JP2003011117A

JP2003011117A - 柱状母材の切断方法、柱状母材の切断装置、光を用いたインゴット切断方法、光を用いたインゴット切断装置およびウェーハの製造方法

Info

Publication number: JP2003011117A
Application number: JP2001205316A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Kawase; 信雄川瀬; Masakatsu Ota; 正克太田; Nobuyoshi Tanaka; 信義田中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2003-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】結晶インゴット等の母材から複数のウェーハ
等の薄板を同時に切り出すと、これら薄板が倒れないよ
うに保持することが難しく、薄板に傷がつき易い。【解決手段】エッチングガス中に配置した結晶インゴ
ット３の切断予定部に光源から複数のシート状，棒状又
はファイバー状の光導波体５１を介して導いた光を照射
して光化学反応より切断予定部を切断してウェーハを得
る場合に、複数の光導波体を結晶インゴットの軸方向に
並列配置し、これら複数の光導波体を介して結晶インゴ
ットにおける複数の切断予定部にこれら切断予定部の全
切断前の状態まで同時に光を導く第１の工程と、結晶イ
ンゴットの最先端側の１つの切断予定部にのみ光導波体
を介して光を導いて全切断前の状態にある上記複数の切
断予定部を順次全切断していく第２の工程とを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

【０００２】［発明の詳細な説明］

【０００３】

【発明の属する技術分野】本発明は、結晶インゴット等
の柱状母材を切断してウェーハ等の薄板を得る切断方法
および切断装置に関するものであり、さらに詳しくは、
光エネルギを利用した光化学反応等によってウェーハ等
の薄板を得る切断方法および切断装置に関するものであ
る。

【０００４】

【従来の技術】柱状の母材を薄板状に切断する加工とし
ては、例えば半導体デバイスの製造に用いられるウェー
ハを、ＳｉやＧａＡｓ等の結晶からなる円柱状又は角柱
状の結晶インゴットから切断する加工が挙げられる。

【０００５】このようなインゴットからのウェーハ切断
方法には、ダイヤモンドブレードソーやワイヤーソ等に
よってインゴットを物理的に切削加工する方法がある。
但し、この切削加工による方法では、切断しろが厚く必
要でありインゴットの無駄が多い。

【０００６】このため、インゴットの無駄をできるだけ
少なくするために、特開平９−１４１６４５号公報に
は、エッチングガスが供給されたチャンバ内に結晶イン
ゴットを配置し、結晶インゴットの切断予定部への光照
射によりエッチングガス成分を励起して上記切断予定部
のインゴット成分と化学反応させ、インゴット成分を揮
発させることにより切断予定部を切断する方法が提案さ
れている。

【０００７】これにより、結晶インゴットの切断予定部
は、その表面からインゴット内部に徐々に揮発除去（エ
ッチング）されて溝となっていき、最終的に全切断され
る。

【０００８】この切断方法によれば、切削加工による場
合に比べてウェーハ切断に必要な切断しろを薄くするこ
とが可能とも考えられる。

【０００９】但し、上記公報にて提案の切断方法では、
結晶インゴットの切断予定部への光照射は、チャンバ外
部に配置された光源および集光レンズからなる光学系を
通して行われるようになっている。集光レンズを通すこ
とによって光束は切断予定部のある程度限られた範囲に
スポット状に照射されることになるが、その照射スポッ
トまで光束は円錐形状となって集まるので、エッチング
が進行していくとインゴット上に形成された溝の内側面
にも光が当たり、エッチングが深く進行していくほど溝
の幅（厚み）が広がっていく。このため、上記公報に記
載されているように、たとえスポット径を１００μｍ程
度としても、溝幅としては数百μｍを大きく超えてしま
うことになる。したがって、上記公報提案の切断方法を
用いたとしても、インゴットの無駄を十分に小さくする
ことはできない。

【００１０】このため、本出願人は、結晶インゴットを
エッチングガス中に配置し、結晶インゴットの切断予定
部への光源からの光照射によりエッチングガス成分を励
起して切断予定部のインゴット成分と化学反応させ、こ
の切断予定部のインゴット成分を揮発させることにより
この切断予定部を切断してウェーハを得る光化学反応に
よるインゴット切断方法又は切断装置において、光源か
らの光を、シート状又は棒状の光導波体により切断予定
部に導くようにしたインゴット切断方法を提案してい
る。

【００１１】この切断方法によれば、上記光導波体内を
通ったエキシマレーザー光等の光は、シート状又は棒状
の光導波体の先端の射出面からシート状あるいはスポッ
ト状の光束となって切断予定部上に照射される。インゴ
ットの表面からインゴット内部に向かってインゴット成
分が徐々に揮発除去されていくことにより切断予定部に
溝が形成されていくが、シート状又は棒状の光導波体を
この溝内に入り込ませることによって、溝の内側面に光
が照射されて溝が広がるのを回避できる。このたろ、上
記溝を薄いスリット状とすることができ、結晶インゴッ
トから狭い切断しろでウェーハを切り出すことが可能と
なる。すなわち、インゴットの無駄を最小限に留め、同
サイズの結晶インゴットからのウェーハ切り出し枚数を
増やすことが可能となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、結晶インゴ
ット等の母材から同時に複数枚のウェーハ等の薄板を切
り出すようにすれば、加工効率を高めることができる。
そして、上述した本出願人提案の切断方法においても、
複数の光導波体をインゴット軸方向に並列配置し、これ
ら光導波体に同時に光を導き、複数の切断予定部に同時
に光を照射することで、同時に複数枚のウェーハを切り
出すことは可能である。

【００１３】しかしながら、単に複数枚のウェーハ等の
薄板を同時に切り出すだけでは、これら切り出された薄
板同士がぶつかり合ったり、ウェーハと光導波体とがぶ
つかったりして、薄板に傷がついたり、光導波体が破損
したりするおそれがある。

【００１４】切り出される複数枚の薄板を倒れたり重な
ったりしないように確実に支持すれば、このような問題
も解消するが、実際上は困難である。

【００１５】そこで、本発明は、複数のウェーハ等の薄
板を切り出すにあたり、可能な限り加工効率を高め、し
かも切り出された薄板に傷がついたりウェーハとの干渉
により光導波体が破損したりするおそれをなくすること
ができるようにした切断方法および切断装置を提供する
ことを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本願第１の発明では、柱状の母材の複数の切断予
定部を、これら切断予定部が全切断前の状態となるまで
同時に除去する第１の工程と、全切断前の状態にある複
数の切断予定部を母材の最先端側の１つの切断予定部か
ら順次全切断していく第２の工程とを行うようにしてい
る。

【００１７】また、本願第２の発明では、結晶インゴッ
トをエッチングガス中に配置し、結晶インゴットの切断
予定部に光源から複数のシート状，棒状又はファイバー
状の光導波体を介して導いた光を照射することによりエ
ッチングガス成分を励起して上記切断予定部のインゴッ
ト成分と化学反応させ、切断予定部のインゴット成分を
揮発させることにより切断予定部を切断してウェーハを
得る光を用いたインゴット切断方法又はインゴット切断
装置において、複数の光導波体を結晶インゴットの軸方
向に並列配置し、これら複数の光導波体を介して結晶イ
ンゴットにおける複数の切断予定部にこれら切断予定部
の全切断前の状態まで同時に光を導く第１の工程と、結
晶インゴットの最先端側の１つの切断予定部にのみ光導
波体を介して光を導いて全切断前の状態にある上記複数
の切断予定部を順次全切断していく第２の工程とを行う
ようにしている。

