TW202108278A - Laser machining method, semiconductor member production method, and semiconductor object - Google Patents
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Abstract
Description
本發明之其中一個側面,係有關於雷射加工方法、半導體構件製造方法及半導體對象物。One aspect of the present invention relates to a laser processing method, a semiconductor component manufacturing method, and a semiconductor object.
係周知有下述一般之加工方法:亦即是,藉由對於半導體鑄錠等之半導體對象物照射雷射光,來在半導體對象物之內部形成改質區域,再沿著改質區域來從半導體對象物將半導體晶圓等之半導體構件切出(例如,參考專利文獻1、2)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]The following general processing method is known: that is, a semiconductor object such as a semiconductor ingot is irradiated with laser light to form a modified region inside the semiconductor object, and then the semiconductor is removed from the semiconductor object along the modified region. The target object is to cut out a semiconductor member such as a semiconductor wafer (for example, refer to
[專利文獻1]日本特開2017-183600號公報 [專利文獻2]日本特開2017-057103號公報[Patent Document 1] JP 2017-183600 A [Patent Document 2] JP 2017-057103 A
[發明所欲解決之問題][The problem to be solved by the invention]
在上述一般之加工方法中,改質區域之形成方式係會對於所得到的半導體構件之狀態造成大幅度的影響。In the above-mentioned general processing method, the formation method of the modified region will greatly affect the state of the obtained semiconductor component.
本發明之其中一個側面,係以提供一種能夠取得合適之半導體構件的雷射加工方法、半導體構件製造方法及半導體對象物一事作為目的。 [用以解決問題之手段]One aspect of the present invention is to provide a laser processing method, a semiconductor component manufacturing method, and a semiconductor object capable of obtaining a suitable semiconductor component. [Means to solve the problem]
本發明之其中一個側面之雷射加工方法,係具備有:第1工程,係藉由從半導體對象物之表面來使雷射光射入至半導體對象物之內部,而在半導體對象物之內部,沿著與表面相對向之虛擬面,來形成包含有複數之改質點和從複數之改質點所分別延伸的複數之龜裂以及氣體之改質區域,在第1工程中,係在半導體對象物處,將身為並未被形成有改質點之區域並且對於從該改質區域起而朝向半導體對象物之外面的龜裂之進展作阻礙的周緣區域,以包圍該改質區域的方式來作設置。One aspect of the laser processing method of the present invention is provided with: the first step is to inject laser light into the semiconductor object from the surface of the semiconductor object, and the semiconductor object is inside, Along the virtual surface opposite to the surface, a modified region including a plurality of modified points and a plurality of cracks and gas extending from the plurality of modified points is formed. In the first step, it is a semiconductor object At this point, a peripheral area that is not formed with modified spots and which hinders the progress of cracks from the modified area toward the outside of the semiconductor object is made to surround the modified area. Set up.
在此雷射加工方法中,於第1工程中,係能夠藉由周緣區域來對於龜裂從改質區域而朝向半導體對象物之外面進展一事作阻礙,而能夠抑制被包含於改質區域中之氣體經由龜裂而逸散至外部的情形。故而,係成為能夠使氣體之壓力(內壓)有效地上升並作維持。其結果,係成為能夠利用該內壓來容易地形成涵蓋虛擬面之龜裂。藉由以涵蓋虛擬面之龜裂作為邊界而從半導體對象物來取得半導體構件,係成為能夠進行合適的半導體構件之取得。In this laser processing method, in the first step, it is possible to prevent cracks from progressing from the modified region to the outside of the semiconductor object by the peripheral region, and it is possible to suppress inclusion in the modified region The gas escapes to the outside through the cracks. Therefore, the gas pressure (internal pressure) can be effectively raised and maintained. As a result, the internal pressure can be used to easily form a crack covering the virtual surface. By obtaining a semiconductor component from a semiconductor object with a crack covering the virtual surface as a boundary, it becomes possible to obtain a suitable semiconductor component.
在本發明之其中一個側面之雷射加工方法中,係亦可構成為:周緣區域,從與表面相對向之方向作觀察,係呈現包圍改質區域之框狀。藉由形成此種周緣區域,係能夠有效地阻止朝向半導體對象物之外面的龜裂之進展。In the laser processing method of one of the side surfaces of the present invention, the system may also be configured such that the peripheral area, when viewed from the direction opposite to the surface, presents a frame shape surrounding the modified area. By forming such a peripheral region, it is possible to effectively prevent the progress of cracks toward the outer surface of the semiconductor object.
在本發明之其中一個側面之雷射加工方法中,係亦可構成為:半導體對象物之材料,係包含氮化物。於此情況,在第1工程中,藉由使雷射光射入至半導體對象物之內部,係能夠將半導體對象物分解並使氮氣產生。In the laser processing method of one aspect of the present invention, the material of the semiconductor object may include nitride. In this case, in the first step, by injecting laser light into the semiconductor object, the semiconductor object can be decomposed and nitrogen gas can be generated.
本發明之其中一個側面之雷射加工方法,係亦可具備有在周緣區域處形成使氣體逸散至外部之孔之工程。若依據此,則在起因於氣體之壓力之上升而導致對於半導體對象物施加有形變的情況時,係成為能夠使氣體逸散至外部並對於該形變作抑制。The laser processing method of one of the sides of the present invention may also be provided with a process of forming a hole in the peripheral area to allow gas to escape to the outside. According to this, when a deformation is applied to the semiconductor object due to the increase in the pressure of the gas, it becomes possible to allow the gas to escape to the outside and suppress the deformation.
本發明之其中一個側面之半導體構件製造方法,係為包含有上述之雷射加工方法之製造方法,其特徵為,係具備有:第2工程,係以涵蓋虛擬面之龜裂作為邊界,而從半導體對象物來取得半導體構件。The manufacturing method of a semiconductor component of one side of the present invention is a manufacturing method including the above-mentioned laser processing method, and is characterized in that it has: the second process is a crack covering a virtual surface as a boundary, and Obtain semiconductor components from semiconductor objects.
在此半導體構件製造方法中,亦同樣的,由於係包含有上述雷射加工方法,因此,係能夠抑制被包含於改質區域中之氣體經由龜裂而逸散至外部的情形,而能夠使氣體之壓力(內壓)有效地上升並作維持。係成為能夠利用該內壓來容易地形成涵蓋虛擬面之龜裂。藉由以涵蓋虛擬面之龜裂作為邊界而從半導體對象物來取得半導體構件,係成為能夠進行合適的半導體構件之取得。In this method of manufacturing a semiconductor component, as well, since the above-mentioned laser processing method is included, it is possible to prevent the gas contained in the modified region from escaping to the outside through the cracks, thereby enabling The gas pressure (internal pressure) is effectively raised and maintained. Therefore, the internal pressure can be used to easily form a crack covering the virtual surface. By obtaining a semiconductor component from a semiconductor object with a crack covering the virtual surface as a boundary, it becomes possible to obtain a suitable semiconductor component.
在本發明之其中一個側面之半導體構件製造方法中,係亦可構成為:虛擬面,係以在與表面相對向之方向上作並排的方式,而被設定有複數,改質區域以及周緣區域,係對應於複數之虛擬面之各者而被設置有複數,周緣區域,係對於從所包圍之改質區域起而朝向與該改質區域相鄰接之其他之改質區域的龜裂之進展作阻礙。若依據此,則係成為能夠從1個的半導體對象物來取得複數之半導體構件。又,由於係藉由周緣區域來對於從改質區域起而朝向其他之改質區域的龜裂之進展作阻礙,因此,係能夠抑制氣體從改質區域而逸散至其他之改質區域處的情形,而成為能夠使氣體之壓力有效地上升並作維持。In the method for manufacturing a semiconductor component of one side of the present invention, it can also be configured as: the virtual surface is arranged side by side in the direction opposite to the surface, and is set with plural, modified regions and peripheral regions , Is provided with plural numbers corresponding to each of the plural virtual surfaces. The peripheral area is for cracks from the enclosed modified area toward other modified areas adjacent to the modified area Progress is hindered. According to this, a plurality of semiconductor members can be obtained from one semiconductor object. In addition, since the peripheral area hinders the progress of cracks from the modified area to other modified areas, it is possible to suppress the escape of gas from the modified area to other modified areas. In this case, the pressure of the gas can be effectively increased and maintained.
在本發明之其中一個側面之半導體構件製造方法中,半導體對象物,係亦可為半導體鑄錠,半導體構件,係亦可為半導體晶圓。若依據此,則係成為能夠從1個的半導體鑄錠來取得複數之半導體晶圓。In the method for manufacturing a semiconductor member of one aspect of the present invention, the semiconductor object may be a semiconductor ingot, and the semiconductor member may be a semiconductor wafer. According to this, it becomes possible to obtain plural semiconductor wafers from one semiconductor ingot.
在本發明之其中一個側面之半導體構件製造方法中,係亦可構成為:虛擬面,係以在表面所延伸存在之方向上作並排的方式,而被設定有複數,改質區域以及周緣區域,係對應於複數之虛擬面之各者而被設置有複數,周緣區域,係對於從所包圍之改質區域起而朝向與該改質區域相鄰接之其他之改質區域的龜裂之進展作阻礙。若依據此,則係成為能夠從1個的半導體對象物來取得複數之半導體構件。又,由於係藉由周緣區域來對於從改質區域起而朝向其他之改質區域的龜裂之進展作阻礙,因此,係能夠抑制氣體從改質區域而逸散至其他之改質區域處的情形,而成為能夠使氣體之壓力有效地上升並作維持。In the method for manufacturing a semiconductor component of one side of the present invention, it can also be configured as: the virtual surface is arranged side by side in the direction in which the surface extends, and is set with plural, modified regions and peripheral regions , Is provided with plural numbers corresponding to each of the plural virtual surfaces. The peripheral area is for cracks from the enclosed modified area toward other modified areas adjacent to the modified area Progress is hindered. According to this, a plurality of semiconductor members can be obtained from one semiconductor object. In addition, since the peripheral area hinders the progress of cracks from the modified area to other modified areas, it is possible to suppress the escape of gas from the modified area to other modified areas. In this case, the pressure of the gas can be effectively increased and maintained.
在本發明之其中一個側面之半導體構件製造方法中,半導體對象物,係亦可為半導體晶圓,半導體構件,係亦可為半導體裝置。若依據此,則係成為能夠從1個的半導體晶圓來取得複數之半導體裝置。In the method for manufacturing a semiconductor member of one aspect of the present invention, the semiconductor object may be a semiconductor wafer, the semiconductor member may be a semiconductor device. According to this, it is possible to obtain a plurality of semiconductor devices from one semiconductor wafer.
在本發明之其中一個側面之半導體構件製造方法中,係亦可構成為,係具備有:在第1工程之後,藉由加熱半導體對象物,來使氣體膨脹並使龜裂沿著虛擬面而進展之工程。於此情況,係能夠確實地形成涵蓋虛擬面之龜裂。In the method for manufacturing a semiconductor member of one side of the present invention, it may be configured to include: after the first step, the semiconductor object is heated to expand the gas and cause the crack to follow the virtual surface. Project in progress. In this case, it is possible to reliably form a crack covering the virtual surface.
