JP6418130B2 - 半導体ウェーハの加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体ウェーハを加工する方法、特に半導体ウェーハの表面を平坦化するための加工方法に関するものである。
従来、半導体ウェーハは、微細なパターンを写真製版により作成するために、ウェーハの表面の平坦化が求められていた。特に「ナノトポグラフィー」と呼ばれる表面うねりは、空間波長成分が約０．２〜２０ｍｍのウェーハ表面に存在する凹凸であり、最近、このナノトポグラフィーを低減することで半導体ウェーハの平坦度を向上させるための技術が提案されている。このようなウェーハの平坦化加工方法として、単結晶インゴットをスライスして薄円板状のウェーハを作製し、このウェーハの第１の面に硬化性材料を塗布し、ウェーハの第１の面に塗布された硬化性材料を平坦に形成し、この硬化性材料が硬化した後に硬化性材料の平坦面がウェーハ保持手段に接するようにウェーハをウェーハ保持手段に載置して第１の面とは反対側の第２の面を研削し、更に硬化性材料を除去した後に、上記研削された第２の面がウェーハ保持手段に接するようにウェーハをウェーハ保持手段に載置して第１の面を研削するウェーハの製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。このウェーハの製造方法では、塗布工程でウェーハの第１の面に塗布する硬化性材料の厚さが４０μｍ以上３００μｍ未満である。
このように構成されたウェーハの製造方法では、ウェーハの第２の面を研削するとき、硬化性材料が４０μｍ以上３００μｍ未満の厚さに塗布されているので、ウェーハの表面うねりを十分に吸収することができ、研削時にウェーハの加工面に表面うねりが転写されてしまうことがない。このようにして、ウェーハの第２の面は、ラッピング工程又は両頭研削工程を行うことなく、研削工程により、表面うねりが除去された均一な平坦面に加工される。そして、第１の面に塗布された硬化性材料を除去した後に、ウェーハの第１の面を研削するとき、チャックテーブルに接している第２の面が平坦面であるため、第１の面に、表面うねりが転写されることもなく、厚さの均一な平坦面に加工することができる。
一方、インゴットよりスライスして得られた薄板状ウェーハの第１面に、硬化収縮率が７％以下でありかつ貯蔵弾性率の２５℃での値が１．０×１０6〜３．０×１０9Ｐａである硬化性樹脂組成物を１０μｍ〜２００μｍの膜厚で塗工し、硬化性樹脂組成物を塗工したウェーハの第２面を押圧手段により押圧することにより第１面に塗布した硬化性樹脂組成物層を平坦化し、押圧手段による押圧を解除した後にウェーハに塗工された硬化性樹脂組成物層に活性エネルギ線を照射してウェーハ表面で硬化させ、更に硬化性樹脂組成物層にて固定されたウェーハの第２面を平坦に研削加工した後に、表面加工工程により平坦化されたウェーハの第２面を基準面として、第１面を研削加工するウェーハの製造方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
このように構成されたウェーハの製造方法では、インゴットからスライスして得られたウェーハの第１の面に硬化性樹脂組成物を塗工することにより硬化性樹脂組成物層を形成し、硬化性樹脂組成物層の存在する面が底面となるようにウェーハを平坦な板状部材等の押圧手段により均等に押圧して平坦面に加工し、押圧手段をウェーハから離反させた後、硬化性樹脂組成物層に活性エネルギ線を照射して硬化させ、平坦面とは反対側のウェーハの第２の面を研削する。ここで、貯蔵弾性率の２５℃での値が１．０×１０6〜３．０×１０9Ｐａである硬化性樹脂組成物をウェーハの第１の面に厚さ１０μｍ〜２００μｍで塗工することにより、この硬化性樹脂組成物層によりウェーハの表面うねりを十分に吸収することができ、研削加工工程においてウェーハの加工面に表面うねりが転写されてしまうことがない。
そして、第１の面に塗工された硬化性樹脂組成物層を除去した後に、ウェーハの第１の面を研削する。このとき、固定部材に接している第２の面が平坦面であるため、第１面に表面うねりが転写されることもなく、厚さの均一な平坦面に加工することができる。このように、研削工程において、スライス時に生じたウェーハの表面うねりを除去することができる。
特開２００６−２６９７６１号公報（請求項１、段落［００１２］、［００１３］、図１） 特開２００９−２７２５５７号公報（請求項１、段落［００１５］、［００１６］、図１）
しかし、上記従来の特許文献１及び２に示されたウェーハの製造方法では、ウェーハの表面に形成された硬化性樹脂組成物層が一層のみであるため、硬化性樹脂組成物が硬化の際に収縮し、ウェーハの表面うねりが硬化性樹脂組成物層に転写されてしまう不具合があった。このウェーハの表面うねりが転写された硬化性樹脂組成物層の表面を基準にウェーハ表面を研削すると、研削後のウェーハに上記硬化性樹脂組成物層の表面うねりが残ってしまう問題点があった。このため、上記硬化性樹脂組成物の硬化収縮による影響を低減すべく、硬化性樹脂組成物層の厚さを厚くする方法が考えられる。しかし、硬化性樹脂組成物層の厚さを厚くすると、硬化性樹脂組成物の硬化前の流動性（流れ易さ）の影響を受け易くなるため、上記従来の特許文献１及び２に示されたウェーハの製造方法では、硬化性樹脂組成物層表面を平坦にすることが難しく、硬化性樹脂組成物層表面に凹凸が発生する問題点がある。この表面に凹凸を有する硬化性樹脂組成物層の表面を基準にウェーハを研削すると、研削後のウェーハ表面に上記硬化性樹脂組成物層表面の凹凸が転写されてしまう問題点があった。
