CN117139823A - 单晶硅基板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供单晶硅基板的制造方法，能够提高生产率。通过交替地重复进行激光束向分别沿着规定的方向延伸的多个区域所包含的至少两个区域的照射和被照射激光束的区域的变更，形成从被加工物的正面起位于规定的深度的多个改质部和从多个改质部分别伸展的裂纹的剥离层。即，针对至少两个区域同时进行用于在被加工物上形成剥离层的激光束的照射。由此，与针对多个区域分别依次进行激光束的照射的情况相比，能够提高生产率。

Description

单晶硅基板的制造方法
技术领域
本发明涉及单晶硅基板的制造方法，从由单晶硅构成的被加工物制造基板，该单晶硅按照晶面{100}所包含的特定的晶面在正面和背面上分别露出的方式制造。
背景技术
半导体器件的芯片通常使用圆盘状的单晶硅基板(以下也简称为“基板”)而制造。该基板例如是利用线切割机从由圆柱状的单晶硅构成的锭(以下也简称为“锭”)切出的(例如参照专利文献1)。
但是，使用线切割机从锭切出基板时的切削余量为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，在该基板中，需要对其正面实施研磨、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单晶硅的原材料量为锭整体的原材料量的2/3左右。即，锭整体的原材料量的1/3左右在从锭切出基板和基板的平坦化时被废弃。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。
鉴于这一点，提出了如下的方法：在利用透过单晶硅的波长的激光束而在锭的内部形成包含改质部和从改质部伸展的裂纹的剥离层之后，以该剥离层为起点而从锭分离基板(例如，参照专利文献2)。由此，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
在上述的方法中，通过交替地重复进行对分别沿着规定的方向延伸的多个区域中的任意区域的激光束的照射和被照射激光束的区域的变更，形成包含从锭的正面起位于规定的深度的多个改质部和从多个改质部分别伸展的裂纹的剥离层。
在该情况下，从锭制造基板所需的时间变长、即生产率有可能降低。
发明内容
鉴于这一点，本发明的目的在于，提供能够提高生产率的单晶硅基板的制造方法。
根据本发明，提供一种单晶硅基板的制造方法，从由单晶硅构成的被加工物制造基板，该单晶硅按照晶面{100}所包含的特定的晶面在正面和背面上分别露出的方式制造，其中，该单晶硅基板的制造方法具有如下的步骤：剥离层形成步骤，在该被加工物所包含的多个区域中分别形成包含多个改质部和从该多个改质部分别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，该多个区域分别沿着第一方向延伸，该第一方向是与该特定的晶面平行且与晶体取向＜100＞所包含的特定的晶体取向所成的角为5°以下的方向，该多个区域在第二方向上按照规定的中心间隔设置，该第二方向是与该特定的晶面平行且与该第一方向垂直的方向，该规定的中心间隔为100μm以上且1mm以下，该剥离层形成步骤通过交替地重复进行如下的步骤来实施：激光束照射步骤，在将按照使透过该单晶硅的波长的激光束分别会聚且沿着该第二方向排列的方式形成的多个聚光点从该被加工物的该正面定位于规定的深度且定位于该多个区域中的至少两个区域各自的内部的状态下，使该被加工物和该多个聚光点沿着该第一方向相对地移动；以及分度进给步骤，将形成有该多个聚光点的位置从该至少两个区域各自的内部变更为该多个区域中的与该至少两个区域不同的其他至少两个区域各自的内部。
优选的是，在该至少两个区域各自的内部形成的该多个聚光点中的相邻的一对聚光点的间隔比该规定的中心间隔小。
在本发明中，通过交替地重复进行激光束向分别沿着规定的方向延伸的多个区域所包含的至少两个区域的照射和被照射激光束的至少两个区域的变更，形成从被加工物的正面起位于规定的深度的多个改质部和从多个改质部分别伸展的裂纹的剥离层。
即，在本发明中，针对至少两个区域同时进行用于在被加工物上形成剥离层的激光束的照射。由此，在本发明中，与针对多个区域分别依次进行激光束的照射的情况相比，能够提高生产率。
附图说明
图1是示意性地示出用于基板的制造的锭的一例的立体图。
图2是示意性地示出图1所示的锭的俯视图。
图3是示意性地示出从成为被加工物的锭制造基板的单晶硅基板的制造方法的一例的流程图。
图4是示意性地示出锭所包含的多个区域的俯视图。
图5是示意性地示出在锭所包含的多个区域中分别形成剥离层时使用的激光加工装置的一例的图。
图6是示意性地示出利用激光加工装置的保持工作台对锭进行保持的情形的俯视图。
