JP6875441B2 - 炭化ケイ素含有結晶基板の処理方法、炭化ケイ素チップ、及び処理チャンバー - Google Patents

炭化ケイ素含有結晶基板の処理方法、炭化ケイ素チップ、及び処理チャンバー Download PDF

Info

Publication number
JP6875441B2
JP6875441B2 JP2019071272A JP2019071272A JP6875441B2 JP 6875441 B2 JP6875441 B2 JP 6875441B2 JP 2019071272 A JP2019071272 A JP 2019071272A JP 2019071272 A JP2019071272 A JP 2019071272A JP 6875441 B2 JP6875441 B2 JP 6875441B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon carbide
substrate
crystal substrate
silicon
thermal decomposition
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2019071272A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019186546A (ja
Inventor
ミヒャエル ローズナー，
ミヒャエル ローズナー，
マルクス メナス，
マルクス メナス，
グートルーン シュトランツル，
グートルーン シュトランツル，
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
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 Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Publication of JP2019186546A publication Critical patent/JP2019186546A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6875441B2 publication Critical patent/JP6875441B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/362—Laser etching
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/6719—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the processing chambers, e.g. modular processing chambers
    • 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
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B23K26/0624—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses using ultrashort pulses, i.e. pulses of 1ns or less
    • 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
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/066—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms by using masks
    • B23K26/0661—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms by using masks disposed on the workpiece
    • 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
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • 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
    • B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/127—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an enclosure
    • 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
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/359—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment by providing a line or line pattern, e.g. a dotted break initiation line
    • 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
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/362—Laser etching
    • B23K26/364—Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
    • 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
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material 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
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • B23K26/402—Removing material taking account of the properties of the material involved involving non-metallic material, e.g. isolators
    • 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
    • C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • 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
    • C30B33/08—Etching
    • 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
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02019—Chemical etching
    • 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
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30604—Chemical etching
    • 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
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/6708—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel
    • 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
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1608—Silicon carbide
    • 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
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/34—Coated articles, e.g. plated or painted; Surface treated articles
    • 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
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices
    • 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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dicing (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Description

