(57)【要約】【課題】デバイス形成予定領域を広く確保できるウェーハの製造方法を提供する。【解決手段】インゴット（１１）の結晶方位を検出する結晶方位検出ステップと、結晶方位検出ステップで検出した結晶方位をもとに、インゴットの伸長方向に沿って結晶方位を示すマーク（１３）を形成するマーク形成ステップと、インゴットをスライスして複数のウェーハ（２１）を製造するスライスステップと、を備え、マーク形成ステップでは、インゴットに対して透過性を有する波長のレーザービーム（Ｌ）の集光点をデバイス形成予定領域（２３）の外周部分に相当するインゴット内部に位置付けた状態で、インゴットの伸長方向に沿ってレーザービームを相対移動させることでインゴット内部に結晶方位を示すマークを形成する構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスが形成されるデバイス形成予定領域を有したウェーハの製造方法であって、
インゴットの結晶方位を検出する結晶方位検出ステップと、
該結晶方位検出ステップで検出した結晶方位をもとに、該インゴットの伸長方向に沿って結晶方位を示すマークを形成するマーク形成ステップと、
該マーク形成ステップを実施した後、該インゴットをスライスして複数のウェーハを製造するスライスステップと、を備え、
該マーク形成ステップでは、該インゴットに対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点を該デバイス形成予定領域の外周部分に相当する該インゴット内部に位置付けた状態で、該インゴットの伸長方向に沿ってレーザービームを相対移動させることで該インゴット内部に結晶方位を示す該マークを形成することを特徴とする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、シリコンウェーハに代表されるウェーハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス（以下、デバイス）の材料となるウェーハは、通常、シリコン、シリコンカーバイド、ガリウムナイトライド等の半導体でなるインゴットを、バンドソーやワイヤーソー等の工具で切り出した後に表裏面を研磨することで製造される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このウェーハの外周部分には、ノッチやオリエンテーションフラット等と呼ばれる結晶方位を示すマークが形成されており、デバイスの製造工程で使用される装置に対してウェーハの向きや位置を合せることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２５６２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した結晶方位を示すマークは、ウェーハを切り欠くことによって形成されるので、このマークを設けた領域にはデバイスを作り込むことができない。すなわち、マークが占める面積の分だけデバイス形成予定領域が狭くなり、チップの取り数は減少してしまう。
【０００６】
本発明はかかる問題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、デバイス形成予定領域を広く確保できるウェーハの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、デバイスが形成されるデバイス形成予定領域を有したウェーハの製造方法であって、インゴットの結晶方位を検出する結晶方位検出ステップと、該結晶方位検出ステップで検出した結晶方位をもとに、該インゴットの伸長方向に沿って結晶方位を示すマークを形成するマーク形成ステップと、該マーク形成ステップを実施した後、該インゴットをスライスして複数のウェーハを製造するスライスステップと、を備え、該マーク形成ステップでは、該インゴットに対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点を該デバイス形成予定領域の外周部分に相当する該インゴット内部に位置付けた状態で、該インゴットの伸長方向に沿ってレーザービームを相対移動させることで該インゴット内部に結晶方位を示す該マークを形成することを特徴とするウェーハの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のウェーハの製造方法は、インゴットに対して透過性を有する波長のレーザービームを照射して結晶方位を示すマークを形成するので、ノッチやオリエンテーションフラットより小型のマークを容易に形成できる。よって、ノッチやオリエンテーションフラットを形成する場合に比べて、デバイス形成予定領域を広く確保できる。
【０００９】
