KR20220118918A - 검출 장치 - Google Patents

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카즈키 모리
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Abstract

(과제) 잉곳의 불순물 농도가 상이한 영역(예를 들면, 패싯 영역 및 비패싯 영역)을 용이하게 특정할 수 있는 검출 장치를 제공한다.
(해결 수단) 잉곳의 불순물 농도가 상이한 영역의 특정에 이용되는 검출 장치에 있어서, 잉곳을 유지하는 유지면을 갖는 잉곳 유지 유닛과, 상기 유지면에 유지된 상기 잉곳의 표면에 대해 미리 정해진 파장의 여기광을 조사하는 여기 광원과, 그 여기 광원으로부터 조사된 여기광에 의해 상기 잉곳으로부터 발생한 형광을 수광하여 적외선 영역의 파장의 광만의 광자수를 나타내는 전기 신호를 생성하는 수광부를 구비하는, 검출 장치를 제공한다.

Description

검출 장치{DETECTING APPARATUS}
본 발명은, 잉곳의 불순물 농도가 상이한 영역의 특정에 이용되는 검출 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 칩은, 일반적으로 원반형의 웨이퍼를 이용하여 제조된다. 이 웨이퍼는, 예를 들어, 와이어 쏘를 사용하여 원기둥 형상의 반도체 잉곳으로부터 절단됨으로써 생성된다. 다만, 이와 같이 웨이퍼를 생성하면, 잉곳의 대부분이 커프 로스(절삭 여유)로서 상실되어, 경제적이지 않다고 하는 문제가 있다.
또한, 파워 디바이스용의 재료로서 이용되는 SiC(탄화 실리콘) 단결정은 경도가 높다. 그 때문에, 와이어 쏘를 이용하여 SiC 단결정 잉곳으로부터 웨이퍼를 절단하는 경우에는, 절단에 시간이 걸려 생산성이 나쁘다.
이러한 점을 감안하여, 와이어 쏘를 이용하지 않고, 레이저 빔을 이용하여 잉곳으로부터 웨이퍼를 절단하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 방법에 있어서는, 잉곳을 투과하는 파장의 레이저 빔의 집광점이 잉곳의 내부에 위치되도록 잉곳에 레이저 빔을 조사한다.
이에 의해, 잉곳의 내부에 개질층과 개질층으로부터 신전하는 크랙을 포함하는 박리층이 형성된다. 그리고, 박리층이 형성된 잉곳에 초음파 진동 등에 의해 외력을 가하면, 잉곳이 박리층에 있어서 분리되어 웨이퍼가 절단된다.
그런데, SiC 단결정 잉곳에는, 일반적으로, 도전성을 부여하기 위해 질소 등의 불순물이 도프되어 있다. 다만, SiC 단결정 잉곳에 있어서는, 이와 같은 불순물이 일정하게 도프되지 않고, 불순물 농도가 상이한 복수의 영역이 포함되는 경우가 있다.
예를 들어, SiC 단결정의 성장 과정에 있어서 형성되는 패싯 영역이라고 불리는 원자 레벨로 평탄한 영역의 불순물 농도는, 그 외의 영역(비패싯 영역)보다 높다. 그리고, 패싯 영역과 같이 불순물 농도가 높은 영역은, 비패싯 영역과 비교하여 굴절률이 높음과 함께 에너지의 흡수율이 높다.
그 때문에, 상술한 방법에 의해 패싯 영역을 포함하는 SiC 단결정 잉곳에 박리층을 형성하는 경우, 박리층이 형성되는 위치(높이)가 불균일하게 되어, 커프 로스가 커진다고 하는 문제가 있다.
이 점을 감안하여, SiC 잉곳의 패싯 영역을 특정하는 검출 장치가 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조). 이 장치에 있어서는, SiC 잉곳에 여기광을 조사함으로써 생기는 형광 중 395nm~430nm의 파장의 광을 투과시키는 밴드 패스 필터를 투과한 형광의 휘도를 검출하고, 검출된 휘도가 소정값 이상인지 아닌지에 기초하여 패싯 영역이 특정되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2016-111143호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2020-77783호
상기 검출 장치에 있어서는, 잉곳에 부착된 파티클로부터 생기는 형광의 휘도가 높아지고, 또한, 잉곳의 종류에 따라서는 패싯 영역 등의 불순물 농도가 높은 영역을 정확하게 특정하는 것이 곤란한 경우가 있다.
