(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザマーキング時における印字部位周辺の微小な凹凸隆起部及び印字する際に飛び散るＳｉ切れ刃の溶着等の影響をなくし、印字部位近傍の平坦度の悪化を防ぐ。【解決手段】レーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法であって、単結晶インゴットから円板状のウェーハを切り出すスライス工程と、前記切り出されたウェーハの厚みをそろえる平坦化工程と、前記ウェーハを識別するためのレーザマークを、前記厚ウェーハの表面にレーザで印字するレーザマーク印字工程と、前記ウェーハの少なくともレーザマークを付した表面を、レーザマーク印字部位周辺の凹凸隆起部の除去とともにレーザマーク印字部位の深さの維持を考慮した所定の厚さだけ研削する研削工程と、前記研削後のウェーハの少なくともレーザマーク印字部位をエッチングするエッチング工程と、前記エッチング後のウェーハの表面を、砥粒を含まない研磨液により研磨する研磨工程と、を含む。【選択図】図２
2011029355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法であって、単結晶インゴットから円板状のウェーハを切り出すスライス工程と、前記切り出された円板状のウェーハの厚みをそろえる平坦化工程と、前記ウェーハを識別するためのレーザマークを、前記厚みをそろえたウェーハの表面にレーザで印字するレーザマーク印字工程と、前記レーザマークを付されたウェーハの少なくともレーザマークを付した表面を、レーザマーク印字部位周辺の凹凸隆起部の除去とともにレーザマーク印字部位の深さの維持を考慮した所定の厚さだけ研削する研削工程と、前記研削後のウェーハの少なくともレーザマーク印字部位をエッチングするエッチング工程と、前記エッチング後のウェーハの表面を、砥粒を含まない研磨液により研磨する研磨工程と、を含むことを特徴とするレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記研削工程における研磨すべき所定の厚さが、５〜５０μｍである請求項１に記載のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記平坦化工程を、前記切り出されたウェーハの両面をラッピングすることで行う請求項１または２に記載のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記レーザマーク印字工程におけるレーザマークの印字を、ウェーハの表面であってノッチ近傍に形成する請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法。
【請求項５】
前記エッチング工程を、アルカリ溶液を用いて行う請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法。
【請求項６】
前記研磨工程が、砥粒を含まない研磨液により、ウェーハの両面を同時に１次研磨する両面１次研磨工程と、砥粒を含まない研磨液により、両面を１次研磨されたウェーハの少なくとも片面を片面ずつ仕上げ研磨する片面仕上げ研磨工程と、を含む請求項１〜５のいずれか１項に記載のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザマークをウェーハのノッチ近傍に形成してなるレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザマークをウェーハのノッチ近傍に形成してなるレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法の一例として、単結晶インゴットから円板状のウェーハを切り出すスライス工程と、前記切り出された円板状のウェーハの厚みをそろえるラッピング工程と、を得た後、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ウェーハの表面にレーザマーキングを施し、その後、レーザマーキングにより発生した飛散粒子を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製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８６１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の方法では、レーザマーキングにより発生した除去すべき飛散粒子等を、アルカリ性水溶液による洗浄により、ラッピングパウダー層とともに除去している。そして、アルカリ性水溶液による洗浄後、砥粒を含む研磨液を利用した研磨を行って、最終的な半導体ウェーハを作製している。この場合、レーザマーキングによる発生した飛散粒子の影響は全く確認できず、レーザマーキングを付した箇所でも平坦度が良好な半導体ウェーハを得ることができた。
