特開 2023-158489 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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023158489

(43)【公開日】2023-10-30

(54)【発明の名称】ウエーハの生成方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20231023BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 611Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022068359

(22)【出願日】2022-04-18

(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】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

(74)【代理人】

【識別番号】100202692

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 吉文

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 良信

【テーマコード（参考）】

5F057

【Ｆターム（参考）】

5F057AA42

5F057BA01

5F057BB09

5F057CA02

5F057DA22

5F057DA31

(57)【要約】

【課題】効率よくウエーハを生成して、ウエーハの生成は不経済であるという問題を解消することができるウエーハの生成方法を提供する。
【解決手段】インゴット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インゴットの端面から生成すべき大径ウエーハを形成する第一の深さに位置付けて照射して第一の剥離層を形成する第一の剥離層形成工程と、インゴットの端面から該インゴットの直径より小さく該第一の深さより浅い第二の深さにレーザー光線の集光点を位置付けて照射して小径ウエーハを生成する第二の剥離層を形成する第二の剥離層形成工程と、インゴットの端面から該第二の剥離層に達する環状の領域にレーザー光線の集光点を位置付けて照射して該小径ウエーハの外周に対応する環状の第一分離壁を形成する分離壁形成工程と、該第一の剥離層から該大径ウエーハを剥離すると共に該第二の剥離層及び該第一分離壁から該小径ウエーハを分離して生成するウエーハ生成工程と、を含み構成される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウエーハを生成するウエーハの生成方法であって、
インゴット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インゴットの端面から生成すべき大径ウエーハを形成する第一の深さに位置付けて照射して第一の剥離層を形成する第一の剥離層形成工程と、
インゴットの端面から該インゴットの直径より小さく該第一の深さより浅い第二の深さにレーザー光線の集光点を位置付けて照射して小径ウエーハを生成する第二の剥離層を形成する第二の剥離層形成工程と、
インゴットの端面から該第二の剥離層に達する環状の領域にレーザー光線の集光点を位置付けて照射して該小径ウエーハの外周に対応する環状の第一分離壁を形成する分離壁形成工程と、
該第一の剥離層から該大径ウエーハを剥離すると共に該第二の剥離層及び該第一分離壁から該小径ウエーハを分離して生成するウエーハ生成工程と、
を含み構成されるウエーハの生成方法。

【請求項2】

該第二の剥離層形成工程において生成される該第二の剥離層は、生成すべき小径ウエーハの直径より大きく生成すべき大径ウエーハの外周領域に形成される環状補強部の内側に対応する領域にも形成され、
該分離壁形成工程では、該第一分離壁に加え、該環状補強部の内周に沿って環状の第二分離壁を形成し、
該ウエーハ生成工程では、該小径ウエーハと該環状補強部とによって挟まれた領域のリング状ウエーハも生成する請求項１に記載のウエーハの生成方法。

【請求項3】

該小径ウエーハは、規格された直径を備える請求項１又は２に記載のウエーハの生成方法。

【請求項4】

該リング状ウエーハを廃棄する請求項２に記載のウエーハの生成方法。

【請求項5】

該第一の剥離層形成工程の前又は後に生成すべき大径ウエーハに回路を形成する際に必要なアライメントマークを内部又は外部に形成する第一のアライメントマーク形成工程と、
該第二の剥離層形成工程の前又は後に生成すべき小径ウエーハに回路を形成する際に必要なアライメントマークを内部又は外部に形成する第二のアライメントマーク形成工程と、
を含む請求項１に記載のウエーハの生成方法。

【請求項6】

ウエーハを生成するウエーハの生成方法であって、
複数のデバイスが表面に形成された大径ウエーハ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該大径ウエーハの裏面から生成すべき小径ウエーハの厚みに相当する深さに位置付けて照射して該小径ウエーハの領域に小径剥離層を形成する小径剥離層形成工程と、
該大径ウエーハの裏面から該小径剥離層に達する環状の領域にレーザー光線の集光点を位置付けて照射して該小径ウエーハの外径に対応する環状の小径分離壁を形成する小径分離壁形成工程と、
該小径剥離層及び該小径分離壁から該小径ウエーハを生成する小径ウエーハ生成工程と、
を含み構成されるウエーハの生成方法。

【請求項7】

該小径剥離層形成工程における該小径剥離層は、生成すべき小径ウエーハの直径より大きく大径ウエーハの外周領域に形成される環状補強部の内側に対応する領域にも形成され、
該小径分離壁形成工程において、該小径ウエーハに対応する外周に加え、該環状補強部に対応する内周にも環状の小径分離壁を形成し、
該ウエーハ生成工程において、該小径ウエーハに加え、該小径ウエーハと該環状補強部とによって挟まれたリング状ウエーハも生成する請求項６に記載のウエーハ生成方法。

【請求項8】

該リング状ウエーハを廃棄する請求項７に記載のウエーハの生成方法。

【請求項9】

該小径剥離層形成工程の前又は後に生成すべき小径ウエーハに回路を形成する際に必要なアライメントマークを内部又は外部に形成するアライメントマーク形成工程を含む請求項６に記載のウエーハの生成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウエーハを生成するウエーハの生成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスは、シリコン、サファイア等を素材として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。そして、切削装置、レーザー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て、個々のデバイスチップに分割されて携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

【0003】

また、パワーデバイス、ＬＥＤ等は、ＳｉＣ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形成される。

【0004】

上記したデバイス、パワーデバイス、ＬＥＤ等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（例えば特許文献１を参照）。

