CN110858550B - 小面区域的检测方法和检测装置 - Google Patents

小面区域的检测方法和检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110858550B
CN110858550B CN201910687066.5A CN201910687066A CN110858550B CN 110858550 B CN110858550 B CN 110858550B CN 201910687066 A CN201910687066 A CN 201910687066A CN 110858550 B CN110858550 B CN 110858550B
Authority
CN
China
Prior art keywords
single crystal
crystal ingot
sic single
fluorescence
region
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
CN201910687066.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110858550A (zh
Inventor
村泽尚树
高桥邦充
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.)
Disco Corp
Original Assignee
Disco Corp
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 Disco Corp filed Critical Disco Corp
Publication of CN110858550A publication Critical patent/CN110858550A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110858550B publication Critical patent/CN110858550B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6489—Photoluminescence of semiconductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/26—Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • 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
    • C30B35/00—Apparatus not otherwise provided for, specially adapted for the growth, production or after-treatment of single crystals or of a homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
    • 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
    • H01L21/02013—Grinding, lapping
    • 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
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02378—Silicon carbide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/24—Optical enhancement of defects or not directly visible states, e.g. selective electrolytic deposition, bubbles in liquids, light emission, colour change
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/30—Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements
    • H01L22/34—Circuits for electrically characterising or monitoring manufacturing processes, e. g. whole test die, wafers filled with test structures, on-board-devices incorporated on each die, process control monitors or pad structures thereof, devices in scribe line
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
