JP7205413B2 - レーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法 - Google Patents

レーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7205413B2
JP7205413B2 JP2019145410A JP2019145410A JP7205413B2 JP 7205413 B2 JP7205413 B2 JP 7205413B2 JP 2019145410 A JP2019145410 A JP 2019145410A JP 2019145410 A JP2019145410 A JP 2019145410A JP 7205413 B2 JP7205413 B2 JP 7205413B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
silicon wafer
dots
laser mark
mark
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019145410A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021027243A (ja
Inventor
瑶一朗 平川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumco Corp
Original Assignee
Sumco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2019145410A priority Critical patent/JP7205413B2/ja
Application filed by Sumco Corp filed Critical Sumco Corp
Priority to DE112020003740.1T priority patent/DE112020003740T5/de
Priority to KR1020227003675A priority patent/KR20220025085A/ko
Priority to CN202080055930.0A priority patent/CN114207780A/zh
Priority to US17/633,035 priority patent/US20220331906A1/en
Priority to PCT/JP2020/026461 priority patent/WO2021024674A1/ja
Priority to TW109122878A priority patent/TWI775106B/zh
Publication of JP2021027243A publication Critical patent/JP2021027243A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7205413B2 publication Critical patent/JP7205413B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/3568—Modifying rugosity
    • B23K26/3576—Diminishing rugosity, e.g. grinding; Polishing; Smoothing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/18—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using absorbing layers on the workpiece, e.g. for marking or protecting purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/362—Laser etching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C30B29/06—Silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02013—Grinding, lapping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02016—Backside treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02019—Chemical etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02021—Edge treatment, chamfering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02024—Mirror polishing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/544—Marks applied to semiconductor devices or parts, e.g. registration marks, alignment structures, wafer maps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/007—Marks, e.g. trade marks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/544—Marks applied to semiconductor devices or parts