图7是示意性地示出图3所示的剥离层形成步骤的一例的流程图。
图8的(A)是示意性地示出激光束照射步骤的一例的情形的俯视图，图8的(B)是示意性地示出激光束照射步骤的一例的情形的局部剖面侧视图。
图9是示意性地示出在激光束照射步骤中形成于锭的内部的剥离层的剖视图。
图10的(A)和图10的(B)分别是示意性地示出图3所示的分离步骤的一例的情形的局部剖面侧视图。
图11是示意性地示出在锭所包含的多个区域中分别形成剥离层时使用的激光加工装置的另一例的图。
图12是示出在对沿着各不相同的晶体取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13的(A)和图13的(B)分别是示意性地示出图3所示的分离步骤的另一例的情形的局部剖面侧视图。
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)(11d：多个区域；11d_1～11d_n：区域)；12：分支单元；13：定向平面；14：反射镜；15：剥离层(15a：改质部；15b：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：激光加工装置；32：保持工作台；34：激光束照射单元；36a、36b：激光振荡器；38a、38b：衰减器；40a、40b：分支单元；42a、42b：反射镜；44a、44b：照射头；46：分离装置；48：保持工作台；50：分离单元；52：支承部件；54：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是示意性地示出用于基板的制造的锭的一例的立体图，图2是示意性地示出图1所示的锭的俯视图。
另外，在图1中还示出了在该锭所包含的平面中露出的单晶硅的晶面。另外，在图2中还示出了构成该锭的单晶硅的晶体取向。
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))在正面11a和背面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)沿着晶体取向[100]。
另外，锭11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，也可以在锭11的正面11a和背面11b上分别露出与晶面(100)所成的角为1°以下的面。即，锭11的晶轴也可以沿着与晶体取向[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位于晶体取向<110>所包含的特定的晶体取向(这里为了便于说明，记为晶体取向[011])。即，在该定向平面13中，单晶硅的晶面(011)露出。
图3是示意性地示出从成为被加工物的锭11制造基板的单晶硅基板的制造方法的一例的流程图。在该方法中，首先，在锭11所包含的多个区域中分别形成包含多个改质部和从多个改质部分别伸展的裂纹的剥离层(剥离层形成步骤：S1)。
图4是示意性地示出在剥离层形成步骤(S1)中形成剥离层的多个区域的俯视图。如图4所示，多个区域11d(例如，n个(n例如为20以上的偶数)区域11d_1、11d_2、11d_3、11d_4～11d_n-1、11d_n)分别沿着晶体取向[010]延伸。
另外，多个区域11d的晶体取向[001]中的中心间隔I1为100μm以上且1mm以下。另外，该中心间隔I1是通过相邻的一对区域中的一方(例如，区域11d_2)的中心且沿着晶体取向[010]的直线L1与通过该一对区域中的另一方(例如，区域11d_3)的中心且沿着晶体取向[010]的直线L2的间隔。
另外，在剥离层形成步骤(S1)中，使用激光加工装置在锭11所包含的多个区域11d中分别形成包含多个改质部和从多个改质部分别伸展的裂纹的剥离层。图5是示意性地示出该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，将激光加工装置的一部分构成要素用功能块示出。
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上露出的圆盘状的多孔板(未图示)。
此外，该多孔板经由形成于保持工作台4的内部的流路等而与喷射器等吸引源(未图示)连通。而且，当该吸引源进行动作时，吸引力作用于保持工作台4的保持面附近的空间。由此，例如能够利用保持工作台4保持放置于保持面的锭11。
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Nd：YAG等作为激光介质。
而且，激光振荡器8照射透过构成锭11的材料(单晶硅)的波长(例如1064nm或1342nm)的脉冲状(例如，频率为60kHz)的激光束LB。
