(57)【要約】【課題】ＳｉＣ単結晶インゴットのファセット領域の位置を検出する。【解決手段】第一の面と、該第一の面と反対側の第二の面と、を有し、ｃ軸が該第一の面から該第二の面に至るＳｉＣ単結晶インゴットのファセット領域を検出するファセット領域の検出方法であって、該ＳｉＣ単結晶インゴットの該第一の面に光源からの光を照射する照射ステップと、該第一の面に照射された該光によって該ＳｉＣ単結晶インゴットの該第一の面から発生する蛍光の強度を検出する蛍光強度検出ステップと、該第一の面において該蛍光強度検出ステップで検出された蛍光強度が比較的小さい領域をファセット領域と判定し、該蛍光強度が比較的大きい領域を非ファセット領域と判定する判定ステップと、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の面と、該第一の面と反対側の第二の面と、を有し、ｃ軸が該第一の面から該第二の面に至るＳｉＣ単結晶インゴットのファセット領域を検出するファセット領域の検出方法であって、
該ＳｉＣ単結晶インゴットの該第一の面に光源からの光を照射する照射ステップと、
該第一の面に照射された該光によって該ＳｉＣ単結晶インゴットの該第一の面から発生する蛍光を検出し、該蛍光の強度の分布を得る蛍光強度検出ステップと、
該第一の面において該蛍光強度検出ステップで検出された蛍光の強度が比較的小さい領域をファセット領域と判定し、該蛍光の強度が比較的大きい領域を非ファセット領域と判定する判定ステップと、
を含むことを特徴とするファセット領域の検出方法。
【請求項２】
該照射ステップを実施する前に、研削砥石を用いて該第一の面を研削する研削ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のファセット領域の検出方法。
【請求項３】
第一の面と、該第一の面と反対側の第二の面と、を有し、ｃ軸が該第一の面から該第二の面に至るＳｉＣ単結晶インゴットのファセット領域を検出するファセット領域の検出装置であって、
上方に該第一の面が向いた状態で該ＳｉＣ単結晶インゴットを保持するチャックテーブルと、
該チャックテーブルに保持された該ＳｉＣ単結晶インゴットに対して光を照射する光源と、
該光源から該第一の面に照射された光によって該第一の面から発生した蛍光を検出し、該蛍光の強度の分布を得る蛍光検出ユニットと、
該蛍光検出ユニットにより検出された該蛍光の強度の分布から該ＳｉＣ単結晶インゴットの該第一の面のファセット領域の位置を検出する判定ユニットと、
を備えることを特徴とするファセット領域の検出装置。
【請求項４】
該蛍光検出ユニットは、該光源による該光の照射によって該蛍光が発生する該ＳｉＣ単結晶インゴットの該第一の面を撮像する撮像ユニットを備えることを特徴とする請求項３に記載のファセット領域の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）単結晶インゴットのファセット領域を検出する検出方法、及び該ファセット領域を検出する検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インバータやコンバータに代表されるパワーデバイス等に用いられる次世代の半導体材料として、Ｓｉ（シリコン）に代わりＳｉＣ（シリコンカーバイド）が注目されている。ＳｉＣウェーハは、ＳｉＣ単結晶インゴットがスライスされることにより形成される。ＳｉＣ単結晶インゴットをスライスしてＳｉＣウェーハを製造する方法として、例えば、ワイヤーソーを用いてＳｉＣ単結晶インゴットを切り出す方法が知られている。
【０００３】
しかし、ワイヤーソーを用いる方法では失われるＳｉＣの量が多く、原料となるＳｉＣ単結晶インゴットの量に比して得られるＳｉＣウェーハの数が少なくなるとの問題が生じる。例えば、例えば、３５０μｍ程度の厚さのＳｉＣウェーハを製造する際に、切り代として１５０μｍ〜２００μｍ程度の厚さの領域が必要となる。さらに、得られたＳｉＣウェーハの表面のうねり等を除去するために、ＳｉＣウェーハの表面を研磨して５０μｍ程度の厚さの領域を除去する必要がある。
【０００４】