    • H01L2223/54406—Marks applied to semiconductor devices or parts comprising alphanumeric information
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/544—Marks applied to semiconductor devices or parts
    • H01L2223/5442—Marks applied to semiconductor devices or parts comprising non digital, non alphanumeric information, e.g. symbols
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/544—Marks applied to semiconductor devices or parts
    • H01L2223/54433—Marks applied to semiconductor devices or parts containing identification or tracking information
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/544—Marks applied to semiconductor devices or parts
    • H01L2223/54493—Peripheral marks on wafers, e.g. orientation flats, notches, lot number

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Laser Beam Printer (AREA)

Description

本発明は、レーザマークの印字方法およびレーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法に関する。
従来、半導体デバイスの基板として、シリコンウェーハが広く使用されている。このシリコンウェーハは、以下のように得られる。すなわちまず、チョクラルスキー（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ、ＣＺ）法等により育成した単結晶シリコンインゴットをブロックに切断し、ブロックの外周部を研削した後、スライスする。
次いで、スライスにより得られたシリコンウェーハに対して、面取り処理、およびラップ処理、平面研削処理、両頭研削処理などの処理の１つまたは複数の処理を適宜施す。これらの処理が施されたシリコンウェーハのおもて面または裏面の外周部には、レーザ光の照射によりウェーハ管理や識別のための識別符号（マーク）を印字する場合がある。レーザ光により印字されたマーク（以下、「レーザマーク」と言う。）は、複数の凹部（ドット）の集合からなる文字や記号で構成され、目視またはカメラ等により識別可能な大きさを有している。従来、上記レーザ光としては、赤外領域の波長のものが使用されている（例えば、特許文献１参照）。
上記レーザ光の照射により、ドットの周縁には環状の***部が形成される。そのため、上記レーザマークが印字されたシリコンウェーハの少なくともレーザマークが印字された領域（以下、「レーザマーク領域」とも言う。）に対して、エッチング処理を施して上記***部を除去した後、シリコンウェーハの表面に対して研磨処理を施す（例えば、特許文献２参照）。そして、研磨処理が施されたシリコンウェーハに対して最終洗浄を施し、各種検査を行って所定の品質基準を満たすものが製品として出荷される。
特開平１１－７７２号公報 特開２０１１－２９３５５号公報
ところで近年、半導体デバイスの微細化・高集積化が益々進行し、シリコンウェーハには極めて高い平坦性が要求されている。また、デバイス形成領域についてもウェーハ径方向外側に年々拡大しており、ウェーハ外周部に対しても高い平坦性が要求されている。
上述のように、ドット周縁に形成された***部はエッチング処理により除去されている。しかしながら、本発明者の検討の結果、上述のように***部を除去しても、レーザ光照射の熱影響に起因するドット周縁の加工歪みが完全に除去されず、残留することが判明した。そして、こうした加工歪みが残留した状態でシリコンウェーハに対して研磨処理を施すと、ウェーハ表面が均一に研磨されず、ウェーハ外周部の平坦度が低下するおそれがある。
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、レーザマークを構成するドットの周縁に残留する加工歪みを低減することができるレーザマークの印字方法およびレーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法を提案することにある。
