TWI662612B - Wafer generation method - Google Patents

Wafer generation method Download PDF

Info

Publication number
TWI662612B
TWI662612B TW104141114A TW104141114A TWI662612B TW I662612 B TWI662612 B TW I662612B TW 104141114 A TW104141114 A TW 104141114A TW 104141114 A TW104141114 A TW 104141114A TW I662612 B TWI662612 B TW I662612B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
wafer
ingot
single crystal
hexagonal crystal
laser beam
Prior art date
Application number
TW104141114A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201635363A (zh
Inventor
平田和也
高橋邦充
西野曜子
Original Assignee
日商迪思科股份有限公司
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 日商迪思科股份有限公司 filed Critical 日商迪思科股份有限公司
Publication of TW201635363A publication Critical patent/TW201635363A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI662612B publication Critical patent/TWI662612B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0005—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by breaking, e.g. dicing
    • B28D5/0011—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by breaking, e.g. dicing with preliminary treatment, e.g. weakening by scoring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/36—Carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • C30B29/403—AIII-nitrides
    • C30B29/406—Gallium nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C30B33/06—Joining of crystals
    • 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
    • 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

Landscapes

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

Abstract

本發明之課題為提供一種可以有效率地由晶錠生成晶圓 之晶圓的生成方法。
本發明之晶圓的生成方法是由六方晶 體單晶晶錠生成晶圓之晶圓的生成方法，其包含：分離起點形成步驟，是將對六方晶體單晶晶錠具有穿透性之波長之雷射光束的聚光點定位在與晶錠的表面距離相當於生成之晶圓厚度的深度上，並且相對地移動該聚光點及該六方晶體單晶晶錠而將該雷射光束照射在晶錠之表面，並形成與表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；及晶圓剝離步驟，將已形成分離起點的六方晶體單晶晶錠浸漬於水中並且賦予超音波振動，以由該六方晶體單晶晶錠剝離板狀物。

