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公開番号2025023445
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-17
出願番号2023127557
出願日2023-08-04
発明の名称ダイヤモンド基板の製造方法
出願人株式会社ディスコ
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C30B 29/04 20060101AFI20250207BHJP(結晶成長)
要約【課題】ダイヤモンドからなる被加工物から迅速に基板を製造することが可能なダイヤモンド基板の製造方法を提供する。
【解決手段】被加工物の内部に剥離層を形成した後又はそれと並行して、ダイヤモンドを透過し、かつ、ダイヤモンド以外の炭素の同素体に吸収される波長の気化用レーザービームを照射することによって、改質部に含まれる炭素と雰囲気に含まれる酸素とから二酸化炭素が生成されるように剥離層を加熱する。なお、この気化用レーザービームは、被加工物に含まれる第一の領域に照射されてから第一の領域よりも被加工物の中心に近い第二の領域に照射される。この場合、二酸化炭素の生成に伴って改質部が目減りして空洞が形成されるとともに、この空洞及びクラックに存在する気体が局所的に加熱されて膨張する。これにより、剥離層においてクラックが急速に伸展して被加工物が劈開する。その結果、被加工物から迅速に基板が製造される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ダイヤモンドからなり、かつ、第一の面と、該第一の面の反対側の第二の面と、該第一の面及び該第二の面の間に位置する側面と、を含む被加工物から基板を製造するダイヤモンド基板の製造方法であって、
該ダイヤモンドを透過する波長の改質用レーザービームの第一の集光点を該第一の面から該基板の厚みに相当する所定の深さに位置付けた状態で該第一の集光点と該被加工物とを相対的に移動させるように該被加工物に該改質用レーザービームを照射することによって、該ダイヤモンド以外の炭素の同素体からなる改質部と該改質部から伸展するクラックとを含み、かつ、該被加工物の該側面において露出する剥離層を該被加工物の内部に形成する剥離層形成ステップと、
該剥離層形成ステップを実施した後又はそれと並行して、該ダイヤモンドを透過し、かつ、該炭素の同素体に吸収される波長の気化用レーザービームの第二の集光点と該被加工物とを相対的に移動させるように該被加工物に該気化用レーザービームを照射することによって、該改質部に含まれる炭素と雰囲気に含まれる酸素とから二酸化炭素が生成されるように該剥離層を加熱する加熱ステップと、を備え、
該加熱ステップにおいては、該気化用レーザービームが該被加工物に含まれる第一の領域に照射されてから該第一の領域よりも該被加工物の中心に近い第二の領域に照射される、ダイヤモンド基板の製造方法。
続きを表示（約 320 文字）【請求項２】
該加熱ステップは、
該第一の領域に対して該気化用レーザービームを照射する第一の気化用レーザービーム照射ステップと、
該第一の気化用レーザービーム照射ステップを実施した後に、該第一の領域が劈開したか否かを判定する判定ステップと、
該判定ステップにおいて該第一の領域が劈開したと判定された場合に、該第二の領域に対して該気化用レーザービームを照射する第二の気化用レーザービーム照射ステップと、
を含む、請求項１に記載のダイヤモンド基板の製造方法。
【請求項３】
該気化用レーザービームは、炭酸ガスをレーザー媒質とする、請求項１又は２に記載のダイヤモンド基板の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤモンドからなり、かつ、第一の面と、第一の面の反対側の第二の面と、第一の面及び第二の面の間に位置する側面と、を含む被加工物から基板を製造するダイヤモンド基板の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
ダイヤモンドは、バンドギャップ、絶縁破壊電界強度及び熱伝導率が大きいことから、半導体デバイスを形成するために利用される基板の素材として期待されている。この基板は、一般的に、ダイヤモンドからなるインゴット等の被加工物に含まれる表面側の所定の厚みを有する部分を剥離させることによって製造される。
【０００３】
被加工物からの基板の剥離は、例えば、以下の順序で行われる（例えば、特許文献１参照）。まず、ダイヤモンドを透過する波長のレーザービームが集光される集光点を被加工物の表面から基板の厚みに相当する所定の深さに位置付けた状態で集光点と被加工物とを相対的に移動させるように被加工物にレーザービームを照射する。
【０００４】
これにより、ダイヤモンド以外の炭素の同素体（例えば、グラファイト又はカーボンブラック等の無定形炭素（アモルファスカーボン））からなる改質部と改質部から伸展するクラックとを含む剥離層が被加工物の内部に形成される。そして、この剥離層に含まれるクラックをさらに伸展させるように被加工物に水を介して超音波振動を付与する。その結果、被加工物が剥離層において劈開して基板が製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－５０５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
内部に剥離層が形成されている被加工物に水を介して超音波振動を付与する場合、剥離層に含まれるクラックが徐々に伸展する。また、この場合、被加工物及び被加工物から製造された基板の双方に対して新たな処理を施す前に両者を乾燥させる必要が生じる。そのため、この場合には、新たな処理に供することが可能な基板を被加工物から製造するまでにかかる時間が長くなりやすい。
【０００７】
この点に鑑み、本発明の目的は、ダイヤモンドからなる被加工物から迅速に基板を製造することが可能なダイヤモンド基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、ダイヤモンドからなり、かつ、第一の面と、該第一の面の反対側の第二の面と、該第一の面及び該第二の面の間に位置する側面と、を含む被加工物から基板を製造するダイヤモンド基板の製造方法であって、該ダイヤモンドを透過する波長の改質用レーザービームの第一の集光点を該第一の面から該基板の厚みに相当する所定の深さに位置付けた状態で該第一の集光点と該被加工物とを相対的に移動させるように該被加工物に該改質用レーザービームを照射することによって、該ダイヤモンド以外の炭素の同素体からなる改質部と該改質部から伸展するクラックとを含み、かつ、該被加工物の該側面において露出する剥離層を該被加工物の内部に形成する剥離層形成ステップと、該剥離層形成ステップを実施した後又はそれと並行して、該ダイヤモンドを透過し、かつ、該炭素の同素体に吸収される波長の気化用レーザービームの第二の集光点と該被加工物とを相対的に移動させるように該被加工物に該気化用レーザービームを照射することによって、該改質部に含まれる炭素と雰囲気に含まれる酸素とから二酸化炭素が生成されるように該剥離層を加熱する加熱ステップと、を備え、該加熱ステップにおいては、該気化用レーザービームが該被加工物に含まれる第一の領域に照射されてから該第一の領域よりも該被加工物の中心に近い第二の領域に照射される、ダイヤモンド基板の製造方法が提供される。
【０００９】
好ましくは、該加熱ステップは、該第一の領域に対して該気化用レーザービームを照射する第一の気化用レーザービーム照射ステップと、該第一の気化用レーザービーム照射ステップを実施した後に、該第一の領域が剥離したか否かを判定する判定ステップと、該判定ステップにおいて該第一の領域が剥離したと判定された場合に、該第二の領域に対して該気化用レーザービームを照射する第二の気化用レーザービーム照射ステップと、を含む。また、好ましくは、該気化用レーザービームは、炭酸ガスをレーザー媒質とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、被加工物の内部に剥離層を形成した後又はそれと並行して、ダイヤモンドを透過し、かつ、ダイヤモンド以外の炭素の同素体に吸収される波長の気化用レーザービームを照射することによって、改質部に含まれる炭素と雰囲気に含まれる酸素とから二酸化炭素が生成されるように剥離層を加熱する。
（【００１１】以降は省略されています）

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