KR102515687B1 - 웨이퍼 생성 장치 - Google Patents

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KR102515687B1
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겐타로 이이즈카
나오키 오미야
다카시 모리
모토미 기타노
가즈야 히라타
히로시 기타무라
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

(과제) 단결정 SiC 잉곳으로부터 SiC 웨이퍼를 자동적으로 생성할 수 있는 웨이퍼 생성 장치를 제공한다.
(해결 수단) 단결정 SiC 잉곳으로부터 SiC 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼 생성 장치로서, 잉곳 연삭 유닛과, 단결정 SiC 잉곳의 상면으로부터 생성해야 할 SiC 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 단결정 SiC 잉곳에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 위치 부여하여 레이저 광선을 단결정 SiC 잉곳에 조사하여 박리층을 형성하는 레이저 조사 유닛과, 단결정 SiC 잉곳의 박리층으로부터 SiC 웨이퍼를 박리하는 웨이퍼 박리 유닛과, 잉곳 연삭 유닛과 레이저 조사 유닛과 웨이퍼 박리 유닛 사이에서 단결정 SiC 잉곳을 반송하는 반송 유닛을 포함한다.

Description

웨이퍼 생성 장치{WAFER PRODUCING APPARATUS}
본 발명은 단결정 SiC 잉곳으로부터 SiC 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼 생성 장치에 관한 것이다.
IC, LSI, LED 등의 디바이스는, Si (실리콘) 나 Al2O3 (사파이어) 등을 소재로 한 웨이퍼의 표면에 기능층이 적층되어 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된다. 또, 파워 디바이스, LED 등은 단결정 SiC (탄화규소) 를 소재로 한 웨이퍼의 표면에 기능층이 적층되고 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된다. 디바이스가 형성된 웨이퍼는, 절삭 장치, 레이저 가공 장치에 의해 분할 예정 라인에 가공이 실시되어 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 각 디바이스 칩은 휴대 전화나 PC 등의 전기 기기에 이용된다.
디바이스가 형성되는 웨이퍼는, 일반적으로 원주 형상의 잉곳을 와이어 소로 얇게 절단함으로써 생성된다. 절단된 웨이퍼의 표면 및 이면은, 연마함으로써 경면으로 마무리된다 (예를 들어 특허문헌 1 참조). 그러나, 잉곳을 와이어 소로 절단하고, 절단한 웨이퍼의 표면 및 이면을 연마하면, 잉곳의 대부분 (70 ∼ 80 ％) 이 버려지게 되어 비경제적이라는 문제가 있다. 특히 단결정 SiC 잉곳에 있어서는, 경도가 높아 와이어 소에서의 절단이 곤란하여 상당한 시간을 필요로 하기 때문에 생산성이 나쁨과 함께, 단결정 SiC 잉곳의 단가가 높아 효율적으로 SiC 웨이퍼를 생성하는 것에 과제를 가지고 있다.
그래서, 단결정 SiC 에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 단결정 SiC 잉곳의 내부에 위치 부여하여 단결정 SiC 잉곳에 레이저 광선을 조사하여 절단 예정면에 박리층을 형성하고, 박리층이 형성된 절단 예정면을 따라 단결정 SiC 잉곳으로부터 SiC 웨이퍼를 박리하는 기술이 제안되어 있다 (예를 들어 특허문헌 2 참조).
일본 공개특허공보 2000-94221호 일본 공개특허공보 2013-49161호
그러나, 단결정 SiC 잉곳에 박리층을 형성하는 공정, 단결정 SiC 잉곳으로부터 SiC 웨이퍼를 박리하는 공정, 단결정 SiC 잉곳의 상면을 연삭하여 평탄화하는 공정은 사람의 손을 통해서 실시되고 있어, 생산 효율이 나쁘다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 단결정 SiC 잉곳으로부터 SiC 웨이퍼를 자동적으로 생성할 수 있는 웨이퍼 생성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 단결정 SiC 잉곳으로부터 SiC 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼 생성 장치로서, 단결정 SiC 잉곳을 유지하는 제 1 유지 테이블과, 그 제 1 유지 테이블에 유지된 단결정 SiC 잉곳의 상면을 연삭하여 평탄화하는 연삭 수단을 포함하는 잉곳 연삭 유닛과, 단결정 SiC 잉곳을 유지하는 제 2 유지 테이블과, 그 제 2 유지 테이블에 유지된 단결정 SiC 잉곳의 상면으로부터 생성해야 할 SiC 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 단결정 SiC 잉곳에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 위치 부여하여 레이저 광선을 단결정 SiC 잉곳에 조사하여 박리층을 형성하는 레이저 조사 수단을 포함하는 레이저 조사 유닛과, 단결정 SiC 잉곳을 유지하는 제 3 유지 테이블과, 그 제 3 유지 테이블에 유지된 단결정 SiC 잉곳의 상면을 유지하여 박리층으로부터 SiC 웨이퍼를 박리하는 웨이퍼 박리 수단을 포함하는 웨이퍼 박리 유닛과, 박리된 SiC 웨이퍼를 수용하는 웨이퍼 수용 유닛과, 그 잉곳 연삭 유닛과 그 레이저 조사 유닛과 그 웨이퍼 박리 유닛 사이에서 단결정 SiC 잉곳을 반송하는 반송 유닛을 구비한 웨이퍼 생성 장치가 제공된다.
바람직하게는, 단결정 SiC 잉곳을 수용하는 잉곳 수용 유닛을 추가로 포함하고, 그 반송 유닛은 그 잉곳 수용 유닛으로부터 그 레이저 조사 유닛에 단결정 SiC 잉곳을 반송한다. 바람직하게는, 단결정 SiC 잉곳을 세정하는 잉곳 세정 유닛을 추가로 포함하고, 그 반송 유닛은, 그 연삭 유닛으로부터 그 잉곳 세정 유닛에 단결정 SiC 잉곳을 반송함과 함께, 그 잉곳 세정 유닛으로부터 그 레이저 조사 유닛으로 단결정 SiC 잉곳을 반송한다.
본 발명의 웨이퍼 생성 장치에 의하면, 단결정 SiC 잉곳으로부터 SiC 웨이퍼를 생성하는 일련의 작업을 자동적으로 실시할 수 있고, 따라서 생산 효율이 향상된다.
도 1 은, 본 발명에 따라 구성된 웨이퍼 생성 장치의 사시도.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 잉곳 연삭 유닛의 사시도.
도 3 은, 도 2 에 나타내는 잉곳 연삭 유닛의 주요부 확대 사시도.
도 4 는, 도 1 에 나타내는 잉곳 세정 유닛의 사시도.
도 5 는, 도 1 에 나타내는 레이저 조사 유닛의 사시도.
도 6 은, 도 5 에 나타내는 레이저 조사 수단의 블록도.
도 7 은, 도 1 에 나타내는 웨이퍼 박리 유닛의 사시도.
도 8 은, 도 6 에 나타내는 웨이퍼 박리 유닛의 주요부 단면도.
도 9 는, 도 1 에 나타내는 웨이퍼 수용 유닛, 잉곳 수용 유닛 및 반송 유닛의 사시도.
도 10 은, 도 9 에 나타내는 제 1·제 2 파지 부재의 확대 평면도.
도 11(a) 는, 단결정 SiC 잉곳의 정면도, (b) 는 단결정 SiC 잉곳의 평면도.
도 12(a) 는, 단결정 SiC 잉곳 및 서브스트레이트의 사시도, (b) 는 단결정 SiC 잉곳에 서브스트레이트가 장착된 상태를 나타내는 사시도.
도 13 은, 단결정 SiC 잉곳이 레이저 조사 유닛에 반송되고 있는 상태를 나타내는 사시도.
도 14(a) 는, 박리층 형성 공정이 실시되어 있는 상태를 나타내는 사시도, (b) 는 박리층 형성 공정이 실시되어 있는 상태를 나타내는 정면도.
도 15(a) 는, 박리층이 형성된 단결정 SiC 잉곳의 평면도, (b) 는 (a) 에 있어서의 B-B 선 단면도.
도 16(a) 는, 웨이퍼 박리 유닛의 제 3 유지 테이블의 상방에 액조 (液槽) 가 위치하고 있는 상태를 나타내는 사시도, (b) 는 액조의 하면이 유지 테이블의 상면에 접촉한 상태를 나타내는 사시도.
도 17 은, 웨이퍼 박리 유닛에 의해 단결정 SiC 잉곳으로부터 웨이퍼가 박리된 상태를 나타내는 사시도.
도 18 은, 웨이퍼 연삭 공정이 실시되어 있는 상태를 나타내는 사시도.
이하, 본 발명에 따라 구성된 웨이퍼 생성 장치의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1 에 나타내는 웨이퍼 생성 장치 (2) 는, 잉곳 연삭 유닛 (4) 과, 레이저 조사 유닛 (6) 과, 웨이퍼 박리 유닛 (8) 과, 단결정 SiC 잉곳으로부터 박리된 SiC 웨이퍼를 수용하는 웨이퍼 수용 유닛 (10) 과, 잉곳 연삭 유닛 (4) 과 레이저 조사 유닛 (6) 과 웨이퍼 박리 유닛 (8) 사이에서 단결정 SiC 잉곳을 반송하는 반송 유닛 (12) 을 포함한다.
도 2 를 참조하여 잉곳 연삭 유닛 (4) 에 대해 설명한다. 잉곳 연삭 유닛 (4) 은, 단결정 SiC 잉곳을 유지하는 원형상의 제 1 유지 테이블 (14) 과, 제 1 유지 테이블 (14) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳의 상면을 연삭하여 평탄화하는 연삭 수단 (16) 을 구비한다. 본 실시형태에 있어서의 잉곳 연삭 유닛 (4) 은, 직방체상의 기대 (基臺) (18) 와, 기대 (18) 의 상면에 자유롭게 회전할 수 있도록 탑재된 원형상의 턴테이블 (20) 을 구비한다. 턴테이블 (20) 은, 기대 (18) 에 내장된 턴테이블용 모터 (도시 생략) 에 의해, 턴테이블 (20) 의 직경 방향 중심을 지나 Z 축 방향으로 연장되는 축선을 회전 중심으로 하여 회전된다. 그리고, 본 실시형태에 있어서의 제 1 유지 테이블 (14) 은, 턴테이블 (20) 의 상면에 자유롭게 회전할 수 있도록 1 쌍 탑재되어 있고, 턴테이블 (20) 의 직경 방향 중심 (회전 중심) 을 대칭점으로 하여 점 대칭으로 배치되어 있다. 제 1 유지 테이블 (14) 은, 턴테이블 (20) 의 회전에 의해, 연삭 수단 (16) 에 의해 연삭 가공이 실시되는 연삭 위치 (도 2 에 있어서 안쪽의 위치) 와, 단결정 SiC 잉곳을 착탈하기 위한 잉곳 착탈 위치 (도 2 에 있어서 앞쪽의 위치) 에 교대로 위치 부여된다. 제 1 유지 테이블 (14) 은, 턴테이블 (20) 의 하면에 장착된 제 1 유지 테이블용 모터 (도시 생략) 에 의해, 제 1 유지 테이블 (14) 의 직경 방향 중심을 지나 Z 축 방향으로 연장되는 축선을 회전 중심으로 하여 회전된다. 제 1 유지 테이블 (14) 의 상면에는, 다공질 재료로 형성되고 실질상 수평으로 연장되는 원형상의 흡착 척 (22) 이 배치되어 있다. 흡착 척 (22) 은 유로에 의해 흡인 수단 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 그리고 제 1 유지 테이블 (14) 은, 흡인 수단에 의해 흡착 척 (22) 의 상면에 흡인력을 생성함으로써, 흡착 척 (22) 의 상면에 올려진 단결정 SiC 잉곳을 흡착하여 유지할 수 있다. 또한, Z 축 방향은 도 2 등에 화살표 Z 로 나타내는 상하 방향이다. 또, 도 2 등에 화살표 X 로 나타내는 X 축 방향은 Z 축 방향에 직교하는 방향이고, 도 2 등에 화살표 Y 로 나타내는 Y 축 방향은 X 축 방향 및 Z 축 방향에 직교하는 방향이다. X 축 방향 및 Y 축 방향이 규정하는 평면은 실질상 수평이다.
도 2 와 함께 도 3 을 참조하여 잉곳 연삭 유닛 (4) 에 대한 설명을 계속한다. 본 실시형태에서는 도 2 에 나타내는 바와 같이, 잉곳 연삭 유닛 (4) 의 연삭 수단 (16) 은, 기대 (18) 의 상면에 탑재된 문형 (門型) 의 지지 프레임 (24) 을 구비한다. 지지 프레임 (24) 은, Y 축 방향으로 간격을 두고 기대 (18) 의 상면으로부터 상방으로 연장되는 1 쌍의 지주 (26) 와, 지주 (26) 의 상단 사이에 걸쳐져 Y 축 방향으로 연장되는 들보 (28) 를 갖는다. 1 쌍의 지주 (26) 에는, 원통상의 스핀들 하우징 (30) 이 사각형상의 1 쌍의 연결편 (32) 을 개재하여 Z 축 방향으로 자유롭게 이동 (자유롭게 승강) 할 수 있게 지지되어 있다. 들보 (28) 의 상면에는, 스핀들 하우징 (30) 을 Z 축 방향으로 이동 (승강) 시키기 위한 1 쌍의 승강용 모터 (34) 가 탑재되어 있다. 승강용 모터 (34) 는, 지주 (26) 의 내부에 있어서 Z 축 방향으로 연장되는 볼 나사 (도시 생략) 의 편단부 (片端部) 에 연결되고, 볼 나사의 너트부 (도시 생략) 는 연결편 (32) 에 고정되어 있다. 그리고, 승강용 모터 (34) 의 회전 운동이 볼 나사에 의해 직선 운동으로 변환되어 연결편 (32) 에 전달되고, 이로써 스핀들 하우징 (30) 이 Z 축 방향으로 이동된다. 스핀들 하우징 (30) 에는, 원주상의 스핀들 (36) (도 3 참조) 이 Z 축 방향으로 연장되는 축선을 중심으로 하여 자유롭게 회전할 수 있게 지지되어 있다. 스핀들 (36) 은, 스핀들 하우징 (30) 에 내장된 스핀들용 모터 (도시 생략) 에 의해 Z 축 방향으로 연장되는 축선을 중심으로 하여 회전된다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 스핀들 (36) 의 하단에는 원판상의 휠 마운트 (38) 가 고정되어 있다. 휠 마운트 (38) 의 하면에는 볼트 (40) 에 의해 환상의 연삭 휠 (42) 이 고정되어 있다. 연삭 휠 (42) 의 하면의 외주 가장자리부에는, 둘레 방향으로 간격을 두고 환상으로 배치된 복수의 연삭 지석 (44) 이 고정되어 있다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 유지 테이블 (14) 이 연삭 위치에 위치 부여되었을 때, 제 1 유지 테이블 (14) 의 회전 중심을 연삭 지석 (44) 이 지나도록, 연삭 휠 (42) 의 회전 중심은 제 1 유지 테이블 (14) 의 회전 중심에 대해 변위되어 있다. 이 때문에 연삭 수단 (16) 에 있어서는, 제 1 유지 테이블 (14) 과 연삭 휠 (42) 이 서로 회전하면서, 제 1 유지 테이블 (14) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳의 상면과 연삭 지석 (44) 이 접촉하면 단결정 SiC 잉곳의 상면 전체를 연삭 지석 (44) 으로 연삭할 수 있고, 따라서 제 1 유지 테이블 (14) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳의 상면을 연삭하여 평탄화할 수 있다.
