DE102018202984B4 - Halbleiteringot-untersuchungsverfahren und -vorrichtung und laserbearbeitungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Halbleiteringot-Untersuchungsverfahren, das umfasst:einen Trennstartpunkt-Ausbildungsschritt mit einem Einstellen des Brennpunkts eines Laserstrahls, der eine Transmissionswellenlänge für einen Halbleiteringot (11) aufweist, auf eine von einer oberen Fläche (11a) des Ingots (11) aus vorbestimmte Tiefe (D1) im Inneren des Ingots (11), wobei die vorbestimmte Tiefe (D1) der Dicke eines aus dem Ingot (11) herzustellenden Wafers entspricht, und als Nächstes einem Aufbringen des Laserstrahls auf die obere Fläche (11a) des Ingots (11) bei einem relativen Bewegen des Brennpunkts und des Ingots (11), um dadurch modifizierte Schichten (23) parallel zu der oberen Fläche (11a) des Ingots und Risse (25) auszubilden, die sich von jeder modifizierten Schicht (23) erstrecken, um so einen Trennstartpunkt auszubilden, der mit den modifizierten Schichten (23) und den Rissen (25) aufgebaut ist;nach dem Ausführen des Trennstartpunkt-Ausbildungsschritts einen Lichtaufbringschritt mit einem Aufbringen von Licht von einer Lichtquelle (58; 58a; 64) auf die obere Fläche (11a) des Ingots (11), wobei das Licht mit einem vorbestimmten Einfallswinkel (9) auf die obere Fläche (11a) des Ingots (11) trifft;einen Ausbildungsschritt für ein projiziertes Bild (31) mit einem Reflektieren des Lichts an der oberen Fläche (11a) des Ingots (11), um nach dem Ausführen des Lichtaufbringschritts reflektiertes Licht zu erhalten, und dann einem Ausbilden eines projizierten Bilds (31) von dem reflektierten Licht, wobei das projizierte Bild (31) die Hervorhebung der Unebenheiten zeigt, die aufgrund des Ausbildens der modifizierten Schichten (23) und der Risse (25) im Inneren des Ingots (11) an der oberen Fläche (11a) erzeugt werden;einen Abbildungsschritt mit einem Erfassen des projizierten Bilds (31), um nach dem Ausführen des Ausbildungsschritts für ein projiziertes Bild (31) ein erfasstes Bild auszubilden; undeinen Bestimmungsschritt mit einem Vergleichen des erfassten Bilds mit vorgegebenen Zuständen durch ein Bestimmungsmittel (62; 72), um den Zustand der modifizierten Schichten (23) und der Risse (25) nach dem Ausführen des Abbildungsschritts zu bestimmen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterwafer-Untersuchungsverfahren, eine Halbleiteringot-Untersuchungsvorrichtung und eine Laserbearbeitungsvorrichtung.
  • BESCHREIBUNG DES IN BEZIEHUNG STEHENDEN STANDS DER TECHNIK
  • Vielfältige Bauelemente, wie zum Beispiel integrierte Schaltkreise (ICs) und Large Scale Integrations (LSIs) werden durch Ausbilden einer Funktionsschicht an der vorderen Seite eines Wafers, der aus Silizium oder Ähnlichem ausgebildet ist, und Aufteilen dieser Funktionsschicht in eine Vielzahl von Bereichen entlang einer Vielzahl von sich kreuzenden Trennlinien ausgebildet. Die Trennlinien des Wafers werden durch eine Bearbeitungsvorrichtung, wie zum Beispiel eine Schneidvorrichtung und eine Laserbearbeitungsvorrichtung, bearbeitet, um dadurch den Wafer in eine Vielzahl einzelner Bauelementchips zu unterteilen, die den Bauelementen entsprechen. Die so erhaltenen Bauelementchips werden auf breiter Basis in vielfältiger elektronischer Ausrüstung, wie zum Beispiel Mobiltelefonen und Personal Computern, verwendet. Ferner werden Leistungsbauelemente oder optische Bauelemente, wie zum Beispiel lichtemittierende Dioden (LEDs) und Laserdioden (LDs) durch Ausbilden einer Funktionsschicht an der vorderen Seite eines Wafers, der aus einem hexagonalen Einkristall, wie zum Beispiel SiC und GaN ausgebildet ist, und Aufteilen dieser Funktionsschicht in eine Vielzahl von Bereichen entlang einer Vielzahl sich kreuzender Trennlinien ausgebildet.
  • Im Allgemeinen wird der Wafer, an dem die Bauelemente auszubilden sind, durch Schneiden eines Ingots mit einer Drahtsäge hergestellt. Beide Seiten des oben erhaltenen Wafers werden auf Hochglanz poliert (siehe zum Beispiel das japanische offengelegte Patent mit der Nummer 2000-94221). Diese Drahtsäge ist auf so eine Weise eingerichtet, dass ein einzelner Draht, wie zum Beispiel ein Pianodraht, der einen Durchmesser von in etwa 100 bis 300 µm aufweist, um viele Nuten gewickelt ist, die üblicherweise an zwei bis vier Führungsrollen ausgebildet sind, um eine Vielzahl von Schneidabschnitten auszubilden, die mit einer gegebenen Teilung parallel beabstandet sind. Der Draht wird betätigt, um in einer Richtung oder in entgegengesetzten Richtungen zu laufen, wodurch der Ingot in eine Vielzahl von Wafern geschnitten wird.
  • Wenn der Ingot durch die Drahtsäge geschnitten wird und beide Seiten von jedem Wafer poliert werden, um das Produkt zu erhalten, werden jedoch 70 % bis 80 % des Ingots zu Ausschuss, was das Problem schlechter Wirtschaftlichkeit verursacht. Insbesondere weist ein hexagonaler Einkristallingot aus zum Beispiel SiC oder GaN eine hohe Mohs-Härte auf, und es ist daher schwierig, diesen Ingot mit der Drahtsäge zu sägen. Dementsprechend wird eine beträchtliche Zeit zum Schneiden des Ingots benötigt, was eine Verminderung der Produktivität mit sich zieht. Das heißt, es gibt das Problem, einen Wafer mit diesem Stand der Technik auf effiziente Weise herzustellen.
  • Eine Technik zum Lösen dieses Problems wird in dem japanischen offengelegten Patent mit der Nummer 2013-49161 beschrieben. Diese Technik schließt die Schritte eines Einstellens des Brennpunkts von einem Laserstrahl, der eine Transmissionswellenlänge für SiC aufweist, auf das Innere eines hexagonalen Einkristallingots, als Nächstes eines Aufbringens des Laserstrahls auf den Ingot bei einem Scannen des Laserstrahls an dem Ingot, um dadurch modifizierte Schichten und Risse in einer Trennebene im Inneren des Ingots auszubilden, und als Nächstes eines Aufbringens einer äußeren Kraft auf den Ingot ein, um dadurch den Ingot entlang der Trennebene zu brechen, wo die modifizierten Schichten und die Risse ausgebildet sind, um so einen Wafer von dem Ingot abzutrennen.
  • Bei dieser Technik wird der Laserstrahl (gepulster Laserstrahl) spiralförmig oder linear entlang der Trennebene gescannt, sodass ein erster Aufbringpunkt des Laserstrahls und ein zweiter Aufbringpunkt des Laserstrahls, der am nächsten an dem ersten Aufbringpunkt ist, zueinander eine vorbestimmte Positionsbeziehung aufweisen. Als Ergebnis werden die modifizierten Schichten und die Risse mit einer sehr hohen Dichte in der Trennebene des Ingots ausgebildet. Jedoch wird bei dem in dem oben erwähnten japanischen offengelegten Patent mit der Nummer 2013-49161 beschriebenen Schneidverfahren der Laserstrahl spiralförmig oder linear an dem Ingot entlang gescannt. In diesem Fall eines linearen Scannens des Laserstrahls ist die Richtung des Scannens des Laserstrahls nicht spezifiziert.
  • Bei diesem Ingot-Schneidverfahren wird die Teilung (Beabstandung) zwischen dem oben erwähnten ersten Anwendungspunkt und dem zweiten Anwendungspunkt des Laserstrahls auf 1 bis 10 µm eingestellt. Auf diese Weise ist die Teilung der Aufbringpunkte des auf den Ingot aufzubringenden Laserstrahls sehr klein. Dementsprechend muss der Laser mit einer sehr kleinen Teilung aufgebracht werden und die Verbesserung der Produktivität reicht noch nicht aus. Um dieses Problem zu lösen, hat die vorliegende Anmelderin ein Waferherstellungsverfahren vorgeschlagen, das einen Wafer aus einem hexagonalen Einkristallingot, wie zum Beispiel in dem japanischen offengelegten Patent mit der Nummer 2016-111143 beschrieben, auf effiziente Weise herstellen kann.
  • DE 10 2016 201 779 A1 und DE 10 2015 224 321 A1 offenbaren Wafer-Herstellungsverfahren zum Herstellen hexagonaler Einkristall-Wafer aus einem hexagonalen Einkristall-Ingot. Das Wafer-Herstellungsverfahren schließt einen Trennstartpunktausbildungsschritt mit einem Einstellen des Brennpunkts eines Laserstrahls, der eine Transmissionswellenlänge für den Ingot aufweist, auf eine von der oberen Fläche des Ingots vorbestimmte Tiefe im Inneren des Ingots, wobei die Tiefe der Dicke des herzustellenden Wafers entspricht, und als Nächstes einem Aufbringen des Laserstrahls auf die obere Fläche des Ingots bei einem relativen Bewegen des Brennpunkts und des Ingots ein, um dadurch eine modifizierte Schicht parallel zu der oberen Fläche und Risse auszubilden, die sich von der modifizierten Schicht entlang einer c-Ebene in dem Ingot erstrecken, um so einen Trennstartpunkt auszubilden.
