(57)【要約】【課題】高品質なＳｉＣウェハの製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】ＳｉＣウェハ２０を平坦化する平坦化工程Ｓ１４と、前記平坦化工程Ｓ１４の後に、Ｓｉ蒸気圧下で加熱することで前記ＳｉＣウェハ２０をエッチングするエッチング工程Ｓ２１と、前記エッチング工程Ｓ２１の後に、前記ＳｉＣウェハ２０の表面を化学機械研磨加工する化学機械研磨工程Ｓ３１を含むことを特徴とした。このような工程でＳｉＣウェハ２０を製造することにより、高品質なＳｉＣウェハ２０を製造することができる。【選択図】図１
2020015646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＣウェハを平坦化する平坦化工程と、
前記平坦化工程の後に、Ｓｉ蒸気圧下で加熱することで前記ＳｉＣウェハをエッチングするエッチング工程と、
前記エッチング工程の後に、前記ＳｉＣウェハの表面を化学機械研磨加工する化学機械研磨工程を含むことを特徴とする、ＳｉＣウェハの製造方法。
【請求項２】
前記ＳｉＣウェハの外周部を面取りする面取り工程と、
前記ＳｉＣウェハの表面に刻印を形成する刻印形成工程と、をさらに含み、
前記面取り工程と前記刻印形成工程を前記エッチング工程の前に行うことを特徴とする、請求項１に記載のＳｉＣウェハの製造方法。
【請求項３】
前記面取り工程と前記刻印形成工程は、前記平坦化工程後に行われることを特徴とする、請求項２に記載のＳｉＣウェハの製造方法。
【請求項４】
前記エッチング工程の後に、ＳｉＣウェハに新たに加工変質層が導入される工程を含まないことを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載のＳｉＣウェハの製造方法。
【請求項５】
前記エッチング工程に次いで、前記ＳｉＣウェハの表面を化学機械研磨加工する化学機械研磨工程を含むことを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載のＳｉＣウェハの製造方法。
【請求項６】
前記化学機械研磨工程において、ＳｉＣウェハの（０００１）面側のみを化学機械研磨加工することを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載のＳｉＣウェハの製造方法。
【請求項７】
前記平坦化工程において、炭化ホウ素砥粒及び／又は炭化ケイ素砥粒を用いることを特徴とする、請求項１〜６の何れかに記載のＳｉＣウェハの製造方法。
【請求項８】
前記エッチング工程によって、前記ＳｉＣウェハがエッチングされる量が、片面につき１０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜７の何れかに記載のＳｉＣウェハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣウェハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭化ケイ素（ＳｉＣ）ウェハは、単結晶ＳｉＣのインゴットをスライスすることにより形成される。スライスされたＳｉＣウェハの表面には、スライス時に導入された結晶の歪みや傷等を有する表面層（以下、加工変質層という。）が存在する。デバイス製造工程にて歩留まりを低下させないためには、この加工変質層を除去する必要がある。
【０００３】
従来、この加工変質層の除去は、ダイヤモンド砥粒を用いた表面加工による除去が主流であった。近年では、ダイヤモンド砥粒を用いない表面加工技術についても種々提案がなされている。
例えば、非特許文献１には、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）砥粒を用いた遊離砥粒研磨加工の技術が開示されている。また、特許文献１には、ＳｉＣウェハをＳｉ蒸気圧下で加熱することでエッチングを行うエッチング技術（以下、Ｓｉ蒸気圧エッチングともいう。）が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２４７８０７号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】２０１４年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集  p.605−606
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで単結晶ＳｉＣは、ダイヤモンド等に次ぐ硬度と、（０００１）面や（１−１００）面で劈開しやすい特徴を有した硬脆材料であり、極めて加工が難しい材料に分類される。半導体材料の加工工程に求められることは、“高品質（高平坦度、ダメージレス）”、“低損失（素材ロス，歩留まり）”、“低コスト（高能率、安価な手段・工程）”、とされるが、高硬脆性を示す程これらはトレードオフの関係となり両立は難しい。
【０００７】
中でも、ＳｉＣウェハを工業的に生産するためには、高品質のＳｉＣウェハを製造する技術が特に求められる。
【０００８】
本発明の課題は、高品質なＳｉＣウェハを製造することを可能にする新規のＳｉＣウェハの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の一態様のＳｉＣウェハの製造方法は、ＳｉＣウェハを平坦化する平坦化工程と、前記平坦化工程の後に、Ｓｉ蒸気圧下で加熱することで前記ＳｉＣウェハをエッチングするエッチング工程と、前記エッチング工程の後に、前記ＳｉＣウェハの表面を化学機械研磨加工する化学機械研磨工程を含むことを特徴とする。
【００１０】
このように、ＳｉＣウェハを平坦化する平坦化工程と、ウェハ内に導入された歪み層を除去するエッチング工程と、表面を鏡面化する化学機械研磨工程と、を含むことにより、高品質なＳｉＣウェハを製造することができる。
【００１１】
この態様において、前記ＳｉＣウェハの外周部を面取りする面取り工程と、前記ＳｉＣウェハの表面に刻印を形成する刻印形成工程と、をさらに含み、前記面取り工程と前記刻印形成工程を前記エッチング工程の前に行うことを特徴とする。
面取り工程や刻印形成工程の後にエッチング工程を行うことにより、面取り工程により形成される外周部、及び刻印形成工程により形成される刻印における加工変質層をも除去することができる。
【００１２】
この態様において、前記面取り工程と前記刻印形成工程は、前記平坦化工程後に行われることを特徴とする。
このように平坦化工程を先に実施してＳｉＣウェハのうねりを除去することで、刻印形成工程での刻印形成や、面取り工程での面取り位置の決定を精度良く行うことができ、ウェハの均質性を高めることができる。
【００１３】
この態様においては、前記エッチング工程の後に、ＳｉＣウェハに新たに加工変質層が導入される工程を含まないことを特徴とする。
ＳｉＣウェハに加工変質層を導入し得る工程をエッチング工程前に全て実施することで、高品質なＳｉＣウェハを製造することができる。
【００１４】
この態様において、前記エッチング工程に次いで、前記ＳｉＣウェハの表面を化学機械研磨加工する化学機械研磨工程を含むことを特徴とする。
