KR102361277B1 - 웨이퍼의 생성 방법 - Google Patents

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KR102361277B1
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Abstract

본 발명은, 잉곳으로부터 효율적으로 웨이퍼를 생성할 수 있는 웨이퍼의 생성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
육방정 단결정 잉곳으로부터 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼의 생성 방법으로서, 육방정 단결정 잉곳에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔의 집광점을 잉곳의 표면으로부터 생성될 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시킴과 더불어, 상기 집광점과 상기 육방정 단결정 잉곳을 상대적으로 이동시켜 레이저 빔을 잉곳의 표면에 조사하고, 표면과 평행한 개질층 및 상기 개질층으로부터 c면을 따라 신장되는 크랙으로 이루어진 분리 기점을 형성하는 분리 기점 형성 단계를 포함한다.
분리 기점 형성 단계는, 잉곳의 주사 개시점에서부터 주사 종료점까지 왕로 및 복로에서 레이저 빔을 주사하는 제1 분리 기점 형성 단계와, 주사 종료점에서부터 주사를 시작하여 왕로 및 복로에서 주사 개시점까지 레이저 빔을 주사하는 제2 분리 기점 형성 단계로 구성된다.

Description

웨이퍼의 생성 방법{WAFER PRODUCING METHOD}
본 발명은, 육방정 단결정 잉곳을 웨이퍼형으로 슬라이스하는 웨이퍼의 생성 방법에 관한 것이다.
IC, LSI 등의 각종 디바이스는, 실리콘 등을 소재로 한 웨이퍼의 표면에 기능층을 적층하고, 이 기능층에 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 영역에 형성된다. 그리고, 절삭 장치, 레이저 가공 장치 등의 가공 장치에 의해 웨이퍼의 분할 예정 라인에 가공이 행해지고, 웨이퍼가 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 디바이스 칩은 휴대전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 각종 전자기기에 널리 이용되고 있다.
또한, 파워 디바이스 또는 LED, LD 등의 광 디바이스는, SiC, GaN 등의 육방정 단결정을 소재로 한 웨이퍼의 표면에 기능층이 적층되고, 적층된 기능층에 격자형으로 형성된 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된다.
디바이스가 형성되는 웨이퍼는, 일반적으로 잉곳을 와이어 톱으로 슬라이스하여 생성되고, 슬라이스된 웨이퍼의 표리면을 연마하여 경면으로 마무리된다(예컨대, 일본 특허 공개 제2000-94221호 공보 참조).
이 와이어 톱에서는, 직경 약 100∼300 ㎛의 피아노 선 등의 1줄의 와이어를 통상 2∼4줄의 간격으로 보조 롤러 상에 형성된 다수의 홈에 감아, 일정 피치로 서로 평행하게 배치하여 와이어를 일정 방향 또는 양방향으로 주행시켜, 잉곳을 복수의 웨이퍼로 슬라이스한다.
그러나, 잉곳을 와이어 톱으로 절단하고, 표리면을 연마하여 웨이퍼를 생성하면, 잉곳의 70∼80%가 버려지게 되어, 비경제적이이라는 문제가 있다. 특히, SiC, GaN 등의 육방정 단결정 잉곳은 모스 경도가 높아 와이어 톱에 의한 절단이 곤란하고, 상당한 시간이 걸려 생산성이 나쁘며, 효율적으로 웨이퍼를 생성하는 데 있어서 과제를 갖는다.
이들 문제를 해결하기 위해서, SiC 등의 육방정 단결정에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔의 집광점을 육방정 단결정 잉곳의 내부에 위치시켜 조사하고, 절단 예정면에 개질층 및 크랙을 형성하고, 외력을 부여하여 웨이퍼를 개질층 및 크랙이 형성된 절단 예정면을 따라 절단분할하여, 잉곳으로부터 웨이퍼를 분리하는 기술이 일본 특허 공개 제2013-49161호 공보에 기재되어 있다.
이 공개 공보에 기재된 기술에서는, 펄스 레이저 빔의 제1 조사점과 상기 제1 조사점에 가장 가까운 제2 조사점이 소정 위치가 되도록, 펄스 레이저 빔의 집광점을 절단 예정면을 따라 나선형으로 조사하거나 또는 직선형으로 조사하여, 매우 고밀도의 개질층 및 크랙을 잉곳의 절단 예정면에 형성하고 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2000-94221호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2013-49161호 공보
그러나, 특허문헌 2에 기재된 잉곳의 절단 방법에서는, 레이저 빔의 조사 방법은 잉곳에 대하여 나선형 또는 직선형이며, 직선형의 경우 레이저 빔을 주사하는 방향은 전혀 규정되어 있지 않다.
특허문헌 2에 기재된 잉곳의 절단 방법에서는, 레이저 빔의 제1 조사점과 상기 제1 조사점에 가장 가까운 제2 조사점 사이의 피치를 1 ㎛∼10 ㎛로 설정하고 있다. 이 피치는, 개질층으로부터 발생한 균열이 신장되는 피치이다.
