JPH1167700A - Manufacture of semiconductor wafer - Google Patents
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- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor wafer such as silicon.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art The trend of high integration of LSIs such as DRAMs widely used as main storage devices of workstations and personal computers is progressing at a rapid pace.
Now is the time to consider the practical use of 1 Gbit DRAM. Along with this, the LSI design rules also
Ultra miniaturization such as 0.18 μm is progressing.
【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。[0003] As the design rules become ultra-miniaturized, even a small defect or contamination on a semiconductor wafer, which has been allowed until now, greatly affects the product yield. For this reason, it is required to make the surface of the semiconductor wafer defect-free and non-contaminated more than the current situation.
【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。[0004] As means for giving a response to this request, the effective use of laser light in a semiconductor wafer process has been actively performed in recent years. For example, a method of irradiating a semiconductor wafer with an excimer laser to photodecompose a resist material applied on the semiconductor wafer, and further removing the resist material by vacuum suction is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-2577.
31. According to this method, contaminants such as residual particles of the resist material can be completely removed from the surface of the semiconductor wafer.
【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。Further, an extrinsic gettering method for forming a layer having a large damage by irradiating a back surface of a device forming surface of a semiconductor wafer with a laser beam is disclosed in, for example, JP-A-58-37983. ing.
According to this method, it is well known that the damaged layer absorbs defects and metal atoms near the surface.
【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。The laser light is, for example, disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-77.
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 461 and Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 64-82610, it is also actively used for chamfering a side surface of a semiconductor wafer and processing a chamfered portion.
【０００７】[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。As described above, in the semiconductor wafer process, there is a demand for more defect-free near the wafer surface and non-contamination of the surface. Meanwhile, in a process of manufacturing a general mirror-polished wafer, as a process of contaminating the wafer, for example, a chemical polishing process or the like can be mentioned. In the chemical polishing process, contaminants such as trace heavy metals remaining on the etching surface on the side surface of the wafer or on the back surface of the device generation surface go to the mirror-polished device generation surface in the subsequent process, causing contamination of the device generation surface. Become. In order to avoid this problem, it is conceivable that a mirror polishing process should be originally performed by a simultaneous double-sided mirror polishing method when manufacturing a semiconductor wafer that requires a high degree of surface cleanliness. However, although the contaminants remaining on the back surface of the device generation surface can be removed by the double-sided mirror polishing process, a trace amount of heavy metal remaining on the wafer side surface is not removed. Therefore, a trace amount of heavy metal remaining on the side surface of the wafer goes around to the device generation surface in a later process and causes contamination.
【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。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor wafer having a high surface cleanliness by preventing contaminants from flowing from a wafer side surface to a device generation surface. Make it an issue.
【０００９】[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。In order to solve the above-mentioned problems, a method of manufacturing a semiconductor wafer according to the present invention comprises the steps of: subjecting a semiconductor wafer to a mirror polishing process after the chemical polishing step; It is characterized in that the side surface is subjected to laser ablation processing.
【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。[0010] By performing laser ablation on the side surface of the wafer as in the above method, contaminants such as heavy metals present on the side surface of the wafer can be evaporated and removed. As a result, the contaminant does not go around to one of the main surfaces (device generation surface) subjected to the mirror polishing treatment, and a semiconductor wafer with high surface cleanliness can be manufactured.
【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。In the method for manufacturing a semiconductor wafer according to the present invention, the wavelength of a laser beam used for a laser ablation process is 100
４００400 nm, and a single light emission time is 500 n
It is preferable that the laser is a short pulse laser of s or less.
【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。By using the laser light as described above, the laser light is absorbed at the very surface of the semiconductor wafer,
It is possible to hardly damage the peripheral portion other than the processing region.
【００１３】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for manufacturing a semiconductor wafer according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG.
FIG. 4 is a process chart of a method for manufacturing a semiconductor wafer according to an embodiment of the present invention. The semiconductor wafer shown in FIG. 1A is a silicon wafer 10 cut out from a silicon single crystal ingot and subjected to a pretreatment such as lapping.