様々な実施形態は、概して、炭化ケイ素含有結晶基板の処理方法、炭化ケイ素チップ、及び処理チャンバーに関する。
現在、例えばＳｉＣショットキーダイオード又はＭＯＳＦＥＴなどの最先端の炭化ケイ素（ＳｉＣ）技術の生産のための薄化及びダイシング／事前組み立てプロセスは、ＳｉＣ材料の高い機械的硬度によって厳しく制限される。例えば、最先端の機械的研削／ダイシングプロセス中に研磨用の機械材料を除去することは、ＳｉＣ材料に著しい機械的損傷をもたらす場合がある。ＳｉＣ系ダイオードの製造において現在使用される場合がある最先端のＳｉＣレーザーダイシングでは、典型的な１６パスのドライナノ秒パルスレーザープロセスは、グラファイト及び引張応力を受けたケイ素（Ｓｉ）のデブリ層を形成する場合がある。このプロセスは遅い場合があり、そのため低い処理能力を有する。更に、ＳｉＣダイの３点破壊強さが著しく低下する場合がある。例えばＣｌＦ３エッチングガスを利用するＳｉＣウェハの最新技術のプラズマダイシングは、現在、１μｍ／分未満の低いエッチング速度によって制限されており、これは非常に長いエッチング時間につながる恐れがある。更に、最大１０μｍ〜１５μｍの金属厚の厚さを有する厚いメタルハードマスクがエッチングプロセスに必要とされる場合があり、これはプロセスを非常に費用がかかるものにする。
炭化ケイ素含有結晶基板の処理方法が提供される。この方法は、基板の表面を熱分解して炭化ケイ素含有結晶基板上にケイ素と炭素とを含有するデブリ層を生成すること、及びケイ素と炭素とを含有するデブリ層を除去することを含んでいてもよく、熱分解及び除去は少なくとも１回繰り返される。
図面の中の同様の参照符号は、通常様々な図面全体で同じ部分を指す。図面は必ずしも縮尺比通りではなく、むしろ通常は本発明の原理を説明することに重点が置かれている。以降の説明では、以下の図面を参照しつつ本発明の様々な実施形態が説明される。
様々な実施形態による、炭化ケイ素含有結晶基板の処理方法の視覚化を示す。 様々な実施形態による、炭化ケイ素含有結晶基板の処理方法の視覚化を示す。 様々な実施形態による、炭化ケイ素含有結晶基板の処理方法の視覚化を示す。 様々な実施形態による、炭化ケイ素含有結晶基板の処理方法の視覚化を示す。 様々な実施形態による、炭化ケイ素含有結晶基板の処理方法の視覚化を示す。 様々な実施形態による、炭化ケイ素含有結晶基板の２つの処理方法の視覚化を示す。 様々な実施形態による、炭化ケイ素含有結晶基板の２つの処理方法の視覚化を示す。 様々な実施形態による処理チャンバーを示す。 様々な実施形態による処理チャンバーを示す。 様々な実施形態による炭化ケイ素チップを示す。 様々な実施形態による炭化ケイ素含有結晶基板の処理方法のプロセスフローを示す。
定義
以下の詳細な説明は、例示の目的で、本発明を実施し得る具体的な細部及び実施形態を示す添付の図面を参照する。
用語「例示的」は、本明細書では「実施例、例、又は実例としての役割を果たすこと」を意味するために使用される。「例示的」であるとして本明細書に記載されている任意の実施形態又は設計は、他の実施形態又は設計よりも好ましい又は有利であると必ずしも解釈されるべきではない。
側面又は表面の「上に」形成される堆積された材料に関して用いられる「上」という言葉は、本明細書では、堆積された材料が「上に直接」、例えば暗示された側面又は表面と直接接触して、形成され得ることを意味するために用いられる場合がある。側面又は表面の「上に」形成される堆積された材料に関して用いられる「上」という言葉は、本明細書では、堆積された材料が暗示された側面又は表面「の上に間接的に」形成され、暗示された側又は表面と堆積された材料との間に１つ以上の追加的な層が配置され得ることを意味するために用いられる場合がある。
上述した研削／ダイシングに起因する機械的損傷を軽減するために、最先端の複合プロセスでは超音波により支援される機械的ダイシング及び研削が使用されており、これは超音波振動による研削／ダイシングホイールのダイヤモンド粒子の改善された自生作用のため機械的損傷が減少する場合がある。しかしながら、研削／ダイシングに起因するＳｉＣの表面近傍の機械的損傷は約１０〜１５％しか減少しない。
エッチング速度を増加させるためのウェハチャックの加熱は、プラズマダイシング中の最先端技術である。これにより、ＣｌＦ３エッチングプロセスのためのエッチング時間を短縮することができる。しかしながら、このプラズマダイシングプロセスのためには、ＳｉＣに関して十分な選択性を得るために厚いメタルハードマスクが依然として必要とされる。厚いメタルハードマスクは製造に非常に費用が掛かり、またプラズマダイシング後の除去が大変である。
様々な実施形態において、レーザー支援プラズマによる薄化及びダイシングは、段階的なＳｉＣの除去を含み、この中でＳｉＣはプラズマエッチングプロセスの前にＳｉ及びＣへと分解される。
様々な実施形態においては、炭化ケイ素が溶融せずに表面がケイ素及び炭素へと熱分解するように、炭化ケイ素含有結晶基板の表面にエネルギーを供給することができ、これにより、例えば３Ｃ−ＳｉＣの形成がもたらされ得る。引き続き、ケイ素及び炭素は除去することができる。ケイ素及び炭化物を除去するために適したエッチャントは、厚いメタルハードマスクが必要とされないように、炭化シリコンに対して高いエッチング選択性を有することができる。様々な実施形態においては、マスクを完全に省略することさえも可能な場合がある。熱分解と除去の２段階プロセスは、少なくとも１回、例えば２回、３回、４回、又はそれ以上の回数、例えば、表面の位置で基材の望みの厚さが得られるまで繰り返すことができる。例えば開口部の形成のために、材料を除去するための２つの異なるプロセスを交互に行うことは、いくつかの点でシリコンに開口部を形成するために使用される公知のボッシュプロセスと同様の場合がある。
炭化ケイ素基板は、多結晶又は単結晶の炭化ケイ素の（円形又は多角形、特には六角形の）円板、特に炭化ケイ素ウェハ、及び／又は（例えば円形又は多角形、特に六角形のベースの）プリズム形の炭化ケイ素インゴット（ブールとも呼ばれる）であってもよい。以降では既にデバイス構造を含んでいてもよい炭化ケイ素基板と関連して方法が説明される場合があるものの、この方法はデバイス構造を含まない炭化ケイ素インゴットを薄化する及び／又は研磨する及び／又はダイシングするためにも使用することができる。
２段階プロセスは、例えば裏面から炭化ケイ素ウェハを薄化するなど、炭化ケイ素基板を薄くするために使用することができる。２段階プロセスは、例えば表面粗さを除去することにより、炭化ケイ素基板を研磨するために使用することもできる。主面全体又は表面の一部が薄くされてもよい。この場合、望まれる結果として得られる基板の厚さに到達した時に、エッチングの後に処理を停止することができる。
２段階プロセスは、例えば、例えばウェハなどの炭化ケイ素基板を個々のチップへとダイシングするために使用することができる。その場合、処理は、例えばチップがダイシングされるまで繰り返されてもよい。つまり、基板の個々のチップ間の表面（いわゆる切り溝領域）は、切り溝領域で基板の厚さ全体が除去されるまで、２段階プロセスによって処理されてもよい。あるいは、熱分解及び除去の２段階プロセスの後に基板の厚さのわずかな部分を残してもよく、ダイシングプロセスは、例えば、基板がほとんど除去されたチップ間の基板を破壊することによって完了してもよい。
様々な実施形態においては、炭化ケイ素含有結晶基板の表面にエネルギーを供給するためにレーザーを使用してもよい。基板のアニールのために使用されるレーザー照射量及びレーザーパルス持続時間は、例えば４Ｈ−又は６Ｈ−ＳｉＣ母材からの３Ｃ−ＳｉＣの形成が全く起こらないように最適化することができる。レーザーアニールプロセスは、熱分解によってＳｉ及びＣの表面近傍のデブリ層（例えばレーザー処理あたり１〜５μｍの厚さを有する）を生成し得る。
レーザープロセスは、例えば、基板のダイシングのために切り溝領域に、及び／又は基板を薄くするために基板全体（例えばウェハ）の裏面に行うことができる。例えば、レーザーは、平行線に沿って基板の表面の少なくとも９０％にわたって走査されてもよい。隣接する線の間の距離は、少なくとも１０μｍ（又は少なくとも５０μｍ又は少なくとも１００μｍ）及び最大１ｍｍ（例えば最大５００μｍ又は最大３００μｍ）であってもよい。
様々な実施形態においては、このレーザーアニールプロセスに続いて、Ｃ及びＳｉをそれぞれ除去するためのＡｒ／Ｏ２及びＳＦ６プラズマエッチングプロセスが行われてもよい。
引き続き、エッチングプロセスの後に第２のレーザーアニールが行われてもよく、これは薄くされたＳｉＣ表面の上に第２のデブリ層を生成し得る。この層もまた、プラズマエッチングによって除去することができる。
様々な実施形態においては、この一連のレーザーアニール及びプラズマエッチングは、薄化のための目標厚さに達するまで、及び／又は切り溝が基板（例えばダイ分離のためのウェハ）の底面までダイシングされるまで、繰り返すことができる。
このプロセスの組み合わせを使用すると、厚いメタルハードマスクよりも安価であるＳｉ及びＣエッチングのための従来のハードマスクを使用する（あるいは更にはハードマスクを完全になくす）こと、並びに高い薄化及びダイシングのスループットのために大幅にエッチング速度を増加させることが可能な場合がある。
薄化／ダイシング中に機械的磨耗が全く存在しないことは、薄化及びダイシングされたＳｉＣチップにおける機械的損傷をなくすことができ、またＳｉＣチップの機械的破壊強さの大幅な増加をもたらすことができる。バックエンド処理では、これにより、ロバストなダイピックアップ、ダイ取り付け、及び高いｕ．ｐ．ｈ（１時間あたりの単位）のスループットでのパッケージングを可能にすることができる。
様々な実施形態においては、エネルギーは、例えばマイクロスパークエロージョン（＝マイクロ放電加工）を使用するなどのレーザーを用いる以外の方法で基板に供給されてもよい。
様々な実施形態においては、ケイ素及び炭素の除去は、例えばウェットエッチングを使用するなどのプラズマエッチング以外の方法で行われてもよい。
図１Ａ〜図１Ｃ、図２Ａ、図２Ｂ、及び図３は、様々な実施形態による炭化ケイ素含有結晶基板１０２の処理方法の視覚化をそれぞれ示している。
炭化ケイ素含有結晶質基板１０２は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を含むか、これから構成されているか、これから本質的に構成されていてもよく、本明細書では略して基板１０２と呼ばれる場合がある。基板１０２は、例えば、純粋な又は本質的に純粋な炭化ケイ素の塊であってもよい。基板１０２は、例えば、複数のチップ１０２Ｃを含んでいてもよい炭化ケイ素ウェハであってもよい（例えば図１Ｂ、図２Ｂ、及び図３（右列）を参照）。したがって、特にチップ１０２Ｃが形成される基板１０２の領域においては、基板１０２は、例えばドーピング材料、メタライゼーション、絶縁層などを含んでいてもよい。基板１０２は、例えば、炭化ケイ素と窒化ガリウムとの組み合わせ（例えば窒化ガリウムのベース基板上に成長した炭化ケイ素）であってもよい。