  • Des Weiteren offenbart JP 2000 - 009 452 A eine Vorrichtung zur Überprüfung der Oberflächenrauheit. Diese beinhaltet eine Schrägbeleuchtung zur schrägen Bestrahlung einer zu überprüfenden Fläche mit Licht, eine beleuchtete Bildaufnahmeeinheit zur Aufnahme eines beleuchteten Bildes bei Empfang eines regelmäßigen Reflexionslichts von der zu überprüfenden Fläche und eine Beurteilungseinheit zur Beurteilung der Oberflächenrauheit durch Vergleich der Helligkeit des Bildes auf der beleuchteten Bildaufnahmeeinheit mit dem in einem Speicher gespeicherten Bild dieser Fläche. US 2013/0 016 346 A1 verwendet ein Beleuchtungssubsystem zum Beleuchten einer Waferoberfläche und ein Subsystem zum Erfassen von an der Waferoberfläche gestreuten Lichts, um die Oberfläche zu untersuchen.
  • US 2011/0 163 079 A1 schlägt eine Laservorrichtung vor, die eine umgestaltete Schicht in einem Wafer durch Bestrahlung des Wafers mit einem Laserstrahl ausbildet. Sie beinhaltet eine Kondensorlinse, die den Laserstrahl verdichtet, einen astigmatischen optischen Messabschnitt, der eine Unebenheit einer Fläche des Wafers auf der Grundlage des von einer Laser-Oszillationsvorrichtung ausgestrahlten Laserstrahls misst, einen Aktuator, der die Kondensorlinse bewegt, um die Position des Brennpunkts des Laserstrahls einzustellen, und einen Steuerabschnitt, der den Aktuator steuert. Der Steuerabschnitt schaltet zwischen einer Steuerung auf der Grundlage der vom astigmatischen optischen Messabschnitt gemessenen Unebenheiten und einer Steuerung zum Halten der Position der Kondensorlinse um.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In Übereinstimmung mit dem Waferherstellungsverfahren, das in dem japanischen offengelegten Patent mit der Nummer 2016-111143 beschrieben wird, kann ein Trennstartpunkt, der mit modifizierten Schichten und Rissen aufgebaut ist, auf effiziente Weise durch Aufbringen eines Laserstrahls auf den Ingot im Inneren des hexagonalen Einkristallingots ausgebildet werden. Da der Trennstartpunkt im Inneren des Ingots ausgebildet ist, ist es jedoch schwierig vor dem Trennen eines Wafers von dem Ingot von der Außenseite des Ingots aus zu erfassen, ob der Trennstartpunkt ordnungsgemäß ausgebildet worden ist oder nicht.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Halbleiteringot-Untersuchungsverfahren bereitzustellen, das bestimmen kann, ob ein Trennstartpunkt, der mit modifizierten Schichten und Rissen aufgebaut ist, ordnungsgemäß im Inneren eines Halbleiteringots ausgebildet worden ist oder nicht.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleiteringot-Untersuchungsvorrichtung zum Ausführen des obigen Halbleiteringot-Untersuchungsverfahrens bereitzustellen.
  • Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, welche die obige Halbleiteringot-Untersuchungsvorrichtung aufweist.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Halbleiteringot-Untersuchungsverfahren bereitgestellt, das einen Trennstartpunkt-Ausbildungsschritt mit einem Einstellen des Brennpunkts eines Laserstrahls, der eine Transmissionswellenlänge für einen Halbleiteringot aufweist, auf eine von einer oberen Fläche des Ingots aus vorbestimmte Tiefe im Inneren des Ingots, wobei die vorbestimmte Tiefe der Dicke eines aus dem Ingot herzustellenden Wafers entspricht, und als Nächstes eines Aufbringens des Laserstrahls auf die obere Fläche des Ingots bei einem relativen Bewegen des Brennpunkts und des Ingots, um dadurch modifizierte Schichten parallel zu der oberen Fläche des Ingots und Risse auszubilden, die sich von jeder modifizierten Schicht erstrecken, um so einen Trennstartpunkt auszubilden, der mit den modifizierten Schichten und den Rissen aufgebaut ist; einen Lichtaufbringschritt mit einem Aufbringen von Licht von einer Lichtquelle auf die obere Fläche des Ingots nach dem Ausführen des Trennstartpunkt-Ausbildungsschritts, wobei das Licht mit einem vorbestimmten Einfallswinkel auf die obere Fläche des Ingots trifft; einen Ausbildungsschritt für ein projiziertes Bild mit einem Reflektieren des Lichts an der oberen Fläche des Ingots, um nach dem Ausführen des Lichtaufbringschritts reflektiertes Licht zu erhalten und dann ein projiziertes Bild aus dem reflektierten Licht auszubilden, wobei das projizierte Bild die Hervorhebung von Unebenheiten zeigt, die aufgrund des Ausbildens der modifizierten Schicht und der Risse im Inneren des Ingots an der oberen Fläche des Ingots erzeugt werden; einen Abbildungsschritt mit einem Erfassen des projizierten Bilds, um nach dem Ausführen des Ausbildungsschritts für ein projiziertes Bild ein erfasstes Bild auszubilden; und einen Bestimmungsschritt mit einem Vergleichen des erfassten Bilds mit vorgegebenen Zuständen ein, um den Zustand der modifizierten Schichten und der Risse nach dem Ausführen des Abbildungsschritts zu bestimmen.
  • In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Untersuchungsverfahren für einen hexagonalen Einkristallingot bereitgestellt, das einen Vorbereitungsschritt mit einem Vorbereiten eines hexagonalen Einkristallingots, der eine erste Fläche, eine der ersten Fläche gegenüberliegende zweite Fläche, eine sich von der ersten Fläche zu der zweiten Fläche erstreckende c-Achse und eine zu der c-Achse senkrechte c-Ebene aufweist; einen Trennstartpunkt-Ausbildungsschritt mit einem Einstellen des Brennpunkts eines Laserstrahls, der eine Transmissionswellenlänge für den Ingot aufweist, auf eine von der ersten Fläche des Ingots aus vorbestimmte Tiefe im Inneren des Ingots, nach dem Ausführen des Vorbereitungsschritts, wobei die vorbestimmte Tiefe der Dicke eines aus dem Ingot herzustellenden Wafers entspricht, und als Nächstes einem Aufbringen des Laserstrahls auf die erste Fläche des Ingots bei einem relativen Bewegen des Brennpunkts und des Ingots, um dadurch modifizierte Schichten parallel zu der ersten Fläche des Ingots und Risse auszubilden, die sich von jeder modifizierten Schicht entlang der c-Ebene erstrecken, um so einen Trennstartpunkt auszubilden, der mit den modifizierten Schichten und den Rissen aufgebaut ist; einen Lichtaufbringschritt mit einem Aufbringen von Licht von einer Lichtquelle auf die erste Fläche des Ingots nach dem Ausführen des Trennstartpunkt-Ausbildungsschritts, wobei das Licht mit einem vorbestimmten Einfallswinkel auf die erste Fläche des Ingots trifft; einen Ausbildungsschritt für ein projiziertes Bild mit einem Reflektieren des Lichts an der ersten Fläche des Ingots, um nach dem Ausführen des Lichtaufbringschritts reflektiertes Licht zu erhalten und dann ein projiziertes Bild aus dem reflektierten Licht auszubilden, wobei das projizierte Bild die Hervorhebung der Unebenheiten zeigt, die aufgrund des Ausbildens der modifizierten Schichten und der Risse im Inneren des Ingots an der ersten Fläche des Ingots erzeugt werden; einen Abbildungsschritt mit einem Erfassen des projizierten Bilds, um nach dem Ausführen des Ausbildungsschritts für ein projiziertes Bild ein erfasstes Bild auszubilden; und einen Bestimmungsschritt mit einem Vergleichen des erfassten Bilds mit vorgegebenen bzw. voreingestellten Zuständen einschließt, um den Zustand der modifizierten Schichten und der Risse nach dem Ausführen des Abbildungsschritts zu bestimmen.
  • Vorzugsweise wird der hexagonale Einkristallingot aus einem SiC-Einkristallingot und einem GaN-Einkristallingot ausgewählt.
  • In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Untersuchungsvorrichtung zum Untersuchen eines hexagonalen Einkristallingots bereitgestellt, der eine erste Fläche, eine der ersten Fläche gegenüberliegende zweite Fläche, eine sich von der ersten Fläche zu der zweiten Fläche erstreckende c-Achse und eine zu der c-Achse senkrechte c-Ebene aufweist, wobei der Ingot zuvor durch Aufbringen eines Laserstrahls, der eine Transmissionswellenlänge für den Ingot aufweist, auf die erste Fläche des Ingots bearbeitet wird, um dadurch modifizierte Schichten im Inneren des Ingots und Risse auszubilden, die sich von jeder modifizierten Schicht entlang der c-Ebene erstrecken, um so einen Trennstartpunkt auszubilden, der mit den modifizierten Schichten und den Rissen aufgebaut ist, wodurch Unebenheiten, die mit den modifizierten Schichten und den Rissen korrespondieren, an der ersten Fläche des Ingots erzeugt werden, wobei die Untersuchungsvorrichtung einen Haltetisch zum Halten des Ingots in dem Zustand, in dem die erste Fläche des Ingots exponiert ist; eine Lichtquelle zum Aufbringen von Licht auf die erste Fläche des an dem Haltetisch gehaltenen Ingots, wobei das Licht mit einem vorbestimmten Einfallswinkel auf die erste Fläche des Ingots trifft; ein Abbildungsmittel zum Erfassen eines projizierten Bilds, um ein erfasstes Bild auszubilden, wobei das projizierte Bild durch Reflektieren des Lichts an der ersten Fläche des Ingots mit einem Reflexionswinkel ausgebildet wird, der mit dem vorbestimmten Einfallswinkel korrespondiert beziehungsweise diesem entspricht, wobei das projizierte Bild die Hervorhebung der Unebenheiten zeigt, die aufgrund des Ausbildens des Trennstartpunkts im Inneren des Ingots an der ersten Fläche des Ingots erzeugt werden; und ein Bestimmungsmittel zum Vergleichen des erfassten Bilds mit vorgegebenen Zuständen einschließt, um den Zustand der modifizierten Schichten und der Risse zu bestimmen. Vorzugsweise schließt die Untersuchungsvorrichtung ferner einen Schirm zum Ausbilden des projizierten Bilds ein, wobei der Schirm durch eine konkave Fläche eines konkaven Spiegels bereitgestellt wird.
