CN103380482A - 单结晶基板制造方法及内部改质层形成单结晶部件 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供能够容易地制造比较大且较薄的单结晶基板的单结晶基板制造方法及内部改质层形成单结晶部件。单结晶基板制造方法具有下述工序：在单结晶部件（10）上非接触地配置激光聚光单元的工序；向上述单结晶部件（10）的表面（10t）照射激光（B），在单结晶部件（10）内部对激光（B）进行聚光的工序；使激光聚光单元与单结晶部件（10）相对移动，在单结晶部件（10）内部形成平面状的改质层（12）的工序；以及通过将由改质层（12）分隔的单结晶层（10u）从单结晶层（10u）与改质层（12）的界面剥离，形成单结晶基板（10s）的工序。

Description

单结晶基板制造方法及内部改质层形成单结晶部件
技术领域
本发明涉及单结晶基板制造方法及内部改质层形成单结晶部件，尤其涉及较薄且稳定地切割单结晶基板的单结晶基板制造方法及内部改质层形成单结晶部件。
背景技术
以往，在制造单结晶的硅（Si）晶片所代表的半导体晶片的场合，将从在石英坩埚内所熔融的硅熔液凝固的圆柱形的结晶块切割为适当的长度的块，以成为目标的直径的方式研削其周边部，之后，利用钢丝锯将块化的结晶块切割为晶片形，从而制造半导体晶片。
这样制造的半导体晶片在前工序中依次实施形成电路图案等各种处理，并供于后工序，通过在该后工序中对背面进行背研磨处理而实现薄片化，将厚度调整为大约750μm至100μm以下，例如75μm或50μm左右。
现有的半导体晶片如上那样制造，利用钢丝锯切割结晶块，并且，在切断时，需要钢丝锯的粗度以上的切割量，因此存在难以制造厚度0.1mm以下的较薄的半导体晶片，产品率也不会提高之类的问题。
另外，近年来，作为下一时代的半导体，硬度大，热传导率也高的碳化硅（SiC）备受瞩目，但在SiC的场合，由于硬度比Si大的关系，无法利用钢丝锯容易地切割结晶块，另外，利用背研磨进行的基板的薄层化也不容易。
另一方面，公开了利用聚光透镜使激光的聚光点在结晶块的内部一致，通过利用该激光相对地对结晶块进行扫描，在结晶块的内部形成利用多光子吸收的面状的改质层，将该改质层作为剥离面，将结晶块的一部分作为基板剥离的基板制造方法及基板制造装置。
例如，在专利文献1中公开了利用激光的多光子吸收，在硅结晶块内部形成改质层，从硅结晶块利用静电夹盘使晶片剥离的技术。
另外，在专利文献2中，公开了通过在NA0.8的物镜上安装玻璃板，向太阳能电池用硅晶片照射激光，在硅晶片内部形成改质层，利用瞬间粘接剂将之固定在丙烯树脂板上并剥离的技术。
另外，在专利文献3中，尤其第0003～0005、0057、0058中公开了通过在硅晶片内部聚集激光并引起多光子吸收，形成微小空洞而进行切割的技术。
但是，在专利文献1的技术中，难以均匀地剥离大面积的基板（硅基板）。
另外，在专利文献2的技术中，需要利用对使晶片剥离强力的丙烯酸酯类粘接剂将晶片固定在丙烯树脂板上，剥离的晶片与丙烯树脂板的分离不是容易的。另外，当利用NA0.5～0.8的透镜在硅内部形成改质区域时，改质层的厚度为100μm以上，比必要的厚度大，因此损耗大。在此，考虑通过减小对激光进行聚光的物镜的NA（开口数），减小改质层的厚度，但在基板表面的激光点直径变小。因此，当在较浅的深度形成改质层时，产生会加工到基板表面之类的其他问题。
另外，专利文献3的技术是与将硅晶片切割为单个芯片的切割相关的技术，难以将之用于从硅等单结晶结晶块制造薄板状的晶片。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-277136号公报
专利文献2：日本特开2010-188385号公报
专利文献3：日本特开2005-57257号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明鉴于上述课题，其目的在于提供能够容易地制造比较大且较薄的单结晶基板的单结晶基板制造方法及内部改质层形成单结晶部件。
