(57)【要約】本発明は、半導体本体（１）から薄ディスク又はフィルム（３）を製造するための１つの方法及び１つの装置に関する。好ましくは、レーザーが切削工具（２）として用いられる。レーザーのビームは、半導体フィルム（３）を切削するために、点状に形づくられた強度プロフィールよりもむしろ線状の強度プロフィールが作り出されるような形で、適切な工学的手段、たとえば１つの円柱レンズを用いて集中される。さらに、半導体本体（１）の幅全体にわたる１つの分離線が形成され、その結果、切断線の全体が準連続的に（前記レーザーの繰り返し率に従って）取り除かれることができるようにいくつかの線状の強度プロフィールを並べることが有効である。理想的には、半導体本体（１）に向かい合った集光レーザービームは、半導体本体（１）の端部に対して平行に伸びるべきである。切削工具（２）の先端（９）付近では、半導体本体（３）に向けられた側では、周辺ビームが半導体フィルム（３）の曲げ半径に従い、焦点（切削工具（２）の先端）からの距離が大きくなるに応じて、それだけ大きなギャップが形成される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄い半導体フィルム、特にシリコンフィルムを、１つの切削工具を用いて半導体本体から切断することによって製造するための方法であり、
ａ．1つの半導体本体（１、１１）を用意し、
ｂ．１つの切削工具（２）を前記半導体本体（１、１１）に近づけ、
ｃ．引き続いて該半導体本体（１、１１）から前記半導体フィルム（３、３１、３２）を切断するために、該半導体本体（１、１１）と前記切削工具（２）との間の１つの相対運動を開始し、
ｄ．前記半導体フィルム（３、３１、３２）の、前記半導体本体（１、１１）から既に切り出された部分（８）を伸展し、
ｅ．必要な場合には、切断された前記半導体フィルム（３、３１、３２）の、前記半導体本体から既に切り出された部分（８）を支持し、
ｆ．前記半導体フィルムの完全に切断された部分を除去し、かつ、１つの更なる処理工程又は１つの保管場所の中へ送り込む、以上の工程を特徴とする方法。
【請求項２】
前記半導体フィルム（３、３１、３２）の製造が、１つの半導体ブロック（１）の１つの表面（７）からの切断によって行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記半導体フィルム（３、３１、３２）の製造が、１つの半導体棒（１１）の前記表面（７）からの接線方向の切断によって行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記半導体フィルム（３、３１、３２）が、該半導体棒（１１）の外周上を接線方向にずれながら、前記半導体棒（１１）の前記外面（７）から何度も切断されることによって製造されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記半導体フィルム（３、３１、３２）の、前記半導体本体（１、１１）から既に切断された部分の伸展によって、前記切削工具（２）のためのスペース（６）が作り出されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記スペース（６）が、前記半導体本体（１、１１）と前記切削工具（２）の前記先端（９）との前記の面（７）、及び伸展された前記半導体フィルム（３、３１、３２）の、前記半導体本体（１、１１）に向けられた前記の面（８）によって形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記切断のために、パルス状の、高度に収束された１つのレーザービームが用いられることを特徴とする、請求項１〜６の１つに記載の方法。
【請求項８】
前記切断のために、液体状又は気体状のエッチング媒体を備えた１つのプローブが用いられることを特徴とする、請求項１〜７の１つに記載の方法。
【請求項９】
前記切断が、真空下で、又は特殊なガス雰囲気下で行なわれることを特徴とする、請求項１〜８の１つに記載の方法。
【請求項１０】
前記切断のために、１つの収束されたレーザービームが前記の半導体素材を変更し、変更された該半導体素材が１つの液体状又は気体状のエッチング媒体を用いて除去されることを特徴とする、請求項１〜９の１つに記載の方法。 
【請求項１１】
前記半導体フィルム（３、３１、３２）が、前記半導体棒（11）の前記外面（７）からの接線方向の切断によって、ほとんど任意の長さで製造可能であることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項１２】
