特許 7648375 ウエーハの生成装置

(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】2025-03-10

(45)【発行日】2025-03-18

(54)【発明の名称】ウエーハの生成装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20250311BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20250311BHJP

   B28D 5/04 20060101ALI20250311BHJP

   B28D 7/04 20060101ALI20250311BHJP

   B26F 3/00 20060101ALI20250311BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 611Z

H01L21/68 P

B28D5/04 B

B28D7/04

B26F3/00 E

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020209569

(22)【出願日】2020-12-17

(65)【公開番号】P2022096455

(43)【公開日】2022-06-29

【審査請求日】2023-10-30

(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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 節男

【審査官】久宗 義明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１８６２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２５７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０４１７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０７６２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１５４１７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－０８８０９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｂ２８Ｄ ５／０４

Ｂ２８Ｄ ７／０４

Ｂ２６Ｆ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、剥離層を形成したインゴットからウエーハを生成するウエーハの生成装置であって、
生成すべきウエーハを上にしてインゴットを吸着面で保持するチャックテーブルと、
生成すべきウエーハと対面する端面を有し、超音波を発振する超音波発振ユニットと、
生成すべきウエーハと該超音波発振ユニットの該端面との間に水を供給する水供給ユニットと、
生成すべきウエーハを吸引保持しインゴットから生成すべきウエーハを剥離する剥離ユニットと、
該チャックテーブルを囲繞し、該水供給ユニットから該インゴットに供給され、該インゴットの周囲の該チャックテーブルの該吸着面を流れて排出される水を受ける水受け部と、を備え、
該チャックテーブルは、気孔率が体積比で４０％以上かつ７０％以下であり、かつ気孔によって構成される通気孔の直径が１０μｍ以上かつ２５μｍ以下の多孔質材であるポーラスセラミックスにより構成されたポーラス板と、上面に該ポーラス板が載置されて該ポーラス板を支持し該ポーラス板に負圧を作用させる連通路を備える基台と、を有し、
吸引源に連結した該連通路が底に開口した互いに同軸な中央凹部と複数の環状凹部とが該基台の上面に形成されて、該吸着面の面積より該インゴットの底面の面積が小さく、該インゴットの周囲で露出した該吸着面に該水が流れる状態でも該インゴットを吸引保持するウエーハの生成装置。

【請求項2】

該ポーラス板の該吸着面は、第１の直径を有する第１インゴットに対応した第１領域と、該第１領域を囲繞する第２領域とを有し、
該ポーラス板の該吸着面と反対側の面の、該第１領域と該第２領域それぞれに対応した領域に、負圧または陽圧を選択的に作用させる該連通路が接続され、
該第１インゴットを吸引保持する際は、該第１領域に接続された該連通路で負圧を、該第２領域に接続された該連通路で陽圧を作用させる請求項１に記載のウエーハの生成装置。

【請求項3】

該チャックテーブルの該連通路に吸引源としての減圧ポンプを連結し、該連通路に圧力計を設置して該ポーラス板の該吸着面に何も載せていない状態とインゴットを置いた状態で該減圧ポンプを作動した際、該ポーラス板は該圧力計の測定値の差が５ｋＰａ以上となる請求項１または請求項２に記載のウエーハの生成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウエーハの生成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、パワーデバイスなど各種電子デバイスチップは、シリコン、サファイア、ＳｉＣ（単化ケイ素）などの単結晶インゴットからワイヤーソーで薄く切り出されたウエーハに微細な回路を形成することでデバイスが形成され、個々のチップに切り出されて製造される。しかし、単結晶の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体積のうち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。

【0003】

特に、単結晶ＳｉＣ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、切断に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。

【0004】

これらの課題に対し、単結晶ＳｉＣインゴット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が（例えば、特許文献１参照）提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】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】

ＳｉＣ単結晶インゴットは、直径が３inch～６inchなど、様々のタイプがあり、特許文献１に示された剥離装置は、それぞれのインゴットのサイズに応じた吸引溝を吸着面に備えたチャックテーブルを用いていた。このため、特許文献１に示された剥離装置は、インゴットのサイズを変更する度にチャックテーブルを交換する必要があった。

【0007】

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その目的は、チャックテーブルの交換を抑制することができるウエーハの生成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウエーハの生成装置は、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、剥離層を形成したインゴットからウエーハを生成するウエーハの生成装置であって、生成すべきウエーハを上にしてインゴットを吸着面で保持するチャックテーブルと、生成すべきウエーハと対面する端面を有し、超音波を発振する超音波発振ユニットと、生成すべきウエーハと該超音波発振ユニットの該端面との間に水を供給する水供給ユニットと、生成すべきウエーハを吸引保持しインゴットから生成すべきウエーハを剥離する剥離ユニットと、該チャックテーブルを囲繞し、該水供給ユニットから該インゴットに供給され、該インゴットの周囲の該チャックテーブルの該吸着面を流れて排出される水を受ける水受け部と、を備え、該チャックテーブルは、気孔率が体積比で４０％以上かつ７０％以下であり、かつ気孔によって構成される通気孔の直径が１０μｍ以上かつ２５μｍ以下の多孔質材であるポーラスセラミックスにより構成されたポーラス板と、上面に該ポーラス板が載置されて該ポーラス板を支持し該ポーラス板に負圧を作用させる連通路を備える基台と、を有し、吸引源に連結した該連通路が底に開口した互いに同軸な中央凹部と複数の環状凹部とが該基台の上面に形成されて、該吸着面の面積より該インゴットの底面の面積が小さく、該インゴットの周囲で露出した該吸着面に該水が流れる状態でも該インゴットを吸引保持することを特徴とする。