  • In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Untersuchungsvorrichtung zum Untersuchen eines hexagonalen Einkristallingots bereitgestellt, der eine erste Fläche, eine der ersten Fläche gegenüberliegende zweite Fläche, eine sich von der ersten Fläche zu der zweiten Fläche erstreckende c-Achse und eine zu der c-Achse senkrechte c-Ebene aufweist, wobei der Ingot zuvor durch Aufbringen eines Laserstrahls, der eine Transmissionswellenlänge für den Ingot aufweist, auf die erste Fläche des Ingots bearbeitet wird, um dadurch modifizierte Schichten im Inneren des Ingots und Risse auszubilden, die sich von jeder modifizierten Schicht entlang der c-Ebene erstrecken, um so einen Trennstartpunkt auszubilden, der mit den modifizierten Schichten und den Rissen aufgebaut ist, wodurch Unebenheiten, die mit den modifizierten Schichten und den Rissen korrespondieren, an der ersten Fläche des Ingots erzeugt werden, wobei die Untersuchungsvorrichtung einen Haltetisch zum Halten des Ingots in dem Zustand, in dem die erste Fläche des Ingots exponiert ist; eine Punktlichtquelle zum emittieren von Licht; einen ersten konkaven Spiegel zum Reflektieren des von der Punktlichtquelle emittierten Lichts, um das Licht in paralleles Licht umzuwandeln und dann das parallele Licht auf die erste Fläche des Ingots aufzubringen, wobei das parallele Licht mit einem vorbestimmten Einfallswinkel auf die erste Fläche des Ingots trifft; einen zweiten konkaven Spiegel mit einer Projektionsfläche zum Ausbilden eines projizierten Bilds, wobei des projizierte Bild durch Reflektieren des parallelen Lichts an der ersten Fläche des Ingots mit einem Reflexionswinkel, der mit dem vorbestimmten Einfallswinkel korrespondiert, ausgebildet wird, und das projizierte Bild die Hervorhebung der Unebenheiten zeigt, die aufgrund des Ausbildens des Trennstartpunkts im Inneren des Ingots an der ersten Fläche des Ingots erzeugt werden; ein Abbildungsmittel zum Erfassen des projizierten Bilds, das an der Projektionsfläche des zweiten konkaven Spiegels ausgebildet wird, um dadurch ein erfasstes Bild auszubilden; und ein Bestimmungsmittel zum Vergleichen des erfassten Bilds mit vorgegebenen Zuständen einschließt, um den Zustand der modifizierten Schichten und der Risse zu bestimmen.
  • In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung mit einem Spanntisch zum Halten eines hexagonalen Einkristallingots, der eine erste Fläche, eine der ersten Fläche gegenüberliegende zweite Fläche, eine sich von der ersten Fläche zu der zweiten Fläche erstreckende c-Achse und eine zu der c-Achse senkrechte c-Ebene aufweist; einem Laserstrahlaufbringmittel zum Aufbringen eines Laserstrahls, der eine Transmissionswellenlänge für den Ingot aufweist, auf die erste Fläche des an dem Spanntisch gehaltenen Ingots, um dadurch modifizierte Schichten im Inneren des Ingots und Risse auszubilden, die sich von jeder modifizierten Schicht entlang der c-Ebene erstrecken, sodass sie einen Trennstartpunkt ausbilden, der mit den modifizierten Schichten und den Rissen aufgebaut ist, wodurch Unebenheiten, die mit den modifizierten Schichten und den Rissen korrespondieren, an der ersten Fläche des Ingots erzeugt werden; einer Lichtquelle zum Aufbringen von Licht auf die erste Fläche des an dem Spanntisch gehaltenen Ingots, wobei das Licht mit einem vorbestimmten Einfallswinkel auf die erste Fläche des Ingots trifft; einem Abbildungsmittel zum Erfassen eines projizierten Bilds, um ein erfasstes Bild auszubilden, wobei das projizierte Bild durch Reflektieren des Lichts an der ersten Fläche des Ingots mit einem Reflexionswinkel ausgebildet wird, der mit dem vorbestimmten Einfallswinkel korrespondiert, wobei das projizierte Bild die Hervorhebung der Unebenheiten zeigt, die aufgrund des Ausbildens des Trennstartpunkts im Inneren des Ingots an der ersten Fläche erzeugt werden; einem Bestimmungsmittel zum Vergleichen des erfassten Bilds mit vorgegebenen Zuständen, um den Zustand der modifizierten Schichten und der Risse zu bestimmen; und einem Steuerungsmittel zum im Wesentlichen Steuern des Laserstrahlaufbringmittels des Abbildungsmittels und des Bestimmungsmittels.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird das von der Lichtquelle emittierte Licht auf die obere Fläche (erste Fläche) des Halbleiteringots oder des hexagonalen Einkristallingots mit einem vorbestimmten Einfallswinkel aufgebracht, der auch 0° einschließt, das heißt, dass der optische Pfad des Einfallslichts parallel zu der Senkrechten zu der oberen Fläche ist. Das auf die obere Fläche des Ingots aufgebrachte Licht wird reflektiert, um auf den Schirm projiziert zu werden. Als Ergebnis wird ein projiziertes Bild aus dem reflektierten Licht auf dem Schirm ausgebildet, bei dem das projizierte Bild die Hervorhebung der Unebenheiten zeigt, die aufgrund des Ausbildens des Trennstartpunkts im Inneren des Ingots an der oberen Fläche des Ingots erzeugt werden. Dementsprechend kann durch Erfassen dieses projizierten Bilds der Zustand des Trennstartpunkts, der mit den modifizierten Schichten und den Rissen aufgebaut ist, auf einfache Weise bestimmt werden. Das heißt, es kann auf einfache Weise bestimmt werden, ob die modifizierten Schichten und die Risse ordnungsgemäß im Inneren des Ingots ausgebildet worden sind oder nicht.
  • Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Weise ihrer Umsetzung werden durch ein Studium der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen, die einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, deutlicher und die Erfindung selbst wird hierdurch am besten verstanden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung, die für eine Verwendung beim Ausführen des Untersuchungsverfahrens der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
    • 2 ist ein Blockbild einer Laserstrahlerzeugungseinheit;
    • 3A ist eine perspektivische Ansicht eines hexagonalen Einkristallingots;
    • 3B ist eine Seitenansicht des in 3A gezeigten Ingots;
    • 4 ist eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen eines Trennstartpunkt-Ausbildungsschritts;
    • 5 ist eine Draufsicht des in 3A gezeigten Ingots;
    • 6 ist eine schematische Schnittansicht zum Veranschaulichen eines Ausbildungsschritts einer modifizierten Schicht;
    • 7 ist eine schematische Draufsicht zum Veranschaulichen des Ausbildungsschritts für eine modifizierte Schicht;
    • 8 ist eine schematische Veranschaulichung einer Untersuchungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 9 ist eine schematische Veranschaulichung einer Untersuchungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 10 ist eine schematische Veranschaulichung einer Untersuchungsvorrichtung in Übereinstimmung mit noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 11 ist eine Draufsicht, die ein projiziertes Bild für den Fall zeigt, dass modifizierte Schichten ordnungsgemäß im Inneren des Ingots ausgebildet worden sind; und
    • 12 ist eine Draufsicht, die ein projiziertes Bild für den Fall zeigt, dass modifizierte Schichten nicht ordnungsgemäß im Inneren des Ingots ausgebildet worden sind.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Es werden nunmehr bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Bezug nehmend auf 1 wird eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung 2 gezeigt, die für eine Verwendung beim Ausführen des Untersuchungsverfahrens der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 2 schließt eine stationäre Basis 4 und einen ersten Kulissenblock 6 ein, der an der stationären Basis 4 montiert ist, sodass er in der X-Richtung bewegbar ist. Der erste Kulissenblock 6 wird in einer Zuführrichtung oder in der X-Richtung entlang eines Paars Führungsschienen 14 durch einen Zuführmechanismus 12 bewegt, der mit einer Kugelspindel 8 und einem Schrittmotor 10 aufgebaut ist.
  • Ein zweiter Kulissenblock 16 ist an dem ersten Kulissenblock 6 montiert, sodass er in der Y-Richtung bewegbar ist. Der zweite Kulissenblock 16 wird in einer Einteilungsrichtung oder in der Y-Richtung entlang eines Paars Führungsschienen 24 durch einen Einteilungsmechanismus 22 bewegt, der mit einer Kugelspindel 18 und einem Schrittmotor 20 aufgebaut ist. Ein Stütztisch (Haltetisch oder Spanntisch) 26 ist an dem zweiten Kulissenblock 16 montiert. Der Stütztisch 26 ist in der X-Richtung und der Y-Richtung durch den Zuführmechanismus 12 und den Einteilungsmechanismus 22 bewegbar und zudem durch einen in dem zweiten Kulissenblock 16 aufgenommenen Motor drehbar.
  • Eine Säule 28 ist an der stationären Basis 4 vorgesehen, sodass sie von dieser nach oben vorsteht. Ein Laserstrahlaufbringmechanismus (Laserstrahlaufbringmittel) 30 ist an der Säule 28 montiert. Der Laserstrahlaufbringmechanismus 30 ist mit einem Gehäuse 32, einer in dem Gehäuse 32 aufgenommenen Laserstrahlerzeugungseinheit 34 (siehe 2) und einem an dem vorderen Ende des Gehäuses 32 montierten Fokussiermittels (Laserkopf) 36 aufgebaut. Eine Abbildungseinheit 38 mit einem Mikroskop und einer Kamera ist ebenfalls an dem vorderen Ende des Gehäuses 32 montiert, sodass sie in der X-Richtung mit dem Fokussiermittel 36 ausgerichtet ist.
