KR102551442B1 - 정의된 방향의 수정 라인으로 웨이퍼를 생산하는 방법 - Google Patents
정의된 방향의 수정 라인으로 웨이퍼를 생산하는 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 도너 기판(1)으로부터 적어도 하나의 고상 층(2)을 분리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 방법은 바람직하게는 적어도, 도너 기판(1)을 제공하는 단계(여기서, 도너 기판(1)은 평면의 주 표면(8)에 대해 경사진 결정 격자 평면(6)을 갖고, 주 표면(8)은 일 측상에서 도너 기판(1)의 세로 방향으로 도너 기판(1)을 한정하며, 결정 격자 평면 법선은 주 표면 법선에 대해 제 1 방향으로 경사져 있다); 적어도 하나의 레이저를 제공하는 단계; 레이저로부터 주 표면(8)을 통해 도너 기판(1)의 내부로 레이저 방사선(14)을 도입하여 적어도 하나의 레이저 초점의 영역에서 도너 기판(1)의 재료 특성을 변화시키는 단계(여기서, 레이저 초점은 레이저에 의해 방출된 레이저로부터의 레이저 빔에 의해 형성되고, 재료 특성의 변화는 레이저 방사선(14)의 도너 기판(1) 내로의 침투 부위를 변화시킴으로써 선형 디자인(103)을 형성하며, 재료 특성의 변화는 적어도 하나의 생성 평면(4)에서 생성되며, 도너 기판(1)의 결정 격자 평면(6)은 생성 평면(4)에 대해 경사진 정렬로 되어 있고, 선형 디자인(103)은 생성 평면(4)과 결정 격자 평면(6) 사이의 교차 지점에서 발생하는 절단 라인(10)에 대해 경사지며, 변화된 재료 특성은 아임계 균열의 형태로 도너 기판(1)의 인열을 초래한다); 및 도너 기판(1)에 외력을 도입하여 아임계 균열을 연결하거나 또는 레이저 방사선에 의해 생성 평면(4)에서 많은 재료를 변화시켜 아임계 균열이 연결되면서 고상 층(2)이 도너 기판(1)으로부터 분리되도록 함으로써 고상 층(2)을 분리하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 청구항 1에 따르면 도너 기판으로부터 적어도 하나의 고상 층(solid-state layer)을 분리하는 방법에 관한 것이다.
반도체 재료는 예를 들면 잉곳(ingot)이라고 불리는 결정질 재료의 큰 실린더로 성장되는 반면, 산업적 공정은 종종 상이한 두께 및 표면 품질을 갖는 웨이퍼 재료를 필요로 한다. 취성 반도체 재료의 웨이퍼화(wafering)는 흔히 다이아몬드- 또는 슬러리-기반 와이어 소잉(sawing) 공정에 의해 수행된다. 이러한 소잉 공정은 잠재적으로 가치있는 재료의 커프(kerf) 손실뿐만 아니라 표면 거칠기 및 표면 아래에서의 결정 손상을 초래한다. 소잉 공정에 의한 웨이퍼화의 이러한 측면은 웨이퍼 제조 공정에서 연마(polishing) 및 연삭(grinding) 단계들을 필요로 하여 추가적인 손상 및 공정 비용을 초래한다.
반도체의 통상적인 웨이퍼화 및 박형화(thinning)에서 이러한 문제들을 해결하기 위해, 소위 커프리스(kerfless) 기술이 개발되었으며, 이는 제거되지는 않더라도 커프 손실의 감소, 및 표면 아래의 손상 및 연삭 공정 단계의 감소를 약속한다. 특히 외적 "스폴링(spalling)" 공정은 응력 - 종종 열 응력 - 을 사용하여 잘 정의된 두께의 결정 평면을 따라 결정질 재료를 분리한다. 스폴링은 니켈-크롬 합금, 은-알루미늄 페이스트, 에폭시 수지, 알루미늄 및 니켈로 수행될 수 있다. 커프없는 웨이퍼화 기술은 반도체 제조 공정에서 손상을 크게 줄일 가능성이 있다. 스폴링과 같은 응력 기반 제거 기술은 외적으로 적용되는 응력을 사용하여 잘 정의된 두께의 결정 평면을 따라 결정질 재료를 분리한다. 그러나, 스폴링 후의 기판은 결정에서의 균열 전파로부터 유래하는 소위 월너 라인(Wallner line)을 나타낸다.
스폴링은 취성 재료와 재료의 표면에 부착하는 중합체 사이의 열팽창 계수의 차이를 이용하여 가능해졌다. 결합된 재료를 중합체의 유리 전이 온도 아래로 냉각시키면 응력이 유발되어 균열 평면을 따라 재료 분리가 초래된다. 다른 스폴링 방식과는 대비되는 이 특정 방법의 장점은, 스폴링을 위해 또한 사용되는 고온 공정과는 대조적으로 냉각 공정이 재료를 통해 원치 않는 화학 성분의 확산을 증가시키지 않는다는 것이다.
그러나, 스폴링 공정은 달성되는 웨이퍼 두께에 대한 그들의 제어 측면에서 제한되는 경향이 있으며, 균열 전파의 수직 위치의 튜닝(tuning)이 복잡하다. 또한, 스폴링은 표면에 월너 라인의 매우 두드러진 패턴을 생성시킨다. 이 패턴은 반도체 재료에서의 균열 전파로부터 유래하고 기판에서의 균열 역학의 추론을 가능하게 하는 줄무늬 홈 및 융기로 구성된다. 전형적으로, 균열은 가장자리상의 특정 지점에서 시작한 다음 기판의 가장자리로부터 빠르게 전파된다. 통상적인 스폴링 표면의 월너 라인은 결과적인 표면 거칠기를 크게, 종종 기판상의 회로의 추가 가공 및 제조 전에 추가의 연마 또는 연삭 단계가 요구되는 지점까지 증가시킨다.
본 출원인의 공보 WO 2016/083610은 그의 개시 내용이 본원에 참고로 인용되는데, 도너 기판으로부터 고상 층의 레이저-보조 분리, 특히 변형(modification) 생성의 예를 개시하고 있다.
공보 DE 102016201780 A1은 잉곳에서 웨이퍼의 분리를 위해 레이저 빔에 의해 균열이 생성하는 방법을 개시하고 있다. 분리는 초음파에의 노출에 의존한다. 이 방법은, 그의 공정 파라미터로 인해 매우 고정되고, 또한 높은 수준의 재가공 복잡성을 수반하며, 재가공은 높은 비용 및 재료 손실을 생성하기 때문에 불리하다.
따라서, 본 발명의 목적은, 공지된 방법보다 양호한, 특히 재료 손실을 더 낮게 할 수 있는, 도너 기판으로부터 적어도 하나의 고상 층을 분리하는 방법을 제공하고/하거나, 전기 구성요소의 보다 유리한 제조 수단 및/또는 유리한 멀티 구성요소 배열체를 제공하는 것이다.
전술한 목적은 청구항 1에 따라 도너 기판으로부터 적어도 하나의 고상 층을 분리하는 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 방법은 바람직하게는 적어도 도너 기판을 제공하는 단계(여기서 도너 기판은 평면의 주 표면에 대해 경사진 결정 격자 평면을 갖고, 주 표면은 일 측에서 도너 기판의 세로 방향으로 도너 기판을 한정하며, 결정 격자 평면 법선(normal)은 주 표면 법선에 대해 제 1 방향으로 경사져 있다), 적어도 하나의 레이저를 제공하는 단계, 레이저로부터 주 표면을 통해 고상체의 내부로 레이저 방사선을 도입하여 적어도 하나의 레이저 초점의 영역에서 고상체의 재료 특성을 변화시키는 단계(여기서, 레이저 초점은 레이저에 의해 방출된 레이저로부터의 레이저 빔에 의해 형성되고, 재료 특성의 변화는 레이저 방사선의 도너 기판 내로의 침투 부위를 변화시킴으로써 선형 디자인을 형성하며, 재료 특성의 변화는 주 표면에 평행하게 진행하는 생성 평면에서 생성되며, 선형 디자인은 바람직하게는 적어도 부분적으로 직선 방식으로 진행하며, 도너 기판의 결정 격자 평면은 생성 평면에 대해 경사진 정렬로 되어 있고, 선형 디자인, 특히 적어도 직선 방식으로 연장되는 부분은 생성 평면과 결정 격자 평면 사이의 교차 지점에서 발생하는(직선) 절단 라인에 대해 경사지며, 변화된 재료 특성은 아임계(subcritical) 균열의 형태로 도너 기판의 인열을 초래한다), 도너 기판에 외력을 도입하여 아임계 균열을 연결하거나 또는 레이저 방사선에 의해 생성 평면에서 많은 재료를 변화시켜 아임계 균열이 연결되면서 고상 층이 도너 기판으로부터 분리되도록 함으로써 고상 층을 제거하는 단계를 포함한다. 여기서 주 표면은 바람직하게는 이상적인 평면의 표면으로 간주/정의된다.
본 방법은, 선형 디자인이 생성 평면과 결정 격자 평면 사이의 계면에서 생성하는(직선) 절단 라인에 대해 경사지고 기록 방향에 수직인 균열 성장을 제한한다는 점에서 유리하다. 따라서, 각 기록 라인에 대한 변형은 동일한 결정 격자 표면에서 생성되지 않는다. 따라서, 예를 들면, 각 기록 라인에 대한 변형의 처음 1 내지 5%는 동일한 기록 라인의 변형의 마지막 1 내지 5%의 단지 일부, 특히 75% 미만 또는 50% 미만 또는 25% 미만 또는 10% 미만의 결정 격자 표면과 교차할 수 있거나 전혀 교차하지 않을 수 있다. 여기서 기록 라인은 바람직하게는 1 cm 초과 또는 10 cm 초과 또는 20 cm 초과 또는 최대 20 cm 또는 최대 30 cm 또는 최대 40 cm 또는 최대 50 cm의 세로를 갖는다. 따라서, 각 기록 라인에 대해, 동일한 결정 격자 평면에서 상당히 더 적은 변형이 생성될 것이며, 이에 의해 이들 결정 격자 평면을 따른 균열 전파를 제한한다. 여기서 "경사진다"는 의미는 평행하지 않거나 중첩되지 않는 것이고, 따라서, 예를 들면 심지어 0.05°의 각도부터인 경우일 수도 있지만, 변형 또는 변형들에 의해 국부적으로 절단되거나 변형되거나 변화되는선형 디자인의 연장 길이에 걸쳐 변하는 결정 격자 평면, 특히 슬립 평면의 경우 매우 작은 각도, 특히 1° 미만으로 또한 가능하다.
이는 본 발명의 중요한 제 2 이점, 즉 생성된 추가 균열이 마지막으로 생성된 균열과 겹치는 방식으로 기록 방향이 반드시 수행될 필요는 없다는 것으로 이어진다. 이제 기록 방향이 반대 방향으로 되는 것도 가능하다. 이는 본 발명의 방법을 통한 균열의 가능한 부족으로 인해, 마지막에 만들어진 균열에 의한 음영(shading)이 존재하지 않기 때문이다. 반대의 기록 방향에도 불구하고, 이는 예를 들면 100 ㎛ 미만, 특히 75 ㎛ 미만 또는 50 ㎛ 미만 또는 30 ㎛ 미만 또는 20 ㎛ 미만 또는 10 ㎛ 미만 또는 5 ㎛ 미만 또는 2 ㎛ 미만의 라인 간격을 달성할 수 있게 한다.
재료 특성의 변화는 여기서 바람직하게는 재료 변형의 생성 또는 결정 격자 결함의 생성, 특히 국부적으로 제한된 상 변화의 달성을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
대안적으로, 본 방법은, 각각의 실시형태에서 본 명세서에 개시된 특징들 중 하나 이상을 갖는 이하에 특정되는 단계들에 의해 적어도 정의될 수 있다: 고상체를 제공하는 단계, 고상체에서 특히 레이저 방사선에 의해 변형을 생성하여 분리 영역 또는 분리 평면 또는 균열 진행 영역을 형성 또는 생성하는 단계, 및 분리 영역 또는 분리 평면 또는 균열 진행 영역을 가로 지르는 균열 전파로 인해 또는 분리 영역 또는 분리 평면 또는 균열 진행 영역을 가로 지르는 고상체의 일부 또는 고상체로부터 고상 층을 제거하는 단계.
또한, 바람직한 실시형태들은 보조 청구범위 및/또는 하기 설명의 다른 부분의 주제이다.
본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에서, 선형 디자인 또는 기록 라인은 절단 라인에 대해 0.05° 내지 87°의 각도 범위, 특히 3° 또는 5° 내지 60°의 각도 범위, 바람직하게는 10° 내지 50°, 특히 10° 내지 30°, 예컨대 12° 내지 20° 또는 13° 내지 15°, 20° 내지 50°, 특히 25° 내지 40° 또는 30° 내지 45° 또는 28° 내지 35°의 각도 범위로 경사져 있다. 이러한 해법은, 경사가 너무 커서 충분한 수의 상이한 결정 격자 평면이 동일한 선형 디자인 또는 기록 라인의 모든 추가 변형의 일부이기 때문에 유리하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 도너 기판의 충분한 양의 재료는 고상 층 제거 및 재료의 변화의 결과로서 노출되는 개별 결정 격자 평면의 단부가 모아레 패턴을 초래하는 선형 디자인 또는 다수의 선형 디자인들을 형성하도록 변화되고, 이 목적을 위해 선형, 바람직하게는 직선의 방식으로 연장되고 서로 평행하게 정렬되는 다수의 재료 변화 영역이 생성된다.
선형 디자인은 여기서 바람직하게는 직선 또는 곡선 라인을 형성하는 도트들의 그룹으로 간주되어야 하며, 여기서 선형 디자인은 또한 섹션에서 하나 이상의 직선 구성요소 및/또는 섹션에서 하나 이상의 곡선 구성요소를 가질 수 있다. 개별 도트들의 중심 사이의 거리는 바람직하게는 250 ㎛ 미만, 특히 150 ㎛ 미만 또는 50 ㎛ 미만 또는 15 ㎛ 미만 또는 10 ㎛ 미만 또는 5 ㎛ 미만 또는 2 ㎛ 미만이다.
바람직하게는, 다수의 선형 디자인이 동일한 생성 평면에서 생성되며; 바람직하게는, 적어도 복수의 선형 디자인들이 서로로부터 동일한 거리에 배열된다. 바람직하게는, 선형 디자인은 아치(arc), 특히 원형 아치 형태 또는 직선 형태일 수 있다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 레이저 방사선은 5 ns 미만 또는 2 ns 미만, 특히 1 ns 미만 또는 700 ps 미만 또는 500 ps 미만 또는 400 ps 미만 또는 300 ps 미만 또는 200 ps 미만 또는 150 ps 미만 또는 100 ps 미만 또는 50 ps 미만 또는 10 ps 미만의 펄스 길이로 생성될 수 있다.
바람직하게는, 재료 특성의 변화 및 변형은 각각 5 ns보다 짧은, 특히 2 ns 또는 1 ns보다 짧은 레이저 펄스에 의해 생성된다. 보다 바람직하게는, 개별 레이저 펄스의 지속은 50 ps 내지 4000 ps, 또는 50 ps 내지 2000 ps, 또는 50 ps 내지 1000 ps, 특히 50 ps 내지 900 ps, 또는 50 ps 내지 700 ps, 또는 50 ps 내지 500 ps, 또는 50 ps 내지 300 ps, 또는 300 ps 내지 900 ps, 또는 500 ps 내지 900 ps, 또는 700 ps 내지 900 ps, 또는 300 ps 내지 500 ps, 또는 500 ps 내지 700 ps, 또는 300 ps 내지 700 ps, 또는 900 ps 미만 또는 700 ps 미만 또는 500 ps 미만 또는 300 ps 미만 또는 100 ps 미만 또는 50 ps 미만이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 레이저 방사선은 펄스 에너지로 생성되며, 여기서 펄스 에너지는 100 nJ 내지 1 mJ, 또는 500 nJ 내지 100 μJ, 또는 1 μJ 내지 50 μJ이다. 바람직하게는, 개별 샷(shot)당 펄스 에너지는 렌즈 이후 및 최종 광학 가공 수단 이후 및 레이저 방사선의,고상체 내로의 침투 이전에 0.1 내지 50 μJ이다. 예를 들면, 다수의 초점이 DOE에 의해 생성되는 경우 각 개별 초점에 할당된 레이저 방사선은 렌즈 이후 및 최종 광학 가공 수단 이후 및 레이저 방사선의 고상체로의 침투 이전에 0.1 내지 50 μJ의 펄스 에너지를 가져야,한다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 정의된 온도 제어 또는 변형의 생성 또는 도너 기판의 재료 특성의 변화, 특히 국부적 변화를 위해, 레이저 방사선은 0.1 nJ/ ㎛² 내지 10,000 nJ/ ㎛², 바람직하게는 1 nJ/ ㎛² 내지 1000 nJ/ ㎛²,보다 바람직하게는 3 nJ/ ㎛² 내지 200 nJ/ ㎛²의 펄스 밀도로 고상체 내로 도입된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 아임계 균열을 촉발하기 위한 촉발 변형이 생성되는데, 여기서 촉발 변형을 생성하기 위한 적어도 하나의 공정 파라미터는 베이스 변형을 생성하기 위한 적어도 하나의 공정 파라미터와 상이하고; 바람직하게는 다수의 공정 파라미터가 상이하다. 추가적으로 또는 대안적으로, 촉발 변형은 베이스 변형이 생성되는 라인이 진행하는 방향에 대해 경사지거나 이격된 방향으로 생성될 수 있다.
아임계 균열은, 본 발명에 따라 특히 촉발 변형에 의해 및/또는 분리 영역 또는 분리 평면을 정의하는 변형에 의해 또는 선형 형상을 형성하는 변형에 의해 생성되며, 바람직하게는 5 mm 미만, 특히 3 mm 미만 또는 1 mm 미만 또는 0.5 mm 미만 또는 0.25 mm 미만 또는 0.1 mm 미만으로 전파된다. 경사진 정렬은 여기서 예를 들면 0° 내지 90°의 각도, 바람직하게는 85° 내지 90°의 각도, 보다 바람직하게는 90°의 각도에 대응할 수 있다.
이는 임계 강도(즉, 파워/면적)가 초과될 때 촉발되는 역치 공정이다. 이것은, 짧은 펄스가 더 적은 에너지/펄스를 필요로 하고; 더 높은 개구 수는 에너지를 더 작은 도트로 집중시키며, 즉 역치 강도를 달성하기 위해 더 적은 에너지를 필요로 한다는 것을 의미한다.
더 큰 깊이는 보통 흡수 손실을 의미하며, 이 때문에, 에너지가 다시 상응하게, 예를 들면 SiC: NA = 0.4, 깊이 180 ㎛, 펄스 길이 3 ns, 펄스 에너지 약 7 μJ, 깊이 350 ㎛에서 9 μJ 이상으로 조정되어야 한다.
일반적으로, 더 경질의 재료(사파이어, 산화 알루미늄 세라믹, SiC, GaN)는 라인에서 더 큰 펄스 중첩, 즉 더 작은 펄스 분리(≤ 1 ㎛)를 필요로 하는 반면, 선택된 라인 간격은 더 큰 경향이 있지만(예를 들면, > 5 ㎛), GaAs 및 Si와 같은 더 연질의 재료는 더 큰 펄스 분리(> 1 ㎛) 및 다른 한편으로는 더 작은 라인 간격(<5 ㎛)을 요구한다.
SiC의 예시적인 패턴 - fs 펄스: 펄스 에너지 약 800 nJ, 펄스 분리 50 nm 이상, 최대 200 nm, 다음과 같은 라인 패턴: 30개의 라인이 1 ㎛에 의해 분리된 후 20 ㎛ 갭, 다시 30개의 라인, 그 다음 96 ㎛ 갭, 및 그 다음 다시 동일, 30 라인으로 교차, 20 ㎛ 갭 및 30 라인(항상 라인 사이에 분리 1 ㎛ 가짐), 그 다음 300 ㎛ 갭, 및 그 다음 30/20/30 라인 블록. 깊이 180 ㎛, SiC 도핑 정도(시트 저항 > 21 mohm· cm로 특징지어짐), 펄스 길이 400 fs, 개구 수 0.65.
바람직한 실시형태에서, 고상 재료는 실리콘이고, 여기서 개구 수는 0.5 내지 0.8, 특히 0.65이고, 침투 깊이는 200 내지 400 ㎛, 특히 300 ㎛이고, 펄스 분리는 1 내지 5 ㎛, 특히 2 ㎛이고, 라인 간격은 1 ㎛ 내지 5 ㎛, 특히 2 ㎛이고, 펄스 지속 시간은 50 ns 내지 400 ns, 특히 300 ns이며, 펄스 에너지는 5 μJ 내지 15 μJ, 특히 10 μJ이다.
바람직한 실시형태에서, 고상 재료는 SiC이고, 여기서 개구 수는 0.3 내지 0.8, 특히 0.4이고, 침투 깊이는 100 내지 300 ㎛, 특히 180 ㎛이고, 펄스 분리는 0.1 내지 3 ㎛, 특히 1 ㎛이고, 라인 간격은 20 ㎛ 내지 100 ㎛, 특히 75 ㎛이고, 펄스 지속 시간은 1 ns 내지 10 ns, 특히 3 ns이며, 펄스 에너지는 3 μJ 내지 15 μJ, 특히 7 μJ이다.
산화 알루미늄 세라믹의 예시적인 패턴: 펄스 분리 500 nm, 라인 간격 10 ㎛, 펄스 지속 시간 3 ns, 펄스 에너지 22 μJ, NA = 0.4.
사파이어의 예시적인 패턴: 평면(flat)에 대해 0°, 45°, 90°에서 3중으로 기록된 라인, 각각 라인 간격 1.5 ㎛, 펄스 분리 300 nm, 제 1 패스에서 펄스 에너지 350 nJ, 제 2 패스에서 300 nJ 및 제 3 패스에서 250 nJ, 0.65의 NA 및 250 fs의 펄스 지속 시간에서.
일반적으로 표면 거칠기는 펄스가 짧을수록 감소한다. 펨토초(femtosecond) 펄스를 사용하면 나노초(nanosecond) 펄스(약 3 ㎛ 초과)에 비해 더 양호한 표면(거칠기 3 ㎛ 미만)을 생성할 수 있지만, 공정은 비용이 많이 들고 시간이 더 오래 걸린다. 피코초(picosecond) 펄스는 중간 방법을 구성한다. 더 짧은 펄스의 경우 장점은, 상 전이가 무열적(athermal), 즉 레이저 펄스와 결정 격자 사이의 결합 정도가 더 적고, 이에 따라 더 적은 진동(포논(phonon))이 유도된다 - 따라서 공정이 전체적으로 더 차갑게 작동한다 - 는 것이다. 이를 위해, 균열을 촉발하는 임계 장력이 증강되도록 더 큰 영역이 비정질화되어야 한다(상 변환).
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 아임계 균열은 고상체에서 5 ㎛ 내지 200 ㎛, 특히 10 ㎛ 내지 100 ㎛, 또는 10 ㎛ 내지 50 ㎛, 또는 10 ㎛ 내지 30 ㎛, 또는 20 ㎛ 내지 100 ㎛, 또는 20 ㎛ 내지 50 ㎛, 또는 20 ㎛ 내지 30 ㎛동안 전파된다. 이 실시형태는 더 적은 정도의 균열 전파가 더 적은 정도의 재처리 비용을 수반하기 때문에 유리하다. 아임계 균열은 결정 격자 경계를 따라 전파되지만, 고상체의 결정 격자는 바람직하게는 분리 평면에 대해, 특히 2° 내지 6°의 각도로 경사지기 때문에, 결과는 톱니형 프로파일을 갖는 표면이다. 균열이 더 진행될수록, 톱니 형태의 이 표면의 골과 피크 사이의 거리가 더 커지며, 이는 80 nm 미만 또는 50 nm 미만 또는 20 nm 내지 50 nm의 표면 거칠기가 생성되어야 한다면 더 많은 재료가 또한 제거되어야 한다는 것을 의미한다.
따라서, 본 발명의 추가의 실시형태에서, 아임계 균열의 균열 전파는 레이저 빔의 입사 방향에 대해 90°의 각도 이외의 경사진 방향으로 진행되며; 균열 전파의 방향은 바람직하게는 입사 방향에 대해 93° 내지 99°, 특히 정확히 94° 또는 98° 또는 93° 내지 95°의 경사이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 아임계 균열이 전파된 다수의 라인들의 영역들 사이의 섹션은 예를 들면 유리 전이 또는 초음파 처리에 의해 생성되는 응력 또는 외력의 도입의 결과로서 균열된다. 이 실시형태는 고상체의 내부에 이미 초래된 기존의 손상, 특히 아임계 균열로 인해 요구되는 응력이 훨씬 더 낮을 수 있기 때문에 유리하다. 또한, 균열은 매우 정밀하게 진행된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 수용(receiving) 층은, 복합 구조의 형성을 위한 층 및/또는 구성요소가 배치되는 고상체의 표면과 반대측에 있는 고상체의 표면 상에 배치되거나 생성된다.
균열의 촉발 전에, 특히 중합체 필름의 형태인 본 방법에 따른 수용 층은 바람직하게는 추가의 층 및/또는 구성요소가 없는 고상체의 측면에 적용된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 레이저 방사선의 도너 기판 또는 고상체 내로의 침투 전에 회절 광학 소자(DOE)가 레이저 방사선의 경로에 배치된다. 레이저 방사선은 DOE에 의해 다중 초점의 생성을 위한 다중 광 경로로 분할된다. DOE의 효과는 바람직하게는 200 ㎛의 길이에 걸쳐 50 ㎛ 이하, 특히 30 ㎛ 이하 또는 10 ㎛ 이하 또는 5 ㎛ 이하 또는 3 ㎛ 이하의 이미지 필드 곡률(image field curvature)을 야기하는 것이며, 여기서, DOE는 적어도 2개, 바람직하게는 적어도 또는 정확히 3개, 또는 적어도 또는 정확히 4개, 적어도 또는 정확히 5개, 적어도 또는 정확히 또는 최대 10개, 적어도 또는 정확히 또는 최대 20개, 적어도 또는 정확히 또는 최대 50개 또는 최대 100개의 초점을 동시에 생성하여 도너 기판의 재료 특성을 변화시킨다. 이 실시형태는 공정의 상당한 가속이 달성될 수 있기 때문에 유리하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 재료 특성의 변화 동안 다수의 도너 기판은 회전 장치, 특히 턴테이블(turntable) 상에 서로 나란히 동시에 배치되고, 공통 회전축을 중심으로 회전 가능하다. 회전 속도는 10 회전/분 초과, 바람직하게는 50 회전/분 초과, 보다 바람직하게는 150 회전/분 초과, 특히 최대 600 회전/분이다. 여기서 선형 디자인은 바람직하게는 굴곡된다. 생성 평면과 결정 격자 평면 사이의 교차 지점에서 일어나는 절단 라인에 대해 굴곡된 선형 디자인이 경사지는 각도는 여기서 바람직하게는 평균 각도로 간주되어야 하고; 보다 바람직하게는, 평균 각도는 굴곡된 선형 디자인의 생성의 경우에만 정의/사용된다. 평균 각도는 여기서 바람직하게는 각각의 굴곡된 선형 디자인이 연장되는 길이의 중간 80%에 전적으로 기초하며, 이는 연장 길이의 처음 10%의 경사 또는 각도 및 마지막 10%의 경사 또는 각도는 평균 각도의 결정을 위해 여기서 바람직하게는 고려되지 않는다 것을 의미한다. 바람직하게는, 굴곡된 선형 디자인의 모든 관련 변형에 대해, 절단 라인에 대한 경사 또는 각도가 결정되고, 합산되고 합산된 각도 값의 수로 나누어진다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 입사 레이저 방사선의 특성을 변화시기 위한 빔 형성 장치, 특히 레이저 빔의 편광을 변화시키기 위한 장치, 특히 회전 반-파장(half-wave) 판(plate) 또는 포켈스(Pockels) 셀의 형태인 것이 제공되고/되거나, 빔 형성 장치는 바람직하게는 레이저 방사선의 원형 또는 타원형 편광을 위해 설정되며, 여기서 도너 기판은 원형 또는 타원형 편광된 레이저 방사선에, 특히 1/4-파장 판 형태로 노출된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 입사 레이저 빔의 특성을 변화시키기 위한 빔 형성 장치가 제공된다. 레이저 빔의 이러한 특성은 특히 레이저 빔의 편광 특성, 집속(focusing) 전후의 레이저 빔의 3-차원 프로파일, 및 공간 및 시간에서 입사 레이저 빔의 개별 파장의 상 분포이며, 이는 집속 광학계와 같은 빔 경로의 개별 요소에서의 파장-의존 분산에 의해 영향을 받을 수 있다.
이를 위해, 빔 형성 장치에는, 예를 들면 통과하는 레이저 빔의 편광을 변화시키기 위한 회전 반-파장 판 또는 유사한 복굴절 요소가 장착될 수 있다. 이러한 방식으로, 입사 레이저 빔의 편광은 수용 구성요소의 회전 속도의 함수로서 변경될 수 있다. 따라서, 수용 구성요소에서 고상체의 결정 방향에 대해 특정 각도로 편광 방향을 변경하는 것이 또한 가능하다. 이것은 또한 반-파장 판에 추가하여 또는 이를 대체하여 예를 들면 빔 형성 장치에서의 포켈스 셀과 유사한 요소에 의해 수행될 수 있다. 이러한 요소의 경우, 외부 전기장은 포켈스(Pockels) 효과 또는 선형 전기 광학 효과라고 불리는 재료의 필드-의존 복굴절을 초래하며, 이는 적용되는 전압에 따라 레이저 빔의 편광을 변화시키는데 사용될 수 있다. 이러한 해법은 회전 판에 비해 스위칭 시간이 더 빠르고, 이에 따라 테이블 또는 고상체의 이동과 더 잘 동기화될 수 있다는 이점을 제공한다.
대안적으로, 빔 형성 장치는 또한 레이저 빔이 고상체의 노출 전에 원형 편광되도록 구성될 수 있다. 레이저 방사선은 보통 선형 편광되지만, 1/4 파장 판과 같은 복굴절 광학 소자에 의해 원형으로 편광된 광으로 변환될 수 있다. 대조적으로, 원형 편광은 그러한 요소에 의해 선형 편광으로 다시 변환된다. 여기서 타원형 편광된 레이저 방사선이라 불리는 원형 및 선형 편광된 레이저 방사선의 혼합 형태 또는 조합을 사용하는 것이 또한 가능하다.
원칙적으로, 이것은, 고상체가 회전할 때 결정 방향이 레이저 빔과 관련하여 지속적으로 변화하기 때문에, 다광자(multiphoton) 흡수의 경우 작용의 단면이 빛의 편광 방향과 결정 배향 사이의 결정 방향 또는 각도에 매우 크게 의존한다는 문제에 대한 해법을 제공하며, 이것은 레이저 편광 또는 원형 또는 타원형 편광의 동기화된 회전에 의해 해결될 수 있으며, 다광자 흡수에 대한 작용 단면은 일정하게 유지될 수 있다.
또한, 빔 형성 장치는 집속 전에 또는 초점에서 레이저 빔의 공간 프로파일을 변화시키도록 구성될 수 있다. 이것은 슬릿 또는 망원경과 같은 간단한 요소에 의해 단 하나의 공간 방향으로 달성될 수 있다. 이러한 망원경은, 예를 들면 원통형 렌즈와 발산 원통형 렌즈의 조합으로부터 달성될 수 있으며, 그의 상대적 초점 거리는 하나의 공간 방향으로 레이저 빔 크기의 변화를 정의한다. 망원경은 대안적으로 레이저 빔의 교차를 방지하기 위해 다수의 요소로 구성될 수 있다. 집속 이전의 레이저 빔의 공간 빔 프로파일에 따라, 고상체의 노출에 대한 초점의 형상이 마찬가지로 유리하게 변경되고 선택될 수 있다. 이를 위해, 빔 형성 장치는 레이저 빔 초점의 형상이 수용 구성요소의 회전 속도 또는 고상체의 배향에 의존하여 변화될 수 있도록 추가로 구성될 수 있다. 예를 들면, 회전축에 비교적 가까운 고상체의 영역에서 고상체의 노출시, 초점에서의 조정된 공간 프로파일은 빔 형성 장치, 예를 들면 바깥 방향으로 좁아지는 레이저 빔 프로파일에 의해 생성될 수 있다.
다수의 재료, 특히 유리 및 결정과 같은 투명한 재료는 파장 의존 굴절률을 특징으로 한다. 펄스 형태의 레이저 빔, 특히 펨토초 범위의 레이저 빔은 고상체의 노출 전에 집속을 위해 빔 형성 유닛 또는 광학 시스템에서 상이한 굴절률을 경험할 수 있는 파장의 스펙트럼으로 구성된다. 이 분산의 효과는 펨토초 레이저 펄스가 더 길어져 그의 피크 강도를 낮추고, 이는 다광자 공정의 사용에 바람직하지 않다는 것이다. 따라서 빔 형성 유닛은 집속 전 또는 후에 빔 경로에서 다른 광학 요소의 분산을 보상하도록 구성될 수 있다. 이 분산은 공간에서의 색수차로서 또는 시간에서의 펄스 확장 또는 펄스 압축으로서 작용할 수 있다. 보다 구체적으로, 분산은 또한 초점에서 레이저 펄스에 존재하는 파장의 미리 정의된 색 분포를 야기하는 방식으로 빔 형성 유닛에 의해 변경되고 이용될 수 있다.
예를 들면 분산을 보상하기 위해 인공 상 분포를 보상하고 레이저 펄스에 도입하는 표준 수단은 프리즘 또는 회절 격자의 조합, 소위 액정을 기반으로 하는 공간 광 변조기(SLM), 또는 다른 굴절률의 유전체 층의 특정 시퀀스를 갖는 처프(chirped) 거울이다.
특히 분산의 보상을 위한 이 솔루션은, 짧은 펄스(예를 들면 100 fs 미만)의 통과의 경우에 분산이 강화된 정도로 방생하는 문제(이는 일부 광 구성요소가 다른 것보다 더 빠르기 때문에 펄스가 소실된다는 것을 의미한다)를 보상하기 때문에 유리하다. 그렇지 않으면 펄스가 더 길어지게 되어 그의 피크 강도가 낮아질 것이며, 이는 다광자 공정을 사용하는 경우 바람직하지 않다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 주 표면은 고상 층의 제거 후 고상 층의 일부이고, 제거 후에는 바람직하게는 남는 잔류 도너 기판보다 더 낮은 두께를 갖는다. 이 실시형태는 남는 도너 기판이 고상 층으로서 또는 추가의 고상 층의 제거를 위해 처리되고 사용될 수 있기 때문에 유리하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 도너 기판은 탄화 규소와 같은 화합물을 포함하거나 이로 구성되며, 여기서 화합물은 바람직하게는 원소 주기율표의 제 3, 제 4 및/또는 제 5 주요 그룹 및/또는 원소 주기율표의 제 12 전이 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질이며, 여기서 재료 변화는 도너 기판에서 출발 재료, 특히 탄화 규소의 목표 재료, 특히 규소 및 탄소로의 미리 결정된 물리적 변형이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 물리적 변형은 화합물의 다수 또는 모든 개별 성분 또는 원소로의 분해이다. 이 실시형태는 고상체의 화합물의 제어된 파괴가 고상 성분의 제거에 가장 적합한 재료 조합을 확립할 수 있기 때문에 유리하다.
본 설명에 따르면, 고상 출발 재료는 바람직하게는 단결정, 다결정 또는 비정질 재료를 의미하는 것으로 이해된다. 높은 이방성 원자 결합력으로 인해, 높은 이방성 구조를 갖는 단결정 재료가 바람직하다. 고상 출발 재료는 바람직하게는 원소 주기율표의 주요 그룹 3, 4, 5 및/또는 전이 그룹 12 중 하나의 재료 또는 재료 조합, 특히 주요 그룹 3, 4, 5 및 전이 그룹 12로부터의 원소의 조합, 예를 들면 아연 산화물 또는 카드뮴 텔루라이드를 포함한다.
탄화 규소뿐만 아니라, 반도체 출발 재료는 또한 예를 들면, 규소, 비화 갈륨(GaAs), 질화 갈륨(GaN), 탄화 규소(SiC), 인화 인듐(InP), 산화 아연(ZnO), 질화 알루미늄(AlN), 게르마늄, 산화 갈륨(III)(Ga2O3), 산화 알루미늄(Al2O3)(사파이어), 인화 갈륨(GaP), 비화 인듐(InAs), 질화 인듐(InN), 비화 알루미늄(AlAs) 또는 다이아몬드를 포함할 수 있다.
고상체 또는 워크피스(예를 들면, 웨이퍼) 또는 도너 기판은 바람직하게는 원소 주기율표의 주요 그룹 3, 4 및 5 중 하나의 재료 또는 재료 조합, 예를 들면 SiC, Si, SiGe, Ge, GaAs, InP, GaN, Al2O3(사파이어), AlN을 포함한다. 보다 바람직하게는, 고상체는 주기율표의 제 4, 제 3 및 제 5 그룹에서 생성하는 원소의 조합을 포함한다. 여기에서 생각할 수 있는 재료 또는 재료 조합은 예를 들면 비화 갈륨, 규소, 탄화 규소 등이다. 또한, 고상체는 세라믹(예를 들면, Al2O3- 산화 알루미늄)을 포함하거나 세라믹으로 구성되고; 여기서 바람직한 세라믹은 예를 들면 일반적으로 페로브스카이트 세라믹(예를 들면 Pb-, O-, Ti/Zr-함유 세라믹) 및 납 니오브산 마그네슘, 티탄산 바륨, 티탄산 리튬, 이트륨 알루미늄 가넷, 특히 고상 레이저 적용을 위한 이트륨 알루미늄 가넷 결정, 특히 표면 음향 파(SAW) 세라믹, 예컨대 구체적으로 니오브산 리튬, 오르토인산 갈륨, 석영, 티탄산 칼슘 등이다. 따라서, 고상체는 바람직하게는 반도체 재료 또는 세라믹 재료를 포함하고, 고상체는 보다 바람직하게는 적어도 하나의 반도체 재료 또는 세라믹 재료로 구성된다. 고상체는 바람직하게는 잉곳 또는 웨이퍼이다. 고상체는 보다 바람직하게는 레이저 빔에 대해 적어도 부분적으로 투명한 재료이다. 따라서, 고상체는 투명 재료를 포함하거나 투명 재료, 예를 들면 사파이어로 구성되거나 이로부터 부분적으로 제조되는 것이 또한 고려될 수 있다. 여기서 그 자체로 또는 다른 재료와 조합하여 고상 재료로서 유용한 추가 재료는, 예를 들면 "광대역 갭" 재료, InAlSb, 고온 초전도체, 특히 희토류 컵레이트(cuprate)(예를 들면, YBa2Cu3O7)이다. 고상체가 포토마스크인 것이 추가적으로 또는 대안적으로 고려될 수 있으며, 여기서 본 경우에 사용되는 포토마스크 재료는 바람직하게는 본 출원일까지 공지된 임의의 포토마스크 재료일 수 있고, 보다 바람직하게는 이들의 조합일 수 있다. 또한, 고상체는 탄화 규소(SiC)를 추가적으로 또는 대안적으로 포함하거나 이로 이루어질 수 있다. 고상체는 바람직하게는 출발 상태, 즉 제 1 고상 구성요소의 제거 전의 상태에서 중량이 바람직하게는 5 kg 초과 또는 10 kg 초과 또는 15 kg 초과, 20kg 초과 또는 25kg 초과 또는 30kg 초과 또는 35kg 초과 또는 50kg 초과인 잉곳이다. 고상 구성요소는 바람직하게는 고상 층, 특히 직경 300 mm 이상의 웨이퍼이다.
변형은 고상 재료, 특히 탄화 규소의 규소 및 탄소로의 상 변형일 수 있고, 이는 고상체의 체적 팽창을 생성하고, 차례로 고상체의 압축 응력을 생성시킨다.
외력을 생성하기 위해, 본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 중합체 재료가 주 표면 상에 배치된다. 중합체 재료는 바람직하게는 유리 전이 온도가 20℃ 미만, 특히 10℃ 미만 또는 0℃ 미만이다. 중합체 재료는 보다 바람직하게는 유리 전이 온도 아래의 온도로 냉각되며, 여기서 생성하는 유리 전이는 도너 기판에서 기계적 응력을 생성하며, 기계적 응력은 아임계 균열을 서로 결합시키고, 이에 의해 고상 층이 도너 기판으로부터 분리된다. 바람직하게는, 고상 층은 고상 층이 재료의 제거로 인해 고상체로부터 분리되는 방식으로 균열 진행 영역에서 변형에 의해 고상체를 약화시킴으로써 고상체로부터 분리되거나, 또는 그러한 수많은 변형은 재료의 제거 후에 생성되고 고상 층이 고상체로부터 분리되는 방식으로 균열 진행 영역에서 고상체가 약화되거나, 또는 응력 생성 층이 주변 표면에 대해 경사진 정렬로 고상체의 표면, 특히 평면 표면에 생성 또는 배열되고, 응력 생성 층에 열 응력을 가하는 것은 고상체에서 기계적 응력을 생성하며, 여기서 기계적 응력은 변형을 따라 재료의 제거에 의해 노출된 고상체의 표면으로부터 진행되는 고상 층의 제거를 위한 균열을 야기하거나, 또는 고상체는 변형 생성 후 열 응력을 받고, 특히 냉각되며, 열 응력은 균열 진행 영역을 따라 고상체로부터 고상 층을 분리시킨다.
따라서, 고상체 상에 수용 층을 배열 또는 생성하는 단계는 바람직하게는 수용 층이 중합체 재료, 특히 폴리디메틸실록산 또는 엘라스토머 또는 에폭시 수지 또는 이들의 조합을 포함하거나 이로 구성되는 특징을 가지며, 고상체에서의 균열 전파 응력의 생성, 특히 기계적 생성을 위한 수용 층상의 열 응력으로 인해 중합체 재료는 유리 전이를 겪고, 균열 전파 응력은 균열 진행 영역을 따라 고상체에서 균열을 확산시킨다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 수용 층은 질량 측면에서 중합체 재료를 적어도 주로, 바람직하게는 전체적으로 포함하거나 이로 이루어지며, 여기서 중합체 재료의 유리 전이는 -100℃ 내지 0℃, 특히 -85℃ 내지 -10℃ 또는 -80℃ 내지 -20℃ 또는 -65℃ 내지 -40℃ 또는 -60℃ 내지 -50℃이다.
수용 층은 바람직하게는 중합체 매트릭스를 더 바람직하게 형성하는 중합체 하이브리드 재료로 이루어지거나 또는 이를 포함하며, 여기서 중합체 매트릭스에 충전제가 존재하고, 중합체 매트릭스는 바람직하게는 폴리디메틸실록산 매트릭스이고, 중합체 하이브리드 재료에서 중합체 매트릭스의 질량비는 바람직하게는 80% 내지 99%, 보다 바람직하게는 90% 내지 99%이다.
수용 층은 바람직하게는 조립식 필름으로서 제공되고, 고상체에 결합, 특히 부착 또는 접합된다.
따라서, 본 발명에 따르면, 중합체 하이브리드 재료는 고상 출발 재료로부터 적어도 2 개의 고상 단편이 생성되는 분할 방법에 사용하기 위해 특정된다. 본 발명의 중합체 하이브리드 재료는 중합체 매트릭스 및 그 안에 매립된 적어도 하나의 제 1 충전제를 포함한다. 이하에서 충전제가 언급되는 경우, 다수의 충전제의 가능성도 마찬가지로 포함될 것이다. 예를 들면, 충전제는 상이한 재료의 혼합물, 예를 들면 금속 입자 및 무기 섬유를 포함할 수 있다.
사용되는 중합체 매트릭스는 임의의 중합체 또는 상이한 중합체들의 혼합물일 수 있으며, 이의 도움으로 고상 출발 재료의 분할에 필요한 응력을 생성시킬 수 있다. 예를 들면, 중합체 매트릭스는 엘라스토머 매트릭스, 바람직하게는 폴리디오르가노실록산 매트릭스, 보다 바람직하게는 폴리디메틸실록산 매트릭스의 형태를 취할 수 있다. 이러한 중합체 재료는 그 특성이 가변적인 가교결합도로 인해 융통성 있게 조절될 수 있고 각각의 충전제 및 분할되는 고상 출발 재료과 조화될 수 있기 때문에 충전제와 조합하여 매트릭스 재료로서 특히 간단한 방식으로 사용될 수 있다. 일 실시형태에서, 중합체 하이브리드 재료 중 중합체 매트릭스의 질량 비율은 80% 내지 99%, 10 바람직하게는 90% 내지 99%이다.
제 1 충전제는 본질적으로 유기 또는 무기물일 수 있고, 화학 원소 또는 화합물 또는 물질의 혼합물, 예를 들면 합금으로 이루어질 수 있다.
제 1 충전제의 구성은, 분할 후 고상 단편으로부터 중합체 하이브리드 재료를 분리하는 동안 반응물, 개시제, 촉매 또는 촉진제로서 작용하고, 따라서 제 1 충전제가 없는 중합체 재료와 비교하여, 분할 후 고상 단편으로부터 중합체 하이브리드 재료의 더 빠른 분리로 이어진다.
제 1 충전제의 특정 화학 조성 및 구성과 이의 질량 비율은 특히 분리될 중합체 매트릭스의 특정 재료, 그 목적을 위해 사용되는 용매 및 사용되는 반응물에 의존한다. 또한, 고상 출발 재료의 재료 및 분할될 고상 출발 재료의 치수가 또한 역할을 한다.
중합체 매트릭스에서 제 1 충전제의 특정 비율은 충전제 재료 및 이의 작용 방식에 크게 의존한다. 먼저, 충전제에도 불구하고 중합체 매트릭스는 여전히 응력을 생성하는 기능을 충족해야 한다. 둘째로, 제 1 충전제의 비율은 중합체 제거에 대한 원하는 영향을 달성하기에 충분히 높아야 한다. 각 경우에 제 1 충전제의 최적 질량 비율은 농도-의존적 방식으로 수행된 간단한 실험으로 당업자에 의해 확인될 수 있다.
기계적 특성의 개선에 대한 기여는 추가 충전제, 예를 들면 중합체에서 무기 네트워크 형태의 훈증(fumed) 실리카에 의해 추가로 이루어질 수 있다. 네트워크 형태의 이러한 강력한 상호 작용뿐만 아니라 덜 강력한 상호 작용이 순수한 유체 역학적 강화를 통해 개선에 기여할 수도 있다. 여기서 언급될 수 있는 예는 분할 방법에서 개선된 처리를 가능하게 하여 제조 공차 개선에 기여할 수 있는 제어된 점도 증가이다. 또한, 이러한 상호 작용에 의해, 강화가 증가하는 구조적 재배향과 관련하여 내부 자유도가 감소하기 어렵다.
이는 중합체 하이브리드 재료에 사용되는 중합체의 유리 전이 온도의 바람직한 저하로 이어지고, 이는 분할 방법에서 저온의 이점을 가능하게 한다. 본 발명에 따르면, 중합체 하이브리드 재료에서 제 1 충전제는, 고상 출발 재료가 적어도 2개의 고상 단편으로 나누어지는 분할 방법에 의해 분할에 의해 수득되는 고상 단편으로부터 중합체 하이브리드 재료의 분리를 가속화하기 위해 사용된다.
제 1 충전제는 제 1 충전제의 질량 비율이 외부로부터 진행하여 감소하는 방식으로 중합체 매트릭스에 분포될 수 있으며, 즉, 하부 계면에 평행하게 배열된 중합체 하이브리드 재료의 추가 계면 방향으로 분할 방법 동안에 고상 출발 재료에 결합되는 중합체 하이브리드 재료의 계면이 낮아진다. 이는 고상 출발 재료 또는 단편에 근접한 충전제의 질량 비율이 중합체 하이브리드 재료의 다른 영역보다 크다는 것을 의미한다. 제 1 충전제의 이러한 분포는 분리 후 중합체 하이브리드 재료의 특히 효과적인 제거를 가능하게 하는데, 이는 제 1 충전제가 고상 단편에 대한 계면에 가깝고 거기에 그 영향을 나타낼 수 있기 때문이다. 동시에, 중합체 하이브리드 재료의 나머지 영역은 제 1 충전제의 더 적은 또는 심지어 제로(0) 분율을 포함하여 중합체의 기능에 최소 영향을 미친다.
일 구성에서, 중합체 하이브리드 재료는 층상 구조를 가지며, 단지 층이 제 1 충전제를 포함하는 고상 출발 재료와 대면하는 반면, 중합체 하이브리드 재료의 나머지는 제 1 충전제가 없다.
또한, 하부 계면에 직접 인접하는 중합체 하이브리드 재료의 하부 영역에는 제 1 충전제가 없을 수 있다. 따라서, 결과적인 영역의 순서는 다음과 같을 수 있다: 고상 출발 재료에 인접한 것은 먼저 제 1 충전제가 없는 영역이고, 이어서 높은 비율의 제 1 충전제가 있는 영역, 이어서 낮은 비율의 제 1 충전제를 갖거나 또는 제 1 충전제를 갖지 않는 영역이다.
이하에 기술되는 이들 및 모든 영역은 층의 형태를 취할 수 있는데, 이는 영역이 중합체 하이브리드 재료가 적용되는 고상 출발 재료의 계면과 주로 평행하게 연장되고 적어도 이 계면의 영역에서 종적 및 횡적 범위를 갖는다는 것을 의미한다.
제 1 충전제가 중합체 하이브리드 재료의 고상 출발 재료에 대한 접착성을 악화시키는 경우, 제 1 충전제가 없는 하부 영역이 특히 제공될 수 있다. 이를 회피하기 위해, 제 1 충전제가 없는 영역이 먼저 배치된 다음, 제 1 충전제가 그 기능을 충족할 수 있도록 높은 비율의 제 1 충전제를 갖는 영역이 뒤따른다. 제 1 충전제가 없는 하부 영역은 예를 들면 10 ㎛ 내지 500 ㎛, 예를 들면 100 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
또한, 상부 계면에 직접 인접하는 중합체 하이브리드 재료의 상부 영역에는 제 1 충전제가 없을 수 있다. 하부 계면은 하부 계면의 반대측 환경 및 고상 출발 재료로부터 중합체 하이브리드 재료를 경계지우는 계면을 의미하는 것으로 이해된다. 상부 및 하부 계면은 서로 평행하게 배열될 수 있다.
제 1 충전제가 없는 그러한 상부 영역은 특히 제 1 충전제가 환경과 중합체 하이브리드 재료 사이의 열 전달에 악영향을 미칠 때, 예를 들면 중합체 하이브리드 재료의 냉각이 지연되는 경우에 제공될 수 있다.
제 1 충전제는 기체 생성물을 방출하면서 반응물, 바람직하게는 산화제와 반응할 수 있는 재료를 포함하거나 이로 이루어질 수 있다.
따라서, 반응물 및 용매에 의해 중합체 매트릭스 및 존재하는 임의의 희생(sacrificial) 층으로의 더 빠른 접근을 가능하게 하고 추가로 반응물 및 용해된 성분의 더 빠른 수송을 초래하는 중합체 매트릭스에서의 공동을 생성하는 것이 가능하다.
기체 반응 생성물의 생성은 중합체 하이브리드 재료의 제거를 추가로 보조하는 추가 구동력을 도입할 수 있다.
추가의 공동 및 기체 반응 생성물의 형성은 중합체의 제거를 가속화시키고, 이에 따라 분할 방법의 전체 수율의 증가에 기여한다. 제 1 충전제의 비율을 변화시킴으로써, 고체 단편과 중합체 하이브리드 재료 사이 또는 희생 층과 중합체 하이브리드 재료 사이의 계면 영역에서 공동 밀도에 제어된 방식으로 영향을 줄 수 있다.
제 1 충전제는 금속, 특히 알루미늄, 철, 아연 및/또는 구리를 포함하거나 금속, 특히 상기 금속으로 구성될 수 있다.
본 문맥에서 언급된 모든 재료와 관련하여, "~로 구성됨"은, 예를 들면 충전제의 제조 및 그의 중합체 매트릭스에의 분포 또는 결합에 작용할 수 있는 기술적 이유로 인한 불순물 또는 기술적 이유로 인한 첨가물이 존재할 수 있는 가능성을 포함한다.
금속 충전제는 기체 생성물을 방출하면서 산화제, 예를 들면 염산, 질산, 시트르산, 포름산 또는 설팜산과 반응할 수 있으며, 따라서 중합체 하이브리드 재료로부터 제거될 수 있다.
예를 들면 알루미늄은 진한 염산과 반응하여 다음의 반응식에 따라 용매화된 금속 이온 및 수소를 형성한다: 6 HCl + 2 Al + 12 H2O → 2[AlCl3 * 6 H2O] + 3 H2.
유사한 방식으로, 진한 염산과의 반응에 의해 충전제로서 아연의 반응은 5개의 추가 공동을 형성하게 한다: Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2. 언급된 예에서, 수소의 생성은 중합체 하이브리드 재료의 제거를 추가로 보조하는 추가 구동력을 도입한다. 또한, 제 1 충전제는 예를 들면 제 1 충전제가 중합체 매트릭스의 중합체보다 높은 열 전도도를 갖는다는 점에서 중합체 하이브리드 재료 내에서 열 전도성을 개선할 수 있다. 이것은, 예를 들면, 제 1 충전제가 금속을 포함하는 경우에 추가 이점이 중합체 하이브리드 재료 내에서 개선된 열 전도성에 놓여있는 경우일 수 있다. 이에 의해, 개선된 열 전도성으로 인해, 고상 출발 재료의 분할을 위한 냉각에 의해 생성된 응력이 보다 효과적으로, 즉 보다 신속하고 보다 적은 냉각제 소비로 생성될 수 있다. 이러한 증가는 분할 방법의 전체 수율을 증가시킬 수 있다.
