特開 2024-130583 水精製装置及びウエーハの製造方法

(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】P2024130583

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】水精製装置及びウエーハの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 9/00 20230101AFI20240920BHJP

   C02F 1/42 20230101ALI20240920BHJP

   C02F 1/20 20230101ALI20240920BHJP

   C02F 1/32 20230101ALI20240920BHJP

   B01D 19/00 20060101ALI20240920BHJP

   B01D 24/00 20060101ALI20240920BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

C02F9/00

C02F1/42 A

C02F1/20 Z

C02F1/32

B01D19/00 C

B01D19/00 101

B01D29/00 Z

H01L21/304 611Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023040408

(22)【出願日】2023-03-15

(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】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

(74)【代理人】

【識別番号】100206553

【弁理士】

【氏名又は名称】笠原 崇廣

(74)【代理人】

【識別番号】100189773

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 英哲

(74)【代理人】

【識別番号】100184055

【弁理士】

【氏名又は名称】岡野 貴之

(74)【代理人】

【識別番号】100185959

【弁理士】

【氏名又は名称】今藤 敏和

(72)【発明者】

【氏名】野本 朝輝

(72)【発明者】

【氏名】平田 和也

【テーマコード（参考）】

4D011

4D025

4D037

4D116

5F057

【Ｆターム（参考）】

4D011AA16

4D011AA17

4D011AA18

4D011AD03

4D011AD06

4D025AA06

4D025AB07

4D025AB18

4D025AB19

4D025BA09

4D025BA10

4D025BA14

4D025BA15

4D025BB09

4D025BB10

4D025CA04

4D025CA05

4D025DA01

4D025DA04

4D025DA10

4D037AA08

4D037AB03

4D037BA17

4D037BA23

4D037BB02

4D037BB07

4D037CA02

4D037CA03

4D037CA15

4D116AA27

4D116BB01

4D116BC27

4D116FF09B

4D116FF15B

4D116FF18B

4D116KK04

4D116QA26C

4D116QA26E

4D116QA26G

4D116QA42C

4D116QA42E

4D116QA42G

4D116QA43C

4D116QA43E

4D116QA43G

4D116QA44C

4D116QA44E

4D116QA44G

4D116QA54C

4D116QA54E

4D116QA54G

4D116QC04A

4D116TT05

4D116TT06

4D116TT07

4D116UU20

4D116VV07

4D116VV30

5F057AA14

5F057BA01

5F057BB09

5F057CA02

5F057DA20

5F057DA22

5F057DA26

5F057DA31

5F057EC29

5F057FA45

(57)【要約】

【課題】超音波を効率よく伝播できる水を供給する水精製装置を提供する。
【解決手段】内部を流れる水を精製する水精製装置であって、該水を濾過して固体粒子を除去するための濾過フィルタと、該濾過フィルタよりも下流に設けられ、かつ、該水に紫外線を照射して殺菌するための殺菌ユニットと、該殺菌ユニットよりも下流に設けられ、かつ、該水に含まれる不純物イオンとイオン交換して不純物を除去するためのイオン交換フィルタと、該水を脱気するための脱気ユニットと、該脱気ユニットよりも下流に設けられ、かつ、該水の溶存酸素濃度を測定するための測定ユニットと、を備える水精製装置を提供する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部を流れる水を精製する水精製装置であって、
該水を濾過して固体粒子を除去するための濾過フィルタと、
該濾過フィルタよりも下流に設けられ、かつ、該水に紫外線を照射して殺菌するための殺菌ユニットと、
該殺菌ユニットよりも下流に設けられ、かつ、該水に含まれる不純物イオンとイオン交換して不純物を除去するためのイオン交換フィルタと、
該水を脱気するための脱気ユニットと、
該脱気ユニットよりも下流に設けられ、かつ、該水の溶存酸素濃度を測定するための測定ユニットと、
を備える水精製装置。

【請求項2】

該測定ユニットは、該水を透過した深紫外線の強度を参照して該溶存酸素濃度を測定する請求項１に記載の水精製装置。

【請求項3】

該脱気ユニットは、該濾過フィルタよりも下流かつ該殺菌ユニットよりも上流に設けられ、
該測定ユニットは、該イオン交換フィルタよりも上流に設けられ、
該殺菌ユニットと該測定ユニットとは、深紫外線照射部を共有する請求項２に記載の水精製装置。

【請求項4】

該脱気ユニットの動作条件を調整するためのコントローラをさらに備え、
該コントローラは、該測定ユニットによって測定された該溶存酸素濃度が所定の値超である場合に該溶存酸素濃度が小さくなるように該動作条件を調整する請求項１に記載の水精製装置。

【請求項5】

該測定ユニットを通過した該水を順水路に流入させる順状態又は該脱気ユニットに戻すための逆水路に流入させる逆状態のいずれかの状態となるバルブと、
該バルブの状態を調整するためのコントローラと、をさらに備え、
該コントローラは、該測定ユニットによって測定された該溶存酸素濃度が所定の値超である場合に該バルブを該逆状態とし、該測定ユニットによって測定された該溶存酸素濃度が該所定の値以下である場合に該バルブを該順状態とする請求項１に記載の水精製装置。

【請求項6】

該脱気ユニット及び該測定ユニットは、該濾過フィルタよりも下流かつ該殺菌ユニットよりも上流、該殺菌ユニットよりも下流かつ該イオン交換フィルタよりも上流、又は、該イオン交換フィルタよりも下流に設けられている請求項１に記載の水精製装置。

【請求項7】

該脱気ユニットは、
該水を貯めることが可能なチャンバと、
該チャンバの内部空間を減圧するための減圧部と、
該チャンバに流入した該水に超音波を付与するための超音波発振部と、を含む請求項１に記載の水精製装置。

【請求項8】

該超音波発振部は、０．１ＭＨｚ～１．０ＭＨｚの超音波を発振し、
該減圧部は、該チャンバの該内部空間を０．２気圧以下に減圧する請求項７に記載の水精製装置。

【請求項9】

該脱気ユニットは、該溶存酸素濃度が２．０ｍｇ／Ｌ以下になるように該水を脱気する請求項１に記載の水精製装置。

【請求項10】

該濾過フィルタ及び該脱気ユニットよりも上流に設けられ、かつ、該水を利用して処理を行う水利用装置の排水口に接続可能な第１配管と、
該イオン交換フィルタ及び該測定ユニットよりも下流に設けられ、かつ、該水利用装置の給水口に接続可能な第２配管と、をさらに備える請求項１に記載の水精製装置。

【請求項11】

該イオン交換フィルタよりも下流に設けられ、かつ、該水を濾過して該イオン交換フィルタに由来した固体粒子を除去するための第２濾過フィルタと、
該第２濾過フィルタよりも下流に設けられ、かつ、該水の温度を調整するための温度調整ユニットと、をさらに備える請求項１に記載の水精製装置。

