JP7655246B2 - 測定装置およびレーザ加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、インゴットの高さを測定する測定装置、および、インゴットにレーザビームを照射するレーザ加工装置に関する。

特許文献１には、インゴットの端面からインゴットに対して透過性を有する波長のレーザビームをインゴットの内部に集光点を位置付けて照射し剥離層を形成するレーザ加工装置が開示されている。このレーザ加工装置は、保持手段と、レーザビーム照射手段と、撮像手段と、高さ検出手段と、集光点位置付け手段とで構成される。保持手段は、インゴットを保持し、インゴットの端面と平行な端面方向に移動する。レーザビーム照射手段は、保持手段に保持されたインゴットにレーザビームを照射する。レーザビーム照射手段は、レーザビームを照射するインゴットの端面に対し直角方向に集光点を移動する集光器を備える。撮像手段は、保持手段に保持されたインゴットの端面方向の位置を検出する。撮像手段は、レーザビーム照射手段に配設された集光器とＸ方向に間隔をおいて枠体の先端角部に付設されている。高さ検出手段は、インゴットの端面の高さを検出する。集光点位置付け手段は、高さ検出手段の検出値に基づいて、集光器の集光点をインゴットの端面からウェハの厚みに対応する位置に位置付ける。

撮像手段は、チャックテーブルに保持されるインゴットの端面方向の位置すなわち外形形状を撮像するための対物レンズ器と、対物レンズ器を保持する撮像ハウジングと、撮像ハウジングを介して対物レンズ器が捕えた光が導かれる撮像素子と、撮像ハウジングをＺ方向すなわち上下方向で移動させることで対物レンズ器および撮像素子をＺ方向に移動させる移動部とを備えている。高さ検出手段は、撮像手段を構成する撮像ハウジングと一体的に構成することができる。高さ検出手段は、接触端子と、接触端子を保持するケースと、ケースに内蔵され接触端子を下方に向け押圧するスプリングと、ケースの内部空間の上端部に配設されたスイッチとから構成されており、接触端子が撮像手段に隣接して配設されている。接触端子は、先端部が形成された下方側がケースの下端面から下方に延びており、ケースの内部空間内に位置する部位にスプリングの押圧力を受けるフランジ部が形成されている。また、ケースの内部空間の上端には、定常状態において接触端子の上方側に位置する後端部に対して若干の隙間をもってスイッチが配設されている。スイッチは、接触端子がケース内を上方に移動して後端部が当接した場合にＯＮ信号を発して制御手段に送信するようになっている。

特許文献１に記載のレーザ加工装置においては、インゴットをチャックテーブルに載置して加工を開始する前に、高さ検出手段を用いてチャックテーブルの高さ位置を検出する。より具体的には、まず、高さ検出手段を、接触端子の先端部がチャックテーブルよりも所定距離上方に位置付けられる待機位置に撮像手段とともに移動しておく。次いで、撮像手段および高さ検出手段が待機位置にある状態で、移動手段を作動させることで、チャックテーブルの中心が高さ検出手段の接触端子の先端部の直下になるようにチャックテーブルを移動させる。先端部の直下にチャックテーブルの中心が位置付けられたならば、移動部の駆動モータを作動して高さ検出手段を下降させる。この際、接触端子の先端部がチャックテーブルに急激に衝突し破損等しないように低速度で下降させられる。

接触端子は、ケースの内部に配設されたスプリングによって下方側に押圧されており、接触端子が下降してチャックテーブルに達すると接触端子の下降は停止する。その後、接触端子の後端部とスイッチとの間に設定されていた隙間の分だけスイッチが下降し、後端部に達するとスイッチからＯＮ信号が発生する。ＯＮ信号が制御手段に送られると、即座に駆動モータに対し停止信号が送られて駆動モータが停止し、高さ検出手段の下降も停止する。

制御手段がスイッチからのＯＮ信号を受け、駆動モータが停止させられると、スケールの目盛を検出端子により読み取り、接触端子の先端部の位置が計測される。このときに読み取られた値が制御手段に送信されてチャックテーブルの高さ位置として記憶される。このようにしてチャックテーブルの高さ位置が検出されて記憶されたならば、駆動モータを駆動して今度は高さ検出手段を上昇させて上記した待機位置に移動させる。

上記したようにチャックテーブルの高さ位置が検出され、高さ検出手段が待機位置とされたならば、インゴットをチャックテーブル上に載置する。インゴットがチャックテーブル上に載置されたならば、上述したチャックテーブルの高さを検出する動作と同様の動作を実施する。すなわち、チャックテーブル上に載置されたインゴットに向けて高さ検出手段を下降させて、インゴットの上方の端面に接触端子の先端部を接触させて、接触端子の先端部の位置、すなわち、インゴットの端面の高さ位置を検出し、制御手段にて記憶する。このようにして、チャックテーブルの高さ位置と、インゴットの端面の高さ位置が検出されたならば、インゴットの厚さが算出される。集光点位置付け手段を作動して集光器をＺ方向で移動させ、レーザビームの集光点位置を、剥離させるウェハの厚みに合わせてインゴットの端面から所定深さ位置に調整する。

特許第６８３１２５３号公報

上述の通り、特許文献１に記載のレーザ加工装置においては、高さ検出手段は、接触端子の先端部とウェハ端面との接触により接触端子がスイッチに向かって相対移動して、接触端子の後端部がスイッチに当接することで、インゴットの端面の高さを検出する。このため、スイッチの感応する幅による検出誤差が生じる。また、チャックテーブルやインゴットの端面に傷を付けないように高さ検出手段の下降速度を低速にする必要があるため、サイクルタイムが長くなり、生産性が悪くなる。また、チャックテーブルの高さ位置や、インゴットの端面の高さ位置の検出が、１回限りであるため、インゴットの端面からの集光点位置の深さに対する、インゴットの平行度の誤差やテーブルの平面度の誤差等の影響を取り切ることができず、これにより研削時の加工代が大きくなって歩留まりが悪化する要因となっている。さらに、集光点位置付け手段による集光点位置の調整についても、高速化すなわちサイクルタイム短縮と高精度化とを両立することは困難であった。このように、従来のこの種のレーザ加工装置においては、サイクルタイムや歩留まり等を含む、生産性向上の観点から、まだまだ改善の余地がある。本発明は、上記に例示した事情等に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、例えば、いわゆるレーザスライスによりインゴットからウェハを得るウェハ製造技術において、従来よりも生産性を向上することを可能とするものである。