Description

晶圓的生成方法 發明領域
本發明是有關於一種將六方晶體單晶晶錠切片成晶圓狀之晶圓的生成方法。
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該機能層所區劃之區域中。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。
又，功率元件或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的表面積層有機能層，並藉由形成格子狀之複數條分割預定線區劃而形成於所積層之機能層。
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正反面而加工成為鏡面(參照例如，日本專利特開2000-94221號公報)。
該線鋸是將直徑約100~300μm之鋼琴線等的一 根鋼絲捲繞於通常設置在二~四支的間隔輔助輥上之多數條溝，並以固定的間距配置為互相平行且使鋼絲朝固定方向或雙向行進，以將晶錠切片為複數片晶圓。
然而，以線鋸切斷晶錠，並研磨正反面而生成晶圓時，70%~80%的晶錠會被丟棄，而有不符經濟效益的問題。特別是SiC、GaN等之六方晶體單晶晶錠的莫氏硬度高，難以用線鋸切斷，花費許多時間而生產性差，而具有有效率地生成晶圓之課題。
為了解決這些問題，在日本專利特開2013-49461號公報中已記載有一種技術，是將對SiC等的六方晶體單晶具有穿透性之波長之雷射光束的聚光點定位在六方晶體單晶晶錠的內部並進行照射，以在切斷預定面形成改質層及裂隙，再施加外力而將晶圓沿著形成有改質層及裂隙的切斷預定面割斷，以將晶圓由晶錠分離。
該公開公報所記載之技術中，是以使脈衝雷射光束之第一照射點和距離該第一照射點最近的第二照射點成為預定位置的方式，而將脈衝雷射光束之聚光點沿著切斷預定面呈螺旋狀地照射，或直線狀地照射，以在晶錠之切斷預定面形成密度非常高之改質層及裂隙。
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
專利文獻2：日本專利特開2013-49461號公報
發明概要
然而，專利文獻2記載之晶錠的切斷方法中，雷射光束之照射方法對於晶錠為螺旋狀或直線狀，若為直線狀時，對掃描雷射光束之方向並無任何規定。
專利文獻2記載之晶錠的切斷方法中，將雷射光束之第一照射點及距離該第一照射點最近的第二照射點之間的間距設定為1μm~10μm。此間距是由改質層所產生之裂痕延伸的間距。
如此，由於照射雷射光束時之間距非常小，因此即使雷射光束之照射方法為螺旋狀或者直線狀，仍必須以非常小的間距照射雷射光束，產生無法充分謀求生產性之提升的問題。
本發明是有鑒於此點而作成者，其目的在於提供一種可有效率地由晶錠生成晶圓之晶圓的生成方法。
根據本發明，提供一種晶圓的生成方法，是由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的c軸、以及與該c軸正交之c面的六方晶體單晶晶錠生成晶圓，特徵在於具備：分離起點形成步驟，將對六方晶體單晶晶錠具有穿透性之波長之雷射光束的聚光點定位在與該第一面距離相當於生成之晶圓厚度的深度，並且相對地移動該聚光點及該六方晶體單晶晶錠而將該雷射光束照射在該第一面，並形 成與該第一面平行之改質層及從該改質層伸長之裂隙而形成分離起點；及晶圓剝離步驟，實施該分離起點形成步驟之後，從該分離起點將相當於晶圓厚度的板狀物由該六方晶體單晶晶錠剝離以生成六方晶體單晶晶圓，其中，該分離起點形成步驟包含：改質層形成步驟，該c軸相對於該第一面之垂直線傾斜偏角角度，並在與該第一面及該c面之間形成偏角之方向正交的方向上相對地移動雷射光束之聚光點以形成直線狀的改質層；及分度步驟，在形成有該偏角的方向上將該聚光點相對地移動而分度移動預定量，在該晶圓剝離玻步驟中，是將六方晶體單晶晶錠浸漬於水中並且賦予超音波，以從六方晶體單晶晶錠剝離板狀物而生成六方晶體單晶晶圓。
根據本發明之晶圓的生成方法，由於是藉由將改質層形成於距離第一面預定深度，並且在改質層兩側沿著c面傳播裂隙，而以裂隙連結鄰接一個改質層的改質層，因此當將六方晶體單晶晶錠浸漬於水中並且賦予超音波時，即可以從分離起點將相當於晶圓之厚度的板狀物輕易地從六方晶單晶晶錠剝離，以生成六方晶體單晶晶圓。
因此，可以充分謀求生產性之提升，並可以充分減低捨棄之晶錠的量且能夠將其抑制在30%左右。
2‧‧‧雷射加工裝置
4‧‧‧靜止基台
6‧‧‧第1滑塊
8、18‧‧‧螺桿
10、20‧‧‧脈衝馬達
11‧‧‧六方晶體單晶晶錠
11a‧‧‧第一面(表面)
11b‧‧‧第二面(背面)
12‧‧‧加工進給機構
13‧‧‧第一定向平面
14、24‧‧‧導軌
15‧‧‧第二定向平面
16‧‧‧第2滑塊
17‧‧‧垂直線
19‧‧‧c軸
19a‧‧‧交點
21‧‧‧c面
22‧‧‧分度進給機構
23‧‧‧改質層
25‧‧‧裂隙
26‧‧‧支撐台
27‧‧‧六方晶體單晶晶圓
28、52‧‧‧柱部
30‧‧‧雷射光束照射機構(雷射光束照射手段)
32‧‧‧罩殼
34‧‧‧雷射光束發生單元
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
54‧‧‧按壓機構
56‧‧‧頭部
58‧‧‧按壓構件
60‧‧‧水槽
62‧‧‧超音波裝置
