KR102591736B1 - 박리 장치 - Google Patents

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KR102591736B1
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하루키 마츠오
가즈야 히라타
료헤이 야마모토
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) 박리층을 기점으로 하여 잉곳으로부터 웨이퍼를 용이하게 박리할 수 있는 박리 장치를 제공한다.
(해결 수단) 박리 장치는, 웨이퍼에 상당하는 부분을 아래로 하여 잉곳을 수하한 상태에서 유지하는 잉곳 유지 수단과, 물이 저류되는 수조와, 수조 내의 물에 침지되는 초음파 수단과, 잉곳 유지 수단을 상하 방향으로 이동시켜 초음파 수단에 대면시킴과 함께 웨이퍼에 상당하는 부분을 수조의 물에 침지시키는 이동 수단과, 웨이퍼에 상당하는 부분을 향하여 물을 분사하여 웨이퍼의 박리를 촉진시키는 노즐을 포함한다.

Description

박리 장치{PEELING APPARATUS}
본 발명은, 박리층을 형성한 잉곳으로부터 웨이퍼를 박리하는 박리 장치에 관한 것이다.
IC, LSI, LED 등의 디바이스는, Si (실리콘) 나 Al2O3 (사파이어) 등을 소재로 한 웨이퍼의 표면에 기능층이 적층되고, 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된다. 또, 파워 디바이스, LED 등은 단결정 SiC (탄화 규소) 를 소재로 한 웨이퍼의 표면에 기능층이 적층되고 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된다. 디바이스가 형성된 웨이퍼는, 절삭 장치, 레이저 가공 장치에 의해 분할 예정 라인에 가공이 실시되어 개개의 디바이스로 분할되고, 분할된 각 디바이스는 휴대 전화나 PC 등의 전기 기기에 이용된다.
디바이스가 형성되는 웨이퍼는, 일반적으로 원기둥 형상의 잉곳을 와이어 소로 얇게 절단함으로써 생성된다. 절단된 웨이퍼의 표면 및 이면은, 연마함으로써 경면으로 마무리된다 (예를 들어 특허문헌 1 참조). 그러나, 잉곳을 와이어 소로 절단하고, 절단된 웨이퍼의 표면 및 이면을 연마하면, 잉곳의 대부분 (70 ∼ 80 ％) 이 버려지게 되어 비경제적이라는 문제가 있다. 특히 단결정 SiC 잉곳에 있어서는, 경도가 높아 와이어 소에 의한 절단이 곤란하여 상당한 시간을 요하기 때문에 생산성이 나쁨과 함께, 잉곳의 단가가 높아 효율적으로 웨이퍼를 생성하는 데에 과제를 가지고 있다.
그래서 본 출원인은, 단결정 SiC 에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 단결정 SiC 잉곳의 내부에 위치 결정하여 단결정 SiC 잉곳에 레이저 광선을 조사하여 절단 예정면에 박리층을 형성하고, 박리층을 기점으로 하여 단결정 SiC 잉곳으로부터 웨이퍼를 박리하는 기술을 제안하였다 (예를 들어 특허문헌 2 참조).
일본 공개특허공보 2000-94221호 일본 공개특허공보 2016-111143호 일본 공개특허공보 2011-060862호
그런데, 박리층을 기점으로 하여 잉곳으로부터 웨이퍼를 박리하는 것이 곤란하여 생산 효율이 나쁘다는 문제가 있다.
또, Si (실리콘) 에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 Si 잉곳의 단면으로부터 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치 결정하여 Si 잉곳에 레이저 광선을 조사하여 절단 예정면에 개질층을 형성하고, 개질층을 기점으로 하여 Si 잉곳으로부터 웨이퍼를 박리하는 기술이 제안되어 있지만 (예를 들어 상기 특허문헌 3 참조), 개질층을 기점으로 하여 Si 잉곳으로부터 웨이퍼를 박리하는 것이 곤란하여 생산 효율이 나쁘다는 문제가 있다.