【００１８】すなわち、これら第１および第２の発明で
は、まず結晶インゴット等の母材の複数の切断予定部を
所定の取りしろを残した状態（全切断前の状態）まで除
去し、次に母材の最先端側から順に取りしろ部分を除去
し（全切断し）、１枚ずつウェーハ等の薄板を切り出し
ていく。

【００１９】１枚ずつ切り出される薄板を倒れないよう
に支持することは複数枚同時に切り出される薄板を全て
支持する場合に比べて容易であり、簡単な支持構造（ハ
ンドリング手段）で実現可能である。しかも、本発明で
は、複数枚の薄板切り出しのために必要な工程のうちの
大部分（第１の工程）を一括して行うため、最初から１
枚ずつ切断していく場合に比べて加工効率を大幅に向上
させることが可能である。

【００２０】なお、光によるインゴット切断を行う場合
の第２の工程において、最先端側の切断予定部に導く光
の強度を第１の工程における各切断予定部に導く光の強
度よりも強くすることにより、第２の工程に要する時間
を短縮化してより加工効率を向上させることが可能であ
る。

【００２１】また、本願第３の発明では、柱状の母材を
切断して薄板を得る柱状母材の切断装置において、母材
を、切断された薄板が残りの母材側に倒れないように水
平に対して傾斜させて配置するようにしている。

【００２２】さらに、本願第４の発明では、結晶インゴ
ットをエッチングガス中に配置し、結晶インゴットの切
断予定部に光源からシート状又は棒状の光導波体を介し
て導いた光を照射することによりエッチングガス成分を
励起して切断予定部のインゴット成分と化学反応させ、
切断予定部のインゴット成分を揮発させることにより切
断予定部を切断してウェーハを得る光化学反応によるイ
ンゴット切断方法又はインゴット切断装置において、結
晶インゴットを、切断されたウェーハが光導波体および
残りの結晶インゴット側に倒れないように水平に対して
傾斜させて配置するようにしている。

【００２３】これら第３および第４の発明により、切り
出されたウェーハ等の薄板は自重によってインゴット等
の母材の傾斜方向下端側に倒れようとするため、残りの
母材や光導波体にぶつかることによって薄板に傷がつい
たり、光導波体が破損したりすることを回避できる。そ
して、インゴット等の母材の傾斜方向下端側に倒れよう
とするウェーハ等の薄板が寄りかかることによってこの
薄板の支持が可能なハンドリング手段を設けることによ
り、切り出された薄板が、例えば水平な支持台上に倒れ
込むことによって傷が付くようなことも回避しつつ搬送
を行うことが可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１には、本発
明の第１実施形態であるインゴット切断装置の全体構成
を示している。この図において、１はチャンバであり、
このチャンバ１の上部には、エッチングガスをチャンバ
内に供給するためのエッチングガス供給配管８が接続さ
れている。また、チャンバ１の下部には、チャンバ１内
の真空引きやエッチングガス引きを行うため排気配管９
が接続されている。なお、排気配管９には不図示の真空
ポンプが接続されている。

【００２５】エッチングガスとしては、ＮＦ₃，ＣＣｌ
₂ Ｆ₂ ，ＣＦ₄，Ｃ₂ Ｆ₆ ，Ｃ₃ Ｆ ₈ ，ＣＨＦ₃，ＣＣ
ｌ₄，ＳＦ₆，ＣＣｌ₃ Ｆ，ＨＣｌ，ＨＦのうち少な
くとも１つの成分を含むものが用いられ、単独のガスを
用いてもよいし、２種以上を混合したガスを用いてもよ
い。

【００２６】なお、チャンバ１の内面のうちエッチング
ガスと接触する可能性のある部分には、ＳｉＣ，Ａｌ
Ｎ，ＳｉＮ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＡｌＦ₃ ，ＦＲＰ処理材料，
ＣＲＰ処理材料のうち少なくとも１つの成分による耐蝕
処理が施されている。

【００２７】チャンバ１内の下側空間には、結晶インゴ
ット３がその軸を水平方向軸Ｈから数度の角度θだけ傾
斜した姿勢で配置されている。結晶インゴット３の傾斜
方向上側端にはシャフト２が結晶インゴット３およびイ
ンゴット保持部材（図示せず）と一体回転可能に取り付
けられている。このシャフト２には、不図示の駆動モー
タが減速器等を介して連結されており、駆動モータを回
転させることで結晶インゴット３を軸回りで回転駆動す
ることができる。

【００２８】また、チャンバ１内の下側空間には、結晶
インゴット３の傾斜方向下側端の方から１枚ずつ切り出
されるウェーハ１２を支持するとともに、不図示のウェ
ーハ取り出し用のロードチャックチャンバに搬送して収
納するロボット（ハンドリング手段）１１が設けられて
いる。このロボット１１のハンド部１０は、図に示すよ
うに、結晶インゴット３の軸に対してほぼ直交する姿勢
でウェーハの切り出しを待ち受け、切断されて自重によ
り残りのインゴット３側とは反対側に倒れようとする
（寄りかかる）ウェーハ１２をそのまま支持する。

【００２９】そして、ロボット１１は、ハンド部１０の
上下方向への揺動と昇降とが可能なように構成されてい
る。また、ロボット１１全体はチャンバー１内において
水平方向に移動可能である。

【００３０】なお、ロードチャックチャンバ内には、Ｎ
₂，Ａｒ等の不活性ガスが供給されており、ロードチャ
ックチャンバの隔壁を開放した状態でロードチャックチ
ャンバ内の圧力がチャンバ１内の圧力よりもわずかに陽
圧になるように圧力制御される。

【００３１】さらに、チャンバ１内の上側空間には、レ
ーザー光源７からのレーザー光４を結晶インゴット３上
に導く導光ユニット５が配置されている。なお、導光ユ
ニット５は、レーザー光の射出方向が結晶インゴット３
の周面に対して直角となるように、垂直方向軸Ｖに対し
て数度θ（結晶インゴット３の水平方向軸に対する傾斜
角度と同じ角度）傾いて配置されている。

【００３２】ここで、導光ユニット５は、後述するよう
に複数枚のシート状の光導波体をインゴット軸方向に一
定間隔で並列に配置して構成されている。そして、導光
ユニット５とレーザー光源７との間には、レーザー光源
７からのレーザー光を複数の光導波体に均一に入射させ
たり特定の１つの光導波体に入射させたりすることが可
能な光学系６が配置されている。

【００３３】また、図示しないが、この導光ユニット５
をレーザー光源７および光学系６とともに、垂直方向軸
Ｖに対して数度傾かせた状態のまま図中矢印方向（傾い
た方向）に上下駆動する昇降装置が設けられている。

【００３４】さらに、チャンバ１の外面には、チャンバ
１の壁部に形成された穴を通してチャンバ外部から結晶
インゴット３の切断深さを検出するための光学的な検出
器１５が設けられている。

