(57)【要約】      （修正有）【課題】高い平坦度が得られる半導体ウェーハを提供する。【解決手段】半導体ウェーハ１の直径φを４５０ｍｍ、厚みｔを９００μｍ以上１１００μｍ以下とする。また、半導体ウェーハ１の局所的な平坦度を示すＳＦＱＲ（Ｓｉｔｅ  Ｆｒｏｎｔｓｉｔｅ  ｌｅａｓｔ  ｓＱｕａｒｅｓ  ｆｏｃａｌ  ｐｌａｎｅ  ｓｉｔｅ  Ｒａｎｇｅ）を２５ｎｍ以下、全面の平坦度を示すＧＢＩＲ（Ｇｒｏｂａｌ  Ｂａｃｋｓｉｄｅ  Ｉｄｅａｌ  ｆｏｃａｌ  ｐｌａｎｅ  Ｒａｎｇｅ）を０．１μｍ以下とする。【選択図】図１
2009298680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直径が４５０ｍｍで厚みが９００μｍ以上１１００μｍ以下であることを特徴とする半導体ウェーハ。
【請求項２】
前記半導体ウェーハの局所的な平坦度を示すＳＦＱＲ（Ｓｉｔｅ  Ｆｒｏｎｔｓｉｔｅ  ｌｅａｓｔ  ｓＱｕａｒｅｓ  ｆｏｃａｌ  ｐｌａｎｅ  ｓｉｔｅ  Ｒａｎｇｅ）が２５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハ。
【請求項３】
前記半導体ウェーハ全面の平坦度を示すＧＢＩＲ（Ｇｒｏｂａｌ  Ｂａｃｋｓｉｄｅ  Ｉｄｅａｌ  ｆｏｃａｌ  ｐｌａｎｅ  Ｒａｎｇｅ）が０．１μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体ウェーハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の高集積化、高機能化等に伴うチップサイズの増加により、半導体装置の製造に使用される半導体ウェーハ（以下単に「ウェーハ」ともいう）には、より大口径化が求められている。
【０００３】
しかしながら、大口径のウェーハにおいては、製造時に様々な問題が生じるおそれがある。例えば、特許文献１では、装填するウェーハの直径と厚みからたわみ量を計算し、これによりバッチ搬送でのウェーハカセットの溝巾を決定する技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−９５９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１には、ウェーハの裏面研削後の厚みが薄くなったウェーハについて開示されているが、大口径の半導体ウェーハにおいても、ウェーハの自重によるたわみ量の増加により、収納容器へのウェーハの装填及びウェーハの収納容器からの取り出しや、製造装置等におけるウェーハの搬送の可否が問題となる。また、ウェーハの大口径化に伴い、製造時に高い平坦度を得ることが困難になる可能性がある。
【０００５】
したがって、本発明は、高い平坦度が得られる半導体ウェーハを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の半導体ウェーハは、直径が４５０ｍｍで厚みが９００μｍ以上１１００μｍ以下であることを特徴とする。
【０００７】
（２）また、前記半導体ウェーハの局所的な平坦度を示すＳＦＱＲ（Ｓｉｔｅ  Ｆｒｏｎｔｓｉｔｅ  ｌｅａｓｔ  ｓＱｕａｒｅｓ  ｆｏｃａｌ  ｐｌａｎｅ  ｓｉｔｅ  Ｒａｎｇｅ）が２５ｎｍ以下であることが好ましい。
【０００８】
（３）また、前記半導体ウェーハ全面の平坦度を示すＧＢＩＲ（Ｇｒｏｂａｌ  Ｂａｃｋｓｉｄｅ  Ｉｄｅａｌ  ｆｏｃａｌ  ｐｌａｎｅ  Ｒａｎｇｅ）が０．１μｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高い平坦度を得られる半導体ウェーハを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の半導体ウェーハの一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の半導体ウェーハ１の一実施形態を示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は、半導体ウェーハ１の厚み方向から視た図であり、（ｃ）は、半導体ウェーハ１の径方向から視た図である。
