KR20210128908A

KR20210128908A - 웨이퍼의 생성 방법

Info

Publication number: KR20210128908A
Application number: KR1020210034353A
Authority: KR
Inventors: 아사히 노모토
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2021-03-17
Publication date: 2021-10-27
Also published as: DE102021203616A1; TW202140870A; US20210323098A1; JP2021170613A; CN113523614A

Abstract

(과제) 제조 이력을 형성하는 레이저 광선이 반도체 잉곳에 데미지를 주지 않는 웨이퍼의 생성 방법을 제공한다.
(해결 수단) 웨이퍼의 생성 방법은, 단부면으로부터 반도체 잉곳에 대해서 투과성을 가지는 파장의 레이저 광선의 집광점을 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시켜서 레이저 광선을 반도체 잉곳에 조사하여 박리층을 형성하는 박리층 형성 공정과, 생성해야 할 웨이퍼의 디바이스가 형성되지 않는 영역의 상면에 다음에 생성해야 할 웨이퍼에 데미지를 주지 않는 특성의 레이저 광선의 집광점을 위치시켜서 레이저 광선을 반도체 잉곳에 조사하여 제조 이력을 어브레이션 가공으로 형성하는 제조 이력 형성 공정과, 반도체 잉곳으로부터 박리층을 기점으로 하여 생성해야 할 웨이퍼를 박리하여 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼 생성 공정을 포함한다.

Description

웨이퍼의 생성 방법{METHOD FOR PRODUCING WAFER}

본 발명은, 반도체 잉곳으로부터 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼의 생성 방법에 관한 것이다.

IC, LSI, LED 등의 디바이스는, Si(실리콘)나 Al₂O₃(사파이어) 등을 소재로 한 웨이퍼의 표면에 기능층이 적층되고, 상기 기능층에 서로 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해서 구획되어서 형성된다. 또한, 파워 디바이스, LED 등은 단결정 SiC(탄화 규소)를 소재로 한 웨이퍼의 표면에 기능층이 적층되고, 상기 기능층에 서로 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해서 구획되어 형성된다. 디바이스가 형성된 웨이퍼는, 절삭 장치, 레이저 가공 장치에 의해서 분할 예정 라인에 가공이 행해져서 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 각 디바이스 칩은 휴대 전화나 컴퓨터 등의 전기 기기에 이용된다.

디바이스가 형성되는 웨이퍼는, 일반적으로 원주 형상의 반도체 잉곳을 와이어 쏘로 얇게 절단하는 것에 의해 생성된다. 절단된 웨이퍼의 표면 및 이면은, 연마하는 것에 의해 경면으로 마무리 (예컨대 특허 문헌 1 참조). 그러나, 반도체 잉곳을 와이어 쏘로 절단하고, 절단한 웨이퍼의 표면 및 이면을 연마하면, 반도체 잉곳의 대부분(70 ~ 80 %)이 버려지게 되어 비경제적이라고 하는 문제가 있다. 특히 단결정 SiC 잉곳에 있어서는, 경도가 높아서 와이어 쏘에 의한 절단이 곤란하고 상당한 시간을 필요로 하기 때문에 생산성이 나쁘고, 잉곳의 단가가 비싸서 효율적으로 웨이퍼를 생성하는 것에 과제를 가지고 있다.

그래서 단결정 SiC에 대해서 투과성을 가지는 파장의 레이저 광선의 집광점을 단결정 SiC 잉곳의 내부에 위치시켜서 단결정 SiC 잉곳에 레이저 광선을 조사하여서 절단 예정면에 박리층을 형성함과 함께, 생성되는 웨이퍼의 내부에 제조 이력을 형성한 후, 박리층이 형성된 절단 예정면을 따라서 단결정 SiC 잉곳으로부터 웨이퍼를 박리하는 기술이 제안되고 있다(예컨대 특허 문헌 2 참조).