前記半導体棒（１１）の外周上でずらされた接線方向の累次の切断によって、同時に複数の半導体フィルムが、ほとんど任意の長さで製造可能であることを特徴とする、請求項３または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記切断が、２００℃を超えるワークピース温度で行なわれることを特徴とする、請求項１〜１２の１つに記載の方法。
【請求項１４】
薄い半導体フィルム、特にシリコンフィルムを製造するための方法であり、前記半導体フィルム（３、３１、３２）の製造が、１つの半導体棒（１１）の前記外面（７）からの接線方向の切断によって行われることを特徴とする方法。
【請求項１５】
特に請求項１に基づく方法を実施するための装置であり、該装置が前記半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分を伸展するための手段を有し、かつ、好ましくは前記半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分を支持するための手段を有することを特徴とする装置。
【請求項１６】
前記半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分を伸展するための手段が、けん引手段及び／又は加圧手段として形成されており、かつ、前記半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分に作用することを特徴とする、請求項１５に記載の装置。 
【請求項１７】
前記半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分を伸展するための手段が、静電誘導によって機能する装置として形成されており、かつ、前記半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分に作用することを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分を伸展するための前記の手段が、陰圧又は超過圧力を用いて機能する装置として形成されており、かつ、前記半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分に作用することを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分を伸展するための前記の手段が、バキューム圧によって機能する装置として形成されており、かつ、前記半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分に作用することを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
前記半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分を伸展するための前記の手段が、圧力ガスを用いて機能する装置として形成されており、かつ、前記半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分に作用することを特徴とする、請求項16に記載の装置。
【請求項２１】
前記半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分を支持するための前記手段が、サポートローラー１０として形成されており、かつ、伸展された該半導体フィルム（３、３１、３２）の最小の曲げ半径を超えてさらに下回ることがないように、該半導体フィルム（３、３１、３２）の既に切り離された部分を支持することを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
【請求項２２】
拡張された前記半導体フィルム（３、３１、３２）が弾性的にのみ変形させられるように前記サポートローラー（１０）が形成されていることを特徴とする、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記切削工具（２）が、１つのパルス状のレーザーを用いて実現されており、そのレーザーのパルス長が１０ｅ−９ｓよりも短いことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項２４】
前記のパルス状のレーザーが高いビーム質を有しており、かつ高度に収束されていることを特徴とする、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
線状の強度プロフィールを備えた１つのレーザーが用いられることを特徴とする、請求項１〜２４の１つに記載の装置。
