CN117047323A - 基板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供基板的制造方法，能够容易地从锭等被加工物分离基板，并且能够降低该分离时在被加工物的外周区域产生大的缺损的可能性。在对包含于被加工物的多个直线状的区域分别形成改质部和裂纹的正式加工步骤之前，实施在被加工物的外周区域形成改质部的预备加工步骤。由此，在正式加工步骤中，能够促进被加工物的外周区域中的裂纹的伸展。其结果是，能够使分离步骤中的从被加工物分离基板的动作变得容易，并且能够降低该分离时在被加工物的外周区域产生大的缺损的可能性。

Description

基板的制造方法
技术领域
本发明涉及基板的制造方法，从具有第一面和位于第一面的相反侧的第二面的被加工物制造基板。
背景技术
半导体器件的芯片通常利用由单晶硅或单晶碳化硅等半导体材料构成的圆柱状的基板而制造。该基板例如是使用线切割机从圆柱状的锭切出的(例如参照专利文献1)。
不过，使用线切割机从锭切出基板时的切割量为300μm左右，比较大。另外，在这样切出的基板的正面上形成有微细的凹凸，并且该基板整体上弯曲(在基板上产生翘曲)。因此，在利用该基板而制造芯片时，需要对基板的正面实施研磨、蚀刻和/或抛光而使正面平坦化。
在该情况下，最终作为基板利用的半导体材料的量为锭的总量的2/3左右。即，锭的总量的1/3左右在从锭切出基板时和进行基板的正面平坦化时被废弃。因此，在这样使用线切割机而制造基板的情况下，生产率降低。
鉴于该点，提出了如下的方法(例如参照专利文献2)：通过从正面侧对锭照射透过半导体材料的波长的激光束，在锭的内部形成包含改质部和从改变部伸展的裂纹的剥离层，然后以该剥离层为起点而从锭分离基板。在利用该方法从锭制造基板的情况下，与使用线切割机从锭制造基板的情况相比，能够提高基板的生产率。
专利文献1：日本特开平9-262826号公报
专利文献2：日本特开2022-25566号公报
激光束对锭的照射通常一边使激光束所会聚的聚光点和锭沿着规定的方向相对地移动一边进行。这里，在对锭的外周区域照射激光束时，有时朝向锭照射的激光束的一部分(前者)通过锭的正面但其余部分(后者)未通过锭的正面。
在该情况下，由于锭的内部与外部的折射率的差异，前者会聚的聚光点与后者会聚的聚光点发生偏移。并且，在锭的内部会聚的激光束的功率随着前者的比例增加而增加。即，当以锭的外周为基准而使激光束从外侧向内侧移动时，在锭的内部会聚的激光束的功率慢慢增加。
因此，在对锭的外周区域照射激光束的情况下，担心激光束的功率不稳定而无法充分地形成改质部和裂纹。并且，如果未在锭的外周区域充分地形成改质部和裂纹，则担心从锭分离基板时难以进行外周区域的分离。
另外，即使能够从锭分离基板，也担心分离时在锭的外周区域产生大的缺损。在该情况下，在基板的正面的平坦化时被废弃的半导体材料的量增多，基板的生产率降低。
发明内容
鉴于该点，本发明的目的在于提供基板的制造方法，能够容易地从锭等被加工物分离基板，并且能够降低该分离时在被加工物的外周区域产生大的缺损的可能性。
根据本发明，提供基板的制造方法，从具有第一面和位于该第一面的相反侧的第二面的被加工物制造基板，其中，该基板的制造方法具有如下的步骤：剥离层形成步骤，将透过构成该被加工物的材料的波长的激光束从该第一面侧照射至该被加工物，由此在该被加工物的内部形成包含改质部和从该改质部伸展的裂纹的剥离层；以及分离步骤，在实施了该剥离层形成步骤之后，以该剥离层为起点而从该被加工物分离该基板，该剥离层形成步骤包含如下的步骤：预备加工步骤，在将该激光束所会聚的聚光点定位于该被加工物的外周区域的状态下使该聚光点和该被加工物相对地移动，由此在该外周区域形成该改质部；以及正式加工步骤，在实施了该预备加工步骤之后，重复进行在将该聚光点定位于分别沿着第一方向延伸且包含于该被加工物的多个直线状的区域中的任意区域的状态下使该聚光点和该被加工物沿着该第一方向相对地移动的激光束照射步骤以及使形成该聚光点的位置和该被加工物沿着与该第一方向垂直且与该第一面平行的第二方向相对地移动的分度进给步骤，由此在该多个直线状的区域中分别形成该改质部和该裂纹。
优选在该预备加工步骤中，该聚光点定位在距离该第一面为第一深度的位置，在该激光束照射步骤中，该聚光点定位在距离该第一面为不同于第一深度的第二深度的位置。
另外，优选该预备加工步骤时在该聚光点会聚的该激光束的功率比该激光束照射步骤时在该聚光点会聚的该激光束的功率小。
另外，优选该被加工物由按照晶面{100}所包含的特定的晶面在该第一面和该第二面上分别露出的方式制造的单晶硅构成，该第一方向与该特定的晶面平行，并且与晶向＜100＞所包含的特定的晶向所成的角为5°以下。
