(57)【要約】【課題】高い平坦性が得られる半導体ウェハの研磨方法を提供する【解決手段】キャリア７を片面から反対面に貫通する半導体ウェハ挿入穴８に半導体ウェハ９を挿入し、そのキャリア７の両面から半導体ウェハ９をそれぞれ研磨布６が貼付された定盤３，５で挟み、キャリア７と定盤３，５とを相対的に擦り動かすことにより、半導体ウェハ９の両面を研磨する際に、キャリア７として半導体ウェハ９の加工目標厚さに対し、０．４以上０．７以下の厚さ比を有するキャリア７を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアを片面から反対面に貫通する半導体ウェハ挿入穴に半導体ウェハを挿入し、そのキャリアの両面から上記半導体ウェハをそれぞれ研磨布が貼付された定盤で挟み、上記キャリアと上記定盤とを相対的に擦り動かすことにより、上記半導体ウェハの両面を研磨する際に、上記キャリアとして上記半導体ウェハの加工目標厚さに対し、０．４以上０．７以下の厚さ比を有するキャリアを用いることを特徴とする半導体ウェハの研磨方法。
【請求項２】
上記半導体ウェハの半導体がＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であることを特徴とする請求項１記載の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項３】
上記ＩＩＩ−Ｖ族化合物がＧａＡｓであることを特徴とする請求項２記載の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項４】
上記ＩＩＩ−Ｖ族化合物が半絶縁性ＧａＡｓであることを特徴とする請求項２記載の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項５】
上記半導体ウェハの半導体がＩＩ−ＶＩ族化合物半導体であることを特徴とする請求項１記載の半導体ウェハの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い平坦性が得られる半導体ウェハの研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化合物半導体は、ショットキーゲート電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）、高移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）などの種々の受発光デバイスに用いられている。これらの素子の能動層は、分子線エピタキシャル成長（ＭＢＥ）法、有機金属層エピタキシャル成長（ＭＯＶＰＥ）法、イオン打ち込み法などにより、鏡面ウェハの表面に作成される。
【０００３】
鏡面ウェハは、次の手順で作成される。
【０００４】
まず、結晶インゴットをスライスしてウェハを切り出す。このスライスウェハを＃８００〜＃３０００のアルミナ砥粒でラッピングすることにより、ソーマークを除去すると共に平坦性を高める。その後、研磨液として次亜鉛素酸系水溶液や次亜鉛素酸水溶液と砥粒（シリカ、アルミナ、ジルコニウム）の混合液を用い、研磨布として表面に多孔質を有する研磨布を用い、メカノケミカル研磨により鏡面に仕上げる。この研磨をポリッシングと言う。次に、脱脂洗浄を行い、ごく僅かなエッチング作用を持つ洗浄液での洗浄を行い、超純水洗浄を行う。最後にウェハを乾燥させる。
【０００５】
両面が鏡面であるウェハを作成する場合、ポリッシングを１次と２次に分ける。
【０００６】
１次ポリッシングでは、ウェハの両面を同時に研磨し、ウェハが１次ポリッシングの加工目標厚さになるまで加工する。このとき、ウェハの平坦性（平坦度とも言う）がいかに保てるかが重要なポイントとなる。それは、１次ポリッシングにて数十μｍの研磨量（研磨する厚さ）を研磨するのに対し、次工程である２次ポリッシングでは、数μｍまたは１μｍ以下の研磨量しか研磨しないため、１次ポリッシングで損なわれた平坦性を２次ポリッシングで修正することができないためである。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１６９３６５号公報
【特許文献２】特開平５−１７７５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の両面１次ポリッシングでは、ウェハの平坦性は、研磨布の硬度の変化、目詰まり、研磨液の温度変化などの影響を受けるため、高い平坦性を得ることが困難である。ウェハに高い平坦性が得られないと、このウェハを用いて作製された製品である受発光デバイスの歩留まりに大きく影響する。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、高い平坦性が得られる半導体ウェハの研磨方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、キャリアを片面から反対面に貫通する半導体ウェハ挿入穴に半導体ウェハを挿入し、そのキャリアの両面から上記半導体ウェハをそれぞれ研磨布が貼付された定盤で挟み、上記キャリアと上記定盤とを相対的に擦り動かすことにより、上記半導体ウェハの両面を研磨する際に、上記キャリアとして上記半導体ウェハの加工目標厚さに対し、０．４以上０．７以下の厚さ比を有するキャリアを用いるものである。
【００１１】
上記半導体ウェハの半導体がＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であってもよい。
【００１２】
上記ＩＩＩ−Ｖ族化合物がＧａＡｓであってもよい。
【００１３】
上記ＩＩＩ−Ｖ族化合物が半絶縁性ＧａＡｓであってもよい。
【００１４】
上記半導体ウェハの半導体がＩＩ−ＶＩ族化合物半導体であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００１６】
（１）高い平坦性が得られる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１８】
