特許 6552898 多結晶ＳｉＣウエーハの生成方法

(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】6552898

(24)【登録日】2019年7月12日

(45)【発行日】2019年7月31日

(54)【発明の名称】多結晶ＳｉＣウエーハの生成方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20190722BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20190722BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20190722BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 611Z

   B23K26/53

   B23K26/00 N

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-139679(P2015-139679)

(22)【出願日】2015年7月13日

(65)【公開番号】特開2017-22283(P2017-22283A)

(43)【公開日】2017年1月26日

【審査請求日】2018年5月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100075177

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 尚純

(74)【代理人】

【識別番号】100113217

【弁理士】

【氏名又は名称】奥貫 佐知子

(74)【代理人】

【識別番号】100202496

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿角 剛二

(72)【発明者】

【氏名】平田 和也

(72)【発明者】

【氏名】西野 曜子

【審査官】 石丸 昌平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１２４２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６９３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５３５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０４９１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第３８４２７６９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開平０８−０７８７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０２４７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２０５１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５６２５５２０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１４−２１６５５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０３２７７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２３Ｋ ２６／００

Ｂ２３Ｋ ２６／５３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多結晶ＳｉＣインゴットから多結晶ＳｉＣウエーハを生成する多結晶ＳｉＣウエーハ生成方法であって、
保持テーブルに多結晶ＳｉＣインゴットを保持する被加工物支持工程と、
保持テーブルに保持された多結晶ＳｉＣインゴットに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線の集光点を多結晶ＳｉＣインゴットの入射面から所定の位置に位置付けて照射しながら該保持テーブルを所定の加工送り速度で移動させることで多結晶ＳｉＣウエーハと多結晶ＳｉＣインゴットとの界面となる位置に改質層を形成する改質層形成工程と、
該改質層形成工程により形成された該界面より上方側に対して外力を付与し該界面から多結晶ＳｉＣウエーハを剥離する多結晶ＳｉＣウエーハ剥離工程と、
から少なくとも構成され、
該改質層形成工程において、パルスレーザー光線のスポットの径をＤとし、隣接するスポットの各々が有する特定の点間の最短距離をｘとした場合、１パルス当たりのパワー密度が、７０乃至１００Ｊ／ｃｍ^２となる高さ位置の（Ｄ−ｘ）／Ｄで求める重なり率が、０．６乃至０．８になるようにパルスレーザー光線を照射することにより、該改質層形成工程において形成される該界面が、パルスレーザー光線の集光点で多結晶ＳｉＣがアモルファスシリコンとアモルファスカーボンとに分離して初期の改質層が形成され、次に照射されるパルスレーザー光線が、先に照射されたパルスレーザー光線により形成されたアモルファスカーボンで吸収されて該集光点よりも入射面側で多結晶ＳｉＣがアモルファスシリコンとアモルファスカーボンとに分離し、連続して照射されるパルスレーザー光線が先に連続して形成されたアモルファスカーボンで吸収されながらパワー密度が一定であって、該重なり率が、０．６乃至０．８になる高さ位置でアモルファスシリコンとアモルファスカーボンとに分離して形成された改質層が連鎖して形成される、多結晶ＳｉＣウエーハの生成方法。

【請求項2】

該多結晶ＳｉＣインゴットは、カーボン基板を備えている請求項１に記載された多結晶ＳｉＣウエーハ生成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多結晶ＳｉＣインゴットに対してレーザー光線を照射し、多結晶ＳｉＣウエーハを生成する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

パワーデバイス、ＬＥＤ等は六方晶単結晶ＳｉＣを素材としたウエーハの表面に分割予定ラインによって区画されて形成され、切削装置、レーザー加工装置によって個々のデバイスに分割されて携帯電話、パソコン等種々の電気、電子機器に利用されている。

【0003】

デバイスが形成される六方晶単結晶ＳｉＣウエーハは、一般的に単結晶ＳｉＣインゴットをワイヤーソーでスライスして生成され、スライスされたウエーハの表裏面を研磨して鏡面に仕上げられる（例えば、特許文献１を参照）。

