(57)【要約】      （修正有）【課題】単結晶基板における結晶方位を容易に特定する結晶方位検出装置を提供する。【解決手段】結晶方位検出装置は、保持手段３６に保持された単結晶基板１０にレーザー光線ＬＢを照射するレーザー光線照射手段４０と、レーザー光線ＬＢが照射された位置から所定距離離間した位置でレーザー光線ＬＢが照射されたことによって発生した振動を検出する振動検出手段７とからなる。レーザー光線ＬＢが照射された時と、振動を検出した時との時間差を検出する時間差検出手段と、単結晶基板１０を相対的に回転させて複数箇所にレーザー光線ＬＢを照射してレーザー光線ＬＢが照射された時と振動を検出した時との時間差又は伝達速度を複数箇所に対応して記録する記録手段と、レーザー光線ＬＢの照射位置と、振動の検出位置とにより形成される方向と、記録手段に記録された時間差または伝達速度とに基づいて単結晶基板１０の結晶方位を判定する判定手段と、から構成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶基板の結晶方位を検出する結晶方位検出装置であって、
単結晶基板を保持する保持手段と、
該保持手段に保持された単結晶基板にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、
該レーザー光線が照射された位置から所定距離離間した位置でレーザー光線が照射されたことによって発生した振動を検出する振動検出手段と、
レーザー光線が照射された時と、振動を検出した時との時間差を検出する時間差検出手段と、
単結晶基板を相対的に回転させて複数箇所にレーザー光線を照射してレーザー光線が照射された時と振動を検出した時との時間差、又は伝達速度を該複数箇所に対応して記録する記録手段と、
該レーザー光線の照射位置と、該振動の検出位置とにより形成される方向と、該記録手段に記録された時間差または伝達速度とに基づいて単結晶基板の結晶方位を判定する判定手段と、
から少なくとも構成される結晶方位検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン（Ｓｉ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）等により構成される単結晶基板の結晶方位を検出するための結晶方位検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置、レーザー加工装置によって個々に分割され携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
【０００３】
レーザー加工装置は、単結晶基板を保持する保持手段と該保持手段に保持された単結晶基板にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該保持手段と該レーザー光線とを相対的に加工送りする加工送り手段とから概ね構成されていて単結晶基板の分割予定ラインに沿って所望の加工を施すことができる。
【０００４】
上記レーザー加工装置において、単結晶基板の分割予定ラインに照射されるレーザー光線の偏光面は、結晶方位に対して所定の角度傾けられて照射されることにより効果的な加工を施すことができることが知られており（例えば、特許文献１を参照）、該単結晶基板を該保持手段に載置する際に結晶方位を示すオリエンテーションフラット、あるいはノッチを基準にして保持手段に載置される。なお、オリエンテーションフラットとは、円形基板に対して結晶方位を特定するために外周に付与される直線状の切欠きであり、ノッチとは、中心に向けて設けられたＶ字状の切欠きをいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１６７９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、単結晶基板から半導体素子を作成する場合に、単結晶基板に対して加工を施す際の円形基板の結晶方位の違いによって劈開条件等が異なってくることから、半導体素子を作成する過程において結晶方位が正確に特定されることは重要である。しかし、一般的に単結晶基板に形成されている該オリエンテーションフラット、またはノッチを基準にして結晶方位を特定し加工を施すが、該オリエンテーションフラット、またはノッチが、結晶方位に対して正確に付与されていない場合があり、所望の加工が施せないという問題がある。
【０００７】
単結晶基板を構成する結晶の結晶方位を正確に特定するための手段としては、Ｘ線解析装置を用いた結晶方位測定方法が知られているが、高価な測定装置を必要とし、手間と時間が掛かるのが現実であり、容易に結晶方位を特定するための装置の提供が望まれている。
【０００８】
