特開 2025-21913 レーザ加工装置、被加工物の面取り方法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】P2025021913

(43)【公開日】2025-02-14

(54)【発明の名称】レーザ加工装置、被加工物の面取り方法及びウエーハの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20250206BHJP

   B23K 26/36 20140101ALI20250206BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20250206BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 601B

B23K26/36

B23K26/53

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023126020

(22)【出願日】2023-08-02

(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】飯塚 健太呂

【テーマコード（参考）】

4E168

5F057

【Ｆターム（参考）】

4E168AD06

4E168AD18

4E168AE01

4E168CA06

4E168CB04

4E168CB07

4E168CB22

4E168CB23

4E168DA04

4E168DA24

4E168EA15

4E168EA16

4E168HA01

4E168JA12

4E168JA13

5F057AA14

5F057BA12

5F057BB03

5F057BB06

5F057BB09

5F057CA09

5F057DA22

(57)【要約】

【課題】被加工物を面取りする際の手間を低減するとともにスループットを向上させる。
【解決手段】被加工物の一面側外周部及び他面側外周部の双方を除去するように被加工物の素材に吸収される波長のレーザビームを被加工物に照射することによって被加工物を面取りすることが可能なレーザ加工装置であって、平坦な保持面を有する保持テーブルと、レーザビームを出射する発振器と、発振器から出射されるレーザビームを集光する集光器と、保持テーブルとレーザビームが集光される集光点とを相対的に移動させる移動機構と、保持テーブルの保持面に平行な直線を回転軸として保持テーブルを回転させる回転機構と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物の一面側外周部及び他面側外周部の双方を除去するように該被加工物の素材に吸収される波長のレーザビームを該被加工物に照射することによって該被加工物を面取りすることが可能なレーザ加工装置であって、
平坦な保持面を有する保持テーブルと、
該レーザビームを出射する発振器と、
該発振器から出射される該レーザビームを集光する集光器と、
該保持テーブルと該レーザビームが集光される集光点とを相対的に移動させる移動機構と、
該保持テーブルの該保持面に平行な直線を回転軸として該保持テーブルを回転させる回転機構と、
を備えるレーザ加工装置。

【請求項2】

被加工物を面取りする被加工物の面取り方法であって、
該被加工物の一面側外周部及び他面側外周部の双方が露出されるように該被加工物の一面側中央部を保持テーブルの平坦な保持面において保持する保持ステップと、
該保持ステップの後に、該被加工物の素材に吸収される波長のレーザビームが集光される集光点を該被加工物の該他面側外周部に位置づけた状態で該保持テーブルと該集光点とを相対的に移動させるように該被加工物に該レーザビームを照射することによって、該被加工物の該他面側外周部を除去する第１面取りステップと、
該保持ステップの後に、該集光点を該被加工物の該一面側外周部に位置づけた状態で該保持テーブルと該集光点とを相対的に移動させるように該被加工物に該レーザビームを照射することによって該被加工物の該一面側外周部を除去する第２面取りステップと、
該第１面取りステップと該第２面取りステップとの間に、該被加工物を反転させるように該保持テーブルの該保持面に平行な直線を回転軸として該保持テーブルを回転させる回転ステップと、
を備える被加工物の面取り方法。

【請求項3】

インゴットから面取りされたウエーハを製造するウエーハの製造方法であって、
該インゴットの素材を透過する波長の第１レーザビームが集光される第１集光点を該インゴットの内部に位置づけた状態で該インゴットと該第１集光点とを相対的に移動させるように該第１レーザビームを該インゴットに照射することによって、該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劈開させるように該インゴットに外力を付与することによって、この劈開に起因して一面よりも他面が粗くなるウエーハを該インゴットから剥離する剥離ステップと、
該剥離ステップの後に、該ウエーハの一面側外周部及び他面側外周部の双方が露出されるように該ウエーハの一面側中央部を保持テーブルの平坦な保持面において保持する保持ステップと、
該保持ステップの後に、該ウエーハに吸収される波長の第２レーザビームが集光される第２集光点を該ウエーハの該他面側外周部に位置づけた状態で該保持テーブルと該第２集光点とを相対的に移動させるように該ウエーハに該第２レーザビームを照射することによって、該ウエーハの該他面側外周部を除去する第１面取りステップと、
該保持ステップの後に、該第２集光点を該ウエーハの該一面側外周部に位置づけた状態で該保持テーブルと該第２集光点とを相対的に移動させるように該ウエーハに該第２レーザビームを照射することによって、該ウエーハの該一面側外周部を除去する第２面取りステップと、
該第１面取りステップと該第２面取りステップとの間に、該ウエーハを反転させるように該保持テーブルの該保持面に平行な直線を回転軸として該保持テーブルを回転させる回転ステップと、
を備える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、被加工物の一面側外周部及び他面側外周部の双方を除去するように被加工物に吸収される波長のレーザビームを被加工物に照射することによって被加工物を面取りすることが可能なレーザ加工装置と、被加工物を面取りする被加工物の加工方法と、インゴットから面取りされた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】

ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のデバイスのチップは、携帯電話及びパーソナルコンピュータ等の各種電子機器において不可欠の構成要素である。このようなチップは、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）等の単結晶からなり、かつ、面取りされたウエーハを利用して製造される。

【0003】

このウエーハは、例えば、円柱状のインゴットに含まれる表面側の所定の厚さを有する部分を切り出してから、切り出された部分（すなわち、アズスライスウエーハ）の外周部を加工することによって製造される（例えば、特許文献１参照）。具体的には、この加工は、アズスライスウエーハの一面側外周部及び他面側外周部の双方を除去するように、例えば、アズスライスウエーハの素材に吸収される波長のレーザビームをアズスライスウエーハに照射することによって行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－２１２７６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

アズスライスウエーハ等の被加工物を面取りすることが可能なレーザ加工装置は、一般的に、平坦な保持面を有する保持テーブルと、レーザビームを出射する発振器と、発振器から出射されるレーザビームを集光する集光器と、保持テーブルとレーザビームが集光される集光点とを相対的に移動させる移動機構と、を備える。そして、レーザ加工装置における被加工物の加工は、保持テーブルの保持面において保持された被加工物の内部に集光点を位置づけた状態で保持テーブルと集光点とを相対的に移動させるように被加工物にレーザビームを照射することによって行われる。

【0006】

例えば、このレーザ加工装置において被加工物を面取りする場合には、まず、被加工物の他面側が露出されるように保持テーブルの保持面において被加工物の一面側を保持する。次いで、レーザビームが集光される集光点を被加工物の他面側外周部に位置づけた状態で保持テーブルと集光点とを相対的に移動させるように被加工物にレーザビームを照射する。これにより、被加工物の他面側外周部が除去される。

【0007】

次いで、保持テーブルの保持面から被加工物を分離して反転させてから、保持テーブルの保持面において被加工物を再び保持する。すなわち、被加工物の一面側が露出されるように保持テーブルの保持面において被加工物の他面側を保持する。次いで、レーザビームが集光される集光点を被加工物の一面側外周部に位置づけた状態で保持テーブルと集光点とを相対的に移動させるように被加工物にレーザビームを照射する。これにより、被加工物の一面側外周部が除去される。その結果、面取りされた被加工物が製造される。

【0008】

上述したように被加工物が面取りされる場合、保持テーブルの保持面から被加工物を分離して反転させてから保持テーブルの保持面において被加工物を再び保持する必要がある。そのため、この場合には、手間がかかるとともに、レーザ加工装置において被加工物を面取りする際のスループットが低くなる。この点に鑑み、本発明の目的は、被加工物を面取りする際の手間を低減するとともにスループットを向上させることである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一側面によれば、被加工物の一面側外周部及び他面側外周部の双方を除去するように該被加工物の素材に吸収される波長のレーザビームを該被加工物に照射することによって該被加工物を面取りすることが可能なレーザ加工装置であって、平坦な保持面を有する保持テーブルと、該レーザビームを出射する発振器と、該発振器から出射される該レーザビームを集光する集光器と、該保持テーブルと該レーザビームが集光される集光点とを相対的に移動させる移動機構と、該保持テーブルの該保持面に平行な直線を回転軸として該保持テーブルを回転させる回転機構と、を備えるレーザ加工装置が提供される。

【0010】

本発明の別の側面によれば、被加工物を面取りする被加工物の面取り方法であって、該被加工物の一面側外周部及び他面側外周部の双方が露出されるように該被加工物の一面側中央部を保持テーブルの平坦な保持面において保持する保持ステップと、該保持ステップの後に、該被加工物の素材に吸収される波長のレーザビームが集光される集光点を該被加工物の該他面側外周部に位置づけた状態で該保持テーブルと該集光点とを相対的に移動させるように該被加工物に該レーザビームを照射することによって、該被加工物の該他面側外周部を除去する第１面取りステップと、該保持ステップの後に、該集光点を該被加工物の該一面側外周部に位置づけた状態で該保持テーブルと該集光点とを相対的に移動させるように該被加工物に該レーザビームを照射することによって該被加工物の該一面側外周部を除去する第２面取りステップと、該第１面取りステップと該第２面取りステップとの間に、該被加工物を反転させるように該保持テーブルの該保持面に平行な直線を回転軸として該保持テーブルを回転させる回転ステップと、を備える被加工物の面取り方法が提供される。