이와 같이 레이저 빔을 조사할 때의 피치가 매우 작기 때문에, 레이저 빔의 조사 방법이 나선형이든 또는 직선형이든, 매우 작은 피치 간격으로 레이저 빔을 조사할 필요가 있어, 생산성의 향상이 충분히 도모되고 있지 않다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 잉곳으로부터 효율적으로 웨이퍼를 생성할 수 있는 웨이퍼의 생성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 제1 면과 상기 제1 면과 반대측의 제2 면과, 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면에 이르는 c축과, 상기 c축에 직교하는 c면을 갖는 육방정 단결정 잉곳으로부터 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼의 생성 방법으로서, 육방정 단결정 잉곳에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔의 집광점을 상기 제1 면으로부터 생성될 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시킴과 더불어, 상기 집광점과 상기 육방정 단결정 잉곳을 상대적으로 이동시켜 상기 레이저 빔을 상기 제1 면으로 조사하고, 상기 제1 면과 평행한 개질층 및 상기 개질층으로부터 신장되는 크랙을 형성하여 분리 기점을 형성하는 분리 기점 형성 단계와, 상기 분리 기점 형성 단계를 실시한 후, 상기 분리 기점으로부터 웨이퍼의 두께에 상당하는 판상물을 상기 육방정 단결정 잉곳으로부터 박리하여 육방정 단결정 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼 박리 단계를 포함하고, 상기 분리 기점 형성 단계는, 상기 제1 면의 수선(垂線)에 대하여 상기 c축이 오프각만큼 기울고, 상기 제1 면과 상기 c면 사이에 오프각이 형성되는 방향과 직교하는 방향으로 레이저 빔의 집광점을 상대적으로 이동시켜 직선형의 개질층을 형성하는 개질층 형성 단계와, 상기 오프각이 형성되는 방향으로 상기 집광점을 상대적으로 이동시켜 소정량 인덱싱하는 인덱싱 단계를 포함하며, 상기 분리 기점 형성 단계는, 육방정 단결정 잉곳의 주사 개시점에서부터 주사 종료점까지 레이저 빔을 1회 주사하는 제1 분리 기점 형성 단계와, 상기 주사 종료점에서부터 상기 주사 개시점까지 레이저 빔을 주사하는 제2 분리 기점 형성 단계를 포함하고, 상기 제1 분리 기점 형성 단계와 상기 제2 분리 기점 형성 단계를 교대로 복수 회 반복하여 개질층과 크랙을 괴리시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 생성 방법이 제공된다.
본 발명의 웨이퍼의 생성 방법에 따르면, 분리 기점 형성 단계는, 육방정 단결정 잉곳의 주사 개시점에서부터 주사 종료점까지 레이저 빔을 1회 주사하는 제1 분리 기점 형성 단계와, 상기 제1 분리 기점 형성 단계와 동일한 반복 주파수 및 가공 이송 속도로 육방정 단결정 잉곳의 주사 종료점에서부터 주사 개시점까지 레이저 빔을 주사하는 제2 분리 기점 형성 단계를 포함하고, 상기 제1 분리 기점 형성 단계와 상기 제2 분리 기점 형성 단계를 교대로 복수 회 반복하여 개질층과 크랙을 괴리시키기 때문에, 레이저 빔의 주사 개시점 근방에서는 레이저 빔이 난반사되어 개질층 및 크랙이 형성되기 어려워도, 육방정 단결정 잉곳 외주부에 개질층과 크랙을 적정하게 형성할 수 있다.
따라서, 생산성의 향상을 충분히 도모할 수 있음과 더불어, 버려지는 잉곳의 양을 충분히 경감할 수 있어 30% 전후로 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 웨이퍼의 생성 방법을 실시하는 데 알맞은 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 2는 레이저 빔 발생 유닛의 블록도이다.
도 3의 (A)는 육방정 단결정 잉곳의 사시도, 도 3의 (B)는 그 정면도이다.
도 4는 분리 기점 형성 단계를 설명한 사시도이다.
도 5는 육방정 단결정 잉곳의 평면도이다.
도 6은 개질층 형성 단계를 설명한 모식적 단면도이다.
도 7은 개질층 형성 단계를 설명한 모식적 평면도이다.
도 8의 (A)는 인덱싱 단계를 설명한 모식적 평면도, 도 8의 (B)는 인덱싱량을 설명한 모식적 평면도이다.
도 9는 웨이퍼 박리 단계를 설명한 사시도이다.
도 10은 생성된 육방정 단결정 웨이퍼의 사시도이다.
도 11은 본 발명 실시형태에 따른 분리 기점 형성 단계의 설명도이다.
도 12는 분리 기점 형성 단계의 레이저 빔의 주사 방법을 설명한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 웨이퍼의 생성 방법을 실시하는 데 알맞은 레이저 가공 장치(2)의 사시도가 도시되어 있다. 레이저 가공 장치(2)는, 정지 베이스(4) 상에 X축 방향으로 이동 가능하게 탑재된 제1 슬라이드 블록(6)을 포함하고 있다.
제1 슬라이드 블록(6)은, 볼나사(8) 및 펄스 모터(10)로 구성되는 가공 이송 기구(12)에 의해 한 쌍의 가이드 레일(14)을 따라 가공 이송 방향, 즉 X축 방향으로 이동하게 된다.
제1 슬라이드 블록(6) 상에는 제2 슬라이드 블록(16)이 Y축 방향으로 이동 가능하게 탑재되어 있다. 즉, 제2 슬라이드 블록(16)은 볼나사(18) 및 펄스 모터(20)로 구성되는 인덱싱 이송 기구(22)에 의해 한 쌍의 가이드 레일(24)을 따라 인덱싱 이송 방향, 즉 Y축 방향으로 이동하게 된다.
제2 슬라이드 블록(16) 상에는 지지 테이블(26)이 탑재되어 있다. 지지 테이블(26)은 가공 이송 기구(12) 및 인덱싱 이송 기구(22)에 의해 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능함과 더불어, 제2 슬라이드 블록(16) 내에 수용된 모터에 의해 회전된다.
정지 베이스(4)에는 칼럼(28)이 세워져 있고, 이 칼럼(28)에 레이저 빔 조사 기구(레이저 빔 조사 수단)(30)가 부착되어 있다. 레이저 빔 조사 기구(30)는, 케이싱(32) 내에 수용된 도 2에 도시된 레이저 빔 발생 유닛(34)과, 케이싱(32)의 선단에 부착된 집광기(레이저 헤드)(36)로 구성된다. 케이싱(32)의 선단에는, 집광기(36)와 X축 방향으로 정렬되며 그리고 현미경 및 카메라를 갖는, 촬상 유닛(38)이 부착되어 있다.
