JPH1167700A - 半導体ウェハの製造方法 - Google Patents
半導体ウェハの製造方法Info
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- JPH1167700A JPH1167700A JP22642697A JP22642697A JPH1167700A JP H1167700 A JPH1167700 A JP H1167700A JP 22642697 A JP22642697 A JP 22642697A JP 22642697 A JP22642697 A JP 22642697A JP H1167700 A JPH1167700 A JP H1167700A
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- silicon wafer
- semiconductor wafer
- manufacturing
- wafer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面清浄度の高い半導体ウェハの製造方法を
提供することを課題とする。 【解決手段】 シリコンウェハ10(a)の面取りを実
施した後(b)、ラップドサーフェス(WS)を有する
シリコンウェハ10の表面12および裏面14を化学研
磨する(c)。その後に、シリコンウェハの側面16に
レーザアブレーション処理を施し(d)、表面12およ
び裏面14を鏡面研磨する(e)。レーザアブレーショ
ン処理に用いるレーザ光は、波長が100〜400nm
の範囲であり、一回の発光時間が500ns以下の短パ
ルスレーザであることが望ましく、照射するレーザ光の
エネルギー密度は、シリコンをアブレーションするため
に必要なエネルギー密度以上であって、かつ、シリコン
ウェハ10の深部にダメージを与えないエネルギー密度
である3〜20J/cm2の範囲が好適である。
提供することを課題とする。 【解決手段】 シリコンウェハ10(a)の面取りを実
施した後(b)、ラップドサーフェス(WS)を有する
シリコンウェハ10の表面12および裏面14を化学研
磨する(c)。その後に、シリコンウェハの側面16に
レーザアブレーション処理を施し(d)、表面12およ
び裏面14を鏡面研磨する(e)。レーザアブレーショ
ン処理に用いるレーザ光は、波長が100〜400nm
の範囲であり、一回の発光時間が500ns以下の短パ
ルスレーザであることが望ましく、照射するレーザ光の
エネルギー密度は、シリコンをアブレーションするため
に必要なエネルギー密度以上であって、かつ、シリコン
ウェハ10の深部にダメージを与えないエネルギー密度
である3〜20J/cm2の範囲が好適である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンなどの半
導体ウェハの製造方法に関するものである。
導体ウェハの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ワークステーション、パーソナルコンピ
ュータの主記憶装置に広く用いられているDRAMなど
のLSIの高集積化の傾向は日進月歩の勢いで進行し、
いまや1GbitDRAMの実用化が検討される時代に
なっている。これに伴い、LSIのデザインルールも、
0.18μmといった超微細化が進んでいる。
ュータの主記憶装置に広く用いられているDRAMなど
のLSIの高集積化の傾向は日進月歩の勢いで進行し、
いまや1GbitDRAMの実用化が検討される時代に
なっている。これに伴い、LSIのデザインルールも、
0.18μmといった超微細化が進んでいる。
【0003】このようなデザインルールの超微細化が進
むと、いままでは許容されていたような半導体ウェハ上
のわずかな欠陥あるいは汚染も、製品歩留まりに大きく
影響することになる。このため、半導体ウェハ表面の無
欠陥化、非汚染化が現状以上に要求されている。
むと、いままでは許容されていたような半導体ウェハ上
のわずかな欠陥あるいは汚染も、製品歩留まりに大きく
影響することになる。このため、半導体ウェハ表面の無
欠陥化、非汚染化が現状以上に要求されている。
【0004】この要求への回答を与える手段として、昨
今では、半導体ウェハプロセスにおけるレーザ光の有効
利用が盛んに行われている。例えば、エキシマレーザを
半導体ウェハに照射し、半導体ウェハ上に塗布されたレ
ジスト材料を光分解させ、さらに真空吸引することによ
りレジスト材料を除去する方法が特開昭62−2577
31に開示されている。この方法によると、レジスト材
料の残留粒子などの汚染物質を、半導体ウェハの表面か
ら完全に取り除くことができる。
今では、半導体ウェハプロセスにおけるレーザ光の有効
利用が盛んに行われている。例えば、エキシマレーザを
半導体ウェハに照射し、半導体ウェハ上に塗布されたレ
ジスト材料を光分解させ、さらに真空吸引することによ
りレジスト材料を除去する方法が特開昭62−2577
31に開示されている。この方法によると、レジスト材
料の残留粒子などの汚染物質を、半導体ウェハの表面か
ら完全に取り除くことができる。
【0005】また、レーザ光を半導体ウェハのデバイス
生成面の裏面に照射して、大きなダメージを持った層を
形成するエクストリンシックゲッタリング法なども、例
えば特開昭58−37983号公報に開示されている。
この方法によれば、上記のダメージを持った層が、表面
近傍における欠陥や金属原子を吸収してしまうことがよ
く知られている。
生成面の裏面に照射して、大きなダメージを持った層を
形成するエクストリンシックゲッタリング法なども、例
えば特開昭58−37983号公報に開示されている。
この方法によれば、上記のダメージを持った層が、表面
近傍における欠陥や金属原子を吸収してしまうことがよ
く知られている。