【0011】

本発明のさらに別の側面によれば、インゴットから面取りされたウエーハを製造するウエーハの製造方法であって、該インゴットの素材を透過する波長の第１レーザビームが集光される第１集光点を該インゴットの内部に位置づけた状態で該インゴットと該第１集光点とを相対的に移動させるように該第１レーザビームを該インゴットに照射することによって、該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劈開させるように該インゴットに外力を付与することによって、この劈開に起因して一面よりも他面が粗くなるウエーハを該インゴットから剥離する剥離ステップと、該剥離ステップの後に、該ウエーハの一面側外周部及び他面側外周部の双方が露出されるように該ウエーハの一面側中央部を保持テーブルの平坦な保持面において保持する保持ステップと、該保持ステップの後に、該ウエーハに吸収される波長の第２レーザビームが集光される第２集光点を該ウエーハの該他面側外周部に位置づけた状態で該保持テーブルと該第２集光点とを相対的に移動させるように該ウエーハに該第２レーザビームを照射することによって、該ウエーハの該他面側外周部を除去する第１面取りステップと、該保持ステップの後に、該第２集光点を該ウエーハの該一面側外周部に位置づけた状態で該保持テーブルと該第２集光点とを相対的に移動させるように該ウエーハに該第２レーザビームを照射することによって、該ウエーハの該一面側外周部を除去する第２面取りステップと、該第１面取りステップと該第２面取りステップとの間に、該ウエーハを反転させるように該保持テーブルの該保持面に平行な直線を回転軸として該保持テーブルを回転させる回転ステップと、を備えるウエーハの製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0012】

本発明のレーザ加工装置には、保持テーブルの保持面に平行な直線を回転軸として保持テーブルを回転させる回転機構が設けられている。そのため、このレーザ加工装置においては、被加工物を面取りする際に保持テーブルの保持面から被加工物を分離することなく被加工物を反転させることが可能である。その結果、このレーザ加工装置においては、被加工物を面取りする際の手間を低減するとともにスループットを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、被加工物の一例を模式的に示す斜視図である。

【図2】図２は、レーザ加工装置の一例を模式的に示す斜視図である。

【図3】図３は、図２に示されるレーザ加工装置の一部の構成要素を模式的に示す部分拡大図である。

【図4】図４は、図２に示されるレーザ加工装置に含まれる光学系の構成を模式的に示す図である。

【図5】図５は、図２に示されるレーザ加工装置において図１に示される被加工物を面取りする被加工物の面取り方法の一例を模式的に示すフローチャートである。

【図6】図６（Ａ）は、保持ステップ後の被加工物を模式的に示す側面図であり、図６（Ｂ）は、第１面取りステップの様子を模式的に示す側面図であり、図６（Ｃ）は、第１面取りステップ後の被加工物を模式的に示す部分拡大側面図である。

【図7】図７（Ａ）は、回転ステップ後の被加工物を模式的に示す側面図であり、図７（Ｂ）は、第２面取りステップの様子を模式的に示す側面図であり、図７（Ｃ）は、第２面取りステップ後の被加工物を模式的に示す部分拡大側面図である。

【図8】図８は、第１面取りステップにおいて保持テーブルの保持面が傾いた状態で被加工物にレーザビームが照射される様子の一例を模式的に示す一部断面側面図である。

【図9】図９は、第１面取りステップにおいて保持テーブルの保持面が傾いた状態で被加工物にレーザビームが照射される様子の別の例を模式的に示す一部断面側面図である。

【図10】図１０は、インゴットから面取りされた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。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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、被加工物の一例を模式的に示す斜視図である。図１に示される被加工物１１は、例えば、一面（表面）１１ａ及び一面１１ａの反対の面である他面（裏面）１１ｂの双方が鏡面であり、かつ、一面１１ａ側外周部及び他面１１ｂ側外周部の双方が角張っている円板状のウエーハである。また、被加工物１１の側面１１ｃには、被加工物１１の素材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１３ａ及び二次オリエンテーションフラット１３ｂが形成されている。

【0015】

図２は、被加工物１１の一面１１ａ側外周部及び他面１１ｂ側外周部の双方を除去するように被加工物１１に吸収される波長のレーザビームを被加工物１１に照射することによって被加工物１１を面取りすることが可能なレーザ加工装置の一例を模式的に示す斜視図である。なお、図２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軸方向のそれぞれに直交する方向（鉛直方向）である。

【0016】

図２に示されるレーザ加工装置２は、各構成要素を支持する基台４を有する。この基台４の上面には、水平方向移動機構６が配置されている。この水平方向移動機構６は、基台４の上面に固定され、かつ、Ｙ軸方向に沿って延在する一対のＹ軸ガイドレール８を有する。そして、一対のＹ軸ガイドレール８の上面側には、一対のＹ軸ガイドレール８に沿ってスライド可能な態様でＹ軸移動プレート１０が連結されている。

【0017】

また、一対のＹ軸ガイドレール８の間には、Ｙ軸方向に沿って延在するねじ軸１２が配置されている。このねじ軸１２の前端部（一端部）には、ねじ軸１２を回転させるためのモータ１４が連結されている。また、ねじ軸１２の螺旋状の溝が形成された表面には、回転するねじ軸１２の表面を転がる多数のボールを収容するナット（不図示）が設けられ、ボールねじが構成されている。

【0018】

すなわち、ねじ軸１２が回転すると多数のボールがナット内を循環してナットがＹ軸方向に沿って移動する。さらに、このナットは、Ｙ軸移動プレート１０の下面側に固定されている。そのため、モータ１４でねじ軸１２を回転させれば、ナットとともにＹ軸移動プレート１０がＹ軸方向に沿って移動する。また、Ｙ軸移動プレート１０の上面には、Ｘ軸方向に沿って延在する一対のＸ軸ガイドレール１６が固定されている。