本発明の目的は、比較的大きな表面うねりを有する半導体ウェーハ表面に複数の塗布層を形成することにより、半導体ウェーハの研削時の基準となる最も外側の塗布層の表面うねりを低減してその表面を平坦化することにより、研削後の半導体ウェーハの表面うねりを除去でき、その表面を平坦化することができる、半導体ウェーハの加工方法を提供することにある。本発明の別の目的は、半導体ウェーハ表面に複数回に分けて塗布層を形成して各塗布層の厚さを薄くすることにより、塗布層を形成するための樹脂等の硬化性材料の硬化収縮の影響を緩和できるとともに、樹脂等の硬化性材料の流動性の影響を緩和することができ、複数の塗布層のうち最も外側の塗布層表面を安定して平坦な面に形成できる、半導体ウェーハの加工方法を提供することにある。
通常、半導体ウェーハの表面うねりの除去、即ちナノトポグラフィの改善を目的として、軟質の樹脂等の硬化性材料をウェーハの一方の面（第一面）に塗布して塗布層を形成することにより平坦な基準面を形成し、この基準面を吸着することでウェーハを弾性変形させずに支持し、上記ウェーハの他方の面（第二面）を研削する。しかし、表面うねりの大きなウェーハに対しては、塗布層が１層だけではウェーハの表面うねりを十分に吸収しきれずに、塗布層表面にウェーハの表面うねりが転写されてしまい、ウェーハの表面うねりの除去、即ちナノトポグラフィの改善を十分に行うことができない。そこで、本発明者は、１層の塗布層により表面うねりが緩和されたこの塗布層表面に、更に塗布層を形成することで、半導体ウェーハの表面うねりを除去、即ちナノトポグラフィを改善できることを知見し、本発明をなすに至った。
本発明の第１の観点は、半導体単結晶インゴットをワイヤーソー装置によりスライスして薄円板状の半導体ウェーハを得るスライス工程と、このウェーハの第一面全体に硬化性材料を塗布することにより、平坦化した塗布層を形成する塗布層形成工程と、この塗布層を硬化させる塗布層硬化工程と、この硬化した塗布層の表面が研削装置のテーブルの基準面に当接するようにウェーハをテーブルに載置し続いて研削装置によりウェーハの第一面とは反対側の第二面を平面研削する第１平面研削工程と、上記硬化した塗布層をウェーハの第一面から除去する塗布層除去工程と、この塗布層が除去されたウェーハの第二面が研削装置のテーブルの基準面に当接するようにウェーハをテーブルに載置し続いて研削装置によりウェーハの第一面を平面研削する第２平面研削工程とを含むウェーハの加工方法であって、スライス工程後であって塗布層形成工程前のウェーハの第一面の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねりの振幅が０．５μｍ以上であるとき、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を複数回繰返すことを特徴とする。
本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更にスライス工程後であって塗布層形成工程前のウェーハの第一面の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねりの振幅が０．５μｍ以上２．０μｍ未満であるとき、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を２回繰返すことを特徴とする。
本発明の第３の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更にスライス工程後であって塗布層形成工程前のウェーハの第一面の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねりの振幅が２．０μｍ以上であるとき、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を３回繰返すことを特徴とする。
本発明の第１の観点の半導体ウェーハの加工方法では、スライス工程後であって塗布層形成工程前のウェーハの第一面の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねりの振幅が０．５μｍ以上であるとき、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を複数回繰返すので、表面うねりの振幅が比較的大きいウェーハの第一面に形成された複数の塗布層のうち、ウェーハの研削時の基準となる最も外側の塗布層の表面うねりが低減されてその表面が平坦化される。この結果、上記平坦化された最も外側の塗布層表面を基準面としてウェーハを研削するので、ウェーハの表面うねりを除去でき、その表面を平坦化することができる。また、ウェーハ表面に複数回に分けて塗布層を形成し各塗布層の厚さを薄くすることにより、塗布層を形成するための樹脂等の硬化性材料の硬化収縮の影響を緩和できるとともに、樹脂等の硬化性材料の流動性の影響を緩和することができる。この結果、複数の塗布層のうち最も外側の塗布層表面を安定して平坦な面に形成できる。なお、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねりの振幅が０．５μｍ未満であるとき、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を１回行うだけで、塗布層の表面うねりが低減されてその表面が平坦化される。