用于解决课题的方法
根据用于解决上述课题的本发明的一个方案，提供一种单结晶基板制造方法，具有下述工序：在单结晶部件上非接触地配置激光聚光单元的工序；利用上述激光聚光单元，向上述单结晶部件表面照射激光，在上述单结晶部件内部对上述激光进行聚光的工序；使上述激光聚光单元与上述单结晶部件相对移动，在上述单结晶部件内部形成平面状的改质层的工序；通过将由上述改质层分隔的单结晶层从上述单结晶层与上述改质层的界面剥离，形成单结晶基板的工序。
根据本发明的另一方案，提供一种内部改质层形成单结晶部件，具备：由与上述激光的照射轴平行的裂纹部的集合体构成的平面状的改质层，该裂纹部的集合体由利用从单结晶部件的外部照射并在该单结晶部件的内部聚光的激光形成；以及与上述改质层邻接的单结晶层。
发明效果
根据本发明，能够提供能够容易地制造比较大且较薄的单结晶基板的单结晶基板制造方法及内部改质层形成单结晶部件。
附图说明
图1是说明第一实施方式的单结晶基板制造方法的示意俯视图。
图2是说明第一实施方式的单结晶基板制造方法的示意俯视图。
图3是说明第一实施方式的单结晶基板制造方法及内部改质层形成单结晶部件的示意立体剖视图。
图4是表示在第一实施方式中，利用激光的照射在单结晶部件内部形成裂纹的示意剖视图。
图5是在第一实施方式中，在内部改质层形成单结晶部件的侧壁使改质层露出的示意立体剖视图。
图6是说明在第一实施方式中，将金属制基板粘接在内部改质层形成单结晶部件的上下面并使单结晶层从改质层剥离的示意剖视图。
图7是说明在第一实施方式中，将金属制基板粘接在内部改质层形成单结晶部件的上下面并使单结晶层从改质层剥离的示意剖视图。
图8是说明第一实施方式的变形例的示意剖视图。
图9是说明第一实施方式的变形例的示意剖视图。
图10是说明第一实施方式的变形例的示意立体剖视图。
图11是表示在第一实施方式中，单结晶层的剥离面的例子的光学显微镜照片。
图12是在试验例一的实施例一中，硅晶片的打开面的光学显微镜照片。
图13是在试验例一的实施例二中，硅晶片的打开面的光学显微镜照片。
图14是说明在试验例二中，单结晶基板的剥离面的凹凸的说明图。
图15是在说明第二实施方式的单结晶基板制造方法及内部改质层形成单结晶部件方面使用的单结晶部件内部加工装置的示意俯视图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。在以下的附图的记载中，对相同或类似的部分标注相同或类似的符号。但是，附图是示意的，应该注意厚度与平面尺寸的关系、各层的厚度的比例等与现实不同。因此，具体的厚度或尺寸应当参照以下的说明来判断。并且，即使在附图相互间，当然也包含互相的尺寸关系或比例不同的部分。
另外，以下所示的实施方式示例用于将本发明的技术思想具体化的装置或方法，本发明的实施方式未限定结构部件的材质、形状、结构、配置等。本发明的实施方式能够在权利要求中添加多种改变。
另外，在第二实施方式中，对与已经说明的要素相同的结构要素标注相同的符号，并省略其说明。
[第一实施方式]
首先，对第一实施方式进行说明。图1是说明在本实施方式中，利用激光聚光单元在空气中对激光进行聚光的结构的示意俯视图，图2是说明在本实施方式中，利用激光聚光单元在单结晶部件内部对激光进行聚光的结构的示意俯视图。图3是说明本实施方式的单结晶基板制造方法及内部改质层形成单结晶部件11的示意剖面结构。图4是表示通过照射激光在单结晶部件内部形成裂纹12c的结构的示意剖视图。图5是表示在内部改质层形成单结晶部件11的侧壁使由激光的聚光形成的改质层12露出的结构的示意立体剖视图。