そこで、ＳｉＣの損失が比較的少ないＳｉＣウェーハの製造方法として、ＳｉＣに対して透過性を有する波長のレーザビームをＳｉＣ単結晶インゴットの内部に集光して改質層と、該改質層から伸長するクラックと、を形成して割断する方法が知られている。この方法では、該レーザビームの集光点をＳｉＣ単結晶インゴットの所定の深さ位置に位置付けて被割断面に沿って該レーザビームを走査し、該被割断面に沿って改質層を形成する（特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、ＳｉＣ単結晶は、その成長過程においてファセット領域と呼ばれる領域と、非ファセット領域と呼ばれる領域と、の互いに成長モードが異なる領域が形成される。ファセット領域と、非ファセット領域と、は、その成長モードの違いに起因して抵抗率や欠陥密度等の物性が異なることが知られている。
【０００６】
そこで、製造されたＳｉＣウェーハを使用して所定の性能のデバイスを得るために、ファセット領域と、非ファセットと、の形成領域を制御しながらＳｉＣ単結晶インゴットを形成する技術の開発が進められている（特許文献２乃至４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−１２７１８６号公報
【特許文献２】特開２０１４−４０３５７号公報
【特許文献３】特開２００４−３２３３４８号公報
【特許文献４】特開２０１３−１００２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ファセット領域と、非ファセット領域と、は、互いに屈折率が異なる。そのため、ＳｉＣに対して透過性を有する波長のレーザビームをＳｉＣ単結晶インゴットの表面から所定の深さに照射して改質層を形成しようとする際、ファセット領域と、非ファセット領域と、では、該レーザビームが異なる深さ位置に集光されてしまう。したがって、改質層が一様な深さには形成されないため、レーザビームによるスライス方法を用いる場合においても一定の大きさの切り代（カーフロス）が必要となる。
【０００９】
そこで、領域に依らずＳｉＣ単結晶インゴットの内部の一様な深さに改質層が形成されるように、ファセット領域と、非ファセット領域と、のそれぞれにおいて異なるレーザ加工条件で該レーザビームを照射することが考えられる。例えば、ＳｉＣウェーハであればファセット領域と、非ファセット領域と、の窒素濃度の差を反映したコントラストが目視により確認できる。
【００１０】
しかしながら、ＳｉＣ単結晶インゴットは、ＳｉＣウェーハよりも厚く、目視によりファセット領域と、非ファセット領域と、を判別するのは容易ではない。そのため、ＳｉＣ単結晶インゴットにおいては、それぞれの領域の位置を認識して、それぞれの領域に適した加工条件で該レーザビームをＳｉＣ単結晶インゴットに照射するのは困難である。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＳｉＣ単結晶インゴットにおいてファセット領域を容易に検出できる検出方法及び検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様によると、第一の面と、該第一の面と反対側の第二の面と、を有し、ｃ軸が該第一の面から該第二の面に至るＳｉＣ単結晶インゴットのファセット領域を検出するファセット領域の検出方法であって、該ＳｉＣ単結晶インゴットの該第一の面に光源からの光を照射する照射ステップと、該第一の面に照射された該光によって該ＳｉＣ単結晶インゴットの該第一の面から発生する蛍光を検出し、該蛍光の強度の分布を得る蛍光強度検出ステップと、該第一の面において該蛍光強度検出ステップで検出された蛍光の強度が比較的小さい領域をファセット領域と判定し、該蛍光の強度が比較的大きい領域を非ファセット領域と判定する判定ステップと、を含むことを特徴とするファセット領域の検出方法が提供される。
【００１３】
好ましくは、該照射ステップを実施する前に、研削砥石を用いて該第一の面を研削する研削ステップをさらに含む。
【００１４】
