JP3580600B2 - 半導体装置の製造方法およびそれに使用される半導体ウエハ並びにその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体装置の製造技術、特に、半導体装置の製造工程中、所謂前工程において使用される半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に関し、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造に利用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＩＣはウエハの一主面側に半導体素子を含む集積回路（以下、集積回路という。）が多数個のペレット区分毎に作り込まれた後に、各ペレットに分断されて組み立てられることによって製造されている。このようなＩＣの製造方法において、集積回路が作り込まれる側の主面は鏡面に仕上げる必要がある。一対の主面のうち一方の主面だけが鏡面仕上げされている場合には、ウエハの表裏の判別は簡単に可能である。しかし、ウエハの両面が鏡面仕上げされている場合には、ウエハの表裏の判別は困難になる。そこで、結晶軸方向を表示するためのオリエンテーションフラット（以下、オリフラという。）を周方向に非対称形に形成する技術や、ウエハの表裏判別のための第２オリフラを形成する技術が提案されている。
【０００３】
また、円形のまま表裏を判別することができるウエハを述べてある例として、日本国特許庁公開実用新案公報 平２−１０６８２１号がある。すなわち、この公報には、ウエハの表面若しくは裏面と側面とがなす角部に面取り部をそれぞれ形成し、両方の面取り部の寸法差によってウエハの表裏を判別する技術が開示されている。
【０００４】
ところで、回転対称性の低下を抑制するとともに、半導体ペレット（以下、ペレットという。）の取得数を増加することができるウエハとして、円周部にノッチが形成されたウエハ（以下、ノッチ付きウエハという。）が知られている。
【０００５】
ノッチ付きウエハを述べてある例として、日本国特許庁公開実用新案公報 昭６４−４８０２０号がある。すなわち、この公報には、ノッチを構成する稜線の上下のエッジが面取りされているウエハが開示されている。このノッチ付きウエハによれば、ノッチにも面取り部が形成されているため、ＩＣの製造工程においてノッチに位置決めピンが当てがわれた際のノッチの損傷を防止することができ、その結果、製造歩留りを高めることができる。
【０００６】
また、日本国特許庁公開特許公報 平２−２４０９１２号には、円周部に形成されたノッチが中心方向への位置変化に伴って非連続的に変化する形状に形成されているとともに、ノッチの平面形状が周方向に左右非対称形に形成されているノッチ付きウエハが開示されている。このノッチ付きウエハによれば、ノッチが周方向に左右非対称形に形成されているため、ウエハの表側主面と裏側主面とを判別することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ノッチ付きウエハにおいても、一主面側に集積回路が作り込まれるため、表裏の判別が必要になる。そして、両面が鏡面仕上げされたノッチ付きウエハの表裏の判別はきわめて困難になる。例えば、ＩＣが製造される前工程への投入に際して、ノッチ付きウエハの表裏の判別を誤ると、前工程投入以前にノッチ付きウエハのハンドリング等において使用されることにより汚染された側の主面（裏側面）に集積回路が作り込まれる危険性が発生してしまう。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、表裏を判別することができるノッチ付きウエハを提供するとともに、ノッチ付きウエハの表裏を判別して適正に半導体装置を製造することができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００９】
ところで、前記した日本国特許庁公開特許公報 平２−２４０９１２号に開示されているように、ノッチの平面形状が周方向に左右非対称形に形成されているノッチ付きウエハによれば、ウエハの表側主面と裏側主面とを判別することができる。しかしながら、ノッチの平面形状が非対称形であると、ウエハの回転対称性が大きく損なわれるとともに、ペレットの取得数が低下されてしまうばかりでなく、ノッチが規格外の特殊な形状になってしまうため、ＩＣの製造方法に使用される製造装置におけるノッチによる位置決め機構等の大幅な改造が必要になるという問題点が発生する。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、ノッチの平面形状の対称形を維持したまま表裏を判別することができるノッチ付きウエハを提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、前記したノッチ付きウエハを合理的に製造することができる半導体ウエハの製造方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通りである。
【００１４】
すなわち、半導体ウエハは、円周部に形成されたノッチにおける一方の主面の内周縁部に形成されている面取り部と、他方の主面の内周縁部に形成されている面取り部とが互いに相異されていることを特徴とする。
【００１５】
【作用】
前記した手段によれば、両方の面取り部の相異を認識することにより、半導体ウエハの表裏を判別することができる。半導体ウエハの表裏を判別することにより、半導体装置を作り込む側の主面を常に同定することができるため、半導体ウエハによって半導体装置を適正に製造することができる。
【００１６】
また、相異するのは面取り部であってノッチの平面形状は周方向の対称形を維持することができるため、半導体ウエハの対称性および半導体装置の取得数の大幅な低下を防止することができるばかりでなく、ノッチの規格を維持することにより、半導体装置の製造方法に使用される既存の製造装置におけるノッチによる位置決め機構等の改造を回避することができる。
【００１７】
【実施例】
図１は本発明の一実施例であるノッチ付きウエハを示しており、（ａ）はノッチ部分の平面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う拡大側面断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線に沿う拡大側面断面図である。図２はノッチ付きウエハの表裏判別方法の一実施例を示す各模式図である。図３は本発明の一実施例であるノッチ付きウエハの製造方法を示す工程図であり、図４はその主要工程をそれぞれ示す各模式図である。図５は本発明の一実施例であるノッチ付きウエハを使用したＩＣの製造方法における表裏判別方法を示す模式図である。図６は熱処理工程における移し換え作業を示す各正面断面図であり、図７は露光工程におけるノッチ位置認識方法を示す各模式図である。
【００１８】
本実施例において、本発明に係る半導体ウエハは、半導体装置としてのＩＣを製造するのに使用されるノッチ付きウエハ１として構成されており、シリコンの単結晶から円形の薄板形状に形成されたサブストレート（以下、基板という。）２を備えている。本実施例において、基板２は直径が２００ｍｍであって、厚さｔが７２５μｍである円形の薄板形状に形成されている。基板２のシリコン単結晶の面方位は、（１００）±１°のオンオリエンテーションに設定されている。円形薄板の一対の端面である基板２の一対の主面３、４はそれぞれ鏡面仕上げ加工されている。以下の説明で、一対の主面３、４を区別する必要がある場合には、第１主面３および第２主面４とする。
【００１９】
基板２の第１主面３の外周縁部には第１円周面取り部５が形成されており、この第１円周面取り部５は傾斜角θ５ を有する所謂Ｃ面取り部として構成されている。また、基板２の第２主面４の外周縁部には第２円周面取り部６が形成されており、この第２円周面取り部６は傾斜角θ６ を有する所謂Ｃ面取り部として構成されている。本実施例において、第１円周面取り部５と第２円周面取り部６とは基板２の厚さ方向の中心面に関して面対称形になるように形成されている。すなわち、図１（ｄ）に示されているように、厚さ方向の中心線ＣＬｔを含み、かつ、基板２の中心点を厚さ方向に貫通した中心線に直交する（主面３、４に平行な）平面に関して、第１円周面取り部５と第２円周面取り部６とは面対称に形成されている。つまり、第１円周面取り部５の傾斜角θ５ と第２円周面取り部６の傾斜角θ６ とは等しく設定されており、かつまた、第１円周面取り部５における基板外周端７から面取り開始位置５ａまでの距離Ｌ５ と、第２円周面取り部６における基板外周端７から面取り開始位置６ａまでの距離Ｌ６ とは等しく設定されている。
【００２０】
以上のように構成された基板２は外観上、第１主面３と第２主面４とを判別することができない状態になっている。
【００２１】
基板２の円周部には平面視の形状が大略Ｖ字形のノッチ１０が〈０１１〉の方向の位置に開設されており、ノッチ１０の周方向の形状は基板２の中心点とＶ字の尖端とを通る中心線（以下、基準線という。）ＣＬに対して左右対称形に形成されている。ノッチ１０のＶ字の両方の斜辺の開き角度αは約９０度に設定され、両斜辺に内接する円形の直径Ｄは３ｍｍに設定されている。ノッチ１０のＶ字の底には最小ブレンド半径ｒが０．９ｍｍである凹状の弯曲面が形成されている。ノッチ１０の深さ（基板２の外周端７から底までの距離）Ｓは、約１ｍｍに設定されている。以上の通りにノッチ１０の平面視の形状は左右対称形に形成されているため、ノッチ１０の平面形状を見ただけではノッチ付きウエハ１の表裏を判別することができない状態になっている。なお、〈０１１〉は［０１１］と等価な方向を全て含むものとする。
【００２２】
ノッチ１０の第１主面３の内周縁部には第１ノッチ面取り部１１が形成されており、この第１ノッチ面取り部１１は傾斜角（以下、第１ノッチ面取り角という。）θ１１を有する所謂Ｃ面取り部として構成されている。また、ノッチ１０の第２主面４の内周縁部には第２ノッチ面取り部１２が形成されており、この第２ノッチ面取り部１２は傾斜角（以下、第２ノッチ面取り角という。）θ１２を有する所謂Ｃ面取り部として構成されている。本実施例において、第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とはノッチ１０の厚さ方向の中心面に関して非面対称形になるように形成されている。すなわち、図１（ｂ）に示されているように、厚さ方向の中心線ＣＬｔを含み、かつ、基板２の中心線に直交する平面に関して、第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とは非面対称に形成されている。つまり、第１ノッチ面取り部１１の第１ノッチ面取り角θ１１は第２ノッチ面取り部１２の第２ノッチ面取り角θ１２よりも小さく設定されており、かつまた、第１ノッチ面取り部１１におけるノッチの内周端１３から面取り開始位置１１ａまでの距離（以下、第１ノッチ面取り幅という。）Ｌ１１は、第２ノッチ面取り部１２におけるノッチの内周端１３から面取り開始位置１２ａまでの距離（以下、第２ノッチ面取り幅という。）Ｌ１２よりも長く設定されている。
【００２３】
本実施例において、第１ノッチ面取り角θ１１は１５度に、第２ノッチ面取り角θ１２は２５度にそれぞれ設定されており、第１ノッチ面取り幅Ｌ１１は５００μｍに、第２ノッチ面取り幅Ｌ１２は３００μｍにそれぞれ設定されている。また、第１円周面取り角θ５ および第２円周面取り角θ６ はいずれも３０度に設定されており、第１円周面取り幅Ｌ５ および第２円周面取り幅Ｌ６ はいずれも３００μｍに設定されている。つまり、第１ノッチ面取り幅Ｌ１１は第１円周面取り幅Ｌ５ および第２円周面取り幅Ｌ６ と等しく設定されており、第２ノッチ面取り幅Ｌ１２は第１円周面取り幅Ｌ５ および第２円周面取り幅Ｌ６ と等しく設定されている。したがって、ノッチ面取り幅Ｌ１１が円周面取り幅Ｌ５ よりも長い場合には第１ノッチ面取り部１１側の主面、すなわち、第１主面３と判定することができ、また、ノッチ面取り幅Ｌ１２が円周面取り幅Ｌ６ と等しい場合には、第２ノッチ面取り部１２側の主面、すなわち、第２主面と判定することができる。
【００２４】
