特許 6562819 ＳｉＣ基板の分離方法

(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】6562819

(24)【登録日】2019年8月2日

(45)【発行日】2019年8月21日

(54)【発明の名称】ＳｉＣ基板の分離方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20190808BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20190808BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 601Z

   H01L21/304 631

   B23K26/53

【請求項の数】1

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-222369(P2015-222369)

(22)【出願日】2015年11月12日

(65)【公開番号】特開2017-92314(P2017-92314A)

(43)【公開日】2017年5月25日

【審査請求日】2018年9月28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】100075384

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 昂

(74)【代理人】

【識別番号】100172281

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 知広

(72)【発明者】

【氏名】平田 和也

【審査官】 中田 剛史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０４９１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０２１３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１１５５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９２９３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６０８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０４１９０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２３Ｋ ２６／５３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の面と、該第１の面と反対側の第２の面と、該第１の面から該第２の面に至るｃ軸と、該ｃ軸に直交するｃ面とを有するＳｉＣ基板を少なくとも２枚に分離するＳｉＣ基板の分離方法であって、
該第１の面に透明な粘着テープを貼着する粘着テープ貼着ステップと、
該第２の面に保持部材を貼着する保持部材貼着ステップと、
該粘着テープ貼着ステップ及び該保持部材貼着ステップを実施した後、ＳｉＣ基板及び該粘着テープに対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点を該粘着テープ側からＳｉＣ基板の内部に位置付けると共に、該集光点とＳｉＣ基板とを相対的に移動しながらレーザービームを該粘着テープに照射し、該第１の面に平行な改質層及びクラックとを形成して分離起点とする分離起点形成ステップと、
該分離起点形成ステップを実施した後、外力を付与して該分離起点から該粘着テープと共に該第１の面を有するＳｉＣ基板を該第２の面を有するＳｉＣ基板から分離する分離ステップと、を備え、
該分離起点形成ステップは、該第１の面の垂線に対して該ｃ軸がオフ角分傾き、該第１の面と該ｃ面との間にオフ角が形成される方向と直交する方向にレーザービームの集光点を相対的に移動して直線状の改質層を形成する改質層形成ステップと、
該オフ角が形成される方向に該集光点を相対的に移動して所定量インデックスするインデックスステップと、を含むことを特徴とするＳｉＣ基板の分離方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＳｉＣ基板を少なくとも２枚に分離するＳｉＣ基板の分離方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ等の各種デバイスは、シリコン等を素材としたウエーハの表面に機能層を積層し、この機能層に複数の分割予定ラインによって区画された領域に形成される。そして、切削装置、レーザー加工装置等の加工装置によってウエーハの分割予定ラインに加工が施され、ウエーハが個々のデバイスチップに分割され、分割されたデバイスチップは携帯電話、パソコン等の各種電子機器に広く利用されている。

【0003】

また、パワーデバイス又はＬＥＤ、ＬＤ等の光デバイスは、ＳｉＣ、ＧａＮ等の六方晶単結晶を素材としたウエーハの表面に機能層が積層され、積層された機能層に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画されて形成される。

【0004】

デバイスが形成されるウエーハは、一般的に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、特開２０００−９４２２１号公報参照）。

【0005】

このワイヤーソーでは、直径約１００〜３００μｍのピアノ線等の一本のワイヤーを通常二〜四本の間隔補助ローラー上に設けられた多数の溝に巻き付けて、一定ピッチで互いに平行に配置してワイヤーを一定方向又は双方向に走行させて、インゴットを複数のウエーハにスライスする。

【0006】

しかし、インゴットをワイヤーソーで切断し、表裏面を研磨してウエーハを生成すると、インゴットの７０〜８０％が捨てられることになり、不経済であるという問題がある。特に、ＳｉＣ、ＧａＮ等の六方晶単結晶インゴットはモース硬度が高く、ワイヤーソーでの切断が困難であり相当な時間がかかり生産性が悪く、効率よくウエーハを生成することに課題を有している。

【0007】

これらの問題を解決するために、ＳｉＣに対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点をＳｉＣ基板又はＳｉＣインゴットの内部に位置づけて照射し、切断予定面に改質層及びクラックを形成し、外力を付与してウエーハを改質層及びクラックが形成された切断予定面に沿って割断して、ＳｉＣ基板からウエーハを分離する技術が特開２０１３−４９４６１号公報に記載されている。

