JP6063436B2 - ウェハ群、ウェハの製造装置、およびウェハの製造方法 - Google Patents
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Description
なお、これは、インゴット内で発生している欠陥についても同様である。つまり、各ウェハを上記の番号順に観察すると、各ウェハ内における欠陥の位置や大きさは少しずつ変動する。
いずれにせよ、従来だと、同一のインゴットからウェハ群を得る際に、OF方位精度が良好でないウェハも少なからず作製されてしまうという結果になっている。
また、OF方位精度についての情報を添付した上で、同一のインゴットから得られるウェハ群を歯抜け無く注文者に提供した場合、その時点では確かにウェハの組成および欠陥の連続性は担保されているものの、結局のところ注文者が高いOF方位精度を求める場合、注文者がウェハ群から不適格なウェハを取り除く作業が必要となり、ウェハに歯抜けができるどころか注文者に対して大きな負担をかけかねない。
本発明の別の課題としては、OFを形成する際の不確定要素を排し、極めて高い確率かつ極めて精度高くOFを形成する技術を提供することを課題とするものである。
同一のインゴットから得られる複数のウェハにより構成され、かつ、全ての前記ウェハがオリエンテーションフラット(OF)を有するウェハ群であって、
前記ウェハ群は70枚以上の前記ウェハにより構成され、
角度で表される前記ウェハ群のOF方位精度において、各ウェハにおけるOF方位精度が±0.010°以内である、ウェハ群である。
以下の各条件の少なくともいずれかを満たす。
(条件1)各ウェハにおけるOF方位精度の最大値から最小値を引いた値が0.010°以下である。
(条件2)各ウェハにおけるOF方位精度の最大値から、前記ウェハ群のOF方位精度の平均値を引いた値が0.006°以下である。
(条件3)前記ウェハ群のOF方位精度の平均値から、各ウェハにおけるOF方位精度の最小値を引いた値が0.006°以下である。
(条件4)前記ウェハ群のOF方位精度の標準偏差が0.0015以下である。
前記ウェハ群を構成する各ウェハに対し、前記インゴットの一端に近い側から順に付した各ウェハの番号をX軸とし、各ウェハ内における所定の元素の濃度をY軸としたときに形成されるプロットにおいて、前記プロットの連続性を失わせる部分の数が、前記ウェハ群における前記ウェハの総枚数に当該部分の数を足した値の10%以下の数であり、かつ、任意の番号のウェハに比べて次の番号のウェハにおける所定の元素の濃度の増減値は前記プロットの連続性から想定される増減値の3倍以下である。
前記ウェハは劈開性を有する半導体ウェハである。
前記OFを構成する面は、(011)、(0−1−1)、(0−11)および(01−1)のいずれかである。
2つの対向する下面および上面、ならびに、劈開により形成されるオリエンテーションフラット(OF)を有するウェハの製造装置において、
前記ウェハの下面からの固定および当該固定の解除の切り替えが自在であって両開きが自在なステージと、
前記ウェハを劈開させるための罫書きを前記下面に対して行う罫書き部であって、前記ステージの両開きの合わせ目となる帯状の隙間に配されかつ前記隙間に沿って移動自在な罫書き部と、
前記ステージよりも上方に配されかつ上下方向に移動自在な押圧部と、
前記押圧部の下方への移動と連動させて前記ステージを下方へ両開きさせる開扉機構と、
を備え、
前記押圧部は、
前記ウェハの前記上面を押圧する長尺部分を有する圧子であって、前記ステージの前記隙間に沿って前記隙間の上方に配されかつ前記隙間に沿って振り子式に揺動自在である圧子を備える、ウェハの製造装置である。
前記押圧部は、前記開扉機構を更に備え、
前記開扉機構は、前記圧子よりも下方へと突出した突出部であって、前記押圧部が下方に移動することにより前記ステージを押し開いて両開きさせる突出部である。
前記押圧部における前記圧子と前記突出部との上下方向の相対位置を調節する調節部を更に備える。
前記ステージは、前記突出部の移動量に応じて開閉自在である。
静置状態において前記圧子の前記長尺部分の一端が別の一端よりも下方に位置するように前記圧子を傾けている。
2つの対向する下面および上面、ならびに、劈開により形成されるオリエンテーションフラット(OF)を有するウェハの製造方法において、
