DE102022203566A1

DE102022203566A1 - Laserbearbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102022203566A1
Application number: DE102022203566.6A
Authority: DE
Inventors: Setsuo Yamamoto
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2021-04-15
Filing date: 2022-04-08
Publication date: 2022-10-20
Also published as: US20220331901A1; KR20220142927A; JP2022164087A; CN115302108A; TW202242213A

Abstract

Eine Laserbearbeitungsvorrichtung beinhaltet einen Spanntisch, der einen SiC-Ingot an dessen Haltefläche hält, eine Laserstrahl-Bestrahlungseinheit, die den Brennpunkt eines Laserstrahls auf einer Tiefe positioniert, die der Dicke eines von einer ersten Fläche aus herzustellenden Wafers entspricht, und die den SiC-Ingot mit dem Laserstrahl bestrahlt, um eine Trennschicht auszubilden, die durch eine Trennung von SiC in Si und C und eine Erstreckung von Rissen entlang einer c-Ebene entsteht, eine Bewegungseinheit, die den Spanntisch und die Laserstrahl-Bestrahlungseinheit relativ zueinander bewegt, und eine Trennschicht-Untersuchungseinheit, die eine Bestrahlung mit Untersuchungslicht so einer Wellenlänge ausführt, die in Bezug auf den SiC-Ingot eine Transmissionsfähigkeit aufweist und durch die Trennschicht reflektiert wird, und welche die Trennschicht über die Intensität reflektierten Lichts untersucht. Die Haltefläche weist eine Farbe auf, die das Untersuchungslicht absorbiert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laserbearbeitungsvorrichtung und insbesondere einen Spanntisch einer Laserbearbeitungsvorrichtung.
BESCHREIBUNG DES IN BEZIEHUNG STEHENDEN STANDS DER TECHNIK
Bauelemente, wie zum Beispiel integrierte Schaltkreise (ICs), großflächige integrierte Schaltkreise (LSI), lichtemittierende Dioden (LEDs) und Leistungsbauelemente sind an Funktionsschichten ausgebildet, die auf so eine Weise über eine Fläche eines Wafers, der Silizium (Si), Al₂O₃ (Saphir) oder einkristallines Siliziumcarbid (SiC) als ein Material enthält, geschichtet, dass sie durch mehrere geplante Trennlinien, die sich kreuzen, gekennzeichnet sind. Der Wafer, in dem die Bauelemente ausgebildet sind, wird durch Ausführen einer Bearbeitung an den geplanten Trennlinien durch eine Schneidvorrichtung oder eine Laserbearbeitungsvorrichtung in die einzelnen Bauelemente geteilt, und die jeweiligen durch das Teilen erhaltenen Bauelemente werden für Teile elektrischer Ausrüstung, wie zum Beispiel Mobiltelefonen und Personal Computer, verwendet.
Der Wafer, in dem die Bauelemente ausgebildet werden sollen, wird im Allgemeinen durch eine Drahtsäge durch ein dünnes Abschneiden eines Ingots hergestellt, der eine Kreissäulenform aufweist. Eine vordere Fläche und eine hintere Fläche des durch das Schneiden erhaltenen Wafers werden zu Spiegelflächen nachbearbeitet, indem sie poliert werden. Jedoch gibt es das Problem, dass, wenn der Ingot durch eine Drahtsäge geschnitten wird und die vordere Fläche und die hintere Fläche des Wafers, die durch das Schneiden erhalten werden, poliert werden, ein großer Anteil (70% bis 80%) des Ingots zu Ausschuss wird und dies unwirtschaftlich ist. Insbesondere in dem Fall eines SiC-Ingots ist dessen Härte hoch und es ist schwierig, den SiC-Ingot durch eine Drahtsäge zu schneiden. Folglich wird eine nennenswerte Bearbeitungszeit benötigt, und die Produktivität ist niedrig. Zudem ist der Stückpreis des Ingots hoch und es gibt das Problem einer effizienten Herstellung des Wafers.
Somit hat die vorliegende Anmelderin die folgende Technik vorgeschlagen: ein Brennpunkt eines Laserstrahl mit einer Wellenlänge, die in Bezug auf einkristallines SiC eine Transmissionsfähigkeit aufweist, wird im Inneren eines SiC-Ingots positioniert, der SiC-Ingot wird mit dem Laserstrahl bestrahlt, um auf einer geplanten Schneidebene eine Trennschicht auszubilden, und ein Wafer wird von dem SiC-Ingot entlang der geplanten Schnittebene bzw. Schneidebene getrennt, bei welcher die Trennschicht ausgebildet wird (siehe zum Beispiel das japanische Patent Nr. 6399913 ).
Jedoch gibt es das Problem, dass es schwierig ist, eine ordnungsgemäße Trennschicht entlang der geplanten Trennlinie mit den anfangs eingestellten Bearbeitungsbedingungen auszubilden, wenn die Höhe des SiC-Ingots aufgrund einer Wiederholung einer Trennung eines Wafers abnimmt und eine Änderung in der Kristallstruktur der geplanten Schneidebene verursacht wird. Folglich wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem eine Trennschicht während einer Laserbearbeitung oder nach der Laserbearbeitung mit Untersuchungslicht bestrahlt wird und aus der Helligkeit reflektierten Lichts des Untersuchungslichts überprüft wird, ob die Trennschicht ordnungsgemäß ausgebildet worden ist (siehe zum Beispiel das offengelegte japanische Patent Nr. 2020-205312 ).
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Jedoch führt das in dem offengelegten japanischen Patent Nr. 2020-205312 offenbarte Herstellungsverfahren für einen Wafer zu folgendem Problem. Insbesondere wenn ein SiC-Ingot dünn wird, gibt es die Sorge, dass die Helligkeit eines aufgenommenen Bilds aufgrund des Einflusses des Untersuchungslichts, das durch einen Spanntisch (dessen Haltefläche) reflektiert wird, ansteigt, sich das Untersuchungsergebnis der Trennschicht ändert und ein Fehler bei dem Untersuchungsergebnis der jeweiligen Trennschichten auftritt.
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die einen Fehler bei einem Untersuchungsergebnis eines SiC-Ingots unterdrückt.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, die eine Trennschicht in einem SiC-Ingot ausbildet. Die Laserbearbeitungsvorrichtung beinhaltet einen Spanntisch, der den SiC-Ingot an dessen Haltefläche hält, und eine Laserstrahl-Bestrahlungseinheit, die einen Strahlkondensor aufweist, der den Brennpunkt eines Laserstrahls mit einer Wellenlänge, die in Bezug auf SiC eine Transmissionsfähigkeit aufweist, auf einer Tiefe positioniert, die der Dicke eines von einer oberen Fläche des SiC-Ingots aus herzustellenden Wafers entspricht, und die den SiC-Ingot mit dem Laserstrahl bestrahlt, um die Trennschicht auszubilden, die aus einer Trennung von SiC in Si und Kohlenstoff (C) und einer Erstreckung von Rissen entlang einer c-Ebene entsteht. Die Laserbearbeitungsvorrichtung beinhaltet auch eine Bewegungseinheit, die den Spanntisch und die Laserstrahl-Bestrahlungseinheit relativ zueinander bewegt, und eine Trennschicht-Untersuchungseinheit, die eine Bestrahlung mit Untersuchungslicht mit so einer Wellenlänge ausführt, die in Bezug auf den SiC-Ingot eine Transmissionsfähigkeit aufweist und durch die Trennschicht reflektiert wird, und welche die Trennschicht über die Intensität reflektierten Lichts untersucht. Die Haltefläche des Spanntischs weist eine Farbe auf, die das Untersuchungslicht absorbiert.
Insbesondere ist das Untersuchungslicht sichtbares Licht. Vorzugsweise beinhaltet die Haltefläche des Spanntischs eine poröse Platte. Vorzugsweise ist die poröse Platte aus porösem Glas aufgebaut.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird der Effekt bereitgestellt, dass ein Fehler bei dem Untersuchungsergebnis des SiC-Ingots unterdrückt werden kann.
Der obige und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Weise ihrer Umsetzung werden durch ein Studium der folgenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüche, unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen, die einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, deutlicher, und die Erfindung selbst wird hierdurch am besten verstanden.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel einer Laserbearbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform veranschaulicht;
2 ist eine Draufsicht eines SiC-Ingots, der ein Bearbeitungsziel der in 1 veranschaulichten Laserbearbeitungsvorrichtung ist;
3 ist eine Seitenansicht des in 2 veranschaulichten SiC-Ingots;
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Wafers, der durch Abtrennen eines Teils des in 2 veranschaulichten SiC-Ingots hergestellt worden ist;
5 ist eine seitliche Teilschnittansicht, die einen Spanntisch der in 1 veranschaulichten Laserbearbeitungsvorrichtung veranschaulicht;
6 ist eine perspektivische Ansicht, die den Zustand veranschaulicht, in dem die in 1 veranschaulichte Laserbearbeitungsvorrichtung in dem SiC-Ingot Trennschichten ausbildet;
7 ist eine Schnittansicht, die einen Teil des Zustands veranschaulicht, in dem die in 1 veranschaulichte Laserbearbeitungsvorrichtung die Trennschichten in dem SiC-Ingot ausbildet;
8 ist eine perspektivische Ansicht, die den Zustand veranschaulicht, in dem die in 1 veranschaulichte Laserbearbeitungsvorrichtung in dem an dem Spanntisch gehaltenen SiC-Ingot für eine Untersuchung Trennschichten ausbildet;
9 ist eine Schnittansicht, die einen Teil des Zustands veranschaulicht, in dem die in 1 veranschaulichte Laserbearbeitungsvorrichtung in dem an dem Spanntisch gehaltenen SiC-Ingot Trennschichten für eine Untersuchung ausbildet;
10 ist eine Seitenansicht, die den Zustand schematisch veranschaulicht, in dem eine Trennschicht-Untersuchungseinheit der in 1 veranschaulichten Laserbearbeitungsvorrichtung die Trennschichten für eine Untersuchung abbildet, die in dem SiC-Ingot ausgebildet sind;
Die 11A bis 11D sind Schaubilder, die Bilder schematisch veranschaulichen, welche durch die in 10 veranschaulichte Trennschicht-Untersuchungseinheit aufgenommen worden sind; und
12 ist eine Seitenansicht, die den Zustand schematisch veranschaulicht, in dem eine Erfassungseinheit einer Laserbearbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform einen Facettenbereich in dem SiC-Ingot erfasst.

