特開 2024-176587 ウエーハの製造方法及び加工装置

(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】P2024176587

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】ウエーハの製造方法及び加工装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20241212BHJP

   B24B 7/04 20060101ALI20241212BHJP

   B28D 5/04 20060101ALI20241212BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20241212BHJP

   B23K 26/08 20140101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 611Z

H01L21/304 631

B24B7/04 A

B28D5/04 B

B23K26/53

B23K26/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023095272

(22)【出願日】2023-06-09

(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】平田 和也

【テーマコード（参考）】

3C043

3C069

4E168

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C043BA03

3C043BA09

3C043BA12

3C043CC04

3C043DD05

3C069AA01

3C069BA08

3C069BB04

3C069BC04

3C069CA04

3C069CB01

3C069EA01

4E168AE01

4E168CA06

4E168CA07

4E168CB03

4E168DA02

4E168DA24

4E168GA01

4E168HA01

4E168JA12

4E168JA13

4E168KA07

5F057AA14

5F057BA01

5F057BB06

5F057BB09

5F057CA02

5F057CA06

5F057DA11

5F057DA19

5F057DA22

5F057DA31

5F057FA13

5F057GA15

(57)【要約】

【課題】複数のインゴットを同時並行で処理しながら各インゴットから上限枚数のウエーハを製造する際の所要時間を低減することが可能なウエーハの製造方法を提供する。
【解決手段】インゴットからウエーハを製造するための一連のステップに含まれる平坦化ステップにおいて、一連のステップを開始する時点におけるインゴットの厚みと比較して、ウエーハの仕上げ厚みと、分離層の想定厚みと、インゴットから製造可能なウエーハの上限枚数から１を減算して得られる数でインゴットの余剰厚みを除算して得られる分配厚みと、を加算して得られる厚み分薄い厚みになるまでインゴットを研削する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インゴットの内部に分離層を形成する分離層形成ステップと、該分離層形成ステップの後に該分離層において該インゴットを分離することによってウエーハを製造する分離ステップと、該分離ステップの後に該インゴットに残存するインゴット側残存分離層及び該ウエーハに残存するウエーハ側残存分離層をそれぞれ除去して該インゴット及び該ウエーハのそれぞれを平坦化する平坦化ステップと、を備える一連のステップを繰り返すことによって、該インゴットから３枚以上の該ウエーハを製造するウエーハの製造方法であって、
該インゴットからの３枚以上の該ウエーハの製造に先立って、該インゴットの初期厚みと、該ウエーハの仕上げ厚みと、該分離層の想定厚みと、を参照して、該インゴットから製造可能な該ウエーハの上限枚数と、該インゴットの余剰厚みと、を算出する算出ステップを備え、
該分離層形成ステップにおいては、該インゴットの素材を透過する波長のレーザービームが集光される集光点が該インゴットの表面から所定の深さに位置付けられるように該レーザービームを該インゴットに照射しながら該集光点と該インゴットとを相対的に移動させることによって該分離層が形成され、
該平坦化ステップにおいては、
該一連のステップを開始する時点における該インゴットの厚みと比較して、該仕上げ厚みと、該想定厚みと、該上限枚数から１を減算して得られる数で該余剰厚みを除算して得られる分配厚みと、を加算して得られる厚み分薄い厚みになるまで該インゴットが研削され、かつ、
該仕上げ厚みになるまで該ウエーハが研削される、ウエーハの製造方法。

【請求項2】

該所定の深さは、該仕上げ厚みと該ウエーハ側残存分離層の厚みとを加算して得られる第１厚みに対応する深さである、請求項１に記載のウエーハの製造方法。

【請求項3】

該所定の深さは、該仕上げ厚みと該ウエーハ側残存分離層の厚みと該分配厚みとを加算して得られる第２厚みに対応する深さである、請求項１に記載のウエーハの製造方法。

【請求項4】

該所定の深さは、該仕上げ厚みと該ウエーハ側残存分離層の厚みとを加算して得られる第１厚みよりも長く、かつ、該第１厚みと該分配厚みとを加算して得られる第２厚みよりも短い深さである、請求項１に記載のウエーハの製造方法。

【請求項5】

インゴットから３枚以上のウエーハを製造するための加工装置であって、
該インゴットの内部に分離層を形成するためのレーザー加工部と、
該分離層において該インゴットを分離することによって該ウエーハを製造するための分離部と、
該インゴットに残存するインゴット側残存分離層を除去して該インゴットを平坦化するための平坦化部と、
該分離層の形成と該インゴットの分離と該インゴットの平坦化とを備える一連のステップを該インゴットから製造可能な該ウエーハの上限枚数から１を減算して得られる数だけ繰り返すように、該レーザー加工部、該分離部及び該平坦化部を制御するためのコントローラと、を備え、
該コントローラは、
該インゴットの初期厚みと該ウエーハの仕上げ厚みと該分離層の想定厚みとを記憶するためのメモリと、
該初期厚みと該仕上げ厚みと該想定厚みとを参照して、該上限枚数と該インゴットの余剰厚みとを算出するためのプロセッサと、を有し、
該プロセッサは、
該インゴットの素材を透過する波長のレーザービームが集光される集光点が該インゴットの表面から所定の深さに位置付けられるように該レーザービームを該インゴットに照射しながら該集光点と該インゴットとを相対的に移動させることによって該分離層が形成されるように該レーザー加工部を制御し、かつ、
該一連のステップを開始する時点における該インゴットの厚みと比較して、該仕上げ厚みと、該想定厚みと、該上限枚数から１を減算して得られる数で該余剰厚みを除算して得られる分配厚みと、を加算して得られる厚み分薄い厚みになるまで該インゴットが研削されるように該平坦化部を制御する、加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インゴットから３枚以上のウエーハを製造するウエーハの製造方法及びそのための加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスのチップは、一般的に、シリコン（Ｓｉ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３：ＬＴ）又はニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３：ＬＮ）等の単結晶からなるウエーハを利用して製造される。このウエーハは、例えば、ワイヤソーを使用してインゴットから切り出されることによって製造される。

【0003】

ただし、インゴットからワイヤソーを使用してウエーハを切り出す際の切り代は、３００μｍ前後であり、比較的大きい。また、このように切り出されたウエーハの表面には微細な凹凸が形成され、また、このウエーハは全体的に湾曲する（ウエーハに反りが生じる）。そのため、このウエーハを利用してチップを製造する際には、ウエーハの表面にラッピング、エッチング及び／又はポリッシングを施して表面を平坦化する必要がある。

【0004】

この場合、最終的にウエーハとして利用される素材の量は、インゴットの総量の２／３程度である。すなわち、インゴットの総量の１／３程度は、インゴットからのウエーハの切り出し及びウエーハの表面の平坦化の際に廃棄される。そのため、このようにワイヤソーを使用してウエーハを製造する場合には生産性が低くなる。

