令和5(行ケ)10039審決取消請求事件

令和６年２月１４日判決言渡
令和５年（行ケ）第１００３９号 審決取消請求事件
口頭弁論終結日 令和５年１２月２１日
判 決
原 告 株 式 会 社 東 京 精 密
同訴訟代理人弁護士 服 部 誠
同 中 村 閑
10 同 柿 本 祐 依
同訴訟代理人弁理士 相 田 義 明
同 山 下 崇
被 告 浜松ホトニクス株式会社
同訴訟代理人弁護士 設 樂 隆 一
同 尾 関 孝 彰
同 河 合 哲 志
同 松 本 直 樹
20 同 大 澤 恒 夫
同訴訟代理人弁理士 長 谷 川 芳 樹
同 柴 田 昌 聰
同 小 曳 満 昭
主 文
25 １ 原告の請求を棄却する。
２ 訴訟費用は原告の負担とする。
事 実 及 び 理 由
【略語】
本判決で用いる略語は、別紙１「略語一覧」のとおりである。なお、本件審決中で
使用されている略語は、本判決でもそのまま踏襲している。
5 第１ 請求
特許庁が無効２０２１－８０００４５号事件について令和５年３月１０日に
した審決を取り消す。
第２ 事案の概要
１ 特許庁における手続の経緯等（当事者間に争いがない。）
10 (1) 被告は、平成１４年３月１２日に出願された特願２００２－６７３４８号
に基づく優先権を主張して（この優先権の主張の効力が及ぶ範囲については
争いがある。）、平成１５年３月１１日に国際出願された原出願（特願２０
０３－５７４３７３号）の一部を、特許法４４条１項の規定により、平成１
８年３月１４日に発明の名称を「レーザ加工装置」とする新たな特許出願と
15 し、平成１９年７月２７日に特許第３９９０７１１号（本件特許）の設定登
録を受けた（請求項の数２）。
(2) 被告は、平成３０年４月２４日、本件特許について訂正審判請求をし（訂
正２０１８－３９００７５号） 同年７月３日に訂正を認める審決がなされ、
、
同審決は確定した。
20 (3) 原告は、令和３年５月２５日、本件特許（請求項１、２に係るもの）につ
いて特許無効審判を請求し、特許庁は、同請求を無効２０２１－８０００４
５号事件として審理を行った。
特許庁は、令和５年３月１０日、「本件審判の請求は、成り立たない。」
との本件審決をし、その謄本は同月２２日原告に送達された。
25 なお、本件特許権は、同月１１日、存続期間満了により消滅している。
(4) 原告は、令和５年４月２０日、本件審決の取消しを求める本件訴訟を提起
した。
２ 本件発明の内容
(1) 本件特許の特許請求の範囲の請求項１、２を分説すると、以下のとおりで
ある。
5 【請求項１】（本件発明１）
Ａ：半導体基板の内部に、切断の起点となる改質領域を形成するレーザ加工
装置であって、
Ｂ：前記半導体基板が載置される載置台と、
Ｃ：レーザ光を出射するレーザ光源と、
10 Ｄ：前記載置台に載置された前記半導体基板の内部に、前記レーザ光源から
出射されたレーザ光を集光し、そのレーザ光の集光点の位置で前記改質領域
を形成させる集光用レンズと、
Ｅ：前記改質領域を前記半導体基板の内部に形成するために、レーザ光の集
光点を前記半導体基板の内部に位置させた状態で、前記半導体基板の切断予
15 定ラインに沿ってレーザ光の集光点を移動させる制御部と、
Ｆ：前記載置台に載置された前記半導体基板を赤外線で照明する赤外透過照
明と、
Ｇ：前記赤外透過照明により赤外線で照明された前記半導体基板における前
記改質領域を撮像可能な撮像素子と、
20 を備え、
Ｈ：前記切断予定ラインは、前記半導体基板の内側部分と外縁部との境界付
近に始点及び終点が位置する、
Ｉ：ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】（本件発明２）
25 Ｊ：半導体基板の内部に、切断の起点となる改質領域を形成するレーザ加工
装置であって、
Ｋ：前記半導体基板が載置される載置台と、
Ｌ：レーザ光を出射するレーザ光源と、
Ｍ：前記載置台に載置された前記半導体基板の内部に、前記レーザ光源から
出射されたレーザ光を集光し、そのレーザ光の集光点の位置で前記改質領域
5 を形成させる集光用レンズと、
Ｎ：前記改質領域を前記半導体基板の内部に形成するために、レーザ光の集
光点を前記半導体基板の内部に位置させた状態で、前記半導体基板の切断予
定ラインに沿ってレーザ光の集光点を移動させる制御部と、
Ｏ：前記載置台に載置された前記半導体基板を赤外線で照明する赤外透過照
10 明と、
Ｐ：前記赤外透過照明により赤外線で照明された前記半導体基板における前
記改質領域を撮像可能な撮像素子と、
を備え、
Ｑ：前記半導体基板はシリコン基板であり、
15 Ｒ：前記制御部は、前記載置台及び前記集光用レンズの少なくとも１つの移
動を制御する
Ｓ：ことを特徴とするレーザ加工装置。
(2) 本件明細書の記載事項及び願書添付図面の抜粋を別紙２に掲げる（なお、
図９は、便宜上９０度回転させたものである。）。
20 これによれば、本件明細書には、本件発明について次のような開示がある
ことが認められる。
ア 本件発明は、半導体基板を切断予定ラインに沿って切断するためのレー
ザ加工装置及びレーザ加工方法に関する（【０００１】）。
イ 従来半導体基板を切断するのに用いられた切削加工や加熱溶融加工は、
25 半導体基板上に機能素子を形成した後に行われるため、切断時に発生する
熱を原因として機能素子が破壊される等のおそれがあった（【０００２】
～【０００４】）。
ウ 本件発明は、半導体基板上に複数の機能素子が形成されていても、機能
素子が破壊されることなく半導体基板を切断予定ラインに沿って精度良
く切断するレーザ加工装置を提供することを目的とし、上記(1)の構成を
5 採用した。本件発明では、レーザ光の照射により改質領域が半導体基板の
内部に形成され、半導体基板の表面ではレーザ光がほとんど吸収されない
ため、半導体基板の表面が溶融することはないし、改質領域を起点として
比較的小さな力で半導体基板に割れが発生するため、切断予定ラインに沿
って高い精度で半導体基板を割って切断することができる（【０００５】
10 ～【０００７】）。
エ 本件発明に係るレーザ加工装置は、半導体基板上に複数の機能素子が形
成されていても、機能素子が破壊されるのを防止して、半導体基板を切断
予定ラインに沿って精度良く切断することを可能にする 【０００８】 。
（ ）
オ 半導体基板を赤外透過照明による赤外線で照明すると共に、撮像データ
15 処理部により結像レンズ及び撮像素子の観察面を半導体基板の内部に合
わせれば、半導体基板の内部を撮像して半導体基板の内部の撮像データを
取得することもでき（【００３３】）、半導体基板の内部に形成された切
断起点領域を撮像して撮像データを取得し、モニタに表示させることもで
きる（【００４８】）。
20 ３ 甲１発明について
(1) 本件無効審判において、請求人である原告は、無効理由として本件発明の
進歩性の欠如を主張し、原出願について優先権の効果が及ばず、新規性・進
歩性は原出願日を基準に判断されるべきであることを前提に、原出願日前に
頒布された刊行物である甲１（特開２００２－１９２３７０号公報）を主引
25 用文献として提出した。
(2) 甲１には、別紙３「甲１の記載事項（抜粋）」のとおりの記載があり、本
件審決は、そこには、下記の甲１発明が記載されていると認定した。
【甲１発明】
１ａ： 加工対象物１の内部に、切断の起点となる改質領域を形成する
レーザ加工装置であって、
5 １ｂ： 前記加工対象物１が載置される載置台１０７と、
１ｃ： レーザ光Ｌを出射するレーザ光源１０１と、
１ｄ： 前記載置台１０７に載置された前記加工対象物１の内部に、前
記レーザ光源１０１から出射されたレーザ光Ｌを集光し、そのレーザ光Ｌ
の集光点の位置で前記改質領域を形成させる集光用レンズ１０５と、
10 １ｅ： 前記改質領域を前記加工対象物１の内部に形成するために、レ
ーザ光Ｌの集光点を前記加工対象物１の内部に位置させた状態で、前記加
工対象物１の切断予定ライン５に沿ってレーザ光Ｌの集光点を移動させ
るステージ制御部１１５と、
１ｇ： 前記加工対象物１の表面を撮像する赤外線用の撮像素子１２１
15 と、を備える、