일본 공개 특허 공보 2000-94221호 공보 일본 공개 특허 공보 2019-29382호 공보

그런데, 상기 특허 문헌 2에 개시된 기술에 있어서는, 제조 이력을 형성하는 레이저 광선이 박리층을 투과하여 단결정 SiC 잉곳에 데미지를 주기 때문에, 다음에 생성해야 할 웨이퍼의 품질을 저하시킨다고 하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 제조 이력을 형성하는 레이저 광선이 반도체 잉곳에 데미지를 주지 않는 웨이퍼의 생성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 반도체 잉곳으로부터 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼의 생성 방법으로서, 반도체 잉곳의 단부면을 평탄화하는 평탄화 공정과, 평탄화된 단부면으로부터 반도체 잉곳에 대해서 투과성을 가지는 파장의 레이저 광선의 집광점을 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시켜서 레이저 광선을 반도체 잉곳에 조사하여 박리층을 형성하는 박리층 형성 공정과, 생성해야 할 웨이퍼의 디바이스가 형성되지 않는 영역의 상면에 다음에 생성해야 할 웨이퍼에 데미지를 주지 않는 특성의 레이저 광선의 집광점을 위치시켜서 레이저 광선을 반도체 잉곳에 조사하여 제조 이력을 어브레이션 가공으로 형성하는 제조 이력 형성 공정과, 반도체 잉곳으로부터 박리층을 기점으로 하여 생성해야 할 웨이퍼를 박리하여 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼 생성 공정을 포함하는 웨이퍼의 생성 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 제조 이력 형성 공정에서 형성하는 제조 이력은, 반도체 잉곳의 로트 넘버, 생성되는 웨이퍼의 순번, 제조 연월일, 제조 공장, 생성에 기여한 기종 중 어느 하나가 포함된다. 바람직하게는, 반도체 잉곳은, 제1 단부면과, 상기 제1 단부면과 반대 측의 제2 단부면과, 상기 제1 단부면으로부터 상기 제2 단부면에 이르는 c 축과, 상기 c 축에 직교하는 c 면을 가지는 단결정 SiC 잉곳이고, 상기 제1 단부면의 수직선에 대해서 상기 c 축이 기울어져 상기 c 면과 상기 제1 단부면으로 오프각이 형성되어 있고, 상기 박리층 형성 공정에 있어서, 단결정 SiC 잉곳에 대해서 투과성을 가지는 파장의 펄스 레이저 광선의 집광점을 상기 제1 단부면으로부터 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시키고 상기 오프각이 형성되는 방향과 직교하는 방향으로 단결정 SiC 잉곳과 상기 집광점을 상대적으로 이동하여 SiC 가 Si 와 C 로 분리되어 다음에 조사되는 펄스 레이저 광선이 전에 형성된 C 에 흡수되어 연쇄적으로 SiC 가 Si 와 C 로 분리되어서 형성되는 직선형의 개질층 및 크랙을 형성하고, 상기 오프각이 형성되는 방향으로 단결정 SiC 잉곳과 상기 집광점을 상대적으로 이동하여 미리 정해진 양만큼 인덱스하여서 박리층을 형성한다.

본 발명의 웨이퍼의 생성 방법에 의하면, 제조 이력을 형성하는 레이저 광선이 반도체 잉곳의 상면에 있어서 충분히 흡수되고, 반도체 잉곳의 내부로의 누설광이 거의 없기 때문에, 누설광이 반도체 잉곳에 데미지를 주지 않고, 다음에 생성해야 할 웨이퍼의 품질을 저하시킨다고 하는 문제가 해소된다.

도 1(a)는 반도체 잉곳의 정면도이고, 도 1(b)는 반도체 잉곳의 평면도이다.
도 2(a)는 반도체 잉곳 및 서브 스트레이트의 사시도, 도 2(b)는 반도체 잉곳에 서브 스트레이트가 장착된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 레이저 가공 장치의 척 테이블에 반도체 잉곳을 배치하는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4(a)는 박리층 형성 공정을 실시하고 있는 상태를 나타내는 사시도이고, 도 4(b)는 박리층 형성 공정을 실시하고 있는 상태를 나타내는 정면도이다
도 5(a)는 박리층이 형성된 반도체 잉곳의 평면도이고, 도 5(b)는 도 5(a)에 있어서의 B-B 선 단면도이다.
도 6(a)는 제조 이력 형성 공정을 실시하고 있는 상태를 나타내는 사시도, 도 6(b) 제조 이력 형성 공정을 실시하고 있는 상태를 나타내는 정면도이다
도 7은 박리 장치의 사시도이다
도 8은 웨이퍼 생성 공정을 실시하고 있는 상태를 나타내는 박리 장치의 단면도이다
도 9는 반도체 잉곳으로부터 웨이퍼가 박리된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 10은 평탄화 공정을 실시하고 있는 상태를 나타내는 사시도이다.