64‧‧‧純水
A、Y1‧‧‧箭頭
D1‧‧‧深度
W1‧‧‧裂隙寬度
W2‧‧‧分度預定量
X1‧‧‧去路
X2‧‧‧返路
X、Y、Z‧‧‧方向
圖1是適合用於實施本發明之晶圓的生成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)是六方晶體單晶晶錠之立體圖；圖3(B)是其正面圖。
圖4是說明分離起點形成步驟之立體圖。
圖5是六方晶體單晶晶錠之平面圖。
圖6是說明改質層形成步驟之示意剖面圖。
圖7是說明改質層形成步驟之示意平面圖。
圖8(A)是說明分度步驟之示意平面圖；圖8(B)是說明分度量之示意平面圖。
圖9是說明晶圓剝離步驟之立體圖。
圖10是所生成之六方晶體單晶晶圓的立體圖。
圖11(A)~(C)是本發明實施形態之分離起點形成步驟的說明圖。
用以實施發明之形態
以下，參照圖式詳細地說明本發明之實施形態。參照圖1，顯示了適合用於實施本發明之晶圓的生成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1滑塊6。
第1滑塊6藉由以螺桿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2滑塊16可在Y軸方向上移動地搭載於第1滑塊6。亦即，第2滑塊16藉由以螺桿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2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2滑塊16中的馬達而旋轉。
靜止基台4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安裝於該柱部28。雷射光束照射機構30是由收容於罩殼32中之圖2所示的雷射光束發生單元34、及安裝於罩殼32前端的聚光器(雷射頭)36所構成。罩殼32之前端安裝有具備與聚光器36在X軸方向上成行且具有顯微鏡及相機之攝像單元38。
雷射光束發生單元34是如圖2所示，包含振盪產生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。
藉由雷射光束發生單元34之功率調整手段46而調整至預定功率的脈衝雷射光束被聚光器36之鏡子48反射，進而再藉由聚光鏡50而將聚光點定位於固定在支撐台26之被加工物-即六方晶體單晶晶錠11的內部而進行照射。
參照圖3(A)，顯示為加工對象物之六方晶體單晶晶錠11之立體圖。圖3(B)是圖3(A)所示之六方晶體單晶晶錠11的正面圖。六方晶體單晶晶錠(以下有僅簡稱為晶錠的情形)11是由SiC單晶錠或GaN單晶錠所構成。
晶錠11具有第一面(上表面)11a及與第一面11a相反側的第二面(背面)11b。晶錠11之表面11a為了成為雷射光束之照射面而被研磨成鏡面。
晶錠11具有第一定向平面(orientation flat)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。
晶錠11具有：相對於表面11a之垂直線17朝第二定向平面15方向傾斜偏角α的c軸19、及與c軸19正交的c面21。c面21相對於晶錠11的表面11a傾斜偏角α。一般來說，六方晶體單晶晶錠11中，與較短的第二定向平面15之伸長方向正交的方向是c軸的傾斜方向。
c面21在晶錠11中，在晶錠11之分子層級上設定為無數個。本實施形態中，偏角α設定為4°。然而，偏角α並不限定於4°，例如可以自由地設定在1°~6°的範圍內來製造晶錠11。
再次參照圖1，靜止基台4的左側固定有柱部52，按壓機構54透過形成於柱部52之開口53而可在上下方向上移動地搭載於該柱部52。
本實施形態之晶圓的生成方法中，如圖4所示，以晶錠11之第二定向平面15成行於X軸方向的方式而以例 如蠟或接著劑將晶錠11固定於支撐台26上。
亦即，如圖5所示，使與形成有偏角α之箭頭Y1方向正交之方向，換言之，使與c軸19和表面11a之交點19a相對於晶錠11之表面11a的垂直線17存在的方向正交的方向-亦即箭頭A方向，對齊X軸以將晶錠11固定於支撐台26。
藉此，雷射光束可沿著與形成有偏角α之方向正交的箭頭A方向掃描。換言之，與形成有偏角α之箭頭Y1方向正交的箭頭A方向成為支撐台26的加工進給方向。
本發明之晶圓的生成方法中，將由聚光器36出射之雷射光束的掃描方向，作為與晶錠11之形成有偏角α的箭頭Y1方向正交的箭頭A方向是十分重要的。
亦即，本發明之晶圓的生成方法的特徵在於發現了如下情況：藉由將雷射光束的掃描方向設定為如上述之方向，形成於晶錠11內部之從改質層傳播的裂隙會沿著c面21伸長地非常長。
本實施形態之晶圓的生成方法中，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固定在支撐台26之六方晶體單晶晶錠11具有穿透性波長(例如1064nm之波長)之雷射光束的聚光點，定位在與第一面(表面)11a距離相當於生成之晶圓厚度的深度，並且相對地移動聚光點及六方晶體單晶晶錠11而將雷射光束照射在表面11a，並形成與表面11a平行之改質層23及從改質層23沿著c面21傳播之裂隙25而作為分離起點。
