(57)【要約】【課題】反りの小さい炭化珪素基板を提供する。【解決手段】炭化珪素基板１０の製造方法は以下の工程を有している。炭化珪素インゴット１をスライスすることにより、互いに対向する第１の主面１１Ａおよび第２の主面１１Ｂを有し、かつ第１のＳＯＲＩ値２１を有する第１中間基板１１が形成される。第１中間基板１１の第１の主面１１Ａおよび第２の主面１１Ｂの少なくとも一方をエッチングすることにより、第１のＳＯＲＩ値２１よりも小さい第２のＳＯＲＩ値２２を有する第２中間基板１２が形成される。第２中間基板１２の第１の主面１２Ａおよび第２の主面１２Ｂの少なくとも一方を研磨することにより、第２のＳＯＲＩ値２２よりも小さい第３のＳＯＲＩ値２３を有する第３中間基板１３が形成される。【選択図】図１１
2014017358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素インゴットをスライスすることにより、互いに対向する第１の主面および第２の主面を有し、かつ第１のＳＯＲＩ値を有する第１中間基板を形成する工程と、
前記第１中間基板の前記第１の主面および前記第２の主面の少なくとも一方をエッチングすることにより、前記第１のＳＯＲＩ値よりも小さい第２のＳＯＲＩ値を有する第２中間基板を形成する工程と、
前記第２中間基板の前記第１の主面および前記第２の主面の少なくとも一方を研磨することにより、前記第２のＳＯＲＩ値よりも小さい第３のＳＯＲＩ値を有する第３中間基板を形成する工程とを備えた、炭化珪素基板の製造方法。
【請求項２】
前記第３中間基板の前記第１の主面および前記第２の主面の各々をＣＭＰ処理する工程をさらに備えた、請求項１に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項３】
前記第３中間基板を形成する工程は、前記第２中間基板の前記第１の主面および前記第２の主面の各々を同時に研磨することにより行われる、請求項１または２に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項４】
前記第２中間基板を形成する工程は、前記第１中間基板の前記第１の主面および前記第２の主面の少なくとも一方に水酸化カリウムを用いたウェットエッチングを行う工程を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項５】
前記第２中間基板を形成する工程は、前記第１中間基板の前記第１の主面および前記第２の主面の少なくとも一方に塩素ガスまたはフッ素ガスを用いたドライエッチングを行う工程を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項６】
前記第２中間基板を形成する工程は、前記第１中間基板の前記第１の主面および前記第２の主面の各々をエッチングすることにより行われる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項７】
前記第２中間基板を形成する工程では、前記インゴットをスライスする方向と垂直な方向におけるＳＯＲＩ値を低減するように前記第１中間基板がエッチングされる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項８】
互いに対向する第１の主面および第２の主面を有し、
前記第１の主面の面粗度Ｒｍｓは０．２ｎｍ以下であり、
前記第２の主面の面粗度Ｒｍｓが１０ｎｍ未満であって、
ＳＯＲＩ値が２３μｍ以下、かつＴＴＶ値が３μｍ以下である直径４インチ以上の炭化珪素基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、炭化珪素基板およびその製造方法に関し、特に炭化珪素基板の反りを低減可能な炭化珪素基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の製造用に炭化珪素基板が用いられ始めている。炭化珪素は珪素に比べて大きなバンドギャップを有し、絶縁破壊電界が高く、さらに飽和電子移動度が高い特徴を有していることから、炭化珪素基板を用いた半導体装置は、高温環境下での特性劣化が小さく、耐圧が高く、オン抵抗が低い、という優れた特性を有している。
【０００３】
