JP2005243976A - 半導体結晶 - Google Patents

Abstract

【課題】スライスされた個々のウェハにおけるオリエンテーションフラットの劈開面の劈開精度を向上させ、製造スループットを向上することのできる半導体結晶を得ること。
【解決手段】インゴット１０の状態で、劈開面４を形成する位置に劈開方向と平行に最終劈開面長さ未満の切り込み１１を入れ、その後スライスしてウェハ１とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、劈開面を有する半導体結晶（インゴット及びウェハ）に関するものである。

化合物半導体ウェハは、半導体レーザなどに利用される場合、その共振面が良好な平坦度を有する必要があることや、結晶方位の判別や位置合わせ、焦点合わせ等の理由から、その基準面として劈開面を有する場合がある。特に、レーザ用途の製品はオリエンテーションフラット（ＯＦ部）またはアイデンティフィケーションフラット（ＩＦ部）が劈開仕様となる。これは、レーザ等を製作する場合、ウェハ上にエピタキシャル層等を形成した後、正確に劈開面に沿ってチップに切り出す必要があり、劈開面で形成されたオリエンテーションフラット、またはアイデンティフィケーションフラットを基準とし、角度合わせを行うためである。

このＯＦ部の劈開面の形成は、単結晶インゴットをスライスして、図３（Ａ２）のようにＯＦ部１ａ、ＩＦ部１ｂを有するウェハ１を得た後、ダイヤモンドペンを用いて図３（Ｂ２）のようにウェハ１の表面または裏面に傷（切り込み）２をつけ、そこに応力を加え点線３の位置でスクライブ（図３（Ｃ））することにより形成している。その後、劈開面（ＯＦ部）４が残り、且つスクライブ傷による劈開面の段差を除去するように面取りすることにより良好な劈開面４を形成する。

なお、本発明と直接には関係がないが、円柱形のインゴットの側面の劈開面にＯＦとＩＦの平坦面を軸方向に研削し、インゴットを軸に垂直な方向に切断してウェハを製作することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−２７８５９５号公報（図３、図６）

しかしながら、ここでの問題点は、スライスしてウェハにした後、個々のウェハの表面または裏面にスクライブするための傷をつけるため、その傷の深さ等の状態により、ウェハ間の劈開精度がばらつくことである。また、ウェハごとにスクライブするための傷をつけるため、製造スループットも低下する。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、スライスされた個々のウェハにおけるオリエンテーションフラットの劈開面の劈開精度を向上させ、製造スループットを向上することのできる半導体結晶を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。

請求項１の発明に係る半導体結晶は、インゴットの状態で、劈開面を形成する位置に劈開方向と平行に最終劈開面長さ未満の切り込みを入れたことを特徴とする。この請求項１はインゴットの状態の半導体結晶を特定したものである。

請求項２の発明に係る半導体結晶は、インゴットの状態で、劈開面を形成する位置に劈開方向と平行に最終劈開面長さ未満の切り込みを入れ、その後スライスして半導体ウェハとしたことを特徴とする。この請求項２はウェハの状態の半導体結晶を特定したものである。

＜発明の要点＞
上記した高精度の劈開面を形成するための手段として、本発明では、インゴットの状態で、劈開面を形成する位置に劈開方向と平行に最終劈開面長さ未満の切り込みを入れる。この切り込みを入れたインゴットによれば、スライスしてウェハにしたとき、ウェハの厚さ全体に切り込みができるため、従来生じていたスクライブ傷の状態によるばらつきがなくなり、精度のよいスクライブが可能となる。上記請求項１はこの切り込みを有するインゴットの状態の半導体結晶を特定したものであり、また請求項２はそれによってスクライブするための傷が付加されたウェハの状態の半導体結晶を特定したものである。

本発明は、IV族半導体、III−Ｖ族化合物半導体又はII−VI族化合物半導体のいずれの半導体にも適用可能である。本発明が適用可能なIII−Ｖ族化合物半導体の代表的なものとしては、ＧａＡｓ又はＩｎＰがある。

なお、特許文献１はインゴットに機械研削でＯＦ、ＩＦを付けてからウェハに切り出すもので、インゴットにスクライブするための傷を付けてからウェハに切り出す技術とは無関係のものである。