【００３５】この検出器１５としては、具体的には、チ
ャンバ外部から導入した可視光や赤外光等の透過光を利
用したり、結晶インゴット３をエッチング加工している
レーザー光の散乱光を利用したり、エッチング加工によ
って発生する２次光を利用したりするものを採用するこ
とができる。例えば、結晶インゴット３の切断部を、こ
れらの光を利用して撮像するテレビカメラがある。この
種のテレビカメラの配置は、図示した位置に限定され
ず、結晶インゴットの側面から撮影できる位置とするの
がよい。

【００３６】本実施形態では、レーザー光としては、Ｋ
ｒＦ，ＡｒＦ，Ａｒ，Ｆ₂等のエキシマレーザーが用い
られ、発振方式としてはパルス方式でもコンティニュア
ス方式のいずれでもよい。また、また、水銀ランプ、超
高圧水銀ランプ、キセノンランプ、キセノン水銀ラン
プ、重水素ランプ等の光源からの光として、ｉ線又はデ
ィープＵＶ光を用いてもよい。

【００３７】次に、図２を用いて導光ユニット５の構成
を詳しく説明する。本実施形態では、光導波体５１とし
て略逆台形のシート状のものを用いている。光導波体５
１の上端の長辺部分は光学系６からレーザー光が入射す
る入射面であり、下端の短辺部分はレーザー光を射出す
る射出面となっている。

【００３８】そして、導光ユニット５は、上記形状の光
導波体５１を複数枚並列に配置するとともに、光導波体
５１同士の間に、隣合う光導波体５１間の間隔を一定に
維持するためのスペーサ５２を挟み込んで構成されてい
る。

【００３９】光導波体５１の材質としては、例えば、Ｆ
₂レーザーを用いる場合には蛍石又はフッ素ドープの石
英が用いられ、ＡｒＦ又はＫｒＦレーザーを用いる場合
には石英又はＦ２レーザーを用いる場合と同じ材質が用
いられる。また、ｉ線を用いる場合にはｉ線用光学硝子
又はＡｒＦ／ＫｒＦレーザーを用いる場合と同じ材質が
用いられる。

【００４０】結晶インゴット３の直径２００ｍｍに対し
て各光導波体５１の射出面の長さＢは数ｍｍに設定さ
れ、射出面の幅（シート厚さ）Ｃは結晶インゴット３の
切断しろ（例えば０．４ｍｍ）よりも若干薄い寸法（例
えば０．２ｍｍ）に設定されている。また、隣り合う光
導波体５１同士の間隔Ｄは、ウェーハのスライス厚さ
（例えば０．８ｍｍ〈より正確には７７５μｍ〉）より
も若干大きい寸法（例えば１．０ｍｍ）に設定されてい
る。光導波体のピッチは１．２ｍｍである。さらに、各
光導波体５１の射出面からスペーサ５２の下端までの高
さＡは、結晶インゴット３の半径よりもある程度大きな
寸法に設定されている。

【００４１】なお、本実施形態では、スペーサ５２の下
端面は上側に凸となる円弧曲面形状に形成されており、
その半径Ｒは結晶インゴット３の半径よりもやや大きな
寸法に設定されている。これにより、スペーサ５２の幅
方向両端が光導波体５１の上下方向中間部近くまで延
び、上部にのみスペーサが存在するだけである場合に比
べて光導波体５１の機械的強度を増加させることができ
る。

【００４２】さらに、図４（Ａ）を用いて光導波体５１
およびスペーサ５２の構成について説明する。光導波体
５１は、石英（ＳｉＯ₂）により上述した形状に形成さ
れた本体５１ａと、この本体５１ａの入射面および射出
面以外の面に形成された第１コーティング膜５１ｂとを
有する。

【００４３】第１コーティング膜５１ｂの外側には、第
２コーティング膜５１ｃが形成され、さらに第２コーテ
ィング膜５１ｃの外側には第３コーティング膜５１ｄが
形成されている。

【００４４】ここで、第１〜第３コーティング膜５１ｂ
〜５１ｄには、エッチングガスに対する耐食性が高い性
質を持つ材質が選択される。しかも、第１〜第３コーテ
ィング膜５１ｂ〜５１ｄには、本体５１ａから第３コー
ティング膜５１ｄにかけて順に熱膨張率が高くなるよう
にその材質が選択される。

【００４５】具体的には、Ａｌ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ ，ＡｌＮ，ＳｉＮ，ＳｉＣの中から上記のよう
な条件に合うものが少なくとも１つ選択される。

【００４６】例えば、第１コーティング膜５１ｂとして
Ａｌ₂ Ｏ₃ を、第２コーティング膜５１ｃとしてＡｌ
を、第３コーティング膜５１ｄとしてＡｌＮ，ＳｉＮ，
ＳｉＣのうちいずれかを選択することができる。

【００４７】なお、本体５１ｂと第３コーティング膜５
１ｄとの間に第１および第２コーティング膜５１ｃ，５
１ｄを挟むことで、本体５１ａから第３コーティング膜
５１ｄにかけての熱膨張率の変化変化が緩やかになり、
本体に直接第３コーティング膜を形成した場合のような
熱膨張率の差が大きいことによるコーティング膜のはが
れを防止することができる。

【００４８】また、本体５１ａの射出面には、光源から
の光に対して透明であり、エッチングガスに対して耐蝕
性が高いコーティング膜５１ｅが形成されている。コー
ティング膜５１ｅの材質には、例えばＡｌ₂ Ｏ₃ ，Ａｌ
Ｆ₃ ，ＭｇＦ₂，ＨｆＯ₂，ＳｒＦ₂，ＮａＦ，Ｌｉ
Ｆ，ＢａＦ₂，ＣａＦ₂のうち少なくとも１つが選択さ
れる。なお、本体５１ａの入射面に同様のコーティング
膜を形成してもよい。

【００４９】上記のように構成された複数の光導波体５
１の間には、図４（Ｂ）に示すようにスペーサ５２が配
置される。このスペーサ５２は、例えばＡｌにより形成
された本体５２ａと、この本体５２ａの外側にＡｌ₂ Ｏ
₃ により形成された膜５２ｂとから構成されている。膜
５２ｂは、光導波体５１の第３コーティング膜５１ｄと
の固着性を高めるためのものである。

【００５０】なお、第３コーティング膜５１ｄがＡｌ₂
Ｏ₃ である場合には、この膜５２ｂを設けなくてもよ
い。

【００５１】次に、図５を用いて導光ユニット５の各光
導波体５１にレーザー光源７からのレーザー光を入射さ
せる光学系６の構成について説明する。

【００５２】まず図５（Ａ）には、レーザー光源７から
の光束を効率良くシート状の光導波体５１に入射させる
ための基本構成を示している（上図はシート側面方向か
ら見た図、下図はシート正面方向から見た図である）。

【００５３】光学系６は、光源形状と光導波体の入射面
の２次元形状により作用が決まるユニットであり、光源
形状と光導波体の入射面形状とが相似形でない場合には
シリンドリカル系を用いて構成される。

【００５４】図５（Ａ）では、シリンドリカルビームエ
キスパンダ６１，６２を用いて光学系６が構成されてお
り、レーザー光源７からの拡散光束はこれらシリンドリ
カルビームエキスパンダ６１，６２によってシート状に
成形（平行光化）された後、光導波体５１の入射面に入
射する。

【００５５】なお、図５（Ｂ）に示すように、一方のエ
レメントをハエの目又はシリンドリカルレンズアレイ６
３として光学系６を構成し、光導波体５１の入射面での
照度分布を均一化するようにしてもよい。

