特許 6844733 基板ウェーハの製造方法、及び基板ウェーハ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6844733

(24)【登録日】2021年3月1日

(45)【発行日】2021年3月17日

(54)【発明の名称】基板ウェーハの製造方法、及び基板ウェーハ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20210308BHJP

   B24B 1/00 20060101ALI20210308BHJP

   B24B 7/04 20060101ALI20210308BHJP

   B24B 37/005 20120101ALI20210308BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 621A

   B24B1/00 A

   B24B7/04 A

   B24B37/005 B

【請求項の数】9

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2020-88949(P2020-88949)

(22)【出願日】2020年5月21日

【審査請求日】2020年8月5日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000190149

【氏名又は名称】信越半導体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102532

【弁理士】

【氏名又は名称】好宮 幹夫

(74)【代理人】

【識別番号】100194881

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 俊弘

(72)【発明者】

【氏名】多賀 稜

(72)【発明者】

【氏名】田中 佑宜

【審査官】 宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１８−０７４０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０７７５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０３４４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−００８２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４０８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−２１０３９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２４Ｂ １／００

Ｂ２４Ｂ ７／０４

Ｂ２４Ｂ ３７／００５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板ウェーハの製造方法であって、
第一主面及び前記第一主面と反対側の第二主面を有するウェーハを準備すること、
前記ウェーハの前記第二主面上に、平坦化樹脂層を形成すること、
前記平坦化樹脂層を基準面として吸着保持し、その状態で、第一加工として、前記ウェーハの前記第一主面を研削又は研磨すること、
前記ウェーハから前記平坦化樹脂層を除去すること、
前記ウェーハの前記第一加工した前記第一主面を吸着保持し、その状態で、第二加工として、前記ウェーハの前記第二主面を研削又は研磨すること、
前記ウェーハの前記第二加工した前記第二主面を吸着保持し、その状態で、第三加工として、前記ウェーハの前記第一主面を更に研削又は研磨すること、及び
前記ウェーハの前記第三加工した前記第一主面を吸着保持し、その状態で、第四加工として、前記ウェーハの前記第二主面を更に研削又は研磨して、基板ウェーハを得ること
を含み、
前記第一加工及び／又は前記第三加工において、前記ウェーハが中凹状又は中凸状の厚み分布を持つように加工を行うことを特徴とする基板ウェーハの製造方法。

【請求項2】

前記第一加工によって得る前記ウェーハの厚み分布α［μｍ］が、前記第四加工によって得る前記基板ウェーハのＷａｒｐ値ｗ［μｍ］の５０％以下となるように、前記第一加工を行うことを特徴とする請求項１に記載の基板ウェーハの製造方法。

【請求項3】

前記平坦化樹脂層の厚みばらつきが、前記基板ウェーハの前記Ｗａｒｐ値ｗ［μｍ］の２５％以下となるように、前記平坦化樹脂層を形成することを特徴とする請求項２に記載の基板ウェーハの製造方法。

【請求項4】

前記基板ウェーハの前記Ｗａｒｐ値ｗ［μｍ］が４０μｍ以上となるように、前記第一加工〜前記第四加工を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の基板ウェーハの製造方法。

【請求項5】

前記第一加工及び／又は前記第三加工において、前記ウェーハが中凸状の厚み分布を持つように加工を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板ウェーハの製造方法。

【請求項6】

前記第一加工及び／又は前記第三加工において、前記ウェーハが中凹状の厚み分布を持つように加工を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板ウェーハの製造方法。

【請求項7】

前記ウェーハの前記第二主面上に、前記平坦化樹脂層の前駆体である樹脂を塗布し、
前記樹脂に荷重をかけ、
前記荷重をかけた樹脂を硬化させて、前記平坦化樹脂層を形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の基板ウェーハの製造方法。

【請求項8】

中凸又は中凹状の反りを有し且つＳＱＭＭ２ｍｍ×２ｍｍにおけるナノトポグラフィが１０ｎｍ未満であり且つＷａｒｐ値ｗ［μｍ］が４０μｍ以上のものであることを特徴とする基板ウェーハ。

【請求項9】

前記ナノトポグラフィが５ｎｍ未満のものであることを特徴とする請求項８に記載の基板ウェーハ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板ウェーハの製造方法、及び基板ウェーハに関する。

【背景技術】

【0002】

基板ウェーハ上にエピタキシャル（以下エピ）層を成長させる場合、格子不整合のため反りが発生することがある。対策として、基板ウェーハの研削または研磨加工により、エピ層による反りと逆向きの反りを持った基板ウェーハを作成する方法等がある（特許文献１）。

【0003】

また、ＳＯＩ等の貼合せ基板では、熱膨張係数の差から酸化膜とシリコン側との間に応力が発生し、片側のみ酸化膜が除去されると反りが発生する問題がある。

【0004】

他方、近年、ナノトポグラフィと呼ばれる、反りやＷａｒｐよりも波長が短いうねりが問題となっている（特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−１４０８５６号公報

【特許文献2】特開２０１７−０９８４４６号公報

【特許文献3】特開２００６−２６９７６１号公報

【特許文献4】特開２００９−１４８８６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、図５を参照しながら、従来の一例の基板ウェーハの製造方法を説明する。

【0007】

図５に示す製造方法では、まず、（Ｃ−１）に示す加工対象のウェーハ１０を準備する。ウェーハ１０は、第一主面１、及び第一主面１と反対側の第二主面２を有する。次に、（Ｃ−２）に示すように、ウェーハ１０の第二主面２をチャックテーブル６０に吸着保持させる。この吸着により、ウェーハ１０は弾性変形し、それにより第二主面２も弾性変形した第二主面２ｓとなる。

