CN111162017A - 小面区域的检测方法和检测装置以及晶片的生成方法和激光加工装置 - Google Patents

小面区域的检测方法和检测装置以及晶片的生成方法和激光加工装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供小面区域的检测方法和检测装置以及晶片的生成方法和激光加工装置。该小面区域的检测方法是能够检测出小面区域和非小面区域的SiC晶锭的小面区域的检测方法。该小面区域的检测方法包括下述工序：荧光亮度检测工序，从SiC晶锭(84)的上表面对SiC晶锭(84)照射规定波长的激发光(EL)，检测SiC固有的荧光亮度；以及坐标设定工序，将荧光亮度检测工序中荧光亮度为规定值以上的区域设为非小面区域(100)，荧光亮度低于规定值的区域设为小面区域(98)，设定小面区域(98)与非小面区域(100)的边界的坐标。

Description

小面区域的检测方法和检测装置以及晶片的生成方法和激光 加工装置
技术领域
本发明涉及SiC晶锭的小面(Facet)区域的检测方法和检测装置、以及由SiC晶锭生成SiC晶片的晶片的生成方法和在SiC晶锭形成剥离层的激光加工装置。
背景技术
IC、LSI、LED等器件是在以Si(硅)、Al2O3(蓝宝石)等为原材料的晶片的正面层叠功能层并由交叉的多条分割预定线对该功能层进行划分而形成的。另外，功率器件、LED等是在以六方晶单晶SiC(碳化硅)为原材料的晶片的正面层叠功能层并由交叉的多条分割预定线对该功能层进行划分而形成的。利用切削装置、激光加工装置对分割预定线实施加工，将形成有器件的晶片分割为各个器件芯片，分割得到的各器件芯片被用于移动电话、个人计算机等电气设备中。
形成器件的晶片通常是通过利用线切割机将圆柱形状的晶锭薄薄地切断而生成的。通过对切断得到的晶片的正面和背面进行研磨而精加工成镜面(例如参见专利文献1)。但是，在将晶锭用线切割机切断并对切断得到的晶片的正面和背面进行研磨时，晶锭的大部分(70～80％)被舍弃，存在不经济的问题。特别是在SiC晶锭中，由于其硬度高而难以利用线切割机切断，需要相当长的时间，因此生产率差，并且晶锭的单价高，在高效地生成晶片方面存在课题。
因此，本发明人提出了下述的技术：将具有对于六方晶单晶SiC来说为透过性的波长的激光光线的聚光点定位在SiC晶锭的内部，对SiC晶锭照射激光光线，在切断预定面形成剥离层，沿着形成有剥离层的切断预定面从SiC晶锭剥离SiC晶片(例如参见专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-94221号公报
专利文献2：日本特开2016-111143号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，有时在SiC晶锭的内部存在晶体结构不同的被称为小面的区域，与非小面区域相比，小面区域的折射率高，并且能量的吸收率高，因此存在如下的问题：通过激光光线的照射而在SiC晶锭的内部形成的剥离层的位置和完成情况不均匀，晶片在小面区域与非小面区域之间产生阶梯差。
因此，本发明的目的在于提供一种SiC晶锭的小面区域的检测方法，其能够检测小面区域和非小面区域。
本发明的另一目的在于提供一种SiC晶锭的小面区域的检测装置，其能够检测小面区域和非小面区域。
本发明的又一目的在于提供一种晶片的生成方法，其能够生成在小面区域与非小面区域之间不存在阶梯差的晶片。
本发明的又一目的在于提供一种激光加工装置，其能够生成在小面区域与非小面区域之间不存在阶梯差的晶片。
用于解决课题的手段
根据本发明的一个方式，提供一种小面区域的检测方法，其是SiC晶锭的小面区域的检测方法，其中，该方法具备下述工序：荧光亮度检测工序，从SiC晶锭的上表面对该SiC晶锭照射规定波长的激发光，检测SiC固有的荧光亮度；以及坐标设定工序，将该荧光亮度检测工序中荧光亮度为规定值以上的区域设为非小面区域，荧光亮度低于该规定值的区域设为小面区域，设定小面区域与非小面区域的边界的坐标。
