(57)【要約】【課題】レーザーマーキングにより発生した飛散粒子を効率良く除去でき、高品質に製造することができるレーザーマーク付き半導体ウェーハの製造方法を提供する。【解決手段】レーザーマークを付した半導体ウェーハの製造方法であって、少なくとも、単結晶棒をスライスし、得られた半導体ウェーハにラッピングを施した後、該半導体ウェーハの表面にラッピングパウダー層が残留している状態で前記半導体ウェーハの表面にレーザーマーキングを施し、その後、前記レーザーマーキングにより発生した飛散粒子を前記ラッピングパウダー層とともに除去するアルカリ性水溶液による洗浄を施すレーザーマーク付き半導体ウェーハの製造方法。【選択図】図１
2006186173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザーマークを付した半導体ウェーハの製造方法であって、少なくとも、単結晶棒をスライスし、得られた半導体ウェーハにラッピングを施した後、該半導体ウェーハの表面にラッピングパウダー層が残留している状態で前記半導体ウェーハの表面にレーザーマーキングを施し、その後、前記レーザーマーキングにより発生した飛散粒子を前記ラッピングパウダー層とともに除去するアルカリ性水溶液による洗浄を施すことを特徴とするレーザーマーク付き半導体ウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記ラッピング後に、前記半導体ウェーハに純水による超音波洗浄を施し、その後、前記レーザーマーキングを施すことを特徴とする請求項１に記載のレーザーマーク付き半導体ウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記超音波洗浄を少なくとも５分間施すことを特徴とする請求項２に記載のレーザーマーク付き半導体ウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記超音波洗浄を周波数が３０〜５０ｋＨｚ、出力が８００〜１０００Ｗの超音波を純水に印加して行うことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のレーザーマーク付き半導体ウェーハの製造方法。
【請求項５】
前記アルカリ性水溶液として水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液を用いることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザーマーク付き半導体ウェーハの製造方法。
【請求項６】
前記アルカリ水溶液の濃度を４０〜６０重量％の範囲とすることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のレーザーマーク付き半導体ウェーハの製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のレーザーマーク付き半導体ウェーハの製造方法により製造されたレーザーマーク付き半導体ウェーハ。
【請求項８】
半導体ウェーハにレーザーマークを付す方法であって、半導体ウェーハの表面にラッピングパウダー層が残留している状態で前記半導体ウェーハの表面にレーザーマーキングを施すことを特徴とするレーザーマークを付す方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーマーキングにより発生する飛散粒子の除去工程を含む、レーザーマーク付き半導体ウェーハの製造方法、及びその半導体ウェーハに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザーマークを付した半導体ウェーハの従来の製造方法を、図３を用いて説明する。
まず、単結晶棒からスライスして面取り加工、ラッピングを施した半導体ウェーハ１０を用意する（図３（ａ））。
ここで、ラッピング後の半導体ウェーハ１０には重金属やラップ液に含まれている防錆剤、及び酸化アルミニウム、炭化珪素などからなるラッピングパウダーが付着しているため、それらの付着物（ラッピングパウダー層１１）をアルカリ性水溶液でウェーハ表面をわずかに溶解して除去する必要がある（特許文献１参照）（図３（ｂ））。
【０００３】
次に、レーザーマーキング装置１２によってレーザーマーキングを施す（図３（ｃ））。レーザー光１３によりレーザーマーク１４を形成する。このとき、レーザー光１３で溶融して飛散した粒子（飛散粒子１５）が半導体ウェーハ１０のレーザーマーク１４付近の表面に溶着してしまう（図３（ｄ））。溶着した飛散粒子１５を除去するにあたっては、化学処理では除去し難く、機械的研磨・研削方法（例えば平面研削又はラッピング）が考えられる。
【０００４】
