DE102020207130A1 - SiC-WAFERHERSTELLUNGSVERFAHREN UND SiC-WAFERHERSTELLUNGSVORRICHTUNG - Google Patents

SiC-WAFERHERSTELLUNGSVERFAHREN UND SiC-WAFERHERSTELLUNGSVORRICHTUNG Download PDF

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Abstract

Es wird ein SiC-Waferherstellungsverfahren zum Herstellen eines SiC-Wafers aus einem SiC-Ingot offenbart. Das SiC-Waferherstellungsverfahren schließt einen Verifizierungsschritt mit einem Aufbringen eines Testlaserstrahls auf den SiC-Ingot in einem vorbestimmten Bereich in dem Zustand ein, in dem der Brennpunkt des Testlaserstrahls von der Endfläche des SiC-Ingots aus auf eine vorbestimmte Tiefe im Inneren des SiC-Ingots eingestellt ist, wobei der Testlaserstrahl eine Transmissionswellenlänge für SiC aufweist, wodurch auf der vorbestimmten Tiefe im Inneren des SiC-Ingots eine Testtrennschicht ausgebildet wird, wobei die Testtrennschicht einen modifizierten Testabschnitt aufweist, wo SiC in Si und C zersetzt ist und sich Testrisse von dem modifizierten Testabschnitt entlang einer c-Ebene in dem SiC-Ingot erstrecken, wobei verifiziert wird, ob die Testrisse ordnungsgemäß ausgebildet worden sind oder nicht. Bei diesem Verifizierungsschritt wird die Leistung des Testlaserstrahls verändert, um eine geeignete Leistung einzustellen, bei der die Testrisse ordnungsgemäß ausgebildet werden.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein SiC-Waferherstellungsverfahren zum Herstellen eines SiC-Wafers aus einem SiC-Ingot und zudem eine SiC-Waferherstellungsvorrichtung zum Ausführen des SiC-Waferherstellungsverfahrens.
  • BESCHREIBUNG DES IN BEZIEHUNG STEHENDEN STANDS DER TECHNIK
  • Vielfältige Bauelemente, wie zum Beispiel integrierte Schaltkreise (ICs), Large Scale Integrations (LSIs) und lichtemittierende Dioden (LEDs) werden durch Ausbilden einer Funktionsschicht an der vorderen Seite eines Wafers, der aus Si (Silizium) oder Al2O3 (Saphir) ausgebildet ist, und Aufteilen dieser Funktionsschicht in eine Vielzahl getrennter Bereiche entlang einer Vielzahl von Trennlinien ausgebildet. Ferner werden Leistungsbauelemente oder optische Bauelemente, wie zum Beispiel LEDs, durch Ausbilden einer Funktionsschicht an der vorderen Seite eines SiC-Wafers, der aus Einkristall-SiC (Siliziumcarbid) ausgebildet ist, und Aufteilen dieser Funktionsschicht in eine Vielzahl getrennter Bereiche entlang einer Vielzahl von Trennlinien ausgebildet. Die Trennlinien so eines Wafers mit diesen Bauelementen werden durch eine Bearbeitungsvorrichtung, wie zum Beispiel eine Schneidvorrichtung und eine Laserbearbeitungsvorrichtung, bearbeitet, um dadurch den Wafer in eine Vielzahl einzelner Bauelementchips zu trennen, die jeweils die Bauelemente aufweisen. Die so erhaltenen Bauelementchips werden in vielfältiger elektrischer Ausrüstung, wie zum Beispiel Mobiltelefonen und Personal Computern, verwendet.
  • Im Allgemeinen wird der Wafer, auf dem die Bauelemente auszubilden sind, durch Schneiden eines zylindrischen Ingots mit einer Drahtsäge hergestellt. Beide Seiten des von dem Ingot abgeschnittenen Wafers werden auf Hochglanz poliert (siehe zum Beispiel das japanische offengelegte Patent mit der Nummer 2000-94221). Wenn der Ingot jedoch durch die Drahtsäge geschnitten wird und beide Seiten von jedem von dem Ingot abgeschnittenen SiC-Wafer poliert werden, um das Produkt zu erhalten, wird ein großer Anteil (70 % bis 80 %) des Ingots zu Ausschuss, was das Problem schlechter Wirtschaftlichkeit verursacht. Insbesondere weist ein SiC-Ingot eine hohe Härte auf, und es ist daher schwierig, den SiC-Ingot mit der Drahtsäge zu schneiden. Dementsprechend wird eine beachtliche Zeit zum Schneiden des SiC-Ingots benötigt, was eine Verminderung der Produktivität verursacht. Da ein SiC-Ingot darüber hinaus einen hohen Stückpreis aufweist, gibt es das Problem, mit diesem Stand der Technik einen SiC-Wafer aus einem SiC-Ingot auf effiziente Weise herzustellen.
  • Die vorliegende Anmelderin hat eine Technik zum Lösen dieses Problems vorgeschlagen (siehe zum Beispiel das japanische offengelegte Patent mit der Nummer 2016-111143). Diese Technik schließt die Schritte eines Einstellens des Brennpunkts eines Laserstrahls, der eine Transmissionswellenlänge für SiC-Einkristall aufweist, auf das Innere des SiC-Ingots, als Nächstes eines Aufbringens des Laserstrahls auf den SiC-Ingot bei einem Scannen des Laserstrahls an dem SiC-Ingot entlang, um dadurch in einer zuvor im Inneren des SiC-Ingots eingestellten Schneidebene eine Trennschicht auszubilden, und als Nächstes eines Brechens des SiC-Ingots entlang der Schneidebene ein, wo die Trennschicht mit einer verminderten Festigkeit ausgebildet worden ist, um somit einen SiC-Wafer von dem SiC-Ingot zu trennen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Jedoch gibt es das Problem, dass, wenn die Höhe des SiC-Ingots durch das Wiederholen des Trennens eines SiC-Wafers vermindert wird, eine Veränderung in der Kristallstruktur in der Schneidebene verursacht wird und es schwierig ist, unter den anfänglichen Bearbeitungsbedingungen entlang der Schneidebene die Trennschicht ordnungsgemäß auszubilden. Da die Kristallstruktur in dem SiC-Ingot darüber hinaus von einem Ingot zu einem anderen variiert, gibt es den Fall, dass die Bearbeitungsbedingungen zum ordnungsgemäßen Ausbilden der Trennschicht für ein anfängliches Trennen des SiC-Wafers von dem SiC-Ingot von einem Ingot zu einem anderen variieren können. Wenn der zu bearbeitende SiC-Ingot gewechselt wird, gibt es dementsprechend den Fall, dass die Trennschicht unter den vorangegangen Bearbeitungsbedingungen nicht ordnungsgemäß entlang der Schneidebene ausgebildet werden kann.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein SiC-Waferherstellungsverfahren bereitzustellen, das die Trennschicht entlang der Schneidebene selbst dann, wenn die Höhe des SiC-Ingots durch das Wiederholen des Trennens von SiC-Wafern vermindert wird, was eine Veränderung der Kristallstruktur in der Schneidebene verursacht, oder selbst dann, wenn der zu bearbeitende SiC-Ingot gewechselt wird, was eine Änderung der Kristallstruktur in der Schneidebene hervorruft, ordnungsgemäß ausbilden kann. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine SiC-Waferherstellungsvorrichtung zum Ausführen des SiC-Waferherstellungsverfahrens bereitzustellen, das oben erwähnt worden ist.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein SiC-Waferherstellungsverfahren zum Herstellen eines SiC-Wafers aus einem SiC-Ingot, der eine Endfläche aufweist, bereitgestellt, wobei das SiC-Waferherstellungsverfahren umfasst: einen Verifizierungsschritt mit einem Aufbringen eines Testlaserstrahls auf den SiC-Ingot in einem vorbestimmten Bereich in dem Zustand, in dem der Brennpunkt des Testlaserstrahls auf eine von der Endfläche des SiC-Ingots aus vorbestimmte Tiefe im Inneren des SiC-Ingots eingestellt ist, wobei die vorbestimmte Tiefe mit der Dicke des herzustellenden SiC-Wafers korrespondiert und der Testlaserstrahl eine Transmissionswellenlänge für SiC aufweist, um dadurch in der vorbestimmten Tiefe im Inneren des SiC-Ingots eine Testtrennschicht auszubilden, wobei die Testtrennschicht einen modifizierten Testabschnitt aufweist, wo SiC in Si und C zersetzt ist und sich Testrisse von dem modifizierten Testabschnitt aus entlang einer c-Ebene in dem SiC-Ingot erstrecken, wobei verifiziert wird, ob die Testrisse ordnungsgemäß ausgebildet worden sind oder nicht; nach dem Ausführen des Verifizierungsschritts einen Trennschichtausbildungsschritt mit einem Aufbringen eines Laserstrahls auf den SiC-Ingot in dem Zustand, in dem der Brennpunkt des Laserstrahls in der von der Endfläche des SiC-Ingots aus vorbestimmten Tiefe im Inneren des SiC-Ingots eingestellt ist, wobei die vorbestimmte Tiefe mit der Dicke des herzustellenden SiC-Wafers korrespondiert und der Testlaserstrahl eine Transmissionswellenlänge für SiC aufweist, um dadurch auf der vorbestimmten Tiefe im Inneren des SiC-Ingots eine Trennschicht auszubilden, wobei die Trennschicht einen modifizierten Abschnitt aufweist, wo SiC in Si und C zersetzt ist und sich Risse von dem modifizierten Abschnitt aus entlang der c-Ebene in dem SiC-Ingot erstrecken; und nach dem Ausführen des Trennschichtausbildungsschritts einen Trennschritt mit einem Trennen des SiC-Wafers von dem SiC-Ingot entlang der Trennschicht, wobei der Verifizierungsschritt die Schritte eines Veränderns der Leistung des Testlaserstrahls und Einstellens der Leistung des Testlaserstrahls auf eine Leistung einschließt, bei welcher die Testrisse ordnungsgemäß ausgebildet werden.