根据本发明的另一方式，提供一种晶片的生成方法，其由SiC晶锭生成SiC晶片，其中，该方法具备下述工序：平坦面形成工序，对SiC晶锭的上表面进行磨削而形成为平坦面；荧光亮度检测工序，从该SiC晶锭的上表面对该SiC晶锭照射规定波长的激发光，检测SiC固有的荧光亮度；坐标设定工序，将与c面相对于该SiC晶锭的上表面倾斜而形成有偏离角的方向正交的方向设为X轴、与该X轴正交的方向设为Y轴，该荧光亮度检测工序中荧光亮度为规定值以上的区域设为非小面区域、荧光亮度低于该规定值的区域设为小面区域，设定小面区域与非小面区域的边界的X坐标Y坐标；加工进给工序，将利用聚光器对具有对于SiC来说为透过性的波长的激光光线进行会聚而得到的聚光点定位在距离该SiC晶锭的上表面相当于要生成的晶片的厚度的深度，一边对该SiC晶锭照射该激光光线，一边使该SiC晶锭与该聚光点在该X轴方向上相对地进行加工进给，SiC分离成Si和C并且形成裂纹沿c面延伸的带状的剥离层；分度进给工序，使该SiC晶锭和该聚光点在该Y轴方向上相对地进行分度进给，在该Y轴方向上并列设置带状的剥离层；以及剥离工序，从该剥离层剥离要生成的晶片，在该加工进给工序中，基于由该坐标设定工序设定的该小面区域与该非小面区域的边界的X坐标Y坐标，相对于对该非小面区域照射激光光线时的激光光线的能量和该聚光器的位置，使对该小面区域照射激光光线时的激光光线的能量上升，，并且使该聚光器的位置上升。
根据本发明的又一方式，提供一种小面区域的检测装置，其是SiC晶锭的小面区域的检测装置，其中，该装置具备：荧光亮度检测构件，其从SiC晶锭的上表面对该SiC晶锭照射规定波长的激发光，检测SiC固有的荧光亮度；以及坐标设定构件，其将利用该荧光亮度检测构件检测出的荧光亮度为规定值以上的区域设为非小面区域，将荧光亮度低于该规定值的区域作为小面区域，设定小面区域与非小面区域的边界的坐标。
根据本发明的又一方式，提供一种激光加工装置，其在SiC晶锭形成剥离层，其中，该装置具备：保持工作台，其对SiC晶锭进行保持；荧光亮度检测构件，其从该SiC晶锭的上表面对该SiC晶锭照射规定波长的激发光，检测SiC固有的荧光亮度；坐标设定构件，其将与c面相对于该SiC晶锭的上表面倾斜而形成有偏离角的方向正交的方向设为X轴，将与该X轴正交的方向设为Y轴，将利用该荧光亮度检测构件检测出的荧光亮度为规定值以上的区域设为非小面区域，将荧光亮度低于该规定值的区域设为小面区域，设定小面区域与非小面区域的边界的X坐标Y坐标；激光光线照射单元，其包含聚光器，该聚光器将具有对于SiC来说为透过性的波长的激光光线的聚光点定位在距离该SiC晶锭的上表面相当于要生成的晶片的厚度的深度，对该SiC晶锭照射激光光线，SiC分离成Si和C并且形成裂纹沿c面延伸的剥离层；X轴进给机构，其使该保持工作台与该聚光器在该X轴方向上相对地进行加工进给；Y轴进给机构，其使该保持工作台与该聚光器在该Y轴方向上相对地进行分度进给；以及控制单元，其基于该小面区域与该非小面区域的边界的X坐标Y坐标，相对于对该非小面区域照射激光光线时的激光光线的能量和该聚光器的位置，使对该小面区域照射激光光线时的激光光线的能量上升，并且使该聚光器的位置上升。
发明效果
根据本发明的小面区域的检测方法，能够检测小面区域与非小面区域的边界。因此，能够基于所检测出的小面区域与非小面区域的数据，适当地控制对SiC晶锭照射激光光线的加工条件，能够生成在小面区域与非小面区域之间不存在阶梯差的晶片。
根据本发明的晶片的生成方法，能够使在小面区域和非小面区域中形成的剥离层的位置和完成情况均匀，生成在小面区域与非小面区域之间不存在阶梯差的晶片。
根据本发明的小面区域的检测装置，能够基于所检测出的小面区域与非小面区域的数据，适当地控制对SiC晶锭照射激光光线的加工条件，能够生成在小面区域与非小面区域之间不存在阶梯差的晶片。
根据本发明的激光加工装置，能够使在小面区域和非小面区域中形成的剥离层的位置和完成情况均匀，生成在小面区域与非小面区域之间不存在阶梯差的晶片。
附图说明
图1是本发明实施方式的激光加工装置的立体图。
图2是图1所示的荧光亮度检测构件的示意图。
图3是示出激发光波长为370nm和273nm的情况下的小面区域和非小面区域的荧光波长与亮度的关系的曲线图。
图4是示出实施平坦面形成工序的状态的立体图。
图5的(a)是SiC晶锭的主视图，图5的(b)是SiC晶锭的俯视图。