本発明の第２の観点の半導体ウェーハの加工方法では、スライス工程後であって塗布層形成工程前のウェーハの第一面の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねりの振幅が０．５μｍ以上２．０μｍ未満であるとき、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を２回繰返して、ウェーハの第一面に第１塗布層及び第２塗布層がこの順に形成されるので、比較的少ない塗布層形成工程及び塗布層硬化工程の繰返しで、ウェーハの研削時の基準となる第２塗布層の表面うねりを低減してその表面を平坦化できる。この結果、研削後のウェーハの表面うねりを確実に除去でき、その表面を確実に平坦化することができる。
本発明の第３の観点の半導体ウェーハの加工方法では、スライス工程後であって塗布層形成工程前のウェーハの第一面の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねりの振幅が２．０μｍ以上であるとき、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を３回繰返して、ウェーハの第一面に第１塗布層、第２塗布層及び第３塗布層がこの順に形成されるので、ウェーハの第一面の表面うねりの振幅が比較的大きくても、ウェーハの研削時の基準となる第３塗布層の表面うねりを低減してその表面を平坦化できる。この結果、研削後のウェーハの表面うねりを確実に除去でき、その表面を確実に平坦化することができる。
本発明実施形態の半導体ウェーハの加工方法の概略工程を示すフローチャート図である。 その概略工程のうち第１塗布層形成工程でウェーハに第１塗布層を形成したときの第１塗布層表面の表面うねりと第２塗布層形成工程でウェーハに第２塗布層を形成したときの第２塗布層表面の表面うねりの振幅の相違を示す模式断面図である。 その概略工程のうち第１塗布層形成工程から第２平面研削工程までを示す模式工程図である。 実施例１のウェーハの加工における各工程でのウェーハの状態を示す模式断面図である。 比較例１のウェーハの加工における各工程でのウェーハの状態を示す模式断面図である。 比較例２のウェーハの加工における各工程でのウェーハの状態を示す模式断面図である。 比較例３のウェーハの加工における各工程でのウェーハの状態を示す模式断面図である。 表面うねりの振幅が０．５μｍ以上２．０μｍ未満である素材（ウェーハ）に対して実施例３、実施例４及び比較例４〜６の加工を施した後の各ウェーハのナノトポグラフィ（表面うねり）を示す図である。 表面うねりの振幅が２．０μｍ以上である素材（ウェーハ）に対して実施例１、実施例２及び比較例１〜３の加工を施した後の各ウェーハのナノトポグラフィ（表面うねり）を示す図である。 実施例１、実施例２及び比較例１〜３の加工を施したウェーハに対して更に鏡面研磨を施した後のナノトポグラフィマップ（ウェーハ表面の高さ分布（高低差）を示す図）である。 表面うねりの振幅が０．５μｍ以上２．０μｍ未満である素材（ウェーハ）に対して実施例１、実施例２及び比較例１の加工を施した後の各ウェーハの表面うねりの周波数解析結果を示す図である。 表面うねりの振幅が２．０μｍ以上である素材（ウェーハ）に対して実施例３、実施例４及び比較例４の加工を施した後の各ウェーハの表面うねりの周波数解析結果を示す図である。 表面うねりの振幅が０．５μｍ以上２．０μｍ未満である素材（ウェーハ）に対して実施例１、実施例２及び比較例１の加工を施した後に更に鏡面研磨を施した各ウェーハの表面うねりの周波数解析結果を示す図である。 表面うねりの振幅が２．０μｍ以上である素材（ウェーハ）に対して実施例３、実施例４及び比較例４の加工を施した後に更に鏡面研磨を施した各ウェーハの表面うねりの周波数解析結果を示す図である。 表面うねりの振幅が０．５μｍ未満である素材（ウェーハ）に対して参考例１〜３の加工を施した後の各ウェーハの表面うねりの周波数解析結果を示す図である。 表面うねりの振幅が０．５μｍ未満である素材（ウェーハ）に対して参考例１〜３の加工を施した後に更に鏡面研磨を施した各ウェーハの表面うねりの周波数解析結果を示す図である。