１ｉ： レーザ加工装置１００。
４ 本件審決の理由の要旨
(1) 無効理由１（甲１に基づく本件発明１の進歩性の欠如）について
本件発明１は、本件特許の原出願日前（なお、本件発明１について、国内
20 優先権の主張の効果が及ばず、新規性・進歩性の判断基準日が原出願日とな
ることは争いがない。）に頒布された甲１に記載された甲１発明及び周知・
公知技術（甲４～１０、甲２１、２２等）に基づいて当業者が容易に発明を
することができたものではない（詳細は別紙４「本件審決の理由①」を参照。 。
）
(2) 無効理由２（甲１に基づく本件発明２の進歩性の欠如）について
25 本件発明２は、甲１発明及び周知・公知技術（甲４～１０、甲２１、２２）
に基づいて（なお、原告は、本件発明２について国内優先権の主張の効果が
及ばない旨主張するのに対し、被告は、少なくとも本件発明２の一部に部分
優先の効果が認められる旨主張している。）当業者が容易に発明をすること
ができたものではない（詳細は別紙５「本件審決の理由②」を参照）。
５ 取消事由
5 (1) 甲１発明に基づく本件発明１の進歩性の判断の誤り（取消事由１）
(2) 甲１発明に基づく本件発明２の進歩性の判断の誤り（取消事由２）
第３ 当事者の主張
１ 取消事由１（甲１発明に基づく本件発明１の進歩性の判断の誤り）
(1) 原告の主張
10 ア 甲１発明及び相違点１の認定の誤り
(ｱ) 本件審決は、甲１発明は赤外線と撮像素子による改質領域を撮像する
構成Ｆ、Ｇを備えていない（本件発明との相違点１）と認定したが、以
下のとおり誤りである。
(ｲ) 甲１発明は、「加工対象物の表面に不必要な割れを発生させることな
15 くかつその表面が溶融しないレーザ加工方法を提供すること」を課題と
し（【０００６】）、かかる課題を、加工対象物の内部に改質領域を形
成することにより解決する発明である（請求項１、【０００８】）。
原出願日において、加工対象物の内部に改質領域を形成して加工対象
物を割断する技術で、改質領域の形状や位置を確認することは、当業者
20 の技術常識であった（甲２１、２２、４７等）。
また、加工対象物がシリコンウェハである場合、可視光では内部の状
態を視認できないが、赤外線であれば内部の状態を視認することが可能
であることも、原出願日における技術常識であり（甲４～６等） 特に、
、
甲４、５には、赤外線用の撮像素子が、シリコンウェハの内部に形成さ
25 れたクラック（改質領域）を撮像可能であることも記載されている。
そして、甲１には、赤外光の波長を調整することで、赤外光の内部透
過率が上昇すること（図１３）、赤外線用の撮像素子（【００９１】）
が記載されているから、上記周知技術ないし公知技術を知る当業者は、
甲１発明に接したとき、赤外線と撮像素子を用いて、加工対象物である
シリコン基板内部に形成される改質領域の形成状況を観察することに
5 想到するということができ、「赤外線と撮像素子により改質領域を撮像
する」構成である構成Ｆ及びＧは、甲１に実質的に開示されている。
そうすると、本件審決認定の相違点１は存在しないことになる。
(ｳ) なお、相違点２は存在しないか、仮に存在したとしても容易に相到す
ることができるから、上記引用発明及び相違点１の認定の誤りは、審決
10 の結論に影響を及ぼす。
イ 相違点１についての判断の誤り
本件審決は、相違点１に係る構成は当業者が容易に想到し得るものでは
ないと判断したが、以下のとおり誤りである。
(ｱ) 甲１発明のシリコンウェハの内部に形成された改質領域は、外からは
15 目視できないので、当業者であれば、割らずに内部の様子を確認したい
と考える。一方、シリコンウェハの内部の状態を観察するために、その表
面から赤外線を当てて、映像を撮像素子に映す技術は、甲１に関連する
技術分野の技術手段であるとともに、前記のとおり周知・公知の技術で
あるから、通常の創作能力を有する当業者であれば、改質領域の様子を
20 観察するために、上記周知・公知技術を甲１発明に適用することを直ち
に思い付く。
甲１の【００４５】、【００５３】、【００７２】等には、レーザ光の
集光点の位置に応じてレーザ光を調整することが記載されているから、
レーザ光の集光点の位置すなわち改質領域の配置を確認しつつ、レーザ
25 光や光学系を調整する必要があることが開示ないし示唆されている。
そして、甲２１、２２では、加工対象物の内部に改質領域を生成させる
技術において、加工対象物の内部にどのような形状の改質領域を形成す
ることが効率的であるかが写真をもって明らかにされ、甲４７では、シ
リコンウェハ等の加工対象物の内部にレーザによって改質領域を形成し、
加工対象物を割断する技術（請求項１等）において、改質領域のＺ軸方向
5 の位置が割断精度に影響を与えることが、明記されている。すなわち、半
導体ウェハの内部に切断の起点となる改質領域を形成するとき、その内
部の状態を観察する必要があることは、原出願日において、技術常識で
あった。
甲１に接した当業者は、このような技術常識を知る者であるから、甲
10 １発明に、技術分野を共通にする甲４～６等に開示された周知・公知技
術を適用して、外部から視認し得ない改質領域を、シリコンウェハを透
過する赤外線により観察して、改質領域の形状や高さを確認しようとす
ることに自然と動機付けられる。
したがって、甲１発明において、レーザ加工時の加工状態を観察する
15 ために、上記周知・公知技術を適用して、シリコンウェハを赤外線で照明
する赤外透過照明を設け、シリコンウェハを透過した赤外線が赤外線用
の撮像素子１２１に入射するよう構成することは当業者にとって容易で
ある。そして、内部に改質領域が形成されたシリコンウェハを透過した
赤外線は、シリコンウェハ内部の改質領域の情報を含むから、赤外線用
20 の撮像素子１２１はシリコンウェハ内部の改質領域を撮像可能である。
よって、当業者が、甲１発明において相違点１に係る構成に想到するこ
とは容易である。
(ｲ) 本件審決は、甲１には、相違点１に係る構成を採用する動機が示され
てない旨判断する。
25 これは、本件審決が、本件発明１の構成Ｆ、Ｇに係る技術的意義を、半
導体基板を赤外透過照明による赤外線で照明するとともに、改質領域を撮
像素子で撮像することで、基板の厚さ方向における改質領域の位置や大き
さを確認することができ、溶融処理領域の位置や大きさ等を調節すること
が可能となり、その調節により、基板の表面及び裏面に割れが到達しない
ように制御したり、切断直前に基板の表面及び裏面に割れが到達するよう
5 に制御を行うことにあるとすることによる。
しかし、本件明細書には、このような技術的意義は記載されていないし、
進歩性の有無は、公知技術から本件発明の構成に至るかどうかの問題であ
り、公知技術から本件発明の技術的意義に至るかどうかの問題ではない。
仮に本件明細書の記載から上記技術的事項を当業者が読み取ることがで
10 きるというのであれば、前記の周知・公知技術を知る当業者は、甲１の記
載からも、同様の技術的事項を読み取ることができる。
(ｳ) 本件審決は、甲４～１０には改質領域を撮像することについて明示的に
は全く記載されていないとするが、甲４、５には改質領域に相当するクラ
ック等の欠陥を観察することが記載されている。
15 (ｴ) 本件審決は、甲２１及び甲２２には、写真によって、基板の厚さ方向に
おける改質領域の位置や大きさを確認することまでは示されていないか
ら、当業者が、これらに記載された技術的事項について、基板の厚さ方向
における改質領域の位置や大きさを確認するための手段として認識する
とはいえないと判断するが、本件発明１は、「基板の厚さ方向における改
20 質領域の位置や大きさを確認するための手段として赤外透過照明及び撮
像素子を発明特定事項として」規定しているわけではない。
また、本件審決は、甲２１及び甲２２に接した当業者は、これらに記載
された技術的事項について、レーザ加工装置に常設して、定常的に撮影を
行う手段として認識するとはいえないとするが、「レーザ加工装置に常設
25 して、定常的に撮影を行う手段」が甲２１、２２に開示されていないとし