图6是示出实施荧光亮度检测工序的状态的立体图。
图7的(a)是在荧光亮度检测工序中拍摄的SiC晶锭的图像的示意图，图7的(b)是在坐标设定工序中设定的小面区域与非小面区域的边界的X坐标Y坐标的表。
图8的(a)是示出实施加工进给工序的状态的立体图，图8的(b)是示出实施加工进给工序的状态的截面图。
图9是示出在SiC晶锭的内部形成的剥离层的截面图。
图10是示出实施剥离工序的状态的立体图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的小面区域的检测方法和检测装置以及晶片的生成方法和激光加工装置的优选实施方式进行说明。
首先参照图1对本发明实施方式的激光加工装置进行说明。整体以符号2表示的激光加工装置至少包含：保持单元4，其对SiC晶锭进行保持；荧光亮度检测构件6，其从SiC晶锭的上表面对SiC晶锭照射规定波长的激发光，检测SiC固有的荧光亮度；坐标设定构件8，其将利用荧光亮度检测构件6检测出的荧光亮度为规定值以上的区域设为非小面区域，将荧光亮度低于规定值的区域设为小面区域，设定小面区域与非小面区域的边界的X坐标Y坐标；激光光线照射单元12，其包含聚光器10，该聚光器10将具有对于SiC来说为透过性的波长的激光光线的聚光点定位在距离SiC晶锭的上表面相当于要生成的晶片的厚度的深度，对SiC晶锭照射激光光线，SiC分离成Si和C并且形成裂纹沿c面延伸的剥离层；X轴进给机构14，其使保持单元4与聚光器10在X轴方向上相对地进行加工进给；Y轴进给机构16，其使保持单元4与聚光器10在Y轴方向上相对地进行分度进给；以及控制单元18，其控制激光加工装置2的动作。需要说明的是，X轴方向为图1中箭头X所示的方向，Y轴方向为图1中箭头Y所示的方向，是与X轴方向正交的方向。另外，X轴方向和Y轴方向所规定的平面实质上是水平的。
如图1所示，保持单元4包含：沿X轴方向自由移动地搭载于基台20的X轴可动板22；沿Y轴方向自由移动地搭载于X轴可动板22的Y轴可动板24；可自由旋转地搭载于Y轴可动板24的上表面的保持工作台26；以及使保持工作台26旋转的保持工作台用电动机(未图示)。
参照图1和图2对荧光亮度检测构件6进行说明。本实施方式的荧光亮度检测构件6设置于从基台20的上表面向上方延伸、接着实质上水平地延伸的框体28，包含安装在框体28的前端下表面的壳体30。另外，如图2所示，荧光亮度检测构件6包含：光源32，其振荡出不会对SiC晶锭实施激光加工的程度的低输出(例如0.1W)、且为规定波长(例如370nm)的激发光EL；分色镜34，其反射由光源32振荡出的规定波长的激发光EL，并且透过包含上述规定波长的第一规定波长区域(例如365～375nm)以外的波长的光；聚光透镜36，其对由分色镜34反射的激发光EL进行会聚而照射至SiC晶锭；带通滤波器38，其使第二规定波长区域(例如395～430nm)的光透过；以及光探测器40，其对透过了带通滤波器38的光的亮度进行检测。
本实施方式中，如图2所示，光源32、分色镜34、聚光透镜36以及带通滤波器38配置在壳体30内。另外，尽管未图示，但荧光亮度检测构件6包含使壳体30升降来调整激发光EL的聚光点的上下方向位置的聚光点位置调整构件，该聚光点位置调整构件可以由与壳体30连结且在上下方向延伸的滚珠丝杠、以及使该滚珠丝杠旋转的电动机构成。
由光源32振荡出的激发光EL被分色镜34反射而被引导至聚光透镜36，在聚光透镜36中会聚并照射至SiC晶锭。激发光EL照射至SiC晶锭时，从SiC晶锭放出包含与激发光EL的波长不同的波长(例如410nm左右)的荧光(放射光)FL。荧光FL透过聚光透镜36和分色镜34，之后仅第二规定波长区域的荧光FL透过带通滤波器38，透过了带通滤波器38的荧光FL的亮度被光探测器40所检测。并且，在荧光亮度检测构件6中，通过一边使SiC晶锭与壳体30相对移动一边从SiC晶锭的上表面对SiC晶锭照射规定波长的激发光EL，从而对SiC晶锭的整个上表面上的SiC固有的荧光FL的亮度进行检测。
