特開 2025-8147 ウエーハの製造方法及び分離装置

(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】P2025008147

(43)【公開日】2025-01-20

(54)【発明の名称】ウエーハの製造方法及び分離装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20250109BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 611Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023110071

(22)【出願日】2023-07-04

(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）】

5F057

【Ｆターム（参考）】

5F057AA04

5F057BA01

5F057BB03

5F057BB06

5F057BB09

5F057CA02

5F057DA20

5F057DA22

5F057DA26

5F057DA31

5F057FA35

(57)【要約】

【課題】インゴットを複数の分離層において分離させてウエーハが製造されるようにインゴットに液体の層を介して超音波を付与してから、ウエーハとインゴットとを引き離す際にウエーハ又はインゴットの少なくとも一方が破損する蓋然性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】インゴットを複数の分離層において分離させてウエーハが製造されるようにインゴットに液体の層を介して超音波を付与してから、ウエーハとインゴットとを所定の方向、すなわち、複数の分離層のそれぞれが延在する方向に沿うように相対的に移動させることによって、ウエーハとインゴットとを引き離す。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

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を該インゴットの内部に位置づけた状態における該インゴットと該集光点との所定の方向に沿った相対的な移動と、該インゴットと該集光点が形成される位置との該所定の方向に直交する方向に沿った相対的な移動と、を交互に繰り返すことによって、それぞれが該所定の方向に沿い、かつ、それぞれに改質部と該改質部から伸展するクラックとが含まれる複数の分離層を該インゴットの内部に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、該インゴットを該複数の分離層において分離させて該ウエーハが製造されるように該インゴットに液体の層を介して超音波を付与する超音波付与ステップと、
該超音波付与ステップの後、該ウエーハと該インゴットとを該所定の方向に沿うように相対的に移動させることによって、該ウエーハと該インゴットとを引き離す引き離しステップと、
を備えるウエーハの製造方法。

【請求項2】

それぞれが所定の方向に沿い、かつ、それぞれに改質部と該改質部から伸展するクラックとが含まれる複数の分離層が内部に形成されている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、
該インゴットを該複数の分離層において分離させて該ウエーハが製造されるように該インゴットに液体の層を介して超音波を付与する超音波付与ステップと、
該超音波付与ステップの後、該ウエーハと該インゴットとを該所定の方向に沿うように相対的に移動させることによって、該ウエーハと該インゴットとを引き離す引き離しステップと、
を備えるウエーハの製造方法。

【請求項3】

該複数の分離層は、それぞれに含まれる該改質部が同一の仮想平面上に位置づけられるように形成され、
該クラックは、該仮想平面に対して傾斜するように伸展する請求項１又は２に記載のウエーハの製造方法。

【請求項4】

それぞれが所定の方向に沿い、かつ、それぞれに改質部と該改質部から伸展するクラックとが含まれる複数の分離層が内部に形成されているインゴットからウエーハを製造するための分離装置であって、
該インゴットを保持するための第１の保持ユニットと、
該ウエーハを保持するための第２の保持ユニットと
該第１の保持ユニットによって保持されている該インゴットに液体の層を介して超音波を付与するための超音波付与ユニットと、
該第１の保持ユニットと該第２の保持ユニットとを該所定の方向に沿って相対的に移動させるための移動機構と、
該第１の保持ユニット、該第２の保持ユニット、該超音波付与ユニット及び該移動機構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、該インゴットを保持するように該第１の保持ユニットを制御した状態で、該インゴットを該複数の分離層において分離させて該ウエーハが製造されるように該インゴットに該液体の層を介して超音波を付与するように該超音波付与ユニットを制御した後に、該インゴットを保持するように該第１の保持ユニットを制御し、かつ、該ウエーハを保持するように該第２の保持ユニットを制御した状態で、該ウエーハと該インゴットとが引き離されるように該第１の保持ユニットと該第２の保持ユニットとを該所定の方向に沿って相対的に移動させるように該移動機構を制御する分離装置。

【請求項5】

該所定の方向を特定するための特定ユニットをさらに備える請求項４に記載の分離装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インゴットからウエーハを製造するウエーハの製造方法及び分離装置に関する。

【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、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を分離することによって製造される（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

