(57)【要約】【課題】ノッチ付ウェハの表裏を、より容易に識別することが可能な半導体ウェハの構造を提供することにある。【解決手段】ウェハ外周部２０の面取部分２１の表面テーパー部あるいは裏面テーパー部のいずれか一方を凹面２４にするか、又はウェハノッチ部３０の面取部分２１の表面テーパー部あるいは裏面テーパー部のいずれか一方を凹面２４にする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体結晶を切断して得られる半導体ウェハにウェハの方位を識別するためのノッチを付けたウェハにおいて、
ウェハ表面のウェハ外周部あるいはウェハ裏面のウェハ外周部のいずれかの面取部分のテーパー部が凹面となっていることを特徴とする半導体ウェハ。
【請求項２】
半導体結晶を切断して得られる半導体ウェハにウェハの方位を識別するためのノッチを付けたウェハにおいて、
ウェハ表面のノッチ部の面取部分あるいはウェハ裏面のノッチ部の面取部分のいずれかのテーパー部が凹面となっていることを特徴とする半導体ウェハ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の半導体ウェハにおいて、
上記ウェハが化合物半導体ウェハから成り、その材料がＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、又はＧａＰのいずれかであることを特徴とする半導体ウェハ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノッチを有する化合物半導体ウェハに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＧａＡｓウェハは、受光、発光素子、高周波素子等の基板として幅広く使われている。これらＧａＡｓウェハにイオンを打ち込んだり、エピタキシャル層を形成して半導体素子を製作するには、その製作コストを考えた場合、Ｓｉウェハと同様に、より大口径のウェハを使用した方が、製造コストを抑えることができる。このため、ＧａＡｓウェハでも６インチ（約１５０ｍｍ）径のウェハを使用する場合が多くなってきている。
【０００３】
Ｓｉウェハでは、大口径化が進むにつれて、ウェハの方向性を特定するオリエンテーションフラット、及びインデクスフラットをウェハに付ける代わりに、ウェハの外周部に図２に示すように、Ｖ型のノッチと呼ばれる切欠を付けたノッチ付ウェハが、デバイスメーカで使用されるようになった。ＧａＡｓウェハでも、φ６”（６インチ径）ウェハの登場に伴い、Ｓｉウェハと同様に、ノッチ付ウェハがデバイスメーカで使用されるようになってきている。これは、ウェハの径が大きくなるとその分、オリエンテーションフラット、インデクスフラットの長さが長くなり、使用可能なウェハの面積が減るためである。また素子作製のプロセスで、ウェハを回転させたりした場合、ウェハ径が大きくなると回転時の慣性モーメントが大きくなることで、位置がずれるためである。
【０００４】
こうしたノッチ付ウェハの加工は以下のような順序でなされる。
【０００５】
（１）  成長した結晶の表面を研削し、円筒状のインゴットに加工する。
【０００６】
（２）  インゴットの側面の特定の方向に、Ｖ型の溝を付ける（この溝がウェハをスライスしたときの仮のノッチとなる）。
【０００７】
（３）  インゴットをスライサ、ワイヤーソー等で所定の厚さのウェハにスライスする。
【０００８】
（４）  仮ノッチのついたウェハを、ウェハ端面研削機（面取機）で、ノッチ部及びその他の端面の面取りを行う。
【０００９】
（５）  面取りしたウェハを研磨し、研削面を鏡面に仕上げる。
【００１０】
ここで、一般的なウェハ端面研削機（面取機）では、ノッチ部３０の付いたウェハ１０（図２参照）を加工用台に真空吸着し、図６（ａ）に示すように高速で回転する砥石５０に、ウェハ１０自体を回転させながら当てることによって、ウェハ外周部２０の面取加工を行う。ノッチ付きウェハ１０を加工する場合、面取機には、２つの研削用砥石があり、一方の砥石でウェハ外周部２０全体の端面の面取り加工をして、次いでノッチ部研削用の砥石にてノッチ部３０の面取り加工を行う。それぞれの部分の面幅、面取形状（テーパー部角度、Ｒ（アール）形状）は、端面研削機がＮＣ機であるため数値データを入力することで調節が可能である。
【００１１】