【0004】

また、高価な六方晶単結晶ＳｉＣウエーハを製造するに当たり、製造コストを低減する方法として、六方晶単結晶ＳｉＣよりも安価な多結晶ＳｉＣインゴットを形成し、該多結晶ＳｉＣインゴットから平らな多結晶ＳｉＣウエーハを例えば３００μｍ程度の厚みで切り出し、その切り出した多結晶ＳｉＣウエーハの上面に対して、所定の厚み（例えば１μｍ厚）に水素イオンを注入するなどして剥離層を形成した六方晶単結晶ＳｉＣウエーハを接合して１μｍ厚の六方晶単結晶ＳｉＣ層を該多結晶ＳｉＣウエーハの上面に残して六方晶単結晶ＳｉＣウエーハを剥離することにより多結晶ＳｉＣウエーハを基材とし、表面を六方晶単結晶ＳｉＣウエーハからなるウエーハを形成する技術が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。

【0005】

しかし、多結晶ＳｉＣは、単結晶ＳｉＣに比べ安価であるものの、従来知られているカーボン基板に多結晶ＳｉＣのインゴットを成長させた後にカーボン基板を除去して所望の厚さとなる多結晶ＳｉＣウエーハを生成する方法では、多結晶ＳｉＣインゴットからカーボン基板を除去する際に、当該多結晶ＳｉＣインゴットが大きく変形し、多結晶ＳｉＣウエーハを切り出す際に当該変形部分を高い割合で捨てることになってしまい、安価である多結晶ＳｉＣを使用するにも関わらず不経済であるという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０００−０９４２２１号公報

【特許文献2】特開２０１４−２１６５５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、上記した事情に鑑み、多結晶ＳｉＣインゴットから、多結晶ＳｉＣウエーハを効率よく生成し、捨てられる割合を軽減する多結晶ＳｉＣウエーハの生成方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、本発明によれば、多結晶ＳｉＣインゴットから多結晶ＳｉＣウエーハを生成する多結晶ＳｉＣウエーハ生成方法であって、保持テーブルに多結晶ＳｉＣインゴットを保持する被加工物支持工程と、保持テーブルに保持された多結晶ＳｉＣインゴットに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線の集光点を多結晶ＳｉＣインゴットの入射面から所定の位置に位置付けて照射しながら該保持テーブルを所定の加工送り速度で移動させることで多結晶ＳｉＣウエーハと多結晶ＳｉＣインゴットとの界面となる位置に改質層を形成する改質層形成工程と、該改質層形成工程により形成された該界面より上方側に対して外力を付与し該界面から多結晶ＳｉＣウエーハを剥離する多結晶ＳｉＣウエーハ剥離工程と、から少なくとも構成され、該改質層形成工程において、パルスレーザー光線のスポットの径をＤとし、隣接するスポットの各々が有する特定の点間の最短距離をｘとした場合、１パルス当たりのパワー密度が、７０乃至１００Ｊ／ｃｍ^２となる高さ位置の（Ｄ−ｘ）／Ｄで求める重なり率が、０．６乃至０．８になるようにパルスレーザー光線を照射することにより、該改質層形成工程において形成される該界面が、パルスレーザー光線の集光点で多結晶ＳｉＣがアモルファスシリコンとアモルファスカーボンとに分離して初期の改質層が形成され、次に照射されるパルスレーザー光線が、先に照射されたパルスレーザー光線により形成されたアモルファスカーボンで吸収されて該集光点よりも入射面側で多結晶ＳｉＣがアモルファスシリコンとアモルファスカーボンとに分離し、連続して照射されるパルスレーザー光線が先に連続して形成されたアモルファスカーボンで吸収されながらパワー密度が一定であって、該重なり率が、０．６乃至０．８になる高さとなる位置でアモルファスシリコンとアモルファスカーボンとに分離して形成される、多結晶ＳｉＣウエーハの生成方法が提供される。