在本发明中，在对包含于被加工物的多个直线状的区域分别形成改质部和裂纹的正式加工步骤之前，实施在被加工物的外周区域形成改质部的预备加工步骤。
由此，在正式加工步骤中，能够促进被加工物的外周区域中的裂纹的伸展。其结果是，能够使分离步骤中的从被加工物分离基板的动作变得容易，并且能够降低该分离时在被加工物的外周区域产生大的缺损的可能性。
附图说明
图1是示意性示出锭的一例的立体图。
图2是示意性示出锭的一例的俯视图。
图3是示意性示出从作为被加工物的锭制造基板的基板的制造方法的一例的流程图。
图4是示意性示出图3所示的剥离层形成步骤的一例的流程图。
图5是示意性示出在锭的内部形成剥离层时使用的激光加工装置的一例的图。
图6是示意性示出在激光加工装置的保持工作台上保持锭的情况的俯视图。
图7的(A)是示意性示出图4所示的预备加工步骤的情况的立体图，图7的(B)是示意性示出在图4所示的预备加工步骤中形成于锭的内部的改质部的剖视图。
图8是示意性示出图4所示的预备加工步骤后的锭的俯视图。
图9是示意性示出图4所示的正式加工步骤的一例的流程图。
图10的(A)是示意性示出图9所示的激光束照射步骤的情况的俯视图，图10的(B)是示意性示出在图9所示的激光束照射步骤中形成于锭的内部的改质部和裂纹的剖视图。
图11是示意性示出图3所示的剥离层形成步骤后的锭的俯视图。
图12的(A)和图12的(B)分别是示意性示出图3所示的分离步骤的一例的情况的局部剖视侧视图。
图13是示出对沿着分别不同的晶向的区域照射激光束时形成于由单晶硅构成的被加工物的内部的剥离层的宽度的曲线图。
图14的(A)和图14的(B)分别是示意性示出图3所示的分离步骤的其他例的情况的局部剖视侧视图。
标号说明
2：激光加工装置；4：保持工作台；6：激光束照射单元；8：激光振荡器；10：衰减器；11：锭(11a：正面、11b：背面、11c：侧面)；12：分支单元；13：定向平面；14：反射镜；15：剥离层(15a、15b：改质部、15c：裂纹)；16：照射头；17：基板；18：分离装置；20：保持工作台；22：分离单元；24：支承部件；26：基台；28：可动部件(28a：立设部、28b：楔部)；30：分离装置；32：保持工作台；34：分离单元；36：支承部件；38：吸引板。
具体实施方式
参照附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是示意性示出由单晶硅构成的圆柱状的锭的一例的立体图，图2是示意性示出该锭的一例的俯视图。
另外，在图1中，还示出在该锭所包含的平面中露出的单晶硅的晶面。另外，在图2中，还示出构成该锭的单晶硅的晶向。
在图1和图2所示的锭11中，晶面{100}所包含的特定的晶面(这里为了便于说明，记为晶面(100))在圆状的正面(第一面)11a和圆状的背面(第二面)11b上分别露出。即，在该锭11中，正面11a和背面11b各自的垂线(晶轴)沿着晶向[100]。
另外，在锭11中，虽然按照晶面(100)在正面11a和背面11b上分别露出的方式制造，但是由于制造时的加工误差等，也可以是从晶面(100)略微倾斜的面在正面11a和背面11b上分别露出。
具体而言，也可以是与晶面(100)所成的角为1°以下的面在锭11的正面11a和背面11b上分别露出。即，锭11的晶轴可以沿着与晶向[100]所成的角为1°以下的方向。
另外，在锭11的侧面11c上形成有定向平面13，从该定向平面13观察，锭11的中心C位于晶向＜110＞所包含的特定的晶向(这里为了便于说明，记为晶向[011])。即，在该定向平面13中，单晶硅的晶面(011)露出。
图3是示意性示出从作为被加工物的锭11制造基板的基板的制造方法的一例的流程图。在该方法中，首先在锭11的内部形成包含改质部和从改质部伸展的裂纹的剥离层(剥离层形成步骤：S1)。
图4是示意性示出剥离层形成步骤(S1)的一例的流程图。在该剥离层形成步骤(S1)中，首先在锭11的外周区域形成改质部(预备加工步骤：S11)。并且，在实施了预备加工步骤(S11)之后，在包含于锭11的多个直线状的区域中分别形成改质部和裂纹(正式加工步骤：S12)。
另外，在剥离层形成步骤(S1)中使用激光加工装置在锭11的内部形成剥离层。图5是示意性示出在锭11的内部形成剥离层时使用的激光加工装置的一例的图。
另外，图5所示的X轴方向(第一方向)和Y轴方向(第二方向)是在水平面上相互垂直的方向，另外，Z轴方向是与X轴方向和Y轴方向分别垂直的方向(铅垂方向)。另外，在图5中，用功能块示出激光加工装置的构成要素的一部分。