エッチング工程の後に、他の工程を挟まず、すぐに化学機械研磨工程を行うことで、高品質のＳｉＣウェハを製造することができる。
【００１５】
この形態において、前記化学機械研磨工程において、ＳｉＣウェハの（０００１）面側のみを化学機械研磨加工することを特徴とする。
ＳｉＣウェハの（０００１）面側のみを化学機械研磨加工することにより、鏡面と梨地面を有する高品質なＳｉＣウェハを製造することができる。
【００１６】
この態様において、前記平坦化工程において、炭化ホウ素砥粒及び／又は炭化ケイ素砥粒を用いることを特徴とする。
このような砥粒の材料を用いることで、ダイヤモンド砥粒と比較して、材料コストを低減することができる。
【００１７】
これら態様において、前記エッチング工程によって、前記ＳｉＣウェハがエッチングされる量が、片面につき１０μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
開示した技術によれば、高品質のＳｉＣウェハを製造することができる。
【００１９】
他の課題、特徴及び利点は、図面及び特許請求の範囲とともに取り上げられる際に、以下に記載される発明を実施するための形態を読むことにより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施の形態のＳｉＣウェハの製造工程を示す概略図である。
【図２】一実施の形態のＳｉＣウェハの製造工程におけるインゴット成形工程からスライス工程までを示す説明図である。
【図３】一実施の形態のＳｉＣウェハの製造工程を示す説明図である。
【図４】Ｓｉ蒸気圧エッチングで用いる高温真空炉を示す概略図である。
【図５】実施例１のＳｉＣウェハの断面をＳＥＭ−ＥＢＳＤで観察したイメージング画像である。
【図６】実施例２のＳｉＣウェハの断面をＳＥＭ−ＥＢＳＤで観察したイメージング画像である。
【図７】従来のＳｉＣウェハの製造工程を示す概略図である。
【図８】従来のＳｉＣウェハの製造工程を示す説明図である。
【図９】一般的な機械加工処理を施したＳｉＣウェハの表面を断面から観察した場合の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図１、図２、図３及び図４を参照して、本発明のＳｉＣウェハの製造方法についてさらに詳細に説明する。図面には好ましい実施形態が示されている。しかし、多くの異なる形態で実施されることが可能であり、本明細書に記載される実施形態に限定されない。
【００２２】
なお、本発明の理解においては、従来のＳｉＣウェハの製造工程と比較することが有用であると認められる。そのため、適宜、図７及び図８を参照し従来のＳｉＣウェハの製造方法の各工程と比較しながら、本発明のＳｉＣウェハの製造方法における各工程について説明する。
【００２３】
通常ＳｉＣウェハ２０は、ウェハの形状を整えるウェハ形状形成工程（ステップＳ１０）と、このウェハ形状形成工程Ｓ１０にてウェハ表面に導入された加工変質層３０を除去する加工変質層除去工程（ステップＳ２０）と、ウェハ表面を鏡面化する鏡面研磨工程（ステップＳ３０）と、を経て厚さＤを有するＳｉＣウェハ２０が製造される（図７及び図８）。
本発明のＳｉＣウェハの製造方法においても、図１、図２及び図３に示すように、ウェハ形状形成工程Ｓ１０、加工変質層除去工程Ｓ２０及び鏡面研磨工程Ｓ３０を含む。
以下、図１ないし図３に示した一実施の形態の工程順序に沿って本発明のＳｉＣウェハの製造方法について説明を加える。
【００２４】
なお、本明細書中の説明においては、ＳｉＣウェハ２０の半導体素子を作る面（具体的にはエピタキシャル膜を堆積する面）を主面２１といい、この主面２１に相対する面を裏面２２という。また、主面２１及び裏面２２を合わせて表面という。なお、主面２１としては、（０００１）面や（０００−１）面、これらの面から数度のオフ角を設けた表面等を例示することができる。（なお、本明細書では、ミラー指数の表記において、“−”はその直後の指数につくバーを意味する）。
【００２５】
また、図９に一般的な機械加工処理を施したＳｉＣウェハ２０の表面を断面から観察した場合の概念図を示す。加工変質層３０は、図９に示すように、多数のクラック（傷）を有するクラック層と、結晶格子に歪みが生じた歪み層を有している。加工変質層除去工程Ｓ２０により、この加工変質層３０を除去し、クラックや格子歪みが導入されていない完全結晶層を表出させることが好ましい。
【００２６】
＜１＞ウェハ形状形成工程
【００２７】
本発明の一実施の形態において、ウェハ形状形成工程Ｓ１０は、結晶成長させた単結晶ＳｉＣの塊を円柱状のインゴット１０に加工するインゴット成形工程Ｓ１１と、インゴット１０の結晶方位を示す目印となるよう、外周の一部に切欠きを形成する結晶方位成形工程Ｓ１２と、単結晶ＳｉＣのインゴット１０をスライスして薄円板状のＳｉＣウェハ２０に加工するスライス工程Ｓ１３と、修正モース硬度１５未満の砥粒を用いてＳｉＣウェハ２０を平坦化する平坦化工程Ｓ１４と、刻印２４を形成する刻印形成工程Ｓ１５と、外周部２３を面取りする面取り工程Ｓ１６と、を含む。以下、各工程について説明を加える。
【００２８】
＜１−１＞インゴット成形工程
インゴット成形工程Ｓ１１は、結晶成長させた単結晶ＳｉＣの塊を円柱状のインゴット１０に加工する工程である。このインゴット１０は、通常、円柱の長手方向が＜０００１＞方向となるよう加工される。
【００２９】
本発明のＳｉＣウェハの製造方法においては、後行の工程である平坦化工程Ｓ１４とエッチング工程Ｓ２１との組み合わせにより、このインゴット成形工程Ｓ１１にて導入されたＳｉＣウェハの歪や傷を除去することができる。
【００３０】
＜１−２＞結晶方位成形工程
結晶方位成形工程Ｓ１２は、インゴット成形工程Ｓ１１にて形成したインゴット１０の結晶方位を示す目印となるよう、外周の一部に切欠きを形成する工程である。この切欠きとしては、＜１１−２０＞方向と平行な平面（オリエンテーションフラット（オリフラ）２４）や、＜１１−２０＞方向の両端に設けられる溝（ノッチ）等を例示することができ、単結晶ＳｉＣの結晶方位を特定することができるよう形成される。
【００３１】
本発明のＳｉＣウェハの製造方法においては、後行の工程である平坦化工程Ｓ１４とエッチング工程Ｓ２１との組み合わせにより、この結晶方位成形工程Ｓ１２にて導入されたＳｉＣウェハの歪や傷を除去することができる。
【００３２】
＜１−３＞スライス工程
スライス工程Ｓ１３のスライス手段としては、複数本のワイヤーを往復運動させることでインゴット１０を所定の間隔で切断するマルチワイヤーソー切断や、プラズマ放電を断続的に発生させて切断する放電加工法、インゴット１０中にレーザーを照射・集光させて切断の基点となる層を形成するレーザーを用いた切断、等を例示できる。
このスライス工程Ｓ１３にて切断される間隔により、ＳｉＣウェハ２０の加工前厚さＤ１が決定される。この加工前厚さＤ１は、今後の工程で除去される単結晶ＳｉＣ（素材ロス）を考慮した厚さに設定する。このように、加工前厚さＤ１は全ての加工工程を経た後の素材ロス量を考慮して設定されるため、その具体的な数値については、全ての加工工程についての説明を行った後に説明する。
【００３３】
＜１−４＞平坦化工程