【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。Normally, the silicon wafer 10 is cut out of a silicon single crystal ingot by an automatic slicing machine having an inner peripheral blade in which diamond particles are electrodeposited along the inner periphery. In recent years, a slurry containing abrasive grains mainly composed of diamond powder has been used to form a slurry having a wire diameter of 0.25 to 0.5 mm.
A machine made of a wire saw that can cut out the silicon wafer 10 while constantly injecting a fixed amount into a 35 mm special steel thin wire can also be used.
【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。A silicon wafer 10 cut out of a silicon single crystal ingot is first subjected to a lapping process on both main surfaces thereof. Lapping process, using a double side lapping machine to a planetary gear rotating normally # 120
While injecting a slurry in which 0 alundum powder is dissolved in oil or water into both main surfaces of the silicon wafer 10, both main surfaces are polished by about 30 to 50 μm. As a result, both major surfaces were coarsely polished (typically # 120).
0 alundum wrap surface) has a wrapped surface.
【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。Subsequently, a side surface 16 is formed on the silicon wafer 10 in order to prevent a peripheral end face from being damaged in a later step.
(Beveling) processing is performed. The chamfering of the side surface 16 of the silicon wafer 10 is performed using an alundum, a carborundum whetstone, and diamond powder.
Is performed by polishing the side surface 16 to a desired shape.
The side surface 16 of the chamfered silicon wafer 10 has a shape shown in FIG.
【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。Subsequently, both sides are wrapped surfaces (W
S) of both sides of the silicon wafer 10 as HF
The substrate is immersed in an HNO 3 -based acid solution and subjected to chemical polishing (chemical etching). Specifically, by mechanically moving the silicon wafer 10 up, down, left, right, and back and forth in an acid solution, and applying ultrasonic waves to the silicon wafer 10, efficient and spatially uniform chemical polishing can be performed. Is done. Here, in the case of a product that emphasizes the flatness of the surface, chemical polishing may be performed using an alkali solution instead of an acid solution. The surface layer of the silicon wafer 10 after the chemical polishing is shaved by about 20 to 30 μm, and has a state having an etching surface (ES) as shown in FIG.
【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。Thereafter, a laser ablation process is performed on the side surface 16 of the silicon wafer 10. As a result, the side face 16 of the silicon wafer 10 has a laser ablation surface (LS) as shown in FIG.
【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。Thereafter, the front surface 12 (device generation surface) and the back surface 14 are subjected to mirror polishing. In the mirror polishing process, the silicon wafer 10 is adhered to the surface plate using a paraffin-based thin film adhesive mixed with pine tar and the like, and a polishing solution in the form of SiO 2 sol or gel is applied to the front surface 12 and the rear surface 14 of the silicon wafer 10. This is performed using a mirror polisher driven by a carrier that performs a planetary motion while pouring. By polishing the front surface 12 and the back surface 14 by about 10 to 20 μm while satisfying the specifications of the parallelism and the uniformity of the thickness of the silicon wafer 10, the silicon wafer 10 is brought into contact with the front surface 12 as shown in FIG. And the back surface 14 is a mirror surface (MS),
The side surface 16 is in a state of being a laser ablation surface (LS).
【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。The laser beam used for the laser ablation treatment is preferably a short pulse laser having a wavelength in a range of 100 to 400 nm and a single light emission time of 500 ns or less. Excimer lasers such as ArF laser, KrF laser, XeCl laser, and XeF laser have wavelengths of 193 nm, 248 nm, 308 nm, and 351 n, respectively.
m, and the pulse width is several tens of ns, which is optimal for use in the laser ablation processing according to the present embodiment. Also, the Q-switched YAG harmonic laser has a third harmonic wavelength and a fourth harmonic wavelength of 355 nm and 266 nm, respectively.
nm, and the pulse width is several ns to several tens ns, so that it can be used for laser ablation processing like the above-mentioned excimer laser.
【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。The energy density of the laser light to be irradiated is preferably higher than the energy density required for ablating silicon and preferably not damaging the deep portion of the silicon wafer 10. / Cm 2 is suitable.