  • Wie in 2 gezeigt, schließt die Laserstrahlerzeugungseinheit 34 einen Laseroszillator 40, wie zum Beispiel YAG-Laser und einen YVO4-Laser, zum Erzeugen eines gepulsten Laserstrahls, ein Wiederholfrequenz-Einstellmittel 42 zum Einstellen der Wiederholfrequenz des durch den Laseroszillator 40 zu erzeugenden gepulsten Laserstrahls, ein Pulsbreiteneinstellmittel 44 für ein Einstellen der Pulsbreite des durch den Laseroszillator 40 zu erzeugenden gepulsten Laserstrahls und ein Leistungseinstellmittel 46 zum Einstellen der Leistung des durch den Laseroszillator 40 erzeugten gepulsten Laserstrahls ein. Obwohl nicht im Besonderen gezeigt, weist der Laseroszillator 40 ein Brewster Fenster auf, sodass der von dem Laseroszillator 40 erzeugte Laserstrahl ein Laserstrahl mit linear polarisiertem Licht ist. Nachdem die Leistung des gepulsten Laserstrahls durch das Leistungseinstellmittel 46 der Laserstrahlerzeugungseinheit 34 auf eine vorbestimmte Leistung eingestellt ist, wird der gepulste Laserstrahl durch einen zu dem Fokussiermittel 36 gehörenden Spiegel 48 reflektiert und als Nächstes durch eine zu dem Fokussiermittel 36 gehörende Fokussierlinse 50 fokussiert. Die Fokussierlinse 50 ist so positioniert, dass der gepulste Laserstrahl auf das Innere eines hexagonalen Einkristallingots 11 als ein an dem Stütztisch 26 befestigtes Werkstück fokussiert wird.
  • Es wird nunmehr ein Werkstück beschrieben, das beim Ausführen des Untersuchungsverfahrens der vorliegenden Erfindung besonders geeignet ist. Das Untersuchungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist insbesondere auf den Fall einer Untersuchung anwendbar, ob ein Trennstartpunkt im Inneren eines hexagonalen Einkristallingots, in dem der Trennstartpunkt mit modifizierten Schichten und Rissen, die durch Aufbringen eines Laserstrahls auf den Ingot im Inneren des Ingots ausgebildet sind, ordnungsgemäß ausgebildet worden ist oder nicht. Jedoch ist das Untersuchungsverfahren der vorliegenden Erfindung auch auf dem Fall einer Untersuchung anwendbar, ob ein Trennstartpunkt im Inneren eines Halbleiteringots, wie zum Beispiel einem Siliziumingot und einem Verbundhalbleiteringot, ausgebildet worden ist oder nicht.
  • Bezug nehmend auf 3A wird eine perspektivische Ansicht des hexagonalen Einkristallingots 11 als ein zu bearbeitendes Werkstück gezeigt. 3B ist eine Seitenansicht des in 3A gezeigten hexagonalen Einkristallingots 11. Der hexagonale Einkristallingot 11, auf dem hiernach einfach als Ingot Bezug genommen wird, wird aus einem SiC-Einkristallingot und einem GaN-Einkristallingot ausgewählt. Der Ingot 11 weist eine erste Fläche (obere Fläche) 11a und eine zweite Fläche (untere Fläche) 11b auf, die der ersten Fläche 11a gegenüberliegt. Die erste Fläche 11a des Ingots 11 wird zuvor auf Hochglanz poliert, da der Laserstrahl auf die erste Fläche 11a aufgebracht wird.
  • Der Ingot 11 weist eine erste Ausrichtungsebene 13 und eine zu der ersten Ausrichtungsebene 13 senkrechte zweite Ausrichtungsebene 15 auf. Die Länge der ersten Ausrichtungsebene 13 ist länger eingestellt als die Länge der zweiten Ausrichtungsebene 15. Der Ingot 11 weist eine c-Achse 19 auf, die in Bezug auf eine Senkrechte 17 zu der oberen Fläche 11a um einen Abweichungswinkel α in Richtung der zweiten Ausrichtungsebene 15 geneigt ist, und weist zudem eine zu der c-Achse 19 senkrechte c-Ebene 21 auf. Die c-Ebene 21 ist in Bezug auf die obere Fläche 11a um einen Abweichungswinkel α geneigt. Im Allgemeinen ist die Richtung senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der kürzeren zweiten Ausrichtungsebene 15 in dem hexagonalen Einkristallingot 11 die Neigungsrichtung der c-Achse.
  • Die c-Ebene 21 ist in dem Ingot 11 unzählbar auf der molekularen Ebene des Ingots 11 eingestellt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist der Abweichungswinkel α auf 4° eingestellt. Jedoch ist der Abweichungswinkel α bei der vorliegenden Erfindung nicht auf 4° beschränkt. Zum Beispiel kann der Abweichungswinkel α beim Herstellen des Ingots 11 frei in dem Bereich von 1 bis 6° eingestellt werden.
  • Wiederum Bezug nehmend auf 1 ist eine Säule 52 an der linken Seite der stationären Basis 4 befestigt. Die Säule 52 ist mit einer in vertikaler Richtung länglichen Öffnung 53 ausgebildet, und ein Pressmechanismus beziehungsweise Druckmechanismus 54 zum Trennen eines Wafers von dem Ingot 11 ist in vertikaler Richtung bewegbar an der Säule 52 montiert, sodass er von der Öffnung 53 hervorsteht.
  • Eine Lichtquelle 58 zum Aufbringen von Licht auf den gesamten Ingot 11, der an dem Stütztisch 26 unterstützt wird, ist nahe dem Fokussiermittel 36 bei einer Arbeitsposition vorgesehen, wo der Stütztisch 26, der den Ingot 11 darauf unterstützt, unter dem Fokussiermittel 36 eingestellt ist. Das heißt, dass die Lichtquelle 58 bei der Arbeitsposition nahe der Säule 52 eingestellt ist. Beispiele für die Lichtquelle 58 schließen eine Glühlampe und eine LED ein. Jedoch ist die Lichtquelle 58 nicht auf diese Art, Position, etc. beschränkt. Ferner kann das auf den Ingot 11 aufzubringende Licht paralleles Licht (kollimierter Strahl) oder nicht paralleles Licht sein. Für den Fall, dass das auf den Ingot 11 aufzubringende Licht paralleles Licht ist, kann das von der Lichtquelle 58 emittierte Licht durch Verwendung einer optischen Komponente, wie zum Beispiel einer Linse und einem konkaven Spiegel, in paralleles Licht umgewandelt werden. Insbesondere wird eine Punktlichtquelle mit einem kleinen Lichtemissionsbereich als Lichtquelle 58 verwendet.
  • Ferner ist ein Schirm 56 über dem Stütztisch 26 vorgesehen, der auf die Arbeitsposition nahe der Säule 52 eingestellt ist. Der Schirm 56 ist bereitgestellt, um durch Empfangen reflektierten Lichts von der oberen Fläche 11a des an dem Stütztisch 26 unterstützten Ingots 11 ein projiziertes Bild auszubilden, bei dem das reflektierte Licht durch die Reflexion des von der Lichtquelle 58 auf die obere Fläche 11a des Ingots 11 aufgebrachten Lichts erhalten wird. Der Schirm 56 kann in einem beliebigen Zustand angeordnet sein, vorausgesetzt, dass der gesamte Ingot 11 auf den Schirm 56 projiziert werden kann. Ferner ist eine Abbildungseinheit (Abbildungsmittel) 60 so vorgesehen, dass sie dem Schirm 56 gegenüberliegt. Diese Abbildungseinheit 60 arbeitet, um das auf dem Schirm ausgebildete projizierte Bild zu erfassen, um dadurch ein erfasstes Bild auszubilden. Diese Abbildungseinheit 60 ist eine digitale Kamera, die durch Kombinieren einer Abbildungseinrichtung, wie zum Beispiel ein Charge-Coupled Device (CCD) und ein komplementärer Metalloxid-Halbleiter (CMOS) und ein optisches Element, wie zum Beispiel eine Linse, eingerichtet ist. Die Abbildungseinheit 60 gibt das erfasste Bild, das durch Erfassen des projizierten Bilds ausgebildet wird, an eine beliebige externe Ausrüstung aus.
  • Die Abbildungseinheit 60 kann aus einer digitalen Kamera beziehungsweise digitalen Standkamera zum Ausbilden eines Standbilds und einer digitalen Videokamera zum Ausbilden eines Videobilds ausgewählt werden. Obwohl nicht in 1 gezeigt, ist eine Bestimmungseinheit (Bestimmungsmittel) mit der Abbildungseinheit 60 verbunden. Die Bestimmungseinheit arbeitet, um das von der Abbildungseinheit 60 ausgegebene erfasste Bild mit vorgegebenen Zuständen beziehungsweise Beschaffenheiten zu vergleichen und dann den Zustand des Trennstartpunkts zu bestimmen, der mit den modifizierten Schichten und den Rissen, die im Inneren des Ingots ausgebildet sind, aufgebaut ist.
  • Es wird nunmehr unter Bezugnahme auf die 4 bis 7 ein Verfahren zum Ausbilden des Trennstartpunkts, der mit den modifizierten Schichten und den Rissen im Inneren des Ingots 11 aufgebaut ist, durch Aufbringen eines Laserstrahls auf den Ingot 11 beschrieben, wobei der Laserstrahl eine Transmissionswellenlänge für den Ingot 11 aufweist. Wie in 4 gezeigt, ist der Ingot 11 an der oberen Fläche des Stütztischs 26 durch Verwenden eines Wachses oder Haftmittels in dem Zustand befestigt, in dem die zweite Ausrichtungsebene 15 des Ingots 11 parallel zu der X-Richtung wird.
  • Mit anderen Worten wird, wie in 5 gezeigt, die Ausbildungsrichtung des Abweichungswinkels α durch einen Pfeil Y1 gezeigt. Das heißt, die Richtung des Pfeils Y1 ist die Richtung, in welcher die Überschneidung 19a zwischen der c-Achse 19 und der oberen Fläche 11a des Ingots 11 in Bezug auf die Senkrechte 17 zu der oberen Fläche 11a vorliegt. Ferner wird die Richtung senkrecht zu der Richtung des Pfeils Y1 durch einen Pfeil A gezeigt. Dann wird der Ingot 11 in dem Zustand an dem Stütztisch 26 befestigt, in dem die Richtung des Pfeils A parallel zu der X-Richtung wird. Dementsprechend wird der Laserstrahl in der Richtung des Pfeils A senkrecht zu der Richtung des Pfeils Y1 oder der Ausbildungsrichtung des Abweichungswinkels α gescannt. Mit anderen Worten ist die Richtung des Pfeils A senkrecht zu der Richtung des Pfeils Y1, wo der Abweichungswinkel α ausgebildet ist, als die Zuführrichtung des Stütztischs 26 definiert.