    • G01N2001/2866—Grinding or homogeneising
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N2021/8477—Investigating crystals, e.g. liquid crystals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

提供小面区域的检测方法和检测装置，对SiC单晶锭的小面区域的位置进行检测。该小面区域的检测方法对SiC单晶锭的小面区域进行检测，该SiC单晶锭具有第一面和与该第一面相反的一侧的第二面，并且c轴从该第一面至该第二面，其中，该小面区域的检测方法包含如下的步骤：照射步骤，对该SiC单晶锭的该第一面照射来自光源的光；荧光强度检测步骤，对通过照射至该第一面的该光而从该SiC单晶锭的该第一面产生的荧光的强度进行检测；以及判定步骤，在该第一面上，将在该荧光强度检测步骤中所检测到的荧光强度比较小的区域判定为小面区域，将该荧光强度比较大的区域判定为非小面区域。

Description

小面区域的检测方法和检测装置
技术领域
本发明涉及对SiC(碳化硅)单晶锭的小面区域进行检测的检测方法以及对该小面区域进行检测的检测装置。
背景技术
近年来，作为在以逆变器或转换器为代表的功率器件等中使用的下一代的半导体材料，SiC(碳化硅)代替Si(硅)而备受瞩目。SiC晶片是通过对SiC单晶锭进行切片而形成的。作为对SiC单晶锭进行切片而制造SiC晶片的方法，例如已知有使用线切割机切割SiC单晶锭的方法。
但是，在使用线切割机的方法中，产生如下的问题：损失的SiC的量较多，与作为原料的SiC单晶锭的量相比，得到的SiC晶片的数量减少。例如在制造厚度为350μm左右的SiC晶片时，作为切削量需要厚度为150μm～200μm左右的区域。另外，为了将得到的SiC晶片的正面的起伏等去除，需要对SiC晶片的正面进行研磨而将厚度为50μm左右的区域去除。
因此，作为SiC的损失比较少的SiC晶片的制造方法，已知有如下的方法：将对于SiC具有透过性的波长的激光束会聚在SiC单晶锭的内部而形成改质层和从该改质层延伸的裂纹从而进行割断。在该方法中，将该激光束的聚光点定位于SiC单晶锭的规定的深度位置而使该激光束沿着被割断面进行扫描，从而沿着该被割断面形成改质层(参照专利文献1)。
另外，SiC单晶在其生长过程中形成有被称为小面(facet)区域的区域和被称为非小面区域的区域这两种生长模式相互不同的区域。已知小面区域和非小面区域由于其生长模式的不同，电阻率或缺陷密度等物性不同。
因此，为了使用所制造的SiC晶片得到规定的性能的器件，不断开发出一边控制小面区域和非小面的形成区域一边形成SiC单晶锭的技术(参照专利文献2～4)。
专利文献1：日本特开2016-127186号公报
专利文献2：日本特开2014-40357号公报
专利文献3：日本特开2004-323348号公报
专利文献4：日本特开2013-100217号公报
小面区域和非小面区域的折射率相互不同。因此，在想要将对于SiC具有透过性的波长的激光束从SiC单晶锭的正面照射至规定的深度而形成改质层时，在小面区域和非小面区域中，该激光束会聚在不同的深度位置。因此，改质层未形成于均匀的深度上，在使用基于激光束的切片方法的情况下，也需要一定大小的切削量(切损)。
因此，为了与区域无关而在SiC单晶锭的内部的均匀的深度上形成改质层，考虑了利用不同的激光加工条件分别对小面区域和非小面区域照射该激光束。例如，若为SiC晶片，则能够通过目视来确认反映出小面区域和非小面区域的氮浓度差异的对比。
但是，SiC单晶锭比SiC晶片厚，通过目视来判别小面区域和非小面区域并不容易。因此，在SiC单晶锭中，对各个区域的位置进行识别而利用适合各个区域的加工条件对SiC单晶锭照射该激光束是困难的。
发明内容
本发明是鉴于该问题点而完成的，其目的在于提供能够在SiC单晶锭中容易地检测小面区域的检测方法和检测装置。
根据本发明的一个方式，提供小面区域的检测方法，对SiC单晶锭的小面区域进行检测，该SiC单晶锭具有第一面和与该第一面相反的一侧的第二面，并且c轴从该第一面至该第二面，其特征在于，该小面区域的检测方法包含如下的步骤：照射步骤，对该SiC单晶锭的该第一面照射来自光源的光；荧光强度检测步骤，对通过照射至该第一面的该光而从该SiC单晶锭的该第一面产生的荧光进行检测，得到该荧光的强度分布；以及判定步骤，在该第一面上，将通过该荧光强度检测步骤而检测的荧光的强度比较小的区域判定为小面区域，将该荧光的强度比较大的区域判定为非小面区域。
优选该小面区域的检测方法还包含如下的磨削步骤：在实施该照射步骤之前，使用磨削磨具对该第一面进行磨削。
另外，根据本发明的另一方式，提供小面区域的检测装置，其对SiC单晶锭的小面区域进行检测，该SiC单晶锭具有第一面和与该第一面相反的一侧的第二面，并且c轴从该第一面至该第二面，其特征在于，该小面区域的检测装置具有：卡盘工作台，其在使该第一面朝向上方的状态下对该SiC单晶锭进行保持；光源，其对该卡盘工作台所保持的该SiC单晶锭照射光；荧光检测单元，其对通过从该光源照射至该第一面的光而从该第一面产生的荧光进行检测，得到该荧光的强度分布；以及判定单元，其根据该荧光检测单元所检测到的该荧光的强度分布，对该SiC单晶锭的该第一面的小面区域的位置进行检测。