図１Ａ、図２Ａ、及び図３（左列）は、炭化ケイ素含有結晶基板１０２の薄化プロセスの様々な実施形態を示し、図１Ｂ、図２Ｂ、及び図３（右列）は、炭化ケイ素ウェハ１０２のダイシング方法の様々な実施形態を示している。
図１Ａ及び図２Ａに示されているように、基板１０２は初期厚さＴｓを有することができ、これは、例えば約８０μｍ〜約７００μｍ、典型的には例えば１１０μｍ〜３８０μｍの範囲の炭化ケイ素ウェハ１０２の従来の初期厚さであってもよい。
文脈から何か別のことが意図されていることが明らかでない限り、「表面（ａ ｓｕｒｆａｃｅ又はｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ）」という用語（図中で１０２Ｓとして表示）は、以下で説明される２段階プロセスによって薄化される基板１０２の主面（の一部）を指すことが意図されている。
基板１０２の薄化のためには、図１Ａ、図２Ａ、及び図３（左列）に示されているように主面全体の上で、又は主面全体の一部の上で（図示せず、例えば基板１０２の端部が薄くされていないままか部分的にだけ薄くされている一方で主面の中央領域で）のいずれかで、基板１０２の表面１０２Ｓを熱分解することができる。熱分解は、結晶性炭化ケイ素中の共有結合が破壊されて結果としてケイ素及び炭素が形成されることを意味する場合がある。これは、例えば３Ｃ−ＳｉＣの形成をもたらし得る炭化ケイ素の溶融とは区別されるべきである。
熱分解を達成するために、結晶性炭化ケイ素が露出している基板１０２の表面１０２Ｓにエネルギーを供給することができる。例えば、窒化ガリウムベースの基板を含む基板の場合、エネルギーは窒化ガリウムベースの基板とは反対側の炭化ケイ素が露出され得る表面に供給することができる。
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、及び図３に示すように、エネルギーは少なくとも１つのレーザーによってレーザー光１０４として供給されてもよい。熱分解プロセスは、それぞれの図において１によって示されている。
薄化される表面１０２Ｓ全体の照射は、例えば表面１０２Ｓの少なくとも一部分をレーザー光１０４で一度に照射しながら、基板１０２を横切って少なくとも１つのレーザーを走査することによって達成することができる。この場合、表面１０２Ｓを熱分解するために適したエネルギー量又は強度（以下参照）で表面１０２Ｓの各部分に供給するパターンで、レーザー光１０４の単一のビーム又はレーザー光１０４の複数のビームを走査することができる。
様々な実施形態においては、少なくとも１つのレーザーのビームサイズを大きくし、結果として少なくとも１つのレーザーによって任意の所定の時間覆われる部分を大きくするために、ビームエキスパンダーを使用することができる。
様々な実施形態においては、表面１０２Ｓ全体を同時に照射するために、（例えばビームの拡大と組み合わせて）複数のレーザーを使用することができる。その場合、基板１０２及び少なくとも１つのレーザーは、少なくとも熱分解中は静止していてもよい。
様々な実施形態においては、（ビームの拡大あり又はなしで）複数のレーザーと走査との組み合わせを使用することができる。例えば、図１Ｂ及び図１Ｃに示されている実施形態では、基板１０２（例えば炭化ケイ素ウェハ１０２）を個々のチップ１０２Ｃへとダイシングするためのレーザー光１０４の３つのビームそれぞれは、個々のレーザーにより供給されてもよく、複数のレーザー（例えば３つのレーザー）は、ウェハ１０２のチップ１０２Ｃ間の切り溝領域に（例えば３つの）切り溝を形成するためにウェハ１０２を横切って走査されてもよい。図１Ｂ及び図１Ｃの実施形態における走査は、紙の面に入る方向及び紙の面から出る方向に行われてもよい。
図１Ｂ又は図１Ｃの実施形態において単一のレーザーを使用する場合、レーザーは、切り溝領域の方向（例えば紙の面の中へ及び紙の面から外へ）に沿って走査されてもよく、また例えば１つの切り溝領域から次の切り溝領域へと、ウェハ１０２を照射することなく、又は少なくとも熱分解することなく、ステップされてもよい。
基板１０２に対する少なくとも１つのレーザーの走査及び／又はステッピングは、様々な実施形態において、動作制御ユニットによって制御することができ、これは、基板１０２を動かすこと、少なくとも１つのレーザーを動かすこと、又はその両方を含んでいてもよい。基板１０２と少なくとも１つのレーザーの両方を動かす場合、動作制御ユニットは、望みの走査及び／又はステッピングパターンを得るために、基板１０２の動きとレーザーの動きを連動させるように構成されてもよい。
様々な実施形態においては、本質的に点状（又は小さい円形）の形のレーザー光ビームを、高い位置決め精度と共に、本質的に望ましい方法で表面１０２Ｓを成形するために使用することができる。例えば、ハニカム構造の基板１０２上で熱分解を行ってもよく、本明細書に記載の２段階プロセスを基板全体にわたって継続すると、それによって六角形の主面を有するチップ１０２Ｃを形成することができる。通常、本質的に任意のそれらの主面の形状、例えば丸みを帯びた角を有する長方形、円形、楕円形、ひし形、又は星形の表面などを有するチップ１０２Ｃを形成することができる。
基板１０２の薄化のみの場合も同様に、例えば六角形、円形、楕円形、ひし形、又は星形の開口部などの、任意の形状の領域を有する開口部を基板に形成することができる。
「レーザーを動かす」は、より一般的な意味で、レーザー自体が静止していてもよい手法、及びレーザービームを動かすためにミラー及び／又はレンズなどの光学要素が動かされてもよい手法も含み得ることが理解されるべきである。
様々な実施形態においては、図２Ａ及び図２Ｂに示されているように、エネルギーはマイクロスパークエロージョン（＝マイクロ放電加工）によって供給されてもよい。
図２Ａ及び図２Ｂに示されているように、装置の電極２２０Ｗを形成することができるマイクロスパークエロージョン装置の少なくとも１本のワイヤ２２０Ｗは、表面１０２Ｓに接触せずに表面１０２Ｓの上方に配置されてもよい。ワイヤ２２０Ｗ及び表面１０２Ｓ（必ずしもそうではないが、場合によっては基板１０２全体）は、極性液体、例えば水（図２Ａ及び図２Ｂには示されていないが、例えば図４Ｂ参照）に浸漬されてもよい。
マイクロスパークエロージョンデバイスの運転中にワイヤ２２０Ｗと基板１０２の表面１０２Ｓとの間にスパークが形成され、それにより表面１０２Ｓにエネルギーを供給することができる。
様々な実施形態においては、単一のワイヤ２２０Ｗ（例えば図２Ａに示す通り）又は複数のワイヤ（図２Ｂに示す通り）を表面の上に配置することができ、ワイヤ２２０Ｗは、表面１０２Ｓを熱分解するために基板１０２を横切って走査されてもよい。
図１Ａ〜１Ｃ及び図３との関係で上述した実施形態と同様に、表面１０２Ｓ全体の薄化は、例えば、任意の所定の時間に少なくとも１本のワイヤ２２０Ｗと表面１０２Ｓの少なくとも一部分との間にワイヤ２２０Ｗ当たり少なくとも１つのスパークを形成できるように、マイクロスパークエロージョン装置を作動させながら基板１０２を横切って少なくとも１つのワイヤ２２０Ｗを走査することによって行うことができる。その場合、少なくとも１本のワイヤ２２０Ｗは、表面１０２Ｓの熱分解に適したエネルギー量又は強度（下記参照）を表面１０２Ｓの各部分に供給するパターンで基板１０２を横切って走査されてもよい。
様々な実施形態においては、少なくとも１つのワイヤ２２０Ｗは、表面１０２Ｓと平行な少なくとも１つの部分を含んでいてもよい。その場合、スパークは平行部分に沿って形成されてもよく、それによって例えば切り溝領域全体が同時に熱分解されてもよい。そのため、切り溝領域に沿ったワイヤ２２０Ｗの走査は省略されてもよい。
複数のワイヤ２２０Ｗは、様々な実施形態においては、例えば所定の方向に沿って延びる各切り溝領域の上にワイヤ２２０Ｗが配置されるように、互いに平行に配置されてもよい。その場合、所定の方向に沿って延びる全ての切り溝領域は同時に熱分解されてもよい。例えば直交方向などの異なる方向に延びる切り溝領域の熱分解のためには、基板１０２を複数のワイヤに対して回転させてもよく、あるいはその逆も可能である。所定の方向に沿って延びる全ての切り溝領域を同時に熱分解する代わりに、複数の切り溝領域を同時に熱分解するための複数のワイヤ２２０Ｗの使用と、複数の更なる切り溝領域の熱分解のための更なる部分へのステッピングとの組み合わせを使用してもよい。
様々な実施形態においては、２つの方向の切り溝領域を同時に熱分解するために、及び／又は任意的な多少の熱分解によって表面１０２Ｓを成形するために、格子形状の電極２２０Ｗが使用されてもよい。
様々な実施形態においては、ワイヤ（電極）２２０Ｗは、平行部分なしで配置されてもよく、代わりに表面１０２Ｓに対して本質的に垂直な部分を含んでもよい。これは、それに応じて基板１０２を横切ってワイヤ２２０Ｗを走査することにより複雑なパターンで表面１０２Ｓを成形することを可能にすることができる。
表面１０２Ｓに供給されるエネルギーは、約１Ｊ／ｃｍ２〜１０Ｊ／ｃｍ２未満の範囲内、例えば約２Ｊ／ｃｍ２〜約５Ｊ／ｃｍ２の強度を有し得る。この量でのエネルギーの供給は、炭化ケイ素の溶融や反応が起こらないことではなく、むしろ炭化ケイ素の熱分解を確実に達成することができる。レーザーエネルギーは、連続的に、又は例えばナノ秒、ピコ秒、若しくはフェムト秒の持続時間を有するパルスで、付与することができる。
表面１０２Ｓに供給されるエネルギーを調整するために、エネルギー供給装置及び／又は基板１０２及び／又はそれらの相対位置及び／又は相互作用のいくつかのパラメータを考慮する必要がある場合がある。例えば、レーザーの場合、レーザービームのエネルギー、ビーム幅、レーザー光１０４の波長、レーザーパルス幅、走査速度（該当する場合）、基板の吸収係数などを考慮する必要がある場合がある。例えば、マイクロスパークエロージョンの場合、電極２２０Ｗに供給される電圧、電極の形状、表面１０２Ｓまでの距離などを考慮する必要がある場合がある。
熱分解によって形成されたケイ素及び炭素のデブリを含む（例えば、これらから構成される、又は本質的にこれらから構成される）熱分解層１０２Ｐは、様々な実施形態においては、約１μｍ〜約１０μｍ、例えば約３μｍ〜約７μｍ、例えば約５μｍの範囲の厚さを有し得る。
