特許 6395210 基板加工方法及び基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6395210

(24)【登録日】2018年9月7日

(45)【発行日】2018年9月26日

(54)【発明の名称】基板加工方法及び基板

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/53 20140101AFI20180913BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20180913BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20180913BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/53

   B23K26/00 N

   H01L21/304 611Z

【請求項の数】10

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-171525(P2014-171525)

(22)【出願日】2014年8月26日

(65)【公開番号】特開2016-43401(P2016-43401A)

(43)【公開日】2016年4月4日

【審査請求日】2017年6月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000190116

【氏名又は名称】信越ポリマー株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504190548

【氏名又は名称】国立大学法人埼玉大学

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】篠塚 信裕

(72)【発明者】

【氏名】松尾 利香

(72)【発明者】

【氏名】池野 順一

【審査官】 奥隅 隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２２４６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１０８０５５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−１３５５０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００−２６／７０

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

単結晶シリコンの基板を加工する基板加工方法であって、
前記基板を支持して回転駆動する工程と、
前記基板の回転軸を基準として、前記回転軸からの距離に応じて前記基板の表面を複数の領域に分割する工程と、
前記複数の領域について、複数のレーザ照射手段にて各領域の表面に向けてレーザ光を照射し、前記基板内部にレーザ光を集光して加工層を形成する工程と、
を含み、
前記加工層を形成する工程は、前記複数の領域のうち最内領域と最外領域について、他の領域より剥離荷重が小さくなるように加工することを特徴とする基板加工方法。

【請求項2】

前記複数のレーザ照射手段は、前記基板の表面に向けて回折光を照射する回折光学素子をそれぞれ含むことを特徴とする請求項１に記載の基板加工方法。

【請求項3】

前記複数のレーザ照射手段は、前記基板の複数の領域ごとにその一つが設けられ、それぞれ基板の径方向に移動可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板加工方法。

【請求項4】

前記複数のレーザ照射手段は、前記複数の領域における線速度に応じてレーザ光の照射をそれぞれ調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板加工方法。

【請求項5】

前記加工層を形成する工程は、前記複数の領域について、前記複数のレーザ照射手段にてレーザ光を照射する加工が終了したものから順に当該領域の加工を終了することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板加工方法。

【請求項6】

前記分割する工程は、前記回転軸から所定距離ごとに分割することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板加工方法。

【請求項7】

前記加工層を形成する工程は、前記複数の領域のすべての領域の剥離荷重が均等になるように加工することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板加工方法。

【請求項8】

前記基板の回転軸は、前記基板の表面の法線方向に延びることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板加工方法。

【請求項9】

前記加工層は、前記基板の表面から所定深さに形成された所定厚みの多結晶構造であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板加工方法。

【請求項10】

前記基板の表面は、鏡面仕上げされていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シリコン単結晶基板を加工する基板加工方法及びシリコン単結晶基板を加工して得られた基板に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、シリコン（Ｓｉ）ウェハに代表される半導体ウェハを製造する場合には、石英るつぼ内に溶融されたシリコン融液から凝固した円柱形のインゴットを適切な長さのブロックに切断して、その周縁部を目標の直径になるよう研削し、その後、ブロック化されたインゴットをワイヤソーによりウェハ形にスライスして半導体ウェハを製造するようにしている。

【0003】

このようにして製造された半導体ウェハは、前工程で回路パターンの形成等、各種の処理が順次施されて後工程に供され、この後工程で裏面がバックグラインド処理されて薄片化が図られることにより、厚さが約７５０μｍから１００μｍ以下、例えば７５μｍや５０μｍ程度に調整される。

【0004】

また、前記ワイヤソーに代わり、集光レンズでレーザ光の集光点をインゴットの内部に合わせ、そのレーザ光でインゴットを相対的に走査することにより、ブロック化されたインゴットの内部に面状の加工層を形成し、この加工層を剥離面としてインゴットの一部を基板として剥離するスライシングの技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１６９３６１号公報

