(57)【要約】【課題】残留応力層Ｌ３を含む表面変質層ＬＣの深さを測定する。【解決手段】表面変質層深さ測定方法は、第１測定工程（ステップＳ１０５）、第１研削工程（ステップＳ１０７）、第２測定工程（ステップＳ１０９）、及び、深さ測定工程（ステップＳ１１１〜ステップＳ１１５）を含む。第１測定工程では、半導体ウエハＷの反りＣ１を測定する。第１研削工程において、第１測定工程の後に、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを予め設定された所定番手よりも細かい第１番手の砥石で、予め設定された所定深さ研削する。第２測定工程において、第１研削工程の後の半導体ウエハＷの反りＣ２を測定する。深さ測定工程において、第１測定工程及び第２測定工程で測定された反りＣ１、Ｃ２、及び、第１研削工程で研削された研削深さに基づいて、表面変質層ＬＣの深さＤＡを求める。【選択図】図５
2017037994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハに形成された表面変質層の深さを測定する表面変質層深さ測定方法であって、
前記半導体ウエハの反りを測定する第１測定工程と、
前記第１測定工程の後に、前記半導体ウエハの被研削面を、予め設定された所定番手よりも細かい第１番手の砥石で、予め設定された所定深さ研削する第１研削工程と、
前記第１研削工程の後の前記半導体ウエハの反りを測定する第２測定工程と、
前記第１測定工程、及び、前記第２測定工程において測定された反り、及び、前記第１研削工程で研削された研削深さに基づいて、前記表面変質層の深さを求める深さ測定工程と
を含む、表面変質層深さ測定方法。
【請求項２】
前記第１測定工程の前に、前記半導体ウエハの前記被研削面を前記所定番手よりも粗い第２番手の砥石で、予め設定された所定深さ研削する第２研削工程を更に含む、請求項１に記載の表面変質層深さ測定方法。
【請求項３】
前記第１研削工程及び前記第２測定工程を複数回繰り返して行い、
前記深さ測定工程は、前記第１研削工程における累積研削深さと前記第１測定工程及び前記第２測定工程において測定された反りとに基づいて、前記表面変質層の深さを求める、請求項２に記載の表面変質層深さ測定方法。
【請求項４】
前記第２研削工程の前に、前記半導体ウエハの反りを測定する第３測定工程を更に備え、
前記深さ測定工程において、前記第２測定工程において測定された反りが、前記第３測定工程において測定された反りと略一致するときの、前記第１研削工程における累積研削深さを、前記表面変質層の深さとして求める、請求項３に記載の表面変質層深さ測定方法。
【請求項５】
前記深さ測定工程において、前記第２測定工程において測定された反りが、前記第３測定工程において測定された反りと略一致するまで、前記第１研削工程及び前記第２測定工程を繰り返して行う、請求項４に記載の表面変質層深さ測定方法。
【請求項６】
前記深さ測定工程において、前記第２測定工程において測定された反りが、前回の前記第２測定工程において測定された反りと略一致するまで、前記第１研削工程及び前記第２測定工程を繰り返して行う、請求項３に記載の表面変質層深さ測定方法。
【請求項７】
前記深さ測定工程において、前記第１研削工程における累積研削深さと、前記第２測定工程において測定された反りとの関係を線形近似し、前記第２測定工程において測定された反りが、前記第３測定工程において測定された反りと略一致するときの、前記第１研削工程における累積研削深さを、前記表面変質層の深さとして求める、請求項４に記載の表面変質層深さ測定方法。
【請求項８】
前記線形近似は、一次近似である、請求項７に記載の表面変質層深さ測定方法。
【請求項９】
前記半導体ウエハは、化合物半導体ウエハである、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の表面変質層深さ測定方法。
【請求項１０】
前記第２番手の砥石で研削された前記半導体ウエハの前記被研削面を研削する半導体ウエハ研削方法であって、
請求項２から請求項９のいずれか１項に記載の表面変質層深さ測定方法によって、前記第２番手の砥石での研削によって形成される前記表面変質層深さを予め求めておき、
前記表面変質層を除去するように、前記第１番手の砥石で前記半導体ウエハの前記被研削面を砥石で研削する、半導体ウエハ研削方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の半導体ウエハ研削方法によって前記半導体ウエハの前記被研削面を研削する、半導体ウエハ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面変質層深さ測定方法、半導体ウエハ研削方法、及び、半導体ウエハ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械的加工によって半導体ウエハの表面に生じた変質層（以下、「表面変質層」という。）を除去する技術が知られている。例えば、シリコンウエハの表面変質層を除去するシリコンウエハ製造方法が開示されている（特許文献１参照）。このシリコンウエハ製造方法は、表面変質層を除去するエッチング処理工程を有する。また、エッチング処理工程では、表面変質層のうち、最も表面に近い破砕層を除去する。また、このシリコンウエハ製造方法では、シリコンウエハの表面に残存するマイクロクラックの溝幅が所定の範囲内に入るとエッチング処理を終了する。
【０００３】
特許文献１には、上記シリコンウエハ製造方法によれば、シリコンウエハの機械的加工によって生じた表面変質層のうち、破砕層を完全に除去することができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１７２２１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、上記シリコンウエハ製造方法では、半導体ウエハの表面変質層のうち破砕層が除去されるに止まり、残留応力層は除去されない。その結果、半導体ウエハの品位を向上する余地があった。
【０００６】
また、残留応力層の深さは、上記シリコンウエハ製造方法等の従来の技術では、測定することが困難であった。その結果、残留応力層を除去することができず、半導体ウエハの品位を向上する余地があった。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、残留応力層を含む表面変質層の深さを測定することができる表面変質層深さ測定方法、半導体ウエハ研削方法、及び、半導体ウエハ製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の形態に係る表面変質層深さ測定方法は、半導体ウエハに形成された表面変質層の深さを測定する表面変質層深さ測定方法であって、第１測定工程、第１研削工程、第２測定工程、及び、深さ測定工程を含む。前記第１測定工程では、前記半導体ウエハの反りを測定する。前記第１研削工程において、前記第１測定工程の後に、前記半導体ウエハの被研削面を、予め設定された所定番手よりも細かい第１番手の砥石で、予め設定された所定深さ研削する。前記第２測定工程において、前記第１研削工程の後の前記半導体ウエハの反りを測定する。前記深さ測定工程において、前記第１測定工程及び前記第２測定工程で測定された反り、及び、前記第１研削工程で研削された研削深さに基づいて、前記表面変質層の深さを求める。