图5所示的激光加工装置2具有圆盘状的保持工作台4。该保持工作台4例如具有与X轴方向和Y轴方向平行的圆状的上表面(保持面)。另外，保持工作台4具有上表面在该保持面露出的圆盘状的多孔板(未图示)。
另外，该多孔板经由设置于保持工作台4的内部的流路等而与吸引源(未图示)连通。该吸引源例如包含喷射器等。并且，当该吸引源进行动作时，对保持工作台4的保持面附近的空间作用吸引力。由此，例如能够通过保持工作台4对放置于保持面的锭11进行保持。
另外，保持工作台4与旋转驱动源(未图示)连结。该旋转驱动源例如包含主轴和电动机等。并且，当该旋转驱动源进行动作时，保持工作台4以通过保持面的中心且与Z轴方向平行的直线为旋转轴线而旋转。
另外，在保持工作台4的上方设置有激光束照射单元6。该激光束照射单元6具有激光振荡器8。该激光振荡器8例如具有作为激光介质的Nd:YAG等，照射透过构成锭11的材料(单晶硅)的波长的脉冲状的激光束LB。
该激光束LB在通过衰减器10调整了输出(功率)之后被提供至分支单元12。该分支单元12例如具有包含被称为LCoS(Liquid Crystal on Silicon：硅基液晶)的液晶相位控制元件的空间光调制器和/或衍射光学元件(DOE)等。
并且，分支单元12按照使从后述的照射头16照射至保持工作台4的保持面侧的激光束LB形成沿着Y轴方向排列的多个聚光点的方式对激光束LB进行分支。
在分支单元12中进行了分支的激光束LB通过反射镜14反射而引导至照射头16。在该照射头16中收纳有会聚激光束LB的聚光透镜(未图示)等。并且，利用该聚光透镜会聚的激光束LB将照射头16的下表面的中央区域作为射出区域而向保持工作台4的保持面侧直接向正下方照射。
另外，激光束照射单元6的照射头16和用于将激光束LB引导至照射头16的光学***(例如反射镜14)与移动机构(未图示)连结。该移动机构例如包含滚珠丝杠等。并且，当该移动机构进行动作时，激光束LB的射出区域沿着X轴方向、Y轴方向和/或Z轴方向移动。
并且，在激光加工装置2中，通过使保持工作台4旋转的旋转驱动源和/或使激光束LB的射出区域移动的移动机构进行动作，能够调整从照射头16照射至保持工作台4的保持面侧的激光束LB所会聚的聚光点的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上的位置(坐标)。
在激光加工装置2中实施剥离层形成步骤(S1)时，首先，保持工作台4对正面11a朝上的状态的锭11进行保持。图6是示意性示出在激光加工装置2的保持工作台4上保持锭11的情况的俯视图。
该锭11例如按照从定向平面13朝向锭11的中心C的方向(晶向[011])与X轴方向和Y轴方向分别所成的角为45°的状态保持于保持工作台4。
即，锭11例如按照晶向[010]与X轴方向平行且晶向[001]与Y轴方向平行的状态保持于保持工作台4。若这样将锭11保持于保持工作台4，则实施图4所示的预备加工步骤(S11)。
图7的(A)是示意性示出预备加工步骤(S11)的一例的情况的立体图，图7的(B)是示意性示出在预备加工步骤(S11)中形成于锭11的内部的改质部的剖视图。该预备加工步骤(S11)例如按照以下的顺序实施。
具体而言，首先在锭11的外周区域的正上方定位激光束LB的射出区域。另外，锭11的外周区域是锭11的侧面11c附近的区域。例如锭11的外周区域是俯视时位于锭11的侧面11c与按照锭的直径的0.5％～3.0％位于该侧面11c的内侧的圆筒状的假想面之间的区域。
接着，按照将通过分支的各激光束LB会聚而形成的多个聚光点定位于与距离锭11的正面11a的第一深度D1对应的高度的方式使激光束LB的射出区域升降。
接着，从照射头16朝向锭11照射激光束LB。该激光束LB例如按照形成沿Y轴方向等间隔地排列的多个(例如5个)聚光点的方式进行分支而会聚。此时，相邻的一对聚光点的间隔例如设定成5μm以上且20μm以下、代表性地设定成10μm。
另外，将使在多个聚光点分别会聚的激光束LB的功率(即，在衰减器10中进行了调整的激光束LB的功率)除以分支数(例如为5)而得到的功率设定成比较小，例如设定成0.1W以上且0.3W以下、代表性地设定成0.2W。
由此，分别以多个聚光点为中心而在锭11的外周区域形成单晶硅的结晶构造发生紊乱的改质部15a。另外，当这样形成改质部15a时，锭11的体积膨胀而在锭11中产生内部应力。
并且，当该内部应力增大时，有时裂纹从改质部15a伸展以缓和内部应力。不过，在预备加工步骤(S11)中优选按照虽然形成改质部15a但裂纹不从改质部15a伸展的方式调整在多个聚光点分别会聚的激光束LB的功率。