平坦化工程Ｓ１４は、スライス工程Ｓ１３にてＳｉＣウェハ２０に導入されるうねりを除去するために、ＳｉＣウェハ２０を平坦化する工程である。以下、平坦化工程Ｓ１４において用いる砥粒の性質、加工方法及び加工条件について説明を加える。
【００３４】
（１）砥粒
本発明の平坦化工程Ｓ１４において用いる砥粒の種類は限定されない。図１及び３に示す本発明の一実施の形態で用いる修正モース硬度１５未満の砥粒、または平坦化工程Ｓ１４において破砕される程度の脆性を有する砥粒を用いることが好ましいが、図７及び図８に示した従来法の平坦化工程Ｓ１７においても用いられている、ダイヤモンド砥粒のような修正モース硬度１５の砥粒を用いても良い。
【００３５】
本発明の好ましい実施の形態では、図１及び図３に示すように、平坦化工程Ｓ１４においては、好ましくは修正モース硬度１５未満の砥粒を用いる。
修正モース硬度とは、タルクを１、ダイヤモンドを１５としたときの、物質の硬さの尺度を示す値である。すなわち、本工程においては、ダイヤモンドの硬度未満の砥粒が用いられる。具体的な砥粒の材料としては、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３），等を例示することができる。このほかにも、修正モース硬度１５未満の硬度を有する砥粒であれば当然に採用することができる。
【００３６】
このように、修正モース硬度１５未満の硬度を有する砥粒を採用することにより、後述するエッチング工程Ｓ２１（Ｓｉ蒸気圧エッチング）にて除去される加工変質層３０を３μｍ以下の深さで形成することができる。すなわち、加工対象であるＳｉＣウェハ２０との硬度差を小さくすることにより、ＳｉＣウェハ２０表面深くに傷が導入されることを抑制し、Ｓｉ蒸気圧エッチングを施すのに適した表面を形成することができる。
【００３７】
また、本工程において用いられる砥粒は、修正モース硬度１３以上の砥粒であることが望ましい。具体的な砥粒の材料としては、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を例示することができる。
【００３８】
このように、修正モース硬度１３以上の砥粒を採用することにより、ＳｉＣウェハ２０を効率的に削ることができる。すなわち、加工対象であるＳｉＣウェハ２０と同等若しくはそれ以上の硬度を採用することにより、効率良く加工することができる。
【００３９】
中でも、砥粒のコストや加工速度を考慮すると、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）砥粒を採用することが望ましい。すなわち、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）砥粒は安価で手に入れることができ、炭化ケイ素砥粒と比較して高速で効率よく加工することができる。
【００４０】
修正モース硬度１５未満の硬度を有する砥粒を用いる場合、少なくとも平坦化工程Ｓ１４の開始段階において、平均砥粒径が、好ましくは２０μｍ以上、より好ましくは４０μｍ以上の砥粒を用いることが好ましい。
平坦化工程Ｓ１４の開始段階において、用いる砥粒の平均砥粒径の下限を上記範囲に設定することによって、大きな加工速度で迅速にＳｉＣウェハ２０の表面を加工することができる。
【００４１】
また、修正モース硬度１５未満の硬度を有する砥粒を用いる場合、少なくとも平坦化工程Ｓ１４の開始段階において、平均砥粒径が、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは８０μｍ以下、さらに好ましくは６０μｍ以下の砥粒を用いることが好ましい。
平坦化工程Ｓ１４の開始段階において、用いる砥粒の平均砥粒径の上限を上記範囲に設定することによって、平坦化工程Ｓ１４によってＳｉＣウェハ２０に導入される加工変質層の深さを低減することができる。
【００４２】
また、修正モース硬度１５未満の硬度を有する砥粒を用いる場合、少なくとも平坦化工程Ｓ１４の終盤、すなわち終了直前から終了時にかけて、平均砥粒径が、好ましくは２０μｍ未満、より好ましくは１０μｍ以下の砥粒を用いることが好ましい。
平坦化工程Ｓ１４の終盤において、用いる砥粒の平均砥粒径の上限を上記範囲に設定することによって、平坦化工程Ｓ１４によってＳｉＣウェハ２０に導入される加工変質層の深さを低減することができる。
【００４３】
また、修正モース硬度１５未満の硬度を有する砥粒を用いる場合、少なくとも平坦化工程Ｓ１４の終盤において、平均砥粒径が、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上の砥粒を用いることが好ましい。
平坦化工程Ｓ１４の開始段階において、用いる砥粒の平均砥粒径の下限を上記範囲に設定することによって、ＳｉＣウェハ２０の表面を効率的に加工することができる。
【００４４】
また、本発明で用いる砥粒は、遊離砥粒加工方式で破砕される程度の脆性を有することが好ましい
より具体的には、以下の脆性条件を充足する素材で構成された砥粒を用いることが好ましい。
（脆性条件）加工圧力１５０ｇ/ｃｍ２の条件で、平均砥粒径４０μｍに調整された砥粒を用いて、ＳｉＣウェハの表面を遊離砥粒方式で両面同時に平坦化したとき、加工時間２０分経過後に平均砥粒径が２０μｍ以下となる。
【００４５】
このような脆性条件を充足する砥粒を用いて、遊離砥粒加工方式で平坦化工程Ｓ１４を実行することで、導入される加工変質層３０の深さを３μｍ以下とすることができる。
【００４６】
また、平坦化工程Ｓ１４においてはダイヤモンド砥粒を用いても良い。
平坦化工程Ｓ１４においてダイヤモンド砥粒を用いる場合、その砥粒径と同程度の深さの加工変質層３０が導入されると考えられている。そのため、後行の加工変質層除去工程Ｓ２０において除去することを考慮して、平均砥粒径が好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは３μｍ以下のダイヤモンド砥粒を用いることが好ましい。
この場合には、平坦化工程Ｓ１４において、好ましい形態では１０μｍ以下、より好ましい形態では５μｍ以下、さらに好ましい形態では３μｍ以下の加工変質層がＳｉＣウェハ２０に導入される。
【００４７】
なお、本明細書中の説明において、平均砥粒径というときは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｒ６００１−２:２０１７に準拠する平均粒子径のことである。
【００４８】
（２）加工方法
平坦化工程Ｓ１４に適用可能な方式としては、定盤に微細な砥粒をかけ流しながら加工を行う遊離砥粒方式（ラッピング研磨等）が好適に用いられる。なお、砥粒は水や分散剤と混合された混合液（スラリー）として滴下されることが望ましい。
本工程において使用される加工装置としては、従来の固定砥粒方式及び遊離砥粒方式で使用される汎用型の加工装置を採用することができる。また、両面同時に加工する方式であっても良いし、片面を加工する方式であってもよい。
【００４９】
本発明のＳｉＣウェハの製造方法においては、平坦化工程Ｓ１４にてＳｉＣウェハ２０に導入される加工変質層３０が、好ましくは１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、より好ましくは３μｍ以下となるように、ＳｉＣウェハ２０を平坦化する。