【００１１】
本実施形態の半導体ウェーハ１（以下単に「ウェーハ」ともいう）は、直径が４５０ｍｍで、厚みが９００μｍ以上１１００μｍ以下である。
【００１２】
また、本実施形態のウェーハ１は、例えばシリコンウェーハ、ガリウム砒素ウェーハからなる。
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態のウェーハ１は、直径φが４５０ｍｍである。ここで、ウェーハ１の直径φは、製造時の目標値としての数値であり、製造時の許容誤差等を含むものである。例えば、ウェーハ１の直径φは、±０．２ｍｍの許容誤差を含むものとする。
【００１３】
本実施形態のウェーハ１は、図１（ｃ）に示す厚みｔが９００μｍ以上１１００μｍ以下である。その意義は、ウェーハ１の厚みｔが９００μｍ未満の場合には、ウェーハの大口径化に伴い、ウェーハに発生する撓みが大きくなり、扱いが困難になる点にある。また、厚みｔが１１００μｍを超える場合には、ウェーハの大口径化と厚みの増加に伴うウェーハ重量の増加により、ウェーハのハンドリングが困難になる点にある。
【００１４】
ここで、半導体ウェーハの平坦度を評価する指標として、例えば、ＳＦＱＲ（Ｓｉｔｅ  Ｆｒｏｎｔｓｉｔｅ  ｌｅａｓｔ  ｓＱｕａｒｅｓ  ｆｏｃａｌ  ｐｌａｎｅ  ｓｉｔｅ  Ｒａｎｇｅ）とＧＢＩＲ（Ｇｒｏｂａｌ  Ｂａｃｋｓｉｄｅ  Ｉｄｅａｌ  ｆｏｃａｌ  ｐｌａｎｅ  Ｒａｎｇｅ）を用いることができる。
【００１５】
ＳＦＱＲは、ウェーハ１の局所的な平坦度を示す指標である。具体的には、ウェーハ１から所定寸法（例えば、２６ｍｍ×８ｍｍ）の矩形状のサンプルを複数取得し、取得した各サンプルについて最小二乗法により求められた基準面からの最大変位量の絶対値の和を算出することにより求められる。
【００１６】
ＧＢＩＲは、ウェーハ１全面の平坦度を示す指標である。具体的には、ウェーハ１の裏面を完全に吸着したと仮定した場合におけるウェーハ１の裏面を基準として、ウェーハ１全体の最大変位と最小変位との差を算出することにより求められる。
【００１７】
本実施形態のウェーハ１では、ウェーハ１に形成されるデバイスの細線化のため、ＳＱＦＲは２５ｎｍ以下であることが好ましい。また、ウェーハ１に形成されるデバイスの細線化のため、ＧＢＩＲは０．１μｍ以下であることが好ましい。
【００１８】
次に、本実施形態の半導体ウェーハ１の製造方法について説明する。図２は、本発明の半導体ウェーハ１の一製造方法を示すフローチャートである。図２に示すように、本実施形態の半導体ウェーハ１の製造方法は、下記工程Ｓ１〜Ｓ１１を備える。
（Ｓ１）単結晶インゴット成長工程
まず、チョクラルスキー法（ＣＺ法）やフローティングゾーン法（ＦＺ法）等により単結晶の半導体インゴットを成長させる。
【００１９】
（Ｓ２）外形研削工程
単結晶インゴット成長工程Ｓ１を経て成長した半導体インゴットは、先端部及び終端部が切断される。そして、外形研削工程において、直径を均一にするために半導体インゴットの外周を円筒研削盤等により研削してブロック体とし、外周形状が整えられる。
【００２０】
（Ｓ３）スライス加工工程
外形研削工程Ｓ２を経たブロック体は、特定の結晶方位を示すために、このブロック体にオリエンテーションフラットやオリエンテーションノッチが施される。このプロセスの後、ブロック体は棒軸方向に対して所定角度をもってワイヤソー等によりスライスされ、ウェーハとなる。
【００２１】
（Ｓ４）面取り工程
スライス加工工程Ｓ３を経てスライスされたウェーハは、ウェーハの周辺部の欠けやチッピングを防止するためにウェーハ周辺に面取り加工が行われる。すなわち、ウェーハの外周部が面取り用砥石により、所定の形状に面取りされる。これにより、ウェーハの外周部は、所定の丸みを帯びた形状に成形される。
【００２２】
（Ｓ５）ラッピング工程