웨이퍼 생성 장치 (2) 는, 추가로, 단결정 SiC 잉곳을 세정하는 잉곳 세정 유닛 (46) 을 포함한다. 본 실시형태에서는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 잉곳 세정 유닛 (46) 은 잉곳 연삭 유닛 (4) 에 인접하여 배치되어 있다. 도 4 를 참조하여 설명하면, 잉곳 세정 유닛 (46) 은, 단결정 SiC 잉곳을 유지하는 원형상의 척 테이블 (48) 과, 척 테이블 (48) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳에 세정수 및 건조 에어를 선택적으로 분사하는 분사 수단 (50) 을 포함한다. 척 테이블 (48) 의 하면에는 하방으로 연장되는 원주상의 회전축 (52) 이 고정되어 있다. 회전축 (52) 의 하단은, 잉곳 세정 유닛 (46) 의 하우징 (54) 에 내장된 척 테이블용 모터 (도시 생략) 에 연결되어 있다. 그리고 척 테이블 (48) 은, 척 테이블 (48) 의 직경 방향 중심을 지나 Z 축 방향으로 연장되는 축선을 회전 중심으로 하여 척 테이블용 모터에 의해 회전된다. 또, 척 테이블 (48) 의 상면에는, 다공질 재료로 형성되고 실질상 수평으로 연장되는 원형상의 흡착 척 (56) 이 배치되어 있다. 흡착 척 (56) 은 유로에 의해 흡인 수단 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 그리고 척 테이블 (48) 은, 흡인 수단에 의해 흡착 척 (56) 의 상면에 흡인력을 생성함으로써, 흡착 척 (56) 의 상면에 올려진 단결정 SiC 잉곳을 흡착하여 유지할 수 있다.
도 4 를 참조하여 잉곳 세정 유닛 (46) 에 대한 설명을 계속한다. 잉곳 세정 유닛 (46) 의 분사 수단 (50) 은, 척 테이블 (48) 의 직경 방향 중심의 상방에 분사구 (58a) 가 배치된 원통상의 파이프 (58) 와, 파이프 (58) 에 세정수를 공급하는 세정수 공급원 (도시 생략) 과, 파이프 (58) 에 건조 에어를 공급하는 압공원 (도시 생략) 을 포함한다. 파이프 (58) 에는 세정수 공급원과 압공원이 선택적으로 접속된다. 분사 수단 (50) 은, 파이프 (58) 를 세정수 공급원에 접속했을 때에는, 척 테이블 (48) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳을 향하여 파이프 (58) 의 분사구 (58a) 로부터 세정수를 분사하고, 파이프 (58) 를 압공원에 접속했을 때에는, 척 테이블 (48) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳을 향하여 파이프 (58) 의 분사구 (58a) 로부터 건조 에어를 분사하게 되어 있다. 그리고, 잉곳 세정 유닛 (46) 에 있어서는, 단결정 SiC 잉곳을 유지한 척 테이블 (48) 을 회전시키면서 파이프 (58) 의 분사구 (58a) 로부터 세정수를 분사함으로써, 단결정 SiC 잉곳을 세정할 수 있음과 함께 척 테이블 (48) 의 회전에 의한 원심력으로 단결정 SiC 잉곳으로부터 세정수를 제거할 수 있다. 그리고 또, 잉곳 세정 유닛 (46) 에 있어서는, 파이프 (58) 의 분사구 (58a) 로부터 건조 에어를 분사함으로써, 척 테이블 (48) 의 회전에 의한 원심력으로는 다 제거할 수 없었던 세정수를 단결정 SiC 잉곳으로부터 제거하여 단결정 SiC 잉곳을 건조시킬 수 있다.
도 1 및 도 5 를 참조하여 레이저 조사 유닛 (6) 에 대해 설명한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 잉곳 세정 유닛 (46) 에 인접하여 배치되어 있는 레이저 조사 유닛 (6) 은, 단결정 SiC 잉곳을 유지하는 원형상의 제 2 유지 테이블 (60) 과, 제 2 유지 테이블 (60) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳의 상면으로부터 생성해야 할 SiC 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에, 단결정 SiC 잉곳에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 위치 부여하고, 레이저 광선을 단결정 SiC 잉곳에 조사하여 박리층을 형성하는 레이저 조사 수단 (62) 을 포함한다. 본 실시형태에서는 도 5 에 나타내는 바와 같이, 레이저 조사 유닛 (6) 은 직방체상의 기대 (64) 를 구비한다. 기대 (64) 에는, 기대 (64) 의 상면으로부터 하방으로 몰입하여 X 축 방향으로 연장되는 탑재 오목소 (64a) 가 형성되어 있다. 그리고, 본 실시형태에 있어서의 제 2 유지 테이블 (60) 은, X 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 또한 Z 축 방향으로 연장되는 축선을 중심으로 하여 자유롭게 회전할 수 있게 기대 (64) 의 탑재 오목소 (64a) 에 탑재되어 있다. 또, 기대 (64) 에는, 제 2 유지 테이블 (60) 을 X 축 방향으로 이동시키는 X 축 방향 이동 수단 (도시 생략) 과, 제 2 유지 테이블 (60) 의 직경 방향 중심을 지나 Z 축 방향으로 연장되는 축선을 회전 중심으로 하여 제 2 유지 테이블 (60) 을 회전시키는 제 2 유지 테이블용 모터 (도시 생략) 가 장착되어 있다. X 축 방향 이동 수단은, 예를 들어, 너트부가 제 2 유지 테이블 (60) 에 고정되고 X 축 방향으로 연장되는 볼 나사 (도시 생략) 와, 이 볼 나사의 편단부에 연결된 모터 (도시 생략) 를 갖는 구성이면 된다. 그리고 X 축 방향 이동 수단은, 볼 나사에 의해 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 제 2 유지 테이블 (60) 에 전달하고, 기대 (64) 의 탑재 오목소 (64a) 를 따라 제 2 유지 테이블 (60) 을 X 축 방향으로 이동시킨다. 제 2 유지 테이블용 모터는 제 2 유지 테이블 (60) 과 함께 X 축 방향 이동 수단으로 X 축 방향으로 이동되고, 따라서 제 2 유지 테이블 (60) 이 X 축 방향 이동 수단으로 X 축 방향으로 이동되었을 경우에도, 제 2 유지 테이블용 모터는 제 2 유지 테이블 (60) 을 회전시킨다. 또, 제 2 유지 테이블 (60) 의 상면에는, 다공질 재료로 형성되고 실질상 수평으로 연장되는 원형상의 흡착 척 (66) 이 배치되어 있다. 흡착 척 (66) 은 유로에 의해 흡인 수단 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 그리고 제 2 유지 테이블 (60) 은, 흡인 수단에 의해 흡착 척 (66) 의 상면에 흡인력을 생성함으로써, 흡착 척 (66) 의 상면에 올려진 단결정 SiC 잉곳을 흡착하여 유지할 수 있다.
도 5 를 참조하여 레이저 조사 유닛 (6) 에 대한 설명을 계속한다. 본 실시형태에 있어서의 레이저 조사 유닛 (6) 의 레이저 조사 수단 (62) 은, 기대 (64) 의 상면에 탑재된 문형의 지지 프레임 (68) 과, 지지 프레임 (68) 의 내측에 지지된 직방체상의 케이싱 (70) 과, Y 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 케이싱 (70) 의 하단측에 장착된 Y 축 방향 가동 부재 (도시 생략) 와, Y 축 방향 가동 부재를 Y 축 방향으로 이동시키는 Y 축 방향 이동 수단 (도시 생략) 을 포함한다. Y 축 방향 이동 수단은, 예를 들어, 너트부가 Y 축 방향 가동 부재에 고정되고 Y 축 방향으로 연장되는 볼 나사 (도시 생략) 와, 이 볼 나사의 편단부에 연결된 모터 (도시 생략) 를 갖는 구성이면 된다. 그리고 Y 축 방향 이동 수단은, 볼 나사에 의해 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 Y 축 방향 가동 부재에 전달하고, Y 축 방향으로 연장되는 안내 레일 (도시 생략) 을 따라 Y 축 방향 가동 부재를 Y 축 방향으로 이동시킨다.
도 5 와 함께 도 6 을 참조하여 레이저 조사 수단 (62) 에 대한 설명을 계속한다. 레이저 조사 수단 (62) 은, 추가로, 케이싱 (70) 에 내장된 레이저 발진기 (72) (도 6 참조) 와, Z 축 방향으로 자유롭게 이동 (자유롭게 승강) 할 수 있게 Y 축 방향 가동 부재의 하단측에 장착된 집광기 (74) (도 5 및 도 6 참조) 와, 집광기 (74) 와 Y 축 방향으로 간격을 두고 Y 축 방향 가동 부재의 하단측에 장착된 얼라인먼트 수단 (76) (도 5 참조) 과, 집광기 (74) 를 Z 축 방향으로 이동 (승강) 시켜 집광기 (74) 의 집광점의 Z 축 방향 위치를 조정하는 집광점 위치 조정 수단 (도시 생략) 을 포함한다. 레이저 발진기 (72) 는, 단결정 SiC 잉곳에 대해 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선 (LB) 을 발진하게 되어 있다. 집광기 (74) 는, 레이저 발진기 (72) 가 발진한 펄스 레이저 광선 (LB) 을 집광하는 집광 렌즈 (도시 생략) 를 갖는다. 얼라인먼트 수단 (76) 은, 제 2 유지 테이블 (60) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳을 촬상하여 레이저 가공해야 할 영역을 검출하게 되어 있다. 집광점 위치 조정 수단은, 예를 들어, 너트부가 집광기 (74) 에 고정되고 Z 축 방향으로 연장되는 볼 나사 (도시 생략) 와, 이 볼 나사의 편단부에 연결된 모터 (도시 생략) 를 갖는 구성이면 된다. 그리고 집광점 위치 조정 수단은, 볼 나사에 의해 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 집광기 (74) 에 전달하고, Z 축 방향으로 연장되는 안내 레일 (도시 생략) 을 따라 집광기 (74) 를 이동시키고, 이로써 집광 렌즈로 집광하는 펄스 레이저 광선 (LB) 의 집광점의 Z 축 방향 위치를 조정한다.
도 6 을 참조하여 레이저 조사 수단 (62) 에 대한 설명을 더욱 계속한다. 케이싱 (70) 에는, 레이저 발진기 (72) 와 X 축 방향으로 간격을 두고 배치되고, 광축을 X 축 방향으로 하여 레이저 발진기 (72) 가 발진한 펄스 레이저 광선 (LB) 을 반사하여 광축을 Y 축 방향으로 변환하는 제 1 미러 (78) 와, 제 1 미러 (78) 와 Y 축 방향으로 간격을 두고 집광기 (74) 의 상방에 배치되고, 제 1 미러 (78) 에서 반사한 펄스 레이저 광선 (LB) 의 광로를 Y 축 방향으로부터 Z 축 방향으로 변환하여 펄스 레이저 광선 (LB) 을 집광기 (74) 로 유도하는 제 2 미러 (도시 생략) 가 내장되어 있다. 제 2 미러는, Y 축 방향 가동 부재에 장착되어 있고, Y 축 방향 이동 수단으로 Y 축 방향 가동 부재가 이동되면, 집광기 (74) 및 얼라인먼트 수단 (76) 과 함께 Y 축 방향으로 이동하게 되어 있다. 그리고, 광로가 X 축 방향에 설정되고 레이저 발진기 (72) 로부터 발진된 펄스 레이저 광선 (LB) 은, 제 1 미러 (78) 에 의해 광로가 X 축 방향으로부터 Y 축 방향으로 변환되어 제 2 미러로 유도되고, 이어서 제 2 미러에 의해 광로가 Y 축 방향으로부터 Z 축 방향으로 변환되어 집광기 (74) 로 유도된 후, 집광기 (74) 의 집광 렌즈에서 집광되어 제 2 유지 테이블 (60) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳에 조사된다. 또, Y 축 방향 이동 수단으로 Y 축 방향 가동 부재를 이동시킴으로써 집광기 (74) 를 Y 축 방향으로 이동시켰을 경우에도, 집광점 위치 조정 수단으로 집광기 (74) 를 Z 축 방향으로 이동시켰을 경우에도, X 축 방향과 평행하게 레이저 발진기 (72) 로부터 발진된 펄스 레이저 광선 (LB) 은, 제 1 미러 (78) 에 의해 광로가 X 축 방향으로부터 Y 축 방향으로 변환되어 제 2 미러로 유도되고, 제 2 미러로 유도된 펄스 레이저 광선 (LB) 은 제 2 미러에 의해 광로가 Y 축 방향으로부터 Z 축 방향으로 변환되어 집광기 (74) 로 유도된다. 이상과 같이 구성된 레이저 조사 수단 (62) 에 있어서는, 제 2 유지 테이블 (60) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳을 얼라인먼트 수단 (76) 으로 촬상하여 레이저 가공해야 할 영역을 검출하고, 집광점 위치 조정 수단으로 집광기 (74) 를 Z 축 방향으로 이동시키고, 제 2 유지 테이블 (60) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳의 상면으로부터 생성해야 할 SiC 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에, 단결정 SiC 잉곳에 대해 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선 (LB) 의 집광점을 위치 부여한 후에, Y 축 방향 이동 수단으로 집광기 (74) 를 Y 축 방향으로 적절히 이동시키면서, 제 2 유지 테이블 (60) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳에 펄스 레이저 광선 (LB) 을 조사함으로써, 단결정 SiC 잉곳의 내부에 박리층을 형성할 수 있다. 또한, 제 2 유지 테이블 (60) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳에 펄스 레이저 광선 (LB) 을 조사할 때에는, X 축 방향 이동 수단으로 제 2 유지 테이블 (60) 을 X 축 방향으로 이동시켜도 된다.
도 1 및 도 7 을 참조하여 웨이퍼 박리 유닛 (8) 에 대해 설명한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 레이저 조사 유닛 (6) 에 인접하여 배치되어 있는 웨이퍼 박리 유닛 (8) 은, 단결정 SiC 잉곳을 유지하는 원형상의 제 3 유지 테이블 (80) 과, 제 3 유지 테이블 (80) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳의 상면을 유지하여 박리층으로부터 SiC 웨이퍼를 박리하는 웨이퍼 박리 수단 (82) 으로 적어도 구성된다. 본 실시형태에서는 도 7 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 박리 유닛 (8) 은 직방체상의 기대 (84) 를 구비한다. 기대 (84) 에는, 기대 (84) 의 상면으로부터 하방으로 몰입하여 X 축 방향으로 연장되는 탑재 오목소 (84a) 가 형성되어 있다. 그리고, 본 실시형태에 있어서의 제 3 유지 테이블 (80) 은, X 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 기대 (84) 의 탑재 오목소 (84a) 에 탑재되어 있다. 또, 기대 (84) 에는, 제 3 유지 테이블 (80) 을 X 축 방향으로 이동시키는 X 축 방향 이동 수단 (도시 생략) 이 장착되어 있다. X 축 방향 이동 수단은, 예를 들어, 너트부가 제 3 유지 테이블 (80) 에 고정되고 X 축 방향으로 연장되는 볼 나사 (도시 생략) 와, 이 볼 나사의 편단부에 연결된 모터 (도시 생략) 를 갖는 구성이면 된다. 그리고 X 축 방향 이동 수단은, 볼 나사에 의해 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 제 3 유지 테이블 (80) 에 전달하고, 기대 (84) 의 탑재 오목소 (84a) 를 따라 제 3 유지 테이블 (80) 을 X 축 방향으로 이동시킨다. 또, 제 3 유지 테이블 (80) 의 상면에는, 다공질 재료로 형성되고 실질상 수평으로 연장되는 원형상의 흡착 척 (86) 이 배치되어 있다. 흡착 척 (86) 은 유로에 의해 흡인 수단 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 그리고 제 3 유지 테이블 (80) 은, 흡인 수단에 의해 흡착 척 (86) 의 상면에 흡인력을 생성함으로써, 흡착 척 (86) 의 상면에 올려진 단결정 SiC 잉곳을 흡착하여 유지할 수 있다.