상기 사실을 감안하여 이루어진 본 발명의 과제는, 박리층을 기점으로 하여 잉곳으로부터 웨이퍼를 용이하게 박리할 수 있는 박리 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명이 제공하는 것은 이하의 박리 장치이다. 즉, 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치 결정하여 레이저 광선을 조사하여 박리층을 형성한 잉곳으로부터 그 웨이퍼를 박리하는 박리 장치로서, 그 웨이퍼에 상당하는 부분을 아래로 하여 잉곳을 수하 (垂下) 한 상태에서 유지하는 잉곳 유지 수단과, 물이 저류되는 수조와, 그 수조 내의 물에 침지되는 초음파 수단과, 그 잉곳 유지 수단을 상하 방향으로 이동시켜 그 초음파 수단에 대면시킴과 함께 그 웨이퍼에 상당하는 부분을 그 수조 내의 물에 침지시키는 이동 수단과, 그 웨이퍼에 상당하는 부분을 향하여 물을 분사하여 그 웨이퍼의 박리를 촉진시키는 노즐을 포함하는 박리 장치이다.
바람직하게는, 잉곳으로부터 박리된 그 웨이퍼를 검출하는 검출 수단을 추가로 포함한다. 잉곳은, c 축과 c 축에 대해 직교하는 c 면을 갖는 단결정 SiC 잉곳이고, 박리층은, 단결정 SiC 에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 단결정 SiC 잉곳의 단면으로부터 그 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치 결정하여 단결정 SiC 잉곳에 레이저 광선을 조사하여 SiC 가 Si 와 C 로 분리된 개질부와 개질부로부터 c 면에 등방적으로 형성되는 크랙으로 이루어지는 박리층인 것이 바람직하다. 잉곳은, 단면의 수선에 대해 c 축이 경사져 c 면과 단면으로 오프각이 형성되어 있는 단결정 SiC 잉곳이고, 박리층은, 오프각이 형성되는 방향과 직교하는 방향으로 개질부를 연속적으로 형성하여 개질부로부터 c 면에 등방적으로 크랙을 생성하고, 오프각이 형성되는 방향으로 크랙의 폭을 초과하지 않는 범위에서 단결정 SiC 잉곳과 집광점을 상대적으로 인덱스 이송하고 오프각이 형성되는 방향과 직교하는 방향으로 개질부를 연속적으로 형성하여 개질부로부터 c 면에 등방적으로 크랙을 순차 생성한 박리층인 것이 적합하다.
본 발명이 제공하는 박리 장치는, 그 웨이퍼에 상당하는 부분을 아래로 하여 잉곳을 수하한 상태에서 유지하는 잉곳 유지 수단과, 물이 저류되는 수조와, 그 수조 내의 물에 침지되는 초음파 수단과, 그 잉곳 유지 수단을 상하 방향으로 이동시켜 그 초음파 수단에 대면시킴과 함께 그 웨이퍼에 상당하는 부분을 그 수조 내의 물에 침지시키는 이동 수단과, 그 웨이퍼에 상당하는 부분을 향하여 물을 분사하여 그 웨이퍼의 박리를 촉진시키는 노즐을 포함하므로, 박리층을 기점으로 하여 잉곳으로부터 웨이퍼를 용이하게 박리할 수 있다.
도 1 은, 박리 장치의 사시도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 박리 장치의 분해 사시도이다.
도 3(a) 는, 잉곳의 정면도이고, 도 3(b) 는, 잉곳의 평면도이다.
도 4(a) 는, 도 3(a) 및 도 3(b) 에 나타내는 잉곳에 박리층이 형성되는 모습을 나타내는 사시도이고, 도 4(b) 는, 도 3(a) 및 도 3(b) 에 나타내는 잉곳에 박리층이 형성되는 모습을 나타내는 정면도이다.
도 5(a) 는, 박리층이 형성된 잉곳의 평면도이고, 도 5(b) 는, 도 5(a) 에 있어서의 B-B 선 단면도이다.