이 점을 감안하여, 본 발명의 목적은, 잉곳의 불순물 농도가 상이한 영역(예를 들어, 패싯 영역 및 비패싯 영역)을 용이하게 특정할 수 있는 검출 장치를 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 잉곳에 여기광을 조사함으로써 발생하는 형광 중 적외선(IR) 영역의 형광의 광자수를 검출함으로써, 잉곳의 불순물 농도가 상이한 영역을 용이하게 특정할 수 있는 것을 알아냈다.
예를 들어, 본 발명에 의하면, 잉곳의 불순물 농도가 상이한 영역의 특정에 이용되는 검출 장치에 있어서, 잉곳을 유지하는 유지면을 갖는 잉곳 유지 유닛과, 그 유지면에 유지된 상기 잉곳의 표면에 대해 미리 정해진 파장의 여기광을 조사하는 여기 광원과, 그 여기 광원으로부터 조사된 여기광에 의해 그 잉곳으로부터 발생한 형광을 수광하여 적외선 영역의 파장의 광만의 광자수를 나타내는 전기 신호를 생성하는 수광부를 구비하는, 검출 장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 있어서는, 상기 잉곳과 상기 수광부 사이의 상기 형광의 광로에 배치된 필터를 구비하고, 상기 필터는, 적외선만을 투과하는 IR 필터를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서는, 상기 유지면에 평행한 좌표 평면 상의 상기 잉곳의 표면에 포함되는 복수의 영역을 나타내는 복수의 좌표의 각각과, 상기 복수의 영역의 각각에 상기 여기광이 조사되었을 때에 상기 수광부가 수광하는 상기 적외선 영역의 파장의 광의 광자수를 연관시켜 기억하는 기억부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서는, 상기 기억부에 연관시켜 기억된 상기 복수의 좌표의 각각과 상기 적외선 영역의 파장의 광의 광자수에 기초하여, 상기 잉곳의 표면에 대응하고, 또한, 불순물 농도가 상이한 영역이 특정된 화상을 표시 유닛에 표시시키는 처리부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 검출 장치에 있어서는, 잉곳에 여기광을 조사함으로써 발생하는 형광 중 적외선 영역의 파장의 광만의 광자수가 검출된다. 이에 의해, 잉곳의 불순물 농도(예를 들면, 패싯 영역 및 비패싯 영역)가 상이한 영역을 용이하게 특정하는 것이 가능하다.
도 1(A)는, 잉곳의 일례를 모식적으로 나타내는 정면도이고, 도 1(B)는, 잉곳의 일례를 모식적으로 나타내는 상면도이다.
도 2는, 검출 장치의 일례를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 3은, 기억부에 기억되는 복수의 좌표의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는, 표시 유닛에 표시되는 화상의 일례를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 5는, 검출 장치의 변형예를 모식적으로 도시하는 도면이다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 도 1(A)는, 본 실시형태의 검출 장치를 이용하여 불순물 영역이 상이한 영역이 특정되는 잉곳의 일례를 모식적으로 나타내는 정면도이고, 도 1(B)는, 이 잉곳의 상면도이다.
도 1(A) 및 도 1(B)에 도시된 잉곳(11)은, 예컨대 대략 평행한 상면(표면)(11a) 및 하면(이면)(11b)을 갖는 원기둥 형상의 SiC 단결정으로 이루어진다. 이 잉곳(11)은, SiC 단결정의 c축(11c)이 표면(11a) 및 이면(11b)의 수선(11d)에 대하여 약간 경사지도록 에피택셜 성장을 이용하여 생성된다.
예를 들어, c축(11c)과 수선(11d)이 이루는 각(오프각)(α)은, 1° 내지 6°(대표적으로는, 4°)이다. 또한, 잉곳(11)의 측면에는, SiC 단결정의 결정 방위를 나타내는 2개의 평부, 즉, 1차 오리엔테이션 플랫(13) 및 2차 오리엔테이션 플랫(15)이 형성되어 있다.
