特開 2022-117116 剥離装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022117116

(43)【公開日】2022-08-10

(54)【発明の名称】剥離装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20220803BHJP

   B06B 1/06 20060101ALI20220803BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 611Z

B06B1/06 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021013635

(22)【出願日】2021-01-29

(71)【出願人】

【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】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金崎 泰三

(72)【発明者】

【氏名】武田 昇

(72)【発明者】

【氏名】渡部 恵介

(72)【発明者】

【氏名】邱 暁明

【テーマコード（参考）】

5D107

5F057

【Ｆターム（参考）】

5D107AA09

5D107BB01

5D107CC02

5D107CC10

5F057AA12

5F057AA37

5F057BA01

5F057BB09

5F057CA02

5F057DA19

5F057DA22

5F057DA26

5F057FA42

(57)【要約】

【課題】装置サイズの肥大化を抑制しつつ、剥離層が形成されたインゴットからウエーハを効率的に剥離することが可能な剥離装置を提供すること。
【解決手段】剥離装置４０は、生成すべきウエーハ２０を上にしてＳｉＣインゴット１を保持するインゴット保持ユニット４１と、インゴット保持ユニット４１に保持されたＳｉＣインゴット１と対面するように配設され、超音波を発振する超音波発振ユニット６０と、生成すべきウエーハ２０と超音波発振ユニット６０との間に液体５１を供給する液体供給ユニット５０と、を含み、超音波発振ユニット６０は、超音波振動子と、超音波を付与したい面積と同等もしくはそれ以上の面積を有するように形成された底面６４を有するケース部材６１と、を備え、ケース部材６１は、超音波振動子の端面と一体化して形成されている。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インゴット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生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに位置付けてレーザービームを照射して剥離層を形成したインゴットから、生成すべきウエーハを剥離する剥離装置であって、
生成すべきウエーハを上にしてインゴットを保持するインゴット保持ユニットと、
該インゴット保持ユニットに保持されたインゴットと対面するように配設され、超音波を発振する超音波発振ユニットと、
生成すべきウエーハと該超音波発振ユニットとの間に液体を供給する液体供給ユニットと、を含み、
該超音波発振ユニットは、
超音波振動子と、
超音波を付与したい面積と同等もしくはそれ以上の面積を有するように形成された底面を有するケース部材と、を備え、
該ケース部材は、該超音波振動子の端面と一体化して形成されていることを特徴とする、剥離装置。

【請求項2】

該ケース部材は、ステンレス鋼、チタン、アルミニウムのいずれかを含むことを特徴とする、請求項１に記載の剥離装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、剥離装置に関する。

【背景技術】

【0002】

デバイスが形成されるウエーハは、一般に円柱形状のインゴットをワイヤーソーで薄く切断し、切断後にウエーハの表裏面を研磨することにより生成される。

【0003】

しかしながら、上述の方法でウエーハを生成すると、インゴットの大部分（体積の７０％～８０％）が除去により失われてしまうため、経済的でないという問題がある。

【0004】

特に、近年パワーデバイスとして注目されているＳｉＣにより構成されるインゴット（ＳｉＣインゴット）は、硬度が高くワイヤーソーでの切断が困難であるため、切断に時間がかかり生産性が悪いという課題が存在している。

【0005】

そこで、本出願人らは、単結晶のＳｉＣインゴット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インゴットの内部に位置付けて集光照射し、切断予定面に剥離層を形成する技術や、剥離層を形成したＳｉＣインゴットに対して超音波を付与することで剥離層を起点としてウエーハを分離・生成する技術を提案した（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１６－１１１１４３号公報

【特許文献2】特開２０１９－１０２５１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ここで、ＳｉＣインゴットに対して超音波を付与する為には、超音波を照射したい領域と同等もしくはそれ以上の面積の端面を有する超音波付与手段が必要となる。従って、現状では、超音波振動子に振動板を接着することで所望の面積を有する端面を形成している。

【0008】

ところが、超音波振動子と振動板を接着している接着剤が長時間の使用に伴って剥離してしまい、特性変動が生じるため、効率的なウエーハ生成が出来なくなるという問題が明らかになった。