该激光束LB在其输出(功率)在衰减器10中被调整后，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。
而且，分支单元12按照从后述的照射头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(例如，4个以上且40个以下)的聚光点的方式对激光束LB进行分支。
另外，分支单元12按照使多个聚光点中的位于中央侧的一对聚光点的间隔I2比较大并且除此以外的相邻的一对聚光点的间隔I3比较小的方式对激光束LB进行分支。
换言之，分支单元12使以间隔I3形成的多个(在图5中为8个)聚光点的集合S1和以间隔I3形成的多个(在图5中为8个)聚光点的集合S2以大于间隔I3的间隔I2分离开。
另外，这些集合S1、S2的中心间隔I4例如被调整为与图4所示的锭11所包含的多个区域11d的中心间隔I1一致。即，该中心间隔I4例如为100μm以上且1mm以下。另外，上述的间隔I3例如为1μm以上且20μm以下。
在分支单元12中进行了分支的激光束LB被反射镜14反射而被引导至照射头16。在该照射头16中收纳有使激光束LB会聚的聚光透镜(未图示)等。而且，由该聚光透镜会聚后的激光束LB以照射头16的下表面的中央区域为出射区域而向保持工作台4的保持面侧、简而言之向正下方照射。
此外，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和电动机等。而且，当该移动机构进行动作时，激光束LB的出射区域沿着X轴方向、Y轴方向以及/或者Z轴方向移动。
而且，在激光加工装置2中，通过使该移动机构进行动作，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分别被会聚的多个聚光点的X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向上的位置(坐标)。
当将锭11搬入至该激光加工装置2时，以正面11a朝上的状态利用保持工作台4对锭11进行保持。图6是示意性地示出利用激光加工装置2的保持工作台4对锭11进行保持的情形的俯视图。
具体而言，首先，按照从定向平面13朝向锭11的中心C的方向(晶体取向[011])与X轴方向和Y轴方向分别所成的角为45°的方式将锭11放置于保持工作台20。例如，按照晶体取向[010]与X轴方向平行且晶体取向[001]与Y轴方向平行的方式将锭11放置于保持工作台4。
接着，使与在保持工作台4的保持面露出的多孔板连通的吸引源进行动作。由此，锭11被保持工作台4保持。然后，如果锭11被保持工作台4保持，则实施剥离层形成步骤(S1)。
图7是示意性地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，在将多个聚光点从锭11的正面11a定位于规定的深度且定位于两个区域各自的内部的状态下，使锭11和多个聚光点沿着X轴方向(晶体取向[010])相对地移动(激光束照射步骤：S11)。
图8的(A)是示意性地示出激光束照射步骤(S11)的一例的情形的俯视图，图8的(B)是示意性地示出激光束照射步骤(S11)的一例的情形的局部剖面侧视图。另外，图9是示意性地示出在激光束照射步骤(S11)中形成于锭11的内部的剥离层的剖视图。
在该激光束照射步骤(S11)中，例如最初在多个区域11d中的位于Y轴方向(晶体取向[001])上的一端的两个区域11d_1、11d_2中形成剥离层。
具体而言，首先按照在俯视时从激光束照射单元6的照射头16观察，两个区域11d_1、11d_2在X轴方向上定位的方式定位照射头16。接着，在朝向锭11照射激光束LB时，按照将图5所示的多个聚光点的集合S1、S2从锭11的正面11a定位于规定的深度的方式使照射头16升降。
接着，一边从照射头16朝向保持工作台4照射激光束LB，一边按照在俯视时从锭11的X轴方向上的一端通过到另一端的方式使照射头16移动(参照图8的(A)和图8的(B))。
由此，在将多个聚光点的集合S1定位于区域11d_1的内部并且将多个聚光点的集合S2定位于区域11d_2的内部的状态下，多个聚光点和锭11沿着X轴方向相对地移动。
而且，在两个区域11d_1、11d_2各自的内部，分别以从锭11的正面11a定位于规定的深度D的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15a(参照图9)。另外，当在锭11的内部形成有改质部15a时，锭11的体积膨胀而在锭11中产生内部应力。
该内部应力通过裂纹15b从改质部15a伸展而缓和。其结果为，在两个区域11d_1、11d_2各自的内部形成有包含多个改质部15a和从多个改质部15a分别进展的裂纹15b的剥离层15。