优选该荧光检测单元具有拍摄单元，该拍摄单元对通过基于该光源的该光的照射而产生该荧光的该SiC单晶锭的该第一面进行拍摄。
当对SiC单晶锭的第一面照射特定的波长的光时，从该第一面产生荧光。在小面区域和非小面区域中，光学特性不同，因此按照同一条件照射该光时所产生的荧光的强度不同。例如在小面区域中，荧光的强度比较小，在非小面区域中，该荧光的强度比较大。即，在SiC单晶锭的第一面上所产生的荧光的强度的分布与小面区域和非小面区域的分布对应。
因此，在本发明的一个方式的小面区域的检测方法和检测装置中，对SiC单晶锭的第一面照射光并对在该第一面上产生的荧光进行检测。并且，通过得到荧光的强度分布，能够检测到SiC单晶锭的小面区域。
因此，通过本发明，提供能够在SiC单晶锭中容易地检测到小面区域的检测方法和检测装置。
附图说明
图1的(A)是示意性示出SiC单晶锭的立体图，图1的(B)是示意性示出SiC单晶锭的侧视图。
图2的(A)是示意性示出SiC单晶锭的小面区域的立体图，图2的(B)是示意性示出照射步骤和荧光强度检测步骤的立体图。
图3是示意性示出拍摄单元所拍摄的荧光图像的一例的俯视图。
图4的(A)是示意性示出激光加工步骤的立体图，图4的(B)是示意性示出形成有改质层和裂纹的SiC单晶锭的剖视图，图4的(C)是示意性示出形成有改质层和裂纹的SiC单晶锭的俯视图。
图5是示出小面区域的检测方法的各步骤的流程的流程图。
标号说明
11：SiC单晶锭；11a：第一面；11b：第二面；11c：非小面区域；11d：小面区域；13、15：定向平面；17：第一面的法线；19：c轴；21：c面；23：改质层；25：裂纹；2：检测装置；4：光源；6：拍摄单元；8：滤波器；10：透镜；12：光；14、20：卡盘工作台；16：荧光图像；18：激光加工装置；22：激光加工单元；22a：激光束。
具体实施方式
参照附图，对本发明的实施方式进行说明。首先，对通过本实施方式的小面区域的检测方法和检测装置来检测小面区域的SiC单晶锭进行说明。图1的(A)是示意性示出SiC单晶锭11的立体图，图1的(B)是示意性示出SiC单晶锭11的侧视图。SiC单晶锭11具有第一面11a和第一面11a的相反侧的第二面11b。第一面11a和第二面11b相互平行。
SiC单晶锭11例如在与第一面11a平行的被割断面被割断而被切割成SiC晶片。SiC晶片作为在以逆变器或转换器为代表的功率器件等的制造中所用的下一代的半导体材料备受瞩目。
在将SiC单晶锭11割断时，例如将对于SiC具有透过性的波长的激光束沿着被割断面会聚在距离第一面11a规定的深度位置，通过多光子吸收过程而在SiC单晶锭11的内部形成改质层。然后，使裂纹沿着该被割断面从改质层延伸，从而将SiC单晶锭11割断。另外，SiC单晶锭11的第一面11a成为激光束的被照射面，因此可以预先进行研磨而形成为镜面。
如图1的(A)所示，在SiC单晶锭11上形成有第一定向平面13和与第一定向平面13垂直的第二定向平面15。第一定向平面13的长度形成得比第二定向平面15的长度长。
SiC单晶锭11具有：相对于第一面11a的法线17以偏离角α向第二定向平面15方向倾斜的c轴19；以及与c轴19垂直的c面21。该c轴19例如从第一面11a至第二面11b。c面21相对于SiC单晶锭11的第一面11a以偏离角α倾斜。通常，在SiC单晶锭11中，将与较短的第二定向平面15的延伸方向垂直的方向作为c轴19的倾斜方向。
在SiC单晶锭11中按照分子级设定有无数的c面21。偏离角α例如设定为4°。但是，偏离角α并不限于4°，例如可以在1°～6°的范围内自由地设定而制造SiC单晶锭11。
SiC单晶在其生长过程中在正面上形成有被称为小面区域的区域和被称为非小面区域的区域这两种生长模式相互不同的区域。图2的(A)是示意性示出SiC单晶锭11的小面区域11d和非小面区域11c的立体图。在图2的(A)中示出该小面区域11d，该小面区域11d以外的区域是非小面区域11c。
已知小面区域11d和非小面区域11c由于其生长模式的不同，电阻率或缺陷密度等物性不同。不过，在SiC单晶锭11中，难以通过目视来判别小面区域11d和非小面区域11c。
小面区域11d和非小面区域11c的折射率相互不同。因此，在想要将对于SiC具有透过性的波长的激光束会聚在SiC单晶锭11的规定的深度而形成改质层时，在小面区域11d和非小面区域11c中，该激光束会聚在不同的深度位置。
更详细而言，在SiC单晶锭11中，小面区域11d的折射率大于非小面区域11c的折射率。因此，在小面区域11d中，该激光束会聚在比非小面区域11c深的位置，在更深的位置形成改质层。
另外，在小面区域11d和非小面区域11c中，激光束的吸收性不同。虽然该激光束对于SiC具有透过性，但是按照一定的比例被SiC吸收。并且，非小面区域11c中的该激光束的吸收性低于小面区域11d中的该激光束的吸收性。因此，对于到达聚光点的该激光束的强度，非小面区域11c强于小面区域11d。
即，即使按照同样的条件对SiC单晶锭11的整个第一面11a照射激光束，也无法在SiC单晶锭11的内部的均匀的深度上均匀地形成改质层。因此，切割成SiC晶片时的切削量(切损)增大。