【0019】

そして、一対のＸ軸ガイドレール１６の上面側には、一対のＸ軸ガイドレール１６に沿ってスライド可能な態様でＸ軸移動部材１８が連結されている。なお、Ｘ軸移動部材１８は、Ｕ字状の形状を有する。具体的には、Ｘ軸移動部材１８は、その下面側が一対のＸ軸ガイドレール１６に連結されている平板状の底部１８ａと、底部１８ａのＹ軸方向における両端からそれぞれ立設されている一対の側部１８ｂ，１８ｃと、を有する。

【0020】

また、一対のＸ軸ガイドレール１６の間には、Ｘ軸方向に沿って延在するねじ軸２０が配置されている。このねじ軸２０の一端部には、ねじ軸２０を回転させるためのモータ２２が連結されている。また、ねじ軸２０の螺旋状の溝が形成された表面には、回転するねじ軸２０の表面を転がる多数のボールを収容するナット（不図示）が設けられ、ボールねじが構成されている。

【0021】

すなわち、ねじ軸２０が回転すると多数のボールがナット内を循環してナットがＸ軸方向に沿って移動する。さらに、このナットは、Ｘ軸移動部材１８の底部１８ａの下面側に固定されている。そのため、モータ２２でねじ軸２０を回転させれば、ナットとともにＸ軸移動部材１８がＸ軸方向に沿って移動する。

【0022】

そして、Ｘ軸移動部材１８は、平坦な保持面を有する保持テーブル２４と、保持テーブル２４の保持面に平行な直線、具体的には、Ｙ軸方向に平行な直線を回転軸として保持テーブル２４を回転させる回転機構２６と、に連結されている。図３は、Ｘ軸移動部材１８、保持テーブル２４及び回転機構２６を示す部分拡大図である。

【0023】

保持テーブル２４は、セラミックス等からなる円板状の枠体２４ａを有する。そして、枠体２４ａは、円板状の底壁と、この底壁の外周部から立設されている円筒状の側壁と、を有する。なお、枠体２４ａの側壁の外径は、被加工物１１の幅よりも小さい。また、枠体２４ａの底壁及び側壁によって画定される凹部には、例えば、多孔質セラミックスからなる円板状のポーラス板２４ｂが固定されている。

【0024】

このポーラス板２４ｂは、枠体２４ａの側壁の内径と概ね等しい直径を有する。さらに、ポーラス板２４ｂは、枠体２４ａの底壁に形成されている貫通孔等を介して、例えば、エジェクタ等を含む吸引機構（不図示）と連通する。また、枠体２４ａの側壁の表面及びポーラス板２４ｂの表面は、Ｙ軸方向に平行であり、被加工物１１を保持する際に保持テーブル２４の保持面として機能する。

【0025】

具体的には、被加工物１１がレーザ加工装置２に搬入されると、被加工物１１が保持テーブル２４の保持面に置かれる。そして、この状態でポーラス板２４ｂと連通する吸引機構を動作させると、被加工物１１に吸引力が作用する。その結果、保持テーブル２４の保持面において被加工物１１が保持される。

【0026】

また、保持テーブル２４の枠体２４ａの底壁は、ベアリング（不図示）等を介してベース２８の先端部に装着されている。また、ベース２８の内部には、例えば、プーリ及びモータ等を含む周方向移動機構（不図示）が設けられている。そして、この周方向移動機構を動作させると、その周方向に沿って保持テーブル２４が回転する。具体的には、この周方向移動機構を動作させると、保持面の中心を通り、かつ、保持面と直交する方向に沿って延在する直線を回転軸として、保持テーブル２４が回転する。

【0027】

回転機構２６は、Ｕ字状の形状を有する支持部材３０を有する。具体的には、支持部材３０は、Ｙ軸方向に沿った長さがＸ軸移動部材１８の一対の側部１８ｂ，１８ｃの間隔よりも小さい平板状の底部３０ａと、底部３０ａのＹ軸方向における両端からそれぞれ立設されている一対の側部３０ｂ，３０ｃと、を有する。なお、底部３０ａの表面側には、ベース２８の基端部が固定されている。また、底部３０ａの幅（具体的には、保持テーブル２４の保持面に平行かつＹ軸方向に直交する方向における長さ）は、保持テーブル２４の枠体２４ａの外径よりも小さい。

【0028】

さらに、側部３０ｂの外側面側には円柱状のシャフト３２ａの一端部が固定され、また、側部３０ｃの外側面側には円柱状のシャフト３２ｂの一端部が固定されている。なお、これらのシャフト３２ａ，３２ｂは、Ｙ軸方向に沿って並ぶように設けられている。そして、Ｘ軸移動部材１８の一対の側部１８ｂ，１８ｃのそれぞれにはＹ軸方向に沿った貫通孔が形成されており、各貫通孔にはベアリング（不図示）を介して各シャフト３２ａ，３２ｂが通されている。