레이저 빔 발생 유닛(34)은, 도 2에 도시된 바와 같이, YAG 레이저 또는 YVO4 레이저를 발진하는 레이저 발진기(40)와, 반복 주파수 설정 수단(42)과, 펄스폭 조정 수단(44)과, 파워 조정 수단(46)을 포함하고 있다. 특히 도시하지 않지만, 레이저 발진기(40)는 브루스터 창(Brewster window)을 갖고 있고, 레이저 발진기(40)로부터 출사되는 레이저 빔은 직선 편광의 레이저 빔이다.
레이저 빔 발생 유닛(34)의 파워 조정 수단(46)에 의해 소정 파워로 조정된 펄스 레이저 빔은, 집광기(36)의 미러(48)에 의해 반사되고, 또한 집광 렌즈(50)에 의해 지지 테이블(26)에 고정된 피가공물인 육방정 단결정 잉곳(11)의 내부에 집광점을 위치시켜 조사된다.
도 3의 (A)를 참조하면, 가공 대상물인 육방정 단결정 잉곳(11)의 사시도가 도시되어 있다. 도 3의 (B)는 도 3의 (A)에 도시된 육방정 단결정 잉곳(11)의 정면도이다. 육방정 단결정 잉곳(이하, 단순히 잉곳이라 약칭하는 경우가 있음)(11)은, SiC 단결정 잉곳, 또는 GaN 단결정 잉곳으로 구성된다.
잉곳(11)은, 제1 면(상면)(11a)과 제1 면(11a)과 반대측의 제2 면(이면)(11b)을 갖고 있다. 잉곳(11)의 표면(11a)은, 레이저 빔의 조사면이 되기 때문에 경면으로 연마되어 있다.
잉곳(11)은, 제1 오리엔테이션 플랫(13)과, 제1 오리엔테이션 플랫(13)에 직교하는 제2 오리엔테이션 플랫(15)을 갖고 있다. 제1 오리엔테이션 플랫(13)의 길이는 제2 오리엔테이션 플랫(15)의 길이보다 길게 형성되어 있다.
잉곳(11)은, 표면(11a)의 수선(17)에 대하여 제2 오리엔테이션 플랫(15) 방향으로 오프각(α)만큼 경사진 c축(19)과 c축(19)에 직교하는 c면(21)을 갖고 있다. c면(21)은 잉곳(11)의 표면(11a)에 대하여 오프각(α)만큼 경사져 있다. 일반적으로, 육방정 단결정 잉곳(11)에서는, 짧은 제2 오리엔테이션 플랫(15)의 신장 방향에 직교하는 방향이 c축의 경사 방향이다.
c면(21)은 잉곳(11) 내에 잉곳(11)의 분자 레벨로 무수하게 설정된다. 본 실시형태에서는, 오프각(α)은 4°로 설정되어 있다. 그러나, 오프각(α)은 4°로 한정되지 않고, 예컨대 1°∼6°의 범위에서 자유롭게 설정하여 잉곳(11)을 제조할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 정지 베이스(4)의 좌측에는 칼럼(52)이 고정되어 있고, 이 칼럼(52)에는 칼럼(52)에 형성된 개구(53)를 통해 누름 기구(54)가 상하 방향으로 이동 가능하게 탑재되어 있다.
본 실시형태의 웨이퍼의 생성 방법에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 잉곳(11)의 제2 오리엔테이션 플랫(15)이 X축 방향으로 정렬되도록 잉곳(11)을 지지 테이블(26) 상에 예컨대 왁스 또는 접착제로 고정한다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 오프각(α)이 형성되는 방향(Y1)에, 환언하면, 잉곳(11)의 표면(11a)의 수선(17)에 대하여 c축(19)의 표면(11a)과의 교점(19a)이 존재하는 방향에, 직교하는 방향, 즉 화살표 A 방향을 X축에 맞춰 잉곳(11)을 지지 테이블(26)에 고정한다.
이에 따라, 오프각(α)이 형성되는 방향에 직교하는 방향(A)을 따라 레이저 빔이 주사된다. 환언하면, 오프각(α)이 형성되는 방향 Y1에 직교하는 A 방향이 지지 테이블(26)의 가공 이송 방향이 된다.
본 발명의 웨이퍼의 생성 방법에서는, 집광기(36)로부터 출사되는 레이저 빔의 주사 방향을, 잉곳(11)의 오프각(α)이 형성되는 방향(Y1)에 직교하는 화살표(A) 방향으로 한 것이 중요하다.
즉, 본 발명의 웨이퍼의 생성 방법은, 레이저 빔의 주사 방향을 전술한 바와 같은 방향으로 설정함으로써, 잉곳(11)의 내부에 형성되는 개질층으로부터 전파되는 크랙이 c면(21)을 따라 매우 길게 신장되는 것을 발견한 점에 특징이 있다.
본 실시형태의 웨이퍼의 생성 방법에서는, 우선, 지지 테이블(26)에 고정된 육방정 단결정 잉곳(11)에 대하여 투과성을 갖는 파장(예컨대 1064 nm의 파장)의 레이저 빔의 집광점을 제1 면(표면)(11a)으로부터 생성될 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시킴과 더불어, 집광점과 육방정 단결정 잉곳(11)을 상대적으로 이동시켜 레이저 빔을 표면(11a)으로 조사하고, 표면(11a)에 평행한 개질층(23) 및 개질층(23)으로부터 c면(21)을 따라 전파되는 크랙(25)을 형성하여 분리 기점으로 하는 분리 기점 형성 단계를 실시한다.
