JP2020017627A - ＳｉＣウェハ及びＳｉＣウェハの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】傷や格子歪みが除去された高品質なＳｉＣウェハ及びその製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】ＳｉＣウェハ２０を平坦化する平坦化工程Ｓ１４と、前記平坦化工程Ｓ１４の後に、Ｓｉ蒸気圧下で加熱することで前記ＳｉＣウェハ２０の主面２１及び裏面２２をエッチングするエッチング工程Ｓ１７と、を含むことを特徴とする構成となっている。これにより、主面２１及び裏面２２下の結晶格子は、基準結晶格子に対する格子歪み量が０．０１％以下であることを特徴とするＳｉＣウェハを得ることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、ＳｉＣウェハ及びＳｉＣウェハの製造方法に関する。

炭化ケイ素（ＳｉＣ）ウェハは、単結晶ＳｉＣのインゴットをスライスすることにより形成される。スライスされたＳｉＣウェハの表面には、スライス時に導入された結晶の歪みや傷等を有する表面層（以下、加工変質層という。）が存在する。デバイス製造工程にて歩留まりを低下させないためには、この加工変質層を除去する必要がある。

従来、ＳｉＣウェハの主面及び裏面に導入された加工変質層の除去は、砥粒を用いた表面加工による除去が主流であった。近年では、砥粒を用いない表面加工技術についても種々提案がなされている。例えば、特許文献１には、ＳｉＣウェハをＳｉ蒸気圧下で加熱することでエッチングを行うエッチング技術（以下、Ｓｉ蒸気圧エッチングともいう。）が記載されている。

特開２０１１−２４７８０７号公報

ところで単結晶ＳｉＣは、ダイヤモンド等に次ぐ硬度と、（０００１）面や（１−１００）面で劈開しやすい特徴を有した硬脆材料であり、極めて加工が難しい材料に分類される。半導体材料の加工工程に求められることは、“高品質（高平坦度、ダメージレス）”、“低損失（素材ロス，歩留まり）”、“低コスト（高能率、安価な手段・工程）”、とされるが、高硬脆性を示す程これらはトレードオフの関係となり両立は難しい。

中でも、ＳｉＣウェハを工業的に生産するためには、高品質なＳｉＣウェハを製造する技術が特に求められている。特に、加工変質層を有するＳｉＣウェハは、後のデバイス製造工程における高温アニール時にＳＯＲＩ値が増大する問題や、クラック（傷）や結晶歪みが欠陥として表出する等の問題が生じていた。

そのため、ＳｉＣウェハの全域において加工変質層を除去することが望ましい。しかしながら、ＳｉＣウェハの主面及び裏面以外の箇所、例えば、外周部やオリフラ等の切欠き部、刻印部の周辺等の加工変質層を除去する手段がなかった。

本発明の課題は、傷や格子歪みが除去された高品質なＳｉＣウェハ及びその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の一態様のＳｉＣウェハは、加工変質層が実質的にないことを特徴とする。
また、上記課題を解決する本発明の別の一態様のＳｉＣウェハは、半導体素子が作られる主面と、前記主面に相対する裏面と、前記主面及び裏面の外縁に接続する外周部と、前記外周部の一部に設けられる切欠き部と、前記主面若しくは前記裏面に設けられる刻印部と、を備え、前記主面、前記裏面、前記外周部、前記切欠き部、及び、前記刻印部は、加工変質層が実質的にないことを特徴とする。
また、上記課題を解決する本発明の別の一態様のＳｉＣウェハは、表面再構成由来の格子歪み以外の格子歪みが実質的にないことを特徴とする。
また、上記課題を解決する本発明の別の一態様のＳｉＣウェハは、半導体素子が作られる主面と、前記主面に相対する裏面と、前記主面及び前記裏面と隣接するバルク層と、を備え、前記バルク層は、基準結晶格子に対する格子歪み量が０．０１％以下であることを特徴とする。

このように、表面再構成由来の格子歪み以外の格子歪みが実質的にないことにより、後のデバイス製造工程に好ましい高品質なＳｉＣウェハとすることができる。

この態様において、前記バルク層は、基準結晶格子に対する格子歪み量が０．０１％以下であることを特徴とする。

この態様において、ドーピング濃度が１０^１９ｃｍ^−３以上であることを特徴とする。

この態様において、１５００〜２０００℃の温度範囲で加熱した際にＳＯＲＩ値が変化しないことを特徴とする。

また、上記課題を解決する本発明の別の一態様のＳｉＣウェハの製造方法は、ＳｉＣウェハを平坦化する平坦化工程と、前記平坦化工程の後に、Ｓｉ蒸気圧下で加熱することで前記ＳｉＣウェハの主面及び裏面をエッチングするエッチング工程と、を含むことを特徴とする。

この態様において、前記エッチング工程の処理温度は、１５００℃以上であることを特徴とする。

この態様において、前記ＳｉＣウェハはドーピング濃度が１０^１９ｃｍ^−３以上であることを特徴とする。

この態様において、前記エッチング工程に次いで、前記ＳｉＣウェハの主面を鏡面加工する鏡面加工工程を含むことを特徴とする。

この態様において、前記エッチング工程の前に、結晶成長させた単結晶ＳｉＣの塊を円柱状のインゴットに加工するインゴット成形工程と、前記インゴットをスライスして薄円板状のＳｉＣウェハを得るスライス工程と、前記ＳｉＣウェハ表面を選択的に除去して刻印部を形成する刻印形成工程と、前記ＳｉＣウェハの外周部に対して面取りを行う面取り工程と、をさらに含むことを特徴とする。

開示した技術によれば、傷や格子歪みが除去された高品質なＳｉＣウェハ及びその製造方法を提供することができる。

他の課題、特徴及び利点は、図面及び特許請求の範囲とともに取り上げられる際に、以下に記載される発明を実施するための形態を読むことにより明らかになるであろう。

一実施の形態のＳｉＣウェハの製造工程を示す概略図である。 一実施の形態のＳｉＣウェハの製造工程におけるインゴットからウェハまでの工程を示す説明図である。 一実施の形態のＳｉＣウェハの製造工程を示す説明図である。 Ｓｉ蒸気圧エッチングで用いる高温真空炉を示す概略図である。 実施例１のＳｉＣウェハの裏面を白色干渉顕微鏡で観察した像である。 実施例２のＳｉＣウェハの裏面を白色干渉顕微鏡で観察した像である。 実施例１のＳｉＣウェハの反射率を示したグラフである。 実施例１のＳｉＣウェハの外部透過率を示したグラフである。 実施例１のＳｉＣウェハの断面をＳＥＭ−ＥＢＳＤで観察したイメージング画像である。 実施例２のＳｉＣウェハの断面をＳＥＭ−ＥＢＳＤで観察したイメージング画像である。 実施例１のＳｉＣウェハの断面を透過型電子顕微鏡で観察した像である。 実施例２のＳｉＣウェハの断面を透過型電子顕微鏡で観察した像である。 一般的な機械加工処理を施したＳｉＣウェハの表面を断面から観察した場合の概念図である。 単結晶ＳｉＣウェハの加工変質層深さと反り（ＳＯＲＩ値）の関係を示したグラフである。 従来のＳｉＣウェハの製造工程を示す概略図である。 従来のＳｉＣウェハの製造工程を示す説明図である。