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をインゴットの内部に位置づけた状態におけるインゴットと集光点との所定の方向に沿った相対的な移動と、インゴットと集光点が形成される位置との所定の方向に直交する方向に沿った相対的な移動と、を交互に繰り返す。これにより、それぞれが所定の方向に沿い、かつ、それぞれに改質部と改質部から伸展するクラックとが含まれる複数の分離層がインゴットの内部に形成される。

【0004】

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、インゴットが複数の分離層において分離されてウエーハが製造される。また、このようにインゴットに外力を付与する方法としては、ウエーハが製造されるようにインゴットに液体の層を介して超音波を付与してから、ウエーハとインゴットとを両者の界面に直交するような方向に引き離す方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６－１１１１４３号公報

【特許文献2】特開２０１９－１０２５１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

その内部に複数の分離層が形成されているインゴットに液体の層を介して超音波を付与する際には、複数の分離層のそれぞれに液体が浸透する。そのため、このインゴットが複数の分離層において分離されてウエーハが製造されると、ウエーハとインゴットとの間に液体の層が残存する。

【0007】

この場合、ウエーハとインゴットとを両者の界面に直交するような方向に引き離す際に液体の層の表面張力に起因した強い抵抗力が作用する。そのため、この場合には、ウエーハとインゴットとを引き離す際にウエーハ及びインゴットのそれぞれに強い力が作用し、両者の少なくとも一方が破損するおそれがある。

【0008】

この点に鑑み、本発明の目的は、インゴットを複数の分離層において分離させてウエーハが製造されるようにインゴットに液体の層を介して超音波を付与してから、ウエーハとインゴットとを引き離す際にウエーハ又はインゴットの少なくとも一方が破損する蓋然性を低減することが可能なウエーハの製造方法及び分離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】

本発明の一側面によれば、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を該インゴットの内部に位置づけた状態における該インゴットと該集光点との所定の方向に沿った相対的な移動と、該インゴットと該集光点が形成される位置との該所定の方向に直交する方向に沿った相対的な移動と、を交互に繰り返すことによって、それぞれが該所定の方向に沿い、かつ、それぞれに改質部と該改質部から伸展するクラックとが含まれる複数の分離層を該インゴットの内部に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、該インゴットを該複数の分離層において分離させて該ウエーハが製造されるように該インゴットに液体の層を介して超音波を付与する超音波付与ステップと、該超音波付与ステップの後、該ウエーハと該インゴットとを該所定の方向に沿うように相対的に移動させることによって、該ウエーハと該インゴットとを引き離す引き離しステップと、を備えるウエーハの製造方法が提供される。

【0010】

本発明の別の側面によれば、それぞれが所定の方向に沿い、かつ、それぞれに改質部と該改質部から伸展するクラックとが含まれる複数の分離層が内部に形成されている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、該インゴットを該複数の分離層において分離させて該ウエーハが製造されるように該インゴットに液体の層を介して超音波を付与する超音波付与ステップと、該超音波付与ステップの後、該ウエーハと該インゴットとを該所定の方向に沿うように相対的に移動させることによって、該ウエーハと該インゴットとを引き離す引き離しステップと、を備えるウエーハの製造方法が提供される。

【0011】

さらに、本発明のウエーハの製造方法においては、該複数の分離層は、それぞれに含まれる該改質部が同一の仮想平面上に位置づけられるように形成され、該クラックは、該仮想平面に対して傾斜するように伸展することが好ましい。

【0012】

本発明のさらに別の側面によれば、それぞれが所定の方向に沿い、かつ、それぞれに改質部と該改質部から伸展するクラックとが含まれる複数の分離層が内部に形成されているインゴットからウエーハを製造するための分離装置であって、該インゴットを保持するための第１の保持ユニットと、該ウエーハを保持するための第２の保持ユニットと該第１の保持ユニットによって保持されている該インゴットに液体の層を介して超音波を付与するための超音波付与ユニットと、該第１の保持ユニットと該第２の保持ユニットとを該所定の方向に沿って相対的に移動させるための移動機構と、該第１の保持ユニット、該第２の保持ユニット、該超音波付与ユニット及び該移動機構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、該インゴットを保持するように該第１の保持ユニットを制御した状態で、該インゴットを該複数の分離層において分離させて該ウエーハが製造されるように該インゴットに該液体の層を介して超音波を付与するように該超音波付与ユニットを制御した後に、該インゴットを保持するように該第１の保持ユニットを制御し、かつ、該ウエーハを保持するように該第２の保持ユニットを制御した状態で、該ウエーハと該インゴットとが引き離されるように該第１の保持ユニットと該第２の保持ユニットとを該所定の方向に沿って相対的に移動させるように該移動機構を制御する分離装置が提供される。

