DE19810546A1 - Herstellung eines einkerbungsfreien Wafers - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines runden Wafers, auf welchem anstelle einer Einkerbung oder einer Orientierungs­ fase eine Lasermarkierung zur Anzeige einer Kristallorientierung aufgebracht ist.

Ein von einem Kristallrohling geschnittener Wafer wird in verschiedenen Schritten, wie Läppen, Abschrägen und Ätzen, verarbeitet. Eine Markierung zur Anzeige der Kristallorientierung wird auf einer Kante des in diesen Schritten ver­ wendeten Wafers eingraviert. Diese Markierung wird für das Einstellen des Wafers verwendet, wenn der Wafer beispielsweise entlang einer Spaltungsebene geritzt wird.

Derartige Markierungen wurden auf Wafer mittels verschiedenster Verfahren aufgebracht.

Das OF-Verfahren ist das gängigste, mit welchem eine Orientierungsfase bzw. -abflachung an einer Kante eines Wafers ausgebildet wird. Die Orien­ tierungsfase wird für eine Spezifizierung einer Kristallausrichtung des Wafers in den folgenden Schritten verwendet. Es ist jedoch schwierig, einen Wafer präzise unter Verwendung der Orientierung auszurichten, da die Orientierungsfase in einem relativ breiten Bereich, welcher eine Kante des Wafers in einem stumpfen Winkel kreuzt, ausgebildet ist. Daneben trägt die Orientierungsfase zu Einschrän­ kungen in bezug auf die Form einer elektrostatischen Vakuumansaugvorrichtung bei, welche für das Handling eines Wafers verwendet wird, und bewirkt einen störenden Einfluß auf das dynamische Gleichgewicht während der Spinrotation eines Wafers.

Eine an einer Kante bzw. einem Rand eines Wafers eingravierte Kerbe wird auch als eine Markierung für die Anzeige einer Kristallorientierung verwendet. In diesem Fall sollte eine gekerbte Kante bis zu Spiegelglanz poliert werden, um das gekerbte Teil während der Messung in den folgenden Schritten deutlich detek­ tieren zu können. Ein Eingravieren der Einkerbung bewirkt möglicherweise die Ausbildung von bleibenden Spannungen in dem eingekerbten Teil. Obwohl Restspannungen störende Einflüsse auf die Eigenschaften des Wafers bewirken, ist es schwierig, Restspannungen vollständig zu beseitigen.

Einkerbungsfreie Wafer, welche Lasermarkierungen zur Anzeige einer Kristall­ ausrichtung aufweisen, wurden kürzlich verwendet, um diese Probleme zu vermeiden. Die Lasermarkierung wird auf eine Vorder- oder Rückseite eines Wafers durch teilweises Schmelzen einer Oberflächenschicht des Wafers durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl eingekerbt.

In einem konventionellen Lasermarkierungsverfahren wird jeder einzelne Wafer durch einen Röntgenanalysator getestet, um eine Kristallausrichtung des Wafers zu detektieren, und eine Markierung zur Anzeige der Kristallorientierung wird an einer geeigneten Stelle angebracht. Eine üblicherweise verwendete Kristallausrichtung ist <110< ± 1°. Dieses Verfahren erfordert eine Markie­ rungsoperation für jeden einzelnen Wafer, was in einer schlechten Produktivität und einer starken Belastung des Röntgenanalysators resultiert.

Die vorliegende Erfindung zielt auf eine effiziente Produktion eines einker­ bungsfreien Wafers, ohne das Erfordernis des Testens jedes einzelnen Wafers zur Detektion einer Kristallorientierung, ab.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine seichte Einkerbung oder Nut, welche sich entlang einer axialen Richtung eines Kristallrohlings erstreckt, als eine vorläufige Markierung zur Anzeige einer Kristallorientierung auf einem Umfang des Kristallrohlings an einer Stelle, welche einer vorbestimmten Kristall­ ausrichtung in einem Schritt des Schleifens des Umfangs des Kristallrohlings entspricht, eingraviert. Nachdem der Kristallrohling in Wafer geschnitten wurde, wird eine Markierung zur Anzeige der Kristallausrichtung auf einen geschnittenen Wafer in einer auf der Basis der Kerbe bestimmten Position angebracht. Danach wird der geschnittene Wafer zu einer runden Form abgekantet und die Ein­ kerbung wird bei dem Abkanten entfernt.

