KR102515299B1 - 육방정 단결정 잉곳 및 웨이퍼의 가공 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 잘라낸 후의 웨이퍼의 트레이서빌리티를 용이하게 확보할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
육방정 단결정 잉곳(60)에는, 제1 면(61a)과, 제1 면과 반대측의 제2 면(61b)과, 제1 면 및 제2 면에 교차하는 방향으로 연장되는 외주측면(61c)이 형성되어 있다. 잉곳의 외주측면에는, 제1 면 및 제2 면에 수직인 방향이며, 또한, 제1 면으로부터 제2 면에 걸쳐 연장되는 줄무늬형 마크(71)가 잉곳의 ID로서 형성되어 있다. 이러한 잉곳에서는, 잘라낸 웨이퍼(W) 각각에 줄무늬형 마크가 형성되고, 줄무늬형 마크에 기초하여 어느 잉곳으로부터 웨이퍼가 잘라내어진 것인지 검출 가능해진다.

Description

육방정 단결정 잉곳 및 웨이퍼의 가공 방법{HEXAGONAL SINGLE CRYSTAL INGOT AND PROCESSING METHOD OF WAFER}
본 발명은, 슬라이스하도록 잘라내어짐으로써 복수의 웨이퍼를 형성하는 육방정 단결정 잉곳 및 육방정 단결정 잉곳으로부터 웨이퍼를 잘라내는 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다.
IC나 LSI, LED 등의 디바이스가 형성되는 웨이퍼는, 원주형의 반도체 잉곳으로부터 와이어 소(wire saw)로 잘라내어져 형성되는 것이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 잘라내어진 웨이퍼의 표리면에는 와이어 소의 가공 왜곡이 발생하기 때문에, 이것을 제거하기 위해 웨이퍼의 표리면이 연마된다. 이 연마에 의한 제거량은, 반도체 잉곳의 7∼8할에 미치게 되어 비경제적이다. 그래서, 레이저 광선을 조사하여 반도체 잉곳의 내부에 분리 기점이 되는 개질층 및 크랙을 형성하는 가공 방법이 고안되어 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2009-090387호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2016-127186호 공보
그러나, 특허문헌 2에 있어서는, 1장 웨이퍼를 잘라낼 때마다 연삭 가공 및 연마 가공을 행하기 때문에, 이들 가공 중에 웨이퍼가 어느 반도체 잉곳으로부터 잘라냈는지 불분명해지는 경우가 있다. 이와 같이 불분명해지면, 웨이퍼를 잘라내는 근원이 되는 반도체 잉곳을 특정할 수 없게 되어, 웨이퍼의 트레이서빌리티를 확보할 수 없게 된다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 잘라낸 후의 웨이퍼의 트레이서빌리티를 용이하게 확보할 수 있는 육방정 단결정 잉곳 및 웨이퍼의 가공 방법을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 면과, 상기 제1 면과 반대측의 제2 면과, 상기 제1 면과 상기 제2 면을 접속하는 외주측면을 갖는 육방정 단결정 잉곳으로서, 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 수직인 방향으로 또한 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면에 걸쳐 연장되는 줄무늬 형상 마크가 잉곳의 ID로서 상기 외주측면에 형성되어 있는 육방정 단결정 잉곳이 제공된다.
이 구성에 따르면, 육방정 단결정 잉곳의 줄무늬형 마크의 일부를, 잘라내어진 복수의 웨이퍼 각각에 동일하게 형성한 상태로 할 수 있다. 따라서, 잘라내어진 후의 모든 웨이퍼가 줄무늬형 마크에 의한 잉곳 ID를 표시할 수 있게 되고, 웨이퍼가 어느 육방정 단결정 잉곳으로부터 잘라내어진 것인지 검출 가능하게 하여 트레이서빌리티를 용이하게 확보할 수 있다.