また、本発明の他の一態様によると、第一の面と、該第一の面と反対側の第二の面と、を有し、ｃ軸が該第一の面から該第二の面に至るＳｉＣ単結晶インゴットのファセット領域を検出するファセット領域の検出装置であって、上方に該第一の面が向いた状態で該ＳｉＣ単結晶インゴットを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された該ＳｉＣ単結晶インゴットに対して光を照射する光源と、該光源から該第一の面に照射された光によって該第一の面から発生した蛍光を検出し、該蛍光の強度の分布を得る蛍光検出ユニットと、該蛍光検出ユニットにより検出された該蛍光の強度の分布から該ＳｉＣ単結晶インゴットの該第一の面のファセット領域の位置を検出する判定ユニットと、を備えることを特徴とするファセット領域の検出装置が提供される。
【００１５】
好ましくは、該蛍光検出ユニットは、該光源による該光の照射によって該蛍光が発生する該ＳｉＣ単結晶インゴットの該第一の面を撮像する撮像ユニットを備える。
【発明の効果】
【００１６】
ＳｉＣ単結晶インゴットの第一の面に特定の波長の光を照射すると、該第一の面から蛍光が生じる。ファセット領域と、非ファセット領域と、では、光学特性が異なるため、同一の条件で該光を照射したときに発生する蛍光の強度が異なる。例えば、ファセット領域においては蛍光の強度が比較的小さくなり、非ファセット領域においては該蛍光の強度が比較的大きくなる。すなわち、ＳｉＣ単結晶インゴットの第一の面で生じる蛍光の強度の分布がファセット領域と、非ファセット領域と、の分布に対応する。
【００１７】
そこで、本発明の一態様に係るファセット領域の検出方法及び検出装置では、ＳｉＣ単結晶インゴットの第一の面に光を照射し、該第一の面で発生する蛍光を検出する。そして、蛍光の強度の分布を得ることによりＳｉＣ単結晶インゴットのファセット領域を検出できる。
【００１８】
したがって、本発明により、ＳｉＣ単結晶インゴットにおいてファセット領域を容易に検出できる検出方法及び検出装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１（Ａ）は、ＳｉＣ単結晶インゴットを模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、ＳｉＣ単結晶インゴットを模式的に示す側面図である。
【図２】図２（Ａ）は、ＳｉＣ単結晶インゴットのファセット領域を模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、照射ステップ及び蛍光強度検出ステップを模式的に示す斜視図である。
【図３】撮像ユニットで撮像される蛍光像の一例を模式的に示す平面図である。
【図４】図４（Ａ）は、レーザ加工ステップを模式的に示す斜視図であり、図４（Ｂ）は、改質層及びクラックが形成されたＳｉＣ単結晶インゴットを模式的に示す断面図であり、図４（Ｃ）は、改質層及びクラックが形成されたＳｉＣ単結晶インゴットを模式的に示す上面図である。
【図５】ファセット領域の検出方法の各ステップのフローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。まず、本実施形態に係るファセット領域の検出方法及び検出装置によりファセット領域が検出されるＳｉＣ単結晶インゴットについて説明する。図１（Ａ）は、ＳｉＣ単結晶インゴット１１を模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、ＳｉＣ単結晶インゴット１１を模式的に示す側面図である。ＳｉＣ単結晶インゴット１１は、第一の面１１ａと、第一の面１１ａの反対側の第二の面１１ｂと、を有する。第一の面１１ａ及び第二の面１１ｂは、互いに平行である。
【００２１】
ＳｉＣ単結晶インゴット１１は、例えば、第一の面１１ａに平行な被割断面で割断され、ＳｉＣウェーハに切り出される。ＳｉＣウェーハは、インバータやコンバータに代表されるパワーデバイス等の製造に用いられる次世代の半導体材料として注目されている。
【００２２】
ＳｉＣ単結晶インゴット１１を割断する際には、例えば、ＳｉＣに対して透過性を有する波長のレーザビームを第一の面１１ａから所定の距離深い位置に被割断面に沿って集光し、多光子吸収過程によりＳｉＣ単結晶インゴット１１の内部に改質層を形成する。そして、改質層から該被割断面に沿ってクラックを伸長させることでＳｉＣ単結晶インゴット１１を割断する。なお、ＳｉＣ単結晶インゴット１１の第一の面１１ａは、レーザビームの被照射面となるため、予め研磨されて鏡面とされてもよい。
【００２３】
