TW201641206A - 薄板的分離方法 - Google Patents

薄板的分離方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201641206A
TW201641206A TW105105705A TW105105705A TW201641206A TW 201641206 A TW201641206 A TW 201641206A TW 105105705 A TW105105705 A TW 105105705A TW 105105705 A TW105105705 A TW 105105705A TW 201641206 A TW201641206 A TW 201641206A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
thin plate
sic substrate
separating
starting point
forming step
Prior art date
Application number
TW105105705A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI663015B (zh
Inventor
Kazuya Hirata
Original Assignee
Disco Corp
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 Disco Corp filed Critical Disco Corp
Publication of TW201641206A publication Critical patent/TW201641206A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI663015B publication Critical patent/TWI663015B/zh

Links

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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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
    • 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
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/7806—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices involving the separation of the active layers from a substrate
    • H01L21/7813—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices involving the separation of the active layers from a substrate leaving a reusable substrate, e.g. epitaxial lift off
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/20—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B7/22—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B7/228—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain for grinding thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
    • B26F3/002—Precutting and tensioning or breaking
    • 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
    • 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
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/04—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their crystalline structure, e.g. polycrystalline, cubic or particular orientation of crystalline planes
    • H01L29/045—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their crystalline structure, e.g. polycrystalline, cubic or particular orientation of crystalline planes by their particular orientation of crystalline planes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1608—Silicon carbide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L29/2003—Nitride compounds

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)

Abstract

本發明之課題是提供一種有效率地將在SiC基板之上表面藉由晶膜生長所積層之薄板從SiC基板分離之薄板的分離方法。解決手段是一種薄板的分離方法，是將具有第一面及與該第一面為相反側的第二面、從該第一面到該第二面之c軸、及與該c軸正交之c面的SiC基板之在該第一面藉由晶膜生長所積層之薄板從SiC基板分離，並包含：分離起點形成步驟，將對於SiC基板具有穿透性之波長的雷射光束之聚光點從該第二面定位至SiC基板之該第一面附近，並且將該聚光點與SiC基板相對地移動來將該雷射光束照射在該第二面，並形成與該第一面平行之改質層及由該改質層沿c面伸長之裂隙而形成分離起點；及分離步驟，實施該分離起點形成步驟後，賦予外力以由該分離起點將該薄板從SiC基板分離。

Description

薄板的分離方法 發明領域
本發明是有關於一種薄板的分離方法，其是將SiC基板上透過晶膜生長所積層之薄板(薄膜)從SiC基板分離。
發明背景
IC、LSI等之各種元件，在以矽等為素材之晶圓的表面積層機能層，並形成於藉由複數條分割預定線在此機能層所區劃出的區域中。並且，藉由切削裝置、雷射加工裝置等之加工裝置對晶圓之分割預定線施行加工，而將晶圓分割為一個個的元件晶片，且所分割之元件晶片被廣泛地利用於行動電話、個人電腦等之各種電子機器中。
形成有元件之晶圓，一般是將晶錠以線鋸切片而生成，並且研磨被切片之晶圓的表面、背面而加工成為鏡面(參照例如日本專利特開2000-94221號公報)。
又，功率元件、LED、LD等之光元件，是在以SiC、GaN等之六方晶體單晶為素材之晶圓表面積層機能層而形成的，並有將晶錠切片以形成晶圓之方法、與在SiC基板之上表面透過晶膜生長積層SiC薄板(薄膜)、GaN薄板(薄 膜)，之後再從SiC基板將薄板分離而形成高純度之晶圓的方法。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2000-94221號公報
發明概要
然而，要從SiC基板將薄板分離時，需要將SiC基板以線鋸切斷，並對殘存於薄板之背面的SiC基板之一部分進行研磨而生成僅由薄板所構成之晶圓。因此，導致SiC基板之大部分變得被捨棄，而有無法進行SiC基板之再利用之不符經濟效益的問題。
本發明是有鑑於此類的問題點而作成之發明，其目的在於提供一種有效率地將在SiC基板之上表面透過晶膜生長所積層的薄板從SiC基板分離之薄板的分離方法。