【0005】

この点に鑑み、インゴットの素材を透過する波長の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ウエーハの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、この方法においては、まず、このレーザービームが集光される集光点がインゴットの内部に位置付けられるようにレーザービームをインゴットに照射しながら集光点とインゴットとを相対的に移動させる。

【0006】

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分離層が形成される。そして、この方法においては、このクラックをさらに伸展させるようにインゴットに外力が付与される。その結果、インゴットが分離層において分離されてウエーハが製造される。

【0007】

また、このようにインゴットからウエーハが製造されると、インゴット及びウエーハのそれぞれに分離層（インゴット側残存分離層及びウエーハ側残存分離層）が残存する。そのため、上述したウエーハの製造方法においては、インゴット及びウエーハのそれぞれを研削することによってインゴット側残存分離層及びウエーハ側残存分離層をそれぞれ除去してインゴット及びウエーハのそれぞれが平坦化されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１９－１２７６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上述したウエーハの製造方法が繰り返されると、２枚のウエーハを製造するために必要な厚みを僅かに下回る厚みを有するインゴットが残されることがある。この場合、ウエーハの仕上げ厚みになるまでインゴットを長期間に渡って研削することによって最後のウエーハが製造される。

【0010】

ただし、複数のインゴットを同時並行で処理しながら各インゴットから上限枚数のウエーハを製造する場合には、各インゴットから最後のウエーハを製造するための長期間に渡る研削がボトルネックになるおそれがある。すなわち、この場合には、特定のインゴットを研削して最後のウエーハを製造する際に、その他のインゴットの処理が長期間に渡って停止されるおそれがある。

【0011】

この点に鑑み、本発明の目的は、複数のインゴットを同時並行で処理しながら各インゴットから上限枚数のウエーハを製造する際の所要時間を低減することが可能なウエーハの製造方法及びそのための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】

【0012】

本発明の一側面によれば、インゴットの内部に分離層を形成する分離層形成ステップと、該分離層形成ステップの後に該分離層において該インゴットを分離することによってウエーハを製造する分離ステップと、該分離ステップの後に該インゴットに残存するインゴット側残存分離層及び該ウエーハに残存するウエーハ側残存分離層をそれぞれ除去して該インゴット及び該ウエーハのそれぞれを平坦化する平坦化ステップと、を備える一連のステップを繰り返すことによって、該インゴットから３枚以上の該ウエーハを製造するウエーハの製造方法であって、該インゴットからの３枚以上の該ウエーハの製造に先立って、該インゴットの初期厚みと、該ウエーハの仕上げ厚みと、該分離層の想定厚みと、を参照して、該インゴットから製造可能な該ウエーハの上限枚数と、該インゴットの余剰厚みと、を算出する算出ステップを備え、該分離層形成ステップにおいては、該インゴットの素材を透過する波長のレーザービームが集光される集光点が該インゴットの表面から所定の深さに位置付けられるように該レーザービームを該インゴットに照射しながら該集光点と該インゴットとを相対的に移動させることによって該分離層が形成され、該平坦化ステップにおいては、該一連のステップを開始する時点における該インゴットの厚みと比較して、該仕上げ厚みと、該想定厚みと、該上限枚数から１を減算して得られる数で該余剰厚みを除算して得られる分配厚みと、を加算して得られる厚み分薄い厚みになるまで該インゴットが研削され、かつ、該仕上げ厚みになるまで該ウエーハが研削される、ウエーハの製造方法が提供される。

【0013】

さらに、該所定の深さは、該仕上げ厚みと該ウエーハ側残存分離層の厚みとを加算して得られる第１厚みに対応する深さであることが好ましい。あるいは、該所定の深さは、該仕上げ厚みと該ウエーハ側残存分離層の厚みと該分配厚みとを加算して得られる第２厚みに対応する深さであることが好ましい。あるいは、該所定の深さは、該仕上げ厚みと該ウエーハ側残存分離層の厚みとを加算して得られる第１厚みよりも長く、かつ、該第１厚みと該分配厚みとを加算して得られる第２厚みよりも短い深さであることが好ましい。

【0014】

本発明の別の側面によれば、インゴットから３枚以上のウエーハを製造するための加工装置であって、該インゴットの内部に分離層を形成するためのレーザー加工部と、該分離層において該インゴットを分離することによって該ウエーハを製造するための分離部と、該インゴットに残存するインゴット側残存分離層を除去して該インゴットを平坦化するための平坦化部と、該分離層の形成と該インゴットの分離と該インゴットの平坦化とを備える一連のステップを該インゴットから製造可能な該ウエーハの上限枚数から１を減算して得られる数だけ繰り返すように、該レーザー加工部、該分離部及び該平坦化部を制御するためのコントローラと、を備え、該コントローラは、該インゴットの初期厚みと該ウエーハの仕上げ厚みと該分離層の想定厚みとを記憶するためのメモリと、該初期厚みと該仕上げ厚みと該想定厚みとを参照して、該上限枚数と該インゴットの余剰厚みとを算出するためのプロセッサと、を有し、該プロセッサは、該インゴットの素材を透過する波長のレーザービームが集光される集光点が該インゴットの表面から所定の深さに位置付けられるように該レーザービームを該インゴットに照射しながら該集光点と該インゴットとを相対的に移動させることによって該分離層が形成されるように該レーザー加工部を制御し、かつ、該一連のステップを開始する時点における該インゴットの厚みと比較して、該仕上げ厚みと、該想定厚みと、該上限枚数から１を減算して得られる数で該余剰厚みを除算して得られる分配厚みと、を加算して得られる厚み分薄い厚みになるまで該インゴットが研削されるように該平坦化部を制御する、加工装置が提供される。

【発明の効果】

【0015】

本発明においては、インゴットからウエーハを製造するための一連のステップに含まれる平坦化ステップ（具体的には、インゴットの平坦化）において、一連のステップを開始する時点におけるインゴットの厚みと比較して、ウエーハの仕上げ厚みと、分離層の想定厚みと、インゴットから製造可能なウエーハの上限枚数から１を減算して得られる数でインゴットの余剰厚みを除算して得られる分配厚みと、を加算して得られる厚み分薄い厚みになるまでインゴットが研削される。

【0016】

そして、この一連のステップが繰り返されると、最後のウエーハの製造に必要なインゴットの最小限の厚み（具体的には、ウエーハの仕上げ厚みとインゴット側残存分離層の厚みとを加算して得られる厚み）以上、かつ、当該最後のウエーハの製造に必要なインゴットの最小限の厚みと当該分配厚みとを加算して得られる厚み以下の厚みを有するインゴットが最後の平坦化ステップに供されることになる。

【0017】

この場合、ウエーハの仕上げ厚みになるまでインゴットを研削することによって最後のウエーハを製造する際の所要時間が短くなる。そのため、複数のインゴットを同時並行で処理しながら各インゴットから上限枚数のウエーハを製造する方法として本発明を適用することによって、各インゴットから最後のウエーハを製造するためのインゴットの研削がボトルネックになりにくくなり、その所要時間を低減することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１（Ａ）は、インゴットの一例を模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示されるインゴットを模式的に示す側面図である。

