JP2023005577A - マーキング装置およびウエーハ生成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】オペレータの工数の増加を抑制しながらもウエーハの履歴を遡ることを可能とすること。【解決手段】マーキング装置１は、生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに剥離層が形成されたインゴット２００に対してマーキングを行うマーキング装置であって、インゴット２００に形成されたインゴット情報を読み取る読み取りユニット４と、読み取りユニット４によって読み取られたインゴット情報を記憶する記憶部９３を含む制御ユニット９０と、記憶部９３に記憶されたインゴット情報に基づいて生成すべきウエーハにインゴット情報を含む印をマーキングするマーキングユニット３０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、マーキング装置およびウエーハ生成装置に関する。
一般に、シリコンインゴットや化合物半導体インゴットからウエーハを切り出す手段としてワイヤーソーが用いられる。ワイヤソーは、複数のローラの周囲に切断用ワイヤが多数巻きかけられることによりワイヤ列が形成されており、この切断用ワイヤをインゴットに対して切り込み送りすることにより、ワイヤ位置で切断するものである。
しかしながら、ワイヤソーの切り代は１ｍｍ前後と比較的大きく、また、切断後の表面を平坦化するためにラッピングやエッチング等を行う必要があるため、ウエーハとして用いられる素材量はもとのインゴットの１／３程度となり生産性が悪いという課題があった。
そこで、インゴットに対して透過性を有する波長のレーザービームをインゴット内部に集光させて照射し、切断予定面に剥離層を形成した後、この剥離層を起点としてウエーハをインゴットから分離する分離装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、ワイヤソーを用いた場合においても、レーザービームの照射を用いた場合においても、インゴットから生成されるウエーハの履歴が必ずしも明確ではなく、ウエーハにデバイスが形成される過程においてデバイスに欠陥が生じても、ウエーハの履歴を遡ってデバイスの欠陥の原因を追究することができないという問題がある。
この問題を解決するために、ウエーハに対して剥離層を形成すると共に製造履歴を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０２０－７２０９８号公報 特開２０１９－２９３８２号公報
ところが、特許文献２に示された方法は、オペレータが都度インゴットに形成された製造履歴を視認し、装置に記憶させる動作が必要となるため、煩に耐えないだけでなく、ヒューマンエラーの温床となっていた。
本願発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、オペレータの工数の増加を抑制しながらもウエーハの履歴を遡ることを可能とするマーキング装置およびウエーハ生成装置を提供することである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のマーキング装置は、生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに剥離層が形成されたインゴットに対してマーキングを行うマーキング装置であって、該インゴットに形成されたインゴット情報を読み取る読み取りユニットと、該読み取りユニットによって読み取られたインゴット情報を記憶する記憶部を含む制御ユニットと、該記憶部に記憶された該インゴット情報に基づいて該生成すべきウエーハに該インゴット情報を含む情報をマーキングするマーキングユニットと、を備えることを特徴とする。
本発明のウエーハ生成装置は、インゴットからウエーハを生成するウエーハ生成装置であって、インゴットに形成されたインゴット情報を読み取る読み取りユニットと、該読み取りユニットによって読み取られたインゴット情報を記憶する記憶部を含む制御ユニットと、該インゴットに対して透過性を有する波長のレーザービームを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位置付けて照射し剥離層を形成するレーザービーム照射ユニットと、記憶部に記憶された該インゴット情報に基づいて該生成すべきウエーハに該インゴット情報を含む情報をマーキングするマーキングユニットと、該レーザービーム照射ユニットにより形成された剥離層を起点に該インゴットからウエーハを剥離する剥離ユニットと、を備えることを特徴とする。
前記ウエーハ生成装置において、該インゴット情報は該インゴットの下面に形成されており、該読み取りユニットは、該インゴットの下面側から該インゴットを撮像することで該インゴット情報を読み取っても良い。
前記ウエーハ生成装置において、トレーに支持されたインゴットを搬送する搬送ユニットと、を更に備え、該読み取りユニットは、該インゴットが該トレーに支持された状態で該インゴットに形成されたインゴット情報を読み取っても良い。
本発明は、オペレータの工数の増加を抑制しながらもウエーハの履歴を遡ることを可能とすることができるという効果を奏する。