또한, 제 2 충전제가 중합체 하이브리드 재료에 제공될 수 있으며, 이는 제 2 충전제가 없는 중합체 하이브리드 재료와 비교함으로써, 고상 출발 재료상의 중합체 하이브리드 재료의 접착성을 증가시킨다. 바람직하게는, 충전제가 없는 중합체 재료와 비교하여 접착성이 증가된다.
예를 들면, 제 2 충전제는 플라즈마에 의해 활성화될 수 있는 충전제일 수 있다. 플라즈마 활성화는 고상 출발 재료의 표면과 더 강한 상호 작용을 일으키도록 생생될 수 있는 새로운 표면 종을 초래하고, 궁극적으로 중합체 하이브리드 재료의 접착성이 개선된다.
플라즈마 처리에 의해 달성될 수 있는 표면 종의 성질은 주로 플라즈마 공정의 공정 체제에 의존한다. 예를 들면, 플라즈마 처리 동안, 질소, 산소, 실란 또는 클로로실란과 같은 가스가 첨가되어, 예를 들면 고상 출발 재료의 표면과 더 강하게 상호 작용할 수 있는 극성기를 생성시킬 수 있다.
제 2 충전제는 제 2 충전제의 질량 비율이 하부 계면의 방향에서 증가하는 방식으로 중합체 매트릭스에 분포될 수 있다. 예를 들면, 중합체 하이브리드 재료는 하부 계면에 인접하는 영역에만 제 2 충전제를 함유할 수 있으며, 여기서 그 영역은 전술한 정의의 의미에서 층의 형태를 취할 수도 있다.
이것은 바람직하게는 중합체 하이브리드 재료와 고상 출발 재료 사이의 계면에 근접한 제 2 충전제의 배열을 가능하게 하고, 이는 접착성을 향상시키고, 이에 따라 분할될 고상 출발 재료로의 더 양호한 힘 전달을 가능하게 한다. 예를 들면, 제 2 충전제는 코어-쉘(core-shell) 중합체 입자를 포함할 수 있다.
여기서, 특히 코어-쉘 입자의 표면, 즉 쉘이 예를 들면 저온 플라즈마에 의해 보다 강하게 활성화될 수 있다는 점에서 중합체 하이브리드 재료의 중합체 매트릭스와 상이한 중합체 조성을 갖는 입자가 바람직하다.
이들의 예는 아크릴레이트 쉘을 갖는 폴리실록산 코어를 포함하거나 에폭시드 쉘을 갖는 나노스케일 실리케이트 코어를 포함하거나 에폭시드 쉘을 갖는 고무 입자 코어를 포함하거나 에폭시드 쉘을 갖는 니트릴 고무 입자 코어를 포함하는 코어-쉘 입자이다. 제 2 충전제는 저온 플라즈마, 예를 들면 냉 플라즈마에 의해 활성화될 수 있다. 예를 들면, 플라즈마는 유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge, DBD)에 의해 생성될 수 있다. 여기에서 1014 내지 1016 m-3 범위의 전자 밀도를 생성시킬 수 있다. DBD에 의해 생성된 "냉" 비-평형 플라즈마(플라즈마 부피)의 평균 온도는 대기압에서 약 300 ± 40 K이다. DBD에 의해 생성된 비-열 플라즈마의 평균 온도는 대기압에서 약 70℃이다.
DBD 처리의 경우, 표면은 예를 들면 수 마이크로초 내지 수십 나노초의 펄스 지속 시간의 단극성 또는 양극성 펄스 및 한 자릿수 내지 두 자릿수 킬로볼트 범위의 진폭에 노출된다. 여기서 방전 공간에서 금속 전극이 기대되지 않으므로 금속 불순물 또는 전극 마모는 없다.
전하 캐리어가 전극으로부터 나오거나 전극으로 들어 가지 않아도 되기 때문에 높은 효율이 추가적으로 유리하다.
유전체 표면은 저온에서 변형되고 화학적으로 활성화될 수 있다. 표면 변형은 예를 들면 이온 충격에 의한 표면 종의 상호 작용 및 반응에 의해 수행될 수 있다.
또한, 구체적으로는 표면에서 예를 들면 특정 화학 기(group)를 생성하기 위하여 플라즈마 처리시에 공정 가스, 예를 들면 질소, 산소, 수소, 실란 또는 클로로실란, 예를 들면 SixHyEz(E = F, Cl, Br, I, O, H, 및 x = 0 내지 10, z = 0 내지 10), SiH4, Si(EtO)4 또는 Me3SiOSiMe3을 첨가하는 것이 가능하다. 제 2 충전제는 추가로 코로나 5 처리, 화염 처리, 플루오르화, 오존화 또는 UV 처리, 또는 엑시머 조사에 의해 활성화될 수 있다. 이러한 활성화는 예를 들면 제 2 충전제의 표면에서 극성 기를 생성하며, 이는 고상 출발 재료의 표면과 상호 작용할 수 있고, 따라서 접착성을 향상시킨다. 중합체 하이브리드 재료는 또한, 제 1 충전제를 갖는 중합체 하이브리드 재료 또는 제 1 및 제 2 충전제를 갖는 중합체 하이브리드 재료와 비교하여 제 3 충전제를 포함할 수 있다. 이 제 3 충전제는 중합체 매트릭스의 중합체와 비교하여 더 높은 열 전도성 및/또는 더 높은 탄성 계수를 갖는다.
예를 들면, 저온 조건 하에서 중합체의 탄성 계수는 낮은 한 자릿수 기가파스칼 범위(약 1 내지 3 GPa)에 있는 반면, 예를 들면 금속 충전제는 두자릿수 내지 세 자릿수 기가파스칼 범위의 탄성 계수를 갖는다. 상응하는 높은 충전제 함량의 경우, 퍼콜레이팅(percolating) 충전제 네트워크가 가능하며, 이는 고상 출발 재료로의 힘의 도입을 향상시킬 수 있다.
퍼콜레이션(percolation)는 각각의 충전제의 부피 충전 정도(예를 들면, 종횡비에 따라 0.1 부피%, 1□30 부피% 내지 10부피%)에 의해 크게 영향을 받는다. 도입되는 힘이 증가함에 따라, 중합체 구조의 점탄성 층 구성은 침지될 수 있으며 다수의 퍼콜레이션 경로가 활성화된다. 여기서, 충전제와 고상 출발 재료의 표면과의 접촉이 개선될 수 있기 때문에 열 전달이 개선될 수 있다.
중합체 하이브리드 재료의 기계적 안정성은 심지어 저온에서도 빠르게 달성된다. 전체 결과는 구조 특성의 상응하는 프로파일, 예를 들면 중합체 하이브리드 재료의 파단 응력 및 판단 신장율에서의 낮은 표준 편차이고, 따라서 분할 방법의 전체 수율이 증가한다. 특성 프로파일(중합체 하이브리드 재료에서의 장력 피크) 및 이에 따라 고상체에서의 공간적으로 결정된(resolved) 변화는 더 작으며, 이는 분할 방법의 더 높은 전체 수율 및 제조된 고상 단편의 더 양호한 품질로 이어진다.
제 3 충전제는 환경과 중합체 하이브리드 재료 사이의 개선된 열 전달 및 중합체 하이브리드 재료 내에서 열의 빠른 전도를 초래하여, 중합체 하이브리드 재료가 보다 빨리 냉각될 수 있고 분할 방법이 신속하게, 따라서 전체적으로 보다 효과적으로 수행될 수 있다.
탄성 계수의 증가는 고상 출발 재료의 분할을 위해 더 높은 응력을 달성할 수 있어서, 특히 높은 응력이 요구되는 고상 출발 재료를 분할하는 것이 또한 가능하다.
또한, 제 3 충전제는 열팽창 계수에 영향을 주는 역할을 할 수 있다. 여기서 그 목적은 분할에 필요한 응력을 생성시킬 수 있도록 하기 위해, 중합체 하이브리드 재료의 열팽창 계수와 분할될 고상 출발 재료 사이의 최대 차이이다. 바람직하게는, 제 3 충전제는 높은 열팽창 계수, 즉 중합체 매트릭스의 팽창 계수보다 높은 팽창 계수를 갖는다. 예를 들면, 제 3 충전제의 열팽창 계수는 300 ppm/K보다 클 수 있다.
제 3 충전제는 특히 계면에서 환경으로 더욱 빠른 열 전달을 가능하게 하기 위해 제 3 충전제의 질량 비율이 상부 계면의 방향으로 증가하도록 중합체 매트릭스에 분포될 수 있다.
제 3 충전제는 금속, 특히 알루미늄, 철, 아연 및/또는 구리를 포함할 수 있거나 언급된 금속들 중 하나로 구성될 수 있다. 금속은 일반적으로 높은 열 전도성 및 열적 전도성으로 주목할만하다.
기술된 충전제(제 1, 제 2, 제 3 충전제)는 중합체 매트릭스에 입자 형태로 분포될 수 있고, 입자 크기는 입자의 적어도 하나의 치수에 기초하여 ㎛ 및 nm 범위일 수 있다. 구형뿐만 아니라, 충전제 입자는 또한 상이한 구성, 예를 들면 막대 또는 디스크 형상을 가질 수 있다.
충전제 입자는 임의의 입자 크기 분포, 예를 들면 단봉형(monomodal) 또는 이봉형(bimodal), 좁은, 특히 단분산형 또는 넓은 분포를 가질 수 있다. 충전제는 예를 들면 중합체 네트워크에 매립함으로써 물리적으로 결합되거나 또는 중합체 매트릭스에 화학적으로 결합될 수 있다. 또한, 전술한 기능들이 서로 조화될 수 있다면, 기술된 충전제들 중 하나 이상은 무기 또는 유기 섬유, 예를 들면 탄소, 유리, 현무암 또는 아라미드 섬유를 포함하거나 이로 이루어질 수 있다. 언급된 섬유를 포함하거나 이로 구성되는 추가 충전제를 첨가하는 것이 또한 선택적으로 가능하다.
섬유는 전형적으로 강한 이방성을 갖는다. 중합체 하이브리드 재료에서 충전제의 방향-의존적 위치 설정에 의해, 제어된 방식으로 고상 출발 재료의 분할에 필요한 응력에 영향을 줄 수 있다. 이는 분할 방법의 전체 수율 증가에 기여할 수 있다. 유기 또는 무기 충전제가 강한 이방성 구조를 갖는 섬유 재료로서 사용되는 경우, 추가적인 이점은 이것이 중합체 하이브리드 재료 내에서 기계적 특성의 개선을 달성할 수 있다는 것이다.
기술된 충전제는 추가로 코어-쉘 입자를 포함하거나 이로 이루어질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 코어-쉘 입자를 포함하거나 이로 이루어지는 추가 충전제는 중합체 하이브리드 재료에 제공될 수 있다.
코어-쉘 중합체 입자의 사용은 추가로, 향상된 활성화 가능성뿐만 아니라, 전반적으로 충격 내성 및 파괴 인성의 증가, 특히 분할 방법에 사용되는 경우 중합체 하이브리드 재료의 저온 파괴 내성의 증가를 초래할 수 있고, 이에 따라 유사하게 분할 방법의 보다 높은 전체적 수율에 기여할 수 있는 새로운 구성의 에너지-흡수 메커니즘을 가능하게 한다. 예를 들면, 중합체 하이브리드 재료의 필름의 기계적 파괴가 덜 생성될 수 있고, 따라서 필름의 재사용 가능성이 촉진될 수 있다.
예를 들면, 코어-쉘 중합체 입자로 인한 균열 전파를 방지함으로써, 분할 방법에서 필름의 파괴를 방지하여 재사용 경로를 개방하는 것이 가능하다.
존재하는 엘라스토머 입자가 소성 변형을 겪어 공동을 형성하는 것이 가능하며, 이는 추가로 추가 에너지가 흡수될 수 있다는 것을 의미한다. 추가적 에너지 흡수는 마찬가지로 매트릭스의 전단 흐름에 의해 보상될 수 있으며, 이는 전체적으로 기계적 특성을 향상시킨다. 코어-쉘 입자의 특징은 하나의 재료로 만들어진 일반적으로 구형인 코어가 제 2 재료로 만들어진 쉘에 의해 둘러싸인다는 것이다. 쉘은 코어를 완전히 둘러싸거나 대안적으로 투과성일 수 있다. 재료는 무기 재료, 예를 들면 금속, 또는 유기 재료, 예를 들면 중합체일 수 있다. 예를 들면, 다른 두 금속을 서로 조합하는 것이 가능하다. 대안적으로, 중합체로 만들어진 코어를 금속 또는 제 2 중합체로 만들어진 쉘로 둘러싸는 것이 가능하다.
코어-쉘 입자는 제 1 및 제 2 재료의 특성의 조합을 가능하게 한다. 예를 들면, 저렴한 중합체 코어에 의해, 충전제 입자의 크기 및 밀도를 고정시킬 수 있는 한편, 금속 쉘은 전술한 바와 같이 반응할 수 있다. 종종 단분산성 입자 크기 분포로 인해 코어-쉘 입자의 특성은 추가로 정밀하게 예측되고 조정될 수 있다.
또한, 하나 이상의 충전제(제 1, 제 2 및/또는 제 3 충전제)는 카본 블랙, 흑연, 잘게 자른(chopped) 탄소 섬유, 탄소 나노섬유의 형태, 바람직하게는 탄소 나노튜브(CNT), 예를 들면 다중 벽 탄소 나노튜브(MWCNT) 및 단일 벽 탄소 나노튜브(SWCNT)의 형태의 탄소를 포함하거나 이로 구성될 수 있다. 탄소 나노튜브는 상이한 수의 실린더로 형성된 실린더형 흑연 층이다.
이러한 튜브가 단지 하나의 실린더로 구성되는 경우, 단일 벽 탄소 나노튜브(SWCNT)라고 지칭된다. 둘 이상의 실린더가 존재하는 경우, 결과는 이중 벽 탄소 나노튜브(DWCNT) 또는 다중 벽 탄소 나노튜브(MWCNT)이다. 이들은 바람직하게 동심원적으로 포개어진 형태일 수 있다.
다양한 실시형태에서, 제 3 충전제는 MWCNT를 포함하거나 이로 구성될 수 있는데, 이는 특히 높은 열 전도성(> 3000 W*(m*K)-1)을 갖고 동시에 5 내지 60 GPa의 범위에서 매우 높은 인열 내성을 갖기 때문이다. 높은 기계적 안정성은 충전제의 높은 인열 내성 값, 극도의 탄성 및 매우 양호한 내구성에서 나타난다.
이는 인접 탄소 원자에 대한 π결합으로서 비편재화된 p 오르비탈과 결합된 sp2-하이브리드화된 강한 σ-C-C 결합에 기초한다. 여기서 최대 90°의 비틀림이 가능하다.
SWCNT는 훨씬 높은 특성 값(탄성 계수: 410 GPa 내지 4150 GPa 대 흑연: 1000 GPa, SWCNT: 약 6000 W*(m*K)-1의 열 전도도)을 달성할 수 있다. 그러나, MWCNT와 비교하여 비용/이익 비율이 더 낮다. MWCNT의 실린더 직경은 전형적으로 1 nm 내지 100 nm, 바람직하게는 5 내지 50 nm의 범위이며, 길이는 500 nm 내지 1000 ㎛이다.
추가의 실시형태에서, 제 3 충전제는 MWCNT를 포함할 수 있고, 동시에 제 2 및/또는 제 1 충전제는 카본 블랙을 포함하거나 이로 구성될 수 있으며, 이는 마찬가지로 열 전도도의 향상(예를 들면 최대 200 W*(m*K)-1)을 달성하는 것이 가능하기 때문이다. 카본 블랙의 사용은 예를 들면 0.4 GPa 미만의 값으로 현저히 낮은 인열 내성을 가지기 때문에, 둘 또는 추가의 충전제의 조합이 가능하고 전체적인 분할 수율의 개선 및 분할 방법의 전체 비용의 개선으로 이어질 수 있다.
카본 블랙 입자의 평균 직경은 5 nm 내지 500 nm, 바람직하게는 20 nm 내지 200 nm, 보다 바람직하게는 40 nm 내지 100 nm의 범위이다.
또한, 충전제는 실리카, 예를 들면 훈증 실리카를 포함하거나 이로 이루어질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 실리카를 포함하거나 이로 이루어지는 추가 충전제는 중합체 하이브리드 재료에 제공될 수 있다.
훈증 실리카는 3 차원 네트워크를 형성할 수 있고 따라서 기계적 안정성의 향상에 기여할 수 있다. 따라서, 이러한 충전제는 중합체 하이브리드 재료의 기계적 특성의 제어된 조절을 제공할 수 있다. 언급된 충전제들(제 1, 제 2, 제 3 충전제) 중 하나 이상은 그것이 부여된 기능과 조화될 수 있다면 동일한 재료로 구성될 수 있다. 예를 들면, 제 1 및 제 3 충전제는 모두 알루미늄을 포함하거나 알루미늄으로 구성될 수 있다. 공동의 생성과 이에 따라 고상 단편으로부터 중합체 하이브리드 재료의 분리의 촉진 및 열 전도도의 증가를 위해 전술한 바와 같이 알루미늄이 사용될 수 있다. 이러한 구성은 모든 기능을 만족하기 위해 단지 하나 또는 두 개의 충전제를 첨가하는 것이 충분할 수 있기 때문에 제조 공정을 단순화시킨다.
제 1 및 제 2 및 임의의 제 3 충전제는 또한 상이한 재료로 구성될 수 있다. 이는 개별적이고 따라서 원하는 기능에 대한 충전제의 더 나은 적응을 가능하게 한다.
본 발명의 필름은 전술한 바와 같은 중합체 하이브리드 재료를 포함한다. 필름은 예를 들면 0.5 내지 5 mm의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 중합체 하이브리드 재료 또는 본 발명의 필름은 적어도 이 표면에 적용되어 상응하는 복합 구조를 초래한다. 적용된 중합체 하이브리드 재료 및 적용된 필름은 이하 수용 층이라고도 지칭된다. 이러한 수용 층의 두께는 예를 들면 0.5 mm 내지 5 mm, 특히 1 mm 내지 3 mm일 수 있다. 선택적으로, 중합체 하이브리드 재료 또는 필름은 다수의 노출된 표면, 특히 상호 평행한 배열체의 표면에 적용될 수 있다.
열 응력은 바람직하게는 주위 온도 미만, 바람직하게는 10℃ 미만, 보다 바람직하게는 0℃ 미만, 보다 바람직하게는 -10℃ 미만 또는 -40℃ 미만에서 수용 층의 냉각을 구성한다.
수용 층의 냉각은 수용 층의 적어도 일부가 유리 전이를 겪는 방식으로 수행되는 것이 가장 바람직하다. 여기서 냉각은 -100℃ 미만으로의 냉각 작동일 수 있으며, 이는 예를 들면 액체 질소에 의해 야기될 수 있다. 이 실시형태는, 수용 층이 온도 변화의 작용으로서 수축되고/되거나 유리 전이를 겪고, 결과적인 힘이 고상 출발 재료로 전달되고, 이에 의해 기계적 응력이 고상체에서 생성되고, 고상 층의 분할을 위한 제 1 분리 평면에서 초기에 균열이 퍼지면서 균열의 촉발 및/또는 균열 전파로 이어질 수 있기 때문에 유리하다.
추가의 단계에서, 중합체 하이브리드 재료 또는 필름은 예를 들면 화학 반응, 물리적 분리 조작 및/또는 기계적 재료 제거에 의해 고상 단편으로부터 제거된다.
고상 단편으로부터 중합체 하이브리드 재료의 분리 조작은 적당한 주위 온도, 예를 들면 20℃ 내지 30℃의 범위, 바람직하게는 30℃ 내지 95°의 더 높은 온도 범위, 예를 들면 50℃ 내지 90℃ 등, 또는 예를 들면 1℃ 내지 19℃의 더 낮은 온도 범위에서 일어날 수 있다.
상승된 온도 범위는, 예를 들면 중합체 하이브리드 재료와 고상체 사이에 희생 층을 사용하는 경우, 반응 속도의 증가로 인해 화학적 분리 반응의 단축을 가능하게 할 수 있다. 희생 층을 사용하는 경우, 분리는 수용액에서 유리하게는 2 내지 6 범위의 pH에서 수행될 수 있다. 다양한 실시형태에서, 예를 들면, 분리 작업은 적합한 무극성 용매의 용액에 의한 처리의 형태로 수행될 수 있으며, 특히 바람직하게는 1℃ 내지 50℃ 범위의 적당한 주변 온도이고 20℃ 내지 40℃가 특히 바람직하다.
여기서 특별한 이점은 필름의 열처리 없는 분리이다. 유리하게는 지방족 및 방향족 탄화수소, 예를 들면 톨루엔, n-펜탄, n-헥산뿐만 아니라 할로겐화된 용매, 예를 들면 사염화탄소를 사용하는 것이 가능하다. 분리될 중합체 하이브리드 재료 및 고상 단편에 대한 계면에 추가적 힘을 도입하는 것이 가능하며, 이는 용매 처리가 중합체 하이브리드 재료의 매우 상당한 가역적인 팽윤을 초래할 수 있고, 이것이 전체적으로 분리를 단순화시키기 때문이다.
추가의 실시형태에서, 전술한 희생 층의 분리 메카니즘과의 조합 및 적합한 비극성 용매에 의한 처리가 마찬가지로 필름의 열 처리없이 수행될 수 있다.
재료는 여기서 바람직하게는 고상체의 세로 방향으로 제거된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 본 방법은 레이저에 대해 도너 기판을 이동시키는 단계를 추가로 포함한다. 레이저 방사선의 정의된 집속 및/또는 레이저 에너지의 조정을 위해, 레이저는 바람직하게는 적어도 하나의 파라미터 및 바람직하게는 다수의 파라미터, 특히 적어도 2개의 파라미터의 함수로서 연속적으로 조정된다. 따라서, 여기서 샘플 또는 고상체 또는 기판에서 비균질성에 대한 적응을 위한 위치-의존적 레이저 파워 조정이 바람직하다.
제조 방법에 따르면, 예를 들면, 도핑 불균일이 고상체에서 생성되며, 이는 언급된 해법에 의해 유리하게 보상될 수 있다. 예를 들면, 탄화 규소(SiC)는 도펀트 가스(N2)로 송풍하고, 눈에 명확하게 보이는 도펀트 스폿(spot)을 형성함으로써 기상 증착으로 제조된다. 이러한 불균일성은 그렇지 않으면 균일한 것으로 가정되는 워크피스/샘플을 위한 평균 레이저 파라미터와는 상이한 성공적인 레이저 변형(보다 바람직하게는 균열의 유도없는 충분한 손상)을 위한 레이저 파라미터를흔히 필요로 한다. 다수의 샘플들에 대해, 공정 파라미터는 적당한 레이저 파라미터로 평균적으로 균질한 샘플을 성공적으로 변형하기 위해 강건하다(즉, 충분히 큰 공정 윈도우). 재료 특성의 더 큰 국부적 편차를 위해, 국부적으로 조정된 레이저 파라미터를 사용하는 것이 필요하다. 따라서, 인라인(inline) 조정 또는 사전 지식에 의한 조정이 고려될 수 있다.
이러한 해법은, 일부 재료(예를 들면, SiC)가 레이저 노출의 위치-의존적 조정에 의해 균형을 이루거나 보상될 수 있는 국부 굴절률 및 다른 재료 특성(예를 들면, 흡수, 투과, 산란)의 차이를 갖기 때문에 유리하다. 이러한 목적은 바람직하게는 각각 가능한 파라미터로서 흡수, 투과, 산란, 굴절률 등 중에서 개별 또는 다중 재료 특성에 의해 제공된다. 여기서 "위치-의존적"은 레이저 노출 장치에 대해 처리될 고상체의 상대적인 움직임이 존재한다는 것을 의미한다. 따라서, 레이저 노출 장치 및/또는 고상체가 이동된다는 것이 고려될 수 있다. 적어도 하나의 파라미터는 바람직하게는 분석 단계의 과정에서 고상체의 레이저 빔에의 노출 전에 검출된다. 입사 표면적 및/또는 노출된 고상체의 부피를 통한 파라미터의 변화는 바람직하게는 특성 프로파일 데이터의 형태로 검색 가능한 형태의 데이터로서 저장되며, 보다 바람직하게는 고상체의 위치-의존적 레이저 노출을 위해 레이저 노출 장치를 작동시키는 데 사용된다. 또한, 고상체가 배치되는 이동 장치, 특히 X/Y 테이블 또는 회전 테이블이 특성 프로파일 데이터의 함수로서 구동되거나 작동되는 것이 고려될 수 있다. 대안적으로, 특성 프로파일 데이터가 실시간으로 생성 및 평가되는 것, 즉 레이저 노출 장치 및/또는 이동 장치를 작동시키기 위해 직접 사용되는 것이 고려될 수 있다.
따라서, 인라인 마이너(minor) 조정은 바람직하게는 실시간으로 검출될 수 있는 변화(처리 위치 전의 전진(advance) 센서 이동으로)에 기초한다. 비접촉식 단일-면(single-sided)(즉, 투과형이 아닌 반사형) 측정 방법은 예를 들면 스펙트럼 반사에 특히 적합하다. 사전 지식에 의한 조정을 위해, 처리 이전의 사전 지식으로서 정정 계수 K(x,y)를 갖는 맵(map)을 판독하고 이의 도움으로 레이저 파라미터가 국부적으로(x, y) 설정되는 레이저 시스템이 바람직하게는 요구된다. 고정의 경우에, 샘플은 바람직하게는 이동 장치, 특히 척/캐리어, 바람직하게는 정확한 배향으로 제공되어,이 사전 지식이 척/캐리어로 기계에 등록될 수 있다. 국부적 에너지 밀도를 조정하는 적절한 방법은 예를 들면 파워 재조정, 조정된 기록 패턴(다른 천공 밀도) 또는 상이한 기록 패턴을 갖는 다중 패스를 포함한다.
추가의 바람직한 실시형태에서, 추가적 또는 대안적인 파라미터는 고상 재료의 도핑 정도이며, 이는 바람직하게는 후방 산란된 광(바람직하게는 라만 산란)의 분석에 의해 결정되며, 여기서 후방 산란된 광은 후방-산란의 촉발을 위해 정의된 입사광과 다른 파장 범위에 대한 상이한 파장을 가지며, 여기서, 라만 기구는 바람직하게는 장치의 일부이고 도핑의 정도는 바람직하게는 라만 기구에 의해 결정되며, 여기서 이들 파라미터들의 하나 이상 또는 전부는 바람직하게는 공통 검출 헤드에 의해 특히 동시에 검출된다. 라만 분광법은 바람직하게 유리, 사파이어, 산화 알루미늄 세라믹의 경우에 마찬가지로 사용된다. 라만 방법은, 재료의 깊이에서 측정하지만 단지 한쪽으로부터 측정하고, 높은 투과율을 요구하지 않으며, 라만 스펙트럼에의 맞춤에 의해 레이저 파라미터와 상관될 수 있는 전하 캐리어 밀도/도핑을 제공하기 때문에 유리하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 추가적 대안적 파라미터는, 특히 고상체 표면으로부터 이격된, 고상체의 미리 정해진 부위 또는 미리 정해진 영역에서, 특히 내부에서 고상체의 도핑 정도이다. 바람직하게는, 도핑의 정도는 처리 맵을 생성하거나 또는 레이저 파라미터, 특히 레이저 초점 및 항상 에너지, 및/또는 추가의 기계 파라미터, 특히 전진 속도를 위치-의존적 방식으로 정의하는 위치-결정된(resolved) 처리 명령을 제공하는 방식으로 위치 정보와 연결된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 도핑의 정도는 비탄성 산란(라만 산란)을 갖는 후방 산란된 광의 분석에 의해 결정되며, 여기서 후방 산란된 광은 후방 산란을 촉발하기 위해 사용되는 정의된 입사 광과 상이한 파장 또는 상이한 파장 범위를 가지며, 후방 산란된 광은 미리 정의된 부위 또는 미리 결정된 영역으로부터 후방 산란된다.
이 실시형태는, 레이저 방법에서, 특히 SiC(그러나 다른 재료들도)에서, 공정이 위치-적응된 방식(예를 들면, 상이한 레이저 에너지 등)으로 실행되어야 하기 때문에 유리하다. 본 발명에 따르면, 예를 들면 SiC의 경우에, 특히 도핑이 처리 파장에 대한 재료의 투명성을 변경시키고 더 높은 레이저 에너지를 필요로 하기 때문에 이러한 목적에 결정적이다는 것이 인식된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 도핑 정도는 편광해석법 측정(예를 들면, 후면 반사를 갖는 뮬러 매트릭스 편광해석법)에 의해 결정된다. 편광해석법 측정은 바람직하게는 재료의 광 투과에 기초한다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 도핑 정도는 순수하게 광학적으로 보정된 투과 측정에 의해 결정되며, 여기서 보정은 홀(hall) 측정 및 4-포인트 측정에 의해 이루어진다. 이 방법은 마찬가지로 재료에서의 도핑/자유 전하 캐리어의 수를 확인할 수 있으며, 이는 그 다음 공정에 필요한 레이저 에너지가 확인될 수 있게 한다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 도핑 정도는 와전류 측정에 의해, 바람직하게는 고상 재료에서의 전도도 차이를 결정하고 평가함으로써 결정된다.
와전류 측정의 경우 또는 와전류 센서의 사용의 경우 또는 와전류 측정 기술에서, 국부 전도도 차이를 검출하기 위해 송신 및 수신 코일을 이용하는 것이 바람직하다. 송신 코일에서, 고주파 전자기 1차 교류 장이 생성된다. 그 다음, 와전류(국부적으로 흐르는 전류)가 전도성 재료에서 유도되고, 이로 인해 차례로 반대 방향으로 2차 전자기 교류 장이 생성된다. 이들 장들의 중첩은 측정, 분리 및 평가될 수 있다. 따라서 주로 얇은 전도성 층뿐만 아니라 벌크 재료의 상이한 품질 특징(층 두께, 시트 저항, 재료 균질성)을 측정하는 것이 가능하다. 전송 배열(전송 코일과 수신 코일 사이의 시험편)에서 최적의 해결(resollution)이 달성되지만, 반사 측정을 위해 샘플의 한쪽면에 양 코일의 배열이 또한 가능한다. 코일의 적절한 디자인 및 주파수의 선택에 의해 다양한 침투 깊이 및 감도를 이용하는 것이 가능하다.
원칙적으로, 도핑이 원칙적으로 측정될 수 있는 다수의 테스트 방법이 있다. 여기서 중요한 것은 빠르고 비접촉식이며 비파괴적인 방법이다.
여기서 제 1 파라미터는 정의된 재료 변화를 생성하기 위해 레이저 방사선에 의해 횡단되어야 하는 도너 기판의 영역에서 도너 기판의 재료의 평균 굴절률 또는 도너 기판의 재료의 굴절률이며, 여기서 제 2 또는 대안적인 제 1 파라미터는 정의된 재료 변화를 생성하기 위해 레이저 방사선에 의해 횡단되어야 하는 도너 기판의 영역에서 처리 깊이일 수 있다. 제 1 파라미터는 바람직하게는 굴절률을 결정하는 수단에 의해, 특히 스펙트럼 반사에 의해 결정되고/되거나, 제 2 파라미터는 바람직하게는 토포그래피(topography)를 결정하는 수단에 의해, 특히 공초점-색채 거리 센서에 의해 결정된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 제 1 파라미터는, 정의된 변형을생성하기 위해 레이저 빔에 의해 횡단되어야 하는 고상체의 영역에서 고상체의 재료의 평균 굴절률 또는 고상체의 재료의 굴절률, 또는 고상체의 정의된 지점에서 그리고 바람직하게는 정의된 고상체 깊이에 대한 고상체의 투과이다. 본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 제 2 또는 대안적인 제 1 파라미터는 정의된 변형을 생성하기 위해 레이저 빔에 의해 횡단되어야 하는 고상체의 영역에서의 처리 깊이이다. 본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 제 1 파라미터는 굴절률을 결정하는 수단에 의해, 특히 스펙트럼 반사에 의해 결정되고/되거나, 제 2 파라미터는 토포그래피을 결정하는 수단에 의해, 특히 공초점-색채 거리 센서에 의해 결정된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 파라미터, 특히 제 1 파라미터 및 제 2 파라미터에 대한 데이터는 데이터 저장 장치에 제공되고 적어도 재료 변화의 생성 전에 제어 장치로 보내지며, 여기서 제어 장치는 생성될 재료 변화의 특정 위치에 따라 레이저를 조정하고, 레이저의 조정을 위한 제어 장치는 바람직하게는 마찬가지로 거리 데이터를 처리하여 거리 파라미터를 제공하며, 거리 파라미터는, 레이저로부터 재료 변화를 생성하기 위해 재료 변화시에 레이저 방사선이 도너 기판 내로 도입되는 각각의 위치의 거리를 제공하며, 여기서 거리 데이터는 센서 장치에 의해 수집된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 다수의 제 1 선형 디자인이 생성되며, 여기서 각 선형 디자인은 아임계 균열 또는 다수의 아임계 균열을 생성하고, 여기서 제 1 선형 디자인의 아임계 균열은 정의된 거리(A1)에서 이격되고, 여기서 거리(A1)는 아임계 균열이 도너 기판의 축 방향으로 겹치지 않을 정도로 충분히 크며, 특히 적어도 또는 최대 2 ㎛, 또는 적어도 또는 최대 5 ㎛, 또는 적어도 또는 최대 10 ㎛, 또는 적어도 또는 최대 20 ㎛, 또는 적어도 또는 최대 30 ㎛, 또는 적어도 또는 최대 50 ㎛, 또는 적어도 또는 최대 75 ㎛, 또는 적어도 또는 최대 100 ㎛만큼 이격되며, 제 1 선형 디자인의 생성 후, 각 경우에 적어도 하나의 추가 선형 디자인이 레이저 빔에 의해, 특히 재료 특성을 적어도 2개의 제 1 선형 디자인 사이, 바람직하게는 2개 초과의 제 1 선형 디자인 사이에서 변화시킴으로써 생성된다. 미세 관점에서, 임의의 변형 또는 변형들의 임의의 축적은 주변 도너 기판 재료를 특히 결정의 슬립 평면이 연장되는 방향으로 인열되게 한다. 따라서, 선형 디자인의 세로 방향 범위에 걸쳐, 다수의 아임계 균열을 촉발하는 것이 가능하다. 각각 선형 형태인 다수의 아임계 균열은 바람직하게는 서로 결합되어서, 각 경우 선형 형태인 아임계 주요 균열을 형성한다.
본 발명은 또한, 바람직하게는 적어도 다음의 단계를 포함하는 도너 기판으로부터 적어도 하나의 고상 층을 제거하는 방법에 관한 것일 수 있다: 도너 기판을 제공하는 단계(여기서, 도너 기판은 평면의 주 표면에 대해 경사진 결정 격자 평면을 가지며, 주 표면은 도너 기판을 한쪽에서 도너 기판의 세로 방향으로 경계를 정하고, 결정 격자 평면 법선(normal)은 주 표면 법선에 대해 제 1 방향으로 경사진다); 적어도 하나의 레이저를 제공하는 단계; 적어도 하나의 레이저 초점의 영역에서 고상체의 재료 특성을 변화시키기 위해 주 표면을 통해 레이저로부터 고상체 내부로 레이저 방사선을 도입하는 단계(여기서, 레이저 초점은 레이저에 의해 방출된 레이저 빔에 의해 형성되고, 도너 기판 내로의 레이저 방사선의 침투 부위를 변화시킴으로써 재료 특성의 변화는 다수의 제 1 선형 디자인을 생성하고, 여기서 재료 특성의 변화는 주 표면에 평행하게 진행하는 생성 평면에서 생성되고, 선형 디자인은 바람직하게는 적어도 부분적으로 직선 방식으로 진행되며, 변화된 재료 특성은 아임계 균열의 형태로 도너 기판의 인열을 야기하며, 여기서 제 1 선형 디자인의 아임계 균열은 정의된 거리(A1)에서 이격되고, 거리(A1)는 아임계 균열이 도너 기판의 축 방향으로 겹치지 않을 정도로 충분히 크며, 특히 적어도 또는 최대 2 ㎛, 또는 적어도 또는 최대 5 ㎛, 또는 적어도 또는 최대 10 ㎛, 또는 적어도 또는 최대 20 ㎛, 또는 적어도 또는 최대 30 ㎛, 또는 적어도 또는 최대 50 ㎛, 또는 적어도 또는 최대 75 ㎛, 또는 적어도 또는 최대 100 ㎛만큼 이격되며, 제 1 선형 디자인의 생성 후, 각각의 경우에 적어도 하나의 추가 선형 디자인이 레이저 빔에 의해, 특히 재료 특성을 변화시킴으로써, 적어도 2개의 제 1 선형 디자인 사이, 바람직하게는 2개 초과의 제 1 선형 디자인 사이에서 생성된다); 도너 기판에 외력을 도입하여 아임계 균열을 연결하거나 또는 레이저 방사선에 의해 생성 평면에서 많은 재료를 변화시켜 아임계 균열의 연결과 함께 고상 층이 도너 기판으로부터 분리되게 함으로써 고상 층을 제거하는 단계.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 도너 기판은 섬유아연석(wurtzite) 구조 또는 강옥(corundum) 구조를 갖는 육각형 결정 격자를 가지며, 여기서 선형 디자인은 절단 라인에 대해 15° 내지 60°의 미리 결정된 각도로, 특히 섬유아연석 구조에서 25° 내지 35°의 각도로, 바람직하게는 30°의 각도로, 강옥 구조에서 10° 내지 60°, 바람직하게는 45°의 각도로 생성되거나, 또는 도너 기판은 입방 결정 격자를 가지며, 여기서 선형 디자인은 절단 라인에 대해 7.5° 내지 60°의 미리 결정된 각도, 단사정계(monoclinic) 입방 구조에서 특히 17.5° 내지 27.5°의 각도, 바람직하게는 22.5°의 각도로, 또는 이트륨 알루미늄 가넷에서 8 내지 37의 각도, 바람직하게는 22.5°의 각도로 생성되거나, 또는 도너 기판은 삼사정계 결정 격자 구조를 가지며, 여기서 선형 디자인은 절단 라인에 대해 5° 내지 50°의 미리 결정된 각도로, 특히 10° 내지 45° 또는 10° 또는 45°로 생성되거나, 또는 도너 기판은 아연 블렌드(zincblende) 결정 구조를 가지며, 여기서 선형 디자인은 절단 라인에 대해 15° 내지 60°의 미리 결정된 각도, 특히 비화 갈륨에서 18° 내지 27°의 미리 결정된 각도, 바람직하게는 22.5°의 각도로, 또는 인화 인듐에서 18° 내지 27°,바람직하게는 22.5°의 각도로 생성된다.
5015-67-PCT로부터의 박형화(thinning)
추가의 바람직한 실시형태에서, 본 발명은 이하에서 특정되는 단계들 중 하나 이상 또는 모두를 특징으로 하거나 이하에서 특정되는 단계들 중 하나 이상 또는 모두를 포함할 수 있다: 고상체 내에서 레이저 빔에 의해 다양한 변형을 생성하여 분리 평면 또는 분리 영역을 형성하는 단계. 고상체의 초기 노출된 표면 상에 또는 그 위에 층 및/또는 구성요소를 배열 또는 생성함으로써 복합 구조물을 생성하는 단계. 이 노출된 표면은 바람직하게는 제거될 고상 층의 일부이다. 고상체에 외력을 도입하여 고상체에 응력을 생성하거나 또는 분리 영역을 따라 고상체를 분할하기 위해 내력을 생성하는 단계. 이러한 외력 또는 내력은 바람직하게는 충분히 강하여 응력이 분리 평면을 따라 또는 분리 영역을 따라 균열 전파를 야기한다.
분리 평면을 형성하기 위한 변형은 보다 바람직하게는 복합 구조물의 생성 전에 생성된다.
따라서, 본 발명에 따르면, 구성요소의 처리는 고상체 또는 기판 또는 워크피스에서 바람직하게는 나중에 박형화(thinning) 평면 또는 분리 평면을 정의하는 레이저 변형 층의 생성에 선행될 수 있다. 그 후, 층을 형성 또는 생성하기 위해 및/또는 구성요소 제조(리소그래피 등)을 위해 추가 공정이 수행된다.
고상 층과 함께 복합 구조를 형성하는 층 및/또는 구성요소는 바람직하게는 리소그래피, 특히 예를 들면 금속 화합물에 의한 코팅, 래커링(lacquering), 광 노출(예를 들면, 포토마스크를 통한 스캐닝), 포토 레지스트의 현상(특히 저온, 예컨대 70℃ 미만, 특히 50℃ 미만 또는 30℃ 미만 또는 주위 온도 미만 또는 20℃ 미만 또는 5℃ 미만 또는 0℃ 미만의 온도에서), 구조의 에칭에 의해 생성된다. 회로, 특히 마무리된 회로를 생성하기 위해, 이들 공정들의 개별 또는 다수 또는 모두, 특히 리소그래피 공정이 다수 회, 특히 10 회 초과 또는 최대 10 회, 또는 20 회 초과 또는 최대 20 회, 또는 40 회 초과 또는 최대 40 회, 또는 80 회 초과 또는 최대 80 회 반복될 수 있다.
고상 층의 제거 후에 남는 고상체는 바람직하게는 제거된 고상 층의 두께보다 큰 두께, 특히 수배 더 큰 두께를 갖는다. 고상 재료는 바람직하게는 반도체 재료이거나 반도체 재료를 포함한다.
여기서 제거될 고상 층의 표면 "상부에 또는 위에"는 변형의 생성을 위한 레이저 처리 이전의 고온 단계의 경우에, 고온 방법에 의해 생성된 표면은 코팅될 수 있고, 그 상에 다음에 복합 구조물을 생성하기 위한 추가 층(들) 및/또는 구성요소가 배열되거나 생성될 수 있다는 것을 의미하는 것으로 또한 이해될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 정의에 의해, 복합 구조는 단지 레이저 처리 후에 생성되며; 레이저 처리 이전에 존재하는 임의의 다층 배열은 본 출원의 맥락에서 복합 구조로 불리지 않지만, 다층 배열로 불린다.
여기서 박형화는, 구성요소, 특히 웨이퍼가 제공된 고상체의 통상적인 제조 공정에서 연마적으로 제거, 즉 예를 들면 기계 가공, 연삭 또는 연마될 재료 함량에 의해 고상체, 바람직하게는 웨이퍼, 특히 두꺼운 웨이퍼의 두께 감소를 의미한다.
또한, 본 발명에 따르면, 금속 층은 남는 변형 구성요소에 대한 압축 응력에 의해 초래된 고상 층의 변형의 적어도 부분적, 바람직하게는 실질적, 보다 바람직하게는 완전한 보상을 위해 또는 압축 응력의 적어도 부분적, 바람직하게는 실질적 또는 완전한 보상을 위해 고상체로부터 고상 층의 제거에 의해 노출된 표면 상에 생성될 수 있고/있거나, 금속 층은 바람직하게는 스퍼터링 또는 전기 화학 증착에 의해 생성된다.
추가의 바람직한 실시형태에서, 본 발명은 이하에서 특정되는 단계들 중 하나 이상 또는 모두를 특징으로 하거나 이하에서 특정되는 단계들 중 하나 이상 또는 모두를 포함할 수 있다: 고상체 내에서 레이저 빔에 의해 다양한 변형을 생성하여 분리 평면을 형성하는 단계. 변형은 바람직하게는 고상체에서 압축 응력을 생성시킨다. 변형에 의해 형성된 분리 평면을 따라 나머지 고상체 및 고상 층을 분리함으로써 고상 층을 제거하는 단계. 바람직하게는, 적어도 압축 응력을 생성하는 변형의 구성요소는 고상 층상에 남는다. 바람직하게는, 충분한 수의 변형이 생성되어 고상 층이 변형로 인해 고상체로부터 분리되거나 외력이 고상체에 도입되어 고상체에 추가 응력을 생성시킨다. 여기서 외력은 바람직하게는 충분히 높아 변형에 의해 형성된 분리 평면을 따라 균열 전파를 생성시킨다. 보다 바람직하게는, 본원에 개시된 임의의 방법은, 남는 변형 구성요소에 대한 압축 응력에 의해 초래된 고상 층의 변형의 적어도 부분적, 바람직하게는 실질적, 보다 바람직하게는 완전한 보상을 위해 또는 압축 응력의 적어도 부분적, 바람직하게는 실질적 또는 완전한 보상을 위해 고상체로부터 고상 층의 제거에 의해 노출된 표면 상에 재료 층, 특히 금속 층을 생성하는 단계를 추가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다.
이러한 해법은 매우 평탄한 고상 층이 고상 층의 재료 제거 공정을 필요로 하지 않고 제공될 수 있기 때문에 유리하다. 이는 그 제조 비용이 매우 비싸기 때문에 특히 고상 재료 SiC의 경우에 바람직하며, 따라서 가능한 한 재료 손실이 회피되어야 한다. 또한, SiC는 매우 단단하며, 이것은 SiC의 높은 경도로 인해 매우 빠르게 마모되는 매우 값 비싼 연삭 공구를 사용할 필요가 있다는 것을 의미한다. 이러한 해법은 또한, 제공된 고상 층에 이미 재료 층, 특히 금속 층이 장착되어 전기 접촉을 설정하고/하거나 열 제거를 위한 계면을 형성하기 때문에 바람직하다. 마찬가지로, 고상체의 초기 노출된 표면의 상부에 또는 위에 층 및/또는 구성요소의 배열 또는 생성에 의한 복합 구조의 생성이 바람직하며, 여기서 노출된 표면은 제거될 고상층의 일부이다. 바람직하게는, 분리 평면을 형성하기 위한 변형은 복합 구조물의 생성 전에 생성된다. 또한, 외력이 고상체에 도입되어 고상체에 응력을 생성시킬 수 있으며, 외력은 충분히 높아 응력이 분리 평면을 따라 균열 전파를 일으킨다.
전술한 문제는 추가적으로 또는 대안적으로 전기 구성요소를 생성하는 방법에 의해 달성된다. 따라서, 바람직하게는, 본원에 제시된 모든 방법은 이하에서 특정되는 단계들 중 하나 이상 또는 모두를 특징으로 하거나 이하에서 특정되는 단계들 중 하나 이상 또는 모두를 포함할 수 있다: 고상체 내에서 레이저 빔에 의해 다수의 변형을 생성하여 분리 평면 또는 분리 영역 또는 균열 진행 층 또는 생성 평면을 형성하는 단계. 여기서 변형은 바람직하게는 고상체에서 압축 응력을 생성시킨다. 고상체의 초기 노출된 표면의 상부에 또는 위에 층 및/또는 구성요소의 배열 또는 생성에 의해 복합 구조물을 생성하는 단계(여기서, 노출된 표면은 제거될 고상 층의 일부이다). 변형에 의해 형성된 분리 평면을 따라 나머지 고상체 및고상 층을 분리함으로써 고상 층을 제거하는 단계. 바람직하게는, 적어도 압축 응력을 생성하는 변형의 구성요소는 고상 층상에 남는다. 바람직하게는, 충분한 수의 변형이 생성되어 고상 층이 변형로 인해 고상체로부터 분리되거나 또는 외력이 고상체에 도입되어 추가의 응력을 생성시킨다. 여기서 외력은 바람직하게는 충분히 높아 응력이 변형에 의해 형성된 분리 평면을 따라 균열 전파를 일으킨다. 제거된 고상 층에서, 바람직하게는 고상 층의 변형을 위한 압축 응력이 존재한다. 압축 응력은 바람직하게는 고상 층에 남아있는 변형의 구성요소에 의해 생성된다. 또한, 본원에 제시된 개별 방법 또는 모든 방법은 나머지의 변형 구성요소에 대한 압축 응력에 의해 초래된 고상 층의 변형의 적어도 부분적 보상을 위해 또는 변형 구성요소에 의해 생성된 압축 응력의 보상을 위해 고상체로부터 고상 층의 제거에 의해 노출된 표면 상에 재료 층, 특히 금속 층을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 고상체의 초기 노출된 표면의 상부에 또는 위에 층 및/또는 구성요소의 배열 또는 생성에 의해 복합 구조물의 생성이 바람직하며, 여기서 노출된 표면은 제거될 고상 층의 일부이다. 바람직하게는, 분리 평면을 형성하기 위한 변형은 복합 구조물의 생성 전에 생성된다. 또한, 외력이 고체에 도입되어 고상체에 응력을 생성시킬 수 있으며, 외력은 충분히 높아 응력이 분리 평면을 따라 균열 전파를 일으킨다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 제거의 결과로서 노출된 고상 층의 표면은 1 미만, 특히 0.9 미만 또는 0.7 미만 또는 0.5 미만, 특히 0.01 내지 0.4의 Ra 값(평균 거칠기)을 갖는 제 1 표면 구성요소를 갖는다. 또한, 고상 층의 노출된 표면은 바람직하게는 1 초과, 특히 1 내지 5의 Ra 값(평균 거칠기)을 갖는 제 2 표면 구성요소를 갖는다. 여기서 제 1 표면 구성요소의 비율은 바람직하게는 제 2 표면 구성요소의 비율보다 크며, 여기서 제 2 표면 구성요소는 제 1 표면 구성요소 및 제 2 표면 구성요소로 형성된 총 면적의 1% 이상 또는 2% 이상 또는 5% 이상 또는 10% 이상 또는 1% 내지 49% 또는 1% 내지 40% 또는 1% 내지 30% 또는 1% 내지 20%를 형성한다. 이러한 해법은 고상 층 자체가 특히 추가의 표면 컨디셔닝, 예를 들면 연삭 또는 랩핑(lapping) 없이 1 내지 5의 Ra 값을 갖는 비율로 추가로 처리 가능하기 때문에 유리하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 재료 층, 특히 금속 층은 고상층상에 제 1 물질 상태 및 실온 초과의 온도에서 생성되고 실온에서 제 2 물질 상태에 있으며, 여기서 금속 층은 제 1 물질 상태에서 제 2 물질 상태로의 전이에 의해 고상 층이 나머지 변형 구성요소로부터 압축 응력에 의해 생성된 변형 또는 압축 응력의 적어도 부분적인 보상, 바람직하게는 완전한 보상을 받게 한다. 대안적으로, 금속 층은 고상 층상에 실온보다 높은 온도 범위 내에서 생성될 수 있으며, 그 온도 범위는 실온 초과의 적어도 100℃ 또는 150℃ 또는 200℃ 또는 250℃ 또는 300℃ 또는 350℃ 또는 400℃이고, 보다 바람직하게는 최대 2000℃ 또는 고상 재료의 용융 또는 증발 온도 미만이며, 여기서 금속 층의 실온으로의 냉각은 고상 층이 나머지 변형 구성요소로부터 압축 응력에 의해 초래된 변형의 적어도 부분적인 보상, 바람직하게는 완전한 보상 및 압축 응력에 대한 보상을 받게 한다. 따라서, 금속 층의 냉각 및 고화는 힘, 특히 인장력을 생성하며, 이에 의해 고상 층은 바람직하게는 압축 응력에 의해 야기되는 변형에 대해 음으로 변형되거나 압축 응력이 보상된다. 압축 응력은 바람직하게는 활(bow)로 지칭되는 변형을 일으킨다. 실온은 여기서 바람직하게는 20℃로 정의되며, 여기서 실온은 또한 바람직하게는 0℃ 내지 100℃ 또는 20℃ 내지 200℃일 수 있는 공정 공간에서의 온도를 나타낼 수 있다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 금속 층은 스퍼터링 또는 전기 화학 증착에 의해 생성된다. 예를 들면, 변형 구성요소를 갖는 고상 SiC 층의 경우에, 공지된 스퍼터링 재료 또는 전기 화학 증착에 사용될 수 있는 재료, 예를 들면 티타늄, 티타늄-텅스텐, 니켈, 백금, TaSi2 및/또는 금을 사용하는 것이 바람직하다. 금속 층의 두께는 여기서 고상 층의 두께, 고상 층의 재료, 고상 층의 면적, 변형의 수 및 유형에 의해 바람직하게 결정된다.
본 발명의 레이저 노출은 바람직하게는 에너지 입력의 물질-특이적 위치-결정된(resolved) 누적의 효과를 가지며, 이는 정의된 위치에서 또는 정의된 위치 및 정의된 시간에 고상체의 정의된 열처리를 초래한다. 특정 적용에서, 고상체는 탄화 규소로 구성될 수 있으며, 그 결과 예를 들면 2830 +/- 40℃ 초과의 온도로의 고상체의 매우 국부적으로 제한된 열처리가 바람직하게는 수행된다. 이러한 열처리는 신규한 물질 또는 상, 특히 결정질 및/또는 비정질 상을 초래하며, 초래된 상은 바람직하게는 현저하게 감소된 강도로 형성된 Si(실리콘) 및 DLC(다이아몬드 유사 탄소) 상이다. 이러한 감소된 강도의 층은 분리 영역 또는 분리 평면을 생성시킨다.
또한, 전술한 목적은 전술한 방법에 의해 제조되고 고상체 내에 적어도 하나의 분리 평면을 갖는 고상체에 의해 달성되며, 여기서 분리 평면은 레이저 방사선에 의해 생성된 변형로부터 형성된다. 또한, 고상체는 고온 처리 방법으로 초래되는 영역을 갖는다.
추가의 바람직한 실시형태에서, 층(들) 및/또는 구성요소(들)는 영역에 배치되거나 생성되었다. 대안적으로, 층(들) 및/또는 구성요소(들)는 제거될 고상 층의 표면 상에 배치되거나 생성될 수 있다. 고상체는 바람직하게는 1000 ㎛ 미만, 특히 800 ㎛ 또는 700 ㎛ 또는 600 ㎛ 또는 500 ㎛ 또는 400 ㎛ 또는 300 ㎛ 또는 200 ㎛ 또는 100 ㎛ 또는 80 ㎛ 또는 50 ㎛ 미만의 두께 또는 평균 두께를 갖는다.