【図2】図２は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示されるインゴットから３枚以上の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3】図３は、図２に示されるウエーハの製造方法に含まれる算出ステップにおいて参照されるパラメータを模式的に示す側面図である。

【図4】図４は、図２に示されるウエーハの製造方法に含まれる分離層形成ステップの様子を模式的に示す斜視図である。

【図5】図５（Ａ）は、図２に示されるウエーハの製造方法に含まれる分離層形成ステップ後のインゴットを模式的に示す部分拡大断面図であり、図５（Ｂ）は、図２に示されるウエーハの製造方法に含まれる分離層形成ステップ後のインゴットを模式的に示す平面図である。

【図6】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）のそれぞれは、図２に示されるウエーハの製造方法に含まれる分離ステップの様子を模式的に示す側面図である。

【図7】図７は、図２に示されるウエーハの製造方法に含まれる非最終平坦化ステップの様子を模式的に示す斜視図である。

【図8】図８は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示されるインゴットから３枚以上のウエーハを製造するための加工装置の一例を模式的に示すブロック図である。

【図9】図９は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示されるインゴットから３枚以上のウエーハを製造するための加工装置の別の例を模式的に示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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（Ａ）は、インゴットの一例を模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示されるインゴットを模式的に示す側面図である。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示されるインゴット１１は、例えば、ＳｉＣの単結晶からなり、概ね平行な表面１１ａ及び裏面１１ｂを含む円柱状の形状を有する。

【0020】

このインゴット１１は、エピタキシャル成長を利用して製造されたものである。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、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製造される。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。

【0021】

また、インゴット１１の側面には、ＳｉＣの結晶方位を示すための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。また、二次オリエンテーションフラット１５は、ＳｉＣのｃ面１１ｅに平行な面と表面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。

【0022】

なお、インゴット１１は、ＳｉＣ以外の物質（例えば、Ｓｉ、ＧａＮ、ＬＴ又はＬＮ等）の単結晶を素材としてもよい。また、インゴット１１の側面には、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く、また、これらに換えてインゴット１１を構成する素材の結晶方位を示すための切り欠き（ノッチ）が形成されていてもよい。

【0023】

図２は、インゴット１１から３枚以上の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。端的には、この方法においては、インゴット１１から製造可能なウエーハの上限枚数ｎ（ｎは３以上の自然数）から１を減算して得られる数（ｎ－１）だけインゴット１１を分離して平坦化するための一連のステップを繰り返すことによってインゴット１１からｎ枚のウエーハを製造する。

【0024】

さらに、この方法においては、余剰厚み（すなわち、ｎ枚のウエーハを製造するために必要な厚みを超える分の厚み）分のインゴット１１の除去を、最後のウエーハを製造するために実施される一連のステップにおいてまとめて行うのではなく、（ｎ－１）回実施される一連のステップに分配して行う。

【0025】

具体的には、この方法においては、各一連のステップにおいて、インゴット１１の厚みを、ウエーハの製造に伴って減少するインゴット１１の最小限の厚み（具体的には、後述するウエーハの仕上げ厚みと分離層の想定厚みとを加算して得られる厚み）と、分配厚み（具体的には、（ｎ－１）で余剰厚みを除算して得られる厚み）と、を加算して得られる厚み分減少させる。

【0026】

図２に示されるウエーハの製造方法においては、まず、予め把握されているパラメータを参照して、インゴット１１から製造可能なウエーハの上限枚数ｎと、インゴット１１の余剰厚みと、を算出する（算出ステップＳ１）。図３は、算出ステップＳ１において参照されるパラメータを模式的に示す側面図である。

【0027】

この算出ステップＳ１においては、インゴット１１の初期厚みＴ_０と、ウエーハの仕上げ厚み（すなわち、後述する非最終平坦化ステップＳ５及び最終平坦化ステップＳ６において平坦化された後のウエーハの厚み）Ｔ_１と、分離層の想定厚み（すなわち、後述する分離層形成ステップＳ２においてインゴット１１の内部に形成される分離層が有すると想定される厚み）Ｔ_２と、が参照される。

【0028】

具体的には、この方法においては、インゴット１１から製造可能なウエーハの上限枚数ｎから１を減算して得られる数（ｎ－１）だけインゴット１１が分離される。そのため、インゴット１１の初期厚みＴ_０は以下の不等式（１）及び（２）を充足する値となる。

【数1】

【数2】

【0029】

そして、上記の不等式（１）及び（２）を変形すると、インゴット１１から製造可能なウエーハの上限枚数ｎは、以下の不等式（３）を充足する自然数であることが分かる。

【数3】

【0030】

また、インゴット１１から製造可能なウエーハの上限枚数ｎが算出されれば、以下の数式（４）によって表現されるインゴット１１の余剰厚みＴ_３も算出できる。

【数4】

【0031】

さらに、インゴット１１から製造可能なウエーハの上限枚数ｎ及びインゴット１１の余剰厚みＴ_３が算出されれば、以下の数式（５）によって表現されるインゴット１１の分配厚みΔＴを算出することも可能になる。

【数5】

【0032】

例えば、インゴット１１の初期厚みＴ_０が２０ｍｍ（２０，０００μｍ）、ウエーハの仕上げ厚みＴ_１が３５０μｍ、分離層の想定厚みＴ_２が８０μｍであれば、インゴット１１から製造可能なウエーハの上限枚数ｎは４６であり、インゴット１１の余剰厚みＴ_３は３００μｍである。さらに、この場合、インゴット１１の分配厚みΔＴは、６．６７μｍとなる。

【0033】

算出ステップＳ１の後には、インゴット１１の内部に分離層を形成する（分離層形成ステップＳ２）。図４は、分離層形成ステップＳ２の様子を模式的に示す斜視図である。なお、図４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。

【0034】

この分離層形成ステップＳ２は、レーザー加工装置２において実施される。レーザー加工装置２は、水平面に概ね平行な円状の保持面を有し、この保持面においてインゴット１１を保持可能なチャックテーブル４を備える。

【0035】

チャックテーブル４は、吸引機構（不図示）に連結されている。この吸引機構は、例えば、エジェクタ等を有する。そして、吸引機構が動作すると、チャックテーブル４の保持面近傍の空間に吸引力が作用する。そのため、保持面にインゴット１１が置かれた状態で吸引機構が動作すると、チャックテーブル４の保持面においてインゴット１１が保持される。

【0036】

また、チャックテーブル４は、回転機構（不図示）に連結されている。この回転機構は、例えば、プーリ及びモータ等を有する。そして、回転機構が動作すると、保持面の中心を通るＺ軸方向に沿った直線を回転軸としてチャックテーブル４が回転する。