端面を研削する砥石（ウェハ外周部面取加工用砥石又はノッチ部研削用砥石）５０は、図６（ａ）に示したように研削溝５１の付いた形状をしており、この研削溝５１の部分はテーパー部５２とＲ（アール）部５５とで構成されている。これらの部分に特定の粒度のダイヤモンド砥粒がついている。
【００１２】
この研削溝５１の部分にウェハ外周部２０を当てることによりウェハが面取りされる。ウェハ外周部２０の上側の面は溝の上側のテーパー部（上側研削面５３）に、また下側の面は溝の下側のテーパー部（下側研削面５４）に当てることにより、図６（ｂ）に示すように面取りされ、研削面に倣ったテーパー部２２が形成される。
【００１３】
ノッチ部３０は、研削用の砥石径がウェハ外周用の面取砥石に比べ、かなり細いことのみが異なり、その面取り方法、手順や、ウェハと砥石との位置関係は、上記ウェハ外周部の面取り加工の場合と同様である。
【００１４】
ノッチ付ウェハを加工する場合、Ｓｉウェハを始めとして、上記の順序で加工がなされる。ここで、ノッチの付いたウェハはウェハ表（オモテ）面と裏（ウラ）面との形状がまったく同一であるため、表裏の区別が必要であるウェハでは、各工程において表裏を間違えないようにする注意が必要である。
【００１５】
面取り加工までの工程ではウェハの一方の面に薬品で印をつける等、表裏の識別を可能にする方法があるが、面取加工後に研磨してしまえばこうした方策はなく、表裏の区別が付かなくなり研磨以降の工程でウェハの表裏を取り違える可能性はかなり高い。
【００１６】
こうしたウェハ表裏の取り違え防止の方法として、従来、表裏の面取部分の形状が異なるウェハが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００１−５３０８４号公報
【００１８】
【特許文献２】
特開２００２−１５９６６号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１は、ウェハの縁部の厚さ方向の断面において、端面加工部の表側に、角度２２．５゜のテーパー部とＲ３００μｍの丸面取部分を形成し、一方、その裏側に、角度３０゜のテーパー部と１５０μｍの丸面取部分を設けたものであり、角度とＲの違いから表裏の識別を可能とするものである。また、特許文献２は、ノッチを有するウェハにおいて、一方の面側の面取部分に対するノッチの傾斜角度を２２．５゜、他方の面側のノッチの傾斜角度を５４゜として、異なる角度に形成するものであり、表裏の見た目の形状及び光が当たったときの光沢の相違から、ウェハの表裏を識別可能とするものである。
【００２０】
しかしながら、これら従来技術におけるウェハの面取部分は数百μｍの長さであるので、一瞥したただけでは、ウェハの表裏を見分けることが比較的困難である。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解消して、ノッチ付ウェハの表裏を、より容易に識別することが可能な半導体ウェハの構造を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。
【００２３】
請求項１の発明に係る半導体ウェハは、半導体結晶を切断して得られる半導体ウェハにウェハの方位を識別するためのノッチを付けたウェハにおいて、ウェハ表面（オモテ面）のウェハ外周部あるいはウェハ裏面（ウラ面）のウェハ外周部のいずれかの面取部分のテーパー部が凹面となっていることを特徴とする。
【００２４】
請求項２の発明に係る半導体ウェハは、半導体結晶を切断して得られる半導体ウェハにウェハの方位を識別するためのノッチを付けたウェハにおいて、ウェハ表面のノッチ部の面取部分あるいはウェハ裏面のノッチ部の面取部分のいずれかのテーパー部が凹面となっていることを特徴とする。
【００２５】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の半導体ウェハにおいて、上記ウェハが化合物半導体ウェハから成り、その材料がＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、又はＧａＰのいずれかであることを特徴とする。
【００２６】
＜発明の要点＞