【０００５】
しかしながら、半導体ウェーハの製造方法をさらに検討していく中で、レーザマーキング、アルカリ性水溶液による洗浄の後に実施する砥粒を含む研磨液を利用した研磨に代えて、砥粒を含まない研磨液を利用した研磨を行うと、砥粒を含む研磨液を利用した研磨では問題にならなかったレーザマーキングに起因する飛散粒子等が残る問題が発生することがわかった。特に、レーザマーキングによる印字部位周辺の微小な凹凸隆起部、及び、印字する際に飛び散るＳｉ切れ刃の溶着等の影響が発生するようになっていた。
【０００６】
本発明は、上記の課題を鑑みなされたもので、レーザマーキング時における印字部位周辺の微小な凹凸隆起部及び印字する際に飛び散るＳｉ切れ刃の溶着等の影響をなくし、印字部位近傍の平坦度の悪化を防ぐことができるレーザ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目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者は、上記の課題を解決するためのレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法について鋭意検討を行った。その結果、従来のレーザマーキング後のアルカリ性水溶液による洗浄のみでは、レーザマーキング時における印字部位周辺の微小な凹凸隆起部及び印字する際に飛び散るＳｉ切れ刃の溶着等の影響を除くことができないことがわかった。そして、従来用いられていた砥粒を含む研磨液による研磨では、砥粒による機械的な研磨により上記課題をなくすことができていたが、砥粒を含まない研磨液による研磨を用いた場合は、アルカリ性水溶液による洗浄で完全に除くことができなかったレーザマーキング時における印字部位周辺の微小な凹凸隆起部及び印字する際に飛び散るＳｉ切れ刃の溶着等の影響がそのまま残っていることを見出した。
【０００８】
本発明は、上記知見に基づくもので、その要旨構成は次のとおりである。
（１）レーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法であって、単結晶インゴットから円板状のウェーハを切り出すスライス工程と、前記切り出された円板状のウェーハの厚みをそろえる平坦化工程と、前記ウェーハを識別するためのレーザマークを、前記厚みをそろえたウェーハの表面にレーザで印字するレーザマーク印字工程と、前記レーザマークを付されたウェーハの少なくともレーザマークを付した表面を、レーザマーク印字部位周辺の凹凸隆起部の除去とともにレーザマーク印字部位の深さの維持を考慮した所定の厚さだけ研削する研削工程と、前記研削後のウェーハの少なくともレーザマーク印字部位をエッチングするエッチング工程と、前記エッチング後のウェーハの表面を、砥粒を含まない研磨液により研磨する研磨工程と、を含むことを特徴とするレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法。
【０００９】
（２）前記研削工程における研磨すべき所定の厚さが、５〜５０μｍである（１）に記載のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法。
【００１０】
（３）前記平坦化工程を、前記切り出されたウェーハの両面をラッピングすることで行う（１）または（２）に記載のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法。
【００１１】
（４）前記レーザマーク印字工程におけるレーザマークの印字を、ウェーハの表面であってノッチ近傍に形成する（１）〜（３）のいずれか１に記載のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法。
【００１２】
（５）前記エッチング工程を、アルカリ溶液を用いて行う請求項（１）〜（４）のいずれか１に記載のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法。
【００１３】
（６）前記研磨工程が、砥粒を含まない研磨液により、ウェーハの両面を同時に１次研磨する両面１次研磨工程と、砥粒を含まない研磨液により、両面を１次研磨されたウェーハの少なくとも片面を片面ずつ仕上げ研磨する片面仕上げ研磨工程と、を含む請求項（１）〜（５）のいずれか１に記載のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法によれば、レーザマーク印字工程の後に、レーザマークを付されたウェーハの少なくともレーザマークを付した表面を、レーザマーク印字部位周辺の凹凸隆起部の除去とともにレーザマーク印字部位の深さの維持を考慮した所定の厚さだけ研削する研削工程を行うことで、その後の研磨工程において砥粒を含まない研磨液を利用した研磨をした場合でも、レーザマーキング時における印字部位周辺の微小な凹凸隆起部及び印字する際に飛び散るＳｉ切れ刃の溶着等の影響をなくし、印字部位近傍の平坦度の悪化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法における製造対象となるレーザマーク付き半導体ウェーハの一例を説明するための図である。