而且，在未完成激光束LB对全部的多个区域11d的照射的状况下(步骤(S12)：否)，将形成多个聚光点的位置变更为其他的至少两个区域11d(分度进给步骤：S13)。
在该分度进给步骤(S13)中，例如使照射头16沿着Y轴方向移动，直至从与已经形成有剥离层15的两个区域11d_1、11d_2相邻的未形成剥离层15的两个区域11d_3、11d_4观察时照射头16在X轴方向上定位为止。
接着，再次实施上述激光束照射步骤(S11)。当这样实施激光束照射步骤(S11)时，在两个区域11d_3、11d_4各自的内部形成与图9所示的剥离层15相同的剥离层15。
此外，交替地重复实施分度进给步骤(S13)和激光束照射步骤(S11)，直至在锭11所包含的多个区域11d的全部的内部形成有剥离层15为止，即直至在两个区域11d_n、11d_n-1各自的内部形成有剥离层15为止。
然后，如果在多个区域11d的全部的内部形成有剥离层15(步骤(S12)：是)，则图3所示的剥离层形成步骤(S1)结束。在实施了剥离层形成步骤(S1)之后，以剥离层15为起点而从锭11分离基板(分离步骤：S2)。
图10的(A)和图10的(B)分别是示意性地示出图3所示的分离步骤(S2)的一例的情形的局部剖面侧视图。该分离步骤(S2)例如在图10的(A)和图10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。
此外，该多孔板经由设置于保持工作台20的内部的流路等而与喷射器等吸引源(未图示)连通。而且，当该吸引源进行动作时，吸引力作用于保持工作台20的保持面附近的空间。由此，例如能够利用保持工作台20保持放置于保持面的锭11。
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。
而且，通过使该升降机构进行动作而使支承部件24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的中心且沿着与保持工作台20的保持面垂直的方向的直线为旋转轴线而进行旋转。
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。而且，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。
当将锭11搬入到该分离装置18时，以正面11a朝上的状态利用保持工作台20对锭11进行保持。具体而言，首先按照使锭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，使与在该保持面露出的多孔板连通的吸引源进行动作。由此，锭11被保持工作台20保持。然后，如果锭11被保持工作台20保持，则实施分离步骤(S2)。
具体而言，首先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10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10的(B))。
在如上述那样将楔部28b打入锭11的侧面11c并且使楔部28b旋转之后，使楔部28b上升，由此剥离层15所包含的裂纹15b进一步伸展。其结果为，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，也可以不使楔部28b旋转。另外，也可以使致动器和旋转驱动源同时进行动作而将旋转的楔部28b打入锭11的侧面11c。
在图3所示的方法中，通过交替地重复激光束LB向分别沿着规定的方向(晶体取向[010])延伸的多个区域11d所包含的两个区域的照射和被照射激光束LB的两个区域的变更，形成包含从锭11的正面11a起位于规定的深度D的多个改质部15a和从多个改质部15a分别伸展的裂纹15b的剥离层15。
即，在该方法中，针对两个区域同时进行用于在锭11中形成剥离层15的激光束LB的照射。由此，在该方法中，与分别针对多个区域11d依次进行激光束LB的照射的情况相比，能够提高生产率。
此外，在该方法中，沿着晶体取向[010]向由单晶硅构成的锭11照射激光束LB，该单晶硅按照晶面(100)在正面11a和背面11b上分别露出的方式制造。在该情况下，能够使形成在锭11所包含的多个区域11d各自的内部的剥离层15变薄。以下，对这一点进行说明。
单晶硅在晶面{111}所包含的特定的晶面中最容易劈开。例如，当沿着作为晶体取向＜110＞所包含的特定的晶体取向的晶体取向[011]向作为晶面{100}所包含的特定的晶面的晶面(100)在正面和背面分别露出的锭11照射激光束LB而在锭11的内部形成改质部15a时，会大量产生沿着晶面{111}所包含的特定的晶面中的与晶体取向[011]平行的晶面(具体而言为下述(1)所示的晶面)伸展的裂纹15b。
