TW201839843A - SiC晶圓之生成方法 - Google Patents

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Abstract

[課題]提供種一種晶圓之生成方法，可以由單晶SiC晶棒更經濟地生成晶圓。[解決手段]一種晶圓之生成方法，包含：剝離層形成步驟，將對晶棒2具有穿透性的波長的脈衝雷射光線LB的聚光點FP，定位在相當於應由晶棒2的平坦表面生成的SiC晶圓的厚度之深度處，並且向晶棒2照射脈衝雷射光線LB而形成剝離層26；晶圓剝離步驟，將剝離層26作為起點，從晶棒2剝離應生成的SiC晶圓40；以及平坦表面整形步驟，對剝離了SiC晶圓40的晶棒2的上表面42進行研削以去除凹凸，整形成平坦表面。平坦表面整形步驟包含：第一研削步驟，粗研削晶棒2的上表面42，殘留且不完整地去除凹凸；以及第二研削步驟，將晶棒2的上表面42進行拋光研削以去除殘留的凹凸，而拋光成平坦表面。

Description

SiC晶圓之生成方法
本發明涉及一種SiC晶圓之生成方法，由單晶SiC晶棒生成SiC晶圓。
IC、LSI、LED等的元件是透過在以Si（矽）或Al２ O３ （藍寶石）等作為材料的晶圓的正面上層積功能層且由分割預定線劃分而形成。然後，功率元件、LED等是透過在以單晶SiC（碳化矽）作為材料的晶圓的正面上層積功能層且由分割預定線劃分而形成。形成元件的晶圓是透過切割裝置、雷射加工裝置在分割預定線上進行加工而分割成一個個元件晶片，被分割的每個元件晶片被利用在行動電話、個人電腦等電子機器中。
形成元件的晶圓通常是透過使用線鋸薄薄地切割圓柱形狀的晶棒而生成。被切割的晶圓的正面和背面是透過研磨而鏡面拋光（例如參照專利文獻1）。然而，當使用線鋸切割將晶棒切割，對切割的晶圓的正面以及背面進行研磨時，由於晶棒的大部分（70~80%）會被丟棄，而有浪費的問題。特別是在單晶SiC晶棒中，由於硬度高、難以用線鋸切割而需要相當長的時間，因此生產率差、生成晶棒的高單價且有效率地生成晶圓是共同的課題。
考慮到上述情況，有人提出將對單晶SiC具有穿透性的波長的雷射光線的聚光點，定位在單晶SiC晶棒的內部且向單晶SiC晶棒照射雷射光線，在切割預定正面形成改質層，並且沿著形成改質層的切割預定正面從單晶SiC晶棒剝離SiC晶圓的技術（例如參照專利文獻2）。 [習知技術文獻]
[專利文獻1]日本特開2000-94221號公報 　　[專利文獻2]日本特開2013-49161號公報
[發明所欲解決的課題] 但是，當從晶棒剝離晶圓時，晶棒的剝離面變得凹凸，為了生成下一個晶圓，使雷射光線的聚光點定位在適當的位置上，超過凹凸的高度而研削剝離面且拋光成平坦表面，進而產生浪費的新問題。
因此，本發明的目的是提供一種SiC晶圓之生成方法，可以由單晶SiC晶棒更經濟地生成SiC晶圓。
[解決課題的技術手段] 根據本發明，提供一種SiC晶圓之生成方法，由單晶SiC晶棒生成SiC晶圓，具備：剝離層形成步驟，將對單晶SiC 晶棒具有穿透性的波長的脈衝雷射光線的聚光點，定位在相當於應由單晶SiC晶棒的平坦表面生成的SiC晶圓的厚度之深度處，並且向單晶SiC晶棒照射脈衝雷射光線而形成剝離層；晶圓剝離步驟，將該剝離層作為起點，從單晶SiC晶棒剝離應生成的SiC晶圓；以及平坦表面整形步驟，對剝離了SiC晶圓的單晶SiC晶棒的上表面進行研削以去除凹凸，整形成平坦表面；其中，該平坦表面整形步驟包含：第一研削步驟，粗研削單晶SiC晶棒的上表面，殘留且不完整地去除凹凸；以及第二研削步驟，實施第一研削步驟後，將單晶SiC晶棒的上表面進行拋光研削以去除殘留的凹凸，而拋光成平坦表面。