【0009】

前記ウエーハの生成装置において、該ポーラス板の該吸着面は、第１の直径を有する第１インゴットに対応した第１領域と、該第１領域を囲繞する第２領域とを有し、該ポーラス板の該吸着面と反対側の面の、該第１領域と該第２領域それぞれに対応した領域に、負圧または陽圧を選択的に作用させる該連通路が接続され、該第１インゴットを吸引保持する際は、該第１領域に接続された該連通路で負圧を、該第２領域に接続された該連通路で陽圧を作用させても良い。

【0010】

前記ウエーハの生成装置において、該チャックテーブルの該連通路に吸引源としての減圧ポンプを連結し、該連通路に圧力計を設置して該ポーラス板の該吸着面に何も載せていない状態とインゴットを置いた状態で該減圧ポンプを作動した際、該ポーラス板は該圧力計の測定値の差が５ｋＰａ以上となっても良い。

【発明の効果】

【0011】

本発明は、チャックテーブルの交換を抑制することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、実施形態１に係るウエーハの生成装置の加工対象のＳｉＣインゴットの平面図である。

【図2】図２は、図１に示されたＳｉＣインゴットの側面図である。

【図3】図３は、実施形態１に係るウエーハの生成装置により製造されるウエーハの斜視図である。

【図4】図４は、図１に示されたＳｉＣインゴットに剥離層を形成する状態を示す斜視図である。

【図5】図５は、図４に示されたＳｉＣインゴットに剥離層を形成する状態を示す側面図である。

【図6】図６は、実施形態１に係るウエーハの生成装置の構成例を示す模式的に示す斜視図である。

【図7】図７は、図６に示されたウエーハの生成装置を模式的に示す断面図である。

【図8】図８は、図６に示されたウエーハの生成装置のチャックテーブルの斜視図である。

【図9】図９は、図８に示されたチャックテーブルの分解斜視図である。

【図10】図１０は、実施形態１に係るウエーハの生成装置の第２ＳｉＣインゴットを加工する際を模式的に示す断面図である。

【図11】図１１は、実施形態１に係るウエーハの生成装置の第１ＳｉＣインゴットを加工する際を模式的に示す断面図である。

【図12】図１２は、図１０に示された第２ＳｉＣインゴットからウエーハを剥離する際を模式的に示す断面図である。

【図13】図１３は、実施形態１の変形例に係るウエーハの生成装置のチャックテーブルを模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

【0014】

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るウエーハの生成装置を図面に基づいて説明する。まず、実施形態１に係るウエーハの生成装置の加工対象のインゴットであるＳｉＣインゴットを説明する。図１は、実施形態１に係るウエーハの生成装置の加工対象のＳｉＣインゴットの平面図である。図２は、図１に示されたＳｉＣインゴットの側面図である。図３は、実施形態１に係るウエーハの生成装置により製造されるウエーハの斜視図である。図４は、図１に示されたＳｉＣインゴットに剥離層を形成する状態を示す斜視図である。図５は、図４に示されたＳｉＣインゴットに剥離層を形成する状態を示す側面図である。

【0015】

（ＳｉＣインゴット）
図１及び図２に示すＳｉＣインゴット１は、実施形態１では、ＳｉＣ（炭化ケイ素）からなり、全体として円柱状に形成されている。実施形態１において、ＳｉＣインゴット１は、六方晶単結晶ＳｉＣインゴットである。

【0016】

ＳｉＣインゴット１は、図１及び図２に示すように、円形状の端面である第１面２と、第１面２の裏面側の円形状の第２面３（底面に相当）と、第１面２の外縁と第２面３の外縁とに連なる周面４を有している。また、ＳｉＣインゴット１は、周面４に結晶方位を示す第１オリエンテーションフラット５と、第１オリエンテーションフラット５に直交する第２オリエンテーションフラット６を有している。第１オリエンテーションフラット５の長さは第２オリエンテーションフラット６の長さより長い。

【0017】

また、ＳｉＣインゴット１は、第１面２の垂線７に対して第２オリエンテーションフラット６に向かう傾斜方向８にオフ角α傾斜したｃ軸９とｃ軸９に直交するｃ面１０を有している。ｃ面１０は、ＳｉＣインゴット１の第１面２に対してオフ角α傾斜している。ｃ軸９の垂線７からの傾斜方向８は、第２オリエンテーションフラット６の伸長方向に直交し、かつ第１オリエンテーションフラット５と平行である。ｃ面１０は、ＳｉＣインゴット１中にＳｉＣインゴット１の分子レベルで無数に設定される。実施形態１では、オフ角αは、１°、４°又は６°に設定されているが、本発明では、オフ角αを例えば１°～６°の範囲で自由に設定してＳｉＣインゴット１を製造することができる。

【0018】

また、ＳｉＣインゴット１は、第１面２が研削装置により研削加工された後、研磨装置により研磨加工されて、第１面２が鏡面に形成される。

【0019】

図３に示すウエーハ１１は、ＳｉＣインゴット１の一部分が剥離され、ＳｉＣインゴット１から剥離された面１２に研削加工、研磨加工等が施されて製造される。ウエーハ１１は、ＳｉＣインゴット１から剥離された後、表面にデバイスが形成される。実施形態１では、デバイスは、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-oxide-semiconductor Field-effect Transistor）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）又はＳＢＤ（Schottky Barrier Diode）であるが、本発明では、デバイスは、ＭＯＳＦＥＴ、ＭＥＭＳ及びＳＢＤに限定されない。なお、ウエーハ１１のＳｉＣインゴット１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