도 6 은, 잉곳에 초음파가 부여되어 있음과 함께 웨이퍼에 상당하는 부분을 향하여 물이 분사되어 있는 상태를 나타내는 박리 장치의 단면도이다.
도 7 은, 잉곳으로부터 웨이퍼가 박리된 상태를 나타내는 박리 장치의 단면도이다.
이하, 본 발명에 따라 구성된 박리 장치의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1 및 도 2 에 있어서 전체를 부호 2 로 나타내는 박리 장치는, 생성해야 할 웨이퍼에 상당하는 부분을 아래로 하여 잉곳을 수하한 상태에서 유지하는 잉곳 유지 수단 (4) 과, 물이 저류되는 수조 (6) 와, 수조 (6) 내의 물에 침지되는 초음파 수단 (8) 과, 잉곳 유지 수단 (4) 을 상하 방향으로 이동시켜 초음파 수단 (8) 에 대면시킴과 함께 적어도 생성해야 할 웨이퍼에 상당하는 부분을 수조 (6) 내의 물에 침지시키는 이동 수단 (10) 과, 생성해야 할 웨이퍼에 상당하는 부분을 향하여 물을 분사하여 박리를 촉진시키는 노즐 (12) 을 포함한다. 또한, 도 1 및 도 2 에서는, 수조 (6) 내의 수면을 부호 S 로 나타내고 있다.
도 1 및 도 2 를 참조하여 잉곳 유지 수단 (4) 에 대해 설명한다. 본 실시형태에 있어서의 잉곳 유지 수단 (4) 은 원판상의 흡착편 (14) 을 구비한다. 흡착편 (14) 의 하면에는 복수의 흡인공 (도시 생략) 이 형성되고, 복수의 흡인공 은 흡인 수단 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 그리고, 잉곳 유지 수단 (4) 에 있어서는, 흡인 수단으로 흡착편 (14) 의 하면에 흡인력을 생성함으로써, 잉곳의 단면을 흡착하여 잉곳을 수하한 상태에서 유지할 수 있다.
이동 수단 (10) 에 대해 설명한다. 본 실시형태에서는 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 이동 수단 (10) 은, 흡착편 (14) 의 상면으로부터 상방으로 연장되는 원기둥상의 피스톤 로드 (16) 와, 피스톤 로드 (16) 를 자유롭게 승강할 수 있도록 지지하는 원통상의 실린더 튜브 (18) 와, 볼 나사 (도시 생략) 를 개재하여 피스톤 로드 (16) 를 승강시키는 모터 (도시 생략) 를 갖는 전동 실린더로 구성되어 있다. 그리고 이동 수단 (10) 은, 모터로 피스톤 로드 (16) 를 승강시킴으로써 잉곳 유지 수단 (4) 의 흡착편 (14) 을 승강시킬 수 있고, 또한, 흡착편 (14) 을 임의의 위치에서 정지시킬 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, 도 1 및 도 2 에 화살표 X 로 나타내는 X 축 방향으로 연장되는 아암 (20) 의 일단부가 실린더 튜브 (18) 의 상단부에 접속되어 있다. 아암 (20) 의 타단부는, 도 1 및 도 2 에 화살표 Y 로 나타내는 Y 축 방향으로 아암 (20) 을 이동시키는 아암 이동 기구 (22) 에 접속되어 있다. 아암 이동 기구 (22) 는, 안내 개구 (24a) 가 형성된 직방체상의 프레임체 (24) 와, 프레임체 (24) 의 내부에 있어서 Y 축 방향 연장되는 볼 나사 (도시 생략) 와, 이 볼 나사의 편단부에 연결된 모터 (26) 를 갖는다. 아암 이동 기구 (22) 의 볼 나사의 너트부 (도시 생략) 는 아암 (20) 의 기단부에 고정되어 있다. 그리고 아암 이동 기구 (22) 는, 볼 나사에 의해 모터 (26) 의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 아암 (20) 에 전달하고, 안내 개구 (24a) 를 따라 아암 (20) 을 Y 축 방향으로 이동시킨다. 또한, X 축 방향과 Y 축 방향은 직교하고 있고, X 축 방향 및 Y 축 방향이 규정하는 평면은 실질상 수평이다.