【0010】

また、該多結晶ＳｉＣインゴットは、カーボン基板を備えていることが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明による多結晶ＳｉＣウエーハの生成方法では、少なくとも、改質層形成工程において、パルスレーザー光線のスポットの径をＤとし、隣接するスポットの各々が有する特定の点間の最短距離をｘとした場合、１パルス当たりのパワー密度が、７０乃至１００Ｊ／ｃｍ^２となる高さ位置の（Ｄ−ｘ）／Ｄで求める重なり率が、０．６乃至０．８になるようにパルスレーザー光線を照射することにより、改質層形成工程において形成される界面が、パルスレーザー光線の集光点で多結晶ＳｉＣがアモルファスシリコンとアモルファスカーボンとに分離して初期の改質層が形成され、次に照射されるパルスレーザー光線が、先に照射されたパルスレーザー光線により形成されたアモルファスカーボンで吸収されて該集光点よりも入射面側で多結晶ＳｉＣがアモルファスシリコンとアモルファスカーボンとに分離し、連続して照射されるパルスレーザー光線が先に連続して形成されたアモルファスカーボンで吸収されながらパワー密度が一定であって、該重なり率が、０．６乃至０．８になる高さとなる位置でアモルファスシリコンとアモルファスカーボンとに分離して形成された改質層が連鎖して形成されることにより、多結晶ＳｉＣインゴットから多結晶ＳｉＣウエーハを切り出す際に変形をきたすことがなく、また、単結晶ＳｉＣウエーハをインゴットから取り出す際のように界面となるＣ面に依存することがないことから、効率よく多結晶ＳｉＣインゴットから、多結晶ＳｉＣウエーハを生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明による多結晶ＳｉＣウエーハの生成方法を実施するためのレーザー加工装置の斜視図。

【図2】図１に示す保持テーブルに被加工物としての多結晶ＳｉＣインゴットを装着する状態を示す図。

【図3】図１に示す多結晶ＳｉＣインゴットに対してパルスレーザー光線を照射する状態を示す図。

【図4】図１に示す多結晶ＳｉＣインゴットに対してパルスレーザー光線を照射した状態で界面となる高さＨにおいてスポットが重なる状態を示す図。

【図5】図１に示す多結晶ＳｉＣウエーハ剥離工程により多結晶ＳｉＣインゴットから多結晶ＳｉＣウエーハを剥離させる状態を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明による多結晶ＳｉＣウエーハの生成方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に説明する。

【0014】

図１には、本発明による多結晶ＳｉＣウエーハの生成方法を実施するためのレーザー加工装置の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工装置１は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示すＸ軸方向に移動可能に配設された被加工物を保持するための保持テーブル機構３と、静止基台２上に配設されたレーザー光線照射手段としてのレーザー光線照射ユニット４とを備えている。

【0015】

上記保持テーブル機構３は、静止基台２上にＸ軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上にＸ軸方向に移動可能に配設された第１の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上にＸ軸方向と直交する矢印Ｙで示すＹ軸方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２滑動ブロック３３上に円筒形状からなり内部にパルスモータを備えることにより回転可能に構成された保持テーブル３４とを備えている。図１に示されたレーザー加工装置では、該保持テーブル３４上に被加工物である該多結晶ＳｉＣインゴット７が載置されるが、該多結晶ＳｉＣインゴット７は、カーボン基板９上に成長されたものであり、該保持テーブル３４の上面に塗布されたボンド剤を介して該カーボン基板９が強固に結合されている。

【0016】

上記第１の滑動ブロック３２は、下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、上面にＹ軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された
第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動可能に構成される。図示の保持テーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動させるためのＸ軸方向移動手段３５を備えている。Ｘ軸方向移動手段３５は、上記一対の案内レール３１と３１との間に平行に配設された雄ネジロッド３５１と、該雄ネジロッド３５１を回転駆動させるためのパルスモータ３５２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３５１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３５３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３５２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３５１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３５２によって雄ネジロッド３５１を正転および逆転駆動することにより、第１の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動させられる。

【0017】

上記第２の滑動ブロック３３は、下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、Ｙ軸方向に移動可能に構成される。図示の保持テーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１に滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿って移動させるためのＹ軸方向移動手段３６を備えている。Ｙ軸方向移動手段３６は、上記一対の案内レール３２２、３２２との間に平行に配設された雄ネジロッド３６１と、該雄ネジロッド３６１を回転駆動するためのパルスモータ３６２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３６１は、一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受けブロック３６３に回転自在に支持されており、他端が上記パルスモータ３６２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３６１は、第２の滑動ブロック３３の中央下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジロッド３６１を正転及び逆転させることにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿ってＹ軸方向に移動させられる。

【0018】

上記第１の滑動ブロック、第２の滑動ブロックは、それぞれ図示しないＸ軸方向位置を検出するＸ軸方向位置検出手段、Ｙ軸方向位置を検出するＹ軸方向位置検出手段を備えており、後述する制御手段により、検出された各第１、第２の滑動ブロックの位置に基づいて、上記各駆動源に対して駆動信号を発信し、所望の位置に保持テーブル３４を制御することが可能となっている。