【0005】

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は硬度が高くワイヤーソーでの切断が困難で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。

【0006】

そこで、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付けて照射し、切断予定面に分離層を形成し、ウエーハを分離する技術が本出願人によって提案され、インゴットの無駄をなくしている（例えば特許文献２を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０００－０９４２２１号公報

【特許文献2】特開２０１６－１１１１４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、上記した特許文献２に記載の技術においても、インゴットから生成されたウエーハの表面に複数のデバイスを形成した後、ウエーハの裏面を研削して例えば８００μｍの厚みを５０～１００μｍの厚みに仕上げることから、７００μｍ以上の厚み分が捨てられることになり、依然として不経済であるという問題が残っている。

【0009】

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、効率よくウエーハを生成して、ウエーハの生成は不経済であるという問題を解消することができる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】

【0010】

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、ウエーハを生成するウエーハの生成方法であって、インゴット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インゴットの端面から生成すべき大径ウエーハを形成する第一の深さに位置付けて照射して第一の剥離層を形成する第一の剥離層形成工程と、インゴットの端面から該インゴットの直径より小さく該第一の深さより浅い第二の深さにレーザー光線の集光点を位置付けて照射して小径ウエーハを生成する第二の剥離層を形成する第二の剥離層形成工程と、インゴットの端面から該第二の剥離層に達する環状の領域にレーザー光線の集光点を位置付けて照射して該小径ウエーハの外周に対応する環状の第一分離壁を形成する分離壁形成工程と、該第一の剥離層から該大径ウエーハを剥離すると共に該第二の剥離層及び該第一分離壁から該小径ウエーハを分離して生成するウエーハ生成工程と、を含み構成されるウエーハの生成方法が提供される。

【0011】

該第二の剥離層形成工程において生成される該第二の剥離層は、生成すべき小径ウエーハの直径より大きく生成すべき大径ウエーハの外周領域に形成される環状補強部の内側に対応する領域にも形成され、該分離壁形成工程では、該第一分離壁に加え、該環状補強部の内周に沿って環状の第二分離壁を形成し、該ウエーハ生成工程では、該小径ウエーハと該環状補強部とによって挟まれた領域のリング状ウエーハも生成することが好ましい。また、該小径ウエーハは、規格された直径を備えるものであることが好ましい。さらに、該リング状ウエーハを廃棄してもよい。

【0012】

該第一の剥離層形成工程の前又は後に生成すべき大径ウエーハに回路を形成する際に必要なアライメントマークを内部又は外部に形成する第一のアライメントマーク形成工程と、該第二の剥離層形成工程の前又は後に生成すべき小径ウエーハに回路を形成する際に必要なアライメントマークを内部又は外部に形成する第二のアライメントマーク形成工程と、を含むようにしてもよい。

【0013】

また、本発明によれば、ウエーハを生成するウエーハの生成方法であって、複数のデバイスが表面に形成された大径ウエーハ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該大径ウエーハの裏面から生成すべき小径ウエーハの厚みに相当する深さに位置付けて照射して該小径ウエーハの領域に小径剥離層を形成する小径剥離層形成工程と、該大径ウエーハの裏面から該小径剥離層に達する環状の領域にレーザー光線の集光点を位置付けて照射して該小径ウエーハの外径に対応する環状の小径分離壁を形成する小径分離壁形成工程と、該小径剥離層及び該小径分離壁から該小径ウエーハを生成する小径ウエーハ生成工程と、を含み構成されるウエーハの生成方法が提供される。

【0014】

該小径剥離層形成工程における該小径剥離層は、生成すべき小径ウエーハの直径より大きく大径ウエーハの外周領域に形成される環状補強部の内側に対応する領域にも形成され、該小径分離壁形成工程において、該小径ウエーハに対応する外周に加え、該環状補強部に対応する内周にも環状の小径分離壁を形成し、該ウエーハ生成工程において、該小径ウエーハに加え、該小径ウエーハと該環状補強部とによって挟まれたリング状ウエーハも生成することが好ましい。また、該リング状ウエーハを廃棄するようにしてもよい。さらに、該小径剥離層形成工程の前又は後に生成すべき小径ウエーハに回路を形成する際に必要なアライメントマークを内部又は外部に形成するアライメントマーク形成工程を含むようにしてもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明のウエーハの生成方法は、インゴット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インゴットの端面から生成すべき大径ウエーハを形成する第一の深さに位置付けて照射して第一の剥離層を形成する第一の剥離層形成工程と、インゴットの端面から該インゴットの直径より小さく該第一の深さより浅い第二の深さにレーザー光線の集光点を位置付けて照射して小径ウエーハを生成する第二の剥離層を形成する第二の剥離層形成工程と、インゴットの端面から該第二の剥離層に達する環状の領域にレーザー光線の集光点を位置付けて照射して該小径ウエーハの外周に対応する環状の第一分離壁を形成する分離壁形成工程と、該第一の剥離層から該大径ウエーハを剥離すると共に該第二の剥離層及び該第一分離壁から該小径ウエーハを分離して生成するウエーハ生成工程と、を含み構成されることから、インゴットから生成される大径ウエーハから、該大径ウエーハよりも直径が小さい小径ウエーハを生成することができ、無駄をなくすことができる。また、該小径ウエーハが生成される領域に対して上記と同様のウエーハの生成方法を実施することにより、さらに小径のウエーハを生成することも可能であり、より無駄をなくすことも可能である。