そこで、再度ラッピングを行い飛散粒子１５を除去し（図３（ｅ））、その後洗浄を施してラッピングパウダー層１６を除去する（図３（ｆ））。
このようにして、レーザーマーク付き半導体ウェーハ１７を得る。
【０００５】
しかし、この従来の製造方法では、上記のようにレーザーマーキングの際に飛散粒子（例えばシリコン粒子）が、レーザーマーク付近の半導体ウェーハの表面に溶着してしまい、研磨後の半導体ウェーハの表面の平坦度が低下するおそれがあった。
それらの溶着した飛散粒子は、洗浄又はエッチングでは除去することができないため、半導体ウェーハの表面に酸化膜を形成してレーザーマーキングを施すことにより、溶融した粒子の飛散を減少することができ、また、この酸化膜（犠牲膜）を除去することにより、溶着した発散粒子も除去できる方法が開示されている（特許文献２参照）
【０００６】
しかしながら、前述した半導体ウェーハ表面に犠牲酸化膜を形成してレーザーマーキングを施す方法は、犠牲酸化膜の形成、及び除去するための工程が増えてしまうこと、さらにそれらの工程で専用の装置が必要となり、コストが高くなってしまう問題があった。
【０００７】
また、レーザーマーキングにより発生した飛散粒子を除去する方法として、例えば、平面研削又はラッピングなどの機械的に削る方法が考えられるが、同様に工程が増えること、及びレーザーマーキング時の深さの制御（研削代の分だけより深くレーザーマーキングを施さなければならない）の問題とその深さのばらつきが大きくなってしまうという問題があった。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２４２０８７
【特許文献２】特開２０００−１９５７６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、レーザーマーキングにより発生した飛散粒子を効率良く除去でき、高品質に製造することができるレーザーマーク付き半導体ウェーハの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、レーザーマークを付した半導体ウェーハの製造方法であって、少なくとも、単結晶棒をスライスし、得られた半導体ウェーハにラッピングを施した後、該半導体ウェーハの表面にラッピングパウダー層が残留している状態で前記半導体ウェーハの表面にレーザーマーキングを施し、その後、前記レーザーマーキングにより発生した飛散粒子を前記ラッピングパウダー層とともに除去するアルカリ性水溶液による洗浄を施すことを特徴とするレーザーマーク付き半導体ウェーハの製造方法を提供する（請求項１）。
【００１１】
このように、少なくとも、単結晶棒をスライスし、得られた半導体ウェーハにラッピングを施した後、該半導体ウェーハの表面にラッピングパウダー層が残留している状態で前記半導体ウェーハの表面にレーザーマーキングを施せば、レーザーマーキングにより発生した飛散粒子は前記ラッピングパウダー層上に付着し、ウェーハ表面に溶着しないので、その後のアルカリ性水溶液による洗浄を施すことにより、飛散粒子をラッピングパウダー層とともに除去することが可能である。
【００１２】
また、前記ラッピング後に、前記半導体ウェーハに純水による超音波洗浄を施し、その後、前記レーザーマーキングを施すのが望ましい（請求項２）。
このとき、前記超音波洗浄を少なくとも５分間施すのが望ましい（請求項３）。
さらに、前記超音波洗浄を周波数が３０〜５０ｋＨｚ、出力が８００〜１０００Ｗの超音波を純水に印加して行うのが望ましい（請求項４）。
【００１３】
このように、前記ラッピング後に、前記半導体ウェーハに純水による超音波洗浄を施し、その後、前記レーザーマーキングを施せば、半導体ウェーハの表面に残留したラッピングパウダーなどのうち、余分な量を除去することができ、レーザーマーキングの際にその余分なラッピングパウダー層の塊が落ちて装置が汚されることを防ぐことができる。
そして、この超音波洗浄を少なくとも５分間施せば、ラッピングパウダーの余分な量を除去して必要最低限の量を半導体ウェーハの表面に残留させるととともに、その残留層の厚さをより薄く、均一にすることができ、後工程のアルカリ性水溶液による洗浄で確実に除去することができる。
また、このとき純水に印加する超音波の周波数が３０〜５０ｋＨｚ、出力が８００〜１０００Ｗであれば、上記同様、余分な量を除去して必要最低限の量を残留させ、ラッピングパウダー層をより薄く、均一にすることができる。
【００１４】
次に、前記アルカリ性水溶液として水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液を用いるのが望ましい（請求項５）。