바람직하게는, 육방정 단결정 잉곳의, 외주측면은 결정 방위를 나타내는 오리엔테이션 플랫(orientation flat)을 포함하고, 오리엔테이션 플랫에 줄무늬형 마크가 형성된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 면과, 상기 제1 면과 반대측의 제2 면과, 상기 제1 면과 상기 제2 면을 접속하는 외주측면을 갖는 육방정 단결정 잉곳으로부터 웨이퍼를 잘라내는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 웨이퍼를 잘라내는 방향과 수직인 방향으로 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면에 걸쳐 연장되는 줄무늬형 마크를 육방정 단결정 잉곳의 ID로서 상기 외주측면에 형성하는 마크 형성 단계와,
상기 마크 형성 단계를 실시한 상기 육방정 단결정 잉곳에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔의 집광점을 상기 제1 면으로부터 생성되는 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시키고, 상기 집광점과 상기 육방정 단결정 잉곳을 상대적으로 이동시켜 상기 레이저 빔을 상기 제1 면에 조사하고, 상기 제1 면에 평행한 개질층 및 상기 개질층으로부터 신장되는 크랙을 형성하여 분리 기점을 형성하는 분리 기점 형성 단계와, 상기 분리 기점 형성 단계를 실시한 후, 상기 분리 기점으로부터 웨이퍼의 두께에 상당하는 판상물(板狀物)을 상기 육방정 단결정 잉곳으로부터 박리하여 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼 박리 단계를 구비하고, 상기 박리 후의 웨이퍼의 상기 외주측면에 형성된 상기 줄무늬형 마크에 의해, 어느 육방정 단결정 잉곳으로부터 잘라내어진 것인지 검출 가능한 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법이 제공된다.
바람직하게는, 외주측면은 결정 방위를 나타내는 오리엔테이션 플랫을 포함하고, 마크 형성 단계에 있어서, 오리엔테이션 플랫에 줄무늬형 마크를 형성한다.
바람직하게는, 마크 형성 단계에 있어서, 오리엔테이션 플랫에 줄무늬형 마크에 병렬하여, 제1 면으로부터 제2 면에 걸쳐 경사져 있는 경사선형 마크를 형성하고, 박리 후의 웨이퍼의 오리엔테이션 플랫에 형성된 줄무늬형 마크 및 경사선형 마크에 기초하여, 어느 잉곳의 몇 번째로 잘라내어진 것인지 검출 가능하다.
본 발명에 따르면, 줄무늬형 마크를 육방정 단결정 잉곳의 ID로서 외주측면에 형성하였기 때문에, 잘라낸 후의 웨이퍼 각각으로 잉곳의 ID를 간단히 검출 가능해지고, 잘라낸 후의 웨이퍼의 트레이서빌리티를 용이하게 확보할 수 있다.
도 1은 본 실시형태의 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 2는 레이저 빔 발생 유닛의 블록도이다.
도 3은 육방정 단결정 잉곳의 개략 구성도이다.
도 4는 마크 형성 단계의 설명도이다.
도 5는 분리 기점 형성 단계의 설명도이다.
도 6은 분리 기점 형성 단계의 설명도이다.
도 7은 분리 기점 형성 단계의 설명도이다.
도 8은 분리 기점 형성 단계의 설명도이다.
도 9는 분리 기점 형성 단계의 설명도이다.
도 10은 웨이퍼 박리 단계의 설명도이다.
도 11은 웨이퍼 박리 단계의 설명도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 실시형태의 웨이퍼의 가공 방법에 이용하는 레이저 가공 장치에 대해서 설명한다. 도 1은 본 실시형태의 레이저 가공 장치의 사시도이다. 도 2는 레이저 빔 발생 유닛의 블록도이다. 또한, 레이저 가공 장치는, 본 실시형태의 육방정 단결정 잉곳으로부터 웨이퍼를 가공 가능한 구성이면 좋고, 도 1에 도시된 구성에 한정되지 않는다.
도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 가공 장치(1)는, 레이저 광선을 조사하는 레이저 가공 수단과 잉곳(60)(도 3 참조)을 유지한 유지 테이블(21)을 상대 이동시켜, 잉곳(60)을 레이저 가공하도록 구성되어 있다.