在本發明之其中一個側面之半導體構件製造方法中,係亦可構成為:在第2工程中,係藉由從外部而對於改質區域賦予刺激,來將半導體對象物之一部分沿著虛擬面而作剝離。若依據此,則係能夠在將改質區域之氣體之壓力釋放的同時,亦利用此被釋放之力而將半導體對象物之一部分作剝離。In the method for manufacturing a semiconductor member in one of the aspects of the present invention, it may be configured such that in the second step, a part of the semiconductor object is placed along the virtual surface by applying a stimulus to the modified region from the outside. And for peeling. According to this, it is possible to release a part of the semiconductor object by using the released force while releasing the pressure of the gas in the modified region.
在本發明之其中一個側面之半導體構件製造方法中,係亦可構成為:在第2工程中,係藉由從半導體對象物而將周緣區域去除,來將半導體對象物之一部分沿著虛擬面而作剝離。若依據此,則係能夠在將改質區域之氣體之壓力釋放的同時,亦利用此被釋放之力而將半導體對象物之一部分作剝離。In the method of manufacturing a semiconductor member in one of the aspects of the present invention, it may be configured such that in the second step, a part of the semiconductor object is removed along the virtual surface by removing the peripheral region from the semiconductor object. And for peeling. According to this, it is possible to release a part of the semiconductor object by using the released force while releasing the pressure of the gas in the modified region.
本發明之其中一個側面之半導體對象物,係為具備有表面之半導體對象物,其特徵為,係具備有:改質區域,係在半導體對象物之內部,沿著與表面相對向之虛擬面而被形成;和周緣區域,係以包圍改質區域的方式而被作設置,改質區域,係包含有複數之改質點和從複數之改質點所分別延伸出去之複數之龜裂以及氣體,周圍區域,係身為並未被形成有改質點之區域,並且對於從所包圍之改質區域起而朝向半導體對象物之外面的龜裂之進展作阻礙。The semiconductor object on one side of the present invention is a semiconductor object with a surface, and is characterized in that it has: a modified region located inside the semiconductor object and along a virtual surface facing the surface It is formed; and the peripheral area is set up to surround the modified area. The modified area includes a plurality of modified points and a plurality of cracks and gases extending from the plural modified points, respectively. The surrounding area is an area where no modified spots are formed, and it prevents the progress of cracks from the enclosed modified area toward the outside of the semiconductor object.
在本發明之其中一個側面之半導體對象物中,龜裂從改質區域而朝向半導體對象物之外面進展一事係被周緣區域所阻礙,而對於被包含於改質區域中之氣體經由龜裂而逸散至外部的情形作抑制。故而,係成為能夠使氣體之壓力(內壓)有效地上升並作維持。係成為能夠利用該內壓來以良好精確度而使龜裂沿著虛擬面進展。故而,藉由以涵蓋虛擬面之龜裂作為邊界而從半導體對象物來取得半導體構件,係成為能夠進行合適的半導體構件之取得。In the semiconductor object on one side of the present invention, the progress of cracks from the modified area toward the outside of the semiconductor object is hindered by the peripheral area, and the gas contained in the modified area is caused by the cracks. Suppress the escape to the outside. Therefore, the gas pressure (internal pressure) can be effectively raised and maintained. It is possible to use the internal pressure to advance the crack along the virtual surface with good accuracy. Therefore, it becomes possible to obtain a suitable semiconductor member by obtaining a semiconductor member from a semiconductor object with a crack covering the virtual surface as a boundary.
本發明之其中一個側面之半導體對象物,係亦可構成為:係身為半導體鑄錠,改質區域,係以在與表面相對向之方向上作並排的方式,而被設置有複數,周緣區域,係對應於複數之改質區域之各者而被設置有複數,周緣區域,係對於從所包圍之改質區域起而朝向與該改質區域相鄰接之其他之改質區域的龜裂之進展作阻礙。若依據此,則係成為能夠從1個的半導體鑄錠來取得複數之半導體晶圓。由於係藉由周緣區域來對於從改質區域起而朝向其他之改質區域的龜裂之進展作阻礙,因此,係能夠抑制氣體從改質區域而逸散至其他之改質區域處的情形,而成為能夠使氣體之壓力有效地上升並作維持。The semiconductor object on one of the sides of the present invention may also be configured as: it is a semiconductor ingot, and the modified regions are arranged side by side in the direction opposite to the surface, and are provided with a plurality of peripheral edges A region is provided with plural modified regions corresponding to each of the plurality of modified regions. The peripheral region is for the tortoises that start from the enclosed modified region toward other modified regions adjacent to the modified region. The progress of the crack is hindered. According to this, it becomes possible to obtain plural semiconductor wafers from one semiconductor ingot. Since the peripheral area hinders the progress of cracks from the modified area to other modified areas, it is possible to prevent gas from escaping from the modified area to other modified areas. , And become able to effectively increase and maintain the pressure of the gas.
本發明之其中一個側面之半導體對象物,係亦可構成為:係身為半導體晶圓,改質區域,係以在表面所延伸存在之方向上作並排的方式,而被設置有複數,周緣區域,係對應於複數之虛擬面之各者而被設置有複數,周緣區域,係對於從所包圍之改質區域起而朝向與該改質區域相鄰接之其他之改質區域的龜裂之進展作阻礙。若依據此,則係成為能夠從1個的半導體晶圓來取得複數之半導體裝置。由於係藉由周緣區域來對於從改質區域起而朝向其他之改質區域的龜裂之進展作阻礙,因此,係能夠抑制氣體從改質區域而逸散至其他之改質區域處的情形,而成為能夠使氣體之壓力有效地上升並作維持。 [發明之效果]The semiconductor object on one side of the present invention can also be configured as a semiconductor wafer, the modified region is arranged side by side in the direction in which the surface extends, and is provided with a plurality of peripheral edges The area is provided with plural numbers corresponding to each of the plural virtual surfaces. The peripheral area is for cracks from the enclosed modified area toward other modified areas adjacent to the modified area The progress is hindered. According to this, it is possible to obtain a plurality of semiconductor devices from one semiconductor wafer. Since the peripheral area hinders the progress of cracks from the modified area to other modified areas, it is possible to prevent gas from escaping from the modified area to other modified areas. , And become able to effectively increase and maintain the pressure of the gas. [Effects of Invention]
若依據本發明之其中一個側面,則係成為可提供一種能夠取得合適之半導體構件的雷射加工方法、半導體構件製造方法及半導體對象物。According to one of the aspects of the present invention, it is possible to provide a laser processing method, a semiconductor component manufacturing method, and a semiconductor object capable of obtaining a suitable semiconductor component.
以下,針對實施形態,參考圖面並作詳細說明。另外,在各圖中,針對相同或者是相當之部分,係附加相同的元件符號,並省略重複之說明。 [雷射加工裝置之構成]Hereinafter, referring to the drawings and detailed description of the embodiment. In addition, in each figure, the same reference numerals are attached to the same or corresponding parts, and the repeated description is omitted. [Constitution of laser processing device]
如同圖1中所示一般,雷射加工裝置1,係具備有平台2、和光源3、和空間光調變器4、和集光透鏡5、以及控制部6。雷射加工裝置1,係為藉由將雷射光L照射於對象物11處來在對象物11處形成改質區域12之裝置。以下,係將第1水平方向稱作X方向,並將與第1水平方向相垂直之第2水平方向稱作Y方向。又,係將鉛直方向稱作Z方向。As shown in FIG. 1, the
平台2,例如係藉由將被貼附在對象物11上的薄膜作吸附,來支撐對象物11。在本實施形態中,平台2,係能夠沿著X方向以及Y方向之各者而移動。又,平台2,係能夠以與Z方向相平行之軸線作為中心線來旋轉。The
光源3,例如係藉由脈衝震盪方式來輸出相對於對象物11而具有透射性的雷射光L。空間光調變器4,係將從光源3所輸出之雷射光L作調變。空間光調變器4,例如係為反射型液晶(LCOS:Liquid Crystal on Silicon)之空間光調變器(SLM:Spatial Light Modulator)。集光透鏡5,係將藉由空間光調變器4而被作了調變的雷射光L作集光。在本實施形態中,空間光調變器4以及集光透鏡5,係作為雷射照射單元而能夠沿著Z方向作移動。The