接着，保持从照射头16朝向锭11照射激光束LB的状态而使保持工作台4旋转一周。由此，在锭11的外周区域形成呈圆环状延伸的改质部15a(更具体而言，呈同心圆状延伸的多个(例如5个)改质部15a)。
另外，在预备加工步骤(S11)中，也可以在俯视时使激光束LB的射出区域的中心与锭11的中心C接近或远离之后再次实施上述的动作，从而在锭11的外周区域形成其他的改质部15a。由此，能够在锭11的外周区域的宽范围形成改质部15a。
图8是示意性示出实施三次上述的动作的预备加工步骤(S11)后的锭11的俯视图。另外，当这样实施预备加工步骤(S11)时，有时形成于定向平面13附近的区域的改质部15a的宽度(沿着锭11的径向的长度)比形成于除此以外的区域的改质部15a的宽度窄。
基于该点，在预备加工步骤(S11)中，也可以在俯视时使激光束LB的射出区域的中心靠近锭11的中心C的状态下对定向平面13附近的区域照射激光束LB。由此，能够在定向平面13附近的区域和除此以外的区域形成具有相同程度的宽度的改质部15a。
若完成预备加工步骤(S11)，则实施图4所示的正式加工步骤(S12)。另外，若出于将锭11配置于规定的朝向的需要，则可以在正式加工步骤(S12)之前使保持工作台4旋转。例如可以按照晶向[010]与X轴方向平行且晶向[001]与Y轴方向平行的方式使保持锭11的保持工作台4旋转。
图9是示意性示出正式加工步骤(S12)的一例的流程图。在该正式加工步骤(S12)中，首先，在将激光束LB所会聚的聚光点定位于分别沿着晶向[010]延伸且包含于锭11的多个直线状的区域中的任意区域的状态下，使聚光点和锭11沿着晶向[010]相对地移动(激光束照射步骤：S121)。
图10的(A)是示意性示出激光束照射步骤(S121)的一例的情况的立体图，图10的(B)是示意性示出在激光束照射步骤(S121)中形成于锭11的内部的改质部和裂纹的剖视图。该激光束照射步骤(S121)例如按照以下的顺序实施。
具体而言，首先，按照俯视时从激光束LB的射出区域观察将包含于锭11的多个直线状的区域中的位于Y轴方向(晶向[001])的一端的区域定位于X轴方向(晶向[010])的方式定位激光束LB的射出区域。
接着，按照将通过使分支的各激光束LB会聚而形成的多个聚光点定位于与距离锭11的正面11a的第二深度D2对应的高度的方式使激光束LB的射出区域升降。
另外，第二深度D2是与上述第一深度D1不同的深度，例如比第一深度D1深。例如第一深度D1与第二深度D2的差大于0μm且为120μm以下。
接着，一边从照射头16朝向锭11照射激光束LB，一边按照俯视时从锭11的X轴方向(晶向[010])的一端通过至另一端的方式使激光束LB的射出区域移动。
当这样一边照射激光束LB一边使激光束LB的射出区域移动时，在多个聚光点定位于距离锭11的正面11a的第二深度的状态下，多个聚光点和锭11沿着X轴方向(晶向[010])相对地移动。
另外，激光束LB按照形成沿Y轴方向(晶向[001])等间隔地排列的多个(例如5个)聚光点的方式进行分支而会聚。此时，相邻的一对聚光点的间隔例如设定成5μm以上且20μm以下、代表性地设定成10μm。
另外，在激光束照射步骤(S121)中，在多个聚光点分别会聚的激光束LB的功率设定成比预备加工步骤(S11)时大。例如在激光束照射步骤(S121)时在多个聚光点分别会聚的激光束LB的功率设定成0.3W以上且0.6W以下、优选设定成0.35W以上且0.5W以下。
由此，在包含于锭11的多个直线状的区域中的位于Y轴方向(晶向[001])的一端的区域中，分别以多个聚光点为中心而形成单晶硅的结晶构造紊乱的改质部15b。
另外，当在该区域形成改质部15b时，锭11的体积膨胀而在锭11中产生内部应力。另外，在该区域中，裂纹15c从改质部15b伸展，以缓和该内部应力。
另外，从改质部15b伸展的裂纹15c朝向已经在锭11的外周区域中形成的改质部15a，并且容易按照将该改质部15a横断的方式伸展。
并且，在未完成对包含于锭11的多个直线状的全部区域照射激光束LB的状况下(步骤(S122)：否)，使形成聚光点的位置和锭11沿着Y轴方向(晶向[001])相对地移动(分度进给步骤：S123)。
具体而言，在该分度进给步骤(S123)中，使激光束LB的射出区域沿着Y轴方向(晶向[001])例如移动300μm以上且750μm、代表性地移动550μm。
接着，再次实施上述激光束照射步骤(S121)。另外，交替地重复实施分度进给步骤(S123)和激光束照射步骤(S121)，直至在包含于锭11的多个直线状的区域的全部区域中形成改质部15b和裂纹15c为止。