該分離起點形成步驟包含有改質層形成步驟及 分度步驟，前述改質層形成步驟是c軸19相對於表面11a之垂直線17傾斜偏角α角度，並在與c面21和表面11a形成偏角α之方向正交的方向，亦即與圖5之箭頭Y1方向正交的方向-即箭頭A方向上，相對地移動雷射光束之聚光點，以在晶錠11的內部形成改質層23及從改質層23沿著c面21傳播之裂隙25；前述分度步驟是如圖7及圖8所示，是在形成有偏角的方向上，即Y軸方向上將該聚光點相對地移動而分度移動預定量。
如圖6及圖7所示，當將改質層23在X軸方向上行成為直線狀時，由改質層23的兩側沿著c面21傳播形成有裂隙25。本實施形態之晶圓的生成方法中，包含分度量設定步驟，是測量由直線狀的改質層23朝c面方向傳播而形成之裂隙25的寬度，並設定聚光點之分度量。
在分度量設定步驟中，如圖6所示，當由直線狀之改質層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，分度移動之預定量W2設定為W1以上2W1以下。
在此，較理想之實施形態的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
聚光鏡之數值孔徑((NA)：0.45
分度量：400μm
上述之雷射加工條件中，圖6中，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，且分度量W2設定為400μm。
然而，雷射光束之平均輸出並不限定於3.2W，本實施形態之加工方法中，將平均輸出設定於2W~4.5W而得到良好的結果。當平均輸出2W時，裂隙25之寬度W1成為大約100μm，而當平均輸出4.5W時，裂隙25之寬度W1則成為大約350μm。
平均輸出小於2W及較4.5W大時，因為無法在晶錠11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在2W~4.5W的範圍內較理想，本實施形態中是將平均輸出3.2W的雷射光束照射於晶錠11。圖6中，將形成改質層23之聚光點的距離表面11a的深度D1設定為500μm。
參照圖8(A)，顯示說明雷射光束之掃描方向之示意圖。分離起點形成步驟是在去路X1及返路X2實施，且在去路X1上於六方晶體單晶錠11形成改質層23之雷射光束的聚光點，會在分度移動預定量之後，在返路X2上於六方晶體單晶錠11形成改質層23。
並且，在分離起點形成步驟中，當雷射光束之聚光點的分度移動之預定量設定為W以上2W以下時，將雷射光束之聚光點定位於六方晶體單晶晶錠11直到形成最初之 改質層23為止的聚光點的分度量設定為W以下較為理想。
例如，如圖8(B)所示，當雷射光束之聚光點的分度移動之預定量為400μm時，以分度量200μm實施複數次之雷射光束的掃瞄直至在晶錠11形成最初之改質層23為止。
最初之雷射光束的掃瞄為空掃，只要確定最初之改質層23已形成於晶錠11內部，就可以設定成分度量400μm而於晶錠11的內部形成改質層23。
如此分度進給預定量，並在晶錠11之全區域的深度D1位置上複數個改質層23及由改質層23沿著c面21伸長之裂隙25的形成結束後，就可以實施晶圓剝離製程，從由改質層23及裂隙25所構成之分離起點將相當於應形成之晶圓厚度的板狀物由六方晶體單晶晶錠11分離而生成六方晶體單晶晶圓27。
如圖9所示，這種晶圓剝離步驟是在水槽60中載置超音波裝置62，並在此超音波裝置62上搭載分離起點已被形成的六方晶體單晶晶錠11。然後，在水槽60中裝滿純水64，將六方晶體單晶晶錠11浸漬於水槽60的純水64中並且對超音波裝置62施加電壓，以使其產生例如40kHz的超音波振動。
此超音波振動被傳遞到六方晶體單晶晶錠11，以從已形成於晶錠11的分離起點將相當於晶圓的厚度的板狀物剝離，而可以從六方晶體單晶晶錠11生成如圖10所示的六方晶體單晶晶圓27。再者，收容純水64之容器並不限定 於水槽60，當然也可使用其他的容器。
作為產生超音波振動的超音波裝置62，可使用例如AS ONE股份公司提供的AS超音波洗淨機US-2R。在此超音波裝置62中，可以產生輸出為80W且40kHz的超音波振動。在晶圓剝離步驟中所賦予的超音波振動宜為30kHz~50kHz的超音波振動，較佳為35kHz~45kHz的超音波振動。
其次，參照圖11，詳細地說明本發明實施形態之分離起點形成步驟。如圖11(A)所示，當將雷射光束LB的聚光點P定位在應生成之晶圓的深度上以對晶錠11的表面11a照射雷射光束LB時，聚光點P的周邊會形成改質層23，並且使裂隙25從改質層23之周圍沿著c面形成為放射狀。
亦即，當照射1次雷射光束LB時，會如圖11(B)所示，使改質層23和從改質層23傳播之裂隙25沿著c面形成在改質層23的周圍。本實施形態之分離起點形成步驟中，是將聚光點P定位在所形成之改質層23而照射雷射光束的步驟重複複數次。
此雷射光束之照射步驟，是在從晶錠11之端部到端部為止掃描一次雷射光束之後，以和前次相同之重複頻率及加工進給速度重複複數次雷射光束的掃瞄。
當實施大約5~7次之雷射光束的掃瞄，而將雷射光束之聚光點定位於各改質層23來照射雷射光束時，如圖11(C)所示，就會使改質層23和裂隙25乖離而使改質層23兩側的裂隙25彼此相連結。
像這樣，當使裂隙25及改質層23乖離，且使裂隙 彼此相連結時，就可以非常容易地實施剝離步驟，並可以容易地自分離起點將相當於晶圓厚度的板狀物從六方晶體單晶晶錠11剝離，而輕易地生成六方晶體單晶晶圓27。