以上のように本実施例においては、第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とがノッチ１０の厚さ方向の中心面に関して非面対称形になるように形成されているため、第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とを判別することにより、ノッチ付きウエハ１の表裏、すなわち、第１主面３と第２主面４とを判別することができる。つまり、第１ノッチ面取り部１１が認識された場合には、第１ノッチ面取り部１１が位置する側が第１主面３側であり、位置しない側が第２主面４側であると、判別することができる。
【００２５】
次に、第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２との判別方法について説明する。
【００２６】
人間が目視によって判別を実施する場合には、実際のノッチ付きウエハ１における第１ノッチ面取り幅Ｌ１１と第２ノッチ面取り幅Ｌ１２とを見比べてその長短を判定することにより、第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とを簡単に判別することができる。この場合、第１ノッチ面取り幅Ｌ１１が第１円周面取り幅Ｌ５ よりも大きく設定されているため、隣接する第１ノッチ面取り幅Ｌ１１と第１円周面取り幅Ｌ５ とを見比べて長短を判定することにより、第１ノッチ面取り部１１側と判別することができる。このとき、隣接するノッチ面取り幅と円周面取り幅とを見比べて長短を判定することが困難である場合には、第１ノッチ面取り部１１側でない可能性があると判断される。
【００２７】
人間がテレビカメラの画像を用いてその判断によって判別を実施する場合には、ノッチ付きウエハ１のテレビ画像における第１ノッチ面取り幅Ｌ１１と第２ノッチ面取り幅Ｌ１２とを見比べてその長短を判定することにより、第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とを簡単に判別することができる。ここで、面取り部は主面に対して傾斜していることにより、ノッチ付きウエハのテレビカメラの画像において面取り部は主面よりも暗く映し出される状態になるため、ノッチ付きウエハ１のテレビ画像において、作業者は第１ノッチ面取り幅Ｌ１１および第２ノッチ面取り幅Ｌ１２を認識することができる。また、隣接する第１ノッチ面取り幅Ｌ１１と第１円周面取り幅Ｌ５ とを見比べることによっても、第１ノッチ面取り幅Ｌ１１を認識することができる。
【００２８】
さらに、ノッチ付きウエハのテレビカメラの画像において面取り部は主面よりも暗く映し出される状態になるため、テレビカメラの画像において閾値を最適に定めることにより、テレビカメラの画像によって第１ノッチ面取り幅Ｌ１１および第２ノッチ面取り幅Ｌ１２を自動的に認識することもできる。第１ノッチ面取り幅Ｌ１１および第２ノッチ面取り幅Ｌ１２を自動的に認識することにより、第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とを自動的に判別し得ることになる。
【００２９】
ところで、第１ノッチ面取り部１１の第１ノッチ面取り角θ１１は第２ノッチ面取り部１２の第２ノッチ面取り角θ１２よりも小さく設定されているため、面取り角によっても第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とを判別し得ることになる。図２は面取り角によって第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とを判別する方法、すなわち、ノッチ付きウエハの表裏を判別する方法の一実施例を示す模式図である。
【００３０】
図２に示されているウエハの表裏判別方法に使用される面取り角判別装置２０は、平行度測定器および面取り角測定器を備えている。平行度測定器２１は測定ステージにおいて常に水平を維持し得る状態に設備されており、エリアフォトセンサ２２と投光器２３とを備えている。投光器２３はエリアフォトセンサ２２の中心に配置されて、測定ステージに常に鉛直に投光するように構成されている。エリアフォトセンサ２２は測定ステージ側からの反射光を受光して、その受光位置を示す電気信号をコントローラ２４に送信するように構成されている。面取り角測定器２５は測定ステージにおいて平行度測定器２１のノッチ１０側の位置に配置されて、平行度測定器２１に対して予め設定された所定の角度（ここでは、第１ノッチ面取り角θ１１とする。）をもって傾斜された状態で据え付けられている。面取り角測定器２５もエリアフォトセンサ２６と投光器２７とを備えており、投光器２７はエリアフォトセンサ２６の中心に配置されて、傾斜据え付け面に対して常に垂直（直角）に投光するように構成されている。エリアフォトセンサ２６は測定ステージ側からの反射光を受光して、その受光位置を示す電気信号をコントローラ２４に送信するように構成されている。
【００３１】
以上のように構成された面取り角判別装置２０により第１ノッチ面取り角θ１１が判別されるに際しては、まず、平行度測定器２１の投光器２３によって平行度測定光２８ａが測定ステージにセットされたノッチ付きウエハ１の第１主面３におけるノッチ１０付近に照射され、第１主面３で全反射された反射光２８ｂが平行度測定器２１のエリアフォトセンサ２２によって受光される。エリアフォトセンサ２２はその受光位置を示す座標信号をコントローラ２４に送信する。
【００３２】
次いで、面取り角測定器２５の投光器２７によって面取り角測定光２９ａがノッチ１０の第１ノッチ面取り部１１の傾斜面に照射され、その傾斜面で全反射された反射光２９ｂが面取り角測定器２５のエリアフォトセンサ２６によって受光される。エリアフォトセンサ２６はその受光位置を示す座標信号をコントローラ２４に送信する。
【００３３】
ここで、図２（ａ）に示されているように、ノッチ付きウエハ１が水平にセットされている場合には、面取り角測定器２５のエリアフォトセンサ２６からは受光位置が中心であることを示す座標信号がコントローラ２４に送信される。コントローラ２４はこの座標値と予め設定された基準値とを比較し、その差が予め設定された公差の範囲内である場合には、測定された面取り角は第１ノッチ面取り部１１の傾斜角θ１１であると判定する。
【００３４】
他方、図２（ｂ）に示されているように、ノッチ付きウエハ１が傾いてセットされている場合には、平行度測定器２１のエリアフォトセンサ２２からは受光位置が中心から離れた位置であることを示す座標信号がコントローラ２４に送信される。この座標値はノッチ付きウエハ１の傾き角Δθを示す。
【００３５】
一方、面取り角測定器２５のエリアフォトセンサ２６からは受光位置が中心から離れた位置であることを示す座標信号がコントローラ２４に送信される。この座標位置は面取り角測定器２５の測定光２９ａが照射された傾斜面が傾き角Δθだけ余分に傾斜した状態を示している。そこで、コントローラ２４は面取り角測定器２５のエリアフォトセンサ２６からの離れた位置の座標値を平行度測定器２１のエリアフォトセンサ２２からの離れた位置の座標値によって補正することにより、図２（ａ）と均等の座標値を求め、この座標値と予め設定された基準値とを比較し、その差が予め設定された公差の範囲内である場合には、測定された面取り角は第１ノッチ面取り部１１の傾斜角θ１１であると判定する。
【００３６】
次に、前記構成に係るノッチ付きウエハの製造方法を図３に示されている工程図および図４に示されている主要工程の模式図について説明する。
【００３７】
まず、チョクラルスキ法による単結晶成長工程において、多結晶シリコンが溶解された溶液から単結晶が成長されて、単結晶インゴット（図示せず）が製造される。
【００３８】
ブロック切断工程において、単結晶インゴットは一定の抵抗率の範囲のブロック毎にそれぞれ切断される。
【００３９】
ブロック外周研削工程において、ブロックは完全な真円形で、かつ、直径が均一の円柱形状に研削される。
【００４０】
ノッチ切り込み工程において、図４（ａ）に示されているように、円柱形状のブロック３１の外周に後にノッチ１０になる縦溝３０がダイヤモンド砥石（図示せず）によって切り込まれて形成される。このとき、Ｘ線検査によって単結晶ブロック３１の結晶面の方位が測定され、縦溝３０が単結晶ブロック３１の〈０１１〉の方向の位置に正確に配される。この縦溝３０の横断面形状はノッチ１０の前記した平面視Ｖ字形状に対応されている。
【００４１】
スライシング工程において、図４（ｂ）に示されているように、縦溝付きのブロックは円形の薄板形状に内周に刃を有するダイヤモンドブレードによって切断される。この切断によって切り出された薄板（以下、薄板という。）３２には後に面取り部を加工されることによってノッチ１０になるＶ溝４０が、縦溝３０を切断されることによって形成されることになる。薄板３２は後述するラッピング加工代やエッチング加工代およびポリッシング加工代等を見込んで、ノッチ付きウエハ１における基板２の完成寸法よりも若干大きめに形成されている。同様に、Ｖ溝４０はノッチ１０の完成寸法よりも若干小さめに形成されている。薄板３２はＶ溝４０の位置を揃えられた状態で、キャリア治具（図示せず）に一列縦隊に並べられて保管される。
【００４２】
面取り加工工程（ベベリング工程）において、図４（ｃ）および（ｄ）に示されているように、薄板３２の円周部には第１円周面取り部３５（ラッピング加工、エッチング加工およびポリッシング加工等が施された後の完成品のものと区別するために、符号「３５」を使用する。以下、面取り部および主面について同様とする。）および第２円周面取り部３６がそれぞれ形成される。また、薄板３２のＶ溝４０における両方の内周縁には第１ノッチ面取り部４１および第２ノッチ面取り部４２がそれぞれ形成される。後述するラッピング加工代やエッチング加工代およびポリッシング加工代等を見込んだ上で、これら面取り部の構成は完成品である前記ノッチ付きウエハ１の面取り部とそれぞれ対応されている。このようにしてＶ溝４０に第１ノッチ面取り部４１および第２ノッチ面取り部４２が形成されると、薄板３２は表裏を判別可能な状態になる。すなわち、Ｖ溝４０において第１ノッチ面取り部４１が形成された内周縁の位置する側の主面が第１主面３３になり、第２ノッチ面取り部４２が形成された内周縁の位置する側の主面が第２主面３４になる。
【００４３】
ここで、Ｖ溝４０に対する第１ノッチ面取り部４１および第２ノッチ面取り部４２の面取り加工方法の一実施例を、図４（ｅ）および（ｆ）に示されている研削具５０が使用される場合について説明する。
【００４４】
図４（ｅ）および（ｆ）に示されている研削具５０は外周面に凹状の弯曲面を有する大略円柱形状に形成されており、その外周面にダイヤモンド砥粒層が形成されることにより第１研削面５１、第２研削面５２、第３研削面５３をそれぞれ構成されている。第１研削面５１と第２研削面５２は互いに向き合わされて同軸に配された各円錐面にそれぞれ形成されており、第１研削面５１の底角θ５１は第１ノッチ面取り角θ１１と等しく設定され、また、第２研削面５２の底角θ５２は第２ノッチ面取り角θ１２と等しく設定されている。第３研削面５３は回転中心と同心円の円柱面に形成されており、第３研削面５３における半径はノッチ１０の内周端１３における凹状弯曲面の曲率半径ｒと対応するように設定されている。
【００４５】
この研削具５０によってＶ溝４０に対する第１ノッチ面取り部４１および第２ノッチ面取り部４２が面取り加工されるに際して、回転中心が薄板３２の中心線と平行に配された状態で、研削具５０は回転されるとともに、Ｖ溝４０の内周面の形状に倣うように徐々に送られる。この研削作動によって、Ｖ溝４０の両端には第１ノッチ面取り角θ１１を有する第１ノッチ面取り部４１と、第２ノッチ面取り角θ１２を有する第２ノッチ面取り部４２とがそれぞれ形成される。
【００４６】
以上のようにしてＶ溝４０に対する面取り加工が実施された以降は、薄板３２は第１ノッチ面取り部４１と第２ノッチ面取り部４２とを判別することにより、表裏、すなわち、第１主面３３か第２主面３４かを判別することができる。換言すれば、以降の工程において、薄板３２のハンドリングに際して表裏の取り扱いを統一することができ、また、統一による利益不利益を享受する状況になったことをも意味する。そこで、本実施例においては、Ｖ溝４０に対する面取り加工以降の表裏の取り扱いを統一するために、面取り加工作業後の薄板３２は、第１ノッチ面取り部４１の向きが一定に揃うように配置されてキャリア治具（図５および図６参照）に保管される。
【００４７】
ラッピング工程において、薄板３２は両面をアルミナ砥粒とグリセリンの研磨材によってラッピングされる。このラッピング加工によって、薄板３２は厚さのばらつきを、例えば、０．２μｍ以下に低減される。