  • Bei einem ordnungsgemäßen Ausbilden des Trennstartpunkts, der mit den modifizierten Schichten und den Rissen im Inneren des Ingots 11 aufgebaut ist, ist es wichtig, dass die Scanrichtung des von dem Fokussiermittel 36 aufzubringenden Laserstrahls auf die Richtung des Pfeils A senkrecht zu der Richtung des Pfeils Y1 eingestellt wird, wo der Abweichungswinkel α des Ingots 11 ausgebildet ist. Das heißt, dass durch das wie oben erwähnte Einstellen der Scanrichtung des Laserstrahls auf die Richtung des Pfeils A, sich die Risse, die sich von jeder modifizierten Schicht ausbreiten, welche durch den Laserstrahl im Inneren des Ingots 11 ausgebildet sind, sehr weit entlang der c-Ebene 21 erstrecken.
  • Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird als erstes ein Trennstartpunkt-Ausbildungsschritt auf so eine Weise ausgeführt, dass der Brennpunkt des Laserstrahls, der eine Transmissionswellenlänge (zum Beispiel 1064 nm) für den hexagonalen Einkristallingot 11 aufweist, der an dem Stütztisch 26 befestigt ist, auf eine von der ersten Fläche (obere Fläche) 11a aus vorbestimmte Tiefe im Inneren des Ingots 11 eingestellt wird, wobei die vorbestimmte Tiefe der Dicke eines herzustellenden Wafers entspricht und als Nächstes der Laserstrahl bei einem relativen Bewegen des Brennpunkts und des Ingots 11 auf die obere Fläche 11a aufgebracht wird, um dadurch eine Vielzahl modifizierter Schichten 23 parallel zu der oberen Fläche 11a und Risse 25 auszubilden, die sich von jeder modifizierten Schicht 23 entlang der c-Ebene 21 ausbreiten, um dadurch den Trennstartpunkt auszubilden, der mit den modifizierten Schichten 23 und den Rissen 25 im Inneren des Ingots 11 aufgebaut ist.
  • Dieser Trennstarpunkt-Ausbildungsschritt schließt einen Ausbildungsschritt für eine modifizierte Schicht mit einem relativen Bewegen des Brennpunkts von dem Laserstrahl in der Richtung des Pfeils A (das heißt in der X-Richtung) senkrecht zu der Richtung des Pfeils Y1 ein, wo die c-Achse 19 in Bezug auf die Senkrechte 17 zu der oberen Fläche 11a um den Abweichungswinkel α geneigt ist und der Abweichungswinkel α zwischen der c-Ebene 21 und der oberen Fläche 11a ausgebildet ist, um dadurch die modifizierte Schicht 23 im Inneren des Ingots 11 entlang einer sich in der X-Richtung erstreckenden Linie und die Risse 25 auszubilden, die sich von der modifizierten Schicht 23 entlang der c-Ebene 21 ausbreiten, und zudem einen Einteilungsschritt mit einem relativen Bewegen des Brennpunkts in der Ausbildungsrichtung des Abweichungswinkels α das heißt in der Y-Richtung, einschließt, um dadurch den Brennpunkt, wie in 7 gezeigt, um einen vorbestimmten Betrag weiter zu bewegen.
  • Wie in den 6 und 7 gezeigt, ist jede modifizierte Schicht 23 linear ausgebildet, um sich in der X-Richtung zu erstrecken, sodass sich die Risse 25 von jeder modifizierten Schicht 23 in entgegengesetzten Richtungen entlang der c-Ebene 21 ausbreiten. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform schließt der Trennstartpunkt-Ausbildungsschritt ferner einen Einteilungsbetrag-Einstellschritt mit einem Messen der Breite der Risse 25, die auf einer Seite von jeder modifizierten Schicht 23 entlang der c-Ebene ausgebildet sind, und dann einem Einstellen des Einteilungsbetrags von dem Brennpunkt in Übereinstimmung mit der oben gemessenen Breite ein. Wenn genauer gesagt, wie in 6 gezeigt, W1 die Breite der Risse 25 kennzeichnet, die auf einer Seite jeder modifizierten Schicht 23 ausgebildet sind, sodass sie sich von jeder modifizierten Schicht 23 entlang der c-Ebene 21 ausbreiten, wird der Einteilungsbetrag W2 des Brennpunkts in einem Bereich von W1 bis 2W1 eingestellt.
  • Zum Beispiel wird der Trennstartpunkt-Ausbildungsschritt unter den folgenden Laserbearbeitungsbedingungen ausgeführt.
    Lichtquelle: gepulster Nd:YAG-Laser
    Wellenlänge: 1064 nm
    Wiederholfrequenz: 80 kHz
    Durchschnittliche Leistung: 3,2 W
    Pulsbreite: 4 ns
    Punktdurchmesser: 10 µm
    Numerische Blende (NA) der Fokussierlinse: 0,45
    Einteilungsbetrag: 400 µm
  • Bei den oben erwähnten Laserbearbeitungsbedingungen wird die Breite W1 der Risse 25, die sich von jeder modifizierten Schicht 23 entlang der c-Ebene 21 in einer Richtung ausbreiten, wie in 6 gesehen, auf in etwa 250 µm eingestellt, und der Einteilungsbetrag W2 wird auf 400 µm eingestellt. Jedoch ist die durchschnittliche Leistung des Laserstrahls nicht auf 3,2 W beschränkt. Wenn die durchschnittliche Leistung des Laserstrahls auf 2 bis 4,5 W eingestellt war, wurden bei der bevorzugten Ausführungsform gute Ergebnisse erreicht. Für den Fall, dass die durchschnittliche Leistung auf 2 W eingestellt war, war die Breite W1 der Risse 25 in etwa 100 µm. Für den Fall, dass die durchschnittliche Leistung auf 4,5 W eingestellt war, war die Breite W1 der Risse 25 in etwa 350 µm.
  • Für den Fall, dass die durchschnittliche Leistung geringer als 2 W oder größer als 4,5 W war, konnten die modifizierten Schichten 23 nicht gut im Inneren des Ingots 11 ausgebildet werden. Dementsprechend wird die durchschnittliche Leistung des aufzubringenden Laserstrahls vorzugsweise auf einen Bereich von 2 bis 4,5 W eingestellt. Zum Beispiel wurde die durchschnittliche Leistung des auf den Ingot 11 aufzubringenden Laserstrahls bei dieser bevorzugten Ausführungsform auf 3,2 W eingestellt. Wie in 6 gezeigt, wurde die Tiefe D1 beim Ausbilden der modifizierten Schichten 23 von der oberen Fläche 11a aus auf 500 µm eingestellt.
  • Auf diese Weise wird der Brennpunkt des Laserstrahls aufeinanderfolgend weiter bewegt, um die Vielzahl modifizierter Schichten 23 in der Tiefe D1 in dem gesamten Bereich des Ingots 11 und die Risse 25 auszubilden, die sich von jeder modifizierten Schicht 23 entlang der c-Ebene 21 erstrecken, um dadurch den Trennstartpunkt im Inneren des Ingots 11 auszubilden. Folglich wird der Trennstartpunkt, der mit den modifizierten Schichten 23 und den Rissen 25 aufgebaut ist, so im Inneren des Ingots 11 ausgebildet, dass es schwierig ist, visuell zu überprüfen, ob dieser Trennstartpunkt ordnungsgemäß ausgebildet worden ist oder nicht.
  • Das Untersuchungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren mit einem Untersuchen, ob der Trennstartpunkt ordnungsgemäß im Inneren des Ingots 11 ausgebildet worden ist oder nicht. Es wird nunmehr eine bevorzugte Ausführungsform des Untersuchungsverfahrens der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 8 bis 12 im Detail beschrieben. Das Untersuchungsverfahren der vorliegenden Erfindung basiert auf dem Prinzip des magischen Spiegels. Die obere Fläche 11a des Ingots 11 ist eine Spiegelfläche. Das heißt, vor dem Aufbringen des Laserstrahls auf den Ingot 11, um die modifizierten Schichten 23 im Inneren des Ingots 11 auszubilden, ist die obere Fläche 11a des Ingots 11 eine flache Fläche.
  • Jedoch wird durch Aufbringen des Laserstrahls auf den Ingot 11, um bei dem obigen Trennstartpunkt-Ausbildungsschritt die modifizierten Schichten 23 im Inneren des Ingots 11 auszubilden, der Ingot 11 in der Umgebung des Brennpunkts des Laserstrahls expandiert, sodass geringfügige Vorsprünge, die visuell nicht wahrgenommen werden können, an der oberen Fläche 11a bei Positionen ausgebildet werden, die mit den modifizierten Schichten 23 korrespondieren. Das heißt, dass ein geringfügiger Vorsprung an der oberen Fläche 11a zu demselben Zeitpunkt ausgebildet wird, wie der der Ausbildung jeder modifizierten Schicht 23 im Inneren des Ingots 11. Ferner werden die Risse 25 als mikroskopische Vorsprünge mit einer Submikrometergröße ausgebildet, die geringer ist als die jeder modifizierten Schicht 23, sodass der Einfluss der Risse 25 auf den Zustand der oberen Fläche 11a gering ist. Jedoch gibt es einen Fall, dass die Risse, die in einem Bereich durchgehend zu jeder modifizierten Schicht erzeugt werden, einen leichten Vorsprung an der oberen Fläche 11a verursachen.
  • Das Untersuchungsverfahren der vorliegenden Erfindung schließt die Schritte eines Aufbringens von Licht auf die obere Fläche 11a des Ingots 11 senkrecht oder schräg zu der oberen Fläche 11a (Lichtaufbringschritt), als Nächstes eines Ausbildens von einem projizierten Bild zur Hervorhebung von Unebenheiten, die aufgrund der Ausbildung des Trennstartpunkts im Inneren des Ingots 11 auf der oberen Fläche 11a des Ingots 11 erzeugt werden (Ausbildungsschritt für ein projiziertes Bild), als Nächstes eines Erfassens dieses projizierten Bilds, um durch Verwendung der Abbildungseinheit 60 ein erfasstes Bild auszubilden (Abbildungsschritt) und als letztes eines Bestimmens, ob die modifizierten Schichten 23 ordnungsgemäß entsprechend diesem erfassten Bild im Inneren des Ingots 11 ausgebildet sind (Bestimmungsschritt).