様々な実施形態においては、図中で「２」により示されているように、熱分解に続いて、熱分解によって形成されたケイ素と炭素とを含むデブリ１０２Ｐを除去することができる。
除去は、様々な実施形態において、ケイ素及び炭素のデブリ１０２Ｐのエッチングを含み得る。エッチングのためには、デブリ層１０２Ｐを除去するために適したエッチャントを使用することができる。
エッチングは、例えば、プラズマエッチングプロセス又はウェットエッチングプロセス、例えば、スピンエッチングプロセスであってもよい。
プラズマエッチングの場合、エッチャントは、例えば、Ａｒ、Ｏ２、及びＳＦ６を含むか、これらから構成されるか、これらから本質的に構成されていてもよい。
ウェットエッチングの場合、エッチャントは、例えば、Ｈ２ＳＯ４、ＨＦ、ＨＮＯ３、及びＨ３ＰＯ４の組み合わせを例えば含むか、これらから構成されるか、これらから本質的に構成されていてもよく、これらは例えばスピンエッチングプロセスを使用して塗布されてもよい。
表面１０２Ｓの熱分解及びそれに続くケイ素と炭素とを含有するデブリの除去は、１プロセスサイクル１０８、又は略してサイクルと呼ばれる場合がある。そのため、第１のサイクルは１０８＿１、第２のサイクルは１０８＿２などと表示される場合がある。図１Ａ〜図１Ｃ、図２Ａ、及び図２Ｂを参照のこと。
デブリを除去した後、基板１０２の主面の新しい部分を露出させることができ、それによって第２の熱分解プロセスで熱分解される新しい表面１０２Ｓを形成することができる。第２の熱分解プロセスからのケイ素と炭素とを含有するデブリ１０２Ｐは、第２の除去プロセスで除去されてもよく、それによって第２のサイクル１０８＿２が完了する。
様々な実施形態においては、実行されるサイクル１０８の数は、除去される材料の厚さに応じて調整することができる。以下の例では、１サイクルで約５μｍの基板１０２が除去されると推定されている。例えば、約３８０μｍの初期厚さを有するウェハ１０２を約１１０μｍの厚さまで薄くする（したがって約２７０μｍ除去する）場合、およそ５４サイクル必要とされるであろう。３８０μｍの厚さを有するウェハ１０２のダイシングは、例えばおよそ７６サイクル必要とし、約１１０μｍの厚さを有するウェハのダイシングは、約２２サイクル必要とするであろう。サイクル１０８当たりより多くの基板１０２材料が除去される場合、より少ないサイクル１０８が必要とされるであろう。したがって、サイクル１０８当たりに除去される基板１０２の材料が少ない場合には、より多くのサイクル１０８が必要とされるであろう。
様々な実施形態においては、エネルギーが表面１０２Ｓに供給される位置を微調整することの実現性（一般的には、これはレーザーとマイクロスパークエロージョン装置の両方に当てはまる場合がある）のため、及びデブリ１０２Ｐの除去に適する可能性があるエッチャントが炭化ケイ素に対して大きなエッチング選択性を有する可能性があるため、炭化ケイ素基板１０２の構造化のために構造化マスク１１４を使用することはもはや用いられないであろう。
しかしながら、様々な実施形態においては、例えばチップ１０２Ｃの活性領域を含み得るウェハ１０２をその前面側からダイシングする場合、活性領域はマスク１１４によって保護することができる。他の場合は、例えばチップ１０２Ｃの裏面メタライゼーションを保護すること（例えばＭＯＳＦＥＴ及びダイオードについては、（ハード）マスク１１４は、プラズマダイシングの前に構造化された裏面メタライゼーションの上に存在しなければならない場合がある）及び／又はより低いエッチング選択性を有し結果としてケイ素と炭素とを含有するデブリ１０２Ｐの除去中に炭化ケイ素も部分的にエッチングする可能性があるエッチャントを使用すること、を含み得る。
そのため、様々な実施形態において、構造化マスク１１４を基板１０２の上に（例えばエッチャントにさらされ得る基板１０２の面上に）形成することができる。構造化マスク１１４は、熱分解される表面１０２Ｓが露出され得るように構造化することができる。基板１０２の少なくともその面上の他の領域は、構造化マスク１１４によって覆われていてもよい。
様々な実施形態においては、構造化マスク１１４は、公知のフォトリソグラフィプロセスによって基板１０２上に形成することができる。様々な実施形態においては、構造化マスク１１４は、例えば窒化ケイ素などのマスク材料の層を基板１０２上に形成し、引き続きレーザー（例えば熱分解のために使用されるレーザー）を使用してマスク１１４を構造化することによって形成することができる。
構造化マスクを用いる場合には、例えば図１Ｃ及び図３（右列）に示されているように、マスク１１４は、様々な実施形態において、薄化／ダイシングサイクル１０８の完了後に除去することができる。様々な実施形態においては、マスク１１４は、基板１０２上（例えばダイシング処理により形成された複数のチップ１０２Ｃのそれぞれの上）に残っていてもよい。マスク１１４は、例えば基板１０２（例えばチップ１０２Ｃ）の安定化のために、又はダイ取り付けプロセスのために、機能することができる。
マスク１１４を除去する場合、サイクル１０８の完了後にマスク除去プロセス（図３、右列参照）を行うことができる。マスク除去プロセスは、当該技術分野で公知のように、例えばプラズマエッチング又はウェットエッチングを使用して行うことができる。マスク除去は、様々な実施形態においては、熱分解及び除去プロセスと同じ処理チャンバー内で行ってもよい。
様々な実施形態においては、薄化／ダイシングされた基板１０２の更なる処理は、当該技術分野において公知の薄化／ダイシングされた基板１０２と同様であってもよい。例えば、図３（右列）に示されているように、構造化プロセスによって複数のダイシングされたチップ１０２Ｃへとダイシングされたウェハ１０２は、構造化中に（ガラス）キャリア１１０に取り付けられてもよく、また構造化後にチップキャリアテープ３３０に積層されてもよい。
上述した２段階プロセスは、レーザー支援プラズマによる薄化及びダイシング方法とみなすことができる。
プロセスは、研削後のダイシングにおける裏面「研削」のためにも薄化の代わりに使用される、研削後のレーザー支援プラズマダイシング（ＬＡＰＤＡＧ）のために使用されてもよい（「研削」という用語は、基板が実際に機械的に研削されていなくても、ここでは標準的な用語との整合性のために使用される）。例えば、研削は、図１Ａ、図２Ａ、及び／又は図３（左列）に示されているような薄化プロセスを使用して行うことができ、その後のダイシングは、図１Ｂ、図１Ｃ、図２Ｂ、又は図３（右列）に示されているようなダイシングプロセスを使用して行うことができる。当然、基板１０２の研削を従来通りに行い、ダイシングのためだけに様々な実施形態によるプロセスを使用することも可能であり、又はその逆も可能であろう。
様々な実施形態による２段階プロセスは、研削後プラズマダイシング（ＰＤＡＧ）プロセスだけでなく、ＳｉＣウェハ１０２の「研削前」プラズマダイシング（ＰＤＢＧ）のためにも適用することができる。この場合、図１Ｃ又は図３（右列）に示されているようなダイシングプロセスは、チップ１０２Ｃの活性領域を含むその前面からのウェハ１０２の不完全なダイシング、及びそれに続く例えば図１Ａ、図２Ａ、及び／又は図３（左列）に示されているような様々な実施形態による薄化プロセスを使用する裏面からの薄化（「研削」）のために使用されてもよい。
様々な実施形態においては、様々な実施形態によるプロセスを使用することの利点は、基板１０２の裏面のトラックを研削することを回避できることである場合がある。同様に、炭化ケイ素基板１０２の裏面は、（例えば引張）応力及び転位（すなわち結晶内の転位領域）がないようにすることができる。
各サイクル１０８の継続時間は、熱分解の継続時間及び除去の継続時間に依存してもよい。
熱分解の継続時間は、様々な実施形態において、走査／ステッピングの要件に依存してもよく、これは表面１０２Ｓ全体がある単一の位置で熱分解される静止熱分解については約１秒からの範囲であってもよく、走査及び／又はステッピングを含む複雑なパターン及び／又は広い表面１０２Ｓについては約３０分以上であってもよい。
除去プロセスの継続時間は、例えばエッチングやプロセスなどの選択された除去、選択されたエッチャント、並びに基板１０２及び／又はエッチャントの温度に依存してもよい。通常、ケイ素と炭素とを含有するデブリのエッチングは、最新技術による炭化ケイ素エッチングプロセスよりも約１桁速い場合がある。除去プロセスの継続時間は、例えば、約１５秒から約２分の範囲であってもよい。
様々な実施形態においては、各サイクル１０８の継続時間は、熱分解プロセスと除去プロセスとの間の移送時間（つまり、行われているプロセスが終了した後に、後続のプロセスのために基板１０２を準備するために要する時間）に更に依存してもよい。
様々な実施形態においては、熱分解と除去の両方のプロセスを共通の処理チャンバー４００内で行うことができる。様々な実施形態による例示的な処理チャンバーがそれぞれ図４Ａ及び図４Ｂに示されている。移送時間は、同じ処理チャンバー４００内で両方のプロセスを行うことによって最小化することができ、これはプロセス間の基板の除去をもはや用いられないものとするであろう。
それぞれの処理チャンバー（図４Ａの４００、４００ａ、及び図４Ｂの４００、４００ｂ）は、炭化ケイ素含有結晶基板の表面を熱分解して炭化ケイ素含有結晶基板上にケイ素と炭素とを含有するデブリ層を生成するように構成されたエネルギー供給装置を含んでいてもよい。
図４において、エネルギー供給装置は、例えば静止又は走査型マルチビームレーザーアレイなどの、少なくとも１つのレーザー４３８を含み、これは基板１０２を１つ以上のレーザービーム１０４で照射するように構成されていてもよい。少なくとも１つのレーザー４３８は、処理チャンバー４００のハウジング４４６の外側に配置されていてもよく、レーザー光１０４は、図４Ａに示されているように、窓４４８を通ってハウジング４４６に入ることができる。あるいは、少なくとも１つのレーザー４４８はハウジング４４６内に配置されていてもよい。
図４Ｂにおいては、エネルギー供給装置は、例えば少なくとも１本のワイヤ２２０Ｗなどの少なくとも１つの電極２２０Ｗを含む放電加工（ＥＤＭ）装置２２０を含む。ＥＤＭ装置２２０は、例えば、少なくとも１つの電極２２０Ｗと表面１０２Ｓとの間に形成されるスパークによって基板１０２にエネルギーを供給し、それによって表面１０２Ｓを熱分解するように構成されていてもよい走査型マイクロＥＤＭ電極アレイの静止型であってもよい。少なくとも１つの電極２２０Ｗは、図４Ｂに示されているように、少なくとも表面１０２Ｓと共に、場合によっては基板１０２全体と共に、例えば脱イオン水などの極性液体中に配置されていてもよい。