本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、単結晶基板における結晶方位を容易に特定できる結晶方位検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、単結晶基板の結晶方位を検出する結晶方位検出装置であって、単結晶基板を保持する保持手段と、該保持手段に保持された単結晶基板にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該レーザー光線が照射された位置から所定距離離間した位置でレーザー光線が照射されたことによって発生した振動を検出する振動検出手段と、レーザー光線が照射された時と、振動を検出した時との時間差を検出する時間差検出手段と、単結晶基板を相対的に回転させて複数箇所にレーザー光線を照射してレーザー光線が照射された時と振動を検出した時との時間差又は伝達速度を該複数箇所に対応して記録する記録手段と、該レーザー光線の照射位置と、該振動の検出位置とにより形成される方向と、該記録手段に記録された時間差または伝達速度とに基づいて単結晶基板の結晶方位を判定する判定手段と、から少なくとも構成される結晶方位検出装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の結晶方位検出装置によれば、単結晶基板を保持する保持手段と、該保持手段に保持された単結晶基板にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該レーザー光線が照射された位置から所定距離離間した位置でレーザー光線が照射されたことによって発生した振動を検出する振動検出手段と、レーザー光線が照射された時と、振動を検出した時との時間差を検出する時間差検出手段と、単結晶基板を相対的に回転させて複数箇所にレーザー光線を照射してレーザー光線が照射された時と振動を検出した時との時間差又は伝達速度を該複数箇所に対応して記録する記録手段と、該レーザー光線の照射位置と、該振動の検出位置とにより形成される方向と、該記録手段に記録された時間差または伝達速度とに基づいて単結晶基板の結晶方位を判定する判定手段と、により構成されていることから、正確な結晶方位を容易に特定することが可能になり、結晶方位に対して所望の角度で正確に加工を施すことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に従い構成される結晶方位検出装置を備えたレーザー加工装置の全体斜視図。
【図２】図１に示す結晶方位検出装置に適用される単結晶基板の斜視図。
【図３】図１に示す結晶方位検出装置の構成を説明するための説明図。
【図４】図１に示す結晶方位検出装置に適用される単結晶基板の時間差を検出する角度を説明するための説明図。
【図５】図１に示す結晶方位検出装置の制御手段により実行される制御プログラムのフローチャート。
【図６】結晶方位検出装置により検出された時間差を記憶する制御手段に備えられた格納テーブル、及び該格納テーブルに記憶された時間差からグラフを利用して最低値を算出する説明をするための説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に従って構成された結晶方位検出装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の結晶方位検出装置は、後述するように、レーザー加工装置に適用される形で組み込まれており、別途の装置として備えなくてもよいように構成されている。
【００１３】
図１には、本発明により提供される結晶方位検出装置が適用されたレーザー加工装置の全体斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工装置１は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示すＸ軸方向及び矢印Ｙで示すＹ軸方向に移動可能に配設され被加工物を保持する保持手段としての保持テーブル機構３と、静止基台２上に配設されたレーザー光線照射手段を備えたレーザー光線照射ユニット４と、を備えている。
【００１４】
上記保持テーブル機構３は、静止基台２上にＸ軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上にＸ軸方向に移動可能に配設された第１の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上にＸ軸方向と直交する矢印Ｙで示すＹ軸方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２滑動ブロック３３上に円筒形状からなり内部にパルスモータＭを備える円筒部材３４により回転可能に支持された支持テーブル３５とを備え、該支持テーブル３５上には、チャックテーブル３６が備えられている。図１に示されたレーザー加工装置では、該チャックテーブル３６上に被加工物である表面にデバイスが形成された単結晶基板１０が載置される。
【００１５】
該チャックテーブル３６は、多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を備えており、吸着チャック３６１の上面である保持面上に被加工物である円形状の単結晶基板１０を図示しない吸引手段の作用により保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設されたパルスモータＭによって所望の角度に調整可能に回転させられる。なお、チャックテーブル３６には、被加工物である単結晶基板１０を、保護テープＴを介して支持する環状のフレームＦ（図２を参照）を固定するためのクランプ３６２が配設されている。