레이저 가공 장치(1)의 베이스(10) 상에는, 레이저 가공 수단에 대하여 유지 테이블(21)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시키는 테이블 이동 수단(11)이 마련되어 있다. 테이블 이동 수단(11)은, 베이스(10) 상에 배치된 X축 방향으로 평행한 한 쌍의 가이드 레일(12)과, 한 쌍의 가이드 레일(12)에 슬라이드 가능하게 설치된 모터 구동의 X축 테이블(14)을 갖고 있다. 또한, 테이블 이동 수단(11)은, X축 테이블(14)의 상면에 배치되어 Y축 방향으로 평행한 한 쌍의 가이드 레일(13)과, 한 쌍의 가이드 레일(13)에 슬라이드 가능하게 설치된 모터 구동의 Y축 테이블(15)을 갖고 있다.
X축 테이블(14) 및 Y축 테이블(15)의 배면측에는, 각각 도시하지 않은 너트부가 형성되어 있고, 이들 너트부에 볼나사(16, 17)가 나사 결합되어 있다. 그리고, 볼나사(16, 17)의 일단부에 연결된 구동 모터(18, 19)가 회전 구동됨으로써, 유지 테이블(21)이 가이드 레일(12, 13)을 따라 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동된다. 또한, Y축 테이블(15) 상에는, 잉곳(60)을 유지하는 유지 테이블(21)이 설치되어 있다. 유지 테이블(21)의 상면에는 유지면(22)이 형성되어 있다.
베이스(10)에 있어서, 유지 테이블(21)의 후방에는 수직벽부(25)가 세워져 있고, 이 수직벽부(25)에 레이저 빔 조사 기구(레이저 빔 조사 수단)(30)가 부착되어 있다. 레이저 빔 조사 기구(30)는, 케이싱(32) 내에 수용된 도 2에 도시된 레이저 빔 발생 유닛(34)과, 케이싱(32)의 선단에 부착된 집광기(레이저 헤드)(36)로 구성된다. 케이싱(32)의 선단에는 집광기(36)와 X축 방향으로 정렬하여 현미경 및 카메라를 갖는 촬상 유닛(38)이 부착되어 있다.
레이저 빔 발생 유닛(34)은, 도 2에 도시된 바와 같이, YAG 레이저 또는 YVO4 레이저를 발진하는 레이저 발진기(40)와, 반복 주파수 설정 수단(42)과, 펄스폭 조정 수단(44)과, 파워 조정 수단(46)을 포함하고 있다. 특별히 도시하지 않지만, 레이저 발진기(40)는 브루스터 창을 갖고 있고, 레이저 발진기(40)로부터 출사되는 레이저 빔은 직선 편광의 레이저 빔이다.
레이저 빔 발생 유닛(34)의 파워 조정 수단(46)에 의해 미리 정해진 파워로 조정된 펄스 레이저 빔은, 집광기(36)의 미러(48)에 의해 반사되고, 또한 집광 렌즈(50)에 의해 유지 테이블(21)에 고정된 피가공물인 잉곳(60)의 내부에 집광점을 위치시켜 조사된다.
도 1로 되돌아가, 베이스(10)의 도 1 중 좌측에는 칼럼(52)이 설치되고, 이 칼럼(52)에 형성된 개구(53)를 통해 압박 기구(54)가 승강 가능하게 탑재되어 있다.
계속해서, 가공 대상물이 되는 육방정 단결정 잉곳(60)에 대해서, 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3의 A는 육방정 단결정 잉곳의 사시도, 도 3의 B는 도 3의 A의 육방정 단결정 잉곳의 정면도이다. 육방정 단결정 잉곳(이하 단순히 잉곳이라 약칭함)(60)은, SiC, GaN, 리튬탄탈레이트, 리튬나이오베이트, 사파이어 등에 의해 구성된다.
잉곳(60)은, 제1 면(상면)(61a)과, 제1 면(61a)과 반대측의 제2 면(이면)(61b)을 갖고 있다. 또한, 잉곳(60)은 외주측면(61c)을 갖고 있고, 외주측면(61c)은, 제1 면(61a) 및 제2 면(61b)의 외연으로 이어지고, 이들에 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 잉곳(60)의 표면(61a)은, 레이저 빔의 조사면이 되기 위해 경면으로 연마되어 있다.
잉곳(60)의 외주측면(61c)은, 제1 오리엔테이션 플랫(63)과, 제1 오리엔테이션 플랫(63)에 직교하는 제2 오리엔테이션 플랫(65)을 갖고 있다. 제1 오리엔테이션 플랫(63)의 길이는 제2 오리엔테이션 플랫(65)의 길이보다 길게 형성되어 있다. 제1 오리엔테이션 플랫(63) 및 제2 오리엔테이션 플랫(65)은 잉곳(60)의 결정 방위를 나타내는 것이다.