たとえば、特開２００８−３７４６１７号公報（特許文献１）には、炭化珪素基板を製造する方法が開示されている。当該公報には、炭化珪素基板が炭化珪素の塊体をワイヤーソーによって切削加工することにより切り出され、その後、ラッピング装置を用いて加工変質層を除去する方法が開示されている。また当該公報に記載された炭化珪素基板の製造方法によれば、反りが±５０μｍ以下であって表面粗度Ｒａが１ｎｍ以下の炭化珪素基板が製造可能であることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３７４６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、炭化珪素の塊体から炭化珪素基板をワイヤーソーによって切り出すときに、切り出す方向によっては大きな反りが発生する場合があった。このような大きな反りを有する炭化珪素基板を研磨する場合、研磨プレートへの高精度な貼付が困難であったり、研磨用キャリアから炭化珪素基板が脱落することがあったりし、良好な研磨を実施することが困難であった。そのため、反りの小さい炭化珪素基板を製造することが困難であった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、反りの小さい炭化珪素基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る炭化珪素基板の製造方法は以下の工程を有している。炭化珪素インゴットをスライスすることにより、互いに対向する第１の主面および第２の主面を有し、かつ第１のＳＯＲＩ値を有する第１中間基板が形成される。第１中間基板の第１の主面および第２の主面の少なくとも一方をエッチングすることにより、第１のＳＯＲＩ値よりも小さい第２のＳＯＲＩ値を有する第２中間基板が形成される。第２中間基板の第１の主面および第２の主面の少なくとも一方を研磨することにより、第２のＳＯＲＩ値よりも小さい第３のＳＯＲＩ値を有する第３中間基板が形成される。
【０００８】
本発明に係る炭化珪素基板の製造方法によれば、第１中間基板の第１の主面および第２の主面の少なくとも一方をエッチングすることにより、第１のＳＯＲＩ値よりも小さい第２のＳＯＲＩ値を有する第２中間基板が形成される。その後、第２中間基板の第１の主面および第２の主面の少なくとも一方が研磨される。すなわち、エッチングによって炭化珪素基板の反りを低減した後に、炭化珪素基板を研磨する工程が行われる。従来炭化珪素基板の反りが大きいという理由で炭化珪素基板が研磨用プレートに精度よく貼り付けられなかったり、研磨時に研磨用キャリアから脱落したりする不具合事象の発生をこの施策によって抑制することができる。結果として、炭化珪素基板が良好に研磨されることにより、炭化珪素基板の反りを低減することができる。
【０００９】
上記の炭化珪素基板の製造方法において好ましくは、第３中間基板の第１の主面および第２の主面の各々がＣＭＰ処理される。これにより、炭化珪素基板の反りをより低減することができる。
【００１０】
上記の炭化珪素基板の製造方法において好ましくは、第３中間基板を形成する工程は、第２中間基板の第１の主面および第２の主面の各々を同時に研磨することにより行われる。これにより、炭化珪素基板の製造時間を短縮しつつ、炭化珪素基板の反りを低減することができる。
【００１１】
上記の炭化珪素基板の製造方法において好ましくは、第２中間基板を形成する工程は、第１中間基板の第１の主面および第２の主面の少なくとも一方に水酸化カリウムを用いたウェットエッチングを行う工程を含む。これにより、効率的に反りの小さい第２中間基板が製造可能である。
【００１２】
上記の炭化珪素基板の製造方法において好ましくは、第２中間基板を形成する工程は、第１中間基板の第１の主面および第２の主面の少なくとも一方に塩素ガスまたはフッ素ガスを用いたドライエッチングを行う工程を含む。これにより、効率的に反りの小さい第２中間基板が製造可能である。
【００１３】
上記の炭化珪素基板の製造方法において好ましくは、第２中間基板を形成する工程は、第１中間基板の第１の主面および第２の主面の各々をエッチングすることにより行われる。これにより、より効率的に反りの小さい第２中間基板が製造可能である。
【００１４】
上記の炭化珪素基板の製造方法において好ましくは、第２中間基板を形成する工程では、インゴットをスライスする方向と垂直な方向におけるＳＯＲＩ値を低減するように第１中間基板がエッチングされる。第１中間基板の反りは、インゴットをスライスする方向と垂直な方向に発生しやすい。インゴットをスライスする方向と垂直な方向におけるＳＯＲＩ値を低減するようにエッチングすることで、より効率的に反りの小さい第２中間基板が製造可能である。
【００１５】