1차 오리엔테이션 플랫(13)은, 2차 오리엔테이션 플랫(15)보다 길다. 또한, 2차 오리엔테이션 플랫(15)은, SiC 단결정의 c면(11e)에 평행한 면과 표면(11a) 또는 이면(11b)이 교차하는 교차선에 평행이 되도록 형성되어 있다.
또한, 잉곳(11)에는, 도전성을 부여하기 위해 질소 등의 불순물이 도프되어 있다. 또한, 잉곳(11)에는, 원자 레벨로 평탄한 영역인 패싯 영역(11f)과 패싯 영역(11f) 이외의 영역인 비패싯 영역(11g)이 포함된다.
그리고, 패싯 영역(11f)의 불순물 농도는 비패싯 영역(11g)의 불순물 농도보다 높다. 또한, 도 1(B)에 있어서는, 패싯 영역(11f)과 비패싯 영역(11g)의 경계가 점선으로 나타나 있지만, 이 경계선은 가상선이며, 실제의 잉곳(11)에는 존재하지 않는다.
또한, 잉곳(11)의 재료는, SiC에 한정되지 않고, LiTaO3(탄탈산리튬: LT) 또는 GaN(질화갈륨)이라도 좋다. 또한, 잉곳(11)의 측면에는, 1차 오리엔테이션 플랫(13) 및 2차 오리엔테이션 플랫(15)의 일방 또는 양방이 설치되어 있지 않아도 좋다.
도 2는, 본 실시 형태의 검출 장치의 일례를 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 2에 있어서는, 검출 장치의 구성 요소의 일부가 블록으로 나타나 있다. 도 2에 도시된 검출 장치(2)는, 잉곳(11)의 이면(11b)이 재치되는 상면(유지면)(4a)을 갖는 원반형의 척 테이블(잉곳 유지 유닛)(4)을 갖는다.
척 테이블(4)은, 수평 방향 이동 기구(도시하지 않음)에 연결되어 있다. 수평 방향 이동 기구는, 예를 들어, 볼 나사 및 모터 등을 갖는다. 그리고, 이 수평 방향 이동 기구가 동작하면, 척 테이블(4)은, 유지면(4a)에 평행한 방향(수평 방향)을 따라 이동한다.
또한, 척 테이블(4)은, 회전 기구(도시하지 않음)에 연결되어 있다. 회전 기구는, 예를 들어 스핀들 및 모터 등을 갖는다. 그리고, 이 회전 기구가 동작하면, 척 테이블(4)은, 유지면(4a)에 직교하는 방향(연직 방향)을 따르고, 또한, 유지면(4a)의 중심을 통과하는 직선(L)을 회전축으로 하여 회전한다.
또한, 척 테이블(4)은, 흡인 기구(도시하지 않음)에 연결되어 있다. 흡인 기구는, 예를 들면, 이젝터 등을 갖는다. 그리고, 이 흡인 기구가 동작하면, 유지면(4a)에 부압이 생겨 유지면(4a)에 재치된 잉곳(11)이 흡인 유지된다.
척 테이블(4)의 상방에는, 검출 유닛(6)이 설치되어 있다. 검출 유닛(6)은, 여기 광원(8)을 갖는다. 여기 광원(8)은, 예를 들어 GaN계 발광 소자를 갖고, 잉곳(11)에 흡수되는 파장(예를 들어, 365nm)의 여기광(A)을 측방의 미러(10)를 향해 조사한다. 그리고, 미러(10)에 의해서 반사된 여기광(A)은, 하방의 집광 렌즈(12)에 의해서 집광된다.
또한, 검출 유닛(6)은, 내측에 반사면(14a)을 갖는 원환형의 타원경(14)을 갖는다. 또한, 도 2에서는, 타원경(14)의 단면이 도시되어 있다. 이 반사면(14a)은, 연직 방향으로 연장하는 장축과 수평 방향으로 연장하는 단축을 갖는 타원(14b)을, 당해 장축을 중심으로 회전시킨 회전 타원체의 곡면의 일부에 상당한다.
