JP2009283615A

JP2009283615A - 半導体ウェーハ

Info

Publication number: JP2009283615A
Application number: JP2008133078A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Hashii; 友裕橋井
Original assignee: Sumco Corp
Current assignee: Sumco Corp
Priority date: 2008-05-21
Filing date: 2008-05-21
Publication date: 2009-12-03
Also published as: US20090289378A1

Abstract

【課題】結晶方位を識別するための方位識別マークを有する半導体ウェーハにおいて、半導体ウェーハにおける方位識別マークの周辺部の応力集中を抑制することができる半導体ウェーハを提供すること。
【解決手段】周面２に結晶方位の識別に利用される方位識別マーク３を備えた半導体ウェーハ１であって、方位識別マーク３は、周面２における方位識別マーク２以外の部分２１と滑らかに繋がり且つ半導体ウェーハ１の内径方向Ｄ１と直交する平面状となっていると共に、周面２における方位識別マーク３以外の部分２１とは光沢が異なる。
【選択図】図１

Description

本発明は、結晶方位を識別するための方位識別マークを有する半導体ウェーハに関する。

シリコンインゴット等の半導体インゴットから切り出された半導体ウェーハ（以下単に「ウェーハ」ともいう）には、その結晶方位を識別するための方位識別マークがウェーハの周縁部に付与される。方位識別マークは、例えば、各種加工装置へのウェーハの位置合わせ（アライメント）等のために使用される。従来の方位識別マークとしては、オリエンテーションフラット（以下「ＯＦ」ともいう）、ノッチ、レーザーマークなどが用いられている（例えば、下記特許文献１〜３参照）。

特開２００５−１９５７９号公報特開２００１−１６０５２７号公報特開平１０−２５６１０５号公報

しかし、前述したＯＦ、ノッチ、レーザーマークなどの方位識別マークを有するウェーハにおいては、例えば、ウェーハの搬送時（特にウェーハが撓んで）、ウェーハの加工時（熱処理時など）において、ウェーハにおけるマークの周辺部に応力が集中して、ウェーハに割れやスリップが発生しやすい。このような問題点は、ウェーハの大口径化が進むにつれて一層顕著となると考えられる。

従って、本発明は、結晶方位を識別するための方位識別マークを有する半導体ウェーハにおいて、半導体ウェーハにおける方位識別マークの周辺部の応力集中を抑制することができる半導体ウェーハを提供することを目的とする。

（１）本発明は、周面に結晶方位の識別に利用される方位識別マークを備えた半導体ウェーハであって、前記方位識別マークは、前記周面における該方位識別マーク以外の部分と滑らかに繋がり且つ半導体ウェーハの内径方向と直交する平面状となっていると共に、前記周面における前記方位識別マーク以外の部分とは光沢が異なることを特徴とする。

（２）前記方位識別マークは、半導体ウェーハを内径方向に視た場合に、半導体ウェーハの周面の全周よりも短い幅を有すると共に半導体ウェーハの厚みよりも低い高さを有し且つ半導体ウェーハの一面及び他面よりも厚み方向内側に位置する矩形状であることが好ましい。

（３）矩形状の前記方位識別マークにおいて、前記幅は０．１〜５．０ｍｍであり、前記高さは０．３〜１．８ｍｍであることが好ましい。

本発明によれば、結晶方位を識別するための方位識別マークを有する半導体ウェーハにおいて、半導体ウェーハにおける方位識別マークの周辺部の応力集中を抑制することができる。

以下、本発明の半導体ウェーハ（以下単に「ウェーハ」ともいう）の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の半導体ウェーハの一実施形態を示す図で、（ａ）は本実施形態の半導体ウェーハの全体を厚み方向に視た図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ矢視部分の拡大図、（ｃ）は（ｂ）に示す第２方向Ｄ２に半導体ウェーハを視た図であり、（ｄ）は（ｂ）に示す第１方向Ｄ１に半導体ウェーハを視た図である。なお、第２方向Ｄ２は、方位識別マーク３の面方向と平行な方向である。