図１は、実施形態１に係るマーキング装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、図１に示されたマーキング装置のマーキングの対象のインゴットの斜視図である。 図３は、図２に示されたインゴットの側面図である。 図４は、図２に示されたインゴットの一部分が剥離されて製造されるウエーハの斜視図である。 図５は、図２に示されたインゴットに剥離層を形成する状態を示す斜視図である。 図６は、図２に示されたインゴットに剥離層を形成する状態を示す断面図である。 図７は、実施形態２に係るウエーハ生成装置の構成例を示す斜視図である。 図８は、図７に示されたウエーハ生成装置のインゴット搬送装置により搬送されるインゴットを支持したトレーを示す斜視図である。 図９は、図７に示されたウエーハ生成装置のトレーと読み取りユニットとインゴットを示す斜視図である。
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。
〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るマーキング装置１を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るマーキング装置の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示されたマーキング装置のマーキングの対象のインゴットの斜視図である。図３は、図２に示されたインゴットの側面図である。図４は、図２に示されたインゴットの一部分が剥離されて製造されるウエーハの斜視図である。図５は、図２に示されたインゴットに剥離層を形成する状態を示す斜視図である。図６は、図２に示されたインゴットに剥離層を形成する状態を示す断面図である。
（インゴット）
実施形態１に係る図１に示すマーキング装置１は、図２に示すインゴット２００に対してマーキングを行う装置である。実施形態１に係るマーキング装置１のマーキングの対象である図２及び図３に示すインゴット２００は、実施形態１では、ＳｉＣ（炭化ケイ素）からなり、全体として円柱状に形成されている。実施形態１において、インゴット２００は、六方晶単結晶インゴットである。
インゴット２００は、図２及び図３に示すように、円形状に形成されかつ上面である第１面２０１と、第１面２０１の裏側の円形状に形成されかつ下面である第２面２０２と、第１面２０１の外縁と第２面２０２の外縁とに連なる周面２０３を有している。また、インゴット２００は、周面２０３にインゴット２００の結晶方位を示す第１オリエンテーションフラット２０４と、第１オリエンテーションフラット２０４に直交しかつインゴット２００の結晶方位を示す第２オリエンテーションフラット２０５を有している。オリエンテーションフラット２０４，２０５は、平坦な平面であって、インゴット２００の平面視において、直線をなしている。第１オリエンテーションフラット２０４の長さ２０４－１は、第２オリエンテーションフラット２０５の長さ２０５－１より長い。
また、インゴット２００は、第１面２０１の垂線２０６に対して第２オリエンテーションフラット２０５に向かう傾斜方向２０７にオフ角α傾斜したＣ軸２０８とＣ軸２０８に直交するｃ面２０９を有している。ｃ面２０９は、インゴット２００の第１面２０１に対してオフ角α傾斜している。Ｃ軸２０８の垂線２０６からの傾斜方向２０７は、第２オリエンテーションフラット２０５の伸長方向に直交し、かつ第１オリエンテーションフラット２０４と平行である。
ｃ面２０９は、インゴット２００中にインゴット２００の分子レベルで無数に設定される。実施形態１では、オフ角αは、１°、４°又は６°に設定されているが、本発明では、オフ角αを例えば１°～６°の範囲で自由に設定してインゴット２００を製造することができる。
インゴット２００は、第１面２０１が研削装置により研削加工された後、研磨装置により研磨加工されて、第１面２０１が鏡面に形成される。インゴット２００は、第１面２０１側の一部分が剥離されて、剥離された一部分が図４に示すウエーハ２２０に生成されるものである。また、インゴット２００は、直径２１０が異なる複数の種類のものが存存する。
図４に示すウエーハ２２０は、インゴット２００の第１面２０１を含む一部分がウエーハ２２０として剥離され、インゴット２００から剥離された剥離面２２１に研削加工、研磨加工等が施されて製造される。ウエーハ２２０は、インゴット２００から剥離された後、表面にデバイスが形成される。実施形態１では、デバイスは、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-oxide-semiconductor Field-effect Transistor）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）又はＳＢＤ（Schottky Barrier Diode）であるが、本発明では、デバイスは、ＭＯＳＦＥＴ、ＭＥＭＳ及びＳＢＤに限定されない。なお、ウエーハ２２０のインゴット２００と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
図２及び図３に示すインゴット２００は、図３に示す剥離層２１１が形成された後、剥離層２１１を起点に一部分即ち生成すべきウエーハ２２０が分離、剥離される。剥離層２１１は、インゴット２００に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザービーム２１７（図５及び図６に示す）の集光点２１８をインゴット２００の第１面２０１から生成すべきウエーハ２２０の厚み２２２（図４に示す）に相当する深さ２１３（図６に示す）に位置付けて、レーザービーム２１７に対して第２オリエンテーションフラット２０５に沿ってインゴット２００が相対的に移動されながら、レーザービーム２１７が照射されて形成される。
