シリコンウェーハの製造装置
【課題】本発明の目的は、ゲッタリングサイトを容易かつ短時間に形成でき、さらに、内部応力に起因した転位の発生を有効に抑制できるシリコンウェーハの製造装置を提供することにある。
【解決手段】シリコンウェーハ１０の表面１０ａから所定の深さ位置に対して、長波長である第１レーザー光線２０及び短波長である第２レーザー光線３０を照射するレーザー光線照射手段２００と、前記第１レーザー光線２０を前記ウェーハ１０の所定の深さ位置に集光し、前記第２レーザー光線３０を前記ウェーハ１０の表面１０ａ近傍に集光するためのレーザー光線集光手段３００とを具えることを特徴とする。
【解決手段】シリコンウェーハ１０の表面１０ａから所定の深さ位置に対して、長波長である第１レーザー光線２０及び短波長である第２レーザー光線３０を照射するレーザー光線照射手段２００と、前記第１レーザー光線２０を前記ウェーハ１０の所定の深さ位置に集光し、前記第２レーザー光線３０を前記ウェーハ１０の表面１０ａ近傍に集光するためのレーザー光線集光手段３００とを具えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハの製造装置、特に、所定のレーザー光線を照射することで、ゲッタリングサイトを容易かつ短時間に形成でき、さらに、内部応力に起因した転位の発生を有効に抑制できるシリコンウェーハの製造装置に関するものである。
【０００２】
近年、携帯電話、デジタルビデオカメラは半導体を用いた高性能固体撮像素子が搭載され、画素数などの性能も飛躍的に向上している。民生用の固体撮像素子に期待される性能としては、高画素でかつ動画の撮像を可能とする性能があり、さらに、小型化が要求されている。ここで、動画の撮像を実現するためには、高速演算素子およびメモリ素子との結合が必要となるため、System on Chip（SoC）が容易なCMOSイメージセンサが用いられ、CMOSイメージセンサの微細化が伸展している。
【０００３】
固体撮像素子の撮像特性を劣化させる因子として、フォトダイオードの暗時リーク電流が問題となっている。この暗時リーク電流の原因は、主にブロセス工程における重金属汚染である。そのため、重金属汚染を抑制すべく、半導体ウェーハの内部あるいは裏面に重金属のゲッタリングサイトを形成することが一般的である。
【０００４】
半導体ウェーハの内部にゲッタリングサイトを形成する手段としては、例えば非特許文献１に開示されているように、半導体ウェーハに熱処理を施し、ウェーハ内部に酸素析出部を形成する方法（ＩＧ法）が挙げられる。しかしながら、この方法は、所定の酸素析出部を形成するのに長時間の熱処理を必要とし、製造コストの増加および熱処理工程での重金属汚染が懸念される。
【０００５】
また、半導体ウェーハの裏面にゲッタリングサイトを形成する手段としては、例えば非特許文献１に開示されているように、半導体ウェーハの裏面に多結晶シリコン膜を形成し、裏面をゲッタリングサイトとする方法（ＰＢＳ法）が挙げられる。しかしながら、特に半導体ウェーハが３００ｍｍウェーハなどの大口径ウェーハである場合には、大口径ウェーハは通常、両面研磨ウェーハであるため、半導体ウェーハの裏面にゲッタリングサイトを形成することは困難である。
【０００６】
また近年、直径が３００ｍｍ以上の大口径ウェーハのような両面研磨ウェーハにおいても、長時間の熱処理などを必要とせず、半導体ウェーハの内部にゲッタリングサイトを形成する方法として、例えば特許文献１に開示されているように、半導体ウェーハの表面から低出力のレーザー光線をシリコンウェーハの内部に照射して、該ウェーハの所定の深さ位置のみに多光子吸収過程を生じさせることにより加工変質層を形成し、この加工変質層をゲッタリングサイトとして活用する方法が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−０８６３９３号公報
【非特許文献１】ＵＣＳ半導体基盤技術研究会編集、「シリコンの科学」、株式会社リアライズ社、1996年6月28日、p585−590
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の方法によって、ゲッタリングを形成した場合、前記レーザー光線を照射した箇所が瞬時に高温に達するため、その近傍に熱衝撃波が生じ、内部応力が局在することとなり、これらの内部応力が、デバイス工程などの熱プロセスにより緩和される結果、加工変質層から転位が伸展し、デバイスの特性劣化を引き起こすという問題があった。
【０００９】
本発明の課題は、シリコンウェーハに対して所定のレーザー光線を照射することで、ゲッタリングサイトを容易かつ短時間に形成でき、さらに、内部応力に起因した転位の発生を有効に抑制できるシリコンウェーハの製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、シリコンウェーハの表面から所定の深さ位置に対して、長波長である第１レーザー光線及び短波長である第２レーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、前記第１レーザー光線を前記ウェーハの所定の深さ位置に集光し、前記第２レーザー光線を前記ウェーハの表面近傍に集光するためのレーザー光線集光手段とを具える製造装置を用いることによって、ゲッタリングサイトを容易かつ短時間に形成できることに加えて、内部応力に起因した転位の発生を有効に抑制できることを見出した。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）シリコンウェーハの表面から所定の深さ位置に対して、長波長である第１レーザー光線及び短波長である第２レーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、前記第１レーザー光線を前記ウェーハの所定の深さ位置に集光し、前記第２レーザー光線を前記ウェーハの表面近傍に集光するためのレーザー光線集光手段とを具えることを特徴とするシリコンウェーハの製造装置。
【００１２】
（２）前記レーザー光線集光手段は、入射した１つのレーザー光線を複数に分割し、前記シリコンウェーハの複数箇所に対して、同時にレーザー光線の照射及び集光を行うことを特徴とする上記（１）に記載のシリコンウェーハの製造装置。
【００１３】
（３）前記第１レーザー光線の波長が、600〜1200nmの範囲であり、前記第２レーザー光線の波長が、100〜500nmの範囲であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のシリコンウェーハの製造装置。
【００１４】
（４）前記第１レーザーは、超短パルスレーザーであり、前記第２レーザーは、ＹＬＦレーザーであることを特徴とする上記（１）、（２）又は（３）に記載のシリコンウェーハの製造装置。
【００１５】
