特許 7443053 レーザー加工装置

(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】2024-02-26

(45)【発行日】2024-03-05

(54)【発明の名称】レーザー加工装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240227BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20240227BHJP

   B23K 26/03 20060101ALI20240227BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20240227BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 611Z

B23K26/53

B23K26/03

B23K26/00 N

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019235949

(22)【出願日】2019-12-26

(65)【公開番号】P2021106186

(43)【公開日】2021-07-26

【審査請求日】2022-10-21

(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】110003524

【氏名又は名称】弁理士法人愛宕綜合特許事務所

(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】平田 和也

【審査官】渡井 高広

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１３３４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５００２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－０９６４００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２３Ｋ ２６／５３

Ｂ２３Ｋ ２６／０３

Ｂ２３Ｋ ２６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＳｉＣインゴットに剥離帯を形成するレーザー加工装置であって、
ＳｉＣインゴットを保持する保持手段と、
該保持手段に保持されたＳｉＣインゴットの端面に対してｃ面が傾きＳｉＣインゴットの端面とｃ面とでオフ角が形成される方向に直交する方向をＸ軸方向とし該Ｘ軸方向に直交する方向をＹ軸方向として、生成すべきウエーハの厚みに対応する深さにＳｉＣインゴット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位置づけてＳｉＣインゴットにレーザー光線を照射する集光器を備え、ＳｉＣがＳｉとＣとに分離した部分からｃ面に沿ってクラックが伸張した帯状の剥離帯を形成するレーザー光線照射手段と、
該保持手段と該集光器とを該Ｘ軸方向に相対的に加工送りするＸ軸送り手段と、
該保持手段と該集光器とを該Ｙ軸方向に相対的に割り出し送りするＹ軸送り手段と、
ＳｉＣインゴットの端面の電気抵抗値を計測する抵抗値計測手段と、
該抵抗値計測手段を昇降させる昇降手段と、
該抵抗値計測手段が計測した電気抵抗値に対応してレーザー光線の出力を調整する制御手段と、
から少なくとも構成されるレーザー加工装置。

【請求項2】

該抵抗値計測手段は接触式である請求項１記載のレーザー加工装置。

【請求項3】

ＳｉＣインゴットの端面を研削して平坦面に形成する研削手段を備える請求項１記載のレーザー加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザー加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ、ＬＥＤ等のデバイスは、Ｓｉ（シリコン）や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。また、パワーデバイス、ＬＥＤ等はＳｉＣ（炭化ケイ素）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。デバイスが形成されたウエーハは、切削装置、レーザー加工装置によって分割予定ラインに加工が施されて個々のデバイスチップに分割され、分割された各デバイスチップは携帯電話やパソコン等の電気機器に利用される。

【0003】

デバイスが形成されるウエーハは、一般的に円柱形状のインゴットをワイヤーソーで薄く切断することにより生成される。切断されたウエーハの表面および裏面は、研磨することにより鏡面に仕上げられる（たとえば特許文献１参照）。しかし、インゴットをワイヤーソーで切断し、切断したウエーハの表面および裏面を研磨すると、インゴットの大部分（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ＳｉＣインゴットにおいては、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ため生産性が悪いと共に、インゴットの単価が高く効率よくウエーハを生成することに課題を有している。

【0004】

そこで本出願人は、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ＳｉＣインゴットの内部に位置づけてＳｉＣインゴットにレーザー光線を照射して切断予定面に剥離帯を形成し、剥離帯が形成された切断予定面に沿ってＳｉＣインゴットからウエーハを剥離する技術を提案した（たとえば特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０００－９４２２１号公報

【文献】特開２０１６－１１１１４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ＳｉＣインゴットの成長過程において窒素原子（Ｎ）のドーピング量がコントロールされており、ＳｉＣインゴットの電気抵抗値は許容値の範囲内に収められている。しかし、許容値の範囲内であってもＳｉＣインゴットの電気抵抗値にはバラツキが存在する。そして、ＳｉＣインゴットにレーザー光線を照射して剥離帯を形成する際に、ＳｉＣインゴットの電気抵抗値のバラツキに起因して適正な剥離帯を形成することができないという問題がある。

【0007】

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、ＳｉＣインゴットに適正な剥離帯を形成することができるレーザー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】