それぞれの処理チャンバー（図４Ａの４００、４００ａ、及び図４Ｂの４００、４００ｂ）は、ケイ素と炭素とを含有するデブリ層１０２Ｐを除去するように構成された除去装置を更に含んでいてもよい（図４Ａ及び図４Ｂでは、基板は、熱分解プロセスの開始時及びデブリ除去プロセスの終了後についてそれぞれ示されており、そのためデブリ１０２Ｐは図４Ａ及び図４Ｂには示されていないが、図１Ａ〜１Ｃ、図２Ａ、図２Ｂ、及び図３を比較のこと）。
図４では、除去装置は、エッチングイオンを含むプラズマを含むかそれから構成されるエッチャント１０６を基板１０２に向けるように構成されたプラズマエッチング装置である。プラズマエッチング装置は、例えばエッチングイオン１０６を供給する接地電極４４２とＲＦ電源４４４（これは基板１０２に容量結合していてもよい）とを含んでいてもよい。様々な実施形態において、電源４４４は、処理チャンバー４００ａのハウジング４４６の外側に配置されていてもよい。あるいは、電源４４４は、ハウジング４４６の内側に配置されていてもよい。
図４Ｂでは、除去装置は、液体エッチャント４５２を基板１０２に向けるように構成されたウェットエッチング装置である。ウェットエッチング装置はウェットスピンエッチング装置であってもよい。つまり、液体エッチャント４５２は、例えば基板１０２が取り付けられているウェハチャック４４０を回転させるなど基板１０２を回転させることによって、基板１０２から除去することができる。図４Ｂに示されているように、遠心力によって、液体エッチャント４５２はラジアル方向に除去され得る。
様々な実施形態において、処理チャンバー４００は、熱分解及び除去を少なくとも１回繰り返すように更に構成されてもよい。処理チャンバー４００は、例えば、サイクル数１０８を測定するため並びに／又は基板１０２が除去される領域における基板１０２の初期厚さ及び／若しくはその時点での厚さを測定するための進行制御ユニット（図示せず）を使用して構成されてもよい。最終目標厚さを達成するためには、基板１０２を処理するために少なくとも２つのサイクル１０８が必要とされる場合がある（最終厚さＴｆはここでは示されていないが、図１Ａ及び図２Ａの薄化プロセスについて視覚化されている）。進行制御ユニットは、基板１０２の処理を停止する（例えば測定された厚さが最終厚さと一致したために、及び／又は所定のサイクル数が実行されたために、例えば最終厚さＴｆに達したと判断された場合に処理チャンバー４００が更なるサイクル１０８を実行することを停止する）ように構成されていてもよい。
様々な実施形態において、処理チャンバー４００は、熱分解と除去との間に基板１０２が処理チャンバー４００の中にとどまるように構成されてもよい。
様々な実施形態において、処理チャンバー４００は、基板１０２を熱分解のための位置からエッチングのための位置へ、及びその逆に移動させるように構成された可動性基板支持構造体４４０を含んでいてもよい。
可動性基板支持構造体４４０は、エネルギー供給装置が基板を横切って走査するために、熱分解中に基板１０２を動かすように更に構成されていてもよい。
レーザーとプラズマエッチング装置との組み合わせが図４Ａに示されており、マイクロスパークエロージョン装置とウェットエッチング装置との組み合わせが図４Ｂに示されているものの、処理チャンバー４００は、様々な実施形態において、エネルギー供給装置としてのレーザー及び除去装置としてのウェットエッチング装置を含んでいてもよいこと、あるいは様々な実施形態において、エネルギー供給装置としてのマイクロスパークエロージョン装置及び除去装置としてのプラズマエッチング装置を含んでいてもよいことが理解されるであろう。
図５は、様々な実施形態による炭化ケイ素チップ１０２Ｃを示す。
炭化ケイ素チップ１０２Ｃは、ウェハ１０２を複数の炭化ケイ素チップ１０２Ｃへとダイシングするための上述した炭化ケイ素含有結晶基板１０２の処理方法を使用して、炭化ケイ素ウェハ１０２から形成することができる。
炭化ケイ素チップ１０２Ｃは、第１の主面１０２Ｓ１、反対側の第２の主面１０２Ｓ２、及び第１の主面１０２Ｓ１と第２の主面１０２Ｓ２とを接続する側面１０２Ｕとを含んでいてもよく、側面１０２Ｕは第１の主面１０２Ｓ１及び／又は第２の主面１０２Ｓ２と本質的に直交している。側面１０２Ｕの少なくとも一部は、第１の主面１０２Ｓ１から第２の主面１０２Ｓ２に向かう方向に起伏のある形状を有していてもよい。
起伏形状は、基板１０２にダイシング切り溝を形成するために使用される、熱分解プロセス及び除去プロセスを含む、上述した２段階プロセスによって形成されてもよい。
起伏のある側面１０２Ｕは、第１の主面１０２Ｓ１及び／又は第２の主面１０２Ｓ２に対して本質的に平行に延びる複数の突起部Ｐを有していてもよい。複数の突起部のうちの隣接する突起部間の距離は、約１μｍ〜約１０μｍの範囲内、例えば約３μｍ〜約７μｍの範囲、例えば約５μｍであってもよい。距離は、熱分解プロセスによって達成される熱分解層１０２Ｐの厚さに依存し得る。各サイクルにおいて厚さが本質的に一定である場合、突起部Ｐは規則的な距離を有してもよい。あるいは、隣接する突起部Ｐ間の距離は様々であってもよい。
様々な実施形態において、処理パラメータが異なるサイクル間でどの程度一定に保たれるかに応じて、起伏のあるパターンは規則的（非常に一定）であっても不規則的（あまり一定でない）であってもよい。
従来技術では、プラズマエッチングされた炭化ケイ素チップの側面は典型的には傾斜しており、ソーにより切断された炭化ケイ素チップの側面は通常少なくとも部分的に損傷を受ける一方で、熱分解と除去の交互のプロセスは、ボッシュプロセスと同様に、本質的に垂直な側面１０２Ｕ（すなわち第１の主面１０２Ｓ１及び／又は第２の主面１０２Ｓ２に対して本質的に直角）の形成を可能にし得る。
チップ１０２Ｃの側面１０２Ｕは、更に、（例えば引張）応力及び多結晶構造がない場合がある。
図６は、様々な実施形態による炭化ケイ素含有結晶基板の処理方法のプロセスフロー６００を示す。
この方法は、基板の表面を熱分解して炭化ケイ素含有結晶基板上にケイ素と炭素とを含有するデブリ層を生成すること（６１０中）と、ケイ素と炭素とを含有するデブリ層を除去することとを含んでいてもよく、熱分解及び除去は少なくとも１回繰り返される（６２０中）。
様々な例を以降で説明する。
例１は、炭化ケイ素含有結晶基板の処理方法である。この方法は、基板の表面を熱分解して炭化ケイ素含有結晶基板上にケイ素と炭素とを含有するデブリ層を生成すること、及びケイ素と炭素とを含有するデブリ層を除去することを含んでいてもよく、熱分解及び除去は少なくとも１回繰り返される。
例２では、熱分解が表面へエネルギー供給することを例１の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例３では、エネルギーが約１Ｊ／ｃｍ２〜１０Ｊ／ｃｍ２未満の範囲の強度で表面に供給されることを例１又は２の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例４では、エネルギーが約２Ｊ／ｃｍ２〜約５Ｊ／ｃｍ２未満の範囲の強度で表面に供給されることを例２又は３の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例５では、エネルギーが少なくとも１つのエネルギー供給装置を使用して表面に供給されることを例２〜５のいずれかの主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例６では、表面へのエネルギーの供給が、炭化ケイ素含有結晶基板に対して少なくとも１つのエネルギー供給装置を動かすこと、又はその逆であることを例５の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例７では、少なくとも１つのエネルギー供給装置を動かすことが、炭化ケイ素含有結晶基板を横切って少なくとも１つのエネルギー供給装置を走査し、その結果熱分解された表面が連続領域を形成することを例６の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例８では、連続領域が炭化ケイ素含有結晶基板の完全な主面であることを例７の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例９では、少なくとも１つのエネルギー供給装置を動かすことが、炭化ケイ素含有結晶基板を横切って少なくとも１つのエネルギー供給装置を走査することとステッピングすることとの組み合わせを含み、その結果熱分解された表面が炭化ケイ素の熱分解されていない領域と隣接する熱分解された炭化ケイ素の１つ以上の領域を含むことを例６の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例１０では、炭化ケイ素含有結晶基板が複数のチップを含む炭化ケイ素ウェハであること、及び熱分解された炭化ケイ素の１つ以上の領域が複数のチップ間の所定の分離領域に位置することを例９の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例１１では、少なくとも１回繰り返すことが、熱分解及び除去によって炭化ケイ素含有結晶基板に形成される開口部が炭化ケイ素含有結晶基板を完全に貫通するまで熱分解及び除去を繰り返すことを含むことを例１〜７、９、又は１０の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例１２では、熱分解が表面をレーザー光で照射することを含むことを例１〜１１のいずれかの主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例１３では、エネルギー供給装置が少なくとも１つのレーザーを含むことを例５〜１２のいずれかの主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例１４では、炭化ケイ素含有結晶基板が複数のチップを含む炭化ケイ素ウェハであり、少なくとも１つのレーザーが複数のチップ間の所定の分離領域を照射するように構成されていることを例１３の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例１５では、少なくとも１つのレーザーが、炭化ケイ素含有結晶基板を同時に熱分解するように構成された複数のレーザーを含むことを例１３又は１４の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例１６では、少なくとも１つのレーザーが複数のレーザーを含み、複数のレーザーのそれぞれが所定の分離領域の