面取り工程Ｓ４を経たウェーハは、スライス等の工程で生じた薄円板状のウェーハ表裏面の凹凸層がラッピングにより平坦化される。ラッピング工程では、ウェーハを、互いに平行なラッピング定盤の間に配置し、ラッピング定盤とウェーハとの間に、アルミナ砥粒、分散剤、水の混合物であるラッピング液を流し込む。そして、加圧下で回転・すり合わせを行ない、ウェーハ表裏両面がラッピングされる。これにより、ウェーハ表裏面の平坦度とウェーハの平行度が高まる。
【００２３】
（Ｓ６）エッチング工程
ラッピング工程Ｓ５を経たウェーハは、エッチング液にディップされてエッチングされる。エッチング工程では、ウェーハをスピンしながらウェーハの表面にエッチング液を供給して、供給したエッチング液をスピンによる遠心力によりウェーハ表面全体に拡げてウェーハ表面全体をエッチングし、ウェーハ表面の表面粗さＲａを所定の表面粗さに制御する。このエッチング工程では、面取り工程Ｓ４やラッピング工程Ｓ５のような機械加工プロセスによって導入された加工変質層をエッチングによって完全に除去する。
【００２４】
（Ｓ７）外周研磨工程
エッチング工程Ｓ６を経たウェーハは、外周部が外周研磨される。これにより、ウェーハの面取り面が鏡面仕上げされる。外周研磨工程では、ウェーハの面取り面を、研磨液を供給しながら、軸線回りに回転している研磨布の外周面に押し付けて、鏡面に研磨する。
【００２５】
（Ｓ８）一次研磨工程
外周研磨工程Ｓ７を経たウェーハは、表裏面を同時に研磨する両面同時研磨装置を用いて、表面の粗研磨としての一次研磨を行う。
【００２６】
（Ｓ９）二次研磨（鏡面研磨）工程
一次研磨工程Ｓ８を経たウェーハは、表裏面を同時に研磨する両面同時研磨装置を用いて、鏡面研磨としての二次研磨を行う。なお、本実施形態の一次研磨工程Ｓ８及び二次研磨工程Ｓ９では、両面同時研磨によってウェーハの表裏面を同時に研磨したが、この両面同時研磨の代わりに、ウェーハの表裏面を片面ずつ研磨する片面研磨によってウェーハを研磨してもよい。
【００２７】
（Ｓ１０）仕上げ洗浄工程
二次研磨（鏡面研磨）工程Ｓ９を経たウェーハは、仕上げ洗浄される。具体的には、ＲＣＡ洗浄液により洗浄される。
【００２８】
（Ｓ１１）平坦度測定
仕上げ洗浄工程Ｓ１０を経たウェーハは、研磨の仕上がり具合を平坦度として測定される。
【００２９】
以上Ｓ１〜Ｓ１１において説明した製造工程により、直径φが４５０ｍｍで厚みｔが９００μｍ以上１１００μｍ以下であり、ＳＦＱＲが２５ｎｍ以下、ＧＢＩＲが０．１以下の半導体ウェーハ１を得ることができる。
【００３０】
ここで、直径３００ｍｍの半導体ウェーハの製造時に要求される平坦度は、ＳＱＦＲが０．２μｍ〜１．２μｍ、ＧＢＩＲが０．５μｍ〜１．５μｍである。
【００３１】
これに対して、本実施形態のウェーハ１は、ウェーハの大口径化に伴うウェーハの撓みの影響を受けにくい厚みであるため、ウェーハ１の平坦度は、ＳＱＦＲが２５ｎｍ（０．２５μｍ）以下、ＧＢＩＲが０．１μｍ以下となった。
【００３２】
このように、本実施形態のウェーハ１は、ウェーハの大口径化に伴うウェーハの撓みの影響を受けにくい厚みであるため、直径３００ｍｍの半導体ウェーハと比較して、より高い平坦度が得られる。したがって、本実施形態のウェーハ１は、より高品質のウェーハを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の半導体ウェーハ１の一実施形態を示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は、半導体ウェーハ１の厚み方向から視た図であり、（ｃ）は、半導体ウェーハ１の径方向から視た図である。
【図２】本実施形態の半導体ウェーハ１の製造工程について示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１  半導体ウェーハ
φ  直径
ｔ  厚み
【図１】
2009298680.tif 000003
【図２】
2009298680.tif 000004