KR20210049875A - GaN 기판의 분단 방법 - Google Patents

GaN 기판의 분단 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210049875A
KR20210049875A KR1020217008791A KR20217008791A KR20210049875A KR 20210049875 A KR20210049875 A KR 20210049875A KR 1020217008791 A KR1020217008791 A KR 1020217008791A KR 20217008791 A KR20217008791 A KR 20217008791A KR 20210049875 A KR20210049875 A KR 20210049875A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gan substrate
scribe line
scribing
scribing wheel
dividing
Prior art date
Application number
KR1020217008791A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102501898B1 (ko
Inventor
요시유키 아사이
미츠루 기타이치
Original Assignee
미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤 filed Critical 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Publication of KR20210049875A publication Critical patent/KR20210049875A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102501898B1 publication Critical patent/KR102501898B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H01L21/3043—Making grooves, e.g. cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0005—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by breaking, e.g. dicing
    • B28D5/0011—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by breaking, e.g. dicing with preliminary treatment, e.g. weakening by scoring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/02—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by rotary tools, e.g. drills
    • B28D5/022—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by rotary tools, e.g. drills by cutting with discs or wheels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/38—Nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • C30B29/403—AIII-nitrides
    • C30B29/406—Gallium nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure

Abstract

외주에 홈부가 형성된 스크라이빙 휠을 이용하여 GaN 기판에 대하여 스크라이브함으로써, 분단에 필요한 스크라이브 라인을 GaN 기판에 형성할 수 있고, 수평 방향으로 불필요한 크랙을 발생시키는 일 없이, 그 스크라이브 라인을 따라 GaN 기판을 분단할 수 있는 GaN 기판의 분단 방법을 제공한다. 본 발명의 GaN 기판의 분단 방법은, 외주에 홈부(5)가 형성되어 있는 스크라이빙 휠(1)을 이용하여, GaN 기판을 분단하는 방법에 있어서, 스크라이빙 휠(1)의 날끝(2)을 GaN 기판에 대하여 수직으로 접촉시키고, 스크라이빙 휠(1)에 하중을 가하여 전동시켜 스크라이브 라인(L)을 형성하는 스크라이브 공정과, 스크라이브 라인(L)이 형성된 GaN 기판을 분단하는 브레이크 공정을 갖는다.

Description

GaN 기판의 분단 방법
본 발명은, 발광 디바이스나 전자 디바이스의 기판에 이용되는 GaN(질화 갈륨) 기판을 분단하는 기술에 관한 것이다.
최근에는, 취성 재료, 특히 결정성의 재료로 형성된 기판에 대해서도, 스크라이빙 휠을 이용하여, 그 취성 재료 기판의 표면에, 스크라이빙 휠의 날끝 형상이 전사(轉寫)된 선(線)인 스크라이브 라인(도 1 참조)을 형성하여, 스크라이브 라인의 하방에 수직 크랙이 형성된 취성 재료 기판을 브레이크하는 취성 재료 기판의 할단 방법이 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1∼3 참조).
특허문헌 1에는, 다이아몬드로 형성된 스크라이빙 휠에 있어서, 고품질로 사파이어 기판을 스크라이브하는 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 2, 3에는, 탄화 규소판에 커터 휠로 압력을 가하여 당해 커터 휠을 탄화 규소판 상에서 전동(轉動)시켜, 탄화 규소판에 스크라이브 라인을 새겨 형성하는 기술이 개시되어 있다.
일본공개특허공보 2018-086785호 국제공개 제2012/093422호 공보 일본특허 5884852호 공보
위에서도 서술한 바와 같이, 사파이어 기판, SiC 기판, 알루미나 기판 등의 취성 재료 기판에, 스크라이브 라인을 형성하여 분단하는 기술에 관해서는, 주지의 기술이 있다.
그런데, 취성 재료 기판에는, GaN 기판이라는 것이 있다. 이 GaN 기판은, 용도로서, 고휘도 LED용 기판이나, 프로젝터 광원이나 블루 레이 디스크 드라이브에 사용되는 청색 레이저 다이오드(LD) 등의 발광 디바이스용 기판, 파워 디바이스나 고주파 디바이스 등의 전자 디바이스용 기판 등에 이용되고 있다.
