特開 2025-9737 レーザー加工方法及びＧａＮウェーハの製造方法

(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】P2025009737

(43)【公開日】2025-01-20

(54)【発明の名称】レーザー加工方法及びＧａＮウェーハの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20250109BHJP

   B23K 26/066 20140101ALI20250109BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20250109BHJP

   B23K 26/067 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 611Z

B23K26/066

B23K26/53

B23K26/067

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023218900

(22)【出願日】2023-12-26

(31)【優先権主張番号】P 2023106994

(32)【優先日】2023-06-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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）】

4E168

5F057

【Ｆターム（参考）】

4E168AE01

4E168CA06

4E168CA07

4E168CB07

4E168CB12

4E168CB22

4E168CB23

4E168DA02

4E168DA24

4E168DA32

4E168DA54

4E168EA05

4E168EA19

4E168HA01

4E168JA12

4E168JA13

5F057AA05

5F057AA06

5F057BA01

5F057BB06

5F057CA02

5F057DA22

5F057DA31

(57)【要約】

【課題】被加工物の外周領域にレーザービームを照射して被加工部の内部に改質部を形成する場合に、外周側面から被加工物に入射するレーザービームの影響を低減する。
【解決手段】被加工物を透過する波長を有するパルス状のレーザービームのうち外周側面を介して被加工物の内部へ入射するレーザービームの一部が被加工物の加工閾値未満の強度を有する様にレーザービームの一部をマスクユニットでマスクしながら、レーザービームの集光点が被加工物の内部に位置する様に集光点の高さ位置を調整した状態で、集光点が被加工物の外周領域に沿う様に集光点と被加工物とを相対的に移動させることにより、被加工物の内部に改質層を形成するレーザービーム照射工程を備えるレーザー加工方法を提供する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザー加工方法であって、
第１面と、該第１面と反対側に位置する第２面と、該第１面及び該第２面に交差する外周側面と、を有する柱状又は板状の被加工物に対して、該第１面から該第２面へ進む方向で該被加工物の外周領域に対して該被加工物を透過する波長を有するパルス状のレーザービームを照射する際に該レーザービームのうち該外周側面から該被加工物の内部へ入る該レーザービームの一部が該被加工物の加工閾値未満の強度を有する様に、該レーザービームの一部をマスクするマスクユニットを調整するマスク準備工程と、
該マスク準備工程の後、該レーザービームの集光点が該被加工物の内部に位置する様に該集光点の高さ位置を調整した状態で、該集光点が該外周領域に沿う様に該集光点と該被加工物とを相対的に移動させることにより、該外周側面を介して該被加工物の内部へ入射する該レーザービームの一部が該被加工物の加工閾値未満の強度を有する様に該レーザービームの一部を該マスクユニットでマスクしながら、該被加工物の内部に改質層を形成するレーザービーム照射工程と、
を備えることを特徴とするレーザー加工方法。

【請求項2】

該マスクユニットは、該レーザービームを少なくとも部分的に変調する空間光位相変調器、又は、該レーザービームを部分的にマスクする金属製のマスクを有し、
該レーザービーム照射工程では、該空間光位相変調器により、光の強度が弱め合う様に該レーザービームを少なくとも部分的に変調することで該レーザービームの一部をマスクする、又は、該金属製のマスクにより、物理的に該レーザービームの一部をマスクすることを特徴とする請求項１に記載のレーザー加工方法。

【請求項3】

該レーザービーム照射工程では、該マスクユニットでマスクされなかった該レーザービームの他の一部が、該集光点と該被加工物とが相対的に移動する方向に対して平面視において交差する所定方向に沿って配置された複数の集光点に集光する様に、該レーザービームの該他の一部を分岐させた上で、該レーザービームの該他の一部を該被加工物に照射することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザー加工方法。

【請求項4】

ＧａＮインゴット又はＧａＮ単結晶基板である被加工物から該被加工物の厚さ未満の厚さを有するＧａＮウェーハを製造するＧａＮウェーハの製造方法であって、
該被加工物は、第１面と、該第１面と反対側に位置する第２面と、該第１面及び該第２面に交差する外周側面と、を有し、
該ＧａＮウェーハの製造方法は、
該被加工物を透過する波長を有するパルス状のレーザービームの集光点が該被加工物の内部に位置する様に該集光点の高さ位置を調整した状態で該集光点が該被加工物の外周領域に沿う様に該被加工物と該集光点とを相対的に移動させて、該外周領域に剥離層を形成する外周領域剥離層形成工程と、
該外周領域剥離層形成工程の後に、該第１面又は該第２面の面内において該外周領域よりも内側に位置する該被加工物の中央領域において該集光点と該被加工物とを相対的に移動させて、該中央領域に剥離層を形成する中央領域剥離層形成工程と、
該外周領域の剥離層と、該中央領域の剥離層と、を起点として該被加工物から該ＧａＮウェーハを剥離する剥離工程と、
を備え、
該外周領域剥離層形成工程では、該レーザービームのうち該外周側面から該被加工物の内部へ入射する該レーザービームの一部が該被加工物の加工閾値未満の強度を有する様に該レーザービームの一部をマスクユニットでマスクしながら該被加工物の内部に剥離層を形成することを特徴とするＧａＮウェーハの製造方法。

【請求項5】

該マスクユニットは、該レーザービームを少なくとも部分的に変調する空間光位相変調器、又は、該レーザービームを部分的にマスクする金属製のマスクを有し、
該外周領域剥離層形成工程では、該空間光位相変調器により、光の強度が弱め合う様に該レーザービームを少なくとも部分的に変調することで該レーザービームの一部をマスクする、又は、該金属製のマスクにより、物理的に該レーザービームの一部をマスクすることを特徴とする請求項４に記載のＧａＮウェーハの製造方法。

【請求項6】

該外周領域剥離層形成工程では、該マスクユニットでマスクされなかった該レーザービームの他の一部が、該集光点と該被加工物とが相対的に移動する方向に対して平面視において交差する所定方向に沿って配置された複数の集光点に集光する様に、該レーザービームの該他の一部を分岐させた上で、該レーザービームの該他の一部を該被加工物に照射することを特徴とする請求項４に記載のＧａＮウェーハの製造方法。

【請求項7】

該中央領域剥離層形成工程において該集光点と該被加工物とを相対的に移動させる方向は、該ＧａＮインゴット又は該ＧａＮ単結晶基板の（０００１）面において下記の（１）で表される結晶方位との間で形成される角度が１０°以下であることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載のＧａＮウェーハの製造方法。

【数1】

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被加工物を透過する波長を有するパルス状のレーザービームで被加工物を加工するレーザー加工方法と、当該レーザービームを用いてＧａＮインゴット又はＧａＮ単結晶基板である被加工物から当該被加工物の厚さ未満の厚さを有するＧａＮウェーハを製造するＧａＮウェーハの製造方法と、に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザービームを用いてインゴットの内部の略同じ深さにおいて、改質層と、当該改質層から進展するクラックと、をそれぞれ含む複数の剥離層を形成した後、機械的強度が低減されたこの複数の剥離層を起点にインゴットからウェーハを剥離する方法が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

剥離層を形成する際には、インゴットを透過する波長を有するパルス状のレーザービームの集光点をインゴットの内部に位置付けた状態で、インゴットの厚さ方向と直交する所定方向に沿ってレーザービームとインゴットと相対的に加工送りする。これにより、剥離層をインゴットの内部に形成する。

【0004】

１つの剥離層を形成した後、集光点とインゴットとを相対的に割り出し送りし、次いで、同様に加工送りすることにより、更に剥離層を形成する。この様にして、それぞれ所定方向に沿う複数の剥離層をインゴットの内部に形成する。

【0005】

また、第１のウェーハと第２のウェーハとが積層された積層ウェーハにおいて、それぞれ所定方向に沿う複数の剥離層を第１のウェーハの内部に形成した後、複数の剥離層を起点として、第１のウェーハを二枚の円盤に分割する様に剥離する方法が開発されている（例えば、特許文献２参照）。

【0006】

この方法においても、剥離層を形成する際には、第１のウェーハを透過する波長を有するパルス状のレーザービームの集光点を第１のウェーハの内部に位置付けた状態で、第１のウェーハの厚さ方向と直交する所定方向に沿ってレーザービームと第１のウェーハとを相対的に移動させることで、第１のウェーハの内部に剥離層を形成する。

【0007】

ところで、インゴット、積層ウェーハ等の被加工物において、被加工物の外周領域にレーザービームを照射する場合には、レーザービームの一部が被加工物の表面から入射すると共に、レーザービームの他の一部が被加工物の外周側面から入射することがある。

【0008】

被加工物の表面から入射するレーザービームの集光点と、被加工物の外周側面から入射するレーザービームの集光点と、では、被加工物の内外での屈折率の差異に起因して、被加工物の厚さ方向における集光点の位置が異なるので、同一の深さ位置においてレーザービームの強度（Ｗ／ｃｍ^２）が異なる。

【0009】

加えて、外周側面では、レーザービームが反射、散乱等される。それゆえ、被加工物の外周領域では、改質層の深さ位置、改質層の形成態様等が、被加工物の中央部とは異なり、加えて、被加工物の外周領域では、改質層から進展するクラックが予期せぬ方向に進展する恐れがあった。