ても、甲１、４～６に開示されているのであり、本件審決の指摘する点は、
本件発明１の進歩性を肯定する理由とはならない。
(2) 被告の主張
ア 甲１発明の認定に誤りがあるとの点について
(ｱ) 甲１発明が、原告がいう構成Ｆ、Ｇを備えておらず、本件発明１と甲
5 １発明との間に本件審決が認定した相違点１に相当する相違点が存在す
ることは、審判請求書で、原告自身が主張していたことであり、相違点１
が存在しないとする原告の主張は禁反言の法理に反する。
また、本件発明１と甲１発明の間に相違点１に相当する相違点が存在す
ることは、本件特許権及び他の特許権に基づく特許権侵害訴訟の控訴審
10 （知的財産高等裁判所令和３年（ネ）第１０１０１号）の判決（甲３３）
で認定されていた。そして、同侵害訴訟の判決は、令和５年６月７日付け
の上告棄却決定及び上告不受理決定により確定した（乙２）。それにもか
かわらず、原告が相違点１が存在しないと主張することは、訴訟上の信義
則に反する。
15 さらに、原告は、原出願日において、「加工対象物の内部に改質領域を
形成して加工対象物を割断する技術において、改質領域の形状や位置を確
認すること」及び「加工対象物がシリコンウェハである場合、可視光では
内部の状態を視認できないが、赤外線であれば内部の状態を視認すること
が可能であること」が原出願日における技術常識であった旨主張するが、
20 そのような技術常識があったとしても、そのことは、相違点１に係る本件
発明１の構成に相当する構成（構成Ｆ、Ｇ）が開示されていたことを意味
せず、相違点１が存在しないことの理由にはならないし、原告が主張する
ような技術常識の存在も認められない。
(ｲ) したがって、相違点１は存在しない旨の原告の主張は失当である。
25 イ 相違点１についての判断に誤りがあるとの点について
(ｱ) 原告は、甲１発明のシリコンウェハの内部に形成された改質領域は、外
からは目視できないので、当業者であれば、割らずに内部の様子を確認し
たいと考える旨主張するが、シリコンウェハ内部に形成された改質領域の
状態を観察することの意義もそれを観察するための手法も何も知られて
いなかった本件出願時に、当業者が原告主張のように考えたはずであると
5 いえる根拠は存在しない。
また、原告が、半導体ウェハの内部に切断の起点となる改質領域を形成
するとき、その内部の状態を観察する必要があることが、原出願日におい
て、技術常識だったとの主張の根拠とする甲２１、２２の図１４、１５に
示される改質領域の写真は、直線偏光のレーザ光により切断予定ラインに
10 沿った方向の改質領域の寸法を大きくできることを明らかにするための
写真にすぎない。
原告の主張する技術常識が存在しない以上、当業者が、甲１発明に、甲
４～６等に開示された周知・公知技術を適用しようと動機づけられること
もない。
15 (ｲ) 原告は、甲４、５に「クラック等の欠陥」を観察することが記載されて
いることを根拠に、甲４～１０に改質領域を撮像することについて明示的
には全く記載されていないとの認定が誤りである旨主張する。
しかし、甲４、５で観察対象とされている「クラック等の欠陥」は、半導
体ウェハの内部に不可避的に生じるクラック等の欠陥であるのに対し、甲
20 １発明で形成される「改質領域」は、切断の起点となるようにレーザ照射に
より人為的に形成されるものであり、加工対象物が半導体ウェハの場合に
は、「溶融処理領域」となるものである（甲１【００３７】）から、両者は
相互に全く異なるものである。
２ 取消事由２（甲１発明に基づく本件発明２の進歩性の判断の誤り）
25 (1) 原告の主張
本件発明１の場合と同様の理由により、本件審決による相違点１の認定の
誤りは、審決の結論に影響する。
また、本件発明１と同様の理由により、本件審決による相違点１について
の判断の誤りは、審決の結論に影響する。
(2) 被告の主張
5 本件審決による相違点１の認定、その容易想到性に係る判断に誤りはない
から、原告の主張には理由がない。
第４ 当裁判所の判断
１ 取消事由１（甲１発明に基づく本件発明１の進歩性の判断の誤り）について
(1) 原告は、甲１発明は赤外線と撮像素子による改質領域を撮像する構成Ｆ、
10 Ｇを備えていない（相違点１）とした本件審決の認定の誤りを主張するので、
まずこの点について検討する。
ア 別紙３「甲１の記載事項（抜粋）」によれば、甲１には以下の開示があ
り、本件審決が認定するとおりの甲１発明を認めることができる。本件発
明１と甲１発明との相違点も本件審決が認定するとおりであると認める。
15 (ｱ) 甲１発明は、半導体材料基板、圧電材料基板やガラス基板等の加工
対象物の切断に使用されるレーザ加工方法に関する（【０００２】）。
(ｲ) レーザを切断に用いる場合、加工対象物の表面のうち切断する箇所
となる領域周辺も溶融されるため、加工対象物が半導体ウェハの場合、
表面に形成された半導体素子のうち、上記領域付近に位置する半導体
20 素子が溶融するおそれがある。これに対応するため、加工対象物の切断
する箇所をレーザ光により加熱し、加工対象物を冷却することにより、
切断する箇所に熱衝撃を生じさせて切断する方法もあったが、加工対
象物に生じる熱衝撃が大きいと、加工対象物の表面に、切断予定ライン
から外れた割れ等の不必要な割れが発生し、加工対象物が半導体ウェ
25 ハである場合は、半導体チップが損傷する等の問題があった 【０００
（
３】～【０００５】）。
(ｳ) 甲１発明は、半導体基板上に複数の機能素子が形成されていても、
機能素子が破壊されることなく半導体基板を切断予定ラインに沿って
精度良く切断するレーザ加工装置を提供することを目的とし、加工対
象物の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、加工対象物の切断
5 予定ラインに沿って加工対象物の内部に多光子吸収による改質領域を
形成する工程を備えることを特徴とする構成を採用した。甲１発明で
は、レーザ光の照射により加工対象物の内部に形成された改質領域を
起点として比較的小さな力で加工対象物を切断することができるので、
切断予定ラインから離れた不必要な割れが発生することはなく、加工
10 対象物の表面ではレーザ光がほとんど吸収されないため、加工対象物
の表面が溶融することはない（【０００６】～【０００９】）。
(ｴ) 甲１発明では、加工対象物の表面に溶融や切断予定ラインから外れた
割れが生じることなく加工対象物を切断することができるので、加工
対象物を切断することにより作製される製品の歩留まりや生産性を向
15 上させることができる（【０１１８】）。
イ 原告は、前記第３の１(1)ア(ｲ)のとおり、原出願日において、加工対象
物の内部に改質領域を形成して加工対象物を割断する技術で、改質領域の
形状や位置を確認すること、加工対象物がシリコンウェハである場合、可
視光では内部の状態を視認できないが、赤外線であれば内部の状態を視認
20 することが可能であることが技術常識であり、甲１には、赤外光の波長を
調整することで、赤外光の内部透過率が上昇すること（図１３）、赤外線
用の撮像素子（【００９１】）が記載されているから、本件発明１の構成
Ｆ、Ｇに係る構成は甲１に記載されているに等しく、相違点１は存在しな
い旨主張する。
25 しかし、甲１の図１３は、溶融処理領域１３が多光子吸収により形成さ
れたことを説明する文脈でレーザ光の波長とシリコン基板の内部の透過
率との関係を開示するにすぎず（【００４０】）、また、甲１の【００９
１】は、撮像素子として赤外線用のものを用いることにより、赤外線（レ
ーザ光）Ｌが加工対象物の表面で反射することを利用してフォーカス調整
を行い、加工対象物の表面を撮像することを示唆するにすぎない。仮に原
5 告が上記に主張するような技術常識が存在したとしても、甲１に上記のと
おり開示ないし示唆されているところを超えて、本件発明１の構成Ｆ、Ｇ
に係る構成が記載されているに等しいとはいえず、本件審決の甲１発明の
認定や相違点１の認定に誤りはない。
(2) 次に、相違点１に係る容易想到性の判断について検討する。