従来の製造方法による、レーザーマーキングによって発生して半導体ウェーハの表面に溶着した飛散粒子は化学処理では除去し難い。しかし、本発明の製造方法において、レーザーマーキング後に飛散粒子は溶着しておらず、アルカリ性水溶液による洗浄で、例えばコストがかかるような特別な溶液や装置を新たに用意することなく、通常用いられる水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液を用いて飛散粒子をラッピングパウダー層とともに除去することができる。
【００１５】
また、前記アルカリ水溶液の濃度を４０〜６０重量％の範囲とすることが望ましい（請求項６）。
このように、前記アルカリ水溶液の濃度が４０重量％以上であれば、洗浄における半導体ウェーハの表面粗さの増大を抑え、それによってレーザーマークの深さのばらつきを減少させることができる。また、６０重量％以下であれば、アルカリ性水溶液の濃度の制御が容易である。
【００１６】
本発明の製造方法により、レーザーマーク付き半導体ウェーハを製造することができる（請求項７）。
本発明の製造方法によって製造されたレーザーマーク付き半導体ウェーハはラッピング後の洗浄など、従来の製造方法では必要とされた工程を行わずに済み、コストを抑え、工程時間を短縮することができ、平坦度も向上し、安価なものとすることが出来るのみならず、レーザーマークの深さも均一で、パーティクルの発生もない高品質のレーザーマーク付き半導体ウェーハとなる。
【００１７】
また、本発明は半導体ウェーハにレーザーマークを付す方法であって、半導体ウェーハの表面にラッピングパウダー層が残留している状態で前記半導体ウェーハの表面にレーザーマーキングを施すことを特徴とするレーザーマークを付す方法を提供する（請求項８）。
【００１８】
このように、半導体ウェーハの表面にラッピングパウダー層が残留している状態で前記半導体ウェーハの表面にレーザーマーキングを施せば、レーザーマーキングにより発生した飛散粒子はラッピングパウダー層上に付着し、前記ウェーハの表面に溶着するのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のように、レーザーマークを付した半導体ウェーハの製造方法として、少なくとも、単結晶棒をスライスし、得られた半導体ウェーハにラッピングを施した後、該半導体ウェーハの表面にラッピングパウダー層が残留している状態で前記半導体ウェーハの表面にレーザーマーキングを施し、その後、前記レーザーマーキングにより発生した飛散粒子を前記ラッピングパウダー層とともに除去するアルカリ性水溶液による洗浄を施せば、飛散粒子は半導体ウェーハではなくラッピングパウダー層に付着し、飛散粒子をラッピングパウダーとともに除去することが可能であり、飛散粒子による半導体ウェーハの平坦度の低下を抑えることができる。
【００２０】
このため、従来の製造方法で必要とされた、ラッピング及び平面研削などの、レーザーマーキング後の飛散粒子を除去する工程や、それらの工程後のアルカリ性水溶液による洗浄工程を削減することができる。さらに、レーザーマーキング後の飛散粒子の除去工程を削減できることによって、レーザーマークの深さのばらつきを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下では、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
半導体ウェーハにレーザーマーキングを施す場合、例えば半導体ウェーハの表面に犠牲酸化膜を形成してレーザーマーキングする方法が開示されているが、犠牲膜の形成、及び除去するための工程が増えてしまうこと、さらにそれらの工程で専用の装置が必要となり、コストが高くなってしまう問題があった。
また、レーザーマーキング後に飛散粒子を除去する方法として、機械的に削る方法が考えられるが、同様に工程が増えること、及びレーザーマーキング時の深さの制御の問題とその深さのばらつきが大きくなってしまうという問題があった。
【００２２】
そこで本発明者らは、レーザーマークを付した半導体ウェーハの製造方法として、少なくとも、単結晶棒をスライスし、得られた半導体ウェーハに面取り加工、ラッピングを施した後、該半導体ウェーハの表面にラッピングパウダー層が残留している状態で前記半導体ウェーハの表面にレーザーマーキングを施し、その後、前記レーザーマーキングにより発生した飛散粒子を前記ラッピングパウダー層とともに除去するアルカリ性水溶液による洗浄を施すレーザーマーク付き半導体ウェーハの製造方法を考え出した。
【００２３】
このような製造方法では、飛散粒子は半導体ウェーハではなくラッピングパウダー層に付着し、ウェーハ表面に直接溶着しないので、その後、飛散粒子をラッピングパウダーとともに洗浄によって除去することが可能であり、飛散粒子による半導体ウェーハの平坦度の低下を抑えることができる。