【0016】

また、本発明のウエーハの生成方法は、複数のデバイスが表面に形成された大径ウエーハ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該大径ウエーハの裏面から生成すべき小径ウエーハの厚みに相当する深さに位置付けて照射して該小径ウエーハの領域に小径剥離層を形成する小径剥離層形成工程と、該大径ウエーハの裏面から該小径剥離層に達する環状の領域にレーザー光線の集光点を位置付けて照射して該小径ウエーハの外径に対応する環状の小径分離壁を形成する小径分離壁形成工程と、該小径剥離層及び該小径分離壁から該小径ウエーハを生成する小径ウエーハ生成工程と、を含み構成されるものであることから、既に複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成された大径ウエーハの裏面を研削せずに、裏面からレーザー光線を照射して小径剥離層を形成し、捨てられるはずだった厚みの領域で直径の小さい小径ウエーハを生成すること可能となり、不経済であるという問題が解消する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】レーザー加工装置の全体斜視図である。

【図2】（ａ）第一の剥離層形成工程の実施態様を示す斜視図、（ｂ）（ａ）に示す実施態様の側面図である。

【図3】（ａ）第二の剥離層形成工程の実施態様を示す斜視図、（ｂ）（ａ）に示す実施態様の側面図である。

【図4】（ａ）分離壁形成工程の実施態様を示す斜視図、（ｂ）（ａ）に示す実施態様の側面図である。

【図5】アライメントマーク形成工程の実施態様を示す斜視図である。

【図6】第一の実施形態のウエーハ生成工程の実施態様を示す斜視図である。

【図7】（ａ）第二の実施形態の第二の剥離層形成工程の実施態様を示す斜視図、（ｂ）（ａ）に示す実施態様の側面図である。

【図8】（ａ）第二の実施形態の分離壁形成工程の実施態様を示す斜視図、（ｂ）（ａ）に示す実施態様の側面図である。

【図9】第二の実施形態のウエーハ生成工程の実施態様を示す斜視図である。

【図10】第三の実施形態の小径剥離層形成工程の実施態様を示す斜視図である。

【図11】第三の実施形態のウエーハ生成工程の実施態様を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に基づいて構成されるウエーハの生成方法に係る実施形態について、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。

【0019】

図１には、本実施形態のウエーハの生成方法を実施するのに好適なレーザー加工装置１の全体斜視図が示されている。レーザー加工装置１は、基台２と、該基台２上に配設され被加工物を保持するための保持手段３と、該保持手段３をＸ軸方向、及び該Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に移動させる移動手段４と、レーザー光線照射手段６と、アライメントを実行するための撮像手段７と、ウエーハ剥離手段８と、を含み構成されている。

【0020】

保持手段３は、図１に示すように、Ｘ軸方向において移動自在に基台２に搭載された矩形状のＸ軸方向可動板３１と、Ｙ軸方向において移動自在にＸ軸方向可動板３１に搭載された矩形状のＹ軸方向可動板３２と、Ｙ軸方向可動板３２上に配設され、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３３とを備えている。図１に示されたレーザー加工装置１で加工される被加工物は、図１、図２（ａ）に示すＳｉＣのインゴット１０である。

【0021】

移動手段４は、保持テーブル３３をＸ軸方向に移動するＸ軸移動手段４１と、保持テーブル３３をＹ軸方向に移動するＹ軸移動手段４２と、を備えている。Ｘ軸移動手段４１は、モータ４３の回転運動を、端部が軸受ブロック４４ａに支持されたボールねじ４４を介して直線運動に変換してＸ軸方向可動板３１に伝達し、基台２上にＸ軸方向に沿って配設された一対の案内レール２ａ、２ａに沿ってＸ軸方向可動板３１をＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸移動手段４２は、モータ４５の回転運動を、ボールねじ４６を介して直線運動に変換し、Ｙ軸方向可動板３２に伝達し、Ｘ軸方向可動板３１上においてＹ軸方向に沿って配設された一対の案内レール３５、３５に沿ってＹ軸方向可動板３２をＹ軸方向に移動させる。

【0022】

レーザー加工装置１は、基台２上のＸ軸移動手段４１、及びＹ軸移動手段４２の側方に立設される垂直壁部５ａ及び垂直壁部５ａの上端部から水平方向に延びる水平壁部５ｂからなる枠体５を備えている。枠体５の水平壁部５ｂの内部には、上記のレーザー光線照射手段６を構成する光学系、及び撮像手段７が収容されている。詳細については省略するが、レーザー光線照射手段６の光学系には、所望の波長のレーザー光線ＬＢを発振する発振器、該発振器から発振されたレーザー光線ＬＢの出力を調整するアッテネータ、レーザー光線ＬＢの光路を、図示を省略する集光レンズを備えた集光器６１側に変換する反射ミラー等が含まれる。図示を省略する制御手段によって、レーザー光線照射手段６から照射されるレーザー光線ＬＢの繰り返し周波数、スポット径、平均出力を制御すると共に、レーザー光線ＬＢの集光点位置を、保持テーブル３３の上面である保持面に垂直な方向（図中Ｚ軸方向）において制御する。

【0023】

本実施形態のウエーハ剥離手段８は、静止基台２に配設され、上記した案内レール２ａ、２ａの終端部（軸受ブロック４４ａ側）近傍に設置されている。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、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、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ると共に下面に複数の吸引孔を備えた吸着手段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図示を省略するＺ軸移動手段が備えられている。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、上記した制御手段にその位置信号が送られる。