【0009】

本願発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、特性変動を抑制しつつ効率的にインゴットからウエーハを生成することが可能な剥離装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の剥離装置は、インゴット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生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに位置付けてレーザービームを照射して剥離層を形成したインゴットから、生成すべきウエーハを剥離する剥離装置であって、生成すべきウエーハを上にしてインゴットを保持するインゴット保持ユニットと、該インゴット保持ユニットに保持されたインゴットと対面するように配設され、超音波を発振する超音波発振ユニットと、生成すべきウエーハと該超音波発振ユニットとの間に液体を供給する液体供給ユニットと、を含み、該超音波発振ユニットは、超音波振動子と、超音波を付与したい面積と同等もしくはそれ以上の面積を有するように形成された底面を有するケース部材と、を備え、該ケース部材は、該超音波振動子の端面と一体化して形成されていることを特徴とする。

【0011】

前記剥離装置において、該ケース部材は、ステンレス鋼、チタン、アルミニウムのいずれかを含んでも良い。

【発明の効果】

【0012】

本発明は、特性変動を抑制しつつ効率的にインゴットからウエーハを生成することが可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、実施形態１に係る剥離装置の加工対象のＳｉＣインゴットの平面図である。

【図2】図２は、図１に示されたＳｉＣインゴットの側面図である。

【図3】図３は、実施形態１に係る剥離装置により製造されるウエーハの斜視図である。

【図4】図４は、図１に示されたＳｉＣインゴットに剥離層が形成された状態の平面図である。

【図5】図５は、図４中のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。

【図6】図６は、図１に示されたＳｉＣインゴットに剥離層を形成する状態を示す斜視図である。

【図7】図７は、図６に示されたＳｉＣインゴットに剥離層を形成する状態を示す側面図である。

【図8】図８は、実施形態１に係る剥離装置の構成例を示す側面図である。

【図9】図９は、図８に示された剥離装置の超音波発振ユニットの側断面図である。

【図10】図１０は、実施形態２に係る剥離装置の構成例を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

【0015】

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る剥離装置を図面に基づいて説明する。まず、実施形態１に係る剥離装置の加工対象のインゴットであるＳｉＣインゴットを説明する。図１は、実施形態１に係る剥離装置の加工対象のＳｉＣインゴットの平面図である。図２は、図１に示されたＳｉＣインゴットの側面図である。図３は、実施形態１に係る剥離装置により製造されるウエーハの斜視図である。図４は、図１に示されたＳｉＣインゴットに剥離層が形成された状態の平面図である。図５は、図４中のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。図６は、図１に示されたＳｉＣインゴットに剥離層を形成する状態を示す斜視図である。図７は、図６に示されたＳｉＣインゴットに剥離層を形成する状態を示す側面図である。

【0016】

（ＳｉＣインゴット）
図１及び図２に示すＳｉＣインゴット１は、実施形態１では、ＳｉＣ（炭化ケイ素）からなり、全体として円柱状に形成されている。実施形態１において、ＳｉＣインゴット１は、六方晶単結晶ＳｉＣインゴットである。

【0017】

ＳｉＣインゴット１は、図１及び図２に示すように、円形状の端面である第１面２と、第１面２の裏面側の円形状の第２面３と、第１面２の外縁と第２面３の外縁とに連なる周面４を有している。また、ＳｉＣインゴット１は、周面４に結晶方位を示す第１オリエンテーションフラット５と、第１オリエンテーションフラット５に直交する第２オリエンテーションフラット６を有している。第１オリエンテーションフラット５の長さは第２オリエンテーションフラット６の長さより長い。

【0018】

また、ＳｉＣインゴット１は、第１面２の垂線７に対して第２オリエンテーションフラット６に向かう傾斜方向８にオフ角α傾斜したｃ軸９とｃ軸９に直交するｃ面１０を有している。ｃ面１０は、ＳｉＣインゴット１の第１面２に対してオフ角α傾斜している。ｃ軸９の垂線７からの傾斜方向８は、第２オリエンテーションフラット６の伸長方向に直交し、かつ第１オリエンテーションフラット５と平行である。ｃ面１０は、ＳｉＣインゴット１中にＳｉＣインゴット１の分子レベルで無数に設定される。実施形態１では、オフ角αは、１°、４°又は６°に設定されているが、本発明では、オフ角αを例えば１°～６°の範囲で自由に設定してＳｉＣインゴット１を製造することができる。

