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公開番号2025174122
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-28
出願番号2024080205
出願日2024-05-16
発明の名称基板の製造方法及び処理装置
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 20060101AFI20251120BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】インゴット等の被加工物から複数の基板を製造する際の生産性及びスループットを向上させる。
【解決手段】基板の製造方法は、被加工物を分離することによって第一基板と第一薄化被加工物とを製造する分離ステップと、第一基板の第一剥離面側における第一変質層の残存量がしきい値以下になったと判定した時点における第一基板の厚さを第一狙い深さから減算することによって算出される基板側フィードバック量と、予め設定されている狙い厚さと、を参照して、第二狙い深さを設定する設定ステップを備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第一面と該第一面の反対側に位置する第二面とを含み、かつ、該第一面に含まれる第一基準点と該第一基準点の反対側に位置する該第二面上の第二基準点との間隔である初期厚さが予め把握されている被加工物から複数の基板を製造する基板の製造方法であって、
該被加工物の素材を透過する波長のレーザービームを該第一面側から該被加工物に照射した状態で該レーザービームが集束される集光点が該第一基準点から第一狙い深さに位置する点を通るように該被加工物と該集光点とを相対的に移動させることで該被加工物の内部に形成される第一変質層を分離起点として該被加工物を分離することによって、該第一面と該第一面の反対側に位置する第一剥離面とを含み、かつ、該第一変質層の一部が該第一剥離面側に残存する第一基板と、該第二面と該第二面の反対側に位置する第一被剥離面とを含み、かつ、該第一変質層の残部が該第一被剥離面側に残存する第一薄化被加工物と、を製造する第一分離ステップと、
該第一分離ステップの後に、該第一剥離面側に残存する該第一変質層を除去するように該第一基板を加工する加工ステップと、
該加工ステップの後に、該第一剥離面側における該第一変質層の残存量がしきい値以下になったと判定した時点における該第一基準点と該第一基準点の反対側に位置する該第一剥離面上の第三基準点との間隔を測定することによって得られる厚さを該第一狙い深さから減算することによって算出される基板側フィードバック量と、該第一基準点と該第三基準点との間隔として予め設定されている狙い厚さと、を参照して、第二狙い深さを設定する設定ステップと、
該設定ステップの後に、該レーザービームを該第一被剥離面側から該第一薄化被加工物に照射した状態で該集光点が該第一薄化被加工物の該第二基準点の反対側に位置する該第一被剥離面上の第四基準点から該第二狙い深さに位置する点を通るように該第一薄化被加工物と該集光点とを相対的に移動させることで該第一薄化被加工物の内部に形成される第二変質層を分離起点として該第一薄化被加工物を分離することによって、該第一被剥離面と該第一被剥離面の反対側に位置する第二剥離面とを含み、かつ、該第二変質層の一部が該第二剥離面側に残存する第二基板と、該第二面と該第二面の反対側に位置する第二被剥離面とを含み、かつ、該第二変質層の残部が該第二被剥離面側に残存する第二薄化被加工物と、を製造する第二分離ステップと、
を備える、基板の製造方法。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
該加工ステップは、該第一剥離面側における該第一変質層の残存量が該しきい値以下になったと判定するまで該第一基板の該第一剥離面側を研削する研削ステップを含む、請求項１に記載の基板の製造方法。
【請求項３】
該研削ステップにおいては、該第一基板の該第一剥離面側の研削と並行して、又は、それを中断して該第一剥離面を撮像することによって形成される画像に基づいて該第一剥離面側における該第一変質層の残存量が特定される、請求項２に記載の基板の製造方法。
【請求項４】
該加工ステップは、該研削ステップの後に、該第一基板を所定の仕上げ研削量だけ薄化するように該第一基板の該第一剥離面側を仕上げ研削する仕上げ研削ステップをさらに含む、請求項２又は３に記載の基板の製造方法。
【請求項５】
該加工ステップは、該仕上げ研削ステップの後に、該第一基板を所定の研磨量だけ薄化するように該第一基板の該第一剥離面側を研磨する研磨ステップをさらに含む、請求項４に記載の基板の製造方法。
【請求項６】
第一面と該第一面の反対側に位置する第二面とを含み、かつ、該第一面に含まれる第一基準点と該第一基準点の反対側に位置する該第二面上の第二基準点との間隔である初期厚さが予め把握されている被加工物から複数の基板を製造する基板の製造方法であって、
該被加工物の素材を透過する波長のレーザービームを該第一面側から該被加工物に照射した状態で該レーザービームが集束される集光点が該第一基準点から第一狙い深さに位置する点を通るように該被加工物と該集光点とを相対的に移動させることで該被加工物の内部に形成される第一変質層を分離起点として該被加工物を分離することによって、該第一面と該第一面の反対側に位置する第一剥離面とを含み、かつ、該第一変質層の一部が該第一剥離面側に残存する第一基板と、該第二面と該第二面の反対側に位置する第一被剥離面とを含み、かつ、該第一変質層の残部が該第一被剥離面側に残存する第一薄化被加工物と、を製造する第一分離ステップと、
該第一分離ステップの後に、該第一被剥離面側に残存する該第一変質層を除去するように該第一薄化被加工物を加工する加工ステップと、
該加工ステップの後に、該第一被剥離面側における該第一変質層の残存量がしきい値以下になったと判定した時点における該第二基準点と該第二基準点の反対側に位置する該第一被剥離面上の第四基準点との間隔を測定することによって得られる厚さと該第一狙い深さとを該初期厚さから減算することによって算出される薄化被加工物側フィードバック量と、該第一剥離面側における該第一変質層の残存量が該しきい値以下になったと判定した時点における該第一基準点と該第一基準点の反対側に位置する該第一剥離面上の第三基準点との間隔として予め設定されている狙い厚さと、を参照して、第二狙い深さを設定する設定ステップと、
