特許 7166893 ウエーハの生成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-28

(45)【発行日】2022-11-08

(54)【発明の名称】ウエーハの生成方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20221031BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20221031BHJP

   B28D 5/00 20060101ALI20221031BHJP

   B26F 3/00 20060101ALI20221031BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 611Z

B23K26/53

B28D5/00 Z

B26F3/00 E

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018218399

(22)【出願日】2018-11-21

(65)【公開番号】P2020088097

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2021-09-21

(73)【特許権者】

【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】100075177

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 尚純

(74)【代理人】

【識別番号】100113217

【弁理士】

【氏名又は名称】奥貫 佐知子

(74)【代理人】

【識別番号】100202496

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿角 剛二

(74)【代理人】

【識別番号】100202692

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 吉文

(72)【発明者】

【氏名】山本 涼兵

【審査官】渡井 高広

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１３３４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３３４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２５３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第８６２３１３７（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２３Ｋ ２６／５３

Ｂ２８Ｄ ５／００

Ｂ２６Ｆ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに位置付けて照射して剥離層を形成したインゴットから生成すべきウエーハを剥離するウエーハの生成方法であって、
生成すべきウエーハを含むインゴットの一部の領域に超音波を高密度で付与して該一部の領域が剥離した部分剥離部を形成する第一の超音波付与工程と、
該インゴットに対し、該第一の超音波付与工程において高密度の超音波を付与した該一部の領域よりも広い面積に超音波を低密度で付与して該部分剥離部から該生成すべきウエーハの全面に亘る剥離部を形成する第二の超音波付与工程と、
該インゴットから生成すべきウエーハを剥離する剥離工程と、
から少なくとも構成されるウエーハの生成方法。

【請求項2】

該第一の超音波付与工程、及び該第二の超音波付与工程は、水の層を介して生成すべきウエーハを含むインゴットに超音波を付与する請求項１に記載のウエーハの生成方法。

【請求項3】

該インゴットは、ｃ軸と該ｃ軸に対して直交するｃ面を有する単結晶ＳｉＣのインゴットであり、該剥離層は、単結晶ＳｉＣに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を該インゴットの端面から生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに位置付けて照射してＳｉＣがＳｉとＣに分離した改質部、及び該改質部からｃ面に等方的に形成されるクラックからなる請求項１、又は２に記載のウエーハの生成方法。

【請求項4】

該剥離層は、単結晶ＳｉＣの該インゴットの端面の垂線に対してｃ軸が傾いている場合、ｃ面と端面とでオフ角が形成される方向に直交する方向に該改質部を連続的に形成して該改質部からｃ面に等方的にクラックを生成し、該オフ角が形成される方向に該クラックが形成される幅を超えない範囲で集光点をインデックス送りしてオフ角が形成される方向と直交する方向に該改質部を連続的に形成して該改質部からｃ面に等方的にクラックを順次生成した剥離層である請求項３に記載のウエーハの生成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに位置付けて照射して剥離層を形成したインゴットから生成すべきウエーハを剥離するウエーハの生成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ、ＬＥＤ等のデバイスは、Ｓｉ（シリコン）、ＡＬ_２Ｏ_３（サファイア）等を素材としたウエーハの表面に機能層が積層され分割予定ラインによって区画されて形成される。

【0003】

そして、切削装置、レーザー加工装置によってウエーハの分割予定ラインに沿って加工が施されて個々のデバイスに分割されて携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。また、パワーデバイス、ＬＥＤ等は、単結晶ＳｉＣを素材としたウエーハの表面に機能層が積層され分割予定ラインによって区画されて形成される。

【0004】

上記したようなデバイスが形成されるウエーハは、一般的にインゴットをワイヤーソーでスライスして生成され、スライスされたウエーハの表裏面を研磨して鏡面に仕上げられる（たとえば、特許文献１を参照。）。しかし、単結晶ＳｉＣからなるインゴットをワイヤーソーで切断し、表裏面を研磨してウエーハを生成するとインゴットの７０％～８０％が捨てられることになり、不経済であるという問題がある。特に、単結晶ＳｉＣのインゴットは硬度が高く、ワイヤーソーでの切断が困難であり、相当の時間を要することから生産性が悪いと共に、インゴットの単価が高いことから、効率よくウエーハを生成することに課題を有している。