Claims (3)

  1. 一種晶圓的生成方法，是由六方晶體單晶晶錠生成晶圓，該六方晶體單晶晶錠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的c軸、以及與該c軸正交之c面，前述晶圓的生成方法之特徵在於具備：分離起點形成步驟，將對六方晶體單晶晶錠具有穿透性之波長的雷射光束的聚光點定位在與該第一面距離相當於生成之晶圓厚度的深度，並且相對地移動該聚光點及該六方晶體單晶晶錠而將該雷射光束照射在該第一面，並形成與該第一面平行之改質層及從該改質層伸長之裂隙而形成分離起點；及晶圓剝離步驟，實施該分離起點形成步驟之後，從該分離起點將相當於晶圓厚度的板狀物由該六方晶體單晶晶錠剝離以生成六方晶體單晶晶圓，其中，該分離起點形成步驟包含：改質層形成步驟，該c軸相對於該第一面之垂直線傾斜偏角角度，並在與該第一面及該c面之間形成偏角之方向正交的方向上相對地移動雷射光束之聚光點以形成直線狀的改質層；及分度步驟，在形成有該偏角的方向上將該聚光點相對地移動而分度移動預定量，在該晶圓剝離步驟中，是將六方晶體單晶晶錠浸漬於水中並且賦予超音波，以從六方晶體單晶晶錠剝離板狀物而生成六方晶體單晶晶圓。
  2. 如請求項1之晶圓的生成方法，其中在該分離起點形成步驟中，是將雷射光束之聚光點定位於所形成之改質層來對該改質層照射複數次雷射光束，以使改質層及裂隙乖離。
  3. 如請求項1或2之晶圓的生成方法，其中六方晶體單晶晶錠是選自於SiC晶錠或GaN晶錠。
TW104141114A 2015-01-06 2015-12-08 Wafer generation method TWI662612B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-001040 2015-01-06
JP2015001040A JP6391471B2 (ja) 2015-01-06 2015-01-06 ウエーハの生成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201635363A TW201635363A (zh) 2016-10-01
TWI662612B true TWI662612B (zh) 2019-06-11

Family

ID=56133244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104141114A TWI662612B (zh) 2015-01-06 2015-12-08 Wafer generation method