잉곳(60)은, 표면(61a)의 수선(67)에 대하여 제2 오리엔테이션 플랫(65) 방향으로 오프각(α) 경사진 c축(68)과, c축(68)에 직교하는 c면(69)을 갖고 있다. c면(69)은 잉곳(60)의 표면(61a)에 대하여 오프각(α) 경사져 있다. 일반적으로, 육방정 단결정의 잉곳(60)에서는, 짧은 제2 오리엔테이션 플랫(65)의 신장 방향에 직교하는 방향이 c축의 경사 방향이다.
c면(69)은 잉곳(60) 내에 잉곳(60)의 분자 레벨로 무수히 설정된다. 본 실시형태에서는, 오프각(α)은 4°로 설정되어 있다. 그러나, 오프각(α)은 4°에 한정되는 것이 아니라, 예컨대 1°∼6°의 범위에서 자유롭게 설정하여 잉곳(60)을 제조할 수 있다.
계속해서, 본 실시형태의 웨이퍼의 생성 방법에 대해서 도 4 내지 도 11을 참조하여 설명한다. 도 4는 마크 형성 단계, 도 5 내지 도 9는 분리 기점 형성 단계, 도 10 및 도 11은 웨이퍼 박리 단계의 설명도를 각각 나타내고 있다. 또한, 상기한 각 도면에 도시된 단계는, 어디까지나 일례에 불과하며, 이 구성으로 한정되는 것은 아니다.
도 4에 도시된 바와 같이, 우선, 잉곳(60)에 대하여 마크 형성 단계를 실시한다. 마크 형성 단계는, 잉곳(60)의 제1 오리엔테이션 플랫(63)에 줄무늬형 마크(71) 및 경사선형 마크(72)를 형성한다. 줄무늬형 마크(71) 및 경사선형 마크(72)의 형성은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 레이저 마킹이나 잉크젯 인쇄 등의 수단을 예시할 수 있다. 줄무늬형 마크(71)는, 제1 면(61a)에서 제2 면(61b)에 걸쳐 연장되어 있고, 웨이퍼(W)(도 11 참조)를 잘라내는 방향과 수직인 방향, 즉, 각 면(61a, 61b)에 직교하는 방향과 평행한 방향으로 연장되어 있다. 줄무늬형 마크(71)는, 바코드와 동일하게 하여, 선의 굵기나 간격에 의해 각종 정보를 얻을 수 있는 것으로서, 잉곳(60)의 ID로서 복수의 잉곳으로부터 구별할 수 있는 식별 정보를 포함하는 것이다.
경사선형 마크(72)는, 제1 오리엔테이션 플랫(63)에서 줄무늬형 마크(71)에 병렬하여 형성되어 있다. 경사선형 마크(72)는, 제1 면(61a)에서 제2 면(61b)에 걸쳐 경사져 있고, 본 실시형태에서는, 제2 면(61b)에 가까워짐에 따라 인접하는 줄무늬형 마크(71)에 대하여 점차로 멀어지는 방향으로 기울어 형성되어 있다. 또한, 경사선형 마크(72)의 경사 방향은, 도 4에서 상하 반전된 방향으로 하여도 좋다.
마크 형성 단계를 실시한 후, 분리 기점 형성 단계를 실시한다. 분리 기점 형성 단계는, 우선, 도 5에 도시된 바와 같이, 잉곳(60)의 제2 오리엔테이션 플랫(65)이 X축 방향으로 정렬하도록 잉곳(60)을 유지 테이블(21) 상에 예컨대 왁스 또는 접착제로 고정한다. 이 고정에서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 오프각(α)(도 3 참조)이 형성되는 Y1 방향에 직교하는 방향, 즉 화살표 A 방향을 X축에 맞춘다. 이에 따라, 오프각(α)이 형성되는 방향에 직교하는 A 방향을 따라 레이저 빔이 주사된다. 환언하면, 오프각(α)이 형성되는 방향(Y1)에 직교하는 A 방향이 유지 테이블(21)의 가공 이송 방향이 된다.