  • Vorzugsweise wird der Verifizierungsschritt nach dem anfänglichen Ausführen des Trennschritts und vor dem nächsten Ausführen des Trennschritts wieder ausgeführt.
  • In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine SiC-Waferherstellungsvorrichtung zum Herstellen eines SiC-Wafers aus einem SiC-Ingot bereitgestellt, der eine Endfläche aufweist, wobei die SiC-Waferherstellungsvorrichtung aufweist: eine Laserstrahlaufbringeinheit zum Aufbringen eines Laserstrahls auf den SiC-Ingot in dem Zustand, in dem der Brennpunkt des Laserstrahls auf eine von der Endfläche des SiC-Ingots aus vorbestimmte Tiefe im Inneren des SiC-Ingots eingestellt ist, wobei die vorbestimmte Tiefe mit der Dicke des herzustellenden SiC-Wafers korrespondiert und der Laserstrahl eine Transmissionswellenlänge für SiC aufweist, um dadurch auf der vorbestimmten Tiefe im Inneren des SiC-Ingots eine Trennschicht auszubilden, wobei die Trennschicht einen modifizierten Abschnitt aufweist, wo SiC in Si und C zersetzt ist und sich Risse von dem modifizierten Abschnitt aus entlang einer c-Ebene in dem SiC-Ingot erstrecken; eine Trenneinheit zum Trennen eines SiC-Wafers von dem SiC-Ingot entlang der Trennschicht; und eine Verifizierungseinheit zum Aufbringen eines Testlaserstrahls auf den SiC-Ingot in einem vorbestimmten Bereich in dem Zustand, in dem der Brennpunkt des Testlaserstrahls auf die von der Endfläche des SiC-Ingots aus vorbestimmte Tiefe im Inneren des SiC-Ingots eingestellt ist, wobei die vorbestimmte Tiefe mit der Dicke des herzustellenden SiC-Wafers korrespondiert und der Testlaserstrahl eine Transmissionswellenlänge für SiC aufweist, um dadurch in der vorbestimmten Tiefe eine Testtrennschicht im Inneren des SiC-Ingots auszubilden, wobei die Testtrennschicht einen modifizierten Testabschnitt aufweist, wo SiC in Si und C zersetzt ist und sich Testrisse von dem modifizierten Testabschnitt aus entlang der c-Ebene in dem SiC-Ingot erstrecken, wobei verifiziert wird, ob die Testrisse ordnungsgemäß ausgebildet worden sind oder nicht, und die Verifizierungseinheit durch Verändern der Leistung des Testlaserstrahls und Einstellen der Leistung des Testlaserstrahls auf eine Leistung, bei der die Testrisse ordnungsgemäß ausgebildet werden, eine Verifizierung ausführt.
  • Vorzugsweise schließt die Verifizierungseinheit ein lichtemittierendes Element zum Aufbringen von Licht auf die in dem SiC-Ingot ausgebildete Testtrennschicht, eine Kamera zum Abbilden der Testtrennschicht und einen Bestimmungsabschnitt zum Bestimmen, ob die Leistung des Testlaserstrahls eine Leistung ist, bei der die Testrisse der Testtrennschicht ordnungsgemäß ausgebildet werden oder nicht, in Übereinstimmung damit, ob die Helligkeit eines durch die Kamera erhaltenen Bilds in einen Grenzbereich fällt oder nicht, ein. Vorzugsweise führt der Bestimmungsabschnitt eine Binarisierungsverarbeitung für das Bild aus, um ein binäres Bild zu erhalten, und bestimmt dann, ob das Verhältnis zwischen einem schwarzen Bereich und einem weißen Bereich in dem binären Bild in einen vorbestimmten Bereich fällt oder nicht, wobei, wenn das Verhältnis zwischen dem schwarzen Bereich und dem weißen Bereich in den vorbestimmten Bereich fällt, der Bestimmungsabschnitt feststellt, dass die Leistung des Testlaserstrahls eine Leistung ist, bei der die Testrisse ordnungsgemäß ausgebildet werden.
  • In Übereinstimmung mit dem SiC-Waferherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann der folgende Effekt gezeigt werden. Selbst wenn die Höhe des SiC-Ingots durch das Wiederholen der Trennung von SiC-Wafern vermindert wird und eine Veränderung der Kristallstruktur in der Schneidebene verursacht wird, oder selbst wenn der zu bearbeitende SiC-Ingot ausgewechselt wird, was eine Änderung der Kristallstruktur in der Schneidebene verursacht, kann die Trennschicht entlang der Schneidebene ordnungsgemäß ausgebildet werden.
  • In Übereinstimmung mit der SiC-Waferherstellungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird die Verifizierungseinheit bereitgestellt, um die Leistung des Laserstrahls nach einem Verifizieren des Ergebnisses zur Veränderung der Leistung des Laserstrahls auf eine Leistung einzustellen, bei der die Testrisse ordnungsgemäß in der Trennschicht ausgebildet werden. Selbst wenn die Höhe des SiC-Ingots durch die Wiederholung des Trennens von SiC-Wafern vermindert ist, was eine Veränderung der Kristallstruktur in der Schneidebene verursacht, oder selbst wenn der zu bearbeitende SiC-Ingot gewechselt wird, was eine Änderung der Kristallstruktur in der Schneidebene verursacht, kann die Trennschicht ordnungsgemäß entlang der Schneidebene ausgebildet werden.