도 7 을 참조하여 웨이퍼 박리 유닛 (8) 에 대한 설명을 계속한다. 본 실시형태에 있어서의 웨이퍼 박리 유닛 (8) 의 웨이퍼 박리 수단 (82) 은, 기대 (84) 의 상면에 탑재된 문형의 지지 프레임 (88) 과, 지지 프레임 (88) 의 내측에 지지된 직방체상의 케이싱 (90) 과, Z 축 방향으로 자유롭게 이동 (자유롭게 승강) 할 수 있게 케이싱 (90) 에 지지된 기단부로부터 X 축 방향으로 연장되는 아암 (92) 과, 아암 (92) 을 Z 축 방향으로 이동 (승강) 시키는 아암 이동 수단 (도시 생략) 을 포함한다. 아암 이동 수단은, 예를 들어, 너트부가 아암 (92) 의 기단부에 고정되고 Z 축 방향으로 연장되는 볼 나사 (도시 생략) 와, 이 볼 나사의 편단부에 연결된 모터를 갖는 구성이면 된다. 그리고 아암 이동 수단은, 볼 나사에 의해 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 아암 (92) 에 전달하고, 케이싱 (90) 에 내장된 Z 축 방향으로 연장되는 안내 레일 (도시 생략) 을 따라 아암 (92) 을 Z 축 방향으로 이동시킨다.
도 7 과 함께 도 8 을 참조하여 웨이퍼 박리 수단 (82) 에 대한 설명을 계속한다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 아암 (92) 의 선단부에는, 단결정 SiC 잉곳으로부터 SiC 웨이퍼를 박리할 때에 제 3 유지 테이블 (80) 과 협동하여 액체를 수용하는 액조 (94) 가 고정되어 있다. 액조 (94) 는, 원형상의 천면벽 (96) 과, 천면벽 (96) 의 둘레 가장자리로부터 수하 (垂下) 하는 원통상의 측벽 (98) 을 갖고, 하단측이 개방되어 있다. 측벽 (98) 의 외경은 제 3 유지 테이블 (80) 의 직경 이하로 형성되고, 아암 (92) 이 하강되면 측벽 (98) 의 하단이 제 3 유지 테이블 (80) 의 상면에 접촉하게 되어 있다. 천면벽 (96) 에는 액조 (94) 의 외부와 내부를 연통하는 원통상의 액체 공급부 (100) 가 부설되어 있다. 액체 공급부 (100) 는 유로에 의해 액체 공급 수단 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 측벽 (98) 의 하단에는 환상의 패킹 (102) 이 부설되어 있다. 그리고, 아암 이동 수단에 의해 아암 (92) 을 하강시켜 제 3 유지 테이블 (80) 의 상면에 측벽 (98) 의 하단을 밀착시키면, 제 3 유지 테이블 (80) 의 상면과 액조 (94) 의 내면으로 액체 수용 공간 (104) 이 규정된다. 액체 공급 수단으로부터 액체 공급부 (100) 를 지나 액체 수용 공간 (104) 으로 공급된 액체 (106) 는, 패킹 (102) 에 의해 액체 수용 공간 (104) 으로부터 새어나오는 것이 방지된다.
도 7 및 도 8 을 참조하여 웨이퍼 박리 수단 (82) 에 대한 설명을 더욱 계속한다. 액조 (94) 의 천면벽 (96) 에는 에어 실린더 (108) 가 장착되어 있다. 에어 실린더 (108) 의 실린더 튜브 (108a) 는 천면벽 (96) 의 상면으로부터 상방으로 연장되어 있다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 에어 실린더 (108) 의 피스톤 로드 (108b) 의 하단부는, 천면벽 (96) 의 관통 개구 (96a) 를 통과하여 천면벽 (96) 의 하방으로 돌출되어 있다. 피스톤 로드 (108b) 의 하단부에는 압전 세라믹스 등으로 형성될 수 있는 원판상의 초음파 진동 생성 부재 (110) 가 고정되어 있다. 초음파 진동 생성 부재 (110) 의 하면에는 원판상의 흡착편 (112) 이 고정되어 있다. 하면에 복수의 흡인공 (도시 생략) 이 형성되어 있는 흡착편 (112) 은, 유로에 의해 흡인 수단 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 흡인 수단에 의해 흡착편 (112) 의 하면에 흡인력을 생성함으로써, 흡착편 (112) 은 단결정 SiC 잉곳을 흡착하여 유지할 수 있다. 그리고 웨이퍼 박리 수단 (82) 에 있어서는, 아암 이동 수단에 의해 아암 (92) 을 하강시켜, 레이저 조사 유닛 (6) 에 의해 박리층이 형성된 단결정 SiC 잉곳을 유지한 제 3 유지 테이블 (80) 의 상면에 측벽 (98) 의 하단을 밀착시킴과 함께, 에어 실린더 (108) 의 피스톤 로드 (108b) 를 하강시켜 단결정 SiC 잉곳의 상면에 흡착편 (112) 을 흡착시킨 후에, 액체 수용 공간 (104) 에 액체 (106) 를 수용한 후, 초음파 진동 생성 부재 (110) 를 작동시켜 단결정 SiC 잉곳에 초음파 진동을 부여함으로써, 박리층을 기점으로 하여 단결정 SiC 잉곳으로부터 SiC 웨이퍼를 박리할 수 있다.
웨이퍼 생성 장치 (2) 는, 추가로, 단결정 SiC 잉곳으로부터 박리된 웨이퍼의 박리면을 연삭하여 평탄화하는 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 과, SiC 웨이퍼를 세정하는 웨이퍼 세정 유닛 (116) 을 포함한다. 본 실시형태에서는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 은 웨이퍼 박리 유닛 (8) 에 대면하여 배치되고, 웨이퍼 세정 유닛 (116) 은 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 에 인접하여 배치되어 있다. 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 의 구성에 대해서는, 잉곳 연삭 유닛 (4) 과 동일한 구성이면 되므로, 잉곳 연삭 유닛 (4) 의 구성과 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 단, 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 의 연삭 지석 (44) 에 대해서는, 잉곳 연삭 유닛 (4) 의 연삭 지석 (44) 과는 상이한 연삭 지석 (예를 들어, 연삭 지석을 구성하는 지립의 입도나 집중도 등이 상이한 연삭 지석) 을 사용해도 된다. 또, 웨이퍼 세정 유닛 (116) 의 구성에 대해서는, 잉곳 세정 유닛 (46) 과 동일한 구성이면 되므로, 잉곳 세정 유닛 (46) 의 구성과 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 웨이퍼 생성 장치 (2) 는, 잉곳 세정 유닛 (46) 과 웨이퍼 세정 유닛 (116) 의 양방을 포함하는 구성이지만, 잉곳 세정 유닛 (46) 또는 웨이퍼 세정 유닛 (116) 중 어느 일방에 의해, 단결정 SiC 잉곳 및 SiC 웨이퍼를 세정하는 구성이어도 된다.
도 1 및 도 9 를 참조하여 웨이퍼 수용 유닛 (10) 에 대해 설명한다. 본 실시형태에 있어서의 웨이퍼 수용 유닛 (10) 은, X 축 방향을 따라 배치된 3 개의 웨이퍼 카세트 테이블 (118) 과, 웨이퍼 카세트 테이블 (118) 의 상면에 자유롭게 착탈할 수 있게 탑재된 3 개의 웨이퍼 카세트 (120) 를 구비한다. 웨이퍼 카세트 (120) 는, 상하 방향으로 간격을 두고 복수의 SiC 웨이퍼를 수용 가능하게 되어 있다. 도 1 및 도 9 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 생성 장치 (2) 는, 추가로, 단결정 SiC 잉곳을 수용하는 잉곳 수용 유닛 (122) 을 포함한다. 본 실시형태에 있어서의 잉곳 수용 유닛 (122) 은, 단 (端) 에 위치하는 웨이퍼 카세트 테이블 (118) 에 인접하여 배치된 잉곳 카세트 테이블 (124) 과, 잉곳 카세트 테이블 (124) 의 상면에 자유롭게 착탈할 수 있게 탑재된 잉곳 카세트 (126) 를 구비한다. 잉곳 카세트 (126) 는, 상하 방향으로 간격을 두고 복수의 단결정 SiC 잉곳을 수용 가능하게 되어 있다. 또한, 잉곳 카세트 테이블 (124) 에 대해서는, 웨이퍼 카세트 테이블 (118) 과는 상이한 부호를 부여하고 있지만, 도 1 및 도 9 를 참조함으로써 이해되는 바와 같이, 웨이퍼 카세트 테이블 (118) 과 동일한 구성이면 된다.
도 1 및 도 9 (주로 도 9) 를 참조하여 반송 유닛 (12) 에 대해 설명한다. 본 실시형태에 있어서의 반송 유닛 (12) 은, 잉곳 수용 유닛 (122) 으로부터 단결정 SiC 잉곳을 반출함과 함께 단결정 SiC 잉곳으로부터 박리된 SiC 웨이퍼를 웨이퍼 수용 유닛 (10) 에 수용하는 제 1 반송 유닛 (128) 과, 잉곳 수용 유닛 (122) 으로부터 반출된 단결정 SiC 잉곳을 제 1 반송 유닛 (128) 으로부터 수취하고, 잉곳 연삭 유닛 (4) 과 잉곳 세정 유닛 (46) 과 레이저 조사 유닛 (6) 과 웨이퍼 박리 유닛 (8) 사이에서 단결정 SiC 잉곳을 반송함과 함께, 단결정 SiC 잉곳으로부터 박리된 SiC 웨이퍼를 웨이퍼 박리 유닛 (8) 으로부터 수취하고, 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 과 웨이퍼 세정 유닛 (116) 과 제 1 반송 유닛 (128) 으로 순차 SiC 웨이퍼를 반송하는 제 2 반송 유닛 (130) 을 구비한다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 제 1 반송 유닛 (128) 은, 잉곳 수용 유닛 (122) 및 웨이퍼 수용 유닛 (10) 을 따라 X 축 방향으로 연장되는 가이드 기구 (132) 와, X 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 가이드 기구 (132) 에 탑재된 가동 블록 (134) 과, 가동 블록 (134) 을 X 축 방향으로 이동시키는 X 축 방향 이동 수단 (도시 생략) 을 포함한다. 가이드 기구 (132) 는, 종단부를 갖는 곧은 가이드 홈 (136a) 이 상단측에 형성된 직방체상의 단부 가이드 부재 (136) 와, 곧은 무단의 가이드 홈 (138a) 이 상단측에 형성된 직방체상의 중간부 가이드 부재 (138) 를 갖는다. 중간부 가이드 부재 (138) 의 수량 변경에 의해 길이를 변경 가능한 가이드 기구 (132) 는, 본 실시형태에서는 도 9 에 나타내는 바와 같이, 2 개의 단부 가이드 부재 (136) 와 2 개의 중간부 가이드 부재 (138) 를 갖는다. 단부 가이드 부재 (136) 의 가이드 홈 (136a) 과 중간부 가이드 부재 (138) 의 가이드 홈 (138a) 이 X 축 방향을 따라 연속하도록 단부 가이드 부재 (136) 와 중간부 가이드 부재 (138) 가 배치되어 있다. 단부 가이드 부재 (136) 및 중간부 가이드 부재 (138) 의 각각의 측면에는, 배선·배관용의 원형 개구 (136b, 138b) 가 형성되어 있다. 가동 블록 (134) 의 하면에는, 가이드 기구 (132) 의 가이드 홈 (136a 및 138a) 에 걸어맞추는 피가이드부 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 가이드 블록 (134) 의 피가이드부가 가이드 기구 (132) 의 가이드 홈 (136a 및 138a) 에 걸어맞춤으로써, 가동 블록 (134) 은 X 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 가이드 기구 (132) 에 탑재되어 있다. X 축 방향 이동 수단은, 예를 들어, 주지된 리니어 모터식 이동 수단이면 되고, 리니어 모터식 이동 수단이면 중간부 가이드 부재 (138) 의 증감에 의한 가이드 기구 (132) 의 길이 조정에 용이하게 대응 가능하다. 즉, 가이드 기구 (132) 의 길이가 변경되었을 경우에도, 가이드 기구 (132) 의 일단부로부터 타단부까지 X 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (134) 을 이동시킬 수 있다.
도 9 를 참조하여 제 1 반송 유닛 (128) 에 대한 설명을 계속한다. 가동 블록 (134) 의 상면에는 다관절 아암 (140) 이 장착되어 있다. 다관절 아암 (140) 의 선단에는, 선단부가 양다리 형상의 흡착편 (142) 이 자유롭게 상하 반전할 수 있게 장착되어 있다. 에어 구동원 (도시 생략) 또는 전동 구동원 (도시 생략) 으로 구동되는 다관절 아암 (140) 은, X 축 방향, Y 축 방향 및 Z 축 방향의 각각의 방향에 있어서 흡착편 (142) 을 이동시킴과 함께 흡착편 (142) 을 상하 반전시킨다. 편면에 복수의 흡인공 (142a) 이 형성되어 있는 흡착편 (142) 은, 유로에 의해 흡인 수단 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 그리고, 제 1 반송 유닛 (128) 에 있어서는, 흡인 수단에 의해 흡착편 (142) 의 편면에 흡인력을 생성함으로써, 잉곳 수용 유닛 (122) 에 수용된 단결정 SiC 잉곳이나, 단결정 SiC 잉곳으로부터 박리된 SiC 웨이퍼를 흡착편 (142) 으로 흡착하여 유지할 수 있고, 또한, 다관절 아암 (140) 을 구동시킴으로써, 흡착편 (142) 으로 흡착한 단결정 SiC 잉곳을 잉곳 수용 유닛 (122) 으로부터 반출할 수 있음과 함께, 흡착편 (142) 으로 흡착한 SiC 웨이퍼를 웨이퍼 수용 유닛 (10) 에 수용할 수 있다.
도 1, 도 9 및 도 10 (주로 도 9) 을 참조하여 반송 유닛 (12) 의 제 2 반송 유닛 (130) 에 대해 설명한다. 제 2 반송 유닛 (130) 은, 잉곳 연삭 유닛 (4), 잉곳 세정 유닛 (46), 레이저 조사 유닛 (6), 웨이퍼 박리 유닛 (8), 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 및 웨이퍼 세정 유닛 (116) 을 따라 Y 축 방향으로 연장되는 가이드 기구 (144) 와, Y 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 가이드 기구 (144) 에 탑재된 가동 블록 (146) 과, 가동 블록 (146) 을 Y 축 방향으로 이동시키는 Y 축 방향 이동 수단 (도시 생략) 을 포함한다. 가이드 기구 (144) 는, 종단부를 갖는 곧은 가이드 홈 (148a) 이 상단측에 형성된 직방체상의 단부 가이드 부재 (148) 와, 곧은 무단의 가이드 홈 (150a) 이 상단측에 형성된 직방체상의 중간부 가이드 부재 (150) 를 갖는다. 중간부 가이드 부재 (150) 의 수량 변경에 의해 길이를 변경 가능한 가이드 기구 (144) 는, 본 실시형태에서는 도 9 에 나타내는 바와 같이, 2 개의 단부 가이드 부재 (148) 와 3 개의 중간부 가이드 부재 (150) 를 갖는다. 단부 가이드 부재 (148) 의 가이드 홈 (148a) 과 중간부 가이드 부재 (150) 의 가이드 홈 (150a) 이 Y 축 방향을 따라 연속하도록 단부 가이드 부재 (148) 와 중간부 가이드 부재 (150) 가 배치되어 있다. 단부 가이드 부재 (148) 및 중간부 가이드 부재 (150) 의 각각의 측면에는, 배선·배관용의 원형 개구 (148b, 150b) 가 형성되어 있다. 가동 블록 (146) 의 하면에는, 가이드 기구 (144) 의 가이드 홈 (148a 및 150a) 에 걸어맞추는 피가이드부 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 가이드 블록 (146) 의 피가이드부가 가이드 기구 (144) 의 가이드 홈 (148a 및 150a) 에 걸어맞춤으로써, 가동 블록 (146) 은 Y 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 가이드 기구 (144) 에 탑재되어 있다. Y 축 방향 이동 수단은, 예를 들어, 주지된 리니어 모터식 이동 수단이면 되고, 리니어 모터식 이동 수단이면 중간부 가이드 부재 (150) 의 증감에 의한 가이드 기구 (144) 의 길이 조정에 용이하게 대응 가능하다. 즉, 가이드 기구 (144) 의 길이가 변경되었을 경우에도, 가이드 기구 (144) 의 일단부로부터 타단부까지 Y 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (146) 을 이동시킬 수 있다.