【0005】

上記課題に対し、本出願人は、単結晶ＳｉＣに対して透過性を有するレーザー光線の集光点をインゴットの内部に位置付けて照射し、切断予定面に分離層を形成し、ウエーハを分離する技術を提案している（特許文献２を参照。）。また、これに類似する技術として、Ｓｉインゴットの端面からＳｉに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに位置付けて照射して改質部を形成し、インゴットからウエーハを剥離する技術も提案されている（たとえば、特許文献３を参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０００－０９４２２１号公報

【文献】特開２０１６－１１１１４３号公報

【文献】特開２０１１－０６０８６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記した特許文献２、及び特許文献３に記載の技術によれば、インゴットをワイヤーソーで切断してウエーハを生成する場合に比して、捨てられるインゴットの割合が低下することから、不経済であるという問題に対して一定の効果を有している。しかし、レーザー光線を照射することにより得られるインゴットに生成した分離層からウエーハを分離することは容易ではなく、依然として生産効率に問題がある。

【0008】

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、単結晶ＳｉＣのインゴットからウエーハを効率よく剥離して生成することができるウエーハの生成方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに位置付けて照射して剥離層を形成したインゴットから生成すべきウエーハを剥離するウエーハの生成方法であって、生成すべきウエーハを含むインゴットの一部の領域に超音波を高密度で付与して該一部の領域が剥離した部分剥離部を形成する第一の超音波付与工程と、該インゴットに対し、該第一の超音波付与工程において高密度の超音波を付与した該一部の領域よりも広い面積に超音波を低密度で付与して該部分剥離部から該生成すべきウエーハの全面に亘る剥離部を形成する第二の超音波付与工程と、該インゴットから生成すべきウエーハを剥離する剥離工程と、から少なくとも構成されるウエーハの生成方法が提供される。

【0010】

該第一の超音波付与工程、及び該第二の超音波付与工程は、水の層を介して生成すべきウエーハを含むインゴットに超音波を付与することが好ましい。

【0011】

該インゴットは、ｃ軸と該ｃ軸に対して直交するｃ面を有する単結晶ＳｉＣのインゴットであり、該剥離層は、単結晶ＳｉＣに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を該インゴットの端面から生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに位置付けて照射してＳｉＣがＳｉとＣに分離した改質部、及び該改質部からｃ面に等方的に形成されるクラックからなるようにすることが好ましい。さらに、該剥離層は、単結晶ＳｉＣの該インゴットの端面の垂線に対してｃ軸が傾いている場合、ｃ面と端面とでオフ角が形成される方向に直交する方向に該改質部を連続的に形成して該改質部からｃ面に等方的にクラックを生成し、該オフ角が形成される方向に該クラックが形成される幅を超えない範囲で集光点をインデックス送りしてオフ角が形成される方向と直交する方向に該改質部を連続的に形成して該改質部からｃ面に等方的にクラックを順次生成した剥離層であることが好ましい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によるウエーハの生成方法は、透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに位置付けて照射して剥離層を形成したインゴットから生成すべきウエーハを剥離するウエーハの生成方法であって、生成すべきウエーハを含むインゴットの一部の領域に超音波を高密度で付与して該一部の領域が剥離した部分剥離部を形成する第一の超音波付与工程と、該インゴットに対し、該第一の超音波付与工程において高密度の超音波を付与した該一部の領域よりも広い面積に超音波を低密度で付与して該部分剥離部から該生成すべきウエーハの全面に亘る剥離部を形成する第二の超音波付与工程と、該インゴットから生成すべきウエーハを剥離する剥離工程と、から少なくとも構成されることにより、インゴットをワイヤーソーを使用して切断する場合に比して、捨てられる量を格段に減らすことができると共に、高密度の超音波を付与する第一の超音波付与工程によって部分剥離部を形成しておき、該部分剥離部を含む生成すべきウエーハの全体に低密度の超音波を付与することで、部分剥離部を起点として剥離が広がり、生成すべきウエーハをインゴットから容易に、且つ効率よく剥離することが実現される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】（ａ）単結晶ＳｉＣからなるインゴットの正面図、（ｂ）単結晶ＳｉＣからなるインゴットの平面図である。