【0008】

次いで、（Ｃ−２）に示すように、ウェーハ１０の第一主面１を、研削ホイール５０を用いて、研削又は研磨する。この際、（Ｃ−２）に示すように、ウェーハ１０が、この方法で得ようとする所望のＷａｒｐの値に対応する中凹状の厚み分布（中凹ＴＴＶ）を有するウェーハ１５となるように、研削ホイール５０に対する第一主面１の角度を、チャックテーブル６０の軸角度を調整することによって調整する。この加工により、加工した第一主面１ｓを有するウェーハ１５が得られる。

【0009】

次に、チャックテーブル６０による吸着を開放させる。それにより、（Ｃ−３）に示す、解放された第一主面１ｔ及び開放された第二主面２ｔを有するウェーハ１５が得られる。

【0010】

次に、得られたウェーハ１５を、（Ｃ−４）に示すように、開放された第二主面２ｔが上向きになるように反転させ、このウェーハ１５の第一主面１ｔをチャックテーブル６０に吸着保持させる。この吸着で、ウェーハ１５は弾性変形する。この際、（Ｃ−４）において点線で示した加工した第一主面１ｔも、弾性変形して、チャックテーブル６０の表面に追随した第一主面１ｕとなる。一方、（Ｃ−４）において点線で示した第二主面２ｔは、弾性変形して、解放された第一主面１ｔの外形に対応する外形を有する第二主面２ｕとなる。

【0011】

次に、（Ｃ−５）に示すように、この状態で、（Ｃ−５）において点線で示すウェーハ１５の第二主面２ｕを、研削ホイール５０を用いて、研削又は研磨する。それにより、加工した第二主面２ｖを有するウェーハ１６が得られる。

【0012】

最後に、得られたウェーハ１６を、チャックテーブル６０から解放する。それにより、（Ｃ−６）に示すような、中凹状の第一主面１ｖ及び中凸状の第二主面２ｘを有する、反りを有する基板ウェーハ１６が得られる。

【0013】

このような方法によると、所望のＷａｒｐ値を有する基板ウェーハ１６を得ることができる。しかしながら、このような方法で得られた基板ウェーハ１６は、ナノトポグラフィの値が大きいという問題があった。

【0014】

ナノトポグラフィの対策として、例えば、特許文献２には、ナノトポグラフィの影響を抑えて圧力ゾーンごとに適切な研磨圧力を付与するために、ウェーハ表面のナノトポグラフィマップを測定し、その測定結果に基づいてウェーハに対する研磨ヘッドの研磨圧力を圧力ゾーンごとに設定して研磨加工を実施するウェーハの研磨方法が記載されている。また、基板ウェーハのナノトポグラフィ改善のために、ウェーハの片面に樹脂を被覆して研削する方法等がある。例えば、特許文献３には、スライス後のウェーハの片（裏）面に硬化性材料を４０〜３００μｍ厚塗布し、硬化後塗布面を保持し反対側（表）面を研削することによりうねりを除去し均一厚みのウェーハを製造する方法が記載されている。また、特許文献４には、特許文献３に記載された方法において、硬化性材料として紫外光硬化樹脂を１０〜２００μｍ厚塗布する樹脂被覆方法と装置が記載されている。

【0015】

しかしながら、これらの方法では、所望のＷａｒｐ値を有する、すなわち所望の反りを有する基板ウェーハを得ることはできなかった。

【0016】

このように、エピタキシャル成長用又は貼合せ用の基板ウェーハには、反りを有し且つナノトポグラフィが良好であることが求められるが、両者を満足させるウェーハおよびその製造方法はなかった。

【0017】

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、反りを有し且つナノトポグラフィが良好な基板ウェーハを製造できる基板ウェーハの製造方法、及び反りを有し且つナノトポグラフィが良好な基板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】

【0018】

上記課題を解決するために、本発明では、基板ウェーハの製造方法であって、
第一主面及び前記第一主面と反対側の第二主面を有するウェーハを準備すること、
前記ウェーハの前記第二主面上に、平坦化樹脂層を形成すること、
前記平坦化樹脂層を基準面として吸着保持し、その状態で、第一加工として、前記ウェーハの前記第一主面を研削又は研磨すること、
前記ウェーハから前記平坦化樹脂層を除去すること、
前記ウェーハの前記第一加工した前記第一主面を吸着保持し、その状態で、第二加工として、前記ウェーハの前記第二主面を研削又は研磨すること、
前記ウェーハの前記第二加工した前記第二主面を吸着保持し、その状態で、第三加工として、前記ウェーハの前記第一主面を更に研削又は研磨すること、及び
前記ウェーハの前記第三加工した前記第一主面を吸着保持し、その状態で、第四加工として、前記ウェーハの前記第二主面を更に研削又は研磨して、基板ウェーハを得ること
を含み、
前記第一加工及び／又は前記第三加工において、前記ウェーハが中凹状又は中凸状の厚み分布を持つように加工を行うことを特徴とする基板ウェーハの製造方法を提供する。