이 분리 기점 형성 단계는, 표면(11a)의 수선(17)에 대하여 c축(19)이 오프각(α)만큼 기울고, c면(21)과 표면(11a)에 오프각(α)이 형성되는 방향과 직교하는 방향, 즉, 도 5의 화살표(Y1) 방향과 직교하는 방향인 A 방향으로 레이저 빔의 집광점을 상대적으로 이동시켜 잉곳(11)의 내부에 개질층(23) 및 개질층(23)으로부터 c면(21)을 따라 전파되는 크랙(25)을 형성하는 개질층 형성 단계와, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 오프각이 형성되는 방향, 즉 Y축 방향으로 집광점을 상대적으로 이동시켜 소정량 인덱싱하는 인덱싱 단계를 포함하고 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 개질층(23)을 X축 방향으로 직선형으로 형성하면, 개질층(23)의 양측으로부터 c면(21)을 따라 크랙(25)이 전파되어 형성된다. 본 실시형태의 웨이퍼의 생성 방법에서는, 직선형의 개질층(23)으로부터 c면 방향으로 전파되어 형성되는 크랙(25)의 폭을 계측하고, 집광점의 인덱싱량을 설정하는 인덱싱량 설정 단계를 포함한다.
인덱싱량 설정 단계에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 직선형의 개질층(23)으로부터 c면 방향으로 전파되어 개질층(23)의 한 쪽에 형성되는 크랙(25)의 폭을 W1로 한 경우, 인덱싱해야 할 소정량(W2)은, W1 이상 2W1 이하로 설정된다.
여기서, 바람직한 실시형태의 레이저 가공 방법은 이하와 같이 설정된다.
광원 : Nd:YAG 펄스 레이저
파장 : 1064 ㎚
반복 주파수 : 80 kHz
평균 출력 : 3.2 W
펄스 폭 : 4 ns
스폿 직경 : 10 ㎛
집광 렌즈의 개구수(NA) : 0.45
인덱싱량 : 400 ㎛
전술한 레이저 가공 조건에 있어서는, 도 6에 있어서, 개질층(23)으로부터 c면을 따라 전파되는 크랙(25)의 폭(W1)이 대략 250 ㎛로 설정되고, 인덱싱량(W2)이 400 ㎛로 설정된다.
그러나, 레이저 빔의 평균 출력은 3.2 W로 한정되지 않고, 본 실시형태의 가공 방법에서는, 평균 출력을 2 W∼4.5 W로 설정하여 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 평균 출력 2 W의 경우, 크랙(25)의 폭(W1)은 대략 100 ㎛가 되고, 평균 출력 4.5 W의 경우에는, 크랙(25)의 폭(W1)은 대략 350 ㎛가 되었다.
평균 출력이 2 W 미만인 경우 및 4.5 W 초과인 경우에는, 잉곳(11)의 내부에 양호한 개질층(23)을 형성할 수 없기 때문에, 조사하는 레이저 빔의 평균 출력은 2 W∼4.5 W의 범위 내가 바람직하고, 본 실시형태에서는 평균 출력 3.2 W의 레이저 빔을 잉곳(11)에 조사하였다. 도 6에 있어서, 개질층(23)을 형성하는 집광점의 표면(11a)으로부터의 깊이(D1)는 500 ㎛로 설정하였다.
도 8의 (A)를 참조하면, 레이저 빔의 주사 방향을 설명하는 모식도가 도시되어 있다. 분리 기점 형성 단계는 왕로(X1) 및 복로(X2)에서 실시되고, 왕로(X1)에서 육방정 단결정 잉곳(11)에 개질층(23)을 형성한 레이저 빔의 집광점은, 소정량 인덱싱된 후, 복로(X2)에서 육방정 단결정 잉곳(11)에 개질층(23)을 형성한다.
또한, 분리 기점 형성 단계에 있어서, 레이저 빔의 집광점의 인덱싱해야 할 소정량이 W 이상 2W 이하로 설정되는 경우, 육방정 단결정 잉곳(11)에 레이저 빔의 집광점이 위치하게 되어 최초의 개질층(23)이 형성될 때까지의 집광점의 인덱싱량은 W 이하로 설정되는 것이 바람직하다.
예컨대, 도 8의 (B)에 도시된 바와 같이, 레이저 빔의 집광점을 인덱싱해야 할 소정량이 400 ㎛인 경우에는, 잉곳(11)에 최초의 개질층(23)이 형성될 때까지는, 인덱싱량 200 ㎛에서 레이저 빔의 주사를 복수 회 실행한다.
최초의 레이저 빔의 주사는 허공을 때리는 것이며, 잉곳(11)의 내부에 최초로 개질층(23)을 형성한 것이 판명되었다면, 인덱싱량 400 ㎛로 설정하여 잉곳(11)의 내부에 개질층(23)을 형성한다.
이와 같이 소정량 인덱싱 이송하면서, 잉곳(11)의 전체 영역의 깊이(D1)의 위치에 복수의 개질층(23) 및 개질층(23)으로부터 c면(21)을 따라 신장되는 크랙(25)의 형성이 종료되었으면, 개질층(23) 및 크랙(25)으로 이루어진 분리 기점으로부터 형성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 판상물을 육방정 단결정 잉곳(11)으로부터 분리하여 육방정 단결정 웨이퍼(27)를 생성하는 웨이퍼 박리 공정을 실시한다.
이 웨이퍼 박리 공정은, 도 9에 도시된 바와 같이, 수조(60) 안에 초음파 장치(62)를 배치하고, 이 초음파 장치(62) 상에 분리 기점이 형성된 육방정 단결정 잉곳(11)을 탑재한다. 그리고, 수조(60) 안에 순수(64)를 채우고, 육방정 단결정 잉곳(11)을 수조(60)의 순수(64)에 침지시킴과 더불어 초음파 장치(62)에 전압을 인가하여, 예컨대 40 kHz의 초음파 진동을 발생시킨다.