这里，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，在这样向锭11照射激光束LB的情况下，与沿着与锭11的正面11a和背面11b平行的方向的成分相比，会大量产生沿着其厚度方向的成分较大的裂纹15b。
另一方面，晶体取向[010]是与晶体取向＜110＞所包含的特定的晶体取向(例如晶体取向[011])所成的角较大(例如为45°)的方向。因此，在图3所示的方法中，难以产生从通过激光束LB的照射而形成于锭11的内部的改质部15a起沿着晶面{111}所包含的特定的晶面(例如上述(1)所示的晶面)伸展的裂纹。
另外，在图3所示的方法中，会大量产生从通过激光束LB的照射而形成于锭11的内部的改质部15a起沿着晶面{110}所包含的特定的晶面中的与晶体取向[010]平行的晶面(具体而言为下述(2)所示的晶面)伸展的裂纹。
而且，晶面{111}所包含的特定的晶面与晶面(100)所成的角为54.7°左右，与此相对，晶面{110}所包含的特定的晶面中的与晶体取向[010]平行的晶面(例如晶面(101))与晶面(100)所成的角为45°。
因此，在该方法中，能够抑制与沿着与锭11的正面11a和背面11b平行的方向的成分相比产生沿着其厚度方向的成分较大的裂纹15b。在该情况下，抑制形成于锭11的内部的剥离层15的厚化。
而且，当剥离层15的厚化被抑制时，在从锭11切出基板17和使基板17平坦化时废弃的锭11和基板17的原材料量减少。因此，在图3所示的方法中，能够进一步提高利用激光束LB从锭11制造基板17时的基板17的生产率。
另外，上述的单晶硅基板的制造方法是本发明的一个方式，本发明并不限定于上述方法。例如，在本发明中用于制造基板的锭并不限定于图1和图2等所示的锭11。
具体而言，在本发明中，也可以从在侧面形成有缺口的锭制造基板。或者，在本发明中，也可以从在侧面未形成有定向平面和缺口中的任意一方的锭制造基板。
另外，在本发明的剥离层形成步骤(S1)中使用的激光加工装置的构造并不限定于上述的激光加工装置2的构造。例如，剥离层形成步骤(S1)也可以使用设置有使保持工作台4沿着X轴方向、Y轴方向以及/或者Z轴方向分别移动的移动机构的激光加工装置来实施。
或者，本发明的剥离层形成步骤(S1)也可以使用能够变更从照射头16照射的激光束LB的方向的扫描光学***设置于激光束照射单元6的激光加工装置来实施。另外，该扫描光学***例如包含电扫描仪、声光元件(AOD)以及/或者多面镜等。
即，在本发明的剥离层形成步骤(S1)中，只要能够使保持工作台4所保持的锭11和从照射头16照射的激光束LB分别被会聚的多个聚光点分别沿着X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向相对地移动即可，并不限定于为此的构造。
另外，本发明的剥离层形成步骤(S1)也可以使用在激光束照射单元中设置有分束器的激光加工装置来实施。该分束器例如设置在具有与图5所示的激光振荡器8相同的构造的激光振荡器和包含LCoS的空间光调制器和/或包含DOE的分支单元之间。
在该激光束照射单元中，首先，从激光振荡器照射的激光束在分束器中被分支为两个。然后，分支出的两个激光束分别按照在分支单元中多个聚光点中相邻的一对聚光点大致等间隔地定位的方式分支，并被引导至具有与图5所示的照射头16相同的构造的照射头。
由此，能够按照使多个聚光点中的位于中央侧的一对聚光点的间隔比较大且除此以外的相邻的一对聚光点的间隔比较小的方式对激光束进行分支。即，能够从该激光束照射单元的照射头照射与图5所示的激光束LB相同的激光束。
另外，本发明的剥离层形成步骤(S1)也可以使用在激光束照射单元中设置有两个激光振荡器的激光加工装置来实施。图11是示意性地示出这样的激光加工装置的一例的图。
另外，图11所示的X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向分别与图5所示的X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向对应。另外，在图11中，用功能块表示激光加工装置的一部分的构成要素。
图11所示的激光加工装置30例如具有保持工作台32，该保持工作台32具有与图5所示的保持工作台4相同的构造。另外，在保持工作台32的上方设置有激光束照射单元34。
该激光束照射单元34具有两个激光振荡器36a、36b。而且，各激光振荡器36a、36b例如具有与图5所示的激光振荡器8相同的构造。