請求項１に記載の測定装置（３６）は、レーザ加工装置（３０）の加工対象であるインゴット（２）の高さであるインゴット高さを測定する装置であって、
前記インゴットの高さ方向における一方側の端面である頂面（２１）と前記高さ方向に沿って対向した状態で、前記頂面と当接可能に前記頂面に向かって前記高さ方向に沿って延設される、接触子（３６１）と、
前記接触子の前記高さ方向における一端部であって前記頂面と当接する先端部（３６１ａ）とは反対側の基端部（３６１ｂ）にて、前記接触子を固定的に支持する、接触子支持部（３６２ａ）と、
前記接触子支持部を前記高さ方向に沿ってスライド可能に案内する、接触子案内部（３６３）と、
前記接触子または前記接触子支持部の前記高さ方向における位置に対応する出力を発生する、位置検出部（３６４）と、
前記接触子支持部と当接可能に、前記接触子支持部の下方に配置された、接触子持上部（３６５ｂ）と、
前記接触子持上部を前記高さ方向に沿って上下動させる、持上部駆動装置（３６８）と、
前記接触子支持部の下降により前記接触子の前記先端部が前記頂面と当接したときの衝撃を緩和するように設けられた、緩衝部（３６９）と、
を備え、
前記緩衝部は、前記高さ方向に沿って伸縮するカウンターバランスシリンダを備えている。
請求項３に記載のレーザ加工装置（３０）は、前記測定装置により測定した前記インゴット高さに基づいて、前記インゴットからウェハ（１）を得るために前記頂面に対して透過性を有するレーザビームを照射するように構成された装置であって、
前記頂面に前記レーザビームを照射することで前記インゴットの内部にて前記レーザビームが集光するように、前記高さ方向に沿って前記頂面と対向配置される、集光器（３５６）と、
前記インゴットの前記高さ方向における他方側の端面である底面（２２）と接合することで前記インゴットを支持するように設けられた、チャック（３１）と、
前記チャックを固定的に支持するチャックテーブル（３２０）を前記高さ方向と交差する面内方向に移動可能に設けられた、チャック移動機構（３２）と、
前記レーザビームの発生源である発信器（３４）と前記集光器との間のレーザ光路（ＢＬ）中に設けられた、光学系（３５１）と、
前記光学系を支持する、光学系ステージ（３５２）と、
前記光学系ステージを前記高さ方向に沿って上下動させる、粗動機構（３５４）と、
前記光学系ステージに固定されることで前記粗動機構により前記光学系ステージとともに上下動しつつ、前記集光器を前記光学系ステージに対して前記高さ方向に沿って相対的に上下動可能に前記集光器を支持するように設けられた、微動機構（３５７）と、
前記粗動機構および前記微動機構の動作を制御する、制御部（３７）と、
を備え、
前記制御部は、前記粗動機構の位置決め誤差に応じて、前記微動機構を制御するようになっている。
請求項５に記載のレーザ加工装置（３０）は、前記測定装置により測定した前記インゴット高さに基づいて、前記インゴットからウェハ（１）を得るために前記頂面に対して透過性を有するレーザビームを照射するように構成された装置であって、
前記頂面に前記レーザビームを照射することで前記インゴットの内部にて前記レーザビームが集光するように、前記高さ方向に沿って前記頂面と対向配置される、集光器（３５６）と、
前記インゴットの前記高さ方向における他方側の端面である底面（２２）と接合することで前記インゴットを支持するように設けられた、チャック（３１）と、
前記チャックを固定的に支持するチャックテーブル（３２０）を前記高さ方向と交差する面内方向に移動可能に設けられた、チャック移動機構（３２）と、
前記レーザビームの発生源である発信器（３４）と前記集光器との間のレーザ光路（ＢＬ）中に設けられた、光学系（３５１）と、
前記光学系を支持する、光学系ステージ（３５２）と、
前記光学系ステージを前記高さ方向に沿って上下動させる、粗動機構（３５４）と、
前記光学系ステージに固定されることで前記粗動機構により前記光学系ステージとともに上下動しつつ、前記集光器を前記光学系ステージに対して前記高さ方向に沿って相対的に上下動可能に前記集光器を支持するように設けられた、微動機構（３５７）と、
前記チャックテーブルにより固定的に支持された基準ブロック（３８１）と、
前記基準ブロックの高さである基準ブロック高さを測定するように、前記微動機構に固定された、測長センサ（３８２）と、
前記粗動機構および前記微動機構の動作を制御する、制御部（３７）と、
を備え、
前記測長センサは、１枚の前記ウェハを得るための一連のレーザ加工中に、前記基準ブロック高さを複数回測定し、
前記制御部は、測定した前記基準ブロック高さに応じて、前記微動機構を制御するようになっている。
請求項１０に記載のレーザ加工装置（３０）は、インゴット（２）からウェハ（１）を得るために前記インゴットの高さ方向における一方側の端面である頂面（２１）に対して透過性を有するレーザビームを照射する装置であって、
前記頂面に前記レーザビームを照射することで前記インゴットの内部にて前記レーザビームが集光するように、前記高さ方向に沿って前記頂面と対向配置される、集光器（３５６）と、
前記インゴットの前記高さ方向における他方側の端面である底面（２２）と接合することで前記インゴットを支持するように設けられた、チャック（３１）と、
前記チャックを固定的に支持するチャックテーブル（３２０）を前記高さ方向と交差する面内方向に移動可能に設けられた、チャック移動機構（３２）と、
前記レーザビームの発生源である発信器（３４）と前記集光器との間のレーザ光路中に設けられた、光学系（３５１）と、
前記光学系を支持する、光学系ステージ（３５２）と、
前記光学系ステージを前記高さ方向に沿って上下動させる、粗動機構（３５４）と、
前記光学系ステージに固定されることで前記粗動機構により前記光学系ステージとともに上下動しつつ、前記集光器を前記光学系ステージに対して前記高さ方向に沿って相対的に上下動可能に前記集光器を支持するように設けられた、微動機構（３５７）と、
前記粗動機構および前記微動機構の動作を制御する、制御部（３７）と、
を備え、
前記制御部は、前記粗動機構の位置決め誤差に応じて、前記微動機構を制御するようになっている。
請求項１２に記載のレーザ加工装置（３０）は、インゴット（２）からウェハ（１）を得るために前記インゴットの高さ方向における一方側の端面である頂面（２１）に対して透過性を有するレーザビームを照射する装置であって、
前記頂面に前記レーザビームを照射することで前記インゴットの内部にて前記レーザビームが集光するように、前記高さ方向に沿って前記頂面と対向配置される、集光器（３５６）と、
前記インゴットの前記高さ方向における他方側の端面である底面（２２）と接合することで前記インゴットを支持するように設けられた、チャック（３１）と、
前記チャックを固定的に支持するチャックテーブル（３２０）を前記高さ方向と交差する面内方向に移動可能に設けられた、チャック移動機構（３２）と、
前記レーザビームの発生源である発信器（３４）と前記集光器との間のレーザ光路中に設けられた、光学系（３５１）と、
前記光学系を支持する、光学系ステージ（３５２）と、
前記光学系ステージを前記高さ方向に沿って上下動させる、粗動機構（３５４）と、
前記光学系ステージに固定されることで前記粗動機構により前記光学系ステージとともに上下動しつつ、前記集光器を前記光学系ステージに対して前記高さ方向に沿って相対的に上下動可能に前記集光器を支持するように設けられた、微動機構（３５７）と、
前記チャックテーブルにより固定的に支持された基準ブロック（３８１）と、
前記基準ブロックの高さである基準ブロック高さを測定するように、前記微動機構に固定された、測長センサ（３８２）と、
前記粗動機構および前記微動機構の動作を制御する、制御部（３７）と、
を備え、
前記測長センサは、１枚の前記ウェハを得るための一連のレーザ加工中に、前記基準ブロック高さを複数回測定し、
前記制御部は、測定した前記基準ブロック高さに応じて、前記微動機構を制御するようになっている。

なお、出願書類中の各欄において、各要素に括弧付きの参照符号が付されている場合がある。この場合、参照符号は、同要素と後述する実施形態に記載の具体的構成との対応関係の単なる一例を示すものである。よって、本発明は、参照符号の記載によって、何ら限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置を用いたウェハ製造方法の概要を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置の概略的な構成を示す側面図である。 図２に示された本発明の一実施形態に係る測定装置の概略構成を示す側面図である。 図３に示された測定装置の動作の概要を示す側面図である。 一変形例に係るレーザ加工装置の一部を拡大して示す平面図である。 図５に示された構成の動作の概要を示す平面図である。

（実施形態）
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、一つの実施形態に対して適用可能な各種の変形例については、当該実施形態に関する一連の説明の途中に挿入されると、当該実施形態の理解が妨げられるおそれがある。このため、変形例については、当該実施形態に関する一連の説明の途中には挿入せず、その後にまとめて説明する。また、各図面の記載、および、これに対応して以下に説明する装置構成やその機能・動作の記載は、本発明の内容を簡潔に説明するために簡略化されたものであって、本発明の内容を何ら限定するものではない。このため、各図と、実際に製造販売される具体的な構成を示す図とで、必ずしも一致するとは限らないということは、云うまでもない。すなわち、出願人が本願の出願経過により明示的に限定しない限りにおいて、本発明は、各図面の記載、および、これに対応して以下に説明する装置構成やその機能・動作の記載によって限定的に解釈されてはならないことは、云うまでもない。

（ウェハ製造の概要）
図１を参照すると、ウェハ１は、側面視にて略円柱状のインゴット２をスライスして得られるものであって、平面視にて略円形の薄板状に形成されている。すなわち、ウェハ１は、中心軸Ｌを囲む略円柱面状の端面を有している。同様に、インゴット２は、中心軸Ｌを囲む略円柱面状の側面を有している。中心軸Ｌは、ウェハ１における略円柱面状の端面やインゴット２における略円柱面状の側面と平行で、ウェハ１やインゴット２の軸中心を通る仮想直線である。なお、図示および説明の簡略化の観点から、ウェハ１やインゴット２に通常設けられる、いわゆるオリエンテーションフラットについては、本明細書においては、図示および説明を省略する。

以下の説明を簡略化するため、便宜上、図中に示した通りに右手系ＸＹＺ座標を設定する。かかる右手系ＸＹＺ座標において、Ｚ軸は中心軸Ｌと平行であり、ウェハ厚およびインゴット高さを規定する方向である。すなわち、Ｚ軸方向は、ウェハ１の厚さ方向、あるいは、インゴット２の高さ方向に相当する。また、Ｘ軸およびＹ軸は、ウェハ１の主面やインゴット２の端面と平行であるものとする。「主面」は、ウェハ１のような板状物における板厚方向と直交する表面であって、「上面」や「下面」や「底面」や「板面」とも称され得る。ウェハ１の主面やインゴット２の端面に沿った方向、すなわち、Ｚ軸方向と交差する任意の方向を、以下「面内方向」と称することがある。典型的には、ウェハ１の主面やインゴット２の端面は、Ｚ軸と略直交する、ほぼ水平な面である。このため、典型的には、「面内方向」は、Ｚ軸と直交する任意の方向である。すなわち、以下の説明において、「面内方向」とは、ＸＹ平面と平行な任意の方向を指すものとする。

