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2009 Fiscal Year Annual Research Report

高周波ナノ秒パルスレーザ照射による大口径シリコンウエハ加工変質層の完全修復

Research Project

Project/Area Number 20656023
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

閻 紀旺  Tohoku University, 大学院・工学研究科, 准教授 (40323042)

Keywords半導体基板 / シリコンウエハ / 加工変質層 / レーザ / 単結晶 / 欠陥修復 / ダメージ低減 / 表面品質
Research Abstract

本研究では,加工変質層の形成された大口径Siウエハに高周波ナノ秒パルスNd:YAGレーザの連続照射を行うことで加工変質層における相変態や転位などを一括して完全な単結晶構造に修復することを研究目的とする.平成21年度では,照射装置の構築,高速移動照射条件の検討および砥粒加工面の変質層修復などを行った.具体的な研究内容および研究成果を以下に記す.
(1)高速移動・回転照射装置の構築:レーザ照射ユニットをリニアモータ駆動・空気静圧支持のXYZステージへ搭載し,Siウエハを真空チャック付きの高速回転テーブルに吸着することで,3次元高速移動照射装置を構築した.本装置はXYZθの同時4軸制御となっており,直径300mmの大口径Siウエハ表面へ任意方式のレーザ照射が可能である.
(2)ウエハ面方向に均一の結晶性が得られるため高速移動照射条件の実験検討:ステージ移動速度,テーブル回転数,レーザパルス周波数,照射痕オーバーラップ方式等を変化させて照射実験を行い,ウエハ面方向の結晶構造の分布を調べことで,結晶性ムラのない照射条件を特定することができた.
(3)砥粒加工面の変質層修復への展開:ダイヤモンドバイトを用いた切削加工面のほかに,ダイヤモンド砥石による研削加工面を実験対象としてレーザ照射を行い,加工変質層の修復および表面粗さの改善効果を検証した.その結果,直径300mmの大口径Si研削ウエハの全面修復を可能とした.
これらの成果は,大口径Siウエハの新しい製造プロセスの確立に重要指針を与えるものと考えられる.

  • Research Products

    (6 results)

All 2010 2009

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Processing Grinding-damaged Silicon Wafers by Nano-second Laser Irradiation2009

    • Author(s)
      J.Yan, S.Muto, T.Kuriyagawa
    • Journal Title

      Advanced Material Research 76-78

      Pages: 451-456

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Recovery of microstructure and surface topography of grinding-damaged silicon wafers by nanosecond-pulsed laser irradiation2009

    • Author(s)
      J.Yan, S.Sakai, H.Isogai, K.Izunome
    • Journal Title

      Semiconductor Science and Technology 24

      Pages: 105018

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fundamental investigation on subsurface damage in single crystalline silicon caused by diamond machining2009

    • Author(s)
      J.Yan, T.Asami, H.Harada, T.Kuriyagawa
    • Journal Title

      Precision Engineering 33

      Pages: 378-386

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 半導体素材の加工原理、レーザーラマンによる加工変質層の測定とレーザー修復2010

    • Author(s)
      閻紀旺
    • Organizer
      次世代固定砥粒加工専門委員会第29回研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2010-03-04
  • [Presentation] Creating extreme subsurface integrity by laser-induced material self-organization2009

    • Author(s)
      J.Yan, S.Muto, T.Kuriyagawa
    • Organizer
      The American Society for Precision Engineering 2009 Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Monterey, California, USA
    • Year and Date
      20091005-20091009
  • [Presentation] Processing Grinding-damaged Silicon Wafers by Nano-second Laser Irradiation2009

    • Author(s)
      J.Yan, S.Muto, T.Kuriyagawa
    • Organizer
      The 12th International Symposium on Advances in Abrasive Technology
    • Place of Presentation
      Gold Coast, Australia
    • Year and Date
      20090928-20090930

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Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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