JP5917862B2 - Processing object cutting method - Google Patents

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Description

六方晶系SiC結晶からなる加工対象物を切断する加工対象物切断方法に関する。   The present invention relates to a processing object cutting method for cutting a processing object made of a hexagonal SiC crystal.
インゴットを切断するための従来の技術として、例えば特許文献1に記載のシリコンインゴット切断装置が知られている。このシリコンインゴット切断装置は、所定の間隔で互いに平行に配置されると共に往復運動する複数本のワイヤを備えている。このシリコンインゴット切断装置によってシリコンインゴットを切断する場合には、シリコンインゴットの側面に砥液を供給しつつ、往復運動するワイヤをその側面に押し付けることにより、シリコンインゴットを所定の厚さに切断する。   As a conventional technique for cutting an ingot, for example, a silicon ingot cutting device described in Patent Document 1 is known. This silicon ingot cutting device includes a plurality of wires which are arranged in parallel with each other at a predetermined interval and reciprocate. When the silicon ingot is cut by the silicon ingot cutting device, the silicon ingot is cut to a predetermined thickness by pressing the reciprocating wire against the side surface while supplying abrasive liquid to the side surface of the silicon ingot.
特開2002−184724号公報JP 2002-184724 A
ところで、現在、次世代デバイスの材料としてSiC(シリコンカーバイド)が注目されている。このため、SiCからなるインゴット等の加工対象物を切断するための技術に対する要求が高まっている。しかしながら、SiCは、非常に高い硬度を有するため、SiCからなる加工対象物の切断に上述したようなワイヤを用いると、低速度での加工が余儀なくされ、スループットが低下してしまう。また、同様の理由から、SiCからなる加工対象物の切断にワイヤを用いると、加工対象物の切断予定面に沿って正確に切断できない場合がある。そのような場合には、切断面を平坦化するための相当量の研磨が必要となり、材料のロスが大きくなる。   Incidentally, SiC (silicon carbide) is currently attracting attention as a material for next-generation devices. For this reason, the request | requirement with respect to the technique for cut | disconnecting processing objects, such as an ingot which consists of SiC, is increasing. However, since SiC has a very high hardness, if the wire as described above is used to cut a workpiece made of SiC, processing at a low speed is unavoidable, and throughput is reduced. For the same reason, if a wire is used to cut a workpiece made of SiC, it may not be cut accurately along the planned cutting surface of the workpiece. In such a case, a considerable amount of polishing is required to flatten the cut surface, resulting in increased material loss.
本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、六方晶系SiC結晶からなる加工対象物を切断する際のスループットを向上可能であると共に材料のロスを低減可能な加工対象物切断方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to improve the throughput when cutting a workpiece made of a hexagonal SiC crystal and reduce the material loss. It is an object to provide a method.
上記課題を解決するために、本発明に係る加工対象物切断方法は、六方晶系SiC結晶からなる加工対象物にパルスレーザ光を照射して加工対象物の内部に改質領域を形成し、加工対象物を切断する加工対象物切断方法であって、パルスレーザ光の一の照射点と該一の照射点に最も近い他の照射点とが所定のピッチとなるように、加工対象物の第1の切断予定面に沿って加工対象物にパルスレーザ光を照射することにより、第1の切断予定面に沿って改質領域を形成する工程と、第1の切断予定面に沿って改質領域を形成した後に、第1の切断予定面に沿って加工対象物を切断する工程と、を備え、第1の切断予定面は、六方晶系SiC結晶のc面とオフ角分の角度を成しており、所定のピッチは、改質領域から生じた割れが六方晶系SiC結晶のc面に沿って延びるようなピッチである、ことを特徴とする。なお、オフ角は、0°の場合も含むものとする。その場合には、第1の切断予定面(或いは後述する第2の切断予定面)は、六方晶系SiC結晶のc面に平行となる。   In order to solve the above-mentioned problem, a processing object cutting method according to the present invention irradiates a processing object made of a hexagonal SiC crystal with a pulsed laser beam to form a modified region inside the processing object, A processing object cutting method for cutting a processing object, wherein one irradiation point of a pulse laser beam and another irradiation point closest to the one irradiation point have a predetermined pitch. A process of forming a modified region along the first scheduled cutting surface by irradiating the workpiece with pulse laser light along the first scheduled cutting surface, and a modification along the first scheduled cutting surface. And a step of cutting the workpiece along the first planned cutting surface after forming the texture region, the first cutting planned surface being an angle corresponding to the c-plane of the hexagonal SiC crystal and the off angle The cracks generated from the modified region are hexagonal SiC. The pitch to extend along the c-plane of the crystal, characterized in that. The off angle includes the case of 0 °. In this case, the first planned cutting plane (or a second planned cutting plane described later) is parallel to the c-plane of the hexagonal SiC crystal.
この加工対象物切断方法においては、六方晶系SiC結晶からなる加工対象物の第1の切断予定面に沿ってパルスレーザ光を照射することにより、第1の切断予定面に沿って加工対象物の内部に改質領域を形成する。その際に、パルスレーザ光の一の照射点と該一の照射点に最も近い他の照射点とのピッチを、改質領域から生じた割れが六方晶系SiC結晶のc面に沿って延びるようなピッチとする。このため、第1の切断予定面に沿って加工対象物を切断する際には、改質領域からc面に沿って延びる割れ(c面割れ)が、加工対象物の内部に生じている。そのc面割れが、加工対象物の第1の切断予定面に沿っての切断を容易化するため、短時間で加工対象物の切断を行うことができ、スループットを向上させることができる。さらには、この加工対象物切断方法によれば、上述したように、改質領域からc面割れが生じているので、第1の切断予定面に沿って正確に加工対象物を切断することができる。そのため、加工対象物から切り出された切断片の切断面や、加工対象物の切断面を平坦化するための研磨の量が少なくてすむので、材料のロスを低減することができる。   In this workpiece cutting method, the workpiece is irradiated along the first planned cutting surface by irradiating a pulse laser beam along the first scheduled cutting surface of the workpiece consisting of hexagonal SiC crystals. A reforming region is formed inside the substrate. At that time, a crack generated from the modified region extends along the c-plane of the hexagonal SiC crystal at a pitch between one irradiation point of the pulse laser beam and another irradiation point closest to the one irradiation point. The pitch is as follows. For this reason, when the workpiece is cut along the first scheduled cutting surface, a crack (c-plane crack) extending along the c-plane from the modified region is generated inside the workpiece. Since the c-plane crack facilitates cutting along the first scheduled cutting surface of the workpiece, the workpiece can be cut in a short time, and throughput can be improved. Furthermore, according to this processing object cutting method, as described above, since the c-plane crack is generated from the modified region, it is possible to accurately cut the processing object along the first scheduled cutting surface. it can. Therefore, the amount of polishing for flattening the cut surface of the cut piece cut out from the workpiece and the cut surface of the workpiece can be reduced, and the loss of material can be reduced.
本発明に係る加工対象物切断方法は、第1の切断予定面に沿って加工対象物を切断した後に、パルスレーザ光の一の照射点と該一の照射点に最も近い他の照射点とが所定のピッチとなるように、加工対象物の第2の切断予定面に沿って加工対象物にパルスレーザ光を照射することにより、第2の切断予定面に沿って改質領域を形成する工程と、第2の切断予定面に沿って改質領域を形成した後に、第2の切断予定面に沿って加工対象物を切断する工程と、をさらに備え、第2の切断予定面は、六方晶系SiC結晶のc面とオフ角分の角度を成しているものとすることができる。この方法においては、第1の切断予定面に沿って改質領域を形成して加工対象物を切断した後に、第2の切断予定面に沿って改質領域を形成する。このため、例えばパルスレーザ光の入射面からの距離が異なる複数の切断予定面に改質領域を形成する場合に比べて、パルスレーザ光の入射面に比較的近い位置において各改質領域の形成を行うことができる。その結果、比較的低い加工エネルギーで改質領域を形成してc面割れを生じさせることが可能となる。   In the method for cutting an object to be processed according to the present invention, after cutting the object to be processed along the first scheduled cutting surface, one irradiation point of the pulse laser beam and another irradiation point closest to the one irradiation point Is irradiated with pulsed laser light along the second scheduled cutting surface of the workpiece so as to form a modified region along the second scheduled cutting surface. And a step of cutting the workpiece along the second scheduled cutting surface after forming the modified region along the second scheduled cutting surface, and the second scheduled cutting surface includes: The c-plane of the hexagonal SiC crystal can form an off-angle angle. In this method, after the modified region is formed along the first planned cutting surface and the workpiece is cut, the modified region is formed along the second planned cutting surface. For this reason, for example, compared with the case where the modified regions are formed on a plurality of scheduled cutting surfaces having different distances from the incident surface of the pulse laser beam, the modified regions are formed at positions relatively close to the incident surface of the pulse laser beam. It can be performed. As a result, it becomes possible to form a modified region with relatively low processing energy and cause c-plane cracking.
本発明に係る加工対象物切断方法は、第1の切断予定面に沿って改質領域を形成した後であって、第1の切断予定面に沿って加工対象物を切断する前において、パルスレーザ光の一の照射点と該一の照射点に最も近い他の照射点とが所定のピッチとなるように、第1の切断予定面よりも加工対象物におけるパルスレーザ光の入射面側に位置する第2の切断予定面に沿って加工対象物にパルスレーザ光を照射することにより、第2の切断予定面に沿って改質領域を形成する工程と、第2の切断予定面に沿って改質領域を形成した後に、第2の切断予定面に沿って加工対象物を切断する工程と、をさらに備え、第2の切断予定面は、六方晶系SiC結晶のc面とオフ角分の角度を成しているものとすることができる。この方法においては、まず、第1及び第2の切断予定面のそれぞれに沿って順にパルスレーザ光を照射して改質領域を形成してc面割れを生じさせた後に、第1及び第2の切断予定面のそれぞれに沿って加工対象物を切断する。このため、加工対象物の複数回の切断を効率よく行うことができる。   In the method for cutting a workpiece according to the present invention, the pulse is formed after the modified region is formed along the first scheduled cutting surface and before the workpiece is cut along the first scheduled cutting surface. The incident side of the pulsed laser light on the workpiece is closer to the workpiece than the first scheduled cutting surface so that one irradiation point of the laser beam and another irradiation point closest to the one irradiation point have a predetermined pitch. A step of forming a modified region along the second scheduled cutting surface by irradiating the workpiece with pulsed laser light along the second planned scheduled cutting plane; and along the second scheduled cutting plane And forming a modified region, and then cutting the workpiece along the second planned cutting surface, wherein the second planned cutting surface has an off-angle with the c-plane of the hexagonal SiC crystal. It can be an angle of minutes. In this method, first, a pulsed laser beam is irradiated in order along each of the first and second scheduled cutting surfaces to form a modified region to cause c-plane cracking, and then the first and second The workpiece is cut along each of the planned cutting surfaces. For this reason, the workpiece can be efficiently cut a plurality of times.
本発明に係る加工対象物切断方法においては、所定のピッチは、1μm以上10μm未満とすることができる。この場合には、改質領域からのc面割れを確実に生じさせることができる。   In the workpiece cutting method according to the present invention, the predetermined pitch can be set to 1 μm or more and less than 10 μm. In this case, c-plane cracks from the modified region can be reliably generated.
本発明に係る加工対象物切断方法においては、パルスレーザ光のパルス幅は、20ns未満、又は100nsよりも大きいものとすることができる。この場合には、改質領域からのc面割れを一層確実に生じさせることができる。   In the workpiece cutting method according to the present invention, the pulse width of the pulse laser beam can be less than 20 ns or greater than 100 ns. In this case, c-plane cracks from the modified region can be generated more reliably.
本発明によれば、六方晶系SiC結晶からなる加工対象物を切断する際のスループットを向上可能であると共に材料のロスを低減可能な加工対象物切断方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the throughput at the time of cut | disconnecting the workpiece which consists of a hexagonal system SiC crystal can be improved, and the workpiece cutting method which can reduce material loss can be provided.
改質領域の形成に用いられるレーザ加工装置の構成図である。It is a block diagram of the laser processing apparatus used for formation of a modification area | region. レーザ加工前の加工対象物の平面図である。It is a top view of the processing target object before laser processing. 図2に示された加工対象物のIII−III線に沿っての断面図である。It is sectional drawing along the III-III line of the workpiece shown by FIG. レーザ加工後の加工対象物の平面図である。It is a top view of the processing target after laser processing. 図4の加工対象物のV−V線に沿っての断面図である。It is sectional drawing along the VV line of the workpiece of FIG. 図4の加工対象物のVI−VI線に沿っての断面図である。It is sectional drawing along the VI-VI line of the processing target object of FIG. 本発明の一実施形態の加工対象物切断方法の加工対象物であるインゴットを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the ingot which is a process target object of the process target cutting method of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の加工対象物切断方法の主要な工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the main processes of the workpiece cutting method of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の加工対象物切断方法の主要な工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the main processes of the workpiece cutting method of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の加工対象物切断方法の主要な工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the main processes of the workpiece cutting method of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の加工対象物切断方法の主要な工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the main processes of the workpiece cutting method of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の加工対象物切断方法の主要な工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the main processes of the workpiece cutting method of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の加工対象物切断方法の主要な工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the main processes of the workpiece cutting method of one Embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態の加工対象物切断方法の主要な工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the main processes of the workpiece cutting method of another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態の加工対象物切断方法の主要な工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the main processes of the workpiece cutting method of another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態の加工対象物切断方法の主要な工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the main processes of the workpiece cutting method of another embodiment of this invention. 本発明の実施形態の加工対象物切断方法の変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of the workpiece cutting method of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の加工対象物切断方法の変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of the workpiece cutting method of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の加工対象物切断方法の変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of the workpiece cutting method of embodiment of this invention. 多点加工を施した場合の切断予定面の様子を示す拡大写真である。It is an enlarged photograph which shows the mode of the cutting plan surface at the time of giving multipoint processing.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において、同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する記載を省略する。また、各図における各部の寸法比率は、必ずしも実際のものとは一致しない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In addition, the dimensional ratio of each part in each figure does not necessarily match the actual one.
本発明の一実施形態に係る加工対象物切断方法では、切断予定面に沿って加工対象物にレーザ光を照射することにより、切断予定面に沿って加工対象物の内部に改質領域を形成する。そこで、まず、その改質領域の形成について、図1〜6を参照して説明する。   In the processing object cutting method according to an embodiment of the present invention, a modified region is formed inside the processing object along the scheduled cutting surface by irradiating the processing object with laser light along the planned cutting surface. To do. First, the formation of the modified region will be described with reference to FIGS.
図1に示されるように、レーザ加工装置100は、レーザ光Lをパルス発振するレーザ光源101と、レーザ光Lの光軸(光路)の向きを90°変えるように配置されたダイクロイックミラー103と、レーザ光Lを集光するための集光用レンズ105と、を備えている。また、レーザ加工装置100は、集光用レンズ105で集光されたレーザ光Lが照射される加工対象物1を支持するための支持台107と、支持台107を移動させるためのステージ111と、レーザ光Lの出力やパルス幅等を調節するためにレーザ光源101を制御するレーザ光源制御部102と、ステージ111の移動を制御するステージ制御部115と、を備えている。   As shown in FIG. 1, a laser processing apparatus 100 includes a laser light source 101 that oscillates a laser beam L, a dichroic mirror 103 that is arranged to change the direction of the optical axis (optical path) of the laser beam L by 90 °, and And a condensing lens 105 for condensing the laser light L. Further, the laser processing apparatus 100 includes a support base 107 for supporting the workpiece 1 irradiated with the laser light L condensed by the condensing lens 105, and a stage 111 for moving the support base 107. And a laser light source control unit 102 for controlling the laser light source 101 to adjust the output of the laser light L, the pulse width, and the like, and a stage control unit 115 for controlling the movement of the stage 111.
このレーザ加工装置100においては、レーザ光源101から出射されたレーザ光Lは、ダイクロイックミラー103によってその光軸の向きを90°変えられ、支持台107上に載置された加工対象物1の内部に集光用レンズ105によって集光される。これと共に、ステージ111が移動させられ、加工対象物1がレーザ光Lに対して切断予定面5に沿って相対移動させられる。これにより、切断予定面5に沿った改質領域が加工対象物1に形成されることとなる。   In this laser processing apparatus 100, the laser light L emitted from the laser light source 101 has its optical axis changed by 90 ° by the dichroic mirror 103, and the inside of the processing object 1 placed on the support base 107. The light is condensed by the condensing lens 105. At the same time, the stage 111 is moved, and the workpiece 1 is moved relative to the laser beam L along the planned cutting surface 5. As a result, a modified region along the planned cutting surface 5 is formed on the workpiece 1.
図1及び図2に示されるように、加工対象物1には、加工対象物1を切断するための切断予定面5が設定されている。切断予定面5は、ここでは、加工対象物1の表面3に略平行に平面状に延びた仮想的な面である。加工対象物1の内部に改質領域を形成する場合、図3に示されるように、加工対象物1の内部において切断予定面5上に集光点Pを合わせた状態で、レーザ光Lを所定のライン5aに沿って(すなわち、図2の矢印A方向に沿って)相対的に移動させる。これにより、図4〜6に示されるように、改質領域7が切断予定面5に沿って形成される。なお、レーザ光Lを相対移動させるライン5aは切断予定面5に沿っていればよく、直線状に限定されるものではない。   As shown in FIGS. 1 and 2, a cutting target surface 5 for cutting the processing object 1 is set on the processing object 1. Here, the planned cutting surface 5 is a virtual surface extending in a plane substantially parallel to the surface 3 of the workpiece 1. When the modified region is formed inside the workpiece 1, as shown in FIG. 3, the laser beam L is emitted in a state where the condensing point P is aligned on the planned cutting surface 5 inside the workpiece 1. It moves relatively along a predetermined line 5a (that is, along the direction of arrow A in FIG. 2). Thereby, as shown in FIGS. 4 to 6, the modified region 7 is formed along the planned cutting surface 5. The line 5a for moving the laser light L relative to the cutting target surface 5 is not limited to a straight line.
また、集光点Pとは、レーザ光Lが集光する箇所のことである。また、改質領域7は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。また、改質領域7は、列状でも点状でもよく、要は、改質領域7は少なくとも加工対象物1の内部に形成されていればよい。また、改質領域7を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域7は、加工対象物1の外表面(表面、裏面、若しくは側面)に露出していてもよい。   Moreover, the condensing point P is a location where the laser light L is condensed. In addition, the modified region 7 may be formed continuously or intermittently. Further, the modified region 7 may be in the form of a line or a dot. In short, the modified region 7 only needs to be formed at least inside the workpiece 1. In addition, a crack may be formed starting from the modified region 7, and the crack and modified region 7 may be exposed on the outer surface (front surface, back surface, or side surface) of the workpiece 1.
ちなみに、ここでのレーザ光Lは、加工対象物1を透過すると共に加工対象物1の内部の集光点近傍にて特に吸収され、これにより、加工対象物1に改質領域7が形成される(すなわち、内部吸収型レーザ加工)。よって、加工対象物1の表面3ではレーザ光Lが殆ど吸収されないので、加工対象物1の表面3が溶融することはない。一般的に、表面3から溶融され除去されて穴や溝等が形成される(表面吸収型レーザ加工)場合、加工領域は表面3から徐々に裏面側に進行する。   Incidentally, the laser light L here passes through the workpiece 1 and is particularly absorbed near the condensing point inside the workpiece 1, thereby forming the modified region 7 in the workpiece 1. (Ie, internal absorption laser processing). Therefore, since the laser beam L is hardly absorbed on the surface 3 of the workpiece 1, the surface 3 of the workpiece 1 is not melted. Generally, when a hole, a groove, or the like is formed by being melted and removed from the front surface 3 (surface absorption laser processing), the processing region gradually proceeds from the front surface 3 to the back surface side.
ところで、本実施形態で形成される改質領域は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理特性が周囲と異なる状態になった領域をいう。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。更に、改質領域としては、加工対象物の材料において改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある(これらをまとめて高密転移領域ともいう)。   By the way, the modified region formed in the present embodiment refers to a region in which density, refractive index, mechanical strength, and other physical characteristics are different from the surroundings. Examples of the modified region include a melt treatment region, a crack region, a dielectric breakdown region, a refractive index change region, and the like, and there is a region where these are mixed. Furthermore, as the modified region, there are a region in which the density of the modified region in the material to be processed is changed as compared with the density of the non-modified region, and a region in which lattice defects are formed (collectively these are high-density regions). Also known as the metastatic region).
また、溶融処理領域や屈折率変化領域、改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、格子欠陥が形成された領域は、更に、それら領域の内部や改質領域と非改質領域との境界に亀裂(割れ、マイクロクラック)を内包している場合がある。内包される亀裂は、改質領域の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。   In addition, the area where the density of the melt treatment area, the refractive index change area, the modified area has changed compared to the density of the non-modified area, and the area where lattice defects are formed are further included in these areas and the modified areas. In some cases, cracks (microcracks) are included in the boundary between the non-modified region and the non-modified region. The included crack may be formed over the entire surface of the modified region, or may be formed in only a part or a plurality of parts.
また、本実施形態においては、切断予定面5に沿って改質スポット(加工痕)を複数形成することによって、改質領域7を形成している。改質スポットとは、パルスレーザ光の1パルスショット(つまり1パルスのレーザ照射:レーザショット)で形成される改質部分であり、改質スポットが集まることにより改質領域7となる。改質スポットとしては、クラックスポット、溶融処理スポット若しくは屈折率変化スポット、又はこれらの少なくとも2つが混在するもの等が挙げられる。
[第1実施形態]
Further, in the present embodiment, the modified region 7 is formed by forming a plurality of modified spots (processing marks) along the planned cutting surface 5. The modified spot is a modified portion formed by one pulse shot of pulsed laser light (that is, one pulse of laser irradiation: laser shot). Examples of the modified spot include a crack spot, a melting treatment spot, a refractive index change spot, or a mixture of at least two of these.
[First Embodiment]
引き続いて、図7〜13を参照して、本発明の第1実施形態に係る加工対象物切断方法について説明する。この加工対象物切断方法は、六方晶系SiC結晶からなる加工対象物にパルスレーザ光を照射して加工対象物の内部に改質領域を形成し、加工対象物を切断(スライス)する。   Subsequently, the workpiece cutting method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this method of cutting an object to be processed, the object to be processed made of a hexagonal SiC crystal is irradiated with pulsed laser light to form a modified region inside the object to be processed, and the object to be processed is cut (sliced).
まず、図7の(a)部に示されるように、本実施形態に係る加工対象物切断方法における加工対象物としてのインゴット1を用意する。インゴット1の直径は、例えば3インチ程度である。インゴット1は、図7の(b)部に示されるような六方晶系SiC結晶10からなる。インゴット1の内部には、切断予定面(第1の切断予定面)5Aが設定されている。切断予定面5Aは、六方晶系SiC結晶10のc軸に直交するc面とオフ角分の角度を成している。   First, as shown in part (a) of FIG. 7, an ingot 1 is prepared as a processing target in the processing target cutting method according to the present embodiment. The diameter of the ingot 1 is about 3 inches, for example. The ingot 1 is composed of a hexagonal SiC crystal 10 as shown in part (b) of FIG. Inside the ingot 1, a cutting planned surface (first cutting planned surface) 5A is set. The planned cutting surface 5 </ b> A forms an off-angle angle with the c-plane orthogonal to the c-axis of the hexagonal SiC crystal 10.
したがって、切断予定面5Aに沿ってインゴット1を切断することにより、c面とオフ角分の角度を成す主面を有する六方晶系SiC基板を製造することができる。切断予定面5Aは、例えばインゴット1の表面3に略平行であり、所望する六方晶系SiC基板の厚さに応じて、表面3から任意の位置に設定することができる。なお、オフ角は、例えば4°程度であり、0°の場合も含む。オフ角が0°の場合には、切断予定面5Aはc面と平行になる。   Therefore, by cutting the ingot 1 along the planned cutting surface 5A, it is possible to manufacture a hexagonal SiC substrate having a main surface that forms an off-angle angle with the c-plane. The planned cutting surface 5A is, for example, substantially parallel to the surface 3 of the ingot 1 and can be set at an arbitrary position from the surface 3 according to the desired thickness of the hexagonal SiC substrate. The off angle is, for example, about 4 ° and includes the case of 0 °. When the off-angle is 0 °, the planned cutting surface 5A is parallel to the c-plane.
続いて、用意したインゴット1を、例えばレーザ加工装置100の支持台107に載置する(図1参照)。このとき、インゴット1の表面3をレーザ加工装置100の集光用レンズ105側に向けて、インゴット1を支持台107に載置する。したがって、本実施形態においては、インゴット1の表面3がレーザ光Lの入射面となる。このため、インゴット1の表面3は、インゴット1へのレーザ光Lの入射を妨げないように研磨されている。   Subsequently, the prepared ingot 1 is placed, for example, on the support 107 of the laser processing apparatus 100 (see FIG. 1). At this time, the ingot 1 is placed on the support 107 with the surface 3 of the ingot 1 facing the condensing lens 105 side of the laser processing apparatus 100. Therefore, in the present embodiment, the surface 3 of the ingot 1 becomes the incident surface of the laser light L. Therefore, the surface 3 of the ingot 1 is polished so as not to prevent the laser beam L from entering the ingot 1.
続いて、図8の(a)部に示されるように、インゴット1の表面3から所定距離だけインゴット1の内側にレーザ光Lの集光点Pを位置させる。つまり、インゴット1の内部に設定された切断予定面5A上にレーザ光Lの集光点Pを位置させる。ここでは、レーザ光Lの集光点Pは、切断予定面5Aの中心部5Acに位置させられる。レーザ光Lの集光点Pの位置の変更は、例えば、ステージ制御部115の制御の元でステージ111を駆動し、支持台107を移動させることにより行うことができる。   Subsequently, as shown in FIG. 8A, the condensing point P of the laser beam L is positioned inside the ingot 1 by a predetermined distance from the surface 3 of the ingot 1. That is, the condensing point P of the laser beam L is positioned on the planned cutting surface 5A set inside the ingot 1. Here, the condensing point P of the laser beam L is positioned at the central portion 5Ac of the planned cutting surface 5A. The position of the condensing point P of the laser beam L can be changed, for example, by driving the stage 111 and moving the support 107 under the control of the stage control unit 115.
続いて、インゴット1の表面3をレーザ光Lの入射面として、パルスレーザ光であるレーザ光Lを切断予定面5Aに沿ってインゴット1に照射する。このとき、図8の(b)部に示されるように、レーザ光Lの集光点Pを、切断予定面5Aに沿って、切断予定面5Aの中心部5Acから切断予定面5Aの縁部5Aeに向かって(図中の矢印A1の方向に)直線的に相対移動させながら、インゴット1を、切断予定面5Aに沿って、切断予定面5Aの中心部5Acを中心として(図中の矢印A2の方向に)回転させる。これにより、レーザ光Lの集光点Pは、切断予定面5Aに沿って、切断予定面5Aの中心部5Acから縁部5Aeに向かって渦巻状に相対移動させられる。なお、図8の(b)部は、インゴット1の平面図である。   Subsequently, the surface 3 of the ingot 1 is used as the incident surface of the laser beam L, and the laser beam L, which is a pulse laser beam, is irradiated to the ingot 1 along the planned cutting surface 5A. At this time, as shown in part (b) of FIG. 8, the condensing point P of the laser light L extends from the center 5Ac of the planned cutting surface 5A to the edge of the planned cutting surface 5A along the planned cutting surface 5A. While moving linearly relative to 5Ae (in the direction of arrow A1 in the figure), the ingot 1 is moved along the planned cutting surface 5A and centered on the central portion 5Ac of the planned cutting surface 5A (indicated by the arrow in the figure). Rotate (in the direction of A2). Thereby, the condensing point P of the laser beam L is relatively moved in a spiral shape along the planned cutting surface 5A from the central portion 5Ac of the planned cutting surface 5A toward the edge 5Ae. 8B is a plan view of the ingot 1. FIG.
このようにしてレーザ光Lを照射することによって、図9に示されるように、インゴット1の内部には、切断予定面5Aに沿って、切断予定面5Aの中心部5Acから縁部5Aeに向かって渦巻状に改質領域7が形成される。改質領域7は、レーザ光Lがパルスレーザ光であることから、その1パルスショットで形成される改質スポット9の集合として形成されている。なお、図9及び図10は、インゴット1の平面図である。   By irradiating the laser beam L in this manner, as shown in FIG. 9, the ingot 1 is directed along the planned cutting surface 5A from the central portion 5Ac of the planned cutting surface 5A toward the edge 5Ae. Thus, the modified region 7 is formed in a spiral shape. Since the laser beam L is a pulsed laser beam, the modified region 7 is formed as a set of modified spots 9 formed by one pulse shot. 9 and 10 are plan views of the ingot 1. FIG.
ここで、このレーザ光Lの照射は、レーザ光Lの一の照射点と、該一の照射点に最も近い他の照射点とが所定のピッチPTとなるように行われる。この点について詳しく説明する。上述したように、この工程においては、レーザ光Lの集光点Pが、切断予定面5Aに沿って、切断予定面5Aの中心部5Acから縁部5Aeに向かって渦巻状に相対移動させられる。このため、図10に示されるように、レーザ光Lの照射点LPが、切断予定面5Aに沿って渦巻状に配列され、渦巻状の照射点列Rを成すこととなる。なお、照射点LPとは、レーザ光Lの集光点Pを相対移動させたときに、1パルス分のレーザ光Lが照射される点である。   Here, the irradiation with the laser light L is performed such that one irradiation point of the laser light L and another irradiation point closest to the one irradiation point are at a predetermined pitch PT. This point will be described in detail. As described above, in this step, the condensing point P of the laser light L is relatively moved along the planned cutting surface 5A in a spiral shape from the central portion 5Ac of the planned cutting surface 5A toward the edge 5Ae. . For this reason, as shown in FIG. 10, the irradiation points LP of the laser light L are arranged in a spiral shape along the planned cutting surface 5A to form a spiral irradiation point row R. The irradiation point LP is a point where the laser beam L for one pulse is irradiated when the condensing point P of the laser beam L is relatively moved.
このとき、ある照射点LPに着目すると(図中の拡大部分参照)、その照射点LPに最も近い他の照射点LPとしては、次の2通りの場合がある。まず、その照射点LPの次の照射点LP(或いは前の照射点LP)が、その照射点LPに最も近い場合がある。換言すれば、インゴット1の周方向について照射点LPに隣接する照射点LP(或いは照射点LP)が、照射点LPに最も近い場合がある。この場合には、照射点LPとその次の照射点LP(或いはその前の照射点LP)とのピッチ(すなわちパルスピッチ)P12が、所定のピッチPTとなるようにする。 At this time, there is paying attention to the irradiation point LP 1 (see enlarged portion in the drawing), as the closest other irradiation point LP on the irradiation point LP 1, there are two cases below. First, the next irradiation point LP 2 of the irradiation point LP 1 (or irradiation point LP 3 above) is, in some cases closest to the irradiation point LP 1. In other words, the irradiation point LP 2 adjacent to the irradiation point LP 1 the circumferential direction of the ingot 1 is (or irradiation point LP 3), there is a case closest to the irradiation point LP 1. In this case, the pitch of the irradiation point LP 1 and the next irradiation point LP 2 (or irradiation point LP 3 before it) (or pulse pitch) P 12 is set to be a predetermined pitch PT.
パルスピッチは、レーザ光Lの集光点Pの移動速度Vとレーザ光Lのパルス発振の周波数Fとによって表され(移動速度V/周波数F)、移動速度V及び周波数Fを制御することによって調整することができる。したがって、レーザ光Lの集光点Pの移動速度Vとレーザ光Lのパルス発振の周波数Fとを制御することにより、レーザ光Lのパルスピッチを所定のピッチPTとすれば、レーザ光Lの照射点LPと、その照射点LPに最も近い照射点LP(或いは照射点LP)とのピッチP12が所定のピッチPTとなる。つまり、この場合には、パルスピッチを調整することにより、インゴット1の周方向についての照射点LP同士のピッチを、所定のピッチPTとすることができる。 The pulse pitch is represented by the moving speed V of the condensing point P of the laser light L and the pulse oscillation frequency F of the laser light L (moving speed V / frequency F). By controlling the moving speed V and the frequency F, Can be adjusted. Therefore, by controlling the moving speed V of the condensing point P of the laser light L and the pulse oscillation frequency F of the laser light L, the pulse pitch of the laser light L is set to a predetermined pitch PT, and the laser light L the irradiation point LP 1, the pitch P 12 between the irradiation point LP closest irradiation point LP 2 to 1 (or irradiation point LP 3) has a predetermined pitch PT. That is, in this case, the pitch between the irradiation points LP in the circumferential direction of the ingot 1 can be set to the predetermined pitch PT by adjusting the pulse pitch.
次に、照射点LPが照射点列Rの第n周Rに属するとしたとき、その前の(或いはその次の)第n−1周Rn−1において照射点LP1に対応する位置にある照射点LPが、照射点LPに最も近い場合がある。換言すれば、インゴット1の径方向について照射点LPに隣接する照射点LPが、照射点LPに最も近い場合がある。この場合には、照射点列Rの各周同士の間隔を所定のピッチPTとすれば、第n周Rの照射点LPと、その照射点LPに最も近い第n−1周Rn−1の照射点LPとのピッチP14を所定のピッチPTとすることができる。照射点列Rの各周同士の間隔は、例えば、インゴット1の径方向についてのレーザ光Lの集光点Pの移動速度と、インゴット1の回転速度とを制御することによって調整することができる。つまり、この場合には、照射点列Rの各周同士の間隔を調整することにより、インゴット1の径方向についての照射点LP同士のピッチを、所定のピッチとすることができる。 Then, when the irradiation point LP 1 has to belong to the n peripheral R n of irradiation point sequence R, the position corresponding to the irradiation point LP1 in the previous (or next Part) (n-1) th revolution R n-1 irradiation point LP 4 in the, in some cases the closest to the irradiation point LP 1. In other words, the irradiation point LP 4 adjacent to the irradiation point LP 1 the radial direction of the ingot 1, there is a case closest to the irradiation point LP 1. In this case, if the interval between the circumferential ends of the irradiation point sequence R with a predetermined pitch PT, and the irradiation point LP 1 of the n peripheral R n, nearest the n-1 round R on the irradiation point LP 1 the pitch P 14 between the irradiation point LP 4 of n-1 can be a predetermined pitch PT. The interval between each circumference of the irradiation point row R can be adjusted by controlling the moving speed of the condensing point P of the laser light L in the radial direction of the ingot 1 and the rotational speed of the ingot 1, for example. . That is, in this case, the pitch between the irradiation points LP in the radial direction of the ingot 1 can be set to a predetermined pitch by adjusting the interval between the circumferences of the irradiation point row R.
なお、照射点列Rの各周同士の間隔とパルスピッチとの両方を調整することにより、インゴット1の周方向と径方向との両方について、照射点LP同士のピッチを所定のピッチPTとしてもよい。   In addition, by adjusting both the interval between each circumference of the irradiation point sequence R and the pulse pitch, the pitch between the irradiation points LP can be set to the predetermined pitch PT in both the circumferential direction and the radial direction of the ingot 1. Good.
ここで、所定のピッチPTは、改質領域7から生じた割れが六方晶系SiC結晶10のc面に沿って延びるようなピッチである(換言すれば、改質領域7から生じた割れが他の方向に比べてc面に沿った方向に最も長く延びるようなピッチである。さらに換言すれば、改質領域7からc面に沿って延びる割れ(c面割れ)がインゴット1に好適に生じるようなピッチである)。本発明者の知見によれば、そのような所定のピッチPTは、1μm以上10μm未満である。所定のピッチPTが1μmよりも小さいと、切断予定面5Aの全体に対するレーザ光Lの照射の回数を多くする必要があるため、スループットが低下する。   Here, the predetermined pitch PT is a pitch such that cracks generated from the modified region 7 extend along the c-plane of the hexagonal SiC crystal 10 (in other words, cracks generated from the modified region 7 are generated). In other words, the pitch extends the longest in the direction along the c-plane as compared to the other directions.In other words, the crack extending from the modified region 7 along the c-plane (c-plane crack) is suitable for the ingot 1. This is the pitch that occurs.) According to the knowledge of the present inventor, such a predetermined pitch PT is not less than 1 μm and less than 10 μm. If the predetermined pitch PT is smaller than 1 μm, it is necessary to increase the number of times of irradiation with the laser light L to the entire cutting planned surface 5A, and thus the throughput is lowered.
また、所定のピッチPTが10μm以上であると、改質領域7から生じた割れがc面に沿って延びにくくなる(すなわち、改質領域7からc面割れが生じにくくなる)。つまり、本発明者の知見よれば、レーザ光Lの一の照射点LPと、該一の照射点LPに最も近い他の照射点LPとのピッチが、1μm以上10μm未満の範囲であるときに、改質領域7からのc面割れが好適に生じる。なお、c面割れを確実に生じさせる観点から、より好ましくは、所定のピッチPTは、1μm以上9μm以下である。同様の観点から、さらに好ましくは、所定のピッチは、1μm以上8μm以下である。c面割れは、インゴット1の内部にのみ生じていてもよいし、インゴット1の側面6に到達していてもよい。   Further, if the predetermined pitch PT is 10 μm or more, cracks generated from the modified region 7 are difficult to extend along the c-plane (that is, c-plane cracks are not easily generated from the modified region 7). That is, according to the knowledge of the present inventor, when the pitch between one irradiation point LP of the laser beam L and another irradiation point LP closest to the one irradiation point LP is in the range of 1 μm or more and less than 10 μm. In addition, c-plane cracking from the modified region 7 is preferably generated. In addition, from the viewpoint of reliably generating c-plane cracks, the predetermined pitch PT is more preferably 1 μm or more and 9 μm or less. From the same viewpoint, more preferably, the predetermined pitch is not less than 1 μm and not more than 8 μm. The c-plane crack may occur only inside the ingot 1 or may reach the side surface 6 of the ingot 1.
以上のようにインゴット1の切断予定面5Aに沿ってレーザ光Lを照射して改質領域7を形成することにより、インゴット1の内部には、改質領域7からc面に沿って延びるc面割れが生じている。続く工程では、その状態においてインゴット1の切断を行う。インゴット1を切断する工程について具体的に説明する。この工程では、まず、図11の(a)部に示されるように、インゴット1を支持部材20に固定する。より具体的には、インゴット1の裏面4を、支持部材20の表面20sに接着材によって接着固定する。接着材としては、例えば、熱や紫外線で硬化するものも用いることができる。   By irradiating the laser beam L along the planned cutting surface 5A of the ingot 1 and forming the modified region 7 as described above, the inside of the ingot 1 extends from the modified region 7 along the c-plane. Surface cracking has occurred. In the subsequent process, the ingot 1 is cut in that state. The step of cutting the ingot 1 will be specifically described. In this step, first, the ingot 1 is fixed to the support member 20 as shown in FIG. More specifically, the back surface 4 of the ingot 1 is bonded and fixed to the front surface 20 s of the support member 20 with an adhesive. As the adhesive, for example, an adhesive that can be cured by heat or ultraviolet rays can be used.
続いて、図11の(b)部に示されるように、インゴット1の側面6における切断予定面5よりも表面3側の部分を固定しつつ、インゴット1の切断予定面5よりも上の部分をインゴット1から離間させる方向に(図中の矢印A3の方向に)支持部材20を回転させる。これにより、インゴット1の内部において(或いは側面6から)、c面割れ同士を接続するように切断予定面5Aに沿って割れが進展し、インゴット1が切断予定面5Aに沿って切断される。その後、インゴット1の裏面4と支持部材20の表面20sとの間の接着材を、例えばエッチング液等で除去することによって、インゴット1と支持部材20との固定を解除する。   Subsequently, as shown in part (b) of FIG. 11, a portion above the planned cutting surface 5 of the ingot 1 while fixing a portion of the side surface 6 of the ingot 1 on the surface 3 side of the planned cutting surface 5. The support member 20 is rotated in the direction of separating the ingot 1 from the ingot 1 (in the direction of the arrow A3 in the figure). Thereby, inside the ingot 1 (or from the side surface 6), the crack progresses along the planned cutting surface 5A so as to connect the c-plane cracks, and the ingot 1 is cut along the planned cutting surface 5A. Thereafter, the adhesive between the back surface 4 of the ingot 1 and the front surface 20 s of the support member 20 is removed with, for example, an etching solution, thereby releasing the fixation between the ingot 1 and the support member 20.
これにより、図12の(a)部に示されるように、インゴット1から、六方晶系SiC基板のための切断片11と、新たなインゴット12とが形成される。なお、このインゴット1を切断する工程においては、インゴット1に対して切断予定面5Aに沿ったねじれが生じるように、インゴット1及び支持部材20の少なくとも一方を回転させることにより、インゴット1を切断してもよい。   Thereby, as shown in FIG. 12A, a cut piece 11 for a hexagonal SiC substrate and a new ingot 12 are formed from the ingot 1. In the step of cutting the ingot 1, the ingot 1 is cut by rotating at least one of the ingot 1 and the support member 20 so that the ingot 1 is twisted along the planned cutting surface 5A. May be.
続づく工程では、インゴット12の切断面32をレーザ光Lの入射面として利用するために、インゴット12の切断面32を研磨する。また、必要に応じて、切断片11の切断面11aについても、研磨を施して平坦化してもよい。これにより、六方晶系SiC基板が製造される。   In the subsequent process, the cut surface 32 of the ingot 12 is polished in order to use the cut surface 32 of the ingot 12 as the incident surface of the laser beam L. Further, if necessary, the cut surface 11a of the cut piece 11 may also be polished and flattened. Thereby, a hexagonal SiC substrate is manufactured.
続いて、新たに形成されたインゴット12に対して、上述したようにレーザ光Lの照射を行う。より具体的には、まず、図12の(b)部に示されるように、インゴット12をレーザ加工装置100の支持台107に載置した後に(不図示)、インゴット12の切断面(表面)32から所定距離だけインゴット12の内側にレーザ光Lの集光点Pを位置させる。つまり、インゴット12の内部に設定された切断予定面(第2の切断予定面)5B上にレーザ光Lの集光点Pを位置させる。ここでは、レーザ光Lの集光点Pは、切断予定面5Bの中心部5Bcに位置させられる。   Subsequently, the laser beam L is irradiated on the newly formed ingot 12 as described above. More specifically, first, as shown in part (b) of FIG. 12, after placing the ingot 12 on the support base 107 of the laser processing apparatus 100 (not shown), the cut surface (surface) of the ingot 12. A condensing point P of the laser beam L is positioned inside the ingot 12 by a predetermined distance from 32. That is, the condensing point P of the laser beam L is positioned on the planned cutting surface (second cutting planned surface) 5B set inside the ingot 12. Here, the condensing point P of the laser beam L is positioned at the central portion 5Bc of the planned cutting surface 5B.
切断予定面5Bは、例えばインゴット12の切断面32に略平行であり、所望する六方晶系SiC基板の厚さに応じて、切断面32から任意の位置に設定することができる。切断予定面5Bは、六方晶系SiC結晶10のc面とオフ角分の角度を成している。なお、オフ角は、例えば4°程度であり、0°の場合も含む。オフ角が0°の場合には、切断予定面5Bはc面と平行になる。   The planned cutting surface 5B is substantially parallel to the cutting surface 32 of the ingot 12, for example, and can be set at an arbitrary position from the cutting surface 32 according to the desired thickness of the hexagonal SiC substrate. The planned cutting surface 5B forms an angle corresponding to the off-angle with the c-plane of the hexagonal SiC crystal 10. The off angle is, for example, about 4 ° and includes the case of 0 °. When the off-angle is 0 °, the planned cutting surface 5B is parallel to the c-plane.
続いて、インゴット12の切断面32をレーザ光Lの入射面として、切断予定面5Bに沿ってレーザ光Lをインゴット12に照射する。なお、上述したように、インゴット12の切断面32は、インゴット1へのレーザ光Lの入射を妨げないように研磨されている。このレーザ光Lの照射においては、上述したように、レーザ光Lの集光点Pを、切断予定面5Bに沿って、切断予定面5Bの中心部5Bcから縁部5Beに向かって渦巻状に相対移動させる。また、レーザ光Lの一の照射点と、該一の照射点に最も近い他の照射点とが所定のピッチPTとされる。   Subsequently, the cutting surface 32 of the ingot 12 is used as the incident surface of the laser beam L, and the ingot 12 is irradiated with the laser beam L along the planned cutting surface 5B. As described above, the cut surface 32 of the ingot 12 is polished so as not to prevent the laser light L from entering the ingot 1. In the irradiation with the laser light L, as described above, the condensing point P of the laser light L is spirally formed along the planned cutting surface 5B from the central portion 5Bc of the planned cutting surface 5B toward the edge 5Be. Move relative. Further, one irradiation point of the laser beam L and another irradiation point closest to the one irradiation point are set to a predetermined pitch PT.
これにより、図13の(a)部に示されるように、インゴット12の内部に切断予定面5Bに沿って渦巻状に改質領域7が形成される。また、その改質領域7からc面割れが生じる。そして、インゴット1の切断と同様にして、切断予定面5Bに沿ってインゴット12を切断する。これにより、図13の(b)部に示されるように、インゴット12から、六方晶系SiC基板のための切断片13と新たなインゴット14が形成される。その後、このインゴット14をさらに切断する場合には、インゴット14の切断面34をレーザ光Lの入射面として利用するために研磨した後に、上記の工程を繰り返し実施する。また、必要に応じて、切断片13の切断面13aについても、研磨を施して平坦化してもよい。これにより、六方晶系SiC基板が新たに製造される。   As a result, as shown in FIG. 13A, the modified region 7 is formed in a spiral shape along the planned cutting surface 5B inside the ingot 12. Further, c-plane cracking occurs from the modified region 7. Then, the ingot 12 is cut along the planned cutting surface 5B in the same manner as the cutting of the ingot 1. Thereby, as shown in FIG. 13B, a cut piece 13 and a new ingot 14 for the hexagonal SiC substrate are formed from the ingot 12. Thereafter, when the ingot 14 is further cut, the above step is repeated after the cut surface 34 of the ingot 14 is polished to be used as the incident surface of the laser light L. If necessary, the cut surface 13a of the cut piece 13 may also be polished and flattened. Thereby, a hexagonal SiC substrate is newly manufactured.
以上説明したように、本実施形態に係る加工対象物切断方法においては、六方晶系SiC結晶10からなるインゴット1,12の切断予定面5A,5Bに沿ってレーザ光Lを照射することにより、切断予定面5A,5Bに沿ってインゴット1,12の内部に改質領域7を形成する。その際に、レーザ光Lの一の照射点LPと該一の照射点LPに最も近い他の照射点LPとのピッチを、改質領域7から生じた割れが六方晶系SiC結晶10のc面に沿って延びるような所定のピッチPT(例えば1μm以上10μm以下の範囲)とする。   As described above, in the workpiece cutting method according to the present embodiment, by irradiating the laser light L along the planned cutting surfaces 5A and 5B of the ingots 1 and 12 made of the hexagonal SiC crystal 10, A modified region 7 is formed inside the ingots 1 and 12 along the planned cutting surfaces 5A and 5B. At this time, the pitch between one irradiation point LP of the laser beam L and the other irradiation point LP closest to the one irradiation point LP is set so that cracks generated from the modified region 7 are c in the hexagonal SiC crystal 10. A predetermined pitch PT (for example, a range of 1 μm or more and 10 μm or less) extending along the surface is set.
このため、切断予定面5A,5Bに沿ってインゴット1,12を切断する際には、改質領域7からc面に沿って延びるc面割れが、インゴット1,12の内部に形成されている。そのc面割れが、インゴット1,12の切断予定面5A,5Bに沿っての切断を容易化するため、短時間でインゴット1,12の切断を行うことができ、スループットを向上させることができる。   For this reason, when cutting the ingots 1 and 12 along the planned cutting surfaces 5A and 5B, c-plane cracks extending from the modified region 7 along the c-plane are formed inside the ingots 1 and 12. . Since the c-plane crack facilitates cutting along the planned cutting surfaces 5A and 5B of the ingots 1 and 12, the ingots 1 and 12 can be cut in a short time, and the throughput can be improved. .
また、本実施形態に係る加工対象物切断方法において、切断予定面5A,5Bに沿ってインゴット1,12を切断する際には、上述したように、c面割れが生じているので、切断予定面5A,5Bに沿って正確にインゴット1,12を切断することができる。そのため、インゴット1,12から切り出された切断片11,13の切断面11a,13aや、インゴット12,14の切断面32,34を平坦化するための研磨の量が少なくてすむので、材料のロスを低減することができる。   Moreover, in the workpiece cutting method according to the present embodiment, when the ingots 1 and 12 are cut along the scheduled cutting surfaces 5A and 5B, as described above, c-plane cracks are generated, so the cutting is scheduled. The ingots 1 and 12 can be accurately cut along the surfaces 5A and 5B. Therefore, the amount of polishing for flattening the cut surfaces 11a and 13a of the cut pieces 11 and 13 cut from the ingots 1 and 12 and the cut surfaces 32 and 34 of the ingots 12 and 14 can be reduced. Loss can be reduced.
さらに、本実施形態に係る加工対象物切断方法においては、切断予定面5Aに沿って改質領域7を形成してインゴット1を切断した後に、新たに形成されるインゴット12の切断予定面5Bに沿って改質領域7を形成する。このため、例えば、レーザ光Lの入射面からの距離が異なる複数の切断予定面に予め改質領域7を形成する場合に比べて、常にレーザ光Lの入射面に比較的近い位置において改質領域7の形成を行うことができる。よって、本実施形態に係る加工対象物切断方法によれば、比較的低い加工エネルギーで改質領域7を形成してc面割れを生じさせることができる。   Furthermore, in the workpiece cutting method according to the present embodiment, after the modified region 7 is formed along the planned cutting surface 5A and the ingot 1 is cut, the cutting target surface 5B of the ingot 12 that is newly formed is formed. A modified region 7 is formed along the line. For this reason, for example, compared with the case where the modified region 7 is formed in advance on a plurality of scheduled cutting surfaces having different distances from the incident surface of the laser beam L, the modified region is always at a position relatively close to the incident surface of the laser beam L Region 7 can be formed. Therefore, according to the workpiece cutting method according to the present embodiment, the modified region 7 can be formed with a relatively low machining energy to cause c-plane cracking.
なお、上述した加工対象物切断方法において、インゴット1,12を切断する際には、切断予定面5A,5Bに沿ってワイヤーソーを用いることによって、インゴット1,12を切断してもよい。この場合においても、改質領域7から生じたc面割れが、ワイヤーソーでのインゴット1,12の切断を容易化するので、材料のロスを低減しつつ短時間でインゴット1,12の切断を行なうことができる。
[第2実施形態]
In the processing object cutting method described above, when the ingots 1 and 12 are cut, the ingots 1 and 12 may be cut by using a wire saw along the scheduled cutting surfaces 5A and 5B. Even in this case, the c-plane crack generated from the modified region 7 facilitates the cutting of the ingots 1 and 12 with a wire saw, so that the ingots 1 and 12 can be cut in a short time while reducing material loss. Can be done.
[Second Embodiment]
引き続いて、図14〜16を参照して、本発明の第2実施形態に係る加工対象物切断方法について説明する。この加工対象物切断方法は、六方晶系SiC結晶からなる加工対象物にパルスレーザ光を照射して加工対象物の内部に改質領域を形成し、加工対象物を切断(スライス)する。   Subsequently, a workpiece cutting method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this method of cutting an object to be processed, the object to be processed made of a hexagonal SiC crystal is irradiated with pulsed laser light to form a modified region inside the object to be processed, and the object to be processed is cut (sliced).
まず、図14の(a)部に示されるように、本実施形態に係る加工対象物切断方法における加工対象物としてのインゴット1を用意する。インゴット1は、第1実施形態に係る加工対象物切断方法における加工対象物としてのインゴット1と同様であるが、裏面4から表面3に向かって順に配列された3つの切断予定面(第1の切断予定面)5A、切断予定面(第2の切断予定面)5B、及び切断予定面5Cが設定されている。   First, as shown in part (a) of FIG. 14, an ingot 1 is prepared as a processing object in the processing object cutting method according to the present embodiment. The ingot 1 is the same as the ingot 1 as a processing object in the processing object cutting method according to the first embodiment, but three scheduled cutting surfaces (first A scheduled cutting surface) 5A, a scheduled cutting surface (second scheduled cutting surface) 5B, and a scheduled cutting surface 5C are set.
切断予定面5A,5B,5Cは、六方晶系SiC結晶10のc面とオフ角分の角度を成している。したがって、切断予定面5A,5B,5Cのそれぞれに沿ってインゴット1を切断することにより、c面とオフ角分の角度を成す主面を有する六方晶系SiC基板を複数製造することができる。切断予定面5A,5B,5Cは、例えばインゴット1の表面3に略平行であり、所望する六方晶系SiC基板の厚さに応じて、表面3から任意の位置に設定することができる。なお、オフ角は、例えば4°程度であり、0°の場合も含む。オフ角が0°の場合には、切断予定面5A,5B,5Cはc面と平行になる。   Planned cutting planes 5A, 5B, and 5C form an off-angle angle with the c-plane of hexagonal SiC crystal 10. Therefore, by cutting the ingot 1 along each of the planned cutting surfaces 5A, 5B, and 5C, a plurality of hexagonal SiC substrates having a main surface that forms an angle corresponding to the c-plane and the off-angle can be manufactured. The scheduled cutting surfaces 5A, 5B, and 5C are, for example, substantially parallel to the surface 3 of the ingot 1 and can be set at an arbitrary position from the surface 3 according to the desired thickness of the hexagonal SiC substrate. The off angle is, for example, about 4 ° and includes the case of 0 °. When the off angle is 0 °, the planned cutting surfaces 5A, 5B, 5C are parallel to the c-plane.
続いて、用意したインゴット1を、例えばレーザ加工装置100の支持台107に載置した後に(図1参照)、図14の(b)部に示されるように、インゴット1の表面3から所定距離だけインゴット1の内側にレーザ光Lの集光点Pを位置させる。つまり、インゴット1の内部に設定された切断予定面5Aの上にレーザ光Lの集光点Pを位置させる。切断予定面5Aは、切断予定面5A,5B,5Cの中で最もレーザ光Lの入射面(表面3)から離れた位置に設定されている。ここでは、レーザ光Lの集光点Pは、切断予定面5Aの中心部5Acの上に位置させられる。   Subsequently, after the prepared ingot 1 is placed on, for example, the support base 107 of the laser processing apparatus 100 (see FIG. 1), as shown in FIG. 14B, a predetermined distance from the surface 3 of the ingot 1 Only the condensing point P of the laser beam L is positioned inside the ingot 1. That is, the condensing point P of the laser light L is positioned on the planned cutting surface 5A set inside the ingot 1. The planned cutting surface 5A is set at a position farthest from the incident surface (surface 3) of the laser beam L among the planned cutting surfaces 5A, 5B, and 5C. Here, the condensing point P of the laser beam L is positioned on the central portion 5Ac of the planned cutting surface 5A.
続いて、インゴット1の表面3をレーザ光Lの入射面として、第1実施形態と同様に、レーザ光Lをインゴット1に照射する。したがって、レーザ光Lの集光点Pは、切断予定面5Aに沿って、切断予定面5Aの中心部5Acから縁部5Aeに向かって渦巻状に相対移動させられる。また、レーザ光Lの照射は、第1実施形態と同様に、レーザ光Lの一の照射点LPと、該一の照射点LPに最も近い他の照射点LPとが上記の所定のピッチPTとなるように行われる。これにより、図15の(a)部に示されるように、切断予定面5Aに沿って渦巻状に改質領域7が形成されると共に、改質領域7からc面に沿って延びるc面割れが生じる。   Subsequently, the ingot 1 is irradiated with the laser light L in the same manner as in the first embodiment, with the surface 3 of the ingot 1 being the incident surface of the laser light L. Therefore, the condensing point P of the laser light L is relatively moved in a spiral shape along the planned cutting surface 5A from the central portion 5Ac of the planned cutting surface 5A toward the edge 5Ae. Similarly to the first embodiment, the laser beam L is irradiated with one irradiation point LP of the laser beam L and another irradiation point LP closest to the one irradiation point LP with the predetermined pitch PT. It is done to become. As a result, as shown in FIG. 15A, the modified region 7 is formed in a spiral shape along the planned cutting surface 5A, and the c-plane crack extends from the modified region 7 along the c-plane. Occurs.
なお、レーザ光Lの一の照射点LPと他の照射点LPとが近いとは、例えば切断予定面5Aに沿った方向についての互いの距離が小さいことを意味しており、例えば、切断予定面5Aの上の照射点LPと切断予定面5Bの上の照射点LPといったように、互いに異なる切断予定面の上にある照射点LP同士の距離関係を意味するものではない。   Note that the fact that one irradiation point LP of the laser beam L is close to the other irradiation point LP means that, for example, the mutual distance in the direction along the planned cutting surface 5A is small. It does not mean the distance relationship between the irradiation points LP on the different cutting scheduled surfaces, such as the irradiation point LP on the surface 5A and the irradiation point LP on the planned cutting surface 5B.
続いて、インゴット1の内部に設定された切断予定面5B上にレーザ光Lの集光点Pを位置させる。切断予定面5Bは、切断予定面5Aよりもインゴット1におけるレーザ光Lの入射面(表面3)側に位置すると共に、切断予定面5Cよりもインゴット1の裏面4側に位置している。ここでは、レーザ光Lの集光点Pは、切断予定面5Bの中心部5Bcに位置させられる。   Subsequently, the condensing point P of the laser light L is positioned on the planned cutting surface 5B set inside the ingot 1. The planned cutting surface 5B is positioned closer to the incident surface (front surface 3) of the laser light L in the ingot 1 than the planned cutting surface 5A, and is positioned closer to the back surface 4 side of the ingot 1 than the planned cutting surface 5C. Here, the condensing point P of the laser beam L is positioned at the central portion 5Bc of the planned cutting surface 5B.
続いて、切断予定面5Aの場合と同様に、切断予定面5Bに沿ってレーザ光Lをインゴット1に照射する。これにより、切断予定面5Bに沿って渦巻状に改質領域7が形成されると共に、改質領域7からc面に沿って延びるc面割れが生じる。そして、切断予定面5A及び切断予定面5Bの場合と同様にして、切断予定面5Cに沿ってレーザ光Lをインゴット1に照射する。これにより、図15の(b)部に示されるように、切断予定面5A,5B,5Cのそれぞれに沿って改質領域7が形成されると共に、それらの改質領域7からc面に沿って延びるc面割れが生じる。   Subsequently, similarly to the case of the planned cutting surface 5A, the ingot 1 is irradiated with the laser light L along the planned cutting surface 5B. As a result, the modified region 7 is formed in a spiral shape along the planned cutting surface 5B, and a c-plane crack extending from the modified region 7 along the c-plane occurs. Then, similarly to the case of the planned cutting surface 5A and the planned cutting surface 5B, the ingot 1 is irradiated with the laser light L along the planned cutting surface 5C. As a result, as shown in FIG. 15B, modified regions 7 are formed along each of the planned cutting surfaces 5A, 5B, and 5C, and from these modified regions 7 along the c-plane. C-plane cracks extending.
続いて、切断予定面5A,5B,5Cのそれぞれに沿ってインゴット1を切断する。ここでは、切断予定面5C、切断予定面5B、切断予定面5Aの順にインゴット1の側面6からインゴット1にワイヤーソーを挿入することにより、切断予定面5C、切断予定面5B、切断予定面5Aのそれぞれに沿って、インゴット1を順次切断する。つまり、ワイヤーソーを用いて、切断予定面5Cに沿ってインゴット1を切断した後に、切断予定面5Bに沿ってインゴット1を切断し、その後に、切断予定面5Aに沿ってインゴット1を切断する。なお、インゴット1の切断は、例えば3つのワイヤーソーを同時に用いることにより、切断予定面5A,切断予定面5B,切断予定面5Cのそれぞれに沿って同時に行なってもよい。   Subsequently, the ingot 1 is cut along each of the planned cutting surfaces 5A, 5B, 5C. Here, by inserting a wire saw from the side surface 6 of the ingot 1 to the ingot 1 in the order of the planned cutting surface 5C, the planned cutting surface 5B, and the planned cutting surface 5A, the planned cutting surface 5C, the planned cutting surface 5B, and the planned cutting surface 5A. The ingot 1 is sequentially cut along each of the above. That is, after cutting the ingot 1 along the planned cutting surface 5C using a wire saw, the ingot 1 is cut along the planned cutting surface 5B, and then the ingot 1 is cut along the planned cutting surface 5A. . The ingot 1 may be cut at the same time along each of the planned cutting surface 5A, the planned cutting surface 5B, and the planned cutting surface 5C by using, for example, three wire saws simultaneously.
これにより、図16に示されるように、インゴット1から、六方晶系SiC基板のための切断片21,22,23と、新たなインゴット12を得る。その後、このインゴット12をさらに切断する場合には、インゴット12の切断面32をレーザ光Lの入射面として利用するために研磨した後に、上記工程を繰り返し実施する。また、必要に応じて、切断片21,22,23の切断面21a,22a,22b,23a,23bについても、研磨を施して平坦化してもよい。これにより、複数の六方晶系SiC基板が製造される。   Thus, as shown in FIG. 16, the cut pieces 21, 22, and 23 for the hexagonal SiC substrate and a new ingot 12 are obtained from the ingot 1. Thereafter, when the ingot 12 is further cut, the above process is repeated after the cut surface 32 of the ingot 12 is polished to be used as the incident surface of the laser light L. If necessary, the cut surfaces 21a, 22a, 22b, 23a, and 23b of the cut pieces 21, 22, and 23 may be polished and flattened. Thereby, a plurality of hexagonal SiC substrates are manufactured.
以上説明したように、本実施形態に係る加工対象物切断方法においては、六方晶系SiC結晶10からなるインゴット1の切断予定面5A,5B,5Cのそれぞれに沿ってレーザ光Lを順次照射することにより、切断予定面5A,5B,5Cに沿ってインゴット1の内部に改質領域7を順次形成する。その際に、レーザ光Lの一の照射点LPと該一の照射点LPに最も近い他の照射点LPとのピッチを、改質領域7から生じた割れが六方晶系SiC結晶10のc面に沿って延びるような所定のピッチPT(例えば1μm以上10μm以下の範囲)とする。   As described above, in the workpiece cutting method according to the present embodiment, the laser beam L is sequentially irradiated along each of the planned cutting surfaces 5A, 5B, and 5C of the ingot 1 made of the hexagonal SiC crystal 10. Thus, the modified regions 7 are sequentially formed in the ingot 1 along the planned cutting surfaces 5A, 5B, and 5C. At this time, the pitch between one irradiation point LP of the laser beam L and the other irradiation point LP closest to the one irradiation point LP is set so that cracks generated from the modified region 7 are c in the hexagonal SiC crystal 10. A predetermined pitch PT (for example, a range of 1 μm or more and 10 μm or less) extending along the surface is set.
このため、切断予定面5A,5B,5Cに沿ってインゴット1を切断する際には、改質領域7からc面に沿って延びるc面割れが、インゴット1の内部に形成されている。そのc面割れが、インゴット1の切断予定面5A,5B,5Cに沿っての切断を容易化するため、短時間でインゴット1の切断を行うことができ、スループットを向上させることができる。   For this reason, when cutting the ingot 1 along the planned cutting surfaces 5A, 5B, 5C, c-plane cracks extending from the modified region 7 along the c-plane are formed inside the ingot 1. Since the c-plane crack facilitates cutting along the planned cutting surfaces 5A, 5B, and 5C of the ingot 1, the ingot 1 can be cut in a short time, and the throughput can be improved.
また、本実施形態に係る加工対象物切断方法において、切断予定面5A,5B,5Cに沿ってインゴット1を切断する際には、上述したようにc面割れが生じているので、切断予定面5A,5B,5Cに沿って正確にインゴット1を切断することができる。そのため、インゴット1から切り出された切断片の切断面や、インゴット1の切断面を平坦化するための研磨の量が少なくてすむので、材料のロスを低減することができる。   Moreover, in the workpiece cutting method according to the present embodiment, when the ingot 1 is cut along the scheduled cutting surfaces 5A, 5B, and 5C, the c-plane crack is generated as described above. The ingot 1 can be accurately cut along 5A, 5B, and 5C. Therefore, the amount of polishing for flattening the cut surface of the cut piece cut out from the ingot 1 and the cut surface of the ingot 1 can be reduced, and the material loss can be reduced.
また、本実施形態に係る加工対象物切断方法においては、上述したように、切断予定面5A,5B,5Cのそれぞれに沿ってレーザ光Lを順次照射して改質領域7を形成した後に、切断予定面5A,5B,5Cのそれぞれに沿ってインゴット1を順次切断する。このため、例えば、改質領域7の形成とインゴット1の切断とを交互に繰り返す場合に比べて、インゴット1の複数回の切断を効率よく行なうことができる。特に、改質領域7の形成とインゴット1の切断とを交互に繰り返す場合に比べて、レーザ光Lの入射面の研磨を、切断の都度行なう必要がないため、効率的である。   In the processing object cutting method according to the present embodiment, as described above, after forming the modified region 7 by sequentially irradiating the laser light L along each of the scheduled cutting surfaces 5A, 5B, 5C, The ingot 1 is sequentially cut along each of the scheduled cutting surfaces 5A, 5B, 5C. For this reason, for example, compared with the case where the formation of the modified region 7 and the cutting of the ingot 1 are repeated alternately, the cutting of the ingot 1 can be efficiently performed a plurality of times. In particular, as compared with the case where the formation of the modified region 7 and the cutting of the ingot 1 are repeated alternately, it is more efficient because it is not necessary to polish the incident surface of the laser light L every time it is cut.
さらに、本実施形態に係る加工対象物切断方法においては、レーザ光Lの入射面(表面3)から離れた位置にある切断予定面から順に(すなわち、切断予定面5A,5B,5Cの順に)、レーザ光Lを照射して改質領域7を形成する。このため、既に形成された改質領域7が、レーザ光Lの透過を妨げることを防止することができる。   Further, in the processing object cutting method according to the present embodiment, the cutting target surfaces are separated from the incident surface (surface 3) of the laser beam L in order (that is, in order of the cutting planned surfaces 5A, 5B, and 5C). Then, the modified region 7 is formed by irradiating the laser beam L. For this reason, it is possible to prevent the modified region 7 already formed from interfering with the transmission of the laser light L.
以上の第1及び第2実施形態は、本発明に係る加工対象物切断方法の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係る加工対象物切断方法は、上述した第1及び第2実施形態に係る加工対象物切断方法に限定されるものではない。本発明に係る加工対象物切断方法は、特許請求の範囲に記した各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述した第1及び第2実施形態に係る加工対象物切断方法を任意に変更したものとすることができる。   The first and second embodiments described above describe one embodiment of the workpiece cutting method according to the present invention. Therefore, the workpiece cutting method according to the present invention is not limited to the workpiece cutting method according to the first and second embodiments described above. The processing object cutting method according to the present invention arbitrarily changed the processing object cutting method according to the first and second embodiments described above without changing the gist of each claim described in the claims. Can be.
例えば、第1及び第2実施形態に係る加工対象物切断方法においては、レーザ光Lを照射する際に、レーザ光Lの集光点Pを、切断予定面に沿って渦巻状に相対移動させるものとしたが、レーザ光Lの照射の態様はこれに限定されない。例えば、レーザ光Lの照射の際には、図17に示されるように、切断予定面5に沿って直線的にレーザ光Lの集光点Pを相対移動させることができる。なお、図17には、直交座標系Sが示されている。また、図17〜19は、インゴット1の平面図である。   For example, in the processing object cutting method according to the first and second embodiments, when the laser beam L is irradiated, the condensing point P of the laser beam L is relatively moved in a spiral shape along the planned cutting surface. However, the mode of irradiation with the laser beam L is not limited to this. For example, when the laser beam L is irradiated, the condensing point P of the laser beam L can be linearly moved along the planned cutting surface 5 as shown in FIG. In FIG. 17, an orthogonal coordinate system S is shown. 17 to 19 are plan views of the ingot 1.
この場合には、まず、例えば切断予定面5の一端部にレーザ光Lの集光点Pを位置させて、切断予定面5に沿ってx軸正方向(図中の矢印A5の方向)にレーザ光Lの集光点Pを相対移動させる。レーザ光Lの集光点Pが切断予定面5の他端部に到達したら、レーザ光Lの集光点Pのy軸方向の位置を変更する。そして、切断予定面5に沿ってx軸負方向(図中の矢印A6方向)にレーザ光Lの集光点Pを相対移動させる。つまり、この場合には、レーザ光Lの集光点Pの切断予定面5におけるy軸方向の位置に応じて、レーザ光Lの集光点Pの進行方向を交互に変更しつつ、レーザ光Lの集光点Pを切断予定面5に沿って直線的に相対移動させる。   In this case, first, for example, the condensing point P of the laser beam L is positioned at one end of the planned cutting surface 5 and along the planned cutting surface 5 in the positive x-axis direction (the direction of the arrow A5 in the figure). The condensing point P of the laser beam L is relatively moved. When the condensing point P of the laser light L reaches the other end of the planned cutting surface 5, the position of the condensing point P of the laser light L in the y-axis direction is changed. Then, the condensing point P of the laser light L is relatively moved along the planned cutting surface 5 in the negative x-axis direction (the direction of the arrow A6 in the figure). That is, in this case, the laser beam is changed while alternately changing the traveling direction of the condensing point P of the laser light L according to the position of the condensing point P of the laser light L in the planned cutting plane 5 in the y-axis direction. The L condensing point P is linearly moved along the planned cutting surface 5.
このようにレーザ光Lの照射を行なうことによって、図18に示されるように、互いに平行にy軸方向に配列され、x軸方向に延びる直線状の複数の改質領域7が、切断予定面5に沿って形成される。この場合にも、レーザ光Lの照射は、レーザ光Lの一の照射点LPと、該一の照射点LPに最も近い他の照射点LPとが所定のピッチPTとなるように行われる。より具体的には、この場合、図19に示されるように、レーザ光Lの照射点LPは、切断予定面5に沿って配列され、複数の照射点列Rを成すこととなる。   By irradiating the laser beam L in this way, as shown in FIG. 18, a plurality of linear modified regions 7 arranged in parallel to each other in the y-axis direction and extending in the x-axis direction are cut to the cutting plane. 5 is formed. Also in this case, the laser beam L is irradiated such that one irradiation point LP of the laser beam L and another irradiation point LP closest to the one irradiation point LP have a predetermined pitch PT. More specifically, in this case, as shown in FIG. 19, the irradiation points LP of the laser light L are arranged along the planned cutting surface 5 to form a plurality of irradiation point rows R.
したがって、この場合においても、上述した場合と同様に、ある照射点LPの次の照射点LP(或いは前の照射点LP)が、その照射点LPに最も近い場合には(すなわち、x軸方向について照射点LPに隣接する照射点LP(或いは照射点LP)が、照射点LPに最も近い場合には)、照射点LPとその次の照射点LP(或いはその前の照射点LP)とのピッチ(すなわちパルスピッチ)P12が、所定のピッチPTとなるようにする。つまり、この場合には、パルスピッチを調整することにより、x軸方向についての照射点LP同士のピッチを、所定のピッチPTとする。 Therefore, in this case, as in the case described above, in some cases irradiation point LP 1 of the next irradiation point LP 2 (or irradiation point LP 3 above) is closest to the irradiation point LP 1 (i.e. , irradiation point LP 2 adjacent to the irradiation point LP 1 the x-axis direction (or the irradiation point LP 3) is, when the closest to the irradiation point LP 1 is), the irradiation point LP 1 and the next irradiation point LP 2 ( or the previous irradiation point LP 3) and the pitch (or pulse pitch) P 12 is set to be a predetermined pitch PT. That is, in this case, the pitch between the irradiation points LP in the x-axis direction is set to a predetermined pitch PT by adjusting the pulse pitch.
或いは、照射点LPが照射点列Rの第n列Rに属するとしたとき、その前の(或いはその次の)第n−1列Rn−1において照射点LP1に対応する位置にある照射点LPが照射点LPに最も近い場合(すなわち、y軸方向について照射点LPに隣接する照射点LPが、照射点LPに最も近い場合)には、照射点列Rの各列同士の間隔を所定のピッチPTとすることにより、第n列Rの照射点LPと第n−1列Rn−1の照射点LPとのピッチP14を所定のピッチPTとする。照射点列Rの各列同士の間隔は、例えば、レーザ光Lの集光点Pのy軸方向の移動の程度を制御することによって調整することができる。つまり、この場合には、照射点列Rの各列同士の間隔を調整することにより、y軸方向についての照射点LP同士のピッチを、所定のピッチとする。 Alternatively, when the irradiation point LP 1 has to belong to the n-th column R n of irradiation point sequence R, to its previous (or the next) position corresponding to the irradiation point LP1 in the first n-1 rows R n-1 When a certain irradiation point LP 4 is closest to the irradiation point LP 1 (that is, when the irradiation point LP 4 adjacent to the irradiation point LP 1 in the y-axis direction is closest to the irradiation point LP 1 ), the irradiation point sequence R by the distance between each row between the predetermined pitch PT, the n-th column R n predetermined pitch pitch P 14 between the irradiation point LP 1 and the n-1 row irradiation point LP 4 of R n-1 of Let it be PT. The interval between the irradiation point rows R can be adjusted, for example, by controlling the degree of movement of the condensing point P of the laser light L in the y-axis direction. That is, in this case, the pitch between the irradiation points LP in the y-axis direction is set to a predetermined pitch by adjusting the interval between the irradiation point rows R.
なお、照射点列Rの各列同士の間隔とパルスピッチとの両方を調整することにより、x軸方向とy軸方向との両方について、照射点LP同士のピッチを所定のピッチPTとしてもよい。   The pitch between the irradiation points LP may be set to a predetermined pitch PT in both the x-axis direction and the y-axis direction by adjusting both the interval between the irradiation point rows R and the pulse pitch. .
また、x軸方向における複数の位置において、レーザ光Lの集光点Pをy軸方向に直線的に相対移動させつつレーザ光Lをさらに照射することにより、y軸方向に延びる複数の改質領域7をさらに形成してもよい。その場合には、インゴット1の内部には、切断予定面5に沿って格子状に改質領域7が形成されることとなる。したがって、レーザ光Lの照射点LPが切断予定面5に沿ってより密に配列されることとなるので、c面割れが広がり易くなる。   Further, at a plurality of positions in the x-axis direction, by further irradiating the laser beam L while linearly moving the condensing points P of the laser beam L linearly in the y-axis direction, a plurality of modifications extending in the y-axis direction. Region 7 may be further formed. In that case, the modified region 7 is formed in a lattice shape along the planned cutting surface 5 inside the ingot 1. Therefore, the irradiation points LP of the laser light L are arranged more densely along the planned cutting surface 5, so that c-plane cracks are likely to spread.
また、第1及び第2実施形態に係る加工対象物切断方法においては、レーザ光Lを照射する際に、例えばレーザ光源制御部102の制御の元で、レーザ光Lのパルス幅を制御することができる。例えば、レーザ光Lのパルス幅を、20ns未満とするか、或いは、100nsより大きくすることによって、改質領域7からのc面割れをより好適に生じさせることが可能となる。   In the processing object cutting method according to the first and second embodiments, when irradiating the laser light L, for example, the pulse width of the laser light L is controlled under the control of the laser light source control unit 102. Can do. For example, by setting the pulse width of the laser light L to less than 20 ns or greater than 100 ns, c-plane cracks from the modified region 7 can be more suitably generated.
また、第1及び第2実施形態において、レーザ光Lを照射して改質領域7を形成する際には、切断予定面上の複数の点にレーザ光Lを同時に集光してもよい(多点加工)。図20は、多点加工を施した場合の切断予定面の様子を示す拡大写真である。この場合、図20に示されるように、複数の列の(ここでは3列の)改質領域7を同時に形成することが可能となるので、より効率的にインゴット1の切断を行なうことが可能となる。   In the first and second embodiments, when the modified region 7 is formed by irradiating the laser beam L, the laser beam L may be simultaneously focused on a plurality of points on the planned cutting surface ( Multi-point processing). FIG. 20 is an enlarged photograph showing the state of the planned cutting surface when multipoint processing is performed. In this case, as shown in FIG. 20, a plurality of (three in this case) modified regions 7 can be formed at the same time, so that the ingot 1 can be cut more efficiently. It becomes.
また、インゴット1の切断の態様についても、上述した第1及び第2実施形態の態様に限定されない。例えば、インゴット1において改質領域7が形成された層をエッチングにより除去することによって、インゴット1を切断してもよい。   Moreover, the aspect of cutting the ingot 1 is not limited to the aspect of the first and second embodiments described above. For example, the ingot 1 may be cut by removing the layer in which the modified region 7 is formed in the ingot 1 by etching.
さらに、上述した第1及び第2実施形態においては、六方晶系SiC結晶からなるインゴット1を加工対象物としたが、加工対象物はそのようなインゴット1に限定されない。六方晶系SiC結晶からなる加工対象物としては、例えば、インゴット1を切断して得られるウエハを用いてもよい。この場合には、まず、インゴット1を用意した後に、そのインゴット1をワイヤーソー等によって予め切断し、所望する六方晶系SiC基板複数分の厚みを有するウエハを得る。その後、得られたウエハの切断面を研磨する。これにより、六方晶系SiC結晶からなる加工対象物としてのウエハを用意する。そして、そのウエハに対して、インゴット1の場合と同様に後の工程を実施することにより、そのウエハを複数に切断(スライス)することができる。   Furthermore, in the first and second embodiments described above, the ingot 1 made of a hexagonal SiC crystal is used as the processing object, but the processing object is not limited to such an ingot 1. For example, a wafer obtained by cutting the ingot 1 may be used as the processing object made of a hexagonal SiC crystal. In this case, first, after preparing the ingot 1, the ingot 1 is cut in advance with a wire saw or the like to obtain a wafer having a desired thickness for a plurality of hexagonal SiC substrates. Thereafter, the cut surface of the obtained wafer is polished. In this way, a wafer is prepared as a processing object made of hexagonal SiC crystal. Then, the wafer can be cut (sliced) into a plurality of pieces by performing the subsequent steps on the wafer as in the case of the ingot 1.
1…インゴット(加工対象物)、3…表面(パルスレーザ光の入射面)、5A…切断予定面(第1の切断予定面)、5B…切断予定面(第2の切断予定面)、7…改質領域、10…六方晶系SiC結晶、L…レーザ光(パルスレーザ光)、LP,LP,LP,LP,LP…照射点。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ingot (work object), 3 ... Surface (incident surface of pulse laser beam), 5A ... Planned cutting surface (first cutting planned surface), 5B ... Planned cutting surface (second cutting planned surface), 7 ... modified region, 10 ... hexagonal SiC crystal, L ... laser light (pulse laser light), LP, LP 1, LP 2, LP 3, LP 4 ... irradiation point.

Claims (5)

  1. 六方晶系SiC結晶からなる加工対象物にパルスレーザ光を照射して前記加工対象物の内部に改質領域を形成し、前記加工対象物を切断する加工対象物切断方法であって、
    前記パルスレーザ光の一の照射点と該一の照射点に最も近い他の照射点とが所定のピッチとなるように、前記加工対象物の第1の切断予定面に沿って前記加工対象物に前記パルスレーザ光を照射することにより、前記第1の切断予定面に沿って前記改質領域を形成し、前記改質領域から六方晶系SiC結晶のc面に沿って延びる割れを生じさせる工程と、
    前記第1の切断予定面に沿って前記改質領域を形成した後に、六方晶系SiC結晶のc面に沿って延びる割れが生じた状態の前記加工対象物を前記第1の切断予定面に沿って切断する工程と、を備え、
    前記第1の切断予定面は、六方晶系SiC結晶のc面とオフ角分の角度を成しており、
    前記所定のピッチは、前記改質領域の形成時に前記改質領域から生じた割れが六方晶系SiC結晶のc面に沿って延びるようなピッチである、ことを特徴とする加工対象物切断方法。
    A processing object cutting method for forming a modified region in the processing object by irradiating a processing object made of a hexagonal SiC crystal with a pulse laser beam, and cutting the processing object,
    The object to be processed along the first scheduled cutting surface of the object to be processed such that one irradiation point of the pulse laser beam and another irradiation point closest to the one irradiation point have a predetermined pitch. Is irradiated with the pulse laser beam to form the modified region along the first planned cutting surface, and to generate a crack extending from the modified region along the c-plane of the hexagonal SiC crystal. Process,
    After forming the modified region along the first planned cutting surface, the workpiece to be processed in a state in which a crack extending along the c-plane of the hexagonal SiC crystal is generated as the first planned cutting surface. and a step of disconnecting along,
    The first planned cutting surface forms an off-angle angle with the c-plane of the hexagonal SiC crystal,
    The predetermined pitch is a pitch such that cracks generated from the modified region during the formation of the modified region extend along the c-plane of the hexagonal SiC crystal. .
  2. 前記第1の切断予定面に沿って前記加工対象物を切断した後に、前記パルスレーザ光の一の照射点と該一の照射点に最も近い他の照射点とが前記所定のピッチとなるように、前記加工対象物の第2の切断予定面に沿って前記加工対象物に前記パルスレーザ光を照射することにより、前記第2の切断予定面に沿って前記改質領域を形成する工程と、
    前記第2の切断予定面に沿って前記改質領域を形成した後に、前記第2の切断予定面に沿って前記加工対象物を切断する工程と、をさらに備え、
    前記第2の切断予定面は、六方晶系SiC結晶のc面とオフ角分の角度を成している、ことを特徴とする請求項1に記載の加工対象物切断方法。
    After cutting the workpiece along the first scheduled cutting surface, one irradiation point of the pulse laser beam and another irradiation point closest to the one irradiation point are set to the predetermined pitch. And forming the modified region along the second scheduled cutting surface by irradiating the workpiece with the pulsed laser light along the second planned cutting surface of the workpiece. ,
    Cutting the workpiece along the second scheduled cutting surface after forming the modified region along the second scheduled cutting surface, and further comprising:
    2. The workpiece cutting method according to claim 1, wherein the second scheduled cutting surface forms an off-angle angle with a c-plane of a hexagonal SiC crystal.
  3. 前記第1の切断予定面に沿って前記改質領域を形成した後であって、前記第1の切断予定面に沿って前記加工対象物を切断する前において、前記パルスレーザ光の一の照射点と該一の照射点に最も近い他の照射点とが前記所定のピッチとなるように、前記第1の切断予定面よりも前記加工対象物における前記パルスレーザ光の入射面側に位置する第2の切断予定面に沿って前記加工対象物に前記パルスレーザ光を照射することにより、前記第2の切断予定面に沿って前記改質領域を形成する工程と、
    前記第2の切断予定面に沿って前記改質領域を形成した後に、前記第2の切断予定面に沿って前記加工対象物を切断する工程と、をさらに備え、
    前記第2の切断予定面は、六方晶系SiC結晶のc面とオフ角分の角度を成している、
    ことを特徴とする請求項1に記載の加工対象物切断方法。
    One irradiation of the pulse laser beam after forming the modified region along the first scheduled cutting surface and before cutting the workpiece along the first scheduled cutting surface A point and another irradiation point closest to the one irradiation point are positioned closer to the incident surface side of the pulsed laser light on the object to be processed than the first scheduled cutting surface so as to have the predetermined pitch. Irradiating the workpiece with the pulsed laser light along a second planned cutting surface to form the modified region along the second planned cutting surface;
    Cutting the workpiece along the second scheduled cutting surface after forming the modified region along the second scheduled cutting surface, and further comprising:
    The second planned cutting plane forms an off-angle angle with the c-plane of the hexagonal SiC crystal,
    The processing object cutting method according to claim 1, wherein:
  4. 前記所定のピッチは、1μm以上10μm未満である、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の加工対象物切断方法。   The said predetermined pitch is 1 micrometer or more and less than 10 micrometers, The processing target object cutting method as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
  5. 前記パルスレーザ光のパルス幅は、20ns未満、又は100nsよりも大きい、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の加工対象物切断方法。   5. The workpiece cutting method according to claim 1, wherein a pulse width of the pulsed laser light is less than 20 ns or greater than 100 ns.
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