KR20200053410A

KR20200053410A - 패싯 영역의 검출 방법 및 검출 장치 및 웨이퍼의 생성 방법 및 레이저 가공 장치

Info

Publication number: KR20200053410A
Application number: KR1020190137739A
Authority: KR
Inventors: 유사쿠 이토; 나오키 무라자와; 가즈야 히라타
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2018-11-08
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2020-05-18
Also published as: US11340163B2; JP2020077783A; JP7229729B2; TWI831862B; SG10201910033TA; US20200150038A1; US20220236185A1; TW202030474A; CN111162017A; DE102019217286A1

Abstract

본 발명은 패싯 영역과 비(非)-패싯 영역을 검출할 수 있는, SiC 잉곳의 패싯 영역의 검출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
패싯 영역의 검출 방법은, SiC 잉곳(84)의 상면으로부터 미리 정해진 파장의 여기광(EL)을 SiC 잉곳(84)에 조사하여 SiC 고유의 형광 휘도를 검출하는 형광 휘도 검출 공정과, 형광 휘도 검출 공정에 있어서, 형광 휘도가 미리 정해진 값 이상인 영역을 비-패싯 영역(100)으로 하고, 형광 휘도가 미리 정해진 값보다 낮은 영역을 패싯 영역(98)으로 하여 패싯 영역(98)과 비-패싯 영역(100)의 경계의 좌표를 설정하는 좌표 설정 공정을 포함한다.

Description

패싯 영역의 검출 방법 및 검출 장치 및 웨이퍼의 생성 방법 및 레이저 가공 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING FACET REGION, METHOD FOR PRODUCING WAFER AND APPARATUS FOR LASER PROCESSING}

본 발명은 SiC 잉곳의 패싯 영역(facet region)의 검출 방법 및 검출 장치, 및 SiC 잉곳으로부터 SiC 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼의 생성 방법 및 SiC 잉곳에 박리층을 형성하는 레이저 가공 장치에 관한 것이다.

IC, LSI, LED 등의 디바이스는, Si(실리콘)나 Al₂O₃(사파이어) 등을 소재로 한 웨이퍼의 표면에 기능층이 적층되고, 상기 기능층에서 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된다. 또한, 파워 디바이스, LED 등은 육방정 단결정 SiC(탄화규소)를 소재로 한 웨이퍼의 표면에 기능층이 적층되고, 상기 기능층에서 교차하는 복수의 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 퍼스널 컴퓨터 등의 전기 기기에 이용된다.

디바이스가 형성되는 웨이퍼는, 일반적으로 원기둥 형상의 잉곳을 와이어 소(wire saw)로 얇게 절단함으로써 생성된다. 절단된 웨이퍼의 표면 및 이면은, 연마에 의해 경면으로 마무리된다(예컨대 특허문헌 1 참조). 그러나, 잉곳을 와이어 소로 절단하고, 절단한 웨이퍼의 표면 및 이면을 연마하면, 잉곳의 대부분(70%∼80%)이 버려지게 되어 비경제적이라고 하는 문제가 있다. 특히 SiC 잉곳에 있어서는, 경도가 높아 와이어 소로의 절단이 곤란하며 상당한 시간을 요하기 때문에 생산성이 나쁘고, 잉곳의 단가가 높아 효율적으로 웨이퍼를 생성하는 것에 과제를 갖고 있다.

그래서 본 출원인은, 육방정 단결정 SiC에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 SiC 잉곳의 내부에 위치시키고 SiC 잉곳에 레이저 광선을 조사하여 절단 예정면에 박리층을 형성하고, 박리층이 형성된 절단 예정면을 따라 SiC 잉곳으로부터 SiC 웨이퍼를 박리하는 기술을 제안하였다(예컨대 특허문헌 2 참조).

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2000-94221호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2016-111143호 공보

