KR20170114937A - 웨이퍼의 생성 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 잉곳으로부터 효율적으로 웨이퍼를 생성할 수 있는 웨이퍼의 생성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
SiC 잉곳으로부터 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼의 생성 방법으로서, 제1 개질층 형성 단계와 제2 개질층 형성 단계를 포함한다. 제1 개질층 형성 단계에서는, 제1 파워를 갖는 제1 레이저 빔을 잉곳에 조사하고, 잉곳의 제1 깊이에 제1 개질층을 점재하여 형성한다. 제2 개질층 형성 단계에서는, 제1 파워보다 큰 제2 파워를 갖는 제2 레이저 빔을 그 집광점이 제1 깊이보다 깊은 위치가 되도록 위치시키고, 또한 제2 레이저 빔이 제1 개질층에 겹치도록 위치시켜, 제2 레이저 빔을 웨이퍼에 조사하고, 제1 깊이의 위치에 제2 개질층 및 제2 개질층으로부터 c면을 따라 신장되는 크랙을 연속하여 형성한다.

Description

웨이퍼의 생성 방법{WAFER PRODUCING METHOD}
본 발명은, SiC 잉곳을 웨이퍼형으로 슬라이스하는 웨이퍼의 생성 방법에 관한 것이다.
IC, LSI 등의 각종 디바이스는, 실리콘 등을 소재로 한 웨이퍼의 표면에 기능층을 적층하고, 이 기능층에 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 영역에 형성된다. 그리고, 절삭 장치, 레이저 가공 장치 등의 가공 장치에 의해 웨이퍼의 분할 예정 라인에 가공이 행해지고, 웨이퍼가 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 디바이스 칩은 휴대전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 각종 전자기기에 널리 이용되고 있다.
또한, 파워 디바이스 또는 LED, LD 등의 광 디바이스는, SiC, GaN 등의 육방정 단결정을 소재로 한 웨이퍼의 표면에 기능층이 적층되고, 적층된 기능층에 격자형으로 형성된 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된다.
디바이스가 형성되는 웨이퍼는, 일반적으로 잉곳을 와이어 톱으로 슬라이스하여 생성되고, 슬라이스된 웨이퍼의 표리면을 연마하여 경면으로 마무리된다(예컨대, 일본 특허 공개 제2000-94221호 공보 참조).
이 와이어 톱에서는, 직경 약 100∼300 ㎛의 피아노 선 등의 1줄의 와이어를 통상 2∼4줄의 간격으로 보조 롤러 상에 형성된 다수의 홈에 감아, 일정 피치로 서로 평행하게 배치하여 와이어를 일정 방향 또는 양방향으로 주행시켜, 잉곳을 복수의 웨이퍼로 슬라이스한다.
그러나, 잉곳을 와이어 톱으로 절단하고, 표리면을 연마하여 웨이퍼를 생성하면, 잉곳의 70∼80%가 버려지게 되어, 비경제적이이라는 문제가 있다. 특히, SiC 잉곳은 모스 경도가 높아 와이어 톱에 의한 절단이 곤란하고, 상당한 시간이 걸려 생산성이 나쁘며, 효율적으로 웨이퍼를 생성하는 데 있어서 과제를 갖는다.
이들 문제를 해결하기 위해서, SiC에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔의 집광점을 SiC 잉곳의 내부에 위치시켜 조사하고, 절단 예정면에 개질층 및 크랙을 형성하고, 외력을 부여하여 웨이퍼를 개질층 및 크랙이 형성된 절단 예정면을 따라 분할 절단하여, 잉곳으로부터 웨이퍼를 분리하는 기술이 일본 특허 공개 제2013-49161호 공보에 기재되어 있다.
이 공개 공보에 기재된 기술에서는, 펄스 레이저 빔의 제1 조사점과 상기 제1 조사점에 가장 가까운 제2 조사점이 미리 정해진 위치가 되도록, 펄스 레이저 빔의 집광점을 절단 예정면을 따라 나선형으로 조사하거나 또는 직선형으로 조사하여, 매우 고밀도의 개질층 및 크랙을 잉곳의 절단 예정면에 형성하고 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2000-94221호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2013-49161호 공보
그러나, 특허문헌 2에 기재된 잉곳의 절단 방법에서는, 레이저 빔의 조사 방법은 잉곳에 대하여 나선형 또는 직선형이며, 직선형의 경우 레이저 빔을 주사하는 방향은 전혀 규정되어 있지 않다.