【００５６】そして、本実施形態のように複数のシート
状の光導波体５１に対して単一のレーザー光源７からレ
ーザー光を入射させる場合に、個々の光導波体５１への
入射光量を制御する必要があるときには、光学系６をズ
ーム化し、各光導波体５１への入射光束の形状を制御す
る。

【００５７】例えば、図５（Ｃ）に示すように、シリン
ドリカルビームエキスパンダ６１，６２をズーム化し、
個々のシリンドリカルレンズを駆動することで屈折力を
有さないビームエキスパンダを構成したとすると、光源
から射出された直後のビーム形状と同程度のビーム形状
を導光ユニット５の直前で得ることができる。

【００５８】また、このような光学系６と導光ユニット
５（複数の光導波体５１）との光軸直交方向の相対位置
を可変制御することにより、導光ユニット５内の任意の
光導波体５１に対してレーザー光源７からの光束を入射
させる制御を行うことができる。これにより、例えば全
ての光導波体５１から同等の強さのレーザー光を射出さ
せたり、任意の１つ又は複数の光導波体５１からレーザ
ー光を射出させたりすることが可能となる。また、１つ
又は複数の光導波体５１からレーザー光を射出させる場
合、全ての光導波体５１から同等の強さのレーザー光を
射出させる場合に比べて強いレーザー光を射出させるよ
うにすることもできる。

【００５９】この場合、光導波体５１の入射面側に集光
用の台形プリズム５３を設け、本来、光導波体５１の間
の隙間からレーザー光が漏れるのを防止するとともに、
光の利用効率を向上させるようにしてもよい。

【００６０】また、図５（Ｅ）に示すように、棒状又は
ファイバー状の光導波体１５１がシート状に並べて配置
された場合にも同様である。

【００６１】なお、図５（Ｃ）に示すのとは異なる方法
としては、不図示であるが、複数の光導波体５１の入射
面のそれぞれの前にシャッタとして働く遮光部材を配置
し、全ての遮光部材を開放状態とすることによって全て
の光導波体５１から同等の強さのレーザー光を射出させ
たり、任意の１つの光導波体５１の入射面の前に配置さ
れた遮光部材のみを開放状態とし他の遮光部材を遮光状
態とすることによって、この１つの光導波体５１からの
みレーザー光を射出させたりすることもできる。

【００６２】そして、図６に示すように、光導波体５１
に入射した光束は、光導波体５１の厚さ方向に関しては
平行光として射出面から射出され、幅方向に関しては光
導波体５１（本体５１ａ）の斜面でほぼ全反射して射出
面側に導かれ、射出面から拡散して射出する。これによ
り、光導波体５１の射出面に結晶インゴット３の切断予
定部を近接させることにより、切断予定部には、インゴ
ット軸方向に関して小さく（薄く）、インゴット周方向
に関してはある程度の広がりを持った光束が照射される
ことになる。したがって、射出面に近接した結晶インゴ
ット３の切断予定部には、光束が短いライン状ないし細
長いスポット状に照射される。

【００６３】次に、図７を用いて、上述した導光ユニッ
ト５（光導波体５１）の形状とロボット１１のハンド部
１０の形状との関係について説明する。

【００６４】光導波体５１が略逆台形状に形成されるこ
とにより、図７（Ａ）に示すように、下端位置まで下動
した状態の導光ユニット５の両側方から下側にかけて、
ロボット１１のハンド部１０を導光ユニット５に干渉さ
せることなく配置可能な空間ができる。

【００６５】一方、ハンド部１０は、上記空間に合わせ
て略Ｕ字形状に形成されている。これにより、ハンド部
１０は、図７（Ｂ）に鎖線で示すように、ウェーハ１２
の切断位置がインゴット軸方向に移動しても、導光ユニ
ット５に対して干渉することなくインゴット軸方向に移
動することができ、切断されようとしているウェーハ１
２を確実に支持することができる。

【００６６】ハンド部１０の両上端部および下部におけ
るインゴット側の面には、結晶インゴット３から切り出
されるウェーハ１２の外周面に当接してこれを支持する
ための突起１０ａ，１０ｂが設けられている。なお、ハ
ンド部１０は、水平姿勢等に揺動したときでもウェーハ
１２を安定的に支持できるように、ウェーハ１２（結晶
インゴット３）の下端側からウェーハ中心を超えて上側
中間位置まで達する高さを有している。

【００６７】また、ハンド部１０は上記突起１０ａ，１
０ｂにてウェーハ１２の外周面に当接する一方、Ｕ字形
状のインゴット側の面全体でウェーハ１２の裏面のうち
周縁近傍部分のみに当接する。

【００６８】したがって、半導体素子が形成されるウェ
ーハ表面にはハンド部１０の支持によっては全く傷がつ
くおそれがない。

【００６９】しかも、前述したように、結晶インゴット
３は水平方向軸に対して傾いた姿勢となっており、ハン
ド部１０は結晶インゴット３の傾斜方向下端側にてウェ
ーハ１２の切り出しを待ち受けているため、結晶インゴ
ット３から切り出されたウェーハ１２はその自重の作用
によってそのままハンド部１０に支持されるかたちとな
り、決して残りの結晶インゴット３側に倒れることはな
い。

【００７０】したがって、ウェーハ１２がその表面に対
向する光導波体５１にぶつかって反動体素子等が形成さ
れるウェーハ表面に傷がついたり、光導波体５１が破損
したりすることがない。

【００７１】次に、図８のフローチャートを用いて、本
実施形態のインゴット切断装置の動作制御について説明
する。本装置の動作制御は、不図示の制御ユニットによ
り行われる。

【００７２】まず、本装置の動作が開始されると、ステ
ップ（図ではＳと略す）１で真空ポンプを駆動し、排気
配管９を通じてチャンバ１内の真空引きを行う。これに
よりチャンバ１内を１０^-3Ｔｏｒｒ程度まで真空化す
る。その後、エッチングガス供給配管８を通じてチャン
バ１内にエッチングガスが供給され、所定の圧力となる
ように供給量が制御される。このときエッチングガスを
加熱し、３００〜６００度まで高温化しておいてもよ
い。

【００７３】次にステップ２では、ロボット１１を作動
させ、ハンド部１０を結晶インゴット３の傾斜方向下端
近傍の初期位置（図７（Ｂ）に実線で示した位置）に移
動させる。

【００７４】さらに、ステップ３では、昇降装置を作動
させて導光ユニット５を、各光導波体５１の射出面が結
晶インゴット３の周面から所定距離の位置まで接近させ
る。なお、結晶インゴット３は、予め決められた切断予
定部が各光導波体５１の射出面に対向するように正確に
位置決めされた状態でチャンバ１内にセットされてい
る。

【００７５】そして、ステップ４では、駆動モータを作
動させて結晶インゴット３をその軸回りで回転させる。
回転速度は、導光ユニット５からのレーザー光照射によ
ってエッチングガスの成分と結晶インゴット３の成分と
が化学反応し、結晶インゴット３がエッチング除去され
る速度との関係で適宜設定される。