이 초음파 진동이 육방정 단결정 잉곳(11)에 전달되어, 잉곳(11)에 형성된 분리 기점으로부터 웨이퍼의 두께에 상당하는 판상물이 박리되고, 육방정 단결정 잉곳(11)으로부터 도 10에 도시된 바와 같은 육방정 단결정 웨이퍼(27)를 생성할 수 있다. 또한, 순수(64)를 수용하는 용기는 수조(60)에 한정되지 않고, 다른 용기도 물론 사용할 수 있다.
초음파 진동을 발생시키는 초음파 장치(62)로는, 예컨대 애즈원 가부시키가이샤가 제공하는 AS 초음파 세정기 US-2R을 사용할 수 있다. 이 초음파 장치(62)에서는, 출력 80 W에서 40 kHz의 초음파 진동을 발생시킬 수 있다. 웨이퍼 박리 공정에서 부여하는 초음파 진동은, 30 kHz∼50 kHz의 초음파 진동이 바람직하고, 더욱 바람직하게는, 35 kHz∼45 kHz의 초음파 진동이다.
다음에, 도 11을 참조하여, 본 발명 실시형태에 따른 분리 기점 형성 단계에 대해서 상세히 설명한다. 도 11의 (A)에 도시된 바와 같이, 레이저 빔(LB)의 집광점(P)을 생성해야 할 웨이퍼의 깊이에 위치시켜 레이저 빔(LB)을 잉곳(11)의 표면(11a)으로 조사하면, 집광점(P) 주위에 개질층(23)이 형성됨과 더불어, 개질층(23)의 주위로부터 크랙(25)이 c면을 따라 방사상으로 형성된다.
즉, 레이저 빔(LB)을 1회 조사하면, 도 11의 (B)에 도시된 바와 같이, 개질층(23)과 개질층(23)으로부터 전파되는 크랙(25)이 c면을 따라 개질층(23)의 주위에 형성된다. 본 실시형태의 분리 기점 형성 단계에서는, 형성되어 있는 개질층(23)에 집광점(P)을 위치시켜 레이저 빔을 조사하는 단계를 복수 회 반복한다.
이 레이저 빔의 조사 단계는, 잉곳(11)의 끝에서 끝까지 레이저 빔을 1회 주사한 후, 전회와 동일한 반복 주파수 및 가공 이송 속도로 레이저 빔의 주사를 복수 회 반복한다.
5∼7회 정도 레이저 빔의 주사를 실시하여, 각 개질층(23)에 레이저 빔의 집광점을 위치시켜 레이저 빔을 조사하면, 도 11의 (C)에 도시된 바와 같이, 개질층(23)과 크랙(25)이 괴리되어 개질층(23)의 양측의 크랙들(25)끼리 연결된다.
이와 같이 크랙(25)과 개질층(23)이 괴리되어, 크랙들끼리 연결되면, 박리 단계를 매우 용이하게 실시할 수 있어, 분리 기점으로부터 웨이퍼의 두께에 상당하는 판상물을 육방정 단결정 잉곳(11)으로부터 용이하게 박리하여, 육방정 단결정 웨이퍼(27)를 용이하게 생성할 수 있다.
다음에, 도 11을 참조하여 설명한 분리 기점 형성 단계에 대해서, 보다 바람직한 레이저 빔의 조사 방법을 도 12를 참조하여 설명한다. 본 실시형태의 레이저 빔의 주사 방법은, 육방정 단결정 잉곳(11)에 대한 주사 개시점 근방에서는, 레이저 빔이 난반사되어 개질층(23) 및 크랙(25)은 형성되기 어렵다고 하는 지견에 기초하고 있고, 이 결점을 극복하기 위한 레이저 빔의 주사 방법이다.
본 실시형태의 분리 기점 형성 단계는, 우선 도 12의 (A)에 도시된 바와 같이, 육방정 단결정 잉곳(11)의 주사 개시점(P1)에서부터 주사 종료점(P2)까지 왕로(X1) 및 복로(X2)에서 교대로 반복하여 주사를 실시한다(제1 분리 기점 형성 단계).
계속해서, 도 12의 (B)에 도시된 바와 같이, 주사 종료점(P2)에서부터 레이저 빔의 주사를 시작하여 주사 개시점(P1)까지 왕로(X2) 및 복로(X1)를 교대로 복수 회 반복하여 레이저 빔을 주사한다(제2 분리 기점 형성 단계). 제1 분리 기점 형성 단계 및 제2 분리 기점 형성 단계를 교대로 복수 회 반복하여, 개질층(23)과 크랙(25)을 괴리시킨다.
이와 같이 제1 분리 기점 형성 단계와 제2 분리 기점 형성 단계를 교대로 복수 회 반복함으로써, 레이저 빔의 주사 개시 지점 근방에서 레이저 빔이 난반사되어 개질층 및 크랙이 형성되기 어렵다고 하는 과제를 해결할 수 있다.
