【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于加工单晶坯(single crystal blank)的方法，该单晶坯包括种晶(籽晶，seed crystal)和生长的单晶，其中对单晶坯进行加工以形成晶锭(ingot)或单晶圆。本专利技术还涉及一种用于通过应用该方法来加工单晶坯的装置。
技术介绍
1、用于生产半导体器件或光学器件的单晶通常是从种晶生长以形成单晶坯。虽然这些单晶坯会生长为具有大致对应于晶锭或晶圆的所需形状和大小的形状，但是坯件通常需要加工来严密地采用该形状，并且具有允许进一步加工的制造质量。
2、生长单晶的工艺是基于种晶开始的。这些种晶具有特别高的质量，以提供从该种晶开始生长的、具有随后制造上述器件所需的特性的单晶。更具体地，种晶需要具有一致的结构，因为种晶中的任何缺陷都可能在单晶生长过程中复制。
3、由于生长工艺的性质，从种晶生长的单晶与单晶坯是一体的，并相应地进行加工。因此，这样的种晶不会被重复使用，而是在生长工艺结束后丢失。
4、生长单晶所需的高质量以及这些种晶的一次性使用在生产单晶坯的过程中造成了巨大的成本。这尤其是在从该种晶生产仅几个晶圆或甚至单个晶圆的情况下。
5、此外，已经观察到，就源于这些种晶的单晶的质量而言，不同的种晶产生不同的结果。然而，这种观察发生在将种晶生长成单晶坯之后。在这方面，实现预期生长结果的种晶的丢失是特别不期望的。
6、此外，指的注意的是，近年来半导体行业的重点从硅转移到作为替代品或由于新技术的其他材料。这种材料的一个示例是碳化硅(sic)，它特别
技术实现思路
1、鉴于上述情况，仍对降低用于生产晶锭和晶圆的单晶坯的制造成本保持关注。
2、考虑到这种潜在的情况，本公开提供了一种用于加工单晶坯的方法，其中单晶坯具有第一端、第二端以及在第一端与第二端之间延伸的纵向轴线。单晶坯包括种晶，其中所述种晶至少部分沿纵向轴线延伸。该方法包括至少部分地沿纵向轴线磨削单晶坯的外周面的外周面磨削步骤。将单晶坯的外周面至少部分地沿纵向轴线的不包括种晶的部分磨削直到距离纵向轴线第一距离，其中该第一距离优选小于种晶至纵向轴线的延伸。
3、单晶坯包括种晶和已经从种晶开始生长的单晶。在下文中，通常将单晶坯的种晶称为种晶，并且将从种晶开始生长的单晶称为生长的单晶或单晶。当提及距离时，它通常指的是两个几何实体之间的最短距离。
4、对于用于生长单晶以生产单晶坯的方法没有特别的限制。然而，对于在截面上与生长在种晶的表面上的单晶具有大致相同的形状和大小的种晶，所公开的方法的成本效益尤其有利。在这种方法中，单晶的生长特别是从种晶的正面(face side)开始。因此，种晶的截面通常对应于生长在种晶的顶部上的单晶的截面。
5、在本上下文中，正面被定义为面向在种晶上生长的单晶的纵向方向或初级生长方向的表面。例如，具有第一端、第二端、在第一端与第二端之间延伸的纵向轴线以及围绕该纵向轴线的外周面的单晶坯包括正面，该正面面向在单晶的纵向方向、并且特别是面向单晶的生长方向。
6、进一步地，种晶和生长在种晶的顶部上的所得到的单晶在形状上通常对应于待由此生产的晶圆或晶锭。然而，种晶和生长的单晶两者的截面优选地大于待生产的晶圆或晶锭的截面。由于生长工艺的性质，考虑到单晶的形状和大小的不规则性，尤其选择更大的尺寸。换而言之，较大的单晶坯的截面大小允许在消除生长不规则性的情况下、至少(仅优选)将生长的单晶机加工(尤其是磨削)成预定形状和大小。
7、然而，由于生长不规则性，单晶可以生长成上具有等于或略超过种晶的截面尺寸的截面延伸(即，垂直于纵向轴线)。
8、优选地，种晶在生长过程中和生长后基本上形成种晶坯的一端。进一步地，种晶的顶部上的单晶优选地生长为大致具有柱形形状，其中种晶的截面轮廓和大小通常限定单晶坯的生长单晶的截面轮廓(例如，生长晶体的尖端部、生长不规则性等可能导致偏离这种形状)。