【００７６】以上のようにして加工準備が整うと、ステ
ップ５では、レーザー光源７からレーザー光を射出させ
る。レーザー光は、前述した光学系６を通じて導光ユニ
ット７の全ての光導波体５１に導かれ、さらに図９
（Ａ）に示すように、各光導波体５１の射出面から結晶
インゴット３の各切断予定部に同時に照射される（以
下、この照射動作を第１照射モードといい、図９（Ａ）
において↓を付した光導波体５１にはレーザー光が導か
れることを示す）。これにより、全ての切断予定部のエ
ッチング除去が開始される。

【００７７】なお、このとき、レーザー光の強度として
は、予定切断分の温度が、３００度〜６００度の範囲に
なるように制御するのがよい。

【００７８】また、このとき、昇降装置の作動を開始さ
せ、結晶インゴット３がエッチング除去される速度に応
じて、各光導波体５１の射出面と切断予定部のエッチン
グ部分との間の距離が上記所定距離に一定に維持される
ように予め決められた速度で導光ユニット５を下動させ
ていく。これにより、図３に示すように、各切断予定部
のエッチング除去が進むにしたがって各切断予定部には
溝（スリット）が形成されていき、各溝には各光導波体
５１が入り込んでいく。

【００７９】各溝に各光導波体５１が入り込んでいく過
程において、前述したように、各光導波体５１の射出面
以外の面からレーザー光は射出せず、射出面から切断予
定部のエッチング部分に照射されるレーザー光もインゴ
ット軸方向に関して光導波体５１の厚さ以上に広がるこ
とがない（光学系の構成に依存して仮に広がったとして
もその広がりは小さい）ので、溝をスリット状に狭く維
持したままエッチング加工が進行していく。したがっ
て、単にチャンバ外部から集光レンズ等を用いて円錐状
にレーザー光を集光させて照射する従来タイプのものに
比べて、切断しろを狭くすることができ、結晶インゴッ
トの無駄を少なくし、同サイズの結晶インゴットからの
ウェーハ切り出し枚数を増やすことができる。

【００８０】そして、ステップ６において、図７（Ｂ）
等に示すように各切断予定部の残り（取りしろ）３ａが
直径にして３〜５ｍｍ程度まで少なくなった時点で、検
出器１５によりそれが検出されると、ステップ７に進
む。

【００８１】ステップ７では、図９（Ｂ）に示すよう
に、光学系６の導光ユニット５に対する位置を変化させ
て導光ユニット５のうち１つの光導波体５１にのみレー
ザー光を導く（この照射動作を第２照射モードといい、
図９（Ｂ）において×を付した光導波体５１にはレーザ
ー光が導かれないことを示す）。ここでは、最初のウェ
ーハの切り出し加工であるので、導光ユニット５のうち
最もインゴット軸方向下端（先端）側の光導波体５１に
のみレーザー光を導くように光学系６の位置を決定す
る。そして、レーザー光を照射する。

【００８２】これにより、結晶インゴット３に形成され
た複数の取りしろ３ａのうち最もインゴット軸方向下端
側の取りしろ３ａのみがエッチング除去されていき、最
終的にウェーハ１２が切り出される。

【００８３】なお、この第２照射モードでは、光導波体
５１に導くレーザー光の強度を、第１照射モードで各光
導波体５１に導いたレーザー光の強度よりも強く（図９
（Ｂ）中には白抜きの太矢印で示す）するのがよい。こ
れにより、単一のレーザー光源７の出力性能を十分生か
して効率良くウェーハ１２の切り出しを行うことができ
る。但し、第１照射モードで各光導波体５１に導いたレ
ーザー光の強度と同等の強度であっても、差し支えはな
い。

【００８４】ステップ８で、１枚のウェーハ１２の切り
出しが完了したことを検出器１５により検出すると、ス
テップ９に進んで、ロボット１１を作動させ、ハンド部
１０に支持された、切り出されたウェーハ１２をロード
ロックチャンバに搬送させる。

【００８５】そして、ステップ１０において、この切り
出されたウェーハ１２が最後のウェーハか否かを判別
し、最後のウェーハでないときにはステップ１１に進
む。なお、最後のウェーハか否かは、予めカウンタにウ
ェーハの切り出し枚数を設定しておき、ウェーハが切り
出されるごとにカウンタ値から１を減算していき、カウ
ンタ値が０になったことをもって最後のウェーハである
ことを判別するようにすればよい。

【００８６】ステップ１１では、次のウェーハの切り出
しのために、図９（Ｃ）に示すように、ロボット１１を
作動させ、ハンド部１０を残りの結晶インゴット３のう
ち次のウェーハ切り出し部分を支持する位置に移動させ
る。

【００８７】そして、ステップ１２では、図９（Ｃ）に
示すように、光学系６の導光ユニット５に対する位置を
変化させて導光ユニット５のうちインゴット軸方向下端
側から２番目の光導波体５１にのみレーザー光を導く
（第２照射モード）。これにより、１枚目のウェーハ１
２が切り出された後の残りの結晶インゴット３の取りし
ろ３ａのうち最もインゴット軸方向下端側の取りしろ３
ａのみがエッチング除去されていき、最終的に２枚目の
ウェーハ１２が切り出される。

【００８８】こうしてステップ７〜１２を繰り返すこと
により、１枚ずつウェーハ１２が切り出され、かつロー
ドロックチャンバに搬送される。そして、ステップ１０
にて最後のウェーハ切り出しまで終わったことを判別す
ると、ステップ１３に進み、チャンバ１内のエッチング
ガスを排気し、全動作を終了する。

【００８９】（第２実施形態）上記第１実施形態にて用
いた導光ユニットに代えて、図１０に示すように、スペ
ーサ５２’の下端面の形状を単純な平面形状とした導光
ユニットを用いてもよい。

【００９０】（第３実施形態）上記第１実施形態にて用
いた導光ユニットでは、シート状の光導波体を用いた場
合について説明したが、図１１に示すように、角棒形状
（例えば、０．２ｍｍ角）の光導波体２５１とこれに対
応する角棒形状のスペーサ２５２とにより構成した導光
ユニット２５を用いてもよい。

【００９１】この場合も、第１実施形態の導光ユニット
と同様に、石英からなる光導波体の本体の各面にコーテ
ィング膜を形成する。

【００９２】このような棒状の光導波体を用いることに
より、シート状の光導波体を用いる場合に比べて結晶イ
ンゴット３の切断予定部に照射されるレーザー光のイン
ゴット周方向に関する照射範囲を狭めることができ（光
束をスポット状に照射でき）、エッチング加工をより効
率良く行わせることができる。

【００９３】なお、この角棒形状の光導波体２５１の代
わりに、もっと細いファイバー形状の光導波体を用いて
もよい。

【００９４】（第４実施形態）第３実施形態の導光ユニ
ットに代えて、図１２に示すように、丸棒形状（例え
ば、直径０．２ｍｍ）の光導波体３５１とこれに対応す
るスペーサ３５２とにより構成した導光ユニット２５を
用いてもよい。

【００９５】なお、上記第２〜第４実施形態の導光ユニ
ットを用いる場合の切断装置の制御動作は第１実施形態
と同様である。

【００９６】（第５実施形態）上記第１〜第４実施形態
では、結晶インゴット３の切断予定部に照射されるレー
ザー光をスポット状に絞り、結晶インゴット３を回転さ
せながらエッチング加工する場合について説明したが、
図１３に示すように、光導波体４５１を矩形のシート状
に形成し、結晶インゴット３を静止させたままエッチン
グ加工するようにしてもよい。