并且，若在包含于锭11的多个直线状的区域的全部区域中形成改质部15b和裂纹15c(步骤(S122)：是)，则完成图4所示的正式加工步骤(S12)。图11是示意性示出该正式加工步骤(S12)后的锭11即图3所示的剥离层形成步骤(S1)后的锭11的俯视图。
当这样实施剥离层形成步骤(S1)时，在锭11的内部形成剥离层15，该剥离层15包含：在锭11的外周区域形成的圆环状的改质部15a；在包含于锭11的多个直线状的区域中分别形成的改质部15b；以及从改质部15a、15b伸展的裂纹15c(在图11中未图示)。
接着，以该剥离层15为起点而从锭11分离基板(分离步骤：S2)。图12的(A)和图12的(B)分别是示意性示出分离步骤(S2)的一例的情况的局部剖视侧视图。该分离步骤(S2)例如在图12的(A)和图12的(B)所示的分离装置18中实施。
该分离装置18具有对形成有剥离层15的锭11进行保持的保持工作台20。该保持工作台20具有圆状的上表面(保持面)，多孔板(未图示)在该保持面上露出。
另外，该多孔板经由设置于保持工作台20的内部的流路等而与真空泵等吸引源(未图示)连通。并且，当该吸引源进行动作时，对保持工作台20的保持面附近的空间作用吸引力。由此，例如能够通过保持工作台20对放置于保持面的锭11进行保持。
另外，在保持工作台20的上方设置有分离单元22。该分离单元22具有圆柱状的支承部件24。在该支承部件24的上部例如连结有滚珠丝杠式的升降机构(未图示)和电动机等旋转驱动源。
并且，通过使该升降机构进行动作而使分离单元22升降。另外，通过使该旋转驱动源进行动作，支承部件24以通过支承部件24的中心且沿着垂直于保持工作台20的保持面的方向的直线为旋转轴线而旋转。
另外，支承部件24的下端部固定于圆盘状的基台26的上部的中央。并且，在基台26的外周区域的下侧，沿着基台26的周向大致等间隔地设置有多个可动部件28。该可动部件28具有从基台26的下表面朝向下方延伸的板状的立设部28a。
该立设部28a的上端部与内置于基台26的气缸等致动器连结，通过使该致动器进行动作，可动部件28沿着基台26的径向移动。另外，在该立设部28a的下端部的内侧面上设置有朝向基台26的中心延伸且厚度越靠近前端越薄的板状的楔部28b。
在分离装置18中，例如按照以下的顺序实施分离步骤(S2)。具体而言，首先按照使形成有剥离层15的锭11的背面11b的中心与保持工作台20的保持面的中心一致的方式将锭11放置于保持工作台20。
接着，按照通过保持工作台20对锭11进行保持的方式，使与在该保持面上露出的多孔板连通的吸引源进行动作。接着，按照将多个可动部件28分别定位于基台26的径向外侧的方式使致动器进行动作。
接着，按照将多个可动部件28各自的楔部28b的前端定位于与形成于锭11的内部的剥离层15对应的高度的方式使升降机构进行动作。接着，按照将楔部28b打入锭11的侧面11c的方式使致动器进行动作(参照图12的(A))。
接着，按照使打入锭11的侧面11c的楔部28b旋转的方式使旋转驱动源进行动作。接着，按照使楔部28b上升的方式使升降机构进行动作(参照图12的(B))。
通过在如上述那样使楔部28b打入锭11的侧面11c并旋转之后使楔部28b上升，剥离层15所包含的裂纹15c进一步伸展。其结果是，锭11的正面11a侧和背面11b侧分离。即，以剥离层15为起点而从锭11制造基板17。
另外，在将楔部28b打入锭11的侧面11c的时刻锭11的正面11a侧和背面11b侧分离的情况下，可以不使楔部28b旋转。另外，可以使致动器和旋转驱动源同时进行动作而使旋转的楔部28b打入锭11的侧面11c。
在上述基板的制造方法中，在包含于锭11的多个直线状的区域中分别形成改质部15b和裂纹15c的正式加工步骤(S12)之前，实施在锭11的外周区域形成改质部15a的预备加工步骤(S11)。
由此，在正式加工步骤(S12)中，能够促进锭11的外周区域中的裂纹15c的伸展。其结果是，能够使分离步骤(S2)中的从锭11分离基板17变得容易，并且能够降低在该分离时在锭11的外周区域产生大的缺损的可能性。
另外，在上述基板的制造方法中，在正式加工步骤(S12)中，在将分支的激光束LB的多个聚光点定位于沿着晶向[010]延伸的直线状的区域的状态下，使聚光点和锭11沿着晶向[010]相对地移动，由此形成剥离层15。
在该情况下，能够进一步降低从锭11制造基板17时废弃的材料量，能够提高基板17的生产率。以下对该点进行详细说明。首先，单晶硅通常在晶面{111}所包含的特定的晶面上最容易解理，在晶面{110}所包含的特定的晶面上第二容易解理。
因此，例如当沿着构成锭11的单晶硅的晶向＜110＞所包含的特定的晶向(例如晶向[011])形成改质部时，大量产生从该改质部沿着晶面{111}所包含的特定的晶面伸展的裂纹。