【請求項12】

該濾過フィルタよりも上流に設けられ、かつ、該水を収容するタンクをさらに備える請求項１に記載の水精製装置。

【請求項13】

インゴットからウエーハを製造するウエーハの製造方法であって、
該インゴットを透過する波長のレーザービームの集光点を該インゴットの端面から該ウエーハの厚みに対応する深さに位置づけながら該レーザービームを該インゴットに照射することによって、改質部と該改質部から伸展するクラックとを含む脆化層を形成する脆化層形成工程と、
該脆化層形成工程の後に、水精製装置によって精製された水が該インゴットの該端面に供給された状態で該水を介して該インゴットに超音波を伝播させることによって、該クラックをさらに伸展させて該脆化層において該インゴットを劈開させる劈開工程と、を備え、
該水精製装置は、
該水を濾過して固体粒子を除去するための濾過フィルタと、
該濾過フィルタよりも下流に設けられ、かつ、該水に紫外線を照射して殺菌するための殺菌ユニットと、
該殺菌ユニットよりも下流に設けられ、かつ、該水に含まれる不純物イオンとイオン交換して不純物を除去するためのイオン交換フィルタと、
該水を脱気するための脱気ユニットと、
該脱気ユニットよりも下流に設けられ、かつ、該水の溶存酸素濃度を測定するための測定ユニットと、
を備えるウエーハの製造方法。

【請求項14】

該インゴットは、単結晶ＳｉＣからなる請求項１３に記載のウエーハの製造方法。

【請求項15】

該端面は、単結晶ＳｉＣのｃ面と非平行であり、
該脆化層形成工程においては、
該ｃ面と該端面とが交差する交差線に平行な方向に沿って、該レーザービームの該集光点と該インゴットとを相対的に移動させながら該インゴットに該レーザービームを照射する照射工程と、
該交差線に垂直な方向に沿って、該レーザービームの該集光点が形成される位置と該インゴットとを相対的に移動させるインデックス工程と、
が交互に繰り返し実施される請求項１４に記載のウエーハの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内部を流れる水を精製する水精製装置とインゴットからウエーハを製造するウエーハの製造方法とに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスのチップは、一般的に、円盤状のウエーハを用いて製造される。このウエーハは、例えば、ワイヤーソーを用いて円柱状の半導体インゴットから切り出された後、表面が研磨されて鏡面に仕上げられることによって製造される。

【0003】

具体的には、インゴットからワイヤーソーを用いてウエーハを切り出すと、その表面には微細な凹凸が形成され、また、ウエーハが全体的に湾曲する（ウエーハに反りが生じる）。そのため、このように切り出されたウエーハは、凹凸を除去して平坦化するために表面が研磨されることが多い。

【0004】

ただし、ウエーハを研磨すると、ウエーハの一部が研磨屑となって廃棄され、ウエーハが薄くなる。この点を踏まえて、ウエーハは、一般的に、半導体デバイスの製造に用いられるウエーハより厚くなるようにインゴットから切り出される。

【0005】

半導体デバイスのチップの製造に用いられるインゴットは高価である。そのため、研磨を必要とする方法によってウエーハを生成すると、このウエーハを用いて製造される半導体デバイスのチップの製造コストも高くなりやすい。

【0006】

さらに、パワーデバイス用の材料等として期待されている単結晶ＳｉＣ（炭化シリコン）は硬度が高い。そのため、ワイヤーソーを用いて単結晶ＳｉＣからなるインゴットからウエーハを切り出す場合、その所要時間が長くなりやすく、また、ワイヤーソーが摩耗しやすい。

【0007】

その結果、単結晶ＳｉＣからなるウエーハの製造コストは高くなりやすい。この点に鑑み、ワイヤーソーを用いることなく、レーザービームを利用してインゴットからウエーハを製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0008】

具体的には、この方法においては、インゴットを透過する波長のレーザービームの集光点をインゴットの内部に位置づけながらレーザービームをインゴットに照射する。これにより、インゴットの内部に改質部と改質部から伸展するクラックとを含む脆化層が形成される。そして、この脆化層においてインゴットを劈開させることによってウエーハが製造される。

【0009】

さらに、脆化層においてインゴットを劈開させる方法として、超音波を利用する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。具体的には、この方法においては、インゴットの端面に水が供給された状態で水を介してインゴットに超音波を伝播させる。これにより、クラックがさらに伸展して脆化層においてインゴットが劈開する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２０１６－１１１１４３号公報

【特許文献2】特開２０１６－１４６４４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかしながら、脆化層が形成されたインゴットに水を介して超音波を伝播させる場合には、脆化層においてインゴットを劈開させるための所要時間が長くなりやすい。そのため、この場合には、水において超音波のエネルギーを減衰させることなく、超音波を効率よくインゴットに伝播させることが重要になる。

【0012】

この点に鑑み、本発明の目的は、超音波を効率よく伝播できる水を供給する水精製装置と、脆化層においてインゴットを劈開させるための所要時間を短くできるウエーハの製造方法と、を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の一側面によれば、内部を流れる水を精製する水精製装置であって、該水を濾過して固体粒子を除去するための濾過フィルタと、該濾過フィルタよりも下流に設けられ、かつ、該水に紫外線を照射して殺菌するための殺菌ユニットと、該殺菌ユニットよりも下流に設けられ、かつ、該水に含まれる不純物イオンとイオン交換して不純物を除去するためのイオン交換フィルタと、該水を脱気するための脱気ユニットと、該脱気ユニットよりも下流に設けられ、かつ、該水の溶存酸素濃度を測定するための測定ユニットと、を備える水精製装置が提供される。

【0014】

なお、本発明の水精製装置においては、該測定ユニットは、該水を透過した深紫外線の強度を参照して該溶存酸素濃度を測定することが好ましい。さらに、該脱気ユニットは、該濾過フィルタよりも下流かつ該殺菌ユニットよりも上流に設けられ、該測定ユニットは、該イオン交換フィルタよりも上流に設けられ、該殺菌ユニットと該測定ユニットとは、深紫外線照射部を共有することが好ましい。

【0015】

また、本発明の水精製装置は、該脱気ユニットの動作条件を調整するためのコントローラをさらに備え、該コントローラは、該測定ユニットによって測定された該溶存酸素濃度が所定の値超である場合に該溶存酸素濃度が小さくなるように該動作条件を調整することが好ましい。

【0016】

また、本発明の水精製装置は、該測定ユニットを通過した該水を順水路に流入させる順状態又は該脱気ユニットに戻すための逆水路に流入させる逆状態のいずれかの状態となるバルブと、該バルブの状態を調整するためのコントローラと、をさらに備え、該コントローラは、該測定ユニットによって測定された該溶存酸素濃度が所定の値超である場合に該バルブを該逆状態とし、該測定ユニットによって測定された該溶存酸素濃度が該所定の値以下である場合に該バルブを該順状態とすることが好ましい。

【0017】

また、本発明の水精製装置においては、該脱気ユニット及び該測定ユニットは、該濾過フィルタよりも下流かつ該殺菌ユニットよりも上流、該殺菌ユニットよりも下流かつ該イオン交換フィルタよりも上流、又は、該イオン交換フィルタよりも下流に設けられていることが好ましい。

