JP5600867B2 - 半導体ウェーハの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェーハの製造方法、詳しくは、結晶性インゴットから薄円板状の半導体ウェーハを切り出して両面鏡面半導体ウェーハを製造する方法に関する。

従来の一般的な半導体ウェーハの製造方法は、（スライス工程）→（第１面取り工程）→（ラッピング工程）→（第２面取り工程）→（片面研削工程）→（両面研磨工程）→（片面仕上げ研磨工程）を順に行う各工程で構成されている。
スライス工程では、切断により結晶性インゴットから薄円板状の半導体ウェーハを切り出す。第１面取り工程では、切り出された半導体ウェーハの外周部に面取りを施し、次の工程であるラッピング工程における半導体ウェーハのワレやカケを抑制する。ラッピング工程では、面取りされた半導体ウェーハを、例えば、＃１０００の砥石を用いてラッピングし、半導体ウェーハの平坦度を向上させる。第２面取り工程では、ラッピングされた半導体ウェーハの外周部に面取りを施し、半導体ウェーハの端面を所定の面取り形状にする。片面研削工程では、面取りされた半導体ウェーハの一方の面を、例えば、＃２０００〜８０００の砥石を用いて研削し、半導体ウェーハの最終厚さに近づける。両面研磨工程では、片面を研削された半導体ウェーハの両面が研磨される。そして、片面仕上げ研磨工程では、両面を研磨された半導体ウェーハの面のうち、素子面となる片面を、さらに仕上げ研磨する。

上記した従来法では、２回の面取り工程やラッピング工程および片面研削工程を経て両面鏡面半導体ウェーハとなるため工程数が多く、半導体材料のカーフロス（ラッピング屑および片面研削屑の増加による半導体材料の損失）を招くという問題がある。

特に、直径が４５０ｍｍ以上のシリコンウェーハのような大口径半導体ウェーハでは上記問題が顕著であった。
例えば、現在の主流である、直径が３００ｍｍのシリコンウェーハと同じシリコン材料の取り代で、直径が４５０ｍｍの大口径シリコンウェーハを製造した場合、シリコンウェーハのカーフロスは２．２５倍となる。

さらに、直径が４５０ｍｍ以上のシリコンウェーハの製造方法に、上記したラッピング工程を具える場合、ラッピング装置が非常に大型化し、生産ラインを構築するに際して、ラッピング装置の設置場所等に関して問題が生じる懸念がある。

特許文献１には、上記した従来法において、ラッピング工程の代わりに両面研削工程を具える半導体ウェーハの製造方法が提案されている。
特許第３３２８１９３号 公報

しかしながら、特許文献１に記載の半導体ウェーハの製造方法は、大口径半導体ウェーハを製造する際にラッピング装置が大型化する問題を解決し、両面研削工程前の第１面取り工程を省略することができる利点があるものの、両面研削工程および片面研削工程を経るためシリコン材料の取り代が多いことに変わりはなく、カーフロスについては、依然として問題を残していた。
また、半導体ウェーハの取り代を少なくすることによって、今後ますます厳しい要求となることが予想される半導体ウェーハの平坦度を向上させることも期待されていた。

本発明は、上記の課題を鑑みなされたもので、結晶性インゴットから切り出した半導体ウェーハを両面鏡面半導体ウェーハにするに際し、少なくとも面取り工程を省略して簡略な工程により行うことができ、かつ半導体ウェーハのシリコン材料の取り代を低減して、半導体材料のカーフロスを削減して安価に半導体ウェーハを得ることができる製造方法を提供することを目的とする。
特に、本発明は、半導体ウェーハの直径が４５０ｍｍ以上の大口径シリコンウェーハである場合に、顕著な効果を有する。

発明者らは、上記の課題を解決するため、結晶性インゴットから切り出した半導体ウェーハを両面鏡面半導体ウェーハにするに際し、従来法に比べて工程数を削減するとともに、半導体ウェーハのシリコンカーフロスを低減するための半導体ウェーハの製造方法について鋭意検討を行った。
その結果、上記した従来法におけるラッピング工程および片面研削工程の代わりに、両面を同時に粗研削から仕上げ研削まで一気に研削する固定砥粒研削工程を行い、また、半導体ウェーハの表面および端面の加工歪みをとるだけでなく、面取りも同時に行うことができる化学処理工程を行うことにより、従来法に比べて工程数を削減できるとともに半導体ウェーハの取り代を低減することができることを見出した。