【0020】

図１及び図２に示すＳｉＣインゴット１は、図４及び図５に示すように、剥離層１３が形成された後、剥離層１３を起点に生成すべきウエーハ１１が剥離される。剥離層１３は、ＳｉＣインゴット１に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザー光線２１（図５に示す）の集光点２２（図５に示す）をＳｉＣインゴット１の第１面２から生成すべきウエーハ１１の厚み１４（図３に示す）に相当する深さ２３（図５に示す）に位置付けて、第２オリエンテーションフラット６に沿ってパルス状のレーザー光線２１を照射して、ＳｉＣインゴット１の内部に形成される。

【0021】

ＳｉＣインゴット１は、ＳｉＣインゴット１に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザー光線２１が照射されると、パルス状のレーザー光線２１の照射によりＳｉＣがＳｉ（シリコン）とＣ（炭素）とに分離し次に照射されるパルス状のレーザー光線２１が前に形成されたＣに吸収されて連鎖的にＳｉＣがＳｉとＣとに分離する改質部２４が、第２オリエンテーションフラット６に沿ってＳｉＣインゴット１の内部に形成されると共に、改質部２４からｃ面１０に沿って延びるクラックが生成される。こうして、ＳｉＣインゴット１は、ＳｉＣインゴット１に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザー光線２１が照射されると、改質部２４と、改質部２４からｃ面１０に沿って形成されるクラックとを含む剥離層１３を形成する。

【0022】

ＳｉＣインゴット１は、第２オリエンテーションフラット６と平行な方向の全長に亘ってレーザー光線２１が照射されると、ＳｉＣインゴット１とレーザー光線２１を照射する図示しないレーザー光線照射ユニットとを第１オリエンテーションフラット５に沿って相対的にインデックス送りする。このときのインデックス送りの移動距離２５は、クラックの幅以下である。再度、ＳｉＣインゴット１は、集光点２２を第１面２から厚み１４に相当する深さ２３に位置付けて、第２オリエンテーションフラット６に沿ってパルス状のレーザー光線２１が照射されて、内部に剥離層１３が形成される。ＳｉＣインゴット１は、レーザー光線２１が第２オリエンテーションフラット６に沿って照射させる動作と、レーザー光線照射ユニットが第１オリエンテーションフラット５に沿って相対的にインデックス送りされる動作とを繰り返される。

【0023】

これにより、ＳｉＣインゴット１は、インデックス送りの移動距離毎に、第１面２からウエーハ１１の厚み１４に相当する深さ２３に、ＳｉＣがＳｉとＣとに分離した改質部２４とクラックとを含む他の部分よりも強度が低下した剥離層１３が形成される。ＳｉＣインゴット１は、第１面２から厚み１４に相当する深さ２３に第１オリエンテーションフラット５と平行な方向の全長に亘ってインデックス送りの移動距離２５毎に剥離層１３が形成される。

【0024】

また、ＳｉＣインゴット１は、直径２６が異なる複数の種類のものが存存する。実施形態１では、ウエーハの生成装置３０は、ＳｉＣインゴット１として、第１の直径２６－１を有する第１ＳｉＣインゴット１－１（第１インゴットに相当）と、第１の直径２６－１よりも大径な第２の直径２６－２を有する第２ＳｉＣインゴット１－２（第２インゴットに相当）とからウエーハ１１を製造する。

【0025】

（ウエーハの生成装置）
次に、ウエーハの生成装置を説明する。図６は、実施形態１に係るウエーハの生成装置の構成例を示す模式的に示す斜視図である。図７は、図６に示されたウエーハの生成装置を模式的に示す断面図である。図８は、図６に示されたウエーハの生成装置のチャックテーブルの斜視図である。図９は、図８に示されたチャックテーブルの分解斜視図である。実施形態１に係るウエーハの生成装置３０は、剥離層１３が形成されたＳｉＣインゴット１－１，１－２から図４に示すウエーハ１１を剥離して、ウエーハ１１を生成する装置である。

【0026】

ウエーハの生成装置３０は、図６及び図７に示すように、チャックテーブル３１と、水供給ユニット３３（図６のみに示す）と、超音波発振ユニット３４（図６のみに示す）と、剥離ユニット３５（図６のみに示す）と、水受け部３６と、制御ユニット１００（図６のみに示す）とを備える。

【0027】

チャックテーブル３１は、生成すべきウエーハ１１を上にしてＳｉＣインゴット１－１，１－２を保持するものである。チャックテーブル３１は、上面が水平方向と平行な吸着面３２であって、吸着面３２上にＳｉＣインゴット１－１，１－２の第２面３が載置されて、第１面２を上方に向けて、ＳｉＣインゴット１－１，１－２を吸着面３２で保持する。なお、チャックテーブル３１の詳細な構成は、後ほど説明する。

【0028】

水供給ユニット３３は、生成すべきウエーハ１１と超音波発振ユニット３４の端面３４１との間に水３３１（図１０に示す）を供給するものである。水供給ユニット３３は、図示しない水供給源から供給された水３３１を下端から供給する管であって、実施形態１では、チャックテーブル３１に保持されたＳｉＣインゴット１－１，１－２の第１面２上に水３３１を供給する。なお、実施形態１では、水供給ユニット３３は、超音波発振ユニット３４の筐体３４２内に設けられ、超音波発振ユニット３４の端面３４１の外側から水３３１を供給する。

【0029】

超音波発振ユニット３４は、筐体３４２内に収容され、チャックテーブル３１に保持されたＳｉＣインゴット１－１，１－２の生成すべきウエーハ１１と対面する端面３４１を有し、超音波を発振して、発振した超音波をＳｉＣインゴット１－１，１－２に付与するものである。超音波発振ユニット３４の端面３４１は、チャックテーブル３１に保持されたＳｉＣインゴット１－１，１－２の第１面２と吸着面３２及び第１面２に直交する方向に沿って対面する。