【0018】

また、本発明の水精製装置においては、該脱気ユニットは、該水を貯めることが可能なチャンバと、該チャンバの内部空間を減圧するための減圧部と、該チャンバに流入した該水に超音波を付与するための超音波発振部と、を含むは、ことが好ましい。さらに、該超音波発振部は、０．１ＭＨｚ～１．０ＭＨｚの超音波を発振し、該減圧部は、該チャンバの該内部空間を０．２気圧以下に減圧することが好ましい。

【0019】

加えて、該脱気ユニットは、該溶存酸素濃度が２．０ｍｇ／Ｌ以下になるように該水を脱気することが好ましい。

【0020】

また、本発明の水精製装置は、該濾過フィルタ及び該脱気ユニットよりも上流に設けられ、かつ、該水を利用して処理を行う水利用装置の排水口に接続可能な第１配管と、該イオン交換フィルタ及び該測定ユニットよりも下流に設けられ、かつ、該水利用装置の給水口に接続可能な第２配管と、をさらに備えることが好ましい。

【0021】

また、本発明の水精製装置は、該イオン交換フィルタよりも下流に設けられ、かつ、該水を濾過して該イオン交換フィルタに由来した固体粒子を除去するための第２濾過フィルタと、該第２濾過フィルタよりも下流に設けられ、かつ、該水の温度を調整するための温度調整ユニットと、をさらに備えることが好ましい。

【0022】

また、本発明の水精製装置は該濾過フィルタよりも上流に設けられ、かつ、該水を収容するタンクをさらに備えることが好ましい。

【0023】

本発明の別の側面によれば、インゴットからウエーハを製造するウエーハの製造方法であって、該インゴットを透過する波長のレーザービームの集光点を該インゴットの端面から該ウエーハの厚みに対応する深さに位置づけながら該レーザービームを該インゴットに照射することによって、改質部と該改質部から伸展するクラックとを含む脆化層を形成する脆化層形成工程と、該脆化層形成工程の後に、水精製装置によって精製された水が該インゴットの該端面に供給された状態で該水を介して該インゴットに超音波を伝播させることによって、該クラックをさらに伸展させて該脆化層において該インゴットを劈開させる劈開工程と、を備え、該水精製装置は、該水を濾過して固体粒子を除去するための濾過フィルタと、該濾過フィルタよりも下流に設けられ、かつ、該水に紫外線を照射して殺菌するための殺菌ユニットと、該殺菌ユニットよりも下流に設けられ、かつ、該水に含まれる不純物イオンとイオン交換して不純物を除去するためのイオン交換フィルタと、該水を脱気するための脱気ユニットと、該脱気ユニットよりも下流に設けられ、かつ、該水の溶存酸素濃度を測定するための測定ユニットと、を備えるウエーハの製造方法が提供される。

【0024】

なお、本発明の水精製装置においては、該インゴットは、単結晶ＳｉＣからなることが好ましい。さらに、該端面は、単結晶ＳｉＣのｃ面と非平行であり、該脆化層形成工程においては、該ｃ面と該端面とが交差する交差線に平行な方向に沿って、該レーザービームの該集光点と該インゴットとを相対的に移動させながら該インゴットに該レーザービームを照射する照射工程と、該交差線に垂直な方向に沿って、該レーザービームの該集光点が形成される位置と該インゴットとを相対的に移動させるインデックス工程と、が交互に繰り返し実施されることが好ましい。

【発明の効果】

【0025】

本発明の水精製装置は、水を脱気するための脱気ユニットを備える。この場合、この水精製装置から供給される水においては、溶存している酸素等の濃度が低くなり、超音波が付与されたとしても酸素等の気化に伴う気泡の生成（いわゆる、キャビテーション）が起きにくくなる。

【0026】

換言すると、この水精製装置から供給される水においては、超音波のエネルギーを利用したキャビテーションに起因する当該エネルギーの減衰が生じにくい。そのため、本発明の水精製装置は、超音波を効率よく伝播できる水を提供することが可能である。

【0027】

また、本発明のウエーハの製造方法においては、本発明の水精製装置から供給される水を介して脆化層が形成されたインゴットに超音波が伝播される。そのため、この方法においては、超音波が効率よくインゴットに伝播され、脆化層においてインゴットを劈開させるための所要時間を短くすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】図１は、水精製装置の一例を模式的に示すブロック図である。

【図2】図２は、脱気ユニットの一例を模式的に示す図である。

【図3】図３は、脱気ユニットの別の例を模式的に示す図である。

【図4】図４は、測定ユニットの一例を模式的に示す図である。

【図5】図５は、水精製装置の変形例１を模式的に示すブロック図である。

【図6】図６は、水精製装置の変形例２を模式的に示すブロック図である。

【図7】図７は、水精製装置の変形例３を模式的に示すブロック図である。

【図8】図８は、水精製装置の変形例４を模式的に示すブロック図である。

【図9】図９は、水精製装置の変形例５を模式的に示すブロック図である。

【図10】図１０（Ａ）は、インゴットの一例を模式的に示す斜視図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示されるインゴットを模式的に示す正面図である。

【図11】図１１は、インゴットからウエーハを製造するウエーハの製造方法の一例を模式的に示すフローチャートである。

【図12】図１２は、脆化層形成工程の様子を模式的に示す斜視図である。

【図13】図１３（Ａ）は、脆化層形成工程後のインゴットを模式的に示す断面図であり、図１３（Ｂ）は、脆化層形成工程後のインゴットを模式的に示す平面図である。

【図14】図１４は、劈開工程の様子を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、内部を流れる水を精製する水精製装置の一例を模式的に示すブロック図である。なお、図１においては、水の流れが実線の矢印で示されている。図１に示される水精製装置２は、水を濾過して固体粒子を除去するための濾過フィルタ４を有する。

【0030】

この濾過フィルタ４は、例えば、中空糸膜及び／又は不織布等を含む。なお、濾過フィルタ４によって水から除去される固体粒子としては、例えば、インゴットからウエーハを製造する際に生じる加工屑等が挙げられる。また、濾過フィルタ４の下流側には、濾過フィルタ４を通過した水を受けるための濾過水パンが設けられてもよい。

【0031】

さらに、水精製装置２は、並列に設けられた複数の濾過フィルタ４を備えてもよい。この場合、複数の濾過フィルタ４の上流側には、互いに異なる濾過フィルタ４に接続され、かつ、それぞれが対応する濾過フィルタ４に水を供給するための複数の配管が設けられる。

【0032】

また、この場合、複数の濾過フィルタ４の下流側には、複数の濾過フィルタ４のそれぞれを通過した水を受けるための共通の濾過水パンが設けられる。さらに、この場合、複数の濾過フィルタ４のいずれかに水を供給し、かつ、その他の濾過フィルタ４に水を供給しないためのバルブ（濾過フィルタ選択バルブ）が複数の濾過フィルタ４の上流側に設けられてもよい。

【0033】

加えて、一又は複数の濾過フィルタ４の上流側、例えば、濾過フィルタ選択バルブの上流側には、水圧計が設けられてもよい。この水圧計によって測定される水圧は、現に水が供給されている濾過フィルタ４の目詰まりに応じて変化する。

【0034】

そのため、この水圧計によって測定された水圧を参照することによって、濾過フィルタ４の新しいものへの交換、及び／又は、水が供給される濾過フィルタ４を別のものに変更するための濾過フィルタ選択バルブの操作を適切なタイミングで実施することが可能になる。