  • 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 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, deutlicher, und die Erfindung selbst wird hierdurch am besten verstanden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht einer SiC-Waferherstellungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 2A ist eine Seitenansicht eines SiC-Ingots;
    • 2B ist eine Draufsicht des in 2A dargestellten SiC-Ingots;
    • 3A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Aufbringvorgang eines Testlaserstrahls auf den SiC-Ingot während eines Verifizierungsschritts darstellt;
    • 3B ist eine vergrößerte Schnittansicht, die den in 3A dargestellten Vorgang darstellt;
    • 4 ist eine vergrößerte, seitliche Teilschnittansicht, die einen Abbildungsvorgang des SiC-Ingots durch Verwenden einer Kamera während des Verifizierungsschritts darstellt;
    • Die 5A bis 5D sind schematische Draufsichten von Bildern, die durch die Kamera in dem Fall erhalten werden, dass die Leistung des Laserstrahls verändert wird, um eine Vielzahl unterschiedlicher Trennschichten auszubilden;
    • 6A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Trennschichtausbildungsschritt darstellt;
    • 6B ist eine vergrößerte Schnittansicht, die den in 6A dargestellten Trennschichtausbildungsschritt darstellt;
    • 7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Trennschritt darstellt; und
    • 8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Ausbildungsschritt einer flachen Fläche darstellt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Es wird nunmehr eine bevorzugte Ausführungsform des SiC-Waferherstellungsverfahrens und der SiC-Waferherstellungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die SiC-Waferherstellungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dieser bevorzugten Ausführungsform wird als Erstes unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Bezugnehmend auf 1 wird eine SiC-Waferherstellungsvorrichtung 2 dargestellt, die eine Halteeinheit 4, eine Laserstrahlaufbringeinheit 6, einen X-Bewegungsmechanismus 8, einen Y-Bewegungsmechanismus 10, eine Trenneinheit 12 und eine Verifizierungseinheit 14 aufweist. Die Halteeinheit 4 dient dazu, einen SiC-Ingot zu halten. Die Laserstrahlaufbringeinheit 6 dient dazu, einen Laserstrahl in dem Zustand auf den SiC-Ingot aufzubringen, in dem der Brennpunkt des Laserstrahls von einer Endfläche des SiC-Ingots aus in einer vorbestimmten Tiefe auf das Innere des SiC-Ingots eingestellt wird, wobei die vorbestimmte Tiefe mit der Dicke eines herzustellenden SiC-Wafers korrespondiert und der Laserstrahl eine Transmissionswellenlänge für SiC aufweist, um dadurch im Inneren des SiC-Ingots in der vorbestimmten Tiefe eine Trennschicht auszubilden, wobei die Trennschicht einen modifizierten Abschnitt aufweist, wo SiC in Si (Silizium) und C (Kohlenstoff) zersetzt ist und sich Risse von dem modifizierten Abschnitt entlang einer c-Ebene in dem SiC-Ingot erstrecken. Der X-Bewegungsmechanismus 8 dient dazu, die Halteeinheit 4 und die Laserstrahlaufbringeinheit 6 in der X-Richtung (Zuführrichtung), die in 1 durch einen Pfeil X dargestellt wird, relativ zueinander zu bewegen. Der Y-Bewegungsmechanismus 10 dient dazu, die Halteeinheit 4 und die Laserstrahlaufbringeinheit 6 in der Y-Richtung (Einteilungsrichtung), die in 1 durch einen Pfeil Y dargestellt wird, relativ zueinander zu bewegen. Die Trenneinheit 12 dient dazu, den SiC-Wafer entlang der Trennschicht von dem SiC-Ingot zu trennen. Die Verifizierungseinheit 14 dient dazu, einen Testlaserstrahl auf den SiC-Ingot in einem vorbestimmten Bereich in dem Zustand aufzubringen, in dem der Brennpunkt des Testlaserstrahls auf die vorbestimmte Tiefe von der Endfläche des SiC-Ingots aus im Inneren des SiC-Ingots eingerichtet ist, wobei diese vorbestimmte Tiefe mit der Dicke des herzustellenden SiC-Wafers korrespondiert und der Testlaserstrahl eine Transmissionswellenlänge für SiC aufweist, um dadurch auf der vorbestimmten Tiefe im Inneren des SiC-Ingots eine Testrennschicht auszubilden, wobei diese Testtrennschicht einen modifizierten Testabschnitt aufweist, wo SiC in Si und C zersetzt ist und sich Testrisse von dem modifizierten Testabschnitt entlang der c-Ebene in dem SiC-Ingot erstrecken, wodurch verifiziert wird, ob die Testrisse ordnungsgemäß ausgebildet worden sind. Die durch den Pfeil X dargestellte X-Richtung und die durch den Pfeil Y dargestellte Y-Richtung sind senkrecht zueinander und definieren eine im Wesentlichen horizontale Ebene als eine XY-Ebene.
  • Wie in 1 dargestellt, schließt die SiC-Waferherstellungsvorrichtung 2 eine Basis 16 ein, die eine im Wesentlichen horizontale obere Fläche aufweist. Die Halteeinheit 4 schließt eine X-bewegbare Platte 18, die so an der Basis 16 montiert ist, dass sie in der X-Richtung bewegbar ist, eine Y-bewegbare Platte 20, die so an der X-bewegbaren Platte 18 montiert ist, dass sie in der Y-Richtung bewegbar ist, einen kreisförmigen Haltetisch 22, der drehbar an der oberen Fläche der Y-bewegbaren Platte 20 montiert ist, und einen nicht dargestellten Haltetischmotor zum Drehen des Haltetischs 22 ein.
  • Die Laserstrahlaufbringeinheit 6 schließt ein Gehäuse 24 mit einer umgekehrten L-Form ein. Das Gehäuse 24 ist mit einem vertikalen Abschnitt, der sich von der oberen Fläche der Basis 16 vertikal nach oben erstreckt, und einem horizontalen Abschnitt aufgebaut, der sich von dem oberen Ende des vertikalen Abschnitts in Richtung einer Position über der Halteeinheit 4 im Wesentlichen horizontal erstreckt. Die Laserstrahlaufbringeinheit 6 schließt ferner eine nicht dargestellte Lasererzeugungseinheit, die in das Gehäuse 24 eingebaut ist, ein Fokussiermittel 26, das an der unteren Fläche des Gehäuses 24 bei einem vorderen Endabschnitt von diesem montiert ist, und ein nicht dargestelltes Brennpunktpositionseinstellmittel zum Einstellen der vertikalen Position des Laserstrahlbrennpunkts ein. Die Lasererzeugungseinheit weist einen nicht dargestellten Laseroszillator zum Erzeugen eines gepulsten Laserstrahls und eine nicht dargestellte Leistungssteuerung zum Steuern der Leistung des gepulsten Laserstrahls ein, der von dem Laseroszillator erzeugt wird. Das Fokussiermittel 26 weist eine nicht dargestellte Fokussierlinse zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls auf, der von dem Laseroszillator erzeugt wird. Das Brennpunktpositionseinstellmittel kann so eingerichtet sein, dass es eine Kugelspindel, die so mit dem Fokussiermittel 26 verbunden ist, dass sie sich in einer vertikalen Richtung erstreckt, und einen Motor zum Drehen dieser Kugelspindel aufweist, um dadurch die vertikale Position des Brennpunkts des von dem Laseroszillator erzeugten gepulsten Laserstrahls einzustellen.
  • Der X-Bewegungsmechanismus 8 weist eine Kugelspindel 28, die sich entlang der oberen Fläche der Basis 16 in der X-Richtung erstreckt, und einen Motor 30 zum Drehen der Kugelspindel 28 auf. Die Kugelspindel 28 ist mit einem nicht dargestellten Mutterelement versehen, das mit der X-bewegbaren Platte 18 verbunden ist. Wenn die Kugelspindel 28 durch den Motor 30 gedreht wird, wird eine Drehbewegung des Motors 30 dementsprechend durch die Kugelspindel 28 in eine lineare Bewegung umgewandelt, und diese lineare Bewegung wird zu der X-bewegbaren Platte 18 übertragen, sodass die X-bewegbare Platte 18 entlang einem Paar Führungsschienen 16a, das an der oberen Fläche der Basis 16 vorgesehen ist, in der X-Richtung bewegt wird. Folglich kann die X-bewegbare Platte 18 in Bezug auf die Laserstrahlaufbringeinheit 6 in der X-Richtung relativ zugeführt werden. Die X-bewegbare Platte 18 ist verschiebbar an den Führungsschienen 16a montiert, die sich in der X-Richtung erstrecken.
  • Der Y-Bewegungsmechanismus 10 weist eine Kugelspindel 32, die sich entlang der oberen Fläche der X-bewegbaren Platte 18 in der Y-Richtung erstreckt, und einen Motor 34 zum Drehen der Kugelspindel 32 auf. Die Kugelspindel 32 ist mit einem nicht dargestellten Mutterelement versehen, das mit der Y-bewegbaren Platte 20 verbunden ist. Wenn die Kugelspindel 32 durch den Motor 34 gedreht wird, wird eine Drehbewegung des Motors 34 durch die Kugelspindel 32 dementsprechend in eine lineare Bewegung umgewandelt, und diese lineare Bewegung wird zu der Y-bewegbaren Platte 20 übertragen, sodass die Y-bewegbare Platte 20 entlang einem Paar Führungsschienen 18a, das an der oberen Fläche der X-bewegbaren Platte 18 vorgesehen ist, in der Y-Richtung bewegt wird. Folglich kann die Y-bewegbare Platte 20 in Bezug auf die Laserstrahlaufbringeinheit 6 in der Y-Richtung weiterbewegt bzw. einteilungszugeführt werden. Die Y-bewegbare Platte 20 ist verschiebbar an den Führungsschienen 18a montiert, die sich in der Y-Richtung erstrecken.
  • Die Trenneinheit 12 schließt ein Gehäuse 36, das, wie in 1 zu sehen, nahe der linken Enden der Führungsschienen 16a an der Basis 16 vorgesehen ist, einen Arm 38, der ein an dem Gehäuse 36 in vertikaler Richtung bewegbar unterstütztes Basisende aufweist und sich von dem Basisende in der X-Richtung erstreckt, und ein nicht dargestelltes Armhubmittel zum Bewegen des Arms 38 in vertikaler Richtung ein. Das Armhubmittel kann so eingerichtet sein, dass es eine mit dem Arm 38 verbundene Kugelspindel, die sich in der vertikalen Richtung erstreckt, und einen Motor zum Drehen dieser Kugelspindel aufweist. Ein Motor 40 ist mit dem vorderen Ende des Arms 38 verbunden, und ein Saugelement 42 ist mit der unteren Fläche des Motors 40 verbunden, sodass es um dessen vertikale Achse drehbar ist. Eine Vielzahl nicht dargestellter Sauglöcher ist an der unteren Fläche des Saugelements 42 ausgebildet. Diese Sauglöcher des Saugelements 42 sind zum Erzeugen eines Vakuums mit einem nicht dargestellten Saugmittel verbunden. Ferner enthält das Saugelement 42 ein nicht dargestelltes Ultraschallschwingung-Aufbringmittel zum Aufbringen einer Ultraschallschwingung auf die untere Fläche des Saugelements 42.