【図2】図１に示すインゴットにサブストレートを装着し、チャックテーブルに載置する態様を示す斜視図である。

【図3】（ａ）インゴットに剥離層を形成する工程を示す斜視図、（ｂ）インゴットに剥離層を形成する工程を示す正面図である。

【図4】（ａ）剥離層が形成されたインゴットの平面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ－Ｂ断面図である。

【図5】（ａ）超音波発生装置によって第一の超音波付与工程を実施する態様を示す斜視図、（ｂ）（ａ）における側面図である。

【図6】（ａ）超音波発生装置によって第二の超音波付与工程を実施する態様を示す斜視図、（ｂ）（ａ）における側面図である。

【図7】（ａ）剥離工程を実施する態様を示す斜視図、（ｂ）（ａ）における側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明に基づくウエーハの生成方法の実施形態について、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。

【0015】

図１には、本実施形態に係るインゴット２が示されている。インゴット２は、例えば、直径が略１００ｍｍの六方晶単結晶ＳｉＣのインゴットであり、全体として略円柱形状に形成され、略円形状の第一の端面４と、第一の端面４と反対側の略円形状の第二の端面６と、第一の端面４及び第二の端面６の間に位置する周面８と、第一の端面４から第二の端面６に至るｃ軸（＜０００１＞方向）と、該ｃ軸に直交するｃ面（｛０００１｝面）とを有する。インゴット２においては、第一の端面４の垂線１０に対してｃ軸が傾斜しており、ｃ面と第一の端面４とでオフ角α（例えばα＝１、３、６度のいずれか。）が形成されている。オフ角αが形成される方向を図１に矢印Ａで示す。また、インゴット２の周面８には、結晶方位を示す矩形状の第一のオリエンテーションフラット１２、及び第二のオリエンテーションフラット１４が形成されている。第一のオリエンテーションフラット１２は、オフ角αが形成されている方向Ａに対して平行であり、第二のオリエンテーションフラット１４は、オフ角αが形成される方向Ａに直交する方向に形成される。インゴット２の平面図として示す図１（ｂ）に示すように、上方から見て、第二のオリエンテーションフラット１４の長さＬ２は、第一のオリエンテーションフラット１２の長さＬ１よりも短く（Ｌ１＞Ｌ２）なるように設定される。これにより、インゴット２の表裏に関わらず、オフ角αが形成される向きを判別することができる。なお、本発明に係るウエーハの生成方法に適用されるインゴットについては、上記した単結晶ＳｉＣのインゴット２に限定されるものではなく、第一の端面の垂線に対してｃ軸が傾いておらず、ｃ面と第一の端面とのオフ角αが０度である（すなわち、第一の端面の垂線と、ｃ軸とが一致している。）インゴットでもよい。

【0016】

本実施形態に係るウエーハの生成方法を実施するに際し、まず、生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに透過性を有するレーザー光線の集光点を位置付けて照射し剥離層を形成する剥離層形成工程を実施する。以下に、図２乃至図４を参照しながら該インゴット２を用意する剥離層形成工程について説明する。

【0017】

該剥離層形成工程を実施するには、まず、図２に示すように、インゴット２の第二の端面６に接着剤等を介して円形状のサブストレート１６を装着し、サブストレート１６が装着されたインゴット２を、レーザー加工装置１８（一部のみ示す。）に搬送する。レーザー加工装置１８には、チャックテーブル２０が備えられている。チャックテーブル２０の上面には、通気性を有するポーラスセラミックによって円形状の吸着チャック２４が形成され、吸着チャック２４の寸法は、サブストレート１６よりも僅かに小さく形成されている。レーザー加工装置１８に搬送されたインゴット２は、サブストレート１６側をチャックテーブル２０の吸着チャック２４に載置され、吸着チャック２４に接続された図示しない吸引手段によって吸引保持される。なお、インゴット２に対しサブストレート１６を装着することは必須の要件ではなく、チャックテーブル２０の吸着チャック２４が、インゴット２を直接吸引保持できる寸法及び形状に設定されているのであれば、省略してもよい。