【００１６】
上記第１の滑動ブロック３２は、下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、上面にＹ軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動可能に構成される。図示の保持テーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動させる手段を構成するＸ軸方向移動手段３７を備えている。Ｘ軸方向移動手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１との間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動させるためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第１の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動させられる。
【００１７】
上記第２の滑動ブロック３３は、下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、上記Ｘ軸と直交するＹ軸方向に移動可能に構成されている。図示の保持テーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１に滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿って移動させるためのＹ軸方向へ移動させる手段を構成するＹ軸方向移動手段３８を備えている。Ｙ軸方向移動手段３８は、上記一対の案内レール３２２、３２２との間に平行に配設された雄ネジロッド３８１と、該雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３８１は、一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受けブロック３８３に回転自在に支持されており、他端が上記パルスモータ３８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３８１は、第２の滑動ブロック３３の中央下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合された雄ネジロッド３８１を正転及び逆転させることにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿ってＹ軸方向に移動させられる。
【００１８】
上記第１の滑動ブロック３２、第２の滑動ブロック３３は、それぞれ図示しないＸ軸方向位置を検出するＸ軸方向位置検出手段、Ｙ軸方向位置を検出するＹ軸方向位置検出手段を備えており、後述する制御手段により、検出された各第１、第２の滑動ブロックの位置に基づいて、上記各駆動源に対して駆動信号を発信し、所望の位置にチャックテーブル３６を制御することが可能となっている。
【００１９】
上記レーザー光線ユニット４は、上記静止基台２上に配設された支持部材４１と、該支持部材４１によって支持された実質上水平に延出するケーシング４２と、該ケーシング４２内に配設されたパルスレーザー光線照射手段４０からのレーザー光を集光する集光器５と、該ケーシング４２の前端部に配設されレーザー加工すべき加工領域を検出しアライメントを実施するためのアライメント手段６と、該集光器５に隣接してＸ軸方向に配設されチャックテーブル３６に保持された単結晶基板１０に生じた振動を検出するための振動検出手段７と、を備えている。
【００２０】
アライメント手段６は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕える光学系と、該光学系によって捕えられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を後述する制御手段８に送る。
【００２１】
該振動検出手段７は、ＡＥ（アコースティック・エミッション）センサを採用することができ、該ＡＥセンサとしては、検出素子としてＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）が使用された一般的なものを使用することができる。該振動検出手段７は、図３に示すように、図示しないロッド駆動手段により駆動されて伸縮自在に構成されたロッド７１の先端部に該ＡＥセンサの検出素子７２が備えられ、該検出素子７２に振動が付与されると電荷を発生し、当該電荷の変化を捕えることで振動の発生状態を検出できるようになっている。
【００２２】