【請求項２６】
１つのレーザーが使用され、該レーザーのレーザービームが１つの媒体の中で加工箇所の近くへガイドされることを特徴とする、請求項１〜２５の１つに記載の装置。
【請求項２７】
媒体としてグラスファイバが用いられることを特徴とする、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
１つのファイバーレーザーが用いられることを特徴とする、請求項１〜２７の１つに記載の装置。
【請求項２９】
１つの高周波レーザーが用いられることを特徴とする、請求項１〜２８の１つに記載の装置。 
【請求項３０】
請求項１〜１４に基づく１つの方法に従って製造された半導体フィルム。  
【請求項３１】
前記フィルムが前記半導体ブロック又は棒から切断され、該半導体ブロック又は棒の外周に比べて、該フィルムがより長いことを特徴とする、請求項３０に記載の半導体フィルム。
【請求項３２】
前記フィルムが一直線上にあるのではなく、そのフィルムの正規曲面が平行であり、このフィルム上の任意の３点間を結んだ３本の線の中の少なくとも２本は、これらの線に沿って結晶方位が連続的に変化するという性質を有することを特徴とする、請求項１〜３１の１つに記載の半導体フィルム。
【請求項３３】
請求項１〜１４に基づく１つの方法を用いてフィルムを製造するための、請求項１５〜２９に基づく１つの装置を備えた設備。
【請求項３４】
請求項３３に基づく１つの設備を用いた製造ライン。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多結晶ブロック（インゴット）又は単結晶棒のような半導体本体から薄ディスク又はフィルムを製造するための１つの方法及び１つの装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常は、脆性硬質のワークピース（たとばシリコン）からの切断のためには、ワイヤーソーが用いられる。原則的には、２つの方法が使用される（説明はＤＥ１９９５９４１４）。研削切断の場合には、砥粒がワイヤーに固定されているのに対して、ラッピング切断の場合には、ソーイング懸濁液（スラリー）が使用される。これらの方法では、両方とも、切断工程がワイヤーとワークピースとの相対運動によって行なわれることが当てはまる。この相対運動は、ＤＥ１９９５９４７４の中では、ワークピースがその縦軸を中心に回転することによって達成される。普通は、ワイヤーが動かされ、かつ、たとえばガイドプーリを用いて、累次、ワークピースを貫いて通されることにより、数多くのディスクを同時に切断することができる。脆弱なダイヤモンドワイヤーソーを用いた研削切断の場合には、竪状の（gatternd）マルチワイヤーソー（ＤＥ１９９５９４１４）が特に適しており、これは、ワイヤーが方向転換による機械的負荷を受けないからである。
【０００３】
太陽光発電用の、およそ２００μｍの厚さのシリコンディスクを製造するためには、現在のところ主としてワイヤーソーが用いられている。この場合に、鋸歯の最小間隔は、ワイヤー直径及びソーイング懸濁液によって制限されている。
【０００４】
ＵＳ２００４０５５６３４の中で記述されているような、単結晶棒からの分割は、シリコンウエハーを製造するための１つの興味深い選択肢であり得る。その場合には、効率よく格子欠陥を生成するために、シリコン棒の外面が、イオンビーム、電子ビーム又はレーザービームによって局所的に照射される。このことは、好ましくは、後の劈開面が結晶格子面に対応するように、結晶線によって与えられる１本の線に沿って行なわれる。この分割工程は、たとえば、生成された格子欠陥に沿った機械的なせん断力によって行なわれる。この分割では、鋸歯摩耗が全く生じない。その他の有利点は、きれいな分割面、速やかな分割工程及び非常に平坦な表面である。ＵＳ２００４０５５６３４は、シリコン棒の長さ１メートルにつき１００００ウエハーの利用の可能性を提示している。
【０００５】
シリコン棒の外面を局所的に加熱するためにレーザービームが利用される場合には、真空環境を省略することができる。ＤＥ３４０３８２６の中では１つの方法が記述されており、この方法の場合には、外面を巡っているノッチが、レーザーを用いて効率よく局所的に加熱される。その後に、ディスクが温度衝撃処理によって棒から爆発的に切り離される。しかしながら、ノッチを機械的に加工することによって、シリコンディスクの厚さの下限が制約されることが予想される。
【０００６】