較佳地，在該第一研削步驟中所使用的研削磨石是由#1000~2000的金剛石磨粒構成，在該第二研削步驟中所使用的研削磨石是由#7000~8000的金剛石磨粒構成。較佳地，在該第一研削步驟中，研削單晶SiC晶棒的上表面的凹凸的70%至90%；在該第二的研削步驟中，研削單晶SiC晶棒的上表面的凹凸的10%至30%，以拋光成平坦表面。 　較佳地，單晶SiC晶棒具有：第一面，為平坦表面；第二面，與該第一面為相對側；c軸，從該第一面至該第二面相對於該第一面的垂直線傾斜；以及c面，正交於該c軸；其中，該c面與該第一面形成偏角，在該剝離層形成步驟中，將對單晶SiC晶棒具有穿透性的波長的脈衝雷射光線的聚光點，定位在相當於應由該第一面生成的SiC晶圓的厚度之深度處，同時，在與形成該偏角的第二方向正交的第一方向上相對地移動單晶SiC晶棒與該聚光點，使SiC分離成Si和C，接著被照射的脈衝雷射光線被之前形成的C吸收，進而連鎖地形成使SiC分離成Si和C而形成的直線狀的改質層與裂痕，在該第二方向上相對地移動單晶SiC晶棒與該聚光點，並且以預定量進行分度而形成剝離層。
[發明功效] 根據本發明，可以透過研削抑制被丟棄的單晶SiC晶棒的量，因此可以更加經濟地由單晶SiC晶棒生成SiC晶圓。
如下所述，將一邊參照附圖一邊說明關於本發明的SiC晶圓之生成方法的實施方式。
圖1所示的整體為圓柱形狀的六方晶體單晶SiC晶棒2（以下簡稱「晶棒2」）具有：圓形狀的第一面4，為平坦表面；圓形狀的第二面6，與第一面4為相對側；外周面8，位在第一面4以及第二面6之間；c軸（＜0001＞方向），從第一面4延伸至第二面6；以及c面，正交於c軸（｛0001｝面）。在晶棒2中，c軸相對於第一面4的垂直線10傾斜，並且在c面與第一面4之間形成偏角α（例如，α= 1、3、6度）。形成有偏角α的方向由圖1中的箭頭A表示。此外，在晶棒2的外周面8上，形成了表示晶體方向的矩形的第一定向平面12和第二定向平面14。第一定向平面12平行於形成有偏角α的方向A，並且第二定向平面14正交於形成偏角α的方向A。如圖1（b）所示，在垂直線10的方向上，第二定向平面14的長度L2比第一定向平面12的長度L 1（L 2 ＜L 1）短。
在本實施方式中，首先，實施剝離層形成步驟，將對晶棒2具有穿透性的波長的脈衝雷射光線的聚光點，定位在相當於應由晶棒2的平坦表面生成的晶圓的厚度之深度處，並且向晶棒2照射脈衝雷射光線而形成剝離層。剝離層形成步驟可以使用例如在圖2中顯示一部分的雷射加工裝置16來實施。雷射加工裝置16具備：卡盤台18，保持工件；；以及聚光器20，對由卡盤台18保持的工件照射脈衝雷射光線LB。構成為在上表面吸附工件的卡盤台18透過旋轉手段以向上下方向延伸的軸線作為中心旋轉，同時，透過X方向移動手段在X方向上進退，並且透過Y方向移動手段在Y方向上進退（皆無圖示）。聚光器20包括聚光透鏡，用於透過會聚由雷射加工裝置16的脈衝雷射振盪器振蕩的脈衝雷射光線LB以照射工件（皆無圖示）。再者，X方向是在圖2（a）以箭頭X所表示的方向，Y方向是在圖2（a）以箭頭Y所表示的方向，即正交於X方向的方向。X方向、Y方向所規定的平面實質上為水平。
在剝離層形成步驟中，首先，使晶棒2的平坦表面即第一面4朝向上方，使晶棒2吸附到雷射加工裝置16的卡盤台18的上表面。或者，也可以在晶棒2的第二面6與卡盤台18的上表面之間置入接著劑（例如環氧樹脂系接著劑），將晶棒2固定在卡盤台18上。接下來，透過雷射加工裝置16的攝像手段（未示出）從晶棒2的第一面4上方攝像晶棒2。接著，根據由攝像手段攝像的晶棒2的圖像，透過利用雷射加工裝置16的X方向移動手段、Y方向移動手段以及旋轉手段使卡盤台18移動並旋轉，將晶棒2的方向調整成預定方向，同時，調整晶棒2與聚光器20在XY平面的位置。