【0037】

チャックテーブル４の上方には、レーザービーム照射ユニット６のヘッド８が設けられている。このヘッド８は、Ｙ軸方向に沿って延在する円筒状のハウジング１０の先端部に設けられている。なお、ヘッド８は集光レンズ及びミラー等の光学系を収容し、ハウジング１０はミラー及び／又はレンズ等の光学系を収容する。

【0038】

ハウジング１０の基端部は、移動機構に連結されている。この移動機構は、例えば、ボールねじ及びモータ等を有する。そして、移動機構が動作すると、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及び／又はＺ軸方向に沿ってヘッド８及びハウジング１０が移動する。

【0039】

また、レーザービーム照射ユニット６は、インゴット１１の素材を透過する波長（例えば、１０６４ｎｍ）のレーザービームを生成するレーザー発振器（不図示）を有する。このレーザー発振器は、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ等のレーザー媒質を有する。そして、レーザー発振器でレーザービームが生成されると、ハウジング１０及びヘッド８に収容された光学系を介して、レーザービームがチャックテーブル４の保持面側に射出される。

【0040】

さらに、ハウジング１０の側部には、チャックテーブル４の保持面側を撮像可能な撮像ユニット１２が設けられている。この撮像ユニット１２は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）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。

【0041】

レーザー加工装置２において分離層形成ステップＳ２を実施する際には、まず、表面１１ａが上になるようにインゴット１１をチャックテーブル４の保持面に置く。次いで、チャックテーブル４においてインゴット１１が保持されるように吸引機構を動作させる。次いで、撮像ユニット１２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回転機構がチャックテーブル４を回転させる。

【0042】

次いで、インゴット１１のうち二次オリエンテーションフラット１５から僅かに内側の領域が、平面視において、ヘッド８からみてＸ軸方向に位置付けられるように、移動機構がＸ軸方向及び／又はＹ軸方向に沿ってヘッド８及びハウジング１０を移動させる。次いで、ヘッド８から射出されたレーザービームが集光される集光点がインゴット１１の表面１１ａから所定の深さに位置付けられるように移動機構がＺ軸方向に沿ってヘッド８及びハウジング１０を移動させる。

【0043】

なお、当該所定の深さは、予め把握されているパラメータを参照して設定される。具体的には、当該所定の深さは、ウエーハの仕上げ厚みＴ_１とウエーハをインゴット１１から分離した後にウエーハに残存する分離層（ウエーハ側残存分離層）の厚みとを加算して得られる厚み（第１厚み）以上、かつ、当該第１厚みとインゴット１１の分配厚みΔＴとを加算して得られる厚み（第２厚み）以下になるように設定される。また、ウエーハ側残存分離層の厚みは、端的には、分離層の想定厚みＴ_２からウエーハをインゴット１１から分離した後にインゴット１１に残存する分離層（インゴット側残存分離層）の厚みを減算して得られる厚みに対応する厚みである。

【0044】

次いで、ヘッド８からレーザービームを射出しながら、レーザービームが集光される集光点がインゴット１１のＸ軸方向における一端から他端までを通り過ぎるように移動機構がヘッド８及びハウジング１０をＸ軸方向に沿って移動させる。すなわち、レーザービームをインゴット１１に照射しながら、インゴット１１の素材（ここでは、ＳｉＣ）のｃ面１１ｅに平行な面と表面１１ａとが交差する交差線に沿ってレーザービームが集光される集光点とインゴット１１とを相対的に移動させる。

【0045】

次いで、ヘッド８が、平面視において、既にレーザービームが照射された領域よりも二次オリエンテーションフラット１５から僅かに遠い領域からみてＸ軸方向に位置付けられるように、移動機構がＹ軸方向に沿ってヘッド８及びハウジング１０を移動させる。次いで、上述したようなインゴット１１に対するレーザービームの照射を再び行う。

【0046】

さらに、インゴット１１のうち二次オリエンテーションフラット１５から最も遠い領域に対するレーザービームの照射が完了するまで、Ｙ軸方向に沿ったヘッド８及びハウジング１０の移動とインゴット１１に対するレーザービームの照射とを繰り返す。これにより、分離層形成ステップＳ２が完了する。

【0047】

図５（Ａ）は、分離層形成ステップＳ２後のインゴット１１を模式的に示す部分拡大断面図であり、図５（Ｂ）は、分離層形成ステップＳ２後のインゴット１１を模式的に示す平面図である。分離層形成ステップＳ２においては、インゴット１１の素材（ここでは、ＳｉＣ）の結晶構造が乱れた改質部１７が、レーザービームが集光される集光点を中心としてインゴット１１の内部に形成される。

【0048】

また、インゴット１１の内部に改質部１７が形成されると、インゴット１１の体積が膨張してインゴット１１に内部応力が生じる。この内部応力は、改質部１７からクラック１９が伸展することによって緩和される。なお、このクラック１９は、主にｃ面１１ｅに沿って伸展する。その結果、複数の改質部１７と複数の改質部１７のそれぞれから進展するクラック１９とを含む分離層２１がインゴット１１の内部に形成される。

【0049】

分離層形成ステップＳ２の後には、分離層２１においてインゴット１１を分離することによってウエーハを製造する（分離ステップＳ３）。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）のそれぞれは、分離ステップＳ３の様子を模式的に示す側面図である。この分離ステップＳ３は、分離装置１４において実施される。分離装置１４は、図４に示されるチャックテーブル４と同様の構造を有するチャックテーブル１６を備える。

【0050】

このチャックテーブル１６は、テーブル側吸引機構（不図示）に連結されている。このテーブル側吸引機構は、例えば、真空ポンプ等を有する。そして、このテーブル側吸引機構が動作すると、チャックテーブル１６の保持面近傍の空間に吸引力が作用する。そのため、保持面にインゴット１１が置かれた状態でテーブル側吸引機構が動作すると、チャックテーブル１６の保持面においてインゴット１１が保持される。

【0051】

チャックテーブル１６の上方には、分離ユニット１８が設けられている。この分離ユニット１８は、下面に複数の吸引口が形成されている吸引板２０を有する。この複数の吸引口は、吸引板２０の内部に形成されている吸引路を介して真空ポンプ等の分離ユニット側吸引機構に連通している。そして、分離ユニット側吸引機構が動作すると、吸引板２０の下面近傍の空間に吸引力が作用する。

【0052】

また、吸引板２０の上部は、鉛直方向移動機構２２に連結されている。この鉛直方向移動機構２２は、例えば、エアシリンダ等を有する。そして、鉛直方向移動機構２２が動作すると、鉛直方向に沿って吸引板２０が移動する。

【0053】

分離装置１４において分離ステップＳ３を実施する際には、まず、チャックテーブル１６と吸引板２０とを十分に離隔させた状態で、その内部に分離層２１が形成されているインゴット１１を表面１１ａが上になるようにチャックテーブル１６の保持面に置く。次いで、チャックテーブル１６においてインゴット１１が保持されるようにテーブル側吸引機構を動作させる。