依據本發明所提供的一種薄板的分離方法，是將具有第一面及與該第一面為相反側的第二面、從該第一面到該第二面之c軸、以及與該c軸正交之c面的SiC基板之在該第一面藉由晶膜生長所積層之薄板從SiC基板分離，該薄板的分離方法之特徵在於具備：分離起點形成步驟，將對於SiC基板具有穿透性之波長的雷射光束之聚光點從該第二面定位至SiC基板之該第一 面附近，且將該聚光點與SiC基板相對地移動來將該雷射光束照射在該第二面，並形成與該第一面平行之改質層及從該改質層沿c面伸長之裂隙而形成分離起點；及分離步驟，實施該分離起點形成步驟後，賦予外力以由該分離起點將該薄板從SiC基板分離，且該分離起點形成步驟包含：改質層形成步驟，該c軸相對於該第二面之垂直線傾斜偏角角度，並在與於該第二面及該c面之間形成偏角之第二方向正交的第一方向上移動雷射光束的聚光點以形成在第一方向上延伸之直線狀的改質層；及分度步驟，在該第二方向上將該聚光點相對地移動而分度預定量。
較理想的是，在該分離起點形成步驟中，該聚光點是定位於該薄板側，且當實施該分離步驟時，該薄板之一部分會殘存於SiC基板側。
又或，在該分離起點形成步驟中，將該聚光點定位於SiC基板側，且當實施該分離步驟時，SiC基板之一部分會殘存於該薄板側。
依據本發明之薄板的分離方法，因為使形成直線狀之改質層形成於c面上，並且使裂隙在改質層之兩側沿c面傳播，因此可以藉由裂隙連結改質層與相鄰之改質層而形成分離起點，並輕易地從分離起點分離薄板，且可以再利用已將薄板分離之SiC基板，而具有經濟效益。
2‧‧‧雷射加工裝置
4‧‧‧靜止基台
6‧‧‧第一滑塊
8、18‧‧‧滾珠螺桿
10、20‧‧‧脈衝馬達
11‧‧‧SiC基板
11a‧‧‧第一面(表面)
11b‧‧‧第二面(背面)
11c‧‧‧殘存部分
12‧‧‧加工進給機構
13‧‧‧第一定向平面
14‧‧‧滑軌
15‧‧‧第二定向平面
16‧‧‧第二滑塊
17‧‧‧第一面之垂直線
19‧‧‧c軸
19a‧‧‧交點
21‧‧‧c面
22‧‧‧分度進給機構
23‧‧‧改質層
24‧‧‧導軌
25‧‧‧裂隙
26‧‧‧支撐台
27‧‧‧薄板(薄膜)
28、52‧‧‧柱部
30‧‧‧雷射光束照射單元
32‧‧‧殼體
34‧‧‧雷射光束產生單元
36‧‧‧聚光器(雷射頭)
38‧‧‧攝像單元
40‧‧‧雷射振盪器
42‧‧‧重複頻率設定手段
44‧‧‧脈衝寬度調整手段
46‧‧‧功率調整手段
48‧‧‧鏡子
50‧‧‧聚光透鏡
53‧‧‧開口
54‧‧‧按壓機構
56‧‧‧頭部
58‧‧‧按壓構件
60‧‧‧工作夾台
60a‧‧‧保持面
62‧‧‧磨削單元
64‧‧‧主軸
66‧‧‧輪座
67‧‧‧螺絲
68‧‧‧磨削輪
70‧‧‧輪基台
72‧‧‧磨削磨石
α‧‧‧偏角
A、b、R‧‧‧箭頭方向
W1‧‧‧裂隙之寬度
W2‧‧‧應分度移動之預定量(分度量)
X、Y、Y1、Z‧‧‧方向
圖1是適用於實施本發明之薄板的分離方法之雷射加工裝置的立體圖。
圖2是雷射光束產生單元的方塊圖。
圖3(A)是SiC基板之立體圖、圖3(B)是其正面圖。
圖4(A)是Si基板之正面圖、圖4(B)是於上表面具有藉由晶膜生長所積層之薄板的SiC基板之示意正面圖。
圖5是說明分離起點形成步驟之立體圖。
圖6是SiC基板之平面圖。
圖7是說明改質層形成步驟之示意剖面圖。
圖8是說明改質層形成步驟之示意平面圖。
圖9(A)、(B)是說明薄板分離步驟之立體圖。
圖10是所分離之薄板的立體圖。
圖11是顯示以磨削裝置之工作夾台隔著基材保持薄板之情形的立體圖。
圖12是顯示磨削步驟的立體圖。
用以實施發明之形態
以下，參照圖式詳細說明本發明的實施形態。參照圖1，所示為適用於實施本發明之薄板的分離方法之雷射加工裝置2的立體圖。雷射加工裝置2包含有以可在X軸方向上移動之形式搭載於靜止基台4上的第一滑塊6。
第一滑塊6藉由以滾珠螺桿8及脈衝馬達10所構成之加工進給機構12而沿著一對導軌14在加工進給方向 (亦即X軸方向)上移動。
第二滑塊16可在Y軸方向上移動地搭載於第一滑塊6上。亦即，第二滑塊16藉由以滾珠螺桿18及脈衝馬達20所構成之分度進給機構22而沿著一對導軌24在分度進給方向(亦即Y軸方向)上移動。
第二滑塊16上搭載有支撐台26。支撐台26藉由加工進給機構12及分度進給機構22而可在X軸方向及Y軸方向上移動，並且藉由收容於第二滑塊16中的馬達而旋轉。
靜止基台4上豎立設置有柱部28，並且雷射光束照射機構(雷射光束照射手段)30安裝於此柱部28。雷射光束照射機構30是由收容於罩殼32中之圖2所示的雷射光束產生單元34、及安裝於罩殼32前端的聚光器(雷射頭)36所構成。罩殼32之前端安裝有與聚光器36在X軸方向上成行且具有顯微鏡及相機之攝像單元38。
雷射光束產生單元34是如圖2所示，包含有振盪產生YAG雷射或YVO4雷射之雷射振盪器40、重複頻率設定手段42、脈衝寬度調整手段44、及功率調整手段46。雖然並無特別圖示，但雷射振盪器40具有布如士特窗(brewster window)，且由雷射振盪器40出射之雷射光束為直線偏光的雷射光束。