本発明に係る炭化珪素基板は、互いに対向する第１の主面および第２の主面を有する。第１の主面の面粗度Ｒｍｓは０．２ｎｍ以下である。第２の主面の面粗度Ｒｍｓが１０ｎｍ未満である。ＳＯＲＩ値が２３μｍ以下であり、かつＴＴＶ値が３μｍ以下である。直径は４インチ以上である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、反りの小さい炭化珪素基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る炭化珪素基板の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る炭化珪素基板の構成を概略的に示す断面模式図である。
【図３】ＳＯＲＩおよびＴＴＶの定義を説明するための平面模式図である。
【図４】ＳＯＲＩおよびＴＴＶの定義を説明するための断面模式図である。
【図５】ＳＯＲＩおよびＴＴＶの定義を説明するための断面模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る炭化珪素基板の製造方法を概略的に示すフロー図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る炭化珪素基板の製造方法のスライス工程を概略的に示す平面模式図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る炭化珪素基板の製造方法のスライス工程を概略的に示す正面模式図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る炭化珪素基板のＳＯＲＩの方向を説明するための平面模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る炭化珪素基板の製造方法の研磨工程を概略的に示す断面模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る第１中間基板を概略的に示す断面模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係る第２中間基板を概略的に示す断面模式図である。
【図１３】本発明の実施の形態１に係る第３中間基板を概略的に示す断面模式図である。
【図１４】本発明の実施の形態１に係る第４中間基板を概略的に示す断面模式図である。
【図１５】本発明の実施の形態２に係る炭化珪素基板の製造方法を概略的に示すフロー図である。
【図１６】本発明の実施の形態２に係る炭化珪素基板の製造方法の研磨工程を概略的に示す断面模式図である。
【図１７】本発明の実施の形態２に係る炭化珪素基板の製造方法の研磨工程におけるキャリアと第２中間基板との位置関係を説明するための平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００１９】
また、本明細書中の結晶学的記載においては、個別方位を［］、集合方位を＜＞、個別面を（）、集合面を｛｝でそれぞれ示している。また、負の指数については、結晶学上、”−”（バー）を数字の上に付けることになっているが、本明細書中では、数字の前に負の符号を付けている。また角度の記載には、全方位角を３６０度とする系を用いている。
【００２０】
（実施の形態１）
図１および図２を参照して、本発明の実施の形態１に係る炭化珪素基板の構成について説明する。
【００２１】
図１および図２に示すように、本発明の実施の形態１に係る炭化珪素基板１０は、互いに対向する第１の主面１０Ａおよび第２の主面１０Ｂを有している。炭化珪素基板１０は、たとえば単結晶炭化珪素からなる。単結晶炭化珪素は、たとえば六方晶の結晶構造を有しており、ポリタイプはたとえば４Ｈである。第１の主面１０Ａおよび第２の主面１０Ｂの少なくとも一方はたとえば｛０３−３８｝面である。第１の主面１０Ａおよび第２の主面１０Ｂの少なくとも一方はたとえば｛０−１１−１｝面や｛０−１１−２｝面であってもよく、｛０００−１｝面に対して、巨視的に６２°±１０°のオフ角を有する面であっても構わない。
【００２２】
第１の主面１０Ａは鏡面処理が施された表面であって、第１の主面１０Ａの面粗度Ｒｍｓ（自乗平均面粗さ）は０．２ｎｍ以下である。また、第２の主面１０Ｂは裏面であって、第２の主面の面粗度Ｒｍｓ（自乗平均面粗さ）は１０ｎｍ未満である。面粗度ＲｍｓはたとえばＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；原子間力顕微鏡）によって測定可能である。
【００２３】