따라서, 본 발명은 또한 이러한 전처리된/변형된 웨이퍼 상의 구성요소의 제조 및 구성요소 기판 자체로서의 변형된 웨이퍼를 제공한다.
본 발명은 추가적으로 또는 대안적으로 멀티구성요소 배열체에 관한 것이다. 본 발명의 멀티구성요소 배열체는 바람직하게는 이 재산권 명세서에 기술된 공정에 의해 생성되며, 보다 바람직하게는 적어도 하나의 고상 층을 갖는다. 고상 층은 바람직하게는 50%(질량) 초과, 특히 75%(질량) 초과 또는 90%(질량) 초과 또는 95%(질량%) 초과 또는 98%(질량) 초과 또는 99%(질량) 초과의 Si로 구성되며, 여기서 고상 층은 제 1 표면의 영역에서 압축 응력을 생성하는 변형 또는 변형 구성요소를 포함하며, 여기서 변형은 고상 층의 비정질화된(상-변형된) 구성요소이며, 여기서 변형은 제 2 표면에 대해서보다는 제 1 표면에 대해 더 가깝게 이격되거나 그 일부를 형성하며, 여기서 제 2 표면은 제 1 표면과 평행하거나 본질적으로 평행하게 형성되고, 제 1 표면은 평면 또는 본질적으로 평면이고/이거나 제 2 표면은 평면 또는 본질적으로 평면이다. 또한, 본 발명의 멀티구성요소 배열체는 마찬가지로 고상 층의 제 1 표면 상에 생성된 금속 층을 포함한다. 또한, 특히 수평 또는 수직 구성요소로서 사용될 수 있는 전기 구성요소의 형성을 위해 하나 이상의 추가 층 및/또는 하나 이상의 추가 구성요소가 제 2 표면 상에 배치될 수 있다.
고상체의 초기 노출된 표면의 상부에 또는 위에 층 및/또는 구성요소의 배열 또는 생성에 의한 복합 구조의 생성이 바람직하며, 노출된 표면은 제거될 고상 층의 일부이다. 바람직하게는, 분리 평면을 형성하기 위한 변형은 복합 구조의 생성 전에 생성된다. 또한, 외력이 고상체에 도입되어 고상체에 응력을 생성시킬 수 있으며, 외력은 충분히 높아 응력이 분리 평면을 따라 균열 전파를 일으킨다.
바람직하게는, 변형은 제 2 표면으로부터 200 ㎛ 미만, 특히 150 ㎛ 미만 또는 110 ㎛ 미만 또는 100 ㎛ 미만 또는 75 ㎛ 미만 또는 50 ㎛ 미만만큼 이격되어있다.
본 발명의 맥락에서 표면은, 표면이 이상적으로 매끄럽고 이상적으로 평면인 표면에 놓여질 때 표면의 모든 제곱 센티미터가 이상적으로 매끄럽고 이상적으로 평면인 표면과 접촉하는 적어도 하나의 구성요소를 가질 때 바람직하게는 본질적으로 평면인 것으로 간주되어야 한다.
본 발명의 맥락에서 표면은, 표면이 이상적으로 매끄럽고 이상적으로 평면인표면에 놓여질 때 표면의 모든 제곱 센티미터, 특히 제곱 밀리미터가 이상적으로 매끄럽고 이상적으로 평면인 표면과 접촉하는 다수, 특히 적어도 2, 3, 4 또는 5개의 구성요소를 적어도 가질 때 바람직하게는 평면인 것으로 간주되어야 한다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 고상체는 탄화 규소(SiC)로 구성되거나 탄화 규소(SiC)를 포함하며, 여기서 고상 층은 바람직하게는 200 ㎛ 미만의 두께, 특히 150 ㎛ 미만 또는 125 ㎛ 미만 또는 110 ㎛ 미만 또는 100 ㎛ 미만 또는 90 ㎛ 미만 또는 75 ㎛ 미만의 두께를 갖는 고상체로부터 분리된다. 이러한 해법은, SiC가 본원에서 제안된 방법에 의해 매우 양호한 제어성을 갖고, 이에 따라 전기 구성요소는 재료 손실이 현저히 낮고 처리 장치의 마모가 현저히 낮게 제조될 수 있기 때문에 유리하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 전기 구성요소는 수직 구성요소, 특히 쇼트키(Schottky) 다이오드 및/또는 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)이며, 여기서 금속 층은 전기 접촉, 특히 옴 접촉을 형성하고/하거나 열 제거를 위한 계면을 형성한다. 본 실시형태는 수직 구성요소가 매우 평면인 형태(예를 들면, SiC의 사용을 통해)에서 비교적 낮은 재료 및 마모 손실로 그리고 이에 따라 또한 더욱 용이하게 본 발명에 의해 생성될 수 있기 때문에 유리하다. 이로 인해 명확히 보다 에너지 효율적이고 저렴한 방식으로 전기 구성요소를 생성할 수 있다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 전기 구성요소는 수평 구성요소, 특히 고 전자 이동성 트랜지스터(HEMT)이며, 여기서 금속 층은 바람직하게는 열 제거를 위한 계면을 형성한다. 이러한 실시형태는 이들 구성요소가 더 작은 크기 및 더 적은 중량으로 그리고 보다 유리하게 제조될 수 있기 때문에 유리하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 다수의 전기 구성요소, 특히 고상 층의 평면 표면 측면의 cm2 당 4개 이상 또는 9개 이상 또는 36개 이상 또는 100개 이상이 평균적으로 생성되며, 여기서 전기 구성요소는 제조된 후 다이싱에 의해 서로 분리된다. 이 실시형태는 개별 전기 구성요소들이 서로 빠르고 매우 부드럽게 분리 가능하기 때문에 유리하다. 바람직하게는, 개별 전기 구성요소는 직사각형, 특히 정사각형의 풋 프린트를 갖는다. 전기 구성요소는 바람직하게는 0.1 mm 내지 5 mm의 외부 가장자리를 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 외력은 복합 구조물의 노출된 표면 상에 수용 층의 배열에 의해 도입되며, 여기서 수용 층은 중합체 재료를 포함하고, 수용 층은 고상체에서 응력의 생성, 특히 기계적 생성을 위해 열 응력을 받으며, 여기서 열 응력에의 노출은 수용 층을 주위 온도 미만의 온도로 냉각시키는 것을 포함하며, 냉각은 수용 층의 중합체 재료를 부분적 또는 완전한 결정화 및/또는 유리 전이를 겪게 함으로써 수행되며, 응력은 제 1 고상 층을 고상체로부터 분리시키는 분리 평면을 따라 상기 고상체에서 균열의 전파를 초래한다.
바람직하게는 본 발명에 따르면, 고상체를 소리, 특히 초음파에 노출시킴으로써 외력이 고상체에 도입될 수 있으며, 고상체는 바람직하게는 액체-충전된 용기에 배치된다. 소리, 특히 초음파는 20 kHz 내지 100 kHz 범위의 주파수에서 사용될 수 있지만, 100 kHz 내지 1 MHz의 주파수 범위를 갖는 고주파 소리 범위에서도 사용될 수 있다. 이들 주파수로 인해, 바람직하게는 공동화(cavitation) 공정이 존재하여 예를 들면 액체 매질의 고상체에서 공동화 버블 붕괴와 같은 현상이 초래된다. 액체 매질에서, 특히 상 경계의 영역에서, 공동화 버블을 동적으로 형성하는 파열 및 변형과 나노초 범위 내에서 마이크로 제트의 형성이 존재한다. 공간적으로 결정된 에너지 방출은 바람직하게는 가스의 매우 빠른 압축에 의해 매우 작은 공간에서 단열 가열의 형태로 달성된다. 최대 5000K의 극한 온도 및 최대 500bar의 압력이 생성되고, 이것이 그렇지 않으면 일어나지 않는 계면 층 영역에서 새로운 물리적 반응을 가능하게 한다. 이러한 엄청난 압력 차이는 기포 전면의 바깥쪽으로의 반동(충격파 파열)으로부터 초래된다. 이로 인해 이 지역에서 반응 속도가 크게 증가한다. 본 발명에 따르면, 균열의 촉발 및/또는 균열의 진행에 제어된 영향을 줄 수 있는 초음파 팁(소노트로드(sonotrode))의 도움으로 공간적으로 결정된 CNC-제어된 노출이 특히 바람직하다. 공간적으로 결정된 압축 응력은 균열의 촉발 및/또는 균열의 진행을 위해 제어된 방식으로 이용될 수 있다.
균일하고/하거나 공간적으로 결정된 실시형태는, 특히 수용 층을 사용하는 경우에, 매우 정확한 힘의 도입 및 따라서 균열의 촉발 및/또는 균열의 진행이 일어날 수 있기 때문에 유리하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 분리 평면의 생성 전에, 고상체는 적어도 하나의 고온 방법에 의해 처리되고, 여기서 고온 방법은 70℃와 고상체의 재료의 용융 온도 또는 증발 온도 사이의 온도로 수행된다.
따라서, 부분적으로 처리된 웨이퍼에 대한 레이저 단계의 성능은 추가 옵션을 구성하며; 보다 바람직하게는 본 발명에 따르면, 이는 고온 단계 후에, 그러나 다른 공정 전에 수행된다. 이러한 해법은 레이저 방법에 의해 손상될 수 있는 모든 구조가 아직 형성되지 않았기 때문에 유리하다.
고상체에서의 응력이 예를 들면 고상체의 반복된 다중 노출에 의해, 모든 패스에서 보다 큰 라인 분리 및 감소하는 에너지에 의해 최소화되는 방식으로 레이저 방법의 파라미터를 최적화하는 것이 가능하다.
레이저 공정은 바람직하게는 기판의 결정학적 배향에 따라 수행되며, 즉, 레이저 변형은 보다 바람직하게는 처리 과정에서 형성된 미세 균열이 리소그래피를 방해하지 않고 초임계 방식으로 변형 평면을 벗어나지도 않는 방식으로 수행되고, 제거 균열의 촉발 후 기판의 손실로 이어질수 있다. 여기서 예를 들면, 제 2 단계에서 90°각도의 라인이 최종적으로 균열을 촉발하고 분리 평면을 정의하기 전에, 균열 평면을 정의하기 위하여 SiC에서 바람직한 균열 방향에 평행한 제 1 라인을 전도하는 것이 가능하다.
분리 평면 생성 이전의 고온 단계의 성능은, 70℃ 초과의 온도에서의 뚜렷한 증가가 도펀트 원자의 이동성 증가, 금속 오염물의 원자 및 전위(dislocation) 또는 다른 결정 구조 결함과 관련되어 있기 때문에 매우 유리하다. 고온 단계 이전에 분리 평면이 생성되거나 부분적으로 생성된다면, 예를 들면 고상체 내로 또는 고상 층 내로 연장되거나 추가로 성장하도록 형성된 미세 균열이 제거되는 것이 가능했을 것이며, 이는 더 많은 재료가 제거되어야 하고, 이에 따라 더 큰 손실이 생성하는 것을 의미한다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 고온 방법은 에피택셜(epitaxial) 방법, 도핑 방법 또는 플라즈마가 사용되는 방법이다. 고온 방법은 70℃ 초과의 온도에서 실행되는 모든 방법, 특히 재료 제거 방법을 의미하는 것으로 이해된다. 생성하는 온도는 바람직하게는 2000℃ 미만 또는 고상 재료의 용융 온도 또는 증발 온도 미만이다. 고온 방법은 바람직하게는 고상 재료의 다층 배열 및 생성 또는 배치된 하나 또는 적어도 하나의 층을 생성한다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 고온 방법은 고상체 상에 적어도 하나의 층을 생성하며, 여기서 생성된 적어도 하나의 층은 미리 정의된 파라미터를 가지며, 여기서 적어도 하나의 미리 정의된 파라미터는 레이저 광파의 광 효과를 통한 굴절 및/또는 흡수 및/또는 반사 및/또는 전하 캐리어 생성의 최대 정도를 정의하며, 광 효과를 통한 굴절 및/또는 흡수 및/또는 반사 및/또는 전하 캐리어 생성의 정도는 5% 미만, 바람직하게는 1% 미만, 보다 바람직하게는 0.1% 미만이다. 이 실시형태는 회로 내의 모든 금속 요소와 레이저 광의 상호 작용이 억제되기 때문에 유리하다. 금속 층 또는 금속 구성요소와 레이저 광 또는 레이저 방사선 사이의 상호 작용으로 인해 금속 층 및/또는 구성요소, 특히 전기 연결부가 손상될 수 있다.
더욱이, 이 실시형태는 레이저 평면의 도입시, 금속 구조물 또는 구성요소(예를 들면, 20 nm 초과의 세로 방향 범위 또는 레이저 투과 방향의 범위)가 기판 상에 이미 배치 또는 생성된 경우의 추가 문제를 해결하며, 여기서 레이저 공정은 예를 들면 투과가 이상적이지 않기 때문에 구조물상의 역-반사에 의해 또는 구조물 자체에 의해 방해받는다. 다광자 공정이 재료 변형의 생성을 위해 바람직하게 이용되기 때문에, 파면의 최소 파괴와 동시에 필요한 높은 강도를 가능하게 하기 위해 재료의 초점은 바람직하게는 매우 정확하고, 특히 이상적이어야 한다. 따라서,이 장점은 또한 최종 구조, 특히 층 및/또는 구성요소의 처리 또는 생성 전에 레이저 처리를 지지한다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 변형은 바람직하게는 다광자 여기, 특히 2 광자 여기에 의해 생성된다.
바람직하게는, 다수의 베이스 변형이 적어도 부분적으로 균일하게 진행되는 라인, 특히 곡선상에서, 특히 균일하게 진행하는 섹션에서 먼저 생성된다. 이러한 베이스 변형은 바람직하게는 사전 정의된 공정 파라미터에 의해 또는 이에 따라 생성된다. 미리 정의된 공정 파라미터는 바람직하게는 적어도 펄스 지속 시간, 펄스 에너지, 라인 내의 펄스 간격, 라인 사이의 간격, 깊이 및/또는 개구 수를 포함한다. 바람직하게는, 이들 공정 파라미터로부터의 적어도 하나의 값, 바람직하게는 이들 공정 파라미터로부터의 복수의 값 또는 모든 값 또는 이들 공정 파라미터로부터의 둘 초과의 값은 고상체의 결정 격자 안정성에 따라 고정된다. 각각의 베이스변형 둘레의 결정 격자가 그대로 유지, 즉 바람직하게는 20 ㎛ 미만 또는 10 ㎛ 미만 또는 5 ㎛ 미만 또는 1 ㎛ 미만의 범위로 인열되도록 값이 보다 바람직하게 선택된다.
라인 분리
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 특히 선형 디자인의 라인 분리는 바람직하게는 5 내지 200 ㎛, 특히 10 내지 100 ㎛, 특히 40 내지 80 ㎛, 특히 60 ㎛ 내지 80 ㎛, 특히 70 ㎛ 또는 정확히 70 ㎛ 또는 70 ㎛ +/- 10 ㎛ 또는 +/- 8 ㎛ 또는 +/- 6 ㎛ 또는 +/- 5 ㎛ 또는 +/- 4 ㎛ 또는 +/- 3 ㎛ 또는 + /- 2 ㎛ 또는 +/- 1 ㎛, 또는 특히 75 ㎛ 또는 정확히 75 ㎛ 또는 75 ㎛ 또는 +/- 10 ㎛ 또는 +/- 8 ㎛ 또는 +/- 6 ㎛ 또는 +/- 5 ㎛ 또는 +/- 4 ㎛ 또는 +/- 3 ㎛ 또는 +/- 2 ㎛ 또는 +/- 1 ㎛이다.
점(dot) 분리
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 선형 디자인의 개별적인 변형은 0.05 ㎛ 내지 40 ㎛, 특히 0.1 ㎛ 내지 20 ㎛, 특히 0.5 ㎛ 내지 15 ㎛의 동일한 선형 디자인에서 추가 변형로부터 거리를 두고 생성된다. 선형 디자인에서 2개의 직접 인접한 변형 사이의 거리는 바람직하게는 10 ㎛ 또는 정확히 10 ㎛ 또는 10 ㎛ +/- 8 ㎛ 또는 +/- 6 ㎛ 또는 +/- 5 ㎛ 또는 +/- 4 ㎛ 또는 +/- 3 ㎛ 또는 +/- 2 ㎛ 또는 +/- 1 ㎛이다.
개구 수(NUMERICAL APERTURE)
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 변형을 생성하기 위한 레이저 빔은 고상체 내로 침투하기 전에 적어도 0.35, 특히 적어도 또는 정확히 0.6, 또는 적어도 또는 정확히 0.75, 또는 적어도 또는 정확히 0.8, 또는 적어도 또는 정확히 0.85, 또는 적어도 또는 정확히 0.9, 또는 적어도 또는 정확히 0.95의 개구 수(NA)를 갖는 광학 시스템을 통과한다.
5015-61-PCT로부터의 DOE/브루스터(Brewster) 각도.
따라서, 본 발명의 맥락에서, 고출력이 회절 광학 요소(DOE)를 갖는 초점 평면의 다중 초점 사이에서 분할된다는 것이 인식되었다. DOE는 초점 평면 이전에도 간섭 현상을 나타내며; 표면에서의 간섭은 초점 평면 앞에서 국부적 강도 최대 값을 생성하여 표면에 손상을 줄 수 있고 깊이에서의 가공을 위한 레이저 방사선의 투과율을 감소시킬 수 있다는 것이 인식되었다. 또한 일부 재료(예를 들면, SiC)는 예를 들면 재료 도핑(일반적인 생성: 도펀트 스폿)에 의해 굴절률 및 다른 재료 특성(예를 들면, 흡수, 투과, 산란)에서 국부적 차이를 갖는 것이 인식되었다. 추가로, 레이저 도입 표면에서 재료의 표면 거칠기에 따라, 레이저의 파면이 재료의 깊이에서 현저하게 손상될 수 있어서, 초점은 감소된 강도(보다 낮은 다광자 전이 가능성)를 가지며, 이는 차례로 전술한 문제로 보다 높은 강도를 야기할 수 있다는 것이 인식되었다.
브루스터(Brewster) 각도에서 고상체 또는 도너 기판 상으로 또는 내로 레이저 빔의 입사는 복잡하고, 다른 빔 구성요소가 더 높은 굴절률의 매질에서 상이한 경로 길이를 커버하기 때문에 매우 까다로울 수 있다. 따라서 초점은 더 높은 에너지를 통해 및/또는 빔 형성을 통해 조정되어야 한다. 빔 형성은 바람직하게는 예를 들면 하나 이상의 회절 광학 소자(DOE)를 통해 수행되며, 이는 레이저 빔 프로파일에 걸쳐 의존적인 방식으로 이러한 차이를 보상한다. 브루스터 각도는 비교적 크며, 이는 높은 개구 수의 경우 광학 및 그 치수 및 작동 거리를 요구한다. 그럼에도 불구하고,이러한 해법은, 표면에서의 감소된 반사가 또한 광 강도가 재료에 더 잘 결합되기 때문에 감소된 표면 손상에 기여하기 때문에 유리하다. 본 발명의 맥락에서, 본 명세서에 개시된 모든 다른 실시형태에서 레이저 빔이 브루스터 각도 또는 본질적으로 브루스터 각도로 도입될 수도 있다. 브루스터 각도에서의 도입과 관련하여, 문헌["Optical Properties of Spin-Coated TiO2 Antireflection Films on Textured Single-Crystalline Silicon Substrates"(Hindawi Publishing Corporation International Journal of Photoenergy, Volume 2015, Article ID 147836, 8 pages, http://dx.doi.org/10.1155/2015/147836)]을 참조한다. 본 문헌은 참조로서 본 특허출원의 주제에 완전히 포함된다. 상기 및 통합된 문헌은 특히 다양한 재료에 대한 최적 입사각 및 그에 따른 굴절률에 대한 계산을 개시한다. 레이저로부터의 에너지 또는 레이저 노출 장치는 재료에 그렇게 많이 의존하지 않고 특정 각도에서의 가능한 투과율에 더 의존하여 조정된다. 따라서, 예를 들면, 최적의 투과율이 93%인 경우, 이러한 손실은 수직 입사 및 17%인 손실을 갖는 실험과 비교하여 고려되어야 하고, 레이저 출력은 상응하게 조정되어야 한다.
예를 들면, 수직 각도에서 83% 투과율 대 각도에서 93% 투과율은, 깊이에서 동일한 에너지를 달성하기 위해 수직 입사에 사용된 레이저 출력의 89%만 요구된다는 것을 의미한다(0.83/0.93 = 0.89). 따라서, 본 발명의 맥락에서, 비스듬한 입사의 부분은 바람직하게는 표면 반사를 통해 더 적은 광을 잃고 재료에 더 깊숙이 들어가는 역할을 한다. 특정한 배열에서의 결과로서 생성할 수 있는 가능한 후속 문제는, 깊이에서의 초점이 "비뚤어진(skewed)" 프로파일을 취할 수 있고, 이에 따라 달성된 강도 - 다광자 처리를 위한 핵심 파라미터 - 는 다시 보다 낮으며(즉, 아마도 심지어 수직 입사의 경우보다도 더 적으며), 여기서 모든 빔 구성요소는 재료에서 동일한 광학 거리를 커버한다. 이는 바람직하게는, 이러한 추가 경로 및/또는 개별 빔에 대한 영향 - 특히 빔 프로파일에 걸쳐 다른 구면 수차 - 을 보상하는 빔 경로에서 회절 광학 요소에 의해 또는 다수의 회절 요소 또는 침투 쐐기 또는 다중 침투 쐐기 - 및/또는 다른 광학 요소 - 에 의해 달성될 수 있다. 이러한 DOE는 적합한 소프트웨어 솔루션(예를 들면,Virtuallab from Lighttrans, Jena)에 의해 수치적으로 계산된 다음 제조 또는 제공될 수 있다.
5015-61-PCT로부터 전송
본 발명은 바람직하게는 추가적으로 또는 대안적으로 고상체에서 변형을 생성하는 방법에 관한 것으로, 여기서 변형은 고상체로부터 고상 구성요소, 특히 고상 층을 제거하기 위해 균열의 진행을 위한 균열 진행 영역 또는 분리 평면을 정의한다. 본 발명의 방법은 바람직하게는 레이저 노출 장치 또는 레이저에 대해 고상체를 이동시키는 단계, 레이저 노출 장치에 의해 다수의 레이저 빔을 연속적으로 생성하여 각 경우에 적어도 하나의 변형을 생성하는 단계를 적어도 포함하며, 여기서 레이저 노출 장치는 레이저 빔의 정의된 집속 및/또는 레이저 에너지의 조정을 위해, 적어도 하나의 파라미터, 특히 다수의 파라미터, 특히 2, 적어도 2 또는 정확히 2 또는 그 미만의 파라미터에 의존하여 특히 연속적으로 조정된다.
먼지 수집 5015-61-PCT
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 유체, 특히 가스, 특히 공기는 레이저 노출 장치와 고상체 사이에서 이동된다. 바람직하게는, 특히 빔 진행 영역에서 고상체와 레이저 노출 장치 사이에 존재하는 유체의 유동 특성은 레이저 방사선 영역에서의 먼지 축적을 방지하도록 조정된다. 본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 유동 특성은 렌즈와 고상체 사이의 빔 진행 영역에 유체, 특히 이온화된 기체의 공급에 의해 조정되거나, 유동 특성은 렌즈와 고상체 사이의 빔 진행 영역에서 감압, 특히 진공을 생성시킴으로써 조정된다.
5015-61-PCT로부터 고상체의 코팅
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 고상체는 적어도 하나의 코팅을 갖거나 코팅으로 코팅되며, 여기서 그의 굴절률은 코팅이 배치되는 고상체의 표면의 굴절률과 상이하거나, 코팅이 배치되는고상체의 표면의 굴절률과 다른 굴절률을 갖는 코팅이 고상체 상에 생성된다. 코팅의 생성 또는 배열은 바람직하게는 레이저 노출 장치로부터의 레이저 빔에 의해 고상체 내에서 변형을 생성하는 단계에 선행하거나 후속하며, 여기서 변형은 바람직하게는 고상 층이 고상체로부터 분리되는 균열 진행 영역을 정의한다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 코팅은 스핀 코팅에 의해 생성되거나 생성되었으며, 여기서 코팅은 나노입자, 특히 적어도 규소, 탄화 규소, 산화 티탄, 유리 또는 Al2O3로이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료의 나노입자를 포함한다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 다수의 코팅이 서로의 상부에 배열되거나 서로의 상부에서 생성되며, 여기서 그의 굴절률은 상이하고; 바람직하게는, 고상체 상에 배치되거나 생성된 제 1 코팅은 제 1 코팅 상에 생성되는 추가된 코팅보다 보다 큰 굴절률을 갖는다.
따라서, 코팅은 바람직하게는 각각의 층의 굴절률이 바람직하게는 고상체로부터의 각 층의 거리에 따라 더 작아지거나 감소하는 방식으로 선택되거나 생성되거나 배치된다. 따라서, 1. 고상체, 2. 제 1 코팅, 3. 제 2 코팅, 4. 제 3 코팅을 적층하는 경우; 고상체의 굴절률은 바람직하게는 제 1 코팅의 굴절률보다 크고, 제 1 코팅의 굴절률은 바람직하게는 제 2 코팅의 굴절률보다 크며, 제 2 코팅의 굴절률은 바람직하게는 제 3 코팅의 굴절률보다 더 크다. 여기서 굴절률 사이의 단계는 연속 또는 불연속 프로파일을 가질 수 있다. 또한, 상이한 코팅은 상이한 두께를 가질 수 있다. 그러나, 여기서 2개 또는 3개 또는 그 이상의 코팅은 동일한 두께를 갖는 것이 생각될 수 있다. 바람직하게는, 코팅은 각 경우에 50 내지 400 nm 범위의 두께를 갖는다. 이는, 예를 들면, 제 1 코팅이 100 nm의 두께(또는 평균 두께)를 가질 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 제 2 코팅 및 제 3 코팅의 두께는 본질적으로 상응하거나 또는 완전히 상응할 수 있으며, 여기서 코팅 중 적어도 하나, 바람직하게는 둘 다 상이한 두께를 갖는다. 예를 들면, 제 2 코팅은 150 nm의 두께(또는 평균 두께)를 가질 수 있다. 또한, 제 3 코팅은 제 1 코팅 및/또는 제 2 코팅보다 더 두껍거나 더 얇을 수 있으며, 예를 들면 75 nm, 110 nm 또는 300 nm의 두께(또는 평균 두께)를 갖는다.
가장자리 제거
본 발명의 방법은 바람직하게는 마찬가지로 특히 원주 방향 함몰부(depression)를 생성하기 위해 도너 기판의 중심 방향으로 도너 기판의 원주 방향으로 연장되는 표면으로부터 진행하는 도너 기판 재료를 제거하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 재료의 제거는 분리 영역을 노출시킨다. 다시 말해서, 분리 영역 또는 분리 평면을 정의할 수 있는 변형이 미리 생성되었을 수 있다. 따라서, 재료의 제거 결과로서 도너 기판으로부터 고상 슬라이스(solid-state slice) 또는 고상 층이 분리되는 방식으로 분리 영역에서 또는 분리 평면을 따라 변형에 의해 도너 기판이 약화될 수 있거나, 또는 재료가 제거된 후, 그러한 다수의 변형이 생성되어 고상 층이 도너 기판으로부터 분리되는 방식으로 분리 영역에서 도너 기판이 약화되거나, 또는 응력 생성 층이 원주 표면에 대해 경사진 정렬로 도너 기판의 표면, 특히 평면 표면에 생성되거나 배치되고, 응력 생성 층상의 열 응력은 도너 기판에서 기계적 응력을 생성하며, 여기서 기계적 응력은, 변형을 따라 재료의 제거에 의해 노출된 도너 기판의 표면으로부터 진행하여 확산하는 고상 층의 제거를 위한 균열을 생성시킨다.
이러한 해법은 분리 영역의 추가 전개를 위한 변형이 단지 크게 어렵게 생성될 수 있는 영역에서 도너 기판의 가장자리가 제거되거나 감소 또는 변형될 수 있기 때문에 유리하다. 이는 분리 영역으로부터 원주 표면의 거리를 감소시키는 재료의 방사상 제거를 초래한다.
추가의 바람직한 실시형태는 보조 청구범위 및/또는 하기 설명의 다른 부분의 주제이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 변형에 의해 정의된 분리 영역은 재료의 제거 전에 도너 기판의 원주 표면으로부터 더 이격된다. 따라서, 이 실시형태는 분리 영역이 생성하기 쉽고, 그럼에도 불구하고 바람직하게는 재료의 제거 후 도너 기판의 외주 표면에 인접하기 때문에 유리하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 분리 영역을 정의하기 위한 변형은 재료의 제거 전에 생성되며, 적어도 제자리에서 재료의 제거는 분리 영역의 분리 감소를 10 mm 미만, 특히 5 mm 미만, 바람직하게는 1 mm 미만으로 달성하거나, 또는 분리 영역을 정의하기 위한 변형은 재료의 제거 후에 생성되며, 이 경우 변형은 적어도 제자리에서 분리 영역이 재료의 제거에 의해 노출된 표면으로부터 10mm 미만, 특히 5mm 미만, 바람직하게는 1mm 미만 이격되는 방식으로 생성된다. 보다 바람직하게는, 분리 영역의 적어도 개별적인 변형은 재료의 제거에 의해 노출된 도너 기판의 적어도 부분적, 바람직하게는 완전한 원주 표면의 일부이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 재료는 애블레이션(ablation) 빔, 특히 애블레이션 레이저 빔, 또는 애블레이션 유체에 의해 제거되고, 재료의 제거는 비대칭 형상을 갖는 함몰부를 생성하거나, 재료의 제거는 도너 기판의 방사상 범위의 감소로서 분리 영역과 분리 영역으로부터 균질하게 이격된 도너 기판의 표면 사이의 전체 영역에서 도너 기판의 적어도 부분적으로 원주 방향으로 수행된다.
가장자리 결함 생성
본 발명의 방법은 바람직하게는 마찬가지로 적어도 하나의 레이저 빔에 의해 도너 기판 내에서 적어도 하나의 변형을 생성하는 단계를 포함하며, 여기서 레이저 빔은 도너 기판의 표면, 특히 평면 표면을 통해 도너 기판을 침투하며, 상기 레이저 빔은 상기 도너 기판의 평면 표면에 대해 경사져서 도너 기판의 세로 축에 대해 0° 또는 180° 이외의 각도로 상기 도너 기판에 들어가고, 상기 레이저 빔은 도너 기판에서 변형을 생성하도록 집속된다. 고상 층 또는 고상 웨이퍼는 바람직하게는 생성된 변형에 의해 도너 기판으로부터 분리되거나, 응력 생성 층이 도너 기판의 평면 표면 상에 생성되거나 배치되고, 기계적 응력이 응력 생성 층으로부터의 열 응력에 의해 도너 기판에 생성된다. 기계적 응력은 바람직하게는 변형을 따라 전파되는 고상 층의 제거를 위한 균열을 생성시킨다. 바람직하게는, 레이저 빔의 제 1 구성요소는 도너 기판의 평면 표면에 대해 제 1 각도로 도너 기판 내로 침투하고, 레이저 빔의 적어도 하나의 추가 구성요소는 바람직하게는 평면 표면에 대해 제 2 각도로 도너 기판 내로 침투하며, 여기서 제 1 각도의 크기는 제 2 각도의 크기와 상이하며, 레이저 빔의 제 1 구성요소 및 레이저 빔의 추가 구성요소는 바람직하게는 도너 기판에서 변형을 생성하도록 집속된다.
바람직하게는, 도너 웨이퍼 또는 도너 기판 또는 고상체 및/또는 레이저 빔을 방출하는 레이저 장치는 변형의 생성 동안 회전축을 중심으로 회전된다. 보다 바람직하게는, 도너 웨이퍼의 회전에 추가적으로 또는 대안적으로, 도너 웨이퍼의 중심으로부터 레이저 빔의 거리가 변경된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 레이저 빔의 전체는 도너 기판의 중심 영역에서 변형을 생성하기 위해 그리고 방사상 방향으로 생성하는 도너 기판의 가장자리 영역에서 변형을 생성하기 위해 도너 기판의 평면 표면에 대해 동일한 배향으로 정렬된다.
이러한 해법은 균일한 손상이 깊이에서 생성되기 때문에 레이저 빔의 전체 단면이 고상체로 들어갈 때 평면 표면에 부딪치기 때문에 유리하다. 이 균일한 손상은 도너 기판의 외부 가장자리에서, 특히 평면 표면에 직교하여 연장되는 가장자리에서 생성될 수 있다. 따라서, 도너 기판의 가장자리 영역 주위 및 도너 기판의 중심 영역에서 변형은 처리 단계에 의해 생성될 수 있다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 레이저 빔의 제 1 구성요소는 도너 기판의 표면에 대한 제 1 각도로 도너 기판 내로 침투하고, 레이저 빔의 추가 구성요소는 도너 기판의 중심 영역에서 변형을 생성하기 위해 그리고 방사상 방향으로 생성하는 도너 기판의 가장자리 영역에서 변형을 생성하기 위해 제 2 각도로 침투하며, 여기서 제 1 각도의 크기는 항상 제 2 각도의 크기와 다르다. 바람직하게는, 제 1 각도 및 제 2 각도는 변형의 생성 동안 일정하거나 변하지 않거나 변화되지 않는다.
가장자리 애블레이션
본 발명의 방법은 바람직하게는 마찬가지로 도너 기판의 중심 방향으로 도너 기판의 원주 방향으로 연장되는 표면으로부터 진행하는 도너 기판 재료를 제거하여 함몰부를 생성하는 단계를 포함한다. 재료는 바람직하게는 애블레이션 레이저 빔에 의해 제거되고/되거나 함몰부는 비대칭적으로 생성된다. 여기서 분리 평면 또는 분리 영역을 생성하거나 형성하는 개별, 다수, 주요 또는 모든 변형이 재료의 제거 전 또는 후에 생성될 수 있다. 따라서, 재료의 제거 전에 변형의 제 1 비율을 생성하고 재료의 제거 후에 변형의 추가 비율을 생성하는 것이 또한 가능하다. 여기서 재료의 제거 전과 재료의 제거 후에 서로 다른 레이저 파라미터를 사용하여 변형이 생성될 수 있다. 따라서, 재료의 제거 후에, 추가 레이저 빔에 의해 도너 기판 내에 변형을 생성하는 것이 가능하며, 이 경우 변형은 바람직하게는 그들이 함몰부에 인접하도록 위치된다. 고상 웨이퍼 또는 고상 층은 바람직하게는 생성된 변형에 의해 도너 기판으로부터 분리되거나, 응력 생성 층이 원주 표면에 대해 경사진 정렬로 표면, 특히 평면 표면에서 생성 또는 배열된다. 바람직하게는, 응력 생성 층상의 열 응력은 도너 기판에서 기계적 응력을 생성하며, 여기서 기계적 응력은 변형을 따라 함몰부로부터 진행하여 전파되는 고상 층의 제거를 위한 균열을 생성한다.
여기에서 변형은 바람직하게는 높은 개구 수를 갖는 재료에 집속함으로써 매우 작은 수직 영역에서 매우 짧은 펄스로 달성된다.
애블레이션에서, 애블레이션 레이저 빔은 더 낮은 개구 수 및 종종 재료에 의해 선형 방식으로 흡수되는 파장으로 재료의 표면에 집속된다. 재료 표면에서의 애블레이션 레이저 빔의 선형 흡수는 꼭 구조의 변화는 아니고, 재료의 증발, 애블레이션, 즉 재료의 제거로 이어진다.
이러한 해법은 도너 기판의 가장자리 영역이 재료 제거 처리에 의해 처리되고, 이에 의해 도너 기판의 외부 가장자리가 균열이 전파되는 평면 영역에서 도너 기판의 중심 방향으로 이동하기 때문에 유리하다. 이동은 바람직하게는 레이저 빔의 침투 깊이 및/또는 서로에 대한 레이저 빔의 각도에 따라 모든 레이저 빔이 동일한 평면 표면에 걸쳐 도너 기판 내로 침투할 수 있는 정도까지 중심 방향으로 수행된다.
추가의 바람직한 실시형태는 보조 청구범위 및/또는 하기 설명의 일부의 주제이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 함몰부는 원주 방향으로 도너 기판을 완전히 둘러싼다. 이 실시형태는 균열이 도너 기판의 전체 원주에 걸쳐 정의된 방식으로 도너 기판에 도입될 수 있기 때문에 유리하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 함몰부는 중심 방향으로 진행하며, 함몰부의 끝을 향해 특히 쐐기 또는 노치(notch) 형태로 좁아지며, 여기서 함몰부의 끝은 균열이 전파되는 평면에 놓인다. 이 실시형태는 함몰부의 끝이 균열의 전파 방향을 정의하는 노치를 생성할 것이기 때문에 유리하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 비대칭 함몰부는 함몰부에 대해 적어도 부분적으로 음으로 형상화되는 연삭 공구에 의해 생성된다. 이 실시형태는 생성되는 가장자리 또는 함몰부에 따라 연삭 공구가 제조될 수 있어 유리하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 연삭 공구는 적어도 2개의 상이한 형상의 작업 구성요소를 가지며, 여기서 제 1 작업 구성요소는 분리될 고상 웨이퍼의 하부측 영역에서 도너 기판의 작업을 위해 의도되고, 제 2 작업 구성요소는 도너 기판으로부터 분리될 고상 웨이퍼의 상부측 영역에서 도너 기판을 작업하기 위한 것이다. 이 실시형태는, 연삭 공구에 의해, 개선된 균열 진행을 야기하는 재형상화뿐만 아니라, 보다 나은 취급을 위한 재형상화가 마찬가지로 동시에 또는 시간 지연으로 도너 기판상에서 또는 하나 이상의 고상 웨이퍼(들)를 형성하는 도너 기판의 구성요소 상에서 일어날 수 있기 때문에 유리하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 제 1 작업 구성요소는 제 2 작업 구성요소보다 도너 기판에서 더 깊은 함몰부 또는 더 큰 체적의 함몰부를 생성하며, 여기서 제 1 작업 구성요소 및/또는 제 2 작업 구성요소는 굴곡되거나 또는 직선의 연삭면을 갖는다. 바람직하게는, 제 1 작업 구성요소는 굴곡된 주 연삭면을 갖고, 제 2 작업 구성요소도 마찬가지로 바람직하게는 굴곡된 부차 연삭면을 가지며, 여기서 주 연삭면의 반경은 부차 연삭면의 반경보다 크고, 주 연삭면의 반경은 바람직하게는 부차 연삭면의 반경의 2 배 이상이거나, 또는 제 1 작업구성요소는 직선의 주 연삭면을 갖고, 제 2 작업구성요소는 직선의 부차 연삭면을 가지며, 여기서 주 연삭면은 부차 연삭면보다 도너 기판으로부터 더 많은 재료를 제거하거나, 또는 제 1 작업 구성요소는 직선의 주 연삭면을 갖고 제 2 작업 구성요소는 굴곡된 부차 연삭면을 갖거나, 제 1 작업 구성요소가 굴곡된 주 연삭면을 가지고 제 2 작업 구성요소가 직선의 부차 연삭면을 갖는다.
바람직하게는, 연삭 공구는 기계가공 또는 재료 제거 방식으로 상이한 고상 웨이퍼에 할당될 수 있는 도너 기판의 상응하는 다수의 구성요소를 작업하기 위해 다수, 특히 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개 초과의 작업 구성요소를 갖는다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 애블레이션 레이저 빔은 300 nm(주파수-삼중화(tripled) Nd:YAG 또는 다른 고상 레이저에 의한 UV 애블레이션)와 10 ㎛(그라비아 또는 절단 공정에 종종 사용되는 CO2 가스 레이저) 사이 범위의 파장으로, 100 마이크로초 미만, 바람직하게는 1 마이크로초 미만, 보다 바람직하게는 1/10 마이크로초 미만의 펄스 지속 시간으로, 및 1 μJ 초과, 바람직하게는 10 μJ 초과의 펄스 에너지로 생성된다. 이 실시형태는 마모되기 쉬운 연삭 공구가 아닌 레이저 장치에 의해 함몰부가 생성될 수 있기 때문에 유리하다.
도너 기판에서의 변형은 바람직하게는 하기에 언급되는 구성 또는 레이저 파라미터를 이용하여 재료-의존적 방식으로 생성된다: 도너 기판이 실리콘으로 구성되거나 도너 기판이 실리콘을 포함하는 경우, 나노초 펄스 또는 보다 짧은 것(< 500 ns), 마이크로 주울 범위(< 100 μJ)의 펄스 에너지 및 > 1000 nm의 파장을 사용하는 것이 바람직하다.
다른 모든 재료 및 재료 조합에 대해, < 5 피코초의 펄스, 마이크로 주울 범위(< 100 μJ)의 펄스 에너지 및 300 nm 내지 2500 nm에서 가변적인 파장을 사용하는 것이 바람직하다.
재료 또는 고상체 내로 깊이 들어가기 위해 큰 개구를 제공하는 것이 특히 바람직하다. 따라서, 도너 기판 내에서 변형을 생성하기 위한 개구는 바람직하게는 함몰부를 생성하기 위한 애블레이션 레이저 빔에 의해 재료를 애블레이션하기 위한 개구보다 더 크다. 개구는 바람직하게는 함몰부를 생성하기 위한 애블레이션 레이저 빔에 의해 재료를 애블레이션하기 위한 개구보다 적어도 몇 배 더 크고, 특히 적어도 2, 3, 4, 5 또는 6 배 더 크다. 특히 직경과 관련하여 변형을 생성하기 위한 초점 크기는 바람직하게는 10 ㎛ 미만, 바람직하게는 5 ㎛ 미만, 보다 바람직하게는 3 ㎛ 미만이다.
평면에 걸친 기록 밀도의 변화
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 변형의 수는 가장자리로부터 또는 중심으로부터의 거리의 함수로서 및/또는 각각의 기록 라인 또는 각각의 선형 디자인에 대해 변할 수 있다. 예를 들면, 가장자리 영역에서보다 고상체의 중심 영역에서 더 많거나 적은 변형을 방사상 방향으로 생성할 수 있다. 가장자리 영역은 바람직하게는 중심을 향해 방사상 방향으로 최대 0.1mm 또는 0.5mm 또는 1mm 또는 5mm 또는 10mm 또는 20mm까지 연장되는 원주 영역을 의미하는 것으로 이해된다. 바람직하게는, 변형의 축적은 가장자리 영역에서 적어도 하나의 지점 또는 다수의 지점에서, 특히 균질 또는 불균질 분포로 생성되며, 여기서 특히 가장자리로부터 또는 축적의 중심으로부터 최대 0.1 mm 또는 0.5 mm 또는 1 mm 또는 2 mm 또는 3 mm 또는 5 mm 또는 10 mm 또는 20 mm 또는 30 mm 또는 40 mm의 방사상 거리에서, 고상체의 바로 주변 비율보다 많은 변형에 의한 변형의 축적, 또는 축적의 가장자리로부터 이격된 비율은 더 적은 변형을 갖는다. 이 축적은 예를 들면 균열을 촉발하기 위해 추가적인 국부적 응력을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 촉발 유닛에 의해, 특히 기계적 접촉 또는 소리 노출, 특히 초음파 노출, 또는 에너지 입력에 의해, 특히 레이저 또는 마이크로파 또는 가열에 의해 응력의 증가가 생성되어 균열, 특히 주 균열을 촉발시킬 수 있다.
5015-49-PCT로부터 냉각 장치
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 고상체는 특히 레이저 노출 또는 레이저 처리 또는 변형의 생성 동안 고상 표면을 통해 냉각 장치에 연결되며, 냉각 장치에 연결된 고상 표면은 레이저 빔이 고상체 내로 침투하는 표면에 평행하거나 본질적으로 평행하게 형성되며, 냉각 장치는 레이저 노출에 의존하여, 특히 레이저 노출로부터 초래되는 고상체의 온도 변화에 의존하여 작동된다. 보다 바람직하게는, 고상체가 냉각 장치에 연결되는 표면은 레이저 빔이 고상체 내로 침투하는 표면과 정확히 반대이다. 이 실시형태는 변형의 생성시 고상체의 온도 증가가 제한되거나 감소될 수 있기 때문에 유리하다. 냉각 장치는 바람직하게는 레이저 빔에 의해 고상체 내로 도입된 열이 냉각 장치에 의해 고상체로부터 배출되는 방식으로 작동된다. 이것은 열적으로 유도된 응력 또는 변형의 생성을 상당히 감소시킬 수 있기 때문에 유리하다. 따라서,이 냉각 장치는 바람직하게는 변형 생성 동안 레이저 빔에 의해 고상체 내로 도입된 열을 유도하거나 제거하기 위한 냉각 장치이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 냉각 장치는 고상체의 온도를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서 장치를 가지며 정의된 온도 프로파일의 함수로서 고상체를 냉각시킨다. 이 실시형태는 센서 장치가 고상체의 온도 변화를 매우 정확하게 검출할 수 있기 때문에 유리하다. 냉각 장치를 작동시키기 위한 데이터 입력으로서 온도 변화를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 냉각 장치는 회전 장치에 결합되고, 냉각 장치는 그 위에 배치된 고상체와 함께 변형의 생성 동안 회전 장치에 의해 특히 분당 100 회전 초과 또는 분당 200 회전 초과 또는 500 회전 초과로 회전된다.
5015-49-PCT로부터 레일리(RAYLEIGH) 길이
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 레이저, 특히 fs 레이저(femtosecond laser) 또는 ps 레이저(picosecond laser) 또는 ns 레이저(nanosecond laser)로부터의 레이저 빔 에너지는 고상체에서 또는 결정에서 적어도 하나의 방향으로 물리적 전이가 레일리 길이의 30 배 또는 20 배 또는 10 배 또는 9 배 또는 8 배 또는 7 배 또는 6 배 또는 5 배 또는 4 배 또는 3 배 미만 또는 초과가 되도록 선택된다.
빔 품질
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 빔 품질(M2)은 < 1.6이다.
5015-49-PCT로부터 흡수
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 레이저, 특히 fs 레이저 또는 ps 레이저 또는 ns 레이저로부터의 레이저 빔의 파장은 고상체 또는 재료의 선형 흡수가 10 cm-1 미만, 바람직하게는 1 cm-1 미만, 보다 바람직하게는 0.1 cm-1 미만이 되도록 선택된다.
5015-31-DE로부터 침지
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 변형 또는 결함의 생성 이전에, 침지 유체가 고상체의 노출된 표면에 적용된다. 그 다음, 변형을 생성하기 위해, 워크피스 또는 고상체는 바람직하게는 침지 유체를 통해 노출된다. 본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 침지 유체의 굴절률은 바람직하게는 고상체의 굴절률에 적어도 본질적으로 상응하거나 정확히 상응한다. 이러한 해법은 침지 유체, 특히 오일 또는 물의 사용이 분할 또는 다른 표면 처리에서 생성하는 고상체의 표면 거칠기를 보상하기 때문에 유리하다. 따라서, 침지 유체의 사용을 통해, 특히 일반적으로 결함 생성 이전에 그리고 고상 층의 최초 분리 후에 관례적인 노출된 표면의 임의의 연마 없이 고상체에 특히 레이저 빔에 의해 결함 또는 변형을 매우 정확하게 도입하는 것이 가능하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 침지 유체는 바람직하게는 노출된 표면에 적어도 노출된 표면의 절반 초과, 바람직하게는 전체가 습윤되는 양으로 적용된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 침지 유체는 생성될 균열 진행 층과 커버 플레이트 사이에서 굴절률이 동일하게 되는 방식으로 커버 플레이트로 커버되고, 특히 노출된 표면과 커버 플레이트 사이에 어떠한 공기의 함유가 생성되지 않는다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 커버 플레이트는 적어도 고상체의 노출된 표면으로부터 먼 측에서 노출된 표면의 표면 거칠기보다 낮은 표면 거칠기를 갖는다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 침지 유체는 액적으로서 노출된 표면에 적용되고, 액적은, 고상체와 변형 생성 장치 사이의 상대적 운동이 액적의 재배치를 야기하는 방식으로 변형 생성 장치 또는 레이저 장치의 일부, 특히 광학 요소와 접촉된다. 대안적으로, 고상체는 탱크에 배치될 수 있고, 침지 유체는 고상체를 부분적으로, 바람직하게는 완전히 둘러싸거나 유동하고; 특히, 침지 유체는 노출된 표면을 완전히 둘러싸는 층 또는 액체 층을 형성한다.
5015-31 및 5015-44로부터 분리 평면의 3D 프로파일
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 변형 또는 레이저 빔에 의해 생성된 변형은 고상체 내에서 적어도 하나의 균열 진행 층 또는 분리 평면 또는 분리 영역을 정의하며, 여기서 균열 진행 층은 적어도 3 차원 윤곽을 나타낸다. 외력의 적용/생성/도입의 결과로서, 워크피스 또는 고상체 내에서 균열 전파가 생성된다. 균열 전파는 바람직하게는 균열 진행 층을 따라 고상체로부터 3 차원 고상 층 또는 3 차원 고상체를 제거한다. 고상 층 또는 고상체의 적어도 하나 또는 정확히 하나의 표면은 여기서 균열 진행 층의 3 차원 윤곽 또는 분리 영역에 의해 나타난 윤곽에 상응한다. 따라서, 본 발명에 의해 균열 또는 균열 진행의 결과로서 워크피스 또는 고상체로부터 평면 고상 층뿐만 아니라 비평면 고상체 또는 비평면 고상 층을 제거하거나 분리하는 것이 가능하다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 균열 진행 층의 형상은 적어도 부분적으로 3 차원 물체, 특히 렌즈 또는 평행 육면체의 윤곽을 갖는다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 결함 생성 장치 또는 변형생성 장치, 특히 이온 캐논(cannon) 또는 레이저가 결함 또는 변형을 생성하는데 사용된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 고상체의 노출된 표면 상에 수용 층의 적용 또는 생성은 변형의 생성에 선행하며, 여기서 수용 층은 적어도 하나의 국부적으로 변화하는 특성을 가지며, 변형은 레이저로부터의 레이저 빔에 의해 생성되고, 레이저 빔은 변형이 적어도 하나의 국부적으로 변화하는 특성의 함수로서 생성되는 방식으로 수용에 의해 영향을 받는다. 따라서, 이 실시형태에서, 레이저 빔은 바람직하게는 수용 층을 통해 직접 안내된다. 수용 층의 적절한 선택이 주어지면, 적어도 3 차원 윤곽을 나타내는 균열 진행 층은, 특히 필름 형태의 수용 층이 3D 몰드에서 요구되는 바와 같이 또는 3D 구조(예를 들면,사출 성형)로 먼저 생성되는 방식으로 생성될 수 있다. 수용 층은 바람직하게는 광학적으로 안정된 중합체, 특히 엘라스토머 또는 다중 엘라스토머, 예를 들면 실리콘의 일부 대표물로 바람직하게 구성된다. 3D 구조 또는 3D 형상에 의해 결함 생성 또는 변형 생성, 즉 레이저 노출에서 고상체에 적용된, 특히 결합된 수용 층의 효과는, 레이저의 광학 경로가 적절한 방식으로 변경되어 균열 진행 층을 형성하는 원하는 결함 또는 변형이 생성되게 되는 것이다. 수용 층의 국부적으로 변화하는 특성은 바람직하게는 수용 층의 두께이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 방법은 변형 수단에 의해 고상체의 결정 격자를 변형시키는 단계를 추가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다. 여기서 고상체 내에 비평면, 특히 굴곡된 분리 영역을 형성하기 위해 다중 변형을 생성하는 것이 바람직하다. 여기서 변형은 바람직하게는 정의된 파라미터의 함수로서 생성된다. 정의된 파라미터는 바람직하게는 고상 구성요소의 정의된 추가 처리에 따른 고상 구성요소의 변형 사이의 상호 관계를 나타낸다.
이러한 해법은, 고상 구성요소가 바람직하게는 추후 처리의 결과로서 원하는 형상을 취하는 방식으로 생성되기 때문에 유리하다. 따라서, 고상 구성요소 및 코팅의 재료 특성의 함수로서, 고상 구성요소는 코팅으로 초래되는 변형을 활용하는 형상으로 생성되어, 바람직하게는 적어도 일면에서, 바람직하게는 양면에서 평면 또는 본질적으로 평면인 다층 배열의 표면을 생성한다.
본 목적은 다층 배열을 생성하기 위한 방법에 의해 추가적으로 또는 대안적으로 달성될 수 있다. 다층 배열을 생성하는 방법은 바람직하게는 다음 단계들 중 하나, 개별 또는 다수 또는 전부를 포함한다: 제 1 비평면 형상을 갖는 웨이퍼, 특히 굴곡된 웨이퍼를 제공하는 단계; 웨이퍼의 적어도 하나의 표면 상에 추가 층을 배치 또는 생성하는 단계(여기서, 추가 층 및 웨이퍼는 상이한 열팽창 계수를 가지며, 상기 추가 층은 목표 온도와 다른 코팅 온도에서 웨이퍼의 표면 상에 배치되거나 생성되며, 추가 층은, 웨이퍼가 제 1 비평면 형상으로부터 제 1 형상과 상이한 제 2 형상으로 변형되는 방식으로 목표 온도에 도달시 웨이퍼에 충돌하도록 구성되며, 제 2 형상은 바람직하게는 평면 형상이다. 바람직하게는, 비평면 고상체는 코팅에 의해 초래된 고상 구성요소의 변형에 대해 음 또는 본질적으로 음인 휨(warp)을 갖거나 휨을 형성한다.
