TWI274383B - Obverse/reverse discriminative rectangular nitride semiconductor wafer - Google Patents

Description

1274383 況時，由於可將4邊的任— ,^ 邊利用於方位指標，故不需要〇F 〇 在GaN矩形晶圓的情況時 諸為其現狀。 μ不特別料正背面標諸、方位標 使用OF或if等的弦狀缺口而可顯示 圓係被提案出幾個。 f ¥版曰曰 專利文獻1係不藉由今、τ 曰甶〇F或IF，而在圓形以晶圓的正面盥 面，加以進行不同角声 一 月度的倒角處理，來辨識正背面。 專利文獻2係提宰：不益 ㈣+稭由〇F、IF等，將聚集的雷射光束 A射在日日圓上的延伸於 — .. L ' 中於特疋方向的線上，形成點狀的熔融 孔’猎此來顯示方位盘呰 丨此止月面的Si圓形晶圓。 專利文獻3係提幸：X # 、 σ又置〇F、IF等，以凹槽（notch)與正 背面的倒角的差里 七 __ ，、 末頒不方位與正背面的Si圓形晶圓。 專利文獻4係提案：為了明確地區別Si晶圓的正背面’而 字面/、月面非對稱地進行倒角處理的Si圓形晶圓。 專利文獻5也提案：為 马了區別正月面，而將倒角做成非對 稱的Si圓形晶圓。 專利文獻6係最先摇宏·膝、息 尤杈案.將周邊部進行倒角處理的自立

GaN晶圓。 專利文獻7係最先接安·々 ^ 无知案·在硬、脆且對於可見光呈透明之 虱化鎵晶圓，以雷射寫入文字的方法。 、 忒日本特開平2_144908號「半導體裝置之製造方 法」。 < I f 、、、口曰曰曰曰圓」 利文獻3>日本特開2_-33 1 898號「具有凹槽（notch)的 < ，利文獻2>日本特開昭6G·167426號「半導體結晶晶圓 87008 1274383 導體晶圓」。 〈專利文獻4>日本特開昭58_71616號「半導體裝置之製造方 法」。 <專利文獻5>日本特開平8_316112號「具有凹槽（n〇tch)的半 導體晶圓」。 〈專利文獻6>日本特開2〇〇2-356398號「氮化鎵晶圓」。 〈專利文獻7>日本特願2002-008 130號「氮化鎵晶圓及氮化鎵 晶圓之識別方法」。 【發明内容】 <發明所欲解決之課題>

GaN單結晶基板呈透明，在現狀，由於背面為粗糙面而正 面為鏡面，故能以肉眼辨識其正背面。惟，由於背面為粗糙 面，故會產生問題。因背面為粗糙面所以容易附著粒子 (particle)。會有該粒子迂迴進入到正面，使正面受到污染。 且因背面與正面的粗糙度有很大的差異，所以平坦度差，會 發生翹曲。當產生翹曲時，則會產生微影的誤差，製品的良 率也呈。且，也有由背面產生裂痕。又，將背面接著於散熱 片或包裝件時，也因粗糙面而會有熱傳導性差、散熱不充分 的情事。 因此，期望將背面也作成更平滑且接近鏡面者。如此，可 減少粒子附著於背面。在將背面接著於散熱片的情況時之熱 傳導也變得良好，且也改善㈣的問題。惟，當背面也做成 接近鏡面時，則正背面的面粗糙度接近，而變得無法以肉眼 區別正背面。如此，需要有取代藉由面粗糙度的差異來區別 87008 1274383 將正面朝向前面時於順時針方向以長缺口 L、短缺口 s的順序 排列地設置長缺口 L與短缺ns(圖2)。當4邊全長設為κ時， 短缺口、…的長度係Κ/4〇“㈣2、κ/4〇·κ/ΐ6 為適當的。 3. 一種具有（()_)面，以⑴，、（1摘）作為邊的_矩 形晶圓，以（11-2〇)作為基準面，將基準面的對邊為上，使正 面朝向前面時，在對邊的左側設置非基準面與角度㊀（5。