【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。Next, a method of irradiating the silicon wafer 10 with laser light in the laser ablation processing will be described. Irradiation of the laser beam onto the silicon wafer 10 is performed as shown in FIG. The silicon wafer 10 is connected to a motor 20 while being fixed to a vacuum chuck 18, and is rotatable.
【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。On the other hand, the laser beam oscillated by the laser oscillator 22 is output-adjusted by the variable attenuator 24 and then beam-shaped by the laser beam shaping optical system 26. The laser light beam-shaped by the laser light shaping optical system 26 has its cross-sectional area adjusted by the variable slit 28, and is split vertically into two by a beam splitter 30. The upper and lower split laser beams are respectively reflected by the reflection mirror 32 and irradiate the side surface 16 of the silicon wafer 10 from above and below through the condenser lens 34, respectively.
【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。By irradiating the laser beam while rotating the motor 20, the side surface 1 of the silicon wafer 10 is
6 can be subjected to laser ablation processing.
【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。In the present embodiment, the laser beam is divided into two by the beam splitter 30 and the side surfaces 16 of the silicon wafer 10 are simultaneously subjected to the laser ablation from both the upper and lower sides. May be implemented.
【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。Further, as shown in FIG. 3, a vaporized matter remover 36 may be provided in the laser beam irradiation section to remove and aspirate the vaporized matter generated by the laser ablation process. The evaporant remover 36 is provided with a suction port 36a using a vacuum pump or the like.
By sucking air from the evacuated material, the evaporated material generated by the laser ablation process can be removed. Therefore, the transpiration is reduced to the silicon wafer 10.
Can be effectively prevented from adhering.
Further, by adding a high-pressure electrostatic type (Cottrell type) dust collecting function to the evaporant remover 36, the evaporant removal effect by the air flow can be further enhanced.
【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。Next, the operation and effect of the semiconductor wafer manufacturing method according to the present embodiment will be described. As in the method for manufacturing a semiconductor wafer according to the present embodiment, by performing a laser ablation process on the side surface 16 of the silicon wafer 10 after the chemical polishing process, contaminants such as heavy metals adhered to the side surface 16 during the chemical polishing process, in particular, Evaporate,
Can be removed. Therefore, it is possible to prevent the contamination of the surface 12 due to the contaminant wrapping around the mirror-polished surface 12 in a later step.
【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。Above all, when the silicon wafer 10 is irradiated with pulsed laser light having a pulse width of about several tens of ns, such as an excimer laser, the laser light is absorbed only at the very surface layer of the silicon wafer 10, Do not reach. In addition, ultraviolet lasers such as excimer lasers
10. A YAG laser oscillating at a wavelength of 1.06 μm, a wavelength of 10.
Unlike an infrared laser with heat, such as a CO 2 laser oscillating at 6 μm, the high energy of ultraviolet light enables non-thermal processing to cut molecular bonds constituting a substance by light.
【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。For example, when a KrF excimer laser beam having a wavelength of 248 nm is applied to the silicon wafer 10, the energy density of the surface layer of the silicon wafer 10 reaches several tens of MW / cm 2 for a very short time. At the same time as the light irradiation, the substance evaporates at an explosive rate. However, since the pulse width is about several tens of ns, and the laser light is absorbed only at the very surface layer of the silicon wafer 10, the processed portion does not spread except for the portion irradiated with the laser beam, and almost no portions other than the processed portion. Does no damage.
【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。Further, by controlling the irradiation energy density and the number of irradiation pulses by using a pulse laser, it is possible to control the processing at the submicron level in the depth direction.
【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。Since the laser ablation treatment is a non-contact and dry process, there is no need to use a solution or the like which causes contamination, and automation is easy. Furthermore, since it is a physical process of laser beam irradiation, the type of metal that can be removed does not matter. In addition, the side surface 16 of the laser ablated silicon wafer 10
Has a gettering effect, so the silicon wafer 1
Also, the effect of absorbing defects and contaminants inside or at the surface of the layer 0 can be expected.
【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。Next, a method of manufacturing a semiconductor wafer according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG.
FIG. 4 is a process chart of a method for manufacturing a semiconductor wafer according to an embodiment of the present invention. The steps up to the step (d) of laser ablation processing on the side surface 16 are the same as those of the method for manufacturing a semiconductor wafer according to the first embodiment.
