JP2000332078A

JP2000332078A - 大口径ウェーハの評価方法

Info

Publication number: JP2000332078A
Application number: JP11140208A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Hashimoto; 靖行橋本; Yukichi Horioka; 佑吉堀岡
Original assignee: Mitsubishi Materials Silicon Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Silicon Corp
Priority date: 1999-05-20
Filing date: 1999-05-20
Publication date: 2000-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】小口径ウェーハ用の評価ラインを大口径ウェ
ーハの評価に利用する大口径ウェーハの評価方法を提供
する。【解決手段】直径３００ｍｍの大口径ウェーハＷ１を
カッティングして、直径２００ｍｍの小口径ウェーハＷ
２を作製する。その後、得られた小口径ウェーハＷ２を
２００ｍｍウェーハ用評価ラインＬのラインコンベア１
１上に移載して、このラインＬ上に順次配備された各種
のウェーハ評価装置１２により、必要なウェーハ評価試
験を行う。このように、工場などに配備された既存の２
００ｍｍウェーハ評価ラインＬで、大口径ウェーハＷ１
の評価を行うことができる。なおカッティング時には、
大口径ウェーハＷ２をレーザ光線によりカットするよう
にしたので、カッティングの作業性を高めることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は大口径ウェーハの
評価方法、詳しくは例えば、未だ評価技術・設備が確立
されていない大口径ウェーハを、すでに評価技術・設備
が確立されている小口径ウェーハにカットして、所定の
ウェーハ評価試験を行う大口径ウェーハの評価方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体材料、特にシリコンウェーハは大
口径化が進んでおり、１９６５年頃は直径１インチ前後
であったものが、現在の主流は直径６インチから直径８
インチ（２００ｍｍ）へと移行している。さらに２００
０年頃には、直径３００ｍｍのシリコンウェーハが量産
開始されると予想されている。このような３００ｍｍウ
ェーハ以上という、今までにない大口径のウェーハが出
現するに際しては、ウェーハ製造ラインに組み込まれる
各種の装置類、例えばインゴット引き上げ装置、ラッピ
ング装置およびウェーハ研磨装置などを大型化する必要
があり、これにまつわるさまざまな問題が浮上してく
る。

【０００３】一方、このような問題は、製造後のシリコ
ンウェーハの良否等を評価するための各種のウェーハ評
価装置にあっても同様である。すなわち、現在、２００
ｍｍウェーハ用として市場に出回っている各種のウェー
ハ評価装置、例えば静電容量測定法によるウェーハ平面
度測定装置、エリプソメトリ法（偏光解析）による膜厚
測定装置、相加うず電流によるライフタイム測定装置、
反射マイクロ波法による欠陥評価装置、さらにはレーザ
分光法を利用したシリコン欠陥評価装置、酸化膜耐圧測
定等電気的特性をＴＥＧ（ＴｅｓｔＥｌｅｍｅｎｔ
Ｇｒｏｕｐ）で測定する装置などは、本来、この大口径
の３００ｍｍウェーハを評価できるようには設計されて
いない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの各種のウェー
ハ評価装置がライン上に並べられた従来のウェーハ評価
ラインは、２００ｍｍウェーハ用のものである。そのた
め、この３００ｍｍウェーハに対応するには、いまだ開
発が中途段階にある３００ｍｍウェーハ用評価ラインの
技術的な確立を待たなければならなかった。しかも、こ
のような３００ｍｍウェーハ用評価ラインが開発された
後でも、ウェーハ製造メーカ、デバイスメーカなどで
は、極めて高価であると思われる大型の評価装置の購入
を余儀なくされ、３００ｍｍウェーハの品質管理のため
に多大な設備投資を強いられると予想されるのであっ
た。

【０００５】そこで、この発明者らは、大口径の３００
ｍｍウェーハを小口径の２００ｍｍウェーハにカッティ
ングするというウェーハ側からの対策を講じれば、従来
の２００ｍｍウェーハ評価ラインを利用して、３００ｍ
ｍウェーハの評価を代行することができることを知見
し、この発明を完成させた。なお、大口径ウェーハを口
径縮小する他の加工方法として、例えばウェーハ外周部
の面取り加工を応用し、３００ｍｍウェーハを徐々に２
００ｍｍウェーハまで加工することも考えられる。ま
た、インゴットを小口径に削り出す方法がある。しかし
ながら、このようないずれの口径縮小方法では加工時間
が長くなり過ぎてしまい、また、ロスが多大となり、実
用性に乏しい。