ウェハ１は、一対の主面であるウェハ表面１１およびウェハ裏面１２を有している。同様に、インゴット２は、一対の端面であるインゴット頂面２１およびインゴット底面２２を有している。インゴット２からウェハ１を得るウェハ製造方法は、主要な工程として、以下の各工程を含む。

（１）剥離層形成工程：インゴット２に対する所定程度の透過性を有するレーザビームＢを、インゴット２の高さ方向における一方側の端面であるインゴット頂面２１に照射しつつ、レーザビームＢの照射位置ＰＲを面内方向に移動させる。これにより、インゴット頂面２１からウェハ１の厚みに対応する深さに、剥離層２３を形成する。ここで、「所定程度の透過性」とは、インゴット２の内側におけるウェハ１の厚みに対応する深さにレーザビームＢの集光点ＢＰを形成することが可能な程度の透過性である。また、「ウェハ１の厚みに対応する深さ」は、完成品であるウェハ１の厚み（すなわち厚みの狙い値）に、後述するウェハ平坦化工程等における所定の加工代に相当する厚みを加算した寸法であって、「ウェハ１の厚みに相当する深さ」とも称され得る。レーザ照射面であるインゴット頂面２１上での面内方向におけるレーザビームＢの照射位置ＰＲは、図１に示されている往路走査Ｓｃ１や復路走査Ｓｃ２のように、Ｘ軸方向と平行な走査方向Ｄｓに走査される。また、照射位置ＰＲは、走査方向Ｄｓに１回走査される毎に、Ｙ軸方向と平行なラインフィード方向Ｄｆにインデックス送りされる。ラインフィード方向Ｄｆおよび走査方向Ｄｓは、ともに、面内方向（すなわちインゴット頂面２１に沿った方向）であって、互いに直交する方向である。

（２）ウェハ剥離工程：インゴット頂面２１と剥離層２３との間の部分であるウェハ前駆体２４を、剥離層２３にてインゴット２から剥離することで、ウェハ１を得る。剥離直後のウェハ裏面１２は、剥離層２３およびウェハ剥離工程による剥離に起因する、粗い（すなわち研削あるいは研磨が必要な程度の）凹凸を有している。

（３）ウェハ平坦化工程：ウェハ１の主面であるウェハ表面１１およびウェハ裏面１２のうちの、少なくとも、剥離層２３およびウェハ剥離工程による剥離に起因する凹凸を有するウェハ裏面１２を平坦化することで、エピレディな主面を有する最終的なウェハ１を得る。ウェハ平坦化工程においては、一般的な砥石研磨やＣＭＰに加えて、ＥＣＭＧやＥＣＭＰを用いることが可能である。なお、ＣＭＰはＣｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇの略である。ＥＣＭＧはＥｌｅｃｔｒｏ－Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｇｒｉｎｄｉｎｇの略である。ＥＣＭＰはＥｌｅｃｔｒｏ－Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇの略である。ウェハ平坦化工程は、これらの選択可能な複数種類の平坦化工程のうちから、１つを単独で、あるいは、複数を適宜組み合わせることで行われ得る。

（４）インゴット平坦化工程：ウェハ前駆体２４を剥離した後に新たに生じたインゴット頂面２１は、剥離層２３およびウェハ剥離工程による剥離に起因する、粗い（すなわち研削あるいは研磨が必要な程度の）凹凸を有している。そこで、ウェハ剥離工程を経たインゴット２を剥離層形成工程に再度用いることができるように、かかるインゴット頂面２１を平坦化すなわち鏡面化する。インゴット平坦化工程においても、一般的な砥石研磨やＣＭＰに加えて、ＥＣＭＧやＥＣＭＰを用いることが可能である。インゴット平坦化工程も、これらの選択可能な複数種類の平坦化工程のうちから、１つを単独で、あるいは、複数を適宜組み合わせることで行われ得る。

（レーザ加工装置）
図２は、剥離層形成工程に用いられるレーザ加工装置３０の概略構成を示す。すなわち、レーザ加工装置３０は、インゴット２からウェハ１を得るためにインゴット２の高さ方向における一方側の端面であるインゴット頂面２１に対して透過性を有するレーザビームＢを照射するように構成されている。具体的には、図２に示されているように、レーザ加工装置３０は、チャック３１と、チャック移動機構３２と、支持台３３と、発信器３４と、レーザ照射装置３５と、測定装置３６と、制御部３７とを備えている。以下、レーザ加工装置３０を構成する各部について、順に説明する。なお、図２以降の各図に示された右手系ＸＹＺ座標は、図１に示された右手系ＸＹＺ座標と整合するように表示されているものとする。また、本実施形態においては、Ｚ軸正方向は、鉛直上方を指すものとする。すなわち、Ｚ軸負方向は、重力作用方向と同一方向あるいは略同一方向であるものとする。また、測定装置３６については、図示の簡略化および説明の都合上、図２においてはＹ軸方向における配置箇所のみを２点鎖線の矩形によって示し、具体的な構成は図３および図４にて示す。

（チャック）
チャック３１は、インゴット２の高さ方向における他方側の端面であるインゴット底面２２と接合することで、インゴット頂面２１を上方に露出させた状態でインゴット２を支持するように設けられている。具体的には、チャック３１は、インゴット２を支持していない状態にて上方に露出するチャック面３１１を有している。インゴット底面２２と接合されるチャック面３１１は、良好な平面度を有していて、ＸＹ平面と略平行となるように設けられている。チャック３１は、チャック面３１１上にインゴット２を周知の方法（すなわち例えば負圧による吸着や接着等）により固定的に支持するようになっている。チャック３１は、チャック移動機構３２に設けられたチャックテーブル３２０における上面にて固定的に支持されている。

（チャック移動機構）
チャック移動機構３２は、チャック３１を固定的に支持しつつ面内方向に移動可能に構成されている。具体的には、チャック移動機構３２は、チャックテーブル３２０と、第一スライド機構３２１と、第二スライド機構３２２と、第一スライドモータ３２３と、第二スライドモータ３２４とを備えている。チャックテーブル３２０は、Ｚ軸方向に板厚方向を有する板状に形成されていて、上方に露出する主面上にてチャック３１をネジ止め等により固定的に支持するようになっている。第一スライド機構３２１は、チャックテーブル３２０を面内方向すなわちＸ軸方向に往復移動可能に構成されている。第二スライド機構３２２は、チャックテーブル３２０を面内方向すなわちＹ軸方向に往復移動可能に構成されている。具体的には、第一スライド機構３２１および第二スライド機構３２２は、それぞれ、いわゆるボールネジ駆動の一軸ステージとしての構成を有している。すなわち、第二スライド機構３２２は、Ｙ軸方向に延設されつつ支持台３３上に載置された一対のＹ軸スライドレール３２２ａと、このＹ軸スライドレール３２２ａ上にて滑動可能に設けられたＹ軸スライダ３２２ｂとを備えている。そして、第一スライド機構３２１は、Ｙ軸スライダ３２２ｂ上に固定的に支持されている。第一スライドモータ３２３は、第一スライド機構３２１における不図示のボールネジを駆動してチャックテーブル３２０をＸ軸方向に往復移動可能に設けられている。第二スライドモータ３２４は、第二スライド機構３２２における不図示のボールネジを駆動して第一スライド機構３２１とともにチャックテーブル３２０をＹ軸方向に往復移動可能に設けられている。

（支持台）
レーザ加工装置３０における基礎構造部をなす支持台３３は、定盤部３３１と台座部３３２とを有している。定盤部３３１としては、例えば、温度変化による変形や寸法変化の影響が少なく、物理的および機械的な強度に優れた石定盤が用いられ得る。かかる石定盤は、例えば、花崗岩（すなわちミカゲ石）等により形成され得る。定盤部３３１は、厚板状に形成されるとともに、上下の板面の水平度が精密に仕上げられている。定盤部３３１は、制振機能を有する台座部３３２によって下方から支持されている。定盤部３３１の上には、チャック移動機構３２と、レーザ照射装置３５と、測定装置３６とが設けられている。

（レーザ照射装置）
レーザ照射装置３５は、第二スライド機構３２２によるチャックテーブル３２０のＹ軸方向に沿った移動可能範囲における一方側（すなわち図２に示された構成例においてはＹ軸正方向側）に配置されている。レーザ照射装置３５は、レーザビームＢの発生源である発信器３４から出力されたレーザビームＢを、チャック３１に保持されたインゴット２に向けて図中下方に照射するように構成されている。具体的には、レーザ照射装置３５は、光学系３５１と、光学系ステージ３５２と、光学系ガイド体３５３と、ステージ移動機構３５４と、ステージ位置スケール３５５と、集光器３５６と、集光器移動機構３５７とを備えている。