이러한 해법은, 웨이퍼의 정의된 구성이 바람직하게는 적어도 일면에서 바람직하게는 평면인 다층 배열을 얻기 위해 코팅의 결과로서 생성하는 변형을 유리하게 활용하기 때문에 유리하다. 보다 바람직하게는, 추가 층은 에피택시에 의해 생성된다.
추가 층의 배치 또는 생성 이전에 웨이퍼에 이미 코팅이 제공되는 것이 또한 고려될 수 있다.
또한, 본 발명은 추가적으로 또는 대안적으로 비평면의 고상 구성요소, 특히 비평면의, 특히 굴곡된 웨이퍼에 관한 것이다. 비평면, 특히 굴곡된 고상 구성요소는 바람직하게는 본원에 제시된 방법에 의해 제조되었다. 바람직하게는, 본 방법은 다음 단계들 중 하나, 개별 또는 다수 또는 모두를 포함한다:
비평면의 고체 구성요소의 제거를 위해 고상체를 제공하는 단계, 변형 수단, 특히 레이저, 특히 피코- 또는 펨토초 레이저에 의해 고상체의 결정 격자를 변형시키는 단계, 다수의 변형을 생성하여 결정 격자에 비평면 분리 영역을 형성하는 단계. 변형은 바람직하게는 정의된 파라미터의 함수로서 생성된다. 정의된 파라미터는 바람직하게는 비평면 고상 층 또는 제거된 또는 제거될 비평면 고상체 또는 고상 구성요소 또는 비평면 고상 구성요소의 정의된 추가 처리의 함수로서 비평면 고상 층 또는 제거된 또는 제거될 비평면 고상체 또는 고상 구성요소 또는 비평면 고상 구성요소의 변형 사이의 상호 관계를 나타낸다. 그 다음, 간접적으로 또는 직접적으로, 특히 하나 이상의 처리 단계, 특히 재료 장착 또는 적용 단계, 특히 하나 이상의 에피택시 단계 및/또는 하나 이상의 이온 주입 단계 및/또는 하나 이상의 에칭 단계 후에, 고상체로부터 고상 구성요소를 분리하는 단계가 뒤따른다.
분할된 웨이퍼의 재사용
고상체를 제 1 고상체(이는 바람직하게는 레이저 빔이 고상체 내로 도입된 표면을 갖고/갖거나 금속 층 또는 안정화 층 및/또는 전기 구성요소를 갖는다) 및 제 2 고상체 또는 고상 구성요소로 분할한 결과로서, 제 2 고상체 또는 고상 구성요소는 바람직하게 처리된다. 제 2 고상체 또는 고상 구성요소는 바람직하게는 전기 구성요소 및/또는 금속 구조 및/또는 에피택셜 층(들)이 그 위에 생성 또는 배치 또는 형성될 수 있는 방식으로 처리된다. 제 2 고상체 또는 고상 구성요소는 바람직하게는 연삭, 고상체 가장자리 또는 웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 가장자리 공정, 특히 고상체 가장자리 또는 웨이퍼 가장자리를 형성하기 위한 가장자리 공정, 및/또는 화학-기계적 연마 공정을 포함하는 표면 처리를 겪는다. 그 다음, 하나 이상의 층, 특히 금속 층이 배치 또는 형성되고/되거나, 전기 구성요소가 하나 이상의 추가 단계에서 처리된 웨이퍼 또는 고상체 상에 배치 또는 생성된다.
5015-20-DE로부터 다이싱(dicing)
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 방법은 적어도 하나의 고상 층, 특히 얇은 웨이퍼를 분리하기 위해 고상체, 특히 두꺼운 웨이퍼를 제공하는 단계, 고상 층이 고상체로부터 분리되는 제 1 분리 평면을 정의하기 위해 레이저 또는 레이저 빔에 의해 제 1 결함 또는 제 1 변형 그룹을 생성하는 단계를 추가적으로 또는 대안적으로 포함한다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 방법은 추가적으로 또는 대안적으로, 적어도 하나의 제 2 또는 추가의 분리 평면을 정의하기 위해 레이저 또는 레이저 빔에 의해 추가 변형을 생성하거나 제 2 변형 그룹을 생성하는 단계를 포함한다. 제 1 분리 평면과 제 2 분리 평면은 바람직하게는 서로에 대해 경사진, 바람직하게는 직교하는 정렬이다. 응력에의 노출 또는 외력의 도입 결과로서, 고상 층은 바람직하게는 제 1 분리 평면을 따라 나머지 고상체로부터 분리된다. 제거된 고상 층, 특히 그 위에 배치된 추가 층 또는 구조, 특히 전기 구성요소가 있거나 없는 고상 층은 제 2 분리 평면을 따라 분할되어 추가 단계, 특히 하류 단계에서 고상 요소를 개별화한다.
이 방법은 재료의 상당한 손실없이 다수의 상호 직교 평면에서 변형의 생성이 고상 구조 또는 고상 층 구조의 정의된 약화를 생성시키고, 이는 응력에 의해 유도된 균열이 수행되는 의도된 파손 부위를 유리하게 정의하기 때문에 유리하다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 적어도 제 3 그룹 또는 또다른 추가의 그룹의 결함 또는 변형이 레이저 또는 레이저 빔에 의해 생성되어 적어도 하나, 바람직하게는 하나 초과의 제 3 분리 평면을 정의한다. 바람직하게는, 모든 제 3 분리 평면은 제 1 분리 평면에 직교하고 제 2 또는 제 2 분리 평면에 직교하게 정렬된다. 제거 후, 고상 층은 바람직하게는 제 2 분리 평면 및 제 3 분리 평면을 따라 분할 또는 분리되어 고상 요소를 개별화한다. 바람직하게는, 다수의 제 3 분리 평면이 생성되며, 이는 다수의 제 2 분리 평면과 상호 작용하여, 바람직하게는 서로로부터 고상체를 형성하거나 그 일부를 형성하는 개별 고상 요소를 한정하는 그리드 형태로 패턴을 형성한다. 이 실시형태는 그리드 형태의 패턴이 그리드 형태의 의도된 파손 부위를 구성하고, 이를 따라 다수의 개별 고상 요소가 단순하고 정의된 방식으로 서로 분리될 수 있기 때문에 유리하다. 여기서 제 2 분리 평면은 항상 서로 동일한 분리를 갖거나 섹션에서 또는 전체적으로 상이한 분리를 가지는 것이 가능하다. 여기서 제 3 분리 평면은 항상 서로 동일한 분리를 갖거나 섹션에서 또는 전체적으로 상이한 분리를 가지는 것이 가능하다. 그러나, 바람직하게는, 제 2 분리 평면은 항상 서로 동일한 분리를 가지며, 바람직하게는 제 3 분리 평면은 항상 서로 동일한 분리를 갖는다. 바람직하게는, 제 2 분리 평면 사이의 분리는 제 3 분리 평면 사이의 분리보다 크거나 동일하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 고상 층의 분리를 위한 응력은 고상체 상에 배치된 적어도 하나의 수용 층, 특히 중합체 층 상에서 열 응력에 의해 고상체로부터 생성된다. 열 응력은 바람직하게는 수용 층 또는 중합체 층을 주위 온도 이하로, 바람직하게는 10℃ 아래로, 보다 바람직하게는 0℃ 아래로, 보다 바람직하게는 -10℃ 아래로 냉각시키는 것이다. 중합체 층의 냉각은 가장 바람직하게는 PDMS로 바람직하게 이루어지는 중합체 층의 적어도 일부가 유리 전이를 겪는 방식으로 수행된다. 여기서 냉각은 -100℃ 미만으로의 냉각 작업일 수 있으며, 이는 예를 들면 액체 질소에 의해 초래될 수 있다. 이 실시형태는, 중합체 층이 온도 변화의 함수로서 수축되고/되거나 유리 전이를 겪고 그 결과의 힘을 고상체로 전달하며, 이에 의해 기계적 응력이 고상체에서 생성되고 균열의 촉발 및/또는 균열 전파로 이어지면서, 제 1 분리 평면에서 초기에 균열이 확산되어 고상 층을 분할하기 때문에, 유리하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 중합체 층은 제 1 방향 및/또는 제 2 방향으로의 형상 변화를 겪는 방식으로 응력을 받고, 여기서 제 1 방향으로의 형상 변화는 제 2 분리 평면을 따라 서로 고상 요소의 분리를 초래하고, 제 2 방향으로의 형상 변화는 제 3 분리 평면을 따라 서로 고상 요소의 분리를 초래한다. 이 실시형태는, 임의의 경우에 제거된 고상 층 상에 이미 배치되거나 고착된 중합체 층이 고상체로부터 고상 층을 제거하고 제거된 고상 층을 수용하는 역할을 할뿐만 아니라, 고상 요소의 개별화에도 사용되기 때문에 유리하다. 따라서, 이는 뚜렷한 공정 단순화 및 뚜렷한 공정 가속화를 구성하며, 이는 개별적인 고상 요소가 현저히 낮은 비용으로 더 빠르게 제조될 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 제 1 방향 및/또는 제 2 방향으로의 중합체 층의 형상 변화는 기계적 응력 및/또는 열 응력의 결과로서 생성되는 방사상 팽창이다. 따라서, 중합체 층은 바람직하게는 다양한 방식으로 그 형상의 측면에서 변경될 수 있으며, 이는 높은 수준의 공정 유연성을 생성한다. 바람직하게는, 중합체 층은 하나 이상의 방향으로 당겨지거나 압축되고/되거나 구부러진다. 그러나, 추가적으로 또는 대안적으로 중합체 층이 가열되어 팽창되는 것이 고려될 수 있다.
바람직하게는, 제 2 분리 평면을 형성하고/하거나 제 3 분리 평면을 형성하기 위한 변형은 바람직하게는 적어도 부분적으로 제 1 분리 평면 아래 및/또는 분리 평면 위에, 특히 제 1 분리 평면과 레이저 빔이 고상체 내로 침투하여 제 1 분리 평면을 생성하는 표면 사이의 영역에서 생성되거나 도입된다. 바람직하게는, 제 2 분리 평면 및 임의의 제 3 분리 평면은 제 1 분리 평면에 직교하게 연장된다. 따라서, 보다 바람직하게는, 제거될 고상 층의 바람직하게는 노출된 표면으로부터 또는 레이저 빔이 고상체 내로 침투한 표면으로부터 상이한 거리에서 변형이 생성되어 제 1 분리 평면을 생성한다. 여기서 "부분적으로 아래에"라는 의미는, 제 2 및 임의의 제 3 분리 평면을 형성하기 위한 변형이 주로 제 1 분리 평면 위에 생성되거나, 또는 이 영역에서 보다 바람직하게는 분리 평면 아래보다 적어도 2 배 또는 적어도 3 배 또는 적어도 5 배 많은 변형을 갖는다는 것이다. 분리의 제 2 및/또는 제 3 평면에서의 변형은 바람직하게는 제 1 분리 평면 아래 최대 200 ㎛, 특히 최대 100 ㎛ 또는 최대 75 ㎛ 또는 최대 50 ㎛ 또는 최대 25 ㎛ 또는 최대 10 ㎛ 또는 최대 5 ㎛에 생성될 수 있다. 제 2 및/또는 제 3 분리 평면에서의 변형은 바람직하게는 제 1 평면 아래 적어도 1 ㎛ 또는 적어도 5 ㎛ 또는 적어도 10 ㎛ 또는 적어도 15 ㎛ 또는 적어도 25 ㎛ 또는 적어도 50 ㎛에서 생성될 수 있다.
5015-71-DE로부터 가압
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 방법은 표면 상에 응력 생성 층 또는 수용 층을 가압하기 위해 적어도 하나의 소정 비율의 응력 생성 층 또는 수용 층 상에 가압 장치의 적어도 하나의 가압 요소를 가압하는 단계를 추가적으로 또는 대안적으로 포함한다. 도너 기판 또는 고상체로부터 고상 슬라이스 또는 고상 층을 분리하는 단계는 본원에서 응력 생성 층상의 열 응력에 의해 바람직하게 수행된다. 이는 바람직하게는 도너 기판에서 기계적 응력을 생성한다. 기계적 응력은 고상 슬라이스 또는 고상 층의 분리를 위한 균열을 일으킨다. 가압 요소는 바람직하게는 응력 생성 층상의 열 응력 동안 응력 생성 층 상에 가압된다. 이것의 효과는 바람직하게는 균열 전파 속도의 감소가 달성된다는 것이다.
이러한 해법은, 추가의 힘이 응력 생성 층에 의해 생성된 기계적 응력에 대항할 때 균열이 원하는 분리 영역 또는 원하는 분리 평면 또는 원하는 분리 윤곽을 따라 명확하게 보다 정확하게 진행된다는 것이 인식되었기 때문에 유리하다. 이는 수직 균열 구성요소가 가압에 의해 감소되거나 억제된다는 사실에 기인한다. 이는 평면으로부터 또는 분리 평면으로부터 균열의 이탈이 감소되고, 이에 따라 그 결과는 명확히 보다 평면적 균열 진행이며, 이는 전반적인 이익/수율/출력을 증가시키고/시키거나 레이저 변형 또는 레이저 노출의 수를 감소시킬 수 있다. 다시 말해서, 동일하거나 유사한 레이저 노출로, 재료 손실이 감소되거나 레이저 처리 시간 또는 레이저 이용이 출력 변화 없이 감소될 수 있다. 이러한 해법은 또한, 분할 공정, 즉 열 처리의 시작으로부터 웨이퍼 또는 고상 웨이퍼의 완전한 분리까지의 기간이 상당히 감소될 수 있기 때문에 유리하다. 이것은 열 커플링의 뚜렷한 개선에서 기인한다. 뚜렷히 개선된 열 커플링은 바람직하게는 가압 요소를 통한 도너 기판상의 열 응력으로부터 기인한다. 가압 요소는 바람직하게는 열을 방출하거나 도너 기판 및/또는 수용 층, 특히 중합체 층을 냉각시키기 위해 마찬가지로 사용된다. 분할 공정 시간은 10 분 초과에서 1 분 미만으로 단축되거나 현저하게 감소될 수 있다. 단축된 분할공정 시간은 라인 제어, 특히 레이저 노출, 도너 기판 상의수용 층의 배치 또는 라미네이팅으로 이루어지는 후속 처리의 뚜렷한 개선, 제거의 결과로서 생성되거나 노출된 표면의 분할 공정 및 표면 처리, 특히 연삭의 성능 때문에 추가적으로 유리하다.
본 발명의 해법은, 전자 구성요소가 도너 기판 상에 배치 또는 생성될 수 있고, 고상 층 또는 웨이퍼의 변형에 의해 분할시 손상되지 않거나, 손상의 위험이 상당히 감소될 수 있기 때문에 유리하다. 따라서, 제거에서 고상 층 또는 웨이퍼의 굽힘이 감소되고, 특히 완전히 회피된다. 즉, 고상 층 또는 웨이퍼는 바람직하게는 20° 미만 또는 15° 미만 또는 10° 미만 또는 5° 미만 또는 1° 미만 또는 0.5° 미만만큼 구부러진다. 바람직하게는, 적어도 가압 수단에 노출된 영역 또는 구성요소에서 웨이퍼 또는 고상 층의 굽힘은 바람직하게는 20° 미만 또는 15° 미만 또는 10° 미만 또는 5° 미만 또는 1° 미만 또는 0.5° 미만으로 제한된다.
응력 생성 층은 열 응력의 결과로서 수축되며, 그 결과 인장력이 응력 생성 층에 의해 도너 기판에 도입된다. 가해진 압력은 인장력에 대항하여 힘 피크를 감소시키고 균열이 뚜렷하게 더 정의된 방식으로 전파되도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 가압 요소의 적어도 섹션은 가압 동안 응력 생성 층과 2 차원 접촉된다. 바람직하게는, 가압 요소는, 제거 후 고상 층의 일부인, 축 방향으로 도너 기판과 접경하는 표면의 20% 초과 또는 30% 초과 또는 50% 초과 또는 75% 초과 또는 90% 초과 또는 전체를 커버한다. 바람직하게는, 여기서 가압 요소는 이 표면 상에 배치되거나 생성된 응력 생성 층과 맞닿는다. 바람직하게는, 여기서 가압 요소는, 축 방향으로 도너 기판을 커버하는 응력 생성 층의 표면적의 20% 초과 또는 30% 초과 또는 50% 초과 또는 75% 초과 또는 90% 초과와 접촉하고 있다.
본 발명의 추가의 실시형태에서, 적어도 하나의 가압 요소는 가장자리 영역에서 압력을 생성하며, 여기서 가장자리 영역은 바람직하게는 도너 기판 상에 배치된 응력 생성 층의 방사상 방향으로 표면의 중심으로부터 가장 멀거나 또는 가장자리에 가장 가까운 외측 5% 또는 10% 또는 15% 또는 20% 또는 30% 또는 40% 또는 50% 또는 60% 또는 70% 또는 80%을 포함하고/하거나, 적어도 하나의 가압 요소는 중심 영역에서 압력을 생성하며, 여기서 중심 영역은 바람직하게는 도너 기판 상에 방사상 방향으로 배치된 응력 생성 층의 표면의 중심에 가장 가깝거나 또는 중심을 향해 연장하는 내측 5% 또는 10% 또는 15% 또는 20% 또는 30% 또는 40% 또는 50% 또는 60% 또는 70% 또는 80%를 포함하거나, 또는 적어도 하나의 가압 요소는 응력 생성 층이 배치된 도너 기판의 표면적의 전체 2 차원 비율에 걸쳐 압력을 생성한다. 이 실시형태는 균열 전파에 영향을 미치는 압력이 필요에 따라 적용될 수 있기 때문에 유리하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 가압 요소는 기판 직경에 따라 10 N 이상, 특히 100 N 내지 3000 N 또는 3000 N 내지 10,000 N 또는 최대 100 kN의 압축력을 응력 생성 층에 가한다.
이러한 해법은, 첫째, 응력 생성 층에 의해 생성된 힘이 제어된 방식으로 대항될 수 있고, 둘째, 그럼에도 불구하고 균열 전파 및 균열 촉발이 가능하기 때문에 유리하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 가압 요소는 바람직하게는 이동 가능하도록 배치되고, 바람직하게는 응력 생성 층에 의한 응력 생성 층상의 열 응력의 결과로서 도너 기판에 대해 편향되거나, 또는 기판은 이동 가능하도록 배치되고, 응력 생성 층에 의한 응력 생성 층상의 열 응력의 결과로서 가압 요소에 대해 편향된다. 가압 요소 및/또는 도너 기판은 바람직하게는 도너 기판의 축 방향으로 편향 및/또는 이동 가능하다. 본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 가압 요소는 단지 미리 정의된 최소 힘이 초과되면 편향된다. 이 실시형태는 미리 정의된 최소 힘이 생성하는 힘 피크가 감소되어야 하는 정도를 매우 정확하게 조정할 수 있게 하므로 유리하다.
추가의 바람직한 실시형태에서, 다수의 가압 요소가 제공되며, 여기서 개별 가압 요소는 국부적으로 상이한 압력을 적용하고/하거나 상이한 형상 및/또는 접촉 면적 치수를 갖고/갖거나 상이한 정도로 편향 가능하고/하거나 상이한 힘으로 편향 가능하다. 이 실시형태는 가압의 최적 조정을 위해 다수의 파라미터가 사용될 수 있기 때문에 유리하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 가압 요소 또는 가압 요소들은 응력 생성 층에 대해 가압되어 미리 정의된 접촉 압력 프로파일을 생성할 수 있으며, 여기서 접촉 압력 프로파일은 적어도 부분적으로 도너 기판의 축 방향 중심까지의 압력 적용의 거리 및/또는 균열 전파 속도 및/또는 열 응력 및/또는 도너 기판의 재료 및/또는 특히 레이저 빔에 의한 도너 기판의 컨디셔닝에 의존한다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 가압 요소는 각 경우에 응력 생성 층에 10 N 이상, 특히 100 N 내지 3000 N, 또는 3000 N 내지 10,000 N, 또는 최대 100 kN의 압축력을 가한다. 바람직하게는, 동시에 사용되는 2개의 가압 요소의 경우에, 가압은 최대 또는 적어도 0.1, 또는 최대 또는 적어도 0.3, 또는 최대 또는 적어도 0.5, 또는 최대 또는 적어도 0.75, 또는 최대 또는 적어도 1.5, 또는 최대 또는 적어도 2, 또는 최대 또는 적어도 5, 또는 최대 또는 적어도 10, 또는 최대 또는 적어도 20만큼 상이할 수 있다. 따라서, 가압 요소는 사전 정의된 최소 힘이 초과될 때까지 편향되지 않는다. 이 실시형태는 미리 정의된 최소 힘이 생성하는 힘 피크가 개별 가압 요소에 의해 감소되어야 하는 정도를 매우 정밀하게 조절할 수 있게 하기 때문에 유리하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 방법은 다음 단계들 중 하나 이상을 추가적으로 또는 대안적으로 포함한다: 도너 기판과 축 방향으로 접경하는 도너 기판의 표면, 특히 평면 표면 상에 응력 생성 층을 생성 또는 배치하는 단계. 제거 동안 응력 생성 층과 접촉하기 위해 응력 생성 층으로부터 미리 결정된 거리 또는 분리 영역으로부터 미리 결정된 거리에 가압 장치의 가압 요소를 배치하는 단계. 응력 생성 층상의 열 응력에 의해 도너 기판으로부터 고상 층을 제거하는 단계. 이는 바람직하게는 도너 기판에서 기계적 응력을 생성한다. 바람직하게는, 기계적 응력은 고상 층의 비율을 편향시킨다. 바람직하게는, 이것은 고상 층을 제거하기 위해 균열을 야기한다. 이는 바람직하게는 가압 요소의 방향으로의 응력 생성 층 및 그것의 가압 요소에 대한 가압으로 인해 적어도 고상 층의 제거된 비율의 편향을 초래한다. 바람직하게는, 가압 요소는 고상 층의 최대 편향을 제한한다.
바람직하게는, 가압 요소의 접촉면은, 도너 기판의 축방향 중심과 도너 기판의(방사상) 원주면 사이의 최단 거리보다 낮은 응력 생성 층의 표면으로부터 축 방향으로 거리를 두고 배치된다. 바람직하게는, 그 거리는, 도너 기판의 축방향 중심과 도너 기판의(방사상) 원주면 사이의 최단 거리의 길이의 0.001 배 내지 0.9 배, 특히 0.001 배 내지 0.5 배, 또는 0.001 배 내지 0.1 배이다. 보다 바람직하게는, 가압 요소의 접촉면과 응력 생성 층의 표면 사이의 거리는 5 cm 미만, 특히 2 cm 미만 또는 1 cm 미만 또는 0.5 cm 미만 또는 0.1 cm 미만이다.
적어도 부분적으로 처리된 웨이퍼(전자 장치의 전구체)의 제거에서, 표면의 굽힘이 회피되는 것이 유리할 수 있다. 도너 기판의 처리된 표면 또는 처리된 층, 특히 디바이스 층은, 중합체 또는 수용 층이 다른 도너 기판 표면 상에 배치되고 중합체 또는 수용 층이 처리된 층 상에 배치되지 않는다면, 단지 약간의 정도로 구부러지는 것이 특히 유리하다. 따라서, 수용 층 또는 중합체 층은 적어도 도너 기판으로부터 제거된 다수의 고상 층 또는 웨이퍼에서 처리된 층으로부터 최소 거리에서 가열되며, 여기서 최소 거리는 바람직하게는 수용 층 또는 중합체 층의 두께의 다수, 특히 적어도 두 배 또는 적어도 5 배 또는 적어도 10 배 또는 적어도 20 배이다. 이는 처리된 층 상의 열 응력이 상당히 감소되기 때문에 유리하다.
추가의 처리를 위해 생성된 얇은 구성요소 웨이퍼 또는 처리된 층을 이송 웨이퍼에 직접 본딩(bonding)하는 것이 또한 유리할 수 있다(차례로, 이 이송 웨이퍼는 추가 안정화를 위해 예를 들면 유지 장치에 의해 유지될 수 있다). 여기서 본딩은 직접 본딩에 의해 또는 본딩 테이프에 의해 일시적으로 수행되며, 여기서 본딩은 예를 들면 방사선, 특히 UV 방사선 또는 열, 특히 20℃ 초과 또는 50℃ 초과 또는 100℃ 초과, 특히 최대 110℃ 또는 최대 200℃ 또는 최대 500℃의 온도, 또는 대안적인 처리에 의해 해제될 수 있다. 이러한 해법은 바람직하게는 전술한 실시형태들 중 개별 또는 모두, 특히 청구항 1에 관한 바람직한 실시형태와 조합될 수 있다.
처음에 언급된 목적은 마찬가지로 도너 기판으로부터 고상 웨이퍼를 분리하기 위한 플랜트에 의해 달성된다. 이 플랜트는 바람직하게는 도너 기판 내에 변형을 생성하여 제거 균열을 수행하기 위한 분리 영역을 형성하는 적어도 하나의 레이저 장치, 도너 기판에 적용된 응력 생성 층을 냉각하여 제거 균열을 촉발하는 온도 제어 장치, 제거 균열의 전파 동안 도너 기판 상에 배치된 응력 생성 층을 가압하기 위한 적어도 하나의 가압 요소를 갖는 가압 장치를 포함한다. 따라서, 수직 균열 구성요소가 억제되는 것이 바람직하다. 이는 평면으로부터 균열의 이탈을 감소시키며, 이는 더 높은 수율을 초래하고/하거나 더 적은 레이저 노출을 필요로 한다. 또한, 힘의 적용은 뚜렷히 더 양호한 열 커플링의 효과를 가져, 분할 시간이 뚜렷히 감소된다. 감소된 분할 시간은, 이러한 힘의 적용이 없이는 분할당 10분 초과이었고 힘의 적용을 통해서는 1분 미만이기 때문에 다른 공정과 더 양호한 동기화를 가능하게 한다. 따라서, 전체적으로, 다음 처리 단계들 중 2개 이상을 포함하는 라인 제어의 뚜렷한 개선이 가능하다: 레이저에 의해 고상체 또는 도너 기판 내에 변형을 생성하는 단계, 및/또는 중합체 필름을 도너 기판에 특히 라미네이팅 장치에 의해 적용하는 단계, 및/또는 도너 기판 내로의 외력의 도입의 결과로서 변형에 의해 생성된 분리 평면을 따라 또는 분리 영역에서 도너 기판을 특히 냉각 장치 또는 초음파 장치에 의해 분할하는 단계, 및/또는 분할에 의해 노출된 남는 잔류 도너 기판의 표면에 대해 특히 연삭기(grinder)와 같은 재료-제거 처리 장치에 의해 표면 처리 또는 표면 가공 작업, 및/또는 특히 에칭에 의한 화학적 표면 처리를 수행하는 단계.
따라서, 본 발명의 해법은 힘의 적용이 제거된 또는 제거될 고상체의 굽힘을 최소로 감소시키거나 그것을 완전히 방지한다는 점에서 유리하다. 이는 또한, 반제품 또는 완성된 기능성 구성요소, 특히 디바이스, 예를 들면 트랜지스터, 레지스터 또는 프로세서가 배치되거나 생성되는 도너 기판으로부터 고상 층, 특히 복합 구조물의 분할을 가능하게 한다. 또한 중간 평면(디바이스 평면)에서 더 높은 온도가 가능하여 디바이스의 손상 위험이 감소된다. 따라서, 공정의 상당한 개선이 MEMS 및/또는 복합 웨이퍼 처리에 제공된다.
가압 요소는 응력 생성 층의 표면과 접촉하기 위한 접촉 표면을 갖는다. 온도 제어 장치는 바람직하게는 냉각 장치, 특히 적어도 하나 또는 정확히 하나의 기능성 유체, 특히 액체 질소 또는 분무된 질소를 제공하기 위한 장치이다.적어도 하나의 가압 요소에는 가열 요소가 제공되어 있다.
"본질적으로"라는 단어의 사용은 바람직하게는, 이들 단어가 본 발명의 맥락에서 사용되는 모든 경우에, 이 단어를 사용하지 않고 주어질 규정으로부터 1% 내지 30%, 특히 1% 내지 20%, 특히 1 내지 10%, 특히 1% 내지 5%, 특히 1% 내지 2% 범위의 편차를 의미한다. 이하에서 설명되는 도면들의 개별 또는 모든 표현은 바람직하게는 구성 도면, 즉, 본 발명의 장치 또는 본 발명의 제품의 치수, 비율, 기능적 관계 및/또는 배열에 바람직하게는 정확히 또는 바람직하게는 본질적으로 도면(들)로부터 초래되는 치수, 비율, 기능적 관계 및/또는 배열에 대응하는 구성 도면으로 간주되어야 한다. 본 발명의 추가의 장점, 목적 및 특성은 본 발명의 장치가 예로서 상세히 설명되어 있는 첨부된 도면에 대한 설명에 의해 설명된다. 도면에서 그 기능 측면에서 적어도 본질적으로 대응하는 본 발명의 장치 및 공정의 요소들은 모든 도면에서 이들 구성요소들 또는 요소들의 번호 또는 설명에 대한 필요없이 동일한 참조 부호에 의해 확인될 수 있다. 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 순수하게 예시로서 이하에서 설명된다.
도면은 예시로서 다음을 나타낸다:
도 1은 생성된 세로 축 및 레이저 기록 라인에 대해 90° 이외의 각도로 정렬된 결정 격자 평면을 갖는 도너 기판을 도시한다.
도 2는 생성된 세로 축 및 레이저 기록 라인에 대해 90° 이외의 각도로 정렬된 결정 격자 표면을 갖는 추가의 도너 기판을 도시하며, 여기서 레이저 기록 라인 또는 선형 디자인의 정렬은 평면에 의해 정의된다.
도 3은 선형 디자인의 변형이 다수의 상이한 결정 격자 표면과 교차하는 것을 도시한다.
도 4는 변형에 의해 형성된 2개의 라인의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 5a 내지 5d는 본 발명의 방법에서 냉각에 바람직하게 사용할 수 있는 다양한 냉각 장치를 도시한다.
도 6a 내지 6c는 변형들 사이의 균열 전파에 대한 3 가지 다른 개략적 예를 도시한다.
도 7은 다른 기능을 생성시키는 다르게 배향된 변형 라인을 도시한다.
도 8 쇼트키 다이오드의 예를 도시한다.
도 9는 MOSFET의 예를 도시한다.
도 10a 내지 10b는 가장자리로부터 고상체의 내부로 연장되는 함몰부의 생성을 도시하며, 여기서 함몰부는 바람직하게는 변형 9에 의해 정의된 분리 평면을 따라 연장된다.
도 11은 본 발명의 고상 웨이퍼 제조 또는 고상 층 제조 과정에서의 가장자리 처리의 제 1 예를 도시한다.
도 12는 본 발명의 고상 웨이퍼 제조 또는 고상 층 제조 과정에서의 가장자리 처리의 예를 도시한다.
도 13은 본 발명의 고상 웨이퍼 제조 또는 고상 층 제조 과정에서의 가장자리 처리의 추가의 예를 도시한다.
도 14a 및 14b는 특히 변형이 레이저 빔에 의해 생성 때 고상체에서 변형의 생성의 어려움을 설명하는 다이어그램을 도시한다.
도 15는 다양한 레이저 빔 각도를 보여주는 다이어그램을 도시한다.
도 16a 및 16b는 변형 생성 단계의 다이어그램 및 생성된 변형의 개략적 다이어그램을 도시한다.
도 17a 및 17b는 변형 생성 단계의 2개의 다이어그램을 도시한다.
도 18은 수차 조정에 의한 변형 생성을 도시한다.
도 19는 응력 생성 층에 의해 커버되거나 마스킹되거나 밀폐되는 함몰부를 갖는 고상체의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 20a 내지 20d는 본 발명의 고상 웨이퍼 제조 과정에서의 가장자리 처리의 추가의 예를 도시한다.
도 21a 내지 21f는 본 발명의 처리 절차를 도시한다.
도 22a 내지 22b는 본 발명에 따라 제공될 수 있는 고상체 배열의 2 가지 개략적인 예를 도시한다.
도 23a 내지 23i는 본 발명의 고상 배열 또는 본 발명의 방법에서 생성될 수 있는 고상 배열의 추가의 개략적 예를 중간체로서 도시한다.
도 24는 4HSiC에 대한 슬립 평면을 갖는 결정 격자의 예를 도시한다.
도 25a는 Si에 대한 슬립 평면(110)을 갖는 결정 격자의 예를 도시한다.
도 25b는 Si에 대한 슬립 평면(100)을 갖는 결정 격자의 예를 도시한다.
도 25c는 Si에 대한 슬립 평면(111)을 갖는 결정 격자의 예를 도시한다.
도 26a 내지 27a는 도너 기판이 회전 장치에 의해 레이저 장치 아래로 이동 될 때 결정 평면의 단부에 대한 선형 디자인의 기울기 변화를 도시한다.
도 27b는 예시적인 회전 장치의 평면도를 도시한다.
도 27c는 처리 플랜트의 측면도로서, 처리 플랜트가 바람직하게는 선형 방식으로 이동 가능한 레이저 요소 및 그 위에 배치된 다수의 도너 기판을 갖는 회전 장치를 가지는 것을 도시한다.
도 28a는 3 차원 균열 진행 층의 생성을 도시한다.
도 28b는 3 차원 고상체의 생성을 위한 추가의 균열 진행 층의 생성을 도시한다.
도 29a는 고상체에서 결함을 생성하기 위한 개략적인 구성을 도시한다.
도 29b는 고상체로부터 고상 층을 제거하기 전의 층 배열의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 29c는 고상체로부터 고상 층을 제거한 후의 층 배열의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 30a는 레이저 방사선에 의한 결함 생성에 대한 개략적 형태로 도시된 제 1 변형예를 도시한다.
도 30b는 레이저 방사선에 의한 결함 생성에 대한 개략적인 형태로 도시된 제 2 변형예를 도시한다.
도 31a는 본 발명의 비평면 웨이퍼의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 31b는 그 위에 코팅이 배치되거나 생성된 본 발명의 비평면 웨이퍼의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 31c는 정의된 열처리 후 본 발명의 다층 배열의 바람직한 형태의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 32는 본 발명의 레이저 노출 장치의 예를 도시한다.
도 33a는 본 발명의 장치의 예를 도시한다.
도 33b는 고상체 상에 배치된 중합체 층을 기능성 유체에 노출시키는 것을 도시한다.
도 34a는 고상체의 표면 프로파일 및 이 표면 프로파일의 굴절률의 예시적인 다이어그램을 도시한다.
도 34b 표면 프로파일의 다수의 다이어그램을 도시한다.
도 35a는 레이저 헤드의 디폴트 위치로부터의 변화의 다중 다이어그램을 도시한다.
도 35b는 상이한 변형 분포의 프로파일을 나타내는 2개의 진행을 도시한다.
도 36a는 본 발명에 따라, 특히 본 발명의 장치의 일부로서 바람직하게 사용되는 라만 기구의 개략적인 구성을 도시한다.
도 36b는 SiC의 격자 진동의 다양한 예시적인 진동 상태를 도시한다.
도 37a 및 37b는 고상체에서 도펀트 농도를 보여주는 2개의 그래프를 도시한다.
도 38a는 본 발명의 피드-포워드(feed-forward)공정을 도시한다.
도 38b는 본 발명의 피드백 공정을 도시한다.
도 39는 분리 평면의 개략적인 다이어그램의 예를 도시한다.
도 40a는 고상체의 개략적인 평면도 및 측면도를 도시한다.
도 40b는 도 40a의 다이어그램 및 제 1 분리 평면의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 41은 분리 평면을 정의하는 결함의 추가 배열의 개략도를 도시한다.
도 42a는 다수의 제 2 분리 평면의 형성의 개략적인 예를 도시한다.
도 42b는 제 2 분리 평면 및 제 3 분리 평면의 형성에 관한 다른 개략적인 예를 도시한다.
도 43은 중합체 층 상에 배치된 2개의 분리 평면을 갖는 고상 층을 도시한다.
도 44a는 고상 요소로 분리되기 전의 고상 층을 도시한다.
도 44b는 고상 요소로 분할된 후의 고상 층을 도시한다.
도 45a는 가압 장치에 의해 응력 생성 층이 제공된 도너 기판의 가압 장치의 개략도를 도시한다.
도 45b는 도 45b에 따른 배열의 개략도를 도시하며, 여기서 도너 기판은 그 내부에서 레이저 빔에 의해 변형되어 있다.
도 46은 제거된 고상 층 구성요소의 편향 이동을 한정하기 위한 장치의 개략도를 도시한다.
도 47a 내지 47c는 다수의 가압 요소를 갖는 가압 장치의 개략도를 도시한다.
도 48a는 상이한 압력으로 응력 생성 층의 상이한 표면 구성요소를 가압하기 위한 장치의 개략도를 도시한다.
도 48b는 상이한 압력으로 응력 생성 층의 상이한 표면 구성요소를 가압하고 고상 웨이퍼의 편향 운동을 제한하기 위한 장치의 개략도를 도시한다.
도 48c는 도 48b에 도시된 장치의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 49는 모든 고상 층이 동일한 직경을 갖는 다수의 고상 층을 제거하기 위한 두꺼운 웨이퍼의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 50은 모든 고상 층이 상이한 직경을 갖는 다수의 고상 층을 제거하기 위한 두꺼운 웨이퍼의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 51a 내지 51d는 직경이 상이한 다수의 웨이퍼의 여러가지 다이어그램을 도시한다.
도 52는 금속 코팅된 표면을 통해 레이저 빔이 고상체로 도입될 수 있게 하는 기능을 도시한다.
도 53은 변형을 생성하는 동안 기록 경로의 2개의 바람직한 예를 도시한다.
도 54a 내지 54b는 초점 위치에 대한 구성요소, 임플란트 영역, 도펀트, 에칭된 트렌치 등의 효과를 설명하기 위한 예를 도시한다.
도 55 내지 56은 초점의 위치에 대한 구성요소, 임플란트 영역, 도펀트, 에칭된 트렌치 등의 효과를 설명하기 위한 추가 예를 도시한다.
도 57은 가우스 빔 프로파일 및 비-가우스 빔 프로파일의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 58은 고상체의 내부에서 레이저 빔에 의한 변형을 생성하기 위한 접합부의 다이어그램을 도시하며, 여기서 변형은 전면 공정(front-side process)에서 생성된다.
도 59는 고상체의 내부에서 레이저 빔에 의한 변형을 생성하기 위한 접합부의 다이어그램을 도시하며, 여기서 변형은 후면 공정(back-side process)에서 생성된다.
도 1은 생성된 세로 축 및 레이저 기록 라인에 대해 90° 이외의 각도로 정렬된 결정 격자 평면을 갖는 도너 기판을 도시한다.
도 2는 생성된 세로 축 및 레이저 기록 라인에 대해 90° 이외의 각도로 정렬된 결정 격자 표면을 갖는 추가의 도너 기판을 도시하며, 여기서 레이저 기록 라인 또는 선형 디자인의 정렬은 평면에 의해 정의된다.
도 3은 선형 디자인의 변형이 다수의 상이한 결정 격자 표면과 교차하는 것을 도시한다.
도 4는 변형에 의해 형성된 2개의 라인의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 5a 내지 5d는 본 발명의 방법에서 냉각에 바람직하게 사용할 수 있는 다양한 냉각 장치를 도시한다.
도 6a 내지 6c는 변형들 사이의 균열 전파에 대한 3 가지 다른 개략적 예를 도시한다.
도 7은 다른 기능을 생성시키는 다르게 배향된 변형 라인을 도시한다.
도 8 쇼트키 다이오드의 예를 도시한다.
도 9는 MOSFET의 예를 도시한다.
도 10a 내지 10b는 가장자리로부터 고상체의 내부로 연장되는 함몰부의 생성을 도시하며, 여기서 함몰부는 바람직하게는 변형 9에 의해 정의된 분리 평면을 따라 연장된다.
도 11은 본 발명의 고상 웨이퍼 제조 또는 고상 층 제조 과정에서의 가장자리 처리의 제 1 예를 도시한다.
도 12는 본 발명의 고상 웨이퍼 제조 또는 고상 층 제조 과정에서의 가장자리 처리의 예를 도시한다.
도 13은 본 발명의 고상 웨이퍼 제조 또는 고상 층 제조 과정에서의 가장자리 처리의 추가의 예를 도시한다.
도 14a 및 14b는 특히 변형이 레이저 빔에 의해 생성 때 고상체에서 변형의 생성의 어려움을 설명하는 다이어그램을 도시한다.
도 15는 다양한 레이저 빔 각도를 보여주는 다이어그램을 도시한다.
도 16a 및 16b는 변형 생성 단계의 다이어그램 및 생성된 변형의 개략적 다이어그램을 도시한다.
도 17a 및 17b는 변형 생성 단계의 2개의 다이어그램을 도시한다.
도 18은 수차 조정에 의한 변형 생성을 도시한다.
도 19는 응력 생성 층에 의해 커버되거나 마스킹되거나 밀폐되는 함몰부를 갖는 고상체의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 20a 내지 20d는 본 발명의 고상 웨이퍼 제조 과정에서의 가장자리 처리의 추가의 예를 도시한다.
도 21a 내지 21f는 본 발명의 처리 절차를 도시한다.
도 22a 내지 22b는 본 발명에 따라 제공될 수 있는 고상체 배열의 2 가지 개략적인 예를 도시한다.
도 23a 내지 23i는 본 발명의 고상 배열 또는 본 발명의 방법에서 생성될 수 있는 고상 배열의 추가의 개략적 예를 중간체로서 도시한다.
도 24는 4HSiC에 대한 슬립 평면을 갖는 결정 격자의 예를 도시한다.
도 25a는 Si에 대한 슬립 평면(110)을 갖는 결정 격자의 예를 도시한다.
도 25b는 Si에 대한 슬립 평면(100)을 갖는 결정 격자의 예를 도시한다.
도 25c는 Si에 대한 슬립 평면(111)을 갖는 결정 격자의 예를 도시한다.
도 26a 내지 27a는 도너 기판이 회전 장치에 의해 레이저 장치 아래로 이동 될 때 결정 평면의 단부에 대한 선형 디자인의 기울기 변화를 도시한다.
도 27b는 예시적인 회전 장치의 평면도를 도시한다.
도 27c는 처리 플랜트의 측면도로서, 처리 플랜트가 바람직하게는 선형 방식으로 이동 가능한 레이저 요소 및 그 위에 배치된 다수의 도너 기판을 갖는 회전 장치를 가지는 것을 도시한다.
도 28a는 3 차원 균열 진행 층의 생성을 도시한다.
도 28b는 3 차원 고상체의 생성을 위한 추가의 균열 진행 층의 생성을 도시한다.
도 29a는 고상체에서 결함을 생성하기 위한 개략적인 구성을 도시한다.
도 29b는 고상체로부터 고상 층을 제거하기 전의 층 배열의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 29c는 고상체로부터 고상 층을 제거한 후의 층 배열의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 30a는 레이저 방사선에 의한 결함 생성에 대한 개략적 형태로 도시된 제 1 변형예를 도시한다.
도 30b는 레이저 방사선에 의한 결함 생성에 대한 개략적인 형태로 도시된 제 2 변형예를 도시한다.
도 31a는 본 발명의 비평면 웨이퍼의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 31b는 그 위에 코팅이 배치되거나 생성된 본 발명의 비평면 웨이퍼의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 31c는 정의된 열처리 후 본 발명의 다층 배열의 바람직한 형태의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 32는 본 발명의 레이저 노출 장치의 예를 도시한다.
도 33a는 본 발명의 장치의 예를 도시한다.
도 33b는 고상체 상에 배치된 중합체 층을 기능성 유체에 노출시키는 것을 도시한다.
도 34a는 고상체의 표면 프로파일 및 이 표면 프로파일의 굴절률의 예시적인 다이어그램을 도시한다.
도 34b 표면 프로파일의 다수의 다이어그램을 도시한다.
도 35a는 레이저 헤드의 디폴트 위치로부터의 변화의 다중 다이어그램을 도시한다.
도 35b는 상이한 변형 분포의 프로파일을 나타내는 2개의 진행을 도시한다.
도 36a는 본 발명에 따라, 특히 본 발명의 장치의 일부로서 바람직하게 사용되는 라만 기구의 개략적인 구성을 도시한다.
도 36b는 SiC의 격자 진동의 다양한 예시적인 진동 상태를 도시한다.
도 37a 및 37b는 고상체에서 도펀트 농도를 보여주는 2개의 그래프를 도시한다.
도 38a는 본 발명의 피드-포워드(feed-forward)공정을 도시한다.
도 38b는 본 발명의 피드백 공정을 도시한다.
도 39는 분리 평면의 개략적인 다이어그램의 예를 도시한다.
도 40a는 고상체의 개략적인 평면도 및 측면도를 도시한다.
도 40b는 도 40a의 다이어그램 및 제 1 분리 평면의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 41은 분리 평면을 정의하는 결함의 추가 배열의 개략도를 도시한다.
도 42a는 다수의 제 2 분리 평면의 형성의 개략적인 예를 도시한다.
도 42b는 제 2 분리 평면 및 제 3 분리 평면의 형성에 관한 다른 개략적인 예를 도시한다.
도 43은 중합체 층 상에 배치된 2개의 분리 평면을 갖는 고상 층을 도시한다.
도 44a는 고상 요소로 분리되기 전의 고상 층을 도시한다.
도 44b는 고상 요소로 분할된 후의 고상 층을 도시한다.
도 45a는 가압 장치에 의해 응력 생성 층이 제공된 도너 기판의 가압 장치의 개략도를 도시한다.
도 45b는 도 45b에 따른 배열의 개략도를 도시하며, 여기서 도너 기판은 그 내부에서 레이저 빔에 의해 변형되어 있다.
도 46은 제거된 고상 층 구성요소의 편향 이동을 한정하기 위한 장치의 개략도를 도시한다.
도 47a 내지 47c는 다수의 가압 요소를 갖는 가압 장치의 개략도를 도시한다.
도 48a는 상이한 압력으로 응력 생성 층의 상이한 표면 구성요소를 가압하기 위한 장치의 개략도를 도시한다.
도 48b는 상이한 압력으로 응력 생성 층의 상이한 표면 구성요소를 가압하고 고상 웨이퍼의 편향 운동을 제한하기 위한 장치의 개략도를 도시한다.
도 48c는 도 48b에 도시된 장치의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 49는 모든 고상 층이 동일한 직경을 갖는 다수의 고상 층을 제거하기 위한 두꺼운 웨이퍼의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 50은 모든 고상 층이 상이한 직경을 갖는 다수의 고상 층을 제거하기 위한 두꺼운 웨이퍼의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 51a 내지 51d는 직경이 상이한 다수의 웨이퍼의 여러가지 다이어그램을 도시한다.
도 52는 금속 코팅된 표면을 통해 레이저 빔이 고상체로 도입될 수 있게 하는 기능을 도시한다.
도 53은 변형을 생성하는 동안 기록 경로의 2개의 바람직한 예를 도시한다.
도 54a 내지 54b는 초점 위치에 대한 구성요소, 임플란트 영역, 도펀트, 에칭된 트렌치 등의 효과를 설명하기 위한 예를 도시한다.
도 55 내지 56은 초점의 위치에 대한 구성요소, 임플란트 영역, 도펀트, 에칭된 트렌치 등의 효과를 설명하기 위한 추가 예를 도시한다.
도 57은 가우스 빔 프로파일 및 비-가우스 빔 프로파일의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 58은 고상체의 내부에서 레이저 빔에 의한 변형을 생성하기 위한 접합부의 다이어그램을 도시하며, 여기서 변형은 전면 공정(front-side process)에서 생성된다.
도 59는 고상체의 내부에서 레이저 빔에 의한 변형을 생성하기 위한 접합부의 다이어그램을 도시하며, 여기서 변형은 후면 공정(back-side process)에서 생성된다.
도 1은 적어도 하나의 레이저 초점의 영역에서 고상체(1)의 재료 특성을 변경시키기 위해 레이저로부터의 레이저 방사선(14)(도 7c 참조)이 주 표면(8)을 통해 상기 고상체(1)의 내부로 도입되는 개략적인 형태를 도시한 것으로, 여기서 레이저 초점은 레이저에 의해 방출되는 레이저로부터의 레이저 빔에 의해 형성된다. 재료 특성의 변화는, 도너 기판(1) 내로 침투하는 레이저 방사선의 침투 부위를 변화시킴으로써, 선형 디자인(103)을 형성하며, 여기서 재료 특성의 변화는 적어도 하나, 바람직하게는 동일한, 생성 평면(4)에서 생성된다. 여기서, 도너 기판(1)의 결정 격자 평면(6)은 생성 평면(4)에 대하여, 특히 3° 내지 9°, 바람직하게는 4° 또는 8°의 각도로 경사져 있다. 여기서, 선형 디자인(103) 또는 기록 라인은 생성 평면(4)과 결정 격자 평면(6) 사이의 계면에서 생성되는 절단 라인(10)에 대해 경사져 있다. 변화된 재료 특성은 아임계 균열(subcritical crack)의 형태로 도너 기판(1)의 인열(tearing)을 초래한다. 아임계 균열을 연결하기 위해 도너 기판(1)에 외력을 도입함으로써 고상 층(2)을 제거하는 단계는 여기에는 도시되지 않았다. 대안적으로, 생성 평면(4)내의 충분한 양의 재료는 고상 층(2)이 아임계 균열의 연결과 함께 도너 기판(1)으로부터 분리되는 방식으로 레이저 방사선에 의해 변경될 수 있다.
처리는 선형 디자인(103) 또는 기록 라인 또는 정의된 거리에서 개별 레이저 샷을 설정함으로써 형성되는 라인의 생성 형태로 일어난다.
구체적으로는, 예를 들면, 결정 축에서 > 0°(산업 표준은 주축(main axis) 방향에 대해 4° 또는 8°)의 오프-각도(off-angle)로 도핑된/도핑되지 않은 0001 표면을 가진 4H 폴리타입(polytype)의 탄화 규소 웨이퍼의 제조가 가능하다. 육각형 결정 구조의 슬립 평면이 0001 평면과 평행하게 진행되기 때문에, 그 결과는 웨이퍼 표면과 교차하는 0001 결정 평면에서 직선이며, 이는 상기 슬립 평면이 그에 대해 경사져 있기 때문이다.
따라서, 이러한 새로운 방법에 대한 기본적인 고려 사항은 레이저 라인(103)의 처리 방향이 이들 직선 교차 라인의 방향과 상이하다는 사실이다. 처리 방향은 바람직하게는 주요 결정 방향들 중의 하나에서 또는 결정의 표면과 교차하는 결정의 바람직한 슬립 평면의 직선을 따라 진행하지 않아야 한다.
또한, 예를 들면, 4H 폴리타입의 탄화 규소로부터 웨이퍼를 제조할 수도 있다. 4H 폴리타입의 탄화 규소는 0001 평면에서 섬유아연석 구조 및 6 배 대칭을 갖는 육각형 결정 시스템을 갖는다. 따라서, 60° 마다 결정의 새로운 주 축이 존재한다. 작업 레이저(working laser)가 가공될 재료의 조각을 침투하는 표면이 0001 평면에서 절단되는 경우, 6 배 대칭은 표면 법선을 중심으로 회전할 때 반복된다. 그 결과 개개의 주축에 대해 30° 회전하는 라인 기록 방향이 생성되며, 따라서 두개의 주축 사이에서 배향된다. 이러한 방식으로, 기록된 라인이 가능한 경우 결정의 단위 셀을 횡단하는 것이 보장되며, 더 큰 영역을 포괄하고 동시에 다수의 단위 셀에 영향을 미치는 균열이 형성되기가 더 어려워진다. 4H 폴리타입의 탄화 규소는 종종 후속 공정에서 에피택시 단계를 단순화하기 위해 0001 평면에 대해 4°의 오프-각도로 절단된다. 여기서, 서로에 대한 결정의 주축의 투영은 여전히 실질적으로 서로에 대해 60°이며, 따라서 본 발명을 처리하는데 바람직한 기록 각도는 30° +/- 3°인 것으로 밝혀졌다.
또한, 예를 들면, 큐빅 SiC(cubic SiC)(3C라고도 함)로부터 웨이퍼를 제조할 수도 있다. 큐빅 SiC는 큐빅 크리스탈 시스템과 유사하게 행동한다, 즉, 큐빅 SiC는 22.5° +/- 3°의 바람직한 라인 기록 방향을 생성하는 바람직한 슬립 평면으로서 111 평면을 가지고 있다.
또한, 예를 들면, 0°의 결정 축의 오프-각도로 도핑된/도핑되지 않은 100 표면을 갖는 실리콘으로부터 웨이퍼를 제조할 수 있다.
큐빅 구조(다이아몬드 구조)를 갖는 실리콘에 대한 바람직한 슬립 평면은 주 결정 축에 대해 45° 각도로 웨이퍼 표면과 교차하는 111 평면이다. 따라서, 이는 결정의 주 축 및 슬립 평면과 웨이퍼 표면과의 교차 라인에 대해 22.5° +/- 3°의 목표 라인 기록 각도를 생성하며, 이들은 서로에 대해 45°의 각도로 배향된다.
실리콘 기판도 또한 오프-각도로 절단될 수 있기 때문에, 여기서는 다시 다른 처리 각도가 바람직할 수 있다. 주 축에 대해 각도 a 만큼 틸팅되는 경우, 기판 표면에서의 대칭은 틸팅에 의해 4 배 대칭에서 2 배 대칭으로 파괴된다. 틸팅이 없는 주축의 투영 길이는 cos(a)에 비례하여 배율이 조정되며, 이는 주 축과 슬립 평면과 표면의 교차 라인 사이의 이상적인 각도에서의 변화를 초래한다. 대칭의 파괴에 기인하여 가능할 수 있는 2개의 라인 기록 각도(b)는 b1 = tan-1(cos a)/2 또는 b2 = tan-1(1/cos a)/2 이다.