이하, 본 발명의 웨이퍼의 생성 방법의 바람직한 실시형태에 관해서 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1에는, 본 발명의 웨이퍼의 생성 방법에 이용될 수 있는 원기둥 형상의 반도체 잉곳(이하, 단지 잉곳이라 대략 칭함)(2)가 나타나 있다. 본 실시 형태의 잉곳(2)은 육방정 단결정 SiC 로부터 형성되고 있다. 잉곳(2)은, 원형의 제1 단부면(4)과, 제1 단부면(4)과 반대 측의 원형의 제2 단부면(6)과, 제1 단부면(4) 및 제2 단부면(6)의 사이에 위치하는 둘레면(8)과, 제1 단부면(4)으로부터 제2 단부면(6)에 이르는 c 축(<0001> 방향)과, c 축에 직교하는 c 면({0001} 면)을 가진다.

잉곳(2)에 있어서는, 제1 단부면(4)의 수직선(10)에 대해서 c 축이 기울어져 있고, c 면과 제1 단부면(4)으로 오프각(α)(예컨대 α = 1, 3, 6 도)이 형성되고 있다. 오프각(α)이 형성되는 방향을 도 1에 화살표(A)로 나타낸다. 또한, 잉곳(2)의 둘레면(8)에는, 모두 결정 방위를 나타내는 직사각형 형상의 제1 오리엔테이션 플랫(12) 및 제2 오리엔테이션 플랫(14)이 형성되어 있다. 제1 오리엔테이션 플랫(12)은, 오프각(α)이 형성되는 방향(A)에 평행이고, 제2 오리엔테이션 플랫(14)은, 오프각(α)이 형성되는 방향(A)에 직교하고 있다. 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 상방으로부터 봤을 때, 제2 오리엔테이션 플랫(14)의 길이(L2)는, 제1 오리엔테이션 플랫(12)의 길이(L1)보다 짧다(L2 < L1).

또한, 본 발명의 웨이퍼의 생성 방법으로 이용될 수 있는 잉곳은, 상기 잉곳(2)으로 한정되지 않고, 예컨대, 제1 단부면의 수직선에 대해서 c 축이 기울어지지 않고, c 면과 제1 단부면과의 오프각(α)이 0 도인(즉, 제1 단부면의 수직선과 c 축이 일치하고 있음) SiC 잉곳이라도 좋고, 혹은 Si(실리콘)나 GaN(질화 갈륨) 등의 단결정 SiC 이외의 소재로부터 형성되어 있는 잉곳이라도 좋다.

본 실시 형태에서는, 우선, 도 2에 도시된 바와 같이, 잉곳(2)의 제2 단부면(6)에 적절한 접착제를 통해 원판형의 서브 스트레이트(16)를 장착시킨다. 잉곳(2)에 서브 스트레이트(16)를 장착시키는 것은, 제1 오리엔테이션 플랫(12) 및 제2 오리엔테이션 플랫(14)이 형성된 잉곳(2)을 후술하는 각 장치의 원형의 흡착 척에 의해서 미리 정해진 흡인력으로 흡인 유지하기 위함이다.

서브 스트레이트(16)의 직경은 후술하는 각 장치의 흡착 척의 직경보다 약간 크기 때문에, 서브 스트레이트(16)를 아래를 향하게 하여 잉곳(2)을 흡착 척에 배치했을 때에 흡착 척이 서브 스트레이트(16)로 덮이기 때문에, 제1 오리엔테이션 플랫(12) 및 제2 오리엔테이션 플랫(14)이 형성된 잉곳(2)을 흡착 척에 의해서 미리 정해진 흡인력으로 흡인 유지할 수 있다.