光学系３５１は、発信器３４と集光器３５６との間のレーザ光路ＢＬ中に設けられている。光学系３５１は、レンズや反射鏡等の各種光学素子類や、レーザビームＢのビーム径を拡大させるビームエキスパンダーや、レーザビームＢを変調する空間光変調器等を備えている。光学系３５１は、剛性を有する金属等の材料によりＺ軸方向に板厚方向を有する板状に形成された光学系ステージ３５２における上側の主面上に設置されている。すなわち、光学系ステージ３５２は、光学系３５１を下方から支持するように設けられている。光学系ステージ３５２には、Ｚ軸方向に延設された棒状部材である複数の光学系ガイド体３５３が貫通する貫通孔が設けられている。光学系ガイド体３５３は、下端部が支持台３３上にて支持されるとともに上端部が光学系ステージ３５２を貫通して上方に所定量突出するように設けられている。光学系ガイド体３５３は、Ｚ軸方向と平行な視線で上側から見た平面視にて、矩形の角または辺上に位置するように、少なくとも４つ配置されている。そして、光学系ステージ３５２は、複数の光学系ガイド体３５３にガイドされつつ、Ｚ軸方向に沿って上下動可能に設けられている。粗動機構としてのステージ移動機構３５４は、粗動モータ３５４ａを含むボールネジ機構であって、光学系ステージ３５２をＺ軸方向すなわちインゴット２の高さ方向に沿って上下動させるように構成されている。ステージ位置スケール３５５は、光学系ステージ３５２のＺ軸方向における位置を検出するためのリニアスケールとしての構成を有している。

集光器３５６は、対物レンズ等の光学素子を備えていて、下方の所定位置にてレーザビームＢの集光点ＢＰを形成するように構成されている。すなわち、集光器３５６は、チャック３１がインゴット２を支持している状態でチャックテーブル３２０が所定の加工領域に到達した場合に、インゴット頂面２１にレーザビームＢを照射することでインゴット２の内部にてレーザビームＢが集光するように、インゴット２の高さ方向に沿ってインゴット頂面２１と対向配置されるようになっている。

集光器３５６は、集光器移動機構３５７を介して光学系ステージ３５２に支持されている。すなわち、集光器３５６は、集光器移動機構３５７の底面に固定されている。そして、集光器移動機構３５７は、光学系ステージ３５２に固定されている。集光器移動機構３５７は、Ｚ軸方向に伸縮する直動ステージであって、例えば圧電素子によって駆動されるピエゾステージとしての構成を有している。このように、微動機構としての集光器移動機構３５７は、光学系ステージ３５２に固定されることで粗動機構としてのステージ移動機構３５４により光学系ステージ３５２とともに上下動しつつ、集光器３５６を光学系ステージ３５２に対してインゴット２の高さ方向に沿って相対的に上下動可能に集光器３５６を支持するように設けられている。

（測定装置）
測定装置３６は、レーザ加工装置３０の加工対象であるインゴット２の高さであるインゴット高さを測定する装置であって、第二スライド機構３２２によるチャックテーブル３２０のＹ軸方向に沿った移動可能範囲における他方側（すなわち図２に示された構成例においてはＹ軸負方向側）に配置されている。すなわち、レーザ照射装置３５および測定装置３６は、Ｙ軸方向に沿って隣接するように設けられている。そして、レーザ加工装置３０は、測定装置３６により測定したインゴット高さに基づいて、インゴット２からウェハ１を得るためにインゴット頂面２１に対して透過性を有するレーザビームＢをレーザ照射装置３５により照射するように構成されている。

以下、図２に加えて図３および図４を参照しつつ、測定装置３６の具体的な構成について説明する。測定装置３６は、図２に示された支持台３３に固定的に支持された支持フレーム３６０に支持されている。測定装置３６は、接触子３６１と、接触子保持具３６２と、接触子可動ステージ３６３と、位置検出部３６４と、昇降部材３６５と、持上部昇降機構３６６とを備えている。

接触子３６１は、インゴット頂面２１とＺ軸方向すなわちインゴット２の高さ方向に沿って対向した状態で、インゴット頂面２１と当接可能に、インゴット頂面２１に向かってＺ軸方向に沿って延設されている。具体的には、接触子３６１は、延設方向すなわちＺ軸方向における一端部であってインゴット頂面２１と当接する先端部３６１ａと、その反対側の基端部３６１ｂとを有している。接触子３６１は、基端部３６１ｂにて、接触子保持具３６２に固定的に支持されている。

接触子保持具３６２は、接触子３６１の基端部３６１ｂを固定的に支持する接触子支持部３６２ａと、接触子支持部３６２ａを片持ち梁状に支持するようにＺ軸に沿って設けられた固定部３６２ｂとを有している。接触子保持具３６２は、Ｙ軸方向に板厚方向を有する平板状の固定部３６２ｂからＺ軸方向に板厚方向を有する平板状の接触子支持部３６２ａがＹ軸負方向に向かって延設されるように、側面視にて略Ｌ字状に形成されている。本実施形態においては、接触子３６１は、ネジ止め、接着、あるいは溶接等の任意の固定手段により、接触子支持部３６２ａに固定されている。固定部３６２ｂは、Ｚ軸方向に沿って往復移動可能に、接触子可動ステージ３６３に取り付けられている。すなわち、接触子案内部としての接触子可動ステージ３６３は、接触子支持部３６２ａとともに接触子３６１をＺ軸方向に沿ってスライド可能に案内するように設けられている。そして、接触子３６１および接触子保持具３６２は、自重によりインゴット頂面２１に向かって付勢されつつ、接触子可動ステージ３６３により案内されることでＺ軸方向に沿ってスライド可能に設けられている。位置検出部３６４は、接触子３６１または接触子支持部３６２ａのＺ軸方向における位置に対応する出力を発生するように設けられている。具体的には、位置検出部３６４は、固定部３６２ｂに取り付けられたリニアスケールとしての構成を有している。

昇降部材３６５は、ベース板状部３６５ａと接触子持上部３６５ｂとを有している。ベース板状部３６５ａは、Ｙ軸方向に板厚方向を有する平板状に形成されていて、持上部昇降機構３６６によりＺ軸方向に沿ってスライド可能に支持されている。接触子持上部３６５ｂは、接触子支持部３６２ａと当接可能に、接触子支持部３６２ａの下方に配置されている。接触子持上部３６５ｂは、ベース板状部３６５ａと一体的に設けられていて、ベース板状部３６５ａの下端部からＹ軸負方向に向かって延設されている。接触子持上部３６５ｂは、図３に示されているように、接触子３６１の先端部３６１ａがインゴット頂面２１と当接する測定状態にて、接触子支持部３６２ａの下方にて接触子支持部３６２ａから離隔するようになっている。一方、接触子持上部３６５ｂは、図４に示されているように、接触子３６１の先端部３６１ａがインゴット頂面２１の上方にてインゴット頂面２１から離隔する非測定状態にて、接触子支持部３６２ａと当接することで接触子支持部３６２ａを下方から支持するようになっている。

本実施形態においては、接触子持上部３６５ｂは、側方突設部３６５ｃと当接突起部３６５ｄとを有している。側方突設部３６５ｃは、Ｚ軸方向に板厚方向を有する平板状の部分であって、Ｙ軸正方向側の端部がベース板状部３６５ａの下端部に結合されている。当接突起部３６５ｄは、側方突設部３６５ｃから上方に向かって突設されている。当接突起部３６５ｄは、昇降部材３６５が図３に示されている下降位置から図４に示されているように上方に移動した場合に接触子支持部３６２ａに下方から当接するように、接触子支持部３６２ａの面内方向における接触子３６１が設けられていない部分の真下に配置されている。

持上部昇降機構３６６は、昇降部材３６５をＺ軸方向に往復移動可能な、いわゆるボールネジ駆動の一軸ステージとしての構成を有している。すなわち、持上部昇降機構３６６は、持上部スライド機構３６７と持上部駆動装置３６８とを備えている。持上部スライド機構３６７は、スライドレールとスライダとを有する一軸スライドステージであって、スライダ部分には昇降部材３６５におけるベース板状部３６５ａが固定されている。持上部駆動装置３６８は、持上部昇降機構３６６に設けられたボールネジを駆動するモータであって、昇降部材３６５すなわち接触子持上部３６５ｂをＺ軸方向に沿って上下動させるように設けられている。

緩衝部３６９は、接触子支持部３６２ａの下降により接触子３６１の先端部３６１ａがインゴット頂面２１と当接したときの衝撃を緩和するように設けられている。具体的には、本実施形態においては、緩衝部３６９は、Ｚ軸方向に沿って伸縮するカウンターバランスシリンダとしての構成を有している。