如图2所示，坐标设定构件8与荧光亮度检测构件6的光探测器40电连接，由光探测器40检测出的SiC晶锭各部分的荧光亮度的数据被输入到坐标设定构件8中。并且，在坐标设定构件8中，将与c面相对于SiC晶锭的上表面倾斜而形成有偏离角的方向正交的方向设为X轴，将与X轴正交的方向设为Y轴，将利用荧光亮度检测构件6检测出的荧光亮度为规定值以上的区域设为非小面区域，将荧光亮度低于规定值的区域设为小面区域，设定小面区域与非小面区域的边界的X坐标Y坐标。需要说明的是，坐标设定构件8所使用的X轴和Y轴与图1所示的上述X轴方向和Y轴方向实质上相同。
此处，对于作为坐标设定构件8区分小面区域和非小面区域的判断基准的亮度的规定值进行说明。在对SiC晶锭照射作为激发光EL的波长370nm或波长273nm的光时，如图3所示，在任一波长下，均在从SiC晶锭放出的荧光FL的波长为410nm附近时出现亮度的峰值。另一方面，如通过参照图3所理解，激发光EL的波长为370nm的情况下的小面区域和非小面区域的亮度的峰值与激发光EL的波长为273nm的情况下的小面区域和非小面区域的亮度的峰值不同。因此，根据激发光EL的波长来设定作为区分小面区域与非小面区域的判断基准的亮度的规定值，使其处于小面区域的亮度的峰值与非小面区域的亮度的峰值之间。该规定值可以为小面区域的亮度的峰值与非小面区域的亮度的峰值的中间值左右，例如在激发光EL的波长为370nm的情况下，小面区域的亮度的峰值为48A.U.左右(参照图3中的细实线)、非小面区域的亮度的峰值为65A.U.左右(参照图3中的细虚线)，因此可以将规定值设定为55～58A.U.的程度。另外，在激发光EL的波长为273nm的情况下，小面区域的亮度的峰值为28A.U.左右(参照图3中的粗实线)、非小面区域的亮度的峰值为40A.U.左右(参照图3中的粗虚线)，因此可以将规定值设定为33～35A.U.的程度。
如图1所示，激光光线照射单元12的聚光器10与荧光亮度检测构件6的壳体30在X轴方向上隔开间隔地安装在框体28的前端下表面。另外，尽管未图示，但激光光线照射单元12包含：振荡出具有对于SiC来说为透过性的波长的脉冲激光的激光振荡器；调整从激光振荡器射出的脉冲激光光线的输出的衰减器；以及使聚光器10升降来调整脉冲激光光线的聚光点的上下方向位置的聚光点位置调整构件。聚光点位置调整构件可以构成为具有与聚光器10连结且在上下方向上延伸的滚珠丝杠、以及使该滚珠丝杠旋转的电动机。
并且，在激光光线照射单元12中，利用聚光点位置调整构件使聚光器10升降，将具有对于SiC来说为透过性的波长的脉冲激光光线的聚光点定位在距离保持在保持单元4的SiC晶锭的上表面相当于要生成的晶片的厚度的深度，之后将由激光振荡器射出且由衰减器调整了输出的脉冲激光光线利用聚光器10进行会聚而照射至SiC晶锭，由此在SiC晶锭的内部形成强度降低的剥离层。
如图1所示，X轴进给机构14具有：与X轴可动板22连结且在X轴方向上延伸的滚珠丝杠42；以及与滚珠丝杠42的一端部连结的电动机44。并且，X轴进给机构14利用滚珠丝杠42将电动机44的旋转运动转换成直线运动并传递至X轴可动板22，使X轴可动板22相对于聚光器10沿着基台20上的导轨20a在X轴方向上相对地进退。
Y轴进给机构16具有：与Y轴可动板24连结且在Y轴方向上延伸的滚珠丝杠46；以及与滚珠丝杠46的一端部连结的电动机48。并且，Y轴进给机构16利用滚珠丝杠46将电动机48的旋转运动转换成直线运动并传递至Y轴可动板24，使Y轴可动板24相对于聚光器10沿着X轴可动板22上的导轨22a在Y轴方向上相对地进退。
控制单元18与坐标设定构件8电连接，坐标设定构件8所设定的小面区域与非小面区域的边界的X坐标Y坐标被输入到控制单元18中。并且，在控制单元18中，基于小面区域与非小面区域的边界的X坐标Y坐标，相对于对非小面区域照射激光光线时的激光光线的能量和聚光器10的位置，使对小面区域照射激光光线时的激光光线的能量上升，并且使聚光器10的位置上升。需要说明的是，控制单元18和坐标设定构件8可以由各自分开的计算机构成，也可以由单独的计算机构成。
本实施方式中，如图1所示，激光加工装置2进一步具备：对保持于保持单元4的SiC晶锭进行拍摄的拍摄单元50；显示拍摄单元50所拍摄的图像的显示单元52；对保持于保持单元4的SiC晶锭的上表面进行磨削的磨削单元54；以及从保持于保持单元4的SiC晶锭的剥离层剥离要生成的晶片的剥离机构56。