本实施方式的单结晶基板制造方法具有下述工序：将作为激光聚光单元（激光聚光部）的聚光镜15非接触地配置在单结晶部件10上的工序；利用聚光透镜15，向单结晶部件10表面照射激光B，并在单结晶部件10内部对激光B进行聚光的工序；使聚光透镜15与单结晶部件10相对移动，在单结晶部件10内部形成平面状的改质层12的工序；通过使由改质层12分割的单结晶层10u从与改质层12的界面剥离，形成图7所示那样的单结晶基板10s的工序。其中，图7是说明使单结晶层10u从改质层12剥离的结构的示意剖视图。
聚光透镜15为修正以单结晶部件10的折射率为起因的象差的结构。具体地说，如图1所示，在本实施方式中，聚光透镜15为以当在空气中进行聚光时，到达聚光透镜15的外周部E的激光在比到达聚光透镜15的中央部M的激光靠聚光透镜侧进行聚光的方式进行修正的结构。即，为在聚光时，以到达聚光透镜15的外周部E的激光的聚光点EP与到达聚光透镜15的中央部M的激光的聚光点MP相比，为接近聚光透镜15的位置的方式进行修正的结构。
若详细说明，则聚光透镜15包括在空气中聚光的第一透镜16、配置在该第一透镜16与单结晶部件10之间的第二透镜18。第一透镜16及第二透镜18任一个都为能够使激光聚光为圆锥状的透镜。并且，为主要利用第一透镜16与该表面10t的距离L1调整从激光B所照射的一侧的单结晶部件10的表面10t（被照射侧的表面）到改质层12的深度（间隔）D的结构。并且，为主要利用第二透镜18与该表面10t的距离L2调整改质层12的厚度T的结构。因此，主要利用第一透镜16进行在空气中的象差修正，主要利用第二透镜18进行在单结晶部件10内的象差修正。在本实施方式中，以在距表面10t规定的深度D的位置形成厚度T小于60μm的改质层12的方式设定第一透镜16、第二透镜18的焦点距离及上述距离L1、L2。
作为第一透镜16，除了球面或非球面的单透镜外，为了确保各种象差修正或动作距离，能使用组透镜，优选NA是0.3～0.7。作为第二透镜18，比第一透镜16小的NA透镜、例如曲率半径3～5mm左右的凸玻璃透镜在便于使用的观点上是优选的。
并且，在不会由于激光B的照射对单结晶部件10的表面10t给予损伤地在单结晶部件10的内部形成改质层12的观点上，优选由到达聚光透镜15的外周部E的激光和其聚光点EP定义的空气中的聚光透镜15的NA优选是0.3～0.85，更优选为0.5～0.85。
另外，在不需要调整改质层12的厚度的场合，可以代替第一透镜16及第二透镜18，只配置一个透镜。在该场合，优选为能够进行在单结晶部件内的象差修正的结构。
单结晶部件10的尺寸未特别地限定，但优选由例如φ300mm厚的硅晶片构成，预先使激光B所照射的表面10t平坦化。
激光B不是照射在单结晶部件10的周面，而是从照射装置（省略图示）10通过聚光透镜15照射到上述表面10t。该激光B在单结晶部件10为硅的场合，例如由脉冲宽度1μs以下的脉冲激光构成，选择900nm以上的波长、优选1000nm以上的波长，适合使用YAG激光等。
未特别地局限于使激光从上方入射到聚光透镜15的方式。可以为在聚光透镜15的上方配置激光振荡器，并向聚光透镜15发光的方式。也可以为在聚光透镜15的上方配置反射镜，将激光朝向该反射镜照射，利用反射镜朝向聚光透镜15反射的方式。
该激光B期望是在照射到作为单结晶部件10的厚度0.625mm的单结晶基板时的光线透过率为1～80%的波长。例如，在作为单结晶部件10使用硅的单结晶基板的场合，在波长800nm以下的激光中，吸收大，因此只加工表面，无法形成内部的改质层12，因此选择900nm以上的波长、优选1000nm以上的波长。另外，在波长为10.64μm的CO2激光中，光线透过率过高，因此难以进行单结晶基板的加工，因此适当地使用YAG基本波的激光等。
优选激光B的波长为900nm以上的理由在于，如果波长是900nm以上，则提高激光B相对于由硅构成的单结晶基板的透过性，能够在单结晶基板内部可靠地形成改质层12。激光B照射在单结晶基板表面的周边部，或从单结晶基板的表面的中心部照射到周边部方向。
（改质层的形成工序）
