束させる技法での焦点におけるエネルギープロファイルはかなり異なる。図６は、例示的なツインビームプロセスでの焦点１０におけるエネルギー分布を示す。焦点１０は細長いプロファイルを有するが、焦点１０におけるエネルギー分布は２～５μｍの範囲である（半導体材料における焦点の深さから独立する）。したがって、半導体材料を改変するためのエネルギーは、シングルレーザビーム技法（図５）と比較して、図６に示すようにこの実施形態では非常に小さなエリアに低減される。特にレーザビーム照射方向における焦点１０の伸長は、半導体ワークピース１００の分離ゾーン１２０における２つのレーザビーム２２、２４の全体レーザビーム照射に実質的に垂直な方向において明確に画定された改変ゾーンの生成を達成することができるようにかなり異なる。改変ゾーンの厚さが小さいことにより、半導体ウェーハ製造中のカーフ損失が低下し、、ウェーハ製造プロセスの全体コストを低減し得る。

上記実施形態では、ガウス強度プロファイルを有するレーザビームを使用してよい。図７は、レーザビームのガウス強度プロファイルを有するエネルギー図を示す。このプロファイルによれば、レーザビームの中央におけるエネルギー密度が最高である。半径が増大するにつれて、エネルギーはガウス関数に伴って連続して低下する。

本明細書に記載の実施形態において、他のエネルギー分布プロファイルを有する代替のレーザビームを使用してもよい。例示的な一代替を図８に示し、図８は、リング形強度プロファイルを有するレーザビームにおけるエネルギー図を示す。そのような種類のエネルギープロファイルはボルテックス、ドーナッツ、又は中空ビームプロファイルとも呼ばれる。エネルギー最大はレーザビームの外縁に存在し、一方、レーザビームの中央におけるエネルギー強度は略ゼロである。

一般に、ガウス強度プロファイルレーザビームは、適した一般的な回折、光学、又は機械的手段によって操作されて、リング形強度プロファイルレーザビームになり得る。例は、ボルテックスレンズ、アキシコン、フォーク位相マスク、空間光変調器、又は空間位相板である。リング形強度プロファイルレーザビームの使用により、上述した方法及び装置での焦点の更なる狭小化が可能である。２つ以上のレーザビームを標的領域における焦点に集束することを用いる方法におけるリング形レーザビームの使用により、焦点外部のエネルギーは低い状態で、焦点のみに高エネルギー強度を形成することができる。さらに、特定のリング形レーザビームプロファイルによる焦点スポットの更なる狭小化を達成し得、したがって、本明細書に記載の方法の効率を更に改善する。さらに、焦点外部のエネルギーが低いことにより、エネルギー密度が更に低下し、本明細書に詳述するように、レーザ入射裏面に金属層を使用することが可能になるとともに、ＳｉＣウェーハ又はブール分割プロセス中、破損ゾーンを最小化する。ビーム整形を適用することもでき、それにより、光学収差又は不要な表面アブレーションを低下させ、又は被写界深度を最適化する。

産業非アブレーション性レーザ照射用途中、熱負荷を管理し、エネルギー密度を低減することが、バーストモード適用によって達成し得る。一般に、上記方法及び装置で使用されるレーザビームは、パルスレーザ源によって生成される。パルスレーザビームは、図９に示す例示的な実施形態のエネルギー図に示されるように、単一パルスレーザビームであり得る。１つの単一パルス３００のエネルギー強度は、各パルス３００下の面積である。本明細書に記載の用途に適したパルス間隔は、１００ｆｓ～１００ｎｓの範囲であり、パルスエネルギーは１００ｎＪ～５０μＪの範囲である。

図１０は、バーストパルスモードプロセスが示される代替の実施形態のエネルギー図を示す。バーストモード動作はバースト３２０ごとに幾つかのサブパルス３３０（この例では３つのサブパルス）を使用する。各バースト３２０のサブパルス３３０下の面積の和は、パルス又はバーストエネルギーである。通常、バースト３２０（）の間隔及び各バースト３２０のエネルギー強度は、単一パルスモードと同じであり、即ち、バースト３２０の間隔については１００ｆｓ～１００ｎｓの範囲であり、バーストエネルギーについては１００ｎＪ～５０μＪの範囲である。一連のサブパルス３３０における各サブパルス間の適した時間間隔は、１０～５０ｎｓの範囲、約２０～４０ｎｓの範囲、又は約２５ｎｓである。バーストモード動作は、ポッケルスセルを含む電子光学スイッチを使用して、１バースト内で所望数のパルスを切り替えて実現し得る。バーストモードでは、２つ以上のレーザビームが半導体ワークピースの分離ゾーン内の各標的位置に集束する場合、焦点における高エネルギー密度を維持しながら、上記分割方法において半導体材料、デバイス構造、又はエピタキシャル層内のエネルギー密度を低減することができる。

本明細書で上述した非アブレーション性マルチビーム分割例及び実施形態は、ベース半導体ウェーハから新しいウェーハを分割することを含む。代替的には、本明細書に記載の分割技法は、半導体ブール又はインゴットから半導体ウェーハを分割することに適用し得る。半導体ブールは、ブリッジマン技法、チョクラルスキープロセス等の合成手段によって生成される単結晶インゴットである。半導体ブールはクロッピング、オフ方位に研削されて、外径を研削してインゴットを形成する。

ＳｉＣブールの場合、例えば、蒸着プロセスが典型的には使用される。本明細書に記載の非アブレーション性マルチビーム分割技法は、半導体ブール内に分離ゾーンを形成することにより、半導体ブールから半導体ウェーハを分割することに適用し得、分離ゾーンは、分離ゾーン内の熱機械的応力を半導体ブールの他の部分に対して増大させる少なくとも１つの変更された物理的性質を有する。例えば、熱機械的応力は、半導体ブール内の標的位置に２つ以上のレーザビームを集束させることによって分離ゾーン内で増大し得る。次いで、少なくとも１つのクラックが分離ゾーンに沿って伝播し、ウェーハが半導体ブールから分割されるように外力を半導体ブールに印加する。一実施形態では、外力は、ポリマーを半導体ブールに適用することによって半導体ブールに印加され、ポリマーは、半導体ブールのＣＴＥと異なるＣＴＥを有する。ポリマー及び半導体ブールは温度プロセスを受け、その間、ポリマーは機械的応力を半導体ブールに付与する。半導体ブールの分離ゾーン内で生成される熱機械的応力は、必ずしも外力の印加を必要とせずにウェーハ分割を生じさせるのに十分であり得る。いずれの場合でも、プロセスは複数回適用されて、単一の半導体ブールから複数のウェーハをもたらし得る。

ＩＩ．サブクリティカルクラック
非アブレーション性マルチビーム分割方法に関して先に説明したように、分離ゾーン１２０はレーザ照射を使用して半導体ワークピース１００内に形成し得る。図１１及び図１２は、レーザ光パルスが単結晶半導体ワークピース１００の第１の主面１０１に印加される一実施形態を示し、レーザ光パルスは第１の主面１０１に侵入し、単結晶半導体ワークピース１００内の分離ゾーン１２０に改変領域４００を形成する。各改変領域４００は、半導体ワークピース１００の単結晶性が変更される内部４０４を囲繞するサブクリティカルクラック４０２によって区切られる。レーザ光パルスは、改変領域４００のうちの隣接する改変領域のサブクリティカルクラック４０２が単結晶半導体ワークピース１００に形成される改変領域４００の少なくとも半分で重複しないように制御される。一実施形態では、改変領域４００は、単結晶半導体ワークピース１００内の分離ゾーン１２０の少なくとも５０％にわたり、例えば少なくとも８０％、少なくとも９０％、又はそれを超える割合で存在する。サブクリティカルクラック４０２を誘導した後、図１２に示すように、サブクリティカルクラック４０２を結ぶ少なくとも１つの（マスタ又はクリティカル）クラック４０６が単結晶半導体ワークピース１００内に形成される。