若是雷射光L被集光於被支撐在平台2處之對象物11的內部,則在與雷射光L之集光點C相對應的部分處,雷射光L係特別會被吸收,在對象物11之內部係被形成有改質區域12。改質區域12,係指在密度、折射率、機械性強度或其他之物理特性上成為與周圍相異之非改質區域相異的區域。作為改質區域12,例如,係為熔融處理區域、碎裂區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域等。If the laser light L is collected inside the
作為其中一例,若是使平台2沿著X方向移動,並對於對象物11而使集光點C沿著X方向作相對性移動,則複數之改質點13係沿著X方向來以並排為1列的方式而被形成。1個的改質點13,係藉由1個脈衝的雷射光L之照射而被形成。1列的改質區域12,係為並排為1列的複數之改質點13之集合。相鄰之改質點13,係依存於對於對象物11的集光點C之相對性之移動速度以及雷射光L之反覆頻率,而會有相連的情況,亦會有相互分離的情況。As an example, if the
控制部6,係對於平台2、光源3、空間光調變器4和集光透鏡5作控制。控制部6,係作為包含有處理器、記憶體、儲存裝置以及通訊裝置等的電腦裝置而構成之。在控制部6中,被讀入至記憶體等之中的軟體(程式),係藉由處理器而被實行,對於在記憶體以及儲存裝置處之資料之讀出以及寫入和由通訊裝置所致之通訊,係藉由處理器而被作控制。藉由此,控制部6係實現各種功能。
[第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法]The control unit 6 controls the
第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的對象物11,係如同在圖2以及圖3中所示一般,身為藉由氮化鎵(GaN)而例如被形成為矩形板狀的GaN鑄錠(半導體鑄錠、半導體對象物)20。作為其中一例,GaN鑄錠20之寬幅,係為縱30mm、橫30mm,GaN鑄錠20之厚度,係為2mm。第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法,係為了從GaN鑄錠20來切出複數之GaN晶圓(半導體晶圓、半導體構件)30,而被實施。作為其中一例,GaN晶圓30之寬幅,係為縱10mm、橫10mm,GaN晶圓30之厚度,係為100μm。GaN鑄錠20以及GaN晶圓30之形狀,係並不被特別限定,例如,亦可為圓形板狀。The
首先,實施使用有上述之雷射加工裝置1的雷射加工工程(第1工程)。在雷射加工工程中,係使上述之雷射加工裝置1,沿著複數之虛擬面15之各者而形成改質區域12。複數之虛擬面15之各者,係為在GaN鑄錠20之內部而與GaN鑄錠20之表面20a相對向之面,並以在與表面20a相對向之方向上作並排的方式而被作設定。在本實施形態中,複數之虛擬面15之各者,係為與表面20a相平行之面,並例如呈現矩形狀。複數之虛擬面15之各者,係以在從表面20a側來作了觀察的情況時會相互重疊的方式,而被作設定。在GaN鑄錠20處,係以將複數之虛擬面15之各者作包圍的方式,而被設定有複數之周緣區域16。亦即是,複數之虛擬面15之各者,係並未到達GaN鑄錠20之側面20b處。作為其中一例,相鄰之虛擬面15之間之距離,係為100μm,周緣區域16之寬幅(在本實施形態中,係為虛擬面15之外緣與側面20b之間之距離),係為30μm以上。在GaN鑄錠20中而被周緣區域16所包圍之區域,係身為成為形成改質區域12的對象之加工對象區域R。加工對象區域R,係包含虛擬面15。針對周緣區域16之詳細內容,係於後再述。First, a laser processing process (first process) using the above-mentioned
改質區域12之形成,例如係藉由具備有532nm之波長的雷射光L之照射,來從與表面20a相反側起而針對各個的虛擬面15來一個一個地依序實施。改質區域12,係對應於複數之虛擬面15之各者而被設置有複數。改質區域12之形成,由於係在複數之虛擬面15之各者處而為相同,因此,以下係針對沿著最為接近表面20a的虛擬面15之改質區域12之形成,來作詳細說明。以下,係會有將後述之改質點13a、13b、13c、13d統整稱作改質點13,並將後述之龜裂14a、14b、14c、14d統整稱作龜裂14的情況。The formation of the modified
如同圖4中所示一般,雷射加工裝置1,係一面從表面20a來使雷射光L射入至GaN鑄錠20之內部,一面使該雷射光L之集光點C沿著虛擬面15來在X方向以及Y方向上移動。藉由此,來在GaN鑄錠20中之被周緣區域16所包圍之加工對象區域R處,沿著虛擬面15來形成改質區域12。As shown in FIG. 4, the
改質區域12,係包含有在X方向以及Y方向上而並排的複數之改質點13a、和從複數之改質點13b所分別延伸出去的複數之龜裂14b、和藉由雷射光L之照射而使GaN鑄錠20被分解(化學變化)所產生的氮氣(氣體)G、以及藉由雷射光L之照射而使GaN鑄錠20被分解所析出的鎵(析出物)。複數之改質點13a,係在虛擬面15處而被設置為矩陣狀。複數之龜裂14b,係包含微碎裂。複數之龜裂14b,係可相互連接,亦可並未相互連接。氮氣G,係在複數之龜裂14內而產生。氮氣G,係在改質區域12(加工對象區域R)之一個或複數之場所處,以散布存在的方式而產生。另外,在圖中,改質點13a係以黑四角來作標示,龜裂14a所延伸之範圍係以虛線來作標示(在圖5以及圖6中亦為相同)The modified
在本實施形態中,於改質區域12之形成中,係將身為並未被形成有改質點13a之區域並且對於從該改質區域12起而朝向GaN鑄錠20之外面(表面20a、與表面20a相反側之其他表面20c、以及側面20b)的龜裂14b之進展作阻礙的周緣區域16,以包圍該改質區域12的方式來設置在GaN鑄錠20處。周緣區域16,從Z方向(與表面20a相對向之方向)作觀察,係呈現包圍改質區域12之框狀。周緣區域16,係對應於複數之虛擬面15之各者而被設置有複數。周緣區域16,係更進而對於從所包圍之改質區域12起而朝向與該改質區域12相鄰接之其他之改質區域12的龜裂14b之進展作阻礙。所謂對於龜裂14b之進展作阻礙,係並不被限定於完全地阻止龜裂14b之進展,而可為「成為盡量不會使龜裂14b到達GaN鑄錠20之外面」、「使龜裂14b成為不會進展」、以及「對於龜裂14b之進展作妨礙」之至少其中一者。In the present embodiment, in the formation of the modified
在改質區域12之形成中,係亦可藉由實施對於針對加工對象區域R與周緣區域16的雷射光L之照射之ON和OFF作切換的ON、OFF照射(高精確度雷射ON/OFF控制),來設置周緣區域16。亦即是,係亦可構成為,當集光點C為位置於周緣區域16處時,將雷射光L設為OFF,並當集光點C位置於較周緣區域16而更內側(加工對象區域R)處時,將雷射光L之照射設為ON。In the formation of the modified
亦可替代此、或者是更進而,於改質區域12之形成中,藉由將雷射光L之加工條件設為不會使龜裂14b從該改質區域12起而進展至GaN鑄錠20之外面及/或其他之改質區域12處的條件,來設置周緣區域16。用以設置周緣區域16之加工條件,係可基於公知技術來作設定。用以設置周緣區域16之加工條件,係包含雷射光L之能量以及脈衝節距之設定條件。例如,在用以設置周緣區域16之加工條件中,係將雷射光L之能量設定為較特定能量而更小,並且將脈衝節距設定為較特定長度而更長。或者是,於改質區域12之形成中,係可藉由將GaN鑄錠20之加工對象區域R以外的部分藉由會對於雷射之射入作阻礙一般的遮罩來作覆蓋,而設置周緣區域16。This may be replaced or furthermore, in the formation of the modified
亦可替代此些之至少其中一者、或者是更進而,於改質區域12之形成中,藉由利用存在於GaN鑄錠20之表面20a之外緣處的斜面(bevel)部(亦稱作傾斜部或錐狀部)來對於雷射光L之集光作抑制,而設置周緣區域16。It is also possible to replace at least one of these, or furthermore, in the formation of the modified
接著,實施使用具備有加熱器等之加熱裝置來加熱GaN鑄錠20之加熱工程。加熱裝置,係亦可包含有加熱板、進行追加之雷射加工之裝置、加熱器、加熱爐、LD(Laser Diode)加熱器、進行由雷射裝置等之光源所致的加熱之裝置、進行由超音波所致的加熱之裝置、進行由衝擊波所致的加熱之裝置、以及進行由電磁波所致的加熱之裝置等的至少其中一者。Next, a heating process of heating the
於此,在GaN鑄錠20處,係在改質區域12中包含有氮氣G。因此,在加熱工程中,藉由加熱GaN鑄錠20,如同在圖5~圖7中所示一般,係使氮氣G膨脹,並誘發氮氣G之壓力(內壓)的上升。藉由此,來使氮氣G連結為一並擴散至虛擬面15(加工對象區域R)之全部區域中。利用氮氣G之壓力,在虛擬面15處,係將從複數之改質點13起而分別延伸的複數之龜裂14相互作連接。沿著虛擬面15而使複數之龜裂14進展,並形成涵蓋虛擬面15之大的龜裂17(以下,係單純稱作「龜裂17」)。Here, at the
如同圖8中所示一般,由於虛擬面15係被設定有複數,因此,在加熱工程中,係於複數之虛擬面15的各者處而形成龜裂17。在圖8中,複數之改質點13以及複數之龜裂14還有龜裂17所被形成之範圍,係以虛線來作標示。係會有熔融了的析出物進入至龜裂17中的情形。龜裂14以及龜裂17,於以下係亦會被稱作空隙。As shown in FIG. 8, since the
在加熱工程中,藉由周緣區域16,由於複數之龜裂14(龜裂17)之進展係被阻礙,因此,係能夠對於所產生的氮氣G逸散至虛擬面15之外部的情形作抑制。此種周緣區域16,係可將其之寬幅設為30μm以上。另外,係亦可藉由以加熱以外之方法來使某些之力作用於GaN鑄錠20處,來使複數之龜裂14相互連接並形成龜裂17。又,係亦可藉由沿著虛擬面15來形成複數之改質點13,來使複數之龜裂14相互連接並形成龜裂17。In the heating process, by the
圖9(a)~圖9(d),係為對於在將形成了改質區域12的GaN鑄錠20作了加熱時的加工對象區域R作展示之照片圖。在圖9(a)之例中,加熱溫度係為40℃,在圖9(b)之例中,加熱溫度係為85℃,在圖9(c)之例中,加熱溫度係為165℃,在圖9(d)之例中,加熱溫度係為350℃。如同圖9(a)~圖9(c)中所示一般,伴隨著GaN鑄錠20之溫度上升,沿著虛擬面15,氮氣G係膨脹,龜裂14係成長。又,如同在圖9(d)中所示一般,藉由周緣區域16,氮氣G之膨脹係被作抑制並被封閉,而能夠確認到係被形成有涵蓋虛擬面15之略全部區域地而作了擴大的龜裂17。9(a) to 9(d) are photographs showing the processing target region R when the
以上之結果,作為半導體鑄錠(半導體對象物),係能夠得到下述之GaN鑄錠20。如同圖8中所示一般,GaN鑄錠20,係於內部,具備有沿著與表面20a相對向之虛擬面15而被形成的改質區域12、和以包圍改質區域12的方式而被作了設置的周緣區域16。改質區域12,係包含有複數之改質點13和從複數之改質點13所分別延伸的複數之龜裂14以及氮氣G。改質區域12,係以在Z方向上並排的方式而被設置有複數。周緣區域16,係身為並未被形成有改質點13之區域,並且對於從所包圍的改質區域12起而朝向GaN鑄錠20之外面的龜裂14之進展作阻礙。周緣區域16,係對應於複數之改質區域12之各者而被設置有複數。周緣區域16,係對於從所包圍之改質區域12起而朝向與該改質區域12相鄰接之其他之改質區域12的龜裂14之進展作阻礙。As a result of the above, as a semiconductor ingot (semiconductor object), the following
接著,實施將GaN鑄錠20中之複數之周緣區域16去除的周緣區域去除工程。在周緣區域去除工程中,如同圖10中所示一般,係使雷射加工裝置1,沿著被設定於周緣區域16與虛擬面15(加工對象區域R)之間之邊界處的切斷預定面M,來將雷射光L2集光於GaN鑄錠20之內部。藉由此,係沿著切斷預定面M而在GaN鑄錠20之內部形成改質區域以及龜裂。此種改質區域以及龜裂之形成,係能夠藉由一般性的切斷用之雷射加工而實現。沿著所形成的改質區域以及龜裂來將GaN鑄錠20切斷,而從GaN鑄錠20來切下複數之周緣區域16。使改質區域12(析出了的鎵之析出面)露出。Next, a peripheral region removal process of removing a plurality of
在周緣區域去除工程中,係亦可將對應於周緣區域16之部分,藉由切刃(結晶切刀)等來機械性地去除。在周緣區域去除工程中,係亦可將對應於周緣區域16之部分,藉由刀刃切割(blade dicing)來去除。在周緣區域去除工程中,係亦可將對應於周緣區域16之部分,使用鑽石線等之線鋸來去除。在周緣區域去除工程中,係亦可將對應於周緣區域16之部分,藉由砥石等之研磨材來進行研削(研磨)。In the peripheral area removal process, the part corresponding to the
接著,實施對於被形成於GaN鑄錠20處的複數之改質區域12而從外部賦予刺激的刺激賦予工程。在刺激賦予工程中,如同圖11中所示一般,係使雷射加工裝置1將雷射光L3集光於改質區域12之內部,而對於改質區域12賦予刺激。藉由此,亦利用有在改質區域12中所包含的氮氣G之內壓釋放效果地,來如同圖12(a)中所示一般,將GaN鑄錠20之一部分沿著虛擬面15而作剝離。於此,係將雷射光L3同時地或者是依序集光於複數之改質區域12之內部,並將GaN鑄錠20之各一部分沿著虛擬面15來同時地或者是依序作剝離。Next, a stimulus imparting process for imparting a stimulus from the outside to the plurality of modified