本発明は、上記の知見に基づくもので、その要旨構成は次のとおりである。
１．結晶性インゴットから薄円板状の半導体ウェーハを切り出すスライス工程と、
複数枚の前記半導体ウェーハを、互いに近接した位置関係で設けられた複数個の丸穴を有するキャリアの前記丸穴に嵌めこんだ後、固定砥粒を有するパッドをそれぞれ具える１対の上下定盤間に前記キャリアを挟み込み、該キャリアを同一水平面内で揺動運動させながら、前記上下定盤を回転させて、前記半導体ウェーハの両面を同時に粗研削から仕上げ研削まで一工程で研削する固定砥粒研削工程と、
を具え、前記固定砥粒研削工程中、前記複数個の丸穴の全てが、前記上下定盤の円周内に入るように配置され、
前記半導体ウェーハの両面を同時に研磨する両面研磨工程と、該両面研磨工程により研磨された半導体ウェーハの一方の面を仕上げ研磨する片面仕上げ研磨工程とをさらに具え、
前記スライス工程と前記両面研磨工程の間に、
前記固定砥粒研削工程と、
前記半導体ウェーハの表面および端面の加工歪の緩和と、前記半導体ウェーハの端面を所定の面取り形状にする仕上げ面取りとを同時に行う化学処理工程と、を順番に関係なく具えることを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。

２．前記半導体ウェーハは、直径が４５０ｍｍ以上の大口径シリコンウェーハである上記１に記載の半導体ウェーハの製造方法。

本発明の半導体ウェーハの製造方法によれば、前記スライス工程と前記両面研磨工程の間に固定砥粒研削工程と化学処理工程を行うことにより、従来法に比べて半導体ウェーハの製造工程全体の短縮につながり、かつ半導体ウェーハの取り代を低減して、半導体材料のカーフロスを削減して安価に半導体ウェーハを得ることができる。
また、半導体ウェーハの取り代を低減することにより、半導体ウェーハの平坦度も併せて向上させることができる。
さらに、エピタキシャル層成長工程を、化学処理工程と両面研磨工程の間、または両面研磨工程の後に行うことにより、半導体ウェーハを、エピタキシャル層を有する半導体ウェーハとすることができる。
特に、本発明の半導体ウェーハの製造方法は、直径が４５０ｍｍ以上の大口径シリコンウェーハを製造するのに適している。

次に、本発明の半導体ウェーハの製造方法を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態を示す工程フロー図である。本発明の第１実施形態は、以下に示す５工程を（１）〜（５）の順番で行うものである。
（１）結晶性インゴットから薄円板状の半導体ウェーハを切り出すスライス工程
（２）前記半導体ウェーハを、互いに近接した位置関係で設けられた複数個の丸穴を有するキャリアの前記丸穴に嵌めこんだ後、固定砥粒を有するパッドをそれぞれ具える１対の上下定盤間に、前記キャリアを挟み込み、該キャリアを同一水平面内で揺動運動させながら、前記上下定盤を回転させて、前記半導体ウェーハの両面を同時に粗研削から仕上げ研削まで一気に高速加工する固定砥粒研削工程
（３）前記半導体ウェーハの表面および端面の加工歪の緩和と、前記半導体ウェーハの端面を所定の面取り形状にする仕上げ面取りとを同時に行う化学処理工程
（４）前記半導体ウェーハの両面を同時に研磨する両面研磨工程
（５）前記両面研磨工程により研磨された半導体ウェーハの一方の面を仕上げ研磨する片面仕上げ研磨工程

次に、本発明の第１実施形態における各工程を説明する。
（スライス工程）
スライス工程は、研削液を供給しながらワイヤーソーを結晶性インゴットに接触させて切断するか、あるいは、円周刃を用いて結晶性インゴットを切断することによって薄円板状のウェーハを切り出す工程である。あとに続く固定砥粒研削工程または化学処理工程での処理負荷を小さくするために、スライス工程後の半導体ウェーハは、可能な限り平坦度が高く、かつ表面粗さが小さい方が好ましい。
なお結晶性インゴットは、シリコン単結晶インゴットが代表的であるが、太陽電池用シリコン多結晶インゴットであっても良い。