このような薄い加工変質層３０は、後行の工程であるエッチング工程Ｓ２１によって、余分な素材ロスを生じることなく除去することができる。
そのため、平坦化工程Ｓ１４における加工変質層３０の深さを上記数値範囲内に抑え、その後エッチング工程Ｓ２１を実行することで、素材ロスを低減することができ、これにより1つのインゴット１０からより多くのＳｉＣウェハ２０を製造することができる。
なお、上述した範囲に加工変質層の深さを調整する具体的手段については、上の「砥粒の性質」で述べた事項を適用できる。
【００５０】
平坦化工程Ｓ１４においては、砥粒を破砕しながらＳｉＣウェハ２０を加工することが好ましい。すなわち、平坦化工程Ｓ１４の加工前の平均砥粒径と加工後の平均砥粒径を比較したとき、加工後は破砕され、砥粒径が細かくなっていることが望ましい。
【００５１】
ここで、平坦化工程Ｓ１４において用いる砥粒の平均砥粒径は加工速度に影響を与える。より具体的には、大きい砥粒を用いる場合には大きな加工速度を実現でき、小さい砥粒を用いた場合には加工速度が小さくなる関係にある。
そのため、砥粒を破砕しながら平坦化工程Ｓ１４を行えば、平坦化工程Ｓ１４の開始段階においては大きな加工速度で迅速にＳｉＣウェハ２０の表面を加工することができる一方、加工が進み砥粒が小さくなるにつれて加工速度が漸次小さくなり、工程の最終段階においてはＳｉＣウェハ２０の表面への繊細な加工を実現し、ＳｉＣウェハの表面に導入される加工変質層３０を薄く均一に形成することができる。
このような薄く均一な加工変質層３０に対してエッチング工程Ｓ２１を実行することにより、少ない素材ロスをもって高品質のＳｉＣウェハ２０を製造することができる。
【００５２】
ダイヤモンド砥粒を用いる従来法の平坦化工程Ｓ１７においては、加工変質層３０が、局所的に表面深くまで導入され、均一な深さの加工変質層３０とはならない。そのため、後行の加工変質層除去工程Ｓ２０においてＳｉＣウェハ２０の加工変質層３０を全て除去するために、加工変質層３０が形成されていない部分までも除去する必要があり、素材ロス量が多かった。
本発明のＳｉＣウェハの製造方法は、従来法に比べて素材ロス量が少なく有利である。
【００５３】
また、砥粒を破砕しながら平坦化工程Ｓ１４を行うことで、平坦化工程Ｓ１４の開始段階における迅速な表面加工と、工程の最終段階における繊細な加工を実現できるため、加工変質層３０の深さを３μｍ以下にまで抑えることができる。
これにより平坦化工程Ｓ１４の時短化と、後述するエッチング工程Ｓ２１に供するに適したＳｉＣウェハ２０の表面の表面状態を実現することができる。
【００５４】
なお、上述した修正モース硬度１５未満の砥粒又は脆性を有する砥粒を用いることで、砥粒を破砕しながら平坦化工程Ｓ１４を行う形態の発明の実施が可能である。
また、後述する平坦化工程Ｓ１４における加工条件にて、砥粒を破砕しながら平坦化工程Ｓ１４を行う形態の発明の実施が可能である。
【００５５】
砥粒を破砕しながら平坦化工程Ｓ１４を行う形態にあっては、加工前の砥粒の平均砥粒径は、好ましくは２０μｍ以上であり、より好ましくは４０μｍ以上である。
加工前の状態で上記範囲の平均砥粒径を有する砥粒を用いることで、平坦化工程Ｓ１４の開始段階における迅速な加工が可能となる。
【００５６】
一方、加工後の平均砥粒粒子が、好ましくは２０μｍ未満、より好ましくは１０μｍ以下となるように、砥粒を破砕しながら平坦化工程Ｓ１４を行うことが好ましい。
加工後の平均砥粒粒子が上記範囲となるように、砥粒を破砕しながら平坦化工程Ｓ１４を実行することで、ＳｉＣウェハ２０に導入される加工変質層３０の深さを低減することができ、後述するエッチング工程Ｓ２１に供するに適したＳｉＣウェハ２０の表面状態を実現することができる。
【００５７】
以下に砥粒を破砕しながら平坦化工程Ｓ１４を行う場合の具体例を挙げる。
平均砥粒径４０μｍのＢ４Ｃ砥粒を用いて、加工圧力１５０ｇ/ｃｍ２、加工時間２０分の条件で平坦化工程Ｓ１４を実施したところ、ＳｉＣウェハ２０の加工変質層３０深さは約３μｍとなった。このとき加工後の平均砥粒径は１０μｍ以下であった。この工程におけるＳｉＣウェハ２０の加工深さ２０μｍを加工時間で除することで得られた平均加工速度は１μｍ／分であった。
【００５８】
（３）加工条件
平坦化工程Ｓ１４において遊離砥粒方式を採用する場合には、加工圧力は、１００〜３００ｇ/ｃｍ２であり、より好ましくは１５０〜２００ｇ/ｃｍ２である。
また、遊離砥粒方式を採用する場合、本加工における定盤の回転数は、５〜２０ｒｐｍであり、より好ましくは１０〜１５ｒｐｍである。
【００５９】
一方、固定砥粒方式を採用する場合には、従来法における粗研削工程Ｓ２２及び仕上げ研削工程Ｓ２３と同様の加工条件で、平坦化工程Ｓ１４を実施することができる。具体的には砥石回転数１０００〜１５００ｒｐｍ、切込みピッチ１〜３μｍ、前後送り１５０〜２５０ｍ／分、左右送り１５〜２５ｍ／分、加工速度５０〜１５０μｍ／時、という条件を例示できる。
【００６０】
通常、スライス工程Ｓ１３にてＳｉＣウェハ２０に導入されるうねりは片面につき３０〜５０μｍである。そのため、この平坦化工程Ｓ１４では、うねりを除くためにＳｉＣウェハ２０の主面２１及び裏面２２から３０〜５０μｍ深さまで加工を行う。そのため、平坦化工程Ｓ１４に伴うウェハ一枚当たりの素材ロス量は、両面で６０〜１００μｍである。
なお、平坦化工程Ｓ１４における素材ロス量を低減させるため、ＳｉＣウェハ２０に導入されるうねりが３０μｍ以下となるようにスライス工程Ｓ１３を行うことが好ましい。
【００６１】
この修正モース硬度１５未満の砥粒を用いた平坦化工程Ｓ１４における加工時間は、遊離砥粒方式にて片面加工を施す場合、好ましくは５〜３０分であり、より好ましくは５〜１５分である。また、遊離砥粒方式にて両面加工を施す場合、３０〜５０分であり、より好ましくは１５〜２５分である。
一方、修正モース硬度１５の砥粒を用いた平坦化工程Ｓ１７における加工時間は、遊離砥粒方式にて片面加工を施す場合には一般的に３０〜５０分であり、両面加工を施す場合には６０〜１００分である。
つまり、加工の時短化の観点においても、遊離砥粒加工方式で修正モース硬度１５未満の砥粒を用いるか、または遊離砥粒加工方式で砥粒を破砕しながら平坦化を行うことが好ましい。
【００６２】
＜１−５＞刻印形成工程及び面取り工程
本発明のＳｉＣウェハの製造方法の好ましい一実施の形態では、ウェハ形状形成工程Ｓ１０として、刻印形成工程Ｓ１５と面取り工程Ｓ１６を含む（図１及び図３）。
【００６３】
刻印形成工程Ｓ１５は、ＳｉＣウェハ２０の裏面２２（又は主面２１）に対して、レーザーを照射・集光し、ＳｉＣウェハ２０表面を選択的に除去して刻印２４を形成する工程である。刻印形成工程Ｓ１５の刻印形成手段としては、レーザー加工等を例示できる。刻印２４は、ＳｉＣウェハ２０を識別するための情報（具体的には、文字、記号、バーコード等）を含む。
【００６４】
面取り工程Ｓ１６は、ＳｉＣウェハ２０の外周部２３に対して、機械加工等により面取りを行う工程である。面取り工程Ｓ１６の面取り手段としては、研削やテープ研磨等を例示できる。この面取りは、外周部２３に所定の円弧を形成する丸み面取りであっても良いし、所定の角度で斜めに切り取る面取りであっても良い。