【0024】

上記した制御手段は、コンピュータにより構成され、制御プログラムに従って演算処理する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、検出した検出値、演算結果等を一時的に格納するための読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、入力インターフェース及び出力インターフェースとを備えている（詳細についての図示は省略する）。該制御手段には上記のレーザー光線照射手段６の他、撮像手段７、Ｘ軸移動手段４１、Ｙ軸移動手段４２、ウエーハ剥離手段８、表示手段９等が接続されて制御される。

【0025】

上記したレーザー加工装置１は、概ね上記したとおりの構成を備えており、レーザー加工装置１を使用して実施される本実施形態のレーザー加工方法について、以下に説明する。

【0026】

まず、上記したレーザー加工装置１を用いて実施する本発明のウエーハの生成方法の第一の実施形態について、以下に説明する。

【0027】

本実施形態を実施するに際し、図１、図２に示すインゴット１０を用意する。インゴット１０は、ＳｉＣで構成され、直径が３００ｍｍの六方晶単結晶インゴットである。インゴット１０の端面を構成する表面１０ａは、別途の研磨手段により鏡面に研磨されている。このインゴット１０から、直径が３００ｍｍの大径ウエーハ１３と、直径が２００ｍｍの小径ウエーハ１４とを生成する（図６も併せて参照）。該大径ウエーハ１３と該小径ウエーハ１４の直径は、ＳＥＭＩ規格（ＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials International）が半導体産業の国際工業規格の統一を目的に定めた規格）によって規格された寸法である。インゴット１０には、結晶方位を示すオリエンテーションフラット（以下「オリフラ」という）１２が形成されている。

【0028】

上記のインゴット１０を用意したならば、レーザー加工装置１の保持テーブル３３の上面に、インゴット１０を載置して、ボンド剤、ワックス等により強固に固定する。次に、撮像手段７によって、インゴット１０の表面１０ａを撮像して、インゴット１０の表面１０ａの高さ及び外形１０ｂの形状を検出するアライメントを実施し、該外形１０ｂの形状及び該高さの情報を上記した制御手段に記憶する。

【0029】

インゴット１０の表面１０ａの外形１０ｂの形状及び表面１０ａの高さを上記の制御手段に記憶したならば、保持テーブル３３を回転してオリフラ１２の直線部が示す方向をＸ軸方向に整合させると共に、保持テーブル３３をＸ軸方向に移動して、レーザー光線照射手段６の集光器６１の直下に位置付ける。次いで、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、インゴット１０に対して透過性を有する波長のレーザー光線ＬＢの集光点Ｐをインゴット１０の表面１０ａから生成すべき大径ウエーハ１３（図３（ａ）を参照）を形成する第一の深さ（例えば８００μｍ）に位置付けて照射して、インゴット１０をＸ軸方向に加工送りしながら改質層１００を形成する。該改質層１００を形成したならば、レーザー光線ＬＢの照射位置を、Ｙ軸方向に例えば４００μｍ割り出し送りして、先に形成した改質層１００に平行な位置で該第一の深さに集光点Ｐを位置付けて、Ｘ軸方向に加工送りしながらレーザー光線ＬＢを照射して同様の改質層１００を形成する。これらを繰り返して、インゴット１０の表面１０ａに沿う全域に複数の改質層１００を形成することで、第一の剥離層１００Ａが形成される。以上により本実施形態の第一の剥離層形成工程が完了する。なお、第一の剥離層形成工程におけるレーザー加工条件は、例えば以下のとおりである。

【0030】

＜第一の剥離層形成工程のレーザー加工条件＞
波長 ：１０６４ｎｍ
平均出力 ：７～１６Ｗ
繰り返し周波数 ：３０ｋＨｚ
パルス幅 ：３ｎｓ
加工送り速度 ：１６５ｍｍ／ｓ
デフォーカス ：３００μｍ（表面１０ａから深さ８００μｍの位置に第一の剥離層１００Ａを形成する）

【0031】

なお、詳細については省略するが、上記のインゴット１０は、オリフラ１２の直線部と直交する方向に所定のオフ角α傾斜したｃ軸と、該ｃ軸に直交するｃ面とを備えるように製造されている。該ｃ面は、インゴット１０の表面１０ａに対して該オフ角α傾斜している。該オフ角αは、例えば４°である。そして、上記した第一の剥離層形成工程を実施することにより、所定の改質層１００から隣接する改質層１００に向かって該ｃ面に沿ってクラックが伸長し、該改質層１００及び該クラックにより第一の剥離層１００Ａが形成される。

【0032】

上記したように、第一の剥離層形成工程を実施したならば、以下に説明する第二の剥離層形成工程を実施する。

【0033】

第二の剥離層形成工程では、図３に示すように、インゴット１０の端面を構成する表面１０ａからインゴット１０の直径（３００ｍｍ）を外径とする大径ウエーハ１３より小さく上記した第一の深さ（８００μｍ）より浅い第二の深さ（例えば７００μｍ）にレーザー光線ＬＢの集光点Ｐを位置付けて照射して小径ウエーハ１４を生成する第二の剥離層１１０Ａを形成する。