취성 재료 기판 중, GaN 기판에 대해서는, 일반적으로 다이싱 가공이나 레이저 가공으로 분단되어 있다. 다이싱 가공은, 일반적으로 많이 이용되고 있는 분단의 수법으로서, 휠 형상의 지석(블레이드)을 고속 회전시켜, 기판을 절삭하는 가공 방법이다. 또한, 다이싱 가공은, 절삭 시에 열이 발생하기 때문에, 절삭 부분을 물로 냉각하는 습식 절단법이다.
이 때문에, 다이싱 가공은 가공 속도가 느려, 냉각수가 많이 필요해지고, 또한 기판을 절삭하여 분단하기 때문에, 블레이드의 폭의 분만큼 기판이 없어져 버린다. 즉, 다이싱 가공은, 효율의 대폭적인 향상이 곤란하고, 다이싱 가공으로 GaN 기판을 분단하는 것은, 수율의 관점에서는, 최적인 분단 기술이 아니라고 생각한다.
그런데, 도 5에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 유리 기판이나, 사파이어 기판, SiC 기판, 알루미나 기판 등 일반적인 취성 재료 기판에, 외주 전체가 날끝이 된 원판 형상의 스크라이빙 휠을 이용하여 스크라이브한 경우, 스크라이브 라인(L)의 하방에 수직 크랙(C)이 생기게 되기 때문에, 스크라이브 라인(L)을 따라 기판(웨이퍼)을 분단하는 것이 용이해진다.
그러나, GaN 기판에 있어서는, 외주 전체가 날끝이 된 원판 형상의 스크라이빙 휠을 이용하여 스크라이브해도, 일반적인 취성 재료 기판과 비교하여, 스크라이브 라인의 바로 아래에 수직 크랙이 생기기 어려워, 스크라이브 라인을 따라 GaN 기판을 분단하는 것이 용이해지지는 않는다.
즉, 외주 전체가 날끝이 된 원판 형상의 스크라이빙 휠에 의해 형성된 스크라이브 라인을 따라 GaN 기판을 분단하고자 해도, 스크라이브 라인을 따르지 않고 다른 위치에서 분단되거나, 분단면이 거칠어지거나, GaN 기판 자체가 이빠짐되거나 할 우려가 있다.
그래서, 본 발명은, 상기 문제점을 감안하여, 외주에 홈부가 형성된 스크라이빙 휠을 이용하여 GaN 기판에 대하여 스크라이브함으로써, 분단에 필요한 스크라이브 라인을 GaN 기판에 형성할 수 있고, 수평 방향으로 불필요한 크랙을 발생시키는 일 없이, 그 스크라이브 라인을 따라 GaN 기판을 분단할 수 있는 GaN 기판의 분단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 있어서는 이하의 기술적 수단을 강구했다.
본 발명에 따른 GaN 기판의 분단 방법은, 외주에 홈부가 형성되어 있는 스크라이빙 휠을 이용하여, GaN 기판을 분단하는 방법에 있어서, 상기 스크라이빙 휠의 날끝을 상기 GaN 기판에 대하여 수직으로 접촉시키고, 상기 스크라이빙 휠에 하중을 가하여 전동시킴으로써 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 공정과, 상기 스크라이브 라인이 형성된 GaN 기판을 분단하는 브레이크 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 스크라이브 공정에 있어서는, 상기 스크라이브 라인의 하방에 수직 크랙이 생기지 않으면 좋다.
바람직하게는, 상기 스크라이브 공정에 있어서는, 스크라이브 시의 하중이 1.2N 이상 6.2N 이하로 되어 있으면 좋다.
본 발명에 의하면, 외주에 홈부가 형성된 스크라이빙 휠을 이용하여 GaN 기판에 대하여 스크라이브함으로써, 분단에 필요한 스크라이브 라인을 GaN 기판에 형성할 수 있고, 수평 방향으로 불필요한 크랙을 발생시키는 일 없이, 그 스크라이브 라인을 따라 GaN 기판을 분단할 수 있다.
도 1은 복수개의 타흔으로 형성된 스크라이브 라인의 예를 나타내는 화상이다.
도 2는 GaN 기판의 Ga면측에 있어서, 오리엔테이션 플랫(OF)에 대하여 평행 방향으로 형성된 스크라이브 라인의 상황을 촬상한 화상이다.
도 3은 GaN 기판의 Ga면측에 있어서, 오리엔테이션 플랫(OF)에 대하여 수직 방향으로 형성된 스크라이브 라인의 상황을 촬상한 화상이다.
