(57)【要約】【課題】窒可視光を吸収しない透明な単結晶ウェハに対するマーキング方法に関し、より効率的なマーキング方法を提供する。【解決手段】本発明のマーキング方法は、可視光に対して透明な単結晶半導体のインゴットを円柱形状に加工する工程と、前記インゴットの上面から底面に向かう方向に沿って、一定間隔を置いてマーキングする工程と、前記マーキングとマーキングの間を、前記上面及び底面に対して対向する面に沿って前記インゴットを切断する工程と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光に対して透明な単結晶半導体のインゴットを円柱形状に加工する工程と、
前記円柱形状に加工されたインゴットの上面から底面に向かう方向に沿って、一定間隔を置いてマーキングする工程と、
前記マーキングされたインゴットの前記マーキングとマーキングの間を、前記上面及び底面に対して対向する面に沿って前記インゴットを切断し、ウェハとする工程と、
を備えることを特徴とする単結晶半導体ウェハのマーキング方法。
【請求項２】
前記マーキングがフェムト秒レーザーを用いて改質領域を形成することである請求項１記載の単結晶半導体ウェハのマーキング方法。
【請求項３】
前記マーキングする工程の前に、前記インゴットの結晶方位を測定する工程を更に備えることを特徴とする請求項１または２記載の単結晶半導体ウェハのマーキング方法。
【請求項４】
前記単結晶半導体が窒化アルミニウム単結晶であることを特徴とする請求項１乃至３記載の単結晶半導体ウェハのマーキング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶ウェハのマーキング方法に関し、特に、可視光を吸収しない透明な単結晶ウェハに対するマーキング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン（Ｓｉ）やガリウム砒素（ＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの半導体ウェハは、ウェハの一部に結晶方位や製造ロットの識別のために、文字や記号などのマークを入れるマーキングを行うことがある。
【０００３】
例えば、ＳｉやＧａＡｓなどの不透明なウェハではＹＡＧレーザ（λ＝１．０６μｍ）を用いてウェハ表面に文字や記号などをマーキングしている。
【０００４】
しかし、ＧａＮやＡｌＮなどの可視光に対して透明なウェハの場合はＹＡＧレーザーを用いることはできなかった。そこで、特許文献１記載のＧａＮウェハへのマーキング方法では、４００ｎｍ以下、又は５０００ｎｍ以上の波長の光ビームを照射して１０ｍｍ角、厚さ４２０μｍのＧａＮウェハの内部７０μｍの深さにマーキングしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０９０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ウェハごとにマーキングする方法では、一枚一枚ウェハの結晶方位や製造ロットを確認しつつ、レーザー照射装置に、ウェハの設置と取り外しを繰り返しながらマーキングしなければならず大変に手間がかかる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、可視光に対し透明な単結晶ウェハにおいて、ウェハに対してより効率的にマーキングするマーキング方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、可視光に対して透明な単結晶半導体ウェハへのマーキング方法に関し、単結晶半導体のインゴットを円柱形状に加工する工程と、前記円柱形状に加工されたインゴットの上面から底面に向かう方向に沿って、一定間隔を置いてマーキングする工程と、前記マーキングされたインゴットの前記マーキングとマーキングの間を、前記上面及び底面に対して対向する面に沿って前記インゴットを切断し、ウェハとする工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記発明において、前記マーキングがフェムト秒レーザーを用いて改質領域を形成することであっても良い。
【００１０】
上記発明において、前記マーキングする工程の前に、前記インゴットの結晶方位を測定する工程を更に備えていても良い。
【００１１】
前記単結晶半導体が窒化アルミニウム単結晶であっても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本件発明によれば、インゴットの状態でマーキングすることにより、複数のウェハに対して一度にマーキングできるため、一枚一枚ウェハを装置に設置しながらマーキングを行う場合に比べて、より少ない工程でマーキングを行うことができる。それにより、各ウェハへのマーキングがより効率的になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】円柱形状に加工された単結晶半導体インゴットの一例を示す斜視図である。
【図２】円柱形状に加工された単結晶半導体インゴットにフェムト秒レーザーを当て、マーキングを行う装置の概略図である。
【図３】円柱形状に加工された単結晶半導体インゴットにマーキングが施された状態を示す側面図である。
【図４】マーキングが施されたウェハの一例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、本発明に係るマーキング方法の一実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明における円柱形状に加工された単結晶半導体インゴット１を示し、図２は単結晶半導体インゴット１に対してマーキングを行う装置１０を示し、図３はマーキングが施された単結晶半導体インゴット１を示し、図４は単結晶半導体ウェハ４を示している。
【００１６】