因此，在本实施方式的小面区域的检测方法和检测装置中，对SiC单晶锭11的小面区域11d的位置进行检测。当检测到小面区域11d和非小面区域11c的位置时，能够按照不同的条件对各个区域照射激光束，以便在各个区域中均匀地形成改质层。
接着，对本实施方式的小面区域11d的检测装置进行说明。在图2的(B)中示意性示出小面区域11d的检测装置2的主要结构。
该检测装置2具有：卡盘工作台14，其对SiC单晶锭11进行保持；以及光源单元4，其配设于该卡盘工作台14的上方。检测装置2例如还具有与该光源单元4并列的拍摄单元6。
卡盘工作台14在内部具有一端通到卡盘工作台14的上表面的吸引路(未图示)以及与该吸引路的另一端连接的吸引源(未图示)。当将SiC单晶锭11载置于卡盘工作台14的上表面并使该吸引源进行动作而将负压通过该吸引路作用于SiC单晶锭11时，将SiC单晶锭11吸引保持于卡盘工作台14上。即，卡盘工作台14的上表面作为保持面。
光源单元4在内部具有光源(未图示)。该光源例如是水银灯或LED(LightEmitting Diode：发光二极管)，能够发出包含紫外区域的波长成分的光。光源单元4还具有能够透过特定的波长的光的带通滤波器等滤波器8以及对该光的照射区域进行调整的透镜10。
从该光源射出的光12透过滤波器8。此时，光12的该特定的波长以外的成分被遮断。然后，光12经由透镜10而照射至卡盘工作台14所保持的SiC单晶锭11。照射至SiC单晶锭11的光12是在照射至SiC单晶锭11时产生荧光的波长的光，例如是波长为365nm的紫外线。
拍摄单元6朝向卡盘工作台14的保持面，对从光源对卡盘工作台14所保持的SiC单晶锭11照射光12时所产生的荧光进行拍摄而得到第一面11a的荧光图像。即，该检测装置2具有由拍摄单元6构成的荧光检测单元。这里，荧光图像是指呈现出荧光的强度分布的图像。另外，拍摄单元6可以并列地配设于光源单元4的附近，或者也可以配设于卡盘工作台14的斜上方。
小面区域11d的检测装置2还具有对该检测装置2的各构成要素进行控制的控制单元(未图示)。该控制单元与卡盘工作台14、光源单元4以及拍摄单元6电连接。该控制单元对光源单元4进行控制而将该光12照射至卡盘工作台14所保持的SiC单晶锭11，通过拍摄单元6对该荧光进行检测而形成荧光图像。
另外，也可以是，控制单元对该光源单元4进行控制而一边将该光12照射至该SiC单晶锭11的第一面11a的一部分一边使该卡盘工作台14在与该保持面平行的方向上移动，从而使该光12在该第一面11a上进行扫描。在该情况下，控制单元将第一面11a上的该光12的被照射位置的坐标和该拍摄单元6所检测的荧光的强度相关联而形成荧光图像。
小面区域11d的检测装置2的该控制单元可以具有记录单元，该记录单元对根据所检测的该荧光而制作的荧光图像进行记录。另外，该控制单元可以具有判定单元，该判定单元根据呈现在该荧光图像的该荧光的强度分布而对SiC单晶锭11的第一面11a上的小面区域11d的位置进行判定。
关于在SiC单晶锭11的第一面11a上产生的该荧光，其强度在小面区域11d和非小面区域11c是不同的。因此，该记录单元中所记录的荧光图像是荧光的强度根据小面区域11d和非小面区域11c的位置而不同的荧光图像。例如，与非小面区域11c相比，在小面区域11d中，荧光的强度减小。
因此，在荧光图像中，该控制单元的该判定单元将荧光的强度比较小的区域判定为小面区域11d，将荧光的强度比较大的区域判定为非小面区域11c。这样，小面区域11d的检测装置2能够根据对SiC单晶锭11照射光12所产生的荧光的强度的分布而检测SiC单晶锭11的第一面11a的小面区域11d的位置。
另外，该控制单元可以具有存储部，该存储部对与所检测到的SiC单晶锭11的小面区域11d的位置相关的信息进行存储。并且，该控制单元可以将与小面区域11d的位置相关的信息发送至将SiC单晶锭11切割成SiC晶片的激光加工装置。
接着，对使用小面区域11d的检测装置2实施的本实施方式的小面区域的检测方法进行说明。图5是示意性示出该小面区域的检测方法的各步骤的流程的流程图。
在该小面区域11d的检测方法中，首先实施照射步骤S1，对SiC单晶锭11的第一面11a照射来自光源单元4的光源的光12。图2的(B)是示意性示出照射步骤S1的立体图。
在照射步骤S1中，按照第一面11a朝向上方的状态将SiC单晶锭11载置于卡盘工作台14的上表面上。然后，使卡盘工作台14的吸引源进行动作而对该SiC单晶锭11作用负压，从而将SiC单晶锭11吸引保持于卡盘工作台14上。
接着，使光源单元4进行动作而从光源射出光12，光12经由滤波器8和透镜10而照射至第一面11a上。光12是波长比在照射至SiC单晶锭11时在SiC单晶锭11上产生荧光的紫外区域短的光，例如是波长为365nm的光。不过，光12的波长不限于此。
在本实施方式的小面区域11d的检测方法中，接着实施荧光强度检测步骤S2，对通过照射至第一面11a的光12而从SiC单晶锭11的第一面11a产生的荧光进行检测，得到该荧光的强度分布。利用构成荧光检测单元的拍摄单元6对通过在照射步骤中照射至第一面11a的光12而产生的荧光进行检测。