ＪＰ２００２１８４７２４の中では、外面が集光エキシマレーザービームによって局所的に加熱される。最後に言及された２つの方法は、ＵＳ２００４０５５６３４と同様に、原材料としては単結晶を必要とする。そのため、分割切断方法に関しては、将来において半導体薄ディスクを製造するための経済的な応用が実現できるかどうかは未決定である。
【０００７】
同じように、ＵＳ２００５１９９５９２は、レーザービームを用いてシリコンを切断するための１つの切断方法を記述している。だが、この場合に問題になっているのは、シリコンディスクから個々のチップへの切断である。そのために、たとえばＮＤ：ＹＡＧレーザー（１０６４ｎｍ）が、その焦点がディスクの内部に位置するように集光される。これによって微小クラックが生じ、これらの微小クラックは、適切な配置によって、ディスクのための規定破断個所となる。表面上で機械的に、ダイヤモンド工具又はレーザーによって、追加的にノッチが生成されると、破断線は、さらにより正確に規定されることができる。次に、ディスクは、機械的な負荷によって、前もって規定された線に沿って破断されることができる。ＵＳ２００５１９９５９２は、たとえば６２５μmの厚さを備えたディスクが、どのように切断されることができるかを記述している。このディスク厚さに関しては、破断エッジを効率よく規定することはできるが、集光光学系の作動距離及びレーザービームの吸収が、侵入深さを制約するので、この方法を任意により大きな材料厚さに適用することはできない。
【０００８】
通常の場合には、材料加工は、集光レーザービームによって行うが、この集光レーザービームでは、作業範囲が焦点のごく近傍に限られている。ＤＥ１９５１８２６３は、材料加工のための１つの装置を記述しており、この装置では、レーザービームが、液体噴流の中で材料表面上へとガイドされる。そのために、集光レーザービームは、１つの特殊なオリフィスを用いて、可能な限り層流の液体噴流の中へ接続される。同じように、この方法は、シリコンディスクからの切断の場合にも使用される。この場合、標準的には、５０μｍの切削幅が達成され、この切削幅は、主として液体噴流によって規定されている。しかし、この方法の場合では、ナノ秒パルスが使用されるにもかかわらず融解帯が生じ、この融解帯によって、再凝固の後に、ワークピースの機械的安定性が影響を受けることもあり得ることが考慮されていた。 
【０００９】
これらの融解帯域は、より短いレーザーパルスを用いて作業が行われるときには、明らかに縮小することができる。ＤＥ１００２０５５９は、超短レーザーパルスを用いた材料加工に関する、以下のような有利点に言及している。「超短レーザーパルス（フェムト秒レーザーパルス）を用いた材料加工の特別な有利点は、特に、高精度の、かつ熱的にも機械的にも最小限の損傷しか与えないような、材料の切削及び/又は切除の場合に明白となる。５００ｎｍに満たない切削幅を備えた、μｍ未満の範囲における切除率が達成可能である」熱的にも機械的にも最小限の損傷しか与えない加工は、ナノ秒パルスを用いた加工に比較して、決定的な有利点となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、より狭い切削幅は、制約された焦点深さの範囲内における作業の場合にのみ達成可能である。それ故に、より大きな切削深さの場合には、それに応じて、ビーム収束のために割れ目幅が拡大する。
【００１１】
シリコンもまた、上記の有利点を利用することによって、フェムト秒レーザーパルスを用いて加工されることが知られている。バルシュ（Barsch）らは、５０μｍの厚さを有するシリコンディスクを切断する場合に、１０〜１５μｍの割れ目幅を達成した。同じように、彼らは、切断線に沿って並べられた線状のビーム形状が、点状のビーム形状に比べて、より大きな切除率を生み出すということを示すことができた。狭い割れ目のためには、作業範囲が、焦点周囲の空間的に限られた範囲へ制約されたままである。このため、狭い割れ目幅は、剛性の高いシリコンディスクを製造する場合には実現することができない。
【００１２】
本発明の課題は、特にシリコンフィルムのような薄い半導体フィルムを、半導体本体からの切断によって製造するための１つの方法、及びこの方法を実施するための１つの装置を示すことである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この課題は、請求項１に基づいた1つの方法と、請求項１５に基づいた１つの装置とを用いて解決される。
【００１４】
半導体素材のような脆性硬質の材料が、それ自体では大体において剛性が高くかつ脆弱であるのに対して、本発明に基づいた方法は、半導体ディスクが薄ければ薄いほど曲げやすくなるという性質を有利な方法で有効に利用する。
【００１５】