１つ又は複数のレーザビームの小さな集束及び高瞬間強度により、単結晶半導体ワークピース１００内の各焦点において大きな多光子成分が可能になる。多光子吸収は半導体ワークピース１００に既に存在する電荷担体（例えばドープから）と一緒に、自由電荷担体をレーザ光と相互作用させる。焦点内部の追加の電荷担体生成は、多光子吸収から生じる。これは、プラズマとして現れる分離ゾーン１２０における局所化アバランシェ降伏に繋がる。レーザパルスによって維持される局所化プラズマは、周囲電子を周囲結晶の原子から剥ぎ取る。残るのは、非晶質成分（相変化）及び多結晶成分を有する材料の改変領域４００であり、多結晶成分と非晶質成分との比率はレーザパルス持続時間に依存する。

応力は、図１２に示すように、少なくとも１つの（マスタ又はクリティカル）クラック４０６を介してサブクリティカルクラック４０２を接続することによってクラック面に沿って緩和され、それにより、ワークピース１００全体の（分割）目打ち線を生じさせる。ＳｉＣの場合、好ましいクラック面は、４度である角度αに向けられたｃ面である。この場合、改変領域４００のサブクリティカルクラック４０２は、図１２に示すように、ＳｉＣ単結晶体１００のｃ面に沿って伝播する。少なくとも１つの（マスタ又はクリティカル）クラック４０６は、図１２に示すように、改変領域４００のうちの隣接する改変領域間でｃ面に沿って伝播せず、非重複サブクリティカルクラック４０２に接続しなくてよく、図１２では、少なくとも１つの（マスタ又はクリティカル）クラック４０６は、ｃ面を辿る鋸歯部４０６’と、単結晶半導体ワークピース１００の第１の主面１０１に対してｃ面を辿らない隣接する改変領域４００間の水平部４０６’’とを有する破線として示されている。したがって、少なくとも１つの（マスタ又はクリティカル）クラック４０６は、多くとも１μｍＲＡの高さ変動を有する適した粗く研削された表面品質を生成し得、ＲＡは、平均線からの少なくとも１つのクラック４０６の高さずれの絶対値の算術平均である。

図１３は、単結晶半導体ワークピース１００がＳｉＣワークピースである一実施形態を示す。ＳｉＣワークピース１００内に異なる深さ（ｚ方向）に改変領域４００を形成するために、ＳｉＣワークピース１００の第１の主面１０１に印加されるレーザ光パルスの幾つかの行４０８があるため、４度ｃ面配向は図１３ではｙ方向に示されている。図１４は、単結晶半導体ワークピース１００がｙ方向において異なる結晶配向を有する一実施形態を示す。

図１１に示すように、レーザ光パルスは、隣接する改変領域４００の微小クラックが、単結晶半導体ワークピース１００に形成される改変領域４００の少なくとも半分にわたって重複しないように制御される。他の微小クラックと重ならない微小クラック４０２は、本明細書ではサブクリティカルクラックと呼ばれる。本明細書で使用される「サブクリティカルクラック」という用語は、レーザ照射方向（図１１におけるｘ方向）において隣接する改変領域４００を区切る微小クラックと重ならない微小クラックを意味する。したがって、サブクリティカルクラック４０２は、隣接する微小クラック間の間隔Ｓ１以下の二次元（図１１におけるｘ及びｙ方向）線形寸法ｄ２を有する（即ちｄ２≦Ｓ１）。一実施形態では、ｄ２≦０．５^＊Ｓ１である。そのようなサブクリティカルクラック４０２は、個々のレーザ「ショット」又はパルスが２μｍよりも大きな幅「ｐｗ」を有する、２ミクロン（μｍ）未満のレーザビームウエストを使用して形成し得る。

一般に、図１Ａ～図１０に関して本明細書に上述したレーザ照射技法及び装置のいずれも、単結晶半導体ワークピース１００に形成される改変領域４００の少なくとも半分にサブクリティカルクラック４０２を生成するのに使用し得る。サブクリティカルクラック技法によれば、レーザ改変プロセス中に微小クラックを接続することは、単結晶半導体ワークピース１００に形成される改変領域４００の少なくとも半分では回避される。例えば、レーザ光パルスは、隣接する改変領域４００のサブクリティカルクラック４０２が単結晶半導体ワークピース１００に形成される改変領域４００の少なくとも９０％で重複しないように制御し得る。

外力又は外部応力が半導体ワークピース１００に印加されて、例えば図１Ｄに示すように、半導体ワークピース１００を２つの別個の個片に分割し得る。圧力は、半導体ワークピース１００を分割して２つの別個の個片にする間、半導体ワークピース１００に印加し得る。分離／分割プロセスを助けるために、ＵＶエッジレーザ又は他のエッジ開口技法を使用して、少なくとも１つの（マスタ又はクリティカル）クラック４０６の開始を助け得る。これとは別個に又はこれと組み合わせて、マルチステッププロセスを採用してもよく、マルチステッププロセスでは、異なる距離、間隔、及びエネルギーを有するレーザ「ショット」又はパルスがより均質なパターンに先行又は後行し、分離イベント中、走行するマスタ／クリティカルクラック４０６の追加のサポート点を生じさせる。半導体ワークピース１００を２つの別個の個片に分割した後、各分離面の表面粗度は、本明細書で上述したように低減し得る。

一実施形態では、ポリマーを半導体ワークピース１００又は半導体ワークピース１００上の中間キャリア層に適用することにより、外力又は外部応力が半導体ワークピース１００に印加される。ポリマーは、半導体ワークピース１００のＣＴＥと異なるＣＴＥを有する。ポリマー及び半導体ワークピース１００は次いで温度プロセスを受け、温度プロセス中、ポリマーは機械的応力を半導体ワークピース１００に付与する。

極低温ポリマー収縮等の外力が作用して、分離面に最小の垂直広がりを有する少なくとも１つのマスタ／クリティカルクラック４０６を生成する。典型的には、ドープ４Ｈ ＳｉＣでは、クラック面は表面に対して４度の角度で傾斜する。これは、最長クラックにｔａｎ４°を掛けたものとしてクラック面の局所垂直広がりを定義する。一実施形態では、例えば図１５に示すように、サブクリティカルクラック４０２は局所的にのみ存在し、材料エリア４１０の大部分は改変されず、クラックがないままである。例えば、半導体ワークピース１００の分離ゾーン１２０の３０％超は、レーザ光パルスによって非改変であってよく、単結晶のままであってよい。別の例では、半導体ワークピース１００の分離ゾーン１２０の５０％超は、レーザ光パルスによって非改変であってよく、単結晶のままであってよい。改変領域４００の内部４０４は集合的に、半導体ワークピース１００の分離ゾーン１２０の例えば７０％までを占め得る。

単一レーザ「ショット」又はパルスの場合、識別可能な各パルスは、改変領域４００の内部４０４を囲繞する可視クラックハロー４０２を生成する。外力を印加して、材料を分離ゾーン１２０に沿って分離し得るが、ＳｉＣの場合、本明細書で先に説明したように、４度傾斜は大きく低減され、又はなくなる。これは、分離後、１μｍ未満の表面粗度を提供し、場合によっては、同時に粗い研削ステップを全体的になくせるようにしながら、研削労力及びコストを大きく下げる。クラック面の鋸歯パターンは、研削ホィールのドレッシング面として作用するため、分割されたＳｉＣを粗く研削するステップは特にコストがかかる。