（制御部）
再び図２を参照すると、制御部３７は、レーザ加工装置３０の全体の動作を制御するように設けられている。本実施形態においては、制御部３７は、プロセッサとメモリとを備えた、いわゆるマイクロコンピュータとしての構成を有していて、メモリに予め格納されたプログラムをプロセッサにより読み出して起動することでレーザ加工装置３０における各部の動作を制御するようになっている。「メモリ」は、ＲＯＭ、磁気ディスク、光学ディスク、フラッシュメモリ、等の、非遷移的実体的記憶媒体である。プロセッサおよびメモリは、それぞれ、少なくとも１つ設けられている。

具体的には、制御部３７は、チャック移動機構３２における第一スライドモータ３２３および第二スライドモータ３２４の動作を制御して、チャック３１すなわちインゴット２のＸＹ平面内における位置を所望の位置に設定するようになっている。また、制御部３７は、発信器３４におけるレーザビームＢの発生および停止を制御するようになっている。また、制御部３７は、光学系３５１における各部の動作を制御して、レーザビームＢのビーム形状やレーザ光路ＢＬ等を調整するようになっている。また、制御部３７は、粗動機構であるステージ移動機構３５４の動作を制御して、光学系ステージ３５２すなわち光学系３５１のＺ軸方向における位置を調整するようになっている。また、制御部３７は、微動機構である集光器移動機構３５７の動作を制御して、集光器３５６のＺ軸方向における光学系ステージ３５２との相対位置を調整するようになっている。具体的には、制御部３７は、ステージ移動機構３５４の位置決め誤差に応じて、集光器移動機構３５７の動作を制御して、集光器３５６の高さすなわちＺ軸方向における位置を調整するようになっている。また、制御部３７は、測定装置３６の動作を制御して、インゴット頂面２１の面内方向における複数個所にてインゴット高さを測定し、測定装置３６により測定したインゴット高さに基づいて、レーザビームＢの照射毎に集光器移動機構３５７の動作を制御するようになっている。また、制御部３７は、予め測定されたチャック面３１１の高さであるチャック面高さに基づいて、レーザビームＢの照射毎に（すなわちインゴット頂面２１における複数の照射位置ＰＲの各々について）集光器移動機構３５７の動作を制御するようになっている。

（動作）
以下、上記の通りの構成を有するレーザ加工装置３０の動作の概要について、同構成により奏される効果とともに、各図面を参照しつつ説明する。

まず、制御部３７は、チャック移動機構３２における第二スライドモータ３２４の動作を制御して、チャックテーブル３２０のＹ軸方向における位置を、図２に示されているように、測定領域内に設定する。測定領域においては、チャック３１に固定されたインゴット２が、測定装置３６の直下に位置する。そして、かかる測定領域にて、制御部３７は、チャック移動機構３２における第一スライドモータ３２３および第二スライドモータ３２４の動作を制御しつつ、測定装置３６により、インゴット頂面２１の面内方向における複数個所にてインゴット高さを測定する。

インゴット高さの測定開始にあたって、測定装置３６は、最初は、図４に示されているように、非測定状態としての初期状態となっている。初期状態にて、昇降部材３６５は、接触子３６１の先端部３６１ａがインゴット頂面２１の上方にてインゴット頂面２１から離隔する非測定状態となる程度まで上昇している。初期状態は、チャックテーブル３２０がＸ軸方向またはＹ軸方向に駆動されてインゴット２が移動しても接触子３６１の先端部３６１ａとインゴット頂面２１との接触が生じない程度の充分なギャップが形成されるまで昇降部材３６５が上昇した状態をいうものとする。かかる初期状態において、接触子３６１および接触子保持具３６２は、自重によりインゴット頂面２１に向かって下方に付勢されることで、接触子支持部３６２ａが接触子持上部３６５ｂすなわち当接突起部３６５ｄと当接する。すなわち、接触子持上部３６５ｂは、接触子３６１の先端部３６１ａがインゴット頂面２１の上方にてインゴット頂面２１から離隔する非測定状態にて、接触子支持部３６２ａと当接することで接触子支持部３６２ａを下方から支持する。このような初期位置から、昇降部材３６５が持上部昇降機構３６６の動作によって下降を開始すると、接触子３６１および接触子保持具３６２は、接触子３６１における先端部３６１ａがインゴット頂面２１に当接するまでは、接触子持上部３６５ｂにより下方から支持されつつ、昇降部材３６５とともに下降する。

接触子支持部３６２ａとともに下降中の接触子３６１の先端部３６１ａがインゴット頂面２１に当接することで、測定状態が形成される。このときの当接の衝撃は、緩衝部３６９により良好に緩和される。また、昇降部材３６５が持上部昇降機構３６６の動作によってさらに下降しても、接触子３６１および接触子保持具３６２は、それ以上下降できなくなる。このため、接触子３６１における先端部３６１ａがインゴット頂面２１に当接して測定状態が形成された以降は、図３に示されているように、接触子持上部３６５ｂは、接触子支持部３６２ａの下方にて接触子支持部３６２ａから離隔する。すなわち、接触子３６１および接触子保持具３６２は、昇降部材３６５の下降の「置き去り」にされる。

図４に示されているように、非測定状態、すなわち、接触子持上部３６５ｂが接触子支持部３６２ａを下側から当接しつつ支持する状態においては、昇降部材３６５の一定速度の下降に伴って、位置検出部３６４の出力が連続的に変化する。一方、接触子３６１における先端部３６１ａがインゴット頂面２１に当接して測定状態が形成されると、上記のような位置検出部３６４の出力の連続的な変化が終了する。但し、当接の瞬間やその直後においては、カウンターバランス手段である緩衝部３６９による緩衝作用が生じている。そこで、制御部３７は、接触子３６１における先端部３６１ａがインゴット頂面２１に当接した瞬間やその直後ではなく、接触子持上部３６５ｂが接触子支持部３６２ａから所定程度離隔した時点で、位置検出部３６４の出力に基づいて、面内方向における或る１箇所におけるインゴット高さを測定する。

制御部３７は、このようにして面内方向における１箇所にてインゴット高さを測定すると、持上部昇降機構３６６を駆動して昇降部材３６５を上昇させる。接触子持上部３６５ｂすなわち当接突起部３６５ｄが接触子支持部３６２ａと当接するまで昇降部材３６５が上昇すると、昇降部材３６５の上昇に伴って、接触子保持具３６２とともに接触子３６１が上昇する。すなわち、接触子３６１および接触子保持具３６２は、上昇中の昇降部材３６５によって「吊り上げ」られる。そして、上記の初期状態まで昇降部材３６５および接触子３６１が上昇すると、チャックテーブル３２０がＸ軸方向および／またはＹ軸方向に所定量駆動されることで、インゴット頂面２１の面内方向における次の測定箇所に接触子３６１が対向する。

このように、本実施形態に係る構成によれば、インゴット高さの測定が、インゴット２に対するダメージ（すなわち例えばインゴット頂面２１における傷の発生）を抑制しつつ、比較的高速で且つ精度よく行われる。すなわち、光学的手法や超音波測距手法よりも、インゴット高さを精度よく測定することが可能となる。また、接触子３６１の下降速度を遅くしなくても、測定時のインゴット２に対するダメージが良好に抑制され得る。したがって、本実施形態によれば、いわゆるレーザスライスによりインゴット２からウェハ１を得るウェハ製造技術において、従来よりも生産性を向上することが可能となる。

インゴット頂面２１の面内方向における異なる位置にてインゴット高さの測定が測定されることでインゴット高さの測定が完了すると、制御部３７は、チャック移動機構３２における第二スライドモータ３２４の動作を制御して、チャックテーブル３２０のＹ軸方向における位置を、加工領域内に設定する。加工領域においては、チャック３１に固定されたインゴット２が集光器３５６の直下に位置する。すると、制御部３７は、インゴット高さの測定結果に基づいて集光点ＢＰのインゴット頂面２１からの深さを制御しつつレーザビームＢをインゴット頂面２１に照射することで、剥離層２３を形成する。図１には、インゴット２に対するレーザビームＢの照射および走査の様子が示されている。なお、かかる図示は、集光器３５６や照射位置ＰＲのインゴット２に対する相対移動の様子を示しているため、集光器３５６や照射位置ＰＲがＸＹ方向に移動しているように見えるが、実際は、レーザ加工装置３０において、集光器３５６すなわち照射位置ＰＲはＸＹ方向について不動である一方、インゴット２がチャック移動機構３２によりＸＹ方向に移動する。図１に示されているように、集光器３５６がインゴット２に対してＸ軸と平行な第一方向に相対移動する往路走査Ｓｃ１と、集光器３５６がインゴット２に対してＸ軸と平行で且つ第一方向とは反対の第二方向に相対移動する復路走査Ｓｃ２とが、交互に繰り返される。往路走査Ｓｃ１と復路走査Ｓｃ２との間に、チャックテーブル３２０がＹ軸方向に所定の少量送られるインデックス送りが行われる。レーザビームＢの照射は、インゴット頂面２１の領域内にて、往路走査Ｓｃ１と復路走査Ｓｃ２とのうちの少なくともいずれか一方の間に、断続的に行われる。すなわち、往路走査Ｓｃ１および／または復路走査Ｓｃ２の間に、複数回のレーザビームＢの照射が実行される。なお、１回の往路走査Ｓｃ１または復路走査Ｓｃ２の間のレーザビームＢの走査を、以下「レーザ走査」と称する。