如圖2（a）所示，在將晶棒2的方向調整為預定的方向時，透過使第一定向平面12對齊於Y方向，同時，使第二定向平面14對齊於X方向，而形成有偏角α的方向A對齊於Y方向，同時，與形成偏角α的方向A正交的方向對齊於X方向。接著，利用雷射加工裝置16的聚光點位置調整手段（未圖示）使聚光器20升降，如圖2（b）所示，將聚光點FP定位在相當於應由晶棒2的第一面4生成的SiC晶圓（以下簡稱為“晶圓”）的厚度之深度處。接著，進行剝離層形成加工，一邊在與形成偏角α的方向A正交的方向對齊的X方向上使晶棒2和聚光點FP相對地移動，一邊從聚光器20對晶棒2照射對晶棒2具有穿透性的波長的脈衝雷射光線LB。在本實施方式中，如圖2所示，在剝離層形成步驟中，透過不移動聚光點FP，相對於聚光點FP 由X方向移動手段以預定的加工進給速度將卡盤台18向X方向進行加工進給。
若進行剝離層形成加工，如圖3所示，透過脈衝雷射光線LB的照射，SiC分離成Si（矽）和C（碳），接著被照射的脈衝雷射光線LB被之前形成的C吸收，進而連鎖地形成使SiC分離成Si和C而形成的直線狀的改質層22，以及沿著c面從改質層22向改質層22的兩側擴散的裂痕24。然後，在剝離層形成步驟中，一邊將晶棒2與聚光點FP向X方向相對地加工進給，使得相鄰的雷射脈衝光線LB的光點在形成改質層22的深度彼此重疊，一邊對晶棒2照射脈衝雷射光線LB，使脈衝雷射光線再度向分離成Si和C的改質層22照射。為了使相鄰的光點彼此重疊，需要是由脈衝雷射光線LB的重複頻率F、晶棒2和聚光點FP之間的相對速度V、以及光點直徑D所規定的G=（V/F）─D之G＜0。此外，相鄰光點的重疊率由| G | / D規定。
在剝離層形成步驟中，接著剝離層形成步驟，在與形成有偏角α的方向A對齊的Y方向上將晶棒2和聚光點FP相對地僅以預定的分度量Li進行分度進給。在本實施方式中，在分度進給中，聚光點FP不移動，並且相對於聚光點FP由Y方向移動手段向Y方向上僅以預定分度量Li將卡盤台18進行分度進給。接著，透過在剝離層形成步驟中彼此重複剝離層形成加工和分度進給，在形成有偏角α的方向A上於預定分度量Li的間隔中，形成多個沿著與形成有偏角α的方向A正交的方向上延伸的直線狀的改質層22，同時，在形成有偏角α的方向A上使相鄰的裂痕24和裂痕24連接。結果，可以在相當於應由晶棒2的第一面4生成的晶圓的厚度之深度處形成剝離層26，剝離層26由多個改質層22以及裂痕24構成，用於從晶棒2剝離晶圓。例如，可以在以下雷射加工條件下進行這種剝離層形成步驟。 　　脈衝雷射光線的波長： 1064nm 　　重複頻率： 80 kHz 　　平均輸出： 3. 2W 　　脈衝寬度： 4 ns 　　聚光點直徑： 3μm 　　聚光透鏡的數值孔徑（NA）：0.43 　　分度量： 250~400μm 　　加工進給速度： 120~260mm/s 　　聚光點位置： 距單晶SiC晶棒的平坦表面300μm
在實施剝離層形成步驟之後，實施以剝離層26作為起點從晶棒2剝離應生成的晶圓的晶圓剝離步驟。晶圓剝離步驟可以使用例如在圖4所示的其一部分的剝離裝置28來實施。剝離裝置28具備：卡盤台30，保持工件；以及剝離手段32，剝離保持在卡盤台30的工件的一部分。卡盤台30構成為在上表面上吸附工件。剝離裝置32包括臂34，實質上水平延伸；以及馬達36，附設在臂34的尖端。將圓盤狀的吸附片38以向上下方向延伸的軸線做為中心，可旋轉地連接至馬達36的下表面。在構成為在下表面吸附工件的吸附片38中，內置有超音波振動賦予手段（未示出），針對吸附片38的下表面賦予超音波振動。