【0006】またレーザ光は、例えば特開昭53−77
461号公報、特開昭64−82610号公報に開示さ
れているように、半導体ウェハの側面の面取り、面取り
部の加工などにも盛んに利用されている。
461号公報、特開昭64−82610号公報に開示さ
れているように、半導体ウェハの側面の面取り、面取り
部の加工などにも盛んに利用されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】半導体ウェハプロセス
において、ウェハ表面近傍の無欠陥化、並びに表面の非
汚染化が現状以上に要求されていることは、上記に述べ
たとおりである。ところで、一般の鏡面研磨ウェハを製
造するプロセス中で、ウェハが汚染される工程として
は、例えば化学研磨工程などが上げられる。化学研磨工
程において、ウェハ側面あるいはデバイス生成面の裏面
のエッチングサーフェスに残存した微量重金属などの汚
染物質は、後工程において、鏡面研磨処理されたデバイ
ス生成面に回り込み、デバイス生成面の汚染の原因とな
る。この問題を回避するために、高度な表面清浄度が要
求される半導体ウェハの製造時には、同時両面鏡面研磨
法によって、本来は鏡面研磨処理を施すことが考えられ
る。しかし、両面鏡面研磨処理によってデバイス生成面
の裏面に残存した汚染物質は除去可能となるが、ウェハ
側面に残存した微量の重金属は除去されない。したがっ
て、ウェハ側面に残存した微量の重金属は後工程におい
てデバイス生成面に回り込み、汚染の原因となる。
において、ウェハ表面近傍の無欠陥化、並びに表面の非
汚染化が現状以上に要求されていることは、上記に述べ
たとおりである。ところで、一般の鏡面研磨ウェハを製
造するプロセス中で、ウェハが汚染される工程として
は、例えば化学研磨工程などが上げられる。化学研磨工
程において、ウェハ側面あるいはデバイス生成面の裏面
のエッチングサーフェスに残存した微量重金属などの汚
染物質は、後工程において、鏡面研磨処理されたデバイ
ス生成面に回り込み、デバイス生成面の汚染の原因とな
る。この問題を回避するために、高度な表面清浄度が要
求される半導体ウェハの製造時には、同時両面鏡面研磨
法によって、本来は鏡面研磨処理を施すことが考えられ
る。しかし、両面鏡面研磨処理によってデバイス生成面
の裏面に残存した汚染物質は除去可能となるが、ウェハ
側面に残存した微量の重金属は除去されない。したがっ
て、ウェハ側面に残存した微量の重金属は後工程におい
てデバイス生成面に回り込み、汚染の原因となる。
【0008】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、ウェハ側面からデバイス生成面への汚染物質
の回り込みを防止し、表面清浄度の高い半導体ウェハの
製造方法を提供することを課題とする。
のであり、ウェハ側面からデバイス生成面への汚染物質
の回り込みを防止し、表面清浄度の高い半導体ウェハの
製造方法を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の半導体ウェハの製造方法は、化学研磨工程
後に、半導体ウェハの一方の主表面全体を鏡面研磨処理
するとともに、半導体ウェハの側面をレーザアブレーシ
ョン処理することを特徴としている。
に、本発明の半導体ウェハの製造方法は、化学研磨工程
後に、半導体ウェハの一方の主表面全体を鏡面研磨処理
するとともに、半導体ウェハの側面をレーザアブレーシ
ョン処理することを特徴としている。
【0010】上記の方法のようにウェハの側面をレーザ
アブレーション処理することにより、ウェハの側面に存
在する重金属などの汚染物質を蒸散させ、除去すること
ができる。その結果、汚染物質が鏡面研磨処理した一方
の主表面(デバイス生成面)に回り込むことが無くな
り、表面清浄度の高い半導体ウェハが製造できる。
アブレーション処理することにより、ウェハの側面に存
在する重金属などの汚染物質を蒸散させ、除去すること
ができる。その結果、汚染物質が鏡面研磨処理した一方
の主表面(デバイス生成面)に回り込むことが無くな
り、表面清浄度の高い半導体ウェハが製造できる。
【0011】本発明の半導体ウェハの製造方法は、レー
ザアブレーション処理に用いるレーザ光の波長が100
〜400nmの範囲であり、一回の発光時間が500n
s以下の短パルスレーザであることを特徴とすることが
好適である。
ザアブレーション処理に用いるレーザ光の波長が100
〜400nmの範囲であり、一回の発光時間が500n
s以下の短パルスレーザであることを特徴とすることが
好適である。
【0012】上記のようなレーザ光を用いることによ
り、レーザ光が半導体ウェハのごく表面部で吸収され、
加工領域以外の周辺部にはほとんどダメージを与えない
ことが可能となる。
り、レーザ光が半導体ウェハのごく表面部で吸収され、
加工領域以外の周辺部にはほとんどダメージを与えない
ことが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施形態に係る半
導体ウェハの製造方法を図面を参照して説明する。図1
は、本発明の実施形態に係る半導体ウェハの製造方法の
工程図である。図1(a)に示す半導体ウェハは、シリ
コン単結晶インゴットから切り出され、ラッピングなど
の前処理をされたシリコンウェハ10である。
導体ウェハの製造方法を図面を参照して説明する。図1
は、本発明の実施形態に係る半導体ウェハの製造方法の
工程図である。図1(a)に示す半導体ウェハは、シリ
コン単結晶インゴットから切り出され、ラッピングなど
の前処理をされたシリコンウェハ10である。
【0014】通常シリコンウェハ10は、ダイヤモンド
粉粒を内周に沿って電着させた内周刃を有する自動スラ
イシングマシンによって、シリコン単結晶インゴットか
ら切り出される。また近年では、ダイヤモンド粉粒を主
材とした砥粒を含んだスラリーを、線径0.25〜0.