【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。In the method of manufacturing a semiconductor wafer according to the present embodiment, after the laser ablation of the side surface 16 is performed (d), the surface 12 is mirror-polished. As a result, the silicon wafer 10 becomes as shown in FIG.
The front surface 12 has a mirror surface (MS), and the back surface 14 has an etching surface (ES).
【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。Thereafter, laser ablation processing is performed on the entire back surface 14. As a result, the silicon wafer 1
0 is the front surface 12 is a mirror surface (MS), the back surface 14 and the side surface 16
Has a laser ablation surface (LS).
【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。The irradiation of the back surface 14 of the silicon wafer 10 with the laser beam is performed as shown in FIG. Laser oscillator 22
The output of the laser light oscillated by the variable attenuator 24 is adjusted by the variable attenuator 24, and then the laser light is shaped by the laser light shaping optical system 26. The laser light beam-shaped by the laser light shaping optical system 26 is adjusted in cross-sectional area of the light beam by the variable slit 28, and is vertically folded by the reflection mirror 38. The vertically folded laser light passes through a beam expander 40 and a linear beam shaping lens group 42 to become a linear laser beam having a linear cross section, and is mounted on a moving stage 44 such that the back surface 14 faces upward. Irradiation is performed on the back surface 14 of the silicon wafer 10. Here, in order to perform the laser ablation process on the entire back surface 14 of the silicon wafer 10, the silicon wafer 10 may be irradiated with laser light while the moving stage 44 is sequentially moved.
【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。As shown in FIG. 6, the length of the linear laser beam is increased to the external dimension (diameter) of the silicon wafer 10 by the beam expander 40 and the linear laser beam shaping lens group 42. Only by moving the moving stage 44 in one direction perpendicular to the linear laser beam, the entire back surface 14 of the silicon wafer 10 can be effectively subjected to laser ablation processing.
【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。Further, as shown in FIG. 7, a vaporized matter remover 46 for removing vaporized matter generated by the ablation process may be provided near the upper portion of the silicon wafer 10 where the laser beam is irradiated. good. The evaporant remover 46 sucks air from the suction port 46a using a vacuum pump and makes the inside of the evaporant remover 46 a negative pressure, thereby creating an air flow as shown in FIG. This air flow removes the evaporants from the upper part of the silicon wafer 10 and makes it possible to keep the surface of the silicon wafer 10 at a higher level of cleanliness. Further, by adding a high-pressure electrostatic type (Cottrell type) dust collecting function to the evaporant remover 46, the evaporant removal effect by the air flow can be further enhanced.
【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。The irradiation of the back surface 14 of the silicon wafer 10 with the laser beam may be performed as shown in FIG. That is, instead of generating a linear laser beam having a linear cross section through the beam expander 40 and the linear beam shaping lens group 42, the laser beam is condensed to one point by using the condenser lens group 48, Irradiation may be performed on the entire back surface 14 of the silicon wafer 10 while moving the moving stage 44. In such a method, it is not necessary to use the beam expander 40, and the apparatus configuration is simplified.
【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。The irradiation of the back surface 14 of the silicon wafer 10 with the laser beam may be performed as shown in FIG.
That is, the laser beam, which is beam-shaped by the laser beam shaping optical system 26 and whose cross-sectional area of the light beam is adjusted by the variable slit 28, is converted into a galvano mirror including a horizontal scan mirror 50 and a vertical scan mirror 52 and an F-Θ lens 54.
Is used to scan and irradiate the entire back surface 14 of the silicon wafer 10 placed on the fixed stage 56 such that the back surface 14 faces up. When this method is used, the fixed stage 56 can be used instead of the moving stage 44, so that the size of the apparatus can be reduced.
【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。As in the method of manufacturing a semiconductor wafer according to the present embodiment, by performing laser ablation on the back surface 14 in addition to the side surface 16, contaminants adhering to the back surface 14 can also be effectively transferred to the front surface 12. This can be prevented.