图3是示意性示出第一面11a的荧光图像16的俯视图，反映出在荧光强度检测步骤S2中通过拍摄单元6所检测的荧光的强度分布。在图3所示的俯视图中，为了便于说明，在荧光的强度比较小的区域带有斜线的阴影。如图3所示，在荧光图像16中，在SiC单晶锭11的第一面11a上确认到所产生的荧光的强度比较大的区域和强度比较小的区域。
接着，在本实施方式的小面区域11d的检测方法中，实施判定步骤S3，根据在荧光强度检测步骤S2中所得到的荧光图像16，判定第一面11a的小面区域11d和非小面区域11c的位置。
在判定步骤S3中，在SiC单晶锭11的第一面11a上，将荧光的强度比较小的区域判定为小面区域11d，将荧光的强度比较大的区域判定为非小面区域11c。
根据本实施方式的小面区域11d的检测方法，通过检测对SiC单晶锭11照射光12而产生的荧光，能够检测小面区域11d和非小面区域11c。
另外，在本实施方式的小面区域11d的检测方法中，在实施照射步骤S1之前，可以实施磨削步骤，使用磨削磨具对SiC单晶锭11的第一面11a进行磨削。
在照射步骤S1中，对该第一面11a照射光12而观察所产生的荧光。此时，若第一面11a的正面不平坦，则在第一面11a的各区域中，未按照同样的条件照射光12，并且未按照同样的条件产生荧光。因此，为了适当地检测到小面区域11d，优选实施磨削步骤对第一面11a进行磨削而使其形成为镜面。
另外，当实施磨削步骤而使第一面11a平坦时，在之后从SiC单晶锭11切割出SiC晶片时，能够按照期望的条件对整个第一面11a实施激光加工。
另外，在本实施方式的小面区域11d的检测方法中，可以实施存储步骤，将与在判定步骤S3中所检测到的小面区域11d和非小面区域11c的位置相关的信息存储于控制单元的存储部。可以使用在存储步骤中所存储的与小面区域11d和非小面区域11c的位置相关的信息，在之后从SiC单晶锭11制造SiC晶片。
在制造SiC晶片时，当按照分别适合小面区域11d和非小面区域11c的条件照射对于SiC具有透过性的激光束时，能够在SiC单晶锭的规定的深度位置形成均匀的改质层。在该情况下，对SiC单晶锭进行切割而形成SiC晶片时所需的切削量比较小，SiC的损失率降低，因此能够有效地制造SiC晶片。
接着，说明对已检测了小面区域11d和非小面区域11c的SiC单晶锭11进行激光加工而制造SiC晶片的方法和激光加工装置。图4的(A)是示意性示出利用该激光加工装置对SiC单晶锭11进行激光加工的情况的立体图。
图4的(A)所示的激光加工装置18具有卡盘工作台20和该卡盘工作台20的上方的激光加工单元22。该卡盘工作台20与小面区域11d的检测装置2的卡盘工作台14同样地构成。该卡盘工作台20能够在与上表面的保持面平行的方向上移动。
激光加工单元22具有将对于SiC具有透过性的波长的激光束22a会聚在卡盘工作台14所保持的SiC单晶锭11的规定的深度位置的功能。该激光束22a会聚在SiC单晶锭11的被割断面的深度位置。
在制造SiC晶片的方法中，首先实施保持步骤，对SiC单晶锭11进行保持。在保持步骤中，按照使第一面11a朝向上方的状态将SiC单晶锭11载置于激光加工装置18的卡盘工作台20的保持面上，将SiC单晶锭11吸引保持于卡盘工作台20上。
接着，实施激光加工步骤，对SiC单晶锭11照射激光束22a而对SiC单晶锭进行激光加工。在激光加工步骤中，使激光加工单元22进行动作而使激光束22a会聚在SiC单晶锭11的内部的规定的深度，同时将卡盘工作台20在与保持面平行的方向上进行加工进给。
例如如图4的(A)所示，在沿着SiC单晶锭11的第二定向平面15的方向上将卡盘工作台20进行加工进给。当使激光束22a会聚在SiC单晶锭11的内部的规定的深度位置时，通过多光子吸收过程在聚光点的附近形成改质层23。
在从SiC单晶锭11的一端至另一端使激光束22a会聚之后，将卡盘工作台20在与保持面平行且与第二定向平面15垂直的方向上进行分度进给。然后，一边将卡盘工作台20沿着第二定向平面15向反方向进行加工进给一边使激光束22a会聚于SiC单晶锭11。
当通过激光束22a的照射形成改质层23时，裂纹25沿着被割断面从该改质层23延伸。图4的(B)是示意性示出裂纹25从改质层23延伸的情况的剖视图。如图4的(B)所示，裂纹25容易从改质层23向沿着c面21(参照图1的(A)等)的方向延伸。
另外，图4的(C)是示意性示出裂纹25从所形成的改质层23延伸的情况的俯视图。另外，改质层23和裂纹25未露出于SiC单晶锭11的第一面11a，但为了便于说明，在图4的(C)中用实线示出。
并且，对SiC单晶锭11的整个第一面11a照射激光束22a。于是，通过沿着被割断面形成的裂纹25将SiC单晶锭11割断而形成SiC晶片。
另外，在激光加工步骤中，当按照相同的条件沿着整个第一面11a照射激光束22a时，所形成的改质层23的深度、裂纹25的延伸程度在小面区域11d和非小面区域11c中不同。因此，在小面区域11d和非小面区域11c中按照不同的条件实施激光加工。此时，按照在各个区域中同样地形成改质层23和裂纹25的方式设定各个区域中的加工条件。
这里，根据本实施方式的小面区域11d的检测方法和检测装置，能够在实施激光加工之前预先对SiC单晶锭11的小面区域11d和非小面区域11c的位置进行检测。并且，激光加工装置18能够从小面区域11d的检测装置2获取与该小面区域11d的位置相关的信息。因此，在实施激光加工时，能够按照适合各个区域的加工条件对小面区域11d和非小面区域11c实施激光加工。