図１５では、非重複サブクリティカルクラック４０２を有する隣接する改変領域４００は各々、円形又は楕円形を有し、互いから離間された行４１２に沿って分布する。レーザ光パルスが半導体ワークピース１００の第１の主面に侵入する間隔は、レーザ光の各パルスが円形又は楕円形を有する改変領域４００の１つを形成するように制御し得る。円形又は楕円形の改変領域４００は、ガウス強度分布によって形成し得る。一般に、単一パルス、バースト、及びパルス列からの時間的レーザパルス形成を使用して、円形、楕円形、又は破線形を有する改変領域４００を形成し得る。例えば、レーザ光パルスの周波数（即ち反復率）及び単結晶半導体ワークピース１００がレーザ光パルス源に対して移動する速度の両方は、サブクリティカルクラック４０２が円形、楕円形、又は破線形を有する改変領域４００の少なくとも半分で重ならないように制御し得る。

レーザ光パルスの間隔は、非重複サブクリティカルクラック４０２を有する隣接する改変領域４００が、多くとも３０μｍの距離Ｓ１によって互いから離間されるように制御し得、Ｓ１は円形、楕円形、若しくは破線形の場合、中心間距離であり、又は円形若しくは楕円形の場合、「外輪」距離であり、結晶配向及び筆記角（ｗｒｉｔｉｎｇ ａｎｇｌｅ）の関数である。０°（平坦に向かって９０°）の場合、目打ち密度に起因した弱化はＳｉＣでは同じｃ面上にあるべきである。他の角度（例えば１５°、３０°等）では、ワークピースの厚さ（ＳｉＣでは異なるｃ面からの距離）は、隣接する破損と相互作用しないように十分に一定のままであるべきである。

別の例では、レーザ光パルス間隔は、非重複サブクリティカルクラック４０２を有する隣接する改変領域４００が互いから多くとも２０μｍの距離Ｓ１によって離間されるように制御し得る。別の例では、レーザ光パルス間隔は、非重複サブクリティカルクラック４０２を有する隣接する改変領域４００が互いから３０μｍ～５μｍの範囲の距離Ｓ１によって離間されるように制御し得る。別の例では、レーザ光パルス間隔は、非重複サブクリティカルクラック４０２を有する隣接する改変領域４００が互いから、単結晶半導体ワークピース１００の第１の主面１０１に平行して延びる異なる側方次元で異なる距離によって離間されるように制御し得る。図１５では、これは、改変領域４００の行４１２がｘ方向において同じ又は異なる間隔Ｓ２を有し得ることを意味する。

図１６は、破線形を有する改変領域４００の一実施形態を示す。この実施形態によれば、改変領域４００の個々の行４１２は、同じ行４１２中の改変領域４００が、行４１２の長さ（図１６におけるｙ方向）にわたって距離Ｓ１によって互いから隔てられる（即ち重複しない）サブクリティカルクラック４０２を有するようにセグメント化される。即ち、同じ行４１２中にあり、線形を有する改変領域４００は、レーザ光パルスによって改変されない半導体ワークピース１００の単結晶領域４１０’によって互いから隔てられる２つ以上のセグメント４００’に分割される。

線形改変領域４００の隣接する行４１２のサブクリティカルクラック４０２は、行４１２の横断方向（図１６におけるｘ方向）において中心間距離Ｓ２によって互いから隔てられる。線内サブクリティカルクラック間隔Ｓ１は、半導体ワークピース１００全体にわたって均一でなくてもよい。同様に、線間サブクリティカルクラック間隔Ｓ２も半導体ワークピース１００全体にわたって均一でなくてよい。線内サブクリティカルクラック間隔Ｓ１は、レーザ光パルスの周波数（即ち反復率）に依存し、一方、線間サブクリティカルクラック間隔Ｓ２は、レーザ書き込みプロセス中、レーザ光源に対するワークピース１００の位置の関数である。Ｓ１及びＳ２は両方とも固有の変動を有する。意図的な変動をＳ１及び／又はＳ２に加え得る。レーザ光パルス持続時間は、例えば１００ｐｓ～５ｎｓの範囲であり得る。そのような比較的短いパルス持続時間は、非重複サブクリティカルクラック４０２と組み合わせられて、サブクリティカルクラック４０２内に非常に安定したクラック広がりを生じさせる。

一実施形態では、レーザ光パルスが単結晶半導体ワークピース１００の第１の主面１０１に侵入する間隔は、同じ行４１２に沿ったレーザ光パルスが、線形を有する改変領域４００の１つを形成するように制御される。例えば、レーザ光パルス間隔は、重複しない改変領域４００のうちの隣接する行４１２のサブクリティカルクラック４０２が、多くとも１００μｍの中心間距離Ｓ２によって互いから離間されるように制御し得る。別の例では、レーザ光パルス間隔は、重複しない改変領域４００のうちの隣接する行４１２のサブクリティカルクラック４０２が、多くとも８０μｍの中心間距離Ｓ２によって互いから離間されるように制御し得る。別の例では、レーザ光パルスの周波数（即ち反復率）及び単結晶半導体ワークピース１００がレーザ光パルス源に対して移動する速度の両方は、サブクリティカルクラック４０２が線形を有する改変領域４００の少なくとも半分で重複しないように制御し得る。

図１７は、非重複サブクリティカルクラック４０２を有する改変領域４００の間隔が単結晶半導体ワークピース１００の少なくとも部分にわたって六角形パターンを有する一実施形態を示す。この実施形態によれば、非重複サブクリティカルクラック４０２を有する改変領域４００は、六角形パターンのエッジに位置する。

先に説明したように、図１Ａ～図１０に関して本明細書に上述したレーザ照射技法及び装置のいずれも、単結晶半導体ワークピース１００に形成される改変領域４００の少なくとも半分にわたるサブクリティカルクラック４０２を生成するのに使用し得る。したがって、単結晶半導体ワークピース１００の第１の主面１０１に印加されるレーザ光パルスは、少なくとも２つのレーザビームを分離ゾーン１２０内の標的位置に集束させることによって生成し得る。少なくとも２つのレーザビームを分離ゾーン１２０内の標的位置に集束させることは、２つ以上のコヒーレント平行レーザビームを形成し、ｆθレンズ等の集光光学系を通して２つ以上のコヒーレントレーザビームを集束させることを含み得る。少なくとも２つのレーザビームはリング形強度プロファイルを有する。少なくとも２つのレーザビームはパルスモードで動作し得る。例えば、パルスモードは単一パルスモード又は２つ以上のサブパルスを有するバーストモードであり得る。別の実施形態では、少なくとも２つのレーザビームは、レーザ源から放射された単一レーザビームを２つ以上の部分レーザビームに分割し、集光光学系を通して２つ以上の部分レーザビームを集束させることによって分離ゾーン内の標的位置に集束し得る。