【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２０２３－２６８２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、被加工物の外周領域にレーザービームを照射して被加工部の内部に改質部を形成する場合に、外周側面から被加工物に入射するレーザービームの影響を低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の一態様によれば、レーザー加工方法であって、第１面と、該第１面と反対側に位置する第２面と、該第１面及び該第２面に交差する外周側面と、を有する柱状又は板状の被加工物に対して、該第１面から該第２面へ進む方向で該被加工物の外周領域に対して該被加工物を透過する波長を有するパルス状のレーザービームを照射する際に該レーザービームのうち該外周側面から該被加工物の内部へ入る該レーザービームの一部が該被加工物の加工閾値未満の強度を有する様に、該レーザービームの一部をマスクするマスクユニットを調整するマスク準備工程と、該マスク準備工程の後、該レーザービームの集光点が該被加工物の内部に位置する様に該集光点の高さ位置を調整した状態で、該集光点が該外周領域に沿う様に該集光点と該被加工物とを相対的に移動させることにより、該外周側面を介して該被加工物の内部へ入射する該レーザービームの一部が該被加工物の加工閾値未満の強度を有する様に該レーザービームの一部を該マスクユニットでマスクしながら、該被加工物の内部に改質層を形成するレーザービーム照射工程と、を備えるレーザー加工方法が提供される。

【0013】

好ましくは、該マスクユニットは、該レーザービームを少なくとも部分的に変調する空間光位相変調器、又は、該レーザービームを部分的にマスクする金属製のマスクを有し、該レーザービーム照射工程では、該空間光位相変調器により、光の強度が弱め合う様に該レーザービームを少なくとも部分的に変調することで該レーザービームの一部をマスクする、又は、該金属製のマスクにより、物理的に該レーザービームの一部をマスクする。

【0014】

また、好ましくは、該レーザービーム照射工程では、該マスクユニットでマスクされなかった該レーザービームの他の一部が、該集光点と該被加工物とが相対的に移動する方向に対して平面視において交差する所定方向に沿って配置された複数の集光点に集光する様に、該レーザービームの該他の一部を分岐させた上で、該レーザービームの該他の一部を該被加工物に照射する。

【0015】

本発明の他の態様によれば、ＧａＮインゴット又はＧａＮ単結晶基板である被加工物から該被加工物の厚さ未満の厚さを有するＧａＮウェーハを製造するＧａＮウェーハの製造方法であって、該被加工物は、第１面と、該第１面と反対側に位置する第２面と、該第１面及び該第２面に交差する外周側面と、を有し、該ＧａＮウェーハの製造方法は、該被加工物を透過する波長を有するパルス状のレーザービームの集光点が該被加工物の内部に位置する様に該集光点の高さ位置を調整した状態で該集光点が該被加工物の外周領域に沿う様に該被加工物と該集光点とを相対的に移動させて、該外周領域に剥離層を形成する外周領域剥離層形成工程と、該外周領域剥離層形成工程の後に、該第１面又は該第２面の面内において該外周領域よりも内側に位置する該被加工物の中央領域において該集光点と該被加工物とを相対的に移動させて、該中央領域に剥離層を形成する中央領域剥離層形成工程と、該外周領域の剥離層と、該中央領域の剥離層と、を起点として該被加工物から該ＧａＮウェーハを剥離する剥離工程と、を備え、該外周領域剥離層形成工程では、該レーザービームのうち該外周側面から該被加工物の内部へ入射する該レーザービームの一部が該被加工物の加工閾値未満の強度を有する様に該レーザービームの一部をマスクユニットでマスクしながら該被加工物の内部に剥離層を形成するＧａＮウェーハの製造方法が提供される。

【0016】

好ましくは、該マスクユニットは、該レーザービームを少なくとも部分的に変調する空間光位相変調器、又は、該レーザービームを部分的にマスクする金属製のマスクを有し、該外周領域剥離層形成工程では、該空間光位相変調器により、光の強度が弱め合う様に該レーザービームを少なくとも部分的に変調することで該レーザービームの一部をマスクする、又は、該金属製のマスクにより、物理的に該レーザービームの一部をマスクする。

【0017】

また、好ましくは、該外周領域剥離層形成工程では、該マスクユニットでマスクされなかった該レーザービームの他の一部が、該集光点と該被加工物とが相対的に移動する方向に対して平面視において交差する所定方向に沿って配置された複数の集光点に集光する様に、該レーザービームの該他の一部を分岐させた上で、該レーザービームの該他の一部を該被加工物に照射する。

【0018】

また、好ましくは、該中央領域剥離層形成工程において該集光点と該被加工物とを相対的に移動させる方向は、該ＧａＮインゴット又は該ＧａＮ単結晶基板の（０００１）面において下記の（１）で表される結晶方位との間で形成される角度が１０°以下である。

【数1】

【発明の効果】

【0019】

本発明の一態様に係るレーザー加工方法では、レーザービーム照射工程において、外周側面を介して被加工物の内部へ入射するレーザービームの一部が被加工物の加工閾値未満の強度を有する様に、当該レーザービームの一部をマスクユニットでマスクしながら、被加工物の内部に改質層を形成する。それゆえ、外周側面から被加工物に入射するレーザービームの影響を低減できる。

【0020】

本発明の他の態様に係るＧａＮウェーハの製造方法では、外周領域剥離層形成工程において、レーザービームのうち外周側面から被加工物の内部へ入射するレーザービームの一部が被加工物の加工閾値未満の強度を有する様に、当該レーザービームの一部をマスクユニットでマスクしながら被加工物の内部に剥離層を形成する。それゆえ、外周側面から被加工物に入射するレーザービームの影響を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】第１の実施形態に係るレーザー加工方法の一例を示すフロー図である。

【図2】マスク準備工程を示す図である。

【図3】マスク準備工程で空間光位相変調器に表示される変調パターンの一例である。

【図4】図４（Ａ）はレーザービーム照射工程を示す図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の部分拡大図である。

【図5】図５（Ａ）はＹ軸方向において最も外周側面に近い集光点を形成する際のレーザービームを示す図であり、図５（Ｂ）はＹ軸方向において最も外周側面から遠い集光点を形成する際のレーザービームを示す図である。

【図6】レーザービーム照射工程での被加工物の平面図である。

【図7】図７（Ａ）は第１の比較実験において空間光位相変調器に表示される変調パターンの一例であり、図７（Ｂ）は第１の比較実験でのレーザー加工後の被加工物の外周領域の平面写真である。

【図8】図８（Ａ）は第２の比較実験において空間光位相変調器に表示される変調パターンの一例であり、図８（Ｂ）は第２の比較実験でのレーザー加工後の被加工物の外周領域の平面写真である。

【図9】図９（Ａ）は第１の実施形態に対応する第１実験において空間光位相変調器に表示される変調パターンの一例であり、図９（Ｂ）はレーザー加工後の被加工物の外周領域の平面写真である。

【図10】図１０（Ａ）は変形例におけるマスク準備工程を示す図であり、図１０（Ｂ）は変形例におけるレーザービーム照射工程を示す図である。

【図11】第２の実施形態に係るＧａＮウェーハの製造方法の一例を示すフロー図である。

【図12】ＧａＮインゴットの斜視図である。

【図13】外周領域剥離層形成工程を示す上面図である。

【図14】図１４（Ａ）はレーザービームの略半分がマスクされる様子を示す図であり、図１４（Ｂ）はレーザービームの略半分のうちその外周部分がマスクされる様子を示す図である。

【図15】中央領域剥離層形成工程を示す上面図である。

【図16】図１６（Ａ）は剥離装置を示す図であり、図１６（Ｂ）は剥離工程後のＧａＮインゴット及びＧａＮウェーハを示す図である。

【図17】矩形板状のＧａＮ単結晶基板に対する外周領域剥離層形成工程を示す平面図である。

【図18】クラックが形成される最小の平均出力の結晶方位依存性を評価する実験において、所定方向と複数の集光点の移動方向との成す角度θを示すＧａＮインゴットの平面図である。

【図19】図１９（Ａ）は角度θに対するクラックが形成される最小の平均出力を示すグラフであり、図１９（Ｂ）はθ＝３０°の場合のＧａＮインゴットの平面図であり、図１９（Ｃ）はθ＝９０°の場合のＧａＮインゴットの平面図である。

【図20】第２の実施形態の第２変形例に係る中央領域剥離層形成工程を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

（第１の実施形態）添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係るレーザー加工方法の一例を示すフロー図である。図１に示す様に、本実施形態におけるレーザー加工方法では、保持工程Ｓ１０、マスク準備工程Ｓ２０及びレーザービーム照射工程Ｓ３０を順に行う。

【0023】

まず、図２を参照し、第１の実施形態で使用されるレーザー加工装置２について説明する。図２では、複数の構成要素を、機能ブロックや簡略化された形状で示す。図２に示すＸ軸方向（加工送り方向）、Ｙ軸方向（割り出し送り方向）、及び、Ｚ軸方向（高さ方向、鉛直方向）は、互いに直交している。

【0024】

レーザー加工装置２は、円盤状のチャックテーブル４を有する。チャックテーブル４は、ステンレス鋼等の金属で形成された円盤状の枠体を有する。枠体の中央部には枠体の径よりも小径の円盤状の凹部（不図示）が形成されている。この凹部には、多孔質セラミックスで形成された円盤状の多孔質板（不図示）が固定されていている。

【0025】

枠体には、所定の流路（不図示）が形成されており、所定の流路には、管部（不図示）等を介して真空ポンプ等の吸引源（不図示）が接続されている。吸引源で生じた負圧が多孔質板に伝達されると、多孔質板の上面には負圧が生じる。