AUSFÜHRLICHE ERLÄUTERUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht durch die in den folgenden Ausführungsformen beschriebenen Inhalte beschränkt. Zudem ist das, was auf einfache Weise durch den Fachmann angenommen werden kann und was im Wesentlichen das Gleiche ist, durch die nachfolgend beschriebenen Bestandteile umfasst. Darüber hinaus können nachfolgend beschriebene Ausführungen auf geeignete Weise kombiniert werden. Zudem können vielfältige Arten von Weglassungen, Ersetzungen oder Änderungen einer Ausführung ausgeführt werden, ohne den Gegenstand der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
[Erste Ausführungsform]
Basierend auf Zeichnungen wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung 1 in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel der Laserbearbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform veranschaulicht. 2 ist eine Draufsicht eines SiC-Ingots, der ein Bearbeitungsziel der in 1 veranschaulichten Laserbearbeitungsvorrichtung ist. 3 ist eine Seitenansicht des in 2 veranschaulichten SiC-Ingots. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Wafers, der durch Abtrennen eines Teils des in 2 veranschaulichten SiC-Ingots hergestellt worden ist. 5 ist eine seitliche Teilschnittansicht, die einen Spanntisch der in 1 veranschaulichten Laserbearbeitungsvorrichtung veranschaulicht. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die den Zustand veranschaulicht, in dem die in 1 veranschaulichte Laserbearbeitungsvorrichtung Trennschichten in dem SiC-Ingot ausbildet. 7 ist eine Schnittansicht, die einen Teil des Zustands veranschaulicht, in dem die in 1 veranschaulichte Laserbearbeitungsvorrichtung in dem SiC-Ingot die Trennschichten ausbildet.
(SiC-Ingot)
Die in 1 veranschaulichte Laserbearbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform ist eine Bearbeitungsvorrichtung, die an einem in 2 veranschaulichten SiC-Ingot 200 eine Laserbearbeitung ausführt. Der SiC-Ingot 200, der ein Bearbeitungsziel der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform ist und der in 2 und 3 veranschaulicht wird, ist aus SiC-aufgebaut und ist bei der ersten Ausführungsform als Ganzes mit einer Kreissäulenform ausgebildet. Bei der ersten Ausführungsform ist der SiC-Ingot 200 ein hexagonaler, einkristalliner SiC-Ingot.
Wie in 2 und 3 veranschaulicht, weist der SiC-Ingot 200 eine erste Fläche 201, die mit einer Kreisform ausgebildet und die eine obere Fläche ist, eine zweite Fläche 202, die sich in Bezug zu der ersten Fläche 201 auf der hinteren Seite des SiC-Ingots 200 befindet und die kreisförmig ausgebildet ist, und eine Umfangsfläche 203 auf, die mit einer Außenkante der ersten Fläche 201 und einer Außenkante der zweiten Fläche 202 verbunden ist. Ferner weist der SiC-Ingot 200 bei der Umfangsfläche 203 eine erste Ausrichtungsebene 204, welche die Kristallausrichtung angibt, und eine zweite Ausrichtungsebene 205 senkrecht zu der ersten Ausrichtungsebene 204 auf. Eine Länge 204-1 der ersten Ausrichtungsebene 204 ist länger als eine Länge 205-1 der zweiten Ausrichtungsebene 205.
Darüber hinaus weist der SiC-Ingot 200 eine c-Achse 208 und eine c-Ebene 209 auf. Die c-Achse 208 ist in Bezug auf eine senkrechte Linie 206, die senkrecht zu der ersten Fläche 201 ist, um einen Abweichungswinkel α in einer Neigungsrichtung 207 in Richtung der zweiten Ausrichtungsebene 205 geneigt. Die c-Ebene 209 ist senkrecht zu der c-Achse 208. Die c-Ebene 209 ist in Bezug auf die erste Fläche 201 des SiC-Ingots 200 um den Abweichungswinkel α geneigt. Die Neigungsrichtung 207 der c-Achse 208 von der senkrechten Linie 206 aus ist senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der zweiten Ausrichtungsebene 205 und ist parallel zu der ersten Ausrichtungsebene 204.
Eine unzählige Anzahl von c-Ebenen 209 ist auf der molekularen Ebene des SiC-Ingots 200 in dem SiC-Ingot 200 eingerichtet. Bei der ersten Ausführungsform ist der Abweichungswinkel α auf 1°, 4° oder 6° eingestellt. Jedoch kann der SiC-Ingot 200 bei der vorliegenden Erfindung mit einem Abweichungswinkel α hergestellt sein, der zum Beispiel in einem Bereich von 1° bis 6° frei eingestellt ist.
Ferner wird die erste Fläche 201 des SiC-Ingots 200 durch eine Schleifvorrichtung einer Schleifbearbeitung ausgesetzt und wird dann durch eine Poliervorrichtung einer Polierbearbeitung ausgesetzt. Folglich wird die erste Fläche 201 als Spiegelfläche ausgebildet. Ein Teil des SiC-Ingots 200 auf der Seite der ersten Fläche 201 wird von dem SiC-Ingot 200 getrennt, und ein in 4 veranschaulichter Wafer 220 wird von dem abgetrennten einen Teil erhalten. Darüber hinaus gibt es als SiC-Ingot 200 mehrere Arten von Ingots, die sich in ihrem Durchmesser 210 unterscheiden.
Der in 4 veranschaulichte Wafer 220 wird durch Abtrennen eines Teils des SiC-Ingots 200, der dessen erste Fläche 201 beinhaltet, als Wafer 220 und durch Ausführen der Schleifbearbeitung, Polierbearbeitung, usw. an einer Trennfläche 221, die von dem SiC-Ingot 200 getrennt worden ist, hergestellt. Nachdem der Wafer 220 von dem SiC-Ingot 200 getrennt worden ist, werden an einer vorderen Fläche des Wafers 220 Bauelemente ausgebildet. Bei der ersten Ausführungsform ist das Bauelement ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), mikroelektromechanische Systeme (MEMS) oder eine Schottky-Diode (SBD). Jedoch ist das Bauelement bei der vorliegenden Erfindung nicht auf den MOSFET, die MEMS und die SBD beschränkt. Es ist anzumerken, dass Teile des Wafers 220, welche die gleichen wie die des SiC-Ingots 200 sind, die gleichen Bezugszeichen erhalten und dass deren Beschreibung weggelassen wird.
Nachdem eine in 3 veranschaulichte Trennschicht 211 ausgebildet worden ist, wird bei dem in 2 und 3 veranschaulichten SiC-Ingot 200 ein Teil, das heißt der herzustellende Wafer 220, mit der Trennschicht 211 als Ausgangspunkt geteilt und getrennt. Die Trennschicht 211 wird durch die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform ausgebildet. Des Weiteren wird eine Trennfläche 212 des SiC-Ingots 200, von welcher der Wafer 220 abgetrennt wird, durch eine Schleifbearbeitung und Polierbearbeitung zu einer Spiegelfläche ausgebildet, und die Trennfläche 212 wird zu der ersten Fläche 201 ausgebildet. Dann wird die Trennschicht 211 ausgebildet, und der Wafer 220 wird erneut abgetrennt. Auf diese Weise wird die Dicke des SiC-Ingots 200 im Zusammenhang mit dem Abtrennen des Wafers 220 dünner, und die Trennschicht 211 wird ausgebildet und der Wafer 220 wird getrennt, bis die Dicke des SiC-Ingots 200 zu einer vorbestimmten Dicke wird.
(Laserbearbeitungsvorrichtung)
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform ist eine Bearbeitungsvorrichtung, welche die Trennschicht 211 in dem SiC-Ingot 200 ausbildet. Wie in 1 veranschaulicht, weist die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 einen Spanntisch 10, der den SiC-Ingot 200 hält, eine Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 20, eine Bewegungseinheit 30, eine Trennschicht-Untersuchungseinheit 40, die den durch den Spanntisch 10 gehaltenen SiC-Ingot 200 mit Untersuchungslicht 41 (das in 1 veranschaulicht ist und bei der ersten Ausführungsform sichtbares Licht ist) bestrahlt, um die Trennschicht 211 zu untersuchen, und eine Steuerungseinheit 100 auf.
Der Spanntisch 10 ist an einer Rotationsbewegungseinheit 33 der Bewegungseinheit 30 angeordnet und hält den SiC-Ingot 200 an einer Haltefläche 11 von dieser, die parallel zu der horizontalen Richtung ist. Wie in 1 und 5 veranschaulicht, beinhaltet der Spanntisch 10 eine kreisförmige plattenförmige poröse Platte 12, welche die Haltefläche 11 ausbildet, an welcher der SiC-Ingot 200 unter Saugwirkung gehalten wird, und eine Basis 13, die den Außenumfang der porösen Platte 12 umgibt.
Bei der ersten Ausführungsform ist die Basis 13 aus einem Metall, wie zum Beispiel rostfreiem Stahl, aufgebaut. Die Basis 13 ist ein nicht-poröser Körper mit einer Luftundurchlässigkeit und ist mit einer dicken Kreisplattenform ausgebildet. Die Basis 13 ist an der Rotationsbewegungseinheit 33 der Bewegungseinheit 30 angeordnet. Wie in 5 veranschaulicht, ist der Außendurchmesser der Basis 13 auf einen größeren Durchmesser eingestellt als der des SiC-Ingots 200, und ein Aussparungsteil 132, in dem die poröse Platte 12 angebracht wird, ist bei der Mitte einer oberen Fläche 131 der Basis 13 hergestellt. Bei der Basis 13 ist die obere Fläche 131 auf der gleichen Ebene wie die Haltefläche 11 angeordnet, wenn die poröse Platte 12 in dem Aussparungsteil 132 angebracht ist.
Der Aussparungsteil 132 weist eine planare Form auf, die mit einer Kreisform ausgebildet ist, und weist einen Außendurchmesser auf, der größer eingerichtet ist als der des SiC-Ingots 200. Der Aussparungsteil 132 ist bei so einer Position angeordnet, dass er mit der Basis 13 koaxial ist. In dem Aussparungsteil 132 sind mehrere Saugnuten 133 mit einer Form aus konzentrischen Kreisen und Saugnuten 134 für eine Verbindung, die verursacht, dass die Saugnuten 133 miteinander kommunizieren, in einer Bodenfläche 34 hergestellt. Diese Saugnuten 133 und 134 sind so ausgebildet, dass sie von der Bodenfläche des Aussparungsteils 132 aus ausgespart sind. Des Weiteren kommuniziert ein Verbindungspfad 135, der in der Bodenfläche des Aussparungsteils 132 mündet, mit diesen Saugnuten 133 und 134.
Der Verbindungspfad 135 ist mit einem Saugpfad 137 verbunden, der mit einer Saugquelle 14, wie zum Beispiel einem Ejektor, verbunden ist und an dem ein Öffnungs-/Schließventil 136 angeordnet ist. Wenn das Öffnungs-/Schließventil 136 geöffnet ist und ein Unterdruck von der Saugquelle 14 auf den Saugpfad 137 wirkt, verursacht die Basis 13, dass der Unterdruck von der Saugquelle 14 auf die poröse Platte 12 wirkt, die in das Aussparungsteil 132 passt und die Haltefläche 11 der porösen Platte 12 ansaugt. Wenn die Basis 13 an der Rotationsbewegungseinheit 33 angeordnet ist, ist zudem ein Abzweigungssaugpfad 139, der von dem Saugpfad 137 abgezweigt ist und auf dem ein Öffnungs-/Schließventil 138 angeordnet ist, der Bodenfläche der Basis 13 zugewandt angeordnet. Wenn das Öffnungs-/Schließventil 138 geöffnet ist und der Unterdruck von der Saugquelle 14 auf den Abzweigungssaugpfad 139 wirkt, wird die Bodenfläche der Basis 13 durch die Rotationsbewegungseinheit 33 angesaugt und die Basis 13 wird fixiert.