그러나, SiC 잉곳의 내부에는, 패싯(facet)이라고 칭해지는 결정 구조가 상이한 영역이 존재하는 경우가 있고, 패싯 영역은 비(非)-패싯 영역에 비해 굴절률이 높고 에너지의 흡수율이 높기 때문에, 레이저 광선의 조사에 의해 SiC 잉곳의 내부에 형성되는 박리층의 위치 및 완성 상태가 불균일해져, 패싯 영역과 비-패싯 영역 사이에서 웨이퍼에 단차가 발생해 버린다고 하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 패싯 영역과 비-패싯 영역을 검출할 수 있는, SiC 잉곳의 패싯 영역의 검출 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 패싯 영역과 비-패싯 영역을 검출할 수 있는, SiC 잉곳의 패싯 영역의 검출 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 패싯 영역과 비-패싯 영역 사이에 단차가 없는 웨이퍼의 생성을 가능하게 하는 웨이퍼의 생성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 패싯 영역과 비-패싯 영역 사이에 단차가 없는 웨이퍼를 생성 가능한 레이저 가공 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 측면에 의하면, SiC 잉곳의 패싯 영역의 검출 방법으로서, SiC 잉곳의 상면으로부터 미리 정해진 파장의 여기광을 상기 SiC 잉곳에 조사하여 SiC 고유의 형광 휘도를 검출하는 형광 휘도 검출 공정과, 상기 형광 휘도 검출 공정에 있어서, 형광 휘도가 미리 정해진 값 이상인 영역을 비-패싯 영역으로 하고, 형광 휘도가 상기 미리 정해진 값보다 낮은 영역을 패싯 영역으로 하여 패싯 영역과 비-패싯 영역의 경계의 좌표를 설정하는 좌표 설정 공정을 구비한, 패싯 영역의 검출 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, SiC 잉곳으로부터 SiC 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼의 생성 방법으로서, SiC 잉곳의 상면을 연삭하여 평탄면으로 형성하는 평탄면 형성 공정과, 상기 SiC 잉곳의 상면으로부터 미리 정해진 파장의 여기광을 상기 SiC 잉곳에 조사하여 SiC 고유의 형광 휘도를 검출하는 형광 휘도 검출 공정과, 상기 형광 휘도 검출 공정에 있어서, 상기 SiC 잉곳의 상면에 대해 c면이 기울어져 오프각이 형성되는 방향에 직교하는 방향을 X축으로 하고, 상기 X축에 직교하는 방향을 Y축으로 하여 형광 휘도가 미리 정해진 값 이상인 영역을 비-패싯 영역으로 하고 형광 휘도가 상기 미리 정해진 값보다 낮은 영역을 패싯 영역으로 하여 패싯 영역과 비-패싯 영역의 경계의 X 좌표 Y 좌표를 설정하는 좌표 설정 공정과, SiC에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 집광기에 의해 집광한 집광점을, 상기 SiC 잉곳의 상면으로부터 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시키고 상기 레이저 광선을 상기 SiC 잉곳에 조사하면서 상기 SiC 잉곳과 상기 집광점을 상기 X축 방향으로 상대적으로 가공 이송하여 SiC가 Si와 C로 분리되고 c면을 따라 크랙이 신장되는 띠형의 박리층을 형성하는 가공 이송 공정과, 상기 SiC 잉곳과 상기 집광점을 상기 Y축 방향으로 상대적으로 인덱싱 이송하여 띠형의 박리층을 상기 Y축 방향으로 병설시키는 인덱싱 이송 공정과, 상기 박리층으로부터 생성해야 할 웨이퍼를 박리하는 박리 공정을 구비하고, 상기 가공 이송 공정에 있어서, 상기 좌표 설정 공정에서 설정한 상기 패싯 영역과 상기 비-패싯 영역의 경계의 X 좌표 및 Y 좌표에 기초하여, 상기 비-패싯 영역에 레이저 광선을 조사할 때의 레이저 광선의 에너지와 상기 집광기의 위치에 대해, 상기 패싯 영역에 레이저 광선을 조사할 때의 레이저 광선의 에너지를 상승시키고 상기 집광기의 위치를 상승시키는 것인 웨이퍼의 생성 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, SiC 잉곳의 패싯 영역의 검출 장치로서, SiC 잉곳의 상면으로부터 미리 정해진 파장의 여기광을 상기 SiC 잉곳에 조사하여 SiC 고유의 형광 휘도를 검출하는 형광 휘도 검출 수단과, 상기 형광 휘도 검출 수단에 의해 검출된 형광 휘도가 미리 정해진 값 이상인 영역을 비-패싯 영역으로 하고, 형광 휘도가 상기 미리 정해진 값보다 낮은 영역을 패싯 영역으로 하여 패싯 영역과 비-패싯 영역의 경계의 좌표를 설정하는 좌표 설정 수단을 구비한, 패싯 영역의 검출 장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, SiC 잉곳에 박리층을 형성하는 레이저 가공 장치로서, SiC 잉곳을 유지하는 유지 테이블과, 상기 SiC 잉곳의 상면으로부터 미리 정해진 파장의 여기광을 상기 SiC 잉곳에 조사하여 SiC 고유의 형광 휘도를 검출하는 형광 휘도 검출 수단과, 상기 SiC 잉곳의 상면에 대해 c면이 기울어져 오프각이 형성되는 방향에 직교하는 방향을 X축으로 하고 상기 X축에 직교하는 방향을 Y축으로 하여, 상기 형광 휘도 검출 수단에 의해 검출된 형광 휘도가 미리 정해진 값 이상인 영역을 비-패싯 영역으로 하고 형광 휘도가 상기 미리 정해진 값보다 낮은 영역을 패싯 영역으로 하여 패싯 영역과 비-패싯 영역의 경계의 X 좌표 및 Y 좌표를 설정하는 좌표 설정 수단과, SiC에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을, 상기 SiC 잉곳의 상면으로부터 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시키고 레이저 광선을 상기 SiC 잉곳에 조사하여 SiC가 Si와 C로 분리되고 c면을 따라 크랙이 신장되는 박리층을 형성하는 집광기를 포함하는 레이저 광선 조사 유닛과, 상기 유지 테이블과 상기 집광기를 상기 X축 방향으로 상대적으로 가공 이송하는 X축 이송 기구와, 상기 유지 테이블과 상기 집광기를 상기 Y축 방향으로 상대적으로 인덱싱 이송하는 Y축 이송 기구와, 상기 패싯 영역과 상기 비-패싯 영역의 경계의 X 좌표 및 Y 좌표에 기초하여, 상기 비-패싯 영역에 레이저 광선을 조사할 때의 레이저 광선의 에너지와 상기 집광기의 위치에 대해, 상기 패싯 영역에 레이저 광선을 조사할 때의 레이저 광선의 에너지를 상승시키고 상기 집광기의 위치를 상승시키는 제어 유닛을 구비한 레이저 가공 장치가 제공된다.

본 발명의 패싯 영역의 검출 방법에 의하면, 패싯 영역과 비-패싯 영역의 경계를 검출할 수 있다. 따라서, 검출한 패싯 영역과 비-패싯 영역의 데이터에 기초하여, SiC 잉곳에 레이저 광선을 조사하는 가공 조건을 적절히 제어할 수 있고, 패싯 영역과 비-패싯 영역 사이에 단차가 없는 웨이퍼의 생성이 가능해진다.

본 발명의 웨이퍼의 생성 방법에 의하면, 패싯 영역과 비-패싯 영역에 형성되는 박리층의 위치 및 완성 상태가 균일해져, 패싯 영역과 비-패싯 영역 사이에 단차가 없는 웨이퍼의 생성이 가능해진다.

본 발명에 따른 패싯 영역의 검출 장치에 의하면, 검출한 패싯 영역과 비-패싯 영역의 데이터에 기초하여, SiC 잉곳에 레이저 광선을 조사하는 가공 조건을 적절히 제어할 수 있고, 패싯 영역과 비-패싯 영역 사이에 단차가 없는 웨이퍼의 생성이 가능해진다.