両開き自在なステージに前記ウェハの下面側を固定した状態で、前記ステージの両開きの合わせ目となる帯状の隙間に配された罫書き部により、OFを形成するための罫書きを劈開予定線の少なくとも一部として前記下面に入れる罫書き工程と、
前記ウェハの固定を解除した後、前記隙間に沿って振り子式に揺動自在な長尺部分を有する圧子を備えた押圧部を前記ステージの上方から下方へと移動させることによって、前記押圧部の下方への移動と連動させて前記ステージを下方へ両開きさせるとともに、前記下面に入れられた罫書きに対向する前記上面の前記劈開予定線を前記圧子の前記長尺部分により押圧し、前記ウェハを劈開させる劈開工程と、
を有する、ウェハの製造方法である。
前記劈開工程においては、前記押圧部を前記ステージの上方から下方へと移動させることによって、前記押圧部の一部であって前記圧子よりも下方へと突出した突出部により前記ステージを押し開いて両開きさせる。
前記劈開工程は、
前記上面に前記圧子の前記長尺部分を接触させる接触工程と、
前記上面の前記劈開予定線を前記圧子の前記長尺部分により押圧する押圧工程と、
前記突出部により前記ステージを押し開いて両開きさせる開扉工程と、
を有する。
前記劈開工程の後に、前記突出部を上方へと移動させて、両開きしていた前記ステージを閉扉する閉扉工程と、
を有し、
前記閉扉工程の後に、別のウェハに対して前記罫書き工程および前記劈開工程を行う。
前記劈開工程の前に、前記押圧部における前記圧子と前記突出部との上下方向の相対位置を前記ウェハの厚さに応じて調節する調節工程と、
を更に有する。
前記罫書き工程においては、前記劈開予定線の一端である前記下面の周縁に罫書きを入れ、
静置状態において前記圧子の前記長尺部分の一端が別の一端よりも下方に位置するように前記圧子を傾けておき、
前記劈開工程においては、前記下面の前記劈開予定線において罫書きが入れられていない別の一端に対向する、前記上面の前記劈開予定線の部分と前記圧子とを最初に接触させる。
複数のウェハにより構成され、かつ、全ての前記ウェハがオリエンテーションフラット(OF)を有するウェハ群であって、
前記ウェハ群は30枚以上の前記ウェハにより構成され、
前記ウェハ群を構成する各ウェハに対し、各ウェハ内における所定の元素の濃度が低い順に付した各ウェハの番号をX軸とし、各ウェハ内における所定の元素の濃度をY軸としたときに形成されるプロットにおいて、前記プロットの連続性を失わせる部分の数が、前記ウェハ群における前記ウェハの総枚数の10%以下の数であり、かつ、任意の番号のウェハに比べて次の番号のウェハにおける所定の元素の濃度の増減値は前記プロットの連続性から想定される増減値の3倍以下であり、
角度で表される前記ウェハ群のOF方位精度において、各ウェハにおけるOF方位精度が±0.010°以内である、ウェハ群である。
また、本発明によれば、OFを形成する際の不確定要素を排し、極めて高い確率かつ極めて精度高くOFを形成する技術を提供できる。
1.ウェハ群
2.ウェハの製造装置
2−1.ステージ
2−2.罫書き部
2−3.押圧部
2−3−1.押圧部本体
2−3−2.搖動部
2−3−3.圧子
2−3−4.突出部(開扉機構)
2−4.調節部
2−5.その他の装置構成
3.ウェハの製造方法
3−1.準備工程
3−2.罫書き工程
3−3.調節工程
3−4.劈開工程
3−4−1.接触工程
3−4−2.押圧工程
3−4−3.開扉工程
3−5.閉扉工程
3−6.その他の工程
4.実施の形態による効果
5.変形例等
本明細書において「〜」は所定の値以上かつ所定の値以下のことを指す。
本実施形態におけるウェハ群は、同一のインゴットから得られる複数のウェハにより構成され、かつ、全てのウェハがオリエンテーションフラット(OF)を有するウェハ群である。
上記の条件を満たすことにより、年々厳しくなっているOF方位精度を十分に満足することが可能となる。その結果、半導体装置を製造するにあたりウェハに対して加工を行う際の各構成要素の配置関係の精度を高くすることができ、素子の微細化に対応可能となり、良質な半導体装置等を製造することが可能となる。
(条件1)各ウェハにおけるOF方位精度の最大値から最小値を引いた値が0.010°以下である。
(条件2)各ウェハにおけるOF方位精度の最大値から、ウェハ群のOF方位精度の平均値を引いた値が0.006°以下である。
(条件3)ウェハ群のOF方位精度の平均値から、各ウェハにおけるOF方位精度の最小値を引いた値が0.006°以下である。
(条件4)ウェハ群のOF方位精度の標準偏差が0.0015以下(具体例としては0.0010〜0.0015)である。