Des Weiteren weist eine äußere vordere Fläche der Basis 13 (insbesondere eine relativ zu dem Aussparungsteil 132 äußere vordere Fläche auf der Außenumfangsseite) eine Farbe 15 auf (in 1 durch eine grobe Schraffur veranschaulicht), welche das Untersuchungslicht 41 absorbiert. Die Farbe 15, die das Untersuchungslicht 41 absorbiert, ist eine Farbe mit einer höheren Absorptionsfähigkeit des Untersuchungslichts 41 als Weiß, Braun und Silber, welche die Farben der äußeren vorderen Fläche des Spanntischs sind, die üblicherweise verwendet werden. Es ist wünschenswert, dass die Farbe 15, die das Untersuchungslicht 41 absorbiert, etwas ist, das dunkle Farbe genannt wird. Die dunkle Farbe ist ein dunkles Grau als achromatische Farbe oder eine dunkle chromatische Farbe, die Schwarz beinhaltet und die einen niedrigen Farbwert aufweist. Ferner ist es wünschenswert, dass die Farbe 15 eine tiefdunkle Farbe ist, und es ist wünschenswert, dass die Farbe 15 Schwarz ist.
Wie oben beinhaltet die Farbe 15, die das Untersuchungslicht 41 absorbiert, eine dunkle Farbe, eine tiefdunkle Farbe und Schwarz. Bei der ersten Ausführungsform ist die Farbe der äußeren vorderen Fläche der Basis 13 (insbesondere die relativ zu dem Aussparungsteil 132 äußere vordere Fläche auf der Außenumfangsseite) schwarz als Farbe 15, die das Untersuchungslicht 41 absorbiert. Bei der ersten Ausführungsform ist schwarze Farbe als Farbe 15, die das Untersuchungslicht 41 absorbiert, auf die äußere vordere Fläche der Basis 13 aufgebracht (insbesondere die relativ zu dem Aussparungsteil 132 äußere vordere Fläche auf der Außenumfangsseite) . Wie oben ist es bei der vorliegenden Erfindung wünschenswert, dass die Farbe der äußeren vorderen Fläche der Basis 13 eine dunkle Farbe, eine tiefdunkle Farbe oder schwarz ist.
Die poröse Platte 12 ist ein kreisplattenförmiger poröser Körper, der eine Luftdurchlässigkeit aufweist und einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser des SiC-Ingots 200 und der dem Innendurchmesser des Aussparungsteils 132 gleicht. Die poröse Platte 12 ist in dem Aussparungsteil 132 fixiert und eine untere Fläche von dieser ist an der Bodenfläche des Aussparungsteils 132 der Basis 13 durch ein Haftmittel fixiert, das in dem Schaubild nicht veranschaulicht ist. Eine obere Fläche der porösen Platte 12 ist die Haltefläche 11, die den SiC-Ingot 200 unter Saugwirkung hält. Dementsprechend beinhaltet die Haltefläche 11 des Spanntischs 10 die poröse Platte 12.
Die poröse Platte 12 ist an der Basis 13 fixiert, und die Haltefläche 11 wird geschliffen, um parallel zu der horizontalen Richtung flach ausgebildet zu sein. Die Haltefläche 11 der porösen Platte 12 ist auf der gleichen Ebene wie die obere Fläche 131 der Basis 13 angeordnet. Die poröse Platte 12 ist durch den Verbindungspfad 135, der in der Basis 13 hergestellt ist, und dem Saugpfad 137 mit der Saugquelle 14 verbunden. Wenn das Öffnungs-/Schließventil 136 geöffnet ist und der Unterdruck von der Saugquelle 14 auf die poröse Platte 12 wirkt, hält die poröse Platte 12 den SiC-Ingot 200 unter Saugwirkung an der Haltefläche 11.
Bei der ersten Ausführungsform ist die poröse Platte 12 durch miteinander Koppeln von mehreren Glaspartikeln ausgebildet. Der Glaspartikel ist aus Natronglas (bei der ersten Ausführungsform Kalk-Natron-Glas) aufgebaut, das ein Glasmaterial mit einer Durchlässigkeit für sichtbares Licht ist. Jeder Glaspartikel weist eine Kugelform und eine im Wesentlichen gleiche Partikelgröße auf. Es wird bevorzugt, dass die Glaspartikel dichte Partikel sind, die keine Luftblase aufweisen. Solche Glaspartikel können zum Beispiel durch Sprühtrocknung hergestellt werden.
Ein Sprühtrockner (Sprühtrocknungsvorrichtung) weist eine Düse oder Scheibe zum Zerstäuben einer Rohflüssigkeit aus Glas auf. Die Rohflüssigkeit aus Glas, die durch die Oberflächenspannung usw. kugelförmig atomisiert worden ist, wird heißer Luft ausgesetzt, welche der Trocknungskammer zugeführt wird. Folglich verfestigt sich die atomisierte Rohflüssigkeit, um zu Glaspartikeln zu werden, welche die Kugelform und eine entsprechende Partikelgröße aufweisen.
Bei der ersten Ausführungsform werden Glaspartikel verwendet, die eine Partikelgröße von mindestens 3 µm und höchstens 4 mm aufweisen. Die Partikelgröße der Glaspartikel ist vorzugsweise mindestens 5 µm und größten Falls 300 µm und ist noch bevorzugter mindestens 30 µm und größten Falls 200 µm.
Die Partikelgröße der Glaspartikel weist in Übereinstimmung mit einer Gaußverteilung eine vorbestimmte Variation auf. Wenn die Partikelgröße der Glaspartikel zum Beispiel ein vorbestimmter Wert von bis zu 100 µm ist, wird eine Partikelgruppe verwendet, bei der die Standardabweichung gleich oder kleiner als 5 µm ist. Wenn die Partikelgröße der Glaspartikel ferner zum Beispiel ein vorbestimmter Wert von mindestens 101 µm und maximal 300 µm ist, wird eine Partikelgruppe verwendet, bei der die Standardabweichung gleich oder kleiner als 10 µm ist.
Die poröse Platte 12 wird wie folgt hergestellt. Als erstes werden mehrere Glaspartikel in einer nicht veranschaulichten Form mit einem Aussparungsteil, der eine Kreisscheibenform aufweist, platziert und durch eine nicht veranschaulichte Deckelplatte versiegelt. Dann werden die Form, die Deckelplatte und die Glaspartikel in einen Brennofen gegeben und bei einer vorbestimmten Temperatur von mindestens 600°C und höchstens 1300°C gebrannt.
Bei der ersten Ausführungsform werden die Glaspartikel mit einer vorbestimmten Temperatur von mindestens 700°C und höchstens 800°C für einen vorbestimmten Zeitraum von in etwa mindestes 30 Minuten und in etwa bis zu drei Stunden gebrannt.
Durch das Brennen wird die poröse Platte 12 hergestellt, bei der benachbarte Kugelglaspartikel teilweise miteinander verbunden sind, wobei Poren in einem Spalt zwischen den benachbarten Glaspartikeln verbleiben. Auf diese Weise ist die poröse Platte 12 aus porösem Glas aufgebaut.
Wenn die Zeit, mit der die Glaspartikel gebrannt werden, länger ist, wird die Zeit länger, bei der das Glasmaterial flüssig ist. Folglich steigt der Kontaktbereich zwischen den Glaspartikeln an und die Porosität sinkt. Zum Beispiel ist die Porosität der porösen Platte 12, bei welcher die Brennzeit drei Stunden beträgt, geringer als die der porösen Platte 12, deren Brennzeit 30 Minuten beträgt.
Bei der ersten Ausführungsform ist die Porosität der porösen Platte 12 mindestes 5 Vol.% und maximal 40 Vol.%. Die Porosität kann basierend auf der Temperatur beim Brennen, dem Druck, der Menge an der den Glaspartikeln zugesetzten Fritte usw. sowie der Brenndauer auf angemessene Weise eingestellt werden. Die Fritte ist ein Pulver, das aus dem gleichen Glasmaterial ausgebildet ist wie die Glaspartikel und das einen kleineren Durchmesser als die Glaspartikel aufweist.
In dem Fall, in dem der Saugdruck, der von der Saugquelle 14 aufgebracht wird, in dem Zustand -92,7 kPa (Manometerdruck) ist, in dem die poröse Platte 12 an dem Aussparungsteil 132 angebracht ist und die Basis 13 an der Rotationsbewegungseinheit 33 fixiert ist, wird der Druck in dem Saugpfad 137 zu mindestens -65 kPa (Manometerdruck) und bis zu -50 kPa (Manometerdruck), wenn nichts auf der Haltefläche 11 platziert ist. In dem Fall, in dem der von der Saugquelle 14 aufgebrachte Saugdruck in dem Zustand -92,7 kPa (Manometerdruck) ist, in dem die poröse Platte 12 an dem Aussparungsteil 132 angebracht ist und die Basis 13 an der Rotationsbewegungseinheit 33 fixiert ist, wird der Druck in dem Saugpfad 137 ferner zu -84,2 kPa (Manometerdruck), wenn der SiC-Ingot 200, dessen Durchmesser 210 4 Zoll beträgt, auf der Haltefläche 11 platziert wird, wird der Druck in dem Saugpfad 137 -87,9 kPa (Manometerdruck), wenn der SiC-Ingot 200, dessen Durchmesser 210 6 Zoll beträgt, auf der Haltefläche 11 platziert wird, und wird der Druck in dem Saugpfad 137 zu -91,5 kPa (Manometerdruck), wenn der SiC-Ingot 200, dessen Durchmesser 210 8 Zoll beträgt, auf der Haltefläche 11 platziert wird.
Ferner weist bei der porösen Platte 12 bei der ersten Ausführungsform zumindest die Haltefläche 11 die Farbe 15 auf (in 1 durch eine dichte Schraffur veranschaulicht), die ähnlich wie die Basis 13 das Untersuchungslicht 41 absorbiert. Bei der ersten Ausführungsform ist die poröse Platte 12 durch Mischen schwarzer Pigmente, wie zum Beispiel Kohlenstoffpulver oder Pulver aus einem Mineral zu Glaspartikeln, usw. ausgebildet, und die gesamte Farbe der porösen Platte 12 ist als Farbe 15 Schwarz, die das Untersuchungslicht 41 absorbiert. Ferner kann bei der vorliegenden Erfindung schwarze Farbe als die Farbe 15, die das Untersuchungslicht 41 absorbiert, auf zumindest die Haltefläche 11 der porösen Platte 12, ähnlich wie bei der Basis 13, aufgebracht werden.