作为使聚光透镜15与单结晶部件10相对移动而在单结晶部件10内部形成改质层12的工序，例如在XY工作台（未图示）上载置单结晶部件10，利用真空夹盘、静电夹盘等保持该单结晶部件10。
并且，通过利用XY工作台使单结晶部件10在X方向或Y方向上移动，使聚光透镜15与单结晶部件10在与单结晶部件10的配置有聚光透镜15的一侧的表面10t平行的方向相对地移动并照射激光B，利用在单结晶部件10的内部聚光的激光B形成多个裂纹12c。具有该裂纹12c的裂纹部12p的集合体是上述改质层12。形成该改质层12的结果，制造了内部改质层形成单结晶部件11。该内部改质层形成单结晶部件11具有形成在单结晶部件内部的改质层12、改质层12上侧（即激光B的被照射侧）的单结晶层10u、改质层12的下侧的单结晶部10d。单结晶层10u及单结晶部10d通过利用改质层12分割单结晶部件10而形成。
另外，为了抑制工作台的移动速度，可以使用检流镜或多边形镜等激光束偏转单元，并兼用在聚光透镜15的照射区域内使激光进行扫描。另外，可以在进行该内部照射且改质层12的形成结束后，使激光B的焦点与单结晶部件10的被照射侧的表面10t、即单结晶层10u的表面10t一致，标注表示照射区域的记号，之后，以该记号为基准切割（割断）单结晶部件10，如后所述，在使改质层12的周边部露出的状态下进行单结晶层10u的剥离。
在通过这种照射形成的改质层12中，如图4所示，形成与激光B的照射轴BC平行的多个裂纹12c。形成的裂纹12c的尺寸、密度等在容易将单结晶层10u从改质层12剥离的观点来看，优选考虑单结晶部件10的材质等来设定。
另外，为了确认裂纹12c，可以通过以横切由激光B形成的加工区域即改质层12的方式将内部改质层形成单结晶部件11打开，利用扫描电子显微镜或共焦点显微镜观察打开面（例如图3、图5的14a～d）来确认，也可以通过相对于相同的材质的单结晶部件（例如硅晶片），在相同的照射条件下，例如使Y工作台的送进以6～50μm的间隔在部件内部进行线状的加工，以横切单结晶部件的形式打开并观察打开面，从而容易地确认。
（剥离工序）
之后，进行改质层12与单结晶层10u的剥离。在本实施方式中，首先，使改质层12在内部改质层形成单结晶部件11的侧壁露出。为了露出，例如，沿单结晶部10d、单结晶层10u的规定的结晶面打开。其结果，如图5所示，得到利用单结晶层10u与单结晶部10d夹住改质层12的结构。另外，单结晶层10u的表面10t是激光B的被照射侧的面。
在改质层12已经露出的场合或改质层12的周边与内部改质层形成单结晶部件11的侧壁的距离充分短的场合，能节省进行该露出的作业。
之后，如图6所示，在内部改质层形成单结晶部件11的上下面分别粘接金属制基板28u、28d。即，在单结晶层10u的表面10t利用粘接剂34u粘接金属制基板28u，在单结晶部10d的表面10b利用粘接剂34d粘接金属制基板28d。在金属制基板28u、28d上分别在表面形成氧化层29u、29d。在本实施方式中，将氧化层29u粘接在表面10t，将氧化层29d粘接在表面10b。作为金属制基板28u、28d，例如，使用SUS制的剥离用辅助板。作为粘接剂，是在通常的半导体制造工序中使用的粘接剂，使用作为市售的硅结晶块固定用的所谓石蜡而使用的粘接剂。尤其在固化后通过浸渍在温水中，粘接力下降的类型的粘接剂由于当将粘接的部件浸渍在水中时，粘接剂的粘接力下降，因此能够容易地使粘接剂与被粘接物（单结晶层10u）分离，因此优选使用。
在该粘接中，首先，将金属制基板28u利用暂时固定用粘接剂粘贴在单结晶层10u的表面10t，通过对金属制基板28u施加背敲打力而剥离。
暂时固定用粘接剂的粘接强度只要是比对在改质层12与单结晶层10u之间的界面11u剥离必要的力大即可。可以根据暂时固定用粘接剂的粘接强度，调整形成的裂纹12c的尺寸、密度。
作为暂时固定用粘接剂，例如使用由作为反应开始剂使金属离子固化的丙烯类两液单体成分构成的粘接剂。在该场合，当未固化单体及固化反应物是非水溶性时，能够防止在水中剥离时露出的单结晶层10u的剥离面10f（例如硅晶片的剥离面）被污染。