< θ <40° )的缺口，且使正面朝向前面時，於順時針方向使得 缺口部分形威長、短地加以設置（圖3 )。 4. 一種具有（0001)面，以（11_2〇)、（1_1〇〇)作為邊的_矩 形晶圓，以（1-100)作為基準面，將基準面的對邊為上，使正 面朝向前面時，在對邊的左側設置非基準面與角度㊀。< ㊀<40。）的缺口，且使正面朝向前面時，於順時針方向使得 缺口部分形成長、短地加以設置（圖4)。 5·一種具有（0001)面，以（11-20)、（1-100)作為邊的（^1^矩 形晶圓，將正面的邊緣進行短倒角（g)處理，而將背面的邊緣 進行長倒角（h)處理（圖5)。g<h即可。適當的範圍如下所述。 短的倒角之寬度係g= 100 μπι〜400 μιη左右。長的倒角的寬度 係 11= 300 μπι〜1000 μπι左右（圖 5)。 6·—種具有（〇〇〇1)面，以（11-20)、（1-100)作為邊的GaN矩 形晶圓，將正面的邊緣進行短翹曲倒角（g)處理，而將背面的 邊緣進行長赵曲倒角（h)處理（圖6)。g<h即可。適當的範圍如 下所述。短的倒角之寬度係g = 100 μπι〜400 μηι左右。長的 倒角的寬度係h = 300 μηα〜1000 μιη左右（圖6)。 87008 -10- 1274383 上述圖5、圖6的進行倒角方法，係以具有gc#600〜#800 的固定研磨粒之500 mm p的轉盤，一邊以1〇〇 rpm旋轉，一 邊以濕式進行研磨。在荷重大約為3〇〇 gf下進行。 7· —種具有（0001)正面，以（11-20)面、（1-100)面作為側邊 的矩形晶圓，在正面側，沿著[1 - 1 00]方向，與（1 1 _2〇)面平行 地將文字以雷射標示記入到正確方向（圖7)。 8· —種具有（0001)正面，以（11-20)面、（1-100)面作為側邊 的矩形晶圓，在背面側，沿著[1 -1 〇〇]方向，與（1 1 _2〇)面平行 地將文字呈·正確方向地以雷射標示記入（圖。 9. 一種具有（0001)正面，以（11-20)面、（uoo)面作為側邊 的矩形晶圓，在背面側，沿著[1-1 〇〇]方向，與（11_2〇)面平行 地將文字呈相反方向地以雷射標示記入（圖9)。 10·—種具有（0001)正面，以（11-20)面、（1-1〇〇)面作為側邊 的矩形晶圓’在正面側’沿著[11-20]方向，與（ΐ-ΐοο)面平行 地將文字呈正確方向地以雷射標示記入（圖1 〇)。 11·一種具有（0001)正面，以（11-20)面、（^ioo)面作為側邊 的矩形晶圓’在为面側，沿著[11 -20]方向，與（1 _ 1 〇〇)面平行 地將文字呈正確方向地以雷射標示記入（圖u)。 12·—種具有（0001)正面，以（11-20)面、（1-1〇〇)面作為側邊 的矩形晶圓’在背面側’沿著[11-20]方向，與（1-1()〇)面平行 地將文字呈相反方向地以雷射標示記入（圖12)。 【發明效果】 本發明係為了區別矩形GaN基板的正背面，在角部設置二 個或一個缺口，或改變倒角的深度來寫入文字。藉此，能夠 87008 -11- 1274383 區別正面與背面。以往係以粗糙面、鏡面來辨別正背面，但 粗糙面與鏡面的差異，在透明的GaN基板的情況時，不易明 瞭者本毛明之方法係較藉由面粗輪度的差異來辨別者能容 易以肉目艮來區別正背面。又，這些也同樣地適用於、 AIN、InN等的氮化物半導體基板。 又，為了區別正背面，而不須將背面粗糙面化即可進行。 因背面也進行接近鏡面的處理，所以減少粒子附著於背面。 