ＳｉＣ単結晶インゴット１１には、図１（Ａ）に示す通り、第一のオリエンテーションフラット１３と、第一のオリエンテーションフラット１３に直交する第二のオリエンテーションフラット１５が形成される。第一のオリエンテーションフラット１３の長さは第二のオリエンテーションフラット１５の長さより長く形成される。
【００２４】
ＳｉＣ単結晶インゴット１１は、第一の面１１ａの法線１７に対して第二のオリエンテーションフラット１５方向にオフ角α傾斜したｃ軸１９と、ｃ軸１９に直交するｃ面２１と、を有している。該ｃ軸１９は、例えば、第一の面１１ａから第二の面１１ｂに至る。ｃ面２１はＳｉＣ単結晶インゴット１１の第一の面１１ａに対してオフ角α傾斜している。一般的に、ＳｉＣ単結晶インゴット１１では、短い第二のオリエンテーションフラット１５の伸長方向に直交する方向がｃ軸１９の傾斜方向となる。
【００２５】
ｃ面２１は、ＳｉＣ単結晶インゴット１１中に分子レベルで無数に設定される。オフ角αは、例えば、４°に設定される。しかし、オフ角αは４°に限定されるものではなく、例えば、１°〜６°の範囲で自由に設定してＳｉＣ単結晶インゴット１１を製造することができる。
【００２６】
ＳｉＣ単結晶は、その成長過程において表面にファセット領域と呼ばれる領域と、非ファセット領域と呼ばれる領域と、の互いに成長モードが異なる領域が形成される。図２（Ａ）は、ＳｉＣ単結晶インゴット１１のファセット領域１１ｄと、非ファセット領域１１ｃと、を模式的に示す斜視図である。図２（Ａ）には、該ファセット領域１１ｄが示されており、該ファセット領域１１ｄ以外の領域が非ファセット領域１１ｃである。
【００２７】
ファセット領域１１ｄと、非ファセット領域１１ｃと、は、その成長モードの違いに起因して抵抗率や欠陥密度等の物性が異なることが知られている。ただし、ＳｉＣ単結晶インゴット１１において、ファセット領域１１ｄと、非ファセット領域１１ｃと、は目視による判別は困難である。
【００２８】
ファセット領域１１ｄと、非ファセット領域１１ｃと、は、互いに屈折率が異なる。そのため、ＳｉＣに対して透過性を有する波長のレーザビームをＳｉＣ単結晶インゴット１１の所定の深さに集光して改質層を形成しようとする際、ファセット領域１１ｄと、非ファセット領域１１ｃと、では、該レーザビームが異なる深さ位置に集光されてしまう。
【００２９】
より詳細には、ＳｉＣ単結晶インゴット１１においてファセット領域１１ｄの屈折率は非ファセット領域１１ｃの屈折率よりも大きい。そのため、ファセット領域１１ｄでは非ファセット領域１１ｃよりも深い位置に該レーザビームが集光され、改質層がより深い位置に形成されてしまう。
【００３０】
さらに、ファセット領域１１ｄと、非ファセット領域１１ｃと、では、レーザビームの吸収性が異なる。該レーザビームは、ＳｉＣに対して透過性を有するものの、一定の割合でＳｉＣに吸収される。そして、非ファセット領域１１ｃにおける該レーザビームの吸収性は、ファセット領域１１ｄにおける該レーザビームの吸収性よりも低い。そのため、集光点に到達する該レーザビームの強度は、ファセット領域１１ｄよりも非ファセット領域１１ｃの方が強くなる。
【００３１】
すなわち、ＳｉＣ単結晶インゴット１１の第一の面１１ａの全面に同様の条件でレーザビームを照射しても、ＳｉＣ単結晶インゴット１１の内部の一様な深さに一様に改質層が形成されない。そのため、ＳｉＣウェーハに切り出す際の切り代（カーフロス）が大きくなる。
【００３２】
そこで、本実施形態に係るファセット領域の検出方法及び検出装置では、ＳｉＣ単結晶インゴット１１のファセット領域１１ｄの位置を検出する。ファセット領域１１ｄと、非ファセット領域１１ｃと、の位置が検出されると、それぞれの領域において一様に改質層が形成されるように、それぞれの領域に異なる条件でレーザビームを照射できる。
【００３３】
次に、本実施形態に係るファセット領域１１ｄの検出装置について説明する。図２（Ｂ）には、ファセット領域１１ｄの検出装置２の主要な構成が模式的に示されている。
【００３４】
該検出装置２は、ＳｉＣ単結晶インゴット１１が保持されるチャックテーブル１４と、該チャックテーブル１４の上方に配設された光源ユニット４と、を備える。検出装置２は、例えば、該光源ユニット４に並んだ撮像ユニット６をさらに備える。
【００３５】