35mmの特殊鋼細線に一定量ずつコンスタントに注入
しながら、シリコンウェハ10を切り出すことができる
ワイヤーソーなるマシンを用いることもできる。
粉粒を内周に沿って電着させた内周刃を有する自動スラ
イシングマシンによって、シリコン単結晶インゴットか
ら切り出される。また近年では、ダイヤモンド粉粒を主
材とした砥粒を含んだスラリーを、線径0.25〜0.
35mmの特殊鋼細線に一定量ずつコンスタントに注入
しながら、シリコンウェハ10を切り出すことができる
ワイヤーソーなるマシンを用いることもできる。
【0015】シリコン単結晶インゴットから切り出され
たシリコンウェハ10はまず、その両方の主表面につい
てラッピング処理がなされる。ラッピング処理は、遊星
歯車回転をする両面ラップマシンを用い、通常#120
0アランダム粉を油または水に溶かしたスラリーを、シ
リコンウェハ10の両方の主表面に注入しながら、両方
の主表面をそれぞれ30〜50μm程度研磨する。その
結果、両方の主表面とも粗く研磨された(通常#120
0アランダムラップ面)ラップドサーフェスを有してい
る。
たシリコンウェハ10はまず、その両方の主表面につい
てラッピング処理がなされる。ラッピング処理は、遊星
歯車回転をする両面ラップマシンを用い、通常#120
0アランダム粉を油または水に溶かしたスラリーを、シ
リコンウェハ10の両方の主表面に注入しながら、両方
の主表面をそれぞれ30〜50μm程度研磨する。その
結果、両方の主表面とも粗く研磨された(通常#120
0アランダムラップ面)ラップドサーフェスを有してい
る。
【0016】続いて、シリコンウェハ10には、後工程
における周辺部の端面破損を防止するために、側面16
の面取り(ベベリング)処理が施される。シリコンウェ
ハ10の側面16の面取りは、アランダム、カーボラン
ダム砥石、ダイヤモンド粉を用いてシリコンウェハ10
の側面16を所望の形状に研磨することによって行う。
面取りが行われたシリコンウェハ10の側面16は、図
1の(b)に示す形状となる。
における周辺部の端面破損を防止するために、側面16
の面取り(ベベリング)処理が施される。シリコンウェ
ハ10の側面16の面取りは、アランダム、カーボラン
ダム砥石、ダイヤモンド粉を用いてシリコンウェハ10
の側面16を所望の形状に研磨することによって行う。
面取りが行われたシリコンウェハ10の側面16は、図
1の(b)に示す形状となる。
【0017】続いて、両面がラップドサーフェス(W
S)となっているシリコンウェハ10の両面を、HF・
HNO3系の酸溶液に浸して化学研磨(化学エッチン
グ)する。具体的には、シリコンウェハ10を酸溶液中
で上下、左右、前後に機械的に運動させると共に、シリ
コンウェハ10に超音波を印加することにより、効率良
く且つ空間的に均一に化学研磨が施される。ここで、表
面の平坦度を特に重視する製品においては、酸溶液の代
わりにアルカリ溶液を用いて化学研磨処理することもあ
る。化学研磨後のシリコンウェハ10は、表層がそれぞ
れ20〜30μm程度ずつ削られ、図1の(c)に示す
ように、エッチングサーフェス(ES)を有する状態に
なる。
S)となっているシリコンウェハ10の両面を、HF・
HNO3系の酸溶液に浸して化学研磨(化学エッチン
グ)する。具体的には、シリコンウェハ10を酸溶液中
で上下、左右、前後に機械的に運動させると共に、シリ
コンウェハ10に超音波を印加することにより、効率良
く且つ空間的に均一に化学研磨が施される。ここで、表
面の平坦度を特に重視する製品においては、酸溶液の代
わりにアルカリ溶液を用いて化学研磨処理することもあ
る。化学研磨後のシリコンウェハ10は、表層がそれぞ
れ20〜30μm程度ずつ削られ、図1の(c)に示す
ように、エッチングサーフェス(ES)を有する状態に
なる。
【0018】その後、シリコンウェハ10の側面16に
対して、レーザアブレーション処理を実施する。その結
果、シリコンウェハ10は、図1の(d)に示すように
側面16がレーザアブレーションサーフェス(LS)を
有する状態となる。
対して、レーザアブレーション処理を実施する。その結
果、シリコンウェハ10は、図1の(d)に示すように
側面16がレーザアブレーションサーフェス(LS)を
有する状態となる。
【0019】さらにその後、表面12(デバイス生成
面)および裏面14に鏡面研磨処理を施す。鏡面研磨処
理は、松ヤニ等を混入したパラフィン系の薄膜接着剤を
用いてシリコンウェハ10を定盤に接着し、シリコンウ
ェハ10の表面12および裏面14にSiO2ゾルまた
はゲル状の研磨溶液を注入しながら、遊星運動をするキ
ャリアにて駆動する鏡面研磨機を用いて行う。シリコン
ウェハ10の平行度や厚さの均一度の仕様を満たしなが
ら、表面12および裏面14を10〜20μm程度研磨
することにより、シリコンウェハ10は、図1(e)に
示すように、表面12および裏面14が鏡面(MS)、
側面16がレーザアブレーションサーフェス(LS)で
ある状態となる。
面)および裏面14に鏡面研磨処理を施す。鏡面研磨処
理は、松ヤニ等を混入したパラフィン系の薄膜接着剤を
用いてシリコンウェハ10を定盤に接着し、シリコンウ
ェハ10の表面12および裏面14にSiO2ゾルまた
はゲル状の研磨溶液を注入しながら、遊星運動をするキ
ャリアにて駆動する鏡面研磨機を用いて行う。シリコン
ウェハ10の平行度や厚さの均一度の仕様を満たしなが
ら、表面12および裏面14を10〜20μm程度研磨
することにより、シリコンウェハ10は、図1(e)に
示すように、表面12および裏面14が鏡面(MS)、
側面16がレーザアブレーションサーフェス(LS)で
ある状態となる。
【0020】レーザアブレーション処理に用いるレーザ
光は、波長が100〜400nmの範囲であり、一回の
発光時間が500ns以下の短パルスレーザであること
が望ましい。ArFレーザ、KrFレーザ、XeClレ
ーザ、XeFレーザなどのエキシマレーザは、波長がそ