粒子容易p付著於背面之其中一個原因係為粗糙面之故。月背面 與正面的最終處理過程差異不大，所以減少了趣曲。產生趣 曲的原因也有因面最終處理所造成之處，當差異少時，則翹 曲也變少。由於背面的凹凸減少，故可順利進行微影製程二 曰:十對以往的方法之藉由研磨來將背面加以粗面化的 :圓、與本發明之將背面加以鏡面（mirror)化的GaN晶圓，測 定正面微粒數、麵曲（ττν)、裂痕.斷裂發生率，進行比較。 其結果如圖 13、14、- —/ 14、15所不，可得知：可將背面做成鏡面之 本發明係能夠將正面微粒數減少，翹曲也減少，也 痕·斷裂發生率。 4 【實施方式】 本發明係針對以（〇〇〇1)面（c面）作為正面，冑四邊作為 (11-20T(A面）與、（h〇〇)面㈧面）之矩形g抓基板，將正面 側形成刖面％•’在二個角部連續地設置順著順時 排列之缺口。 # % η :戈在其中一個角部設置傾斜角呈5。〜40。的缺口。這些 疋藉由如何看見_個角部的缺口、或—個角部的缺口，來辨 87008 -12- I274383 別為正面或背面。+ , 或’在正面側與背面側改變倒角量g、h。 若觀看倒m即可得知為正面或背面。 #或在GaN基板寫人文字。在基板寫人文字稱為標示。能夠 藉由此里大的雷射將文字寫入於GaN基板。由於GaN基板係 透明，故由正面或由背面均可看見。標示（marking)係使用二 氧化蚊雷射（波長為106 μηι)，以每丨脈衝的雷射能量15〜2〇 mJ加以照射，以點徑1〇〇〜14〇μιη ρ進行印字。 月b在正面於正方向寫入文字。可看見正像的文字之面為正 面也肖b以·在正面具有雷射孔的情事來進行辨別。 此在背面於正方向寫入文字。可反方向地看見文字的面為 正面。也可得知不具有雷射加工孔的面為背面。 也能在背面於減方向寫入文字(倒字）。可看見文字呈正 像的面為正面。針對分別的情況加以說明。任一情況均為具 有（_1)面且以（11·20)、（hoo)作為編織_矩形晶圓。 1·以（11-2G)作為基準面，在基準面的對邊之兩側，當將正 面朝向前面時於順時針方向以長缺口[、短缺口§的順序排列 地設置長缺口 L與短缺口 S(圖丨）。當4邊全長設為反時，短缺 口、長缺口的長度係K/40$l$K/12、K/40gS‘K/16為適當 的。 所謂「基準面」係指顯示方位的面。在以（〇〇〇1)面作為正 面的GaN晶圓具有相互正交（垂直）的3(_11〇〇)、、 c(l-100)、d(ll-20)之4個邊。且具有4個角部。該4個角部係 邊d邊a的相對角部甲、邊&邊15的相對角部乙、邊d邊c的相對 角部丙、邊c邊d的相對角部丁。 87008 -13- 1274383 形成長、短地加以設置（圖4)。 這是以c(l-lOO)作為基準面，對邊係“-丨“⑺，在其左側角 邛形成有成為非基準面d(l 1 -20)的角度㊀為5。〜40。的缺 口。缺口長度形成辛甲、甲庚，當由正面觀看時，於順時針 方向長短排列。 5·將正面的邊緣進行短倒角（g)處理，而將背面的邊緣進行 長倒角（h)處理（圖5)。g<h即可。適當的範圍如下所述。短的 倒角之寬度係g=100 μιη〜400 μπι左右。長的倒角的寬度係h =3 00 μιη〜·ι〇〇〇 μιη左右（圖 5)。 這是以邊的倒角之長短來表現正背面。定義成與基準面無 關。在圓形Si晶圓做出幾個提案。在矩形氮化鎵並無前例。 雖亦可在矩形的4個邊均作成非對稱倒角，但亦可僅將1邊或 2邊作成非對稱倒角。 6·將正面的邊緣進行短彎曲倒角（g)處理，而將背面的邊緣 進行長彎曲倒角（h)處理（圖6)。