0001 평면에서 6 배 결정 대칭을 가진 육각형 섬유아연석 구조를 갖는 질화 갈륨의 경우, 바람직한 슬립 평면은 0001 평면으로, 그에 후속하는 결정의 주 축에 대한 60°의 각도는 주 축에 대해 30° +/- 3°의 바람직한 라인 방향을 생성한다.
0001 평면에서 6 배 결정 대칭을 갖는 6 각형 강옥 구조를 갖는 사파이어 또는 산화 알루미늄의 경우, 그에 후속하는 결정의 주 축에 대한 60°의 각도는 소위 C-평면 사파이어의 주 축에 대해 30° +/- 3°의 바람직한 라인 방향을 생성한다.
사파이어를 A 평면에서 절단하는 경우, 주 축 배향은 90° 각도이고, 180° 대칭으로, 이는 45° +/- 3°의 바람직한 라인 기록 각도를 생성한다.
사파이어의 C-평면 기판은 표면에 6 배 대칭이 나타나고 표면이 슬립 평면에 대응하는 방식으로 절단되는데, 즉 30° +/- 3°의 각도가 바람직하다.
사파이어를 M 평면에서 절단하는 경우, 주 축 배향은 90° 각도이고, 180° 대칭으로, 이는 45° +/- 3°의 바람직한 라인 기록 각도를 생성한다.
R-평면 사파이어는 회전 대칭이 없지만 슬립 평면의 투영 라인에 대해 45°에서 주 축 투영을 가지므로, 따라서 여기서는 22.5° +/- 3°의 기록 방향이 또한 바람직하다.
육각형 결정 시스템과 관련된 삼사정계 결정 구조를 갖는 리튬 탄탈레이트의 경우, 기판의 배향에 따라, 개별 주 축에 대해 10° +/- 3° 내지 45° +/- 3°의 기록 방향 및 기판 표면내로의 그들의 투영이 확인된다.
100 평면에서 4 배 결정 대칭을 가진 섬아연광형 구조(zincblende structure)를 갖는 비화 갈륨의 경우, 바람직한 슬립 평면은 111 평면으로, 그에 후속하는 결정의 주 축에 대한 90°의 각도는 100 표면을 갖는 기판 또는 도너 기판(1)의 주 축에 대해 22.5° +/- 3°의 바람직한 라인 방향을 생성한다.
100 평면에서 4 배 결정 대칭을 가진 단사정계 큐빅 구조를 갖는 산화 갈륨의 경우, 바람직한 슬립 평면은 111 평면으로, 그에 후속하는 결정의 주 축에 대한 90°의 각도는 100 표면을 갖는 기판의 주 축에 대해 22.5° +/- 3°의 바람직한 라인 방향을 생성한다.
100 평면에서 4 배 결정 대칭을 가진 다이아몬드 구조를 갖는 게르마늄의 경우, 바람직한 슬립 평면은 111 평면으로, 그에 후속하는 결정의 주 축에 대한 90°의 각도는 100 표면을 갖는 기판의 주 축에 대해 22.5° +/- 3°의 바람직한 라인 방향을 생성한다.
100 평면에서 4 배 결정 대칭을 가진 섬아연광형 구조를 갖는 인화 인듐의 경우, 바람직한 슬립 평면은 111 평면으로, 그에 후속하는 결정의 주 축에 대한 90°의 각도는 100 표면을 갖는 기판의 주 축에 대해 22.5° +/- 3°의 바람직한 라인 방향을 생성한다.
100 평면에서 4 배 결정 대칭을 가진 큐빅 구조를 갖는 이트륨 알루미늄 가넷의 경우, 바람직한 슬립 평면은 111 평면으로, 그에 후속하는 결정의 주 축에 대한 90°의 각도는 100 표면을 갖는 기판의 주 축에 대해 22.5° +/- 3°의 바람직한 라인 방향을 생성한다.
도 2는 도너 기판(1)으로부터 적어도 하나의 고상 층(2)을 분리하기 위한 본 발명의 방법의 필수 단계 및 기록 라인(103)의 정렬 또는 선형 디자인의 정렬의 기하학적 도출 방법을 도시한다.
이러한 다이어그램에 따르면, 본 발명의 방법은 또한 또는 대안적으로 다음 단계들을 포함할 수 있다:
도너 기판(1)을 제공하는 단계(여기서, 도너 기판(1)은 평면의 주 표면(8)에 대해 경사진 결정 격자 평면(6)을 갖고, 주 표면(8)은 일 측에서 도너 기판(1)의 세로 방향(L)으로 도너 기판(1)을 한정하며, 결정 격자 평면 법선(60)은 주 표면 법선(80)에 대해 제 1 방향으로 경사져 있다); 적어도 하나의 레이저(29)를 제공하는 단계; 레이저로부터 주 표면(8)을 통해 고상체 또는 도너 기판(1)의 내부로 레이저 방사선(14)을 도입하여 적어도 하나의 레이저 초점의 영역에서 고상체의 재료 특성을 변화시키는 단계(여기서, 레이저 초점은 레이저에 의해 방출된 레이저로부터의 레이저 빔에 의해 형성되고, 재료 특성의 변화는 레이저 방사선의 도너 기판(1) 내로의 침투 부위를 변화시킴으로써 선형 디자인을 형성하며, 선형 디자인은 바람직하게는 적어도 부분적으로 직선 방식으로 진행하고, 선형 디자인, 특히 적어도 직선 방식으로 연장되는 섹션은 주 표면(8)에 평행하게 생성되어 제 1 방향에 대해 90°가 아닌 각도로 경사진 제 2 방향으로 연장되며, 변화된 재료 특성은 아임계 균열의 형태로 도너 기판(1)의 인열을 초래한다); 및 도너 기판에 외력을 도입하여 아임계 균열을 연결하거나 또는 레이저 방사선에 의해 생성 평면에서 많은 재료를 변화시켜 아임계 균열이 연결되면서 고상 층이 도너 기판으로부터 분리되도록 함으로써 고상 층을 제거하는 단계. 여기서, 주 표면은 바람직하게는 제거되는 고상 층(2)의 일부이다.
여기서, 제 2 방향은 바람직하게는 45° 내지 87°의 각도 범위 내에서, 특히 70° 내지 80°의 각도 범위 내에서, 바람직하게는 76°에서 제 1 방향에 대해 경사져 있다.
도 3은 선형 디자인(103) 또는 기록 라인이 결정 격자 평면의 단부들에 대해 경사져 있거나 또는, 도 2에 도시된 바와 같이, 절단 라인(10) 또는 생성 평면(4)과 결정 격자 평면(6) 사이의 교차점에서 생성하는 직선 절단 라인에 대해 경사져 있음을 나타낸다. 이러한 정렬은 결정 격자 평면(6)(특히 슬립 평면)의 방향으로 균열 전파를 제한한다. 따라서, 각각의 기록 라인에 대한 변형(9)은 동일한 결정 격자 평면(6)에서 생성되지 않는다. 따라서, 예를 들면, 각각의 기록 라인(103)에 대한 변형의 처음 1 내지 5%는 단지 일부, 특히 75% 미만 또는 50% 미만 또는 25% 미만 또는 10% 미만의 결정 격자 평면과 교차할 수 있거나 전혀 교차하지 않을 수 있으며, 동일한 기록 라인의 변형의 마지막 1 내지 5%는 세로 방향 기판 방향(L)에서 교차할 수 있다. 이러한 관계는 특히 변형(9a)은 결정 격자 평면(6a 내지 6c)과 교차하고 변형(9b)은 결정 격자 평면(6a, 6d 및 6e)과 교차하는 것으로 개략적으로 도시되어 있다. 따라서, 2개의 변형(9a 및 9b)는 그들이 동일한 선형 디자인(103) 또는 기록 라인의 일부임에도 불구하고 상이한 결정 격자 평면과 교차한다. 또한, 예를 들면, 변형(9c 및 9d)는 변형(9a)(6a, 6b, 6c)와 다른, 특히 주로 또는 전체적으로 다른 결정 격자 평면(6d, 6f, 6g; 6f, 6h, 6i)과 우선적으로 교차한다는 것이 명백하다.
주 표면(8)에서 끝나는 결정 격자 평면(6)의 단부는 바람직하게는 현미경 단면도에서 일종의 톱니 패턴을 형성한다.
개별 결정 격자 평면(6a 내지 6i)은 바람직하게는 세로 축(L)에 대해 2° 내지 10°, 특히 3° 내지 9°, 예를 들면 4° 또는 8°의 각도로 경사져 있다. 바람직하게는, 도너 기판(1)의 개별 결정 격자 평면은 서로 평행하게 정렬된다.
도 4는 X-Y 처리에서 기록 패턴에 대한 일례의 예시를 도시한다:
여기서, 화살표(170, 172)는 레이저 진행 방향을 나타내며; 흑색 원은 재료의 손상 효과와 중첩되지 않는 다른 레이저 샷 또는 변형(9)을 도시한다. 여기서, 레이저가 일차적으로 한 방향으로 이동하여 변형(9)을 생성한 다음 제 2(하부) 방향으로 둥글게 회전하여 변형(9)을 기록하는 경우가 바람직하다.
도 5a 내지 5d는 상이한 냉각 장치(174)를 도시한다. 이들 냉각 장치(174)에서 처리된 고상 배열(176)은 도 27a 내지 27i에 도시되고 설명되어 있는 하나 이상의 수용 층(140, 146)을 구비한 고상체(1)의 다양한 형태 또는 실행으로부터 유래한다. 여기에 도시된 냉각 장치(174)는 모두 냉각을 위한 출발 냉각 매질로서 액화 가스(178)를 사용한다. 이러한 실시형태에 따르면, 이러한 출발 냉각 매질은 분무되거나 증발된다. 바람직하게는, 출발 냉각 매질은 액체 질소이다. 대안적인 냉각 방법, 예를 들면 압전 소자에 의한 대안적인 냉각 방법도 마찬가지로 생각할 수 있고 가능할 수 있다.
냉각 장치(174)는 바람직하게는 수용 층(140, 146)을 -85℃ 내지 -10℃의 온도, 특히 -80℃ 내지 -50℃의 온도로 냉각시키는 역할을 한다.
도 9a에 따르면, 냉각 장치(174)는 질소 욕조를 포함하며, 여기서 수용 층은, 특히 조절가능한 포지셔닝 장치(positioning device)(180)에 의해, 질소 욕조에 보유된 액체 질소로부터 이격되어 위치된다. 따라서, 고상 배열은 바람직하게는 포지셔닝 장치 또는 홀더상의 질소 욕조 위에 배치된다. 따라서, 챔버 높이에 걸쳐 온도 구배가 생성되며, 고상 배열에서의 온도는 충전 높이에 걸쳐 출발 냉각 매질 또는 고상 배열(176)의 위치(챔버의 베이스로부터의 거리)로 조절될 수 있다.
도 9b 내지 9d의 실시형태들에 따르면, 냉각 장치는 바람직하게는 액체 질소의 분무를 위한 분무기, 특히 적어도 하나 또는 정확히 하나의 천공된 파이프라인, 또는 액체 질소의 분무를 위한 분무기를 포함할 수 있으며, 냉각 효과는 분무되거나 증발된 질소에 의해 생성될 수 있다.
도 5b에 따르면, 분사 또는 분무를 위한 균질 분사 장치/분무기가 제공된다. 분사 또는 분무는 바람직하게는 고상 배열(176) 위에서 수행된다. 또한, 밸브, 특히 질소 밸브의 조절을 위한 출력 데이터를 제공하는 온도를 모니터링하기 위하여 온도를 측정하는 것이 바람직하다. 온도 측정은 바람직하게는 기판 상에서 또는 고상체(1) 상에서 또는 수용 층(140) 상에서 이루어진다.
기판 또는 고상체(1) 또는 고상 배열(176)은 바람직하게는 챔버의 베이스에서 질소의 침강을 피하기 위해 챔버 베이스 위에 놓인다.
도 5c에 따르면, 천공된 파이프라인은 바람직하게는 균질 분무 장치로서 사용된다. 또한, 밸브, 특히 질소 밸브의 조절을 위한 출력 데이터를 제공하는 온도를 모니터링하기 위하여 온도를 측정하는 것이 바람직하다. 온도 측정은 바람직하게는 기판 상에서 또는 고상체(1) 상에서 또는 수용 층(140) 상에서 이루어진다.
기판 또는 고상체(1) 또는 고상 배열(176)은 바람직하게는 챔버의 베이스에서 질소의 침강을 피하기 위해 챔버 베이스 위에 놓인다.
도면에 따르면, 도 5d는 바람직하게는 다수의 측면 또는 각각의 측면을 냉각하기 위한 균질 분사 장치/분무기(182)를 가진 냉각 장치(176)를 도시한다. 또한, 밸브, 특히 질소 밸브의 조절을 위한 출력 데이터를 제공하는 온도를 모니터링하기 위하여 온도를 측정하는 것이 바람직하다. 온도 측정은 바람직하게는 기판 상에서 또는 고상체(1) 상에서 또는 수용 층(140) 상에서 이루어진다.
기판 또는 고상체(1) 또는 고상 배열(176)은 바람직하게는 챔버의 베이스에서 질소의 침강을 피하기 위해 챔버 베이스 위에 놓인다.
냉각 장치(174)의 챔버(184)는 절연에 의한 온도 구배를 가능한 정도까지 방지하기 위해 폐쇄되는 것이 바람직하다.
도 6은 결정 격자 배향과 변형의 생성 사이의 바람직한 관계의 3 가지 예를 도시한다. 이러한 방법은 SiC로 이루어지거나 SiC를 포함하는 고상체로부터 고상 층을 분리하는데 특히 유용하다. 이러한 관계는 본 발명의 추가의 방법을 초래한다. 본 발명의 이러한 추가의 방법은 바람직하게는 적어도 하나의 고상체(1)로부터 적어도 하나의 고상 층을, 특히 잉곳으로부터 웨이퍼를 분리하거나 또는 웨이퍼를 박형화하는 역할을 한다. 본 발명의 추가의 방법은 바람직하게는 적어도, 고상체(1) 내에서 레이저 빔에 의해 다수의 변형(2)을 생성시켜 분리 평면(4)을 형성하는 단계, 및 고상체(1) 내에 외력을 도입하여 상기 고상체(1)에서 응력을 생성시키는 단계를 포함하며, 여기서 상기 외력은 응력이 분리 평면(4)을 따라 균열 전파를 초래할 정도로 충분히 강하다.
본 발명에 따르면, 변형은 적어도 하나의 라인 또는 행에서 연속적으로 생성되며, 여기서 라인 또는 행에서 생성되는 변형(2)은 바람직하게는 균열이 2개의 연속적인 변형 사이에서 전파되도록, 특히 균열이 결정 격자 방향으로 전파되도록 이격 거리(X)에서 높이(H)로 생성되며, 균열 전파의 방향은 분리 평면에 대해 각도(W)로 정렬되어 2개의 변형을 함께 결합시킨다. 여기서, 각도(W)는 바람직하게는 2° 내지 6°, 특히 4°이다. 바람직하게는, 균열은 제 1 변형의 중심 아래의 영역으로부터 제 2 변형의 중심 위의 영역을 향해 전파된다. 따라서, 여기서 필수적인 관계는 변형의 크기가 변형의 이격 거리 및 각도(W)의 함수로서 변경될 수 있고/변경되어야 한다는 것이다.
또한, 이러한 방법은 또한 고상체(1)의 초기 노출된 표면 상부에서 또는 위에서 층들 및/또는 구성요소들의 배열 또는 생성에 의해 복합 구조물을 생성하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 노출된 표면은 바람직하게는 제거되어야 할 고상 층의 일부이다. 보다 바람직하게는, 분리 평면(4)을 형성하기 위한 변형은 복합 구조물의 생성 이전에 생성된다.
외력을 도입하기 위해, 예를 들면, 전술한 방법과 유사하게, 복합 구조물 또는 고상체의 노출된 표면 상에 수용 층(140)을 배치할 수 있다.
3개의 도면(6a 내지 6c)은 레이저에 의해 비정질화/상-변환된 손상/변형 영역의 크기가 균열의 톱니 패턴에 의해 보호되는 높이에 어떻게 영향을 미치는지를 예시하는 것으로 추정된다. 일반적으로, 균열은 결정 평면을 따라, 즉 결정의 개별 원자들 사이에서 진행된다. 이들 투명한 평면은 변형된 대역에 더 이상 존재하지 않으므로 중지된다.
바람직하게는, 가능한 많은 수의 개구를 사용함으로써, 손상 대역의 크기는 빔 방향으로, 및 또한 초점 평면에서 측방향으로 감소될 수 있다. 단지 임계 강도만 달성할 필요가 있기 때문에, 여기서는 더 작은 펄스 에너지면 충분하다.
손상 대역이 적절한 방식으로 더 작게 만들어지는 경우, 레이저 변형은 밀도를 증가시켜 톱니를 더 짧게 만들어 전체적으로 변형된 평면(제 1 이미지)의 수직 범위가 더 작아질 수 있다.
이와 반대로, 손상 대역이 더 크게 만들어지는 경우(더 높은 에너지 및/또는 더 적은 수의 개구 - 도 6b), 비정질 대역의 상승된 압력은 또한 더 큰 미세 균열을 촉발시키므로 제어(즉, 제어된 방식으로 중지)될 수 있으며, 이는 더 먼 거리에서 더 큰 대역을 손상시킬 수 있다.
마지막으로, 도 6c는, 손상 대역이 충분히 크지 않고 너무 멀리 실행되는 균열이 레이저 변형에 의해 촉발되는 경우, 균열이 일차적으로 너무 멀리 실행되며, 즉 균열을 초래하는 높이 차이가 원하는 것보다 더 커지며, 균열이 부차적으로 추가적인 손상 대역 아래에서 추진되어 비정질 재료에 의해 중단되지 않는 위험을 도시한다. 그러면, 이는 최종 제품 또는 다른 레이저 가공 작업을 위해 절개된 모든 재료 층을 제거해야 하기 때문에 다시 재료 손실을 초래한다.
도 7은 본 발명의 추가의 방법으로부터의 개략적인 스냅샷을 도시한다. 이러한 추가의 방법은 바람직하게는 적어도 하나의 고상체(1)로부터 적어도 하나의 고상 층을, 특히 잉곳으로부터 웨이퍼를 분리하거나 또는 웨이퍼를 박형화하는 역할을 한다. 본 발명의 추가의 방법은 바람직하게는 적어도, 고상체(1) 내에서 레이저 빔에 의해 다수의 변형(2)을 생성시켜 분리 평면(4)을 형성하는 단계, 및 고상체(1) 내에 외력을 도입하여 상기 고상체(1)에서 응력을 생성시키는 단계를 포함하며, 여기서 상기 외력은 응력이 분리 평면(4)을 따라 균열 전파를 초래할 정도로 충분히 강하다.
본 발명에 따르면, 제 1 단계에서, 변형은 라인(103)상에서, 바람직하게는 서로 동일한 거리에서 생성된다. 추가로, 제 1 단계에서 생성된 다수의 이들 라인이 생성될 수 있다. 이들 제 1 라인은 보다 바람직하게는 균열 전파 방향에 평행하게, 바람직하게는 직선 또는 원호의 형태, 특히 동일한 평면에서 생성된다. 이들 제 1 라인의 생성 후, 바람직하게는 아임계 균열을 촉발 및/또는 추진하기 위해 제 2 라인(105)이 생성되는 것이 바람직하다. 이들 제 2 라인은 바람직하게는 마찬가지로 직선으로 생성된다. 보다 바람직하게는, 제 2 라인은 제 1 라인에 대해 경사지며, 특히 직각으로 정렬된다. 제 2 라인은 바람직하게는 제 1 라인과 동일 평면에서 또는 보다 바람직하게는 제 1 라인이 연장되는 평면에 평행한 평면에서 연장된다. 이어서, 바람직하게는 아임계 균열을 연결하기 위해 제 3 라인이 생성된다.
이러한 방법은 SiC로 이루어지거나 SiC를 포함하는 고상체 또는 도너 기판으로부터 고상 층을 분리하는데 특히 유용하다.
또한, 변형은 적어도 하나의 라인 또는 행에서 연속적으로 생성되며, 여기서 라인 또는 행에서 생성되는 변형(9)은 바람직하게는 균열이 2개의 연속적인 변형 사이에서 전파되도록, 특히 균열이 결정 격자 방향으로 전파되도록 이격 거리(X)에서 높이(H)로 생성되며, 균열 전파의 방향은 분리 평면에 대해 각도(W)로 정렬되어 2개의 변형을 함께 결합시킨다. 여기서, 각도(W)는 바람직하게는 2° 내지 6°, 특히 4°이다. 바람직하게는, 균열은 제 1 변형의 중심 아래의 영역으로부터 제 2 변형의 중심 위의 영역을 향해 전파된다. 따라서, 여기서 필수적인 관계는 변형의 크기가 변형의 이격 거리 및 각도(W)의 함수로서 변경될 수 있고/변경되어야 한다는 것이다.
또한, 이러한 방법은 또한 고상체(1)의 초기 노출된 표면 상부에서 또는 위에서 층들 및/또는 구성요소들(150)의 배열 또는 생성에 의해 복합 구조물을 생성하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 노출된 표면은 바람직하게는 제거되어야 할 고상 층의 일부이다. 보다 바람직하게는, 분리 평면을 형성하기 위한 변형은 복합 구조물의 생성 이전에 생성된다.
외력을 도입하기 위해, 예를 들면, 전술한 방법과 유사하게, 복합 구조물 또는 고상체의 노출된 표면 상에 수용 층(140)을 배치할 수 있다.
따라서, 본 발명의 추가의 레이저 방법에서, 일차로 세로 라인이 균열을 일으키기 전에 바람직한 균열 촉발(균열 초기화)을 위한 평면을 정의하기 위해, SiC(뿐만 아니라 다른 재료)상에서 균열 전파의 방향(바람직하게는 가로 라인으로 지칭됨)에 평행하게 라인이 생성되는 것이 바람직하다. 여기서, 균열은 일차로 횡 방향으로 초기화된 다음 세로 방향으로 초기화되고, 최종 단계는 균열을 완전히 촉발하기 위해 제 2 단계에서 세로 라인 사이에 라인을 만든다. 이는 균열 경로를 더 짧게 하여 최종 표면 거칠기를 최소화할 수 있다.
(톱니를 가진) 가로 라인 및(톱니의 파고점 상의) 균열 촉발 라인에 대한 예시적인 이미지이다.
따라서, 본 발명은 바람직하게는 도너 기판(1)으로부터 적어도 하나의 고상 층(2)을 분리하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 바람직하게는 적어도, 도너 기판(1)을 제공하는 단계(여기서, 도너 기판(1)은 평면의 주 표면(8)에 대해 경사진 결정 격자 평면(6)을 갖고, 주 표면(8)은 일 측상에서 도너 기판(1)의 세로 방향으로 도너 기판(1)을 한정하며, 결정 격자 평면 법선은 주 표면 법선에 대해 제 1 방향으로 경사져 있다); 적어도 하나의 레이저(29)를 제공하는 단계; 레이저(29)로부터 주 표면(8)을 통해 고상체(1)의 내부로 레이저 방사선(14)을 도입하여 적어도 하나의 레이저 초점의 영역에서 고상체(1)의 재료 특성을 변화시키는 단계(여기서, 레이저 초점은 레이저에 의해 방출된 레이저로부터의 레이저 빔에 의해 형성되고, 재료 특성의 변화는 레이저 방사선의 도너 기판(1) 내로의 침투 부위를 변화시킴으로써 선형 디자인(103)을 형성하며, 재료 특성의 변화는 적어도 하나의 생성 평면(4)에서 생성되며, 도너 기판(1)의 결정 격자 평면(6)은 생성 평면(4)에 대해 경사진 정렬로 되어 있고, 선형 디자인(103)은 생성 평면(4)과 결정 격자 평면(6) 사이의 교차 지점에서 발생하는 절단 라인(10)에 대해 경사지며, 변화된 재료 특성은 아임계 균열의 형태로 도너 기판(1)의 인열을 초래한다); 및 도너 기판(1)에 외력을 도입하여 아임계 균열을 연결하거나 또는 레이저 방사선에 의해 생성 평면(4)에서 많은 재료를 변화시켜 아임계 균열이 연결되면서 고상 층(2)이 도너 기판(1)으로부터 분리되도록 함으로써 고상 층(2)을 제거하는 단계를 포함한다.
도 8은 예로서 쇼트키 다이오드(200)를 도시한다. 이러한 다이오드(200)는 바람직하게는 레이저 방사선에 의해 변형된 구성요소, 특히 변형(9)을 차례로 포함하는 고상 층(4)을 포함한다. 여기서, 변형(9)은 고상 층(4)의 제 1 표면 부근에서 생성된다. 금속 층(20)은 바람직하게는 특히 스퍼터링 또는 화학 증착에 의해 고상 층(4)의 제 1 표면 상에서 생성된다. 고상 층(4)은 제 1 표면에 대향하고 특히 에피 택시 방법에 의해 추가의 층(145)이 생성된 제 2 표면을 갖는다. 고상 층(4)은 바람직하게는 고농도로 도핑된 SiC로 이루어지거나 고농도로 도핑된 SiC를 포함하며, 생성된 층(145)은 바람직하게는 저농도로 도핑된 SiC로 이루어지거나 또는 저농도로 도핑된 SiC를 포함한다. 여기서, 저농도로 도핑되었다는 용어는 바람직하게는 고농도로 도핑된 것보다 낮은 수준으로 도핑되는 것을 의미한다. 따라서, 생성된 층(145)은 바람직하게는 고상 층(4)보다 단위 부피당 더 적은 양의 도핑을 갖는다. 참조 부호 150은 쇼트키 접촉을 도시한다.
도 9는 예로서 MOSFET(250)의 구조를 도시한다. 이러한 MOSFET(250)는 바람직하게는 레이저 방사선에 의해 변형된 구성요소, 특히 변형(9)을 차례로 포함하는 고상 층(4)을 포함한다. 여기서, 변형(9)은 고상 층(4)의 제 1 표면 부근에서 생성된다. 금속 층(20)은 바람직하게는 특히 스퍼터링 또는 화학 증착에 의해 고상 층(4)의 제 1 표면 상에서 생성된다. 금속 층(20)은 바람직하게는 터미널(259)을 통해 드레인(high)을 형성한다. 고상 층(4)은 제 1 표면에 대향하는 제 2 표면을 갖는다. 추가의 층, 특히 n-형 SiC 가 제 2 표면 상에 형성된다, 특히 생성되거나 또는 배치된다. 참조 부호(256)는 추가의 재료 또는 요소, 특히 p-형 SiC 를 도시한다. 참조 부호(254)는 n+ 를 도시한다. 참조 부호(255)는 바람직하게는 특히 전류 전도를 위한 하나 이상의 채널을 나타낸다. 참조 부호(253)으로 확인되는 층은 바람직하게는 SiO2로 이루어지거나 그를 포함한다. 참조 부호(251)는 소스(low)를 나타내며, 참조 부호(252)는 게이트를 나타낸다.
따라서, 본 발명은 적어도 하나의 고상 층(4)을 제공하는 방법에 관한 것일 수 있으며, 여기서 상기 고상 층(4)은 고상체(1)로부터 분리된다. 본 발명의 방법은 바람직하게는,
레이저 빔에 의해 고상체(1) 내에 다수의 변형(9)을 생성시켜 분리 평면(8)을 형성하는 단계(여기서, 변형(9)는 고상체(1)에서 압축 응력을 생성한다); 변형(9)에 의해 형성된 분리 평면(8)을 따라 잔류하는 고상체(1) 및 고상 층(4)을 분리함으로써 고상 층(4)을 제거하는 단계(여기서, 적어도 압축 응력을 생성하는 변형(9)의 성분이 고상 층(4) 상에 잔류하고, 많은 변형(9)이 생성됨으로써 고상 층(4)이 변형으로 인해 고상체(1)로부터 분리되거나, 또는 외력이 고상체(1) 내로 도입되어 상기 고상체(1) 내에서 추가의 응력을 생성하며, 상기 외력은 응력이 변형에 의해 형성된 분리 평면(8)을 따라 균열 전파를 야기할 정도로 충분히 강하다); 및 잔류하는 변형 성분의 압축 응력에 의해 초래된 고상 층(4)의 변형에 대한 적어도 부분적인, 바람직하게는 실질적인, 보다 바람직하게는 완전한 보상을 위해 또는 압축 응력에 대한 적어도 부분적인, 바람직하게는 실질적인, 또는 완전한 보상을 위해 고상체(1)로부터 고상 층(4)을 분리함으로써 노출된 표면 상에 금속층을 생성하는 단계를 포함한다.
대안적으로, 본 발명은 전기 구성요소를 생성하는 방법에 관한 것일 수 있다. 이러한 방법은 바람직하게는, 레이저 빔에 의해 고상체(1) 내에 다수의 변형(9)을 생성시켜 분리 평면(8)을 형성하는 단계(여기서, 변형(9)는 고상체(1)에서 압축 응력을 생성한다); 고상체(1)의 초기에 노출된 표면(5) 상에 또는 위에 층 및/또는 구성요소(150)를 배치하거나 생성시킴으로써 복합 구조물을 생성하는 단계(여기서, 노출 된 표면(5)은 제거되어야 할 고상 층(4)의 일부이다); 변형(9)에 의해 형성된 분리 평면(8)을 따라 잔류하는 고상체(1) 및 고상 층(4)을 분리함으로써 고상 층(4)을 제거하는 단계(여기서, 적어도 압축 응력을 생성하는 변형(9)의 성분이 고상 층(4) 상에 잔류하고, 많은 변형(9)이 생성됨으로써 고상 층(4)이 변형으로 인해 고상체(1)로부터 분리되거나, 또는 외력이 고상체(1) 내로 도입되어 상기 고상체(1) 내에서 추가의 응력을 생성하며, 상기 외력은 응력이 변형에 의해 형성된 분리 평면(8)을 따라 균열 전파를 야기할 정도로 충분히 강하다); 및 변형 성분에 의해 초래된 압축 응력에 대한 적어도 부분적인 보상을 위해 고상체(1)로부터 고상 층(4)을 분리함으로써 노출된 표면 상에 금속층(20)을 생성하는 단계를 포함한다.
도 10a는 특정 윤곽을 갖는 연삭 공구(22)를 나타내는 다이어그램을 도시한다. 연삭 공구와 관련하여 평면형, 직선형 또는 곡선형 구성요소를 참조하는 경우, 이것이 항상 의미하는 것은 도시된 윤곽의 비율이다. 물론, 연삭 공구(22)는 예를 들면 회전식 연삭 공구의 형태를 취할 수 있으며, 이는 원주 방향으로 윤곽에 인접하는 구성요소가 바람직하게는 원주 방향으로 곡선 방식으로 연장되는 것을 의미한다. 도 10a의 첫 번째 다이어그램에 도시된 연삭 공구(22)는 만곡된 주 연삭 표면(32)을 갖는 제 1 가공 구성요소(24)를 갖고, 만곡된 이차 연삭 표면(34)을 갖는 제 2 가공 구성요소(26)를 가지며, 여기서 주 연삭 표면(32)의 반경은 이차 연삭 표면(34)의 반경보다 크고, 주 연삭 표면(32)의 반경은 이차 연삭 표면(34)의 반경보다 적어도 2배, 3배, 4배 또는 5배 더 큰 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 추가적으로 또는 대안적으로, 도너 기판(1) 또는 고상체로부터 적어도 하나의 고상 슬라이스(solid-state slice)(4), 특히 고상 웨이퍼 또는 고상 층을 분리하는 방법이 제공된다. 본 발명 명세서의 맥락에서, "도너 기판(donor substrate)" 및 "고상체(solid-state body)"라는 용어는 바람직하게는 동의어로 사용될 수 있다. 이러한 방법은 바람직하게는,
도너 기판(1)을 제공하는 단계; 레이저 빔에 의해 도너 기판(1) 내에서 변형(9)을 생성하는 단계(여기서, 변형(9)은 고상 층이 도너 기판(1)으로부터 분리되는 분리 영역을 정의한다); 특히 원주 방향 함몰부를 생성하기 위해 도너 기판(1)의 중심(Z) 방향으로 도너 기판(1)의 원주 방향으로 연장되는 표면으로부터 진행하는 도너 기판(1)으로부터 재료를 제거하는 단계(여기서, 재료를 제거하면 분리 영역(8) 또는 분리 평면이 노출된다); 및 도너 기판(1)으로부터 고상 층(4)을 제거하는 단계(여기서, 도너 기판은 재료의 제거로 인해 고상 층(4)이 도너 기판(1)으로부터 분리되거나 또는 재료의 제거 후에 그러한 많은 변형(9)이 발생하도록 분리 영역에서의 변형에 의해 약화되고, 도너 기판(1)은 고상 층(4)이 도너 기판(1)으로부터 분리되거나 응력 생성 층(140) 또는 수용 층이 도너 기판(1)의 표면, 특히 평면 표면 상에서 원주 방향 표면에 대해 경사진 배열로 생성되거나 배치되도록 분리 영역에서 약화되고, 응력 생성 층(140)상의 열 응력은 도너 기판(1)에서 기계적 응력을 생성하며, 여기서 기계적 응력은 변형(9)을 따라 물질을 제거함으로써 노출된 도너 기판의 표면으로부터 진행되는 고상 층(4)의 제거를 위한 균열을 초래한다)를 포함한다. 여기서, 변형(9)은 재료의 제거 전에 또는 재료의 제거 후에 부분적으로 또는 전체적으로 생성될 수 있다. 따라서, 함몰부(6)는 바람직하게는 함몰 단부(18)까지 중심(Z) 방향으로 점점 좁아진다. 함몰부는 바람직하게는 웨지의 형태로 진행되며, 함몰 단부(18)는 바람직하게는 균열이 전파되거나 변형(9)이 생성되는 평면에서 정확하게 형성된다. 또한, 고상체(1)의 초기에 노출된 표면(5)의 상부에 또는 위에 층 및/또는 구성요소(150)의 배열 또는 생성에 의해 복합 구조물이 생성될 수 있으며, 여기서 노출된 표면(5)은 제거되어야 할 고상 층(4)의 일부이다. 분리 평면(8)을 형성하기 위한 변형(9)은 바람직하게는 복합 구조물이 생성되기 전에 생성된다.
복합 구조물이 생성된 후, 바람직하게는 고상체(1)에서 응력을 생성시키기 위해 외력이 고상체(1)내로 도입되며, 상기 외력은 응력이 분리 평면(8)을 따라 균열 전파를 초래할 정도로 충분히 높다.
도 10b는, 특히 결정 격자의 비정질 구성요소인, 도 10a에 도시된 변형(9)이 에칭에 의해 처리되는 다이어그램을 도시한다. 따라서, 고상체(1)의 비결정질 성분의 에칭 처리는 바람직하게 수행되는 반면, 고상체의 결정질 성분은 에칭 처리에 의해 변경되지 않거나 본질적으로 변경되지 않는다. 이는 바람직하게는 에칭 방법이 결정질-비결정질 영역에서 선택적으로 확립될 수 있는 효과를 활용한다. 따라서, 참조 부호(19)는 고상 층(4)이 변형(9)의 에칭 처리에 의해 잔류하는 고상체 잔사로부터 제거된 영역을 나타낸다. 이러한 해법은 기계적 균열 개구가(초기) 에칭에 의해 결정 내로 더 깊게 수행되기 때문에 유리하다. 이는 보다 정확하게 정의된 균열 개시를 야기한다. 바람직하게는, 연장부 또는 노치가 고상체의 내부로 더 얇고 더 깊게 연장될수록, 표면 품질의 관점에서 고상 층의 분리의 결과로서 표면이 더 양호하게 노출된다. 에칭 파라미터는 바람직하게는 비정질이 아닌 성분, 특히 임의의 연마된 상부면(5) 및/또는 개질되지 않은 가장자리(7)가 에칭되지 않도록 선택된다. 따라서, 본 발명의 방법, 특히 도 10a와 관련하여 설명된 방법은, 예를 들면, 적어도 분리 영역의 섹션을 정의하는 변형(9)의 에칭 처리 또는 에칭 제거의 단계로 보완된다. 고상체(1), 특히 복합 구조물의 생성 이전의 고상체(1)는 바람직하게는 SiC로 이루어지거나 SiC를 포함하고; 바람직하게는, 고상체는 적어도 95%(질량%) 또는 적어도 99%(질량%) 또는 적어도 99.99%(질량%)의 SiC를 포함한다.
또한, 후속 에칭 단계에서 고상체의 가장자리에서 재료를 제거하는 단계가 본 명세서에서 개시되는 임의의 방법에 부가될 수 있는 것으로 알려져 있다.
세 번째 다이어그램, 즉 도 10c에서, 연삭 공구(22)의 제 1 가공 구성요소(24)는 직선형 주 연삭면(32)을 갖고, 제 2 가공 구성요소(26)는 직선형 이차 연삭면(34)을 가지며, 여기서 이차 연삭면(34) 보다 주 연삭면(32)에 의해 더 많은 재료가 도너 기판(2)으로부터 제거된다.
도 11은 본 발명의 고상 웨이퍼 제조 또는 웨이퍼 제조의 예를 나타내는 5개의 다이어그램을 도시한다. 다이어그램 1은 각각 주 연삭면(32)을 형성하는, 서로 이격된 2개의 가공 구성요소(24)를 갖는 연삭 공구(22)를 도시한다. 여기서, 주 연삭면(32)은 도너 기판(2)에서 함몰부(6)를 생성하도록 디자인된다. 연삭 공구(22)는 바람직하게는 회전식 연삭 공구로서 또는 벨트형 연삭 공구로서 디자인된다.
도 11의 다이어그램 2는 함몰부(6)가 연삭 공구(22)에 의해 생성되는 도너 기판(2)을 도시한다. 함몰부(6)는 바람직하게는 도너 웨이퍼(2)의 세로 방향으로 서로 균일하게 이격되어 있지만, 또한 분리가 상이한 것도 생각해 볼 수 있다. 또한, 도 2의 두 번째 다이어그램에서, 변형(10)은 레이저 장치(46)에 의해 도너 기판(2)에서 생성된다. 이를 위해, 레이저 장치(46)는 바람직하게는 도너 기판(2)의 평면 표면(16)을 통해 도너 기판(2) 내로 침투하고 특히 다광자 여기를 통해 초점(48)에서 고상체 또는 도너 기판(2)의 격자 구조의 변형(10)을 생성하거나 초래하는 레이저 빔(12)을 방출한다. 여기서, 변형(10)은 바람직하게는 재료 변환(material transformation), 특히 재료의 다른 상으로 전환, 또는 재료 파괴이다.
세 번째 다이어그램은 응력 생성 층(14)이 표면(16) 상에 생성되거나 배치되고, 그를 통하여 레이저 빔(12)이 도너 기판(2) 내로 도입되어 변형(10)을 생성하는 것을 도시한다. 응력 생성 층(14)은 도너 기판(2)에서 기계적 응력을 생성시키기 위해 열 응력 또는 온도 제어, 특히 냉각이 적용된다. 응력 생성 층(14) 상의 열 응력은 응력 생성 층(14)의 수축을 초래하여, 도너 기판(2)에서 기계적 응력을 발생시킨다. 사전에 생성된 함몰부(6)는 여기서 노치를 형성하며, 이를 통해 기계적 응력은 변형(10)에 의해 정의되는 균열 진행 영역에서 응력을 초래하는 균열(20)을 제어된 방식으로 전파하는 방식으로 안내될 수 있다. 따라서, 함몰부(18)의 단부는 바람직하게는 변형(10)에 의해 정의되는 개개의 균열 진행 영역에 인접한다. 바람직하게는, 함몰부(6)가 분리된 응력 생성 층(14)으로부터 가장 짧은 거리에 있는 것은 항상 고상 층(1)이다.
다이어그램 4는 균열 전파 후의 상태를 도시한다. 고상 웨이퍼(1)는 도너 기판(2)으로부터 분리되며, 응력 생성 층(14)은 초기에 고상 웨이퍼(1)의 표면(16) 상에 여전히 잔류한다.
여기서, 참조 부호(28)은 고상 웨이퍼(1)의 일면이 고상 웨이퍼(1)의 하부면으로 식별되고, 참조 부호(30)은 고체 웨이퍼(1)의 일면이 고상 웨이퍼(1)의 상부면으로 식별되는 것을 나타낸다.
다이어그램 5는 응력 생성 층(14) 없이 도너 기판(2)으로부터 고상 층(1)의 분리가 일어나는 방법을 도시한다. 이 경우, 바람직하게는, 함몰부(6)의 생성 후에, 고상 층(1)이 도너 기판(2)으로부터 분리되도록 레이저 빔(12)에 의해 많은 변형(10)이 생성된다. 여기서, 점선(Z)은 바람직하게는 도너 기판(2)의 회전 중심 또는 회전축을 나타낸다. 도너 기판(2)은 바람직하게는 회전축(Z)을 중심으로 회전 가능하다.
도 12는 4개의 다이어그램을 도시한다. 도 12의 첫 번째 다이어그램은 레이저 빔(12)에 노출된 도너 기판(2)을 도시한다. 레이저 빔(12)은 전체적으로 경사가 90° 각도가 아닌 방식으로 레이저 빔이 도너 기판(2) 내로 침투하는 표면(16)에 대해 경사져 있다. 바람직하게는, 레이저 빔(12)의 제 1 구성요소(36)는 표면(16)에 대해 제 1 각도(38)로 배향되고, 레이저 빔(12)의 추가 구성요소(40)는 표면(16)에 대해 제 2 각도(42)로 배향된다. 레이저 빔 구성요소(36 및 40)는 바람직하게는, 레이저 빔 구성요소(36 및 40)가 바람직하게는 항상 동일한 방식으로 도너 기판(2) 내로 침투하는 표면(16)에 대해 특정의 고상 층(1)의 제거를 위해 생성된 모든 변형(12)의 생성을 위해 경사져 있다. 또한, 변형(10)을 생성하기 위한 초점(48)이 경사진 레이저 빔 구성요소들(36, 40)로 인해 도너 기판(2) 내에서 가장자리(44)까지 또는 직접 가장자리(44)까지 수행될 수 있다는 것이 도 4의 첫 번째 다이어그램에서 추정될 수 있다.
또한, 경사진 정렬의 레이저 빔 구성요소(36, 40)에 따르면, 도너 기판(2)의 가장자리(44)의 재료 제거 처리가 단지 현저하게 감소된 정도로만 요구된다는 것이 도 12의 다이어그램 2에서 추정할 수 있다. 표면(16)에서 배치되거나 생성된 응력 생성 층(14)은 도너 기판(2)에서 기계적 응력을 생성하며, 그 결과 가장자리(44)까지 생성된 변형(10)으로 인해 균열(20)이 가장자리(44)에서 도너 기판(2) 내로 매우 정확하게 안내되는 방식으로 전파된다.
도 12의 다이어그램 3은 도너 기판(2)으로부터 완전히 분리된 고상 웨이퍼(1)를 도시하며, 이러한 실시형태에서 고상 웨이퍼(1)는 바람직하게는 어떠한 가장자리 처리도 하지 않았다.
도 12의 다이어그램 4도 마찬가지로 도너 기판(2)으로부터 고상 웨이퍼(1)를 제거하기 위해(응력 생성 층(14)없이) 레이저 빔(36, 40)에 의해 변형(10)을 생성함으로써 가능하다는 것을 나타낸다.
따라서, 본 발명은 도너 기판(2)으로부터 고상 웨이퍼(1)를 분리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은, 도너 기판(2)을 제공하는 단계; 및 레이저 빔(12)에 의해 도너 기판(2) 내에 변형(10)을 생성하는 단계(여기서, 레이저 빔(12)은 도너 기판(2)의 평면 표면(16)을 통해 도너 기판(2) 내로 침투하고; 레이저 빔(12)의 전체는, 레이저 빔(12)의 제 1 구성요소(36)가 도너 기판(2)의 평면 표면(16)에 대해 제 1 각도(38)에서 도너 기판(2) 내로 침투하고 레이저 빔(12)의 적어도 하나의 추가의 구성요소(40)는 도너 기판(2)의 평면 표면(16)에 대해 제 2 각도(42)에서 도너 기판(2) 내로 침투하는 방식으로 도너 기판(2)의 평면 표면(16)에 대해 경사져 있고; 제 1 각도(38)의 크기는 제 2 각도(42)의 크기와 다르며; 레이저 빔(12)의 제 1 구성요소(36) 및 레이저 빔(12)의 추가의 구성요소(40)는 도너 기판(2)에서 변형(10)을 생성하도록 집속되고; 고상 웨이퍼(1)는 생성된 변형(10)의 결과로서 도너 기판(2)으로부터 분리되거나 또는 응력 생성 층(14)은 도너 기판(2)의 평면 표면(16) 상에 생성되거나 배치되고, 응력 생성 층(14) 상의 열 응력은 도너 기판(2)에서 기계적 응력을 생성시키며; 기계적 응력은 변형(10)을 따라 전파되는 고상 층(1)의 제거를 위한 균열(20)을 초래한다)를 포함한다.
도 13은 본 발명의 방법의 다른 변형 방법을 도시한다. 첫 번째 및 다섯 번째 다이어그램을 비교함으로써, 평면 표면(16)의 경우에 레이저 빔(12)에 의해 생성된 변형(10)이 표면(16)의 가장자리(17)가 다섯 번째 다이어그램에 도시되어 있는 바와 같은 거리일 경우 보다 가장자리(44)에 더 근접하여 생성될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 여기서, 레이저 빔(12)은 도 12와 관련하여 설명된 변형의 생성과 유사하게 도너 기판(2) 내로 침투한다.
도 13의 두 번째 다이어그램은 도너 기판(2)의 중심(Z)의 방향으로 원주 표면(4)으로부터 진행하는 함몰부(6)의 생성을 도시하며, 여기서 함몰부는 애블레이션 레이저(도시되지 않음)로부터의 애블레이션 레이저 빔(8)에 의해 생성된다. 바람직하게는, 여기서 애블레이션 레이저 빔(8)은 도너 기판(2)의 재료를 증발시켜 함몰부(6)를 생성한다.
도 13의 다이어그램 3에 따르면, 함몰부의 형상은 비대칭 방식이 아니라 대칭 방식으로 생성된다. 따라서, 이러한 다이어그램에 따르면, 응력 생성 층(14)은 마찬가지로 도너 기판(2) 상에 생성되거나 배치되고, 열 응력을 받아 특히 액체 질소에 의해 균열(20)을 촉발하기 위한 기계적 응력을 생성한다.
도 13의 다이어그램 4는 응력 생성 층이 추가로 배치된 도너 기판(2)으로부터 분리된 고체 웨이퍼(1)를 도시한다.
또한, 가장자리(17)가 처리된 도너 기판(2)의 경우, 애블레이션 레이저 빔(8)에 의해 생성되는 함몰부(6)는 가장자리(17)가 처리되지 않은 경우 보다 도너 기판(2)의 중심의 방향으로 더 연장되어야 한다는 것을 도 13의 다이어그램 5에서 추정할 수 있다. 그러나, 마찬가지로 여기서 함몰부가 애블레이션 레이저 빔(8)에 의해서가 아니라(예를 들면, 도 1로부터 공지된 바와 같이) 연삭 공구(22)에 의해 생성되는 것을 상상할 수도 있다.
도 14a 및 14b는 도너 기판(2)의 가장자리 영역에서 레이저 빔(12)에 의한 변형의 생성시에 발생하는 문제를 도시한다. 공기 및 도너 기판에서의 상이한 굴절률의 결과로서, 레이저 빔(12)의 레이저 빔 구성요소(38, 40)는 정확하게 일치하지 않으며, 그 결과 원치 않는 부위에서의 결함 발생, 원치 않는 국부 가열 또는 변형의 생성 방지와 같은 원치 않는 효과가 발생한다.
도 14b는, 변형(10)이 도너 기판(2)의 원주 방향 표면으로부터 충분히 동떨어져 생성되고, 2개의 레이저 빔 구성요소(38, 40)가 동일한 굴절률을 가진 재료에 의해서 및 바람직하게는 동일한 경로 길이에 걸쳐 각각 굴절되는 경우에만 문제가 없는 변형(10)의 생성이 가능함을 보여준다. 그러나, 이의 효과는 변형의 생성이 가장자리 영역으로부터 동떨어진 영역에서 수행되기 때문에 가장자리 영역으로 쉽게 확장될 수 없다는 것이다.
도 15는 레이저 빔(12)이 세로 축(L)에 평행하게 정렬된 배열을 도시한다. 또한, 이러한 다이어그램은 추가적으로 또는 대안적으로 세로 축(L)에 대해 일정한 각도(α1)로 경사져 있는 레이저 빔(60)을 도시한다. 여기서, 이들 두 레이저 빔(12 및 60)은 분리 영역(11)을 정의하는 변형(10)을 생성하는 역할을 할 수 있다. 여기서, 세로 축(L)에 대해 경사져 있지 않은 레이저 빔(12)이 다수의 변형(10)을 생성하고, 가장자리 영역에서, 즉 원주 방향 표면(원주 표면)으로부터 10 mm 미만, 특히 5 mm 미만 또는 2mm 미만 또는 1mm 미만 또는 0.5mm 미만의 거리에서, 변형(10)이 세로 축(L)에 대해 경사져 있는 레이저 빔(60)에 의해 생성되는 것을 상상할 수 있다.
대안적으로, 또한 분리 영역 내의 모든 변형(10) 또는 분리 영역(11) 내의 변형(10)의 대부분이 세로 축(L)에 대해 일정한 각도(α1)로 경사져 있는 레이저 빔(60)에 의해 생성되는 것을 상상할 수도 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 본 발명의 맥락에서, 가장자리 영역에서의 변형(10)은 도너 기판(2)의 세로 축(L)에 대해 경사져 있는 추가의 레이저 빔(62, 64)에 의해 생성될 수 있으며, 여기서 이러한 레이저 빔은 바람직하게는 도너 기판(2)의 원주 방향 표면을 통해 도너 기판(2) 내로 침투한다. 레이저 빔(62)이 원주 방향 표면을 통해 도너 기판(2) 내로 도입되어 가장자리 영역에서, 예를 들면 분리 영역(11)에 대해 0°보다 크고 90°보다 작은 각도(α2)에서 변형(10)을 생성할 수 있다는 것을 다이어그램으로부터 추정할 수 있다. 또한, 레이저 빔(64)이 도너 기판(2)의 원주 방향 표면을 통해 도너 기판(2) 내로 도입되어 분리 영역(11)의 연장 방향으로 변형(10)을 생성할 수 있다는 것을 다이어그램으로부터 추정할 수도 있다. 여기서, 레이저 빔(64)은 바람직하게는 도너 기판(2)의 세로 축(L)에 대해 80°와 100° 사이, 특히 90°, 본질적으로는 90°의 각도(α3)로 경사진다.
따라서, 레이저 빔(60, 62, 64) 중의 하나가 가장자리 영역에서 변형(10)을 생성시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 도 12와 관련한 설명이 도 15에 도시된 주제에 적용되거나 해석될 수 있다.
도 16a는 가장자리 영역까지 생성된 분리 영역(11)을 도시한다. 또한, 도 16a는 레이저 빔(64)에 의한 변형의 생성을 도시한다. 레이저 빔(64)은 바람직하게는 도너 웨이퍼(2)의(바람직하게는 도너 기판(2)의 평면 표면(16)에 대해 직각으로 연장하는) 중심 또는 회전축으로부터의 거리가 증가함에 따라 반경 방향으로, 특히 라인으로, 다수의 변형(10)을 생성시킨다.
도 16b는 변형(10)이 생성된 후의 상태를 개략적인 형태로 도시한다. 이러한 다이어그램에서, 분리 영역(11)은 전적으로 도너 웨이퍼(2) 내에서 연장되는 변형 층의 형태를 취한다.
도 17a 및 도 17b는 원주 방향 표면을 통해 도입되는 레이저 빔에 의해 변형(10)을 생성시키기 위한 2 가지의 이형을 도시한다.
도 17a에 따르면, 레이저 빔(64)이 도너 기판(2) 내로 침투하는 동일한 도입 부위를 통해 다수의 변형(10)이 생성된다. 레이저 빔은 변형(10)을 생성하기 위해 반경 방향으로 상이한 깊이에서 도너 기판(2) 내로 집속된다. 바람직하게는, 변형(10)은 레이저 빔의 침투 깊이가 감소하거나 침투 부위로부터의 초점 거리가 감소함에 따라 생성된다.
도 17b는 변형의 생성을 필라멘트 방식으로 도시한다. 필라멘트의 형태로 생성된 변형(10)은 그들의 단면적 범위의 배수, 특히, 예를 들면, 10배, 20배 또는 50배의 길이보다 더 길다.
도 18은 레이저 장치(46), 수차 수단(47) 및 도너 기판(2)의 단면도를 도시한다. 도 18의 상세도는 도너 웨이퍼(2)의 만곡된 원주 방향 표면을 통해 도너 웨이퍼(2) 내로 침투하는 레이저 빔(12)을 도시하며, 여기서 도시된 점선은 수차 수단(47)에 의해 조정된 빔 진행을 나타낸다.
따라서, 본 발명은 도너 기판(2)으로부터 고상 웨이퍼(1)를 분리하는 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은,
도너 기판(2)을 제공하는 단계; 및 레이저 빔(12)에 의해 도너 기판(2) 내에 적어도 하나의 변형(10)을 생성하는 단계(여기서, 레이저 빔(12)은 도너 기판(2)의 평면 표면(16)을 통해 도너 기판(2) 내로 침투하고; 레이저 빔(12)은 도너 기판의 세로 축에 대해 0°가 아닌 각도 및 180°가 아닌 각도에서 도너 기판 내로 침투하도록 도너 기판(2)의 평면 표면(16)에 대해 경사져 있고; 레이저 빔(12)은 도너 기판(2)에서 변형(10)을 생성하도록 집속되고; 고상 웨이퍼(1)는 생성된 변형(10)에 의해 도너 기판(2)으로부터 분리되거나 또는 응력 생성 층(14)은 도너 기판(2)의 평면 표면(16) 상에 생성되거나 배치되고, 응력 생성 층(14) 상의 열 응력은 도너 기판(2)에서 기계적 응력을 생성시키며; 기계적 응력은 변형(10)을 따라 전파되는 고상 층(1)의 제거를 위한 균열(20)을 초래한다)를 포함한다.