【0008】

この公開公報に記載された技術では、パルスレーザービームの第１の照射点と該第１の照射点に最も近い第２の照射点とが所定位置となるように、パルスレーザービームの集光点を切断予定面に沿って螺旋状に照射するか、又は直線状に照射して、非常に高密度な改質層及びクラックをＳｉＣ基板の切断予定面に形成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０００−９４２２１号公報

【特許文献2】特開２０１３−４９４６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかし、特許文献２記載のＳｉＣ基板又はＳｉＣインゴットの切断方法では、レーザービームの照射方法は基板又はインゴットに対して螺旋状又は直線状であり、直線状の場合レーザービームを走査する方向は何ら規定されていない。

【0011】

特許文献２に記載されたＳｉＣ基板又はＳｉＣインゴットの切断方法では、レーザービームの第１の照射点と該第１の照射点に最も近い第２の照射点との間のピッチを１μｍ〜１０μｍに設定している。このピッチは、改質層から生じた割れがｃ面に沿って伸びるピッチである。

【0012】

このようにレーザービームを照射する際のピッチが非常に小さいため、レーザービームの照射方法が螺旋状であっても又は直線状であっても、非常に小さなピッチ間隔でレーザービームを照射する必要があり、生産性の向上が十分図られていないという問題がある。

【0013】

更に、ＳｉＣ基板の内部に形成された改質層及びクラックからなる分離起点からウエーハを分離する際、ウエーハが比較的薄いためウエーハが破損するという問題がある。

【0014】

本発明はこのような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基板を破損することなく少なくとも２枚に分離できるＳｉＣ基板の分離方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0017】

本発明によると、第１の面と、該第１の面と反対側の第２の面と、該第１の面から該第２の面に至るｃ軸と、該ｃ軸に直交するｃ面とを有するＳｉＣ基板を少なくとも２枚に分離するＳｉＣ基板の分離方法であって、該第１の面に透明な粘着テープを貼着する粘着テープ貼着ステップと、該第２の面に保持部材を貼着する保持部材貼着ステップと、該粘着テープ貼着ステップ及び該保持部材貼着ステップを実施した後、ＳｉＣ基板及び該粘着テープに対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点を該粘着テープ側からＳｉＣ基板の内部に位置付けると共に、該集光点とＳｉＣ基板とを相対的に移動しながらレーザービームを該粘着テープに照射し、該第１の面に平行な改質層及びクラックとを形成して分離起点とする分離起点形成ステップと、該分離起点形成ステップを実施した後、外力を付与して該分離起点から該粘着テープと共に該第１の面を有するＳｉＣ基板を該第２の面を有するＳｉＣ基板から分離する分離ステップと、を備え、該分離起点形成ステップは、該第１の面の垂線に対して該ｃ軸がオフ角分傾き、該第１の面と該ｃ面との間にオフ角が形成される方向と直交する方向にレーザービームの集光点を相対的に移動して直線状の改質層を形成する改質層形成ステップと、該オフ角が形成される方向に該集光点を相対的に移動して所定量インデックスするインデックスステップと、を含むことを特徴とするＳｉＣ基板の分離方法が提供される。

【発明の効果】

【0020】

本発明のＳｉＣ基板の分離方法によると、改質層の両側にｃ面に沿ってクラックが伝播することで、１つの改質層と隣接する改質層とがクラックによって連結し、分離起点からＳｉＣ基板を効率良く分離することができる。

【0021】

更に、ＳｉＣ基板の第１の面が粘着テープによって補強されているため、第１の面を有するＳｉＣ基板を破損することなく第２の面を有するＳｉＣ基板から分離することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明のＳｉＣ基板の分離方法を実施するのに適したレーザー加工装置の斜視図である。

【図2】レーザービーム発生ユニットのブロック図である。

【図3】図３（Ａ）はＳｉＣインゴットの斜視図、図３（Ｂ）はその正面図である。

【図4】ＳｉＣ基板に粘着テープ及び保持部材を貼着する様子を示す斜視図である。

【図5】図５（Ａ）はＳｉＣ基板を第２の面（下面）に貼着された保持部材を介してチャックテーブル上に載置する状態を示す斜視図、図５（Ｂ）はチャックテーブルに吸引保持されたＳｉＣ基板の斜視図である。