異なる分離領域を照射するように構成されていることを例１４の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例１７では、熱分解が表面に対してマイクロスパークエロージョンを行うことを含むことを例１〜１１のいずれかの主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例１８では、表面に対してマイクロスパークエロージョンを行うことが表面上に少なくとも１つのワイヤを配置することを含むことを例１７のいずれかの主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例１９では、表面に対してマイクロスパークエロージョンを行うことが表面上に複数のワイヤを配置することを含むことを例１７の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例２０では、複数のワイヤが互いに平行に配置されていることを例１９の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例２１では、複数のワイヤが格子として配置されていることを例１９の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例２２では、炭化ケイ素含有結晶基板が複数のチップを含む炭化ケイ素ウェハであり、複数のワイヤが複数のチップ間の所定の分離領域の上に配置されていることを例１９〜２１のいずれかの主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例２３では、複数のワイヤが表面を同時に熱分解するように構成されていることを例１９〜２２のいずれかの主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例２４では、ケイ素と炭素とを含有するデブリ層の除去がデブリ層の除去に適したエッチャントでエッチングすることを例１〜２３のいずれかの主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例２５では、エッチングがプラズマエッチング又はウェットエッチングを含むことを例２４の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例２６では、エッチャントがＡｒ、Ｏ２、及びＳＦ６を含むか、これらから構成されるか、又はこれらから本質的に構成されることを例２４又は２５の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例２７では、エッチャントが例えばＨ２ＳＯ４、ＨＦ、ＨＮＯ３、及びＨ３ＰＯ４の混合物を含むか、これらから構成されるか、これらから本質的に構成されることを例２４又は２５の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例２８では、炭化ケイ素含有結晶基板が複数のチップを含む炭化ケイ素ウェハであり、ウェハが複数のチップの活性領域を含む前面及び前面とは反対側の裏面を有することを例１〜２７のいずれかの主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例２９では、前面がキャリアに向くようにキャリア上にウェハを取り付けることであって、表面の熱分解及びケイ素と炭素とを含有するデブリ層の除去がウェハの裏面で行われることを例２８の主題が任意選択的に更に含んでいてもよい。
例３０では、エッチャントから炭化ケイ素含有結晶基板の少なくとも１つの領域をマスクするように構成された炭化ケイ素含有結晶基板上の構造化マスク層を配置することを例１〜２９のいずれかの主題が任意選択的に更に含んでいてもよい。
例３１では、構造化マスク層を配置することが、炭化ケイ素含有結晶基板上に非構造化マスク層を配置することと、レーザーを使用して非構造化マスク層を構造化することとを含むことを例３０の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例３２では、レーザーが表面を熱分解するために更に使用されることを例３１の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例３３では、裏面がキャリアに向くようにキャリア上にウェハを取り付けることであって、表面の熱分解及びケイ素と炭素とを含有するデブリ層の除去がウェハの前面で行われることを含むことを例２８及び３０の主題が任意選択的に更に含んでいてもよい。
例３４では、表面の熱分解及びケイ素と炭素とを含有するデブリ層の除去が共通の処理チャンバーの中で行われることを例１〜３３のいずれかの主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例３５では、熱分解が１μｍ〜１０μｍの厚さのケイ素と炭素とを含有するデブリ層を生成するように構成されることを例１〜３４のいずれかの主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例３６では、熱分解が３μｍ〜７μｍの厚さ、例えば約５μｍの厚さを有するケイ素と炭素とを含有するデブリ層を生成するように構成されることを例３５の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例３７は処理チャンバーである。処理チャンバーは、炭化ケイ素含有結晶基板の表面を熱分解して炭化ケイ素含有結晶基板上にケイ素と炭素とを含有するデブリ層を生成するように構成されたエネルギー供給装置と、ケイ素と炭素とを含有するデブリ層を除去するように構成された除去装置とを含んでいてもよく、処理チャンバーは、熱分解及び除去を少なくとも１回繰り返すように更に構成される。
例３８では、処理チャンバーが熱分解と除去との間に基板が処理チャンバーの中にとどまるように更に構成されていることを例３７の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例３９では、除去装置がエッチング装置であることを例３７又は３８の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例４０では、エネルギー供給装置が少なくとも１つのレーザー又はマイクロスパークエロージョン装置を含むことを例３７〜３９のいずれかの主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例４１では、基板を熱分解のための位置からエッチングのための位置へ、及びその逆に移動させるように構成された可動性基板支持構造体を例３７〜４０のいずれかの主題が任意選択的に更に含んでいてもよい。
例４２では、可動性基板支持構造体が、エネルギー供給装置が基板を横切って走査するために、熱分解中に基板を動かすように更に構成されることを例４１の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例４３では、エネルギーの供給が可動性であり基板を横切って走査するために熱分解中に動かされるように構成されていること、又は除去装置が可動性でありエッチング中に動かされるように構成されていることを例３７〜４２のいずれかの主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例４４では、エネルギーの供給が可動性であり基板を横切って走査するために熱分解中に動かされるように構成されていること、及び除去装置が可動性でありエッチング中に動かされるように構成されていることを例３７〜４２のいずれかの主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例４５では、全ての可動性装置のそれぞれの動き、すなわち可動性基板支持体のみの動き、又は可動性基板支持体の動きと可動性エネルギー供給装置の動き、又は可動性基板支持体の動きと可動性除去装置の動き、又は可動性エネルギー供給装置の動きと可動性除去装置の動き、又は可動性基板支持体の動きと可動性エネルギー供給装置の動きと可動性除去装置の動きを制御するように構成された動作制御ユニットを例３７〜４４のいずれかの主題が任意選択的に更に含んでいてもよい。
例４６では、動作制御ユニットが可動性基板支持体の動きをエネルギー供給装置の動きと連動させるように、及び／又は可動性基板支持体の動きを除去装置の動きと連動させるように構成されていることを例４５の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例４７は炭化ケイ素チップである。炭化ケイ素チップは、第１の主面、反対側の第２の主面、及び第１の主面と第２の主面とを接続する側面とを含んでいてもよく、側面は第１の主面及び／又は第２の主面と本質的に直交しており、側面の少なくとも一部は、第１の主面から第２の主面に向かう方向に起伏のある形状を有する。
例４８では、起伏のある側面が第１の主面及び／又は第２の主面に対して本質的に平行に延びる複数の突起部を有することを例４７の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例４９では、複数の突起部のうちの隣接する突起部間の距離が約１μｍ〜約１０μｍ、例えば約３μｍ〜約７μｍの範囲、例えば約５μｍであることを例４８の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
例５０では、各突起部とその隣接する突起部との間の距離が同じであることを例４９の主題が任意選択的に含んでいてもよい。
本発明を特定の実施形態を参照しつ具体的に示して説明してきたが、添付の請求項によって規定される本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなくその中で形態及び詳細の様々な変更を行い得ることは当業者に理解されるべきである。したがって、本発明の範囲は添付の請求項によって示され、そのため請求項と均等の意味及び範囲内にある全ての変更は包含されることが意図されている。
１０２ 基板
１０２Ｃ チップ
１０２Ｐ デブリ層
１０２Ｓ１ 第１の主面
１０２Ｓ２ 第２の主面
１０２Ｕ 側面
１０４ レーザー光
１０６ エッチャント
１０８＿１ 第１のサイクル
１０８＿２ 第２のサイクル
１１０ キャリア
１１４ マスク
２２０ ＥＤＭ装置
３３０ チップキャリアテープ
４００、４００ａ、４００ｂ 処理チャンバー
４４０ 可動性基板支持構造体
４４２ 接地電極
４４４ ＲＦ電源
４４６ ハウジング
４４８ 窓
４５２ 液体エッチャント