ここで、加工の高速化（例えば５００ｍｍ／ｓ、０．５Ｇ加減速等）を図る際には、高さ方向の振動が問題となる。この点、チャックテーブル３２０側に上下段取り（すなわちＺ軸方向の位置調整）機構を設けると、かかる振動を助長してしまうおそれがある。そこで、本実施形態においては、チャックテーブル３２０側ではなく、レーザビームＢの照射側、すなわち、集光器３５６側に、上下段取り機構を設けている。かかる上下段取り機構においては、通常、５０ｍｍ程度の上下段取りストロークが必要となる。また、近年は、光学系３５１のサイズ増大により、上下段取り機構におけるイナーシャが増大している。このため、従来技術においては、上下段取り機構における大きなストロークと大きなイナーシャとに起因して、集光点ＢＰのインゴット頂面２１からの深さを精密に（例えばサブミクロンレベルで）制御することや、焦点位置をリアルタイムに制御することが困難であった。これにより、ウェハ平坦化工程における研磨や研削の加工代が増大し、ウェハ製造における材料歩留まりの悪化につながっていた。特に、インゴット２の面内方向における中心部の１点のみの測定値、あるいは、複数点の検出値の平均値を用いる特許文献１に記載の方法においては、インゴット２の平行度やステージの真直度の影響を打ち消すことができなかった。

そこで、本実施形態に係る構成は、大ストローク且つ高イナーシャの粗動機構であるステージ移動機構３５４により粗い上下段取りを行うとともに、小ストローク且つ低イナーシャの微動機構である集光器移動機構３５７により精密な上下段取りを行う。ここで、集光器移動機構３５７として、例えば、いわゆるピエゾステージを用いることで、１０ｎｍレベルの分解能での上下段取りを高速で行うことが可能となる。また、インゴット頂面２１の面内方向における複数個所にて測定したインゴット高さの、平均値ではなく、各々の箇所における測定値を、集光器移動機構３５７による精密且つ高速な上下段取りに反映させることで、レーザビームＢの照射毎に集光点ＢＰのインゴット頂面２１からの深さをリアルタイムで精密に制御することが可能となる。これにより、ウェハ平坦化工程における研磨や研削の加工代が良好に低減され得る。したがって、本実施形態によれば、いわゆるレーザスライスによりインゴット２からウェハ１を得るウェハ製造技術において、従来よりも生産性を向上することが可能となる。

上記の通り、集光器３５６の位置がＸＹ方向について固定されているため、インゴット２を集光器３５６に対してＸＹ方向に相対移動させるためのチャック移動機構３２には、少なくともインゴット２の外径以上のストロークが必要である。測定装置３６についても同様である。このため、実際には、少なくともインゴット２の外径の２倍程度あるいはそれ以上のストロークが必要となる。よって、チャック移動機構３２における真直誤差が問題となる。すなわち、チャック移動機構３２における真直誤差の影響で、剥離層２３に傾きが生じたり、集光点ＢＰのインゴット頂面２１からの深さに誤差が生じたりすると、ウェハ平坦化工程における研磨や研削の加工代が増大し、ウェハ製造における材料歩留まりの悪化につながる。チャック移動機構３２における真直誤差は、チャック面３１１の平面度に反映される。さらに、チャック面３１１の平面度についても、チャック３１の製造時の寸法誤差の影響を受ける。

そこで、本実施形態に係る構成においては、チャック面３１１の高さであるチャック面高さを予め測定し、かかるチャック面高さの測定値を集光器移動機構３５７による集光器３５６のＺ軸方向位置制御に反映させる。すなわち、制御部３７は、予め測定されたチャック面高さに基づいて、レーザビームＢの照射毎に集光器移動機構３５７を制御する。これにより、ウェハ平坦化工程における研磨や研削の加工代が良好に低減され、以て従来よりも生産性がよりいっそう向上する。なお、かかるチャック面高さは、例えば、集光器３５６とともに集光器移動機構３５７に固定された不図示の高さ測定装置によって測定され得る。あるいは、かかるチャック面高さは、例えば、Ｙ軸スライドレール３２２ａの真直度の影響を或る程度無視して良い程度に、測定領域と加工領域との間のＹ軸方向における距離が充分小さければ、測定装置３６を用いて測定され得る。

精密な測定結果に基づいて、粗動機構であるステージ移動機構３５４における目標値は決まるものの、位置決め指令によって偏差が完全に０になるとは限らない。そこで、本実施形態に係る構成においては、制御部３７は、ステージ移動機構３５４の位置決め誤差に応じて、集光器移動機構３５７を制御する。すなわち、制御部３７は、粗動機構であるステージ移動機構３５４の位置決め誤差に対して、微動機構である集光器移動機構３５７に補正をかける。具体的には、例えば、制御部３７は、ステージ位置スケール３５５の出力を参照しつつ、サーボモータである粗動モータ３５４ａの駆動を制御する。そして、制御部３７は、溜まりパルス分の誤差を、集光器移動機構３５７に補正値として返す。これにより、集光点ＢＰのインゴット頂面２１からの深さを精度よく制御することが可能となり、従来よりも生産性がさらに向上する。

（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。故に、上記実施形態に対しては、適宜変更が可能である。以下、代表的な変形例について説明する。以下の変形例の説明においては、上記実施形態との相違点を主として説明する。また、上記実施形態と変形例とにおいて、互いに同一または均等である部分には、同一符号が付されている。したがって、以下の変形例の説明において、上記実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的矛盾または特段の追加説明なき限り、上記実施形態における説明が適宜援用され得る。

本発明は、上記実施形態にて示された具体的な構成に限定されない。例えば、Ｚ軸正方向は、鉛直上方ではなくてもよい。すなわち、Ｚ軸正方向は、重力作用方向の反対方向である鉛直上方に対して交差する方向であってもよい。

第一スライド機構３２１は、チャックテーブル３２０をＸＹ２方向に移動可能に構成されていてもよい。すなわち、チャックテーブル３２０を比較的長距離にわたってＹ軸方向に移動可能な粗動機構としての第二スライド機構３２２とは異なり、インゴット２の外径程度の比較的短距離の可動範囲を有する第一スライド機構３２１に、Ｙ軸方向における微動機構としての機能を付与してもよい。これにより、測定装置３６における測定中、および、レーザ照射装置３５による加工中の、チャックテーブル３２０すなわちインゴット２のＹ軸方向における送り量が、よりいっそう精密に制御され得る。

第一スライドモータ３２３、第二スライドモータ３２４、粗動モータ３５４ａ、等の各種モータの種類にも、特段の限定はない。すなわち、例えば、リニアモータが用いられ得る。

接触子３６１は、接触子支持部３６２ａと同一材料により継ぎ目なく一体に形成されていてもよい。すなわち、接触子３６１は、接触子支持部３６２ａに形成された突起部であってもよい。

当接突起部３６５ｄは、側方突設部３６５ｃと同一材料により継ぎ目なく一体に形成されていてもよい。すなわち、当接突起部３６５ｄは、側方突設部３６５ｃに形成された突起部であってもよい。あるいは、当接突起部３６５ｄは、省略され得る。すなわち、接触子持上部３６５ｂは、側方突設部３６５ｃのみにより構成されていてもよい。

持上部昇降機構３６６は、ボールネジ構造に限定されず、流体圧シリンダ等であってもよい。

緩衝部３６９は、カウンターバランスシリンダに限定されず、例えば、バネやエラストマーゴム（例えばシリコーンゴム）等を用いた構成であってもよい。

レーザ加工中の温度上昇に伴う熱伸びに起因して、集光点ＢＰのインゴット頂面２１からの深さに変動が生じることがあり得る。そこで、図５および図６に示されているように、チャック３１側に基準ブロック３８１を設け、かかる基準ブロック３８１の頂面である基準面３８１ａと集光器移動機構３５７との間の距離を測長センサ３８２により随時測定することで、熱伸びに対する補正機能を実現することが可能である。基準ブロック３８１は、例えば、熱膨張係数の小さな材質（例えば石定盤を構成する石材等）によって形成され得る。基準ブロック３８１は、チャック面３１１またはチャックテーブル３２０の上面に接着等により取付けられることで、チャックテーブル３２０により固定的に支持されている。測長センサ３８２は、基準ブロック３８１すなわち基準面３８１ａの高さである基準ブロック高さを測定するように、周知の接触式あるいは非接触式の構成を有していて、集光器３５６とともに集光器移動機構３５７に固定されている。