【0054】

次いで、吸引板２０の下面をインゴット１１の表面１１ａに接触させるように、鉛直方向移動機構が吸引板２０を下降させる（図６（Ａ）参照）。次いで、インゴット１１の表面１１ａ側が上方に向かって吸引されるように、分離ユニット側吸引機構を動作させる。

【0055】

次いで、吸引板２０をチャックテーブル１６から離隔させるように、鉛直方向移動機構が吸引板２０を上昇させる（図６（Ｂ）参照）。この時、インゴット１１に引張応力が作用して分離層２１に含まれるクラック１９がさらに伸展する。

【0056】

その結果、分離層２１においてインゴット１１が分離されて、その表面１１ａ側にインゴット側残存分離層が存在するインゴット１１と、その一面側にウエーハ側残存分離層が存在するウエーハ２３と、が製造される。なお、インゴット１１の表面１１ａ及びウエーハ２３の一面のそれぞれは、分離層２１における改質部１７及びクラック１９の分布を反映した凹凸形状を有する。これにより、分離ステップＳ３が完了する。

【0057】

そして、インゴット１１が（ｎ－１）回分離されていなければ（ステップＳ４：ＮＯ）には、所定の厚みになるまでインゴット１１を研削することによって、インゴット側残存分離層を除去してインゴット１１を平坦化し、かつ、仕上げ厚みＴ_１になるまでウエーハを研削することによって、ウエーハ側残存分離層を除去してウエーハ２３を平坦化する（非最終平坦化ステップＳ５）。

【0058】

なお、当該所定の厚みは、分離層形成ステップＳ２と分離ステップＳ３と非最終平坦化ステップＳ５とを備える一連のステップを開始する時点（すなわち、分離層形成ステップＳ２を開始する時点）におけるインゴット１１の厚みと比較して、ウエーハ２３の仕上げ厚みＴ_１と、分離層２１の想定厚みＴ_２と、インゴット１１の分配厚みΔＴと、を加算して得られる厚み分薄い厚みである。

【0059】

図７は、非最終平坦化ステップＳ５の様子を模式的に示す斜視図である。この非最終平坦化ステップＳ５は、研削装置２４において実施される。研削装置２４は、中心が外縁よりも僅かに突出した円錐の側面に相当する形状の保持面を有し、この保持面においてウエーハ２３を保持可能なチャックテーブル２６を有する。

【0060】

チャックテーブル２６は、吸引機構に連結されている。この吸引機構は、エジェクタ等を有する。そして、吸引機構が動作すると、チャックテーブル２６の保持面近傍の空間に吸引力が作用する。そのため、保持面にインゴット１１又はウエーハ２３が置かれた状態で吸引機構が動作すると、チャックテーブル２６の保持面においてインゴット１１又はウエーハ２３が保持される。

【0061】

さらに、チャックテーブル２６は、水平方向移動機構に連結されている。水平方向移動機構は、例えば、ボールねじ及びモータ等を有する。そして、水平方向移動機構が動作すると、水平方向に沿ってチャックテーブル２６が移動する。

【0062】

また、チャックテーブル２６は、回転機構（不図示）に連結されている。回転機構は、例えば、プーリ及びモータ等を有する。そして、回転機構が動作すると、チャックテーブル２６は、保持面の中心を通る直線を回転軸として回転する。

【0063】

チャックテーブル２６の近傍には、測定ユニット（不図示）が設けられている。測定ユニットは、例えば、接触式又は非接触式の厚み測定器等を有する。そして、測定ユニットは、チャックテーブル２６の保持面において保持されたインゴット１１又はウエーハ２３の厚みを測定可能である。

【0064】

チャックテーブル２６の上方には、研削ユニット２８が設けられている。この研削ユニット２８は、上端部がモータに連結されているスピンドル３０を有する。そして、スピンドル３０の下端部には円盤状のマウント３２が設けられ、このマウント３２には研削ホイール３４が装着されている。

【0065】

この研削ホイール３４は、環状の基台３６と、基台３６の周方向に沿って離散して配置されている複数の研削砥石３８と、を有する。そして、複数の研削砥石３８の下面は、概ね同じ高さに配置されており、これらの下面がインゴット１１及びウエーハ２３を研削するための研削面となる。

【0066】

さらに、スピンドル３０は、鉛直方向移動機構に連結されている。この鉛直方向移動機構は、例えば、ボールねじ及びモータ等を有する。そして、鉛直方向移動機構が動作すると、鉛直方向に沿ってスピンドル３０、マウント３２及び研削ホイール３４が移動する。

【0067】

研削装置２４において非最終平坦化ステップＳ５を実施する際には、例えば、上述した所定の厚みに到るまでインゴット１１を研削してから仕上げ厚みＴ_１に到るまでウエーハ２３を研削する。この場合、まず、水平方向及び鉛直方向のそれぞれにおいてチャックテーブル２６と研削ホイール３４とを十分に離隔させた状態で、表面１１ａが上になるようにインゴット１１をチャックテーブル２６の保持面に置く。

【0068】

次いで、チャックテーブル２６においてインゴット１１が保持されるように吸引機構を動作させる。次いで、チャックテーブル２６の保持面の中心と、スピンドル３０とともに研削ホイール３４を回転させた時の複数の研削砥石３８の軌跡と、が鉛直方向において重なるように、水平方向移動機構がチャックテーブルを移動させる。

【0069】

次いで、チャックテーブル２６を回転させるように回転機構を動作させ、かつ、研削ホイール３４を回転させるようにスピンドル３０の上端部に連結されているモータを動作させる。次いで、複数の研削砥石３８のいずれかの研削面をインゴット１１の表面１１ａに接触させるように、スピンドル３０、マウント３２及び研削ホイール３４を鉛直方向移動機構が下降させる。

【0070】

これにより、インゴット１１の研削が開始される。そして、この研削、すなわち、チャックテーブル２６及び研削ホイール３４の双方を回転させながらの研削ホイール３４の下降は、測定ユニットによって測定されるインゴット１１の厚みが上述した所定の厚みに到るまで継続される。

【0071】

インゴット１１の研削が完了すれば、チャックテーブル２６及び研削ホイール３４の双方の回転を停止するとともに、水平方向及び鉛直方向のそれぞれにおいてチャックテーブル２６と研削ホイール３４とを十分に離隔させるように水平方向移動機構及び鉛直方向移動機構を動作させる。

【0072】

次いで、上述した手順と同様の手順で仕上げ厚みＴ_１に到るまでウエーハ２３を研削する。これにより、非最終平坦化ステップＳ５が完了する。なお、非最終平坦化ステップＳ５においては、インゴット１１の研削及びウエーハ２３の研削の一方が研削装置２４とは別の研削装置において行われてもよい。この場合、両研削を併行して行うことが可能になる。