【0035】

一又は複数の濾過フィルタ４よりも下流には、水に紫外線を照射して殺菌するための殺菌ユニット６が設けられている。すなわち、殺菌ユニット６には、濾過フィルタ４を通過することによって固体粒子の濃度が低減された水が供給される。

【0036】

この殺菌ユニット６は、例えば、配管と、この配管に供給された水に向けて紫外線を照射するための紫外線照射部と、を有する。なお、この配管のうち紫外線照射部から照射される紫外線の光路と重なる部分には、紫外線透過ガラス等の紫外線が透過する材料からなるウィンドウが設けられる。

【0037】

あるいは、この配管は、紫外線が透過する材料によって、その全部が構成されていてもよい。また、この紫外線照射部は、例えば、紫外線ランプ又は紫外線ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ－Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等を含む。

【0038】

そして、殺菌ユニット６においては、この配管に水を流しながら配管を介して紫外線照射部から水に紫外線を照射することによって水が殺菌される。さらに、殺菌ユニット６においては、殺菌作用を高めるために、深紫外線、特に、波長が２５０ｎｍ～２６０ｎｍの深紫外線が利用されることが好ましい。

【0039】

すなわち、殺菌ユニット６は、深紫外線、特に、波長が２５０ｎｍ～２６０ｎｍの深紫外線を照射可能な深紫外線照部を有することが好ましい。なお、この深紫外線照射部は、例えば、深紫外線ランプ又は深紫外線ＬＥＤ等を含む。

【0040】

また、一又は複数の濾過フィルタ４と殺菌ユニット６との間には、一又は複数の濾過フィルタ４を通過した水を貯蔵するためのタンクと、このタンクに貯蔵された水を殺菌ユニット６に送るためのポンプと、が設けられてもよい。さらに、このタンクには、貯蔵された水を殺菌ユニット６に送ることなく廃棄するための排水バルブが設けられてもよい。

【0041】

殺菌ユニット６よりも下流には、水に含まれる不純物イオンとイオン交換して不純物を除去するためのイオン交換フィルタ８が設けられている。このイオン交換フィルタ８は、例えば、カチオン交換樹脂及び／又はアニオン交換樹脂を含む。

【0042】

なお、カチオン交換樹脂としては、例えば、スルホン酸基を有する強酸性カチオン交換樹脂及びカルボン酸基を有する弱酸性カチオン交換樹脂が挙げられる。また、アニオン交換樹脂としては、例えば、４級アミンを有する強塩基性アニオン交換樹脂及び１級～３級アミンを有する弱塩基性アニオン交換樹脂が挙げられる。

【0043】

また、イオン交換フィルタ８によって水から除去される不純物としては、例えば、Ｃａ（カルシウム）、Ｎａ（ナトリウム）又はＣｌ（塩素）等が挙げられる。また、イオン交換フィルタ８の下流側には、イオン交換フィルタ８を通過した水を受けるためのイオン交換水パンが設けられてもよい。

【0044】

さらに、殺菌ユニット６よりも下流には、複数のイオン交換フィルタ８が並列に設けられてもよい。この場合、複数のイオン交換フィルタ８の上流側には、互いに異なるイオン交換フィルタ８に接続され、かつ、それぞれが対応するイオン交換フィルタ８に水を供給するための複数の配管が設けられる。

【0045】

また、この場合、複数のイオン交換フィルタ８の下流側には、複数のイオン交換フィルタ８のそれぞれを通過した水を受けるための共通のイオン交換水パンが設けられる。さらに、この場合、複数のイオン交換フィルタ８のいずれかに水を供給し、かつ、その他のイオン交換フィルタ８に水を供給しないためのバルブ（イオン交換フィルタ選択バルブ）が複数のイオン交換フィルタ８の上流側に設けられてもよい。

【0046】

加えて、一又は複数のイオン交換フィルタ８の下流側、例えば、共通のイオン交換水パンの下流側には、水に含まれる不純物の濃度を検出するための検出器が設けられてもよい。なお、この検出器としては、導電率計又はＴＤＳ（Ｔｏｔａｌ Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｓｏｌｉｄ）計等が挙げられる。

【0047】

この検出器によって測定される値は、現に水が供給されているイオン交換フィルタ８のイオン交換の能力に応じて変化する。そのため、この検出器によって測定された値を参照することによって、イオン交換フィルタ８の新しいものへの交換、及び／又は、水が供給されるイオン交換フィルタ８を別のものに変更するためのイオン交換フィルタ選択バルブの操作を適切なタイミングで実施することが可能になる。

【0048】

一又は複数のイオン交換フィルタ８よりも下流には、水を脱気するための脱気ユニット１０が設けられている。すなわち、脱気ユニット１０には、イオン交換フィルタ８を通過することによって不純物の濃度が低減された水が供給される。

【0049】

なお、超音波を効率よく伝播するためには、脱気ユニット１０において水の溶存酸素濃度が、例えば、２．０ｍｇ／Ｌとされることが好ましい。また、一又は複数のイオン交換フィルタ８と脱気ユニット１０との間には、この水を脱気ユニット１０に送るためのポンプが設けられてもよい。

【0050】

図２は、脱気ユニット１０の一例を模式的に示す図である。図２に示される脱気ユニット１０は、水を貯めることが可能なチャンバ１２と、チャンバ１２の内部空間を減圧するための減圧部１４と、チャンバ１２に流入した水に超音波を付与するための超音波発振部１６と、を含む。

【0051】

チャンバ１２の側板には、チャンバ１２に水を流入させるための流入口１２ａとチャンバ１２から水を流出させるための流出口１２ｂとが形成されている。また、チャンバ１２の天板には排気口１２ｃが形成されている。また、減圧部１４は、真空ポンプ等を含み、ダクト等を介して排気口１２ｃに連通する。また、超音波発振部１６は、超音波振動子等を含み、チャンバ１２の底板上に設けられている。

【0052】

そして、図２に示される脱気ユニット１０においては、チャンバ１２に水が貯められた状態で、例えば、０．２気圧以下に内部空間を減圧するように減圧部１４を動作させ、かつ、例えば、０．１ＭＨｚ～１．０ＭＨｚの超音波を発振するように超音波発振部１６を動作させる。これにより、水においてキャビテーションが生じるとともに気化した酸素等が排気される、すなわち、水が脱気される。

【0053】

図３は、脱気ユニット１０の別の例を模式的に示す図である。図３に示される脱気ユニット１０は、複数の中空糸膜１８と、複数の中空糸膜１８を収容するケース２０と、ケース２０の内部空間を区画するとともに複数の中空糸膜１８の上端部及び下端部にそれぞれ固定されている一対のシール部材２２ａ，２２ｂと、ケース２０の内部空間のうち一対のシール部材２２ａ，２２ｂの間に位置する部分（中間部）を排気するための減圧部２４と、を含む。

【0054】

複数の中空糸膜１８のそれぞれの上端面は、ケース２０の内部空間のうちシール部材２２ａよりも上方に位置する部分（上部）に露出している。同様に、複数の中空糸膜１８のそれぞれの下端面は、ケース２０の内部空間のうちシール部材２２ｂよりも下方に位置する部分（下部）に露出している。そのため、この内部空間の上部及び下部は、複数の中空糸膜１８を介して連通する。