而且，从激光振荡器36a照射的激光束LB1在其输出(功率)在衰减器38a中被调整之后被提供到分支单元40a。该分支单元40a按照形成从后述的照射头44a向保持工作台32的保持面侧照射的激光束LB1沿着Y轴方向排列的多个(例如，2个以上且20个以下)聚光点的方式对激光束LB1进行分支。
另外，分支单元40a按照多个(在图11中为8个)聚光点中相邻的一对聚光点大致等间隔地定位的方式对激光束LB1进行分支。例如，分支单元40a按照多个聚光点以1μm以上且20μm以下的间隔定位的方式对激光束LB1进行分支。
在分支单元40a中被分支的激光束LB1被反射镜42a反射，例如被引导至具有与图5所示的照射头16相同的构造的照射头44a。该照射头44a和用于向照射头44a引导激光束LB的光学***(例如，反射镜42a)与第一移动机构(未图示)连结。
该第一移动机构例如包含滚珠丝杠和电动机等。而且，当该第一移动机构进行动作时，激光束LB1的射出区域沿着X轴方向、Y轴方向以及/或者Z轴方向移动。
即，在激光加工装置30中，通过使该第一移动机构进行动作，能够调整从照射头44a向保持工作台32的保持面侧照射的激光束LB1分别被会聚的多个聚光点的X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向上的位置(坐标)。
同样地，从激光振荡器36b照射的激光束LB2在其输出(功率)在衰减器38b中被调整之后被提供到分支单元40b。该分支单元40b按照形成从后述的照射头44b向保持工作台32的保持面侧照射的激光束LB2沿着Y轴方向排列的多个(例如，2个以上且20个以下)聚光点的方式对激光束LB2进行分支。
另外，分支单元40b按照多个(在图11中为8个)聚光点中的相邻的一对聚光点大致等间隔地定位的方式对激光束LB2进行分支。例如，分支单元40b按照多个聚光点以1μm以上且20μm以下的间隔定位的方式对激光束LB2进行分支。
在分支单元40b中被分支的激光束LB2被反射镜42b反射，例如被引导至具有与图5所示的照射头16相同的构造的照射头44b。该照射头44b和用于向照射头44b引导激光束LB的光学***(例如，反射镜42b)与第二移动机构(未图示)连结。
该第二移动机构例如包含滚珠丝杠和电动机等。而且，当该第二移动机构进行动作时，激光束LB2的射出区域沿着X轴方向、Y轴方向以及/或者Z轴方向移动。
即，在激光加工装置30中，通过使该第二移动机构进行动作，能够调整从照射头44b向保持工作台32的保持面侧照射的激光束LB2分别被会聚的多个聚光点的X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向上的位置(坐标)。
因此，在激光加工装置30中，例如能够任意地变更激光束LB1分别被会聚的多个聚光点的集合S3与激光束LB2分别被会聚的多个聚光点的集合S4在Y轴方向上的间隔。
而且，在使用激光加工装置30实施剥离层形成步骤(S1)的情况下，能够选择锭11所包含的多个区域11d中的任意两个区域而形成剥离层15。例如，在该情况下，也可以从锭11所包含的多个区域11d中的位于外侧的区域朝向位于内侧的区域依次形成剥离层15。
即，在该情况下，也可以在最初实施的激光束照射步骤(S11)中，在区域11d_1和区域11d_n各自的内部形成剥离层15，在第k次(k为2以上且n/2以下的自然数)实施的激光束照射步骤(S11)中，在区域11d_k和区域11d_n+1-k各自的内部形成剥离层。
另外，本发明的剥离层形成步骤(S1)也可以使用能够形成三个以上的激光束分别被会聚的多个聚光点的集合的激光加工装置来实施。
这样的激光加工装置例如具有激光束照射单元，该激光束照射单元具有用于形成三个以上的多个聚光点的集合的分支单元。具体而言，该分支单元按照形成至少三个以规定的间隔形成的多个聚光点的集合并且使至少三个集合中的相邻的两个集合以大于该规定的间隔的间隔分离的方式对激光束进行分支。
或者，这样的激光加工装置也可以具有激光束照射单元，该激光束照射单元具有包含与图5所示的激光振荡器8相同的构造的至少三个激光振荡器。而且，各激光振荡器例如具有与图5所示的激光振荡器8相同的构造。
另外，从各激光振荡器照射的激光束例如经由具有与图11所示的分支单元40a、40b相同的构造的分支单元等而被引导至例如具有与图5所示的照射头16相同的构造的照射头。
即，在这样的激光加工装置中设置有至少三个分支单元和至少三个照射头，从至少三个激光振荡器分别照射的激光束经由至少三个分支单元中的任意一个而被引导至至少三个照射头中的任意一个。
此外，至少三个照射头和用于向这些照射头引导激光束的光学***例如与相互独立的移动机构连结。而且，当这些移动机构进行动作时，从至少三个照射头照射的激光束的射出区域沿着X轴方向、Y轴方向以及/或者Z轴方向移动。