특허문헌 2에 기재된 잉곳의 절단 방법에서는, 레이저 빔의 제1 조사점과 상기 제1 조사점에 가장 가까운 제2 조사점 사이의 피치를 1 ㎛∼10 ㎛로 설정하고 있다. 이 피치는, 개질층으로부터 발생한 균열이 c면을 따라 신장되는 피치이다.
이와 같이 레이저 빔을 조사할 때의 피치가 매우 작기 때문에, 레이저 빔의 조사 방법이 나선형이든 또는 직선형이든, 매우 작은 피치 간격으로 레이저 빔을 조사할 필요가 있어, 생산성의 향상이 충분히 도모되고 있지 않다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 잉곳으로부터 효율적으로 웨이퍼를 생성할 수 있는 웨이퍼의 생성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 제1 면과, 상기 제1 면과 반대측의 제2 면과, 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면에 이르는 c축과, 상기 c축에 직교하는 c면을 갖는 SiC 잉곳으로부터 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼의 생성 방법으로서, SiC 잉곳에 대하여 투과성을 갖는 파장이고 또한 제1 파워를 갖는 제1 레이저 빔의 제1 집광점을 상기 제1 면으로부터 생성될 웨이퍼의 두께에 상당하는 제1 깊이에 위치시키고, 상기 제1 면의 수선(垂線)에 대하여 상기 c축이 오프각만큼 기울고, 상기 제1 면과 상기 c면 사이에 오프각이 형성되는 제2 방향과 직교하는 제1 방향으로 상기 제1 레이저 빔의 상기 제1 집광점을 상대적으로 이동시키면서 상기 제1 레이저 빔을 상기 제1 면에 조사하고, 상기 제1 면에 평행한 제1 개질층을 상기 제1 개질층끼리가 겹치지 않도록 상기 제1 깊이에 점재(点在)하여 형성하는 제1 개질층 형성 단계와, 상기 제2 방향으로 상기 제1 집광점을 상대적으로 이동시켜 미리 정해진 량만큼 인덱싱 이송하는 제1 인덱싱 단계와, 상기 제1 개질층 형성 단계 및 상기 제1 인덱싱 단계를 실시한 후, 상기 잉곳에 대하여 투과성을 갖는 파장이고 또한 상기 제1 파워보다 큰 제2 파워를 갖는 제2 레이저 빔의 제2 집광점을 상기 제1 면으로부터 상기 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이에 위치시키고, 상기 제2 레이저 빔의 빔 스폿이 상기 제1 개질층과 겹치도록 위치시켜, 상기 제2 집광점과 상기 잉곳을 상기 제1 방향으로 상대적으로 이동시키면서 상기 제2 레이저 빔을 상기 제1 면에 조사하고, 상기 제1 깊이에 상기 제1 면에 평행한 직선형으로 신장되는 제2 개질층을 형성하고 상기 제2 개질층으로부터 상기 c면을 따라 신장되는 크랙을 형성하는 제2 개질층 형성 단계와, 상기 제2 방향으로 상기 제2 집광점을 상대적으로 이동시켜 상기 미리 정해진 량만큼 인덱싱 이송하는 제2 인덱싱 단계와, 상기 제2 개질층 형성 단계 및 상기 제2 인덱싱 단계를 실시한 후, 상기 제2 개질층 및 상기 크랙으로 이루어진 분리 기점으로부터 웨이퍼의 두께에 상당하는 판상물을 상기 SiC 잉곳으로부터 박리하여 SiC 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼 박리 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 생성 방법이 제공된다.
본 발명의 웨이퍼의 생성 방법에 따르면, 제1 깊이에 형성된 제1 개질층이 제2 레이저 빔이 조사되었을 때의 다광자 흡수의 계기가 되기 때문에, 제2 개질층은 제1 면으로부터 제1 깊이에 형성되고, 제2 개질층의 양측에 c면을 따라 크랙이 전파됨으로써, 제2 개질층 및 크랙으로 이루어진 분리 기점으로부터 웨이퍼의 두께에 상당하는 판상물을 SiC 잉곳으로부터 용이하게 박리하여, SiC 웨이퍼를 생성할 수 있다. 따라서, 생산성의 향상이 충분히 도모되고, 버려지는 잉곳의 양을 충분히 저감할 수 있어, 30% 전후로 억제할 수 있다.