도 9 를 참조하여 제 2 반송 유닛 (130) 에 대한 설명을 계속한다. 가동 블록 (146) 의 상면에는 다관절 아암 (152) 이 장착되어 있다. 다관절 아암 (152) 의 선단에는, 둘레 방향에 간격을 두고 직경 방향 외방을 향하여 방사상으로 연장되는 제 1 흡착편 (154), 제 1 파지 부재 (156), 제 2 흡착편 (158) 및 제 2 파지 부재 (160) 가 장착되어 있다. 선단부가 양다리 형상의 제 1 흡착편 (154) 및 원판상의 제 2 흡착편 (158) 의 각각은 자유롭게 상하 반전할 수 있게 다관절 아암 (152) 의 선단에 장착되어 있다. 제 1 파지 부재 (156) 및 제 2 파지 부재 (160) 의 각각은, 단결정 SiC 잉곳을 둘레면으로부터 파지하는 파지 위치 (도 10 에 실선으로 나타내는 위치) 와, 단결정 SiC 잉곳의 파지를 개방하는 개방 위치 (도 10 에 2 점 쇄선으로 나타내는 위치) 사이에서 자유롭게 이동할 수 있게 다관절 아암 (152) 의 선단에 장착된 반환상의 1 쌍의 파지편 (156a 및 160a) 을 갖는다. 에어 구동원 (도시 생략) 또는 전동 구동원 (도시 생략) 으로 구동되는 다관절 아암 (152) 은, X 축 방향, Y 축 방향 및 Z 축 방향의 각각의 방향에 있어서, 제 1 흡착편 (154), 제 1 파지 부재 (156), 제 2 흡착편 (158) 및 제 2 파지 부재 (160) 를 이동시킴과 함께, 제 1 흡착편 (154) 및 제 2 흡착편 (158) 을 상하 반전시키고, 또한 제 1 파지 부재 (156) 및 제 2 파지 부재 (160) 를 파지 위치와 개방 위치 사이에서 이동시킨다. 편면에 복수의 흡인공 (154a) 이 형성되어 있는 제 1 흡착편 (154) 과, 편면에 복수의 흡인공 (158a) 이 형성되어 있는 제 2 흡착편 (158) 은, 각각 유로에 의해 흡인 수단 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 제 2 반송 유닛 (130) 에 있어서는, 제 1 반송 유닛 (128) 에 의해 잉곳 수용 유닛 (122) 으로부터 반출된 단결정 SiC 잉곳을 둘레면으로부터 제 1 파지 부재 (156) 또는 제 2 파지 부재 (160) 로 파지하여 수취할 수 있음과 함께, 다관절 아암 (152) 을 구동시킴으로써, 제 1 파지 부재 (156) 또는 제 2 파지 부재 (160) 로 파지한 단결정 SiC 잉곳을 잉곳 연삭 유닛 (4) 과 잉곳 세정 유닛 (46) 과 레이저 조사 유닛 (6) 과 웨이퍼 박리 유닛 (8) 사이에서 반송할 수 있다. 제 1 파지 부재 (156) 또는 제 2 파지 부재 (160) 로 둘레면으로부터 단결정 SiC 잉곳을 파지하여 반송함으로써, 박리층이 형성된 단결정 SiC 잉곳을 반송할 때에 박리층을 기점으로 하여 단결정 SiC 잉곳이 분리되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 또, 제 2 반송 유닛 (130) 에 있어서는, 흡인 수단에 의해 제 1 흡착편 (154) 의 편면 또는 제 2 흡착편 (158) 의 편면에 흡인력을 생성함으로써, 웨이퍼 박리 유닛 (8) 에 의해 단결정 SiC 잉곳으로부터 박리된 SiC 웨이퍼를 제 1 흡착편 (154) 또는 제 2 흡착편 (158) 으로 흡착하여 수취할 수 있음과 함께, 다관절 아암 (152) 을 구동시킴으로써, 제 1 흡착편 (154) 또는 제 2 흡착편 (158) 으로 흡착한 SiC 웨이퍼를 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 과 웨이퍼 세정 유닛 (116) 과 제 1 반송 유닛 (128) 으로 순차 반송할 수 있다.
제 2 반송 유닛 (130) 의 제 1 파지 부재 (156) 및 제 2 파지 부재 (160) 에 대해서는, 단결정 SiC 잉곳에 연삭 부스러기 등이 부착되어 있는지의 여부에 의해 구분하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 잉곳 연삭 유닛 (4) 으로 단결정 SiC 잉곳을 연삭했을 때의 연삭 부스러기가 부착되어 있는 단결정 SiC 잉곳을 잉곳 연삭 유닛 (4) 으로부터 잉곳 세정 유닛 (46) 으로 반송하는 경우에 제 1 파지 부재 (156) 또는 제 2 파지 부재 (160) 의 일방을 사용하고, 잉곳 세정 유닛 (46) 으로 세정하여 연삭 부스러기가 제거된 단결정 SiC 잉곳을 잉곳 세정 유닛 (46) 으로부터 레이저 조사 유닛 (6) 으로 반송하는 경우에 제 1 파지 부재 (156) 또는 제 2 파지 부재 (160) 의 타방을 사용하는 등을 하여, 제 1 파지 부재 (156) 및 제 2 파지 부재 (160) 를 구분하여 사용할 수 있다. 이와 같은 구분하여 사용함으로써, 레이저 조사 유닛 (6) 등의 컨태미네이션의 발생이 바람직하지 않은 유닛에 단결정 SiC 잉곳을 반송하기 위한 파지 부재에 연삭 부스러기 등이 부착되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 컨태미네이션의 발생이 바람직하지 않은 유닛에의 연삭 부스러기 등의 혼입을 방지할 수 있다. 제 2 반송 유닛 (130) 의 제 1 흡착편 (154) 및 제 2 흡착편 (158) 에 대해서도, SiC 웨이퍼에 연삭 부스러기 등이 부착되어 있는지의 여부에 의해 구분하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 으로 SiC 웨이퍼를 연삭했을 때의 연삭 부스러기가 부착되어 있는 SiC 웨이퍼를 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 으로부터 웨이퍼 세정 유닛 (116) 으로 반송하는 경우에 제 1 흡착편 (154) 또는 제 2 흡착편 (158) 의 일방을 사용하고, 웨이퍼 세정 유닛 (116) 으로 세정하여 연삭 부스러기가 제거된 SiC 웨이퍼를 웨이퍼 세정 유닛 (116) 으로부터 제 1 반송 유닛 (128) 으로 반송하는 경우에 제 1 흡착편 (154) 또는 제 2 흡착편 (158) 의 타방을 사용하는 등을 하여, 제 1 흡착편 (154) 및 제 2 흡착편 (158) 을 구분하여 사용할 수 있다. 이와 같은 구분하여 사용함으로써, 세정 후의 SiC 웨이퍼를 반송하기 위한 흡착편에 연삭 부스러기 등이 부착되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 세정 후의 SiC 웨이퍼에 연삭 부스러기 등이 재부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제 1 반송 유닛 (128) 과 제 2 반송 유닛 (130) 의 각각을 구성하는 가이드 기구, 가동 블록 및 이동 수단 (Y 축 방향 이동 수단, X 축 방향 이동 수단) 에 대해서는, 가이드 기구의 배치나 중간부 가이드 부재의 수량 등이 상이하기 때문에 상이한 부호를 부여하고 있지만 공통된 구성 부재를 사용할 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 잉곳 연삭 유닛 (4), 잉곳 세정 유닛 (46), 레이저 조사 유닛 (6), 웨이퍼 박리 유닛 (8), 웨이퍼 연삭 유닛 (114), 웨이퍼 세정 유닛 (116), 반송 유닛 (12) 의 제 1 반송 유닛 (128) 및 제 2 반송 유닛 (130) 은, 각각 자기의 작업을 제어하는 제어 수단 (컨트롤러) 을 구비한다. 컴퓨터로 구성되는 각 제어 수단은, 제어 프로그램에 따라 연산 처리하는 중앙 처리 장치 (CPU) 와, 제어 프로그램 등을 격납하는 리드 온리 메모리 (ROM) 와, 연산 결과 등을 격납하는 판독 기록 가능한 랜덤 액세스 메모리 (RAM) 를 포함한다.
웨이퍼 생성 장치 (2) 는, 추가로, 상기 각 제어 수단에 전기적으로 접속된 제어 유닛 (162) 을 구비하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 제어 유닛 (162) 은, 반송 유닛 (12) 의 제 2 반송 유닛 (130) 을 사이에 두고 잉곳 연삭 유닛 (4) 에 대면하여 배치되어 있다. 컴퓨터로 구성되는 제어 유닛 (162) 은, 제어 프로그램에 따라 연산 처리하는 중앙 처리 장치 (CPU) 와, 제어 프로그램 등을 격납하는 리드 온리 메모리 (ROM) 와, 연산 결과 등을 격납하는 판독 기록 가능한 랜덤 액세스 메모리 (RAM) 를 포함한다. 그리고 제어 유닛 (162) 은, 잉곳 연삭 유닛 (4), 잉곳 세정 유닛 (46), 레이저 조사 유닛 (6), 웨이퍼 박리 유닛 (8), 웨이퍼 연삭 유닛 (114), 웨이퍼 세정 유닛 (116), 반송 유닛 (12) 의 제 1 반송 유닛 (128) 및 제 2 반송 유닛 (130) 에서 실시하는 작업 내용에 관한 제어 신호를 상기 각 제어 수단에 출력한다. 이상과 같이 본 실시형태에서는, 제어 유닛 (162) 을 제외한 각 유닛과 제어 유닛 (162) 이 전기적으로 접속되어 있지만, 각 유닛은 독립적으로 구성되어 있으므로, 사용자의 요망 등에 따라 각 유닛의 수량을 적절히 변경할 수 있게 되어 있다.
도 11(a) 및 도 11(b) 에는, 웨이퍼 생성 장치 (2) 에 의해 가공이 실시될 수 있는 단결정 SiC 잉곳 (170) 이 나타나 있다. 단결정 SiC 잉곳 (170) 은, 육방정 단결정 SiC 로부터 전체적으로 원주 형상으로 형성되어 있고, 원형상의 제 1 면 (172) 과, 제 1 면 (172) 과 반대측의 원형상의 제 2 면 (174) 과, 제 1 면 (172) 및 제 2 면 (174) 사이에 위치하는 둘레면 (176) 과, 제 1 면 (172) 으로부터 제 2 면 (174) 에 이르는 c 축 (<0001> 방향) 과, c 축에 직교하는 c 면 ({0001} 면) 을 갖는다. 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 있어서는, 제 1 면 (172) 의 수직선 (178) 에 대해 c 축이 기울어져 있으며, c 면과 제 1 면 (172) 에서 오프각 (α) (예를 들어 α = 1, 3, 6 도) 이 형성되어 있다. 오프각 (α) 이 형성되는 방향을 도 11(a) 및 도 11(b) 에 화살표 A 로 나타낸다. 또, 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 둘레면 (176) 에는, 결정 방위를 나타내는 사각형상의 제 1 오리엔테이션 플랫 (180) 및 제 2 오리엔테이션 플랫 (182) 이 형성되어 있다. 제 1 오리엔테이션 플랫 (180) 은, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 A 에 평행이고, 제 2 오리엔테이션 플랫 (182) 은, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 A 에 직교하고 있다. 도 11(b) 에 나타내는 바와 같이, 상방에서 보았을 때, 제 2 오리엔테이션 플랫 (182) 의 길이 (L2) 는, 제 1 오리엔테이션 플랫 (180) 의 길이 (L1) 보다 짧다 (L2 < L1). 또한, 웨이퍼 생성 장치 (2) 에 의해 가공이 실시될 수 있는 단결정 SiC 잉곳은, 상기 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 한정되지 않고, 예를 들어, 제 1 면의 수직선에 대해 c 축이 기울어져 있지 않고, c 면과 제 1 면의 오프각이 0 도인 (즉, 제 1 면의 수직선과 c 축이 일치하고 있는) 단결정 SiC 잉곳이어도 되고, 혹은 GaN (질화갈륨) 등의 단결정 SiC 이외의 소재로 형성되어 있는 단결정 GaN 잉곳이어도 된다.
웨이퍼 생성 장치 (2) 에 의해 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 웨이퍼를 생성할 때에는, 먼저, 복수개의 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 준비하고, 도 12(a) 및 도 12(b) 에 나타내는 바와 같이, 준비한 각 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 단면 (본 실시형태에서는 제 2 면 (174)) 에 적절한 접착제를 통해서 원판상의 서브스트레이트 (184) 를 장착시키는 서브스트레이트 장착 공정을 실시한다. 서브스트레이트 장착 공정을 실시하는 것은, 제 1 오리엔테이션 플랫 (180) 및 제 2 오리엔테이션 플랫 (182) 이 형성된 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 각 유닛의 흡착 척 (제 1 유지 테이블 (14) 의 흡착 척 (22) 등) 에 의해 소정의 흡인력으로 흡착하여 유지하기 때문이다. 서브스트레이트 (184) 의 직경은, 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 직경보다 약간 크고, 또한 각 유닛의 흡착 척의 직경보다 약간 크다. 그리고, 서브스트레이트 (184) 를 하방을 향하여 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 흡착 척에 올렸을 때에 흡착 척이 서브스트레이트 (184) 로 덮이기 때문에, 흡착 척에 접속된 흡인 수단을 작동시키면, 흡착 척에 의해 소정의 흡인력으로 서브스트레이트 (184) 를 흡착하고, 이로써 제 1 오리엔테이션 플랫 (180) 및 제 2 오리엔테이션 플랫 (182) 이 형성된 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 흡착 척으로 유지할 수 있다. 또한, 단결정 SiC 잉곳의 직경이 흡착 척보다 크고, 흡착 척에 올려졌을 때에 흡착 척의 상면 전부가 단결정 SiC 잉곳으로 덮이는 경우에는, 흡착 척에 의한 흡인시에 흡착 척의 노출 부분으로부터 에어가 빨려들어가는 일이 없어, 흡착 척에 의해 소정의 흡인력으로 단결정 SiC 잉곳을 흡착 가능하기 때문에, 서브스트레이트 장착 공정을 실시하지 않아도 된다.
서브스트레이트 장착 공정을 실시한 후, 서브스트레이트 (184) 를 아래를 향하게 하여, 서브스트레이트 (184) 를 장착한 복수의 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 잉곳 카세트 (126) 에 수용하고, 잉곳 카세트 (126) 를 잉곳 카세트 테이블 (124) 의 상면에 탑재함과 함께, 웨이퍼 카세트 테이블 (118) 의 각각의 상면에 빈 웨이퍼 카세트 (120) 를 탑재하는 준비 공정을 실시한다.
준비 공정을 실시한 후, 잉곳 카세트 (126) 에 수용한 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 종류를 제어 유닛 (162) 의 입력 수단 (도시 생략) 을 사용하여 제어 유닛 (162) 에 입력함과 함께 가공 개시 지령을 입력하는 입력 공정을 실시한다. 입력 공정을 실시하면, 입력된 가공 조건에 따른 가공 지시 신호가 제어 유닛 (162) 으로부터 각 유닛의 제어 수단에 출력됨과 함께, 웨이퍼 생성 장치 (2) 에 의한 가공이 개시된다.