チャックテーブル１４は、一端がチャックテーブル１４の上面に通じた吸引路（不図示）と、該吸引路の他端に接続された吸引源（不図示）と、を内部に備える。チャックテーブル１４の上面にＳｉＣ単結晶インゴット１１を載せ、該吸引源を作動させて該吸引路を通じてＳｉＣ単結晶インゴット１１に負圧を作用させると、ＳｉＣ単結晶インゴット１１がチャックテーブル１４に吸引保持される。すなわち、チャックテーブル１４の上面が保持面となる。
【００３６】
光源ユニット４は、内部に光源（不図示）を備える。該光源は、例えば、水銀ランプやＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、紫外領域の波長成分を含む光を発することができる。光源ユニット４は、さらに、特定の波長の光を透過するバンドパスフィルタ等のフィルタ８と、該光の照射領域を調整するレンズ１０と、を備える。
【００３７】
該光源から出射された光１２は、フィルタ８を透過する。この際に、光１２の該特定の波長以外の成分が遮蔽される。その後、光１２は、レンズ１０を経てチャックテーブル１４に保持されたＳｉＣ単結晶インゴット１１に照射される。ＳｉＣ単結晶インゴット１１に照射される光１２は、ＳｉＣ単結晶インゴット１１に照射された時に蛍光を生じる波長の光であり、例えば、波長３６５ｎｍの紫外線である。
【００３８】
撮像ユニット６は、チャックテーブル１４の保持面に向けられており、チャックテーブル１４に保持されたＳｉＣ単結晶インゴット１１に光源から光１２が照射された際に生じる蛍光を撮像して、第一の面１１ａの蛍光像を得る。すなわち、該検出装置２は、撮像ユニット６により構成される蛍光検出ユニットを備える。ここで、蛍光像とは、蛍光の強度の分布が現れた画像である。なお、撮像ユニット６は、光源ユニット４の近傍に並んで配設されていてもよく、または、チャックテーブル１４の斜め上方に配設されてもよい。
【００３９】
ファセット領域１１ｄの検出装置２は、さらに、該検出装置２の各構成要素を制御する制御ユニット（不図示）を備える。該制御ユニットは、チャックテーブル１４、光源ユニット４、及び撮像ユニット６に電気的に接続されている。該制御ユニットは、光源ユニット４を制御してチャックテーブル１４に保持されたＳｉＣ単結晶インゴット１１に該光１２を照射させ、撮像ユニット６に該蛍光を検出させて蛍光像を形成させる。
【００４０】
なお、制御ユニットは、該光源ユニット４を制御して該ＳｉＣ単結晶インゴット１１の第一の面１１ａの一部に該光１２を照射させながら該チャックテーブル１４を該保持面に平行な方向に移動させ、該光１２を該第一の面１１ａに走査させてもよい。この場合、制御ユニットは、第一の面１１ａにおける該光１２の被照射位置の座標と、該撮像ユニット６で検出される蛍光の強度と、を関連付けることで蛍光像を形成する。
【００４１】
ファセット領域１１ｄの検出装置２の該制御ユニットは、検出された該蛍光に基づいて作成された蛍光像を記録する記録ユニットを備えてもよい。また、該制御ユニットは、該蛍光像に現れる該蛍光の強度の分布からＳｉＣ単結晶インゴット１１の第一の面１１ａにおけるファセット領域１１ｄの位置を判定する判定ユニットを備えてもよい。
【００４２】
ＳｉＣ単結晶インゴット１１の第一の面１１ａにおいて生じる該蛍光は、ファセット領域１１ｄと、非ファセット領域１１ｃと、で強度が異なる。そのため、該記録ユニットに記録される蛍光像は、ファセット領域１１ｄと、非ファセット領域１１ｃと、の位置に応じて蛍光の強度が異なる蛍光像となる。例えば、ファセット領域１１ｄでは、非ファセット領域１１ｃに比較して蛍光の強度が小さくなる。
【００４３】
そこで、該制御ユニットの該判定ユニットは、蛍光像において蛍光の強度が比較的小さい領域をファセット領域１１ｄと判定し、蛍光の強度が比較的大きい領域を非ファセット領域１１ｃと判定する。このように、ファセット領域１１ｄの検出装置２は、ＳｉＣ単結晶インゴット１１に光１２を照射して生じる蛍光の強度の分布から、ＳｉＣ単結晶インゴット１１の第一の面１１ａのファセット領域１１ｄの位置を検出できる。
【００４４】
なお、該制御ユニットは、検出されたＳｉＣ単結晶インゴット１１のファセット領域１１ｄの位置に関する情報を記憶する記憶部を備えてもよい。そして、該制御ユニットは、ＳｉＣ単結晶インゴット１１をＳｉＣウェーハに切り出すレーザ加工装置にファセット領域１１ｄの位置に関する情報を送信してもよい。