  • Die Verifizierungseinheit 14 schließt ein lichtemittierendes Element 44 zum Aufbringen von Licht auf die in dem SiC-Ingot ausgebildete Testtrennschicht, eine Kamera 46 zum Abbilden der Testtrennschicht und einen Bestimmungsabschnitt 48 zum Bestimmen, ob die Leistung des Testlaserstrahls eine Leistung ist, mit der die Testrisse der Testtrennschicht ordnungsgemäß ausgebildet werden, oder nicht, in Übereinstimmung damit, ob die Helligkeit eines durch die Kamera 46 aufgenommenen Bilds in einen Grenzbereich fällt oder nicht. Die Kamera 46 ist bei dessen vorderem Endabschnitt an der unteren Fläche des Gehäuses 24 montiert, sodass sie in der X-Richtung von dem Fokussiermittel 26 beabstandet ist. Das lichtemittierende Element 44 kann als eine LED-Lampe eingerichtet sein. Das lichtemittierende Element 44 ist an einem unteren Endabschnitt der Kamera 46 angebracht.
  • Eine Steuerungseinheit 50 ist elektrisch mit der Kamera 46 verbunden, und durch die Kamera 46 erhaltene Daten über das Bild werden zu der Steuerungseinheit 50 übertragen. Die Steuerungseinheit 50 ist durch einen Computer eingerichtet. Obwohl nicht dargestellt, schließt dieser Computer eine Central Processing Unit (CPU) für Berechnungen in Übereinstimmung mit einem Steuerungsprogramm oder Ähnlichem, ein Read Only Memory (ROM), der das Steuerungsprogramm zuvor gespeichert hat, ein Random Access Memory (RAM) zum Speichern von Berechnungsergebnissen und Ähnliches ein. Der Bestimmungsabschnitt 48 der Verifizierungseinheit 14 wird zuvor als Steuerungsprogramm in dem Read Only Memory der Steuerungseinheit 50 gespeichert. Zudem wird zuvor ein Steuerungsabschnitt 52 zum Steuern der Leistungssteuerung der Laserstrahlaufbringeinheit 6 ebenfalls als Steuerungsprogramm in dem Read Only Memory der Steuerungseinheit 50 gespeichert. Zudem wird ein Monitor 54 zum Anzeigen des durch die Kamera 46 erhaltenen Bildes an der oberen Fläche des Gehäuses 24 vorgesehen.
  • Die SiC-Waferherstellungsvorrichtung 2 schließt bei dieser bevorzugten Ausführungsform, wie in 1 dargestellt, ferner eine Schleifeinheit 56 zum Schleifen der oberen Fläche des durch die Halteeinheit 4 gehaltenen SiC-Ingots ein. Die Schleifeinheit 56 schließt eine mit dem Gehäuse 24 verbundene feststehende vertikale Wand 58, eine an der vorderen Fläche der feststehenden vertikalen Wand 58 montierte, in vertikaler Richtung bewegbare Platte 60 und ein Hubmittel 62 zum Bewegen der bewegbaren Platte 60 in vertikaler Richtung ein.
  • Das Hubmittel 62 weist eine Kugelspindel 64, die sich entlang der vorderen Fläche der vertikalen Wand 58 in der vertikalen Richtung erstreckt, und einen Motor 66 zum Drehen der Kugelspindel 64 auf. Die Kugelspindel 64 ist mit einem nicht dargestellten Mutterelement versehen, das mit der bewegbaren Platte 60 verbunden ist. Wenn die Kugelspindel 64 durch den Motor 66 gedreht wird, wird eine Drehbewegung des Motors 66 dementsprechend durch die Kugelspindel 64 in eine lineare Bewegung umgewandelt, und diese lineare Bewegung wird zu der bewegbaren Platte 60 übertragen, sodass die bewegbare Platte 60 entlang einem Paar Führungsschienen 58a, das an der vorderen Fläche der vertikalen Wand 58 vorgesehen ist, in vertikaler Richtung bewegt wird. Das heißt, dass die bewegbare Platte 60 verschiebbar an den Führungsschienen 58a montiert ist, die sich in der vertikalen Richtung senkrecht zu der X-Richtung und der Y-Richtung erstrecken.
  • Ein Stützelement 68 ist an der vorderen Fläche der bewegbaren Platte 60 befestigt, sodass es in der Y-Richtung hervorsteht. Eine Spindel 70 wird an dem Stützelement 68 unterstützt, sodass sie um eine vertikale Achse drehbar ist. Ein Spindelmotor 72 zum Drehen der Spindel 70 ist an der oberen Fläche des Stützelements 68 montiert. Bezugnehmend auf die 1 und 8 ist eine scheibenförmige Radhalterung 74 an dem unteren Ende der Spindel 70 befestigt, und ein ringförmiges Schleifrad 78 ist durch Bolzen 76 an der unteren Fläche der Radhalterung 74 befestigt. Eine Vielzahl von Schleifelementen 80 sind an der unteren Fläche des Schleifrads 78 befestigt, sodass sie mit vorgegebenen Abständen entlang des äußeren Umfangs des Schleifrads 78 ringförmig angeordnet sind.
  • Die 2A und 2B stellen einen SiC-Ingot 82 dar, der aus SiC ausgebildet ist. Der SiC-Ingot 82 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf. Das heißt, dass der SiC-Ingot 82 eine im wesentlichen kreisförmige erste Endfläche 84, eine im wesentlichen kreisförmige zweite Endfläche 86, die der ersten Endfläche 84 gegenüberliegt, eine im Wesentlichen zylindrische Fläche 88, die so ausgebildet ist, dass sie die erste Endfläche 84 und die zweite Endfläche 86 verbindet, eine sich von der ersten Endfläche 84 zu der zweiten Endfläche 86 erstreckende c-Achse (<0001>-Richtung) und eine c-Ebene ({0001}-Ebene) senkrecht zu der c-Achse auf.
  • Bei dem SiC-Ingot 82 ist die c-Achse in Bezug zu einer Senkrechten 90 zu der ersten Endfläche 84 um einen Abweichungswinkel α (zum Beispiel α = 1°, 3° oder 6°) geneigt. Der Abweichungswinkel α ist zwischen der c-Ebene und der ersten Endfläche 84 ausgebildet. Die Ausbildungsrichtung des Abweichungswinkels α (das heißt die Neigungsrichtung der c-Achse) wird in den 2A und 2B durch einen Pfeil A dargestellt. Ferner ist die zylindrische Fläche 88 des SiC-Ingots 82 mit einer ersten Ausrichtungsebene 92 und einer zweiten Ausrichtungsebene 94 ausgebildet, die von der Seite gesehen rechtwinklig sind und dazu dienen, eine Kristallausrichtung anzudeuten. Wie in 2B dargestellt ist, ist die erste Ausrichtungsebene 92 parallel zu der Ausbildungsrichtung A des Abweichungswinkels α, und die zweite Ausrichtungsebene 94 ist senkrecht zu der Ausbildungsrichtung A des Abweichungswinkels α. Wie ferner in 2B dargestellt ist, ist die Länge L2 der zweiten Ausrichtungsebene 94 kürzer eingerichtet als die Länge L1 der ersten Ausrichtungsebene 92 (L2<L1).
  • Das SiC-Waferherstellungsverfahren in Übereinstimmung mit dieser bevorzugten Ausführungsform wird nunmehr für den Fall einer Verwendung der oben beschriebenen SiC-Waferherstellungsvorrichtung 2 beschrieben. Als erstes wird der SiC-Ingot 82 durch eine Verwendung eines geeigneten Haftmittels (zum Beispiel ein Epoxydharzhaftmittel) in dem Zustand an der oberen Fläche des Haltetischs 22 befestigt, in dem die zweite Endfläche 86 des SiC-Ingots 82 nach unten gerichtet ist. Das heißt, dass das Haftmittel zwischen der zweiten Endfläche 86 des SiC-Ingots 82 und der oberen Fläche des Haltetischs 22 eingefügt wird. Als Abwandlung kann eine Vielzahl von Sauglöchern an der oberen Fläche des Haltetischs 22 ausgebildet sein, und eine Saugkraft kann durch diese Sauglöcher auf die obere Fläche des Haltetischs 22 aufgebracht werden, um dadurch den SiC-Ingot 82 über einen Unterdruck an der oberen Fläche des Haltetischs 22 zu halten.