【0010】

本発明は上記課題を解決するために以下のレーザー加工装置を提供する。すなわち、
ＳｉＣインゴットに剥離帯を形成するレーザー加工装置であって、
ＳｉＣインゴットを保持する保持手段と、
該保持手段に保持されたＳｉＣインゴットの端面に対してｃ面が傾きＳｉＣインゴットの端面とｃ面とでオフ角が形成される方向に直交する方向をＸ軸方向とし該Ｘ軸方向に直交する方向をＹ軸方向として、生成すべきウエーハの厚みに対応する深さにＳｉＣインゴット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位置づけてＳｉＣインゴットにレーザー光線を照射する集光器を備え、ＳｉＣがＳｉとＣとに分離した部分からｃ面に沿ってクラックが伸張した帯状の剥離帯を形成するレーザー光線照射手段と、
該保持手段と該集光器とを該Ｘ軸方向に相対的に加工送りするＸ軸送り手段と、
該保持手段と該集光器とを該Ｙ軸方向に相対的に割り出し送りするＹ軸送り手段と、
ＳｉＣインゴットの端面の電気抵抗値を計測する抵抗値計測手段と、
該抵抗値計測手段を昇降させる昇降手段と、
該抵抗値計測手段が計測した電気抵抗値に対応してレーザー光線の出力を調整する制御手段と、
から少なくとも構成されるレーザー加工装置を本発明は提供する。

【0011】

該抵抗値計測手段は接触式であるのが好ましい。ＳｉＣインゴットの端面を研削して平坦面に形成する研削手段を備えるのが好適である。

【発明の効果】

【0013】

本発明のレーザー加工装置は、
ＳｉＣインゴットを保持する保持手段と、
該保持手段に保持されたＳｉＣインゴットの端面に対してｃ面が傾きＳｉＣインゴットの端面とｃ面とでオフ角が形成される方向に直交する方向をＸ軸方向とし該Ｘ軸方向に直交する方向をＹ軸方向として、生成すべきウエーハの厚みに対応する深さにＳｉＣインゴット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位置づけてＳｉＣインゴットにレーザー光線を照射する集光器を備え、ＳｉＣがＳｉとＣとに分離した部分からｃ面に沿ってクラックが伸張した帯状の剥離帯を形成するレーザー光線照射手段と、
該保持手段と該集光器とを該Ｘ軸方向に相対的に加工送りするＸ軸送り手段と、
該保持手段と該集光器とを該Ｙ軸方向に相対的に割り出し送りするＹ軸送り手段と、
ＳｉＣインゴットの端面の電気抵抗値を計測する抵抗値計測手段と、
該抵抗値計測手段を昇降させる昇降手段と、
該抵抗値計測手段が計測した電気抵抗値に対応してレーザー光線の出力を調整する制御手段と、
から少なくとも構成されているので、ＳｉＣインゴットに適正な剥離帯を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図。

【図2】図１に示すレーザー加工装置の構成の一部を示すブロック図。

【図3】ＳｉＣインゴットに適正な剥離帯を形成するための、ＳｉＣインゴットの電気抵抗率とレーザー光線のパルスエネルギーとの関係を示すグラフ。

【図4】（ａ）ＳｉＣインゴットの正面図、（ｂ）ＳｉＣインゴットの平面図。

【図5】平坦面形成工程を実施している状態を示す斜視図。

【図6】抵抗値計測工程を実施している状態を示す正面図。

【図7】（ａ）剥離帯形成工程を実施している状態を示す斜視図、（ｂ）剥離帯形成工程を実施している状態を示す断面図。

【図8】剥離工程を実施している状態を示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明のレーザー加工装置の好適実施形態について図面を参照しつつ説明する。

【0016】

まず、図１を参照して、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の好適実施形態について説明する。全体を符号２で示すレーザー加工装置は、ＳｉＣインゴットを保持する保持手段４と、生成すべきウエーハの厚みに対応する深さにＳｉＣインゴット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位置づけてＳｉＣインゴットにレーザー光線を照射する集光器６を備え、ＳｉＣがＳｉ（シリコン）とＣ（炭素）とに分離した部分からｃ面に沿ってクラックが伸張した帯状の剥離帯を形成するレーザー光線照射手段８と、保持手段４と集光器６とをＸ軸方向に相対的に加工送りするＸ軸送り手段１０と、保持手段４と集光器６とをＹ軸方向に相対的に割り出し送りするＹ軸送り手段１２と、ＳｉＣインゴットの端面の電気抵抗値を計測する抵抗値計測手段１４と、から少なくとも構成される。図示の実施形態のレーザー加工装置２は、さらに、抵抗値計測手段１４が計測した電気抵抗値に対応してレーザー光線の出力を調整する制御手段１６（図２参照）を備える。なお、Ｘ軸方向は図１に矢印Ｘで示す方向であり、Ｙ軸方向は図１に矢印Ｙで示す方向であってＸ軸方向に直交する方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向が規定する平面は実質上水平である。