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9925619B2 (zh)
JP (1) JP6391471B2 (zh)
KR (1) KR102341604B1 (zh)
CN (1) CN105750741B (zh)
DE (1) DE102016200026B8 (zh)
MY (1) MY177233A (zh)
SG (1) SG10201510273SA (zh)
TW (1) TWI662612B (zh)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP6723877B2 (ja) * 2016-08-29 2020-07-15 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP6773506B2 (ja) * 2016-09-29 2020-10-21 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP6887722B2 (ja) * 2016-10-25 2021-06-16 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法及び切削装置
JP6773539B2 (ja) * 2016-12-06 2020-10-21 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP6858587B2 (ja) * 2017-02-16 2021-04-14 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP6858586B2 (ja) * 2017-02-16 2021-04-14 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP6904793B2 (ja) * 2017-06-08 2021-07-21 株式会社ディスコ ウエーハ生成装置
DE112018003116T5 (de) 2017-06-19 2020-03-05 Rohm Co., Ltd. Halbleiterbauelementherstellungsverfahren und struktur mit befestigtem wafer
JP6976745B2 (ja) * 2017-06-30 2021-12-08 株式会社ディスコ ウエーハ生成装置
JP6961297B2 (ja) * 2017-07-24 2021-11-05 株式会社ディスコ チップの製造方法
JP2019033134A (ja) * 2017-08-04 2019-02-28 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP6946153B2 (ja) * 2017-11-16 2021-10-06 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法およびウエーハ生成装置
JP6974133B2 (ja) * 2017-11-22 2021-12-01 株式会社ディスコ ＳｉＣインゴットの成型方法
JP6976828B2 (ja) * 2017-11-24 2021-12-08 株式会社ディスコ 剥離装置
JP7034683B2 (ja) * 2017-11-29 2022-03-14 株式会社ディスコ 剥離装置
JP6959120B2 (ja) * 2017-12-05 2021-11-02 株式会社ディスコ 剥離装置
JP7009194B2 (ja) * 2017-12-12 2022-01-25 株式会社ディスコ ウエーハ生成装置および搬送トレー
JP7046617B2 (ja) * 2018-01-22 2022-04-04 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
JP7123583B2 (ja) * 2018-03-14 2022-08-23 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
JP7027215B2 (ja) * 2018-03-27 2022-03-01 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
JP7073172B2 (ja) * 2018-04-03 2022-05-23 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
US10896815B2 (en) * 2018-05-22 2021-01-19 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor substrate singulation systems and related methods
JP7140576B2 (ja) * 2018-07-12 2022-09-21 株式会社ディスコ ウェーハの分割方法
JP7327920B2 (ja) * 2018-09-28 2023-08-16 株式会社ディスコ ダイヤモンド基板生成方法
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
CN111463172A (zh) * 2019-01-21 2020-07-28 瀚宇彩晶股份有限公司 电子装置的制作方法
US10611052B1 (en) 2019-05-17 2020-04-07 Cree, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods
SE1950611A1 (en) 2019-05-23 2020-09-29 Ascatron Ab Crystal efficient SiC device wafer production
JP7442332B2 (ja) 2020-02-07 2024-03-04 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP7408475B2 (ja) 2020-04-16 2024-01-05 株式会社ディスコ 剥離装置
CN111889896B (zh) * 2020-07-02 2022-05-03 松山湖材料实验室 一种超声协同激光的晶锭剥离方法
CN116093006B (zh) * 2023-03-06 2023-07-25 西北电子装备技术研究所(中国电子科技集团公司第二研究所) SiC晶片高低频复合振动加热剥离装置及SiC晶片制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120077296A1 (en) * 2010-09-28 2012-03-29 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method and method for manufacturing light-emitting device
JP2013049161A (ja) * 2011-08-30 2013-03-14 Hamamatsu Photonics Kk 加工対象物切断方法
JP2014041925A (ja) * 2012-08-22 2014-03-06 Hamamatsu Photonics Kk 加工対象物切断方法