藉由雷射光束產生單元34之功率調整手段46調整成預定功率之脈衝雷射光束，藉由聚光器36之鏡子48而被反射，進而再藉由聚光透鏡50將聚光點定位至已固定於支撐台26之被加工物(即SiC基板11)之內部來進行照射。
參照圖3(A)，所示為加工對象物之SiC基板11的立體圖。圖3(B)是圖3(A)所示之SiC基板11的正面圖。SiC基板11具有第一面(表面)11a及與第一面11a為相反側之第二面(背面)11b。SiC基板11之表面11a及背面11b是研磨成鏡面。
SiC基板11具有第一定向平面13及與第一定向平面13正交之第二定向平面15。第一定向平面13的長度形成為較第二定向平面15的長度長。
SiC基板11具有相對於表面11a之垂直線17在第二定向平面15方向上傾斜偏角α之c軸19、及與c軸19正交的c面21。c面21是相對於SiC基板11之表面11a而傾斜偏角α。一般來說，在SiC基板11中，與較短之第二定向平面15的伸長方向正交之方向為c軸的傾斜方向。
c面21是在SiC基板11中，在SiC基板11之分子層級上設定成無數個。本實施形態中，是將偏角α設定為4°。然而，偏角α並非受限於4°，可以在例如1°~6°之範圍內自由設定而製造SiC基板11。
再次參照圖1，靜止基台4的左側固定有柱部52，在此柱部52上是透過形成於柱部52之開口53而將按壓機構54搭載成可在上下方向上移動。
參照圖4(A)，所示為SiC基板11之正面圖。SiC基板11具有例如約300μm~約1000μm之厚度且將表面11a及背面11b加工成鏡面。
如圖4(B)所示，在SiC基板11之表面11a上藉由晶 膜生長而積層有Si薄板(薄膜)或GaN薄板(薄膜)等之薄板(薄膜)27。薄膜27之厚度是例如大約200μm。
在此，所謂的晶膜生長是一種薄膜結晶成長技術，是在作為基板之結晶之上進行結晶成長，而在基底之基板的結晶面上整齊排列之成長方法。基板與薄膜為相同物質的情況稱為同質磊晶(homo-epitaxial)，為相異物質的情況稱為異質磊晶(heteroepitaxial)。
作為結晶成長方法，可採用分子束磊晶法、有機金屬氣相磊晶法、液相磊晶法之任一種。要引發晶膜生長，必須選擇使基板與使其在基板上成長之薄膜為晶格常數幾乎相等之結晶，且必須是取決於溫度之膨脹係數相近之結晶。SiC基板11上透過晶膜生長所積層之薄板27的c軸及c面是與SiC基板11的c軸及c面之方向一致。
在本實施形態之薄板的分離方法中，如圖5所示，是以使SiC基板11之第二定向平面15於X軸方向上排齊的方式，將積層於SiC基板上之薄板27設成朝下而以例如蠟或接著劑固定在支撐台26上。
亦即，如圖6所示，使與形成偏角α之方向Y1正交之方向，換言之，與c軸19相對於SiC基板11之背面11b的垂直線17之與背面11b的交點19a存在的方向正交的方向-亦即箭頭A方向，對齊X軸以將SiC基板11固定於支撐台26。
藉此，雷射光束可沿著與形成有偏角α之方向正交的方向A掃描。換言之，與形成有偏角α之方向Y1正交 的A方向成為支撐台26的加工進給方向。
在本發明之薄板的分離方法中，將從聚光器36出射之雷射光束的掃描方向，作為與SiC基板11之形成有偏角α的方向Y1正交的箭頭A方向是很重要的。
亦即，本發明之薄板的分離方法的特徵在於發現了如下之點：藉由將雷射光束之掃描方向設定成如上述之方向，從形成於SiC基板11之內部的改質層所傳播之裂隙會沿c面21伸長地非常長。
在本實施形態之薄板的分離方法中，首先，實施分離起點形成步驟，前述分離起點形成步驟是將對於已固定在支撐台26之SiC基板11具有穿透性之波長(例如1064nm之波長)的雷射光束之聚光點定位在SiC基板11之第一面(表面)11a的附近，並且相對地移動聚光點與SiC基板11而將雷射光束照射在SiC基板11之背面11b，並形成與背面11b平行之改質層23及從改質層23沿c面21傳播之裂隙25來作為分離起點。
在此分離起點形成步驟之第一實施形態中，如圖7所示，是將雷射光束之聚光點定位在基板11側，而在表面11a附近形成改質層23及從改質層23沿c面21傳播之裂隙25來作為分離起點。
在分離起點形成步驟之第二實施形態中，是將雷射光束之聚光點定位在薄板27側，而在薄板27內形成改質層23及從改質層23沿c面21傳播之裂隙25來作為分離起點。