【0030】

超音波発振ユニット３４は、超音波振動子と、生成すべきウエーハ１１と対面する端面３４１を有するホーンを備えている。超音波振動子は、例えば、周知のピエゾ素子で構成され、図示しない電源から電力が印加されて、２０ｋＨｚ以上でかつ数ＧＨｚ以下の周波数で数μｍから数十μｍまでの振幅で前述した直交する方向に沿って振動（以下、超音波振動と記す）する。ホーンは、柱状に形成され、超音波振動子の吸着面３２寄りの端面に固定される。

【0031】

超音波発振ユニット３４は、水供給ユニット３３がチャックテーブル３１に保持されたＳｉＣインゴット１－１，１－２の第１面２上に供給した水３３１（図１０に示す）中に端面３４１が浸漬されて、超音波振動子が超音波振動することで端面３４１を超音波振動させて、水３３１を介してＳｉＣインゴット１－１，１－２の第１面２を超音波振動させて、超音波を付与する。また、実施形態１では、水供給ユニット３３及び超音波発振ユニット３４は、図示しない昇降機構により昇降自在に設けられている。

【0032】

剥離ユニット３５は、超音波が付与されたＳｉＣインゴット１－１，１－２の生成すべきウエーハ１１を吸引保持し、ＳｉＣインゴット１－１，１－２からウエーハ１１を剥離するものである。剥離ユニット３５は、下面に生成すべきウエーハ１１を吸引保持する搬送パッド３５１と、搬送パッド３５１を水平方向に移動自在でかつチャックテーブル３１の上方で昇降させる図示しない移動ユニットとを備える。移動ユニットは、チャックテーブル３１の上方と、チャックテーブル３１の上方から退避する位置とに亘って、搬送パッド３５１を水平方向に沿って移動させる。

【0033】

水受け部３６は、チャックテーブル３１を囲繞し、水供給ユニット３３からＳｉＣインゴット１－１，１－２に供給され、ＳｉＣインゴット１－１，１－２の周囲のチャックテーブル３１の吸着面３２を流れて、排出される水３３１を受けるものである。実施形態１では、水受け部３６は、底が閉塞され上部に開口を設けた箱状に形成され、底上にチャックテーブル３１を設置して、チャックテーブル３１を囲繞している。水受け部３６は、図７に示すように、底に水３３１を外部に排出する排出口３６１が開口している。

【0034】

チャックテーブル３１は、図７、図８及び図９に示すように、ポーラス板４０と、基台５０とを有している。ポーラス板４０は、上面が吸着面３２をなすとともに、外径が第２ＳｉＣインゴット１－２の第２の直径３６－２よりも大径でかつ厚みが一定の円板状に形成されている。このために、チャックテーブル３１の吸着面３２の面積よりもＳｉＣインゴット１－１，１－２の第２面３の面積が小さい。

【0035】

ポーラス板４０は、多孔質材であるポーラスセラミックスにより構成されている。実施形態１において、ポーラス板４０は、例えば、所定の大きさのアルミナ砥粒とフリットと液状接着剤とを混合し、円板状にプレス後６００℃～１３００℃で焼成しポーラスセラミックスを生成して製造する。

【0036】

上述のような生成方法によって生成されることにより、ポーラス板４０を形成するポーラスセラミックスの気孔率は体積比で４０％以上でかつ７０％以下であり、気孔によって構成される通気孔の直径が１０μｍ以上でかつ２５μｍ以下になっている。実施形態１では、ポーラス板４０は、吸着面３２に何も載せない状態で、チャックテーブル３１に接続された吸引源である減圧ポンプ５６（図７に示す）を動作させた場合、後述の合流連通路５４－２に配設された圧力計５７が測定する圧力値が、従来の構成の値よりも小さくなる所定の範囲に調整される。実施形態１では、所定の範囲は、例えば、－６５ｋＰａ（ゲージ圧）から－２０ｋＰａ（ゲージ圧）の間である。

【0037】

また、実施形態１では、ポーラス板４０の吸着面３２は、第１ＳｉＣインゴット１－１に対応した第１領域３２１（吸着面３２の図６、図８及び図９等の点線の内側の領域）と、第１領域３２１を囲繞する第２領域３２２（吸着面３２の図６、図８及び図９等の点線の外側の領域）とを有している。実施形態１において、第１領域３２１及び第２領域３２２の平面形状は、吸着面３２の平面形状と同軸な円形である。また、実施形態１において、第１領域３２１の直径は、第１ＳｉＣインゴット１－１の第１の直径２６－１と同じである。

【0038】

このために、第１領域３２１は、吸着面３２に第１ＳｉＣインゴット１－１を保持する際に、第１ＳｉＣインゴット１－１が載置される。第１領域３２１及び第２領域３２２は、吸着面３２に第２ＳｉＣインゴット１－２を保持する際に、第２ＳｉＣインゴット１－２が載置される。なお、図６、図８及び図９等には、第１領域３２１と第２領域３２２との境界を点線で示すが、実際のポーラス板４０の吸着面３２には、第１領域３２１と第２領域３２２との境界が示されていない。

【0039】

基台５０は、ポーラス板４０を支持し、ポーラス板４０に負圧を作用させる連通路５４を備えるものである。実施形態１において、基台５０は、ステンレス鋼等の金属に構成され、外径がポーラス板４０の外径と等しい厚さが一定の円盤状に形成され、水受け部３６の底の中央に設置されている。

【0040】

基台５０は、水平方向と平行な上面５１にポーラス板４０が載置されて、ポーラス板４０を支持する。このために、基台５０の上面５１は、ポーラス板４０の吸着面３２と反対側の面４１が載置される。基台５０は、上面５１に平面形状が円形の中央凹部５２と、リング状の複数の環状凹部５３とが形成されている。