上記の条件を満たすことにより、更に確実にOF方位精度を十分に満足することが可能となる。ひいては、各構成要素の配置関係の精度を更に高くすることができ、更に良質な半導体装置等を製造することが可能となる。
なお、上記の各条件に着目すると、従来のウェハ群と本発明のウェハ群が大きく異なることは、後述の実施例の項目にて述べる。
まず、年々厳しくなっているOF方位精度を十分に満たすことが可能となる。それに加え、上記の条件を、同一のインゴットから得られるウェハ群において達成するため、組成や欠陥の連続性を良好に維持することが可能となる。ひいてはウェハの上に別物質を設ける際の条件と、各ウェハ間における組成や欠陥の連続性との間で整合を取ることが可能となり、半導体装置等の製品性能のバラツキが生じるのを抑制することが可能となる。
まず、ウェハ群を構成する各ウェハに対し、インゴットの一端に近い側から順に付した各ウェハの番号をX軸とし、各ウェハ内における所定の元素の濃度をY軸としてプロットを形成する。
なお、当該所定の元素はキャリアのことを指してもよいし、それ以外の任意の元素のことを指しても構わない。本実施形態においては、所定の元素がキャリアの場合を指し、濃度はキャリア濃度を指す例を挙げる。
(条件α)プロットの連続性を失わせる部分の数が、ウェハ群におけるウェハの総枚数に当該部分の数を足した値の10%以下の数とする。
(条件β)任意の番号のウェハに比べて次の番号のウェハにおける所定の元素の濃度の増減値はプロットの連続性から想定される増減値の3倍以下とする。
以下、条件αおよび条件βについて説明する。
別の見方をすると、仮に濃度が直線的に変化する場合、図2に示す「プロットの連続性を失わせる部分」を除外し、連続性を有する部分だけを集めれば同じ勾配の直線が形成可能となる。このように形成可能な直線から外れる挙動を示す部分のことを「プロットの連続性を失わせる部分」と言うこともできる。なお、これは濃度が曲線的に変化する場合においても、連続性を有する部分だけを集めればほぼ同じ挙動を有する曲線が形成可能である。そのため、濃度が曲線的に変化する場合についても本実施形態は適用可能である。
その結果、プロットの連続性を失わせる部分の数を、ウェハ群におけるウェハの総枚数に当該部分の数を足した値で除したものに、更に100を乗じた値が、歯抜けウェハのおおよその発生率(%)となる。この場合、プロットの連続性を失わせる部分としては、歯抜けウェハが連続して複数枚生じている場合も1箇所と数えることになる。歯抜けウェハが連続して複数枚生じる場合についての手当ては、後述の条件βで行っている。
以下、上記のウェハ群を製造する装置について、図3〜6を用いて説明する。
図3は、本実施形態におけるウェハの製造装置1の概略斜視図である。なお、説明の都合上、突出部44および調節部5は点線で記載している。
図4は、本実施形態におけるウェハの製造装置1の概略斜視図であって、ウェハを劈開するとともに突出部44がステージ2を下方へと押し開く様子を示す図である。
図5は、本実施形態における押圧部4および調節部5の概略斜視図である。
図6は、本実施形態における圧子43がウェハを押圧する様子を示す概略断面図であり、(a)は押圧前、(b)は押圧中の様子を示す。
また、ウェハの上面やウェハの下面のことを単に「上面」「下面」と称することもある。
図3に示すように、本実施形態におけるステージ2は、OFのためのウェハの切断箇所に傷をつける(いわゆる罫書きSを入れる)作業を行ったり、劈開を行ったりする部分である。また、本実施形態におけるステージ2は、ウェハの固定および当該固定の解除の切り替えが自在であるものを使用する。
ウェハの固定の手法としては公知のものを用いても構わず、例えばウェハに対する真空吸着およびその解除をステージ2にて可能とする構成を製造装置が備えていても構わない。
本実施形態における罫書き部3は、ウェハを劈開させるための罫書きSをウェハの下面に対して行う部分である。罫書き部3の構成としては、罫書きSが可能な部分を備えていれば任意のもので構わない。例えば、罫書きペン31およびそれを支える支持台32が製造装置に設けられることにより罫書き部3が構成されていても構わない。
なお、罫書きSを入れる好ましい手法および劈開の好ましい手法については、<3.ウェハの製造方法>にて後述する。