本実施形態のウェーハ１は、例えばシリコンウェーハ、ガリウム砒素ウェーハからなる。
図１に示すように、（後述の方位識別マーク３が形成されていない）ウェーハ１を厚み方向（第３方向Ｄ３）に視た形状は、一般的には真円形状であり、その直径は、例えば２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍである。なお、ここでいうウェーハ１の直径は、製造上の目標値であり、所定の公差（許容誤差）などを含むものとする。厚み方向Ｄ３に視たウェーハ１の形状は、楕円形状でもよい。
ウェーハ１の厚みｔは、例えば７２５〜２０００μｍであり、好ましくは９２５〜１８００μｍである。

本実施形態のウェーハ１には、結晶方位の識別に利用される方位識別マークとして、オリエンテーションフラット、ノッチ、レーザーマークなどの従来の方位識別マークは設けられていない。その代わりに、本実施形態のウェーハ１は、その周面２に、方位識別マーク３を備えている。
方位識別マーク３は、結晶方位の識別に利用されるマークであり、例えばウェーハ１の周面２における＜１１０＞±１度の位置に設けられる。

方位識別マーク３は、周面２における方位識別マーク３以外の部分（以下「非マーク部分」という）２１と滑らかに繋がっており、ウェーハ１の内径方向（第１方向）Ｄ１と直交する平面状となっている。「滑らかに繋がる」とは、方位識別マーク３と非マーク部分２１との間に実質的にエッジが存在せずに、方位識別マーク３と非マーク部分２１とが繋がることをいう。ウェーハ１の内径方向Ｄ１とは、ウェーハ１の周面２からウェーハ１の中心１１に向かう方向である。
また、方位識別マーク３は、非マーク部分２１とは光沢が異なる。「光沢が異なる」とは、光学センサーや目視により方位識別マーク３と非マーク部分２１とを識別できる程度に光沢が異なることをいう。

方位識別マーク３は、ウェーハ１を内径方向Ｄ１に視た場合に、矩形状である。詳細には、矩形状の方位識別マーク３は、ウェーハ１の周面２の全周よりも短い幅Ｗ１を有すると共に、ウェーハ１の厚みｔよりも低い高さＷ２を有する。また、矩形状の方位識別マーク３は、ウェーハ１の一面（一方の主面）１２及び他面（他方の主面）１３よりも厚み方向Ｄ３の内側に位置する。

矩形状の方位識別マーク３において、幅Ｗ１は、例えば０．１〜１０．０ｍｍであり、好ましくは０．１〜５．０ｍｍである。また、高さＷ２は、例えば０．１〜２．０ｍｍであり、好ましくは０．３〜１．８ｍｍである。
図１（ｂ）に示すように、方位識別マーク３は、ウェーハ１の周面２よりも内径方向Ｄ１側に位置しており、ウェーハ１の直径方向と平行な方向に延びている。図１（ｂ）に示す２点鎖線は、周面２の仮想延長線２２である。仮想延長線２２から方位識別マーク３までの深さ（最大深さ）Ｗ３は、例えば５７５〜２２２５μｍであり、好ましくは１０７５〜１１７５μｍである。

ウェーハ１を第２方向Ｄ２に視た場合に、ウェーハ１の周面２の非マーク部分２１において、方位識別マーク３よりも一面１２側の部分及び方位識別マーク３よりも他面１３側の部分は、丸みを帯びている。

次に、本実施形態のウェーハ１の一製造方法について、図面を参照しながら説明する。図２（ａ）〜図２（ｄ）は、半導体ウェーハに方位識別マークを形成する手順を順次示す図（図１（ｃ）対応図）である。

スライス工程において、ワイヤソーなどにより半導体インゴット（図示せず）がスライスされ、図２（ａ）に示すように、半導体ウェーハ１Ａが得られる。ここで、ウェーハ１Ａには、面取り加工は施されていない。

図２（ｂ）に示すように、面取り工程において、スライス工程を経たウェーハ１Ａに面取り加工（ベベリング）が施され、半導体ウェーハ１Ｂが得られる。詳細には、ウェーハ１の周面２のエッジに回転砥石を当てることにより、エッジに丸みが付与される。これにより、ウェーハ１の割れ防止、ダスト発生防止などが図られる。

図２（ｃ）に示すように、マーク形成工程において、面取り工程を経た半導体ウェーハ１Ｂに方位識別マーク３が形成される。
方位識別マーク３は、例えば、テープ面取り装置５０により形成される。