次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。図１（ａ）〜（ｈ）に示すように、本発明の半導体ウェーハの加工方法は、半導体単結晶インゴットをワイヤーソー装置によりスライスして薄円板状のウェーハを得るスライス工程（図１（ａ））と、このウェーハの第一面全体に硬化性材料を塗布することにより、平坦化した塗布層を形成する塗布層形成工程（図１（ｂ）及び（ｄ））と、この塗布層を硬化させる塗布層硬化工程（図１（ｃ）及び（ｅ））と、この硬化した塗布層の表面が研削装置のテーブルの基準面に当接するようにウェーハをテーブルに載置し続いて研削装置によりウェーハの第一面とは反対側の第二面を平面研削する第１平面研削工程（図１（ｆ））と、上記硬化した塗布層をウェーハの第一面から除去する塗布層除去工程（図１（ｇ））と、この塗布層が除去されたウェーハの第二面が研削装置のテーブルの基準面に当接するようにウェーハをテーブルに載置し続いて研削装置によりウェーハの第一面を平面研削する第２平面研削工程（図１（ｈ））とを含む。半導体ウェーハとしては、シリコンウェーハ、炭化珪素（ＳｉＣ）ウェーハ、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）ウェーハ、サファイアウェーハ等が挙げられ、半導体単結晶インゴットとしては、シリコン単結晶インゴット、炭化珪素（ＳｉＣ）単結晶インゴット、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）単結晶インゴット、サファイア単結晶インゴット等が挙げられる。なお、図１には、半導体ウェーハの外周縁を面取りする面取り工程は特に示していないが、面取り工程は、例えば図１（ａ）の後に一次面取りを行い、図１（ｈ）の後に一次面取りより面取り量の大きな２次面取りを行うなど、図１（ａ）〜図１（ｈ）の各工程のうちどの工程の後で行ってもよく、また複数回行ってもよい。
図２（ａ）に示すように、スライス直後のウェーハ１０の第一面１１には、周期的に波打つような凹凸の表面うねり１１ａが発生し、スライス直後のウェーハ１０の第二面１２には、周期的に波打つような凹凸の表面うねり１２ａが発生している。本発明の特徴ある構成は、スライス工程後であって塗布層形成工程前のウェーハ１０の第一面の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねり１１ａの振幅が０．５μｍ以上であるとき、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を複数回繰返すことにある。また、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハ１０の第一面の表面うねり１１ａの振幅が０．５μｍ以上２．０μｍ未満であるとき、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を２回繰返すことが好ましく、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねりの振幅が２．０μｍ以上であるとき、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を３回繰返すことが好ましい。なお、スライス工程後であって最初の塗布層形成工程前に、両面ラッピング処理や両頭研削処理などの基準面を持たない両面同時平坦化加工を行ってもよい。これによりウェーハ１０の第一面１１に最初の塗布層（第１塗布層２１）を形成する前に、予め特定の波長域（１０〜１００ｍｍ）におけるウェーハ１０の第一面１１の表面うねり１１ａ及び第二面１２の表面うねり１２ａを緩和できる。
図１〜図３には、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハ１０の第一面１１の表面うねり１１ａの振幅が０．５μｍ以上２．０μｍ未満である場合を示しており、この場合、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を２回繰返すことが好ましい。ここで、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハ１０の第一面１１の表面うねり１１ａの振幅が０．５μｍ以上２．０μｍ未満であるとき、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程の好ましい繰返し回数を２回としたのは、ウェーハ１０の第一面１１の表面うねり１１ａの振幅が０．５μｍ以上２．０μｍ未満と比較的小さいため、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を２回繰返すだけで、第２塗布層２２の表面うねり２２ａを極めて小さくすることができるからである（図２）。即ち、先ず、ウェーハ１０の第一面１１に第１塗布層形成工程及び第１塗布層硬化工程を経て、硬化した第１塗布層２１を形成することにより、ウェーハ１０の第一面１１の表面うねり１１ａが緩和されて第１塗布層２１表面に転写されるため、第１塗布層２１の表面うねり２１ａはウェーハ１０の第一面１１の表面うねり１１ａより小さくなる（図２（ｂ）及び図３（ｃ））。次に、第１塗布層２１表面に第２塗布層形成工程及び第２塗布層硬化工程を経て、硬化した第２塗布層２２を形成することにより、第１塗布層２１の表面うねり２１ａが緩和されて第２塗布層２２表面に転写されるため、第２塗布層２２の表面うねり２２ａは極めて小さくなる（図２（ｃ））。