本実施形態における押圧部4は、ウェハの上面を押圧することにより、ウェハの下面の罫書きSを起点としてウェハを劈開させるための部分であり、ステージ2よりも上方に配されかつ上下方向に移動自在な構成を有する。
・ウェハの製造装置1に連結された押圧部本体41
・押圧部本体41の開孔部分に嵌め込まれる板状部材である搖動部42
・当該押圧部4が下方に移動することによりウェハの上面を押圧するのに用いられる圧子43
・圧子43よりも下方へと突出した部分であって押圧部4が下方に移動することによりステージ2を押し開いて両開きさせる突出部44
以下、各構成について説明する。
押圧部本体41は、ウェハの製造装置1に連結され、ウェハの製造装置1の制御部(不図示)から指示を受け、上下方向に移動する。それにつられ、押圧部本体41に取り付けられた圧子43と突出部44も上下方向に移動する。
本実施形態における搖動部42は、押圧部本体41の開孔部分に嵌め込まれる板状部材である。上部には、当該2つの金具411と連結するための金属部421が搖動部42の両面に対して左右方向に設けられている。そして最下端となる搖動部42の底面は、圧子43を固着するために長尺形状となっている。長尺形状部分に圧子43を固着するための手段としては公知のものを用いても構わず、両面テープや接着剤を適宜用いても構わない。なお、搖動自在な角度としては、ウェハのOFを形成する際の不確定要素を排し、OFを良好かつ確実に形成可能なものならば任意のもので構わない。
本実施形態における圧子43は、ウェハの上面を押圧する長尺部分を有する圧子43であって、ステージ2の隙間Gに沿い、かつ、隙間Gの上方に配されている。更に、当該圧子43は、隙間Gに沿って振り子式に揺動自在である(図5の点線矢印)。
以下、圧子43に係る構成について説明する。
例えば、当該圧子43は、樹脂製のものを用いても構わない。当該樹脂としては公知のものを用いても構わず、例えばウレタン樹脂を用いても構わない。
また、当該圧子43は、劈開予定線への押圧を十分にカバー可能な長尺形状を有していれば良く、劈開予定線よりも長尺な形状を有していれば良い。
その一方で、ウェハに対して良好に劈開が行えない別の理由としては、ウェハの劈開予定線全体に対して同時に負荷をかけることにもある。これは、作業を機械で行う場合、本来ならば機械ならではの利点となるべきものなのであるが、逆に欠点となっている。その理由としては、ウェハの劈開予定線全体に対して同時に負荷をかけると、劈開の際に圧子43が押圧する箇所間でバラバラに同時に劈開が生じてしまう。そうなると、必ずしも一つの劈開面が形成されるとは限らず、バラバラな劈開面が形成されやすくなる。
以上の知見は、本発明者が、のべ13,000枚以上のウェハを実際に劈開させたからこそ得られた知見である。
その結果、OFを形成する際の不確定要素を排し、極めて良好かつ極めて確実にOFを形成することが可能となり、ひいては同一のインゴットから形成するウェハ群において歯抜けとなるウェハを著しく減らすことが可能となる。
ちなみに圧子43の具体的な傾け方としては任意の手法を用いて構わないが、例えば搖動部42の一方の側を重くしておくとか、押圧部本体41に対する搖動部42の固定場所を傾ける側とは反対方向寄りに配置しておく等の手法が挙げられる。
本実施形態における突出部44は、別名開扉機構とも呼ばれる。本実施形態においては、突出部44は、押圧部4の一部として設けられており、押圧部4の少なくとも一方(好ましくは、劈開予定線において罫書きSを入れる側であり、傾いた圧子43において上方に位置する一端の側)に、圧子43よりも下方へと突出して設けられている。この突出部44は、押圧部4が下方に移動することによりステージ2を押し開いて両開きさせる機能を有する。なお、突出部44と接触させるべく、ステージ2の両扉に突起21を設けておいても構わない。
本実施形態においては、好ましくは、押圧部4における圧子43と突出部44との上下方向の相対位置を調節する調節部5を更に備える。本実施形態における調節部5は、押圧部本体41の左右片側に設けられており、ダイヤルつまみを回転させることにより突出部44の突出度合いを調整することが可能な構成を有している。なお、本実施形態においては、「押圧部4における圧子43と突出部44との上下方向の相対位置」とは、圧子43の最下端と突出部44の最下端の相対位置のことを指す。
上記に列挙した構成以外の構成を、本実施形態のウェハの製造装置1が備えていてももちろん構わない。例えば、ウェハの搬送機構や、罫書きSの前のウェハの位置合わせを行うための機構(共に不図示)を設けても構わない。上記に特記しない事項については、公知の構成を採用しても構わない。