도 4는 GaN 기판의 단면에 있어서의 스크라이브 라인 하방의 상황을 검토한 도면이다.
도 5는 유리 등에 형성되는 통상의 스크라이브 라인의 상황을 나타내는 화상이다.
도 6은 스크라이빙 휠의 정면도이다.
도 7은 도 6의 2점 쇄선으로 둘러싼 부분을 확대한 도면이고, 스크라이빙 휠의 날끝의 능선 부분의 확대도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명에 따른 GaN 기판의 분단 방법의 실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 이하에 설명하는 실시 형태는, 본 발명을 구체화한 일 예이며, 그 구체예를 갖고 본 발명의 구성을 한정하는 것이 아니다.
본 발명은, 외주에 홈부(5)가 형성되어 있는 스크라이빙 휠(1)을 이용하여, GaN(질화 갈륨) 기판(10)을 분단하는 기술이고, 스크라이빙 휠(1)을 이용하여, 스크라이브 라인(L)을 GaN 기판에 형성하는 스크라이브 공정과, 스크라이브 라인(L)이 형성된 GaN 기판을 분단하는 브레이크 공정을 갖는 것으로 되어 있다.
우선, 스크라이브 공정에 대해서, 설명한다.
스크라이브 공정은, 스크라이브 장치(도시하지 않음)로, 분단의 가이드가 되는 스크라이브 라인(L)을 GaN 기판에 형성하는 공정이다. 우선, 스크라이브 장치에 GaN 기판을 설치한다. 그 스크라이브 장치에는, 스크라이빙 툴이 구비되어 있다. 스크라이빙 툴에는, 회전이 자유로운 스크라이빙 휠(1)이 부착되어 있다. 스크라이빙 휠(1)의 외주는, 스크라이브 라인(L)을 형성하는 날끝(2)으로 되어 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 스크라이빙 휠(1)의 외주에, 홈부(상세는 후술)가 등간격으로 형성되어 있다.
이 때문에, 스크라이빙 휠(1)의 날끝(2)을 GaN 기판에 대하여 수직으로 접촉시키고, 소정의 하중으로 압압하면서 스크라이빙 휠을 주행시키면, 스크라이빙 휠(1)이 GaN 기판 상에서 전동하고, 복수개의 타흔으로 형성된 스크라이브 라인(L)이, GaN 기판의 표면에 형성되게 된다. 이 스크라이브 라인(L)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 오목부가 주행 방향으로 일정한 간격으로 연속한 것으로 되어 있다.
본 실시 형태의 스크라이브 공정에 있어서는, GaN 기판의 Ga면으로부터 스크라이브 라인(L)을 형성하는 것으로 하고 있지만, N면으로부터 스크라이브 라인(L)을 형성해도 좋다.
여기에서, 스크라이빙 휠(1)의 구성에 대해서, 도 6, 도 7을 참조하면서 설명한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 스크라이빙 휠(1)은, 정면으로부터 보아 원판 형상의 부재로서, 외주의 날끝(2)에 의해 스크라이브 라인(L)을 형성하는 것이다. 이 스크라이빙 휠(1)의 직경은, 0.5㎜ 이상 5㎜ 이하로 되어 있다. 또한, 스크라이빙 휠(1)의 중심에는, 회전축이 삽입되는 관통 구멍(3)(축 구멍)이 형성되어 있다. 스크라이빙 휠(1)은, 관통 구멍(3)에 삽입된 회전축의 축심 둘레에 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 스크라이빙 휠(1)의 외주는, 측면으로부터 보아, 능선(4)과 그 능선(4)의 양측의 경사면으로 이루어지는 V자 형상으로 형성되어 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 스크라이빙 휠(1)의 외주에는, 미소한 홈부(5)가 일정 간격으로 복수 형성되어 있다. 구체적으로는, 홈부(5)는, 스크라이빙 휠(1)의 외주를 주회하는 능선(4)을 분단하도록, 전체 둘레에 걸쳐 일정 간격으로 형성되어 있다. 이 스크라이빙 휠(1)의 외주에 있어서의 능선(4)은, 단속적으로 형성되어 있다고 할 수 있다.
즉, 홈부(5)와 그 옆의 홈부(5)의 사이에 연결되도록 형성되어 있는 볼록 형상의 부분이, 스크라이브 라인(L)을 형성하는 날끝(2)으로 되어 있다.