웨이퍼 생성 장치 (2) 에 의한 가공에 있어서는, 먼저, 잉곳 수용 유닛 (122) 으로부터 레이저 조사 유닛 (6) 으로 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 반송하는 제 1 잉곳 반송 공정을 반송 유닛 (12) 으로 실시한다. 단결정 SiC 잉곳 (170) 은, 통상적으로, 후술하는 박리층 형성 공정에 있어서의 레이저 광선의 입사를 방해하지 않을 정도로 단면 (제 1 면 (172) 및 제 2 면 (174)) 이 평탄화되어 있으므로, 본 실시형태에서는, 제 1 잉곳 반송 공정에 있어서 잉곳 수용 유닛 (122) 으로부터 레이저 조사 유닛 (6) 으로 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 반송하는 예를 설명한다. 제 1 잉곳 반송 공정에서는, 먼저, 잉곳 카세트 (126) 에 수용되어 있는 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 제 1 반송 유닛 (128) 의 다관절 아암 (140) 으로 반출 가능한 위치 (예를 들어, 잉곳 카세트 (126) 와 가동 블록 (134) 이 X 축 방향에 있어서 정합하는 위치) 에, 제 1 반송 유닛 (128) 의 X 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (134) 의 위치를 적절히 조정한다. 이어서, 다관절 아암 (140) 을 구동시켜, 잉곳 카세트 (126) 에 수용되어 있는 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 서브스트레이트 (184) 에, 흡인공 (142a) 이 형성되어 있는 흡착편 (142) 의 편면을 밀착시킨다. 이어서, 흡착편 (142) 에 접속된 흡인 수단을 작동시켜 흡착편 (142) 에 흡인력을 생성하여, 서브스트레이트 (184) 측으로부터 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 흡착편 (142) 으로 흡착시켜 유지시킨다. 이어서, 서브스트레이트 (184) 를 통해서 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 유지한 흡착편 (142) 을 다관절 아암 (140) 으로 이동시켜, 잉곳 카세트 (126) 로부터 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 반출한다. 이어서, 제 1 반송 유닛 (128) 과 제 2 반송 유닛 (130) 사이에서 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 수수 가능한 위치 (예를 들어, 제 1 반송 유닛 (128) 의 가동 블록 (134) 과 제 2 반송 유닛 (130) 이 X 축 방향에 있어서 정합하는 위치) 에, 제 1 반송 유닛 (128) 의 X 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (134) 을 이동시킨다. 이 때, 제 2 반송 유닛 (130) 의 가동 블록 (146) 은, 제 1 반송 유닛 (128) 과 제 2 반송 유닛 (130) 사이에서 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 수수 가능한 위치 (예를 들어, 제 2 반송 유닛 (130) 의 가이드 기구 (144) 의 단부) 에 위치 부여되어 있다. 이어서, 제 1 반송 유닛 (128) 의 다관절 아암 (140) 을 구동시킴과 함께, 제 2 반송 유닛 (130) 의 다관절 아암 (152) 을 구동시킴으로써, 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 둘레면 (176) 으로부터 제 1 파지 부재 (156) 로 파지시킨다. 이어서, 제 1 반송 유닛 (128) 의 흡착편 (142) 에 접속된 흡인 수단의 작동을 정지시켜 제 1 반송 유닛 (128) 의 흡착편 (142) 의 흡인력을 해제한다. 이로써, 제 1 반송 유닛 (128) 으로부터 제 2 반송 유닛 (130) 으로 단결정 SiC 잉곳 (170) 이 수수된다. 이어서, 제 2 반송 유닛 (130) 과 레이저 조사 유닛 (6) 사이에서 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 수수 가능한 위치 (예를 들어, 제 2 반송 유닛 (130) 의 가동 블록 (146) 과 레이저 조사 유닛 (6) 이 Y 축 방향에 있어서 정합하는 위치) 에, 제 2 반송 유닛 (130) 의 Y 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (146) 을 이동시킨다. 이어서, 제 2 반송 유닛 (130) 의 다관절 아암 (152) 을 구동시켜, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 레이저 조사 유닛 (6) 의 제 2 유지 테이블 (60) 의 상면에 서브스트레이트 (184) 를 접촉시킨다. 이 때, 제 2 유지 테이블 (60) 은, 단결정 SiC 잉곳을 착탈하기 위한 잉곳 착탈 위치 (도 5 에 나타내는 위치) 에 위치 부여되어 있다. 그리고, 제 1 파지 부재 (156) 에 의한 파지를 해제하고, 레이저 조사 유닛 (6) 의 제 2 유지 테이블 (60) 의 상면에 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 올린다. 이와 같이 하여, 잉곳 수용 유닛 (122) 으로부터 레이저 조사 유닛 (6) 으로 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 반송한다.
제 1 잉곳 반송 공정을 실시한 후, 레이저 조사 유닛 (6) 의 제 2 유지 테이블 (60) 로 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 유지함과 함께, 제 2 유지 테이블 (60) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 상면으로부터 생성해야 할 SiC 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에, 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 위치 부여하고, 레이저 광선을 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 조사하여 박리층을 형성하는 박리층 형성 공정을 레이저 조사 유닛 (6) 으로 실시한다. 박리층 형성 공정에서는, 먼저, 제 2 유지 테이블 (60) 의 흡착 척 (66) 에 접속된 흡인 수단을 작동시켜 흡착 척 (66) 의 상면에 흡인력을 생성하여, 서브스트레이트 (184) 측으로부터 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 제 2 유지 테이블 (60) 로 흡착시켜 유지시킨다. 이어서, X 축 방향 이동 수단으로 제 2 유지 테이블 (60) 을 X 축 방향으로 이동시킴과 함께 Y 축 방향 이동 수단으로 Y 축 방향 가동 부재를 Y 축 방향으로 이동시켜, 얼라인먼트 수단 (76) 의 하방에 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 위치 부여한다. 이어서, 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 상방으로부터 얼라인먼트 수단 (76) 으로 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 촬상한다. 이어서, 얼라인먼트 수단 (76) 으로 촬상한 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 화상에 기초하여, 제 2 유지 테이블용 모터 및 X 축 방향 이동 수단으로 제 2 유지 테이블 (60) 을 회전 및 이동시킴과 함께, Y 축 방향 이동 수단으로 Y 축 방향 가동 부재를 이동시킴으로써, 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 방향을 소정의 방향으로 조정함과 함께 단결정 SiC 잉곳 (170) 과 집광기 (74) 의 XY 평면에 있어서의 위치를 조정한다. 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 방향을 소정의 방향으로 조정할 때에는, 도 14(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 오리엔테이션 플랫 (180) 을 Y 축 방향으로 정합시킴과 함께, 제 2 오리엔테이션 플랫 (182) 을 X 축 방향으로 정합시킴으로써, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 A 를 Y 축 방향으로 정합시킴과 함께, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 A 와 직교하는 방향을 X 축 방향으로 정합시킨다. 이어서, 집광점 위치 조정 수단으로 집광기 (74) 를 Z 축 방향으로 이동시키고, 도 14(b) 에 나타내는 바와 같이, 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 상면 (본 실시형태에서는 제 1 면 (172)) 으로부터, 생성해야 할 SiC 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 집광점 (FP) 을 위치 부여한다. 이어서, X 축 방향 이동 수단으로 제 2 유지 테이블 (60) 을 이동시킴으로써, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 A 와 직교하는 방향으로 정합하고 있는 X 축 방향으로, 집광점 (FP) 에 대해 상대적으로 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 소정의 이송 속도로 이동시키면서, 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 대해 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선 (LB) 을 집광기 (74) 로부터 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로 조사하는 박리층 형성 가공을 실시한다.
박리층 형성 가공을 실시하면, 도 15(a) 및 도 15(b) 에 나타내는 바와 같이, 펄스 레이저 광선 (LB) 의 조사에 의해 SiC 가 Si (실리콘) 와 C (탄소) 로 분리되고 다음에 조사되는 펄스 레이저 광선 (LB) 이 전에 형성된 C 에 흡수되어 연쇄적으로 SiC 가 Si 와 C 로 분리되어 형성되는 직선상의 개질층 (186) 과, 개질층 (186) 으로부터 c 면을 따라 개질층 (186) 의 양측으로 전파되는 크랙 (188) 이 형성된다. 또한, 박리층 형성 가공에서는, 개질층 (186) 이 형성되는 깊이에 있어서 인접하는 펄스 레이저 광선 (LB) 의 스폿이 서로 겹치도록 집광점 (FP) 에 대해 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 상대적으로 X 축 방향으로 가공 이송하면서 펄스 레이저 광선 (LB) 을 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 조사하고, Si 와 C 로 분리된 개질층 (186) 에 다시 펄스 레이저 광선 (LB) 이 조사되도록 한다. 인접하는 스폿이 서로 겹치기 위해서는, 펄스 레이저 광선 (LB) 의 반복 주파수 (F) 와, 집광점 (FP) 의 이송 속도 (V) 와, 스폿의 직경 (D) 으로 규정되는 G = (V/F) - D 가 G < 0 인 것을 필요로 한다. 또, 인접하는 스폿의 중첩률은 ｜G｜/D 로 규정된다.
도 14(a) 및 도 14(b) 그리고 도 15(a) 및 도 15(b) 를 참조하여 설명을 계속하면, 박리층 형성 공정에서는 박리층 형성 가공에 계속해서, Y 축 방향 이동 수단으로 Y 축 방향 가동 부재를 이동시킴으로써, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 A 에 정합하고 있는 Y 축 방향으로, 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 대해 상대적으로 집광점 (FP) 을 소정 인덱스량 (Li) 만큼 인덱스 이송한다. 그리고, 박리층 형성 공정에 있어서 박리층 형성 가공과 인덱스 이송을 교대로 반복함으로써, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 A 와 직교하는 방향을 따라 연장되는 직선상의 개질층 (186) 을, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 A 에 소정 인덱스량 (Li) 의 간격을 두고 복수 형성함과 함께, 오프각 (α) 이 형성되는 방향 A 에 있어서 인접하는 크랙 (188) 과 크랙 (188) 이 상하 방향에서 보았을 때 겹치도록 한다. 이로써, 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 상면으로부터 생성해야 할 SiC 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에, 복수의 개질층 (186) 및 크랙 (188) 으로 이루어지는, 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 SiC 웨이퍼를 박리하기 위한 박리층 (190) 을 형성할 수 있다. 박리층 (190) 을 형성한 후에는, 제 2 유지 테이블 (60) 을 잉곳 착탈 위치에 X 축 방향 이동 수단에 의해 이동시킴과 함께, 흡착 척 (66) 에 접속된 흡인 수단의 작동을 정지시켜 흡착 척 (66) 의 흡인력을 해제한다. 또한, 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 박리층 (190) 을 형성하기 위한 박리층 형성 공정은, 예를 들어 이하의 가공 조건으로 실시할 수 있다.
펄스 레이저 광선의 파장 : 1064 ㎚
반복 주파수 : 80 ㎑
평균 출력 : 3.2 W
펄스폭 : 4 ns
집광점의 직경 : 3 ㎛
집광 렌즈의 개구수 (NA) : 0.43
집광점의 Z 축 방향 위치 : 단결정 SiC 잉곳의 상면으로부터 300 ㎛
제 2 유지 테이블의 이송 속도 : 120 ∼ 260 ㎜/s
인덱스량 : 250 ∼ 400 ㎛
박리층 형성 공정을 실시한 후, 박리층 (190) 이 형성된 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 레이저 조사 유닛 (6) 으로부터 웨이퍼 박리 유닛 (8) 으로 반송하는 제 2 잉곳 반송 공정을 반송 유닛 (12) 의 제 2 반송 유닛 (130) 으로 실시한다. 제 2 잉곳 반송 공정에서는, 먼저, 제 2 반송 유닛 (130) 과 레이저 조사 유닛 (6) 사이에서 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 수수 가능한 위치에, 제 2 반송 유닛 (130) 의 Y 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (146) 의 위치를 적절히 조정한다. 이어서, 제 2 반송 유닛 (130) 의 다관절 아암 (152) 을 구동시켜, 레이저 조사 유닛 (6) 에 있어서 잉곳 착탈 위치에 위치 부여되어 있는 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 둘레면 (176) 으로부터 제 1 파지 부재 (156) 로 파지시킨다. 이어서, 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 파지한 제 1 파지 부재 (156) 를 다관절 아암 (152) 으로 이동시킴과 함께, 제 2 반송 유닛 (130) 과 웨이퍼 박리 유닛 (8) 사이에서 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 수수 가능한 위치 (예를 들어, 가동 블록 (146) 과 웨이퍼 박리 유닛 (8) 이 Y 축 방향에 있어서 정합하는 위치) 에 Y 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (146) 을 이동시킴으로써, 웨이퍼 박리 유닛 (8) 의 제 3 유지 테이블 (80) 의 상면에 서브스트레이트 (184) 를 접촉시킨다. 이 때, 제 3 유지 테이블 (80) 은, 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 착탈하기 위한 잉곳 착탈 위치 (도 7 에 나타내는 위치) 에 위치 부여되어 있다. 그리고, 제 1 파지 부재 (156) 에 의한 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 파지를 해제하고, 제 3 유지 테이블 (80) 의 상면에 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 올린다. 이와 같이 하여, 박리층 (190) 이 형성된 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 레이저 조사 유닛 (6) 으로부터 웨이퍼 박리 유닛 (8) 으로 반송한다.
제 2 잉곳 반송 공정을 실시한 후, 박리층 (190) 이 형성된 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 제 3 유지 테이블 (80) 로 유지함과 함께, 제 3 유지 테이블 (80) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 상면을 유지하여 박리층 (190) 으로부터 SiC 웨이퍼를 박리하는 웨이퍼 박리 공정을 웨이퍼 박리 유닛 (8) 으로 실시한다. 웨이퍼 박리 공정에서는, 먼저, 제 3 유지 테이블 (80) 의 흡착 척 (86) 에 접속된 흡인 수단을 작동시켜 흡착 척 (86) 의 상면에 흡인력을 생성하고, 서브스트레이트 (184) 측으로부터 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 제 3 유지 테이블 (80) 로 흡착시켜 유지시킨다. 이어서, 도 16(a) 에 나타내는 바와 같이, 액조체 (94) 의 하방의 웨이퍼 박리 위치에 제 3 유지 테이블 (80) 을 X 축 방향 이동 수단으로 이동시킨다. 이어서, 도 16(b) 에 나타내는 바와 같이, 아암 이동 수단으로 아암 (92) 을 하강시켜, 제 3 유지 테이블 (80) 의 상면에 액조체 (94) 의 측벽 (98) 의 하단을 밀착시킨다. 이어서, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 에어 실린더 (108) 의 피스톤 로드 (108b) 를 이동시켜, 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 상면 (본 실시형태에서는 제 1 면 (172)) 에 흡착편 (112) 의 하면을 밀착시킨다. 이어서, 흡착편 (112) 에 접속된 흡인 수단을 작동시켜 흡착편 (112) 의 하면에 흡인력을 생성하여, 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 제 1 면 (172) 측에서 흡착편 (112) 으로 흡착시켜 유지시킨다. 이어서, 액체 공급부 (100) 에 접속된 액체 공급 수단을 작동시켜, 초음파 진동 생성 부재 (110) 가 침지될 때까지 액체 공급부 (100) 로부터 액체 수용 공간 (104) 으로 액체 (106) (예를 들어 물) 를 공급한다. 이어서, 초음파 진동 생성 부재 (110) 를 작동시켜, 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 초음파 진동을 부여하면, 박리층 (190) 을 기점으로 하여 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 생성해야 할 SiC 웨이퍼 (192) (도 17 참조) 를 박리할 수 있다. 이어서, 아암 이동 수단으로 아암 (92) 을 상승시켜, 액체 수용 공간 (104) 으로부터 액체 (106) 를 배출한다. 액체 수용 공간 (104) 으로부터 배출된 액체 (106) 는, 기대 (84) 에 형성된 적절한 배수구 (도시 생략) 를 지나 웨이퍼 박리 유닛 (8) 의 외부로 배출된다. 그리고, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 생성한 SiC 웨이퍼 (192) 가 액조체 (94) 의 측벽 (98) 의 하단보다 하방으로 돌출될 때까지, 에어 실린더 (108) 의 피스톤 로드 (108b) 를 하강시킨다. 또한, SiC 웨이퍼 (192) 가 박리된 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 박리면 (170a) 및 SiC 웨이퍼 (192) 의 박리면 (192a) 은 요철로 되어 있으며, 각 박리면 (170a 및 192a) 의 요철의 높이는, 예를 들어 100 ㎛ 정도이다. 또, 박리된 SiC 웨이퍼 (192) 의 두께는, 예를 들어 300 ㎛ 정도이다. 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 SiC 웨이퍼 (192) 를 박리한 후에는, 제 3 유지 테이블 (80) 을 잉곳 착탈 위치에 X 축 방향 이동 수단으로 이동시킴과 함께, 흡착 척 (86) 에 접속된 흡인 수단의 작동을 정지시켜 흡착 척 (86) 의 흡인력을 해제한다.