上記課題を解決する本発明の要旨構成は以下の通りである。
［１］シリコンウェーハに複数のドットを有するレーザマークを印字する方法において、
前記複数のドットの各々は、紫外領域の波長のレーザ光を用いて形成することを特徴とするレーザマークの印字方法。
［２］前記複数のドットの各々の形成は、レーザ光を複数回照射することにより行う、前記［１］に記載のレーザマークの印字方法。
［３］前記複数回のレーザ光の照射のパルス数は、１秒当たり１５０００以上である、前記［２］に記載のレーザマークの印字方法。
［４］所定の方法で育成した単結晶シリコンインゴットをスライスして得られたシリコンウェーハに、前記［１］～［３］のいずれかに記載のレーザマークの印字方法によりレーザマークを印字するレーザマーク印字工程と、
前記シリコンウェーハの少なくともレーザマークが印字された領域に対してエッチング処理を施すエッチング工程と、
前記エッチング工程後の前記シリコンウェーハの表面に対して研磨処理を施す研磨工程と、
を含むことを特徴とするレーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法。
［５］前記エッチング工程における取り代は、片面当たり１．５μｍ以上である、前記［４］に記載のレーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法。
［６］前記エッチング工程において用いる薬液は、酸またはアルカリ薬液である、前記［４］または［５］に記載のレーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法。
本発明によれば、レーザマークを構成するドットの周縁に残留する加工歪みを低減することができる。
本発明によるレーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法のフローチャートである。 レーザ光の波長およびエッチングの取り代と、ドット周縁に残留する加工歪みとの関係を示す図である。 レーザ光照射の１秒当たりのパルス数と、ドット周縁に残留する加工歪みとの関係を示す図である。
（レーザマークの印字方法）
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明によるレーザマークの印字方法は、シリコンウェーハに複数のドットを有するレーザマークを印字する方法である。ここで、上記複数のドットの各々は、紫外領域の波長のレーザ光を用いて形成することを特徴とする。
上述のように、本発明者の検討の結果、エッチング処理によりレーザ光照射により形成された***部を除去しても、ドット周縁の加工歪みが完全に除去されずに残留し、その後の研磨処理によってウェーハ外周部の平坦度が低下することが分かった。
本発明者は、上記加工歪みを低減する方途について鋭意検討した。後述する実施例に示すように、エッチング処理における取り代を極めて大きくすれば（例えば、５０μｍ）、ドット周縁の加工歪みを完全に除去することはできる。しかし、現在のウェーハ製造プロセスにおいて、エッチング処理における取り代は数μｍ程度であるため、生産コストの点で好ましくない。
そこで本発明者は、上述のようにエッチング処理の取り代を極めて大きくしなくとも、ドット周縁の加工歪みを低減する方途について鋭意検討した。その結果、レーザマークを構成する複数のドットの各々を、紫外領域の波長のレーザ光を用いて形成することに想到したのである。
すなわち、特許文献１をはじめとする従来法においては、レーザマークを構成するドットの形成には、赤外領域の波長のレーザ光が一般的に使用されている。本発明者は、ドット周縁の加工歪みとレーザ光の波長との関係を検討した。その結果、後述する実施例に示すように、レーザ光の波長を短くすることによって加工歪みが低減され、とりわけ紫外領域の波長のレーザ光を用いることによって、ドット周縁の加工歪みが大きく低減されることが判明し、本発明を完成させたのである。以下、本発明の各構成について説明する。
レーザマークを印字するシリコンウェーハは、ＣＺ法や浮遊帯域溶融法（Floating Zone、ＦＺ）法により育成された単結晶シリコンインゴットに対して、公知の外周研削処理、スライス処理、面取り処理、およびラップ処理、平面研削処理、両頭研削処理などの処理の１つまたは複数の処理を適宜施して得られたものを用いることができる。
上記単結晶シリコンインゴットの育成は、育成したシリコンインゴットから採取されたシリコンウェーハが所望の特性を有するように、酸素濃度や炭素濃度、窒素濃度等を適切に調整することができる。また、導電型についても、適切なドーパントを添加してｎ型またはｐ型とすることができる。
シリコンウェーハの直径は、例えば２００ｍｍとすることができるし、３００ｍｍ以上（例えば、３００ｍｍや４５０ｍｍ）とすることもできる。また、シリコンウェーハの厚みは、仕様に応じて適切な厚み（例えば、７００μｍ～１ｍｍ）とすることができる。
上述のように、本発明においては、レーザマークを構成する複数のドットの各々を、紫外領域の波長のレーザ光を用いて形成することが肝要である。これにより、レーザ光照射による熱影響を低減して、ドット周縁の加工歪みを低減することができる。なお、本発明において、「紫外領域の波長」とは、３５５ｎｍ以下の波長を意味している。