【0019】

また、ＳｉＣインゴット１は、第１面２が研削装置により研削加工された後、研磨装置により研磨加工されて、第１面２が鏡面に形成される。ＳｉＣインゴット１は、第１面２側の一部分が剥離されて、剥離された一部分が図３に示すウエーハ２０に生成されるものである。

【0020】

図３に示すウエーハ２０は、ＳｉＣインゴット１の一部分が剥離され、ＳｉＣインゴット１から剥離された面２１に研削加工、研磨加工等が施されて製造される。ウエーハ２０は、ＳｉＣインゴット１から剥離された後、表面にデバイスが形成される。実施形態１では、デバイスは、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-oxide-semiconductor Field-effect Transistor）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）又はＳＢＤ（Schottky Barrier Diode）であるが、本発明では、デバイスは、ＭＯＳＦＥＴ、ＭＥＭＳ及びＳＢＤに限定されない。なお、ウエーハ２０のＳｉＣインゴット１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

【0021】

図１及び図２に示すＳｉＣインゴット１は、図４及び図５に示す剥離層２３が形成された後、剥離層２３を起点に一部分即ち生成すべきウエーハ２０が分離、剥離される。剥離層２３は、ＳｉＣインゴット１の第２面３側がレーザー加工装置３０（図６及び図７に示す）の保持テーブル３１に吸引保持されて、レーザー加工装置３０により形成される。レーザー加工装置３０は、ＳｉＣインゴット１に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザービーム３２（図７に示す）の集光点３３をＳｉＣインゴット１の第１面２から生成すべきウエーハ２０の厚み２２（図３に示す）に相当する深さ３５（図５及び図７に示す）に位置付けて、第２オリエンテーションフラット６に沿ってパルス状のレーザービーム３２を照射して、ＳｉＣインゴット１の内部に剥離層２３を形成する。

【0022】

ＳｉＣインゴット１は、ＳｉＣインゴット１に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザービーム３２が照射されると、図５に示すように、パルス状のレーザービーム３２の照射によりＳｉＣがＳｉ（シリコン）とＣ（炭素）とに分離し次に照射されるパルス状のレーザービーム３２が前に形成されたＣに吸収されて連鎖的にＳｉＣがＳｉとＣとに分離する改質部２４が、Ｘ軸方向に沿ってＳｉＣインゴット１の内部に形成されると共に、改質部２４からｃ面１０に沿って延びるクラック２５が生成される。こうして、ＳｉＣインゴット１は、ＳｉＣインゴット１に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザービーム３２が照射されると、改質部２４と、改質部２４からｃ面１０に沿って形成されるクラック２５とを含む剥離層２３を形成する。

【0023】

レーザー加工装置３０は、剥離層２３を形成する際に、ＳｉＣインゴット１の第２オリエンテーションフラット６と平行な方向の全長に亘ってレーザービーム３２を照射すると、ＳｉＣインゴット１とレーザービーム３２を照射するレーザービーム照射ユニット３６とを第１オリエンテーションフラット５に沿って相対的にインデックス送りする。

【0024】

レーザー加工装置３０は、再度、集光点３３を第１面２から所望の深さに位置付けて、第２オリエンテーションフラット６に沿ってパルス状のレーザービーム３２をＳｉＣインゴット１に照射して、ＳｉＣインゴット１の内部に剥離層２３を形成する。レーザー加工装置３０は、レーザービーム３２を第２オリエンテーションフラット６に沿って照射する動作と、レーザービーム照射ユニットを第１オリエンテーションフラット５に沿って相対的にインデックス送りされる動作とを繰り返す。

【0025】

これにより、ＳｉＣインゴット１は、インデックス送りの移動距離２６毎に、第１面２からウエーハ２０の厚み２２に相当する深さ３５に、ＳｉＣがＳｉとＣとに分離した改質部２４とクラック２５とを含む他の部分よりも強度が低下した剥離層２３が形成される。ＳｉＣインゴット１は、第１面２からウエーハ２０の厚み２２に相当する深さ３５に、第１オリエンテーションフラット５と平行な方向の全長に亘ってインデックス送りの移動距離毎に剥離層２３が形成される。