【特許文献2】特開２０１２−１６９３６３号公報

【特許文献3】特開２０１３−１６１８２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、このようなスライシングの技術では、レーザ光の走査による加工層の形成に長時間を要し、加工時間の短縮が求められていた。また、形成された加工層における安定した剥離が求められていた。

【0007】

この発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、スライシングの時間を短縮するとともに、安定した剥離を可能にする加工層を形成するような基板加工方法及び基板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】

【0008】

この出願に係る基板加工方法の発明は、単結晶シリコンの基板を加工する基板加工方法であって、前記基板を支持して回転駆動する工程と、前記基板の回転軸を基準として、前記回転軸からの距離に応じて前記基板の表面を複数の領域に分割する工程と、前記複数の領域について、複数のレーザ照射手段にて各領域の表面に向けてレーザ光を照射し、前記基板内部にレーザ光を集光して加工層を形成する工程と、を含むものである。

【0009】

前記複数のレーザ照射手段は、前記基板の表面に向けて回折光を照射する回折光学素子をそれぞれ含んでもよい。前記複数のレーザ照射手段は、前記基板の複数の領域ごとにその一つが設けられ、それぞれ基板の径方向に移動可能であってもよい。前記複数のレーザ照射手段は、前記複数の領域における線速度に応じてレーザ光の照射をそれぞれ調整してもよい。

【0010】

前記加工層を形成する工程は、前記複数の領域について、前記複数のレーザ照射手段にてレーザ光を照射する加工が終了したものから順に当該領域の加工を終了してもよい。前記分割する工程は、前記回転軸から所定距離ごとに分割してもよい。

【0011】

前記加工層を形成する工程は、前記複数の領域のすべての領域の剥離荷重が均等になるように加工してもよい。前記加工層を形成する工程は、前記複数の領域のうち最内領域と最外領域について、他の領域より剥離荷重が小さくなるように加工してもよい。

【0012】

前記基板の回転軸は、前記基板の表面の法線方向に延びてもよい。前記加工層は、前記基板の表面から所定深さに形成された所定厚みの多結晶構造であってもよい。前記基板の表面は、鏡面仕上げされていてもよい。

【0013】

この出願に係る基板の発明は、単結晶シリコン基板を前述の基板加工方法によって加工することによって得られたものである。

【発明の効果】

【0014】

この発明によると、スライシングに要する時間を短縮するとともに、安定した剥離を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】基板加工方法の一連の工程を示すフローチャートである。

【図2】基板加工装置の斜視図である。

【図3】基板加工装置の正面図である。

【図4】基板に照射される分岐したビームのプロファイルである。

【図5】加工された基板表面の顕微鏡写真である。

【図6】複数の領域に分割された基板の表面を示す図である。

【図7】回折光学素子により形成された集光点を示す図である。

【図8】レーザ光の走査による加工層の形成を説明する正面図である。

【図9】レーザ光の集光による加工層の形成を説明する断面図である。

【図10】多数の変質部からなる加工層を示す拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

【0017】

又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

【0018】

図１に示すように、本実施の形態の基板加工方法は、基板を回転駆動する工程（Ｓ１１）、基板の表面を複数の領域に分割する工程（Ｓ１２）及び基板の内部を加工する工程（Ｓ１３）を含む一連の工程から構成されている。これらの一連の工程は、基板加工装置によって実施される。以下では、これらの各工程について順に説明する。

【0019】

（基板の回転駆動）
最初の工程Ｓ１１においては、基板を回転駆動する。本実施の形態では、基板加工装置が加工する基板には、シリコン単結晶の基板を使用する。この基板は、シリコン単結晶のインゴットを適切な長さに切断したブロックを使用してもよい。

【0020】

図２は基板加工装置１００の構成を示す斜視図であり、図３は基板加工装置の正面図である。基板加工装置１００は、垂直方向に延びる回転軸について略水平面内で回転可能なステージ１１０と、ステージ１１０上に配置され、略円板状の基板１０を固定する基板固定具１２０とを有している。ステージ１１０は、軸方向についても上下動可能に構成されている。