以下、本発明のＳｉＣウェハの一実施の形態の詳細な説明の後に、本発明の製造方法の一実施の形態についての詳細な説明を行う。

また、図１３に機械加工処理を施したウェハの表面を断面から観察した場合の概念図を示す。ＳｉＣウェハ２０は、単結晶ＳｉＣのインゴット１０をスライスし平坦化することにより形成される。このときＳｉＣウェハ２０の表面には、多数のクラック（傷）を有するクラック層３１や結晶格子に歪みが生じた歪み層３２を含む加工変質層３０が導入されてしまう。また、レーザー加工等によりウェハ表面を選択的に除去して刻印部２５を形成する表面加工時においても同様に加工変質層３０が導入されてしまう。
デバイス製造工程にて歩留まりを低下させないためには、この加工変質層３０を除去する必要がある。すなわち、表面加工によるクラックや格子歪みが導入されていない加工変質層３０下のバルク層３３を表出させることが好ましい。

また、通常加工変質層３０を有するＳｉＣウェハ２０は、加工変質層３０起因の反りを有している。反り形状を評価する指標の１つにＳＯＲＩ値がある。このＳＯＲＩ値は、ウェハの裏面を支持し元の形状を変えないように測定した場合において、ウェハ表面上の全データを用いて最小二乗法により計算される最小二乗平面から、ウェハ表面上の最高点と最低点までの法線距離の合計のことを言う。

このＳＯＲＩ値は、ウェハの口径が大きくなるほど加工変質層３０の影響を受けやすくなることが新たに分かってきた。図１４に、単結晶ＳｉＣウェハの加工変質層３０深さとＳＯＲＩ値の関係を示したグラフを示す。この図１４に示すように、加工変質層３０深さが深いほど、ＳＯＲＩ値の値が大きくなっているのがわかる。また、６インチ単結晶ＳｉＣウェハと４インチ単結晶ＳｉＣウェハを比較した場合、６インチ単結晶ＳｉＣウェハの方が加工変質層３０の影響を受けやすく、ＳＯＲＩ値が大きくなっているのがわかる。そのため、ＳｉＣウェハの反りを低減するためにも加工変質層３０の除去が重要である。

本明細書中の説明において、梨地面とは、梨の実の表皮のように微細な凹凸が形成された表面のことを表す概念である。この梨地面としては、例えば、不定形で微細な斑点状の凹凸が方向性なく無秩序に組み合わせた表面や、一方向に向かって伸びる筋状の凹凸が配列した表面を例示することができる。

なお、本明細書中の説明においては、ＳｉＣウェハ２０の半導体素子を作る面（具体的にはエピタキシャル膜を堆積する面）を主面２１といい、この主面２１に相対する面を裏面２２という。また、主面２１及び裏面２２を合わせて表面という。なお、主面２１としては、（０００１）面や（０００−１）面、これらの面から数度のオフ角を設けた表面等を例示することができる。（なお、本明細書では、ミラー指数の表記において、“−”はその直後の指数につくバーを意味する）。

＜１＞ＳｉＣウェハ
ＳｉＣウェハ２０には、加工変質層３０が実質的にないことが望ましい。すなわち、半導体素子が作られる主面２１、主面２１に相対する裏面２２、外周部２３、オリフラ２４やノッチ等の切欠き部、刻印部２５の何れにも、加工変質層３０が実質的にないことが望ましい。換言すれば、表面再構成由来の格子歪み以外の格子歪みが実質的にないことが望ましい。さらに換言すれば、主面２１及び裏面２２と隣接するバルク層３３は、表面再構成由来の格子歪み以外の格子歪みが実質的にないことが望ましい。

ここで「加工変質層が実質的にない」とは、デバイス製造工程に影響を与える程度の加工変質層が存在しないことをいう。例えば、後述する格子歪み量が０．０１％超の加工変質層がないことをいう。

また、「表面再構成由来の格子歪み以外の格子歪みが実質的にない」とは、デバイス製造工程に影響を与える程度の格子歪みが存在しないことをいう。例えば、ＳｉＣウェハ２０を構成する単結晶ＳｉＣのうち表面以外の格子歪み量が０．０１％以下であることをいう。

このようにＳｉＣウェハ２０内全域に格子歪みが生じていないことにより、デバイス製造工程に好ましいＳｉＣウェハ２０を提供することができる。
なお、本明細書中の説明において、格子歪みというときは、表面再構成に由来する格子歪みを除く格子歪みのことをいう。
なお、本明細書中の説明において、格子歪み量というときは、図１３におけるバルク層３３の結晶格子と、歪み層の結晶格子を比較した際に生じているズレ量のことをいい、単に比率を表す数値であるため「％」表記とする。

ＳｉＣウェハ２０表面下の格子歪みは、基準となる基準結晶格子と比較することにより求めることができる。この格子歪みを測定する手段としては、例えば、ＳＥＭ−ＥＢＳＤ法を用いることができる。ＳＥＭ−ＥＢＳＤ法は、走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope: SEM）の中で、電子線後方散乱により得られる菊池線回折図形をもとに、微小領域の歪み測定が可能な手法（Electron Back Scattering Diffraction: EBSD）である。この手法では、基準となる基準結晶格子の回折図形と測定した結晶格子の回折図形を比較することで、格子歪み量を求めることができる。

基準結晶格子としては、例えば、格子歪みが生じていないと考えられる領域に基準点Ｒを設定する。すなわち、図１３におけるバルク層３３の領域に基準点Ｒを配置することが望ましい。通常、加工変質層３０の深さは、１０μｍ程度となるのが定説である。そのため、加工変質層３０よりも十分に深いと考えられる深さ２０〜３０μｍ程度の位置に、基準点Ｒを設定すればよい。
次に、この基準点Ｒにおける結晶格子の回折図形と、ナノメートルオーダーのピッチで測定した各測定領域の結晶格子の回折図形とを比較する。これにより、基準点Ｒに対する各測定領域の格子歪み量を算出することができる。

また、基準結晶格子として格子歪みが生じていないと考えられる基準点Ｒを設定する場合を示したが、単結晶ＳｉＣの理想的な結晶格子を基準とすることや、測定領域面内の大多数（例えば、過半数以上）を占める結晶格子を基準とすることも当然に可能である。

また、ＳｉＣウェハ２０表面下の格子歪み量を求める方法としては、汎用的な応力測定方法を採用することができ、例えば、ラマン分光法、Ｘ線回折法、電子線回折法等を例示することができる。

本発明のＳｉＣウェハ２０表面下の結晶格子は、基準結晶格子に対する格子歪み量が、好ましくは０．０１％以下であり、より好ましくは０．００５％以下であり、さらに好ましくは０．００１％以下である。
このように、格子歪み量が０．０１％以下であることにより、後のデバイス製造工程で格子歪みに起因する不具合が生じることを抑制することができ、より高品質なＳｉＣウェハ２０を提供することができる。

本発明のＳｉＣウェハ２０は、鏡面加工された主面２１と、梨地加工された裏面２２と、を備えることが望ましい。
単結晶ＳｉＣは、透光性を有し可視光を透過する。そのため、デバイス製造工程中においては、光学式センサを用いてウェハを検知し難いという問題があった。本発明のＳｉＣウェハ２０は、裏面２２が梨地面であるため、両面が鏡面である従来のＳｉＣウェハと比較して光学式センサによる検知率を向上させることができる。
また、ウェハ裏面の摩擦係数が大きいため、搬送時や装置内で滑りにくく、また、静電チャック方式の試料台から剥がしやすく、デバイス製造工程における利点を有する。