【0018】

チャックテーブル２０にインゴット２を保持したならば、インゴット２の第一の端面４側から、インゴット２を構成する単結晶ＳｉＣに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに位置付け、インゴット２にレーザー光線を照射して、ＳｉＣがＳｉ（シリコン）と、Ｃ（炭素）とに分離すると共に、ｃ面に等方的にクラックが発生した剥離層を形成する。なお、第一の端面４は、予め研削加工、及び研磨加工が施され凹凸が除去されて鏡面に加工されている。以下に、図３、及び図４を参照しながら、より具体的に説明する。

【0019】

図３（ａ）に示すように、レーザー加工装置１８（一部のみ示している。）は、上記したチャックテーブル２０に加え、インゴット２にパルスレーザー光線ＬＢを照射する集光器２２を備える。チャックテーブル２０は、チャックテーブル２０の径方向中心を通って上下方向に延びる軸線を回転中心としてチャックテーブル用モータ（図示は省略する。）によって回転可能に構成されている。また、チャックテーブル２０は、図３（ａ）において矢印Ｘで示すＸ軸方向において集光器２２に対して相対的に加工送りするＸ軸方向移動手段（図示は省略する。）、及びＸ軸方向に直交する矢印Ｙで示すＹ軸方向において集光器２２に対して相対的に加工送りするＹ軸方向移動手段（図示は省略する。）によって加工送りされる。集光器２２は、レーザー加工装置１８のレーザー光線照射手段（図示は省略する。）によって発振され出力等が調整されたパルスレーザー光線ＬＢを集光しインゴット２に照射するための集光レンズ（図示は省略する。）を含む。

【0020】

チャックテーブル２０に吸引保持されたインゴット２に剥離層を形成するには、レーザー加工装置１８に備えられた図示しない撮像手段によって、インゴット２の上方からインゴット２を撮像する。次いで、該撮像手段によって撮像したインゴット２の画像によって判別される第一のオリエンテーションフラット１２、第二のオリエンテーションフラット１４に基づいて、チャックテーブル２０を回転させると共に図示しないＸ軸方向移動手段及びＹ軸方向移動手段によって移動してインゴット２の向きを所定の向きに調整すると共に、インゴット２と集光器２２とのＸＹ平面における位置を調整する。

【0021】

インゴット２の向きを所定の向きに調整するに際し、図３（ａ）に示すように、第二のオリエンテーションフラット１４をＸ軸方向に整合させることによって、オフ角αが形成される方向Ａと直交する方向をＸ軸方向に整合させると共に、オフ角αが形成される方向ＡをＹ軸方向に整合させる。次いで、集光点位置調整手段（図示は省略する。）によって集光器２２を昇降させて、図３（ｂ）に示すように、インゴット２の第一の端面４から、生成すべきウエーハの厚みに対応する深さ（例えば３００μｍ）に集光点位置ＦＰを位置付ける。次いで、オフ角αが形成されている方向Ａと直交する所定の方向に整合しているＸ軸方向にチャックテーブル２０を所定の送り速度で移動させながら、インゴット２を構成するＳｉＣに透過性を有する波長のパルスレーザー光線ＬＢを集光器２２からインゴット２に照射するレーザー加工を実施して、改質部２６を形成する。

【0022】

インゴット２の平面図として示す図４（ａ）、及び図４（ａ）のＢ－Ｂ断面図として示す図４（ｂ）から理解されるように、パルスレーザー光線ＬＢの照射により、インゴット２を構成するＳｉＣがＳｉとＣとに分離し、次に照射されるパルスレーザー光線ＬＢが前に形成されたＣに吸収され連鎖的にＳｉＣがＳｉとＣとに分離した改質部２６が、オフ角αが形成される方向Ａと直交する方向に連続的に形成される。これと共に、改質部２６からｃ面に沿って等方的に延びるクラック２７が発生する。なお、上記した改質部２６を形成するレーザー加工を実施する際には、チャックテーブル２０に代えて、集光器２２を所定の送り速度でＸ軸方向に移動させてもよい。