【0019】

本発明の基板ウェーハの製造方法によれば、平坦化樹脂層を基準として吸着保持した状態でウェーハの第一主面に対する第一加工を行い、次いで、第一加工した第一主面で吸着保持した状態でウェーハの第二主面に対する第二加工を行い、次いで、第二加工した第二主面で吸着保持した状態でウェーハの第一主面に対する第三加工を行い、次いで、第三加工した第一主面で吸着保持した状態でウェーハの第二主面に対する第四加工を行い、第一加工及び／又は第三加工においてウェーハが中凹状又は中凸状の厚み分布を持つように加工を行うことにより、Ｗａｒｐ値が大きい、すなわち反りを有し、且つナノトポグラフィが小さい、すなわちナノトポグラフィが良好な基板ウェーハを製造できる。また、この製造方法によって製造できる基板ウェーハは、反りを有しており且つナノトポグラフィが良好なので、エピタキシャル成長用又は貼合わせ用の基板として有用である。

【0020】

前記第一加工によって得る前記ウェーハの厚み分布α［μｍ］が、前記第四加工によって得る前記基板ウェーハのＷａｒｐ値ｗ［μｍ］の５０％以下となるように、前記第一加工を行うことが好ましい。

【0021】

このように第一加工を行うことにより、第一加工でのウェーハ厚み調整量を第三加工でのウェーハ厚み調製量よりも小さくすることができ、その結果、ナノトポグラフィがより小さい基板ウェーハを製造できる。

【0022】

前記平坦化樹脂層の厚みばらつきが、前記基板ウェーハの前記Ｗａｒｐ値ｗ［μｍ］の２５％以下となるように、前記平坦化樹脂層を形成することが好ましい。

【0023】

このようにして平坦化樹脂層を形成することにより、前記第一加工によって得られるウェーハの厚みに平坦化樹脂層の厚みばらつきが与える影響を小さくすることができ、その結果加工後の基板ウェーハのＷａｒｐ値を狙いに近づけることが可能になる。

【0024】

前記基板ウェーハの前記Ｗａｒｐ値ｗ［μｍ］が４０μｍ以上となるように、前記第一加工〜前記第四加工を行うことができる。

【0025】

本発明の基板ウェーハの製造方法によれば、Ｗａｒｐ値ｗ［μｍ］が４０μｍ以上の基板ウェーハを製造することができる。

【0026】

前記第一加工及び／又は前記第三加工において、前記ウェーハが中凸状の厚み分布を持つように加工を行うことができる。

【0027】

或いは、前記第一加工及び／又は前記第三加工において、前記ウェーハが中凹状の厚み分布を持つように加工を行うことができる。

【0028】

製造しようとする基板ウェーハの所望の形状に応じて、第一加工及び／又は第三加工において、ウェーハの厚み分布を中凸状又は中凹状にすることができる。具体的には、ウェーハの第二主面を表面とする場合、第一加工及び／又は第三加工においてウェーハの厚み分布を中凹状にすることにより、中凸状の反りを有する基板ウェーハを製造できる。一方、ウェーハの第二主面を表面とする場合、第一加工及び／又は第三加工においてウェーハの厚み分布を中凸状にすることにより、中凹状の反りを有する基板ウェーハを製造できる。

【0029】

前記ウェーハの前記第二主面上に、前記平坦化樹脂層の前駆体である樹脂を塗布し、
前記樹脂に荷重をかけ、
前記荷重をかけた樹脂を硬化させて、前記平坦化樹脂層を形成することが好ましい。

【0030】

このようにして平坦化樹脂層を形成することで、平坦化樹脂層の厚みばらつきを抑えることができ、それにより、ナノトポグラフィがより小さい基板ウェーハを製造できる。

【0031】

また、本発明は、中凸又は中凹状の反りを有し且つＳＱＭＭ２ｍｍ×２ｍｍにおけるナノトポグラフィが１０ｎｍ未満のものであることを特徴とする基板ウェーハを提供する。

【0032】

このような基板ウェーハは、反りを有しており且つナノトポグラフィが良好なので、エピタキシャル成長用又は貼合わせ用の基板として有用である。

【0033】

基板ウェーハは、前記ナノトポグラフィが５ｎｍ未満のものであることが好ましい。

【0034】

このような基板ウェーハは、エピタキシャル成長用又は貼合わせ用の基板としてより有用である。

【0035】

基板ウェーハは、Ｗａｒｐ値ｗ［μｍ］が４０μｍ以上のものであることが好ましい。

【0036】

このような基板ウェーハは、エピタキシャル成長用又は貼合わせ用の基板としてより有用である。

【発明の効果】

【0037】

以上のように、本発明の基板ウェーハの製造方法であれば、Ｗａｒｐ値が大きい、すなわち所望の反りを有し、ナノトポグラフィが小さい、すなわちナノトポグラフィが良好な基板ウェーハを製造できる。また、本発明のウェーハの製造方法によって製造できる基板ウェーハは、所望の反りを有し且つナノトポグラフィが良好なので、エピタキシャル成長用又は貼合わせ用の基板として有用である。

【0038】

また、本発明の基板ウェーハは、所望の反りを有しており且つナノトポグラフィが良好なので、エピタキシャル成長用又は貼合わせ用の基板として有用であり、これを用いることによって最終的に反りがなく、ナノトポグラフィが良好なエピタキシャルウェーハや、貼り合わせ基板を得ることができる

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】本発明の基板ウェーハの製造方法の一例のＳｔｅｐ １を示す概略断面図である。

【図2】本発明の基板ウェーハの製造方法の一例のＳｔｅｐ ２及びＳｔｅｐ ３を示す概略断面図である。

【図3】本発明の基板ウェーハの製造方法の一例のＳｔｅｐ ４及びＳｔｅｐ ５を示す概略断面図である。

【図4】本発明の基板ウェーハの製造方法の他の一例の第一加工を示す概略断面図である。

【図5】従来の基板ウェーハの製造方法を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

先に説明したように、所望の反りを有し且つナノトポグラフィが良好な基板ウェーハを製造できる基板ウェーハの製造方法、及び所望の反りを有し且つナノトポグラフィが良好な基板ウェーハの開発が求められていた。