（５）前記第１レーザー光線のエネルギー密度が、1×10−6〜1×10−3 J／pulseの範囲であり、前記第２レーザー光線のエネルギー密度が、1×10−3〜1×10−2 J／pulseの範囲であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載のシリコンウェーハの製造装置。
【００１６】
（６）前記レーザー光線照射手段は、前記第１レーザー光線の照射を、前記第２レーザー光線の照射より前に行うことを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれか１項記載のシリコンウェーハの製造装置。
【００１７】
（７）前記第１レーザー光線の集光する所定の深さ位置が、ウェーハ表面から1〜1000μmの深さ範囲であることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれか１項記載のシリコンウェーハの製造装置。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、ゲッタリングサイトを容易かつ短時間に形成でき、さらに、内部応力に起因した転位の発生を有効に抑制できるシリコンウェーハの製造装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に従うシリコンウェーハの製造装置が第１レーザー光線を照射している状態を示した図である。
【図２】本発明に従うシリコンウェーハの製造装置を用いて、(ａ)レーザー光線が照射されているシリコンウェーハの状態、(ｂ)レーザー光線照射後のシリコンウェーハの状態、を模式的に示した断面図である。
【図３】本発明のレーザー光線集光手段の一実施形態を示した図である。
【図４】従来のシリコンウェーハの製造装置によって、レーザー光線が照射された後のシリコンウェーハの状態を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に従うシリコンウェーハの製造装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に従うシリコンウェーハの製造装置がレーザー光線（第１レーザー光線）を照射している状態を示したものである。また、図２(ａ)及び(ｂ)は、本発明に従うシリコンウェーハの製造装置によって、レーザー光線を照射した前後のシリコンウェーハの状態を模式的に示したものである。
【００２１】
本発明のシリコンウェーハの製造装置１００は、図１に示すように、シリコンウェーハ１０の表面１０ａから所定の深さ位置に対して、長波長である第１レーザー光線２０及び短波長である第２レーザー光線３０を照射するレーザー光線照射手段２００と、前記第１レーザー光線２０を前記ウェーハ１０の所定の深さ位置に集光し、前記第２レーザー光線３０を前記ウェーハ１０の表面１０ａ近傍に集光するためのレーザー光線集光手段３００とを具えることを特徴とする。
【００２２】
上記構成を採用することによって、図２(ａ)及び(ｂ)に示すように、第１レーザー光線２０によって、前記ウェーハ１０の所定の深さ位置Ａに集光し、重金属を捕獲するためのゲッタリングサイトである加工変質層１１を容易かつ短時間に形成できること（図２(ａ)）に加えて、第２レーザー光線３０の照射によって、前記ウェーハの表面１０ａ近傍（表層部分１０ｂ）に集光し、該集光部分を溶融させた後、再結晶化させる結果、溶融・再結晶化した領域１２については、第１レーザー光線２０の照射による内部応力の発生に起因した転位１３を有効に抑制することができ（図２(ｂ)）、高品質のデバイス領域を得ることができる。
【００２３】
従来のレーザー光線の照射によって加工変質層１１の形成を行った場合、図４に示すように、前記加工変質層１１の形成による内部応力の発生に起因した転位１３がシリコンウェーハ表面１０ａやその近傍にまで達する結果、デバイスの特性劣化を引き起こすこととなる。
【００２４】
前記レーザー光線照射手段２００は、図１に示すように、長波長である第１レーザー光線２０及び短波長である第２レーザー光線３０を照射するための手段である。長波長及び短波長の光線を照射できるものであれば特に限定はせず、通常用いられるレーザー発生手段を用いることができる。また、前記レーザー光線照射手段２００による第１レーザー光線２０及び短波長である第２レーザー光線３０の照射は、図１に示すように、同じ１つのレーザー光線照射手段２００によって行うこともできるし、それぞれ異なるレーザー光線照射手段２００によって行うことも可能である。
【００２５】
前記レーザー光線集光手段３００は、図１に示すように、前記第１レーザー光線２０を前記ウェーハ１０の所定の深さ位置に集光し、さらに図示はしていないが、前記第２レーザー光線３０を前記ウェーハ１０の表面１０ａ近傍に集光するための手段である。前記レーザー光線集光手段３００による前記第１レーザー光線２０及び第２レーザー光線３０の集光は、図１に示すように、１つのレーザー光線集光手段３００によって行うこともできるし、それぞれ異なるレーザー光線集光手段３００によって行うことも可能である。
【００２６】
また前記レーザー光線集光手段３００は、図1に示すように、入射した１つのレーザー光線２０を複数に分割し、前記シリコンウェーハ１０の複数箇所に対して、同時にレーザー光線２０の照射及び集光を行うことが好ましい。同時に複数箇所に前記レーザー２０、３０を照射することができるため、効率的なシリコンウェーハ１０の製造が可能となるからである。このような集光手段３００の態様としては、前記シリコンウェーハ１０の複数箇所に対して、同時にレーザー光線２０の照射及び集光を行うことができるものであれば特に限定はしないが、例えば図３に示すように、所定のレーザーダイオード３０１を複数埋め込んだレーザー光線集光手段３００を用いることができる。なお、図１及び図３では、レーザー光線集光手段３００の大きさに対して、前記レーザー光線２０、３０が透過する部分（図３ではレーザーダイオード３０１）が、実際のサイズよりも大きく記載されているが、これは説明しやすくするため便宜的にサイズを拡大したためである。
【００２７】
なお、前記加工変質層１１とは、前記シリコンウェーハ１０の一部に前記第１レーザー光線２０を照射することによって、多光子吸収過程を生じ、前記第1レーザー光線２０の焦点近傍領域が溶融・再結晶化した結果生じる変質層のことであり、重金属を捕獲するゲッタリングシンクとして作用する。
【００２８】
前記第１レーザー光線２０とは、前記第２レーザー光線３０に比べて長い波長を有するレーザー光線のことである。長波長のレーザーを用いることで、前記シリコンウェーハ１０の所定の深さ位置Ａに集光し、多光子吸収過程を生じさせることで、加工変質層１１を形成することができる。ここで、前記長波長とは、1000μm以下の厚みのシリコン単結晶を透過可能なレーザー光線の波長のことをいい、具体的には、600〜1200nmの範囲であることが好ましい。600nm未満の場合、波長が短すぎるため、所定の深さ位置Ａまでレーザー光線が到達しない恐れや、前記シリコンウェーハ１０の表層部分１０ｂに影響を与える恐れがあり、一方、1200nmを超えると、波長が長すぎるため、レーザーの照射によって前記加工変質層１１を形成することができない恐れがあるからである。