レーザ光源としては、例えばアルゴンレーザやエキシマレーザ、ＹＡＧレーザを用いることができる。このうち、レーザマーク用の光源として一般的なＹＡＧレーザを用いることが好ましい。
１回のレーザ光の照射により形成されるドットの深さは、レーザ光の出力に依存せず、装置にもよるが、例えば２μｍ～１０μｍ程度である。そのため、１回のレーザ光の照射により所望とする深さのドットを形成することができない場合には、レーザ光を複数回照射して形成してもよい。
その際、上記複数回のレーザ光の照射のパルス数は、１秒当たり１００００以上とすることが好ましく、１秒当たり１５０００以上とすることがより好ましい。複数回のレーザ光の照射のパルス数を１秒当たり１００００以上とすることにより、１回のパルスレーザ照射当たりのエネルギーを低減して、ドット周縁の加工歪みをより低減することができる。また、レーザ光照射のパルス数を１秒当たり１５０００以上とすることにより、ドット周縁の加工歪みをほぼ全て除去することができる。
上述のようにレーザマークが印字されたシリコンウェーハは、その後エッチング工程および研磨工程に供される。エッチング工程により、レーザマークの周縁に形成された***部が除去されるが、従来法に比べてドット周縁に残留する加工歪みが低減されるため、研磨工程後のシリコンウェーハ外周部の平坦性を向上させることができる。
（レーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法）
次に、本発明によるレーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法について説明する。図１は、本発明によるレーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法のフローチャートを示している。この図に示すように、本発明は、ＣＺ法やＦＺ法などの所定の方法で育成した単結晶シリコンインゴットをスライスし、面取り処理を施したシリコンウェーハに、上述した本発明によるレーザマークの印字方法によりレーザマークを印字するレーザマーク印字工程（ステップＳ１）と、上記シリコンウェーハの少なくともレーザマークが印字された領域に対してエッチング処理を施すエッチング工程（ステップＳ２）と、該エッチング工程後の上記シリコンウェーハの表面に対して研磨処理を施す研磨工程（ステップＳ３）とを含むことを特徴とする。
まず、ステップＳ１のレーザマーク印字工程は、上述の本発明によるレーザマークの印字方法で行う工程と同一であるため、説明は割愛するが、複数のドットの各々を紫外領域の波長のレーザ光を用いて形成することにより、ドット周縁に残留する加工歪みを低減することができる。
上記レーザマーク印字工程の後、ステップＳ２において、シリコンウェーハの少なくともレーザマークが印字された領域に対してエッチング処理を施す（エッチング工程）。このエッチング工程は、ステップＳ１におけるレーザ光の照射により、ドットの周縁に形成された***部を除去するとともに、ラップ処理によりシリコンウェーハに生じた歪みを除去することもできる。
上記エッチング工程の一例として、レーザマーク印字後のシリコンウェーハを、エッチング槽に充填されたエッチング液に浸して保持し、ウェーハを回転させながらエッチングする方法を挙げることができる。
エッチング液としては、酸性またはアルカリ性のエッチング液を用いることができ、アルカリ性のエッチング液を用いることが好ましい。酸性のエッチング液としては、硝酸やフッ酸からなるエッチング液を用いることができる。また、アルカリ性のエッチング液としては、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム水溶液からなるエッチング液を用いることが好ましい。このエッチング工程により、レーザマークを構成するドット部周縁の***部を除去するとともに、ラップ処理によりシリコンウェーハに生じた歪みを除去することもできる。
上記エッチング処理の取り代は、片面当たり０．５μｍ以上とすることが好ましく、１．５μｍ以上とすることがより好ましい。後述する実施例に示すように、エッチング処理の取り代を片面当たり１．５μｍとすることにより、加工歪みをほぼ完全に除去することができる。
一方、エッチングの取り代の上限は、上述したドット周縁の加工歪みの除去やラップ処理による歪みの除去の点では特に限定されないが、製造コストの点からは１５μｍ以下とすることが好ましい。
上記エッチング工程の後、ステップＳ３において、エッチング工程後のシリコンウェーハの表面に対して研磨処理を施す（研磨工程）。本研磨工程においては、砥粒を有する研磨スラリーを用いてエッチング後のウェーハの両面を研磨する。
本研磨工程は、キャリアにシリコンウェーハを嵌め込み、ウェーハを、研磨布を貼りつけた上定盤および下定盤で挟み、上下定盤とウェーハとの間に、例えばコロイダルシリカ等のスラリーを流し込み、上下定盤をキャリアに対して相対的に回転させて、シリコンウェーハの両面に対して鏡面研磨処理を施す。これにより、ウェーハ表面の凹凸を低減して平坦度の高いウェーハを得ることができる。
具体的には、研磨スラリーとしては、研磨砥粒としてコロイダルシリカを含むアルカリ性のスラリーを用いることができる。
上記研磨工程の後、シリコンウェーハの少なくとも片面を片面ずつ仕上げ研磨する片面仕上げ研磨する。この仕上げ研磨においては、片面のみの研磨および両面の研磨の両者を含む。両面を研磨する場合には、一方の表面の研磨を行った後他方の表面の研磨を行う。