본 발명의 레이저 가공 장치에 의하면, 패싯 영역과 비-패싯 영역에 형성되는 박리층의 위치 및 완성 상태가 균일해져, 패싯 영역과 비-패싯 영역 사이에 단차가 없는 웨이퍼의 생성이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 형광 휘도 검출 수단의 모식도이다.
도 3은 여기광 파장이 370 ㎚ 및 273 ㎚인 경우에 있어서의 패싯 영역과 비-패싯 영역의 형광 파장과 휘도의 관계를 도시한 그래프이다.
도 4는 평탄면 형성 공정을 실시하고 있는 상태를 도시한 사시도이다.
도 5의 (a)는 SiC 잉곳의 정면도, 도 5의 (b)는 SiC 잉곳의 평면도이다.
도 6은 형광 휘도 검출 공정을 실시하고 있는 상태를 도시한 사시도이다.
도 7의 (a)는 형광 휘도 검출 공정에 있어서 촬상한 SiC 잉곳의 화상의 모식도이고, 도 7의 (b)는 좌표 설정 공정에서 설정한 패싯 영역과 비-패싯 영역의 경계의 X 좌표 및 Y 좌표의 표이다.
도 8의 (a)는 가공 이송 공정을 실시하고 있는 상태를 도시한 사시도이고, 도 8의 (b)는 가공 이송 공정을 실시하고 있는 상태를 도시한 단면도이다.
도 9는 SiC 잉곳의 내부에 형성된 박리층을 도시한 단면도이다.
도 10은 박리 공정을 실시하고 있는 상태를 도시한 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 패싯 영역의 검출 방법 및 검출 장치 및 웨이퍼의 생성 방법 및 레이저 가공 장치의 적합한 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시형태의 레이저 가공 장치에 대해 설명한다. 전체를 부호 2로 나타내는 레이저 가공 장치는, SiC 잉곳을 유지하는 유지 유닛(4)과, SiC 잉곳의 상면으로부터 미리 정해진 파장의 여기광을 SiC 잉곳에 조사하여 SiC 고유의 형광 휘도를 검출하는 형광 휘도 검출 수단(6)과, 형광 휘도 검출 수단(6)에 의해 검출된 형광 휘도가 미리 정해진 값 이상인 영역을 비-패싯 영역으로 하고 형광 휘도가 미리 정해진 값보다 낮은 영역을 패싯 영역으로 하여 패싯 영역과 비-패싯 영역의 경계의 X 좌표 및 Y 좌표를 설정하는 좌표 설정 수단(8)과, SiC에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을, SiC 잉곳의 상면으로부터 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시키고 레이저 광선을 SiC 잉곳에 조사하여 SiC가 Si와 C로 분리되고 c면을 따라 크랙이 신장되는 박리층을 형성하는 집광기(10)를 포함하는 레이저 광선 조사 유닛(12)과, 유지 유닛(4)과 집광기(10)를 X축 방향으로 상대적으로 가공 이송하는 X축 이송 기구(14)와, 유지 유닛(4)과 집광기(10)를 Y축 방향으로 상대적으로 인덱싱 이송하는 Y축 이송 기구(16)와, 레이저 가공 장치(2)의 작동을 제어하는 제어 유닛(18)으로 적어도 구성된다. 한편, X축 방향은 도 1에 화살표 X로 나타내는 방향이고, Y축 방향은 도 1에 화살표 Y로 나타내는 방향이며 X축 방향에 직교하는 방향이다. 또한, X축 방향 및 Y축 방향이 규정하는 평면은 실질적으로 수평이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 유지 유닛(4)은, X축 방향으로 이동 가능하게 베이스(20)에 탑재된 X축 가동판(22)과, Y축 방향으로 이동 가능하게 X축 가동판(22)에 탑재된 Y축 가동판(24)과, Y축 가동판(24)의 상면에 회전 가능하게 탑재된 유지 테이블(26)과, 유지 테이블(26)을 회전시키는 유지 테이블용 모터(도시하고 있지 않음)를 포함한다.

도 1 및 도 2를 참조하여 형광 휘도 검출 수단(6)에 대해 설명한다. 본 실시형태의 형광 휘도 검출 수단(6)은, 베이스(20)의 상면으로부터 상방으로 연장되고 계속해서 실질적으로 수평으로 연장되는 프레임(28)에 설치되어 있고, 프레임(28)의 선단 하면에 장착된 케이스(30)를 포함한다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 형광 휘도 검출 수단(6)은, SiC 잉곳에 레이저 가공을 실시하지 않을 정도의 저출력(예컨대 0.1 W)이며 또한 미리 정해진 파장(예컨대 370 ㎚)의 여기광(EL)을 발진하는 광원(32)과, 광원(32)으로부터 발진된 미리 정해진 파장의 여기광(EL)을 반사하고 상기 미리 정해진 파장을 포함하는 미리 정해진 제1 파장 영역(예컨대 365 ㎚∼375 ㎚) 이외의 파장의 광을 투과하는 다이크로익 미러(dichroic mirror; 34)와, 다이크로익 미러(34)에서 반사된 여기광(EL)을 집광하여 SiC 잉곳에 조사하는 집광 렌즈(36)와, 미리 정해진 제2 파장 영역(예컨대 395 ㎚∼430 ㎚)의 광을 투과시키는 밴드 패스 필터(38)와, 밴드 패스 필터(38)를 투과한 광의 휘도를 검출하는 포토디텍터(40)를 포함한다.

본 실시형태에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 광원(32)과, 다이크로익 미러(34)와, 집광 렌즈(36)와, 밴드 패스 필터(38)는 케이스(30) 내에 배치되어 있다. 또한, 도시하고 있지 않으나, 형광 휘도 검출 수단(6)은, 케이스(30)를 승강시켜 여기광(EL)의 집광점의 상하 방향 위치를 조정하는 집광점 위치 조정 수단을 포함하고, 이 집광점 위치 조정 수단은, 케이스(30)에 연결되어 상하 방향으로 연장되는 볼 나사와, 이 볼 나사를 회전시키는 모터로 구성될 수 있다.

광원(32)으로부터 발진된 여기광(EL)은, 다이크로익 미러(34)에서 반사되어 집광 렌즈(36)로 유도되고, 집광 렌즈(36)에서 집광되어 SiC 잉곳에 조사된다. 여기광(EL)이 SiC 잉곳에 조사되면, 여기광(EL)의 파장과는 상이한 파장(예컨대 410 ㎚ 정도)을 포함하는 형광(방사광)(FL)이 SiC 잉곳으로부터 방출된다. 형광(FL)은 집광 렌즈(36) 및 다이크로익 미러(34)를 투과한 후, 미리 정해진 제2 파장 영역의 형광(FL)만이 밴드 패스 필터(38)를 투과하고, 밴드 패스 필터(38)를 투과한 형광(FL)의 휘도가 포토디텍터(40)에 의해 검출된다. 그리고, 형광 휘도 검출 수단(6)에 있어서는, SiC 잉곳과 케이스(30)를 상대적으로 이동시키면서, SiC 잉곳의 상면으로부터 미리 정해진 파장의 여기광(EL)을 SiC 잉곳에 조사함으로써, SiC 잉곳의 상면 전체에 있어서 SiC 고유의 형광(FL)의 휘도를 검출하도록 되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 좌표 설정 수단(8)은 형광 휘도 검출 수단(6)의 포토디텍터(40)에 전기적으로 접속되어 있고, 포토디텍터(40)에 의해 검출된 SiC 잉곳의 각 부분의 형광 휘도의 데이터가 좌표 설정 수단(8)에 입력된다. 그리고, 좌표 설정 수단(8)에 있어서는, SiC 잉곳의 상면에 대해 c면이 기울어져 오프각이 형성되는 방향에 직교하는 방향을 X축으로 하고 X축에 직교하는 방향을 Y축으로 하여, 형광 휘도 검출 수단(6)에 의해 검출된 형광 휘도가 미리 정해진 값 이상인 영역을 비-패싯 영역으로 하고 형광 휘도가 미리 정해진 값보다 낮은 영역을 패싯 영역으로 하여 패싯 영역과 비-패싯 영역의 경계의 X 좌표 및 Y 좌표를 설정하도록 되어 있다. 한편, 좌표 설정 수단(8)이 이용하는 X축 및 Y축은, 도 1에 도시된 전술한 X축 방향 및 Y축 방향과 실질적으로 동일하다.