【0017】

図１に示すとおり、保持手段４は、Ｘ軸方向に移動自在に基台１８に搭載されたＸ軸可動板２０と、Ｙ軸方向に移動自在にＸ軸可動板２０に搭載されたＹ軸可動板２２と、Ｙ軸可動板２２の上面に回転自在に搭載された円形の保持テーブル２４と、保持テーブル２４を回転させる保持テーブル用モータ（図示していない。）とを含む。

【0018】

レーザー光線照射手段８は、基台１８の上面から上方に延び次いで実質上水平に延びるハウジング２６を含む。ハウジング２６には、図２に示すとおり、ＳｉＣインゴットに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線ＬＢを発振する発振器２８と、発振器２８が発振したパルスレーザー光線ＬＢの出力を調整するアッテネーター３０と、アッテネーター３０によって出力が調整されたパルスレーザー光線ＬＢを反射して集光器６に導くミラー３２とが内蔵されている。

【0019】

図１に示すとおり、レーザー光線照射手段８の集光器６はハウジング２６の先端下面に装着されている。また、レーザー光線照射手段８は集光点位置調整手段（図示していない。）を含む。この集光点位置調整手段は、たとえば、集光器６に連結され上下方向に延びるボールねじと、このボールねじを回転させるモータとを有する構成でよく、発振器２８が発振したパルスレーザー光線ＬＢの集光点の上下方向位置を調整するようになっている。

【0020】

そして、集光器６は、保持手段４に保持されたＳｉＣインゴットの端面に対してｃ面が傾きＳｉＣインゴットの端面とｃ面とでオフ角が形成される方向に直交する方向をＸ軸方向としＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向として、生成すべきウエーハの厚みに対応する深さにＳｉＣインゴットに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線ＬＢの集光点を位置づけてＳｉＣインゴットにパルスレーザー光線ＬＢを照射するようになっている。

【0021】

図１に示すとおり、ハウジング２６の先端下面には、保持手段４に保持されたＳｉＣインゴットを撮像する撮像手段３４が集光器６とＸ軸方向に間隔をおいて装着されている。また、ハウジング２６の上面には、撮像手段３４で撮像した画像を表示する表示手段３６が配置されている。

【0022】

Ｘ軸送り手段１０は、基台１８の上面に沿ってＸ軸方向に延びるボールねじ３８と、ボールねじ３８を回転させるモータ４０とを有する。ボールねじ３８のナット部（図示していない。）はＸ軸可動板２０に連結されている。そして、Ｘ軸送り手段１０は、ボールねじ３８によりモータ４０の回転運動を直線運動に変換してＸ軸可動板２０に伝達し、基台１８上の案内レール１８ａに沿ってＸ軸可動板２０を集光器６に対して相対的にＸ軸方向に加工送りする。

【0023】

Ｙ軸送り手段１２は、Ｘ軸可動板２０の上面に沿ってＹ軸方向に延びるボールねじ４２と、ボールねじ４２を回転させるモータ４４とを有する。ボールねじ４２のナット部（図示していない。）はＹ軸可動板２２に連結されている。そして、Ｙ軸送り手段１２は、ボールねじ４２によりモータ４４の回転運動を直線運動に変換してＹ軸可動板２２に伝達し、Ｘ軸可動板２０上の案内レール２０ａに沿ってＹ軸可動板２２を集光器６に対して相対的にＹ軸方向に割り出し送りする。