【0026】

（剥離装置）
次に、剥離装置を説明する。図８は、実施形態１に係る剥離装置の構成例を示す側面図である。図９は、図８に示された剥離装置の超音波発振ユニットの側断面図である。実施形態１に係る剥離装置４０は、図４及び図５に示す剥離層２３を形成したＳｉＣインゴット１から図４に示す生成すべきウエーハ２０を剥離する剥離装置である。

【0027】

剥離装置４０は、ＳｉＣインゴット１に対して透過性を有する波長のレーザービーム３２の集光点３３を生成すべきウエーハ２０の厚み２２に相当する深さ３５に位置付けてレーザービーム３２を照射して剥離層２３を形成したＳｉＣインゴット１から、生成すべきウエーハ２０を剥離する装置である。剥離装置４０は、図８に示すように、インゴット保持ユニット４１と、液体供給ユニット５０と、超音波発振ユニット６０と、制御ユニット１００とを含む。

【0028】

インゴット保持ユニット４１は、生成すべきウエーハ２０を上にしてＳｉＣインゴット１を保持するものである。インゴット保持ユニット４１は、厚手の円盤状に形成されている。インゴット保持ユニット４１は、上面が水平方向と平行な保持面４２であって、保持面４２上にＳｉＣインゴット１の第２面３が載置されて、第１面２を上方に向けて、ＳｉＣインゴット１を保持する。実施形態１では、インゴット保持ユニット４１は、保持面４２にＳｉＣインゴット１の第２面３を吸引保持する（即ち、バキューム固定する）。また、インゴット保持ユニット４１は、保持面４２にＳｉＣインゴット１を保持した状態で回転駆動源４３により軸心回りに回転される。

【0029】

液体供給ユニット５０は、生成すべきウエーハ２０と超音波発振ユニット６０との間に液体５１（図８に示す）を供給するものである。液体供給ユニット５０は、液体供給源から供給された液体５１を下端から供給する管であって、実施形態１では、インゴット保持ユニット４１に保持されたＳｉＣインゴット１の第１面２上に液体５１を供給する。また、実施形態１では、液体供給ユニット５０は、図示しない昇降機構により昇降自在に設けられている。

【0030】

超音波発振ユニット６０は、インゴット保持ユニット４１に保持されたＳｉＣインゴット１と対面するように配設され、超音波を発振するものである。超音波発振ユニット６０は、図９に示すように、ケース部材６１と、超音波振動子７０とを備える。

【0031】

ケース部材６１は、上部に開口を設けた箱状のケース本体６２と、平板状の蓋体６３とを備える。ケース本体６２は、金属により構成され、インゴット保持ユニット４１に保持されたＳｉＣインゴット１の第１面２と対向する底面６４を有する円板状の底面部６５と、底面部６５の外縁から立設した円筒状の円筒部６６とを一体に備えている。また、本発明では、ケース部材６１は、超音波振動子７０が例えば６個使用されて、底面部６５が楕円形状に構成されても良い。本発明では、ケース部材６１は、底面部６５が正方形や長方形に構成されると、場所によって超音波振動子７０からケース部材６１までの距離が変わることにより剥離性に影響を与える可能性があるため、超音波振動子７０からケース部材６１の底面部６５までの距離をなるべく等しくするために、底面部６５が円板状や楕円形状に構成されるのが望ましい。

【0032】

ケース本体６２の底面部６５の底面６４は、超音波発振ユニット６０が超音波を付与したいＳｉＣインゴット１の第１面２の面積と同等もしくはそれ以上の面積を有するように形成されている。即ち、ケース部材６１は、超音波発振ユニット６０が超音波を付与したいＳｉＣインゴット１の第１面２の面積と同等もしくはそれ以上の面積を有する底面６４を有している。

【0033】

本発明において、超音波を付与したいＳｉＣインゴット１の第１面２の面積と同等もしくはそれ以上の面積を有するとは、ケース本体６２の底面６４の面積が、インゴット保持ユニット４１に保持された超音波を付与したいＳｉＣインゴット１の第１面２の面積の５０％以上でかつ１５０％以下の面積であることを示している。

【0034】

底面６４の面積が、第１面２の面積の５０％未満であると、超音波発振ユニット６０をＸ軸方向に揺動させることで、ＳｉＣインゴット１から生成すべきウエーハ２０を剥離することが可能であるが、ウエーハ２０をＳｉＣインゴット１から剥離するまでにかかる所要時間が長時間化してしまうからである。また、底面６４の面積が、第１面２の面積の１５０％を超えると、剥離装置４０全体が大型化しすぎて望ましくないとともに、液体供給ユニット５０がＳｉＣインゴット１の生成すべきウエーハ２０と超音波発振ユニット６０の底面６４との間に液体を供給することが困難になるからである。実施形態１では、底面６４の面積は、第１面２の面積の８０％である。

【0035】

蓋体６３は、外径が底面６４の外径と等しい円板状に形成されている。蓋体６３は、外縁が円筒部６６の外縁に固定されて、ケース本体６２の開口を閉塞する。

【0036】

超音波振動子７０は、超音波を発振するものである。実施形態１において、超音波発振ユニット６０は、超音波振動子７０を複数備えている。複数の超音波振動子７０は、ケース部材６１内に収容され、互いに間隔をあけて配置されているとともに、ケース本体６２の底面部６５に固定されている。

【0037】

超音波振動子７０は、円環状のピエゾ素子７１と、円筒状の第１の金属ブロック７２と、第２の金属ブロック７３と、固定用のボルト７５とを備えている。

【0038】

超音波振動子７０は、実施形態１では、ピエゾ素子７１を２つ備えている。２つのピエゾ素子７１は、軸心方向に互いに重ねられている。ピエゾ素子７１は、交流電力が印加されると厚み方向に伸縮するチタン酸ジルコン酸鉛により構成されている。

【0039】

第１の金属ブロック７２は、金属により構成され、一方のピエゾ素子７１に重ねられている。第２の金属ブロック７３は、金属により構成され、他方のピエゾ素子７１に重ねられている。第２の金属ブロック７３は、他方のピエゾ素子７１から離れるのに従って外形が大きくなる裁頭円錐状に形成されている。第２の金属ブロック７３は、他方のピエゾ素子７１に重ねられる端面７３１にボルト７５が螺合するねじ孔７３２が開口している。

【0040】

ボルト７５は、第１の金属ブロック７２、一方のピエゾ素子７１、他方のピエゾ素子７１との内側に通されて、第２の金属ブロック７３のねじ孔７３２に螺合する。ボルト７５は、ねじ孔７３２に螺合すると、第１の金属ブロック７２、一方のピエゾ素子７１、他方のピエゾ素子７１及び第２の金属ブロック７３を互いに固定する。

【0041】

また、実施形態１において、ボルト７５により固定された第１の金属ブロック７２、一方のピエゾ素子７１、他方のピエゾ素子７１及び第２の金属ブロック７３は、互いに同軸となる位置に配置される。また、実施形態１において、超音波振動子７０は、ピエゾ素子７１間と、他方のピエゾ素子７１と第２の金属ブロック７３との間とに、ピエゾ素子７１に交流電力を印加する電極７４を設けている。電極７４は、交流電力を供給する図示しない交流電源と電気的に接続している。超音波発振ユニット６０は、電極に交流電力が印加されてピエゾ素子７１が伸縮すると、全体即ち特に底面６４が２０ｋＨｚ以上でかつ２００ｋＨｚの周波数でかつ数μｍから数十μｍまでの振幅で振動（所謂超音波振動）する。

【0042】

また、実施形態１において、超音波発振ユニット６０は、ケース部材６１、金属ブロック７２，７３を構成する金属は、同じ材質の金属である。超音波発振ユニット６０は、ピエゾ素子７１が伸縮して、超音波振動する際に、比重の小さい素材の方が振動し易いために、ケース部材６１、金属ブロック７２，７３が同じ材質の金属により構成されている。

【0043】

実施形態１において、ケース部材６１、金属ブロック７２，７３を構成する金属は、ステンレス鋼、チタン合金、又はアルミニウム合金である。即ち、ケース部材６１及び金属ブロック７２，７３は、ステンレス鋼、チタン、アルミニウムをいずれかを含む。また、ケース部材６１、金属ブロック７２，７３を構成する金属は、アルミニウム合金である場合、キャビテーションにより傷つくことを抑制するために、超超ジュラルミン（日本産業規格によりＡ７０７５と規定されるもの）であるのが望ましい。

【0044】

また、本発明では、ケース部材６１、金属ブロック７２，７３を構成する金属は、重量の増加によって負荷による特性変動が小さくなり、交流電源による共振周波数の追従制御が容易になるので、超超ジュラルミンなどのアルミニウム合金よりも比重の大きいステンレス鋼であるのが望ましい。なお、本願発明における超音波発振ユニット６０は、アルミニウム合金を用いた場合１．４ｋｇであり、同じ外観形状のステンレス鋼は、１．８ｋｇであった。

【0045】

また、実施形態１において、ケース部材６１の底面部６５は、各超音波振動子７０の第２の金属ブロック７３のピエゾ素子７１から離れた側の端面７３３（図９中に点線で示す）と、一体化して形成されている。即ち、実施形態１において、超音波発振ユニット６０は、ケース部材６１の底面部６５と第２の金属ブロック７３とが一体である。一体のケース部材６１の底面部６５と第２の金属ブロック７３とは、金属の塊に削り出し加工が施されて製造される。

【0046】

また、実施形態１において、超音波発振ユニット６０は、移動ユニット６７によりインゴット保持ユニット４１の保持面４２に沿って移動されるとともに、保持面４２に対して交差（実施形態１では、直交）する方向に沿って昇降される。

【0047】

制御ユニット１００は、剥離装置４０の上述した構成要素を制御して、ＳｉＣインゴット１に対する加工動作を剥離装置４０に実施させるものである。なお、制御ユニット１００は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット１００の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、剥離装置４０を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して剥離装置４０の上述した構成要素に出力する。

【0048】

制御ユニット１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットと、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットとに接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。

【0049】

実施形態１に係る剥離装置４０は、インゴット保持ユニット４１の保持面４２に剥離層２３が形成されたＳｉＣインゴット１の第２面３が載置され、入力ユニットを介して加工内容情報を制御ユニット１００が受け付けて記憶装置に記憶し、制御ユニット１００がオペレータからの加工開始指示を受け付けると加工動作を開始する。

【0050】

加工動作では、剥離装置４０は、液体供給ユニット５０と超音波発振ユニット６０とが一体化されているので、液体供給ユニット５０及び超音波発振ユニット６０を下降してインゴット保持ユニット４１に保持されたＳｉＣインゴット１の第１面２に近づける。剥離装置４０は、液体供給ユニット５０からインゴット保持ユニット４１に保持されたＳｉＣインゴット１の第１面２に液体５１を供給して、ケース部材６１の底面６４をＳｉＣインゴット１の第１面２上の液体５１内に浸漬する。

【0051】

剥離装置４０は、インゴット保持ユニット４１を回転駆動源４３により軸心回りに回転するとともに超音波発振ユニット６０を保持面４２に沿って往復移動させながら、超音波発振ユニット６０の各超音波振動子７０のピエゾ素子７１に所定時間交流電力を印加して底面６４を超音波振動させる。剥離装置４０は、底面６４の超音波振動を液体５１を介してＳｉＣインゴット１の第１面２に伝達し、インゴット保持ユニット４１の第１面２に超音波を付与する。すると、超音波発振ユニット６０からの超音波が、剥離層２３を刺激し、剥離層２３を起点としてＳｉＣインゴット１を分割して、ＳｉＣインゴット１から生成すべきウエーハ２０を分離する。剥離装置４０は、超音波発振ユニット６０の各超音波振動子７０のピエゾ素子７１に所定時間交流電力を印加すると、加工動作を終了する。また、本発明では、剥離装置４０は、ＳｉＣインゴット１からのウエーハ２０の剥離を検知すると、加工動作を終了しても良い。

【0052】

ＳｉＣインゴット１から分離された生成すべきウエーハ２０は、図示しない吸着機構により吸着されてＳｉＣインゴット１から剥離され、ＳｉＣインゴット１から剥離された面２１に研削加工、研磨加工等が施される。

【0053】

以上説明したように、実施形態１に係る剥離装置４０は、超音波振動子７０の第２の金属ブロック７３と振動板として機能するケース部材６１の底面部６５とが一体化された超音波発振ユニット６０を備えるため、超音波振動子７０と底面部６５とを固定する接着剤などの剥がれが生じることがなく、超音波振動子７０の特性（周波数、振幅）の変動を抑制することができる。その結果、実施形態１に係る剥離装置４０は、超音波振動子７０の特性変動を抑制しつつ効率的にＳｉＣインゴット１からウエーハ２０を生成することが可能になるという効果を奏する。

【0054】

また、実施形態１に係る剥離装置４０は、超音波振動子７０の経時による特性変動がほぼないため、超音波振動時の負荷の変動も抑制でき、位相差０％で安定駆動が可能になり、電力効率が向上する（例えば、従来が５０％であるのに対して、ほぼ１００％まで向上する）。

【0055】

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係る剥離装置を図面に基づいて説明する。図１０は、実施形態２に係る剥離装置の構成例を示す側面図である。なお、図１０は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

【0056】

図１０に示す実施形態２に係る剥離装置４０－２は、底面６４の面積は、第１面２の面積の１２０％であること以外、実施形態１と同じである。

【0057】

実施形態２に係る剥離装置４０－２は、超音波振動子７０の第２の金属ブロック７３と振動板として機能するケース部材６１の底面部６５とが一体化された超音波発振ユニット６０を備えるため、実施形態１と同様に、超音波振動子７０の特性変動を抑制しつつ効率的にＳｉＣインゴット１からウエーハ２０を生成することが可能になるという効果を奏する。

【0058】

次に、本発明の発明者は前述した実施形態１及び実施形態２に係る剥離装置４０，４０－２の効果を、比較例、本発明品１、本発明品２それぞれにおいて、同じＳｉＣインゴット１からウエーハ２０を分離した時の第２の金属ブロック７３とケース部材６１の底面部６５との剥がれの発生状況を確認することで、確認した。結果を表１に示す。

【0059】

【表1】

【0060】

表１の比較例は、実施形態１に係る剥離装置４０の超音波振動子７０の第２の金属ブロック７３と、ケース部材６１の底面部６５とを別体に形成して、これらを接着剤で固定した。

【0061】

表１の本発明品１は、実施形態１に係る剥離装置４０であり、表２の本発明品２は、実施形態２に係る剥離装置４０－２である。

【0062】

表１は、比較例、本発明品１及び本発明品２で外径が４インチのＳｉＣインゴット１からウエーハ２０を生成した時の第２の金属ブロック７３とケース部材６１の底面部６５との剥がれの発生状況を示す。結果を表１に示す確認では、比較例、本発明品１、本発明品２のピエゾ素子７１に印加する交流電力の周波数、電流値、印加時間を同じにした。

【0063】

表１によれば、比較例では、超音波振動子７０を１０００時間駆動した後に、剥がれが発生した。このような比較例に対して、本発明品１及び本発明品２では、超音波振動子７０を１０００時間駆動した後にも、剥がれが発生しなかった。

【0064】

したがって、表１によれば、超音波振動子７０の第２の金属ブロック７３と振動板として機能するケース部材６１の底面部６５とが一体化された超音波発振ユニット６０を備えることで、超音波振動子７０と底面部６５との剥がれが生じることを抑制することができることが明らかとなった。

【0065】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、本発明では、剥離装置４０，４０－２は、超音波振動の付与によりＳｉＣインゴット１から分離されたウエーハ２０を剥離する剥離手段（ウエーハ２０を吸引保持して搬送する手段）を有していても良い。

【符号の説明】

【0066】

１ ＳｉＣインゴット（インゴット）
２０ ウエーハ
２２ 厚み
２３ 剥離層
３２ レーザービーム
３３ 集光点
３５ 深さ
４０，４０－２ 剥離装置
４１ インゴット保持ユニット
５０ 液体供給ユニット
５１ 液体
６０ 超音波発振ユニット
６１ ケース部材
６４ 底面
７０ 超音波振動子
７３３ 端面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】