【0019】

上記レーザー光線ユニット４は、上記静止基台２上に配設された支持部材４１と、該支持部材４１によって支持された実質上水平に延出するケーシング４２と、該ケーシング４２に配設されたレーザー光線照射手段５と、該ケーシング４２の前端部に配設されレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段６を備えている。なお、撮像手段６は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕える光学系と、該光学系によって捕えられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。

【0020】

上記レーザー光線照射手段５は、ケーシング４２内部に収納されたパルスレーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を集光し、保持テーブル３４に保持された被加工物に照射する集光器５１を備えている。図示は省略するが、ケーシング４２内のパルスレーザー光線発振手段は、パルスレーザー光線の出力調整手段、パルスレーザー光線発振器、これに付設された繰り返し周波数設定手段等から構成され、該パルスレーザー光線の集光点位置を、保持テーブルの上面である保持面に対して垂直な方向（Ｚ軸方向）に調整可能なように制御される。

【0021】

さらに、図示のレーザー加工装置１は、静止基台２上に配設され、上記案内レール３１、３１の終端部（雄ネジロッド３５１を支持する軸受ブロック３５３側）近傍に設置された多結晶ＳｉＣウエーハ剥離手段８を備えている。該多結晶ＳｉＣウエーハ剥離手段８は、剥離ユニットケース８１と、該剥離ユニットケース８１内にその一部が収納され、矢印Ｚで示されるＺ軸方向（上下方向）に移動可能に支持された剥離ユニットアーム８２と、該剥離ユニットアーム８２の先端部に配設された剥離用パルスモータ８３と、当該剥離用パルスモータ８３の下部に、該剥離用パルスモータ８３によって回転可能に支持され、その下面に図示しない吸引手段により吸引可能とされた複数の吸引孔を備えたウエーハ吸着手段８４とを備えている。該剥離ユニットケース８１内には、剥離ユニットアーム８２をＺ軸方向に移動制御するＺ軸方向移動手段が備えられており、Ｚ軸方向移動手段は、該剥離ユニットアーム８２を支持する図示しない雄ネジロッドと、該雄ネジロッドを支持する軸受ブロックと、該雄ネジロッドを正転、逆転駆動するためのパルスモータが収納されている。該剥離ユニットケース８１には、剥離ユニットアーム８２のＺ軸方向の位置を検出する図示しないＺ軸方向位置検出手段が備えられており、後述する制御手段にその位置信号が送られる。

【0022】

図示のレーザー加工装置１は、図示しない制御手段を備えている。該制御手段は、コンピュータにより構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置と、制御プログラムを格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、入力、出力インターフェースとを備えている。該制御手段の入力インターフェースには、上記したＸ軸方向位置検出手段、Ｙ軸方向位置検出手段、Ｚ軸方向位置検出手段、撮像手段６等からの検出信号が入力され、出力インターフェースからは、上記Ｘ軸方向移動手段３５、Ｙ軸方向移動手段３６、剥離ユニットケース８１内のＺ軸方向移動手段、パルスレーザー光線の集光点位置制御手段、パルスレーザー光線の出力制御手段、剥離用パルスモータ８３等に制御信号を出力する。

【0023】

以上のように構成されたレーザー加工装置１を用いて実施する本発明による多結晶ＳｉＣウエーハの生成方法について説明する。
図２には、本発明の第１の実施形態における多結晶ＳｉＣウエーハの生成方法によって加工される被加工物としての多結晶ＳｉＣインゴット７と、該多結晶ＳｉＣインゴット７を保持する保持テーブル３４が示されている。該多結晶ＳｉＣインゴット７は、カーボン基板９上に多結晶ＳｉＣを成長させ生成されたものを用いており、例えば１０ｍｍの厚みで生成されているものを用いる。

【0024】

図２に示すように、保持テーブル３４上には多結晶ＳｉＣインゴット７がカーボン基板９を下側にして固定される。当該固定は、保持テーブル３４とカーボン基板９間に介在されたボンド剤（例えば、エポキシ樹脂）により行われるものであり、一般的なレーザー加工装置にて用いられる被加工物を固定するための吸引手段を用いたチャックテーブルよりも強固に固定される（被加工物支持工程）。なお、該多結晶ＳｉＣインゴット７の表面は図示しない研磨装置により、後述する透過性を有する波長を用いたレーザー光線の入射を妨げることがない程度に研磨される。