  • Nach dem Halten des SiC-Ingots 82 an der oberen Fläche des Haltetischs 22 wird ein Verifizierungsschritt auf so eine Weise ausgeführt, dass in einem vorbestimmten Bereich in dem Zustand ein Testlaserstrahl auf den SiC-Ingot 82 aufgebracht wird, in dem der Brennpunkt des Testlaserstrahls von einer Endfläche des SiC-Ingots 82 aus (das heißt, bei dieser bevorzugten Ausführungsform die erste Endfläche 84) auf eine vorbestimmte Tiefe im Inneren des SiC-Ingots 82 eingerichtet ist, wobei diese vorbestimmte Tiefe mit der Dicke des herzustellenden SiC-Wafers korrespondiert und der Testlaserstrahl eine Transmissionswellenlänge für SiC aufweist, um dadurch auf dieser vorbestimmten Tiefe eine Testtrennschicht im Inneren des SiC-Ingots 82 auszubilden, wobei die Testtrennschicht einen modifizierten Testabschnitt aufweist, wo SiC in Si und C zersetzt ist und sich Testrisse von dem modifizierten Testabschnitt entlang der c-Ebene in dem SiC-Ingot 82 erstrecken und in dem verifiziert wird, ob die Testrisse ordnungsgemäß ausgebildet worden sind oder nicht.
  • Bei dem Verifizierungsschritt wird der SiC-Ingot 82 als Erstes durch Verwendung der über dem SiC-Ingot 82 positionierten Kamera 46 abgebildet. Danach wird der Haltetisch 22 entsprechend eines durch die Kamera 46 erhaltenen Bilds des SiC-Ingots 82 durch Betätigen des X-Bewegungsmechanismus 8, des Y-Bewegungsmechanismus 10 und des Haltetischmotors bewegt und gedreht, um dadurch einen Randbereich des SiC-Ingots 82 (das heißt, einen Umfangsrandbereich des SiC-Wafers, der aus dem SiC-Ingot 82 hergestellt wird, wobei keine Bauelemente in diesem Umfangsrandbereich ausgebildet sind) direkt unter dem Fokussiermittel 26 zu positionieren. Ferner wird die zweite Ausrichtungsebene 94, wie in 3A dargestellt, parallel zu der X-Richtung ausgerichtet, sodass die Richtung senkrecht zu der Ausbildungsrichtung A des Abweichungswinkels α parallel zu der X-Richtung ausgerichtet wird und die Ausbildungsrichtung A des Abweichungswinkels α parallel zu der Y-Richtung ausgerichtet wird.
  • Danach wird das Fokussiermittel 26 durch Betätigen des Brennpunktposition-Einstellmittels in vertikaler Richtung bewegt, um den Brennpunkt FP (siehe 3B) eines gepulsten Laserstrahls LB von der ersten Endfläche 84 des SiC-Ingots 82 aus auf eine vorbestimmten Tiefe einzustellen, wobei diese vorbestimmte Tiefe mit der Dicke eines herzustellenden SiC-Wafers korrespondiert. Danach wird der gepulste Laserstrahl LB, der eine Transmissionswellenlänge für SiC aufweist durch Betätigen des X-Bewegungsmechanismus 8 während einer Bewegung des Haltetischs 22 mit einer vorbestimmten Zuführgeschwindigkeit in der X-Richtung, wie in den 3A und 3B dargestellt, von dem Fokussiermittel 26 aus auf den SiC-Ingot 82 aufgebracht, wobei die X-Richtung parallel zu der Richtung ist, die senkrecht zu der Ausbildungsrichtung A des Abweichungswinkels α ist. Als Ergebnis wird eine Testtrennschicht 96 für eine Verwendung bei dem Verifizierungsschritt in dem Randbereich auf der vorbestimmten Tiefe im Inneren des SiC-Ingots 82 ausgebildet. Die Testtrennschicht 96 wird in dem Randbereich innerhalb von in etwa 2 mm von der Umfangskante des SiC-Ingots 82 aus ausgebildet. Dieser Randbereich des SiC-Ingots 82 korrespondiert mit dem Umfangsrandbereich des SiC-Wafers, wo keine Bauelemente ausgebildet sind. Dementsprechend ist es nicht möglich, beim nachfolgenden Ausbilden von Bauelementen an dem SiC-Wafer, der aus dem SiC-Ingot 82 hergestellt wird, dass die Testtrennschicht 96 die Qualität der Bauelemente reduzieren kann.
  • Beim Ausbilden der Testtrennschicht 96 während des Verifizierungsschritts wird die Leistungssteuerung der Laserstrahlaufbringeinheit 6 durch den Steuerungsabschnitt 52 der Steuerungseinheit 50 gesteuert, um dadurch die Leistung des gepulsten Laserstrahls LB in geeigneten Zeitintervallen während des Aufbringens des gepulsten Laserstrahls LB auf den SiC-Ingot 82 zu verändern. Dementsprechend werden eine Vielzahl von Testtrennschichten 96 unter unterschiedlichen Leistungsbedingungen des gepulsten Laserstrahls LB ausgebildet. Insbesondere wird bei dieser bevorzugten Ausführungsform, wie in 3B dargestellt, durch Einstellen der Leistung des gepulsten Laserstrahls LB auf 4 Watt eine Testtrennschicht 96a gebildet, wird durch Einstellen der Leistung des gepulsten Laserstrahls LB auf 5 Watt eine Testtrennschicht 96b ausgebildet, wird durch Einstellen der Leistung des gepulsten Laserstrahls LB auf 6 Watt eine Testtrennschicht 96c ausgebildet und wird durch Einstellen der Leistung des gepulsten Laserstrahls LB auf 7 Watt eine Testtrennschicht 96d ausgebildet. Die Leistungseinstellungen und die Anzahl der mehreren Trennschichten 96 kann beliebig gewählt werden.
  • Danach wird der Y-Bewegungsmechanismus 10 betätigt, um den Haltetisch 22 um einen vorbestimmten Einteilungsbetrag Li in der Y-Richtung zu bewegen und dadurch den SiC-Ingot 82 in Bezug zu dem Brennpunkt FP um den vorbestimmten Einteilungsbetrag Li in der Y-Richtung parallel zu der Ausbildungsrichtung A des Abweichungswinkels α relativ weiter zu bewegen. Danach werden das Aufbringen des gepulsten Laserstrahls LB und der Einteilungs- bzw. Weiterbewegungsvorgang angemessen oft wiederholt, um dadurch, wie in 3A dargestellt, eine Vielzahl von Testtrennschichten 96 unter verschiedenen Leistungseinstellungen des gepulsten Laserstrahls LB auszubilden, wobei diese Testtrennschichten 96 entlang mehrerer paralleler Linien angeordnet sind, die um den Einteilungsbetrag Li in der Y-Richtung voneinander beabstandet sind, wobei sich jede Linie in der X-Richtung erstreckt. Die Testtrennschichten 96, die in der Y-Richtung parallel zu der Ausbildungsrichtung A des Abweichungswinkels α zueinander benachbart sind, werden unter den gleichen Leistungsbedingungen ausgebildet.
  • Danach wird Licht, wie in 4 dargestellt, von dem lichtemittierenden Element 44 auf die Testtrennschichten 96a bis 96d mit einem Neigungswinkel in Bezug auf eine vertikale Richtung aufgebracht, und die Testtrennschichten 96a bis 96d werden durch die Kamera 46 abgebildet bzw. aufgenommen. Die 5A bis 5D stellen respektive Bilder P1 bis P4 der Testtrennschichten 96a bis 96d dar. Insbesondere stellt 5A das Bild P1 der mehreren Testtrennschichten 96a dar, die in der Richtung A zueinander benachbart sind. 5B stellt das Bild P2 der mehreren Testtrennschichten 96b dar, die in der Richtung A zueinander benachbart sind. 5C stellt das Bild P3 der Vielzahl von Testtrennschichten 96c dar, die in der Richtung A benachbart zueinander sind. 5D stellt das Bild P4 der Vielzahl von Trennschichten 96d dar, die in der Richtung A benachbart zueinander sind. Wie in 5A dargestellt, ist jede Testtrennschicht 96a aus einem modifizierten Testabschnitt 98a aufgebaut, in dem SiC in Si und C zersetzt ist und sich Testrisse 100a isotropisch von dem modifizierten Testabschnitt 98a entlang der c-Ebene erstrecken. Auf ähnliche Weise ist jede Testtrennschicht 96b, wie in 5B dargestellt, aus einem modifizierten Testabschnitt 98b und Testrissen 100b aufgebaut. Wie in 5D dargestellt, ist jede Testtrennschicht 96c aus einem modifizierten Testabschnitt 98c und Testrissen 100c aufgebaut. Wie in 5B dargestellt, ist jede Testtrennschicht 96d aus einem modifizierten Testabschnitt 98d und Testrissen 100d aufgebaut. Insbesondere wird der gepulste Laserstrahl LB anfänglich auf den SiC-Ingot 82 aufgebracht, um dadurch SiC in Si und C zu zersetzen. Danach wird der gepulste Laserstrahl LB als Nächstes auf den SiC-Ingot 82 aufgebracht und durch das zuvor erzeugte C absorbiert. Folglich wird SiC mit der Bewegung des Haltetischs 22 in der X-Richtung kettenreaktionsartig in Si und C zersetzt, wodurch jeder modifizierte Abschnitt 98a, wie in 5A dargestellt, sich in der X-Richtung erstreckend linear ausgebildet wird.