또한, 각 홈부(5)의 길이(스크라이빙 휠(1)의 외주 방향의 길이), 홈부(5)의 깊이(스크라이빙 휠(1)의 경내 방향의 길이), 능선(4)의 길이, 홈부(5)의 길이와 능선(4)의 길이의 비(날끝(2)의 피치) 등에 대해서는, 소정의 것으로 되어 있다. 즉, 스크라이빙 휠(1)의 구성에 대해서는, 외경, 두께, 내경(관통 구멍(3)), 날끝 각도, 홈부(5)의 수(능선(4)의 분할수) 등에 대해서는, 소정의 것으로 되어 있다.
본 실시 형태에서 이용되는 스크라이빙 휠(1)은, 적어도 날끝(2)이 되는 외주가, 단결정 다이아몬드로 형성되어 있다. 스크라이빙 휠(1)의 재질을, 예를 들면 소결 다이아몬드로 하면, 조기에 손상되어 버린다. 인식에 의하면, 스크라이브 라인(L)을 1회 형성한 것만으로, 사용할 수 없는 손상이 생기게 되었다.
한편으로, 스크라이빙 휠(1)의 재질을 단결정 다이아몬드로 하면, 조기에 손상되는 일이 없어졌다. 그렇기 때문에, 스크라이빙 휠(1)을, 단결정 다이아몬드로 형성하면 좋다. 마찬가지로, 스크라이빙 휠(1)의 날끝(2)의 재질을, 소결 조제를 포함하지 않는 다결정 다이아몬드로 해도 좋다.
또한, 스크라이빙 휠(1)의 외주(날끝(2))에 있어서의 표면 거칠기 Ra는, 1㎚ 이상 150㎚ 이하로 하는 것이 좋다고 인식했다. 적어도, 스크라이브 시에 GaN 기판에 접촉하게 되는, 스크라이빙 휠(1)에 형성되어 있는 홈부(5)와 그 옆의 홈부(5)를 연결하는 능선(4)과, 능선(4)의 양측의 경사면의 표면 거칠기 Ra가, 1㎚ 이상 150㎚ 이하로 되어 있으면 좋다.
즉, 날끝(2)의 표면이 매끄럽게 되어 있는 편이 바람직하다.
또한, 스크라이브 라인(L)은, 일정한 간격으로 형성되는 비연속의 오목부로 되어 있다. 즉, 스크라이브 라인(L)은, 도 1에 나타내는 바와 같이 오목부가 주행 방향으로 복수 형성된 파선 형상의 라인이다. 환언하면, 스크라이브 라인(L)은, 연속한 한 개의 라인으로는 되어 있지 않다.
위에서 상세히 설명한 바와 같이, 스크라이빙 휠(1)의 외측 전체 둘레에 홈부(5)를 형성함으로써, 능선(4) 및 홈부(5)의 측부(6)(사변)가 볼록 형상의 날끝(2)이 되고, 그 날끝(2)을 GaN 기판의 Ga면측 표층에 파고들게 함으로써, 날끝(2)에 의해 오목부가 주행 방향으로 복수 전사되어, 분단에 필요한 스크라이브 라인(L)이 형성되게 된다.
즉, 외주에 홈부(5)(볼록 형상의 날끝(2))를 복수 구비한 스크라이빙 휠(1)을 이용하여, GaN 기판의 Ga면측으로부터 스크라이브하면, 스크라이브 라인의 하방에 GaN 기판의 두께 방향으로 균열이 들어가지 않음에도 불구하고, 분단에 적합한 스크라이브 라인(L)이 형성되게 된다.
본 실시 형태의 스크라이브 공정에 있어서는, 스크라이브 시의 하중을 1.2N 이상 6.2N 이하로 하고 있다. 인식에 의하면, 스크라이브 시의 하중이 범위 외에서는, 스크라이브 라인(L)을 따르지 않고 다른 위치에서 분단되거나 하여, 스크라이브 라인(L)을 따라 브레이크(분단)할 수 없다. 또한, 분단면이 거칠어지거나, GaN 기판 자체가 이빠짐되거나, GaN 기판을 분단할 수 없는 경우도 있었다.
한편으로, 스크라이브 시의 하중을 범위 내로 하면, 스크라이브 라인(L)을 따라 브레이크할 수 있었다. 또한, 분단면도 양호하고, GaN 기판 자체의 이빠짐도 없었다. 그렇기 때문에, 스크라이브 시의 하중을 상기의 범위로 하고 있다.
