JP2019012765A - ウエーハ生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インゴットからウエーハを自動的に生成できるウエーハ生成装置を提供する。【解決手段】第一の保持テーブル１４とインゴットの上面を研削して平坦化する研削手段１６とから少なくとも構成されるインゴット研削ユニット４と、第二の保持テーブル６０とインゴットの上面から生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を位置づけてレーザー光線を照射し剥離層を形成するレーザー照射手段６２とから少なくとも構成されるレーザー照射ユニット６と、第三の保持テーブル８０とインゴットの上面を保持し剥離層からウエーハを剥離するウエーハ剥離手段とから少なくとも構成されるウエーハ剥離ユニット８と、剥離されたウエーハを収容するウエーハ収容ユニット１０と、各ユニットとの間でインゴットを搬送する搬送ユニット１２と、から少なくとも構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、インゴットからウエーハを生成するウエーハ生成装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ、ＬＥＤ等のデバイスは、Ｓｉ（シリコン）やＡｌ_２Ｏ_３（サファイア）等を素材としたウエーハの表面に機能層が積層され分割予定ラインによって区画されて形成される。また、パワーデバイス、ＬＥＤ等は単結晶ＳｉＣ（炭化ケイ素）を素材としたウエーハの表面に機能層が積層され分割予定ラインによって区画されて形成される。デバイスが形成されたウエーハは、切削装置、レーザー加工装置によって分割予定ラインに加工が施されて個々のデバイスに分割され、分割された各デバイスは携帯電話やパソコン等の電気機器に利用される。

デバイスが形成されるウエーハは、一般的に円柱形状のインゴットをワイヤーソーで薄く切断することにより生成される。切断されたウエーハの表面及び裏面は、研磨することにより鏡面に仕上げられる（たとえば特許文献１参照。）。しかし、インゴットをワイヤーソーで切断し、切断したウエーハの表面及び裏面を研磨すると、インゴットの大部分（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。特に単結晶ＳｉＣインゴットにおいては、硬度が高くワイヤーソーでの切断が困難であり相当の時間を要するため生産性が悪いと共に、インゴットの単価が高く効率よくウエーハを生成することに課題を有している。

そこで、単結晶ＳｉＣ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単結晶ＳｉＣインゴットの内部に位置づけて単結晶ＳｉＣインゴットにレーザー光線を照射して切断予定面に剥離層を形成し、剥離層が形成された切断予定面に沿って単結晶ＳｉＣインゴットからウエーハを剥離する技術が提案されている（たとえば特許文献２参照。）。

特開２０００−９４２２１号公報 特開２０１３−４９１６１号公報

しかしながら、インゴットに剥離層を形成する工程、インゴットからウエーハを剥離する工程、インゴットの上面を研削して平坦化する工程、は人手を介して行われており、生産効率が悪いという問題がある。

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、インゴットからウエーハを自動的に生成できるウエーハ生成装置を提供することである。

上記課題を解決するために本発明が提供するのは以下のウエーハ生成装置である。すなわち、インゴットからウエーハを生成するウエーハ生成装置であって、インゴットを保持する第一の保持テーブルと該第一の保持テーブルに保持されたインゴットの上面を研削して平坦化する研削手段とから少なくとも構成されるインゴット研削ユニットと、インゴットを保持する第二の保持テーブルと該第二の保持テーブルに保持されたインゴットの上面から生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに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位置づけてレーザー光線をインゴットに照射し剥離層を形成するレーザー照射手段とから少なくとも構成されるレーザー照射ユニットと、インゴットを保持する第三の保持テーブルと該第三の保持テーブルに保持されたインゴットの上面を保持し剥離層からウエーハを剥離するウエーハ剥離手段とから少なくとも構成されるウエーハ剥離ユニットと、剥離されたウエーハを収容するウエーハ収容ユニットと、該インゴット研削ユニットと該レーザー照射ユニットと該ウエーハ剥離ユニットとの間でインゴットを搬送する搬送ユニットと、から少なくとも構成されるウエーハ生成装置である。

好ましくは、インゴットを収容するインゴット収容ユニットを含み、該搬送ユニットは該インゴット収容ユニットから該レーザー照射ユニットにインゴットを搬送する。インゴットを洗浄するインゴット洗浄ユニットを含み、該搬送ユニットは、該インゴット研削ユニットから該インゴット洗浄ユニットにインゴットを搬送すると共に、該インゴット洗浄ユニットから該レーザー照射ユニットにインゴットを搬送するのが好適である。

本発明が提供するウエーハ生成装置は、インゴットを保持する第一の保持テーブルと該第一の保持テーブルに保持されたインゴットの上面を研削して平坦化する研削手段とから少なくとも構成されるインゴット研削ユニットと、インゴットを保持する第二の保持テーブルと該第二の保持テーブルに保持されたインゴットの上面から生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに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位置づけてレーザー光線をインゴットに照射し剥離層を形成するレーザー照射手段とから少なくとも構成されるレーザー照射ユニットと、インゴットを保持する第三の保持テーブルと該第三の保持テーブルに保持されたインゴットの上面を保持し剥離層からウエーハを剥離するウエーハ剥離手段とから少なくとも構成されるウエーハ剥離ユニットと、剥離されたウエーハを収容するウエーハ収容ユニットと、該インゴット研削ユニットと該レーザー照射ユニットと該ウエーハ剥離ユニットとの間でインゴットを搬送する搬送ユニットと、から少なくとも構成されているので、インゴットからウエーハを生成する一連の作業を自動的に行うことができ、したがって生産効率が向上する。

本発明に従って構成されたウエーハ生成装置の斜視図。 図１に示すインゴット研削ユニットの斜視図。 図２に示すインゴット研削ユニットの要部拡大斜視図。 図１に示すインゴット洗浄ユニットの斜視図。 図１に示すレーザー照射ユニットの斜視図。 図５に示すレーザー照射手段のブロック図。 図１に示すウエーハ剥離ユニットの斜視図。 図６に示すウエーハ剥離ユニットの要部断面図。 図１に示すウエーハ収容ユニット、インゴット収容ユニット及び搬送ユニットの斜視図。 図９に示す第一・第二の把持部材の拡大平面図。 （ａ）インゴットの正面図、（ｂ）インゴットの平面図。 （ａ）インゴット及びサブストレートの斜視図、（ｂ）インゴットにサブストレートが装着された状態を示す斜視図。 インゴットがレーザー照射ユニットに搬送されている状態を示す斜視図。 （ａ）剥離層形成工程が実施されている状態を示す斜視図、（ｂ）剥離層形成工程が実施されている状態を示す正面図。 （ａ）剥離層が形成されたインゴットの平面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図。 （ａ）ウエーハ剥離ユニットの第三の保持テーブルの上方に液槽体が位置している状態を示す斜視図、（ｂ）液槽体の下面が保持テーブルの上面に接触した状態を示す斜視図。 ウエーハ剥離ユニットによってインゴットからウエーハが剥離された状態を示す斜視図。 ウエーハ研削工程が実施されている状態を示す斜視図。

以下、本発明に従って構成されたウエーハ生成装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１に示すウエーハ生成装置２は、インゴット研削ユニット４と、レーザー照射ユニット６と、ウエーハ剥離ユニット８と、インゴットから剥離されたウエーハを収容するウエーハ収容ユニット１０と、インゴット研削ユニット４とレーザー照射ユニット６とウエーハ剥離ユニット８との間でインゴットを搬送する搬送ユニット１２と、から少なくとも構成される。

図２を参照してインゴット研削ユニット４について説明する。インゴット研削ユニット４は、インゴットを保持する円形状の第一の保持テーブル１４と、第一の保持テーブル１４に保持されたインゴットの上面を研削して平坦化する研削手段１６と、から少なくとも構成される。図示の実施形態におけるインゴット研削ユニット４は、直方体状の基台１８と、基台１８の上面に回転自在に搭載された円形状のターンテーブル２０とを備える。ターンテーブル２０は、基台１８に内蔵されたターンテーブル用モータ（図示していない。）によって、ターンテーブル２０の径方向中心を通ってＺ軸方向に延びる軸線を回転中心として回転される。そして、図示の実施形態における第一の保持テーブル１４は、ターンテーブル２０の上面に回転自在に一対搭載されていて、ターンテーブル２０の径方向中心（回転中心）を対称点として点対称に配置されている。第一の保持テーブル１４は、ターンテーブル２０の回転によって、研削手段１６により研削加工が実施される研削位置（図２において奥側の位置）と、インゴットを着脱するためのインゴット着脱位置（図２において手前側の位置）とに交互に位置づけられる。また、第一の保持テーブル１４は、ターンテーブル２０の下面に装着された第一の保持テーブル用モータ（図示していない。）によって、第一の保持テーブル１４の径方向中心を通ってＺ軸方向に延びる軸線を回転中心として回転される。第一の保持テーブル１４の上面には、多孔質材料から形成され実質上水平に延在する円形状の吸着チャック２２が配置されている。吸着チャック２２は流路によって吸引手段（図示していない。）に接続されている。そして第一の保持テーブル１４は、吸引手段によって吸着チャック２２の上面に吸引力を生成することにより、吸着チャック２２の上面に載せられたインゴットを吸着して保持することができる。なお、Ｚ軸方向は図２等に矢印Ｚで示す上下方向である。また、図２等に矢印Ｘで示すＸ軸方向はＺ軸方向に直交する方向であり、図２等に矢印Ｙで示すＹ軸方向はＸ軸方向及びＺ軸方向に直交する方向である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向が規定する平面は実質上水平である。

図２と共に図３を参照してインゴット研削ユニット４についての説明を続ける。図示の実施形態では図２に示すとおり、インゴット研削ユニット４の研削手段１６は、基台１８の上面に搭載された門型の支持フレーム２４を備える。支持フレーム２４は、Ｙ軸方向に間隔をおいて基台１８の上面から上方に延びる一対の支柱２６と、支柱２６の上端間に架け渡されＹ軸方向に延びる梁２８とを有する。一対の支柱２６には、円筒状のスピンドルハウジング３０が矩形状の一対の連結片３２を介してＺ軸方向に移動自在（昇降自在）に支持されている。梁２８の上面には、スピンドルハウジング３０をＺ軸方向に移動（昇降）させるための一対の昇降用モータ３４が搭載されている。昇降用モータ３４は、支柱２６の内部においてＺ軸方向に延びるボールねじ（図示していない。）の片端部に連結され、ボールねじのナット部（図示していない。）は連結片３２に固定されている。そして、昇降用モータ３４の回転運動がボールねじによって直線運動に変換されて連結片３２に伝達され、これによってスピンドルハウジング３０がＺ軸方向に移動される。スピンドルハウジング３０には、円柱状のスピンドル３６（図３参照。）がＺ軸方向に延びる軸線を中心として回転自在に支持されている。スピンドル３６は、スピンドルハウジング３０に内蔵されたスピンドル用モータ（図示していない。）によってＺ軸方向に延びる軸線を中心として回転される。図３に示すとおり、スピンドル３６の下端には円板状のホイールマウント３８が固定されている。ホイールマウント３８の下面にはボルト４０によって環状の研削ホイール４２が固定されている。研削ホイール４２の下面の外周縁部には、周方向に間隔をおいて環状に配置された複数の研削砥石４４が固定されている。図３に示すとおり、第一の保持テーブル１４が研削位置に位置づけられた際に、第一の保持テーブル１４の回転中心を研削砥石４４が通るように、研削ホイール４２の回転中心は第一の保持テーブル１４の回転中心に対して変位している。このため研削手段１６においては、第一の保持テーブル１４と研削ホイール４２とが相互に回転しながら、第一の保持テーブル１４に保持されたインゴットの上面と研削砥石４４とが接触するとインゴットの上面全体を研削砥石４４で研削することができ、したがって第一の保持テーブル１４に保持されたインゴットの上面を研削して平坦化することができる。