g<h即可。適當的範圍如下所 述。短的倒角之寬度係g = 1〇〇 μηι〜 400 μιη左右。長的倒角 的寬度係h = 300 μπι〜1 000 μιη左右（圖6)。 這是將倒角作成彎曲狀，使得不易產生斷裂或裂痕者。 7·在正面側，沿著[丨-ioo]方向，與（11-2〇)面平行地將文字 呈正確方向地以雷射標示記入（圖7)。 因氮化錁對可見光呈透明，所以以在雷射標示經常被使用 之YAG雷射（1.06 μιη)無法開孔。即使以yag的第2諧波（530 nm )也吸收少而無法開孔。如前述的專利文獻7所述，使用 400 nm以下的波長之雷射（例如，YAG的第3諧波）或5〇〇〇誰 87008 -15 - 1274383 以上的雷射（例如，1 〇 · 6 的二氧化碳雷射）。 因在正面側寫入文字，所以可看見文字正像的面為正面， 可看見文字呈相反的面為背面。 (11 -20)面係指沿著邊曱丁、且法線與邊乙甲、丙丁呈平行 的面。雖以（hkmn)表現個別面、以[hkmn]表現個別方向，但 個別方向[hkmn]係作為個別面（hkmn)的朝外法線方向來加 以定義。面丙丁係個別面（1_100)，在與其垂直的邊甲丁係個 別方向[1-100]。即，[丨-丨⑼]方向係與（11-2〇)面平行。上面 的文係指相·同方位之義。 且因以文子疋否左右反轉來區別正背面，所以文字應記入 左右非對稱的文字。 8·在背面側，沿著[uoo]方向，與（11_2〇)面平行地將文字 以雷射標示記入到正確方向（圖8)。 這是因因在正面側寫入文字，所以可看見文字正像的面為 正面’可看見文字呈相反的面為背面。 9·在背面側，沿著[i-100]方向，與（11_2〇)面平行地將文字 以雷射標示記入到相反方向（圖9)。 這疋因在为面側寫入左右相反方向的文字，所以可正確地 看見文字的面為正面，而可看見呈相反的面為背面。 10·在正面側’沿著[11β2〇]方向，與（uoo)面平行地將文 字以雷射標示記入到正確方向（圖1 〇)。 因在正面側寫入文字，所以可正確地看見文字的面為正 面，而可看見呈相反的面為背面。 11.在背面側’沿著[11_2〇]方向，與（1-1〇〇)面平行地將文 87008 -16- 1274383 字朝正確方向地以雷射標示記入（圖u)。 匕這是因在背面側寫入文字，所以可正確地看見文字的面為 月面’而可看見呈相反的面為正面。 12.在为面側，沿著[u_2〇]方向，與（丨_1⑼）面平行地將文 字呈反向地以雷射標示記入（圖12)。 這疋因在月面側寫入左右相反方向的文字，所以可正讀地 看見文子的面為正面，而可看見呈相反的面為背面。 【圖式簡單說明】 圖1係關於具有（0001)面，以（11_20)、（1-100)作為邊的GaN籲 矩形晶圓，以（11-20)作為基準面，在基準面的對邊之兩側， 當將正面朝向前面時於順時針方向以長缺口 L、短缺口 S的順 序排列地設置長缺口 L與短缺口 S的實施形態}之GaN平面 圖。 圖2係關於具有（0001)面，以〇1_2〇)、（1_1〇〇)作為邊的 矩形晶圓，以（1-100)作為基準面，在基準面的對邊之兩側， 當將正面朝向前面時於順時針方向以長缺口[、短缺口§的順 序排列地設置長缺口 L與短缺口 S的實施形態2之圓平籲 面圖。 圖3係關於具有（嶋）面，以⑴，、⑴⑽)作為邊的GaN 矩形晶圓，以（11-20)作為基準面，將基準面的對邊為上，使 正面朝向前面時，在對邊的左側設置非基準面與角度㊀（5。 <θ<4〇 )的缺口的實施形態3之GaN晶圓平面圖。 