다음으로, 브레이크 공정에 대해서, 설명한다.
브레이크 공정은, 예를 들면 3점 굽힘 방식을 채용한 브레이크 장치(도시하지 않음)로, 분단의 가이드가 되는 스크라이브 라인(L)을 따라, GaN 기판을 분단하는 공정이다. 우선, 브레이크 장치의 재치부에, 스크라이브 라인(L)이 형성된 GaN 기판을 설치한다. 재치부는, 스크라이브 라인(L)을 따라 그의 양옆 부분에 접촉하는 좌우 한 쌍의 수용부를 구비하고, 이들 수용부 간의 중심에 스크라이브 라인(L)이 위치하도록, 당해 스크라이브 라인(L)을 하향으로 한 상태로 GaN 기판이 재치된다. 브레이크 장치에는, 선단에 칼날이 형성된 브레이크 부재가 구비되어 있다. 브레이크 부재를, 스크라이브 라인(L)이 형성되어 있지 않은 면의 스크라이브 라인(L)에 대응하는 위치에 근접시킨다. 브레이크 부재의 날끝을 밀어붙여, 스크라이브 라인(L)에 대응하는 위치를 압압한다. 그러면, GaN 기판이 스크라이브 라인(L)을 따라 분단된다.
[실험예]
여기에서, 본 실험예에 기초하여, GaN 기판의 Ga면측에 형성된 스크라이브 라인(L)의 상황에 대해서, 검토한다.
도 2에, GaN 기판의 Ga면측에 있어서, 오리엔테이션 플랫에 대하여 평행 방향으로 형성된 스크라이브 라인(L)의 상황을 확대하여 촬상한 화상을 나타낸다. 또한, 도 2에 관하여, 스크라이브 하중＝2.6N으로 했다.
도 3에, GaN 기판의 Ga면측에 있어서, 오리엔테이션 플랫에 대하여 수직 방향으로 형성된 스크라이브 라인(L)의 상황을 확대하여 촬상한 화상을 나타낸다. 또한, 도 3에 관하여, 스크라이브 하중＝1.3N으로 했다.
또한, 오리엔테이션 플랫(Orientation　Flat(OF))이란, 원판 형상의 GaN 기판의 외주의 일부를 직선 형상으로 컷한 절입이고, 그 절입은 결정축의 방향을 나타내는 것이다.
본 실험예의 스크라이빙 휠(1)에 대해서, 외경: 2㎜, 두께: 0.65㎜, 내경(관통 구멍(3)): 0.8㎜, 날끝 각도: 120°, 홈부(5)의 수(능선(4)의 분할수): 370개, 홈부(5)의 깊이: 3.0㎛로 구성한 것을 이용했다. 이 스크라이빙 휠(1)의 구성은, 일 예이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, GaN 기판의 Ga면측에 스크라이브 라인(L)을, 오리엔테이션 플랫(OF)에 대하여 평행 방향으로 형성한 경우, 오목부가 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, GaN 기판의 Ga면측에 스크라이브 라인(L)을, 오리엔테이션 플랫(OF)에 대하여 수직 방향으로 형성한 경우, 오목부가 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 2, 도 3에 있어서, 스크라이브 라인(L)의 방향을 따라, 오목부로부터 길이 방향으로 생기고 있는 선은, 스크라이브 시에 형성되는, GaN 기판의 표층에만 생기는 미세하고 얕은 크랙이다. 이 크랙은, 스크라이브 시에 생긴다고 생각되며, 본 실시 형태에 있어서는, 수직 크랙이 아니라 이 표층의 미세한 크랙도 분단의 기점이 되고 있다고 생각된다.
도 4에, GaN 기판의 단면에 있어서의 스크라이브 라인(L)의 오목부의 하방의 상황을 검토한 것을 나타낸다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 상기한 스크라이빙 휠(1)을 이용하면, 스크라이브 라인(L)의 하방에는, 도 5와 같은 수직 방향의 크랙(C)(기판의 내층을 향한 두께 방향의 균열)이 생기지 않지만, 분단의 기점으로서 필요한 스크라이브 라인(L)을 생기게 할 수 있었다.