수조 (6), 초음파 수단 (8) 및 노즐 (12) 에 대해 설명한다. 본 실시형태에 있어서의 수조 (6) 는, 직방체상이며, 사각형상의 저벽 (28) 과, 저벽 (28) 의 Y 축 방향 일단부로부터 상방으로 연장되는 전벽 (30) 과, 저벽 (28) 의 Y 축 방향 타단부로부터 상방으로 연장되는 후벽 (32) 과, 저벽 (28) 의 X 축 방향 양 단부로부터 상방으로 연장되는 1 쌍의 측벽 (34) 을 구비하고, 상단부가 개방되어 있다. 저벽 (28) 에는 원판상의 초음파 수단 (8) 이 재치 (載置) 되어 수조 (6) 내의 물에 침지되어 있다. 초음파 수단 (8) 은, 압전 세라믹스 등으로 형성되어, 초음파를 발진하게 되어 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 전벽 (30) 에는 X 축 방향으로 연장되는 장방형상의 공급구 (30a) 가 형성되고, 후벽 (32) 에는 원형의 배출구 (32a) 가 형성되어 있다. 공급구 (30a) 에는 노즐 (12) 이 장착되어 있다. 공급구 (30a) 로부터 수조 (6) 의 외측으로 돌출되는 노즐 (12) 의 입구 (12a) 는 원형상으로 형성되어 있다. 한편, 공급구 (30a) 로부터 수조 (6) 의 내측으로 돌출되는 노즐 (12) 의 출구 (12b) 는, 공급구 (30a) 에 대응하는 장방형상으로 형성되어 있다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 수조 (6) 의 배출구 (32a) 에는, 주름 상자상의 배출 호스 (42) 를 통하여, 필터 (도시 생략) 를 내장하는 필터 케이스 (40) 의 입구 (도시 생략) 가 접속되어 있다. 필터 케이스 (40) 의 출구는 펌프 (38) 의 흡입구 (도시 생략) 에 연통되어 있다. 또, 펌프 (38) 의 토출구 (38a) 는 공급 호스 (36) 를 통하여 노즐 (12) 의 입구 (12a) 에 접속되어 있다. 그리고 수조 (6) 에 저류된 물은, 배출구 (32a) 로부터 배출 호스 (42) 및 필터를 통과하여, 필터에서 여과된 물이 펌프 (38) 의 흡입구에 흡입되도록 되어 있다. 또, 펌프 (38) 로부터 토출된 물은, 공급 호스 (36) 및 노즐 (12) 을 통과하여 수조 (6) 에 공급되도록 되어 있다.
본 실시형태에서는, 저벽 (28) 에 있어서의 초음파 수단 (8) 보다 하류측 (배출구 (32a) 측) 부분에는, 하류측을 향해 상면이 하방으로 경사지게 연장되는 웨이퍼 재치 부재 (44) 가 배치되어 있다. 잉곳으로부터 박리된 웨이퍼가 재치되는 웨이퍼 재치 부재 (44) 는, 수조 (6) 내의 물에 침지된다. 또, 웨이퍼 재치 부재 (44) 의 상면에는, 잉곳으로부터 박리된 웨이퍼를 검출하는 검출 수단 (46) 이 형성되어 있다. 검출 수단 (46) 은 광전 센서 등으로 구성될 수 있다.