【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。In the method of manufacturing a semiconductor wafer according to the present embodiment, the back surface 14 of the silicon wafer 10 is subjected to laser ablation after the front surface 12 of the silicon wafer 10 is mirror-polished. After performing laser ablation on the back surface 14,
Even if the surface 12 of the silicon wafer 10 is mirror-polished, the same operation and effect can be expected.
【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。In the method of manufacturing a semiconductor wafer according to the first and second embodiments, the silicon wafer 10 is used. However, a wafer made of a group III-V compound semiconductor crystal such as a germanium wafer or GaAs may be used. good. Even when a germanium wafer is manufactured, the same effect as the above embodiment can be obtained by the laser ablation process.
【００４３】[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。According to the semiconductor wafer manufacturing method of the present invention, by performing laser ablation processing on the side surface of the semiconductor wafer after the chemical polishing step, the contaminants such as heavy metals adhered to the side surface in the chemical polishing step are removed by evaporation. And
In a later step, it is possible to prevent contaminants from flowing around the mirror-polished surface. Therefore, it becomes possible to manufacture a semiconductor wafer with high surface cleanliness.
【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。Further, by performing a laser ablation process using an ultraviolet pulse laser, portions other than the processed portion are not damaged, and a high-quality wafer can be provided.
【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。FIG. 1 is a process chart of a method for manufacturing a semiconductor wafer according to a first embodiment of the present invention.
【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。FIG. 2 is a diagram illustrating a laser light irradiation method in the semiconductor wafer manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
【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。FIG. 3 is a view showing a laser beam irradiation method in the semiconductor wafer manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
【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。FIG. 4 is a process chart of a method for manufacturing a semiconductor wafer according to a second embodiment of the present invention.
【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。FIG. 5 is a view illustrating a method of irradiating a laser beam in a method of manufacturing a semiconductor wafer according to a second embodiment of the present invention.
【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。FIG. 6 is a view illustrating a method of irradiating a laser beam in a method of manufacturing a semiconductor wafer according to a second embodiment of the present invention.
【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。FIG. 7 is a diagram illustrating a method of irradiating a laser beam in a method of manufacturing a semiconductor wafer according to a second embodiment of the present invention.
【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。FIG. 8 is a diagram illustrating a method of irradiating a laser beam in a method of manufacturing a semiconductor wafer according to a second embodiment of the present invention.
【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。FIG. 9 is a diagram illustrating a method of irradiating a laser beam in a method of manufacturing a semiconductor wafer according to a second embodiment of the present invention.
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10 silicon wafer, 12 front surface, 14 back surface, 16
... side surface, 18 ... vacuum chuck, 20 ... motor, 22 ... laser oscillator, 24 ... variable attenuator, 26 ... laser beam shaping optical system, 28 ... variable slit, 30 ... beam splitter, 32, 38 ... reflecting mirror, 34 ... collection Optical lens, 3
6, 46: evaporative remover, 36a, 46a: suction port, 4
0: Beam expander, 42: Linear laser beam shaping lens group, 44: Moving stage, 48: Condensing lens group,
50: horizontal scan mirror, 52: vertical scan mirror, 54: F-Ｆ lens, 56: fixed stage, WS ...
Lapped surface, ES ... etched surface, L
S: Laser ablation surface, MS: Mirror surface
Claims (2)
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。In a method of manufacturing a semiconductor wafer including a chemical polishing step, after the chemical polishing step, one entire main surface of the semiconductor wafer is mirror-polished, and a side surface of the semiconductor wafer is subjected to laser ablation processing. A method of manufacturing a semiconductor wafer.
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。2. The laser beam according to claim 1, wherein the laser beam used for the laser ablation process is a short pulse laser having a wavelength in a range of 100 to 400 nm and a single light emission time of 500 ns or less. A method for manufacturing a semiconductor wafer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22642697A JPH1167700A (en) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | Manufacture of semiconductor wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22642697A JPH1167700A (en) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | Manufacture of semiconductor wafer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1167700A true JPH1167700A (en) | 1999-03-09 |
Family
ID=16844944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22642697A Pending JPH1167700A (en) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | Manufacture of semiconductor wafer |
Country Status (1)
| Country | Link |
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