【０００６】

【発明の目的】この発明は、小口径ウェーハ用の評価ラ
インを大口径ウェーハの評価に利用することができる大
口径ウェーハの評価方法を提供することを、その目的と
している。また、この発明は、ウェーハカッティングの
作業性を高めることができる大口径ウェーハの評価方法
を提供することを、その目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、大口径ウェーハを作製する工程と、作製された大口
径ウェーハから小口径ウェーハをカッティングする工程
と、カッティングで得られた小口径ウェーハについて評
価試験を行う工程とを備えた大口径ウェーハの評価方法
である。

【０００８】大口径ウェーハの素材は限定されない。例
えば、シリコン，ガリウム砒素，石英，各種のセラミッ
クスなどが挙げられる。大口径ウェーハの直径は限定さ
れない。例えば３００ｍｍまたはそれ以上でもよい。小
口径ウェーハの直径も限定されない。例えば２００ｍｍ
またはそれ以下でもよい。ただし、既存のウェーハ評価
装置を用いて、支障なく評価を行える大きさでなければ
ならない。

【０００９】ウェーハのカッティング方法は限定されな
い。例えば、回転刃切断法、請求項３のように切断効率
がよいレーザ切断法、このレーザ切断法のように熱ダメ
ージをウェーハに与えないウォータジェット切断法など
が挙げられる。また、１枚の大口径ウェーハから小口径
ウェーハを切り取る枚数も限定されない。１枚の大口径
ウェーハから、直径の大小に関係なく数多くの小口径ウ
ェーハを切り取るようにすれば、その分、この大口径ウ
ェーハの評価の信頼度が高まる。ウェーハの評価試験に
用いられる装置の種類は限定されない。例えば、各種の
ウェーハ平面度測定装置、ウェーハ表面検査装置、膜厚
測定装置、ライフタイム測定装置、欠陥評価装置、さら
にはシリコン欠陥評価装置、酸化膜耐圧測定装置、抵抗
率測定装置などが挙げられる。

【００１０】請求項２の発明は、上記大口径ウェーハ
が、直径３００ｍｍのシリコンウェーハである請求項１
に記載の大口径ウェーハの評価方法である。

【００１１】請求項３の発明は、上記大口径ウェーハを
小口径ウェーハにカッティングする加工方法として、レ
ーザ光を照射するレーザ切断法を採用した請求項１また
は請求項２に記載の大口径ウェーハの評価方法である。
レーザ切断法に用いられるレーザ切断装置の品種は限定
されない。なお、レーザ切断法に用いられるレーザ切断
装置としては、例えば炭酸ガスレーザなどの各種のガス
レーザ切断装置の他、固定レーザ切断装置としての例え
ばルビーレーザ切断装置、Ｎｄ（ネオジウム）：ＹＡＧ
（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザ切
断装置、Ｘ線レーザ切断装置などが挙げられる。

【００１２】

【作用】この発明によれば、大口径ウェーハをカッティ
ングして小口径ウェーハとし、この小口径ウェーハにつ
いて各種のウェーハ評価試験を行う。これにより、既存
の小口径ウェーハ用の評価ラインを用いて、大口径ウェ
ーハの評価を行うことが可能となる。

【００１３】特に、請求項３に記載の発明によれば、大
口径ウェーハをレーザ光線によりカッティングするの
で、ウェーハカッティングの作業性を高めることができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。図１は、この発明の一実施例に係る
大口径ウェーハの評価方法のフローチャートである。あ
らかじめ、直径３００ｍｍのシリコンウェーハ（大口径
ウェーハ）Ｗ１を、一般的なウェーハ製造方法により作
製する。具体的には、ＣＺ法により引き上げられた直径
３０５〜３１０ｍｍの単結晶シリコンインゴットを、複
数個のインゴットブロックに切断し、次いで各インゴッ
トブロックに円筒研削を施してから、それぞれのブロッ
ク外周面の一部に軸線方向へ延びるオリエンテーション
フラット加工（ＯＦ加工）、またはノッチ加工を施し、
その後、各インゴットブロックをワイヤソーなどのスラ
イシング装置により多数枚のウェーハにスライスする。
それから、各ウェーハにつき、ウェーハ外周部の面取
り、ウェーハ表裏面のラッピングを行い、さらに混酸に
よるエッチングを施してラッピング工程までのウェーハ
表裏面のダメージを除去し、続いてウェーハ表面を鏡面
研磨し、最終洗浄することで、厚さ７５０〜８００μ
ｍ、直径３００ｍｍの大口径ウェーハＷ１を作製する。