【0023】

インゴット２の内部において、該所定の方向に改質部２６を形成したならば、Ｙ軸方向移動手段を作動してチャックテーブル２０をＹ軸方向に移動させ、オフ角αが形成される方向Ａに整合しているＹ軸方向に、インゴット２と集光点ＦＰとを相対的に上記したクラック２６の幅を超えない範囲で設定される所定のインデックス量Ｌｉ（たとえば、２５０μｍ～４００μｍ）だけインデックス送りする。このようにして、上記した改質部２６を形成したレーザー加工と、インデックス送りとを繰り返すことにより、オフ角αが形成される方向Ａに所定インデックス量Ｌｉの間隔をおいて、複数形成すると共に、改質部２６からｃ面に沿って等方的に延びるクラック２７を順次生成する。本実施形態では、単結晶ＳｉＣインゴット２の第一の端面４の垂線に対してｃ軸が傾いていることによりオフ角αが形成されており、オフ角αが形成される方向Ａにおいて隣接するクラック２７とクラック２７とが上下方向に見て重なるようにする。これにより、インゴット２の第一の端面４から生成すべきウエーハの厚みに対応する深さに複数の改質部２６及びクラック２７からなるインゴット２からウエーハを剥離するため強度が低下した剥離層２８を形成することができる。

【0024】

なお、上記した剥離層２８を形成する際のレーザー加工条件は、たとえば、以下のように設定される。
波長 ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数 ：６０ｋＨｚ
平均出力 ：１．５Ｗ
パルス幅 ：４ｎｓ
集光レンズの開口数（ＮＡ） ：０．６５
加工送り速度 ：２００ｍｍ／秒

【0025】

以上により、剥離層形成工程が実施されることで、生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに剥離層２８を形成したインゴット２を得ることができる。

【0026】

上記した剥離層形成工程を実施することにより剥離層２８を形成したインゴット２を用意したならば、剥離層２８を起点として剥離部を形成してインゴット２から生成すべきウエーハを剥離する。以下に、インゴット２に剥離部を形成して生成すべきウエーハを剥離する手順について、図５～図７を参照しながら説明する。

【0027】

（第一の超音波付与工程）
まず、生成すべきウエーハを含むインゴット２の一部の領域に超音波を高密度で付与して剥離層２８の一部が剥離した部分剥離部を形成する第一の超音波付与工程を実施すべく、図５（ａ）に示すように、剥離用水槽３０を含む超音波発生装置４０を用意する。剥離用水槽３０の底部には、インゴット２を保持する上面が平坦に形成された保持テーブル３２が配設される。剥離用水槽３０を用意したならば、保持テーブル３２上に、剥離層２８が形成されサブストレート１６に保持されたインゴット２を第一の端面４を上方に向けた状態で載置する。インゴット２を保持テーブル３２上に載置したならば、剥離用水槽３０に水３４を注水し、図５（ｂ）に示すように、インゴット２の第一の端面４上が十分に剥離用水槽３０に張られた水３４によって覆われる深さとする。なお、図５（ｂ）は、第一の超音波付与工程を実施する態様を示す側面図であるが、説明の都合上、剥離用水槽３０のみ断面で示している。

【0028】

超音波発生装置４０は、高密度超音波発生手段４２を備えている。高密度超音波発生手段４２の内部には、超音波Ｓを発振する図示しない振動子が備えられ、高密度超音波発生手段４２の先端部には先細り状に形成された高密度超音波付与部４３が形成される。先端部に形成された高密度超音波付与部４３は、例えば、直径が８ｍｍの円形状である。

【0029】

高密度超音波発生手段４２によって発生させられる超音波Ｓは、例えば、出力が１００Ｗ、周波数が４００ｋＨｚである。この高密度超音波発生手段４２によれば、内部に備えられた振動子によって発振させられた超音波Ｓが、先細り状に形成された高密度超音波付与部４３において集中させられて密度が高められ、外部に向けて高密度の超音波Ｓを付与することができる。

