(57)【要約】【課題】従来のエッチング方法では所望のエッチング処理を施せなかった半導体材料の表面に良好なエッチングを施すことを可能とする半導体材料表面加工方法を提供する。また、従来のエッチング方法でも良好なエッチングを施すことを可能とする半導体材料を提供する。【解決手段】 本発明に係る半導体材料表面加工方法では、スライス加工された材料における加工層の加工歪方向と直交するダメージ加工を施す。前記ダメージ加工には、レーザ光、サンドブラスター、高圧水、ダイヤモンドワイヤ、或はダイヤモンドワイヤで造られたブラシを用いた加工や、純水氷結粒子の衝突加工が好適である。本発明に係る半導体材料は、スライス加工による加工層の加工歪方向と直交するダメージ加工が施され、前記加工歪方向及び前記加工歪方向と直交する方向に均質な歪を有する。【選択図】  図１
2012119345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライス加工された材料における加工層の加工歪方向と直交するダメージ加工を施すことを特徴とする半導体材料表面加工方法。
【請求項２】
前記ダメージ加工には、レーザ光が用いられる請求項１に記載の半導体材料表面加工方法。
【請求項３】
前記ダメージ加工には、サンドブラスターが用いられる請求項１に記載の半導体材料表面加工方法。
【請求項４】
前記ダメージ加工には、高圧水が用いられる請求項１に記載の半導体材料表面加工方法。
【請求項５】
前記ダメージ加工には、ダイヤモンドワイヤが用いられる請求項１に記載の半導体材料表面加工方法。
【請求項６】
前記ダメージ加工には、ダイヤモンドワイヤで造られたブラシが用いられる請求項１に記載の半導体材料表面加工方法。
【請求項７】
前記ダメージ加工には、純水氷結粒子の衝突加工が用いられる請求項１に記載の半導体材料表面加工方法。
【請求項８】
スライス加工による加工層の加工歪方向と直交するダメージ加工が施され、前記加工歪方向及び前記加工歪方向と直交する方向に均質な歪を有することを特徴とする半導体材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体を製造するための半導体材料を、エッチングに適した表面形状とするための半導体材料表面加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造には、シリコンウェハなどの材料表面に所望の凹凸を形成するためのエッチング工程例えば異方性エッチングがある。そして材料表面に良好なエッチングを施す手法も多く提案されており、例えば、特開２０５−２０９７２６号公報には、異方性エッチングによりテクスチャ構造をきわめて効率的に形成することができる太陽電池の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０９７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、同じ素材からなる材料であっても、所望のエッチング処理を施せない場合のあることが確認されている。
【０００５】
そこで、本発明は、従来のエッチング方法では所望のエッチング処理を施せなかった半導体材料の表面に良好なエッチングを施すことを可能とする半導体材料表面加工方法を提供することを第一の目的とする。また、従来のエッチング方法でも良好なエッチングを施すことを可能とする半導体材料を提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る半導体材料表面加工方法では、スライス加工された材料における加工層の加工歪に、加工方向と直交するダメージ加工を施す。なお、本発明において加工層とは、ワイヤーソー、ダイヤモンドソーなどの切断手段による切断面を意味する。
【０００７】
ただし、切断手段として、従来のスライス加工であるスラリー型のワイヤーソーを使用した場合、ウエーハの汚れの除去がダイヤモンドソーによるスライスに比較し難しいという問題が有る。さらにまた、加工速度や断線率等は、ダイヤモンドソーによるスライスの方が、スラリー型のワイヤーソーより優れている。従って、今後、表面のダメージ均一化が進めば、ダイヤモンドソーによるスライスに移って行くことになる。
【０００８】
前記ダメージ加工には、レーザ光、サンドブラスター、高圧水、ダイヤモンドワイヤ、或はダイヤモンドワイヤで造られたブラシを用いた加工や、純水氷結粒子の衝突加工が好適である。
【０００９】
本発明に係る半導体材料は、スライス加工による加工層の加工歪方向と直交するダメージ加工が施され、前記加工歪方向及び前記加工歪方向と直交する方向に均質な歪を有する。
【発明の効果】
【００１０】
エッチング処理の施される半導体材料は、通常、エッチング工程の前工程である材料加工工程において所望の形状に加工されるが、この材料加工工程における加工処理は材料の表面形状に大きな影響を及ぼす。例えば、シリコンウェハを得るためにダイヤモンドソーを用いてインゴトを薄くスライスする加工処理では、図２に示すように、ダイヤモンドソーによる加工層にはスライス方向に沿った加工歪が形成される。これに対し、加工歪が形成される前の表面形状は、図３に示すように、表面全体に不規則な歪が形成され、これらの歪がエッチング工程において侵食の核となるところ、平行な加工歪が形成されると、加工歪の間隙にはエッチング工程において侵食の核となる部分が存在せず、その結果、エッチングムラ不良を引き起こすことを本発明者は見出した。本発明は、この新たな知見に基づくものである。
【００１１】