【０００９】
本発明の第２の形態に係る表面変質層深さ測定方法は、前記第１の形態に係る表面変質層深さ測定方法であって、前記第１測定工程の前に、第２研削工程を更に含む。前記第２研削工程において、前記半導体ウエハの前記被研削面を前記所定番手より粗い第２番手の砥石で、予め設定された所定深さ研削する。
【００１０】
本発明の第３の形態に係る表面変質層深さ測定方法は、前記第２の形態に係る表面変質層深さ測定方法であって、前記第１研削工程及び前記第２測定工程を複数回繰り返して行う。また、前記深さ測定工程において、前記第１研削工程での累積研削深さと前記第１測定工程及び前記第２測定工程で測定された反りとに基づいて、前記表面変質層の深さを求める。
【００１１】
本発明の第４の形態に係る表面変質層深さ測定方法は、前記第３の形態に係る表面変質層深さ測定方法であって、第３測定工程を更に備える。前記第３測定工程において、前記第２研削工程の前に、前記半導体ウエハの反りを測定する。また、前記深さ測定工程において、前記第２測定工程で測定された反りが、前記第３測定工程で測定された反りと略一致するときの、前記第１研削工程での累積研削深さを、前記表面変質層の深さとして求める。
【００１２】
本発明の第５の形態に係る表面変質層深さ測定方法は、前記第４の形態に係る表面変質層深さ測定方法であって、前記第２測定工程で測定された反りが、前記第３測定工程で測定された反りと略一致するまで、前記第１研削工程及び前記第２測定工程を繰り返して行う。
【００１３】
本発明の第６の形態に係る表面変質層深さ測定方法は、前記第３の形態に係る表面変質層深さ測定方法であって、前記第２測定工程で測定された反りが、前回の前記第２測定工程で測定された反りと略一致するまで、前記第１研削工程及び前記第２測定工程を繰り返して行う。
【００１４】
本発明の第７の形態に係る表面変質層深さ測定方法は、前記第４の形態に係る表面変質層深さ測定方法であって、前記深さ測定工程において、前記第１研削工程での累積研削深さと、前記第２測定工程で測定された反りとの関係を線形近似する。そして、前記第２測定工程で反りが、前記第３測定工程において測定された反りと略一致するときの、前記第１研削工程における累積研削深さを、前記表面変質層の深さとして求める。
【００１５】
本発明の第８の形態に係る表面変質層深さ測定方法は、前記第７の形態に係る表面変質層深さ測定方法であって、前記線形近似は、一次近似である。
【００１６】
本発明の第９の形態に係る表面変質層深さ測定方法は、前記第１の形態から前記第８の形態のいずれか１つの形態に係る表面変質層深さ測定方法であって、前記半導体ウエハは、化合物半導体ウエハを含む。
【００１７】
本発明に係る半導体ウエハ研削方法は、前記第２番手の砥石で研削された前記半導体ウエハの前記被研削面を研削する半導体ウエハ研削方法である。前記第２番手の砥石での研削によって、前記表面変質層が形成される。また、前記表面変質層深さを、前記第２の形態から前記第９の形態のいずれか１つの形態に係る表面変質層深さ測定方法によって予め求めておく。そして、前記表面変質層を除去するように、前記所定番手より細かい第１番手の砥石で前記半導体ウエハの前記被研削面を砥石で研削する。
【００１８】
本発明に係る半導体ウエハ製造方法は、前記半導体ウエハ研削方法によって前記半導体ウエハの前記被研削面を研削する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の表面変質層深さ測定方法、半導体ウエハ研削方法、及び、半導体ウエハ製造方法によれば、残留応力層を含む表面変質層の深さを測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】半導体ウエハの製造方法を示すフローチャートである。
【図２】半導体ウエハ研削装置の一例を示す側面図である。
【図３】図２に示す真空チャックの側面図である。
【図４】半導体ウエハに形成された表面変質層を示す断面図である。
【図５】第１実施形態に係る表面変質層深さ測定方法を示すフローチャートである。
【図６】図５に示す第１実施形態に係る表面変質層深さ測定方法の適用結果の一例を示すグラフである。
【図７】第２実施形態に係る表面変質層深さ測定方法を示すフローチャートである。
【図８】図７に示す第２実施形態に係る表面変質層深さ測定方法の適用結果の一例を示すグラフである。
【図９】第３実施形態に係る表面変質層深さ測定方法を示すフローチャートである。
【図１０】図９に示す第３実施形態に係る表面変質層深さ測定方法の適用結果の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面（図１〜図１０）を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。まず、図１を参照して半導体ウエハの製造方法を説明する。図１は半導体ウエハの製造方法を示すフローチャートである。
【００２２】
まず、ステップＳ１０において、円柱状のインゴットを切断して円板状の半導体ウエハを得る。次に、ステップＳ２０において、半導体ウエハの周縁部の割れ及び欠けを抑制するために、半導体ウエハの周縁部を面取りする。次に、ステップＳ３０において、半導体ウエハの主面と反対側の被研削面とをラッピングして半導体ウエハを所定の厚みにする。次に、ステップＳ４０において、半導体ウエハをエッチングして、ラッピングによって発生した加工歪みを除去する。そして、ステップＳ５０において、半導体ウエハの被研削面をポリッシングして鏡面状にする。最後に、ステップＳ６０において、半導体ウエハを薬液で洗浄してパーティクル等の不純物を除去する。
【００２３】
図２及び図３を参照して説明する半導体ウエハ研削装置１００は、例えば図１のステップＳ３０のラッピング工程及びステップＳ５０のポリッシング工程の少なくとも一方において使用される。ただし、ラッピング工程で使用される場合であっても、ラッピング法は用いない。また、ラッピング法とは、「回転する上下のラップ定盤の間で、ウエハをセットしたキャリアが自公転し、砥粒を含んだ研磨剤を介してウエハとラップ定盤とをすり合わせることによる機械研磨法」を意味する。換言すれば、半導体ウエハ研削装置１００は、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを砥石によって研削する（図２参照）。また、半導体ウエハ研削装置１００の研削能力が高く、且つ、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを美麗に研削することができる場合には、図１のステップＳ３０及びステップＳ４０を省略することが可能である。
【００２４】
次に、図２を参照して、半導体ウエハ研削装置１００の構成について説明する。図２は半導体ウエハ研削装置１００の側面図である。半導体ウエハ研削装置１００は、本発明に係る「半導体ウエハ研削方法」に用いられる。
【００２５】
図２に示すように、半導体ウエハ研削装置１００は、２つのウエハ保持部１、及び、１つの研削ホイール２を備える。２つのウエハ保持部１は、互いに同じ構成を有する。
【００２６】