Claims (29)

  1. 炭化ケイ素含有結晶基板の処理方法であって、
    前記基板の表面を熱分解して前記炭化ケイ素含有結晶基板上にケイ素と炭素とを含有するデブリ層を生成すること；及び
    前記ケイ素と炭素とを含有するデブリ層を除去すること；
    を含み、
    前記熱分解が前記表面に対してマイクロスパークエロージョンを行うことを含み、
    前記熱分解及び前記除去が少なくとも１回繰り返される方法。
  2. 前記熱分解が前記表面へエネルギー供給することを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記エネルギーが約１Ｊ／ｃｍ２〜１０Ｊ／ｃｍ２未満の範囲の強度で前記表面に供給される、請求項２に記載の方法。
  4. 前記エネルギーが少なくとも１つのエネルギー供給装置を使用して前記表面に供給される、請求項２又は３に記載の方法。
  5. 前記表面へ前記エネルギーを供給することが、前記炭化ケイ素含有結晶基板に対して少なくとも１つのエネルギー供給装置を動かすこと、又はその逆であることを含む、請求項４に記載の方法。
  6. 前記少なくとも１つのエネルギー供給装置を前記動かすことが、前記炭化ケイ素含有結晶基板を横切って前記少なくとも１つのエネルギー供給装置を走査することとステッピングすることとの組み合わせを含み、その結果前記熱分解された表面が炭化ケイ素の熱分解されていない領域と隣接する熱分解された炭化ケイ素の１つ以上の領域を含む、請求項５に記載の方法。
  7. 前記炭化ケイ素含有結晶基板が複数のチップを含む炭化ケイ素ウェハであり、
    前記熱分解された炭化ケイ素の前記１つ以上の領域が前記複数のチップ間の所定の分離領域に位置する、請求項６に記載の方法。
  8. 前記少なくとも１回繰り返すことが、前記熱分解及び前記除去によって前記炭化ケイ素含有結晶基板に形成される開口部が前記炭化ケイ素含有結晶基板を完全に貫通するまで前記熱分解及び前記除去を繰り返すことを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 前記熱分解が前記表面をレーザー光で照射することを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 前記表面に対して前記マイクロスパークエロージョンを行うことが前記表面上に少なくとも１つのワイヤを配置することを含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
  11. 前記表面に対して前記マイクロスパークエロージョンを行うことが前記表面上に複数のワイヤを配置することを含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
  12. 前記複数のワイヤが格子として配置される、請求項１１に記載の方法。
  13. 前記炭化ケイ素含有結晶基板が複数のチップを含む炭化ケイ素ウェハであり、
    前記複数のワイヤが前記複数のチップ間の所定の分離領域の上に配置される、請求項１１又は１２に記載の方法。
  14. 前記ケイ素と炭素とを含有するデブリ層を前記除去することが前記デブリ層を除去することに適したエッチャントでエッチングすることを含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
  15. 前記エッチングがプラズマエッチング又はウェットエッチングを含む、請求項１４に記載の方法。
  16. 前記エッチャントがＡｒ、Ｏ２、及びＳＦ６を含むか、これらから構成されるか、又はこれらから本質的に構成される、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記炭化ケイ素含有結晶基板が複数のチップを含む炭化ケイ素ウェハであり、前記ウェハが前記複数のチップの活性領域を含む前面及び前記前面とは反対側の裏面を有する、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
  18. 前記前面がキャリアに向くように前記キャリア上に前記ウェハを取り付けることであって、前記表面を前記熱分解すること及び前記ケイ素と炭素とを含有するデブリ層を前記除去することが前記ウェハの前記裏面で行われることを更に含む、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記エッチャントから前記炭化ケイ素含有結晶基板の少なくとも１つの領域をマスクするように構成された前記炭化ケイ素含有結晶基板上の構造化マスク層を配置することを更に含む、請求項１４〜１６、並びに請求項１４に従属する請求項１７及び１８のいずれか１項に記載の方法。
  20. 前記構造化マスク層を前記配置することが、前記炭化ケイ素含有結晶基板上に非構造化マスク層を配置することと、レーザーを使用して前記非構造化マスク層を構造化することとを含み、
    前記レーザーが前記表面の前記熱分解のために更に使用される、請求項１９に記載の方法。
  21. 前記裏面がキャリアに向くように前記キャリア上に前記ウェハを取り付けることであって、前記表面を前記熱分解すること及び前記ケイ素と炭素とを含有するデブリ層を前記除去することが前記ウェハの前記前面で行われることを更に含む、請求項１７、又は請求項１７に従属する請求項１９に記載の方法。
  22. 前記表面を前記熱分解すること及び前記ケイ素と炭素とを含有するデブリ層を前記除去することが共通の処理チャンバーの中で行われる、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の方法。
  23. 前記熱分解が１μｍ〜１０μｍの厚さの前記ケイ素と炭素とを含有するデブリ層を生成するように構成される、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の方法。
  24. 処理チャンバーであって、
    炭化ケイ素含有結晶基板の表面を熱分解して前記炭化ケイ素含有結晶基板上にケイ素と炭素とを含有するデブリ層を生成するように構成されたエネルギー供給装置；及び
    前記ケイ素と炭素とを含有するデブリ層を除去するように構成された除去装置；
    を含み、前記熱分解が前記表面に対してマイクロスパークエロージョンを行うことを含み、前記熱分解及び前記除去を少なくとも１回繰り返すように更に構成される、処理チャンバー。
  25. 前記処理チャンバーが、前記熱分解と前記除去との間に前記基板が前記処理チャンバーの中にとどまるように更に構成される、請求項２４に記載の処理チャンバー。
  26. 前記除去装置がエッチング装置である、請求項２４又は２５に記載の処理チャンバー。
  27. 前記エネルギー供給装置が少なくとも１つのレーザー又はマイクロスパークエロージョン装置を含む、請求項２４〜２６のいずれか１項に記載の処理チャンバー。
  28. 前記基板を前記熱分解のための位置から前記エッチングのための位置へ、及びその逆に移動させるように構成された可動性基板支持構造体を更に含む、請求項２６、又は請求項２６に従属する請求項２７に記載の処理チャンバー。
  29. 前記可動性基板支持構造体が、前記エネルギー供給装置が前記基板を横切って走査するために、前記熱分解中に前記基板を動かすように更に構成される、請求項２８に記載の処理チャンバー。
JP2019071272A 2018-04-04 2019-04-03 炭化ケイ素含有結晶基板の処理方法、炭化ケイ素チップ、及び処理チャンバー Active JP6875441B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018107922.2 2018-04-04
DE102018107922.2A DE102018107922A1 (de) 2018-04-04 2018-04-04 Verfahren zum Verarbeiten eines Siliciumcarbid enthaltenden kristallinen Substrats, Siliciumcarbidchip und Verarbeitungskammer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019186546A JP2019186546A (ja) 2019-10-24
JP6875441B2 true JP6875441B2 (ja) 2021-05-26