【0026】

枠体の環状の上面と、多孔質板の円形の上面とは、略面一且つ略平坦となっており、被加工物１１を吸引保持するための保持面４ａとして機能する。保持面４ａは、ＸＹ平面と略平行に配置されている。

【0027】

チャックテーブル４の下部には、チャックテーブル４を回転させる回転駆動機構６が設けられている。回転駆動機構６は、チャックテーブル４の回転軸を任意の角度回転させることができる。この回転軸は、Ｚ軸方向に沿って配置されている。

【0028】

チャックテーブル４及び回転駆動機構６は、水平方向移動機構８で支持されている。水平方向移動機構８は、それぞれボールねじ式のＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構を含み、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿ってチャックテーブル４及び回転駆動機構６を移動させることができる。

【0029】

保持面４ａの上方には、レーザービーム照射ユニット１２が設けられている。レーザービーム照射ユニット１２は、レーザー発振器１４を含む。レーザー発振器１４は、Ｎｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＶＯ_４等のレーザー媒質を有する。

【0030】

レーザー発振器１４は、レーザー媒質に励起光を照射するランプ等の励起光源（不図示）と、レーザービームＬが出射されるタイミングを制御するＱスイッチ（不図示）と、を更に有する。

【0031】

レーザー発振器１４は、被加工物１１を透過する波長（例えば、被加工物１１がＧａＮの場合、１０６４ｎｍ）を有するパルス状のレーザービームＬを生成する。なお、図２では、レーザービームＬの進行経路を破線矢印で示す。

【0032】

レーザー発振器１４から出射したレーザービームＬは、不図示の音響光学変調器（ＡＯＭ：Acousto-Optic Modulator）においてバーストモードのレーザービームＬに変換される。音響光学変調器は、音響光学変調器に入力される電気信号に従って動作する。

【0033】

音響光学変調器は、入力される電気信号に従ってレーザービームＬを時間的に所定の間隔で偏向させる機能を有する。音響光学変調器は、パルスを間引くことにより、複数のパルスを含むパルス群が所定の周期で繰り返されるバーストモードにレーザービームＬを変換する。

【0034】

本実施形態では、１つのパルス群に含まれるパルスの数をバースト数と称する。バースト数は、例えば、１０であるが、必ずしも１０に限定されない。パルス群の間隔は、例えば、数十μｓから数百μｓであり、パルス群の繰り返し周波数は、例えば、５０ｋＨｚである。

【0035】

バーストモードのレーザービームＬは、アッテネータ等を有する出力調整器１６において出力が調整された後、ＬＣＯＳ－ＳＬＭ（Liquid Crystal on Silicon - Spatial Light Modulator）（以下では、空間光位相変調器１８と記載する）に進入する。

【0036】

本実施形態の空間光位相変調器１８は、所謂、反射型の液晶デバイスであるが、透過型の液晶デバイスであってもよい。空間光位相変調器１８は、入射するレーザービームＬの位相、偏波面、振幅、強度、伝搬方向等を変化させる（即ち、レーザービームＬを変調する）機能を有する。

【0037】

空間光位相変調器１８は、保持面４ａで吸引保持された被加工物１１の上面（第１面）１１ａから下面（第２面）１１ｂに進む方向で被加工物１１の外周領域１１ｃ（図６参照）に対してレーザービームＬを照射する際に、例えば、レーザービームＬの位相を変化させる。

【0038】

具体的には、空間光位相変調器１８は、被加工物１１の外周側面１１ｄから被加工物１１の内部へ入るレーザービームＬの一部が被加工物１１の加工閾値未満の強度を有する様にレーザービームＬの位相を変化させることで、レーザービームＬの当該一部をマスクする。

【0039】

本実施形態では、レーザービームＬの一部が被加工物１１の加工閾値未満の強度を有する場合に、レーザービームＬの一部がマスクされると表現する。マスクされるレーザービームＬの一部は、例えば、完全に遮蔽される。この場合、レーザービームＬの当該一部の強度（Ｗ／ｃｍ^２）又はエネルギー（Ｊ）は、略ゼロである。

【0040】

一例において、空間光位相変調器１８は、レーザービームＬが照射される空間光位相変調器１８の被照射領域のうち特定の半円領域（図３において縞模様を有する半円領域を参照）を除く領域を利用して、集光点近傍において光の強度が弱め合う様にレーザービームＬを少なくとも部分的に変調する。

【0041】

これにより、レーザービームＬの進行方向に直交するレーザービームＬの断面におけるレーザービームＬの光束の略半分（レーザービームＬの一部）が、集光点近傍においてマスクされる。即ち、集光点近傍において、レーザービームＬの光束の略半分が加工閾値未満の強度（例えば、略ゼロ）を有する様に、レーザービームＬの空間的なエネルギー分布が調整される。

【0042】

なお、変調されるレーザービームＬの光束は、略半分に限定されず、加工態様に応じて適宜調整される。空間光位相変調器１８は、レーザービームＬの位相等を変化させることで、上述の様にエネルギー分布を調整すると共に、複数の集光点Ｐで集光する様にレーザービームＬを分岐させる（図６参照）。

【0043】

本実施形態のレーザービームＬは、１０個の集光点ＰがＹ軸方向に並ぶ様に分岐される。但し、レーザービームＬの分岐数は、１０に限定されない。被加工物１１の大きさ、レーザービームＬの平均出力、繰り返し周波数等に応じて、レーザービームＬの分岐数は、適宜調節される。

【0044】

上述の様に、空間光位相変調器１８は、レーザービームＬをマスクする機能と、分岐させる機能と、を有する。空間光位相変調器１８の動作は、駆動回路１８ａにより制御される。駆動回路１８ａは後述するコントローラ３０により制御される。

【0045】

空間光位相変調器１８は、マトリクス状に配置された複数の画素を含む表示領域を有する。表示領域には、液晶層が設けられており、各画素において液晶分子の傾きを制御することで、空間光位相変調器１８の液晶層は所定のパターンを構成する。液晶層のパターンに応じて、レーザービームＬの位相等が変化する。

【0046】

本実施形態のマスクユニット２０では、空間光位相変調器１８がレーザービームＬのマスク及び分岐の機能を担う。但し、他の例のマスクユニット２０では、レーザービームＬを部分的にマスクする機能を、空間光位相変調器１８ではなく金属製のマスクが担ってもよい。

【0047】

マスクユニット２０が金属製のマスクを有する場合、空間光位相変調器１８がレーザービームＬを分岐する機能を担うが、空間光位相変調器１８に代えて、ＤＯＥ（Diffractive Optical Element）がレーザービームＬを分岐させる機能を担ってもよい。

【0048】

図２に示す様に、空間光位相変調器１８を経由したレーザービームＬは、一対のレンズ２２ａ，２２ｂを通過する。一対のレンズ２２ａ，２２ｂは、光軸が互いに略一致し且つＹ軸方向と略平行に配置されている。

【0049】

なお、図２に示す一対のレンズ２２ａ，２２ｂの位置、焦点距離等は概略である。一対のレンズ２２ａ，２２ｂによってビーム径が調節されたレーザービームＬは、Ｚ軸方向及びＸ軸方向において反転すると共に（図４（Ａ）参照）、ミラー２４で反射された後、集光レンズ２６へ入射する。

【0050】

ミラー２４及び集光レンズ２６は、円筒状の集光器（不図示）内に固定されている。レーザービーム照射ユニット１２は、ボールねじ式のＺ軸方向移動機構（不図示）でＺ軸方向に沿って移動可能に構成されている。

【0051】

レーザービーム照射ユニット１２をＺ軸方向に沿って移動させることで、レーザービームＬの集光点ＰのＺ軸方向の位置が調整される。なお、集光レンズ２６は、集光器内においてＺ軸方向に沿って移動可能に構成されてもよい。

【0052】

集光レンズ２６を通過したレーザービームＬは、保持面４ａで吸引保持された被加工物１１へ入射する。本実施形態の被加工物１１は、窒化ガリウム（ＧａＮ）の単結晶で形成された矩形板状（即ち、板状）の単結晶基板である（図６参照）。

【0053】

被加工物１１の上面１１ａと下面１１ｂとは、被加工物１１の厚さ方向において反対側に位置している。被加工物１１の外周側面１１ｄは、上面１１ａ及び下面１１ｂに直交（交差）する様に接続している。被加工物１１が矩形板状である本実施形態において、外周側面１１ｄは、それぞれ略平坦な４つの平面を有する（図６参照）。

【0054】

図２に示す様に、集光器の近傍には、レーザービーム照射ユニット１２と共にＺ軸方向移動によって移動可能な態様で顕微鏡カメラユニット（不図示）が設けられている。

【0055】

顕微鏡カメラユニットは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を含む光源と、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）イメージセンサ等の固体撮像素子と、を有する。

【0056】

上述のチャックテーブル４、回転駆動機構６、水平方向移動機構８、レーザー発振器１４、駆動回路１８ａ等の動作は、コントローラ３０により制御される。コントローラ３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）に代表されるプロセッサ（処理装置）と、メモリ（記憶装置）と、を含むコンピュータによって構成されている。

【0057】

メモリは、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の主記憶装置と、フラッシュメモリ等の補助記憶装置と、を含む。補助記憶装置には、所定のプログラムを含むソフトウェアが記憶されている。このソフトウェアに従いプロセッサ等を動作させることによって、コントローラ３０の機能が実現される。

【0058】

次に、図１に示す手順に従って、被加工物１１に対してレーザー加工を施す方法について説明する。まず、図２に示す様に、下面１１ｂが保持面４ａと接する様に被加工物１１をチャックテーブル４に配置し、被加工物１１を保持面４ａで吸引保持する（保持工程Ｓ１０）。