【0055】

また、ケース２０の天板及び底板には、ケース２０に水を流入させるための流入口２０ａとケース２０から水を流出させるための流出口２０ｂとがそれぞれ形成されている。また、ケース２０の側板のうち一対のシール部材２２ａ，２２ｂの間に位置する部分には、排気口２０ｃが形成されている。また、減圧部２４は、真空ポンプ等を含み、ダクト等を介して排気口２０ｃに連通する。

【0056】

そして、図３に示される脱気ユニット１０においては、複数の中空糸膜１８に水が流された状態で、例えば、０．５気圧以下にケース２０の内部空間の中間部を減圧するように減圧部２４を動作させる。これにより、水に溶存している酸素等が気化するとともに気化した酸素等が中空糸膜１８を透過して排気される、すなわち、水が脱気される。

【0057】

脱気ユニット１０よりも下流には、水の溶存酸素濃度を測定するための測定ユニット２６が設けられている。すなわち、測定ユニット２６には、脱気ユニット１０において脱気された水が供給される。なお、脱気ユニット１０と測定ユニット２６との間には、この水を測定ユニット２６に送るためのポンプが設けられてもよい。

【0058】

図４は、測定ユニット２６の一例を模式的に示す図である。この測定ユニット２６は、Ｕ字状に延在する配管２８と、配管２８に流入した水に、例えば、２５０ｎｍ～２６０ｎｍの波長の深紫外線を照射するための深紫外線照射部３０と、配管２８に流入した水を透過した深紫外線を受光する受光部３２と、を含む。

【0059】

配管２８の一端及び他端には、配管２８に水を流入させるための流入口２８ａと外側に水Ｗを流出させるための流出口２８ｂとがそれぞれ形成されている。また、配管２８のうち深紫外線照射部３０から受光部３２に向かう深紫外線の光路と重なる部分には、深紫外線透過ガラス等の深紫外線が透過する材料からなるウィンドウ２８ｃが設けられる。他方、配管２８のウィンドウ２８ｃ以外の部分は、迷光を防止するために、金属等の深紫外線を吸収する材料からなることが好ましい。

【0060】

深紫外線照射部３０は、深紫外線ランプ又は深紫外線ＬＥＤ等を含む。受光部３２は、フォトダイオード等を含む。そして、深紫外線照射部３０及び受光部３２は、ウィンドウ２８ｃを介して対向するように配置されている。なお、配管２８のうち深紫外線照射部３０及び受光部３２の間に位置する部分は、例えば、その長さが４００ｍｍ～６００ｍｍ、代表的には５００ｍｍとなり、かつ、その内径が２０ｍｍ～４０ｍｍ、代表的には３０ｍｍとなる円筒状の形状を有する。

【0061】

そして、測定ユニット２６は、配管２８に供給された水を透過した深紫外線の強度を参照して溶存酸素濃度を測定する。具体的には、測定ユニット２６においては、配管２８ののうち深紫外線照射部３０及び受光部３２の間に位置する部分を水で充満した状態で、この水にウィンドウ２８ｃを介して深紫外線を照射するように深紫外線照射部３０を動作させる。

【0062】

これにより、この水の溶融酸素濃度を反映した強度の深紫外線が受光部３２において受光される。その結果、測定ユニット２６において、水の溶存酸素濃度を測定することが可能になる。

【0063】

図１に示されるように、水精製装置２は、例えば、水を利用して処理を行う水利用装置３４との間で水を循環させるように水利用装置３４に接続される。すなわち、水精製装置２は、例えば、その最も上流に位置する配管（第１配管）が水利用装置３４の排水口に接続され、かつ、その最も下流に位置する配管（第２配管）が水利用装置３４の給水口に接続される。

【0064】

そして、水精製装置２は、水利用装置３４の排水を精製して水利用装置３４に再び供給する。なお、水利用装置３４としては、例えば、水を介してインゴットに超音波を伝播させるための超音波装置等が挙げられる。

【0065】

また、水精製装置２の第１配管と水利用装置３４の排水口との間には、水利用装置３４の排水を水精製装置２に送るためのポンプが設けられてもよい。同様に、水精製装置２の第２配管と水利用装置３４の給水口との間には、水精製装置２において精製された水を水利用装置３４に送るためのポンプが設けられてもよい。

【0066】

上述した水精製装置２は、水を脱気するための脱気ユニット１０を備える。この場合、この水精製装置２から供給される水においては、溶存している酸素等の濃度が低くなり、超音波が付与されたとしてもキャビテーションが起きにくくなる。

【0067】

換言すると、水精製装置２から供給される水においては、超音波のエネルギーを利用したキャビテーションに起因する当該エネルギーの減衰が生じにくい。そのため、水精製装置２は、超音波を効率よく伝播できる水を提供することが可能である。

【0068】

なお、水精製装置２は本発明の水精製装置の一態様であって、本発明の水精製装置は水精製装置２に限定されない。例えば、本発明の水精製装置においては、一又は複数の濾過フィルタ４よりも下流かつ殺菌ユニット６よりも上流、又は、殺菌ユニット６よりも下流かつ一又は複数のイオン交換フィルタ８よりも上流に脱気ユニット１０及び測定ユニット２６が設けられてもよい。

【0069】

また、本発明の水精製装置は、図５～図９のいずれかに示される水精製装置であってもよい。なお、図５～図９は、水精製装置の変形例１～５をそれぞれ模式的に示すブロック図である。また、図５～９のそれぞれにおいては、水の流れが実線の矢印で示されている。さらに、図６及び図７のそれぞれにおいては、信号の授受が点線の矢印で示されている。

【0070】

図５に示される水精製装置３６は、一又は複数の濾過フィルタ４と、一又は複数の濾過フィルタ４よりも下流に設けられている脱気ユニット１０と、脱気ユニット１０よりも下流に設けられている殺菌・測定ユニット３８と、殺菌・測定ユニット３８よりも下流に設けられている一又は複数のイオン交換フィルタ８と、を備える。

【0071】

この殺菌・測定ユニット３８は、例えば、図４に示される測定ユニット２６と同様の構造を有する。すなわち、水精製装置３６においては、深紫外線照射部３０から照射される深紫外線が、配管２８に供給された水の溶存酸素濃度の測定のみならず、この水の殺菌にも利用されている。そのため、水精製装置３６は、深紫外線照射部３０を共有する殺菌ユニット及び測定ユニットを備えると表現することもできる。

【0072】

このように構成された水精製装置３６は、図１に示される水精製装置２と比較して、その構造が簡素化されており、安価に製造可能な点で好ましい。他方、図１に示される水精製装置２は、水精製装置３６と比較して、それぞれに適した構造を有する殺菌ユニット６及び測定ユニット２６を備えることができる点で好ましい。

【0073】

図６に示される水精製装置４０は、図１に示される水精製装置２の構成要素に加えて、脱気ユニット１０の動作条件を調整するためのコントローラ４２を備える。このコントローラ４２は、プロセッサとメモリとを含む。なお、プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって構成される。