【0013】

さらに、本発明の分離装置は、該所定の方向を特定するための特定ユニットをさらに備えることが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明においては、インゴットを複数の分離層において分離させてウエーハが製造されるようにインゴットに液体の層を介して超音波を付与してから、ウエーハとインゴットとを所定の方向、すなわち、複数の分離層のそれぞれが延在する方向に沿うように相対的に移動させることによって、ウエーハとインゴットとを引き離す。

【0015】

この場合、ウエーハとインゴットとを両者の界面に直交するような方向に引き離す場合と比較して、液体の層の表面張力に起因した抵抗力が弱くなる。そのため、本発明においては、この引き離しの際にウエーハ又はインゴットの少なくとも一方が破損する蓋然性を低減することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【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、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3】図３は、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4】図４は、複数の分離層をインゴットの内部に形成する際のレーザー加工装置の動作を模式的に示すフローチャートである。

【図5】図５は、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る。

【図6】図６は、超音波付与ステップ及び引き離しステップを実施可能な分離装置の一例を模式的に示す斜視図である。

【図7】図７は、超音波付与ステップの様子を模式的に示す側面図である。

【図8】図８は、超音波付与ステップ後のインゴットとインゴットから製造されたウエーハとを模式的に示す部分拡大断面図である。

【図9】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）のそれぞれは、引き離しステップの様子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】

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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の一方又は双方が形成されなくてもよく、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）が形成されてもよい。

【0021】

図２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、それぞれが所定の方向に沿い、かつ、それぞれに改質部と改質部から伸展するクラックとが含まれる複数の分離層をインゴット１１の内部に形成する（分離層形成ステップＳ１）。なお、この所定の方向は、例えば、上記の交差線に平行な方向、すなわち、二次オリエンテーションフラット１５に平行な方向である。

【0022】

図３は、分離層形成ステップＳ１の様子を模式的に示す斜視図である。なお、図３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。この分離層形成ステップＳ１は、図３に示されるレーザー加工装置２において実施される。

【0023】

レーザー加工装置２は、インゴット１１を保持するための保持ユニット４を備える。この保持ユニット４は、水平面に概ね平行な円状の保持面を有するチャックテーブル４ａと、このチャックテーブル４ａに連通する吸引機構（不図示）と、を含む。

【0024】

また、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４ａの保持面近傍の空間に吸引力が作用する。そのため、チャックテーブル４ａの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、この保持面においてインゴット１１が保持される。

【0025】

また、チャックテーブル４ａ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、その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４ａが回転する。例えば、回転機構は、チャックテーブル４ａの保持面において保持されたインゴット１１の二次オリエンテーションフラット１５がＸ軸方向と平行になるようにチャックテーブル４ａを回転させる。

【0026】

チャックテーブル４ａ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（例えば、開口数（ＮＡ）が０．６５の集光レンズ）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。

【0027】

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。また、レーザービーム照射ユニット６は、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ等のレーザー媒質を含むレーザー発振器（不図示）を有する。

【0028】

このレーザー発振器は、インゴット１１の素材を透過する波長（例えば、１０６４ｎｍ）のパルスレーザービーム（例えば、周波数が６０ｋＨｚでパルス幅が４ｎｓのパルスレーザービーム）を生成する。そして、レーザービームは、その出力（パワー）が減衰器において調整された（例えば、その平均出力が１．５Ｗになるように調整された）後、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ヘッド８から直下に向けて射出される。

【0029】

さらに、ハウジング１０の側部には、その直下の領域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。

【0030】

レーザー加工装置２において分離層形成ステップＳ１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４ａの保持面に置く。次いで、この保持面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、所定の方向（すなわち、二次オリエンテーションフラット１５に平行な方向）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４ａを回転させる。

【0031】

次いで、複数の分離層をインゴット１１の内部に形成する。図４は、複数の分離層をインゴット１１の内部に形成する際のレーザー加工装置２の動作を模式的に示すフローチャートである。具体的には、まず、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軸方向に位置づけられるように、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。

【0032】

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（例えば、その直径が３．０μｍの集光点）がインゴット１１の表面１１ａから所定の深さ（例えば、表面１１ａから３００μｍの深さ）に位置づ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。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を所定の速度（例えば、２００ｍｍ／ｓ）でＸ軸方向に沿って移動させる。