ＩＩＩ．形状変化補償
本明細書に記載の非アブレーション性マルチビーム分割及びサブクリティカルクラック技法は、結晶性半導体材料内部に改変を導入して、後の分離／分割のために機械的に弱化された、予め画定された層を作成するためにレーザを使用する。しかしながら、非アブレーション性マルチビーム分割プロセスは、レーザ書き込みプロセス中、応力も誘導する。その結果、書き込みプロセス中、ワークピースは巨視的に変形し、オートフォーカス不正確性、ひいては特にウェーハでワークピース内のレーザ面の位置決め誤差に繋がる。これらの誤差は非最適なレーザ面形状及び場所、続けて分離後の研削の増大に繋がり得、材料損失の増大及び再生ウェーハの薄化に繋がる。例では、機能的なデバイス及び／又はウェーハ双晶形成における再生ウェーハの歩留まりはこれらの位置決め誤差によって低下する。

本明細書に記載の形状変化補償技法は、非アブレーション性マルチビーム分割中に生じ得るワークピース変形を補償する１つ又は複数の工具手段と、ワークピース形状が変わったとしても最小であり、且つ／又は取り付け力／把持力が非アブレーション性マルチビーム分割プロセスの過程にわたりワークピース変形に適合するように、高応力勾配なしでワークピース応力を徐々に増大させるレーザ改変戦略とを使用する。他の実施形態は、応力に適合する変形可能なチャック把持、事前特徴付けマップに基づいて（例えばレーザ面場所を監視する距離／厚さセンサを介して）補正するためのインプロセス測定値のフィードバックループを含む。レーザパターン設計（例えばレーザ改変材料密度分布）は、好都合な又は問題のより少ない形状変化挙動が達成されるように設計し得る。本明細書に機作の形状変化補償技法は、互いと及び本明細書において上述した非アブレーション性マルチビーム分割及びサブクリティカルクラック技法と組み合わせて使用し得る。

図１８は、半導体ワークピースを分割し、形状変化補償技法を利用する方法の一実施形態を示す。この実施形態によれば、方法は、レーザ光パルスを半導体ワークピースの第１の主面に印加すること（ブロック５００）を含む。レーザ光パルスは第１の主面に侵入し、半導体ワークピース内の分離ゾーンに改変領域を形成し、各改変領域は、例えば非アブレーション性マルチビーム分割及び／又はサブクリティカルクラック技法に関して本明細書に上述したように、半導体ワークピースの単結晶性が変更される内部を囲繞するサブクリティカルクラックによって区切られる。

方法は、レーザ光パルスの印加中に生じる半導体ワークピースの変形を補償すること（ブロック５０２）を更に含む。ワークピース変形を補償することにより、分離ゾーン内の標的面からの焦点ずれは、半導体ワークピース全体にわたり第１の主面に侵入するレーザ光パルスの場合、低減する。

方法は、外力又は外部応力を半導体ワークピースに印加すること（ブロック５０４）も含む。外力又は外部応力を印加することにより、分離ゾーンに沿って少なくとも１つのクラックが伝播し、半導体ワークピースは２つの別個の個片に分割される。一実施形態では、半導体ワークピースは１ｍｍ以下の厚さを有する。別個に又は組み合わせて、半導体ワークピースは、５００μｍ以下の厚さを有する半導体インゴットである。別の実施形態では、半導体ワークピースは３５０μｍ以下の厚さを有する半導体ウェーハである。

図１９は、形状変化補償技法の一実施形態を示す。レーザ書き込みプロセスは、少なくとも２つのレーザビーム２２、２４を分離ゾーン内の標的位置に集束させて、改変領域４００を形成することを含み得、ウェーハ応力からの予期／測定されるワークピース変形を最小化するように調整される。図１９に示すように、ウェーハワークピース１００は、レーザ書き込みプロセス中、曲がるか又は歪む。

レーザ書き込みプロセスは、ワークピース変形を考慮に入れるように、例えば事前特徴付けマップに基づいて（例えばレーザ面場所を監視する距離／厚さセンサを介して）、インプロセス測定値に基づいてフィードバックループを使用して調整し得る。最適な形状変化挙動に向けてレーザ改変材料密度分布を実施することにより、半導体ワークピース１００の分離ゾーン１２０を画定する比較的均一な標的深さ６００をレーザ書き込むプロセス全体にわたって達成し得る。例えば、フィードバックループはソフトウェアで実装し得、共焦点クロマティック厚さセンサからの測定データを使用して、実際のワークピース変形を考慮に入れる。レーザ被写界深度はそれに従って調整される。ワークピース変形挙動が事前に既知である場合、補償されたオートフォーカスマップを適用して、変形に対抗又は変形に従う書き込み深度プロファイルを採用し得る。

レーザ線がダブルスペースで書き込まれ、次いで、間の等間隔の線に繰り返して、ワークピース１００の一点への大きな応力を回避しながらワークピース１００全体にわたり応力を徐々に増大させる交互書き込み戦略を使用し得る。適応レーザ書き込み戦略を使用し得、この戦略は、一定又は可変の間隔で蛇行線を交互に書き込むことを介した一次応力制御と、二次応力制御プロセスとの混合として実施し得る。例えば、より低いエネルギーがクラックの生成に十分である場合、第２の交互パターン８０２の第２のパスのレーザエネルギーは適応し得る。特定された応力情報に基づいて、密度が制御され、ワークピースエリア全体にわたり変化する（フラクタルまで）点パターンを考案し得る。クロマティック又は他の光学厚さ厚さセンサを偏光フィルタリング構成で使用して、進行中の厚さ及び深度情報に加えて、局所応力場フィードバックをもたらし得る。

図２０は、形状変化補償技法の別の実施形態を示す。この実施形態によれば、ワークピース変形は、測定パターン７００でレーザ光パルスを印加することによって補償される。

図２１は、形状変化補償技法の別の実施形態を示す。この実施形態によれば、ワークピース変形は、互いと交互になり、互いと交差する少なくとも２つの蛇行パターン８００、８０２でレーザ光パルスを印加することによって補償される。少なくとも２つの蛇行パターン８００、８０２の第１のパターン８００は、少なくとも２つの蛇行パターン８００、８０２の第２の蛇行パターン８０２よりも半導体ワークピース１００のエッジ１０３の近くに延在し得る。

図２２は、形状変化補償技法の別の実施形態を示す。この実施形態によれば、ワークピース変形は、図２２において矢印開始及び終了マークで示されるように、半導体ワークピース１００の第１の主面１０１の中央１０５で開始され、ワークピースエッジ１０３近くで終わる螺旋パターン９００でレーザ光パルスを印加することによって補償される。

図２３は、形状変化補償技法の別の実施形態を示す。この実施形態によれば、ワークピース変形は、図２３における矢印開始及び終了マークで示されるように、半導体ワークピース１００のエッジ１０３の近くで開始され、ワークピース１００の第１の主面１０１の中央１０５において終わる螺旋パターン１０００でレーザ光パルスを印加することによって補償される。

図２４は、形状変化補償技法の別の実施形態を示す。この実施形態によれば、ワークピース変形は、半導体ワークピース１００の第２の主面（図では見えない）は、真空をワークピース１００に印加するための開口部１１０２を有する適応チャック１１００によって支持される。適応チャック１１００は個々に移動可能なセグメント１１０４も有する。ワークピース１００の第１の主面１０１へのレーザ光パルスの印加中に生じるワークピース変形は、図２４において垂直線で示されるように、半導体ワークピース１００の第２の主面に対して適応チャック１１００の個々に移動可能なセグメント１１０４の１つ又は複数の垂直位置を調整することによって補償される。適応チャック１１００の個々に移動可能なセグメント１１０４の１つ又は複数の垂直位置は、所定の構成及び／又はレーザ書き込みプロセス中に収集される測定データに基づいて、半導体ワークピース１００の第２の主面に対して調整し得る。