【0073】

また、非最終平坦化ステップＳ５において除去されるインゴット１１の厚み及びウエーハ２３の厚みは、上述した所定の深さ（すなわち、分離層形成ステップＳ２においてインゴット１１に照射されるレーザービームの集光点とインゴット１１の表面１１ａとの間隔）に依存して変化する。

【0074】

具体的には、当該所定の深さが上述した第１厚み（すなわち、ウエーハの仕上げ厚みＴ_１とウエーハ側残存分離層の厚みとを加算して得られる厚み）に対応する深さである場合には、非最終平坦化ステップＳ５において除去されるインゴット１１の厚みは、インゴット側残存分離層の厚みとインゴット１１の分配厚みΔＴとを加算して得られる厚みに対応し、また、非最終平坦化ステップＳ５において除去されるウエーハ２３の厚みは、ウエーハ側残存分離層の厚みに対応する。

【0075】

この場合、分離層形成ステップＳ２及び分離ステップＳ３においてクラック１９が意図せずにインゴット１１の裏面１１ｂに向けて長く伸展しても、このクラック１９をインゴット１１に残存させずにインゴット１１を平坦化できる蓋然性が高くなる。

【0076】

また、当該所定の深さが上述した第２厚み（すなわち、上述した第１厚みとインゴット１１の分配厚みΔＴとを加算して得られる厚み）に対応する深さである場合には、非最終平坦化ステップＳ５において除去されるインゴット１１の厚みは、インゴット側残存分離層の厚みに対応し、また、非最終平坦化ステップＳ５において除去されるウエーハ２３の厚みは、ウエーハ側残存分離層の厚みとインゴット１１の分配厚みΔＴとを加算して得られる厚みに対応する。

【0077】

この場合、分離層形成ステップＳ２及び分離ステップＳ３においてクラック１９が意図せずにインゴット１１の表面１１ａに向けて長く伸展しても、このクラック１９をウエーハ２３に残存させずにウエーハ２３を平坦化できる蓋然性が高くなる。

【0078】

また、当該所定の深さが上述した第１厚みよりも長く、かつ、上述した第２厚みよりも短い深さである場合には、非最終平坦化ステップＳ５において除去されるインゴット１１の厚みは、インゴット側残存分離層の厚みとインゴット１１の分配厚みΔＴを（ｋ／ｋ＋１）（ｋは正の実数）倍して得られる厚みとを加算して得られる厚みに対応し、また、非最終平坦化ステップＳ５において除去されるウエーハ２３の厚みは、ウエーハ側残存分離層の厚みとインゴット１１の分配厚みΔＴを（１／ｋ＋１）倍して得られる厚みとを加算して得られる厚みに対応する。

【0079】

この場合、分離層形成ステップＳ２及び分離ステップＳ３においてクラック１９が意図せずにインゴット１１の表面１１ａ及び裏面１１ｂの双方に向けてある程度伸展しても、このクラック１９をインゴット１１及びウエーハ２３の双方に残存させずにインゴット１１及びウエーハ２３の双方を平坦化できる蓋然性が高くなる。

【0080】

非最終平坦化ステップＳ５の後には、上述した分離層形成ステップＳ２及び分離ステップＳ３を再び行う。さらに、インゴット１１が（ｎ－１）回分離されるまで、上述した非最終平坦化ステップＳ５、分離層形成ステップＳ２及び分離ステップＳ３が順番に繰り返される。

【0081】

そして、インゴット１１が（ｎ－１）回分離されれば（ステップＳ４：ＹＥＳ）、それぞれが仕上げ厚みＴ_１になるまでインゴット１１及びウエーハ２３を研削することによって、それぞれに残存する分離層（すなわち、インゴット側残存分離層又はウエーハ側残存分離層）を除去してインゴット及びウエーハ（２枚のウエーハ）を平坦化する（最終平坦化ステップＳ６）。

【0082】

なお、分離層形成ステップＳ２と分離ステップＳ３と最終平坦化ステップＳ６とを備える一連のステップを開始する時点（すなわち、最後に実施される分離層形成ステップＳ２を開始する時点）におけるインゴット１１の厚みは、ウエーハ２３の仕上げ厚みＴ_１を２倍して得られる厚みと、分離層２１の想定厚みＴ_２と、インゴット１１の分配厚みΔＴと、を加算して得られる厚みに対応する。

【0083】

また、最終平坦化ステップＳ６を開始する時点におけるインゴット１１の厚みは、最後のウエーハ２３の製造に必要なインゴット１１の最小限の厚み（具体的には、ウエーハ２３の仕上げ厚みＴ_１とインゴット側残存分離層の厚みとを加算して得られる厚み）以上、かつ、当該最後のウエーハ２３の製造に必要なインゴット１１の最小限の厚みと分配厚みΔＴとを加算して得られる厚み以下となる。

【0084】

最終平坦化ステップＳ６は、上述した非最終平坦化ステップＳ５と同様に実施される。そのため、ここでは、最終平坦化ステップＳ６の詳細な説明は割愛する。そして、最終平坦化ステップＳ６が完了すれば、インゴット１１からのｎ枚のウエーハ２３の製造が完了する。すなわち、図２に示されるウエーハの製造方法が完了する。

【0085】

図２に示されるウエーハの製造方法においては、インゴット１１からウエーハ２３を製造するための一連のステップに含まれる非最終平坦化ステップＳ５において、一連のステップを開始する時点におけるインゴット１１の厚みと比較して、ウエーハ２３の仕上げ厚みと、分離層２１の想定厚みＴ_２と、インゴット１１から製造可能なウエーハ２３の上限枚数ｎから１を減算して得られる数（ｎ－１）でインゴット１１の余剰厚みＴ_３を除算して得られる分配厚みΔＴと、を加算して得られる厚み分薄い厚みになるまでインゴット１１が研削される。

【0086】

そして、この一連のステップが繰り返されると、最後のウエーハ２３の製造に必要なインゴット１１の最小限の厚み（具体的には、ウエーハ２３の仕上げ厚みＴ_１とインゴット側残存分離層の厚みとを加算して得られる厚み）以上、かつ、当該最後のウエーハ２３の製造に必要なインゴット１１の最小限の厚みと当該分配厚みΔＴとを加算して得られる厚み以下の厚みを有するインゴット１１が最終平坦化ステップＳ６に供されることになる。

【0087】

この場合、ウエーハ２３の仕上げ厚みＴ_１になるまでインゴット１１を研削することによって最後のウエーハ２３を製造する際の所要時間が短くなる。そのため、複数のインゴット１１を同時並行で処理しながら各インゴット１１から上限枚数ｎのウエーハ２３を製造する方法として図２に示されるウエーハの製造方法を適用することによって、各インゴット１１から最後のウエーハ２３を製造するためのインゴット１１の研削がボトルネックになりにくくなり、その所要時間を低減することが可能になる。