【0041】

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、平坦化樹脂層を基準として吸着保持した状態でウェーハの第一主面に対する第一加工を行い、次いで、第一加工した第一主面で吸着保持した状態でウェーハの第二主面に対する第二加工を行い、次いで、第二加工した第二主面で吸着保持した状態でウェーハの第一主面に対する第三加工を行い、次いで、第三加工した第一主面で吸着保持した状態でウェーハの第二主面に対する第四加工を行い、ウェーハが中凹状又は中凸状の厚み分布を持つように第一加工及び／又は第三加工を行うことにより、Ｗａｒｐ値が大きい、すなわち反りが大きく、ナノトポグラフィが小さい、すなわちナノトポグラフィが良好な基板ウェーハを製造できることを見出し、本発明を完成させた。

【0042】

即ち、本発明は、基板ウェーハの製造方法であって、
第一主面及び前記第一主面と反対側の第二主面を有するウェーハを準備すること、
前記ウェーハの前記第二主面上に、平坦化樹脂層を形成すること、
前記平坦化樹脂層を基準面として吸着保持し、その状態で、第一加工として、前記ウェーハの前記第一主面を研削又は研磨すること、
前記ウェーハから前記平坦化樹脂層を除去すること、
前記ウェーハの前記第一加工した前記第一主面を吸着保持し、その状態で、第二加工として、前記ウェーハの前記第二主面を研削又は研磨すること、
前記ウェーハの前記第二加工した前記第二主面を吸着保持し、その状態で、第三加工として、前記ウェーハの前記第一主面を更に研削又は研磨すること、及び
前記ウェーハの前記第三加工した前記第一主面を吸着保持し、その状態で、第四加工として、前記ウェーハの前記第二主面を更に研削又は研磨して、基板ウェーハを得ること
を含み、
前記第一加工及び／又は前記第三加工において、前記ウェーハが中凹状又は中凸状の厚み分布を持つように加工を行うことを特徴とする基板ウェーハの製造方法である。

【0043】

また、本発明は、中凸又は中凹状の反りを有し且つＳＱＭＭ２ｍｍ×２ｍｍにおけるナノトポグラフィが１０ｎｍ未満のものであることを特徴とする基板ウェーハである。

【0044】

以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0045】

［基板ウェーハの製造方法］
先に示した本発明の基板ウェーハの製造方法のうち、ウェーハの準備及び平坦化樹脂層の形成を（Ｓｔｅｐ １）として、第一加工及び平坦化樹脂層の除去を（Ｓｔｅｐ ２）として、第二加工を（Ｓｔｅｐ ３）として、第三加工を（Ｓｔｅｐ ４）として、及び第四加工を（Ｓｔｅｐ ５）として、以下に説明する。

【0046】

（Ｓｔｅｐ １）
まず、図１の（Ｓ１−１）に示すように、加工対象のウェーハ１０を準備する。ウェーハ１０は、第一主面１、及び第一主面１と反対側の第二主面２を有する。なお、図１では、説明のために第一主面１及び第二主面２の表面の凹凸を誇張して示しているが、第一主面１及び第二主面２の表面粗さは特に限定されない。

【0047】

準備するウェーハ１０は、基板ウェーハ用の原材料、例えばエピタキシャル成長用又は貼り合わせ用の基板ウェーハの原材料として使用できるものであれば、特に限定されない。

【0048】

一方で、（Ｓ１−１）に示す、平坦な面を有する下定盤４１を準備する。この下定盤４１上に、例えば紫外光に透明な光透過性フィルム３０を敷く。次いで、光透過性フィルム３０上に、平坦化樹脂層の前駆体である、可塑状態、例えば液状の樹脂２１を供給し、塗布する。図１に示す例では、樹脂２１としてＵＶ硬化性樹脂を用いている。ただし、樹脂２１の材料は特に限定されない。

【0049】

次に、ウェーハ１０の第一主面１を上定盤４２に吸着保持させる。そして、（Ｓ１−２）に示すように、この状態のウェーハ１０を、第二主面２が樹脂２１に接するようにこの樹脂２１上に載せる。これにより、ウェーハ１０の第二主面２上に、平坦化樹脂層の前駆体である樹脂２１が塗布される。次いで、樹脂２１の面が平坦となるように上定盤４２を用いて、所定荷重で押圧する（所定荷重（プレス）をかける）。

【0050】

この際の押圧を調整することにより、樹脂２１の厚みのばらつきを調整することができる。適切な押圧をすることにより、樹脂を適切に押し広げることができ、適切な樹脂厚さ分布を得ることができる。樹脂厚みのばらつきは、本発明の製造方法で製造する基板ウェーハの所望のＷａｒｐ値ｗ［μｍ］の２５％以下であることが望ましく、１５％以下であることがより好ましい。

【0051】

次に、上定盤４２及び下定盤４１から、樹脂２１及び光透過性フィルム３０が取り付けられたウェーハ１０を取り外す。取り外したウェーハ１０に対し、（Ｓ１−３）に示すように光透過性フィルム３０側からＵＶ光を照射し、樹脂２１を硬化させる。なお、樹脂２１の硬化処理は、樹脂２１の材料に応じて変更する。光硬化処理を行わない場合は、光透過性フィルム３０の敷設を省略することができる。