Es ist anzumerken, dass bei der ersten Ausführungsform die Farbe 15, die das Untersuchungslicht 41 absorbiert, Schwarz ist. Jedoch ist die Farbe 15 bei der vorliegenden Erfindung nicht auf Schwarz beschränkt, solange es eine Farbe mit einer höheren Absorptionsfähigkeit des Untersuchungslichts 41 ist als Weiß, Braun und Silber, welche die Farben der äußeren vorderen Fläche des Spanntischs sind, die üblicherweise verwendet werden. Wie oben ist es bei der vorliegenden Erfindung wünschenswert, dass die Haltefläche 11 des Spanntischs 10 eine dunkle Farbe, eine tiefdunkle Farbe oder Schwarz aufweist. Es ist anzumerken, dass die Farbe 15 der Basis 13 und die Farbe 15 der porösen Platte 12 bei der vorliegenden Erfindung die gleiche Farbe oder unterschiedliche Farben aufweisen können.
Bei der ersten Ausführungsform ist die poröse Platte 12 ein poröser Körper, der durch miteinander Koppeln mehrerer Glaspartikel ausgebildet wird. Jedoch kann die poröse Platte 12 bei der vorliegenden Erfindung ein poröser Körper, wie zum Beispiel eine poröse Keramik, sein. Der poröse Körper beinhaltet Aggregate, welche abrasive Körner aus Aluminiumoxid oder Ähnlichem sind, und eine Bindung, welche die Aggregate aneinander fixiert, und weist Poren auf, die zum Beispiel in Lücken zwischen den Aggregaten und der Bindung ausgebildet sind.
Der Spanntisch 10 mit der oben beschriebenen Ausführung wird an der Rotationsbewegungseinheit 33 fixiert, indem er durch die Saugquelle 14 angesaugt wird und den an der Haltefläche 11 platzierten SiC-Ingot 200 unter Saugwirkung hält. Bei der ersten Ausführungsform hält der Spanntisch 10 die zweite Fläche 202 des SiC-Ingots 200 unter Saugwirkung an der Haltefläche 11.
Ferner wird der Spanntisch 10 durch die Rotationsbewegungseinheit 33 der Bewegungseinheit 30 um die axiale Mitte parallel zu einer Z-Achsenrichtung gedreht, die senkrecht zu der Haltefläche 11 ist und die parallel zu der vertikalen Richtung ist. Zusammen mit der Rotationsbewegungseinheit 33 wird der Spanntisch 10 durch eine X-Achsen-Bewegungseinheit 31 der Bewegungseinheit 30 in einer X-Achsenrichtung parallel zu der horizontalen Richtung bewegt und wird durch eine Y-Achsen-Bewegungseinheit 32 in einer Y-Achsenrichtung bewegt, die parallel zu der horizontalen Richtung ist und die senkrecht zu der X-Achsenrichtung ist. Der Spanntisch 10 wird durch die Bewegungseinheit 30 zwischen einem Bearbeitungsbereich unter der Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 20 und einem Einführ-/Ausführbereich bewegt, zu dem und von dem der SiC-Ingot 200 eingeführt und ausgeführt wird. Der Einführ-/Ausführbereich ist von der unteren Seite der Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 20 beabstandet.
Die Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 20 beinhaltet einen Strahlkondensor 23, der einen Brennpunkt 22 (in 7 veranschaulicht) eines gepulsten Laserstrahls 21 (in 6 und 7 veranschaulicht) mit einer Wellenlänge, die in Bezug auf den durch den Spanntisch 10 gehaltenen SiC-Ingot 200 eine Transmissionsfähigkeit aufweist, auf einer Tiefe 213 positioniert, die einer Dicke 222 (in 4 veranschaulicht) des von der ersten Fläche 201 des SiC-Ingots 200 aus herzustellenden Wafers 220 entspricht, und die den SiC-Ingot 200 mit dem Laserstrahl 21 bestrahlt, um die Trennschicht 211 auszubilden, die aus einer Trennung von SiC in Si und C und einer Erstreckung von Rissen 215 entlang der c-Ebene 209 entsteht.
Wenn der SiC-Ingot 200 mit dem gepulsten Laserstrahl 21 mit der Wellenlänge, die in Bezug auf den SiC-Ingot 200 eine Transmissionsfähigkeit aufweist, bestrahlt wird, während er, wie in 6 und 7 veranschaulicht, relativ zu dem Laserstrahl 21 entlang der zweiten Ausrichtungsebene 205 bewegt wird, werden modifizierte Teile 214 entlang der zweiten Ausrichtungsebene 205 im Inneren des SiC-Ingots ausgebildet. In den modifizierten Teilen 214 wird SiC aufgrund der Bestrahlung mit dem gepulsten Laserstrahl 21 in Si und C getrennt, und der gepulste Laserstrahl 21, mit dem die Bestrahlung ausgeführt wird, wird als Nächstes durch zuvor ausgebildetes C absorbiert, was SiC kettenreaktionsartig in Si und C trennt. Zudem werden die Risse 215 hergestellt, die sich von den modifizierten Teilen 214 aus entlang der c-Ebene 209 erstrecken. Wenn die Bestrahlung mit dem gepulsten Laserstrahl 21 mit der Wellenlänge, die in Bezug auf den SiC-Ingot 200 eine Transmissionsfähigkeit aufweist, ausgeführt wird, bildet die Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 20 auf diese Weise in dem SiC-Ingot 200 die Trennschichten 211 aus, welche den modifizierten Teil 214 und die Risse 215 enthält, die von dem modifizierten Teil 214 aus entlang der c-Ebene 209 ausgebildet werden.
Bei der ersten Ausführungsform wird die Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 20, wie in 1 veranschaulicht, durch den Kopf einer Stützsäule 4 unterstützt, die durch eine errichtete Wand 3 unterstützt wird, welche von einem Vorrichtungshauptkörper 2 aus aufrecht angeordnet ist. Die Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 20 beinhaltet einen Laseroszillator, der einen gepulsten Laser zum Bearbeiten des SiC-Ingots 200 oszilliert und der den Laserstrahl 21 emittiert, und den Strahlkondensor 23, der den Laserstrahl 21 fokussiert, welcher von dem Laseroszillator auf den an der Haltefläche 11 des Spanntischs 10 gehaltenen SiC-Ingot 200 emittiert wird und der die Trennschicht 211 ausbildet.
Der Strahlkondensor 23 beinhaltet eine Kondensorlinse, die bei so einer Position angeordnet ist, dass sie der Haltefläche 11 des Spanntischs 10 in der Z-Achsenrichtung zugewandt ist und die in dem Schaubild nicht veranschaulicht ist. Die Kondensorlinse ermöglicht es dem von dem Laseroszillator emittierten Laserstrahl 21 durch die Kondensorlinse übertragen zu werden und fokussiert den Laserstrahl 21 auf dem Brennpunkt 22. Ferner ist der Strahlkondensor 23 bei der ersten Ausführungsform so angeordnet, dass er durch eine Brennpunkt-Bewegungseinheit, die in dem Schaubild nicht veranschaulicht ist, in der Z-Achsenrichtung bewegbar ist.
Die Bewegungseinheit 30 bewegt den Spanntisch 10 und die Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 20 in der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung und um die axiale Mitte parallel zu der Z-Achsenrichtung relativ zueinander. Die X-Achsenrichtung und die Y-Achsenrichtungen sind Richtungen parallel zu der Haltefläche 11, das heißt der horizontalen Richtung. Die X-Achsenrichtung ist das, was als Vorschubrichtung bezeichnet wird, bei welcher die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 einen Bearbeitungsvorschub des Spanntischs 10 während eines Ausführens einer Laserbearbeitung an dem SiC-Ingot 200 ausführt. Die Y-Achsenrichtung ist senkrecht zu der X-Achsenrichtung und ist das, was als Anstellrichtung bezeichnet wird, bei der die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 eine Anstellung des Spanntischs 10 während eines Ausführens der Laserbearbeitung an dem SiC-Ingot 200 ausführt.
Die Bewegungseinheit 30 beinhaltet die X-Achsen-Bewegungseinheit 31, die Y-Achsen-Bewegungseinheit 32 und die Rotationsbewegungseinheit 33. Die X-Achsen-Bewegungseinheit 31 ist eine X-Achsen-Bewegungseinheit, die den Spanntisch 10 in der X-Achsenrichtung bewegt. Die Y-Achsen-Bewegungseinheit 32 ist eine Y-Achsen-Bewegungseinheit, die den Spanntisch 10 in der Y-Achsenrichtung bewegt. Die Rotationsbewegungseinheit 33 dreht den Spanntisch 10 um die axiale Mitte parallel zu der Z-Achsenrichtung.
Die Y-Achsen-Bewegungseinheit 32 ist eine Einheit, die eine Anstellung des Spanntischs 10 und der Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 20 relativ zueinander ausführt. Bei der ersten Ausführungsform ist die Y-Achsen-Bewegungseinheit 32 an dem Vorrichtungshauptkörper 2 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 angeordnet. Die Y-Achsen-Bewegungseinheit 32 unterstützt eine Bewegungsplatte 5 in der Y-Achsenrichtung bewegbar, welche die X-Achsen-Bewegungseinheit 31 unterstützt.
Die X-Achsen-Bewegungseinheit 31 ist eine Einheit, die einen Bearbeitungsvorschub des Spanntischs 10 und der Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 20 relativ zueinander ausführt. Die X-Achsen-Bewegungseinheit 31 ist an der Bewegungsplatte 5 angeordnet. Die X-Achsen-Bewegungseinheit 31 unterstützt eine zweite Bewegungsplatte 6 bewegbar in der X-Achsenrichtung, welche die Rotationsbewegungseinheit 33 unterstützt, die den Spanntisch 10 um die axiale Mitte parallel zu der Z-Achsenrichtung dreht.
Die X-Achsen-Bewegungseinheit 31 und die Y-Achsen-Bewegungseinheit 32 beinhalten jeweils eine bekannte Kugelspindel, die drehbar um die axiale Mitte angeordnet ist, einen bekannten Schrittmotor, der die Kugelspindel um die axiale Mitte dreht und bekannte Führungsschienen, welche die Bewegungsplatte 6 oder 5 in der X-Achsenrichtung oder der Y-Achsenrichtung bewegbar unterstützen.
Ferner beinhaltet die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 eine X-Achsenrichtung-Positionserfassungseinheit, welche die Position des Spanntischs 10 in der X-Achsenrichtung erfasst und die in dem Schaubild nicht veranschaulicht ist, eine Y-Achsenrichtung-Positionserfassungseinheit, welche die Position des Spanntischs 10 in der Y-Achsenrichtung erfasst und die in dem Schaubild nicht veranschaulicht ist, und eine Z-Achsenrichtung-Positionserfassungseinheit, welche die Position in der Z-Achsenrichtung in Bezug auf die Kondensorlinse erfasst, die zu der Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 20 gehört. Jede Positionserfassungseinheit gibt ein Erfassungsergebnis an die Steuerungseinheit 100 aus.