図２５は、形状変化補償技法の別の実施形態を示す。この実施形態によれば、半導体ワークピース１００の第２の主面（図では見えない）は、真空をワークピース１００に印加するための開口部１２０２を有するチャック１２００によって支持される。ワークピース１００の第１の主面１０１へのレーザ光パルスの印加中に生じるワークピース変形は、図２５において曲線で示されるように、半導体ワークピース１００の第２の主面に対してチャック１２００を傾斜させることによって補償される。

非アブレーション性マルチビーム分割技法、サブクリティカルクラック技法、及び形状変化補償技法の種々の実施形態について本明細書に記載している。これらの各実施形態は、別段のことが明記される場合を除き、任意の他の実施形態と組み合わせて使用し得る。

本開示はそのように限定されないが、以下の付番された例は本開示の１つ又は複数の態様を示す。

例１．単結晶半導体ワークピースを処理する方法であって、レーザ光パルスを単結晶半導体ワークピースの第１の主面に印加することであって、レーザ光パルスは第１の主面に侵入し、単結晶半導体ワークピース内に分離ゾーンに改変領域を形成し、各改変領域は、半導体ワークピースが変更された内部を囲繞するサブクリティカルクラックによって区切られる、印加することと、改変領域のうちの隣接する改変領域のサブクリティカルクラックが、単結晶半導体ワークピースに形成された改変領域の少なくとも半分で重複しないように、レーザ光パルスを制御することと、サブクリティカルクラックを誘導した後、サブクリティカルクラックを接続する少なくとも１つのクラックを形成することとを含む、方法。

例２．非重複サブクリティカルクラックを有する改変領域のうちの隣接する改変領域は各々、円形又は楕円形を有し、互いから離間された線に沿って分布する、例１の方法。

例３．レーザ光パルスを制御することは、レーザ光の各パルスが、円形又は楕円形を有する改変領域の１つを形成するように、レーザ光パルスが第１の主面に侵入する間隔を制御することを含む、例２の方法。

例４．間隔は、非重複サブクリティカルクラックを有する改変領域のうちの隣接する改変領域が、多くとも３０μｍの距離によって互いから離間されるように制御される、例３に記載の方法。

例５．間隔は、非重複サブクリティカルクラックを有する改変領域のうちの隣接する改変領域が、多くとも２０μｍの距離によって互いから離間されるように制御されるように制御される、例３の方法。

例６．間隔は、非重複サブクリティカルクラックを有する改変領域のうちの隣接する改変領域が、３０μｍ～５μｍの範囲の距離によって互いから離間されるように制御されるように制御される、例３～５のいずれか１つの方法。

例７．間隔は、非重複サブクリティカルクラックを有する改変領域のうちの隣接する改変領域が、単結晶半導体ワークピースの第１の主面と平行に延びる異なる側方寸法で異なる距離によって互いから離間されるように制御される、例３～６のいずれか１つの方法。

例８．間隔は、非重複サブクリティカルクラックを有する改変領域が六角形パターンの縁部に位置するように、単結晶半導体ワークピースの少なくとも部分にわたり六角形パターンを有する、例３～７のいずれか１つの方法。

例９．レーザ光パルスが第１の主面に侵入する間隔を制御することは、サブクリティカルクラックが、円形又は楕円形を有する改変領域の少なくとも半分にわたって重複しないように、レーザ光パルスの周波数及び単結晶半導体ワークピースがレーザ光パルス源に対して移動する速度を制御することを含む、例３～８のいずれか１つの方法。

例１０．非重複サブクリティカルクラックを有する改変領域の内の隣接する改変領域は、単結晶半導体ワークピースの第１の主面に対して平行に測定される線形寸法を有し、上記線形寸法は、非重複サブクリティカルクラックを有する改変領域のうちの隣接する改変領域間の距離の多くとも１／２である、例２～９のいずれか１つの方法。

例１１．改変領域のうちの各々１つは直線形を有し、改変領域は、互いから離間された線に沿って分布する、例１の方法。

例１２．レーザ光パルスを制御することは、同じ線に沿った単結晶半導体ワークピースの第１の主面に侵入するレーザ光パルスが直線形を有する改変領域の１つを形成するように、レーザ光パルスが第１の主面に侵入する間隔を制御することを含む、例１１の方法。

例１３．間隔は、重複しない改変領域の行のうちの隣接する行のサブクリティカルクラックが多くとも１００μｍの距離によって互いから離間されるように制御される、例１２の方法。

例１４．間隔、重複しない改変領域の行の内の隣接する改変領域のサブクリティカルクラックが、多くとも８０μｍの距離によって互いから離間されるように制御される、例１２に記載の方法。

例１５．レーザ光パルスが第１の主面に侵入する間隔を制御することは、サブクリティカルクラックが、直線形を有する改変領域の少なくとも半分にわたって重複しないように、レーザ光パルスの周波数及び単結晶半導体ワークピースがレーザ光パルス源に対して移動する速度を制御することを含む、例１２～１４のいずれか１つの方法。

例１６．直線形を有する改変領域の少なくとも幾つかは、レーザ光パルスによって改変されない半導体ワークピースの単結晶領域によって互いから隔てられた２つ以上のセグメントに分割される、例１１～１５のいずれか１つの方法。

例１７．レーザ光パルスは、改変領域のうちの隣接する改変領域のサブクリティカルクラックが、単結晶半導体ワークピースに形成される改変領域の少なくとも９０％にわたって重複しないように制御される、例１～１６のいずれか１つの方法。

例１８．単結晶半導体ワークピースはＳｉＣ単結晶体であり、改変領域のサブクリティカルクラックはＳｉＣ単結晶体のｃ面に沿って伝播し、少なくとも１つのクラックは、改変領域のうちの隣接する改変領域間でｃ面に沿って伝播せず、非重複サブクリティカルクラックを接続する、例１～１７のいずれか１つの方法。

例１９．単結晶半導体ワークピースの第１の主面に対して、少なくとも１つのクラックは、重複しない改変領域の内の隣接する改変領域のサブクリティカルクラックと異なる傾斜を有する、例１～１８のいずれか１つの方法。

例２０．少なくとも１つのクラックは、多くとも１μｍＲＡの高さ変動を有し、ＲＡは、平均線からの上記少なくとも１つのクラックの高さずれの絶対値の算術平均である、例１～１９のいずれか１つの方法。

例２１．単結晶半導体ワークピースを上記少なくとも１つのクラックに沿って分割することを更に含む１～２０のいずれか１つの方法。

例２２．単結晶半導体ワークピースは半導体ウェーハである、例１～２１のいずれか１つの方法。

例２３．単結晶半導体ワークピースは半導体インゴットである、例１～２１のいずれか１つの方法。

例２４．分離ゾーンの３０％超は、レーザ光パルスによって改変されず、単結晶のままである、例１～２３のいずれか１つの方法。

例２５．分離ゾーンの５０％超は、レーザ光パルスによって改変されず、単結晶のままである、例１～２４のいずれか１つの方法。

例２６．レーザ光パルスを単結晶半導体ワークピースの第１の主面に印加することは、少なくとも２つのレーザビームを分離ゾーン内の標的位置に集束させることを含む、例１～２５のいずれか１つの方法。

例２７．少なくとも２つのレーザビームを分離ゾーン内の標的位置に集束させることは、２つ以上のコヒーレント平行レーザビームを形成させることと、集光光学系を通して２つ以上のコヒーレントレーザビームを集束させることとを含む、例２６の方法。