【0034】

第二の剥離層形成工程でレーザー光線ＬＢが照射される領域は、図３（ａ）に示すように、インゴット１０の端面全域をウエーハの生成領域とする大径ウエーハ１３よりも小さい直径２００ｍｍの小径ウエーハ１４を生成する外周１４ａによって規定される領域である。なお、図３（ａ）に示す外周１４ａは仮想線であり実際に目視されない。外周１４ａの位置情報は、上記した制御手段に予め記憶されている。また、小径ウエーハ１４にも、結晶方位を示すオリフラ１４ｂが形成され、外周１４ａには、該オリフラ１４ｂを形成する直線部も含まれる。該オリフラ１４ｂは、インゴット１０に形成されたオリフラ１２と平行である。第二の剥離層形成工程では、制御手段に記憶された外周１４ａの位置情報に基づき、インゴット１０の表面１０ａ上の外周１４ａ上にレーザー光線照射手段６の集光器６１を位置付けて、インゴット１０に対して透過性を有する波長のレーザー光線ＬＢの集光点Ｐを該第二の深さ（７００μｍ）に位置付け、インゴット１０をＸ軸方向に加工送りしながら、改質層１１０を形成する。改質層１１０を形成する始端と終端は、上記した外周１４ａ上に設定される。該改質層１１０を形成したならば、レーザー光線ＬＢの照射位置を、Ｙ軸方向に例えば４００μｍ割り出し送りして、先に形成した改質層１１０に平行な位置で該第二の深さに集光点Ｐを位置付けて、Ｘ軸方向に加工送りしながらレーザー光線ＬＢを照射して上記と同様の改質層１１０を形成する。これらを繰り返して、上記した外周１４ａで規定された領域内全体に改質層１１０を形成する。この改質層１１０を形成する際にも、上記した改質層１００と同様に、隣接する改質層１１０との間にクラックが伸長する。以上により、図３（ｂ）に示すように、改質層１１０と該クラックとにより第二の剥離層１１０Ａが形成され、本実施形態の第二の剥離層形成工程が完了する。なお、第二の剥離層形成工程におけるレーザー加工条件は、例えば以下のとおりである。
る。

【0035】

＜第二の剥離層形成工程のレーザー加工条件＞
波長 ：１０６４ｎｍ
平均出力 ：７～１６Ｗ
繰り返し周波数 ：３０ｋＨｚ
パルス幅 ：３ｎｓ
加工送り速度 ：１６５ｍｍ／ｓ
デフォーカス ：２６０μｍ（表面１０ａから深さ７００μｍの位置に第二の剥離層１１０Ａを形成する）

【0036】

上記したように、第一の剥離層形成工程、第二の剥離層形成工程により、第一の剥離層１００Ａ、第二の剥離層１１０Ａを形成したならば、以下に説明する分離壁形成工程を実施する。

【0037】

該分離壁形成工程を実施するに際し、制御手段に記憶された小径ウエーハ１４の外周１４ａの情報に基づき、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、外周１４ａで規定される環状の領域にレーザー光線ＬＢの集光点Ｐを位置付けて照射し、保持テーブル３３を矢印Ｒ１で示す方向に回転させて、外周１４ａに沿って環状の第一分離壁１２０を形成する。なお、外周１４ａ上のオリフラ１４ｂの領域に該第一分離壁１２０を形成する際には、保持テーブル３３の回転を停止してＸ軸移動手段４１を作動してＸ軸方向に加工送りすることで、オリフラ１４ｂに直線状の第一分離壁１２０を形成する。また、該第一分離壁１２０は、レーザー光線ＬＢの集光点Ｐを位置付ける深さを、上下方向において複数回変化させてレーザー加工を実施し、複数の深さ位置に改質層を形成することで生成することが好ましく、本実施形態では、集光点Ｐの表面１０ａからの深さを、５００μｍ、３７５μｍ、２５０μｍ、１２５μｍと変化させて、４層の改質層を外周１４ａに沿って形成することで、第二の剥離層１１０Ａに達する環状の領域に第一分離壁１２０を形成する分離壁形成工程が完了する。なお、該分離壁形成工程におけるレーザー加工条件は、例えば以下のとおりである。

【0038】

＜分離壁形成工程のレーザー加工条件＞
波長 ：１０６４ｎｍ
平均出力 ：７～１６Ｗ
繰り返し周波数 ：３０ｋＨｚ
パルス幅 ：３ｎｓ
加工送り速度 ：１６５ｍｍ／ｓ
デフォーカス ：２００μｍ、１５０μｍ、１００μｍ、５０μｍ（表面１０ａから深さ５００μｍ、３７５μｍ、２５０μｍ、１２５μｍの位置に改質層を形成する）

【0039】

上記した説明では、第一の剥離層形成工程、第二の剥離層形成工程、分離壁形成工程を順に実施する例を説明したが、本発明は、該第一の剥離層形成工程の前又は後に該大径ウエーハ１３に回路を形成する際に必要なアライメントマークを形成する第一のアライメントマーク形成工程を実施するようにしてもよい。該アライメントマークは、図５（ａ）に示すように、例えば、上記した第一の剥離層形成工程によって第一の剥離層１００Ａを形成した後、追って説明するウエーハ生成工程によって分離され生成される大径ウエーハ１３に回路を形成する際に必要となるＸ軸方向及びＹ軸方向を特定するために形成されるアライメントマーク１３ａである。図５（ａ）から理解されるように、該アライメントマーク１３ａは、Ｘ軸方向を特定する２点、及びＹ軸方向を特定する２点に形成されることが好ましく、本実施形態では、合計３ヶ所に形成されている。該アライメントマーク１３ａは、例えば、上記の分離壁形成工程におけるレーザー加工条件に準じた加工条件により大径ウエーハ１３の内部に改質層を形成するものであり、例えば平面視で「＋」の形状となるように形成される。また、該アライメントマーク１３ａは、大径ウエーハ１３に回路等が形成される際に邪魔にならないように、外形１０ｂの近くであって、回路等が形成されない外周余剰領域に形成される。なお、本発明の第一のアライメントマーク形成工程は、該第一の剥離層形成工程の前又は後に実施することが可能であるが、第一の剥離層１００Ａの形成の妨げにならないように、該第一の剥離層形成工程の後に実施することが好ましい。さらに、第一のアライメントマーク形成工程によって形成されるアライメントマーク１３ａは、上記した形態に限定されず、例えば、インゴット１０の表面１０ａにレーザー光線ＬＢの集光点Ｐを位置付けて、アブレーション加工によりアライメントマーク１３ａを形成するものであってもよい。ただし、その場合は、後に実行される研削・研磨加工によって該アライメントマーク１３ａが消失しない深さで加工することが好ましい。