【図6】分離起点形成ステップを説明する斜視図である。

【図7】第１の面（上面）に粘着テープが貼着されたＳｉＣ基板の平面図である。

【図8】改質層形成ステップを説明する模式的断面図である。

【図9】改質層形成ステップを説明する模式的平面図である。

【図10】インデックスステップを説明する模式的平面図である。

【図11】図１１（Ａ）はＳｉＣ基板にレーザービームが直接入射する時のフレネル反射強度を説明する側面図、図１１（Ｂ）はレーザービームがＳｉＣ基板の第１の面に貼着された粘着テープを介して入射する時のフレネル反射強度を説明する側面図である。

【図12】分離ステップを説明する斜視図である（その１）。

【図13】分離ステップを説明する斜視図である（その２）。

【図14】平坦化ステップを示す斜視図である。

【図15】平坦化ステップ実施後の第２の面に貼着された保持部材を有するＳｉＣ基板の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明のＳｉＣ基板の分離方法を実施するのに適したレーザー加工装置２の斜視図が示されている。レーザー加工装置２は、静止基台４上にＸ軸方向に移動可能に搭載された第１スライドブロック６を含んでいる。

【0024】

第１スライドブロック６は、ボールねじ８及びパルスモータ１０から構成される加工送り機構１２により一対のガイドレール１４に沿って加工送り方向、即ちＸ軸方向に移動される。

【0025】

第１スライドブロック６上には第２スライドブロック１６がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。即ち、第２スライドブロック１６はボールねじ１８及びパルスモータ２０から構成される割り出し送り機構２２により一対のガイドレール２４に沿って割り出し送り方向、即ちＹ軸方向に移動される。

【0026】

第２スライドブロック１６上には吸引保持部２６ａを有するチャックテーブル２６が搭載されている。チャックテーブル２６は加工送り機構１２及び割り出し送り機構２２によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能であると共に、第２スライドブロック１６中に収容されたモータにより回転される。

【0027】

静止基台４にはコラム２８が立設されており、このコラム２８にレーザービーム照射機構（レーザービーム照射手段）３０が取り付けられている。レーザービーム照射機構３０は、ケーシング３２中に収容された図２に示すレーザービーム発生ユニット３４と、ケーシング３２の先端にＺ軸方向に移動可能に取り付けられた集光器（レーザーヘッド）３６とから構成される。ケーシング３２の先端には集光器３６とＸ軸方向に整列して顕微鏡及びカメラを有する撮像ユニット３８が取り付けられている。

【0028】

レーザービーム発生ユニット３４は、図２に示すように、ＹＡＧレーザー又はＹＶＯ４レーザーを発振するレーザー発振器４０と、繰り返し周波数設定手段４２と、パルス幅調整手段４４と、パワー調整手段４６とを含んでいる。特に図示しないが、レーザー発振器４０はブリュースター窓を有しており、レーザー発振器４０から出射されるレーザービームは直線偏光のレーザービームである。

【0029】

レーザービーム発生ユニット３４のパワー調整手段４６により所定パワーに調整されたパルスレーザービームは、集光器３６のミラー４８により反射され、更に集光レンズ５０によりチャックテーブル２６に保持された被加工物であるＳｉＣウエーハ３１の内部に集光点を位置づけられて照射される。

【0030】

図３（Ａ）を参照すると、ＳｉＣインゴット（以下、単にインゴットと略称することがある）１１の斜視図が示されている。図３（Ｂ）は図３（Ａ）に示したＳｉＣインゴット１１の正面図である。

【0031】

インゴット１１は、第１の面（上面）１１ａと第１の面１１ａと反対側の第２の面（下面）１１ｂを有している。インゴット１１の上面１１ａは、レーザービームの照射面となるため鏡面に研磨されている。

【0032】

インゴット１１は、第１のオリエンテーションフラット１３と、第１のオリエンテーションフラット１３に直交する第２のオリエンテーションフラット１５を有している。第１のオリエンテーションフラット１３の長さは第２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ている。