例２８．少なくとも２つのレーザビームを分離ゾーン内の標的位置に集束させることは、レーザ源から放射された単一のレーザビームを２つ以上の部分レーザビームに分割することと、集光光学系を通して２つ以上の部分レーザビームを集束させることとを含む、例２６の方法。

例２９．少なくとも２つのレーザビームはリング形強度プロファイルを有する、例２６～２８のいずれかの方法。

例３０．少なくとも２つのレーザビームはパルスモードで動作する、例２６～２９のいずれかの方法。

例３１．パルスモードは、単一パルスモード又は２つ以上のサブパルスを有するバーストモードである、例３０の方法。

例３２．分離ゾーン内の標的面からの集束ずれが、第１の主面に侵入するレーザ光パルスで低減するように、レーザ光パルスの印加中に生じる単結晶半導体ワークピースの変形を補償することを更に含む例２６～３１のいずれかの方法。

例３３．分離ゾーン内の標的面からの集束ずれが、第１の主面に侵入するレーザ光パルスで低減するように、レーザ光パルスの印加中に生じる単結晶半導体ワークピースの変形を補償することを更に含む例１～３２のいずれかの方法。

例３４．単結晶半導体ワークピースは１ｍｍ以下の厚さを有する、例３３の方法。

例３５．単結晶半導体ワークピースは、５００μｍ以下の厚さを有する半導体ブールである、例３４の方法。

例３６．単結晶半導体ワークピースは、３５０μｍ以下の厚さを有する半導体ウェーハである、例３４の方法。

例３７．レーザ光パルスの印加中に生じる単結晶半導体ワークピースの変形を補償することは、レーザ光パルスを蛇行パターンで印加することを含む、例３３～３６のいずれかの方法。

例３８．レーザ光パルスの印加中に生じる単結晶半導体ワークピースの変形を補償することは、互いに交互になり、互いと交わる少なくとも２つの蛇行パターンでレーザ光パルスを印加することを含む、例３３～３７のいずれかの方法。

例３９．少なくとも２つの蛇行パターンのうちの第１のパターンは、少なくとも２つの蛇行パターンのうちの第２のパターンよりも単結晶半導体ワークピースの縁部の近くに延びる、例３８の方法。

例４０．レーザ光パルスの印加中に生じる単結晶半導体ワークピースの変形を補償することは、単結晶半導体ワークピースの縁部近くで開始され、第１の主面の中心において終わる螺旋パターンでレーザ光パルスを印加することを含む、例３３～３６のいずれかの方法。

例４１．レーザ光パルスの印加中に生じる単結晶半導体ワークピースの変形を補償することは、第１の主面の中心において開始され、単結晶半導体ワークピースの縁部近くで終わる螺旋パターンでレーザ光パルスを印加することを含む、例３３の方法。

例４２．単結晶半導体ワークピースの第２の主面は、複数の個々に移動可能なセグメントを有する適応チャックによって支持され、レーザ光パルスの印加中に生じる単結晶半導体ワークピースの変形を補償することは、レーザ光パルスを印加する間、単結晶半導体ワークピースの第２の主面に対する適応チャックの個々に移動可能なセグメントの１つ以上の垂直位置を調整することを含む、例３３～４１のいずれかの方法。

例４３．適応チャックのクークに移動可能なセグメントの１つ以上の垂直位置は、所定の構成に基づいて単結晶半導体ワークピースの第２の主面に対して調整される、例４２の方法。

例４４．単結晶半導体ワークピースの第２の主面は、チャックによって支持され、レーザ光パルスの印加中に生じる単結晶半導体ワークピースの変形を補償することは、レーザ光パルスを印加する間、単結晶半導体ワークピースの第２の主面に対してチェックを傾けることを含む、例３３～４３のいずれかの方法。

例４５．半導体ワークピースを分割する方法であって、半導体ワークピース内に分離ゾーンを形成することであって、分離ゾーンを形成することは、分離ゾーン内の熱機械的応力を半導体ワークピースの残りの部分に対して増大させる少なくとも１つの性質において、分離ゾーン内の複数の標的位置における半導体ワークピースの半導体材料を改変することを含み、標的位置の１つにおいて半導体材料を改変することは、少なくとも２つのレーザビームを標的位置に集束させることを含む、形成することと、少なくとも１つのクラックが分離ゾーンに沿って伝播し、半導体ワークピースが２つの別個の個片に分割されるように、外力又は外部応力を半導体ワークピースに印加することを含む、方法。

例４６．標的位置の１つにおいて半導体材料を改変することは、プラズマを半導体材料の標的位置において生み出すことによって半導体材料を破損させることを含む、例４５の方法。

例４７．標的位置の１つにおいて半導体材料を改変することは、
非晶質材料、多結晶材料、又はキャビティを標的位置において生み出すことによって半導体材料を破損させることを含む、例４５の方法。

例４８．少なくとも２つのレーザビームを標的位置に集束させることは、２つ以上のコヒーレント平行レーザビームを形成することと、集光光学系を通して２つ以上のコヒーレントレーザビームを集束させることとを含む、例４５～４７のいずれかの方法。

例４９．少なくとも２つのレーザビームを標的位置に集束させることは、レーザ源から放射された単一のレーザビームを分割して、２つ以上の部分レーザビームにすることと、集光光学系を通して２つ以上の部分レーザビームを集束させることとを含む、例４５～４７のいずれかの方法。

例５０．標的位置に集束させられる少なくとも２つのレーザビームは、リング形強度プロファイルを有する、例４５～４９のいずれかの方法。

例５１．標的位置に集束させられる少なくとも２つのレーザビームは、パルスモードで動作する、例４５～５０のいずれかの方法。

例５２．パルスモードは単一パルスモード又は２つ以上のサブパルスを有するバーストモードである、例５１の方法。

例５３．半導体ワークピースは半導体ウェーハであり、上記方法は、分離ゾーンを半導体ウェーハ内に形成する前に、半導体ウェーハの正面に１つ又は複数のエピタキシャル層を形成し、複数のデバイス構造を１つ又は複数のエピタキシャル層に形成することと、複数のデバイス構造上にメタライゼーション層及び／又はパッシベーション層を形成することとを更に含む、例４５～５２のいずれかの方法。

例５４．分離ゾーンを半導体ウェーハ内に形成する前に、キャリアを１つ又は複数のエピタキシャル層を有する半導体ウェーハに取り付けることを更に含み、キャリアは複数のデバイス構造を保護し、半導体ウェーハを機械的に安定化させる、例５３の方法。

例５５．少なくとも２つのレーザビームを標的位置の各々に集束させることは、エピタキシャル層及びメタライゼーション層及び／又はパッシベーション層とは逆の半導体ウェーハの側から実行される、５３又は５４の方法。

例５６．外力又は外部応力を半導体ワークピースに印加することは、超音波振動を半導体ワークピースに印加することを含む、例４５～５５のいずれかの方法。

例５７．外力又は外部応力を半導体ワークピースに印加することは、半導体ワークピースを２つの別個の個片に分割する間、半導体ワークピースに圧力を印加することを含む、例４５～５６のいずれかの方法。

例５８．外力又は外部応力を半導体ワークピースに印加することは、ポリマーを半導体ワークピース又は半導体ワークピース上の中間キャリア層に堆積させることであって、ポリマーは、半導体ワークピースの熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有する、堆積させることと、ポリマー及び半導体ワークピースに温度プロセスを受けさせることであって、温度プロセス中、ポリマーは機械的応力を半導体ワークピースに付与する、温度プロセスを受けさせることとを含む、例４５～５７のいずれかの方法。