本実施の形態に係る第１の主面１０Ａの面粗度Ｒｍｓ（自乗平均面粗さ）はたとえば０．０７３ｎｍ程度であり、第１の主面１０Ａの面粗度Ｒａ（平均面粗さ）はたとえば０．０５７ｎｍ程度である。また、第２の主面１０Ｂの面粗度Ｒｍｓ（自乗平均面粗さ）はたとえば４〜６ｎｍ程度である。本実施の形態の炭化珪素基板１０は、たとえば４インチ以上であり、ＳＯＲＩ（反り）値は２３μｍ以下であって、かつＴＴＶ（Ｔｏｔａｌ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）値が３μｍ以下である。
【００２４】
次に、図３〜図５を参照してＳＯＲＩ値およびＴＴＶ値の定義について説明する。
図３および図４を参照して、ＳＯＲＩ値について説明する。ＳＯＲＩ値とは、炭化珪素基板の反りの程度を定量化するためのパラメータの一つである。ＳＯＲＩ値は、炭化珪素基板１０の第１の主面１０Ａの最小二乗面を基準の高さ（最小二乗面高さ６）とした場合、第１の主面１０Ａの位置３（最高点）における高さと基準の高さとの距離と位置４（最低点）における高さと基準の高さとの距離の合計値を表す。ＳＯＲＩ値は距離を表すため、常に正の値となる。なお、ＳＯＲＩ値は、クランプされていない炭化珪素基板１０に対して計算される。
【００２５】
またＳＯＲＩ値は、ある測定範囲における反りの程度を表す。たとえば、炭化珪素基板１０のある位置７から他の位置３までの間（範囲ｄ）においてＳＯＲＩ値が決定される。本実施の形態において、炭化珪素基板１０のＳＯＲＩ値とは、炭化珪素基板１０の主面（第１の主面１０Ａまたは第２の主面１０Ｂ）内における任意の２点間におけるＳＯＲＩ値のうち最大のＳＯＲＩ値のことを指す。
【００２６】
通常、互いに対向する第１の主面１０ＡのＳＯＲＩ値と第２の主面１０ＢのＳＯＲＩ値はほぼ同じ値になるので炭化珪素基板１０のＳＯＲＩ値は一義的に決定される。もし、第１の主面１０ＡのＳＯＲＩ値と第２の主面１０ＢのＳＯＲＩ値が異なっている場合、炭化珪素基板１０のＳＯＲＩ値とは、第１の主面１０ＡのＳＯＲＩ値および第２の主面１０ＢのＳＯＲＩ値のうち、大きい値のＳＯＲＩ値のことである。
【００２７】
ＴＴＶ値とは、炭化珪素基板１０の厚みのばらつきを定量化するパラメータの一つである。たとえば、炭化珪素基板１０の互いに対向する第１の主面１０Ａおよび第２の主面１０Ｂのうち、一方の主面（たとえば第２の主面１０Ｂ）が平坦な面であると仮定する。このとき、炭化珪素基板１０の各位置における厚みに等しくなるように、第２の主面１０Ｂに対向する第１の主面１０Ａの高さを決定した仮想の炭化珪素基板１０を図５に示す。図５に示す仮想の炭化珪素基板１０の最大の厚みをＴ１とし、最小の厚みをＴ２とすると、ＴＴＶ値は最大厚みと最小厚みの差（つまりＴ１−Ｔ２）として計算された値である。なお、ＴＴＶ値は、裏面がクランプされた炭化珪素基板１０に対して計算される。
【００２８】
次に、本発明の実施の形態１に係る炭化珪素基板１０の製造方法について図６を参照して説明する。
【００２９】
まず、インゴットスライス工程（Ｓ１０：図６）が実施される。具体的には、炭化珪素からなるインゴット１がたとえばカーボンからなる台座（図示せず）により固定される。図７に示すように、台座に固定された状態のインゴット１がスライサーのステージ８上に配置される。ステージ８の上方には複数本のソーワイヤ５が配置されている。インゴット１は、ソーワイヤ５で切り出された中間基板の主面が所望の面となるように配置される。たとえば、インゴット１の成長方向ａ（つまり＜０００１＞方向）とソーワイヤ５の延在する方向とがなす角度φがたとえば５４．７°となるように、インゴット１がスライサーのステージ８上に配置される。
【００３０】
次に、図８を参照して、ソーワイヤ５をソーワイヤ５の伸長方向Ｓに沿って往復移動させながら、ソーワイヤ５とインゴット１とを相対的に近づける。この場合、ソーワイヤ５がインゴット１に近づいても構わないし、インゴット１がソーワイヤ５に近づいても構わない。インゴット１がソーワイヤ５に接触し、ソーワイヤ５が伸長方向Ｓに沿って往復移動することにより、インゴット１の切断が開始される。たとえば、インゴット１がソーワイヤ５の伸長方向Ｓと垂直な方向に移動することにより、インゴット１が切断される。なお、本明細書においてインゴット１をスライスする方向Ｚとは、インゴット１の切り始めから切り終わりまでインゴット１またはソーワイヤ５が移動した方向のことである。なお、インゴット１の切断は、遊離砥粒を用いて行われても構わないし、たとえばワイヤに固定された固定砥粒を用いて行われても構わない。インゴット１の切断には、たとえばダイヤモンド砥粒が用いられる。
【００３１】