以下、本実施形態におけるウェハの製造方法について説明する。但し、上記の<2.ウェハの製造装置>にて、ウェハの製造方法を一部説明しているが、重複する部分については省略する。
本工程においては、本実施形態のウェハの製造方法を実施するための準備を行う。例えば、上記に挙げたウェハを用意し、ステージ2にセットする。
本工程においては、両開き自在なステージ2にウェハの下面側を固定した状態で、ステージ2の両開きの合わせ目となる帯状の隙間Gに配された罫書き部3により、OFを形成するための罫書きSを劈開予定線の少なくとも一部として下面に入れる。
ただ、本工程においては、劈開予定線の一端であるウェハの下面の周縁のみに罫書きSを入れておくのが好ましい。こうすることにより、後述の劈開工程(詳しく言うと接触工程)において、図6(a)に示すように、ウェハの下面の劈開予定線において罫書きSが入れられていない別の一端に対向する、ウェハの上面の劈開予定線の部分と圧子43とを最初に接触させることが可能となる。この手法を採用することにより、罫書きSにより脆くなっている箇所に負荷が集中し、劈開予定線全体に負荷がかかる前に意図しない劈開が生じることを抑制することが可能となる。つまり、図6(b)に示すように、下面において罫書きSが形成されていない箇所であって当該箇所に対向する上面の部分から劈開予定線をなぞるように順次押圧することにより、バランス良くウェハの上面に負荷を与えることが可能となる。その結果、作業を人間が行う際の人間ならではの、負荷を一箇所に集中させないための力の加減を更に発揮させることが可能となる。
後述の劈開工程の前に、押圧部4における圧子43と突出部44との上下方向の相対位置をウェハの厚さに応じて調節する調節工程を行っておく。調節工程において調節すべき条件を一般化したもの(例えば条件式)については、本発明者が鋭意検討中である。本明細書においては後述の実施例の項目において、実施例となる諸条件を記載する。
なお、本工程は、上記の準備工程として行ってももちろん構わない。
本工程においては、ウェハの固定を解除した後、隙間Gに沿って振り子式に揺動自在な長尺部分を有する圧子43を備えた押圧部4をステージ2の上方から下方へと移動させることによって、図4に示すように、押圧部4の下方への移動と連動させてステージ2を下方へ両開きさせるとともに、下面に入れられた罫書きSに対向する上面の劈開予定線を圧子43の長尺部分により押圧し、ウェハを劈開させる。
・ウェハの上面に圧子43の長尺部分を接触させる接触工程
・ウェハの上面の劈開予定線を圧子43の長尺部分により押圧する押圧工程
・突出部44によりステージ2を押し開いて両開きさせる開扉工程
以上の工程が短い時間の間にほぼ同時進行で行われることにより、本実施形態の効果が奏される。以下、説明する。
本工程は、その名の通り、圧子43の長尺部分をウェハの上面に接触させる工程である。好ましい本実施形態においては、押圧部4が下方へと移動することにより、ウェハの下面の劈開予定線において罫書きSが入れられていない別の一端に対向する、ウェハの上面の劈開予定線の部分と圧子43とを最初に接触させる(図6(a))。そして、下面において罫書きSが形成されていない箇所であって当該箇所に対向する上面の部分から劈開予定線をなぞるように順次押圧する(図6(b))。
なお、圧子43を接触させる前に、ウェハの上面の劈開予定線の上方0.05〜0.20mm(好ましくは0.15mm)の位置で一度動作を停止させておくのが好ましい。この位置から本工程を行うことにより、勢いをつけすぎずかつ弱すぎずに適切にウェハに負荷をかけることが可能となる。
そして、圧子43が劈開予定線をなぞるように、劈開予定線のもう一端へと順に接触していく。それとともに、ウェハの上面への押圧が行われ、ウェハの下面の罫書きSを起点として劈開が生じる。
この劈開が生じるとともに、ステージ2が突出部44により下方へと両開きに開扉される。こうすることにより、ウェハを劈開させる際に一箇所に荷重がかかるのを抑制することができる上、劈開した後のウェハの破片W’を速やかに下方へと落下させることが可能となる。
なお、上記の各工程を行う際には、罫書き部3は隙間Gの端へと退避させておいても構わない。
本工程においては、押圧部4(ひいては突出部44)を上方へと戻すことにより、両開きされているステージ2を閉扉する。