【0059】

次いで、顕微鏡カメラユニットを利用して、ＧａＮ単結晶基板である被加工物１１の外周側面１１ｄがＸ軸方向と略平行になる様に、チャックテーブル４の向きを調整する（図６参照）。

【0060】

次に、被加工物１１に対してレーザービームＬを照射する際に外周側面１１ｄから被加工物１１の内部に入るレーザービームＬの一部をマスクし、且つ、マスクされていないレーザービームＬの他の一部が集光点Ｐ近傍で分岐する様に、空間光位相変調器１８（即ち、マスクユニット２０）を調整する（マスク準備工程Ｓ２０）。

【0061】

図２は、マスク準備工程Ｓ２０を示す図である。マスク準備工程Ｓ２０では、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）等の映像入出力インターフェースの規格に準拠した所定の信号を、コントローラ３０が駆動回路１８ａに送る。

【0062】

これにより、液晶層における液晶分子の傾きが制御され、液晶層は所定のパターンを構成する。図３は、マスク準備工程Ｓ２０で空間光位相変調器１８に表示される変調パターンの一例である。

【0063】

なお、図３に示す変調パターンでは、空間光位相変調器１８の各画素がレーザービームＬに与える位相の変化（変化量は、０ｒａｄ以上２πｒａｄ以下）を濃淡で表現している。しかし、変調パターンそのものは、人が空間光位相変調器１８を目視してもほぼ見ることはできない。

【0064】

各画素がレーザービームＬに与える位相の変化を８ビットで表される画素値（例えば、輝度値）に変換することで、図２における矢印１８ｂの向きで空間光位相変調器１８の画素領域を見た場合の変調パターンは、図３に示す画像となる。後述する図７（Ａ）、図８（Ａ）及び図９（Ａ）の画像も、同様にして変調パターンを画像化したものである。

【0065】

なお、保持工程Ｓ１０とマスク準備工程Ｓ２０とは、どちらが先に行われてもよく、同時であってもよい。保持工程Ｓ１０及びマスク準備工程Ｓ２０の後、レーザー発振器１４からレーザービームＬを照射すると、空間光位相変調器１８、集光レンズ２６等を経て、被加工物１１にレーザービームＬが照射される（レーザービーム照射工程Ｓ３０）。

【0066】

図４（Ａ）は、レーザービーム照射工程Ｓ３０を示す図であり、図４（Ｂ）は、集光点Ｐ近傍での図４（Ａ）の部分拡大図である。上述の様に、本実施形態の被加工物１１（ＧａＮ単結晶基板）は、オフ角を有さないので、上面１１ａは、（０００１）に対応し、厚さ方向は、［０００１］と平行である。また、外周側面１１ｄは、｛－１１００｝又は｛１１－２０｝で表される。

【0067】

なお、本明細書では、ミラー・ブラベー指数を用いて、結晶面及び結晶方位を特定する。特定の結晶面は（）を用いて表現されるが、便宜的に、（）面と表記することもある。また、結晶構造の対称性に起因して互いに等価である結晶面は｛｝を用いて表現される。

【0068】

特定の結晶方位は［］を用いて表現されるが、便宜的に、［］方向と表記することもある。また、互いに等価である結晶方位は〈〉を用いて表現される。ところで、ミラー・ブラベー指数において、マイナスを伴う指数は、指数の上にバーが付された指数と等しい。

【0069】

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）において、上面１１ａから被加工物１１の内部に入射するレーザービームＬには斜線を付し、外周側面１１ｄから被加工物１１の内部に本来は入射するが実際にはマスクユニット２０によってマスクされるレーザービームＬにはドットを付す。

【0070】

なお、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）では、レーザービームＬがＹ軸方向において分岐してはいないが、本実施形態のレーザービームＬは、実際にはＹ軸方向において分岐している（図６参照）。Ｙ軸方向は、集光点Ｐと被加工物１１とが相対的に移動するＸ軸方向に対して平面視において直交（交差）する所定方向である。

【0071】

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、外周側面１１ｄから被加工物１１の内部に本来は入る（しかし、実際にはマスクされる）レーザービームＬの第１成分Ｌ_１と、上面１１ａから被加工物１１の内部に実際に入るレーザービームＬの第２成分Ｌ_２と、を示している。第１成分Ｌ_１は、互いに弱め合う様に変調されているが、第２成分Ｌ_２は、互いに弱め合う様には変調されておらず、互いに強め合う様に変調されている。

【0072】

ところで、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、比較例を示しており、レーザービームＬをマスクすることなくレーザービームＬを集光点Ｐ近傍で分岐させた状態で、被加工物１１の外周領域１１ｃをレーザービームＬで加工する際の被加工物１１の断面図である。

【0073】

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、被加工物１１の所定の深さでＹ軸方向に沿って分岐されている複数の集光点Ｐを例示的に示している。図５（Ａ）は、Ｙ軸方向において最も外周側面１１ｄに近い集光点Ｐを形成する際のレーザービームＬを示す図である。

【0074】

図５（Ａ）では、外周側面１１ｄに入射するレーザービームＬの被加工物１１の内外での屈折率の差異、レーザービームＬの外周側面１１ｄでの反射、散乱等により、外周側面１１ｄ近傍では、改質層１３（例えば、図９（Ｂ）参照）が形成されない、又は、仮に改質層１３が形成されたとしても改質層１３から進展するクラックが予期せぬ方向（例えば、被加工物１１の厚さ方向）に進展する恐れがある。

【0075】

これに対して、図５（Ｂ）は、Ｙ軸方向において外周側面１１ｄから最も遠い集光点Ｐを形成する際のレーザービームＬを示す図である。図５（Ｂ）の場合、レーザービームＬは外周側面１１ｄに入射することなく上面１１ａから被加工物１１の内部に入射する。

【0076】

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）から分かる様に、外周領域１１ｃにレーザービームＬを照射する際には、レーザービームＬが外周側面１１ｄから被加工物１１の内部に入射することがある。そこで、本実施形態では、外周側面１１ｄから被加工物１１の内部への入射を防ぐ様に、レーザービームＬを変調する。

【0077】

本実施形態のレーザービーム照射工程Ｓ３０では、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す様に、空間光位相変調器１８（即ち、マスクユニット２０）が、外周側面１１ｄから被加工物１１の内部に入る第１成分Ｌ_１（即ち、レーザービームＬの一部）をマスクする。

【0078】

更に、空間光位相変調器１８は、マスクされることなく上面１１ａから被加工物１１の内部に入る第２成分Ｌ_２がＹ軸方向に沿って配置された複数の集光点Ｐに集光する様に第２成分Ｌ_２（即ち、レーザービームＬの他の一部）を集光点Ｐ近傍で分岐させる。

【0079】

そして、第２成分Ｌ_２の集光点Ｐが被加工物１１の内部に位置する様に集光点Ｐの高さ位置を調整した状態で、集光点Ｐが被加工物１１の外周領域１１ｃに沿う様に集光点Ｐと被加工物１１とを相対的に移動させる（図６参照）。

【0080】

図６は、レーザービーム照射工程Ｓ３０での被加工物１１の平面図である。本実施形態では、１０個の集光点ＰがＹ軸方向に沿って並ぶ様に配置された状態でチャックテーブル４をＸ軸方向に沿って加工送りすることにより、集光点Ｐと被加工物１１とを相対的に移動させる。

【0081】

但し、外周側面１１ｄを介して被加工物１１の内部へ入射する第１成分Ｌ_１を空間光位相変調器１８でマスクしながら、被加工物１１の内部に改質層１３を形成する。

【0082】

レーザービーム照射工程Ｓ３０での加工条件の一例を下記に示す。なお、最も外周側面１１ｄの近くに位置する集光点Ｐを、外周側面１１ｄから集光点間の距離の半分以下の所定値（例えば、６μｍ）だけ離れる様に設定した。

【0083】

波長 ：１０６４ｎｍ
平均出力 ：２．６Ｗ
繰り返し周波数 ：５０ｋＨｚ
分岐数 ：１０
集光点の間隔 ：１２．５μｍ
各集光点の深さ位置 ：上面１１ａから１７０μｍ
各集光点のスポット径：５μｍ
パス数 ：１
バースト数 ：１０
加工送り速度 ：８７５ｍｍ／ｓ

【0084】

本実施形態では、レーザービーム照射工程Ｓ３０において、第１成分Ｌ_１が被加工物１１の加工閾値未満の強度を有する様に第１成分Ｌ_１をマスクユニット２０でマスクしながら、被加工物１１の内部に改質層１３を形成する。それゆえ、外周側面１１ｄから被加工物１１に入射する第１成分Ｌ_１の影響を低減できる。

【0085】

（実験）次に、図７（Ａ）から図９（Ｂ）を参照し、矩形板状のＧａＮの単結晶基板に対してレーザー加工を行った実験結果について説明する。なお、図７（Ａ）から図９（Ｂ）に示す実験では、被加工物１１を平面視した場合の外周側面１１ｄを、エッジと称することがある。

【0086】

これらの実験では、平均出力と、マスクの有無と、を除き、上述の加工条件を採用した上で、図６に示す様に被加工物１１の外周領域１１ｃ（矩形の一辺部）に対してレーザー加工を行った。

【0087】

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、第１の比較実験である。第１の比較実験では、平均出力を上述の加工条件と同じ２．６Ｗとした上で、レーザービームＬを空間光位相変調器１８でマスクすることなくレーザー加工を行った。