2 : 레이저 가공 장치 11 : 육방정 결정 잉곳
11a : 제1 면(표면) 11b : 제2 면(이면)
13 : 제1 오리엔테이션 플랫 15 : 제2 오리엔테이션 플랫
17 : 제1 면의 수선 19 : c축
21 : c면 23 : 개질층
25 : 크랙 26 : 지지 테이블
30 : 레이저 빔 조사 유닛 36 : 집광기(레이저 헤드)
60 : 수조 62 : 초음파 장치
64 : 순수

Claims (3)

  1. 제1 면과 상기 제1 면과 반대측의 제2 면과, 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면에 이르는 c축과, 상기 c축에 직교하는 c면을 갖는 육방정 단결정 잉곳으로부터 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼의 생성 방법으로서,
    육방정 단결정 잉곳에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔의 집광점을 상기 제1 면으로부터 생성될 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시킴과 더불어, 상기 집광점과 상기 육방정 단결정 잉곳을 상대적으로 이동시켜 상기 레이저 빔을 상기 제1 면으로 조사하고, 상기 제1 면과 평행한 개질층 및 상기 개질층으로부터 상기 c면을 따라 신장되는 크랙을 형성하여 분리 기점을 형성하는 분리 기점 형성 단계와,
    상기 분리 기점 형성 단계를 실시한 후, 상기 분리 기점으로부터 웨이퍼의 두께에 상당하는 판상물을 상기 육방정 단결정 잉곳으로부터 박리하여 육방정 단결정 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼 박리 단계
    를 포함하고,
    상기 분리 기점 형성 단계는, 상기 제1 면의 수선에 대하여 상기 c축이 오프각만큼 기울고, 상기 제1 면과 상기 c면 사이에 오프각이 형성되는 방향과 직교하는 방향으로 레이저 빔의 집광점을 상대적으로 이동시켜 직선형의 개질층을 형성하는 개질층 형성 단계와,
    상기 오프각이 형성되는 방향으로 상기 집광점을 상대적으로 이동시켜 미리 정해진 양만큼 인덱싱하는 인덱싱 단계를 포함하며,
    상기 분리 기점 형성 단계는, 육방정 단결정 잉곳의 주사 개시점에서부터 주사 종료점까지 레이저 빔을 1회 주사하는 제1 분리 기점 형성 단계와, 상기 주사 종료점에서부터 상기 주사 개시점까지 레이저 빔을 주사하는 제2 분리 기점 형성 단계를 포함하고, 상기 제1 분리 기점 형성 단계와 상기 제2 분리 기점 형성 단계를 교대로 복수 회 반복하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 생성 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 박리 단계에서는, 육방정 단결정 잉곳을 수중에 침지시킴과 더불어 초음파를 부여하여 판상물을 육방정 단결정 잉곳으로부터 박리하여 육방정 단결정 웨이퍼를 생성하는 것인, 웨이퍼의 생성 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    육방정 단결정 잉곳은, SiC 잉곳, 또는 GaN 잉곳으로부터 선택되는 것인, 웨이퍼의 생성 방법.
KR1020160013937A 2015-02-09 2016-02-04 웨이퍼의 생성 방법 KR102361277B1 (ko)

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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6478821B2 (ja) * 2015-06-05 2019-03-06 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6723877B2 (ja) * 2016-08-29 2020-07-15 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP6773506B2 (ja) * 2016-09-29 2020-10-21 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP6887722B2 (ja) * 2016-10-25 2021-06-16 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法及び切削装置
JP6858586B2 (ja) * 2017-02-16 2021-04-14 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP6858587B2 (ja) * 2017-02-16 2021-04-14 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP7256120B2 (ja) 2017-06-19 2023-04-11 ローム株式会社 半導体装置の製造方法およびウエハ貼着構造体
JP2019033134A (ja) * 2017-08-04 2019-02-28 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP6946153B2 (ja) * 2017-11-16 2021-10-06 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法およびウエーハ生成装置
JP6976828B2 (ja) * 2017-11-24 2021-12-08 株式会社ディスコ 剥離装置
JP7034683B2 (ja) * 2017-11-29 2022-03-14 株式会社ディスコ 剥離装置
US20190224784A1 (en) * 2018-01-19 2019-07-25 Panasonic Corporation Laser slicing apparatus and laser slicing method
JP7046617B2 (ja) * 2018-01-22 2022-04-04 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法およびウエーハの生成装置
JP7123583B2 (ja) * 2018-03-14 2022-08-23 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法およびウエーハの生成装置
US10388526B1 (en) 2018-04-20 2019-08-20 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor wafer thinning systems and related methods
US11121035B2 (en) 2018-05-22 2021-09-14 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor substrate processing methods
US10896815B2 (en) 2018-05-22 2021-01-19 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor substrate singulation systems and related methods
US20190363018A1 (en) 2018-05-24 2019-11-28 Semiconductor Components Industries, Llc Die cleaning systems and related methods
US11830771B2 (en) 2018-05-31 2023-11-28 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor substrate production systems and related methods
US10468304B1 (en) 2018-05-31 2019-11-05 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor substrate production systems and related methods
US10940611B2 (en) 2018-07-26 2021-03-09 Halo Industries, Inc. Incident radiation induced subsurface damage for controlled crack propagation in material cleavage
US10576585B1 (en) 2018-12-29 2020-03-03 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US10562130B1 (en) 2018-12-29 2020-02-18 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US11024501B2 (en) 2018-12-29 2021-06-01 Cree, Inc. Carrier-assisted method for parting crystalline material along laser damage region
US10611052B1 (en) 2019-05-17 2020-04-07 Cree, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods
JP2022050939A (ja) * 2020-09-18 2022-03-31 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP2023155640A (ja) 2022-04-11 2023-10-23 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP2023158488A (ja) 2022-04-18 2023-10-30 株式会社ディスコ 水生成装置およびウエーハの生成方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050217560A1 (en) 2004-03-31 2005-10-06 Tolchinsky Peter G Semiconductor wafers with non-standard crystal orientations and methods of manufacturing the same
JP2010205900A (ja) 2009-03-03 2010-09-16 Showa Denko Kk レーザ加工方法および化合物半導体発光素子の製造方法
JP2013049161A (ja) 2011-08-30 2013-03-14 Hamamatsu Photonics Kk 加工対象物切断方法
JP2014041925A (ja) 2012-08-22 2014-03-06 Hamamatsu Photonics Kk 加工対象物切断方法

Family Cites Families (83)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2655173B2 (ja) * 1988-07-14 1997-09-17 エムテック株式会社 半導体ウェーハの分離方法及び装置
JPH056277Y2 (ko) * 1988-08-23 1993-02-18
US5223692A (en) 1991-09-23 1993-06-29 General Electric Company Method and apparatus for laser trepanning
FR2716303B1 (fr) 1994-02-11 1996-04-05 Franck Delorme Laser à réflecteurs de Bragg distribués, accordable en longueur d'onde, à réseaux de diffraction virtuels activés sélectivement.