【００６５】
平坦化工程Ｓ１４、刻印形成工程Ｓ１５及び面取り工程Ｓ１６の順序は図１及び図３に示したものに限定されないが、平坦化工程Ｓ１４は刻印形成工程Ｓ１５及び面取り工程Ｓ１６よりも先んじて行うことが好ましい。
このように平坦化工程Ｓ１４を先に実施することによりウェハのうねりを除去することで、刻印形成工程Ｓ１５での刻印２４形成や、面取り工程Ｓ１６での面取り位置の決定を精度良く行うことができ、ウェハの均質性を高めることができる。
【００６６】
また、刻印形成工程Ｓ１５と面取り工程Ｓ１６の順序は特に限定されないが、図１及び図３に示すように刻印形成工程Ｓ１５の後に面取り工程Ｓ１６を実施しても良い。このように刻印形成工程Ｓ１５を面取り工程Ｓ１６の前に実施することで、主面２１及び裏面２２の管理を早い段階で行うことができ、製品管理上の問題が生じにくい。
また、面取り工程Ｓ１６の後に刻印形成工程Ｓ１５を実施してもよい。この場合には、ウェハ径のバラツキを抑制することができ、刻印２４形成位置を精度良く決定することができる。
【００６７】
＜２＞加工変質層除去工程（エッチング工程）
加工変質層除去工程Ｓ２０は、先行の工程でＳｉＣウェハ２０に導入された加工変質層３０を除去する工程である。本発明のＳｉＣウェハの製造方法においては、この加工変質層除去工程Ｓ２０においてＳｉ蒸気圧下で加熱することでＳｉＣウェハ２０をエッチングするエッチング工程Ｓ２１を含む。
【００６８】
上述の通り、加工変質層除去工程Ｓ２０は、先行の工程でＳｉＣウェハ２０に導入された加工変質層３０を除去する工程である。そのため、図１及び図３に示すように、エッチング工程Ｓ２１を含む加工変質層除去工程Ｓ２０は、平坦化工程Ｓ１４の後に行う。平坦化工程Ｓ１４の後にエッチング工程Ｓ２１を行うことで、平坦化工程Ｓ１４によってＳｉＣウェハに導入された加工変質層３０をエッチング工程Ｓ２１で除去することができる。
エッチング工程Ｓ２１を経たＳｉＣウェハは、表面だけでなく内部の格子歪み（図９における歪み層）も除去されている。このＳｉＣウェハ２０に対して後行の化学機械研磨工程Ｓ３１を行うことで、ウェハ内の格子歪みが除去され、かつ高平坦度を有する高品質なＳｉＣウェハ２０を製造することができる。
【００６９】
また、平坦化工程Ｓ１４の他、刻印形成工程Ｓ１５及び面取り工程Ｓ１６もエッチング工程Ｓ２１よりも前に行うことが好ましい。これにより。外周部２３や刻印２４周辺に導入された加工変質層３０と応力を除去することができ（図３参照）、ＳｉＣウェハ２０の高品質化に貢献することができる。
【００７０】
また、本発明のＳｉＣウェハの製造方法は、加工変質層除去工程Ｓ２０における素材ロス量の低減という顕著な効果を有する。以下、詳細に説明する。
【００７１】
上述した通り、従来法では平坦化工程Ｓ１７において平均砥粒径１０μｍのダイヤモンド砥粒を用いるが、この工程でＳｉＣウェハ２０には平均砥粒径と同程度、つまり１０μｍの加工変質層３０が導入されるのが定説である。
従来法においては、この１０μｍの加工変質層３０を除去するために、加工変質層除去工程Ｓ２０として、ダイヤモンド砥粒を用いて粗く研削する粗研削工程（ステップＳ２２）と、粗研削工程Ｓ２２で用いた砥粒よりも粒径が細かいダイヤモンド砥粒を用いて細かく研削する仕上げ研削工程（ステップＳ２３）と、を含む（図７及び図８）。
【００７２】
従来法における粗研削工程Ｓ２２では、平均砥粒径３〜１０μｍのダイヤモンド砥粒を用いてＳｉＣウェハ２０の主面２１及び裏面２２から１０〜１５μｍ深さまで加工を行う。そのため、粗研削工程Ｓ２２に伴うウェハ一枚当たりの素材ロス量は、両面で２０〜３０μｍである。そして、この工程で新たにダイヤモンド砥粒の平均砥粒径と同程度の３〜１０μｍ程度の加工変質層３０が新たに導入される。
なお、この粗研削工程Ｓ２２にかかる時間は、通常、両面で１０〜１５分である。
【００７３】
これに続く仕上げ研削工程Ｓ２３では、粗研削工程Ｓ２２と同様に、固定砥粒研磨等を例示できる。
通常、この仕上げ研削工程Ｓ２３では、平均砥粒径０．１〜３μｍのダイヤモンド砥粒を用いてＳｉＣウェハ２０の主面２１及び裏面２２から３〜１０μｍ深さまで加工を行う。そのため、仕上げ研削工程Ｓ２３に伴うウェハ一枚当たりの素材ロス量は、両面で６〜２０μｍである。そして、この過程で新たにダイヤモンド砥粒の平均砥粒径と同程度の０．１〜３μｍ程度の加工変質層３０が新たに導入される。
なお、この仕上げ研削工程Ｓ２３にかかる時間は、通常、両面で６〜２０分である。
【００７４】
この通り、従来法では、平坦化工程Ｓ１７において導入された１０μｍ程度の加工変質層３０を除去するために、粗研削工程Ｓ２２において２０〜３０μｍ、仕上げ研削工程Ｓ２３において６〜２０μｍの素材ロスが生じる。つまり、加工変質層除去工程Ｓ２０全体において合計３０〜５０μｍの素材ロスが生じる。
【００７５】
一方、本発明のＳｉＣウェハの製造方法においては、先行する平坦化工程Ｓ１４において導入される加工変質層３０をエッチング工程Ｓ２１により除く。
好ましい実施の形態では、平坦化工程Ｓ１４において導入される加工変質層３０の深さと略同一の量、具体的には、加工変質層３０の深さに対して誤差±１μｍの範囲、より好ましくは誤差±０．５μｍの範囲、さらに好ましくは誤差±０．２μｍの範囲の量をエッチングして除去する。
このようにエッチング工程Ｓ２１において、素材ロス量を抑えてエッチングすることにより、1つのインゴットからより多くのＳｉＣウェハ２０を製造することができる。
【００７６】
Ｓｉ蒸気圧エッチングは、熱分解しやすい不安定サイトから優先的にエッチングし、除去するという特徴がある。そのため、平坦化工程Ｓ１４にて導入された加工変質層３０に対してＳｉ蒸気圧エッチングを施すことにより、加工変質層３０を優先的にエッチングできるため、不必要な素材ロスの発生を抑制することができる。
つまり、先行のウェハ形状形成工程Ｓ１０において導入された加工変質層３０を、余分な素材ロスを生じることなく優先して除去することができるため、従来法（合計３０〜５０μｍの素材ロス）と比較して極めて小さい素材ロスのみをもって、加工変質層３０を除去できるのである。
この通り、本発明のＳｉＣウェハの製造方法は、平坦化工程Ｓ１４において導入される加工変質層３０をエッチング工程Ｓ２１により除去する構成によって、素材ロス量の顕著な低減を実現するのである。
【００７７】
必要十分量の加工変質層３０を除去するという観点から、具体的には、エッチング工程Ｓ２１においてＳｉＣウェハ２０の片面につき、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは３μｍ以下、エッチングすることが望ましい。これにより、素材ロス量を抑えながらも高品質なＳｉＣウェハ２０を製造することができる。
また、エッチング工程Ｓ２１においてＳｉＣウェハ２０の片面につき、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上、エッチングすることが望ましい。
【００７８】
また、上述したとおり従来法は平坦化工程Ｓ１７において導入された加工変質層３０を除去するために多段階の工程を要するが、本発明においては平坦化工程Ｓ１４において導入された加工変質層３０をエッチング工程Ｓ２１の一工程で除去することができる。