【図２】本発明のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法における各工程の一例を示す工程フローチャートである。
【図３】レーザマーク印字工程により形成されたレーザマークの一例を説明するための図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明例の半導体ウェーハにおける工程フロー中のレーザマークの状態の一例を示す光学顕微鏡写真である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ参考例の半導体ウェーハにおける工程フロー中のレーザマークの状態の一例を示す光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法における製造対象となるレーザマーク付き半導体ウェーハの一例を説明するための図である。図１に示す例において、ウェーハ１の外周の一部に、各工程中でウェーハ１の向きを合わせるための切り欠きからなるノッチ２を設けている。ウェーハ１を識別するため、ノッチ２の近傍にレーザマーク印字部３を設けている。レーザマーク印字部３の大きさは一例として２ｍｍ×２０ｍｍ程度である。レーザマーク印字部３には、図中拡大して示した部分からわかるように、レーザでショットしたレーザマーク（ドット）４の複数個の集合として、文字やバーコード等が印字されている。レーザマーク印字部３に印字された文字やバーコード等は、各工程において読み取られ、ウェーハ１の品質等を識別するために利用されている。このように、レーザマーク印字部３を設けたウェーハ１を、本発明の製造対象となるレーザマーク付き半導体ウェーハとする。
【００１８】
図２は本発明のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法における各工程の一例を示す工程フローチャートである。図２の工程フローチャートに従って説明すると、本発明のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法は、単結晶インゴットから円板状のウェーハを切り出すスライス工程（ステップ１）と、切り出された円板状のウェーハの厚みをそろえる平坦化工程（ステップ２）と、ウェーハを識別するためのレーザマークを、厚みをそろえたウェーハの表面にレーザで印字するレーザマーク印字工程（ステップ３）と、レーザマークを付されたウェーハの少なくともレーザマークを付した表面を、レーザマーク印字部位周辺の凹凸隆起部の除去とともにレーザマーク印字部位の深さの維持を考慮した所定の厚さだけ研削する研削工程（ステップ４）と、研削後のウェーハの少なくともレーザマーク印字部位をエッチングするエッチング工程（ステップ５）と、エッチング後のウェーハの表面を、砥粒を含まない研磨液により研磨する研磨工程（ステップ６）と、を含んで構成される。
【００１９】
次に、図２に工程フローを示す、本発明のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法の各工程について説明する。
【００２０】
＜スライス工程＞
本発明のスライス工程（ステップ１）は、研削液を供給しながらワイヤソーを結晶性インゴットに接触させて切断するか、あるいは、円周刃を用いて結晶性インゴットを切断することによって、円板状のウェーハを切り出す工程である。なお、後の平坦化工程（ステップ２）での処理負荷を小さくするために、スライス工程後の半導体ウェーハは、シリコン単結晶インゴットが代表的であるが、特に限定はされず、太陽電池用シリコン多結晶インゴットなどであっても構わない。
【００２１】
＜平坦化工程＞
本発明の平坦化工程（ステップ２）は、スライス工程で切り出されたウェーハの表面にラッピングを施すことによって、ウェーハの平坦度を向上させるとともに、ウェーハの最終厚さに近づけるための工程である。ラッピングを施す場合、好ましくは、＃１０００〜１５００の範囲である遊離砥粒を用いてラッピングする。また、ラッピングに代えて、平面研削盤又は両面同時平面研削盤を用いた研削工程により、ウェーハの高精度な平坦化を行い、ウェーハの厚さのバラツキやうねりを小さくするような技術が採用されることもある。ラッピングはウェーハの両面でも片面でも良いが、両面に対しラッピングした方が平坦度の点でより好ましい。
【００２２】
＜レーザマーク印字工程＞