【００４８】
エッチング工程において、薄板３２はその表面層を全体的にエッチング加工される。これまでの形状加工により薄板３２には表面上および周辺に破砕層および汚染層が発生しているため、この破砕層および汚染層がエッチング加工によって除去される。この破砕層および汚染層は、通常１０μｍ程度であり、化学的エッチング処理によって充分に除去することができる。しかし、破砕層を完全に除去するために、通常、片側２０μｍ程度のオーバーエッチング処理が施される。エッチング液としては、弗酸、硝酸、酢酸の混合液が使用される。また、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを使用したアルカリエッチング処理も可能である。
【００４９】
ポリッシング（鏡面仕上げ）工程において、薄板３２は表裏両面をポリッシング加工される。このポリッシング加工により、薄板３２の表裏両面は鏡面仕上げされた状態になるため、高精度の表面平坦性を確保され、また、局所的な変動を解消された状態になる。ここで、本実施例によれば、ノッチ面取り加工工程以降において表裏が統一的に取り扱われるため、後述するように、例えば、リソグラフィー処理を第１主面側に常に実施することができる。したがって、ポリッシング加工は第１主面側だけに実施すればよいとも言える。しかし、第２主面側にもポリッシング加工を施すと、高精度の表面平坦性をより一層高めることができるともに、局所的な変動を両面について解消された状態になるため、リソグラフィー処理等に際してのノッチ付きウエハ１の平坦度をより一層高めることができる。ちなみに、ポリッシング加工にはメカニカル・ケミカルポリッシング法が使用される。
【００５０】
以上のようにして前記構成に係るノッチ付きウエハ１が製造されたことになる。このノッチ付きウエハ１は最終洗浄工程において、洗浄された後にキャリア治具に梱包されて、ウエハ製造工場からＩＣ製造工場に送られる。この梱包に際して、ノッチ付きウエハ１はノッチ１０の配置および第１ノッチ面取り部１１の向きを統一された状態で、キャリア治具に梱包される。
【００５１】
次に、以上のようにして製造され、かつ、構成されたノッチ付きウエハによるＩＣの製造方法の一実施例を、前工程について説明する。
【００５２】
前記構成に係るノッチ付きウエハが前工程に投入されるに際して、ノッチの面取り部によってノッチ付きウエハの表裏が確認的に判別される。図５に示されているように、この判別作業には前述した面取り角判別装置２０を使用することができる。すなわち、ノッチ付きウエハ用のキャリア治具６１が水平に配されて保持されるテーブル６２の上方には、面取り角判別装置２０が横向きに設置されている。また、テーブル６２の下側にはウエハを鉛直に持ち上げるエレベータ６３が垂直方向上向きに設備されている。ノッチ付きウエハ１はキャリア治具６１がテーブル６２に水平に保持された状態において、鉛直に立てられた状態になっており、エレベータ６３はノッチ付きウエハ１を１枚ずつ鉛直に持ち上げるように構成されている。
【００５３】
表裏が判別されるに際して、ノッチ付きウエハ１がエレベータ６３によってキャリア治具６１から持ち上げられると、持ち上げられたウエハ１のノッチ１０が面取り角判別装置２０に対向される。続いて、図２について前述した作用に準じて、面取り角判別装置２０によって第１ノッチ面取り角θ１１か否かが判別され、面取り角判別装置２０側に第１主面３が適正に配置されていることが確認される。確認が終了すると、エレベータ６３が下降されてウエハ１はキャリア治具６１の元の位置に戻される。次いで、テーブル６２が１ピッチ歩進送りされて、次のウエハ１がエレベータ６３に対向される。
【００５４】
以降、前記作動が繰り返されることにより、キャリア治具６１に収納されたウエハ１の全てについて表裏が判別される。万一、面取り角判別装置２０によって第１ノッチ面取り角θ１１であると判別されなかった場合には、コントローラ２４によって警報が発生される。そして、当該ノッチ付きウエハ１はキャリア治具６１に表裏逆向きに収納されていたものと、作業者は判断して当該ノッチ付きウエハ１をキャリア治具６１から抜き出して洗浄工程等に送る。このように表裏逆向きに配置されたノッチ付きウエハ１について特別に取り扱う理由は、第１主面３側がハンドリング面として使用されることによって汚染された危険性があるので、その危険性を念のため回避することにある。
【００５５】
以上のようにして表裏を判別されたノッチ付きウエハは、前工程において表側主面である第１主面側に半導体素子を含む集積回路が作り込まれ、裏側主面としての第２主面側がそれ自体のハンドリングに使用される。そのため、表裏を判別されたノッチ付きウエハは、前工程においてノッチの位置および表裏の向き（第１主面および第２主面の向き）を揃えられて常に取り扱われる。
【００５６】
例えば、ＣＭＯＳのウエルパターニング工程においてシリコン酸化膜を成長させるための熱処理作業に際しては、ノッチ付きウエハは複数枚が同時に所謂バッチ処理される。予め、ノッチ付きウエハ群はキャリア治具にノッチの配置および表裏の向きを揃えられて収納されているため、このようなバッチ処理の場合にはキャリア治具上のノッチ付きウエハ群を一括して処理治具等に移し換えれば済む。例えば、図６（ａ）に示されているように、キャリア治具６１にノッチ１０および表裏を揃えられて収納された複数枚のノッチ付きウエハ１群は、まず、移換治具６４に一括して移し換えられる。次いで、第６図（ｂ）に示されているように、移換治具６４のノッチ付きウエハ１群は熱処理治具としてのボート６５にそのままの状態で一括して移し換えられる。そして、このボート６５は熱処理装置（図示せず）のプロセスチューブにそのままの状態で投入されて一括して熱処理される。
【００５７】
このようにしてボート６５に対するノッチ付きウエハ１群のノッチ１０の配置および表裏の向きが常に一定の関係で熱処理されると、ノッチ付きウエハ１内のプロセスチューブに対する位置関係が常に一定になるため、シリコン酸化膜の膜厚や膜質、電気的特性の分布を解析することによって熱処理装置固有の特性を究明することができる。また、不良解析に際して、ノッチ付きウエハ１内のプロセスチューブに対する位置関係を特定することにより、不良解析の精度や信頼性を高めることができる。
【００５８】
次に、例えば、ＣＭＯＳのウエルパターニング工程においてシリコン酸化膜の上にフォトレジスト膜がスピンナ塗布されるに際しては、ノッチ付きウエハは１枚ずつ所謂枚葉処理される。このような枚葉処理の場合には、ノッチ付きウエハはキャリア治具から１枚ずつ取り出されて処理されるため、ノッチ位置および表裏を揃えてキャリア治具に戻す必要がある。そして、スピンチャックの回転停止位置が不確定であるため、スピンナ塗布された後のノッチ付きウエハにおけるノッチの位置は不明になる。そこで、スピンナ塗布されたノッチ付きウエハを露光装置にセットするに際して、予め、ノッチの位置を検出する必要がある。このような場合のノッチ位置検出方法の一実施例を図７について説明する。
【００５９】
スピンナ塗布されたノッチ付きウエハ１はノッチ位置検出ステージ７１に搬入ハンド（図示せず）によって（ａ）に示されているように搬入される。一対の４チャンネルセンサ（以下、左右のセンサという。）７２、７３がノッチ付きウエハ１によって遮光された時点で挿入ハンドは挿入を停止する。（ｂ）に示されているように、左右のセンサ７２、７３が遮光される時間差がＸ方向の偏心量に換算され、ステージ７１が移動されてノッチ付きウエハ１が真空吸着チャック７４によって保持される。
【００６０】
次いで、（ｃ）に示されているように、ノッチ付きウエハ１は真空吸着チャック７４によって回転されて、（ｄ）に示されているように、ノッチ粗検知センサ７５によってノッチ１０が検知される。続いて、（ｅ）に示されているように、ノッチ１０はノッチ粗検知センサ７５の位置から反時計周り方向に４５度だけ回転され、ＣＣＤから構成された撮像装置７６の撮映範囲に移動される。次いで、（ｆ）に示されているように、ノッチ１０が撮像装置７６の中心に置かれたままの状態で、ノッチ付きウエハ１は両センサ７２、７３に外周がかかるようにＸＹθの方向を補正される。
【００６１】
（ｇ）に示されているようにＸＹθの方向を微調整された後に、（ｈ）に示されているようにノッチ付きウエハ１はそのままの状態を維持されたまま送り込みハンド７７によって露光装置（図示せず）に送り込まれる。ここで、露光装置に移送される前に、ＸＹθの方向を微調整された後のノッチ付きウエハ１に対して、前述した面取り角判別装置２０によって表裏判別作業を実施することにより、フォトレジスト膜がノッチ付きウエハ１の第１主面３側に実際にスピンナ塗布されたことを簡単に確認することができる。
【００６２】
なお、前記実施例においては、本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例であるＩＣの製造方法を、その前工程の一部であるＣＭＯＳのウエルパターニング工程においてシリコン酸化膜を成長させるための熱処理作業およびそのシリコン酸化膜の上にフォトレジスト膜をスピンナ塗布する作業について説明したが、表裏を判別されたノッチ付きウエハは前工程の全般においてノッチの位置および表裏の向き（第１主面および第２主面の向き）を揃えられて常に取り扱われる。そして、表裏を判別されたノッチ付きウエハは、前工程において表側主面である第１主面側に半導体素子を含む集積回路が作り込まれ、裏側主面としての第２主面側がそれ自体のハンドリングに使用される。そのため、半導体素子が作り込まれる第１主面側がハンドリングによって汚染されることはない。その結果、半導体装置の製造歩留りを高めることができるとともに、半導体装置の品質および信頼性を高めることができる。
【００６３】
前記実施例によれば次の効果が得られる。
（１） ノッチ付きウエハのノッチにおける一方の主面の内周縁部に形成される面取り部と他方の主面の内周縁部に形成される面取り部とを互いに相異させることにより、両方の面取り部の相異を認識することによってノッチ付きウエハの表裏を判別することができるため、半導体装置を作り込む側の主面を常に同定することができる。
【００６４】
（２） 前記（１）により、前工程において表側主面である第１主面側に半導体素子を含む集積回路を作り込み、裏側主面としての第２主面側をそれ自体のハンドリングに常に使用することができるため、半導体素子が作り込まれる第１主面側がハンドリングによって汚染されるのを防止することができ、その結果、半導体装置の製造歩留りを高めることができるとともに、半導体装置の品質および信頼性を高めることができる。
【００６５】
（３） 相異するのは面取り部であって、ノッチの平面形状は周方向の対称形を維持することができるため、ノッチ付きウエハの回転対称形および半導体装置の取得数の大幅な低下を防止することができるばかりでなく、ノッチの規格を維持することにより、半導体装置の製造方法に使用される既存の製造装置におけるノッチによる位置決め機構等の改造を回避することができる。
【００６６】
（４） ノッチにおける表裏の面取り角を相異させることにより、反射光を利用して光学的に表裏を判別することができるため、ノッチ付きウエハの表裏の判別を非接触にて実行することができ、接触による弊害を未然に回避することができる。
【００６７】
（５） 第１ノッチ面取り部１１の第１ノッチ面取り角θ１１を小さく設定することにより、エピタキシャル成長処理におけるエピタキシャルクラウンの発生を防止することができるため、それによる取得数の低下を未然に回避することができる。
【００６８】
（６） 非対称形の第１研削面および第２研削面を有する研削具によってノッチの第１ノッチ面取り部および第２面取り部とをそれぞれ形成することにより、互いに非対称形の第１ノッチ面取り部および第２面取り部をきわめて簡単に形成することができるため、ノッチ付きウエハの製造コストの増加等を抑制することができる。
【００６９】
図８は本発明の実施例２であるノッチ付きウエハを示しており、（ａ）はノッチ部分の平面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う拡大側面断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線に沿う拡大側面断面図である。
【００７０】