【００２９】
また、具体的には、前記第１レーザーは、超短パルスレーザーであることが好ましい。超短パルスレーザーは、その波長が1000ｎｍ以上であることから透過性が高く、前記シリコンウェーハ１０の表層部分１０ｂの結晶組織に影響を与えることなく、加工変質層１１を形成することができるためである。さらにまた、低電力で動作可能であり、光学系によりシリコン単結晶又はシリコンウェーハの任意の位置にレーザー光線を集光可能であることも理由である。
【００３０】
また、前記第１レーザー光線２０が集光する所定の深さ位置Ａとは、前記ウェーハ表面１０ａから1〜1000μmの深さ範囲であることが好ましい。1μm未満の場合、前記シリコンウェーハの表面１０ａに近すぎるため、レーザー照射にともなう表面ダメージ形成の恐れがあるからであり、一方、1000μmを超えると、前記シリコンウェーハ１０の表層部分１０ｂから離れすぎているため、ゲッタリングの効果が低下する恐れがあるからである。
【００３１】
さらに、前記第１レーザー光線２０のエネルギー密度が、1×10−6〜1×10−3 J／pulseの範囲であることが好ましい。エネルギー密度が1×10−6 J／pulse未満の場合、エネルギーが小さすぎるため、前記加工変質層１１を十分に形成することができない恐れがあるからであり、一方、エネルギー密度が1×10−3 J／pulseを超えると、エネルギーが大きすぎるため、前記ウェーハの表面近傍での光吸収が大きくなり、所定の深さ位置Ａまでレーザー光線２０が到達しない恐れがあるからである。
【００３２】
なお、なお、前記第１レーザー光線２０の照射時間については、レーザー２０の波長やエネルギー密度の大きさによって種々の値をとることができるが、1×10−12〜1×10−6秒の範囲であることが好ましい。1×10−12秒未満の場合、照射時間が短いため、加工変質層１１を十分に形成することができない恐れがあるからであり、一方、1×10−6秒を超えると、照射時間が長すぎるため、シリコン単結晶に過剰なダメージを形成し転位発生の恐れがあるからである。
【００３３】
前記第２レーザー光線３０とは、前記第１レーザー光線２０に比べて短い波長を有するレーザー光線のことである。短波長のレーザーを用いることで、前記シリコンウェーハ１０の表面近傍（表層部分１０ｂ）に集光し、該集光部分を溶融し、再結晶化させることができる。ここで、前記短波長とは、一般的にシリコン単結晶に対して吸収係数の大きなレーザー波長、本発明では500nm以下の波長のことをいい、より詳細には、100〜500nmの範囲であることが好ましい。100nm未満の場合、波長が短すぎるため、シリコンウェーハ１０の最表面層での光エネルギーの吸収が強く、前記表層部分１０ｂに過剰なダメージを形成する恐れがあり、一方、500nmを超えると、波長が長すぎるため、レーザーの照射によって前記シリコンウェーハ１０の表層部分１０ｂを溶融し、再結晶化させることができない恐れがあるからである。
【００３４】
なお、前記シリコンウェーハ１０の表層部分１０ｂとは、デバイス層として必要なシリコンウェーハ１０の表面１０ａから一定の深さ位置までのウェーハの部分をいい、前記シリコンウェーハ１０の表面１０ａから、およそ0.2〜2μmの範囲の深さ位置までのウェーハ部分であることが好ましい。0.2μm未満では、表層部分が薄すぎるため、所望のデバイス層が得られない恐れがあり、一方、2μmを超えると、表層部分１０ｂを溶融するために必要なエネルギーが大きくウェーハ表面１０ａにダメージが発生する恐れがあるからである。
【００３５】
また、前記第２レーザーは、上述の寸法又は形状を満たしていれば、特に限定されることはなく、その種類については、例えば、エキシマレーザー等のパルスレーザーを用いることが可能であるが、ＹＬＦ又はＹＡＧレーザーを用いることがより好ましい。ＹＬＦ又はＹＡＧレーザーは、光ポンピング可能な半導体レーザーであり、さらに、レーザー装置本体を小型化でき経済的であるためである。
【００３６】
さらに、前記のエネルギー密度が、1×10−3〜1×10−2 J／pulseの範囲であることが好ましい。エネルギー密度が1×10−3 J／pulse未満の場合、エネルギーが小さすぎるため、前記シリコンウェーハ１０の表層部分１０ｂを十分に溶融させることができない恐れがあるからであり、一方、エネルギー密度が1×10−2 J／pulseを超えると、エネルギーが大きすぎるため過剰なダメージが形成され、前記シリコンウェーハ１０の表層部分１０ｂに転位が多く発生する恐れがあるからである。
【００３７】
また、前記レーザー光線照射手段２００による、前記第１レーザー光線２０の照射は、前記第２レーザー光線３０の照射より前に行われることが好ましい。前記第２レーザー光線３０によるシリコンウェーハ表層部分１０ｂの溶融・再結晶化によって、前記加工変質層１１の形成による内部応力に起因した転位が表層部分１０ｂに及ぶことを抑制できため、前記第２レーザー光線３０の照射が先に行われた場合、その後の前記第１レーザー光線２０の照射によって、シリコンウェーハ１０の内部で発生した転位１３が再結晶化した領域１２まで進展する恐れがあるからである。
【００３８】
なお、前記第２レーザー光線３０の照射時間については、レーザー３０の波長やエネルギー密度の大きさによって種々の値をとることができるが、1×10−9〜1×10−6秒の範囲であることが好ましい。1×10−9秒未満の場合、照射時間が短いため、十分に前記表層部分１０ｂを溶融し、再結晶化させることができないからであり、一方、1×10−6秒を超えると、照射時間が長すぎるため、シリコンウェーハ表層部分１０ｂにダメージを与える恐れがあるからである。
【００３９】
なお、本発明によるシリコンウェーハ製造装置１００は、前記レーザー光線照射手段２００及び前記レーザー光線集光手段３００を具えれば、その他の構成については特に限定はせず、図１に示すように、通常用いられる前記シリコンウェーハ１０を載置するためのテーブル４００等を具えることができる。
【００４０】
さらに、前記第１レーザー光線２０及び第２レーザー光線３０の照射は、窒素、アルゴン、水素又はこれらの混合ガス雰囲気で行われることが好ましい。レーザー照射装置内で生じたパーティクルなどが、前記シリコンウェーハ１０の表面１０ａに吸着するのを抑制するためである。
【００４１】
また、本発明に係る製造によって製造されたシリコンウェーハ１０を基板として使用し、該基板上にエピタキシャル膜を形成してなるエピタキシャルウェーハを製造することも可能である。
【００４２】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）
実施例１は、ウェーハ径が200mm、厚さが725μmのシリコンウェーハに対して、図１及び図２(ａ)に示すように、レーザー光線照射手段２００によって、重金属を捕獲するための加工変質層１１を形成するための、長波長である第１レーザー光線２０を照射し、シリコンウェーハ１０の表層部分１０ｂを溶融させた後、レーザー光線照射手段３００によって、シリコンウェーハ１０の表層部分１０ｂを再結晶化させるための、短波長である第２レーザー光線３０を照射することで、サンプルとなるシリコンウェーハ１０を作製した。