SiC 잉곳에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔을 SiC 잉곳에 조사하여 잉곳 내부에 개질층을 형성할 때에는, 개질층은, SiC가 Si와 C로 분리된 영역이며, 레이저 빔의 집광점에서 최초로 형성된 개질층의 C에 다음에 조사되는 레이저 빔이 흡수되어 개질층이 형성되고, 이 반복에 의해 개질층은, 서서히 집광점으로부터 위쪽으로 떨어진 위치에 형성되어 파워 밀도{평균 출력/(스폿 면적·반복 주파수)}가 1.13 J/㎟가 되는 위치에서 안정되게 형성되는 것이 실험에 의해 판명되고 있다.
그래서, 본 발명의 웨이퍼의 생성 방법에서는, 우선 제1 파워를 갖는 제1 레이저 빔의 집광점을 제1 면으로부터 생성될 웨이퍼의 두께에 상당하는 제1 깊이에 위치시켜 제1 레이저 빔을 제1 면에 조사하고, 제1 면에 평행한 제1 개질층을 상기 제1 개질층끼리가 겹치지 않도록 제1 깊이에 점재하여 형성하는 제1 개질층 형성 단계를 실시한다. 계속해서, 제1 파워보다 큰 제2 파워를 갖는 제2 레이저 빔의 집광점을 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이에 위치시키고, 제2 레이저 빔의 스폿이 제1 개질층과 겹치도록 위치되고, 제1 깊이에서의 제2 레이저 빔의 빔 스폿의 파워 밀도가 1.13 J/㎟가 되도록 조정한다.
이에 따라, 제1 개질층이 제2 레이저 빔이 조사되었을 때의 다광자 흡수를 일으키는 계기가 되어, 제1 개질층이 형성되어 있는 제1 깊이에 제2 개질층을 연속적으로 형성할 수 있고, 제2 개질층 형성 단계에서 제1 면에 평행한 제2 개질층 및 상기 제2 개질층으로부터 c면을 따라 신장되는 크랙을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 웨이퍼의 생성 방법을 실시하는 데 알맞은 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 2는 레이저 빔 발생 유닛의 블록도이다.
도 3의 (A)는 SiC 잉곳의 사시도, 도 3의 (B)는 그 정면도이다.
도 4는 개질층 형성 단계를 설명한 사시도이다.
도 5는 SiC 잉곳의 평면도이다.
도 6의 (A)는 제1 개질층 형성 단계를 나타낸 모식적 단면도, 도 6의 (B)는 제2 개질층 형성 단계를 나타낸 모식적 단면도이다.
도 7은 제2 개질층 형성 단계를 설명한 모식적 평면도이다.
도 8은 웨이퍼 박리 단계를 설명한 사시도이다.
도 9는 생성된 SiC 웨이퍼의 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 웨이퍼의 생성 방법을 실시하는 데 알맞은 레이저 가공 장치(2)의 사시도가 도시되어 있다. 레이저 가공 장치(2)는, 정지 베이스(4) 상에 X축 방향으로 이동 가능하게 탑재된 제1 슬라이드 블록(6)을 포함하고 있다.
제1 슬라이드 블록(6)은, 볼나사(8) 및 펄스 모터(10)로 구성되는 가공 이송 기구(12)에 의해 한 쌍의 가이드 레일(14)을 따라 가공 이송 방향, 즉 X축 방향으로 이동된다.
제1 슬라이드 블록(6) 상에는 제2 슬라이드 블록(16)이 Y축 방향으로 이동 가능하게 탑재되어 있다. 즉, 제2 슬라이드 블록(16)은 볼나사(18) 및 펄스 모터(20)로 구성되는 인덱싱 이송 기구(22)에 의해 한 쌍의 가이드 레일(24)을 따라 인덱싱 이송 방향, 즉 Y축 방향으로 이동된다.
제2 슬라이드 블록(16) 상에는 지지 테이블(26)이 탑재되어 있다. 지지 테이블(26)은 가공 이송 기구(12) 및 인덱싱 이송 기구(22)에 의해 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하고, 제2 슬라이드 블록(16) 내에 수용된 모터에 의해 회전된다.