잉곳(60)의 고정과 전후하여, 레이저 빔의 파장을 잉곳(60)에 대하여 투과성을 갖는 파장(예컨대 1064 ㎚의 파장)으로 설정한다. 그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 레이저 빔(LB)의 집광점을, 잉곳(60)의 제1 면(표면)(61a)으로부터 생성되야 할 웨이퍼(W)(도 11 참조)의 두께에 상당하는 깊이(D1)에 위치시킨다. 그 후, 레이저 빔(LB)의 집광점과 잉곳(60)을 상대적으로 X축 방향(A 방향)으로 이동시켜 레이저 빔(LB)을 제1 면(61a) 측으로부터 조사한다. 그렇게 하면, 잉곳(60)에서 제1 면(61a)에 평행한 개질층(75)이 형성되고, 개질층(75)으로부터 c면(69)(도 3 참조)을 따라 전파되는 크랙(76)이 형성되고, 이들 개질층(75) 및 크랙(76)이 분리 기점으로서 형성된다(도 8 참조). 개질층(75)은, 레이저 빔(LB)의 조사에 의해 잉곳(60)의 내부의 밀도, 굴절률, 기계적 강도나 그 밖의 물리적 특성이 주위와 다른 상태가 되어, 주위보다도 강도가 저하되는 영역을 말한다. 개질층(75)은, 예컨대, 용융 처리 영역, 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절률 변화 영역으로서, 이들이 혼재된 영역이라도 좋다.
분리 기점 형성 단계는, 상기한 바와 같이 레이저 빔(LB)을 조사하여 개질층(75) 및 크랙(76)을 형성하는 개질층 형성 단계와, 오프각이 형성되는 Y축 방향으로 집광점을 상대적으로 이동시켜 미리 정해진 양 인덱스하는 인덱스 단계를 포함하고 있다.
인덱스 단계에서는, 잉곳(60)을 화살표 Y1 방향으로 이동시킴으로써, 레이저 빔(LB)의 집광점을 오프각이 형성되는 방향이며 또한 c면(69)(도 3 참조)이 내리막이 되는 화살표 Y2 방향으로 미리 정해진 양 인덱스한다. 인덱스 방향을 이와 같이 설정하면, 직선형이 되는 개질층(75)이 c면(69) 상에 형성되고 개질층(75)의 양측에 c면(69)을 따라 크랙(76)이 전파되어 형성되어도, 다음에 조사되는 레이저 빔(LB)의 조사를 크랙(76)이 방해하지 않게 된다.
또한, 분리 기점 형성 단계는, 직선형의 개질층(75)으로부터 c면 방향으로 전파되어 형성되는 크랙(76)의 폭을 계측하고, 집광점의 인덱스량을 설정하는 인덱스량 설정 단계를 포함하고 있다.
인덱스량 설정 단계에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 직선형의 개질층(75)으로부터 c면(69)(도 3 참조) 방향으로 전파되어 개질층(75)의 한쪽에 형성되는 크랙(76)의 폭을 W1로 했을 경우, 인덱스해야 할 미리 정해진 양(W2)은, 폭(W1) 이상이며 폭(W1)을 2배한 값 이하(W1≤W2≤2*W1)로 설정된다.
여기서, 바람직한 실시형태에서의 레이저 가공 조건은 이하와 같이 설정된다.
광원: Nd: YAG 펄스 레이저
파장: 1064 ㎚
반복 주파수: 80 kHz
평균 출력: 3.2 W
펄스 폭: 4 ns
스폿 직경: 10 ㎛
집광 렌즈의 개구수(NA): 0.45
인덱스량: 400 ㎛
전술한 레이저 가공 조건에 있어서는, 도 7에 있어서, 개질층(75)으로부터 c면(69)(도 3 참조)을 따라 전파되는 크랙(76)의 폭(W1)이 대략 250 ㎛로 설정되고, 인덱스량(W2)이 400 ㎛로 설정된다.
레이저 빔(LB)의 평균 출력은 3.2 W로 한정되는 것이 아니라, 본 실시형태의 가공 방법에서는, 평균 출력을 2 W∼4.5 W로 설정하여 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 평균 출력 2 W의 경우, 크랙(76)의 폭(W1)은 대략 100 ㎛가 되고, 평균 출력 4.5 W의 경우에는, 크랙(76)의 폭(W1)은 대략 350 ㎛가 되었다.