インゴット２００は、レーザービーム２１７が照射されると、図５及び図６に示すように、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状のレーザービーム２１７が前に形成されたＣに吸収されて連鎖的にＳｉＣがＳｉとＣとに分離する改質部２１４が、第２オリエンテーションフラット２０５に沿ってインゴット２００の内部に形成されると共に、改質部２１４からｃ面２０９に沿って延びるクラック２１５が生成される。こうして、インゴット２００は、透過性を有する波長のパルス状のレーザービーム２１７が照射されると、改質部２１４と、改質部２１４からｃ面２０９に沿って形成されるクラック２１５とを含む剥離層２１１が内部に形成される。
インゴット２００は、第２オリエンテーションフラット２０５の全長に亘って剥離層２１１が形成されると、レーザービーム２１７に対して、第１オリエンテーションフラット２０４に沿って所定の移動距離２１９移動（以下、インデックス送りと記す）された後、レーザービーム２１７の集光点２１８が前述した深さ２１３に位置付けられて、レーザービーム２１７に対して第２オリエンテーションフラット２０５に沿って相対的に移動されながら、レーザービーム２１７が照射されて剥離層２１１が形成される。インゴット２００は、レーザービーム２１７に対して第２オリエンテーションフラット２０５に沿って移動させながらのレーザービーム２１７の照射と、インデックス送りとを交互に、第１面２０１の下方の全体に剥離層２１１が形成されるまで繰り返されて、第１面２０１の下方の全体に剥離層２１１が形成される。
また、インゴット２００は、剥離層２１１を起点に一部分即ちウエーハ２２０が剥離された後、ウエーハ２２０が剥離した剥離面２１２が研削加工、研磨加工により鏡面に形成されて、剥離面２１２が第１面２０１に形成され、再度、剥離層２１１が形成されウエーハ２２０が剥離される。このように、インゴット２００は、ウエーハ２２０の剥離に伴って厚みが薄くなり、所定の厚みになるまで剥離層２１１が形成されてウエーハ２２０が剥離される。
また、インゴット２００は、図２に示すように、第２面２０２にインゴット情報２１６が形成されている。インゴット情報２１６は、インゴット２００に関する情報を示すものであり、実施形態１では、インゴット２００同士を識別する各インゴット２００の名前や符号を示すＩＤ（identification）情報を示す。
また、実施形態１では、インゴット情報２１６は、二次元コードであるが、一次元コードでも良く、第２面２０２に印刷されたり、印刷されたシール等が貼着されて、第２面２０２に形成されても良い。実施形態１では、インゴット情報２１６は、第２面２０２の中央に形成されているが、本発明では、インゴット情報２１６が形成されている位置は第２面２０２の中央に限定されない。
また、本発明では、インゴット２００は、オフ角αが零度でも良く、ＧａＮ（窒化ガリウム）等のＳｉＣ以外の素材から形成されたインゴットでも良い。
（マーキング装置）
実施形態１に係るマーキング装置１を説明する。マーキング装置１は、生成すべきウエーハ２２０の厚み２２２に相当する深さに剥離層２１１が形成されたインゴット２００に対してマーキングを行う装置である。マーキング装置１は、装置本体２と、装置本体２に設置されたインゴット載置部３と、読み取りユニット４と、保持テーブル１０と、移動ユニット２０と、マーキングユニット３０と、撮像ユニット４０と、制御ユニット９０とを備える。
インゴット載置部３は、インゴット２００が載置されるものである。実施形態１では、インゴット載置部３は、装置本体２の保持テーブル１０の隣りに配置されている。実施形態１では、インゴット載置部３は、インゴット２００の第２面２０２が直接載置される。
読み取りユニット４は、インゴット載置部３に載置されたインゴット２００の第２面２０２に形成されたインゴット情報２１６を読み取るものである。実施形態１では、読み取りユニット４は、インゴット載置部３の下方に設けられ、インゴット載置部３に直接載置されるインゴット２００のインゴット情報２１６と鉛直方向に対面する位置に配置されている。実施形態１において、読み取りユニット４は、インゴット載置部３に直接載置されたインゴット２００のインゴット情報２１６を撮像する撮像素子を複数備えている。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）撮像素子又はＣＭＯＳ（Complementary MOS）撮像素子である。
読み取りユニット４は、インゴット載置部３に直接載置されたインゴット２００のインゴット情報２１６を撮像して、撮像して取得したインゴット情報２１６の画像を制御ユニット９０に出力する。読み取りユニット４は、インゴット２００の第２面２０２側からインゴット２００を撮像することで、インゴット情報２１６を撮像し、撮像して取得したインゴット情報２１６の画像を制御ユニット９０に出力することで、インゴット情報２１６を読み取る。
なお、実施形態１において、本発明では、読み取りユニット４が周知のバーコードリーダにより構成され、インゴット情報２１６が上側になるようにインゴット載置部３にインゴット２００を載置して上側から読み取りユニット４でインゴット情報２１６を読み取り、インゴット２００の上下を反転して保持テーブル２０に搬送しマーキングしても良い。