梨地面の算術平均粗さＲａは、好ましくは５０〜３００ｎｍであり、より好ましくは７５〜２００ｎｍである。
また、梨地面の最大高さＲｚは、好ましくは０．５〜５μｍであり、より好ましくは０．７５〜２．５μｍである。

梨地面の粗さをこのような値で形成することにより、ＳｉＣウェハ２０の主面・裏面の識別が容易となることや、ウェハ裏面の摩擦係数が大きくなり搬送時や装置内での滑りが防止されること、静電チャック方式の試料台から剥がしやすいこと、等の利点がより強く発揮される。
さらには、パーティクルが付着しやすくなることや、試料台へのチャッキング時に、ウェハの平坦度を悪化させたりするなどの不具合についても、より強く抑制することができる。

なお、本明細書中の説明において、算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｚというときは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１−２００１に準拠する算術平均粗さ及び最大高さのことである。
また、数値では表せないが、本発明のＳｉＣウェハ２０の梨地面の表面形状としては、微細なバリが除去され、滑らかなエッジを有した凸状部を有した構造となっていることが好ましい。

梨地面の反射率は５％以下であり、より好ましくは３％以下であり、さらに好ましくは２％以下であることが望ましい。

なお、本明細書中の説明において、反射率というときは、波長３００〜１５００ｎｍの電磁波を、ＳｉＣウェハの表面に照射した際に、照射した電磁波が表面にて反射する割合のことをいう。また、本明細書中の説明において、可視光というときは、波長３６０〜８３０ｎｍの電磁波のことをいう。

このような反射率を有した梨地面を備えるＳｉＣウェハ２０は、デバイス製造工程中に用いられる光学式センサの検知率が高い。すなわち、このような梨地面は、視認性が高いため、容易にウェハを検知することができる。また、鏡面との識別が容易となるため、ウェハやアセンブルの検査工程などでも、表面に焦点を合わせようとして誤って裏面に焦点を合わせてしまうことがなく、適切に検査・診断を行うことができる。

また、数値では表せないが、梨地面の表面形状としては、径の異なる複数の緩やかな凸状部がうろこ状に配列した構造であることが好ましい。
梨地面をこのような形状に構成することによって、デバイス製造工程における有利性をさらに向上させることができる。

一方、鏡面の算術平均粗さＲａは、好ましくは０．０５〜０．３ｎｍであり、より好ましくは０．０５〜０．１ｎｍである。
また、鏡面の最大高さＲｚは、０．２〜１．２μｍであり、より好ましくは０．２〜０．４μｍである。
鏡面の表面をこのように形成することにより、ウェハの主面・裏面の識別が容易となる。

また可視光における鏡面側の反射率は、波長毎にバラツキがないことが望ましく、波長毎の反射率の差が６％以下であり、より好ましくは５％以下であり、さらに好ましくは反射率の差が４％以下である。
このように、梨地面を備えるＳｉＣウェハ２０は、波長毎の反射率の差を小さくすることで、様々な波長の光学式センサに対して、検知率を向上させることができる。すなわち、梨地面は入射した光を拡散・散乱させることにより、特定の波長領域で起こる干渉等を抑制することができ、波長毎の反射率の差を小さくすることができる。

ＳｉＣウェハ２０の厚み（ウェハ厚み）は、好ましくは１ｍｍ以下であり、より好ましくは５００μｍ以下であり、さらに好ましくは５０〜３５０μｍである。
ＳｉＣウェハ２０をこのような薄い厚みに設定しても、裏面２２が梨地面加工されていることにより、光学式センサの検知率を向上させることができる。

ＳｉＣウェハ２０の界面を含めた可視光の外部透過率は、好ましくは２５％以下であることが望ましい。このような外部透過率を有するＳｉＣウェハ２０は、光学式センサの検知率が高く、デバイス製造工程における検知エラーを抑制することができる。

なお、本明細書中の説明において、外部透過率というときは、波長３００〜１５００ｎｍの電磁波をＳｉＣウェハの主面２１又は裏面２２に照射した際に、ＳｉＣウェハ２０内を透過する割合のことをいう。

また、ＳｉＣウェハ２０として、ドーピング濃度が１０^１９ｃｍ^−３以上のものを採用してもよい。ドーピング濃度が高い低抵抗ウェハであっても、クラック層３１及び歪み層３２を除去することができる。

また、本発明に係るＳｉＣウェハは、１５００〜２０００℃の温度範囲で加熱した際にＳＯＲＩ値が変化しない。すなわち、ＳｉＣウェハ２０の全域において加工変質層３０が除去されているので、後のデバイス製造工程時に加工変質層３０起因の反りが発生しない。
なお、本明細書中における「ＳＯＲＩ値が変化しない」とは、加工変質層３０に起因するＳＯＲＩ値の変化がないことを言う。例えば、エピタキシャル成長工程やイオン注入工程等の後のデバイス製造工程にて導入される格子歪みやダメージ等に起因するＳＯＲＩ値の変化は含まない。

なお、本発明に係るＳｉＣウェハ２０は、主面２１及び裏面２２のみならず、機械加工が難しい外周部２３、オリフラ２４やノッチ等の切欠き部、刻印部２５においても加工変質層３０が除去されている。そのため、後のデバイス製造工程において加工変質層３０起因で発生する欠陥等を抑制することができる。

本発明のＳｉＣウェハ２０の製造方法は特に限定されないが、後述する本発明の製造方法により製造することが好ましい。以下、本発明の製造方法について説明する。

＜２＞ＳｉＣウェハの製造方法
以下、図１、図２、図３及び図４を参照して、本発明のＳｉＣウェハの製造方法についてさらに詳細に説明する。図面には好ましい実施形態が示されている。しかし、多くの異なる形態で実施されることが可能であり、本明細書に記載される実施形態に限定されない。

なお、本発明の理解においては、従来のＳｉＣウェハの製造工程と比較することが有用であると認められる。そのため、適宜、図１５及び図１６を参照し従来のＳｉＣウェハの製造方法の各工程と比較しながら、本発明のＳｉＣウェハの製造方法における各工程について説明する。

図１ないし図３は、本発明の一実施の形態におけるＳｉＣウェハの製造工程である。
本発明のＳｉＣウェハの製造方法は、結晶成長させた単結晶ＳｉＣの塊を円柱状のインゴット１０に加工するインゴット成形工程（ステップＳ１１）と、インゴット１０の結晶方位を示す目印となるよう外周の一部に切欠きを形成する結晶方位成形工程（ステップＳ１２）と、インゴット１０をスライスして薄円板状のＳｉＣウェハ２０に加工するスライス工程（ステップＳ１３）と、ＳｉＣウェハ２０を平坦化する平坦化工程（ステップＳ１４）と、刻印部２５を形成する刻印形成工程（ステップＳ１５）と、外周部２３を面取りする面取り工程（ステップＳ１６）と、Ｓｉ蒸気圧下で加熱することでＳｉＣウェハ２０の少なくとも裏面２２をエッチングするエッチング工程（ステップＳ１７）と、ＳｉＣウェハ２０の主面２１を鏡面とする鏡面加工工程（ステップＳ１８）と、を含む。

以下、図１ないし図３に示した一実施の形態の工程順序に沿って本発明のＳｉＣウェハの製造方法について説明を加える。

＜２−１＞インゴット成形工程
インゴット成形工程Ｓ１１は、結晶成長させた単結晶ＳｉＣの塊を円柱状のインゴット１０に加工する工程である。このインゴット１０は、通常、円柱の長手方向が＜０００１＞方向となるよう加工される。