暂时固定用粘接剂的涂敷厚度在固化前优选为0.1～1mm，更优选0.15～0.35mm。在暂时固定用粘接剂的涂敷厚度过大的场合，到完全固化需要较长时间，并且在单结晶部件（硅晶片）的割断时容易引起暂时固定用粘接剂的凝聚破坏。另外，在涂敷厚度过小的场合，在割断的单结晶部件的水中剥离方面需要较长时间。
暂时固定用粘接剂的涂敷厚度的控制可以通过将粘接的金属制基板28u、28d固定为任意的高度的方法进行，但也可以简单地使用铝板进行。
在粘结时无法充分地得到金属制基板28u与金属制基板28d的平行度的场合，可以使用一张以上的辅助板得到必要的平行度。
另外，在利用暂时固定用粘接剂将金属制基板28u、28d粘接在内部改质形成单结晶部件11的上下面时，可以一面一面地粘接，也可以两面同时粘接。
在想要严格地控制涂敷厚度的场合，优选在将金属制基板粘接在一方的面上且粘接剂固化后，在另一面粘接金属制基板。在这样一面一面地粘接的场合，涂敷暂时固定用粘接剂的面可以是内部改质层形成单结晶部件11的上表面，也可以是下表面。此时，为了抑制粘接剂附着在单结晶部件10的非粘接面上且固化，可以将不含有金属离子的树脂膜作为罩层而使用。
作为金属制基板，只要能得到平行度及平坦度，可以进行装置固定用的冲孔等机械加工。粘接的金属制基板经过在水中的剥离工序，因此优选在硅晶片的污物抑制目的中是不动态，为了水中剥离的接触时间缩短目，优选形成的氧化层（氧化保护层）薄。
为了在内部加工硅晶片割断后进行水中剥离，优选对粘接前的金属制基板进行通常进行的金属的脱脂处理。
为了提高暂时固定用粘接剂与金属制基板的粘接力，优选利用机械或化学方法使金属表面的氧化层脱落并产生活性的金属面，并且，为容易得到锚效果的表面结构。作为上述化学方法，具体地具有使用药品的酸清洗或脱脂处理等。作为上述机械方法，具体地列举喷沙、抛丸等。利用砂纸损伤金属制基板的表面的方法最简便，其粒度优选为80～2000，当考虑金属制基板的表面损伤时，更优选150～800。
如图6所示，金属制基板粘接后，在金属制基板28u上施加上方向的力Fu，在金属制基板28d上施加下方向的力Fd。在此，与改质层12和单结晶部10d的界面11d相比，改质层12与单结晶层10u的界面11u容易剥离。因此，利用力Fu、Fd，如图7所示，在改质层12与单结晶层10u的界面11u剥离。通过该剥离，得到使单结晶层10u从改质层12剥离的较薄的单结晶基板10s。
施加力Fu、Fd的方法未特别地限定。例如，如图8所示，可以通过对内部改质层形成单结晶部件11的侧壁进行蚀刻而在改质层12上形成槽36，如图9所示，在该槽36中压入楔状压入部件30（例如切断刀），产生力Fu、Fd。另外，也可以如图10所示，在内部改质层形成单结晶部件11上从角方向施加力F，产生上方向的力成分Fu与下方向的力成分Fd。
这样得到的单结晶基板10s的剥离面10f例如如图11所示，是粗面。在此，图11是单结晶基板10s的剥离面10f的光学显微镜照片。另外，在图11中，为了容易地识别照片图像，可以在结晶方位面，在一部分上也产生打开的面10H。
如上所述，根据本实施方式，能够利用较大的NA的聚光透镜15在单结晶部件10内的较薄的部分集中由激光B产生的能量。因此，能够制造在单结晶部件10内形成厚度T（沿激光B的照射轴BC的长度）小的改质层（加工区域12）的内部改质层形成单结晶部件11。并且，通过从改质层12使单结晶层10u剥离，容易制造较薄的单结晶基板10s。另外，能够在比较短的时间容易地制造这种较薄的单结晶基板10s。并且，通过抑制改质层12的厚度，从单结晶部件10得到多个单结晶基板10s，因此能够提高产品率。
另外，作为改质层12，形成与激光B的照射轴BC平行的裂纹部12p的集合体。由此，改质层12与单结晶层10的剥离是容易的。