また、ノッチやオリエンテーションフラットを形成すると、切り欠きによって発生する粉塵がウェーハに付着し易くなるが、本発明のウェーハの製造方法では、ウェーハを切り欠くことなくマークを形成するので、ウェーハへの粉塵の付着を抑制できる。これにより、後に形成されるデバイスが不良となる可能性を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１（Ａ）は、本実施の形態に係るマーク形成ステップを模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、マーク形成ステップを模式的に示す一部断面側面図である。
【図２】本実施の形態に係るスライスステップを模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るウェーハの製造方法は、結晶方位検出ステップ、マーク形成ステップ（図１参照）、スライスステップ（図２参照）を含む。
【００１２】
結晶方位検出ステップでは、半導体でなるインゴットの結晶方位を検出する。マーク形成ステップでは、インゴットに対して透過性を有する波長のレーザービームを照射して、インゴットの内部に結晶方位を示すマークを形成する。スライスステップでは、インゴットを複数のウェーハにスライスする。以下、本実施の形態に係るウェーハの製造方法について詳述する。
【００１３】
本実施の形態のウェーハの製造方法では、まず、インゴットの結晶方位を検出する結晶方位検出ステップを実施する。本実施の形態で使用されるインゴット１１（図１参照）は、シリコン、シリコンカーバイド、ガリウムナイトライド等の半導体を、チョクラルスキー法（Ｃｚ法）等によって結晶成長させた円柱状の塊であり、例えば、単結晶に極めて近い結晶構造を有している。
【００１４】
このインゴット１１の外周の直径は、製造されるウェーハ２１（図２参照）の直径に対応しており、例えば、１５０ｍｍ（６インチ）、２００ｍｍ（８インチ）、３００ｍｍ（１２インチ）、４５０ｍｍ（１８インチ）等である。なお、インゴット１１の外周面（側面）は、ウェーハ２１に応じた直径となるようにあらかじめ研磨されている。
【００１５】
結晶方位検出ステップでは、上述したインゴット１１の結晶方位を、Ｘ線回折法等によって検出する。インゴット１１が単結晶シリコンでなる場合には、例えば、＜１００＞、＜１１０＞、＜１１１＞等の結晶方位を検出すれば良い。ただし、検出する結晶方位は特に限定されず、インゴット１１の種類等に応じて変更できる。
【００１６】
結晶方位検出ステップの後には、インゴット１１の内部に結晶方位を示すマークを形成するマーク形成ステップを実施する。図１（Ａ）は、マーク形成ステップを模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、マーク形成ステップを模式的に示す一部断面側面図である。
【００１７】
マーク形成ステップは、図１に示すレーザー加工装置２で実施される。レーザー加工装置２は、インゴット１１を保持する保持テーブル（不図示）を備えている。保持テーブルは、モータ等の回転機構（不図示）と連結されており、鉛直軸の周りに回転する。また、保持テーブルの下方には、移動機構（不図示）が設けられており、保持テーブルは、この移動機構で水平方向に移動する。
【００１８】
保持テーブルの上方には、レーザー加工ヘッド４が配置されている。レーザー加工ヘッド４は、レーザー発振器（不図示）で発振されたレーザービームＬを、保持テーブル４に保持されたインゴット１１の外周面（側面）に照射すると共に、インゴット１１の内部に集光させる。
【００１９】
マーク形成ステップでは、まず、インゴット１１の伸長方向Ｄが水平となるように、インゴット１１を保持テーブルに保持させる。次に、保持テーブルを移動させて、あらかじめ設定しておいたマーク形成領域上にレーザー加工ヘッド４を位置付けると共に、保持テーブルを回転させて、インゴット１１の伸長方向Ｄに移動機構の移動方向を合わせる。
【００２０】
マーク形成領域は、マーク形成ステップにおいて結晶方位を示すマークが形成される領域であり、結晶方位検出ステップで検出された結晶方位に基づいて任意に設定される。本実施の形態では、マーク形成領域を、インゴット１１の伸長方向Ｄに沿う直線状の領域とする。
【００２１】
その後、レーザー加工ヘッド４からインゴット１１に向けてレーザービームＬを照射すると共に、保持テーブル及びレーザー加工ヘッド４を水平方向に相対移動させる。レーザービームＬの集光点は、インゴット１１の内部であって、ウェーハ２１においてデバイスが形成されるデバイス形成予定領域２３（図２参照）の外周部分に位置付けておく。
【００２２】
レーザービームＬの波長は、インゴット１１に吸収され難い波長（透過性を有する波長）とする。このような波長のレーザービームＬをインゴット１１の内部に集光させると、集光点付近を多光子吸収によって改質できる。