在刺激賦予工程中,係亦可使用切刃等,來對於改質區域12賦予機械性的刺激。在刺激賦予工程中,係亦可藉由刀刃切割來對於改質區域12賦予刺激。在刺激賦予工程中,係亦可使用鑽石線等之線鋸,來對於改質區域12賦予刺激。在刺激賦予工程中,係可從GaN鑄錠20處之1個的外面(單一方向)來賦予刺激,亦可從複數之外面(多方向)來賦予刺激。在刺激賦予工程中,係亦可藉由超音波震動等來以非接觸而對於改質區域12賦予刺激。在刺激賦予工程中,係只要對於在改質區域12處之至少析出物以及龜裂17而賦予刺激即可。In the stimulation imparting process, a cutting blade or the like may be used to impart mechanical stimulation to the modified
接著,如同在圖12(b)中所示一般,實施對於剝離了的GaN鑄錠20之各一部分而將改質區域12去除並晶圓化的晶圓化工程。在晶圓化工程中,係藉由蝕刻或研磨,來將在剝離了的GaN鑄錠20之各一部分處所殘留之改質區域12去除。在晶圓化工程中,係亦可藉由其他之機械加工或雷射加工等,來將改質區域12去除。藉由以上工程,以複數之改質區域12作為起點,GaN鑄錠20係被作切割。亦即是,利用龜裂17,GaN鑄錠20係被切斷。其結果,係成為以複數之龜裂17的各者作為邊界,而從GaN鑄錠20來取得複數之GaN晶圓30。Next, as shown in FIG. 12(b), a wafering process is performed in which each part of the peeled
以上之工程中,直到雷射加工工程為止,係身為第1實施形態之雷射加工方法。以上之工程中,直到取得複數之GaN晶圓30之工程為止,係身為第1實施形態之半導體構件製造方法。周緣區域去除工程和刺激賦予工程以及晶圓化工程,係構成第2工程。Among the above processes, up to the laser processing process is the laser processing method of the first embodiment. Among the above processes, until the process of obtaining a plurality of
如同以上所作了說明一般,在第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法中,係能夠藉由周緣區域16來對於龜裂14從改質區域12而朝向GaN鑄錠20之外面進展的情形作阻礙。係能夠抑制被包含於改質區域12中之氮氣G經由龜裂14而逸散至外部的情形。故而,係成為能夠使氮氣G之壓力(內壓)有效地上升並作維持。其結果,係成為能夠利用該內壓來容易地形成涵蓋虛擬面15之龜裂17。藉由以涵蓋虛擬面15之龜裂17作為邊界而從GaN鑄錠20來取得GaN晶圓30,係成為能夠進行合適的GaN晶圓30之取得。As described above, in the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment, the
又,在第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法中,沿著虛擬面15的龜裂14之進展量係為大,而能夠達成虛擬面15之大面積化。係成為能夠實現沿著虛擬面15之良好的切斷(slicing)。係可得到凹凸為小之剝離面(切斷面)。例如,一般性的由切割所致之剝離面之凹凸,係為25μm程度,相對於此,由第1實施形態所致之剝離面之凹凸,係為5μm而成為極小。進而,係成為能夠對於在切割中所不希望發生的在Z方向上而延伸的龜裂作抑制。Furthermore, in the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment, the amount of progress of the
在第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法中,周緣區域16,從Z方向作觀察係呈現包圍改質區域12之框狀。藉由形成此種周緣區域16,係能夠有效地阻止朝向GaN鑄錠20之外面的龜裂14之進展。In the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment, the
在第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法中,作為半導體對象物,係使用GaN鑄錠20。藉由使用包含氮化物之GaN鑄錠20,藉由使雷射光L射入至GaN鑄錠20之內部,係能夠將GaN鑄錠20分解並使氮氣G產生。另外,氮化鎵之對於光學元件或功率元件的應用係日益進展,在此觀點上而言,作為半導體對象物而使用GaN鑄錠20一事亦為有效。In the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the first embodiment, the
在第1實施形態之半導體構件製造方法中,虛擬面15,係以在Z方向上並排的方式而被設定有複數。改質區域12以及周緣區域16,係對應於複數之虛擬面15之各者而被設置有複數。周緣區域16,係對於從所包圍之改質區域12起而朝向與該改質區域12相鄰接之其他之改質區域12的龜裂14之進展作阻礙。若依據此,則係成為能夠從1個的GaN鑄錠20來取得複數之GaN晶圓30。又,由於係藉由周緣區域16來對於從改質區域12起而朝向其他之改質區域12的龜裂14之進展作阻礙,因此,係能夠抑制氮氣G從改質區域12而逸散至其他之改質區域12處的情形,而成為能夠使氮氣G之壓力有效地上升並作維持。In the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment, the
在第1實施形態之半導體構件製造方法中,於雷射加工工程之後,係加熱GaN鑄錠20,來使氮氣G膨脹並使龜裂14沿著虛擬面15而進展。藉由此,係能夠確實地形成涵蓋虛擬面15之龜裂14。In the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment, after the laser processing process, the
在第1實施形態之半導體構件製造方法中,於雷射加工工程之後,係藉由對於改質區域12而從外部來賦予刺激,而將GaN鑄錠20之一部分沿著虛擬面15作剝離。若依據此,則係能夠在將改質區域12之氮氣G之壓力釋放的同時,亦利用此被釋放之力而將GaN鑄錠20之一部分作剝離。In the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment, after the laser processing process, a part of the
在第1實施形態之GaN鑄錠20中,龜裂14從改質區域12而朝向GaN鑄錠20之外面進展一事係被周緣區域16所阻礙,而對於被包含於改質區域12中之氮氣G經由龜裂14而逸散至外部的情形作抑制。故而,係成為能夠使氮氣G之壓力有效地上升並作維持。係成為能夠利用該內壓來以良好精確度而使龜裂14沿著虛擬面15進展。藉由以涵蓋虛擬面15之龜裂17作為邊界而從GaN鑄錠20來取得GaN晶圓30,係成為能夠進行合適的GaN晶圓30之取得。In the
在第1實施形態之GaN鑄錠20中,改質區域12,係以在Z方向上並排的方式而被設置有複數。周緣區域16,係對應於複數之改質區域12之各者而被設置有複數,並對於從所包圍之改質區域12起而朝向與該改質區域12相鄰接之其他之改質區域12的龜裂14之進展作阻礙。若依據此,則係成為能夠從1個的GaN鑄錠20來取得複數之GaN晶圓30。係能夠抑制氮氣G從改質區域12而逸散至其他之改質區域12處的情形,而成為能夠使氮氣G之壓力有效地上升並作維持。In the
另外,在第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法中,周緣區域16,係亦對起因於氮化物之分解而析出並熔融了的析出物之朝向外部的流出作阻礙。藉由此,係能夠將析出物留在加工對象區域R處,並作為在後段之加熱工程中而進行加熱時的起點來對於該析出物作利用。In addition, in the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment, the
如同圖13中所示一般,上述之雷射加工方法以及半導體構件製造方法,係亦可更進而具備有在周緣區域16處形成使氮氣G逸散至外部之孔H1、H2、H3之孔形成工程。孔形成工程,係在加熱工程之前而被實施。孔H1、H2、H3,係身為在改質區域12中所包含的氣體之排氣用之孔。孔H1、H2、H3,係使周緣區域16之內外相通連。孔H1、H2、H3,係以不會使氮氣G之壓力一直降低至一定以下的方式而被構成。As shown in FIG. 13, the above-mentioned laser processing method and semiconductor component manufacturing method may be further provided with holes H1, H2, H3 formed in the
孔H1,係為從改質區域12(加工對象區域R)起而到達側面20b處之第1孔。孔H2,係為從改質區域12起而到達側面20b並且較孔H1而更大口徑之第2孔。孔H3,係為從改質區域12起而到達GaN鑄錠20之角部處之第3孔。孔H1、H2、H3,係亦可利用在藉由上述之雷射加工裝置1而形成改質區域12時從該改質區域12所延伸的龜裂來形成之。就算是於此情況,亦同樣的係能夠確保周緣區域16之上述功能。形成孔H1、H2、H3之手法,係並未特別被限定,而能夠利用公知之各種的手法。The hole H1 is the first hole that reaches the
在此種孔形成工程以及藉由其所得到的孔H1、H2、H3的情況中,當起因於氮氣G之壓力之上升(膨脹)而導致對於GaN鑄錠20施加有形變或者是彎曲的情況時,係成為能夠使氮氣G逸散至外部並對於該形變或彎曲作抑制。係能夠對起因於該形變或彎曲所導致的碎裂以及轉移之發生作抑制。係能夠對GaN鑄錠20之一部分自然性地剝離的情形作抑制。例如在貼附蠟等並進行剝離時,係能夠將其之密著性提高。在進行蝕刻的情況時,蝕刻劑係成為容易進入,而能夠將蝕刻速率提高。另外,係亦可形成孔H1、H2、H3之中之至少其中一者。孔H1、H2、H3之數量以及大小,係並未特別作限定,而可因應於鎵之析出量以及氮氣G之內壓來作設定。In the case of the hole formation process and the holes H1, H2, and H3 obtained by the hole formation process, when the pressure rise (expansion) of the nitrogen gas G causes deformation or bending of the
在上述之周緣區域去除工程中,施加將複數之周緣區域16去除之加工的方向,係並未作限定,而可從表面20a側起來進行加工,亦可從側面20b側起來進行加工,亦可從表面20c側起來進行加工。例如,如同圖14中所示一般,在周緣區域去除工程中,係亦可將對應於周緣區域16之部分,藉由砥石等之研磨材PL來從側面20b側起而沿著改質區域12之延伸方向作接近並進行研磨。In the above-mentioned peripheral area removal process, the direction in which the plurality of
關於沿著虛擬面15的改質區域12(複數之改質點13)之形成,係並未特別作限定,而亦可如同下述一般地來形成。The formation of the modified region 12 (a plurality of modified points 13) along the
首先,使雷射加工裝置1,如同圖15以及圖16中所示一般,藉由從表面20a來使雷射光L射入至GaN鑄錠20之內部,而沿著虛擬面15(例如,以沿著虛擬面15之全體來2維性並排的方式)來形成複數之改質點(第1改質點)13a。此時,雷射加工裝置1,係以使從複數之改質點13a起所分別延伸的複數之龜裂14a不會相互連接的方式,來形成複數之改質點13a。又,雷射加工裝置1,係藉由使被作了脈衝震盪的雷射光L之集光點C沿著虛擬面15作移動,來形成複數列之改質點13a。另外,在圖15以及圖16中,改質點13a係以留白(無下影線)來作標示,龜裂14a所延伸之範圍係以虛線來作標示(在圖17~圖22中亦為相同)。First, make the
在變形例中,被作了脈衝震盪的雷射光L,係以被集光於在Y方向上而並排的複數(例如6個)之集光點C處的方式,來藉由空間光調變器4而被作了調變。之後,使複數之集光點C沿著X方向而在虛擬面15上相對性地作移動。作為其中一例,在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離,係為8μm,雷射光L之脈衝節距(亦即是,將複數之集光點C之相對性的移動速度除以雷射光L之反覆頻率所得到之值),係為10μm。又,1個的集光點C之雷射光L之脈衝能量(以下,單純稱作「雷射光L之脈衝能量」),係為0.33μJ。於此情況,在Y方向上而相鄰之改質點13a之中心間距離,係成為8μm,在X方向上而相鄰之改質點13a之中心間距離,係成為10μm。又,從複數之改質點13a起所分別延伸的複數之龜裂14a係並未相互連接。In the modified example, the pulsed laser light L is condensed at a plurality of (for example, 6) light collection points C arranged side by side in the Y direction to be modulated by spatial light. The
接著,使雷射加工裝置1,如同圖17以及圖18中所示一般,藉由從表面20a來使雷射光L射入至GaN鑄錠20之內部,而沿著虛擬面15(例如,以沿著虛擬面15之全體來2維性並排的方式)來形成複數之改質點(第2改質點)13b。此時,雷射加工裝置1,係以不會與複數之改質點13a以及複數之龜裂14a相重疊的方式,來形成複數之改質點13b。又,雷射加工裝置1,係藉由使被作了脈衝震盪的雷射光L之集光點C在複數列的改質點13a之列間沿著虛擬面15作移動,來形成複數列之改質點13b。在此工程中,從複數之改質點13b起所分別延伸的複數之龜裂14b,係亦可與複數之龜裂14a相連接。另外,在圖17以及圖18中,改質點13b係以點狀下影來作標示,龜裂14b所延伸之範圍係以虛線來作標示(在圖19~圖22中亦為相同)。Next, the