【0030】

剥離用水槽３０の保持テーブル３２にインゴット２を水没させた状態で、上方から、インゴット２の第一の端面４上に向けて高密度超音波発生手段４２を降下させる。次いで、高密度超音波発生手段４２の先端部の高密度超音波付与部４３を剥離用水槽３０の水３４内に水没させてインゴット２の第一端面４の中央付近に近接させる。この際、高密度超音波付与部４３とインゴット２の第一の端面４との間には、僅か（数ｍｍ程度）に隙間が設けられる。

【0031】

上記したように、高密度超音波付与部４３をインゴット２の第一の端面４に近接させたならば、高密度超音波付与部４３からインゴット２の第一の端面４に向けて水３４の層を介して上記した超音波Ｓを所定時間（例えば、１０秒程度）付与する。図５（ｂ）に示すように、高密度の超音波Ｓを生成すべきウエーハを含むインゴット２の第一の端面４の一部の領域に集中して照射することにより、剥離層２８の一部の領域が刺激され、剥離層２８を起点として剥離した部分剥離部２９が形成される。このようにして、第一の超音波付与工程が完了する。

【0032】

（第二の超音波付与工程）
上記したように、第一の超音波付与工程が完了したならば、次いで、第二の超音波付与工程を実施する。以下に、図６を参照しながら、第二の超音波付与工程について説明する。

【0033】

第二の超音波付与工程を実施するに際し、第一の超音波付与工程において使用した高密度超音波発生手段４２を、図６（ａ）に示す低密度超音波発生手段４５に切換える。切り替える手順としては、高密度超音波発生手段４２を超音波発生装置４０から取り外し、低密度超音波発生手段４５を取り付けるようにしてもよいし、高密度超音波発生手段４２及び低密度超音波発生手段４５の両方をマウントした図示しないマウンターを備え、該マウンターを高密度超音波発生手段４２、及び低密度超音波発生手段４５の配設位置を適宜切り換えられるように構成し、インゴット２上から高密度超音波発生手段４２を移動させると共に、インゴット２上に低密度超音波発生手段４５を位置付けるように構成してもよい。

【0034】

低密度超音波発生手段４５は、図６（ａ）、及び図６（ｂ）に示すように、インゴット２の第一の端面４に対向する低密度超音波付与部４６を下面側に備えている。低密度超音波付与部４６は、第一の超音波付与工程において高密度の超音波Ｓを付与した高密度超音波付与部４３よりも広い面積（例えば、直径１００ｍｍであり、インゴット２の直径と略同一である。）に設定される。

【0035】

低密度超音波発生手段４５によって発生させられる超音波Ｓ’は、高密度超音波発生手段４２と同様に、出力が１００Ｗ、周波数が４００ｋＨｚで、内部に備えられた振動子によって発振させられる。上記したように、低密度超音波付与部４６は、高密度超音波付与部４３よりも大きな面積で形成されており、低密度超音波付与部４６からは、高密度超音波付与部４３に比して低密度の超音波Ｓ’が発せられる。

【0036】

図６（ａ）に示すように、保持テーブル３２上に位置付けられた低密度超音発生手段４５は、剥離用水槽３０の保持テーブル３２に載置されたインゴット２の上方から、インゴット２の第一の端面４上に向けて降下させられ、低密度超音波発生手段４５の低密度超音波付与部４６を剥離用水槽３０の水３４内に水没させてインゴット２の第一端面４の全体を覆うように近接させる。この際、低密度超音波発生手段４５の下面の低密度超音波付与部４６とインゴット２の第一の端面４との間には、僅か（数ｍｍ程度）に隙間が形成される。