【００２３】
よって、上述のように、インゴット１１の伸長方向Ｄに沿ってレーザービームＬを相対移動させながら照射することで、インゴット１１の伸長方向Ｄに沿って線状に改質されたマーク１３を形成できる。
【００２４】
インゴット１１が単結晶シリコンでなる場合、例えば、ＹＡＧ又はＹＶＯ４パルスレーザー発振器をレーザー発振器として用い、１０６４ｎｍの波長のレーザービームＬを１μｍ程度のスポット径となるように集光することで、良好なマーク１３を形成できる。ただし、マーク１３の形成条件はこれに限定されない。
【００２５】
このように形成されたマーク１３は、例えば、インゴット１１（すなわち、ウェーハ２１）に対して透過性を有する波長に感度のある検出装置で検出できる。例えば、インゴット１１が単結晶シリコンでなる場合には、赤外領域に感度のあるＩＲカメラを用いてマーク１３を検出できる。
【００２６】
マーク形成ステップの後には、インゴットを複数のウェーハ２１にスライスするスライスステップを実施する。図２は、スライスステップを模式的に示す斜視図である。スライスステップは、例えば、ワイヤーソー（不図示）を用いて実施される。
【００２７】
ワイヤーソーは、例えば、直径が１５０μｍ程度のピアノ線である。このワイヤーソーを用いると、スライスによるロスを２００μｍ以下に抑えることができる。そのため、ワイヤーソーは、より多くのウェーハ２１を切り出すために有効である。ただし、スライスステップにはワイヤーソー以外の工具を使用しても良い。
【００２８】
図２に示すように、インゴット１１をスライスした円盤状のウェーハ２１は、上述したマーク形成ステップにおいて形成された結晶方位を示すマーク１３を備えている。マーク１３は、ウェーハ２１の中央に位置するデバイス形成予定領域２３の外周部分に設けられており、マーク１３のサイズは、ノッチやオリエンテーションフラットと比較して十分に小さくなっている。
【００２９】
例えば、マーク１３は、集光点におけるレーザービームのスポット径（代表的には、１μｍ）と同程度の大きさに形成される。そのため、ノッチやオリエンテーションフラットを形成する場合に比べて、デバイス形成予定領域２３を広く確保できる。なお、マーク１３はインゴット１１を切り欠くことなく形成されるので、本実施の形態に係るウェーハの製造方法は、粉塵低減の点でも有用である。
【００３０】
スライスステップの後には、研削工程、研磨工程、外周研磨工程、エッチング工程、鏡面研磨工程等を任意に実施する。このような工程で製造されたウェーハ２１は、ＩＣをはじめとするデバイスの材料として使用される。
【００３１】
以上のように、本実施の形態に係るウェーハの製造方法は、インゴット１１に対して透過性を有する波長のレーザービームＬを照射して結晶方位を示すマーク１３を形成するので、ノッチやオリエンテーションフラットより小型のマーク１３を容易に形成できる。よって、ノッチやオリエンテーションフラットを形成する場合に比べて、デバイス形成予定領域２３を広く確保できる。
【００３２】
また、ノッチやオリエンテーションフラットを形成すると、切り欠きによって発生する粉塵がウェーハ２１に付着し易くなるが、本実施の形態に係るウェーハの製造方法では、ウェーハ２１を切り欠かずにマーク１３を形成するので、ウェーハ２１への粉塵の付着を抑制できる。これにより、後に形成されるデバイスが不良となる可能性を低く抑えることができる。
【００３３】
なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、ウェーハ２１の１箇所にマーク１３を形成する例を示しているが、ウェーハ２１の複数の箇所にマーク１３を形成しても良い。この場合、例えば、ウェーハの導電性等に応じて、マーク１３の形成位置を設定することもできる。
【００３４】
また、上記実施の形態では、マーク形成ステップにおいて、インゴット１１を横に寝かせるように配置して、レーザービームＬを水平方向に走査する態様を示しているが、本発明はこれに限定されない。少なくとも、マーク形成領域（代表的には、インゴット１１の伸長方向Ｄに沿う直線状の領域）にレーザービームＬを照射できれば良く、例えば、インゴット１１を立てるように配置して、レーザービームＬを鉛直方向に走査させても良い。
【００３５】
その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【００３６】
１１  インゴット
１３  マーク
２１  ウェーハ
２３  デバイス形成予定領域
２  レーザー加工装置
４  レーザー加工ヘッド
Ｄ  伸長方向
Ｌ  レーザービーム
【図１】
2015079791.tif 000003
【図２】
2015079791.tif 000004