타원경(14)은, 2개의 초점(F1, F2)을 가지며, 그 일방(예를 들면, 초점(F1))에서 생긴 광을 타방(예를 들면, 초점(F2))에 집광한다. 또한, 집광 렌즈(12)는, 그 초점이 초점(F1)에 대략 일치하도록 설계된다. 즉, 여기광(A)은, 초점(F1)에 집광된다.
또한, 검출 유닛(6)은 수광부(16)를 갖는다. 수광부(16)는, 예를 들어, 파장이 900nm 이하인 광을 수광하면, 이 광의 광자수를 나타내는 전기 신호를 출력하는 광전자 증배관 등을 갖는다. 또는, 수광부(16)는, 파장이 1200nm 또는 1500nm 이하인 광을 수광하면, 이 광의 광자수를 나타내는 전기 신호를 출력하는 광전자 증배관 등을 갖고 있어도 좋다. 또한, 수광부(16)는 수광면(16a)의 중심이 타원경(14)의 초점(F2)과 일치하도록 설치된다.
또한, 검출 유닛(6)에 있어서는, 초점(F1)에서 발생하고, 또한, 타원경(14)에 의해 반사된 광이 필터(18)를 통과하여 초점(F2)을 향한다. 즉, 필터(18)는, 타원경(14)의 초점(F1)과 초점(F2) 사이의 광로에 설치되어 있다. 필터(18)는, 예를 들어, 750nm 이상의 파장의 광을 투과시키고, 또한 750nm 미만의 파장의 광을 차단하는 IR 필터를 갖는다.
또한, 검출 유닛(6)은, 연직 방향 이동 기구(도시하지 않음)에 연결되어 있다. 연직 방향 이동 기구는, 예를 들어, 볼 나사 및 모터 등을 갖는다. 그리고, 이 연직 방향 이동 기구가 동작하면, 검출 유닛(6)은, 연직 방향을 따라 이동한다.
검출 장치(2)를 이용한 잉곳(11)의 불순물 농도가 상이한 영역(예컨대, 패싯 영역(11f) 및 비패싯 영역(11g))의 특정은, 예컨대, 이하의 순서로 행해진다. 우선, 척 테이블(4)의 유지면(4a)에 잉곳(11)의 이면(11b)측이 흡인 유지된 상태에서, 타원경(14)의 초점(F1)이 잉곳(11)의 표면(11a) 상의 점에 일치하도록 척 테이블(4)의 수평 방향의 위치와, 검출 유닛(6)의 연직 방향의 위치를 조정한다.
즉, 초점(F1)이 유지면(4a)에 평행한 좌표 평면 상의 잉곳(11)의 표면(11a)에 포함되는 복수의 영역을 나타내는 복수의 좌표 중 어느 하나에 일치하도록 척 테이블(4) 및 검출 유닛(6)을 이동시킨다. 이어서, 여기 광원(8)이 여기광(A)을 조사한다. 이에 의해, 여기광(A)이 미러(10) 및 집광 렌즈(12)를 통해 잉곳(11)에 조사된다.
잉곳(11)에 여기광(A)이 조사되면, 잉곳(11)이 여기광(A)을 흡수하여 초점(F1)에 있어서 형광(B)이 발생한다. 예를 들어, 여기광(A)의 파장이 365nm이면, 잉곳(11)의 표면(11a)으로부터 깊이 10 ㎛ 정도까지 여기광(A)이 침입한다. 그리고, 잉곳(11)의 표면(11a)측의 두께가 약 10 ㎛의 판형의 영역으로부터 형광(B)이 발생한다.
초점(F1)에서 생긴 형광(B)은, 타원경(14)을 통해 필터(18)에 도달한다. 그리고, 형광(B) 중 IR 영역의 파장(예를 들어, 750nm 이상의 파장)의 광만이 필터(18)를 투과한다.