れぞれ193nm、248nm、308nm、351n
mであり、パルス幅が数十nsであるので、本実施形態
に係るレーザアブレーション処理に用いるには最適であ
る。また、QスイッチYAG高調波レーザも、第3高調
波波長、第4高調波波長がそれぞれ355nm、266
nmであり、パルス幅が数ns〜数十nsであるので上
記エキシマレーザと同様にレーザアブレーション処理に
用いることができる。
光は、波長が100〜400nmの範囲であり、一回の
発光時間が500ns以下の短パルスレーザであること
が望ましい。ArFレーザ、KrFレーザ、XeClレ
ーザ、XeFレーザなどのエキシマレーザは、波長がそ
れぞれ193nm、248nm、308nm、351n
mであり、パルス幅が数十nsであるので、本実施形態
に係るレーザアブレーション処理に用いるには最適であ
る。また、QスイッチYAG高調波レーザも、第3高調
波波長、第4高調波波長がそれぞれ355nm、266
nmであり、パルス幅が数ns〜数十nsであるので上
記エキシマレーザと同様にレーザアブレーション処理に
用いることができる。
【0021】照射するレーザ光のエネルギー密度は、シ
リコンをアブレーションするために必要なエネルギー密
度以上であって、かつ、シリコンウェハ10の深部にダ
メージを与えないエネルギー密度であることが好まし
く、3〜20J/cm2の範囲が好適である。
リコンをアブレーションするために必要なエネルギー密
度以上であって、かつ、シリコンウェハ10の深部にダ
メージを与えないエネルギー密度であることが好まし
く、3〜20J/cm2の範囲が好適である。
【0022】次に、レーザアブレーション処理におけ
る、シリコンウェハ10へのレーザ光の照射方法につい
て説明する。シリコンウェハ10へのレーザ光の照射
は、図2に示すように行う。シリコンウェハ10は、真
空チャック18に固定された状態でモータ20に接続さ
れ、回転可能になっている。
る、シリコンウェハ10へのレーザ光の照射方法につい
て説明する。シリコンウェハ10へのレーザ光の照射
は、図2に示すように行う。シリコンウェハ10は、真
空チャック18に固定された状態でモータ20に接続さ
れ、回転可能になっている。
【0023】一方、レーザ発振器22によって発振した
レーザ光は、可変アッテネータ24によって出力調整さ
れた後、レーザ光整形光学系26によってビーム整形さ
れる。レーザ光整形光学系26によってビーム整形され
たレーザ光は、可変スリット28により光束の断面積を
調節され、ビームスプリッタ30によって上下に2分割
される。上下に2分割されたレーザ光は、それぞれ反射
ミラー32で反射され、集光レンズ34を通してシリコ
ンウェハ10の側面16にそれぞれ上方、下方から照射
される。
レーザ光は、可変アッテネータ24によって出力調整さ
れた後、レーザ光整形光学系26によってビーム整形さ
れる。レーザ光整形光学系26によってビーム整形され
たレーザ光は、可変スリット28により光束の断面積を
調節され、ビームスプリッタ30によって上下に2分割
される。上下に2分割されたレーザ光は、それぞれ反射
ミラー32で反射され、集光レンズ34を通してシリコ
ンウェハ10の側面16にそれぞれ上方、下方から照射
される。
【0024】モータ20を回転させながら上記レーザ光
の照射を行うことにより、シリコンウェハ10の側面1
6全体にレーザアブレーション処理を施すことが可能と
なる。
の照射を行うことにより、シリコンウェハ10の側面1
6全体にレーザアブレーション処理を施すことが可能と
なる。
【0025】なお、本実施形態においては、ビームスプ
リッタ30を用いてレーザ光を2分割し、シリコンウェ
ハ10の側面16を上方と下方の両側から同時にレーザ
アブレーション処理しているが、これは片側ずつ実施し
ても良い。
リッタ30を用いてレーザ光を2分割し、シリコンウェ
ハ10の側面16を上方と下方の両側から同時にレーザ
アブレーション処理しているが、これは片側ずつ実施し
ても良い。
【0026】また、図3に示すように、レーザ光の照射
部に蒸散物除去器36を設置し、レーザアブレーション
処理によって発生した蒸散物を除去吸引しても良い。蒸
散物除去器36は、真空ポンプ等を用いて吸引口36a
から空気を吸引することにより、レーザアブレーション
処理によって発生した蒸散物を除去することができるよ
うになっている。よって、蒸散物がシリコンウェハ10
へ付着することを効果的に防止することが可能となる。
また、蒸散物除去器36に高圧静電気型(コットレル
型)の集塵機能を付加することにより、空気流による蒸
散物除去効果をさらに高めることもできる。
部に蒸散物除去器36を設置し、レーザアブレーション
処理によって発生した蒸散物を除去吸引しても良い。蒸
散物除去器36は、真空ポンプ等を用いて吸引口36a
から空気を吸引することにより、レーザアブレーション
処理によって発生した蒸散物を除去することができるよ
うになっている。よって、蒸散物がシリコンウェハ10
へ付着することを効果的に防止することが可能となる。
また、蒸散物除去器36に高圧静電気型(コットレル
型)の集塵機能を付加することにより、空気流による蒸
散物除去効果をさらに高めることもできる。
【0027】続いて、本実施形態に係る半導体ウェハの
製造方法の作用、及び効果について説明する。本実施形
態に係る半導体ウェハの製造方法の如く、化学研磨工程
後に、シリコンウェハ10の側面16にレーザアブレー
ション処理を行うことにより、特に化学研磨工程時に側
面16に付着した重金属などの汚染物質を、蒸散させ、
除去することができる。従って、後工程において、汚染
物質が鏡面研磨された表面12に回り込むことによる表
面12の汚染を防止することができる。
製造方法の作用、及び効果について説明する。本実施形
態に係る半導体ウェハの製造方法の如く、化学研磨工程
後に、シリコンウェハ10の側面16にレーザアブレー