【0021】

基板加工装置１００は、略円板状の基板１０の表面２０ｔの略中心を回転軸が通り、基板１０の表面２０ｔの法線が回転軸方向になるように、基板固定具１２０によってステージ１１０上に基板１０を固定して支持する。そして、ステージ１１０とともに、ステージ１１０上に固定した基板１０を所定の回転速度で回転駆動する。

【0022】

また、基板加工装置１００は、第１のレーザ照射部１５０_１、第２のレーザ照射部１５０_２、第３のレーザ照射部１５０_３及び第４のレーザ照射部１５０_４を有している。第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４は、レーザ光を基板１０の鏡面仕上げされた表面２０ｔに向けて照射する。

【0023】

第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４は、第１〜第４の回折光学素子（ＤＯＥ）１６０_１〜４を備え、図示しないパルスレーザ光を発生する第１〜第４のレーザ発振器から供給されたパルスレーザ光を第１〜第４の回折光学素子１６０_１〜４により回折光に分岐させて第１〜第４のレーザ集光部１７０_１〜４に提供している。第１〜第４のレーザ集光部１７０_１〜４は、第１〜第４の回折光学素子１６０_１〜４から提供された回折光を集光し、基板１０の表面２０ｔに向けて分岐ビームを提供している。なお、第１〜第４の回折光学素子１６０_１〜４と第１〜第４のレーザ集光部１７０_１〜４との間に回折光の拡がりを抑えて第１〜第４のレーザ集光部１７０_１〜４に送るための第１〜第４の光路調整部１８０_１〜４を設けてもよい。

【0024】

これら第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４は、回転駆動されるステージ１１０と基板１０の径方向に個別に移動可能に制御されている。また、第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４が照射するレーザ光の強度も、個別に制御されている。第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４は、同一の構成とすることができる。

【0025】

（回折光学素子の構成）
本実施の形態では、第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４にそれぞれ備えられる第１〜第４の回折光学素子（ＤＯＥ）１６０_１〜４は、基板１０の表面に向けて照射する分岐ビーム光の分岐ビーム数に応じて光学的に設計される。

【0026】

この第１〜第４の回折光学素子１６０_１〜４の分岐数は、多いほど加工効率は高くなるものの、安定した剥離を可能にする加工層を形成するレーザ加工条件に対応するためのレーザ出力との関係において、分岐ビーム数が多いと分岐前の入射ビームの出力を高くする必要が生じ、第１〜第４のレーザ集光部１７０_１〜４への熱によるダメージを与える恐れがある。

【0027】

そのため、本実施の形態における第１〜第４の回折光学素子１６０_１〜４の分岐ビーム数は３〜１５、好ましくは５〜９が好ましい。第１〜第４の回折光学素子１６０_１〜４の分岐数は上記範囲が好ましいが、第１〜第４の回折光学素子１６０_１〜４の各々の分岐数は同じでも異なっていてもよい。加工時間を短縮するために各レーザ照射部１５０_１〜４に対応するブロックの照射面積に適合する分岐数を選択してもよい。なお、図２においては、便宜上、分岐ビーム数を３として示している。

【0028】

ここで、表１に、分岐ビームの数と加工時間との関係を示す。また、レーザ照射部１５０の数との関係も併せて示す。図２及び図３の基板加工装置においては、第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４を示したが、ここではレーザ照射部１５０の数を１〜４に変化させた。

【0029】

レーザの繰返し周波数は１００ｋＨｚとし、分岐ビームは径方向に直列に配置されているものとした。また、加工ピット２μｍ、加工オフセット２μｍとした。同一の加工直径３００ｍｍの基板１０について見積もりを行ったところ、分岐ビーム数及びレーザ照射部の数が増加すると、加工時間が著しく短縮された。

【0030】

【表1】

【0031】

さらに、第１〜第４の回折光学素子１６０_１〜４では、レーザ発振器から提供される入射ビームの９９．６％以上を利用できるように設計されたものが好ましく、特に０次光も含めて上記の利用効率であることが好ましい。この利用効率が９９．６％を下回ると分岐ビーム以外のビームが生じてしまい、レーザ出力を高くすると、このビームが意図しない位置に不安定な加工層を形成してしまう。