  • Bezug nehmend auf 8 wird eine schematische Darstellung einer Untersuchungsvorrichtung 55 in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt. Die Untersuchungsvorrichtung 55 schließt eine Lichtquelle 58 zum Aufbringen von Licht auf die obere Fläche 11a des Ingots 11 ein, der an dem Stütztisch 26 befestigt ist, wobei das Licht mit einem vorbestimmten Einfallswinkel θ auf die obere Fläche 11a trifft und die modifizierten Schichten 23 und die Risse 25 zuvor als der Trennstartpunkt im Inneren des Ingots 11 ausgebildet werden. Die Untersuchungsvorrichtung 55 schließt ferner einen Schirm 56 zum Empfangen von reflektiertem Licht von der oberen Fläche 11a des Ingots 11 ein, um ein projiziertes Bild auszubilden, wobei das reflektierte Licht durch die Reflexion des von der Lichtquelle 58 auf die obere Fläche 11a aufgebrachten Lichts erhalten wird und das projizierte Bild auf dem Schirm 56 ausgebildet wird, sodass die an der oberen Fläche 11a erzeugten Unebenheiten hervorgehoben werden. Die Untersuchungsvorrichtung 55 schließt ferner eine Abbildungseinheit 60 zum Erfassen des auf dem Schirm 56 ausgebildeten projizierten Bilds, um dadurch ein erfasstes Bild auszubilden, und eine Bestimmungseinheit 62 zum Vergleichen des erfassten Bilds mit vorgegebenen Bedingungen und dann Bestimmen, ob die modifizierten Schichten 23 und die Risse 25 ordnungsgemäß im Inneren des Ingots 11 ausgebildet werden, oder nicht, ein.
  • Während der Ingot 11 bei dieser bevorzugten Ausführungsform durch ein Wachs oder ein Haftmittel an dem Stütztisch 26 befestigt ist, kann der Stütztisch 26 durch einen Spanntisch mit einem Saughalteabschnitt ersetzt werden, wie er regelmäßig bei einer Laserbearbeitungsvorrichtung verwendet wird, bei dem der Ingot 11 unter Saugkraft an dem Saughalteabschnitt des Spanntischs gehalten wird.
  • Beim Ausführen des Untersuchungsverfahrens durch Verwenden der Untersuchungsvorrichtung 55 wird der Stütztisch 26, der den Ingot 11 hält, in dem zuvor die modifizierten Schichten 23 und die Risse 25 als Trennstartpunkt ausgebildet worden sind, durch Betreiben des Zuführmechanismus 12 in die X-Richtung bewegt, bis er den Bereich erreicht, wo der Schirm 56, die Lichtquelle 58 und die Abbildungseinheit 60 vorgesehen sind. Während wie in 1 der Schirm 56 im Wesentlichen über der Kugelspindel 8 angeordnet ist, kann der Schirm 56 so angeordnet sein, dass das projizierte Bild auf einfache Weise von dem reflektierten Licht ausgebildet werden kann, das durch die Reflexion des von der Lichtquelle 58 auf die obere Fläche 11a aufgebrachten Lichts erhalten wird.
  • Wie in 8 gezeigt, ist der Schirm 56 so angeordnet, dass seine projizierte Fläche senkrecht zu dem optischen Pfad des reflektierten Lichts von der Fläche 11a des Ingots 11 ist. Mit dieser Anordnung kann ein projiziertes Bild ohne Verzerrungen auf dem Schirm 56 ausgebildet werden. Darüber hinaus kann durch Verwenden einer Kamera, die im Stande ist, eine Verzerrung durch Einstellen einer Schärfentiefe zu korrigieren, das projizierte Bild ohne Verzerrung erfasst werden.
  • Nach dem Einstellen des Stütztischs 26, der den Ingot 11 in dem Bereich unterstützt, wo der Schirm 56, die Lichtquelle 58 und die Abbildungseinheit 60 vorgesehen sind, wird Licht von der Lichtquelle 58, wie zum Beispiel eine LED, auf die obere Fläche 11a des Ingots 11 aufgebracht, in dem die modifizierten Schichten 23 und die Risse 25 zuvor als Trennstartpunkt ausgebildet worden sind, aufgebracht, wobei das Licht mit einem vorbestimmten Einfallswinkel θ auf die obere Fläche 11a trifft. Das aufgebrachte Licht wird an der oberen Fläche 11a des Ingots 11 reflektiert, um das reflektierte Licht zu erhalten, das auf den Schirm 56 projiziert wird, sodass ein projiziertes Bild, das den Zustand der oberen Fläche 11a des Ingots 11 zeigt, auf dem Schirm 56 ausgebildet wird. Vorzugsweise ist der Einfallswinkel 9 in einem Bereich von 0-60° und noch bevorzugter in einem Bereich von 0-30° eingestellt.
  • Wie oben beschrieben, verursacht die Ausbildung des Trennstartpunkts, der mit den modifizierten Schichten 23 und den Rissen 25 im Inneren des Ingots 11 aufgebaut ist, die Ausbildung von kleinen Vorsprüngen, die mit den modifizierten Schichten 23 auf der oberen Fläche 11a des Ingots 11 korrespondieren. Da die Risse 25 mikroskopisch sind, ist die obere Fläche 11a des Ingots 11 in dem Bereich, der mit den Rissen 25 korrespondiert, im Wesentlichen flach. Dementsprechend wird das Licht, das an der oberen Fläche 11a in dem Bereich reflektiert wird, der mit den modifizierten Schichten 23 korrespondiert, durch die kleinen an der oberen Fläche 11a ausgebildeten Vorsprünge gestreut oder zerstreut, sodass dieses reflektierte Licht als dunkles Bild auf den Schirm 56 projiziert wird. Andererseits wird das Licht, das an der oberen Fläche 11a in dem anderen Flachen Bereich mit einem Reflexionswinkel 9 reflektiert wird, der dem Einfallswinkel 9 gleicht, als helles Bild auf den Schirm 56 projiziert.
  • Dementsprechend werden die an der oberen Fläche 11a des Ingots 11 erzeugten Unebenheiten, wie in 11 gezeigt, hervorgehoben, um ein projiziertes Bild 31 auf dem Schirm 56 auszubilden. Bei diesem projizierten Bild 31 werden die Vorsprünge, die mit den modifizierten Schichten 23 korrespondieren, hervorgehoben, um dunkle Abschnitte 33 auszubilden. Dieses auf dem Schirm 56 ausgebildete projizierte Bild 31 wird als Nächstes durch die Abbildungseinheit 60, wie zum Beispiel, eine digitale Kamera, erfasst, um ein erfasstes Bild auszubilden, das mit diesem projizierten Bild 31 korrespondiert. Das durch die Abbildungseinheit 60 erhaltene erfasste Bild wird als Nächstes zu der Bestimmungseinheit 62 übertragen.
  • Ein voreingestellter Referenzwert, zum Beispiel die Breite von jeder modifizierten Schicht 23, wird zuvor in der Bestimmungseinheit 62 gespeichert. Die Bestimmungseinheit 62 erfasst die Breite von jedem dunklen Abschnitt 33 in dem projizierten Bild 31 von dem erfassten Bild durch Ausführen einer Bildbearbeitung oder Ähnlichem. Danach vergleicht die Bestimmungseinheit 62 die Breite von jedem oben erfassten dunklen Abschnitt 33 mit dem voreingestellten zuvor gespeicherten Referenzwert, um dadurch zu bestimmen, ob jede modifizierte Schicht 23 ordnungsgemäß ausgebildet worden ist oder nicht. Insbesondere wenn die Breite von jedem dunklen Abschnitt 33 größer als oder gleich wie der Referenzwert ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 62, dass jede modifizierte Schicht 23 ordnungsgemäß ausgebildet worden ist. Wenn die Breite von jedem dunklen Abschnitt 33 umgekehrt geringer als der Referenzwert ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 62, dass jede modifizierte Schicht 23 nicht ordnungsgemäß ausgebildet worden ist. Bei dem in 11 gezeigten projizierten Bild 31 ist die Breite von jedem dunklen Abschnitt 33 größer als oder gleich wie der Referenzwert, sodass die Bestimmungseinheit 62 bestimmt, dass jede modifizierte Schicht 23 ordnungsgemäß ausgebildet worden ist.
  • 12 zeigt ein weiteres Beispiel des projizierten Bilds 31 für den Fall, dass einige der modifizierten Schichten 23 nicht ordnungsgemäß im Inneren des Ingots 11 ausgebildet worden sind. In diesem Fall, dass einige der modifizierten Schichten 23 nicht ordnungsgemäß im Inneren des Ingots 11 ausgebildet worden sind, sind fehlerhafte Bereiche 35a, 35b, 35c und 35d in dem projizierten Bild 31, wie in 12 gezeigt, vorhanden, indem die Breite von jedem dunklen Abschnitt 33 in sämtlichen fehlerhaften Bereichen 35a bis 35d geringer ist als der Referenzwert. Wenn zumindest einer dieser fehlerhaften Bereiche 35a bis 35d in dem projizierten Bild 31 erfasst wird, wird der Trennstartpunkt-Ausbildungsschritt erneut ausgeführt, um die modifizierten Schichten 23 in den fehlerhaften Bereichen 35a bis 35d ordnungsgemäß auszubilden. Alternativ können die Bearbeitungsbedingungen bei dem Trennstartpunkt-Ausbildungsschritt verändert werden, sodass gegen eine nachfolgende fehlerhafte Bearbeitung vorgebeugt werden kann.
  • Bei der in 8 gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird ein projiziertes Bild auf dem Schirm 56 ausgebildet und dieses projizierte Bild wird als Nächstes durch die Abbildungseinheit 60 erfasst, um ein erfasstes Bild auszubilden. Jedoch ist der Schirm 56 beim Ausführen des Untersuchungsverfahrens der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich. Es wird nunmehr eine Untersuchungsvorrichtung 55a in Übereinstimmung mit einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 9 beschrieben, die keinen Schirm 56 verwendet. Bei dieser in 9 gezeigten Untersuchungsvorrichtung 55A wird Licht senkrecht auf die obere Fläche 11a des an dem Haltetisch 26 gehaltenen Ingots 11 aufgebracht. Das heißt, das Licht trifft auf die obere Fläche 11a in rechten Winkeln dazu, das heißt mit einem Einfallswinkel von 0° (das heißt, der optische Pfad des Einfallslichts ist parallel zu der Senkrechten der oberen Fläche 11a) ein. Ferner ist eine Abbildungseinheit 60 so angeordnet, dass sie der oberen Fläche 11a des Ingots 11 gegenüberliegt. Das auf die obere Fläche 11a einfallende Licht wird in rechten Winkeln zu der oberen Fläche 11a reflektiert, um die über der oberen Fläche 11a angeordnete Abbildungseinheit 60 zu erreichen. Dementsprechend kann ein erfasstes Bild ohne Verzerrungen erhalten werden.