此分離起點形成步驟包含有改質層形成步驟及分度步驟，該改質層形成步驟是c軸19相對於背面11b之垂直線17傾斜偏角α角度，並在與於c面21及背面11b形成偏角α之方向正交的方向上，亦即與圖6之箭頭Y1方向正交之方向(即A方向)上，將雷射光束之聚光點相對地移動，以在SiC基板11之內部形成改質層23及從改質層23沿c面21傳播之裂隙25；該分度步驟是如圖8所示，在形成有偏角之方向(亦即在Y軸方向)上將聚光點相對地移動而分度移動預定量。
如圖7及圖8所示，當將改質層23在X軸方向上形成為直線狀時，裂隙25即由改質層23的兩側沿c面21傳播而被形成。在本實施形態之薄板的分離方法中，包含分度量設定步驟，其為測量從直線狀之改質層23朝c面方向傳播而形成之裂隙25的寬度，且設定聚光點之分度量。
在分度量設定步驟中，如圖7所示，當將由直線狀之改質層23朝c面方向傳播而形成於改質層23之單側的裂隙25的寬度設為W1時，應分度移動之預定量W2是設定為W1以上且2W1以下。
在此，將理想之實施形態的分離起點形成步驟之雷射加工方法設定如下。
光源：Nd：YAG脈衝雷射
波長：1064nm
重複頻率：80kHz
平均輸出：3.2W
脈衝寬度：4ns
光點點徑：10μm
聚光透鏡之數值孔徑(NA)：0.45
分度量：400μm
在上述之雷射加工條件中，圖7中，將由改質層23沿著c面傳播之裂隙25的寬度W1設定為大約250μm，且將分度量W2設定為400μm。
然而，雷射光束之平均輸出並不受限於3.2W，在本實施形態之加工方法中，將平均輸出設定於2W~4.5W而得到了良好的結果。在平均輸出2W時，裂隙25之寬度W1成為大約100μm，在平均輸出4.5W時，裂隙25之寬度W1則成為大約350μm。
在平均輸出小於2W及較4.5W大時，由於無法在SiC基板11之內部形成良好的改質層23，所以照射之雷射光束的平均輸出以在2W~4.5W的範圍內為較理想，在本實施形態中是將平均輸出3.2W之雷射光束照射於SiC基板11。
在Y軸方向上分度進給預定量，並且在SiC基板11之全區域的表面11a附近的位置上複數個改質層23及由改質層23沿c面21延伸之裂隙25的形成結束後，就可以實施賦予外力而從由改質層23及裂隙25所構成之分離起點將薄板27從SiC基板11分離的分離步驟。
此晶圓分離步驟是藉由例如像是圖9所示之按壓機構54而實施。按壓機構54包含有：藉由內置於柱部52內之移動機構而在上下方向上移動的頭部56；及相對於頭部56， 如圖9(B)所示地朝箭頭R方向旋轉之按壓構件58。
如圖9(A)所示，將按壓機構54定位於固定在支撐台26之SiC基板11的上方，並如圖9(B)所示，將頭部56降下直至按壓構件58壓接到積層於SiC基板11之薄板27為止。
在按壓構件58壓接到薄板27的狀態下，當將按壓構件58往箭頭R方向旋轉時，於SiC基板11會產生扭轉應力，並且可以使薄板27從形成有改質層23及裂隙25之分離起點斷裂，而將圖10所示之薄板27從SiC基板11分離。
當將薄板27從SiC基板11分離時，會使SiC基板11之一部分殘存於薄板27之背面。因此，在本實施形態之薄板的分離方法中，在分離步驟實施後，會實施將殘存於薄板27之背面的SiC基板之一部分磨削去除的磨削步驟。
在此磨削步驟中，如圖11所示，實施將薄板27藉由蠟或接著劑等固定於基材(substrate)29上，並以磨削裝置之工作夾台60的保持面60a隔著基材29吸引保持薄板27之保持步驟。
像這樣以工作夾台60隔著基材29保持薄板27，並且如圖12所示，實施以磨削單元62將殘存於薄板27之SiC基板11的一部分11c磨削去除之磨削步驟。
在圖12中，於已固定於磨削單元62之主軸64的前端之輪座66上，是藉由複數個螺絲67而以可裝卸之形式裝設有磨削輪68。磨削輪68是將複數個磨削磨石72於輪基台70之自由端部(下端部)固接成環狀而構成。
在磨削步驟中，是在使工作夾台60朝箭頭a所示 之方向以例如300rpm旋轉時，使磨削輪68朝箭頭b所示之方向以例如6000rpm旋轉，並且驅動圖未示之磨削單元進給機構而使磨削輪68之磨削磨石72接觸殘存於薄板27之背面的SiC基板11之一部分11c。
並且，一面以預定之磨削進給速度(例如0.1μm/s)將磨削輪68磨削進給，一面將殘存於薄板27之背面的SiC基板11之一部分11c磨削去除。藉此，便能夠得到透過晶膜生長所形成之高純度的SiC晶圓。
在分離起點形成步驟之第二實施形態中，將聚光點定位於薄板27側的情況下，會在分離步驟中，使薄板27之一部分殘存於SiC基板11之表面11a側。