一方、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねりの振幅が２．０μｍ以上であるとき、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を３回繰返して、ウェーハの第一面に硬化した第１塗布層を形成し、この第１塗布層の表面に硬化した第２塗布層を形成し、更にこの第２塗布層の表面に硬化した第３塗布層を形成することが好ましい。ここで、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねりの振幅が２．０μｍ以上であるとき、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程の好ましい繰返し回数を３回としたのは、ウェーハの第一面の表面うねりの振幅が２．０μｍ以上と比較的大きいため、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を２回繰返した場合、第２塗布層の表面うねりをある程度小さくすることはできるけれども、極めて小さくすることができず、この第２塗布層の表面に第３塗布層を形成することにより、第３塗布層の表面うねりを極めて小さくすることができるからである。なお、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねりの振幅が０．５μｍ未満であるとき、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を１回行うだけで、塗布層の表面うねりを低減してその表面を平坦化することができる。
一方、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を２回繰返す場合、第１塗布層２１の表面うねり２１ａは、ウェーハ１０の表面うねり１１ａより小さくなるので、第２塗布層２２の厚さを第１塗布層２１の厚さより薄く形成することが好ましい（図２及び図３）。例えば、第１塗布層２１の厚さを４０〜２００μｍの範囲内に形成し、第２塗布層２２の厚さを２０〜１００μｍの範囲内に形成しかつ第１塗布層２１の厚さより薄く形成することが好ましい。即ち、第１塗布層２１の厚さを１とするとき、第２塗布層２２の厚さを０．４〜０．７の範囲内に形成することが好ましい。ここで、第２塗布層２２の厚さを第１塗布層２１の厚さより薄くすることでトータルの樹脂コストを削減することができる。また、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を２回繰返す場合と同様に、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を３回繰返す場合、第２塗布層の厚さを第１塗布層の厚さより薄く形成し、第３塗布層の厚さを第２塗布層の厚さより薄く形成することが好ましい。例えば、第１塗布層の厚さを４０〜２００μｍの範囲内に形成し、第２塗布層の厚さを２０〜１４０μｍの範囲内に形成しかつ第１塗布層の厚さより薄く形成し、第３塗布層の厚さを１０〜８０μｍの範囲内に形成しかつ第２塗布層の厚さより薄く形成することが好ましい。即ち、第１塗布層の厚さを１とするとき、第２塗布層の厚さを０．４〜０．７の範囲内に形成し、第３塗布層の厚さを０．２〜０．４の範囲内に形成することが好ましい。ここで、第１塗布層から第３塗布層に向うに従って厚さを段階的に薄くすることでトータルの樹脂コストを削減することができる。
本発明の半導体ウェーハ１０の具体的な加工方法を図３に基づいて詳しく説明する。図３（ａ）に固定砥粒方式のワイヤーソーで切断したスライス直後のウェーハ１０の状態を示す。このスライスには、図示しない公知のマルチワイヤーソー装置が用いられ、インゴットから一度に複数枚のウェーハ１０を製造することができる。マルチワイヤーソー装置は、ワイヤーをガイドする溝が複数設けられた複数のガイドローラを備え、ガイドローラとガイドローラの間に、極細鋼線のワイヤーが複数列巻付けられる。ローラを高速回転させて、ガイドローラとガイドローラの間に露出した複数列のワイヤーに被切断物を押し当てて被切断物を複数枚に切断する装置である。また、マルチワイヤーソー装置には、切断するための砥粒の使い方によって固定砥粒方式と遊離砥粒方式とがある。固定砥粒方式は、ダイヤモンド砥粒などを蒸着などにより付着させた鋼線をワイヤーに使用する。遊離砥粒方式は、ワイヤーに砥粒と油剤を混ぜたスラリーをかけながら使用する。固定砥粒方式は、砥粒を固着させたワイヤー自体が被切断物を切断するため、切断時間が短く生産性に優れる。また、固定砥粒方式は、スラリーを使用しないため、切断後の切り屑の混ざったスラリーを廃棄する必要がなく、環境にも優しく経済的である。本発明には、どちらの方式を使用してもよいが、環境面及び経済面で有利な固定砥粒方式を使用することが望ましい。なお、固定砥粒方式のマルチワイヤーソーを用いた場合、ウェーハ１０表面に与える加工ダメージが大きく、切断後のウェーハ１０に発生する表面うねり１１ａ，１２ａも大きくなるため、よりナノトポグラフィ（表面うねり）が悪化する問題があるけれども、本発明の加工方法を用いることにより、ナノトポグラフィ特性に優れる、即ちナノトポグラフィの値が小さいウェーハ１０を製造することができる。