여기서, 좌표 설정 수단(8)이 패싯 영역과 비-패싯 영역으로 구별하는 판단 기준으로서의 휘도의 미리 정해진 값에 대해 설명한다. SiC 잉곳에 대해, 여기광(EL)으로서 파장 370 ㎚나 파장 273 ㎚의 광을 조사하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 어느 쪽의 파장이어도 SiC 잉곳으로부터 방출되는 형광(FL)의 파장이 410 ㎚ 부근에 있어서 휘도의 피크값이 출현한다. 한편, 도 3을 참조함으로써 이해되는 바와 같이, 여기광(EL)의 파장이 370 ㎚인 경우에 있어서의 패싯 영역 및 비-패싯 영역의 휘도의 피크값과, 여기광(EL)의 파장이 273 ㎚인 경우에 있어서의 패싯 영역 및 비-패싯 영역의 휘도의 피크값은 상이하다. 따라서, 여기광(EL)의 파장에 따라, 패싯 영역의 휘도의 피크값과 비-패싯 영역의 휘도의 피크값 사이가 되도록, 패싯 영역과 비-패싯 영역으로 구별하는 판단 기준으로서의 휘도의 미리 정해진 값을 설정한다. 이 미리 정해진 값은, 패싯 영역의 휘도의 피크값과 비-패싯 영역의 휘도의 피크값의 중간값 정도이면 되고, 예컨대 여기광(EL)의 파장이 370 ㎚인 경우에는, 패싯 영역의 휘도의 피크값이 48 A.U. 정도(도 3의 가는 실선을 참조)이고, 비-패싯 영역의 휘도의 피크값이 65 A.U. 정도(도 3의 가는 점선을 참조)이기 때문에, 미리 정해진 값을 55 A.U.∼58 A.U. 정도로 설정할 수 있다. 또한, 여기광(EL)의 파장이 273 ㎚인 경우에는, 패싯 영역의 휘도의 피크값이 28 A.U. 정도(도 3의 굵은 실선을 참조)이고, 비-패싯 영역의 휘도의 피크값이 40 A.U. 정도(도 3의 굵은 점선을 참조)이기 때문에, 미리 정해진 값을 33 A.U.∼35 A.U. 정도로 설정할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 광선 조사 유닛(12)의 집광기(10)는, 형광 휘도 검출 수단(6)의 케이스(30)와 X축 방향으로 간격을 두고, 프레임(28)의 선단 하면에 장착되어 있다. 또한, 도시하고 있지 않으나, 레이저 광선 조사 유닛(12)은, SiC에 대해 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저를 발진하는 레이저 발진기와, 레이저 발진기로부터 출사된 펄스 레이저 광선의 출력을 조정하는 어테뉴에이터(attenuator)와, 집광기(10)를 승강시켜 펄스 레이저 광선의 집광점의 상하 방향 위치를 조정하는 집광점 위치 조정 수단을 포함한다. 집광점 위치 조정 수단은, 집광기(10)에 연결되어 상하 방향으로 연장되는 볼 나사와, 이 볼 나사를 회전시키는 모터를 갖는 구성이면 된다.

그리고, 레이저 광선 조사 유닛(12)에 있어서는, 집광점 위치 조정 수단으로 집광기(10)를 승강시켜, 유지 유닛(4)에 유지된 SiC 잉곳의 상면으로부터 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에, SiC에 대해 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선의 집광점을 위치시킨 후에, 레이저 발진기로부터 출사되고 어테뉴에이터로 출력을 조정한 펄스 레이저 광선을 집광기(10)로 집광하여 SiC 잉곳에 조사함으로써, 강도가 저하된 박리층을 SiC 잉곳의 내부에 형성하도록 되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, X축 이송 기구(14)는, X축 가동판(22)에 연결되어 X축 방향으로 연장되는 볼 나사(42)와, 볼 나사(42)의 일단부에 연결된 모터(44)를 갖는다. 그리고, X축 이송 기구(14)는, 볼 나사(42)에 의해 모터(44)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 X축 가동판(22)에 전달하고, 베이스(20) 상의 안내 레일(20a)을 따라 X축 가동판(22)을 집광기(10)에 대해 상대적으로 X축 방향으로 진퇴시킨다.

Y축 이송 기구(16)는, Y축 가동판(24)에 연결되어 Y축 방향으로 연장되는 볼 나사(46)와, 볼 나사(46)의 일단부에 연결된 모터(48)를 갖는다. 그리고, Y축 이송 기구(16)는, 볼 나사(46)에 의해 모터(48)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 Y축 가동판(24)에 전달하고, X축 가동판(22) 상의 안내 레일(22a)을 따라 Y축 가동판(24)을 집광기(10)에 대해 상대적으로 Y축 방향으로 진퇴시킨다.

제어 유닛(18)은, 좌표 설정 수단(8)에 전기적으로 접속되어 있고, 좌표 설정 수단(8)이 설정한 패싯 영역과 비-패싯 영역의 경계의 X 좌표 및 Y 좌표가 제어 유닛(18)에 입력된다. 그리고, 제어 유닛(18)에 있어서는, 패싯 영역과 비-패싯 영역의 경계의 X 좌표 및 Y 좌표에 기초하여, 비-패싯 영역에 레이저 광선을 조사할 때의 레이저 광선의 에너지와 집광기(10)의 위치에 대해, 패싯 영역에 레이저 광선을 조사할 때의 레이저 광선의 에너지를 상승시키고 집광기(10)의 위치를 상승시키도록 되어 있다. 한편, 제어 유닛(18) 및 좌표 설정 수단(8)은, 각각 별개의 컴퓨터로 구성되어 있어도 좋으나, 단일의 컴퓨터로 구성되어 있어도 좋다.

본 실시형태에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 가공 장치(2)는, 또한, 유지 유닛(4)에 유지된 SiC 잉곳을 촬상하는 촬상 유닛(50)과, 촬상 유닛(50)이 촬상한 화상을 표시하는 표시 유닛(52)과, 유지 유닛(4)에 유지된 SiC 잉곳의 상면을 연삭하는 연삭 유닛(54)과, 유지 유닛(4)에 유지된 SiC 잉곳의 박리층으로부터 생성해야 할 웨이퍼를 박리하는 박리 기구(56)를 구비한다.

촬상 유닛(50)은, 프레임(28)의 선단 하면에 장착되어 있고, 형광 휘도 검출 수단(6)의 케이스(30)와 레이저 광선 조사 유닛(12)의 집광기(10) 사이에 배치되어 있다. 또한, 표시 유닛(52)은 프레임(28)의 상면에 배치되어 있다.

연삭 유닛(54)은, 프레임(28)의 측면에 Y축 방향으로 이동 가능하게 장착된 케이싱(58)과, 케이싱(58)을 Y축 방향으로 이동시키는 케이싱 이동 기구(60)와, 케이싱(58)에 승강 가능하게 지지된 기단으로부터 Y축 방향으로 연장되는 아암(62)과, 아암(62)을 승강시키는 아암 승강 수단(도시하고 있지 않음)과, 아암(62)의 선단에 장착된 스핀들 하우징(64)을 포함한다.