另一方面，当在单晶硅的沿着晶向＜100＞所包含的特定的晶向的区域按照俯视时沿着与该区域延伸的方向垂直的方向并列的方式形成多个改质部时，大量产生分别从该多个改质部沿着晶面{N10}(N为10以下的自然数)中的与该区域延伸的方向平行的晶面伸展的裂纹。
例如当如上述基板的制造方法那样在沿着晶向[010]的区域按照沿着晶向[001]并列的方式形成多个改质部15b时，分别从该多个改质部15b沿着晶面{N10}中的与晶向[010]平行的晶面伸展的裂纹15c增多。
具体而言，在这样形成多个改质部15b的情况下，在下述(1)和(2)所示的晶面上，裂纹15c容易伸展。
(101),(201),(301),(401),(501),(601),(701),(801),(901),(1001)…(1)
并且，在锭11的正面11a和背面11b上露出的晶面(100)与晶面{N10}中的与晶向[010]平行的晶面所成的角为45°以下。另一方面，晶面(100)与晶面{111}所包含的特定的晶面所成的角为54.7°左右。
因此，在上述基板的制造方法中，与在单晶硅的沿着晶向[011]的区域按照俯视时沿着与该区域延伸的方向垂直的方向并列的方式形成多个改质部的情况相比，剥离层15容易变宽且变薄。其结果是，在上述基板的制造方法中，能够降低从锭11制造基板17时废弃的材料量，能够提高基板17的生产率。
另外，上述内容是本发明的一个方式，本发明不限于上述内容。例如在本发明中使用的激光加工装置的构造不限于上述激光加工装置2的构造。
例如本发明可以使用设置有使保持工作台4沿着X轴方向、Y轴方向和/或Z轴方向分别移动的移动机构的激光加工装置来实施。
即，在本发明中，只要对锭11进行保持的保持工作台4和激光束LB的射出区域能够分别沿着X轴方向、Y轴方向和Z轴方向相对地移动即可，用于移动的构造没有限定。
另外，在本发明的预备加工步骤(S11)中，也可以在锭11的外周区域形成按照成为圆环以外的形状的方式延伸的改质部15a。例如在本发明的预备加工步骤(S11)中，也可以在锭11的外周区域形成呈螺旋状或直线状延伸的改质部15a。
另外，在锭11的外周区域形成呈螺旋状延伸的改质部15a时，例如在保持从照射头16朝向锭11照射激光束LB的状态下，使保持工作台4旋转，并且在俯视时使激光束LB的射出区域的中心接近或远离锭11的中心C即可。
另外，在锭11的外周区域形成呈直线状延伸的改质部15a时，例如与上述正式加工步骤(S12)同样地一边使激光束LB的射出区域移动一边间歇地从照射头16朝向锭11照射激光束LB即可。
即，在该情况下，来自照射头16的激光束LB的照射在激光束LB的射出区域位于锭11的外周区域的正上方的时机实施且在激光束LB的射出区域位于该外周区域所围绕的区域(中央区域)的正上方的时机停止。
另外，在本发明的正式加工步骤(S12)中，也可以不对锭11的外周区域照射激光束LB而仅对锭11的中央区域照射激光束LB。
在该情况下，来自照射头16的激光束LB的照射在激光束LB的射出区域位于锭11的中央区域的正上方的时机实施且在激光束LB的射出区域位于其外周区域的正上方的时机停止。
或者，在本发明的正式加工步骤(S12)中，可以不对锭11的外周区域的一部分照射激光束LB而仅对锭11的除外周区域以外的其余部分和锭11的中央区域照射激光束LB。
在该情况下，来自照射头16的激光束LB的照射例如在按照朝向锭11的中央区域的正上方的方式使激光束LB的射出区域在锭11的外周区域的正上方移动的过程中开始，在按照朝向锭11的外侧的方式使激光束LB的射出区域在锭11的外周区域的正上方移动的过程中停止。
另外，在正式加工步骤(S12)中，优选不仅对锭11的中央区域而且对锭11的外周区域中的至少一部分照射激光束LB。由此，在正式加工步骤(S12)中形成的裂纹15c容易按照将在预备加工步骤(S11)中形成的改质部15a横断的方式伸展。
另外，在本发明的正式加工步骤(S12)中，可以在对包含于锭11的多个直线状的区域分别照射激光束LB之后，再次对该多个直线状的区域分别照射激光束LB。或者，在本发明的正式加工步骤(S12)中，可以在激光束照射步骤(S121)之后且在分度进给步骤(S122)之前再次实施激光束照射步骤(S121)。
即，在本发明的正式加工步骤(S12)中，可以对已经形成有改质部15b和裂纹15c的区域再次实施用于形成改质部15b和裂纹15c的激光束LB的照射。由此，能够使各区域中的改质部15b的密度增加且/或使形成于各区域的裂纹15c进一步伸展。
另外，在对包含于锭11的多个直线状的区域分别照射多次激光束LB的情况下，每次的激光束LB的照射条件可以相同，也可以不同。例如在对各区域第二次照射激光束LB时，按照在聚光点会聚的激光束LB的功率比初次大的方式进行调整。