또한, 잉곳(2)의 직경이 흡착 척보다 크고, 잉곳(2)이 흡착 척에 배치되었을 때에 흡착 척의 상면 전부가 잉곳(2)으로 덮이는 경우에는, 흡착 척에 의한 흡인 시에 흡착 척의 노출 부분으로부터 에어가 흡입되는 일이 없고, 흡착 척에 의해서 미리 정해진 흡인력으로 잉곳(2)을 흡착 가능하기 때문에, 잉곳(2)에 서브 스트레이트(16)를 장착시키지 않아도 좋다.

잉곳(2)에 서브 스트레이트(16)를 장착시킨 후, 평탄화된 단부면으로부터 잉곳(2)에 대해서 투과성을 가지는 파장의 레이저 광선의 집광점을 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시켜서 레이저 광선을 잉곳(2)에 조사하여 박리층을 형성하는 박리층 형성 공정을 실시한다. 잉곳(2)은, 통상, 박리층 형성 공정에 있어서의 레이저 광선의 입사를 방해하지 않는 정도로 제1 단부면(4) 및 제2 단부면(6)이 평탄화되어 있으므로, 잉곳(2)에 대해서 최초의 박리층 형성 공정을 실시하기 전에는, 잉곳(2)의 단부면을 평탄화하는 평탄화 공정을 실시하지 않아도 좋다.

박리층 형성 공정은, 예컨대 도 4(a)에 일부를 나타내는 레이저 가공 장치(18)를 이용하여 실시할 수 있다. 레이저 가공 장치(18)는, 잉곳(2)을 흡인 유지하는 척 테이블(20)과, 척 테이블(20)에 흡인 유지된 잉곳(2)에 펄스 레이저 광선(LB)을 조사하는 집광기(22)(도 4 참조)를 구비한다.

척 테이블(20)의 상단 부분에는, 흡인 수단(도시하고 있지 않음)에 접속된 다공질의 원형의 흡착 척(23)(도 3 참조)이 배치되어 있다. 척 테이블(20)은, 흡인 수단으로 흡착 척(23)의 상면에 흡인력을 생성하는 것에 의해, 상면에 배치된 잉곳(2)을 흡인 유지한다. 척 테이블(20)은, 상하 방향으로 연장되는 축선을 중심으로 하여 회전 가능하게 구성되어 있음과 함께, 도 3에 화살표(X)로 나타내는 X축 방향과, X축 방향에 직교하는 Y축 방향(도 3에 화살표 Y로 나타내는 방향)의 각각으로 진퇴 가능하게 구성되어 있다. 집광기(22)는 X축 방향 및 Y축 방향으로 진퇴 가능하게 구성되어 있다. 또한, X축 방향 및 Y축 방향이 규정하는 XY 평면은 실질적으로 수평이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 박리층 형성 공정에서는, 우선, 서브 스트레이트(16)를 아래를 향하게 하여 척 테이블(20)의 상면에서 잉곳(2)을 흡인 유지한다. 그 다음에, 레이저 가공 장치(18)의 촬상 유닛(도시하고 있지 않음)으로 상방으로부터 잉곳(2)을 촬상하고, 촬상 유닛으로 촬상한 잉곳(2)의 화상에 기초하여, 잉곳(2)의 방향을 미리 정해진 방향으로 조정함과 함께 잉곳(2)과 집광기(22)의 XY 평면에 있어서의 위치를 조정한다. 잉곳(2)의 방향을 미리 정해진 방향으로 조정할 때는, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 제2 오리엔테이션 플랫(14)을 X축 방향에 정합시키는 것에 의해서, 오프각(α)이 형성되는 방향(A)과 직교하는 방향을 X축 방향에 정합시킴과 함께, 오프각(α)이 형성되는 방향(A)을 Y축 방향에 정합시킨다.