도 19는, 응력 생성 층(14)이 바람직하게는 평면 또는 본질적으로는 평면 표면(16)으로부터 바람직하게는 평면 표면(16)에 평행한 고상체(2)의 추가의 표면 방향으로 진행하여 연장되는 적어도 하나의 함몰부(6), 특히 리세스(recess) 또는 트렌치(trench)와 중첩되거나 커버하거나 또는 폐쇄하는 배열을 개략적인 형태로 도시한다.
응력 생성 층(14)은 바람직하게는 중합체 층으로서 생성되거나 또는 우세한 질량비 및/또는 용적비의 적어도 하나의 중합체 물질로 이루어진 층으로서 생성된다. 응력 생성 층(14)이 배치되는 표면(16)은 바람직하게는 처리된 구성요소를 포함한다. 여기서, 처리된 구성요소는 바람직하게는 재료가 제거된 구성요소를 의미하는 것으로 이해된다. 바람직하게는, 함몰부(들), 특히 리세스(6) 및/또는 트렌치(6)는 응력 생성 층(14)이 배치되고, 바람직하게는 변형(10)으로부터 형성되는 균열 전파 층과 본질적으로 또는 완전히 평행하게, 바람직하게는 표면 및/또는 균열 전파 층에 직각으로 연장되는 표면(16)으로부터 진행하여 연장된다. 대안적으로, 단지 하나의 함몰부(6), 특히 트렌치 및/또는 리세스가 재료 제거에 의해 생성 및/또는 형성되는 것을 상상할 수 있다. 재료 제거는 바람직하게는 특히 레이저 애블레이션에 의해 표면(16) 상에 응력 생성 층(14)을 생성 또는 배치하기 전에 초래된다. 응력 생성 층(14)은 고상체(2)에 커플링되거나 또는 결합된 상태에서 함몰 부(들)(6), 특히 트렌치(들) 또는 리세스(들)을 커버한다.
바람직하게는, 함몰부(6), 특히 리세스 및/또는 트렌치의 생성과 응력 생성 층의 배치 사이에 추가의 코팅, 특히 재료의 추가의 적용이 전혀 없다. 이는 재료가 리세스/트렌치 내에 수집될 수 있기 때문에 유리하다.
바람직하게는, 응력 생성 층은 플라즈마 적층 공정에 의해 배치된다. 이는 고상체(1), 특히 후속 고상 층(1)의 주 표면(16)과 함몰부(6), 특히 리세스/트렌치 상의 응력 생성 층(14) 사이에 연결을 생성할 수 있기 때문에 유리하다. 연결은 바람직하게는 적층 또는 접착 결합 작업이다. 이는 바람직하게는 저온 플라즈마를 사용하여 구현한다.
추가적으로 또는 대안적으로, 본 발명에 따르면, 사전에 생성된 레이저 평면 또는 균열 진행 평면을 갖는 "자발적 분할" 및 깊이 변형은 재료 제거 단계, 특히 레이저 애블레이션에 의해 초래될 수 있다. 이는 응력 생성 층(14)없이 초래되는 것이 바람직하다.
응력 생성 층(14)은 또한 스트레서 층(stressor layer)으로, 특히 자가-지지 스트레서 층(self-supporting stressor layer)으로 지칭될 수도 있다.
본 발명에 따르면, 자가-지지 스트레서 층이 결정적으로는 증기 증착 스트레서 층 또는 일부의 다른 방식의 증착에 의해 적용된 스트레서 층보다 기술적으로 유리한 것으로 인식되어 왔는데, 이는 이러한 스트레서 층이 일차적으로는 많은 처리량을 가진 특수 플랜트에서 더 간단한 방법으로 더 많은 양으로 생산될 수 있으며 부차적으로는 마찬가지로 높은 처리 속도를 허용하는 적층 공정에서 사용될 수 있기 때문이다. 또한, 자가-지지 스트레서 층은 또한 적층 공정 후에 낮은 수준의 난이도로 기판으로부터 다시 분리될 수 있으며, 이는 또한, 예를 들면, 스트레서 층 또는 응력 생성 층의 재사용을 가능하게 하며, 이는 증착된 층으로는 불가능하다.
적층 공정은 또한 접착 결합 방법 등을 사용하지 않고 순전히 기판의 표면 활성화, 표면 처리 또는 표면 변형에 의해서만 구현될 수 있다는 점에서 특히 유리하다. 따라서, 고상체, 특히 후속 고상 층(1)의 표면(16)에 대한 응력 생성 층의 결합 또는 연결은 보다 바람직하게는 고상체 또는 후속 고상 층(1)의 표면(16)의 표면 활성화 및/또는 표면 처리 및/또는 표면 변형에 의해 영향을 받는다.
예를 들면, 표면은 바람직하게는 특히 챔버에서 생성된 오존과의 접촉에 의해 및/또는 특정 파장의 자외선에 의해 및/또는 기판의 표면 및/또는 스트레서 층 상에 형성된 상이한 종을 사용하는 플라즈마 방법에 의해 및/또는 공정 가스, 특히 자유 라디칼 알데히드 및 알콜 종 내에서 활성화될 수 있다. 여기서, 플라즈마 중에서 자유 전하 캐리어 및 자유 라디칼을 생성하기 위해 고온이 사용되는 고온 플라즈마 방법이 특히 바람직하며, 이는 기판 및 스트레서 층의 표면에서의 후속 반응에 대해 저온에서와는 상이한 반응 경로 및 화학적 표면 반응을 허용한다. 따라서, 표면 변형 메커니즘은 온도에 따라, 및 마찬가지로 상이한 기판들 사이에서 서로 상이할 수 있다; 예를 들면, SiC의 경우, Si와는 대조적으로, 포함된 탄소 원자는 플라즈마 처리시에 상이한 표면 종을 형성할 수 있으며, 이들 종은 마찬가지로 적층 공정에서 접착-촉진 효과를 가질 수 있다.
대안적으로는, 플라즈마를 열이온 방출(thermionic emission)에 의해서 및 고온 텅스텐 필라멘트 또는 유사 방법을 통해서가 아니라, 대기압에서 및 바람직하게는 승온없이 압전 변압기를 사용하여 생성시키는 저온 플라즈마 공정을 사용할 수 있다. 이러한 보다 낮은 온도는 기판 또는 고상체 및 스트레서 층 모두에서 적층 공정에서의 접착을 촉진하기 위한 표면 활성화 및 표면 변형에 이용가능한 반응 경로를 감소 및/또는 유사하게 변경시킨다. 따라서, 생성되는 표면 종은 다수의 파라미터 및 특히 표면 활성화 방법에 좌우된다.
표면 처리 또는 변형은, 예를 들면, 처리될 표면을, 적어도 부분적으로는, 코로나 처리에 의해 및/또는 화염 처리에 의해 및/또는 전기적 장벽 방전(electrical barrier discharge)에 의한 처리에 의해 및/또는 플루오르화에 의해 및/또는 오존화에 의해 및/또는 엑시머 조사에 의해 및/또는 플라즈마를 사용한 처리에 의해 노출시키는 것을 포함하며, 여기서 플라즈마의 성질, 플라즈마 처리시의 트랙 피치, 노즐의 유형, 노즐 분리 및/또는 플라즈마 처리 기간과 같은 개별 또는 다수의 물리적 파라미터는 다양하거나 가변적이다.
바람직하게는, 플라즈마 전처리 또는 플라즈마 처리는 정제 및 후속하는 표면 종의 균질화(예를 들면, 소수성화 등) 모두에 사용된다.
제어된 개별 플라즈마 처리에 의해, 표면 활성화의 공간적으로 분해된 변화가 생성되거나 확립될 수 있으며, 이는 경우에 따라서는 국부적으로 가변적인 특성을 갖는 스트레서 층의 적층을 허용한다.
플라즈마 표면 활성화 또는 플라즈마 표면 처리 공정은 기판상의 스트레서 층의 적층 후에도 또한 정의된 대칭 또는 다른 비대칭 형태의 넓은 영역에 목적하는 차별화된 접착력 또는 힘 전달을 적용하기 위해 더 큰 영향을 미칠 수 있다. 여기서, 공정을 변경함으로써, 특히 국부적으로 제어된 방식으로 변경된 접착 또는 응집을 확립할 수 있다. 상이한 고상 재료, 특히 반도체 재료의 출발 특성에 따라, 층을 적용하고/하거나, 추가의 공정 가스(산소 등)를 일정한 비율로 사용함으로써 목적하는 부가 층(들), 특히 희생 층 또는 기판 및/또는 스트레서 층 표면을 제어된 방식(소수성화, 친수성화, 습윤화 등)으로 변형시킬 수 있다. 이는 적층 공정에서 조차도 공간적으로 분해된 조정된 접착도 또는 공간적으로 분해된 적응된 또는 조정된 힘 전달 연결을 초래하는데, 이는 스트레서 층에 대한 접착 결합 및 증착 용액에 의한 단지 균질하며 국부적으로 분해되지 않은 경우와 비교된다.
이미 설명된 바와 같이, 플라즈마 처리 도중에 상이한 물리적 파라미터(예를 들면, 플라즈마의 특성, 플라즈마 처리시의 트랙 피치, 노즐의 유형, 노즐 분리, 플라즈마 처리 기간)가 사용될 수 있다. 이러한 영향을 미치는 파라미터 외에도, 일정한 비율의 공정 가스, 예를 들면 질소, 산소, 수소, SiH4, Si(EtO)4 또는 Me3SiOSiMe3(그 중에서도 특히)의 제어 된 혼합은 더 넓은 범위의 필요한 표면 특성을 초래할 수 있다. 이들은 바람직하게는 반도체 표면 및/또는 후속 희생층 및/또는 스트레서 층 상에 증착되어 또한 표면 기능성 및 적층 공정 특성의 상이한 형성을 가능하게 하는 새로운 화학 표면 종을 생성한다. 이는 반도체 표면 및/또는 후속 스트레서 층 및/또는 다른 층의 원하는 목표 프로파일, 예를 들면 상이한 공간 분해 접착 및 응집 특성을 초래한다.
코로나 처리는 플라스틱의 표면 처리 또는 변형의 전기적 방법이다. 이는 표면을 고전압 전기 방전에 노출시키는 단계를 포함한다. 코로나 처리는, 예를 들면, 플라스틱, 그 중에서도 특히 필름(PE, PP)에서 접착을 촉진하는데 사용된다.
화염 처리에서는, 특히 개개 화합물의 근접 표면 산화가 나타난다. 재료 및 실험 조건에 따라, 본질적으로는 산화 공정이 일어나며, 이에 따라 상이한 극성 작용기(예를 들면, 산화물, 알콜, 알데하이드, 카복실산, 에스테르, 에테르, 과산화물)가 형성된다.
유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge)(DBD, AC 전압 가스 방전)에 의한 처리는 저온 플라즈마 또는 글로 방전(glow discharge)(예를 들면, GDMS)과 유사하다. DBD 처리에서, 표면은 수 마이크로초에서 수십 나노초까지의 펄스 지속시간 및 단일 자릿수 킬로볼트(kV) 범위의 진폭을 갖는 단극성 또는 양극성 펄스로 처리된다. 유전체 장벽 방전은 금속 전극이 방전 공간에서 전혀 요구되지 않기 때문에 유리하며, 따라서 금속 불순물 또는 전극 마모가 전혀 없다.
유전체 장벽 방전의 또 다른 장점은, 본 출원에 따르면, 예를 들면, 전하 캐리어가 전극으로부터 또는 전극내로 전혀 방출되지 않기 때문에(음극 강하가 없거나 열이온 방출이 전혀 필요치 않기 때문에) 매우 효율적이거나, 또는 유전체 표면이 저온에서 변형되고 화학적으로 활성화될 수 있다는 것이다. 여기서, 표면 변형은 바람직하게는 이온 충돌 및 표면 종 상에서의 자외선의 작용(예를 들면, 80 nm 내지 350 nm, 간섭광 UV 및 VUV, 고성능 고주파 발생기에 의해)에 의한 표면 종의 상호작용 및 반응에 의해 수행된다. 유전체 장벽 방전은, 예를 들면, 식수/폐수 처리시에 오존의 동일반응계 생성을 위해 사용되며, 여기서 오존은 물을 오존화한다. 이와 유사하게, 오존화에 의한 본 발명의 표면 처리 또는 변형시에, 처리할 표면은 오존에 노출된다.
할로겐화, 특히 불소화에 의한 표면 처리 또는 변형은 원소 또는 화합물을 할라이드로 전환시키는데 효과적이다. 따라서, 불소화는 불소를 불소화제의 도움으로 유기 화합물내에 도입하는데 바람직하다.
UV 처리에 의한 표면 처리 또는 변형은 바람직하게는 엑시머 조사 또는, 예를 들면, 질화 알루미늄을 기반으로 하는 자외선 발광 다이오드 소스에 의해 수행된다. 엑시머 조사는 적어도 하나의 엑시머 레이저를 사용하여 수행된다. 엑시머 레이저는 자외선 파장 범위의 전자기 방사선을 생성할 수 있는 가스 레이저이다. 따라서, 여기에서 발생하는 가스 방전은 고주파 전자기장에 의해 초래된다. 따라서, 가스 방전시에도 또한 전극은 전혀 필요하지 않다. 생성되는 UV 방사선의 파장 범위는 바람직하게는 120 nm 내지 380 nm의 범위내이다.
도 20a는 도너 기판(2)으로부터 고상 층(1) 또는 고상 슬라이스(1)를 분리하기 위한 본 발명의 추가적인 또는 대안적인 해법을 도시한다. 도 20a에 따르면, 분리 영역(11)은 도너 기판(2) 내에 생성된다. 여기서, 변형(10)은 바람직하게는 도너 기판(2)의 원주 방향 경계면(50)과 이격되어 있다. 변형(10)은 바람직하게는 도 11의 다이어그램 2와 유사하게 생성된다. 여기서, 레이저 빔(12)은 상부로부터, 즉 표면(16)을 통해 도너 기판(2) 내로 도입되거나, 또는 하부로부터 도너 기판(2) 내로 도입되는 것을 상상할 수 있으며, 여기서 "하부"는 "상부"의 대향측 상에 있다. 따라서, 표면(16)에 바람직하게는 평행하거나 또는 적어도 본질적으로 평행 한 고상체 또는 도너 기판의 표면을 통해 "하부으로부터" 레이저 노출시키는 것이 바람직하다. "하부로부터" 조사하는 경우, 변형 생성 부위로의 레이저 빔의 경로는 바람직하게는 변형 생성 부위에서 표면(16) 까지의 경로보다 더 길다. 물론, 고상체를 또한 회전시켜, 즉, 고상체를 수평 축을 중심으로 180° 회전시킨 다음 표면(16)에 평행한 표면을 통해 변형을 도입할 수도 있다. 이러한 경우, 생성되는 변형은 바람직하게는 여전히 표면(16)에 근접하여 생성되기 때문에, 이러한 변경은 "하부으로부터의" 변경에서의 변형 또는 결함의 생성에 상응한다.
도 20b는 애블레이션 공구(22), 특히 연삭 공구(22)와 같은 도너 기판(2)의 재료 제거 처리를 위한 공구에 의한 도너 기판(2)의 처리 과정을 개략적인 형태로 도시한다. 이러한 처리 과정은 분리 영역과, 바람직하게는 도너 기판(2)의 반경 방향 범위를 제거하기 위해 분리 영역과 동등하게, 특히 평행하게 이격되어 있는 도너 기판(2)의 표면 사이의 전체 영역에 걸쳐 도너 기판(2)의 원주 방향으로 적어도 부분적으로 재료를 제거한다. 재료는 바람직하게는 특히 일정하거나 본질적으로 일정한 반경 방향 범위로 환형화된다.
도 20c는 재료를 제거한 후의 상태의 예를 도시한다. 여기서, 예를 들면, 재료가 분리 평면에 이르기까지 또는 그의 아래 또는 위에 이르기까지 도너 기판(2)의 축 방향으로 제거되는 것을 상상해 볼 수 있다.
도 20d는 도너 기판(2)으로부터 고상 층(1)을 제거 또는 분리한 후의 상태를 도시한다.
본 발명에 따른 방법은, 고상체를 레이저 노광 장치로 이동시키는 단계; 및 각각의 경우에 적어도 하나의 변형을 생성하기 위한 레이저 노광 장치에 의해 다수의 레이저 빔을 연속적으로 생성하는 단계 중의 하나 이상의 단계 또는 모든 단계를 포함할 수 있으며, 여기서, 상기 레이저 노광 장치는, 적어도 하나의 파라미터, 특히 다수의 파라미터에 의존하여, 특히 연속적인 레이저 빔의 정의된 집속 및/또는 레이저 에너지의 조정을 위해 조정된다.
레이저 빔은 바람직하게는 도너 기판의 평면 표면을 통해 도너 기판 내로 침투한다. 레이저 빔은 바람직하게는, 도너 기판의 세로 축에 대해 0°가 아닌 각도 또는 180°가 아닌 각도로 도너 기판 내로 침투하는 방식으로 도너 기판 또는 고상체의 표면, 특히 평면 표면에 대해 경사져 있다. 레이저 빔은 바람직하게는 도너 기판에서 변형을 생성하도록 집속된다.
고상체는 바람직하게는 평면 주 표면에 대해 경사져 있는 결정 격자 평면을 가지며, 여기서 고상체의 주 표면은 일차적으로 고상체의 세로 방향으로 경계가 정해지고, 주 표면 법선에 대한 결정 격자 평면 법선은 제 1 방향으로 경사져 있으며, 변형은 도너 기판의 재료 특성의 변화이다. 재료 특성의 변화는 레이저 방사선의 침투 부위를 변화시킴으로써 고상체의 적어도 일부에서 선형 디자인을 형성하며, 여기서 상기 선형 디자인은 점선, 파선 또는 실선의 형태를 취할 수 있다. 바람직하게는, 선형 디자인 또는 다수의 선형 디자인 또는 전부 또는 다수의 선형 디자인은 1 mm 초과 또는 5 mm 초과 또는 10 mm 초과 또는 20 mm 초과 또는 30 mm 초과의 길이, 또는 최대 1 mm 또는 최대 5 mm 또는 최대 10 mm 또는 최대 20 mm 또는 최대 30 mm 또는 최대 50 mm 또는 최대 100 mm의 길이를 갖는다. 재료 특성의 변화는 바람직하게는 생성 평면에서, 특히 적어도 하나의 생성 평면에서 또는 정확히 하나의 생성 평면에서, 또는 분리 영역에서 생성된다. 고상체의 결정 격자 평면은 바람직하게는 생성 평면 또는 분리 영역에 대해 경사 정렬된다. 선형 디자인은 바람직하게는 생성 평면 또는 분리 영역과 결정 격자 평면 사이의 교차점에서 발생하는 절단 라인에 대해 경사져 있다.
변경된 재료 특성은 바람직하게는 아임계 균열의 형태로 고상체의 인열을 초래한다. 또한, 고상 층은 바람직하게는 도너 기판에 외력을 도입하여 아임계 균열을 연결함으로써 제거되거나, 또는 생성 평면 또는 분리 영역 내의 많은 재료가 레이저 방사선에 의해 변화됨으로써 고상 층이 아임계 균열의 연결에 의해 도너 기판으로부터 분리된다.
도 21a는 고상체(1), 특히 웨이퍼의 공급을 도시한다.
도 21b에 따르면, 공급된 고상체(1)는 진공에 의해 공구 캐리어(척)(3) 상에서 커플링 또는 부착 또는 용접 또는 나사 고정 또는 클램핑 또는 건조 또는 냉동 또는 흡인되며, 여기서 공구 캐리어는 바람직하게는 냉각 기능을 포함하고 있어서 바람직하게는 냉각 장치(3)가 된다. 동결은 바람직하게는 유체, 특히 액체, 특히 물, 또는 50℃ 미만 또는 30℃ 미만 또는 20℃ 미만 또는 10℃ 미만 또는 5℃ 미만 또는 0℃ 미만 또는 -10℃ 미만 또는 -20℃ 미만 또는 -50℃ 미만(모든 경우, 1 bar의 주위 압력을 기준한다)의 고화 또는 경화온도를 갖는 하나 이상의 다른 재료의 고화를 통해 수행된다. 건조는 바람직하게는 수분을 방출하거나 수분을 회수함으로써 고화시키는 것을 의미한다. 마찬가지로, 여기서 고상체는 두 가지 이상의 영향, 예를 들면 흡인 및 클램핑 또는 클램핑 및 고정 또는 클램핑 및 나사 조임 및 건조에 의해 척에 고정시킬 수도 있다. 척 또는 공구 캐리어는 보다 바람직하게는 진공 척의 형태를 취한다. 고상체(1)는 바람직하게는 세로 방향으로 표면(5)의 반대쪽에 있는 그의 밑면에 의해 냉각 장치(3)에 세로 방향으로 고정, 특히 부착된다. 따라서, 레이저 빔은 제거될 고상 층의 일부인 표면(5)을 통해 냉각 장치(3)의 방향으로 고상체(1) 내로 도입되어 변형(9)을 생성한다. 또한, 표면(5), 특히 고상 표면(5) 상의 에피택셜 재료 배열의 고온 처리가 보다 바람직하며, 그 결과 바람직하게는 추가의 층(145) 또는 다수의 추가의 층(145)의 생성을 초래한다. 적어도 하나의 고온 방법은 바람직하게는 에피택셜 방법, 도핑 방법 또는 플라즈마를 사용하는 방법으로, 여기서, 상기 고온 방법은, 특히 에피택셜 방법의 경우, 고상체(1) 상에서 적어도 하나의 층(145)을 생성하고, 상기 생성되는 적어도 하나의 층(145)은 미리 정의된 파라미터를 갖고, 상기 적어도 하나의 미리 정의된 파라미터는 레이저 광파의 최대 굴절률 및/또는 흡수율 및/또는 반사율을 정의하며, 상기 굴절률 및/또는 흡수율 및/또는 반사율은 5% 미만, 바람직하게는 1% 미만, 보다 바람직하게는 0.1% 미만이다. 또한, 생성된 층(145) 또는 생성된 추가의 층(145)은 바람직하게는 금속이 없을 수 있다.
도 21c는 레이저 빔에 의한 변형(9)의 생성의 개략도를 도시한다. 여기서, 레이저 빔은 바람직하게는 고온 금속에 의해 사전에 미리 생성된 층(145)을 통해 고상체(1) 내로 침투한다. 그러나, 대안적으로는 마찬가지로, 레이저 빔은 특히 아래로부터 고상체(1)의 깨끗한 표면, 즉 추가의 층(145)으로 코팅되지 않은 표면을 통해 고상체(1) 내로 침투하는 것을 상상할 수 있다. 여기서, 고상체(1)는 바람직하게는 측방향으로 또는 외측 단부(폭 및/또는 깊이 방향) 상에서 유지된다.
도 21d는 변형(9)의 생성 후의 고상체(1)의 개략적인 단면도를 도시한다. 이러한 예에서, 변형(9)의 4개의 블록이 나타나 있으며, 이는 4개의 균열 구성요소(25, 27, 28, 29)를 초래한다. 변형(9)을 갖는 블록들에 인접하여 있는 참조 부호(41, 42, 43, 44 및 45)는 각각 변형(9)이 없는 영역, 또는 변형(9)의 블록이 생성된 영역보다 더 적은 수의 변형(9)이 생성된 영역을 나타낸다.
도 21e는, 수용층, 특히 중합체 재료를 포함하는 수용층이 표면(5) 상에 또는 표면(5) 상에 미리 에피택셜 생성된 추가의 층 상에 배치된 구성요소(도시되지 않음) 상에 배치되거나 생성된 상태를 도시한다. 수용층은 바람직하게는 필름으로서 생성되고, 그의 생성 후에, 표면(5)에 커플링, 특히 결합 또는 부착된다. 그러나, 마찬가지로 액상 중합체를 표면(5)에 도포한 다음 고화시킴으로써 수용층을 형성할 수도 있다.
변형을 생성하는 단계와 수용층을 도포하는 단계 사이에, 바람직하게는 표면(5) 상에 또는 상류 고온 방법 도중에 이미 생성된 추가의 층(145) 상에 추가의 층(150) 및/또는 구성요소(150)가 배치되거나 생성된다.
도 21f는 수용층 상에서의 온도 제어 동작의 개략도를 도시한다. 수용층은 바람직하게는 주위 온도 미만의 온도, 특히 냉각된 온도, 특히 20℃ 미만, 또는 1℃ 미만 또는 0℃ 미만 또는 -10℃ 미만 또는 -50℃ 미만 또는 -60℃ 미만의 온도로 조정된다. 이러한 경우, 수용층(140)의 재료는 냉각의 결과로서 유리 전이 및/또는 결정화된다. 바람직하게는, 수용층의 온도는 액체 질소, 특히 분무된 질소에 의해 제어된다. 온도 제어로 인해, 특히 유리 전이로 인해, 수용층은 수축되어 고상체(1)에서 기계적 응력을 생성한다. 기계적 응력으로 인해, 균열 구성요소(25, 27, 28, 29)를 연결하는 균열이 촉발되고, 이로 인하여 고상 구성요소(12)가 고상체(1)로부터 분리된다.
도 22a는, 수용층(140)이 평행한 또는 바람직하게는 본질적으로 평행한 또는 전체적으로 평행한 표면(5)보다 변형으로부터 추가로 더 멀리 이격되어 있는 고상체의 표면 상에 배치되는 실시형태를 도시한다. 표면은 바람직하게는(도 21b 내지 21f와 유사하게) 추가 층(145)을 갖는다. 구성요소(150) 또는 추가의 재료 층(150)은 바람직하게는 추가의 층(145) 상에 또는 노출된 표면(5) 상에 배치된다. 바람직하게는, 안정화층 및/또는 보호층(142)이 추가의 재료 층(150) 또는 구성요소(150)의 노출된 표면 상에 배치되거나 생성된다. 여기서, 구성요소(150)는 예를 들면 특히 중합체 재료 및/또는 세라믹 재료로 주조될 수 있다. 안정화 장치, 특히 추가의 웨이퍼, 예를 들면 유리 웨이퍼가 안정화층 및/또는 보호층(142)에 커플링, 특히 부착 또는 결합되는 것을 상상할 수 있다. 여기서, 안정화층 및/또는 보호층(142)의 효과 또는 안정화층 및/또는 보호층(142) 및 안정화 장치의 효과는, 구성요소(150) 또는 추가의 재료 층(150)이 적어도 분할 작업시에 또는 분할 작업 후에 단지 미미하게 변형화된다는 것이다. 분할 작업시, 변형화는 수용층(140)에 의해 생성되는 힘에 의해 초래될 수 있으며, 분할 작업 후, 변형화는 잔류하는 변형, 특히 물질의 전환에 의해 초래될 수 있다. 물질을 전환하는 경우의 변형의 효과는 압축력을 발생시켜 안정화층/안정화 장치 없이도 고상 층의 뒤틀림(warpage)(휨)을 제거하는 것이다. 따라서, 안정화층(142)이 추가적으로 또는 대안적으로 유리 웨이퍼 또는 실리콘 웨이퍼 또는 금속층의 형태를 취할 수 있거나, 또는 유리 웨이퍼가 추가적으로 또는 대안적으로 안정화층(142) 상에 배치될 수 있다. 안정화층(142)이 금속층으로서 실행되는 경우, 이는 결합, 특히 접착 결합에 의해 부착될 수 있다. 대안적으로, 금속층(142)은 특히 스퍼터링에 의해 복합 구조물 상에 생성될 수 있다.
제거된 고상 층 및 그 위에 배치된 안정화층 및/또는 보호층(142), 및 그 위에 배치된 임의의 안정화 장치로 이루어진 유닛은 바람직하게는 응력을 제거하기 위해 추가로 처리된다. 보다 바람직하게는, 안정화층(142) 또는 안정화 장치는 유지 장치(holding device)를 형성하고, 이를 통해 제거된 고상 층이 재료 제거 처리를 위해 재료 제거 장치, 특히 연삭 및/또는 연마 장치에 고정될 수 있다. 재료 제거 장치에 의해, 제거된 고상 층 상에 잔류하는 변형 구성요소가 특히 재료 제거에 의해 이어서 제거된다.
본 발명의 맥락에서, 고상 층은 바람직하게는 잔류하는 고상 구성요소보다 항상 더 얇다. 그러나, 또한 수용층이 후속하는 고상 층의 표면 상에 배치되는 것이 아니라 잔류하는 고상 구성요소의 표면 상에 배치되거나 생성되는 것을 상상할 수도 있다. 고상 재료가 실리콘인 경우, 제거되는 고상 층은 바람직하게는 잔류하는 고상체에 대해 잔류하는 고상체의 높이의 40% 미만의 높이, 특히 잔류하는 고상체의 높이의 30% 미만 또는 20% 미만의 높이를 갖는다. 실리콘의 경우, 소정의 파라미터는 바람직하게는 변형의 생성을 위해 직시된다: 개구 수는 바람직하게는 0.5 내지 0.8, 특히 0.65이고; 침투 깊이는 150 μm 내지 1000 μm, 특히 300 μm이고; 펄스 분리는 1 μm 내지 5 μm, 특히 2 μm이고; 라인 간격은 1 μm 내지 5 μm, 특히 2 μm이고; 펄스 지속시간은 50 ns 내지 400 ns, 특히 300 ns이며; 펄스 에너지는 3 μJ 내지 30 μJ, 특히 10 μJ이다.
재료가 SiC인 경우, 제거되는 고상 층은 바람직하게는 잔류하는 고상체에 대해 잔류하는 고상체의 높이의 50% 미만의 높이, 특히 잔류하는 고상체의 높이의 45% 미만 또는 40% 미만 또는 35% 미만 또는 30% 미만 또는 25% 미만의 높이를 갖는다. SiC의 경우, 소정의 파라미터는 바람직하게는 변형의 생성을 위해 직시된다: 개구 수는 바람직하게는 0.4 내지 0.8, 특히 0.4이고; 침투 깊이는 바람직하게는 50 μm 내지 500 μm, 특히 180 μm이고; 펄스 분리는 바람직하게는 0.1 μm 내지 3 μm, 특히 1 μm이고; 라인 간격은 바람직하게는 10 μm 내지 200 μm, 특히 10 μm 내지 100 μm, 특히 75 μm이고; 펄스 지속시간은 1 fs 내지 10 ns, 특히 3 ns이며; 펄스 에너지는 바람직하게는 0.5 μJ 내지 30 μJ, 특히 7 μJ이다.
또한 도 22b에서, 도 21b 내지 도 21f와 유사하게, 나타나 있지 않은 경우에도 추가의 층(145)이 생성될 수 있다. 따라서, 추가의 재료 층 또는 구성요소(150)는 바람직하게는 추가의 층(145) 상에 또는 고상체의 노출된 표면 상에 생성되거나 배치된다.
또한, 도 22b는, 수용층이 잔류하는 고상체의 표면 상에 배치될 수 있으며, 추가의 수용층(146)이 추가의 재료 층(150)의 구성요소 상에 배치될 수 있다는 것을 도시한다. 여기서, 구성요소는 추가적으로 안정화층(142)과 함께 제공될 수 있는데, 이는 상기 추가의 수용층(146)이 바람직하게는 안정화층 및/또는 보호층(142) 상에 생성되거나 배치되는 것을 의미한다. 추가의 수용층(146)은 바람직하게는 필름으로서 제공되며, 바람직하게는 마찬가지로 적어도 부분적으로는 중합체 재료로 이루어진다. 보다 바람직하게는, 추가의 수용층(146)은 수용층(140 또는 142)과 동일한 재료를 갖는다. 이러한 실시형태는 균열을 생성하기 위한 응력이 양측으로부터 고상체 내로 도입될 수 있기 때문에 유리하다.
도 23a 내지 도 23i는 균열을 유도하기 위해 추가의 재료 층 또는 구성요소(150)를 생성한 후에 제공될 수 있는 상이한 배열을 도시한다.
도 23a 내지 도 23i는 균열 진행 응력 및/또는 균열 촉발 응력을 유도하는데 유리한 다양한 고상 배열(176)을 도시한다.
여기서, 도 23a는 구조물 또는 구성요소(150)를 갖는 가공된 고상체(1) 또는 웨이퍼를 도시한다.
도 23a에 도시된 고상체(1)와 비교하여. 도 23b에 도시된 고상체(1)에는 구성요소 측 상에, 특히 구성요소(150) 또는 추가의 재료 층(150) 상에 배치되거나 생성된 수용층(140)이 존재한다. 여기서, 수용층(140)은 바람직하게는 제거될 고상 층 상에 배치된다. 수용층(140)은 또한 분리 필름으로서 식별될 수 있으며, 따라서 바람직하게는 구조물 측 상에 적층된다. 후속 단계에서, 전체 배열이 냉각되며, 이는 스플릿 또는 균열 촉발 및/또는 균열 진행을 초래한다.
도 23b의 다이어그램과 비교하여, 도 23c에 따르면, 유지 층(holding layer)/결합 웨이퍼는 고상체의 하부측 상에 또는 고상체의 노출된 표면 상에 배치된다. 유지 층은 또한 공구 캐리어 또는 척(3)일 수도 있다. 후속 단계에서, 전체 배열이 냉각되며, 이는 스플릿 또는 균열 촉발 및/또는 균열 진행을 초래한다.
도 23d는, 도 23b와 비교하여, 고상체의 양측 상에 수용층(140, 146)이 제공되어 있는 배열을 도시한다. 여기서, 추가의 수용층(146)은 후속 단계에서 잔류하는 잔류 고상체의 표면 상에 배치되며, 여기서 접착 촉진층(148) 및/또는 희생층(149) 및/또는 보호층(142)은 추가의 수용층(146)과 고상체(1) 사이에 배치되거나 생성될 수 있다. 2개의 수용층(140 및 146)은 바람직하게는 적층되어 있다. 후속 단계에서, 전체 배열이 냉각되며, 이는 스플릿 또는 균열 촉발 및/또는 균열 진행을 초래한다.
도 23e는, 도 23d로부터 공지된 배열과 비교하여, 접착 촉진층(148) 및/또는 희생층(149) 및/또는 보호층(142)이 추가의 수용층(146)과 고상체(1) 사이에 전혀 배치되거나 생성되어 있지 않은 배열을 도시한다. 후속 단계에서, 전체 배열이 냉각되며, 이는 스플릿 또는 균열 촉발 및/또는 균열 진행을 초래한다.
도 23f는 도 23d로부터 공지된 배열과 반대 방식으로 이루어진 배열을 도시하는데, 이는 접착 촉진층(148) 및/또는 희생층(149) 및/또는 보호층(142)이 추가의 수용층(146)과 고상체(1) 사이에 배치되거나 생성되는 것이 아니라 수용층(140)과 고상체(1) 사이에 생성되거나 배치되고, 따라서 제거될 고상 층 상에 생성되거나 배치되는 것을 의미한다. 여기서, 구성요소(150) 또는 구조물 상에 예를 들면 스핀 코팅에 의해 하나 이상의 층을 생성할 수 있다. 후속 단계로서, 전체 배열이 냉각되며, 이는 스플릿 또는 균열 촉발 및/또는 균열 진행을 초래한다.
도 23g는 도 3d 및 3f의 배열의 조합에 상응하는 배열 또는 실시형태를 도시한다. 고상체는 바람직하게는 양측상에서 분리 필름으로 적층되고; 마찬가지로 어느 일측상에서 분할 필름 아래에 보호층 및/또는 접착 촉진층 및/또는 희생층을 제공할 수 있으며; 또한 예를 들면 구조물 상에 스핀 코팅될 수도 있다. 후속 단계로서, 전체 배열이 냉각되며, 이는 스플릿 또는 균열 촉발 및/또는 균열 진행을 초래한다.
도 23h는 도 23b에 도시된 배열과 유사한 배열을 도시하며, 여기서 수용층은 제거될 고상 층의 표면이 아니라 제거 후에 잔류하는 잔류 고상체의 일측 상에 배치되거나 적층된다. 이어서, 잉곳으로부터의 분리와 유사한 냉각의 결과로서 또는 잉곳 공정에서 제거가 수행된다.
도 23i는 도 23c에 도시된 배열과 유사한 배열을 도시하며, 여기서 후술하는 하나 이상의 층 또는 장치는 고상체의 구성요소 측 상에 또는 구성요소(150) 위에 배치되거나 생성된다. 이러한 층 또는 장치는 바람직하게는 다음과 같다: 적어도 또는 정확히 하나의 접착 촉진층(148) 및/또는 적어도 또는 정확히 하나의 희생층(149) 및/또는 적어도 또는 정확히 하나의 보호층(142) 및/또는 적어도 또는 정확히 하나의 안정화 장치(3), 특히 공구 캐리어 또는 척, 또는 추가의 웨이퍼. 후속 단계로서, 전체 배열이 냉각되며, 이는 스플릿 또는 균열 촉발 및/또는 균열 진행을 초래한다.
도 24는 4HSiC에 대한 슬립 평면을 갖는 결정 격자의 예를 도시하고; 도 25a는 Si에 대한 110 슬립 평면을 갖는 결정 격자의 예를 도시하고; 도 25b는 Si에 대한 100 슬립 평면을 갖는 결정 격자의 예를 도시하며; 도 25c는 Si에 대한 111 슬립 평면을 갖는 결정 격자의 예를 도시한다.
결정 격자 평면(6)은 바람직하게는 특정 유형의 격자 평면이다. 결정 구조가 면심 입방 구조(cubic face-centered)인 경우, 슬립 평면은 바람직하게는 {111} 평면이고 슬립 방향은 <110> 방향이다. 결정 구조가 체심 입방 구조(cubic body-centered)인 경우, 슬립 평면은 바람직하게는 {110} 평면이고 슬립 방향은 <111> 방향이거나, 또는 슬립 평면은 바람직하게는 {112} 평면이고 슬립 방향은 <111> 방향이거나, 또는 슬립 평면은 바람직하게는 {123} 평면이고 슬립 방향은 <111> 방향이다. 결정 구조가 육방정계인 경우, 슬립 평면은 바람직하게는 {0001} 평면이고 슬립 방향은 <1120> 방향이거나, 또는 슬립 평면은 바람직하게는 {1010} 평면이고 슬립 방향은 <1120> 방향이거나, 또는 슬립 평면은 바람직하게는 {1011} 평면이고 슬립 방향은 <1120> 방향이다.
도 26a 내지 도 27a는 도너 기판(1)에서 레이저 또는 레이저 장치에 의해 선형 디자인(103)을 생성하는 개략도를 도시한다. 여기서, 선형 디자인(103)은 원호 또는 굴곡된 형태로 생성된다. 여기서, 레이저 장치 또는 변형 생성 부위는 바람직하게는 변경되지 않는다. 다시 말해, 변형 발생 부위 및 회전 장치(45)의 회전 중심(50)은 서로에 대해 동일한 정렬 상태를 유지하는 것이 바람직하다. 따라서, 바람직하게는 도너 기판(1)이 단지 레이저 장치(29)를 지나치거나 레이저 방사선(32)을 위한 출구를 지나쳐 이동한다. 도너 기판(1)은 바람직하게는 결정 격자 평면(6)의 라인 형성 단부(7)가 회전 장치(45)의 회전 중심(50)과 도너 기판(1)의 중심(49) 사이에서 연결 라인(51)에 직교하여 연장되는 방향(52)에 대해 특히 3° 내지 87°의 각도, 바람직하게는 10° 내지 60° 또는 14° 내지 45°의 각도로 경사지는 방식으로 회전 장치 상에 배치된다.
도 26a 내지 도 27a를 전반적으로 고려하여 보았을 때, 회전 장치(45)가 점진적으로 회전함에 따라, 도너 기판(1)은 레이저 장치를 지나쳐 이동하고 선형 디자인(103)이 생성되거나 연장된다는 알 수 있다. 선형 디자인의 시작 지점(도 26a)에서, 이는 절단 라인(10) 또는 결정 격자 평면의 단부에 의해 형성된 라인에 대해 각도(e)로 생성된다. 선형 디자인의 중간 지점(도 26b)에서, 이는 절단 라인(10) 또는 결정 격자면의 단부에 의해 형성된 라인에 대해 각도(m)로 생성된다. 선형 디자인의 단부(도 27a)에서, 이는 절단 라인(10) 또는 결정 격자면의 단부에 의해 형성된 라인에 대해 각도(s)로 생성된다. 여기서, 각도(e)는 바람직하게는 각도(m)보다 크고, 각도(m)은 바람직하게는 각도(s)보다 크다. 그러나, 여기서 마찬가지로 각도(s)가 각도(m)보다 더 큰 것을 상상할 수도 있다.
각도는 바람직하게는 2개의 인접한 변형의 중심이 이론적으로 서로 연결되고, 그로부터 생성되는 라인의 각도가 절단 라인(10)에 대해 또는 결정 격자 평면(6)의 단부(7)에 의해 형성되는 라인에 대해 결정되는 방식으로 결정된다.
도 26a 내지 도 27a에 따르면, 회전 기판의 배열에서 이상적인 기록 각도는 웨이퍼 가장자리에서의 탄젠트(tangent) 각도와 웨이퍼의 중간부에서의 탄젠트 각도 사이의 평균 각도로서 선택된다, 즉, SiC의 경우, 평균 각도 30°는, 예를 들면, 턴테이블의 반경 및 기판 반경에 따라, 25° 내지 35°의 각도 간격(angle interval)을 의미하며, 따라서 예를 들면 육방정계의 경우에는 평균 30°의 바람직한 기록 각도가 관찰된다.
도 27b는 순전히 일례로서 회전 장치(45)의 평면도를 도시한다. 이러한 회전 장치(45) 상에는, 다수, 특히 2개 초과 또는 3개 초과 또는 5개 초과 또는 10개 초과, 바람직하게는 15개 이하 또는 20개 이하 또는 30개 이하의 도너 기판, 특히 부울(boule) 또는 잉곳 또는 웨이퍼가 동시에 배치될 수 있다.
도 27c는 도너 기판(1) 또는 고상체 내에 변형(9)을 생성하기 위한 플랜트의 개략적인 측면도를 도시한다. 바람직하게는, 레이저 장치의 요소(29), 특히 레이저 헤드 또는 레이저에 연결된 빔 가이드는 바람직하게는 고정된 위치에 배치된 이동 또는 위치조정 장치(30) 상에 배치된다. 이동 또는 위치조정 장치(30)는 바람직하게는 레이저 장치의 요소(29)의 이동 또는 바람직하게는 회전 장치(45)의 선형 방향, 특히 반경 방향으로 레이저 장치의 이동을 가능하게 한다. 따라서, 레이저 장치의 요소(29) 또는 레이저 장치는, 하나 이상의 정의된 기록 라인(103)을 생성한 후, 바람직하게는 다수 또는 모든 도너 기판(1)에 위치조정된다. 이러한 위치조정에 의해서, 방출된 레이저 빔이 다른 부위(5)에서 개개의 도너 기판(1)내로 도입되어 변형을 생성한다.
도 28a에는 결함 생성 장치(18) 또는 변형 생성 장치가 도시되어 있지만, 바람직하게는 상이한 평면의 적어도 일부에서 변형(34)을 생성하는 방식으로 실행되고, 그로 인하여 3차원 바디의 표면 또는 표면의 윤곽에 상응하는 적어도 일부에서 하나 이상의 균열 진행 층(8)이 생성된다.
따라서, 본 발명에 의해 워크피스 또는 고상체(1)로부터 평면 고상 층(4)을 추출 할 수 있을뿐만 아니라, 마찬가지로 파단 또는 균열 진행의 결과로서 비평면 고상체(40)도 추출할 수 있다. 또한, 일부에서는 평면 방식으로 그리고 일부에서는 3차원 방식으로 연장하는 고상체(40)가 고상체(1)로부터 추출되는 것도 상상할 수 있다.
추가적으로, 침지 유체(54)가 액적으로서 또는 도시된 바와 같이 유체 층으로서 고상체(1)의 노출된 표면에 도포되는 것도 또한 상상할 수 있다. 침지 유체(54)가 유체 층으로서 제공되는 경우, 벽 장치(wall device)(50)는 또한 바람직하게는 액체가 원하는 위치에 유지되도록 수용 탱크를 형성하기 위하여 제공된다. 또한, 커버 플레이트(52)가 유체에 적용될 수 있으며, 특히 위에 놓이거나 침지될 수 있다. 침지 유체(54)는 바람직하게는 고상체(1)와 본질적으로 또는 정확히 동일한 굴절률을 갖는다. 커버 플레이트의 굴절률은 침지 유체의 굴절률과 상이하거나 그에 상응할 수 있다. 따라서, 보다 바람직하게는, 특히 표면 거칠기를 보상하기 위해, 결함의 생성이 침지 유체(54)를 통해, 보다 바람직하게는 침지 유체(54) 및 커버 플레이트(52)를 통해 생성되는 것을 상상할 수 있다. 결함 생성을 위한 레이저(18)의 초점은 바람직하게는 컴퓨터로 제어된다.
도 28b는 균열 진행 층(8)이 비평면형 고상 층(4) 또는 비평면형 고상체(40)의 분리를 위해 경사진 고상체(1), 특히 잉곳에서 생성되는 추가의 배열을 도시한다. 균열 진행 층(8)의 정확한 생성을 위해, 바람직하게는 침지 유체(54)가 제공된다. 이는 액적으로서 또는 도시된 바와 같이 유체 층으로서 고상체(1)의 노출된 표면에 도포된다. 침지 유체(54)가 유체 층으로서 제공되는 경우, 벽 장치(50)는 또한 바람직하게는 액체가 원하는 위치에 유지되도록 수용 탱크를 형성하기 위하여 제공된다. 또한, 커버 플레이트(52)가 유체에 적용될 수 있으며, 특히 위에 놓이거나 침지될 수 있다. 침지 유체(54)는 바람직하게는 고상체(1)와 본질적으로 또는 정확히 동일한 굴절률을 갖는다. 침지 유체(54)의 효과는 변형의 생성이 최소 수준의 결함으로 진행될 수 있도록 커버 플레이트(52)와 생성될 균열 진행 층(8) 사이의 경로에서 굴절률이 항상 동일하다는 것이다.
도 29a는 방사선원(18), 특히 레이저의 영역 내에 배치된 고상체(2) 또는 기판을 도시한다. 고상체(2)는 바람직하게는 제 1 평면 영역 구성요소(14) 및 제 2 평면 영역 구성요소(16)를 가지며, 여기서 제 1 평면 영역 구성요소(14)는 바람직하게는 제 2 평면 영역 구성요소(16)에 본질적으로 또는 정확하게 평행하게 정렬된다. 제 1 평면 영역 구성요소(14) 및 제 2 평면 영역 구성요소(16)는 바람직하게는 수직 또는 수직 정렬인 Y 방향으로 고상체(2)에 결합된다. 평면 영역 구성요소(14 및 16)는 바람직하게는 각각 X-Z 평면으로 연장하며, 여기서 X-Z 평면은 바람직하게는 수평 정렬이다. 그러나, 대안적으로, 제 1 및/또는 제 2 영역 구성요소(14, 16)가 비평면형, 특히 굴곡된 형상을 갖는 것을 상상할 수도 있다.
또한, 이러한 다이어그램으로부터 방사선원(18)이 고상체(2) 상으로 빔(6)을 방출하는 것을 추정할 수도 있다. 구성에 따라 또는 정의된 파라미터에 따라, 빔(6)은 정의된 깊이까지 고상체(2) 내로 침투하여 개개의 위치 또는 개개의 예정된 위치에서 결정 격자 변형(19), 특히 결함을 생성시킨다. 바람직하게는, 이들이 적어도 하나의 분리 영역(8)을 정의하도록 충분한 개수의 변형 또는 결정 격자 변형(19)이 생성된다. 바람직하게는, 분리 영역(8)은 비평면 윤곽 또는 비평면 형태를 가지며, 여기서 분리 영역(8)은 보다 바람직하게는, 적어도 일부분에서, 구체 형태, 특히 주름진 및/또는 아치형 및/또는 굴곡된 형태를 갖는다. 또한, 빔(6)은, 예를 들면 집속 또는 번들링을 위해, 바람직하게는 방사선원(18)과 고상체(2)(도시되지 않음) 사이에 배치되는 광학 시스템을 통해 안내될 수 있다.
참조 부호(9)는 고상체(2)에서의 추가의 분리 영역을 나타낸다. 본 발명에 따르면, 추가의 분리 영역(9)도 마찬가지로 분리 영역(8)의 생성 도중에 생성될 수 있다. 대안적으로, 추가의 분리 영역(9)은 분리 영역(8)의 생성 이후 또는 생성 이전에 생성되는 것을 상상할 수도 있다. 바람직하게는, 추가의 분리 영역(9)은 고상 구성요소(4)의 제거 후에 또는 고상 구성요소(4)의 제거 이전에 생성된다. 바람직하게는, 고상체(2) 내의 다수의 분리 영역(8, 9)은 바람직하게는 고상체(2)로부터 연속적으로 분리 가능한 다수의 고상 구성요소(4, 5)을 정의한다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 정확히 또는 적어도 또는 최대 하나의 분리 영역(8)이 고상체(2) 내에서 생성된다. 본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에서, 2개, 적어도 2개 또는 정확히 2개 또는 3개, 적어도 3개 또는 정확히 3개 또는 4개, 적어도 4개 또는 정확히 4개 또는 5개, 적어도 5개 또는 정확히 5개 또는 그 이상, 특히, 예를 들면, 최대 10개 또는 25개 또는 50개 또는 100개 또는 500개의 분리 영역이 고상체(2) 내에서 생성된다.
도 29b는 고상체(2)가 분리 영역(8)을 포함하고 제 1 영역 구성요소(14)의 영역에 바람직하게는 추가의 층(20)에 의해 순서대로 커버되는 유지 층(12)을 구비 한 다층 배열을 도시하며, 여기서 상기 추가의 층(20)은 바람직하게는 안정화 장치, 특히 금속판이다. 고상체(2)의 제 2 영역 구성요소(16) 상에 배치되는 수용층, 특히 중합체 층(10)이 바람직하다. 수용층(10) 및/또는 유지 층(12)은 바람직하게는 적어도 부분적으로, 보다 바람직하게는 전체적으로 중합체, 특히 PDMS로 이루어진다.
대안적으로, 수용층(10)이 예를 들면 에피택시에 의해 고상체(2)의 표면 상에 생성되는 것을 상상할 수 있다. 바람직하게는, 생성되는 수용층(10) 및 고상체(2)는 상이한 열 팽창 계수를 갖는다. 이러한 경우에 또한 코팅(50)으로도 간주될 수 있는 수용층(10)의 생성은 바람직하게는, 상이한 열 팽창 계수로 인해 분리 영역(8)을 따라 고상 구성요소(4)를 고상체(2)로부터 독립시키거나 분리시키는 응력을 생성하는 다층 배열의 냉각에 수반될 수 있다.
도 29c는 균열의 촉발 및 후속 균열 진행 후의 상태를 도시한다. 고상 층(4)은 중합체 층(10)에 접착되며, 고상체(2)의 잔류하는 잔사로부터 이격되거나 이격될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상이한 분리 영역(8, 9)은 상이한 형태 또는 윤곽을 가질 수 있다. 또한, 예를 들면, 후속 단계에서 제거되는 고상 구성요소(4, 5)의 표면인 제 2 영역 구성요소(16)은 고상 구성요소(4, 5)를 제거하기 전에 다른 형태로 전환시키는 것을 상상할 수 있다. 이러한 형태의 변화는 고상 구성요소(4, 5)의 제거와 유사하게 이루어질 수 있거나 또는 재료 제거 처리 작업, 특히 연삭 공정에 의해 초래될 수 있다.
따라서, 본 발명은 고상 층을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 적어도 하나의 변형 수단, 특히 방사선원, 특히 적어도 하나의 레이저, 특히 적어도 하나의 fs 레이저 또는 ps 레이저 또는 ns 레이저에 의해 적어도 하나의 분리 영역(8, 9)을 정의하여 그를 따라 고상 층(들)(4, 5)이 고상체(2)로부터 분리되는 고상체의 내부 구조에서 결정 격자 결함과 같은 변형을 생성하는 적어도 하나의 고상 층(4)을 제거하기 위한 고상체(2)를 제공하는 단계를 적어도 포함한다. 또한, 본 발명의 방법은 바람직하게는 고상체(2)에서 응력의 발생, 특히 응력의 기계적 발생을 위해 고상체(2) 상에 배치되는 중합체 층(10) 상에 열 응력을 가하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 응력은 고상체(2)로부터 고상 층(4)을 분리시키는 분리 영역(8)을 따라 고상체(2)에서 균열의 전파를 초래한다.
도 30a 및 도 30b는 레이저 빔(6)에 의해 변형(19), 특히 결함 또는 손상 부위를 고상체(2) 내에 도입함으로써 도 33a에 도시된 분리 영역(8)의 생성의 예를 도시한다.