이에 의해, 수광부(16)가 IR 영역의 파장의 광을 수광하여, 그 광자수를 나타내는 전기 신호를 생성한다. 또한, 상기한 복수의 좌표의 나머지의 각각에 초점(F1)을 일치시키도록 척 테이블(4) 및 검출 유닛(6)을 상대적으로 이동시킨 상태에서, 여기 광원(8)이 여기광(A)을 조사한다.
그 결과, IR 영역의 파장의 광의 광자수를 나타내는 전기 신호가 복수의 좌표와 동일한 수만큼 생성된다. 여기서, 이 광자수는, 잉곳(11)의 불순물 농도가 높은 영역일수록 적어진다. 그 때문에, 검출 장치(2)에 있어서는, 잉곳(11)의 불순물 농도가 상이한 영역(예컨대, 패싯 영역(11f) 및 비패싯 영역(11g))을 용이하게 특정하는 것이 가능하다.
또한, 검출 장치(2)는, 척 테이블(4) 및 검출 유닛(6)의 동작을 제어하는 제어 유닛(도시하지 않음)을 갖는다. 이 제어 유닛은, 예컨대, 척 테이블(4) 및 검출 유닛(6)을 제어하기 위한 신호를 생성하는 처리부와, 처리부에 있어서 이용되는 각종 정보(데이터 및 프로그램 등)를 기억하는 기억부를 갖는다.
또한, 처리부의 기능은, 기억부에 기억된 프로그램을 판독하여 실행하는 CPU(Central Processing Unit) 등에 의해 구현된다. 또한, 기억부의 기능은, DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory) 및 NAND형 플래시 메모리 등의 반도체 메모리와, HDD(Hard Disk Drive) 등의 자기 기억 장치 중 적어도 하나에 의해 구현된다.
이 기억부는, 예를 들어, 상기의 복수의 좌표의 각각과, IR 영역의 파장의 광의 광자수를 연관시켜 기억한다. 도 3은, 이 기억부에 기억되는 복수의 좌표의 일례를 모식적으로 나타낸 도면이다. 또한, 표 1은, 당해 복수의 좌표에 의해 나타내는 잉곳(11)의 표면(11a)의 복수의 영역의 각각에 여기광(A)이 조사되었을 때에 수광부(16)가 수광하는 IR 영역의 파장의 광의 광자수(count per second:cps)의 일례를 모식적으로 나타내는 표이다.
좌표 광자수(cps)
x1, y1 5000
x2, y1 5000
x3, y1 4000
x4, y1 2500
x5, y1 1000
x6, y1 3000
즉, 기억부에서는, 예를 들면, 6개의 좌표 (x1,y1), (x2,y1), (x3,y1), (x4,y1), (x5,y1), (x6,y1)과, 6개의 광자수 (5000cps), (5000cps), (4000cps), (2500cps), (1000cps), (3000cps)가 각각 연관되어 기억된다.
또한, 검출 장치(2)는, 잉곳(11)의 표면(11a)에 대응하고, 또한, 불순물 농도가 상이한 영역(예를 들어, 패싯 영역 및 비패싯 영역)이 특정된 화상을 표시하는 표시 유닛(도시하지 않음)을 갖는다. 이 표시 유닛의 동작은, 상기의 제어 유닛의 처리부에 의해 제어된다.
구체적으로는, 처리부는, 기억부에 연관시켜 기억된 복수의 좌표의 각각과 IR 영역의 파장의 광의 광자수에 기초하여 표시 유닛의 표시를 제어한다. 예컨대, 처리부는, 기억부에 기억된 IR 영역의 파장의 광의 광자수에 따라 색을 설정하고, 복수의 좌표에 의해 나타내는 잉곳(11)의 표면(11a)의 복수의 영역의 각각이 설정된 색으로 표시되도록 잉곳(11)의 표면(11a)을 화상화한다.