【0040】

また、該第二の剥離層形成工程の前又は後に、該小径ウエーハ１４に回路を形成する際に必要なアライメントマークを形成する第二のアライメントマーク形成工程を実施するようにしてもよい。該アライメントマークは、例えば、上記した第二の剥離層形成工程によって第二の剥離層１１０Ａを形成した後、追って説明するウエーハ生成工程によって分離され生成される小径ウエーハ１４に対し、小径ウエーハ１４に回路を形成する際に必要となるＸ軸方向及びＹ軸方向を特定するために形成されるアライメントマーク１４ｃ（図５（ｂ）を参照）である。図５（ｂ）に示すように、該アライメントマーク１４ｃは、上記したアライメントマーク１３ａと同様に、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向が特定されるように少なくとも合計３ヶ所に形成されていることが好ましい。該アライメントマーク１４ｃは、例えば、上記の第一のアライメントマーク形成工程において実行されたレーザー加工条件に準じた加工条件により実行されて、小径ウエーハ１４の内部に改質層で形成するものであり、上記と同様に、例えば平面視で「＋」の形状となるように形成される。また、該アライメントマーク１４ｃは、小径ウエーハ１４に回路等が形成される際に邪魔にならないように、回路等が形成されない外周余剰領域に形成される。なお、本発明の第二のアライメントマーク形成工程は、該第二の剥離層形成工程の前又は後のいずれでも実施することが可能であるが、第二の剥離層１１０Ａの形成の妨げにならないように、該第二の剥離層形成工程の後に実施することが好ましい。本発明の第二のアライメントマーク形成工程によって形成されるアライメントマーク１４ｃは、上記したアライメントマーク１３ａと同様に、インゴット１０の表面１０ａに集光点Ｐを位置付けて、アブレーション加工によりアライメントマーク１４ａを形成するものであってもよい。該アライメントマーク１３ａ、１４ｃを、レーザー光線ＬＢを照射する上記のアライメントマーク形成工程によって形成することで、別途の装置により、露光及びエッチング等でアライメントマークを形成する必要がなく、生産性が向上する。

【0041】

上記したように、第一の剥離層形成工程、第二の剥離層形成工程、分離壁形成工程、アライメントマーク形成工程等を実施したならば、以下に説明するウエーハ生成工程を実施する。

【0042】

ウエーハ生成工程は、図６に示すように、上記した第一の剥離層１００Ａを起点として大径ウエーハ１３を剥離すると共に、上記した第二の剥離層１１０Ａ及び第一分離壁１２０を起点として小径ウエーハ１４を分離して生成する工程である。このウエーハ生成工程は、例えば図１に基づき説明したウエーハ剥離手段８を使用することにより実施することができる。ウエーハ生成工程を実施するに際しては、レーザー加工装置１の移動手段４を作動することにより、保持テーブル３３を移動して、インゴット１０の表面１０ａを、ウエーハ剥離手段８の吸着手段８４の直下に位置付ける。次いで、剥離ユニットケース８１に内蔵されたＺ軸移動手段（図示は省略している）により剥離ユニットアーム８２と共に吸着手段８４を下降して、インゴット１０の表面１０ａに圧接する。次いで、吸着手段８４の吸引孔に負圧を生成してインゴット１０の表面１０ａを吸着する。

【0043】

吸着手段８４により表面１０ａを吸着したならば、パルスモータ８３により吸着手段８４を回転させることにより、上記した第一の剥離層１００Ａにねじりを発生させて、小径ウエーハ１４と一体になっている大径ウエーハ１３をインゴット１０から剥離する。このようにして大径ウエーハ１３を剥離したならば、別途の剥離手段を使用して、上記の第二の剥離層１１０Ａ、第一分離壁１２０から小径ウエーハ１４を分離して生成する。なお、図６に示すように、大径ウエーハ１３の中央の領域には、小径ウエーハ１４を生成したことにより１００μｍの厚みに形成された薄化部１３ａが形成される。そして、インゴット１０から生成された大径ウエーハ１３、及び小径ウエーハ１４の表面、及び裏面は、回路を形成する前に研磨されて鏡面に仕上げられる。以上によりウエーハ生成工程が完了し、本発明のウエーハの生成方法が完了する。

【0044】

上記した第一の実施形態によれば、インゴット１０から生成される直径３００ｍｍの大径ウエーハ１３から、直径２００ｍｍの小径ウエーハ１４を生成することができ、無駄をなくすことができる。また、該小径ウエーハ１４が生成される領域に対して上記と同様のウエーハの生成方法を実施することにより、直径２００ｍｍの小径ウエーハ１４から、さらに小径の１５０ｍｍのウエーハを生成することも可能であり、より無駄をなくすことも可能である。