【0033】

インゴット１１は、上面１１ａの垂線１７に対して第２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を有している。ｃ面２１はインゴット１１の上面１１ａに対してオフ角α傾斜している。一般的に、ＳｉＣインゴット１１等の六方晶単結晶インゴットでは、短い第２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軸の傾斜方向である。

【0034】

ｃ面２１はインゴット１１中にインゴット１１の分子レベルで無数に設定される。本実施形態では、オフ角αは４°に設定されている。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インゴット１１を製造することができる。

【0035】

図１を再び参照すると、静止基台４の左側にはコラム５２が固定されており、このコラム５２にはコラム５２に形成された開口５３を介して押さえ機構５４が上下方向に移動可能に搭載されている。

【0036】

図４を参照すると、ＳｉＣ基板３１の第１の面（上面）３１ａに粘着テープ４１を貼着し、第２の面（下面）３１ｂに保持部材４３を貼着する様子を示す斜視図が示されている。粘着テープ４１は透明であり、例えば、腰の強いポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の基材に粘着層を配設して構成されている。

【0037】

保持部材４３は透明である必要がなく、例えば、ガラス、シリコンウエーハ等から形成されており、接着剤によりＳｉＣ基板３１の下面３１ｂに貼着される。粘着テープを保持部材４３の代わりに使用しても良い。ＳｉＣ基板３１は、図３に示すＳｉＣインゴット１１をワイヤーソー等でスライスしたものであり、約７００μｍの厚みを有している。

【0038】

ＳｉＣ基板３１は、第１のオリエンテーションフラット３７と、第１のオリエンテーションフラット３７に直交する第２のオリエンテーションフラット３９を有している。第１のオリエンテーションフラット３７の長さは第２のオリエンテーションフラット３９の長さより長く形成されている。

【0039】

ここで、ＳｉＣ基板３１は、図３に示したＳｉＣインゴット１１をワイヤーソーでスライスしたものであるため、第１のオリエンテーションフラット３７はインゴット１１の第１のオリエンテーションフラット１３に対応し、第２のオリエンテーションフラット３９はインゴット１１の第２のオリエンテーションフラット１５に対応するものである。

【0040】

そして、ＳｉＣ基板３１は、上面３１ａの垂線に対して第２のオリエンテーションフラット３９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を有している（図３参照）。

【0041】

ｃ面２１はＳｉＣ基板３１の上面３１ａに対してオフ角α傾斜している。このＳｉＣ基板３１では、短い第２のオリエンテーションフラット３９の伸長方向に直交する方向がｃ軸１９の傾斜方向である。

【0042】

ＳｉＣ基板３１に粘着テープ４１及び保持部材４３を貼着した後、図５（Ａ）に示すように、保持部材４３側を下にしてＳｉＣ基板３１をチャックテーブル２６上に載置し、チャックテーブル２６の吸引保持部２６ａに負圧を作用させて、図５（Ｂ）に示すように、ＳｉＣ基板３１を保持部材４３を介してチャックテーブル２６で吸引保持し、粘着テープ４１を露出させる。

【0043】

そして、図６及び図７に示すように、ＳｉＣ基板３１の第２のオリエンテーションフラット３９がＸ軸方向に整列するようにＳｉＣ基板３１を保持したチャックテーブル２６を回転させる。

【0044】

即ち、図７に示すように、オフ角αが形成される方向Ｙ１、換言すると、ＳｉＣ基板３１の上面３１ａの垂線１７に対してｃ軸１９の上面３１ａとの交点１９ａが存在する方向に直交する方向、即ち、第２のオリエンテーションフラット３９に平行な矢印Ａ方向がＸ軸方向に整列するようにチャックテーブル２６を回転する。

【0045】

これにより、オフ角αが形成される方向に直交する方向Ａに沿ってレーザービームが走査される。換言すると、オフ角αが形成される方向Ｙ１に直交するＡ方向がチャックテーブル２６の加工送り方向となる。

【0046】

本発明のＳｉＣ基板の分離方法では、集光器３６から出射されるレーザービームの走査方向を、ウエーハ３１のオフ角αが形成される方向Ｙ１に直交する矢印Ａ方向としたことが重要である。

【0047】

即ち、本発明のＳｉＣ基板の分離方法は、レーザービームの走査方向を上述したような方向に設定することにより、ＳｉＣ基板３１の内部に形成される改質層から伝播するクラックがｃ面２１に沿って非常に長く伸長することを見出した点に特徴がある。