本発明のＳｉＣウェハの製造方法においては、後行の工程であるエッチング工程Ｓ１７との組み合わせにより、このインゴット成形工程Ｓ１１にて導入された加工変質層３０を除去することができる。

＜２−２＞結晶方位成形工程
結晶方位成形工程Ｓ１２は、インゴット成形工程Ｓ１１にて形成したインゴット１０の結晶方位を示す目印となるよう、インゴット外周の一部に切欠き部を形成する工程である。この切欠き部としては、＜１１−２０＞方向と平行な平面（オリエンテーションフラット（オリフラ）２４）や、＜１１−２０＞方向の両端に設けられる溝（ノッチ）等を例示することができ、単結晶ＳｉＣの結晶方位を特定することができるよう形成される。

本発明のＳｉＣウェハの製造方法においては、後行の工程であるエッチング工程Ｓ１７との組み合わせにより、この結晶方位成形工程Ｓ１２にて導入された加工変質層３０を除去することができる。

＜２−３＞スライス工程
インゴット１０をスライスして薄円板状のＳｉＣウェハ２０を得る工程である。
スライス工程Ｓ１３のスライス手段としては、複数本のワイヤーを往復運動させることでインゴット１０を所定の間隔で切断するマルチワイヤーソー切断や、プラズマ放電を断続的に発生させて切断する放電加工法、インゴット１０中にレーザーを照射・集光させて切断の基点となる層を形成するレーザーを用いた切断、等を例示できる。

本発明のＳｉＣウェハの製造方法においては、後行の工程であるエッチング工程Ｓ１７との組み合わせにより、このスライス工程Ｓ１３にて導入された加工変質層３０を除去することができる。

＜２−４＞平坦化工程
平坦化工程Ｓ１４は、スライス工程Ｓ１３にてＳｉＣウェハ２０に導入されるうねりを除去する工程である。以下、平坦化工程Ｓ１４において用いる加工方法及び加工条件、砥粒の性質について説明を加える。

（１）加工方法
平坦化工程Ｓ１４に好ましい加工方式としては、砥粒をボンド材に埋め込んだ砥石で加工を行う固定砥粒加工（グラインド研削等）や、定盤に微細な砥粒をかけ流しながら加工を行う遊離砥粒加工（ラッピング研磨等）が好適に用いられる。なお、砥粒は水や分散剤と混合された混合液（スラリー）として滴下されることが望ましい。本工程において使用される加工装置としては、従来の固定砥粒加工及び遊離砥粒加工にて使用される汎用型の加工装置を採用することができる。また、両面同時に加工する方式であっても良いし、片面を加工する方式であってもよい。
なお、この平坦化工程Ｓ１４では、ＳｉＣウェハ２０の少なくとも裏面２２に梨地面を形成する梨地面形成を同時に行っても良い。

平坦化工程Ｓ１４においては、砥粒を破砕しながらＳｉＣウェハ２０を加工することが好ましい。すなわち、平坦化工程Ｓ１４の加工前の平均砥粒径と加工後の平均砥粒径を比較したとき、加工後は破砕され、砥粒径が細かくなっていることが望ましい。

ここで、平坦化工程Ｓ１４において用いる砥粒の平均砥粒径は加工速度に影響を与える。より具体的には、大きい砥粒を用いる場合には大きな加工速度を実現でき、小さい砥粒を用いた場合には加工速度が小さくなる関係にある。
そのため、砥粒を破砕しながら平坦化工程Ｓ１４を行えば、平坦化工程Ｓ１４の開始段階においては大きな加工速度で迅速にＳｉＣウェハ２０の表面を加工することができる。一方で、加工が進み砥粒が小さくなるにつれて加工速度が漸次小さくなり、工程の最終段階においてはＳｉＣウェハ２０の表面への繊細な加工を実現し、ＳｉＣウェハの表面に導入される梨地面の粗さが大きくなりすぎることを抑制することができる。
このように形成された梨地面に対してエッチング工程Ｓ１７を実行することにより、デバイス製造工程に適した梨地面を有するＳｉＣウェハ２０を製造することができる。

なお、後述する脆性を有する砥粒を用いることで、砥粒を破砕しながら平坦化工程Ｓ１４を行う形態の発明の実施が可能である。
また、後述する平坦化工程Ｓ１４における加工条件にて、砥粒を破砕しながら平坦化工程Ｓ１４を行う形態の発明の実施が可能である。

砥粒を破砕しながら平坦化工程Ｓ１４を行う形態にあっては、加工前の砥粒の平均砥粒径は、好ましくは２０μｍ以上であり、より好ましくは４０μｍ以上である。
加工前の状態で上記範囲の平均砥粒径を有する砥粒を用いることで、平坦化工程Ｓ１４の開始段階における迅速な加工が可能となる。

また、本発明のＳｉＣウェハの製造方法においては、少なくとも平坦化工程Ｓ１４の開始段階において、平均砥粒径が、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは８０μｍ以下、さらに好ましくは６０μｍ以下の砥粒を用いることが好ましい。
平坦化工程Ｓ１４の開始段階において、用いる砥粒の平均砥粒径の上限を上記範囲に設定することによって、平坦化工程Ｓ１４によってＳｉＣウェハ２０に導入される加工変質層３０の深さを低減することができる。

一方、加工後の平均砥粒粒子が、好ましくは２０μｍ未満、より好ましくは１０μｍ以下となるように、砥粒を破砕しながら平坦化工程Ｓ１４を行うことが好ましい。
加工後の平均砥粒粒子が上記範囲となるように、砥粒を破砕しながら平坦化工程Ｓ１４を実行することで、ＳｉＣウェハ２０に導入される梨地面の粗さを低減することができ、後述するエッチング工程Ｓ１７に供するに適したＳｉＣウェハ２０の表面状態を実現することができる。

本発明のＳｉＣウェハの製造方法においては、少なくとも平坦化工程Ｓ１４の終盤において、平均砥粒径が、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上の砥粒を用いることが好ましい。
平坦化工程Ｓ１４の開始段階において、用いる砥粒の平均砥粒径の下限を上記範囲に設定することによって、ＳｉＣウェハ２０の表面を効率的に加工することができる。

以下に砥粒を破砕しながら平坦化工程Ｓ１４を行う場合の具体例を挙げる。
平均砥粒径４０μｍのＢ_４Ｃ砥粒を用いて、加工圧力１５０ｇ/ｃｍ^２、加工時間２０分の条件で平坦化工程Ｓ１４を実施し、後述するエッチング工程Ｓ１７を施したところ、従来のＳｉウェハと同等の梨地面が形成された。このとき平坦化工程Ｓ１４の加工後の平均砥粒径は１０μｍ以下であった。この工程におけるＳｉＣウェハ２０の加工深さ２０μｍを加工時間で除することで得られた平均加工速度は１μｍ／分であった。

（２）砥粒の性質
本発明のＳｉＣウェハの製造方法は、遊離砥粒方式下での平坦化工程Ｓ１４において、砥粒を破砕しながら加工を行うことが望ましい。つまり、本発明で用いる砥粒は、遊離砥粒方式で容易に破砕される程度の脆性を有することが好ましい。