그 다음에, 잉곳(2)의 제1 단부면(4)으로부터, 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이(예컨대 700 μm)에 집광점(FP)(도 4(b) 참조)를 위치시킨다. 그 다음에, 잉곳(2)과 집광기(22)를 상대적으로 X축 방향으로 미리 정해진 이송 속도로 이동시키면서, 잉곳(2)에 대해서 투과성을 가지는 파장의 펄스 레이저 광선(LB)을 집광기(22)로부터 잉곳(2)에 조사한다. 이에 의해서, 도 5에 도시된 바와 같이, SiC 가 Si(실리콘)와 C(탄소)로 분리되어 다음에 조사되는 펄스 레이저 광선(LB)이 전에 형성된 C 에 흡수되어서 연쇄적으로 SiC 가 Si 와 C 로 분리된 개질층(24)이, X축 방향에 연속적으로 직선형에 형성됨과 함께, 개질층(24)으로부터 c 면을 따라 등방적으로 연장되는 크랙(26)이 형성된다.

그 다음에, 크랙(26)의 폭을 넘지 않는 범위에서 미리 정해진 인덱스량(Li)만큼, 잉곳(2)과 집광점(FP)를 Y축 방향으로 상대적으로 인덱스 이송한다. 그리고, 펄스 레이저 광선(LB)의 조사와 인덱스 이송을 교대로 반복하는 것에 의해, X축 방향으로 연장되는 개질층(24)을 Y축 방향으로 미리 정해진 인덱스량(Li)의 간격을 두고 복수 형성함과 함께, 개질층(24)으로부터 c 면을 따라서 등방적으로 연장되는 크랙(26)을 순차 형성하여서, Y축 방향에 있어서 인접하는 크랙(26)과 크랙(26)이 상하 방향으로 봤을 때 겹치도록 한다. 이에 의해서, 잉곳(2)의 제1 단부면(4)으로부터 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에, 복수의 개질층(24) 및 크랙(26)으로 이루어진, 잉곳(2)으로부터 웨이퍼를 박리하기 위한 강도가 떨어진 박리층(28)을 형성할 수 있다. 또한, 박리층 형성 공정은, 예컨대 이하의 가공 조건으로 실시할 수 있다.

펄스 레이저 광선의 파장: 1064 nm

반복 주파수: 120 kHz

평균 출력: 8.0 W

집광점의 직경: 1 μm

인덱스량 : 250 ~ 400 μm

이송 속도: 934 mm/s

박리층 형성 공정을 실시한 후, 생성해야 할 웨이퍼의 디바이스가 형성되지 않는 영역의 상면에 다음에 생성해야 할 웨이퍼에 데미지를 주지 않는 특성의 레이저 광선의 집광점을 위치시켜서 레이저 광선을 잉곳(2)에 조사하여 제조 이력을 어브레이션 가공으로 형성하는 제조 이력 형성 공정을 실시한다.

제조 이력 형성 공정은, 예컨대 도 6(a)에 일부를 나타내는 레이저 가공 장치(18')를 이용하여 실시할 수 있다. 제조 이력 형성 공정을 실시하기 위한 레이저 가공 장치(18')는, 잉곳(2)을 흡인 유지하는 척 테이블(20')과, 척 테이블(20')에 유지된 잉곳(2)에 펄스 레이저 광선(LB')을 조사하는 집광기(22')를 구비하고 있고, 박리층 형성 공정을 실시할 수 있는 레이저 가공 장치(18)와 거의 같은 구성이지만, 레이저 가공 장치(18)의 펄스 레이저 광선(LB)과는 상이한 펄스 레이저 광선(LB')을 피가공물에 대해서 조사하도록 되어 있다.

도 6을 참조하여 설명을 계속하면, 제조 이력 형성 공정에서는, 우선, 서브 스트레이트(16)를 아래를 향하게 하여 척 테이블(20')의 상면으로 잉곳(2)을 흡인 유지한다. 그 다음에, 레이저 가공 장치(18')의 촬상 유닛(도시하고 있지 않음)으로 잉곳(2)을 촬상하고, 촬상 유닛으로 촬상한 잉곳(2)의 화상에 기초하여 집광기(22')의 위치를 조정한다.