なお、第１レーザー光線２０の種類、波長（nm）、エネルギー密度（J／pulse）及び集光する深さ位置（μm）、第２レーザー光線３０の種類、波長（nm）、エネルギー密度（J／pulse）及び集光する深さ位置（μm）、並びに、レーザー光線が照射されたときのガス雰囲気、の条件については表１に示す。
【００４４】
（実施例２）
実施例２は、前記第１レーザー光線２０と前記第２レーザー光線３０とを同時に照射したこと以外は、実施例１と同様の条件で、サンプルとなるシリコンウェーハを作製した。
なお、第１レーザー光線２０の種類、波長（nm）、エネルギー密度（J／pulse）及び集光する深さ位置（μm）、第２レーザー光線３０の種類、波長（nm）、エネルギー密度（J／pulse）及び集光する深さ位置（μm）、並びに、レーザー光線が照射されたときのガス雰囲気、の条件については表１に示す。
【００４５】
（比較例１）
比較例１は、シリコンウェーハ製造装置が、前記第２レーザー光線３０を照射しないこと以外は、実施例１と同様の条件でサンプルとなるシリコンウェーハを作製した。
なお、第１レーザー光線２０の種類、波長（nm）、エネルギー密度（J／pulse）及び集光する深さ位置（μm）、並びに、レーザー光線が照射されたときのガス雰囲気、の条件については表１に示す。
【００４６】
（比較例２）
比較例１は、シリコンウェーハ製造装置が、前記第１レーザー光線２０を照射しないこと以外は、実施例１と同様の条件でサンプルとなるシリコンウェーハを作製した。
なお、第２レーザー光線３０の種類、波長（nm）、エネルギー密度（J／pulse）及び集光する深さ位置（μm）、並びに、レーザー光線が照射されたときのガス雰囲気、の条件については表１に示す。
【００４７】
（評価方法）
各実施例及び比較例で得られたシリコンウェーハ及びエピタキシャルウェーハについて、以下の評価項目（１）、（２）に従って評価を行った。
【００４８】
（１）転位密度
各実施例及び各比較例のサンプルについて、ＴＥＭを用いて、シリコンウェーハ中の任意の20箇所における、シリコンウェーハの表面から1μmまでに存在するの転位密度（個／cm3）を計測した。観察結果については、以下の基準に従って評価を行い、評価結果を表１に示す。
○：転位密度が1000個／cm3以下
×：転位密度が1000個／cm3超え
【００４９】
（２）ゲッタリング能力
各実施例及び各比較例のサンプルについてアンモニア水と過酸化水素水の混合溶液および塩酸と過酸化水素水の混合溶液で洗浄した後、スピンコート汚染法によりニッケルで1.0×1012atoms／cm2程度表面汚染させた後、縦型熱処理炉において1000℃で１時間、窒素雰囲気中で拡散熱処理を施し、その後、Wright液（48％ HF：30ml、69％ HNO3：30ml、CrO3 1g＋H2O 2ml、酢酸：60ml）によりサンプル表面をエッチングし、表面のエッチピット（ニッケルシリサイドがエッチングされて形成されるピット）の個数を光学顕微鏡により観察してエッチピット密度（個／cm2）を測定した。なお、この方法におけるエッチピット密度の測定限界は1.0×103個／cm2である。評価については、以下の基準に従って行い、評価結果を表１に示す。
◎：エッチピット密度が、1.0×103個／cm2以下（測定限界以下）
○：エッチピット密度が、1.0×103個／cm2超え、1.0×105個／cm2未満
×：エッチピット密度が、1.0×105個／cm2以上
【００５０】
【表１】
【００５１】
表１の結果から、実施例１及び２のサンプルは、いずれも、加工変質層を形成した効果によって、高いゲッタリング能力を有し、さらに、転位密度が小さく、第１レーザー光線の照射に伴った転位の発生が抑制できていることがわかった。一方、比較例１のサンプルは、高いゲッタリング能力を有するものの、加工変質層の形成に起因してシリコンウェーハの表層部分に転位が発生していることがわかった。また、比較例２のサンプルは、加工変質層を形成していないため、ゲッタリング能力が低いことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
この発明によれば、ゲッタリングサイトを容易かつ短時間に形成でき、さらに、内部応力に起因した転位の発生を有効に抑制できるシリコンウェーハの製造装置の提供が可能になった。
【符号の説明】
【００５３】
１０ シリコンウェーハ
１１ 加工変質層
１２ 再結晶化した領域
１３ 転位
２０ 第１レーザー光線
３０ 第２レーザー光線
１００ シリコンウェーハ製造装置
２００ レーザー光線照射手段
３００ 第２レーザー光線集光手段
４００ テーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハの製造装置、特に、所定のレーザー光線を照射することで、ゲッタリングサイトを容易かつ短時間に形成でき、さらに、内部応力に起因した転位の発生を有効に抑制できるシリコンウェーハの製造装置に関するものである。
【０００２】
近年、携帯電話、デジタルビデオカメラは半導体を用いた高性能固体撮像素子が搭載され、画素数などの性能も飛躍的に向上している。民生用の固体撮像素子に期待される性能としては、高画素でかつ動画の撮像を可能とする性能があり、さらに、小型化が要求されている。ここで、動画の撮像を実現するためには、高速演算素子およびメモリ素子との結合が必要となるため、System on Chip（SoC）が容易なCMOSイメージセンサが用いられ、CMOSイメージセンサの微細化が伸展している。
【０００３】
固体撮像素子の撮像特性を劣化させる因子として、フォトダイオードの暗時リーク電流が問題となっている。この暗時リーク電流の原因は、主にブロセス工程における重金属汚染である。そのため、重金属汚染を抑制すべく、半導体ウェーハの内部あるいは裏面に重金属のゲッタリングサイトを形成することが一般的である。
【０００４】
半導体ウェーハの内部にゲッタリングサイトを形成する手段としては、例えば非特許文献１に開示されているように、半導体ウェーハに熱処理を施し、ウェーハ内部に酸素析出部を形成する方法（ＩＧ法）が挙げられる。しかしながら、この方法は、所定の酸素析出部を形成するのに長時間の熱処理を必要とし、製造コストの増加および熱処理工程での重金属汚染が懸念される。
【０００５】
また、半導体ウェーハの裏面にゲッタリングサイトを形成する手段としては、例えば非特許文献１に開示されているように、半導体ウェーハの裏面に多結晶シリコン膜を形成し、裏面をゲッタリングサイトとする方法（ＰＢＳ法）が挙げられる。しかしながら、特に半導体ウェーハが３００ｍｍウェーハなどの大口径ウェーハである場合には、大口径ウェーハは通常、両面研磨ウェーハであるため、半導体ウェーハの裏面にゲッタリングサイトを形成することは困難である。