在變形例中,被作了脈衝震盪的雷射光L,係以被集光於在Y方向上而並排的複數(例如6個)之集光點C處的方式,來藉由空間光調變器4而被作了調變。之後,使複數之集光點C在複數列的改質點13a之列間之中心處,沿著X方向而在虛擬面15上相對性地作移動。作為其中一例,在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離,係為8μm,雷射光L之脈衝節距,係為10μm。又,雷射光L之脈衝能量,係為0.33μJ。於此情況,在Y方向上而相鄰之改質點13b之中心間距離,係成為8μm,在X方向上而相鄰之改質點13b之中心間距離,係成為10μm。In the modified example, the pulsed laser light L is condensed at a plurality of (for example, 6) light collection points C arranged side by side in the Y direction to be modulated by spatial light. The
接著,使雷射加工裝置1,如同圖19以及圖20中所示一般,藉由從表面20a來使雷射光L射入至GaN鑄錠20之內部,而沿著虛擬面15(例如,以沿著虛擬面15之全體來2維性並排的方式)來形成複數之改質點(第3改質點)13c。進而,使雷射加工裝置1,如同圖21以及圖22中所示一般,藉由從表面20a來使雷射光L射入至GaN鑄錠20之內部,而沿著虛擬面15(例如,以沿著虛擬面15之全體來2維性並排的方式)來形成複數之改質點(第3改質點)13d。此時,雷射加工裝置1,係以不會與複數之改質點13a、13b相重疊的方式,來形成複數之改質點13c、13d。又,雷射加工裝置1,係藉由使被作了脈衝震盪的雷射光L之集光點C在複數列的改質點13a、13b之列間沿著虛擬面15作移動,來形成複數列之改質點13c、13d。在此工程中,從複數之改質點13c、13d起所分別延伸的複數之龜裂14c、14d,係亦可與複數之龜裂14a、14b相連接。另外,在圖19以及圖20中,改質點13c係以實線下影來作標示,龜裂14c所延伸之範圍係以虛線來作標示(在圖21以及圖22中亦為相同)。又,在圖21以及圖22中,改質點13d係以實線下影(與改質點13c之實線下影朝相反方向傾斜的實線下影)來作標示,龜裂14d所延伸之範圍係以虛線來作標示。Next, make the
在變形例中,被作了脈衝震盪的雷射光L,係以被集光於在Y方向上而並排的複數(例如6個)之集光點C處的方式,來藉由空間光調變器4而被作了調變。之後,使複數之集光點C在複數列的改質點13a、13b之列間之中心處,沿著X方向而在虛擬面15上相對性地作移動。作為其中一例,在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離,係為8μm,雷射光L之脈衝節距,係為5μm。又,雷射光L之脈衝能量,係為0.33μJ。於此情況,在Y方向上而相鄰之改質點13c之中心間距離,係成為8μm,在X方向上而相鄰之改質點13c之中心間距離,係成為5μm。又,在Y方向上而相鄰之改質點13d之中心間距離,係成為8μm,在X方向上而相鄰之改質點13d之中心間距離,係成為5μm。In the modified example, the pulsed laser light L is condensed at a plurality of (for example, 6) light collection points C arranged side by side in the Y direction to be modulated by spatial light. The
於此,針對對於在藉由變形例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所形成的GaN晶圓30中於GaN晶圓30之剝離面處所出現的凹凸係變小一事作展示的實驗結果進行說明。Here, we will show the experimental results of the reduction of the unevenness that appears on the peeling surface of the
圖23,係為藉由其中一例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所形成的GaN晶圓之剝離面之畫像,圖24之(a)以及(b),係為在圖23中所示之剝離面的高度輪廓(profile)。在此例中,係從GaN鑄錠20之表面20a來使具備有532nm之波長的雷射光L射入至GaN鑄錠20之內部,而藉由使1個的集光點C沿著X方向而在虛擬面15上作相對性移動,來沿著虛擬面15而形成了複數之改質點13。此時,在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離,係設為10μm,雷射光L之脈衝節距,係設為1μm,雷射光L之脈衝能量,係設為1μJ。於此情況,如同在圖24之(a)以及(b)中所示一般,在GaN晶圓30之剝離面(藉由龜裂17所被形成之面)處,係出現有25μm程度之凹凸。FIG. 23 is an image of the peeling surface of a GaN wafer formed by one example of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method. (a) and (b) of FIG. 24 are shown in FIG. 23 The height profile of the peeling surface. In this example, the laser light L having a wavelength of 532 nm is injected from the
圖25,係為藉由其他例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所形成的GaN晶圓之剝離面之畫像,圖26之(a)以及(b),係為在圖25中所示之剝離面的高度輪廓。在此例中,係從GaN鑄錠20之表面20a來使具備有532nm之波長的雷射光L射入至GaN鑄錠20之內部,而與變形例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法相同的,沿著虛擬面15而形成了複數之改質點13。在形成複數之改質點13a時,在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離,係設為6μm,雷射光L之脈衝節距,係設為10μm,雷射光L之脈衝能量,係設為0.33μJ。在形成複數之改質點13b時,在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離,係設為6μm,雷射光L之脈衝節距,係設為10μm,雷射光L之脈衝能量,係設為0.33μJ。在形成複數之改質點13c時,在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離,係設為6μm,雷射光L之脈衝節距,係設為5μm,雷射光L之脈衝能量,係設為0.33μJ。在形成複數之改質點13d時,在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離,係設為6μm,雷射光L之脈衝節距,係設為5μm,雷射光L之脈衝能量,係設為0.33μJ。於此情況,如同在圖26之(a)以及(b)中所示一般,在GaN晶圓30之剝離面處,係出現有5μm程度之凹凸。FIG. 25 is an image of the peeling surface of a GaN wafer formed by other examples of laser processing methods and semiconductor component manufacturing methods, and (a) and (b) of FIG. 26 are shown in FIG. 25 The height profile of the peeling surface. In this example, the laser light L having a wavelength of 532nm is injected into the
根據以上的實驗結果,係得知了,在藉由變形例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所形成的GaN晶圓中,於GaN晶圓30之剝離面處所出現的凹凸係變小,亦即是,龜裂17係沿著虛擬面15而被以良好精確度形成。另外,若是在GaN晶圓30之剝離面處所出現的凹凸變小,則用以將該剝離面平坦化的研削量係可減少。故而,在GaN晶圓30之剝離面處所出現的凹凸變小一事,不論是在材料的利用效率上或者是生產效率上而言均為有利。According to the above experimental results, it is known that in the GaN wafer formed by the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the modified example, the unevenness on the peeling surface of the
接著,針對在GaN晶圓30之剝離面處出現有凹凸的原理作說明。Next, the principle of the unevenness on the peeled surface of the
例如,如同圖27中所示一般,係沿著虛擬面15來形成複數之改質點13a,並以使改質點13b會與從其之其中一側之改質點13a而延伸的龜裂14a相重疊的方式,來沿著虛擬面15而形成複數之改質點13b。於此情況,由於在複數之龜裂14a處係起因於析出了的鎵而成為使雷射光L容易被吸收的狀態,因此,就算是集光點C為位置在虛擬面15上,亦成為相對於改質點13a而易於在雷射光L之射入側處而形成改質點13b。接著,係以使改質點13c會與從其之其中一側之改質點13b而延伸的龜裂14b相重疊的方式,來沿著虛擬面15而形成複數之改質點13c。於此情況,亦同樣的,由於在複數之龜裂14b處係起因於析出了的鎵而成為使雷射光L容易被吸收的狀態,因此,就算是集光點C為位置在虛擬面15上,亦成為相對於改質點13b而易於在雷射光L之射入側處而形成改質點13c。如此這般,在此例中,複數之改質點13b係成為相對於複數之改質點13a而易於在雷射光L之射入側處被形成,進而,複數之改質點13c係成為相對於複數之改質點13b而易於在雷射光L之射入側處被形成。For example, as shown in FIG. 27, a plurality of modified
相對於此,例如,如同圖28中所示一般,係沿著虛擬面15來形成複數之改質點13a,並以使改質點13b並不會與從其之兩側之改質點13a而延伸的龜裂14a相重疊的方式,來沿著虛擬面15而形成複數之改質點13b。於此情況,雖然在複數之龜裂14a處係起因於析出了的鎵而成為使雷射光L容易被吸收的狀態,但是由於改質點13b係並不與龜裂14a相重疊,因此改質點13b係亦與改質點13a同樣地而被形成於虛擬面15上。接著,係以使改質點13c會與從其之兩側之改質點13a、13b之各者而延伸的龜裂14a、14b相重疊的方式,來沿著虛擬面15而形成複數之改質點13c。進而,係以使改質點13d會與從其之兩側之改質點13a、13b之各者而延伸的龜裂14a、14b相重疊的方式,來沿著虛擬面15而形成複數之改質點13d。於此些之情況中,由於在複數之龜裂14a、14b處係起因於析出了的鎵而成為使雷射光L容易被吸收的狀態,因此,就算是集光點C為位置在虛擬面15上,亦成為相對於改質點13a、13b而易於在雷射光L之射入側處而形成改質點13c、13d。如此這般,在此例中,僅有複數之改質點13c、13d係成為相對於複數之改質點13a、13b而易於在雷射光L之射入側處被形成。In contrast to this, for example, as shown in FIG. 28, a plurality of modified
根據以上之原理,可以得知,在變形例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法中,以不會與複數之改質點13a以及從複數之改質點13a起所分別延伸的複數之龜裂14a相互重疊的方式來形成複數之改質點13b一事,對於將在GaN晶圓30之剝離面處所出現的凹凸縮小一事而言係極為重要。Based on the above principle, it can be known that in the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the modification, the plurality of modified
接著,針對對於在變形例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法中龜裂17係沿著虛擬面15而以良好精確度進展一事作展示的實驗結果進行說明。Next, a description will be given of the experimental results showing that the
圖29之(a)以及(b),係為在其中一例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法之途中所形成的龜裂之畫像,圖29之(b)係為在圖29(a)中之矩形框內的擴大畫像。在此例中,係從GaN鑄錠20之表面20a來使具備有532nm之波長的雷射光L射入至GaN鑄錠20之內部,而藉由使在Y方向上並排之6個的集光點C沿著X方向而在虛擬面15上作相對性移動,來沿著虛擬面15而形成了複數之改質點13。此時,在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離,係設為6μm,雷射光L之脈衝節距,係設為1μm,雷射光L之脈衝能量,係設為1.33μJ。又,係在虛擬面15之途中而使雷射加工作了停止。於此情況,如同在圖29之(a)以及(b)中所示一般,從加工區域而進展至未加工區域處之龜裂,係在未加工區域處而從虛擬面15作了大幅度的偏離。Figure 29 (a) and (b) are the portraits of the cracks formed during the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of one example, and Figure 29 (b) is shown in Figure 29 (a) Enlarged portrait inside the rectangular frame of Zhongzhi. In this example, the laser light L having a wavelength of 532nm is injected from the