도 3(a) 및 도 3(b) 에는, 박리층이 형성되기 전 상태에 있어서의 잉곳 (50) 이 나타나 있다. 도시된 잉곳 (50) 은, 육방정 단결정 SiC 에 의해 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되어 있고, 원형상의 제 1 단면 (52) 과, 제 1 단면 (52) 과 반대측의 원형상의 제 2 단면 (54) 과, 제 1 단면 (52) 및 제 2 단면 (54) 사이에 위치하는 둘레면 (56) 과, 제 1 단면 (52) 으로부터 제 2 단면 (54) 에 이르는 c 축 (＜0001＞ 방향) 과, c 축과 직교하는 c 면 (｛0001｝면) 을 갖는다. 도시된 잉곳 (50) 에 있어서는, 제 1 단면 (52) 의 수선 (58) 에 대해 c 축이 경사져 있고, c 면과 제 1 단면 (52) 으로 오프각 (α) (예를 들어 α = 1, 3, 6 도) 이 형성되어 있다. 수선 (58) 에 대해 c 축이 경사지는 방향, 즉, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 (A) 을 도 3 에 화살표로 나타낸다. 또, 잉곳 (50) 의 둘레면 (56) 에는, 결정 방위를 나타내는 사각형상의 제 1 오리엔테이션 플랫 (60) 및 제 2 오리엔테이션 플랫 (62) 이 형성되어 있다. 제 1 오리엔테이션 플랫 (60) 은, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 (A) 과 평행하고, 제 2 오리엔테이션 플랫 (62) 은, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 (A) 과 직교하고 있다. 도 3(b) 에 나타내는 바와 같이, 상방에서 보아, 제 2 오리엔테이션 플랫 (62) 의 길이 (L2) 는, 제 1 오리엔테이션 플랫 (60) 의 길이 (L1) 보다 짧다 (L2 ＜ L1). 또한, 박리층이 형성된 후에 상기 서술한 박리 장치 (2) 에 의해 웨이퍼가 박리될 수 있는 잉곳은, 상기 잉곳 (50) 에 한정되지 않고, 예를 들어, 제 1 단면의 수선에 대해 c 축이 경사져 있지 않고, c 면과 제 1 단면의 오프각이 0 도인 (즉, 제 1 단면의 수선과 c 축이 일치하고 있는) 단결정 SiC 잉곳이어도 되고, 혹은 Si (실리콘) 나 GaN (질화갈륨) 등의 단결정 SiC 이외의 소재로 형성되어 있는 잉곳이어도 된다.
상기 서술한 박리 장치 (2) 에서 잉곳 (50) 으로부터 웨이퍼를 박리하려면, 잉곳 (50) 에 박리층을 형성할 필요가 있는 바, 박리층 형성은 예를 들어 도 4(a) 및 도 4(b) 에 일부를 나타내는 레이저 가공 장치 (64) 를 사용하여 실시할 수 있다. 레이저 가공 장치 (64) 는, 피가공물을 유지하는 척 테이블 (66) 과, 척 테이블 (66) 에 유지된 피가공물에 펄스 레이저 광선 (LB) 을 조사하는 집광기 (68) 를 구비한다. 상면에 있어서 피가공물을 흡인 유지하도록 이루어져 있는 척 테이블 (66) 은, 회전 수단 (도시 생략) 으로 상하 방향으로 연장되는 축선을 중심으로 하여 회전됨과 함께, x 축 방향 이동 수단 (도시 생략) 으로 x 축 방향으로 진퇴되고, y 축 방향 이동 수단 (도시 생략) 으로 y 축 방향으로 진퇴된다. 집광기 (68) 는, 레이저 가공 장치 (64) 의 펄스 레이저 광선 발진기 (도시 생략) 가 발진한 펄스 레이저 광선 (LB) 을 집광하여 피가공물에 조사하기 위한 집광 렌즈 (도시 생략) 를 포함한다. 또한, x 축 방향은 도 4(a) 및 도 4(b) 에 화살표 x 로 나타내는 방향이고, y 축 방향은 도 4(a) 에 화살표 y 로 나타내는 방향으로서 x 축 방향과 직교하는 방향이다. x 축 방향 및 y 축 방향이 규정하는 평면은 실질상 수평이다. 또, 도 1 및 도 2 에 대문자의 X 및 Y 로 나타내는 X 축 방향 및 Y 축 방향과 도 4(a) 및 도 4(b) 에 소문자의 x 및 y 로 나타내는 x 축 방향 및 y 축 방향은, 일치하고 있어도 되고 상이해도 된다.