Die Trennschicht-Untersuchungseinheit 40 bestrahlt den durch den Spanntisch 10 gehaltenen SiC-Ingot mit dem Untersuchungslicht 41 mit so einer Wellenlänge, die in Bezug auf den SiC-Ingot 200 eine Transmissionsfähigkeit aufweist und die durch die Trennschicht 211 reflektiert wird, und untersucht die Trennschicht 211 über die Intensität des reflektierten Lichts. Die Trennschicht-Untersuchungseinheit 40 beinhaltet einen Lichtemitter 42, der die Trennschicht 211, die in dem durch den Spanntisch 10 gehaltenen SiC-Ingot 200 ausgebildet ist, mit dem Untersuchungslicht 41 bestrahlt, und eine Kamera 43, welche die Trennschicht 211 abbildet.
Das Untersuchungslicht 41, mit dem durch den Lichtemitter 42 eine Bestrahlung ausgeführt wird, wird durch die erste Fläche 201 des SiC-Ingots 200 übertragen und wird durch die Risse 215 der Trennschicht 211 reflektiert. Ferner wird das Untersuchungslicht 41 auch von der Haltefläche 11 des Spanntischs 10 reflektiert. In Bezug auf das Untersuchungslicht 41 wird die Intensität des Lichts, das von der Haltefläche 11 des Spanntischs 10 reflektiert wird, stärker, wenn die Dicke des SiC-Ingots 200 dünner wird.
Die Kamera 43 beinhaltet ein Bildgebungselement, wie zum Beispiel ein ladungsgekoppeltes Bauelement als Bildgebungselement (CCD-Bildgebungselement) oder einen komplementären Metall-Oxid-Halbleiter als Bildgebungselement (CMOS-Bildgebungselement), welches das Untersuchungslicht 41 abbildet, das von der Trennschicht 211 und der Haltefläche 11 reflektiert wird. Bei der ersten Ausführungsform ist die Trennschicht-Untersuchungseinheit 40 an dem Kopf der Stützsäule 4 angebracht und ist bei so einer Position angeordnet, dass sie mit der Kondensorlinse des Strahlkondensors 23 der Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 20 in der X-Achsenrichtung aufgereiht ist. Die Trennschicht-Untersuchungseinheit 40 bildet den SiC-Ingot 200 ab und nimmt ein Bild auf, um das aufgenommene Bild an die Steuerungseinheit 100 auszugeben.
Es ist anzumerken, dass das durch die Trennschicht-Untersuchungseinheit 40 aufgenommene Bild bei der ersten Ausführungsform ein Graustufenbild oder ein Farbbild ist, in dem die Intensität des Untersuchungslichts 41 mit mehreren Graustufen (zum Beispiel 256 Graustufen) definiert ist. Des Weiteren sind das Untersuchungslicht 41, mit dem der SiC-Ingot 200 durch den Lichtemitter 42 bestrahlt wird, und das Untersuchungslicht 41, das durch die Kamera 43 aufgenommen wird, bei der ersten Ausführungsform beides sichtbares Licht.
Die Steuerungseinheit 100 steuert jedes der oben beschriebenen Bestandteile der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 und verursacht, dass die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 einen Bearbeitungsvorgang für den SiC-Ingot 200 ausführt. Es ist anzumerken, dass die Steuerungseinheit 100 ein Computer ist, der eine Berechnungsverarbeitungseinrichtung mit einem Mikroprozessor, wie zum Beispiel einer Central Processing Unit (CPU), eine Speichereinrichtung mit einem Speicher, wie zum Beispiel einem Read Only Memory (ROM) oder einem Random Access Memory (RAM), und einer Eingabe-Ausgabe-Schnittstelleneinrichtung aufweist. Die Berechnungsverarbeitungseinrichtung der Steuerungseinheit 100 führt eine Berechnungsverarbeitung in Übereinstimmung mit einem Computerprogramm aus, das in der Speichereinrichtung gespeichert ist, und gibt ein Steuerungssignal zum Steuern der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 an die oben beschriebenen Bestandteile der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 über die Eingabe-Ausgabe-Schnittstelleneinrichtung aus, um Funktionen der Steuerungseinheit 100 zu implementieren.
Ferner ist die Steuerungseinheit 100 mit einer Anzeigeeinheit 110 und einer Eingabeeinheit verbunden, die in dem Schaubild nicht veranschaulicht ist. Die Anzeigeeinheit 110 beinhaltet eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung oder Ähnliches, die den Zustand eines Bearbeitungsvorgangs, Bilder, usw. anzeigt. Die Eingabeeinheit wird verwendet, wenn ein Bediener eine Information in Bezug auf die Details einer Bearbeitung oder Ähnliches registriert. Die Eingabeeinheit beinhaltet einen Touchpanel, der in der Anzeigeeinheit 110 angeordnet ist, und/oder eine externe Eingabeeinrichtung, wie zum Beispiel eine Tastatur.
Als Nächstes wird ein Bearbeitungsvorgang der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform beschrieben. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die den Zustand veranschaulicht, in dem die in 1 veranschaulichte Laserbearbeitungsvorrichtung Trennschichten für eine Untersuchung in dem an dem Spanntisch gehaltenen SiC-Ingot ausbildet. 9 ist eine Schnittansicht, die einen Teil des Zustands veranschaulicht, in dem die in 1 veranschaulichte Laserbearbeitungsvorrichtung die Trennschichten für eine Untersuchung in dem an dem Spanntisch gehaltenen SiC-Ingot ausbildet. 10 ist eine Seitenansicht, die den Zustand schematisch veranschaulicht, in dem die Trennschicht-Untersuchungseinheit der in 1 veranschaulichten Laserbearbeitungsvorrichtung die Trennschichten für eine Untersuchung abbildet, die in dem SiC-Ingot ausgebildet sind. Die 11A bis 11D sind Schaubilder, welche Bilder schematisch veranschaulichen, die durch die in 10 veranschaulichte Trennschicht-Untersuchungseinheit aufgenommen worden sind.
Bei der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 registriert ein Bediener Bearbeitungsbedingungen in der Steuerungseinheit 100. Dann wird der Spanntisch 10 an der Rotationsbewegungseinheit 33 platziert, und die zweite Fläche 202 des SiC-Ingots 200 wird auf der Haltefläche 11 des Spanntischs 10 platziert. Beim Annehmen eines Befehls von dem Bediener, mit dem Bearbeitungsvorgang zu beginnen, öffnet die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 das Öffnungs-/Schließventil 138, um den Spanntisch 10 an der Rotationsbewegungseinheit 33 zu fixieren, und beginnt mit dem Bearbeitungsvorgang.
Bei dem Bearbeitungsvorgang öffnet die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 das Öffnungs-/Schließventil 136, um die zweite Fläche 202 des SiC-Ingots 200, wie in 5 veranschaulicht, unter Saugwirkung an der Haltefläche 11 des Spanntischs 10 zu halten. Während des Bearbeitungsvorgangs steuert die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 die Bewegungseinheit 30, um den Spanntisch 10 zu der Unterseite der Kamera 43 der Trennschicht-Untersuchungseinheit 40 zu bewegen, und verursacht, dass die Kamera 43 den SiC-Ingot 200 aufnimmt.
Die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 positioniert einen Außenumfangsbereich des SiC-Ingots 200 (Außenumfang-Überschussbereich, in dem keine Bauelemente in dem Wafer 200 ausgebildet werden sollen, der aus dem SiC-Ingot 200 hergestellt wird) direkt unter dem Strahlkondensor 23 der Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 20, in dem die Position des Spanntischs 10 durch die X-Achsen-Bewegungseinheit 31 und die Y-Achsen-Bewegungseinheit 32 auf Grundlage eines Bilds des SiC-Ingots 200 eingestellt wird, das durch die Kamera 43 aufgenommen wird. Durch Einstellen der Ausrichtung des Spanntischs 10 durch die Rotationsbewegungseinheit 33 um die axiale Mitte, stellt die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 ferner die zweite Ausrichtungsebene 205 so ein, dass sie parallel zu der X-Achsenrichtung ist, stellt eine Richtung senkrecht zu der Neigungsrichtung 207 so ein, dass sie parallel zu der X-Achsenrichtung ist, und stellt die Neigungsrichtung 207 so ein, dass sie parallel zu der Y-Achsenrichtung ist.
Nachfolgend stellt die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 die Position des Strahlkondensors 23 in der Z-Achsenrichtung durch die Brennpunkt-Bewegungseinheit ein, um den Brennpunkt 22 des Laserstrahls 21 auf der Tiefe 213 zu positionieren, die der Dicke 222 des Wafers 220 entspricht, der von der ersten Fläche 201 des SiC-Ingots 200 aus hergestellt werden soll. Die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 verursacht, dass der Strahlkondensor 23 den SiC-Ingot 200 mit dem Laserstrahl 21 mit einer Wellenlänge bestrahlt, die in Bezug auf SiC eine Transmissionsfähigkeit aufweist, während sie die X-Achsen-Bewegungseinheit 31 dazu bringt, einen Bearbeitungsvorschub des Spanntischs 10 mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit entlang der X-Achsenrichtung, das heißt entlang der zweiten Ausrichtungsebene 205, auszuführen, um dadurch eine Trennschicht 216 für eine Untersuchung auszubilden. Es ist anzumerken, dass die Trennschicht 216 für eine Untersuchung in dem Außenumfangbereich (Außenumfang-Überschussbereich, in dem keine Bauelemente ausgebildet werden sollen) ausgebildet wird, der in Bezug auf die Außenkante des SiC-Ingots 200 auf der inneren Umfangsseite angeordnet ist und der von dieser Außenkante eine Breite von in etwa 2 mm aufweist. Daher senkt die Trennschicht 216 für eine Untersuchung nicht die Qualität des Bauelements, wenn die Bauelemente in dem von dem SiC-Ingot 200 hergestellten Wafer 220 ausgebildet werden.
Bei der Ausbildung der Trennschicht 216 für eine Untersuchung bestrahlt die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 ferner den SiC-Ingot 200 mit dem gepulsten Laserstrahl 21, während sie die Ausgangsleistung des Laserstrahls 21, mit dem die Bestrahlung durch die Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 20 ausgeführt wird, ändert, um mehrere Trennschichten 216 für eine Untersuchung auszubilden, die sich in der Ausgangsleistung des Laserstrahls 21 unterscheiden. Ähnlich wie die Trennschicht 211 beinhaltet die Trennschicht 216 für eine Untersuchung einen modifizierten Teil und Risse, die sich von dem modifizierten Teil aus entlang der c-Ebene 209 erstrecken. In dem modifizierten Teil wird SiC aufgrund der Bestrahlung mit dem gepulsten Laserstrahl 21 in Si und C getrennt, und der gepulste Laserstrahl 21, mit dem eine Bestrahlung als Nächstes bzw. daneben ausgeführt wird, wird durch das zuvor ausgebildete C absorbiert, was SiC kettenreaktionsartig in Si und C trennt.