テープ面取り装置５０は、面取り用テープ５１と、１対のガイドローラ５２，５２と、周回モータ（図示せず）と、合成樹脂製の押し付け部材５３とを備えている。
面取り用テープ５１は、合成樹脂製のテープの研磨作用面に砥粒（人工ダイヤ等）が接着剤によって固定されて構成される。１対のガイドローラ５２，５２には、面取り用テープ５１が掛け渡される。周回モータは、面取り用テープ５１をガイドローラ５２，５２の間を含めて周回させる。面取り用テープ５１の長手方向は、ウェーハ１Ｂの厚み方向Ｄ３と同じである。

押し付け部材５３は、面取り用テープ５１における研磨作用面とは反対側に配置され、周回中の面取り用テープ５１をウェーハ１Ｂの周面２に内径方向Ｄ１に向けて押し付ける。また、押し付け部材５３は、面取り用テープ５１に対して接近又は離隔自在に且つウェーハ１の周方向Ｄ４（図１参照）に移動可能になっている。

このように構成されるテープ面取り装置５０によれば、例えば以下のようにして、ウェーハ１Ｂに方位識別マーク３を形成することができる。
周回モータにより周回している面取り用テープ５１の研磨作用面を、押し付け部材５３によりウェーハ１Ｂの周面２の所定位置（方位識別マーク３となる位置）に、内径方向Ｄ１に所定圧力で押し付ける。このとき、必要に応じて、面取り用テープ５１を、ウェーハ１Ｂの周面２における接線方向に向かって若干長さだけ往復運動させてもよい。その結果、ウェーハ１Ｂの周面２の一部が除去され、ウェーハ１Ａの内径方向Ｄ１と直交する平面部分が形成され、この平面部分が方位識別マーク３となる。
ここで、方位識別マーク３は、周面２の非マーク部分２１と光沢が異なることになる。また、テープ面取り加工は、加工歪みが生じにくい加工であるため、ウェーハ１における方位識別マーク３の周辺部に応力集中が生じにくい。

なお、前述した工程以外にも、前記マーク形成工程の前後に、必要に応じて各種工程を行うことができる。

このように、本実施形態のウェーハ１においては、方位識別マーク３は、周面２における方位識別マーク３以外の部分（非マーク部分）２１と滑らかに繋がり且つウェーハ１の内径方向Ｄ１と直交する平面状となっていると共に、非マーク部分２１とは光沢が異なる。そのため、光学センサーや目視などにより結晶方位を識別することができると共に、ウェーハ１における方位識別マーク３の周辺部の応力集中を抑制することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されるものではない。
例えば、前述のマーク形成工程においては、加工歪みが生じにくいようにテープ面取り装置５０を用いて方位識別マーク３を形成しているが、これに制限されず、加工歪みが生じにくい加工として、エッチングやポリッシングにより方位識別マーク３を形成することもできる。

本発明の半導体ウェーハの一実施形態を示す図で、（ａ）は本実施形態の半導体ウェーハの全体を厚み方向に視た図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ矢視部分の拡大図、（ｃ）は（ｂ）に示す第２方向Ｄ２に半導体ウェーハを視た図であり、（ｄ）は（ｂ）に示す第１方向Ｄ１に半導体ウェーハを視た図である。半導体ウェーハに方位識別マークを形成する手順を順次示す図（図１（ｃ）対応図）である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂウェーハ（半導体ウェーハ）
１２一面
１３他面
２周面
２１非マーク部分（周面における方位識別マーク以外の部分）
３方位識別マーク
Ｄ１内径方向
Ｄ３厚み方向

Claims

周面に結晶方位の識別に利用される方位識別マークを備えた半導体ウェーハであって、
前記方位識別マークは、前記周面における該方位識別マーク以外の部分と滑らかに繋がり且つ半導体ウェーハの内径方向と直交する平面状となっていると共に、前記周面における前記方位識別マーク以外の部分とは光沢が異なることを特徴とする半導体ウェーハ。
前記方位識別マークは、半導体ウェーハを内径方向に視た場合に、半導体ウェーハの周面の全周よりも短い幅を有すると共に半導体ウェーハの厚みよりも低い高さを有し且つ半導体ウェーハの一面及び他面よりも厚み方向内側に位置する矩形状であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハ。
矩形状の前記方位識別マークにおいて、前記幅は０．１〜５．０ｍｍであり、前記高さは０．３〜１．８ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の半導体ウェーハ。