【0074】

また、メモリは、例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）又はＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性メモリと、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）（ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ）又はＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）（磁気記憶装置）等の不揮発性メモリとによって構成される。

【0075】

このメモリは、プロセッサにおいて用いられる各種の情報（データ及びプログラム等）を記憶する。例えば、このメモリには、測定ユニット２６によって測定された水の溶存酸素濃度との比較に利用される所定の値が記憶されている。具体的には、この所定の値は、超音波を効率よく伝播できる水であるか否かの判定に利用されるしきい値であり、例えば、２．０ｍｇ／Ｌに設定される。

【0076】

そして、水精製装置４０においては、測定ユニット２６によって測定された水の溶存酸素濃度がメモリに記憶されている所定の値超である場合に溶存酸素濃度が小さくなるように脱気ユニット１０の動作条件を変更するためのプログラムをプロセッサがメモリから読み出して実行する。

【0077】

なお、図２に示される脱気ユニット１０においては、例えば、超音波発振部１６の超音波出力を大きくすることによって水の溶存酸素濃度を小さくできる。また、図３に示される脱気ユニット１０においては、例えば、減圧部によって排気される空間の排気速度を大きくすることによって水の溶存酸素濃度を小さくできる。そのため、上述のような場合には、プロセッサは、超音波出力が大きく、かつ／又は、排気速度が大きくなるように脱気ユニット１０の動作条件を変更する。

【0078】

このように構成された水精製装置４０は、図１に示される水精製装置２と比較して、超音波を効率よく伝播できる水を精度よく提供することが可能である点で好ましい。他方、図１に示される水精製装置２は、水精製装置４０と比較して、その構造が簡素化されており、安価に製造可能な点で好ましい。

【0079】

図７に示される水精製装置４４は、図１に示される水精製装置２の構成要素に加えて、測定ユニット２６よりも下流に設けられているバルブ４６と、バルブ４６の状態を調整するためのコントローラ４８と、を備える。

【0080】

このバルブ４６は、測定ユニット２６を通過した水を順水路、すなわち、水利用装置３４に向かう水路に流入させる順状態、又は、脱気ユニット１０に戻すための逆水路に流入させる逆状態のいずれかの状態となる。また、コントローラ４８は、図６に示されるコントローラ４２と同様のプロセッサ及びメモリを含む。

【0081】

そして、水精製装置４４においては、測定ユニット２６によって測定された水の溶存酸素濃度がメモリに記憶されている所定の値超である場合にバルブ４６を逆状態とし、測定ユニット２６によって測定された溶存酸素測定濃度が所定の値以下である場合にバルブ４６を順状態とするためのプログラムをプロセッサがメモリから読み出して実行する。

【0082】

このように構成された水精製装置４４は、図１に示される水精製装置２と比較して、超音波を効率よく伝播できる水を精度よく提供することが可能である点で好ましい。他方、図１に示される水精製装置２は、水精製装置４４と比較して、その構造が簡素化されており、安価に製造可能な点で好ましい。

【0083】

さらに、水精製装置４４においては、コントローラ４８が、バルブ４６の状態を調整するのみならず、図６に示されるコントローラ４２と同様に脱気ユニット１０の動作条件を調整してもよい。この場合、超音波を効率よく伝播できる水を水精製装置４４からさらに精度よく提供することが可能である点で好ましい。

【0084】

図８に示される水精製装置５０は、図１に示される水精製装置２の構成要素に加えて、一又は複数のイオン交換フィルタ８よりも下流に設けられている第２濾過フィルタ５２と、第２濾過フィルタ５２よりも下流かつ脱気ユニット１０よりも上流に設けられている温度調整ユニット５４と、を備える。

【0085】

第２濾過フィルタ５２は、例えば、中空糸膜及び／又は不織布等を含み、水を濾過してイオン交換フィルタ８に由来した固体粒子を除去する。なお、この固体粒子としては、例えば、一又は複数のイオン交換フィルタ８から分離したカチオン交換樹脂及び／又はアニオン交換樹脂の屑等が挙げられる。また、第２濾過フィルタ５２の下流側には、第２濾過フィルタ５２を通過した水を受けるための第２濾過水パンが設けられてもよい。

【0086】

さらに、水精製装置５０は、並列に設けられた複数の第２濾過フィルタ５２を備えてもよい。この場合、複数の第２濾過フィルタ５２の上流側には、互いに異なる第２濾過フィルタ５２に接続され、かつ、それぞれが対応する第２濾過フィルタ５２に水を供給するための複数の配管が設けられる。

【0087】

また、この場合、複数の第２濾過フィルタ５２の下流側には、複数の第２濾過フィルタ５２のそれぞれを通過した水を受けるための共通の第２濾過水パンが設けられる。さらに、この場合、複数の第２濾過フィルタ５２のいずれかに水を供給し、かつ、その他の第２濾過フィルタ５２に水を供給しないためのバルブ（第２濾過フィルタ選択バルブ）が複数の第２濾過フィルタ５２の上流側に設けられてもよい。

【0088】

加えて、一又は複数の第２濾過フィルタ５２の上流側、例えば、第２濾過フィルタ選択バルブの上流側には、第２水圧計が設けられてもよい。この第２水圧計によって測定される水圧は、現に水が供給されている第２濾過フィルタ５２の目詰まりに応じて変化する。

【0089】

そのため、この第２水圧計によって測定された水圧を参照することによって、第２濾過フィルタ５２の新しいものへの交換、及び／又は、水が供給される第２濾過フィルタ５２を別のものに変更するための第２濾過フィルタ選択バルブの操作を適切なタイミングで実施することが可能になる。

【0090】

温度調整ユニット５４は、例えば、配管と、この配管を冷却するためのクーラと、を有する。なお、この配管のうちクーラに近接した部分には、例えば、金属等の熱伝導率が高い材料からなる冷却部が設けられる。あるいは、この配管は、熱伝導率が高い材料によって、その全部が構成されていてもよい。また、このクーラは、例えば、ペルチェ素子等を含む。

【0091】

そして、温度調整ユニット５４においては、この配管に水を流しながら、クーラによって配管を介して水を０°超３０°以下に冷却する。さらに、温度調整ユニット５４においては、キャビテーションを起きにくくするために、水が、０°超２０°以下に調整されることが好ましく、０°超１０°以下に調整されることが最も好ましい。

【0092】

このように構成された水精製装置５０は、図１に示される水精製装置２と比較して、混入する固体粒子の密度がされに低減され、かつ、超音波をさらに効率よく伝播できる水を提供することが可能である点で好ましい。他方、図１に示される水精製装置２は、水精製装置５０と比較して、その構造が簡素化されており、安価に製造可能な点で好ましい。

【0093】

さらに、水精製装置５０においては、一又は複数のイオン交換フィルタ８と一又は複数の第２濾過フィルタ５２との間、一又は複数の第２濾過フィルタ５２と温度調整ユニット５４との間、又は、温度調整ユニット５４と脱気ユニット１０との間の少なくとも１か所に、水を下流側に送るためのポンプが設けられてもよい。