本発明のレーザマーク印字工程（ステップ３）は、ウェーハを識別するためのレーザマークを、平坦化工程による平坦化後のウェーハの表面にレーザで印字する工程である。印字位置は、ウェーハ表面の外周部であってノッチ近傍の位置である。例えば、出力１０〜１００ＷのＮｄ：ＹＡＧレーザをウェーハ表面のレーザマーク印字部に複数回照射して、レーザマークにより所定の文字やバーコードを形成する。レーザマークの深さは５〜１００μｍ程度である。
【００２３】
＜研削工程＞
本発明の研削工程（ステップ４）は、レーザマークを付されたウェーハの少なくともレーザマークを付した表面を所定の厚さだけ研削する工程である。研削方法の一例は、以下の通りである。研削方法は、ウェーハ表面を研削できる方法であればよく、例えば、ウェーハをチャックテーブル上に載置して、チャックテーブルを高速回転させると共に、カップ型の砥石をウェーハ表面に接触させて研削を行うインフィード型平面研削などを採用することができる。
【００２４】
本発明の研削工程で重要なのは、研削して除去するウェーハの厚みである。図３はレーザマーク印字工程により形成されたレーザマークの一例を説明するための図である。図３に示す例において、レーザ照射により形成されるレーザマーク１１では、レーザの熱によりレーザマーク印字部位周辺に斜線で示した変質部位が形成される。そのため、このレーザの熱に起因して生成される変質部位により、レーザマーク印字部位周辺に凹凸隆起部１２が形成される。そこで、この変質部位に起因する凹凸隆起部１２の厚さｔ１の分は研削して除去することが好ましい。一方、厚さｔ１の分を除去した場合の研削後のレーザマークの深さｔ２をあまり浅くすると、レーザマークにより印字された内容を読み取ることができず、ウェーハの識別ができなくなる。そのため、本発明では、研削代を、レーザマーク印字部位周辺の凹凸隆起部１２の除去とともにレーザマーク印字部位の深さの維持を考慮した所定の厚さｔ１としている。具体的には、厚さｔ１を５〜５０μｍとすることが好ましい。
【００２５】
＜エッチング工程＞
本発明のエッチング工程（ステップ５）は、研削後のウェーハの少なくともレーザマーク印字部位をエッチングする工程である。エッチングの一例としては、レーザマーキング後研削工程を経たウェーハを、エッチング槽に充填されたエッチング液に浸して保持し、ウェーハを回転させながらエッチングする方法を用いることができる。エッチング液としては、アルカリ性のエッチング液を用いることが好ましく、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム水溶液からなるエッチング液を用いることが更に好ましい。このエッチング工程により、研削工程で除去されず残った凹凸隆起部や飛散粒子がある場合、それらを除去することができる。
【００２６】
＜無砥粒研磨工程＞
本発明の無砥粒研磨工程（ステップ６）は、エッチング後のウェーハの表面を、砥粒を含まない研磨液により研磨する工程である。本発明の無砥粒研磨工程で重要なのは、研磨方法は従来と同じ研磨方法を用いるが、従来砥粒を含んだ研磨液を用いて研磨装置により研磨を行っていた点を、本発明では砥粒を含まない研磨液を用いて研磨装置により研磨を行う点に変更したことにある。
【００２７】
本発明の無砥粒研磨工程では、一般に１次研磨、２次研磨（仕上げ研磨）からなる多段研磨が行われる。ここで、１次研磨は、砥粒を含まない研磨液により、ウェーハの両面を同時に１次研磨する両面１次研磨工程とすることが好ましい。この１次研磨は、装置内にウェーハを保持し、砥粒を含まない研磨液を供給しながら、研磨布が展張された上定盤および下定盤を各ウェーハの表裏両面に押し付け、保持したウェーハを自転、公転させる。これにより、各ウェーハの表裏面が同時に研磨される。２次研磨は、両面を１次研磨されたウェーハの少なくとも片面を片面ずつ仕上げ研磨する片面仕上げ研磨工程とすることが好ましい。この２次研磨においては、片面のみの研磨及び両面の研磨の両者を含む。両面研磨をする場合は、一方の表面の研磨を行った後他方の表面の研磨を行う。
【００２８】
上述した本発明のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法によれば、ウェーハを識別するためのノッチ近傍にレーザでショットし印字するレーザマーク印字工程（ステップ３）の後であってエッチング工程（ステップ５）の前に、高精度かつ低歪みに少なくともレーザマーク印字部を含む片面あるいは両面を仕上げ研削する研削工程（ステップ４）を実施することで、ウェーハ表面とレーザマーク印字部位界面での微小な凹凸隆起部及び飛び散るＳｉ切れ刃の溶着を削り取ることができる。そのため、その後砥粒を含まない無砥粒研磨工程（ステップ６）を実施しても、最終的な半導体ウェーハにおけるレーザマーキングに起因する平坦度の悪化を防ぐことができる。
【実施例】
【００２９】
以下、実際の例について説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３０】
（実施例１）