その後、仕上げ研磨処理の後、研磨処理が施されたシリコンウェーハに対して洗浄する。具体的には、例えばアンモニア水、過酸化水素水および水の混合物であるＳＣ－１洗浄液や、塩酸、過酸化水素水および水の混合物であるＳＣ－２洗浄液を用いて、ウェーハ表面のパーティクルや有機物、金属等を除去する。
最後に、洗浄されたシリコンウェーハの平坦度、ウェーハ表面のＬＰＤの数、ダメージ、ウェーハ表面の汚染等を検査する。この検査において所定の品質を満足するシリコンウェーハのみが製品として出荷される。
こうして、レーザマークを構成するドット周縁の加工歪みを低減することができ、外周部の平坦度が高いレーザマーク付きシリコンウェーハを製造することができる。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
＜ドット周縁の加工歪みとレーザ光の波長との関係＞
（発明例１～３）
図１に示したフローチャートに従って、本発明によるレーザマーク付きシリコンウェーハを作製した。まず、シリコンウェーハ外周部にレーザマークを印字した（レーザマーク印字工程）。具体的には、ＣＺ法により育成された直径３００ｍｍの単結晶シリコンインゴットをブロックに切断し、外周研削した後、スライスした。得られたシリコンウェーハに対して面取り処理、ラップ処理を施した後、シリコンウェーハの裏面外周部に、深さ５５μｍの複数のドットで構成されたレーザマークを印字した。その際、レーザ光としては紫外領域の波長（３５５ｎｍ）のものを用いた。また、各ドットはレーザ光を１８回照射することによって形成し、レーザ光照射のパルス数は、１秒当たり１５０００とした。
上述のようにシリコンウェーハ裏面外周部にレーザマークが印字されたシリコンウェーハに対してエッチング処理を施した（エッチング工程）。具体的には、エッチング液としては水酸化カリウム水溶液を用い、取り代は、片面当たり１．５μｍ（発明例１）、１２．５μｍ（発明例２）および５０μｍ（発明例３）とした。
その後、エッチング処理が施されたシリコンウェーハに対して、両面研磨処理を施した（研磨工程）。具体的には、キャリアにエッチング処理が施されたシリコンウェーハを嵌め込み、ウェーハを、研磨布を貼りつけた上定盤および下定盤で挟み、上下定盤とウェーハとの間に、コロイダルシリカを含むアルカリ性の研磨スラリーを流し込み、上下定盤およびキャリアを互いに反対方向に回転させて、シリコンウェーハの両面に対して鏡面研磨処理を施した。この両面研磨処理での取り代は、片面で約５．０μｍとした。
続いて、上記研磨処理が施されたシリコンウェーハに対して仕上げ研磨した後、洗浄して、本発明によるレーザマーク付きシリコンウェーハを得た。得られたレーザマーク付きシリコンウェーハのレーザマーク部分に対して、株式会社リガク製ＸＲＴ装置を用いて、ドット周縁の加工歪みを測定した。得られたＸＲＴ画像を図２に示す。
（比較例１）
発明例１と同様に、レーザマーク付きシリコンウェーハを作製した。ただし、レーザマークを印字する際に用いたレーザ光は、赤外領域（波長１０６４ｎｍ）の波長のものを用いた。その他の条件は、発明例１と全て同じである。得られたＸＲＴ画像を図２に示す。
（比較例２）
発明例２と同様に、レーザマーク付きシリコンウェーハを作製した。ただし、レーザマークを印字する際に用いたレーザ光は、赤外領域（波長１０６４ｎｍ）の波長のものを用いた。その他の条件は、発明例２と全て同じである。得られたＸＲＴ画像を図２に示す。
（比較例３）
発明例３と同様に、レーザマーク付きシリコンウェーハを作製した。ただし、レーザマークを印字する際に用いたレーザ光は、赤外領域（波長１０６４ｎｍ）の波長のものを用いた。その他の条件は、発明例３と全て同じである。得られたＸＲＴ画像を図２に示す。
（比較例４）
発明例１と同様に、レーザマーク付きシリコンウェーハを作製した。ただし、レーザマークを印字する際に用いたレーザ光は、可視領域（波長５３２ｎｍ）の波長のものを用いた。その他の条件は、発明例１と全て同じである。得られたＸＲＴ画像を図２に示す。
（比較例５）
発明例２と同様に、レーザマーク付きシリコンウェーハを作製した。ただし、レーザマークを印字する際に用いたレーザ光は、可視領域（波長５３２ｎｍ）の波長のものを用いた。その他の条件は、発明例２と全て同じである。得られたＸＲＴ画像を図２に示す。
（比較例６）
発明例３と同様に、レーザマーク付きシリコンウェーハを作製した。ただし、レーザマークを印字する際に用いたレーザ光は、可視領域（波長５３２ｎｍ）の波長のものを用いた。その他の条件は、発明例３と全て同じである。得られたＸＲＴ画像を図２に示す。
図２は、レーザ光の波長およびエッチングの取り代と、ドット周縁に残留する加工歪みとの関係を示しており、周縁に加工歪みが残留しているドットが示されている一方、周縁に加工歪みが残留していないドットは示されていない。また、各画像の下方には、全体のドット数に対する加工歪みが残留しているドット数の割合が記載されている。
図２から、エッチング処理における取り代が片面当たり１．５μｍおよび１２．５μｍであり、レーザ光の波長が１０６４ｎｍおよび５３２ｎｍの場合（比較例１、２、５および６）、多くのドットの周縁に加工歪みが残留していることが分かる。一方、レーザ光の波長が３５５ｎｍの場合には、全てのドットについて、周縁の加工歪みが除去されていることが分かる。なお、エッチング処理における取り代が片面当たり５０μｍの場合には、全てのレーザ光波長についてドット周縁の加工歪みが除去されているが、現在のウェーハ製造プロセスにおける取り代は数μｍ程度であるため、５０μｍの取り代は製造コストの点で好ましくない。