すなわち、本発明に係る半導体材料表面加工方法によれば、スライス加工された材料における加工層の加工歪方向と直交するダメージ加工を施すことで、加工歪の間隙にも侵食の核が生成されるため、良好なエッチングを施すことが可能となる。
【００１２】
ダメージ加工には、公知の加工技術、例えば、レーザ光、サンドブラスター、高圧水、ダイヤモンドワイヤ、或はダイヤモンドワイヤで造られたブラシを用いた加工や、純水氷結粒子の衝突加工を採用することができる。なお、レーザ光を用いる場合、加工対象面に対し焦点をずらすことで、加工対象材料の融解を防止することができる。
【００１３】
本発明に係る半導体材料は、スライス加工による加工層の加工歪方向と直交するダメージ加工が施され、前記加工歪方向及び前記加工歪方向と直交する方向に均質な歪を有するため、加工歪の間隙にも侵食の核が生成され、従来のエッチング方法でも良好なエッチングを施すことが可能となる。
【００１４】
なお、上記特許文献１に開示された太陽電池の製造方法においても、スライス時の一次ダメージ層の他に、機械的加工履歴に基づく新たなダメージを導入し、二次ダメージ層を形成するものとなっている。しかしながら、この製造方法では、一次ダメージ層を除去することとしているため、その除去を科学的に行なう場合には、これまでのエッチング工程と同様の問題を生じる可能性がある。更に、二次ダメージの導入が従来のスライス加工によるものであれば、結局、二次ダメージ層に対するエッチング処理についても、同様の問題を生じる可能性がある。これに対し、本発明は、一次ダメージを考慮した二次ダメージを、一次ダメージと並存させるものであり、特許文献１に開示されている技術思想とは全く異なるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る半導体材料表面加工方法によりダメージ加工を施した後の加工層の状態を概念的に示す写真である。
【図２】スライス加工による加工歪が形成された加工層の状態を示す写真である。
【図３】スライス加工による加工歪が形成される前の状態を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図を参照しながら、本発明に係る半導体材料表面加工方法の実施形態について説明する。
本半導体材料表面加工方法は、公知の加工装置を使用して行なうことができる。例えば、対象材料に対し焦点をずらした状態でレーザ光を照射できるものであれば、公知のレーザ加工装置を使用することができる。ただし、加工方法に制限はなく、サンドブラスター、高圧水、ダイヤモンドワイヤ、ダイヤモンドワイヤで造られたブラシ或は純水氷結粒子を用いた加工装置を使用してもよい。
【００１７】
このレーザ加工装置を使用する場合には、まず、レーザ加工ビームの焦点合わせで、加工対象面にレーザ光を照射する。なお、ここで加工対象となる材料は、材料加工工程でダイヤモンドソーを用いて所望の形状とされたものである。
【００１８】
レーザ光が加工対象面に照射された状態としたら、次に、その材料が加工された方向と直交する方向にレーザ光を走査させることで、ダメージ加工を行なうことができる。このとき、レーザ加工ビームの焦点合わせ条件をジャストフォーカス条件、又はデフォーカス条件で適正なダメージ層を形成し、該レーザビームはガルバノミラー等により、容易にウエーハ全面に走査を行うことが出来る。
【００１９】
ダメージ加工が施された加工層には、図１に示すように、加工歪と直交する方向の歪が形成される。従って、加工歪の間隙にも侵食の核が生成されるため、良好なエッチングを施すことが可能となる。なお、図１において、右下がりの実線が、ダメージ加工により形成された歪を示す。
【図１】
2012119345.tif 000003
【図２】
2012119345.tif 000004
【図３】
2012119345.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成23年12月14日(2011.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
スライス加工された材料における加工層の一次ダメージである加工歪に、前記スライス加工と直交する方向にダメージ加工を施し、前記一次ダメージと、前記ダメージ加工による二次ダメージを並存させることを特徴とする半導体材料表面加工方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
スライス加工による加工層の一次ダメージである加工歪に、前記スライス加工と直交する方向にダメージ加工が施され、前記スライス加工の方向及び前記スライス加工の方向と直交する方向に均質な、前記一次ダメージと、前記ダメージ加工による二次ダメージが並存することを特徴とする半導体材料。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明に係る半導体材料表面加工方法では、スライス加工された材料における加工層の一次ダメージである加工歪に、前記スライス加工と直交する方向にダメージ加工を施し、前記一次ダメージと、前記ダメージ加工による二次ダメージを並存させる。なお、本発明において加工層とは、ワイヤーソー、ダイヤモンドソーなどの切断手段による切断面を意味する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係る半導体材料は、スライス加工による加工層の一次ダメージである加工歪に、前記スライス加工と直交する方向にダメージ加工が施され、前記スライス加工の方向及び前記スライス加工の方向と直交する方向に均質な、前記一次ダメージと、前記ダメージ加工による二次ダメージが並存する。