【0029】

すなわち、各シャフト３２ａ，３２ｂは、回転可能な態様でＸ軸移動部材１８に支持されている。また、Ｘ軸移動部材１８の側部１８ｂには、例えば、連結部材（不図示）を介してモータ３４が固定されており、このモータ３４にはシャフト３２ａの他端部が連結されている。そのため、モータ３４でシャフト３２ａを回転させれば、保持テーブル２４の保持面に平行な直線、具体的には、Ｙ軸方向に平行な直線を回転軸として、シャフト３２ｂ、支持部材３０及びベース２８とともに保持テーブル２４が回転する。

【0030】

図２に示されるように、水平方向移動機構６からみてＹ軸方向側には、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のそれぞれに対して概ね平行な側面を有する支持構造３６が設けられている。この支持構造３６の側面には、鉛直方向移動機構３８が配置されている。そして、鉛直方向移動機構３８は、支持構造３６の側面に固定され、かつ、Ｚ軸方向に沿って延在する一対のＺ軸ガイドレール４０を有する。

【0031】

そして、一対のＺ軸ガイドレール４０の表面側には、一対のＺ軸ガイドレール４０に沿ってスライド可能な態様でＺ軸移動プレート４２が連結されている。また、一対のＺ軸ガイドレール４０の間には、Ｚ軸方向に沿って延在するねじ軸（不図示）が配置されている。そして、このねじ軸の上端部（一端部）には、ねじ軸を回転させるためのモータ４４が連結されている。

【0032】

また、ねじ軸の螺旋状の溝が形成された表面には、回転するねじ軸の表面を転がる多数のボールを収容するナット（不図示）が設けられ、ボールねじが構成されている。すなわち、このねじ軸が回転すると多数のボールがナット内を循環してナットがＺ軸方向に沿って移動する。さらに、このナットは、Ｚ軸移動プレート４２の裏面側に固定されている。そのため、モータ４４で一対のＺ軸ガイドレール４０の間に配置されているねじ軸を回転させれば、ナットとともにＺ軸移動プレート４２がＺ軸方向に沿って移動する。

【0033】

Ｚ軸移動プレート４２の表面側には、支持具４６が固定されている。この支持具４６は、レーザ加工装置２に含まれる光学系４８の一部の構成要素を支持する。図４は、光学系４８の構成を模式的に示す図である。なお、図４においては、光学系４８の一部の構成要素がブロックで示されている。

【0034】

光学系４８は、基台４に固定された発振器５０を有する。この発振器５０は、例えば、レーザ媒質としてＮｄ：ＹＡＧ等を有し、被加工物１１の素材に吸収される波長（例えば、３５５ｎｍ）のレーザビームを出射する。そして、発振器５０から出射されたレーザビームは、ダイクロイックミラー５２に供給される。

【0035】

このダイクロイックミラー５２は、発振器５０から出射されたレーザビームを透過させるとともに、カメラ５４による撮像に利用される波長の光（撮像光）を反射して撮像光の光路がレーザビームの光路と同軸になるように設計されている。なお、このカメラ５４は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源と、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサ又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等の撮像素子と、を含む。

【0036】

ダイクロイックミラー５２を透過したレーザビーム及びそれによって反射された撮像光は、集光器５６に供給される。なお、この集光器５６は、例えば、レーザビーム及び撮像光を集光する集光レンズ等を含む。そして、この集光レンズを通ったレーザビーム及び撮像光は、集光器５６の下面から直下に出射される。なお、図２に示されるように、集光器５６は、円柱状のハウジング５８の先端部に設けられている。そして、このハウジング５８の基端部は、支持具４６に固定されている。

【0037】

図５は、レーザ加工装置２において被加工物１１を面取りする被加工物の面取り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、被加工物１１の一面１１ａ側中央部を保持テーブル２４の保持面において保持する（保持ステップＳ１）。図６（Ａ）は、保持ステップＳ１後の被加工物１１を模式的に示す側面図である。

【0038】

この保持ステップＳ１においては、被加工物１１の一面１１ａ側中央部を保持テーブル２４の保持面に接触させるように、すなわち、被加工物１１の一面１１ａ側外周部及び他面１１ｂ側外周部の双方が露出されるように、被加工物１１を保持テーブル２４に置く。そして、この状態でポーラス板２４ｂと連通する吸引機構を動作させる。その結果、被加工物１１の一面１１ａ側中央部に吸引力が作用して、保持テーブル２４の保持面において被加工物１１の一面１１ａ側中央部が保持される。

【0039】

なお、被加工物１１を保持テーブル２４に置く前には、必要に応じて、Ｙ軸方向に沿った直線を回転軸として保持テーブル２４を回転させるように回転機構２６を動作させてもよい。例えば、保持テーブル２４の保持面がＸ軸方向に対して傾いている場合には、この保持面がＸ軸方向と平行になるように被加工物１１を保持テーブル２４に置く前に回転機構２６が保持テーブル２４を回転させてもよい。

【0040】

保持ステップＳ１の後には、被加工物１１にレーザビームを照射することによって被加工物の他面１１ｂ側外周部を除去する（第１面取りステップＳ２）。図６（Ｂ）は、第１面取りステップＳ２の様子を模式的に示す側面図であり、図６（Ｃ）は、第１面取りステップＳ２後の被加工物１１を模式的に示す部分拡大側面図である。