從而，在這種情況下，是在磨削步驟中，將殘存於SiC基板11之薄板27的一部分磨削去除。在第二實施形態的情況下，由於能夠維持SiC基板11之原本的厚度，所以具有可以無數次再利用之優點。
即便在採用第一實施形態之分離起點形成步驟的情況下，雖然SiC基板11會因為磨削步驟而慢慢地被薄化，且雖然有所限制但仍然能夠將Sic基板11再利用複數次。
11‧‧‧SiC基板
11a‧‧‧第一面(表面)
11b‧‧‧第二面(背面)
23‧‧‧改質層
25‧‧‧裂隙
27‧‧‧薄板(薄膜)
W1‧‧‧裂隙之寬度
W2‧‧‧應分度移動之預定量(分度量)
X、Y、Z‧‧‧方向

Claims (5)

  1. 一種薄板的分離方法，是將具有第一面及與該第一面為相反側之第二面、從該第一面到該第二面之c軸、以及與該c軸正交之c面的SiC基板之在該第一面藉由晶膜生長所積層之薄板從SiC基板分離，該薄板的分離方法之特徵在於具備：分離起點形成步驟，將對於SiC基板具有穿透性之波長的雷射光束之聚光點從該第二面定位至SiC基板之該第一面附近，且將該聚光點與SiC基板相對地移動來將該雷射光束照射在該第二面，並形成與該第一面平行之改質層及從該改質層沿c面伸長之裂隙而形成分離起點；及分離步驟，實施該分離起點形成步驟後，賦予外力以由該分離起點將該薄板從SiC基板分離，且該分離起點形成步驟包含：改質層形成步驟，該c軸相對於該第二面之垂直線傾斜偏角角度，並在與於該第二面及該c面之間形成偏角的第二方向正交之第一方向上移動雷射光束的聚光點以形成在第一方向上延伸之直線狀的改質層；及分度步驟，在該第二方向上將該聚光點相對地移動而分度預定量。
  2. 如請求項1之薄板的分離方法，其中，在該分離起點形成步驟中，該聚光點是定位於該薄板側，且當實施該分 離步驟時，該薄板之一部分會殘存於SiC基板側。
  3. 如請求項1之薄板的分離方法，其中，在該分離起點形成步驟中，該聚光點是定位於SiC基板側，且當實施該分離步驟時，SiC基板之一部分會殘存於該薄板側。
  4. 如請求項2之薄板的分離方法，其還具備有磨削步驟，該磨削步驟是在實施該分離步驟後，將殘存於SiC基板之該薄板的一部分磨削去除。
  5. 如請求項3之薄板的分離方法，其還具備有磨削步驟，該磨削步驟是在實施該分離步驟後，將殘存於該薄板之背面的SiC基板之一部分磨削去除。
TW105105705A 2015-04-15 2016-02-25 薄板的分離方法 TWI663015B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015083642A JP6456228B2 (ja) 2015-04-15 2015-04-15 薄板の分離方法
JP2015-083642 2015-04-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201641206A true TW201641206A (zh) 2016-12-01
TWI663015B TWI663015B (zh) 2019-06-21

Family

ID=57043702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105105705A TWI663015B (zh) 2015-04-15 2016-02-25 薄板的分離方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9941130B2 (zh)
JP (1) JP6456228B2 (zh)
KR (1) KR102309388B1 (zh)
CN (1) CN106057737B (zh)
DE (1) DE102016205917A1 (zh)
MY (1) MY177241A (zh)
SG (1) SG10201602313YA (zh)
TW (1) TWI663015B (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6429715B2 (ja) * 2015-04-06 2018-11-28 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