이상, 본 발명의 GaN 기판의 분단 방법에 의하면, 외주에 홈부(5)가 형성된 스크라이빙 휠(1)을 이용하여 GaN 기판의 Ga면측으로부터 스크라이브함으로써, 오목부를 주행 방향으로 복수 갖는 스크라이브 라인(L)을 GaN 기판의 Ga면측에 형성할 수 있다. 한편, 그 스크라이브 라인(L)에서는, 스크라이브 라인 바로 아래에 있어서의 도 4와 같은 수직 방향의 크랙(C)(기판의 내층을 향한 두께 방향의 균열)이 생기고 있지 않다. 그러나, 브레이크 공정에서는 표층의 미세한 크랙을 따라 분단이 가능하기 때문에, 수평 방향으로 불필요한 크랙을 발생시키는 일 없이, 스크라이브 라인(L)을 따라 GaN 기판을 분단할 수 있다.
또한, 본 발명을 이용하면, GaN 기판의 Ga면측에 있어서, 오리엔테이션 플랫에 대하여 수직 방향·평행 방향의 어느 방향으로, 스크라이브 라인(L)을 형성해도, 그 스크라이브 라인(L)을 따라 GaN 기판을 분단할 수 있다.
이상 정리하면, 본 발명에 따른 GaN 기판을 분단하는 방법은, 스크라이빙 휠의 날끝을 GaN 기판에 대하여 수직으로 접촉시키고, 스크라이빙 휠에 하중을 가하여 전동시켜 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 공정과, 스크라이브 라인이 형성된 GaN 기판을 분단하는 브레이크 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
나아가서는, 전술한 스크라이브 공정에 있어서는, 스크라이브 라인의 하방에 수직 크랙이 생기지 않도록 하고 있다. 더하여, 스크라이브 공정에 있어서는, 스크라이브 시의 하중이 1.2N 이상 6.2N 이하로 되어 있다.
또한, 금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다.
특히, 금회 개시된 실시 형태에 있어서, 명시되어 있지 않은 사항, 예를 들면, 작동 조건이나 조작 조건, 구성물의 치수, 중량 등은, 당업자가 통상 실시하는 범위를 일탈하는 것이 아니라, 통상의 당업자라면, 용이하게 상정하는 것이 가능한 사항을 채용하고 있다.
1 : 스크라이빙 휠
2 : 날끝
3 : 관통 구멍
4 : 능선
5 : 홈부
6 : 측부
L : 스크라이브 라인
C : 수직 크랙

Claims (3)

  1. 외주에 홈부가 형성되어 있는 스크라이빙 휠을 이용하여, GaN 기판을 분단하는 방법에 있어서,
    상기 스크라이빙 휠의 날끝을 상기 GaN 기판에 대하여 수직으로 접촉시키고, 상기 스크라이빙 휠에 하중을 가하여 전동(轉動)시켜 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 공정과,
    상기 스크라이브 라인이 형성된 GaN 기판을 분단하는 브레이크 공정을 갖는
    것을 특징으로 하는 GaN 기판의 분단 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스크라이브 공정에 있어서는, 상기 스크라이브 라인의 하방에 수직 크랙이 생기지 않는 것을 특징으로 하는 GaN 기판의 분단 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스크라이브 공정에 있어서는, 스크라이브 시의 하중이 1.2N 이상 6.2N 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하는 GaN 기판의 분단 방법.