ション処理を行うことにより、特に化学研磨工程時に側
面16に付着した重金属などの汚染物質を、蒸散させ、
除去することができる。従って、後工程において、汚染
物質が鏡面研磨された表面12に回り込むことによる表
面12の汚染を防止することができる。
【0028】中でも、エキシマレーザのような紫外光
で、パルス幅が数10ns程度のパルスレーザ光をシリ
コンウェハ10に照射すると、レーザ光はシリコンウェ
ハ10のごく表層部のみで吸収され、深部には到達しな
い。さらに、エキシマレーザのような紫外光レーザは、
波長1.06μmで発振するYAGレーザ、波長10.
6μmで発振するCO2レーザなどの熱を伴う赤外線レ
ーザと異なり、紫外光の高いエネルギーによって、物質
を構成する分子結合を光で切断する非熱加工が可能とな
る。
で、パルス幅が数10ns程度のパルスレーザ光をシリ
コンウェハ10に照射すると、レーザ光はシリコンウェ
ハ10のごく表層部のみで吸収され、深部には到達しな
い。さらに、エキシマレーザのような紫外光レーザは、
波長1.06μmで発振するYAGレーザ、波長10.
6μmで発振するCO2レーザなどの熱を伴う赤外線レ
ーザと異なり、紫外光の高いエネルギーによって、物質
を構成する分子結合を光で切断する非熱加工が可能とな
る。
【0029】例えば、波長248nmのKrFエキシマ
レーザ光をシリコンウェハ10に照射すると、シリコン
ウェハ10の表層部では、ごく短時間であるが、そのエ
ネルギー密度が数十MW/cm2に達するため、レーザ
光の照射と同時に、爆発的な勢いで物質が蒸散する。し
かし、パルス幅が数10ns程度であり、レーザ光はシ
リコンウェハ10のごく表層部のみで吸収されることか
ら、レーザ光を照射した部分以外には加工部が広がら
ず、加工部以外にはほとんどダメージを与えない。
レーザ光をシリコンウェハ10に照射すると、シリコン
ウェハ10の表層部では、ごく短時間であるが、そのエ
ネルギー密度が数十MW/cm2に達するため、レーザ
光の照射と同時に、爆発的な勢いで物質が蒸散する。し
かし、パルス幅が数10ns程度であり、レーザ光はシ
リコンウェハ10のごく表層部のみで吸収されることか
ら、レーザ光を照射した部分以外には加工部が広がら
ず、加工部以外にはほとんどダメージを与えない。
【0030】さらに、パルスレーザを用いて照射エネル
ギー密度、照射パルス数を制御することにより、深さ方
向にサブミクロンレベルの加工制御が可能となる。
ギー密度、照射パルス数を制御することにより、深さ方
向にサブミクロンレベルの加工制御が可能となる。
【0031】また、レーザアブレーション処理は、非接
触でドライなプロセスであるため、汚染の原因となる溶
液などを用いる必要が無く、自動化もしやすい。さら
に、レーザ光の照射という物理的なプロセスであるた
め、除去できる金属の種類を問わない。また、レーザア
ブレーション処理されたシリコンウェハ10の側面16
は、ゲッタリング効果も有するため、シリコンウェハ1
0の内部あるいは表層部の欠陥及び汚染物質の吸収効果
も期待できる。
触でドライなプロセスであるため、汚染の原因となる溶
液などを用いる必要が無く、自動化もしやすい。さら
に、レーザ光の照射という物理的なプロセスであるた
め、除去できる金属の種類を問わない。また、レーザア
ブレーション処理されたシリコンウェハ10の側面16
は、ゲッタリング効果も有するため、シリコンウェハ1
0の内部あるいは表層部の欠陥及び汚染物質の吸収効果
も期待できる。
【0032】続いて本発明の第2の実施形態に係る半導
体ウェハの製造方法を図面を参照して説明する。図4
は、本発明の実施形態に係る半導体ウェハの製造方法の
工程図である。側面16をレーザアブレーション処理す
る工程(d)までは、上記第1の実施形態に係る半導体
ウェハの製造方法と同一である。
体ウェハの製造方法を図面を参照して説明する。図4
は、本発明の実施形態に係る半導体ウェハの製造方法の
工程図である。側面16をレーザアブレーション処理す
る工程(d)までは、上記第1の実施形態に係る半導体
ウェハの製造方法と同一である。
【0033】本実施形態に係る半導体ウェハの製造方法
においては、側面16のレーザアブレーション処理を実
施した後(d)、表面12を鏡面研磨処理する。その結
果シリコンウェハ10は、図4の(e)に示すように、
表面12は鏡面(MS)、裏面14はエッチングサーフ
ェス(ES)を有する状態となる。
においては、側面16のレーザアブレーション処理を実
施した後(d)、表面12を鏡面研磨処理する。その結
果シリコンウェハ10は、図4の(e)に示すように、
表面12は鏡面(MS)、裏面14はエッチングサーフ
ェス(ES)を有する状態となる。
【0034】その後、裏面14を全面にわたってレーザ
アブレーション処理する。その結果、シリコンウェハ1
0は表面12は鏡面(MS)、裏面14および側面16
はレーザアブレーションサーフェス(LS)を有する状
態となる。
アブレーション処理する。その結果、シリコンウェハ1
0は表面12は鏡面(MS)、裏面14および側面16
はレーザアブレーションサーフェス(LS)を有する状
態となる。
【0035】シリコンウェハ10の裏面14へのレーザ
光の照射は、図5に示すように行う。レーザ発振器22
によって発振したレーザ光は、可変アッテネータ24に
よって出力調整された後、レーザ光整形光学系26によ
ってビーム整形される。レーザ光整形光学系26によっ
てビーム整形されたレーザ光は、可変スリット28によ
り光束の断面積を調節され、反射ミラー38によって垂
直に折り返される。垂直に折り返されたレーザ光は、ビ
ームエキスパンダ40、線状ビーム整形レンズ群42を
通して、断面が線状の線状レーザビームとなり、移動ス
テージ44上に裏面14が上になるように載せられたシ
リコンウェハ10の裏面14に照射される。ここで、シ
リコンウェハ10の裏面14全体にレーザアブレーショ