  • Wie in 5A dargestellt, überlappen sich die Testrisse 100a der Testtrennschichten 96a, die in der Richtung A benachbart sind, in der Richtung A nicht. Wie in 5B dargestellt, überlappen sich die Testrisse 100b der Testtrennschichten 96b, die in der Richtung A benachbart zueinander sind, in der Richtung A einander nicht. Wie in 5C dargestellt, überlappen sich die Testrisse 100c der Testtrennschichten 96c, die in der Richtung A benachbart zueinander sind, dagegen in der Richtung A. Wie in 5D dargestellt, überlappen sich die Testrisse 100d der Testtrennschichten 96d, die in der Richtung A benachbart zueinander sind, auf ähnliche Weise in der Richtung A.
  • Für den Fall, dass die Risse der in Richtung A zueinander benachbarten Trennschichten einander nicht in der Richtung A überlappen, ist es schwierig, den SiC-Wafer entlang der Trennschichten von dem SiC-Ingot 82 zu trennen. Für den Fall, dass sich die Risse der in der Richtung A zueinander benachbarten Trennschichten dagegen in der Richtung A überlappen, kann der SiC-Wafer auf einfache Weise entlang der Trennschichten von dem SiC-Ingot 82 getrennt werden. Wenn die Leistung des gepulsten Laserstrahls LB jedoch zu hoch ist, können die Risse jedoch übermäßig entlang der c-Ebene erzeugt werden, die im Verhältnis zu der ersten Endfläche 84 des SiC-Ingots 82 geneigt ist. Als Ergebnis ist beim Trennen des SiC-Wafers von dem SiC-Ingot 82 und als nächstes Schleifen einer Trennfläche des SiC-Ingots 82 und einer Trennfläche des SiC-Wafers, um dadurch diese Trennflächen abzuflachen, das Ausmaß des Schleifens des SiC-Ingots 82 und des SiC-Wafers erhöht, was einen Anstieg des Materialverlusts bedingt. Um diesem Problem zu begegnen, wird bei dem Verifizierungsschritt in Übereinstimmung mit dieser bevorzugten Ausführungsform die Leistung des gepulsten Laserstrahls LB auf eine minimale Leistung als eine Leistung eingestellt (zum Beispiel bei dieser bevorzugten Ausführungsform 6 Watt), die imstande ist, die Testrisse der Testtrennschichten, die in der Richtung A benachbart zueinander sind, überlappen zu lassen, und zwar als die Leistung, bei welcher die später auszubildenden Risse der Trennschichten ordnungsgemäß ausgebildet werden.
  • Wie oben beschrieben, kann beim Einstellen der Leistung des gepulsten Laserstrahls LB während des Verifizierungsschritts der Bereich der Testrisse 100a von jeder Testtrennschicht 96a in der Richtung A über das Bild P1 überprüft werden. Auf ähnliche Weise kann der Bereich der Testrisse 100b jeder Testtrennschicht 96b in der Richtung A über das Bild P2 überprüft werden, kann der Bereich der Testrisse 100c jeder Testtrennschicht 96c in der Richtung A über das Bild P3 überprüft werden und kann der Bereich der Testrisse 100d jeder Testtrennschicht 96d in der Richtung A über das Bild P4 überprüft werden. Jedoch kann bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Bestimmungsabschnitt 48 der Verifizierungseinheit 14 bestimmen, ob die Leistung des gepulsten Laserstrahls LB eine Leistung ist oder nicht, bei welcher die Testrisse ordnungsgemäß ausgebildet werden, und zwar in Übereinstimmung damit, ob die Helligkeit von jedem der Bilder P1 bis P4, die durch die Kamera 46 erhalten werden, in einen Grenzbereich fällt oder nicht.
  • Der Bestimmungsabschnitt 48 empfängt Daten über die Bilder P1 bis P4, die durch die Kamera 46 erhalten werden. Danach führt der Bestimmungsabschnitt 48 eine Binarisierungsverarbeitung für die Bilder P1 bis P4 aus. Wenn die Bilder P1 bis P4 der Binarisierungsverarbeitung ausgesetzt werden, wird der Bereich, wo die Testrisse 100a bis 100d ausgebildet sind, hauptsächlich weiß, wogegen der Bereich, wo die Testrisse 100a bis 100d nicht ausgebildet sind, und die modifizierten Abschnitte 98a bis 98d, wo SiC in Si und C zersetzt ist, hauptsächlich schwarz werden. Folglich erzeugt der Bestimmungsabschnitt 48 von jedem der Bilder P1 bis P4 ein binäres Bild. Wenn das Verhältnis zwischen dem schwarzen Bereich und dem weißen Bereich in jedem binären Bild in einen vorbestimmten Bereich fällt (zum Beispiel, wenn der Anteil des schwarzen Bereichs in einen Bereich von 30 % bis 40 % fällt und der Anteil des weißen Bereichs in einen Bereich von 60 % bis 70 % fällt, das heißt, dass das Verhältnis zwischen dem schwarzen Bereich und dem weißen Bereich in einem Bereich von 3:7 bis 4:6 fällt), bestimmt der Bestimmungsabschnitt 48, dass die Testrisse ordnungsgemäß ausgebildet worden sind, und dass die Leistung des gepulsten Laserstrahls LB in diesem Fall eine angemessene Leistung ist, bei welcher die Testrisse ordnungsgemäß ausgebildet werden.
  • Der Bereich, der in dem durch die Kamera 46 erhaltenen Bild der Binarisierungsverarbeitung auszusetzen ist, kann zum Beispiel für den Fall der 5A auf die folgende Weise eingestellt werden. In der Ausbildungsrichtung A des Abweichungswinkels α kann der Bereich von dem obersten modifizierten Abschnitt 98a zu dem untersten modifizierten Abschnitt 98a eingestellt werden, wogegen in der Richtung senkrecht zu der Ausbildungsrichtung A des Abweichungswinkels α ein beliebiger Bereich eingestellt werden kann, der die unter den gleichen Leistungseinstellungen ausgebildeten Testtrennschichten aufweist. Ferner kann das Verhältnis zwischen dem schwarzen Bereich und dem weißen Bereich in dem binären Bild für den Fall eines Ausbildens der Trennschicht im Voraus mittels eines Experiment durch Einstellen der Leistung, bei welcher die Risse ordnungsgemäß ausgebildet werden, bestimmt werden.
  • Nach dem Ausführen des Verifizierungsschritts wird ein Trennschichtausbildungsschritt auf so eine Weise ausgeführt, dass der gepulste Laserstrahl LB, der eine Transmissionswellenlänge für SiC aufweist, in dem Zustand auf den SiC-Ingot 82 aufgebracht wird, in dem der Brennpunkt FP des gepulsten Laserstrahls LB auf eine vorbestimmte Tiefe von der oberen Fläche des SiC-Ingots 82 (zum Beispiel bei dieser Ausführungsform von der ersten Endfläche 84 aus) im Inneren des SiC-Ingots 82 eingestellt ist, wobei diese vorbestimmte Tiefe mit der Dicke des herzustellenden SiC-Wafers korrespondiert, wodurch auf dieser vorbestimmten Tiefe im Inneren des SiC-Ingots 82 eine Trennschicht ausgebildet wird, wobei die Trennschicht aus einem modifizierten Abschnitt aufgebaut ist, wo SiC in Si und C zersetzt ist und sich Risse von diesem modifizierten Abschnitt entlang der c-Ebene in dem SiC-Ingot 82 erstrecken. Die Leistung des gepulsten Laserstrahls LB während des Trennschichtausbildungsschritts ist die gleiche, wie die Leistung (zum Beispiel bei dieser bevorzugten Ausführungsform 6 Watt), die bei dem Verifizierungsschritt eingestellt wird.
  • Bei dem Trennschichtausbildungsschritt wird als Erstes in Übereinstimmung mit dem Bild des SiC-Ingots 82, wie es durch die Kamera 46 bei dem Verifizierungsschritt erhalten wird, in einer XY-Ebene eine Positionsbeziehung zwischen dem SiC-Ingot 82 und dem Fokussiermittel 26 eingestellt. Die Ausrichtung des SiC-Ingots 82 wird auf ähnliche Weise eingestellt wie jene, die bei dem Verifizierungsschritt eingestellt wird. Das heißt, dass die Richtung senkrecht zu der Ausbildungsrichtung A des Abweichungswinkels α parallel zu der X-Richtung ausgerichtet wird, und dass die Ausbildungsrichtung A des Abweichungswinkels α parallel zu der Y-Richtung ausgerichtet wird (siehe 6A).