【0033】

すなわち、レーザービームが集光される集光点をインゴット１１の内部に位置づけた状態においてインゴット１１と集光点とをＸ軸方向に沿って相対的に移動させる（レーザービーム照射ステップＳ１１）。これにより、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。

【0034】

そして、インゴット１１の全域に対するレーザービームの照射が完了していない状況においては（ステップＳ１２：ＮＯ）、インゴット１１と集光点が形成される位置とをＹ軸方向に沿って相対的に移動させる（割り出し送りステップＳ１３）。具体的には、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軸方向に位置づけられるように、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を所定のインデックス量（例えば、２５０μｍ～４００μｍ）だけ移動させる。

【0035】

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（すなわち、レーザービーム照射ステップＳ１１）を再び行う。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してレーザービームが照射されてインゴット１１の全域に対するレーザービームの照射が完了するまで、割り出し送りステップＳ１３とレーザービーム照射ステップＳ１１とを交互に繰り返す。これにより、分離層形成ステップＳ１が完了する。

【0036】

図５は、分離層形成ステップＳ１後のインゴット１１を模式的に示す部分拡大断面図である。分離層形成ステップＳ１においては、それぞれが所定の方向（ここでは、Ｘ軸方向）に沿って延在し、かつ、それぞれの中心がインゴット１１の表面１１ａから所定の深さに位置する複数の改質部１７が形成される。

【0037】

換言すると、分離層形成ステップＳ１においては、所定の方向に直交する方向（ここでは、Ｙ軸方向）において等間隔に、かつ、インゴット１１の表面１１ａに概ね平行な仮想平面上に位置づけられるように複数の改質部１７が形成される。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。

【0038】

そして、この内部応力は、複数の改質部１７のそれぞれからクラック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、インゴット１１の表面１１ａに対して傾斜したｃ面１１ｅに沿うように伸展する。そのため、このクラック１９は、複数の改質部１７が位置付けられる仮想平面に対して傾斜するように伸展する。

【0039】

その結果、分離層形成ステップＳ１においては、それぞれが所定の方向に沿い、かつ、それぞれに改質部１７と改質部１７から進展するクラック１９とが含まれる複数の分離層２１がインゴット１１の内部に形成される。

【0040】

分離層形成ステップＳ１の後には、インゴット１１を複数の分離層２１において分離させてウエーハが製造されるようにインゴット１１に液体の層を介して超音波を付与してから（超音波付与ステップＳ２）、ウエーハとインゴット１１とを所定の方向に沿うように相対的に移動させることによって、ウエーハとインゴット１１とを引き離す（引き離しステップＳ３）。

【0041】

図６は、超音波付与ステップＳ２及び引き離しステップＳ３を実施可能な分離装置の一例を模式的に示す斜視図である。なお、図６に示されるＵ軸方向及びＶ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、Ｗ軸方向は、Ｕ軸方向及びＶ軸方向に直交する方向（鉛直方向）である。また、図６においては、分離装置の一部の構成要素がブロックで示されている。

【0042】

図６に示される分離装置１４は、インゴット１１を保持するための第１の保持ユニット１６を備える。この第１の保持ユニット１６は、水平面に概ね平行な円状の保持面を有するチャックテーブル１６ａと、このチャックテーブル１６ａに連通する吸引機構（不図示）と、を含む。

【0043】

また、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１６ａの保持面近傍の空間に吸引力が作用する。そのため、チャックテーブル１６ａの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、この保持面においてインゴット１１が保持される。

【0044】

また、チャックテーブル１６ａ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、その保持面の中心を通るＷ軸方向に沿った直線を回転軸としてチャックテーブル１６ａが回転する。例えば、回転機構は、チャックテーブル１６ａの保持面において保持されたインゴット１１の二次オリエンテーションフラット１５がＶ軸方向と平行になるようにチャックテーブル１６ａを回転させる。

【0045】

また、チャックテーブル１６ａは、Ｗ軸方向移動機構に連結されている。このＷ軸方宇高移動機構は、例えば、ボールねじ及びモータ等を有する。そして、Ｗ軸方向移動機構が動作すると、Ｗ軸方向に沿ってチャックテーブル１６ａが移動する、すなわち、チャックテーブル１６ａが昇降する。例えば、Ｗ軸方向移動機構は、チャックテーブル１６ａの保持面において保持されたインゴット１１を後述する超音波付与ユニット３０又は第２の保持ユニット４２に接近させるようにチャックテーブル１６ａを上昇させる。