また、従来の製造方法で必要とされた、ラッピング及び平面研削などのレーザーマーキング後の飛散粒子を除去する工程や、それらの工程後のアルカリ性水溶液による洗浄工程を削減することができる。さらに、レーザーマーキング後の機械的研磨・研削方法による飛散粒子の除去工程を削減できることによって、研削代の分だけより深くレーザーマーキングを施す必要がなく、さらにレーザーマークの深さのばらつきを抑えることができることを見出し、本発明を完成させた。
【００２４】
以下では、本発明の実施の形態について図１、２を用いて説明する。
図１は本発明のレーザーマーク付き半導体ウェーハの製造方法を示す概略工程図である。
まず、単結晶棒からスライスして面取り加工、ラッピングを施した半導体ウェーハ１を用意する（図１（ａ））。ラップ液には、例えば酸化アルミニウムからなるラッピングパウダーが分散された、防錆剤を含むものを使用する。ラッピング後の半導体ウェーハ１の表面にはラッピングパウダーや防錆剤などからなるラッピングパウダー層２が形成されている。
【００２５】
次に、この半導体ウェーハ１に純水による超音波洗浄を施すのが好ましい。ここで図２を用いて純水による超音波洗浄の効果を説明する。
ラッピング後の半導体ウェーハ１’の表面には、上述のラッピングパウダーや防錆剤などが余分に付着しており（ラッピングパウダー層８：片面側だけ描かれている）（図２（ａ））、次の工程のレーザーマーキングの際に、ラッピングパウダー層の塊８’により装置内部３’が汚染される危険性がある（図２（ｂ））。そのため、この余分な量を超音波洗浄によってレーザーマーキングを施す前に除去して、半導体ウェーハ１’の表面に必要最低限なラッピングパウダー層９を残留させる（図２（ｃ））。このとき、半導体ウェーハ１’を純水中で揺動又は回転させることが望ましい。また、超音波洗浄は少なくとも５分間施すのが好ましい。さらに、純水に印加する超音波洗浄の周波数が３０〜５０ｋＨｚ、出力が８００〜１０００Ｗであるとよい。このように、半導体ウェーハ１’を純水中で揺動又は回転させ、さらに比較的長く（好ましくは１０分間）施し、純水に印加する超音波の周波数や出力を上記範囲とすることにより、ラッピングパウダー層９をより薄く、均一にすることができ、後の工程のアルカリ性水溶液による洗浄で確実に除去することができる。尚、水による超音波洗浄はエッチング作用がないため、完全にラッピングパウダー層を除去してしまうことはない。
【００２６】
そして、半導体ウェーハ１の表面をアルカリ又は酸の溶解液で洗浄することなく、ラッピングパウダー層２が残留している状態でレーザーマーキング装置３によってレーザーマーキングを施す（図１（ｂ））。レーザー光４によりレーザーマーク５を形成する。このように、ラッピングパウダー層２を残留させて半導体ウェーハ１の表面にレーザーマーキングを施すことで、レーザー光４により発生した飛散粒子６は半導体ウェーハ１の表面に付着するのではなく、ラッピングパウダー層２の表面に付着することになる（図１（ｃ））。
【００２７】
その後、半導体ウェーハ１の表面にアルカリ性水溶液による洗浄を施す。このように、半導体ウェーハ１の表面を１〜５μｍ程度、アルカリ性水溶液でエッチングすることによって、レーザーマーキングにより発生した飛散粒子６をラッピングパウダー層２とともに除去することができる（図１（ｄ））。
【００２８】
このとき、使用するアルカリ性水溶液は水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム水溶液が好ましい。従来の製造方法では、レーザーマーキングによって半導体ウェーハ１の表面に溶着した飛散粒子６は化学処理では除去し難い。しかし、本発明の製造方法では、飛散粒子はウェーハ１の表面に溶着していないので、例えばコストがかかるような特別な溶液や装置を新たに用意することなく、水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液を用いて飛散粒子６をラッピングパウダー層２とともに除去することができる。これにより、本発明の製造方法の効率性を発揮することができる。
【００２９】
また、洗浄に使用するアルカリ性水溶液の濃度が４０〜６０重量％の範囲であることが望ましい。濃度が４０重量％以上であれば、洗浄による半導体ウェーハ１の表面粗さの増大を抑えることができて、これよりレーザーマーク５の深さのばらつきを減少させることが可能となる。さらに、６０重量％以下であれば、アルカリ性水溶液の濃度の制御が容易である。
【００３０】
また、本発明の製造方法であれば、従来の製造方法では必要とされていた工程を省くことができ、コスト削減や工程時間の短縮につながり、生産性が向上する。