【００９７】結晶インゴット３の直径２００ｍｍに対し
て各光導波体４５１の射出面の長さＢは結晶インゴット
３の直径より若干大きく設定され、射出面の幅（シート
厚さ）Ｃは結晶インゴット３の切断しろ（例えば０．４
ｍｍ）よりも若干薄い寸法（例えば０．２ｍｍ）に設定
されている。また、隣り合う光導波体４５１同士の間隔
Ｄは、ウェーハのスライス厚さ（例えば０．８ｍｍ〈よ
り正確には７７５μｍ〉）よりも若干大きい寸法（例え
ば、１．０ｍｍ）に設定されている。光導波体のピッチ
は１．２ｍｍである。さらに、各光導波体４５１の射出
面からスペーサ５２の下端までの高さＡは、結晶インゴ
ット３の半径よりもある程度大きな寸法に設定されてい
る。

【００９８】なお、本実施形態では、スペーサ４５２の
下端面は上側に凸となる円弧曲面形状に形成されてお
り、その半径Ｒは結晶インゴット３の半径よりもやや大
きな寸法に設定されている。これにより、スペーサ４５
２の幅方向両端が光導波体４５１の上下方向中間部近く
まで延び、上部にのみスペーサが存在するだけである場
合に比べて光導波体４５１の機械的強度を増加させるこ
とができる。

【００９９】本実施形態においても、第１実施形態の導
光ユニットと同様に、石英からなる光導波体の本体の各
面にコーティング膜を形成する。また、光導波体４５１
同士の間には第１実施形態と同様の構成を持つスペーサ
４５２が配置される。

【０１００】そして、本実施形態では、光導波体４５１
から射出した光束は結晶インゴット３の切断予定部にラ
イン状に照射され、図１４および図１５に示すように、
静止した結晶インゴット３の切断予定部を直線状に、上
側から中心軸を超えて下側までエッチング除去してい
く。

【０１０１】なお、本実施形態の導光ユニットを用いる
場合も、第１実施形態と同様に、結晶インゴット３を水
平方向軸Ｈに対して数度傾斜させて配置する。そして、
本実施形態の導光ユニットを用いる場合の切断装置の制
御動作は、結晶インゴット３を回転させることを除い
て、第１実施形態と同様である。

【０１０２】（第６実施形態）上記第５実施形態にて用
いた導光ユニットに代えて、図１６に示すように、スペ
ーサ４５２’の下端面の形状を単純な平面形状とした導
光ユニットを用いてもよい。

【０１０３】（第７実施形態）図１７には、本発明の第
７実施形態であるインゴット切断装置の全体構成を示し
ている。上記第１〜第６実施形態では、結晶インゴット
３を水平方向軸Ｈに対して数度傾斜させて配置した場合
について説明したが、本実施形態では、結晶インゴット
１０３を垂直に延びるように配置している。

【０１０４】図１７において、１０１はチャンバであ
り、このチャンバ１０１の上部には、エッチングガスを
チャンバ内に供給するためのエッチングガス供給配管１
０８が接続されている。また、チャンバ１０１の下部に
は、チャンバ１０１内の真空引きやエッチングガス引き
を行うため排気配管１０９が接続されている。なお、排
気配管１０９には不図示の真空ポンプが接続されてい
る。

【０１０５】エッチングガスとしては、ＮＦ₃，ＣＣｌ
₂ Ｆ₂ ，ＣＦ₄，Ｃ₂ Ｆ₆ ，Ｃ₃ Ｆ ₈ ，ＣＨＦ₃，ＣＣ
ｌ₄，ＳＦ₆，ＣＣｌ₃ Ｆ，ＨＣｌ，ＨＦのうち少な
くとも１つの成分を含むものが用いられ、単独のガスを
用いてもよいし、２種以上を混合したガスを用いてもよ
い。

【０１０６】なお、チャンバ１の内面のうちエッチング
ガスと接触する可能性のある部分には、ＳｉＣ，Ａｌ
Ｎ，ＳｉＮ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＡｌＦ₃ ，ＦＲＰ処理材料，
ＣＲＰ処理材料のうち少なくとも１つの成分による耐蝕
処理が施されている。

【０１０７】チャンバ１０１内の中央空間には、結晶イ
ンゴット１０３がその軸が垂直に延びる姿勢で配置され
ている。結晶インゴット１０３の上端にはシャフト１０
２が結晶インゴット１０３と一体回転可能に取り付けら
れている。このシャフト１０２には、不図示の駆動モー
タが減速器等を介して連結されており、駆動モータを回
転させることで結晶インゴット１０３を軸回りで回転駆
動することができる。

【０１０８】また、チャンバ１０１内の下側空間には、
結晶インゴット１０３の下端の方から１枚ずつ切り出さ
れるウェーハ１１２を支持するとともに、不図示のウェ
ーハ取り出し用のロードチャックチャンバに搬送して収
納するロボット（ハンドリング手段）１１１が設けられ
ている。このロボット１１１のハンド部１１０は、図に
示すように、水平姿勢でウェーハの切り出しを待ち受
け、切断されて自重により微小量落下したウェーハ１２
を支持する。

【０１０９】そして、ロボット１１１は、ハンド部１１
０の昇降が可能なように構成されている。また、ロボッ
ト１１１全体はチャンバー１０１内において水平方向に
移動可能である。

【０１１０】なお、ロードチャックチャンバ内には、Ｎ
₂，Ａｒ等の不活性ガスが供給されており、ロードチャ
ックチャンバの隔壁を開放した状態でロードチャックチ
ャンバ内の圧力がチャンバ１内の圧力よりもわずかに陽
圧になるように圧力制御される。

【０１１１】さらに、チャンバ１０１内の右側空間に
は、レーザー光源１０７からのレーザー光１０４を結晶
インゴット１０３上に導く導光ユニット１０５が配置さ
れている。なお、導光ユニット１０５の構成は、第１〜
第４実施形態にて説明したものを用いることができる。

【０１１２】すなわち、導光ユニット１０５は、複数の
シート状,棒状又はファイバー状の光導波体をインゴッ
ト軸方向（上下方向）に一定間隔で並列に配置して構成
されている。そして、導光ユニット１０５とレーザー光
源１０７との間には、レーザー光源１０７からのレーザ
ー光を複数の光導波体に均一に入射させたり特定の１つ
の光導波体に入射させたりすることが可能な光学系１０
６が配置されている。

【０１１３】また、図示しないが、この導光ユニット１
０５をレーザー光源１０７および光学系１０６ととも
に、水平方向に駆動するスライド装置が設けられてい
る。

【０１１４】さらに、チャンバ１０１の外面上部には、
チャンバ１０１の壁部に形成された穴を通してチャンバ
外部から結晶インゴット１０３の切断深さを検出するた
めの光学的な検出器１１５が設けられている。

【０１１５】この検出器１１５としては、具体的には、
チャンバ外部から導入した可視光や赤外光等の透過光を
利用したり、結晶インゴット１０３をエッチング加工し
ているレーザー光の散乱光を利用したり、エッチング加
工によって発生する２次光を利用したりするものを採用
することができる。例えば、結晶インゴット３の切断部
を、これらの光を利用して撮像するテレビカメラがあ
る。この種のテレビカメラの配置は、図示した位置に限
定されず、結晶インゴットの側面から撮影できる位置と
するのがよい。