以下のような工程が実施される場合には、薄い半導体フィルム、特にシリコンフィルムを、切削工具を用いて半導体本体から切断することによって製造するための１つの方法が、特に好ましい。
ａ．1つの半導体本体を用意し、
ｂ．１つの切削工具をその半導体本体に近づけ、
ｃ．引き続いて半導体本体から半導体フィルムを切断するために、半導体本体と切削工具との間の相対運動を開始し、
ｄ．半導体フィルムの、半導体本体から既に切り出された部分を伸展し、
ｅ．必要な場合には、切断された半導体フィルムの、半導体本体から既に切り出された部分を支持し、
ｆ．半導体フィルムの完全に切断された部分を除去し、かつ、更なる処理工程又は保管場所の中へ送り込む。
【００１６】
このような方法は、半導体フィルムの製造が、１つの半導体ブロックの表面からの切断によって行なわれるとき、又は、半導体フィルムの製造が１つの半導体棒の外面からの接線方向の切断によって行なわれるときには、特に好ましい。半導体棒の外面からの、接線方向の累次の切断が、半導体棒の外周上でずらされることによって、好ましくは同時に複数のフィルムを切断することができる。
【００１７】
半導体フィルムの、半導体本体から既に切断された部分の伸展によって、切削工具のためにスペースが作り出され、その場合に、このスペースが半導体本体と切削工具の先端との表面、及び伸展された半導体フィルムの、半導体に向けられた表面によって形成される場合、本発明に基づく方法を、特に好ましい形応用することができる。
【００１８】
切断のためには、パルス状の、高度に収束されたレーザービーム、及び／又は、液体状又は気体状のエッチング媒体を使用することができる。切断が真空下で、又は特殊なガス雰囲気下で行なわれることが好ましい場合もある。
【００１９】
さらに、切断する場合、収束されたレーザービームが半導体素材を変更し、かつ、変更された半導体素材が液体状又は気体状のエッチング媒体を用いて除去されることが好ましい場合もある。
【００２０】
先に述べた、半導体棒の外面からの接線方向の切断によって、ほぼ任意の長さの半導体フィルムが、非常に有利な形で製造可能であり、かつ、半導体棒の外周上でずらされた接線方向の累次の切断によって、ほとんど任意の長さの複数の半導体フィルムを同時に製造することができる。 
【００２１】
さらに、切断が２００℃を超えるワークピース温度で行なわれる場合には、これは非常に有利である。
【００２２】
本発明に基づく方法は、半導体フィルムの切り離された部分を伸展するための手段と、半導体フィルムの切り離された部分を支持するための手段とを備えた１つの装置を用いて、有利に実施することができる。半導体フィルムの切り離された部分を伸展するための手段は、けん引手段及び／又は加圧手段として形成されていることができ、かつ、半導体フィルムの切り離された部分に作用することができる。これらの手段は、たとえば、静電誘導によって機能する装置として形成することができ、かつ、半導体フィルムの切り離された部分に作用することができる。しかし、これらの手段は、陰圧又は超過圧力を用いて作動する装置として形成することもできる。特に、半導体フィルムの切り離された部分に作用し、バキューム圧によって機能する装置が好ましい。
【００２３】
半導体フィルムの切り離された部分を支持するための手段は、好ましくは、サポートローラーとして形成されており、かつ、伸展された半導体フィルムの最小の曲げ半径を超えてさらに下回ることがないように、既に切断された半導体フィルムの部分を支持する。
【００２４】
そのために、伸展された半導体フィルムが弾性的にのみ変形するように、サポートローラーが形成されていることが好ましい。
【００２５】
本方法を実施するための１つの装置は、たとえば、切削工具がパルス状のレーザーを用いて実現されており、そのレーザーのパルス長が１０ｅ−９ｓよりも短く、その場合、パルス状のレーザーは、高いビーム質を有するべきであり、かつ、高度に収束されていることによって、好ましい仕方で実現されることができる。
【００２６】
平面的な切断のためには、線状の強度プロフィールを備えたレーザーが使用される。
【００２７】
レーザーが使用され、そのレーザービームが１つの媒体の中で加工箇所の近くへガイドされることが好ましい場合もある。この媒体は、グラスファイバであってもよい。
【００２８】
さらに、ファイバーレーザーの使用が好ましい場合もある。同じく、高周波レーザーを使用することが好ましい場合もある。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図示された実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】切断工程についての略図である。