【0024】

図１に示すとおり、抵抗値計測手段１４は、撮像手段３４とＸ軸方向に間隔をおいてハウジング２６の先端下面に装着されている。抵抗値計測手段１４としては、非接触式または接触式の公知の抵抗測定器（たとえば、ナプソン株式会社が販売している「ＣＥ－８０Ｐ－ＰＮ渦電流抵抗測定器（非接触式））を用いることができる。抵抗値計測手段１４で計測する値は電気抵抗（ｍΩ）でもよく、あるいは電気抵抗率（ｍΩ・ｃｍ）でもよい。なお、抵抗値計測手段１４が接触式の場合には、抵抗値計測手段１４を昇降させる昇降手段がハウジング２６に付設される。

【0025】

コンピュータから構成されている制御手段１６は、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）とを含む（いずれも図示していない。）。制御手段１６のリードオンリメモリには、たとえば図３に示すようなＳｉＣインゴットに適正な剥離帯を形成するための、ＳｉＣインゴットの電気抵抗率とレーザー光線のパルスエネルギーとの関係があらかじめ記憶されている。

【0026】

図３に示す関係について説明すると、たとえば、ＳｉＣインゴットの端面の電気抵抗率が２２ｍΩ・ｃｍである場合、ＳｉＣインゴットに照射するレーザー光線のパルスエネルギーが２０μＪであるとＳｉＣインゴットに適正な剥離帯が形成される。しかしながら、電気抵抗率が２２ｍΩ・ｃｍである場合にパルスエネルギーが２０μＪよりも小さいと、剥離帯のクラックが十分成長せず、ＳｉＣインゴットからウエーハを適切に剥離することができないおそれがある。一方、電気抵抗率が２２ｍΩ・ｃｍである場合にパルスエネルギーが２０μＪよりも大きいと、剥離帯を起点としてＳｉＣインゴットからウエーハを適切に剥離することができるものの、剥離帯のクラックが所要以上に成長し、ＳｉＣインゴットからウエーハを剥離した後にＳｉＣインゴットの剥離面およびウエーハの剥離面を研削して平坦にする際の研削量が多くなり素材のロスが増大することになる。

【0027】

図３に示すようなＳｉＣインゴットに適正な剥離帯を形成するための、ＳｉＣインゴットの電気抵抗率とレーザー光線のパルスエネルギーとの関係については、剥離帯を起点としてＳｉＣインゴットからウエーハを適切に剥離することができると共に素材ロスが比較的少ない関係として、あらかじめ実施される実験の結果等に基づいて適宜設定される。

【0028】

図２に示すとおり、制御手段１６は抵抗値計測手段１４に電気的に接続されており、抵抗値計測手段１４で計測した電気抵抗値に関する信号が抵抗値計測手段１４から制御手段１６に送られるようになっている。また、制御手段１６はレーザー光線照射手段８のアッテネーター３０にも電気的に接続されている。そして、制御手段１６は、抵抗値計測手段１４から送られた電気抵抗値に対応してアッテネーター３０を制御することにより、ＳｉＣインゴットに適正な剥離帯を形成することができるようにパルスレーザー光線ＬＢの出力を調整する。

【0029】

図１に示すとおり、図示の実施形態のレーザー加工装置２は、さらに、ＳｉＣインゴットから剥離帯を起点としてウエーハを剥離する剥離手段５０と、ＳｉＣインゴットの端面を研削して平坦面に形成する研削手段５２とを備える。

【0030】

剥離手段５０は、基台１８上の案内レール１８ａの終端部に配置されたケーシング５４と、ケーシング５４に昇降自在に支持された基端からＸ軸方向に延びるアーム５６と、アーム５６を昇降させるアーム昇降手段（図示していない。）とを含む。アーム昇降手段は、アーム５６に連結され上下方向に延びるボールねじと、このボールねじを回転させるモータとを有する構成でよい。アーム５６の先端にはモータ５８が付設され、モータ５８の下面には上下方向に延びる軸線を中心として回転自在に吸着片６０が連結されている。吸着片６０の下面には複数の吸引孔（図示していない。）が形成され、吸着片６０は吸引手段（図示していない。）に接続されている。また、吸着片６０には、吸着片６０の下面に対して超音波振動を付与する超音波振動付与手段（図示していない。）が内蔵されている。