連続的に別のウェハに対してOFを形成するのならば、閉扉工程の後に、別のウェハに対して上記の各工程を行っても構わない。また、OFを形成した後、OFに対して平滑化を行っても構わないし、その他、ウェハの製造に必要な諸々の公知の処理を行っても構わない。
本実施形態によれば、上記に記載の効果に加え、主に以下の効果を奏する。
その結果、OFを形成する際の不確定要素を排し、極めて良好かつ極めて確実にOFを形成することが可能となり、ひいては同一のインゴットから形成するウェハ群において歯抜けとなるウェハを著しく減らすことが可能となる。
また、本実施形態によれば、OFを形成する際の不確定要素を排し、極めて高い確率かつ極めて精度高くOFを形成する技術を提供できる。
なお、本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
本実施形態においては、同一のインゴットからウェハを切り出すという表現を用いた。その一方、そのような表現を用いる代わりに、少なくとも組成の連続性を担保するためには以下の表現(条件γ)を使用することも可能である。
その上で、OFに関する上記の条件(例えばOF方位精度が±0.010°以内)を満たすことにより、本発明の課題を解決可能である。
本実施形態においては罫書き部3および罫書き工程を設けた例を挙げた。その一方、本実施形態においては、罫書きSが既に行われたウェハに対しても適用可能である。つまり、本実施形態におけるウェハの製造装置1においては罫書き部3を設けない場合であっても、適切に罫書きSがなされているのであれば、OFを形成する際の不確定要素を排し、良好かつ確実にOFを形成することが可能である。これは、ウェハの製造方法における罫書き工程についても同様である。但し、一つの装置で罫書き工程および劈開工程を自動で行えることには大きな利点があり、罫書き部3および罫書き工程を設ける例が好ましいのは言うまでもない。
本実施形態においては搖動部42と圧子43とを別体にした例を挙げたが、両者を一体としても構わない。例えば、搖動部42自体を圧子43としても構わない。更に言うと、押圧部本体41に振り子式の搖動機構を設け、押圧部本体41そのものを圧子43としても構わない。その場合、圧子43における、ウェハの上面を押圧する長尺部分とは、例えば板状の搖動部42の2つの主面に挟まれた底部であっても構わない。
本実施形態においては、開扉機構が押圧部4の一部である突出部44である例を挙げた。その一方、押圧部4とは別に開扉機構をウェハの製造装置1に設けても構わない。例えば、ウェハの製造装置1の制御部により、押圧部4の移動量に応じてステージ2が下方に両開きする構成を採用しても構わない。その場合、上記の調節部5は、ダイヤルつまみを回転させるのではなく、制御部による数値制御を行っても構わない。
本実施例においては、上記の実施形態で述べたウェハの製造装置1を用いて各ウェハにOFを形成し、最終的にウェハ群を製造した。以下、各条件を述べるが、特記の無い内容については上述の好ましい例の通りである。
本工程においては、まず、SiドープGaAsインゴットを41本用意した。そして、1つのインゴットから切り出されるウェハの枚数を76〜170枚に設定した。なお、1枚のウェハの厚さは0.710mmとした。また、板状の搖動部42の底部(長尺部分)に対し、圧子43としてミスミ製ウレタン棒(CXFAN−D6−L80)を固着させておいた。
本工程においては、まず、ウェハをステージ2に真空吸着させた。その後、罫書き部3によりウェハの下面に対して罫書きSを行った。なお、罫書き部3における罫書きペン31として、オグラ宝石精機工業製D−POINTの替え芯(ABR−0011−1)を用いた。なお、下方からウェハの下面に与える罫書き圧は0.330MPaとした。なお、罫書きSの箇所はウェハの劈開予定線の一方の側のウェハの周縁のみとした。罫書きSの長さは4mmとした。
本工程においては、圧子43の最下端に対し、突出部44(カム)の最下端を[劈開を行うウェハ厚さ]+0.15mm更に下方に突出させる調整を行った。
本工程においては、まず、罫書きSの後にウェハの固定を解除した。その際、ウェハの2つの主面の上下関係はそのままにしておいた。
その後、押圧部4をステージ2の上方0.15mmから、速度35〜65mm/sにて下方へと移動させた。そして、押圧部4の下方への移動と連動させてステージ2を下方へ両開きさせるとともに、下面に入れられた罫書きSに対向する上面の劈開予定線を圧子43の長尺部分により押圧し、ウェハを劈開させた。