本発明によれば、次のような優れた効果が得られる。

（１）本発明の半導体結晶を用いることにより、ウェハの劈開面の精度が向上する。すなわち、本発明の半導体結晶によれば、インゴットの状態で、劈開面を形成する位置に劈開方向と平行に最終劈開面長さ未満の切り込みを入れてあるため、その後スライスして半導体ウェハとしたとき、個々のウェハにおける傷の深さ等が同じになり、ばらつきのない劈開精度のよいスクライブが可能となる。

（２）スクライブ作業が一括でできるため、従来のウェハごとにスクライブ傷をつける場合に較べて、製造スループットが向上する。

（３）本発明の劈開精度のよい劈開面（ＯＦ部）を有する半導体結晶を用いることにより、高精度の結晶方位の判別や位置合わせ、焦点合わせが可能となり、素子製造の歩留りを上げることができる。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

図１において、１０は単結晶引き上げ法（ＬＥＣ法）や垂直ブリッジマン法（ＶＢ法）等によって製造され、且つ外周研削を行なった単結晶インゴットであり、このインゴット１０の劈開面を形成する位置には、劈開方向と平行に、最終劈開面長さ未満の長さで切り込み１１が入れられている。１３はこの切り込み１１を入れるダイヤモンド砥粒が塗布された極薄のブレードを示している。

この半導体結晶（インゴット１０）によれば、劈開面を形成する位置に劈開方向と平行に最終劈開面長さ未満の切り込みを入れてあるため、その後スライスして半導体ウェハとしたとき、個々のウェハにおける傷の深さ等にばらつきがなくなり、劈開精度のよいスクライブが可能となる。また、ウェハごとにスクライブするための傷をつけるため、製造スループットも低下する。

すなわち、スクライブするための傷をつける行程をインゴット単位で一括に行うことにより、ウェハ状態の半導体結晶のオリエンテーションフラットの劈開面の劈開精度を向上すること及び製造スループットを向上することができる。

＜実施例＞
図２は、本発明の半導体ウェハの製造方法を示す。

導電性単結晶インゴット１０の円筒研削を行うと共に、直径方向二箇所に長手方向の機械研削を行なってＯＦ、ＩＦとなるべき平坦部１０ａ、１０ｂを形成する。その後、このインゴット１０の劈開面を形成する位置に、劈開方向と平行に、最終劈開面長さ未満の切り込み１１を、ダイヤモンド砥粒が塗布された極薄のブレード１３を用いて入れる（切り込み工程Ａ１）。

この後、内周刃ソーあるいはワイヤソーにてスライシングを行い、スクライブするための傷２の付いたウェハ１を得る（スライス工程Ｂ１）。この場合、各ウェハ１の傷２は互いに同じものとなる。またウェハ１には、上記平坦部１０ａ、１０ｂに対応したＯＦ部１ａ、ＩＦ部１ｂができる。

その後、ウェハ１の切り込み部に点線３の位置で応力を加え、スクライブすることにより結晶を劈開し、その劈開面４を真のＯＦ部とする（スクライブ工程Ｃ）。

このウェハの劈開面４を除いたウェハ外周部を円形に研削加工し、この円形外周部に対しベベリングによる面取りを行なう（面取り工程Ｄ）。

比較例として、従来通りウェハ毎にスクライブするための傷を付けスクライブしたウェハを作成した。この従来例のウェハと本実施例のウェハの劈開面の曲がりを各々２００枚調べたところ、比較例のウェハ単位でスクライブ傷を付け劈開したウェハに比べ、本実施例によるウェハの劈開精度は１．３倍向上した。また、比較例のウェハ単位でスクライブするための傷を付け劈開したウェハの場合は、１分（’）以上のウェハが３枚／２００枚見られたが、本実施例によるウェハの場合は全て１分（’）未満であった。

本発明のインゴット状態の半導体結晶と切り込みとの関係を示す斜視図である。 本発明の半導体ウェハの製造工程を示した図である。 従来の半導体ウェハの製造工程を示した図である。

符号の説明

１ ウェハ
２ 傷
３ 点線
４ 劈開面（ＯＦ部）
１０ インゴット
１１ 切り込み

Claims (2)

1. インゴットの状態で、劈開面を形成する位置に劈開方向と平行に最終劈開面長さ未満の切り込みを入れたことを特徴とする半導体結晶。
2. インゴットの状態で、劈開面を形成する位置に劈開方向と平行に最終劈開面長さ未満の切り込みを入れ、その後スライスして半導体ウェハとしたことを特徴とする半導体結晶。

Images