【0048】

本実施形態のＳｉＣ基板の分離方法では、まず、チャックテーブル２６に保持されたＳｉＣ基板３１及び粘着テープ４１に対して透過性を有する波長（例えば１０６４ｎｍの波長）のレーザービームの集光点をＳｉＣ基板３１の内部に位置付けると共に、集光点とＳｉＣ基板３１とを相対的に移動しながらレーザービームを粘着テープ４１に照射し、ＳｉＣ基板３１の第１の面（上面）３１ａに平行な改質層４５及び改質層４５からｃ面２１に沿って伝播するクラック４７を形成して分離起点とする分離起点形成ステップを実施する。

【0049】

この分離起点形成ステップは、図７に示すように、ＳｉＣ基板３１の第１の面（上面）３１ａに対してｃ軸１９がオフ角α分傾き、ｃ面２１と第１の面（上面）３１ａとにオフ角α形成される方向、即ち、図７の矢印Ｙ１方向に直交する方向、即ちＡ方向にレーザービームの集光点を相対的に移動して、図８に示すように、ＳｉＣ基板３１の内部に改質層４５及び改質層４５からｃ面２１に沿って伝播するクラック４７を形成する改質層形成ステップと、図９に示すように、オフ角が形成される方向、即ちＹ軸方向に集光点を相対的に移動して所定量インデックス送りするインデックスステップとを含んでいる。

【0050】

図８及び図９に示すように、改質層４５をＸ軸方向に直線状に形成すると、改質層４５の両側からｃ面２１に沿ってクラック４７が伝播して形成される。本実施形態のＳｉＣ基板の分離方法では、直線状の改質層４５からｃ面２１方向に伝播して形成されるクラック４７の幅を計測し、集光点のインデックス量を設定するインデックス量設定ステップを含む。

【0051】

インデックス量設定ステップにおいて、図８に示すように、直線状の改質層４５からｃ面方向に伝播して改質層４５の片側に形成されるクラック４７の幅をＷ１とした場合、インデックスすべき所定量Ｗ２は、Ｗ１以上２Ｗ１以下に設定される。

【0052】

ここで、好ましい実施形態の、分離起点形成ステップのレーザー加工条件は以下のように設定される。

【0053】

光源 ：Ｎｄ：ＹＡＧパルスレーザー
波長 ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数 ：８０ｋＨｚ
平均出力 ：３．２Ｗ
パルス幅 ：４ｎｓ
スポット径 ：１０μｍ
集光レンズの開口数（ＮＡ） ：０．４５
インデックス量 ：４００μｍ

【0054】

上述したレーザー加工条件においては、図８において、改質層４５からｃ面２１に沿って伝播するクラック４７の幅Ｗ１が略２５０μｍに設定され、インデックス量Ｗ２が４００μｍに設定される。

【0055】

しかし、レーザービームの平均出力は３．２Ｗに限定されるものではなく、本実施形態の加工方法では、平均出力を２Ｗ〜４．５Ｗに設定して良好な結果が得られた。平均出力２Ｗの場合、クラック２５の幅Ｗ１は略１００μｍとなり、平均出力４．５Ｗの場合には、クラック２５の幅Ｗ１は略３５０μｍとなった。

【0056】

平均出力が２Ｗ未満の場合及び４．５Ｗより大きい場合には、ＳｉＣ基板３１の内部に良好な改質層４５を形成することができないため、照射するレーザービームの平均出力は２Ｗ〜４．５Ｗの範囲内が好ましく、本実施形態では平均出力３．２Ｗのレーザービームをウエーハ３１に照射した。

【0057】

図１０を参照すると、レーザービームの走査方向を説明する模式図が示されている。分離起点形成ステップは往路Ｘ１及び復路Ｘ２で実施され、往路Ｘ１でＳｉＣ基板３１に改質層４５を形成したレーザービームの集光点は、所定量インデックスされた後、復路Ｘ２でＳｉＣ基板３１に改質層４５を形成する。

【0058】

次に、図１１（Ａ）に示すように、レーザービームＬＢをＳｉＣ基板３１に直接照射する場合と、図１１（Ｂ）に示すように、ＳｉＣ基板３１に貼着された粘着テープ４１にレーザービームＬＢを照射する場合についてのフレネル反射強度について考察する。