參考圖4繼續說明，在晶圓剝離步驟中，首先，使晶棒2在晶棒2的第一面4面朝上的情況下吸附到剝離裝置28的卡盤台30的上表面。或者，也可以在晶棒2的第二面6與卡盤台30的上表面之間插層接著劑（例如環氧樹脂系接著劑），將晶棒2固定在卡盤台30上。隨後，透過剝離裝置28的升降手段（未示出）使臂34下降，如圖4所示，使吸附片38的下表面吸附至晶棒2的第一面4上。接著，使超音波振動賦予手段運作，針對吸附片38的下表面賦予超音波振動，同時，使馬達36作動以讓吸附片38旋轉。由此，能夠以剝離層26作為起點將應生成的晶圓40從晶棒2剝離。另外，如圖5所示，剝離了晶圓40的晶棒2的上表面42（剝離面）變得凹凸。剝離了晶圓40的晶棒2的上表面42的凹凸的高度例如為100μm左右。
在實施晶圓剝離步驟之後，實施平坦表面整形步驟，將剝離了晶圓40的晶棒2的上表面42進行研削以去除凹凸，進而整形成平坦表面。平坦表面整形步驟至少由下述步驟構成：第一研削步驟，粗研削晶棒2的上表面42，殘留且不完整地去除凹凸；及第二研削步驟，將晶棒2的上表面42進行拋光研削以去除殘餘的凹凸，而拋光成平坦表面。從縮短步驟時間的觀點出發，較佳的是，第一研削步驟中的晶棒2的上表面42的凹凸的研削量比第二研削步驟中的晶棒2的上表面42的凹凸的研削量多。例如，在第一研削步驟中，研削晶棒2的上表面42的約70〜90％的凹凸，在第二研削步驟中，研削晶棒2的上表面42的約10〜30％的凹凸為佳。進一步舉出更具體的例子，在晶棒2的上表面42的凹凸的高度為100μm的情況下，可以在第一研削步驟中，將晶棒2的上表面42的凹凸研削至80μm左右，在第二研削步驟中，將晶棒2的上表面42的凹凸研削至20μm左右，並且拋光成平坦表面。
平坦表面整形步驟的第一研削步驟可以透過使用例如在圖6所示的其一部分的第一研削裝置44實施。第一研削裝置44具備：卡盤台46，保持工件；以及研削手段48，研削保持在卡盤台46的工件。被構成為在上表面吸附工件的卡盤台46透過旋轉手段（未示出）以向垂直方向延伸的軸線作為中心旋轉。研削手段48包括：圓柱狀的主軸50，連接至馬達（未圖示），且向上下方向延伸；圓盤狀的輪架52，固定在主軸50的下端。透過螺栓54在輪架52的下表面固定環狀的研削輪56。在研削輪56的下表面的外周緣部，固定有在周方向上間隔地環狀配置的多個第一研削磨石58。在第一研削步驟中所使用的第一研削磨石58，例如可以是透過陶瓷結合劑將粒徑為#1000~2000的金剛石磨粒以集中度150固定。如圖6所示，研削輪56的旋轉中心相對於卡盤台46的旋轉中心位移，以使第一研削磨石58通過卡盤台46的旋轉中心。因此，卡盤台46和研削輪56一邊彼此旋轉，保持在卡盤台46的上表面上的工件的上表面一邊與第一研削磨石58接觸時，透過第一研削磨石58研削工件的整個上表面。
參照圖6繼續說明，在平坦表面整形步驟的第一研削步驟中，首先，將剝離了晶圓40的晶棒2的上表面42朝向上方，使晶棒2吸附至第一研削裝置44的卡盤台46的上表面上。或者，也可以在晶棒2的第二面6與卡盤台46的上表面之間置入接著劑（例如環氧樹脂系接著劑），將晶棒2固定在卡盤台46上。接下來，從上方來看，利用旋轉手段使卡盤台46以預定的旋轉速度（例如，300rpm）逆時針方向旋轉。此外，從上方來看，利用馬達使主軸50以預定的旋轉速度（例如，6000rpm）逆時針方向旋轉。接著，利用第一研削裝置44的升降裝置（未示出）使主軸50下降，並使第一研削磨石58接觸晶棒2的上表面42。在使第一研削磨石58接觸晶棒2的上表面42之後，以預定的研削進給速度（例如，0.1μm/ s）使主軸50僅下降預定量。藉此，可以粗研削晶棒2的上表面42殘留且不完整地去除凹凸。