【０００６】
また近年、直径が３００ｍｍ以上の大口径ウェーハのような両面研磨ウェーハにおいても、長時間の熱処理などを必要とせず、半導体ウェーハの内部にゲッタリングサイトを形成する方法として、例えば特許文献１に開示されているように、半導体ウェーハの表面から低出力のレーザー光線をシリコンウェーハの内部に照射して、該ウェーハの所定の深さ位置のみに多光子吸収過程を生じさせることにより加工変質層を形成し、この加工変質層をゲッタリングサイトとして活用する方法が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−０８６３９３号公報
【非特許文献１】ＵＣＳ半導体基盤技術研究会編集、「シリコンの科学」、株式会社リアライズ社、1996年6月28日、p585−590
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の方法によって、ゲッタリングを形成した場合、前記レーザー光線を照射した箇所が瞬時に高温に達するため、その近傍に熱衝撃波が生じ、内部応力が局在することとなり、これらの内部応力が、デバイス工程などの熱プロセスにより緩和される結果、加工変質層から転位が伸展し、デバイスの特性劣化を引き起こすという問題があった。
【０００９】
本発明の課題は、シリコンウェーハに対して所定のレーザー光線を照射することで、ゲッタリングサイトを容易かつ短時間に形成でき、さらに、内部応力に起因した転位の発生を有効に抑制できるシリコンウェーハの製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、シリコンウェーハの表面から所定の深さ位置に対して、長波長である第１レーザー光線及び短波長である第２レーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、前記第１レーザー光線を前記ウェーハの所定の深さ位置に集光し、前記第２レーザー光線を前記ウェーハの表面近傍に集光するためのレーザー光線集光手段とを具える製造装置を用いることによって、ゲッタリングサイトを容易かつ短時間に形成できることに加えて、内部応力に起因した転位の発生を有効に抑制できることを見出した。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）シリコンウェーハの表面から所定の深さ位置に対して、長波長である第１レーザー光線及び短波長である第２レーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、前記第１レーザー光線を前記ウェーハの所定の深さ位置に集光し、前記第２レーザー光線を前記ウェーハの表面近傍に集光するためのレーザー光線集光手段とを具えることを特徴とするシリコンウェーハの製造装置。
【００１２】
（２）前記レーザー光線集光手段は、入射した１つのレーザー光線を複数に分割し、前記シリコンウェーハの複数箇所に対して、同時にレーザー光線の照射及び集光を行うことを特徴とする上記（１）に記載のシリコンウェーハの製造装置。
【００１３】
（３）前記第１レーザー光線の波長が、600〜1200nmの範囲であり、前記第２レーザー光線の波長が、100〜500nmの範囲であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のシリコンウェーハの製造装置。
【００１４】
（４）前記第１レーザーは、超短パルスレーザーであり、前記第２レーザーは、ＹＬＦレーザーであることを特徴とする上記（１）、（２）又は（３）に記載のシリコンウェーハの製造装置。
【００１５】
（５）前記第１レーザー光線のエネルギー密度が、1×10−6〜1×10−3 J／pulseの範囲であり、前記第２レーザー光線のエネルギー密度が、1×10−3〜1×10−2 J／pulseの範囲であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載のシリコンウェーハの製造装置。
【００１６】
（６）前記レーザー光線照射手段は、前記第１レーザー光線の照射を、前記第２レーザー光線の照射より前に行うことを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれか１項記載のシリコンウェーハの製造装置。
【００１７】
（７）前記第１レーザー光線の集光する所定の深さ位置が、ウェーハ表面から1〜1000μmの深さ範囲であることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれか１項記載のシリコンウェーハの製造装置。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、ゲッタリングサイトを容易かつ短時間に形成でき、さらに、内部応力に起因した転位の発生を有効に抑制できるシリコンウェーハの製造装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に従うシリコンウェーハの製造装置が第１レーザー光線を照射している状態を示した図である。
【図２】本発明に従うシリコンウェーハの製造装置を用いて、(ａ)レーザー光線が照射されているシリコンウェーハの状態、(ｂ)レーザー光線照射後のシリコンウェーハの状態、を模式的に示した断面図である。
【図３】本発明のレーザー光線集光手段の一実施形態を示した図である。
【図４】従来のシリコンウェーハの製造装置によって、レーザー光線が照射された後のシリコンウェーハの状態を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に従うシリコンウェーハの製造装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に従うシリコンウェーハの製造装置がレーザー光線（第１レーザー光線）を照射している状態を示したものである。また、図２(ａ)及び(ｂ)は、本発明に従うシリコンウェーハの製造装置によって、レーザー光線を照射した前後のシリコンウェーハの状態を模式的に示したものである。
【００２１】
本発明のシリコンウェーハの製造装置１００は、図１に示すように、シリコンウェーハ１０の表面１０ａから所定の深さ位置に対して、長波長である第１レーザー光線２０及び短波長である第２レーザー光線３０を照射するレーザー光線照射手段２００と、前記第１レーザー光線２０を前記ウェーハ１０の所定の深さ位置に集光し、前記第２レーザー光線３０を前記ウェーハ１０の表面１０ａ近傍に集光するためのレーザー光線集光手段３００とを具えることを特徴とする。
【００２２】
上記構成を採用することによって、図２(ａ)及び(ｂ)に示すように、第１レーザー光線２０によって、前記ウェーハ１０の所定の深さ位置Ａに集光し、重金属を捕獲するためのゲッタリングサイトである加工変質層１１を容易かつ短時間に形成できること（図２(ａ)）に加えて、第２レーザー光線３０の照射によって、前記ウェーハの表面１０ａ近傍（表層部分１０ｂ）に集光し、該集光部分を溶融させた後、再結晶化させる結果、溶融・再結晶化した領域１２については、第１レーザー光線２０の照射による内部応力の発生に起因した転位１３を有効に抑制することができ（図２(ｂ)）、高品質のデバイス領域を得ることができる。