（固定砥粒研削工程）
固定砥粒研削工程は、スライス工程で切り出された半導体ウェーハの両面に粗研削を施して、ウェーハの平坦度を向上させ、かつ半導体ウェーハの最終厚さに近づける工程である。
図２は、固定砥粒研削工程に用いる固定砥粒研削装置１０を模式的に示す説明図である。図２（ａ）〜（ｃ）のうち図２（ａ）は、固定砥粒研削工程に用いる装置１０を鉛直方向断面図で模式的に示した説明図であり、図２（ｂ）および図２（ｃ）は、固定砥粒研削工程に用いる装置１０を水平方向上面から模式的に示した説明図である。また、図２（ａ）〜（ｃ）のうち図２（ａ）および図２（ｂ）は、固定砥粒研削工程が始まる直前の状態を示した説明図であり、図２（ｃ）は、固定砥粒研削工程が始まってから一定時間経過した状態を示した説明図である。

固定砥粒研削装置１０は、互いに近接した位置関係で設けられた複数個の丸穴１１ａ、１１ｂおよび１１ｃを有するキャリア１２と、固定砥粒を有するパッド１３ａおよび１３ｂと、パッド１３ａおよび１３ｂを具える１対の上下定盤１４ａおよび１４ｂと、キャリア１２の円周を４分割しキャリア１２の側面に接触するように配置されたガイドローラ１５ａ、１５ｂ、１５ｃおよび１５ｄとからなる。

スライス工程で切り出された半導体ウェーハ１６ａ、１６ｂおよび１６ｃを、キャリア１２に設けられた丸穴１１ａ、１１ｂおよび１１ｃに嵌め込んだ後、固定砥粒を有するパッド１３ａおよび１３ｂを具える１対の上下定盤１４ａおよび１４ｂの間に、キャリア１２を挟み込み、ガイドローラ１５ａ、１５ｂ、１５ｃおよび１５ｄを移動させてキャリア１２を同一平面内で揺動運動させながら、上下定盤１４ａおよび１４ｂを回転させてウェーハ１６ａ、１６ｂおよび１６ｃは、両面を同時に研削される。

図２において丸穴は、１１ａ、１１ｂおよび１１ｃの３個が示されているが、丸穴の個数は３個に限定されるものではない。ただし、図２（ｂ）および（ｃ）で示されるように、キャリア１２が、揺動運動をして上下定盤１４ａおよび１４ｂに対して如何なる位置関係となっても、丸穴１１ａ、１１ｂおよび１１ｃのすべてが上下定盤１４ａおよび１４ｂの円周内に入るように配置されることが重要である。これは、固定砥粒研削中の半導体ウェーハに負荷する圧力をできるだけ均一にすることによって、スライス工程後の半導体ウェーハの外周部を面取りすることなく、固定砥粒研削中の半導体ウェーハのワレ、カケを防止するとともに、固定砥粒研削後の半導体ウェーハの平坦度を向上させるためである。丸穴１１が同一直径で３個の場合、図２（ｂ）および（ｃ）で示されるように、丸穴１１ａ、１１ｂおよび１１ｃが、互いに近接した位置関係をとると、定盤１４の直径を最小とすることができ、固定砥粒研削装置１０が不必要に大型化することがなく好ましい。
なお、図２において、定盤１４の直径をＬ１とすると、例えば、直径が４５０ｍｍのシリコンウェーハ３枚を固定砥粒研削する場合のＬ１は概ね９８５ｍｍである。

パッドは、固定砥粒を有するため、固定砥粒研削中に遊離砥粒スラリーを供給する必要はない。従って、遊離砥粒の供給が不均一なことに起因する、研削後の半導体ウェーハの平坦度が低下することを回避することができ、特に４５０ｍｍ以上の大口径シリコンウェーハのように半導体ウェーハの直径が大きく、遊離砥粒を均一に供給することが難しい場合には特に有利となる。