【0041】

この第１面取りステップＳ２においては、まず、被加工物１１の他面１１ｂ側外周部が含まれる画像（全体画像）が形成されるようにカメラ５４によって被加工物１１を撮像する。例えば、その画角に被加工物１１の他面１１ｂ側外周部の一部を含むカメラ５４による撮像と、カメラ５４の画角に含まれる被加工物１１の他面１１ｂ側外周部の部分を変更するための保持テーブル２４の周方向及び／又は水平方向に沿った移動と、を交互に繰り返す。そして、全体画像は、複数回のカメラ５４による撮像によって形成された複数の画像（部分画像）を組み合わせることによって形成される。

【0042】

次いで、形成された画像に基づいて被加工物１１の他面１１ｂ側外周部の位置を特定する。例えば、レーザ加工装置２に内蔵されているプロセッサ等を利用して形成された画像を２値化することによって被加工物１１の外周縁を特定してから、この外周縁と外周縁から所定の距離だけ内側に位置する仮想線との間に存在する部分を他面１１ｂ側外周部の位置として特定する。なお、この時、特定された外周縁のうち直線的に延在する部分は、一次オリエンテーションフラット１３ａ及び二次オリエンテーションフラット１３ｂの位置として特定される。

【0043】

次いで、特定された被加工物１１の他面１１ｂ側外周部の位置の直上に集光器５６が位置づけられるように保持テーブル２４を周方向及び／又は水平方向に沿って移動させる。次いで、集光器５６から出射されるレーザビームＬＢが集光される集光点が被加工物１１の他面１１ｂ側外周部に位置づけられるようにハウジング５８を昇降させる。次いで、集光器５６からレーザビームＬＢを出射しながら、レーザビームＬＢが集光される集光点を被加工物１１の他端側外周部に位置づけた状態で保持テーブル２４を周方向及び／又は水平方向に沿って移動させる。

【0044】

例えば、被加工物１１の他面１１ｂ側外周部のうち一次オリエンテーションフラット１３ａ及び二次オリエンテーションフラット１３ｂの内側に位置する領域に集光点が位置づけられている状態においては保持テーブル２４を水平方向に沿って移動させる。また、被加工物１１の他面１１ｂ側外周部のその他の領域（具体的には、湾曲するように延在する領域）に集光点が位置づけられている状態においては保持テーブル２４を周方向に沿って移動させる。ただし、被加工物１１の素材の結晶方位とレーザビームＬＢとの間に相関関係がある場合には、当該その他の領域に集光点が位置づけられている状態においても保持テーブル２４を水平方向に沿って移動させてもよい。

【0045】

これにより、被加工物１１の他面１１ｂ側外周部がレーザアブレーションによって除去されて被加工物１１の他面１１ｂ側に面取り部１５ａが形成される。なお、図６（Ｃ）においては、円錐台の側面に対応するような形状の表面を有する面取り部１５ａが示されているが、面取り部１５ａの表面の形状はこれに限定されない。例えば、面取り部１５ａは、その縦断面が湾曲するような形状の表面を有してもよい。さらに、第１面取りステップＳ２においては、面取り部１５ａの表面が所望の形状になるように被加工物１１とレーザビームＬＢが集光される集光点とを保持テーブル２４の径方向及び／又は厚さ方向に沿って相対的に移動させてもよい。

【0046】

第１面取りステップＳ２の後には、被加工物１１を反転させるように保持テーブル２４の保持面に平行な直線を回転軸として保持テーブル２４を回転させる（回転ステップＳ３）。図７（Ａ）は、回転ステップＳ３後の被加工物１１を模式的に示す側面図である。この回転ステップＳ３においては、Ｙ軸方向に沿った直線を回転軸として保持テーブル２４を１８０°回転させるように回転機構２６を動作させる。

【0047】

回転ステップＳ３の後には、被加工物１１にレーザビームＬＢを照射することによって被加工物１１の一面１１ａ側外周部を除去する（第２面取りステップＳ４）。図７（Ｂ）は、第２面取りステップＳ４の様子を模式的に示す側面図であり、図７（Ｃ）は、第２面取りステップＳ４後の被加工物１１を模式的に示す部分拡大側面図である。

【0048】

この第２面取りステップＳ４においては、例えば、第１面取りステップＳ２と同様の手順でレーザ加工装置２の各構成要素を動作させる。ただし、被加工物１１の一面１１ａ側外周部の位置は第１面取りステップＳ２において形成される画像に基づいて特定可能であるため、第２面取りステップＳ４においては新たにカメラ５４による撮像等が実施されなくてもよい。

【0049】

そして、第２面取りステップＳ４が実施されると、被加工物１１の一面１１ａ側外周部がレーザアブレーションによって除去されて被加工物１１の一面１１ａ側に面取り部１５ｂが形成される。なお、図７（Ｃ）においては、円錐台の側面に対応するような形状を有する面取り部１５ｂが示されているが、面取り部１５ｂの形状はこれに限定されない。例えば、面取り部１５ｂは、その縦断面が湾曲するような形状の表面を有してもよい。さらに、第２面取りステップＳ４においては、面取り部１５ｂの表面が所望の形状になるように被加工物１１とレーザビームＬＢが集光される集光点とを保持テーブル２４の径方向及び／又は厚さ方向に沿って相対的に移動させてもよい。