上記集光器５は、ケーシング４２内部に収納されたパルスレーザー光線発振手段４０から発振されたレーザー光線を集光し、チャックテーブル３６上に保持された被加工物に照射する集光レンズ５１を備えている。図３に示すように、パルスレーザー光線発振手段４０は、パルスレーザー光線発振器４３、パルスレーザー光線の出力調整器４４、図示しない回転手段で回転可能に配設された１／２波長板４５、該１／２波長板４５によって出射光の偏光面が回転させられたレーザー光線ＬＢを、チャックテーブル３６方向に反射する反射ミラー４６等を備え、該集光器５により照射される該パルスレーザー光線の集光点位置Ｐを、保持テーブルの上面である保持面に対して垂直な方向に調整可能に制御される。なお、１／２波長板４５により偏光面が回転させられる角度は、被加工物である単結晶基板の結晶方位を基準にして所定の角度傾けて照射させられる。
【００２３】
本実施形態におけるレーザー加工装置は、図３に示す制御手段８を備えている。制御手段８は、コンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）８１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）８２と、演算結果等を随時格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３と、入力インターフェース８４及び出力インターフェース８５とを備えている。制御手段８の入力インターフェース８４には、上記アライメント手段６、振動検出手段７からの検出信号の他、図示しない第１の滑動ブロック３２のＸ軸方向位置を検出するＸ軸方向位置検出手段、第２の滑動ブロック３３のＹ軸方向位置を検出するＹ軸方向位置検出手段からの位置信号等が入力される。そして、出力インターフェース８５からは、円筒部材３４に内蔵されたパルスモータＭ、Ｘ軸方向移動手段３７、Ｙ軸方向移動手段３８、レーザー光線照射手段５、アライメント手段６及び振動検出手段７のロッド駆動手段等に信号を出力する。
【００２４】
本実施形態における結晶方位検出装置を備えたレーザー加工装置は、概略以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
【００２５】
図２には、上述した結晶方位検出手段を備えたレーザー加工装置によって加工される被加工物としての単結晶基板１０の斜視図が示されている。該単結晶基板１０は、シリコンの単結晶からなっており、表面１０ａに複数の分割予定ライン１１が格子状に形成されていると共に、該複数の分割予定ライン１１によって区画された複数の領域にデバイス（ＬＳＩ）１２が形成されている。このような単結晶基板１０には、単結晶基板をスライスして取り出す前のインゴットに対して付与された、シリコンの結晶方位を示す外周の一部を直線状に切欠いたオリエンテーションフラットＯＦが形成されている。なお、結晶方位を示す印としては、該オリエンテーションフラットＯＦに替えて円形状の基板の中心に向かってＶ字状に切欠かれたいわゆるノッチであってもよい。
【００２６】
上述したように、単結晶基板１０に対して１／２波長板を用いて偏光面を回転させてレーザー光線を照射する場合、結晶方位に対する角度が重要であり、加工する際の偏光面の角度が単結晶基板１０の結晶方位に対して所望の角度になるように、単結晶基板１０を保持手段上に載置する際には、結晶方位を示すオリエンテーションフラットＯＦを基準にして載置する。しかし、オリエンテーションフラットＯＦは、薄板状の単結晶基板を取り出す前のインゴットの状態でＸ線解析装置等を用いて結晶方位を特定して付与されるものの、実際の結晶方位に対して僅かにずれる場合があり、そのままレーザー加工を実施した場合は、加工品質を低下させるという問題がある。よって、本実施形態においては、以下の結晶方位検出装置を用いてオリエンテーションフラットＯＦが付与された単結晶基板１０の結晶方位を正確に特定する装置を提供する。
【００２７】
以下に図３〜６を用いて本発明の結晶方位検出装置により結晶方位を判定する方法をより具体的に説明する。
【００２８】
図３に示すように、先ず、結晶方位を検出したい単結晶基板１０（ウエーハ直径２００ｍｍ）をチャックテーブル３６上に載置する。なお、図面の左右方向をＸ軸方向とし、図面に向かって垂直な方向をＹ軸方向とする。このとき、オリエンテーションフラットＯＦに平行に設けられた分割予定ライン１１をレーザー加工装置のＸ軸方向に平行になるように、すなわち、オリエンテーションフラットＯＦがＸ軸方向と平行になるようにする。チャックテーブル３６上に単結晶基板１０を上記向きに設定して載置した後、該チャックテーブル３６をアライメント手段６の下方に移動させ、アライメント手段６により半導体基板上を撮像する。撮像した画像情報から該単結晶基板１０の中心Ｏを特定すると共に、分割予定ライン１１がＸ軸方向に平行になるようにアライメントを実行する。その後、Ｘ軸方向移動手段３７、Ｙ軸方向移動手段３８を作動して、振動検出手段７と、集光器５との中間位置に単結晶基板の中心Ｏが位置付けられるようにチャックテーブル３６を移動させる。
【００２９】