在平坦表面整形步驟中實施第一研削步驟之後，執行第二研削步驟。平坦表面整形步驟的第二研削步驟可以透過使用例如在圖7所示的其一部分的第二研削裝置60實施。第二剝離裝置60具備：卡盤台62，保持工件；以及研削手段64，研削保持在卡盤台62的工件。被構成為在上表面吸附工件的卡盤台62透過旋轉手段（未示出）以向上下方向延伸的軸線作為中心旋轉。研削手段64包括：圓柱狀的主軸66，連接至馬達（未圖示），且向上下方向延伸；圓盤狀的輪架68，固定在主軸66的下端。透過螺栓70在輪架68的下表面固定環狀的研削輪72。在研削輪72的下表面的外周緣部，固定有在周方向上間隔地環狀配置的多個第二研削磨石74。用於第二研削步驟的第二研削磨石74由粒徑小於第一研削磨石58的磨粒的磨粒組成。例如，可以透過陶瓷結合劑將粒徑為#7000~8000的金剛石磨粒以集中度150固定。如圖7所示，即使在第二研削裝置60也與第一研削裝置44相同，研削輪72的旋轉中心相對於卡盤台62的旋轉中心位移，以使第一研削磨石74通過卡盤台62的旋轉中心。因此，卡盤台62和研削輪72一邊彼此旋轉，保持在卡盤台62的上表面上的工件的上表面一邊與第二研削磨石74接觸時，透過第二研削磨石74研削工件的整個上表面。
參照圖7繼續說明，在平坦表面整形步驟的第二研削步驟中，首先，將在第一研削步驟中被粗研削的晶棒2的上表面42朝向上方，使晶棒2吸附至第二研削裝置60的卡盤台62的上表面上。或者，也可以在晶棒2的第二面6與卡盤台62的上表面之間置入接著劑（例如環氧樹脂系接著劑），將晶棒2固定在卡盤台62上。接下來，從上方來看，透過旋轉手段使卡盤台62以預定的旋轉速度（例如，300rpm）逆時針方向旋轉。此外，從上方來看，透過馬達使主軸66以預定的旋轉速度（例如，6000rpm）逆時針方向旋轉。接著，利用第二研削裝置60的升降裝置（未示出）使主軸66下降，並使第二研削磨石74接觸晶棒2的上表面42。在使第二研削磨石74接觸晶棒2的上表面42之後，以預定的研削進給速度（例如，0.05μm/ s）使主軸66僅下降預定量。結果，可以拋光研削晶棒2的上表面42，以去除殘留的凹凸，並且將晶棒2的上表面42拋光成平坦表面。
如上所述，由於本實施方式中的平坦表面整形步驟至少由以下步驟構成：第一研削步驟，對晶棒2的上表面42進行粗研削，殘留而不完全地去除凹凸；第二研削步驟，對晶棒2的上表面42進行拋光研磨以去除殘餘的凹凸，拋光成平坦表面，透過研削可以抑制被丟棄的晶棒2的量。因此可以更加經濟地由晶棒2生成晶圓。
然後，在本實施方式中，說明了在剝離層形成步驟中，使晶棒2和聚光點FP在與形成有偏角α的方向A正交的方向上相對地移動，使晶棒2和聚光點FP在分度進給中於形成有偏角α的方向A上相對地移動之例子，但晶棒2與聚光點FP之間的相對的移動方向亦可不是與形成有偏角α的方向正交的方向，然後，分度進給中的晶棒2和聚光點FP之間的相對的移動方向亦可不是形成有偏角α的方向A。此外，在本實施方式中，說明了c軸相對於第一面4的垂直線10傾斜並且在c面和第一面4之間形成有偏角α的晶棒2的例子，但即使在c軸相對於第一面的垂直線沒有傾斜， c面與第一面之間的偏角為0度（即，第一面與c軸的垂直線重合）的單晶SiC晶棒的情況下，也可以實施本發明的晶圓之生成方法。
2‧‧‧單晶SiC晶棒
4‧‧‧第一面（平坦表面）
6‧‧‧第二面
10‧‧‧垂直線
22‧‧‧改質層
24‧‧‧裂痕
26‧‧‧剝離層
40‧‧‧晶圓
42‧‧‧剝離了晶圓的單晶SiC晶棒的上表面
58‧‧‧第一研削磨石（在第一研削步驟中所使用的研削磨石）
74‧‧‧第二研削磨石（在第二研削步驟中所使用的研削磨石）
α‧‧‧偏角
A‧‧‧形成有偏角的方向
FP‧‧‧聚光點
LB‧‧‧脈衝雷射光線
圖1是單晶SiC晶棒的前視圖（a），俯視圖（b）和立體圖（c）。 圖2是表示實施剝離層形成步驟的狀態的立體圖（a）和前視圖（b）。 圖3是形成剝離層的單晶SiC晶棒的俯視圖（a）和B-B線剖面圖（b）。 圖4是表示實施SiC晶圓剝離步驟的狀態的立體圖。 圖5是剝離了SiC晶圓的單晶SiC晶棒的立體圖（a）和前視圖（b）。 圖6是表示實施了平坦表面整形步驟中的第一研削步驟的狀態的立體圖（a）以及實施了第一研削步驟的單晶SiC晶棒的立體圖（b）。 圖7是表示實施了平坦表面整形步驟中的第二研削步驟的狀態的立體圖（a）以及實施了第二研削步驟的單晶SiC晶棒的立體圖（b）。