固定砥粒を有するパッドについては、砥粒の材質がダイヤモンドであることが一般的であるが、ＳｉＣの砥粒も使用することができる。また、固定砥粒を有するパッド粗さは、＃１０００〜８０００の範囲のものを使用することができるが、上述したように、固定砥粒研削中の半導体ウェーハに負荷される圧力が均一であること、遊離砥粒ではなく固定砥粒を使用することから、砥粒の半導体ウェーハに対する研削作用が均一であることから、スライス工程直後のスライス表面が粗い状態の半導体ウェーハでも、＃８０００程度の細かいパッドを用いて固定砥粒研削を開始しても、ワレやカケなどを発生させることなく、一気に粗研削から仕上げ研削まで高速加工を行うことができる。
なお、固定砥粒研削中は、研削屑を洗い流すこと、あるいは潤滑を目的として、水またはアルカリ溶液を供給することが好ましい。

なお、固定砥粒研削工程における研削代が、片面あたり２０μｍ未満であると、切断時に発生する半導体ウェーハのうねりが問題となり、一方、５０μｍを超えると、半導体ウェーハ強度の不足が問題となる。従って、固定砥粒研削工程における加工代は、片面あたり２０〜５０μｍの範囲であることが好ましい。

ところで、本発明で行う固定砥粒研削工程と、従来法で行われていたラッピング工程とを比較するために、ラッピング工程について簡単に説明する。
図３は、従来法で行われていたラッピング工程で用いる装置を模式的に示す説明図である。ラッピング装置５０は、丸穴５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄおよび５１ｅをそれぞれに有し側面にギアを具えるキャリア５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄおよび５２ｅと、パッド５３ａおよび５３ｂと、パッド５３ａおよび５３ｂを具える１対の上下定盤５４ａおよび５４ｂと、キャリア５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄおよび５２ｅが遊星運動する際の外周ギア５５と、キャリア５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄおよび５２ｅの側面に具えられたギアと噛み合うセンターギア５６とからなる。

スライス工程で切り出された半導体ウェーハ５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄおよび５７ｅを、キャリア５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄおよび５２ｅに設けられた丸穴５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄおよび５１ｅに嵌め込んだ後、パッド５３ａおよび５３ｂを具える１対の上下定盤５４ａおよび５４ｂの間に、キャリア５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄおよび５２ｅを挟み込み、遊離砥粒をウェーハ５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄおよび５７ｅに供給しながら、センターギア５６を回転し、キャリア５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄおよび５２ｅを外周ギア５５にそって遊星運動させ、ウェーハ５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄおよび５７ｅをラッピングする。

ラッピング装置５０において、センターギア５６の占める面積が大きいことから、それに伴って、定盤５４の面積も大きくなり、その結果、ラッピング装置５０の全体が大型になる傾向がある。直径の大きい半導体ウェーハをラッピングする際には、キャリア５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄおよび５２ｅが大型化し、それによってキャリア５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｄおよび５２ｅを遊星運動させるのに必要な力も大きくなり、センターギア５６は大型化し、ラッピング装置５０全体の大型化に拍車がかかり、深刻な問題となる。図３において、定盤５４の直径をＬ２とすると、例えば、直径が４５０ｍｍのシリコンウェーハを３枚ラッピングする場合のＬ２は概ね２２００ｍｍとなり、固定砥粒研削装置１０におけるＬ１と比べて非常に大きくなり、直径が４５０ｍｍ以上のシリコンウェーハを、ラッピング工程を含む製造方法で製造する場合には、非常に大きいラッピング装置が必要となり、設置場所などの問題が発生する懸念がある。

また、ラッピング工程では、遊離砥粒を塗布しながらラッピングを行うため、ガイドが大きくなり、遊離砥粒の供給範囲が広くなれば、それだけ均一供給が困難となり、ラッピング工程後の半導体ウェーハの平坦度が低下しやすくなるだけでなく、ラッピング中にワレ、カケも発生しやすくなる。

（化学処理工程）
化学処理工程は、スライス工程、あるいはスライス工程および固定砥粒研削工程の両方の工程で半導体ウェーハの表面および端面に加えられた加工歪の緩和と、半導体ウェーハの端面を所定の面取り形状にする仕上げ面取りを同時に行うもので、バッチ式および枚葉式のいずれかの化学処理を選択することができる。