つまり、本発明によれば、従来法に比べて少ない工程数でＳｉＣウェハ２０を製造することができる。
【００７９】
さらに、従来法では、粗研削工程Ｓ２２及び仕上げ研削工程Ｓ２３において片面ずつ研削加工を行うことが一般的であるが、ウェハの取付け・取り外し作業等の手間が増大することに加え、トワイマン効果によるウェハの反りが発生してしまうという不具合があった。
一方、本発明のＳｉＣウェハの製造方法にて採用するエッチング工程Ｓ２１では、両面同時にエッチングすることが可能であるため、トワイマン効果によるウェハの反りが発生せず、高品質なＳｉＣウェハ２０を製造することができる。
【００８０】
以下、エッチング工程Ｓ２１についてさらに詳細に説明を加える。
はじめに、図４を参照して、Ｓｉ蒸気圧エッチングにて使用される装置構成例について説明する。次いでＳｉ蒸気圧エッチングのエッチング機構とエッチング条件について説明する。
【００８１】
（１）装置構成
本工程においては、図４に示すように、ＳｉＣウェハ２０が収容される坩堝４０と、この坩堝４０を加熱可能な高温真空炉５０と、を備える装置を用いることが好ましい。
【００８２】
坩堝４０は、上容器４１と、この上容器４１に嵌合可能な下容器４２と、ＳｉＣウェハ２０を支持する支持台４３と、を備えている。上容器４１の壁面（上面，側面）及び下容器４２の壁面（側面，底面）は複数の層から構成されており、外部側から内部空間側に向かって順に、タンタル層（Ｔａ）、タンタルカーバイド層（ＴａＣ及びＴａ２Ｃ）、及びタンタルシリサイド層（ＴａＳｉ２又はＴａ５Ｓｉ３等）を有している。
【００８３】
このタンタルシリサイド層は、加熱を行うことで、内部空間にＳｉを供給する。また、坩堝４０にはタンタル層及びタンタルカーバイド層が含まれるため、周囲のＣ蒸気を取り込むことができる。これにより、加熱時に内部空間内を高純度のＳｉ雰囲気とすることができる。なお、タンタルシリサイド層を設けることに代えて、固体のＳｉ等を内部空間に配置しても良い。この場合、加熱時に固体のＳｉが昇華することで、内部空間内を高純度のＳｉ雰囲気とすることができる。
【００８４】
支持台４３は、ＳｉＣウェハ２０の主面２１及び裏面２２の両方を露出させるように支持することが可能である。
【００８５】
高温真空炉５０は、本加熱室５１と、予備加熱室５２と、坩堝４０を予備加熱室５２から本加熱室５１へ移動可能な移動台５３と、を備えている。本加熱室５１は、ＳｉＣウェハ２０を１０００℃以上２３００℃以下の温度に加熱することができる。予備加熱室５２は、ＳｉＣウェハ２０を本加熱室５１で加熱する前に予備加熱を行うための空間である。
【００８６】
本加熱室５１には、真空形成用バルブ５４と、不活性ガス注入用バルブ５５と、真空計５６と、が接続されている。真空形成用バルブ５４は、本加熱室５１の真空度を調整することができる。不活性ガス注入用バルブ５５は、本加熱室５１内に不活性ガス（例えばＡｒガス）を導入し、この圧力を調整することができる。真空計５６は、本加熱室５１内の真空度を測定することができる。
【００８７】
本加熱室５１の内部には、ヒータ５７が備えられている。また、本加熱室５１の側壁及び天井には熱反射金属板が固定されており（図示せず）、この熱反射金属板は、ヒータ５７の熱を本加熱室５１の略中央部に向けて反射させるように構成されている。
これにより、ＳｉＣウェハ２０を強力かつ均等に加熱し、１０００℃以上２３００℃以下の温度まで昇温させることができる。なお、ヒータ５７としては、例えば、抵抗加熱式のヒータ又は高周波誘導加熱式のヒータを用いることができる。
【００８８】
（２）エッチング機構
ＳｉＣウェハ２０を坩堝４０内に収容し、高純度のＳｉ蒸気圧下で１５００℃以上２２００℃以下の温度範囲で高温真空炉５０を用いて加熱を行う。この条件でＳｉＣウェハ２０が加熱されることで、表面がエッチングされる。このエッチングの概要を以下１）〜４）に示す。
【００８９】
１）  ＳｉＣ（ｓ）→Ｓｉ（ｖ）I＋Ｃ（ｓ）
２）  ＴａxＳｉy→Ｓｉ（ｖ）II＋Ｔａx’Ｓｉy’
３）  ２Ｃ（ｓ）＋Ｓｉ（ｖ）I+II→ＳｉＣ２（ｖ）
４）  Ｃ（ｓ）＋２Ｓｉ（ｖ）I+II→Ｓｉ２Ｃ（ｖ）
【００９０】
１）の説明:ＳｉＣウェハ２０（ＳｉＣ（ｓ））がＳｉ蒸気圧下で加熱されることで、熱分解によってＳｉＣからＳｉ原子（Ｓｉ（ｖ）I）が脱離する。
２）の説明:タンタルシリサイド層（ＴａxＳｉy）からＳｉ蒸気（Ｓｉ（ｖ）II）が供給される。
３）及び４）の説明:熱分解によってＳｉ原子（Ｓｉ（ｖ）I）が脱離することで残存したＣ（Ｃ（ｓ））は、Ｓｉ蒸気（Ｓｉ（ｖ）I及びＳｉ（ｖ）II）と反応することで、Ｓｉ２Ｃ又はＳｉＣ２等となって昇華する。
上記１）〜４）の反応が持続的に行われ、結果としてエッチングが進行する。
【００９１】
（３）エッチング条件
Ｓｉ蒸気圧エッチングにおける加熱温度は、１５００〜２２００℃であり、より好ましくは１８００〜２０００℃である。
本加工における加工速度（エッチング速度）は、０．１〜１０μｍ／ｍｉｎである。
本加工における本加熱室５１の真空度は、１０−５〜１０Ｐａであり、より好ましくは１０−３〜１Ｐａである。
本加工における不活性ガスはＡｒであり、この不活性ガスを導入することによって真空度を調整する。
本加工における加工時間は、加工速度に対して所望のエッチング量となるよう任意の時間を設定することができる。例えば、加工速度が１μｍ／ｍｉｎの時に、エッチング量を３μｍとしたい場合には、加工時間は３分となる。
【００９２】
また、上述した通り、エッチング工程Ｓ２１を経たＳｉＣウェハ２０の表面（主面２１及び裏面２２）下の結晶格子には、格子歪みが生じていないことが望ましい。このようにＳｉＣウェハ２０内に格子歪みが生じていないことにより、デバイス製造工程に好ましいＳｉＣウェハ２０を提供することができる。
なお、本明細書中の説明において、格子歪み量というときは、図９における完全結晶層の結晶格子と、歪み層の結晶格子を比較した際に生じているズレ量のことを言い、単に比率を表す数値であるため「％」表記とする。
【００９３】
ＳｉＣウェハ２０表面下の格子歪みは、基準となる基準結晶格子と比較することにより求めることができる。この格子歪みを測定する手段としては、例えば、ＳＥＭ−ＥＢＳＤ法を用いることができる。ＳＥＭ−ＥＢＳＤ法は、走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope: SEM）の中で、電子線後方散乱により得られる菊池線回折図形をもとに、微小領域の歪み測定が可能な手法（Electron Back Scattering Diffraction: EBSD）である。この手法では、基準となる基準結晶格子の回折図形と測定した結晶格子の回折図形を比較することで、格子歪み量を求めることができる。
【００９４】
基準結晶格子としては、例えば、格子歪みが生じていないと考えられる領域に基準点Ｒを設定する。すなわち、図９の完全結晶層に基準点Ｒを配置することが望ましい。通常、加工変質層の深さは、１０μｍ程度となるのが定説である。そのため、基準点Ｒは、表面からの深さが２０〜３０μｍ程度の位置に設定すればよい。