10 ア 甲１には、改質領域の加工領域の主面からの位置や大きさを確認する必
要があることについて記載されていない。甲１の【００９１】が、撮像素
子として赤外線用のものを用いることにより、赤外線（レーザ光）の反射
光を利用してフォーカス調整を行い、加工対象物の表面を撮像することを
示唆するにすぎないことは前記(1)イのとおりである。上記のような必要
15 性があることが周知又は技術常識であるとも認められない。したがって、
甲１発明において、相違点１に係る本件発明の構成すなわち構成Ｆ、Ｇを
採用する動機付けが認められない。
よって、甲１の記載に接した当業者において、相違点１に係る構成を容
易に想到することができたものとは認められない。
20 なお、本件審決は、上記動機付けを否定する理由として、相違点１に係
る本件発明１の構成Ｆ及びＧの技術的意義が、「基板の厚さ方向における
改質領域の位置や大きさを確認し、溶融処理領域の位置や大きさ等を調節
することが可能となり、その調節により、基板の表面及び裏面に割れが到
達しないように制御したり、切断直前に基板の表面及び裏面に割れが到達
25 するように制御を行うこと」を挙げるが、そのような技術的意義を示唆す
る記載は本件明細書にはなく、その点において本件審決の判断は相当でな
い。しかし、甲１には、改質領域の加工領域の主面からの位置や大きさを
確認する必要があること自体について記載されていないことは上記のと
おりであるから、本件審決の上記技術的意義の認定の誤りは、本件審決の
結論に影響を及ぼすものではない。
5 イ 原告は、前記第３の１(1)イ(ｱ)のとおり、甲１の【００４５】、【００
５３】、【００７２】等の記載から、レーザ光の集光点の位置すなわち改
質領域の配置を確認しつつ、レーザ光や光学系を調整する必要があること
が開示ないし示唆されている旨主張するが、甲１に、レーザ光の集光点の
位置に応じてレーザ光を調整することが記載されているからといって、レ
10 ーザ光の集光点の位置を確認する必要性まで記載ないし示唆されている
とはいえない。
また、原告は、甲２１、２２では、加工対象物の内部に改質領域を生成
させる技術において、加工対象物の内部にどのような形状の改質領域を形
成することが効率的であるかが写真をもって明らかにされている旨主張
15 するが、甲２１、２２の各【図１４】は直線偏光のパルスレーザ光を照射
することにより内部に「クラック領域が」形成された「サンプル」の写真
を表した図であり、同じく【図１５】は、円偏光のパルスレーザ光を照射
することにより内部に「クラック領域が」形成された「サンプル」の写真
を表したものであって（甲２１の【００５４】、甲２２の【００３１】）、
20 実験的な作業において、クラック領域について確認するものにすぎず、加
工対象物の内部に改質領域を生成させる過程において、改質領域の加工対
象物の主面からの位置（加工対象の深さ）を確認することを示すものでは
ない。
また、甲４７は、「表面３に近すぎる箇所にクラック領域９を形成する
25 とクラック領域９が表面３に形成される。」と記載するだけで、このよう
な記載が、半導体ウェハの内部に改質領域を形成する際、内部の状態を観
察する必要があることに直ちに結びつくものではない。
したがって、当業者が甲１発明に甲４～６等に開示された周知・公知技
術を適用して、外部から視認し得ない改質領域を、シリコンウェハを透過
する赤外線により観察して、改質領域の形状や高さを確認しようとする動
5 機付けがあるとの原告の主張は採用できない。
そもそも甲４は半導体ウエハの結晶欠陥を観察する試料観察装置、甲５
は半導体ウエハ等の欠陥を検査する装置、甲６は半導体ウェーハの内部に
検出すべき回路面が形成されている場合に切削すべき領域を検出する方
法、甲９はプロービング装置に関するものであり、レーザ加工装置に常設
10 したものではない（これに反する原告の主張〔前記第３の１(1)イ(ｴ)〕は
採用することができない。）。甲７、８は、ウェハの裏面からスクライブ
するに際し、表面に形成された回路パターン（甲７【０００４】）や半導
体素子（甲８【０００７】）の認識に赤外線を用いるものにすぎない。そ
して、甲１０は、基板に半導体素子を搭載する際の位置合わせのために
15 （【０００１】）赤外線を用いるものである。したがって、これらの技術
を適用しても、甲１におけるレーザ光Ｌの反射光を利用してフォーカス調
整を行う赤外線撮像装置を、赤外線で照明された半導体基板における改質
領域を撮像可能な撮像素子とすることはできないというべきである。
ウ 原告は、前記第３の１(1)イ(ｳ)のとおり、甲４、５に「クラック等の欠
20 陥」を観察することが記載されていることを根拠に、改質領域を撮像する
ことについての明示的な記載がある旨主張する。
しかし、甲４、５においては結晶欠陥の観察（甲４、１欄１４行）や、
微小なクラックなどの欠陥の有無の検査（甲５、【０００５】）が想定さ
れているものである。甲１において、クラックは改質領域に含まれるが
25 （【００１０】等）、改質領域は切断の起点となるものであって（【００
０８】等）、甲１発明を構成するものであるから、甲４、５における欠陥
としてのクラックとは位置づけが全く異なるものであることが明らかで
ある。
エ 小括
以上のとおりであって、当業者が、原出願日において、相違点１に係る
5 本件発明１の構成を容易に想到することができたとはいえない。
(3) そうすると、本件発明１は甲１発明に基づいて当業者が容易に発明をする
ことができたものとはいえないとした本件審決の判断に誤りはなく、取消事
由１は理由がない。
２ 取消事由２（甲１発明に基づく本件発明２の進歩性の判断の誤り）について
10 (1) 原告は、本件審決における相違点１の認定判断に誤りがある旨主張するが、
相違点１の認定に誤りはなく、また、当業者が、原出願日において、相違点
１に係る本件発明１の構成を容易に想到することができたとはいえないこ
とは、上記１(1)～(3)のとおりである。
(2) したがって、本件発明２の全部又は一部について優先権主張の効果が及ば
15 ないとしても、本件発明２は甲１発明に基づいて当業者が容易に発明をする
ことができたものとはいえないとした本件審決の判断に誤りはなく、取消事
由２は理由がない。
３ 結論
以上によれば、原告主張の取消事由はいずれも理由がなく、本件審決につい
20 て取り消されるべき違法は認められない。よって、原告の請求を棄却すること
として、主文のとおり判決する。
知的財産高等裁判所第４部
裁判長裁判官
25 宮 坂 昌 利
裁判官
本 吉 弘 行
5 裁判官
岩 井 直 幸
別紙１ 略語一覧
（略語） （意味）
・原出願日：原出願（特願２００３－５７４３７３号）の実際の出願日である平成
5 １５年３月１１日
・本件特許：被告を特許権者とする特許第３９９０７１１号
・本件発明：本件特許の請求項１、２に係る発明の総称
個別には、請求項の番号に対応して、「本件発明１」「本件発明２」という。
・本件明細書：本件特許に係る明細書
10 ・甲１発明：甲１（特開２００２－１９２３７０号公報）記載の発明
別紙２ 本件明細書の記載事項及び願書添付図面（抜粋）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板を切断予定ラインに沿って切断するためのレーザ加工装置
5 及びレーザ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程においては、シリコンウェハ等の半導体基板上に複数
の機能素子を形成した後に、ダイヤモンドブレードにより半導体基板を機能素子毎
10 に切断し（切削加工）、半導体チップを得るのが一般的である（例えば、特許文献１
参照）。
【０００３】
また、上記ダイヤモンドブレードによる切断に代えて、半導体基板に対して吸収
性を有するレーザ光を半導体基板に照射し、加熱溶融により半導体基板を切断する
15 こともある（加熱溶融加工）（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】 特開２００１－７０５４号公報