Wie in 8 veranschaulicht, bildet die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 bei der ersten Ausführungsform die folgenden Trennschichten 216 aus: die Trennschicht 216 (auf die hiernach durch ein Bezugszeichen 216-1 Bezug genommen wird), die durch Bestrahlung mit dem Laserstrahl 21 mit einer ersten Ausgangsleistung (bei der ersten Ausführungsform 4 Watt) ausgebildet wird; die Trennschicht 216 (auf die hiernach durch das Bezugszeichen 216-2 Bezug genommen wird), die durch Bestrahlung mit dem Laserstrahl 21 mit einer zweiten Ausgangsleistung (bei der ersten Ausführungsform 5 Watt), die sich von der ersten Ausgangsleistung unterscheidet, ausgebildet wird; die Trennschicht 216 (auf die hiernach durch das Bezugszeichen 216-3 Bezug genommen wird), die durch Bestrahlung mit dem Laserstrahl 21 mit einer dritten Ausgangsleistung (bei der ersten Ausführungsform 6 Watt), die sich von sowohl der ersten Ausgangsleistung als auch der zweiten Ausgangsleistung unterscheidet, ausgebildet wird; und die Trennschicht 216 (auf die hiernach durch das Bezugszeichen 216-4 Bezug genommen wird), die durch Bestrahlung mit dem Laserstrahl 21 mit einer vierten Ausgangsleistung (bei der ersten Ausführungsform 7 Watt), die sich von der ersten Ausgangsleistung, der zweiten Ausgangsleistung, als auch der dritten Ausgangsleistung unterscheidet, ausgebildet wird. Es ist anzumerken, dass die Werte der Ausgangsleistung und die Anzahl der Trennschichten 216-1, 216-2, 216-3 und 216-4 jeweils nach Bedarf eingestellt werden können.
Die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 bringt die Y-Achsen-Bewegungseinheit 32 dazu, den Spanntisch 10 zu bewegen, um dadurch den SiC-Ingot 200 entlang der Y-Achsenrichtung, das heißt entlang der ersten Ausrichtungsebene 204, um eine vorbestimmte Bewegungsstrecke 24 relativ zu der Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 20 zu bewegen (auf die hiernach als Anstellung Bezug genommen wird). Die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 wiederholt abwechselnd eine Bestrahlung mit dem Laserstrahl 21 mit einer Bewegung des Spanntischs 10 entlang der zweiten Ausrichtungsebene 205 unter Verwendung der X-Achsen-Bewegungseinheit 31 und eine Anstellung eine vorbestimmte Anzahl von Malen. Wie in 9 veranschaulicht, bildet die Steuerungseinheit 100 folglich die mehreren Trennschichten 216-1, 216-2, 216-3 und 216-4, die sich in der Ausgangsleistung des Laserstrahls 21 unterscheiden, mit Abständen entlang der zweiten Ausrichtungsebene 205 aus. Zudem bildet die Steuerungseinheit 100 die mehreren Trennschichten 216-1, 216-2, 216-3 und 216-4, die durch die Bestrahlung mit dem Laserstrahl 21 mit den jeweiligen Ausgangsleistungswerten ausgebildet werden, mit Abständen entlang der ersten Ausrichtungsebene 204 aus.
Wie in 10 veranschaulicht, bestrahlt die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 die Trennschichten 216-1, 216-2, 216-3 und 216-4 mit dem Untersuchungslicht 41 von dem Lichtemitter 42 und bildet die Trennschichten 216-1, 216-2, 216-3 und 216-4 durch die Kamera 43 ab. Dann werden durch die Kamera 43 aufgenommene Bilder 300 (in den 11A bis 11D veranschaulicht) an die Steuerungseinheit 100 ausgegeben. In den Bildern 300 in den 11A bis 11D, die durch die Kamera 43 aufgenommen worden sind, ist die Intensität des Untersuchungslichts 41, das durch einen Bereich 301 (in den 11A bis 11D weiß veranschaulicht), in dem Risse ausgebildet sind, reflektiert wird, stärker als die des Untersuchungslichts 41, das durch einen Bereich 302 (in den 11A bis 11D durch parallele schräge Linien veranschaulicht) reflektiert wird, in dem keine Risse ausgebildet sind, und durch einen Bereich 303 (in den 11A bis 11D in schwarz veranschaulicht) reflektiert wird, in dem der modifizierte Teil ausgebildet ist.
Es ist anzumerken, dass 11A das Bild 300 ist (auf das hiernach durch das Bezugszeichen 300-1 Bezug genommen wird), das durch Abbilden der Trennschicht 216-1 aufgenommen wird, die durch Bestrahlung mit dem Laserstrahl 21 mit der ersten Ausgangsleistung ausgebildet wird. 11B ist das Bild 300 (auf das hiernach durch das Bezugszeichen 300-2 Bezug genommen wird), das durch Abbilden der Trennschicht 216-2 aufgenommen wird, die durch Bestrahlung mit dem Laserstrahl 21 mit der zweiten Ausgangsleistung ausgebildet wird. 11C ist das Bild 300 (auf das hiernach durch das Bezugszeichen 300-3 Bezug genommen wird), das durch Abbilden der Trennschicht 216-3 erhalten wird, die durch Bestrahlung mit dem Laserstrahl 21 mit der dritten Ausgangsleistung ausgebildet wird. 11D ist das Bild 300 (auf das hiernach durch das Bezugszeichen 300-4 Bezug genommen wird), das durch Abbilden der Trennschicht 216-4 aufgenommen wird, die durch Bestrahlung mit dem Laserstrahl 21 mit der vierten Ausgangsleistung ausgebildet wird.
In den 11A und 11B besteht in den Trennschichten 216-1 und 216-2 ein Abstand zwischen den Rissen, die in der Neigungsrichtung 207 zueinander benachbart sind. Des Weiteren überlappen in 11C und 11D in den Trennschichten 216-3 und 216-4 die Risse, die in der Neigungsrichtung 207 zueinander benachbart sind.
Wenn die Risse 215, die in der Neigungsrichtung 207 zueinander benachbart sind, sich in dem SiC-Ingot 200 nicht überlappen, wird es schwierig, den Wafer 220 unter Verwendung der Trennschichten 211 als Ausgangspunkt von dem SiC-Ingot 200 zu trennen. Wenn andererseits die Risse 215, die in der Neigungsrichtung 207 zueinander benachbart sind, sich in dem SiC-Ingot 200 überlappen, kann der Wafer 220 unter Verwendung der Trennschichten 211 als Ausgangspunkt auf einfache Weise von dem SiC-Ingot 200 getrennt werden. Wenn bei dem SiC-Ingot 200 die Ausgangsleistung des Laserstrahls 21 jedoch übermäßig hoch ist, werden die Risse 215 zu einem Übermaß entlang der c-Ebene 209 erzeugt, die in Bezug auf die erste Fläche 201 des SiC-Ingots 200 geneigt ist. Wenn die Trennfläche 212 des SiC-Ingots 200 und die Trennfläche 221 des Wafers 220 geschliffen werden, um planarisiert zu werden, nachdem der Wafer 220 von dem SiC-Ingot 200 getrennt worden ist, wird das Ausmaß des Schleifens folglich größer. Infolgedessen steigt der Materialverlust an.
Bei der ersten Ausführungsform extrahiert die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 Bilder, in denen sämtliche Risse mit dem in der Neigungsrichtung 207 benachbarten Rissen überlappen, aus den Bildern 300-1, 300-2, 300-3 und 300-4 und extrahiert ferner ein Bild, in dem die Ausgangsleistung des Laserstrahls 21 am niedrigsten ist. Bei der ersten Ausführungsform extrahiert die Steuerungseinheit 100 das Bild 300-3. Die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 stellt die Ausgangsleistung des Laserstrahls 21 des extrahierten Bilds 300-3 auf die Ausgangsleistung des Laserstrahls 21 ein, die verwendet wird, um die Trennschicht 211 zum Abtrennen des Wafers 220 von dem SiC-Ingot 200 auszubilden. Bei der ersten Ausführungsform stellt die Steuerungseinheit 100 die dritte Ausgangsleistung des Laserstrahls 21, die verwendet wird, wenn die Trennschicht 216-3 des Bilds 300-3 ausgebildet wird, auf die Ausgangsleistung des Laserstrahls 21 ein, die verwendet wird, um die Trennschicht 211 zum Trennen des Wafers 220 von dem SiC-Ingot 200 auszubilden.
Bei der ersten Ausführungsform stellt die Steuerungseinheit 100 die Ausgangsleistung des Laserstrahls 21, der verwendet wird, um die Trennschicht 211 zum Trennen des Wafers 220 von dem SiC-Ingot 200 auszubilden, wie zum Beispiel durch Extrahieren von Bildern, in denen sämtliche Risse mit den Rissen überlappen, die in der Neigungsrichtung 207 benachbart sind, aus den Bildern 300-1, 300-2, 300-3 und 300-4 ein. Jedoch kann bei der vorliegenden Erfindung bestimmt werden, ob die Ausgangsleistung des Laserstrahls 21, die verwendet wird, wenn die jeweiligen Trennschichten 216-1, 216-2, 216-3 und 216-4 ausgebildet werden, die Ausgangsleistung ist, mit der die Risse abhängig davon ordnungsgemäß ausgebildet werden, ob die Helligkeit der Bilder 300-1, 300-2, 300-3 und 300-4, die durch die Kamera 43 aufgenommen werden, in einem Grenzwertbereich bzw. Grenzwertbereichen ist oder nicht.
Wenn Daten der Bilder 300-1, 300-2, 300-3 und 300-4 in diesem Fall von der Kamera 43 eingegeben werden, führt die Steuerungseinheit 100 eine Binarisierung an den jeweiligen Bildern 300-1, 300-2, 300-3 und 300-4 mit einem Grenzwert eines vorbestimmten Werts aus. Es ist anzumerken, dass es wünschenswert ist, dass der Grenzwert kleiner ist als die Intensität des Untersuchungslichts 41, das durch den Bereich 301 reflektiert wird, in dem Risse ausgebildet sind, und größer ist als die Intensität des Untersuchungslichts 41, das durch den Bereich 302 reflektiert wird, in dem keine Risse ausgebildet sind, und durch den Bereich 303 reflektiert wird, in dem der modifizierte Teil ausgebildet ist.