かかる構成においては、測長センサ３８２は、１枚のウェハ１を得るための一連のレーザ加工に際し、基準ブロック高さを複数回測定する。そして、制御部３７は、測定した基準ブロック高さに応じて、集光器移動機構３５７を適時制御する。具体的には、例えば、制御部３７は、チャックテーブル３２０が測定領域から加工領域に移動してからレーザ加工を開始する前に、図６に示されているように基準面３８１ａが測長センサ３８２の直下に位置する測長位置までチャックテーブル３２０を移動して、基準ブロック高さを測定する。そして、制御部３７は、所定回数あるいは所定時間のレーザ加工を実行した後、チャックテーブル３２０を測長位置まで移動して、基準ブロック高さを再測定し、加工前に測定した基準ブロック高さを基準値として、基準値との変化分を熱伸び量として集光器移動機構３５７の補正に反映する。再測定は、所定回数のレーザ走査、あるいは、所定時間毎に行われ得る。

１回のレーザ走査中にてインゴット頂面２１の面内方向における異なる位置にそれぞれレーザビームＢを照射可能に、レーザ加工装置３０を構成することで、サイクルタイムが良好に短縮され、生産性がよりいっそう向上する。そこで、レーザ加工装置３０は、光学系３５１を複数備えていて、複数の光学系３５１の各々を通過したレーザビームＢをインゴット頂面２１の面内方向における互いに異なる位置に照射するように構成されていてもよい。具体的には、例えば、共通の発信器３４から出射されたレーザビームＢがビームスプリッタにより２つに分岐され、それぞれが２つの光学系３５１の各々を通って、２つの集光器３５６の各々からインゴット頂面２１に照射され得る。なお、この場合の集光器３５６は、上記のように光学系３５１と同数設けられていてもよいし、複数の光学系３５１が同一すなわち共通の集光器３５６にレーザビームＢを導入するように構成されていてもよい。あるいは、例えば、特開２０１６－２２５５３６号公報に記載されているように、集光器３５６の内部に設けられた回折光学素子によってレーザビームＢが複数に分岐されてもよい。

上記の説明において、互いに継ぎ目無く一体に形成されていた複数の構成要素は、互いに別体の部材を貼り合わせることによって形成されてもよい。同様に、互いに別体の部材を貼り合わせることによって形成されていた複数の構成要素は、互いに継ぎ目無く一体に形成されてもよい。また、上記の説明において、互いに同一の材料によって形成されていた複数の構成要素は、互いに異なる材料によって形成されてもよい。同様に、互いに異なる材料によって形成されていた複数の構成要素は、互いに同一の材料によって形成されてもよい。

上記実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、構成要素の個数、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数値に限定される場合等を除き、その特定の数値に本発明が限定されることはない。同様に、構成要素等の形状、方向、位置関係等が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に特定の形状、方向、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、方向、位置関係等に本発明が限定されることはない。

変形例も、上記の例示に限定されない。また、複数の変形例が、技術的に矛盾しない限り、互いに組み合わされ得る。

２ インゴット
３６ 測定装置
３６１ 接触子
３６１ａ 先端部
３６１ｂ 基端部
３６２ａ 接触子支持部
３６３ 接触子可動ステージ（接触子案内部）
３６４ 位置検出部
３６５ｂ 接触子持上部
３６８ 持上部駆動装置

Claims (14)