【特許文献２】 特開平１０－１６３７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
20 【０００４】
しかしながら、上述した切削加工や加熱溶融加工による半導体基板の切断は、半
導体基板上に機能素子を形成した後に行われるため、例えば切断時に発生する熱を
原因として機能素子が破壊されるおそれがある。
【０００５】
25 そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、例えば半導体基
板上に複数の機能素子が形成されていたとしても、機能素子が破壊されるのを防止
して、半導体基板を切断予定ラインに沿って精度良く切断することを可能にするレ
ーザ加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
5 上記目的を達成するために、本発明に係るレーザ加工装置は、半導体基板の内部
に、切断の起点となる改質領域を形成するレーザ加工装置であって、半導体基板が
載置される載置台と、レーザ光を出射するレーザ光源と、載置台に載置された半導
体基板の内部に、レーザ光源から出射されたレーザ光を集光し、そのレーザ光の集
光点の位置で改質領域を形成させる集光用レンズと、改質領域を半導体基板の内部
10 に形成するために、レーザ光の集光点を半導体基板の内部に位置させた状態で、半
導体基板の切断予定ラインに沿ってレーザ光の集光点を移動させる制御部と、載置
台に載置された半導体基板を赤外線で照明する赤外透過照明と、赤外透過照明によ
り赤外線で照明された半導体基板における前記改質領域を撮像可能な撮像素子と、
を備えることを特徴とする。
15 【０００７】
これらのレーザ加工装置によれば、レーザ光の照射により改質領域が半導体基板
の内部に形成されるが、このようなレーザ光の照射においては、半導体基板の表面
ではレーザ光がほとんど吸収されないため、半導体基板の表面が溶融することはな
い。したがって、例えば半導体基板上に複数の機能素子が形成されていたとしても、
20 機能素子が破壊されるのを防止することが可能となる。さらに、これらのレーザ加
工装置及びレーザ加工方法よれば、改質領域が半導体基板の内部に形成される。半
導体基板の内部に改質領域が形成されると、改質領域を起点として比較的小さな力
で半導体基板に割れが発生するため、切断予定ラインに沿って高い精度で半導体基
板を割って切断することができる。したがって、半導体基板を切断予定ラインに沿
25 って精度良く切断することが可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るレーザ加工装置は、例えば半導体基板上に複数の機能素子が形成さ
れていたとしても、機能素子が破壊されるのを防止して、半導体基板を切断予定ラ
インに沿って精度良く切断することを可能にする。
5 【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１及び図２に示すように、半導体基板１の表面３には、半導体基板１を切断す
べき所望の切断予定ライン５がある。切断予定ライン５は直線状に延びた仮想線で
ある（半導体基板１に実際に線を引いて切断予定ライン５としてもよい） 本実施形
。
10 態に係るレーザ加工は、多光子吸収が生じる条件で半導体基板１の内部に集光点Ｐ
を合わせてレーザ光Ｌを半導体基板１に照射して改質領域７を形成する。なお、集
光点とはレーザ光Ｌが集光した箇所のことである。
【００１３】
レーザ光Ｌを切断予定ライン５に沿って（すなわち矢印Ａ方向に沿って）相対的
15 に移動させることにより、集光点Ｐを切断予定ライン５に沿って移動させる。これ
により、図３～図５に示すように改質領域７が切断予定ライン５に沿って半導体基
板１の内部にのみ形成され、この改質領域７でもって切断起点領域（切断予定部）９
が形成される。本実施形態に係るレーザ加工方法は、半導体基板１がレーザ光Ｌを
吸収することにより半導体基板１を発熱させて改質領域７を形成するのではない。
20 半導体基板１にレーザ光Ｌを透過させ半導体基板１の内部に多光子吸収を発生させ
て改質領域７を形成している。よって、半導体基板１の表面３ではレーザ光Ｌがほ
とんど吸収されないので、半導体基板１の表面３が溶融することはない。
【００１４】
半導体基板１の切断において、切断する箇所に起点があると半導体基板１はその
25 起点から割れるので、図６に示すように比較的小さな力で半導体基板１を切断する
ことができる。よって、半導体基板１の表面３に不必要な割れを発生させることな
く半導体基板１の切断が可能となる。
【００２７】
上述したレーザ加工方法に使用されるレーザ加工装置について、図９を参照して
説明する。図９はレーザ加工装置１００の概略構成図である。
5 【００２８】
レーザ加工装置１００は、レーザ光Ｌを発生するレーザ光源１０１と、レーザ光
Ｌの出力やパルス幅等を調節するためにレーザ光源１０１を制御するレーザ光源制
御部１０２と、レーザ光Ｌの反射機能を有しかつレーザ光Ｌの光軸の向きを９０°
変えるように配置されたダイクロイックミラー１０３と、ダイクロイックミラー１
10 ０３で反射されたレーザ光Ｌを集光する集光用レンズ１０５と、集光用レンズ１０
５で集光されたレーザ光Ｌが照射される半導体基板１が載置される載置台１０７と、
載置台１０７を回転させるためのθステージ１０８と、載置台１０７をＸ軸方向に
移動させるためのＸ軸ステージ１０９と、載置台１０７をＸ軸方向に直交するＹ軸
方向に移動させるためのＹ軸ステージ１１１と、載置台１０７をＸ軸及びＹ軸方向
15 に直交するＺ軸方向に移動させるためのＺ軸ステージ１１３と、これら４つのステ
ージ１０８、１０９、１１１、１１３の移動を制御するステージ制御部１１５とを備
える。
【００２９】
載置台１０７は、半導体基板１を赤外線で照明するために赤外線を発生する赤外
20 透過照明１１６と、半導体基板１が赤外透過照明１１６による赤外線で照明される
よう、半導体基板１を赤外透過照明１１６上に支持する支持部１０７ａとを有して
いる。
【００３３】
レーザ加工装置１００はさらに、ビームスプリッタ１１９、ダイクロイックミラ
25 ー１０３及び集光用レンズ１０５と同じ光軸上に配置された撮像素子１２１及び結
像レンズ１２３を備える。撮像素子１２１としては例えばＣＣＤカメラがある。切
断予定ライン５等を含む表面３を照明した可視光線の反射光は、集光用レンズ１０
５、ダイクロイックミラー１０３、ビームスプリッタ１１９を透過し、結像レンズ１
２３で結像されて撮像素子１２１で撮像され、撮像データとなる。なお、半導体基板
１を赤外透過照明１１６による赤外線で照明すると共に、後述する撮像データ処理
5 部１２５により結像レンズ１２３及び撮像素子１２１の観察面を半導体基板１の内
部に合わせれば、半導体基板１の内部を撮像して半導体基板１の内部の撮像データ
を取得することもできる。
【００３７】
［半導体基板の実施例１］
10 ・・・
【００４７】
続いて、レーザ光源１０１からレーザ光Ｌを発生させて、レーザ光Ｌを半導体基
板１に照射する。レーザ光Ｌの集光点Ｐは半導体基板１の内部に位置しているので、
溶融処理領域は半導体基板１の内部にのみ形成される。そして、Ｘ軸ステージ１０
15 ９やＹ軸ステージ１１１により半導体基板１を移動させて、半導体基板１の内部に、
ＯＦ１５に平行な方向に延びる切断起点領域９ａ及びＯＦ１５に垂直な方向に延び
る切断起点領域９ｂのそれぞれを、基準原点から所定の間隔毎に複数形成し（Ｓ１
１９）、実施例１に係る半導体基板１が製造される。
【００４８】
20 なお、半導体基板１を赤外透過照明１１６による赤外線で照明すると共に、撮像
データ処理部１２５により結像レンズ１２３及び撮像素子１２１の観察面を半導体
基板１の内部に合わせれば、半導体基板１の内部に形成された切断起点領域９ａ及
び切断起点領域９ｂを撮像して撮像データを取得し、モニタ１２９に表示させるこ
ともできる。
25 【００５３】
［半導体基板の実施例２］