【0088】

このとき、外周側面１１ｄ近傍に位置する１以上の集光点Ｐに集光するレーザービームＬは、外周側面１１ｄから被加工物１１の内部に入射した（例えば、図５（Ａ）参照）。なお、各集光点Ｐの強度は、略同じであった。

【0089】

図７（Ａ）は、第１の比較実験において空間光位相変調器１８に表示される変調パターンの一例である。図７（Ｂ）は、第１の比較実験でのレーザー加工後の被加工物１１の外周領域１１ｃの平面写真である。

【0090】

図７（Ｂ）に示す画像の中央を縦断する破線は、被加工物１１のエッジ（即ち、外周側面１１ｄ）に対応する。図７（Ｂ）において、このエッジよりも左側に位置する被加工物１１の外周領域１１ｃには、改質層１３及びクラック（なお、図７（Ｂ）ではクラックへの符号を省略している）を含む剥離層１５が形成されている。

【0091】

但し、図７（Ｂ）に示す様に、剥離層１５は、上面１１ａと平行な平面方向において、やや不規則に形成されており、更に、被加工物１１の厚さ方向における剥離層１５の深さ位置も一定ではない。

【0092】

図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、第２の比較実験である。第２の比較実験では、第１の比較実験と同様に、レーザービームＬを空間光位相変調器１８でマスクすることなく、図６に示す様に被加工物１１の外周領域１１ｃ（矩形の一辺部）に対してレーザー加工を行ったが、平均出力を第１の比較実験の半分である１．３Ｗとした。

【0093】

第２の比較実験でも、外周側面１１ｄ近傍に位置する１以上の集光点Ｐに集光するレーザービームＬは、外周側面１１ｄから被加工物１１の内部に入射した。なお、各集光点Ｐの強度は、略同じであり、第１の比較実験における各集光点Ｐの強度の略半分であった。

【0094】

図８（Ａ）は、第２の比較実験において空間光位相変調器１８に表示される変調パターンの一例であり、図８（Ｂ）は、第２の比較実験でのレーザー加工後の被加工物１１の外周領域１１ｃの平面写真である。図８（Ｂ）に示す画像の中央を縦断する破線は、被加工物１１のエッジに対応する。

【0095】

図８（Ｂ）に示す様に、被加工物１１のエッジから少し離れており且つＸ軸方向に沿う第１の帯状領域には、規則的に改質層１３が形成されている。改質層１３からはクラックが進展しており、剥離層１５が形成されている。

【0096】

しかし、外周領域１１ｃのうち第１の帯状領域よりもエッジに比較的近い位置にあり且つＸ軸方向に沿う第２の帯状領域には、改質層１３が形成されていない。

【0097】

これは、被加工物１１の内外での屈折率の差異、外周側面１１ｄに入射するレーザービームＬの外周側面１１ｄでの反射、散乱等により、外周側面１１ｄ近傍に位置する１以上の集光点Ｐの強度が、改質層１３を形成可能な加工閾値に達しなかったからだと考えられる。

【0098】

図９（Ａ）は、第１の実施形態に対応する第１実験において空間光位相変調器１８に表示される変調パターンの一例であり、図９（Ｂ）は、レーザー加工後の被加工物１１の外周領域１１ｃの平面写真である。第１実験では、第１の実施形態に記載の加工条件を採用した。

【0099】

第１実験では、外周側面１１ｄ近傍に位置する１以上の集光点Ｐに集光するレーザービームＬのうち外周側面１１ｄから入射する一部のレーザービームＬをマスクしながら、レーザービームＬを上面１１ａから被加工物１１の内部に入射させた。

【0100】

図９（Ｂ）に示す画像の中央を縦断する破線は、被加工物１１のエッジに対応する。図９（Ｂ）の外周領域１１ｃにおいて、このエッジを始点とし且つＹ軸方向において所定の幅を有する帯状の領域には、黒点で表示されている改質層１３が規則的に形成されている。

【0101】

また、改質層１３及びクラックを含む剥離層１５は、被加工物１１の厚さ方向において略同じ深さ位置に形成されている。この様に、第１の実施形態の加工方法を採用すれば、第１成分Ｌ_１の影響を低減することで、被加工物１１のエッジに達する帯状の領域に剥離層１５を形成できる。

【0102】

（変形例）次に、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）を参照し、第１の実施形態の変形例について説明する。変形例に係るマスクユニット２０は、金属製のマスク３２を有する。マスク３２は、全体がアルミニウムで形成されている。

【0103】

しかし、マスク３２は、レーザービームＬをマスクできる限り、ステンレス鋼、低熱膨張率のインバー（ｉｎｖａｒ）材等の他の金属材料で全体が形成されてもよく、ガラス基板とクロム薄膜との積層構造を有してもよい。

【0104】

マスク３２は、一面３２ａから他面３２ｂまで貫通する開口３２ｃを有する。一面３２ａを平面視した場合に、開口３２ｃは、例えば、図３と同じサイズ及び形状の半円形を有する。

【0105】

マスク３２は、開口３２ｃにおいてレーザービームＬの一部を透過させると共に、開口３２ｃ以外の領域でレーザービームＬの他の一部を物理的にマスクする。即ち、レーザービームＬの他の一部を実質的に遮蔽する。

【0106】

当該変形例では、マスク３２がレーザービームＬを部分的にマスクする機能を担い、空間光位相変調器１８は、マスクされずに開口３２ｃを通過したレーザービームＬを分岐する機能を担う。なお、空間光位相変調器１８に代えてＤＯＥを用いてもよい。

【0107】

図１０（Ａ）は、変形例におけるマスク準備工程Ｓ２０を示す図であり、図１０（Ｂ）は、変形例におけるレーザービーム照射工程Ｓ３０示す図である。なお、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）では、説明の便宜上、マスク３２を断面で示し、レーザー加工装置２において第１の実施形態と同じ構成要素のいくつかについては、図示を省略している。

【0108】

当該変形例でも、外周側面１１ｄを介して被加工物１１の内部へ入射する第１成分Ｌ_１（即ち、レーザービームＬの一部）をマスクユニット２０でマスクしながら、被加工物１１の内部に改質層１３を形成できる。

【0109】

第１の実施形態及びその変形例では、レーザービームＬを複数の集光点Ｐに分岐させる場合を説明した。しかし、外周側面１１ｄから被加工物１１の内部へ入射するレーザービームＬをマスクできる限り、レーザービームＬを分岐させなくてもよい。

【0110】

なお、被加工物１１は、矩形板状に限定されず、円盤状（即ち、板状）の単結晶基板であってもよい。また、単結晶基板は、所謂自立型の基板であってもよいし、種結晶となる単結晶基板上に形成されたエピタキシャル成長層を有する基板であってもよい。

【0111】

被加工物１１は、単結晶基板に代えて、円柱状のインゴットであってもよい。更に、被加工物１１の材料は、ＧａＮに限定されず、シリコン（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）等の半導体材料で形成された単結晶基板やインゴットであってもよい。

【0112】

被加工物１１が円柱状のインゴット又は円盤状の単結晶基板である場合、外周側面１１ｄは、略円筒状である。但し、この場合、外周側面１１ｄは、オリエンテーションフラットとして機能する平坦面、ノッチ等を有してもよい。

【0113】

（第２の実施形態）次に、図１１から図１６を参照し、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、円柱状のＧａＮインゴット（被加工物）２１に剥離層１５を形成した後、剥離層１５を起点にＧａＮインゴット２１からＧａＮウェーハ２７を剥離する、ＧａＮウェーハ２７の製造方法に関する。

【0114】

図１１は、第２の実施形態に係るＧａＮウェーハ２７の製造方法の一例を示すフロー図である。第２の実施形態では、上述のレーザー加工装置２を用いて保持工程Ｓ１０からレーザービーム照射工程Ｓ３０までを行い（図１３から図１５参照）、その後、剥離装置４０（図１６（Ａ）参照）を用いて剥離工程Ｓ４０を行う。

【0115】

まず、加工対象となる円柱状のＧａＮインゴット２１について説明する。図１２は、ＧａＮインゴット２１の斜視図である。ＧａＮインゴット２１は、六方晶の結晶構造を有するＧａＮの単結晶である。但し、ＧａＮインゴット２１の導電型は、特段限定されない。

【0116】

ＧａＮインゴット２１は、厚さ方向２１ｃにおいて反対側に位置する上面（第１面）２１ａ及び下面（第２面）２１ｂを有する。本実施形態のＧａＮインゴット２１は、オフ角を有さない。上面２１ａは、（０００１）に対応し、下面２１ｂは、（０００－１）に対応する。厚さ方向２１ｃは、［０００１］と平行である。

【0117】

ＧａＮインゴット２１の側部には、ＧａＮウェーハ２７のオリエンテーションフラットとなる平坦面２３ａ，２３ｂが形成されている。平坦面２３ａは｛－１１００｝で表され、平坦面２３ｂは｛１１－２０｝で表される。

【0118】

平坦面２３ａ，２３ｂの間には、平坦面２３ａ，２３ｂを結ぶ短い方の円弧を含む第１側面２３ｃと、平坦面２３ａ，２３ｂを結ぶ長い方の円弧を含む第２側面２３ｄと、が存在する。平坦面２３ａ，２３ｂと、第１側面２３ｃ及び第２側面２３ｄとは、それぞれ、上面２１ａ及び下面２１ｂと直交（即ち、交差）する様に接続している。