【0032】

また、分岐ビームの出力は、分岐数に関わらず±５％、好ましくは±３％の範囲に調整されることが好ましい。この範囲を超えると、分岐ビーム毎により形成される加工層の状態が異なってしまい、安定した剥離を得られなくなる。

【0033】

第１〜第４の回折光学素子１６０_１〜４により直列に分岐された分岐ビームの配列すなわち集光点は、第１〜第４の回折光学素子１６０_１〜４からの分岐ビーム拡がり角により決まる。例えば、広がり角を０．５度として設計した場合、分岐ビームによって基板１０の内部に形成される加工痕の間隔が２０μｍとなることが実験的に分かっていて、広がり角を０．６度とすると加工痕の間隔はわずかに拡がり２２μｍとなることも分かっている。

【0034】

図４には、基板に照射される間隔が２２μｍの分岐ビームのプロファイルが示されている。図４中の縦軸は、分岐ビームの強度（任意単位）である。図５の基板表面の顕微鏡写真においては、間隔が２２μｍの加工痕が示されている。

【0035】

加工ピッチおよびオフセットの値は、上記のように各分岐ビームで形成される加工痕を配列して加工層を形成するように決められ、図示しない制御装置に所望の加工条件がプログラミングにより設定される。

【0036】

加工ピッチ間隔および加工オフセット間隔は、それぞれ１μｍ〜１０μｍ、好ましくは３μｍ〜６μｍであることが加工効率と安定した剥離が得られる加工層を形成する点において選択される。さらに、この値はレーザ発振器の繰返し周波数と基板１０の回転速度との関係で設定されるものであり、一定の値で加工することは必要なく許容範囲として与えられる。

【0037】

加工ピッチおよび加工オフセットが１μｍ未満では加工時間短縮には適さず、また加工が密になりすぎ剥離できなくなる。一方、１０μｍを超えると加工層が連続して形成されず面加工状態が得られないため、剥離不能となる可能性が高い。

【0038】

（基板の表面の複数の領域への分割）
ステップＳ１１で回転駆動された基板１０は、次のステップＳ１２において表面２０ｔを複数の領域に分割される。図６は、表面２０ｔを第１〜第４の領域として第１〜第４のブロック２０_１〜４に分割された基板１０を示す図である。

【0039】

基板１０の表面２０ｔは、回転駆動される基板１０の中心の回転軸から径方向に略所定距離ごとに領域に分割され、基板１０外周側から回転軸に向かって順に、第１のブロック２０_１、第２のブロック２０_２、第３のブロック２０_３及び第４のブロック２０_４とされている。

【0040】

これら第１〜第４のブロック２０_１〜４は、第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４の走査範囲に対応している。第１〜第４のブロック２０_１〜４は、第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４によって供給されるレーザ光のビーム数、ビーム配置、加工層を剥離可能な加工状態にするようなビーム照射間隔の許容範囲などを考慮して設定される。この設定は、基板加工装置１００の図示しない制御部によって行われ、設定された第１〜第４のブロック２０_１〜４の範囲は制御部に格納される。

【0041】

このような基板１０の表面２０ｔの第１〜第４のブロック２０_１〜４への分割は、ステップＳ１１にて回転駆動された基板１０の径を図示しないセンサにて測定し、測定した径に基づいて設定してもよい。また、予め回転軸を基準として分割する境界を定めておいてもよい。

【0042】

（基板の内部加工）
ステップＳ１２で表面２０ｔが第１〜第４のブロック２０_１〜４に分割された基板１０は、ステップＳ１３において第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４によって個別にレーザ光が照射され、基板１０の内部に加工層が形成される。

【0043】

図１及び図２に示す基板加工装置１００において、第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４は、図６に示す基板１０の表面２０ｔの第１〜第４のブロック２０_１〜４の上部にそれぞれ配置され、対応する第１〜第４のブロック２０_１〜４にレーザ光を照射する。