【0088】

なお、上述した内容は本発明の一態様であって、本発明は上述した内容に限定されない。例えば、本発明においては、算出ステップＳ１の前に、インゴット１１の初期厚みＴ_０を測定するための測定ステップが実施されてもよい。

【0089】

また、本発明においては、分離層形成ステップＳ２の後かつ分離ステップＳ３の前に、インゴット１１の表面１１ａ側に超音波を付与する超音波付与ステップが実施されてもよい。この場合、超音波付与ステップにおいて分離層２１に含まれるクラック１９が伸展し、分離ステップＳ３におけるインゴット１１の分離が容易になる。

【0090】

また、本発明は、インゴット１１から３枚以上のウエーハ２３を製造するための加工装置であってもよい。図８は、このような加工装置の一例を模式的に示すブロック図である。図８に示される加工装置４０は、レーザー加工部４２と分離部４４と平坦化部４６とコントローラ４８とを備える。

【0091】

レーザー加工部４２は、例えば、図４に示されるレーザー加工装置２と同様の構造を有する。そのため、レーザー加工部４２においては、上述したようにインゴット１１の内部に分離層２１を形成することが可能である。

【0092】

分離部４４は、例えば、図６に示される分離装置１４と同様の構造を有する。そのため、分離部４４においては、上述したように分離層２１においてインゴット１１を分離してウエーハ２３を製造することが可能である。

【0093】

平坦化部４６は、例えば、図７に示される研削装置２４と同様の構造を有する。そのため、平坦化部４６においては、上述したようにインゴット１１に残存するインゴット側残存分離層及びウエーハ２３に残存するウエーハ側残存分離層をそれぞれ除去してインゴット１１及びウエーハ２３のそれぞれを平坦化することが可能である。

【0094】

なお、平坦化部４６においては、インゴット１１の平坦化のみが行われてもよい。この場合、平坦化部４６とは別の平坦化部が加工装置４０に設けられ、当該別の平坦化部においてウエーハ２３の平坦化が行われてもよい。あるいは、この場合、加工装置４０とは別の装置（例えば、研削装置）においてウエーハ２３の平坦化が行われてもよい。

【0095】

コントローラ４８は、プロセッサ５０とメモリ５２とを有する。プロセッサ５０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって構成される。また、メモリ５２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。

【0096】

メモリ５２は、プロセッサ５０において利用されるデータ及びプログラム等を記憶する。このデータとしては、例えば、インゴット１１の初期厚みＴ_０と、ウエーハ２３の仕上げ厚みＴ_１と、分離層２１の想定厚みＴ_２と、インゴット側残存分離層の厚みと、ウエーハ側残存分離層の厚みと、が挙げられる。また、このプログラムとしては、例えば、加工装置４０において、図２に示されるウエーハの製造方法を実施するためのプログラムが挙げられる。

【0097】

プロセッサ５０は、メモリ５２に記憶されたデータを利用しながら、メモリ５２に記憶されているプログラムを読みだして実行する。例えば、プロセッサ５０は、メモリ５２に記憶されているインゴット１１の初期厚みＴ_０等を参照して、図２に示されるウエーハの製造方法を実施するためのプログラムをメモリ５２から読み出して実行する。

【0098】

具体的には、図２に示されるウエーハの製造方法が加工装置４０において実施される際には、まず、メモリ５２に記憶されているインゴット１１の初期厚みＴ_０、ウエーハ２３の仕上げ厚みＴ_１及び分離層２１の想定厚みＴ_２を参照して、インゴット１１から製造可能なウエーハの上限枚数ｎ及びインゴット１１の余剰厚みＴ_３をプロセッサ５０が算出する（算出ステップＳ１）。

【0099】

そして、プロセッサ５０は、算出されたインゴット１１から製造可能なウエーハの上限枚数ｎ及びインゴット１１の余剰厚みＴ_３をメモリ５２に記憶させる。さらに、プロセッサ５０は、インゴット１１から製造可能なウエーハの上限枚数ｎ及びインゴット１１の余剰厚みＴ_３を参照してインゴット１１の分配厚みΔＴを算出し、これをメモリ５２に記憶させてもよい。

【0100】

算出ステップＳ１が完了すれば、プロセッサ５０は、分離層２１の形成（分離層形成ステップＳ２）と、インゴット１１の分離（分離ステップＳ３）と、インゴット１１の平坦化（非最終平坦化ステップＳ５又は最終平坦化ステップＳ６）と、を備える一連のステップをインゴット１１から製造可能なウエーハ２３の上限枚数ｎから１を減算して得られる数（ｎ－１）だけ繰り返すように、レーザー加工部４２、分離部４４及び平坦化部４６を制御する。

【0101】

また、本発明の加工装置においては、全ての加工部（具体的には、レーザー加工部、分離部及び平坦化部）が１つのコントローラによって制御されるのではなく、加工部毎にコントローラが設けられ、各加工部が別個のコントローラによって制御されてもよい。図９は、加工部毎にコントローラが設けられる加工装置の一例を模式的に示すブロック図である。

【0102】

図９に示される加工装置５４は、サブコントローラ５６ａを有するレーザー加工部５６と、サブコントローラ５８ａを有する分離部５８と、サブコントローラ６０ａを有する平坦化部６０と、メインコントローラ６２と、を備える。換言すると、加工装置５４においては、コントローラ４８が、サブコントローラ５６ａ，５８ａ，６０ａ及びメインコントローラ６２として分散されている点を除いて、図８に示される加工装置４０と同様の構造を有する。

【0103】

レーザー加工部５６は、例えば、図４に示されるレーザー加工装置２の構成要素と同様の構成要素に加えて、プロセッサとメモリとを含むサブコントローラ５６ａを有する。そして、このメモリは、例えば、レーザー加工部５６において分離層２１の形成（分離層形成ステップＳ２）を行うために必要なデータ及びプログラム等を記憶する。

【0104】

分離部５８は、例えば、図６に示される分離装置１４の構成要素と同様の構成要素に加えて、プロセッサとメモリとを含むサブコントローラ５８ａを有する。そして、このメモリは、例えば、分離部５８においてインゴット１１の分離（分離ステップＳ３）を行うために必要なデータ及びプログラム等を記憶する。

【0105】

平坦化部６０は、例えば、図７に示される研削装置２４の構成要素と同様の構成要素に加えて、プロセッサとメモリとを含むサブコントローラ６０ａを有する。そして、このメモリは、例えば、平坦化部６０においてインゴット１１及びウエーハ２３の平坦化（非最終平坦化ステップＳ５及び最終平坦化ステップＳ６）を行うために必要なデータ及びプログラム等を記憶する。

【0106】

なお、平坦化部６０においては、インゴット１１の平坦化のみが行われてもよい。この場合、平坦化部６０とは別の平坦化部が加工装置５４に設けられ、当該別の平坦化部においてウエーハ２３の平坦化が行われてもよい。あるいは、この場合、加工装置５４とは別の装置（例えば、研削装置）においてウエーハ２３の平坦化が行われてもよい。