以上のようにして、炭化珪素からなるインゴット１をスライスすることにより、互いに対向する第１の主面１１Ａおよび第２の主面１１Ｂを有し、第１のＳＯＲＩ値２１を有する第１中間基板１１（図１１参照）が形成される。図９を参照して、たとえば第１の主面１１Ａが（０３−３８）面である第１中間基板１１が形成された場合における、インゴット１のスライス方向（Ｘ方向）（つまり＜１１−２０＞方向）に沿った第１のＳＯＲＩ値２１は１３μｍ程度（測定範囲４０ｍｍ）であり、当該スライス方向とは垂直な方向＜０１−１０＞（Ｙ方向）に沿った第１のＳＯＲＩ値２１は１０μｍ程度（測定範囲２０ｍｍ）、曲率半径では５ｍであり、つまり４インチ基板換算では、スライス加工直後およそ２５０μｍのＳＯＲＩ値にもなる。
【００３２】
次に、基板エッチング工程（Ｓ２０：図６）が実施される。この工程（Ｓ２０：図６）では、上記工程（Ｓ１０：図６）で切り出された第１中間基板１１の第１の主面１１Ａおよび第２の主面１１Ｂの少なくとも一方がエッチングされる。好ましくは、第１中間基板１１の第１の主面１１Ａおよび第２の主面１１Ｂの各々がエッチングされる。エッチングは、ウェットエッチングであっても構わないし、ドライエッチングであっても構わない。ウェットエッチングの具体例としては、たとえば第１中間基板１１を５２０℃程度の溶融ＫＯＨ（水酸化カリウム）に浸漬されることによりエッチングが行われる。溶融ＫＯＨに浸漬される時間はたとえば５分以上８分以下である。当該エッチングによる第１中間基板１１の除去量はたとえば３μｍ以上１０μｍ以下程度である。ドライエッチングの具体例としては、たとえば第１中間基板１１の第１の主面１１Ａおよび第２の主面１１Ｂの少なくとも一方に対して塩素ガスおよび酸素ガスを導入した雰囲気下においてエッチングが行われる。好ましくは、ドライエッチングは塩素ガスまたはフッ素ガスを用いて行われる。当該エッチングによる第１中間基板１１の除去量はたとえば１μｍ以上３μｍ以下程度である。
【００３３】
以上のように、上記工程（Ｓ１０：図６）で第１中間基板１１の第１の主面１１Ａおよび第２の主面１１Ｂに形成された加工変質層が一部または全部除去される。これにより、第１中間基板１１の反りが低減する。つまり、第１中間基板１１の第１の主面１１Ａおよび第２の主面１１Ｂの少なくとも一方をエッチングすることにより、第１のＳＯＲＩ値２１よりも小さい第２のＳＯＲＩ値２２を有する第２中間基板１２（図１２参照）が形成される。第２中間基板１２における、スライス方向とは垂直な方向（つまり＜０１−１０＞方向）に沿った第２のＳＯＲＩ値２２は、たとえば２μｍ程度（測定範囲２０ｍｍ）、曲率半径では２５ｍであり、４インチ基板換算ではスライス加工後エッチング処理によりおよそ５０μｍ程度のＳＯＲＩ値となる。上述した第１のスライス加工直後のＳＯＲＩ値２１（１０μｍ（測定範囲２０ｍｍ））よりも大幅に小さい。
【００３４】
なお、基板エッチング工程（Ｓ２０：図６）において好ましくは、インゴット１をスライスする方向と垂直な方向におけるＳＯＲＩ値が低減されるように第１中間基板１１の第１の主面１１Ａおよび第２の主面１１Ｂのいずれか一方がエッチングされる。言い換えれば、インゴット１をスライスする方向と垂直な方向における第１のＳＯＲＩ値２１を有する第１中間基板１１をエッチングすることにより、インゴット１をスライスする方向と垂直な方向における第１のＳＯＲＩ値２１よりも小さい第２のＳＯＲＩ値２２を有する第２中間基板１２が形成される。
【００３５】
次に、基板貼付工程（Ｓ３０：図６）が実施される。この工程（Ｓ３０：図６）では、上記工程（Ｓ２０：図６）によって形成された第２中間基板１２が研磨プレートに固定される。具体的には、図１０を参照して、第２のＳＯＲＩ値２２を有する第２中間基板１２が接着剤３０を介して研磨プレート４０に固定される。このとき、たとえば第２中間基板１２の凸の反りを有する側（たとえば第１の主面１２Ａ)が接着剤３０に接するように第２中間基板１２が配置される。第２中間基板１２は、中央部のみが接着剤３０に接しており、外周部は接着剤３０に接しない状態で研磨プレート４０の固定されていても構わない。
【００３６】
研磨プレート４０として、たとえばポーラスセラミックプレートが用いられてもよい。この場合、第２中間基板１２は、真空引きによって研磨プレート４０に吸着されて研磨プレート４０に固定される。つまり、第２中間基板１２は接着剤３０を介さずに研磨プレート４０に固定される。
【００３７】