정지 베이스(4)에는 칼럼(28)이 세워져 있고, 이 칼럼(28)에 레이저 빔 조사 기구(레이저 빔 조사 수단)(30)가 부착되어 있다. 레이저 빔 조사 기구(30)는, 케이싱(32) 내에 수용된 도 2에 도시된 레이저 빔 발생 유닛(34)과, 케이싱(32)의 선단에 부착된 집광기(레이저 헤드)(36)로 구성된다.
케이싱(32)의 선단에는, 집광기(36)와 X축 방향으로 정렬되어 현미경 및 카메라를 갖는 촬상 유닛(38)이 부착되어 있다. 집광기(36)는 상하 방향(Z축 방향)으로 미동 가능하게 케이스(32)에 부착되어 있다.
레이저 빔 발생 유닛(34)은, 도 2에 도시된 바와 같이, YAG 레이저 또는 YVO4 레이저를 발진하는 레이저 발진기(40)와, 반복 주파수 설정 수단(42)과, 펄스폭 조정 수단(44)과, 파워 조정 수단(46)을 포함하고 있다. 특히 도시하지 않지만, 레이저 발진기(40)는 브루스터 창(Brewster window)을 갖고 있고, 레이저 발진기(40)로부터 출사되는 레이저 빔은 직선 편광의 레이저 빔이다.
레이저 빔 발생 유닛(34)의 파워 조정 수단(46)에 의해 미리 정해진 파워로 조정된 펄스 레이저 빔은, 집광기(36)의 미러(48)에 의해 반사되고, 또한 집광 렌즈(50)에 의해 지지 테이블(26)에 고정된 피가공물인 SiC 잉곳(11)의 내부에 집광점을 위치시켜 조사된다.
도 3의 (A)를 참조하면, 가공 대상물인 SiC 잉곳(11)의 사시도가 도시되어 있다. 도 3의 (B)는 도 3의 (A)에 도시된 SiC 잉곳(이하, 단순히 잉곳이라 약칭하는 경우가 있음)(11)의 정면도이다.
잉곳(11)은, 제1 면(상면)(11a)과 제1 면(11a)과 반대측의 제2 면(하면)(11b)을 갖고 있다. 잉곳(11)의 상면(11a)은, 레이저 빔의 조사면이 되기 때문에 경면으로 연마되어 있다.
잉곳(11)은, 제1 오리엔테이션 플랫(13)과, 제1 오리엔테이션 플랫(13)에 직교하는 제2 오리엔테이션 플랫(15)을 갖고 있다. 제1 오리엔테이션 플랫(13)의 길이는 제2 오리엔테이션 플랫(15)의 길이보다 길게 형성되어 있다.
잉곳(11)은, 상면(11a)의 수선(17)에 대하여 제2 오리엔테이션 플랫(15) 방향으로 오프각(α)만큼 경사진 c축(19)과 c축(19)에 직교하는 c면(21)을 갖고 있다. c면(21)은 잉곳(11)의 상면(11a)에 대하여 오프각(α)만큼 경사져 있다. 일반적으로, SiC 잉곳(11)에서는, 짧은 제2 오리엔테이션 플랫(15)의 신장 방향에 직교하는 방향이 c축의 경사 방향이다.
c면(21)은 잉곳(11) 내에 잉곳(11)의 분자 레벨로 무수하게 설정된다. 본 실시형태에서는, 오프각(α)은 4°로 설정되어 있다. 그러나, 오프각(α)은 4°로 한정되지 않고, 예컨대 1°∼6°의 범위에서 자유롭게 설정하여 잉곳(11)을 제조할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 정지 베이스(4)의 좌측에는 칼럼(52)이 고정되어 있고, 이 칼럼(52)에는 칼럼(52)에 형성된 개구(53)를 통해 압박 기구(54)가 상하 방향으로 이동 가능하게 탑재되어 있다.
본 실시형태의 웨이퍼의 생성 방법에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 잉곳(11)의 제2 오리엔테이션 플랫(15)이 X축 방향으로 정렬되도록 잉곳(11)을 지지 테이블(26) 상에 예컨대 왁스 또는 접착제로 고정한다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 오프각(α)이 형성되는 방향(Y1), 환언하면, 잉곳(11)의 상면(11a)의 수선(17)에 대하여 c축(19)의 상면(11a)과의 교점(19a)이 존재하는 방향에 직교하는 방향, 즉 화살표(A) 방향을 X축에 맞춰 잉곳(11)을 지지 테이블(26)에 고정한다.