  • Danach wird der Brennpunkt FP des gepulsten Laserstrahls LB von der ersten Endfläche 84 des SiC-Ingots 82 aus auf eine vorbestimmte Tiefe im Inneren des SiC-Ingots 82 eingestellt, wobei diese vorbestimmte Tiefe mit der Dicke des herzustellenden SiC-Wafers korrespondiert. Danach wird der gepulste Laserstrahl LB, der eine Transmissionswellenlänge für SiC aufweist, wie in 6A dargestellt, durch Betätigen des X-Bewegungsmechanismus 8 während einer Bewegung des Haltetischs 22 in der X-Richtung mit einer vorbestimmten Zuführgeschwindigkeit von dem Fokussiermittel 26 aus auf den SiC-Ingot 82 aufgebracht, wobei die X-Richtung parallel zu der Richtung ist, die senkrecht zu der Ausbildungsrichtung A des Abweichungswinkels α ist. Als Ergebnis wird eine bandförmige Trennschicht 106 im Inneren des SiC-Ingots 82 auf der vorbestimmten Tiefe ausgebildet, sodass sie sich in der X-Richtung erstreckt. Die Trennschicht 106 ist aus einem modifizierten Abschnitt 102, wo SiC in Si und C zersetzt ist, und aus Rissen 104 aufgebaut, die sich isotropisch von dem modifizierten Abschnitt 102 entlang der c-Ebene erstrecken. Insbesondere wird der gepulste Laserstrahl LB anfangs auf den SiC-Ingot 82 aufgebracht, um dadurch SiC in Si und C zu zersetzen. Danach wird der gepulste Laserstrahl LB als Nächstes auf den SiC-Ingot 82 aufgebracht und durch das zuvor erzeugte C absorbiert. Folglich wird SiC mit der Bewegung des Haltetischs 22 in der X-Richtung kettenreaktionsartig in Si und C zersetzt, um dadurch den sich in der X-Richtung erstreckenden modifizierten Abschnitt 102 linear auszubilden.
  • Danach wird der Y-Bewegungsmechanismus 10 betätigt, um den Haltetisch 22 um einen vorbestimmten Einteilungsbetrag Li in der Y-Richtung zu bewegen, wodurch der SiC-Ingot 82 in Bezug zu dem Brennpunkt FP um den vorbestimmten Einteilungsbetrag Li in der Y-Richtung parallel zu der Ausbildungsrichtung A des Abweichungswinkels α weiterbewegt wird. Danach werden das Aufbringen des gepulsten Laserstrahls LB und der Einteilungsvorgang abwechselnd wiederholt, um dadurch eine Vielzahl modifizierter Abschnitte 102 auszubilden, die in der Ausbildungsrichtung A des Abweichungswinkels α um den Einteilungsbetrag Li voneinander beabstandet sind, wobei sich jeder modifizierte Abschnitt 102 durchgehend in der Richtung senkrecht zu der Ausbildungsrichtung A des Abweichungswinkels α erstreckt. Ferner erstrecken sich Risse 104 isotropisch von jedem modifizierten Abschnitt 102 entlang der c-Ebene. Der Einteilungsbetrag Li bei dem Trennschichtausbildungsschritt ist der gleiche wie der Einteilungsbetrag Li bei dem Verifizierungsschritt.
  • Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird der Verifizierungsschritt vor einem Ausführen des Trennschichtausbildungsschritts ausgeführt, um dadurch die Leistung des gepulsten Laserstrahls LB auf eine Leistung einzustellen, bei der die Risse 104 ordnungsgemäß ausgebildet werden. Dementsprechend überlappen sich die Risse 104 der Trennschichten 106, die in der Ausbildungsrichtung A des Abweichungswinkels α benachbart zueinander sind, wie in 6B dargestellt, in der Richtung A (der Y-Richtung). Auf diese Weise wird der Trennschichtausbildungsschritt ausgeführt, um die Vielzahl von Trennschichten 106 von der ersten Endfläche 84 des SiC-Ingots 82 aus in einer vorbestimmten Tiefe (in einer Schneidebene) im Inneren des SiC-Ingots 82 auszubilden, wobei diese vorbestimmte Tiefe mit der Dicke des herzustellenden SiC-Wafers korrespondiert und jede Trennschicht 106 aus dem modifizierten Abschnitt 102 und den Rissen 104 aufgebaut ist und jede Trennschicht 106 eine verminderte Festigkeit aufweist, welche die Trennung des SiC-Wafers von dem SiC-Ingot 82 zulässt. Die Vielzahl von Trennschichten 106 sind im Inneren des SiC-Ingots 82 auf der gleichen Tiefe ausgebildet, um eine planare Trennschicht auszubilden.
  • Nach dem Ausführen des Trennschichtausbildungsschritts wird ein Trennschritt ausgeführt, um den SiC-Wafer entlang der planaren Trennschicht, die aus der Vielzahl von Trennschichten 106 aufgebaut ist, von dem SiC-Ingot 82 zu trennen. Bei dem Trennschritt wird der X-Bewegungsmechanismus 8 betätigt, um den Haltetisch 22 zu der Position direkt unter dem Saugelement 42 der Trenneinheit 12 zu bewegen. Danach wird das Armhubmittel bei der Trenneinheit 12 betätigt, um den Arm 38 abzusenken, bis die untere Fläche des Saugelements 42 mit der ersten Endfläche 84 des SiC-Ingots 82 in engen Kontakt kommt, der, wie in 7 dargestellt, an der oberen Fläche des Haltetischs 22 gehalten wird. Danach wird das Saugmittel betätigt, um die erste Endfläche 84 des SiC-Ingots 82 über eine Saugkraft an der unteren Fläche des Saugelements 42 zu halten. Danach wird das Ultraschallschwingung-Aufbringmittel in der Trenneinheit 12 betätigt, um eine Ultraschallschwingung auf die untere Fläche des Saugelements 42 aufzubringen, und gleichzeitig wird der Motor 40 betätigt, um das Saugelement 42 zu drehen. Dementsprechend wird eine äußere Kraft auf die planare Trennschicht ausgeübt, die aus der Vielzahl von Trennschichten 106 aufgebaut ist, sodass ein SiC-Wafer 108, wie in 7 dargestellt, entlang der planaren Trennschicht, die aus der Vielzahl von Trennschichten 106 aufgebaut ist, von dem SiC-Ingot 82 getrennt werden kann.
  • Nach dem Ausführen des Trennschritts wird ein Ausbildungsschritt einer flachen Fläche ausgeführt, bei dem die obere Fläche des SiC-Ingots 82 (die in 8 dargestellte Trennfläche 110) geschliffen wird, um dadurch die Trennfläche 110 des SiC-Ingots 82 abzuflachen. Bei dem Ausbildungsschritt einer flachen Fläche wird als erstes der X-Bewegungsmechanismus 8 betätigt, um den Haltetisch 22 zu der Position unter dem Schleifrad 78 (den Schleifelementen 80) der Schleifeinheit 56 zu bewegen. Danach wird der Haltetisch 22, wie in 8 dargestellt, durch den Haltetischmotor mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (zum Beispiel 300 Umdrehungen pro Minute) von oben gesehen gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Auf ähnliche Weise wird die Spindel 70 durch den Spindelmotor 72 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (zum Beispiel 6000 Umdrehungen pro Minute) von oben gesehen gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Danach wird die Spindel 70 durch das Hubmittel 62 abgesenkt, bis die Schleifelemente 80 mit der Trennfläche 110 des SiC-Ingots 82 in Kontakt kommen. Danach wird die Spindel 70 mit einer vorbestimmten Zuführgeschwindigkeit (zum Beispiel 0,1 µm/s) weiter abgesenkt. Dementsprechend wird die Trennfläche 110 des SiC-Ingots 82 durch die Schleifelemente 80 geschliffen, um eine flache Fläche mit so einer Flachheit auszubilden, dass der Einfall des gepulsten Laserstrahls LB bei einem nachfolgenden Schritt nicht behindert wird.
  • Nach dem Ausführen des Ausbildungsschritts einer flachen Fläche werden der Verifizierungsschritt, der Trennschichtausbildungsschritt, der Trennschritt und der Ausbildungsschritt einer flachen Fläche alle wiederholt, um dadurch eine Vielzahl von SiC-Wafern 108 aus dem SiC-Ingot 82 herzustellen. Vorzugsweise wird der Verifizierungsschritt jedes Mal ausgeführt, wenn die Trennschicht ausgeführt wird. Das heißt, dass der Verifizierungsschritt vorzugsweise nach dem Ausführen des Trennschritts und vor dem nächsten Ausführen des Trennschritts ausgeführt wird. Jedoch kann nach dem ersten Ausführen des Verifizierungsschritts und des Trennschritts die Anzahl der Wiederholungen des Verifizierungsschritts kleiner gewählt sein als die Anzahl der Wiederholungen des Trennschritts. Zum Beispiel kann der Verifizierungsschritt einmal ausgeführt werden, nachdem der Trennschritt fünf Mal wiederholt worden ist.