【0119】

本実施形態でも、保持工程Ｓ１０と、マスク準備工程Ｓ２０と、の後、レーザービーム照射工程Ｓ３０を行う。レーザービーム照射工程Ｓ３０は、図１３に示す様に外周領域２３ｆに剥離層１５を形成する外周領域剥離層形成工程Ｓ３２と、図１５に示す様に中央領域２３ｇに剥離層１５を形成する中央領域剥離層形成工程Ｓ３４と、を含む。

【0120】

特に、本実施形態のレーザービーム照射工程Ｓ３０では、外周領域剥離層形成工程Ｓ３２を先に行う。図１３は、外周領域剥離層形成工程Ｓ３２を示す上面図である。外周領域剥離層形成工程Ｓ３２では、基本的には、上述の加工条件を採用する。

【0121】

但し、外周領域剥離層形成工程Ｓ３２では、集光点ＰとＧａＮインゴット２１とを直線的に相対的に移動させるのではなく、回転駆動機構６でチャックテーブル４を所定の回転速度で回転させる。回転速度は、例えば、集光点Ｐの少なくとも１つが上述の加工送り速度と略同じになる様に設定される。

【0122】

これにより、集光点Ｐが外周領域２３ｆに沿う様に集光点ＰとＧａＮインゴット２１とを相対的に移動させる。なお、図１３に示す環状の破線Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３は、チャックテーブル４の回転時における集光点Ｐの移動の軌跡のうち、ＧａＮインゴット２１の径方向の最も内側に位置する集光点Ｐの軌跡を示す。

【0123】

外周領域剥離層形成工程Ｓ３２の開始時、レーザービームＬの集光点Ｐが被加工物１１の内部の所定深さ２５（図１６（Ａ）参照）に位置する様に、集光点Ｐの高さ位置が調整された状態で、複数の集光点Ｐは外周側面２３ｅに対して平面視において直交（交差）するＹ軸方向（所定方向）に沿う様に並べて配置されている。

【0124】

外周領域剥離層形成工程Ｓ３２において、Ｙ軸方向は、集光点ＰとＧａＮインゴット２１とが相対的に移動する円周方向（破線Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３を参照）と、平面視において直交（交差）する方向である。

【0125】

外周領域剥離層形成工程Ｓ３２では、マスクユニット２０でマスクされなかった第２成分Ｌ_２が集光点Ｐ近傍でＹ軸方向に沿って配置された複数の集光点Ｐに集光する様に、第２成分Ｌ_２（即ち、レーザービームＬの他の一部）を集光点Ｐ近傍で分岐させた上で、第２成分Ｌ_２をＧａＮインゴット２１に照射する。

【0126】

そして、図１３に示す矢印３４の方向に、所定の回転速度でチャックテーブル４を１回転させる。１回転させた後、複数の集光点ＰをＧａＮインゴット２１の径方向の内側に移動させる。具体的には、チャックテーブル４をＹ軸方向に沿って所定のインデックス量（例えば、１０６μｍ）だけ割り出し送りする。

【0127】

その後、同様にして、２回転目を行い、更に、同様に割り出し送りをした後、３回転目を行う。この様にして、外周領域２３ｆにおいてＧａＮインゴット２１の内部において同心円状に配置された複数の剥離層１５を形成する。

【0128】

外周領域剥離層形成工程Ｓ３２でも、レーザービームＬのうち外周側面２３ｅ（即ち、第１側面２３ｃ又は第２側面２３ｄ）からＧａＮインゴット２１の内部へ入射する第１成分Ｌ_１（即ち、レーザービームＬの一部）がＧａＮインゴット２１の加工閾値未満の強度を有する様に、第１成分Ｌ_１を空間光位相変調器１８でマスクしながらレーザービームＬを照射する。

【0129】

なお、空間光位相変調器１８でレーザービームＬをマスクする範囲は、レーザービームＬの照射位置に応じて、コントローラ３０及び駆動回路１８ａにより適宜調整する。図１３のＡＡ断面において、レーザービームＬがマスクされる様子を図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示す。

【0130】

図１４（Ａ）は、第１側面２３ｃ又は第２側面２３ｄからＧａＮインゴット２１の内部へ入射するレーザービームＬの略半分がマスクされる様子を示す図である。例えば、図１４（Ａ）は、１回転目の状況に対応する。なお、図１４（Ａ）では、図４（Ｂ）と同様に、レーザービームＬの分岐を省略し、１つの集光点Ｐを示すが、実際には、レーザービームＬは、複数の集光点Ｐに分岐している。

【0131】

これに対して、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）に示す場合に比べてレーザービームＬの更に狭い領域をマスクされる様子を示す図であり、レーザービームＬの略半分のうちその外周部分がマスクされる様子を示す図である。図１４（Ｂ）も、例えば、１回転目の状況に対応するが、マスクされる領域は極僅かである。

【0132】

図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）でも、上面２１ａからＧａＮインゴット２１の内部に入射するレーザービームＬには斜線を付し、外周側面２３ｅからＧａＮインゴット２１の内部に入射する（しかし、マスクされる）レーザービームＬにはドットを付す。また、図１４（Ｂ）では、図４（Ｂ）と同様に、レーザービームＬの分岐を省略して１つの集光点Ｐを示すが、実際には、レーザービームＬは、複数の集光点Ｐに分岐している。

【0133】

ところで、チャックテーブル４を回転させる場合に、平面視におけるレーザービームＬの軌跡は平坦面２３ａ，２３ｂを横断するが、この横断時に、ＧａＮインゴット２１の内部にレーザービームＬが入射する範囲及び時間は極僅かである。

【0134】

それゆえ、第２の実施形態の外周領域剥離層形成工程Ｓ３２では、平面視において平坦面２３ａ，２３ｂに沿う様に直線的に集光点ＰとＧａＮインゴット２１とを相対的に移動させることはしない。

【0135】

外周領域剥離層形成工程Ｓ３２では、あくまで、第１側面２３ｃ及び第２側面２３ｄ（即ち、外周領域２３ｆの一部）に沿う様に、集光点ＰとＧａＮインゴット２１とを相対的に移動させる。

【0136】

なお、図１３では、チャックテーブル４を３回転させて３つの環状の剥離層１５を同心円状に形成する例を示すが、回転数は３に限定されない。

【0137】

回転数を決定する一つの指針として、チャックテーブル４の回転時にＧａＮインゴット２１の径方向の最も外側に位置する集光点Ｐの移動の軌跡が、同径方向において平坦面２３ａ，２３ｂの両方よりも内側に位置するまで、チャックテーブル４の回転と、集光点Ｐの割り出し送りと、が交互に繰り返される。

【0138】

外周領域剥離層形成工程Ｓ３２で外周領域２３ｆに剥離層１５が形成されると、Ｇａ原子とＮ原子との結合が切り離されてＮ_２ガス（窒素ガス）が生じる。

【0139】

仮に、中央領域剥離層形成工程Ｓ３４が先に行われる場合、中央領域２３ｇに剥離層１５を形成した際に生じた窒素ガスにより、ＧａＮインゴット２１の径方向の内側に異常な体積膨張領域が形成される可能性がある。外周側面１１ｄに達しない剥離層１５（図８（Ｂ）参照）が形成される場合にも、同様の問題がある。

【0140】

これに対して、本実施形態の様に、中央領域剥離層形成工程Ｓ３４よりも外周領域剥離層形成工程Ｓ３２を先に行うことで、外周領域２３ｆに形成された剥離層１５が、中央領域剥離層形成工程Ｓ３４で中央領域２３ｇに生じる窒素ガスをＧａＮインゴット２１外に逃がす通り道として機能する。

【0141】

それゆえ、外周領域剥離層形成工程Ｓ３２の後に中央領域剥離層形成工程Ｓ３４を行うことで、ＧａＮインゴット２１の径方向の内側での異常な体積膨張を抑制できる。

【0142】

外周領域剥離層形成工程Ｓ３２の後に、ＧａＮインゴット２１の中央領域２３ｇにおいて集光点ＰとＧａＮインゴット２１とを相対的に移動させて、中央領域２３ｇにおいて外周領域２３ｆと略同じ深さに剥離層１５を形成する。

【0143】

中央領域２３ｇは、上面２１ａ又は下面２１ｂの面内において外周領域２３ｆよりも内側に位置する。つまり、中央領域２３ｇは、ＧａＮインゴット２１の径方向において外周領域２３ｆよりも内側に位置する。

【0144】

図１５は、中央領域剥離層形成工程Ｓ３４を示す上面図である。中央領域剥離層形成工程Ｓ３４では、まず、ＧａＮインゴット２１の［１１－２０］がＸ軸方向と略平行になる様に、チャックテーブル４の向きを調整する。

【0145】

そして、集光点Ｐとチャックテーブル４とのＸ軸方向における相対的に移動（即ち、加工送り）と、集光点Ｐとチャックテーブル４とのＹ軸方向における相対的に移動（即ち、割り出し送り）と、を交互に繰り返すことでＧａＮインゴット２１の所定深さ２５の略全体において、互いに略平行な直線状の複数の剥離層１５を形成する。

【0146】

加工送りに関しては、例えば、奇数回目の相対移動において集光点Ｐを図１５の右側に移動させ、偶数回目の相対移動において集光点Ｐを図１５の左側に移動させるが、奇数回目において集光点Ｐを相対的に右側に移動させ、偶数回目において集光点Ｐを相対的に左側に移動させてもよい。

【0147】

また、割り出し送りに関しては、Ｙ軸方向への割り出し送り量を所定値（例えば、１０６μｍ）とする。他の加工条件については、第１の実施形態で記載の上述の加工条件を採用してよい。