이에 따라, 오프각(α)이 형성되는 방향에 직교하는 방향(A)을 따라 레이저 빔이 주사된다. 환언하면, 오프각(α)이 형성되는 방향(Y1)에 직교하는 A 방향이 지지 테이블(26)의 가공 이송 방향이 된다.
본 발명의 웨이퍼의 생성 방법에서는, 집광기(36)로부터 출사되는 레이저 빔의 주사 방향을, 잉곳(11)의 오프각(α)이 형성되는 방향(Y1)에 직교하는 화살표(A) 방향으로 한 것이 중요하다.
즉, 본 발명의 웨이퍼의 생성 방법은, 레이저 빔의 주사 방향을 전술한 바와 같은 방향으로 설정함으로써, 잉곳(11)의 내부에 형성되는 개질층으로부터 전파되는 크랙이 c면(21)을 따라 매우 길게 신장되는 것을 발견한 점에 특징이 있다.
SiC 잉곳(11)에 잉곳(11)에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔을 조사하여, 잉곳(11)의 내부에 개질층을 형성할 때에는, 레이저 빔의 파워 밀도가 1.13 J/㎟가 될 때에 양호한 개질층이 형성되는 것이 본 발명자가 실시한 실험에 의해 이미 판명되어 있다. 여기서, 파워 밀도={평균 출력/(스폿 면적·반복 주파수)}이다.
그래서 본 발명의 웨이퍼의 생성 방법에서는, 개질층 형성 단계를, 제1 개질층 형성 단계와 제2 개질층 형성 단계로 나누어 실시하는 것을 하나의 특징으로 한다. 제1 개질층 형성 단계에서는, 도 6의 (A)에 도시된 바와 같이, 제1 파워(평균 출력)를 갖는 제1 레이저 빔(LB1)을 SiC 잉곳(11)의 상면((11a)에 조사하고, 제1 레이저 빔(LB1)의 집광점(F1)을 상면(11a)으로부터 깊이(D1)의 위치에 형성하여, 다광자 흡수에 의해 깊이(D1)의 위치에 제1 개질층(23a)끼리가 겹치지 않도록 제1 개질층(23a)을 잉곳(11)의 내부에 점재하여 형성한다. 화살표(X1)는 잉곳(11)의 가공 이송 방향이다.
제1 개질층 형성 단계에서는, 제1 레이저 빔(LB1)의 반복 주파수, 평균 출력, 스폿 직경 및 이송 속도를 알맞게 제어함으로써, 잉곳(11)의 상면(11a)으로부터 깊이(D1)의 위치에 제1 개질층(23a)을 점재하여 형성할 수 있다. 바람직한 실시형태에 있어서의 제1 개질층 형성 단계의 가공 조건은 이하와 같다.
광원 : Nd: YAG 펄스 레이저
파장 : 1064 ㎚
반복 주파수 : 5 kHz
평균 출력 : 0.125 W
스폿 직경 : 3 ㎛(개질층이 형성되는 스폿 직경 3 ㎛)
집광 위치 : 제1 면(상면)(11a)으로부터 70 ㎛
파워 밀도 : 1.13 J/㎟
인덱싱량 : 250∼400 ㎛
이송 속도 : 60 ㎜/s
중첩률 : 0%
상기한 조건으로 제1 개질층 형성 단계를 실시하면, 도 6의 (A)에서 D1=70 ㎛, 인접한 제1 개질층(23a) 사이의 간격 P1=12 ㎛, 집광점에서의 스폿 직경=F1=3 ㎛가 된다.
잉곳(11)을 인덱싱량 250×400 ㎛의 범위 내에서 Y축 방향으로 인덱싱 이송하고, 잉곳(11)을 X축 방향으로 가공 이송하여, 잉곳(11)의 상면(11a)으로부터 깊이(D1)=70 ㎛의 위치에 제1 개질층(23a)을 점재하여 형성한다.
제1 개질층 형성 단계를 잉곳(11)의 전체 영역에 걸쳐 실시한 후, 레이저 빔의 평균 출력, 반복 주파수, 집광점 위치를 바꿔 제2 개질층 형성 단계를 실시한다. 도 6의 (B)를 참조하여, 제2 개질층 형성 단계에 대해서 설명한다.