  • In Übereinstimmung mit der obigen bevorzugten Ausführungsform wird der Verifizierungsschritt ausgeführt, um nach dem Verifizieren des Ergebnisses einer Veränderung der Leistung des gepulsten Laserstrahls LB die Leistung des gepulsten Laserstrahls LB auf eine Leistung einzustellen, bei der die Risse 104 in jeder Trennschicht 106 ordnungsgemäß ausgebildet werden. Selbst wenn die Höhe des SiC-Ingots 82 durch die Wiederholung des Trennens des SiC-Wafers 108 abnimmt, was eine Veränderung der Kristallstruktur in der Schneidebene verursacht, oder selbst wenn der zu bearbeitende SiC-Ingot 82 ausgewechselt wird, was eine Änderung der Kristallstruktur in der Schneidebene verursacht, kann dementsprechend jede Trennschicht 106 ordnungsgemäß entlang der Schneidebene ausgebildet werden.
  • Der Verifizierungsschritt und der Trennschichtausbildungsschritt können zum Beispiel unter den folgenden Bearbeitungsbedingungen ausgeführt werden. Die Breite des modifizierten Abschnitts und der Bereich der Risse (das heißt die Länge von jedem Riss, der sich von dem modifizierten Abschnitt erstreckt), die oben erwähnt worden sind, sind jene in der Ausbildungsrichtung A des Abweichungswinkels α.
    Wellenlänge des gepulsten Laserstrahls: 1064 nm
    Wiederholfrequenz: 120 kHz
    Durchschnittliche Leistung: 4 bis 10 Watt
    Pulsbreite: 4 ns
    Numerische Blende (NA) der Fokussierlinse: 0,65
    Zuführgeschwindigkeit: 900 mm/s
    Einteilungsbetrag: 400 bis 500 µm
    Breite des modifizierten Abschnitts: 10 µm
    Bereich der Risse: 250 µm
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Schutzbereich der Erfindung wird durch die angehängten Ansprüche definiert und sämtliche Änderungen und Abwandlungen, die in den äquivalenten Schutzbereich der Ansprüche fallen, sind folglich durch die Erfindung einbezogen.

Claims (5)

  1. SiC-Waferherstellungsverfahren zum Herstellen eines SiC-Wafers aus einem SiC-Ingot, der eine Endfläche aufweist, wobei das SiC-Waferherstellungsverfahren umfasst: einen Verifizierungsschritt mit einem Aufbringen eines Testlaserstrahls auf den SiC-Ingot in einem vorbestimmten Bereich in einem Zustand, in dem der Brennpunkt des Testlaserstrahls auf eine von der Endfläche des SiC-Ingots aus vorbestimmte Tiefe im Inneren des SiC-Ingots eingestellt ist, wobei die vorbestimmte Tiefe mit der Dicke des herzustellenden SiC-Wafers korrespondiert und der Testlaserstrahl eine Transmissionswellenlänge für SiC aufweist, um dadurch im Inneren des SiC-Ingots in der vorbestimmten Tiefe eine Testtrennschicht auszubilden, wobei die Testtrennschicht einen modifizierten Testabschnitt aufweist, wo SiC in Si und C zersetzt ist und sich Testrisse von dem modifizierten Testabschnitt entlang einer c-Ebene in dem SiC-Ingot erstrecken, wobei verifiziert wird, ob die Testrisse ordnungsgemäß ausgebildet worden sind oder nicht; nach dem Ausführen des Verifizierungsschritts einen Trennschichtausbildungsschritt mit einem Aufbringen eines Laserstrahls auf den SiC-Ingot in einem Zustand, in dem der Brennpunkt des Laserstrahls von der Endfläche des SiC-Ingots aus auf die vorbestimmte Tiefe im Inneren des SiC-Ingots eingestellt wird, wobei die vorbestimmte Tiefe mit der Dicke des herzustellenden SiC-Wafers korrespondiert und der Laserstrahl eine Transmissionswellenlänge für SiC aufweist, wodurch auf der vorbestimmten Tiefe im Inneren des SiC-Ingots eine Trennschicht ausgebildet wird, wobei die Trennschicht einen modifizierten Abschnitt aufweist, wo SiC in Si und C zersetzt ist und sich Risse von dem modifizierten Abschnitt aus entlang der c-Ebene in dem SiC-Ingot erstrecken; und nach dem Ausführen des Trennschichtausbildungsschritts einen Trennschritt mit einem Trennen des SiC-Wafers von dem SiC-Ingot entlang der Trennschicht, wobei der Verifizierungsschritt die Schritte eines Veränderns der Leistung des Testlaserstrahls und Einstellens der Leistung des Testlaserstrahls auf eine Leistung einschließt, bei welcher die Testrisse ordnungsgemäß ausgebildet werden.
  2. SiC-Waferherstellungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem der Verifizierungsschritt nach dem anfänglichen Ausführen des Trennschritts und vor dem nächsten Ausführen des Trennschritts wieder ausgeführt wird.
  3. SiC-Waferherstellungsvorrichtung zum Herstellen eines SiC-Wafers aus einem SiC-Ingot, der eine Endfläche aufweist, wobei die SiC-Waferherstellungsvorrichtung aufweist: eine Laserstrahlaufbringeinheit zum Aufbringen eines Laserstrahls auf den SiC-Ingot in einem Zustand, in dem der Brennpunkt des Laserstrahls von der Endfläche des SiC-Ingots aus auf eine vorbestimmte Tiefe im Inneren des SiC-Ingots eingestellt ist, wobei die vorbestimmte Tiefe mit der Dicke des herzustellenden SiC-Wafers korrespondiert und der Laserstrahl eine Transmissionswellenlänge für SiC aufweist, um dadurch eine Trennschicht in der vorbestimmten Tiefe im Inneren des SiC-Ingots auszubilden, wobei die Trennschicht einen modifizierten Abschnitt aufweist, wo SiC in Si und C zersetzt ist und sich Risse von dem modifizierten Abschnitt entlang einer c-Ebene in dem SiC-Ingot erstrecken; eine Trenneinheit zum Trennen des SiC-Wafers von dem SiC-Ingot entlang der Trennschicht; und eine Verifizierungseinheit zum Aufbringen eines Testlaserstrahls auf den SiC-Ingot in einem vorbestimmten Bereich in einem Zustand, in dem der Brennpunkt des Testlaserstrahls von der Endfläche des SiC-Ingots aus auf die vorbestimmte Tiefe im Inneren des SiC-Ingots eingestellt ist, wobei die vorbestimmte Tiefe mit der Dicke des herzustellenden SiC-Wafers korrespondiert und der Testlaserstrahl eine Transmissionswellenlänge für SiC aufweist, um dadurch in der vorbestimmten Tiefe eine Testtrennschicht im Inneren des SiC-Ingots auszubilden, wobei die Testtrennschicht einen modifizierten Testabschnitt aufweist, wo SiC in Si und C zersetzt ist und sich Testrisse von dem modifizierten Testabschnitt aus entlang der c-Ebene in dem SiC-Ingot erstrecken, wobei verifiziert wird, ob die Testrisse ordnungsgemäß ausgebildet worden sind oder nicht; wobei die Verifizierungseinheit durch Verändern der Leistung des Testlaserstrahls und Einstellen der Leistung des Testlaserstrahls auf eine Leistung, bei der die Testrisse ordnungsgemäß ausgebildet werden, eine Verifizierung ausführt.
  4. SiC-Waferherstellungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Verifizierungseinheit ein lichtemittierendes Element zum Aufbringen von Licht auf die in dem SiC-Ingot ausgebildete Testtrennschicht, eine Kamera zum Abbilden der Testtrennschicht und einen Bestimmungsabschnitt zum Bestimmen, ob die Leistung des Testlaserstrahls eine Leistung ist, bei der die Testrisse der Testtrennschicht ordnungsgemäß ausgebildet werden oder nicht, in Übereinstimmung damit, ob die Helligkeit eines durch die Kamera erhaltenen Bilds in einen Grenzbereich fällt oder nicht, aufweist.
  5. SiC-Waferherstellungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher der Bestimmungsabschnitt eine Binarisierungsverarbeitung für das Bild ausführt, um ein binäres Bild zu erhalten, und dann bestimmt, ob das Verhältnis zwischen einem schwarzen Bereich und einem weißen Bereich in dem binären Bild in einen vorbestimmten Bereich fällt oder nicht, wobei, wenn das Verhältnis zwischen dem schwarzen Bereich und dem weißen Bereich in den vorbestimmten Bereich fällt, der Bestimmungsabschnitt feststellt, dass die Leistung des Testlaserstrahls eine Leistung ist, bei welche die Testrisse ordnungsgemäß ausgebildet werden.
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