另外，在从改质层12剥离时，从界面11u、11d中、激光的被照射侧的界面11u剥离，使剥离面10f为粗面。通过将这种被粗面化的剥离面10f作为太阳光的被照射面使用，能够提高适于太阳能电池的场合的太阳光的聚光效率。
另外，在形成单结晶基板10s的工序中，通过将在表面具有氧化层29u的金属制基板28u粘接在单结晶层10u的表面并剥离，得到单结晶基板10s。因此，在与金属制基板的粘接上，能够使用在通常的半导体基板制造工序中使用的粘接剂，可以不使用具有用于粘接丙烯板时的强力的粘接力的瞬间粘接剂类粘接剂。并且，在剥离后，通过浸渍在水中，粘接剂的粘接力较大地下降而容易剥离，因此能够使单结晶基板10s从金属制基板28u容易地分离。
另外，在本实施方式中，将金属制基板28u、28d分别粘贴在内部改质层形成单结晶部件11的上下面上，通过在金属制基板28u、28d上施加力并剥离，形成单结晶基板10s而说明，但也可以通过利用蚀刻除去改质层12而剥离。
另外，单结晶部件10未限于硅晶片，能够应用硅晶片的结晶块、单结晶的青玉、SiC等结晶块或从其中切割的晶片、或在其表面生成其他结晶（GaN、GaAs、InP等）的外延晶片等。另外，单结晶部件10的面方位未限于100，可以为其他方位。
（试验例一）
本发明人作为单结晶部件10准备了进行了镜面研磨的单结晶的硅晶片10（厚度625μm）。并且，作为实施例一，将该硅晶片10载置在XY工作台上，在距硅晶片10的激光的被照射侧的表面10t0.34mm的距离配置作为第二透镜18的第二平凸透镜18。该第二平凸透镜18是曲率半径是7.8mm，厚度是3.8mm，折射率是1.58的透镜。另外，作为第一透镜16，配置了NA为0.55的第一平凸透镜16。
并且，照射波长1064nm、反复频率100kHz、脉冲宽度60秒、输出1W的激光B，通过第一平凸透镜16、第二平凸透镜18在硅晶片10内部形成改质层12。从硅晶片表面10t到加工区域的深度D、即到改质层12的深度D通过调整第一平凸透镜16与硅晶片表面10t的相互位置来控制。改质层12的厚度T通过调整第二平凸透镜18与硅晶片表面10t之间的相互位置来控制。
在形成改质层12时，一边利用XY工作台以等速移动15mm一边照射激光B，接着，在利用Y工作台移送1μm后反复该移动，在15mm×15mm的区域进行激光的内部照射，从而形成改质层12。其结果，制造在改质层12的上侧（即激光B的被照射侧）具有单结晶层10u、在改质层12的下侧具有单结晶部10d的内部改质层形成单结晶部件11。在本实施方式中，单结晶层10u、单结晶部10d通过利用改质层12分隔硅晶片10来形成。
之后，以横切改质层12的方式打开硅晶片10，利用光学显微镜（扫描电子显微镜）观察打开面。图12表示所观察的打开面的光学显微镜照片。可以看见明显的裂纹12c以1μm间隔形成。
另外，作为实施例二，通过只改变上述实施条件中、不是以Y工作台运送1μm而是运送10μm的条件形成改质层12。并且，同样地，以横切改质层12的方式打开硅晶片10，利用光学显微镜（扫描电子显微镜）观察打开面。图13表示所观察的打开面的光学显微镜照片。可以看见明显的裂纹12c以10μm间隔形成。
另外，作为实施例三，在如实施例二那样照射激光后，在利用X工作台运送10μm后，利用Y工作台以等速移动，并且照射激光，反复进行该动作。即，格子状地照射激光。并且，同样地，以横切改质层12的方式打开硅晶片10，利用光学显微镜（扫描电子显微镜）观察打开面。与实施例二相比，裂纹明显形成得更大。
（试验例二）
另外，本发明人使用与在试验例一中使用的硅晶片10相同的硅晶片，制造在实施例一的实施条件下形成改质层12的内部改质层形成单结晶部件11。并且，使用金属制基板28u、28d使单结晶层10u剥离，得到单结晶基板10s。利用激光共焦点显微镜观察该单结晶基板10s的剥离面10f，得到图14所示的计测图，确认在剥离面10f上形成粒径50～100μm的凹凸。在此，在图14中，横轴是凹凸尺寸（以μm表示），纵轴是表面粗度（以%表示）。
（第二实施方式）