제2 개질층 형성 단계에서는, 잉곳(11)에 대하여 투과성을 갖는 파장이며 또한 제1 파워보다 큰 제2 파워를 갖는 제2 레이저 빔(LB2)의 제2 집광점(F2)을 제1 면(상면)(11a)으로부터 제1 깊이(D1)보다 깊은 제2 깊이(D2)에 위치시키고, 깊이(D1)의 위치에서 제2 레이저 빔(LB2)의 빔 스폿이 제1 개질층(23a)과 겹치도록 위치시켜, 잉곳(11)을 화살표(X1) 방향으로 가공 이송하면서 제2 레이저 빔(LB2)을 제1 면(상면)(11a)에 조사한다.
깊이(D1)의 위치에서 제2 레이저 빔(LB2)의 파워 밀도가 1.13 J/㎟가 되도록, 제2 레이저 빔(LB2)의 반복 주파수, 평균 출력 및 이송 속도를 알맞게 제어하면, 제1 개질층(23a)이 제2 레이저 빔이 조사되었을 때의 다광자 흡수가 발생하는 계기가 되어, 잉곳(11)의 제1 깊이(D1)에 상면(11a)에 평행한 제2 개질층(23)이 연속적으로 형성되고, 제2 개질층(23)으로부터 c면을 따라 신장되는 크랙(25)을 형성할 수 있다.
제2 개질층 형성 단계의 바람직한 실시형태의 레이저 가공 조건은, 예컨대 이하와 같다.
광원 : Nd: YAG 펄스 레이저
파장 : 1064 ㎚
반복 주파수 : 60 kHz
평균 출력 : 1.5 W
스폿 직경 : 3 ㎛(개질층이 형성되는 스폿 직경 5.3 ㎛)
집광 위치 : 제1 면(상면)(11a)으로부터 80 ㎛
파워 밀도 : 3.53 J/㎟
인덱싱량 : 250∼400 ㎛
이송 속도 : 60 ㎜/s
중첩률 : 80%
상기한 가공 조건으로 제2 개질층 형성 단계를 실시하면, 도 6의 (B)에서 D2=80 ㎛, 제2 집광점(F2)의 스폿 직경 3.0 ㎛, 깊이(D1)의 위치에서의 스폿 직경 5.3 ㎛, 깊이(D1)의 위치에서의 파워 밀도=1.13 J/㎟, 인접한 제2 개질층(23) 사이의 간격 P2=1 ㎛가 된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제2 개질층(23)을 X축 방향으로 직선형으로 형성하면, 제2 개질층(23)의 양측으로부터 c면(21)을 따라 크랙(25)이 전파되어 형성된다. 본 실시형태의 제2 개질층 형성 단계에서는, 직선형의 제2 개질층(23)으로부터 c면 방향으로 전파되어 형성되는 크랙(25)의 폭을 계측하고, Y축 방향으로 집광점을 미리 정해진 량만큼 인덱싱 이송할 때의 인덱싱량을 설정한다. 이 인덱싱량은, 전술한 바와 같이 250∼400 ㎛의 범위 내가 바람직하다.
도 7에 도시된 바와 같이, 잉곳(11)을 Y축 방향으로 미리 정해진 량만큼 인덱싱 이송하면서, 잉곳(11)의 제1 깊이(D1)에 제1 면(상면)(11a)에 평행한 제2 개질층(23) 및 제2 개질층(23)으로부터 c면을 따라 신장되는 크랙(25)을 잇달아 형성한다.
잉곳(11)의 전체 영역의 깊이(D1)의 위치에 복수의 개질층(23) 및 개질층(23)으로부터 c면(21)을 따라 신장되는 크랙(25)의 형성이 종료되면, 외력을 부여하여 제2 개질층(23) 및 크랙(25)으로 이루어지는 분리 기점으로부터 형성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 판상물을 SiC 잉곳(11)으로부터 분리하여 SiC 웨이퍼(27)를 생성하는 웨이퍼 박리 단계를 실시한다.
이 웨이퍼 박리 단계는, 예컨대 도 8에 도시된 바와 같은 압박 기구(54)에 의해 실시한다. 압박 기구(54)는, 칼럼(52) 내에 내장된 이동 기구에 의해 상하 방향으로 이동하는 헤드(56)와, 헤드(56)에 대하여, 도 8의 (B)에 도시된 바와 같이, 화살표(R) 방향으로 회전되는 압박 부재(58)를 포함하고 있다.