【0041】

実施形態１では、中央凹部５２と複数の環状凹部５３とは、基台５０の上面５１と同軸となる位置に形成されている。実施形態１では、中央凹部５２の直径は、第１領域３２１の直径よりも小さい。実施形態１では、環状凹部５３は、上面５１に３つ形成されているが、本発明では、環状凹部５３が上面５１に形成される数は、３つに限定されない。なお、以下、３つの環状凹部５３の内側から順に第１環状凹部５３－１、第２環状凹部５３－２及び第３環状凹部５３－３と記す。

【0042】

第１環状凹部５３－１の内径及び外径は、中央凹部５２の直径よりも大きくかつ第１領域３２１の直径よりも小さい。第２環状凹部５３－２の内径及び外径は、第１環状凹部５３－１の内径及び外径、及び第１領域３２１の直径よりも大きい。第３環状凹部５３－３の内径及び外径は、第２環状凹部５３－２の内径及び外径、及び第１領域３２１の直径よりも大きい。

【0043】

連通路５４は、一端が中央凹部５２、第１環状凹部５３－１、第２環状凹部５３－２及び第３環状凹部５３－３それぞれの底に開口し、他端が一本の連通路である合流連通路５４－２に連通している。合流連通路５４－２は、減圧ポンプ５６に連結している。連通路５４及び合流連通路５４－２は、基台５０内に形成された流路又は基台５０に接続した配管等により構成される。

【0044】

連通路５４は、減圧ポンプ５６により吸引されることで、基台５０上に載置されたポーラス板４０に負圧を作用させるとともに、ポーラス板４０に負圧を作用させることで、ポーラス板４０を基台５０に吸引保持するとともに、吸着面３２上にＳｉＣインゴット１－１，１－２を吸引保持する。なお、一端が中央凹部５２、及び第１環状凹部５３－１に接続した連通路５４は、第１領域３２１に接続した連通路である。

【0045】

なお、実施形態１では、減圧ポンプ５６は、水封式真空ポンプにより構成される。また、実施形態１では、合流連通路５４－２には、合流連通路５４－２内の気圧を測定する圧力計５７が設置されている。圧力計５７は、測定結果を制御ユニット１００に出力する。

【0046】

また、中央凹部５２、第１環状凹部５３－１、第２環状凹部５３－２及び第３環状凹部５３－３それぞれの底には、連通路である陽圧連通路５５の一端が開口している。陽圧連通路５５の他端は、一本の合流陽圧連通路５５－２に連通している。合流陽圧連通路５５－２は、陽圧源５８に連結している。陽圧連通路５５及び合流陽圧連通路５５－２は、基台５０内に形成された流路又は基台５０に接続した配管等により構成される。陽圧連通路５５は、陽圧源５８により加圧された気体が供給されることで、基台５０上に載置されたポーラス板４０に陽圧を作用させるとともに、ポーラス板４０に陽圧を作用させることで、ポーラス板４０吸着面３２に開口した通気孔から気体を噴射させる。なお、一端が第２環状凹部５３－２、及び第３環状凹部５３－３に接続した陽圧連通路５５は、第２領域３２２に接続した連通路である。

【0047】

また、第１環状凹部５３－１、第２環状凹部５３－２及び第３環状凹部５３－３それぞれの底に一端が開口した連通路５４には、それぞれ開閉弁５９が設けられている。なお、以下、第１環状凹部５３－１の底に一端が開口した連通路５４に設けられた開閉弁５９を第１開閉弁５９－１と記し、第２環状凹部５３－２の底に一端が開口した連通路５４に設けられた開閉弁５９を第２開閉弁５９－２と記し、第３環状凹部５３－３の底に一端が開口した連通路５４に設けられた開閉弁５９を第３開閉弁５９－３と記す。

【0048】

また、第１環状凹部５３－１、第２環状凹部５３－２及び第３環状凹部５３－３それぞれの底に一端が開口した陽圧連通路５５には、それぞれ開閉弁６０が設けられている。なお、以下、第１環状凹部５３－１の底に一端が開口した陽圧連通路５５に設けられた陽圧開閉弁６０を第１陽圧開閉弁６０－１と記し、第２環状凹部５３－２の底に一端が開口した陽圧連通路５５に設けられた開閉弁６０を第２陽圧開閉弁６０－２と記し、第３環状凹部５３－３の底に一端が開口した陽圧連通路５５に設けられた開閉弁６０を第３陽圧開閉弁６０－３と記す。

【0049】

また、合流連通路５４－２には、開閉弁である合流開閉弁６１が設けられ、合流陽圧連通路５５－２には、開閉弁である合流陽圧開閉弁６２が設けられている。

【0050】

このように、チャックテーブル３１の連通路５４，５５，５４－２，５５－２は、開閉弁５９－１，５９－２，５０－３，６０－１，６０－２，６０－３，６１，６２が設けられ、一端が基台５０の上面５１の中央凹部５２、第１環状凹部５３－１、第２環状凹部５３－２及び第３環状凹部５３－３の底に開口し、減圧ポンプ５６及び陽圧源５８に連結していることで、ポーラス板４０の面４１の第１領域３２１と第２領域３２２それぞれに対応した領域に、負圧又は陽圧を選択的に作用させることとなる。このために、ポーラス板４０の面４１の第１領域３２１と第２領域３２２それぞれに対応した領域に、負圧又は陽圧を選択的に作用させる連通路５４，５５，５４－２，５５－２が接続されている。なお、第１領域３２１と第２領域３２２それぞれに対応した領域とは、ポーラス板４０の面４１のポーラス板４０の厚さ方向に第１領域３２１と第２領域３２２それぞれに重なる領域をいう。