例如在对非小面区域11c进行加工时，按照适合非小面区域11c的加工条件照射激光束22a。并且，在激光束22a的聚光点到达小面区域11d时，切换加工条件而照射激光束22a。在激光束22a的聚光点再次到达非小面区域11c时，恢复加工条件而照射激光束22a。
或者，使卡盘工作台20移动而按照适合非小面区域11c的条件对非小面区域11c进行激光加工。并且，在激光束22a的聚光点临近小面区域11d时，停止激光束22a的照射。然后，在该聚光点离开小面区域11d时，再次开始激光束22a的照射。
接着，使卡盘工作台20向反方向移动，在激光束22a的聚光点到达小面区域11d时，照射激光束22a而按照适合小面区域11d的条件对小面区域11d进行加工。
在这些情况下，能够在SiC单晶锭11的规定的深度位置均匀地形成改质层。因此，将SiC单晶锭11割断的深度位置等的偏差减小。因此，能够将考虑该偏差而需要的SiC单晶锭11的切削量设定得较小。因此，在从SiC单晶锭11形成SiC晶片时，能够减少SiC的损失量。
另外，本发明不限于上述实施方式的记载，可以进行各种变更并实施。例如在上述实施方式中，说明了将SiC单晶锭11保持于卡盘工作台14上而对第一面11a照射光并对所产生的荧光进行检测的情况，但本发明的一个方式不限于此。例如，在照射该光时，可以不将SiC单晶锭11保持于卡盘工作台14上，可以将SiC单晶锭11载置于没有吸引保持机构的工作台上。
另外，小面区域11d的检测装置2可以组装至从SiC单晶锭11切割出SiC晶片的激光加工装置18中。在该情况下，对已检测了小面区域11d的位置的SiC单晶锭11直接进行激光加工而切割成SiC晶片。在该情况下，激光加工装置18的卡盘工作台20可以作为检测装置2的卡盘工作台14发挥功能，激光加工装置18的激光加工单元22可以作为检测装置2的光源单元4发挥功能。
上述实施方式的构造、方法等只要不脱离本发明的目的的范围，则可以适当变更并实施。

Claims (4)

1.一种小面区域的检测方法，对SiC单晶锭的小面区域进行检测，该SiC单晶锭具有第一面和与该第一面相反的一侧的第二面，并且c轴从该第一面至该第二面，其特征在于，
该小面区域的检测方法包含如下的步骤：
照射步骤，对该SiC单晶锭的该第一面照射来自光源的光；
荧光强度检测步骤，对通过照射至该第一面的该光而从该SiC单晶锭的该第一面产生的荧光进行检测，得到该荧光的强度分布；以及
判定步骤，在该第一面上，将通过该荧光强度检测步骤而检测的荧光的强度比较小的区域判定为小面区域，将该荧光的强度比较大的区域判定为非小面区域。
2.根据权利要求1所述的小面区域的检测方法，其特征在于，
该小面区域的检测方法还包含如下的磨削步骤：在实施该照射步骤之前，使用磨削磨具对该第一面进行磨削。
3.一种小面区域的检测装置，其对SiC单晶锭的小面区域进行检测，该SiC单晶锭具有第一面和与该第一面相反的一侧的第二面，并且c轴从该第一面至该第二面，其特征在于，
该小面区域的检测装置具有：
卡盘工作台，其在使该第一面朝向上方的状态下对该SiC单晶锭进行保持；
光源，其对该卡盘工作台所保持的该SiC单晶锭照射光；
荧光检测单元，其对通过从该光源照射至该第一面的光而从该第一面产生的荧光进行检测，得到该荧光的强度分布；以及
判定单元，其根据该荧光检测单元所检测到的该荧光的强度分布，对该SiC单晶锭的该第一面的小面区域的位置进行检测。
4.根据权利要求3所述的小面区域的检测装置，其特征在于，
该荧光检测单元具有拍摄单元，该拍摄单元对通过基于该光源的该光的照射而产生该荧光的该SiC单晶锭的该第一面进行拍摄。
CN201910687066.5A 2018-08-22 2019-07-29 小面区域的检测方法和检测装置 Active CN110858550B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018155654A JP7106217B2 (ja) 2018-08-22 2018-08-22 ファセット領域の検出方法及び検出装置
JP2018-155654 2018-08-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110858550A CN110858550A (zh) 2020-03-03
CN110858550B true CN110858550B (zh) 2023-08-22

Family

ID=69412755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910687066.5A Active CN110858550B (zh) 2018-08-22 2019-07-29 小面区域的检测方法和检测装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10852240B2 (zh)
JP (1) JP7106217B2 (zh)
KR (1) KR20200022332A (zh)
CN (1) CN110858550B (zh)
DE (1) DE102019212580A1 (zh)
MY (1) MY195056A (zh)