拍摄单元50安装在框体28的前端下表面，配置在荧光亮度检测构件6的壳体30与激光光线照射单元12的聚光器10之间。另外，显示单元52配置在框体28的上表面。
磨削单元54包含：在Y轴方向上自由移动地安装于框体28的侧面的外壳58；使外壳58在Y轴方向上移动的外壳移动机构60；从可自由升降地支承于外壳58的基端起在Y轴方向上延伸的臂62；使臂62升降的臂升降构件(未图示)；以及安装于臂62的前端的主轴外壳64。
在主轴外壳64中内置有主轴用电动机(未图示)，该主轴用电动机可自由旋转地支承沿上下方向延伸的主轴66并且使主轴66旋转。参照图4进行说明，圆板状的磨轮安装座68固定于主轴66的下端，环状的磨削磨轮72通过螺栓70固定于磨轮安装座68的下表面。在周向上隔开间隔地呈环状配置的多个磨削磨具74固定于磨削磨轮72的下表面的外周边部。
如图1所示，剥离机构56包含：配置在基台20上的导轨20a的终端部的外壳76；从可自由升降地支承于外壳76的基端起在X轴方向延伸的臂78；以及使臂78升降的臂升降构件(未图示)。在臂78的前端附设有电动机80，吸附片82以在上下方向延伸的轴线为中心可自由旋转地连结在电动机80的下表面。在吸附片82的下表面形成有多个吸引孔(未图示)，吸附片82与吸引构件(未图示)连接。另外，在吸附片82内置有对吸附片82的下表面赋予超声波振动的超声波振动赋予构件(未图示)。
图5中示出了由SiC形成的SiC晶锭84。SiC晶锭84作为整体形成为圆柱形状，具有圆形的第一端面86、与第一端面86相反的一侧的圆形的第二端面88、位于第一端面86与第二端面88之间的周面90、从第一端面86至第二端面88的c轴(<0001>方向)、以及与c轴正交的c面({0001}面)。
SiC晶锭84中，c轴相对于第一端面86的垂线92倾斜，由c面与第一端面86形成偏离角α(例如α＝1、3、6度)。在图5中将形成有偏离角α的方向用箭头A表示。另外，在SiC晶锭84的周面90形成有表示晶体取向的矩形状的第一定向平面94和第二定向平面96。第一定向平面94与形成有偏离角α的方向A平行，第二定向平面96与形成有偏离角α的方向A正交。如图5的(b)所示，从上方看，第二定向平面96的长度L2比第一定向平面94的长度L1短(L2<L1)。
另外，图示的SiC晶锭84主要由六方晶单晶SiC形成，但局部存在有晶体结构不同的小面区域98。小面区域98形成为从SiC晶锭84的第一端面86至第二端面88的柱状，在SiC晶锭84的厚度方向(上下方向)上是如金太郎糖那样的相同形状。需要说明的是，将小面区域98以外的非小面区域用符号100表示。
接着对本发明的晶片的生成方法的实施方式进行说明，这里对使用上述的激光加工装置2的晶片的生成方法进行说明。本实施方式中，首先藉由适宜的粘接剂(例如环氧树脂系粘接剂)将SiC晶锭84固定于保持工作台26的上表面。需要说明的是，可以在保持工作台26的上表面形成多个吸引孔，在保持工作台26的上表面生成吸引力来吸引保持SiC晶锭84。
将SiC晶锭84固定于保持工作台26后，除了SiC晶锭84的上表面已经形成为平坦的情况以外，均实施对SiC晶锭84的上表面进行磨削而形成为平坦面的平坦面形成工序。
在平坦面形成工序中，首先将保持工作台26定位在磨削单元54的磨削磨轮72的下方。接着，如图4所示，使保持工作台26从上方看逆时针地以规定的旋转速度(例如300rpm)进行旋转。另外，使主轴66从上方看逆时针地以规定的旋转速度(例如6000rpm)进行旋转。接着利用臂升降构件使臂62下降，使磨削磨具74与SiC晶锭84的上表面(本实施方式中为第一端面86)接触。之后使臂62以规定的磨削进给速度(例如0.1μm/s)下降。由此，能够对SiC晶锭84的上表面进行磨削而形成为不会妨碍激光光线的入射的程度的平坦面。
在实施了平坦面形成工序后，实施荧光亮度检测工序，从SiC晶锭84的上表面对SiC晶锭84照射规定波长的激发光EL来检测SiC固有的荧光亮度。