【0051】

制御ユニット１００は、ウエーハの生成装置３０の上述した構成要素を制御して、ＳｉＣインゴット１－１，１－２に対する加工動作、即ちウエーハ１１の生成動作をウエーハの生成装置３０に実施させるものである。なお、制御ユニット１００は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット１００の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、ウエーハの生成装置３０を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介してウエーハの生成装置３０の上述した構成要素に出力する。

【0052】

制御ユニット１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットと、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットとに接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。

【0053】

次に、実施形態１に係るウエーハの生成装置３０の加工動作を図面に基づいて説明する。図１０は、実施形態１に係るウエーハの生成装置の第２ＳｉＣインゴットを加工する際を模式的に示す断面図である。図１１は、実施形態１に係るウエーハの生成装置の第１ＳｉＣインゴットを加工する際を模式的に示す断面図である。図１２は、図１０に示された第２ＳｉＣインゴットからウエーハを剥離する際を模式的に示す断面図である。

【0054】

実施形態１に係るウエーハの生成装置３０は、チャックテーブル３１の吸着面３２に剥離層１３が形成されたＳｉＣインゴット１－１，１－２の第２面３が載置され、入力ユニットを介して加工内容情報を制御ユニット１００が受け付けて記憶装置に記憶し、制御ユニット１００がオペレータからの加工開始指示を受け付けると加工動作を開始する。なお、加工内容情報は、加工対象が、第１ＳｉＣインゴット１－１であるか第２ＳｉＣインゴット１－２であるかを示す情報を含む。

【0055】

加工動作では、ウエーハの生成装置３０は、加工対象が第１ＳｉＣインゴット１－１であるか第２ＳｉＣインゴット１－２であるかに応じて、開閉弁５９－１，５９－２，５９－３，６０－１，６０－２，６０－３，６１，６２を開閉し、吸着面３２に加工対象のＳｉＣインゴット１－１，１－２を吸引保持する。なお、ウエーハの生成装置３０は、図１０に示すように、加工対象が第２ＳｉＣインゴット１－２である場合には、開閉弁５９－１，５９－２，５９－３，６１を開き、開閉弁６０－１，６０－２，６０－３，６２を閉じる。

【0056】

また、ウエーハの生成装置３０は、図１１に示すように、加工対象が第１ＳｉＣインゴット１－１である場合には、開閉弁５９－１，６０－２，６０－３，６１，６２を開き、開閉弁５９－２，５９－３，６０－１を閉じる。こうして、ウエーハの生成装置３０は、チャックテーブル３１の吸着面３２に第１ＳｉＣインゴット１－１を吸引保持する際には、第１領域３２１に接続された中央凹部５２及び第１環状凹部５３－１に一端が開口した連通路５４で負圧を、第２領域３２２に接続された第２環状凹部５３－２及び第３環状凹部５３－３に一端が開口した陽圧連通路５５で陽圧を作用させる。

【0057】

また、実施形態１では、図１０及び図１１に示すように、チャックテーブル３１の吸着面３２にＳｉＣインゴット１－１，１－２を吸引保持すると、圧力計５７が測定する圧力値が、下限値と上限値との双方が前述した所定の範囲よりも低い第２の所定の範囲となる。実施形態１では、第２の所定の範囲は、例えば、－９０ｋＰａ（ゲージ圧）から－７０ｋＰａ（ゲージ圧）の間である。

【0058】

加工動作では、ウエーハの生成装置３０は、水供給ユニット３３及び超音波発振ユニット３４を下降してチャックテーブル３１に保持されたＳｉＣインゴット１－１，１－２の第１面２に近づけて、水供給ユニット３３からチャックテーブル３１に保持されたＳｉＣインゴット１－１，１－２の第１面２に水３３１を供給して、超音波発振ユニット３４の端面３４１を保持されたＳｉＣインゴット１－１，１－２の第１面２上の水３３１内に浸漬する。このときの圧力計５７が測定する圧力値は、第２の所定の範囲となる。このように、チャックテーブル３１は、ポーラス板４０が、気孔率が体積比で４０％以上でかつ７０％以下であり、気孔によって構成される通気孔の直径が１０μｍ以上でかつ２５μｍ以下のポーラスセラミックスにより構成されていることにより、吸着面３２に何も載せていない状態とＳｉＣインゴット１－１，１－２を置いた状態で減圧ポンプ５６を作動した際、圧力計５７の測定値の差が所定の範囲と第２の所定の範囲との差、即ち５ｋＰａ以上となる。

【0059】

また、加工動作では、水供給ユニット３３によりＳｉＣインゴット１－１，１－２の第１面２に供給された水３３１は、第１面２上を流れ、ＳｉＣインゴット１－１，１－２の周面４を伝わって下方に向かう。水３３１は、ＳｉＣインゴット１－１，１－２の周囲で露出した吸着面３２上を流れてチャックテーブル３１の外周面を伝わって水受け部３６に受けられた後、排出口３６１から排出される。このように、チャックテーブル３１は、ポーラス板４０が、気孔率が体積比で４０％以上でかつ７０％以下であり、気孔によって構成される通気孔の直径が１０μｍ以上でかつ２５μｍ以下のポーラスセラミックスにより構成されていることにより、吸着面３２の面積よりＳｉＣインゴット１－１，１－２の第２面３の面積が小さく、ＳｉＣインゴット１－１，１－２の周囲で露出した吸着面３２上に水３３１が流れる状態でもＳｉＣインゴット１－１，１－２を吸引保持することができる。

