刻劃方法及刻劃裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是有關(guān)于一種刻劃方法及刻劃裝置，是在對SiC晶圓進行刻劃時根據(jù)制造時的偏角而防止水平裂痕的產(chǎn)生。其解決手段為：在對具有偏角的SiC基板、以與定向面垂直地進行刻劃時，在相對于SiC基板的結(jié)晶軸垂直的方向進行刻劃時，使用相對于刀前端棱線左右的刀前端角度不同、且從結(jié)晶軸觀察使處于較高位置的刀前端角度較大、另一方角度較小的刻劃輪進行刻劃。借此能夠使水平裂痕的產(chǎn)生變少。
【專利說明】刻劃方法及刻劃裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種為了分?jǐn)嗵蓟杌澹⊿ic基板）而進行刻劃的刻劃方法及刻劃 裝直。

【背景技術(shù)】
[0002] 在對玻璃基板進行刻劃、分?jǐn)嗟那樾?，是進行對刻劃輪施加負(fù)載并轉(zhuǎn)動而進行刻 劃。在專利文獻(xiàn)1、2揭示有在此時，借由使刻劃輪的刀前端角度左右不同以從玻璃面稍微 傾斜的方式刻劃刻劃槽。
[0003] 由于SiC基板是在化學(xué)安定性上優(yōu)異的半導(dǎo)體，因此作為電子元件的素材，例如 可使用于發(fā)光二極管、肖特基二極管（Schottky diode)、M0SFET等，此外也可用作為半導(dǎo)體 的基板。在作為半導(dǎo)體而使用的情形，與一般的硅元素同樣地生成圓柱狀的鑄錠（ingot)， 切片成圓板形的晶圓。然后在晶圓上形成有多個功能區(qū)域之后，呈格子狀地進行刻劃、分?jǐn)?而作為半導(dǎo)體基板使用。
[0004] 此外，SiC基板的積層樣式是易于多樣變化的結(jié)晶多形（polymorphism)半導(dǎo)體結(jié) 晶，且為了生成適合于半導(dǎo)體的4H_SiC的磊晶（印itaxial)膜，而開發(fā)有在使Si原子位 于最表面的SiC(0001)面相對于結(jié)晶軸傾斜數(shù)度的基板上生成磊晶膜的方法。將該數(shù)度的 傾斜稱為偏角（angle off),借由附有偏角而微小地在高位的結(jié)晶面形成階（step)狀的結(jié) 晶面。為了表示對應(yīng)于該偏角的階差的方向而以可識別晶圓的結(jié)晶方向的方式形成所謂的 定向平面（orientation flat)(以下，簡稱定向面）的缺口以作為標(biāo)記，該定向面是與傾 斜的方向呈直角地將圓板的一端呈直線狀地切除。除了該缺口外，也有在圓板形成凹口 (notch)的情形。
[0005] 專利文獻(xiàn)1 :日本特許第2785906號公報
[0006] 專利文獻(xiàn)2 :日本特許第2973354號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 此外，在對SiC基板的晶圓呈格子狀地進行分?jǐn)嗟那樾?，一旦與玻璃板的刻劃同 樣地使用左右的刀前端角度相同的刻劃輪進行刻劃、分?jǐn)?，則存在有結(jié)晶品質(zhì)不佳的情形。 當(dāng)
【發(fā)明者】在相對于結(jié)晶軸方向平行方向進行刻劃、沿該刻劃線進行裂斷時，雖水平裂痕未 產(chǎn)生，端面品質(zhì)也良好，但在相對于結(jié)晶方向垂直地進行了刻劃的情形，發(fā)現(xiàn)了存在有水平 裂痕產(chǎn)生于刻劃線的一側(cè)的傾向。而且，即使對僅在一側(cè)產(chǎn)生了水平裂痕的基板進行裂斷， 也難以獲得良好的端面品質(zhì)。
[0008] 如此這般在使用現(xiàn)有習(xí)知的刀前端角度對稱的刻劃輪進行了刻劃的情形，存在有 如下的問題點：由于對刀前端所接觸的SiC基板表面的垂直方向整體施加負(fù)載，因此存在 有容易在單側(cè)產(chǎn)生水平裂痕的傾向。
[0009] 本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有習(xí)知的問題點而完成，其目的在于提供一種新的刻劃 方法及刻劃裝置，所要解決的技術(shù)問題是使其能夠在對SiC基板進行刻劃時，使用水平裂 痕難以產(chǎn)生的刀前端進行刻劃。