9、替代地，可以使用生长单晶的其他技术，例如在多于一个方向(例如，两个方向，诸如，垂直于种晶或待生产的单晶坯的纵向轴线以及沿纵向轴线)上生长单晶的技术。
10、外周面磨削步骤用于机加工外周面，从而为单晶坯、特别是在种晶上生长的单晶体提供预定的截面形状和大小。
11、因此，将单晶坯的外周面磨削直到距离纵向轴线第一距离。换而言之，磨削工具将材料从单晶坯去除直到该第一距离，即，第一距离限定了单晶坯在纵向轴线与单晶坯的外周面之间的延伸。
12、由于第一距离优选地小于种晶至纵向轴线的延伸，即在纵向轴线与相应外周面之间(特别是在从纵向轴线开始的相同方向上)，因此在磨削过程中得到的单晶的截面变得比种晶的截面小。
13、外周面磨削步骤至少部分地沿纵向轴线来执行，特别是沿该方向上生长的单晶的部分(即，优选地不包括沿纵向轴线的种晶的部分)来执行。
14、为了磨削单晶坯的外周面，磨削工具相对于外周面移动。相对移动优选地通过沿纵向轴线在磨削工具与单晶坯之间的相对运动、和/或通过围绕纵向轴线在磨削工具与单晶坯之间的相对旋转(例如，纵向轴线充当旋转轴)来执行。
15、因此，外周面磨削步骤优选地机加工生长的单晶而不是种晶，使得种晶基本保持不受影响。一方面，生长的单晶可以被磨削成具有预定形状和大小的、待从生长的单晶生产的晶锭或晶圆。另一方面，种晶不是机加工的，且因此可以重复使用(例如，在从生长的单晶分离之后)。
16、如上所述，包括生长的单晶的单晶坯的部分被向下磨削到距离纵向轴线第一距离，该第一距离小于种晶在纵向轴线与种晶的外周面之间的延伸。换而言之，从纵向轴线到经磨削的单晶的外周面的第一距离小于从纵向轴线到种晶的外周面的第二距离。
17、因此，在将生长的单晶磨削成所需的截面形状和大小之后，种晶的截面形状和大小在垂直于纵向轴线上比生长的单晶具有更大的延伸。
18、可以将单晶坯的外周面至少部分地沿纵向轴线磨削直到距离该纵向轴线第二距离，该第二距离大于或基本上等于种晶向该纵向轴线的延伸。在这种情况下，特别是磨削单晶坯的沿纵向轴线的包括种晶的部分。
19、换而言之，可以将单晶坯的外周面至少沿纵向轴线的种子部(seed portion)向下磨削直到距离纵向轴线第二距离，其中种子部包括种晶，特别是整个种晶。然而，沿纵向轴线的种子部磨削单晶坯的外周面是可选的。换而言之，沿纵向轴线的种子部的单晶坯的外周面可能根本不被磨削。...
【技术保护点】
1.一种用于加工单晶坯(10)的方法，所述单晶坯(10)具有第一端(11)、第二端(12)、以及在所述第一端(11)与所述第二端(12)之间延伸的纵向轴线(13)，其中，所述单晶坯(10)包括种晶(20)和单晶(17)，所述种晶(20)至少部分地沿所述纵向轴线(13)延伸，
2.根据权利要求1所述的方法，
3.根据权利要求2所述的方法，
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
8.一种用于加工单晶坯(10)的装置，
9.根据权利要求8所述的装置，
10.根据权利要求9所述的装置，
【技术特征摘要】
1.一种用于加工单晶坯(10)的方法，所述单晶坯(10)具有第一端(11)、第二端(12)、以及在所述第一端(11)与所述第二端(12)之间延伸的纵向轴线(13)，其中，所述单晶坯(10)包括种晶(20)和单晶(17)，所述种晶(20)至少部分地沿所述纵向轴线(13)延伸，
2.根据权利要求1所述的方法，
3.根据权利要求2所述的方法，
4.根据前述权...
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