【0025】

（改質層形成工程）
上記した被加工物支持工程を実施したならば、多結晶ＳｉＣインゴット７を保持した保持テーブル３４は、Ｘ軸方向移動手段３５およびＹ軸方向移動手段３６により撮像手段６の直下に位置付けられる。保持テーブル３４が撮像手段６の直下に位置付けられると、撮像手段６及び前記制御手段によって多結晶ＳｉＣインゴット７のレーザー加工を実行する領域、及び保持テーブル３４上に載置された多結晶ＳｉＣインゴット７の表面高さを検出するアライメント工程を実行する。

【0026】

アライメント工程を実行したならば、上記Ｘ軸方向移動手段３５、Ｙ軸方向移動手段３６を作動させて、該レーザー加工を開始する地点に該多結晶ＳｉＣインゴット７を位置付けるとともに、アライメント工程により検出した多結晶ＳｉＣインゴット７の表面高さ位置に基づいて、図示しない集光点位置調整手段により保持テーブル３４上に固定された多結晶ＳｉＣインゴット７の表面から所定距離（例えば５１０μｍ）内側に、該パルスレーザー光線の集光点Ｐを合わせる。そして、パルスレーザー光線照射手段を作動させ、多結晶ＳｉＣに対して透過性を有するパルスレーザー光線の照射を開始する。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、パルスレーザー光線を照射開始するとともに、Ｘ軸方向移動手段を作動させて保持テーブル３４をＸ軸の矢印方向に移動させる。

【0027】

上記パルスレーザー光線による加工条件は、例えば次のように設定されている。
波長 ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数 ：８０ｋＨｚ
平均出力 ：３．２Ｗ（２．６〜３．８Ｗ）
パルス幅 ：４ｎｓ
スポット径 ：集光点φ３．０μｍ（界面φ７．８μｍ）
開口率（ＮＡ） ：０．４３
インデックス量 ：２５０〜４００μｍ
送り速度 ：１２０〜２６０ｍｍ／秒

【0028】

さらに、本願発明の改質層形成工程の詳細について説明する。該制御手段に予め設定されているパルスレーザー光線による加工ラインに沿ってパルスレーザー光線の照射を開始すると、最初のパルスレーザー光線の集光点Ｐ及びその近傍が、多結晶ＳｉＣのバンドギャップ超えるエネルギーとなり、アモルファスシリコンと、アモルファスカーボンとに分離した初期の改質層が形成される。この状態で前記Ｘ軸方向移動手段３５により上記保持テーブル３４を所定の加工送り速度で移動させるとともに、予め設定された上記繰り返し周波数により、次のパルスレーザー光線が照射される。

【0029】

ここで、該次に照射されたパルスレーザー光線は、初期に形成された該初期の改質層とＸ軸方向にて重なるように照射されるため、該次に照射されたパルスレーザー光線は、該初期の改質層に形成されたアモルファスカーボンで吸収されることになり、その結果、集光点Ｐよりも入射面側で、パワー密度が一定（例えば８５Ｊ／ｃｍ^２）となる高さ位置Ｈ（例えば前記集光点Ｐから上方に１０μｍ、すなわち上面から５００μｍ）にて改質層が形成される（図４（ａ）、（ｂ）を参照）。そして、図４（ａ）の高さＨにおけるパルスレーザー光線のスポット形状を上方から見た図４（ｃ）の上段図に示すように、パルスレーザー光線の集光点Ｐよりも入射面側のパワー密度一定となる該高さ位置Ｈにおいて隣接するスポットが、該スポットの直径Ｄよりも小さい間隔ｘをもって連続的に照射されるので、連続するパルスレーザー光線のスポットＱ１〜が、Ｄ−ｘの範囲で重なるように照射され、先行して形成された改質層のアモルファスカーボンで吸収されながらアモルファスシリコンとアモルファスカーボンとに分離した面が形成される。なお、図４（ｃ）の上段図のＡ−Ａ断面を表す下段図に示すように、パワー密度一定となる該高さ位置Ｈにおいて、アモルファスシリコンとアモルファスカーボンとに分離して形成された改質層が連鎖して形成される。