本発明の要点は、ノッチ付ウェハの表と裏の識別を可能にするために、ウェハ外周部の面取部分の表面テーパー部あるいは裏面テーパー部のいずれか一方を凹面状に整形加工するか、あるいはウェハノッチ部の面取部分の表面テーパー部あるいは裏面テーパー部のいずれか一方を凹面状に整形加工する点にある。これは、ウェハ外周部を研削する砥石、あるいはノッチ部を研削する砥石のいずれかの砥石として、図３に示すように、面取部分のテーパー部を研削整形するための上側研削面又は下側研削面のいずれか一方が凸面形状となっているものを用いることで達成される。このようにウェハ外周部の面取部分を凹面状に形成すると、比較的大きな面領域において面取部分の光の反射が異なって来ることから、従来技術よりも容易に、ウェハの表面、裏面を識別することができる。
【００２７】
なお、テーパー部を凹面にすると言った場合、ウェハ外周部又はノッチ部の断面で見て、そのテーパー部輪郭線が窪んだ状態を意味し、必ずしも一定曲率の曲面であることを意味しない。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
【００２９】
図２に、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、又はＧａＰ等の化合物半導体結晶を切断して得られる化合物半導体ウェハ１０に、ウェハの方位を識別するためのノッチ部３０を付けた半導体ウェハを示す。
【００３０】
本発明の第一の実施形態においては、この化合物半導体ウェハにおいて、図１の如く、ウェハ表面（オモテ面）のウェハ外周部２０あるいはウェハ裏面（ウラ面）のウェハ外周部２０の面取部分２１のテーパー部２２のうち、いずれか一方（図１では下側テーパー部）を凹面２４に形成し、他方を平坦面（直線面）２３に形成して、ノッチ付ウェハの表と裏の識別を可能にする。
【００３１】
本発明の第二の実施形態においては、図２のノッチ部３０を付けた化合物半導体ウェハ１０において、ウェハ表面（オモテ面）のノッチ部３０の面取部分３１か、あるいはウェハ裏面（ウラ面）のノッチ部３０の面取部分３１につき、そのいずれか一方のテーパー部２２を凹面２４に形成し、他方を平坦面２３に形成して、ノッチ付ウェハの表と裏の識別を可能にする。
【００３２】
第一の実施形態の例について説明する。図３に、端面研削機（面取機）に備えられたウェハ外周部を研削する砥石４０を示す。このウェハ外周部面取加工用砥石４０には、図３に示すように、砥石本体４０ａの側面に研削溝４１が形成されている。この研削溝４１は、ウェハ１０の外周部２０（図２）を断面テーパー状に研削する上側研削面４３及び下側研削面４４と、ウェハの外周縁を所定の曲率で研削するＲ（アール）部４５とで構成されている。そして、このウェハの面取部分２１のテーパー部２２を研削、整形するための上側研削面４３及び下側研削面４４のうち、いずれか一方の部分（この例では下側研削面４４）が、凸状の曲面４６に形成されている。
【００３３】
この下側研削面４４を凸面形状とした砥石４０を用いて、ウェハ外周部２０を研削することで、ウェハ１０の外周部の面取部分２１につき、図４に示すように、表面側テーパー部２２については直線的な斜面（平坦面２３）に形成し、また裏面側テーパー部２２については凹面２４に整形・加工する。この実施形態の場合、凹面２４は、ウェハ外周部の断面で見て、そのテーパー部輪郭線が窪んだ状態となる一定曲率の曲面で形成している。
【００３４】
このようにウェハ１０の面取部分２１を凹面状に形成すると、従来より比較的大きな面領域において面取部分の光の反射が異なって来ることから、従来よりも容易に、表面、裏面を識別することができる。
【００３５】
第二の実施形態の場合も、上記第一の実施形態と同様であって、ノッチ付ウェハの表と裏の識別を可能にするために、ウェハ１０のノッチ部３０を研削する砥石として、図３で説明したように、砥石本体４０ａの側面に設けた研削溝４１に関し、その上側研削面４３及び下側研削面４４のうち、いずれか一方の部分（この例では下側研削面４４）を、凸面形状（凸状の曲面）にしたものを用いる。これにより、ウェハノッチ部３０の面取部分の表面側テーパー部２２あるいは裏面側テーパー部２２のいずれか一方を凹面２４に整形加工する。
【００３６】
このようにウェハノッチ部３０の面取部分２１の表面側テーパー部あるいは裏面側テーパー部のいずれか一方を凹面状に形成すると、従来より比較的大きな面領域において面取部分２１の光の反射が異なって来ることから、従来よりも容易に、ウェハの表面、裏面を識別することができる。
【００３７】
以下に本発明の実施例について説明する。
【００３８】
（実施例）