保持テーブル１０は、インゴット２００を水平方向と平行な保持面１１で保持するものである。保持テーブル１０は、保持面１１がポーラスセラミックス等の多孔質材で構成され、エジェクタ等の吸引源に接続されている。保持テーブル１０は、保持面１１にインゴット２００の第２面２０２が載置され、吸引源により保持面１１が吸引されることにより、保持面１１にインゴット２００を吸引保持する。
マーキングユニット３０は、保持テーブル１０に保持されたインゴット２００の生成すべきウエーハ２２０にマーキングするものである。実施形態１において、マーキングユニット３０は、保持テーブル１０に保持されたインゴット２００の第１面２０１にインゴット２００に対して吸収性を有する波長のパルス状のレーザービームの集光点を設定して、レーザービームをインゴット２００に照射してインゴット２００の第１面２０１にマーキングするものである。また、本発明では、マーキングユニット３０は、保持テーブル１０に保持されたインゴット２００の内部にインゴット２００に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザービームの集光点を設定して、レーザービームをインゴット２００に照射してウエーハ２２０の内部にマーキングしてもよい。
実施形態１では、マーキングユニット３０は、図１に示すように、装置本体２から立設した門状のフレーム５に支持されている。マーキングユニット３０は、インゴット２００をマーキングするためのパルス状のレーザービーム２１７を出射する発振器と、保持テーブル１０の保持面１１に保持されたインゴット２００の第１面２０１に発振器から出射されたレーザービーム２１７を集光する集光器と、集光器を鉛直方向に移動して集光点の鉛直方向の位置を変更する集光点移動ユニットとを備える。
移動ユニット２０は、マーキングユニット３０及び撮像ユニット４０を保持テーブル１０に対して、保持面１１と平行なＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び鉛直方向と平行なＺ軸方向と平行な軸心回りに相対的に移動させるものである、実施形態１において、移動ユニット２０は、保持テーブル１０をＸ軸方向に沿って移動させるテーブル移動ユニット２１と、マーキングユニット３０及び撮像ユニット４０をＸ軸方向に対して直交するＹ軸方向に移動させるマーキング移動ユニット２２と、保持テーブル１０を軸心回りに回転するテーブル回転ユニット２３とを備える。テーブル移動ユニット２１は、テーブル回転ユニット２３を支持し、テーブル回転ユニット２３ごと保持テーブル１０をＸ軸方向に移動させる。
撮像ユニット４０は、保持テーブル１０に保持されたインゴット２００を撮像する撮像素子を備えている。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）撮像素子又はＣＭＯＳ（Complementary MOS）撮像素子である。撮像ユニット４０は、保持テーブル１０の保持面１１に保持されたインゴット２００を撮像して、インゴット２００とマーキングユニット３０との位置合わせを行うアライメントを遂行するための画像を取得し、取得した画像を制御ユニット９０に出力する。実施形態１では、撮像ユニット４０は、フレーム５に支持されている。
制御ユニット９０は、マーキング装置１の上述した構成要素をそれぞれ制御して、インゴット２００に対するマーキングの動作をマーキング装置１に実施させるものである。なお、制御ユニット９０は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット９０の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、マーキング装置１を制御するための制御信号を入出力インターフェース装置を介してマーキング装置１の上述した構成要素に出力する。
また、制御ユニット９０は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される表示ユニットと、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットとが接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。
また、制御ユニット９０は、読み取りユニット４が撮像して取得したインゴット情報２１６の画像からインゴット情報２１６が示すＩＤ情報を生成する読取部９１と、インゴット情報２１６が示すＩＤ情報を含みかつインゴット２００に形成する印（情報に相当）を生成する情報生成部９２と、読み取りユニット４によって読み取られたインゴット情報２１６が示すＩＤ情報を記憶する記憶部９３を備える。実施形態１では、記憶部９３は、読取部９１が生成したＩＤ情報を記憶する。
なお、読取部９１及び情報生成部９２の機能は、演算処理装置が記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施することにより実現される。記憶部９３の機能は、記憶装置により実現される。
前述した構成のマーキング装置１のインゴット２００に対するマーキングの動作即ちマーキング動作を説明する。マーキング装置１は、オペレータにより、加工条件が制御ユニット９０に登録され、インゴット載置部３にインゴット２００の第２面２０２が載置される。マーキング装置１の制御ユニット９０は、オペレータからマーキング動作の開始指示を受け付けると、マーキング動作を開始する。
マーキング動作では、マーキング装置１の制御ユニット９０は、読み取りユニット４でインゴット２００のインゴット情報２１６を撮像し、撮像して取得したインゴット情報２１６の画像から読取部９１がインゴット情報２１６が示すＩＤ情報を生成し、生成したＩＤ情報を記憶部９３に記憶する。
マーキング動作では、マーキング装置１は、インゴット載置部３からインゴット２００が保持テーブル１０の保持面１１に搬送され、制御ユニット９０が吸引源を動作させて保持テーブル１０の保持面１１にインゴット２００の第２面２０２を吸引保持する。マーキング動作では、マーキング装置１の制御ユニット９０は、移動ユニット２０を制御して、保持テーブル１０を撮像ユニット４０の下方に移動させ、撮像ユニット４０でインゴット２００を撮像させる。
マーキング装置１の制御ユニット９０は、撮像ユニット４０が撮像して取得したインゴット２００の画像に基づいて、マーキングユニット３０をインゴット２００から生成されるウエーハ２２０のデバイスが形成されない外縁部に鉛直方向に沿って対面させる。マーキング動作では、マーキング装置１の制御ユニット９０は、情報生成部９２がＩＤ情報を含む印を生成する。
次いで、マーキング動作では、マーキング装置１の制御ユニット９０は、集光点とインゴット２００とを相対的に移動させながら保持テーブル１０の保持面１１に保持されたインゴット２００の第１面２０１に集光点を設定してマーキングユニット３０からレーザービームをインゴット２００に照射して、インゴット２００の第１面２０１にＩＤ情報を含む印を形成する。このように、マーキングユニット３０が、記憶部９３に記憶されたインゴット情報２１６が示すＩＤ情報に基づいて、インゴット２００から剥離予定の生成すべきウエーハ２２０にインゴット情報２１６が示すＩＤ情報を含む印をマーキングする。
マーキング動作では、マーキング装置１の制御ユニット９０は、保持テーブル１０に保持したインゴット２００の第１面２０１にＩＤ情報を含む印を形成すると、移動ユニット２０を制御して保持テーブル１０をインゴット載置部３の隣りまで移動させた後、保持テーブル１０のインゴット２００の吸引保持を停止する。マーキング動作では、マーキング装置１の制御ユニット９０は、インゴット２００が保持テーブル１０からインゴット載置部３に搬送されると、マーキング動作を終了する。
以上説明したように、実施形態１に係るマーキング装置１は、インゴット２００の第２面２０２に形成されたインゴット情報２１６を読み取りユニット４により読み取り、読み取ったインゴット情報２１６を基に、インゴット２００から剥離予定のウエーハ２２０にインゴット情報２１６が示すＩＤ情報を含む印を形成する。このために、マーキング装置１は、オペレータが操作することなく、インゴット２００から剥離予定のウエーハ２２０に前述した印を形成することができる。
その結果、実施形態１に係るマーキング装置１は、オペレータが操作することなくインゴット２００から剥離予定のウエーハ２２０に前述した印を形成するので、ヒューマンエラーの低減に貢献でき、かつオペレータの工数の増加を抑制しながらもウエーハ２２０に前述した印を形成することができ、ウエーハ２２０の履歴を遡ることを可能とすることができるという効果を奏する。
〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係るウエーハ生成装置１００を図面に基づいて説明する。図７は、実施形態２に係るウエーハ生成装置の構成例を示す斜視図である。図８は、図７に示されたウエーハ生成装置のインゴット搬送装置により搬送されるインゴットを支持したトレーを示す斜視図である。図９は、図７に示されたウエーハ生成装置のトレーと読み取りユニットとインゴットを示す斜視図である。なお、図７から図９は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
実施形態２に係るウエーハ生成装置１００は、インゴット２００に剥離層２１１を形成し、インゴット２００の第１面２０１に前述した印を形成した後、剥離層２１１を起点にウエーハ２２０をインゴット２００から剥離して、インゴット２００からウエーハ２２０を生成する装置である。ウエーハ生成装置１００は、図７に示すように、インゴット搬送装置１０１と、剥離層形成装置１１０と、マーキング装置１と、剥離装置１２０と、移し替え装置１３０と、制御ユニット９０とを備える。
インゴット搬送装置１０１は、トレー６０に支持されたインゴット２００を、剥離層形成装置１１０と、マーキング装置１と、剥離装置１２０とに亘って搬送するものである。インゴット搬送装置１０１は、装置本体１０２と、装置本体１０２の上面に設置されたベルトコンベア１０３とを備え、インゴット２００を支持したトレー６０を搬送するものである。
トレー６０は、図８及び図９に示すように、矩形状の上壁６１と、上壁６１の下方に配置された矩形状の下壁６２と、上壁６１と下壁６２とを連結する矩形状の一対の側壁６３とを備える、上壁６１と下壁６２とは、互いに間隔をあけて平行に配置され、それぞれ水平方向と平行に配置されている。一対の側壁６３は、互いに間隔をあけて平行に配置され、それぞれ鉛直方向と平行に配置されている。上壁６１と下壁６２とは、図９に示すように、中央に撮像窓６４を備えている。実施形態２では、撮像窓６４は、上壁６１と下壁６２とを貫通しかつ平面形状が円形の孔である。
上壁６１は、上面にインゴット２００の第２面２０２を支持するインゴット支持部６５を備える。インゴット支持部６５は、撮像窓６４の周囲に複数設けられ、上面が水平方向と平行に形成されている。インゴット支持部６５の上面には、各直径２１０のインゴット２００の外縁に沿った段差６６が形成されている。実施形態１では、段差６６は、２つ形成されている。インゴット支持部６５は、段差６６に外縁が沿う位置にインゴット２００の第２面２０２が載置されることで、インゴット２００を所定の位置に位置決めすることとなる。
なお、インゴット支持部６５の段差６６に外縁が沿う位置にインゴット２００の第２面２０２が載置されると、図９に示すように、撮像窓６４の内側にインゴット情報２１６が位置付けられた状態になっている。下壁６２は、上面にインゴット２００から剥離されたウエーハ２２０を支持する。
ベルトコンベア１０３は、装置本体２の上面にＹ軸方向に複数並べられて設置されている。実施形態１では、ベルトコンベア１０３は、三つ設けられ、それぞれが剥離層形成装置１１０、マーキング装置１及び剥離装置１２０と１対１で対応して設けられている。各ベルトコンベア１０３は、対応する剥離層形成装置１１０、マーキング装置１及び剥離装置１２０とＸ軸方向に間隔をあけて配置されている。
各ベルトコンベア１０３は、Ｘ軸方向に間隔をおいて配置されかつそれぞれＹ軸方向に延びる一対の支持壁１０４と、Ｙ軸方向に間隔をおいて各支持壁１０４の内面に回転自在に装着された複数のローラー１０５と、ローラー１０５に巻き掛けられた無端ベルト１０６と、ローラー１０５を回転させる図示しないモータとを備える。無端ベルト１０６は、複数のローラー１０５の外周で循環走行することで、トレー６０をＹ軸方向に搬送する。なお、実施形態１において、インゴット搬送装置１０１は、３つのベルトコンベア１０３の無端ベルト１０６により一つのトレー６０を搬送する。また、インゴット搬送装置１０１は、各ベルトコンベア１０３の無端ベルト１０６上でトレー６０の搬送を停止する状態と、各ベルトコンベア１０３の無端ベルト１０６によるトレー６０の搬送を許容する状態とを切換自在な図示しないトレーストッパを備えている。トレーストッパは、各ベルトコンベア１０３の無端ベルト１０６によるトレー６０の搬送を許容することで、ベルトコンベア１０３の無端ベルト１０６間のトレー６０の移動を可能とする。
インゴット搬送装置１０１は、ベルトコンベア１０３がモータでローラー１０５を回転し、無端ベルト１０６を複数のローラー１０５の外周で循環走行させることにより、無端ベルト１０６がトレー６０をＹ軸方向に移動する。インゴット搬送装置１０１は、トレー６０をＹ軸方向に移動することで、トレー６０に支持されたインゴット２００を剥離層形成装置１１０、マーキング装置１及び剥離装置１２０に順に搬送する。
剥離層形成装置１１０と、マーキング装置１と、剥離装置１２０とは、Ｙ軸方向に順に並べられている。剥離層形成装置１１０は、インゴット２００に剥離層２１１を形成するものである。なお、剥離層形成装置１１０のマーキング装置１と同一部分には、マーキング装置１と同一符号を付して説明を省略する。
剥離層形成装置１１０は、インゴット２００を保持する保持テーブル１０と、保持テーブル１０に保持されたインゴット２００にレーザービーム２１７を照射して剥離層２１１を形成するレーザービーム照射ユニット１１１と、保持テーブル１０に保持されたインゴット２００を撮像する撮像ユニット４０と、レーザービーム照射ユニット１１１及び撮像ユニット４０と保持テーブル１０とを相対的に移動させる移動ユニット２０とを備える。
レーザービーム照射ユニット１１１は、フレーム５に支持され、保持テーブル１０に保持されたインゴット２００に対して透過性を有する波長のレーザービーム２１７をインゴット２００の第１面２０１から生成すべきウエーハ２２０の厚み２２２に相当する深さ２１３に位置付けて照射し、インゴット２００の内部に剥離層２１１を形成するものである。撮像ユニット４０は、保持テーブル１０に保持されたインゴット２００を撮像して、インゴット２００とレーザービーム照射ユニット１１１との位置合せを行うアライメントを遂行するための画像を取得し、取得した画像を制御ユニット９０に出力する。
剥離装置１２０は、剥離層形成装置１１０のレーザービーム照射ユニット１１１により形成された剥離層２１１を起点に、インゴット２００からマーキング装置のマーキングユニット３０により印が形成されたウエーハ２２０を剥離するものである。なお、剥離装置１２０のマーキング装置１と同一部分には、マーキング装置１と同一符号を付して説明を省略する。
剥離装置１２０は、インゴット２００を保持する保持テーブル１０と、保持テーブル１０に保持されたインゴット２００に超音波振動を付与して剥離層２１１を起点にインゴット２００を破断させる剥離ユニット１２１と、剥離ユニット１２１と保持テーブル１０とを相対的に移動させる移動ユニット２０とを備える。
剥離ユニット１２１は、フレーム５に支持され、保持テーブル１０に保持されたインゴット２００に超音波振動を付与してレーザービーム照射ユニット１１１により形成された剥離層２１１を起点にインゴット２００を破断させ、インゴット２００からウエーハ２２０を剥離するものである。
移し替え装置１３０は、インゴット搬送装置１０１の各ベルトコンベア１０３の無端ベルト１０６により搬送されるトレー６０と、剥離層形成装置１１０、マーキング装置１及び剥離装置１２０の保持テーブル１０とに亘ってインゴット２００を搬送するものである。移し替え装置１３０は、搬送ユニット５０を複数（実施形態２では、三つ）備える。
複数の搬送ユニット５０は、Ｙ軸方向に並べられて配置され、それぞれが剥離層形成装置１１０、マーキング装置１及び剥離装置１２０に対応している。搬送ユニット５０は、インゴット搬送装置１０１と、剥離層形成装置１１０、マーキング装置１及び剥離装置１２０のいずれかとの間で、インゴット２００を搬送するものである。剥離層形成装置１１０に対応した搬送ユニット５０は、剥離層形成装置１１０に対応したベルトコンベア１０３の無端ベルト１０６により搬送されるトレー６０のインゴット支持部６５と剥離層形成装置１１０の保持テーブル１０との間でインゴット２００を搬送することで、トレー６０に支持されたインゴット２００を搬送する。
マーキング装置１に対応した搬送ユニット５０は、マーキング装置１に対応したベルトコンベア１０３の無端ベルト１０６により搬送されるトレー６０のインゴット支持部６５とマーキング装置１の保持テーブル１０との間でインゴット２００を搬送する。
剥離装置１２０に対応した搬送ユニット５０は、剥離装置１２０に対応したベルトコンベア１０３の無端ベルト１０６により搬送されるトレー６０のインゴット支持部６５から剥離装置１２０の保持テーブル１０にインゴット２００を搬送する。剥離装置１２０に対応した搬送ユニット５０は、剥離装置１２０の保持テーブル１０に保持されたインゴット２００から剥離層２１１を起点に剥離されたウエーハ２２０を剥離装置１２０に対応したベルトコンベア１０３の無端ベルト１０６により搬送されるトレー６０の下壁６２の上面に搬送する。剥離装置１２０に対応した搬送ユニット５０は、剥離装置１２０の保持テーブル１０に保持されかつウエーハ２２０が剥離されたインゴット２００を剥離装置１２０に対応したベルトコンベア１０３の無端ベルト１０６により搬送されるトレー６０のインゴット支持部６５に搬送する。
なお、搬送ユニット５０は、例えば、円板状の搬送パッド５１を備えるロボットピックであり、搬送パッド５１にインゴット２００を吸引保持して、インゴット２００を搬送する。
実施形態２に係るウエーハ生成装置１００は、読み取りユニット４をインゴット搬送装置１０１の装置本体１０２の上面のうちのマーキング装置１と対応するベルトコンベア１０３の無端ベルト１０６により搬送されるトレー６０の下方に配置している。即ち、実施形態２に係るウエーハ生成装置１００は、読み取りユニット４を備えている。平面視において、読み取りユニット４は、マーキング装置１と対応するベルトコンベア１０３の無端ベルト１０６により搬送されるトレー６０の撮像窓６４の内側に位置付けられる。読み取りユニット４は、移し替え装置１３０の搬送ユニット５０によりマーキング装置１の保持テーブル１０に搬入される前に、トレー６０のインゴット支持部６５に支持されたインゴット２００のインゴット情報２１６を実施形態１と同様に読み取る。
制御ユニット９０は、ウエーハ生成装置１００の上述した構成要素をそれぞれ制御して、インゴット２００からウエーハ２２０を生成する生成動作をウエーハ生成装置１００に実施させるものである。なお、制御ユニット９０は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット９０の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、ウエーハ生成装置１００を制御するための制御信号を入出力インターフェース装置を介してウエーハ生成装置１００の上述した構成要素に出力する。
次に、前述した構成のウエーハ生成装置１００のインゴット２００からウエーハ２２０を生成する生成動作を説明する。ウエーハ生成装置１００は、オペレータにより、加工条件が制御ユニット９０に登録され、剥離層形成装置１１０に対応したベルトコンベア１０３の無端ベルト１０６により搬送されるトレー６０のインゴット支持部６５の所定の位置にインゴット２００の第２面２０２が載置される。ウエーハ生成装置１００の制御ユニット９０は、オペレータから生成動作の開始指示を受け付けると、生成動作を開始する。
生成動作では、ウエーハ生成装置１００の制御ユニット９０は、剥離層形成装置に対応した搬送ユニット５０にトレー６０からインゴット２００を保持テーブル１０の保持面１１に搬送させ、吸引源の吸引力により保持テーブル１０の保持面１１にインゴット２００の第２面２０２を吸引保持する。生成動作では、ウエーハ生成装置１００の制御ユニット９０は、移動ユニット２０を制御して、保持テーブル１０を撮像ユニット４０の下方に移動させ、撮像ユニット４０でインゴット２００を撮像させて、レーザービーム照射ユニット１１１と保持テーブル１０に保持されたインゴット２００の位置合わせを行うアライメントを遂行させる。
生成動作では、ウエーハ生成装置１００の制御ユニット９０は、剥離層形成装置１１０を制御してレーザービーム照射ユニット１１１からレーザービーム２１７を保持テーブル１０に保持されたインゴット２００に照射させるなどして、インゴット２００の内部に剥離層２１１を形成させる。生成動作では、ウエーハ生成装置１００の制御ユニット９０は、剥離層形成装置１１０がインゴット２００に剥離層２１１を形成した後、保持テーブル１０の吸引保持を停止させ、搬送ユニット５０及びベルトコンベア１０３等を制御して、剥離層２１１が形成されたインゴット２００をマーキング装置１に対応したベルトコンベア１０３の無端ベルト１０６により搬送されるトレー６０のインゴット支持部６５に搬送する。
生成動作では、ウエーハ生成装置１００の制御ユニット９０は、読み取りユニット４でインゴット２００のインゴット情報２１６を撮像し、撮像して取得したインゴット情報２１６の画像から読取部９１がインゴット情報２１６が示すＩＤ情報を生成し、生成したＩＤ情報を記憶部９３に記憶する。生成動作では、ウエーハ生成装置１００の制御ユニット９０は、搬送ユニット５０にトレー６０からインゴット２００を保持テーブル１０の保持面１１に搬送させ、実施形態１と同様に、マーキング装置１にインゴット２００の第１面２０１即ちウエーハ２２０に前述した印を形成させる。
生成動作では、ウエーハ生成装置１００の制御ユニット９０は、搬送ユニット５０及びベルトコンベア１０３等を制御して、剥離層２１１及び前述した印が形成されたインゴット２００を剥離装置１２０の保持テーブル１０に搬送する。生成動作では、ウエーハ生成装置１００の制御ユニット９０は、剥離装置１２０の保持テーブル１０の保持面１１にインゴット２００の第２面２０２を吸引保持し、剥離ユニット１２１に超音波振動をインゴット２００に付与させて剥離層２１１を起点にインゴット２００を破断させる。生成動作では、ウエーハ生成装置１００の制御ユニット９０は、剥離層２１１を起点にインゴット２００を破断させた後、超音波振動の付与及び保持テーブル１０の吸引保持を停止する。
生成動作では、ウエーハ生成装置１００の制御ユニット９０は、剥離装置１２０に対応した搬送ユニット５０に剥離装置１２０の保持テーブル上のインゴット２００から剥離したウエーハ２２０をトレー６０の下壁６２の上面に搬送させ、剥離装置１２０の保持テーブル上のインゴット２００をトレー６０のインゴット支持部６５に搬送する。ウエーハ生成装置１００は、インゴット２００が所定の厚みになるまで剥離層２１１及び印を形成してウエーハ２２０を生成する。
実施形態２に係るウエーハ生成装置１００は、インゴット２００の第２面２０２に形成されたインゴット情報２１６を読み取りユニット４により読み取り、読み取ったインゴット情報２１６を基に、インゴット２００から剥離予定のウエーハ２２０にインゴット情報２１６を含む印を形成するため、実施形態１のマーキング装置１と同様に、オペレータが操作することなく、インゴット２００から剥離予定のウエーハ２２０に前述した印を形成することができる。その結果、実施形態２に係るウエーハ生成装置１００は、実施形態１に係るマーキング装置１と同様に、オペレータの工数の増加を抑制しながらもウエーハ２２０に前述した印を形成することができ、ウエーハ２２０の履歴を遡ることを可能とすることができるという効果を奏する。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。なお、本発明では、インゴット情報２１６は、インゴット２００同士を識別する各インゴット２００の名前や符号を示すＩＤ情報を示すものに限定されない。
また、本発明では、読み取りユニット４は、マーキング装置１に搬送する前にインゴット情報２１６を読み取るものだけでなく、剥離層形成装置１１０に搬送する前にインゴット情報２１６を読み取るものが設けられても良い。即ち、本発明では、ウエーハ生成装置１００は、読み取りユニット４を複数備えても良い。また、本発明では、マーキング装置１及びウエーハ生成装置１００は、マーキングが終わった後に確認用の読み取りユニットを更に備えても良い。
１ マーキング装置
４ 読み取りユニット
３０ マーキングユニット
５０ 搬送ユニット
６０ トレー
６５ インゴット支持部
９０ 制御ユニット
９３ 記憶部
１００ ウエーハ生成装置
１１１ レーザービーム照射ユニット
１２１ 剥離ユニット
２００ インゴット
２０１ 第１面（上面）
２０２ 第２面（下面）
２１１ 剥離層
２１３ 深さ
２１６ インゴット情報
２１７ レーザービーム
２１８ 集光点
２２０ ウエーハ
２２２ 厚み

Claims (4)

  1. 生成すべきウエーハの厚みに相当する深さに剥離層が形成されたインゴットに対してマーキングを行うマーキング装置であって、
    該インゴットに形成されたインゴット情報を読み取る読み取りユニットと、
    該読み取りユニットによって読み取られたインゴット情報を記憶する記憶部を含む制御ユニットと、
    該記憶部に記憶された該インゴット情報に基づいて該生成すべきウエーハに該インゴット情報を含む情報をマーキングするマーキングユニットと、
    を備える、マーキング装置。
  2. 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、
    インゴットに形成されたインゴット情報を読み取る読み取りユニットと、
    該読み取りユニットによって読み取られたインゴット情報を記憶する記憶部を含む制御ユニットと、
    該インゴットに対して透過性を有する波長のレーザービームを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位置付けて照射し剥離層を形成するレーザービーム照射ユニットと、
    記憶部に記憶された該インゴット情報に基づいて該生成すべきウエーハに該インゴット情報を含む情報をマーキングするマーキングユニットと、
    該レーザービーム照射ユニットにより形成された剥離層を起点に該インゴットからウエーハを剥離する剥離ユニットと、
    を備える、ウエーハ生成装置。
  3. 該インゴット情報は該インゴットの下面に形成されており、
    該読み取りユニットは、
    該インゴットの下面側から該インゴットを撮像することで該インゴット情報を読み取ることを特徴とする、
    請求項２に記載のウエーハ生成装置。
  4. トレーに支持されたインゴットを搬送する搬送ユニットと、を更に備え、
    該読み取りユニットは、
    該インゴットが該トレーに支持された状態で該インゴットに形成されたインゴット情報を読み取ることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載のウエーハ生成装置。
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