【0060】

なお、ポーラス板４０を形成するポーラスセラミックスの気孔率が体積比で４０％未満でかつ気孔によって構成される通気孔の直径が１０μｍ未満であると、負圧の漏れを抑制できても、十分な吸引力で吸着面３２にこの吸着面３２の面積より第２面３の面積が小さいＳｉＣインゴット１－１，１－２を吸引保持することができない。また、ポーラス板４０を形成するポーラスセラミックスの気孔率が体積比で７０％を超えかつ気孔によって構成される通気孔の直径が２５μｍを超えると、負圧の漏れが多過ぎて、十分な吸引力で吸着面３２にこの吸着面３２の面積より第２面３の面積が小さいＳｉＣインゴット１－１，１－２を吸引保持することができない。

【0061】

ウエーハの生成装置３０は、超音波発振ユニット３４の超音波振動子に所定時間電力を印加して、超音波発振ユニット３４でＳｉＣインゴット１－１，１－２の第１面２に超音波を付与する。すると、超音波発振ユニット８１からの超音波が、第１面２に照射され、剥離層１３を刺激し、剥離層１３を起点として、生成すべきウエーハ１１を全面に亘ってＳｉＣインゴット１－１，１－２を破断する。

【0062】

ウエーハの生成装置３０は、超音波発振ユニット３４の超音波振動子に所定時間電力を印加した後、水供給ユニット３３の水３３１の供給を停止し、開閉弁５９－１，５９－２，５９－３，６１を開き、開閉弁６０－１，６０－２，６０－３，６２を閉じて、水供給ユニット３３及び超音波発振ユニット３４を上昇する。ウエーハの生成装置３０は、剥離ユニット３５をチャックテーブル３１の上方まで移動し、チャックテーブル３１の上方で下降して、剥離ユニット３５の搬送パッド３５１の下面をチャックテーブル３１に保持されたＳｉＣインゴット１－１，１－２の第１面２に接触させる。

【0063】

ウエーハの生成装置３０は、剥離ユニット３５の搬送パッド３５１の下面にチャックテーブル３１に保持されたＳｉＣインゴット１－１，１－２の第１面２を吸引保持し、図１２に示すように、剥離ユニット３５を上昇する。ウエーハの生成装置３０は、ＳｉＣインゴット１－１，１－２から第１面２側の生成すべきウエーハ１１を剥離して、チャックテーブル３１の吸着面３２上からＳｉＣインゴット１－１，１－２が搬出される。ウエーハの生成装置３０は、チャックテーブル３１の吸着面３２上からＳｉＣインゴット１－１，１－２が搬出された後、開閉弁５９－１，５９－２，５９－３，６１を閉じ、開閉弁６０－１，６０－２，６０－３，６２を開いて、陽圧源５８からの加圧された気体をポーラス板４０に供給して即ち陽圧を付与して、吸着面３２に開口した気孔から気体を噴射する。

【0064】

また、ウエーハの生成装置３０は、制御ユニット１００が所定の範囲及び第２の所定の範囲を予め記憶しておき、チャックテーブル３１の吸着面３２にＳｉＣインゴット１－１，１－２を吸引保持した後に、圧力計５７の測定結果に基づいてチャックテーブル３１の吸着面３２に加工内容情報で定められたＳｉＣインゴット１－１，１－２を吸引保持しているか否かを判定する。具体的には、制御ユニット１００は、加工内容情報で定められた加工対象が第１ＳｉＣインゴット１－１である場合、チャックテーブル３１の吸着面３２にＳｉＣインゴット１－１，１－２を吸引保持した後に、圧力計５７の測定結果が第２の所定の範囲内であれば、吸着面３２に第１ＳｉＣインゴット１－１を吸引保持していると判定し、圧力計５７の測定結果が第２の所定の範囲外であれば、吸着面３２に第１ＳｉＣインゴット１－１を吸引保持していないと判定する。制御ユニット１００は、加工内容情報で定められた加工対象が第２ＳｉＣインゴット１－２である場合も同様に、チャックテーブル３１の吸着面３２にＳｉＣインゴット１－１，１－２を吸引保持した後に判定する。

【0065】

以上説明したように、実施形態１に係るウエーハの生成装置３０は、ポーラス板４０を形成するポーラスセラミックスの気孔率は体積比で４０％以上でかつ７０％以下であり、気孔によって構成される通気孔のは直径が１０μｍ以上でかつ２５μｍ以下になっている。このために、実施形態１に係るウエーハの生成装置３０は、吸着面３２に水３３１が流れる状況でも、吸着面３２の面積よりも小さい第２面３を有するＳｉＣインゴット１－１，１－２をチャックテーブル３１の吸着面３２に吸引保持することができる。

【0066】

したがって、実施形態１に係るウエーハの生成装置３０は、吸着面３２に水３３１が流れる状況でも、ＳｉＣインゴット１－１，１－２の第２面３の面積によらず、ＳｉＣインゴット１－１，１－２を吸引保持できるチャックテーブル３１を備えることとなり、ＳｉＣインゴット１－１，１－２のサイズによってチャックテーブル３１を交換する必要が無いという効果を奏する。その結果、実施形態１に係るウエーハの生成装置３０は、加工するＳｉＣインゴット１－１，１－２のサイズである直径２６－１，２６－２が変更されても、チャックテーブル３１の交換を抑制することができるという効果を奏する。

【0067】

また、実施形態１に係るウエーハの生成装置３０は、チャックテーブル３１に何も無い状態と、ＳｉＣインゴット１－１，１－２を載せている状態とでは、減圧ポンプ５６により吸着面３２に負圧を作用させた際に測定される圧力値の差が５ｋＰａ以上となって互いに異なる。その結果、ウエーハの生成装置３０は、制御ユニット１００が吸着面３２にＳｉＣインゴット１－１，１－２が載置されているかを圧力計５７の測定結果により確認する事が出来る。