【0094】

図９に示される水精製装置５６は、図１に示される水精製装置２の構成要素に加えて、一又は複数の濾過フィルタ４よりも上流に設けられているタンク５８を備える。このタンク５８は、水利用装置３４の排水を貯蔵する。さらに、タンク５８には、貯蔵された水を一又は複数の濾過フィルタ４に送ることなく廃棄するための排水バルブが設けられてもよい。

【0095】

このように構成された水精製装置５６は、図１に示される水精製装置２と比較して、利便性が向上する点で好ましい。他方、図１に示される水精製装置２は、水精製装置５６と比較して、その構造が簡素化されており、安価に製造可能な点で好ましい。さらに、水精製装置５６においては、タンク５８に貯蔵された水を一又は複数の濾過フィルタ４に送るためのポンプが設けられてもよい。

【0096】

上述した水精製装置２，３６，４０，４４，５０，５６から供給される水は、例えば、インゴットからウエーハを製造する際に利用される。図１０（Ａ）は、インゴットの一例を模式的に示す斜視図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示されるインゴットを模式的に示す正面図である。

【0097】

図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示されるインゴット１１は、概ね平行な表面（端面）１１ａ及び裏面１１ｂを有する円柱状の単結晶ＳｉＣからなる。このインゴット１１は、例えば、エピタキシャル成長を利用して製造される。

【0098】

なお、インゴット１１は、内部に形成される格子欠陥を少なくするために、単結晶ＳｉＣのｃ軸１１ｃが表面１１ａ及び裏面１１ｂの垂線１１ｄに対して僅かに傾くように、すなわち、単結晶ＳｉＣのｃ面１１ｅと表面１１ａ及び裏面１１ｂとが非平行になるように製造される。

【0099】

例えば、ｃ軸１１ｃと垂線１１ｄとがなす角（オフ角）αは、１°～６°（代表的には、４°）である。なお、図１０（Ａ）及び（Ｂ）においては、便宜上、１つのｃ面１１ｅしか示していないが、インゴット１１の表面１１ａ及び裏面１１ｂの間には、所定の間隔で多数のｃ面１１ｅが存在する。

【0100】

さらに、インゴット１１の外周領域には、単結晶ＳｉＣの結晶方位を示す２つの平部、すなわち、一次オリエンテーションフラット１３及び二次オリエンテーションフラット１５が形成されている。そして、一次オリエンテーションフラット１３は、二次オリエンテーションフラット１５よりも長い。

【0101】

また、二次オリエンテーションフラット１５は、単結晶ＳｉＣのｃ面１１ｅと表面１１ａ又は裏面１１ｂとが交差する交差線に平行になるように形成されている。なお、インゴット１１においては、一次オリエンテーションフラット１３及び二次オリエンテーションフラット１５の一方又は双方が設けられなくてもよい。

【0102】

図１１は、インゴット１１からウエーハを製造するウエーハの製造方法の一例を模式的に示すフローチャートである。この方法においては、まず、レーザービームをインゴット１１に照射することによって、改質部と改質部から伸展するクラックとを含む脆化層を形成する（脆化層形成工程Ｓ１）。

【0103】

図１２は、脆化層形成工程Ｓ１の様子を模式的に示す斜視図である。なお、図１２に示されるＸ軸方向及びＹ軸方向は、水平面上において互いに直交する方向であり、また、Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向（鉛直方向）である。

【0104】

脆化層形成工程Ｓ１は、例えば、レーザー加工装置６０において実施される。このレーザー加工装置６０は、円盤状の保持テーブル６２を有する。そして、保持テーブル６２は、例えば、概ね平坦な円状の上面（保持面）を有し、この保持面においてはポーラス板が露出している。

【0105】

このポーラス板は、保持テーブル６２の内部に形成されている連通路等を介してエジェクタ等の吸引源と連通している。そして、この吸引源を動作させると、保持テーブル６２の保持面近傍の空間に吸引力が作用する。そのため、例えば、インゴット１１が保持テーブル６２に置かれた状態で吸引源を動作させると、保持テーブル６２の保持面においてインゴット１１が保持される。

【0106】

また、保持テーブル６２は、例えば、プーリ及びモータ等を含む回転機構（不図示）に連結されている。そして、この回転機構を動作させると、保持面の中心を通り、かつ、Ｚ軸方向に概ね平行な直線を回転軸として保持テーブル６２が回転する。

【0107】

また、保持テーブル６２は、例えば、ボールねじ及びモータ等を含む水平移動機構に連結されている。そして、この水平移動機構を動作させると、Ｘ軸方向及び／又はＹ軸方向に沿って保持テーブル６２が移動する。

【0108】

保持テーブル６２の上方には、レーザービーム照射ユニット６４のヘッド６６が設けられている。このヘッド６６は、Ｙ軸方向に沿って延在する連結部６８の先端部に設けられている。なお、ヘッド６６は集光レンズ及びミラー等の光学系を収容し、連結部６８はミラー及び／又はレンズ等の光学系を収容する。

【0109】

また、連結部６８の基端部は、例えば、ボールねじ及びモータ等を含む鉛直移動機構に連結されている。そして、この鉛直移動機構を動作させると、Ｚ軸方向に沿ってヘッド６６及び連結部６８が移動する。

【0110】

また、レーザービーム照射ユニット６４は、例えば、レーザー媒質としてＮｄ：ＹＡＧ等を有し、インゴット１１を透過する波長（例えば、１０６４ｎｍ又は１３４２ｎｍ）のパルス状のレーザービームを出射するレーザー発振器を有する。

【0111】

このレーザービームは、連結部６８に収容された光学系等を介してヘッド６６へと導かれる。そして、ヘッド６６に導かれたレーザービームは、ヘッド６６に収容された集光レンズを通って保持テーブル６２の保持面側に照射される。

【0112】

さらに、連結部６８の側方には、保持テーブル６２の保持面側を撮像可能な撮像ユニット７０が設けられている。この撮像ユニット７０は、例えば、ＬＥＤ等の光源と、対物レンズと、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の撮像素子とを有する。

【0113】

レーザー加工装置６０において脆化層形成工程Ｓ１を実施する際には、まず、インゴット１１の裏面１１ｂの中心と保持テーブル６２の保持面の中心とを一致させるようにインゴット１１を保持テーブル６２に置く。次いで、保持テーブル６２の保持面においてインゴット１１が保持されるように、保持テーブル６２のポーラス板と連通する吸引源を動作させる。

【0114】

次いで、撮像ユニット７０による撮像によって形成されたインゴット１１の表面１１ａの画像等に基づいて、二次オリエンテーションフラット１５がＸ軸方向に平行になるように保持テーブル６２に連結されている回転機構を動作させる。次いで、平面視において、インゴット１１の側面よりも僅かに外側にヘッド６６が位置づけられるように水平移動機構を動作させる。

【0115】

次いで、ヘッド６６から照射されるレーザービームの集光点がインゴット１１の表面１１ａから製造されるウエーハの厚みに対応する深さに位置づけられるように鉛直移動機構を動作させる。次いで、インゴット１１のＸ軸方向における一端から他端にまでレーザービームが照射されるように水平移動機構及びレーザービーム照射ユニット６４を動作させる。