Claims (4)

  1. 一種SiC晶圓之生成方法，由單晶SiC晶棒生成SiC晶圓，包含： 剝離層形成步驟，將對單晶SiC 晶棒具有穿透性的波長的脈衝雷射光線的聚光點，定位在相當於應由單晶SiC晶棒的平坦表面生成的SiC晶圓的厚度之深度處，並且向單晶SiC晶棒照射脈衝雷射光線而形成剝離層； 晶圓剝離步驟，將該剝離層作為起點，從單晶SiC晶棒剝離應生成的SiC晶圓；以及 平坦表面整形步驟，對剝離了SiC晶圓的單晶SiC晶棒的上表面進行研削以去除凹凸，整形成平坦表面； 其中，該平坦表面整形步驟包含： 第一研削步驟，粗研削單晶SiC晶棒的上表面，殘留且不完整地去除凹凸；以及 第二研削步驟，實施第一研削步驟後，將單晶SiC晶棒的上表面進行拋光研削以去除殘留的凹凸，而拋光成平坦表面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的SiC晶圓之生成方法，其中，在該第一研削步驟中所使用的研削磨石由#1000~2000的金剛石磨粒構成， 在該第二研削步驟中所使用的研削磨石由#7000~8000的金剛石磨粒構成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的SiC晶圓之生成方法，其中，在該第一研削步驟中，研削單晶SiC晶棒的上表面的凹凸的70%至90%； 在該第二的研削步驟中，研削單晶SiC晶棒的上表面的凹凸的10%至30%，以拋光成平坦表面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的SiC晶圓之生成方法，其中，單晶SiC晶棒具有：第一面，為平坦表面；第二面，與該第一面為相對側；c軸，從該第一面至該第二面相對於該第一面的垂直線傾斜；以及c面，正交於該c軸，該c面與該第一面形成偏角， 在該剝離層形成步驟中， 將對單晶SiC晶棒具有穿透性的波長的脈衝雷射光線的聚光點，定位在相當於應由該第一面生成的SiC晶圓的厚度之深度處，同時，在與形成有該偏角的第二方向正交的第一方向上相對地移動單晶SiC晶棒與該聚光點，使SiC分離成Si和C，接著被照射的脈衝雷射光線被之前形成的C吸收，進而連鎖地形成使SiC分離成Si和C而形成的直線狀的改質層與裂痕，在該第二方向上相對地移動單晶SiC晶棒與該聚光點，並且以預定量進行分度而形成剝離層。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7128067B2 (ja) 2018-09-14 2022-08-30 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法およびレーザー加工装置
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
JP7330771B2 (ja) * 2019-06-14 2023-08-22 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法およびウエーハの生成装置
CN111215766A (zh) * 2019-12-26 2020-06-02 松山湖材料实验室 SiC晶片制造方法
JP7405649B2 (ja) 2020-03-04 2023-12-26 株式会社ディスコ 被加工物の研削方法