このようにして、本発明の製造方法により、飛散粒子による平坦度の低下を抑え、さらにはレーザーマーク５の深さのばらつきが少ない高品質のレーザーマーク付き半導体ウェーハ７を効率よく製造することができる。
【実施例】
【００３１】
以下に本発明の実施例および比較例をあげてさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
シリコン単結晶棒から切り出されたシリコンウェーハに面取り加工を施して、直径２００ｍｍのシリコンウェーハを作製し、その後、酸化アルミニウムからなるラッピングパウダーが分散された、防錆剤を含むラップ液を用いて、シリコンウェーハの表面を８０μｍラッピングした。
【００３２】
次いで、そのシリコンウェーハに純水による超音波洗浄を５分間行った。超音波は、４０ｋＨｚで振動させ、ウェーハを純水中で揺動又は回転させた。超音波洗浄後、光学顕微鏡を用いてシリコンウェーハの表面を観察したところ、ラッピングパウダー層が残留していることを確認した。
【００３３】
そして、シリコンウェーハの表面にレーザー光（ＹＡＧレーザー：発信波長λ＝１．０６μｍ）を用いて、レーザーマークの深さ７０μｍで所定形状のマーキングを施した。
その後、アルカリ性水溶液（４５重量％の水酸化ナトリウム水溶液）でシリコンウェーハの表面を１μｍ程度溶解させる洗浄を行い、ラッピングパウダー層を除去した。
このシリコンウェーハを純水でリンスした後、レーザーマークを観察した。
【００３４】
実施例１のシリコンウェーハのレーザーマークの観察図を図４に示す。
図４より、飛散粒子がレーザーマーク付近のシリコンウェーハの表面に確認されないことがわかる。このように本発明の製造方法によれば、飛散粒子をラッピングパウダー層の表面に付着させ、アルカリ性水溶液による洗浄によってラッピングパウダー層とともに飛散粒子を除去するため、シリコンウェーハの表面に飛散粒子が付着していない高品質のレーザーマーク付きシリコンウェーハを得ることができる。
【００３５】
（比較例１）
シリコン単結晶棒から切り出されたシリコンウェーハに面取り加工を施して、直径２００ｍｍのシリコンウェーハを作製し、その後、酸化アルミニウムからなるラッピングパウダーが分散された、防錆剤を含むラップ液を用いて、シリコンウェーハの表面を８０μｍラッピングした。ラッピング後にアルカリ性水溶液でシリコンウェーハの表面を洗浄し、ラッピングパウダー等を除去した後、レーザーマーキングを施した。
この後ラッピング又は平面研削をしないで、アルカリ性水溶液でシリコンウェーハの表面を５μｍ程度エッチングして、このシリコンウェーハのレーザーマークを観察した。
【００３６】
比較例１のシリコンウェーハのレーザーマークの観察図を図５に示す。
図５より、レーザーマーク付近に飛散粒子が存在していることが判る。この溶着した飛散粒子はアルカリ性水溶液などの化学処理では取り除くことができない。そのため、飛散粒子を除去するために、レーザーマーキング後に表面にラッピングまたは平面研削を施さなければならない。このため、レーザーマークの深さのばらつきが増大し、また、予め研削代を考慮に入れて、より深くレーザーマーキングを施しておく必要があることが判る。さらに、それらの工程後に、再度、アルカリ性水溶液で洗浄する工程が追加される。
【００３７】
実施例、比較例より、本発明の製造方法では、例えばラッピング後のアルカリ性水溶液による洗浄工程、レーザーマーキング後のラッピング・研削工程を削減することができて、効率良く、かつレーザーマーキング後にアルカリ性水溶液で洗浄することで高品質のレーザーマーク付き半導体ウェーハを製造することができることが判る。
【００３８】
なお、本発明は、上記形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明のレーザーマーク付き半導体ウェーハの製造方法の概略工程図である。
【図２】超音波洗浄による効果を示す説明図である。
【図３】従来のレーザーマーク付き半導体ウェーハの製造方法の概略工程図である。
【図４】実施例１のシリコンウェーハのレーザーマークの観察結果である。
【図５】比較例１のシリコンウェーハのレーザーマークの観察結果である。
【符号の説明】
【００４０】
１、１’、１０…半導体ウェーハ、
２、８、９、１１、１６…ラッピングパウダー層、
３、１２…レーザーマーキング装置、  ３’…装置内部、
４、１３…レーザー光、  ５、１４…レーザーマーク、
６、１５…飛散粒子、  ７、１７…レーザーマーク付き半導体ウェーハ、
８’…ラッピングパウダー層の塊。
【図１】
2006186173.tif 000003
【図２】
2006186173.tif 000004
【図３】
2006186173.tif 000005
【図４】
2006186173.tif 000006
【図５】
2006186173.tif 000007