【００５７】
次に、実施例２に係る半導体基板１の製造方法について説明する。図１７に示す
ように、半導体基板１の内側部分３２と同等の形状を有する開口部３５が形成され
たマスク３６を用意する。そして、内側部分３２が開口部３５から露出するように
5 半導体基板１にマスク３６を重ねる。これにより、半導体基板１の外縁部３１がマ
スク３６で覆われることになる。
【００５８】
この状態で、例えば上述のレーザ加工装置１００を用いて、半導体基板１の内部
に集光点を合わせてレーザ光を照射し、半導体基板１の内部に多光子吸収による溶
10 融処理領域を形成することで、半導体基板１のレーザ光入射面（すなわち、マスク３
６の開口部３５から露出する半導体基板１の表面）から所定距離内側に切断起点領
域９ａ、９ｂを形成する。
【００５９】
このとき、レーザ光の走査ラインとなる切断予定ライン５を、ＯＦ１５を基準と
15 して格子状に設定するが、各切断予定ライン５の始点５ａ及び終点５ｂをマスク３
６上に位置させれば、半導体基板１の内側部分３２に対して確実に且つ同等の条件
でレーザ光が照射されることになる。これにより、内側部分３２の内部に形成され
る溶融処理領域をいずれの場所でもほぼ同等の形成状態とすることができ、精密な
切断起点領域９ａ、９ｂを形成することが可能になる。
20 【００６０】
なお、マスク３６を用いずに、半導体基板１の内側部分３２と外縁部３１との境
界付近に各切断予定ライン５の始点５ａ及び終点５ｂを位置させて、各切断予定ラ
イン５に沿ってレーザ光の照射を行うことにより、内側部分３２の内部に切断起点
領域９ａ、９ｂを形成することも可能である。
25 【００６１】
以上説明したように、実施例２に係る半導体基板１によれば、実施例１に係る半
導体基板１と同様の理由により、半導体デバイスの製造工程において、半導体基板
１の表面に機能素子を形成することができ、且つ機能素子形成後における半導体基
板１の切断による機能素子の破壊を防止することができる。
【００６２】
5 しかも、半導体基板１の内側部分３２の内部に切断起点領域９ａ、９ｂが形成さ
れ、外縁部３１には切断起点領域９ａ、９ｂが形成されていないことから、半導体基
板１全体としての機械的強度が向上することになる。したがって、半導体基板１の
搬送工程や機能素子形成のための加熱工程等において、半導体基板１が不測の下に
切断されてしまうという事態を防止することができる。
【図１】 【図２】
【図３】 【図４】
【図５】 【図６】
【図９】
【図１７】
別紙３ 甲１の記載事項（抜粋）
【発明の属する技術分野】
【０００２】本発明は、半導体材料基板、圧電材料基板やガラス基板等の加工対象物
の切断に使用されるレーザ加工方法に関する。
5 【０００３】
【従来の技術】レーザ応用の一つに切断があり、レーザによる一般的な切断は次の
通りである。例えば半導体ウェハやガラス基板のような加工対象物の切断する箇所
に、加工対象物が吸収する波長のレーザ光を照射し、レーザ光の吸収により切断す
る箇所において加工対象物の表面から裏面に向けて加熱溶融を進行させて加工対象
10 物を切断する。しかし、この方法では加工対象物の表面のうち切断する箇所となる
領域周辺も溶融される。よって、加工対象物が半導体ウェハの場合、半導体ウェハの
表面に形成された半導体素子のうち、上記領域付近に位置する半導体素子が溶融す
る恐れがある。
【０００４】
15 【発明が解決しようとする課題】加工対象物の表面の溶融を防止する方法として、
例えば、特開２０００－２１９５２８号公報や特開２０００－１５４６７号公報に
開示されたレーザによる切断方法がある。これらの公報の切断方法では、加工対象
物の切断する箇所をレーザ光により加熱し、そして加工対象物を冷却することによ
り、加工対象物の切断する箇所に熱衝撃を生じさせて加工対象物を切断する。
20 【０００５】しかし、これらの公報の切断方法では、加工対象物に生じる熱衝撃が大
きいと、加工対象物の表面に、切断予定ラインから外れた割れやレーザ照射してい
ない先の箇所までの割れ等の不必要な割れが発生することがある。よって、これら
の切断方法では精密切断をすることができない。特に、加工対象物が半導体ウェハ、
液晶表示装置が形成されたガラス基板や電極パターンが形成されたガラス基板の場
25 合、この不必要な割れにより半導体チップ、液晶表示装置や電極パターンが損傷す
ることがある。また、これらの切断方法では平均入力エネルギーが大きいので、半導
体チップ等に与える熱的ダメージも大きい。
【０００６】本発明の目的は、加工対象物の表面に不必要な割れを発生させること
なくかつその表面が溶融しないレーザ加工方法を提供することである。
【０００７】
5 【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザ加工方法は、加工対象物の内部
に集光点を合わせてレーザ光を照射し、加工対象物の切断予定ラインに沿って加工
対象物の内部に多光子吸収による改質領域を形成する工程を備えることを特徴とす
る。
【０００８】本発明に係るレーザ加工方法によれば、加工対象物の内部に集光点を
10 合わせてレーザ光を照射しかつ多光子吸収という現象を利用することにより、加工
対象物の内部に改質領域を形成している。加工対象物の切断する箇所に何らかの起
点があると、加工対象物を比較的小さな力で割って切断することができる。本発明
に係るレーザ加工方法によれば、改質領域を起点として切断予定ラインに沿って加
工対象物が割れることにより、加工対象物を切断することができる。よって、比較的
15 小さな力で加工対象物を切断することができるので、加工対象物の表面に切断予定
ラインから外れた不必要な割れを発生させることなく加工対象物の切断が可能とな
る。
【０００９】また、本発明に係るレーザ加工方法によれば、加工対象物の内部に局所
的に多光子吸収を発生させて改質領域を形成している。よって、加工対象物の表面
20 ではレーザ光がほとんど吸収されないので、加工対象物の表面が溶融することはな
い。なお、集光点とはレーザ光が集光した箇所のことである。切断予定ラインは加工
対象物の表面や内部に実際に引かれた線でもよいし、仮想の線でもよい。
【００１０】本発明に係るレーザ加工方法は、加工対象物の内部に集光点を合わせ
て、集光点におけるピークパワー密度が１×１０8（Ｗ／ｃｍ2）以上でかつパルス幅
25 が１μｓ以下の条件でレーザ光を照射し、加工対象物の切断予定ラインに沿って加
工対象物の内部にクラック領域を含む改質領域を形成する工程を備えることを特徴
とする。
【００３３】さて、本実施形態において多光子吸収により形成される改質領域とし
て、次の（１）～（３）がある。
（１）改質領域が一つ又は複数のクラックを含むクラック領域の場合・・・
5 【００３７】（２）改質領域が溶融処理領域の場合・・・
【００４０】溶融処理領域１３が多光子吸収により形成されたことを説明する。図
１３は、レーザ光の波長とシリコン基板の内部の透過率との関係を示すグラフであ
る。ただし、シリコン基板の表面側と裏面側それぞれの反射成分を除去し、内部のみ
の透過率を示している。シリコン基板の厚みｔが５０μｍ、１００μｍ、２００μ
10 ｍ、５００μｍ、１０００μｍの各々について上記関係を示した。
【００４３】（３）改質領域が屈折率変化領域の場合・・・
【００４４】次に、本実施形態の具体例を説明する。
［第１例］本実施形態の第１例に係るレーザ加工方法について説明する。図１４は
この方法に使用できるレーザ加工装置１００の概略構成図である。レーザ加工装置
15 １００は、レーザ光Ｌを発生するレーザ光源１０１と、レーザ光Ｌの出力やパルス
幅等を調節するためにレーザ光源１０１を制御するレーザ光源制御部１０２と、レ
ーザ光Ｌの反射機能を有しかつレーザ光Ｌの光軸の向きを９０°変えるように配置
されたダイクロイックミラー１０３と、ダイクロイックミラー１０３で反射された
レーザ光Ｌを集光する集光用レンズ１０５と、集光用レンズ１０５で集光されたレ
20 ーザ光Ｌが照射される加工対象物１が載置される載置台１０７と、載置台１０７を