次に、この基準点Ｒにおける結晶格子の回折図形と、ナノメートルオーダーのピッチで測定した各測定領域の結晶格子の回折図形とを比較する。これにより、基準点Ｒに対する各測定領域の格子歪み量を算出することができる。
【００９５】
また、基準結晶格子として格子歪みが生じていないと考えられる基準点Ｒを設定する場合を示したが、単結晶ＳｉＣの理想的な結晶格子を基準とすることや、測定領域面内の大多数（例えば、過半数以上）を占める結晶格子を基準とすることも当然に可能である。
【００９６】
また、ＳｉＣウェハ２０表面下の格子歪み量を求める方法としては、汎用的な応力測定方法を採用することができ、例えば、ラマン分光法、Ｘ線回折法、電子線回折法等を例示することができる。
【００９７】
本発明のＳｉＣウェハ２０表面下の結晶格子は、基準結晶格子に対する格子歪み量が、好ましくは０．０１％以下であり、より好ましくは０．００５％以下であり、さらに好ましくは０．００１％以下である。
このように、格子歪み量が０．０１％以下であることにより、ＳｉＣウェハ２０内に応力がほとんど生じておらず、加工変質層の中でも除去が難しい歪み層を除去されていることがわかる。
【００９８】
なお、このエッチング工程Ｓ２１の前に仕上げ研削工程Ｓ２３や仕上げ研磨工程を含んでも良い。このように仕上げ研削工程Ｓ２３や仕上げ研磨工程をエッチング工程Ｓ２１前に行うことにより、エッチング後のＳｉＣウェハ２０の平坦度を向上させることができる。
【００９９】
＜３＞鏡面研磨工程
本発明のＳｉＣウェハの製造方法の一実施の形態は鏡面研磨工程Ｓ３０を含む。
鏡面研磨工程Ｓ３０は、研磨パッドの機械的な作用とスラリーの化学的な作用を併用して研磨を行う化学機械研磨（ＣＭＰ）工程（ステップＳ３１）を含んでいる。
【０１００】
本発明のＳｉＣウェハの製造方法においては、エッチング工程Ｓ２１の後、より好ましくはエッチング工程Ｓ２１の後に他の工程（より具体的には加工変質層３０を導入し得る工程）を挟まずに、化学機械研磨工程Ｓ３１を行う。
【０１０１】
この化学機械研磨工程Ｓ３１は、後のデバイス製造工程に好ましい表面状態である鏡面に加工する工程である。なお、図３ではＳｉＣウェハ２０の主面２１を鏡面化する様子を示しているが（二点鎖線部分）、主面２１及び裏面２２の両面を鏡面化しても良いし、裏面２２のみを鏡面化しても良い。
【０１０２】
なお、製品管理上の観点では主面２１のみに化学機械研磨工程Ｓ３１を実施し、鏡面と梨地面を有するＳｉＣウェハ２０を製造することが好ましい。化学機械研磨工程Ｓ３１を施された主面２１は、加工変質層３０を有さず、かつ、平坦度の高い表面である一方、残る裏面２２も加工変質層３０を有さない優れた表面を有している。つまり、本発明のＳｉＣウェハの製造方法によれば、鏡面と梨地面を有する高品質なＳｉＣウェハ２０を製造することができる。
【０１０３】
通常、化学機械研磨工程Ｓ３１では、ＳｉＣウェハ２０の表面から０．５〜１．５μｍ深さまで加工を行う。そのため、化学機械研磨工程Ｓ３１に伴うウェハ一枚当たりの素材ロス量は、片面加工の場合０．５〜１．５μｍであり、両面加工の場合１〜３μｍである。
また、この化学機械研磨工程Ｓ３１にかかる時間は、通常、両面で０．５〜１．５時間である。
【０１０４】
なお、従来法における化学機械研磨工程Ｓ３１は、加工変質層除去工程Ｓ２０における仕上げ研削工程Ｓ２３にて新たに導入された加工変質層３０を除去する技術的意義を有する（図７及び図８）。一方、本発明のＳｉＣウェハの製造方法においては、先行のエッチング工程Ｓ２１において加工変質層３０を全て除去することが可能である。そのため、本発明のＳｉＣウェハの製造方法における化学機械研磨工程Ｓ３１においては、加工変質層３０を除去するという技術的な意義は従来法に比べて薄い。
【０１０５】
＜４＞まとめ
エッチング工程Ｓ２１の前に平坦化工程Ｓ１４を行うことによって、平坦化工程Ｓ１４によって導入される加工変質層３０（クラック層及び歪み層）をエッチング工程Ｓ２１により除去することができる。このエッチング工程Ｓ２１の後に化学機械研磨工程Ｓ３１を行うことにより、加工変質層３０がなく、高い平坦度を有する高品質なＳｉＣウェハ２０を製造することができる。
【０１０６】
また、表１に従来法と本発明のＳｉＣウェハの製造方法の各工程における素材ロス量、導入される加工変質層３０の深さについてまとめる。
【０１０７】
【表１】
2020015646.tif 000003
【０１０８】
表１に示すように、従来法においては合計で８７〜１５２μｍの素材ロスが生じる。特に従来法では各工程で導入される加工変質層３０を確実に除去するため、ＳｉＣウェハ２０一枚当たり１００μｍ以上を除去するのが一般的である。
一方、本発明のＳｉＣウェハの製造方法における素材ロス量は、表１に示すように６１〜１２２μｍである。この通り、本発明によれば、ＳｉＣウェハの製造における素材ロス量を大幅に低減することが可能である。
【０１０９】
また、スライス工程Ｓ１３においてインゴット１０から切り出すＳｉＣウェハ２０の加工前厚さＤ１は、この素材ロス量を指標に設定される。つまり、最終的に得たいＳｉＣウェハ２０の厚さＤ（表面加工終了時おけるＳｉＣウェハ２０の厚さ）に、素材ロス量を加算した厚みを加工前厚さＤ１に設定する。
【０１１０】
この通り、表面加工の終了後におけるＳｉＣウェハの厚みに素材ロス量を加算して、加工前厚さＤ１を決定するが、ここでいう「表面加工」とは、平坦化工程Ｓ１４、エッチング工程Ｓ２１及び化学機械研磨工程Ｓ３１のように、ＳｉＣウェハ２０の厚さを減少させる加工のことをいう。
つまり、後行の工程により厚さがそれ以上減少しない時点にまで至ったＳｉＣウェハ２０の厚さに対して、素材ロス量を加算して、加工前厚さＤ１を設定する。
【０１１１】
したがって、ＳｉＣウェハ２０の厚みＤに、下限として６１μｍ以上、より好ましくは６２μｍ以上、さらに好ましくは６３μｍ以上の厚みを加算したものを加工前厚さＤ１に設定することが好ましい。
【０１１２】
また、ＳｉＣウェハ２０の厚みＤに、上限として１２２μｍ以下、より好ましくは１２０μｍ以下、さらに好ましくは１１０μｍ以下の厚みを加算したものを加工前厚さＤ１に設定することで、1つのインゴット１０からより多くのＳｉＣウェハ２０を製造することができる。
【０１１３】
また、上述の通り、従来法ではＳｉＣウェハ２０一枚当たり１００μｍ以上を除去するのが一般的である。そのため、ＳｉＣウェハ２０の厚みＤに、上限として１００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ未満の厚みを加算したものを加工前厚さＤ１に設定することで、一般的に行われる従来法を使用したときに比べて、多くのＳｉＣウェハ２０を製造することができる。
【０１１４】
さらに、表１に示すように、従来法では素材ロス量の下限が８７μｍである。そのため、ＳｉＣウェハ２０の厚みＤに、上限として８７μｍ以下、より好ましくは８７μｍ未満、より好ましくは８０μｍ以下の厚みを加算したものを加工前厚さＤ１に設定することで、従来法では実現困難な高い取り量でＳｉＣウェハ２０を製造することができる。
【０１１５】