ウエハ保持部１は、真空チャック１１、及び、第１駆動部１５を備える。真空チャック１１は、半導体ウエハＷを保持する。また、真空チャック１１は、半導体ウエハＷと一体に昇降及び回転する。第１駆動部１５は、モータ等を備え、真空チャック１１を、昇降すると共に回転駆動する。第１駆動部１５は、真空チャック１１を、真空チャック１１の中心軸１３を中心に回転駆動する。また、第１駆動部１５は、例えば、矢印Ｒ１で示すように、真空チャック１１を上から見て反時計回りに真空チャック１１を回転駆動する。
【００２７】
第１駆動部１５は、真空チャック１１を、上限位置と下限位置との間で昇降する。真空チャック１１を退避させるときには、第１駆動部１５は、真空チャック１１を上限位置に移動する。よって、上限位置を退避位置と記載する場合もある。また、半導体ウエハＷを研削するときには、第１駆動部１５は、真空チャック１１を下限位置に移動する。よって、下限位置を研削位置と記載する場合もある。また、半導体ウエハＷを研削するときには、第１駆動部１５は、真空チャック１１に保持された半導体ウエハＷを研削ホイール２に向けて押圧する。換言すれば、半導体ウエハＷは、真空チャック１１によって研削ホイール２に向けて押圧される。
【００２８】
研削ホイール２は、砥石２１、ホルダー２２、支軸２３、及び、第２駆動部２５を備える。砥石２１は、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａ（図２では下面）と対向して配置される。また、砥石２１は、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａに摺接され、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを研削する。砥石２１は、円環状に形成されている。砥石２１は、ホルダー２２に固定される。
【００２９】
ホルダー２２は、砥石２１を支持する。ホルダー２２は、円板状に形成される。支軸２３は、ホルダー２２を回転自在に支持する。支軸２３は、ホルダー２２の砥石２１と反対側の面の中心部に垂直に固定されている。支軸２３は、ホルダー２２及び砥石２１を、支軸２３の中心軸２４を中心に回転駆動する。第２駆動部２５は、例えば、矢印Ｒ２で示すように、研削ホイール２を上から見て反時計回りに研削ホイール２を回転駆動する。
【００３０】
支軸２３の中心軸２４が真空チャック１１の中心軸１３と平行になるように支軸２３は配置される。また、支軸２３の中心軸２４は、２つの真空チャック１１の中心軸１３の中央に位置している。換言すれば、２つの真空チャック１１は、２つの真空チャック１１の中心軸１３が支軸２３の中心軸２４に対して互いに線対称になるように配置されている。
【００３１】
次に、図３を参照して、真空チャック１１の構成について説明する。図３は、真空チャック１１の側面図である。真空チャック１１は、チャック本体１１１、吸引通路１１２、吸引部１１３、及び、吸引源１１４を備えている。チャック本体１１１は、その下端位置に吸引部１１３が配置されている。また、チャック本体１１１は、その内部に吸引通路１１２が形成されている。
【００３２】
吸引通路１１２は、吸引源１１４によって生成された負圧を、吸引部１１３に伝達する。吸引源１１４は、例えば、真空ポンプを備え、吸引通路１１２内の気圧を予め設定された所定気圧以下にする。所定気圧は、例えば、大気圧に対する差分気圧が７０ｋＰａである。吸引部１１３は、多孔質部材により円板状に形成されている。例えば、吸引部１１３は、ポーラスセラミックスにより形成されている。すなわち、吸引部１１３には、細孔（ポーラス）が形成されている。また、真空チャック１１は、いわゆる「ポーラスチャック」である。細孔径は、例えば、４０μｍ〜６０μｍである。
【００３３】
また、吸引部１１３の下面には、半導体ウエハＷが固定される。具体的には、吸引部１１３の上面に印加された負圧が、吸引部１１３に形成された細孔を介して吸引部１１３の下面（チャック面１１３ａ）に伝達される。すなわち、吸引部１１３のチャック面１１３ａに配置された半導体ウエハＷは、吸引部１１３の上面に印加された負圧によって、吸引部１１３のチャック面１１３ａに吸着される。
【００３４】
次に、図４を参照して、半導体ウエハＷが粗い番手（例えば、８０００番手以下）の砥石２１で研削された際に受けるダメージについて説明する。なお、砥粒がダイヤモンド又はＣＢＮ（立方晶窒化ほう素）の場合には、８０００番手は、砥粒の平均粒径が平均粒径２μｍ〜４μｍであることを示す。また、以下の説明において記載する「番手」は、日本工業規格「ＪＩＳ  Ｂ  ４１３０」及び「ＪＩＳ  Ｒ  ６００１」の規定にされている。更に、以下の説明においては、砥粒がダイヤモンド又はＣＢＮ（立方晶窒化ほう素）である場合について説明する。図４は、半導体ウエハＷに形成された表面変質層ＬＣを示す断面図である。半導体ウエハＷの表面ＳＦが被研削面Ｗａである。半導体ウエハＷには、表面ＳＦ側から順に、破砕層Ｌ１、モザイク層Ｌ２、及び、残留応力層Ｌ３が形成される。残留応力層Ｌ３の下層には、真正半導体層Ｌ４が存在する。破砕層Ｌ１、モザイク層Ｌ２、及び、残留応力層Ｌ３は、表面変質層ＬＣと総称する。
【００３５】
破砕層Ｌ１、及び、モザイク層Ｌ２は、クラック等の結晶欠陥を含む層である。残留応力層Ｌ３は、結晶欠陥は含まないが、残留応力が蓄積されている層である。真正半導体層Ｌ４は、結晶欠陥及び残留応力をいずれも含まない層である。破砕層Ｌ１、及び、モザイク層Ｌ２は、顕微鏡で観察することによって、その深さを測定することができる。一方、残留応力層Ｌ３は、顕微鏡で観察してもその深さを確認することができない。
【００３６】
次に、図５〜図１０を参照して、本発明に係る表面変質層深さ測定方法について説明する。以下に、３つの実施形態（第１実施形態〜第３実施形態）について説明する。３つの実施形態の説明に先だって、３つの実施形態に共通する条件について説明する。半導体ウエハＷは、ＳｉＣ半導体であって、直径６インチ（約１５０ｍｍ）、厚み５００μｍである。半導体ウエハＷは、本発明に係る表面変質層深さ測定方法を実行する前に、両面共に３００００番手の砥石２１で予め研削されている。なお、３００００番手は、砥粒の平均粒径が平均粒径０μｍ〜１μｍであることを示す。また、本発明に係る表面変質層深さ測定方法において研削する半導体ウエハＷの被研削面Ｗａは、Ｓｉ面である。なお、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａは、図２に示す半導体ウエハ研削装置１００を用いて研削する。
【００３７】
また、半導体ウエハＷの反りＣの大きさは、レーザー光を半導体ウエハＷに照射して、その反射光の角度に基づいて測定する。具体的には、ドイツのＦＲＴ（Ｆｒｉｅｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）社製トポグラフィ測定機「マイクロプロフ（Ｔｈｅ  ＭｉｃｒｏＰｒｏｆ）（商品名）」によって、半導体ウエハＷの反りＣを測定した。
【００３８】
＜第１実施形態＞
まず、図５及び図６を参照して、本発明の第１実施形態に係る表面変質層深さ測定方法について説明する。図５は、第１実施形態に係る表面変質層深さ測定方法を示すフローチャートである。まず、半導体ウエハＷの反りＣ３を測定する（ステップＳ１０１）。次に、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを、予め設定された所定番手（例えば、２００００番手）より粗い第２番手（例えば、４０００番手）の砥石２１で２０μｍ研削する（ステップＳ１０３）。なお、４０００番手は、砥粒の平均粒径が平均粒径３μｍ〜６μｍであることを示す。そして、半導体ウエハＷの反りＣ１を測定する（ステップＳ１０５）。