【0044】

本実施の形態においては、第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４によって第１〜第４のブロック２０_１〜４ごとに個別にレーザ照射をするので、基板１０の内部加工の効率を向上させ、加工時間を短縮することができる。

【0045】

ここで、第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４は、第１〜第４の回折光学素子１６０_１〜４を含んでいる。図７には、第１〜第４のレーザ集光部１７０_１〜４によって集光されるレーザ光が３行３列（３×３）の回折光となって基板１０の表面２０ｔに照射される場合を示している

【0046】

図７（ａ）に示すように、この回折光は間隔ｄの３本の平行な直線上に配置されるものであってもよい。また、図７（ｂ）に示すように、略間隔ｄであるが一方に間隔が次第に広がるような３本の平行でない直線上に配置されるものであってもよい。

【0047】

回折光の配置は、第１〜第４のレーザ集光部１７０_１〜４がレーザ光で走査する軌跡の曲率に応じて適切に設定することができる。例えば、図７（ｂ）に示す回折光を配置する３本の直線がすべて走査する軌跡に直交するようにすることができる。この場合、レーザ光のビーム配列の間隙をより密に埋めることができる。

【0048】

図８は、基板１０の表面２０ｔを走査する第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４によるレーサ光の軌跡の一部を示す図である。第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４は、略同心円状の軌跡を描きつつ、次第に走査する軌跡の径を変化させて第１〜第４のブロック２０_１〜４の範囲を走査する。この動作は、基板加工装置１００の制御部に格納された第１〜第４のブロック２０_１〜４の範囲に基づいて実行される。

【0049】

第１〜第４のブロック２０_１〜４における第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４によるレーザ光の照射は、それぞれ外周側から回転軸の方向に向かうものであっても、回転軸側から外周の方向に向かうものであってもよい。

【0050】

基板１０に集光して照射されるレーザ光の集光点は、基板１０内部において、表面２０ｔから所定の深さの領域に軌跡を形成することで、表面２０ｔに水平方向に２次元状の加工層を形成することができる。この加工層は、レーザ光が集光され溶融した部分が後に急速に冷却されてなる応力ひずみを有する多結晶構造を含み、他の単結晶の部分と比べて脆弱な構造になっている。

【0051】

図８において、第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４によって集光されたレーザ光は、集光部分の単結晶部材を変質（改質）させつつ、レーザ集光部と基板１０とを相対的に移動させることで、基板１０内部に、表面２０ｔから任意の深さで水平方向に延在する加工層２１を形成する。集光点は、基板１０の表面２０ｔから任意の深さ位置で水平方向において、走査方向に所定のピッチにて断続して照射されつつ移動し、基板１０が一回転するごとに径方向をオフセット方向として所定のオフセットだけ進められる。

【0052】

図９は、レーザ光Ｂの照射により基板１０の内部に加工層２１を形成することを説明する模式的な断面図である。本実施の形態で加工する基板１０は、パルスレーザ光Ｂをシリコン単結晶からなる基板１０の鏡面仕上げされた表面２０ｔから集光することで、この表面２０ｔと離間しかつこの表面２０ｔから任意の深さで水平方向に延びる加工層２１を形成する。その結果、この基板１０は、加工層２１と、この加工層２１の両面側にそれぞれ隣接する非加工層２２とからなるようになる。

【0053】

図１０は、多数の変質部からなる加工層２１を示す基板１０の拡大断面図である。加工層２１には、レーザ光Ｂの走査方向Ｓに沿って形成された多結晶構造の変質部２１ｃが、互いにピッチｐを有して配列されている。

【0054】

ここで、第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４のレーザ集光部１７０_１〜４が照射するレーザ光は、複数の回折光からなる分岐ビームであり、複数の回折スポットについて同時に所定範囲の領域に加工層２１を形成することができる。したがって、オフセットを増加させ、加工層２１の形成の効率を向上させ、加工時間を短縮することができる。