本実施例２が前記実施例１と異なる点は、ノッチ付きウエハ１の基板２における基板外周端７にＲ面取り部８が形成されているとともに、ノッチ１０におけるノッチ内周端１３にもＲ面取り部１００形成されている点にある。ここで、ノッチ内周端のＲ面取り部１４は第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とに内接するように形成されているとともに、第１ノッチ面取り部１１および第２ノッチ面取り部１２に平坦傾斜面が少なくとも所定の幅だけ形成されるように形成されている。この第１ノッチ面取り部１１および第２ノッチ面取り部１２の平坦傾斜面に前述した面取り角判別装置２０の面取り角測定光２９ａが入射されれば、その反射光２９ｂの反射角は一定の関係になるため、前述した面取り角の判別は確保されることになる。
【００７１】
本実施例２の作用は前記実施例１と同様であり、前記実施例１の効果に加えて、基板２の外周縁およびノッチ１０の内周縁における歪みや損傷をＲ面取り部８および１４によって防止することができるという効果が奏される。
【００７２】
図９は本発明の実施例３であるノッチ付きウエハを示しており、（ａ）はノッチ部分の平面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う拡大側面断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線に沿う拡大側面断面図である。
【００７３】
本実施例３が前記実施例１と異なる点は、ノッチ付きウエハ１の基板２における第１主面３が鏡面仕上げ加工され、第２主面４が鏡面仕上げ加工されていない点である。そして、鏡面仕上げ加工はノッチ１０の面取り加工後に実施されるため、鏡面仕上げ加工に際しては、第１ノッチ面取り部１１が第１ノッチ面取り角θ１１の測定によって判別されることより、第１ノッチ面取り部１１が位置する側である第１主面３が予め選定された後に鏡面仕上げ加工が実施されることになる。
【００７４】
本実施例３によれば、第１主面３が鏡面仕上げされ第２主面４が鏡面仕上げされていないため、ノッチ付きウエハ１の表裏判別は第１主面３と第２主面４との見比べによっても実行することができる。
【００７５】
図１０は本発明の実施例４であるノッチ付きウエハを示しており、（ａ）は結晶の面方位を模式的に示す平面図、（ｂ）はその作用を説明するための平面図である。
【００７６】
本実施例４が前記実施例１と異なる点は、シリコン単結晶の面方位（１００）の基板２に対してノッチ１０が〈０１１〉に配置されているとともに、〈０１０〉または〈００１〉の方向に傾けられてウエハ１がスライスされている点にある。図１０（ａ）に示されている例においては、ウエハ１は基板２の面方位が（１００）で、ノッチ１０が配置された方向が［０バー１バー１］で、［０１０］の方向に傾けてスライスされており、図１０（ａ）に示された第１主面３側が表側面になるように第１主面３側におけるノッチ１０の縁辺部に第１ノッチ面取り部１１が形成されている。ところが、万一、第２主面４側におけるノッチ１０の縁辺部に第１ノッチ面取り部１１が誤って形成されてしまうと、図１０（ｂ）に示されているように、［０１０］の方向が［００１］の方向になってしまう。したがって、ウエハ１が〈０１０〉または〈００１〉の方向に傾けてスライスされる場合には、基板２がブロックから切り出される際に表裏が正確に管理されるとともに、ノッチ１０における第１ノッチ面取り部１１および第２ノッチ面取り部１２はその結晶方向によって決定される基板２の表裏に従って正確に形成する必要がある。
【００７７】
そこで、本実施例４のように結晶方向に対して傾けられてスライスされるノッチ付きウエハの製造方法においては、ノッチ１０に対する面取り加工工程（図３参照）に際して、基板２に対してＸ線による表裏判別検査を実施することが望ましい。
【００７８】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００７９】
例えば、ノッチにおける第１ノッチ面取り部および第２ノッチ面取り部は、周方向に対称形に形成するに限らず、非対称形に形成してもよい。この場合においても、ノッチの平面視形状の周方向の対称形は維持される。
【００８０】
ノッチの第１主面の内周縁部に形成された第１ノッチ面取り部の第１ノッチ面取り角θ１１を１５度に、また、ノッチの第２主面の内周縁部に形成された第２ノッチ面取り部の第２ノッチ面取り角θ１２を２５度にそれぞれ設定するに限らない。ここで、第１ノッチ面取り角θ１１の加工公差（角度）をＫ１１、第２ノッチ面取り角θ１２の加工公差をＫ１２とした場合、第１ノッチ面取り角θ１１および第２ノッチ面取り角θ１２は次の式（１）を満足するように設定することが望ましい。
θ１２−θ１１＞Ｋ１１＋Ｋ１２・・・（１）
【００８１】
ノッチの第１主面の内周縁部に形成された第１ノッチ面取り部の第１ノッチ面取り幅Ｌ１１を５００μｍに、また、ノッチの第２主面の内周縁部に形成された第２ノッチ面取り部の第２ノッチ面取り幅Ｌ１２を３００μｍにそれぞれ設定するに限らず、２００〜６００μｍに設定することができる。判別の観点からは、第１ノッチ面取り幅と第２ノッチ面取り幅の差は大きい方が望ましい。また、面取り幅の最大値は取得数の減少等も配慮して決定される。
【００８２】
第１ノッチ面取り部および第２ノッチ面取り部は一体の研削具によって面取り加工するに限らず、研削面の角度がそれぞれ相異する別体の研削具によってそれぞれ面取り加工して形成してもよい。
【００８３】
前記実施例では、第１主面を表側面として説明したが、表裏面は相対的な関係であるから、第２主面を表側面としてもよい。すなわち、第２主面側にＩＣを作り込み、第１主面側をハンドリングに使用してもよい。また、ＩＣが作り込まれる側が表側面で、第１主面であり、ハンドリングされる側が裏側面で、第２主面であると考えてもよい。
【００８４】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるＭＯＳ・ＩＣの製造方法に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、バイポーラＩＣや、トランジスタ、光半導体装置等のその他の半導体装置の製造方法全般に適用することができる。
【００８５】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００８６】
ノッチ付き半導体ウエハのノッチにおける一方の主面の内周縁部に形成される面取り部と他方の主面の内周縁部に形成される面取り部とを互いに相異させることにより、両方の面取り部の相異を認識することによって半導体ウエハの表裏を判別することができるため、半導体ウエハの表裏を判別することにより、半導体装置を作り込む側の主面を常に同定することができるため、半導体ウエハによって半導体装置を適正に製造することができる。
【００８７】
また、相異するのは面取り部であってノッチの平面形状は周方向の対称形を維持することができるため、半導体ウエハの回転対称形および半導体装置の取得数の大幅な低下を防止することができるばかりでなく、ノッチの規格を維持することにより、半導体装置の製造方法に使用される既存の製造装置におけるノッチによる位置決め機構等の改造を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるノッチ付きウエハを示しており、（ａ）はノッチ部分の平面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う拡大側面断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線に沿う拡大側面断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はノッチ付きウエハの表裏判別方法の一実施例を示す各模式図である。
【図３】本発明の一実施例であるノッチ付きウエハの製造方法を示す工程図である。
【図４】その主要工程をそれぞれ各模式図であり、（ａ）はノッチ切り込み工程後の斜視図、（ｂ）はスライシング工程の斜視図、（ｃ）は面取り加工工程後の平面図、（ｄ）は側面断面図、（ｅ）は面取り加工工程の一部切断部分平面図、（ｆ）はその側面断面図である。
【図５】本発明の一実施例であるノッチ付きウエハを使用したＩＣの製造方法における表裏判別工程を示す模式図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は熱処理工程における移し換え作業を示す各正面断面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）は露光工程におけるノッチ位置認識方法を示す模式図である。
【図８】本発明の実施例２であるノッチ付きウエハを示しており、（ａ）はノッチ部の平面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線に沿う断面図である。
【図９】
本発明の実施例３であるノッチ付きウエハを示しており、（ａ）はノッチ部の
平面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図、（ｄ）
は（ａ）のｄ−ｄ線に沿う断面図である。
【図１０】
本発明の実施例４であるノッチ付きウエハを示しており、（ａ）は結晶の面方位を模式的に示す平面図、（ｂ）はその作用を説明するための平面図である。
【符合の説明】
１…ノッチ付きウエハ（半導体ウエハ）、２…基板、３…第１主面、４…第２主面、５…第１円周面取り部、５ａ…面取り開始位置、θ５ …第１円周面取り角、Ｌ５ …第１円周面取り幅、６…第２円周面取り部、６ａ…面取り開始位置、θ６ …第２円周面取り角、Ｌ６ …第２円周面取り幅、７…基板外周端、８…Ｒ面取り部、１０…ノッチ、１１…第１ノッチ面取り部、１１ａ…面取り開始位置、θ１１…第１ノッチ面取り角、Ｌ１１…第１ノッチ面取り幅、１２…第２ノッチ面取り部、１２ａ…面取り開始位置、θ１２…第２ノッチ面取り角、Ｌ１２…第２ノッチ面取り幅、１３…ノッチ内周端、１４…Ｒ面取り部、２０…面取り角判別装置、２１…平行度測定器、２２…エリアフォトセンサ、２３…投光器、２４…コントローラ、２５…面取り角測定器、２６…エリアフォトセンサ、２７…投光器、２８ａ…平行度測定光、２８ｂ…反射光、２９ａ…面取り角測定光、２９ｂ…反射光、３０…縦溝、３１…単結晶ブロック、３２…薄板、３３…第１主面、３４…第２主面、３５…第１円周面取り部、３６…第２円周面取り部、４０…Ｖ溝、４１…第１ノッチ面取り部、４２…第２ノッチ面取り部、４３…内周端、５０…研削具、５１…第１研削面、θ５１…底角、５２…第２研削面、θ５２…底角、５３…第３研削面、６１…キャリア治具、６２…テーブル、６３…エレベータ、６４…移換治具、６５…ボート（処理治具）、７１…ノッチ位置検出ステージ、７２、７３…４チャンネルセンサ、７４…真空吸着チャック、７５…ノッチ粗検知センサ、７６…撮像装置、７７…送り込みハンド。
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体装置の製造技術、特に、半導体装置の製造工程中、所謂前工程において使用される半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に関し、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造に利用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＩＣはウエハの一主面側に半導体素子を含む集積回路（以下、集積回路という。）が多数個のペレット区分毎に作り込まれた後に、各ペレットに分断されて組み立てられることによって製造されている。このようなＩＣの製造方法において、集積回路が作り込まれる側の主面は鏡面に仕上げる必要がある。一対の主面のうち一方の主面だけが鏡面仕上げされている場合には、ウエハの表裏の判別は簡単に可能である。しかし、ウエハの両面が鏡面仕上げされている場合には、ウエハの表裏の判別は困難になる。そこで、結晶軸方向を表示するためのオリエンテーションフラット（以下、オリフラという。）を周方向に非対称形に形成する技術や、ウエハの表裏判別のための第２オリフラを形成する技術が提案されている。
【０００３】
また、円形のまま表裏を判別することができるウエハを述べてある例として、日本国特許庁公開実用新案公報 平２−１０６８２１号がある。すなわち、この公報には、ウエハの表面若しくは裏面と側面とがなす角部に面取り部をそれぞれ形成し、両方の面取り部の寸法差によってウエハの表裏を判別する技術が開示されている。
【０００４】