図３に示すチャックテーブル３６を該振動検出手段７と集光器５との下方に位置付けた状態では、振動検出手段７と、集光器５は、図４に示す単結晶基板１０のデバイス１２が配設されていない外周部分に設定されたａ８点と、ｂ８点の直上に位置付けられる。すなわち、ａ８点とｂ８点とを結ぶ直線は単結晶基板１０の中心Ｏを通り、その方向は、オリエンテーションフラットＯＦと完全に平行をなしている。そして、この状態から、円筒部材３４内に収納されているパルスモータＭに駆動信号を出力し、チャックテーブル３６を、オリエンテーションフラットＯＦがＸ軸方向に平行な状態から、図４上で時計回転方向に所定角度(本実施形態では、０．７°）回転させ、振動検出手段７をａ１点の直上に、集光器５の集光点Ｐをｂ１点になるように位置付け、結晶方位検出スタンバイ状態とする。この状態では、オリエンテーションフラットＯＦにより推定される結晶方位がＸ軸方向に対して０．７°回転させられた状態となる。なお、単結晶基板１０の外周部分に設定されるａ１−ｂ１〜ａ１５−ｂ１５の距離は同一になるように設定され、それぞれ周方向に０．１°の間隔で設定されるが、図４では説明の都合上、実際の角度よりも大きく図示している。
【００３０】
上述したように、チャックテーブル３６を回転させて結晶方位検出スタンバイ状態としたならば、図５に示す当該結晶方位検出装置が備える制御フローチャートに従い、結晶方位を検出するための制御プログラムが実行される。先ず、振動検出手段７のロッド７１を伸長し、単結晶基板１０上のａ１点に検出素子７２を当接させる。そして、レーザー光線照射手段４０を作動させて結晶方位を検出するためのレーザー光線を、ｂ１点に向けて１パルス照射する（ステップＳ１）。なお、この結晶方位を検出するためのレーザー光線の平均出力は、０．１Ｗに設定され、これは単結晶基板１０が実際に加工されない程度の出力であり、アブレーション加工する平均出力（例えば、５Ｗ）よりも、かなり小さく設定される。
【００３１】
上記レーザー光線照射手段により照射するレーザー光線の照射条件は、例えば、以下のように設定される。
波長                      ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数            ：１００ｋＨｚ
平均出力                  ：０．１Ｗ
１パルス当たりエネルギー  ：１μＪ
【００３２】
上記したように、ステップＳ１にて、ｂ１点に向けて集光器５から１パルス照射されると、当該照射に起因して単結晶基板１０に振動が発生する。そして、当該振動が単結晶基板１０内を伝達してａ１に到達すると、ａ１に当接している検出素子７２の作用により電荷が発生し、到達時期を検出することができる(ステップＳ２）。そして、到達時期が検出されたならば、１パルス照射してからの時間差（４．６×１０−５秒）を算出し（ステップＳ３）、制御手段８のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に設定された図６に示す格納テーブルにａ１−ｂ１（ＯＦに対する角度＝０．７°）に対応させて記憶する。
【００３３】
ａ１−ｂ１間の時間差を検出し制御手段８のランダムアクセスメモリに格納したならば、振動検出手段７の検出素子７２を一旦上昇させて、チャックテーブル３６を反時計回転方向に０．１°回転させる（ステップＳ４）。該振動検出手段７の検出素子７２を単結晶基板１０の外周部に設定されたａ２点の直上に、集光器５の集光点Ｐをｂ２点に位置付け、再び該検出素子７２を降下させて、ａ２点に当接させる。この状態では、オリエンテーションフラットＯＦにより推定される結晶方位の方向がＸ軸方向に対して０．６°時計方向に傾斜した状態となっている。なお、上記ステップＳ４にて０．１°回転させた後、結晶方位検出スタンバイ状態からのチャックテーブル３６の回転角度を積算し、回転角度が設定値（本実施形態では１．４°）を超えたかを判定し（ステップＳ５）、設定値を超えていないと判定された場合（Ｎｏ）に、ステップＳ１に戻る。
【００３４】
ステップＳ１に戻ったならば、上記と同様に、ｂ２点に対して集光器５からレーザー光線を１パルス照射し、振動検出手段７によって当該１パルスの照射に起因する振動を検出し、その時間差を算出する。そして、ａ２−ｂ２間における該時間差（４．５×１０−５秒）を算出したならば、該格納テーブルにａ２−ｂ２（ＯＦに対する角度＝０．６°）に対応させて格納する。そして、ステップＳ５にて、チャックテーブル３６ｂの積算回転角度が設定値（１．４°）を超えるまで上記制御を繰り返し、格納テーブルのａ１−ｂ１〜ａ１５−ｂ１５間のすべての時間差を該格納テーブルに記憶させる。
【００３５】
ステップＳ５にてチャックテーブル３６の積算された回転角度が該設定値（１．４°）を超えた（Ｙｅｓ）と判定されたならば、ステップＳ６に進み、判定手段が実行される。具体的には、格納テーブルに格納された各角度に対応した時間差から、最低値を判定し、該最低値に対応したチャックテーブル３６の角度を特定する。図６に示した本実施形態に基づく例では、ａ５点に振動検出手段７を位置付け、ｂ５点にパルスレーザーを照射した場合（ａ５−ｂ５）、すなわち０．３°傾いた状態の時間差が４．２×１０−５秒で最低値であったことから、ａ５−ｂ５点間における振動の伝達速度が最も速かったことになる。なお、上記格納テーブルに加え、図６の右側に示したようなグラフの形式で表示することとしてもよい。
【００３６】