【００４５】
次に、ファセット領域１１ｄの検出装置２を使用して実施される本実施形態に係るファセット領域の検出方法について説明する。図５は、該ファセット領域の検出方法の各ステップの流れを模式的に示すフローチャートである。
【００４６】
該ファセット領域１１ｄの検出方法では、まず、ＳｉＣ単結晶インゴット１１の第一の面１１ａに光源ユニット４の光源からの光１２を照射する照射ステップＳ１が実施される。図２（Ｂ）は、照射ステップＳ１を模式的に示す斜視図である。
【００４７】
照射ステップＳ１では、チャックテーブル１４の上面に第一の面１１ａを上方に向けた状態でＳｉＣ単結晶インゴット１１を載せる。そして、チャックテーブル１４の吸引源を作動させて該ＳｉＣ単結晶インゴット１１に負圧を作用させて、チャックテーブル１４にＳｉＣ単結晶インゴット１１を吸引保持させる。
【００４８】
次に、光源ユニット４を作動させて光源から光１２を出射させ、フィルタ８及びレンズ１０を経て第一の面１１ａに光１２を照射する。光１２は、ＳｉＣ単結晶インゴット１１に照射された際にＳｉＣ単結晶インゴット１１に蛍光を生じさせる紫外領域よりも短い波長の光であり、例えば、３６５ｎｍの波長の光である。ただし、光１２の波長はこれに限定されない。
【００４９】
本実施形態に係るファセット領域１１ｄの検出方法では、次に、第一の面１１ａに照射された光１２によってＳｉＣ単結晶インゴット１１の第一の面１１ａから発生する蛍光を検出し、該蛍光の強度の分布を得る蛍光強度検出ステップＳ２を実施する。照射ステップで第一の面１１ａに照射された光１２により生じた蛍光は、蛍光検出ユニットを構成する撮像ユニット６により検出される。
【００５０】
図３は、蛍光強度検出ステップＳ２で撮像ユニット６により検出される蛍光の強度の分布が反映された第一の面１１ａの蛍光像１６を模式的に示す平面図である。図３に示す平面図には、説明の便宜のために、蛍光の強度が比較的小さい領域に斜線のハッチングが付されている。図３に示す通り、蛍光像１６においてＳｉＣ単結晶インゴット１１の第一の面１１ａには、生じる蛍光の強度が比較的大きい領域と、強度が比較的小さい領域と、が確認される。
【００５１】
次に、本実施形態に係るファセット領域１１ｄの検出方法では、蛍光強度検出ステップＳ２で得られた蛍光像１６から第一の面１１ａのファセット領域１１ｄと、非ファセット領域１１ｃと、の位置を判定する判定ステップＳ３を実施する。
【００５２】
判定ステップＳ３では、ＳｉＣ単結晶インゴット１１の第一の面１１ａにおいて、蛍光の強度が比較的小さい領域をファセット領域１１ｄと判定し、蛍光の強度が比較的大きい領域を非ファセット領域１１ｃと判定する。
【００５３】
本実施形態に係るファセット領域１１ｄの検出方法によると、ＳｉＣ単結晶インゴット１１に光１２を照射して生じる蛍光を検出することにより、ファセット領域１１ｄと、非ファセット領域１１ｃと、を検出できる。
【００５４】
なお、本実施形態に係るファセット領域１１ｄの検出方法では、照射ステップＳ１を実施する前に、研削砥石を用いてＳｉＣ単結晶インゴット１１の第一の面１１ａを研削する研削ステップを実施してもよい。
【００５５】
照射ステップＳ１では、該第一の面１１ａに光１２が照射され生じる蛍光が観察される。この際、第一の面１１ａの表面が平坦でなければ、第一の面１１ａの各領域において光１２が一様な条件で照射されず、また、同様の条件で蛍光が生じない。そのため、ファセット領域１１ｄを適切に検出するために、研削ステップが実施されて第一の面１１ａが研削され鏡面とされることが好ましい。
【００５６】
また、研削ステップが実施されて第一の面１１ａが平坦であると、その後、ＳｉＣ単結晶インゴット１１からＳｉＣウェーハを切り出す際、第一の面１１ａの全域を所望の条件でレーザ加工を実施できる。
【００５７】
さらに、本実施形態に係るファセット領域１１ｄの検出方法では、判定ステップＳ３で検出されたファセット領域１１ｄ及び非ファセット領域１１ｃの位置に関する情報を制御ユニットの記憶部に記憶させる記憶ステップを実施してもよい。記憶ステップで記憶されたファセット領域１１ｄ及び非ファセット領域１１ｃの位置に関する情報を使用して、後にＳｉＣ単結晶インゴット１１からＳｉＣウェーハを製造してもよい。