即，在这样的激光加工装置中，通过使这些移动机构进行动作，能够调整从照射头向保持工作台的保持面侧照射的激光束分别被会聚的多个聚光点的X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向上的位置(坐标)。
因此，在这样的激光加工装置中，例如能够任意地变更激光束分别被会聚的多个聚光点的至少三个集合中的相邻的一对集合的间隔。
而且，在使用这样的激光加工装置来实施剥离层形成步骤(S1)的情况下，也可以在多个区域11d中的至少三个区域同时形成剥离层15。
另外，在本发明的剥离层形成步骤(S1)中被照射激光束LB的锭11所包含的多个区域并不限定于沿着晶体取向[010]的区域。例如，在本发明中，也可以分别向沿着晶体取向[001]的多个区域照射激光束LB。
另外，在这样向锭11照射激光束LB的情况下，在下述(3)所示的晶面中裂纹容易伸展。
此外，在本发明中，也可以向在俯视时沿着从晶体取向[010]或晶体取向[001]稍微倾斜的方向的区域照射激光束LB。关于这一点，参照图12进行说明。
图12是示出在向沿着各不相同的的晶体取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，该曲线图的横轴表示在俯视时与晶体取向[011]垂直的区域(基准区域)延伸的方向和成为测定对象的区域(测定区域)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，沿着晶体取向[001]的区域成为测定对象。同样地，在该曲线图的横轴的值为135°的情况下，沿着晶体取向[010]的区域成为测定对象。
另外，该曲线图的纵轴表示将通过向测定区域照射激光束LB而形成于测定区域的剥离层的宽度除以通过向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12所示，剥离层的宽度在基准区域延伸的方向与测定区域延伸的方向所成的角的角度为40°以上且50°以下或者130°以上且140°以下时变宽。即，剥离层的宽度不仅在向沿着晶体取向[001]或晶体取向[010]的区域照射激光束LB时变宽，而且在向沿着与这些晶体取向所成的角为5°以下的方向的区域照射激光束LB时变宽。
因此，在本发明的剥离层形成步骤(S1)中，也可以向在俯视时沿着从晶体取向[001]或晶体取向[010]倾斜5°以下的方向分别延伸的多个区域照射激光束LB。
即，在本发明的剥离层形成步骤(S1)中，也可以向晶面{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(这里为沿着与晶面(100))平行且与晶体取向＜100＞所包含的特定的晶体取向(这里为晶体取向[001]或晶体取向[010])所成的角为5°以下的方向(第一方向)分别延伸的多个区域)照射激光束LB。
另外，在本发明中，在剥离层形成步骤(S1)中在锭11的内部的整个区域形成剥离层15并不是不可或缺的特征。例如，也可以为，在分离步骤(S2)中裂纹15b、15d在锭11的侧面11c附近的区域伸展的情况下，在剥离层形成步骤(S1)中在锭11的侧面11c附近的区域的一部分或全部不形成剥离层15。
另外，本发明的分离步骤(S2)也可以使用图10的(A)和图10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，也可以通过吸引锭11的正面11a侧而从锭11分离基板17。
图13的(A)和图13的(B)分别是示意性地示出这样实施的分离步骤(S2)的情形的局部剖面侧视图。图13的(A)和图13的(B)所示的分离装置46具有对形成有剥离层15的锭11进行保持的保持工作台48。
该保持工作台48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。此外，该多孔板经由设置于保持工作台48的内部的流路等而与喷射器等吸引源(未图示)连通。
因此，当该吸引源进行动作时，吸引力作用于保持工作台48的保持面附近的空间。由此，例如能够利用保持工作台48保持放置于保持面的锭11。
另外，在保持工作台48的上方设置有分离单元50。该分离单元50具有圆柱状的支承部件52。在该支承部件52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支承部件52升降。
另外，支承部件52的下端部固定于圆盘状的吸引板54的上部的中央。而且，在吸引板54的下表面形成有多个吸引口，多个吸引口分别经由设置于吸引板54的内部的流路等而与喷射器等吸引源(未图示)连通。
因此，当该吸引源进行动作时，吸引力作用于吸引板54的下表面附近的空间。由此，例如能够按照将接近吸引板54的下表面的锭11向上方拉拽的方式进行吸引。