US5561544A (en) 1995-03-06 1996-10-01 Macken; John A. Laser scanning system with reflecting optics
TW350095B (en) 1995-11-21 1999-01-11 Daido Hoxan Inc Cutting method and apparatus for semiconductor materials
JPH106047A (ja) * 1996-06-20 1998-01-13 Toshiba Corp レーザ溶融照射装置
US6159824A (en) 1997-05-12 2000-12-12 Silicon Genesis Corporation Silicon-on-silicon wafer bonding process using a thin film blister-separation method
JP3455102B2 (ja) * 1998-02-06 2003-10-14 三菱電機株式会社 半導体ウエハチップ分離方法
JP2000094221A (ja) 1998-09-24 2000-04-04 Toyo Advanced Technologies Co Ltd 放電式ワイヤソー
JP4659300B2 (ja) 2000-09-13 2011-03-30 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体チップの製造方法
US6720522B2 (en) 2000-10-26 2004-04-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Apparatus and method for laser beam machining, and method for manufacturing semiconductor devices using laser beam machining
JP4731050B2 (ja) 2001-06-15 2011-07-20 株式会社ディスコ 半導体ウエーハの加工方法
TWI261358B (en) 2002-01-28 2006-09-01 Semiconductor Energy Lab Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP4606741B2 (ja) * 2002-03-12 2011-01-05 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
ATE362653T1 (de) 2002-03-12 2007-06-15 Hamamatsu Photonics Kk Methode zur trennung von substraten
US6992765B2 (en) 2002-10-11 2006-01-31 Intralase Corp. Method and system for determining the alignment of a surface of a material in relation to a laser beam
TWI520269B (zh) 2002-12-03 2016-02-01 Hamamatsu Photonics Kk Cutting method of semiconductor substrate
US7427555B2 (en) 2002-12-16 2008-09-23 The Regents Of The University Of California Growth of planar, non-polar gallium nitride by hydride vapor phase epitaxy
US20040144301A1 (en) 2003-01-24 2004-07-29 Neudeck Philip G. Method for growth of bulk crystals by vapor phase epitaxy
JP2005135964A (ja) * 2003-10-28 2005-05-26 Disco Abrasive Syst Ltd ウエーハの分割方法
JP2005268752A (ja) 2004-02-19 2005-09-29 Canon Inc レーザ割断方法、被割断部材および半導体素子チップ
CN100517583C (zh) 2004-06-11 2009-07-22 昭和电工株式会社 化合物半导体器件晶片的制造方法及其制造的晶片和器件
JP2006108532A (ja) 2004-10-08 2006-04-20 Disco Abrasive Syst Ltd ウエーハの研削方法
JP2006187783A (ja) 2005-01-05 2006-07-20 Disco Abrasive Syst Ltd レーザー加工装置
JP4838531B2 (ja) * 2005-04-27 2011-12-14 サイバーレーザー株式会社 板状体切断方法並びにレーザ加工装置
JP2006315017A (ja) 2005-05-11 2006-11-24 Canon Inc レーザ切断方法および被切断部材
JP4809632B2 (ja) 2005-06-01 2011-11-09 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
JP2007019379A (ja) 2005-07-11 2007-01-25 Disco Abrasive Syst Ltd ウェーハの加工方法
JP4749799B2 (ja) 2005-08-12 2011-08-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
US9138913B2 (en) 2005-09-08 2015-09-22 Imra America, Inc. Transparent material processing with an ultrashort pulse laser
JP4183093B2 (ja) 2005-09-12 2008-11-19 コバレントマテリアル株式会社 シリコンウエハの製造方法
WO2007055010A1 (ja) 2005-11-10 2007-05-18 Renesas Technology Corp. 半導体装置の製造方法および半導体装置
US20070111480A1 (en) 2005-11-16 2007-05-17 Denso Corporation Wafer product and processing method therefor
WO2007087354A2 (en) 2006-01-24 2007-08-02 Baer Stephen C Cleaving wafers from silicon crystals
JP2007329391A (ja) 2006-06-09 2007-12-20 Disco Abrasive Syst Ltd 半導体ウェーハの結晶方位指示マーク検出機構
US8980445B2 (en) 2006-07-06 2015-03-17 Cree, Inc. One hundred millimeter SiC crystal grown on off-axis seed
JP5162163B2 (ja) * 2007-06-27 2013-03-13 株式会社ディスコ ウェーハのレーザ加工方法
EP2009687B1 (en) 2007-06-29 2016-08-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing an SOI substrate and method of manufacturing a semiconductor device
JP5011072B2 (ja) 2007-11-21 2012-08-29 株式会社ディスコ レーザー加工装置
US8338218B2 (en) 2008-06-26 2012-12-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device module and manufacturing method of the photoelectric conversion device module
JP5692969B2 (ja) 2008-09-01 2015-04-01 浜松ホトニクス株式会社 収差補正方法、この収差補正方法を用いたレーザ加工方法、この収差補正方法を用いたレーザ照射方法、収差補正装置、及び、収差補正プログラム
BRPI1008737B1 (pt) 2009-02-25 2019-10-29 Nichia Corp método para fabricar elemento semicondutor
WO2010123976A1 (en) 2009-04-21 2010-10-28 Tetrasun, Inc. Method for forming structures in a solar cell
JP5537081B2 (ja) 2009-07-28 2014-07-02 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
JP5379604B2 (ja) 2009-08-21 2013-12-25 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びチップ