【００５８】
ＳｉＣウェーハを製造する際、ファセット領域１１ｄと、非ファセット領域１１ｃと、のそれぞれに適した条件でＳｉＣに対して透過性を有するレーザビームを照射すると、ＳｉＣ単結晶インゴットの所定の深さ位置に一様な改質層を形成できる。この場合、ＳｉＣ単結晶インゴットを切り出してＳｉＣウェーハを形成する際に必要となる切り代が比較的小さくなり、ＳｉＣの損失率が低下するため、ＳｉＣウェーハを効率的に製造できる。
【００５９】
次に、ファセット領域１１ｄ及び非ファセット領域１１ｃが検出されたＳｉＣ単結晶インゴット１１をレーザ加工してＳｉＣウェーハを製造する方法及びレーザ加工装置について説明する。図４（Ａ）は、該レーザ加工装置でＳｉＣ単結晶インゴット１１をレーザ加工する様子を模式的に示す斜視図である。
【００６０】
図４（Ａ）に示すレーザ加工装置１８は、チャックテーブル２０と、該チャックテーブル２０の上方のレーザ加工ユニット２２と、を備える。該チャックテーブル２０は、ファセット領域１１ｄの検出装置２のチャックテーブル１４と同様に構成される。該チャックテーブル２０は、上面の保持面に平行な方向に移動できる。
【００６１】
レーザ加工ユニット２２は、チャックテーブル１４に保持されたＳｉＣ単結晶インゴット１１の所定の深さ位置にＳｉＣに対して透過性を有する波長のレーザビーム２２ａを集光させる機能を有する。該レーザビーム２２ａは、ＳｉＣ単結晶インゴット１１の被割断面の深さ位置に集光される。
【００６２】
ＳｉＣウェーハを製造する方法においては、まず、ＳｉＣ単結晶インゴット１１を保持する保持ステップを実施する。保持ステップでは、レーザ加工装置１８のチャックテーブル２０の保持面に第一の面１１ａを上方に向けた状態でＳｉＣ単結晶インゴット１１を載せて、チャックテーブル２０のＳｉＣ単結晶インゴット１１を吸引保持させる。
【００６３】
次に、レーザビーム２２ａをＳｉＣ単結晶インゴット１１に照射してＳｉＣ単結晶インゴットをレーザ加工するレーザ加工ステップを実施する。レーザ加工ステップでは、レーザ加工ユニット２２を作動させて、レーザビーム２２ａをＳｉＣ単結晶インゴット１１の内部の所定の深さに集光させながらチャックテーブル２０を保持面に平行な方向に加工送りさせる。
【００６４】
例えば、図４（Ａ）に示す通り、チャックテーブル２０をＳｉＣ単結晶インゴット１１の第二のオリエンテーションフラット１５に沿った方向に加工送りさせる。ＳｉＣ単結晶インゴット１１の内部の所定の深さ位置にレーザビーム２２ａを集光させると、多光子吸収過程により集光点の近傍に改質層２３が形成される。
【００６５】
ＳｉＣ単結晶インゴット１１の一端から他端まで、レーザビーム２２ａを集光させた後、チャックテーブル２０を保持面に平行かつ第二のオリエンテーションフラット１５に垂直な方向に割り出し送りする。その後、チャックテーブル２０を第二のオリエンテーションフラット１５に沿って逆方向に加工送りしつつ、ＳｉＣ単結晶インゴット１１にレーザビーム２２ａを集光させる。
【００６６】
レーザビーム２２ａの照射により改質層２３が形成されると、該改質層２３から被割断面に沿ってクラック２５が伸長する。図４（Ｂ）は、改質層２３からクラック２５が伸長する様子を模式的に示す断面図である。クラック２５は、図４（Ｂ）に示す通り、改質層２３からｃ面２１（図１（Ａ）等参照）に沿った方向に伸長しやすい。
【００６７】
また、図４（Ｃ）は、形成された改質層２３からクラック２５が伸長する様子を模式的に示す上面図である。なお、改質層２３及びクラック２５はＳｉＣ単結晶インゴット１１の第一の面１１ａには表出しないが、説明の便宜上、図４（Ｃ）においては実線で示している。
【００６８】
そして、ＳｉＣ単結晶インゴット１１の第一の面１１ａの全面にわたってレーザビーム２２ａを照射する。すると、被割断面に沿って形成されたクラック２５によりＳｉＣ単結晶インゴット１１が割断され、ＳｉＣウェーハが形成される。
【００６９】
なお、レーザ加工ステップにおいて、第一の面１１ａに沿って全域に同じ条件でレーザビーム２２ａを照射すると、形成される改質層２３の深さやクラック２５の伸長度合いがファセット領域１１ｄと、非ファセット領域１１ｃと、で異なる。そこで、ファセット領域１１ｄと、非ファセット領域１１ｃと、で異なる条件でレーザ加工を実施する。このとき、それぞれの領域における加工条件は、改質層２３及びクラック２５がそれぞれの領域で同様に形成されるように設定される。