圖30之(a)以及(b),係為在其他例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法之途中所形成的龜裂之畫像,圖30之(b)係為在圖30(a)中之矩形框內的擴大畫像。在此例中,係從GaN鑄錠20之表面20a來使具備有532nm之波長的雷射光L射入至GaN鑄錠20之內部,而藉由使在Y方向上並排之6個的集光點C沿著X方向而在虛擬面15上作相對性移動,來沿著虛擬面15而形成了複數之改質點13。具體而言,首先,係將在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離設為6μm,並將雷射光L之脈衝節距設為10μm,並且將雷射光L之脈衝能量設為0.33μJ,而在加工區域1以及加工區域2處形成了複數列之改質點13。接著,係將在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離設為6μm,並將雷射光L之脈衝節距設為10μm,並且將雷射光L之脈衝能量設為0.33μJ,而在加工區域1以及加工區域2處,以使各列會位置在已被形成了的複數列之改質點13之列間的中心處的方式,而形成了複數列的改質點13。接著,係將在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離設為6μm,並將雷射光L之脈衝節距設為5μm,並且將雷射光L之脈衝能量設為0.33μJ,而僅在加工區域1處,以使各列會位置在已被形成了的複數列之改質點13之列間的中心處的方式,而形成了複數列的改質點13。於此情況,如同在圖30之(a)以及(b)中所示一般,從加工區域1而進展至加工區域2處之龜裂,在加工區域2處係並未從虛擬面15作大幅度的偏離。Fig. 30(a) and (b) are the portraits of the cracks formed in the laser processing method and semiconductor component manufacturing method of other examples, Fig. 30(b) is in Fig. 30(a) Enlarged portrait inside the rectangular frame of Zhongzhi. In this example, the laser light L having a wavelength of 532nm is injected from the
根據以上之實驗結果,係得知了,在變形例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法中,龜裂17係沿著虛擬面15而以良好精確度進展。可以推測到,此係因為,在加工區域2處而事先被形成了的複數之改質點13,在龜裂進展時係成為導引。Based on the above experimental results, it is known that in the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the modified example, the
接著,針對對於在變形例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法中從改質點13起而朝向雷射光L之射入側以及其之相反側延伸的龜裂14之延伸量係被作抑制一事作展示的實驗結果進行說明。Next, in the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the modified example, the extension of the
圖31,係為藉由比較例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所形成的改質點以及龜裂之畫像(側面觀察時之畫像)。在此比較例中,係從GaN鑄錠20之表面20a來使具備有532nm之波長的雷射光L射入至GaN鑄錠20之內部,而藉由使1個的集光點C沿著X方向而在虛擬面15上作相對性移動,來沿著虛擬面15而形成了複數之改質點13。具體而言,在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離,係設為2μm,雷射光L之脈衝節距,係設為5μm,雷射光L之脈衝能量,係設為0.3μJ,而沿著虛擬面15來形成了複數之改質點13。於此情況,如同圖22中所示一般,從改質點13起而朝向雷射光L之射入側以及其之相反側延伸的龜裂14之延伸量,係成為了100μm程度。Fig. 31 is an image of modified spots and cracks formed by the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the comparative example (the image when viewed from the side). In this comparative example, laser light L having a wavelength of 532 nm is injected into the inside of the
圖32,係為藉由第1實施例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所形成的改質點以及龜裂之畫像,圖32(a)係為平面觀察下之畫像,圖32(b)係為側面觀察下之畫像。在此第1實施例中,係從GaN鑄錠20之表面20a來使具備有532nm之波長的雷射光L射入至GaN鑄錠20之內部,而藉由使在Y方向上並排之6個的集光點C沿著X方向而在虛擬面15上作相對性移動,來沿著虛擬面15而形成了複數之改質點13。具體而言,首先,在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離,係設為8μm,雷射光L之脈衝節距,係設為10μm,雷射光L之脈衝能量,係設為0.3μJ,而沿著虛擬面15來形成了複數之改質點13a。接著,在使於Y方向上而並排之6個的集光點C從先前之狀態起而朝Y方向作了+4μm之偏移的狀態下,將在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離設為8μm,並將雷射光L之脈衝節距設為10μm,並且將雷射光L之脈衝能量設為0.3μJ,而沿著虛擬面15來形成了複數之改質點13b。接著,在使於Y方向上而並排之6個的集光點C從先前之狀態起而朝Y方向作了-4μm之偏移的狀態下,將在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離設為8μm,並將雷射光L之脈衝節距設為5μm,並且將雷射光L之脈衝能量設為0.3μJ,而沿著虛擬面15來形成了複數之改質點13。接著,在使於Y方向上而並排之6個的集光點C從先前之狀態起而朝Y方向作了+4μm之偏移的狀態下,將在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離設為8μm,並將雷射光L之脈衝節距設為5μm,並且將雷射光L之脈衝能量設為0.3μJ,而沿著虛擬面15來形成了複數之改質點13。藉由此,可以推測到,於第1次所形成的改質點13a和於第3次所形成的改質點係相互重疊,於第2次所形成的改質點13b和於第4次所形成的改質點係相互重疊。於此情況,如同圖32之(b)中所示一般,從改質點13起而朝向雷射光L之射入側以及其之相反側延伸的龜裂14之延伸量,係成為了70μm程度。Fig. 32 is an image of modified spots and cracks formed by the laser processing method and semiconductor component manufacturing method of the first embodiment. Fig. 32(a) is the image under plan view, Fig. 32(b) The portrait is viewed from the side. In this first embodiment, laser light L having a wavelength of 532 nm is injected into the inside of the
圖33之(a)以及(b),係為藉由第2實施例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所形成的改質點以及龜裂之畫像,圖33(a)係為平面觀察下之畫像,圖33(b)係為側面觀察下之畫像。在此第2實施例中,係從GaN鑄錠20之表面20a來使具備有532nm之波長的雷射光L射入至GaN鑄錠20之內部,而與變形例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法相同的,沿著虛擬面15而形成了複數之改質點13。在形成複數之改質點13a時,在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離,係設為8μm,雷射光L之脈衝節距,係設為10μm,雷射光L之脈衝能量,係設為0.3μJ。在形成複數之改質點13b時,在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離,係設為8μm,雷射光L之脈衝節距,係設為10μm,雷射光L之脈衝能量,係設為1.8μJ。在形成複數之改質點13c時,在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離,係設為8μm,雷射光L之脈衝節距,係設為5μm,雷射光L之脈衝能量,係設為0.3μJ。在形成複數之改質點13d時,在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離,係設為8μm,雷射光L之脈衝節距,係設為5μm,雷射光L之脈衝能量,係設為0.3μJ。於此情況,如同圖33之(b)中所示一般,從改質點13起而朝向雷射光L之射入側以及其之相反側延伸的龜裂14之延伸量,係成為了50μm程度。Figure 33 (a) and (b) are images of modified spots and cracks formed by the laser processing method and semiconductor component manufacturing method of the second embodiment, and Figure 33 (a) is a plan view The portrait, Figure 33(b) is the portrait viewed from the side. In this second embodiment, laser light L having a wavelength of 532 nm is injected into the inside of the
圖33之(c)以及(d),係為藉由第3實施例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所形成的改質點以及龜裂之畫像,圖33(c)係為平面觀察下之畫像,圖33(d)係為側面觀察下之畫像。在此第3實施例中,係沿著身為在圖33之(a)以及(b)中所示之狀態的虛擬面15(亦即是,已被形成有複數列之改質點13之虛擬面15),而進而形成了複數之改質點13。具體而言,首先,係將在Y方向上而相鄰之集光點C之間的距離設為8μm,並將雷射光L之脈衝節距設為5μm,並且將雷射光L之脈衝能量設為0.1μJ,而以使各列會位置在已被形成了的複數列之改質點13之列間的中心處的方式,而形成了複數列的改質點13。於此情況,如同圖33之(d)中所示一般,從改質點13起而朝向雷射光L之射入側以及其之相反側延伸的龜裂14之延伸量,係成為了60μm程度。Fig. 33 (c) and (d) are portraits of modified spots and cracks formed by the laser processing method and semiconductor component manufacturing method of the third embodiment, and Fig. 33(c) is a plan view The portrait of Figure 33(d) is the portrait viewed from the side. In this third embodiment, the virtual plane 15 (that is, the virtual plane that has been formed with a plurality of rows of modified points 13) in the state shown in (a) and (b) of FIG. Surface 15), and then a plurality of modified
根據以上之實驗結果,係得知了,若是以並不會與已沿著虛擬面15而被形成的複數之改質點13a以及複數之龜裂14a相重疊的方式,來沿著虛擬面15而形成複數之改質點13b(第1實施例、第2實施例以及第3實施例),則從改質點13而朝向雷射光L之射入側以及其之相反側延伸的龜裂14之延伸量係被作抑制。另外,在沿著虛擬面15而更進而形成複數之改質點13的情況時,若是以並不會與已沿著虛擬面15而被形成的複數之改質點13a、13b相重疊的方式,來沿著虛擬面15而形成複數之改質點13(第2實施例以及第3實施例),則係成為易於形成涵蓋虛擬面15之龜裂。
[第2實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法]According to the above experimental results, it is known that if it is not overlapped with the plurality of modified
接著,針對第2實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法作說明。在以下之說明中,係將與上述第1實施形態重複的說明省略,並針對相異之處作說明。Next, the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the second embodiment will be described. In the following description, the description overlapping with the first embodiment described above will be omitted, and the differences will be described.