固定砥粒方式のマルチワイヤーソーで切断したスライス直後のウェーハ１０の第一面１１には、周期的に波打つような凹凸の表面うねり１１ａや、ワイヤーソー切断加工による加工歪（加工ダメージ層）１１ｂが発生し、スライス直後のウェーハ１０の第二面１２には、周期的に波打つような凹凸の表面うねり１２ａや、ワイヤーソー切断加工による加工歪（加工ダメージ層）１２ｂが発生している（図３（ａ））。このため、図３には示していないが、ウェーハ１０に対して両面ラッピング処理や両頭研削処理などの基準面を持たない両面同時平坦化加工を行ってもよい。これによりウェーハ１０の第一面１１に第１塗布層２１を形成する前に、予め特定の波長域（１０〜１００ｍｍ）におけるウェーハ１０の第一面１１の表面うねり１１ａ及び第二面１２の表面うねり１２ａを緩和できる。
図３（ｂ）〜（ｄ）に第１塗布層形成工程及び第２塗布層形成工程で使用する保持・押圧装置１３の一例を示す。先ず、保持・押圧装置１３の高精度で平坦化された平板１３ａ上に第１塗布層２１となる硬化性材料１４を滴下して塗布する（図３（ｂ））。次いで、ウェーハ１０の第二面１２を保持・押圧装置１３の押圧台１３ｂに吸引保持させ、押圧台１３ｂを下方に移動させてウェーハ１０の第一面１１を硬化性材料１４に押圧する。その後、押圧台１３ｂの圧力を解除して、ウェーハ１０の第一面１１に残留している表面うねり１１ａに弾性変形を与えていない状態で、ウェーハ１０の第一面１１に硬化性材料１４を硬化させて第１塗布層２１を形成する。この硬化性材料１４が硬化するときに、ウェーハ１０の第一面１１の表面うねり１１ａが緩和されて第１塗布層２１表面に転写されるため、第１塗布層２１の表面うねり２１ａはウェーハ１０の第一面１１の表面うねり１１ａより小さくなる（図２（ｂ））。
次に、押圧台１３ｂをウェーハ１０及び第１塗布層２１とともに上方に移動させて、第１塗布層２１を平板１３ａから剥がした後に、平板１３ａ上に第２塗布層２２となる硬化性材料１６を滴下して塗布する（図３（ｃ））。そして、押圧台１３ｂを下方に移動させてウェーハ１０の第一面１１の第１塗布層２１表面を硬化性材料１６に押圧する（図３（ｄ））。その後、押圧台１３ｂの圧力を解除して、第１塗布層２１に残留している表面うねり２１ａに弾性変形を与えていない状態で、ウェーハ１０の第一面１１の第１塗布層２１表面に硬化性材料１６を硬化させて第２塗布層２２を形成する。この硬化性材料１６が硬化するときに、第１塗布層２１の表面うねり２１ａが緩和されて第２塗布層２２表面に転写されるため、即ちウェーハ１０の第一面１１の表面うねり１１ａが更に緩和されて第２塗布層２２表面に転写されるため、第２塗布層２２の表面うねり２２ａは極めて小さくなる（図２（ｃ））。この表面うねり２２ａの極めて小さい第２塗布層２２表面がウェーハ１０の第二面１２の研削時の基準面となる。なお、第１塗布層２１はウェーハ１０の第一面１１に接着され、第２塗布層２２は第１塗布層２１表面に接着されている。即ち、第１及び第２塗布層２１，２２はウェーハ１０の第一面１１に積層接着されている。
ウェーハ１０の第一面１１に硬化性材料１４を塗布する方法としては、ウェーハ１０の第一面１１を上に向けてこの第一面１１上に硬化性材料１４を滴下させウェーハ１０を回転し硬化性材料１４を第一面１１全体に広げるスピンコート法、ウェーハ１０の第一面１１にスクリーン膜を設置しこのスクリーン膜上に硬化性材料１４を載せてスキージで押込むスクリーン印刷法、又はエレクトリックスプレーデポジション法によりウェーハ１０の第一面１１全体にスプレーする方法等によって塗布した後に高精度で平坦化された平板上に塗布面を接触し押圧する方法、或いはこれらの方法に限らず、硬化性材料１４によってウェーハ１０の第一面１１を高精度で平坦化する方法が挙げられる。第１塗布層２１表面に硬化性材料１６を塗布する場合も、上記と同様の方法で塗布される。また、硬化性材料１４，１６としては、熱硬化性樹脂、熱可逆性樹脂、感光性樹脂などが挙げられ、これらの硬化性材料１４，１６は加工後の剥離のし易さの点で好ましい。特に、感光性樹脂は熱によるストレスが加わらないという点でも好適である。後述する実施例では、硬化性材料１４，１６として、ＵＶ硬化による樹脂を使用した。また、他の具体的な硬化性材料１４，１６の材質として、合成ゴムや接着剤（ワックス等）などが挙げられる。
図３（ｅ）に第１平面研削工程に使用する平面研削装置１７の一例を示す。先ず、ウェーハ１０の第一面１１に第１塗布層２１を介して形成された第２塗布層２２表面を、平面研削装置１７の真空チャックテーブル１７ａの高精度で平坦化された上面に置いて吸引保持する。次いで、このウェーハ１０の上方に、砥石１７ｂを下面に固定した定盤１７ｃを設置する。次に、定盤１７ｃを砥石１８ｂとともに下降させて砥石１７ｂ下面をウェーハ１０の第二面１２に接触させ、定盤１７ｃ上部のスピンドル１７ｄと真空チャックテーブル１７ａ下部のスピンドル１７ｅを互いに反対方向に回転させて、砥石１７ｂ下面とウェーハ１０の第二面１１とを回転接触させることでウェーハ１０の第二面１２を研削する。
図３（ｆ）に第１及び第２塗布層除去工程を示す。第１平面研削工程でウェーハ１０の第二面１２が高精度で平坦化されたウェーハ１０の第一面１１に積層接着されている第１及び第２塗布層２１，２２をウェーハ１０から引き剥がす。なお、第１及び第２塗布層は、溶剤を用いて化学的に除去してもよい。