【0055】

第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４は、適切な加工層２１が形成されるように、レーザ光が走査する線速度に応じて第１〜第４の集光部１７０_１〜４から照射するレーザ光の強度を調整することができる。このことによって、基板１０の径方向の位置に係らず均一な加工層２１を形成することができる。この場合、第１〜第４のブロック２０_１〜４の剥離荷重は均等になり、加工層２１における基板１０の剥離が容易になる。

【0056】

また、第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４は、基板１０の径方向の位置に応じてレーザ光の強度を調整するようにすることができる。例えば、最外ブロックである第１のブロック２０_１と最内ブロックである第４のブロック２０_４の剥離荷重が、他の第２及び第３のブロック２０_２〜３の８５〜９５％以下にすることができる。このことによって、加工層２１における基板１０の剥離がより容易になる。

【0057】

第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４は、それぞれの分担する第１〜第４のブロック２０_１〜４の走査を終えたものからレーザ光の照射を停止する。第１〜第４のブロック２０_１〜４には、いずれも所望の加工層２１が形成される。

【0058】

上述のように、本実施の形態によると、第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４を備え、第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４が第１〜第４の回折光学素子１６０_１〜４を有することにより、レーザ光による加工層の形成の効率を向上させ、加工時間を短縮することができる。

【0059】

また、本実施の形態においては、第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４は、レーザ光が走査する線速度に応じて第１〜第４の集光部１７０_１〜４から照射するレーザ光の強度を調整することにより、剥離荷重が均等となる均一な加工層２１を形成し、加工層２１における基板１０の安定した剥離を実現することができる。

【0060】

さらに、本実施の形態においては、第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４は、最外周の第１のブロック２０_１と最内周の第４のブロック２０_４の剥離荷重を他の第２及び第３のブロック２０_２〜３の８５〜９５％以下にすることにより、加工層２１における基板１０の剥離をより容易にしている。

【0061】

なお、本実施の形態において、基板加工装置１００は第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４を備えたが、レーザ照射部は４個に限らず２個以上であればよい。また、ステップＳ１２にて基板１０の表面２０ｔを第１〜第４のブロック２０_１〜４に分割したが、ブロックの数は４個に限らず２個以上であればよい。また、レーザ照射部の数に対応するものであってもよい。第１〜第４のレーザ集光部１７０_１〜４の備える第１〜第４の回折光学素子１６０_１〜４では３×３の回折光を生成したが、これに限らず複数の回折光を生成するものであればよい。

【実施例】

【0062】

次に、本実施の形態の基板加工方法を適用した実施例について説明する。この実施例において、第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４に備えられる第１〜第４の回折光学素子（ＤＯＥ）１６０_１〜４には、分岐数５、分岐ビーム拡がり角０．６度のものを採用した。分岐ビームの出力差はビームプロファイラにて調べた。

【0063】

第１〜第４のレーザ照射部１５０_１〜４の備えられるレーザ発振器には、パルス幅１２０ｎｍのマルチモードファイバーレーザを用い、繰返し周波数３００ｋＨｚとした。第１〜第４の回折光学素子１６０_１〜４により分岐された５分岐ビームの出力は、第１〜第４のレーザ集光部１７０_１〜４の通過後の合計で、それぞれ６．５Ｗであった。

【0064】

基板１０には、径３００ｍｍ、厚さ７７５μｍ、面方位（１００）の単結晶シリコンウエーハを使用した。加工ピッチは２．０μｍ〜３．０μｍとなるように設定し、加工オフセットは３μｍ〜５μｍとなるように設定した。そして、基板１０の表面２０ｔから３００μｍの深さに加工層が形成されるようにレーザ照射深さを設定した。

【0065】

上記の条件で加工を行い、およそ５分で基板１０の加工を終えることができた。また、加工した基板１０は加工層において剥離できることを確認した。

【符号の説明】

【0066】

１０ 基板
２０_１〜４ 第１〜第４のブロック
２０ｔ 表面
２１ 加工層
１００ 基板加工装置
１５０_１〜４ 第１〜第４のレーザ照射部
１６０_１〜４ 第１〜第４の回折光学素子
１７０_１〜４ 第１〜第４のレーザ集光部
１８０_１〜４ 第１〜第４の光路調整部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】