バッチ式化学処理は、所定のエッチング液の入った容器内に、複数枚（例えば２４枚）の半導体ウェーハを浸漬して、半導体ウェーハの両面および端面に加えられた加工歪の緩和と、半導体ウェーハの端面を所定の面取り形状にする仕上げ面取りを同時に行う処理である。

枚葉式化学処理は、１枚の半導体ウェーハを、半導体ウェーハの片面ずつにエッチング液を滴下しながら回転させて、遠心力によりエッチング液を半導体ウェーハのエッチング液滴下面全体および端面に行き渡らせ、半導体ウェーハのエッチング滴下面および端面の加工歪を緩和し、半導体ウェーハの端面を所定の面取り形状にする仕上げ面取りとを同時に行う処理である。なお、枚葉式化学処理の場合には、片面ずつで計２回行い、両面をエッチングする。端面については、２回のエッチングで所定の形状となるように、エッチングの条件を設定する。

枚葉式化学処理に用いるエッチング液は、回転させた半導体ウェーハにエッチング液を滴下した際に、適度な速度で半導体ウェーハのエッチング滴下面に行き渡り、該滴下面上で均一なエッチング液の膜を形成する必要があることから、フッ酸、硝酸およびリン酸の混酸を使用することが好ましい。バッチ式化学処理でエッチング液として通常使用されるフッ酸、硝酸および酢酸の混酸では粘度が低いことから、回転させた半導体ウェーハにエッチング液を滴下した際に、エッチング液が半導体ウェーハのエッチング滴下面に行き渡る速度が速すぎてエッチング液の膜が形成されず、エッチングむらとなる。
なお、枚葉式化学処理でエッチング液として用いるフッ酸、硝酸およびリン酸の混酸は、フッ酸、硝酸およびリン酸の濃度がそれぞれ、質量％で、５〜20％、５〜40％および30〜40％のものを混合して使用することが好ましい。

（両面研磨工程）
両面研磨工程は、固定砥粒研削工程および化学処理工程を経た半導体ウェーハの両面を、ウレタンなどからなる研磨布を用いて研磨スラリーを供給して研磨する。研磨スラリーの種類は特に制限されないが、粒径が０．５〜２μｍのコロイダルシリカが好ましい。

（片面仕上げ研磨工程）
片面仕上げ研磨工程は、両面を研磨した半導体ウェーハにおいて、最終的に素子面となる片面を、ウレタンなどからなる研磨布を用いて、研磨スラリーを供給して研磨する。研磨スラリーの種類は特に制限されないが、粒径が０．５μｍ以下のコロイダルシリカが好ましい。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、本発明の第２実施形態を示す工程フロー図である。なお、図４おいて、図１の各工程と同じ工程については、同じ名称を付してある。
ここで、図４に示した第２実施形態は、図１に示した第１実施形態と比較して、固定砥粒研削工程および化学処理工程を、スライス工程と両面研削工程の間で行う点では共通しているが、固定砥粒研削工程と化学処理工程を行う順番が異なっている。

化学処理工程の説明で述べたように、化学処理工程には、半導体ウェーハの端面を所定の面取り形状にする仕上げ面取り作用がある。従って、化学処理工程後は、両面研磨工程および片面仕上げ研磨工程のみとして、半導体ウェーハの厚さの減少量が多い研削工程を避けた方が、半導体ウェーハの面取り幅のばらつきを抑制する点で有利である。
つまり、図１で示した本発明の第１実施形態、すなわち、（固定砥粒研削工程）→（化学処理工程）の順番で行う方が好ましい。
しかしながら、図４で示した本発明の第２実施形態、すなわち、（化学処理工程）→（固定砥粒研削工程）の順番で半導体ウェーハを製造した場合であっても、半導体ウェーハの面取り幅のばらつきが若干大きくなり、固定砥粒研削工程で発生する加工歪みが残留するものの、従来法と比較して、工程数の削減や半導体材料のカーフロス低減については、第１実施形態と同様の有利な効果が得られる。従って、半導体ウェーハの面取り幅のばらつきおよび残留加工歪みが半導体ウェーハの要求品質基準内に入る場合には、本発明の第２実施形態は、半導体ウェーハの製造コスト低減に有効な手段の一つとなる。加えて、ウェーハの端面での加工歪みの緩和を重視する場合には、固定砥粒研削工程の後の仕上げ面取り工程を行うこともできる。