웨이퍼 박리 공정을 실시한 후, SiC 웨이퍼 (192) 가 박리된 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 대해서는 웨이퍼 박리 유닛 (8) 으로부터 잉곳 연삭 유닛 (4) 으로 반송하는 제 3 잉곳 반송 공정을 제 2 반송 유닛 (130) 으로 실시하고, 또한 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 박리한 SiC 웨이퍼 (192) 에 대해서는 웨이퍼 박리 유닛 (8) 으로부터 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 으로 반송하는 제 1 웨이퍼 반송 공정을 제 2 반송 유닛 (130) 으로 실시한다. 제 3 잉곳 반송 공정과 제 1 웨이퍼 반송 공정은, 모두 제 2 반송 유닛 (130) 으로 실시하는 것이지만, 어느 쪽을 먼저 실시해도 된다.
이하의 설명에서는, 먼저, 제 3 잉곳 반송 공정을 포함하는, SiC 웨이퍼 (192) 가 박리된 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 대해 실시하는 각 공정을 설명하고, 다음으로, 제 1 웨이퍼 반송 공정을 포함하는, 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 박리한 SiC 웨이퍼 (192) 에 대해 실시하는 각 공정에 대해 설명한다.
제 3 잉곳 반송 공정에서는, 먼저, 제 2 반송 유닛 (130) 과 웨이퍼 박리 유닛 (8) 사이에서 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 수수 가능한 위치에, 제 2 반송 유닛 (130) 의 Y 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (146) 의 위치를 적절히 조정한다. 이어서, 제 2 반송 유닛 (130) 의 다관절 아암 (152) 을 구동시켜, 웨이퍼 박리 유닛 (8) 에 있어서 잉곳 착탈 위치에 위치 부여되어 있는 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 둘레면 (176) 으로부터 제 2 파지 부재 (160) 로 파지시킨다. 이어서, 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 파지한 제 2 파지 부재 (160) 를 다관절 아암 (152) 으로 이동시킴과 함께, 제 2 반송 유닛 (130) 과 잉곳 연삭 유닛 (4) 사이에서 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 수수 가능한 위치 (예를 들어, 가동 블록 (146) 과 잉곳 연삭 유닛 (4) 이 Y 축 방향에 있어서 정합하는 위치) 에 Y 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (146) 을 이동시킴으로써, 잉곳 착탈 위치에 위치 부여되어 있는 잉곳 연삭 유닛 (4) 의 제 1 유지 테이블 (14) 의 상면에 서브스트레이트 (184) 를 접촉시킨다. 그리고, 제 2 파지 부재 (160) 에 의한 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 파지를 해제하고, 제 1 유지 테이블 (14) 의 상면에 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 올린다. 이와 같이 하여, SiC 웨이퍼 (192) 가 박리된 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 웨이퍼 박리 유닛 (8) 으로부터 잉곳 연삭 유닛 (4) 으로 반송한다. 또한, 제 3 잉곳 반송 공정에 있어서 제 2 파지 부재 (160) 로 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 파지시키는 것은, 웨이퍼 박리 유닛 (8) 으로 SiC 웨이퍼 (192) 가 박리된 단결정 SiC 잉곳 (170) 에는, 액체 (106) 가 부착되어 있음과 함께 박리 부스러기도 부착되어 있는 경우가 있으므로, 레이저 조사 유닛 (6) 에 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 반송하는 제 1 잉곳 반송 공정과, 레이저 조사 유닛 (6) 으로부터 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 반출하는 제 2 잉곳 반송 공정에 사용하는 제 1 파지 부재 (156) 와는 다른 제 2 파지 부재 (160) 를 제 3 잉곳 반송 공정에서 사용함으로써, 제 1 파지 부재 (156) 에 액체 (106) 나 박리 부스러기가 부착되는 것을 방지하고, 후술하는 바와 같이 반복 실시하는 제 1 잉곳 반송 공정 및 제 2 잉곳 반송 공정에 있어서 레이저 조사 유닛 (6) 에 액체 (106) 나 박리 부스러기가 혼입되는 것을 방지하기 위해서이다.
제 3 잉곳 반송 공정을 실시한 후, SiC 웨이퍼 (192) 가 박리된 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 제 1 유지 테이블 (14) 로 유지함과 함께, 제 1 유지 테이블 (14) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 상면 (박리면 (170a)) 을 연삭하여 평탄화하는 잉곳 연삭 공정을 잉곳 연삭 유닛 (4) 으로 실시한다. 도 3 을 참조하여 설명하면, 잉곳 연삭 공정에서는, 먼저, 제 1 유지 테이블 (14) 의 흡착 척 (22) 에 접속된 흡인 수단을 작동시켜 흡착 척 (22) 의 상면에 흡인력을 생성하여, 서브스트레이트 (184) 측으로부터 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 제 1 유지 테이블 (14) 로 흡착시켜 유지시킨다. 이어서, 턴테이블용 모터로 턴테이블 (20) 을 회전시켜, 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 유지하고 있는 제 1 유지 테이블 (14) 을 연삭 위치에 위치 부여한다. 이어서, 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 유지하고 있는 제 1 유지 테이블 (14) 을 상방에서 보았을 때 반시계 방향으로 소정의 회전 속도 (예를 들어 300 rpm) 로 제 1 유지 테이블용 모터로 회전시킨다. 또, 상방에서 보았을 때 반시계 방향으로 소정의 회전 속도 (예를 들어 6000 rpm) 로 스핀들 (36) 을 스핀들용 모터로 회전시킨다. 이어서, 승강용 모터 (34) 로 스핀들 하우징 (30) 을 하강시켜, 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 박리면 (170a) 에 연삭 지석 (44) 을 접촉시킨다. 박리면 (170a) 에 연삭 지석 (44) 을 접촉시킨 후에는 소정의 연삭 이송 속도 (예를 들어 1.0 ㎛/s) 로 스핀들 하우징 (30) 을 승강용 모터 (34) 에 의해 하강시킨다. 이로써, SiC 웨이퍼 (192) 가 박리된 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 박리면 (170a) 을 연삭하여, 박리층 형성 공정에 있어서의 펄스 레이저 광선 (LB) 의 입사를 방해하지 않을 정도로 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 박리면 (170a) 을 평탄화할 수 있다. 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 박리면 (170a) 을 평탄화한 후에는, 턴테이블용 모터로 턴테이블 (20) 을 회전시켜, 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 유지하고 있는 제 1 유지 테이블 (14) 을 잉곳 착탈 위치에 위치 부여함과 함께, 흡착 척 (22) 에 접속된 흡인 수단의 작동을 정지시켜 흡착 척 (22) 의 흡인력을 해제한다. 또한, 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 박리면 (170a) 을 연삭하여 평탄화할 때에 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 박리면 (170a) 에 두께 측정기 (도시 생략) 를 접촉시키고, 두께 측정기로 측정한 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 두께가 소정량 (예를 들어, 박리면 (170a) 의 요철 높이분의 100 ㎛) 감소한 것을 검출했을 때, 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 상면이 평탄화된 것을 검출할 수 있다. 또, 잉곳 연삭 공정에서는, 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 박리면 (170a) 을 연삭하고 있을 때, 연삭수 공급 수단 (도시 생략) 으로부터 연삭 영역에 연삭수가 공급되므로, 연삭 영역에 공급된 연삭수는 기대 (18) 에 형성된 적절한 배수구 (도시 생략) 를 지나 잉곳 연삭 유닛 (4) 의 외부로 배출된다.
잉곳 연삭 공정을 실시한 후, 상면이 평탄화된 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 잉곳 연삭 유닛 (4) 으로부터 잉곳 세정 유닛 (46) 으로 반송하는 제 4 잉곳 반송 공정을 제 2 반송 유닛 (130) 으로 실시한다. 제 4 잉곳 반송 공정에서는, 먼저, 제 2 반송 유닛 (130) 과 잉곳 연삭 유닛 (4) 사이에서 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 수수 가능한 위치에, 제 2 반송 유닛 (130) 의 Y 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (146) 의 위치를 적절히 조정한다. 이어서, 제 2 반송 유닛 (130) 의 다관절 아암 (152) 을 구동시켜, 잉곳 연삭 유닛 (4) 에 있어서 잉곳 착탈 위치에 위치 부여되어 있는 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 둘레면 (176) 으로부터 제 2 파지 부재 (160) 로 파지시킨다. 이어서, 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 파지한 제 2 파지 부재 (160) 를 다관절 아암 (152) 으로 이동시킴과 함께, 제 2 반송 유닛 (130) 과 잉곳 세정 유닛 (46) 사이에서 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 수수 가능한 위치 (예를 들어, 가동 블록 (146) 과 잉곳 세정 유닛 (46) 이 Y 축 방향에 있어서 정합하는 위치) 에 Y 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (146) 을 이동시킴으로써, 잉곳 세정 유닛 (46) 의 척 테이블 (48) 의 상면에 서브스트레이트 (184) 를 접촉시킨다. 그리고, 제 2 파지 부재 (160) 에 의한 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 파지를 해제하고, 척 테이블 (48) 의 상면에 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 올린다. 이와 같이 하여, 상면이 평탄화된 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 잉곳 연삭 유닛 (4) 으로부터 잉곳 세정 유닛 (46) 으로 반송한다. 또한, 제 4 잉곳 반송 공정에 있어서 제 2 파지 부재 (160) 로 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 파지시키는 것은, 잉곳 연삭 유닛 (4) 으로 상면이 평탄화된 단결정 SiC 잉곳 (170) 에는 연삭 부스러기 및 연삭수가 부착되어 있으므로, 레이저 조사 유닛 (6) 에 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 반송하는 제 1 잉곳 반송 공정과, 레이저 조사 유닛 (6) 으로부터 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 반출하는 제 2 잉곳 반송 공정에 사용하는 제 1 파지 부재 (156) 와는 다른 제 2 파지 부재 (160) 를 제 4 잉곳 반송 공정에서 사용함으로써, 제 1 파지 부재 (156) 에 연삭 부스러기나 연삭수가 부착되는 것을 방지하고, 후술하는 바와 같이 반복 실시하는 제 1 잉곳 반송 공정 및 제 2 잉곳 반송 공정에 있어서 레이저 조사 유닛 (6) 에 연삭 부스러기나 연삭수가 혼입되는 것을 방지하기 위해서이다.
제 4 잉곳 반송 공정을 실시한 후, 상면이 평탄화된 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 세정하는 잉곳 세정 공정을 잉곳 세정 유닛 (46) 으로 실시한다. 잉곳 세정 공정에서는, 먼저, 척 테이블 (48) 의 흡착 척 (56) 에 접속된 흡인 수단을 작동시켜 흡착 척 (56) 의 상면에 흡인력을 생성하여, 서브스트레이트 (184) 측으로부터 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 척 테이블 (48) 로 흡착시켜 유지시킨다. 이어서, 척 테이블용 모터로 척 테이블 (48) 을 회전시킨다. 이어서, 파이프 (58) 를 세정수 공급원에 접속하고, 척 테이블 (48) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 향하여 파이프 (58) 의 분사구 (58a) 로부터 세정수를 분사한다. 이로써, 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 부착되어 있는 연삭 부스러기 및 연삭수 등을 제거하여 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 세정할 수 있음과 함께, 척 테이블 (48) 의 회전에 의한 원심력으로 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 세정수를 제거할 수 있다. 이어서, 파이프 (58) 를 압공원에 접속하고, 척 테이블 (48) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 향하여 파이프 (58) 의 분사구 (58a) 로부터 건조 에어를 분사한다. 이로써, 척 테이블 (48) 의 회전에 의한 원심력으로는 다 제거할 수 없었던 세정수를 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 제거하여 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 건조시킬 수 있다. 그리고, 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 세정함과 함께 건조시킨 후에는, 흡착 척 (56) 에 접속된 흡인 수단의 작동을 정지시켜 흡착 척 (56) 의 흡인력을 해제한다.
잉곳 세정 공정을 실시한 후, 세정된 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 잉곳 세정 유닛 (46) 으로부터 레이저 조사 유닛 (6) 으로 반송하는 제 5 잉곳 반송 공정을 제 2 반송 유닛 (130) 으로 실시한다. 제 5 잉곳 반송 공정에서는, 먼저, 제 2 반송 유닛 (130) 과 잉곳 세정 유닛 (46) 사이에서 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 수수 가능한 위치에, 제 2 반송 유닛 (130) 의 Y 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (146) 의 위치를 적절히 조정한다. 이어서, 제 2 반송 유닛 (130) 의 다관절 아암 (152) 을 구동시켜, 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 둘레면 (176) 으로부터 제 1 파지 부재 (156) 로 파지시킨다. 이어서, 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 파지한 제 1 파지 부재 (156) 를 다관절 아암 (152) 으로 이동시킴과 함께, 제 2 반송 유닛 (130) 과 레이저 조사 유닛 (6) 사이에서 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 수수 가능한 위치에 Y 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (146) 을 이동시킴으로써, 레이저 조사 유닛 (6) 의 제 2 유지 테이블 (60) 의 상면에 서브스트레이트 (184) 를 접촉시킨다. 이 때, 제 2 유지 테이블 (60) 은, 단결정 SiC 잉곳을 착탈하기 위한 잉곳 착탈 위치에 위치 부여되어 있다. 그리고, 제 1 파지 부재 (156) 에 의한 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 파지를 해제하고, 제 2 유지 테이블 (60) 의 상면에 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 올린다. 이와 같이 하여, 세정된 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 잉곳 세정 유닛 (46) 으로부터 레이저 조사 유닛 (6) 으로 반송한다. 또한, 제 5 잉곳 반송 공정에 있어서 제 1 파지 부재 (156) 로 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 파지시키는 것은, 제 3 및 제 4 잉곳 반송 공정에 있어서 액체 (106), 박리 부스러기, 연삭수 및 연삭 부스러기 등이 제 2 파지 부재 (160) 에 부착되어 있는 경우가 있으므로, 제 2 파지 부재 (160) 와는 다른 제 1 파지 부재 (156) 를 제 5 잉곳 반송 공정에서 사용함으로써, 레이저 조사 유닛 (6) 에 액체 (106) 등이 혼입되는 것을 방지하기 위해서이다.
제 5 잉곳 반송 공정을 실시한 후에는, 상기 서술한 박리층 형성 공정을 레이저 조사 유닛 (6) 으로 실시한다. 그리고, 레이저 조사 유닛 (6) 과 웨이퍼 박리 유닛 (8) 과 잉곳 연삭 유닛 (4) 과 잉곳 세정 유닛 (46) 사이에서 제 2 반송 유닛 (130) 으로 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 반송하는 제 2 내지 제 5 까지의 잉곳 반송 공정과, 레이저 조사 유닛 (6) 에 의한 박리층 형성 공정과, 웨이퍼 박리 유닛 (8) 에 의한 웨이퍼 박리 공정과, 잉곳 연삭 유닛 (4) 에 의한 잉곳 연삭 공정과, 잉곳 세정 유닛 (46) 에 의한 잉곳 세정 공정을 반복 실시함으로써, 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 생성 가능한 수량의 SiC 웨이퍼 (192) 를 생성한다. 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 생성 가능한 수량의 SiC 웨이퍼 (192) 를 생성한 후에는, 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 소재가 약간 잔류하고 있는 서브스트레이트 (184) 를 반송 유닛 (12) 으로 적절한 회수 용기 (도시 생략) 에 반송하여 회수한다. 또한, 제 2 내지 제 5 까지의 잉곳 반송 공정에 있어서, 제 1 파지 부재 (156) 또는 제 2 파지 부재 (160) 로 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 둘레면 (176) 으로부터 파지하는 것이 곤란할 정도로 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 두께가 얇아진 경우에는, 제 1 흡착편 (154) 또는 제 2 흡착편 (158) 으로 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 흡착하여 유지해도 된다.
