CN105414776A - SiC锭块的切片方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供SiC锭块的切片方法，其能够高效地从SiC锭块切片出SiC基板。实施如下工序：初始分离层形成工序，使激光光线的聚光点(P)沿着分离预定面(4)与SiC锭块(1)的端面(2)平行地扫描，在离开端面的位置形成分离层(5)；重复工序，在该初始分离层形成工序后，使聚光点(P)从该分离层向端面侧每次移动与SiC板的厚度(D)相同的距离并与该端面平行地进行扫描，重复进行分离层的形成而形成多个分离层；和分离工序，对通过该重复工序形成的多个分离层施加外力，以分离层为起点进行剥离来获取多块SiC板(6)。能够减少用于使激光光线在SiC锭块的端面容易入射的镜面加工的次数，能够高效地从SiC锭块获取多块SiC板。

Description

SiC锭块的切片方法
技术领域
本发明涉及对由SiC构成的锭块进行切片而得到SiC板的方法。
背景技术
圆柱状或棱柱状的锭块被切片为多块板状工件。作为从锭块切片出板状工件的方法，存在通过钢丝锯进行切割的方法。例如，如果通过钢丝锯将由硅或玻璃等材质形成的锭块切割为一个个板状工件，则钢丝锯的切割余量(通过钢丝锯去除的部分的宽度)为100～150μm的宽度。因此，为了减小切片时的切割余量的宽度，提出有将激光光线的聚光点定位于锭块的内部并使聚光点扫描来从锭块切片出板状工件的方法(例如，参照下述专利文献1-3)。
这里，在锭块如上所述是硅或玻璃的情况下，通过激光光线加工的部分、即切片截面被加工为镜面。因此，通过重复进行在锭块的内部形成分离层的激光加工和以分离层为起点切片为板状工件的切片工序，能够从锭块得到板状工件。
专利文献1：日本特开2005-277136号公报
专利文献2：日本特开2004-299969号公报
专利文献3：日本特开2005-294325号公报
但是，在待进行切片的锭块是SiC锭块的情况下，通过激光光线加工后的切片截面不是成为镜面，而是成为了如梨皮表面那样粗糙的面。因此，每当从SiC锭块切片出1块SiC基板时，需要对进行了激光加工的切片截面进行镜面加工，作业效率极差。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，本发明所要解决的课题是高效地从SiC锭块切割出SiC板。
根据本发明，提供一种SiC锭块的切片方法，其特征在于，该SiC锭块的切片方法具备：初始分离层形成工序，使对于SiC锭块具有透过性的波长的激光光线从SiC锭块的端面入射并在SiC锭块的内部形成聚光点，使该聚光点沿着与该端面平行的分离预定面呈面状扫描，在从该端面离开的深度位置形成分离层；重复工序，在实施了该初始分离层形成工序后，使该聚光点从该分离层朝向该端面侧依次移动与待剥离的SiC板的厚度相同的距离，并使该聚光点与该端面平行地呈面状扫描，重复实施该分离层的形成，形成多个该分离层；和分离工序，在实施了该重复工序后，对通过该重复工序形成的多个该分离层施加外力，使SiC板以该分离层为起点分离，得到多块SiC板。
优选的是，SiC锭块的切片方法还具备下述这样的表面处理工序：在实施了所述分离工序后，使残留在SiC锭块的端面上的分离层形成为能够入射激光光线的面。
由于本发明的SiC锭块的切片方法具备：初始分离层形成工序，将激光光线的聚光点定位于离开SiC锭块的端面的深度位置，在SiC锭块的内部形成分离层；重复工序，使激光光线的聚光点从分离层向端面侧每次移动与SiC板的厚度相同的距离，在SiC锭块的内部形成多个分离层；和分离工序，对各分离层施加外力，获取多块SiC板，因此，能够以形成于SiC锭块的内部的多个分离层为起点切割出多块SiC板。
这样，由于使激光光线的聚光点从最初形成的分离层向入射侧的端面移动，因此，能够减少端面的镜面加工次数，其中，该端面的镜面加工用于使激光光线容易入射到SiC锭块中，并且能够高效地从SiC锭块切割出多块SiC板。
由于优选使SiC锭块的切片方法具备下述这样的表面处理工序：将在实施了分离工序后的SiC锭块的端面上残留的分离层形成为能够入射激光光线的面，因此，在残留的SiC锭块中进一步形成分离层进行切片时，激光光线容易入射到SiC锭块中，提高了作业效率。
附图说明
图1是示出SiC锭块和激光照射构件的结构的立体图。
图2是示出初始分离层形成工序的示意性的剖视图。
图3是示出重复工序的示意性的剖视图。
图4是示出在分离工序中使剥离构件接近SiC锭块的状态的示意性的剖视图。