図１に示す単結晶半導体インゴット１の製造方法は特に制限されない。まず、単結晶半導体の製造にはチョクラルスキー法や昇華再結晶法（改良レーリー法）など既知の方法を用いればよい。例えば、ＡｌＮ単結晶であれば昇華再結晶法で作成することが好ましい。
【００１７】
次に、上記のようにして作成された単結晶半導体を切断、研磨し円柱形状に加工して単結晶半導体インゴット１とする。この時、円柱形状の単結晶半導体インゴット１の上面１ａ（Ｓ１面）及び底面１ｂ（Ｓ２面）は互いに平行で平坦に加工されていることが後工程を容易にするため好ましい。
【００１８】
図２は単結晶半導体インゴット１にマーキングを行う装置１０を示している。上記のように円柱形状に加工された単結晶半導体インゴット１はゴニオメータ付きステージ１４に固定された状態でＸ線回折装置内に設置される。次いでＸ線回折を行い結晶方位＜０００１＞面を検出して、結晶方位＜０００１＞面が規定の方向を向くようにゴニオメータ付きステージ１４を駆動させる。さらにゴニオメータ付きステージ１４に固定した状態で単結晶半導体インゴット１をマーキング装置１０に設置し、結晶方位＜０００１＞を示すマーキングを行う。
【００１９】
マーキング装置１０はフェムト秒レーザー発生装置１１と、フェムト秒レーザー発生装置１１から照射されたフェムト秒レーザー１２を単結晶半導体インゴット１内部に集光する対物レンズ１３とを有し、単結晶半導体インゴット１が固定されたゴニオメータ付きステージ１４が装置内に設置される。
【００２０】
フェムト秒レーザー１２とは、１０−１３秒オーダーのパルス幅を有するレーザーであり、フェムト秒レーザー１２に対して透明な材料内部に、対物レンズ１３を用いて前記フェムト秒レーザー１２を集光すると、レーザーを集光させた集光位置である集光点のみに多光子吸収を生じさせる。これにより透明材料は、その集光点において改質し、改質領域２ａが生じる。改質領域２ａは多結晶体となっており、透過率が低下している。この改質領域２ａがマーキング２となる。
【００２１】
上記のようにフェムト秒レーザー１２は対物レンズ１３を用いることで集光点を自在に移動させることができる。そのため、前記単結晶半導体インゴット１の任意の位置にマーキングを施すことが可能である。
【００２２】
例えば、図２では円柱形状の単結晶半導体インゴット１におけるＳ１面と対向する位置にフェムト秒レーザー発生装置１１が配置され、その間に対物レンズ１３が配置されている。このような配置の場合、フェムト秒レーザー１２の集光点をＳ１面からＳ２面方向に沿って移動させながらマーキング２を施すことになる。マーキング２は等間隔で施すことが好ましい。
また、後述する切断面３にもレーザーを集光させ、切断面３に沿って単結晶を改質することで改質面３ａとしてもよい。改質面３ａとすることで、切断面３に沿った正確な切断が容易となる。
【００２３】
図３はマーキング２を施された円柱形状の単結晶半導体インゴット１を示している。単結晶半導体インゴット１のマーキング２同士の間において、Ｓ１面及びＳ２面に対して対向する面を切断面３とする。単結晶半導体インゴット１は切断面３に沿って一定の間隔を置いて切断され、マーキング２が施された単結晶半導体ウェハと４となる。
【００２４】
マーキング２の位置は単結晶半導体ウェハ４の内部、厚さ方向に対して中央部に施されているが、例えば、表面に位置するようにマーキングしても構わない。
【００２５】
図４はマーキング２の施された単結晶半導体ウェハ４を示している。マーキング２の位置は、面方向に対し任意の位置で構わないが、マーキング部分は製品として使用できないため、ウェハの端部にマーキングすることが製品の歩留まり向上の点から好ましい。
【実施例１】
【００２６】
以下、本発明について具体的に説明する。
【００２７】
まず、昇華法等、公知の技術によって作成されたＡｌＮ単結晶を、円柱研削により直径１００ｍｍ、厚さ４ｍｍの円柱形状の単結晶半導体インゴット１に加工する。
【００２８】
次いで、前記インゴット１をＸ線回折装置に設置し、結晶方位＜０００１＞を検出する。
【００２９】
さらに、前記インゴット１をマーキング装置１０に設置し、結晶方位を示すマーキング２と切断面３に沿って改質面３ａとを施した。この時使用されたフェムト秒レーザー１２はチタンサファイアレーザーである。
【００３０】
マーキング２は図３に示すように単結晶半導体インゴット１のＳ１面から深さ２５０μｍの距離ａに施された直径２０μｍの改質領域２ａである。次のマーキング２以降はマーキング２同士の距離Ａが５００μｍになるように、Ｓ１面からＳ２面に向かう方向に集光点を移動させながら同様にマーキングを行った。
【００３１】
改質面３ａは図３に示すようにマーキング２から２５０μｍの距離ｂを置いたＳ１面及びＳ２面に対向する面に施された厚さ１０μｍの改質層である。次の改質面３ａ以降は改質層同士の距離Ｂが５００μｍになるように、Ｓ１面からＳ２面に向かう方向に集光点を移動させながら形成した。上述のように改質面３ａは切断面３でもある。
【００３２】
最後に、単結晶半導体インゴット１を切断面３に沿って切断することで、マーキング２を施した単結晶半導体ウェハ４が完成する。単結晶半導体インゴット１の切断には、公知の技術を用いることができるが、例えばダイヤモンド砥石を使用して切断する方法などがある。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、可視光を吸収しない透明な単結晶ウェハの製造方法に関し、結晶方位を示すマークを個々のウェハに効率よく施すことが可能となる。
【符号の説明】
【００３４】
１  単結晶半導体インゴット、１ａ  上面（Ｓ１面）、  １ｂ  底面（Ｓ２面）、２  マーキング、２ａ  改質領域、３  切断面、３ａ  改質面、４  単結晶半導体ウェハ、１０  マーキング装置、１１  フェムト秒レーザー発生装置、  １２  フェムト秒レーザー、１３  対物レンズ、１４  ゴニオメータ付きステージ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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