【０１１６】本実施形態では、レーザー光としては、Ｋ
ｒＦ，ＡｒＦ，Ａｒ，Ｆ₂等のエキシマレーザーが用い
られ、発振方式としてはパルス方式でもコンティニュア
ス方式のいずれでもよい。また、また、水銀ランプ、超
高圧水銀ランプ、キセノンランプ、キセノン水銀ラン
プ、重水素ランプ等の光源からの光として、ｉ線又はデ
ィープＵＶ光を用いてもよい。

【０１１７】以上のように構成される切断装置の制御動
作は、第１実施形態の切断装置と同様である。

【０１１８】（第８実施形態）上記第７実施形態にて説
明した、結晶インゴットを垂直に延びるように配置する
タイプのインゴット切断装置において、結晶インゴット
を静止させておき、上記第５および第６実施形態にて説
明した導光ユニットを用いてもよい。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したように、本願第１および第
２の発明によれば、まず結晶インゴット等の母材の複数
の切断予定部を所定の取りしろを残した状態（全切断前
の状態）まで除去し、次に母材の最先端側から順に取り
しろ部分を除去し（全切断し）、１枚ずつウェーハ等の
薄板を切り出していくので、複数枚同時に切り出される
薄板を支持する場合に比べて簡単な支持構造（ハンドリ
ング手段）によって薄板を倒れないように支持すること
ができ、薄板の傷付きや光導波体の破損を容易に防止す
ることができる。

【０１２０】しかも、上記発明では、複数枚の薄板切り
出しのために必要な工程のうちの大部分（第１の工程）
を一括して行うため、最初から１枚ずつ切断していく場
合に比べて加工効率を大幅に向上させることができる。

【０１２１】なお、光によるインゴット切断を行う場合
の第２の工程において、上記実施形態のように、最先端
側の切断予定部に導く光の強度を第１の工程における各
切断予定部に導く光の強度よりも強くするようにすれ
ば、第２の工程に要する時間を短縮化してより加工効率
を向上させることができる。

【０１２２】また、本願第３および第４の発明によれ
ば、切り出されたウェーハ等の薄板は自重によってイン
ゴット等の母材の傾斜方向下端側に倒れようとするた
め、残りの母材や光導波体にぶつかることによって薄板
に傷がついたり、光導波体が破損したりすることを回避
できる。そして、インゴット等の母材の傾斜方向下端側
に倒れようとするウェーハ等の薄板が寄りかかることに
よってこの薄板の支持が可能なハンドリング手段を設け
るようにすれば、切り出された薄板が、例えば水平な支
持台上に倒れ込むことによって傷が付くようなことを回
避しつつ薄板の搬送を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態であるインゴット切断装
置の全体構成図。