도 8의 (A)에 도시된 바와 같이, 압박 기구(54)를 지지 테이블(26)에 고정된 잉곳(11)의 위쪽에 위치시키고, 도 8의 (B)에 도시된 바와 같이, 압박 부재(58)가 잉곳(11)의 상면(11a)에 압접할 때까지 헤드(56)를 하강시킨다.
압박 부재(58)를 잉곳(11)의 상면(11a)에 압접한 상태에서 압박 부재(58)를 화살표(R) 방향으로 회전시키면, 잉곳(11)에는 비틀림 응력이 발생하여, 제2 개질층(23) 및 크랙(25)이 형성된 분리 기점으로부터 잉곳(11)이 파단되고, SiC 잉곳(11)으로부터 도 9에 도시된 SiC 웨이퍼(27)를 분리할 수 있다.
웨이퍼(27)를 잉곳(11)으로부터 분리한 후, 웨이퍼(27)의 분리면 및 잉곳(11)의 분리면을 연마하여 경면으로 가공하는 것이 바람직하다.
2 : 레이저 가공 장치 11 : SiC 잉곳
11a : 제1 면(상면) 11b : 제2 면(하면)
13 : 제1 오리엔테이션 플랫 15 : 제2 오리엔테이션 플랫
17 : 제1 면의 수선 19 : c축
21 : c면 23 : 제2 개질층
23a : 제1 개질층 25 : 크랙
26 : 지지 테이블 30 : 레이저 빔 조사 유닛
36 : 집광기(레이저 헤드) 54 : 압박 기구
56 : 헤드 58 : 압박 부재
F1, F2 : 집광점

Claims (1)

  1. 제1 면과, 상기 제1 면과 반대측의 제2 면과, 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면에 이르는 c축과, 상기 c축에 직교하는 c면을 갖는 SiC 잉곳으로부터 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼의 생성 방법으로서,
    SiC 잉곳에 대하여 투과성을 갖는 파장이고 또한 제1 파워를 갖는 제1 레이저 빔의 제1 집광점을 상기 제1 면으로부터 생성될 웨이퍼의 두께에 상당하는 제1 깊이에 위치시키고, 상기 제1 면의 수선(垂線)에 대하여 상기 c축이 오프각만큼 기울고, 상기 제1 면과 상기 c면 사이에 오프각이 형성되는 제2 방향과 직교하는 제1 방향으로 상기 제1 레이저 빔의 상기 제1 집광점을 상대적으로 이동시키면서 상기 제1 레이저 빔을 상기 제1 면에 조사하고, 상기 제1 면에 평행한 제1 개질층을 상기 제1 개질층끼리가 겹치지 않도록 상기 제1 깊이에 점재(点在)하여 형성하는 제1 개질층 형성 단계와,
    상기 제2 방향으로 상기 제1 집광점을 상대적으로 이동시켜 미리 정해진 량만큼 인덱싱 이송하는 제1 인덱싱 단계와,
    상기 제1 개질층 형성 단계 및 상기 제1 인덱싱 단계를 실시한 후, 상기 잉곳에 대하여 투과성을 갖는 파장이고 또한 상기 제1 파워보다 큰 제2 파워를 갖는 제2 레이저 빔의 제2 집광점을 상기 제1 면으로부터 상기 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이에 위치시키고, 상기 제2 레이저 빔의 빔 스폿이 상기 제1 개질층과 겹치도록 위치시켜, 상기 제2 집광점과 상기 잉곳을 상기 제1 방향으로 상대적으로 이동시키면서 상기 제2 레이저 빔을 상기 제1 면에 조사하고, 상기 제1 깊이에 상기 제1 면에 평행한 상기 제1 방향으로 신장되는 직선형의 제2 개질층을 형성하고 상기 제2 개질층으로부터 상기 c면을 따라 신장되는 크랙을 형성하는 제2 개질층 형성 단계와,
    상기 제2 방향으로 상기 제2 집광점을 상대적으로 이동시켜 상기 미리 정해진 량만큼 인덱싱 이송하는 제2 인덱싱 단계와,
    상기 제2 개질층 형성 단계 및 상기 제2 인덱싱 단계를 실시한 후, 상기 제2 개질층 및 상기 크랙으로 이루어진 분리 기점으로부터 웨이퍼의 두께에 상당하는 판상물을 상기 SiC 잉곳으로부터 박리하여 SiC 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼 박리 단계
    를 포함한 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 생성 방법.
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