【0148】

なお、中央領域剥離層形成工程Ｓ３４の段階では、外周領域２３ｆには既に剥離層１５が形成されているので、平坦面２３ａ，２３ｂ、第１側面２３ｃ及び第２側面２３ｄからＧａＮインゴット２１の内部に入射するレーザービームＬは、剥離層１５の不規則的な形成に寄与しない。

【0149】

中央領域剥離層形成工程Ｓ３４の後、剥離装置４０を用いて、外周領域２３ｆの複数の剥離層１５と、中央領域２３ｇの複数の剥離層１５と、を起点としてＧａＮインゴット２１からＧａＮウェーハ２７を剥離する（剥離工程Ｓ４０）。

【0150】

図１６（Ａ）は剥離装置４０を示す図である。剥離装置４０は、上述のチャックテーブル４と略同径のチャックテーブル４２を有する。チャックテーブル４２の構造は、チャックテーブル４と略同じであり、チャックテーブル４２の上面は、ＧａＮインゴット２１を吸引保持する保持面４２ａとして機能する。

【0151】

チャックテーブル４２の上方には、剥離ユニット４４が設けられている。剥離ユニット４４は、長手部がＺ軸方向に沿って配置された円柱状の可動部４６を有する。可動部４６には、Ｚ軸方向移動機構（不図示）が連結されている。

【0152】

Ｚ軸方向移動機構は、例えば、ボールねじ式の移動機構であるが、他のアクチュエータで構成されてもよい。Ｚ軸方向移動機構により、可動部４６は、Ｚ軸方向に沿って移動可能である。

【0153】

可動部４６の底部には、円盤状の吸引ヘッド４８が設けられている。吸引ヘッド４８は、チャックテーブル４２と同様に、枠体及び多孔質板を有する。枠体及び多孔質板の下面は、略面一且つＸＹ平面と略平行に配置されており、保持面４８ａとして機能する。

【0154】

剥離工程Ｓ４０では、複数の剥離層１５が形成されたＧａＮインゴット２１の下面２１ｂをチャックテーブル４２の保持面４２ａで吸引保持すると共に、吸引ヘッド４８の保持面４８ａで上面２１ａを吸引保持する。

【0155】

次いで、ＧａＮインゴット２１に外力を付与する。外力の付与は、例えば、ＧａＮインゴット２１の側面に対して複数の剥離層１５の高さ位置に楔（不図示）を打ち込むことで行われる。楔はＧａＮインゴット２１の側面の一箇所だけでなく、ＧａＮインゴット２１の周方向に沿って複数箇所に打ち込む方が好ましい。

【0156】

外力を付与することで、複数の剥離層１５が形成されている深さ位置において、クラックが更に進展する。なお、楔の打ち込みに代えて、ＧａＮインゴット２１に対して超音波（即ち、２０ｋＨｚを超える周波数帯域の弾性振動波）を印加することで、外力を付与してもよい。

【0157】

超音波を印加する場合、吸引ヘッド４８の保持面４８ａで上面２１ａを吸引保持する前に、上面２１ａ側に純水等の液体を介して超音波を印加する。具体的には、超音波が印加された液体をノズルからＧａＮインゴット２１に噴射する、又は、液体を介してホーンから上面２１ａ側に超音波を印加する。

【0158】

なお、ノズル又はホーンを用いる場合、まず、上面２１ａ側における直径５ｍｍから５０ｍｍ程度の局所的な領域に、超音波を利用して外力を印加する。次いで、ノズル又はホーンと、チャックテーブル４２と、を相対的に移動させることで、上面２１ａ側の他の領域に外力を印加する。

【0159】

この様に、外力を印加する領域を上面２１ａ側において徐々に移動させることで、改質層１３間のクラックを上面２１ａに沿って進展させることができる。外力の付与により、隣接する改質層１３間でクラックが更に進展し、複数の剥離層１５の機械的強度は、更に弱くなる。

【0160】

外力付与後、ＧａＮインゴット２１を吸引保持した吸引ヘッド４８を上昇させる。なお、吸引ヘッド４８の上昇と並行して、上述した外力の付与を行ってもよい。吸引ヘッド４８の上昇に伴って、複数の剥離層１５を起点としてＧａＮインゴット２１からＧａＮウェーハ２７が剥離される。

【0161】

図１６（Ｂ）は、剥離工程Ｓ４０後のＧａＮインゴット２１及びＧａＮウェーハ２７を示す図である。剥離工程Ｓ４０後、ＧａＮインゴット２１の被剥離面と、ＧａＮウェーハ２７の剥離面と、に残存する凹凸を、研削、研磨等により除去してもよい。

【0162】

この様にして、ＧａＮインゴット２１の厚さ（即ち、上面２１ａ及び下面２１ｂ間の距離）未満の厚さを有するＧａＮウェーハ２７が製造される。

【0163】

なお、ＧａＮインゴット２１に代えて、矩形板状又は円盤状（即ち、板状）のＧａＮ単結晶基板（被加工物）から、ＧａＮ単結晶基板の厚さ未満の厚さを有するＧａＮウェーハ２７を製造してもよい。ＧａＮ単結晶基板は、所謂自立型の基板であってもよいし、種結晶となる単結晶基板上に形成されたエピタキシャル成長層を有する基板であってもよい。

【0164】

第２の実施形態の外周領域剥離層形成工程Ｓ３２では、マスクユニット２０として空間光位相変調器１８を用いるが、これに代えて、第１実施形態の変形例に記載のマスク３２（図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）参照）を採用してもよい。

【0165】

マスク３２を採用する場合も、レーザービームＬの照射位置に応じてレーザービームＬをマスクする範囲を適宜調整する必要がある。但し、空間光位相変調器１８の様に電気信号によりマスクする範囲を調整できないので、異なるサイズの開口３２ｃを有する複数のマスク３２を適宜選択することにより、レーザービームＬをマスクする範囲を調整する。

【0166】

ところで、本実施形態のＧａＮインゴット２１はオフ角を有さないが、オフ角の有無に関わらず、加工時には、Ｘ軸方向をＧａＮインゴット２１の＜１１－２０＞±５°以下としてよい。

【0167】

（第１変形例）次に、図１７を参照し、第２の実施形態の第１変形例について説明する。当該第１変形例では、矩形板状のＧａＮ単結晶基板３１から、ＧａＮ単結晶基板３１の厚さ未満の厚さを有する矩形板状のＧａＮウェーハ（不図示）を製造する。

【0168】

当該第１変形例においても、図１１に示すフローに従い、各工程を行う。但し、外周領域剥離層形成工程Ｓ３２では、集光点Ｐの軌跡を円形ではなく、ＧａＮ単結晶基板３１の各辺に沿う様に矩形とするが、外周領域２３ｆ及び中央領域２３ｇの記載については、図１３の表記を援用する。

【0169】

図１７は、矩形板状のＧａＮ単結晶基板３１に対する外周領域剥離層形成工程Ｓ３２を示す平面図である。図１７に示す破線Ｂ_１，Ｂ_２，Ｂ_３は、外周領域剥離層形成工程Ｓ３２においてチャックテーブル４を加工送りする際に、ＧａＮ単結晶基板３１の上面（第１面）３１ａの中心に最も近い集光点Ｐの移動の軌跡の概略を示す。

【0170】

最外周の加工開始時には、レーザービームＬの集光点ＰがＧａＮ単結晶基板３１の内部の所定深さに位置する様に、集光点Ｐの高さ位置が調整された状態で、複数の集光点ＰはＹ軸方向に沿う様に並べて配置されている。

【0171】

このとき、上述の様に、外周縁３１ｃに位置する外周側面からＧａＮ単結晶基板３１の内部にはレーザービームＬが照射されない様に、レーザービームＬの一部がマスクされている。

【0172】

そして、チャックテーブル４を所定の加工送り速度でＸ軸方向に沿う所定向き（例えば、＋Ｘ方向）に加工送りすることにより、外周縁３１ｃの一辺に沿って当該一辺の一端から他端まで、集光点ＰとＧａＮ単結晶基板３１とを相対的に移動させる。

【0173】

次いで、チャックテーブル４を所定方向に９０度回転させる。そして、チャックテーブル４を所定の加工送り速度で所定方向とは反対向き（例えば、－Ｘ方向）に加工送りすることにより、外周縁３１ｃの他の一辺に沿って当該他の一辺の一端から他端まで、集光点ＰとＧａＮ単結晶基板３１とを相対的に移動させる。

【0174】

同様にして、外周縁３１ｃの各辺に沿って剥離層１５を形成する１周目の加工を行った後、複数の集光点Ｐを上面３１ａの内側に移動させる。具体的には、チャックテーブル４をＹ軸方向に沿って所定のインデックス量（例えば、１０６μｍ）だけ割り出し送りする。そして、同様に、２周目及び３周目の加工を順次行う。

【0175】

外周領域剥離層形成工程Ｓ３２の終了後、第２の実施形態と同様に、中央領域剥離層形成工程Ｓ３４及び剥離工程Ｓ４０を行う。

【0176】

ところで、集光点と、ＧａＮインゴット２１又はＧａＮ単結晶基板３１（即ち、被加工物）と、の相対的な移動方向は、（０００１）面において＜１１－２０＞±５°以下に限定されない。

【0177】

出願人の実験に依れば、平面内で隣接する様に形成されている改質層１３がクラックでつながれた剥離層１５を形成する際に、集光点と、被加工物と、の相対的な移動方向を、（０００１）面において＜１０－１０＞±１０°以下とすれば、レーザービームＬの平均出力を低くできることが判明した。