＜レーザ光の照射パルス数とドット周縁に残留する加工歪みとの関係＞
（発明例４）
発明例１と同様に、レーザマーク付きシリコンウェーハを作製した。ただし、複数のドットを形成する際のレーザ光照射のパルス数を１００００とした。その他の条件は、発明例１と全て同じである。得られたＸＲＴ画像を図３に示す。
（発明例５）
発明例２と同様に、レーザマーク付きシリコンウェーハを作製した。ただし、複数のドットを形成する際のレーザ光照射のパルス数を１００００とした。その他の条件は、発明例２と全て同じである。得られたＸＲＴ画像を図３に示す。
（発明例６）
発明例１と同様に、レーザマーク付きシリコンウェーハを作製した。ただし、複数のドットを形成する際のレーザ光照射のパルス数を２００００とした。その他の条件は、発明例１と全て同じである。得られたＸＲＴ画像を図３に示す。
（発明例７）
発明例２と同様に、レーザマーク付きシリコンウェーハを作製した。ただし、複数のドットを形成する際のレーザ光照射のパルス数を２００００とした。その他の条件は、発明例２と全て同じである。得られたＸＲＴ画像を図３に示す。
（発明例８）
発明例１と同様に、レーザマーク付きシリコンウェーハを作製した。ただし、複数のドットを形成する際のレーザ光照射のパルス数を２５０００とした。その他の条件は、発明例１と全て同じである。得られたＸＲＴ画像を図３に示す。
（発明例９）
発明例２と同様に、レーザマーク付きシリコンウェーハを作製した。ただし、複数のドットを形成する際のレーザ光照射のパルス数を２５０００とした。その他の条件は、発明例２と全て同じである。得られたＸＲＴ画像を図３に示す。
図３は、レーザ光照射の１秒当たりのパルス数と、ドット周縁に残留する加工歪みとの関係を示している。図３は、図２に示した発明例１および発明例２のＸＲＴ画像も示している。図３から、１秒当たりのパルス数が１００００の場合には、多くのドットについて加工歪みが除去されているものの、一部のドットについては加工歪みが残留していることが分かる。一方、レーザ光照射の１秒当たりのパルス数が１５０００、２００００および２５０００の場合には、全てのドットについて加工歪みが除去されていることが分かる。
本発明によれば、レーザマークを構成するドット周縁に残留する加工歪みを低減することができるため、半導体ウェーハ製造業において有用である。

Claims (2)

  1. 所定の方法で育成した単結晶シリコンインゴットをスライスし、面取り処理を施したシリコンウェーハに、複数のドットを有するレーザマークを印字するレーザマーク印字工程と、
    前記シリコンウェーハの少なくともレーザマークが印字された領域に対してエッチング処理を施すエッチング工程と、
    前記エッチング工程後の前記シリコンウェーハの表面に対して研磨処理を施す研磨工程と、
    を含み、
    前記複数のドットの各々は、紫外領域の波長のレーザ光を用いて形成し、
    前記複数のドットの各々の形成は、レーザ光を複数回照射することにより行い、
    前記複数回のレーザ光の照射のパルス数は、１秒当たり１５０００以上であり、
    前記エッチング工程における取り代は、片面当たり１．５μｍ以上１２．５μｍ以下であり、
    全てのドットについて加工歪みが除去されていることを特徴とするレーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法。
  2. 前記エッチング工程において用いる薬液は、酸またはアルカリ薬液である、請求項１に記載のレーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法。
JP2019145410A 2019-08-07 2019-08-07 レーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法 Active JP7205413B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019145410A JP7205413B2 (ja) 2019-08-07 2019-08-07 レーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法
KR1020227003675A KR20220025085A (ko) 2019-08-07 2020-07-06 레이저 마크의 인자 방법 및 레이저 마크 부착 실리콘 웨이퍼의 제조 방법
CN202080055930.0A CN114207780A (zh) 2019-08-07 2020-07-06 激光标记的印刷方法及带激光标记的硅晶片的制造方法
US17/633,035 US20220331906A1 (en) 2019-08-07 2020-07-06 Method of printing laser mark and method of producing laser-marked silicon wafer
DE112020003740.1T DE112020003740T5 (de) 2019-08-07 2020-07-06 Verfahren zum drucken einer lasermarkierung und verfahren zum herstellen lasermarkierter siliziumwafer