【0037】

上記したように、低密度超音波付与部４６をインゴット２の第一の端面４に近接させたならば、低密度超音波付与部４６からインゴット２の第一の端面４の全体に向けて水３４の層を介して上記した低密度の超音波Ｓ’を所定時間（例えば、３０秒程度）付与する。このようにして低密度の超音波Ｓ’をインゴット２の第一の端面４の全体に付与することにより、上記したインゴット２の剥離層２８を刺激し、該第一の超音波付与工程によって形成された部分剥離部２９を起点としてクラック２７が伸長して、隣接するクラック２７どうしが連結された剥離部２９’が広がり、図６（ｂ）に示すように、超音波Ｓ’が付与されたインゴット２の全体の領域において剥離部２９’が良好に形成され、第一の端面４側と、インゴット２側とが完全に分離する。以上により、第二の超音波付与工程が完了する。

【0038】

（剥離工程）
上記したように、第一の超音波付与工程、及び第二の超音波付与工程を実施することにより、インゴット２に形成された剥離層２８を起点として、剥離部２９’が形成されたならば、図７（ａ）、及び図７（ｂ）に示すように、剥離用水槽３０に水没しているインゴット２の第一の端面４から、剥離部２９’を境にしてウエーハＷを剥離する。これにより、剥離工程が完了する。なお、この剥離工程を実施するに際しては、オペレータの手作業によりウエーハＷを直接把持して剥離してもよいし、ウエーハＷの大きさに合わせて形成された吸着手段（図示は省略する。）によって吸着して剥離し、剥離用水槽３０から引き上げるようにしてもよい。

【0039】

上記した剥離工程を実施してインゴット２からウエーハＷを剥離すると、ウエーハＷの裏面Ｗｂ側の剥離面、及びウエーハＷが剥離された後のインゴット２の新たな第一の端面４’が表出し、各面は凹凸面となっている。よって、剥離されたウエーハＷの裏面Ｗｂと、インゴット２の新たな第一の端面４’は、それぞれ図示しない研磨加工が施され、平坦化される。インゴット２から剥離されたウエーハＷは、適宜の収容ケース等に収容され次工程に搬送されると共に、第一の端面４’が平坦化されたインゴット２は、再び剥離層形成工程を実施すべく上記したレーザー加工装置１８に搬送される。そして、レーザー加工装置１８によって剥離層が形成されたならば、上記した第一の超音波付与工程、第二の超音波付与工程、剥離工程等が実施され、インゴット２からウエーハＷが効率よく生成される。

【0040】

上記した実施形態によれば、インゴット２をワイヤーソーによって切断してウエーハを生成する場合に比して、捨てられる量を格段に減らすことができると共に、高密度の超音波Ｓを付与する第一の超音波付与工程によって部分剥離部２９を形成しておき、部分剥離部２９を含む生成すべきウエーハの全体に低密度の超音波Ｓ’を付与することで、部分剥離部２９を起点として剥離部が広がり、生成すべきウエーハＷをインゴット２から容易に、且つ効率よく剥離することが実現される。

【0041】

本発明によれば、上記した実施形態に限定されず、種々の変形例が提供される。たとえば、上記した実施形態では、インゴット２の第一の端面４の垂線１０に対してｃ軸が傾斜し、ｃ面と第一の端面４とでオフ角αが形成されているインゴット２を被加工物として本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、第一の端面４の垂線１０と、ｃ軸が傾斜していないインゴットに対して本願発明を適用してもよい。

【0042】

また、上記した実施形態では、第一の超音波付与工程、及び第二の超音波付与工程において、超音波付与手段４０からインゴット２に超音波を付与するに際し、水３４の層を介して付与するようにしていたが、必ずしも水３４の層を介して付与することに限定されず、空気の層を介したり、水以外の液体の層を介したりして超音波を付与するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0043】

２：インゴット
４：第一の端面
６：第二の端面
８：周面
１０：垂線
１２：第一のオリエンテーションフラット
１４：第二のオリエンテーションフラット
１６：サブストレート
１８：レーザー加工装置
２０：チャックテーブル
２２：集光器
２４：吸着チャック
２６：改質部
２７：クラック
２８：剥離層
２９：部分剥離部
２９’：剥離部
３０：剥離用水槽
３２：保持テーブル
３４：水
４０：超音波発生装置
４２：高密度超音波発生手段
４３：高密度超音波付与部
４５：低密度超音波発生手段
４６：低密度超音波付与部
ＬＢ：パルスレーザー光線
ＦＰ：集光点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】