JP7500261B2 (ja) * 2020-04-10 2024-06-17 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
US11848197B2 (en) 2020-11-30 2023-12-19 Thinsic Inc. Integrated method for low-cost wide band gap semiconductor device manufacturing
JP2022180079A (ja) * 2021-05-24 2022-12-06 株式会社ディスコ 基板の分離方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000094221A (ja) 1998-09-24 2000-04-04 Toyo Advanced Technologies Co Ltd 放電式ワイヤソー
JP5162163B2 (ja) * 2007-06-27 2013-03-13 株式会社ディスコ ウェーハのレーザ加工方法
JP5134928B2 (ja) * 2007-11-30 2013-01-30 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物研削方法
JP5470081B2 (ja) * 2010-02-16 2014-04-16 株式会社岡本工作機械製作所 化合物半導体基板の平坦化加工装置および平坦化加工方法
RU2459691C2 (ru) * 2010-11-29 2012-08-27 Юрий Георгиевич Шретер Способ отделения поверхностного слоя полупроводникового кристалла (варианты)
US9452495B1 (en) * 2011-07-08 2016-09-27 Sixpoint Materials, Inc. Laser slicer of crystal ingots and a method of slicing gallium nitride ingots using a laser slicer
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
JP2013197425A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Okamoto Machine Tool Works Ltd 炭化珪素基板の平坦化研削加工方法
JP6506520B2 (ja) * 2014-09-16 2019-04-24 株式会社ディスコ ＳｉＣのスライス方法
JP6295969B2 (ja) * 2015-01-27 2018-03-20 日立金属株式会社 単結晶炭化珪素基板、単結晶炭化珪素基板の製造方法、および単結晶炭化珪素基板の検査方法
JP6444249B2 (ja) * 2015-04-15 2018-12-26 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6456228B2 (ja) * 2015-04-15 2019-01-23 株式会社ディスコ 薄板の分離方法
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
JP6486240B2 (ja) * 2015-08-18 2019-03-20 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法

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