ウエーハ生成装置２は、更に、インゴットを洗浄するインゴット洗浄ユニット４６を含むのが好適である。図示の実施形態では図１に示すとおり、インゴット洗浄ユニット４６はインゴット研削ユニット４に隣接して配置されている。図４を参照して説明すると、インゴット洗浄ユニット４６は、インゴットを保持する円形状のチャックテーブル４８と、チャックテーブル４８に保持されたインゴットに洗浄水及び乾燥エアーを選択的に噴射する噴射手段５０と、から少なくとも構成される。チャックテーブル４８の下面には下方に延びる円柱状の回転軸５２が固定されている。回転軸５２の下端は、インゴット洗浄ユニット４６のハウジング５４に内蔵されたチャックテーブル用モータ（図示していない。）に連結されている。そしてチャックテーブル４８は、チャックテーブル４８の径方向中心を通ってＺ軸方向に延びる軸線を回転中心としてチャックテーブル用モータによって回転される。また、チャックテーブル４８の上面には、多孔質材料から形成され実質上水平に延在する円形状の吸着チャック５６が配置されている。吸着チャック５６は流路によって吸引手段（図示していない。）に接続されている。そしてチャックテーブル４８は、吸引手段によって吸着チャック５６の上面に吸引力を生成することにより、吸着チャック５６の上面に載せられたインゴットを吸着して保持することができる。

図４を参照してインゴット洗浄ユニット４６についての説明を続ける。インゴット洗浄ユニット４６の噴射手段５０は、チャックテーブル４８の径方向中心の上方に噴射口５８ａが配置された円筒状のパイプ５８と、パイプ５８に洗浄水を供給する洗浄水供給源（図示していない。）と、パイプ５８に乾燥エアーを供給する圧空源（図示していない。）とを含む。パイプ５８には洗浄水供給源と圧空源とが選択的に接続される。噴射手段５０は、パイプ５８を洗浄水供給源に接続した際には、チャックテーブル４８に保持されたインゴットに向かってパイプ５８の噴射口５８ａから洗浄水を噴射し、パイプ５８を圧空源に接続した際には、チャックテーブル４８に保持されたインゴットに向かってパイプ５８の噴射口５８ａから乾燥エアーを噴射するようになっている。そして、インゴット洗浄ユニット４６においては、インゴットを保持したチャックテーブル４８を回転させつつパイプ５８の噴射口５８ａから洗浄水を噴射することにより、インゴットを洗浄することができると共にチャックテーブル４８の回転による遠心力でインゴットから洗浄水を除去することができる。そしてまた、インゴット洗浄ユニット４６においては、パイプ５８の噴射口５８ａから乾燥エアーを噴射することにより、チャックテーブル４８の回転による遠心力では除去しきれなかった洗浄水をインゴットから除去してインゴットを乾燥させることができる。

図１及び図５を参照してレーザー照射ユニット６について説明する。図１に示すとおり、インゴット洗浄ユニット４６に隣接して配置されているレーザー照射ユニット６は、インゴットを保持する円形状の第二の保持テーブル６０と、第二の保持テーブル６０に保持されたインゴットの上面から生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに、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位置づけて、レーザー光線をインゴットに照射し剥離層を形成するレーザー照射手段６２と、から少なくとも構成される。図示の実施形態では図５に示すとおり、レーザー照射ユニット６は直方体状の基台６４を備える。基台６４には、基台６４の上面から下方に没入してＸ軸方向に延びる搭載凹所６４ａが形成されている。そして、図示の実施形態における第二の保持テーブル６０は、Ｘ軸方向に移動自在かつＺ軸方向に延びる軸線を中心として回転自在に基台６４の搭載凹所６４ａに搭載されている。また、基台６４には、第二の保持テーブル６０をＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動手段（図示していない。）と、第二の保持テーブル６０の径方向中心を通ってＺ軸方向に延びる軸線を回転中心として第二の保持テーブル６０を回転させる第二の保持テーブル用モータ（図示していない。）とが装着されている。Ｘ軸方向移動手段は、たとえば、ナット部が第二の保持テーブル６０に固定されＸ軸方向に延びるボールねじ（図示していない。）と、このボールねじの片端部に連結されたモータ（図示していない。）とを有する構成でよい。そしてＸ軸方向移動手段は、ボールねじによりモータの回転運動を直線運動に変換して第二の保持テーブル６０に伝達し、基台６４の搭載凹所６４ａに沿って第二の保持テーブル６０をＸ軸方向に移動させる。第二の保持テーブル用モータは第二の保持テーブル６０と共にＸ軸方向移動手段でＸ軸方向に移動され、したがって第二の保持テーブル６０がＸ軸方向移動手段でＸ軸方向に移動された場合でも、第二の保持テーブル用モータは第二の保持テーブル６０を回転させる。また、第二の保持テーブル６０の上面には、多孔質材料から形成され実質上水平に延在する円形状の吸着チャック６６が配置されている。吸着チャック６６は流路によって吸引手段（図示していない。）に接続されている。そして第二の保持テーブル６０は、吸引手段によって吸着チャック６６の上面に吸引力を生成することにより、吸着チャック６６の上面に載せられたインゴットを吸着して保持することができる。

図５を参照してレーザー照射ユニット６についての説明を続ける。図示の実施形態におけるレーザー照射ユニット６のレーザー照射手段６２は、基台６４の上面に搭載された門型の支持フレーム６８と、支持フレーム６８の内側に支持された直方体状のケーシング７０と、Ｙ軸方向に移動自在にケーシング７０の下端側に装着されたＹ軸方向可動部材（図示していない。）と、Ｙ軸方向可動部材をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動手段（図示していない。）とを含む。Ｙ軸方向移動手段は、たとえば、ナット部がＹ軸方向可動部材に固定されＹ軸方向に延びるボールねじ（図示していない。）と、このボールねじの片端部に連結されたモータ（図示していない。）とを有する構成でよい。そしてＹ軸方向移動手段は、ボールねじによりモータの回転運動を直線運動に変換してＹ軸方向可動部材に伝達し、Ｙ軸方向に延びる案内レール（図示していない。）に沿ってＹ軸方向可動部材をＹ軸方向に移動させる。

図５と共に図６を参照してレーザー照射手段６２についての説明を続ける。レーザー照射手段６２は、更に、ケーシング７０に内蔵されたレーザー発振器７２（図６参照。）と、Ｚ軸方向に移動自在（昇降自在）にＹ軸方向可動部材の下端側に装着された集光器７４（図５及び図６参照。）と、集光器７４とＹ軸方向に間隔をおいてＹ軸方向可動部材の下端側に装着されたアライメント手段７６（図５参照。）と、集光器７４をＺ軸方向に移動（昇降）させて集光器７４の集光点のＺ軸方向位置を調整する集光点位置調整手段（図示していない。）とを含む。レーザー発振器７２は、インゴットに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線ＬＢを発振するようになっている。集光器７４は、レーザー発振器７２が発振したパルスレーザー光線ＬＢを集光する集光レンズ（図示していない。）を有する。アライメント手段７６は、第二の保持テーブル６０に保持されたインゴットを撮像してレーザー加工すべき領域を検出するようになっている。集光点位置調整手段は、たとえば、ナット部が集光器７４に固定されＺ軸方向に延びるボールねじ（図示していない。）と、このボールねじの片端部に連結されたモータ（図示していない。）とを有する構成でよい。そして集光点位置調整手段は、ボールねじによりモータの回転運動を直線運動に変換して集光器７４に伝達し、Ｚ軸方向に延びる案内レール（図示していない。）に沿って集光器７４を移動させ、これによって集光レンズで集光するパルスレーザー光線ＬＢの集光点のＺ軸方向位置を調整する。

図６を参照してレーザー照射手段６２についての説明を更に続ける。ケーシング７０には、レーザー発振器７２とＸ軸方向に間隔をおいて配置され、光軸をＸ軸方向としてレーザー発振器７２が発振したパルスレーザー光線ＬＢを反射して光軸をＹ軸方向に変換する第一のミラー７８と、第一のミラー７８とＹ軸方向に間隔をおいて集光器７４の上方に配置され、第一のミラー７８で反射したパルスレーザー光線ＬＢの光軸をＹ軸方向からＺ軸方向に変換してパルスレーザー光線ＬＢを集光器７４に導く第二のミラー（図示していない。）とが内蔵されている。第二のミラーは、Ｙ軸方向可動部材に装着されており、Ｙ軸方向移動手段でＹ軸方向可動部材が移動されると、集光器７４及びアライメント手段７６と共にＹ軸方向に移動するようになっている。そして、光軸がＸ軸方向に設定されてレーザー発振器７２から発振されたパルスレーザー光線ＬＢは、第一のミラー７８によって光軸がＸ軸方向からＹ軸方向に変換されて第二のミラーに導かれ、次いで第二のミラーによって光軸がＹ軸方向からＺ軸方向に変換されて集光器７４に導かれた後、集光器７４の集光レンズで集光されて第二の保持テーブル６０に保持されたインゴットに照射される。また、Ｙ軸方向移動手段でＹ軸方向可動部材を移動させることにより集光器７４をＹ軸方向に移動させた場合でも、集光点位置調整手段で集光器７４をＺ軸方向に移動させた場合でも、Ｘ軸方向と平行にレーザー発振器７２から発振されたパルスレーザー光線ＬＢは、第一のミラー７８によって光軸がＸ軸方向からＹ軸方向に変換されて第二のミラーに導かれ、第二のミラーに導かれたパルスレーザー光線ＬＢは第二のミラーによって光軸がＹ軸方向からＺ軸方向に変換されて集光器７４に導かれる。以上のとおり構成されたレーザー照射手段６２においては、第二の保持テーブル６０に保持されたインゴットをアライメント手段７６で撮像してレーザー加工すべき領域を検出し、集光点位置調整手段で集光器７４をＺ軸方向に移動させて、第二の保持テーブル６０に保持されたインゴットの上面から生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに、インゴットに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線ＬＢの集光点を位置づけた上で、Ｙ軸方向移動手段で集光器７４をＹ軸方向に適宜移動させながら、第二の保持テーブル６０に保持されたインゴットにパルスレーザー光線ＬＢを照射することにより、インゴットの内部に剥離層を形成することができる。なお、第二の保持テーブル６０に保持されたインゴットにパルスレーザー光線ＬＢを照射する際は、Ｘ軸方向移動手段で第二の保持テーブル６０をＸ軸方向に移動させてもよい。

図１及び図７を参照してウエーハ剥離ユニット８について説明する。図１に示すとおり、レーザー照射ユニット６に隣接して配置されているウエーハ剥離ユニット８は、インゴットを保持する円形状の第三の保持テーブル８０と、第三の保持テーブル８０に保持されたインゴットの上面を保持し剥離層からウエーハを剥離するウエーハ剥離手段８２と、から少なくとも構成される。図示の実施形態では図７に示すとおり、ウエーハ剥離ユニット８は直方体状の基台８４を備える。基台８４には、基台８４の上面から下方に没入してＸ軸方向に延びる搭載凹所８４ａが形成されている。そして、図示の実施形態における第三の保持テーブル８０は、Ｘ軸方向に移動自在に基台８４の搭載凹所８４ａに搭載されている。また、基台８４には、第三の保持テーブル８０をＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動手段（図示していない。）が装着されている。Ｘ軸方向移動手段は、たとえば、ナット部が第三の保持テーブル８０に固定されＸ軸方向に延びるボールねじ（図示していない。）と、このボールねじの片端部に連結されたモータ（図示していない。）とを有する構成でよい。そしてＸ軸方向移動手段は、ボールねじによりモータの回転運動を直線運動に変換して第三の保持テーブル８０に伝達し、基台８４の搭載凹所８４ａに沿って第三の保持テーブル８０をＸ軸方向に移動させる。また、第三の保持テーブル８０の上面には、多孔質材料から形成され実質上水平に延在する円形状の吸着チャック８６が配置されている。吸着チャック８６は流路によって吸引手段（図示していない。）に接続されている。そして第三の保持テーブル８０は、吸引手段によって吸着チャック８６の上面に吸引力を生成することにより、吸着チャック８６の上面に載せられたインゴットを吸着して保持することができる。