【0045】

図６に示すように、本実施形態のウエーハの生成方法を実施して、インゴット１０から大径ウエーハ１３、小径ウエーハ１４を形成することで、インゴット１０の表面１０ａは粗面となる。よって、次にインゴット１０から大径ウエーハ１３、小径ウエーハ１４を生成するに際しては、別途の研磨手段を使用して、インゴット１０の表面１０ａを研磨して鏡面に仕上げる。

【0046】

本発明は、上記した第一の実施形態に限定されず、以下に説明する第二の実施形態であってもよい。

【0047】

第二の実施形態では、上記した第一の実施形態と同様のインゴット１０を用意し、図２に基づき説明したように、生成すべき大径ウエーハ１３を形成する第一の深さ（例えば表面１０ａから８００μｍの位置）に第一の剥離層１００Ａを形成する第一の剥離層形成工程を実施する。次いで、上記した第二の剥離層形成工程を実施するに際し、図７（ａ）に示すように、生成すべき小径ウエーハ１４の直径より大きく生成すべき大径ウエーハ１３の外周領域に沿って形成される環状補強部１１の内周１１ａの内側に対応する領域全体に、上記した改質層１１０と同様の第二の深さ（７００μｍ）で、改質層１１０’を形成するレーザー加工を実施する。この結果、上記した改質層１１０’及びクラックの伸長により、図７（ｂ）に示すように、第二の剥離層１１０’Ａが形成される。なお、該第二の剥離層１１０’Ａを形成する際のレーザー加工条件は、上記した改質層１１０を形成する際のレーザー加工条件と同一のレーザー加工条件に設定される。

【0048】

上記した第二の剥離層形成工程を実施したならば、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、上記した分離壁形成工程において形成した第一の分離壁１２０に加え、環状補強部１１の内周１１ａに沿って、環状の第二分離壁１３０を形成する。該第二分離壁１３０は、上記した第一の分離壁１２０を形成する際に実施したのと同様のレーザー加工条件、及び手順により形成されるものであり、インゴット１０の表面１０ａから、環状補強部１１の内周１１ａの領域にレーザー光線ＬＢの集光点Ｐを位置付けて照射して、内周１１ａの内周１１ａに沿って環状の第二の分離壁１３０を形成する。

【0049】

上記した第二の実施形態による第一の剥離層形成工程、第二の剥離層形成工程、及び分離壁形成工程を実施したならば、ウエーハ剥離手段８を使用して、第一の実施形態において説明したのと略同様の手順によりウエーハ生成工程を実施して、本実施形態のウエーハの生成方法が完了する。このウエーハ生成工程では、上記した第二の剥離層形成工程、及び分離壁形成工程を実施していることから、図９に示すように、環状補強部１１を有する大径ウエーハ１３’、及び小径ウエーハ１４に加え、小径ウエーハ１４と大径ウエーハ１３’の環状補強部１１とによって挟まれた領域で形成されるリング状ウエーハ１５も生成される。

【0050】

上記した第二の実施形態で生成される大径ウエーハ１３’は、小径ウエーハ１４及びリング状ウエーハ１５を分離することにより第一の実施形態により形成された薄化部１３ａよりも広い領域の薄化部１３’ａが形成される。また、大径ウエーハ１３’の薄化部１３’ａは、小径ウエーハ１４、リング状ウエーハ１５を分離したことにより１００μｍの厚さが広い領域で実現されるが、上記した環状補強部１１が形成され補強されていることにより、加工時の取り扱いが容易になる。なお、本実施形態で形成されたリング状ウエーハ１５は廃棄する。

【0051】

さらに、本発明に基づき構成されるウエーハの生成方法に係る第三の実施形態について説明する。上記した第一、第二の実施形態では、インゴット１０から、大径ウエーハ１３（又は大径ウエーハ１３’）と、小径ウエーハ１４とを生成したが、この第三の実施形態によれば、図１０に示す複数のデバイス２２が表面２０ａに形成された大径ウエーハ２０から、小径ウエーハを生成することも可能である。以下に、この第三の実施形態について説明する。

【0052】

まず、本発明の第三の実施形態を実施するに際し、図１０の右方に示す大径ウエーハ２０を用意する。大径ウエーハ２０は、例えば、直径が３００ｍｍ、厚みが８００μｍのＳｉＣのウエーハであり、複数のデバイス２２が分割予定ライン２４によって区画され表面２０ａに形成されたウエーハである。大径ウエーハ２０には、結晶方位を示すオリフラ２０ｃが形成されている。このような大径ウエーハ２０を用意したならば、大径ウエーハ２０と同様の寸法で形成された保護テープＴを表面２０ａに貼着し一体とする。次いで、保護テープＴと一体とされた大径ウエーハ２０を反転して裏面２０ｂを上方に、保護テープＴ側を下方に向けて、上記したレーザー加工装置１の保持テーブル３３の上面に載置して接着剤等により固定する。