【0116】

すなわち、インゴット１１の材料である単結晶ＳｉＣのｃ面１１ｅと表面１１ａとが交差する交差線に平行な方向に沿って、レーザービームの集光点とインゴット１１とを相対的に移動させながらインゴット１１にレーザービームを照射する（照射工程）。

【0117】

次いで、Ｙ軸方向に沿ってヘッド６６を所定の距離（インデックス）だけ移動させるように水平移動機構を動作させる。すなわち、当該交差線に垂直な方向に沿って、レーザービームの集光点が形成される位置とインゴット１１とを相対的に移動させる（インデックス工程）。

【0118】

さらに、インゴット１１の全域にレーザービームが照射されるように、照射工程とインデックス工程とを交互に繰り返し実施する。これにより、インゴット１１の内部全体に渡って、それぞれがＸ軸方向に沿った複数列の改質部１７が形成される。

【0119】

図１３（Ａ）は、脆化層形成工程Ｓ１後のインゴット１１を模式的に示す断面図であり、図１３（Ｂ）は、脆化層形成工程Ｓ１後のインゴット１１を模式的に示す平面図である。

【0120】

脆化層形成工程Ｓ１においてインゴット１１に改質部１７が形成されると、改質部１７からｃ面１１ｅに沿ってクラック１９が進展し得る。これにより、改質部１７及びクラック１９を含む脆化層２１がインゴット１１に形成される。すなわち、脆化層形成工程Ｓ１が完了する。

【0121】

脆化層形成工程Ｓ１の後には、上述した水精製装置２，３６，４０，４４，５０，５６によって精製された水がインゴット１１の表面１１ａに供給された状態で水を介してインゴット１１に超音波を伝播させることによって、クラック１９をさらに伸展させて脆化層２１においてインゴット１１を劈開させる（劈開工程Ｓ２）。

【0122】

図１４は、劈開工程Ｓ２の様子を模式的に示す断面図である。劈開工程Ｓ２は、例えば、超音波装置７２において実施される。この超音波装置７２は、上述した水精製装置２，３６，４０，４４，５０，５６から供給される水Ｗを貯蔵可能な水槽７４を有する。また、水槽７４にはテーブル７６が設けられており、インゴット１１は、例えば、水Ｗに浸かった状態でテーブル７６に置かれる。

【0123】

さらに、超音波装置７２は、超音波振動子を含む超音波発振部７８を有する。また、この超音波発振部７８は、ボールねじ及びモータ等を含む移動機構に連結されている。そして、この移動以降を動作させると、その先端面を水槽７４に貯蔵された水Ｗに接触させることが可能な駆動位置と、この水Ｗに接触しない退避位置と、の間で超音波発振部７８が移動する。

【0124】

超音波装置７２において劈開工程Ｓ２を実施する際には、まず、上述した水精製装置２，３６，４０，４４，５０，５６によって精製された水Ｗを水槽７４に貯蔵する。次いで、超音波発振部７８を退避位置に位置づけるように移動機構を動作させる。次いで、表面１１ａが上を向くようにインゴット１１をテーブル７６に置く。

【0125】

次いで、超音波発振部７８を駆動位置に位置づけるように移動機構を動作させる。次いで、超音波を発振するように超音波発振部７８を動作させる。そして、この超音波は、水Ｗを介してインゴット１１に伝播される。これにより、脆化層形成工程Ｓ１において形成されたクラック１９がさらに伸展する。その結果、インゴット１１が脆化層２１において劈開してインゴット１１からウエーハが製造される。

【0126】

また、上述したウエーハの製造方法においては、水精製装置２，３６，４０，４４，５０，５６から供給される水を介して脆化層２１が形成されたインゴット１１に超音波が伝播される。そのため、この方法においては、超音波が効率よくインゴット１１に伝播され、脆化層２１においてインゴット１１を劈開させるための所要時間を短くすることが可能である。

【0127】

なお、図１４においては、インゴット１１の全体が水Ｗに浸かった状態における劈開工程Ｓ２を示したが、劈開工程Ｓ２においては、インゴット１１の全体を水Ｗにつけなくてもよい。例えば、超音波装置７２においては、インゴット１１の表面１１ａに向けて水Ｗを供給するノズルが超音波発振部７８の近傍に設けられてもよい。

【0128】

そして、劈開工程Ｓ２において、このノズルからインゴット１１の表面１１ａに向けて水Ｗを供給しながら超音波を発振するように超音波発振部７８を動作させることによって、インゴット１１からウエーハが製造されてもよい。

【0129】

その他、上述した実施形態にかかる構造及び方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

【実施例0130】

水の溶存酸素濃度と、この水を介して脆化層が形成されているインゴットに超音波を伝播させることによって脆化層においてインゴットを劈開させるための所要時間と、の関係を調査した。なお、このインゴットを劈開する際には、２０°の水に２５ｋＨｚの超音波を付与した。

【0131】

表１は、上記の調査の結果を示す。

【表1】

【0132】

上記の調査によって、水の溶存酸素濃度が低くなるほどインゴットを劈開するための所要時間が短くなることが確認された。さらに、溶存酸素濃度が１．９６ｍｇ／Ｌ超の場合には、その低下に伴う所要時間の短縮が比較的大きいのに対して、その値が１．９６ｍｇ／Ｌ以下の場合には、その低下に伴う所要時間の短縮が比較的小さいことも分かった。この調査結果及び水を脱気する際の手間を踏まえると、超音波を伝播するための水は、その溶存酸素濃度が２．０ｍｇ／Ｌ以下になるまで脱気されることが好ましいと考えられる。

【符号の説明】

【0133】

２ ：水精製装置
４ ：濾過フィルタ
６ ：殺菌ユニット
８ ：イオン交換フィルタ
１０：脱気ユニット
１１：インゴット
（１１ａ：表面、１１ｂ：裏面、１１ｃ：ｃ軸、１１ｄ：垂線、１１ｅ：ｃ面）
１２：チャンバ（１２ａ：流入口、１２ｂ：流出口、１２ｃ：排気口）
１３：一次オリエンテーションフラット
１４：減圧部
１５：二次オリエンテーションフラット
１６：超音波発振部
１７：改質部
１８：中空糸膜
１９：クラック
２０：ケース（２０ａ：流入口、２０ｂ：流出口、２０ｃ：排気口）
２１：脆化層
２２ａ，２２ｂ：シール部材
２４：減圧部
２６：測定ユニット
２８：配管（２８ａ：流入口、２８ｂ：流出口、２８ｃ：ウィンドウ）
３０：深紫外線照射部
３２：受光部
３４：水利用装置
３６：水精製装置
３８：殺菌・測定ユニット
４０：水精製装置
４２：コントローラ
４４：水精製装置
４６：バルブ
４８：コントローラ
５０：水精製装置
５２：第２濾過フィルタ
５４：温度調整ユニット
５６：水精製装置
５８：タンク
６０：レーザー加工装置
６２：保持テーブル
６４：レーザービーム照射ユニット
６６：ヘッド
６８：連結部
７０：撮像ユニット
７２：超音波装置
７４：水槽
７６：テーブル
７８：超音波発振部

【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】