【図２】上記インゴット切断装置に用いられる導光ユニ
ットの斜視図。

【図３】上記インゴット切断装置における結晶インゴッ
トの切断加工状態を示す概念図（斜視図）。

【図４】上記導光ユニットを構成する光導波体およびス
ペーサの断面図。

【図５】上記導光ユニットにレーザー光を導く光学系の
概略構成図。

【図６】上記光導波体内を通る光束の様子を示す概略
図。

【図７】上記インゴット切断装置におけるロボットのハ
ンド部と導光ユニットとの関係を示す図。

【図８】上記インゴット切断装置の制御動作を示すフロ
ーチャート。

【図９】上記インゴット切断装置による結晶インゴット
の切断過程の説明図。

【図１０】本発明の第２実施形態であるインゴット切断
装置に用いられる導光ユニットの斜視図。

【図１１】本発明の第３実施形態であるインゴット切断
装置に用いられる導光ユニットの斜視図。

【図１２】本発明の第４実施形態であるインゴット切断
装置に用いられる導光ユニットの斜視図。

【図１３】本発明の第５実施形態であるインゴット切断
装置に用いられる導光ユニットの斜視図。

【図１４】上記第５実施形態のインゴット切断装置にお
ける結晶インゴットの切断加工状態を示す概念図（斜視
図）。

【図１５】上記第５実施形態のインゴット切断装置にお
ける結晶インゴットの切断加工状態を示す概念図（側面
図）。

【図１６】本発明の第６実施形態であるインゴット切断
装置に用いられる導光ユニットの斜視図。

【図１７】本発明の第７実施形態であるインゴット切断
装置の全体構成図。

【符号の説明】

１，１０１チャンバ２，１０２シャフト３，１０３結晶インゴット４，１０４レーザー光５，１０５導光ユニット６，１０６光学系７，１０７レーザー光源８，１０８エッチングガス供給配管９，１０９排気配管１０，１１０（ロボットの）ハンド部１１，１１１ロボット５１，２５１，３５１，４５１光導波体５２，２５２，３５２，４５２スペーサ６１，６２シリンドリカルビームエキスパンダ６３ハエの目レンズ又はシリンドリカルレンズアレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｈ０１Ｌ 21/304 ６１１Ｚ 21/304 ６１１ 21/302 Ｚ (72)発明者田中信義東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 3C069 AA01 BA08 CA04 EA04 4E068 AE00 CA01 CA17 CC01 CD04 CE07 CJ02 DA10 5F004 AA06 BA19 BB04 DA00 DA01 DA02 DA03 DA06 DA17 DA18 DA20 DA29 DB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】柱状の母材の複数の切断予定部を、これ
ら切断予定部が全切断前の状態となるまで同時に除去す
る第１の工程と、前記全切断前の状態にある複数の切断予定部を前記母材
の最先端側の１つの切断予定部から順次全切断していく
第２の工程とを含むことを特徴とする柱状母材の切断方
法。
【請求項２】結晶インゴットをエッチングガス中に配
置し、前記結晶インゴットの切断予定部に光源からシー
ト状，棒状又はファイバー状の光導波体を介して導いた
光を照射することによりエッチングガス成分を励起して
前記切断予定部のインゴット成分と化学反応させ、前記
切断予定部のインゴット成分を揮発させることにより前
記切断予定部を切断してウェーハを得る光を用いたイン
ゴット切断方法であって、複数の前記光導波体を前記結晶インゴットの軸方向に並
列配置し、前記複数の光導波体を介して前記結晶インゴットにおけ
る複数の切断予定部にこれら切断予定部が全切断前の状
態となるまで同時に光を導く第１の工程と、前記結晶イ
ンゴットの最先端側の１つの切断予定部にのみ前記光導
波体を介して光を導いて前記全切断前の状態にある前記
複数の切断予定部を順次全切断していく第２の工程とを
含むことを特徴とする光を用いたインゴット切断方法。
【請求項３】前記第１の工程において、前記複数の光
導波体に単一の光源からの光を入射させ、前記第２の工程において、前記複数の光導波体のうち前
記結晶インゴットの最先端側の１つの切断予定部に対応
する光導波体にのみ前記光源からの光を入射させること
を特徴とする請求項２に記載の光を用いたインゴット切
断方法。
【請求項４】前記第２の工程において、前記最先端側
の切断予定部に導く光の強度を前記第１の工程における
前記各切断予定部に導く光の強度よりも強くすることを
特徴とする請求項２又は３に記載の光を用いたインゴッ
ト切断方法。
【請求項５】柱状の母材を切断して薄板を得る柱状母
材の切断方法であって、前記母材を、切断された薄板が残りの母材側に倒れない
ように水平に対して傾斜させて配置することを特徴とす
る柱状母材の切断方法。
【請求項６】結晶インゴットをエッチングガス中に配
置し、前記結晶インゴットの切断予定部に光源からシー
ト状又は棒状の光導波体を介して導いた光を照射するこ
とによりエッチングガス成分を励起して前記切断予定部
のインゴット成分と化学反応させ、前記切断予定部のイ
ンゴット成分を揮発させることにより前記切断予定部を
切断してウェーハを得る光を用いたインゴット切断方法
であって、前記結晶インゴットを、切断されたウェーハが前記光導
波体および残りの結晶インゴット側に倒れないように水
平に対して傾斜させて配置することを特徴とする光を用
いたインゴット切断方法。
【請求項７】前記光源からの光がエキシマレーザー光
であることを特徴とする請求項２，３，４又は６に記載
の光を用いたインゴット切断方法。
【請求項８】前記エッチングガスが、ＮＦ₃，ＣＣｌ
₂ Ｆ₂ ，ＣＦ₄，Ｃ₂ Ｆ₆ ，Ｃ₃ Ｆ₈ ，ＣＨＦ₃，ＣＣ
ｌ₄，ＳＦ₆，ＣＣｌ₃ Ｆ，ＨＣｌ，ＨＦのうち少な
くとも１つの成分を含むことを特徴とする請求項２，
３，４，６又は７に記載の光を用いたインゴット切断方
法。
【請求項９】柱状の母材の複数の切断予定部を、これ
ら切断予定部が全切断前の状態となるまで同時に除去し
た後、前記全切断前の状態にある複数の切断予定部を前
記母材の最先端側の１つの切断予定部から順次全切断す
ることを特徴とする柱状母材の切断装置。
【請求項１０】結晶インゴットを収容し、エッチング
ガスが供給されるチャンバーと、このチャンバー内に配
置された前記結晶インゴットの切断予定部にシート状，
棒状又はファイバー状の光導波体を介して光源からの光
を導く導光ユニットとを有し、前記切断予定部への前記
導光ユニットを介した光照射によりエッチングガス成分
を励起して前記切断予定部のインゴット成分と化学反応
させ、前記切断予定部のインゴット成分を揮発させるこ
とにより前記切断予定部を切断してウェーハを得る光を
用いたインゴット切断装置であって、複数の前記光導波体を前記結晶インゴットの軸方向に並
列配置し、前記導光ユニットは、前記複数の光導波体を介して前記
結晶インゴットにおける複数の切断予定部に同時に光を
導く第１の状態と、前記結晶インゴットの最先端側の１
つの切断予定部にのみ前記光導波体を介して光を導く第
２の状態とに切り換え可能であり、前記導光ユニットを前記複数の切断予定部が全切断前の
状態となるまで前記第１の状態とした後、前記第２の状
態に切り換えて前記結晶インゴットの最先端側から１つ
の切断予定部ずつ前記全切断前の状態から順次全切断さ
せていく制御手段を有することを特徴とする光を用いた
インゴット切断装置。
【請求項１１】前記複数の切断予定部が前記全切断前
の状態に達したことを検出する検出手段を有しており、前記制御手段は、前記検出手段からの検出結果に応じて
前記導光ユニットを前記第１の状態から前記第２の状態
に切り換えることを特徴とする請求項１０に記載の光を
用いたインゴット切断装置。
【請求項１２】前記導光ユニットは、前記第１の状態
において前記複数の光導波体に単一の光源からの光を入
射させ、前記第２の状態において前記複数の光導波体の
うち前記結晶インゴットの最先端側の１つの切断予定部
に対応する光導波体にのみ前記光源からの光を入射させ
ることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の光を用
いたインゴット切断装置。
【請求項１３】前記導光ユニットは、前記第２の状態
において、前記最先端側の切断予定部に導く光の強度を
前記第１の状態における前記各切断予定部に導く光の強
度よりも強くすることを特徴とする請求項１０から１２
のいずれかに記載の光を用いたインゴット切断装置。
【請求項１４】前記結晶インゴットの先端側から順次
切断されるウェーハを支持し搬送するハンドリング手段
を有しており、前記複数の光導波体および前記ハンドリング手段が、互
いに干渉せずに前記ハンドリング手段の前記各ウェーハ
を支持する位置までの移動を可能とする形状に形成され
ていることを特徴とする請求項１０に記載の光を用いた
インゴット切断装置。
【請求項１５】柱状の母材を切断して薄板を得る柱状
母材の切断装置であって、前記母材を、切断された薄板が残りの母材側に倒れない
ように水平に対して傾斜させて配置することを特徴とす
る柱状母材の切断装置。
【請求項１６】結晶インゴットを収容し、エッチング
ガスが供給されるチャンバーと、このチャンバー内に配
置された前記結晶インゴットの切断予定部にシート状又
は棒状の光導波体を介して光源からの光を導く導光ユニ
ットとを有し、前記切断予定部への前記導光ユニットを
介した光照射によりエッチングガス成分を励起して前記
切断予定部のインゴット成分と化学反応させ、前記切断
予定部のインゴット成分を揮発させることにより前記切
断予定部を切断してウェーハを得る光を用いたインゴッ
ト切断装置であって、前記結晶インゴットを、切断されたウェーハが前記光導
波体および残りの結晶インゴット側に倒れないように水
平に対して傾斜させて配置することを特徴とする光を用
いたインゴット切断装置。
【請求項１７】前記結晶インゴットから切断されて自
重により寄りかかるウェーハを支持して搬送するハンド
リング手段を有することを特徴とする請求項１６に記載
の光を用いたインゴット切断装置。
【請求項１８】前記ハンドリング手段が、前記結晶イ
ンゴットから切断されたウェーハの裏面および外周面に
のみ接触してこのウェーハを支持することを特徴とする
請求項１７に記載の光を用いたインゴット切断装置。
【請求項１９】前記ハンドリング手段が、前記結晶イ
ンゴットから切断されたウェーハの裏面における周縁近
傍部分およびウェーハの外周面にのみ接触してこのウェ
ーハを支持することを特徴とする請求項１８に記載の光
を用いたインゴット切断装置。
【請求項２０】前記光源からの光がエキシマレーザー
光であることを特徴とする請求項１０〜１４，１６〜１
９のいずれかに記載の光を用いたインゴット切断装置。
【請求項２１】前記エッチングガスが、ＮＦ₃，ＣＣ
ｌ₂ Ｆ₂ ，ＣＦ₄，Ｃ₂ Ｆ₆ ，Ｃ₃ Ｆ₈ ，ＣＨＦ₃，Ｃ
Ｃｌ₄，ＳＦ₆，ＣＣｌ₃ Ｆ，ＨＣｌ，ＨＦのうち少
なくとも１つの成分を含むことを特徴とする請求項１０
〜１４，１６〜２０のいずれかに記載の光を用いたイン
ゴット切断装置。
【請求項２２】結晶インゴットを用意する段階と、こ
の結晶インゴットを請求項１０〜１４，１６〜２１のい
ずれかに記載のインゴット切断装置により切断しウェー
ハを得る段階とを含むことを特徴とするウェーハの製造
方法。