在荧光亮度检测工序中，首先将保持工作台26定位在拍摄单元50的下方，利用拍摄单元50从上表面拍摄SiC晶锭84。接着，基于利用拍摄单元50拍摄的SiC晶锭84的图像，利用X轴进给机构14、Y轴进给机构16和保持工作台用电动机使保持工作台26移动和旋转，由此将SiC晶锭84的朝向调整为规定的朝向，并且调整SiC晶锭84和荧光亮度检测构件6的壳体30在XY平面上的位置。在将SiC晶锭84的朝向调整为规定的朝向时，如图6所示，通过使第二定向平面96与X轴方向一致而使与形成有偏离角α的方向A正交的方向与X轴方向一致，并且使形成有偏离角α的方向A与Y轴方向一致。
接着，利用聚光点位置调整构件使壳体30升降，将激发光EL的聚光点定位在SiC晶锭84的适宜位置(例如第一端面86)。接着，一边利用X轴进给机构14使保持工作台26在X轴方向(与形成有偏离角α的方向A的正交方向一致)移动，一边对SiC晶锭84照射不会对SiC晶锭84实施激光加工的程度的低输出(例如0.1W)、且为规定波长(例如370nm)的激发光EL。这样，如图2所示，从SiC晶锭84放出包含与激发光EL的波长不同的波长(例如410nm左右)的荧光(放射光)FL。荧光FL透过聚光透镜36和分色镜34后，仅第二规定波长区域(例如395～430nm)的荧光FL透过带通滤波器38，透过了带通滤波器38的荧光FL的亮度利用光探测器40进行检测。
接着，利用Y轴进给机构16使保持工作台26移动，由此使SiC晶锭84相对于激发光EL的聚光点在与形成有偏离角α的方向A一致的Y轴方向上相对地进行分度进给。之后通过交替重复地进行激发光EL的照射和分度进给，而将在X轴方向和Y轴方向上将SiC晶锭84的第一端面86整体以适当尺寸的网格进行分割得到的微小区域各自的荧光FL的亮度与X坐标Y坐标关联起来进行检测。利用光探测器40检测得到的荧光FL的亮度的数据与X坐标Y坐标关联地传输至坐标设定构件8。
利用坐标设定构件8实施坐标设定工序，该坐标设定工序中，将与c面相对于SiC晶锭84的上表面(本实施方式中为第一端面86)倾斜而形成有偏离角α的方向A正交的方向设为X轴、与X轴正交的方向设为Y轴，这样的荧光亮度检测工序中荧光FL的亮度为规定值(例如激发光EL的波长为370nm的情况下为55～58A.U.的程度)以上的区域设为非小面区域100、荧光FL的亮度低于规定值的区域设为小面区域98，设定小面区域98与非小面区域100的边界的X坐标Y坐标。在本实施方式中的坐标设定工序中，如图7所示，基于由荧光亮度检测构件6的光探测器40传送的荧光FL的亮度的数据，利用坐标设定构件8设定小面区域98与非小面区域100的边界的多点(例如从a点到x点的24点)的X坐标Y坐标。将由坐标设定构件8设定的小面区域98与非小面区域100的边界的多点的X坐标Y坐标的数据传送到控制单元18。需要说明的是，在坐标设定工序中，也可以设定小面区域98整体的X坐标Y坐标，并且设定非小面区域100整体的X坐标Y坐标，将它们传送到控制单元18。
在实施了坐标设定工序后，实施加工进给工序，将利用聚光器10对具有对于SiC来说为透过性的波长的激光光线进行会聚而得到的聚光点定位在距离SiC晶锭84的上表面相当于要生成的晶片的厚度的深度，一边对SiC晶锭84照射激光光线，一边使SiC晶锭84与聚光点在X轴方向上相对地进行加工进给，SiC分离成Si和C并且形成裂纹沿c面延伸的带状的剥离层。
在加工进给工序中，首先基于在荧光亮度检测工序中由拍摄单元50拍摄的SiC晶锭84的图像，使保持工作台26在X轴方向和Y轴方向上移动，由此调整SiC晶锭84与聚光器10在XY平面上的位置。接着，利用聚光点位置调整构件使聚光器10升降，在非小面区域100中将聚光点FP(参照图8的(b))定位在距离SiC晶锭84的上表面相当于要生成的晶片的厚度的深度。接着，如图8的(a)所示，一边使保持工作台26以规定的进给速度在X轴方向(与形成有偏离角α的方向A的正交方向一致)移动，一边将具有对于SiC来说为透过性的波长的脉冲激光光线LB从聚光器10照射至SiC晶锭84。这样，如图9所示，随着脉冲激光光线LB的照射，SiC分离成Si(硅)和C(碳)，接下来照射的脉冲激光光线LB被之前形成的C吸收而使SiC连锁地分离成Si和C，并且沿着X轴方向形成裂纹104从SiC分离成了Si和C的部分102起沿着c面各向同性地延伸的带状的剥离层106。