【0052】

この硬化処理により、図２の（Ｓ２−１）に示す、平坦化樹脂層２０付きのウェーハ１０が得られる。

【0053】

（Ｓｔｅｐ ２）
次に、以上のようにして得られた図２の（Ｓ２−１）に示す平坦化樹脂層２０付きウェーハ１０を、平坦化樹脂層２０を基準面として、（Ｓ２−２）に示すチャックテーブル６０に吸着保持させる。このチャックテーブル６０は、例えば多孔質セラミック製であり、ウェーハ１０を真空吸着して保持することができる。また、チャックテーブル６０は、研削又は研磨手段に対するウェーハ１０の軸角度を調整する機能が備わっている。ただし、本発明において、ウェーハ１０を吸着保持する手段は、特に限定されない。

【0054】

なお、（Ｓ２−２）では光透過性フィルム３０がチャックテーブル６０に接しているが、光透過性フィルム３０は、ウェーハ１０及び平坦化樹脂層２０の厚みに比べて小さな厚みを有しており、吸着保持を阻害しない。

【0055】

次に、吸着保持された状態のウェーハ１０の第一主面１を、第一加工として、（Ｓ２−２）に示すように研削又は研磨する。（Ｓ２−２）では、研削ホイール５０を用いて研削する例を示しているが、研削又は研磨する手段は特に限定されない。また、本発明では、この第一加工及び／又は後段で説明する第三加工において、ウェーハが中凹状又は中凸状の厚み分布を持つように加工を行う。（Ｓ２−２）では、ウェーハ１０の第一主面１を第一加工として研削して、第一加工した第一主面１ａを有し、中凹状の厚み分布を有するウェーハ１１を得る例を示している。

【0056】

次に、第一加工したウェーハ１１をチャックテーブル６０から解放する。次いで、ウェーハ１１から、平坦化樹脂層２０及び光透過性フィルム３０を除去する。これにより、（Ｓ２−３）に示すウェーハ１１が得られる。得られたウェーハ１１は、第一加工した第一主面１ａ、及び第一主面１ａと反対側の第二主面２を有する。また、ウェーハ１１は、中凹状の厚み分布（中凹ＴＴＶ）を有している。

【0057】

（Ｓｔｅｐ ３）
次に、Ｓｔｅｐ ２で得られたウェーハ１１を、図２の（Ｓ３−１）に示すように、第二主面２が上向きになるように反転させ、第一加工した第一主面１ａをチャックテーブル６０に吸着保持させる。この吸着で、ウェーハ１１は弾性変形する。この際、（Ｓ３−１）において点線で示した第一加工した第一主面１ａも、弾性変形して、チャックテーブル６０の表面に追随した第一主面１ｂとなる。一方、（Ｓ３−１）において点線で示した第二主面２は、弾性変形して下方に変位し、第二主面２ａとなる。

【0058】

次に、このようにして吸着保持した状態のウェーハ１１の第二主面２ａを、第二加工として、研削又は研磨する。（Ｓ３−２）では、研削手段として研削ホイール５０を用いて、点線で示す第二主面２ａを研削する例を示している。第二加工では、（Ｓ３−２）に示すようにウェーハ厚みが平坦になるように、研削又は研磨を行う。このような第二加工により、（Ｓ３−２）に示す第二加工した第二主面２ｂを有するウェーハ１２が得られる。

【0059】

次に、得られたウェーハ１２をチャックテーブル６０から解放して、（Ｓ３−３）に示す状態のウェーハ１２が得られる。吸着からの解放により、第一加工した第一主面１ｂは変形して、中凹状の第一主面１ｃとなる。一方、第二加工した第二主面２ｂも変形して、中凸状の第二主面２ｃとなる。そのため、（Ｓ３−３）に示すように、ウェーハ１２は、第二主面２ｃを表面とした場合に中凸状の反りを有するウェーハである。

【0060】

（Ｓｔｅｐ ４）
次に、Ｓｔｅｐ ３で得られたウェーハ１２を、図３の（Ｓ４−１）に示すように、第一加工した第一主面１ｃが上向きになるように反転させる。この方向のウェーハ１２の第二加工した第二主面２ｃをチャックテーブル６０に吸着保持させる。この吸着で、ウェーハ１２は弾性変形する。この際、（Ｓ４−２）に示すように、第二加工した第二主面２ｃも弾性変形してチャックテーブル６０の表面に追随した第二主面２ｄとなる。図示はしていないが、第一加工した第一主面１ｃも弾性変形する。

【0061】

この状態のウェーハ１２の第一主面１ｃを、第三加工として、研削又は研磨する。（Ｓ４−２）では、研削ホイール５０を用いて研削する例を示しているが、研削又は研磨する手段は特に限定されない。先に述べたように、本発明では、第一加工及び／又は第三加工を、ウェーハが中凹状又は中凸状の厚み分布を持つように行う。（Ｓ４−２）では、ウェーハ１２の第一主面１ｃを第三加工として研削して、第三加工した第一主面１ｄを有し、中凹状の厚み分布を有するウェーハ１３を得る例を示している。

【0062】

次に、第三加工したウェーハ１３をチャックテーブル６０から解放する。これにより、（Ｓ４−３）に示すウェーハ１３が得られる。得られたウェーハ１３は、中凹状の第三加工した第一主面１ｅ、及び第一主面１ｅと反対側の、中凸状の第二加工した第二主面２ｅを有する。また、ウェーハ１３は、中凹状の厚み分布（中凹ＴＴＶ）を有している。