Ｘ軸方向に移動させるためのＸ軸ステージ１０９と、載置台１０７をＸ軸方向に直
交するＹ軸方向に移動させるためのＹ軸ステージ１１１と、載置台１０７をＸ軸及
びＹ軸方向に直交するＺ軸方向に移動させるためのＺ軸ステージ１１３と、これら
三つのステージ１０９、１１１、１１３の移動を制御するステージ制御部１１５と、
25 を備える。
【００４５】Ｚ軸方向は加工対象物１の表面３と直交する方向なので、加工対象物
１に入射するレーザ光Ｌの焦点深度の方向となる。よって、Ｚ軸ステージ１１３を
Ｚ軸方向に移動させることにより、加工対象物１の内部にレーザ光Ｌの集光点Ｐを
合わせることができる。また、この集光点ＰのＸ（Ｙ）軸方向の移動は、加工対象物
１をＸ（Ｙ）軸ステージ１０９（１１１）によりＸ（Ｙ）軸方向に移動させることに
5 より行う。Ｘ（Ｙ）軸ステージ１０９（１１１）が移動手段の一例となる。
【００４８】レーザ加工装置１００はさらに、載置台１０７に載置された加工対象
物１を可視光線により照明するために可視光線を発生する観察用光源１１７と、ダ
イクロイックミラー１０３及び集光用レンズ１０５と同じ光軸上に配置された可視
光用のビームスプリッタ１１９と、を備える。・・・観察用光源１１７から発生した
10 可視光線はビームスプリッタ１１９で約半分が反射され、この反射された可視光線
がダイクロイックミラー１０３及び集光用レンズ１０５を透過し、加工対象物１の
切断予定ライン５等を含む表面３を照明する。
【００４９】レーザ加工装置１００はさらに、ビームスプリッタ１１９、ダイクロイ
ックミラー１０３及び集光用レンズ１０５と同じ光軸上に配置された撮像素子１２
15 １及び結像レンズ１２３を備える。撮像素子１２１としては例えばＣＣＤ（ｃｈａ
ｒｇｅ－ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）カメラがある。切断予定ライン５等を含む
表面３を照明した可視光線の反射光は、集光用レンズ１０５、ダイクロイックミラ
ー１０３、ビームスプリッタ１１９を透過し、結像レンズ１２３で結像されて撮像
素子１２１で撮像され、撮像データとなる。
20 【００５０】レーザ加工装置１００はさらに、撮像素子１２１から出力された撮像
データが入力される撮像データ処理部１２５と、レーザ加工装置１００全体を制御
する全体制御部１２７と、モニタ１２９と、を備える。撮像データ処理部１２５は、
撮像データを基にして観察用光源１１７で発生した可視光の焦点が表面３上に合わ
せるための焦点データを演算する。この焦点データを基にしてステージ制御部１１
25 ５がＺ軸ステージ１１３を移動制御することにより、可視光の焦点が表面３に合う
ようにする。よって、撮像データ処理部１２５はオートフォーカスユニットとして
機能する。・・・
【００５１】全体制御部１２７には、ステージ制御部１１５からのデータ、撮像デー
タ処理部１２５からの画像データ等が入力し、これらのデータも基にしてレーザ光
源制御部１０２、観察用光源１１７及びステージ制御部１１５を制御することによ
5 り、レーザ加工装置１００全体を制御する。よって、全体制御部１２７はコンピュー
タユニットとして機能する。
【００５２】次に、図１４及び図１５を用いて、本実施形態の第１例に係るレーザ加
工方法を説明する。図１５は、このレーザ加工方法を説明するためのフローチャー
トである。加工対象物１はシリコンウェハである。
10 【００５３】まず、加工対象物１の光吸収特性を図示しない分光光度計等により測
定する。この測定結果に基づいて、加工対象物１に対して透明な波長又は吸収の少
ない波長のレーザ光Ｌを発生するレーザ光源１０１を選定する（Ｓ１０１） 次に、
。
加工対象物１の厚さを測定する。厚さの測定結果及び加工対象物１の屈折率を基に
して、加工対象物１のＺ軸方向の移動量を決定する（Ｓ１０３）。これは、レーザ光
15 Ｌの集光点Ｐが加工対象物１の内部に位置させるために、加工対象物１の表面３に
位置するレーザ光Ｌの集光点を基準とした加工対象物１のＺ軸方向の移動量である。
この移動量を全体制御部１２７に入力される。
【００５４】加工対象物１をレーザ加工装置１００の載置台１０７に載置する。そ
して、観察用光源１１７から可視光を発生させて加工対象物１を照明する（Ｓ１０
20 ５）。照明された切断予定ライン５を含む加工対象物１の表面３を撮像素子１２１
により撮像する。この撮像データは撮像データ処理部１２５に送られる。この撮像
データに基づいて撮像データ処理部１２５は観察用光源１１７の可視光の焦点が表
面３に位置するような焦点データを演算する（Ｓ１０７）。
【００５５】この焦点データはステージ制御部１１５に送られる。ステージ制御部
25 １１５は、この焦点データを基にしてＺ軸ステージ１１３をＺ軸方向の移動させる
（Ｓ１０９） これにより、
。 観察用光源１１７の可視光の焦点が表面３に位置する。
なお、撮像データ処理部１２５は撮像データに基づいて、切断予定ライン５を含む
加工対象物１の表面３の拡大画像データを演算する。この拡大画像データは全体制
御部１２７を介してモニタ１２９に送られ、これによりモニタ１２９に切断予定ラ
イン５付近の拡大画像が表示される。
5 【００５６】全体制御部１２７には予めステップＳ１０３で決定された移動量デー
タが入力されており、この移動量データがステージ制御部１１５に送られる。ステ
ージ制御部１１５はこの移動量データに基づいて、レーザ光Ｌの集光点Ｐが加工対
象物１の内部となる位置に、Ｚ軸ステージ１１３により加工対象物１をＺ軸方向に
移動させる（Ｓ１１１）。
10 【００５７】次に、レーザ光源１０１からレーザ光Ｌを発生させて、レーザ光Ｌを加
工対象物１の表面３の切断予定ライン５に照射する。レーザ光Ｌの集光点Ｐは加工
対象物１の内部に位置しているので、溶融処理領域は加工対象物１の内部にのみ形
成される。そして、切断予定ライン５に沿うようにＸ軸ステージ１０９やＹ軸ステ
ージ１１１を移動させて、溶融処理領域を切断予定ライン５に沿うように加工対象
15 物１の内部に形成する（Ｓ１１３）。そして、加工対象物１を切断予定ライン５に沿
って曲げることにより、加工対象物１を切断する（Ｓ１１５）。これにより、加工対
象物１をシリコンチップに分割する。
【００５８】第１例の効果を説明する。これによれば、多光子吸収を起こさせる条件
でかつ加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせて、パルスレーザ光Ｌを切断予定ラ
20 イン５に照射している。そして、Ｘ軸ステージ１０９やＹ軸ステージ１１１を移動
させることにより、集光点Ｐを切断予定ライン５に沿って移動させている。これに
より、改質領域（例えばクラック領域、溶融処理領域、屈折率変化領域）を切断予定
ライン５に沿うように加工対象物１の内部に形成している。加工対象物の切断する
箇所に何らかの起点があると、加工対象物を比較的小さな力で割って切断すること
25 ができる。よって、改質領域を起点として切断予定ライン５に沿って加工対象物１
を割ることにより、比較的小さな力で加工対象物１を切断することができる。これ
により、加工対象物１の表面３に切断予定ライン５から外れた不必要な割れを発生
させることなく加工対象物１を切断することができる。
【００６６】第２例に係る切断装置は、図１４に示すレーザ加工装置１００及び図
１９、図２０に示す装置から構成される。図１９及び図２０に示す装置について説
5 明する。圧電素子ウェハ３１は、保持手段としてのウェハシート（フィルム）３３に
保持されている。このウェハシート３３は、圧電素子ウェハ３１を保持する側の面
が粘着性を有する樹脂製テープ等からなり、弾性を有している。ウェハシート３３
は、サンプルホルダ３５に挟持されて、載置台１０７上にセットされる。なお、圧電
素子ウェハ３１は、図１９に示されるように、後に切断分離される多数個の圧電デ
10 バイスチップ３７を含んでいる。各圧電デバイスチップ３７は回路部３９を有して
いる。この回路部３９は、圧電素子ウェハ３１の表面に各圧電デバイスチップ３７