圖4係關於具有（0001)面，以（11-20)、（1-100)作為邊的GaN 矩形晶圓，以（1-100)作為基準面，將基準面的對邊為上，使 87008 -17- 1274383 正面朝向前面時，在對邊的左側設置非基準面與角度㊀（5。 <θ<40。）的缺口的實施例4之GaN晶圓平面圖。 圖5係關於具有（00(H)面，以（11_20)、（1-1〇〇)作為邊的GaN 矩形晶圓，能藉由將背面側的倒角h做成較正面側的倒角g大 來區別正背面的實施形態5之GaN晶圓平面圖。 圖6係關於具有（〇〇01)面，以（11_2〇)、（1_1〇〇)作為邊的GaN 矩形晶圓，能藉由將背面側的彎曲倒角h做成較正面側的彎 曲倒角g大來區別正背面的實施形態6之GaN晶圓平面圖。 圖7係關於具有（〇〇〇1)正面，以（u-20)面、（1_100)面作為 側邊的矩形晶圓，在正面側，沿著[^00]方向，與（11_2〇) 面平行地將文字呈正確方向地之GaN晶圓平面圖。 圖8係關於具有（〇〇〇1)正面，以（11-20)面、（Ι-loo)面作為 側邊的矩形晶圓，在背面側，沿著[丨-丨⑻]方向，與（11_2〇) 面平行地將文字呈正確方向地之矩形GaN晶圓平面圖。 圖9係關於具有（0001)正面，以（11_2〇)面、（1_1〇〇)面作為 側邊的矩形晶圓，在背面側，沿著[UOO]方向，與（11_2〇) 面平行地將文字呈相反方向地以雷射標示記入之GaN晶圓 平面圖。 圖10係關於具有（0001)正面，以（11-20)面、（1-100)面作為 側邊的矩形晶圓，在正面側，沿著[11-20]方向，與（1_1〇〇) 面平行地將文字呈正確方向地以雷射標示記入之GaN晶圓 平面圖。 圖11係關於具有（0001)正面，以（11-20)面、（1-100)面作為 側邊的矩形晶圓，在背面側，沿著[11-20]方向，與（1-1〇〇) 87008 -18- 1274383

示記入之矩形GaN 面平行地將文字呈正確方向地以雷射標 晶圓平面圖。 圖12係關於具有（〇〇〇1)正面， 側邊的矩形晶圓，在背面側， 面平行地將文字^相反方向地 晶圓平面圖。 以（11_20)面、（1-100)面作為 沿著[11-20]方向，與（1-1〇〇)

以雷射標示記入之矩形GaN 圖13係關於針對根據以往方法之藉由研磨來將背面加以 粗糙化的GaN晶圓、與本發明之將背面加以鏡面㈤—化之 GaN晶圓，測定正面微粒數來進行比較之圖表。 圖14係針對關於針對根據以往方法之藉由研磨來將背面 加以粗糙化的GaN晶圓、與本發明之將背面加以鏡面 化之GaN晶圓，測定翹曲（ττν)來進行比較之圖表。 圖15係關於針對根據以往方法之藉由研磨來將背面加以 粗糙化的GaN晶圓、與本發明之將背面加以鏡面化之 GaN晶圓，測定裂痕·斷裂來進行比較之圖表。 【圖式代表符號說明】 a (-1100)邊 b (_1-120)邊 c (1-100)邊 d (11_20)邊 L 長缺口 S 短缺口 Θ 缺口對於非基準面所呈的角度 邊d邊a的相對角部 邊a邊b的相對角部 87008 -19-

Claims (1)