例５９．半導体ワークピースが２つの別個の個片に分割された後、２つの別個の個片の両方の分離面の表面粗度を低減することを更に含み、各分離面は、少なくとも１つのクラックが分離ゾーンに沿って伝播する際に形成される表面である、例４５～５８のいずれかの方法。

例６０．半導体ワークピースはＳｉＣウェーハ又はＳｉＣブールであり、外力又は外部応力を半導体ワークピースに印加することによって形成される少なくとも１つのクラックは鋸歯パターンを有する、例４５～５９のいずれかの方法。

例６１．半導体ワークピースは、１つ又は複数のエピタキシャル層を半導体ウェーハの正面に備えた半導体ウェーハであり、複数のデバイス構造が１つ又は複数のエピタキシャル層にあり、メタライゼーション層及び／又はパッシベーション層が複数のデバイス構造上にあり、少なくとも２つのレーザビームを分離ゾーンにおける標的位置の各々に集束させることは、半導体ウェーハの後面又は１つ若しくは複数のエピタキシャル層を含む半導体ウェーハの正面の表面を実質的に破損しない、例４５～５９のいずれかの方法。

例６２．半導体ワークピースであって、半導体ワークピースの表面と実質的に平行して双方向的に延在する改変ゾーンを画定する半導体ワークピースの半導体材料の少なくとも１つの改変された物理的性質を有する複数の標的位置を有する分離ゾーンを有し、改変ゾーンは、改変ゾーンの双方向広がりに垂直な軸において３０μｍ未満の厚さを有する、半導体ワークピース。

例６３．半導体ウェーハであって、半導体ウェーハの正面における１つ又は複数のエピタキシャル層であって、１つ又は複数のエピタキシャル層は複数のデバイス構造を有する、１つ又は複数のエピタキシャル層と、複数のデバイス構造上のメタライゼーション層及び／又はパッシベーション層であって、半導体ウェーハにおける１つ又は複数のエピタキシャル層の表面は、迷光欠陥を実質的に有さない、メタライゼーション層及び／又はパッシベーション層とを備える、半導体ウェーハ。

例６４．半導体ワークピース内に分離ゾーンを画定する装置であって、少なくとも２つのレーザビームを分離ゾーン内の標的位置に集束させる少なくとも１つの手段と、半導体ワークピースの半導体材料の少なくとも１つの物理的性質を分離ゾーン内の複数の標的位置において改変することができるように、少なくとも２つのレーザビームを移動させる手段と備える、装置。

例６５．レーザ源と、レーザ源から放射された単一のレーザビームを分割して、分離ゾーン内の標的位置に集束する２つ以上の部分レーザビームにする手段とを更に備える例６４の装置。

例６６．単結晶半導体ワークピースを分割する方法であって、半導体ワークピースの第１の主面にレーザ光パルスを印加することであって、レーザ光パルスは、第１の主面に侵入し、半導体ワークピース内の分離ゾーンにおいて改変領域を形成し、各改変領域は、半導体ワークピースの単結晶性が変更された内部を囲繞するサブクリティカルクラックによって区切られる、印加することと、分離ゾーン内の標的面からの集束ずれが、第１の主面に侵入するレーザ光パルスで低減するように、レーザ光パルスを印加する間に生じる半導体ワークピースの変形を補償することと、少なくとも１つのクラックが分離ゾーンに沿って伝播し、半導体ワークピースが２つの別個の個片に分割されるように外力又は外部応力を半導体ワークピースに印加することとを含む、方法。

例６７．半導体ワークピースは１ｍｍ以下の厚さを有する、例６６の方法。

例６８．半導体ワークピースは、５００μｍ以下の厚さを有する半導体インゴットである、例５７の方法。

例６９．半導体ワークピースは、３５０μｍ以下の厚さを有する半導体ウェーハである、例６７の方法。

例７０．レーザ光パルスの印加中に生じる半導体ワークピースの変形を補償することは、レーザ光パルスを蛇行パターンで印加することを含む、例６６～６９のいずれかの方法。

例７１．レーザ光パルスの印加中に生じる半導体ワークピースの変形を補償することは、互いに交互になり、互いと交わる少なくとも２つの蛇行パターンでレーザ光パルスを印加することを含む、例６６～７０のいずれかの方法。

例７２．少なくとも２つの蛇行パターンのうちの第１のパターンは、少なくとも２つの蛇行パターンのうちの第２のパターンよりも半導体ワークピースの縁部の近くに延びる、７１の方法。

例７３．レーザ光パルスの印加中に生じる半導体ワークピースの変形を補償することは、半導体ワークピースの縁部近くで開始され、第１の主面の中心において終わる螺旋パターンでレーザ光パルスを印加することを含む、例６６～７２のいずれかの方法。

例７４．レーザ光パルスの印加中に生じる半導体ワークピースの変形を補償することは、第１の主面の中心において開始され、半導体ワークピースの縁部近くで終わる螺旋パターンでレーザ光パルスを印加することを含む、例６６～７２のいずれかの方法。

例７５．半導体ワークピースの第２の主面は、複数の個々に移動可能なセグメントを有する適応チャックによって支持され、レーザ光パルスの印加中に生じる半導体ワークピースの変形を補償することは、レーザ光パルスを印加する間、半導体ワークピースの第２の主面に対する適応チャックの個々に移動可能なセグメントの１つ以上の垂直位置を調整することを含む、例６６～７４のいずれかの方法。

例７６．適応チャックのクークに移動可能なセグメントの１つ以上の垂直位置は、所定の構成に基づいて半導体ワークピースの第２の主面に対して調整される、例７５の方法。

例７７．半導体ワークピースの第２の主面は、チャックによって支持され、レーザ光パルスの印加中に生じる半導体ワークピースの変形を補償することは、レーザ光パルスを印加する間、半導体ワークピースの第２の主面に対してチェックを傾けることを含む、例６６～７６のいずれかの方法。

例７８．レーザ光パルスを半導体ワークピースの第１の主面に印加することは、少なくとも２つのレーザビームを分離ゾーン内の標的位置に集束させることを含む、例６６～７７のいずれかの方法。

「第１の」、「第２の」等の用語は、種々の要素、領域、セクション等の記述に使用され、限定として意図されない。説明全体を通して同様の用語は同様の要素を指す。

本明細書で使用される場合、「を有する」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」等の用語は、述べられた要素又は特徴の存在を示すが、追加の要素又は特徴を除外しないオープンエンド用語である。冠詞「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに別段のことを示す場合を除き、単数と同様に複数も含むことが意図される。

具体的な実施形態について本明細書に示し説明したが、本発明の範囲から逸脱せずに、多様な代替及び／又は均等な実施態様で図示され説明された具体的な実施形態を置換し得ることを当業者ならば理解しよう。本願は、本明細書で考察した具体的な実施形態のあらゆる適合又は変形の包含が意図される。したがって、特許請求の範囲又はその均等物によってのみ本発明が限定されることが意図される。