JP2011165766A (ja) 2010-02-05 2011-08-25 Disco Abrasive Syst Ltd 光デバイスウエーハの加工方法
JP5558128B2 (ja) 2010-02-05 2014-07-23 株式会社ディスコ 光デバイスウエーハの加工方法
JP5370262B2 (ja) 2010-05-18 2013-12-18 豊田合成株式会社 半導体発光チップおよび基板の加工方法
US8722516B2 (en) * 2010-09-28 2014-05-13 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method and method for manufacturing light-emitting device
RU2459691C2 (ru) 2010-11-29 2012-08-27 Юрий Георгиевич Шретер Способ отделения поверхностного слоя полупроводникового кристалла (варианты)
JP5480169B2 (ja) 2011-01-13 2014-04-23 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
JP5875122B2 (ja) * 2011-02-10 2016-03-02 信越ポリマー株式会社 単結晶基板製造方法および内部改質層形成単結晶部材
JP5904720B2 (ja) 2011-05-12 2016-04-20 株式会社ディスコ ウエーハの分割方法
JP5912287B2 (ja) 2011-05-19 2016-04-27 株式会社ディスコ レーザー加工方法およびレーザー加工装置
JP5912293B2 (ja) 2011-05-24 2016-04-27 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP6002982B2 (ja) 2011-08-31 2016-10-05 株式会社フジシール パウチ容器
JP5878330B2 (ja) 2011-10-18 2016-03-08 株式会社ディスコ レーザー光線の出力設定方法およびレーザー加工装置
US8747982B2 (en) 2011-12-28 2014-06-10 Sicrystal Aktiengesellschaft Production method for an SiC volume monocrystal with a homogeneous lattice plane course and a monocrystalline SiC substrate with a homogeneous lattice plane course
EP2817819A4 (en) 2012-02-26 2015-09-02 Solexel Inc SYSTEMS AND METHOD FOR LASER DISTRIBUTION AND DEVICE LAYER TRANSMISSION
JP2014041924A (ja) 2012-08-22 2014-03-06 Hamamatsu Photonics Kk 加工対象物切断方法
JP6090998B2 (ja) 2013-01-31 2017-03-08 一般財団法人電力中央研究所 六方晶単結晶の製造方法、六方晶単結晶ウエハの製造方法
US9768343B2 (en) 2013-04-29 2017-09-19 OB Realty, LLC. Damage free laser patterning of transparent layers for forming doped regions on a solar cell substrate
JP6341639B2 (ja) 2013-08-01 2018-06-13 株式会社ディスコ 加工装置
US20150121960A1 (en) 2013-11-04 2015-05-07 Rofin-Sinar Technologies Inc. Method and apparatus for machining diamonds and gemstones using filamentation by burst ultrafast laser pulses
US9850160B2 (en) 2013-12-17 2017-12-26 Corning Incorporated Laser cutting of display glass compositions
JP2016015463A (ja) * 2014-06-10 2016-01-28 エルシード株式会社 ＳｉＣ材料の加工方法及びＳｉＣ材料
US9757815B2 (en) 2014-07-21 2017-09-12 Rofin-Sinar Technologies Inc. Method and apparatus for performing laser curved filamentation within transparent materials
JP6390898B2 (ja) 2014-08-22 2018-09-19 アイシン精機株式会社 基板の製造方法、加工対象物の切断方法、及び、レーザ加工装置
KR20170067793A (ko) 2014-10-13 2017-06-16 에바나 테크놀로지스, 유에이비 스파이크형 형상의 손상 구조물 형성을 통한 기판 클리빙 또는 다이싱을 위한 레이저 가공 방법
US10307867B2 (en) 2014-11-05 2019-06-04 Asm Technology Singapore Pte Ltd Laser fiber array for singulating semiconductor wafers
JP6358941B2 (ja) * 2014-12-04 2018-07-18 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP5917677B1 (ja) 2014-12-26 2016-05-18 エルシード株式会社 ＳｉＣ材料の加工方法
JP6395613B2 (ja) 2015-01-06 2018-09-26 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6395634B2 (ja) 2015-02-09 2018-09-26 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6395633B2 (ja) 2015-02-09 2018-09-26 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6425606B2 (ja) 2015-04-06 2018-11-21 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6482389B2 (ja) 2015-06-02 2019-03-13 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6472333B2 (ja) 2015-06-02 2019-02-20 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6482423B2 (ja) 2015-07-16 2019-03-13 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6486239B2 (ja) 2015-08-18 2019-03-20 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
JP6486240B2 (ja) 2015-08-18 2019-03-20 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
JP6602207B2 (ja) 2016-01-07 2019-11-06 株式会社ディスコ ＳｉＣウエーハの生成方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050217560A1 (en) 2004-03-31 2005-10-06 Tolchinsky Peter G Semiconductor wafers with non-standard crystal orientations and methods of manufacturing the same
JP2010205900A (ja) 2009-03-03 2010-09-16 Showa Denko Kk レーザ加工方法および化合物半導体発光素子の製造方法
JP2013049161A (ja) 2011-08-30 2013-03-14 Hamamatsu Photonics Kk 加工対象物切断方法
JP2014041925A (ja) 2012-08-22 2014-03-06 Hamamatsu Photonics Kk 加工対象物切断方法

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Publication number Publication date
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