【図２】接線方向の切断についての略図である。
【図３】図２に基づく、スペースを備えた接線方向の切断についての略図である。
【図４】スペースを備えた、接線方向の複数の切断についての略図である。
【図５】図1に基づく、スペースを備えた切断工程についての略図である。
【００３１】
図１では、１つの半導体本体１が、相当に図式化されており、この半導体本体は、図示されていない工作機械の上に、同じく図示されていないホルダを用いて配置されている。１つの切削工具２が半導体本体１とかみ合っており、半導体フィルム３を半導体本体１から切断するために役立っている。たとえばシリコンブロックなどの半導体本体は、かなり加工の難しい素材からなっており、その理由は、この素材が、ある程度の脆弱な硬度を有しているからである。一般的な加工方法は、導入部において既に詳しく説明されている。本発明に基づく切削工具は、収束されたレーザービーム、レーザービームのための媒体としての先の尖ったグラスファイバ、エッチング媒体を備えたプローブ、機械的工具、又は別様の適切な切削工具として実施することができる。以下では、切削工具２として高度に収束されたレーザービームを前提としており、このレーザービームは、１つの非常に狭い割れ目幅５を備えた割れ目４を生成することができる。切断によって生成させられた半導体フィルム３を本発明に基づいて伸展することにより、半導体本体１と切断された半導体フィルム３との間に、１つのスペース６が作り出され、このスペースの境界面の間では、切削工具２が動作可能である。後に、図５で詳しく説明されるように、スペース６は、半導体本体１における切削面７と、切削工具２の先端と、伸展された半導体フィルム３の半導体１に向けられた面８とによって制限される。
【００３２】
伸展は、半導体フィルム３の既に切り離された範囲に対してけん引力又は圧力を及ぼすような手段によって生じさせられる。明確化のために、これらのけん引力又は圧力は、２つの矢印Ｐ１及びＰ２を用いて表示されており、この場合に、矢印Ｐ１は圧力を表し、また矢印Ｐ２はけん引力を表す。半導体フィルム３を伸展するための手段は、機械的な作用要素によって、又は非接触型の作用要素によって実現することができる。伸展を静電誘導によって行うことが提案されるが、バキューム圧を用いて半導体フィルムの伸展を実現することもまた可能である。同様に、切削工具２のために必要とされるスペース６が使用可能であるように、効果的な空気過剰によって、半導体フィルム３の既に切断された範囲を伸展することも可能である。
【００３３】
その結果として生じる、割れ目４の割れ目幅５は、もはや切削工具２の幅によって規定されず、その代わりに、切削工具２の先端９の幅によって規定されるにすぎず、この先端は、たとえば、従来の技術の場合にシリコンウエハーを製造するために利用されるようなソーワイヤーに比べて、相当程度狭いものであってもよい。それに応じて、半導体素材における切断損失は、相当程度軽減されるが、その理由は、この損失を規定する割れ目幅５が、従来の技術に比べて相当程度軽減されるからである。高度に収束されたレーザービームを切削工具２として使用する場合には、表面に基づくシリコン消費が、相当程度軽減されるが、その理由は、作業範囲すなわち割れ目幅５が、切削工具２の焦点周囲の範囲に限られたままであるからである。そのために要求されるスペースは、既に切り離された半導体フィルム３を本発明に基づいて伸展することによって、作り出すことが可能になる。切断された半導体フィルム３は、薄ければ薄いほど、それだけ曲げやすくなり、かつ、それだけ伸展されやすくなるが、この場合には、半導体フィルム３の弾性的な変形によって、限界が与えられている。伸展された半導体フィルム３のねじれを防止するためには、半導体フィルム３の切り離された部分を支持するための手段が取り付けられており、これは、サポートローラー１０として形成され、伸展された半導体フィルム３の最小の曲げ半径を超えてさらに下回ることがないように半導体フィルム３の既に切断された部分を支持する。サポートローラー１０の配置及び形状は、伸展された半導体フィルム３が、弾性的にのみ変形するように選択されている。サポートローラー１０は、図示されていない工具送り台の上で、このサポートローラーが分離切断について行くことができるように可動的に配置されている。これによって、既に切り離された半導体フィルム３の範囲が常に最適に支持されることが確実となる。
【００３４】