【0063】

（Ｓｔｅｐ ５）
次に、Ｓｔｅｐ ４で得られたウェーハ１３を、図３の（Ｓ５−１）に示すように、第二主面２ｅが上向きになるように反転させ、第三加工した第一主面１ｅをチャックテーブル６０に吸着保持させる。この吸着で、ウェーハ１３は弾性変形する。この際、（Ｓ５−１）において点線で示した第三加工した第一主面１ｅも、弾性変形して、チャックテーブル６０の表面に追随した第一主面１ｆとなる。一方、（Ｓ５−１）において点線で示した第二主面２ｅは、弾性変形して下方に変位し、第二主面２ｆとなる。

【0064】

次に、このようにして吸着保持した状態のウェーハ１３の第二加工した第二主面２ｆを、第四加工として、研削又は研磨する。（Ｓ５−２）では、研削手段として、研削ホイール５０を用いて、点線で示した第二主面２ｆを研削する例を示している。第四加工では、（Ｓ５−２）に示すように、ウェーハ厚みが平坦になるように研削又は研磨を行う。このような第四加工により、（Ｓ５−２）に示す第四加工した第二主面２ｇを有する基板ウェーハ１４が得られる。

【0065】

次に、得られた基板ウェーハ１４をチャックテーブル６０から解放して、（Ｓ５−３）に示す状態のウェーハ１４が得られる。吸着からの解放により、第三加工した第一主面１ｆは変形して、中凹状の第一主面１ｇとなる。一方、第四加工した第二主面２ｇも変形して、中凸状の第二主面２ｈとなる。そのため、（Ｓ５−３）に示すように、基板ウェーハ１４は、第二主面２ｈを表面とした場合に中凸状の反りを有する基板ウェーハである。

【0066】

繰り返しになるが、本発明では、ウェーハが中凹状又は中凸状の厚み分布を持つように、第一加工及び／又は第三加工を行う。厚み分布は、チャックテーブルの軸角度を調製することにより調整できる。例えば、中凸状の厚み分布を持つように加工を行う場合には、例えば図４に示すように、研削又は研磨手段（図４では研削ホイール５０）に対するチャックテーブル６０の軸角度を調整する。それにより、図４に示すような中凸状の第一主面１ａ’を有する、中凸状の厚み分布を有するウェーハ１０’が得られる。

【0067】

ウェーハが中凹状の厚み分布を持つように、第一加工及び／又は第三加工を行うことで、図１〜図３を参照しながら説明したのと同様に、第二主面を表面とした場合に中凸状の反りを有する基板ウェーハを得ることができる。一方、ウェーハが中凸状の厚み分布を持つように、第一加工及び／又は第三加工を行うことで、第二主面を表面とした場合に中凹状の反りを有する基板ウェーハを得ることができる。

【0068】

以上に例を挙げて説明した本発明の基板ウェーハの製造方法では、第一加工及び／又は第三加工において、ウェーハ厚み分布（厚みばらつき）の調製を行う。加えて、ウェーハに平坦化樹脂層が形成された状態で行う第一加工と第三加工とで第一主面を研削又は研磨し、且つ第二主面も第二加工及び第四加工の２回の研削又は研磨に供する。これらの結果、本発明の基板ウェーハの製造方法は、Ｗａｒｐ値が大きい、すなわち所望の反りを有し、ナノトポグラフィが小さい、すなわちナノトポグラフィが良好な基板ウェーハを製造できる。

【0069】

第一加工によって得るウェーハの厚み分布α［μｍ］が、第四加工によって得る基板ウェーハのＷａｒｐ値ｗ［μｍ］の５０％以下となるように、第一加工を行うことが好ましい。すなわち、第一加工によるウェーハ厚み調整量が第三加工によるウェーハ厚み調整量よりも少ないことが望ましい。このように第一加工及び第三加工を行うことで、ナノトポグラフィがより小さい基板ウェーハを製造できる。

【0070】

本発明では、第一加工又は第三加工のいずれか一方において中凸又は中凹となる加工を行い、他方では厚み分布の調整を行わなくても良い。厚み分布の調整を行わない方の加工では、研削又は研磨手段の加工面（例えば研削ホイール又は研磨パッド）をウェーハの第一主面に平行に押し当てて、平坦化のための研削又は研磨を行うことができる。

【0071】

基板ウェーハのＷａｒｐ値ｗ［μｍ］が４０μｍ以上となるように、第一加工〜第四加工を行うことができる。
本発明の基板ウェーハの製造方法によれば、Ｗａｒｐ値ｗ［μｍ］が４０μｍ以上の基板ウェーハを製造することができる。

【0072】

第四加工後に得られた基板ウェーハを、鏡面研磨に供することが好ましい。特に、エピタキシャル層形成や貼合せを行うために、エピタキシャル層形成や貼合せを行う面を鏡面研磨することが好ましい。基板ウェーハの第一主面及び第二主面の両面を鏡面研磨することがより好ましい。両面を鏡面研磨することにより、第一加工〜第四加工で作り込んだ反り形状をより確実に維持することができる。

【0073】

［基板ウェーハ］
本発明の基板ウェーハは、中凸又は中凹状の反りを有し且つＳＱＭＭ２ｍｍ×２ｍｍにおけるナノトポグラフィが１０ｎｍ未満のものである。

【0074】

このような基板ウェーハは、反りを有しており且つナノトポグラフィが良好なので、エピタキシャル成長用又は貼合わせ用の基板として有用である。

【0075】

本発明の基板ウェーハは、例えば、先に説明した本発明の基板ウェーハの製造方法によって製造できる。

【0076】

基板ウェーハは、ナノトポグラフィが５ｎｍ未満のものであることが好ましい。
このような基板ウェーハは、エピタキシャル成長用又は貼合わせ用の基板としてより有用である。