第2實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的對象物11,係如同在圖34中所示一般,身為藉由GaN而例如被形成為圓板狀的GaN晶圓(半導體晶圓、半導體對象物)30。作為其中一例,GaN晶圓30之直徑,係為2in,GaN晶圓30之厚度,係為100μm。第2實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法,係為了從GaN晶圓30來切出複數之半導體裝置(半導體構件)40,而被實施。作為其中一例,半導體裝置40之GaN基板部分之外形,係為1mm×1mm,半導體裝置40之GaN基板部分之厚度,係為數十μm。The
首先,係實施使上述之雷射加工裝置1沿著複數之虛擬面15之各者而形成改質區域12之雷射加工工程。複數之虛擬面15之各者,係為在GaN晶圓30之內部而與GaN晶圓30之表面30a相對向之面,並以在表面30a所延伸存在之方向上作並排的方式而被作設定。在本實施形態中,複數之虛擬面15之各者,係為與表面30a相平行之面,並例如呈現矩形狀。複數之虛擬面15之各者,係以在與GaN晶圓30之定向平面31相平行之方向以及相垂直之方向上而以2維狀作並排的方式,而被作設定。First, a laser processing process for forming the modified
在GaN晶圓30處,係以將複數之虛擬面15之各者作包圍的方式,而被設定有複數之周緣區域16。亦即是,複數之虛擬面15之各者,係並未到達GaN晶圓30之側面30b處。周緣區域16,係對應於複數之虛擬面15之各者而被設置有複數。作為其中一例,與複數之虛擬面15之各者相互對應的周緣區域16之寬幅(在本實施形態中,係為相鄰之虛擬面15間之距離的一半),係為30μm以上。在GaN晶圓30中而被周緣區域16所包圍之區域,係身為成為形成改質區域12的對象之加工對象區域R。加工對象區域R,係包含虛擬面15。In the
沿著複數之虛擬面15之各者的改質區域12之形成,係與第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法相同地而被實施。藉由此,在GaN晶圓30處,如同圖35中所示一般,係沿著複數之虛擬面15之各者,而被形成有包含複數之改質點13和複數之龜裂14和氮氣G以及鎵的改質區域12。在圖35中,複數之改質點13以及複數之龜裂14所被形成之範圍,係以虛線來作標示。The formation of the modified
接著,半導體製造裝置,係如同圖36中所示一般地,在GaN晶圓30之表面30a處形成複數之功能元件32。複數之功能元件32之各者,在從GaN晶圓30之厚度方向來作觀察的情況時,係以1個的功能元件32係被包含於1個的虛擬面15中的方式,而被形成。功能元件32,例如係為光二極體等之受光元件、雷射二極體等之發光元件、記憶體等之電路元件等。Next, in the semiconductor manufacturing apparatus, as shown in FIG. 36, a plurality of
在本實施形態中,當在表面30a處形成複數之功能元件32時,半導體製造裝置係作為加熱裝置而起作用。亦即是,當在表面30a處而形成複數之功能元件32時,半導體製造裝置,係將GaN晶圓30加熱,並藉由在複數之虛擬面15之各者處將從複數之改質點13所分別延伸出去的複數之龜裂14相互連接,而在複數之虛擬面15之各者處形成龜裂17(亦即是,涵蓋虛擬面15之龜裂17)。在圖36中,複數之改質點13以及複數之龜裂14還有龜裂17所被形成之範圍,係以虛線來作標示。另外,係亦可使用與半導體製造裝置相獨立之另外的加熱裝置。又,係亦可藉由以加熱以外之方法來使某些之力作用於GaN晶圓30處,來使複數之龜裂14相互連接並形成龜裂17。又,係亦可藉由沿著虛擬面15來形成複數之改質點13,來使複數之龜裂14相互連接並形成龜裂17。In this embodiment, when a plurality of
於此,在GaN晶圓30處,在從複數之改質點13起而分別延伸的複數之龜裂14內,係產生有氮氣。因此,藉由加熱GaN晶圓30而使氮氣膨脹,係能夠利用氮氣G之壓力來形成龜裂17。並且,藉由周緣區域16,從該周緣區域16所包圍之改質區域12起而朝向GaN晶圓30之外面(表面30a以及側面30b)的龜裂14之進展以及朝向與該改質區域12相鄰接之其他之改質區域12的龜裂14之進展係被阻礙。因此,係能夠抑制氮氣G逸散至外部以及相鄰接之其他之改質區域12處的情形。為了達成此,係可將周緣區域16之寬幅設為30μm以上。Here, in the
以上之結果,作為半導體晶圓(半導體對象物),係能夠得到下述之GaN晶圓30。如同圖36中所示一般,GaN晶圓30,係於內部,具備有沿著與表面30a相對向之虛擬面15而被形成的改質區域12、和以包圍改質區域12的方式而被作了設置的周緣區域16。改質區域12,係包含有複數之改質點13和從複數之改質點13所分別延伸的複數之龜裂14以及氮氣G。改質區域12,係以在表面30a所延伸存在之方向上並排的方式而被設置有複數。周緣區域16,係身為並未被形成有改質點13之區域,並且對於從所包圍的改質區域12起而朝向GaN晶圓30之外面的龜裂14之進展作阻礙。周緣區域16,係對應於複數之改質區域12之各者而被設置有複數。周緣區域16,係對於從所包圍之改質區域12起而朝向與該改質區域12相鄰接之其他之改質區域12的龜裂14之進展作阻礙。As a result of the above, as a semiconductor wafer (semiconductor object), the following
接著,雷射加工裝置1係將GaN晶圓30切斷為各功能元件32。係實施將周緣區域16去除的周緣區域去除工程。藉由此,來對於改質區域12賦予刺激,而亦利用有在改質區域12中所包含的氮氣G之內壓釋放效果地,來將GaN晶圓30之一部分沿著虛擬面15而作剝離。實施對於剝離了的GaN晶圓30之一部分而將改質區域12去除並晶圓化的晶圓化工程。以上之結果,如同圖37中所示一般,係成為以複數之龜裂17的各者作為邊界,而從GaN晶圓30來取得複數之半導體裝置40。如此這般,GaN晶圓30,係沿著複數的虛擬面15之各者而被切斷。另外,係亦可藉由雷射加工以外的機械加工(例如刀刃切割)等,來將GaN晶圓30切斷為各功能元件32。Next, the
以上之工程中,直到雷射加工工程為止,係身為第2實施形態之雷射加工方法。又,以上之工程中,直到以複數之龜裂17之各者作為邊界並從GaN晶圓30來取得複數之半導體裝置40之工程為止,係身為第2實施形態之半導體構件製造方法。Among the above processes, up to the laser processing process is the laser processing method of the second embodiment. In addition, in the above process, the process of obtaining a plurality of
以上,在第2實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法中,亦係發揮與第1實施形態相同的效果。As described above, in the laser processing method and the semiconductor member manufacturing method of the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment are also exhibited.
又,在第2實施形態之半導體構件製造方法中,虛擬面15,係以在表面30a所延伸存在之方向上並排的方式而被設定有複數。改質區域12以及周緣區域16,係對應於複數之虛擬面15之各者而被設置有複數。周緣區域16,係對於從所包圍之改質區域12起而朝向與該改質區域12相鄰接之其他之改質區域12的龜裂14之進展作阻礙。若依據此,則係成為能夠從1個的GaN晶圓30來取得複數之半導體裝置40。又,由於係藉由周緣區域16來對於從改質區域12起而朝向其他之改質區域12的龜裂14之進展作阻礙,因此,係能夠抑制氮氣G從改質區域12而逸散至其他之改質區域12處的情形,而成為能夠使氮氣G之壓力有效地上升並作維持。In addition, in the semiconductor member manufacturing method of the second embodiment, the
又,在第2實施形態之半導體構件製造方法中,於雷射加工工程之後,係藉由從GaN晶圓30而將周緣區域16去除,來對於改質區域12賦予刺激,而一面將改質區域12之氮氣G的壓力釋放,一面亦利用此被釋放之力地來將GaN鑄錠20之一部分沿著虛擬面15作剝離。In addition, in the semiconductor component manufacturing method of the second embodiment, after the laser processing process, the
又,在第2實施形態之GaN晶圓30中,龜裂14從改質區域12而朝向GaN晶圓30之外面進展一事係被周緣區域16所阻礙,而對於被包含於改質區域12中之氮氣G經由龜裂14而逸散至外部的情形作抑制。故而,係成為能夠使氮氣G之壓力有效地上升並作維持。係成為能夠利用該內壓來以良好精確度而使龜裂14沿著虛擬面15進展。藉由以涵蓋虛擬面15之龜裂17作為邊界而從GaN鑄錠20來取得GaN晶圓30,係成為能夠進行合適的GaN晶圓30之取得。Furthermore, in the
又,在第2實施形態之GaN晶圓30中,改質區域12,係以在Z方向上並排的方式而被設置有複數。周緣區域16,係對應於複數之改質區域12之各者而被設置有複數,並對於從所包圍之改質區域12起而朝向與該改質區域12相鄰接之其他之改質區域12的龜裂14之進展作阻礙。若依據此,則係成為能夠從1個的GaN晶圓30來取得複數之半導體裝置40。係能夠抑制氮氣G從改質區域12而逸散至其他之改質區域12處的情形,而成為能夠使氮氣G之壓力有效地上升並作維持。In addition, in the
另外,第2實施形態之半導體對象物,係亦可身為被切斷成各功能元件32之後並且周緣區域16被去除之前的狀態之GaN晶圓30。於此情況,藉由在所期望之時機而將周緣區域16去除,係能夠在所期望之時機而得到半導體裝置40。由於係能夠在半導體裝置40被剝離之前的狀態下而進行處理,因此係能夠對於半導體裝置40之破損作抑制。In addition, the semiconductor object of the second embodiment may also be a
本發明之其中一個態樣,係並不被限定於上述之實施形態。One aspect of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment.
例如,關於雷射光L之各種數值,係並不被限定於上述之內容。但是,為了對於龜裂14從改質點13起而朝向雷射光L之射入側及其相反側延伸的情形作抑制,係亦可設為雷射光L之脈衝能量係為0.1μJ~1μJ並且雷射光L之脈衝寬幅為200fs~1ns。For example, the various numerical values of the laser light L are not limited to the above-mentioned content. However, in order to prevent the
又,藉由本發明之其中一個態樣之雷射加工方法以及半導體構件製造方法而被加工的半導體對象物,係並不被限定於第1實施形態之GaN鑄錠20以及第2實施形態之GaN晶圓30。藉由本發明之其中一個態樣之半導體構件製造方法而被製造的半導體構件,係並不被限定於第1實施形態之GaN晶圓30以及第2實施形態之半導體裝置40。係亦可在1個的半導體對象物處被設定有1個的虛擬面。半導體對象物之材料,係亦可包含氮化物。半導體對象物之材料,係只要身為會藉由雷射光L而使氣體產生的材料即可。In addition, the semiconductor object processed by the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of one of the aspects of the present invention is not limited to the
又,在上述之實施形態以及變形例中,複數之改質點13之形成,係亦可從與表面20a相反側起來針對複數之虛擬面15的各者來依序實施。又,在上述之實施形態以及變形例中,複數之改質點13之形成,係亦可從與表面20a相反側起來針對複數之虛擬面15的各者來依序實施。又,在上述之實施形態以及變形例中,係亦可將雷射光L藉由空間光調變器4來作分歧,並在複數之虛擬面15的各者處而同時形成1或複數之改質點13。In addition, in the above-mentioned embodiment and modification examples, the formation of the plurality of modified
又,在第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法中,係亦可構成為:複數之改質點13之形成,係沿著表面20a側之1個或複數之虛擬面15而被實施,在1個或複數的GaN晶圓30被作了切出之後,GaN鑄錠20之表面20a係被研削,之後,再度使複數之改質點13之形成沿著表面20a側之1個或複數之虛擬面15而被實施。In addition, in the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment, it may also be configured that the formation of a plurality of modified
又,在上述之實施形態以及變形例中,例如當周緣區域16之範圍係為較一定之範圍而更窄的情況時,係亦可將周緣區域去除工程省略。在上述之實施形態以及變形例中,例如當所產生的氮氣G之壓力係為充分高的情況時,係亦可將加熱工程省略。In addition, in the above-mentioned embodiments and modifications, for example, when the range of the
又,雷射加工裝置1,係並不被限定於具備有上述之構成者。例如,雷射加工裝置1,係亦可並不具備空間光調變器4。In addition, the
又,在上述之實施形態以及變形例的各構成中,係並不被限定於上述之材料以及形狀,而可適用各種的材料以及形狀。又,在上述之實施形態或變形例中之各構成,係可任意地適用在其他之實施形態或變形例中的各構成中。In addition, in each configuration of the above-mentioned embodiment and modification examples, it is not limited to the above-mentioned materials and shapes, and various materials and shapes can be applied. In addition, each configuration in the above-mentioned embodiment or modification can be arbitrarily applied to each configuration in other embodiments or modification.