【0046】

チャックテーブル１６ａの斜め上方には、Ｖ軸方向移動機構１８が設けられている。このＶ軸方向移動機構１８は、Ｖ軸方向に沿って延在し、かつ、チャックテーブル１６ａ側の側面に開口２０ａが形成されている四角柱状の枠体２０を有する。この枠体２０には、第１のボールねじ（不図示）及び第２のボールねじ（不図示）が収容されている。

【0047】

この第１のボールねじのねじ軸の基端部は、枠体２０の一端（後端）部に形成されている貫通孔を通ってモータ２２と連結する。同様に、第２のボールねじのねじ軸の基端部は、枠体２０の他端（前端）部に形成されている貫通孔を通ってモータ２４と連結する。さらに、枠体２０の開口２０ａには、第１の移動プレート２６の基端部と、第２の移動プレート２８の基端部と、が挿入されている。

【0048】

そして、第１の移動プレート２６の基端部は、第１のボールねじのナットに固定されている。同様に、第２の移動プレート２８の基端部は、第２のボールねじのナットに固定されている。そのため、モータ２２又はモータ２４の少なくとも一方が動作すると、第１の移動プレート２６又は第２の移動プレート２８の少なくとも一方が互いに接触しない範囲でＶ軸方向に沿って移動する。

【0049】

第１の移動プレート２６の先端部には、第１の保持ユニット１６によって保持されているインゴット１１に液体の層を介して超音波を付与するための超音波付与ユニット３０と、このインゴット１１に形成されている複数の分離層２１のそれぞれが延在する方向（所定の方向）を特定するための画像を形成する撮像ユニット（特定ユニット）４０と、が設けられている。

【0050】

超音波付与ユニット３０は、第１の保持ユニット１６によって保持されているインゴット１１の上面（例えば、表面１１ａ）に対面させることが可能な下面を有する円柱状の振動部材３２を有する。そして、振動部材３２は超音波振動子を内蔵し、この超音波振動子が振動することによって振動部材３２の全体が振動する。

【0051】

また、振動部材３２の上面の中央領域には、接続部３４の先端（下端）部が固定されている。そして、この接続部３４は、第１の移動プレート２６の先端部の下面側に固定されている。また、第１の移動プレート２６の上面の角には、配管（不図示）及びバルブ（不図示）等を介して液体供給源（不図示）から液体（例えば、水）が供給される円筒状の給水口３６が設けられている。

【0052】

この給水口３６に供給された液体は、Ｖ軸方向において振動部材３２及び接続部３４と隣接する位置に設けられた液体ノズル３８に供給される。また、この液体は、液体ノズル３８内の流路を通って、その下面に設けられた開口から振動部材３２の下面に供給される。

【0053】

撮像ユニット４０は、例えば、インゴット１１を透過する波長の光を照射するＬＥＤ等の光源と、対物レンズと、ＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子と、を有し、その直下の領域を撮像可能である。

【0054】

また、第２の移動プレート２８の先端部には、インゴット１１を複数の分離層２１において分離することによって製造されるウエーハを保持するための第２の保持ユニット４２が設けられている。この第２の保持ユニット４２は、その下面に複数の吸引口が設けられている吸引板４４を有する。

【0055】

複数の吸引口は、吸引板４４の内部に設けられた流路（不図示）及び流路に連結された配管（不図示）及びバルブ（不図示）等を介してエジェクタ等の吸引機構（不図示）に連通する。また、吸引板４４の上面の中央領域には、接続部４６の先端（下端）部が固定されている。そして、この接続部４６は、第２の移動プレート２８の先端部の下面側に固定されている。

【0056】

さらに、分離装置１４は、各構成要素（例えば、第１の保持ユニット１６、Ｖ軸方向移動機構１８、超音波付与ユニット３０、撮像ユニット４０及び第２の保持ユニット４２等）を制御するためのコントローラ４８を備える。このコントローラ４８は、プロセッサ４８ａとメモリ４８ｂとを有する。

【0057】

プロセッサ４８ａは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって構成される。また、メモリ４８ｂ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。