ところで、回転対称性の低下を抑制するとともに、半導体ペレット（以下、ペレットという。）の取得数を増加することができるウエハとして、円周部にノッチが形成されたウエハ（以下、ノッチ付きウエハという。）が知られている。
【０００５】
ノッチ付きウエハを述べてある例として、日本国特許庁公開実用新案公報 昭６４−４８０２０号がある。すなわち、この公報には、ノッチを構成する稜線の上下のエッジが面取りされているウエハが開示されている。このノッチ付きウエハによれば、ノッチにも面取り部が形成されているため、ＩＣの製造工程においてノッチに位置決めピンが当てがわれた際のノッチの損傷を防止することができ、その結果、製造歩留りを高めることができる。
【０００６】
また、日本国特許庁公開特許公報 平２−２４０９１２号には、円周部に形成されたノッチが中心方向への位置変化に伴って非連続的に変化する形状に形成されているとともに、ノッチの平面形状が周方向に左右非対称形に形成されているノッチ付きウエハが開示されている。このノッチ付きウエハによれば、ノッチが周方向に左右非対称形に形成されているため、ウエハの表側主面と裏側主面とを判別することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ノッチ付きウエハにおいても、一主面側に集積回路が作り込まれるため、表裏の判別が必要になる。そして、両面が鏡面仕上げされたノッチ付きウエハの表裏の判別はきわめて困難になる。例えば、ＩＣが製造される前工程への投入に際して、ノッチ付きウエハの表裏の判別を誤ると、前工程投入以前にノッチ付きウエハのハンドリング等において使用されることにより汚染された側の主面（裏側面）に集積回路が作り込まれる危険性が発生してしまう。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、表裏を判別することができるノッチ付きウエハを提供するとともに、ノッチ付きウエハの表裏を判別して適正に半導体装置を製造することができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００９】
ところで、前記した日本国特許庁公開特許公報 平２−２４０９１２号に開示されているように、ノッチの平面形状が周方向に左右非対称形に形成されているノッチ付きウエハによれば、ウエハの表側主面と裏側主面とを判別することができる。しかしながら、ノッチの平面形状が非対称形であると、ウエハの回転対称性が大きく損なわれるとともに、ペレットの取得数が低下されてしまうばかりでなく、ノッチが規格外の特殊な形状になってしまうため、ＩＣの製造方法に使用される製造装置におけるノッチによる位置決め機構等の大幅な改造が必要になるという問題点が発生する。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、ノッチの平面形状の対称形を維持したまま表裏を判別することができるノッチ付きウエハを提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、前記したノッチ付きウエハを合理的に製造することができる半導体ウエハの製造方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通りである。
【００１４】
すなわち、半導体ウエハは、円周部に形成されたノッチにおける一方の主面の内周縁部に形成されている面取り部と、他方の主面の内周縁部に形成されている面取り部とが互いに相異されていることを特徴とする。
【００１５】
【作用】
前記した手段によれば、両方の面取り部の相異を認識することにより、半導体ウエハの表裏を判別することができる。半導体ウエハの表裏を判別することにより、半導体装置を作り込む側の主面を常に同定することができるため、半導体ウエハによって半導体装置を適正に製造することができる。
【００１６】
また、相異するのは面取り部であってノッチの平面形状は周方向の対称形を維持することができるため、半導体ウエハの対称性および半導体装置の取得数の大幅な低下を防止することができるばかりでなく、ノッチの規格を維持することにより、半導体装置の製造方法に使用される既存の製造装置におけるノッチによる位置決め機構等の改造を回避することができる。
【００１７】
【実施例】
図１は本発明の一実施例であるノッチ付きウエハを示しており、（ａ）はノッチ部分の平面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う拡大側面断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線に沿う拡大側面断面図である。図２はノッチ付きウエハの表裏判別方法の一実施例を示す各模式図である。図３は本発明の一実施例であるノッチ付きウエハの製造方法を示す工程図であり、図４はその主要工程をそれぞれ示す各模式図である。図５は本発明の一実施例であるノッチ付きウエハを使用したＩＣの製造方法における表裏判別方法を示す模式図である。図６は熱処理工程における移し換え作業を示す各正面断面図であり、図７は露光工程におけるノッチ位置認識方法を示す各模式図である。
【００１８】
本実施例において、本発明に係る半導体ウエハは、半導体装置としてのＩＣを製造するのに使用されるノッチ付きウエハ１として構成されており、シリコンの単結晶から円形の薄板形状に形成されたサブストレート（以下、基板という。）２を備えている。本実施例において、基板２は直径が２００ｍｍであって、厚さｔが７２５μｍである円形の薄板形状に形成されている。基板２のシリコン単結晶の面方位は、（１００）±１°のオンオリエンテーションに設定されている。円形薄板の一対の端面である基板２の一対の主面３、４はそれぞれ鏡面仕上げ加工されている。以下の説明で、一対の主面３、４を区別する必要がある場合には、第１主面３および第２主面４とする。
【００１９】
基板２の第１主面３の外周縁部には第１円周面取り部５が形成されており、この第１円周面取り部５は傾斜角θ５ を有する所謂Ｃ面取り部として構成されている。また、基板２の第２主面４の外周縁部には第２円周面取り部６が形成されており、この第２円周面取り部６は傾斜角θ６ を有する所謂Ｃ面取り部として構成されている。本実施例において、第１円周面取り部５と第２円周面取り部６とは基板２の厚さ方向の中心面に関して面対称形になるように形成されている。すなわち、図１（ｄ）に示されているように、厚さ方向の中心線ＣＬｔを含み、かつ、基板２の中心点を厚さ方向に貫通した中心線に直交する（主面３、４に平行な）平面に関して、第１円周面取り部５と第２円周面取り部６とは面対称に形成されている。つまり、第１円周面取り部５の傾斜角θ５ と第２円周面取り部６の傾斜角θ６ とは等しく設定されており、かつまた、第１円周面取り部５における基板外周端７から面取り開始位置５ａまでの距離Ｌ５ と、第２円周面取り部６における基板外周端７から面取り開始位置６ａまでの距離Ｌ６ とは等しく設定されている。
【００２０】
以上のように構成された基板２は外観上、第１主面３と第２主面４とを判別することができない状態になっている。
【００２１】
基板２の円周部には平面視の形状が大略Ｖ字形のノッチ１０が〈０１１〉の方向の位置に開設されており、ノッチ１０の周方向の形状は基板２の中心点とＶ字の尖端とを通る中心線（以下、基準線という。）ＣＬに対して左右対称形に形成されている。ノッチ１０のＶ字の両方の斜辺の開き角度αは約９０度に設定され、両斜辺に内接する円形の直径Ｄは３ｍｍに設定されている。ノッチ１０のＶ字の底には最小ブレンド半径ｒが０．９ｍｍである凹状の弯曲面が形成されている。ノッチ１０の深さ（基板２の外周端７から底までの距離）Ｓは、約１ｍｍに設定されている。以上の通りにノッチ１０の平面視の形状は左右対称形に形成されているため、ノッチ１０の平面形状を見ただけではノッチ付きウエハ１の表裏を判別することができない状態になっている。なお、〈０１１〉は［０１１］と等価な方向を全て含むものとする。
【００２２】
ノッチ１０の第１主面３の内周縁部には第１ノッチ面取り部１１が形成されており、この第１ノッチ面取り部１１は傾斜角（以下、第１ノッチ面取り角という。）θ１１を有する所謂Ｃ面取り部として構成されている。また、ノッチ１０の第２主面４の内周縁部には第２ノッチ面取り部１２が形成されており、この第２ノッチ面取り部１２は傾斜角（以下、第２ノッチ面取り角という。）θ１２を有する所謂Ｃ面取り部として構成されている。本実施例において、第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とはノッチ１０の厚さ方向の中心面に関して非面対称形になるように形成されている。すなわち、図１（ｂ）に示されているように、厚さ方向の中心線ＣＬｔを含み、かつ、基板２の中心線に直交する平面に関して、第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とは非面対称に形成されている。つまり、第１ノッチ面取り部１１の第１ノッチ面取り角θ１１は第２ノッチ面取り部１２の第２ノッチ面取り角θ１２よりも小さく設定されており、かつまた、第１ノッチ面取り部１１におけるノッチの内周端１３から面取り開始位置１１ａまでの距離（以下、第１ノッチ面取り幅という。）Ｌ１１は、第２ノッチ面取り部１２におけるノッチの内周端１３から面取り開始位置１２ａまでの距離（以下、第２ノッチ面取り幅という。）Ｌ１２よりも長く設定されている。
【００２３】
本実施例において、第１ノッチ面取り角θ１１は１５度に、第２ノッチ面取り角θ１２は２５度にそれぞれ設定されており、第１ノッチ面取り幅Ｌ１１は５００μｍに、第２ノッチ面取り幅Ｌ１２は３００μｍにそれぞれ設定されている。また、第１円周面取り角θ５ および第２円周面取り角θ６ はいずれも３０度に設定されており、第１円周面取り幅Ｌ５ および第２円周面取り幅Ｌ６ はいずれも３００μｍに設定されている。つまり、第１ノッチ面取り幅Ｌ１１は第１円周面取り幅Ｌ５ および第２円周面取り幅Ｌ６ と等しく設定されており、第２ノッチ面取り幅Ｌ１２は第１円周面取り幅Ｌ５ および第２円周面取り幅Ｌ６ と等しく設定されている。したがって、ノッチ面取り幅Ｌ１１が円周面取り幅Ｌ５ よりも長い場合には第１ノッチ面取り部１１側の主面、すなわち、第１主面３と判定することができ、また、ノッチ面取り幅Ｌ１２が円周面取り幅Ｌ６ と等しい場合には、第２ノッチ面取り部１２側の主面、すなわち、第２主面と判定することができる。
【００２４】
以上のように本実施例においては、第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とがノッチ１０の厚さ方向の中心面に関して非面対称形になるように形成されているため、第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とを判別することにより、ノッチ付きウエハ１の表裏、すなわち、第１主面３と第２主面４とを判別することができる。つまり、第１ノッチ面取り部１１が認識された場合には、第１ノッチ面取り部１１が位置する側が第１主面３側であり、位置しない側が第２主面４側であると、判別することができる。
【００２５】
次に、第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２との判別方法について説明する。
【００２６】
人間が目視によって判別を実施する場合には、実際のノッチ付きウエハ１における第１ノッチ面取り幅Ｌ１１と第２ノッチ面取り幅Ｌ１２とを見比べてその長短を判定することにより、第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とを簡単に判別することができる。この場合、第１ノッチ面取り幅Ｌ１１が第１円周面取り幅Ｌ５ よりも大きく設定されているため、隣接する第１ノッチ面取り幅Ｌ１１と第１円周面取り幅Ｌ５ とを見比べて長短を判定することにより、第１ノッチ面取り部１１側と判別することができる。このとき、隣接するノッチ面取り幅と円周面取り幅とを見比べて長短を判定することが困難である場合には、第１ノッチ面取り部１１側でない可能性があると判断される。
【００２７】