図３（ｇ）に第２平面研削工程の一例を示す。平面研削装置１７は第１平面研削工程で使用した平面研削装置と同一である。先ず、第１平面研削工程で高精度で平坦化されたウェーハ１０の第二面１２を、真空チャックテーブル１７ａの高精度で平坦化された上面に置いて吸引保持する。次いで、このウェーハ１０の上方に、砥石１７ｂを下面に固定した定盤１７ｃを設置する。次に、定盤１７ｃを砥石１７ｂとともに下降させて砥石１７ｂ下面をウェーハ１０の第一面１１に接触させ、定盤１７ｃ上部のスピンドル１７ｄと真空チャックテーブル１７ａ下部のスピンドル１７ｅを互いに反対方向に回転させて、砥石１７ｂ下面とウェーハ１０の第一面１１とを回転接触させることでウェーハ１０の第一面１１を研削する。この結果、第１平面研削工程で第二面１２の表面うねり１２ａ及び加工歪（加工ダメージ層）１２ｂが除去され、第２平面研削工程で第一面１１の表面うねり１１ａ及び加工歪（加工ダメージ層）１１ｂが除去されて、第一面１１及び第二面１２が平坦化されたウェーハ１０が得られる（図３（ｈ））。また、ウェーハ１０の第一面１１に塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を２回繰返して第１及び第２塗布層２１，２２を形成することにより、第１及び第２塗布層２１，２２のそれぞれの厚さを薄くすることができるので、第１及び第２塗布層２１，２２を形成するための樹脂等の硬化性材料１４，１６の硬化収縮の影響を緩和できるとともに、硬化性材料１４，１６の流動性の影響を緩和することができる。
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
先ず、シリコン単結晶インゴットを固定砥粒方式のマルチワイヤーソー装置により切断（スライス）して直径３００ｍｍのシリコンウェーハを複数枚作製した。そして、ウェーハ１０の第一面１１の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハ１０の第一面１１の表面うねり１１ａの振幅（素材の表面うねりの振幅）が０．５μｍ以上２．０μｍ未満であるウェーハ１０を選択した（図４（ａ））。この選択したウェーハ１０の第一面１１に硬化性材料としてＵＶ硬化性樹脂を第１塗布層形成工程により塗布した後に（図４（ｂ））、このＵＶ硬化性樹脂からなる硬化性材料を第１塗布層硬化工程により硬化させて、ウェーハ１０の第一面１１に第１塗布層２１を形成した。次いで、ウェーハ１０の第一面１１に形成された第１塗布層２１表面に硬化性材料としてＵＶ硬化性樹脂を第２塗布層形成工程により塗布した後に（図４（ｃ））、このＵＶ硬化性樹脂からなる硬化性材料を第２塗布層硬化工程によって硬化させて、第１塗布層２１表面に第２塗布層２２を形成した。即ち、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を２回繰返した。次に、ウェーハ１０の第一面１１に第１塗布層２１を介して形成された第２塗布層２１表面を保持・押圧装置１３の平板１３ａ（図３）に吸引することによりウェーハ１０を保持し、このウェーハ１０の第二面１２を図４（ｄ）の破線まで平面研削した後に（図４（ｅ））、第１及び第２塗布層２１，２２を引き剥がした（図４（ｆ））。更に、平面研削したウェーハ１０の第二面１２を保持・押圧装置の平板（図３）に吸引することによりウェーハ１０を保持し、このウェーハ１０の第一面１１を図４（ｇ）の破線まで平面研削した（図４（ｈ））。このウェーハ１０を実施例１とした。
＜実施例２＞
塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を３回繰返したこと以外は、実施例１と同様にして両面を研削したウェーハを得た。このウェーハを実施例２とした。
＜実施例３＞
ウェーハの第一面の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねりの振幅（素材の表面うねりの振幅）が２．０μｍ以上であるウェーハを選択したこと以外は、実施例１と同様にして両面を研削したウェーハを得た。このウェーハを実施例３とした。
＜実施例４＞
ウェーハの第一面の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねりの振幅（素材の表面うねりの振幅）が２．０μｍ以上であるウェーハを選択し、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を３回繰返したこと以外は、実施例１と同様にして両面を研削したウェーハを得た。このウェーハを実施例４とした。
＜比較例１＞
図５に示すように、ウェーハ５の第一面１の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハ５の第一面１の表面うねり１ａの振幅（素材の表面うねりの振幅）が０．５μｍ以上２．０μｍ未満であるウェーハ５を選択し、このウェーハ５の第一面１に塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を１回行って、ウェーハ５の第一面１に第１塗布層６を形成した後に（図５（ｂ）及び（ｃ））、第１塗布層６表面を基準にウェーハ５の第二面２を図５（ｃ）の破線まで研削し（図５（ｄ））、更に第二面２を基準にウェーハ５の第一面１を図５（ｅ）の破線まで研削した（図５（ｆ））。このウェーハ５を比較例１とした。