【0077】

基板ウェーハは、Ｗａｒｐ値ｗ［μｍ］が４０μｍ以上のものであることが好ましい。
このような基板ウェーハは、エピタキシャル成長用又は貼合わせ用の基板としてより有用である。

【実施例】

【0078】

以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0079】

（実施例１、２、３−１、３−２、３−３、４及び５）
実施例１、２、３−１、３−２、３−３、４及び５では、以下の手順で、基板ウェーハを製造した。所望Ｗａｒｐ値ｗは４０μｍとした。

【0080】

（Ｓｔｅｐ １）
まず、以下の材料を準備した。
・被加工対象のウェーハとして、第一主面、及び第一主面と反対側の第二主面を有する、直径３００ｍｍの面方位＜１００＞Ｐ型Ｓｉ単結晶ウェーハを準備した。
・平坦化樹脂層（被覆物）の前駆体として、ＵＶ硬化性樹脂を準備した。
・光透過性フィルムとしてＰＥＴフィルムを準備した。

【0081】

次に、平坦なガラス定盤（下定盤）にＰＥＴフィルムを敷き、そのＰＥＴフィルム上にＵＶ硬化性樹脂を１０ｍｌ滴下した。

【0082】

ウェーハの第一主面をセラミック定盤（上定盤）に吸着保持し、上記樹脂に押し当て接着した。

【0083】

押圧制御は、セラミック定盤を保持するサーボモータで駆動させ、所定荷重Ｌを検出するまで加圧した。

【0084】

ここで、樹脂厚みばらつきによる影響を鑑みて、上記所定荷重Ｌは、実施例１、２、３−１、４及び５では２０００Ｎ、実施例３−２では１９００Ｎ、実施例３−３では１８００Ｎとした。

【0085】

押圧後、ＰＥＴフィルム側からＵＶ硬化性樹脂に紫外光を照射し、上記樹脂を硬化させて、ウェーハの第二主面上に平坦化樹脂層を形成した。樹脂硬化用の光源としては波長３６５ｎｍのＵＶ−ＬＥＤを用いた。

【0086】

得られた平坦化樹脂層の厚みを、以下の条件で測定した。
・樹脂厚み測定用光学センサには、ＫｅｙｅｎｃｅのＳＩ−Ｔ８０を使用した。
・センサを固定し、ウェーハを直線上に走査することで、厚みプロファイルを計測した。
・１本の測定ラインにつき０．２５ｍｍピッチで１１６０点の測定を行った。
・放射線状に均等に測定した４本の樹脂厚みプロファイルの最大値―最小値を樹脂厚みばらつきとした。

【0087】

測定結果を以下の表１に示す。

【0088】

（Ｓｔｅｐ ２〜Ｓｔｅｐ ５）
次に、平坦化樹脂層を形成したウェーハを、以下の条件で、第一加工〜第四加工に供した。

【0089】

（全般）
・研削加工には、ディスコのＤＦＧ８３６０を使用した。
・研削ホイールとしてダイヤ砥粒が結合されたものを用いた。
・チャックテーブルとして、多孔質セラミック製のチャックテーブルを用いた。このチャックテーブルは、ウェーハの一方の主面を真空吸着して保持することができるものである。また、このチャックテーブルは、研削ホイールに対する軸角度を調整する機能を備えていた。

【0090】

＜第一加工条件（第一主面研削）（Ｓｔｅｐ ２）＞
・チャックテーブルの軸角度を、ウェーハ厚み分布が中凹αμｍとなるように調整して、加工を行った。
・平坦化樹脂層側を真空吸着した状態で、第一主面（裏面）の研削加工を行った。
・研削後に平坦化樹脂層をウェーハから剥離した。

【0091】

なお、実施例１では、第一加工においてウェーハ厚み分布の調整を行わず（α＝０μｍ）、ウェーハ厚み分布が１μｍ以下となるように表面を平坦化させる研削を行った。

【0092】

＜第二加工条件（第二主面研削）（Ｓｔｅｐ ３）＞
・チャックテーブルの軸角度を、ウェーハ厚み分布が１μｍ以下となるように調整して、加工を行った。
・第一加工した第一主面（裏面）を真空吸着した状態で、第二主面（表面）の研削加工を行った。

【0093】

＜第三加工条件（第一主面研削）（Ｓｔｅｐ ４）＞
・チャックテーブルの軸角度を、ウェーハ厚み分布が中凹βμｍとなるように調整して、加工を行った。
・第二加工した第二主面（表面）を真空吸着した状態で、第一加工した第一主面（裏面）の研削加工を行った。

【0094】

なお、実施例５では、第三加工においてウェーハ厚み分布の調整を行わず（β＝０μｍ）、ウェーハ厚み分布が１μｍ以下となるように表面を平坦化させる研削を行った。

【0095】

＜第四加工条件（第二主面研削）（Ｓｔｅｐ ５）＞
・チャックテーブルの軸角度を、ウェーハ厚み分布が１μｍ以下となるように調整して、加工を行った。
・第三加工した第一主面（裏面）を真空吸着した状態で、第二加工した第二主面（表面）の研削加工を行った。

【0096】

上記ウェーハ厚み分布調整量α及びβは、実施例１、２、３−１、３−２、３−３、４及び５において、以下の表１に示す値とした。

【0097】

（仕上げ）
各実施例で第四加工後に得られた基板ウェーハの表裏両面を鏡面研磨した。これにより、各実施例の基板ウェーハを得た。

【0098】

（比較例）
一方、比較例としては、平坦化樹脂層形成、並びに第一加工及び第二加工をスキップし、第三加工として、ウェーハ厚み分布が中凹４０μｍとなるようにチャックテーブルの軸角度を調整して研削を行い、次いで第四加工として、ウェーハ厚み分布が１μｍ以下となるようにチャックテーブルの軸角度を調整して研削を行ったこと以外は、実施例１と同様の手順で、基板ウェーハを製造した。