より具体的には、以下の脆性条件を充足する素材で構成された砥粒を用いることが好ましい。
（脆性条件）加工圧力１５０ｇ/ｃｍ^２の条件で、平均砥粒径４０μｍに調整された砥粒を用いて、ＳｉＣウェハの表面を遊離砥粒方式で両面同時に平坦化加工したとき、加工時間２０分経過後に平均砥粒径が２０μｍ以下となる。

平坦化工程Ｓ１４においては、好ましくは修正モース硬度１５未満の砥粒を用いる。
修正モース硬度とは、タルクを１、ダイヤモンドを１５としたときの、物質の硬さの尺度を示す値である。すなわち、本工程においては、ダイヤモンドの硬度未満の砥粒が用いられる。具体的な砥粒の材料としては、炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３），等を例示することができる。このほかにも、修正モース硬度１５未満の硬度を有する砥粒であれば当然に採用することができる。

このように、ダイヤモンドの硬度未満の砥粒を用いることで、梨地面の粗さを抑えることができる。すなわち、ダイヤモンド砥粒は加工対象であるＳｉＣウェハ２０と比較して極めて高硬度であるため、平坦化工程Ｓ１４の過程で小径に破砕され難く、ＳｉＣウェハ２０表面の深い位置まで傷等を導入してしまい梨地面が粗くなる。

また、本工程において用いられる砥粒は、修正モース硬度１３以上の砥粒であることが望ましい。具体的な砥粒の材料としては、炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を例示することができる。

このように、修正モース硬度１３以上の砥粒を採用することにより、ＳｉＣウェハ２０を効率的に加工することができる。すなわち、加工対象であるＳｉＣウェハ２０と同等若しくはそれ以上の硬度を採用することにより、効率良く加工することができる。

中でも、砥粒のコストや加工速度を考慮すると、炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）砥粒を採用することが望ましい。すなわち、炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）砥粒は安価で手に入れることができ、炭化ケイ素砥粒と比較して高速で効率よく加工することができる。

なお、本明細書中の説明において、平均砥粒径というときは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｒ６００１−２:２０１７に準拠する平均粒子径のことである。

（３）加工条件
平坦化工程Ｓ１４における遊離砥粒加工における加工圧力は、１００〜３００ｇ/ｃｍ^２であり、より好ましくは１５０〜２００ｇ/ｃｍ^２である。
また、本加工における定盤の回転数は、５〜２０ｒｐｍであり、より好ましくは１０〜１５ｒｐｍである。
さらに、本加工における加工時間は、５〜３０分であり、より好ましくは５〜１５分である。

また、スライス工程Ｓ１３にてＳｉＣウェハ２０に導入されるうねりは、通常、片面につき３０〜５０μｍである。この平坦化工程Ｓ１４では、ＳｉＣウェハ２０の平坦化も同時に行うことができ、うねりを除くため、ＳｉＣウェハ２０の主面２１及び裏面２２から３０〜５０μｍ深さまで加工を行う。

また、平坦化工程Ｓ１４の好ましい形態として、ダイヤモンドの硬度未満の砥粒を用いる場合を示したが、ダイヤモンド砥粒を用いることも可能である。
また、平坦化工程Ｓ１４の好ましい形態として、遊離砥粒加工について説明したが、固定砥粒加工を採用することも可能である。加工条件としては、平均砥粒径３〜３０μｍのダイヤモンド砥粒を用いて、砥石回転数１０００〜１５００ｒｐｍ、切込みピッチ１〜３μｍ、前後送り１５０〜２５０ｍ／分、左右送り１５〜２５ｍ／分、加工速度５０〜１５０μｍ／時、という条件を例示できる。
なお、加工装置としては、従来の固定砥粒加工にて使用される汎用型の加工装置を採用することができる。

本発明のＳｉＣウェハの製造方法の好ましい一実施の形態では、刻印形成工程Ｓ１５と面取り工程Ｓ１６を含む（図１及び図３）。

＜２−５＞刻印形成工程
刻印形成工程Ｓ１５は、ＳｉＣウェハ２０の裏面２２（又は主面２１）に対して、レーザーを照射・集光し、ＳｉＣウェハ２０表面を選択的に除去して刻印部２５を形成する工程である。刻印形成工程Ｓ１５の刻印形成手段としては、レーザー加工等を例示できる。刻印部２５は、ＳｉＣウェハ２０を識別するための情報（具体的には、文字、記号、バーコード等）を含む。

＜２−６＞面取り工程
面取り工程Ｓ１６は、ＳｉＣウェハ２０の外周部２３に対して、機械加工等により面取りを行う工程である。面取り工程Ｓ１６の面取り手段としては、研削やテープ研磨等を例示できる。この面取りは、外周部２３に所定の円弧を形成する丸み面取りであっても良いし、所定の角度で斜めに切り取る面取りであっても良い。

平坦化工程Ｓ１４、刻印形成工程Ｓ１５及び面取り工程Ｓ１６の順序は図１及び図３に示したものに限定されないが、平坦化工程Ｓ１４は刻印形成工程Ｓ１５及び面取り工程Ｓ１６よりも先んじて行うことが好ましい。
このように平坦化工程Ｓ１４を先に実施することによりウェハのうねりを除去することで、刻印形成工程Ｓ１５での刻印部２５形成や、面取り工程Ｓ１６での面取り位置の決定を精度良く行うことができ、ウェハの均質性を高めることができる。

また、刻印形成工程Ｓ１５と面取り工程Ｓ１６の順序は特に限定されないが、図１及び図３に示すように刻印形成工程Ｓ１５の後に面取り工程Ｓ１６を実施しても良い。このように刻印形成工程Ｓ１５を面取り工程Ｓ１６の前に実施することで、主面２１及び裏面２２の管理を早い段階で行うことができ、製品管理上の問題が生じにくい。
また、面取り工程Ｓ１６の後に刻印形成工程Ｓ１５を実施してもよい。この場合には、ウェハ径のバラツキを抑制することができ、刻印部２５の形成位置を精度良く決定することができる。

＜２−７＞エッチング工程
エッチング工程Ｓ１７は、Ｓｉ蒸気圧下で加熱することでＳｉＣウェハ２０の表面をエッチングすることにより、先行の工程でＳｉＣウェハ２０に導入された加工変質層３０を除去する工程である。
すなわち、エッチング工程Ｓ１７は、結晶成長させた単結晶ＳｉＣの塊を円柱状のインゴット１０に加工するインゴット成形工程Ｓ１１と、インゴット１０外周の一部に結晶方位を示す切欠き部を形成する結晶方位成形工程Ｓ１２と、インゴット１０をスライスして薄円板状のＳｉＣウェハ２０を得るスライス工程Ｓ１３と、ＳｉＣウェハ２０の外周部２３に対して面取りを行う面取り工程Ｓ１４と、ＳｉＣウェハ２０表面を選択的に除去して刻印部２５を形成する刻印形成工程Ｓ１５よりも、後に行うことが好ましい。これにより、主面２１及び裏面２２のみならず、外周部２３やオリフラ２４、刻印部２５周辺に導入された加工変質層３０をも除去することができ、ＳｉＣウェハ２０の高品質化に貢献することができる。

一方、図１５及び図１６に示すように、従来のＳｉＣウェハの製造方法にて行われていた粗研削工程Ｓ１７２及び仕上げ研削工程Ｓ１７３においては、外周部２３やオリフラ２４、刻印部２５周辺に導入された加工変質層３０を除去することができず、ＳｉＣウェハ２０の品質を低下させる要因となっていた。