接着剤３０を用いて第２中間基板１２が研磨プレート４０に固定される場合、反りが大きい第２中間基板１２は、反りが小さい第２中間基板１２よりも接着剤３０に接する面積が小さくなる。また、真空引きにより第２中間基板１２が研磨プレート４０に固定される場合、反りが大きい第２中間基板１２は、反りが小さい第２中間基板１２よりも研磨プレート４０に接する面積が小さくなる。それゆえ、いずれの方法で研磨プレート４０に固定される場合においても、反りが大きい第２中間基板１２は、反りが小さい第２中間基板１２と比較して、研磨プレート４０によって第２中間基板１２を保持する力が小さくなる。そのため、反りが大きい第２中間基板１２は、反りが小さい第２中間基板１２よりも、研磨プレート４０から脱落しやすい。本実施の形態１に係る製造方法においては、研磨プレート４０に第２中間基板１２を貼り付ける前に、エッチング工程が実施され反りが低減されている。それゆえ、その後の研磨工程において、第２中間基板１２が研磨プレート４０から脱落することを効果的に抑制することができる。
【００３８】
次に、第２の主面ラッピング工程（Ｓ４０：図６）が実施される。具体的には、第２中間基板１２の裏面（第２の主面１２Ｂ）を砥粒を使用して研磨することにより、第２中間基板１２の一部が除去される。図１０に示すように、研磨プレート４０に固定された第２中間基板１２の第２の主面１２Ｂをラッピング用の定盤５０に対向するように配置する。たとえば、定盤５０と第２の主面１２Ｂとの間に砥粒を含んだスラリーを流しながら、定盤５０を第２の主面１２Ｂに対して回転させることにより、第２中間基板１２の第２の主面１２Ｂが研磨される。ここで、砥粒としてはたとえばダイヤモンド砥粒が用いられ、当該ダイヤモンド砥粒の粒径はたとえば１〜６μｍ程度である。またラッピング用の定盤５０としてたとえば鉄、銅、錫などが使用可能である。
【００３９】
次に、第２の主面ＭＰ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）工程（Ｓ５０：図６）が実施される。具体的には、第２中間基板１２の裏面（第２の主面１２Ｂ）を砥粒を使用して機械的に研磨することにより、第２中間基板１２の一部を除去する。砥粒としてはたとえばダイヤモンド砥粒が用いられ、当該ダイヤモンド砥粒の粒径は、たとえば０．１μm以上３μm以下である。またＭＰ用の定盤５０として、スズ、スズ合金などの金属定盤や、樹脂定盤、研磨布などを用いることができる。
【００４０】
以上のように、第２中間基板１２の第２の主面１２Ｂを研磨することにより、第２のＳＯＲＩ値２２よりも小さい第３のＳＯＲＩ値２３を有する第３中間基板１３（図１３参照）が形成される。
【００４１】
次に、第２の主面ＣＭＰ工程（Ｓ６０：図６）が実施される。具体的には、上記工程（Ｓ５０：図６）でＭＰ処理が行われた第３中間基板１３の第２の主面１３Ｂに対してＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）が行われる。ＣＭＰの砥粒は表面粗さや加工変質層を低減させるために炭化珪素よりも柔らかい材料であることが必要である。ＣＭＰの砥粒としてたとえばコロイダルシリカ、フュームドシリカ、アルミナなどが用いられる。またＣＭＰ用研磨布として、不織布またはスエードなどを用いることができる。これにより、互いに対向する第１の主面１４Ａおよび第２の主面１４Ｂを有し、第３のＳＯＲＩ値２３よりも小さい第４のＳＯＲＩ値２４を有する第４中間基板１４（図１４参照）が形成される。図１４に示すように、この工程（Ｓ６０：図６）によって、反りの方向が逆転（たとえば凹形状から凸形状に変化）しても構わない。
【００４２】
次に、基板剥離工程（Ｓ７０：図６）が実施される。具体的には、上記工程（Ｓ６０：図６）でＣＭＰ処理が行われた第４中間基板１４を研磨プレート４０から剥離する。次に、第４中間基板１４の第１の主面１４Ａに対して機械研磨などの処理を行うために、第２の主面１４Ｂが接着剤３０と接するように第４中間基板１４を研磨プレート４０に固定する。
【００４３】
次に、第１の主面ラッピング工程（Ｓ８０：図６）が実施される。具体的には、第２の主面ラッピング工程（Ｓ４０）と同様の方法によって、第４中間基板１４の第１の主面１４Ａを定盤５０と対向して配置し、第４中間基板１４の表面（第１の主面１４Ａ）が研磨される。
【００４４】
次に、第１の主面ＭＰ工程（Ｓ９０：図６）が実施される。具体的には、第２の主面ＭＰ工程（Ｓ５０：図６）と同様の方法によって、第４中間基板１４の第１の主面１４Ａが機械的に研磨される。
【００４５】
次に、第１の主面ＣＭＰ工程（Ｓ１００：図６）が実施される。具体的には、第２の主面ＣＭＰ工程（Ｓ６０：図６）と同様の方法によって、第４中間基板１４の第１の主面１４Ａが化学機械研磨される。
【００４６】