【００２３】
従来のレーザー光線の照射によって加工変質層１１の形成を行った場合、図４に示すように、前記加工変質層１１の形成による内部応力の発生に起因した転位１３がシリコンウェーハ表面１０ａやその近傍にまで達する結果、デバイスの特性劣化を引き起こすこととなる。
【００２４】
前記レーザー光線照射手段２００は、図１に示すように、長波長である第１レーザー光線２０及び短波長である第２レーザー光線３０を照射するための手段である。長波長及び短波長の光線を照射できるものであれば特に限定はせず、通常用いられるレーザー発生手段を用いることができる。また、前記レーザー光線照射手段２００による第１レーザー光線２０及び短波長である第２レーザー光線３０の照射は、図１に示すように、同じ１つのレーザー光線照射手段２００によって行うこともできるし、それぞれ異なるレーザー光線照射手段２００によって行うことも可能である。
【００２５】
前記レーザー光線集光手段３００は、図１に示すように、前記第１レーザー光線２０を前記ウェーハ１０の所定の深さ位置に集光し、さらに図示はしていないが、前記第２レーザー光線３０を前記ウェーハ１０の表面１０ａ近傍に集光するための手段である。前記レーザー光線集光手段３００による前記第１レーザー光線２０及び第２レーザー光線３０の集光は、図１に示すように、１つのレーザー光線集光手段３００によって行うこともできるし、それぞれ異なるレーザー光線集光手段３００によって行うことも可能である。
【００２６】
また前記レーザー光線集光手段３００は、図1に示すように、入射した１つのレーザー光線２０を複数に分割し、前記シリコンウェーハ１０の複数箇所に対して、同時にレーザー光線２０の照射及び集光を行うことが好ましい。同時に複数箇所に前記レーザー２０、３０を照射することができるため、効率的なシリコンウェーハ１０の製造が可能となるからである。このような集光手段３００の態様としては、前記シリコンウェーハ１０の複数箇所に対して、同時にレーザー光線２０の照射及び集光を行うことができるものであれば特に限定はしないが、例えば図３に示すように、所定のレーザーダイオード３０１を複数埋め込んだレーザー光線集光手段３００を用いることができる。なお、図１及び図３では、レーザー光線集光手段３００の大きさに対して、前記レーザー光線２０、３０が透過する部分（図３ではレーザーダイオード３０１）が、実際のサイズよりも大きく記載されているが、これは説明しやすくするため便宜的にサイズを拡大したためである。
【００２７】
なお、前記加工変質層１１とは、前記シリコンウェーハ１０の一部に前記第１レーザー光線２０を照射することによって、多光子吸収過程を生じ、前記第1レーザー光線２０の焦点近傍領域が溶融・再結晶化した結果生じる変質層のことであり、重金属を捕獲するゲッタリングシンクとして作用する。
【００２８】
前記第１レーザー光線２０とは、前記第２レーザー光線３０に比べて長い波長を有するレーザー光線のことである。長波長のレーザーを用いることで、前記シリコンウェーハ１０の所定の深さ位置Ａに集光し、多光子吸収過程を生じさせることで、加工変質層１１を形成することができる。ここで、前記長波長とは、1000μm以下の厚みのシリコン単結晶を透過可能なレーザー光線の波長のことをいい、具体的には、600〜1200nmの範囲であることが好ましい。600nm未満の場合、波長が短すぎるため、所定の深さ位置Ａまでレーザー光線が到達しない恐れや、前記シリコンウェーハ１０の表層部分１０ｂに影響を与える恐れがあり、一方、1200nmを超えると、波長が長すぎるため、レーザーの照射によって前記加工変質層１１を形成することができない恐れがあるからである。
【００２９】
また、具体的には、前記第１レーザーは、超短パルスレーザーであることが好ましい。超短パルスレーザーは、その波長が1000ｎｍ以上であることから透過性が高く、前記シリコンウェーハ１０の表層部分１０ｂの結晶組織に影響を与えることなく、加工変質層１１を形成することができるためである。さらにまた、低電力で動作可能であり、光学系によりシリコン単結晶又はシリコンウェーハの任意の位置にレーザー光線を集光可能であることも理由である。
【００３０】
また、前記第１レーザー光線２０が集光する所定の深さ位置Ａとは、前記ウェーハ表面１０ａから1〜1000μmの深さ範囲であることが好ましい。1μm未満の場合、前記シリコンウェーハの表面１０ａに近すぎるため、レーザー照射にともなう表面ダメージ形成の恐れがあるからであり、一方、1000μmを超えると、前記シリコンウェーハ１０の表層部分１０ｂから離れすぎているため、ゲッタリングの効果が低下する恐れがあるからである。
【００３１】
さらに、前記第１レーザー光線２０のエネルギー密度が、1×10−6〜1×10−3 J／pulseの範囲であることが好ましい。エネルギー密度が1×10−6 J／pulse未満の場合、エネルギーが小さすぎるため、前記加工変質層１１を十分に形成することができない恐れがあるからであり、一方、エネルギー密度が1×10−3 J／pulseを超えると、エネルギーが大きすぎるため、前記ウェーハの表面近傍での光吸収が大きくなり、所定の深さ位置Ａまでレーザー光線２０が到達しない恐れがあるからである。
【００３２】
なお、なお、前記第１レーザー光線２０の照射時間については、レーザー２０の波長やエネルギー密度の大きさによって種々の値をとることができるが、1×10−12〜1×10−6秒の範囲であることが好ましい。1×10−12秒未満の場合、照射時間が短いため、加工変質層１１を十分に形成することができない恐れがあるからであり、一方、1×10−6秒を超えると、照射時間が長すぎるため、シリコン単結晶に過剰なダメージを形成し転位発生の恐れがあるからである。
【００３３】
前記第２レーザー光線３０とは、前記第１レーザー光線２０に比べて短い波長を有するレーザー光線のことである。短波長のレーザーを用いることで、前記シリコンウェーハ１０の表面近傍（表層部分１０ｂ）に集光し、該集光部分を溶融し、再結晶化させることができる。ここで、前記短波長とは、一般的にシリコン単結晶に対して吸収係数の大きなレーザー波長、本発明では500nm以下の波長のことをいい、より詳細には、100〜500nmの範囲であることが好ましい。100nm未満の場合、波長が短すぎるため、シリコンウェーハ１０の最表面層での光エネルギーの吸収が強く、前記表層部分１０ｂに過剰なダメージを形成する恐れがあり、一方、500nmを超えると、波長が長すぎるため、レーザーの照射によって前記シリコンウェーハ１０の表層部分１０ｂを溶融し、再結晶化させることができない恐れがあるからである。
【００３４】