SG (1) SG10201907316YA (zh)
TW (1) TWI811427B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7229729B2 (ja) * 2018-11-08 2023-02-28 株式会社ディスコ Ｆａｃｅｔ領域の検出方法および検出装置ならびにウエーハの生成方法およびレーザー加工装置
US10576585B1 (en) 2018-12-29 2020-03-03 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US11024501B2 (en) 2018-12-29 2021-06-01 Cree, Inc. Carrier-assisted method for parting crystalline material along laser damage region
US10562130B1 (en) 2018-12-29 2020-02-18 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US10611052B1 (en) 2019-05-17 2020-04-07 Cree, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods
DE102021110742A1 (de) 2021-04-27 2022-10-27 Infineon Technologies Ag Verfahren zum teilen von halbleiterwerkstücken, halbleiterwerkstück und gerät zum definieren eines trennbereichs in halbleiterwerkstücken
JP2023003693A (ja) * 2021-06-24 2023-01-17 株式会社ディスコ ファセット領域の検出方法、ウエーハの生成方法、検出装置、およびレーザー加工装置
WO2023106018A1 (ja) * 2021-12-08 2023-06-15 株式会社デンソー ウェハ製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101405594A (zh) * 2006-03-22 2009-04-08 阿米克公司 荧光读取器
JP2013100217A (ja) * 2011-10-17 2013-05-23 Sumitomo Electric Ind Ltd 炭化珪素インゴットおよび炭化珪素基板、ならびにこれらの製造方法
JP2014169944A (ja) * 2013-03-04 2014-09-18 Central Research Institute Of Electric Power Industry 炭化珪素基板又は炭化珪素半導体素子の検査方法及び炭化珪素基板又は炭化珪素半導体素子の製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3801125B2 (ja) * 2001-10-09 2006-07-26 住友電気工業株式会社 単結晶窒化ガリウム基板と単結晶窒化ガリウムの結晶成長方法および単結晶窒化ガリウム基板の製造方法
US7354477B2 (en) * 2001-10-09 2008-04-08 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of growing GaN crystal, method of producing single crystal GaN substrate, and single crystal GaN substrate
JP3764462B2 (ja) 2003-04-10 2006-04-05 株式会社豊田中央研究所 炭化ケイ素単結晶の製造方法
US7462882B2 (en) * 2003-04-24 2008-12-09 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride semiconductor light-emitting device, method of fabricating it, and semiconductor optical apparatus
US7323256B2 (en) 2003-11-13 2008-01-29 Cree, Inc. Large area, uniformly low dislocation density GaN substrate and process for making the same
EP1619276B1 (en) 2004-07-19 2017-01-11 Norstel AB Homoepitaxial growth of SiC on low off-axis SiC wafers
JP5031651B2 (ja) 2008-04-21 2012-09-19 新日本製鐵株式会社 炭化珪素単結晶インゴットの製造方法