ン処理を行うには、移動ステージ44を、逐次移動させ
ながら、シリコンウェハ10にレーザ光を照射すればよ
い。
光の照射は、図5に示すように行う。レーザ発振器22
によって発振したレーザ光は、可変アッテネータ24に
よって出力調整された後、レーザ光整形光学系26によ
ってビーム整形される。レーザ光整形光学系26によっ
てビーム整形されたレーザ光は、可変スリット28によ
り光束の断面積を調節され、反射ミラー38によって垂
直に折り返される。垂直に折り返されたレーザ光は、ビ
ームエキスパンダ40、線状ビーム整形レンズ群42を
通して、断面が線状の線状レーザビームとなり、移動ス
テージ44上に裏面14が上になるように載せられたシ
リコンウェハ10の裏面14に照射される。ここで、シ
リコンウェハ10の裏面14全体にレーザアブレーショ
ン処理を行うには、移動ステージ44を、逐次移動させ
ながら、シリコンウェハ10にレーザ光を照射すればよ
い。
【0036】また、図6に示すように、ビームエキスパ
ンダ40、線状レーザビーム整形レンズ群42によっ
て、線状レーザビームの長さをシリコンウェハ10の外
形寸法(直径)まで拡大することにより、移動ステージ
44を線状レーザビームと垂直な一方向に動かすだけ
で、シリコンウェハ10の裏面14全体に、効果的にレ
ーザアブレーション処理を行うことができるようにな
る。
ンダ40、線状レーザビーム整形レンズ群42によっ
て、線状レーザビームの長さをシリコンウェハ10の外
形寸法(直径)まで拡大することにより、移動ステージ
44を線状レーザビームと垂直な一方向に動かすだけ
で、シリコンウェハ10の裏面14全体に、効果的にレ
ーザアブレーション処理を行うことができるようにな
る。
【0037】さらに、図7に示すように、シリコンウェ
ハ10上のレーザ光が照射される部分の上部に近接し
て、アブレーション処理によって発生する蒸散物を除去
する蒸散物除去器46を設けても良い。この蒸散物除去
器46は、真空ポンプを用いて吸引口46aから空気を
吸引し、蒸散物除去器46の内部を負圧にすることによ
り、図7のaの様な空気の流れを作る。この空気流によ
って蒸散物がシリコンウェハ10の上部から取り除か
れ、シリコンウェハ10の表面の清浄度をより高水準に
保つことが可能となる。また、蒸散物除去器46に高圧
静電気型(コットレル型)の集塵機能を付加することに
より、空気流による蒸散物除去効果をさらに高めること
もできる。
ハ10上のレーザ光が照射される部分の上部に近接し
て、アブレーション処理によって発生する蒸散物を除去
する蒸散物除去器46を設けても良い。この蒸散物除去
器46は、真空ポンプを用いて吸引口46aから空気を
吸引し、蒸散物除去器46の内部を負圧にすることによ
り、図7のaの様な空気の流れを作る。この空気流によ
って蒸散物がシリコンウェハ10の上部から取り除か
れ、シリコンウェハ10の表面の清浄度をより高水準に
保つことが可能となる。また、蒸散物除去器46に高圧
静電気型(コットレル型)の集塵機能を付加することに
より、空気流による蒸散物除去効果をさらに高めること
もできる。
【0038】シリコンウェハ10の裏面14へのレーザ
光の照射は、図8に示すように行なっても良い。すなわ
ち、ビームエキスパンダ40、線状ビーム整形レンズ群
42を通して、断面が線状の線状レーザビームを生成す
る代わりに、集光レンズ群48を用いて、レーザビーム
を1点に集光し、移動ステージ44を移動させながらシ
リコンウェハ10の裏面14全面に照射しても良い。こ
のような方法においては、ビームエキスパンダ40を用
いる必要が無くなり、装置構成が簡単になる。
光の照射は、図8に示すように行なっても良い。すなわ
ち、ビームエキスパンダ40、線状ビーム整形レンズ群
42を通して、断面が線状の線状レーザビームを生成す
る代わりに、集光レンズ群48を用いて、レーザビーム
を1点に集光し、移動ステージ44を移動させながらシ
リコンウェハ10の裏面14全面に照射しても良い。こ
のような方法においては、ビームエキスパンダ40を用
いる必要が無くなり、装置構成が簡単になる。
【0039】また、シリコンウェハ10の裏面14への
レーザ光の照射は、図9に示すように行なっても良い。
すなわち、レーザ光整形光学系26によってビーム整形
され、可変スリット28により光束の断面積を調節され
たレーザ光を、水平スキャンミラー50、垂直スキャン
ミラー52から成るガルバノミラーとF−Θレンズ54
とを用いて、固定ステージ56上に裏面14が上になる
ように載せられたシリコンウェハ10の裏面14全体に
スキャンしながら照射する方法である。この方法を用い
ると、移動ステージ44の代わりに固定ステージ56を
用いることができるので、装置を小型化することができ
る。
レーザ光の照射は、図9に示すように行なっても良い。
すなわち、レーザ光整形光学系26によってビーム整形
され、可変スリット28により光束の断面積を調節され
たレーザ光を、水平スキャンミラー50、垂直スキャン
ミラー52から成るガルバノミラーとF−Θレンズ54
とを用いて、固定ステージ56上に裏面14が上になる
ように載せられたシリコンウェハ10の裏面14全体に
スキャンしながら照射する方法である。この方法を用い
ると、移動ステージ44の代わりに固定ステージ56を
用いることができるので、装置を小型化することができ
る。
【0040】本実施形態に係る半導体ウェハの製造方法
のように、側面16に加えて、裏面14もレーザアブレ
ーション処理することにより、裏面14に付着した汚染
物質の表面12への回り込みも効果的に防止することが
可能となる。
のように、側面16に加えて、裏面14もレーザアブレ
ーション処理することにより、裏面14に付着した汚染
物質の表面12への回り込みも効果的に防止することが
可能となる。
【0041】また、本実施形態に係る半導体ウェハの製
造方法においては、シリコンウェハ10の表面12を鏡
面研磨処理した後に、シリコンウェハ10の裏面14を