그 다음에, 생성해야 할 웨이퍼의 디바이스가 형성되지 않는 외주 잉여 영역의 상면(본 실시 형태에서는 제1 단부면(4))에, 다음에 생성해야 할 웨이퍼에 데미지를 주지 않는 특성의 펄스 레이저 광선(LB')의 집광점(FP')을 위치시킨다. 그 다음에, 잉곳(2)과 집광점(FP')을 상대적으로 적절하게 이동시키면서 펄스 레이저 광선(LB')을 집광기(22')로부터 잉곳(2)에 조사한다. 이에 의해서, 생성해야 할 웨이퍼의 디바이스가 형성되지 않는 외주 잉여 영역의 상면에 어브레이션 가공을 하고, 바코드의 형태에 의해서 구성될 수 있는 제조 이력(29)을 형성할 수 있다.

제조 이력 형성 공정에 있어서의 펄스 레이저 광선(LB')은, 집광점(FP')을 위치시킨 잉곳(2)의 상면에 있어서 충분히 흡수되도록 파장이나 평균 출력 등이 제어된 레이저 광선이다. 이러한 펄스 레이저 광선(LB')을 이용하는 것에 의해서, 어브레이션 가공에 의해서 잉곳(2)의 상면에 제조 이력(29)을 형성할 수 있는 한편, 잉곳(2)에 있어서의 박리층(28)보다 하방의 부분으로의 누설광이 거의 없어지고, 다음에 생성해야 할 웨이퍼에 데미지를 주지 않는다. 제조 이력 형성 공정에 있어서의 펄스 레이저 광선(LB')으로서는, 예컨대 이하의 특성을 가지는 레이저 광선을 이용할 수 있다.

파장: 355 nm

반복 주파수: 40 kHz

평균 출력: 1.1 W

집광점의 직경: 46 μm

제조 이력 형성 공정에 있어서 형성되는 제조 이력(29)은, 잉곳(2)의 로트 넘버, 잉곳(2)으로부터 생성되는 웨이퍼의 순번, 웨이퍼의 제조 연월일, 웨이퍼의 제조 공장, 웨이퍼의 생성에 기여한 기종 중 어느 하나가 포함된다. 본 실시 형태에서는 제1 오리엔테이션 플랫(12)을 따라서 제조 이력(29)을 형성하고 있지만, 생성해야 할 웨이퍼의 디바이스가 형성되지 않는 영역의 상면이라면, 제2 오리엔테이션 플랫(14)을 따라서 제조 이력(29)을 형성해도 좋고, 혹은 호상(弧狀) 둘레 가장자리를 따라서 제조 이력(29)을 형성해도 좋다. 또한, 제조 이력(29)의 깊이에 대해서는, 잉곳(2)으로부터 박리된 웨이퍼의 표면 및 이면이 연삭 및 연마되어서 웨이퍼가 박화되었을 때에, 제조 이력(29)이 제거되지 않는 깊이(예컨대 200 ~ 300 μm 정도)로 한다.

제조 이력 형성 공정을 실시한 후, 잉곳(2)으로부터 박리층(28)을 기점으로 하여 생성해야 할 웨이퍼를 박리하여 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼 생성 공정을 실시한다. 웨이퍼 생성 공정은, 예컨대 도 7 내지 도 9에 일부를 나타내는 박리 장치(30)를 이용하여 실시할 수 있다. 박리 장치(30)는, 잉곳(2)을 흡인 유지하는 척 테이블(32)과, 척 테이블(32)에 유지된 잉곳(2)의 상면을 유지하여 박리층(28)을 기점으로 하여 잉곳(2)으로부터 웨이퍼를 박리하는 박리 수단(34)을 구비한다.

박리 수단(34)은, 잉곳(2)으로부터 웨이퍼를 박리할 때에 척 테이블(32)과 협동하여 액체를 수용하는 승강 가능한 액조 체(36)를 포함한다. 액조 체(36)에는, 액체 공급 수단(도시하고 있지 않음)에 접속된 액체 공급부(38)가 부설되어 있음과 함께, 에어 실린더(40)가 장착되어 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 에어 실린더(40)의 로드(42)의 하단부에는 초음파 발진 부재(44)가 고정되고, 초음파 발진 부재(44)의 하면에는 흡착편(46)이 고정되어 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 생성 공정에서는, 우선, 서브 스트레이트(16)를 아래를 향하게 하여 척 테이블(32)의 상면으로 잉곳(2)을 흡인 유지한다. 그 다음에, 도 8에 도시된 바와 같이, 액조 체(36)를 하강시키고, 척 테이블(32)의 상면에 액조 체(36)의 하단을 밀착시킨다. 그 다음에, 잉곳(2)의 제1 단부면(4)을 흡착편(46)으로 흡인 유지한다.

