JP2009283616A

JP2009283616A - 半導体ウェーハ

Info

Publication number: JP2009283616A
Application number: JP2008133131A
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: US20090290158A1

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、半導体ウェーハ１の内径方向Ｄ１に向けて且つ厚み方向Ｄ３の中心１４に向けて凹んだ曲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、半導体ウェーハの内径方向に向けて且つ厚み方向中心に向けて凹んだ曲面状となっていると共に前記周面における該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、半導体ウェーハの厚み方向中心よりも半導体ウェーハの一面側に位置することが好ましい。

（３）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、０．１〜５．０ｍｍの幅を有すると共に０．３〜１．８ｍｍの高さを有することが好ましい。

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る。なお、第２方向Ｄ２は、ウェーハ１の径方向の中心１１から方位識別マーク３に向かう方向と直交する方向である。

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、ウェーハ１の内径方向Ｄ１に向けて且つ厚み方向Ｄ３の中心１４（図１（ｃ）において１点鎖線で示す）に向けて凹んだ曲面状となっている。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、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。詳細には、矩形状の方位識別マーク３は、ウェーハ１を内径方向Ｄ１に視た場合に、ウェーハ１の一面１２よりもウェーハ１の厚み方向Ｄ３の中心１４側に位置すると共に、ウェーハ１の厚み方向Ｄ３の中心１４よりもウェーハ１の一面１２側に位置する。

方位識別マーク３において、幅（最大幅）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（最大高さ）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、周面２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１に方位識別マーク３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、エッチング液供給装置により形成される。

エッチング液供給装置は、液タンク（図示せず）、液ポンプ（図示せず）、液供給ノズル５１などを備える。
液タンクには、所定のエッチング液Ｅが収容されている。エッチング液Ｅとしては、例えばフッ酸、硝酸、酢酸などからなる混酸が用いられる。液ポンプは、液タンクに収容されたエッチング液を液供給ノズル５１に送給する。液供給ノズル５１は、液ポンプにより送給されたエッチング液Ｅをウェーハ１の周面２にスポット状（点状）に供給する。ウェーハ１へのエッチング液Ｅの供給形態は、特に制限されず、例えば、滴下、噴射、流下でもよい。

このように構成されるエッチング液供給装置によれば、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。
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）にエッチング液Ｅをスポット状に供給する。その結果、図２（ｄ）に示すように、ウェーハ１Ｂの周面２の一部が局所的に曲面状に除去され、周面２にウェーハ１の内径方向Ｄ１に向けて且つ厚み方向Ｄ３の中心１４に向けて凹んだ曲面部分が形成され、この曲面部分が方位識別マーク３となる。なお、図２（ｄ）に示す２点鎖線は、周面２の仮想延長線２２である。
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、エッチング加工は、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、ウェーハ１の内径方向Ｄ１に向けて且つ厚み方向Ｄ３の中心１４に向けて凹んだ曲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エッチング液供給装置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、ポリッシング等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る。半導体ウェーハ１に方位識別マーク３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
１４中心
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、半導体ウェーハの内径方向に向けて且つ厚み方向中心に向けて凹んだ曲面状となっていると共に前記周面における該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、半導体ウェーハの厚み方向中心よりも半導体ウェーハの一面側に位置することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハ。
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、０．１〜５．０ｍｍの幅を有すると共に０．３〜１．８ｍｍの高さを有することを特徴とする請求項２に記載の半導体ウェーハ。