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公開番号2025063573
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-16
出願番号2023172906
出願日2023-10-04
発明の名称レーザ加工方法、基板の製造方法及びレーザ加工装置
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 21/304 20060101AFI20250409BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】劈開させるのに好適な分離層をインゴットの内部に形成する。
【解決手段】インゴットの素材を透過する波長を有するレーザビームを利用してインゴットの内部に分離層を形成するレーザ加工方法であって、インゴットの一面側に位置する部分をインゴットから分離して基板を製造する基板製造工程と、基板製造工程の後に、インゴットの一面側の複数の領域のそれぞれにおける光学特性に関する情報を取得するために基板を評価する基板評価工程と、基板評価工程の後に、情報を参照してレーザビームの照射条件を複数の領域毎に設定する設定工程と、設定工程の後に、レーザビームが集光される集光点をインゴットの内部に位置づけた状態で一面側からレーザビームをインゴットに照射することによってインゴットの内部に分離層を形成する分離層形成工程と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
インゴットの素材を透過する波長を有するレーザビームを利用して該インゴットの内部に分離層を形成するレーザ加工方法であって、
該インゴットの一面側に位置する部分を該インゴットから分離して基板を製造する基板製造工程と、
該基板製造工程の後に、該インゴットの一面側の複数の領域のそれぞれにおける光学特性に関する情報を取得するために該基板を評価する基板評価工程と、
該基板評価工程の後に、該情報を参照して該レーザビームの照射条件を該複数の領域毎に設定する設定工程と、
該設定工程の後に、該レーザビームが集光される集光点を該インゴットの内部に位置づけた状態で該一面側から該レーザビームを該インゴットに照射することによって該インゴットの内部に該分離層を形成する分離層形成工程と、
を備えるレーザ加工方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
該基板評価工程においては、該基板に光を照射した状態で該基板を透過した該光の輝度を測定する請求項１に記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
インゴットの素材を透過する波長を有するレーザビームを利用して該インゴットから基板を製造する基板の製造方法であって、
該インゴットの一面側に位置する部分を該インゴットから分離して第一基板を製造する第一基板製造工程と、
該第一基板製造工程の後に、該インゴットの一面側の複数の領域のそれぞれにおける光学特性に関する情報を取得するために該第一基板を評価する第一基板評価工程と、
該第一基板評価工程の後に、該情報を参照して該レーザビームの照射条件を該複数の領域毎に設定する設定工程と、
該設定工程の後に、該レーザビームが集光される集光点を該インゴットの内部に位置づけた状態で該一面側から該レーザビームを該インゴットに照射することによって該インゴットの内部に分離層を形成する分離層形成工程と、
該分離層形成工程の後に、該インゴットを該分離層において劈開させて第二基板を製造する第二基板製造工程と、
を備える基板の製造方法。
【請求項４】
インゴットの素材を透過する波長を有するレーザビームを利用して該インゴットの内部に分離層を形成するためのレーザ加工装置であって、
該インゴットを保持するための保持テーブルと、
該保持テーブルによって保持された該インゴットの一面側から該レーザビームを該インゴットに照射するためのレーザビーム照射ユニットと、
該レーザビーム照射ユニットを制御するためのコントローラと、を備え、
該コントローラは、
光学特性に関する情報と該レーザビームの照射条件とを紐付けて記憶するメモリと、
該インゴットの該一面側に位置する部分を該インゴットから分離して製造される基板を評価することによって取得される該一面側の複数の領域のそれぞれにおける該情報を参照して該インゴットの内部に該分離層を形成するための該照射条件を該複数の領域毎に設定してから、該複数の領域のそれぞれに設定された該照射条件に従って該レーザビームを該複数の領域に照射するように該レーザビーム照射ユニットを制御するプロセッサと、を有するレーザ加工装置。
【請求項５】
該インゴットを該分離層において劈開させて該基板を製造するための分離ユニットをさらに備える請求項４に記載のレーザ加工装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、インゴットの素材を透過する波長を有するレーザビームを利用してインゴットの内部に分離層を形成するレーザ加工方法と、このレーザビームを利用してインゴットから基板を製造する基板の製造方法と、このレーザビームを利用してインゴットの内部に分離層を形成するためのレーザ加工装置と、に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスのチップは、一般的に、円盤状の基板を利用して製造される。この基板は、例えば、ワイヤソーを利用して円柱状の半導体インゴットから切り出されることによって製造される。ただし、このように基板を製造すると、インゴットの大部分がカーフロス（切り代）として失われ、基板から製造されるチップのコストが高くなる。
【０００３】
さらに、パワーデバイス用の材料として用いられる単結晶ＳｉＣ（炭化シリコン）は硬度が高い。この場合、ワイヤソーを利用して単結晶ＳｉＣインゴットから基板を切り出すために必要な時間が長くなりやすい。そのため、この場合には、インゴットから基板を製造する際のスループットが低くなりやすい。
【０００４】
これらの点を踏まえて、レーザビームを利用してインゴットから基板を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法においては、インゴットの素材を透過する波長を有するレーザビームが集光される集光点がインゴットの内部に位置付けられるようにインゴットにレーザビームを照射する。
【０００５】
これにより、インゴットの内部に改質部と改質部から伸展するクラックとを含む分離層が形成される。そして、分離層が形成されたインゴットに外力を加えると、このクラックがさらに伸展する。その結果、インゴットが分離層において劈開して基板が製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１６－１１１１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
インゴットには、一般的に、導電性を付与するために窒素等の不純物がドープされている。ただし、インゴットにおいては、このような不純物が一様にドープされることなく、不純物濃度が異なる複数の領域が含まれることがある。
【０００８】
例えば、単結晶ＳｉＣの成長過程において形成されるファセット領域と呼ばれる原子レベルで平坦な領域の不純物濃度は、その他の領域（非ファセット領域）よりも高い。そして、ファセット領域のように不純物濃度が高い領域は、非ファセット領域と比較して、レーザビームの吸収率が高い、すなわち、その透過率が低い。
【０００９】
そのため、ファセット領域及び非ファセット領域を含むインゴットに対して一定の照射条件でレーザビームを照射することによって分離層を形成する場合、分離層における改質部及びクラックの分布にばらつきが生じる。すなわち、このインゴットに含まれるファセット領域においては、改質部及びクラックの密度が相対的に低くなる。
【００１０】
そして、この場合、インゴットに外力を加えてもファセット領域において分離層を劈開させることが困難になる。また、仮にインゴットを分離層において劈開させることができても、製造された基板のうちインゴットから分離された側の面（分離面）の凹凸が大きくなりやすい。そのため、この場合には、基板の分離面を平坦化するために除去することが必要な基板の分量が多くなり、基板から製造されるチップのコストが高くなる。
（【００１１】以降は省略されています）

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