なお、前記シリコンウェーハ１０の表層部分１０ｂとは、デバイス層として必要なシリコンウェーハ１０の表面１０ａから一定の深さ位置までのウェーハの部分をいい、前記シリコンウェーハ１０の表面１０ａから、およそ0.2〜2μmの範囲の深さ位置までのウェーハ部分であることが好ましい。0.2μm未満では、表層部分が薄すぎるため、所望のデバイス層が得られない恐れがあり、一方、2μmを超えると、表層部分１０ｂを溶融するために必要なエネルギーが大きくウェーハ表面１０ａにダメージが発生する恐れがあるからである。
【００３５】
また、前記第２レーザーは、上述の寸法又は形状を満たしていれば、特に限定されることはなく、その種類については、例えば、エキシマレーザー等のパルスレーザーを用いることが可能であるが、ＹＬＦ又はＹＡＧレーザーを用いることがより好ましい。ＹＬＦ又はＹＡＧレーザーは、光ポンピング可能な半導体レーザーであり、さらに、レーザー装置本体を小型化でき経済的であるためである。
【００３６】
さらに、前記のエネルギー密度が、1×10−3〜1×10−2 J／pulseの範囲であることが好ましい。エネルギー密度が1×10−3 J／pulse未満の場合、エネルギーが小さすぎるため、前記シリコンウェーハ１０の表層部分１０ｂを十分に溶融させることができない恐れがあるからであり、一方、エネルギー密度が1×10−2 J／pulseを超えると、エネルギーが大きすぎるため過剰なダメージが形成され、前記シリコンウェーハ１０の表層部分１０ｂに転位が多く発生する恐れがあるからである。
【００３７】
また、前記レーザー光線照射手段２００による、前記第１レーザー光線２０の照射は、前記第２レーザー光線３０の照射より前に行われることが好ましい。前記第２レーザー光線３０によるシリコンウェーハ表層部分１０ｂの溶融・再結晶化によって、前記加工変質層１１の形成による内部応力に起因した転位が表層部分１０ｂに及ぶことを抑制できため、前記第２レーザー光線３０の照射が先に行われた場合、その後の前記第１レーザー光線２０の照射によって、シリコンウェーハ１０の内部で発生した転位１３が再結晶化した領域１２まで進展する恐れがあるからである。
【００３８】
なお、前記第２レーザー光線３０の照射時間については、レーザー３０の波長やエネルギー密度の大きさによって種々の値をとることができるが、1×10−9〜1×10−6秒の範囲であることが好ましい。1×10−9秒未満の場合、照射時間が短いため、十分に前記表層部分１０ｂを溶融し、再結晶化させることができないからであり、一方、1×10−6秒を超えると、照射時間が長すぎるため、シリコンウェーハ表層部分１０ｂにダメージを与える恐れがあるからである。
【００３９】
なお、本発明によるシリコンウェーハ製造装置１００は、前記レーザー光線照射手段２００及び前記レーザー光線集光手段３００を具えれば、その他の構成については特に限定はせず、図１に示すように、通常用いられる前記シリコンウェーハ１０を載置するためのテーブル４００等を具えることができる。
【００４０】
さらに、前記第１レーザー光線２０及び第２レーザー光線３０の照射は、窒素、アルゴン、水素又はこれらの混合ガス雰囲気で行われることが好ましい。レーザー照射装置内で生じたパーティクルなどが、前記シリコンウェーハ１０の表面１０ａに吸着するのを抑制するためである。
【００４１】
また、本発明に係る製造によって製造されたシリコンウェーハ１０を基板として使用し、該基板上にエピタキシャル膜を形成してなるエピタキシャルウェーハを製造することも可能である。
【００４２】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）
実施例１は、ウェーハ径が200mm、厚さが725μmのシリコンウェーハに対して、図１及び図２(ａ)に示すように、レーザー光線照射手段２００によって、重金属を捕獲するための加工変質層１１を形成するための、長波長である第１レーザー光線２０を照射し、シリコンウェーハ１０の表層部分１０ｂを溶融させた後、レーザー光線照射手段３００によって、シリコンウェーハ１０の表層部分１０ｂを再結晶化させるための、短波長である第２レーザー光線３０を照射することで、サンプルとなるシリコンウェーハ１０を作製した。
なお、第１レーザー光線２０の種類、波長（nm）、エネルギー密度（J／pulse）及び集光する深さ位置（μm）、第２レーザー光線３０の種類、波長（nm）、エネルギー密度（J／pulse）及び集光する深さ位置（μm）、並びに、レーザー光線が照射されたときのガス雰囲気、の条件については表１に示す。
【００４４】
（実施例２）
実施例２は、前記第１レーザー光線２０と前記第２レーザー光線３０とを同時に照射したこと以外は、実施例１と同様の条件で、サンプルとなるシリコンウェーハを作製した。
なお、第１レーザー光線２０の種類、波長（nm）、エネルギー密度（J／pulse）及び集光する深さ位置（μm）、第２レーザー光線３０の種類、波長（nm）、エネルギー密度（J／pulse）及び集光する深さ位置（μm）、並びに、レーザー光線が照射されたときのガス雰囲気、の条件については表１に示す。
【００４５】
（比較例１）
比較例１は、シリコンウェーハ製造装置が、前記第２レーザー光線３０を照射しないこと以外は、実施例１と同様の条件でサンプルとなるシリコンウェーハを作製した。
なお、第１レーザー光線２０の種類、波長（nm）、エネルギー密度（J／pulse）及び集光する深さ位置（μm）、並びに、レーザー光線が照射されたときのガス雰囲気、の条件については表１に示す。
【００４６】
（比較例２）
比較例１は、シリコンウェーハ製造装置が、前記第１レーザー光線２０を照射しないこと以外は、実施例１と同様の条件でサンプルとなるシリコンウェーハを作製した。
なお、第２レーザー光線３０の種類、波長（nm）、エネルギー密度（J／pulse）及び集光する深さ位置（μm）、並びに、レーザー光線が照射されたときのガス雰囲気、の条件については表１に示す。
【００４７】
（評価方法）
各実施例及び比較例で得られたシリコンウェーハ及びエピタキシャルウェーハについて、以下の評価項目（１）、（２）に従って評価を行った。
【００４８】
（１）転位密度
各実施例及び各比較例のサンプルについて、ＴＥＭを用いて、シリコンウェーハ中の任意の20箇所における、シリコンウェーハの表面から1μmまでに存在するの転位密度（個／cm3）を計測した。観察結果については、以下の基準に従って評価を行い、評価結果を表１に示す。
○：転位密度が1000個／cm3以下
×：転位密度が1000個／cm3超え
【００４９】
（２）ゲッタリング能力
各実施例及び各比較例のサンプルについてアンモニア水と過酸化水素水の混合溶液および塩酸と過酸化水素水の混合溶液で洗浄した後、スピンコート汚染法によりニッケルで1.0×1012atoms／cm2程度表面汚染させた後、縦型熱処理炉において1000℃で１時間、窒素雰囲気中で拡散熱処理を施し、その後、Wright液（48％ HF：30ml、69％ HNO3：30ml、CrO3 1g＋H2O 2ml、酢酸：60ml）によりサンプル表面をエッチングし、表面のエッチピット（ニッケルシリサイドがエッチングされて形成されるピット）の個数を光学顕微鏡により観察してエッチピット密度（個／cm2）を測定した。なお、この方法におけるエッチピット密度の測定限界は1.0×103個／cm2である。評価については、以下の基準に従って行い、評価結果を表１に示す。