図７を参照してウエーハ剥離ユニット８についての説明を続ける。図示の実施形態におけるウエーハ剥離ユニット８のウエーハ剥離手段８２は、基台８４の上面に搭載された門型の支持フレーム８８と、支持フレーム８８の内側に支持された直方体状のケーシング９０と、Ｚ軸方向に移動自在（昇降自在）にケーシング９０に支持された基端部からＸ軸方向に延びるアーム９２と、アーム９２をＺ軸方向に移動（昇降）させるアーム移動手段（図示していない。）とを含む。アーム移動手段は、たとえば、ナット部がアーム９２の基端部に固定されＺ軸方向に延びるボールねじ（図示していない。）と、このボールねじの片端部に連結されたモータとを有する構成でよい。そしてアーム移動手段は、ボールねじによりモータの回転運動を直線運動に変換してアーム９２に伝達し、ケーシング９０に内蔵されたＺ軸方向に延びる案内レール（図示していない。）に沿ってアーム９２をＺ軸方向に移動させる。

図７と共に図８を参照してウエーハ剥離手段８２についての説明を続ける。図７に示すとおり、アーム９２の先端部には、インゴットからウエーハを剥離する際に第三の保持テーブル８０と協働して液体を収容する液槽体９４が固定されている。液槽体９４は、円形状の天面壁９６と、天面壁９６の周縁から垂下する円筒状の側壁９８とを有し、下端側が開放されている。側壁９８の外径は第三の保持テーブル８０の直径以下に形成され、アーム９２が下降されると側壁９８の下端が第三の保持テーブル８０の上面に接触するようになっている。天面壁９６には液槽体９４の外部と内部とを連通する円筒状の液体供給部１００が付設されている。液体供給部１００は流路によって液体供給手段（図示していない。）に接続されている。図８に示すとおり、側壁９８の下端には環状のパッキン１０２が付設されている。そして、アーム移動手段によりアーム９２を下降させて第三の保持テーブル８０の上面に側壁９８の下端を密着させると、第三の保持テーブル８０の上面と液槽体９４の内面とで液体収容空間１０４が規定される。液体供給手段から液体供給部１００を通って液体収容空間１０４に供給された液体１０６は、パッキン１０２によって液体収容空間１０４から漏れるのが防止される。

図７及び図８を参照してウエーハ剥離手段８２についての説明を更に続ける。液槽体９４の天面壁９６にはエアシリンダ１０８が装着されている。エアシリンダ１０８のシリンダチューブ１０８ａは天面壁９６の上面から上方に延びている。図８に示すとおり、エアシリンダ１０８のピストンロッド１０８ｂの下端部は、天面壁９６の貫通開口９６ａを通過して天面壁９６の下方に突出している。ピストンロッド１０８ｂの下端部には圧電セラミックス等から形成され得る円板状の超音波振動生成部材１１０が固定されている。超音波振動生成部材１１０の下面には円板状の吸着片１１２が固定されている。下面に複数の吸引孔（図示していない。）が形成されている吸着片１１２は、流路によって吸引手段（図示していない。）に接続されている。吸引手段によって吸着片１１２の下面に吸引力を生成することにより、吸着片１１２はインゴットを吸着して保持することができる。そしてウエーハ剥離手段８２においては、アーム移動手段によりアーム９２を下降させ、レーザー照射ユニット６によって剥離層が形成されたインゴットを保持した第三の保持テーブル８０の上面に側壁９８の下端を密着させると共に、エアシリンダ１０８のピストンロッド１０８ｂを下降させてインゴットの上面に吸着片１１２を吸着させた上で、液体収容空間１０４に液体１０６を収容した後、超音波振動生成部材１１０を作動させてインゴットに超音波振動を付与することにより、剥離層を起点としてインゴットからウエーハを剥離することができる。

ウエーハ生成装置２は、更に、インゴットから剥離されたウエーハの剥離面を研削して平坦化するウエーハ研削ユニット１１４と、ウエーハを洗浄するウエーハ洗浄ユニット１１６とを含むのが好都合である。図示の実施形態では図１に示すとおり、ウエーハ研削ユニット１１４はウエーハ剥離ユニット８に対面して配置され、ウエーハ洗浄ユニット１１６はウエーハ研削ユニット１１４に隣接して配置されている。ウエーハ研削ユニット１１４の構成については、インゴット研削ユニット４と同一の構成でよいので、インゴット研削ユニット４の構成と同一の符号を付し説明を省略する。ただし、ウエーハ研削ユニット１１４の研削砥石４４については、インゴット研削ユニット４の研削砥石４４とは異なる研削砥石（たとえば、研削砥石を構成する砥粒の粒度や集中度等が異なる研削砥石）を用いてもよい。また、ウエーハ洗浄ユニット１１６の構成については、インゴット洗浄ユニット４６と同一の構成でよいので、インゴット洗浄ユニット４６の構成と同一の符号を付し説明を省略する。なお、図示の実施形態におけるウエーハ生成装置２は、インゴット洗浄ユニット４６とウエーハ洗浄ユニット１１６との両方を含む構成であるが、インゴット洗浄ユニット４６又はウエーハ洗浄ユニット１１６のいずれか一方によって、インゴット及びウエーハを洗浄する構成であってもよい。

図１及び図９を参照してウエーハ収容ユニット１０について説明する。図示の実施形態におけるウエーハ収容ユニット１０は、Ｘ軸方向に沿って配置された３個のウエーハカセットテーブル１１８と、ウエーハカセットテーブル１１８の上面に着脱自在に搭載された３個のウエーハカセット１２０とを備える。ウエーハカセット１２０は、上下方向に間隔をおいて複数のウエーハを収容可能になっている。図１及び図９に示すとおり、ウエーハ生成装置２は、更に、インゴットを収容するインゴット収容ユニット１２２を含むのが好ましい。図示の実施形態におけるインゴット収容ユニット１２２は、端に位置するウエーハカセットテーブル１１８に隣接して配置されたインゴットカセットテーブル１２４と、インゴットカセットテーブル１２４の上面に着脱自在に搭載されたインゴットカセット１２６とを備える。インゴットカセット１２６は、上下方向に間隔をおいて複数のインゴットを収容可能になっている。なお、インゴットカセットテーブル１２４については、ウエーハカセットテーブル１１８とは異なる符号を付しているが、図１及び図９を参照することによって理解されるとおり、ウエーハカセットテーブル１１８と同一の構成でよい。

図１及び図９（主として図９）を参照して搬送ユニット１２について説明する。図示の実施形態における搬送ユニット１２は、インゴット収容ユニット１２２からインゴットを搬出すると共にインゴットから剥離されたウエーハをウエーハ収容ユニット１０に収容する第一の搬送ユニット１２８と、インゴット収容ユニット１２２から搬出されたインゴットを第一の搬送ユニット１２８から受け取り、インゴット研削ユニット４とインゴット洗浄ユニット４６とレーザー照射ユニット６とウエーハ剥離ユニット８との間でインゴットを搬送すると共に、インゴットから剥離されたウエーハをウエーハ剥離ユニット８から受け取り、ウエーハ研削ユニット１１４とウエーハ洗浄ユニット１１６と第一の搬送ユニット１２８とに順次ウエーハを搬送する第二の搬送ユニット１３０とを備える。

図９に示すとおり、第一の搬送ユニット１２８は、インゴット収容ユニット１２２及びウエーハ収容ユニット１０に沿ってＸ軸方向に延びるガイド機構１３２と、Ｘ軸方向に移動自在にガイド機構１３２に搭載された可動ブロック１３４と、可動ブロック１３４をＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動手段（図示していない。）とを含む。ガイド機構１３２は、終端部を有する真直なガイド溝１３６ａが上端側に形成された直方体状の端部ガイド部材１３６と、真直な無端のガイド溝１３８ａが上端側に形成された直方体状の中間部ガイド部材１３８とを有する。中間部ガイド部材１３８の数量変更により長さを変更可能なガイド機構１３２は、図示の実施形態では図９に示すとおり、２個の端部ガイド部材１３６と２個の中間部ガイド部材１３８とを有する。端部ガイド部材１３６のガイド溝１３６ａと中間部ガイド部材１３８のガイド溝１３８ａとがＸ軸方向に沿って連続するように端部ガイド部材１３６と中間部ガイド部材１３８とが配置されている。端部ガイド部材１３６及び中間部ガイド部材１３８のそれぞれの側面には、配線・配管用の円形開口１３６ｂ、１３８ｂが形成されている。可動ブロック１３４の下面には、ガイド機構１３２のガイド溝１３６ａ及び１３８ａに係合する被ガイド部（図示していない。）が形成されている。ガイドブロック１３４の被ガイド部がガイド機構１３２のガイド溝１３６ａ及び１３８ａに係合することにより、可動ブロック１３４はＸ軸方向に移動自在にガイド機構１３２に搭載されている。Ｘ軸方向移動手段は、たとえば、周知のリニアモータ式移動手段でよく、リニアモータ式移動手段であれば中間部ガイド部材１３８の増減によるガイド機構１３２の長さ調整に容易に対応可能である。すなわち、ガイド機構１３２の長さが変更された場合でも、ガイド機構１３２の一端部から他端部までＸ軸方向移動手段で可動ブロック１３４を移動させることができる。

図９を参照して第一の搬送ユニット１２８についての説明を続ける。可動ブロック１３４の上面には多関節アーム１４０が装着されている。多関節アーム１４０の先端には、先端部が二股形状の吸着片１４２が上下反転自在に装着されている。エアー駆動源（図示していない。）又は電動駆動源（図示していない。）で駆動される多関節アーム１４０は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のそれぞれの方向において吸着片１４２を移動させると共に吸着片１４２を上下反転させる。片面に複数の吸引孔１４２ａが形成されている吸着片１４２は、流路によって吸引手段（図示していない。）に接続されている。そして、第一の搬送ユニット１２８においては、吸引手段によって吸着片１４２の片面に吸引力を生成することにより、インゴット収容ユニット１２２に収容されたインゴットや、インゴットから剥離されたウエーハを吸着片１４２で吸着して保持することができ、かつ、多関節アーム１４０を駆動させることにより、吸着片１４２で吸着したインゴットをインゴット収容ユニット１２２から搬出することができると共に、吸着片１４２で吸着したウエーハをウエーハ収容ユニット１０に収容することができる。

図１、図９及び図１０（主として図９）を参照して搬送ユニット１２の第二の搬送ユニット１３０について説明する。第二の搬送ユニット１３０は、インゴット研削ユニット４、インゴット洗浄ユニット４６、レーザー照射ユニット６、ウエーハ剥離ユニット８、ウエーハ研削ユニット１１４及びウエーハ洗浄ユニット１１６に沿ってＹ軸方向に延びるガイド機構１４４と、Ｙ軸方向に移動自在にガイド機構１４４に搭載された可動ブロック１４６と、可動ブロック１４６をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動手段（図示していない。）とを含む。ガイド機構１４４は、終端部を有する真直なガイド溝１４８ａが上端側に形成された直方体状の端部ガイド部材１４８と、真直な無端のガイド溝１５０ａが上端側に形成された直方体状の中間部ガイド部材１５０とを有する。中間部ガイド部材１５０の数量変更により長さを変更可能なガイド機構１４４は、図示の実施形態では図９に示すとおり、２個の端部ガイド部材１４８と３個の中間部ガイド部材１５０とを有する。端部ガイド部材１４８のガイド溝１４８ａと中間部ガイド部材１５０のガイド溝１５０ａとがＹ軸方向に沿って連続するように端部ガイド部材１４８と中間部ガイド部材１５０とが配置されている。端部ガイド部材１４８及び中間部ガイド部材１５０のそれぞれの側面には、配線・配管用の円形開口１４８ｂ、１５０ｂが形成されている。可動ブロック１４６の下面には、ガイド機構１４４のガイド溝１４８ａ及び１５０ａに係合する被ガイド部（図示していない。）が形成されている。ガイドブロック１４６の被ガイド部がガイド機構１４４のガイド溝１４８ａ及び１５０ａに係合することにより、可動ブロック１４６はＹ軸方向に移動自在にガイド機構１４４に搭載されている。Ｙ軸方向移動手段は、たとえば、周知のリニアモータ式移動手段でよく、リニアモータ式移動手段であれば中間部ガイド部材１５０の増減によるガイド機構１４４の長さ調整に容易に対応可能である。すなわち、ガイド機構１４４の長さが変更された場合でも、ガイド機構１４４の一端部から他端部までＹ軸方向移動手段で可動ブロック１４６を移動させることができる。