【0050】

上述したように、レーザ加工装置２には、保持テーブル２４の保持面に平行な直線、具体的には、Ｙ軸方向に沿った直線を回転軸として保持テーブル２４を回転させる回転機構２６が設けられている。そのため、このレーザ加工装置２においては、被加工物１１を面取りする際に保持テーブル２４の保持面から被加工物１１を分離することなく被加工物１１を反転させることが可能である。その結果、このレーザ加工装置２においては、被加工物１１を面取りする際の手間を低減するとともにスループットを向上させることができる。

【0051】

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、本発明のレーザ加工装置においては、被加工物１１とレーザビームＬＢが集光される集光点とを相対的に移動させるための移動機構が設けられていればよく、この移動機構の構造に限定はない。

【0052】

具体的には、本発明のレーザ加工装置においては、水平方向移動機構６、ベース２８の内部に設けられている周方向移動機構又は鉛直方向移動機構３８の少なくとも一に加えて又は換えて、保持テーブル２４を鉛直方向に沿って移動させるための鉛直方向移動機構及び／又はハウジング５８を水平方向に沿って移動させるための水平方向移動機構等が設けられてもよい。

【0053】

あるいは、本発明のレーザ加工装置においては、被加工物１１とレーザビームＬＢが集光される集光点とを相対的に移動させるための移動機構として、集光器５６から出射されるレーザビームＬＢの方向を変更することが可能な走査光学系が設けられてもよい。この走査光学系は、例えば、光学系４８に含まれるダイクロイックミラー５２と集光器５６との間に設けられる。なお、この走査光学系は、例えば、ガルバノスキャナ、音響光学素子（ＡＯＤ）及び／又はポリゴンミラー等を含む。また、この場合には、集光器５６にｆθレンズが設けられてもよい。

【0054】

また、本発明のレーザ加工装置においては、ダイクロイックミラー５２及びカメラ５４が設けられなくてもよい。また、本発明のレーザ加工装置においては、ダイクロイックミラー５２及びカメラ５４に換えて、撮像光の光路がレーザビームの光路と同軸にならないカメラが設けられてもよい。

【0055】

また、本発明の被加工物の面取り方法においては、被加工物１１の一端側外周部を除去してから他端側外周部が除去されてもよい。このような被加工物の面取り方法においては、例えば、保持ステップＳ１、回転ステップＳ３、第２面取りステップＳ４、回転ステップＳ３及び第１面取りステップＳ２の順に上述した各ステップが実施される。

【0056】

また、本発明の被加工物の面取り方法の第１面取りステップＳ２及び第２面取りステップＳ４においては、保持テーブル２４の保持面がＸ軸方向に対して傾いた状態で被加工物１１にレーザビームＬＢが照射されてもよい。図８及び図９のそれぞれは、このように被加工物１１にレーザビームＬＢを照射する様子を模式的に示す一部断面側面図である。

【0057】

具体的には、図８及び図９においては、レーザビームＬＢの光軸と、被加工物１１の他面１１ｂ側に形成される面取り部１５ａ（図６（Ｃ）参照）の表面（換言すると、レーザビームＬＢの照射によって除去される被除去領域１１ｄの内周面）と、が平行（図８）又は垂直（図９）になるように、保持テーブル２４を傾けた状態で実施される第１面取りステップＳ２の様子が示されている。

【0058】

そして、図８に示されるように第１面取りステップＳ２が実施される場合、被除去領域１１ｄのうち外周縁近傍の第１領域１１ｅを除去することなく、この第１領域１１ｅよりも内側に位置する第２領域１１ｆを除去することによって面取り部１５ａを形成できる。すなわち、この場合、レーザアブレーションによって除去することが必要な被加工物１１の素材の体積量を減少させることができる。そのため、この場合には、被加工物１１を面取りする際のスループットをさらに向上させることができる。

【0059】

さらに、この場合、被加工物１１の他面１１ｂ側外周部の表面の形状に依存することなく、円錐台の側面に対応するような表面の形状を有する面取り部１５ａを形成することが容易になる。具体的には、被加工物１１の他面１１ｂ側外周部の表面が凹凸形状である場合、面取り部１５ａを形成するためには、他面１１ｂ側外周部の全域を均一に除去するのではなく、他面１１ｂ側外周部に含まれる凸部を局所的に除去することが必要になる。

【0060】

ただし、被加工物１１の他面１１ｂ側外周部に含まれる凸部を局所的に除去するように高精度にレーザアブレーションを生じさせることは困難であることが多い。これに対して、図８に示されるように第１面取りステップＳ２が実施される場合には、その表面が凹凸形状を有する第１領域１１ｅを除去することなく、第２領域１１ｆを除去するようにレーザアブレーションを生じさせることによって面取り部１５ａを形成できる。そのため、この場合には、被加工物１１の他面１１ｂ側外周部の表面の形状に依存することなく面取り部１５ａを形成することが容易になる。