図１に示されるように、本発明の研磨方法を実施する研磨装置１は、中心を下側回転軸２に支承された円盤形の下側定盤３と、この下側定盤３に対向し、中心を上側回転軸４に支承された円盤形の上側定盤５と、下側定盤３の上面及び上側定盤５の下面に貼り付けられた研磨布６と、これら定盤３，５間に設置され、これら定盤３，５より小径の円盤形のキャリア７とを備える。
【００１９】
この研磨装置１の構成は、キャリアの厚さを除けば、特許文献１，２などにより周知のものである。簡単に説明すると、下側定盤３及び上側定盤５は、各々下側回転軸２又は上側回転軸４の回転に随伴して回転することができる。キャリア７は、図示しない駆動ギアに噛み合う歯（図示せず）を外周部に有することにより、当該キャリア７の中心を軸にして回転することができる。
【００２０】
この実施形態では、キャリア７が４つ設けられている。また、各々のキャリア７には半導体ウェハ挿入穴８が４つ設けられている。キャリア７の個数、半導体ウェハ挿入穴８の個数はこれに限定されない。
【００２１】
半導体ウェハ挿入穴８は、キャリア７を片面から反対面に貫通するものである。また、半導体ウェハ挿入穴８は、これに挿入される半導体ウェハ９の径とほぼ同じ径を有する。
【００２２】
図２に示されるように、下側定盤３と上側定盤５の距離を狭めていくと、半導体ウェハ９が研磨布付きの定盤３，５で挟まれる。このとき、キャリア７の厚さは、加工開始前の半導体ウェハ９の厚さより薄いことはもちろん、上記半導体ウェハの加工目標厚さに対し０．４以上０．７以下の厚さ比を有するキャリアを用いる。
【００２３】
ここで、上記半導体ウェハの加工目標厚さに対し０．７以下の厚さ比を有するキャリアを用いる理由は、図３に示す実験結果による。すなわち、横軸に加工目標厚さに対するキャリアの厚さ比、縦軸に研磨後の半導体ウエハの平坦性（ＴＴＶ）を示すと、厚さ比０．７において顕著な改善効果が認められた。ここで、平坦性の測定は、トロペル社製平坦度測定器Ｕｌｔｒａ  Ｓｏｒｔを用いた。
【００２４】
一方、上記半導体ウェハの加工目標厚さに対し０．４以上の厚さ比を有するキャリアを用いる理由は、図４に示す実験結果による。すなわち、横軸に加工目標厚さに対するキャリアの厚さ比、縦軸に各々１０回の研磨作業を実施した場合、作業中にウエハがキャリアから外れてしまうトラブルの発生回数を示している。キャリアが薄くなりすぎると、ウエハの保持力が低減してしまうため、このようなトラブルが増加すると考えられる。
【００２５】
以上の結果から、本発明にあっては、キャリア７を片面から反対面に貫通する半導体ウェハ挿入穴８に半導体ウェハ９を挿入し、そのキャリア７の両面から半導体ウェハ９をそれぞれ研磨布６が貼付された定盤３，５で挟み、キャリア７と定盤３，５とを相対的に擦り動かすことにより、半導体ウェハ９の両面を研磨する際に、キャリア７として半導体ウェハ９の加工目標厚さに対し０．４以上０．７以下の厚さ比を有するキャリア７を用いる。
【００２６】
これにより、加工中の半導体ウェハ９の平坦性を向上させることができ、かつウエハがキャリアから外れてしまうというトラブルも生じない。
【００２７】
なお、加工目標厚さに対し０．７以下の厚さ比を有するキャリア７を用いることで平坦性が向上する理由については、ウエハにかかる圧力の均一性が向上するためと考えているが、現在のところ、なぜ圧力の均一性が向上するのかについての好適な説明モデルを見出すに至ってはいない。しかし、本出願人は、鋭意研究の結果、実験により図３に示す事実を見出し、本発明に想到した。
【００２８】
本発明の研磨方法が適用される半導体ウェハ９の半導体として、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体があり、そのＩＩＩ−Ｖ族化合物としてＧａＡｓ、半絶縁性ＧａＡｓがある。また、本発明の研磨方法が適応される半導体ウェハ９として、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体がある。これらの半導体ウェハ９を本発明によって高い平坦性で加工することにより、高精度な化合物半導体ウェハが安定して生産でき、その結果、受発光デバイスの歩留まりが高まる。
【実施例】
【００２９】
研磨装置１として、浜井産業製１６Ｂ両面ポリッシャを用い、研磨液には、次亜鉛素酸水溶液とシリカを混合した研磨液を用い、研磨布６にはポリウレタン製の研磨布を用いた。キャリア７には、厚さ６００μｍのキャリア（比較例）と厚さ４００μｍのキャリア（実施例）とを用いた。半導体ウェハ９の初期厚さは６７０μｍであり、加工目標厚さは６３０μｍとした。
【００３０】
これら２種類のキャリア（比較例、実施例）を用いて半導体ウェハ９を加工目標厚さまで研磨し、研磨後の半導体ウェハの平坦性（ＴＴＶ）をトロペル社製平坦度測定器Ｕｌｔｒａ  Ｓｏｒｔで測定した。
【００３１】
この結果、比較例のキャリアを用いて研磨した半導体ウェハの平坦性は、１．２８μｍとなったが、実施例のキャリアを用いて研磨した半導体ウェハの平坦性は、０．７９μｍとなった。このように、比較例では良好な平坦性を得られなかったのに対し、実施例では良好な平坦性を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態を示す研磨装置の斜視図である。
【図２】図１の研磨装置の部分断面図である。
【図３】加工目標厚さに対するキャリアの厚さ比を変えて研磨後の半導体ウエハの平坦性を調べた実験結果を示す図である。
【図４】加工目標厚さに対するキャリアの厚さ比を変えて作業中にウエハがキャリアから外れてしまうトラブルの発生回数を調べた実験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  研磨装置
３  下側定盤
５  上側定盤
６  研磨布
７  キャリア
８  半導体ウェハ挿入穴
９  半導体ウェハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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