JP2010199316A (ja) 2009-02-25 2010-09-09 Sumitomo Electric Ind Ltd 基板の製造方法および基板
JP6050053B2 (ja) 2012-08-23 2016-12-21 株式会社豊田中央研究所 ＳｉＣ単結晶の製造方法
JP2015202986A (ja) 2014-04-14 2015-11-16 三菱化学株式会社 窒化物半導体基板、基板ロットおよびオリエンテーション・フラットの形成方法
JP6395613B2 (ja) 2015-01-06 2018-09-26 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
WO2016136552A1 (ja) 2015-02-23 2016-09-01 三菱化学株式会社 Ｃ面ＧａＮ基板
JP6625854B2 (ja) * 2015-10-06 2019-12-25 株式会社ディスコ 光デバイスウエーハの加工方法
JP6562819B2 (ja) * 2015-11-12 2019-08-21 株式会社ディスコ ＳｉＣ基板の分離方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101405594A (zh) * 2006-03-22 2009-04-08 阿米克公司 荧光读取器
JP2013100217A (ja) * 2011-10-17 2013-05-23 Sumitomo Electric Ind Ltd 炭化珪素インゴットおよび炭化珪素基板、ならびにこれらの製造方法
JP2014169944A (ja) * 2013-03-04 2014-09-18 Central Research Institute Of Electric Power Industry 炭化珪素基板又は炭化珪素半導体素子の検査方法及び炭化珪素基板又は炭化珪素半導体素子の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI811427B (zh) 2023-08-11
TW202010006A (zh) 2020-03-01
JP7106217B2 (ja) 2022-07-26
US10852240B2 (en) 2020-12-01
JP2020031134A (ja) 2020-02-27
US20200064269A1 (en) 2020-02-27
SG10201907316YA (en) 2020-03-30
KR20200022332A (ko) 2020-03-03
DE102019212580A1 (de) 2020-02-27
MY195056A (en) 2023-01-05
CN110858550A (zh) 2020-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110858550B (zh) 小面区域的检测方法和检测装置
KR102298614B1 (ko) 반도체 잉곳의 검사 방법, 검사 장치 및 레이저 가공 장치
TWI488726B (zh) Segmentation method
KR102309388B1 (ko) 박판의 분리 방법
TWI831862B (zh) Ｆａｃｅｔ區域之檢測方法及檢測裝置和晶圓之生成方法及雷射加工裝置
TWI631665B (zh) 光裝置之加工方法
TWI703003B (zh) 藍寶石晶圓的加工方法及雷射加工裝置
TW201712747A (zh) 晶圓的加工方法
TW201709310A (zh) 晶圓的加工方法
TW201235144A (en) Dividing method
KR20120127218A (ko) 광 디바이스 웨이퍼의 분할 방법
KR101979074B1 (ko) 기판 처리 방법
JP6277017B2 (ja) 光デバイス
TW201705243A (zh) 光元件晶片之製造方法
TWI591702B (zh) A method of dividing a patterned substrate
JP2015216140A (ja) 光デバイスの加工方法
JP2012049164A (ja) 発光デバイスの製造方法
JP2010145230A (ja) チャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置計測装置
CN108000348B (zh) 划痕检测方法
KR101876578B1 (ko) 사파이어 기판의 가공 방법
US20230364717A1 (en) Laser processing apparatus
US20240094143A1 (en) Inspection method of workpiece and inspection apparatus
US20240009773A1 (en) Manufacturing method of substrate
US20210265279A1 (en) Wafer processing method
TW202413932A (zh) 被加工物的檢查方法及檢查裝置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant