(57)【要約】      （修正有）【課題】ダイヤモンドインゴットから効率良くダイヤモンド基板を安価に生成できるダイヤモンド基板生成方法の提供。【解決手段】ダイヤモンドに透過性を有する波長のレーザー光線ＬＢの集光点ＦＰを結晶面（００１）の平坦面４から生成すべきダイヤモンド基板の厚みに相当する深さに位置づける集光点位置づけ工程と、［１１０］方向にダイヤモンドインゴット２と集光点ＦＰとを相対移動させながらダイヤモンドインゴット２にレーザー光線ＬＢを照射して剥離帯２２を形成する剥離帯形成工程と、結晶面（００１）と平行で且つ［１１０］方向と直交する方向にダイヤモンドインゴット２と集光点ＦＰとを相対的に割り出し送りする割り出し送り工程と、剥離帯形成工程と割り出し送り工程とを繰り返して結晶面（００１）に平行な剥離層２４を形成する剥離層形成工程と、剥離層２４から基板を剥離する剥離工程と、から少なくとも構成されるダイヤモンド基板生成方法。【選択図】図２
2020050563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶面（００１）を平坦面としたダイヤモンドインゴットからダイヤモンド基板を生成するダイヤモンド基板生成方法であって、
ダイヤモンドに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を平坦面から生成すべきダイヤモンド基板の厚みに相当する深さに位置づける集光点位置づけ工程と、
結晶面（１１０）に対して直交する［１１０］方向にダイヤモンドインゴットと集光点とを相対的に移動させながらダイヤモンドインゴットにレーザー光線を照射して剥離帯を形成する剥離帯形成工程と、
結晶面（００１）と平行で且つ［１１０］方向と直交する方向にダイヤモンドインゴットと集光点とを相対的に割り出し送りする割り出し送り工程と、
該剥離帯形成工程と該割り出し送り工程とを繰り返し実施して結晶面（００１）に平行な剥離層をダイヤモンドインゴットの内部に形成する剥離層形成工程と、
ダイヤモンドインゴットの剥離層から生成すべきダイヤモンド基板を剥離する剥離工程と、
から少なくとも構成されるダイヤモンド基板生成方法。
【請求項２】
該割り出し送り工程において、隣接する剥離帯が接触するように割り出し送りする請求項１記載のダイヤモンド基板生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶面（００１）を平坦面としたダイヤモンドインゴットからダイヤモンド基板を生成するダイヤモンド基板生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスは、Ｓｉ（シリコン）等の半導体基板の上面に機能層が積層され分割予定ラインによって区画されてウエーハ形状に形成された後、ダイシング装置、レーザー加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、分割された各デバイスチップは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
【０００３】
近年、絶縁耐圧、熱伝導率、物理特性が優れていることからダイヤモンドを半導体基板として利用することが注目されている（たとえば下記特許文献１および２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７８６１１号公報
【特許文献２】特開２０１５−５７８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ダイヤモンドインゴットから効率良くダイヤモンド基板を生成する技術は未だ開発途上でありダイヤモンド基板は高額で不経済であるという問題がある。
【０００６】
上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、ダイヤモンドインゴットから効率良くダイヤモンド基板を安価に生成することができるダイヤモンド基板生成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明が提供するのは以下のダイヤモンド基板生成方法である。すなわち、結晶面（００１）を平坦面としたダイヤモンドインゴットからダイヤモンド基板を生成するダイヤモンド基板生成方法であって、ダイヤモンドに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を平坦面から生成すべきダイヤモンド基板の厚みに相当する深さに位置づける集光点位置づけ工程と、結晶面（１１０）に対して直交する［１１０］方向にダイヤモンドインゴットと集光点とを相対的に移動させながらダイヤモンドインゴットにレーザー光線を照射して剥離帯を形成する剥離帯形成工程と、結晶面（００１）と平行で且つ［１１０］方向と直交する方向にダイヤモンドインゴットと集光点とを相対的に割り出し送りする割り出し送り工程と、該剥離帯形成工程と該割り出し送り工程とを繰り返し実施して結晶面（００１）に平行な剥離層をダイヤモンドインゴットの内部に形成する剥離層形成工程と、ダイヤモンドインゴットの剥離層から生成すべきダイヤモンド基板を剥離する剥離工程と、から少なくとも構成されるダイヤモンド基板生成方法である。
【０００８】
該割り出し送り工程において、隣接する剥離帯が接触するように割り出し送りするのが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明が提供するダイヤモンド基板生成方法は、ダイヤモンドに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を平坦面から生成すべきダイヤモンド基板の厚みに相当する深さに位置づける集光点位置づけ工程と、結晶面（１１０）に対して直交する［１１０］方向にダイヤモンドインゴットと集光点とを相対的に移動させながらダイヤモンドインゴットにレーザー光線を照射して剥離帯を形成する剥離帯形成工程と、結晶面（００１）と平行で且つ［１１０］方向と直交する方向にダイヤモンドインゴットと集光点とを相対的に割り出し送りする割り出し送り工程と、該剥離帯形成工程と該割り出し送り工程とを繰り返し実施して結晶面（００１）に平行な剥離層をダイヤモンドインゴットの内部に形成する剥離層形成工程と、ダイヤモンドインゴットの剥離層から生成すべきダイヤモンド基板を剥離する剥離工程と、から少なくとも構成されているので、ダイヤモンドインゴットから効率良くダイヤモンド基板を安価に生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ダイヤモンドインゴットの斜視図。
【図２】（ａ）剥離帯形成工程を実施している状態を示す斜視図、（ｂ）剥離帯形成工程を実施している状態を示す正面図、（ｃ）剥離帯が形成されたダイヤモンドインゴットの
【図３】（ａ）剥離装置の下方にダイヤモンドインゴットを位置づけた状態を示す斜視図、（ｂ）剥離工程を実施している状態を示す斜視図、（ｃ）ダイヤモンドインゴットおよびダイヤモンド基板の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のダイヤモンド基板生成方法の好適実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１には、本発明のダイヤモンド基板生成方法が実施され得るダイヤモンドインゴット２が示されている。ダイヤモンドインゴット２は、全体として円柱形状に形成され、結晶面（００１）を平坦面とした円形状の第一の端面４と、第一の端面４と反対側の円形状の第二の端面６と、第一の端面４および第二の端面６の間に位置する周面８とを有する。ダイヤモンドインゴット２の周面８には、結晶面（１１０）と平行な矩形状のオリエンテーションフラット１０が形成されている。また、結晶面（１１０）に対して直交する［１１０］方向を図１に矢印で示す。
【００１３】
図示の実施形態では、まず、ダイヤモンドに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を平坦面から生成すべきダイヤモンド基板の厚みに相当する深さに位置づける集光点位置づけ工程を実施する。集光点位置づけ工程は、たとえば図２に一部を示すレーザー加工装置１２を用いて実施することができる。
【００１４】
レーザー加工装置１２は、ダイヤモンドインゴット２を保持する保持テーブル１４と、ダイヤモンドに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線ＬＢを、保持テーブル１４に保持されたダイヤモンドインゴット２に照射する集光器１６とを備える。保持テーブル１４は、上下方向に延びる軸線を中心として回転自在に構成されていると共に、図２に矢印Ｘで示すＸ軸方向と、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向（図２に矢印Ｙで示す方向）とのそれぞれに進退自在に構成されている。また、保持テーブル１４は、レーザー加工装置１２の加工領域から後述の剥離装置２６まで移動自在に構成されている。なお、Ｘ軸方向およびＹ軸方向が規定する平面は実質上水平である。
【００１５】
図示の実施形態の集光点位置づけ工程では、まず、適宜の接着剤（たとえばエポキシ樹脂系接着剤）を介してダイヤモンドインゴット２を保持テーブル１４の上面に固定する。なお、保持テーブル１４の上面に複数の吸引孔が形成され、保持テーブル１４の上面に吸引力を生成してダイヤモンドインゴット２を吸引保持してもよい。次いで、レーザー加工装置１２の撮像手段（図示していない。）で上方からダイヤモンドインゴット２を撮像し、撮像手段で撮像したダイヤモンドインゴット２の画像に基づいて、保持テーブル１４を回転および移動させることにより、ダイヤモンドインゴット２の向きを所定の向きに調整すると共にダイヤモンドインゴット２と集光器１６とのＸＹ平面における位置を調整する。ダイヤモンドインゴット２の向きを所定の向きに調整する際は、図２（ａ）に示すとおり、オリエンテーションフラット１０をＹ軸方向に整合させることによって、結晶面（１１０）に対して直交する［１１０］方向をＸ軸方向に整合させる。次いで、図２（ｂ）に示すとおり、レーザー加工装置１２の集光点位置調整手段（図示していない。）で集光器１６を昇降させ、ダイヤモンドに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線ＬＢの集光点ＦＰを平坦な第一の端面４から、生成すべきダイヤモンド基板の厚みに相当する深さ（たとえば２００μｍ）に位置づける。
【００１６】
集光点位置づけ工程を実施した後、結晶面（１１０）に対して直交する［１１０］方向にダイヤモンドインゴット２と集光点ＦＰとを相対的に移動させながらダイヤモンドインゴット２にレーザー光線ＬＢを照射して剥離帯を形成する剥離帯形成工程を実施する。
【００１７】
図示の実施形態の剥離帯形成工程では、結晶面（１１０）に対して直交する［１１０］方向に整合しているＸ軸方向に所定の送り速度で保持テーブル１４を移動させながら、ダイヤモンドに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線ＬＢを集光器１６からダイヤモンドインゴット２に照射する。そうすると、図２（ｃ）に示すとおり、パルスレーザー光線ＬＢの照射により結晶構造が破壊されると共に、結晶構造が破壊された部分１８から等方的にクラック２０が伸張した剥離帯２２が［１１０］方向に沿って形成される。なお、剥離帯形成工程においては、保持テーブル１４に代えて集光器１６を移動させてもよい。
【００１８】
次いで、結晶面（００１）と平行で且つ［１１０］方向と直交する方向にダイヤモンドインゴット２と集光点ＦＰとを相対的に割り出し送りする割り出し送り工程を実施する。図示の実施形態の割り出し送り工程では、［１１０］方向と直交するＹ軸方向に保持テーブル１４を所定インデックス量Ｌｉだけ割り出し送りする。なお、割り出し送り工程では、保持テーブル１４に代えて集光器１６を割り出し送りさせてもよい。
【００１９】
そして、剥離帯形成工程と割り出し送り工程とを繰り返し実施して結晶面（００１）に平行な剥離層をダイヤモンドインゴット２の内部に形成する剥離層形成工程を実施する。これによって、図２（ｃ）に示すとおり、複数の剥離帯２２から構成され強度が低下した剥離層２４をダイヤモンドインゴット２の内部に形成することができる。なお、図２（ｃ）では、隣接する剥離帯２２のクラック２０同士の間に間隙を設けているが、割り出し送り工程では、隣接する剥離帯２２が接触するように割り出し送りするのが好ましい。これによって、隣接する剥離帯２２同士を連結させて剥離層２４の強度をより低減させることができ、下記剥離工程においてダイヤモンドインゴット２からのダイヤモンド基板の剥離が容易になる。
【００２０】
このような剥離層形成工程は、たとえば以下の加工条件で行うことができる。なお、下記パス数は、ダイヤモンドインゴット２の同一箇所に対してパルスレーザー光線ＬＢの照射を行う回数である。
パルスレーザー光線の波長  ：１０６４ｎｍ
平均出力                  ：１．０Ｗ
繰り返し周波数            ：３０ｋＨｚ
送り速度                  ：３５０ｍｍ／ｓ
パス数                    ：２回
インデックス量            ：５０μｍ
【００２１】
剥離層形成工程を実施した後、ダイヤモンドインゴット２の剥離層２４から生成すべきダイヤモンド基板を剥離する剥離工程を実施する。剥離工程は、図３に一部を示す剥離装置２６を用いて実施することができる。剥離装置２６は、実質上水平に延びるアーム２８と、アーム２８の先端に付設されたモータ３０とを含む。モータ３０の下面には、上下方向に延びる軸線を中心として回転自在に円盤状の吸着片３２が連結されている。下面において被加工物を吸着するように構成されている吸着片３２には、吸着片３２の下面に対して超音波振動を付与する超音波振動付与手段（図示していない。）が内蔵されている。
【００２２】
図３を参照して説明を続けると、剥離工程では、まず、ダイヤモンドインゴット２を保持している保持テーブル１４を剥離装置２６の吸着片３２の下方に移動させる。次いで、アーム２８を下降させ、図３（ｂ）に示すとおり、吸着片３２の下面をダイヤモンドインゴット２の第一の端面４（剥離層２４に近い方の端面）に吸着させる。次いで、超音波振動付与手段を作動させ、吸着片３２の下面に対して超音波振動を付与すると共に、モータ３０で吸着片３２を回転させる。これによって、図３（ｄ）に示すとおり、ダイヤモンドインゴット２の剥離層２４から生成すべきダイヤモンド基板３４を剥離することができる。なお、ダイヤモンド基板３４の剥離面３６は、適宜の平坦化装置を用いて平坦化される。
【００２３】
そして、ダイヤモンド基板３４を剥離したダイヤモンドインゴット２の剥離面３８を平坦化した上で、上述の集光点位置づけ工程、剥離帯形成工程、割り出し送り工程、剥離層形成工程および剥離工程を繰り返すことにより、ダイヤモンドインゴット２から複数のダイヤモンド基板３４を生成することができる。したがって、図示の実施形態では、ダイヤモンドインゴット２から効率良くダイヤモンド基板３４を安価に生成することができる。
【符号の説明】
【００２４】
２：ダイヤモンドインゴット
１８：結晶構造が破壊された部分
２０：クラック
２２：剥離帯
２４：剥離層
ＬＢ：レーザー光線
ＦＰ：集光点
【図１】
2020050563.tif 000003
【図２】
2020050563.tif 000004
【図３】
2020050563.tif 000005