  • Wie in 9 gezeigt, schließt die Untersuchungsvorrichtung 55A eine Lichtquelle 58a, einen Strahlteiler 76 und die Abbildungseinheit 60 ein. Licht, das von der Lichtquelle 58a emittiert wird, wird durch eine Linse 74a in paralleles Licht umgewandelt. Das von der Linse 74a abgehende parallele Licht tritt in den Strahlteiler 76 ein. Das so in den Strahlteiler 76 eingetretene Licht wird teilweise durch den Strahlteiler 76 in Richtung der oberen Fläche 11a des Ingots 11 reflektiert. Das so durch den Strahlteiler 76 reflektierte Licht trifft in rechten Winkeln auf die obere Fläche 11a und wird dann an der oberen Fläche 11a in Richtung des Strahlteilers 76 reflektiert. Das von der oberen Fläche 11a reflektierte Licht wird teilweise durch den Strahlteiler 76 übertragen und als Nächstes durch eine Linse 74b auf die Abbildungseinheit 60 fokussiert. Die Abbildungseinheit 60 schließt eine Linse 61 und eine Abbildungseinrichtung 63 ein. Das auf die Abbildungseinheit 60 fokussierte Licht wird auf der Abbildungseinheit 63 durch die Linse 61 abgebildet, um ein erfasstes Bild auszubilden.
  • Obwohl nicht in 9 gezeigt, ist die in 8 gezeigte Bestimmungseinheit 62 mit der Abbildungseinrichtung 63 verbunden. Diese Bestimmungseinheit 62 vergleicht das durch die Abbildungseinrichtung 63 erhaltene erfasste Bild mit den vorgegebenen Zuständen, um zu bestimmen, ob die modifizierten Schichten 23 und die Risse 25 ordnungsgemäß im Inneren des Ingots 11 ausgebildet worden sind oder nicht. Durch Verwendung der Untersuchungsvorrichtung 55A kann die Verzerrung in dem durch die Abbildungseinheit 60 zu erfassenden Bild stark vermindert werden. Dementsprechend ist es möglich, den Zustand der an der oberen Fläche 11a des Ingots 11 aufgrund der Ausbildung des Trennstartpunkts, der mit den modifizierten Schichten 23 und den Rissen 25 im Inneren des Ingots 11 aufgebaut ist, erzeugten Unebenheiten genauer bewerten.
  • Bezug nehmend auf 10 wird eine Untersuchungsvorrichtung 100 in Übereinstimmung mit noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die in 10 gezeigte Untersuchungsvorrichtung 100 schließt einen Haltetisch (Stütztisch) 26 (nicht in 10 gezeigt) zum Halten des Ingots 11 in dem Zustand ein, in dem die obere Fläche 11a exponiert ist. Eine Punktlichtquelle 64 zum Emittieren von Licht 65, einen ersten konkaven Spiegel 66 zum Reflektieren des Lichts 65, das von der Punktlichtquelle 64 emittiert wird, um das Licht 65 in paralleles Licht 67 umzuwandeln, und einen zweiten konkaven Spiegel 68 zum Reflektieren des von der oberen Fläche 11a des Ingots 11 reflektierten Lichts 67a, um es zu fokussieren, wobei das reflektierte Licht 67a durch die Reflexion des parallelen Lichts 67 an der oberen Fläche 11a erhalten wird.
  • Die Untersuchungsvorrichtung 100 schließt ferner eine Kamera 70, die bei einer Position angeordnet ist, wo ein projiziertes Bild, das an einer Projektionsfläche (konkave Fläche) 68a des zweiten konkaven Spiegels 68 ausgebildet wird, fokussiert ist, und einen Personal Computer 72 mit einem Speicher zum Speichern vorgegebener Zustände und eines erfassten Bilds ein, das durch die Kamera 70 erhalten wird.
  • In Übereinstimmung mit der in 10 gezeigten Untersuchungsvorrichtung 100 dient die konkave Fläche 68a des zweiten konkaven Spiegels 68 als eine Projektionsfläche zum Ausbilden eines projizierten Bilds. Das durch die Projektionsfläche 68a fokussierte Licht tritt in die Kamera 70 ein. Dementsprechend wird das auf der Projektionsfläche 68a ausgebildete projizierte Bild durch die Kamera 70 erfasst, sodass ein sehr helles erfasstes Bild erhalten werden kann. Als eine Abwandlung kann der zweite konkave Spiegel 68 durch einen einfachen Schirm ersetzt werden, der bei der Position des zweiten konkaven Spiegels 68 angeordnet ist. In diesem Fall ist ein durch die Kamera 70 erhaltenes erfasstes Bild dunkel und weist einen unzureichenden Kontrast auf. Jedoch kann durch Verwendung einer hochempfindlichen Kamera mit niedrigem Rauschen ein projiziertes Bild, das auf dem Schirm ausgebildet wird, ausreichend erfasst werden.
  • Bei der obigen Beschreibung wird das Untersuchungsverfahren der vorliegenden Erfindung auf einen hexagonalen Einkristallingot angewandt, in dem der Trennstartpunkt, der mit den modifizierten Schichten 23 und den Rissen 25 aufgebaut ist, zuvor ausgebildet wird. Allerdings ist die Anwendbarkeit des Untersuchungsverfahrens der vorliegenden Erfindung nicht auf solch einen hexagonalen Einkristallingot beschränkt. Zum Beispiel ist das Untersuchungsverfahren der vorliegenden Erfindung auch auf einen Halbleiteringot, wie zum Beispiel einen Siliziumingot und einen Verbundhalbleiteringot, anwendbar, bei dem ein Trennstartpunkt, der mit modifizierten Schichten und Rissen aufgebaut ist, zuvor ausgebildet wird. Auch in diesem Fall wird auf ähnliche Weise bestimmt, ob die modifizierten Schichten ordnungsgemäß im Inneren des Halbleiteringots ausgebildet worden sind oder nicht.

Claims (6)

  1. Halbleiteringot-Untersuchungsverfahren, das umfasst: einen Trennstartpunkt-Ausbildungsschritt mit einem Einstellen des Brennpunkts eines Laserstrahls, der eine Transmissionswellenlänge für einen Halbleiteringot (11) aufweist, auf eine von einer oberen Fläche (11a) des Ingots (11) aus vorbestimmte Tiefe (D1) im Inneren des Ingots (11), wobei die vorbestimmte Tiefe (D1) der Dicke eines aus dem Ingot (11) herzustellenden Wafers entspricht, und als Nächstes einem Aufbringen des Laserstrahls auf die obere Fläche (11a) des Ingots (11) bei einem relativen Bewegen des Brennpunkts und des Ingots (11), um dadurch modifizierte Schichten (23) parallel zu der oberen Fläche (11a) des Ingots und Risse (25) auszubilden, die sich von jeder modifizierten Schicht (23) erstrecken, um so einen Trennstartpunkt auszubilden, der mit den modifizierten Schichten (23) und den Rissen (25) aufgebaut ist; nach dem Ausführen des Trennstartpunkt-Ausbildungsschritts einen Lichtaufbringschritt mit einem Aufbringen von Licht von einer Lichtquelle (58; 58a; 64) auf die obere Fläche (11a) des Ingots (11), wobei das Licht mit einem vorbestimmten Einfallswinkel (9) auf die obere Fläche (11a) des Ingots (11) trifft; einen Ausbildungsschritt für ein projiziertes Bild (31) mit einem Reflektieren des Lichts an der oberen Fläche (11a) des Ingots (11), um nach dem Ausführen des Lichtaufbringschritts reflektiertes Licht zu erhalten, und dann einem Ausbilden eines projizierten Bilds (31) von dem reflektierten Licht, wobei das projizierte Bild (31) die Hervorhebung der Unebenheiten zeigt, die aufgrund des Ausbildens der modifizierten Schichten (23) und der Risse (25) im Inneren des Ingots (11) an der oberen Fläche (11a) erzeugt werden; einen Abbildungsschritt mit einem Erfassen des projizierten Bilds (31), um nach dem Ausführen des Ausbildungsschritts für ein projiziertes Bild (31) ein erfasstes Bild auszubilden; und einen Bestimmungsschritt mit einem Vergleichen des erfassten Bilds mit vorgegebenen Zuständen durch ein Bestimmungsmittel (62; 72), um den Zustand der modifizierten Schichten (23) und der Risse (25) nach dem Ausführen des Abbildungsschritts zu bestimmen.
