JP2013055139A - ウエーハ及び識別マーク形成方法 - Google Patents

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【課題】 ウエーハ外周を切り落とすか又は切り欠くことなく、ウエーハの結晶方位を示す識別マークが形成されたウエーハ及び識別マーク形成方法を提供することである。
【解決手段】 結晶体からなるウエーハであって、表面にデバイスが形成されるデバイス形成領域と該デバイス形成領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、該外周余剰領域のウエーハ内部に該ウエーハの結晶方位を示す識別マークが形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、内部に結晶方位を示す識別マークを有するウエーハ及び識別マーク形成方法に関する。
一般に、シリコンインゴット又はガリウム砒素等の化合物半導体インゴットの側面には、インゴットをウエーハにスライスする前の段階で結晶方位を示すマークとしてのオリエンテーションフラットやノッチと呼ばれる切り落とし部や切り欠きが形成されている。従って、インゴットをスライスした半導体ウエーハにも、外周の所定の位置にオリエンテーションフラットやノッチが形成されている。
このオリエンテーションフラットやノッチは、後工程でのウエーハプロセスの中で、露光装置や検査装置などにウエーハを１枚ずつ載置する際に位置決めの基準面として利用され、オリエンテーションフラットやノッチを利用してウエーハの位置決めが行われている。
特開昭５９−１１７１２９号公報 特開平２−１７８９４７号公報 特開２００３−８６４７４号公報
オリエンテーションフラットもノッチも共にウエーハの外周に形成された切り落とし部や切り欠きからなるものであり、この切り落とし部や切り欠き部にはデバイスを形成することができず、ウエーハ一枚当たりのデバイス数が制約されてしまうという問題がある。
特に、デバイス形成領域に対応するウエーハの裏面のみを研削して円形凹部を形成し、外周余剰領域に環状補強部を残存させる加工方法の場合には、オリエンテーションフラットやノッチ部分を加味して環状補強部を形成する必要があるため、オリエンテーションフラットやノッチが存在するとウエーハ一枚当たりのデバイスチップの取り分が少なくなってしまうという問題があり、オリエンテーションフラットやノッチをなくしてしまうことが切望されていた。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウエーハ外周を切り落とすか又は切り欠くことなく、ウエーハの結晶方位を示す識別マークが形成されたウエーハ及び識別マーク形成方法を提供することである。
請求項１記載の発明によると、結晶体からなるウエーハであって、表面にデバイスが形成されるデバイス形成領域と該デバイス形成領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、該外周余剰領域のウエーハ内部に該ウエーハの結晶方位を示す識別マークが形成されていることを特徴とするウエーハが提供される。
請求項２記載の発明によると、表面にデバイスが形成されるデバイス形成領域と該デバイス形成領域を囲繞する外周余剰領域とを有する結晶体からなるウエーハの内部に、該ウエーハの結晶方位を示す識別マークを形成する識別マーク形成方法であって、該ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザビームの集光点を該外周余剰領域のウエーハの内部に位置付けて該レーザビームをウエーハに照射して、該ウエーハ内部に該ウエーハの結晶方位を示す識別マークとしての改質層を形成することを特徴とする識別マーク形成方法が提供される。
本発明のウエーハは、ウエーハ内部に識別マークとしての改質層が形成されているため、露光装置や検査装置などにウエーハを一枚ずつ載置する際にこの改質層を基準として位置決めを行うことができるので、従来のようにウエーハの外周にオリエンテーションフラットや切り欠きを形成する必要がなくなる。
図１（Ａ）は内部に識別マークを有するウエーハの斜視図、図１（Ｂ）はその側面図である。 レーザビームの照射によりウエーハ内部に識別マークとしての改質層を形成している状態の斜視図である。 レーザビーム照射ユニットのブロック図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１（Ａ）を参照すると、シリコンインゴットからスライスされ、内部にウエーハの結晶方位を示す識別マークとしての改質層１７の形成されたシリコンウエーハ１１の斜視図が示されている。
シリコンウエーハ１１は、シリコンインゴットからワイヤソー等によりウエーハ状に切り出され、その表面１１ａ及び裏面１１ｂが研削・研磨されてその厚みが７００μｍ程度に形成されている。特に、デバイス形成面となる表面１１ａは鏡面加工されている。