図２では、どのようにしてフィルム３が半導体棒１１の外面から切断されるかということが、図１と同じ方法で図示されている。同一のエレメント又は同じ働きをするエレメントには、繰返しを避けるために同じ記号が付されており、この場合、こうした同等のエレメントについての詳細な説明は不要である。高度に収束されたレーザービームの先端９は、切削工具２として、回転している半導体棒１１からの半導体フィルム３を切断する。半導体棒１１を原材料として使用することによって、切断されたフィルムの長さは非常に長くなり、理論的には数キロメートルにもなる。図４の中で概要が図示されているように、円形の半導体棒１１によって、同時に複数の半導体フィルム３、３１、３２を半導体棒１１から切断することもまた可能になる。この図の中で概要が示されている３つの半導体フィルム３、３１、３２は、３つのサポートローラー１０、１０１、１０２によって、既に基本的に説明された方式で支持される。この図においても、同じ要素又は同じ働きをする要素には同じ記号が付されており、その結果、既に説明されている事柄の繰返しを避けている。
【００３５】
図３には、回転している半導体棒１１における切削工具２のためのスペース６が、切削面７と、半導体フィルム３における半導体棒１１に向けられた面とによって作り出されることが示されており、この図では工具の先端は示されていない。
【００３６】
これに該当することは、図４の中に示されているスペースについても当てはまる。 
【００３７】
図５は、図１を念頭に置いた上で、この図１に基づく図示されていない切削工具のためのスペース６を示す。この図でもまた、同じ要素又は同じ働きをする要素には同じ記号が付されている。
【００３８】
好ましくは切削工具２としてレーザーが用いられ、そのビームが、点状の強度プロフィールの代わりに、線状の強度プロフィールが半導体フィルム３を切削するために作り出されるように、適切な光学的手段、たとえば１つの円柱レンズ又は回折光学素子を用いて収束されることは、本発明の範囲内に含まれている。さらに、半導体本体１、１１の幅全体にわたって１つの分離線が形成され、その結果、切断線の全体が準連続的に（前記レーザーの繰り返し率に従って）取り除かれることができるように複数の線状の強度プロフィールを並べることが有効である。
【００３９】
さらに、半導体本体１、１１に向けられた収束レーザービームの周辺ビームは、理想的には、半導体本体１、１１の端部に対して平行に通るべきである。半導体フィルム３、３１、３２に向けられた側では、周辺ビームが切削工具２の先端９付近で半導体フィルム３、３１、３２の曲げ半径に従い、かつ、焦点（切削工具２の先端）からの距離が大きくなるに応じて、それだけ大きなギャップが形成される。
【００４０】
フェムト秒レーザーパルスを用いたシリコン切断のためには、保護ガス雰囲気の中で、すなわち、気化シリコンと反応する雰囲気の中で、あるいは真空内で作業することが好ましい。それによって、望ましくない反応生成物を回避することができ、かつ、表面品質が改善される。
【００４１】
直接的なレーザー切断の他に、半導体素材、一般的にシリコンを、最初に割れ目の中で変更されるだけにして、それに続き、気体状のエッチング媒体又はエッチング液を用いて選択的に（主に、変更された材料が）除去することも可能である。
【００４２】
レーザー光源としては、たとえば、フェムト秒レーザーパルスが適している。特に、高効率の場合には周波数増加が好ましく、これは、短い波長に対しては、アブレーション閾値のエネルギー密度が減少するからである。
【００４３】
シリコンの温度が上昇すると、フェムト秒レーザーパルスを用いたアブレーションの切除率が大きくなる。 
【符号の説明】
【００４４】
記号リスト
１  半導体本体
２  切削工具
３  半導体フィルム
４  割れ目
５  割れ目幅
６  スペース
７  切削面
８  半導体フィルムにおける面
９  切削工具２の先端
１０  サポートローラー
１１  半導体棒
３１  半導体フィルム
３２  半導体フィルム
１０１  サポートローラー
１０２  サポートローラー 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年1月19日(2010.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄い半導体フィルム（３、３１、３２）、特にシリコンフィルムを、１つの先端（９）を備えた１つの切削工具（２）を用いて半導体本体（１、１１）から切断することによって製造するための方法であり、
ａ．前記半導体本体（１、１１）を用意し、
ｂ．前記切削工具（２）を該半導体本体（１、１１）に近づけ、
ｃ．引き続いて該半導体本体（１、１１）から前記半導体フィルム（３、３１、３２）を切断するために、該半導体本体（１、１１）と該切削工具（２）との間の１つの相対運動を開始し、
ｄ．該半導体フィルム（３、３１、３２）の、該半導体本体（１、１１）から既に切り出された部分（８）を伸展し、