【0031】

研削手段５２は、ハウジング２６に接続された装着壁６２と、装着壁６２の片面に昇降自在に装着された昇降板６４と、昇降板６４を昇降させる昇降手段６６とを含む。昇降手段６６は、装着壁６２の片面に沿って上下方向に延びるボールねじ６８と、ボールねじ６８を回転させるモータ７０とを有する。ボールねじ６８のナット部（図示していない。）は昇降板６４に連結されている。そして、昇降手段６６においては、ボールねじ６８によりモータ７０の回転運動を直線運動に変換して昇降板６４に伝達し、装着壁６２の片面に付設された案内レール６２ａに沿って昇降板６４を昇降させるようになっている。

【0032】

昇降板６４の片面にはＹ軸方向に突出する支持壁７２が固定されている。支持壁７２には、上下方向に延びる軸線を中心として回転自在にスピンドル７４が支持され、支持壁７２の上面には、スピンドル７４を回転させるスピンドル用モータ７６が搭載されている。図１と共に図５を参照して説明すると、スピンドル７４の下端には円板状のホイールマウント７８が固定され、ホイールマウント７８の下面にはボルト８０によって環状の研削ホイール８２が固定されている。研削ホイール８２の下面の外周縁部には、周方向に間隔をおいて環状に配置された複数の研削砥石８４が固定されている。

【0033】

図４には、ＳｉＣから形成された円柱状のＳｉＣインゴット８６が示されている。ＳｉＣインゴット８６は、円形状の第一の端面８８と、第一の端面８８と反対側の円形状の第二の端面９０と、第一の端面８８および第二の端面９０の間に位置する周面９２と、第一の端面８８から第二の端面９０に至るｃ軸（＜０００１＞方向）と、ｃ軸に直交するｃ面（｛０００１｝面）とを有する。

【0034】

ＳｉＣインゴット８６においては、第一の端面８８に対してｃ面が傾いており（第一の端面８８の垂線９４に対してｃ軸が傾いており）、第一の端面８８とｃ面とでオフ角α（たとえばα＝１、３、６度）が形成されている。オフ角αが形成される方向を図４に矢印Ａで示す。また、ＳｉＣインゴット８６の周面９２には、いずれも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９６および第二のオリエンテーションフラット９８が形成されている。第一のオリエンテーションフラット９６は、オフ角αが形成される方向Ａに平行であり、第二のオリエンテーションフラット９８は、オフ角αが形成される方向Ａに直交している。図４（ｂ）に示すとおり、上方からみて、第二のオリエンテーションフラット９８の長さＬ２は、第一のオリエンテーションフラット９６の長さＬ１よりも短い（Ｌ２＜Ｌ１）。

【0035】

次に、上述のレーザー加工装置２を用いたＳｉＣインゴットの加工方法について説明する。図示の実施形態のＳｉＣインゴットの加工方法では、まず、第二の端面９０を下に向けて、適宜の接着剤（たとえばエポキシ樹脂系接着剤）を介してＳｉＣインゴット８６を保持テーブル２４の上面に固定する。なお、保持テーブル２４の上面に複数の吸引孔が形成され、保持テーブル２４の上面に吸引力を生成してＳｉＣインゴット８６を吸引保持してもよい。

【0036】

ＳｉＣインゴット８６を保持テーブル２４に固定した後、ＳｉＣインゴット８６の端面が既に平坦に形成されている場合を除き、ＳｉＣインゴット８６の端面を研削して平坦面に形成する平坦面形成工程を実施する。

【0037】

平坦面形成工程では、まず、保持テーブル２４を研削手段５２の研削ホイール８２の下方にＸ軸送り手段１０で位置づける。次いで、図５に示すとおり、上方からみて反時計回りに所定の回転速度（たとえば３００ｒｐｍ）で保持テーブル用モータにより保持テーブル２４を回転させる。また、上方からみて反時計回りに所定の回転速度（たとえば６０００ｒｐｍ）でスピンドル用モータ７６によりスピンドル７４を回転させる。次いで、昇降手段６６でスピンドル７４を下降させ、ＳｉＣインゴット８６の第一の端面８８に研削砥石８４を接触させる。その後、所定の研削送り速度（たとえば０．１μｍ／ｓ）でスピンドル７４を下降させる。これによって、ＳｉＣインゴット８６の第一の端面８８を研削して、レーザー光線の入射を妨げない程度の平坦面に形成することができる。