シリコンウエーハ１１は、その表面１１ａに後工程のフォトリソグラフィによりデバイスが形成されるデバイス形成領域１３と、デバイス形成領域１３を囲繞する外周余剰領域１５を有している。
外周余剰領域１５のシリコンウエーハ１１の内部には、シリコンウエーハ１１の結晶方位を示す識別マークとしての改質層１７が形成されている。改質層１７は溶融再硬化領域として形成され、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。
改質層１７は、例えば、現行のウエーハに良く見られるノッチと同じ位置に三角形形状に形成される。図１（Ｂ）に示されるように、識別マークとしての改質層１７はウエーハ１１の表面１１ａ側に形成するのが好ましい。
しかし、改質層１７は現行のノッチと同じ位置に三角形状に形成する必要がなく、オリエンテーションフラットと同じ位置に直線状の改質層を形成して識別マークとしてもよい。更に、識別マークとしての改質層１７はシリコンウエーハ１１の結晶方位と何らかの関係性を有するマークであればよく、その形状は限定されるものではない。
シリコンウエーハ１１においては、このような結晶方位を示す識別マークとしての改質層１７は外部から視認することができない。そこで、フォトリソグラフィプロセスで使用する露光装置でシリコンウエーハ１１の表面１１ａに回路をパターニングする際、赤外線カメラでシリコンウエーハ１１の改質層１７部分を撮像して改質層１７を検出し、この改質層１７の向きを基準として回路をパターニングするようにする。
次に、図２を参照して、図１に示したシリコンウエーハ１１の識別マーク形成方法について説明する。１２はレーザビーム照射ユニットであり、ケーシング１４内に収容された図３に示すレーザビーム発生ユニット１６と、ケーシング１４の先端に取り付けられた集光器１８とから構成される。２０は顕微鏡及びＣＣＤカメラを有する撮像ユニットである。
レーザビーム発生ユニット１６は、ＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを発振するレーザ発振器２２と、繰り返し周波数設定手段２４と、パルス幅調整手段２６と、パワー調整手段２８とを含んでいる。
識別マークを形成するには、レーザ加工装置のチャックテーブル１０でシリコンウエーハ１１を吸引保持する。そして、レーザビーム発生ユニット１６のパワー調整手段２８で所定パワーに調整されたパルスレーザビームは、ケーシング１４の先端に取り付けられた集光器１８のミラー３０で反射され、更に集光用対物レンズ３２によってチャックテーブル１０に保持されたウエーハ１１の内部の表面１１ａ側に集光される。
集光器１８によりウエーハ１１内部の表面１１ａ側に集光点を合わせて所定パワーのレーザビームを照射しながら、チャックテーブル１０をＸ軸方向に集光器１８をＹ軸方向に同時に移動して、目標とする形状の改質層１７をシリコンウエーハ１１の内部に形成する。
このウエーハの結晶方位を示す識別マークとしての改質層形成ステップにおける加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源 ：ＬＤ励起Ｑスイッチ Ｎｄ：ＹＶＯ４パルスレーザ
波長 ：１０６４ｎｍ
出力 ：０．１Ｗ
繰り返し周波数 ：５０ｋＨｚ
上述した実施形態では、シリコンウエーハ１１に改質層１７を形成しているが、本発明が適用されるウエーハはシリコンウエーハに限定されるものではなく、化合物半導体ウエーハ、サファイアウエーハ、ＧａＮウエーハ等の結晶体からなるウエーハであれば本発明は適用可能である。
１１ シリコンウエーハ
１２ レーザビーム照射ユニット
１３ デバイス形成領域
１５ 外周余剰領域
１６ レーザビーム発生ユニット
１７ 改質層
１８ 集光器

Claims (2)

  1. 結晶体からなるウエーハであって、
    表面にデバイスが形成されるデバイス形成領域と該デバイス形成領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、
    該外周余剰領域のウエーハ内部に該ウエーハの結晶方位を示す識別マークが形成されていることを特徴とするウエーハ。
  2. 表面にデバイスが形成されるデバイス形成領域と該デバイス形成領域を囲繞する外周余剰領域とを有する結晶体からなるウエーハの内部に、該ウエーハの結晶方位を示す識別マークを形成する識別マーク形成方法であって、
    該ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザビームの集光点を該外周余剰領域のウエーハの内部に位置付けて該レーザビームをウエーハに照射して、該ウエーハ内部に該ウエーハの結晶方位を示す識別マークとしての改質層を形成することを特徴とする識別マーク形成方法。
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