평균 출력이 2 W 미만인 경우 및 4.5 W보다 큰 경우에는, 잉곳(60)의 내부에 양호한 개질층(75)을 형성할 수 없기 때문에, 조사하는 레이저 빔(LB)의 평균 출력은 2 W∼4.5 W의 범위 내가 바람직하고, 본 실시형태에서는 평균 출력 3.2 W의 레이저 빔(LB)을 잉곳(60)에 조사하였다. 도 7에 있어서, 개질층(75)을 형성하는 집광점의 제1 면(61a)으로부터의 깊이(D1)는 500 ㎛로 설정하였다.
도 9의 A 및 도 9의 B는 분리 기점 형성 단계에서의 레이저 빔의 주사 방향을 설명하기 위한 모식도이다. 도 9의 A에 도시된 바와 같이, 분리 기점 형성 단계는 왕로(X1) 및 복로(X2)에 의해 실시되고, 왕로(X1)로 잉곳(60)에 개질층(75)을 형성한 레이저 빔의 집광점은, 미리 정해진 양 인덱스된 후, 복로(X2)에 의해 잉곳(60)에 개질층(75)을 형성한다.
또한, 분리 기점 형성 단계에 있어서, 레이저 빔의 집광점의 인덱스해야 할 미리 정해진 양(W2)이 크랙(76)의 폭(W1) 이상이며 폭(W1)을 2배한 값 이하로 설정된 경우, 잉곳(60)에 레이저 빔의 집광점이 위치되고 최초의 개질층(75)이 형성될 때까지의 집광점의 인덱스량(W2)은 폭(W1) 이하로 설정되는 것이 바람직하다.
예컨대, 도 9의 B에 도시된 바와 같이, 레이저 빔의 집광점을 인덱스해야 할 미리 정해진 양이 400 ㎛인 경우에는, 잉곳(60)에 최초의 개질층(75)이 형성될 때까지는, 인덱스량 200 ㎛로 레이저 빔의 주사를 복수 회 실행한다.
최초인 쪽의 레이저 빔의 주사는 허공을 때리는 것이며, 잉곳(60)의 내부에 최초로 개질층(75)을 형성한 것이 판명되었으면, 인덱스량 400 ㎛로 설정하여 잉곳(60)의 내부에 개질층(75)을 형성한다.
분리 기점 형성 단계를 실시한 후, 외력을 부여하여 개질층(75) 및 크랙(76)으로 이루어진 분리 기점으로부터 형성해야 할 웨이퍼(W)의 두께에 상당하는 판상물을 잉곳(60)으로부터 박리하여 웨이퍼(W)를 생성하는 웨이퍼 박리 단계를 실시한다. 웨이퍼 박리 단계는, 예컨대 도 10의 A에 도시된 바와 같은 압박 기구(54)에 의해 실시한다. 압박 기구(54)는, 칼럼(52)(도 1 참조) 내에 내장된 이동 기구에 의해 상하 방향으로 이동하는 헤드(56)와, 헤드(56)에 대하여, 도 10의 B에 도시된 바와 같이, 화살표 R 방향으로 회전되는 압박 부재(58)를 포함하고 있다.
도 10의 A에 도시된 바와 같이, 압박 기구(54)를 유지 테이블(21)에 고정된 잉곳(60)의 위쪽에 위치시키고, 도 10의 B에 도시된 바와 같이, 압박 부재(58)가 잉곳(60)의 제1 면(표면)(61a)에 압접될 때까지 헤드(56)를 하강한다.
압박 부재(58)를 잉곳(60)의 제1 면(61a)에 압접한 상태에서, 압박 부재(58)를 화살표 R 방향으로 회전시키면, 잉곳(60)에 비틀림 응력이 발생하여, 개질층(75) 및 크랙(76)(도 7 참조)이 형성된 분리 기점으로부터 잉곳(60)이 파단된다. 이에 따라, 잉곳(60)으로부터 도 11에 도시된 웨이퍼(W)가 박리되어, 잉곳(60)으로부터 웨이퍼(W)가 잘라내어지게 된다. 또한, 웨이퍼(W)를 잉곳(60)으로부터 박리한 후, 웨이퍼(W)의 분리면 및 잉곳(60)의 분리면을 연마하여 경면으로 가공하는 것이 바람직하다.