【００３９】
次いで、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを、所定番手より細かい第１番手（例えば、３００００番手）の砥石２１で、所定厚み（例えば、０．５μｍ）研削する（ステップＳ１０７）。そして、半導体ウエハＷの反りＣ２を測定する（ステップＳ１０９）。次に、反りＣ２の大きさが、反りＣ３の大きさと略一致するか否かの判定を行う（ステップＳ１１１）。「略一致する」とは、例えば、反りの大きさの差の絶対値が予め設定された所定値（例えば、５μｍ）以下である。反りＣ２の大きさが反りＣ３の大きさと略一致しないと判定された場合（ステップＳ１１１でＮＯ）には、処理がステップＳ１０７に戻る。
【００４０】
反りＣ２の大きさが反りＣ３の大きさと略一致すると判定された場合（ステップＳ１１１でＹＥＳ）には、処理がステップＳ１１３に進む。そして、累計研削深さＤＡを求める（ステップＳ１１３）。なお、「累計研削深さＤＡ」とは、ステップＳ１０７で研削した研削深さの累計値である。次に、表面変質層ＬＣの深さＤＴを求め（ステップＳ１１５）、処理が終了する。なお、表面変質層ＬＣの深さＤＴは、累計研削深さＤＡと同一の深さであるとして求める。
【００４１】
ステップＳ１０１が「第３測定工程」に相当する。ステップＳ１０３が、「第２研削工程」に相当する。ステップＳ１０５が、「第１測定工程」に相当する。ステップＳ１０７が、「第１研削工程」に相当する。ステップＳ１０９が、「第２測定工程」に相当する。ステップＳ１１１〜ステップＳ１１５が、「深さ測定工程」に相当する。
【００４２】
次に、図６を参照して、図５に示す表面変質層深さ測定方法の適用例について説明する。図６は、図５に示す第１実施形態に係る表面変質層深さ測定方法の適用結果の一例を示すグラフである。図６の横軸は累計研削深さＤＡ（μｍ）を示し、図６の縦軸は反りＣの大きさ（μｍ）を示す。
【００４３】
ステップＳ１０１で測定された反りＣ３の大きさは、縦軸の左側に示すように１３．３μｍであった。ステップＳ１０５で測定された反りＣ１の大きさは、縦軸の右隣に示すように、２５８μｍであった。ステップＳ１０５の前のステップＳ１０３で、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを、所定番手より粗い第２番手（例えば、４０００番手）の砥石２１で研削した結果、反りＣ３と比較して大きな反りＣ１が発生した（トワイマン効果）。換言すれば、第２番手の砥石２１で研削することによって半導体ウエハＷの被研削面Ｗａに残留応力層Ｌ３（図４参照）が形成され、その結果、大きな反りＣ１が発生した。すなわち、「所定番手」より粗い番手の砥石２１で研削した場合には、残留応力層Ｌ３（図４参照）が形成される。
【００４４】
また、１回目のステップＳ１０９で測定された反りＣ２１の大きさは、横軸の累計研削深さＤＡが０．５μｍの位置に示すように、２００μｍであった。ステップＳ１０９の前のステップＳ１０７で、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを、第１番手（例えば、３００００番手）の砥石２１で研削した結果、反りＣの大きさが減少した。換言すれば、第１番手の砥石２１で研削することによって半導体ウエハＷの被研削面Ｗａの残留応力層Ｌ３が削り取られてその厚みが減少し、その結果、反りＣが減少した。すなわち、「所定番手」より細かい番手の砥石２１で研削した場合には、残留応力層Ｌ３（図４参照）が形成されない。又は、形成される残留応力層Ｌ３が、半導体ウエハＷの品質に影響を与えない程度の深さである。また、反りＣ２１の大きさは、反りＣ３の大きさと略一致しないため、処理がステップＳ１０７に戻る。
【００４５】
更に、２回目のステップＳ１０９で測定された反りＣ２２の大きさは、横軸の累計研削深さＤＡが１μｍの位置に示すように、１５０μｍであった。ステップＳ１０９の前のステップＳ１０７で、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａが第１番手の砥石２１で研削した結果、反りＣ２１から反りＣ２２に反りＣの大きさが減少した。また、反りＣ２２の大きさは、反りＣ３の大きさと略一致しないため、処理がステップＳ１０７に戻る。
【００４６】
また、３回目のステップＳ１０９で測定された反りＣ２３の大きさは、横軸の累計研削深さＤＡが１．５μｍの位置に示すように、１００μｍであった。ステップＳ１０９の前のステップＳ１０７で、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａが第１番手の砥石２１で研削した結果、反りＣ２２から反りＣ２３に反りＣの大きさが減少した。また、反りＣ２３の大きさは、反りＣ３の大きさと略一致しないため、処理がステップＳ１０７に戻る。
【００４７】
更に、４回目のステップＳ１０９で測定された反りＣ２４の大きさは、横軸の累計研削深さＤＡが２．０μｍの位置に示すように、５０μｍであった。ステップＳ１０９の前のステップＳ１０７で、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａが第１番手の砥石２１で研削した結果、反りＣ２３から反りＣ２４に反りＣの大きさが減少した。また、反りＣ２４の大きさは、反りＣ３の大きさと略一致しないため、処理がステップＳ１０７に戻る。
【００４８】
また、５回目のステップＳ１０９で測定された反りＣ２５の大きさは、横軸の累計研削深さＤＡが２．５μｍの位置に示すように、１３．７μｍであった。ステップＳ１０９の前のステップＳ１０７で、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａが第１番手の砥石２１で研削した結果、反りＣ２４から反りＣ２５に反りＣの大きさが減少した。また、反りＣ２５の大きさは、反りＣ３の大きさと略一致するため、処理がステップＳ１１３に進む。そして、ステップＳ１１３で、累計研削深さＤＡを２．５μｍであると求めた。更に、ステップＳ１１５で、表面変質層ＬＣの深さＤＴを２．５μｍであると求めた。
【００４９】
図２〜図６を参照して説明したように、第１実施形態に係る表面変質層深さ測定方法は以下の効果を奏する。
第１の効果：第１研削工程（ステップＳ１０７）において、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを、第１番手（例えば、４００００番手）の砥石２１で研削すると、表面変質層ＬＣが研削されて、表面変質層ＬＣの深さが減少する。その結果、第１研削工程の後の半導体ウエハＷの反りＣ２は、第１研削工程前の半導体ウエハＷの反りＣ１より小さくなる（トワイマン効果）。なお、第１測定工程の前には、例えば、所定番手よりも粗い第２番手（例えば、４０００番手）の砥石２１で研削されており、第２番手の砥石２１での研削による表面変質層ＬＣが形成されている場合を想定している。反りＣ１、Ｃ２及び第１研削工程で研削された研削深さ（例えば、０．５μｍ）に基づき、表面変質層ＬＣの深さＤＴを求めるため、表面変質層ＬＣの深さＤＴを求めることができる。
【００５０】