【0038】

平坦面形成工程を実施した後、ＳｉＣインゴット８６の第一の端面８８の電気抵抗値を計測する抵抗値計測工程を実施する。抵抗値計測工程では、まず、保持テーブル２４を抵抗値計測手段１４の下方にＸ軸送り手段１０で位置づけ、図６に示すとおり、ＳｉＣインゴット８６の第一の端面８８を抵抗値計測手段１４に対面させる。次いで、ＳｉＣインゴット８６の第一の端面８８の電気抵抗値を抵抗値計測手段１４で計測する。そして、抵抗値計測手段１４で計測した電気抵抗値に関する信号が制御手段１６に送られる。なお、抵抗値計測手段１４が接触式の場合には、ＳｉＣインゴット８６の第一の端面８８を抵抗値計測手段１４に対面させた後、抵抗値計測手段１４を昇降手段により下降させてＳｉＣインゴット８６の第一の端面８８に抵抗値計測手段１４の計測プローブ（図示していない。）を接触させて、ＳｉＣインゴット８６の第一の端面８８の電気抵抗値を計測する。

【0039】

抵抗値計測工程を実施した後、抵抗値計測工程で計測した電気抵抗値に対応してレーザー光線ＬＢの出力を調整するレーザー光線出力調整工程を実施する。レーザー光線出力調整工程では、ＳｉＣインゴット８６の電気抵抗値とレーザー光線ＬＢのパルスエネルギーとの関係（たとえば図３に示す関係）に基づき、抵抗値計測手段１４から送られた電気抵抗値に対応してレーザー光線照射手段８のアッテネーター３０を制御手段１６により制御して、ＳｉＣインゴット８６に照射するパルスレーザー光線ＬＢの出力を調整する。

【0040】

レーザー光線出力調整工程を実施した後、ＳｉＣインゴット８６の端面に対してｃ面が傾きＳｉＣインゴット８６の端面とｃ面とでオフ角αが形成される方向Ａに直交する方向をＸ軸方向としＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向として、生成すべきウエーハの厚みに対応する深さにＳｉＣインゴット８６に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線ＬＢの集光点を位置づけてＳｉＣインゴット８６にパルスレーザー光線ＬＢを照射しながらＳｉＣインゴット８６と集光点とをＸ軸方向に相対的に加工送りしてＳｉＣがＳｉとＣとに分離した部分からｃ面に沿ってクラックが伸張した帯状の剥離帯を形成する剥離帯形成工程を実施する。

【0041】

剥離帯形成工程では、まず、ＳｉＣインゴット８６の上方から撮像手段３４によってＳｉＣインゴット８６を撮像する。次いで、撮像手段３４で撮像したＳｉＣインゴット８６の画像に基づいて、Ｘ軸送り手段１０、Ｙ軸送り手段１２および保持テーブル用モータで保持テーブル２４を移動および回転させることにより、ＳｉＣインゴット８６の向きを所定の向きに調整すると共にＳｉＣインゴット８６と集光器６とのＸＹ平面における位置を調整する。ＳｉＣインゴット８６の向きを所定の向きに調整する際は、図７（ａ）に示すとおり、第二のオリエンテーションフラット９８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。

【0042】

次いで、集光点位置調整手段で集光器６を昇降させ、ＳｉＣインゴット８６の第一の端面８８から、生成すべきウエーハの厚みに対応する深さにパルスレーザー光線ＬＢの集光点ＦＰ（図７（ｂ）参照）を位置づける。次いで、オフ角αが形成される方向Ａと直交する方向に整合しているＸ軸方向にＸ軸送り手段１０で保持テーブル２４を所定の加工送り速度で加工送りしながら、ＳｉＣインゴット８６に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線ＬＢを集光器６からＳｉＣインゴット８６に照射する。これによって、図７（ｂ）に示すとおり、パルスレーザー光線ＬＢの照射により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に吸収されて連鎖的にＳｉＣがＳｉとＣとに分離すると共に、ＳｉＣがＳｉとＣとに分離した部分１００からｃ面に沿ってクラック１０２が伸張した剥離帯１０４がＸ軸方向に沿って形成される。