도 4(a) 및 도 4(b) 를 참조하여 설명을 계속하면, 잉곳 (50) 에 박리층을 형성할 때에는, 먼저, 잉곳 (50) 의 일방의 단면 (본 실시형태에서는 제 1 단면 (52)) 을 위를 향하게 하여, 척 테이블 (66) 의 상면에 잉곳 (50) 을 흡인 유지시킨다. 혹은, 잉곳 (50) 의 타방의 단면 (본 실시형태에서는 제 2 단면 (54)) 과 척 테이블 (66) 의 상면 사이에 접착제 (예를 들어 에폭시 수지계 접착제) 를 개재시켜, 잉곳 (50) 을 척 테이블 (66) 에 고정시켜도 된다. 이어서, 레이저 가공 장치 (64) 의 촬상 수단 (도시 생략) 으로 잉곳 (50) 의 상방으로부터 잉곳 (50) 을 촬상한다. 이어서, 촬상 수단으로 촬상한 잉곳 (50) 의 화상에 기초하여, 레이저 가공 장치 (64) 의 x 축 방향 이동 수단, y 축 방향 이동 수단 및 회전 수단으로 척 테이블 (66) 을 이동 및 회전시킴으로써, 잉곳 (50) 의 방향을 소정의 방향으로 조정함과 함께 잉곳 (50) 과 집광기 (68) 의 xy 평면에 있어서의 위치를 조정한다. 잉곳 (50) 의 방향을 소정의 방향으로 조정할 때에는, 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 오리엔테이션 플랫 (62) 을 x 축 방향에 정합시키는 것에 의해, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 (A) 과 직교하는 방향을 x 축 방향에 정합시킴과 함께, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 (A) 을 y 축 방향에 정합시킨다. 이어서, 레이저 가공 장치 (64) 의 집광점 위치 조정 수단 (도시 생략) 으로 집광기 (68) 를 승강시켜, 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 잉곳 (50) 의 제 1 단면 (52) 으로부터 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 집광점 (FP) 을 위치 결정한다. 이어서, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 (A) 과 직교하는 방향에 정합하고 있는 x 축 방향으로 척 테이블 (66) 을 이동시키면서, 단결정 SiC 에 대해 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선 (LB) 을 집광기 (68) 로부터 잉곳 (50) 에 조사하는 박리층 형성 가공을 실시한다. 박리층 형성 가공을 실시하면, 도 5(a) 및 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이, 펄스 레이저 광선 (LB) 의 조사에 의해 SiC 가 Si (실리콘) 와 C (탄소) 로 분리되고 다음에 조사되는 펄스 레이저 광선 (LB) 이 이전에 형성된 C 에 흡수되어 연쇄적으로 SiC 가 Si 와 C 로 분리된 개질부 (70) 가, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 (A) 과 직교하는 방향으로 연속적으로 형성됨과 함께, 개질부 (70) 로부터 c 면을 따라 등방적으로 연장되는 크랙 (72) 이 생성된다.
도 4(a), 도 4(b), 도 5(a), 및 도 5(b) 를 참조하여 설명을 계속하면, 박리층 형성 가공에 계속해서, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 (A) 에 정합하고 있는 y 축 방향으로, 집광점 (FP) 에 대해 상대적으로 척 테이블 (66) 을 크랙 (72) 의 폭을 초과하지 않는 범위에서 소정 인덱스량 Li 만큼 인덱스 이송한다. 그리고, 박리층 형성 가공과 인덱스 이송을 교대로 반복함으로써, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 (A) 과 직교하는 방향으로 연속적으로 연장되는 개질부 (70) 를, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 (A) 으로 소정 인덱스량 Li 의 간격을 두고 복수 형성함과 함께, 개질부 (70) 로부터 c 면을 따라 등방적으로 연장되는 크랙 (72) 을 순차 생성하여, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 (A) 에 있어서 인접하는 크랙 (72) 과 크랙 (72) 이 상하 방향에서 보아 겹치도록 한다. 이로써, 잉곳 (50) 의 제 1 단면 (52) 으로부터 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에, 복수의 개질부 (70) 및 크랙 (72) 으로 이루어지는, 잉곳 (50) 으로부터 웨이퍼를 박리하기 위한 강도가 저하된 박리층 (74) 을 형성할 수 있다. 또한, 박리층 (74) 의 형성은, 예를 들어 이하의 가공 조건으로 실시할 수 있다.