并且，在这样的加工进给工序中，基于由坐标设定工序设定的小面区域98和非小面区域100的X坐标Y坐标，利用控制单元18控制激光光线照射单元12，以使得相对于对非小面区域100照射脉冲激光光线LB时的脉冲激光光线LB的能量和聚光器10的位置，使对小面区域98照射脉冲激光光线LB时的脉冲激光光线LB的能量上升，并且使聚光器10的位置上升。在小面区域98的折射率比非小面区域100的折射率更高的情况下，通过如上述那样进行控制，如图8的(b)所示，能够使小面区域98与非小面区域100中的聚光点FP的深度实质上相同，能够使在小面区域98和非小面区域100形成的剥离层106的深度实质上均匀。另外，尽管小面区域98比非小面区域100的能量的吸收率更高，但通过使照射至小面区域98的脉冲激光光线LB的能量比照射至非小面区域100的脉冲激光光线LB的能量上升，能够使在小面区域98和非小面区域100形成的剥离层106的完成情况均匀。
这样的加工进给工序例如可以在以下的加工条件下进行。需要说明的是，下述的散焦是指使聚光器10从将脉冲激光光线LB的聚光点FP定位在SiC晶锭84的上表面的状态朝向SiC晶锭84的上表面移动时的移动量。
(非小面区域：折射率2.65)
Figure BDA0002263484150000121
(小面区域：折射率2.79)
Figure BDA0002263484150000122
另外，实施分度进给工序，使SiC晶锭84和聚光点FP在Y轴方向上相对地进行分度进给，在Y轴方向并列设置带状的剥离层106。本实施方式中，一边按规定的分度进给量Li(参照图8的(a)和图9)使SiC晶锭84相对于聚光点FP在Y轴方向相对地进行分度进给，一边重复上述的加工进给工序。由此，能够在SiC晶锭84的内部在Y轴方向上并列设置在X轴方向上延伸的带状的剥离层106。另外，通过将分度进给量Li设为不超过裂纹104的宽度的范围并使在Y轴方向上相邻的剥离层106的裂纹104从上下方向看彼此重复，在下述剥离工序中可容易地进行晶片的剥离。
在实施了加工进给工序和分度进给工序而在SiC晶锭84生成多个带状的剥离层106后，实施从剥离层106剥离要生成的晶片的剥离工序。在剥离工序中，首先将保持工作台26移动至剥离机构56的吸附片82的下方。接着利用臂升降构件使臂78下降，如图10所示，使吸附片82的下表面与SiC晶锭84的第一端面86密合。接着使吸引构件工作，使吸附片82的下表面吸附在SiC晶锭84的第一端面86上。接着使超声波振动赋予构件工作，对吸附片82的下表面赋予超声波振动，并且利用电动机80使吸附片82旋转。由此能够从剥离层106剥离要生成的SiC晶片108。
另外，对于剥离了SiC晶片108的SiC晶锭84，实施上述的平坦面形成工序而将剥离面平坦化，之后重复进行加工进给工序、分度进给工序和剥离工序，由此能够由SiC晶锭84生成多个SiC晶片108。关于荧光亮度检测工序和坐标设定工序，由于小面区域98形成为从SiC晶锭84的上表面至下表面的柱状、在厚度方向上是如金太郎糖那样的相同形状，因此在由SiC晶锭84生成最初的SiC晶片108时实施该荧光亮度检测工序和坐标设定工序即可，在生成第2片及第2片以后的SiC晶片108时可以不实施这些工序。
如上所述，本实施方式中，能够使在小面区域98和非小面区域100形成的剥离层106的位置和完成情况均匀，因此能够生成在小面区域98与非小面区域100之间不存在阶梯差的SiC晶片108。因此，不需要预估小面区域98与非小面区域100之间的阶梯差而较厚地剥离SiC晶片108，能够实现高效化。
需要说明的是，在上述的本实施方式中，对于将荧光亮度检测构件6和坐标设定构件8组装到激光加工装置2中的示例进行了说明，但这些构件也可以不组装到激光加工装置2中。即，荧光亮度检测构件6和坐标设定构件8可以为至少包含荧光亮度检测构件6和坐标设定构件8的小面区域的检测装置的构成要件。并且可以使用至少包含荧光亮度检测构件6和坐标设定构件8的小面区域的检测装置，实施至少包含上述的荧光亮度检测工序和坐标设定工序的小面区域的检测方法。由此，能够对SiC晶锭84的小面区域98和非小面区域100进行检测，因此能够基于所检测出的小面区域98和非小面区域100的数据适当地控制对SiC晶锭84照射脉冲激光光线LB的加工条件，能够生成在小面区域98与非小面区域100之间不存在阶梯差的SiC晶片108。