図２に示した本発明の工程フローに従って、単結晶インゴットから円板状のウェーハを切り出すスライス工程（ステップ１）と、切り出された円板状のウェーハの厚みをそろえる平坦化工程（ステップ２）と、ウェーハを識別するためのレーザマークを、厚みをそろえたウェーハの表面にレーザで印字するレーザマーク印字工程（ステップ３）と、レーザマークを付されたウェーハの少なくともレーザマークを付した表面を、レーザマーク印字部位周辺の凹凸隆起部の除去とともにレーザマーク印字部位の深さの維持を考慮した所定の厚さだけ研削する研削工程（ステップ４）と、研削後のウェーハの少なくともレーザマーク印字部位をエッチングするエッチング工程（ステップ５）と、エッチング後のウェーハの表面を、砥粒を含まない研磨液により研磨する無砥粒研磨工程（ステップ６）とを順次実施することによって、本発明例の半導体ウェーハを作製した。
【００３１】
そして、工程フロー中のレーザマークの状態を、レーザマーク印字工程（ステップ３）終了後、研削工程（ステップ４）終了後、及び、無砥粒研磨工程（ステップ６）終了後のそれぞれにおいて光学顕微鏡を用いて観察した。また、最終的に得られた半導体ウェーハの平坦度を、静電容量厚みセンサー計を用いて測定した。
【００３２】
図４（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明例の半導体ウェーハにおける工程フロー中のレーザマークの状態を光学顕微鏡で観察した結果を示すものであり、（ａ）はレーザマーク印字工程（ステップ３）終了後のレーザマークの状態を、（ｂ）は研削工程（ステップ４）終了後のレーザマークの状態を、（ｃ）は無砥粒研磨工程（ステップ６）終了後のレーザマークの状態を示している。図４（ａ）〜（ｃ）の結果から明らかなように、レーザマーク印字工程終了後のレーザマーク印字部位周辺で観察された凹凸隆起部（外縁部で薄く透けて見える部分）が、研削工程終了後には完全に削り取られ、無砥粒研磨後もその状態が保たれていることがわかる。また、最終的に得られた半導体ウェーハの平坦度は０．５μｍ未満であり、良好であることがわかった。
【００３３】
（参考例１）
図２に示した本発明の工程フローから研削工程（ステップ４）を実施しない工程フローに従って、単結晶インゴットから円板状のウェーハを切り出すスライス工程（ステップ１）と、切り出された円板状のウェーハの厚みをそろえる平坦化工程（ステップ２）と、ウェーハを識別するためのレーザマークを、厚みをそろえたウェーハの表面にレーザで印字するレーザマーク印字工程（ステップ３）と、研削後のウェーハの少なくともレーザマーク印字部位をエッチングするエッチング工程（ステップ５）と、エッチング後のウェーハの表面を、砥粒を含まない研磨液により研磨する無砥粒研磨工程（ステップ６）とを順次実施することによって、参考例の半導体ウェーハを作製した。
【００３４】
そして、工程フロー中のレーザマークの状態を、レーザマーク印字工程（ステップ３）終了後、エッチング工程（ステップ５）終了後、及び、無砥粒研磨工程（ステップ６）終了後のそれぞれにおいて光学顕微鏡を用いて観察した。また、最終的に得られた半導体ウェーハの平坦度を、静電容量厚みセンサー計を用いて測定した。
【００３５】
図５（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ参考例の半導体ウェーハにおける工程フロー中のレーザマークの状態を光学顕微鏡で観察した結果を示すものであり、（ａ）はレーザマーク印字工程（ステップ３）終了後のレーザマークの状態を、（ｂ）はエッチング工程（ステップ５）終了後のレーザマークの状態を、（ｃ）は無砥粒研磨工程（ステップ６）終了後のレーザマークの状態を示している。図５（ａ）〜（ｃ）の結果から明らかなように、レーザマーク印字工程終了後のレーザマーク印字部位周辺の凹凸隆起部が、エッチング工程終了後には完全にエッチングされておらず、無砥粒研磨後もその状態が保たれており、凹凸隆起部が残っていることがわかる。また、最終的に得られた半導体ウェーハの平坦度は１μｍを超え、悪化していることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明のレーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法によれば、研磨工程において砥粒を含まない研磨液を利用した研磨をした場合でも、レーザマーキング時における印字部位周辺の微小な凹凸隆起部及び印字する際に飛び散るＳｉ切れ刃の溶着等の影響をなくし、印字部位近傍の平坦度の悪化を防ぐことが可能となった。
【符号の説明】
【００３７】
１  ウェーハ
２  ノッチ
３  レーザ印字部
４、１１  レーザマーク
１２  凹凸隆起部
【図１】
2011029355.tif 000003
【図２】
2011029355.tif 000004
【図３】
2011029355.tif 000005
【図４】
2011029355.tif 000006
【図５】
2011029355.tif 000007