스핀들 하우징(64)에는, 상하 방향으로 연장되는 스핀들(66)이 회전 가능하게 지지되어 있고, 스핀들(66)을 회전시키는 스핀들용 모터(도시하고 있지 않음)가 내장되어 있다. 도 4를 참조하여 설명하면, 스핀들(66)의 하단에는 원판형의 휠 마운트(68)가 고정되고, 휠 마운트(68)의 하면에는 볼트(70)에 의해 환형의 연삭 휠(72)이 고정되어 있다. 연삭 휠(72)의 하면의 외주 가장자리부에는, 둘레 방향으로 간격을 두고 환형으로 배치된 복수의 연삭 지석(74)이 고정되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 박리 기구(56)는, 베이스(20) 상의 안내 레일(20a)의 종단부에 배치된 케이싱(76)과, 케이싱(76)에 승강 가능하게 지지된 기단으로부터 X축 방향으로 연장되는 아암(78)과, 아암(78)을 승강시키는 아암 승강 수단(도시하고 있지 않음)을 포함한다. 아암(78)의 선단에는 모터(80)가 부설되고, 모터(80)의 하면에는 상하 방향으로 연장되는 축선을 중심으로 하여 회전 가능하게 흡착편(82)이 연결되어 있다. 흡착편(82)의 하면에는 복수의 흡인 구멍(도시하고 있지 않음)이 형성되고, 흡착편(82)은 흡인 수단(도시하고 있지 않음)에 접속되어 있다. 또한, 흡착편(82)에는, 흡착편(82)의 하면에 대해 초음파 진동을 부여하는 초음파 진동 부여 수단(도시하고 있지 않음)이 내장되어 있다.

도 5에는, SiC로 형성된 SiC 잉곳(84)이 도시되어 있다. SiC 잉곳(84)은, 전체로서 원기둥 형상으로 형성되고, 원형 형상의 제1 단부면(86)과, 제1 단부면(86)과 반대측의 원형 형상의 제2 단부면(88)과, 제1 단부면(86)과 제2 단부면(88) 사이에 위치하는 둘레면(90)과, 제1 단부면(86)으로부터 제2 단부면(88)에 이르는 c축(<0001> 방향)과, c축에 직교하는 c면({0001}면)을 갖는다.

SiC 잉곳(84)에 있어서는, 제1 단부면(86)의 수선(垂線; 92)에 대해 c축이 기울어져 있고, c면과 제1 단부면(86)으로 오프각(α)(예컨대 α=1, 3, 6도)이 형성되어 있다. 오프각(α)이 형성되는 방향을 도 5에 화살표 A로 나타낸다. 또한, SiC 잉곳(84)의 둘레면(90)에는, 결정 방위를 나타내는 직사각형 형상의 제1 오리엔테이션 플랫(94) 및 제2 오리엔테이션 플랫(96)이 형성되어 있다. 제1 오리엔테이션 플랫(94)은, 오프각(α)이 형성되는 방향(A)에 평행하고, 제2 오리엔테이션 플랫(96)은, 오프각(α)이 형성되는 방향(A)에 직교하고 있다. 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 상방에서 보아, 제2 오리엔테이션 플랫(96)의 길이(L2)는, 제1 오리엔테이션 플랫(94)의 길이(L1)보다 짧다(L2<L1).

또한, 도시된 SiC 잉곳(84)은, 주로 육방정 단결정 SiC로 형성되어 있는데, 국소적으로 결정 구조가 상이한 패싯 영역(98)이 존재한다. 패싯 영역(98)은, SiC 잉곳(84)의 제1 단부면(86)으로부터 제2 단부면(88)까지 기둥형으로 형성되고, SiC 잉곳(84)의 두께 방향(상하 방향)에 있어서 킨타로 아메와 같이 동일 형상이다. 한편, 패싯 영역(98) 이외의 비-패싯 영역을 부호 100으로 나타낸다.

다음으로, 본 발명의 웨이퍼의 생성 방법의 실시형태에 대해 설명하는데, 여기서는 전술한 레이저 가공 장치(2)를 이용한 웨이퍼의 생성 방법에 대해 설명한다. 본 실시형태에서는, 먼저, 적절한 접착제(예컨대 에폭시 수지계 접착제)를 통해 SiC 잉곳(84)을 유지 테이블(26)의 상면에 고정한다. 한편, 유지 테이블(26)의 상면에 복수의 흡인 구멍이 형성되고, 유지 테이블(26)의 상면에 흡인력을 생성하여 SiC 잉곳(84)을 흡인 유지해도 좋다.

SiC 잉곳(84)을 유지 테이블(26)에 고정한 후, SiC 잉곳(84)의 상면이 이미 평탄하게 형성되어 있는 경우를 제외하고는, SiC 잉곳(84)의 상면을 연삭하여 평탄면으로 형성하는 평탄면 형성 공정을 실시한다.

평탄면 형성 공정에서는, 먼저, 유지 테이블(26)을 연삭 유닛(54)의 연삭 휠(72)의 하방에 위치시킨다. 계속해서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상방에서 보아 반시계 방향으로 미리 정해진 회전 속도(예컨대 300 rpm)로 유지 테이블(26)을 회전시킨다. 또한, 상방에서 보아 반시계 방향으로 미리 정해진 회전 속도(예컨대 6000 rpm)로 스핀들(66)을 회전시킨다. 계속해서, 아암 승강 수단으로 아암(62)을 하강시켜, SiC 잉곳(84)의 상면[본 실시형태에서는 제1 단부면(86)]에 연삭 지석(74)을 접촉시킨다. 그 후, 미리 정해진 연삭 이송 속도(예컨대 0.1 ㎛/s)로 아암(62)을 하강시킨다. 이에 의해, SiC 잉곳(84)의 상면을 연삭하여, 레이저 광선의 입사를 방해하지 않을 정도의 평탄면으로 형성할 수 있다.

평탄면 형성 공정을 실시한 후, SiC 잉곳(84)의 상면으로부터 미리 정해진 파장의 여기광(EL)을 SiC 잉곳(84)에 조사하여 SiC 고유의 형광 휘도를 검출하는 형광 휘도 검출 공정을 실시한다.

형광 휘도 검출 공정에서는, 먼저, 유지 테이블(26)을 촬상 유닛(50)의 하방에 위치시키고, 촬상 유닛(50)으로 상면으로부터 SiC 잉곳(84)을 촬상한다. 계속해서, 촬상 유닛(50)으로 촬상한 SiC 잉곳(84)의 화상에 기초하여, X축 이송 기구(14), Y축 이송 기구(16) 및 유지 테이블용 모터로 유지 테이블(26)을 이동 및 회전시킴으로써, SiC 잉곳(84)의 방향을 미리 정해진 방향으로 조정하고 SiC 잉곳(84)과 형광 휘도 검출 수단(6)의 케이스(30)의 XY 평면에 있어서의 위치를 조정한다. SiC 잉곳(84)의 방향을 미리 정해진 방향으로 조정할 때에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 오리엔테이션 플랫(96)을 X축 방향에 정합시킴으로써, 오프각(α)이 형성되는 방향(A)과 직교하는 방향을 X축 방향에 정합시키고, 오프각(α)이 형성되는 방향(A)을 Y축 방향에 정합시킨다.