【0059】

物体Ａから物体ＢにレーザービームＬＢが入射するものとして、物体Ａの屈折率をｎ１、物体Ｂの屈折率をｎ２とし、入射光の強さをＩ_０、反射光の強さをＩとすると、フレネル反射強度Ｉは、Ｉ＝Ｉ_０｛（ｎ２−ｎ１）／（ｎ２＋ｎ１）｝^２で表される。

【0060】

ここで、図１１（Ａ）の場合には、物体Ａは空気であるため、ｎ１＝１であり、物体２はＳｉＣ基板３１であるため、ｎ２＝２．６となる。従って、反射光Ｒ１の強さＩ_１はＩ_１＝１００｛（２．６−１）／（２．６＋１）｝^２＝１９．８％となる。すなわち、ＳｉＣ基板３１を透過するレーザービームＬＢの強さは１００−１９．８＝８０．２％となる。

【0061】

一方、図１１（Ｂ）に示す本発明実施形態の構成では、ＳｉＣ基板３１の上面に透明な粘着テープ４１が貼着されている。この場合には、物体１は空気であるため、ｎ１＝１、物体２は粘着テープ４１であるため、ｎ２＝１．５、物体３はＳｉＣ基板３１であるため、ｎ３＝２．６となる。

【0062】

まず粘着テープ４１の上面での反射光Ｒ２のフレネル反射強度Ｉ_２を求める。Ｉ_２＝Ｉ_０｛（ｎ２−ｎ１）／（ｎ２＋ｎ１）｝^２＝１００｛（１．５−１）／（１．５＋１）｝^２＝４％となる。従って、粘着テープ４１を透過するレーザービームの強さは入射レーザービームＬＢの９６％となる。

【0063】

次に、ＳｉＣ基板３１の上面で反射する反射光Ｒ３のフレネル反射強度をＩ_３とすると、Ｉ_３＝Ｉ_２｛（ｎ３−ｎ２）／（ｎ３＋ｎ２）｝^２＝９６｛（２．６−１．５）／（２．６＋１．５）｝^２＝６．９％となる。従って、ＳｉＣ基板３１を透過するレーザービームの強さは粘着テープ４１に照射されたレーザービームＬＢの８９．１％となる。

【0064】

以上の考察から、図１１（Ｂ）に示すように、ＳｉＣ基板３１の上面に透明な粘着テープ４１を貼着すると、図１１（Ａ）に示すＳｉＣ基板３１にレーザービームＬＢを直接入射する場合に比較して、ＳｉＣ基板３１を透過するレーザービームの強さが８９．１−８０．２＝８．９％向上する。

【0065】

このように、屈折率が大きく相違する物体１から物体２にレーザービームを直接入射する場合に比較して、物体１の屈折率ｎ１と物体３の屈折率ｎ３の間の屈折率ｎ２を有する物体２を介して物体３にレーザービームを入射すると、物体３を透過するレーザービームの強度が向上することになる。

【0066】

所定量インデックス送りしながら、ＳｉＣ基板３１の内部に複数の改質層４５及び改質層４５からｃ面２１に沿って伸びるクラック４７の形成が終了したならば、外力を付与して改質層４５及びクラック４７からなる分離起点からＳｉＣ基板３１を２つに分離する分離ステップを実施する。

【0067】

この分離ステップは、例えば図１及び図１２に示すような押圧機構５４により実施する。押圧機構５４は、コラム５２内に内蔵された移動機構により上下方向に移動するヘッド５６と、ヘッド５６に対して、図１２（Ｂ）に示すように、矢印Ｒ方向に回転される押圧部材５８とを含んでいる。

【0068】

図１２（Ａ）に示すように、押圧機構５４をチャックテーブル２６に保持されたＳｉＣ基板３１の上方に位置付け、図１２（Ｂ）に示すように、押圧部材５８をＳｉＣ基板３１の上面３１ａに貼着された粘着テープ４１に圧接するまでヘッド５６を下降する。