따라서, 도 30a는 특히 방사선원(18), 특히 하나 이상의 레이저, 특히 하나 이상의 fs 레이저에 의한 분리 영역(8)의 생성을 위해 변형(19)이 고상체(2) 내에서 어떻게 생성될 수 있는지를 개략적으로 도시한다. 여기서, 방사선원(18)은 제 1 파장(30) 및 제 2 파장(32)을 갖는 방사선(6)을 방출한다. 여기서, 파장(30, 32)이 고상체(2)의 분리 영역(8)에서 본질적으로 또는 정확하게 교차하는 방식으로 파장(30, 32)이 서로 매칭되거나, 또는 방사선원(18)과 생성될 분리 영역(8) 사이의 거리가 매칭되어, 이들 두 파장(30, 32)의 에너지로 인해 교차 부위(34)에서 결함의 생성을 초래한다. 여기서, 결함의 생성은 상이한 또는 조합된 분해 메커니즘(breakdown mechanism), 예를 들면 승화 또는 화학 반응에 의해 수행될 수 있으며, 여기서 분해는 예를 들면 열적 수단 및/또는 광화학적 수단에 의해 개시될 수 있다.
도 30b는 집속된 광 빔(6)을 도시하며, 그의 초점은 바람직하게는 분리 영역(8) 내에 있다. 광 빔(6)이 하나 이상의 집속체(focusing body), 특히 렌즈(들)(도시되지 않음)에 의해 집속되는 것을 상상할 수 있다.
도 31a는 본 발명의 비평면형 고상 구성요소(4) 또는 비평면형 웨이퍼를 도시하는 것으로, 여기서 고상 구성요소(4) 또는 웨이퍼(4)는 다이어그램에 따르면 날실(warp)을 형성하거나 또는 단면에서 날실 형태를 나타낸다. 여기서, 고상 구성요소(4)는 서로 네거티브한 2개의 표면 윤곽 또는 표면 형태를 갖는 것을 상상할 수 있다. 그러나, 마찬가지로 고상 구성요소(4)의 서로 마주 보는 2개의 주 표면(40, 42)의 표면 윤곽 또는 표면 형태가 서로 네거티브한 것이 아니라 상이한 윤곽 또는 형태를 갖는 것을 상상할 수도 있다.
도 31b는 코팅(50), 특히 에피택셜 생성 층의 생성을 도시한다. 코팅(50)은 바람직하게는 50℃ 초과, 특히 100℃ 초과 또는 150℃ 초과 또는 200℃ 초과 또는 300℃ 초과 또는 400℃ 초과의 온도에서 고상 구성요소(4) 상에 배치되거나 생성된다. 여기서, 코팅(50)은 본질적으로 또는 일정한 두께로 고상체(4) 상에 배치되거나 생성되는 것을 상상할 수 있다. 그러나, 대안적으로, 코팅(50)이 마찬가지로 국부적으로 상이한 두께를 갖는 것을 상상할 수 있다. 따라서, 추가의 처리는 바람직하게는 고상 구성요소(4)의 적어도 하나의 표면(40, 42) 상의 정의된 코팅(50)의 배치 또는 배열을 구성한다. 여기서, 정의된 파라미터는 바람직하게는 적어도 고상 구성요소(4)의 재료 및 코팅(50)의 재료의 열 팽창 계수를 적어도 간접적으로 포함하거나, 또는 코팅(50)을 제공하는 고상 구성요소(4)의 정의된 열처리의 결과로서 고상 구성요소(4)의 기형화(deformation)를 포함하거나 정의하는 데이터를 포함한다.
도 31c는 고상 구성요소(4)의 적어도 하나의 표면(40, 42) 상에 코팅(50)을 생성 또는 배열한 후의 상황을 도시하는 것으로, 여기서 생성되는 다성분 배열(39)의 형태는 상이한 열 팽창 계수로 인해 변화한다. 바람직하게는, 다성분 배열(39) 또는 다층 배열의 주 표면(40 및 44) 중의 적어도 하나는 평면 또는 본질적으로 평면 형태로 변환된다. 기형화는 바람직하게는 다층 배열(39)의 바람직하게 정의된 열처리, 특히 가열 또는 냉각으로 인해 발생한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 고상 구성요소(4)는, 하류 처리 공정, 특히 코팅 공정에 따라, 고상 구성요소(4)의 하나 또는 양쪽 주 표면(40, 42)의 형태를 처리, 특히 코팅 공정, 특히 평탄화하거나 평면화하는 코팅 공정의 결과로서 정의된 방식으로 변화시키는 방식으로 이루어진다. 보다 바람직하게는, 코팅은 규소, 사파이어, 탄화 규소(SiC) 또는 갈륨 비소(GaAs)로 이루어진 고상 구성요소 상에 배치되거나 생성되는 금속 층 또는 반도체 층, 특히 질화 갈륨 층(GaN) 또는 규소 층이다.
도 32는 고상체(1)에서 변형(2)을 생성하기 위한 본 발명의 방법 및 본 발명의 장치(30)에서 바람직한 것으로 예견되는 본 발명의 레이저 노광 장치(8)를 도시한다.
여기서, 레이저 노광 장치(8)는 특히 포커스 마킹(focus marking)을 갖는 적어도 하나의 레이저 빔 소스(32)를 갖는다. 따라서, 레이저 빔 소스(32)는 바람직하게는 포커스 마킹을 갖는 동축 광원일 수 있다. 레이저 빔 소스(32)에 의해 생성되는 광선(10)은 바람직하게는 레이저 빔 소스(32)에서 고상체(1)의 초점 크기 및 초점 위치를 설정하기 위한 초점 조정 장치(focus device)(44) 또는 설정 장치(setting device)(44) 까지 소정의 경로로 안내된다. 여기서, 설정 장치(44)는 바람직하게는 특히 Z 방향 또는 레이저 빔 진행 방향의 미세 초점 조정 장치일 수 있다. 설정 장치(44)는 바람직하게는 압전형 미세 초점 조정 장치의 형태를 취할 수 있다. 설정 장치(44)를 통과한 레이저 빔(10)은 바람직하게는 긴 작동 거리(46)를 갖는 현미경을 관통한다. 보다 바람직하게는, 긴 작동 거리(46)를 갖는 현미경 및 설정 장치(44)는 변형(2)이 미리 정의된 부위에서 생성되는 방식으로 레이저 방사선을 적응 또는 조정 또는 수정한다. 여기서, 변형(2)은 미리 정의된 부위와 다르거나 이격된 부위에서, 예를 들면, 5μm 미만, 바람직하게는 2μm 미만, 보다 바람직하게는 1μm 미만으로 생성되는 것을 상상할 수 있다. 설정 장치(44)는 바람직하게는 제어 장치(14)에 의해 작동되며, 여기서 상기 제어 장치(14)는 바람직하게는 레이저 노광 장치(8)에 대한 고상체(1)의 상대적인 위치 및 배향 또는 레이저 노광 장치(8)에 대한 레이저 방사선이 도입되는 표면 전류 구성요소(current surface component)의 거리 및 레이저 노광 장치(8), 특히 적어도 설정 장치(44)의 조정을 위한 상대적인 부위에서의 고상 재료의 국소 굴절률 또는 평균 굴절률 및 고상체(1)의 처리 깊이를 계산 또는 측정 또는 사용한다. 따라서, 제어 장치(14)는 그와 통신하는 상응하는 센서 장치 또는 센서 수단에 의해 실시간으로 요구되는 데이터를 검출하거나 수신할 수 있다. 그러나, 대안적으로, 레이저 빔(10)이 고상체(1) 내로 침투하여 변형(2)을 생성시키는 표면의 분석이 처리의 시작 이전에 굴절률 및 처리 깊이의 파라미터 중의 하나 또는 둘 모두에 대해 착수되거나 수행되는 것을 마찬가지로 상상할 수도 있다. 이어서, 파라미터는 저장 장치 또는 데이터 저장 수단(12)에서 상응하는 위치 의존적 데이터의 형태로 저장되거나 판독될 수 있다. 여기서, 데이터 저장 수단(12)은 교환 가능한 매체, 특히 메모리 카드, 또는 고정 메모리로서 레이저 노광 장치(8)의 일부일 수 있다.
그러나, 대안적으로, 데이터 저장 수단(12)이 레이저 노광 장치(8)의 외측에 배치되고 적어도 일시적인 통신으로 레이저 노광 장치(8)에 연결될 수 있다는 것을 마찬가지로 상상할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 사용자(52)는 또한 제어 장치(14)에 작업주기 또는 작업주기의 변화를 부과할 수도 있다. 또한, 데이터 저장 수단(12)이 제어 장치(14)의 일부의 형태를 취하는 것을 상상할 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 센서 장치(16)에 의해, 고상체(1) 표면의 정의된 지점과 레이저 노광 장치(8) 사이의 거리와 관련한 거리 데이터가 검출될 수 있다. 이러한 거리 데이터는 마찬가지로 처리를 위해 제어 장치(14)에 제공되는 것이 바람직하다.
추가적으로, 레이저 노광 장치(8)가 카메라(34), 특히 동축 초점 카메라를 포함하는 것을 상상할 수 있다. 카메라(34)는 바람직하게는 레이저 노광 장치(8)로부터 방출되는 레이저 빔(10)의 빔 경로의 방향으로 배치된다. 여기서, 광학 요소(36), 특히 부분적으로 투명한 거울이 카메라(34)의 광학 필드 내에 배치되는 것을 상상할 수 있다. 바람직하게는, 광학 요소(34)는 레이저 방사선(10)을 카메라의 광학 필드 내로 도입한다.
추가의 광학 요소(38) 또는 회절 광학 요소, 특히 빔 디바이더(38)가 제공되는 것을 추가로 상상할 수 있다. 여기서, 빔 디바이더(38)는 레이저 빔(10)의 일부를 메인 빔(main beam)으로부터 분리하거나 분할할 수 있다. 분리되거나 분할되는 레이저 방사선의 비율은 임의의 구면 수차 보상(40) 및/또는 임의의 빔 확대기(beam widener)(42)에 의해 수정될 수 있다.
또한, 참조 부호(48)은 특히 냉각 유체를 제공하는데 선호되는 유체 공급 장치(48)를 나타낸다. 바람직하게는, 유체 공급 장치(48)에 의해, 고상체(1) 및/또는 현미경의 온도, 특히 냉각을 제어할 수 있다.
참조 부호(50)은 바람직하게는 투명 및 반사 표면을 또한 분석할 수 있는 굴절률을 결정하는 수단을 나타낸다. 바람직하게는, 굴절률은 변형의 생성 이전에 굴절률을 결정하는 수단(50)에 의해 결정된다. 대안적으로, 여기서 굴절률의 결정이 상이한 시스템에서 수행되고 검출된 데이터가 데이터 전송에 의해 본 발명의 레이저 노광 장치(8)에 공급되는 것을 상상할 수 있다.
도 32에 도시된 화살표로 끝나는 점선은 바람직하게는 데이터 및/또는 신호 전송을 나타낸다.
도 33a는 장치(30)의 레이저 노광 장치(8), 수용 장치(18) 및 구동 또는 이동 장치(22)의 장치 구성요소의 바람직한 배열을 개략적인 형태로 도시한다. 이러한 배열에서 고상체(1)는 바람직하게는 수용 장치(18)와 레이저 노광 장치(8) 사이에 배치된다는 것이 명백하다. 고상체(1)는 바람직하게는 수용 장치(18)에 부착되어 있지만, 가압되는 것도 또한 상상할 수 있다.
도 33b는 변형(2)이 생성된 후 또는 균열 진행 영역(4)이 완전히 생성된 후의 배열을 도시한다. 이러한 다이어그램에서, 수용층 또는 중합체 층(26)은 레이저 빔(10)이 고상체(1) 내로 침투하는 고상체(1)의 표면(24)에 배치 또는 형성되어 있다. 또한, 장치(54)는 기능성 유체(56)를 분배하는 기능성 유체 소스를 표시한다. 기능성 유체(56)는 바람직하게는 액체 질소이다. 따라서, 기능성 유체(56)는 바람직하게는 수용층(26)을 20℃ 미만의 온도, 특히 10℃ 미만의 온도 또는 0℃ 미만의 온도 또는 수용층(26)의 중합체 물질의 유리 전이 온도 미만의 온도로 냉각시킨다. 수용층(26)의 냉각은 높은 기계적 응력을 생성시켜 균열이 균열 진행 영역(4)을 따라 전파된다.
도 34a는 고상체(1)의 표면 프로파일과 고상 재료의 굴절률 사이의 관계를 순수하게 예로서 도시한다. 가로 축에 대해 보고된 값의 단위는 μm이다.
도 34b는 레이저로 가공될 재료의 예시적인 편차(표면 프로파일 및 측면 굴절률 진행) 및 레이저 초점 위치(no AF: 자동 초점 없음; 표면 프로파일은 굴절률에 의해 반대로 증폭된 재료에 기록된다; 표준 AF는 표면 프로파일이 n 배 증폭에 적용되도록 이러한 도치를 반전시킨다; nAF: 표면 프로파일이 재료에 1:1로 적용되도록 기판 굴절률 또는 굴절률을 고정 계수로서 고려한다; AAF: 원하는 고급 자동 초점 기능은 평균 기판 굴절률 및 목표 깊이에 대한 정보를 이용하여 재료 내에 수평면을 정확히 기록할 수 있다)를 도시한다.
도 35a는 레이저 초점의 다양한 디폴트 위치(default position)를 순수하게 예로서 도시한다. 가로 축에 대해 보고된 값의 단위는 μm이다. 따라서, 다양한 경우에 레이저 헤드의 위치에 대한 제어된 입력 변수로서 파형을 결정할 수 있다.
nAF(n-aware AF): 평균 기판 굴절률(n)에 의해 표면의 자동 초점 가이드 파라미터를 보정한다. 따라서, 체적에 표면 편차 1:1을 적용할 수 있다. 따라서, 분할시킬 웨이퍼는 이론적으로는 두께의 변화(TTV)가 없을 것이다. 그러나, 토포그래피(topography) 및 따라서 불량한 평면성은 웨이퍼 및 장류하는 잉곳 모두에 대해 유지된다.
AAF(advanced AF): 평균 기판 반사율 및 표면의 보상 평면에 대한 정보를 이용하여 표면의 자동 초점 가이드 파라미터를 보정한다. 따라서, 평균 굴절률로부터 편차가 없는 균질한 샘플의 경우, 저렴한 연마 단계로 추가 분할을 위해 반도체 결정을 매우 평면적인 형태로 제조하는 평면형 레이저 평면을 생성할 수 있다. 대조적으로, 웨이퍼 분할은 분할 직후 일면 상에서는 평평하지만 두께 편차가 더 크다.
AnAF(Advanced n-aware AF): 국소 기판 반사율 및 표면의 보상 평면에 대한 정보를 이용하여 표면의 자동 초점 가이드 파라미터를 보정한다. 따라서, 불균질한 샘플의 경우에도, 저렴한 연마 단계로 추가의 분할을 위해 반도체 결정을 매우 평면적인 형태로 제조하는 평면형 레이저 평면을 생성할 수 있다.
따라서, 본 발명은 고상체에서 변형을 생성하는 방법에 관한 것으로, 여기서 상기 변형은 고상체로부터 고상 구성요소, 특히 고상 층을 제거하기 위해 균열의 진행을 위한 균열 진행 영역을 정의한다. 본 발명의 방법은 바람직하게는: 레이저 노광 장치에 대해 고상체를 이동시키는 단계, 및 각각의 경우에 적어도 하나의 변형을 생성하기 위해 레이저 노광 장치에 의해 다수의 레이저 빔을 연속적으로 생성하는 단계 중의 하나 이상의 단계를 포함하며, 여기서 상기 레이저 노광 장치는 다수의 파라미터, 특히 적어도 2개의 파라미터에 따라 레이저 빔의 정의된 집속을 위해 연속적으로 조정된다. 바람직하게는, 본 발명의 방법은 평면형 마이크로포커스(planar microfocus)로 다광자 재료를 대량으로 처리할 수 있다.
도 35b는 상이한 변형 분포의 프로파일을 나타내는 2개의 진행을 도시한다.
도 36a는 라만 기구를 도시한다. 여기에 도시된 라만 기구(58)는 방사선을 방출하기 위한 레이저(60)를 갖는다. 방사선은 바람직하게는 여기를 위해 적어도 하나의 광섬유(61)에 의해 광학 시스템에 공급되고, 바람직하게는 이러한 광학 시스템, 특히 렌즈(64)에 의해 집속되고, 특히 고상체 내에 집속된다. 이러한 방사선은 적어도 부분적으로 산란되며, 바람직하게는 필터 장치 또는 여기 필터(62)에 의해 레이저에 의해 방출된 방사선과 동일한 파장을 갖는 광 구성요소가 필터링된다. 이어서, 다른 방사선 구성요소들은 분광기(68)에 공급되고 카메라 장치, 특히 CCD 검출기(70)에 의해 검출되고, 제어 장치(14, 72), 특히 컴퓨터에 의해 평가/처리된다.
따라서, 결정 내에서의 원자 진동은 바람직하게는 외부 또는 보다 바람직하게는 추가의 레이저에 의해 유도되는 것이 바람직하다. 이러한 진동은 결정 원자에서 광 산란에 의해 생성되며, 이는 진동 에너지의 크기에 의해 변경된 광자 에너지를 가진 관측 가능한 산란 광을 초래한다. 다수의 유도성 진동의 경우, 산란 광의 스펙트럼에서도 또한 다수의 피크가 발생한다. 이어서, 분광계(그리드 분광계)를 사용하여 생성되는 라만 산란 스펙트럼을 보다 면밀히 검사할 수 있다(소위 라만 분광법이라고 함). 이러한 방법에서, 결정에서의 국부적인 상태는 개별 라만 라인 상에 그들의 형상이 나타나며, 도핑도는 라만 라인의 형상 분석에 의해 결정될 수 있다.
그림 36b는 SiC에서의 가능한 격자 진동의 모양을 도시하며, 여기서 이러한 모드는 결정 대칭 및 방향에 의해 정의되고 또한 동시에 유도될 수 있다. 도시된 도면들은 결정 축 A를 따라 연장된다. 여기서, 원자들의 진동은 특정 방향으로만 가능하며, 방향은 결정의 대칭에 의해 정의된다.
도 37a는 질소 도핑된 4H 탄화 규소 고상체의 라만 플롯으로부터의 세부 사항(도핑된 SiC에 대한 예시적인 라만 스펙트럼)을 도시한다. 이 경우, LO(PC) 모드의 형상이 도펀트 농도의 측정에 사용되고 정합된다. 하부 패널: 피팅 잔량.
도 37b는 라만 플롯으로부터의 더 작은 세부 사항을 도시한다.
도시된 바와 같이, 형상의 측정 및 LO(PC) 모드에 대한 후속 정합으로부터의 라만 측정에 의해 도펀트 농도를 결정하는 직접 측정법이 밝혀졌다.
따라서, 목적은 일반적으로는 레이저 파라미터를 조정함으로써 균열 전파의 결과로 항상 성공적으로 분리되는 물질에서 최적의(가능한 한 최소, 가능한 한 가장 짧은) 균열 진행을 설정하는 것이지만, 그렇지 않다면 모든 재료 손실(연삭 단계를 포함)을 최소화하거나 감소시키는 것이다.
도 38a 및 도 38b는 부울/잉곳으로부터 개별 웨이퍼를 제거하는 단계를 구성하는 2 가지 방식을 도시한다.
이는 도 38a에서는 피드-포워드 루프(feed-forward loop)로서, 도 38b에서는 피드백 루프(feedback loop)로서 구성된다.
피드-포워드의 경우, 분포는 레이저 공정 이전에 특성화되며, 이는 맵, 특히 릴리프 및/또는 에너지 맵, 또는 처리 명령 또는 파라미터 조정을, 레이저 공정, 특히 변형의 생성의 경우 위치 의존성 방식으로 계산하는데 사용된다. 피드-포워드는 바람직하게는 잉곳/부울에 대해 수행된다.
대안적으로, 도 38b에 도시된 바와 같이, 생성되는 웨이퍼가 각각의 분리 단계 후에 특성화되고 다음을 위한 모델로서 역할을 하는 피드백 루프가 구현될 수 있다.
재료 및 도핑에 따라, 레이저 공정 중에 상이한 조정을 수행할 수 있다:
SiC 재료의 경우, 발생하는 도핑에 따라 상이한 깊이에서 레이저 파라미터의 상이한 조정을 수행할 수 있다. 아래에 명시된 경계 조건하에서, 이는 마찬가지로 아래에 명시된 기능들을 초래할 수 있다:
깊이 180μm, 펄스 지속 시간 3 ns, 개구수 0.4
낮은 도핑 : 7μJ - 21 mOhmcm
높은 도핑 : 8μJ - 16 mOhmcm
깊이 350μm, 펄스 지속 시간 3 ns, 개구수 0.4
낮은 도핑 : 9.5μJ - 21 mOhmcm
높은 도핑 : 12μJ - 16 mOhmcm
깊이 180μm에 대한 공식:
E 에너지(μJ)
E0 최저 도핑에서의 오프셋 에너지
K 에너지 환산 계수
R 측정된 도핑 수준
B 기본 도핑 수준(21mOhmcm)
E = E0+(B-R)*K
상기 식에서,
K = 1/(21-16)μJ/mOhmcm = 0.2μJ/mOhmcm
E0 = 7μJ
B = 21 mOhmcm
실시예: 측정된 도핑 수준 19 mOhmcm: E = 7.4μJ
깊이 35μm에 대한 공식:
E 에너지(μJ)
E0 최저 도핑에서의 오프셋 에너지
K 에너지 환산 계수
R 측정된 도핑 수준
B 기본 도핑 수준(21mOhmcm)
E = E0+(B-R)*K
상기 식에서,
K = 2.5/(21-16) μJ/mOhmcm = 0.5μJ/mOhmcm
E0 = 9.5 μJ
B = 21 mOhmcm
실시예: 측정된 도핑 수준 19 mOhmcm: E = 10.5 μJ
도 39는 상이한 결함 농도(82, 84, 86) 또는 변형의 농도 또는 축적을 갖는 영역을 가진 분리 평면(8)을 도시한다. 여기서, 상이한 농도의 변형을 갖는 다수의 영역이 분리 평면(8)을 형성하는 것을 상상할 수 있으며, 마찬가지로 분리 평면(8) 내의 변형(34)이 그 영역에 걸쳐 본질적으로 또는 정확히 균질하게 분포되는 것을 상상할 수 있다. 상이한 농도의 변형은 면적의 관점에서 동일하거나 상이한 크기일 수 있다. 바람직하게는, 변형의 제 1 상승 농도는 바람직하게는 가장자리 영역 또는 가장자리로 연장되거나 가장자리에 인접한 영역에서 생성되는 균열 촉발 농도(82)이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 균열 진행 농도(84)는 고상 층(4)을 고상체(2)로부터 분리하는 균열을 제어할 수 있는 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 추가적으로 또는 대안적으로, 바람직하게는 고상체(2)의 중심 영역에서 매우 평평한 표면일 수 있는 중심 농도(86)가 생성될 수 있다. 바람직하게는, 균열 진행 농도(84)는 부분적으로 또는 완전히 환형 또는 주변 형태이고, 따라서 바람직하게는 고상체(2) 또는 고상 층(4)의 중심의 일부, 보다 바람직하게는 전체를 포함한다. 또한, 균열 진행 농도(84)가 고상체(2)의 가장자리로부터 고상체(2)의 중심 방향으로 단계적으로 또는 일정하게 또는 심리스 방식으로 감소하는 것을 상상할 수도 있다. 추가적으로, 균열 진행 농도(84)가 밴드 형태이고 균질한 또는 본질적으로 또는 정확히 균질한 형태인 것을 상상할 수 있다.
도 40a는, 이미지의 상부에서는 고상체(2)의 평면도이고, 이미지의 하부에서는 측면도, 특히 단면도인, 개략적인 형태를 도시한다. 이러한 예시에서 고상체(2)에는 서로 나란히 배열된 개별 고상 요소(40), 특히 캐리어 요소, 예를 들면 컴퓨터 칩 또는 태양 전지를 결속시킨 직선이 제공된다. 여기서, 라인은, 순전히 일례로서 및 예시의 목적으로, 고상 요소(40)의 외측 형상을 기술할 수 있으며, 그들은 실제하는 고상체(2)의 경우에 나타나거나 존재할 필요가 없거나 본질적으로 필요가 없다. 또한, 평면도에서 고상체(2)는 특히 직선 구성요소를 갖는 상이한 외형을 가질 수 있다.
도 40b에서, 다수의 결함(34)이 평면도 및 측면도에 나타나 있다. 변형 또는 결함(34)은, 예를 들면 평면도에 도시되어 있는 바와 같이, 특정 영역에서 균일하게 분포되거나 증가되거나 감소된 개수로 생성될 수 있다. 고농도의 변형 또는 결함(34)은 저농도의 결함(34)과는 대조적으로, 예를 들면, 개개의 영역에서 고상 층(4)의 정의된 균열 촉발 및/또는 더 간단한 분리를 가능하게 한다. 바람직하게는, 균열이 촉발되는 지점의 고상체(2)의 영역에서 상승된 농도의 결함(34)이 제공된다. 또한, 결함(34)은 바람직하게는 균열 전파를 제어하기 위해 균열 진행을 제어하기 위한 상승된 농도로 정의된다. 또한, 추가적으로 또는 대안적으로, 제 1 분리 평면(8)의 다른 영역에 비해 상승된 농도의 결함 또는 변형(34)이 바람직하게는 제 1 분리 평면(8)의 중앙 또는 중심부에서 생성된다. 분리 평면(8)이 바람직하게는 평면 내에 생성된 결함(34)에 의해 형성된다는 것을 측면도로부터 추정할 수 있다.
도 41의 평면도는 제 1 분리 층(8)을 형성하는 결함(34)뿐만 아니라 점선으로 도시되고 Z 방향으로 연장하는 제 2 분리 평면(50) 내에 생성된 추가의 결함을 도시한다. 마찬가지로 결함을 나타내고 제 3 분리 평면(52) 내에 놓여 있는 X 방향으로 배향된 점선도 또한 도시되어 있다. 따라서, 제 1 분리 평면(8)은 바람직하게는 X-Z 평면에 있고, 제 2 분리 평면(50)은 바람직하게는 Y-Z 평면에 있으며, 제 3 분리 평면(52)은 바람직하게는 X-Y 평면에 있다. 결함들, 즉 제 1 분리 층(2)을 생성하기 위한 결함 및 제 2 분리 층(50) 및 제 3 분리 층(52)을 생성하기 위한 결함은 고상체(2)의 평면 표면에 대해, 특히 XZ 평면 내에 놓여 있는 고상체(2)의 표면에 대해 상이한 각도로 이격되어 있다는 것을 도 4의 측면도 및 단면도로부터 추정될 수 있다.
도 42a는 제 2 분리 평면(들)(50)을 생성하기 위한 결함(34)이 이미 생성되어 있는 평면도를 도시한다. 그러나, 제 3 분리 평면(들)(52)을 형성하기 위한 결함(34)은 아직 생성되어 있지 않았다. 따라서, 제 2 및 제 3 분리 평면(들)(50, 52)을 생성하기 위한 결함이 시간 지연과 함께 또는 완전히 연속적으로 동시에 생성되는 것을 상상할 수 있다. 또한, 제 2 분리 평면(들)(50)을 생성하기 위한 결함이 X-Z 평면에서 연장되는 표면으로부터 상이한 거리로 생성될 수 있다는 것을 측면도 또는 단면도로부터 추정할 수 있다.
제 1 분리 층(50) 및 제 2 분리 층(52)을 생성하기 위한 결함이 또한 X-Z 평면에서 연장되는 표면으로부터 동일한 거리로 전체적으로 생성될 수 있다는 것을 도 42b로부터 추정할 수 있다.
도 43은 고상 층(4)이 중합체 층(10) 상에 배치된 실시형태를 도시한다. 여기서, 제 2 분리 층(50) 및 제 3 분리 층(52)을 생성하기 위한 결함이 고상 층(4) 내에 이미 생성되어 있다는 것을 상상할 수 있다. 또한, 대안적으로, 제 2 분리 층(50) 및 제 3 분리 층(52)을 생성하기 위한 결함은 단지 고상체(2)로부터 고상 층(4)이 분리된 이후에만 고상 층(4) 내에서 생성된다는 것을 상상할 수 있다.
도 44a는 고상 층(4)이 중합체 층(10) 상에 배치되거나 고상 층(4)이 중합체 층(10)에 결합된, 특히 접착 결합된 배열을 도시한다. 여기서, 중합체 층(10)은 제 1 방향(60) 및/또는 제 2 방향(62)으로 편향되고/되거나 적어도 하나의 축 주위에서 구부러진다. 중합체 층(10)의 편향은 열 효과 및/또는 외력의 적용, 특히 팽창, 압축 및/또는 굴곡에 의해 초래될 수 있다.
도 44b는 도 44a를 참조하여 기술된 중합체 층(10)의 편향에 대한 반응을 도시한다. 여기서, 제 2 분리 평면(50) 및/또는 제 3 분리 평면(52)의 영역에서 또는 이를 따라 개별 고상 요소(40)가 분리된다. 여기서, 분리는 바람직하게는 개별 고상 요소(40)가 서로 분리되거나 인열되는 것에 상응한다.
도 45a는 도너 기판으로부터 고상 층(1)(도 46 참조)을 분리하기 위한 장치를 도시한다. 이러한 장치는 바람직하게는 도너 기판(2)을 고정하기 위한 유지 장치(14)를 갖는다. 도너 기판(2) 상에 배치된, 특히 중합체 재료로 이루어지거나 이를 포함하는 응력 생성 층(4)이 존재한다. 도너 기판(2)으로부터 멀리 떨어진 응력 생성 층(4)의 표면은, 도시된 변형예에서는, 가압 장치(8)의 가압 요소(6)의 접촉면과 접촉하게 된다. 여기서, 가압 장치(8)는 예를 들면 응력 생성 층(4)에 대해 가압 요소(6)를 가압하기 위한 힘을 생성시키기 위한 전기 또는 유압 또는 공압 또는 기계적인 힘 생성 장치, 특히 액추에이터를 포함하거나 그에 결합될 수 있다. 가압은 바람직하게는 힘 생성 장치에 의해 조정될 수 있다. 온도 제어 장치(26)는 바람직하게는 응력 생성 층(4)에 열 응력, 특히 냉각을 부여한다. 여기서, 응력 생성 층(4) 상의 열 응력은 간접적이거나 배타적으로 간접적일 수 있는데, 이는 예를 들면 가압 요소(6)의 온도가 일차적으로 조정되고, 이어서 응력 생성 층(4)의 온도가 조정된다는 것을 의미한다. 또한, 응력 생성 층(4)의 온도는 시간이 흐름에 따라 직접적으로 및 간접적으로 제어될 수도 있다는 것을 상상할 수 있다. 온도 제어 장치(26)는 바람직하게는 기능성 유체(28), 특히 바람직하게는 액체 또는 분무된 형태의 질소이다. 또한, 가압 요소(6)는 소정 비율의 응력 생성 층(4)으로 가압될 수 있으며, 동시에 동일한 응력 생성 층(4)의 상이한 소정 비율의 온도는 온도 제어 장치(26)에 의해 조정될 수 있다.
열 응력은 응력 생성 층(4)의 수축을 초래하여, 도너 기판(2)에서 기계적 응력을 생성한다. 가압 장치(8)는 응력의 생성과 동시에 응력 생성 층(4) 또는 가압 요소(6)와 기판(2) 사이에 배치된 완전한 응력 생성 층(4)의 구성요소들을 가압한다.
따라서, 가압 장치(8)는 응력 생성 층(4)의 유리 전이의 달성시에 발생하는 힘 피크에 대응한다. 또한, 가압 장치(8)는 바람직하게는 마찬가지로 분리된 고상 층(1)의 구성요소의 편향을 감소시키는데, 이는 균열 전파 과정에서 발생하는 쐐기 작용이 상당히 작은 각도로 발생한다는 것을 의미하며, 이는 균열이 사전 정의된 분리 평면에서 훨씬 더 안정적인 방식으로 진행된다는 것을 의미한다(도 1b 참조).
참조 부호 D는 바람직한 압력 적용 방향을 나타낸다.
도 45b에 도시된 예시는 본질적으로는 도 1a에 도시된 예시에 상응하며, 여기서 도너 기판(2)은 레이저 빔에 의해 생성된 변형(10)을 갖는다. 변형(10)은 도너 기판(2)으로부터 고상 층(1)을 분리하기 위한 균열의 진행을 위한 분리 영역(12)을 정의한다.
도 46은 가압 요소(6)가 기능성 유체를 전도하기 위한 하나 이상의 경로 요소(18) 또는 전도성 요소(18)를 가질 수 있음을 도시한다. 또한, 이러한 예시는 가압 요소(6)가 제거된 고상 층 구성요소의 편향 이동을 제한하는데 사용되는 상황을 도시한다. 가압 요소(6)의 접촉면(16)은 바람직하게는 응력 생성 층(4)의 노출된 표면으로부터 또는 분리 평면(12)으로부터 거리(AS)만큼 이격된다. 거리(AS)는 바람직하게는 반경 방향 원주 표면(O)과 축 중심(L) 사이의 최단 거리의 분율 또는 한정된 분율 미만이다. 또한, 이러한 실시형태는, 순전히 예시로서, 편향의 경우에 가압 장치(8)의 이동 방향을 정의하기 위한 가이드 장치(30)를 갖는다. 이러한 가이드 장치는 본원에서 기술되는 모든 실시형태에서 제공될 수 있다.
도 47a는 상이한 구성의 다수의 가압 요소(6a, 6b, 6c)가 가압 장치(8)의 일부일 수 있음을 개략적인 형태로 도시한다. 여기에 도시된 가압 요소(6a, 6b, 6c)는 상이한 높이를 갖는다. 6a가 응력 생성 층(4) 상에서 가압되는 경우, 6c가 가압될 때 보다 응력 생성 층(6)의 압축이 더 크다. 따라서, 6c와 도너 기판(2) 사이의 영역보다 6a와 도너 기판(2) 사이의 영역에서 더 큰 압력이 존재한다. 다시 말하면, 바람직하게는 가장자리 영역보다 중심에서 더 큰 압력이 생성되며, 그 역 구성도 또한 가능하다. 이러한 실시형태에서, 영역(6b)은 가능하다면 도너 기판(4) 상에서 최소의 정도로 가압된다.
도 47b는 "두꺼운" 측으로부터 가압이 가능하다는 것을 개략적인 형태로 도시하며, 여기서 층은 유지 장치(14)(예를 들면, 진공 용기, 또는 다른 방식으로는 유지 테이프 등에 의해)에 의해 휨(bending)이 방지된다. 여기서, 분리 영역(12)은 바람직하게는 가압 요소가 접촉되는 표면에서 보다는 도너 기판(2)이 다수의 웨이퍼로 분할되는 적어도 대부분의 제거 단계가 수행되는 처리된 층에서 더 짧은 거리에 있다. 이러한 경우, 한편으로는 처리된 표면(40)이 세로 방향 도너 기판 방향에서 도너 기판(2)을 구속하고, 다른 한편으로는 가압 요소가 접촉되는 표면이 종 방향 도너 기판 방향에서 도너 기판(2)을 구속한다. 이는 웨이퍼 상에서 적어도 부분적으로 완성된 장치의 경우에, 이들이 가능하다면 제한된 범위 내에서만 휘어지는 것을 보장한다. 또한, 장치 측 표면을 가압할 필요는 없다.
도 47c는 처리된 표면(40)이 결합 층 또는 결합 계면(42)에 의해 이송 기판 또는 웨이퍼(기술적으로 이송 웨이퍼)에 결합되는 변형예를 도시한다. 여기서, 결합 층 또는 결합 계면(42)은 예를 들면 접착제 층, 특히 접착 테이프에 의해, 또는 상-변화 물질, 특히 유체, 특히 액체에 의해 형성될 수 있다. 결합 계면(42)이 상-변화 물질에 의해 형성되는 경우, 상-변화 물질은 바람직하게는 주위 압력에서 20℃ 미만 또는 10℃ 미만 또는 5℃ 미만 또는 0℃ 미만 또는 -5℃ 미만 또는 -20℃ 미만의 응고점을 갖는다. 상-변화 물질은 바람직하게는 물, 특히 탈염수(DM 수)이다. 결합 기판(44) 및/또는 처리된 표면(40)은 바람직하게는 상-변화 물질로 습윤되거나 보습되며, 여기서 상-변화 물질은 제 1 물질 상태에 있다. 이어서, 처리된 표면(40)은 결합 기판(44) 상에 배치되거나 또는 적용되고, 특히 가압될 수 있다. 또한, 상-변화 물질의 온도는 바람직하게는 제 1 물질 상태, 특히 액체에서 제 2 물질 상태, 특히 고체로의 상-변화 물질의 전환을 초래하는 상-변화 물질의 응고점 아래의 온도로 조정된다. 여기서, 냉각은 수용층의 온도를 조정하기 위해 수행되는 냉각에 의해 초래될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상-변화 물질은 수용층의 온도를 조정하기 전에 그의 응고점 미만의 온도로 조정될 수 있다. 이는 결합 계면이 가역적으로 생성되고 제거될 수 있기 때문에 유리하다. 또한, 보다 바람직하게는, 여기서 독성 물질은 전혀 필요하지 않다.
도 48a는 가압 장치(8)가 서로에 대해 이동 가능한 다수의 가압 요소(6a, 6b 및 6c)를 포함하는 작업 예(working example)를 도시한다. 이들 가압 요소(6a, 6b, 6c)는 힘 전송기(20, 22, 24)를 통해 동일하거나 상이한 가압력을 제공하기 위해 하나 이상의 액추에이터에 각각 결합될 수 있다. 본 발명에 따르면, 개개의 가압 요소(6a, 6b, 6c)는 특히 개개의 가압 요소(6a, 6b, 6c)에 작용하는 힘이 개개의 가압 요소(6a, 6b, 6c)에 대해 규정된 임계력 또는 최소 힘을 초과할 때 서로 독립적으로 편향될 수 있다.
도 48b는 가압 요소(6b)가 다른 가압 요소(6a 및 6c)보다 응력 생성 층(4) 내로 더 이동되는 실시형태를 도시한다.
도 48c는 순전히 일례로서 가압 장치(8)가 둥근 접촉면(16)을 가질 수 있음을 도시한다. 여기서, 가압 요소(6a, 6b, 6c)는 상응하게 형성된다. 그러나, 대안적으로, 본 발명의 맥락에서, 접촉면(16)은 둥근 형상과 다른 형상, 특히 하나 이상의 직선 가장자리를 갖는 형상, 특히 직사각형 형상을 가질 수 있다.
도 49는 웨이퍼(1000)의 개략적인 단면도를 도시한다. 이러한 웨이퍼(1000)는 바람직하게는 적어도 또는 정확히 2개 이상의 고상 슬라이스로 분할될 수 있다. 여기서, 웨이퍼(1000)는 두꺼운 웨이퍼로 지칭될 수 있다. 웨이퍼(1000)는 바람직하게는 웨이퍼화 공정에서 고상체, 특히 잉곳 또는 부울로부터 분리되었다. 웨이퍼(1000)는 바람직하게는 박형화 처리 과정 중에 또는 박형화 단계 또는 다중 박형화 단계 중에 분할된다.
바람직하게는, 본 발명에 따르면, 본 발명의 방법은 다음 단계들 중의 하나 이상의 단계를 포함한다:
고상 슬라이스(1001) 또는 고상 층 또는 웨이퍼, 특히 두꺼운 웨이퍼를 제공하거나 분리하는 단계; 웨이퍼(1000)의 적어도 또는 정확히 하나의 표면 상에 하나 이상의 추가의 층을 적용 또는 생성하고/하거나 전기 구성요소(1006)를 배치 또는 생성하는 단계; 분리 영역(1005)을 형성하기 위해 고상 슬라이스 또는 고상 층 또는 웨이퍼 내로 변형을 도입하는 단계; 또는 고상 슬라이스 또는 고상 층 또는 웨이퍼 내에서 변형을 생성하는 단계.
여기서, 변형은 바람직하게는 레이저 빔에 의해 생성되거나 초래된다. 고상 슬라이스 또는 고상 층 또는 웨이퍼의 원주 표면상에서 가장자리 처리 작업(1004), 특히 재료 제거 단계를 수행한다. 가장자리 처리 및/또는 변형의 생성은 바람직하게는 금속 층의 적용에 선행한다. 바람직하게는, 가장자리 처리는 미리 생성된 분리 영역(1005)을 노출시키거나 또는 고상 슬라이스 또는 고상 층 또는 웨이퍼의 외부 원주면으로부터의 분리 영역의 거리를 감소시킨다. 제거된 고상 슬라이스 또는 고상 층 또는 제거된 웨이퍼는 바람직하게는 잔여 고상체의 잔류하는 잔여 두께보다 더 얇은 두께를 갖는다. 고상 슬라이스 또는 고상 층 또는 웨이퍼의 두께는 바람직하게는 잔여 고상체(1002 + 1003)의 두께의 99% 이하 또는 95% 이하 또는 90% 이하 또는 85% 이하 또는 80% 이하 또는 75% 이하 또는 65% 이하 또는 55% 이하이다. 잔여 고상체는 바람직하게는 하나 이상의 표면 처리 방법, 특히 가장자리의 연삭, 가장자리 공정 또는 제거 공정, 화학-기계적 연마 및/또는 처리된 표면상에서의 전기 구성요소의 또 다른 배열 또는 생성에 의해 추가로 사용된다. 제거된 고상 층(1001)의 직경 및, 특히 전기 구성요소의 생성 또는 배열 후의 처리된 잔여 고상체의 직경은 동일하거나 또는 단지 약간 상이하며, 특히 5% 미만 또는 1% 미만 또는 0.1% 미만 또는 0.01% 미만 정도로 상이하다.
따라서, 고상 슬라이스(1001) 또는 고상 층 또는 웨이퍼의 제거 후, 제거에 의해 노출된 잔여 고상체의 표면은 바람직하게는 특히 표면 처리를 위해 재료 제거 방식으로 처리된다. 여기서, 부분(1002)은 바람직하게는 특히 분삭 또는 연마에 의해 제거된다. 추가의 층들, 특히 적어도 하나 또는 하나 이상의 금속 층 및/또는 전기 구성요소는 재료 제거 처리 작업으로 인하여 제 2 고상 층(1003) 상에 배치 또는 생성 또는 형성된다.
도 50은 웨이퍼(1000)의 개략 단면도를 도시한다. 이러한 웨이퍼(1000)는 바람직하게는 적어도 또는 정확히 2개 또는 2개 이상의 고상 슬라이스로 분할될 수 있다. 여기서, 웨이퍼(1000)는 두꺼운 웨이퍼로 지칭될 수 있다. 웨이퍼(1000)는 바람직하게는 웨이퍼화 공정에서 고상체, 특히 잉곳 또는 부울로부터 분리되었다. 웨이퍼(1000)는 바람직하게는 박형화 처리 과정 중에 또는 박형화 단계 또는 다중 박형화 단계 중에 분할된다.
바람직하게는, 본 발명에 따르면, 본 발명의 방법은 다음 단계들 중의 하나 이상의 단계를 포함한다:
고상 슬라이스(1001) 또는 고상 층 또는 웨이퍼, 특히 두꺼운 웨이퍼를 제공하거나 분리하는 단계; 웨이퍼(1000)의 적어도 또는 정확히 하나의 표면 상에 하나 이상의 추가의 층을 적용 또는 생성하고/하거나 전기 구성요소(1006)를 배치 또는 생성하는 단계; 분리 영역(1005)을 형성하기 위해 고상 슬라이스 또는 고상 층 또는 웨이퍼 내로 변형을 도입하는 단계; 또는 고상 슬라이스 또는 고상 층 또는 웨이퍼 내에서 변형을 생성하는 단계.
여기서, 변형은 바람직하게는 레이저 빔에 의해 생성되거나 초래된다. 고상 슬라이스 또는 고상 층 또는 웨이퍼의 표면상에서 가장자리 처리 작업(1004), 특히 재료 제거 단계를 수행한다. 가장자리 처리 및/또는 변형의 생성은 바람직하게는 금속 층의 적용에 선행한다. 바람직하게는, 가장자리 처리는 미리 생성된 분리 영역(1005)을 노출시키거나 또는 고상 슬라이스 또는 고상 층 또는 웨이퍼의 표면으로부터의 분리 영역의 거리를 감소시킨다. 분리 영역은 쉘(shell) 또는 포트(pot)의 형태로 연장하거나 또는 3D 윤곽을 형성한다. 따라서,이러한 실시형태에서, 제 2 웨이퍼 또는 제 2 고상 층 또는 고상 슬라이스는 출발 웨이퍼(1000)로부터 분할되고, 여기서 출발 웨이퍼(1000)는 제 2 고상 슬라이스 또는 제 2 고상 층(1009)보다 더 두껍다. 따라서 균열의 방향은 바람직하게는 그의 전파 중에 변화한다. 여기서, 제 1 고상 층(1001)은 잔여 고상체(1002 + 1003)로부터 일차적으로 분리될 수 있다. 이를 위해, 이어서 변형들(1007)을 노출시키기 위해 가장자리 처리 작업을 제공할 수 있다. 대안적으로, 일차적으로 웨이퍼(1007)로부터 제 2 고상 층(1003)을 포함하는 잔여 고상체(1007)를 분리 또는 분할할 수 있다. 이어서, 바람직하게는 도시된 영역(1007)을 따라 또는 생성되는 임의의 변형(1007)을 따라 고상 층(1001)을 제거한다. 따라서, 제거 단계는 예를 들면 분할 또는 재료 제거 방법, 특히 소잉 공정에 의해 수행될 수 있다. 이어서, 잔여 고상체(1007)는 바람직하게는 특히 제 2 고상 층(1003)을 추출하기 위해 하나 이상의 표면 처리 단계에 의해 처리된다. 예를 들면, 이러한 방식으로 150 mm의 직경을 가진 출발 웨이퍼를 사용하여(150 mm의 직경을 갖는) 제 1 고상 층 및 100 mm의 직경을 갖는 제 2 고상 층(1003)을 생성할 수 있다. 예를 들면, 이러한 방식으로 200 mm의 직경을 가진 출발 웨이퍼를 사용하여(200 mm의 직경을 갖는) 제 1 고상 층 및 150 mm의 직경을 갖는 제 2 고상 층(1003)을 생성할 수도 있다. 예를 들면, 이러한 방식으로 300 mm의 직경을 가진 출발 웨이퍼를 사용하여(300 mm의 직경을 갖는) 제 1 고상 층 및 200 mm의 직경을 갖는 제 2 고상 층(1003)을 생성할 수도 있다.
도 49 및도 50에 도시된 가장자리 처리 작업은 예를 들면 재료 제거 방법 또는 에칭 방법 또는 레이저 애블레이션 방법에 의해 초래될 수 있다.
도 51a는 도 50에 도시된 개념의 추가의 예를 도시한다. 여기서, 변형 평면(1005) 또는 분리 영역(1005)은 바람직하게는 평면 형태이다. 여기서, 참조 부호(1004)는 바람직하게는 트렌치 처리 또는 트렌치 생성 작업을 구성한다. 여기서 트렌치 생성 작업은 예를 들면 재료 제거 방법 또는 에칭 방법 또는 레이저 애블레이션 방법에 의해 초래될 수 있다. 또한, 영역(1007) 및/또는 변형(1007)은 도 50의 실시태양과 유사하게 제공될 수 있다. 또한, 특히 금속으로 이루어지거나 금속을 포함하는 하나 이상의 층, 및/또는 전기 구성요소가 제 1 고상 층(1001)의 표면 상에 및/또는 제 2 고상 층(1003)의 표면 상에 배치되거나 생성될 수 있다.
도 51b는 2개의 추가의 웨이퍼(1000b, 1000c)가 웨이퍼(1000a)로부터 분할된 예를 도시한다. 이어서, 고상 층(1001)은 바람직하게는 웨이퍼(1000a)로부터 분리되고, 고상 층(1003)은 바람직하게는 웨이퍼(1000b)로부터 분리된다. 웨이퍼(1000c)는 마찬가지로 추가의 분할을 위해 사용될 수 있다. 추가의 웨이퍼(도시되지 않음)가 웨이퍼(1000c)로부터 분할되는 경우, 고상 층(1010)이 제거될 수 있다. 그러나, 대안적으로, 웨이퍼(1000c)는 마찬가지로 전기 구성요소를 생성하는데 사용되는 것을 상상할 수 있다. 바람직하게는, 전기 구성요소는 웨이퍼 상에 또는 개개의 고상 층 상에 생성되거나 배치된다.
도 51c는 두꺼운 웨이퍼(1000)의 평면도를 도시한다. 이러한 두꺼운 웨이퍼(1000)는 적어도 하나의 제 1 고상 층(1001) 및 제 2 고상 층(1003)을 생성하는 역할을 한다. 이를 위해, 웨이퍼(1000)는 바람직하게는 원주 방향 함몰부(1004), 특히 트렌치를 갖는다. 또한, 두꺼운 웨이퍼(1000)는 바람직하게는 제 1 평면(1011) 및/또는 제 2 평면(1012)을 갖는다.
도 51d는 도 51c에 도시된 웨이퍼(1000)의 개략 단면도를 도시한다. 이러한 예시에서, 함몰부(1004)는 특정 또는 정의된 형상을 갖는 것이 명백하다.
도 52는 특히 하나 이상의 금속층 및/또는 하나 이상의 전기 구성요소를 갖는 고상 층의 코팅을 개략적인 형태로 도시한다. 층 또는 구조물, 특히 성분(들)의 치수는 바람직하게는 식 Min(CDx, CDy) < 100μm를 따른다. 여기서, CDx는 x 방향, 특히 폭 방향의 임계 범위를 의미한다. 여기서, CDy는 y 방향, 특히 깊이 방향의 임계 범위를 의미한다. 또한, 레이저 빔에 의해 생성되는 변형은 바람직하게는 층 및/또는 구조물당 Min(CDx, CDy) < 100μm의 조건을 충족하는 경우 하나 이상의 층 및/또는 하나 이상의 구조물의 생성 후에 수행될 수 있다. 일 방향으로 구조물(임계 치수 - CD)의 전파가 충분히 작은 경우, 레이저 빔에 의한 손상이 방지된다. 단위 면적당 흡수되는 에너지는 주위 환경으로 방출될 정도로 충분히 적다. 따라서, 본 발명은 하나 이상의 층 및/또는 하나 이상의 구조물이 고상 층의 표면 상에서 이미 생성된 시간에 레이저 빔에 의해 고상체 내에서 변형을 생성하는 수단을 제공한다. 레이저 빔의 입사 방향은 바람직하게는 층(들) 또는 구조물(들)이 배치되거나 생성되는 고상 층의 표면을 통해 고상체 내로 유입된다.
도 53은 굴곡된 선형 디자인, 특히 곡선형 또는 비직선형 또는 구부러진 라인 형태의 고상체(1)에서 변형을 생성하는 두 가지 예를 도시한다. 바람직하게는 운송 경로(1014)에 따라, 고상체 및 레이저의 광학 요소가 서로에 대해 이동된다. 따라서, 레이저 빔은 고상체를 커버하는 경로 구성요소(1014)를 따라 고상체 내로 도입될 수 있다. 따라서, 선형 디자인을 생성할 수 있으며, 그의 형상은 바람직하게는 경로(1014)의 단면 디자인에 상응한다. 따라서, 이러한 실시형태에서, 변형은 바람직하게는 비선형 기록 방법에 의해 생성된다.
여기서, 경로(1014) 또는 기록 진행의 형태는 바람직하게는 나선형일 수 있거나 나선의 형태를 취할 수 있거나 원형 운동으로부터 유도된 형태 또는 형태들일 수 있다. 바람직하게는, 기록 진행 또는 경로는 예를 들면 포물선형 지그재그를 생성하는 디자인으로 선택된다. 이러한 해법의 효과는 X 방향 및 Y 방향으로 동시에 지속적인 상대 운동 또는 곡선 경로의 지속적인 이동이 우세하게 또는 지속적으로 발생한다는 것이다. 따라서, 바람직하게는 단지 제 1 방향으로의 상대 운동만이 없다. 따라서, 바람직하게는 분할 단계 또는 인덱스 단계 또는 오프셋 단계가 발생하지 않는다. 또한, 제 1 방향에 직각인 제 2 방향으로의 상대 운동이 전혀 없는 것이 바람직하다.
도너 기판(또는 고상체)은 바람직하게는 평면형 주 표면에 대해 경사져 있는 결정 격자 평면을 갖는다. 도너 기판의 주 표면은 바람직하게는 도너 기판의 세로 방향으로 먼저 경계가 정해지며, 여기서 결정 격자 평면 법선은 주 표면 법선에 대해 제 1 방향으로 경사져 있다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 모든 선형 디자인 중의 하나, 개별 또는 다수 또는 대부분의 세로 방향 범위의 적어도 20% 또는 적어도 40% 또는 적어도 50% 또는 적어도 70% 또는 적어도 90% 또는 모든 선형 디자인 또는 기록 라인(들)은 절단 라인에 대해 0.05° 내지 87°의 각도 범위, 특히 3° 또는 5° 내지 60°의 각도 범위, 바람직하게는 10° 내지 50°, 특히, 10° 내지 30°, 예를 들면 12° 내지 20° 또는 13° 내지 15°, 또는 20° 내지 50°, 특히 25° 내지 40° 또는 30° 내지 45° 또는 28°와 35°의 각도 범위로 경사져 있다. 이러한 해법은 경사가 커서 충분한 수의 상이한 결정 격자 평면이 동일한 선형 디자인 또는 기록 라인의 모든 추가 변형의 일부이기 때문에 유리하다. 여기서, 도너 기판은 바람직하게는 SiC로 이루어지거나 또는 바람직하게는 SiC를 포함한다.