【0099】

［Ｗａｒｐ及びナノトポグラフィの測定］
各実施例の基板ウェーハ及び比較例の基板ウェーハのＷａｒｐ及びナノトポグラフィの測定を行った。測定には、光学干渉式の平坦度・ナノトポグラフィ測定装置（ＫＬＡ社製：Ｗａｆｅｒ Ｓｉｇｈｔ ２）を用いた。

【0100】

ナノトポグラフィの指標としては、ＳＱＭＭ ２ｍｍ×２ｍｍを使用した。結果を、以下の表１に示す。

【0101】

【表1】

【0102】

ナノトポグラフィについては、ＳＱＭＭ ２ｍｍ×２ｍｍにおける数値結果を下記のように評価した。
○：５ｎｍ未満
△：５ｎｍ以上〜１０ｎｍ未満
×：１０ｎｍ以上

【0103】

表１に示した結果から明らかなように、実施例１、２、３−１、３−２、３−３、４及び５では、Ｗａｒｐ値が３５．７μｍ以上の高い値を示すと共に、ナノトポグラフィが１０ｎｍ未満であって良好な基板ウェーハを得ることができた。これらの結果は、各実施例において、ウェーハに平坦化樹脂層が形成された状態で第一加工を行い、この第一加工と第三加工とで第一主面を研削しつつウェーハ厚み分布の調整を行い、且つ第二主面も第二加工及び第四加工の２回の研削に供したことによるものである。

【0104】

一方、比較例では、Ｗａｒｐ値は所望の４０μｍ以上を達成したが、平坦化樹脂層を形成した状態での研削を行わず、第一主面及び第二主面の研削を１回ずつしか行わなかったために、ナノトポグラフィが不良となった。

【0105】

それに対し、実施例１、２、３−１及び３−２では、Ｗａｒｐが所望の４０μｍ以上であり且つナノトポグラフィが５ｎｍ未満であり、比較例に対してナノトポグラフィが著しく改善した基板ウェーハを製造することができた。

【0106】

また、実施例４及び５も、Ｗａｒｐが所望の４０μｍ以上であり且つナノトポグラフィが１０ｎｍ未満であり、比較例に対してナノトポグラフィが改善した基板ウェーハを製造することができた。

【0107】

一方で、第一加工でのウェーハ厚み調整量α［μｍ］が第二加工でのウェーハ厚み調整量β［μｍ］以下であった実施例１、２、３−１及び３−２で得られた基板ウェーハは、第一加工でのウェーハ厚み調整量α［μｍ］が第二加工でのウェーハ厚み調整量β［μｍ］よりも大きかった実施例４及び５で得られた基板ウェーハよりもナノトポグラフィが更に良好であった。これらの実施例の結果の比較から、第一加工でのウェーハ厚み調整量α［μｍ］が第二加工でのウェーハ厚み調整量β［μｍ］以下であることが好ましいことが分かる。

【0108】

さらに、実施例３−３では、ナノトポグラフィが５ｎｍ未満であり、比較例に対してナノトポグラフィが著しく改善した基板ウェーハを得ることができた。一方で、実施例３−３で得られた基板ウェーハは、許容範囲内ではあるものの、Ｗａｒｐ値が他の実施例よりも小さかった。

【0109】

第一加工でのウェーハ厚み調整量α［μｍ］と第二加工でのウェーハ厚み調整量β［μｍ］とがそれぞれ２０μｍで等しい実施例３−１、３−２及び３−３で結果を比較すると、樹脂厚みばらつきが小さいほど、得られるＷａｒｐ値がより大きくなったことが分かる。これらの結果から、樹脂厚みばらつきは小さいほど好ましく、望ましくは所望Ｗａｒｐ値の２５％以下であると良いことが分かる。

【0110】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【符号の説明】

【0111】

１、１ａ、１ａ’、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｓ、１ｔ、１ｕ、１ｖ…第一主面、 ２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ、２ｓ、２ｔ、２ｕ、２ｖ、２ｘ…第二主面、 １０、１０’、１１、１２、１３、１５…ウェーハ、 １４、１６…基板ウェーハ、 ２０…平坦化樹脂層、 ２１…樹脂、 ３０…光透過性フィルム、 ４１…下定盤、 ４２…上定盤、 ５０…研削ホイール、 ６０…チャックテーブル。

【要約】

【課題】反りを有し且つナノトポグラフィが良好な基板ウェーハを製造できる基板ウェーハの製造方法を提供すること。
【解決手段】第一主面及び第二主面を有するウェーハを準備すること、第二主面上に平坦化樹脂層を形成すること、平坦化樹脂層を基準面として吸着保持した状態で、第一加工として第一主面を研削又は研磨すること、ウェーハから平坦化樹脂層を除去すること、第一加工した第一主面を吸着保持した状態で、第二加工として第二主面を研削又は研磨すること、第二加工した第二主面を吸着保持した状態で、第三加工として第一主面を更に研削又は研磨すること、及び第三加工した第一主面を吸着保持した状態で、第四加工として第二主面を更に研削又は研磨して、基板ウェーハを得ることを含み、第一加工及び／又は第三加工においてウェーハが中凹状又は中凸状の厚み分布を持つように加工を行う基板ウェーハの製造方法。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】