另外，在本发明的激光束照射步骤(S121)中照射激光束LB的包含于锭11的多个直线状的区域不限于沿着晶向[010]的区域。例如在本发明中，可以对沿着晶向[001]的区域照射激光束LB。
另外，在这样对锭11照射激光束LB的情况下，在下述(3)和(4)所示的晶面上，裂纹15c容易伸展。
(110),(210),(310),(410),(510),(610),(710),(810),(910),(1010)…(3)
另外，在本发明中，可以对沿着俯视时从晶向[010]或晶向[001]略微地倾斜的方向的区域照射激光束LB。对于这点，参照图13进行说明。
图13是示出对沿着分别不同的晶向的区域照射激光束LB时形成于由单晶硅构成的被加工物的内部的剥离层的宽度的曲线图。另外，该曲线图的横轴示出俯视时垂直于晶向[011]的区域(基准区域)延伸的方向与作为测量对象的区域(测量区域)延伸的方向所成的角的角度。
即，在该曲线图的横轴的值为45°的情况下，沿着晶向[001]的区域作为测量对象。同样地，在该曲线图的横轴的值为135°的情况下，沿着晶向[010]的区域作为测量对象。
另外，该曲线图的纵轴示出使通过对测量区域照射激光束LB而形成于测量区域的剥离层的宽度除以通过对基准区域照射激光束LB而形成于基准区域的剥离层的宽度时的值。
如图13所示，剥离层的宽度在基准区域延伸的方向与测量区域延伸的方向所成的角的角度为40°以上且50°以下或130°以上且140°以下时变宽。即，剥离层的宽度不仅在对沿着晶向[001]或晶向[010]的区域照射激光束LB时变宽，而且在对沿着与这些晶向所成的角为5°以下的方向的区域照射激光束LB时变宽。
因此，在本发明的激光束照射步骤(S121)中，可以对沿着俯视时从晶向[001]或晶向[010]倾斜5°以下的方向的区域照射激光束LB。
即，在本发明的激光束照射步骤(S121)中，可以对沿着与晶面{100}所包含的特定的晶面中的在锭11的正面11a和背面11b上分别露出的晶面(这里为晶面(100))平行且与晶向＜100＞所包含的特定的晶向(这里为晶向[001]或晶向[010])所成的角为5°以下的方向(第一方向)的区域照射激光束LB。
另外，在本发明的激光束照射步骤(S121)中，可以在将激光束LB所会聚的聚光点定位于比第一深度浅的深度的状态下使聚光点和锭11相对地移动。
另外，本发明的分离步骤(S2)可以使用图12的(A)和图12的(B)所示的分离装置18以外的装置来实施。例如在本发明的分离步骤(S2)中，可以通过对锭11的正面11a侧进行吸引而从锭11分离基板17。
图14的(A)和图14的(B)分别是示意性示出这样实施的分离步骤(S2)的情况的局部剖视侧视图。图14的(A)和图14的(B)所示的分离装置30具有对形成有剥离层15的锭11进行保持的保持工作台32。
该保持工作台32具有圆状的上表面(保持面)，多孔板(未图示)在该保持面上露出。另外，该多孔板经由设置于保持工作台32的内部的流路等而与真空泵等吸引源(未图示)连通。
因此，当该吸引源进行动作时，对保持工作台32的保持面附近的空间作用吸引力。由此，例如能够通过保持工作台32对放置于保持面的锭11进行保持。
另外，在保持工作台32的上方设置有分离单元34。该分离单元34具有圆柱状的支承部件36。在该支承部件36的上部例如连结有滚珠丝杠式的升降机构(未图示)，通过使该升降机构进行动作而使分离单元34升降。
另外，支承部件36的下端部固定于圆盘状的吸引板38的上部的中央。并且，在吸引板38的下表面上形成有多个吸引口，多个吸引口分别经由设置于吸引板38的内部的流路等而与真空泵等吸引源(未图示)连通。
因此，当该吸引源进行动作时，对吸引板38的下表面附近的空间作用吸引力。由此，例如能够按照将锭11(锭11的正面11a接近吸引板38的下表面)向上方拉拽的方式进行吸引。
在分离装置30中，例如按照以下的顺序实施分离步骤(S2)。具体而言，首先按照使形成有剥离层15的锭11的背面11b的中心与保持工作台32的保持面的中心一致的方式将锭11放置于保持工作台32。
接着，按照通过保持工作台32对锭11进行保持的方式，使与在该保持面上露出的多孔板连通的吸引源进行动作。接着，按照使吸引板38的下表面与锭11的正面11a接触的方式，使升降机构进行动作而使分离单元34下降。
接着，按照锭11的正面11a侧经由形成于吸引板38的多个吸引口而被吸引的方式，使与多个吸引口连通的吸引源进行动作(参照图14的(A))。接着，按照使吸引板38远离保持工作台32的方式，使升降机构进行动作而使分离单元34上升(参照图14的(B))。