こうしてOFを形成したウェハを製造した。
その後、押圧部4を上方へと戻し、ステージ2を閉扉した。そして、新たなウェハをステージ2にセットし、上記の各工程を行い、別のウェハに対してOFを形成した。これを繰り返すことにより同一のインゴットから本実施例のウェハ群を得た。更に同様に、別のインゴットに対し同様の工程を行い、計41本のインゴットから各インゴットに応じたウェハ群を製造した。
具体的には、図7に示すように、OF劈開面にX線を照射しながら、OFの物理面を基準として黒矢印方向へと任意に回転させた。そして、予定されるOF劈開面の結晶面に対してBragg回折が起こる回転角度を比較することにより、物理面からの結晶面のずれ量を算出し、これをOF方位精度とした。例えば、OFの結晶面が(011)面であった場合、θ=22.5゜、2θ=45゜であることから、この角度からのずれ量がOF方位精度となる。
本比較例においては、以下に記載の内容以外は本実施例と同様とした。
・SiドープGaAsインゴットを44本用意した。
・1つのインゴットから切り出されるウェハの枚数を73〜167枚に設定した。
・ウェハの劈開は、作業者が手で行った。具体的には、劈開予定線の両端を両手で把持し、ウェハの下面に入れられた罫書きSを起点にして手で劈開した。
そして、得られたウェハ群の各ウェハに対してOF方位精度(°)をX線回折測定により求めた。
本比較例においては、異なるインゴットからウェハを切り出した上で、比較的良好なOFが形成されたウェハを選別収集してウェハ群を形成した。実施例1と異なるそれ以外の内容は、以下の通りである。
・SiドープGaAsインゴットを26本用意し、そこからウェハを切り出し、比較的良好なOFが形成されたウェハを合計871枚選別した。
・両開き自在でない一般的なステージ2を使用した。
・劈開工程の際に、ステージ2に対して真空固定したままとした。
・搖動自在でなく固定配置された圧子43を使用した。
・圧子43は傾けること無く、水平配置とした。
・なお、上記の手法を、別途、ウェハを合計912枚選別した場合、そしてウェハを合計815枚選別した場合について行った。
そして、得られたウェハ群の各ウェハに対してOF方位精度(°)をX線回折測定により求めた。
上記の内容をまとめたのが、以下の表1である。なお、比較例2については最も良好な結果を表1に掲載した。
2………ステージ
21……突起
3………罫書き部
31……罫書きペン
32……支持台
4………押圧部
41……押圧部本体
411…金具
42……搖動部
421…金属部
43……圧子
44……突出部
5………調節部
W………ウェハ
W’………破片
S………罫書き
G………隙間
Claims (16)
- 同一のインゴットから得られる複数のウェハにより構成され、かつ、全ての前記ウェハがオリエンテーションフラット(OF)を有するウェハ群であって、
前記ウェハ群は70枚以上の前記ウェハにより構成され、
角度で表される前記ウェハ群のOF方位精度において、各ウェハにおけるOF方位精度が±0.010°以内であり、前記ウェハ群のOF方位精度の標準偏差が0.0015以下である、ウェハ群。 - 前記ウェハ群を構成する各ウェハに対し、前記インゴットの一端に近い側から順に付した各ウェハの番号をX軸とし、各ウェハ内における所定の元素の濃度をY軸としたときに形成されるプロットにおいて、前記プロットの連続性を失わせる部分の数が、前記ウェハ群における前記ウェハの総枚数に当該部分の数を足した値の10%以下の数であり、かつ、任意の番号のウェハに比べて次の番号のウェハにおける所定の元素の濃度の増減値は前記プロットの連続性から想定される増減値の3倍以下である、請求項1に記載のウェハ群。
- 前記ウェハは劈開性を有する半導体ウェハである、請求項1または2に記載のウェハ群。
- 前記OFを構成する面は、(011)、(0−1−1)、(0−11)および(01−1)のいずれかである、請求項1〜3のいずれかに記載のウェハ群。
- 2つの対向する下面および上面、ならびに、劈開により形成されるオリエンテーションフラット(OF)を有するウェハの製造装置において、
前記ウェハの下面からの固定および当該固定の解除の切り替えが自在であって両開きが自在なステージと、
前記ウェハを劈開させるための罫書きを前記下面に対して行う罫書き部であって、前記ステージの両開きの合わせ目となる帯状の隙間に配されかつ前記隙間に沿って移動自在な罫書き部と、