JP6781639B2 (ja) * 2017-01-31 2020-11-04 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP6935224B2 (ja) * 2017-04-25 2021-09-15 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP7256120B2 (ja) 2017-06-19 2023-04-11 ローム株式会社 半導体装置の製造方法およびウエハ貼着構造体
JP6896344B2 (ja) * 2017-09-22 2021-06-30 株式会社ディスコ チップの製造方法
US10388526B1 (en) 2018-04-20 2019-08-20 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor wafer thinning systems and related methods
US10896815B2 (en) 2018-05-22 2021-01-19 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor substrate singulation systems and related methods
US11121035B2 (en) 2018-05-22 2021-09-14 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor substrate processing methods
US20190363018A1 (en) 2018-05-24 2019-11-28 Semiconductor Components Industries, Llc Die cleaning systems and related methods
US10468304B1 (en) 2018-05-31 2019-11-05 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor substrate production systems and related methods
US11830771B2 (en) 2018-05-31 2023-11-28 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor substrate production systems and related methods
US10940611B2 (en) 2018-07-26 2021-03-09 Halo Industries, Inc. Incident radiation induced subsurface damage for controlled crack propagation in material cleavage
JP7235456B2 (ja) * 2018-08-14 2023-03-08 株式会社ディスコ 半導体基板の加工方法
US10562130B1 (en) 2018-12-29 2020-02-18 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US10576585B1 (en) 2018-12-29 2020-03-03 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US11024501B2 (en) 2018-12-29 2021-06-01 Cree, Inc. Carrier-assisted method for parting crystalline material along laser damage region
US10611052B1 (en) 2019-05-17 2020-04-07 Cree, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2716303B1 (fr) * 1994-02-11 1996-04-05 Franck Delorme Laser à réflecteurs de Bragg distribués, accordable en longueur d'onde, à réseaux de diffraction virtuels activés sélectivement.