レーザアブレーション処理していたが、シリコンウェハ
10の裏面14をレーザアブレーション処理した後に、
シリコンウェハ10の表面12を鏡面研磨処理しても同
様の作用、効果が期待できる。
造方法においては、シリコンウェハ10の表面12を鏡
面研磨処理した後に、シリコンウェハ10の裏面14を
レーザアブレーション処理していたが、シリコンウェハ
10の裏面14をレーザアブレーション処理した後に、
シリコンウェハ10の表面12を鏡面研磨処理しても同
様の作用、効果が期待できる。
【0042】また、上記第1および第2の実施形態に係
る半導体ウェハの製造方法においては、シリコンウェハ
10を用いていたが、ゲルマニウムウェハ、GaAsな
どのIII-V族化合物半導体結晶からなるウェハでも良
い。ゲルマニウムウェハの製造時においても、レーザア
ブレーション処理によって、上記実施形態と同様の効果
が得られる。
る半導体ウェハの製造方法においては、シリコンウェハ
10を用いていたが、ゲルマニウムウェハ、GaAsな
どのIII-V族化合物半導体結晶からなるウェハでも良
い。ゲルマニウムウェハの製造時においても、レーザア
ブレーション処理によって、上記実施形態と同様の効果
が得られる。
【0043】
【発明の効果】本発明の半導体ウェハの製造方法のよう
に、化学研磨工程後に半導体ウェハの側面にレーザアブ
レーション処理を行うことにより、化学研磨工程におい
て側面に付着した重金属などの汚染物質を蒸散除去し、
後工程において、鏡面研磨された表面に汚染物質が回り
込むことを防ぐことができる。よって、表面清浄度の高
い半導体ウェハを製造することが可能となる。
に、化学研磨工程後に半導体ウェハの側面にレーザアブ
レーション処理を行うことにより、化学研磨工程におい
て側面に付着した重金属などの汚染物質を蒸散除去し、
後工程において、鏡面研磨された表面に汚染物質が回り
込むことを防ぐことができる。よって、表面清浄度の高
い半導体ウェハを製造することが可能となる。
【0044】さらに、紫外光のパルスレーザを用いてレ
ーザアブレーション処理を行うことにより、加工部以外
の部分にはダメージを与えることが無くなり、高品質の
ウェハを提供することが可能となる。
ーザアブレーション処理を行うことにより、加工部以外
の部分にはダメージを与えることが無くなり、高品質の
ウェハを提供することが可能となる。
【図1】本発明の第1の実施形態に係る半導体ウェハの
製造方法の工程図である。
製造方法の工程図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係る半導体ウェハの
製造方法における、レーザ光の照射方法を表した図であ
る。
製造方法における、レーザ光の照射方法を表した図であ
る。
【図3】本発明の第1の実施形態に係る半導体ウェハの
製造方法における、レーザ光の照射方法を表した図であ
る。
製造方法における、レーザ光の照射方法を表した図であ
る。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る半導体ウェハの
製造方法の工程図である。
製造方法の工程図である。
【図5】本発明の第2の実施形態に係る半導体ウェハの
製造方法における、レーザ光の照射方法を表した図であ
る。
製造方法における、レーザ光の照射方法を表した図であ
る。
【図6】本発明の第2の実施形態に係る半導体ウェハの
製造方法における、レーザ光の照射方法を表した図であ
る。
製造方法における、レーザ光の照射方法を表した図であ
る。
【図7】本発明の第2の実施形態に係る半導体ウェハの
製造方法における、レーザ光の照射方法を表した図であ
る。
製造方法における、レーザ光の照射方法を表した図であ
る。
【図8】本発明の第2の実施形態に係る半導体ウェハの
製造方法における、レーザ光の照射方法を表した図であ
る。
製造方法における、レーザ光の照射方法を表した図であ
る。
【図9】本発明の第2の実施形態に係る半導体ウェハの
製造方法における、レーザ光の照射方法を表した図であ
る。
製造方法における、レーザ光の照射方法を表した図であ
る。
10…シリコンウェハ、12…表面、14…裏面、16
…側面、18…真空チャック、20…モータ、22…レ
ーザ発振器、24…可変アッテネータ、26…レーザ光
整形光学系、28…可変スリット、30…ビームスプリ
ッタ、32、38…反射ミラー、34…集光レンズ、3
6、46…蒸散物除去器、36a、46a…吸引口、4
0…ビームエキスパンダ、42…線状レーザビーム整形
レンズ群、44…移動ステージ、48…集光レンズ群、
50…水平スキャンミラー、52…垂直スキャンミラ
ー、54…F−Θレンズ、56…固定ステージ、WS…
ラップドサーフェス、ES…エッチングサーフェス、L
S…レーザアブレーションサーフェス、MS…鏡面
…側面、18…真空チャック、20…モータ、22…レ
ーザ発振器、24…可変アッテネータ、26…レーザ光
整形光学系、28…可変スリット、30…ビームスプリ
ッタ、32、38…反射ミラー、34…集光レンズ、3
6、46…蒸散物除去器、36a、46a…吸引口、4
0…ビームエキスパンダ、42…線状レーザビーム整形
レンズ群、44…移動ステージ、48…集光レンズ群、
50…水平スキャンミラー、52…垂直スキャンミラ
ー、54…F−Θレンズ、56…固定ステージ、WS…
ラップドサーフェス、ES…エッチングサーフェス、L
S…レーザアブレーションサーフェス、MS…鏡面
Claims (2)
- 【請求項1】 化学研磨工程を含む半導体ウェハの製造
方法において、 前記化学研磨工程後に、 前記半導体ウェハの一方の主表面全体を、鏡面研磨処理
するとともに、 前記半導体ウェハの側面を、レーザアブレーション処理
することを特徴とする半導体ウェハの製造方法。 - 【請求項2】 前記レーザアブレーション処理に用いる
レーザ光は、 波長が100〜400nmの範囲であり、 一回の発光時間が500ns以下の短パルスレーザであ