人間がテレビカメラの画像を用いてその判断によって判別を実施する場合には、ノッチ付きウエハ１のテレビ画像における第１ノッチ面取り幅Ｌ１１と第２ノッチ面取り幅Ｌ１２とを見比べてその長短を判定することにより、第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とを簡単に判別することができる。ここで、面取り部は主面に対して傾斜していることにより、ノッチ付きウエハのテレビカメラの画像において面取り部は主面よりも暗く映し出される状態になるため、ノッチ付きウエハ１のテレビ画像において、作業者は第１ノッチ面取り幅Ｌ１１および第２ノッチ面取り幅Ｌ１２を認識することができる。また、隣接する第１ノッチ面取り幅Ｌ１１と第１円周面取り幅Ｌ５ とを見比べることによっても、第１ノッチ面取り幅Ｌ１１を認識することができる。
【００２８】
さらに、ノッチ付きウエハのテレビカメラの画像において面取り部は主面よりも暗く映し出される状態になるため、テレビカメラの画像において閾値を最適に定めることにより、テレビカメラの画像によって第１ノッチ面取り幅Ｌ１１および第２ノッチ面取り幅Ｌ１２を自動的に認識することもできる。第１ノッチ面取り幅Ｌ１１および第２ノッチ面取り幅Ｌ１２を自動的に認識することにより、第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とを自動的に判別し得ることになる。
【００２９】
ところで、第１ノッチ面取り部１１の第１ノッチ面取り角θ１１は第２ノッチ面取り部１２の第２ノッチ面取り角θ１２よりも小さく設定されているため、面取り角によっても第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とを判別し得ることになる。図２は面取り角によって第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とを判別する方法、すなわち、ノッチ付きウエハの表裏を判別する方法の一実施例を示す模式図である。
【００３０】
図２に示されているウエハの表裏判別方法に使用される面取り角判別装置２０は、平行度測定器および面取り角測定器を備えている。平行度測定器２１は測定ステージにおいて常に水平を維持し得る状態に設備されており、エリアフォトセンサ２２と投光器２３とを備えている。投光器２３はエリアフォトセンサ２２の中心に配置されて、測定ステージに常に鉛直に投光するように構成されている。エリアフォトセンサ２２は測定ステージ側からの反射光を受光して、その受光位置を示す電気信号をコントローラ２４に送信するように構成されている。面取り角測定器２５は測定ステージにおいて平行度測定器２１のノッチ１０側の位置に配置されて、平行度測定器２１に対して予め設定された所定の角度（ここでは、第１ノッチ面取り角θ１１とする。）をもって傾斜された状態で据え付けられている。面取り角測定器２５もエリアフォトセンサ２６と投光器２７とを備えており、投光器２７はエリアフォトセンサ２６の中心に配置されて、傾斜据え付け面に対して常に垂直（直角）に投光するように構成されている。エリアフォトセンサ２６は測定ステージ側からの反射光を受光して、その受光位置を示す電気信号をコントローラ２４に送信するように構成されている。
【００３１】
以上のように構成された面取り角判別装置２０により第１ノッチ面取り角θ１１が判別されるに際しては、まず、平行度測定器２１の投光器２３によって平行度測定光２８ａが測定ステージにセットされたノッチ付きウエハ１の第１主面３におけるノッチ１０付近に照射され、第１主面３で全反射された反射光２８ｂが平行度測定器２１のエリアフォトセンサ２２によって受光される。エリアフォトセンサ２２はその受光位置を示す座標信号をコントローラ２４に送信する。
【００３２】
次いで、面取り角測定器２５の投光器２７によって面取り角測定光２９ａがノッチ１０の第１ノッチ面取り部１１の傾斜面に照射され、その傾斜面で全反射された反射光２９ｂが面取り角測定器２５のエリアフォトセンサ２６によって受光される。エリアフォトセンサ２６はその受光位置を示す座標信号をコントローラ２４に送信する。
【００３３】
ここで、図２（ａ）に示されているように、ノッチ付きウエハ１が水平にセットされている場合には、面取り角測定器２５のエリアフォトセンサ２６からは受光位置が中心であることを示す座標信号がコントローラ２４に送信される。コントローラ２４はこの座標値と予め設定された基準値とを比較し、その差が予め設定された公差の範囲内である場合には、測定された面取り角は第１ノッチ面取り部１１の傾斜角θ１１であると判定する。
【００３４】
他方、図２（ｂ）に示されているように、ノッチ付きウエハ１が傾いてセットされている場合には、平行度測定器２１のエリアフォトセンサ２２からは受光位置が中心から離れた位置であることを示す座標信号がコントローラ２４に送信される。この座標値はノッチ付きウエハ１の傾き角Δθを示す。
【００３５】
一方、面取り角測定器２５のエリアフォトセンサ２６からは受光位置が中心から離れた位置であることを示す座標信号がコントローラ２４に送信される。この座標位置は面取り角測定器２５の測定光２９ａが照射された傾斜面が傾き角Δθだけ余分に傾斜した状態を示している。そこで、コントローラ２４は面取り角測定器２５のエリアフォトセンサ２６からの離れた位置の座標値を平行度測定器２１のエリアフォトセンサ２２からの離れた位置の座標値によって補正することにより、図２（ａ）と均等の座標値を求め、この座標値と予め設定された基準値とを比較し、その差が予め設定された公差の範囲内である場合には、測定された面取り角は第１ノッチ面取り部１１の傾斜角θ１１であると判定する。
【００３６】
次に、前記構成に係るノッチ付きウエハの製造方法を図３に示されている工程図および図４に示されている主要工程の模式図について説明する。
【００３７】
まず、チョクラルスキ法による単結晶成長工程において、多結晶シリコンが溶解された溶液から単結晶が成長されて、単結晶インゴット（図示せず）が製造される。
【００３８】
ブロック切断工程において、単結晶インゴットは一定の抵抗率の範囲のブロック毎にそれぞれ切断される。
【００３９】
ブロック外周研削工程において、ブロックは完全な真円形で、かつ、直径が均一の円柱形状に研削される。
【００４０】
ノッチ切り込み工程において、図４（ａ）に示されているように、円柱形状のブロック３１の外周に後にノッチ１０になる縦溝３０がダイヤモンド砥石（図示せず）によって切り込まれて形成される。このとき、Ｘ線検査によって単結晶ブロック３１の結晶面の方位が測定され、縦溝３０が単結晶ブロック３１の〈０１１〉の方向の位置に正確に配される。この縦溝３０の横断面形状はノッチ１０の前記した平面視Ｖ字形状に対応されている。
【００４１】
スライシング工程において、図４（ｂ）に示されているように、縦溝付きのブロックは円形の薄板形状に内周に刃を有するダイヤモンドブレードによって切断される。この切断によって切り出された薄板（以下、薄板という。）３２には後に面取り部を加工されることによってノッチ１０になるＶ溝４０が、縦溝３０を切断されることによって形成されることになる。薄板３２は後述するラッピング加工代やエッチング加工代およびポリッシング加工代等を見込んで、ノッチ付きウエハ１における基板２の完成寸法よりも若干大きめに形成されている。同様に、Ｖ溝４０はノッチ１０の完成寸法よりも若干小さめに形成されている。薄板３２はＶ溝４０の位置を揃えられた状態で、キャリア治具（図示せず）に一列縦隊に並べられて保管される。
【００４２】
面取り加工工程（ベベリング工程）において、図４（ｃ）および（ｄ）に示されているように、薄板３２の円周部には第１円周面取り部３５（ラッピング加工、エッチング加工およびポリッシング加工等が施された後の完成品のものと区別するために、符号「３５」を使用する。以下、面取り部および主面について同様とする。）および第２円周面取り部３６がそれぞれ形成される。また、薄板３２のＶ溝４０における両方の内周縁には第１ノッチ面取り部４１および第２ノッチ面取り部４２がそれぞれ形成される。後述するラッピング加工代やエッチング加工代およびポリッシング加工代等を見込んだ上で、これら面取り部の構成は完成品である前記ノッチ付きウエハ１の面取り部とそれぞれ対応されている。このようにしてＶ溝４０に第１ノッチ面取り部４１および第２ノッチ面取り部４２が形成されると、薄板３２は表裏を判別可能な状態になる。すなわち、Ｖ溝４０において第１ノッチ面取り部４１が形成された内周縁の位置する側の主面が第１主面３３になり、第２ノッチ面取り部４２が形成された内周縁の位置する側の主面が第２主面３４になる。
【００４３】
ここで、Ｖ溝４０に対する第１ノッチ面取り部４１および第２ノッチ面取り部４２の面取り加工方法の一実施例を、図４（ｅ）および（ｆ）に示されている研削具５０が使用される場合について説明する。
【００４４】
図４（ｅ）および（ｆ）に示されている研削具５０は外周面に凹状の弯曲面を有する大略円柱形状に形成されており、その外周面にダイヤモンド砥粒層が形成されることにより第１研削面５１、第２研削面５２、第３研削面５３をそれぞれ構成されている。第１研削面５１と第２研削面５２は互いに向き合わされて同軸に配された各円錐面にそれぞれ形成されており、第１研削面５１の底角θ５１は第１ノッチ面取り角θ１１と等しく設定され、また、第２研削面５２の底角θ５２は第２ノッチ面取り角θ１２と等しく設定されている。第３研削面５３は回転中心と同心円の円柱面に形成されており、第３研削面５３における半径はノッチ１０の内周端１３における凹状弯曲面の曲率半径ｒと対応するように設定されている。
【００４５】
この研削具５０によってＶ溝４０に対する第１ノッチ面取り部４１および第２ノッチ面取り部４２が面取り加工されるに際して、回転中心が薄板３２の中心線と平行に配された状態で、研削具５０は回転されるとともに、Ｖ溝４０の内周面の形状に倣うように徐々に送られる。この研削作動によって、Ｖ溝４０の両端には第１ノッチ面取り角θ１１を有する第１ノッチ面取り部４１と、第２ノッチ面取り角θ１２を有する第２ノッチ面取り部４２とがそれぞれ形成される。
【００４６】
以上のようにしてＶ溝４０に対する面取り加工が実施された以降は、薄板３２は第１ノッチ面取り部４１と第２ノッチ面取り部４２とを判別することにより、表裏、すなわち、第１主面３３か第２主面３４かを判別することができる。換言すれば、以降の工程において、薄板３２のハンドリングに際して表裏の取り扱いを統一することができ、また、統一による利益不利益を享受する状況になったことをも意味する。そこで、本実施例においては、Ｖ溝４０に対する面取り加工以降の表裏の取り扱いを統一するために、面取り加工作業後の薄板３２は、第１ノッチ面取り部４１の向きが一定に揃うように配置されてキャリア治具（図５および図６参照）に保管される。
【００４７】
ラッピング工程において、薄板３２は両面をアルミナ砥粒とグリセリンの研磨材によってラッピングされる。このラッピング加工によって、薄板３２は厚さのばらつきを、例えば、０．２μｍ以下に低減される。
【００４８】
エッチング工程において、薄板３２はその表面層を全体的にエッチング加工される。これまでの形状加工により薄板３２には表面上および周辺に破砕層および汚染層が発生しているため、この破砕層および汚染層がエッチング加工によって除去される。この破砕層および汚染層は、通常１０μｍ程度であり、化学的エッチング処理によって充分に除去することができる。しかし、破砕層を完全に除去するために、通常、片側２０μｍ程度のオーバーエッチング処理が施される。エッチング液としては、弗酸、硝酸、酢酸の混合液が使用される。また、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを使用したアルカリエッチング処理も可能である。
【００４９】
ポリッシング（鏡面仕上げ）工程において、薄板３２は表裏両面をポリッシング加工される。このポリッシング加工により、薄板３２の表裏両面は鏡面仕上げされた状態になるため、高精度の表面平坦性を確保され、また、局所的な変動を解消された状態になる。ここで、本実施例によれば、ノッチ面取り加工工程以降において表裏が統一的に取り扱われるため、後述するように、例えば、リソグラフィー処理を第１主面側に常に実施することができる。したがって、ポリッシング加工は第１主面側だけに実施すればよいとも言える。しかし、第２主面側にもポリッシング加工を施すと、高精度の表面平坦性をより一層高めることができるともに、局所的な変動を両面について解消された状態になるため、リソグラフィー処理等に際してのノッチ付きウエハ１の平坦度をより一層高めることができる。ちなみに、ポリッシング加工にはメカニカル・ケミカルポリッシング法が使用される。
【００５０】