図９を参照して第二の搬送ユニット１３０についての説明を続ける。可動ブロック１４６の上面には多関節アーム１５２が装着されている。多関節アーム１５２の先端には、周方向に間隔をおいて径方向外方に向かって放射状に延びる第一の吸着片１５４、第一の把持部材１５６、第二の吸着片１５８及び第二の把持部材１６０が装着されている。先端部が二股形状の第一の吸着片１５４及び円板状の第二の吸着片１５８のそれぞれは上下反転自在に多関節アーム１５２の先端に装着されている。第一の把持部材１５６及び第二の把持部材１６０のそれぞれは、インゴットを周面から把持する把持位置（図１０に実線で示す位置）と、インゴットの把持を開放する開放位置（図１０に二点鎖線で示す位置）との間で移動自在に多関節アーム１５２の先端に装着された半環状の一対の把持片１５６ａ及び１６０ａを有する。エアー駆動源（図示していない。）又は電動駆動源（図示していない。）で駆動される多関節アーム１５２は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のそれぞれの方向において、第一の吸着片１５４、第一の把持部材１５６、第二の吸着片１５８及び第二の把持部材１６０を移動させると共に、第一の吸着片１５４及び第二の吸着片１５８を上下反転させ、かつ第一の把持部材１５６及び第二の把持部材１６０を把持位置と開放位置との間で移動させる。片面に複数の吸引孔１５４ａが形成されている第一の吸着片１５４と、片面に複数の吸引孔１５８ａが形成されている第二の吸着片１５８とは、それぞれ流路によって吸引手段（図示していない。）に接続されている。そして、第二の搬送ユニット１３０においては、第一の搬送ユニット１２８によってインゴット収容ユニット１２２から搬出されたインゴットを周面から第一の把持部材１５６又は第二の把持部材１６０で把持して受け取ることができると共に、多関節アーム１５２を駆動させることにより、第一の把持部材１５６又は第二の把持部材１６０で把持したインゴットをインゴット研削ユニット４とインゴット洗浄ユニット４６とレーザー照射ユニット６とウエーハ剥離ユニット８との間で搬送することができる。第一の把持部材１５６又は第二の把持部材１６０で周面からインゴットを把持して搬送することにより、剥離層が形成されたインゴットを搬送する際に剥離層を起点としてインゴットが分離してしまうことを防止することができる。また、第二の搬送ユニット１３０においては、吸引手段によって第一の吸着片１５４の片面又は第二の吸着片１５８の片面に吸引力を生成することにより、ウエーハ剥離ユニット８によってインゴットから剥離されたウエーハを第一の吸着片１５４又は第二の吸着片１５８で吸着して受け取ることができると共に、多関節アーム１５２を駆動させることにより、第一の吸着片１５４又は第二の吸着片１５８で吸着したウエーハをウエーハ研削ユニット１１４とウエーハ洗浄ユニット１１６と第一の搬送ユニット１２８とに順次搬送することができる。

第二の搬送ユニット１３０の第一の把持部材１５６及び第二の把持部材１６０については、インゴットに研削屑等が付着しているか否かによって使い分けることができる。たとえば、インゴット研削ユニット４でインゴットを研削した際の研削屑が付着しているインゴットをインゴット研削ユニット４からインゴット洗浄ユニット４６に搬送する場合に第一の把持部材１５６又は第二の把持部材１６０の一方を使用し、インゴット洗浄ユニット４６で洗浄して研削屑が除去されたインゴットをインゴット洗浄ユニット４６からレーザー照射ユニット６に搬送する場合に第一の把持部材１５６又は第二の把持部材１６０の他方を使用する等して、第一の把持部材１５６及び第二の把持部材１６０を使い分けることができる。このような使い分けを行うことにより、レーザー照射ユニット６等のコンタミネーションの発生が望ましくないユニットへインゴットを搬送するための把持部材に研削屑等が付着することを防止することができ、したがってコンタミネーションの発生が望ましくないユニットへの研削屑等の混入を防止することができる。第二の搬送ユニット１３０の第一の吸着片１５４及び第二の吸着片１５８についても、ウエーハに研削屑等が付着しているか否かによって使い分けることができる。たとえば、ウエーハ研削ユニット１１４でウエーハを研削した際の研削屑が付着しているウエーハをウエーハ研削ユニット１１４からウエーハ洗浄ユニット１１６に搬送する場合に第一の吸着片１５４又は第二の吸着片１５８の一方を使用し、ウエーハ洗浄ユニット１１６で洗浄して研削屑が除去されたウエーハをウエーハ洗浄ユニット１１６から第一の搬送ユニット１２８に搬送する場合に第一の吸着片１５４又は第二の吸着片１５８の他方を使用する等して、第一の吸着片１５４及び第二の吸着片１５８を使い分けることができる。このような使い分けを行うことにより、洗浄後のウエーハを搬送するための吸着片に研削屑等が付着することを防止することができ、したがって洗浄後のウエーハに研削屑等が再付着するのを防止することができる。なお、第一の搬送ユニット１２８と第二の搬送ユニット１３０とのそれぞれを構成するガイド機構、可動ブロック及び移動手段（Ｙ軸方向移動手段、Ｘ軸方向移動手段）については、ガイド機構の配置や中間部ガイド部材の数量等が異なるため異なる符号を付しているが共通の構成部材を用いることができる。

図示の実施形態におけるインゴット研削ユニット４、インゴット洗浄ユニット４６、レーザー照射ユニット６、ウエーハ剥離ユニット８、ウエーハ研削ユニット１１４、ウエーハ洗浄ユニット１１６、搬送ユニット１２の第一の搬送ユニット１２８及び第二の搬送ユニット１３０は、それぞれ自己の作業を制御する制御手段（図示していない。）を備える。コンピュータから構成される各制御手段は、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）とを含む。

ウエーハ生成装置２は、更に、上記各制御手段に電気的に接続された制御ユニット１６２を備えるのが好ましい。図示の実施形態では図１に示すとおり、制御ユニット１６２は、搬送ユニット１２の第二の搬送ユニット１３０を挟んでインゴット研削ユニット４に対面して配置されている。コンピュータから構成される制御ユニット１６２は、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）とを含む。そして制御ユニット１６２は、インゴット研削ユニット４、インゴット洗浄ユニット４６、レーザー照射ユニット６、ウエーハ剥離ユニット８、ウエーハ研削ユニット１１４、ウエーハ洗浄ユニット１１６、搬送ユニット１２の第一の搬送ユニット１２８及び第二の搬送ユニット１３０で実施する作業内容に関する制御信号を上記各制御手段に出力する。以上のとおり図示の実施形態では、制御ユニット１６２を除く各ユニットと制御ユニット１６２とが電気的に接続されているものの、各ユニットは独立して構成されているので、ユーザーの要望等に応じて各ユニットの数量を適宜変更することができるようになっている。

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）には、ウエーハ生成装置２によって加工が施され得るインゴット１７０が示されている。図示のインゴット１７０は、六方晶単結晶ＳｉＣから全体として円柱形状に形成されており、円形状の第一の面１７２と、第一の面１７２と反対側の円形状の第二の面１７４と、第一の面１７２及び第二の面１７４の間に位置する周面１７６と、第一の面１７２から第二の面１７４に至るｃ軸（＜０００１＞方向）と、ｃ軸に直交するｃ面（｛０００１｝面）とを有する。図示のインゴット１７０においては、第一の面１７２の垂線１７８に対してｃ軸が傾いており、ｃ面と第一の面１７２とでオフ角α（たとえばα＝１、３、６度）が形成されている。オフ角αが形成される方向を図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に矢印Ａで示す。また、インゴット１７０の周面１７６には、結晶方位を示す矩形状の第一のオリエンテーションフラット１８０及び第二のオリエンテーションフラット１８２が形成されている。第一のオリエンテーションフラット１８０は、オフ角αが形成される方向Ａに平行であり、第二のオリエンテーションフラット１８２は、オフ角αが形成される方向Ａに直交している。図１１（ｂ）に示すとおり、上方からみて、第二のオリエンテーションフラット１８２の長さＬ２は、第一のオリエンテーションフラット１８０の長さＬ１よりも短い（Ｌ２＜Ｌ１）。なお、ウエーハ生成装置２によって加工が施され得るインゴットは、上記インゴット１７０に限定されず、たとえば、第一の面の垂線に対してｃ軸が傾いておらず、ｃ面と第一の面とのオフ角が０度である（すなわち、第一の面の垂線とｃ軸とが一致している）単結晶ＳｉＣインゴットでもよく、あるいはＧａＮ（窒化ガリウム）等の単結晶ＳｉＣ以外の素材から形成されているインゴットでもよい。

ウエーハ生成装置２によってインゴット１７０からウエーハを生成する際は、まず、複数個のインゴット１７０を準備し、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すとおり、準備した各インゴット１７０の端面（図示の実施形態では第二の面１７４）に適宜の接着剤を介して円板状のサブストレート１８４を装着させるサブストレート装着工程を実施する。サブストレート装着工程を実施するのは、第一のオリエンテーションフラット１８０及び第二のオリエンテーションフラット１８２が形成されたインゴット１７０を各ユニットの吸着チャック（第一の保持テーブル１４の吸着チャック２２等）によって所定の吸引力で吸着して保持するためである。サブストレート１８４の直径は、インゴット１７０の直径よりも若干大きく、かつ、各ユニットの吸着チャックの直径よりも若干大きい。そして、サブストレート１８４を下方に向けてインゴット１７０を吸着チャックに載せた際に吸着チャックがサブストレート１８４で覆われるため、吸着チャックに接続された吸引手段を作動させると、吸着チャックによって所定の吸引力でサブストレート１８４を吸着し、これによって第一のオリエンテーションフラット１８０及び第二のオリエンテーションフラット１８２が形成されたインゴット１７０を吸着チャックで保持することができる。なお、インゴットの直径が吸着チャックよりも大きく、吸着チャックに載せられた際に吸着チャックの上面全部がインゴットで覆われる場合には、吸着チャックによる吸引の際に吸着チャックの露出部分からエアーが吸込まれることがなく、吸着チャックによって所定の吸引力でインゴットを吸着可能なため、サブストレート装着工程を実施しなくてもよい。

サブストレート装着工程を実施した後、サブストレート１８４を下に向けて、サブストレート１８４を装着した複数のインゴット１７０をインゴットカセット１２６に収容し、インゴットカセット１２６をインゴットカセットテーブル１２４の上面に搭載すると共に、ウエーハカセットテーブル１１８のそれぞれの上面に空のウエーハカセット１２０を搭載する準備工程を実施する。

準備工程を実施した後、インゴットカセット１２６に収容したインゴット１７０の種類を制御ユニット１６２の入力手段（図示していない。）を用いて制御ユニット１６２に入力すると共に加工開始指令を入力する入力工程を実施する。入力工程を実施すると、入力された加工条件に応じた加工指示信号が制御ユニット１６２から各ユニットの制御手段に出力されると共に、ウエーハ生成装置２による加工が開始される。

ウエーハ生成装置２による加工においては、まず、インゴット収容ユニット１２２からレーザー照射ユニット６にインゴット１７０を搬送する第一のインゴット搬送工程を搬送ユニット１２で実施する。インゴット１７０は、通常、後述の剥離層形成工程におけるレーザー光線の入射を妨げない程度に端面（第一の面１７２及び第二の面１７４）が平坦化されていることから、図示の実施形態では、第一のインゴット搬送工程においてインゴット収容ユニット１２２からレーザー照射ユニット６にインゴット１７０を搬送する例を説明する。第一のインゴット搬送工程では、まず、インゴットカセット１２６に収容されているインゴット１７０を第一の搬送ユニット１２８の多関節アーム１４０で搬出可能な位置（たとえば、インゴットカセット１２６と可動ブロック１３４とがＸ軸方向において整合する位置）に、第一の搬送ユニット１２８のＸ軸方向移動手段で可動ブロック１３４の位置を適宜調整する。次いで、多関節アーム１４０を駆動させ、インゴットカセット１２６に収容されているインゴット１７０のサブストレート１８４に、吸引孔１４２ａが形成されている吸着片１４２の片面を密着させる。次いで、吸着片１４２に接続された吸引手段を作動させて吸着片１４２に吸引力を生成し、サブストレート１８４側からインゴット１７０を吸着片１４２で吸着させて保持させる。次いで、サブストレート１８４を介してインゴット１７０を保持した吸着片１４２を多関節アーム１４０で移動させ、インゴットカセット１２６からインゴット１７０を搬出する。次いで、第一の搬送ユニット１２８と第二の搬送ユニット１３０との間でインゴット１７０を受け渡し可能な位置（たとえば、第一の搬送ユニット１２８の可動ブロック１３４と第二の搬送ユニット１３０とがＸ軸方向において整合する位置）に、第一の搬送ユニット１２８のＸ軸方向移動手段で可動ブロック１３４を移動させる。この際、第二の搬送ユニット１３０の可動ブロック１４６は、第一の搬送ユニット１２８と第二の搬送ユニット１３０との間でインゴット１７０を受け渡し可能な位置（たとえば、第二の搬送ユニット１３０のガイド機構１４４の端部）に位置づけられている。次いで、第一の搬送ユニット１２８の多関節アーム１４０を駆動させると共に、第二の搬送ユニット１３０の多関節アーム１５２を駆動させることにより、インゴット１７０を周面１７６から第一の把持部材１５６で把持させる。次いで、第一の搬送ユニット１２８の吸着片１４２に接続された吸引手段の作動を停止させて第一の搬送ユニット１２８の吸着片１４２の吸引力を解除する。これによって、第一の搬送ユニット１２８から第二の搬送ユニット１３０にインゴット１７０が受け渡される。次いで、第二の搬送ユニット１３０とレーザー照射ユニット６との間でインゴット１７０を受け渡し可能な位置（たとえば、第二の搬送ユニット１３０の可動ブロック１４６とレーザー照射ユニット６とがＹ軸方向において整合する位置）に、第二の搬送ユニット１３０のＹ軸方向移動手段で可動ブロック１４６を移動させる。次いで、第二の搬送ユニット１３０の多関節アーム１５２を駆動させ、図１３に示すとおり、レーザー照射ユニット６の第二の保持テーブル６０の上面にサブストレート１８４を接触させる。この際、第二の保持テーブル６０は、インゴットを着脱するためのインゴット着脱位置（図５に示す位置）に位置づけられている。そして、第一の把持部材１５６による把持を解除し、レーザー照射ユニット６の第二の保持テーブル６０の上面にインゴット１７０を載せる。このようにして、インゴット収容ユニット１２２からレーザー照射ユニット６にインゴット１７０を搬送する。

第一のインゴット搬送工程を実施した後、レーザー照射ユニット６の第二の保持テーブル６０でインゴット１７０を保持すると共に、第二の保持テーブル６０に保持されたインゴット１７０の上面から生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに、インゴット１７０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位置づけて、レーザー光線をインゴット１７０に照射し剥離層を形成する剥離層形成工程をレーザー照射ユニット６で実施する。剥離層形成工程では、まず、第二の保持テーブル６０の吸着チャック６６に接続された吸引手段を作動させて吸着チャック６６の上面に吸引力を生成し、サブストレート１８４側からインゴット１７０を第二の保持テーブル６０で吸着させて保持させる。次いで、Ｘ軸方向移動手段で第二の保持テーブル６０をＸ軸方向に移動させると共にＹ軸方向移動手段でＹ軸方向可動部材をＹ軸方向に移動させ、アライメント手段７６の下方にインゴット１７０を位置づける。次いで、インゴット１７０の上方からアライメント手段７６でインゴット１７０を撮像する。次いで、アライメント手段７６で撮像したインゴット１７０の画像に基づいて、第二の保持テーブル用モータ及びＸ軸方向移動手段で第二の保持テーブル６０を回転及び移動させると共に、Ｙ軸方向移動手段でＹ軸方向可動部材を移動させることにより、インゴット１７０の向きを所定の向きに調整すると共にインゴット１７０と集光器７４とのＸＹ平面における位置を調整する。インゴット１７０の向きを所定の向きに調整する際は、図１４（ａ）に示すとおり、第一のオリエンテーションフラット１８０をＹ軸方向に整合させると共に、第二のオリエンテーションフラット１８２をＸ軸方向に整合させることによって、オフ角αが形成される方向ＡをＹ軸方向に整合させると共に、オフ角αが形成される方向Ａと直交する方向をＸ軸方向に整合させる。次いで、集光点位置調整手段で集光器７４をＺ軸方向に移動させ、図１４（ｂ）に示すとおり、インゴット１７０の上面（図示の実施形態では第一の面１７２）から、生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに集光点ＦＰを位置づける。次いで、Ｘ軸方向移動手段で第二の保持テーブル６０を移動させることにより、オフ角αが形成される方向Ａと直交する方向に整合しているＸ軸方向に、集光点ＦＰに対して相対的にインゴット１７０を所定の送り速度で移動させながら、インゴット１７０に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線ＬＢを集光器７４からインゴット１７０に照射する剥離層形成加工を行う。

剥離層形成加工を行うと、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すとおり、パルスレーザー光線ＬＢ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レーザー光線ＬＢが前に形成されたＣに吸収されて連鎖的にＳｉＣがＳｉとＣとに分離して形成される直線状の改質層１８６と、改質層１８６からｃ面に沿って改質層１８６の両側に伝播するクラック１８８とが形成される。なお、剥離層形成加工では、改質層１８６が形成される深さにおいて隣接するパルスレーザー光線ＬＢのスポットが相互に重なるように集光点ＦＰに対してインゴット１７０を相対的にＸ軸方向に加工送りしながらパルスレーザー光線ＬＢをインゴット１７０に照射して、ＳｉとＣとに分離した改質層１８６に再度パルスレーザー光線ＬＢが照射されるようにする。隣接するスポットが相互に重なるには、パルスレーザー光線ＬＢの繰り返し周波数Ｆと、集光点ＦＰの送り速度Ｖと、スポットの直径Ｄとで規定されるＧ＝（Ｖ／Ｆ）−ＤがＧ＜０であることを要する。また、隣接するスポットの重なり率は｜Ｇ｜／Ｄで規定される。

図１４（ａ）及び図１４（ｂ）並びに図１５（ａ）及び図１５（ｂ）を参照して説明を続けると、剥離層形成工程では剥離層形成加工に続いて、Ｙ軸方向移動手段でＹ軸方向可動部材を移動させることにより、オフ角αが形成される方向Ａに整合しているＹ軸方向に、インゴット１７０に対して相対的に集光点ＦＰを所定インデックス量Ｌｉだけインデックス送りする。そして、剥離層形成工程において剥離層形成加工とインデックス送りとを交互に繰り返すことにより、オフ角αが形成される方向Ａと直交する方向に沿って延びる直線状の改質層１８６を、オフ角αが形成される方向Ａに所定インデックス量Ｌｉの間隔をおいて複数形成すると共に、オフ角αが形成される方向Ａにおいて隣接するクラック１８８とクラック１８８とが上下方向にみて重なるようにする。これによって、インゴット１７０の上面から生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに、複数の改質層１８６およびクラック１８８からなる、インゴット１７０からウエーハを剥離するための剥離層１９０を形成することができる。剥離層１９０を形成した後は、第二の保持テーブル６０をインゴット着脱位置にＸ軸方向移動手段によって移動させると共に、吸着チャック６６に接続された吸引手段の作動を停止させて吸着チャック６６の吸引力を解除する。なお、インゴット１７０に剥離層１９０を形成するための剥離層形成工程は、たとえば以下の加工条件で実施することができる。
パルスレーザー光線の波長 ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数 ：８０ｋＨｚ
平均出力 ：３．２Ｗ
パルス幅 ：４ｎｓ
集光点の直径 ：３μｍ
集光レンズの開口数（ＮＡ） ：０．４３
集光点のＺ軸方向位置 ：インゴットの上面から３００μｍ
第二の保持テーブルの送り速度 ：１２０〜２６０ｍｍ／ｓ
インデックス量 ：２５０〜４００μｍ

剥離層形成工程を実施した後、剥離層１９０が形成されたインゴット１７０をレーザー照射ユニット６からウエーハ剥離ユニット８に搬送する第二のインゴット搬送工程を搬送ユニット１２の第二の搬送ユニット１３０で実施する。第二のインゴット搬送工程では、まず、第二の搬送ユニット１３０とレーザー照射ユニット６との間でインゴット１７０を受け渡し可能な位置に、第二の搬送ユニット１３０のＹ軸方向移動手段で可動ブロック１４６の位置を適宜調整する。次いで、第二の搬送ユニット１３０の多関節アーム１５２を駆動させ、レーザー照射ユニット６においてインゴット着脱位置に位置づけられているインゴット１７０を周面１７６から第一の把持部材１５６で把持させる。次いで、インゴット１７０を把持した第一の把持部材１５６を多関節アーム１５２で移動させると共に、第二の搬送ユニット１３０とウエーハ剥離ユニット８との間でインゴット１７０を受け渡し可能な位置（たとえば、可動ブロック１４６とウエーハ剥離ユニット８とがＹ軸方向において整合する位置）にＹ軸方向移動手段で可動ブロック１４６を移動させることにより、ウエーハ剥離ユニット８の第三の保持テーブル８０の上面にサブストレート１８４を接触させる。この際、第三の保持テーブル８０は、インゴットを着脱するためのインゴット着脱位置（図７に示す位置）に位置づけられている。そして、第一の把持部材１５６によるインゴット１７０の把持を解除し、第三の保持テーブル８０の上面にインゴット１７０を載せる。このようにして、剥離層１９０が形成されたインゴット１７０をレーザー照射ユニット６からウエーハ剥離ユニット８に搬送する。

第二のインゴット搬送工程を実施した後、剥離層１９０が形成されたインゴット１７０を第三の保持テーブル８０で保持すると共に、第三の保持テーブル８０に保持されたインゴット１７０の上面を保持し剥離層１９０からウエーハを剥離するウエーハ剥離工程をウエーハ剥離ユニット８で実施する。ウエーハ剥離工程では、まず、第三の保持テーブル８０の吸着チャック８６に接続された吸引手段を作動させて吸着チャック８６の上面に吸引力を生成し、サブストレート１８４側からインゴット１７０を第三の保持テーブル８０で吸着させて保持させる。次いで、図１６（ａ）に示すとおり、液槽体９４の下方のウエーハ剥離位置に第三の保持テーブル８０をＸ軸方向移動手段で移動させる。次いで、図１６（ｂ）に示すとおり、アーム移動手段でアーム９２を下降させ、第三の保持テーブル８０の上面に液槽体９４の側壁９８の下端を密着させる。次いで、図８に示すとおり、エアシリンダ１０８のピストンロッド１０８ｂを移動させ、インゴット１７０の上面（図示の実施形態では第一の面１７２）に吸着片１１２の下面を密着させる。次いで、吸着片１１２に接続された吸引手段を作動させて吸着片１１２の下面に吸引力を生成し、インゴット１７０を第一の面１７２側から吸着片１１２で吸着させて保持させる。次いで、液体供給部１００に接続された液体供給手段を作動させ、超音波振動生成部材１１０が浸漬するまで液体供給部１００から液体収容空間１０４に液体１０６（たとえば水）を供給する。次いで、超音波振動生成部材１１０を作動させ、インゴット１７０に超音波振動を付与すると、剥離層１９０を起点としてインゴット１７０から生成すべきウエーハ１９２（図１７参照。）を剥離することができる。次いで、アーム移動手段でアーム９２を上昇させ、液体収容空間１０４から液体１０６を排出する。液体収容空間１０４から排出された液体１０６は、基台８４に形成された適宜の排水口（図示していない。）を通ってウエーハ剥離ユニット８の外部へと排出される。そして、図１７に示すとおり、インゴット１７０から生成したウエーハ１９２が液槽体９４の側壁９８の下端よりも下方に突出するまで、エアシリンダ１０８のピストンロッド１０８ｂを下降させる。なお、ウエーハ１９２が剥離されたインゴット１７０の剥離面１７０ａ及びウエーハ１９２の剥離面１９２ａは凹凸となっており、各剥離面１７０ａ及び１９２ａの凹凸の高さは、たとえば１００μｍ程度である。また、剥離されたウエーハ１９２の厚みは、たとえば３００μｍ程度である。インゴット１７０からウエーハ１９２を剥離した後は、第三の保持テーブル８０をインゴット着脱位置にＸ軸方向移動手段で移動させると共に、吸着チャック８６に接続された吸引手段の作動を停止させて吸着チャック８６の吸引力を解除する。

ウエーハ剥離工程を実施した後、ウエーハ１９２が剥離されたインゴット１７０についてはウエーハ剥離ユニット８からインゴット研削ユニット４に搬送する第三のインゴット搬送工程を第二の搬送ユニット１３０で実施し、かつ、インゴット１７０から剥離したウエーハ１９２についてはウエーハ剥離ユニット８からウエーハ研削ユニット１１４に搬送する第一のウエーハ搬送工程を第二の搬送ユニット１３０で実施する。第三のインゴット搬送工程と第一のウエーハ搬送工程とは、どちらも第二の搬送ユニット１３０で実施するのであるが、どちらを先に実施してもよい。

以下の説明では、まず、第三のインゴット搬送工程を含む、ウエーハ１９２が剥離されたインゴット１７０に対して実施する各工程を説明し、次に、第一のウエーハ搬送工程を含む、インゴット１７０から剥離したウエーハ１９２に対して実施する各工程について説明する。

第三のインゴット搬送工程では、まず、第二の搬送ユニット１３０とウエーハ剥離ユニット８との間でインゴット１７０を受け渡し可能な位置に、第二の搬送ユニット１３０のＹ軸方向移動手段で可動ブロック１４６の位置を適宜調整する。次いで、第二の搬送ユニット１３０の多関節アーム１５２を駆動させ、ウエーハ剥離ユニット８においてインゴット着脱位置に位置づけられているインゴット１７０を周面１７６から第二の把持部材１６０で把持させる。次いで、インゴット１７０を把持した第二の把持部材１６０を多関節アーム１５２で移動させると共に、第二の搬送ユニット１３０とインゴット研削ユニット４との間でインゴット１７０を受け渡し可能な位置（たとえば、可動ブロック１４６とインゴット研削ユニット４とがＹ軸方向において整合する位置）にＹ軸方向移動手段で可動ブロック１４６を移動させることにより、インゴット着脱位置に位置づけられているインゴット研削ユニット４の第一の保持テーブル１４の上面にサブストレート１８４を接触させる。そして、第二の把持部材１６０によるインゴット１７０の把持を解除し、第一の保持テーブル１４の上面にインゴット１７０を載せる。このようにして、ウエーハ１９２が剥離されたインゴット１７０をウエーハ剥離ユニット８からインゴット研削ユニット４に搬送する。なお、第三のインゴット搬送工程において第二の把持部材１６０でインゴット１７０を把持させるのは、ウエーハ剥離ユニット８でウエーハ１９２が剥離されたインゴット１７０には、液体１０６が付着していると共に剥離屑も付着している場合があるので、レーザー照射ユニット６にインゴット１７０を搬送する第一のインゴット搬送工程と、レーザー照射ユニット６からインゴット１７０を搬出する第二のインゴット搬送工程とに用いる第一の把持部材１５６とは別の第二の把持部材１６０を第三のインゴット搬送工程で用いることにより、第一の把持部材１５６に液体１０６や剥離屑が付着するのを防止して、後述するように繰り返し実施する第一のインゴット搬送工程及び第二のインゴット搬送工程においてレーザー照射ユニット６に液体１０６や剥離屑が混入するのを防止するためである。

第三のインゴット搬送工程を実施した後、ウエーハ１９２が剥離されたインゴット１７０を第一の保持テーブル１４で保持すると共に、第一の保持テーブル１４に保持されたインゴット１７０の上面（剥離面１７０ａ）を研削して平坦化するインゴット研削工程をインゴット研削ユニット４で実施する。図３を参照して説明すると、インゴット研削工程では、まず、第一の保持テーブル１４の吸着チャック２２に接続された吸引手段を作動させて吸着チャック２２の上面に吸引力を生成し、サブストレート１８４側からインゴット１７０を第一の保持テーブル１４で吸着させて保持させる。次いで、ターンテーブル用モータでターンテーブル２０を回転させ、インゴット１７０を保持している第一の保持テーブル１４を研削位置に位置づける。次いで、インゴット１７０を保持している第一の保持テーブル１４を上方からみて反時計回りに所定の回転速度（たとえば３００ｒｐｍ）で第一の保持テーブル用モータで回転させる。また、上方からみて反時計回りに所定の回転速度（たとえば６０００ｒｐｍ）でスピンドル３６をスピンドル用モータで回転させる。次いで、昇降用モータ３４でスピンドルハウジング３０を下降させ、インゴット１７０の剥離面１７０ａに研削砥石４４を接触させる。剥離面１７０ａに研削砥石４４を接触させた後は所定の研削送り速度（たとえば１．０μｍ／ｓ）でスピンドルハウジング３０を昇降用モータ３４によって下降させる。これによって、ウエーハ１９２が剥離されたインゴット１７０の剥離面１７０ａを研削して、剥離層形成工程におけるパルスレーザー光線ＬＢの入射を妨げない程度にインゴット１７０の剥離面１７０ａを平坦化することができる。インゴット１７０の剥離面１７０ａを平坦化した後は、ターンテーブル用モータでターンテーブル２０を回転させ、インゴット１７０を保持している第一の保持テーブル１４をインゴット着脱位置に位置づけると共に、吸着チャック２２に接続された吸引手段の作動を停止させて吸着チャック２２の吸引力を解除する。なお、インゴット１７０の剥離面１７０ａを研削して平坦化する際にインゴット１７０の剥離面１７０ａに厚み測定器（図示していない。）を接触させ、厚み測定器で測定したインゴット１７０の厚みが所定量（たとえば、剥離面１７０ａの凹凸高さの分の１００μｍ）減少したことを検出した際に、インゴット１７０の上面が平坦化したことを検出することができる。また、インゴット研削工程では、インゴット１７０の剥離面１７０ａを研削している際に、研削水供給手段（図示していない。）から研削領域に研削水が供給されるところ、研削領域に供給された研削水は基台１８に形成された適宜の排水口（図示していない。）を通ってインゴット研削ユニット４の外部へと排出される。

インゴット研削工程を実施した後、上面が平坦化されたインゴット１７０をインゴット研削ユニット４からインゴット洗浄ユニット４６に搬送する第四のインゴット搬送工程を第二の搬送ユニット１３０で実施する。第四のインゴット搬送工程では、まず、第二の搬送ユニット１３０とインゴット研削ユニット４との間でインゴット１７０を受け渡し可能な位置に、第二の搬送ユニット１３０のＹ軸方向移動手段で可動ブロック１４６の位置を適宜調整する。次いで、第二の搬送ユニット１３０の多関節アーム１５２を駆動させ、インゴット研削ユニット４においてインゴット着脱位置に位置づけられているインゴット１７０を周面１７６から第二の把持部材１６０で把持させる。次いで、インゴット１７０を把持した第二の把持部材１６０を多関節アーム１５２で移動させると共に、第二の搬送ユニット１３０とインゴット洗浄ユニット４６との間でインゴット１７０を受け渡し可能な位置（たとえば、可動ブロック１４６とインゴット洗浄ユニット４６とがＹ軸方向において整合する位置）にＹ軸方向移動手段で可動ブロック１４６を移動させることにより、インゴット洗浄ユニット４６のチャックテーブル４８の上面にサブストレート１８４を接触させる。そして、第二の把持部材１６０によるインゴット１７０の把持を解除し、チャックテーブル４８の上面にインゴット１７０を載せる。このようにして、上面が平坦化されたインゴット１７０をインゴット研削ユニット４からインゴット洗浄ユニット４６に搬送する。なお、第四のインゴット搬送工程において第二の把持部材１６０でインゴット１７０を把持させるのは、インゴット研削ユニット４で上面が平坦化されたインゴット１７０には研削屑及び研削水が付着しているので、レーザー照射ユニット６にインゴット１７０を搬送する第一のインゴット搬送工程と、レーザー照射ユニット６からインゴット１７０を搬出する第二のインゴット搬送工程とに用いる第一の把持部材１５６とは別の第二の把持部材１６０を第四のインゴット搬送工程で用いることにより、第一の把持部材１５６に研削屑や研削水が付着するのを防止して、後述するように繰り返し実施する第一のインゴット搬送工程及び第二のインゴット搬送工程においてレーザー照射ユニット６に研削屑や研削水が混入するのを防止するためである。

第四のインゴット搬送工程を実施した後、上面が平坦化されたインゴット１７０を洗浄するインゴット洗浄工程をインゴット洗浄ユニット４６で実施する。インゴット洗浄工程では、まず、チャックテーブル４８の吸着チャック５６に接続された吸引手段を作動させて吸着チャック５６の上面に吸引力を生成し、サブストレート１８４側からインゴット１７０をチャックテーブル４８で吸着させて保持させる。次いで、チャックテーブル用モータでチャックテーブル４８を回転させる。次いで、パイプ５８を洗浄水供給源に接続し、チャックテーブル４８に保持されたインゴット１７０に向かってパイプ５８の噴射口５８ａから洗浄水を噴射する。これによって、インゴット１７０に付着している研削屑及び研削水等を除去してインゴット１７０を洗浄することができると共に、チャックテーブル４８の回転による遠心力でインゴット１７０から洗浄水を除去することができる。次いで、パイプ５８を圧空源に接続し、チャックテーブル４８に保持されたインゴット１７０に向かってパイプ５８の噴射口５８ａから乾燥エアーを噴射する。これによって、チャックテーブル４８の回転による遠心力では除去しきれなかった洗浄水をインゴット１７０から除去してインゴット１７０を乾燥させることができる。そして、インゴット１７０を洗浄すると共に乾燥させた後は、吸着チャック５６に接続された吸引手段の作動を停止させて吸着チャック５６の吸引力を解除する。

インゴット洗浄工程を実施した後、洗浄されたインゴット１７０をインゴット洗浄ユニット４６からレーザー照射ユニット６に搬送する第五のインゴット搬送工程を第二の搬送ユニット１３０で実施する。第五のインゴット搬送工程では、まず、第二の搬送ユニット１３０とインゴット洗浄ユニット４６との間でインゴット１７０を受け渡し可能な位置に、第二の搬送ユニット１３０のＹ軸方向移動手段で可動ブロック１４６の位置を適宜調整する。次いで、第二の搬送ユニット１３０の多関節アーム１５２を駆動させ、インゴット１７０を周面１７６から第一の把持部材１５６で把持させる。次いで、インゴット１７０を把持した第一の把持部材１５６を多関節アーム１５２で移動させると共に、第二の搬送ユニット１３０とレーザー照射ユニット６との間でインゴット１７０を受け渡し可能な位置にＹ軸方向移動手段で可動ブロック１４６を移動させることにより、レーザー照射ユニット６の第二の保持テーブル６０の上面にサブストレート１８４を接触させる。この際、第二の保持テーブル６０は、インゴットを着脱するためのインゴット着脱位置に位置づけられている。そして、第一の把持部材１５６によるインゴット１７０の把持を解除し、第二の保持テーブル６０の上面にインゴット１７０を載せる。このようにして、洗浄されたインゴット１７０をインゴット洗浄ユニット４６からレーザー照射ユニット６に搬送する。なお、第五のインゴット搬送工程において第一の把持部材１５６でインゴット１７０を把持させるのは、第三及び第四のインゴット搬送工程において液体１０６、剥離屑、研削水及び研削屑等が第二の把持部材１６０に付着している場合があるので、第二の把持部材１６０とは別の第一の把持部材１５６を第五のインゴット搬送工程で用いることにより、レーザー照射ユニット６に液体１０６等が混入するのを防止するためである。

第五のインゴット搬送工程を実施した後は、上述の剥離層形成工程をレーザー照射ユニット６で実施する。そして、レーザー照射ユニット６とウエーハ剥離ユニット８とインゴット研削ユニット４とインゴット洗浄ユニット４６との間で第二の搬送ユニット１３０でインゴット１７０を搬送する第二から第五までのインゴット搬送工程と、レーザー照射ユニット６による剥離層形成工程と、ウエーハ剥離ユニット８によるウエーハ剥離工程と、インゴット研削ユニット４によるインゴット研削工程と、インゴット洗浄ユニット４６によるインゴット洗浄工程とを繰り返し実施することにより、インゴット１７０から生成可能な数量のウエーハ１９２を生成する。インゴット１７０から生成可能な数量のウエーハ１９２を生成した後は、インゴット１７０の素材が僅かに残留しているサブストレート１８４を搬送ユニット１２で適宜の回収容器（図示していない。）に搬送して回収する。なお、第二から第五までのインゴット搬送工程において、第一の把持部材１５６又は第二の把持部材１６０でインゴット１７０を周面１７６から把持するのが困難な程度にインゴット１７０の厚みが薄くなった場合には、第一の吸着片１５４又は第二の吸着片１５８でインゴット１７０を吸着して保持してもよい。

以上、ウエーハ生成装置２においてインゴット１７０に対して実施する各工程を１個のインゴット１７０に着目して説明したが、ウエーハ生成装置２においては、インゴット収容ユニット１２２からレーザー照射ユニット６にインゴット１７０を搬送する第一のインゴット搬送工程を実施した後、適宜の間隔をおいて、第一のインゴット搬送工程を繰り返し実施すると共に、第二から第五までのインゴット搬送工程と、剥離層形成工程と、ウエーハ剥離工程と、インゴット研削工程と、インゴット洗浄工程とを並行して複数のインゴット１７０に対して繰り返し実施することにより、複数のインゴット１７０から生成可能な数量のウエーハ１９２を生成することができる。なお、図示の実施形態におけるインゴット研削ユニット４のように、ターンテーブル２０に一対の第一の保持テーブル１４が装着されている場合には、研削手段１６によるインゴット１７０の研削時にインゴット着脱位置に位置づけられている第一の保持テーブル１４に次のインゴット１７０を搬送して効率化を図ることができる。

次に、インゴット１７０から剥離したウエーハ１９２に対して実施する各工程について説明する。ウエーハ剥離工程を実施した後、インゴット１７０から剥離したウエーハ１９２をウエーハ剥離ユニット８からウエーハ研削ユニット１１４に搬送する第一のウエーハ搬送工程を第二の搬送ユニット１３０で実施する。第一のウエーハ搬送工程では、まず、ウエーハ剥離ユニット８の吸着片１１２で吸着されているウエーハ１９２（図１７参照。）を第二の搬送ユニット１３０の多関節アーム１５２で搬出可能な位置（たとえば、可動ブロック１４６とウエーハ剥離ユニット８とがＹ軸方向において整合する位置）に、第二の搬送ユニット１３０のＹ軸方向移動手段で可動ブロック１４６の位置を調整する。次いで、多関節アーム１５２を駆動させ、第二の搬送ユニット１３０の第二の吸着片１５８の片面（吸引孔１５８ａが形成されている側の面）をウエーハ１９２の剥離面１９２ａに密着させる。次いで、ウエーハ剥離ユニット８の吸着片１１２に接続された吸引手段の作動を停止させて吸着片１１２の吸引力を解除すると共に、第二の搬送ユニット１３０の第二の吸着片１５８に接続された吸引手段を作動させて第二の吸着片１５８に吸引力を生成し、ウエーハ１９２を剥離面１９２ａ側から第二の吸着片１５８で吸着させて保持させる。これによって、ウエーハ剥離ユニット８から第二の搬送ユニット１３０にウエーハ１９２が受け渡される。次いで、多関節アーム１５２を駆動させることにより第二の吸着片１５８を上下反転させ、第二の吸着片１５８で吸着している剥離面１９２ａを上に向ける。次いで、多関節アーム１５２を駆動させることにより、ウエーハ研削ユニット１１４においてウエーハ着脱位置（インゴット研削ユニット４におけるインゴット着脱位置（図２において手前側に示す位置）と同じ位置）に位置づけられている第一の保持テーブル１４の上面に、ウエーハ１９２の剥離面１９２ａと反対側の面を接触させる。図示の実施形態では、ウエーハ研削ユニット１１４がウエーハ剥離ユニット８に対面して設けられているので、第二の搬送ユニット１３０とウエーハ研削ユニット１１４との間でウエーハ１９２を受け渡し可能な位置（たとえば、可動ブロック１４６とウエーハ研削ユニット１１４とがＹ軸方向において整合する位置）にＹ軸方向移動手段で可動ブロック１４６の位置を調整しなくてもよいが、ウエーハ研削ユニット１１４がウエーハ剥離ユニット８に対面して設けられていない場合は、Ｙ軸方向移動手段で可動ブロック１４６の位置を適宜調整してもよい。そして、第二の吸着片１５８に接続された吸引手段の作動を停止させて第二の吸着片１５８の吸引力を解除し、ウエーハ研削ユニット１１４の第一の保持テーブル１４の上面に剥離面１９２ａを上に向けてウエーハ１９２を載せる。このようにして、インゴット１７０から剥離したウエーハ１９２をウエーハ剥離ユニット８からウエーハ研削ユニット１１４に搬送する。なお、第一のウエーハ搬送工程において第二の吸着片１５８でウエーハ１９２を保持させるのは、ウエーハ剥離ユニット８でインゴット１７０から剥離されたウエーハ１９２には、液体１０６が付着していると共に剥離屑も付着している場合があるので、ウエーハ洗浄ユニット１１６で洗浄した後のウエーハ１９２を搬送する際に用いる第一の吸着片１５４とは別の第二の吸着片１５８を第一のウエーハ搬送工程で用いることにより、第一の吸着片１５４に液体１０６や剥離屑が付着するのを防止して、ウエーハ洗浄ユニット１１６で洗浄した後のウエーハ１９２に液体１０６や剥離屑が再付着するのを防止するためである。

第一のウエーハ搬送工程を実施した後、インゴット１７０から剥離されたウエーハ１９２を第一の保持テーブル１４で保持すると共に、第一の保持テーブル１４に保持されたウエーハ１９２の剥離面１９２ａを研削して平坦化するウエーハ研削工程をウエーハ研削ユニット１１４で実施する。図１８を参照して説明すると、ウエーハ研削工程では、まず、第一の保持テーブル１４の吸着チャック２２に接続された吸引手段を作動させて吸着チャック２２の上面に吸引力を生成し、剥離面１９２ａと反対側の面からウエーハ１９２を第一の保持テーブル１４で吸着させて保持させる。なお、ウエーハ研削ユニット１１４の吸着チャック２２は上面全部がウエーハ１９２によって覆われるサイズに形成されており、したがって、ウエーハ研削ユニット１１４の第一の保持テーブル１４はウエーハ１９２を吸着して保持することができるようになっている。次いで、ターンテーブル用モータでターンテーブル２０を回転させ、ウエーハ１９２を保持している第一の保持テーブル１４を研削位置（インゴット研削ユニット４における研削位置（図２において奥側に示す位置）と同じ位置）に位置づける。次いで、ウエーハ１９２を保持している第一の保持テーブル１４を上方からみて反時計回りに所定の回転速度（たとえば３００ｒｐｍ）で第一の保持テーブル用モータで回転させる。また、上方からみて反時計回りに所定の回転速度（たとえば６０００ｒｐｍ）でスピンドル３６をスピンドル用モータで回転させる。次いで、昇降用モータ３４でスピンドルハウジング３０を下降させ、ウエーハ１９２の剥離面１９２ａに研削砥石４４を接触させる。剥離面１９２ａに研削砥石４４を接触させた後は所定の研削送り速度（たとえば１．０μｍ／ｓ）でスピンドルハウジング３０を昇降用モータ３４によって下降させる。これによって、インゴット１７０から剥離されたウエーハ１９２の剥離面１９２ａを研削して平坦化することができる。ウエーハ１９２の剥離面１９２ａを平坦化した後は、ターンテーブル用モータでターンテーブル２０を回転させ、ウエーハ１９２を保持している第一の保持テーブル１４をウエーハ着脱位置に位置づけると共に、吸着チャック２２に接続された吸引手段の作動を停止させて吸着チャック２２の吸引力を解除する。なお、ウエーハ１９２の剥離面１９２ａを研削して平坦化する際にウエーハ１９２の剥離面１９２ａに厚み測定器（図示していない。）を接触させ、厚み測定器で測定したウエーハ１９２の厚みが所定量（たとえば、剥離面１９２ａの凹凸高さの分の１００μｍ）減少したことを検出した際に、ウエーハ１９２の剥離面１９２ａが平坦化したことを検出することができる。また、ウエーハ研削工程では、ウエーハ１９２の剥離面１９２ａを研削している際に、研削水供給手段（図示していない。）から研削領域に研削水が供給されるところ、研削領域に供給された研削水は基台１８に形成された適宜の排水口（図示していない。）を通ってウエーハ研削ユニット１１４の外部へと排出される。

ウエーハ研削工程を実施した後、剥離面１９２ａが平坦化されたウエーハ１９２をウエーハ研削ユニット１１４からウエーハ洗浄ユニット１１６に搬送する第二のウエーハ搬送工程を第二の搬送ユニット１３０で実施する。第二のウエーハ搬送工程では、まず、第二の搬送ユニット１３０とウエーハ研削ユニット１１４との間でウエーハ１９２を受け渡し可能な位置に、第二の搬送ユニット１３０のＹ軸方向移動手段で可動ブロック１４６の位置を適宜調整する。次いで、多関節アーム１５２を駆動させ、第二の搬送ユニット１３０の第二の吸着片１５８の片面（吸引孔１５８ａが形成されている側の面）をウエーハ１９２の剥離面１９２ａに密着させる。次いで、第二の吸着片１５８に接続された吸引手段を作動させて第二の吸着片１５８に吸引力を生成し、ウエーハ１９２を剥離面１９２ａ側から第二の吸着片１５８で吸着させて保持させる。次いで、ウエーハ１９２を吸着した第二の吸着片１５８を多関節アーム１５２で移動させると共に、第二の搬送ユニット１３０とウエーハ洗浄ユニット１１６との間でウエーハ１９２を受け渡し可能な位置（たとえば、可動ブロック１４６とウエーハ洗浄ユニット１１６とがＹ軸方向において整合する位置）にＹ軸方向移動手段で可動ブロック１４６を移動させることにより、ウエーハ洗浄ユニット１１６のチャックテーブル４８の上面にウエーハ１９２の剥離面１９２ａと反対側の面を接触させる。そして、第二の吸着片１５８に接続された吸引手段の作動を停止させて第二の吸着片１５８の吸引力を解除し、ウエーハ洗浄ユニット１１６のチャックテーブル４８の上面に、剥離面１９２ａを上に向けてウエーハ１９２を載せる。このようにして、剥離面１９２ａが平坦化されたウエーハ１９２をウエーハ研削ユニット１１４からウエーハ洗浄ユニット１１６に搬送する。なお、第二のウエーハ搬送工程において第二の吸着片１５８でウエーハ１９２保持させるのは、ウエーハ研削ユニット１１４で剥離面１９２ａが平坦化されたウエーハ１９２には研削屑及び研削水が付着しているので、ウエーハ洗浄ユニット１１６で洗浄した後のウエーハ１９２を搬送する際に用いる第一の吸着片１５４とは別の第二の吸着片１５８を第二のウエーハ搬送工程で用いることにより、第一の吸着片１５４に研削屑や研削水が付着するのを防止して、ウエーハ洗浄ユニット１１６で洗浄した後のウエーハ１９２に研削水や研削屑が再付着するのを防止するためである。

第二のウエーハ搬送工程を実施した後、剥離面１９２ａが平坦化されたウエーハ１９２を洗浄するウエーハ洗浄工程をウエーハ洗浄ユニット１１６で実施する。ウエーハ洗浄工程では、まず、チャックテーブル４８の吸着チャック５６に接続された吸引手段を作動させて吸着チャック５６の上面に吸引力を生成し、剥離面１９２ａと反対側の面からウエーハ１９２をチャックテーブル４８で吸着させて保持させる。次いで、チャックテーブル用モータでチャックテーブル４８を回転させる。次いで、パイプ５８を洗浄水供給源に接続し、チャックテーブル４８に保持されたウエーハ１９２に向かってパイプ５８の噴射口５８ａから洗浄水を噴射する。これによって、ウエーハ１９２に付着している研削屑及び研削水等を除去してウエーハ１９２を洗浄することができると共に、チャックテーブル４８の回転による遠心力でウエーハ１９２から洗浄水を除去することができる。次いで、パイプ５８を圧空源に接続し、チャックテーブル４８に保持されたウエーハ１９２に向かってパイプ５８の噴射口５８ａから乾燥エアーを噴射する。これによって、チャックテーブル４８の回転による遠心力では除去しきれなかった洗浄水をウエーハ１９２から除去してウエーハ１９２を乾燥させることができる。そして、ウエーハ１９２を洗浄すると共に乾燥させた後は、吸着チャック５６に接続された吸引手段の作動を停止させて吸着チャック５６の吸引力を解除する。

ウエーハ洗浄工程を実施した後、洗浄されたウエーハ１９２をウエーハ洗浄ユニット１１６からウエーハ収容ユニット１０に搬送して収容する第三のウエーハ搬送工程を搬送ユニット１２の第一の搬送ユニット１２８及び第二の搬送ユニット１３０で実施する。第三のウエーハ搬送工程では、まず、第二の搬送ユニット１３０とウエーハ洗浄ユニット１１６との間でウエーハ１９２を受け渡し可能な位置に、第二の搬送ユニット１３０のＹ軸方向移動手段で可動ブロック１４６の位置を適宜調整する。次いで、多関節アーム１５２を駆動させ、第二の搬送ユニット１３０の第一の吸着片１５４の片面（吸引孔１５４ａが形成されている側の面）をウエーハ１９２の剥離面１９２ａに密着させる。次いで、第一の吸着片１５４に接続された吸引手段を作動させて第一の吸着片１５４に吸引力を生成し、ウエーハ１９２を剥離面１９２ａ側から第一の吸着片１５４で吸着させて保持させる。次いで、ウエーハ１９２を吸着した第一の吸着片１５４を多関節アーム１５２で移動させると共に、第一の搬送ユニット１２８との第二の搬送ユニット１３０と間でウエーハ１９２を受け渡し可能な位置に、第二の搬送ユニット１３０のＹ軸方向移動手段で可動ブロック１４６を移動させる。この際、第一の搬送ユニット１２８の可動ブロック１３４は、第一の搬送ユニット１２８と第二の搬送ユニット１３０との間でウエーハ１９２を受け渡し可能な位置に位置づけられている。次いで、第一の搬送ユニット１２８の多関節アーム１４０を駆動させると共に、第二の搬送ユニット１３０の多関節アーム１５２を駆動させることにより、ウエーハ１９２の剥離面１９２ａと反対側の面に第一の搬送ユニット１２８の吸着片１４２の片面（吸引孔１４２ａが形成されている側の面）を密着させる。次いで、第二の搬送ユニット１３０の第一の吸着片１５４に接続された吸引手段の作動を停止させて第二の搬送ユニット１３０の第一の吸着片１５４の吸引力を解除すると共に、第一の搬送ユニット１２８の吸着片１４２に接続された吸引手段を作動させて吸着片１４２に吸引力を生成し、剥離面１９２ａと反対側の面からウエーハ１９２を吸着片１４２で吸着させて保持させる。これによって、第二の搬送ユニット１３０から第一の搬送ユニット１２８にウエーハ１９２が受け渡される。次いで、ウエーハ収容ユニット１０の任意のウエーハカセット１２０にウエーハ１９２を搬入可能な位置（たとえば、任意のウエーハカセット１２０と可動ブロック１３４とがＸ軸方向において整合する位置）に、第一の搬送ユニット１２８のＸ軸方向移動手段で可動ブロック１３４の位置を適宜調整する。次いで、第一の搬送ユニット１２８の多関節アーム１４０を駆動させ、任意のウエーハカセット１２０にウエーハ１９２を搬入すると共に、吸着片１４２に接続された吸引手段の作動を停止させて吸着片１４２の吸引力を解除する。このようにして、洗浄されたウエーハ１９２をウエーハ洗浄ユニット１１６からウエーハ収容ユニット１０に搬送して収容する。

以上、ウエーハ生成装置２において、インゴット１７０から剥離されたウエーハ１９２に対して実施する各工程を１枚のウエーハ１９２に着目して説明したが、ウエーハ生成装置２においては、インゴット１７０から剥離されたウエーハ１９２をウエーハ剥離ユニット８からウエーハ研削ユニット１１４に搬送する第一のウエーハ搬送工程を実施した後、適宜の間隔をおいて、第一のウエーハ搬送工程を繰り返し実施すると共に、ウエーハ研削工程と、第二のウエーハ搬送工程と、ウエーハ洗浄工程と、第三のウエーハ搬送工程とを並行して複数のウエーハ１９２に対して実施することにより、インゴット１７０から剥離された複数のウエーハ１９２を平坦化及び洗浄した上でウエーハ収容ユニット１０に順次収容することができる。なお、図示の実施形態におけるウエーハ研削ユニット１１４のように、ターンテーブル２０に一対の第一の保持テーブル１４が装着されている場合には、研削手段１６によるウエーハ１９２の研削時にウエーハ着脱位置に位置づけられている第一の保持テーブル１４に次のウエーハ１９２を搬送して効率化を図ることができる。

上述したとおり、図示の実施形態では、インゴット１７０を保持する第一の保持テーブル１４と第一の保持テーブル１４に保持されたインゴット１７０の上面を研削して平坦化する研削手段１６とから少なくとも構成されるインゴット研削ユニット４と、インゴット１７０を保持する第二の保持テーブル６０と第二の保持テーブル６０に保持されたインゴット１７０の上面から生成すべきウエーハ１９２の厚みに相当する深さにインゴット１７０に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線ＬＢの集光点ＦＰを位置づけてパルスレーザー光線ＬＢをインゴット１７０に照射し剥離層１９０を形成するレーザー照射手段６２とから少なくとも構成されるレーザー照射ユニット６と、インゴット１７０を保持する第三の保持テーブル８０と第三の保持テーブル８０に保持されたインゴット１７０の上面を保持し剥離層１９０からウエーハ１９２を剥離するウエーハ剥離手段８２とから少なくとも構成されるウエーハ剥離ユニット８と、剥離されたウエーハ１９２を収容するウエーハ収容ユニット１０と、インゴット研削ユニット４とレーザー照射ユニット６とウエーハ剥離ユニット８との間でインゴット１７０を搬送する搬送ユニット１２と、から少なくとも構成されているので、インゴット１７０からウエーハ１９２を生成する一連の作業を自動的に行うことができ、したがって生産効率が向上する。

図示の実施形態では、インゴット１７０を収容するインゴット収容ユニット１２２を含み、搬送ユニット１２はインゴット収容ユニット１２２からレーザー照射ユニット６にインゴット１７０を搬送するので、インゴット収容ユニット１２２にインゴット１７０を収容してウエーハ生成装置２を稼働させることにより、インゴット収容ユニット１２２からインゴット１７０をレーザー照射ユニット６に搬送する工程についても自動化することができる。

また、図示の実施形態では、インゴット１７０を洗浄するインゴット洗浄ユニット４６を含み、搬送ユニット１２は、インゴット研削ユニット４からインゴット洗浄ユニット４６にインゴット１７０を搬送すると共に、インゴット洗浄ユニット４６からレーザー照射ユニット６にインゴット１７０を搬送するので、インゴット研削ユニット４でインゴット研削工程が実施されたインゴット１７０を洗浄することができる。

さらに、図示の実施形態では、各ユニットが独立して構成されているので、素材、サイズ等のインゴットの条件やユーザーの要望等に応じて、各ユニットの数量を変更することができる。たとえば、ウエーハ生成装置２が各ユニットを複数台備えることにより、同じ工程を並行して実施し、単位時間当たりのウエーハ生成数量を増加させることができる。また、ウエーハ生成装置２においては、比較的短い時間で工程を実施可能なユニットの台数よりも、工程を実施するのに比較的時間がかかるユニットの台数を多く備えることにより、工程の進行の停滞を抑制して生産効率を向上させることもできる。他方、図示の実施形態ではインゴット洗浄ユニット４６とウエーハ洗浄ユニット１１６とを１台ずつ設ける例を説明したが、インゴット洗浄ユニット４６又はウエーハ洗浄ユニット１１６のいずれか一方によってインゴット１７０及びウエーハ１９２を洗浄するようにしてもよく、これによって洗浄ユニット１台分の省スペースが可能となる。

なお、図示の実施形態では、剥離層形成工程においてオフ角αが形成される方向Ａと直交する方向に集光点ＦＰに対してインゴット１７０を相対的に移動させ、かつインデックス送りにおいてオフ角αが形成される方向Ａにインゴット１７０に対して集光点ＦＰを相対的に移動させる例を説明したが、集光点ＦＰに対するインゴット１７０の相対的な移動方向はオフ角αが形成される方向Ａと直交する方向でなくてもよく、また、インデックス送りにおけるインゴット１７０に対する集光点ＦＰの相対的な移動方向はオフ角αが形成される方向Ａでなくてもよい。また、通常のインゴットは、剥離層形成工程におけるパルスレーザー光線ＬＢの入射を妨げない程度に端面（第一の面及び第二の面）が平坦化されていることから、図示の実施形態では、第一のインゴット搬送工程においてインゴット収容ユニット１２２からレーザー照射ユニット６にインゴット１７０を搬送する例を説明したが、インゴット１７０の端面が剥離層形成工程におけるパルスレーザー光線ＬＢの入射を妨げない程度に平坦化されていない場合には、第一のインゴット搬送工程においてインゴット収容ユニット１２２からインゴット研削ユニット４にインゴット１７０を搬送し、インゴット１７０に対して繰り返し実施する各工程をインゴット研削工程から開始してもよい。

２：ウエーハ生成装置
４：インゴット研削ユニット
６：レーザー照射ユニット
８：ウエーハ剥離ユニット
１０：ウエーハ収容ユニット
１２：搬送ユニット
１４：第一の保持テーブル
１６：研削手段
４６：インゴット洗浄ユニット
６０：第二の保持テーブル
６２：レーザー照射手段
８０：第三の保持テーブル
８２：ウエーハ剥離手段
１２２：インゴット収容ユニット
１７０：インゴット
１９０：剥離層
１９２：ウエーハ
ＬＢ：パルスレーザー光線

Claims (3)

1. インゴットからウエーハを生成するウエーハ生成装置であって、
   インゴットを保持する第一の保持テーブルと該第一の保持テーブルに保持されたインゴットの上面を研削して平坦化する研削手段とから少なくとも構成されるインゴット研削ユニットと、
   インゴットを保持する第二の保持テーブルと該第二の保持テーブルに保持されたインゴットの上面から生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに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位置づけてレーザー光線をインゴットに照射し剥離層を形成するレーザー照射手段とから少なくとも構成されるレーザー照射ユニットと、
   インゴットを保持する第三の保持テーブルと該第三の保持テーブルに保持されたインゴットの上面を保持し剥離層からウエーハを剥離するウエーハ剥離手段とから少なくとも構成されるウエーハ剥離ユニットと、
   剥離されたウエーハを収容するウエーハ収容ユニットと、
   該インゴット研削ユニットと該レーザー照射ユニットと該ウエーハ剥離ユニットとの間でインゴットを搬送する搬送ユニットと、
   から少なくとも構成されるウエーハ生成装置。
2. インゴットを収容するインゴット収容ユニットを含み、
   該搬送ユニットは該インゴット収容ユニットから該レーザー照射ユニットにインゴットを搬送する請求項１記載のウエーハ生成装置。
3. インゴットを洗浄するインゴット洗浄ユニットを含み、
   該搬送ユニットは、該インゴット研削ユニットから該インゴット洗浄ユニットにインゴットを搬送すると共に、該インゴット洗浄ユニットから該レーザー照射ユニットにインゴットを搬送する請求項１記載のウエーハ生成装置。