【0069】

押圧部材５８を粘着テープ４１に圧接した状態で、押圧部材５８を矢印Ｒ方向に回転すると、ＳｉＣ基板３１にはねじり応力が発生し、改質層４５及びクラック４７が形成された分離起点からＳｉＣ基板３１が破断され、ＳｉＣ基板３１を２つに分離することができる。

【0070】

上述した実施形態では、押圧機構５４を用いてＳｉＣ基板３１を２つに分離しているが、ＳｉＣ基板３１の第１の面（上面）３１ａに粘着テープ４１が貼着され、第２の面（下面）３１ｂに保持部材４３が貼着されており、ＳｉＣ基板３１の全面に改質層４５及びクラック４７とからなる分離起点が形成されているため、粘着テープ４１及び保持部材４３を互いに反対方向に引っ張ることによっても、ＳｉＣ基板３１を２つに分離することができる。

【0071】

分離ステップを実施すると、チャックテーブル２６に保持されたＳｉＣ基板３１Ａの分離面４９には改質層４５とクラック４７の一部が残存することとなり、図１３及び図１４に示すように、分離面４９には微細な凹凸が形成される。従って、本発明のＳｉＣ基板の分離方法では、ＳｉＣ基板３１の分離起点となった面を研削砥石によって研削して平坦化する平坦化ステップを実施する。

【0072】

この平坦化ステップでは、図１４に示すように、研削装置のチャックテーブル５８で保持部材４３を介してＳｉＣ基板３１Ａを吸引保持して分離面４９を露出させる。研削装置の研削ユニット６０は、モータにより回転駆動されるスピンドル６２と、スピンドル６２の先端に固定されたホイールマウント６４と、ホイールマウント６４に複数のねじ６８により着脱可能に装着された研削ホイール６６とを含んでいる。研削ホイール６６は、環状のホイール基台７０と、ホイール基台７０の下端部外周に固着された複数の研削砥石７２とから構成されている。

【0073】

平坦化ステップでは、チャックテーブル５８を矢印ａで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール６６を矢印ｂで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させると共に、研削ユニット送り機構を駆動して研削ホイール６６の研削砥石７２をＳｉＣ基板３１Ａの分離面４９に接触させる。

【0074】

そして、研削ホイール６６を所定の研削送り速度（例えば０．１μｍ／ｓ）で下方に所定量研削送りしながらＳｉＣ基板３１Ａの分離面４９を研削して平坦化する。これにより、図１５に示すように、ＳｉＣ基板３１Ａの第１の面（上面）３１ａは残存していた改質層４５及びクラック４７が除去されて平坦面となる。

【0075】

分離されたＳｉＣ基板３１Ａの上面３１ａを研削して平坦化する場合は、ＳｉＣ基板３１Ａの上面３１ａを１〜５μｍ程度研削すればよく、研削砥石７２の摩耗量を４〜２５μｍ程度に抑えることができる。

【0076】

図１３に示すように、ＳｉＣ基板３１Ａから分離されたＳｉＣ基板３１Ｂについても、研削装置のチャックテーブル５８で粘着テープ４１側を吸引保持しながらＳｉＣ基板３１Ｂの分離面を研削ホイール６６で研削することにより、分離面に残存していた改質層４５及びクラック４７を除去して分離面を平坦面とすることができる。

【0077】

上述した実施形態では、本発明のＳｉＣ基板の分離方法を、改質層４５及びクラック４７とからなる分離起点をｃ面に沿って形成する実施形態について説明したが、本発明のＳｉＣ基板の分離方法では、改質層４５及びクラック４７とからなる分離起点が形成されたＳｉＣ基板３１は、粘着テープ４１及び保持部材４３により両側から補強されているため、改質層４５及びクラック４７とからなる分離起点がｃ面に沿って形成されていない特許文献２に開示されたような方法にも同様に適用することができる。

【符号の説明】

【0078】

２ レーザー加工装置
１１ ＳｉＣインゴット
１３，３７ 第１のオリエンテーションフラット
１５，３９ 第２のオリエンテーションフラット
１９ ｃ軸
２１ ｃ面
３０ レーザービーム照射ユニット
３１ ＳｉＣ基板
３６ 集光器（レーザーヘッド）
４１ 粘着テープ
４３ 保持部材
４５ 改質層
４７ クラック
４９ 分離面
６６ 研削ホイール
７２ 研削砥石

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】