Wenn die Binarisierung ausgeführt wird, werden die Bereiche 301, in denen Risse ausgebildet sind, in den jeweiligen Bildern 300-1, 300-2, 300-3 und 300-4 hauptsächlich weiß, wogegen die Bereiche 302, in denen keine Risse ausgebildet sind, und die Bereiche 303, in denen der modifizierte Teil ausgebildet ist, hauptsächlich schwarz werden. Wenn das Verhältnis von schwarz zu weiß in den Bildern 300-1, 300-2, 300-3 und 300-4, die der Binarisierung ausgesetzt werden, in einem Bereich vorbestimmter Werte ist (zum Beispiel das Verhältnis von schwarz ist 30% bis 40% und das Verhältnis von weiß ist 60% bis 70%), bestimmt die Steuerungseinheit 100, dass die Ausgangsleistung, die mit dem Bild korrespondiert, eine Ausgangsleistung ist, mit der Risse ordnungsgemäß ausgebildet werden. Die Steuerungseinheit 100 stellt den minimalen Ausgangsleistungswert unter den Ausgangsleistungswerten, mit denen Risse ordnungsgemäß ausgebildet werden, auf die Ausgangsleistung des Laserstrahls 21 ein, die verwendet wird, um die Trennschicht 211 zum Trennen des Wafers 220 von dem SiC-Ingot 200 auszubilden.
Nach dem Einstellen der Ausgangsleistung des Laserstrahls 21 auf Grundlage eines Bilds des durch die Kamera 43 aufgenommenen SiC-Ingots 200 steuert die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 während des Bearbeitungsvorgangs die Bewegungseinheit 30, um die relative Position des SiC-Ingots 200 und des Strahlkondensors 23 der Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 20 einzustellen. Bei der ersten Ausführungsform wird ein Außenkantenteil des SiC-Ingots 200, der nahe an der zweiten Ausrichtungsebene 205 ist, so eingestellt, dass er dem Strahlkondensor 23 entlang der Z-Achsenrichtung zugewandt ist. Zu diesem Zeitpunkt stellt die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 die zweite Ausrichtungsebene 205 so ein, dass sie parallel zu der X-Achsenrichtung ist, stellt die Richtung senkrecht zu der Neigungsrichtung 207 so ein, dass sie parallel zu der X-Achsenrichtung ist, und stellt die Neigungsrichtung 207 so ein, dass sie parallel zu der Y-Achsenrichtung ist.
Während des Bearbeitungsvorgangs stellt die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 die Position des Strahlkondensors 23 durch die Brennpunkt-Bewegungseinheit in der Z-Achsenrichtung ein, um den Brennpunkt 22 des Laserstrahls 21 auf die Tiefe 213 einzustellen, die der Dicke 222 des Wafers 220 entspricht, der von der ersten Fläche 201 des SiC-Ingots 200 aus hergestellt werden soll. Wie in 6 veranschaulicht, verursacht die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1, dass der Strahlkondensor 23 den SiC-Ingot 200 mit dem Laserstrahl 21 mit einer Wellenlänge bestrahlt, die in Bezug auf SiC eine Transmissionsfähigkeit aufweist, während sie verursacht, dass die X-Achsen-Bewegungseinheit 31 einen Bearbeitungsvorschub des Spanntischs 10 mit einer vorbestimmten Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit entlang der X-Achsenrichtung, das heißt entlang der zweiten Ausrichtungsebene 205, ausführt.
Wie in 7 veranschaulicht, werden in dem SiC-Ingot 200 die Trennschichten 211, welche den modifizierten Teil 214 und die Risse 215 beinhalten, die sich von dem modifizierten Teil 214 entlang der c-Ebene 209 erstrecken, aufgrund der Bestrahlung mit dem Laserstrahl 21 ausgebildet. In dem modifizierten Teil 214 wird SiC in Si und C getrennt und der gepulste Laserstrahl 21, mit dem als Nächstes bzw. daneben eine Bestrahlung ausgeführt wird, wird durch zuvor ausgebildetes C absorbiert, was SiC kettenreaktionsartig in Si und C trennt.
Beim Ausbilden der Trennschicht 211 über die Gesamtlänge in der X-Achsenrichtung in Bezug auf den Außenkantenteil des SiC-Ingots 200, der nahe an der zweiten Ausrichtungsebene 205 ist, führt die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 eine Anstellung des Spanntischs 10 durch die Y-Achsen-Bewegungseinheit 32 in so einer Richtung aus, dass sich der Strahlkondensor 23 der Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 20 in Richtung der Mitte der ersten Fläche 201 des SiC-Ingots 200 um die vorbestimmte Bewegungsstrecke 24 entlang der ersten Ausrichtungsebene 204 bewegt. Die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 wiederholt abwechselnd eine Bestrahlung mit dem Laserstrahl 21 mit einer Bewegung des Spanntischs 10 in der X-Achsenrichtung durch die X-Achsen-Bewegungseinheit 31 und eine Anstellung, bis die Trennschichten 211 an dem gesamten Bereich unter der ersten Fläche 201 ausgebildet sind. Dann beendet die Steuerungseinheit 100 den Bearbeitungsvorgang.
Folglich ist in dem SiC-Ingot 200 bei jedem Bewegungsweg 24 der Anstellung die Trennschicht 211, die den modifizierten Teil 214, der aus der Trennung von SiC in Si und C entsteht, und die Risse 215 beinhaltet und die eine relativ zu dem anderen Teil niedrigere Intensität aufweist, auf der Tiefe 213 ausgebildet, die von der ersten Fläche 201 aus der Dicke 222 des Wafers 220 entspricht. In dem SiC-Ingot 200 wird auf der Tiefe 213, die der Dicke 222 des Wafers 220 von der ersten Fläche 201 aus entspricht, die Trennschicht 211 bei jedem Bewegungsabstand der Anstellung über die gesamte Länge der Richtung parallel zu der ersten Ausrichtungsebene 204 ausgebildet.
Bei der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform weist die Haltefläche 11 des Spanntischs 10, wie oben beschrieben, die Farbe 15 auf, die das Untersuchungslicht 41 absorbiert. Selbst wenn der SiC-Ingot 200 dünn wird und die Trennschicht 211 nahe an die Haltefläche 11 kommt, kann daher die Intensität des Untersuchungslichts 41, das von der Haltefläche 11 reflektiert wird, unterdrückt werden, da die Haltefläche 11 die Farbe 15 aufweist, die das Untersuchungslicht 41 absorbiert. Infolgedessen kann die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 einen Fehler bei dem Untersuchungsergebnis der Trennschichten 216-1, 216-2, 216-3 und 216-4 für eine Untersuchung unterdrücken, die in dem SiC-Ingot 200 ausgebildet sind. Insbesondere ist der Einfluss reflektierten Lichts von der Haltefläche 11 und der äußeren vorderen Fläche der Basis 13 in der Umgebung des äußeren Umfangs des SiC-Ingots 200 groß. Jedoch kann bei der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform ein Fehler bei dem Untersuchungsergebnis der Trennschichten 216-1, 216-2, 216-3 und 216-4 für eine Untersuchung effektiv unterdrückt werden, da die Haltefläche 11 des Spanntischs 10 die Farbe 15 aufweist, die das Untersuchungslicht 41 absorbiert.
Ferner weist die äußere vordere Fläche der Basis 13 des Spanntischs 10 bei der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform die Farbe 15 auf, die das Untersuchungslicht 41 absorbiert. Daher kann die Intensität des Untersuchungslichts 41, das von der äußeren vorderen Fläche der Basis 13 des Spanntischs 10 reflektiert wird, unterdrückt werden.
In dem Fall, in dem die Porosität der porösen Platte 12 mindestens 5 Vol.-% und maximal 40 Vol.-% ist und der von der Saugquelle 14 aufgebrachte Unterdruck -92,7 kPa (Manometerdruck) ist, wird der Druck in dem Saugpfad 137 bei der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform darüber hinaus mindestens -65 kPa (Manometerdruck) und maximal -50 kPa (Manometerdruck), wenn nichts auf der Haltefläche 11 platziert wird. Zudem wird der Druck in dem Saugpfad 137 -84,2 kPa (Manometerdruck), wenn der SiC-Ingot 200, dessen Durchmesser 210 4 Zoll beträgt, auf der Haltefläche 11 platziert wird, wird der Druck in dem Saugpfad 137 -87,9 kPa (Manometerdruck), wenn der SiC-Ingot 200, dessen Durchmesser 210 6 Zoll beträgt, außerhalb der Fläche 11 platziert wird, und wird der Druck in dem Saugpfad 137 -91,5 kPa (Manometerdruck), wenn der SiC-Ingot 200, dessen Durchmesser 210 8 Zoll beträgt, auf der Haltefläche 11 platziert wird.
Infolgedessen kann die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 den SiC-Ingot 200 mit verschiedenen Größen unter Saugwirkung an der Haltefläche 11 halten, ohne irgendwelche Schwierigkeiten bei der Laserbearbeitung zu verursachen.
[Zweite Ausführungsform]
Eine Laserbearbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird basierend auf einer Zeichnung beschrieben. 12 ist eine Seitenansicht, die den Zustand schematisch veranschaulicht, in dem eine Erfassungseinheit der Laserbearbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform einen Facettenbereich in dem SiC-Ingot erfasst. In 12 wird dem zu der ersten Ausführungsform gleichen Teil das gleiche Bezugszeichen vergeben, und dessen Beschreibung wird weggelassen.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform beinhaltet ferner eine Erfassungseinheit 50, die in 12 veranschaulicht ist.
Ein Bereich 217, auf den als Facette Bezug genommen wird und der sich in der Kristallstruktur unterscheidet (auf diesen wird nachfolgend als Facettenbereich Bezug genommen) ist in einigen Fällen im Inneren des SiC-Ingots 200 vorhanden. In dem Facettenbereich 217 sind der Brechungsindex und die Energieabsorptionsfähigkeit höher als jene in dem nicht-Facettenbereich. Aufgrund dessen wirft der SiC-Ingot 200 das Problem auf, dass, wenn der Facettenbereich 217 vorhanden ist, die Position und die Qualität der Trennschicht 211, die aufgrund einer Bestrahlung mit dem Laserstrahl 21 im Inneren ausgebildet ist, uneben wird, und in der Trennschicht 211 un dem herzustellende Wafer 220 zwischen dem Facettenbereich 217 und dem nicht-Facettenbereich eine Stufe hergestellt wird.
Die Erfassungseinheit 50 bestrahlt den SiC-Ingot 200 mit Erregungslicht 57 mit einer vorbestimmten Wellenlänge von der ersten Fläche 201 des SiC-Ingots 200 aus und erfasst die Luminanz der Fluoreszenz 58, die für SiC typisch ist. Die Erfassungseinheit 50 erfasst als nicht-Facettenbereich eine Position, in der die Luminanz der Fluoreszenz 58 gleich einem oder höher als ein vorbestimmter Wert ist und erfasst als Facettenbereich 217 einen Bereich, in dem die Luminanz der Fluoreszenz 58 niedriger als der vorbestimmte Wert ist.