【0107】

メインコントローラ６２は、プロセッサとメモリとを有する。そして、このメモリには、例えば、インゴット１１の初期厚みＴ_０と、ウエーハ２３の仕上げ厚みＴ_１と、分離層２１の想定厚みＴ_２と、インゴット側残存分離層の厚みと、ウエーハ側残存分離層の厚みと、が予め記憶されている。また、メインコントローラ６２は、有線又は無線の通信回線を介して、サブコントローラ５６ａ，５８ａ，６０ａに接続されている。

【0108】

加工装置５４においては、メインコントローラ６２によって算出ステップＳ１が実施される。具体的には、メインコントローラ６２のメモリに記憶されているインゴット１１の初期厚みＴ_０、ウエーハ２３の仕上げ厚みＴ_１及び分離層２１の想定厚みＴ_２を参照して、インゴット１１から製造可能なウエーハの上限枚数ｎ及びインゴット１１の余剰厚みＴ_３をメインコントローラ６２のプロセッサが算出する。

【0109】

そして、メインコントローラ６２のプロセッサは、上述した所定の深さ（すなわち、分離層形成ステップＳ２においてインゴット１１に照射されるレーザービームの集光点とインゴット１１の表面１１ａとの間隔）を特定するために必要なデータをサブコントローラ５６ａに送信する。なお、このデータには、例えば、ウエーハの仕上げ厚みＴ_１と、ウエーハ側残存分離層の厚みと、インゴット１１の分配厚みΔＴを算出するために必要なデータ（具体的には、インゴット１１から製造可能なウエーハの上限枚数ｎ及びインゴット１１の余剰厚みＴ_３）と、が含まれる。

【0110】

また、メインコントローラ６２のプロセッサは、上述した所定の厚みを特定するために必要なデータをサブコントローラ６０ａに送信する。なお、このデータには、例えば、ウエーハ２３の仕上げ厚みＴ_１と、分離層２１の想定厚みＴ_２と、インゴット１１の分配厚みΔＴを算出するために必要なデータと、が含まれる。

【0111】

なお、メインコントローラ６２のプロセッサは、インゴット１１から製造可能なウエーハの上限枚数ｎ及びインゴット１１の余剰厚みＴ_３に加えて、インゴット１１の分配厚みΔＴを算出してもよい。この場合、メインコントローラ６２のプロセッサは、インゴット１１の分配厚みΔＴを算出するために必要なデータに換えて、インゴット１１の分配厚みΔＴ自体をサブコントローラ５６ａ，６０ａに送信してもよい。

【0112】

メインコントローラ６２における算出ステップＳ１が完了すれば、レーザー加工部５６において分離層２１の形成（分離層形成ステップＳ２）を行うようにメインコントローラ６２がサブコントローラ５６ａに命じる信号を送信する。そして、図４に示されるレーザー加工装置２の構成要素と同様の構成要素をサブコントローラ５６ａが制御することよって分離層形成ステップＳ２が完了すれば、その旨を示す信号をサブコントローラ５６ａがメインコントローラ６２に送信する。

【0113】

サブコントローラ５６ａからの信号がメインコントローラ６２において受信されれば、分離部５８においてインゴット１１の分離（分離ステップＳ３）を行うようにメインコントローラ６２がサブコントローラ５８ａに命じる信号を送信する。そして、図６に示される分離装置１４の構成要素と同様の構成要素をサブコントローラ５８ａが制御することよって分離ステップＳ３が完了すれば、その旨を示す信号をサブコントローラ５８ａがメインコントローラ６２に送信する。

【0114】

サブコントローラ５８ａからの信号がメインコントローラ６２において受信されれば、平坦化部６０においてインゴット１１の平坦化（非最終平坦化ステップＳ５）を行うようにメインコントローラ６２がサブコントローラ６０ａに命じる信号を送信する。そして、図７に示される研削装置２４の構成要素と同様の構成要素をサブコントローラ６０ａが制御することよって非最終平坦化ステップＳ５が完了すれば、その旨を示す信号をサブコントローラ６０ａがメインコントローラ６２に送信する。

【0115】

さらに、サブコントローラ５６ａ，５８ａ，６０ａとメインコントローラ６２との間における信号の授受は、サブコントローラ５８ａからの分離ステップＳ３が完了したことを示す信号がメインコントローラ６２においてインゴット１１から製造可能なウエーハ２３の上限枚数ｎから１を減算して得られる数（ｎ－１）だけ受信されるまで繰り返される。

【0116】

そして、サブコントローラ５８ａからの信号が当該数（ｎ－１）だけメインコントローラ６２において受信されれば、平坦化部６０においてインゴット１１の平坦化（最終平坦化ステップＳ６）を行うようにメインコントローラ６２がサブコントローラ６０ａに命じる信号を送信する。そして、図７に示される研削装置２４の構成要素と同様の構成要素をサブコントローラ６０ａが制御することよって最終平坦化ステップＳ６が完了すれば、その旨を示す信号をサブコントローラ６０ａがメインコントローラ６２に送信する。

【0117】

加えて、上述した加工装置４０，５４には、追加の構成要素が設けられてもよい。例えば、加工装置４０，５４には、インゴット１１の初期厚みＴ_０を測定するための測定部が設けられてもよい。また、加工装置４０，５４には、レーザー加工部４２，５６、分離部４４，５８及び平坦化部４６，６０のいずれかにインゴット１１を搬入し、又は、これらのいずれかから搬出するための搬送部が設けられてもよい。

【0118】

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。

【符号の説明】

【0119】

２ ：レーザー加工装置
４ ：チャックテーブル
６ ：レーザービーム照射ユニット
８ ：ヘッド
１０：ハウジング
１１：インゴット（１１ａ：表面、１１ｂ：裏面）
（１１ｃ：ｃ軸、１１ｄ：垂線、１１ｅ：ｃ面）
１２：撮像ユニット
１３：一次オリエンテーションフラット
１４：分離装置
１５：二次オリエンテーションフラット
１６：チャックテーブル
１７：改質部
１８：分離ユニット
１９：クラック
２０：吸引板
２１：分離層
２２：鉛直方向移動機構
２３：ウエーハ（２３ａ：一面）
２４：研削装置
２６：チャックテーブル
２８：研削ユニット
３０：スピンドル
３２：マウント
３４：研削ホイール
３６：基台
３８：研削砥石
４０：加工装置
４２：レーザー加工部
４４：分離部
４６：平坦化部
４８：コントローラ
５０：プロセッサ
５２：メモリ
５４：加工装置
５６：レーザー加工部（５６ａ：サブコントローラ）
５８：分離部（５８ａ：サブコントローラ）
６０：平坦化部（６０ａ：サブコントローラ）
６２：メインコントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】