도 4는, 표시 유닛에 표시되는 화상의 일례를 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 4에 있어서는, 편의 상, 광자수가 적은 영역(예를 들어, 패싯 영역)에 사선의 해칭이 부여되어 있다. 검출 장치(2)에 있어서는, 도 4에 도시된 화상(17)을 오퍼레이터가 눈으로 인식함으로써, 잉곳(11)의 불순물 농도가 상이한 영역(예를 들어, 패싯 영역(11f) 및 비패싯 영역(11g))을 더 용이하게 특정하는 것이 가능하다. 또한, 불순물 농도가 상이한 영역이 미리 특정되어 있는 잉곳(11)의 표면(11a)의 화상을 오퍼레이터가 눈으로 인식함으로써, 수광부(16)가 정상적으로 동작하고 있는지 여부를 확인하는 것도 가능하다.
또한, 검출 장치(2)는 본 발명의 일 형태에 불과하며, 본 발명의 검출 장치는 검출 장치(2)에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 검출 장치는, 잉곳으로부터 발생한 형광 중 IR 영역의 파장의 광만을 검출할 수 있는 것이면, 어떠한 구성이라도 좋다. 예를 들어, IR 영역의 파장의 광뿐만 아니라, 그것보다도 파장이 짧은 광이 수광면(16a)에 조사된 경우에, 수광부(16)가 IR 영역의 파장의 광만의 광자수를 나타내는 전기 신호를 출력하는 것이 가능하면, 검출 장치(2)에 있어서는, 필터(18)가 생략되어도 좋다.
또한, 본 발명의 검출 장치는, 검출 유닛(6)과는 상이한 구성을 갖는 검출 유닛을 구비해도 좋다. 도 5는, 검출 유닛(6)과는 상이한 구성을 갖는 검출 유닛을 갖는 검출 장치의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 5에 있어서는, 검출 장치의 구성 요소의 일부가 블록으로 도시되어 있다. 또한, 이하에서는, 검출 장치(2)의 구성 요소와 공통되는 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 5에 도시된 검출 장치(20)는, 잉곳(11)의 이면(11b)이 재치되는 상면(유지면)(4a)을 갖는 원반형의 척 테이블(4)을 갖는다. 척 테이블(4)의 상방에는, 검출 유닛(22)이 설치되어 있다. 검출 유닛(22)은, 여기 광원(8)을 갖는다.
여기 광원(8)은 여기광(A)을 측방의 다이크로익 미러(24)를 향해 조사한다. 다이크로익 미러(24)에서는, 여기광(A)(예를 들면, 파장 365nm의 광)이 반사된다. 한편, IR 영역의 파장(예를 들어, 750nm 이상의 파장의 광)의 광은, 다이크로익 미러(24)를 투과한다. 그리고, 다이크로익 미러(24)에 의해 반사된 여기광(A)은, 집광 렌즈(12)에 의해 집광된다.
또한, 검출 유닛(6)은, 다이크로익 미러(24)와 상방의 수광부(16)의 사이에 설치된 필터(18)를 가진다. 또한, 검출 유닛(6)의 상기 구성 요소는, 집광 렌즈(12)의 하방에 위치하는 부분이 개구된 케이스(26)에 수용되어 있다.
이 케이스(26)는, IR 영역의 파장의 광을 차단한다. 그 때문에, 집광 렌즈(12), 다이크로익 미러(24) 및 필터(18)를 투과한 IR 영역의 파장의 광만이 수광부(16)에 있어서 수광된다.
또한, 검출 유닛(22)은, 연직 방향 이동 기구(도시하지 않음)에 연결되어 있다. 연직 방향 이동 기구는, 예를 들어 볼 나사 및 모터 등을 갖는다. 그리고, 이 연직 방향 이동 기구가 동작하면, 검출 유닛(22)은, 연직 방향을 따라서 이동한다.
검출 장치(20)를 이용한 잉곳(11)의 불순물 농도가 상이한 영역(예컨대, 패싯 영역(11f) 및 비패싯 영역(11g))의 특정은, 예컨대, 이하의 순서로 행해진다. 우선, 척 테이블(4)의 유지면(4a)에 잉곳(11)이 흡인 유지된 상태에서, 여기광(A)의 집광점이 잉곳(11)의 표면(11a) 상의 점에 일치하도록 척 테이블(4)의 수평 방향의 위치와, 검출 유닛(6)의 연직 방향의 위치를 조정한다.