1. U74i紹120667號專利申請案 中文申請專利範圍替換本r Ddi 拾、申請專利範圍：L— 1·一種可辨別正背面之矩形氮化物半導體基板，其特徵在 於：其係具有（0001)正面，且以（11-20)面與（1_100)面作為 侧邊的矩形，以（11-20)面作為基準面，在其對邊之2頂點， 由正面觀看於順時針方向依序地設有長缺口與短缺口。 2·如申請專利範圍第丨項之可辨別正背面之矩形氮化物半導 體基板，其中當將基板4邊全長設為K、長缺口的長度設為 L、短缺口的長度設為S(S<L)時，κ/4〇 $ L ^ κ/ι 2、且κ/4〇 $ Κ/16 〇 3·—種可辨別正背面之矩形氮化物半導體基板，其特徵在 於：其係具有（0001)正面，且以（H-20)面與（1_100)面作為 側邊的矩形，以（1-100)面作為基準面，在其對邊之2頂點， 由正面觀看於順時針方向依序地設有長缺口與短缺口。 4·如申請專利範圍第3項之可辨別正背面之矩形氮化物半導 體基板，其中當將基板4邊全長設為κ、長缺口的長度設為 L、短缺口的長度設為S(S<L)時，k/4〇sl$k/12、且κ/4〇 S S $ Κ/1 6 〇 5 ·種可辨別正背面之矩形氮化物半導體基板，其特徵在 於：其係具有（0001)正面，且以（11-20)面與（1_100)面作為 邊的矩形’以（11-20)面作為基準面，在於正面側，於基準 面的對邊的左頂點，設有與非基準面所成的角度㊀=5〜 度且長度為全周Κ的1/40〜1/16之缺口。 6. —種可辨別正背面之矩形氮化物半導體基板，其特徵在 於·其係具有（0001)正面，且以（11-20)面與（ι-loo)面作為 87008 1274383 邊的矩形，以（ι-100)面作為基準面，在於正面側，於基準 面的對邊的左頂點，設有與非基準面所成的角度㊀=5〜 度且長度為全周K的1/40〜1/16之缺口。 7·—種可辨別正背面之矩形氮化物半導體基板，其特徵在 於：其係具有（0001)正面，且以（11_20)面與（1_1〇〇)面作為 側邊的矩形，將正面與背面進行倒角處理，使正面的倒角 量g做成較背面的倒角量h小。 8.如申請專利範圍第7項之可辨別正背面之矩形氮化物半導 體基板，其中正面的倒角量§為100 μιη〜 400 、背面的 倒角量 h為 300 μηι〜1000 μηι，且 g<h。 9·一種可辨別正背面之矩形氮化物半導體基板，其特徵在 於·其係具有（0001)正面，且以（u_20)面與（1-100)面作為 側邊的矩形，在正面側，沿著[丨-丨⑻]方向，與（11_20)面平 行地進行雷射標示。 10· —種可辨別正背面之矩形氮化物半導體基板，其特徵在 於·其係具有（0001)正面，且以（H-20)面與（丨-丨㈧）面作為 側邊的矩形，在背面側，沿著[1-1〇〇]方向，與（11_2〇)面平 行地進行雷射標示。 11 ·種可辨別正背面之矩形氮化物半導體基板，其特徵在 於·其係具有（0001)正面，且以（11-2〇)面與（1-100)面作為 邊的矩形，在背面側，沿著方向，與（11_2〇)面平行 地以呈相反文字進行雷射標示。 12·—種可辨別正背面之矩形氮化物半導體基板，其特徵在 於：其係具有（0001)正面，且以（11_20)面與（1_1()0)面作為 87008 -2 - 1274383 側邊的矩形，在正面側，沿著Π1·20]方向，與（l_i〇〇)面平 行地進行雷射標示。 1 3 · —種可辨別正背面之矩形氮化物半導體基板，其特徵在 於·其係具有（0001)正面，且以（ibSO)面與（1_1〇〇)面作為 側邊的矩形，在背面側，沿著[丨1-2〇]方向，與（uoo)面平 行地進行雷射標示。 14·一種可辨別正背面之矩形氮化物半導體基板，其特徵在 於：其係具有（0001)正面，且以（11-20)面與（1·100)面作為 側邊的矩形，在背面側，沿著[11-20]方向，與（1-100)面平 行地以呈相反文字進行雷射標示。 87008