第２の効果：第２研削工程（ステップＳ１０３）において、第１測定工程（ステップＳ１０５）の前に、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを第２番手（例えば、４０００番手）の砥石２１で研削すると、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａに表面変質層ＬＣが形成される。その結果、トワイマン効果によって、半導体ウエハＷの一方側の面が凸形状になるように大きな反りＣ１が発生する。
【００５１】
また、第１研削工程において、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを第２番手よりも細かい第１番手の砥石２１で研削すると、表面変質層ＬＣが研削されて、表面変質層ＬＣの深さが減少する。その結果、第２研削工程で発生した半導体ウエハＷの反りＣ１は、第１研削工程によって減少する（トワイマン効果）。深さ測定工程（ステップＳ１１１〜ステップＳ１１５）では、第１研削工程の前後の反りＣ１、Ｃ２、及び、第１研削工程で研削された研削深さに基づき、表面変質層ＬＣの深さＤＴを求める。よって、深さ測定工程において、第２研削工程で形成された表面変質層ＬＣの深さＤＴを求めることができる。
【００５２】
第３の効果：第１研削工程において、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを第１番手の砥石２１で研削すると、表面変質層ＬＣが研削されて、表面変質層ＬＣの深さが減少する。その結果、第１研削工程の後の半導体ウエハＷの反りＣ２は、第１研削工程前の半導体ウエハＷの反りＣ１より小さくなる（トワイマン効果）。深さ測定工程において、反りＣ１、複数の反りＣ２及び複数回の第１研削工程で研削された累積研削深さＤＡに基づき、表面変質層ＬＣの深さＤＴを求める。したがって、表面変質層ＬＣの深さＤＴを正確に求めることができる。
【００５３】
第４の効果：第２研削工程において形成された表面変質層ＬＣが全て研削されたときには、半導体ウエハＷの反りＣ２は、第２研削工程の前の半導体ウエハＷの反りＣ３と一致する。よって、累積研削深さＤＡが第２研削工程において形成された表面変質層ＬＣの深さＤＴと一致したときに、半導体ウエハＷの反りＣ２は、第２研削工程で研削される前の半導体ウエハＷの反りＣ３と一致する。したがって、反りＣ２が反りＣ３と一致するときの累積研削深さＤＡを求めることによって、表面変質層ＬＣの深さＤＴを求めることができる。
【００５４】
第５の効果：また、反りＣ２が反りＣ３と一致するまで第１研削工程及び第２測定工程を繰り返して行う。よって、反りＣ２が反りＣ３と一致するときの累積研削深さＤＡを更に正確に求めることができる。したがって、表面変質層ＬＣの深さＤＴを更に正確に求めることができる。
【００５５】
第６の効果：半導体ウエハＷは、化合物半導体ウエハ（本実施形態では、ＳｉＣ半導体ウエハ）である。化合物半導体ウエハは、硬度が高いため研削に時間を要する。また、表面変質層ＬＣの深さＤＴを測定することによって、余分に研削する必要がない。よって、研削時間を大幅に短縮することができる。
【００５６】
＜第２実施形態＞
次に、図７及び図８を参照して、本発明の第２実施形態に係る表面変質層深さ測定方法について説明する。図７は、第２実施形態に係る表面変質層深さ測定方法を示すフローチャートである。第２実施形態に係る表面変質層深さ測定方法は、第１実施形態に係る表面変質層深さ測定方法と比較して、第１研削工程の終了を判定する方法が相違する。
【００５７】
具体的には、第１実施形態に係る表面変質層深さ測定方法では、深さ測定工程において、反りＣ２の大きさが反りＣ３の大きさと略一致すると判定された場合に第１研削工程を終了する。これに対して、第２実施形態に係る表面変質層深さ測定方法では、深さ測定工程において、反りＣ２の大きさが前回の反りＣ２の大きさと略一致すると判定された場合に第１研削工程を終了する。「前回の反りＣ２」については、図７を参照して後述する。
【００５８】
まず、図７に示すように、半導体ウエハＷの反りＣ３を測定する（ステップＳ２０１）。次に、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを第２番手（例えば、４０００番手）の砥石２１で２０μｍ研削する（ステップＳ２０３）。そして、半導体ウエハＷの反りＣ１を測定する（ステップＳ２０５）。
【００５９】
次いで、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを、予め設定された所定番手（例えば、２００００番手）より細かい第１番手（例えば、３００００番手）の砥石２１で所定厚み（例えば、０．５μｍ）研削する（ステップＳ２０７）。そして、半導体ウエハＷの反りＣ２を測定する（ステップＳ２０９）。次に、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを第１番手の砥石２１で所定厚み研削する（ステップＳ２１１）。そして、半導体ウエハＷの反りＣ２を測定する（ステップＳ２１３）。次に、反りＣ２の大きさが、前回の反りＣ２の大きさと略一致するか否かの判定を行う（ステップＳ２１５）。「略一致する」とは、例えば、反りＣ２の大きさの差の絶対値が予め設定された所定値（例えば、５μｍ）以下である。
【００６０】
また、「前回の反りＣ２」とは、ステップＳ２０９又はステップＳ２１３において前回測定された半導体ウエハＷの反りＣ２である。具体的には、ステップＳ２１３において１回目に半導体ウエハＷの反りＣ２が測定された場合には、前回の反りＣ２とは、ステップＳ２０９において測定された半導体ウエハＷの反りＣ２である。ステップＳ２１３において２回目以降に半導体ウエハＷの反りＣ２が測定された場合には、前回の反りＣ２とは、ステップＳ２１３において前回測定された半導体ウエハＷの反りＣ２である。反りＣ２の大きさが前回の反りＣ２の大きさと略一致しないと判定された場合（ステップＳ２１５でＮＯ）には、処理がステップＳ２１１に戻る。
【００６１】
反りＣ２の大きさが前回の反りＣ２の大きさと略一致すると判定された場合（ステップＳ２１５でＹＥＳ）には、処理がステップＳ２１７に進む。そして、累計研削深さＤＡを求める（ステップＳ２１７）。なお、「累計研削深さＤＡ」とは、ステップＳ２０７又はステップＳ２１１で研削された深さの累計値である。次に、表面変質層ＬＣの深さＤＴを求め（ステップＳ２１９）、処理が終了する。なお、表面変質層ＬＣの深さＤＴは、累計研削深さＤＡと同一の深さであるとして求める。
【００６２】
ステップＳ２０１が「第３測定工程」に相当する。ステップＳ２０３が、「第２研削工程」に相当する。ステップＳ２０５が、「第１測定工程」に相当する。ステップＳ２０７及びステップＳ２１１が、「第１研削工程」に相当する。ステップＳ２０９及びステップＳ２１３が、「第２測定工程」に相当する。ステップＳ２１５〜ステップＳ２１９が、「深さ測定工程」に相当する。
【００６３】
次に、図８を参照して、図７に示す表面変質層深さ測定方法の適用例について説明する。図８は、図７に示す第２実施形態に係る表面変質層深さ測定方法の適用結果の一例を示すグラフである。図８の横軸は累計研削深さＤＡ（μｍ）を示し、図８の縦軸は反りＣの大きさ（μｍ）を示す。
【００６４】