【0061】

また、図９に示されるように第１面取りステップＳ２が実施される場合、被加工物１１の他面１１ｂ側の外周縁にレーザビームＬＢが集光される集光点を位置付けた状態を維持したまま被加工物１１にレーザビームＬＢを照射することによって、円錐台の側面に対応するような表面の形状を有する面取り部１５ａを形成できる。すなわち、この場合、面取り部１５ａを形成するために被加工物１１とレーザビームＬＢが集光される集光点とを保持テーブル２４の径方向及び／又は厚さ方向に沿って相対的に移動させる必要がなくなる。そのため、この場合には、被加工物１１に面取り部１５ａを形成する際の加工精度を向上させることができる。

【0062】

また、本発明においては、その一面よりも他面が粗いウエーハが被加工物とされてもよい。このようなウエーハは、例えば、インゴットの素材を透過する波長のレーザビーム（第１レーザビーム）を利用して、その表面側の一部が剥離されるようにインゴットを分離することによって製造される。図１０は、インゴットから面取りされたウエーハを製造するウエーハの製造方法、具体的には、その一面よりも他面が粗いウエーハをインゴットから剥離してから、このウエーハを面取り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。

【0063】

この方法においては、まず、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Ｓ５）。この分離層形成ステップＳ５においては、第１レーザビームが集光される集光点をインゴットの内部に位置づけた状態でインゴットと集光点（第１集光点）とを相対的に移動させるように第１レーザ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分離層が形成される。

【0064】

分離層形成ステップＳ５の後には、分離層においてインゴットを劈開させるようにインゴットに外力を付与することによって、ウエーハをインゴットから剥離する（剥離ステップＳ６）。この剥離ステップＳ６においては、分離層に含まれるクラックがさらに伸展してインゴットが劈開する。その結果、この劈開に起因して一面（すなわち、インゴットの表面に対応する面）よりも他面（すなわち、劈開した分離層側の面）が粗いウエーハがインゴットから剥離される。

【0065】

剥離ステップＳ６の後には、例えば、このウエーハを被加工物としてレーザ加工装置２において図５に示される被加工物の面取り方法を実施する。すなわち、ウエーハの一面側中央部を保持テーブル２４の保持面において保持する保持ステップＳ１’と、ウエーハにレーザビームを照射することによってウエーハの他面側外周部を除去する第１面取りステップＳ２’と、ウエーハを反転させるように保持テーブル２４の保持面に平行な直線、具体的には、Ｙ軸方向に平行な直線を回転軸として保持テーブル２４を回転させる回転ステップＳ３’と、ウエーハにレーザビームを照射することによってウエーハの一面側外周部を除去する第２面取りステップＳ４’と、を順番に実施する。

【0066】

その結果、面取りされたウエーハが製造される。図１０に示されるウエーハの製造方法においては、その一面よりも他面が粗いウエーハ、すなわち、他面が凹凸形状のウエーハがインゴットから剥離されるものの、スループットを低下させることなく面取りされたウエーハを製造できる。すなわち、この方法においては、保持テーブル２４の保持面においてウエーハの他面側を保持するための研削及び／又は研磨等を実施することなく、ウエーハの一面側外周部及び他面側外周部の双方を除去してウエーハを面取りすることが可能である。

【0067】

なお、図１０に示されるウエーハの製造方法においては、その他面側外周部の表面が凹凸形状のウエーハがインゴットから剥離されるため、第１面取りステップＳ２’において円錐台の側面に対応するような表面の形状を有する面取り部を形成する場合には、第１面取りステップＳ２’は図８を参照して説明したように実施されることが好ましい。

【0068】

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】

【0069】

２ ：レーザ加工装置
４ ：基台
６ ：水平方向移動機構
８ ：Ｙ軸ガイドレール
１０ ：Ｙ軸移動プレート
１１ ：被加工物（１１ａ：一面（表面）、１１ｂ：他面（裏面）、１１ｃ：側面）
（１１ｄ：被除去領域、１１ｅ：第１領域、１１ｆ：第２領域）
１２ ：ねじ軸
１３ａ：一次オリエンテーションフラット
１３ｂ：二次オリエンテーションフラット
１４ ：モータ
１５ａ：面取り部
１５ｂ：面取り部
１６ ：Ｘ軸ガイドレール
１８ ：Ｘ軸移動部材（１８ａ：底部、１８ｂ，１８ｃ：側部）
２０ ：ねじ軸
２２ ：モータ
２４ ：保持テーブル（２４ａ：枠体、２４ｂ：ポーラス板）
２６ ：回転機構
２８ ：ベース
３０ ：支持部材（３０ａ：底部、３０ｂ，３０ｃ：側部）
３２ａ：シャフト
３２ｂ：シャフト
３４ ：モータ
３６ ：支持構造
３８ ：鉛直方向移動機構
４０ ：Ｚ軸ガイドレール
４２ ：Ｚ軸移動プレート
４４ ：モータ
４６ ：支持具
４８ ：光学系
５０ ：発振器
５２ ：ダイクロイックミラー
５４ ：カメラ
５６ ：集光器
５８ ：ハウジング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】