PCT/JP2020/026461 WO2021024674A1 (ja) 2019-08-07 2020-07-06 レーザマークの印字方法およびレーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法
TW109122878A TWI775106B (zh) 2019-08-07 2020-07-07 雷射標記的印刷方法及具有雷射標記的矽晶圓的製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019145410A JP7205413B2 (ja) 2019-08-07 2019-08-07 レーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021027243A JP2021027243A (ja) 2021-02-22
JP7205413B2 true JP7205413B2 (ja) 2023-01-17

Family

ID=74502919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019145410A Active JP7205413B2 (ja) 2019-08-07 2019-08-07 レーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220331906A1 (ja)
JP (1) JP7205413B2 (ja)
KR (1) KR20220025085A (ja)
CN (1) CN114207780A (ja)
DE (1) DE112020003740T5 (ja)
TW (1) TWI775106B (ja)
WO (1) WO2021024674A1 (ja)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000263840A (ja) 1999-03-11 2000-09-26 Hitachi Ltd レーザ印字方法及びレーザ印字装置
JP2000286173A (ja) 1999-03-31 2000-10-13 Mitsubishi Materials Silicon Corp ハードレーザマーキングウェーハおよびその製造方法
JP2003188059A (ja) 2001-12-01 2003-07-04 Eo Technics Co Ltd チップスケールマーカのマーキング位置補正方法及びその装置
JP2008504964A (ja) 2004-06-30 2008-02-21 ジーエスアイ ルモニクス コーポレーション ターゲット表面材料を加工するレーザベース方法およびシステム並びにその製造物
JP2011029355A (ja) 2009-07-24 2011-02-10 Sumco Corp レーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法
JP2013093493A (ja) 2011-10-27 2013-05-16 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体装置の製造方法
JP2014036134A (ja) 2012-08-09 2014-02-24 Disco Abrasive Syst Ltd デバイスの加工方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2924861B2 (ja) 1997-06-11 1999-07-26 日本電気株式会社 半導体ウエハ用レーザマーキング装置およびその方法
US7157038B2 (en) * 2000-09-20 2007-01-02 Electro Scientific Industries, Inc. Ultraviolet laser ablative patterning of microstructures in semiconductors
JP3980465B2 (ja) * 2001-11-09 2007-09-26 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP2011187706A (ja) * 2010-03-09 2011-09-22 Sumco Corp シリコンウェーハの製造方法
CN106425129B (zh) * 2010-11-30 2018-07-17 康宁股份有限公司 在玻璃中形成高密度孔阵列的方法
US20170236954A1 (en) * 2011-08-05 2017-08-17 Beamreach High efficiency solar cell structures and manufacturing methods
CN110255492A (zh) * 2019-05-31 2019-09-20 北京工商大学 一种硅基底超疏水超亲水区域分布表面及其制备方法和应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000263840A (ja) 1999-03-11 2000-09-26 Hitachi Ltd レーザ印字方法及びレーザ印字装置