ステップＳ２０１で測定された反りＣ３の大きさは、縦軸の左側に示すように１３．３μｍであった。ステップＳ２０５で測定された反りＣ１の大きさは、縦軸の右隣に示すように、２５８μｍであった。ステップＳ２０５の前のステップＳ２０３で、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを第２番手（例えば、４０００番手）の砥石２１で研削した結果、反りＣ３と比較して大きな反りＣ１が発生した（トワイマン効果）。換言すれば、第２番手の砥石２１で研削することによって半導体ウエハＷの被研削面Ｗａに残留応力層Ｌ３（図４参照）が形成され、その結果、大きな反りＣ１が発生した。
【００６５】
また、ステップＳ２０９で測定された反りＣ２１の大きさは、横軸の累計研削深さＤＡが０．５μｍの位置に示すように、２００μｍであった。ステップＳ２０９の前のステップＳ２０７で、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを、第１番手（例えば、３００００番手）の砥石２１で研削した結果、反りＣの大きさが減少した。換言すれば、第１番手の砥石２１で研削することによって半導体ウエハＷの被研削面Ｗａの残留応力層Ｌ３が削り取られて、残留応力層Ｌ３の厚みが減少し、その結果、反りＣが減少した。
【００６６】
更に、１回目のステップＳ２１３で測定された反りＣ２２の大きさは、横軸の累計研削深さＤＡが１μｍの位置に示すように、１５０μｍであった。ステップＳ２１３の前のステップＳ２１１で、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａが第１番手の砥石２１で研削した結果、反りＣ２１から反りＣ２２に反りＣの大きさが減少した。また、反りＣ２２の大きさは、反りＣ２１の大きさと略一致しないため、処理がステップＳ２１１に戻る。
【００６７】
また、２回目のステップＳ２１３で測定された反りＣ２３の大きさは、横軸の累計研削深さＤＡが１．５μｍの位置に示すように、１００μｍであった。ステップＳ２１３の前のステップＳ２１１で、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを第１番手の砥石２１で研削した結果、反りＣ２２から反りＣ２３に反りＣの大きさが減少した。また、反りＣ２３の大きさは、反りＣ２２の大きさと略一致しないため、処理がステップＳ２１１に戻る。
【００６８】
更に、３回目のステップＳ２１３で測定された反りＣ２４の大きさは、横軸の累計研削深さＤＡが２．０μｍの位置に示すように、５０μｍであった。ステップＳ２１３の前のステップＳ２１１で、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを第１番手の砥石２１で研削した結果、反りＣ２２から反りＣ２３に反りＣの大きさが減少した。また、反りＣ２４の大きさは、反りＣ２３の大きさと略一致しないため、処理がステップＳ２１１に戻る。
【００６９】
また、４回目のステップＳ２１３で測定された反りＣ２５の大きさは、横軸の累計研削深さＤＡが２．５μｍの位置に示すように、１３．７μｍであった。ステップＳ２１３の前のステップＳ２１１で、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを第１番手の砥石２１で研削した結果、反りＣ２２から反りＣ２３に反りＣの大きさが減少した。また、反りＣ２５の大きさは、反りＣ２４の大きさと略一致しないため、処理がステップＳ２１１に戻る。
【００７０】
更に、５回目のステップＳ２１３で測定された反りＣ２６の大きさは、横軸の累計研削深さＤＡが３．０μｍの位置に示すように、１４．０μｍであった。また、反りＣ２６の大きさは、反りＣ２５の大きさと略一致するため、処理がステップＳ２１７に進む。そして、ステップＳ２１７で、累計研削深さＤＡを２．５μｍであると求めた。更に、ステップＳ２１９で、表面変質層ＬＣの深さＤＴを２．５μｍであると求めた。
【００７１】
図２〜図４、図７及び図８を参照して説明したように、第２実施形態に係る表面変質層深さ測定方法は、第１実施形態に係る表面変質層深さ測定方法と同様の効果（第１の効果〜第３の効果、及び、第６の効果）を奏する。
【００７２】
また、第２実施形態に係る表面変質層深さ測定方法は、第１の効果〜第３の効果、及び、第６の効果に加えて、下記の効果を奏する。
第７の効果：反りＣ２が前回の反りＣ２と一致するまで第１研削工程（ステップＳ２１１）及び第２測定工程（ステップＳ２１３）を繰り返して行う。よって、研削によって反りＣ２が変化しない累積研削深さＤＡを正確に求めることができる。したがって、表面変質層ＬＣの深さＤＴを正確に求めることができる。
【００７３】
＜第３実施形態＞
次に、図９及び図１０を参照して、本発明の第３実施形態に係る表面変質層深さ測定方法について説明する。図９は、第３実施形態に係る表面変質層深さ測定方法を示すフローチャートである。第３実施形態に係る表面変質層深さ測定方法は、第１実施形態に係る表面変質層深さ測定方法と比較して、第１研削工程の終了を判定する方法が相違する。
【００７４】
具体的には、第１実施形態に係る表面変質層深さ測定方法では、深さ測定工程において、反りＣ２の大きさが反りＣ３の大きさと略一致すると判定された場合に第１研削工程を終了する。これに対して、第３実施形態に係る表面変質層深さ測定方法では、深さ測定工程において、反りＣ２の測定回数Ｎが予め設定された閾値回数ＮＳ（例えば、閾値回数ＮＳは２回）と一致すると判定された場合に第１研削工程を終了する。
【００７５】
まず、図９に示すように、半導体ウエハＷの反りＣ３を測定する（ステップＳ３０１）。次に、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを第２番手（例えば、４０００番手）の砥石２１で２０μｍ研削する（ステップＳ３０３）。そして、半導体ウエハＷの反りＣ１を測定する（ステップＳ３０５）。
【００７６】
次いで、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを、予め設定された所定番手（例えば、２００００番手）より細かい第１番手（例えば、３００００番手）の砥石２１で所定厚み（例えば、０．５μｍ）研削する（ステップＳ３０７）。そして、半導体ウエハＷの反りＣ２を測定する（ステップＳ３０９）。次に、測定回数Ｎを１回インクリメントする（ステップＳ３１１）。そして、第１番手の砥石２１での測定回数Ｎが閾値回数ＮＳ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１３）。測定回数Ｎが閾値回数ＮＳ以上ではないと判定された場合（ステップＳ３１３でＮＯ）には、処理がステップＳ３０９に戻る。測定回数Ｎが閾値回数ＮＳ以上であると判定された場合（ステップＳ３１３でＹＥＳ）には、処理がステップＳ３１５に進む。
【００７７】
そして、累計研削深さＤＡと反りＣ（反りＣ１及び反りＣ２）との関係を直線ＬＳで近似する（ステップＳ３１５）。次いで、ステップＳ３１５で求めた直線を用いて、表面変質層ＬＣの深さＤＴを求め（ステップＳ３１７）、処理が終了する。ステップＳ３１５及びステップＳ３１７の処理の詳細については、図１０を参照して後述する。
【００７８】
ステップＳ３０１が「第３測定工程」に相当する。ステップＳ３０３が、「第２研削工程」に相当する。ステップＳ３０５が、「第１測定工程」に相当する。ステップＳ３０７が、「第１研削工程」に相当する。ステップＳ３０９が、「第２測定工程」に相当する。ステップＳ３１３〜ステップＳ２３１７が、「深さ測定工程」に相当する。