KR1020217008791A 2018-09-28 2019-08-26 GaN 기판의 분단 방법 KR102501898B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018184654 2018-09-28
JPJP-P-2018-184654 2018-09-28
PCT/JP2019/034318 WO2020066467A1 (ja) 2018-09-28 2019-08-26 ＧａＮ基板の分断方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210049875A true KR20210049875A (ko) 2021-05-06
KR102501898B1 KR102501898B1 (ko) 2023-02-20

Family

ID=69950537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217008791A KR102501898B1 (ko) 2018-09-28 2019-08-26 GaN 기판의 분단 방법

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7137242B2 (ko)
KR (1) KR102501898B1 (ko)
CN (2) CN112752637A (ko)
WO (1) WO2020066467A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023139902A1 (ja) * 2022-01-21 2023-07-27 三星ダイヤモンド工業株式会社 半導体装置および半導体装置の実装方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012093422A1 (ja) 2011-01-07 2012-07-12 坂東機工株式会社 炭化珪素板のスクライブ方法及びスクライブ装置
JP2013062372A (ja) * 2011-09-13 2013-04-04 Fukuoka Univ デバイスウェハ及びデバイスウェハの切断方法
JP5884852B2 (ja) 2014-04-18 2016-03-15 坂東機工株式会社 炭化珪素板のスクライブ方法及びスクライブ装置
JP2016108167A (ja) * 2014-12-03 2016-06-20 三星ダイヤモンド工業株式会社 スクライビングツールおよびスクライブ装置
JP2017149078A (ja) * 2016-02-26 2017-08-31 三星ダイヤモンド工業株式会社 脆性基板の分断方法
JP2018086785A (ja) 2016-11-29 2018-06-07 三星ダイヤモンド工業株式会社 スクライビングホイール及びそのスクライブ方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2910811B2 (ja) * 1993-03-25 1999-06-23 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体ウエハーの切断方法
JP5210355B2 (ja) * 2010-06-14 2013-06-12 三星ダイヤモンド工業株式会社 脆性材料基板のスクライブ方法
KR101247571B1 (ko) * 2010-06-14 2013-03-26 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤 취성 재료 기판의 스크라이브 방법
JP5854398B2 (ja) * 2011-09-13 2016-02-09 学校法人福岡大学 スクライブ装置
TW201446675A (zh) * 2013-06-10 2014-12-16 Taiwan Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd 切割方法及切割設備
JP6330143B2 (ja) * 2013-06-13 2018-05-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 窒化物半導体結晶から形成されている平板の表面に溝を形成する方法
JP6519381B2 (ja) * 2015-07-27 2019-05-29 三星ダイヤモンド工業株式会社 脆性材料基板における垂直クラックの形成方法および脆性材料基板の分断方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012093422A1 (ja) 2011-01-07 2012-07-12 坂東機工株式会社 炭化珪素板のスクライブ方法及びスクライブ装置
JP2013062372A (ja) * 2011-09-13 2013-04-04 Fukuoka Univ デバイスウェハ及びデバイスウェハの切断方法
JP5884852B2 (ja) 2014-04-18 2016-03-15 坂東機工株式会社 炭化珪素板のスクライブ方法及びスクライブ装置
JP2016108167A (ja) * 2014-12-03 2016-06-20 三星ダイヤモンド工業株式会社 スクライビングツールおよびスクライブ装置
JP2017149078A (ja) * 2016-02-26 2017-08-31 三星ダイヤモンド工業株式会社 脆性基板の分断方法
JP2018086785A (ja) 2016-11-29 2018-06-07 三星ダイヤモンド工業株式会社 スクライビングホイール及びそのスクライブ方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN116690814A (zh) 2023-09-05
JPWO2020066467A1 (ja) 2021-08-30
TW202026472A (zh) 2020-07-16
KR102501898B1 (ko) 2023-02-20
WO2020066467A1 (ja) 2020-04-02
CN112752637A (zh) 2021-05-04
JP7137242B2 (ja) 2022-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5237370B2 (ja) スクライビングホイール及び脆性材料基板のスクライブ方法
US9831128B2 (en) Method of processing a substrate
US20120012632A1 (en) Cutter and method for cutting brittle material substrate using same
US9941166B2 (en) Method of processing a substrate
TW201316392A (zh) 半導體基板之分斷方法
JP2008198845A (ja) 化合物半導体素子の製造方法および化合物半導体素子
JP6497358B2 (ja) 炭化珪素半導体装置の製造方法
JPH07131069A (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体チップの製造方法
US10727127B2 (en) Method of processing a substrate
TWI775789B (zh) 光裝置晶圓的加工方法
KR20210049875A (ko) GaN 기판의 분단 방법
JP2010080719A (ja) 半導体発光素子及びその製造方法
US20130295403A1 (en) Systems and methods for ingot grinding
JP6244431B2 (ja) スクライブ装置
JP5569167B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物単結晶基板の製造方法
JP5879698B2 (ja) 半導体基板のエキスパンド装置およびエキスパンド処理方法
JP2013161944A (ja) ダイシング方法
TWI837150B (zh) GaN基板之分斷方法
JP7311584B2 (ja) 半導体チップの製造方法
WO2023058509A1 (ja) ＳｉＣ半導体装置
KR101605956B1 (ko) 커팅 휠 장치
JP6056575B2 (ja) スクライブ方法及びスクライブ装置
JP2005101120A (ja) 化合物半導体ウェハ及びその劈開方法
US20150364374A1 (en) Semiconductor Device Die Singulation by Discontinuous Laser Scribe and Break
JP7008961B2 (ja) スクライビングホイール、ホルダーユニット及びスクライブ方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant