特開 2022-164087 レーザー加工装置

(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】P2022164087

(43)【公開日】2022-10-27

(54)【発明の名称】レーザー加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/00 20140101AFI20221020BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20221020BHJP

   B23K 26/08 20140101ALI20221020BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20221020BHJP

【ＦＩ】

B23K26/00 M

B23K26/53

B23K26/10

H01L21/304 611Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021069359

(22)【出願日】2021-04-15

(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】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 節男

【テーマコード（参考）】

4E168

5F057

【Ｆターム（参考）】

4E168AE01

4E168CA06

4E168CA07

4E168CA13

4E168CB07

4E168CB22

4E168EA11

4E168HA02

4E168JA12

4E168JA13

5F057AA12

5F057AA19

5F057AA41

5F057BA01

5F057BB09

5F057BC05

5F057BC10

5F057CA02

5F057DA01

5F057DA11

5F057DA19

5F057DA22

5F057DA31

5F057EC23

5F057FA13

5F057GB02

5F057GB20

(57)【要約】

【課題】ＳｉＣインゴットの検査結果の誤りを抑制することができるレーザー加工装置を提供すること。
【解決手段】レーザー加工装置１は、ＳｉＣインゴットを保持面１１で保持するチャックテーブル１０と、レーザー光線の集光点を第１面から生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに位置づけてレーザー光線をＳｉＣインゴットに照射し、ＳｉＣがＳｉとＣとに分離すると共にｃ面に沿ってクラックが伸長した剥離層を形成するレーザー光線照射ユニット２０と、チャックテーブル１０とレーザー光線照射ユニット２０とを相対的に移動させる移動ユニット３０と、ＳｉＣインゴットに対して透過性を有し剥離層で反射する波長の検査光４１を照射し、反射した光の強度から剥離層を検査する剥離層検査ユニット４０とを有し、保持面１１は、検査光４１を吸収する色である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＳｉＣインゴットに剥離層を形成するレーザー加工装置であって、
ＳｉＣインゴットを保持面で保持するチャックテーブルと、
ＳｉＣに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を、ＳｉＣインゴットの上面から生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに位置づけてレーザー光線をＳｉＣインゴットに照射し、ＳｉＣがＳｉとＣとに分離すると共にｃ面に沿ってクラックが伸長した剥離層を形成する集光器を含むレーザー光線照射ユニットと、
該チャックテーブルと該レーザー光線照射ユニットとを相対的に移動させる移動ユニットと、
ＳｉＣインゴットに対して透過性を有し、該剥離層で反射する波長の検査光を照射し、反射した光の強度から該剥離層を検査する剥離層検査ユニットと、を有し、
該チャックテーブルの該保持面は、該検査光を吸収する色であるレーザー加工装置。

【請求項2】

該検査光は、可視光である請求項１に記載のレーザー加工装置。

【請求項3】

該チャックテーブルの該保持面は、ポーラス板により形成されている請求項１または請求項２に記載のレーザー加工装置。

【請求項4】

該ポーラス板は、ガラスポーラスで構成されている請求項３に記載のレーザー加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザー加工装置の特にチャックテーブルに関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ、ＬＥＤ、パワーデバイス等のデバイスは、Ｓｉ（シリコン）やＡｌ_２Ｏ_３（サファイア）、単結晶ＳｉＣ（炭化ケイ素）を素材としたウエーハの表面に機能層が積層され分割予定ラインによって区画されて形成される。デバイスが形成されたウエーハは、切削装置、レーザー加工装置によって分割予定ラインに加工が施されて個々のデバイスに分割され、分割された各デバイスは、携帯電話やパソコン等の電気機器に利用される。

【0003】

デバイスが形成されるウエーハは、一般的に円柱形状のインゴットをワイヤーソーで薄く切断することにより生成される。切断されたウエーハの表面および裏面は、研磨することにより鏡面に仕上げられる。しかし、インゴットをワイヤーソーで切断し、切断したウエーハの表面および裏面を研磨すると、インゴットの大部分（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インゴットにおいては、硬度が高くワイヤーソーでの切断が困難であり相当の時間を要するため生産性が悪いと共に、インゴットの単価が高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。

【0004】

そこで本出願人は、単結晶ＳｉＣに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点をＳｉＣインゴットの内部に位置づけてＳｉＣインゴットにレーザー光線を照射して切断予定面に剥離層を形成し、剥離層が形成された切断予定面に沿ってＳｉＣインゴットからウエーハを剥離する技術を提案した（例えば、特許文献１参照）。

【0005】

しかし、ウエーハの剥離を繰り返すことによってＳｉＣインゴットの高さが減少し切断予定面の結晶構造に変化が生じると、当初の加工条件では切断予定面に沿って適正な剥離層を形成するのが困難になるという問題がある。そこで、レーザー加工中またはレーザー加工後、剥離層に検査光を照射し、その反射光の明るさから剥離層が適切に形成されているかどうかを確認する方法が考案された（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第６３９９９１３号公報

【特許文献2】特開２０２０－２０５３１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ただ、特許文献２に示されたウエーハの生成方法は、ＳｉＣインゴットが薄くなると特に、チャックテーブル（の保持面）に反射された検査光の影響で、撮影される画像の明るさが増加し、剥離層の検査結果が変わってしまい、各剥離層の検査結果を誤るおそれがあるという課題が有った。

【0008】

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、ＳｉＣインゴットの検査結果の誤りを抑制することができるレーザー加工装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザー加工装置は、ＳｉＣインゴットに剥離層を形成するレーザー加工装置であって、ＳｉＣインゴットを保持面で保持するチャックテーブルと、ＳｉＣに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を、ＳｉＣインゴットの上面から生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに位置づけてレーザー光線をＳｉＣインゴットに照射し、ＳｉＣがＳｉとＣとに分離すると共にｃ面に沿ってクラックが伸長した剥離層を形成する集光器を含むレーザー光線照射ユニットと、該チャックテーブルと該レーザー光線照射ユニットとを相対的に移動させる移動ユニットと、ＳｉＣインゴットに対して透過性を有し、該剥離層で反射する波長の検査光を照射し、反射した光の強度から該剥離層を検査する剥離層検査ユニットと、を有し、該チャックテーブルの該保持面は、該検査光を吸収する色であることを特徴とする。

【0010】

前記レーザー加工装置において、該検査光は、可視光でも良い。

【0011】

前記レーザー加工装置において、該チャックテーブルの該保持面は、ポーラス板により形成されても良い。

【0012】

前記レーザー加工装置において、該ポーラス板は、ガラスポーラスで構成されて良い。

【発明の効果】

【0013】

本発明は、ＳｉＣインゴットの検査結果の誤りを抑制することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、実施形態１に係るレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示されたレーザー加工装置の加工対象のＳｉＣインゴットの平面図である。

【図3】図３は、図２に示されたＳｉＣインゴットの側面図である。

【図4】図４は、図２に示されたＳｉＣインゴットの一部分が剥離されて製造されるウエーハの斜視図である。

【図5】図５は、図１に示されたレーザー加工装置のチャックテーブルを一部断面で示す側面図である。

【図6】図６は、図１に示されたレーザー加工装置が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１に示されたレーザー加工装置がＳｉＣインゴットに剥離層を形成する状態の一部を示す断面図である。

【図8】図８は、図１に示されたレーザー加工装置がチャックテーブルに保持したＳｉＣインゴットに検査用の剥離層を形成する状態を示す斜視図である。

【図9】図９は、図１に示されたレーザー加工装置がチャックテーブルに保持したＳｉＣインゴットに検査用の剥離層を形成する状態の一部を示す断面図である。

【図10】図１０は、図１に示されたレーザー加工装置の剥離層検査ユニットがＳｉＣインゴットに形成された検査用の剥離層を撮像する状態を模式的に示す側面図である。

【図11】図１１は、図１０に示された剥離層検査ユニットが撮像して取得した画像を模式的に示す図である。

【図12】図１２は、実施形態２に係るレーザー加工装置の検出ユニットがＳｉＣインゴットのＦａｃｅｔ領域を検出する状態を模式的に示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。

【0016】

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るレーザー加工装置１を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示されたレーザー加工装置の加工対象のＳｉＣインゴットの平面図である。図３は、図２に示されたＳｉＣインゴットの側面図である。図４は、図２に示されたＳｉＣインゴットの一部分が剥離されて製造されるウエーハの斜視図である。図５は、図１に示されたレーザー加工装置のチャックテーブルを一部断面で示す側面図である。図６は、図１に示されたレーザー加工装置が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１に示されたレーザー加工装置がＳｉＣインゴットに剥離層を形成する状態の一部を示す断面図である。

【0017】

（ＳｉＣインゴット）
実施形態１に係る図１に示すレーザー加工装置１は、図２に示すＳｉＣインゴット２００をレーザー加工装置する加工装置である。実施形態１に係るレーザー加工装置１の加工対象である図２及び図３に示すＳｉＣインゴット２００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２００は、六方晶単結晶ＳｉＣインゴットである。

【0018】

ＳｉＣインゴット２００は、図２及び図３に示すように、円形状に形成されかつ上面である第１面２０１と、第１面２０１の裏面側の円形状に形成された第２面２０２と、第１面２０１の外縁と第２面２０２の外縁とに連なる周面２０３を有している。また、ＳｉＣインゴット２００は、周面２０３に結晶方位を示す第１オリエンテーションフラット２０４と、第１オリエンテーションフラット２０４に直交する第２オリエンテーションフラット２０５を有している。第１オリエンテーションフラット２０４の長さ２０４－１は、第２オリエンテーションフラット２０５の長さ２０５－１より長い。

【0019】

また、ＳｉＣインゴット２００は、第１面２０１の垂線２０６に対して第２オリエンテーションフラット２０５に向かう傾斜方向２０７にオフ角α傾斜したＣ軸２０８とＣ軸２０８に直交するｃ面２０９を有している。ｃ面２０９は、ＳｉＣインゴット２００の第１面２０１に対してオフ角α傾斜している。Ｃ軸２０８の垂線２０６からの傾斜方向２０７は、第２オリエンテーションフラット２０５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２０４と平行である。

【0020】

ｃ面２０９は、ＳｉＣインゴット２００中にＳｉＣインゴット２００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２００を製造することができる。

【0021】

また、ＳｉＣインゴット２００は、第１面２０１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２０１が鏡面に形成される。ＳｉＣインゴット２００は、第１面２０１側の一部分が剥離されて、剥離された一部分が図４に示すウエーハ２２０に生成されるものである。また、ＳｉＣインゴット２００は、直径２１０が異なる複数の種類のものが存存する。

【0022】

図４に示すウエーハ２２０は、ＳｉＣインゴット２００の第１面２０１を含む一部分がウエーハ２２０として剥離され、ＳｉＣインゴット２００から剥離された剥離面２２１に研削加工、研磨加工等が施されて製造される。ウエーハ２２０は、ＳｉＣインゴット２００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２２０のＳｉＣインゴット２００と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

【0023】

図２及び図３に示すＳｉＣインゴット２００は、図３に示す剥離層２１１が形成された後、剥離層２１１を起点に一部分即ち生成すべきウエーハ２２０が分離、剥離される。剥離層２１１は、実施形態１に係るレーザー加工装置１により形成される。また、ＳｉＣインゴット２００は、ウエーハ２２０が剥離された剥離面２１２が研削加工、研磨加工により鏡面に形成されて、剥離面２１２が第１面２０１に形成され、再度、剥離層２１１が形成されウエーハ２２０が剥離される。このように、ＳｉＣインゴット２００は、ウエーハ２２０の剥離に伴って厚みが薄くなり、所定の厚みになるまで剥離層２１１が形成されてウエーハ２２０が剥離される。

【0024】

（レーザー加工装置）
実施形態１に係るレーザー加工装置１は、ＳｉＣインゴット２００に剥離層２１１を形成する加工装置である。レーザー加工装置１は、図１に示すように、ＳｉＣインゴット２００を保持するチャックテーブル１０と、レーザー光線照射ユニット２０と、移動ユニット３０と、チャックテーブル１０に保持されたＳｉＣインゴット２００に検査光４１（図１に示し、実施形態１では、可視光）を照射して剥離層２１１を検査する剥離層検査ユニット４０と、制御ユニット１００とを有する。

【0025】

チャックテーブル１０は、移動ユニット３０の回転移動ユニット３３に設置され、ＳｉＣインゴット２００を水平方向と平行な保持面１１で保持するものである。チャックテーブル１０は、図１及び図５に示すように、ＳｉＣインゴット２００を吸引保持する保持面１１を構成する円板状のポーラス板１２と、ポーラス板１２の外周を囲む基台１３とを備える。

【0026】

実施形態１において、基台１３は、ステンレス鋼等の金属から構成され、非通気性を有する非多孔質体であるとともに、厚手の円板状に形成されている。基台１３は、移動ユニット３０の回転移動ユニット３３上に設置される。基台１３は、図４に示すように、外径がＳｉＣインゴット２００よりも大径に形成され、上面１３１の中央にポーラス板１２が取り付けられる凹部１３２が設けられている。基台１３は、凹部１３２内にポーラス板１２が取り付けられると、上面１３１が保持面１１と同一平面上に位置する。

【0027】

凹部１３２は、平面形状が円形に形成され、外径がＳｉＣインゴット２００の外径よりも大きく形成され、基台１３と同軸となる位置に配置されている。凹部１３２は、底面３４に同心円状の複数の吸引溝１３３と吸引溝１３３同士を連通する接続用吸引溝１３４が設けられている。これらの吸引溝１３３，１３４は、凹部１３２の底面から凹に形成されている。また、これら吸引溝１３３，１３４は、凹部１３２の底面に開口した連通路１３５が連通している。

【0028】

連通路１３５は、エジェクタ等の吸引源１４に接続されかつ開閉弁１３６が設けられた吸引路１３７と接続している。基台１３は、開閉弁１３６が開いて、吸引路１３７に吸引源１４からの負圧が作用することで、凹部１３２に嵌合したポーラス板１２に吸引源１４からの負圧を作用させて、ポーラス板１２の保持面１１を吸引する。また、基台１３は、回転移動ユニット３３上に設置されると、吸引路１３７から分岐し、開閉弁１３８を設けた分岐吸引路１３９が底面に対面する。基台１３は、開閉弁１３８が開いて、分岐吸引路１３９に吸引源１４からの負圧が作用することで、底面が回転移動ユニット３３に吸引されて、固定される。

【0029】

また、実施形態１では、基台１３は、外表面（特に凹部１３２よりも外周側の外表面）が検査光４１を吸収する色１５（図１中の粗な網掛けで示す）である。検査光４１を吸収する色１５とは、従来から用いられてきたチャックテーブルの外表面の色である白色、茶色及び銀色よりも検査光４１の吸収率の高い色である。検査光４１を吸収する色１５は、無彩色の暗い灰色又は黒を含んだ明度の低い暗い有彩色である所謂暗色であることが望ましく、濃暗色であることが望ましく、黒色であることが望ましい。

【0030】

このように、検査光４１を吸収する色１５は、暗色、濃暗色及び黒色を含む。実施形態１では、基台１３は、外表面（特に凹部１３２よりも外周側の外表面）が検査光４１を吸収する色１５である黒色に形成されている。実施形態１では、基台１３は、外表面（特に凹部１３２よりも外周側の外表面）が検査光４１を吸収する色１５である黒色の塗料が塗布されている。このように、本発明では、基台１３は、外表面が暗色、濃暗色又は黒色に形成されているのが望ましい。

【0031】

ポーラス板１２は、外径がＳｉＣインゴット２００の外径よりも大きくかつ凹部１３２の内径と等しい円板状の通気性を有する多孔質体である。ポーラス板１２は、凹部１３２内に固定され、下面が図示しない接着剤により基台１３の凹部１３２の底面に固定される。ポーラス板１２の上面は、ＳｉＣインゴット２００を吸引保持する保持面１１である。このために、チャックテーブル１０の保持面１１は、ポーラス板１２により形成されている。

【0032】

ポーラス板１２は、基台１３に固定され、保持面１１が研削されて水平方向に平行に平坦に形成される。ポーラス板１２の保持面１１は、基台１３の上面１３１と同一平面上に位置する。ポーラス板１２は、基台１３に設けられた連通路１３５及び吸引路１３７を介して吸引源１４と接続されている。ポーラス板１２は、開閉弁１３６が開いて、吸引源１４からの負圧が作用することで、保持面１１にＳｉＣインゴット２００を吸引保持する。

【0033】

実施形態１において、ポーラス板１２は、可視光に対して透明性を有するガラス材料であるソーダガラス（実施形態１では、ソーダ石灰ガラス）からなる複数のガラス粒を互いに連結することで構成されている。各ガラス粒は、球状であり、粒径が概ね揃っている。ガラス粒は、気泡を有していない緻密な粒であることが好ましい。この様なガラス粒は、例えば、スプレードライ（噴霧乾燥）により製造できる。

【0034】

スプレードライヤー（噴霧乾燥装置）は、ガラスの原液を微粒化するためのノズル又はディスクを有する。表面張力等によって球状に微粒化されたガラスの原液を乾燥室内に供給される熱風に曝すことで、微粒化された原液は固化して、球状且つ粒径の揃ったガラス粒となる。

【0035】

実施形態１では、３μｍ以上４ｍｍ以下の粒径を有するガラス粒が用いられている。ガラス粒の粒径は、より望ましくは５μｍ以上３００μｍ以下であり、更に望ましくは３０μｍ以上２００μｍ以下である。

【0036】

ガラス粒の粒径は、ガウス分布に従って所定のバラつきを有するが、例えば、ガラス粒の粒径が１００μｍ以下の所定の値の場合、標準偏差が５μｍ以下の粒子群を用いる。また、例えば、ガラス粒の粒径が１０１μｍ以上３００μｍ以下の所定の値の場合、標準偏差が１０μｍ以下の粒子群を用いる。

【0037】

ポーラス板１２は、まず、円盤状の凹部を有する型枠（不図示）中に複数のガラス粒を入れ、蓋板（不図示）で封止する。そして、型枠、蓋板及びガラス粒を焼成炉に入れて、６００℃以上１３００℃以下の所定の温度で焼成されて、製造される。

【0038】

実施形態１では、７００℃以上８００℃以下の所定の温度で、約３０分以上約３時間以下の所定の時間、ガラス粒を焼成する。焼成により、ガラス粒同士の隙間に気孔を残しつつ、互いに隣接する球状のガラス粒が部分的に接続された、ポーラス板１２が製造される。こうして、ポーラス板１２は、ガラスポーラスで構成されている。

【0039】

ガラス粒を焼成する時間が長いほど、ガラス材料が流動的になる時間が長くなるので、ガラス粒同士の接触面積が増加し、気孔率は低くなる。例えば、焼成時間が３時間のポーラス板１２の気孔率は、焼成時間が３０分のポーラス板１２の気孔率よりも低い。

【0040】

実施形態１において、ポーラス板１２の気孔率は、体積比で５％以上４０％以下である。気孔率は、焼成時間に加えて、焼成時の温度、圧力、ガラス粒に付加するフリットの量等によっても、適宜調節できる。なお、フリットは、ガラス粒と同じガラス材料で形成された、ガラス粒よりも小径の粉末である。

【0041】

ポーラス板１２は、凹部１３２に取り付けられて、基台１３が回転移動ユニット３３に固定された状態で、吸引源１４の吸引する圧力が－９２．７ｋＰａ（ゲージ圧）である場合、保持面１１になにも載置されないと吸引路１３７内の圧力が－６５ｋＰａ（ゲージ圧）以上でかつ－５０ｋＰａ（ゲージ圧）以下となる。また、ポーラス板１２は、凹部１３２に取り付けられて、基台１３が回転移動ユニット３３に固定された状態で、吸引源１４の吸引する圧力が－９２．７ｋＰａ（ゲージ圧）である場合、保持面１１に直径２１０が４ｉｎｃｈのＳｉＣインゴット２００が載置されると吸引路１３７内の圧力が－８４．２ｋＰａ（ゲージ圧）となり、保持面１１に直径２１０が６ｉｎｃｈのＳｉＣインゴット２００が載置されると吸引路１３７内の圧力が－８７．９ｋＰａ（ゲージ圧）となり、保持面１１に直径２１０が８ｉｎｃｈのＳｉＣインゴット２００が載置されると吸引路１３７内の圧力が－９１．５ｋＰａ（ゲージ圧）となる。

【0042】

また、実施形態１において、ポーラス板１２は、少なくとも保持面１１が、基台１３同様に、検査光４１を吸収する色１５（図１中の密な網掛けで示す）である。実施形態１において、ポーラス板１２は、カーボン粉等の黒色の顔料又は鉱物の粉がガラス粒等に混入されて、全体が検査光４１を吸収する色１５である黒色に形成されている。また、本発明では、ポーラス板１２は、基台１３同様に、少なくとも保持面１１に検査光４１を吸収する色１５である黒色の塗料が塗布されても良い。

【0043】

なお、実施形態１では、検査光４１を吸収する色１５は、黒色であるが、本発明では、従来から用いられてきたチャックテーブルの外表面の色である白色、茶色及び銀色よりも検査光４１の吸収率の高い色であれば、黒色に限定されない。このように、本発明では、チャックテーブル１０の保持面１１は、暗色、濃暗色又は黒色に形成されているのが望ましい。なお、本発明では、基台１３の色１５とポーラス板１２の色１５は、同じ色でも良く、異なる色でも良い。

【0044】

実施形態１では、ポーラス板１２は、複数のガラス粒を互いに連結することで構成された多孔質体であるが、本発明では、例えばアルミナ等の砥粒である骨材と、骨材同士を固定するボンドとを備え、骨材とボンドの隙間に気孔を形成したポーラスセラミックス等の多孔質体であっても良い。

【0045】

前述した構成のチャックテーブル１０は、吸引源１４により吸引されることで、回転移動ユニット３３に固定されるとともに、保持面１１上に載置されたＳｉＣインゴット２００を吸引保持する。実施形態１では、チャックテーブル１０は、ＳｉＣインゴット２００の第２面２０２を保持面１１に吸引保持する。

【0046】

また、チャックテーブル１０は、移動ユニット３０の回転移動ユニット３３により保持面１１に対して直交しかつ鉛直方向と平行なＺ軸方向と平行な軸心回りに回転される。チャックテーブル１０は、回転移動ユニット３３とともに、移動ユニット３０のＸ軸移動ユニット３１により水平方向と平行なＸ軸方向に移動されかつＹ軸移動ユニット３２により水平方向と平行でかつＸ軸方向と直交するＹ軸方向に移動される。チャックテーブル１０は、移動ユニット３０によりレーザー光線照射ユニット２０の下方の加工領域と、レーザー光線照射ユニット２０の下方から離れてウエーハ２２０が搬入、搬出される搬入出領域とに亘って移動される。

【0047】

レーザー光線照射ユニット２０は、チャックテーブル１０に保持されたＳｉＣインゴット２００に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザー光線２１（図６及び図７に示す）の集光点２２（図７に示す）を、ＳｉＣインゴット２００の第１面２０１から生成すべきウエーハ２２０の厚み２２２（図４に示す）に相当する深さ２１３に位置付けて、レーザー光線２１をＳｉＣインゴット２００に照射し、ＳｉＣがＳｉとＣとに分離すると共に、ｃ面２０９に沿ってクラック２１５が伸長した剥離層２１１を形成する集光器２３を含むものである。

【0048】

なお、ＳｉＣインゴット２００は、レーザー光線２１に対して第２オリエンテーションフラット２０５に沿って相対的に移動されながら、ＳｉＣインゴット２００に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザー光線２１が照射されると、図６及び図７に示すように、パルス状のレーザー光線２１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光線２１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２１４が、第２オリエンテーションフラット２０５に沿ってＳｉＣインゴット２００の内部に形成されると共に、改質部２１４からｃ面２０９に沿って延びるクラック２１５が生成される。こうして、レーザー光線照射ユニット２０は、ＳｉＣインゴット２００に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザー光線２１が照射されると、改質部２１４と、改質部２１４からｃ面２０９に沿って形成されるクラック２１５とを含む剥離層２１１をＳｉＣインゴット２００に形成する。

【0049】

実施形態１では、レーザー光線照射ユニット２０は、図１に示すように、装置本体２から立設した立設壁３に支持された支柱４の先端に支持されている。レーザー光線照射ユニット２０は、ＳｉＣインゴット２００を加工するためのパルス状のレーザー光線２１を発振する発振器と、チャックテーブル１０の保持面１１に保持されたＳｉＣインゴット２００に発振器から発振されたレーザー光線２１を集光して剥離層２１１を形成する集光器２３とを含む。

【0050】

集光器２３は、チャックテーブル１０の保持面１１とＺ軸方向に対向する位置に配置された図示しない集光レンズを備えている。集光レンズは、発振器から発振されたレーザー光線２１を透過して、レーザー光線２１を集光点２２に集光する。また、実施形態１では、集光器２３は、図示しない集光点移動ユニットによりＺ軸方向に移動自在に設けられている。

【0051】

移動ユニット３０は、チャックテーブル１０とレーザー光線照射ユニット２０とをＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向と平行な軸心回りに相対的に移動させるものである。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、保持面１１即ち水平方向と平行な方向である。Ｘ軸方向は、レーザー加工装置１がＳｉＣインゴット２００にレーザー加工を施す際にチャックテーブル１０を加工送りする所謂加工送り方向である。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向と直交し、レーザー加工装置１がＳｉＣインゴット２００にレーザー加工を施す際にチャックテーブル１０を割り出し送りする所謂割り出し送り方向である。

【0052】

移動ユニット３０は、チャックテーブル１０をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動ユニットであるＸ軸移動ユニット３１と、チャックテーブル１０をＹ軸方向に移動させるＹ軸移動ユニットであるＹ軸移動ユニット３２と、チャックテーブル１０をＺ軸方向と平行な軸心回りに回転する回転移動ユニット３３とを備える。

【0053】

Ｙ軸移動ユニット３２は、チャックテーブル１０と、レーザー光線照射ユニット２０とを相対的に割り出し送りするユニットである。実施形態１では、Ｙ軸移動ユニット３２は、レーザー加工装置１の装置本体２上に設置されている。Ｙ軸移動ユニット３２は、Ｘ軸移動ユニット３１を支持した移動プレート５をＹ軸方向に移動自在に支持している。

【0054】

Ｘ軸移動ユニット３１は、チャックテーブル１０と、レーザー光線照射ユニット２０とを相対的に加工送りするユニットである。Ｘ軸移動ユニット３１は、移動プレート５上に設置されている。Ｘ軸移動ユニット３１は、チャックテーブル１０をＺ軸方向と平行な軸心回りに回転する回転移動ユニット３３を支持した第２移動プレート６をＸ軸方向に移動自在に支持している。

【0055】

Ｘ軸移動ユニット３１、及びＹ軸移動ユニット３２は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のパルスモータ、移動プレート５，６をＸ軸方向又はＹ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。

【0056】

また、レーザー加工装置１は、チャックテーブル１０のＸ軸方向の位置を検出するための図示しないＸ軸方向位置検出ユニットと、チャックテーブル１０のＹ軸方向の位置を検出するための図示しないＹ軸方向位置検出ユニットと、レーザー光線照射ユニット２０に含まれる集光レンズのＺ軸方向の位置を検出するＺ軸方向位置検出ユニットとを備える。各位置検出ユニットは、検出結果を制御ユニット１００に出力する。

【0057】

剥離層検査ユニット４０は、ＳｉＣインゴット２００に対して透過性を有し剥離層２１１で反射する波長の検査光４１を、チャックテーブル１０に保持されたＳｉＣインゴット２００に照射し、反射した光の強度から剥離層２１１を検査するものである。剥離層検査ユニット４０は、チャックテーブル１０に保持されたＳｉＣインゴット２００に形成された剥離層２１１に検査光４１を照射する発光体４２と、剥離層２１１を撮像するカメラ４３とを備える。

【0058】

発光体４２が照射した検査光４１は、ＳｉＣインゴット２００の第１面２０１を透過して剥離層２１１のクラック２１５により反射される。また、検査光４１は、チャックテーブル１０の保持面１１からも反射される。検査光４１は、ＳｉＣインゴット２００の厚みが薄くなるのにしたがってチャックテーブル１０の保持面１１から反射される光の強度が強くなる。

【0059】

カメラ４３は、剥離層２１１及び保持面１１から反射された検査光４１を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子又はＣＭＯＳ（Complementary MOS）撮像素子等の撮像素子を備える。実施形態１では、剥離層検査ユニット４０は、支柱４の先端に取り付けられて、レーザー光線照射ユニット２０の集光器２３の集光レンズとＸ軸方向に並ぶ位置に配置されている。剥離層検査ユニット４０は、ＳｉＣインゴット２００を撮像して、画像を取得し、取得した制御ユニット１００に出力する。

【0060】

なお、実施形態１では、剥離層検査ユニット４０が撮像して取得する画像は、検査光４１の強度が複数段階の階調（例えば２５６階調）で規定されたグレースケール画像やカラー画像である。また、実施形態１では、発光体４２がＳｉＣインゴット２００に照射する検査光４１及びカメラ４３が撮像する検査光４１は、共に、可視光である。

【0061】

制御ユニット１００は、レーザー加工装置１の上述した構成要素をそれぞれ制御して、ウエーハ２２０に対する加工動作をレーザー加工装置１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、レーザー加工装置１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レーザー加工装置１の上述した構成要素に出力して、制御ユニット１００の機能を実現する。

【0062】

また、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表示ユニット１１０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が接続されている。入力ユニットは、表示ユニット１１０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。

【0063】

次に、実施形態１に係るレーザー加工装置１の加工動作を説明する。図８は、図１に示されたレーザー加工装置がチャックテーブルに保持したＳｉＣインゴットに検査用の剥離層を形成する状態を示す斜視図である。図９は、図１に示されたレーザー加工装置がチャックテーブルに保持したＳｉＣインゴットに検査用の剥離層を形成する状態の一部を示す断面図である。図１０は、図１に示されたレーザー加工装置の剥離層検査ユニットがＳｉＣインゴットに形成された検査用の剥離層を撮像する状態を模式的に示す側面図である。図１１は、図１０に示された剥離層検査ユニットが撮像して取得した画像を模式的に示す図である。

【0064】

レーザー加工装置１は、オペレータにより、加工条件が制御ユニット１００に登録され、チャックテーブル１０を回転移動ユニット３３に載置され、ＳｉＣインゴット２００の第２面２０２がチャックテーブル１０の保持面１１に載置される。レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、オペレータから加工動作の開始指示を受け付けると、開閉弁１３８を開いて、チャックテーブル１０を回転移動ユニット３３に固定し、加工動作を開始する。

【0065】

加工動作では、レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、開閉弁１３６を開いて、図５に示すように、チャックテーブル１０の保持面１１にＳｉＣインゴット２００の第２面２０２を吸引保持する。加工動作では、レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、移動ユニット３０を制御して、チャックテーブル１０を剥離層検査ユニット４０のカメラ４３の下方に移動させ、カメラ４３でＳｉＣインゴット２００を撮像させる。

【0066】

レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、カメラ４３が撮像して取得したＳｉＣインゴット２００の画像に基づいて、Ｘ軸移動ユニット３１及びＹ軸移動ユニット３２でチャックテーブル１０の位置を調整することにより、ＳｉＣインゴット２００の外周領域（ＳｉＣインゴット２００から生成されたウエーハ２２０におけるデバイスが形成されない外周余剰領域）をレーザー光線照射ユニット２０の集光器２３の直下に位置づける。また、レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、回転移動ユニット３３でチャックテーブル１０の軸心回りの向きを調整することにより、第２オリエンテーションフラット２０５をＸ軸方向と平行にし、傾斜方向２０７と直交する方向をＸ軸方向と平行し、傾斜方向２０７をＹ軸方向と平行にする。

【0067】

次いで、レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、集光点移動ユニットで集光器２３のＺ軸方向の位置を調整し、ＳｉＣインゴット２００の第１面２０１から生成すべきウエーハ２２０の厚み２２２に相当する深さ２１３にレーザー光線２１の集光点２２を位置づける。レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、Ｘ軸方向即ち第２オリエンテーションフラット２０５に沿ってＸ軸移動ユニット３１でチャックテーブル１０を所定の加工送り速度でＸ軸方向に沿って加工送りしながら、ＳｉＣに対して透過性を有する波長のレーザー光線２１を集光器２３からＳｉＣインゴット２００に照射して検査用の剥離層２１６を形成する。なお、検査用の剥離層２１６は、ＳｉＣインゴット２００の外縁から２ｍｍ程度の内周側の外周領域（デバイスが形成されない外周余剰領域）に形成されるため、ＳｉＣインゴット２００から生成されたウエーハ２２０にデバイスを形成する際に検査用の剥離層２１６がデバイスの品質を低下させることはない。

【0068】

また、検査用の剥離層２１６を形成する際には、レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、レーザー光線照射ユニット２０が照射するレーザー光線２１の出力を変化させつつＳｉＣインゴット２００にパルス状のレーザー光線２１を照射して、レーザー光線２１の出力が異なる複数の検査用の剥離層２１６を形成する。検査用の剥離層２１６は、剥離層２１１と同様に、パルス状のレーザー光線２１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光線２１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と、改質部からｃ面２０９に沿って延びるクラックとを含む。

【0069】

実施形態１では、レーザー加工装置１は、図８に示すように、第１の出力（実施形態１では、４Ｗ）のレーザー光線２１が照射されて形成される剥離層２１６（以下、符号２１６－１で示す）と、第１の出力と異なる第２の出力（実施形態１では、５Ｗ）のレーザー光線２１が照射されて形成される剥離層２１６（以下、符号２１６－２で示す）と、第１の出力と第２の出力との双方と異なる第３の出力（実施形態１では、６Ｗ）のレーザー光線２１が照射されて形成される剥離層２１６と（以下、符号２１６－３で示す）、第１の出力、第２の出力及び第３の出力の全てと異なる第４の出力（実施形態１では、７Ｗ）のレーザー光線２１が照射されて形成される剥離層２１６（以下、符号２１６－４で示す）とを形成している。なお、出力および剥離層２１６－１，２１６－２，２１６－３，２１６－４の数は、それぞれ任意に設定することができる。

【0070】

レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、Ｙ軸移動ユニット３２でチャックテーブル１０を移動させることにより、レーザー光線照射ユニット２０に対してＳｉＣインゴット２００をＹ軸方向即ち第１オリエンテーションフラット２０４に沿って所定の移動距離２４、移動（以下、インデックス送りと記す）する。レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、Ｘ軸移動ユニット３１によるチャックテーブル１０を第２オリエンテーションフラット２０５に沿って移動させながらのレーザー光線２１の照射と、インデックス送りとを交互に所定回数繰り返し、図９に示すように、レーザー光線２１の出力が異なる複数の剥離層２１６－１，２１６－２，２１６－３，２１６－４を第２オリエンテーションフラット２０５沿って間隔をあけて形成するとともに、各出力のレーザー光線２１が照射されて形成された複数の剥離層２１６－１，２１６－２，２１６－３，２１６－４を第１オリエンテーションフラット２０４に沿って間隔をあけて形成する。

【0071】

レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、図１０に示すように、発光体４４から剥離層２１６－１，２１６－２，２１６－３，２１６－４に検査光４１を照射して、剥離層２１６－１，２１６－２，２１６－３，２１６－４をカメラ４３で撮像し、カメラ４３が取得した画像３００（図１１に示す）を制御ユニット１００に出力する。なお、図１１に示されたカメラ４３が取得した画像３００では、クラックが形成された領域３０１（図１１中に白地で示す）により反射された検査光４１の強度が、クラックが形成されていない領域３０２（図１１中に平行斜線で示す）及び改質部が形成された領域３０３（図１１中に黒地で示す）により反射された検査光４１の強度よりも強い。

【0072】

なお、図１１（Ａ）は、第１の出力のレーザー光線２１が照射されて形成された剥離層２１６－１を撮像して取得した画像３００（以下、符号３００－１で示す）であり、図１１（Ｂ）は、第２の出力のレーザー光線２１が照射されて形成された剥離層２１６－２を撮像して取得した画像３００（以下、符号３００－２で示す）であり、図１１（Ｃ）は、第３の出力のレーザー光線２１が照射されて形成された剥離層２１６－３を撮像して取得した画像３００（以下、符号３００－３で示す）であり、図１１（Ｄ）は、第４の出力のレーザー光線２１が照射されて形成された剥離層２１６－４を撮像して取得した画像３００（以下、符号３００－４で示す）である。

【0073】

図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）では、剥離層２１６－１，２１６－２は、傾斜方向２０７に互いに隣り合うクラックが間隔をあけている。また、図１１（Ｃ）及び図１１（Ｄ）では、剥離層２１６－３，２１６－４は、傾斜方向２０７に互いに隣り合うクラックが互いに重なっている。

【0074】

ここで、ＳｉＣインゴット２００は、傾斜方向２０７に互いに隣り合うクラック２１５が互いに重なっていないと、ＳｉＣインゴット２００から剥離層２１１を起点としてウエーハ２２０を剥離するのが困難となる。一方、ＳｉＣインゴット２００は、傾斜方向２０７に互いに隣り合うクラック２１５が互いに重なっていると、ＳｉＣインゴット２００から剥離層２１１を起点としてウエーハ２２０を容易に剥離することができる。しかしながら、ＳｉＣインゴット２００は、レーザー光線２１の出力が過剰に高いと、ＳｉＣインゴット２００の第１面２０１に対して傾斜しているｃ面２０９に沿ってクラック２１５が過剰に生じることになり、ＳｉＣインゴット２００からウエーハ２２０を剥離した後、ＳｉＣインゴット２００の剥離面２１２およびウエーハ２２０の剥離面２２１を研削して平坦化する際の研削量が多くなるため、素材ロスが増大することとなる。

【0075】

実施形態１では、レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、画像３００－１，３００－２，３００－３，３００－４からすべてのクラックが傾斜方向２０７に隣り合うクラックと重なっているものを抽出し、さらにレーザー光線２１の出力が最小のものを抽出する。実施形態１では、制御ユニット１００は、画像３００－３を抽出する。レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、抽出した画像３００－３のレーザー光線２１の出力をＳｉＣインゴット２００からウエーハ２２０を剥離するための剥離層２１１を形成するレーザー光線２１の出力として設定する。実施形態１では、制御ユニット１００は、画像３００－３の剥離層２１６－３を形成した際のレーザー光線２１の第３の出力をＳｉＣインゴット２００からウエーハ２２０を剥離するための剥離層２１１を形成するレーザー光線２１の出力として設定する。

【0076】

実施形態１では、制御ユニット１００が、画像３００－１，３００－２，３００－３，３００－４からすべてのクラックが傾斜方向２０７に隣り合うクラックと重なっているものを抽出するなどして、ＳｉＣインゴット２００からウエーハ２２０を剥離するための剥離層２１１を形成するレーザー光線２１の出力を設定したが、本発明では、カメラ４３が撮像して取得した画像３００－１，３００－２，３００－３，３００－４の明るさが閾値内か否かによって、各剥離層２１６－１，２１６－２，２１６－３，２１６－４を形成した際のレーザー光線２１の出力がクラックが適正に形成される出力であるか否かを判定しても良い。

【0077】

この場合、制御ユニット１００は、カメラ４３から画像３００－１，３００－２，３００－３，３００－４のデータが入力すると、各画像３００－１，３００－２，３００－３，３００－４を所定値の閾値で２値化処理する。なお、閾値は、クラックが形成された領域３０１により反射された検査光４１の強度よりも小さく、かつクラックが形成されていない領域３０２及び改質部が形成された領域３０３により反射された検査光４１の強度よりも大きいのが望ましい。

【0078】

２値化処理すると、各画像３００－１，３００－２，３００－３，３００－４は、クラックが形成されている領域３０１が主として白色となる一方、クラックが形成されていない領域３０２及び改質部が形成された領域３０３が主として黒色となる。制御ユニット１００は、２値化処理した画像３００－１，３００－２，３００－３，３００－４において黒と白の比率が所定値内（たとえば黒の比率が３０～４０％であり、白の比率が６０～７０％）であれば、クラックが適正に形成される出力であると判定する。制御ユニット１００は、クラックが適正に形成される出力のうち最小の出力をＳｉＣインゴット２００からウエーハ２２０を剥離するための剥離層２１１を形成するレーザー光線２１の出力として設定する。

【0079】

加工動作では。レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、レーザー光線２１の出力を設定した後、カメラ４３で撮像したＳｉＣインゴット２００の画像に基づいて、移動ユニット３０を制御して、ＳｉＣインゴット２００とレーザー光線照射ユニット２０の集光器２３との相対的な位置を調整して、実施形態１では、ＳｉＣインゴット２００の第２オリエンテーションフラット２０５寄りの外縁部と集光器２３とをＺ軸方向に沿って対面させる。この際、レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、第２オリエンテーションフラット２０５をＸ軸方向と平行にし、傾斜方向２０７と直交する方向をＸ軸方向と平行し、傾斜方向２０７をＹ軸方向と平行にする。

【0080】

加工動作では、レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、集光点移動ユニットで集光器２３のＺ軸方向の位置を調整し、ＳｉＣインゴット２００の第１面２０１から生成すべきウエーハ２２０の厚み２２２に相当する深さ２１３にレーザー光線２１の集光点２２を位置づける。レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、図６に示すように、Ｘ軸方向即ち第２オリエンテーションフラット２０５に沿ってＸ軸移動ユニット３１でチャックテーブル１０を所定の加工送り速度で加工送りしながら、ＳｉＣに対して透過性を有する波長のレーザー光線２１を集光器２３からＳｉＣインゴット２００に照射する。

【0081】

ＳｉＣインゴット２００は、図７に示すように、レーザー光線２１の照射によって、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光線２１が前に形成されたＣに吸収されて連鎖的にＳｉＣがＳｉとＣとに分離した改質部２１４と、改質部２１４からｃ面２０９に沿って延びるクラック２１５とを含む剥離層２１１が形成される。

【0082】

レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、ＳｉＣインゴット２００の第２オリエンテーションフラット２０５寄りの外縁部のＸ軸方向の全長に亘って剥離層２１１を形成すると、Ｙ軸移動ユニット３２でチャックテーブル１０をレーザー光線照射ユニット２０の集光器２３がＳｉＣインゴット２００の第１面２０１の中央に向かう方向に所定の移動距離２４、第１オリエンテーションフラット２０４に沿ってインデックス送りする。レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、Ｘ軸移動ユニット３１によるチャックテーブル１０をＸ軸方向に移動させながらのレーザー光線２１の照射と、インデックス送りとを交互に、第１面２０１の下方の全体に剥離層２１１が形成されるまで繰り返して、加工動作を終了する。

【0083】

これにより、ＳｉＣインゴット２００は、インデックス送りの移動距離２６毎に、第１面２０１からウエーハ２２０の厚み２２２に相当する深さ２１３に、ＳｉＣがＳｉとＣとに分離した改質部２１４とクラック２１５とを含む他の部分よりも強度が低下した剥離層２１１が形成される。ＳｉＣインゴット２００は、第１面２０１からウエーハ２２０の厚み２２２に相当する深さ２１３に、第１オリエンテーションフラット２０４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２１１が形成される。

【0084】

以上説明したように、実施形態１に係るレーザー加工装置１は、チャックテーブル１０の保持面１１が検査光４１を吸収する色１５に形成されているので、ＳｉＣインゴット２００が薄くなり剥離層２１１が保持面１１と近づいても、保持面１１が検査光４１を吸収する色１５のため、保持面１１から反射される検査光４１の強度を抑制することができる。その結果、レーザー加工装置１は、ＳｉＣインゴット２００に形成された検査用の剥離層２１６－１，２１６－２，２１６－３，２１６－４の検査結果の誤りを抑制することができる。特に、実施形態１に係るレーザー加工装置１は、チャックテーブル１０の保持面１１が検査光４１を吸収する色１５に形成されているので、ＳｉＣインゴット２００の外周付近では、保持面１１や基台１３の外表面からの反射光の影響が大きいため、検査用の剥離層２１６－１，２１６－２，２１６－３，２１６－４の検査結果の誤りを効果的に抑制することができる。

【0085】

また、実施形態１に係るレーザー加工装置１は、チャックテーブル１０の基台１３の外表面が検査光４１を吸収する色１５に形成されているので、チャックテーブル１０の基台１３の外表面から反射される検査光４１の強度を抑制することができる。

【0086】

また、実施形態１に係るレーザー加工装置１は、ポーラス板１２の気孔率が体積比で５％以上４０％以下であり、吸引源１４の吸引する圧力が－９２．７ｋＰａ（ゲージ圧）である場合、保持面１１になにも載置されないと吸引路１３７内の圧力が－６５ｋＰａ（ゲージ圧）以上でかつ－５０ｋＰａ（ゲージ圧）以下となり、保持面１１に直径２１０が４ｉｎｃｈのＳｉＣインゴット２００が載置されると吸引路１３７内の圧力が－８４．２ｋＰａ（ゲージ圧）となり、保持面１１に直径２１０が６ｉｎｃｈのＳｉＣインゴット２００が載置されると吸引路１３７内の圧力が－８７．９ｋＰａ（ゲージ圧）となり、保持面１１に直径２１０が８ｉｎｃｈのＳｉＣインゴット２００が載置されると吸引路１３７内の圧力が－９１．５ｋＰａ（ゲージ圧）となる。

【0087】

その結果、レーザー加工装置１は、種々のサイズのＳｉＣインゴット２００をレーザー加工になんら支障を生じさせることなく、保持面１１に吸引保持することができる。

【0088】

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係るレーザー加工装置を図面に基づいて説明する。図１２は、実施形態２に係るレーザー加工装置の検出ユニットがＳｉＣインゴットのＦａｃｅｔ領域を検出する状態を模式的に示す側面図である。なお、図１２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。

【0089】

実施形態２に係るレーザー加工装置１は、図１２に示す検出ユニット５０を更に備えている。

【0090】

ＳｉＣインゴット２００は、内部に、Ｆａｃｅｔと称される結晶構造が異なる領域２１７（以下、Ｆａｃｅｔ領域と記す）が存在する場合がある。Ｆａｃｅｔ領域２１７は、非Ｆａｃｅｔ領域に比べて屈折率が高いと共にエネルギーの吸収率が高い。このため、ＳｉＣインゴット２００は、Ｆａｃｅｔ領域２１７が存在していると、レーザー光線２１の照射によって内部に形成される剥離層２１１の位置および出来具合が不均一となり、Ｆａｃｅｔ領域２１７と非Ｆａｃｅｔ領域との間で剥離層２１１及び生成すべきウエーハ２２０に段差が生じてしまうという問題がある。

【0091】

検出ユニット５０は、ＳｉＣインゴット２００の第１面２０１から所定波長の励起光５７をＳｉＣインゴット２００に照射してＳｉＣ固有の蛍光５８の輝度を検出し、所定値以上の蛍光５８の輝度を検出した位置を非Ｆａｃｅｔ領域とし、蛍光５８の輝度が所定値よりも低い領域をＦａｃｅｔ領域２１７として検出するものである。

【0092】

検出ユニット５０は、図１２に示すように、支柱４の先端に支持されたケース５１と、ＳｉＣインゴット２００にレーザー加工を施さない程度の低出力（たとえば０．１Ｗ）で且つ所定波長（たとえば３７０ｎｍ）の励起光５７を発振する光源５２と、光源５２から発振された所定波長の励起光５７を反射すると共に上記所定波長を含む第一の所定波長域（たとえば３６５ｎｍ～３７５ｎｍ）以外の波長の光を透過するダイクロイックミラー５３と、ダイクロイックミラー５３で反射した励起光５７を集光してＳｉＣインゴット２００に照射する集光レンズ５４と、第二の所定波長域（たとえば３９５ｎｍ～４３０ｎｍ）の光を透過させるバンドパスフィルター５５と、バンドパスフィルター５５を透過した光の輝度を検出するホトデテクター５６とを備える。

【0093】

なお、検出ユニット５０は、光源５２と、ダイクロイックミラー５３と、集光レンズ５４と、バンドパスフィルター５５とがケース５１内に配置されている。また、図示していないが、検出ユニット５０は、ケース５１を昇降させて励起光５７の集光点のＺ軸方向の位置を調整する集光点位置調整手段を含み、この集光点位置調整手段が、例えば、ケース５１に連結されＺ軸方向に延びるボールねじと、このボールねじを回転させるモータ等を備えている。

【0094】

実施形態２に係るレーザー加工装置１の制御ユニット１００は、移動ユニット３０を制御して、検出ユニット５０とチャックテーブル１０とを相対的に移動させながらチャックテーブル１０の保持面１１に保持されたＳｉＣインゴット２００の第１面２０１に所定の間隔毎に励起光５７を照射して、ＳｉＣインゴット２００の第１面２０１の蛍光輝度を所定の間隔毎に検出する。この際、光源５２から発振された励起光５７は、ダイクロイックミラー５３で反射して集光レンズ５４に導かれ、集光レンズ５４において集光されＳｉＣインゴット２００の第１面２０１に照射される。

【0095】

励起光５７がＳｉＣインゴット２００に照射されると、励起光５７の波長とは異なる波長（たとえば４１０ｎｍ程度）を含む蛍光（放射光）ＦＬがＳｉＣインゴット２００から放出される。蛍光５８は、集光レンズ５４およびダイクロイックミラー５３を透過した後、第二の所定波長域の蛍光５８のみがバンドパスフィルター５５を透過し、バンドパスフィルター５５を透過した蛍光５８の輝度がホトデテクター５６によって検出される。レーザー加工装置１は、検出ユニット５０が、ＳｉＣインゴット２００の第１面２０１全体からのＳｉＣ固有の蛍光５８の輝度をホトデテクター５６で検出する。

【0096】

ホトデテクター５６は、検出した蛍光５８の輝度が所定値以上であることを示す信号、又は検出した蛍光５８の輝度が所定値よりも低いことを示す信号を制御ユニット１００に出力する。制御ユニット１００は、Ｘ軸方向位置検出ユニットとＹ軸方向位置検出ユニットの検出結果に基づいて、所定値以上の蛍光５８の輝度を検出した位置を非Ｆａｃｅｔ領域とし、蛍光５８の輝度が所定値よりも低い領域をＦａｃｅｔ領域２１７として検出する。

【0097】

実施形態２に係るレーザー加工装置１は、検出したＦａｃｅｔ領域と非Ｆａｃｅｔ領域の位置に基づいて、ＳｉＣインゴット２００にレーザー光線２１を照射する加工条件を適切に制御して、Ｆａｃｅｔ領域２１７と非Ｆａｃｅｔ領域との間に段差のない剥離層２１１を形成して、ウエーハ２２０の段差を抑制する。

【0098】

実施形態２に係るレーザー加工装置１は、ＳｉＣインゴット２００が薄くなり剥離層２１１が保持面１１と近づいても、保持面１１が検査光４１を吸収する色１５のため、保持面１１からの蛍光５８の影響を抑制することができる。その結果、レーザー加工装置１は、ＳｉＣインゴット２００のＦａｃｅｔ領域２１７と非Ｆａｃｅｔ領域の検出結果、即ち、ＳｉＣインゴット２００の検査結果の誤りを抑制することができる。

【0099】

このように、レーザー加工装置１は、保持面１１が前述した色１５であると従来から用いられてきたチャックテーブルに比べ測定される蛍光を抑制できる。その結果、レーザー加工装置１は、ＳｉＣインゴット２００が薄くなってもＦａｃｅｔ領域２１７の有無を検知する際、チャックテーブル１０の蛍光の影響が少なくなる効果あり、ＳｉＣインゴット２００に励起光５７を照射し、ＳｉＣインゴット２００の蛍光５８を検知してＦａｃｅｔ領域２１７を検出する際に、前述した構成のチャックテーブル１０を用いても良い。

【0100】

特に、実施形態２に係るレーザー加工装置１は、ＳｉＣインゴット外周付近にＦａｃｅｔ領域２１７があるＳｉＣインゴット２００もあり、Ｆａｃｅｔ領域２１７の検出ではＳｉＣインゴット２００の外周ギリギリまで検査するので、チャックテーブル１０の保持面１１が検査光４１を吸収する色１５に形成されているので、ＳｉＣインゴット２００の外周付近では、保持面１１や基台１３の外表面からの反射光の影響が大きいため、ＳｉＣインゴット２００のＦａｃｅｔ領域２１７と非Ｆａｃｅｔ領域の検出結果、即ち、ＳｉＣインゴット２００の検査結果の誤りを効果的に抑制することができる。

【0101】

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、前述した実施形態では、チャックテーブル１０の基台１３をステンレス鋼等の金属により構成したが、本発明では、素ステンレス鋼等の金属に限らず、非通気性の非多孔質材であれば、基台１３は、ガラス材量であるソーダガラス（ソーダ石灰ガラス）、ホウケイ酸ガラス又は石英ガラスなどの各種のガラスにより構成しても良く、セラミックスにより構成しても良い。

【符号の説明】

【0102】

１ レーザー加工装置
１０ チャックテーブル
１１ 保持面
１２ ポーラス板
１５ 色
２０ レーザー光線照射ユニット
２１ レーザー光線
２２ 集光点
２３ 集光器
３０ 移動ユニット
４０ 剥離層検査ユニット
４１ 検査光
２００ ＳｉＣインゴット
２０１ 第１面（上面）
２１１ 剥離層
２１３ 深さ
２２０ ウエーハ
２２２ 厚み

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】