【００７９】
次に、図１０を参照して、図９に示す表面変質層深さ測定方法の適用例について説明する。図１０は、図９に示す第３実施形態に係る表面変質層深さ測定方法の適用結果の一例を示すグラフである。図１０の横軸は累計研削深さＤＡ（μｍ）を示し、図１０の縦軸は、反りＣの大きさ（μｍ）を示す。
【００８０】
ステップＳ３０１で測定された反りＣ３の大きさは、縦軸の左側に示すように１３．３μｍであった。ステップＳ３０５で測定された反りＣ１の大きさは、縦軸の右隣に示すように、２５８μｍであった。ステップＳ３０５の前のステップＳ３０３で、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを第２番手（例えば、４０００番手）の砥石２１で研削した結果、反りＣ３と比較して大きな反りＣ１が発生した（トワイマン効果）。換言すれば、第２番手の砥石２１で研削することによって半導体ウエハＷの被研削面Ｗａに残留応力層Ｌ３（図４参照）が形成され、その結果、大きな反りＣ１が発生した。
【００８１】
また、１回目のステップＳ３０９で測定された反りＣ２１の大きさは、横軸の累計研削深さＤＡが０．５μｍの位置に示すように、２００μｍであった。ステップＳ３０９の前のステップＳ３０７で、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを、予め設定された所定番手（例えば、２００００番手）より細かい第１番手（例えば、３００００番手）の砥石２１で研削した結果、反りＣの大きさが減少した。換言すれば、第１番手の砥石２１で研削することによって半導体ウエハＷの被研削面Ｗａの残留応力層Ｌ３が削り取られて残留応力層Ｌ３の厚みが減少し、その結果、反りＣが減少した。また、測定回数Ｎは１回であり、閾値回数ＮＳ以上ではないため、処理がステップＳ３０７に戻る。
【００８２】
更に、２回目のステップＳ３０９で測定された反りＣ２２の大きさは、横軸の累計研削深さＤＡが１μｍの位置に示すように、１５０μｍであった。ステップＳ３０９の前のステップＳ３０７で、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａが第１番手の砥石２１で研削した結果、反りＣの大きさが減少した。また、測定回数Ｎは２回であり、閾値回数ＮＳ以上であるため、処理がステップＳ３１５に進む。
【００８３】
図１０の３つの測定点ＰＭは、反りＣ１、反りＣ２１、及び、反りＣ２２にそれぞれ対応する点を示す。直線ＬＳは、測定点ＰＭを最小二乗法で近似して求める。直線ＬＳと、「反りＣ＝反りＣ３（１３．３μｍ）」が示す横軸に平行な直線ＬＢとの交点ＰＣを求める。交点ＰＣに対応する累計研削深さＤＡ（２．３μｍ）を、表面変質層ＬＣの深さＤＴとして求める。
【００８４】
図２〜図４、図９及び図１０を参照して説明したように、第３実施形態に係る表面変質層深さ測定方法は、第１実施形態に係る表面変質層深さ測定方法と同様の効果（第１の効果〜第３の効果、及び、第６の効果）を奏する。
【００８５】
また、第３実施形態に係る表面変質層深さ測定方法は、第１の効果〜第３の効果、及び、第６の効果に加えて、下記の効果を奏する。
第８の効果：反りＣ２が反りＣ３と一致するときの累積研削深さＤＡが、累積研削深さＤＡと、反りＣ２との関係を線形近似して求められる。よって、表面変質層ＬＣの深さＤＴを求めることができる。例えば、表面変質層ＬＣの深さＤＴが深い場合には、反りＣ２が反りＣ３と一致するまで、第２番手の砥石２１で研削するために膨大な時間を要する場合がある。このような場合に、反りＣ２が反りＣ３と一致するときの累積研削深さＤＡが、累積研削深さＤＡと、反りＣ２との関係を線形近似して求められるため、短時間で表面変質層ＬＣの深さＤＴを求めることができる。
【００８６】
第９の効果：また、累積研削深さＤＡと反りＣ２の大きさとは比例関係にある。よって、反りＣ２が反りＣ３と一致するときの累積研削深さＤＡが、累積研削深さＤＡと、反りＣ２との関係を一次近似（直線近似）して求められる。したがって、表面変質層ＬＣの深さＤＴを容易に求めることができる。
【００８７】
次に、本発明に係る半導体ウエハ研削方法について説明する。本発明に係る半導体ウエハ研削方法は、まず、第１実施形態〜第３実施形態の表面変質層深さ測定方法のうち、いずれか１つの表面変質層深さ測定方法によって表面変質層深さＤＴを予め求めておく。表面変質層深さＤＴは、第２番手（例えば、４０００番手）の砥石２１での研削によって形成される表面変質層ＬＣの深さである。そして、表面変質層深さＤＴの表面変質層ＬＣを除去するように、予め設定された所定番手（例えば、２００００番手）より細かい第１番手（例えば、４００００番手）の砥石２１で半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを砥石２１で研削する。
【００８８】
よって、本発明に係る半導体ウエハ研削方法では、残留応力層Ｌ３を含む表面変質層深さＤＴの表面変質層ＬＣを除去することができる。したがって、短時間で、表面変質層ＬＣの殆どない半導体ウエハＷに研削することができる。その結果、半導体ウエハＷの品位を向上することができる。
【００８９】
次に、本発明に係る半導体ウエハ製造方法について説明する。本発明に係る半導体ウエハ製造方法は、本発明に係る半導体ウエハ研削方法によって半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを研削する。
【００９０】
よって、本発明に係る半導体ウエハ製造方法では、残留応力層Ｌ３を含む表面変質層深さＤＴの表面変質層ＬＣを除去することができる。したがって、短時間で、表面変質層ＬＣの殆どない半導体ウエハＷに研削することができる。その結果、半導体ウエハＷの品位を向上することができる。
【００９１】
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である（例えば、下記に示す（１）〜（７））。図面は、理解し易くするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合がある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の構成から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００９２】
（１）図２を参照して、半導体ウエハ研削装置１００が２つのウエハ保持部１を備える形態について説明したが、これに限定されない。例えば、半導体ウエハ研削装置１００が３つ以上のウエハ保持部１を備えてもよい。ウエハ保持部１の個数が多い程、研削効率を上げることができる。また、例えば、半導体ウエハ研削装置１００が１つのウエハ保持部１を備えてもよい。
【００９３】
（２）図２を参照して、ウエハ保持部１及び研削ホイール２が同じ向きに回転する形態について説明したが、これに限定されない。例えば、研削ホイール２がウエハ保持部１と逆向きに回転する形態でもよい。
【００９４】
（３）図３を参照して、吸引部１１３がポーラスセラミックスである形態について説明したが、これに限定されない。例えば、吸引部１１３は微細な孔が形成されたセラミックスでもよい。
【００９５】