以上のようにして前記構成に係るノッチ付きウエハ１が製造されたことになる。このノッチ付きウエハ１は最終洗浄工程において、洗浄された後にキャリア治具に梱包されて、ウエハ製造工場からＩＣ製造工場に送られる。この梱包に際して、ノッチ付きウエハ１はノッチ１０の配置および第１ノッチ面取り部１１の向きを統一された状態で、キャリア治具に梱包される。
【００５１】
次に、以上のようにして製造され、かつ、構成されたノッチ付きウエハによるＩＣの製造方法の一実施例を、前工程について説明する。
【００５２】
前記構成に係るノッチ付きウエハが前工程に投入されるに際して、ノッチの面取り部によってノッチ付きウエハの表裏が確認的に判別される。図５に示されているように、この判別作業には前述した面取り角判別装置２０を使用することができる。すなわち、ノッチ付きウエハ用のキャリア治具６１が水平に配されて保持されるテーブル６２の上方には、面取り角判別装置２０が横向きに設置されている。また、テーブル６２の下側にはウエハを鉛直に持ち上げるエレベータ６３が垂直方向上向きに設備されている。ノッチ付きウエハ１はキャリア治具６１がテーブル６２に水平に保持された状態において、鉛直に立てられた状態になっており、エレベータ６３はノッチ付きウエハ１を１枚ずつ鉛直に持ち上げるように構成されている。
【００５３】
表裏が判別されるに際して、ノッチ付きウエハ１がエレベータ６３によってキャリア治具６１から持ち上げられると、持ち上げられたウエハ１のノッチ１０が面取り角判別装置２０に対向される。続いて、図２について前述した作用に準じて、面取り角判別装置２０によって第１ノッチ面取り角θ１１か否かが判別され、面取り角判別装置２０側に第１主面３が適正に配置されていることが確認される。確認が終了すると、エレベータ６３が下降されてウエハ１はキャリア治具６１の元の位置に戻される。次いで、テーブル６２が１ピッチ歩進送りされて、次のウエハ１がエレベータ６３に対向される。
【００５４】
以降、前記作動が繰り返されることにより、キャリア治具６１に収納されたウエハ１の全てについて表裏が判別される。万一、面取り角判別装置２０によって第１ノッチ面取り角θ１１であると判別されなかった場合には、コントローラ２４によって警報が発生される。そして、当該ノッチ付きウエハ１はキャリア治具６１に表裏逆向きに収納されていたものと、作業者は判断して当該ノッチ付きウエハ１をキャリア治具６１から抜き出して洗浄工程等に送る。このように表裏逆向きに配置されたノッチ付きウエハ１について特別に取り扱う理由は、第１主面３側がハンドリング面として使用されることによって汚染された危険性があるので、その危険性を念のため回避することにある。
【００５５】
以上のようにして表裏を判別されたノッチ付きウエハは、前工程において表側主面である第１主面側に半導体素子を含む集積回路が作り込まれ、裏側主面としての第２主面側がそれ自体のハンドリングに使用される。そのため、表裏を判別されたノッチ付きウエハは、前工程においてノッチの位置および表裏の向き（第１主面および第２主面の向き）を揃えられて常に取り扱われる。
【００５６】
例えば、ＣＭＯＳのウエルパターニング工程においてシリコン酸化膜を成長させるための熱処理作業に際しては、ノッチ付きウエハは複数枚が同時に所謂バッチ処理される。予め、ノッチ付きウエハ群はキャリア治具にノッチの配置および表裏の向きを揃えられて収納されているため、このようなバッチ処理の場合にはキャリア治具上のノッチ付きウエハ群を一括して処理治具等に移し換えれば済む。例えば、図６（ａ）に示されているように、キャリア治具６１にノッチ１０および表裏を揃えられて収納された複数枚のノッチ付きウエハ１群は、まず、移換治具６４に一括して移し換えられる。次いで、第６図（ｂ）に示されているように、移換治具６４のノッチ付きウエハ１群は熱処理治具としてのボート６５にそのままの状態で一括して移し換えられる。そして、このボート６５は熱処理装置（図示せず）のプロセスチューブにそのままの状態で投入されて一括して熱処理される。
【００５７】
このようにしてボート６５に対するノッチ付きウエハ１群のノッチ１０の配置および表裏の向きが常に一定の関係で熱処理されると、ノッチ付きウエハ１内のプロセスチューブに対する位置関係が常に一定になるため、シリコン酸化膜の膜厚や膜質、電気的特性の分布を解析することによって熱処理装置固有の特性を究明することができる。また、不良解析に際して、ノッチ付きウエハ１内のプロセスチューブに対する位置関係を特定することにより、不良解析の精度や信頼性を高めることができる。
【００５８】
次に、例えば、ＣＭＯＳのウエルパターニング工程においてシリコン酸化膜の上にフォトレジスト膜がスピンナ塗布されるに際しては、ノッチ付きウエハは１枚ずつ所謂枚葉処理される。このような枚葉処理の場合には、ノッチ付きウエハはキャリア治具から１枚ずつ取り出されて処理されるため、ノッチ位置および表裏を揃えてキャリア治具に戻す必要がある。そして、スピンチャックの回転停止位置が不確定であるため、スピンナ塗布された後のノッチ付きウエハにおけるノッチの位置は不明になる。そこで、スピンナ塗布されたノッチ付きウエハを露光装置にセットするに際して、予め、ノッチの位置を検出する必要がある。このような場合のノッチ位置検出方法の一実施例を図７について説明する。
【００５９】
スピンナ塗布されたノッチ付きウエハ１はノッチ位置検出ステージ７１に搬入ハンド（図示せず）によって（ａ）に示されているように搬入される。一対の４チャンネルセンサ（以下、左右のセンサという。）７２、７３がノッチ付きウエハ１によって遮光された時点で挿入ハンドは挿入を停止する。（ｂ）に示されているように、左右のセンサ７２、７３が遮光される時間差がＸ方向の偏心量に換算され、ステージ７１が移動されてノッチ付きウエハ１が真空吸着チャック７４によって保持される。
【００６０】
次いで、（ｃ）に示されているように、ノッチ付きウエハ１は真空吸着チャック７４によって回転されて、（ｄ）に示されているように、ノッチ粗検知センサ７５によってノッチ１０が検知される。続いて、（ｅ）に示されているように、ノッチ１０はノッチ粗検知センサ７５の位置から反時計周り方向に４５度だけ回転され、ＣＣＤから構成された撮像装置７６の撮映範囲に移動される。次いで、（ｆ）に示されているように、ノッチ１０が撮像装置７６の中心に置かれたままの状態で、ノッチ付きウエハ１は両センサ７２、７３に外周がかかるようにＸＹθの方向を補正される。
【００６１】
（ｇ）に示されているようにＸＹθの方向を微調整された後に、（ｈ）に示されているようにノッチ付きウエハ１はそのままの状態を維持されたまま送り込みハンド７７によって露光装置（図示せず）に送り込まれる。ここで、露光装置に移送される前に、ＸＹθの方向を微調整された後のノッチ付きウエハ１に対して、前述した面取り角判別装置２０によって表裏判別作業を実施することにより、フォトレジスト膜がノッチ付きウエハ１の第１主面３側に実際にスピンナ塗布されたことを簡単に確認することができる。
【００６２】
なお、前記実施例においては、本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例であるＩＣの製造方法を、その前工程の一部であるＣＭＯＳのウエルパターニング工程においてシリコン酸化膜を成長させるための熱処理作業およびそのシリコン酸化膜の上にフォトレジスト膜をスピンナ塗布する作業について説明したが、表裏を判別されたノッチ付きウエハは前工程の全般においてノッチの位置および表裏の向き（第１主面および第２主面の向き）を揃えられて常に取り扱われる。そして、表裏を判別されたノッチ付きウエハは、前工程において表側主面である第１主面側に半導体素子を含む集積回路が作り込まれ、裏側主面としての第２主面側がそれ自体のハンドリングに使用される。そのため、半導体素子が作り込まれる第１主面側がハンドリングによって汚染されることはない。その結果、半導体装置の製造歩留りを高めることができるとともに、半導体装置の品質および信頼性を高めることができる。
【００６３】
前記実施例によれば次の効果が得られる。
（１） ノッチ付きウエハのノッチにおける一方の主面の内周縁部に形成される面取り部と他方の主面の内周縁部に形成される面取り部とを互いに相異させることにより、両方の面取り部の相異を認識することによってノッチ付きウエハの表裏を判別することができるため、半導体装置を作り込む側の主面を常に同定することができる。
【００６４】
（２） 前記（１）により、前工程において表側主面である第１主面側に半導体素子を含む集積回路を作り込み、裏側主面としての第２主面側をそれ自体のハンドリングに常に使用することができるため、半導体素子が作り込まれる第１主面側がハンドリングによって汚染されるのを防止することができ、その結果、半導体装置の製造歩留りを高めることができるとともに、半導体装置の品質および信頼性を高めることができる。
【００６５】
（３） 相異するのは面取り部であって、ノッチの平面形状は周方向の対称形を維持することができるため、ノッチ付きウエハの回転対称形および半導体装置の取得数の大幅な低下を防止することができるばかりでなく、ノッチの規格を維持することにより、半導体装置の製造方法に使用される既存の製造装置におけるノッチによる位置決め機構等の改造を回避することができる。
【００６６】
（４） ノッチにおける表裏の面取り角を相異させることにより、反射光を利用して光学的に表裏を判別することができるため、ノッチ付きウエハの表裏の判別を非接触にて実行することができ、接触による弊害を未然に回避することができる。
【００６７】
（５） 第１ノッチ面取り部１１の第１ノッチ面取り角θ１１を小さく設定することにより、エピタキシャル成長処理におけるエピタキシャルクラウンの発生を防止することができるため、それによる取得数の低下を未然に回避することができる。
【００６８】
（６） 非対称形の第１研削面および第２研削面を有する研削具によってノッチの第１ノッチ面取り部および第２面取り部とをそれぞれ形成することにより、互いに非対称形の第１ノッチ面取り部および第２面取り部をきわめて簡単に形成することができるため、ノッチ付きウエハの製造コストの増加等を抑制することができる。
【００６９】
図８は本発明の実施例２であるノッチ付きウエハを示しており、（ａ）はノッチ部分の平面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う拡大側面断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線に沿う拡大側面断面図である。
【００７０】
本実施例２が前記実施例１と異なる点は、ノッチ付きウエハ１の基板２における基板外周端７にＲ面取り部８が形成されているとともに、ノッチ１０におけるノッチ内周端１３にもＲ面取り部１００形成されている点にある。ここで、ノッチ内周端のＲ面取り部１４は第１ノッチ面取り部１１と第２ノッチ面取り部１２とに内接するように形成されているとともに、第１ノッチ面取り部１１および第２ノッチ面取り部１２に平坦傾斜面が少なくとも所定の幅だけ形成されるように形成されている。この第１ノッチ面取り部１１および第２ノッチ面取り部１２の平坦傾斜面に前述した面取り角判別装置２０の面取り角測定光２９ａが入射されれば、その反射光２９ｂの反射角は一定の関係になるため、前述した面取り角の判別は確保されることになる。
【００７１】
本実施例２の作用は前記実施例１と同様であり、前記実施例１の効果に加えて、基板２の外周縁およびノッチ１０の内周縁における歪みや損傷をＲ面取り部８および１４によって防止することができるという効果が奏される。
【００７２】
図９は本発明の実施例３であるノッチ付きウエハを示しており、（ａ）はノッチ部分の平面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う拡大側面断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線に沿う拡大側面断面図である。
【００７３】
本実施例３が前記実施例１と異なる点は、ノッチ付きウエハ１の基板２における第１主面３が鏡面仕上げ加工され、第２主面４が鏡面仕上げ加工されていない点である。そして、鏡面仕上げ加工はノッチ１０の面取り加工後に実施されるため、鏡面仕上げ加工に際しては、第１ノッチ面取り部１１が第１ノッチ面取り角θ１１の測定によって判別されることより、第１ノッチ面取り部１１が位置する側である第１主面３が予め選定された後に鏡面仕上げ加工が実施されることになる。
【００７４】