이상, 웨이퍼 생성 장치 (2) 에 있어서 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 대해 실시하는 각 공정을 1 개의 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 주목하여 설명했지만, 웨이퍼 생성 장치 (2) 에 있어서는, 잉곳 수용 유닛 (122) 으로부터 레이저 조사 유닛 (6) 으로 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 반송하는 제 1 잉곳 반송 공정을 실시한 후, 적절한 간격을 두고, 제 1 잉곳 반송 공정을 반복 실시함과 함께, 제 2 내지 제 5 까지의 잉곳 반송 공정과, 박리층 형성 공정과, 웨이퍼 박리 공정과, 잉곳 연삭 공정과, 잉곳 세정 공정을 병행하여 복수의 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 대해 반복 실시함으로써, 복수의 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 생성 가능한 수량의 SiC 웨이퍼 (192) 를 생성할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 잉곳 연삭 유닛 (4) 과 같이, 턴테이블 (20) 에 1 쌍의 제 1 유지 테이블 (14) 이 장착되어 있는 경우에는, 연삭 수단 (16) 에 의한 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 연삭시에 잉곳 착탈 위치에 위치 부여되어 있는 제 1 유지 테이블 (14) 에 다음의 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 반송하여 효율화를 도모할 수 있다.
다음으로, 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 박리한 SiC 웨이퍼 (192) 에 대해 실시하는 각 공정에 대해 설명한다. 웨이퍼 박리 공정을 실시한 후, 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 박리한 SiC 웨이퍼 (192) 를 웨이퍼 박리 유닛 (8) 으로부터 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 으로 반송하는 제 1 웨이퍼 반송 공정을 제 2 반송 유닛 (130) 으로 실시한다. 제 1 웨이퍼 반송 공정에서는, 먼저, 웨이퍼 박리 유닛 (8) 의 흡착편 (112) 으로 흡착되어 있는 SiC 웨이퍼 (192) (도 17 참조) 를 제 2 반송 유닛 (130) 의 다관절 아암 (152) 으로 반출 가능한 위치 (예를 들어, 가동 블록 (146) 과 웨이퍼 박리 유닛 (8) 이 Y 축 방향에 있어서 정합하는 위치) 에, 제 2 반송 유닛 (130) 의 Y 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (146) 의 위치를 조정한다. 이어서, 다관절 아암 (152) 을 구동시켜, 제 2 반송 유닛 (130) 의 제 2 흡착편 (158) 의 편면 (흡인공 (158a) 이 형성되어 있는 측의 면) 을 SiC 웨이퍼 (192) 의 박리면 (192a) 에 밀착시킨다. 이어서, 웨이퍼 박리 유닛 (8) 의 흡착편 (112) 에 접속된 흡인 수단의 작동을 정지시켜 흡착편 (112) 의 흡인력을 해제함과 함께, 제 2 반송 유닛 (130) 의 제 2 흡착편 (158) 에 접속된 흡인 수단을 작동시켜 제 2 흡착편 (158) 에 흡인력을 생성하여, SiC 웨이퍼 (192) 를 박리면 (192a) 측에서 제 2 흡착편 (158) 으로 흡착시켜 유지시킨다. 이로써, 웨이퍼 박리 유닛 (8) 으로부터 제 2 반송 유닛 (130) 으로 SiC 웨이퍼 (192) 가 수수된다. 이어서, 다관절 아암 (152) 을 구동시킴으로써 제 2 흡착편 (158) 을 상하 반전시켜, 제 2 흡착편 (158) 으로 흡착되어 있는 박리면 (192a) 을 위를 향하게 한다. 이어서, 다관절 아암 (152) 을 구동시킴으로써, 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 에 있어서 웨이퍼 착탈 위치 (잉곳 연삭 유닛 (4) 에 있어서의 잉곳 착탈 위치 (도 2 에 있어서 앞쪽에 나타내는 위치) 와 동일한 위치) 에 위치 부여되어 있는 제 1 유지 테이블 (14) 의 상면에, SiC 웨이퍼 (192) 의 박리면 (192a) 과 반대측의 면을 접촉시킨다. 본 실시형태에서는, 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 이 웨이퍼 박리 유닛 (8) 에 대면하여 형성되어 있으므로, 제 2 반송 유닛 (130) 과 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 사이에서 SiC 웨이퍼 (192) 를 수수 가능한 위치 (예를 들어, 가동 블록 (146) 과 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 이 Y 축 방향에 있어서 정합하는 위치) 에 Y 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (146) 의 위치를 조정하지 않아도 되지만, 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 이 웨이퍼 박리 유닛 (8) 에 대면하여 형성되어 있지 않은 경우에는, Y 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (146) 의 위치를 적절히 조정해도 된다. 그리고, 제 2 흡착편 (158) 에 접속된 흡인 수단의 작동을 정지시켜 제 2 흡착편 (158) 의 흡인력을 해제하고, 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 의 제 1 유지 테이블 (14) 의 상면에 박리면 (192a) 을 위를 향하게 하여 SiC 웨이퍼 (192) 를 올린다. 이와 같이 하여, 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 박리한 SiC 웨이퍼 (192) 를 웨이퍼 박리 유닛 (8) 으로부터 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 으로 반송한다. 또한, 제 1 웨이퍼 반송 공정에 있어서 제 2 흡착편 (158) 으로 SiC 웨이퍼 (192) 를 유지시키는 것은, 웨이퍼 박리 유닛 (8) 으로 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 박리된 SiC 웨이퍼 (192) 에는, 액체 (106) 가 부착되어 있음과 함께 박리 부스러기도 부착되어 있는 경우가 있으므로, 웨이퍼 세정 유닛 (116) 으로 세정한 후의 SiC 웨이퍼 (192) 를 반송할 때에 사용하는 제 1 흡착편 (154) 과는 다른 제 2 흡착편 (158) 을 제 1 웨이퍼 반송 공정에서 사용함으로써, 제 1 흡착편 (154) 에 액체 (106) 나 박리 부스러기가 부착되는 것을 방지하고, 웨이퍼 세정 유닛 (116) 으로 세정한 후의 SiC 웨이퍼 (192) 에 액체 (106) 나 박리 부스러기가 재부착되는 것을 방지하기 위해서이다.
제 1 웨이퍼 반송 공정을 실시한 후, 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 박리된 SiC 웨이퍼 (192) 를 제 1 유지 테이블 (14) 로 유지함과 함께, 제 1 유지 테이블 (14) 에 유지된 SiC 웨이퍼 (192) 의 박리면 (192a) 을 연삭하여 평탄화하는 웨이퍼 연삭 공정을 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 으로 실시한다. 도 18 을 참조하여 설명하면, 웨이퍼 연삭 공정에서는, 먼저, 제 1 유지 테이블 (14) 의 흡착 척 (22) 에 접속된 흡인 수단을 작동시켜 흡착 척 (22) 의 상면에 흡인력을 생성하여, 박리면 (192a) 과 반대측의 면으로부터 SiC 웨이퍼 (192) 를 제 1 유지 테이블 (14) 로 흡착시켜 유지시킨다. 또한, 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 의 흡착 척 (22) 은 상면 전부가 SiC 웨이퍼 (192) 에 의해 덮이는 사이즈로 형성되어 있고, 따라서, 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 의 제 1 유지 테이블 (14) 은 SiC 웨이퍼 (192) 를 흡착하여 유지할 수 있게 되어 있다. 이어서, 턴테이블용 모터로 턴테이블 (20) 을 회전시켜, SiC 웨이퍼 (192) 를 유지하고 있는 제 1 유지 테이블 (14) 을 연삭 위치 (잉곳 연삭 유닛 (4) 에 있어서의 연삭 위치 (도 2 에 있어서 안쪽에 나타내는 위치) 와 동일한 위치) 에 위치 부여한다. 이어서, SiC 웨이퍼 (192) 를 유지하고 있는 제 1 유지 테이블 (14) 을 상방에서 보았을 때 반시계 방향으로 소정의 회전 속도 (예를 들어 300 rpm) 로 제 1 유지 테이블용 모터로 회전시킨다. 또, 상방에서 보았을 때 반시계 방향으로 소정의 회전 속도 (예를 들어 6000 rpm) 로 스핀들 (36) 을 스핀들용 모터로 회전시킨다. 이어서, 승강용 모터 (34) 로 스핀들 하우징 (30) 을 하강시켜, SiC 웨이퍼 (192) 의 박리면 (192a) 에 연삭 지석 (44) 을 접촉시킨다. 박리면 (192a) 에 연삭 지석 (44) 을 접촉시킨 후에는 소정의 연삭 이송 속도 (예를 들어 1.0 ㎛/s) 로 스핀들 하우징 (30) 을 승강용 모터 (34) 에 의해 하강시킨다. 이로써, 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 박리된 SiC 웨이퍼 (192) 의 박리면 (192a) 을 연삭하여 평탄화할 수 있다. SiC 웨이퍼 (192) 의 박리면 (192a) 을 평탄화한 후에는, 턴테이블용 모터로 턴테이블 (20) 을 회전시켜, SiC 웨이퍼 (192) 를 유지하고 있는 제 1 유지 테이블 (14) 을 웨이퍼 착탈 위치에 위치 부여함과 함께, 흡착 척 (22) 에 접속된 흡인 수단의 작동을 정지시켜 흡착 척 (22) 의 흡인력을 해제한다. 또한, SiC 웨이퍼 (192) 의 박리면 (192a) 을 연삭하여 평탄화할 때에 SiC 웨이퍼 (192) 의 박리면 (192a) 에 두께 측정기 (도시 생략) 를 접촉시키고, 두께 측정기로 측정한 SiC 웨이퍼 (192) 의 두께가 소정량 (예를 들어, 박리면 (192a) 의 요철 높이분의 100 ㎛) 감소한 것을 검출했을 때, SiC 웨이퍼 (192) 의 박리면 (192a) 이 평탄화된 것을 검출할 수 있다. 또, 웨이퍼 연삭 공정에서는, SiC 웨이퍼 (192) 의 박리면 (192a) 을 연삭하고 있을 때, 연삭수 공급 수단 (도시 생략) 으로부터 연삭 영역으로 연삭수가 공급되므로, 연삭 영역에 공급된 연삭수는 기대 (18) 에 형성된 적절한 배수구 (도시 생략) 를 지나 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 의 외부로 배출된다.
웨이퍼 연삭 공정을 실시한 후, 박리면 (192a) 이 평탄화된 SiC 웨이퍼 (192) 를 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 으로부터 웨이퍼 세정 유닛 (116) 으로 반송하는 제 2 웨이퍼 반송 공정을 제 2 반송 유닛 (130) 으로 실시한다. 제 2 웨이퍼 반송 공정에서는, 먼저, 제 2 반송 유닛 (130) 과 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 사이에서 SiC 웨이퍼 (192) 를 수수 가능한 위치에, 제 2 반송 유닛 (130) 의 Y 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (146) 의 위치를 적절히 조정한다. 이어서, 다관절 아암 (152) 을 구동시켜, 제 2 반송 유닛 (130) 의 제 2 흡착편 (158) 의 편면 (흡인공 (158a) 이 형성되어 있는 측의 면) 을 SiC 웨이퍼 (192) 의 박리면 (192a) 에 밀착시킨다. 이어서, 제 2 흡착편 (158) 에 접속된 흡인 수단을 작동시켜 제 2 흡착편 (158) 에 흡인력을 생성하여, SiC 웨이퍼 (192) 를 박리면 (192a) 측으로부터 제 2 흡착편 (158) 으로 흡착시켜 유지시킨다. 이어서, SiC 웨이퍼 (192) 를 흡착한 제 2 흡착편 (158) 을 다관절 아암 (152) 으로 이동시킴과 함께, 제 2 반송 유닛 (130) 과 웨이퍼 세정 유닛 (116) 사이에서 SiC 웨이퍼 (192) 를 수수 가능한 위치 (예를 들어, 가동 블록 (146) 과 웨이퍼 세정 유닛 (116) 이 Y 축 방향에 있어서 정합하는 위치) 에 Y 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (146) 을 이동시킴으로써, 웨이퍼 세정 유닛 (116) 의 척 테이블 (48) 의 상면에 SiC 웨이퍼 (192) 의 박리면 (192a) 과 반대측의 면을 접촉시킨다. 그리고, 제 2 흡착편 (158) 에 접속된 흡인 수단의 작동을 정지시켜 제 2 흡착편 (158) 의 흡인력을 해제하고, 웨이퍼 세정 유닛 (116) 의 척 테이블 (48) 의 상면에, 박리면 (192a) 을 위를 향하게 하여 SiC 웨이퍼 (192) 를 올린다. 이와 같이 하여, 박리면 (192a) 이 평탄화된 SiC 웨이퍼 (192) 를 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 으로부터 웨이퍼 세정 유닛 (116) 으로 반송한다. 또한, 제 2 웨이퍼 반송 공정에 있어서 제 2 흡착편 (158) 으로 SiC 웨이퍼 (192) 를 유지시키는 것은, 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 으로 박리면 (192a) 이 평탄화된 SiC 웨이퍼 (192) 에는 연삭 부스러기 및 연삭수가 부착되어 있으므로, 웨이퍼 세정 유닛 (116) 으로 세정한 후의 SiC 웨이퍼 (192) 를 반송할 때에 사용하는 제 1 흡착편 (154) 과는 다른 제 2 흡착편 (158) 을 제 2 웨이퍼 반송 공정에서 사용함으로써, 제 1 흡착편 (154) 에 연삭 부스러기나 연삭수가 부착되는 것을 방지하고, 웨이퍼 세정 유닛 (116) 으로 세정한 후의 SiC 웨이퍼 (192) 에 연삭수나 연삭 부스러기가 재부착되는 것을 방지하기 위해서이다.
제 2 웨이퍼 반송 공정을 실시한 후, 박리면 (192a) 이 평탄화된 SiC 웨이퍼 (192) 를 세정하는 웨이퍼 세정 공정을 웨이퍼 세정 유닛 (116) 으로 실시한다. 웨이퍼 세정 공정에서는, 먼저, 척 테이블 (48) 의 흡착 척 (56) 에 접속된 흡인 수단을 작동시켜 흡착 척 (56) 의 상면에 흡인력을 생성하여, 박리면 (192a) 과 반대측의 면으로부터 SiC 웨이퍼 (192) 를 척 테이블 (48) 로 흡착시켜 유지시킨다. 이어서, 척 테이블용 모터로 척 테이블 (48) 을 회전시킨다. 이어서, 파이프 (58) 를 세정수 공급원에 접속하고, 척 테이블 (48) 에 유지된 SiC 웨이퍼 (192) 를 향하여 파이프 (58) 의 분사구 (58a) 로부터 세정수를 분사한다. 이로써, SiC 웨이퍼 (192) 에 부착되어 있는 연삭 부스러기 및 연삭수 등을 제거하여 SiC 웨이퍼 (192) 를 세정할 수 있음과 함께, 척 테이블 (48) 의 회전에 의한 원심력으로 SiC 웨이퍼 (192) 로부터 세정수를 제거할 수 있다. 이어서, 파이프 (58) 를 압공원에 접속하고, 척 테이블 (48) 에 유지된 SiC 웨이퍼 (192) 를 향하여 파이프 (58) 의 분사구 (58a) 로부터 건조 에어를 분사한다. 이로써, 척 테이블 (48) 의 회전에 의한 원심력으로는 다 제거할 수 없었던 세정수를 SiC 웨이퍼 (192) 로부터 제거하여 SiC 웨이퍼 (192) 를 건조시킬 수 있다. 그리고, SiC 웨이퍼 (192) 를 세정함과 함께 건조시킨 후에는, 흡착 척 (56) 에 접속된 흡인 수단의 작동을 정지시켜 흡착 척 (56) 의 흡인력을 해제한다.