도 54a는 입사 장벽(incidence barrier)으로 인해 광학 특성이 국부적으로 상이하므로, 따라서 레이저 방사선이 고상체 내로 침투하는 표면으로부터 레이저 빔의 초점 거리가 다양하거나 국부적으로 다양하거나 또는 직접 의존적으로 다양한 예를 도시한다. 이의 효과는 변형이 하나의 평면에서 생성되지 않거나 목적하는 평면 내에 있지 않거나 목적하는 윤곽 또는 형태를 형성하지 않는 것일 수 있다. 따라서, 출력이 감소되고 재작업 비용이 증가될 수 있다. 입사 장벽은, 예를 들면, 임플란트 영역(implant region) 및/또는 전기 어셈블리 및/또는 전기 어셈블리의 구성요소 및/또는 고상체 가장자리 또는 웨이퍼 가장자리 및/또는 하나 이상의 EPI 층(들), 구조재(예를 들면, 에칭된 트렌치) 및/또는 칩 디자인으로 인한 다른 규칙적인 변형일 수 있다. 임플란트 영역(1541)은 바람직하게는 이종 원자, 예를 들면 인, 붕소 등으로 고도로 도핑된 영역이다. 이러한 이종 원자는 광학 특성을 변경시킨다 - 예를 들면 흡수율을 높여 결국은 재료 내에서의 균열의 형성을 방지할 수 있다. 참조 부호(1544)는 균열 전파를 나타내며, 참조 부호(1545)는 입사 장벽의 영역에서 정지 또는 편향된 균열 전파(1545)를 나타낸다.
따라서, 본 발명에 따르면, 바람직하게는 검출된 입사 장벽 또는 입사 장벽들에 의존하는 에너지의 조정으로 입사 장벽들을 검출 및/또는 분석하는 단계가 제공될 수 있다. 이러한 해법은 광학적 특성의 측방향으로 불균질한 변화가 에너지 임계값에 영향을 줄 것이라는 발견에 의해 뒷받침된다. 이들 변화의 검출성 및 정확성이 양호할수록, 레이저 평면 또는 변형 평면 또는 분리 평면 또는 분리 영역이 보다 균질하게 생성될 수 있다.
도 54b에서, 참조 부호(1543)는 깊이 보정이 없는 변형 또는 레이저 평면의 생성을 나타내며, 참조 부호(1542)는 깊이 보정이 있는 변형 또는 레이저 평면의 생성을 나타낸다.
도 55는 도 54a 및 도 54b 관련하여 기술된 관계의 보다 상세한 예시를 도시한다. 이러한 예에서, 에너지는 다중 또는 교번 입사 장벽에 기초하여 조정된다. 여기서, 고상체(1, 1000)에서 렌즈(5503) 이후 레이저 빔(5504)의 빔 경로(5501)를 변경하거나 복합 구조물을 변화시키는 것으로 도시된 입사 장벽은, 다른 것들 중에서도, 예를 들면, EPI 층(5502), 임플란트 영역(5505), 다이싱 스트리트(dicing street)(5506), 금속 구조물(5507), 에칭된 트렌치(5508), 높은 도펀트 농도를 가진 영역(5509) 및 칩(5510)을 포함할 수 있다.
도 56은 도 54 및 도 55와 관련하여 이미 기술된 관계를 예시하기 위한 추가의 다이어그램을 도시한다.
이러한 다이어그램은 4 가지 상이한 상태(X, A, B, C)를 도시한다. 상태 X는 기준 상태를 나타낸다. 레이저 에너지 설정 및 깊이 설정은 정의된 재료에 대해 결정되었다.
상태 A에서, 광 경로 내의 EPI 층 및 임플란트 영역으로 인해, 레이저 에너지 설정 및 깊이 설정에서의 조정이 필요하다. 이는 예를 들면 높은 흡수율을 통해 및/또는 시프트 광학 상수(shifted optical constant) n 을 통해 달성될 수 있다.
상태 B에서, 광 경로 내에 임플란트 영역, EPI 층 및 금속 구조물이 있으며, 이는 매우 큰 흡수를 초래한다. 또한, 광 경로에는 보다 높은 도핑 영역이 존재하며, 이는 예를 들면 더 많은 흡수 및 광학 상수 n 의 작은 오프셋을 초래한다. 결과적으로 레이저 에너지 설정 및 깊이 설정의 조정이 필요하다.
상태 C에서, 광 경로에는 임플란트 영역, EPI 층, 금속 구조물 및 에칭된 트렌치(초점의 이동 및 많은 흡수를 초래함)가 있다. 결과적으로 레이저 에너지 설정 및 깊이 설정의 조정이 필요하다.
일반적으로, 이와 관련하여 본 발명에 따르면, 레이저 변형의 형성은 레이저 에너지 임계 값을 초과하여 상변환(phase transformation)을 초래함으로써 달성되는 것으로 인식되어 왔다. 레이저 펄스의 에너지가 증가하는 경우, 집속하는 경우에, 빔 방향에서 초기 단계에 임계값이 초과되어, 실질적인 기하학적 초점 위치와 무관하게, 레이저 또는 레이저 방사선에 의해 조기에 상변환 또는 재료 변형이 초래된다. 이는, 임계값을 초과하는 레이저 펄스 에너지로 지속적으로 처리하는 경우, 재료 내의 레이저 변형 평면의 위치는 재료 표면에 더 가깝게 이동할 것이며 그에 부응하여 광학 초점을 통해 정의된 것보다 더 높을 것임을 의미한다.
또한, 굴절률의 강도 의존성을 나타내는 추가적인 효과, 예를 들면 커 효과(Kerr effect), 또는 자유 전하 캐리어에 의해 야기되는 자가-집속(self-focusing)이 레이저 변형 평면의 높이에서 강도-의존성 이동(intensity-dependent shift)을 초래할 수도 있다. 이러한 효과는 결정론적이며, 레이저 평면의 정의된 위치와 레이저 평면의 실제 위치 사이의 차이를 최소화하기 위하여 적절한 방법을 통해 정량화되고 이어서 상응하게 보상될 수 있다.
예를 들면, 도핑된 탄화 규소에서 처리 깊이 400μm의 경우, 요구되는 최소 임계 에너지에 비해 레이저 펄스 에너지가 10μJ 만큼 증가하면 변형 평면이 고상 표면에 약 20μm 가깝게 이동하는 효과를 갖는다.
이러한 효과는 측정 가능하기 때문에, 워크피스 표면에 대한 레이저 초점의 조정을 위한 하나 이상의 릴리프 맵 및/또는 도펀트 맵 및/또는 에너지 맵을 생성하는 경우, 이러한 효과는 레이저 파워의 공간적 제어와 사용된 릴리프 맵과의 상호 작용에 의해 보상될 수 있다.
도 57a는 고상체(1, 1000)에서 초점(5700)를 생성하는 입사광 콘(5700)을 도시한다. 여기에 도시된 것은 가우스 빔 프로파일(Gaussian beam profile)을 가진 레이저가 통과하는 렌즈의 초점 이미지이다.
도 57b는 예를 들면 빔이 SLM에 의해 변형된 후 비-가우스 빔 프로파일을 가진 레이저가 통과하는 렌즈의 초점 이미지(5702)의 개략도이다. 여기서, 공간 광 변조기(SLM)는 광에 대한 공간 변조기로서, 광에 공간 변조를 부여할 수 있는 장치이다. 가우스 빔 프로파일과 비교하면, Z 방향의 초점 범위가 분명히 감소되거나 감소될 수 있다.
도 57c는 예를 들면 빔이 회절 광학 요소(DOE)에 의해 변형된 후 비-가우스 빔 프로파일을 가진 레이저가 통과하는 렌즈의 초점 이미지(5703)의 개략도이다. 여기서, 빔은 바람직하게는 DOE에 의해 분할되어 다중 초점을 형성한다. DOE는 바람직하게는 초점의 공간 이미지에 의해 레이저 빔의 회절을 변화시키는 역할을한다.
회절 광학 소자(diffractive optical element)(DOE)는 레이저 방사선에서 회절에 의해 작용한다. 여기서는 레이저 파장 크기 규모의 구조물이 사용된다. 회절 구조물에서 광 회절을 수치 시뮬레이션함으로써, 원소를 계산하고, 이를 더 큰 단위수로 만들 수 있다. 일반적으로, 레이저 빔 프로파일에서 광의 공간 분포는 요소 바로 다음 또는 포커싱 요소 이후의 초점에서 변경된다. 이는, 예를 들면, 빔이 다수의 빔으로 분할될 수 있거나, 일반적으로 발생하는 가우스 빔 강도 프로파일이 다른 형태로 전환되거나, 또는 초점에서 레이저 방사선의 강도 분포가 종래의 렌즈, 예를 들면 원하는 레이저 상호 작용에 필요한 2차 최대값의 의도적인 도입 또는 억제에 의해 달성할 수 없는 방식으로 변경되는 것을 의미한다.
이와 대조적으로, 공간 광 변조기(SLM)는 광에 공간 변조를 부여하기 위한 장치이다.
일반적으로, SLM은 광 빔의 강도를 변조하지만, 위상 또는 위상과 강도를 동시에 변조할 수도 있다.
이러한 공간 변조는 요소의 구조에 의해 DOE에서 수행되지만, SLM에서는 대조적으로 SLM의 개별 픽셀에 의해 수행된다. 특히, 강도-변조 및 위상-변조된 빔의 이미지화 또는 집속 후에, 프로그램 가능한 강도 분포는 초점에서 달성될 수 있다. 따라서, DOE는 레이저 빔에 대해 정적이고 재현가능한 효과를 가지는 반면만, 예를 들면 SLM의 도움으로 빔의 개수, 아니면 레이저 처리 장치에서 사용되는 레이저 빔 프로파일을 동적으로 전환할 수 있다. 예를 들면, 공정 진행을 동시에 모니터링하여 피드백한 후 공정 과정 중에 동적으로 적응시킬 수도 있다.
본 발명에 따르면, 본원에서 제안된 방법은 레이저 빔의 빔 특성을 고상체 내로 침투하기 전에 변경하는 단계를 포함하며, 여기서 빔 특성은 초점에서의 강도 분포이고, 빔 특성의 변경 또는 조정은 적어도 하나 또는 정확히 하나의 공간 광 변조기 및/또는 적어도 하나 또는 정확히 하나의 DOE에 의해 야기되며, 상기 공간 광 변조기 및/또는 DOE는 고상체와 방사선원 사이의 레이저 방사선의 빔 경로 내에 배치된다.
DOE 및 공간 광 변조기의 기능 모드를 설명하기 위해, 다음 간행물을 참조한다: 문헌[참조: 레이저 초정밀 미세가공기의 차세대 공정 개발을 위한 가요성 빔 형상 예측 시스템(Flexible beam shaping system for the next generation of process development in laser micromachining), LANE 2016, 9th International Conference on Photonic Technologies LANE 2016, Tobias Klerks, Stephan Eifel.]
일반적으로, 표준 가우스 형태와 다른 레이저 빔 강도 프로파일은 비-가우스 빔 프로파일이라 지칭되며, 다른 처리 결과를 얻는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 빔 전파 방향에 대해 직각으로 2 차원에서 보다 1 차원에서 뚜렷하게 다른 범위를 갖는 상상 가능한 라인 초점이 존재한다. 이를 통해 처리 단계에서 레이저 빔으로 워크피스의 더 넓은 영역을 스위핑할 수 있다. 또한, 빔의 중심에 일정한 강도를 갖는 공지된 "탑 햇(top-hat)" 프로파일이 있으며, 이는 처리 작업시에 초점에 상이한 강도를 갖는 영역이 전혀 없거나, 또는 적어도 동일한 강도를 갖는 영역만이 레이저 처리 임계값보다 높다는 이점을 제공한다. 이는 예를 들면 분리 후 연삭 손실을 최소화하는 역할을 할 수 있다.
도 58은 소위 전면 공정을 도시한다. 이러한 경우, 레이저 빔은 대향 단부에서 고상체를 경계로하는 추가의 표면보다는 생성될 분리 평면 또는 변형 평면에 더 가까운 고상체의 표면을 통해 고상체내로 도입된다. 이러한 전면 공정은, 레이저 깊이(바람직하게는 < 100μm)가 후면 공정(예를 들면, > 250μm 또는 최대 400μm 또는 그 이상)에 비해 현저히 작기 때문에 유리하다(도 59 참조). 이는 레이저 평면에서 또는 분리 평면에서 또는 분리 평면의 영역에서 레이저 빔 에너지를 낮추고 깊이 제어가 우수하며 레이저 빔 품질을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 고상체의 이면을 추가로 처리할 필요가 없다.
따라서, 본 발명에 따르면, 전면 공정에서, 금속성 접촉 층의 생성 전에 고 상체에서 변형이 생성된다. 추가의 바람직한 실시형태에서, 변형의 생성은 연마(5801)에 후행할 수 있고/있거나 EPI 층(5802)의 생성에 선행하거나 EPI 층(5802)의 생성에 후행할 수 있고/있거나 고상체에서 임플란트 영역(5803)의 생성에 선행하거나 임플란트 영역(5803)의 생성에 후행할 수 있고/있거나 제 1 금속층(5804)의 생성 또는 배치에 선행할 수 있다. 제 1 금속 층(5804)(도 52와 관련된 내용 참조)의 특성, 특히 크기 및/또는 조성에 따라, 전면 공정, 즉 제거될 고상 층의 표면을 통해 고상체 내로 레이저 빔을 도입하는 단계가 제 1 금속층(5804)의 생성 또는 배치 후 및/또는 금속 접촉 층(5805)의 생성 또는 배치 전에 추가적으로 또는 대안적으로 수행될 수 있다.
도 59는 소위 후면 공정을 도시한다. 이러한 경우, 레이저 빔은 대향 단부에서 고상체를 경계로하는 표면 또는 주 표면보다는 생성될 분리 평면 또는 변형 평면으로부터 추가로 고상체의 표면을 통해 고상체내로 도입된다. 이러한 후면 공정은, 특히 금속을 포함하거나 금속으로 이루어진 구성요소, 특히 전기 구성요소의 배치 또는 생성 중에 전면 상의 칩 디자인에 약간의 조정만이 요구되기 때문에 유리하다.
따라서, 본 발명에 따르면, 후면 공정에서, 금속성 접촉 층의 생성 전에 고 상체에서 변형이 생성된다. 추가의 바람직한 실시형태에서, 변형의 생성은 연마(5901)에 후행할 수 있고/있거나 EPI 층(5902)의 생성에 선행하거나 EPI 층(5902)의 생성에 후행할 수 있고/있거나 고상체에서 임플란트 영역(5903)의 생성에 선행하거나 임플란트 영역(5903)의 생성에 후행할 수 있고/있거나 제 1 금속층(5904)의 생성 또는 배치에 선행할 수 있다. 제 1 금속 층(5904)(도 52와 관련된 내용 참조)의 특성, 특히 크기 및/또는 조성에 따라, 후면 공정, 즉 제거될 고상 층의 표면을 통해 고상체 내로 레이저 빔을 도입하는 단계가 제 1 금속층(5904)의 생성 또는 배치 후 및/또는 금속 접촉 층(5905)의 생성 또는 배치 전에 추가적으로 또는 대안적으로 수행될 수 있다.
이러한 방법은 SiC로 이루어지거나 SiC를 포함하는 고상체 또는 도너 기판으로부터 고상 층을 분리하는데 특히 유용하다.
또한, 변형은 적어도 일렬(line or row)로 연속적으로 생성될 수 있으며, 여기서, 일렬로 생성된 변형(9)은 바람직하게는 2개의 연속적인 변형 사이에서 전파되는 균열, 특히 결정 격자 방향으로 전파되는 균열 - 상기 균열 전파 방향은 분리 평면에 대해 일정 각도(W)로 정렬된다 -이 2개의 변형을 함께 결합시키도록 거리(X)에서 높이(H)로 생성된다. 여기서, 각도(W)는 바람직하게는 2° 내지 6°, 특히 4°이다. 바람직하게는, 균열은 제 1 변형의 중심 아래의 영역으로부터 제 2 변형의 중심 위의 영역을 향해 전파된다. 따라서, 여기서 필수적인 관계는 변형의 크기가 변형의 거리 및 각도(W)의 함수로서 변경될 수 있고/변경되어야 한다는 것이다.
또한, 레이저 공정에서 사용되는 레이저 방사선의 편광을 구체적으로 설계하는 것이 유리하다. 기록 방향에 대한 최소 의존성을 달성하기 위해, 레이저는 예를 들면 선형 편광된 레이저 소스 이후에 람다/4 플레이트를 사용함으로써 원형 편광될 수 있다.
그러나, 처리에 선형 편광을 사용하는 것이 특히 유리하다. 처리 작업시에, 재료의 초기 전하 캐리어 밀도는 일차적으로 다광자 흡수에 의해 생성된다. 재료, 특히 결정의 경우에 다광자 흡수가 발생할 확률은 레이저 방사선의 전기장의 방향에 대한 결정축의 위치에 의존한다. 이러한 다광자 흡수의 각도 의존성은 재료 내에서 레이저 공정을 특히 효율적으로 수행하고 그것을 실질적으로 매우 균일하게 하는데 이용될 수 있다.
또한, 이러한 방법은 또한 고상체(1)의 초기 노출된 표면의 상부에 또는 위에 층 및/또는 구성요소(150)의 배열 또는 생성에 의해 복합 구조를 생성하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 노출된 표면은 바람직하게는 제거할 고상 층의 일부이다. 보다 바람직하게는, 분리 평면을 형성하기 위한 변형은 복합 구조물의 생성 이전에 생성된다.
외력을 도입하기 위해, 예를 들면, 전술된 방법과 유사하게, 복합 구조물 또는 고상체의 노출된 표면 상에 수용층(140)을 배치할 수 있다.
따라서, 본 발명의 추가의 레이저 방법에서, 세로 라인이 균열을 유발하기 전에 일차적으로 바람직한 균열 촉발(균열 개시)을 위한 평면을 정의하기 위해 SiC(및 또한 다른 재료) 상에서 균열 전파 방향(바람직하게는 가로 라인이라고 함)에 평행한 선을 생성시킨다. 여기서, 균열은 가로 방향으로 먼저 개시되고, 이어서 세로 방향으로 초기화되며, 최종 단계에서 균열을 완전히 촉발시키기 위해 제 2 단계로부터의 세로 라인 사이에 라인을 만든다. 이는 균열 경로를 더 짧게 하여 최종 표면 거칠기를 최소화한다.
(톱니를 가진) 가로 라인 및(톱니의 파고점 상의) 균열 촉발 라인에 대한 예시적인 이미지이다.
따라서, 본 발명은 바람직하게는 도너 기판(1)으로부터 적어도 하나의 고상 층(2)을 분리하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 바람직하게는 적어도, 도너 기판(1)을 제공하는 단계(여기서, 도너 기판(1)은 평면의 주 표면(8)에 대해 경사진 결정 격자 평면(6)을 갖고, 주 표면(8)은 일 측상에서 도너 기판(1)의 세로 방향으로 도너 기판(1)을 한정하며, 결정 격자 평면 법선은 주 표면 법선에 대해 제 1 방향으로 경사져 있다); 적어도 하나의 레이저(29)를 제공하는 단계; 레이저(29)로부터 주 표면(8)을 통해 고상체(1)의 내부로 레이저 방사선(14)을 도입하여 적어도 하나의 레이저 초점의 영역에서 고상체(1)의 재료 특성을 변화시키는 단계(여기서, 레이저 초점은 레이저에 의해 방출된 레이저로부터의 레이저 빔에 의해 형성되고, 재료 특성의 변화는 레이저 방사선의 도너 기판(1) 내로의 침투 부위를 변화시킴으로써 선형 디자인(103)을 형성하며, 재료 특성의 변화는 적어도 하나의 생성 평면(4)에서 생성되며, 도너 기판(1)의 결정 격자 평면(6)은 생성 평면(4)에 대해 경사진 정렬로 되어 있고, 선형 디자인(103)은 생성 평면(4)과 결정 격자 평면(6) 사이의 교차 지점에서 발생하는 절단 라인(10)에 대해 경사지며, 변화된 재료 특성은 아임계 균열의 형태로 도너 기판(1)의 인열을 초래한다); 및 도너 기판(1)에 외력을 도입하여 아임계 균열을 연결하거나 또는 레이저 방사선에 의해 생성 평면(4)에서 많은 재료를 변화시켜 아임계 균열이 연결되면서 고상 층(2)이 도너 기판(1)으로부터 분리되도록 함으로써 고상 층(2)을 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 여기에서 기술되는 임의의 방법은, 고상체(1)내에서 응력을 생성시키기 위해 외력을 고상체(1) 내로 도입하는 단계를 추가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있으며, 외력은 응력이 분리 평면(8)을 따라 균열 전파를 초래할 정도로 충분히 높다.
본 발명에 따르면, 본원에서 기술되는 임의의 방법은 추가적으로 또는 대안적으로, 적어도 하나, 특히 하나 초과의 제 2 분리 평면을 정의하기 위해 레이저 빔에 의해 제 2 그룹의 변형을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 분리 평면 및 제 2 분리 평면은 바람직하게는 서로 직교하여 정렬된다. 또한, 고상체로부터 고상 층을 분리하는 단계는 보다 바람직하게는 고상 요소의 개별화를 위해 제 2 분리 평면을 따라 고상체로부터 분리된 고상 층을 분할하는 단계에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 수행된다.
본 발명에 따르면, 본원에서 기술되는 임의의 방법은 추가적으로 또는 대안적으로, 응력 생성 층을 표면에 대해 가압하기 위해 적어도 하나의 미리 결정된 비율의 응력 생성 층 상에서 가압 장치의 적어도 하나의 가압 요소를 가압하는 단계를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 가압 요소는 적어도 응력 생성 층 상에서의 열 응력 중에 및/또는 균열 전파 중에 응력 생성 층에 대해 가압된다.
바람직하게는, 적어도 제거된 비율의 고상 슬라이스 또는 고상 층은 응력 생성 층으로 인해 또는 중합체 층으로 인해 가압 요소의 방향으로 편향되고 가압 요소에 대해 가압된다. 여기서, 가압 요소는 바람직하게는 고상 슬라이스 또는 고상 층의 최대 편향을 제한한다.
본 발명은 또한 다성분 배열에 관한 것일 수 있다. 여기서, 다성분 배열은 바람직하게는 적어도 하나의 고상 층 또는 고상체를 갖는다. 고상 층 또는 고상체는 바람직하게는 50%(질량) 초과, 특히 75%(질량) 초과 또는 90%(질량) 초과 또는 95%(질량) 초과 또는 98%(질량) 초과 또는 99%(질량) 초과의 SiC로 이루어지며; 여기서, 고상 층 또는 고상체는 제 1 표면의 영역에서 압축 응력을 생성하는 변형 또는 변형 성분을 갖고; 변형은 고상 층 또는 고상체의 비정질화된 성분이고; 변형은 제 2 표면보다 제 1 표면으로부터 더 짧은 거리에 있거나 제 1 표면의 일부를 형성하고; 제 2 표면은 제 1 표면에 평행하거나 본질적으로 평행하게 형성되고; 제 1 표면은 바람직하게는 평면 또는 본질적으로 평면이고; 고상 층 또는 고상체는 제 1 표면에 대해 경사져 있는 결정 격자 평면을 갖고; 고상체 또는 고상 층의 제 1 표면은 일측상에서 세로 방향으로 고상체 또는 고체 층과 결합하고; 결정 격자 평면 법선은 주 표면 법선에 대해 제 1 방향으로 경사져 있고; 변형은 생성 평면에서 도너 기판 내에서 하나 이상의 선형 디자인(들)을 형성하고; 고상체 또는 고상 층의 결정 격자 평면은 생성 평면에 대해 경사 정렬되어 있으며; 선형 디자인(들)은 생성 평면 및 결정 격자 평면과 고상 층 또는 고상체의 제 1 표면에 배치되거나 생성된 금속 층 및/또는 배치되거나 생성된 전기 구성요소 사이의 계면에서 발생하는 절단 라인에 대해 적어도 부분적으로, 바람직하게는 대부분 경사져 있다. 여기서, 제 1 표면은 대안적으로 주 표면으로 지칭될 수 있다.
1 고상체/도너 기판
2 고상 층
4 분리 평면/생성 평면
5 변형의 생성 부위
6 결정 격자 평면
7 결정 격자 평면의 단부
8 주 표면
9 변형
10 절단 라인
12 각도
14 레이저 방사선
29 레이저 장치의 요소, 특히 레이저 헤드
30 레이저 장치의 요소를 위치조정하기 위한 이동 장치
32 레이저 방사선 배출구
45 회전 장치
49 도너 기판의 회전 중심
50 회전 장치의 회전 중심
51 회전 장치의 회전 중심과 도너 기판의 회전 중심 사이의 반경 방향
52 반경 방향(51)에 직교 방향
60 결정 격자 평면 법선
70 주 표면에 대한 직교 평면과 결정 격자 평면 법선 사이의 경사각
80 주 표면에 대한 직교 평면
90 법면
92 법면에 대한 직교 평면
94 결정 격자 평면의 단부 연장 방향
103 제 1 라인/선형 디자인
103a 선형 디자인의 제 1 연장 방향
103b 선형 디자인의 대체 연장 방향
105 제 2 라인
140 수용층
146 수용층
150 구성요소
170 화살표
172 화살표
174 냉각장치
176 처리된 고상 배열
178 가스
180 위치조정 장치
R 회전 방향
2 고상 층
4 분리 평면/생성 평면
5 변형의 생성 부위
6 결정 격자 평면
7 결정 격자 평면의 단부
8 주 표면
9 변형
10 절단 라인
12 각도
14 레이저 방사선
29 레이저 장치의 요소, 특히 레이저 헤드
30 레이저 장치의 요소를 위치조정하기 위한 이동 장치
32 레이저 방사선 배출구
45 회전 장치
49 도너 기판의 회전 중심
50 회전 장치의 회전 중심
51 회전 장치의 회전 중심과 도너 기판의 회전 중심 사이의 반경 방향
52 반경 방향(51)에 직교 방향
60 결정 격자 평면 법선
70 주 표면에 대한 직교 평면과 결정 격자 평면 법선 사이의 경사각
80 주 표면에 대한 직교 평면
90 법면
92 법면에 대한 직교 평면
94 결정 격자 평면의 단부 연장 방향
103 제 1 라인/선형 디자인
103a 선형 디자인의 제 1 연장 방향
103b 선형 디자인의 대체 연장 방향
105 제 2 라인
140 수용층
146 수용층
150 구성요소
170 화살표
172 화살표
174 냉각장치
176 처리된 고상 배열
178 가스
180 위치조정 장치
R 회전 방향
Claims (18)
- 고상체(solid-state body)를 변형시키는 방법으로서,
도너 기판(1)을 제공하는 단계 - 상기 도너 기판(1)은 평면의 주 표면(8)에 대해 경사진 결정 격자 평면(6)을 갖고, 상기 주 표면(8)은 일 측상에서 상기 도너 기판(1)의 세로 방향으로 상기 도너 기판(1)의 경계를 정하며, 결정 격자 평면 법선은 주 표면 법선에 대해 제 1 방향으로 경사져 있음 - ;
적어도 하나의 레이저를 제공하는 단계; 및
상기 레이저로부터 상기 주 표면(8)을 통해 상기 도너 기판(1)의 내부로 레이저 방사선을 도입하여 적어도 하나의 레이저 초점의 영역에서 상기 도너 기판(1)의 재료 특성을 변화시키는 단계 - 상기 레이저 초점은 상기 레이저에 의해 방출된 레이저로부터의 레이저 빔에 의해 형성되고, 상기 재료 특성의 변화는 상기 레이저 방사선의 상기 도너 기판(1) 내로의 침투 부위를 변화시킴으로써 선형 디자인(103)을 형성하며, 상기 재료 특성의 변화는 적어도 하나의 생성 평면(4)에서 생성되며, 상기 도너 기판(1)의 상기 결정 격자 평면(6)은 상기 생성 평면(4)에 대해 경사진 정렬 상태로 있고, 상기 선형 디자인(103)은 상기 생성 평면(4)과 상기 결정 격자 평면(6) 사이의 계면에서 발생하는 절단 라인(10)에 대해 적어도 부분적으로 경사짐 - 를 적어도 포함하며,
상기 선형 디자인은 선형으로 연장되고 서로 평행하게 정렬되는 다수의 재료 변화 영역을 포함하는,
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 변화된 재료 특성은 아임계 균열(subcritical crack)의 형태로 상기 도너 기판(1)을 인열(tearing)시키고,
상기 방법은, 상기 도너 기판(1) 내로 외력을 도입하여 아임계 균열을 연결하거나 또는 상기 레이저 방사선에 의해 상기 생성 평면(4)에서 많은 재료를 변화시켜 아임계 균열이 연결되면서 고상 층(2)이 상기 도너 기판(1)으로부터 분리되도록 함으로써 상기 고상 층(2)을 제거하는 단계를 더 포함하며,
상기 선형 디자인(103)은 상기 절단 라인(10)에 대해 적어도 부분적으로, 3° 내지 87°로 경사진 것을 특징으로 하는,
방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 도너 기판(1)의 충분한 양의 재료의 특성이 변화되어 선형 디자인(103)이 형성되어, 개별 결정 격자 평면의 단부가 모아레 패턴(Moire pattern)을 갖는 것 - 상기 개별 결정 격자 평면의 단부는 고상 층 제거 및 상기 재료 특성의 변화의 결과로서 노출됨 - 을 특징으로 하는,
방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 레이저 방사선은 5 ns 미만 또는 2 ns 미만 또는 1 ns 미만의 펄스 길이로 생성되고,
상기 레이저 방사선은 100 nJ 내지 1 mJ 또는 500 nJ 내지 100 μJ 또는 1 μJ 내지 50 μJ 또는 0.1 μJ 내지 50 μJ 의 펄스 에너지로 생성되며,
상기 아임계 균열은 10 ㎛ 내지 100 ㎛의 균열 길이로 생성되는 것을 특징으로 하는,
방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 레이저 방사선이 상기 도너 기판(1) 내로 침투하기 전에 회절 광학 소자(DOE)가 상기 레이저 방사선의 경로에 배치되고, 이때 상기 레이저 방사선은 DOE에 의해 다중 초점의 생성을 위해 다중 광 경로로 분할되고,
상기 DOE는 200 ㎛의 길이에 걸쳐 50 ㎛ 이하 이미지 필드 곡률(image field curvature)을 야기하고, 이때 상기 DOE는 적어도 2개의 초점을 동시에 생성하여 상기 도너 기판의 재료 특성을 변화시키는 것을 특징으로 하는,
방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
다수의 도너 기판(1)이, 재료 특성의 변화 동안, 회전 장치 상에 서로 나란히 동시에 배치되고, 공통 회전축을 중심으로 회전 가능하며, 이때 회전 속도는 10 회전/분 초과, 최대 600 회전/분인 것을 특징으로 하는,
방법.
- 제 6 항에 있어서,
입사 레이저 방사선의 특성을 변화시기 위하여 빔 형성 장치(beamforming device)가 제공되는 것, 및/또는 상기 빔 형성 장치가 상기 레이저 방사선의 원형 또는 타원형 편광을 위해 설정되며, 이때 상기 도너 기판은 상기 원형 또는 타원형 편광된 레이저 방사선에 1/4-파장 판 형태로 노출되는 것을 특징으로 하는,
방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 도너 기판(1)은 화합물을 포함하고, 상기 화합물은 원소 주기율표의 제 3 족 그룹, 제 4 족 그룹, 제 5 족 그룹 및 제 12 족 전이 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질이며, 상기 재료 특성의 변화는 상기 도너 기판의 재료에 따라 미리 결정된 물리적 변형인 것을 특징으로 하는,
방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 외력은 상기 주 표면(8) 상에 중합체 재료를 배치함으로써 생성되고,
상기 중합체 재료는 20℃ 미만의 유리 전이 온도를 가지며,
상기 중합체 재료는 유리 전이 온도 아래의 온도로 냉각되고, 발생되는 유리 전이는 상기 도너 기판(1)에서 기계적 응력을 생성하고, 상기 기계적 응력은 아임계 균열을 서로 결합시키며, 이에 의해 상기 고상 층(2)이 상기 도너 기판(1)으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는,
방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 도너 기판(1)을 상기 레이저에 대해 이동시키는 단계를 더 포함하며,
상기 레이저 방사선의 정의된 집속 및/또는 레이저 에너지의 조정을 위해, 상기 레이저가 적어도 하나의 파라미터의 함수로서 연속적으로 조정되는 것을 특징으로 하는,
방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
다수의 제 1 선형 디자인(103)이 생성되고,
각 선형 디자인은 아임계 균열 또는 다수의 아임계 균열을 생성하고,
상기 제 1 선형 디자인의 아임계 균열은 정의된 거리로 이격되고, 상기 거리는 아임계 균열이 상기 도너 기판의 축 방향으로 겹치지 않을 정도로 충분히 크며, 적어도 또는 최대 2 ㎛ 만큼 서로 이격되며,
상기 다수의 제 1 선형 디자인의 생성 후, 적어도 2개의 제 1 선형 디자인 사이의 재료 특성을 변화시킴으로써, 적어도 하나의 추가 선형 디자인이 레이저 빔에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는,
방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 도너 기판이 섬유아연석형 구조(wurtzite structure) 또는 강옥 구조(corundum structure)를 갖는 육방정계 결정 격자를 가지며, 상기 선형 디자인은 상기 절단 라인에 대해 15° 내지 60°의 미리 결정된 각도로 생성되거나, 또는
상기 도너 기판이 입방정계 결정 격자를 가지며, 상기 선형 디자인은 상기 절단 라인에 대해 7.5° 내지 60°의 미리 결정된 각도로 생성되거나, 또는
상기 도너 기판이 삼사정계 결정 격자 구조를 가지며, 상기 선형 디자인은 상기 절단 라인에 대해 5° 내지 50°의 미리 결정된 각도로 생성되거나, 또는
상기 도너 기판이 아연 블렌드 결정 구조를 가지며, 상기 선형 디자인은 상기 절단 라인에 대해 15° 내지 60°의 미리 결정된 각도로 생성되며,
상기 결정 격자 평면은 상기 도너 기판의 슬립 평면인 것을 특징으로 하는,
방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 레이저 빔은 상기 도너 기판의 평면 표면을 통해 상기 도너 기판(2) 내로 침투하고, 상기 레이저 빔은 상기 도너 기판의 평면 표면에 대해 경사져서 상기 도너 기판의 세로 축에 대해 0° 또는 180° 이외의 각도로 상기 도너 기판에 들어가고, 상기 레이저 빔은 상기 도너 기판에서 변형을 생성하도록 집속되는 단계, 또는
상기 도너 기판의 중심 방향으로 상기 도너 기판의 원주 방향으로 연장되는 표면으로부터 진행하며 상기 도너 기판으로부터 재료를 제거하는 단계 - 상기 재료는 연삭 공구에 의해 또는 애블레이션 레이저 빔에 의해 제거됨 - 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 도너 기판의 재료 특성의 변화는 적어도 하나의 분리 영역을 정의하고,
상기 재료 특성의 변화가 생성되어 상기 고상체 내에 3차원 윤곽을 갖는 굴곡된 분리 영역을 형성하며,
상기 재료 특성의 변화는 사전 설정 파라미터의 함수로서 생성되고,
제 1 파라미터는 정의된 변형(2)을 생성하기 위해 상기 고상체(1)의 영역에서 레이저 빔(10)에 의해 횡단될(traversed) 상기 고상체(1)의 재료의 평균 굴절률 또는 상기 고상체(1)의 재료의 굴절률이며,
제 2 파라미터는 정의된 변형(2)을 생성하기 위해 레이저 빔(10)에 의해 횡단될 상기 고상체(1)의 영역에서의 처리 깊이이고,
상기 제 1 파라미터는 굴절률을 결정하는 수단에 의해, 결정되고/되거나,
상기 제 2 파라미터는 토포그래피(topography)를 결정하는 수단에 의해 결정되고,
상기 제 1 파라미터 및 상기 제 2 파라미터를 포함하는 파라미터들에 대한 데이터는 데이터 저장 장치(12)에 제공되고 적어도 변형(2)의 생성 전에 제어 장치(14)로 보내지며, 상기 제어 장치(14)는 생성될 변형(2)의 개개의 위치의 함수로서 레이저 노광 장치(8)를 조정하고,
상기 제어 장치(14)는 상기 레이저 노광 장치(8)의 조정을 위해 거리 데이터를 처리하여 거리 파라미터를 제공하며, 상기 거리 파라미터는, 상기 레이저 노광 장치(8)에 의하여 상기 도너 기판의 재료 특성의 변화를 생성할 때 레이저 빔(10)이 상기 고상체(1) 내로 도입되는 개개의 위치의 거리를 제공하며, 상기 거리 데이터는 센서 장치(16)에 의해 검출되며,
상기 레이저 노광 장치(8)는 각각의 센서에 의해, 상기 도너 기판의 재료 특성의 변화를 생성하는 동안 상기 제 1 파라미터 및 상기 제 2 파라미터의 결정의 함수로서 조정되는 것을 특징으로 하는,
방법.
- 제 14 항에 있어서,
하나의 파라미터는 상기 고상체의 미리 결정된 위치 또는 미리 결정된 영역에서의, 상기 고상체의 도핑 정도인 것을 특징으로 하는,
방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 도너 기판의 표면 상으로 응력 생성 층을 가압하기 위해 상기 응력 생성 층의 적어도 일부에 대해 가압 장치의 적어도 하나의 가압 요소를 가압하는 단계를 더 포함하고,
상기 가압 요소는 적어도 상기 응력 생성 층 상에서 열 응력이 일어나는 동안 및/또는 균열이 전파되는 동안 상기 응력 생성 층에 대해 가압되고,
상기 가압 요소는 적어도 10 N의 압축력을 상기 응력 생성 층에 가하고,
상기 가압 요소는 가압 동안 상기 응력 생성 층과 2 차원 접촉하고,
상기 적어도 하나의 가압 요소는 상기 도너 기판의 표면의 가장자리 영역에 압력을 가하거나, 상기 적어도 하나의 가압 요소는 상기 도너 기판의 표면의 중심 영역에 압력을 가하거나 또는 상기 적어도 하나의 가압 요소는 상기 응력 생성 층이 배치된 상기 도너 기판의 표면의 전체에 걸쳐 압력을 가하는 것을 특징으로 하는,
방법.
- 제 16 항에 있어서,
상기 가압 요소는 이동 가능하도록 배치되고, 상기 응력 생성 층 상의 열 응력의 결과로서 상기 도너 기판에 대해 편향되거나, 또는
상기 도너 기판이 이동 가능하도록 배치되고, 상기 응력 생성 층 상의 열 응력의 결과로서 상기 가압 요소에 대해 편향되며,
상기 가압 요소는 미리 정의된 최소 힘이 초과되는 경우에만 편향되고,
상기 가압 요소는 복수 개의 개별 가압 요소를 포함하며,
개별 가압 요소는 국부적으로 상이한 압력을 가하거나, 및/또는 상이한 형상을 가지며,
상기 가압 요소 또는 가압 요소들은 상기 응력 생성 층에 대해 가압되어 미리 정의된 접촉 압력 프로파일을 생성할 수 있으며,
상기 접촉 압력 프로파일은 상기 도너 기판의 축 방향 중심까지의 압력 적용의 거리, 균열 전파 속도, 열 응력, 상기 도너 기판의 재료, 및 상기 도너 기판의 상태 중 적어도 하나에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는,
방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 고상체 내로 침투하기 전에 레이저 빔의 빔 특성을 변화시키는 단계로서, 상기 빔 특성은 초점에서의 강도 분포이고, 상기 빔 특성의 변경 또는 조정은 적어도 하나의 공간 광 변조기 및/또는 적어도 하나의 DOE에 의해 초래되며, 상기 공간 광 변조기 및/또는 DOE는 상기 고상체와 방사선원 사이의 레이저 방사선의 빔 경로에 배치되는 것을 특징으로 하는,
방법.
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Families Citing this family (31)
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| DE102019216267A1 (de) * | 2019-10-23 | 2021-04-29 | Siltronic Ag | Verfahren zur Herstellung von Halbleiterscheiben |
| IT202000000787A1 (it) * | 2020-01-17 | 2021-07-17 | Sacmi Imola Sc | Procedimento per la produzione e il riempimento di contenitori destinati a contenere alimenti. |
| JP7370879B2 (ja) | 2020-01-22 | 2023-10-30 | 株式会社ディスコ | ウエーハ生成方法、及びウエーハ生成装置 |
| JP7405365B2 (ja) * | 2020-01-31 | 2023-12-26 | 国立大学法人東海国立大学機構 | レーザ加工方法、半導体部材製造方法、及び、レーザ加工装置 |
| JP7427189B2 (ja) * | 2020-01-31 | 2024-02-05 | 国立大学法人東海国立大学機構 | レーザ加工方法、半導体部材製造方法、及び、レーザ加工装置 |
| LT3875436T (lt) * | 2020-03-06 | 2024-04-10 | Schott Ag | Substrato elementas ir substrato elemento gavimo ir (arba) atskyrimo atlikimo būdas |
| JP2021168347A (ja) * | 2020-04-10 | 2021-10-21 | 株式会社ディスコ | ウエーハの生成方法 |
| CN113594014B (zh) * | 2020-04-30 | 2024-04-12 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 零部件、等离子体反应装置及零部件加工方法 |
| TWI717302B (zh) * | 2020-07-30 | 2021-01-21 | 頂極科技股份有限公司 | 半導體製程零配件的質變檢測系統及方法 |
| CN111992543B (zh) * | 2020-08-21 | 2021-10-22 | 厦门理工学院 | 一种激光等离子体光丝清洗法 |
| TR202019031A2 (tr) * | 2020-11-25 | 2021-02-22 | Univ Yildiz Teknik | Yüksek kalitede hetero epitaksiyel monoklinik galyum oksit kristali büyütme metodu |
| CN113001038B (zh) * | 2021-03-05 | 2022-11-25 | 赣州市恒邦金属制品有限公司 | 一种具有废屑收集功能的激光切割装置 |
| CN115121551B (zh) * | 2021-03-29 | 2024-02-23 | 芝浦机械电子装置株式会社 | 基板处理装置 |
| CN113414542B (zh) * | 2021-06-10 | 2022-07-08 | 常州信息职业技术学院 | 一种延长零件摩擦副表面使用寿命的方法和装置 |
| CN113427650B (zh) * | 2021-06-17 | 2023-03-14 | 西北工业大学 | 一种定向凝固合金单晶取向测定及籽晶切割的方法 |
| CN115647578A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-01-31 | 歌尔股份有限公司 | 激光加工方法 |
| CN117059528B (zh) * | 2023-10-10 | 2023-12-19 | 广州市艾佛光通科技有限公司 | 一种晶片剥离装置 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006245498A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Sharp Corp | 基板の製造方法およびその装置 |
| JP2008290090A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Pulstec Industrial Co Ltd | レーザ微細加工装置及びレーザ微細加工装置のフォーカスサーボ方法 |
| JP2013049161A (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Hamamatsu Photonics Kk | 加工対象物切断方法 |
| JP2013211415A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | V Technology Co Ltd | レーザアニール装置及びレーザアニール方法 |
| JP2015074002A (ja) * | 2013-10-07 | 2015-04-20 | 信越ポリマー株式会社 | 内部加工層形成単結晶部材およびその製造方法 |
| JP5938416B2 (ja) * | 2011-11-04 | 2016-06-22 | 株式会社フジクラ | 微細孔を備えた基板の製造方法 |
| JP2016146447A (ja) * | 2015-02-09 | 2016-08-12 | 株式会社ディスコ | ウエーハの生成方法 |
| JP2016215231A (ja) * | 2015-05-19 | 2016-12-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 脆性基板のスライス装置及び方法 |
| JP2017500725A (ja) * | 2013-10-08 | 2017-01-05 | シルテクトラ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクター ハフトゥング | レーザー処理及び温度誘導ストレスを用いた複合ウェハー製造方法 |
Family Cites Families (45)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5938416B2 (ja) * | 1982-05-07 | 1984-09-17 | マツダ株式会社 | エンジンの吸気装置 |
| JPS62206815A (ja) * | 1986-03-07 | 1987-09-11 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体ウエハ |
| JPS6433924A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-03 | Sony Corp | Semiconductor wafer |
| JP3145851B2 (ja) | 1993-12-20 | 2001-03-12 | 日本電気株式会社 | 半導体基板及び半導体装置 |
| JP2005028423A (ja) | 2003-07-09 | 2005-02-03 | Disco Abrasive Syst Ltd | レーザー加工方法およびレーザー加工装置 |
| JP2005086175A (ja) | 2003-09-11 | 2005-03-31 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体薄膜の製造方法、半導体薄膜、半導体薄膜チップ、電子管、及び光検出素子 |
| WO2006010289A2 (de) | 2004-07-30 | 2006-02-02 | Synova S.A. | Verfahren zur vereinzelung von auf einem halbleiterwafer angeordneten elektronischen schaltkreiseinheiten (chips) |
| KR101109860B1 (ko) * | 2004-08-06 | 2012-02-21 | 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 | 레이저 가공 방법, 가공 대상물 절단 방법 및 반도체 장치 |
| JP2007275920A (ja) | 2006-04-05 | 2007-10-25 | Seiko Epson Corp | 基体の製造方法、表示装置、電気光学装置、電子機器 |
| JP5232375B2 (ja) | 2006-10-13 | 2013-07-10 | アイシン精機株式会社 | 半導体発光素子の分離方法 |
| US9362439B2 (en) | 2008-05-07 | 2016-06-07 | Silicon Genesis Corporation | Layer transfer of films utilizing controlled shear region |
| RU2472247C2 (ru) * | 2007-11-02 | 2013-01-10 | Президент Энд Феллоуз Оф Гарвард Колледж | Изготовление самостоятельных твердотельных слоев термической обработкой подложек с полимером |
| JP2009140959A (ja) | 2007-12-03 | 2009-06-25 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | レーザーダイシング装置及びダイシング方法 |
| JP5454080B2 (ja) | 2008-10-23 | 2014-03-26 | 住友電気工業株式会社 | レーザ加工方法およびレーザ加工装置 |
| US8354611B2 (en) | 2008-10-29 | 2013-01-15 | Coherent, Inc. | Laser engraving apparatus |
| CA2747840A1 (en) | 2008-12-23 | 2010-07-01 | Siltectra Gmbh | Method for producing thin, free-standing layers of solid state materials with structured surfaces |
| US20100243617A1 (en) * | 2009-03-26 | 2010-09-30 | Electro Scientific Industries, Inc. | Printed circuit board via drilling stage assembly |
| JP5367450B2 (ja) | 2009-05-12 | 2013-12-11 | 株式会社ディスコ | 半導体ウエーハの加工方法 |
| US9701581B2 (en) * | 2009-06-04 | 2017-07-11 | Corelase Oy | Method and apparatus for processing substrates using a laser |
| JP5775265B2 (ja) | 2009-08-03 | 2015-09-09 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ加工方法及び半導体装置の製造方法 |
| JP5509448B2 (ja) | 2009-09-07 | 2014-06-04 | 国立大学法人埼玉大学 | 基板スライス方法 |
| JP5789929B2 (ja) | 2010-08-03 | 2015-10-07 | 住友電気工業株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物結晶の成長方法 |
| JP2012094698A (ja) | 2010-10-27 | 2012-05-17 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP5999687B2 (ja) | 2011-08-31 | 2016-09-28 | ローム株式会社 | ＳｉＣエピタキシャルウエハおよびそれを用いたＳｉＣ半導体素子 |
| FR2980279B1 (fr) | 2011-09-20 | 2013-10-11 | Soitec Silicon On Insulator | Procede de fabrication d'une structure composite a separer par exfoliation |
| DE102012001620A1 (de) | 2012-01-30 | 2013-08-01 | Siltectra Gmbh | Verfahren zur Herstellung von dünnen Platten aus Werkstoffen geringer Duktilität mittels temperaturinduzierter mechanischer Spannung unter Verwendung von vorgefertigten Polymer-Folien |
| JP5905274B2 (ja) * | 2012-01-30 | 2016-04-20 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体デバイスの製造方法 |
| WO2013126927A2 (en) * | 2012-02-26 | 2013-08-29 | Solexel, Inc. | Systems and methods for laser splitting and device layer transfer |
| JP5596750B2 (ja) | 2012-07-06 | 2014-09-24 | 東芝機械株式会社 | レーザダイシング方法 |
| DE102013007672A1 (de) | 2013-05-03 | 2014-11-06 | Siltectra Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Waferherstellung mit vordefinierter Bruchauslösestelle |
| DE112014003144T5 (de) | 2013-07-02 | 2016-03-31 | Ultratech, Inc. | Ausbildung von Heteroepitaxieschichten mit schneller thermischer Bearbeitung, um Gitterversetzungen zu entfernen |
| DE102013016682A1 (de) | 2013-10-08 | 2015-04-09 | Siltectra Gmbh | Erzeugung einer Rissauslösestelle oder einer Rissführung zum verbesserten Abspalten einer Festkörperschicht von einem Festkörper |
| DE102014002600A1 (de) | 2014-02-24 | 2015-08-27 | Siltectra Gmbh | Kombiniertes Waferherstellungsverfahren mit Laserbehandlung und temperaturinduzierten Spannungen |
| JP6349175B2 (ja) | 2014-07-14 | 2018-06-27 | 株式会社ディスコ | リフトオフ方法及び超音波ホーン |
| US10930560B2 (en) | 2014-11-27 | 2021-02-23 | Siltectra Gmbh | Laser-based separation method |
| KR20180059569A (ko) | 2014-11-27 | 2018-06-04 | 실텍트라 게엠베하 | 재료의 전환을 이용한 고체의 분할 |
| KR101972466B1 (ko) * | 2015-01-13 | 2019-04-25 | 로핀-시나르 테크놀로지스 엘엘씨 | 취성 재료를 묘각하고 화학 식각하는 방법 및 시스템 |
| US20170362697A1 (en) * | 2015-01-28 | 2017-12-21 | Siltectra Gmbh | Transparent and highly stable screen protector |
| DE102015004603A1 (de) * | 2015-04-09 | 2016-10-13 | Siltectra Gmbh | Kombiniertes Waferherstellungsverfahren mit Laserbehandlung und temperaturinduzierten Spannungen |
| DE102015006971A1 (de) | 2015-04-09 | 2016-10-13 | Siltectra Gmbh | Verfahren zum verlustarmen Herstellen von Mehrkomponentenwafern |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| US10858495B2 (en) | 2016-03-24 | 2020-12-08 | Siltectra Gmbh | Polymer hybrid material for use in a splitting method |
| JP6604891B2 (ja) * | 2016-04-06 | 2019-11-13 | 株式会社ディスコ | ウエーハの生成方法 |
-
2018
- 2018-01-15 KR KR1020197034065A patent/KR20200008566A/ko active Application Filing
- 2018-01-15 JP JP2019556844A patent/JP7250695B2/ja active Active
- 2018-01-15 EP EP18701002.0A patent/EP3612343A1/de active Pending
- 2018-01-15 EP EP18700578.0A patent/EP3612342B1/de active Active
- 2018-01-15 US US16/606,540 patent/US11869810B2/en active Active
- 2018-01-15 CN CN201880026395.9A patent/CN110691671B/zh active Active
- 2018-01-15 JP JP2019556933A patent/JP7130667B2/ja active Active
- 2018-01-15 WO PCT/EP2018/050897 patent/WO2018192689A1/de unknown
- 2018-01-15 US US16/606,586 patent/US20200388538A1/en active Pending
- 2018-01-15 WO PCT/EP2018/050902 patent/WO2018192691A1/de unknown
- 2018-01-15 CN CN201880026415.2A patent/CN110769967A/zh active Pending
- 2018-01-15 KR KR1020197034100A patent/KR102551442B1/ko active IP Right Grant
- 2018-01-15 KR KR1020227039172A patent/KR20220153127A/ko not_active Application Discontinuation
- 2018-10-11 TW TW107135716A patent/TWI706453B/zh active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006245498A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Sharp Corp | 基板の製造方法およびその装置 |
| JP2008290090A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Pulstec Industrial Co Ltd | レーザ微細加工装置及びレーザ微細加工装置のフォーカスサーボ方法 |
| JP2013049161A (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Hamamatsu Photonics Kk | 加工対象物切断方法 |
| JP5938416B2 (ja) * | 2011-11-04 | 2016-06-22 | 株式会社フジクラ | 微細孔を備えた基板の製造方法 |
| JP2013211415A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | V Technology Co Ltd | レーザアニール装置及びレーザアニール方法 |
| JP2015074002A (ja) * | 2013-10-07 | 2015-04-20 | 信越ポリマー株式会社 | 内部加工層形成単結晶部材およびその製造方法 |
| JP2017500725A (ja) * | 2013-10-08 | 2017-01-05 | シルテクトラ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクター ハフトゥング | レーザー処理及び温度誘導ストレスを用いた複合ウェハー製造方法 |
| JP2016146447A (ja) * | 2015-02-09 | 2016-08-12 | 株式会社ディスコ | ウエーハの生成方法 |
| JP2016215231A (ja) * | 2015-05-19 | 2016-12-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 脆性基板のスライス装置及び方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201933453A (zh) | 2019-08-16 |
| JP2020518130A (ja) | 2020-06-18 |
| EP3612342B1 (de) | 2024-02-28 |
| US20210197314A1 (en) | 2021-07-01 |
| CN110691671B (zh) | 2023-10-10 |
| WO2018192691A1 (de) | 2018-10-25 |
| CN110769967A (zh) | 2020-02-07 |
| KR20200008566A (ko) | 2020-01-28 |
| JP7130667B2 (ja) | 2022-09-05 |
| KR20200010256A (ko) | 2020-01-30 |
| KR20220153127A (ko) | 2022-11-17 |
| EP3612343A1 (de) | 2020-02-26 |
| EP3612342A1 (de) | 2020-02-26 |
| WO2018192689A1 (de) | 2018-10-25 |
| JP2020520087A (ja) | 2020-07-02 |
| CN110691671A (zh) | 2020-01-14 |
| US20200388538A1 (en) | 2020-12-10 |
| US11869810B2 (en) | 2024-01-09 |
| JP7250695B2 (ja) | 2023-04-03 |
| TWI706453B (zh) | 2020-10-01 |
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