ｅ．好ましくは、切断された該半導体フィルム（３、３１、３２）の、既に切り離された部分（８）を支持し、かつ
ｆ．１つの更なる処理工程又は１つの保管場所の中へ送り込むために、該半導体フィルム（３、３１、３２）の完全に切断された部分を除去する、以上の工程を備え、
その場合に、前記切削工具（２）が、該半導体フィルム（３、３１、３２）を切断する際に、素材損失を伴いつつ、１つの割れ目幅（５）を備えた１つの割れ目（４）を連続的に生成し、かつ、その場合に、１つの連続的な切断が、全く該切削工具（２）の前記先端（９）のみにおける１つの作用を介して行われることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記半導体フィルム（３、３１、３２）の製造が、１つの半導体ブロック（１）の１つの表面（７）からの切断によって行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記半導体フィルム（３、３１、３２）の製造が、１つの半導体棒（１１）の前記表面（７）からの接線方向の切断によって行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記半導体フィルム（３、３１、３２）の、前記半導体本体（１、１１）から既に切断された部分の伸展によって、前記切削工具（２）のためのスペース（６）が作り出されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記切断のために、パルス状の、高度に収束された１つのレーザービームが用いられることを特徴とする、請求項１〜４の１つに記載の方法。
【請求項６】
前記切断のために、１つの収束されたレーザービームが前記の半導体素材を変更し、かつ、変更された該半導体素材が１つの液体状又は気体状のエッチング媒体を用いて除去されることを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載の方法。
【請求項７】
前記半導体フィルム（３、３１、３２）が、前記半導体棒（１１）の前記外面（７）からの接線方向の切断によって、ほとんど任意の長さで製造可能であることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
請求項１に基づく方法を実施するための装置であり、該装置が前記半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分を伸展するための手段を有し、かつ、好ましくは該半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分を支持するための手段を有することを特徴とする装置。
【請求項９】
前記半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分を伸展するための前記の手段が、陰圧又は超過圧力を用いて機能する装置として形成されており、かつ、けん引手段及び／又は加圧手段として形成されており、かつ、前記半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分に作用することを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分を伸展するための前記の手段が、圧力ガスを用いて機能する装置として形成されており、かつ、該半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分に作用することを特徴とする、請求項８に記載の装置。 
【請求項１１】
前記半導体フィルム（３、３１、３２）の切り離された部分を支持するための前記手段が、サポートローラー（１０）として形成されており、かつ、伸展された該半導体フィルム（３、３１、３２）の最小の曲げ半径を超えてさらに下回ることがないように、該半導体フィルム（３、３１、３２）の既に切り離された部分を支持することを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記切削工具（２）が、１つのパルス状のレーザーを用いて実現されており、そのレーザーのパルス長が１０ｅ−９ｓよりも短く、かつ、該パルス状レーザーが１つの高いビーム質を有しており、かつ高度に収束されていることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【国際調査報告】
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