【0058】

メモリ４８ｂは、プロセッサ４８ａにおいて用いられるデータ及びプログラム等を記憶する。また、プロセッサ４８ａは、メモリ４８ｂに記憶されたプログラムを読みだして実行するように分離装置１４の各構成要素を制御する。

【0059】

複数の分離層２１が形成されているインゴット１１が分離装置１４に搬入されると、まず、その表面１１ａが上になるようにインゴット１１がチャックテーブル１６ａの保持面に置かれる。次いで、インゴット１１が保持されるようにコントローラ４８が第１の保持ユニット１６、具体的には、チャックテーブル１６ａと連通する吸引機構を制御する。

【0060】

次いで、インゴット１１の直上に振動部材３２を位置づけるようにコントローラ４８がＶ軸方向移動機構１８、具体的には、モータ２２を制御する。次いで、振動部材３２の下面がインゴット１１の表面１１ａに接近するまでチャックテーブル１６ａを上昇させるようにコントローラ４８がチャックテーブル１６ａに連結されているＷ軸方向移動機構を制御する。

【0061】

次いで、インゴット１１を複数の分離層２１において分離させてウエーハが製造されるようにインゴット１１に液体の層を介して超音波を付与するようにコントローラ４８が超音波付与ユニット３０を制御する。すなわち、超音波付与ステップＳ２を実施する。図７は、超音波付与ステップＳ２の様子を模式的に示す側面図である。

【0062】

超音波付与ステップＳ２においては、振動部材３２の全体を振動させるようにコントローラ４８が振動部材３２に内蔵される超音波振動子を制御しながら、液体ノズル３８から振動部材３２の下面に液体Ｌが供給されるようにコントローラ４８が液体供給源を制御する。

【0063】

この時、振動部材３２を振動させ、かつ、振動部材３２の下面に液体Ｌを供給したまま、チャックテーブル１６ａを回転させるようにコントローラ４８がチャックテーブル１６ａに連結されている回転機構を制御してもよい。これにより、液体Ｌを媒体として超音波がインゴット１１に付与される。以上によって、超音波付与ステップＳ２が完了する。

【0064】

図８は、超音波付与ステップＳ２後のインゴット１１とインゴット１１から製造されたウエーハとを模式的に示す部分拡大断面図である。超音波付与ステップＳ２においては、複数の分離層２１のそれぞれに含まれるクラック１９が伸展する。これにより、インゴット１１の側面において露出するクラックが多くなるとともに、隣接する一対の分離層２１に含まれるクラック１９が繋がる。

【0065】

この時、インゴット１１の内部には、その側面において露出するクラック１９を介して液体Ｌが浸透する。また、インゴット１１が複数の分離層２１において分離してウエーハ２３が製造される。そのため、インゴット１１とウエーハ２３との界面には、液体Ｌの層が残存する。

【0066】

なお、複数の分離層２１のそれぞれに含まれるクラック１９は、インゴット１１の表面１１ａに対して傾斜したｃ面１１ｅに沿うように伸展する。そのため、インゴット１１及びウエーハ２３のそれぞれの新たに露出される面は、インゴット１１に形成されている複数の分離層２１のそれぞれが延在する方向（所定の方向）に直交する方向においてうねるような形状を有する。換言すると、これらの面は、所定の方向における最大高さうねりＷｚが小さくなるものの、それに直交する方向における最大高さうねりＷｚが大きい形状を有する。

【0067】

次いで、インゴット１１に対する液体Ｌの層を介した超音波の付与を停止するようにコントローラ４８が超音波付与ユニット３０を制御する。具体的には、振動部材３２の振動及び振動部材３２の下面への液体Ｌの供給を停止させるとともにチャックテーブル１６ａを下降させるように、コントローラ４８が超音波振動子と液体供給源とチャックテーブル１６ａに連結されているＷ軸方向移動機構とを制御する。

【0068】

次いで、インゴット１１の直上に撮像ユニット４０を位置づけるようにコントローラ４８がＶ軸方向移動機構１８、具体的には、モータ２２を制御する。次いで、所定の方向を特定するための画像を形成するようにコントローラ４８が撮像ユニット４０を制御する。例えば、コントローラ４８は、インゴット１１とウエーハ２３との界面に焦点が合うような画像を形成するように撮像ユニット４０を制御する。

