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ウェハー

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』

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エッチング加工されたシリコン・ウェーハ
エッチング加工されたシリコン・ウェーハ

ウェハーあるいはウェーハ(wafer)とは、半導体素子製造の材料である。シリコンなどの半導体の素材の種結晶を円柱状に成長させたインゴットを薄くスライスした円盤状の板である。シリコンウェーハ業界ではウェハーではなくウェーハと呼ぶことが多い。

目次

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[編集] 概要

ウェハの大きさは、50mm〜300mmまで各種あり、口径が大きいと1枚のウェハから多くのICチップを切り出すことができるため、年と共に口径は大きくなっている。直径 300mm のシリコンウェハは平成12年頃から生産量が増加し、平成16年にはシリコンウェハ生産数量の20%程を占める。

厚さは、半導体製造工程中の取り扱いのしやすさなどから 0.5mm〜1mm 程度であるが、一般のシリコンウェハーの場合、外寸はSEMI(Semiconductor Equipment and Materials International)等業界団体にて標準化されている。 例えば、直径150mm(6インチ)の場合は厚さ0.625mm、200mm(8インチ)では厚さ0.725mm、300mm(12インチ)では厚さ0.775mmとされている(厚み公差は±0.025mm)。

半導体素子の製造の為に、ウェーハは特定の結晶方位に沿ってスライスされている。また、工程中でウェーハの向きを合わせるために、フラットまたはノッチとよばれる切り欠きがある。フラットは、導電型と結晶方位によって切り欠く位置が決まっている。

フラットの位置の分類
フラットの位置の分類

[編集] 製造方法

ここではシリコンウェハーの一般的な製法を記す。

[編集] バルク結晶成長

シリコンの場合、チョクラルスキ法(Cz法)または、フローティングゾーン法(FZ法)によって単結晶インゴットが作成される。

石英るつぼで多結晶シリコンを溶融し、融液の中に種結晶を浸漬して、徐々に引き上げていく方法。この方法では、比較的大口径の単結晶が作りやすく、LSI等に使用されるウェハーは、ほとんどがこの方法により作られる。しかしながら、融液がるつぼに接触している為、るつぼの表面から冷却時には過飽和となるほど大量の酸素が混入し、また、結晶の成長方向にそって抵抗率の変化が大きいという問題もあるため、パワーデバイスにはあまり用いられない。発展技術として、磁界をかけながら結晶成長を制御するMCZ法などがある。
多結晶シリコンのインゴットを部分的に溶融しながら単結晶化を行う方法。結晶の成長方向の不純物分布が一定であり、また酸素濃度が非常に少ないという利点があるが、結晶の半径方向の抵抗率分布にばらつきがあるため、中性子照射により抵抗率の均一化が図られる。

[編集] 外形研削

[編集] 方位加工

[編集] 結晶切断

[編集] スライシング

[編集] ベベリング

この時、バラツキのある外周(直径)を合わせ、OFの幅の長さを合わせる事も含まれる。主にこの工程で使用される装置はべべリングマシン(研削機械)と言われ、日本メーカーのEMTEC.co.ltdの装置がシェアを多くを占めている。

[編集] ラッピング

[編集] エッチング

[編集] ドナーキラーアニーリング

[編集] エッジポリッシュ

[編集] ポリッシング

[編集] 洗浄

[編集] 検査

[編集] 梱包

[編集] 主なメーカー

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