１０、１０’ 焦点
１２ 微小クラック
２１ 単一レーザビーム
２２’、２４’ 部分レーザビーム
２２ 第１のレーザビーム
２４ 第２のレーザビーム
３５ 集光光学系
４０ レーザ源
１００ 半導体ワークピース
１０１ 第１の主面
１０３ エッジ
１０５ 中央
１１０、１３０ 分離個片
１１１、１３１ 分離面
１２０ 分離ゾーン
１４０ 外力
１６０ 第１の堆積エピタキシャル層
１８０ ドリフトゾーン層
１８５ デバイス構造
３００ 単一パルス
３２０ バースト
３３０ サブパルス
４００ 改変領域
４００’ セグメント
４０２ サブクリティカルクラック
４０４ 内部
４０６ マスタクラック
４０６’ 鋸歯部
４０６’’ 水平部
４０８、４１２ 行
４１０ 材料エリア
４１０’ 単結晶領域
６００ 標的深度
７００ 蛇行パターン
８００、８０２ パターン
９００、１０００ 螺旋パターン
１１００ 適応クラック
１１０２、１２０２ 開口部
１１０４ 可動セグメント
１２００ チャック
ｄ０ 直径
ｄ１ 正面への距離
ｄ２ 裏面への距離
Ｓ１ 間隔

Claims (21)

1. 半導体ワークピースを分割する方法であって、
   前記半導体ワークピース内に分離ゾーンを形成することであって、前記分離ゾーンを形成することは、前記分離ゾーン内の熱機械的応力を前記半導体ワークピースの残りの部分に対して増大させる少なくとも１つの性質において、前記分離ゾーン内の複数の標的位置における前記半導体ワークピースの半導体材料を改変することを含み、前記標的位置の１つにおいて前記半導体材料を改変することは、少なくとも２つのレーザビームを前記標的位置に集束させることを含む、形成することと、
   少なくとも１つのクラックが前記分離ゾーンに沿って伝播し、前記半導体ワークピースが２つの別個の個片に分割されるように、外力又は外部応力を前記半導体ワークピースに印加することと、
   を含む、方法。
2. 前記標的位置の１つにおいて前記半導体材料を改変することは、
   プラズマを前記半導体材料の前記標的位置において生み出すことによって前記半導体材料を破損させることを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記標的位置の１つにおいて前記半導体材料を改変することは、
   非晶質材料、多結晶材料、又はキャビティを前記標的位置において生み出すことによって前記半導体材料を破損させることを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記少なくとも２つのレーザビームを前記標的位置に集束させることは、
   ２つ以上のコヒーレント平行レーザビームを形成することと、
   集光光学系を通して前記２つ以上のコヒーレントレーザビームを集束させることと、
   を含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記少なくとも２つのレーザビームを前記標的位置に集束させることは、
   レーザ源から放射された単一のレーザビームを分割して、２つ以上の部分レーザビームにすることと、
   集光光学系を通して前記２つ以上の部分レーザビームを集束させることと、
   を含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記標的位置に集束させられる前記少なくとも２つのレーザビームは、リング形強度プロファイルを有する、請求項１に記載の方法。
7. 前記標的位置に集束させられる前記少なくとも２つのレーザビームは、パルスモードで動作する、請求項１に記載の方法。
8. 前記パルスモードは単一パルスモード又は２つ以上のサブパルスを有するバーストモードである、請求項７に記載の方法。
9. 前記半導体ワークピースは半導体ウェーハであり、前記方法は、
   前記分離ゾーンを前記半導体ウェーハ内に形成する前に、前記半導体ウェーハの正面に１つ又は複数のエピタキシャル層を形成し、複数のデバイス構造を前記１つ又は複数のエピタキシャル層に形成することと、
   前記複数のデバイス構造上にメタライゼーション層及び／又はパッシベーション層を形成することと、
   を更に含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記分離ゾーンを前記半導体ウェーハ内に形成する前に、キャリアを前記１つ又は複数のエピタキシャル層を有する前記半導体ウェーハに取り付けることを更に含み、前記キャリアは前記複数のデバイス構造を保護し、前記半導体ウェーハを機械的に安定化させる、請求項９に記載の方法。
11. 前記少なくとも２つのレーザビームを前記標的位置の各々に集束させることは、前記エピタキシャル層及び前記メタライゼーション層及び／又はパッシベーション層とは逆の前記半導体ウェーハの側から実行される、請求項９に記載の方法。
12. 前記外力又は外部応力を前記半導体ワークピースに印加することは、
    超音波振動を前記半導体ワークピースに印加することを含む、請求項１に記載の方法。
13. 前記外力又は外部応力を前記半導体ワークピースに印加することは、
    前記半導体ワークピースを前記２つの別個の個片に分割する間、前記半導体ワークピースに圧力を印加することを含む、請求項１に記載の方法。
14. 前記外力又は外部応力を前記半導体ワークピースに印加することは、
    ポリマーを前記半導体ワークピース又は前記半導体ワークピース上の中間キャリア層に堆積させることであって、前記ポリマーは、前記半導体ワークピースの熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有する、堆積させることと、
    前記ポリマー及び前記半導体ワークピースに温度プロセスを受けさせることであって、前記温度プロセス中、前記ポリマーは機械的応力を前記半導体ワークピースに付与する、温度プロセスを受けさせることと、
    を含む、請求項１に記載の方法。
15. 前記半導体ワークピースが前記２つの別個の個片に分割された後、前記２つの別個の個片の両方の分離面の表面粗度を低減することを更に含み、各分離面は、前記少なくとも１つのクラックが前記分離ゾーンに沿って伝播する際に形成される表面である、請求項１に記載の方法。
16. 前記半導体ワークピースはＳｉＣウェーハ又はＳｉＣブールであり、外力又は外部応力を前記半導体ワークピースに印加することによって形成される前記少なくとも１つのクラックは鋸歯パターンを有する、請求項１に記載の方法。
17. 前記半導体ワークピースは、１つ又は複数のエピタキシャル層を前記半導体ウェーハの正面に備えた半導体ウェーハであり、複数のデバイス構造が前記１つ又は複数のエピタキシャル層にあり、メタライザーション層及び／又はパッシベーション層が前記複数のデバイス構造上にあり、前記少なくとも２つのレーザビームを前記分離ゾーンにおける前記標的位置の各々に集束させることは、前記半導体ウェーハの後面又は前記１つ若しくは複数のエピタキシャル層を含む前記半導体ウェーハの前記正面の表面を実質的に破損しない、請求項１に記載の方法。
18. 半導体ワークピースであって、
    前記半導体ワークピースの表面と実質的に平行して双方向的に延在する改変ゾーンを画定する、前記半導体ワークピースの半導体材料の少なくとも１つの改変された物理的性質を有する複数の標的位置を有する分離ゾーン
    を有し、
    前記改変ゾーンは、前記改変ゾーンの双方向広がりに垂直な軸において３０μｍ未満の厚さを有する、半導体ワークピース。
19. 半導体ウェーハであって、
    前記半導体ウェーハの正面における１つ又は複数のエピタキシャル層であって、前記１つ又は複数のエピタキシャル層は複数のデバイス構造を有する、１つ又は複数のエピタキシャル層と、
    前記複数のデバイス構造上のメタライゼーション層及び／又はパッシベーション層と
    を備え、
    前記半導体ウェーハにおける前記１つ又は複数のエピタキシャル層の表面は、迷光欠陥を実質的に有さない、半導体ウェーハ。
20. 半導体ワークピース内に分離ゾーンを画定する装置であって、
    少なくとも２つのレーザビームを前記分離ゾーン内の標的位置に集束させる少なくとも１つの手段と、
    前記半導体ワークピースの半導体材料の少なくとも１つの物理的性質を前記分離ゾーン内の複数の標的位置において改変することができるように、前記少なくとも２つのレーザビームを移動させる手段と、
    備える、装置。
21. レーザ源と、
    前記レーザ源から放射された単一のレーザビームを分割して、前記分離ゾーン内の前記標的位置に集束する２つ以上の部分レーザビームにする手段と、
    を更に備える、請求項２０に記載の装置。

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