도 11에 도시된 바와 같이, 잉곳(60)으로부터 박리된 후의 복수의 웨이퍼(W)에는, 각각의 제1 오리엔테이션 플랫(63)에 줄무늬형 마크(71)가 형성된다. 단일 잉곳(60)으로부터 복수의 웨이퍼(W)를 잘라내어 박리하여도, 각 웨이퍼(W)에는 동일한 줄무늬형 마크(71)가 형성된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 줄무늬형 마크(71)를 바코드 리더 등의 검출 장치로 판독함으로써, 잘라내는 근원이 되는 잉곳(60)의 ID를 취득할 수 있어, 웨이퍼(W)에 대해서 어느 잉곳(60)으로부터 잘라내어진 것인지를 검출하는 것이 가능해진다.
또한, 단일 잉곳(60)으로부터 잘라내어지는 복수의 웨이퍼(W)에는 경사선형 마크(72)도 형성된다. 잉곳(60)에서 경사선형 마크(72)를 전술한 바와 같이 경사져 있는 방향으로 형성하였기 때문에, 각 웨이퍼(W)에서의 경사선형 마크(72)는, 제1 오리엔테이션 플랫(63)의 연장 방향(도 11 중 좌우 방향)에서 형성 위치가 각각 달라지게 된다. 예컨대, 도 11에서, 1번째 장으로 잘라낸 웨이퍼(W)의 줄무늬형 마크(71)로부터 경사선형 마크(72)까지의 거리(a1)와, 2번째 장으로 잘라낸 웨이퍼(W)의 줄무늬형 마크(71)로부터 경사선형 마크(72)까지의 거리(a2)는 다르다. 따라서, 박리 후의 웨이퍼(W)의 제1 오리엔테이션 플랫(63)에 형성된 줄무늬형 마크(71)와 경사선형 마크(72)의 상대 위치에 의해, 웨이퍼(W)가 어느 잉곳(60)의 몇 번째로 잘라내어진 것인지를 검출하는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 본 실시형태의 잉곳(60)에 따르면, 잘라내어진 복수의 웨이퍼(W) 각각에 잉곳(60)의 줄무늬형 마크(71)의 일부를 동일하게 형성할 수 있다. 이에 따라, 잉곳(60)으로부터 잘라내어진 모든 웨이퍼(W)가 줄무늬형 마크(71)에 의한 잉곳(60)의 ID를 표시할 수 있다. 이에 따라, 잘라낸 후에 웨이퍼(W)에 연삭이나 연마 등의 각종 가공을 실시하고, 복수의 잉곳(60)으로부터 잘라내어지는 웨이퍼(W)가 혼재하여도, 웨이퍼(W)가 어느 잉곳으로부터 잘라내어진 것인지 검출할 수 있어, 트레이서빌리티를 용이하게 확보할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 잘라내어진 복수의 웨이퍼(W)에 각각 위치가 다른 경사선형 마크(72)를 형성할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 경사선형 마크(72)의 위치를 검출함으로써, 잉곳(60)에서 웨이퍼(W)를 잘라낸 순서를 검출할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 인덱스 방향을 화살표 Y2 방향으로 하고, 개질층(75)의 양측에 c면(69)(도 3 참조)을 따라 크랙(76)이 형성되어도, 다음 개질층(75)을 형성하기 위한 레이저 빔(LB)의 조사를 크랙(76)이 방해하지 않게 된다. 이에 따라, 개질층(75) 및 크랙(76)으로 이루어진 분리 기점으로부터 웨이퍼(W)의 두께에 상당하는 판상물을 잉곳(60)으로부터 용이하게 박리하여 웨이퍼(W)를 생성할 수 있다.
또한, 줄무늬형 마크(71) 및 경사선형 마크(72)의 형성 위치는, 제2 오리엔테이션 플랫(65)으로 하거나, 오리엔테이션 플랫(63, 65) 이외의 외주측면(61c)에 형성하거나, 오리엔테이션 플랫(63, 65)을 갖지 않는 잉곳(60)의 외주측면(61c)에 형성하거나 하여도 좋다. 단, 오리엔테이션 플랫(63, 65)에 각 마크(71, 72)를 형성하는 쪽이 작업성의 관점에서 유리해진다.