Fig. 1 ist ein Flußdiagramm, welches die Schritte des Herstellens eines einkerbungsfreien Wafers gemäß der vorliegenden Erfindung erläu­ tert.

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, welche eine Vorrichtung zum manuellen Bestimmen einer Position für ein Einkerben einer Markierung zur Anzeige einer Kristallorientierung auf einem Wafer zeigt.

In dem neu vorgeschlagenen Verfahren wird eine Einkerbung 1, welche sich entlang einer axialen Richtung eines Kristallrohlings erstreckt, an einem Umfang des Kristallrohlings in einer Position, welche eine vorbestimmte Kristallaus­ richtung anzeigt, eingraviert, wenn der Kristallrohling an seinem Umfang ge­ schliffen wird. Die Kristallausrichtung wird mittels desselben Röntgenanalysators gemessen, wie er für die Herstellung eines einkerbungsfreien Wafers in einem konventionellen Verfahren verwendet wird.

Da die Einkerbung 1 bei einem Abkantungsschritt, welcher dem Gravieren einer Markierung zum Anzeigen einer Kristallausrichtung folgt, entfernt wird, wird die Einkerbung 1 mit einer Tiefe von 0,2-0,7 mm an dem Umfang des Kristallrohlings eingeschliffen. Die Einkerbung bzw. Nut 1 ist ungefähr ein Drittel so seicht wie eine übliche Einkerbung für die Anzeige einer Kristallausrichtung, sodaß die Einkerbung 1 leicht durch oberflächliches Einkerben graviert werden kann.

Nachdem die Einkerbung 1 an dem Umfang des Kristallrohlings eingekerbt wurde, wird der Kristallrohling in Wafer mit einer Innendurchmessersäge, einer Drahtsäge oder dgl. zu Wafer, welche eine vorbestimmte Dicke besitzen, ge­ schnitten.

Danach wird eine Markierung 2 zum Anzeigen einer Kristallorientierung auf den geschnittenen Wafer unter Verwendung einer Markierungsvorrichtung für Hardlaser, welche Laserstrahlen hoher Energie ausgibt, gefräst bzw. graviert. Eine mit der Lasermarkierung zu gravierende Position wird auf der Basis der Einkerbung 1 ohne Erfordernis, daß jeder einzelne Wafer einem Röntgen­ analysator wie in einem üblichen Verfahren unterworfen wird, bestimmt.

Die Markierung 2 zum Anzeigen einer Kristallausrichtung wird in einer derartigen Tiefe graviert bzw. ausgebildet, daß die Markierung 2 mit 10 µm oder tiefer in einem endbearbeiteten Wafer verbleibt. Eine derartige Tiefe der Mar­ kierung 2 wird leicht durch die Einstellung der Laserleistung gesteuert.

Andere Markierungen zum Anzeigen der Spezifikation, Identifikation, Produk­ tionsnummer, Benutzungsanforderung usw. können auf dieselbe Weise zusätz­ lich zu der Markierung 2 zur Anzeige der Kristallausrichtung eingraviert werden. Diese Markierungen können als ein Strichcode in einer von der Markierung 2 zum Anzeigen einer Kristallorientierung entfernten Position angebracht werden, um diese von der Markierung 2 zu unterscheiden.

Um das Lasermarkieren zu automatisieren, wird eine Position der Einkerbung 1 mit einer Videokamera und einem Bildprozessor detektiert und ein Bereich, in welchem eine Markierung 2 eingraviert werden soll, wird von dem Detektions­ ergebnis berechnet.

Eine in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung wird im Fall der manuellen Bestimmung einer Position zum Gravieren der Markierung 2 verwendet. Die Vorrichtung hat Walzen 4 zum Unterstützen eines Wafers 3 auf einer Seite. Ein Kerbstift 6 wird auf die gegenüberliegende Seite des Wafers 3 mit einer Feder 5 angepreßt. Wenn der Wafer 3 in der Ebene rotiert wird, wandert die Kerbe 1 entlang einer Umfangsrichtung und nimmt den Kerbstift 6 auf. Als ein Ergebnis wird der Wafer 3 fixiert und eine Position, in welcher die Markierung 2 eingefräst werden soll, wird spezifiziert.