本発明のＳｉＣウェハの製造方法は、インゴット成形工程Ｓ１１〜刻印形成工程Ｓ１５後にエッチング工程Ｓ１７を施すことにより、主面２１及び裏面２２のみならず、今まで加工ができなかった外周部２３やオリフラ２４、刻印部２５周辺に導入された加工変質層３０をも除去することができ、ＳｉＣウェハ２０の高品質化に貢献することができる顕著な効果を有する。

また、本発明のＳｉＣウェハの製造方法にて採用するエッチング工程Ｓ１７では、両面同時にエッチングすることが可能であるため、トワイマン効果によるウェハの反りが発生しない。

また、このエッチング工程Ｓ１７は、平坦化工程Ｓ１４にてＳｉＣウェハ２０に導入された梨地面を、Ｓｉ蒸気圧下で加熱しエッチングすることで、デバイス製造工程に好ましい状態（うねり、凹凸形状、粗さ等を含む）とする工程である。
本発明のＳｉＣウェハの製造方法は、平坦化工程Ｓ１４とエッチング工程Ｓ１７を組み合わせることにより、難加工材料であるＳｉＣウェハ２０に加工変質層３０を有さないデバイス製造工程に好ましい梨地面を形成することができる顕著な効果を有する。

エッチング工程Ｓ１７においてＳｉＣウェハ２０の片面につき、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上、エッチングすることが望ましい。
エッチング量を上記範囲内とすることで、平坦化工程Ｓ１４にて生じたバリ等が除去されることにより、より好ましい梨地面を形成することができる。

また、エッチング工程Ｓ１７においてエッチングを進行させるほど（エッチング量を大きくするほど）、梨地面の算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｚを低減させることができる。すなわち、このエッチング工程Ｓ１７は、エッチング量を制御することで前記梨地面の粗さを調整する粗さ調整工程を有している。これにより、難加工材料であるＳｉＣウェハ２０の少なくとも裏面２２に、所望の粗さの梨地面を形成することができるという顕著な効果を有する。
具体的には、エッチング工程Ｓ１７においてＳｉＣウェハ２０の片面につき、好ましくは３μｍ以上、より好ましくは６μｍ以上、さらに好ましくは９μｍ以上、さらに好ましくは１０μｍ以上、さらに好ましくは１２μｍ以上エッチングしてもよい。
エッチング量を上記範囲とすることにより、梨地面の算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｚを好ましい範囲とすることができる

エッチング工程Ｓ１７におけるエッチング量の上限は特に制限されないが、ＳｉＣウェハ２０の片面につき、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは８０μｍ以下を目安とすることができる。

また、エッチング工程Ｓ１７におけるエッチング量は、素材ロス量の低減の観点から、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは６μｍ以下、さらに好ましくは３μｍ以下とすることが望ましい。

以下、エッチング工程Ｓ１７についてさらに詳細に説明を加える。
はじめに、図４を参照して、Ｓｉ蒸気圧エッチングにて使用される装置構成例について説明する。次いでＳｉ蒸気圧エッチングのエッチング機構とエッチング条件について説明する。

（１）装置構成
本工程においては、図４に示すように、ＳｉＣウェハ２０が収容される坩堝４０と、この坩堝４０を加熱可能な高温真空炉５０と、を備える装置を用いることが好ましい。

坩堝４０は、上容器４１と、この上容器４１に嵌合可能な下容器４２と、ＳｉＣウェハ２０を支持する支持台４３と、を備えている。上容器４１の壁面（上面，側面）及び下容器４２の壁面（側面，底面）は複数の層から構成されており、外部側から内部空間側に向かって順に、タンタル層（Ｔａ）、タンタルカーバイド層（ＴａＣ及びＴａ_２Ｃ）、及びタンタルシリサイド層（ＴａＳｉ_２又はＴａ_５Ｓｉ_３等）を有している。

このタンタルシリサイド層は、加熱を行うことで、内部空間にＳｉを供給する。また、坩堝４０にはタンタル層及びタンタルカーバイド層が含まれるため、周囲のＣ蒸気を取り込むことができる。これにより、加熱時に内部空間内を高純度のＳｉ雰囲気とすることができる。なお、タンタルシリサイド層を設けることに代えて、固体のＳｉ等を内部空間に配置しても良い。この場合、加熱時に固体のＳｉが昇華することで、内部空間内を高純度のＳｉ雰囲気とすることができる。

支持台４３は、ＳｉＣウェハ２０の主面２１及び裏面２２の両方を露出させるように支持することが可能である。

高温真空炉５０は、本加熱室５１と、予備加熱室５２と、坩堝４０を予備加熱室５２から本加熱室５１へ移動可能な移動台５３と、を備えている。本加熱室５１は、ＳｉＣウェハ２０を１０００℃以上２３００℃以下の温度に加熱することができる。予備加熱室５２は、ＳｉＣウェハ２０を本加熱室５１で加熱する前に予備加熱を行うための空間である。

本加熱室５１には、真空形成用バルブ５４と、不活性ガス注入用バルブ５５と、真空計５６と、が接続されている。真空形成用バルブ５４は、本加熱室５１の真空度を調整することができる。不活性ガス注入用バルブ５５は、本加熱室５１内に不活性ガス（例えばＡｒガス）を導入し、この圧力を調整することができる。真空計５６は、本加熱室５１内の真空度を測定することができる。

本加熱室５１の内部には、ヒータ５７が備えられている。また、本加熱室５１の側壁及び天井には熱反射金属板が固定されており（図示せず）、この熱反射金属板は、ヒータ５７の熱を本加熱室５１の略中央部に向けて反射させるように構成されている。
これにより、ＳｉＣウェハ２０を強力かつ均等に加熱し、１０００℃以上２３００℃以下の温度まで昇温させることができる。なお、ヒータ５７としては、例えば、抵抗加熱式のヒータ又は高周波誘導加熱式のヒータを用いることができる。

（２）エッチング機構
ＳｉＣウェハ２０を坩堝４０内に収容し、高純度のＳｉ蒸気圧下で１５００℃以上２２００℃以下の温度範囲で高温真空炉５０を用いて加熱を行う。この条件でＳｉＣウェハ２０が加熱されることで、表面がエッチングされる。このエッチングの概要を以下１）〜４）に示す。

１） ＳｉＣ（ｓ）→Ｓｉ（ｖ）I＋Ｃ（ｓ）
２） Ｔａ_xＳｉ_y→Ｓｉ（ｖ）II＋Ｔａ_x’Ｓｉ_y’
３） ２Ｃ（ｓ）＋Ｓｉ（ｖ）I+II→ＳｉＣ_２（ｖ）
４） Ｃ（ｓ）＋２Ｓｉ（ｖ）I+II→Ｓｉ_２Ｃ（ｖ）

１）の説明:ＳｉＣウェハ２０（ＳｉＣ（ｓ））がＳｉ蒸気圧下で加熱されることで、熱分解によってＳｉＣからＳｉ原子（Ｓｉ（ｖ）I）が脱離する。
２）の説明:タンタルシリサイド層（Ｔａ_xＳｉ_y）からＳｉ蒸気（Ｓｉ（ｖ）II）が供給される。
３）及び４）の説明:熱分解によってＳｉ原子（Ｓｉ（ｖ）I）が脱離することで残存したＣ（Ｃ（ｓ））は、Ｓｉ蒸気（Ｓｉ（ｖ）I及びＳｉ（ｖ）II）と反応することで、Ｓｉ_２Ｃ又はＳｉＣ_２等となって昇華する。
上記１）〜４）の反応が持続的に行われ、結果としてエッチングが進行する。