【0043】

このような剥離帯形成工程は、たとえば以下の条件で行うことができる。なお、下記デフォーカスは、ＳｉＣインゴット８６の上面にパルスレーザー光線ＬＢの集光点ＦＰを位置づけた状態からＳｉＣインゴット８６の上面に向かって集光器６を移動させたときの移動量である。
ＳｉＣインゴットの電気抵抗率 ：１６～２２ｍΩ・ｃｍ
レーザー光線のパルスエネルギー ：２０～１８０μＪ
波長 ：１０６４ｎｍ
平均出力 ：０．６～５．４Ｗ
繰り返し周波数 ：３０ｋＨｚ
パルス幅 ：３ｎｓ
加工送り速度 ：１６５ｍｍ／ｓ
デフォーカス ：１８８μｍ
ＳｉＣインゴットの上面からの剥離帯の位置 ：５００μｍ

【0044】

次いで、ＳｉＣインゴット８６と集光点ＦＰとをＹ軸方向に相対的に割り出し送りして剥離帯１０４をＹ軸方向に並設させる割り出し送り工程を実施する。割り出し送り工程では、Ｙ軸送り手段１２で保持テーブル２４を移動させることにより、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、所定割り出し送り量Ｌｉだけ集光点ＦＰに対して相対的にＳｉＣインゴット８６を割り出し送りする。

【0045】

そして、上述の剥離帯形成工程と割り出し送りとを交互に繰り返すことにより、図７に示すとおり、Ｘ軸方向に延びる剥離帯１０４をＹ軸方向に所定割り出し送り量Ｌｉの間隔をおいて並設させる。なお、割り出し送り量Ｌｉをクラック１０２の幅を超えない範囲とし、Ｙ軸方向において隣接する剥離帯１０４のクラック１０２同士を上下方向にみて重複させることにより、下記剥離工程におけるウエーハの剥離が容易になる。

【0046】

ＳｉＣインゴット８６の内部（生成すべきウエーハの厚みに対応する深さ）に複数の剥離帯１０４を形成した後、ＳｉＣインゴット８６から剥離帯１０４を起点としてウエーハを剥離する剥離工程を実施する。

【0047】

剥離工程では、まず、剥離手段５０の吸着片６０の下方に保持テーブル２４をＸ軸送り手段１０で位置づける。次いで、アーム昇降手段でアーム５６を下降させ、図８に示すとおり、吸着片６０の下面をＳｉＣインゴット８６の第一の端面８８に密着させる。次いで、吸引手段を作動させ、吸着片６０の下面をＳｉＣインゴット８６の第一の端面８８に吸着させる。次いで、超音波振動付与手段を作動させ、吸着片６０の下面に対して超音波振動を付与すると共に、モータ５８で吸着片６０を回転させる。これによって、剥離帯１０４を起点としてウエーハ１０６を剥離することができる。

【0048】

剥離工程を実施した後、上述したとおりの平坦面形成工程、抵抗値計測工程、レーザー光線出力調整工程、剥離帯形成工程、割り出し送り工程および剥離工程を繰り返すことにより、ＳｉＣインゴット８６から複数のウエーハ１０６を生成することができる。

【0049】

以上のとおり図示の実施形態では、ＳｉＣインゴット８６の端面の電気抵抗値を計測し、計測した電気抵抗値に対応してパルスレーザー光線ＬＢの出力を調整するので、ＳｉＣインゴット８６に適正な剥離帯１０４を形成することができる。

【0050】

なお、上述の説明においては、ＳｉＣインゴット８６に剥離帯１０４を形成してＳｉＣインゴット８６からウエーハ１０６を生成する例を説明したが、本発明においては、ＳｉＣウエーハに剥離帯を形成して、たとえば厚み１ｍｍ程度の１枚のＳｉＣウエーハを厚み０．５ｍｍ程度の２枚のＳｉＣウエーハに分割してもよい。この場合における分割前の該１枚のＳｉＣウエーハは本発明におけるＳｉＣインゴットにあたる。

【符号の説明】

【0051】

２：レーザー加工装置
４：保持手段
６：集光器
８：レーザー光線照射手段
１０：Ｘ軸送り手段
１２：Ｙ軸送り手段
１４：抵抗値計測手段
１６：制御手段
８６：ＳｉＣインゴット
８８：第一の端面
９０：第二の端面
１００：ＳｉＣがＳｉとＣとに分離した部分
１０２：クラック
１０４：剥離帯
１０６：ウエーハ
ＬＢ：パルスレーザー光線
ＦＰ：パルスレーザー光線の集光点
α：オフ角
Ａ：オフ角が形成される方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】