계속해서, 집광점 위치 조정 수단으로 케이스(30)를 승강시켜, 여기광(EL)의 집광점을 SiC 잉곳(84)의 적절한 위치[예컨대 제1 단부면(86)]에 위치시킨다. 계속해서, 오프각(α)이 형성되는 방향(A)과 직교하는 방향에 정합하고 있는 X축 방향으로 X축 이송 기구(14)에 의해 유지 테이블(26)을 이동시키면서, SiC 잉곳(84)에 레이저 가공을 실시하지 않을 정도의 저출력(예컨대 0.1 W)이며 또한 미리 정해진 파장(예컨대 370 ㎚)의 여기광(EL)을 SiC 잉곳(84)에 조사한다. 그러면, 도 2에 도시된 바와 같이, 여기광(EL)의 파장과는 상이한 파장(예컨대 410 ㎚ 정도)을 포함하는 형광(방사광)(FL)이 SiC 잉곳(84)으로부터 방출된다. 형광(FL)은 집광 렌즈(36) 및 다이크로익 미러(34)를 투과한 후, 미리 정해진 제2 파장 영역(예컨대 395 ㎚∼430 ㎚)의 형광(FL)만이 밴드 패스 필터(38)를 투과하고, 밴드 패스 필터(38)를 투과한 형광(FL)의 휘도가 포토디텍터(40)에 의해 검출된다.

계속해서, Y축 이송 기구(16)로 유지 테이블(26)을 이동시킴으로써, 오프각(α)이 형성되는 방향(A)에 정합하고 있는 Y축 방향으로, 여기광(EL)의 집광점에 대해 상대적으로 SiC 잉곳(84)을 인덱싱 이송한다. 그리고, 여기광(EL)의 조사와 인덱싱 이송을 교대로 반복함으로써, X축 방향 및 Y축 방향에 있어서 SiC 잉곳(84)의 제1 단부면(86) 전체를 적절한 사이즈의 메시로 분할한 미소 영역의 각각의 형광(FL)의 휘도를 X 좌표 및 Y 좌표에 관련지어 검출한다. 포토디텍터(40)로 검출한 형광(FL)의 휘도의 데이터는, X 좌표 및 Y 좌표에 관련지어 좌표 설정 수단(8)에 보내진다.

이러한 형광 휘도 검출 공정에 있어서, SiC 잉곳(84)의 상면[본 실시형태에서는 제1 단부면(86)]에 대해 c면이 기울어져 오프각(α)이 형성되는 방향(A)에 직교하는 방향을 X축으로 하고 X축에 직교하는 방향을 Y축으로 하여, 형광(FL)의 휘도가 미리 정해진 값[예컨대 여기광(EL)의 파장이 370 ㎚인 경우에는 55 A.U.∼58 A.U. 정도] 이상인 영역을 비-패싯 영역(100)으로 하고 형광(FL)의 휘도가 미리 정해진 값보다 낮은 영역을 패싯 영역(98)으로 하여 패싯 영역(98)과 비-패싯 영역(100)의 경계의 X 좌표 및 Y 좌표를 설정하는 좌표 설정 공정을 좌표 설정 수단(8)에 의해 실시한다. 본 실시형태에 있어서의 좌표 설정 공정에서는, 형광 휘도 검출 수단(6)의 포토디텍터(40)로부터 보내진 형광(FL)의 휘도의 데이터에 기초하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 패싯 영역(98)과 비-패싯 영역(100)의 경계의 복수 개(예컨대, a 점으로부터 x점까지의 24점)의 X 좌표 및 Y 좌표를 좌표 설정 수단(8)에 의해 설정한다. 좌표 설정 수단(8)으로 설정한 패싯 영역(98)과 비-패싯 영역(100)의 경계의 복수 개의 X 좌표 및 Y 좌표의 데이터는 제어 유닛(18)에 보내진다. 한편, 좌표 설정 공정에서는, 패싯 영역(98) 전체의 X 좌표 및 Y 좌표를 설정하고, 비-패싯 영역(100) 전체의 X 좌표 및 Y 좌표를 설정하여 제어 유닛(18)에 보내도록 해도 좋다.

좌표 설정 공정을 실시한 후, SiC에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 집광기(10)에 의해 집광한 집광점을, SiC 잉곳(84)의 상면으로부터 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시키고, 레이저 광선을 SiC 잉곳(84)에 조사하면서 SiC 잉곳(84)과 집광점을 X축 방향으로 상대적으로 가공 이송하여, SiC가 Si와 C로 분리되고 c면을 따라 크랙이 신장되는 띠형의 박리층을 형성하는 가공 이송 공정을 실시한다.

가공 이송 공정에서는, 먼저, 형광 휘도 검출 공정에 있어서 촬상 유닛(50)으로 촬상한 SiC 잉곳(84)의 화상에 기초하여, 유지 테이블(26)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시킴으로써, SiC 잉곳(84)과 집광기(10)의 XY 평면에 있어서의 위치를 조정한다. 계속해서, 집광점 위치 조정 수단으로 집광기(10)를 승강시켜, 비-패싯 영역(100)에 있어서, SiC 잉곳(84)의 상면으로부터 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 집광점(FP)[도 8의 (b) 참조]을 위치시킨다. 계속해서, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 오프각(α)이 형성되는 방향(A)과 직교하는 방향에 정합하고 있는 X축 방향으로 유지 테이블(26)을 미리 정해진 이송 속도로 이동시키면서, SiC에 대해 투과성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선(LB)을 집광기(10)로부터 SiC 잉곳(84)에 조사한다. 그러면, 도 9에 도시된 바와 같이, 펄스 레이저 광선(LB)의 조사에 의해 SiC가 Si(실리콘)와 C(탄소)로 분리되고 다음에 조사되는 펄스 레이저 광선(LB)이 이전에 형성된 C에 흡수되어 연쇄적으로 SiC가 Si와 C로 분리되며, SiC가 Si와 C로 분리된 부분(102)으로부터 c면을 따라 등방적으로 크랙(104)이 신장되는 띠형의 박리층(106)이 X축 방향을 따라 형성된다.

