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公開番号2025027880
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-28
出願番号2023133103
出願日2023-08-17
発明の名称炭素含有単結晶基板の加工方法
出願人株式会社ディスコ
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/301 20060101AFI20250220BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】単結晶の主成分として炭素を含む炭素含有単結晶基板に対してレーザービームを照射することにより生成された生成物を少なくとも部分的に除去する。
【解決手段】単結晶の主成分として炭素を含む炭素含有単結晶基板の加工方法であって、炭素含有単結晶基板に吸収される波長を有する第1のレーザービームを炭素含有単結晶基板の一面に設定された分割予定ラインに沿って照射することにより加工溝を形成する加工溝形成工程と、炭素含有単結晶基板を透過するが、炭素含有単結晶基板を構成する材料とは異なる構造を有し、炭素を含有し、且つ、加工溝形成工程で生成された生成物、には吸収される波長を有する第2のレーザービームを加工溝に沿って照射することで、加工溝形成工程で生成された少なくとも加工溝の内部に位置する生成物を酸素と反応させて気化させることにより除去する加熱工程と、を備える炭素含有単結晶基板の加工方法を提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
単結晶の主成分として炭素を含む炭素含有単結晶基板の加工方法であって、
該炭素含有単結晶基板に吸収される波長を有する第１のレーザービームを該炭素含有単結晶基板の一面に設定された分割予定ラインに沿って照射することにより加工溝を形成する加工溝形成工程と、
該炭素含有単結晶基板を透過するが、該炭素含有単結晶基板を構成する材料とは異なる構造を有し、炭素を含有し、且つ、該加工溝形成工程で生成された生成物、には吸収される波長を有する第２のレーザービームを該加工溝に沿って照射することで、該加工溝形成工程で生成された少なくとも該加工溝の内部に位置する該生成物を酸素と反応させて気化させることにより除去する加熱工程と、
を備えることを特徴とする炭素含有単結晶基板の加工方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
該加工溝形成工程では、該炭素含有単結晶基板の該一面から該一面とは反対側に位置する他面まで貫通する該加工溝を形成することで該炭素含有単結晶基板を切断することを特徴とする請求項１に記載の炭素含有単結晶基板の加工方法。
【請求項３】
該加工溝形成工程では、該炭素含有単結晶基板を切断することなく、該炭素含有単結晶基板の該一面とは反対側に位置する他面には達しない深さを有する該加工溝を形成し、
該加熱工程の前又は後に、該炭素含有単結晶基板の厚さ方向において該加工溝と重なる該炭素含有単結晶基板の残存領域に外力を付与することで、該炭素含有単結晶基板を破断する破断工程を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の炭素含有単結晶基板の加工方法。
【請求項４】
単結晶の主成分として炭素を含む炭素含有単結晶基板の加工方法であって、
炭素含有単結晶基板を透過する波長を有するパルス状の第１のレーザービームを該炭素含有単結晶基板に設定された分割予定ラインに沿って照射することにより、該炭素含有単結晶基板における該第１のレーザービームの非照射領域に比べて機械的強度が低減された脆弱領域を該炭素含有単結晶基板の内部に形成するレーザービーム照射工程と、
該レーザービーム照射工程の後、該炭素含有単結晶基板に対して外力を付与することで該分割予定ラインに沿って該炭素含有単結晶基板を分割する分割工程と、
該分割工程の後、該炭素含有単結晶基板を透過するが、該炭素含有単結晶基板を構成する材料とは異なる構造を有し、炭素を含有し、且つ、該レーザービーム照射工程で生成された生成物、には吸収される波長を有する第２のレーザービームを少なくとも、該分割工程により露出した該炭素含有単結晶基板の割断面に対して照射することで、該生成物を酸素と反応させて気化させることにより除去する加熱工程と、
を備えることを特徴とする炭素含有単結晶基板の加工方法。
【請求項５】
該加熱工程で該炭素含有単結晶基板に照射される該第２のレーザービームは、９．０μｍ以上１１．０μｍ以下の波長を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の炭素含有単結晶基板の加工方法。
【請求項６】
該炭素含有単結晶基板は、ダイヤモンド基板であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の炭素含有単結晶基板の加工方法。
【請求項７】
該炭素含有単結晶基板は、炭化ケイ素基板であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の炭素含有単結晶基板の加工方法。
【請求項８】
該生成物は、グラファイト又はアモルファスカーボンを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の炭素含有単結晶基板の加工方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶の主成分として炭素を含む炭素含有単結晶基板の加工方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、単結晶シリコン基板に比べて絶縁耐圧、熱伝導率等の物理的特性が優れているダイヤモンド基板を、半導体デバイスに利用することが注目されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、単結晶シリコン基板等の通常の半導体基板を分割して半導体デバイスチップを製造する際には、例えば、先端部に切削ブレードが装着されたスピンドルを有する切削装置が使用される。
【０００４】
しかし、ダイヤモンド基板の様にモース硬度が高い半導体基板を切削装置で切削すると、切削ブレードが激しく摩耗する。それゆえ、（ｉ）切削を進めるにつれて基板の切断面の形状が変化する、（ｉｉ）切削ブレードを頻繁に交換する必要があるので切削加工におけるコストが高くなる等の問題が生じる。
【０００５】
そこで、切削ブレードに代えて、モース硬度が比較的高い半導体基板に吸収される波長を有するレーザービームを当該半導体基板の分割予定ラインに沿って照射して、アブレーション加工により半導体基板にレーザー加工溝を形成することで半導体基板を分割する手法が考えられている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
しかし、ダイヤモンド基板に対してレーザービームを照射すると、ダイヤモンドの一部が炭化することでグラファイト等が生成される。グラファイト等の生成物は、分割予定ラインに形成されたレーザー加工溝の底面、側面等に付着し、半導体デバイスの電気的特性を変化させる可能性がある。
【０００７】
それゆえ、グラファイト等の生成物により、半導体デバイスチップの製品不良が引き起こされる可能性がある。同様の問題は、単結晶の主成分として炭素を含む炭化ケイ素基板に対してレーザービームを照射する場合にも生じ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１５－５７８２４号公報
特開平１０－３０５４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、ダイヤモンド基板、炭化ケイ素基板等の様に単結晶の主成分として炭素を含む炭素含有単結晶基板に対してレーザービームを照射することにより生成された生成物を少なくとも部分的に除去することで、半導体デバイスチップの歩留まりを改善可能な加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、単結晶の主成分として炭素を含む炭素含有単結晶基板の加工方法であって、該炭素含有単結晶基板に吸収される波長を有する第１のレーザービームを該炭素含有単結晶基板の一面に設定された分割予定ラインに沿って照射することにより加工溝を形成する加工溝形成工程と、該炭素含有単結晶基板を透過するが、該炭素含有単結晶基板を構成する材料とは異なる構造を有し、炭素を含有し、且つ、該加工溝形成工程で生成された生成物、には吸収される波長を有する第２のレーザービームを該加工溝に沿って照射することで、該加工溝形成工程で生成された少なくとも該加工溝の内部に位置する該生成物を酸素と反応させて気化させることにより除去する加熱工程と、を備える炭素含有単結晶基板の加工方法が提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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