（３）エッチング条件
Ｓｉ蒸気圧エッチングにおける加熱温度は、１５００〜２２００℃であり、より好ましくは１８００〜２０００℃である。
本加工における加工速度（エッチング速度）は、０．１〜１０μｍ／ｍｉｎである。
本加工における本加熱室５１の真空度は、１０^−５〜１０Ｐａであり、より好ましくは１０^−３〜１Ｐａである。
本加工における不活性ガスはＡｒであり、この不活性ガスを導入することによって真空度を調整する。
本加工における加工時間は特に制限はなく、所望のエッチング量に合わせた任意の時間を採用することができる。

なお、このエッチング工程Ｓ１７の前に仕上げ研削工程Ｓ１７３や仕上げ研磨工程を含んでも良い。このように仕上げ研削工程Ｓ１７３や仕上げ研磨工程をエッチング工程Ｓ１７前に行うことにより、エッチング後のＳｉＣウェハ２０の平坦度を向上させることができる。

＜２−８＞鏡面加工工程
鏡面加工工程Ｓ１８としては、研磨パッドの機械的な作用とスラリーの化学的な作用を併用して研磨を行う化学機械研磨（ＣＭＰ）加工を例示することができる。この化学機械研磨加工は、ＳｉＣウェハ２０の主面２１をデバイス製造工程に好ましい表面状態である鏡面に加工する工程である（図３の二点鎖線部分）。

本加工は、従来の化学機械研磨加工にて使用される汎用型の加工装置を採用することができ、加工条件は、当業者が通常行う範囲で設定することができる。

＜１＞ＳｉＣウェハの製造
以下の方法で実施例１及び比較例１のＳｉＣウェハを製造した。

＜実施例１＞
（スライス工程）
平均砥粒径１０μｍのダイヤモンド砥粒を含むスラリーを用いて、単結晶ＳｉＣインゴットをスライスし、６インチ径のＳｉＣウェハを得た。

（平坦化工程）
このＳｉＣウェハについて、平均砥粒径４０μｍのＢ_４Ｃ砥粒を含むスラリーを用いた遊離砥粒方式で、加工圧力を１５０ｇ／ｃｍ^２、定盤回転数は１５ｒｐｍ、ヘッド回転数は５ｒｐｍ、加工時間は２０分、加工速度は約１．０μｍ／分、の条件で平坦化加工を施した。
このとき、平坦化工程の終了時におけるＢ_４Ｃ砥粒の平均砥粒径は１０μｍであった。

（エッチング工程）
平坦化工程後のＳｉＣウェハに対し、エッチング量３μｍ（加工時間約３ｍｉｎ、加工速度１μｍ/ｍｉｎ）、エッチング量６μｍ（加工時間約６ｍｉｎ、加工速度１μｍ/ｍｉｎ）、エッチング量９μｍ（加工時間約９ｍｉｎ、加工速度１μｍ/ｍｉｎ）の条件でＳｉ蒸気圧エッチングを施した。エッチング工程後のＳｉＣウェハの厚みは３５０μｍであった。

＜実施例２＞
（スライス工程）
実施例１と同じ条件でスライス工程を実施し６インチ径のＳｉＣウェハを得た。
（平坦化工程）
このＳｉＣウェハについて、平均砥粒径３０μｍのダイヤモンド砥粒を含む砥石（ビトリファイトボンド）を用いた固定砥粒方式で、以下の条件で平坦化を行った。
砥石回転数:１２５０ｒｐｍ
切込みピッチ:２μｍ
前後送り:１９０ｍ／分
左右送り:２１ｍ／分
加工速度:１００ｕｍ／時間
（エッチング工程）
実施例１と同じ条件でＳｉ蒸気圧エッチングを施した。エッチング工程後のＳｉＣウェハの厚みは、３５０μｍであった。

＜２＞観察と評価
＜２−１＞梨地面の観察と評価
実施例１及び実施例２のＳｉＣウェハの裏面を、白色干渉顕微鏡を用いて観察した。その結果を図５及び図６に示す。
図５は実施例１の白色干渉顕微鏡像（９５μｍ×７５μｍ）であり、図５（ａ）はエッチング工程前を、図５（ｂ）はエッチング工程後（エッチング量３μｍ）をそれぞれ示している。
図６は実施例２の白色干渉顕微鏡像（９５μｍ×７５μｍ）であり、図６（ａ）はエッチング工程前を、図６（ｂ）はエッチング工程後（エッチング量３μｍ）をそれぞれ示している。

図５及び図６に示すように、実施例１及び実施例２のＳｉＣウェハの裏面には梨地面が形成されている。具体的には、図５に示すように、実施例１のＳｉＣウェハの裏面には梨地面が形成されている。また、図６に示すように、実施例２のＳｉＣウェハの裏面には縞状面が形成されている。この図５及び図６からわかるように、梨地面・縞状面ともにエッチング後は、微細なバリが除去され、滑らかなエッジを有した表面構造となっていることがわかる。

表１に実施例１及び実施例２の、エッチング量に対する算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｚについてまとめる。

表１に示すように、エッチング量を大きくすることで、算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｚが低下している傾向を確認することができる。特に実施例１においては、算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｚが低減する傾向が見て取れる。
この結果は、エッチング量を調整することにより、難加工材料であるＳｉＣウェハの梨地面粗さを制御できるという顕著な効果を得られることを示している。

この実施例１及び実施例２のＳｉＣウェハの梨地面は、搬送時や装置内で滑りにくく、静電チャック方式の試料台から剥がしやすい。また、パーティクルの付着は起こりにくく、試料台へのチャッキング時に、ウェハの平坦度を悪化させたりするなどの不具合が生じない梨地面粗さに設定することが可能である。

この実施例１のＳｉＣウェハの主面を公知の方法により鏡面とすれば、光学センサによる検知が可能であり、デバイス製造工程において利点のあるＳｉＣウェハを得ることができる。

＜２−２＞ＳｉＣウェハの反射率と透過率
実施例１のＳｉＣウェハの反射率及び外部透過率を、分光光度計（U-4000形分光光度計）を用いて測定した。図７に反射率を測定した結果を、図８に外部透過率を測定した結果をそれぞれ示す。なお、比較例として主面及び裏面が鏡面であるＳｉＣウェハの反射率及び外部透過率を図７及び図８に示している。

図７（ａ）は、ＳｉＣウェハの主面側から波長３００〜１５００ｎｍの電磁波を入射し、主面側に反射した反射率を測定した結果である。両面が鏡面である比較例の反射率は、可視光領域での波長毎にバラツキがあり、反射率１９〜２７％の間で変位しているのがわかる。一方、裏面が梨地面である実施例１の反射率は、比較例の反射率を全ての波長領域で下回っており、可視光領域での波長毎の差は小さく、反射率１９〜２３％の間で変位しているのがわかる。

図７（ｂ）は、ＳｉＣウェハの裏面側から波長３００〜１５００ｎｍの電磁波を入射し、裏面側に反射した反射率を測定した結果である。図７（ａ）の実施例１の主面側の結果では、可視光の波長領域で１９％以上の反射率が測定されているのに対し、図７（ｂ）の裏面側の結果では、可視光の波長領域で３％以下の反射率が測定されている。
このように、実施例１は主面と裏面とで大きく反射率が異なるため、主面・裏面の識別が容易となる。