그리고, 이러한 가공 이송 공정에 있어서, 좌표 설정 공정에서 설정한 패싯 영역(98)과 비-패싯 영역(100)의 X 좌표 및 Y 좌표에 기초하여, 비-패싯 영역(100)에 펄스 레이저 광선(LB)을 조사할 때의 펄스 레이저 광선(LB)의 에너지와 집광기(10)의 위치에 대해, 패싯 영역(98)에 펄스 레이저 광선(LB)을 조사할 때의 펄스 레이저 광선(LB)의 에너지를 상승시키고 집광기(10)의 위치를 상승시키도록, 제어 유닛(18)으로 레이저 광선 조사 유닛(12)을 제어한다. 비-패싯 영역(100)의 굴절률보다 패싯 영역(98)의 굴절률 쪽이 높은 바, 전술한 바와 같이 제어함으로써, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 패싯 영역(98)과 비-패싯 영역(100)에 있어서 집광점(FP)의 깊이를 실질적으로 동일하게 할 수 있고, 패싯 영역(98)과 비-패싯 영역(100)에 형성되는 박리층(106)의 깊이를 실질적으로 균일하게 할 수 있다. 또한, 패싯 영역(98)은 비-패싯 영역(100)에 비해 에너지의 흡수율도 높지만, 패싯 영역(98)에 조사하는 펄스 레이저 광선(LB)의 에너지를, 비-패싯 영역(100)에 조사하는 펄스 레이저 광선(LB)의 에너지보다 상승시킴으로써, 패싯 영역(98)과 비-패싯 영역(100)에 형성되는 박리층(106)의 완성 상태를 균일하게 할 수 있다.

이러한 가공 이송 공정은, 예컨대 이하의 가공 조건으로 행할 수 있다. 한편, 하기 디포커스는, SiC 잉곳(84)의 상면에 펄스 레이저 광선(LB)의 집광점(FP)을 위치시킨 상태로부터 SiC 잉곳(84)의 상면을 향해 집광기(10)를 이동시켰을 때의 이동량이다.

(비-패싯 영역: 굴절률 2.65)

펄스 레이저 광선의 파장 : 1064 ㎚

평균 출력 : 7 W

반복 주파수 : 30 ㎑

펄스 폭 : 3 ㎱

이송 속도 : 165 ㎜/s

디포커스 : 188 ㎛

SiC 잉곳의 상면으로부터의 박리층의 위치 : 500 ㎛

(패싯 영역: 굴절률 2.79)

펄스 레이저 광선의 파장 : 1064 ㎚

평균 출력 : 9.1 W

반복 주파수 : 30 ㎑

펄스 폭 : 3 ㎱

이송 속도 : 165 ㎜/s

디포커스 : 179 ㎛

SiC 잉곳의 상면으로부터의 박리층의 위치 : 500 ㎛

또한, SiC 잉곳(84)과 집광점(FP)을 Y축 방향으로 상대적으로 인덱싱 이송하여 띠형의 박리층(106)을 Y축 방향으로 병설시키는 인덱싱 이송 공정을 실시한다. 본 실시형태에서는, 미리 정해진 인덱싱 이송량(Li)[도 8의 (a) 및 도 9 참조]만큼, 집광점(FP)에 대해 SiC 잉곳(84)을 Y축 방향으로 상대적으로 인덱싱 이송하면서, 전술한 가공 이송 공정을 반복한다. 이에 의해, SiC 잉곳(84)의 내부에, X축 방향으로 연장되는 띠형의 박리층(106)을 Y축 방향으로 병설시킬 수 있다. 또한, 인덱싱 이송량(Li)을 크랙(104)의 폭을 넘지 않는 범위로 하고, Y축 방향에 있어서 인접하는 박리층(106)의 크랙(104)끼리를 상하 방향으로 보아 중복시킴으로써, 하기 박리 공정에 있어서의 웨이퍼의 박리가 용이해진다.

가공 이송 공정 및 인덱싱 이송 공정을 실시하여 SiC 잉곳(84)에 복수의 띠형의 박리층(106)을 생성한 후, 박리층(106)으로부터 생성해야 할 웨이퍼를 박리하는 박리 공정을 실시한다. 박리 공정에서는, 먼저, 박리 기구(56)의 흡착편(82)의 하방으로 유지 테이블(26)을 이동시킨다. 계속해서, 아암 승강 수단으로 아암(78)을 하강시켜, 도 10에 도시된 바와 같이, 흡착편(82)의 하면을 SiC 잉곳(84)의 제1 단부면(86)에 밀착시킨다. 계속해서, 흡인 수단을 작동시켜, 흡착편(82)의 하면을 SiC 잉곳(84)의 제1 단부면(86)에 흡착시킨다. 계속해서, 초음파 진동 부여 수단을 작동시켜, 흡착편(82)의 하면에 대해 초음파 진동을 부여하고, 모터(80)로 흡착편(82)을 회전시킨다. 이에 의해, 박리층(106)으로부터 생성해야 할 SiC 웨이퍼(108)를 박리할 수 있다.

또한, SiC 웨이퍼(108)를 박리한 SiC 잉곳(84)에 대해, 전술한 평탄면 형성 공정을 실시하여 박리면을 평탄화한 후에, 가공 이송 공정, 인덱싱 이송 공정 및 박리 공정을 반복함으로써, SiC 잉곳(84)으로부터 복수의 SiC 웨이퍼(108)를 생성할 수 있다. 형광 휘도 검출 공정 및 좌표 설정 공정에 대해서는, 패싯 영역(98)이 SiC 잉곳(84)의 상면으로부터 하면까지 기둥형으로 형성되고 두께 방향에 있어서 킨타로 아메와 같이 동일 형상이기 때문에, SiC 잉곳(84)으로부터 최초의 SiC 웨이퍼(108)를 생성할 때에 실시하면 되고, 2장째 이후의 SiC 웨이퍼(108)를 생성할 때에는 실시하지 않아도 좋다.

이상과 같이 본 실시형태에서는, 패싯 영역(98)과 비-패싯 영역(100)에 형성되는 박리층(106)의 위치 및 완성 상태를 균일하게 할 수 있기 때문에, 패싯 영역(98)과 비-패싯 영역(100) 사이에 단차가 없는 SiC 웨이퍼(108)의 생성이 가능해진다. 따라서, 패싯 영역(98)과 비-패싯 영역(100) 사이의 단차를 예상하여 SiC 웨이퍼(108)를 두껍게 박리할 필요가 없고, 효율화를 도모할 수 있다.

한편, 형광 휘도 검출 수단(6) 및 좌표 설정 수단(8)에 대해서, 전술한 본 실시형태에서는 레이저 가공 장치(2)에 편입되어 있는 예를 설명하였으나, 레이저 가공 장치(2)에 편입되어 있지 않아도 좋다. 즉, 형광 휘도 검출 수단(6) 및 좌표 설정 수단(8)은, 형광 휘도 검출 수단(6)과 좌표 설정 수단(8)으로 적어도 구성되는 패싯 영역의 검출 장치의 구성 요소여도 좋다. 그리고, 형광 휘도 검출 수단(6)과 좌표 설정 수단(8)으로 적어도 구성되는 패싯 영역의 검출 장치를 이용하여, 전술한 형광 휘도 검출 공정과 좌표 설정 공정으로 적어도 구성되는 패싯 영역의 검출 방법을 실시하도록 해도 좋다. 이에 의해, SiC 잉곳(84)의 패싯 영역(98)과 비-패싯 영역(100)을 검출할 수 있기 때문에, 검출한 패싯 영역(98)과 비-패싯 영역(100)의 데이터에 기초하여, SiC 잉곳(84)에 펄스 레이저 광선(LB)을 조사하는 가공 조건을 적절히 제어할 수 있고, 패싯 영역(98)과 비-패싯 영역(100) 사이에 단차가 없는 SiC 웨이퍼(108)의 생성이 가능해진다.