◎：エッチピット密度が、1.0×103個／cm2以下（測定限界以下）
○：エッチピット密度が、1.0×103個／cm2超え、1.0×105個／cm2未満
×：エッチピット密度が、1.0×105個／cm2以上
【００５０】
【表１】
【００５１】
表１の結果から、実施例１及び２のサンプルは、いずれも、加工変質層を形成した効果によって、高いゲッタリング能力を有し、さらに、転位密度が小さく、第１レーザー光線の照射に伴った転位の発生が抑制できていることがわかった。一方、比較例１のサンプルは、高いゲッタリング能力を有するものの、加工変質層の形成に起因してシリコンウェーハの表層部分に転位が発生していることがわかった。また、比較例２のサンプルは、加工変質層を形成していないため、ゲッタリング能力が低いことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
この発明によれば、ゲッタリングサイトを容易かつ短時間に形成でき、さらに、内部応力に起因した転位の発生を有効に抑制できるシリコンウェーハの製造装置の提供が可能になった。
【符号の説明】
【００５３】
１０ シリコンウェーハ
１１ 加工変質層
１２ 再結晶化した領域
１３ 転位
２０ 第１レーザー光線
３０ 第２レーザー光線
１００ シリコンウェーハ製造装置
２００ レーザー光線照射手段
３００ 第２レーザー光線集光手段
４００ テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンウェーハの表面から所定の深さ位置に対して、長波長である第１レーザー光線及び短波長である第２レーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、前記第１レーザー光線を前記ウェーハの所定の深さ位置に集光し、前記第２レーザー光線を前記ウェーハの表面近傍に集光するためのレーザー光線集光手段とを具えることを特徴とするシリコンウェーハの製造装置。
【請求項２】
前記レーザー光線集光手段は、入射した１つのレーザー光線を複数に分割し、前記シリコンウェーハの複数箇所に対して、同時にレーザー光線の照射及び集光を行うことを特徴とする請求項１に記載のシリコンウェーハの製造装置。
【請求項３】
前記第１レーザー光線の波長が、600〜1200nmの範囲であり、前記第２レーザー光線の波長が、100〜500nmの範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリコンウェーハの製造装置。
【請求項４】
前記第１レーザーは、超短パルスレーザーであり、前記第２レーザーは、ＹＬＦレーザーであることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のシリコンウェーハの製造装置。
【請求項５】
前記第１レーザー光線のエネルギー密度が、1×10−6〜1×10−3 J／pulseの範囲であり、前記第２レーザー光線のエネルギー密度が、1×10−3〜1×10−2 J／pulseの範囲であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のシリコンウェーハの製造装置。
【請求項６】
前記レーザー光線照射手段は、前記第１レーザー光線の照射を、前記第２レーザー光線の照射より前に行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のシリコンウェーハの製造装置。
【請求項７】
前記第１レーザー光線の集光する所定の深さ位置が、ウェーハ表面から1〜1000μmの深さ範囲であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のシリコンウェーハの製造装置。
【請求項１】
シリコンウェーハの表面から所定の深さ位置に対して、長波長である第１レーザー光線及び短波長である第２レーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、前記第１レーザー光線を前記ウェーハの所定の深さ位置に集光し、前記第２レーザー光線を前記ウェーハの表面近傍に集光するためのレーザー光線集光手段とを具えることを特徴とするシリコンウェーハの製造装置。
【請求項２】
前記レーザー光線集光手段は、入射した１つのレーザー光線を複数に分割し、前記シリコンウェーハの複数箇所に対して、同時にレーザー光線の照射及び集光を行うことを特徴とする請求項１に記載のシリコンウェーハの製造装置。
【請求項３】
前記第１レーザー光線の波長が、600〜1200nmの範囲であり、前記第２レーザー光線の波長が、100〜500nmの範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリコンウェーハの製造装置。
【請求項４】
前記第１レーザーは、超短パルスレーザーであり、前記第２レーザーは、ＹＬＦレーザーであることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のシリコンウェーハの製造装置。
【請求項５】
前記第１レーザー光線のエネルギー密度が、1×10−6〜1×10−3 J／pulseの範囲であり、前記第２レーザー光線のエネルギー密度が、1×10−3〜1×10−2 J／pulseの範囲であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のシリコンウェーハの製造装置。
【請求項６】
前記レーザー光線照射手段は、前記第１レーザー光線の照射を、前記第２レーザー光線の照射より前に行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のシリコンウェーハの製造装置。
【請求項７】
前記第１レーザー光線の集光する所定の深さ位置が、ウェーハ表面から1〜1000μmの深さ範囲であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のシリコンウェーハの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１５９６９８（Ｐ２０１１−１５９６９８Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８４３４（Ｐ２０１０−１８４３４）
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（３０２００６８５４）株式会社ＳＵＭＣＯ (1,197)
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（３０２００６８５４）株式会社ＳＵＭＣＯ (1,197)
[ Back to top ]