該設定ステップの後に、該レーザービームを該第一被剥離面側から該第一薄化被加工物に照射した状態で該集光点が該第一薄化被加工物の該第四基準点から該第二狙い深さに位置する点を通るように該第一薄化被加工物と該集光点とを相対的に移動させることで該第一薄化被加工物の内部に形成される第二変質層を分離起点として該第一薄化被加工物を分離することによって、該第一被剥離面と該第一被剥離面の反対側に位置する第二剥離面とを含み、かつ、該第二変質層の一部が該第二剥離面側に残存する第二基板と、該第二面と該第二面の反対側に位置する第二被剥離面とを含み、かつ、該第二変質層の残部が該第二被剥離面側に残存する第二薄化被加工物と、を製造する第二分離ステップと、
を備える、基板の製造方法。
【請求項７】
該加工ステップは、該第一被剥離面側における該第一変質層の残存量が該しきい値以下になったと判定するまで該第一薄化被加工物の該第一被剥離面側を研削する研削ステップを含む、請求項６に記載の基板の製造方法。
【請求項８】
該研削ステップにおいては、該第一薄化被加工物の該第一被剥離面側の研削と並行して、又は、それを中断して該第一被剥離面を撮像することによって形成される画像に基づいて該第一被剥離面側における該第一変質層の残存量が特定される、請求項７に記載の基板の製造方法。
【請求項９】
該加工ステップは、該研削ステップの後に、該第一薄化被加工物を所定の仕上げ研削量だけ薄化するように該第一薄化被加工物の該第一被剥離面側を仕上げ研削する仕上げ研削ステップをさらに含む、請求項７又は８に記載の基板の製造方法。
【請求項１０】
該加工ステップは、該仕上げ研削ステップの後に、該第一薄化被加工物を所定の研磨量だけ薄化するように該第一薄化被加工物の該第一被剥離面側を研磨する研磨ステップをさらに含む、請求項９に記載の基板の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、第一面と第一面の反対側に位置する第二面とを含み、かつ、第一面に含まれる第一基準点と第一基準点の反対側に位置する第二面上の第二基準点との間隔である初期厚さが予め把握されている被加工物から複数の基板を製造する基板の製造方法と、この被加工物から当該複数の基板を製造するための処理装置と、に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスのチップは、一般的に、シリコン（Ｓｉ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）又は窒化ガリウム（ＧａＮ）等の単結晶を素材とする基板を利用して製造される。この基板は、例えば、ワイヤソーを使用して、第一面と第一面の反対側に位置する第二面とを含むインゴットから切り出されることによって製造される。
【０００３】
ただし、インゴットからワイヤソーを使用して基板を切り出す際の切り代は、３００μｍ前後であり、比較的大きい。また、このように切り出された基板の表面には微細な凹凸が形成され、また、この基板は全体的に湾曲する（基板に反りが生じる）。そのため、この基板を利用してチップを製造する際には、基板の表面にラッピング、エッチング及び／又はポリッシングを施して表面を平坦化する必要がある。
【０００４】
この場合、最終的にチップの製造に供される基板として利用される量は、インゴットの総量の２／３程度である。すなわち、インゴットの総量の１／３程度は、インゴットからの基板の切り出し及び基板の表面の平坦化の際に廃棄される。そのため、このようにワイヤソーを使用して基板を製造する場合には生産性が低くなる。
【０００５】
この点に鑑み、インゴットの素材を透過する波長のレーザー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が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、この方法においては、まず、このレーザービームが集束される集光点が第一面から狙い深さに位置付けられるようにレーザービームをインゴットに照射した状態でインゴットと集光点とを相対的に移動させる。
【０００６】
これにより、インゴットの内部において、その素材の結晶構造が乱れた層（変質層）が形成されるとともに、この変質層を起点としてクラックが伸展する。そして、この方法においては、インゴットが分離されるまでクラックをさらに伸展させるようにインゴットに外力を付与する。その結果、第一面と第一面の反対側に位置する剥離面とを含む基板と、第二面と第二面の反対側に位置する被剥離面とを含む薄化インゴットと、が製造される。
【０００７】
なお、このように基板及び薄化インゴットが製造される場合、基板の剥離面側に変質層の一部が残存し、かつ、薄化インゴットの被剥離面側に変質層の残部が残存する。また、基板の剥離面及び薄化インゴットの被剥離面のそれぞれは、インゴットの内部において伸展したクラックの分布を反映した凹凸形状を有することが多い。
【０００８】
そのため、この場合には、剥離面側に残存する変質層を除去するとともに平坦化するように基板の剥離面側を加工（例えば、研削）し、かつ、被剥離面側に残存する変質層を除去するとともに平坦化するように薄化インゴットの被剥離面側を加工することが多い。さらに、この方法を繰り返すことによってインゴット（具体的には、この方法が繰り返される度に徐々に薄化されるインゴット）から複数の基板を製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
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】
【００１０】
上述した方法において第一面から狙い深さに集光点を位置付けるようにインゴットにレーザービームを照射しても、このインゴットに含まれる不純物の多寡等に依存して、集光点の第一面からの実際の深さが狙い深さからずれることがある。同様に、インゴットの内部に形成される変質層の厚さも不純物の多寡等に依存して変化することがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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