JP2000286173A (ja) 1999-03-31 2000-10-13 Mitsubishi Materials Silicon Corp ハードレーザマーキングウェーハおよびその製造方法
JP2003188059A (ja) 2001-12-01 2003-07-04 Eo Technics Co Ltd チップスケールマーカのマーキング位置補正方法及びその装置
JP2008504964A (ja) 2004-06-30 2008-02-21 ジーエスアイ ルモニクス コーポレーション ターゲット表面材料を加工するレーザベース方法およびシステム並びにその製造物
JP2011029355A (ja) 2009-07-24 2011-02-10 Sumco Corp レーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法
JP2013093493A (ja) 2011-10-27 2013-05-16 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体装置の製造方法
JP2014036134A (ja) 2012-08-09 2014-02-24 Disco Abrasive Syst Ltd デバイスの加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021027243A (ja) 2021-02-22
CN114207780A (zh) 2022-03-18
TW202120756A (zh) 2021-06-01
DE112020003740T5 (de) 2022-04-28
TWI775106B (zh) 2022-08-21
WO2021024674A1 (ja) 2021-02-11
KR20220025085A (ko) 2022-03-03
US20220331906A1 (en) 2022-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4517867B2 (ja) シリコンウェーハ表面形状制御用エッチング液及び該エッチング液を用いたシリコンウェーハの製造方法
JP3658454B2 (ja) 半導体ウェハの製造方法
JP2006222453A (ja) シリコンウエーハの製造方法及びシリコンウエーハ並びにｓｏｉウエーハ
WO2002001616A1 (fr) Procede de traitement d'une plaquette de semi-conducteur et plaquette de semi-conducteur
JP2004356252A (ja) シリコンウェーハの加工方法
WO2015037188A1 (ja) 鏡面研磨ウェーハの製造方法
JP2011029355A (ja) レーザマーク付き半導体ウェーハの製造方法
US11515263B2 (en) Method of producing laser-marked silicon wafer and laser-marked silicon wafer
CN109148260B (zh) 激光标记的刻印方法、带激光标记的硅晶片及其制造方法
JP7205413B2 (ja) レーザマーク付きシリコンウェーハの製造方法
JP4492293B2 (ja) 半導体基板の製造方法
TW201820474A (zh) 矽晶圓之研磨方法、矽晶圓之製造方法及矽晶圓
JP2002203823A (ja) 半導体ウエーハの加工方法および半導体ウエーハ
JP2005166809A (ja) シリコンウェーハの製造方法
WO2022224637A1 (ja) シリコンウェーハの製造方法
JP2009302478A (ja) 半導体ウェーハの製造方法
JP2007234945A (ja) レーザーマーキングウェーハおよびその製造方法
JP2006120939A (ja) シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法
KR100918076B1 (ko) 플라즈마 처리 장치용 실리콘 소재의 제조 방법
JP2011091143A (ja) シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法
JP2002134521A (ja) シリコン半導体基板の熱処理方法
KR20220042842A (ko) 태양전지 기판의 습식 텍스쳐링 방법
JP2002076100A (ja) シリコンボートの製造方法及びシリコンボート
JPS5541726A (en) Laser letter-printing method
JP2004260211A (ja) 半導体ウェハの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210810

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220802

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220929

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7205413

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150