（４）図５〜図１０を参照して、半導体ウエハＷは、ＳｉＣ半導体ウエハである形態について説明したが、これに限定されない。半導体ウエハＷが、他の種類の化合物半導体ウエハであってもよい。例えば、半導体ウエハＷが、ＧａＡｓ半導体ウエハ、又は、ＩｎＰ半導体ウエハであってもよい。また、半導体ウエハＷが、単元素半導体であってもよい。例えば、半導体ウエハＷが、Ｓｉ半導体ウエハであってもよい。
【００９６】
（５）図５〜図１０を参照して、第２番手が４０００番手である形態について説明したが、これに限定されない。第２番手の砥石２１による研削が、反りＣの大きさに影響する残留応力層Ｌ３を形成する粗さであればよい。例えば、第２番手が２０００番手でもよい。
【００９７】
（６）図５〜図１０を参照して、第１番手が３００００番手である形態について説明したが、これに限定されない。第１番手の砥石２１による研削が、反りＣの大きさに影響する残留応力層Ｌ３を形成しない粗さであればよい。換言すれば、第１番手が、予め設定された所定番手（例えば、２００００番手）より細かい番手であればよい。例えば、第１番手が５００００番手でもよい。
【００９８】
（７）図９及び図１０を参照して、閾値回数ＮＳが２回である形態について説明したが、これに限定されない。閾値回数ＮＳが１回でもよいし、３回以上でもよい。閾値回数ＮＳの回数が少ない程、表面変質層ＬＣの深さＤＴを測定する時間が削減できる。閾値回数ＮＳの回数が多い程、表面変質層ＬＣの深さＤＴを正確に測定できる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、表面変質層深さ測定方法、半導体ウエハ研削方法、及び、半導体ウエハ製造方法の分野に利用可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１００    半導体ウエハ研削装置
１    ウエハ保持部
１１    真空チャック
１１１    チャック本体
１１２    吸引通路
１１３    吸引部
１１３ａ    チャック面
１１４    吸引源
１３    中心軸
１５    第１駆動部
２    研削ホイール
２１    砥石
２２    ホルダー
２３    支軸
２４    中心軸
２５    第２駆動部
Ｃ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）    反り
Ｃ２（Ｃ２１〜Ｃ２６）    反り
ＤＡ    累計研削深さ
ＤＴ    表面変質層の深さ
Ｌ１    破砕層
Ｌ２    モザイク層
Ｌ３    残留応力層
ＬＣ    表面変質層
Ｗ    半導体ウエハ
Ｗａ    被研削面
【図１】
2017037994.tif 000003
【図２】
2017037994.tif 000004
【図３】
2017037994.tif 000005
【図４】
2017037994.tif 000006
【図５】
2017037994.tif 000007
【図６】
2017037994.tif 000008
【図７】
2017037994.tif 000009
【図８】
2017037994.tif 000010
【図９】
2017037994.tif 000011
【図１０】
2017037994.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月31日(2016.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハに形成された表面変質層の深さを測定する表面変質層深さ測定方法であって、
前記半導体ウエハの反りを測定する第１測定工程と、
前記第１測定工程の後に、前記半導体ウエハの被研削面を、予め設定された所定番手よりも細かい第１番手の砥石で、予め設定された所定深さ研削する第１研削工程と、
前記第１研削工程の後の前記半導体ウエハの反りを測定する第２測定工程と、
前記第１測定工程、及び、前記第２測定工程において測定された反り、及び、前記第１研削工程で研削された研削深さに基づいて、前記表面変質層の深さを求める深さ測定工程と、
前記第１測定工程の前に、前記半導体ウエハの前記被研削面を前記所定番手よりも粗い第２番手の砥石で、予め設定された所定深さ研削する第２研削工程と、
前記第２研削工程の前に、前記半導体ウエハの反りを測定する第３測定工程と
を含み、
前記第１研削工程及び前記第２測定工程を複数回繰り返して行い、
前記深さ測定工程において、前記第２測定工程において測定された反りが、前記第３測定工程において測定された反りと略一致するときの、前記第１研削工程における累積研削深さを、前記表面変質層の深さとして求める、表面変質層深さ測定方法。
【請求項２】
前記深さ測定工程において、前記第２測定工程において測定された反りが、前記第３測定工程において測定された反りと略一致するまで、前記第１研削工程及び前記第２測定工程を繰り返して行う、請求項１に記載の表面変質層深さ測定方法。
【請求項３】
前記深さ測定工程において、前記第１研削工程における累積研削深さと、前記第２測定工程において測定された反りとの関係を線形近似し、前記第２測定工程において測定された反りが、前記第３測定工程において測定された反りと略一致するときの、前記第１研削工程における累積研削深さを、前記表面変質層の深さとして求める、請求項１に記載の表面変質層深さ測定方法。
【請求項４】
前記線形近似は、一次近似である、請求項３に記載の表面変質層深さ測定方法。
【請求項５】
半導体ウエハに形成された表面変質層の深さを測定する表面変質層深さ測定方法であって、
前記半導体ウエハの反りを測定する第１測定工程と、
前記第１測定工程の後に、前記半導体ウエハの被研削面を、予め設定された所定番手よりも細かい第１番手の砥石で、予め設定された所定深さ研削する第１研削工程と、
前記第１研削工程の後の前記半導体ウエハの反りを測定する第２測定工程と、
前記第１測定工程、及び、前記第２測定工程において測定された反り、及び、前記第１研削工程で研削された研削深さに基づいて、前記表面変質層の深さを求める深さ測定工程と、
前記第１測定工程の前に、前記半導体ウエハの前記被研削面を前記所定番手よりも粗い第２番手の砥石で、予め設定された所定深さ研削する第２研削工程と
を含み、
前記第１研削工程及び前記第２測定工程を複数回繰り返して行い、
前記深さ測定工程において、前記第２測定工程において測定された反りが、前回の前記第２測定工程において測定された反りと略一致するまで、前記第１研削工程及び前記第２測定工程を繰り返して行う、表面変質層深さ測定方法。
【請求項６】
前記半導体ウエハは、化合物半導体ウエハである、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の表面変質層深さ測定方法。
【請求項７】
前記第２番手の砥石で研削された前記半導体ウエハの前記被研削面を研削する半導体ウエハ研削方法であって、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の表面変質層深さ測定方法によって、前記第２番手の砥石での研削によって形成される前記表面変質層深さを予め求めておき、
前記表面変質層を除去するように、前記第１番手の砥石で前記半導体ウエハの前記被研削面を砥石で研削する、半導体ウエハ研削方法。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体ウエハ研削方法によって前記半導体ウエハの前記被研削面を研削する、半導体ウエハ製造方法。