2: 레이저 가공 장치 4: 유지 유닛
6: 형광 휘도 검출 수단 8: 좌표 설정 수단
10: 집광기 12: 레이저 광선 조사 유닛
14: X축 이송 기구 16: Y축 이송 기구
18: 제어 유닛 84: SiC 잉곳
98: 패싯 영역 100: 비-패싯 영역
102: SiC가 Si와 C로 분리된 부분 104: 크랙
106: 박리층 108: SiC 웨이퍼
EL: 여기광 FL: 형광

Claims

SiC 잉곳의 패싯 영역(facet region)의 검출 방법으로서,
SiC 잉곳의 상면으로부터 미리 정해진 파장의 여기광을 상기 SiC 잉곳에 조사하여 SiC 고유의 형광 휘도를 검출하는 형광 휘도 검출 공정과,
상기 형광 휘도 검출 공정에 있어서, 형광 휘도가 미리 정해진 값 이상인 영역을 비(非)-패싯 영역으로 하고, 형광 휘도가 상기 미리 정해진 값보다 낮은 영역을 패싯 영역으로 하여 패싯 영역과 비-패싯 영역의 경계의 좌표를 설정하는 좌표 설정 공정
을 구비한 패싯 영역의 검출 방법.
SiC 잉곳으로부터 SiC 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼의 생성 방법으로서,
SiC 잉곳의 상면을 연삭하여 평탄면으로 형성하는 평탄면 형성 공정과,
상기 SiC 잉곳의 상면으로부터 미리 정해진 파장의 여기광을 상기 SiC 잉곳에 조사하여 SiC 고유의 형광 휘도를 검출하는 형광 휘도 검출 공정과,
상기 형광 휘도 검출 공정에 있어서, 상기 SiC 잉곳의 상면에 대해 c면이 기울어져 오프각이 형성되는 방향에 직교하는 방향을 X축으로 하고, 상기 X축에 직교하는 방향을 Y축으로 하여 형광 휘도가 미리 정해진 값 이상인 영역을 비-패싯 영역으로 하고 형광 휘도가 상기 미리 정해진 값보다 낮은 영역을 패싯 영역으로 하여 패싯 영역과 비-패싯 영역의 경계의 X 좌표 및 Y 좌표를 설정하는 좌표 설정 공정과,
SiC에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선을 집광기에 의해 집광한 집광점을, 상기 SiC 잉곳의 상면으로부터 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시키고 상기 레이저 광선을 상기 SiC 잉곳에 조사하면서 상기 SiC 잉곳과 상기 집광점을 상기 X축 방향으로 상대적으로 가공 이송하여 SiC가 Si와 C로 분리되고 c면을 따라 크랙이 신장되는 띠형의 박리층을 형성하는 가공 이송 공정과,
상기 SiC 잉곳과 상기 집광점을 상기 Y축 방향으로 상대적으로 인덱싱 이송하여 띠형의 박리층을 상기 Y축 방향으로 병설시키는 인덱싱 이송 공정과,
상기 박리층으로부터 생성해야 할 웨이퍼를 박리하는 박리 공정
을 구비하고,
상기 가공 이송 공정에 있어서, 상기 좌표 설정 공정에서 설정한 상기 패싯 영역과 상기 비-패싯 영역의 경계의 X 좌표 및 Y 좌표에 기초하여, 상기 비-패싯 영역에 레이저 광선을 조사할 때의 레이저 광선의 에너지와 상기 집광기의 위치에 대해, 상기 패싯 영역에 레이저 광선을 조사할 때의 레이저 광선의 에너지를 상승시키고 상기 집광기의 위치를 상승시키는 것인 웨이퍼의 생성 방법.
SiC 잉곳의 패싯 영역의 검출 장치로서,
SiC 잉곳의 상면으로부터 미리 정해진 파장의 여기광을 상기 SiC 잉곳에 조사하여 SiC 고유의 형광 휘도를 검출하는 형광 휘도 검출 수단과,
상기 형광 휘도 검출 수단에 의해 검출된 형광 휘도가 미리 정해진 값 이상인 영역을 비-패싯 영역으로 하고, 형광 휘도가 상기 미리 정해진 값보다 낮은 영역을 패싯 영역으로 하여 패싯 영역과 비-패싯 영역의 경계의 좌표를 설정하는 좌표 설정 수단
을 구비한 패싯 영역의 검출 장치.
SiC 잉곳에 박리층을 형성하는 레이저 가공 장치로서,
SiC 잉곳을 유지하는 유지 테이블과,
상기 SiC 잉곳의 상면으로부터 미리 정해진 파장의 여기광을 상기 SiC 잉곳에 조사하여 SiC 고유의 형광 휘도를 검출하는 형광 휘도 검출 수단과,
상기 SiC 잉곳의 상면에 대해 c면이 기울어져 오프각이 형성되는 방향에 직교하는 방향을 X축으로 하고 상기 X축에 직교하는 방향을 Y축으로 하여, 상기 형광 휘도 검출 수단에 의해 검출된 형광 휘도가 미리 정해진 값 이상인 영역을 비-패싯 영역으로 하고 형광 휘도가 상기 미리 정해진 값보다 낮은 영역을 패싯 영역으로 하여 패싯 영역과 비-패싯 영역의 경계의 X 좌표 및 Y 좌표를 설정하는 좌표 설정 수단과,
SiC에 대해 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을, 상기 SiC 잉곳의 상면으로부터 생성해야 할 웨이퍼의 두께에 상당하는 깊이에 위치시키고 레이저 광선을 상기 SiC 잉곳에 조사하여 SiC가 Si와 C로 분리되고 c면을 따라 크랙이 신장되는 박리층을 형성하는 집광기를 포함하는 레이저 광선 조사 유닛과,
상기 유지 테이블과 상기 집광기를 상기 X축 방향으로 상대적으로 가공 이송하는 X축 이송 기구와,
상기 유지 테이블과 상기 집광기를 상기 Y축 방향으로 상대적으로 인덱싱 이송하는 Y축 이송 기구와,
상기 패싯 영역과 상기 비-패싯 영역의 경계의 X 좌표 및 Y 좌표에 기초하여, 상기 비-패싯 영역에 레이저 광선을 조사할 때의 레이저 광선의 에너지와 상기 집광기의 위치에 대해, 상기 패싯 영역에 레이저 광선을 조사할 때의 레이저 광선의 에너지를 상승시키고 상기 집광기의 위치를 상승시키는 제어 유닛
을 구비한 레이저 가공 장치.