펄스 레이저 광선의 파장 : 1064 ㎚
반복 주파수 : 60 ㎑
평균 출력 : 1.5 W
펄스 폭 : 4 ns
집광점의 직경 : 3 ㎛
집광 렌즈의 개구 수 (NA) : 0.65
집광점의 상하 방향 위치 : 잉곳의 제 1 단면으로부터 300 ㎛
이송 속도 : 200 ㎜/s
인덱스량 : 250 ∼ 400 ㎛
도 6 및 도 7 을 참조하여, 상기 서술한 박리 장치 (2) 를 사용하여, 박리층 (74) 이 형성된 잉곳 (50) 으로부터 웨이퍼를 박리하는 박리 방법에 대해 설명한다. 본 실시형태에서는, 먼저, 생성해야 할 웨이퍼에 상당하는 부분을 아래로 하여 (즉, 박리층 (74) 에 가까운 단면인 제 1 단면 (52) 을 아래를 향하게 하여), 잉곳 (50) 을 수하한 상태에서 흡착편 (14) 에 의해 제 2 단면 (54) 측으로부터 잉곳 (50) 을 흡착하여 유지한다. 이어서, 아암 이동 기구 (22) 에 의해 아암 (20) 을 이동시켜, 수조 (6) 내의 물에 침지된 초음파 수단 (8) 에 잉곳 (50) 의 제 1 단면 (52) 을 대면시킨다. 이어서, 이동 수단 (10) 으로 흡착편 (14) 을 하강시키고, 잉곳 (50) 의 제 1 단면 (52) 을 초음파 수단 (8) 의 상면으로부터 0.5 ∼ 2.0 ㎜ 이간되는 위치에 위치 결정함과 함께, 잉곳 (50) 의 적어도 생성해야 할 웨이퍼에 상당하는 부분 (본 실시형태에서는 제 1 단면 (52) 으로부터 박리층 (74) 까지의 부분) 을 수조 (6) 내의 물에 침지시킨다. 본 실시형태에서는 도 6 에 나타내는 바와 같이, 박리층 (74) 과 제 2 단면 (54) 사이에 수면 (S) 이 위치하고 있다. 이어서, 초음파 수단 (8) 으로부터 초음파를 발진함과 함께, 펌프 (38) 를 작동시켜, 노즐 (12) 의 출구 (12b) 로부터 생성해야 할 웨이퍼에 상당하는 부분을 향해 물을 분사한다. 이로써 도 7 에 나타내는 바와 같이, 박리층 (74) 을 기점으로 하여 생성해야 할 웨이퍼 (76) 를 잉곳 (50) 으로부터 박리할 수 있다. 박리된 웨이퍼 (76) 는, 펌프 (38) 에서 생성된 흐름에 의해 웨이퍼 재치 부재 (44) 로 옮겨져 재치된다. 그리고, 웨이퍼 (76) 가 웨이퍼 재치 부재 (44) 에 재치되었던 것이 검출 수단 (46) 에 의해 검출된다.