1. レーザ加工装置（３０）の加工対象であるインゴット（２）の高さであるインゴット高さを測定する、測定装置（３６）であって、
   前記インゴットの高さ方向における一方側の端面である頂面（２１）と前記高さ方向に沿って対向した状態で、前記頂面と当接可能に前記頂面に向かって前記高さ方向に沿って延設される、接触子（３６１）と、
   前記接触子の前記高さ方向における一端部であって前記頂面と当接する先端部（３６１ａ）とは反対側の基端部（３６１ｂ）にて、前記接触子を固定的に支持する、接触子支持部（３６２ａ）と、
   前記接触子支持部を前記高さ方向に沿ってスライド可能に案内する、接触子案内部（３６３）と、
   前記接触子または前記接触子支持部の前記高さ方向における位置に対応する出力を発生する、位置検出部（３６４）と、
   前記接触子支持部と当接可能に、前記接触子支持部の下方に配置された、接触子持上部（３６５ｂ）と、
   前記接触子持上部を前記高さ方向に沿って上下動させる、持上部駆動装置（３６８）と、
   前記接触子支持部の下降により前記接触子の前記先端部が前記頂面と当接したときの衝撃を緩和するように設けられた、緩衝部（３６９）と、
   を備え、
   前記緩衝部は、前記高さ方向に沿って伸縮するカウンターバランスシリンダを備えた、
   測定装置。
2. 前記接触子および前記接触子支持部は、自重により前記頂面に向かって付勢されつつ前記高さ方向に沿ってスライド可能に設けられ、
   前記接触子持上部は、
   前記接触子の前記先端部が前記頂面の上方にて前記頂面から離隔する非測定状態にて、前記接触子支持部と当接することで前記接触子支持部を下方から支持し、
   前記接触子の前記先端部が前記頂面と当接する測定状態にて、前記接触子支持部の下方にて前記接触子支持部から離隔するように設けられた、
   請求項１に記載の測定装置。
3. レーザ加工装置（３０）の加工対象であるインゴット（２）の高さであるインゴット高さを測定する測定装置（３６）を備え、かかる測定装置により測定した前記インゴット高さに基づいて、前記インゴットからウェハ（１）を得るために前記インゴットの高さ方向における一方側の端面である頂面（２１）に対して透過性を有するレーザビームを照射するように構成された、レーザ加工装置（３０）であって、
   前記頂面に前記レーザビームを照射することで前記インゴットの内部にて前記レーザビームが集光するように、前記高さ方向に沿って前記頂面と対向配置される、集光器（３５６）と、
   前記インゴットの前記高さ方向における他方側の端面である底面（２２）と接合することで前記インゴットを支持するように設けられた、チャック（３１）と、
   前記チャックを固定的に支持するチャックテーブル（３２０）を前記高さ方向と交差する面内方向に移動可能に設けられた、チャック移動機構（３２）と、
   前記レーザビームの発生源である発信器（３４）と前記集光器との間のレーザ光路（ＢＬ）中に設けられた、光学系（３５１）と、
   前記光学系を支持する、光学系ステージ（３５２）と、
   前記光学系ステージを前記高さ方向に沿って上下動させる、粗動機構（３５４）と、
   前記光学系ステージに固定されることで前記粗動機構により前記光学系ステージとともに上下動しつつ、前記集光器を前記光学系ステージに対して前記高さ方向に沿って相対的に上下動可能に前記集光器を支持するように設けられた、微動機構（３５７）と、
   前記粗動機構および前記微動機構の動作を制御する、制御部（３７）と、
   を備え、
   前記測定装置は、
   前記頂面と前記高さ方向に沿って対向した状態で、前記頂面と当接可能に前記頂面に向かって前記高さ方向に沿って延設される、接触子（３６１）と、
   前記接触子の前記高さ方向における一端部であって前記頂面と当接する先端部（３６１ａ）とは反対側の基端部（３６１ｂ）にて、前記接触子を固定的に支持する、接触子支持部（３６２ａ）と、
   前記接触子支持部を前記高さ方向に沿ってスライド可能に案内する、接触子案内部（３６３）と、
   前記接触子または前記接触子支持部の前記高さ方向における位置に対応する出力を発生する、位置検出部（３６４）と、
   前記接触子支持部と当接可能に、前記接触子支持部の下方に配置された、接触子持上部（３６５ｂ）と、
   前記接触子持上部を前記高さ方向に沿って上下動させる、持上部駆動装置（３６８）と、
   を備え、
   前記制御部は、前記粗動機構の位置決め誤差に応じて、前記微動機構を制御する、
   レーザ加工装置。
4. 前記チャックテーブルにより固定的に支持された基準ブロック（３８１）と、
   前記基準ブロックの高さである基準ブロック高さを測定するように、前記微動機構に固定された、測長センサ（３８２）と、
   をさらに備え、
   前記測長センサは、１枚の前記ウェハを得るための一連のレーザ加工中に、前記基準ブロック高さを複数回測定し、
   前記制御部は、測定した前記基準ブロック高さに応じて、前記微動機構を制御する、
   請求項３に記載のレーザ加工装置。
5. レーザ加工装置（３０）の加工対象であるインゴット（２）の高さであるインゴット高さを測定する測定装置（３６）を備え、かかる測定装置により測定した前記インゴット高さに基づいて、前記インゴットからウェハ（１）を得るために前記インゴットの高さ方向における一方側の端面である頂面（２１）に対して透過性を有するレーザビームを照射するように構成された、レーザ加工装置（３０）であって、
   前記頂面に前記レーザビームを照射することで前記インゴットの内部にて前記レーザビームが集光するように、前記高さ方向に沿って前記頂面と対向配置される、集光器（３５６）と、
   前記インゴットの前記高さ方向における他方側の端面である底面（２２）と接合することで前記インゴットを支持するように設けられた、チャック（３１）と、
   前記チャックを固定的に支持するチャックテーブル（３２０）を前記高さ方向と交差する面内方向に移動可能に設けられた、チャック移動機構（３２）と、
   前記レーザビームの発生源である発信器（３４）と前記集光器との間のレーザ光路（ＢＬ）中に設けられた、光学系（３５１）と、
   前記光学系を支持する、光学系ステージ（３５２）と、
   前記光学系ステージを前記高さ方向に沿って上下動させる、粗動機構（３５４）と、
   前記光学系ステージに固定されることで前記粗動機構により前記光学系ステージとともに上下動しつつ、前記集光器を前記光学系ステージに対して前記高さ方向に沿って相対的に上下動可能に前記集光器を支持するように設けられた、微動機構（３５７）と、
   前記チャックテーブルにより固定的に支持された基準ブロック（３８１）と、
   前記基準ブロックの高さである基準ブロック高さを測定するように、前記微動機構に固定された、測長センサ（３８２）と、
   前記粗動機構および前記微動機構の動作を制御する、制御部（３７）と、
   を備え、
   前記測定装置は、
   前記頂面と前記高さ方向に沿って対向した状態で、前記頂面と当接可能に前記頂面に向かって前記高さ方向に沿って延設される、接触子（３６１）と、
   前記接触子の前記高さ方向における一端部であって前記頂面と当接する先端部（３６１ａ）とは反対側の基端部（３６１ｂ）にて、前記接触子を固定的に支持する、接触子支持部（３６２ａ）と、
   前記接触子支持部を前記高さ方向に沿ってスライド可能に案内する、接触子案内部（３６３）と、
   前記接触子または前記接触子支持部の前記高さ方向における位置に対応する出力を発生する、位置検出部（３６４）と、
   前記接触子支持部と当接可能に、前記接触子支持部の下方に配置された、接触子持上部（３６５ｂ）と、
   前記接触子持上部を前記高さ方向に沿って上下動させる、持上部駆動装置（３６８）と、
   を備え、
   前記測長センサは、１枚の前記ウェハを得るための一連のレーザ加工中に、前記基準ブロック高さを複数回測定し、
   前記制御部は、測定した前記基準ブロック高さに応じて、前記微動機構を制御する、
   レーザ加工装置。
6. 前記測定装置は、前記面内方向における複数個所にて前記インゴット高さを測定し、
   前記制御部は、前記測定装置により測定した前記インゴット高さに基づいて、前記レーザビームの照射毎に前記微動機構を制御する、
   請求項４または５に記載のレーザ加工装置。
7. 前記接触子および前記接触子支持部は、自重により前記頂面に向かって付勢されつつ前記高さ方向に沿ってスライド可能に設けられ、
   前記接触子持上部は、
   前記接触子の前記先端部が前記頂面の上方にて前記頂面から離隔する非測定状態にて、前記接触子支持部と当接することで前記接触子支持部を下方から支持し、
   前記接触子の前記先端部が前記頂面と当接する測定状態にて、前記接触子支持部の下方にて前記接触子支持部から離隔するように設けられた、
   請求項３～６のいずれか１つに記載のレーザ加工装置。
8. 前記接触子支持部の下降により前記接触子の前記先端部が前記頂面と当接したときの衝撃を緩和するように設けられた、緩衝部（３６９）をさらに備えた、
   請求項３～７のいずれか１つに記載のレーザ加工装置。
9. 前記緩衝部は、前記高さ方向に沿って伸縮するカウンターバランスシリンダを備えた、
   請求項８に記載のレーザ加工装置。
10. インゴット（２）からウェハ（１）を得るために前記インゴットの高さ方向における一方側の端面である頂面（２１）に対して透過性を有するレーザビームを照射する、レーザ加工装置（３０）であって、
    前記頂面に前記レーザビームを照射することで前記インゴットの内部にて前記レーザビームが集光するように、前記高さ方向に沿って前記頂面と対向配置される、集光器（３５６）と、
    前記インゴットの前記高さ方向における他方側の端面である底面（２２）と接合することで前記インゴットを支持するように設けられた、チャック（３１）と、
    前記チャックを固定的に支持するチャックテーブル（３２０）を前記高さ方向と交差する面内方向に移動可能に設けられた、チャック移動機構（３２）と、
    前記レーザビームの発生源である発信器（３４）と前記集光器との間のレーザ光路（ＢＬ）中に設けられた、光学系（３５１）と、
    前記光学系を支持する、光学系ステージ（３５２）と、
    前記光学系ステージを前記高さ方向に沿って上下動させる、粗動機構（３５４）と、
    前記光学系ステージに固定されることで前記粗動機構により前記光学系ステージとともに上下動しつつ、前記集光器を前記光学系ステージに対して前記高さ方向に沿って相対的に上下動可能に前記集光器を支持するように設けられた、微動機構（３５７）と、
    前記粗動機構および前記微動機構の動作を制御する、制御部（３７）と、
    を備え、
    前記制御部は、前記粗動機構の位置決め誤差に応じて、前記微動機構を制御する、
    レーザ加工装置。
11. 前記チャックテーブルにより固定的に支持された基準ブロック（３８１）と、
    前記基準ブロックの高さである基準ブロック高さを測定するように、前記微動機構に固定された、測長センサ（３８２）と、
    をさらに備え、
    前記測長センサは、１枚の前記ウェハを得るための一連のレーザ加工中に、前記基準ブロック高さを複数回測定し、
    前記制御部は、測定した前記基準ブロック高さに応じて、前記微動機構を制御する、
    請求項１０に記載のレーザ加工装置。
12. インゴット（２）からウェハ（１）を得るために前記インゴットの高さ方向における一方側の端面である頂面（２１）に対して透過性を有するレーザビームを照射する、レーザ加工装置（３０）であって、
    前記頂面に前記レーザビームを照射することで前記インゴットの内部にて前記レーザビームが集光するように、前記高さ方向に沿って前記頂面と対向配置される、集光器（３５６）と、
    前記インゴットの前記高さ方向における他方側の端面である底面（２２）と接合することで前記インゴットを支持するように設けられた、チャック（３１）と、
    前記チャックを固定的に支持するチャックテーブル（３２０）を前記高さ方向と交差する面内方向に移動可能に設けられた、チャック移動機構（３２）と、
    前記レーザビームの発生源である発信器（３４）と前記集光器との間のレーザ光路（ＢＬ）中に設けられた、光学系（３５１）と、
    前記光学系を支持する、光学系ステージ（３５２）と、
    前記光学系ステージを前記高さ方向に沿って上下動させる、粗動機構（３５４）と、
    前記光学系ステージに固定されることで前記粗動機構により前記光学系ステージとともに上下動しつつ、前記集光器を前記光学系ステージに対して前記高さ方向に沿って相対的に上下動可能に前記集光器を支持するように設けられた、微動機構（３５７）と、
    前記チャックテーブルにより固定的に支持された基準ブロック（３８１）と、
    前記基準ブロックの高さである基準ブロック高さを測定するように、前記微動機構に固定された、測長センサ（３８２）と、
    前記粗動機構および前記微動機構の動作を制御する、制御部（３７）と、
    を備え、
    前記測長センサは、１枚の前記ウェハを得るための一連のレーザ加工中に、前記基準ブロック高さを複数回測定し、
    前記制御部は、測定した前記基準ブロック高さに応じて、前記微動機構を制御する、
    レーザ加工装置。
13. 前記制御部は、予め測定された、前記底面と接合される前記チャックの表面（３１１）の高さであるチャック面高さに基づいて、前記レーザビームの照射毎に前記微動機構を制御する、
    請求項３～１２のいずれか１つに記載のレーザ加工装置。
14. 前記光学系を複数備え、
    複数の前記光学系の各々を通過した前記レーザビームを、前記頂面における互いに異なる位置に照射するように構成された、
    請求項３～１３のいずれか１つに記載のレーザ加工装置。

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