本実施例３によれば、第１主面３が鏡面仕上げされ第２主面４が鏡面仕上げされていないため、ノッチ付きウエハ１の表裏判別は第１主面３と第２主面４との見比べによっても実行することができる。
【００７５】
図１０は本発明の実施例４であるノッチ付きウエハを示しており、（ａ）は結晶の面方位を模式的に示す平面図、（ｂ）はその作用を説明するための平面図である。
【００７６】
本実施例４が前記実施例１と異なる点は、シリコン単結晶の面方位（１００）の基板２に対してノッチ１０が〈０１１〉に配置されているとともに、〈０１０〉または〈００１〉の方向に傾けられてウエハ１がスライスされている点にある。図１０（ａ）に示されている例においては、ウエハ１は基板２の面方位が（１００）で、ノッチ１０が配置された方向が［０バー１バー１］で、［０１０］の方向に傾けてスライスされており、図１０（ａ）に示された第１主面３側が表側面になるように第１主面３側におけるノッチ１０の縁辺部に第１ノッチ面取り部１１が形成されている。ところが、万一、第２主面４側におけるノッチ１０の縁辺部に第１ノッチ面取り部１１が誤って形成されてしまうと、図１０（ｂ）に示されているように、［０１０］の方向が［００１］の方向になってしまう。したがって、ウエハ１が〈０１０〉または〈００１〉の方向に傾けてスライスされる場合には、基板２がブロックから切り出される際に表裏が正確に管理されるとともに、ノッチ１０における第１ノッチ面取り部１１および第２ノッチ面取り部１２はその結晶方向によって決定される基板２の表裏に従って正確に形成する必要がある。
【００７７】
そこで、本実施例４のように結晶方向に対して傾けられてスライスされるノッチ付きウエハの製造方法においては、ノッチ１０に対する面取り加工工程（図３参照）に際して、基板２に対してＸ線による表裏判別検査を実施することが望ましい。
【００７８】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００７９】
例えば、ノッチにおける第１ノッチ面取り部および第２ノッチ面取り部は、周方向に対称形に形成するに限らず、非対称形に形成してもよい。この場合においても、ノッチの平面視形状の周方向の対称形は維持される。
【００８０】
ノッチの第１主面の内周縁部に形成された第１ノッチ面取り部の第１ノッチ面取り角θ１１を１５度に、また、ノッチの第２主面の内周縁部に形成された第２ノッチ面取り部の第２ノッチ面取り角θ１２を２５度にそれぞれ設定するに限らない。ここで、第１ノッチ面取り角θ１１の加工公差（角度）をＫ１１、第２ノッチ面取り角θ１２の加工公差をＫ１２とした場合、第１ノッチ面取り角θ１１および第２ノッチ面取り角θ１２は次の式（１）を満足するように設定することが望ましい。
θ１２−θ１１＞Ｋ１１＋Ｋ１２・・・（１）
【００８１】
ノッチの第１主面の内周縁部に形成された第１ノッチ面取り部の第１ノッチ面取り幅Ｌ１１を５００μｍに、また、ノッチの第２主面の内周縁部に形成された第２ノッチ面取り部の第２ノッチ面取り幅Ｌ１２を３００μｍにそれぞれ設定するに限らず、２００〜６００μｍに設定することができる。判別の観点からは、第１ノッチ面取り幅と第２ノッチ面取り幅の差は大きい方が望ましい。また、面取り幅の最大値は取得数の減少等も配慮して決定される。
【００８２】
第１ノッチ面取り部および第２ノッチ面取り部は一体の研削具によって面取り加工するに限らず、研削面の角度がそれぞれ相異する別体の研削具によってそれぞれ面取り加工して形成してもよい。
【００８３】
前記実施例では、第１主面を表側面として説明したが、表裏面は相対的な関係であるから、第２主面を表側面としてもよい。すなわち、第２主面側にＩＣを作り込み、第１主面側をハンドリングに使用してもよい。また、ＩＣが作り込まれる側が表側面で、第１主面であり、ハンドリングされる側が裏側面で、第２主面であると考えてもよい。
【００８４】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるＭＯＳ・ＩＣの製造方法に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、バイポーラＩＣや、トランジスタ、光半導体装置等のその他の半導体装置の製造方法全般に適用することができる。
【００８５】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００８６】
ノッチ付き半導体ウエハのノッチにおける一方の主面の内周縁部に形成される面取り部と他方の主面の内周縁部に形成される面取り部とを互いに相異させることにより、両方の面取り部の相異を認識することによって半導体ウエハの表裏を判別することができるため、半導体ウエハの表裏を判別することにより、半導体装置を作り込む側の主面を常に同定することができるため、半導体ウエハによって半導体装置を適正に製造することができる。
【００８７】
また、相異するのは面取り部であってノッチの平面形状は周方向の対称形を維持することができるため、半導体ウエハの回転対称形および半導体装置の取得数の大幅な低下を防止することができるばかりでなく、ノッチの規格を維持することにより、半導体装置の製造方法に使用される既存の製造装置におけるノッチによる位置決め機構等の改造を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるノッチ付きウエハを示しており、（ａ）はノッチ部分の平面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う拡大側面断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線に沿う拡大側面断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はノッチ付きウエハの表裏判別方法の一実施例を示す各模式図である。
【図３】本発明の一実施例であるノッチ付きウエハの製造方法を示す工程図である。
【図４】その主要工程をそれぞれ各模式図であり、（ａ）はノッチ切り込み工程後の斜視図、（ｂ）はスライシング工程の斜視図、（ｃ）は面取り加工工程後の平面図、（ｄ）は側面断面図、（ｅ）は面取り加工工程の一部切断部分平面図、（ｆ）はその側面断面図である。
【図５】本発明の一実施例であるノッチ付きウエハを使用したＩＣの製造方法における表裏判別工程を示す模式図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は熱処理工程における移し換え作業を示す各正面断面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）は露光工程におけるノッチ位置認識方法を示す模式図である。
【図８】本発明の実施例２であるノッチ付きウエハを示しており、（ａ）はノッチ部の平面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線に沿う断面図である。
【図９】
本発明の実施例３であるノッチ付きウエハを示しており、（ａ）はノッチ部の
平面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図、（ｄ）
は（ａ）のｄ−ｄ線に沿う断面図である。
【図１０】
本発明の実施例４であるノッチ付きウエハを示しており、（ａ）は結晶の面方位を模式的に示す平面図、（ｂ）はその作用を説明するための平面図である。
【符合の説明】
１…ノッチ付きウエハ（半導体ウエハ）、２…基板、３…第１主面、４…第２主面、５…第１円周面取り部、５ａ…面取り開始位置、θ５ …第１円周面取り角、Ｌ５ …第１円周面取り幅、６…第２円周面取り部、６ａ…面取り開始位置、θ６ …第２円周面取り角、Ｌ６ …第２円周面取り幅、７…基板外周端、８…Ｒ面取り部、１０…ノッチ、１１…第１ノッチ面取り部、１１ａ…面取り開始位置、θ１１…第１ノッチ面取り角、Ｌ１１…第１ノッチ面取り幅、１２…第２ノッチ面取り部、１２ａ…面取り開始位置、θ１２…第２ノッチ面取り角、Ｌ１２…第２ノッチ面取り幅、１３…ノッチ内周端、１４…Ｒ面取り部、２０…面取り角判別装置、２１…平行度測定器、２２…エリアフォトセンサ、２３…投光器、２４…コントローラ、２５…面取り角測定器、２６…エリアフォトセンサ、２７…投光器、２８ａ…平行度測定光、２８ｂ…反射光、２９ａ…面取り角測定光、２９ｂ…反射光、３０…縦溝、３１…単結晶ブロック、３２…薄板、３３…第１主面、３４…第２主面、３５…第１円周面取り部、３６…第２円周面取り部、４０…Ｖ溝、４１…第１ノッチ面取り部、４２…第２ノッチ面取り部、４３…内周端、５０…研削具、５１…第１研削面、θ５１…底角、５２…第２研削面、θ５２…底角、５３…第３研削面、６１…キャリア治具、６２…テーブル、６３…エレベータ、６４…移換治具、６５…ボート（処理治具）、７１…ノッチ位置検出ステージ、７２、７３…４チャンネルセンサ、７４…真空吸着チャック、７５…ノッチ粗検知センサ、７６…撮像装置、７７…送り込みハンド。
Claims (14)
- 円周部に形成されたノッチにおける一方の主面の内周縁部に形成されている面取り部と、他方の主面の内周縁部に形成されている面取り部とが互いに相異されている半導体ウエハが準備され、前記両方の面取り部の相異によって半導体ウエハの表側主面と裏側主面とが判別されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 前記ノッチからの反射光によって前記両方の面取り部の一方が認識されて、前記半導体ウエハの表側主面と裏側主面とが判別されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体ウエハは両方の主面が鏡面仕上げされており、前記両方の面取り部によって判別される表側主面側に半導体素子が形成され、裏側主面側が半導体ウエハのハンドリングに使用されることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体ウエハは前記両方の面取り部によって判別される表側主面が鏡面仕上げされることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体ウエハは同一の処理に際して前記ノッチの位置および表側主面を揃えられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 円周部に形成されたノッチにおける一方の主面の内周縁部に形成されている面取り部と、他方の主面の内周縁部に形成されている面取り部とが互いに相異されていることを特徴とする半導体ウエハ。
- 一方の内周縁部に形成されている前記面取り部は、主面に対して所定の角度で傾斜した平坦面を少なくとも一部に備えていることを特徴とする請求項６に記載の半導体ウエハ。
- 円周部に円周面取り部が全体的に一定に形成されているとともに、一方の主面の外周縁に形成された円周面取り部と、他方の主面の外周縁に形成された円周面取り部とが互いに一致されていることを特徴とする請求項６に記載の半導体ウエハ。
- 円周部の側面およびノッチの内周の側面の厚さ方向の中央部が凸状の弯曲面に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の半導体ウエハ。
- 両方の主面が鏡面仕上げされていることを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の半導体ウエハ。
- 一方の主面が鏡面仕上げされていることを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の半導体ウエハ。
- 半導体ウエハの円周部に形成されたノッチにおける両方の主面の内周縁部に互いに相異する面取り部が形成されることにより、ノッチが厚さの中心面に関して非面対称形に形成されることを特徴とする半導体ウエハの製造方法。
- ノッチにおける一方の内周縁部を面取りする研削面の形状と他方の内周縁部を面取りする研削面の形状とが互いに相異する研削具が、前記ノッチに当てがわれて前記各面取り部がそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１２に記載の半導体ウエハの製造方法。
- ノッチの内周の側面における厚さ方向の中央部を面取りする加工面が凹状の弯曲面に形成された研削具が、前記ノッチに当てがわれてノッチに面取り加工が実施されることを特徴とする請求項１２に記載の半導体ウエハの製造方法。
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