【0053】

上記した保持テーブル３３に大径ウエーハ２０を固定したならば、図７に基づき説明した、第二の実施形態における第二の剥離層形成工程と略同様の小径剥離層形成工程を実施する。該小径剥離層形成工程を実施するに際し、まず、レーザー加工装置１の撮像手段７によって大径ウエーハ２０を撮像して、大径ウエーハ２０の形状、及び裏面２０ｂの高さを検出する。次いで、図１０に示すように、レーザー光線照射手段６の集光器６１の直下にウエーハ２０を位置付ける。そして、大径ウエーハ２０を構成するＳｉＣに対して透過性を有する波長のレーザー光線ＬＢの集光点Ｐを大径ウエーハ２０の裏面２０ｂから生成すべき小径ウエーハ２５の厚みに相当する深さ（例えば７００μｍ）に位置付ける。そして、該レーザー光線ＬＢを照射すると共に、上記の移動手段４を作動して、外周２５ａによって規定される小径ウエーハ２５の直径より大きく大径ウエーハ２０の外周領域に沿って形成される環状補強部２１の内周２１ａの内側に対応する領域全体に、上記した改質層１１０と同様の改質層を形成し、該改質層と伸長するクラックとからなる小径剥離層１４０を形成する。なお、小径剥離層１４０を形成する際のレーザー加工条件は、上記した改質層１１０、１１０’を形成する第二の剥離層形成工程のレーザー加工条件と同一のレーザー加工条件に設定される。

【0054】

上記した小径剥離層形成工程を実施したならば、大径ウエーハ２０の裏面２０ｂから小径剥離層１４０に達する環状の領域にレーザー光線ＬＢの集光点を位置付けて照射して、該小径ウエーハ２５の外周２５ａに対応して環状の小径分離壁を形成する小径分離壁形成工程と、該小径剥離層１４０及び該小径分離壁から該小径ウエーハ２５を生成する小径ウエーハ生成工程とを実施する。該小径分離壁形成工程は、上記した図４に基づき説明した分離壁形成工程と同様のレーザー加工条件及び手順により実施され、該小径分離壁は、上記した第一分離壁１２０と同様の形態で外周２５ａ上に形成されるものであり、詳細についての説明は省略する。

【0055】

さらに、この第三に実施形態の小径分離壁形成工程では、環状補強部２１の内周２１ａに対応する領域にも環状の分離壁を形成する。環状補強部２１の内周２１ａに対応する領域に形成される分離壁は、上記した第二の実施形態における分離壁形成工程において形成した環状の第二分離壁１３０と同様のレーザー加工条件、手順により形成される分離壁であり、詳細についての説明は省略する。

【0056】

上記したように、小径剥離層形成工程、小径分離壁形成工程を実施したならば、上記した第一、第二の実施形態のウエーハ生成工程と同様の手順により、小径ウエーハ生成工程を実施して、図１１に示すように、環状補強部２１を有する大径ウエーハ２０、及びオリフラ２５ｂを有する小径ウエーハ２５に加え、小径ウエーハ２５と大径ウエーハ２０の環状補強部２１とによって挟まれた領域で形成され、オリフラ２３ａ、開口部２３ｂを有するリング状ウエーハ２３も生成される。上記したように、小径ウエーハ２５の厚みは７００μｍであり、大径ウエーハ２０の環状補強部２１の内側には、厚みが１００μｍの薄化部２０ｄが形成される。なお、本実施形態で形成されたリング状ウエーハ２３は廃棄する。

【0057】

上記した説明では省略したが、第三の実施形態においても、小径剥離層形成工程の前又は後に、小径ウエーハ２５に回路を形成する際に必要なアライメントマークを内部又は外部に形成するアライメントマーク形成工程を実施するようにしてもよい。該アライメントマーク形成工程は、上記した図５（ｂ）に基づき説明したアライメントマーク１４ｃと同様のアライメントマークを形成する工程であって、上記したのと同様の効果を奏するものであり、詳細な説明は省略する。

【0058】

上記した第三の実施形態によれば、既に複数のデバイス２２が分割予定ライン２４によって区画され表面２０ａに形成された直径３００ｍｍの大径ウエーハ２０の裏面２０ｂを研削せずに、裏面２０ｂからレーザー光線を照射して小径剥離層１４０を形成し、捨てられるはずだった７００μｍの厚みで直径２００ｍｍの小径ウエーハ２５を生成すること可能となり、不経済であるという問題が解消する。また、上記のようにレーザー光線ＬＢにより実施されるアライメントマーク形成工程を含むことで、上記したように、別途の装置による露光及びエッチングを実施してアライメントマークを形成する必要がなく、生産性が向上する。

【符号の説明】

【0059】

１：レーザー加工装置
２：基台
２ａ、２ａ：案内レール
３：保持手段
３１：Ｘ軸方向可動板
３２：Ｙ軸方向可動板
３３：保持テーブル
４：移動手段
４１：Ｘ軸移動手段
４２：Ｙ軸移動手段
５：枠体
６：レーザー光線照射手段
６１：集光器
７：撮像手段
８：ウエーハ剥離手段
８１：剥離ユニットケース
８２：剥離ユニットアーム
８３：剥離用パルスモータ
８４：吸着手段
９：表示手段
１０：インゴット
１０ａ：端面（上面）
１０ｂ：外形
１１：環状補強部
１２：オリエンテーションフラット（オリフラ）
１３：大径ウエーハ
１３ａ：アライメントマーク
１４：小径ウエーハ
１４ａ：外周
１４ｂ：オリフラ
１４ｃ：アライメントマーク
１５：リング状ウエーハ
２０：大径ウエーハ
２０ａ：表面
２０ｂ：裏面
２１：環状補強部
２２：デバイス
２３：リング状ウエーハ
２４：分割予定ライン
２５：小径ウエーハ
２５ａ：外形
１００：改質層
１００Ａ：第一の剥離層
１１０、１１０’：改質層
１１０Ａ、１１０’Ａ：第二の剥離層
１２０：第一分割壁
１３０：第二分離壁
１４０：小径剥離層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】