符号说明
2：激光加工装置
4：保持单元
6：荧光亮度检测构件
8：坐标设定构件
10：聚光器
12：激光光线照射单元
14：X轴进给机构
16：Y轴进给机构
18：控制单元
84：SiC晶锭
98：小面区域
100：非小面区域
102：SiC分离成Si和C的部分
104：裂纹
106：剥离层
108：SiC晶片
EL：激发光
FL：荧光

Claims (4)

1.一种小面区域的检测方法，其是SiC晶锭的小面区域的检测方法，其中，该方法具备下述工序：
荧光亮度检测工序，从SiC晶锭的上表面对该SiC晶锭照射规定波长的激发光，检测SiC固有的荧光亮度；以及
坐标设定工序，将该荧光亮度检测工序中荧光亮度为规定值以上的区域设为非小面区域，荧光亮度低于该规定值的区域设为小面区域，设定小面区域与非小面区域的边界的坐标。
2.一种晶片的生成方法，其由SiC晶锭生成SiC晶片，其中，该方法具备下述工序：
平坦面形成工序，对SiC晶锭的上表面进行磨削而形成为平坦面；
荧光亮度检测工序，从该SiC晶锭的上表面对该SiC晶锭照射规定波长的激发光，检测SiC固有的荧光亮度；
坐标设定工序，将与c面相对于该SiC晶锭的上表面倾斜而形成有偏离角的方向正交的方向设为X轴、与该X轴正交的方向设为Y轴，该荧光亮度检测工序中荧光亮度为规定值以上的区域设为非小面区域、荧光亮度低于该规定值的区域设为小面区域，设定小面区域与非小面区域的边界的X坐标Y坐标；
加工进给工序，将利用聚光器对具有对于SiC来说为透过性的波长的激光光线进行会聚而得到的聚光点定位在距离该SiC晶锭的上表面相当于要生成的晶片的厚度的深度，一边对该SiC晶锭照射该激光光线，一边使该SiC晶锭与该聚光点在该X轴方向上相对地进行加工进给，SiC分离成Si和C并且形成裂纹沿c面延伸的带状的剥离层；
分度进给工序，使该SiC晶锭和该聚光点在该Y轴方向上相对地进行分度进给，在该Y轴方向上并列设置带状的剥离层；以及
剥离工序，从该剥离层剥离要生成的晶片，
在该加工进给工序中，基于由该坐标设定工序设定的该小面区域与该非小面区域的边界的X坐标Y坐标，相对于对该非小面区域照射激光光线时的激光光线的能量和该聚光器的位置，使对该小面区域照射激光光线时的激光光线的能量上升，并且使该聚光器的位置上升。
3.一种小面区域的检测装置，其是SiC晶锭的小面区域的检测装置，其中，该装置具备：
荧光亮度检测构件，其从SiC晶锭的上表面对该SiC晶锭照射规定波长的激发光，检测SiC固有的荧光亮度；以及
坐标设定构件，其将利用该荧光亮度检测构件检测出的荧光亮度为规定值以上的区域设为非小面区域，将荧光亮度低于该规定值的区域设为小面区域，设定小面区域与非小面区域的边界的坐标。
4.一种激光加工装置，其在SiC晶锭形成剥离层，其中，该装置具备：
保持工作台，其对SiC晶锭进行保持；
荧光亮度检测构件，其从该SiC晶锭的上表面对该SiC晶锭照射规定波长的激发光，检测SiC固有的荧光亮度；
坐标设定构件，其将与c面相对于该SiC晶锭的上表面倾斜而形成有偏离角的方向正交的方向设为X轴，将与该X轴正交的方向设为Y轴，将利用该荧光亮度检测构件检测出的荧光亮度为规定值以上的区域设为非小面区域，将荧光亮度低于该规定值的区域设为小面区域，设定小面区域与非小面区域的边界的X坐标Y坐标；
激光光线照射单元，其包含聚光器，该聚光器将具有对于SiC来说为透过性的波长的激光光线的聚光点定位在距离该SiC晶锭的上表面相当于要生成的晶片的厚度的深度，对该SiC晶锭照射激光光线，SiC分离成Si和C并且形成裂纹沿c面延伸的剥离层；
X轴进给机构，其使该保持工作台与该聚光器在该X轴方向上相对地进行加工进给；
Y轴进给机构，其使该保持工作台与该聚光器在该Y轴方向上相对地进行分度进给；以及
控制单元，其基于该小面区域与该非小面区域的边界的X坐标Y坐标，相对于对该非小面区域照射激光光线时的激光光线的能量和该聚光器的位置，使对该小面区域照射激光光线时的激光光线的能量上升，并且使该聚光器的位置上升。
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