[0010] 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出 的一種刻劃方法，是對SiC基板進行刻劃的刻劃方法，在相對于SiC基板的結(jié)晶軸垂直的 方向進行刻劃時，使用相對于刀前端棱線左右的刀前端角度不同、且從結(jié)晶軸觀察使位于 較高位置的刀前端角度較大、另一方角度較小的刻劃輪進行刻劃；在沿結(jié)晶軸進行刻劃時， 使用左右的刀前端角度相同的刻劃輪對SiC基板進行刻劃。
[0011] 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
[0012] 前述的刻劃方法，其中該刻劃輪，也可為在圓周上以既定的間隔形成缺口的高浸 透刀前端。
[0013] 前述的刻劃方法，其中該刻劃輪的圓周上的缺口，也可為將刀前端的銳角側(cè)的缺 口角度設(shè)成較大。
[0014] 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的 一種刻劃裝置，是用于對形成有偏角的SiC基板進行交叉刻劃的刻劃裝置，其具備：安裝有 相對于刀前端棱線左右的刀前端角度相同的刻劃輪的刻劃頭、以及安裝有刀前端的左右的 刀前端角度不同的刻劃輪的刻劃頭。
[0015] 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
[0016] 前述的刻劃裝置，可使用于上述本發(fā)明的刻劃方法。
[0017] 另外，將在同一基板的同一表面上以相互（一般是在垂直方向）交叉的方式進行 刻劃（形成刻劃線）稱為交叉刻劃。一般而言，刻劃裝置，具備：在前端安裝有刻劃輪的刻 劃頭、載置或保持基板的基板保持手段、以及使刻劃頭與載置或保持于基板保持手段的基 板在相對于基板表面平行方向相對移動的相對移動手段；刻劃頭具有將安裝于其前端的刻 劃輪對載置或保持于基板保持手段的基板表面進行按壓的功能，借由在將刻劃輪按壓于基 板表面的狀態(tài)下使刻劃頭與基板相對移動，而可對基板進行刻劃。
[0018] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明 刻劃方法及刻劃裝置至少具有下列優(yōu)點及有益效果：本發(fā)明即使對形成有偏角的SiC基板 以相對于結(jié)晶方向垂直地進行刻劃的情形，也能夠避免水平裂痕的產(chǎn)生，且能夠使裂斷時 的端面精度提1?。
[0019] 綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種刻劃方法及刻劃裝置，是在對SiC晶圓進行刻劃 時根據(jù)制造時的偏角而防止水平裂痕的產(chǎn)生。其解決手段為：在對具有偏角的SiC基板、以 與定向面垂直地進行刻劃時，在相對于SiC基板的結(jié)晶軸垂直的方向進行刻劃時，使用相 對于刀前端棱線左右的刀前端角度不同、且從結(jié)晶軸觀察使處于較高位置的刀前端角度較 大、另一方角度較小的刻劃輪進行刻劃。借此能夠使水平裂痕的產(chǎn)生變少。本發(fā)明在技術(shù) 上有顯著的進步，具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。
[0020] 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是表示晶圓的法線與結(jié)晶軸的關(guān)系的圖。
[0022] 圖2是成為刻劃對象的晶圓的主視圖。
[0023] 圖3A是表示晶圓與一般的刻劃輪的側(cè)視圖。
[0024] 圖3B是表示晶圓與刀前端角度不同的刻劃輪的側(cè)視圖。
[0025] 圖4A是使用一般的刻劃輪以刻劃負(fù)載0. 06MPa進行了刻劃的主視圖。
[0026] 圖4B是使用一般的刻劃輪以刻劃負(fù)載0. 08MPa進行了刻劃的主視圖。
[0027] 圖4C是使用一般的亥lj劃輪以刻劃負(fù)載0. IMPa進行了刻劃的主視圖。
[0028] 圖4D是使用一般的亥IJ劃輪以刻劃負(fù)載0. 12MPa進行了刻劃的主視圖。
[0029] 圖5A是使用左右的刀前端角度不同的刻劃輪以刻劃負(fù)載0. 06MPa進行刻劃的主 視圖。
[0030] 圖5B是使用左右的刀前端角度不同的刻劃輪以刻劃負(fù)載0. 08MPa進行了刻劃的 主視圖。
[0031] 圖5C是使用左右的刀前端角度不同的刻劃輪以刻劃負(fù)載0. IMPa進行了刻劃的主 視圖。
[0032] 圖?是使用左右的刀前端角度不同的刻劃輪以刻劃負(fù)載0. 12MPa進行了刻劃的 主視圖。
[0033] 圖6是表示本發(fā)明的第2實施形態(tài)的刻劃輪的刀前端部分的主視圖。
[0034] 圖7是表示本發(fā)明的第3實施形態(tài)的刻劃輪的刀前端部分的主視圖。
[0035] 【符號說明】
[0036] 10:(0001)面
[0037] 11 :晶圓
[0038] 12:定向面
[0039] 20、21、22、24 :刻劃輪
[0040] α、β :刀前端角度

【具體實施方式】
[0041] 為更進一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié) 合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的刻劃方法及刻劃裝置其【具體實施方式】、方法、步 驟、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0042] 圖1是表示在SiC晶圓的制造時相對于（0001)面稍微傾斜而形成的晶圓的法線 與結(jié)晶軸的關(guān)系的圖。在圖1中，在（0001)面10的面內(nèi)定義結(jié)晶軸即X軸及與此垂直的 y軸，且將其法線設(shè)定成l〇a。而且，當(dāng)將晶圓11的法線設(shè)定成11a時，法線10a、11a形成 角度、也即晶圓的傾斜角是偏角Θ，例如設(shè)定成4°。圖2是晶圓11的主視圖。針對晶圓 11在與該角度平行的方向預(yù)先形成有切除圓周的一角的定向平面（以下，稱定向面）12。
[0043] 此外，如圖3A所示，在使用刀前端角度左右對稱即一般的刻劃輪20在相對于定向 面12平行的線13a或與此平行的方向進行了刻劃時，如上述般水平裂痕幾乎不產(chǎn)生。
[0044] 另一方面，如圖3A所示，在使用刀前端角度左右對稱即一般的刻劃輪20在與定 向面12呈直的線13b的方向形成有刻劃線的情形，產(chǎn)生水平裂痕。在該圖中，SiC晶圓11 的左側(cè)對應(yīng)圖1所示的晶圓的較高的方向。
[0045] 接著，針對已刻劃的具體例進行說明。在以下揭示使用圖3A所示的一般刻劃輪20 以刻劃速度l〇〇mm/s、在相對于定向面12垂直方向以內(nèi)-內(nèi)切方式進行了刻劃的例子。圖 4A是使用該刻劃輪并將刻劃負(fù)載設(shè)定成0. 06MPa的情形、圖4B是使用該刻劃輪并將刻劃 負(fù)載設(shè)定成〇. 〇8MPa的情形、圖4C是使用該刻劃輪并將刻劃負(fù)載設(shè)定成0. IMPa的情形、圖 4D是使用該刻劃輪并將刻劃負(fù)載設(shè)定成0. 12MPa的情形，而進行了刻劃時的從上面觀察的 圖。如圖4A?圖4C所示般，在刻劃線的左側(cè)產(chǎn)生許多水平裂痕，且在圖4D中在兩側(cè)產(chǎn)生 水平裂痕。
[0046] 因此，在該實施形態(tài)中，在相對于定向面12垂直地進行刻劃時，如在圖3B揭示 的側(cè)視圖般，對SiC基板使用具有左側(cè)的刀前端角度α與右側(cè)的刀前端角度β不同的刀 前端的刻劃輪21進行刻劃。使用該刻劃輪21的左側(cè)的刀前端角度α例如是75°、右側(cè)的 刀前端角度β例如是70°，左右的刀前端角度不同的刻劃輪。刀前端角度并不限定于該 些的值，鈍角側(cè)的刀前端角度α例如設(shè)定成70?85°的范圍，銳角側(cè)的刀前端角度β例 如設(shè)定成65?80°。此外，刀前端整體的角度是150°以下，角度差例如設(shè)定成5°。而 且，如圖3Β所示般，若使用較刻劃輪的頂點相接的點為左側(cè)即從X軸觀察位于較高的位置 的左側(cè)的刀前端角度α設(shè)成較大、從X軸觀察位于較低的位置的右側(cè)的刀前端角度β設(shè) 成較小的刻劃輪進行刻劃，由于在鈍角側(cè)的刀前端側(cè)負(fù)載降低，因此能夠避免水平裂痕的 產(chǎn)生。而且，裂痕的進展方向在相對于基板從垂直稍微傾斜的方向產(chǎn)生裂痕，而使得可沿著 該線裂斷。
[0047] 圖5Α是使用圖3Β所示的刻劃輪21并將刻劃負(fù)載設(shè)定成0. 06MPa的情形、圖5Β 是使用該刻劃輪21并將刻劃負(fù)載設(shè)定成0. 08MPa的情形、圖5C是使用該刻劃輪21并將刻 劃負(fù)載設(shè)定成〇. IMPa的情形、圖?是使用該刻劃輪21并將刻劃負(fù)載設(shè)定成0. 12MPa的情 形而進行了刻劃時的從上面觀察的圖。一旦比較圖5A、圖5B與圖4A、圖4B，在使用圖3B所 示的刻劃輪21進行了刻劃時，刻劃線的左側(cè)的水平裂痕較小，且即使是在圖5C、圖?中所 產(chǎn)生的水平裂痕也變得較小。如此這般，使用以在傾斜的較低方向?qū)⒌肚岸私嵌仍O(shè)定成較 小的方式所選定的刻劃輪進行刻劃，借此能夠使水平裂痕的產(chǎn)生變少。
[0048] 一般而言，晶圓11呈格子狀地進行刻劃，沿其刻劃線進行分?jǐn)喽圃於鄠€晶片。 因此，實際上在進行刻劃的情形，如圖2A所示般在刻劃相對于晶圓11的定向面12平行的 線13a、或與此平行的線的情形，如圖3A所示般使用左右的刀前端角度相等的一般的刻劃 輪20,在形成與線13b平行的刻劃線的情形，使用圖3B所示的刻劃輪21，且以切換該些的 刻劃輪的方式進行刻劃。據(jù)此則即使是在任何的方向也能夠使水平裂痕的產(chǎn)生變少。
[0049] 接著，針對本發(fā)明的第2實施形態(tài)進行說明。在上述的第1實施形態(tài)中，雖使用 左右的刀前端角度不同的刻劃輪，但如日本專利第3074143號所示般，也可使用在圓周上 的刀前端形成有賦予打點沖擊的突起的刻劃輪。圖6是放大該實施形態(tài)的刻劃輪22的一 部分而表示的放大圖。如該圖所示般是使左右的刀前端角度α與β不同，并且在刻劃輪 22的棱線的左右均等地形成缺口 23而成為高浸透型者。據(jù)此可獲得能夠形成高浸透的刻 劃、且進一步地能夠使側(cè)方的水平裂痕的產(chǎn)生變少的效果。
[0050] 接著，針對本發(fā)明的第3實施形態(tài)進行說明。圖7是放大該實施形態(tài)的刻劃輪24 的一部分而表示的放大圖。如該圖所示般是使左右的刀前端角度α與β不同，并且針對 刻劃輪24的棱線的右側(cè)的銳角側(cè)使缺口角度較大、直到上部形成切痕而成為高浸透型者。 也在該情形，可獲得能夠形成高浸透的刻劃、且進一步地能夠使側(cè)方的水平裂痕的產(chǎn)生變 少的效果。
[0051] 本發(fā)明能夠在對SiC基板進行分?jǐn)鄷r減少水平裂痕產(chǎn)生，能夠?qū)栌蓪iC基板 進行刻劃、裂斷而進行分?jǐn)嗟陌雽?dǎo)體的制造賦予貢獻(xiàn)。
[0052] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾 為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對 以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種刻劃方法，是對Sic基板進行刻劃，其特征在于其包括以下步驟： 在相對于SiC基板的結(jié)晶軸垂直的方向進行刻劃時，使用相對于刀前端棱線左右的刀 前端角度不同、且從結(jié)晶軸觀察使位于較高位置的刀前端角度較大、另一方角度較小的刻 劃輪進行刻劃； 在沿結(jié)晶軸進行刻劃時，使用左右的刀前端角度相同的刻劃輪對SiC基板進行刻劃。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的刻劃方法，其特征在于，其中，該刻劃輪，是在圓周上以既定 的間隔形成缺口的高浸透刀前端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的刻劃方法，其特征在于，其中，該刻劃輪的圓周上的缺口，是 將刀前端的銳角側(cè)的缺口角度設(shè)成較大。
4. 一種刻劃裝置，是用于對形成有偏角的SiC基板進行交叉刻劃，其特征在于，其具備 有： 安裝有相對于刀前端棱線左右的刀前端角度相同的刻劃輪的刻劃頭，以及 安裝有刀前端的左右的刀前端角度不同的刻劃輪的刻劃頭。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的亥lj劃裝置，其特征在于，其使用于根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一 權(quán)利要求所述的刻劃方法。
【文檔編號】H01L21/78GK104064518SQ201310662885
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月18日
【發(fā)明者】村上健二, 武田真和, 木下知子 申請人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司