図８は、ＳｉＣウェハの主面側から波長３００〜１５００ｎｍの電磁波を入射し、ＳｉＣウェハを透過した透過率を測定した結果である。裏面が梨地面である実施例１の透過率は、両面が鏡面に形成されたＳｉＣウェハの透過率を全ての波長領域で下回っている。
特に、実施例１の結果では、全ての波長領域で２５％以下の透過率が測定されている。そのため、裏面に梨地面が形成された実施例１は、可視光の透過を抑制することができ、光学式センサの検知率を向上させることができる。

＜２−３＞ＳＥＭ−ＥＢＳＤによる加工変質層の測定
エッチング工程の前後の実施例１及び実施例２のＳｉＣウェハに存在する応力をＳＥＭ−ＥＢＳＤ法により観察した。実施例１及び実施例２のＳｉＣウェハを劈開した断面を、走査型電子顕微鏡を用いて、以下の条件で測定を行った。
ＳＥＭ装置：Ｚｅｉｓｓ製Ｍｅｒｌｉｎｅ
ＥＢＳＤ解析：ＴＳＬソリューションズ製ＯＩＭ結晶方位解析装置
加速電圧：１５ｋＶ
プローブ電流：１５ｎＡ
ステップサイズ：２００ｎｍ
基準点Ｒ深さ:２０〜２５μｍ

図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、エッチング工程の前においては、実施例１及び実施例２のＳｉＣウェハ内に格子歪みが観察された。これは、平坦化工程等により導入された格子歪みである。なお、いずれも圧縮応力が観測されている。
一方、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示すように、エッチング工程の後においては、表面下の結晶格子は、基準結晶格子に対する格子歪みが０．００１％以下であり、実施例１及び実施例２のＳｉＣウェハ内に格子歪みは観察されなかった。
この結果により、ＳｉＣウェハ２０内に応力がほとんど生じておらず、加工変質層３０の中でも除去が難しい歪み層を除去されていることがわかる。つまり、平坦化工程等により導入されたＳｉＣウェハ内の応力をエッチング工程により除去できることを示している。

＜２−４＞ＴＥＭによる加工変質層の測定
実施例１及び実施例２のＳｉＣウェハについて、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて断面を観察した。その結果を図１１及び図１２に示す。
図１１は実施例１の断面ＴＥＭ像（５０ｎｍ×５０ｎｍ）であり、（ａ）はエッチング量３μｍの（０００１）面側を、（ｂ）はエッチング量３μｍの（０００−１）面側を、（ｃ）はエッチング量６μｍの（０００１）面側を、（ｄ）はエッチング量６μｍの（０００−１）面側をそれぞれ示している。
図１２は実施例２の断面ＴＥＭ像（５０ｎｍ×５０ｎｍ）であり、（ａ）はエッチング量３μｍの（０００１）面側を、（ｂ）はエッチング量３μｍの（０００−１）面側を、（ｃ）はエッチング量６μｍの（０００１）面側を、（ｄ）はエッチング量６μｍの（０００−１）面側をそれぞれ示している。

この断面ＴＥＭ像に基づき、以下の方法により変質層の有無及びその深さを評価した。
［評価方法］断面ＴＥＭ像を数ｎｍの加工変質層が確認できる倍率まで拡大し、表面側とバルク側のコントラストを比較し、コントラスト差がある場合には「加工変質層がある」と評価し、コントラスト差が無い場合には「加工変質層が無い」と評価する。
「加工変質層がある」場合には、断面ＴＥＭ像に基づきその深さを計測した。

その結果、実施例１のＳｉＣウェハは、エッチング量３μｍ時もエッチング量６μｍ時も加工変質層は観察されなかった。
一方、実施例２のＳｉＣウェハは、エッチング量３μｍ時に（０００１）面側にて１０ｎｍの加工変質層が、（０００−１）面側にて４３ｎｍの加工変質層が観察された。しかしながら、エッチング量６μｍ時には、加工変質層は観察されなかった。

以上のＳＥＭ−ＥＢＳＤによる加工変質層の測定及びＴＥＭによる加工変質層の測定により、Ｓｉ蒸気圧エッチングを施すことで、実施例１及び実施例２には加工変質層が実質的にないことが分かった。

実施例１及び実施例２のＳｉＣウェハのように加工変質層が除去された状態のＳｉＣウェハに対して化学機械研磨加工を施せば、内部にはクラック（傷）や格子歪みがなく、かつ高度な平坦度を有する高品質なＳｉＣウェハを得ることができる。

１０ インゴット
２０ ＳｉＣウェハ
３０ 加工変質層
４０ 坩堝
５０ 高温真空炉

Claims (11)

1. 加工変質層が実質的にないことを特徴とする、ＳｉＣウェハ。
2. 半導体素子が作られる主面と、
   前記主面に相対する裏面と、
   前記主面及び裏面の外縁に接続する外周部と、
   前記外周部の一部に設けられる切欠き部と、
   前記主面又は前記裏面に設けられる刻印部と、を備え、
   前記主面、前記裏面、前記外周部、前記切欠き部、及び、前記刻印部は、加工変質層が実質的にないことを特徴とする、ＳｉＣウェハ。
3. 表面再構成由来の格子歪み以外の格子歪みが実質的にないことを特徴とする、ＳｉＣウェハ。
4. 半導体素子が作られる主面と、
   前記主面に相対する裏面と、
   前記主面及び前記裏面と隣接するバルク層と、を備え、
   前記バルク層は、基準結晶格子に対する格子歪み量が０．０１％以下であることを特徴とする、ＳｉＣウェハ。
5. ドーピング濃度が１０^１９ｃｍ^−３以上であることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載のＳｉＣウェハ。
6. １５００〜２０００℃の温度範囲で加熱した際にＳＯＲＩ値が変化しないことを特徴とする、１〜５の何れかに記載のＳｉＣウェハ。
7. ＳｉＣウェハを平坦化する平坦化工程と、
   前記平坦化工程の後に、Ｓｉ蒸気圧下で加熱することで前記ＳｉＣウェハの主面及び裏面をエッチングするエッチング工程と、を含むことを特徴とするＳｉＣウェハの製造方法。
8. 前記エッチング工程の処理温度は、１５００℃以上であることを特徴とする、請求項７に記載のＳｉＣウェハの製造方法。
9. 前記ＳｉＣウェハは、ドーピング濃度が１０^１９ｃｍ^−３以上であることを特徴とする、請求項７又は請求項８に記載のＳｉＣウェハの製造方法。
10. 前記エッチング工程に次いで、前記ＳｉＣウェハの主面を鏡面加工する鏡面加工工程を含むことを特徴とする、請求項７〜９の何れかに記載のＳｉＣウェハの製造方法。
11. 前記エッチング工程の前に、
    結晶成長させた単結晶ＳｉＣの塊を円柱状のインゴットに加工するインゴット成形工程と、
    前記インゴット外周の一部に結晶方位を示す切欠き部を形成する結晶方位成形工程と、
    前記インゴットをスライスして薄円板状のＳｉＣウェハを得るスライス工程と、
    前記ＳｉＣウェハ表面を選択的に除去して刻印部を形成する刻印形成工程と、
    前記ＳｉＣウェハの外周部に対して面取りを行う面取り工程と、をさらに含むことを特徴とする、請求項７〜１０の何れかに記載のＳｉＣウェハの製造方法。