以上が本発明の製造方法における主要工程であるが、必要に応じて面取り部研磨工程およびエピタキシャル層成長工程の一方または両方を加えても良い。以下、面取り部研磨工程およびエピタキシャル層成長工程についてそれぞれ説明する。

（面取り部研磨工程）
面取り部研磨工程は、両面研磨工程の後に、半導体ウェーハの面取り部を研磨することにより面取り幅のばらつきを小さくするために行われる。ウレタンなどからなる研磨布を用いて、研磨スラリーを供給し面取り部を研磨する。研磨スラリーの種類は特に制限されないが、粒径が０．５μｍ程度のコロイダルシリカが好ましい。

（エピタキシャル層成長工程）
エピタキシャル層成長工程を、化学処理工程と両面研磨工程の間、または両面研磨工程の後に行うことにより、半導体ウェーハを、エピタキシャル層を有する半導体ウェーハとすることができる。半導体ウェーハの表面にエピタキシャル層を成長させる場合、スライス工程、あるいはスライス工程および固定砥粒研削工程の両方の工程で加えられた半導体ウェーハ表面のダメージが除去されている必要があるため、エピタキシャル層成長工程は、化学処理工程と両面研磨工程の間、または両面研磨工程の後に行われることが好ましい。

なお、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々変更を加えることができる。

次に本発明に従う製造方法によって半導体ウェーハを試作したので、以下で説明する。
（発明例１）
図１に示した本発明の第１実施形態のプロセスフローに従って、直径が３００ｍｍのシリコンウェーハを試作した。

（発明例２）
シリコンウェーハの直径が４５０ｍｍであること以外は、発明例１と同一の製造方法でシリコンウェーハを試作した。

（発明例３）
図４に示した本発明の第２実施形態のプロセスフローに従って、直径が３００ｍｍのシリコンウェーハを試作した。

（発明例４）
シリコンウェーハの直径が４５０ｍｍであること以外は、発明例３と同一の製造方法でシリコンウェーハを試作した。

（従来例１）
図５に示す、ラッピング工程を含む従来の半導体ウェーハの製造方法で、直径が３００ｍｍのシリコンウェーハを試作した。

（従来例２）
図６に示す、ラッピング工程の代わりに両面研磨工程を用いた半導体ウェーハの製造方法で、直径が３００ｍｍのシリコンウェーハを試作した。

かくして得られた各サンプルについて、シリコンのカーフロスおよび平坦度を評価した。以下、評価方法について説明する。

（シリコンのカーフロス）
発明例１〜４は、固定砥粒研削工程前後の半導体ウェーハ厚さの減少量（μｍ）で、従来例１は、ラッピング工程前後の半導体ウェーハ厚さの減少量（μｍ）および片面研削工程前後の半導体ウェーハ厚さの減少量（μｍ）の和で、従来例２は、両面研削工程前後の半導体ウェーハ厚さの減少量（μｍ）および片面研削工程前後の半導体ウェーハ厚さの減少量（μｍ）の和で、シリコンのカーフロスを評価した。

（平坦度）
各サンプルの平坦度を、静電容量厚みセンサー計を用いて測定し、次のように評価した。
○：平坦度が、０．５μｍ未満。
△：平坦度が、０．５μｍ以上１μｍ以下。
×：平坦度が、１μｍを超える。

各サンプルを評価した結果を表１に示す。

同表から明らかなように、発明例１では、シリコンのカーフロスが最小の値を示し、平坦度についても良好であることが確認できた。発明例２についても、発明例１とほぼ同等の良好な結果であることから、本発明の第１実施形態のプロセスフローに従う製造方法によれば、直径が４５０ｍｍの大口径シリコンウェーハを得られることが確認できた。
また、本発明の第２実施形態のプロセスフローに従う発明例３および４では、シリコンのカーフロスおよび平坦度のそれぞれについて発明例１および２とほぼ同等の良好な結果が得られた。
これに対し、従来例１および２は、発明例１〜４と比較して、シリコンのカーフロスが大きく、平坦度も劣ることが確認できた。