JP2000094211A (ja) 1998-09-22 2000-04-04 Honda Motor Co Ltd フライスカッタ
JP2000094221A (ja) 1998-09-24 2000-04-04 Toyo Advanced Technologies Co Ltd 放電式ワイヤソー
JP2005268752A (ja) * 2004-02-19 2005-09-29 Canon Inc レーザ割断方法、被割断部材および半導体素子チップ
JP4749799B2 (ja) * 2005-08-12 2011-08-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
US8728234B2 (en) 2008-06-04 2014-05-20 Sixpoint Materials, Inc. Methods for producing improved crystallinity group III-nitride crystals from initial group III-nitride seed by ammonothermal growth
KR101333518B1 (ko) * 2007-04-05 2013-11-28 참엔지니어링(주) 레이저 가공 방법 및 절단 방법 및 다층 기판을 가지는 구조체의 분할 방법
JP2009135448A (ja) * 2007-11-01 2009-06-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体基板の作製方法及び半導体装置の作製方法
JP2011040564A (ja) * 2009-08-11 2011-02-24 Toshiba Corp 半導体素子の製造方法および製造装置
JP2011077102A (ja) 2009-09-29 2011-04-14 Toyoda Gosei Co Ltd ウエハ、ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子、及びそれらの製造方法
JP2011077325A (ja) 2009-09-30 2011-04-14 Sumitomo Electric Ind Ltd Ｉｉｉ族窒化物半導体基板の製造方法
JP5558128B2 (ja) * 2010-02-05 2014-07-23 株式会社ディスコ 光デバイスウエーハの加工方法
JP2011165766A (ja) * 2010-02-05 2011-08-25 Disco Abrasive Syst Ltd 光デバイスウエーハの加工方法
JP5480169B2 (ja) * 2011-01-13 2014-04-23 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
CN103380482B (zh) * 2011-02-10 2016-05-25 信越聚合物株式会社 单结晶基板制造方法及内部改质层形成单结晶部件
JP5904720B2 (ja) * 2011-05-12 2016-04-20 株式会社ディスコ ウエーハの分割方法
JP2012238746A (ja) * 2011-05-12 2012-12-06 Disco Abrasive Syst Ltd 光デバイスウエーハの分割方法
JP5917862B2 (ja) * 2011-08-30 2016-05-18 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
US9214353B2 (en) * 2012-02-26 2015-12-15 Solexel, Inc. Systems and methods for laser splitting and device layer transfer
KR20140011071A (ko) * 2012-07-17 2014-01-28 서울바이오시스 주식회사 질화물 반도체층과 성장 기판 분리 방법
JP6180223B2 (ja) 2013-08-06 2017-08-16 株式会社ディスコ ウェーハの製造方法
JP6358941B2 (ja) * 2014-12-04 2018-07-18 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6395633B2 (ja) * 2015-02-09 2018-09-26 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6425606B2 (ja) * 2015-04-06 2018-11-21 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
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
JP6472333B2 (ja) * 2015-06-02 2019-02-20 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6482423B2 (ja) * 2015-07-16 2019-03-13 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016205917A1 (de) 2016-10-20
KR102309388B1 (ko) 2021-10-05
KR20160123224A (ko) 2016-10-25
US20160307763A1 (en) 2016-10-20
TWI663015B (zh) 2019-06-21
CN106057737B (zh) 2021-06-29
JP6456228B2 (ja) 2019-01-23
SG10201602313YA (en) 2016-11-29
US9941130B2 (en) 2018-04-10
JP2016207702A (ja) 2016-12-08
CN106057737A (zh) 2016-10-26
MY177241A (en) 2020-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI663015B (zh) 薄板的分離方法
TWI706454B (zh) 碳化矽（ＳｉＣ）基板的分離方法
TWI728980B (zh) 晶圓之薄化方法
TWI683737B (zh) 晶圓的生成方法
KR102439404B1 (ko) 웨이퍼의 생성 방법
TWI694511B (zh) 晶圓的加工方法
KR102361278B1 (ko) 웨이퍼의 생성 방법
TWI687560B (zh) 晶圓的生成方法
TWI723087B (zh) ＳｉＣ晶圓的生成方法
KR102361279B1 (ko) 웨이퍼의 생성 방법
TWI684216B (zh) 晶圓的加工方法
CN107262945B (zh) 晶片的生成方法
KR102341602B1 (ko) 웨이퍼의 생성 방법
KR102341591B1 (ko) 웨이퍼의 생성 방법
KR102341604B1 (ko) 웨이퍼의 생성 방법
KR102459564B1 (ko) 웨이퍼의 생성 방법
KR102361277B1 (ko) 웨이퍼의 생성 방법
TWI699463B (zh) 晶圓的生成方法
KR102341597B1 (ko) 웨이퍼의 생성 방법
KR102341594B1 (ko) 웨이퍼의 생성 방법
JP6355540B2 (ja) ウエーハの生成方法
US10946482B2 (en) Laser processing apparatus