그 다음에, 척 테이블(32)의 상면과 액조 체(36)의 내면으로 규정되는 액체 수용 공간(48)에 액체 공급부(38)로부터 액체(50)(예컨대 물)를 공급한다. 그 다음에, 초음파 발진 부재(44)로부터 초음파를 발진하는 것에 의해, 박리층(28)을 자극하여서 크랙(26)을 신장시켜 박리층(28)을 파괴한다. 그 다음에, 흡착편(46)으로 잉곳(2)을 흡인 유지한 상태로 액조 체(36)를 상승시키는 것에 의해, 도 9에 도시된 바와 같이, 박리층(28)을 기점으로 하여, 제조 이력(29)을 가지는 웨이퍼(52)를 잉곳(2)으로부터 박리하여 생성할 수 있다.

웨이퍼 생성 공정을 실시한 후, 잉곳(2)의 단부면(박리면(54))을 평탄화하는 평탄화 공정을 실시한다. 평탄화 공정은, 예컨대 도 10에 일부를 나타내는 연삭 장치(60)를 이용하여 실시할 수 있다. 연삭 장치(60)는, 잉곳(2)을 흡인 유지하는 척 테이블(62)과, 척 테이블(62)에 흡인 유지된 잉곳(2)의 단부면을 연삭하여 평탄화하는 연삭 수단(64)을 구비한다.

상면에 있어서 잉곳(2)을 흡인 유지하는 척 테이블(62)은, 회전 가능하게 구성되어 있다. 연삭 수단(64)은, 상하 방향을 축심으로서 회전 가능하게 구성된 스핀들(66)과, 스핀들(66)의 하단에 고정된 휠 마운트(68)를 포함한다. 휠 마운트(68)의 하면에는 볼트(70)에 의해 환형의 연삭 휠(72)이 고정되어 있다. 연삭 휠(72)의 하면의 외주 가장자리 부에는, 원주 방향으로 간격을 두고 환형으로 배치된 복수의 연삭 지석(74)이 고정되어 있다.

도 10을 참조하여 설명을 계속하면, 평탄화 공정도에서는, 우선, 서브 스트레이트(16)를 아래를 향하게 하여 척 테이블(62)의 상면으로 잉곳(2)을 흡인 유지한다. 그 다음에, 척 테이블(62)을 회전시킴과 함께, 스핀들(66)을 회전시킨다. 그 다음에, 스핀들(66)을 하강시키고, 박리면(54)에 연삭 지석(74)을 접촉시킨 후, 미리 정해진 연삭 이송 속도로 스핀들(66)을 하강시킨다. 이에 의해서, 박리층 형성 공정에 있어서의 펄스 레이저 광선(LB)이나 제조 이력 형성 공정에 있어서의 펄스 레이저 광선(LB')의 입사를 방해하지 않는 정도로, 잉곳(2)의 박리면(54)을 연삭하여서 평탄화할 수 있다. 그리고, 박리층 형성 공정, 제조 이력 형성 공정, 웨이퍼 생성 공정 및 평탄화 공정을 반복하여 실시하는 것에 의해, 제조 이력(29)을 가지는 웨이퍼(52)를 잉곳(2)으로부터 복수 생성한다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 웨이퍼의 생성 방법은, 잉곳(2)의 단부면을 평탄화하는 평탄화 공정과, 평탄화된 단부면으로부터 잉곳(2)에 대해서 투과성을 가지는 파장의 펄스 레이저 광선(LB)의 집광점(FP)을 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시켜서 펄스 레이저 광선(LB)을 잉곳(2)에 조사하여 박리층(28)을 형성하는 박리층 형성 공정과, 생성해야 할 웨이퍼의 디바이스가 형성되지 않는 영역의 상면에 다음에 생성해야 할 웨이퍼에 데미지를 주지 않는 특성의 펄스 레이저 광선(LB')의 집광점(FP')을 위치시켜서 펄스 레이저 광선(LB')을 잉곳(2)에 조사하여 제조 이력(29)을 어브레이션 가공으로 형성하는 제조 이력 형성 공정과, 잉곳(2)으로부터 박리층(28)을 기점으로 하여 생성해야 할 웨이퍼를 박리하여서 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼 생성 공정으로 적어도 구성되어 있으므로, 제조 이력(29)을 형성하는 펄스 레이저 광선(LB')이 잉곳(2)의 상면에 있어서 충분히 흡수되고, 잉곳(2)의 내부로의 누설광이 거의 없기 때문에, 누설광이 잉곳(2)에 데미지를 주는 일이 없고, 다음에 생성해야 할 웨이퍼의 품질을 저하시킨다고 하는 문제가 해소된다.