接着，对第二实施方式进行说明。图15是在说明本实施方式的单结晶基板制造方法及内部改质层形成单结晶部件上使用的单结晶部件内部加工装置的示意俯视图。
在本实施方式中使用的单结晶部件内部加工装置69具备保持载置在上表面侧的单结晶部件10的旋转工作台70、具有控制旋转工作台70的转数的旋转工作台控制单元72的基板旋转单元74。并且，单结晶部件内部加工装置69具备激光光源76、聚光透镜15、具有调整从聚光透镜15到旋转工作台70的距离的焦点位置调整件（未图示）的照射装置80。并且，单结晶部件内部加工装置69具备在旋转工作台70的旋转轴70c与旋转工作台70的外周之间，使旋转工作台70与聚光透镜15相对移动的X方向移动工作台84及Y方向移动工作台86。
在本实施方式中，使用该单结晶部件内部加工装置69，在旋转工作台70上载置单结晶部件10，利用旋转工作台70使单结晶部件10以等速旋转，并且与第一实施方式相同地照射激光B，接着，利用X方向移动工作台84或Y方向移动工作台86使旋转工作台70移动，在使激光B的照射位置沿旋转工作台70的半径方向以规定间隔（1μm、5μm、10μm等）输送后，通过反复照射，能够在单结晶部件10的内部形成平面状的改质层。
在本实施方式中，激光B的聚光点的移动方向为圆状，因此由激光的聚光产生的裂纹位于该圆上。并且，在使激光B的照射位置沿旋转工作台70的半径方向以规定间隔输送后，通过反复照射，能够使裂纹位于同心圆上。并且，能够制造这种内部改质层形成单结晶部件，与第一实施方式相同地利用剥离制造单结晶基板。
另外，例如可以将多个正方形状的单结晶部件在旋转工作台70上相对于旋转轴70c对称地隔开间隔配置。由此，能够在局部地构成圆的圆弧上配置利用激光B的聚光产生的裂纹。
产业上的可利用性。
因为能够利用本发明有效地形成较薄的单结晶基板，因此较薄地被切割的单结晶基板如果是Si基板，则能应用于太阳能电池，并且，如果是GaN类半导体装置等青玉基板等，则能应用于发光二极管、激光二极管等，如果是SiC等，则能够应用于SiC类功率器件等，也能够在透明电子学领域、照明领域、混合集成／电动车领域等较宽的领域应用。
符号说明
10—单结晶部件、硅晶片，10u—单结晶层，10d—单结晶部，10s—单结晶基板，10t—表面，10b—表面，10f—剥离面，11—内部改质层形成单结晶部件，11u—界面，12—改质层，12p—裂纹部，15—聚光透镜，28u—金属制基板，29u—氧化层，B—激光，BC—照射轴。

Claims (6)

1.一种单结晶基板制造方法，其特征在于，
具有下述工序：
在单结晶部件上非接触地配置激光聚光单元的工序；
利用上述激光聚光单元，向上述单结晶部件表面照射激光，在上述单结晶部件内部对上述激光进行聚光的工序；
使上述激光聚光单元与上述单结晶部件相对移动，在上述单结晶部件内部形成平面状的改质层的工序；以及
通过将由上述改质层分隔的单结晶层从上述单结晶层与上述改质层的界面剥离，形成单结晶基板的工序。
2.根据权利要求1所述的单结晶基板制造方法，其特征在于，
作为上述改质层，形成与上述激光的照射轴平行的裂纹部的集合体。
3.根据权利要求1所述的单结晶基板制造方法，其特征在于，
上述界面是上述改质层的两面侧中的、上述激光的被照射侧的界面。
4.根据权利要求1所述的单结晶基板制造方法，其特征在于，
通过上述剥离形成的剥离面是粗面。
5.根据权利要求1所述的单结晶基板制造方法，其特征在于，
在形成上述单结晶基板的工序中，将在表面具有氧化层的金属制基板粘接在上述单结晶层的表面并剥离。
6.一种内部改质层形成单结晶部件，其特征在于，
具备：由与上述激光的照射轴平行的裂纹部的集合体构成的平面状的改质层，该裂纹部的集合体利用从单结晶部件的外部照射并在该单结晶部件的内部聚光的激光形成；以及与上述改质层邻接的单结晶层。
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