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL299821A (zh) 1962-10-31 1900-01-01
US5223692A (en) 1991-09-23 1993-06-29 General Electric Company Method and apparatus for laser trepanning
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.
US5561544A (en) 1995-03-06 1996-10-01 Macken; John A. Laser scanning system with reflecting optics
TW350095B (en) * 1995-11-21 1999-01-11 Daido Hoxan Inc Cutting method and apparatus for semiconductor materials
JP2000094221A (ja) 1998-09-24 2000-04-04 Toyo Advanced Technologies Co Ltd 放電式ワイヤソー
TWI261358B (en) 2002-01-28 2006-09-01 Semiconductor Energy Lab Semiconductor device and method of manufacturing the same
ATE362653T1 (de) * 2002-03-12 2007-06-15 Hamamatsu Photonics Kk Methode zur trennung von substraten
US20040144301A1 (en) * 2003-01-24 2004-07-29 Neudeck Philip G. Method for growth of bulk crystals by vapor phase epitaxy
JP3998639B2 (ja) * 2004-01-13 2007-10-31 株式会社東芝 半導体発光素子の製造方法
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
TWI250910B (en) * 2004-03-05 2006-03-11 Olympus Corp Apparatus for laser machining
US20050217560A1 (en) 2004-03-31 2005-10-06 Tolchinsky Peter G Semiconductor wafers with non-standard crystal orientations and methods of manufacturing the same
US20080070380A1 (en) * 2004-06-11 2008-03-20 Showda Denko K.K. Production Method of Compound Semiconductor Device Wafer
JP4809632B2 (ja) * 2005-06-01 2011-11-09 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
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
JP4183093B2 (ja) * 2005-09-12 2008-11-19 コバレントマテリアル株式会社 シリコンウエハの製造方法
JP5011072B2 (ja) * 2007-11-21 2012-08-29 株式会社ディスコ レーザー加工装置
US8338218B2 (en) * 2008-06-26 2012-12-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device module and manufacturing method of the photoelectric conversion device module
JP5692969B2 (ja) 2008-09-01 2015-04-01 浜松ホトニクス株式会社 収差補正方法、この収差補正方法を用いたレーザ加工方法、この収差補正方法を用いたレーザ照射方法、収差補正装置、及び、収差補正プログラム
JP5446325B2 (ja) 2009-03-03 2014-03-19 豊田合成株式会社 レーザ加工方法および化合物半導体発光素子の製造方法
US8940572B2 (en) 2009-04-21 2015-01-27 Tetrasun, Inc. Method for forming structures in a solar cell
JP5537081B2 (ja) 2009-07-28 2014-07-02 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
JP5379604B2 (ja) * 2009-08-21 2013-12-25 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びチップ
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
WO2012108055A1 (ja) * 2011-02-10 2012-08-16 信越ポリマー株式会社 単結晶基板製造方法および内部改質層形成単結晶部材
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
JP5912287B2 (ja) * 2011-05-19 2016-04-27 株式会社ディスコ レーザー加工方法およびレーザー加工装置
JP5912293B2 (ja) * 2011-05-24 2016-04-27 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP6002982B2 (ja) 2011-08-31 2016-10-05 株式会社フジシール パウチ容器
JP5939752B2 (ja) * 2011-09-01 2016-06-22 株式会社ディスコ ウェーハの分割方法
JP5878330B2 (ja) * 2011-10-18 2016-03-08 株式会社ディスコ レーザー光線の出力設定方法およびレーザー加工装置
JP2014041924A (ja) * 2012-08-22 2014-03-06 Hamamatsu Photonics Kk 加工対象物切断方法
JP6090998B2 (ja) * 2013-01-31 2017-03-08 一般財団法人電力中央研究所 六方晶単結晶の製造方法、六方晶単結晶ウエハの製造方法
WO2014179368A1 (en) 2013-04-29 2014-11-06 Solexel, Inc. Damage free laser patterning of transparent layers for forming doped regions on a solar cell substrate
JP6390898B2 (ja) 2014-08-22 2018-09-19 アイシン精機株式会社 基板の製造方法、加工対象物の切断方法、及び、レーザ加工装置
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
JP6395613B2 (ja) * 2015-01-06 2018-09-26 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6395634B2 (ja) * 2015-02-09 2018-09-26 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
JP6486239B2 (ja) 2015-08-18 2019-03-20 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
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

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120077296A1 (en) * 2010-09-28 2012-03-29 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method and method for manufacturing light-emitting device
JP2013049161A (ja) * 2011-08-30 2013-03-14 Hamamatsu Photonics Kk 加工対象物切断方法
JP2014041925A (ja) * 2012-08-22 2014-03-06 Hamamatsu Photonics Kk 加工対象物切断方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105750741A (zh) 2016-07-13
DE102016200026B4 (de) 2023-04-27
KR20160084800A (ko) 2016-07-14
CN105750741B (zh) 2020-01-31
SG10201510273SA (en) 2016-08-30
JP6391471B2 (ja) 2018-09-19
DE102016200026B8 (de) 2023-06-22
US20160193691A1 (en) 2016-07-07
MY177233A (en) 2020-09-09
JP2016124015A (ja) 2016-07-11
DE102016200026A1 (de) 2016-07-07
TW201635363A (zh) 2016-10-01
KR102341604B1 (ko) 2021-12-22
US9925619B2 (en) 2018-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI662612B (zh) Wafer generation method
TWI662613B (zh) Wafer generation method
TWI668752B (zh) Wafer generation method
TWI678438B (zh) 晶圓的生成方法
TWI673785B (zh) 晶圓的生成方法
TWI685889B (zh) 晶圓的生成方法
TWI687560B (zh) 晶圓的生成方法
TWI659815B (zh) Wafer generation method
TWI663013B (zh) Wafer generation method
TWI659816B (zh) Wafer generation method
TWI692020B (zh) 晶圓的生成方法
TWI723087B (zh) ＳｉＣ晶圓的生成方法
TWI683736B (zh) 晶圓的生成方法
CN105862135B (zh) 晶片的生成方法
TWI663012B (zh) 晶圓的生成方法
TWI687294B (zh) 晶圓的生成方法