图5是示出在分离工序中粘接剂被粘接于SiC板上的状态的示意性的剖视图。
图6是示出在分离工序中以分离层为起点将SiC板分离的状态的示意性的剖视图。
图7是示出表面处理工序的第1例的示意性的剖视图。
图8是示出表面处理工序的第2例的示意性的剖视图。
标号说明
1：SiC锭块；1a：第1锭块；1b：第2锭块；2、3：端面；4：分离预定面；5：分离层；6：SiC板；7：加工面；10：激光照射构件；11：激光振荡器；12：聚光器；13：激光光线；20：剥离构件；21：载置台；22：竖立设置基台；23：保持块；24：旋转构件；25：升降构件；250：滚珠丝杠；251：电机；252：升降部；26：保持部；260：供给孔；27：粘接剂供给源；28：粘接剂；30：磨削构件；31：主轴；32：轮座；33：磨轮；34：磨具；40：液体供给部；41：液体；42：液面。
具体实施方式
下面，对通过激光加工将图1所示的SiC锭块1切片为多个SiC板的切片方法进行说明。SiC锭块1是由碳化硅构成的锭块的一例，其形成为圆柱状。
(1)初始分离层形成工序
如图1所示，通过激光照射构件10在SiC锭块1的内部形成作为分离起点的分离层。激光照射构件10具备：激光振荡部11，其振荡出对于SiC具有透过性的波长的激光光线；和聚光器12，其配设于激光振荡部11的下侧并且使激光光线在SiC锭块1的内部的规定位置聚光。
首先，使SiC锭块1移动到激光照射构件10的下方。激光照射构件10将通过聚光器12聚光的激光光线的聚光点P定位在SiC锭块1的内部的规定深度的中心处。分离预定面4是使SiC锭块1在与Z轴方向垂直的方向上分离的面，通过聚光点P的定位来设定。
聚光点P的定位方法没有特别限定，但希望将聚光点P设定在这样的深度位置：该深度位置是考虑了聚光器12的焦点距离和激光光线的折射率，在SiC锭块1的内部能够实现激光光线的聚光的范围内，尽量远离锭块1的端面2的深度位置。
接下来，使SiC锭块1旋转，并且，激光照射构件10从激光振荡器11朝向SiC锭块1的端面2照射对于SiC具有透过性的波长的激光光线13。另外，SiC锭块1的端面2是激光光线入射的一侧的面，为了不妨碍激光光线的入射，希望将SiC锭块1的端面2镜面加工得较平坦。
激光照射构件10一边使激光振荡器11向SiC锭块1的径向移动，一边使聚光点P沿着与端面2平行的分离预定面4呈面状扫描，由此，使聚光于聚光点P的激光光线13从旋转的SiC锭块1的中心向外周侧移动，对与端面2平行的分离预定面4进行照射。其结果是，如图2所示，在SiC锭块1的内部形成与端面2平行的分离层5。
通过像这样在SiC锭块1的内部形成最初的分离层5，SiC锭块1中的比分离层5靠上方侧的部分构成为应该在后述的重复工序中形成多个分离层的第1锭块1a。另一方面，SiC锭块1中的比分离层5靠下侧的部分构成为第2锭块1b，该第2锭块1b在第1锭块1a被切片之后与第1锭块1a同样地进行切片。
在初始分离层形成工序中，除了一边使图1所示的SiC锭块1旋转一边使激光照射构件10在径向上移动来形成分离层5之外，例如，也可以将激光照射构件10固定，一边使SiC锭块1依次沿X轴方向、Y轴方向相对移动一边在SiC锭块1的内部形成分离层5。
(2)重复工序
在实施初始分离层形成工序之后，如图3所示，在第1锭块1a的内部形成多个与初始分离层形成工序中所形成的分离层5同样的分离层。具体而言，如图3的(a)所示，激光照射构件10使激光光线13的聚光点P从分离层5向SiC锭块1的端面2侧移动规定的距离的量。规定的距离是指与将要对第1锭块1a进行切片所得到的1块SiC板的厚度D相同的距离。SiC板的厚度D被设定为例如1mm。
接下来，使向端面2侧移动了与厚度D相同的距离的聚光点P，与端面2平行地进行扫描，使激光光线13与端面2平行地照射到第1锭块1a的内部而形成分离层5。如图3的(b)所示，一边使聚光点P向端面2侧每次移动与厚度D相同的距离，一边重复地形成与端面2平行的分离层5，在第1锭块1a的内部形成多个分离层5。像这样形成的激光加工的切割余量(分离层5的厚度)为10μm左右，因此，与通过钢丝锯对SiC锭块进行切片相比，切割余量变小，提高了后述的分离工序的作业效率。
(3)分离工序
在实施重复工序之后，使用图4所示的剥离构件20，对通过重复工序而形成的多个分离层5施加外力(例如，粘接力或按压力)，以分离层5为起点进行分离，从而，从第1锭块1a得到SiC板6。剥离构件20具备载置SiC锭块1的载置台21和在载置台21的上表面竖立设置的竖立设置基台22。在载置台21上配设有用于保持SiC锭块1的保持块23，该保持块23能够保持并固定SiC锭块1。此外，在载置台21的内部埋设有旋转构件24，该旋转构件24能够使SiC锭块1向规定的方向旋转。