ることを特徴とする請求項1に記載の半導体ウェハの製
造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22642697A JPH1167700A (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | 半導体ウェハの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22642697A JPH1167700A (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | 半導体ウェハの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1167700A true JPH1167700A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=16844944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22642697A Pending JPH1167700A (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | 半導体ウェハの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1167700A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003015976A1 (fr) * | 2001-08-10 | 2003-02-27 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. | Procede et dispositif de chanfreinage de materiau friable |
EP1304735A3 (en) * | 2001-10-19 | 2003-06-25 | Fujitsu Limited | Semiconductor device manufacture method |
TWI414383B (zh) * | 2008-06-25 | 2013-11-11 | Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd | Angle processing device |
JP2020141088A (ja) * | 2019-03-01 | 2020-09-03 | 株式会社東京精密 | シリコンウェハの表面の研削修復装置及び研削修復方法 |
JP6932865B1 (ja) * | 2021-03-19 | 2021-09-08 | 株式会社東京精密 | ウエハエッジ部の改質装置及び改質方法 |
WO2022054611A1 (ja) * | 2020-09-09 | 2022-03-17 | 東京エレクトロン株式会社 | レーザー加工装置、及びレーザー加工方法 |
US11424162B2 (en) | 2002-03-12 | 2022-08-23 | Hamamatsu Photonics K.K. | Substrate dividing method |
-
1997
- 1997-08-22 JP JP22642697A patent/JPH1167700A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003015976A1 (fr) * | 2001-08-10 | 2003-02-27 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. | Procede et dispositif de chanfreinage de materiau friable |
EP1304735A3 (en) * | 2001-10-19 | 2003-06-25 | Fujitsu Limited | Semiconductor device manufacture method |
US6951800B2 (en) | 2001-10-19 | 2005-10-04 | Fujitsu Limited | Method of making semiconductor device that has improved structural strength |
US11424162B2 (en) | 2002-03-12 | 2022-08-23 | Hamamatsu Photonics K.K. | Substrate dividing method |
TWI414383B (zh) * | 2008-06-25 | 2013-11-11 | Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd | Angle processing device |
JP2020141088A (ja) * | 2019-03-01 | 2020-09-03 | 株式会社東京精密 | シリコンウェハの表面の研削修復装置及び研削修復方法 |
WO2022054611A1 (ja) * | 2020-09-09 | 2022-03-17 | 東京エレクトロン株式会社 | レーザー加工装置、及びレーザー加工方法 |
JP6932865B1 (ja) * | 2021-03-19 | 2021-09-08 | 株式会社東京精密 | ウエハエッジ部の改質装置及び改質方法 |
JP2022144435A (ja) * | 2021-03-19 | 2022-10-03 | 株式会社東京精密 | ウエハエッジ部の改質装置及び改質方法 |
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