此时，锭11的正面11a侧经由形成于吸引板38的多个吸引口而被吸引因而对锭11的正面11a侧作用朝上的力。其结果是，剥离层15所包含的裂纹15c进一步伸展，锭11的正面11a侧和背面11b侧分离。即，以剥离层15为起点而从锭11制造基板17。
另外，在本发明的分离步骤(S2)中，可以在锭11的正面11a侧与背面11b侧的分离之前对该锭11的正面11a侧赋予超声波。在该情况下，剥离层15所包含的裂纹15c进一步伸展，因此锭11的正面11a侧和背面11b侧的分离变得容易。
另外，在本发明中，可以在剥离层形成步骤(S1)之前通过磨削或研磨将锭11的正面11a平坦化(平坦化步骤)。例如该平坦化可以在从锭11制造多张基板时实施。
具体而言，当将锭11在剥离层15处分离而制造基板17时，在新露出的锭11的正面上形成反映出剥离层15所包含的改质部15a、15b和裂纹15c的分布的凹凸。因此，在从该锭11制造新的基板的情况下，优选在剥离层形成步骤(S1)之前将锭11的正面平坦化。
由此，能够抑制在剥离层形成步骤(S1)中照射至锭11的激光束LB在锭11的正面上发生漫反射。同样地，在本发明中，也可以通过磨削或研磨而将从锭11分离的基板17的剥离层15侧的面平坦化。
另外，在本发明中用于制造基板的锭不限于图1和图2等所示的锭11。具体而言，在本发明中，可以从由未包含于晶面{100}的晶面分别在正面和背面上露出的单晶硅构成的锭制造基板。
另外，在本发明中，可以从在侧面上形成有凹口的圆柱状的锭制造基板。或者，在本发明中，可以从在侧面上未形成定向平面和凹口中的任意一方的圆柱状的锭制造基板。另外，在本发明中，可以从由单晶碳化硅等单晶硅以外的半导体材料构成的圆柱状的锭制造基板。
另外，在本发明中，可以将由半导体材料构成的裸晶片作为被加工物而制造基板。另外，该裸晶片例如具有所制造的基板的2倍以上且5倍以下的厚度。
另外，该裸晶片例如通过利用与上述方法同样的方法从锭11分离而制造。在该情况下，也可以表达为通过重复两次上述方法而制造基板。
另外，在本发明中，可以将通过在该裸晶片的一个面上形成半导体器件而制造的器件晶片作为被加工物而制造基板。在该情况下，为了防止对半导体器件的不良影响，优选激光束LB从器件晶片的未形成半导体器件的那侧照射至器件晶片。
除此以外，上述实施方式的构造和方法等只要不脱离本发明的目的的范围，则可以适当地变更并实施。

Claims (5)

1.一种基板的制造方法，从具有第一面和位于该第一面的相反侧的第二面的被加工物制造基板，其中，
该基板的制造方法具有如下的步骤：
剥离层形成步骤，将透过构成该被加工物的材料的波长的激光束从该第一面侧照射至该被加工物，由此在该被加工物的内部形成包含改质部和从该改质部伸展的裂纹的剥离层；以及
分离步骤，在实施了该剥离层形成步骤之后，以该剥离层为起点而从该被加工物分离该基板，
该剥离层形成步骤包含如下的步骤：
预备加工步骤，在将该激光束所会聚的聚光点定位于该被加工物的外周区域的状态下使该聚光点和该被加工物相对地移动，由此在该外周区域形成该改质部；以及
正式加工步骤，在实施了该预备加工步骤之后，重复进行在将该聚光点定位于分别沿着第一方向延伸且包含于该被加工物的多个直线状的区域中的任意区域的状态下使该聚光点和该被加工物沿着该第一方向相对地移动的激光束照射步骤以及使形成该聚光点的位置和该被加工物沿着与该第一方向垂直且与该第一面平行的第二方向相对地移动的分度进给步骤，由此在该多个直线状的区域中分别形成该改质部和该裂纹。
2.根据权利要求1所述的基板的制造方法，其中，
在该预备加工步骤中，该聚光点定位在距离该第一面为第一深度的位置，
在该激光束照射步骤中，该聚光点定位在距离该第一面为不同于第一深度的第二深度的位置。
3.根据权利要求1或2所述的基板的制造方法，其中，
该预备加工步骤时在该聚光点会聚的该激光束的功率比该激光束照射步骤时在该聚光点会聚的该激光束的功率小。
4.根据权利要求1或2所述的基板的制造方法，其中，
该被加工物由按照晶面{100}所包含的特定的晶面在该第一面和该第二面上分别露出的方式制造的单晶硅构成，
该第一方向与该特定的晶面平行，并且与晶向＜100＞所包含的特定的晶向所成的角为5°以下。
5.根据权利要求3所述的基板的制造方法，其中，
该被加工物由按照晶面{100}所包含的特定的晶面在该第一面和该第二面上分别露出的方式制造的单晶硅构成，
该第一方向与该特定的晶面平行，并且与晶向＜100＞所包含的特定的晶向所成的角为5°以下。
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