在竖立设置基台22的侧部具备保持部26，该保持部26用于经由升降构件25来剥离SiC板。在保持部26上形成有供给孔260，在该供给孔260上连接有粘接剂供给源27。升降构件25具备：滚珠丝杠250，其与竖立设置基台22平行地延伸；电机251，其与滚珠丝杠250的一端连接；和升降部252，其一侧与竖立设置基台22滑动接触，在其另一侧连结有保持部26。在升降部252的内部形成有螺母，该螺母与滚珠丝杠250螺合。并且，电机251使滚珠丝杠250转动，由此，能够使保持部26与升降部252一起升降。
在欲使用剥离构件20从第1锭块1a得到多块SiC板6时，首先，如图4所示，将SiC锭块1载置于载置台21上，并且，通过保持块23将SiC锭块1固定。
接下来，升降构件25使保持部26与升降部252一起朝向接近SiC锭块1的端面2的方向下降。接下来，在保持部26即将抵接于端面2之前，使保持部26停止下降，如图5所示，使粘接剂28从粘接剂供给源27流入供给孔260，经由粘接剂28将第1锭块1a中的处于最上部的SiC板6固定安装于保持部26。
在保持部26经由粘接剂28保持SiC锭块1后，如图6所示，升降构件25使保持部26上升，由此，以分离层5为起点将1块SiC板6从第1锭块1a剥离。此时，优选使旋转构件24动作，从而使SiC锭块1在图5中例如向箭头A方向旋转，由此，容易使分离层5分离。此后，对接下来的SiC板6重复进行与上述相同的剥离动作。并且，以所有的分离层5为起点进行分离，从第1锭块1a得到多块SiC板6。
另外，在分离工序中，也可以使用未图示的按压构件对SiC锭块1的侧面部分施加按压力来使分离层5分离，从而，从第1锭块1a获取多块SiC板6。
(4)表面处理工序
在实施分离工序之后，由于在图7所示的第2锭块1b的端面3上形成有凹凸，因此，例如使用磨削构件30对端面3进行期望的磨削加工。磨削构件30具备：主轴31，其能够旋转；和磨轮33，其经由轮座32安装于主轴31的下端，并且在下部具有呈环状固定安装的多个磨具34。
磨削构件30通过使主轴31旋转而使磨轮33旋转，同时使磨轮33向第2锭块1b的端面3下降。接下来，一边通过旋转的磨具34按压第2锭块1b的端面3，一边将端面3磨削至以点划线所示的平坦的加工面7，从而去除凹凸而实现平坦化。由此，在对第2锭块1b实施上述的初始分离层形成工序和重复工序时，能够使激光光线在加工面7上恰当地入射并在期望的聚光点聚光，从而能够良好地将第2锭块1b切片。
此外，也可以代替对端面3的磨削，如图8所示，将具有与SiC的折射率接近的折射率的液体41从配设于第2锭块1b的上方的液体供给部40滴下至第2锭块1b的端面3上，在该端面3上形成平坦的液面42，由此，使上述激光光线13恰当地入射到第2锭块1b的内部。
进而，也可以使用例如磨轮对第2锭块1b的端面3进行镜面加工而形成平坦的加工面。
这样，在本实施方式所示的SiC锭块的切片方法中，实施初始分离层形成工序，将激光光线13的聚光点P定位在从SiC锭块1的端面2离开的位置来形成最初的分离层5，并实施重复工序，使聚光点向端面2侧每次移动与SiC板的厚度D相同的距离而在SiC锭块1的内部形成多个分离层5，然后实施分离工序，因此，能够高效地从SiC锭块1得到多块的SiC板6。

Claims (2)

1.一种SiC锭块的切片方法，其特征在于，
该SiC锭块的切片方法具备：
初始分离层形成工序，使对于SiC锭块具有透过性的波长的激光光线从SiC锭块的端面入射并在SiC锭块的内部形成聚光点，使该聚光点沿着与该端面平行的分离预定面呈面状扫描，在从该端面离开的深度位置形成分离层；
重复工序，在实施了该初始分离层形成工序后，使该聚光点从该分离层朝向该端面侧依次移动与待剥离的SiC板的厚度相同的距离，并使该聚光点与该端面平行地呈面状扫描，重复实施该分离层的形成，形成多个该分离层；和
分离工序，在实施了该重复工序后，对通过该重复工序形成的多个该分离层施加外力，使SiC板以该分离层为起点分离，得到多块SiC板。
2.根据权利要求1所述的SiC锭块的切片方法，其中，
该SiC锭块的切片方法还具备下述这样的表面处理工序：在实施了所述分离工序后，使残留在SiC锭块的端面上的分离层形成为能够入射激光光线的面。
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