웨이퍼 세정 공정을 실시한 후, 세정된 SiC 웨이퍼 (192) 를 웨이퍼 세정 유닛 (116) 으로부터 웨이퍼 수용 유닛 (10) 으로 반송하여 수용하는 제 3 웨이퍼 반송 공정을 반송 유닛 (12) 의 제 1 반송 유닛 (128) 및 제 2 반송 유닛 (130) 으로 실시한다. 제 3 웨이퍼 반송 공정에서는, 먼저, 제 2 반송 유닛 (130) 과 웨이퍼 세정 유닛 (116) 사이에서 SiC 웨이퍼 (192) 를 수수 가능한 위치에, 제 2 반송 유닛 (130) 의 Y 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (146) 의 위치를 적절히 조정한다. 이어서, 다관절 아암 (152) 을 구동시켜, 제 2 반송 유닛 (130) 의 제 1 흡착편 (154) 의 편면 (흡인공 (154a) 이 형성되어 있는 측의 면) 을 SiC 웨이퍼 (192) 의 박리면 (192a) 에 밀착시킨다. 이어서, 제 1 흡착편 (154) 에 접속된 흡인 수단을 작동시켜 제 1 흡착편 (154) 에 흡인력을 생성하여, SiC 웨이퍼 (192) 를 박리면 (192a) 측으로부터 제 1 흡착편 (154) 으로 흡착시켜 유지시킨다. 이어서, SiC 웨이퍼 (192) 를 흡착한 제 1 흡착편 (154) 을 다관절 아암 (152) 으로 이동시킴과 함께, 제 1 반송 유닛 (128) 과 제 2 반송 유닛 (130) 사이에서 SiC 웨이퍼 (192) 를 수수 가능한 위치에, 제 2 반송 유닛 (130) 의 Y 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (146) 을 이동시킨다. 이 때, 제 1 반송 유닛 (128) 의 가동 블록 (134) 은, 제 1 반송 유닛 (128) 과 제 2 반송 유닛 (130) 사이에서 SiC 웨이퍼 (192) 를 수수 가능한 위치에 위치 부여되어 있다. 이어서, 제 1 반송 유닛 (128) 의 다관절 아암 (140) 을 구동시킴과 함께, 제 2 반송 유닛 (130) 의 다관절 아암 (152) 을 구동시킴으로써, SiC 웨이퍼 (192) 의 박리면 (192a) 과 반대측의 면에 제 1 반송 유닛 (128) 의 흡착편 (142) 의 편면 (흡인공 (142a) 이 형성되어 있는 측의 면) 을 밀착시킨다. 이어서, 제 2 반송 유닛 (130) 의 제 1 흡착편 (154) 에 접속된 흡인 수단의 작동을 정지시켜 제 2 반송 유닛 (130) 의 제 1 흡착편 (154) 의 흡인력을 해제함과 함께, 제 1 반송 유닛 (128) 의 흡착편 (142) 에 접속된 흡인 수단을 작동시켜 흡착편 (142) 에 흡인력을 생성하여, 박리면 (192a) 과 반대측의 면으로부터 SiC 웨이퍼 (192) 를 흡착편 (142) 으로 흡착시켜 유지시킨다. 이로써, 제 2 반송 유닛 (130) 으로부터 제 1 반송 유닛 (128) 으로 SiC 웨이퍼 (192) 가 수수된다. 이어서, 웨이퍼 수용 유닛 (10) 의 임의의 웨이퍼 카세트 (120) 에 SiC 웨이퍼 (192) 를 반입 가능한 위치 (예를 들어, 임의의 웨이퍼 카세트 (120) 와 가동 블록 (134) 이 X 축 방향에 있어서 정합하는 위치) 에, 제 1 반송 유닛 (128) 의 X 축 방향 이동 수단으로 가동 블록 (134) 의 위치를 적절히 조정한다. 이어서, 제 1 반송 유닛 (128) 의 다관절 아암 (140) 을 구동시켜, 임의의 웨이퍼 카세트 (120) 에 SiC 웨이퍼 (192) 를 반입함과 함께, 흡착편 (142) 에 접속된 흡인 수단의 작동을 정지시켜 흡착편 (142) 의 흡인력을 해제한다. 이와 같이 하여, 세정된 SiC 웨이퍼 (192) 를 웨이퍼 세정 유닛 (116) 으로부터 웨이퍼 수용 유닛 (10) 으로 반송하여 수용한다.
이상, 웨이퍼 생성 장치 (2) 에 있어서, 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 박리된 SiC 웨이퍼 (192) 에 대해 실시하는 각 공정을 1 장의 SiC 웨이퍼 (192) 에 주목하여 설명했지만, 웨이퍼 생성 장치 (2) 에 있어서는, 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 박리된 SiC 웨이퍼 (192) 를 웨이퍼 박리 유닛 (8) 으로부터 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 으로 반송하는 제 1 웨이퍼 반송 공정을 실시한 후, 적절한 간격을 두고, 제 1 웨이퍼 반송 공정을 반복 실시함과 함께, 웨이퍼 연삭 공정과, 제 2 웨이퍼 반송 공정과, 웨이퍼 세정 공정과, 제 3 웨이퍼 반송 공정을 병행하여 복수의 SiC 웨이퍼 (192) 에 대해 실시함으로써, 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 박리된 복수의 SiC 웨이퍼 (192) 를 평탄화 및 세정한 후에 웨이퍼 수용 유닛 (10) 에 순차 수용할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 웨이퍼 연삭 유닛 (114) 과 같이, 턴테이블 (20) 에 1 쌍의 제 1 유지 테이블 (14) 이 장착되어 있는 경우에는, 연삭 수단 (16) 에 의한 SiC 웨이퍼 (192) 의 연삭시에 웨이퍼 착탈 위치에 위치 부여되어 있는 제 1 유지 테이블 (14) 에 다음의 SiC 웨이퍼 (192) 를 반송하여 효율화를 도모할 수 있다.
상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 유지하는 제 1 유지 테이블 (14) 과 제 1 유지 테이블 (14) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 상면을 연삭하여 평탄화하는 연삭 수단 (16) 으로 적어도 구성되는 잉곳 연삭 유닛 (4) 과, 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 유지하는 제 2 유지 테이블 (60) 과 제 2 유지 테이블 (60) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 상면으로부터 생성해야 할 SiC 웨이퍼 (192) 의 두께에 상당하는 깊이에 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 대해 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선 (LB) 의 집광점 (FP) 을 위치 부여하여 펄스 레이저 광선 (LB) 을 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 조사하여 박리층 (190) 을 형성하는 레이저 조사 수단 (62) 으로 적어도 구성되는 레이저 조사 유닛 (6) 과, 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 유지하는 제 3 유지 테이블 (80) 과 제 3 유지 테이블 (80) 에 유지된 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 상면을 유지하여 박리층 (190) 으로부터 SiC 웨이퍼 (192) 를 박리하는 웨이퍼 박리 수단 (82) 으로 적어도 구성되는 웨이퍼 박리 유닛 (8) 과, 박리된 SiC 웨이퍼 (192) 를 수용하는 웨이퍼 수용 유닛 (10) 과, 잉곳 연삭 유닛 (4) 과 레이저 조사 유닛 (6) 과 웨이퍼 박리 유닛 (8) 사이에서 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 반송하는 반송 유닛 (12) 으로 적어도 구성되어 있으므로, 단결정 SiC 잉곳 (170) 으로부터 SiC 웨이퍼 (192) 를 생성하는 일련의 작업을 자동적으로 실시할 수 있고, 따라서 생산 효율이 향상된다.
본 실시형태에서는, 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 수용하는 잉곳 수용 유닛 (122) 을 포함하고, 반송 유닛 (12) 은 잉곳 수용 유닛 (122) 으로부터 레이저 조사 유닛 (6) 으로 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 반송하므로, 잉곳 수용 유닛 (122) 에 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 수용하여 웨이퍼 생성 장치 (2) 를 가동시킴으로써, 잉곳 수용 유닛 (122) 으로부터 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 레이저 조사 유닛 (6) 으로 반송하는 공정에 대해서도 자동화할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 세정하는 잉곳 세정 유닛 (46) 을 포함하고, 반송 유닛 (12) 은, 잉곳 연삭 유닛 (4) 으로부터 잉곳 세정 유닛 (46) 으로 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 반송함과 함께, 잉곳 세정 유닛 (46) 으로부터 레이저 조사 유닛 (6) 으로 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 반송하므로, 잉곳 연삭 유닛 (4) 으로 잉곳 연삭 공정이 실시된 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 세정할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 각 유닛이 독립적으로 구성되어 있으므로, 소재, 사이즈 등의 단결정 SiC 잉곳의 조건이나 사용자의 요망 등에 따라, 각 유닛의 수량을 변경할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 생성 장치 (2) 가 각 유닛을 복수대 구비함으로써, 동일한 공정을 병행하여 실시하여, 단위 시간당 웨이퍼 생성 수량을 증가시킬 수 있다. 또, 웨이퍼 생성 장치 (2) 에 있어서는, 비교적 짧은 시간에 공정을 실시 가능한 유닛의 대수보다, 공정을 실시하는 데에 비교적 시간이 걸리는 유닛의 대수를 많이 구비함으로써, 공정의 진행의 정체를 억제하여 생산 효율을 향상시킬 수도 있다. 한편, 본 실시형태에서는 잉곳 세정 유닛 (46) 과 웨이퍼 세정 유닛 (116) 을 1 대씩 형성하는 예를 설명했지만, 잉곳 세정 유닛 (46) 또는 웨이퍼 세정 유닛 (116) 중 어느 일방에 의해 단결정 SiC 잉곳 (170) 및 SiC 웨이퍼 (192) 를 세정하도록 해도 되고, 이로써 세정 유닛 1 대분의 공간 절약이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에서는, 박리층 형성 공정에 있어서 오프각 (α) 이 형성되는 방향 A 와 직교하는 방향으로 집광점 (FP) 에 대해 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 상대적으로 이동시키고, 또한 인덱스 이송에 있어서 오프각 (α) 이 형성되는 방향 A 에 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 대해 집광점 (FP) 을 상대적으로 이동시키는 예를 설명했지만, 집광점 (FP) 에 대한 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 상대적인 이동 방향은 오프각 (α) 이 형성되는 방향 A 와 직교하는 방향이 아니어도 되고, 또, 인덱스 이송에 있어서의 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 대한 집광점 (FP) 의 상대적인 이동 방향은 오프각 (α) 이 형성되는 방향 A 가 아니어도 된다. 또, 통상적인 단결정 SiC 잉곳은, 박리층 형성 공정에 있어서의 펄스 레이저 광선 (LB) 의 입사를 방해하지 않을 정도로 단면 (제 1 면 및 제 2 면) 이 평탄화되어 있으므로, 본 실시형태에서는, 제 1 잉곳 반송 공정에 있어서 잉곳 수용 유닛 (122) 으로부터 레이저 조사 유닛 (6) 으로 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 반송하는 예를 설명했지만, 단결정 SiC 잉곳 (170) 의 단면이 박리층 형성 공정에 있어서의 펄스 레이저 광선 (LB) 의 입사를 방해하지 않을 정도로 평탄화되어 있지 않은 경우에는, 제 1 잉곳 반송 공정에 있어서 잉곳 수용 유닛 (122) 으로부터 잉곳 연삭 유닛 (4) 으로 단결정 SiC 잉곳 (170) 을 반송하여, 단결정 SiC 잉곳 (170) 에 대해 반복 실시하는 각 공정을 잉곳 연삭 공정으로부터 개시해도 된다.
2 : 웨이퍼 생성 장치
4 : 잉곳 연삭 유닛
6 : 레이저 조사 유닛
8 : 웨이퍼 박리 유닛
10 : 웨이퍼 수용 유닛
12 : 반송 유닛
14 : 제 1 유지 테이블
16 : 연삭 수단
46 : 잉곳 세정 유닛
60 : 제 2 유지 테이블
62 : 레이저 조사 수단
80 : 제 3 유지 테이블
82 : 웨이퍼 박리 수단
122 : 잉곳 수용 유닛
170 : 단결정 SiC 잉곳
190 : 박리층
192 : SiC 웨이퍼
LB : 펄스 레이저 광선

Claims (3)

  1. 잉곳으로부터 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼 생성 장치로서,
    잉곳을 유지하는 제 1 유지 테이블과 상기 제 1 유지 테이블에 유지된 잉곳의 상면을 연삭하여 평탄화하는 연삭 수단으로 적어도 구성되는 잉곳 연삭 유닛과,
    잉곳을 유지하는 제 2 유지 테이블과 상기 제 2 유지 테이블에 유지된 잉곳의 상면으로부터 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 잉곳에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 위치 부여하여 레이저 광선을 잉곳에 조사하여 박리층을 형성하는 레이저 조사 수단으로 적어도 구성되는 레이저 조사 유닛과,
    잉곳을 유지하는 원형의 제 3 유지 테이블과 상기 제 3 유지 테이블에 유지된 잉곳의 상면을 유지하여 박리층으로부터 웨이퍼를 박리하는 웨이퍼 박리 수단으로 적어도 구성되는 웨이퍼 박리 유닛과,
    박리된 웨이퍼를 수용하는 웨이퍼 수용 유닛과,
    상기 잉곳 연삭 유닛과 상기 레이저 조사 유닛과 상기 웨이퍼 박리 유닛 사이에서 잉곳을 반송하는 반송 유닛으로 적어도 구성되고,
    상기 웨이퍼 박리 수단은, 아암과, 상기 아암을 승강시키는 아암 이동 수단과, 상기 아암의 선단에 고정되고 상기 제 3 유지 테이블과 협동하여 액체를 수용하는 액조체와, 상기 액조체에 대해 자유롭게 승강할 수 있고 또한 상기 제 3 유지 테이블에 유지된 잉곳의 상면을 흡착하여 유지하는 흡착편과, 상기 액조체에 대해 상기 흡착편을 승강시키는 에어 실린더와, 상기 흡착편으로 흡착한 잉곳에 초음파 진동을 부여하는 초음파 진동 생성 부재를 포함하고,
    상기 액조체는, 원형상의 천면벽과, 상기 천면벽의 둘레 가장자리로부터 수하하는 원통상의 측벽을 갖고, 상기 액조체의 하단측은 개방되어 있고, 상기 측벽의 외경은 상기 제 3 유지 테이블의 직경 이하로 형성되고,
    상기 웨이퍼 박리 수단은, 상기 아암 이동 수단으로 상기 아암을 하강시키고, 잉곳을 유지한 상기 제 3 유지 테이블의 상면에 상기 액조체의 상기 측벽의 하단을 밀착시킴으로써, 상기 제 3 유지 테이블의 상면과 상기 액조체의 내면에 의해 액체 수용 공간을 규정함과 함께, 상기 에어 실린더에 의해 상기 흡착편을 하강시키고, 상기 제 3 유지 테이블에 유지된 잉곳의 상면을 상기 흡착편으로 흡착하여 유지하고, 상기 액체 수용 공간에 액체를 수용하여 잉곳을 액체 중에 침지시킨 상태에서, 상기 초음파 진동 생성 부재에 의해 잉곳에 초음파 진동을 부여함으로써 박리층으로부터 웨이퍼를 박리하는 웨이퍼 생성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    잉곳을 수용하는 잉곳 수용 유닛을 포함하고,
    상기 반송 유닛은 상기 잉곳 수용 유닛으로부터 상기 레이저 조사 유닛에 잉곳을 반송하는 웨이퍼 생성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    잉곳을 세정하는 잉곳 세정 유닛을 포함하고,
    상기 반송 유닛은, 상기 잉곳 연삭 유닛으로부터 상기 잉곳 세정 유닛으로 잉곳을 반송함과 함께, 상기 잉곳 세정 유닛으로부터 상기 레이저 조사 유닛으로 잉곳을 반송하는 웨이퍼 생성 장치.
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