【００１５】図１に示すように、こうして作製された大
口径ウェーハＷ１は、次に小口径ウェーハへのカッティ
ング工程と送られる。すなわち、このカッティングステ
ージＳで位置決めされた直径３００ｍｍの大口径ウェー
ハＷ１は、図外のＸＹテーブルに固着されて、ＸＹ平面
上を円移動することができるＮｄ（ネオジウム）：ＹＡ
Ｇ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザ
切断装置１０を用いて、そのレーザ発光部から照射され
た２５０Ｗ，３００Ｈｚの高出力のレーザ光線によっ
て、直径２００ｍｍの小口径ウェーハＷ２にカットされ
る。なお、この図１では、小口径ウェーハＷ２のカッテ
ィング方法として、大口径ウェーハＷ１の中心点から偏
心した位置をウェーハ中心点としてカッティングする方
法と、大口径ウェーハＷ１の中心点をウェーハ中心とし
てカッティングする方法との２例を示している。例え
ば、レーザーによる小口径化プロセスの位置は限定され
ない。スライス後にレーザーにより小口径化し、その後
従来８φラインでウェーハ加工を施し、結晶欠陥の評価
を行っても良い。

【００１６】カッティングの加工ダメージが影響する評
価では、通常の２００ｍｍ加工ラインを通して、ダメー
ジを取り去る。この場合でも、結晶特性評価を行う場合
は問題は生じない。こうしてカッティングされた小口径
ウェーハＷ２は、図外の移載装置をＺ方向に昇降させ、
かつＸＹ方向に移動させることで、既存の２００ｍｍウ
ェーハ用評価ラインＬに配備されたラインコンベア１１
上に移載される。その後、この２００ｍｍウェーハ用評
価ライン（小口径ウェーハ用評価ライン）Ｌ上に配設さ
れた各種のウェーハ評価装置１２により、必要なウェー
ハ評価が行われる。必要に応じて、評価装置投入前に、
再度ウェーハ外周部の面取り（レーザー加工によるダメ
ージ除去を含む）を施しても良い。なお、ここでいうウ
ェーハ評価装置１２としては、上述したウェーハ平面度
測定装置、ウェーハ表面検査装置、膜厚測定装置、ライ
フタイム測定装置、欠陥評価装置、シリコン欠陥評価装
置、酸化膜耐圧測定装置、抵抗率測定装置などが採用さ
れる。

【００１７】このように、大口径ウェーハＷ１をカッテ
ィングして小口径ウェーハＷ２とし、この小口径ウェー
ハＷ２について各種のウェーハ評価試験を行うようにし
たので、既存の２００ｍｍウェーハ用評価ラインＬを用
いて、大口径ウェーハＷ１の評価を行うことができる。
また、この一実施例では、大口径ウェーハＷ１を、簡単
かつ高速度で切断処理可能なレーザ光線によりカッティ
ングするようにしたので、このウェーハカッティングの
作業性を高めることができる。

【００１８】

【発明の効果】この発明によれば、大口径ウェーハをカ
ッティングして得られた小口径ウェーハについて評価試
験を行うように構成したので、小口径ウェーハ用の評価
ラインを大口径ウェーハの評価に利用することができ
る。

【００１９】特に、請求項３に記載の発明によれば、大
口径ウェーハのカッティングにレーザ切断法を採用した
ので、ウェーハカッティングの作業性を高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る大口径ウェーハの評
価方法を示す模式図である。

【符号の説明】

１０Ｎｄ：ＹＡＧレーザ切断装置（レーザ切断装
置）、１２ウェーハ評価装置、Ｌ２００ｍｍウェーハ評価ライン（小口径ウェーハ評
価ライン）、Ｗ１大口径ウェーハ（シリコンウェーハ）、Ｗ２小口径ウェーハ（シリコンウェーハ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4E068 AE00 DA10 4M106 AA01 BA05 CA10 CA14 CA24 CA48 CA70 CB11 CB19 DH32 DH60 DJ40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大口径ウェーハを作製する工程と、作製された大口径ウェーハから小口径ウェーハをカッテ
ィングする工程と、カッティングで得られた小口径ウェーハについて評価試
験を行う工程とを備えた大口径ウェーハの評価方法。
【請求項２】上記大口径ウェーハが、直径３００ｍｍ
のシリコンウェーハである請求項１に記載の大口径ウェ
ーハの評価方法。
【請求項３】上記大口径ウェーハを小口径ウェーハに
カッティングする加工方法として、レーザ光を照射する
レーザ切断法を採用した請求項１または請求項２に記載
の大口径ウェーハの評価方法。