上記の伝達速度の相違は、単結晶基板１０における結晶方位との関係により説明される。本来、単結晶基板１０においては、オリエンテーションフラットＯＦと結晶方位との関係で、オリエンテーションフラットＯＦと平行を成す方向で振動を伝達させれば、最も速く振動が伝達する。すなわち、オリエンテーションフラットＯＦを基準にして推定される結晶方位が、実際の結晶方位とずれがなければ、ａ８−ｂ８間を伝達する振動が最も時間差が小さくなる。しかし、上述したように、実際にはオリエンテーションフラットＯＦが実際の結晶方位に対して僅かにずれて付与されることがあり、上記した例では、オリエンテーションフラットＯＦに基づき推定される結晶方位に対して、実際の結晶方位が図４で示す＋方向に０．３°傾いていることが特定される。
【００３７】
上記した制御プログラムを実行することにより、オリエンテーションフラットＯＦで推定される結晶方位に対する実際の結晶方位のずれ量が＋方向に０．３°あることが特定され、当該ずれ量が、制御手段８のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に記憶される。そして、制御手段８に記憶された該ずれ量は、当該レーザー加工装置１において、通常のレーザー加工を行う際の補正量として使用される。本実施形態のレーザー加工装置に備えられたレーザー光線照射手段の１／２波長板４５の光学軸の方向を、入射光の偏光面に対して所定角度θになるように設定することにより、１／２波長板から出射されるレーザー光線の偏光面は２θに回転させられるが、当該角度θは、被加工物である単結晶基板１０のオリエンテーションフラットにより推定される結晶方位にずれがないことが前提として設定されている。よって、単結晶基板１０のオリエンテーションフラットＯＦにより特定される結晶方位が０．３°で補正されたならば、補正後の結晶方位に基づいて、１／２波長板を回転させる該所定角度θも補正して、実際のレーザー加工を実施する。これにより、１／２波長板によって偏光面が実際の結晶方位に従った所望の角度だけ回転させられ、良好な加工を実施することが可能となる。
【００３８】
本実施形態では、結晶方位を検出するためのパルスレーザーを照射する場合に１．４°の範囲でチャックテーブル３６を回転させて０．１°毎に該時間差を計測する例を示したが、本発明は、これに限定されない。実際にオリエンテーションフラットを付与する工程からみて、その誤差が収まることが想定される範囲に基づき、その時間差を計測する角度範囲を設定すればよく、必要に応じて適宜変更することが可能である。また、単結晶基板１０にオリエンテーションフラットＯＦが付与されていることを前提にして本発明の結晶方位検出装置を実施する例を示したが、例えば、円形状の単結晶基板に結晶方位を示すオリエンテーションフラットＯＦやノッチが何も付与されていない場合でも、本発明を適用することで結晶方位を特定することが可能となる。その場合は、少なくとも１８０°の範囲で基板を回転させて時間差を計測することが必要になるが、例えば、先ず１０°の間隔で該単結晶基板を回転させながら該時間差を計測し、図６に示したような格納テーブルのデータ、あるいはグラフを得ることで、大まかな結晶方位を特定し、その後、数段階に分けて結晶方位方向が存する範囲を徐々に狭め、時間差を得る角度を微小な間隔に設定し、上述したような時間差を検出することで容易に正確な結晶方位を得ることができる。なお、本実施形態では、振動を検出する地点（ａ１〜ａ１５点）から、振動を付与する地点（ｂ１〜Ｂ１５点）間の距離が一定に設定されているため、時間差の最低値を算出することで結晶方位を検出することができたが、各地点間の伝達速度の最大値を算出するようにしてもよく、その場合は、振動を検出する地点（ａ１〜ａ１５点）から、振動を付与する地点（ｂ１〜ｂ１５点）間の距離を、必ずしも一定に設定する必要はない。
【００３９】
本実施形態から明らかなように、本発明に基づく結晶方位検出装置は、一般的に知られたレーザー加工装置に対して、実質的には振動検出手段７を追加するだけで構成することが可能であり、また、レーザー加工に用いるパルスレーザー光線の出力を弱めて照射することで、単結晶基板に対する振動を付与する手段とするため、Ｘ線解析装置のような高価な装置を用意する必要がなく、結晶方位を正確に特定することが可能となる。また、結晶方位を検出する際のレーザー光線の照射位置を、単結晶基板上のデバイスが形成された領域外の外周位置に設定することで、実際にデバイスが形成された基板を用いてデバイスを傷つけることなく結晶方位を特定でき、その単結晶基板からデバイスを分割して製造することが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１：レーザー加工装置
２：静止基台
３：保持テーブル機構
４：レーザー光線照射ユニット
５：集光器
６：アライメント手段
７：振動検出手段
８：制御手段
１０：単結晶基板
３６：チャックテーブル
４０：レーザー光線照射手段
４３：レーザー発振器
４５：１／２波長板
【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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【図６】
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