次に、基板洗浄工程（Ｓ１１０：図６）が実施される。たとえば洗浄液に第４中間基板１４を浸漬させて、洗浄液に対して超音波を印加することにより第４中間基板１４が洗浄される。超音波の周波数はたとえば５０ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下とすることができる。
【００４７】
以上の工程により、互いに対向する第１の主面１０Ａおよび第２の主面１０Ｂを有する炭化珪素基板１０が完成する。本実施の形態に係る製造方法により製造された炭化珪素基板１０の表面（第１の主面１０Ａ）の面粗度Ｒｍｓはたとえば０．０７３ｎｍ程度であり、裏面（第２の主面１０Ｂ)の面粗度Ｒｍｓはたとえば４〜６ｎｍ程度である。また炭化珪素基板１０のＳＯＲＩ値はたとえば２２．１μｍ程度（測定範囲４インチ）であり、ＴＴＶ値はたとえば２．７μｍ程度（測定範囲４インチ）である。
【００４８】
次に、実施の形態１の作用効果について説明する。
実施の形態１に係る炭化珪素基板１０の製造方法によれば、第１中間基板１１の第１の主面１１Ａおよび第２の主面１１Ｂの少なくとも一方をエッチングすることにより、第１のＳＯＲＩ値２１よりも小さい第２のＳＯＲＩ値２２を有する第２中間基板１２が形成される。その後、第２中間基板１２の第１の主面１２Ａおよび第２の主面１２Ｂの少なくとも一方が研磨される。すなわち、エッチングによって炭化珪素基板１０の反りを低減した後に、炭化珪素基板１０を研磨する工程が行われる。それゆえ、炭化珪素基板１０の反りが大きいために炭化珪素基板１０が研磨時に研磨プレート４０から脱落することを、抑制することができる。結果として、第２中間基板１２が良好に研磨されることにより、炭化珪素基板１０の反りを低減することができる。
【００４９】
また実施の形態１に係る炭化珪素基板１０の製造方法によれば、第３中間基板１３の第１の主面１３Ａおよび第２の主面１３Ｂの各々がＣＭＰ処理される。これにより、炭化珪素基板１０の反りをより低減することができる。
【００５０】
さらに実施の形態１に係る炭化珪素基板１０の製造方法によれば、第２中間基板１２を形成する工程は、第１中間基板１１の第１の主面１１Ａおよび第２の主面１１Ｂの少なくとも一方に水酸化カリウムを用いたウェットエッチングを行う工程を含んでもよい。これにより、効率的に反りの小さい第２中間基板１２が製造可能である。
【００５１】
さらに実施の形態１に係る炭化珪素基板１０の製造方法によれば、第２中間基板１２を形成する工程は、第１中間基板１１の第１の主面１１Ａおよび第２の主面１１Ｂの少なくとも一方に塩素ガスまたはフッ素ガスを用いたドライエッチングを行う工程を含んでもよい。これにより、効率的に反りの小さい第２中間基板１２が製造可能である。
【００５２】
さらに実施の形態１に係る炭化珪素基板１０の製造方法によれば、第２中間基板１２を形成する工程は、第１中間基板１１の第１の主面１１Ａおよび第２の主面１１Ｂの各々をエッチングすることにより行われる。これにより、より効率的に反りの小さい第２中間基板１２が製造可能である。
【００５３】
さらに実施の形態１に係る炭化珪素基板１０の製造方法によれば、第２中間基板１２を形成する工程では、インゴット１をスライスする方向Ｚと垂直な方向におけるＳＯＲＩ値を低減するように第１中間基板１１がエッチングされる。第１中間基板１１の反りは、インゴット１をスライスする方向と垂直な方向に発生しやすい。インゴット１をスライスする方向と垂直な方向におけるＳＯＲＩ値を低減するようにエッチングすることで、より効率的に反りの小さい第２中間基板１２が製造可能である。
【００５４】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る炭化珪素基板の製造方法について、図１５を参照して説明する。
【００５５】
まず、インゴットスライス工程（Ｓ１１：図１５）が実施される。具体的には、実施の形態１で説明したインゴットスライス工程（Ｓ１０：図６）と同様の方法によって、炭化珪素からなるインゴット１をスライスすることにより、互いに対向する第１の主面１１Ａおよび第２の主面１１Ｂを有し、第１のＳＯＲＩ値２１を有する第１中間基板１１（図１１参照）が形成される。
【００５６】
次に、基板エッチング工程（Ｓ２１：図１５）が実施される。具体的には、実施の形態１で説明した基板エッチング工程（Ｓ２０：図６）と同様の方法によって、第１中間基板１１の第１の主面１１Ａおよび第２の主面１１Ｂの少なくとも一方がエッチングされることにより、第１のＳＯＲＩ値２１よりも小さい第２のＳＯＲＩ値２２を有する第２中間基板１２が形成される。
【００５７】