Nachdem die Markierung 2 auf dem Wafer 3 eingraviert wurde, wird der Wafer zu einer runden Form abgekantet. Die Einkerbung 1 wird durch das Ab­ kanten entfernt. Es kann die Einkerbung 1 leicht durch leichtes Abkanten ent­ fernt werden, da die Einkerbung 1 seicht bzw. flach im Vergleich mit einer Ein­ kerbung ist, welche als eine Markierung zur Anzeige einer Kristallausrichtung in einem konventionellen Verfahren eingraviert wird.

Der runde Wafer 3 wird dann geläppt, poliert und zu einem Endprodukt endbearbeitet.

Wie oben erwähnt, wird eine Position, in welcher die Markierung 2 zum Anzeigen einer Kristallorientierung eingefräst werden soll, auf der Basis der Einkerbung 1 bestimmt, so daß die Markierung 2 effizient auf dem Wafer 3 durch Lasermarkieren ohne das Erfordernis, jeden einzelnen Wafer, wie in einem üblichen Verfahren, einer Röntgenanalyse zu unterwerfen, aufgebracht werden kann.

Beispiel

Wenn ein Umfang eines Kristallrohlings mit 200 mm Durchmesser geschliffen wurde, wurde ein Einkerbung 1 mit 0,5 mm Tiefe, welche sich entlang einer axialen Richtung des Kristallrohlings erstreckt, an dem Umfang des Kristall­ rohlings eingraviert. Der Kristallrohling wurde dann in Wafer mit 0,9 mm durch­ schnittlicher Dicke mit einer Drahtsäge geschnitten.

Eine Markierung 2 zum Anzeigen einer Kristallorientierung wurde mit einer Tiefe von 0,09 mm an einer Kante des Wafers 3 in einer Position gegenüber der Einkerbung 1 durch eine Markierungsvorrichtung für Hardlaser mit einer Laser­ leistung von 50 W eingraviert. Die Kante des Wafers wurde dann mit 1,2 mm Durchmesser abgekantet bzw. abgerundet. Die Einkerbung 1 wurde bei diesem Abkanten entfernt und der Wafer 3 wurde neuerlich zu einer runden Form 7 mit 200 mm Durchmesser geformt.

Nachdem der runde Wafer 7 geläppt, poliert und zu einem Endzustand endbearbeitet wurde, war die Tiefe der Markierung 2 0,01 mm. Obwohl die Mar­ kierung 2 mit diesen Verfahren relativ seichter bzw. flacher wurde, war eine Markierung 2 mit einer derartigen Tiefe effizient für die Detektion einer Kri­ stallausrichtung.

Wie zuvor erwähnt, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine seichte Einkerbung am Umfang eines Kristallrohlings eingraviert, wird der Kristallrohling in Wafer geschnitten und dann wird eine Markierung zum Anzeigen einer Kristall­ ausrichtung auf dem geschnittenen Wafer durch Lasermarkieren eingraviert. Danach wird der markierte Wafer zu einer runden Form abgekantet und die Nut bzw. Kerbe wurde durch dieses Abschrägen entfernt.

Da eine Position, in welcher die Markierung eingraviert werden soll, auf der Basis der Einkerbung bestimmt wird, werden einkerbungsfreie Wafer effizient ohne das Erfordernis einer Röntgenanalysierung jedes einzelnen Wafers wie in einem konventionellen Verfahren hergestellt. Der auf diese Weise erhaltene, markierte Wafer ist aufgrund seiner runden Form in den darauffolgenden Schrit­ ten gut handhabbar.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung eines einkerbungsfreien Wafers, umfassend die Schritte eines:
Fräsens einer sich entlang einer axialen Richtung eines Kristallrohlings auf einem Umfang des Kristallrohlings erstreckenden Einkerbung an einer Posi­ tion entsprechend einer vorbestimmten Kristallorientierung während des Schleifens eines Umfangs des Kristallrohlings;
Schneidens der Kristallrohlinge in Wafer;
Gravierens von wenigstens einer Lasermarkierung zum Anzeigen der Kristall­ orientierung auf einem Wafer an einer auf der Basis der Einkerbung be­ stimmten Position; und
Abkantens des Wafers in eine runde Form,
worin die Einkerbung mit einer derartigen Tiefe eingraviert wird, daß die Einkerbung beim Abkanten entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin eine weitere Lasermarkierung zur An­ zeige der Identifikation des Wafers an der Kante des Wafers an einer von der Lasermarkierung zur Anzeige der Kristallorientierung entfernten Position eingraviert wird.