本発明の半導体ウェーハの製造方法によれば、前記スライス工程と前記両面研磨工程の間に固定砥粒研削工程と化学処理工程を行うことにより、従来法に比べて半導体ウェーハの製造工程全体の短縮につながり、かつ半導体ウェーハの取り代を低減して、半導体材料のカーフロスを削減して安価に半導体ウェーハを得ることができる。
また、半導体ウェーハの取り代を低減することにより、半導体ウェーハの平坦度も併せて向上させることができる。
さらに、エピタキシャル層成長工程を、化学処理工程と両面研磨工程の間、または両面研磨工程の後に行うことにより、半導体ウェーハを、エピタキシャル層を有する半導体ウェーハとすることができる。
特に、本発明の半導体ウェーハの製造方法は、直径が４５０ｍｍ以上の大口径シリコンウェーハを製造するのに適している。

本発明の第１実施形態を示す工程フロー図である。 固定砥粒研削工程に用いる固定砥粒研削装置を模式的に示す説明図であって、（ａ）は固定砥粒研削工程に用いる装置の鉛直方向断面図、（ｂ）は固定砥粒研削工程が始まる直前の状態を水平方向上面から示した図、そして（ｃ）は固定砥粒研削工程が始まってから一定時間経過した状態を水平方向上面から示した図である。 従来法で行われていたラッピング工程で用いる装置を模式的に示す説明図である。 本発明の第２実施形態を示す工程フロー図である。 従来例１の製造方法を示す工程フロー図である。 従来例３の製造方法を示す工程フロー図である。

符号の説明

１０ 固定砥粒研削装置
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 丸穴
１２ キャリア
１３ａ、１３ｂ 固定砥粒を有するパッド
１４、１４ａ、１４ｂ 定盤
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ ガイドローラ
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 半導体ウェーハ
５０ ラッピング装置
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ 丸穴
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ キャリア
５３ａ、５３ｂ パッド
５４ ５４ａ、５４ｂ 定盤
５５ 外周ギア
５６ センターギア
５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄ、５７ｅ 半導体ウェーハ
１０１ スライス工程
１０２ 固定砥粒研削工程
１０３ 化学処理工程
１０４ 両面研磨工程
１０５ 面取り部研磨工程
１０６ 片面仕上げ研磨工程
１０７ 第１面取り工程
１０８ ラッピング工程
１０９ 第２面取り工程
１１０ 片面研削工程
１１１ 両面研削工程
１１２ 面取り工程

Claims (2)

1. 結晶性インゴットから薄円板状の半導体ウェーハを切り出すスライス工程と、
   複数枚の前記半導体ウェーハを、互いに近接した位置関係で設けられた複数個の丸穴を有するキャリアの前記丸穴に嵌めこんだ後、固定砥粒を有するパッドをそれぞれ具える１対の上下定盤間に前記キャリアを挟み込み、該キャリアを同一水平面内で揺動運動させながら、前記上下定盤を回転させて、前記半導体ウェーハの両面を同時に粗研削から仕上げ研削まで一工程で研削する固定砥粒研削工程と、
   を具え、前記固定砥粒研削工程中、前記複数個の丸穴の全てが、前記上下定盤の円周内に入るように配置され、
   前記半導体ウェーハの両面を同時に研磨する両面研磨工程と、該両面研磨工程により研磨された半導体ウェーハの一方の面を仕上げ研磨する片面仕上げ研磨工程とをさらに具え、
   前記スライス工程と前記両面研磨工程の間に、
   前記固定砥粒研削工程と、
   前記半導体ウェーハの表面および端面の加工歪の緩和と、前記半導体ウェーハの端面を所定の面取り形状にする仕上げ面取りとを同時に行う化学処理工程と、を順番に関係なく具えることを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
2. 前記半導体ウェーハは、直径が４５０ｍｍ以上の大口径シリコンウェーハである請求項１に記載の半導体ウェーハの製造方法。

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