이상과 같이, 본 실시형태에 있어서의 박리 장치 (2) 는, 웨이퍼에 상당하는 부분을 아래로 하여 잉곳 (50) 을 수하한 상태에서 유지하는 잉곳 유지 수단 (4) 과, 물이 저류되는 수조 (6) 와, 수조 (6) 내의 물에 침지되는 초음파 수단 (8) 과, 잉곳 유지 수단 (4) 을 상하 방향으로 이동시켜 초음파 수단 (8) 에 대면시킴과 함께 웨이퍼에 상당하는 부분을 수조 (6) 내의 물에 침지시키는 이동 수단 (10) 과, 웨이퍼에 상당하는 부분을 향하여 물을 분사하여 웨이퍼의 박리를 촉진시키는 노즐 (12) 을 포함하므로, 박리층 (74) 을 기점으로 하여 잉곳 (50) 으로부터 웨이퍼 (76) 를 용이하게 박리할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 잉곳 (50) 에 박리층 (74) 을 형성할 때에, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 (A) 과 직교하는 방향으로 집광점 (FP) 에 대해 잉곳 (50) 을 상대적으로 이동시키고, 또한 인덱스 이송에 있어서 오프각 (α) 이 형성되는 방향 (A) 에 집광점 (FP) 에 대해 잉곳 (50) 을 상대적으로 이동시키는 예를 설명했지만, 잉곳 (50) 과 집광점 (FP) 의 상대적인 이동 방향은 오프각 (α) 이 형성되는 방향 (A) 과 직교하는 방향이 아니어도 되고, 또, 인덱스 이송에 있어서의 잉곳 (50) 과 집광점 (FP) 의 상대적인 이동 방향은 오프각 (α) 이 형성되는 방향 (A) 이 아니어도 된다.
2 : 박리 장치
4 : 잉곳 유지 수단
6 : 수조
8 : 초음파 수단
10 : 이동 수단
12 : 노즐
12a : 노즐의 입구
12b : 노즐의 출구
46 : 검출 수단
50 : 잉곳
70 : 개질부
72 : 크랙
74 : 박리층
76 : 웨이퍼

Claims (4)

  1. 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치 결정하여 레이저 광선을 조사하여 박리층을 형성한 잉곳으로부터 그 웨이퍼를 박리하는 박리 장치로서,
    그 웨이퍼에 상당하는 부분을 아래로 하여 잉곳을 수하한 상태에서 유지하는 잉곳 유지 수단과,
    물이 저류되는 수조와,
    그 수조 내의 물에 침지되는 초음파 수단과,
    그 잉곳 유지 수단을 상하 방향으로 이동시켜 그 초음파 수단에 대면시킴과 함께 그 웨이퍼에 상당하는 부분을 그 수조 내의 물에 침지시키는 이동 수단과,
    그 웨이퍼에 상당하는 부분을 향하여 물을 분사하여 그 웨이퍼의 박리를 촉진시키는 노즐을 포함하고,
    잉곳으로부터 박리된 그 웨이퍼를 검출하는 검출 수단을 추가로 포함하는, 박리 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    잉곳은, c 축과 c 축에 대해 직교하는 c 면을 갖는 단결정 SiC 잉곳이고,
    박리층은, 단결정 SiC 에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 단결정 SiC 잉곳의 단면으로부터 그 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치 결정하여 단결정 SiC 잉곳에 레이저 광선을 조사하여 SiC 가 Si 와 C 로 분리된 개질부와 개질부로부터 c 면에 등방적으로 형성되는 크랙으로 이루어지는 박리층인, 박리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    잉곳은, 단면의 수선에 대해 c 축이 경사져 c 면과 단면으로 오프각이 형성되어 있는 단결정 SiC 잉곳이고,
    박리층은, 오프각이 형성되는 방향과 직교하는 방향으로 개질부를 연속적으로 형성하여 개질부로부터 c 면에 등방적으로 크랙을 생성하고, 오프각이 형성되는 방향으로 크랙의 폭을 초과하지 않는 범위에서 단결정 SiC 잉곳과 집광점을 상대적으로 인덱스 이송하고 오프각이 형성되는 방향과 직교하는 방향으로 개질부를 연속적으로 형성하여 개질부로부터 c 면에 등방적으로 크랙을 순차 생성한 박리층인, 박리 장치.
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