12:改質區域(其他之改質區域)
13,13a,13b,13c,13d:改質點
14,14a,14b,14c,14d:龜裂
15:虛擬面
16:周緣區域
17:涵蓋虛擬面之龜裂
20:GaN鑄錠(半導體鑄錠、半導體對象物)
20a:表面
30:GaN晶圓(半導體晶圓、半導體構件、半導體對象物)
30a:表面
40:半導體裝置(半導體構件)
H1,H2,H3:孔
G:氮氣(氣體)
L:雷射光12: Modified area (other modified areas)
13,13a,13b,13c,13d: modified
[圖1]圖1,係為實施形態的雷射加工裝置之構成圖。 [圖2]圖2,係為身為第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的對象物之GaN鑄錠之側面圖。 [圖3]圖3,係為圖2中所示之GaN鑄錠之平面圖。 [圖4]圖4,係為在第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的加熱工程中之GaN鑄錠之橫剖面圖。 [圖5]圖5,係為在第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的加熱工程中之GaN鑄錠之橫剖面圖。 [圖6]圖6,係為在第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的加熱工程中之GaN鑄錠之橫剖面圖。 [圖7]圖7,係為在第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的加熱工程中之GaN鑄錠之橫剖面圖。 [圖8]圖8,係為在第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的加熱工程後之GaN鑄錠之橫剖面圖。 [圖9]圖9(a),係為對於在第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的加熱工程中之GaN鑄錠之第1例作展示之照片圖。圖9(b),係為對於在第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的加熱工程中之GaN鑄錠之第2例作展示之照片圖。圖9(c),係為對於在第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的加熱工程中之GaN鑄錠之第3例作展示之照片圖。圖9(d),係為對於在第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的加熱工程中之GaN鑄錠之第4例作展示之照片圖。 [圖10]圖10,係為在第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的周緣區域去除工程中之GaN鑄錠之側面圖。 [圖11]圖11,係為在第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的刺激賦予工程中之GaN鑄錠之側面圖。 [圖12]圖12(a),係為在第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的刺激賦予工程後之GaN鑄錠之側面圖。圖12(b),係為藉由第1實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所得到的GaN晶圓之側面圖。 [圖13]圖13,係為在變形例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的加熱工程中之GaN鑄錠之橫剖面圖。 [圖14]圖14,係為在變形例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的周緣區域去除工程中之GaN鑄錠之側面圖。 [圖15]圖15,係為在變形例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的其中一個工程中之GaN鑄錠之一部分的縱剖面圖。 [圖16]圖16,係為在變形例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的其中一個工程中之GaN鑄錠之一部分的橫剖面圖。 [圖17]圖17,係為在變形例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的其中一個工程中之GaN鑄錠之一部分的縱剖面圖。 [圖18]圖18,係為在變形例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的其中一個工程中之GaN鑄錠之一部分的橫剖面圖。 [圖19]圖19,係為在變形例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的其中一個工程中之GaN鑄錠之一部分的縱剖面圖。 [圖20]圖20,係為在變形例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的其中一個工程中之GaN鑄錠之一部分的橫剖面圖。 [圖21]圖21,係為在變形例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的其中一個工程中之GaN鑄錠之一部分的縱剖面圖。 [圖22]圖22,係為在變形例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的其中一個工程中之GaN鑄錠之一部分的橫剖面圖。 [圖23]圖23,係為藉由其中一例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所形成的GaN晶圓之剝離面之畫像。 [圖24]圖24(a),係為圖23中所示之剝離面的高度輪廓(profile)。圖24(b),係為圖23中所示之剝離面的高度輪廓。 [圖25]圖25,係為藉由其他例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所形成的GaN晶圓之剝離面之畫像。 [圖26]圖26(a),係為圖25中所示之剝離面的高度輪廓(profile)。圖26(b),係為圖25中所示之剝離面的高度輪廓。 [圖27]圖27,係為用以對於由其中一例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所致的剝離面之形成原理作說明之示意圖。 [圖28]圖28,係為用以對於由其他例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所致的剝離面之形成原理作說明之示意圖。 [圖29]圖29(a),係為在其中一例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法之途中所形成的龜裂之畫像。圖29(b),係為在圖29(a)中之矩形框內的擴大畫像。 [圖30]圖30(a),係為在其他例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法之途中所形成的龜裂之畫像。圖30(b),係為在圖30(a)中之矩形框內的擴大畫像。 [圖31]圖31,係為藉由比較例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所形成的改質點以及龜裂之畫像。 [圖32]圖32(a),係為藉由第1實施例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所形成的改質點以及龜裂之平面觀察下之畫像。圖32(b),係為藉由第1實施例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所形成的改質點以及龜裂之側面觀察下之畫像。 [圖33]圖33(a),係為藉由第2實施例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所形成的改質點以及龜裂之平面觀察下之畫像。圖33(b),係為藉由第2實施例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所形成的改質點以及龜裂之側面觀察下之畫像。圖33(c),係為藉由第3實施例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所形成的改質點以及龜裂之平面觀察下之畫像。圖33(d),係為藉由第3實施例之雷射加工方法以及半導體構件製造方法所形成的改質點以及龜裂之側面觀察下之畫像。 [圖34]圖34,係為身為第2實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的對象物之GaN晶圓之平面圖。 [圖35]圖35,係為在第2實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的其中一個工程中之GaN晶圓之一部分的側面圖。 [圖36]圖36,係為在第2實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的其中一個工程中之GaN晶圓之一部分的側面圖。 [圖37]圖37,係為在第2實施形態之雷射加工方法以及半導體構件製造方法的其中一個工程中之半導體裝置的側面圖。[Fig. 1] Fig. 1 is a configuration diagram of the laser processing apparatus of the embodiment. [FIG. 2] FIG. 2 is a side view of a GaN ingot which is the object of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment. [Fig. 3] Fig. 3 is a plan view of the GaN ingot shown in Fig. 2. [Fig. 4] Fig. 4 is a cross-sectional view of a GaN ingot in the heating process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment. [Fig. 5] Fig. 5 is a cross-sectional view of a GaN ingot in the heating process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment. [FIG. 6] FIG. 6 is a cross-sectional view of a GaN ingot in the heating process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment. [Fig. 7] Fig. 7 is a cross-sectional view of a GaN ingot in the heating process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment. [Fig. 8] Fig. 8 is a cross-sectional view of the GaN ingot after the heating process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment. [Fig. 9] Fig. 9(a) is a photograph showing the first example of the GaN ingot in the heating process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment. Fig. 9(b) is a photograph showing the second example of the GaN ingot in the heating process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment. Fig. 9(c) is a photograph showing the third example of the GaN ingot in the heating process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment. Fig. 9(d) is a photograph showing the fourth example of the GaN ingot in the heating process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment. [Fig. 10] Fig. 10 is a side view of a GaN ingot in the peripheral region removal process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment. [FIG. 11] FIG. 11 is a side view of the GaN ingot in the stimulus application process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment. [FIG. 12] FIG. 12(a) is a side view of the GaN ingot after the stimulation application process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment. Fig. 12(b) is a side view of a GaN wafer obtained by the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment. [FIG. 13] FIG. 13 is a cross-sectional view of a GaN ingot in the heating process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the modification. [FIG. 14] FIG. 14 is a side view of the GaN ingot in the peripheral region removal process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the modification. [FIG. 15] FIG. 15 is a longitudinal cross-sectional view of a part of a GaN ingot in one process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the modification. [FIG. 16] FIG. 16 is a cross-sectional view of a part of a GaN ingot in one process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the modification. [Fig. 17] Fig. 17 is a longitudinal sectional view of a part of a GaN ingot in one of the processes of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the modification. [FIG. 18] FIG. 18 is a cross-sectional view of a part of a GaN ingot in one process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the modification. [FIG. 19] FIG. 19 is a longitudinal cross-sectional view of a part of a GaN ingot in one process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the modification. [FIG. 20] FIG. 20 is a cross-sectional view of a part of a GaN ingot in one process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the modification example. [FIG. 21] FIG. 21 is a longitudinal cross-sectional view of a part of a GaN ingot in one process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the modification. [FIG. 22] FIG. 22 is a cross-sectional view of a part of a GaN ingot in one process of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the modification. [FIG. 23] FIG. 23 is an image of the peeling surface of a GaN wafer formed by one example of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method. [Fig. 24] Fig. 24(a) is the height profile of the peeling surface shown in Fig. 23. Figure 24(b) is the height profile of the peeling surface shown in Figure 23. [FIG. 25] FIG. 25 is an image of the peeling surface of a GaN wafer formed by the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of another example. [Fig. 26] Fig. 26(a) is the height profile of the peeling surface shown in Fig. 25. [Fig. Figure 26(b) is the height profile of the peeling surface shown in Figure 25. [FIG. 27] FIG. 27 is a schematic diagram for explaining the formation principle of the peeling surface caused by one example of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method. [FIG. 28] FIG. 28 is a schematic diagram for explaining the formation principle of the peeling surface caused by the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of other examples. [Fig. 29] Fig. 29(a) is an image of a crack formed during the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of one example. Figure 29(b) is an enlarged portrait within the rectangular frame in Figure 29(a). [Fig. 30] Fig. 30(a) is an image of a crack formed in the course of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of another example. Figure 30(b) is an enlarged portrait within the rectangular frame in Figure 30(a). [FIG. 31] FIG. 31 is an image of modified spots and cracks formed by the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the comparative example. [FIG. 32] FIG. 32(a) is a plane view of modified spots and cracks formed by the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment. Fig. 32(b) is a side view of modified spots and cracks formed by the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the first embodiment. [FIG. 33] FIG. 33(a) is a plane view of modified spots and cracks formed by the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the second embodiment. FIG. 33(b) is a side view of modified spots and cracks formed by the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the second embodiment. FIG. 33(c) is a plane view of modified spots and cracks formed by the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the third embodiment. FIG. 33(d) is a side view of modified spots and cracks formed by the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the third embodiment. [Fig. 34] Fig. 34 is a plan view of a GaN wafer that is the target of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the second embodiment. [Fig. 35] Fig. 35 is a side view of a part of a GaN wafer in one of the steps of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the second embodiment. [Fig. 36] Fig. 36 is a side view of a part of a GaN wafer in one of the steps of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the second embodiment. [FIG. 37] FIG. 37 is a side view of the semiconductor device in one of the steps of the laser processing method and the semiconductor component manufacturing method of the second embodiment.
12:改質區域(其他之改質區域) 12: Modified area (other modified areas)
13a:改質點 13a: Modification point
14a:龜裂 14a: cracking
15:虛擬面 15: Virtual surface
16:周緣區域 16: peripheral area
20:GaN鑄錠(半導體鑄錠、半導體對象物) 20: GaN ingot (semiconductor ingot, semiconductor object)
20b:側面 20b: side
G:氮氣(氣體) G: Nitrogen (gas)
R:加工對象區域 R: Processing target area
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