【0030】

そして、上記したパルスレーザー光線の照射を、図３（ｂ）に示された加工予定ラインすべてに対して実行されると、上記高さ位置Ｈよりも上面側を多結晶ＳｉＣウエーハとして分離するための界面となる改質層が、多結晶ＳｉＣインゴットの内部であって、高さ位置Ｈの領域全域に渡り形成される。なお、当該界面を形成するに際し、図３（ｂ）のように直線的に改質層を設ける場合に限らず、図３（ｃ）に記載されているように、渦巻き状に改質層を連続して形成することも可能である。この場合は、パルスレーザー光線の照射開始地点を、Ｙ軸方向から見て多結晶ＳｉＣインゴットの中心を通り、且つ最外周側の位置に設定し、保持テーブル３４を回転させながら、Ｘ軸方向に保持テーブル３４を移動させることで実現することができる。

【0031】

（多結晶ＳｉＣウエーハ剥離工程）
前記改質層形成工程を終了すると、多結晶ＳｉＣインゴットが載置された保持テーブル３４を、Ｘ軸方向移動手段３５、及びＹ軸方向移動手段３６を制御して、多結晶ＳｉＣウエーハ剥離手段８が配設された終端部側に移動させ、ウエーハ吸着手段８４の直下に位置付ける。先に検出し制御手段に入力された多結晶ＳｉＣインゴット７の上面の高さ位置に基づいて、剥離ユニットアーム８２を降下させて該多結晶ＳｉＣインゴット７の上面に密着させるとともに、図示しない吸引手段を作動させて多結晶ＳｉＣインゴット７にウエーハ吸着手段８４を吸着させ固定する（図５を参照）。そして、該ウエーハ吸着手段８４と、多結晶ＳｉＣインゴット７とが固定された状態で、剥離用パルスモータ８３を作動することにより該ウエーハ吸着手段８４を回転駆動させて多結晶ＳｉＣインゴット７に対して捻り力を与え、該界面を境にして多結晶ＳｉＣインゴット７の上部側を剥離させ、１枚の多結晶ＳｉＣウエーハ７´を得ることができる。

【0032】

上記した多結晶ＳｉＣインゴット７から、多結晶ＳｉＣウエーハ７´を得た後、多結晶ＳｉＣインゴット７からさらに多結晶ＳｉＣウエーハを得る場合には、静止基台２上に設けられた図示しない研磨手段により多結晶ＳｉＣインゴットの上面を研磨し、新たな多結晶ＳｉＣインゴットとして上記の工程を最初から繰り返し実行することで、多結晶ＳｉＣを殆ど無駄にすることがなく、複数の多結晶ＳｉＣウエーハ７´を得ることができる。
なお、必要に応じて多結晶ＳｉＣウエーハ７´の下面（界面側）を研磨してもよい。

【0033】

上記した界面となる改質層を形成する際の高さ位置がＨとなる位置のスポット径をＤとし、隣接するスポット同士の距離をｘとした場合に、（Ｄ−ｘ）／Ｄ、すなわち隣接するスポット同士の重なり率を０．６〜０．８に設定することが好ましい。このように設定することで、多結晶ＳｉＣウエーハを分離する際の界面となるアモルファスカーボンとアモルファスシリコンが分離する層が、途切れることなく連続して形成することが可能となる。

【0034】

また、上記界面を形成しようとする高さ位置Ｈにてスポットを形成するパルスレーザー光線のパワー密度は、上記実施形態では８５Ｊ／ｃｍ^２となるように設定したが、７０〜１００Ｊ／ｃｍ^２の値で設定するとよい。該界面が所望の高さＨにて形成されるための適切なパワー密度は使用する多結晶ＳｉＣインゴットの品質等により多少ばらつきがあるが、スポット径が重なるように連続してパルスレーザー光線を照射し、剥離するための界面を連続的に形成するためには、該数値範囲となるようにパワー密度を設定することで良好な界面を得ることができる。

【符号の説明】

【0035】

１：レーザー加工装置
２：静止基台
３：保持テーブル機構
４：レーザー光線照射ユニット
５：レーザー光線照射手段
６：撮像手段
７：多結晶ＳｉＣインゴット
８：多結晶ＳｉＣウエーハ剥離手段
９：カーボン基板
３１：案内レール
３２：第１の滑動ブロック
３３：第２の滑動ブロック
３４：保持テーブル
３５：Ｘ軸方向移動手段
３６：Ｙ軸方向移動手段
８２：剥離ユニットアーム
８３：剥離用パルスモータ
８４：ウエーハ吸着手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】