次に、両面ラッピング工程（Ｓ３１：図１５）が実施される。具体的には、図１７を参照して、第２中間基板１２がキャリア３１に形成された孔３２に配置される。孔３２のサイズは第２中間基板１２のサイズよりも大きい。図１６を参照して、キャリア３１の孔３２に配置された第２中間基板１２が、上部定盤５１と下部定盤５２との間に配置される。上部定盤５１はたとえば時計回りに回転し、下部定盤５２はたとえば反時計回りに回転することにより、第２中間基板１２の第１の主面１２Ａおよび第２の主面１２Ｂが同時に研磨される。
【００５８】
本実施の形態においては、当該両面ラッピング工程（Ｓ３１：図１５）が実施される前に、基板エッチング工程（Ｓ２１：図１５）が実施されているので、第２中間基板１２の反りが低減されている。そのため、第２中間基板１２がキャリア３１の孔３２から脱落することを抑制することができる。
【００５９】
次に、両面ＭＰ工程（Ｓ４１：図１５）が実施される。具体的には、第２中間基板１２の第１の主面１２Ａおよび第２の主面１２Ｂが同時に機械的に研磨される。なお、この工程（Ｓ４１：図１５）で使用される砥粒および定盤の材料などは、実施の形態１における第２の主面ＭＰ工程（Ｓ５０：図６）において説明した砥粒および定盤の材料などと同様である。
【００６０】
以上のように、第２中間基板１２の第２の主面１２Ｂを研磨することにより、第２のＳＯＲＩ値２２よりも小さい第３のＳＯＲＩ値２３を有する第３中間基板１３（図１３参照）が形成される。
【００６１】
次に、両面ＣＭＰ工程（Ｓ５１：図１５）が実施される。具体的には、上記工程（Ｓ４１：図１５）で両面ＭＰ工程が行われた第３中間基板１３の第１の主面１３Ａおよび第２の主面１３Ｂが同時に化学機械研磨される。なお、この工程（Ｓ５１：図１５）で使用される砥粒および定盤の材料などは、実施の形態１における第２の主面ＣＭＰ工程（Ｓ６０：図６）において説明した砥粒および定盤の材料などと同様である。
【００６２】
次に、基板洗浄工程（Ｓ６１：図１５）が実施される。この工程（Ｓ６１：図１５）は、実施の形態１で説明した基板洗浄工程（Ｓ１１０：図６）と同様である。以上により、互いに対向する第１の主面１０Ａおよび第２の主面１０Ｂを有する炭化珪素基板１０が完成する。なお、実施の形態２に係る製造方法で製造された炭化珪素基板１０の表面（第１の主面１０Ａ）の面粗度Ｒｍｓ、裏面（第２の主面１０Ｂ)の面粗度Ｒｍｓ、ＳＯＲＩ値およびＴＴＶ値は実施の形態１に係る製造方法で製造された炭化珪素基板１０と同様である。
【００６３】
実施の形態２に係る炭化珪素基板の製造方法においては、第３中間基板１３を形成する工程は、第２中間基板１２の第１の主面１２Ａおよび第２の主面１２Ｂの各々を同時に研磨することにより行われる。これにより、炭化珪素基板１０の製造時間を短縮しつつ、炭化珪素基板１０の反りを低減することができる。
【００６４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６５】
１  インゴット、３，４，７  位置、５  ソーワイヤ、６  最小二乗面高さ、８  ステージ、１０  炭化珪素基板、１０Ａ，１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａ  第１の主面、１０Ｂ，１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂ  第２の主面、１１  第１中間基板、１２  第２中間基板、１３  第３中間基板、１４  第４中間基板、３０  接着剤、３１  キャリア、３２  孔、５０  定盤、５１  上部定盤、５２  下部定盤、Ｚ  スライスする方向。
【図１】
2014017358.tif 000003
【図２】
2014017358.tif 000004
【図３】
2014017358.tif 000005
【図４】
2014017358.tif 000006
【図５】
2014017358.tif 000007
【図６】
2014017358.tif 000008
【図７】
2014017358.tif 000009
【図８】
2014017358.tif 000010
【図９】
2014017358.tif 000011
【図１０】
2014017358.tif 000012
【図１１】
2014017358.tif 000013
【図１２】
2014017358.tif 000014
【図１３】
2014017358.tif 000015
【図１４】
2014017358.tif 000016
【図１５】
2014017358.tif 000017
【図１６】
2014017358.tif 000018
【図１７】
2014017358.tif 000019