  2. Untersuchungsverfahren für einen hexagonalen Einkristallingot (11), das umfasst: einen Vorbereitungsschritt mit einem Vorbereiten eines hexagonalen Einkristallingots (11), der eine erste Fläche (11a), eine der ersten Fläche (11a) gegenüberliegende zweite Fläche (11b), eine sich von der ersten Fläche (11a) zu der zweiten Fläche (11b) erstreckende c-Achse (19) und eine zu der c-Achse (19) senkrechte c-Ebene (21) aufweist; nach dem Ausführen des Vorbereitungsschritts einen Trennstartpunkt-Ausbildungsschritt mit einem Einstellen des Brennpunkts des Laserstrahls, der eine Transmissionswellenlänge für den Ingot (11) aufweist, auf eine von der ersten Fläche (11a) des Ingots (11) aus vorbestimmte Tiefe (D1) im Inneren des Ingots (11), wobei die vorbestimmte Tiefe (D1) der Dicke eines aus dem Ingot (11) herzustellenden Wafers entspricht, und als Nächstes einem Aufbringen des Laserstrahls auf die erste Fläche (11a) des Ingots (11) bei einem relativen Bewegen des Brennpunkts und des Ingots (11), um dadurch modifizierte Schichten (23) parallel zu der ersten Fläche (11a) des Ingots (11) und Risse (25) auszubilden, die sich von jeder modifizierten Schicht (23) entlang der c-Ebene (21) erstrecken, um so einen Trennstartpunkt auszubilden, der mit den modifizierten Schichten (23) und den Rissen (25) aufgebaut ist; nach dem Ausführen des Trennstartpunkt-Ausbildungsschritts einen Lichtaufbringschritt mit einem Aufbringen von Licht von einer Lichtquelle (58; 58a; 64) auf die erste Fläche des Ingots (11a), wobei das Licht mit einem vorbestimmten Einfallswinkel (θ) auf die erste Fläche (11a) des Ingots (11) trifft; einen Ausbildungsschritt für ein projiziertes Bild (31) mit einem Reflektieren des Lichts an der ersten Fläche (11a) des Ingots (11), um nach dem Ausführen des Lichtaufbringschritts reflektiertes Licht zu erhalten, und dann mit einem Ausbilden eines projizierten Bilds (31) von dem reflektierten Licht, wobei das projizierte Bild (31) die Hervorhebung der Unebenheiten zeigt, die aufgrund der Ausbildung der modifizierten Schichten (23) und der Risse (25) im Inneren des Ingots (11) an der ersten Fläche (11a) des Ingots (11) erzeugt werden; einen Abbildungsschritt mit einem Erfassen des projizierten Bilds (31), um nach dem Ausführen des Ausbildungsschritts für ein projiziertes Bild (31) ein erfasstes Bild auszubilden; und einen Bestimmungsschritt mit einem Vergleichen des erfassten Bilds mit vorgegebenen Zuständen durch ein Bestimmungsmittel (62; 72), um nach dem Ausführen des Abbildungsschritts den Zustand der modifizierten Schichten (23) und der Risse (25) zu bestimmen.
  3. Untersuchungsverfahren für einen hexagonalen Einkristallingot (11) nach Anspruch 2, bei dem der hexagonale Einkristallingot (11) aus einem SiC-Einkristallingot und einem GaN-Einkristallingot ausgewählt wird.
  4. Untersuchungsvorrichtung (55; 55a; 100) zum Untersuchen eines hexagonalen Einkristallingots (11), der eine erste Fläche (11a), eine der ersten Fläche (11a) gegenüberliegende zweite Fläche (11b), eine sich von der ersten Fläche (11a) zu der zweiten Fläche (11b) erstreckende c-Achse (19) und eine zu der c-Achse (19) senkrechte c-Ebene (21) aufweist, wobei der Ingot (11) zuvor durch Aufbringen eines Laserstrahls, der eine Transmissionswellenlänge für den Ingot (11) aufweist, auf die erste Fläche (11a) des Ingots (11) bearbeitet wird, um dadurch modifizierte Schichten (23) im Inneren des Ingots (11) und Risse (25) auszubilden, die sich von jeder modifizierten Schicht (23) entlang der c-Ebene (21) erstrecken, um so einen Trennstartpunkt auszubilden, der mit den modifizierten Schichten (23) und den Rissen (25) aufgebaut ist, wodurch Unebenheiten, die mit den modifizierten Schichten (23) und den Rissen (25) korrespondieren, auf der ersten Fläche (11a) des Ingots (11) erzeugt werden, wobei die Untersuchungsvorrichtung (55; 55a; 100) aufweist: einen Haltetisch (26) zum Halten des Ingots (11) in dem Zustand, in dem die erste Fläche (11a) des Ingots (11) belichtet wird; eine Lichtquelle (58; 58a; 64) zum Aufbringen von Licht auf die erste Fläche (11a) des an dem Haltetisch (26) gehaltenen Ingots (11), wobei das Licht mit einem vorbestimmten Einfallswinkel (9) auf die erste Fläche (11a) des Ingots (11) trifft; ein Abbildungsmittel (60; 70) zum Erfassen eines projizierten Bilds (31), um ein erfasstes Bild auszubilden, wobei das projizierte Bild (31) durch Reflektieren des Lichts an der ersten Fläche (11a) des Ingots (11) mit einem Reflexionswinkel (θ) ausgebildet wird, der mit dem vorbestimmten Einfallswinkel (9) korrespondiert, wobei das projizierte Bild (31) die Hervorhebung der Unebenheiten zeigt, die aufgrund des Ausbildens des Trennstartpunkts im Inneren des Ingots (11) an der ersten Fläche (11a) erzeugt werden; und ein Bestimmungsmittel (62; 72) zum Vergleichen des erfassten Bilds mit vorgegebenen Zuständen, um den Zustand der modifizierten Schichten (23) und der Risse (25) zu bestimmen.
  5. Untersuchungsvorrichtung (55; 55a; 100) zum Untersuchen eines hexagonalen Einkristallingots (11), der eine erste Fläche (11a), eine der ersten Fläche (11a) gegenüberliegende zweite Fläche (11b), eine sich von der ersten Fläche (11a) zu der zweiten Fläche (11b) erstreckende c-Achse (19) und eine zu der c-Achse (19) senkrechte c-Ebene (21) aufweist, wobei der Ingot (11) zuvor durch Aufbringen eines Laserstrahls, der eine Transmissionswellenlänge für den Ingot (11) aufweist, auf die erste Fläche (11a) des Ingots (11) bearbeitet wird, um dadurch modifizierte Schichten (23) im Inneren des Ingots (11) und Risse (25) auszubilden, die sich von jeder modifizierten Schicht (23) entlang der c-Ebene (21) erstrecken, um so einen Trennstartpunkt auszubilden, der mit den modifizierten Schichten (23) und den Rissen (25) aufgebaut ist, wodurch Unebenheiten, die mit den modifizierten Schichten (23) und den Rissen (25) korrespondieren, an der ersten Fläche (11a) des Ingots (11) erzeugt werden, wobei die Untersuchungsvorrichtung (58; 58a; 64) aufweist: einen Haltetisch (26) zum Halten des Ingots (11) in dem Zustand, in dem die erste Fläche (11a) des Ingots (11) exponiert ist; eine Punktlichtquelle (64) zum Emittieren von Licht; einen ersten konkaven Spiegel (66) zum Reflektieren des von der Punktlichtquelle (64) emittierten Lichts (65), um das Licht (65) in paralleles Licht (67) umzuwandeln, und dann Aufbringen des parallelen Lichts (67) auf die erste Fläche (11a) des Ingots (11), wobei das parallele Licht (67) mit einem vorbestimmten Einfallswinkel (θ) auf die erste Fläche (11a) des Ingots (11) trifft; einen zweiten konkaven Spiegel (68) mit einer Projektionsfläche (68a) zum Ausbilden eines projizierten Bilds (31), wobei das projizierte Bild (31) durch Reflektieren des parallelen Lichts (67) an der ersten Fläche (11a) des Ingots (11) mit einem Reflexionswinkel (θ) ausgebildet wird, der mit dem vorbestimmten Einfallswinkel (9) korrespondiert, wobei das projizierte Bild (31) die Hervorhebung beziehungsweise den Schwerpunkt der Unebenheiten zeigt, die aufgrund des Ausbildens des Trennstartpunkts im Inneren des Ingots (11) auf der ersten Fläche (11a) erzeugt werden; ein Abbildungsmittel (60; 70) zum Erfassen des projizierten Bilds (31), das auf der Projektionsfläche (68a) des zweiten konkaven Spiegels (68) ausgebildet ist, um dadurch ein erfasstes Bild auszubilden; und ein Bestimmungsmittel (62; 72) zum Vergleichen des erfassten Bilds mit vorgegebenen Zuständen, um den Zustand der modifizierten Schichten (23) und der Risse (25) zu bestimmen.
  6. Laserbearbeitungsvorrichtung (2) mit: einem Spanntisch (26) zum Halten eines hexagonalen Einkristallingots (11), der eine erste Fläche (11a), eine der ersten Fläche (11a) gegenüberliegende zweite Fläche (11b), eine sich von der ersten Fläche (11a) zu der zweiten Fläche (11b) erstreckende c-Achse (19) und eine zu der c-Achse (19) senkrechte c-Ebene (21) aufweist; einem Laserstrahlaufbringmittel (30) zum Aufbringen eines Laserstrahls, der eine Transmissionswellenlänge für den Ingot (11) aufweist, auf die erste Fläche (11a) des an dem Spanntisch (26) gehaltenen Ingots (11), um dadurch modifizierte Schichten (23) im Inneren des Ingots und Risse (25) auszubilden, die sich von jeder modifizierten Schicht (23) entlang der c-Ebene (21) erstrecken, um so einen Trennstartpunkt auszubilden, der mit den modifizierten Schichten (23) und den Rissen (25) aufgebaut ist, wodurch Unebenheiten, die mit den modifizierten Schichten (23) und den Rissen (25) korrespondieren, an der ersten Fläche (11a) des Ingots (11) erzeugt werden; einer Lichtquelle (58; 58a; 64) zum Aufbringen von Licht auf die erste Fläche (11a) des an dem Spanntisch (26) gehaltenen Ingots (11), wobei das Licht mit einem vorbestimmten Einfallswinkel (9) auf die erste Fläche (11a) des Ingots (11) trifft; einem Abbildungsmittel (60; 70) zum Erfassen eines projizierten Bilds (31), um ein erfasstes Bild auszubilden, wobei das projizierte Bild (31) durch Reflektieren des Lichts an der ersten Fläche (11a) des Ingots mit einem Reflexionswinkel (θ) ausgebildet wird, der mit dem vorbestimmten Einfallswinkel (9) korrespondiert, wobei das projizierte Bild (31) die Hervorhebung der Unebenheiten zeigt, die aufgrund des Ausbildens des Trennstartpunkts im Inneren des Ingots (11) an der ersten Fläche (11a) des Ingots (11) erzeugt werden; einem Bestimmungsmittel (62; 72) zum Vergleichen des erfassten Bilds mit vorgegebenen Zuständen, um den Zustand der modifizierten Schichten (23) und der Risse (25) zu bestimmen; und einem Steuerungsmittel zum Steuern des Laserstrahlaufbringmittels (30), des Abbildungsmittels (60; 70) und des Bestimmungsmittels (62; 72).
DE102018202984.9A 2017-03-01 2018-02-28 Halbleiteringot-untersuchungsverfahren und -vorrichtung und laserbearbeitungsvorrichtung Active DE102018202984B4 (de)

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