当将锭11搬入到该分离装置46时，以正面11a朝上的状态利用保持工作台48对锭11进行保持。具体而言，首先按照使锭11的背面11b的中心与保持工作台48的保持面的中心一致的方式将锭11放置于保持工作台48。
接着，使与在该保持面上露出的多孔板连通的吸引源进行动作。由此，锭11被保持工作台48保持。然后，如果锭11被保持工作台48保持，则实施分离步骤(S2)。
具体而言，首先，按照使吸引板54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支承部件52和吸引板54下降。接着，按照使锭11的正面11a侧经由形成于吸引板54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13的(A))。
接着，按照使吸引板54从保持工作台48分离的方式使升降机构进行动作而使支承部件52和吸引板54上升(参照图13的(B))。此时，在正面11a侧经由形成于吸引板54的多个吸引口而被吸引的锭11的正面11a侧作用有向上的力。
其结果为，剥离层15所包含的裂纹15b进一步伸展，锭11的正面11a侧与背面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，也可以在锭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15b进一步伸展，因此锭11的正面11a侧与背面11b侧的分离变得容易。
另外，在本发明中，也可以在剥离层形成步骤(S1)之前通过磨削或研磨而使锭11的正面11a平坦化(平坦化步骤)。例如，该平坦化也可以在从锭11制造多张基板时实施。
具体而言，当锭11在剥离层15中分离而制造基板17时，在新露出的锭11的正面形成反映了剥离层15所包含的改质部15a和裂纹15b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)之前使锭11的正面平坦化。
由此，能够抑制在剥离层形成步骤(S1)中向锭11照射的激光束LB在锭11的正面上的漫反射。同样地，在本发明中，也可以通过磨削或研磨而使从锭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，也可以将由按照晶面{100}所包含的特定的晶面在正面和背面上分别露出的方式制造的单晶硅构成的裸晶片作为被加工物来制造基板。
另外，该裸晶片例如具有要制造的基板的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的方法同样的方法从锭11分离来制造。在该情况下，基板也可以表现为通过重复进行2次上述的方法来制造。
另外，在本发明中，也可以将通过在该裸晶片的一面形成半导体器件而制造的器件晶片作为被加工物来制造基板。在该情况下，为了防止对半导体器件的不良影响，激光束LB优选从器件晶片的未形成半导体器件的一侧向器件晶片照射。
除此以外，上述的实施方式的构造和方法等能够在不脱离本发明的目的的范围内适当变更来实施。

Claims (2)

1.一种单晶硅基板的制造方法，从由单晶硅构成的被加工物制造基板，该单晶硅是按照晶面{100}所包含的特定的晶面在正面和背面上分别露出的方式而制造的，其中，
该单晶硅基板的制造方法具有如下的步骤：
剥离层形成步骤，在该被加工物所包含的多个区域中分别形成包含多个改质部和从该多个改质部分别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，
该多个区域分别沿着第一方向延伸，
该第一方向是与该特定的晶面平行且与晶体取向＜100＞所包含的特定的晶体取向所成的角为5°以下的方向，
该多个区域在第二方向上按照规定的中心间隔设置，
该第二方向是与该特定的晶面平行且与该第一方向垂直的方向，
该规定的中心间隔为100μm以上且1mm以下，
该剥离层形成步骤通过交替地重复进行如下的步骤来实施：
激光束照射步骤，在将按照使透过该单晶硅的波长的激光束分别会聚且沿着该第二方向排列的方式形成的多个聚光点从该被加工物的该正面定位于规定的深度且定位于该多个区域中的至少两个区域各自的内部的状态下，使该被加工物和该多个聚光点沿着该第一方向相对地移动；以及
分度进给步骤，将形成有该多个聚光点的位置从该至少两个区域各自的内部变更为该多个区域中的与该至少两个区域不同的其他至少两个区域各自的内部。
2.根据权利要求1所述的单晶硅基板的制造方法，其中，
在该至少两个区域各自的内部形成的该多个聚光点中的相邻的一对聚光点的间隔比该规定的中心间隔小。
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