前記ステージよりも上方に配されかつ上下方向に移動自在な押圧部と、
前記押圧部の下方への移動と連動させて前記ステージを下方へ両開きさせる開扉機構と、
を備え、
前記押圧部は、
前記ウェハの前記上面を押圧する長尺部分を有する圧子であって、前記ステージの前記隙間に沿って前記隙間の上方に配されかつ前記隙間に沿って振り子式に揺動自在である圧子を備える、ウェハの製造装置。 - 前記押圧部は、前記開扉機構を更に備え、
前記開扉機構は、前記圧子よりも下方へと突出した突出部であって、前記押圧部が下方に移動することにより前記ステージを押し開いて両開きさせる突出部である、請求項5に記載のウェハの製造装置。 - 前記押圧部における前記圧子と前記突出部との上下方向の相対位置を調節する調節部を更に備える、請求項6に記載のウェハの製造装置。
- 前記ステージは、前記突出部の移動量に応じて開閉自在である、請求項6または7に記載のウェハの製造装置。
- 静置状態において前記圧子の前記長尺部分の一端が別の一端よりも下方に位置するように前記圧子を傾けた、請求項5〜8のいずれかに記載のウェハの製造装置。
- 2つの対向する下面および上面、ならびに、劈開により形成されるオリエンテーションフラット(OF)を有するウェハの製造方法において、
両開き自在なステージに前記ウェハの下面側を固定した状態で、前記ステージの両開きの合わせ目となる帯状の隙間に配された罫書き部により、OFを形成するための罫書きを劈開予定線の少なくとも一部として前記下面に入れる罫書き工程と、
前記ウェハの固定を解除した後、前記隙間に沿って振り子式に揺動自在な長尺部分を有する圧子を備えた押圧部を前記ステージの上方から下方へと移動させることによって、前記押圧部の下方への移動と連動させて前記ステージを下方へ両開きさせるとともに、前記下面に入れられた罫書きに対向する前記上面の前記劈開予定線を前記圧子の前記長尺部分により押圧し、前記ウェハを劈開させる劈開工程と、
を有する、ウェハの製造方法。 - 前記劈開工程においては、前記押圧部を前記ステージの上方から下方へと移動させることによって、前記押圧部の一部であって前記圧子よりも下方へと突出した突出部により前記ステージを押し開いて両開きさせる、請求項10に記載のウェハの製造方法。
- 前記劈開工程は、
前記上面に前記圧子の前記長尺部分を接触させる接触工程と、
前記上面の前記劈開予定線を前記圧子の前記長尺部分により押圧する押圧工程と、
前記突出部により前記ステージを押し開いて両開きさせる開扉工程と、
を有する、請求項11に記載のウェハの製造方法。 - 前記劈開工程の後に、前記突出部を上方へと移動させて、両開きしていた前記ステージを閉扉する閉扉工程と、
を有し、
前記閉扉工程の後に、別のウェハに対して前記罫書き工程および前記劈開工程を行う、請求項11または12に記載のウェハの製造方法。 - 前記劈開工程の前に、前記押圧部における前記圧子と前記突出部との上下方向の相対位置を前記ウェハの厚さに応じて調節する調節工程と、
を更に有する、請求項11〜13のいずれかに記載のウェハの製造方法。 - 前記罫書き工程においては、前記劈開予定線の一端である前記下面の周縁に罫書きを入れ、
静置状態において前記圧子の前記長尺部分の一端が別の一端よりも下方に位置するように前記圧子を傾けておき、
前記劈開工程においては、前記下面の前記劈開予定線において罫書きが入れられていない別の一端に対向する、前記上面の前記劈開予定線の部分と前記圧子とを最初に接触させる、請求項10〜14のいずれかに記載のウェハの製造方法。 - 複数のウェハにより構成され、かつ、全ての前記ウェハがオリエンテーションフラット(OF)を有するウェハ群であって、
前記ウェハ群は30枚以上の前記ウェハにより構成され、
前記ウェハ群を構成する各ウェハに対し、各ウェハ内における所定の元素の濃度が低い順に付した各ウェハの番号をX軸とし、各ウェハ内における所定の元素の濃度をY軸としたときに形成されるプロットにおいて、前記プロットの連続性を失わせる部分の数が、前記ウェハ群における前記ウェハの総枚数の10%以下の数であり、かつ、任意の番号のウェハに比べて次の番号のウェハにおける所定の元素の濃度の増減値は前記プロットの連続性から想定される増減値の3倍以下であり、
角度で表される前記ウェハ群のOF方位精度において、各ウェハにおけるOF方位精度が±0.010°以内である、ウェハ群。
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