Wie in 12 veranschaulicht, beinhaltet die Erfassungseinheit 50 ein Gehäuse 51, das durch den Kopf der Stützsäule 4 unterstützt wird, eine Lichtquelle 52, die das Erregungslicht 57 mit so einer geringen Ausgangsleistung (zum 0,1 Watt), das es keine Laserbearbeitung an dem SiC-Ingot 200 ausführt, und mit einer vorbestimmten Wellenlänge (z.B. 370 nm) emittiert, und einen dichroitischen Spiegel 53, der das Erregungslicht 57 mit der von der Lichtquelle 52 emittierten vorbestimmten Wellenlänge reflektiert und der eine Transmission von Licht mit einer anderen Wellenlänge als die Wellenlänge in einem ersten vorbestimmten Wellenlängenbereich (zum Beispiel 365 bis 375 nm) einschließlich der oben beschriebenen vorbestimmten Wellenlänge durch den dichroitischen Spiegel 53 zulässt. Die Erfassungseinheit 50 beinhaltet ferner eine Kondensorlinse 54, die das durch den dichroitischen Spiegel 57 reflektierte Erregungslicht 57 sammelt und die den SiC-Ingot 200 mit dem Erregungslicht 57 bestrahlt, einen Bandpassfilter 55, der eine Transmission von Licht eines zweiten vorbestimmten Wellenlängenbereichs (z.B. 395 bis 430 nm) durch den Bandpassfilter 55 zulässt, und einen Fotodetektor 56, der die Luminanz des Lichts erfasst, das durch den Bandpassfilter 55 übertragen wird.
Bei der Erfassungseinheit 50 sind die Lichtquelle 52, der dichroitische Spiegel 53, die Kondensorlinse 54 und der Bandpassfilter 55 in dem Gehäuse 51 angeordnet. Obwohl nicht in dem Schaubild veranschaulicht, beinhaltet die Erfassungseinheit 50 ferner ein Brennpunktposition-Einstellmittel, welches das Gehäuse 51 anhebt und absenkt, um die Position des Brennpunkts des Erregungslichts 57 in der Z-Achsenrichtung einzustellen. Dieses Brennpunktposition-Einstellmittel beinhaltet zum Beispiel eine Kugelspindel, die mit dem Gehäuse 51 gekoppelt ist und die sich in der Z-Achsenrichtung erstreckt, einen Motor, der diese Kugelspindel dreht, usw.
Die Steuerungseinheit 100 der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform bestrahlt die erste Fläche 201 des an der Haltefläche 11 des Spanntischs 10 gehaltenen SiC-Ingots 200 mit dem Erregungslicht 57 bei jedem vorbestimmten Abstand während eines Steuerns der Bewegungseinheit 30, um die Erfassungseinheit 50 und den Spanntisch 10 relativ zueinander zu bewegen, und erfasst die Fluoreszenzluminanz der ersten Fläche 201 des SiC-Ingots 200 bei jedem vorbestimmten Abstand. Zu diesem Zeitpunkt wird das von der Lichtquelle 52 emittierte Erregungslicht 57 durch den dichroitischen Spiegel 53 reflektiert, zu der Kondensorlinse 54 geführt und in der Kondensorlinse 54 gesammelt. Das Erregungslicht 57 wird dann auf die erste Fläche 201 des SiC-Ingots 200 aufgebracht.
Wenn der SiC-Ingot 200 mit dem Erregungslicht 57 bestrahlt wird, wird die Fluoreszenz (ausgestrahltes Licht) 58, die eine Wellenlänge (zum Beispiel in etwa 410 nm) beinhaltet, die sich von der Wellenlänge des Erregungslichts 57 unterscheidet, von dem SiC-Ingot 200 abgegeben. Die Fluoreszenz 58 wird durch die Kondensorlinse 54 und den dichroitischen Spiegel 53 übertragen. Dann wird nur die Fluoreszenz 58 in dem zweiten vorbestimmten Wellenlängenbereich durch den Bandpassfilter 55 hindurchgelassen, und die Luminanz der durch den Bandpassfilter 55 hindurchgelassenen Fluoreszenz 58 wird von dem Fotodetektor 56 erfasst. Bei der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 erfasst die Erfassungseinheit 50 die Luminanz der Fluoreszenz 51, die für SiC spezifisch ist, von der gesamten ersten Fläche 201 des SiC-Ingots 200 durch den Fotodetektor 56.
Der Fotodetektor 56 gibt an die Steuerungseinheit 100 ein Signal aus, das angibt, dass die erfasste Luminanz der Fluoreszenz 58 gleich dem oder höher als der vorbestimmte Wert ist, oder ein Signal, dass angibt, dass die erfasste Luminanz der Fluoreszenz 58 kleiner als der vorbestimmte Wert ist. Basierend auf den Erfassungsergebnissen der X-Achsenrichtung-Positionserfassungserfassungseinheit und der Y-Achsenrichtung-Positionserfassungseinheit erfasst die Steuerungseinheit 100 eine Position als nicht-Facettenbereich, bei der die Luminanz der Fluoreszenz 58 gleich dem oder höher als der vorbestimmte Wert ist, und erfasst einen Bereich als Facettenbereich 217, bei dem die Luminanz der Fluoreszenz 58 niedriger als der vorbestimmte Wert ist.
Um in dem Wafer 220 eine Stufe zu unterdrücken, steuert die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform die Bearbeitungsbedingungen, unter denen der SiC-Ingot 200 mit dem Laserstrahl 21 bestrahlt wird, ordnungsgemäß auf der Grundlage der Positionen des erfassten Facettenbereichs und nicht-Facettenbereichs, und bildet die Trennschicht 211 frei von einer Stufe zwischen dem Facettenbereich 217 und dem nicht-Facettenbereich aus.
Bei der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform kann der Einfluss der Fluoreszenz 58 von der Haltefläche 11 selbst dann, wenn der SiC-Ingot 200 dünn wird und sich die Trennschicht 211 der Haltefläche 11 nähert, unterdrücken, da die Haltefläche 11 die Farbe 15 aufweist, die das Untersuchungslicht 41 absorbiert. Als Ergebnis kann die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 einen Fehler bei dem Erfassungsergebnis des Facettenbereichs 217 und des nicht-Facettenbereichs des SiC-Ingots 200 unterdrücken, das heißt dem Untersuchungsergebnis des SiC-Ingots 200.
Wenn die Haltefläche 11 wie oben die oben beschriebene Farbe 15 aufweist, kann die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 die gemessene Fluoreszenz verglichen mit dem üblicherweise verwendeten Spanntisch unterdrücken. Infolgedessen zeigt die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 den Effekt, dass der Einfluss der Fluoreszenz des Spanntischs 10 selbst dann, wenn der SiC-Ingot 200 dünn wird, klein wird, wenn erfasst wird, ob der Facettenbereich 217 vorhanden ist oder nicht. Folglich kann der Spanntisch 10 mit der oben beschriebenen Ausführung verwendet werden, wenn der SiC-Ingot 200 mit dem Erregungslicht 57 bestrahlt und die Fluoreszenz 58 des SiC-Ingots 200 erfasst wird, um den Facettenbereich 217 zu erfassen.
Insbesondere wird auch der SiC-Ingot 200, der den Facettenbereich 217 nahe des äußeren Umfangs des SiC-Ingots aufweist, verwendet, und die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform führt eine Untersuchung bis zu dem äußersten des Außenumfangs des SiC-Ingots 200 bei der Erfassung des Facettenbereichs 217 aus. Der Einfluss des von der Haltefläche 11 und der äußeren vorderen Fläche der Basis 13 reflektierten Lichts ist in der Umgebung des äußeren Umfangs des SiC-Ingots 200 groß. Jedoch kann einem Fehler bei dem Erfassungsergebnis des Facettenbereichs 217 und des nicht-Facettenbereichs des SiC-Ingots 200, das heißt des Untersuchungsergebnisses des SiC-Ingots 200 effektiv vorgebeugt werden, da die Haltefläche 11 des Spanntischs 10 die Farbe 15 aufweist, die das Untersuchungslicht 41 absorbiert.
Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Das heißt, dass die vorliegende Erfindung mit vielfältigen Abwandlungen ausgeführt werden kann, ohne den Gegenstand der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel ist die Basis 13 des Spanntischs 10 bei den oben beschriebenen Ausführungsformen aus einem Metall, wie zum Beispiel rostfreiem Stahl, aufgebaut. Jedoch ist das Material der Basis 13 bei der vorliegenden Erfindung nicht auf das Metall, wie zum Beispiel rohem rostfreien Stahl beschränkt, und die Basis 13 kann aus vielfältigen Arten von Glas, wie zum Beispiel Sodaglas (Kalk-Natron-Glas), Borosilikatglas oder Quarzglas, das ein Glaswerkstoff ist, oder kann aus einer Keramik aufgebaut sein, sofern der Werkstoff ein nicht poröses, luftundurchlässiges Material ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Der Schutzbereich der Erfindung wird durch die angehängten Ansprüche definiert und sämtliche Änderungen und Abwandlungen, die in den äquivalenten Schutzbereich der Ansprüche fallen, sind folglich durch die Erfindung einbezogen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 6399913 [0004]
JP 2020205312 [0005, 0006]

Claims

Laserbearbeitungsvorrichtung, die eine Trennschicht in einem SiC-Ingot ausbildet, wobei die Laserbearbeitungsvorrichtung aufweist: einen Spanntisch zum Halten des SiC-Ingots an einer Haltefläche von diesem; eine Laserstrahl-Bestrahlungseinheit, die einen Strahlkondensor aufweist, der einen Brennpunkt eines Laserstrahls mit einer Wellenlänge, die in Bezug auf SiC eine Transmissionsfähigkeit aufweist, in einer Tiefe positioniert, die einer Dicke eines von einer oberen Fläche des SiC-Ingots aus herzustellenden Wafers entspricht, und die den SiC-Ingot mit dem Laserstrahl bestrahlt, um die Trennschicht auszubilden, die durch eine Trennung von SiC in Si und C und einer Erstreckung von Rissen entlang einer c-Ebene entsteht; eine Bewegungseinheit zum Bewegen des Spanntischs und der Laserstrahl-Bestrahlungseinheit relativ zueinander; und eine Trennschicht-Untersuchungseinheit zum Ausführen einer Bestrahlung mit Untersuchungslicht so einer Wellenlänge, die in Bezug auf den SiC-Ingot eine Transmissionsfähigkeit aufweist und durch die Trennschicht reflektiert wird, und welche die Trennschicht über eine Intensität reflektierten Lichts untersucht, wobei die Haltefläche des Spanntischs eine Farbe zum Absorbieren des Untersuchungslichts aufweist.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Untersuchungslicht sichtbares Licht ist.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Haltefläche des Spanntischs eine poröse Platte aufweist.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die poröse Platte aus porösem Glas aufgebaut ist.