なお、スライス工程Ｓ１３から鏡面研磨工程Ｓ３０までを経たＳｉＣウェハ２０の厚みＤは、典型的には１００〜６００μｍ、より典型的には１５０〜５５０μｍ、さらに典型的には２００〜５００μｍ、さらに典型的には２５０〜４５０μｍ、さらに典型的には３００〜４００μｍを例示することができる。
つまり、これら典型的なＳｉＣウェハ２０の厚みに、本発明のＳｉＣウェハの製造方法による素材ロス量を加算して、加工前厚さＤ１を設定することが好ましい。
【０１１６】
具体的には、本発明のＳｉＣウェハの製造方法によって厚さＤが３５０μｍであるＳｉＣウェハ２０を最終生産物として得たい場合には、加工前厚さＤ１が下限として４１１μｍ以上、より好ましくは４１２μｍ以上、さらに好ましくは４１３μｍ以上であるＳｉＣウェハ２０をスライス工程Ｓ１３において得ることが好ましい。
また、この場合、加工前厚さＤ１が上限として４７２μｍ以下、より好ましくは４７０μｍ以下、さらに好ましくは４６０μｍ以下、さらに好ましくは４５０μｍ以下、さらに好ましくは４５０μｍ未満、さらに好ましくは４３７μｍ以下、さらに好ましくは４３７μｍ未満であるＳｉＣウェハ２０をスライス工程Ｓ１３において得ることが好ましい。
【０１１７】
また、平坦化工程Ｓ１４において、修正モース硬度１５未満の砥粒を用いる場合や、砥粒を破砕しながら平坦化を行う場合には、この工程で導入される加工変質層３０の深さを３μｍ以下に抑えることができる。
この場合の各工程における素材ロス量、導入される加工変質層３０の深さは以下の表２に示す通りである。
【０１１８】
【表２】
2020015646.tif 000004
【０１１９】
表２に示すように、平坦化工程Ｓ１４において導入される加工変質層３０の深さを３μｍ以下に抑える好ましい形態とした場合、素材ロス量は、６１〜１０８μｍである。この通り、本発明によれば、ＳｉＣウェハの製造における素材ロス量を大幅に低減することが可能である。
【０１２０】
したがって、本発明の好ましい形態では、好ましくは１０８μｍ以下、より好ましくは１０６μｍ以下、さらに好ましくは９６μｍ以下の厚みを加算したものを加工前厚さＤ１に設定することで、1つのインゴット１０からより多くのＳｉＣウェハ２０を製造することができる。
【０１２１】
具体的には、本発明の好ましい形態によって厚さＤが３５０μｍであるＳｉＣウェハ２０を最終生産物として得たい場合には、加工前厚さＤ１が上限として４５８μｍ以下、より好ましくは４５６μｍ以下、さらに好ましくは４５０μｍ以下、さらに好ましくは４５０μｍ未満、さらに好ましくは４４６μｍ以下、さらに好ましくは４３７μｍ以下、さらに好ましくは４３７μｍ未満であるＳｉＣウェハ２０をスライス工程Ｓ１３において得ることが好ましい。
【０１２２】
なお、エッチング工程Ｓ２１におけるエッチング量が２０μｍ以下及び６μｍ以下の場合である場合の数値を表１及び表２にまとめ、この数値に基づき加工前厚さＤ１についての具体的な数値を記載したが、本発明の実施の形態は当然これに限定されない。
エッチング工程Ｓ２１におけるエッチング量が別の数値を取る場合には、その数値に基づき合計素材ロス量を計算し、加工前厚さＤ１を設定することができる。エッチング量が別の数値を取る場合における加工前厚さＤ１の具体的な数値は本明細書に記載しないが、簡易な計算により求めることができるため、本明細書に記載されているも同然であるといえる。
【実施例】
【０１２３】
以下、実施例を示しながら、本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されないことはいうまでもない。
【０１２４】
＜１＞ＳｉＣウェハの製造
以下の方法で実施例１及び実施例２のＳｉＣウェハを製造した。
【０１２５】
＜実施例１＞
（スライス工程）
平均砥粒径１０μｍのダイヤモンド砥粒を含むスラリーを用いて、単結晶ＳｉＣインゴットをスライスし、６インチ径のＳｉＣウェハを得た。
【０１２６】
（平坦化工程）
このＳｉＣウェハについて、平均砥粒径４０μｍのＢ４Ｃ砥粒を含むスラリーを用いた遊離砥粒方式で、加工圧力を１５０ｇ／ｃｍ２、定盤回転数は１５ｒｐｍ、ヘッド回転数は５ｒｐｍ、加工時間は２０分、加工速度は約１．０μｍ／分、の条件で平坦化した。
このとき、平坦化工程の終了時におけるＢ４Ｃ砥粒の平均砥粒径は１０μｍであった。
【０１２７】
（エッチング工程）
平坦化工程後のＳｉＣウェハに対し、エッチング量３μｍ（加工時間約３ｍｉｎ、加工速度１μｍ/ｍｉｎ）の条件でＳｉ蒸気圧エッチングを施した。
【０１２８】
＜実施例２＞
（スライス工程）
実施例１と同じ条件でスライス工程を実施し６インチ径のＳｉＣウェハを得た。
（エッチング工程）
得られたＳｉＣウェハについて実施例１と同じ条件でＳｉ蒸気圧エッチングを施した。エッチング量は３．５μｍであった。
【０１２９】
＜２＞ＳＥＭ−ＥＢＳＤによる応力測定
また、エッチング工程の前後の実施例１及び実施例２のＳｉＣウェハに存在する応力をＳＥＭ−ＥＢＳＤ法により観察した。その結果を図５及び図６に示す。実施例１及び実施例２のＳｉＣウェハを劈開した断面を、走査型電子顕微鏡を用いて、以下の条件で測定を行った。
ＳＥＭ装置：Ｚｅｉｓｓ製Ｍｅｒｌｉｎｅ
ＥＢＳＤ解析：ＴＳＬソリューションズ製ＯＩＭ結晶方位解析装置
加速電圧：１５ｋＶ
プローブ電流：１５ｎＡ
ステップサイズ：２００ｎｍ
基準点Ｒ深さ：２０〜２５μｍ
【０１３０】
図５は実施例１の断面ＳＥＭ−ＥＢＳＤイメージング画像であり、図６は実施例２の断面ＳＥＭ−ＥＢＳＤイメージング画像である。
図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、エッチング工程の前においては、実施例１及び実施例２のＳｉＣウェハ内に格子歪みが観察された。これは、粗面加工工程等により導入された格子歪みである。なお、いずれも圧縮応力が観測されている。
一方、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、エッチング工程の後においては、表面下の結晶格子は、基準結晶格子に対する格子歪みが０．００１％以下であり、実施例１及び実施例２のＳｉＣウェハ内に格子歪みは観察されなかった。
この結果は、エッチング工程により導入されたＳｉＣウェハ内の応力をエッチング工程により除去できることを示している。
【０１３１】
実施例１及び実施例２のＳｉＣウェハのように応力が除去された状態のＳｉＣウェハに対して化学機械研磨加工を施せば、内部には格子歪みがなく、かつ高度な平坦度を有する高品質なＳｉＣウェハを得ることができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１０  インゴット
２０  ＳｉＣウェハ
３０  加工変質層
４０  坩堝
５０  高温真空炉
【図１】
2020015646.tif 000005
【図２】
2020015646.tif 000006
【図３】
2020015646.tif 000007
【図４】
2020015646.tif 000008
【図５】
2020015646.tif 000009
【図６】
2020015646.tif 000010
【図７】
2020015646.tif 000011
【図８】
2020015646.tif 000012
【図９】
2020015646.tif 000013