즉, 여기광(A)의 집광점이 유지면(4a)에 평행한 좌표 평면 상의 잉곳(11)의 표면(11a)에 포함되는 복수의 영역을 나타내는 복수의 좌표 중 어느 하나에 일치하도록 척 테이블(4) 및 검출 유닛(6)을 이동시킨다. 이어서, 여기 광원(8)이 여기광(A)을 조사한다. 이에 의해, 여기광(A)이 다이크로익 미러(24) 및 집광 렌즈(12)를 통해 잉곳(11)에 조사된다.
잉곳(11)에 여기광(A)이 조사되면, 잉곳(11)이 여기광(A)을 흡수하여 형광(B)이 발생한다. 잉곳(11)으로부터 생긴 형광(B)은, 집광 렌즈(12) 및 다이크로익 미러(24)를 통하여 필터(18)에 도달한다. 그리고, 형광(B) 중 IR 영역의 파장(예를 들어, 750nm 이상의 파장)의 광만이 필터(18)를 투과한다.
이에 의해, 수광부(16)가 IR 영역의 파장의 광을 수광하여, 그 광자수를 나타내는 전기 신호를 생성한다. 또한, 상기의 복수의 좌표의 나머지의 각각에 여기광(A)의 집광점을 일치시키도록 척 테이블(4) 및 검출 유닛(6)을 이동시킨 상태에서, 여기 광원(8)이 여기광(A)를 조사한다.
그 결과, IR 영역의 파장의 광의 광자수를 나타내는 전기 신호가 복수의 좌표와 동일한 수만큼 생성된다. 그 때문에, 검출 장치(20)에 있어서는, 도 2에 도시된 검출 장치(2)와 마찬가지로, 잉곳(11)의 불순물 농도가 상이한 영역(예컨대, 패싯 영역(11f) 및 비패싯 영역(11g))을 용이하게 특정하는 것이 가능하다.
그 외, 상기 서술한 실시형태 및 변형예에 관련된 구조 및 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
11: 잉곳
　　　　　(11a: 상면(표면), 11b: 하면(이면), 11c: c축)
　　　　　(11d: 수선, 11e: c면)
　　　　　(11f: 패싯 영역, 11g: 비패싯 영역)
13: 1차 오리엔테이션 플랫
15: 2차 오리엔테이션 플랫
17: 화상
2: 검출 장치
4: 척 테이블
6: 검출 유닛
8: 여기 광원
10: 미러
12: 집광 렌즈
14: 타원경(14a: 반사면)
16: 수광부(16a: 수광면)
18: 필터
20: 검출 장치
22: 검출 유닛
24: 다이크로익 미러
26: 케이스

Claims (4)

  1. 잉곳의 불순물 농도가 상이한 영역의 특정에 이용되는 검출 장치에 있어서,
    잉곳을 유지하는 유지면을 갖는 잉곳 유지 유닛과,
    상기 유지면에 유지된 상기 잉곳의 표면에 대해 미리 정해진 파장의 여기광을 조사하는 여기 광원과,
    상기 여기광에 의해 상기 잉곳으로부터 발생한 형광을 수광하여 적외선 영역의 파장의 광만의 광자수를 나타내는 전기 신호를 생성하는 수광부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 잉곳과 상기 수광부 사이의 상기 형광의 광로에 배치된 필터를 더 구비하고,
    상기 필터는, 적외선만을 투과하는 IR 필터를 포함하는, 검출 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유지면에 평행한 좌표 평면 상의 상기 잉곳의 표면에 포함되는 복수의 영역을 나타내는 복수의 좌표의 각각과, 상기 복수의 영역의 각각에 상기 여기광이 조사되었을 때에 상기 수광부가 수광하는 상기 적외선 영역의 파장의 광의 광자수를 연관시켜 기억하는 기억부를 더 구비하는, 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기억부에 연관시켜 기억된 상기 복수의 좌표의 각각과 상기 적외선 영역의 파장의 광의 광자수에 기초하여, 상기 잉곳의 표면에 대응하고, 또한, 불순물 농도가 상이한 영역이 특정된 화상을 표시 유닛에 표시시키는 처리부를 더 구비하는, 검출 장치.
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