【0068】

また、実施形態１に係るウエーハの生成装置３０は、第１ＳｉＣインゴット１－１の周囲で露出した吸着面３２から陽圧を作用させる事が出来るので、剥離する際に発生する屑が露出した吸着面３２に吸引されるのを防ぐことができる。その結果、ウエーハの生成装置３０は、吸着面３２の汚れを抑制することができる。

【0069】

〔変形例〕
本発明の実施形態１の変形例に係るウエーハの生成装置を図面に基づいて説明する。図１３は、実施形態１の変形例に係るウエーハの生成装置のチャックテーブルを模式的に示す断面図である。なお、図１３は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

【0070】

図１３に示す変形例に係るウエーハの生成装置３０のチャックテーブル３１－１は、図１３に示すように、ポーラス板４０と基台５０とをボルト７０により固定すること以外、実施形態１と同じである。なお、図１３は、基台５０の各凹部５２，５３－１，５３－２，５３－３、連通路５４，５４－２，５５，５５－２、開閉弁を省略しているが、本発明では、チャックテーブル３１は、実施形態１と同様に、各凹部５２，５３－１，５３－２，５３－３及び連通路５４を備えている。

【0071】

変形例に係るウエーハの生成装置３０は、吸着面３２に水３３１が流れる状況でも、ＳｉＣインゴット１－１，１－２の第２面３の面積によらず、ＳｉＣインゴット１－１，１－２を吸引保持できるチャックテーブル３１－１を備える。その結果、変形例に係るウエーハの生成装置３０は、実施形態１と同様に、加工するＳｉＣインゴット１－１，１－２のサイズである直径２６－１，２６－２が変更されても、チャックテーブル３１－１の交換を抑制することができるという効果を奏する。

【0072】

また、本発明のウエーハの生成装置３０は、吸着面３２に加工対象が載置された後に、開閉弁５９－１，５９－２，５９－３，６１を開き、開閉弁６０－１，６０－２，６０－３，６２を閉じて、制御ユニット１００が圧力計５７の測定結果に基づいて開閉弁５９－１，５９－２，５９－３，６０－１，６０－２，６０－３，６１，６２の開閉を制御しても良い。具体的には、本発明のウエーハの生成装置３０は、吸着面３２に加工対象が載置された後に、開閉弁５９－１，５９－２，５９－３，６１を開き、開閉弁６０－１，６０－２，６０－３，６２を閉じて、制御ユニット１００が圧力計５７の測定結果が第２の所定の範囲内であれば、開閉弁５９－１，５９－２，５９－３，６１を開き、開閉弁６０－１，６０－２，６０－３，６２を閉じた状態を維持して加工動作を継続する。

【0073】

本発明のウエーハの生成装置３０は、吸着面３２に加工対象が載置された後に、開閉弁５９－１，５９－２，５９－３，６１を開き、開閉弁６０－１，６０－２，６０－３，６２を閉じて、制御ユニット１００が圧力計５７の測定結果が第２の所定の範囲外であれば、第３開閉弁５９－３を閉じ、第３陽圧開閉弁６０－３及び合流陽圧開閉弁６２を開いて、再度、制御ユニット１００が圧力計５７の測定結果が第２の所定の範囲内であるか否かを判定する。

【0074】

こうして、本発明のウエーハの生成装置３０は、吸着面３２に加工対象が載置された後に、開閉弁５９－１，５９－２，５９－３，６１を開き、開閉弁６０－１，６０－２，６０－３，６２を閉じて、制御ユニット１００が圧力計５７の測定結果が第２の所定の範囲内になるまで順に、開閉弁５９－１，５９－２，５９－３のうち外周側の環状凹部５３－１，５３－２，５３－３に一端が開口した連通路５４に設けられたものから順に閉じるとともに、合流陽圧開閉弁６２を開いて、陽圧開閉弁６０－１，６０－２，６０－３のうち外周側の環状凹部５３－１，５３－２，５３－３に一端が開口した陽圧連通路５５に設けられたものから順に開く。

【0075】

この場合、ウエーハの生成装置３０は、実施形態１の効果に加え、吸着面３２に加工対象が載置された後に、開閉弁５９－１，５９－２，５９－３，６１を開き、開閉弁６０－１，６０－２，６０－３，６２を閉じて、制御ユニット１００が圧力計５７の測定結果が第２の所定の範囲内になるように開閉弁５９－１，５９－２，５９－３，６０－１，６０－２，６０－３，６１，６２の開閉を制御するので、いかなるサイズのＳｉＣインゴット１－１，１－２であってもチャックテーブル３１のポーラス板４０の吸着面３２に適正に吸引保持することができる。その結果、ウエーハの生成装置３０は、加工するＳｉＣインゴット１－１，１－２のサイズである直径２６－１，２６－２が変更されても、チャックテーブル３１の交換をより一層抑制することができるという効果を奏する。

【0076】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

【符号の説明】

【0077】

１ ＳｉＣインゴット（インゴット）
１－１ 第１ＳｉＣインゴット（第１インゴット）
１－２ 第２ＳｉＣインゴット（第２インゴット）
３ 第２面（底面）
１１ ウエーハ
１３ 剥離層
１４ 厚み
２１ レーザー光線
２２ 集光点
２３ 深さ
２６－１ 第１の直径
３０ ウエーハの生成装置
３１ チャックテーブル
３２ 吸着面
３３ 水供給ユニット
３４ 超音波発振ユニット
３５ 剥離ユニット
３６ 水受け部
４０ ポーラス板
４１ 面（吸着面の反対側の面）
５０ 基台
５４ 連通路
５４－２ 合流連通路（連通路）
５５ 陽圧連通路
５５－２ 合流陽圧連通路（連通路）
５６ 減圧ポンプ（吸引源）
５７ 圧力計
３２１ 第１領域
３２２ 第２領域
３３１ 水
３４１ 端面

【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】