Family

ID=67991593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019071272A Active JP6875441B2 (ja) 2018-04-04 2019-04-03 炭化ケイ素含有結晶基板の処理方法、炭化ケイ素チップ、及び処理チャンバー

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11077525B2 (ja)
JP (1) JP6875441B2 (ja)
DE (1) DE102018107922A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7325194B2 (ja) * 2019-02-19 2023-08-14 三菱重工業株式会社 溶接物製造方法、溶接物製造システム及び溶接物

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5415126A (en) * 1993-08-16 1995-05-16 Dow Corning Corporation Method of forming crystalline silicon carbide coatings at low temperatures
US5631190A (en) * 1994-10-07 1997-05-20 Cree Research, Inc. Method for producing high efficiency light-emitting diodes and resulting diode structures
JPH1017382A (ja) * 1996-06-28 1998-01-20 Mitsubishi Pencil Co Ltd 炭化珪素成形体の製造方法
JP3616872B2 (ja) 2000-09-14 2005-02-02 住友電気工業株式会社 ダイヤモンドウエハのチップ化方法
US7064010B2 (en) 2003-10-20 2006-06-20 Micron Technology, Inc. Methods of coating and singulating wafers
JP4683989B2 (ja) * 2004-04-20 2011-05-18 昭和電工株式会社 化合物半導体発光素子ウェハーの製造方法
JP2007305646A (ja) * 2006-05-09 2007-11-22 Disco Abrasive Syst Ltd ウエーハのレーザー加工方法
JP4748006B2 (ja) * 2006-09-12 2011-08-17 パナソニック株式会社 ウエハ加工方法及び装置
JP4669957B2 (ja) * 2007-03-02 2011-04-13 日本電気株式会社 グラフェンを用いる半導体装置及びその製造方法
CN104220201B (zh) * 2012-04-12 2016-09-14 三菱电机株式会社 线放电加工装置以及使用该线放电加工装置的半导体晶片的制造方法
JP6062287B2 (ja) 2013-03-01 2017-01-18 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
US9449876B2 (en) * 2014-01-17 2016-09-20 Infineon Technologies Ag Singulation of semiconductor dies with contact metallization by electrical discharge machining
KR101972466B1 (ko) 2015-01-13 2019-04-25 로핀-시나르 테크놀로지스 엘엘씨 취성 재료를 묘각하고 화학 식각하는 방법 및 시스템
US9704748B2 (en) 2015-06-25 2017-07-11 Infineon Technologies Ag Method of dicing a wafer
US9960037B2 (en) * 2015-08-03 2018-05-01 Board Of Trustees Of Michigan State University Laser assisted SiC growth on silicon
JP6621304B2 (ja) * 2015-11-10 2019-12-18 学校法人関西学院 半導体ウエハの製造方法
JP2018156973A (ja) * 2017-03-15 2018-10-04 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11077525B2 (en) 2021-08-03
DE102018107922A1 (de) 2019-10-10
JP2019186546A (ja) 2019-10-24
US20190308274A1 (en) 2019-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5689449B2 (ja) 発光素子の製造方法
JP7320130B2 (ja) 緩和された正の湾曲を有する炭化ケイ素ウェーハを処理するための方法
KR102024364B1 (ko) 플라즈마 에칭을 갖는 하이브리드 멀티-스텝 레이저 스크라이빙 프로세스를 이용한 웨이퍼 다이싱
CN109309047B (zh) 处理衬底的方法
CN110691671A (zh) 用于具有限定地定向的改性线的晶片制造的方法
EP1494271A1 (en) Method for dicing substrate
KR101154133B1 (ko) 캐리어 수명을 갖는 독립적 단결정 재료 및 그 제조 방법
KR20120036896A (ko) 발광 다이오드(ｌｅｄ) 웨이퍼 및 생성 장치의 전반부 말미 스크라이빙
JP2001284292A (ja) 半導体ウエハーのチップ分割方法
US20130137244A1 (en) Method and apparatus for reconditioning a carrier wafer for reuse
US11712749B2 (en) Parent substrate, wafer composite and methods of manufacturing crystalline substrates and semiconductor devices
KR20140039048A (ko) 플라즈마 에칭을 갖는 하이브리드 갈바닉 레이저 스크라이빙 프로세스를 이용한 웨이퍼 다이싱
KR20170031070A (ko) 기판 처리 방법
US20150158117A1 (en) System and method for obtaining laminae made of a material having known optical transparency characteristics
TWI699250B (zh) 基板處理方法
JP6875441B2 (ja) 炭化ケイ素含有結晶基板の処理方法、炭化ケイ素チップ、及び処理チャンバー
CN108350604B (zh) 用于制造半导体层的方法和装置
CN115555735A (zh) 一种碳化硅晶锭的激光剥离方法及其装置
JP2021182622A (ja) 基板を製造する方法および基板を製造する為のシステム
US20240120284A1 (en) Carbon Assisted Semiconductor Dicing And Method
JP2011159827A (ja) 透明基板の改質領域形成方法
CN115555734A (zh) 一种碳化硅晶锭的激光切片方法及其装置
CN115555736A (zh) 一种激光剥离碳化硅晶锭的方法及装置
WO2012162704A2 (en) Method and apparatus for reconditioning a carrier wafer for reuse

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190410

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200629

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200707

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201006

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201104

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210204

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210323

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210422

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6875441

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE

Ref document number: 6875441

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250