또한, 본 실시형태에서는, 레이저 가공 장치로 분리 기점 형성 단계, 웨이퍼 박리 단계가 실시되는 구성으로 하였지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 이들의 단계는, 각각 전용의 장치로 실시되어도 좋다.
또한, 본 실시형태 및 변형예를 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시형태로서, 상기 실시형태 및 변형예를 전체적 또는 부분적으로 조합한 것이어도 좋다.
또한, 본 발명의 실시형태 및 변형예는 상기한 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술적 사상의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경, 치환, 변형되어도 좋다. 나아가서는, 기술의 진보 또는 파생되는 별도의 기술에 의해, 본 발명의 기술적 사상을 별도의 방법으로 실현할 수 있으면, 그 방법을 이용하여 실시되어도 좋다. 따라서, 특허청구범위는, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 포함될 수 있는 모든 실시형태를 커버하고 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 본 발명을 잉곳에 적용한 구성에 대해서 설명하였으나, 개질층에 의해 양호하게 분할 가능한 피가공물에 적용하는 것이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 잘라낸 후의 웨이퍼의 트레이서빌리티를 용이하게 확보할 수 있다고 하는 효과를 가지며, 특히, 레이저 가공으로 웨이퍼 등의 복수의 판상물이 잘라내어지는 잉곳에 유용하다.
60 : 육방정 단결정 잉곳 61a : 제1 면
61b : 제2 면 61c : 외주측면
63 : 제1 오리엔테이션 플랫 71 : 줄무늬형 마크
72 : 경사선형 마크 75 : 개질층
76 : 크랙 LB : 레이저 빔
W : 웨이퍼

Claims (5)

  1. 제1 면과, 상기 제1 면과 반대측의 제2 면과, 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 교차하는 방향으로 연장되는 외주면이 형성된 잉곳으로부터 웨이퍼를 잘라내는 웨이퍼의 가공 방법으로서,
    상기 외주면은 결정 방위를 나타내는 오리엔테이션 플랫(orientation flat)을 포함하고,
    웨이퍼를 잘라내는 방향과 수직인 방향으로 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면에 걸쳐 연장되는 줄무늬형 마크를 잉곳의 ID로서 상기 오리엔테이션 플랫에 형성하고, 상기 줄무늬형 마크에 병렬하여, 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면에 걸쳐 경사져 있는 경사선형 마크를 상기 오리엔테이션 플랫에 형성하는 마크 형성 단계와,
    상기 마크 형성 단계를 실시한 상기 잉곳에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 빔의 집광점을 상기 제1 면으로부터 생성되는 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시키고, 상기 집광점과 상기 잉곳을 상대적으로 이동시켜 상기 레이저 빔을 상기 제1 면에 조사하고, 상기 제1 면에 평행한 개질층 및 상기 개질층으로부터 신장되는 크랙을 형성하여 분리 기점을 형성하는 분리 기점 형성 단계와,
    상기 분리 기점 형성 단계를 실시한 후, 상기 분리 기점으로부터 웨이퍼의 두께에 상당하는 판상물(板狀物)을 상기 잉곳으로부터 박리하여 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼 박리 단계를 포함하고,
    상기 박리 후의 웨이퍼의 상기 오리엔테이션 플랫에 형성된 상기 줄무늬형 마크에 의해, 어느 잉곳으로부터 잘라내어진 것인지 검출 가능하고, 상기 박리 후의 웨이퍼의 상기 오리엔테이션 플랫에 형성된 상기 줄무늬형 마크 및 상기 경사선형 마크의 상대 위치에 의해, 상기 어느 잉곳에서의 웨이퍼를 잘라낸 순서를 검출 가능한 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마크 형성 단계에 있어서, 레이저 마킹에 의해 상기 줄무늬형 마크 및 상기 경사선형 마크를 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 마크 형성 단계에 있어서, 잉크젯 인쇄에 의해 상기 줄무늬형 마크 및 상기 경사선형 마크를 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법.
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