【0069】

この場合、この画像を参照することによってインゴット１１及びウエーハ２３のそれぞれの新たに露出される面のうねりが把握できるため、所定の方向を特定することが可能になる。次いで、この画像を参照して特定された所定の方向がＶ軸方向と平行になるようにコントローラ４８がチャックテーブル１６ａに連結されている回転機構を制御する。

【0070】

次いで、撮像ユニット４０を平面視においてインゴット１１から離隔させ、かつ、インゴット１１の直上に吸引板４４を位置づけるようにコントローラ４８がＶ軸方向移動機構１８、具体的には、モータ２２，２４を制御する。次いで、吸引板４４の下面がウエーハ２３に接触するまでチャックテーブル１６ａを上昇させるようにコントローラ４８がチャックテーブル１６ａに連結されているＷ軸方向移動機構を制御する。

【0071】

次いで、ウエーハ２３とインゴット１１とを所定の方向、すなわち、Ｖ軸方向に沿って相対的に移動させるようにコントローラ４８が第２の保持ユニット４２とＶ軸方向移動機構１８、具体的には、モータ２４とを制御する。すなわち、引き離しステップＳ３を実施する。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）のそれぞれは、引き離しステップＳ３の様子を模式的に示す側面図である。

【0072】

引き離しステップＳ３においては、まず、第２の保持ユニット４２によってウエーハ２３が保持されるようにコントローラが第２の保持ユニット４２、具体的には、吸引板４４の下面に設けられた複数の吸引口に連通している吸引機構を制御する（図９（Ａ）参照）。次いで、第２の保持ユニット４２によってウエーハ２３を保持したまま、Ｖ軸方向に沿ってウエーハ２３とインゴット１１とを引き離すようにコントローラ４８がＶ軸方向移動機構１８、具体的には、モータ２４を制御する（図９（Ｂ）参照）。

【0073】

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を複数の分離層２１において分離させてウエーハ２３が製造されるようにインゴット１１に液体Ｌの層を介して超音波を付与してから、ウエーハ２３とインゴット１１とを所定の方向、すなわち、複数の分離層２１のそれぞれが延在する方向に沿うように相対的に移動させることによって、ウエーハ２３とインゴット１１とを引き離す。

【0074】

この場合、ウエーハ２３とインゴット１１とを両者の界面に直交するような方向に引き離す場合と比較して、液体Ｌの層の表面張力に起因した抵抗力が弱くなる。そのため、この方法においては、この引き離しの際にウエーハ２３又はインゴット１１の少なくとも一方が破損する蓋然性を低減することが可能である。

【0075】

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、本発明のウエーハの製造方法は、図２に示されるウエーハの製造方法から分離層形成ステップＳ１が捨象されたウエーハの製造方法であってもよい。すなわち、本発明のウエーハの製造方法は、既に複数の分離層２１が内部に形成されているインゴット１１からウエーハ２３を製造するウエーハの製造方法であってもよい。

【0076】

また、本発明の分離装置は、超音波付与ユニット３０及び第２の保持ユニット４２をＶ軸方向に沿って移動させるためのＶ軸方向移動機構１８に換えて又は加えて、第１の保持ユニット１６をＶ軸方向に沿って移動させるためのＶ軸方向移動機構が設けられてもよい。すなわち、本発明においては、ウエーハ２３とインゴット１１とを上記の所定の方向に沿って相対的に移動させることが可能であればよく、そのための構造に限定はない。

【0077】

また、本発明の分離装置は、撮像ユニット４０を備えなくてもよい。この場合、上記の所定の方向は、撮像ユニット４０による撮像によって形成される画像を参照して特定されるのではなく、例えば、二次オリエンテーションフラット１５を目視することによって特定される。

【0078】

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】

【0079】

２ ：レーザー加工装置
４ ：保持ユニット（４ａ：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：第１の保持ユニット（１６ａ：チャックテーブル）
１７：改質部
１８：Ｖ軸方向移動機構
１９：クラック
２０：枠体（２０ａ：開口）
２１：分離層
２２：モータ
２３：ウエーハ
２４：モータ
２６：第１の移動プレート
２８：第２の移動プレート
３０：超音波付与ユニット
３２：振動部材
３４：接続部
３６：給水口
３８：液体ノズル
４０：撮像ユニット（特定ユニット）
４２：第２の保持ユニット
４４：吸引板
４６：接続部
４８：コントローラ（４８ａ：プロセッサ、４８ｂ：メモリ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】