（１００）方向に仮のノッチの付いた、厚さ７５０μｍ、直径１５２ｍｍの（１００）ＧａＡｓウェハを１０００枚準備し、これらのウェハに対する端面形状研削機（面取機）の砥石として、図３に示すように、ウェハ裏面の外周部の端面をテーパー部２２に面取り加工する上側研削面４３及び下側研削面４４を有し、そのうち下側研削面（下側テーパー部）４４の断面形状が凸面４６として形成された外周研削用砥石４０を用い、ノッチの付いた直径１５０ｍｍ径の（１００）ウェハ１０に整形加工を行った。このときのウェハ１０の外周部２０の断面部分を拡大したものを図４に示す。
【００３９】
これら１０００枚のウェハを面取りした後に、研磨工程に送り加工したが、これ以降の工程でのウェハの表、裏の取り違いは皆無であった。
【００４０】
これは、図４に示すように、表面側の外周部２０のテーパー部２２が平坦な面２３であるのに比べ、ウェハの裏面側の外周部２０のテーパー部２２は凹面２４であり、可視光が当たったときの反射のされ方が両者で異なるためであると考えられる。尚、このように外周部を加工したことでウェハの破損等は発生しなかった。
【００４１】
（比較例）
比較例として、（１００）方向に、仮のノッチを付けた厚さ７５０μｍ、直径１５２ｍｍの（１００）ＧａＡｓウェハ１０００枚を準備し、これらウェハを、端面形状研削機で、図６に示す断面形状の外周研削用砥石を用いて、ノッチの付いた直径１５０ｍｍ径の（１００）ウェハに整形加工を行った。このときのウェハの外周部の断面部分を拡大したものを図５に示す。この比較例のウェハ１０は、表、裏のテーパー部２２が共に平坦面２３であり、上記実施例（図４）のように凹面２４は形成されていない。
【００４２】
これら比較例の１０００枚のウェハを面取り後に研磨したところ、これ以降の工程で、ウェハの表、裏の取り違いが１０枚発生した。
【００４３】
上記した本実施例と比較例との結果から、ノッチ付ウェハで、ウェハ外周部２０の面取部分２１のテーパー部２２の形状のいずれかを凹面２４にすることは、ウェハの表面、裏面を識別する方法として非常に有効で、ウェハ製造でのウェハ表裏の管理を確実に行なえることが判る。
【００４４】
上記の実施例では、ウェハ裏面のウェハ外周部の面取部分のテーパー部を凹面とした形態について述べたが、（１）  ウェハ表面のウェハ外周部の面取部分のテーパー部を凹面とした形態や、（２）  ウェハ表面のノッチ部の面取部分のテーパー部を凹面とした形態や、（３）  ウェハ裏面のノッチ部の面取部分のテーパー部を凹面とした形態にすることもでき、これらの形態においても、上記実施例と比較例とで述べたのと同様に、ウェハ表裏の取り違い防止効果を得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の半導体ウェハは、ウェハ外周部の面取部分の表面テーパー部あるいは裏面テーパー部のいずれか一方を凹面状にするか、又はウェハノッチ部の面取部分の表面テーパー部あるいは裏面テーパー部のいずれか一方を凹面状にした構成のものであり、この凹面状に形成した比較的大きな面領域のウェハ外周部の面取部分において光の反射が異なって来ることから、本発明の半導体ウェハによれば、従来技術の半導体ウェハよりも容易に、表面、裏面を識別することができる。
【００４６】
また本発明の半導体ウェハによれば、ウェハ製造工程でのノッチ付ウェハの表面と裏面を容易に識別することが可能であることから、ウェハの表面と裏面を取り違えることによる歩留の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体ウェハにおけるウェハ外周部の面取り部の形状を示した拡大断面図である。
【図２】本発明を適用したノッチ付ウェハの外観を示したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図３】本発明の実施例でウェハ外周部を面取加工する際に用いた砥石の部分拡大断面図である。
【図４】本発明の実施例に係る図３の砥石で面取加工したウェハ外周部の拡大断面を示した図である。
【図５】比較例に係るウェハの外周部の断面を示した図である。
【図６】従来の砥石の断面図及びウェハ外周部を面取りするときの様子を示したもので、（ａ）は面取加工前、（ｂ）は面取加工後を示した図である。
【符号の説明】
１０  ウェハ
２０  ウェハ外周部
２１  面取部分
２２  テーパー部
２３  平坦面
２４  凹面
３０  ノッチ部
３１  面取部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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