毎に形成されており、隣接する回路部３９の間には所定の間隙α（８０μｍ程度）が
形成されている。なお、図２０は、圧電素子ウェハ３１の内部のみに改質部としての
微小なクラック領域９が形成された状態を示している。
15 【００７２】ここで、切断対象材料に照射されるレーザ光Ｌは、集光用レンズ１０５
により、図２２に示されるように、圧電素子ウェハ３１の表面（レーザ光Ｌが入射す
る面）に形成された回路部３９にレーザ光Ｌが照射されない角度で集光される。こ
のように、回路部３９にレーザ光Ｌが照射されない角度でレーザ光Ｌを集光するこ
とにより、レーザ光Ｌが回路部３９に入射するのを防ぐことができ、回路部３９を
20 レーザ光Ｌから保護することができる。
【００９１】また、撮像素子１２１として赤外線用のものを用いることにより、レー
ザ光Ｌの反射光を利用してフォーカス調整を行うことができる。
この場合には、ダイクロイックミラー１０３を用いる代わりにハーフミラーを用い、
このハーフミラーとレーザ光源１０１との間にレーザ光源１０１への戻り光を抑制
25 するような光学素子を配設する必要がある。なお、このとき、フォーカス調整を行う
ためのレーザ光Ｌにより切断対象材料にダメージが生じないように、フォーカス調
整時にレーザ光源１０１から照射されるレーザ光Ｌの出力は、クラック形成のため
の出力よりも低いエネルギー値に設定ことが好ましい。
【発明の効果】
【０１１８】本発明に係るレーザ加工方法によれば、加工対象物の表面に溶融や切
5 断予定ラインから外れた割れが生じることなく、加工対象物を切断することができ
る。よって、加工対象物を切断することにより作製される製品（例えば、半導体チッ
プ、圧電デバイスチップ、液晶等の表示装置）の歩留まりや生産性を向上させること
ができる。
10 【図１３】
【図１４】
5 【図１５】
【図１９】
【図２０】
5 【図２２】
別紙４ 本件審決の理由①
１ 本件発明１と甲１発明の一致点及び相違点
(1) 一致点
半導体基板の内部に、切断の起点となる改質領域を形成するレーザ加工装
5 置であって、
前記半導体基板が載置される載置台と、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記載置台に載置された前記半導体基板の内部に、前記レーザ光源から出
射されたレーザ光を集光し、そのレーザ光の集光点の位置で前記改質領域を
10 形成させる集光用レンズと、
前記改質領域を前記半導体基板の内部に形成するために、レーザ光の集光
点を前記半導体基板の内部に位置させた状態で、前記半導体基板の切断予定
ラインに沿ってレーザ光の集光点を移動させる制御部と、
前記半導体基板の赤外線を撮像可能な撮像素子と、
15 を備えた、
レーザ加工装置。
(2) 相違点
＜相違点１＞
本件発明１は、「前記載置台に載置された前記半導体基板を赤外線で照明
20 する赤外透過照明と、前記赤外透過照明により赤外線で照明された前記半導
体基板における前記改質領域を撮像可能な撮像素子」（構成Ｆ及びＧ）を備
えているのに対して、甲１発明は、「前記加工対象物１の表面を撮像する赤
外線用の撮像素子１２１」（構成１ｇ）を備えているものの本件発明１の構
成Ｆ及びＧを備えていない点。
25 ＜相違点２＞
本件発明１は、「前記切断予定ラインは、前記半導体基板の内側部分と外
縁部との境界付近に始点及び終点が位置する」（構成Ｈ）のに対して、甲１
発明は、切断予定ライン５の始点や終点がどの位置なのか不明な点。
２ 相違点の容易想到性についての判断理由の要旨
(1) 相違点１に係る本件発明１の構成Ｆ及びＧの技術的意義は、当該構成に
5 より、基板の厚さ方向における改質領域の位置や大きさを確認し、溶融処
理領域の位置や大きさ等を調節することが可能となり、その調節により、
基板の表面及び裏面に割れが到達しないように制御したり、切断直前に基
板の表面及び裏面に割れが到達するように制御を行うことにある。
一方、甲１には、基板の厚さ方向における改質領域の位置や大きさを確認
10 する必要性について、明示的には全く記載されておらず、相違点１に係る構
成Ｆ及びＧを採用する動機があるとはいえない。
(2) 甲４～１０には、改質領域を撮像することや、基板の厚さ方向における改
質領域の位置や大きさを確認することについて、明示的には全く記載されて
おらず、当該確認に基づき基板の厚さ方向における改質領域の位置や大きさ
15 を調節することにより、基板の表面及び裏面に割れが到達しないように制御
したり、切断直前に基板の表面及び裏面に割れが到達するように制御を行う
ことについては記載も示唆もないから、甲４～１０に接した当業者が、これ
らに記載された技術的事項について、基板の厚さ方向における改質領域の位
置や大きさを確認するための手段として認識するとはいえない。
20 したがって、仮に、甲１に基板の厚さ方向における改質領域の位置や大き
さを確認する動機があったとしても、当業者が、そのための手段として、甲
４～１０に記載された技術的事項を採用することを想到するとはいえない。
(3) 甲２１及び２２には、改質領域を写真で撮影することが示されているが、
これらの写真は、切断予定ラインに沿った平面的な方向の改質領域の長さ
25 を確認するためのものであって、当該写真によって、基板の厚さ方向にお
ける改質領域の位置や大きさを確認することまでは示されていないから、
甲２１、２２に接した当業者が、これらに記載された技術的事項について、
基板の厚さ方向における改質領域の位置や大きさを確認するための手段と
して認識するとはいえない。
また、甲２１及び２２の写真は、直線偏光のレーザ光による加工と、その
5 加工により生じる切断予定ラインに沿った方向の改質領域の寸法の関係を
「実験的」に明らかにすることを目的として撮影されたものであるから、
直線偏光のレーザ光により切断予定ラインに沿った方向の改質領域の寸法
を大きくできることが明らかになれば、繰り返して写真を撮影する必要は
なく、甲２１及び２２に接した当業者は、これらに記載された技術的事項
10 について、レーザ加工装置に常設して、定常的に撮影を行う手段として認
識するとはいえない。
(4) 以上から、相違点１は、甲１発明、甲４～１０、甲２１及び２２並びにそ
の他の甲号証に基づいて当業者が容易に想到できたものとはいえないから、
本件発明１は、甲１発明及び上記各甲号証に基づき当業者（本件特許に係
15 る出願の原出願日当時の当業者。本件発明１に優先権の効果が及ばないこ
とは争いがない。）が容易に発明することができたとはいえない。
別紙５ 本件審決の理由②
１ 本件発明２と甲１発明の一致点及び相違点
(1) 一致点
半導体基板の内部に、切断の起点となる改質領域を形成するレーザ加工装
5 置であって、
前記半導体基板が載置される載置台と、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記載置台に載置された前記半導体基板の内部に、前記レーザ光源から出
射されたレーザ光を集光し、そのレーザ光の集光点の位置で前記改質領域を
10 形成させる集光用レンズと、
前記改質領域を前記半導体基板の内部に形成するために、レーザ光の集光
点を前記半導体基板の内部に位置させた状態で、前記半導体基板の切断予定
ラインに沿ってレーザ光の集光点を移動させる制御部と、
前記半導体基板の赤外線を撮像可能な撮像素子と、
15 を備え、
前記半導体基板はシリコン基板であり、
前記制御部は、前記載置台及び前記集光用レンズの少なくとも１つの移動
を制御する
レーザ加工装置。
20 (2) 相違点
＜相違点３＞
本件発明１と甲１発明の相違点１に同じ。
２ 相違点の容易想到性についての判断理由の要旨
相違点３は、相違点１に関する本件審決の理由①２のとおり、甲１発明、甲４
25 ～１０、甲２１及び２２並びにその他の甲号証に基づいて当業者が容易に想到
できたものとはいえない。
本件発明２は、仮に、本件発明２の全部又は一部について優先権の効果が及
ばないとしても、甲１発明及び上記各甲号証に基づいて本件特許に係る出願の
原出願日当時の当業者が容易に発明できたものとはいえない。