【0178】

図１８から図１９（Ｃ）を参照して、隣接する改質層１３同士をつなぐクラックを形成できるレーザービームＬの最小の平均出力と、（０００１）面上を直線的に移動する複数の集光点Ｐの移動方向と、の関係を調べた実験結果について説明する。

【0179】

図１８は、クラックが形成される最小の平均出力の結晶方位依存性を評価する実験において、（０００１）面上で［１１－２０］と複数の集光点Ｐの移動方向（即ち、レーザービームＬの走査方向）との成す角度θを示すＧａＮインゴット２１の平面図である。なお、本実験においても、複数の集光点Ｐが配列されている方向は、複数の集光点Ｐが移動する方向と（０００１）面上において直交している。

【0180】

例えば、複数の集光点Ｐの移動方向が［１１－２０］方向であるときθ＝０°であり、複数の集光点Ｐの移動方向が［－１１００］方向であるときθ＝９０°である。当該実験での加工条件は、次の通りとした。

【0181】

波長 ：１０６４ｎｍ
加工送り速度 ：１０００ｍｍ／ｓ
繰り返し周波数 ：５０ｋＨｚ
バースト数 ：１０（パルス群に含まれるパルス数）
分岐数 ：１０（レーザービームＬの分岐数）
パス数 ：１
各集光点のスポット径：約５μｍ
隣接する集光点の間隔：１２．５μｍ
集光点の深さ位置 ：上面２１ａからＧａＮインゴット２１の内部へ約１７０μｍ

【0182】

なお、分岐数が１０である本実験において、レーザービームＬの平均出力とは、集光器における集光レンズ２６を透過した後にＧａＮインゴット２１へ入射するレーザービームＬの平均出力を意味する。

【0183】

本実験では、まず、θの値を０°、且つ、レーザービームＬの平均出力を所定値に固定した上で、上面２１ａをレーザービームＬで走査した。次に、θの値を０°に固定した上で、レーザービームＬの平均出力を０．０５Ｗだけ増加させた。

【0184】

この様にして、段階的にレーザービームＬの平均出力を増加させた結果、隣接する改質層１３同士をつなぐクラックを形成できるレーザービームＬの最小の平均出力は、１．２５Ｗ（θ＝０°）であった。

【0185】

次に、θを１０°だけ増加させた上で、レーザービームＬの出力を同様に段階的に上昇させた。その結果、レーザービームＬの最小の平均出力は、１．１０Ｗ（θ＝１０°）であった。同様にして、θを１０°単位で増加させると共に、各角度において、隣接する改質層１３同士をつなぐクラックを形成できる各レーザービームＬの最小の平均出力を探索した。

【0186】

その結果、レーザービームＬの最小の平均出力は、それぞれ、１．０５Ｗ（θ＝２０°）、１．０５Ｗ（θ＝３０°）、１．０５Ｗ（θ＝４０°）、１．１０Ｗ（θ＝５０°）、１．２５Ｗ（θ＝６０°）、１．１０Ｗ（θ＝７０°）、１．０５Ｗ（θ＝８０°）、１．０５Ｗ（θ＝９０°）となった。

【0187】

図１９（Ａ）は、角度θに対するクラックが形成される最小の平均出力を示すグラフであり、図１９（Ｂ）は、θ＝３０°の場合のＧａＮインゴット２１の平面図であり、図１９（Ｃ）はθ＝９０°の場合のＧａＮインゴット２１の平面図である。

【0188】

図１９（Ａ）に示す様に、θは、２０°以上４０°以下（即ち、３０°－１０°≦θ≦３０°＋１０°）の範囲において、レーザービームＬの平均出力は最小となる。つまり、レーザービームＬの走査方向は、（０００１）面において［０１－１０］±１０°以下の範囲が好ましい。

【0189】

ここで、θについては、９０°までの実験結果しか存在しないが、ＧａＮインゴット２１が六方晶であり、ＧａＮインゴット２１には（０００１）面においてｃ軸（即ち、［０００１］方向）の周りに６０°の回転対称性があることを考慮すると、θは、８０°以上１００°以下（即ち、９０°－１０°≦θ≦９０°＋１０°）の範囲も同様であることが合理的に推測される。

【0190】

つまり、レーザービームＬの走査方向は、（０００１）面において［－１１００］±１０°以下の範囲においても同様に好ましいものであると言える。また、６０°の回転対称性を考慮すれば、レーザービームＬの走査方向は、（０００１）面において＜１０－１０＞±１０°以下の範囲であれば、同様に好ましいものであると言える。

【0191】

即ち、（０００１）面において、下記の（１）で表される結晶方位と、レーザービームＬの走査方向と、の間で形成される角度を１０°以下とすることで、レーザービームＬの平均出力を過度に高くせずとも、隣接する改質層１３同士をつなぐクラックを形成できると合理的に推測できる。

【0192】

【数1】

【0193】

（第２変形例）図２０は、上述の実験結果を踏まえた第２の実施形態の第２変形例に係る中央領域剥離層形成工程Ｓ３４を示す平面図である。なお、図２０では、理解を容易にするために、複数の集光点Ｐの２つは比較的大きな丸で示されており、この２つの集光点Ｐの間に位置するいくつかの集光点は省略されている。

【0194】

本実施形態の中央領域剥離層形成工程Ｓ３４では、まず、ＧａＮインゴット２１の［１－１００］がＸ軸方向と略平行になる様に、チャックテーブル４の向きを調整する。そして、複数の集光点Ｐを相対的に－Ｘ方向に移動させた後、複数の集光点Ｐを相対的に＋Ｘ方向に移動させる。この様に、－Ｘ方向の移動と、＋Ｘ方向の移動と、を交互に繰り返す。

【0195】

図２０では、ＧａＮインゴット２１中における複数の集光点Ｐの移動経路を破線矢印で示す。なお、複数の集光点Ｐを、－Ｘ方向及び＋Ｘ方向に交互に移動させることに代えて、－Ｘ方向のみに移動させてもよく、＋Ｘ方向のみに移動させてもよい。

【0196】

複数の集光点ＰとＧａＮインゴット２１との相対的な移動方向がＸ軸方向に沿う場合、当該移動方向は、［１－１００］及び、［－１１００］と平行になる。これらの結晶方位は、下記の（２）に示す様に、六方晶の結晶構造を有するＧａＮインゴット２１において、６つの等価な結晶方位のうちの２つである。

【0197】

【数2】

【0198】

勿論、上述の実験から明らかな様に、複数の集光点ＰとＧａＮインゴット２１との相対的な移動方向は、ＧａＮインゴット２１の（０００１）面において（２）で表される結晶方位との間で形成される角度が１０°以下（即ち、＜１０－１０＞±１０°以下）であってよい。

【0199】

ＧａＮインゴット２１と同じ結晶構造を有するＧａＮ単結晶基板３１に対して中央領域剥離層形成工程Ｓ３４を行う際も、同様に、複数の集光点ＰとＧａＮ単結晶基板３１との相対的な移動方向を、ＧａＮ単結晶基板３１の（０００１）面において＜１０－１０＞±１０°以下としてよい。

【0200】

第１及び２の実施形態並びにこれらの変形例では、レーザービームＬを複数の集光点Ｐに分岐させる場合を説明した。しかし、加工時間は長くなることが予想されるが、原理的には、必ずしもレーザービームＬを分岐させなくてもよく、外周側面から被加工物の内部に入射するレーザービームＬをマスクできればよい。

【0201】

その他、上述の実施形態に係る構造、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】

【0202】

２：レーザー加工装置、４：チャックテーブル、４ａ：保持面
６：回転駆動機構、８：水平方向移動機構
１１：被加工物、１１ａ：上面（第１面）、１１ｂ：下面（第２面）
１１ｃ：外周領域、１１ｄ：外周側面
１２：レーザービーム照射ユニット、１４：レーザー発振器、１６：出力調整器
１３：改質層、１５：剥離層
１８：空間光位相変調器、１８ａ：駆動回路、１８ｂ：矢印
２０：マスクユニット
２１：ＧａＮインゴット（被加工物）
２１ａ：上面（第１面）、２１ｂ：下面（第２面）、２１ｃ：厚さ方向
２２ａ，２２ｂ：レンズ
２３ａ，２３ｂ：平坦面、２３ｃ：第１側面、２３ｄ：第２側面
２３ｅ：外周側面、２３ｆ：外周領域、２３ｇ：中央領域
２４：ミラー、２６：集光レンズ
２５：所定深さ、２７：ＧａＮウェーハ
３０：コントローラ
３１：ＧａＮ単結晶基板、３１ａ：上面（第１面）、３１ｃ：外周縁
３２：マスク、３２ａ：一面、３２ｂ：他面、３２ｃ：開口
３４：矢印
４０：剥離装置、４２：チャックテーブル、４２ａ：保持面
４４：剥離ユニット、４６：可動部、４８：吸引ヘッド、４８ａ：保持面
Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３，Ｂ_１，Ｂ_２，Ｂ_３：破線
Ｌ：レーザービーム、Ｌ_１：第１成分、Ｌ_２：第２成分、Ｐ：集光点
Ｓ１０：保持工程、Ｓ２０：マスク準備工程、Ｓ３０：レーザービーム照射工程
Ｓ３２：外周領域剥離層形成工程、Ｓ３４：中央領域剥離層形成工程
Ｓ４０：剥離工程

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】