2: 잉곳
4: 제1 단부면
6: 제2 단부면
8: 둘레면
10: 수직선
24: 개질층
26: 크랙
28: 박리층
29: 제조 이력
52: 웨이퍼
α: 오프각
A: 오프각이 형성되는 방향

Claims

반도체 잉곳으로부터 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼의 생성 방법으로서,
반도체 잉곳의 단부면을 평탄화하는 평탄화 공정과,
평탄화된 단부면으로부터 반도체 잉곳에 대해서 투과성을 가지는 파장의 레이저 광선의 집광점을 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시켜서 레이저 광선을 반도체 잉곳에 조사하여 박리층을 형성하는 박리층 형성 공정과,
생성해야 할 웨이퍼의 디바이스가 형성되지 않는 영역의 상면에 다음에 생성해야 할 웨이퍼에 데미지를 주지 않는 특성의 레이저 광선의 집광점을 위치시켜서 레이저 광선을 반도체 잉곳에 조사하여 제조 이력을 어브레이션 가공으로 형성하는 제조 이력 형성 공정과,
반도체 잉곳으로부터 박리층을 기점으로 하여 생성해야 할 웨이퍼를 박리하여서 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼 생성 공정
을 포함하는 웨이퍼의 생성 방법.
제1항에 있어서, 상기 제조 이력 형성 공정에서 형성하는 제조 이력은, 반도체 잉곳의 로트 넘버, 생성되는 웨이퍼의 순번, 제조 연월일, 제조 공장, 생성에 기여한 기종 중 어느 하나를 포함하는 것인, 웨이퍼의 생성 방법.
제1항에 있어서, 반도체 잉곳은, 제1 단부면과, 상기 제1 단부면과 반대 측의 제2 단부면과, 상기 제1 단부면으로부터 상기 제2 단부면에 이르는 c 축과, 상기 c 축에 직교하는 c 면을 가지는 단결정 SiC 잉곳이고, 상기 제1 단부면의 수직선에 대해서 상기 c 축이 기울어져 상기 c 면과 상기 제1 단부면으로 오프각이 형성되어 있고,
상기 박리층 형성 공정에 있어서,
상기 단결정 SiC 잉곳에 대해서 투과성을 가지는 파장의 펄스 레이저 광선의 집광점을 상기 제1 단부면으로부터 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시킴과 함께 상기 오프각이 형성되는 방향과 직교하는 방향으로 상기 단결정 SiC 잉곳과 상기 집광점을 상대적으로 이동하여서 SiC 가 Si 와 C 로 분리되어 다음에 조사되는 펄스 레이저 광선이 전에 형성된 C 에 흡수되어서 연쇄적으로 SiC 가 Si 와 C 로 분리되어서 형성되는 직선형의 개질층 및 그 개질층으로부터 상기 c 면을 따라서 신장하는 크랙을 형성하고, 상기 오프각이 형성되는 방향으로 상기 단결정 SiC 잉곳과 상기 집광점을 상대적으로 이동하여서 미리 정해진 양만큼 인덱스하여서 박리층을 형성하는 것인, 웨이퍼의 생성 방법.