【００７０】
ここで、本実施形態に係るファセット領域１１ｄの検出方法及び検出装置によると、レーザ加工を実施する前に予めＳｉＣ単結晶インゴット１１のファセット領域１１ｄ及び非ファセット領域１１ｃの位置を検出できる。そして、レーザ加工装置１８は、ファセット領域１１ｄの検出装置２から該ファセット領域１１ｄの位置に関する情報を取得できる。そのため、レーザ加工を実施する際に、ファセット領域１１ｄと、非ファセット領域１１ｃと、にそれぞれの領域に適した加工条件でレーザ加工を実施できる。
【００７１】
例えば、非ファセット領域１１ｃを加工する際には、非ファセット領域１１ｃに適した加工条件でレーザビーム２２ａを照射する。そして、レーザビーム２２ａの集光点がファセット領域１１ｄにかかる際、加工条件を切り替えてレーザビーム２２ａを照射する。再びレーザビーム２２ａの集光点が非ファセット領域１１ｃにかかる際には、加工条件を戻してレーザビーム２２ａを照射する。
【００７２】
または、チャックテーブル２０を移動させ、非ファセット領域１１ｃを非ファセット領域１１ｃに適した条件でレーザ加工する。そして、レーザビーム２２ａの集光点がファセット領域１１ｄに差し掛かる際、レーザビーム２２ａの照射を停止する。その後、該集光点がファセット領域１１ｄを脱する際にレーザビーム２２ａの照射を再開する。
【００７３】
次に、チャックテーブル２０を逆方向に移動させ、レーザビーム２２ａの集光点がファセット領域１１ｄにかかる際にレーザビーム２２ａを照射してファセット領域１１ｄをファセット領域１１ｄに適した条件で加工する。
【００７４】
これらの場合、ＳｉＣ単結晶インゴット１１の所定の深さ位置において一様に改質層を形成できる。そのため、ＳｉＣ単結晶インゴット１１が割断される深さ位置等のばらつきが小さくなる。したがって、このばらつきを考慮して必要となるＳｉＣ単結晶インゴット１１の切り代を小さく設定できる。そのため、ＳｉＣ単結晶インゴット１１からＳｉＣウェーハを形成する際に、ＳｉＣの損失量を減少できる。
【００７５】
なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、ＳｉＣ単結晶インゴット１１をチャックテーブル１４に保持させて第一の面１１ａに光を照射し、発生する蛍光を検出する場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。例えば、該光が照射される際、ＳｉＣ単結晶インゴット１１をチャックテーブル１４に保持させなくてもよく、ＳｉＣ単結晶インゴット１１を吸引保持機構のないテーブルに載せてもよい。
【００７６】
また、ファセット領域１１ｄの検出装置２は、ＳｉＣ単結晶インゴット１１からＳｉＣウェーハを切り出すレーザ加工装置１８に組み込まれていてもよい。この場合、ファセット領域１１ｄの位置が検出されたＳｉＣ単結晶インゴット１１は、そのままレーザ加工されてＳｉＣウェーハに切り出される。この場合、レーザ加工装置１８のチャックテーブル２０は、検出装置２のチャックテーブル１４として機能してもよく、レーザ加工装置１８のレーザ加工ユニット２２は、検出装置２の光源ユニット４として機能してもよい。
【００７７】
上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【００７８】
１１  ＳｉＣ単結晶インゴット
１１ａ  第一の面
１１ｂ  第二の面
１１ｃ  非ファセット領域
１１ｄ  ファセット領域
１３，１５  オリエンテーションフラット
１７  第一の面の法線
１９  ｃ軸
２１  ｃ面
２３  改質層
２５  クラック
２  検出装置
４  光源
６  撮像ユニット
８  フィルタ
１０  レンズ
１２  光
１４，２０  チャックテーブル
１６  蛍光像
１８  レーザ加工装置
２２  レーザ加工ユニット
２２ａ  レーザビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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