＜比較例２＞
図６に示すように、先ず、ウェーハ５の第一面１の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハ５の第一面１の表面うねり１ａの振幅（素材の表面うねりの振幅）が０．５μｍ以上２．０μｍ未満であるウェーハ５を選択した。次いで、ウェーハ５の第一面１を基準にウェーハ５の第二面２を図６（ｂ）の破線まで研削した後に、ウェーハ５の第二面２を基準にウェーハ５の第一面１を図６（ｃ）の破線まで研削した。次に、ウェーハ５の第一面１にＵＶ硬化性樹脂からなる硬化性材料を１回の塗布層形成工程及び塗布層硬化工程より第１塗布層６を形成した（図６（ｄ））。更に、第１塗布層６表面を基準にウェーハ５の第二面２を研削した後に（図６（ｅ））、ウェーハ６から第１塗布層６を引き剥がし（図６（ｆ））、ウェーハ５の第二面２を基準にウェーハ５の第一面１を研削した（図６（ｇ））。このウェーハ５を比較例２とした。
＜比較例３＞
図７に示すように、先ず、ウェーハ５の第一面１の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハ５の第一面１の表面うねり１ａの振幅（素材の表面うねりの振幅）が０．５μｍ以上２．０μｍ未満であるウェーハ５を選択した後に、ウェーハ５の第一面１及び第二面２をラッピングした（図７（ｂ））。次に、ウェーハ５の第一面１を基準にウェーハ５の第二面２を図７（ｃ）の破線まで研削した（図７（ｄ））。更に、ウェーハ５の第二面２を基準にウェーハ５の第一面１を図７（ｄ）の破線まで研削した（図７（ｅ））。このウェーハ５を比較例３とした。なお、上記ラッピングは、図示しないラッピング装置によってウェーハ５の第一面１及び第二面２を同時に平坦化加工するものである。
＜比較例４＞
ウェーハの第一面の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねりの振幅（素材の表面うねりの振幅）が２．０μｍ以上であるウェーハを選択したこと以外は、比較例１と同様に、ウェーハの第一面に第１塗布層を形成し、ウェーハの第二面及び第一面を研削した。このウェーハを比較例４とした。
＜比較例５＞
ウェーハの第一面の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねりの振幅（素材の表面うねりの振幅）が２．０μｍ以上であるウェーハを選択したこと以外は、比較例２と同様に、ウェーハの第二面及び第一面を研削し、このウェーハの第一面に第１塗布層を形成し、更にウェーハの第二面及び第一面を研削した。このウェーハを比較例５とした。
＜比較例６＞
ウェーハの第一面の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねりの振幅（素材の表面うねりの振幅）が２．０μｍ以上であるウェーハを選択したこと以外は、比較例３と同様に、ウェーハの両面をラッピングし、このウェーハの第二面及び第一面を研削した。このウェーハを比較例６とした。
＜比較試験１及び評価＞
実施例１〜４及び比較例１〜６の各ウェーハの表面形状が鏡面研磨処理後のウェーハ表面のナノトポグラフィー（表面うねり）にどのような影響を与えるのかを調査した。この試験では、実施例１〜４及び比較例１〜６と同条件のウェーハをそれぞれ複数枚ずつ作製し、その複数のウェーハそれぞれに対して、共通の鏡面研磨処理として、両面研磨装置を用いて各ウェーハの両面に同一条件の粗研磨処理を施した後、片面研磨装置を用いて各ウェーハの第一面に同一条件の仕上げ研磨処理を施して、各ウェーハの第一面が鏡面研磨されたウェーハを作製した。そして、鏡面研磨された各ウェーハの第一面を光学干渉式の平坦度測定装置（KLA Tencor社：Wafersight2）を用いて各ウェーハの第一面のウィンドウサイズ１０ｍｍ×１０ｍｍのナノトポグラフィー値（表面うねりの高低差）を測定した。その結果を図８及び図９に示す。
図８及び図９から明らかなように、比較例１〜３ではナノトポグラフィー値が１７〜２７ｎｍ、１８〜２２ｎｍ及び１４〜３２ｎｍと大きくなり、比較例４〜６ではナノトポグラフィー値が２５〜３１ｎｍ、２２〜３２ｎｍ及び２８〜３７ｎｍと更に大きくなった。これらに対し、実施例１、２及び４ではナノトポグラフィー値が７〜８ｎｍ、６〜８ｎｍ及び６〜８ｎｍと極めて小さくなり、実施例３ではナノトポグラフィー値が１４〜１８ｎｍと比較小さくなった。この結果、素材の表面うねりの振幅が０．５μｍ以上２．０μｍ未満であるウェーハに対しては、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を２回繰返せば、ナノトポグラフィー値が極めて小さくなり、素材の表面うねりの振幅が２．０μｍ以上であるウェーハに対しては、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を２回繰返しただけでも、ナノトポグラフィー値が比較的小さくなり、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を３回繰返せば、ナノトポグラフィー値が極めて小さくなることが分かった。
＜比較試験２及び評価＞
この比較試験２では、比較試験１と同様に、実施例１〜４及び比較例１〜６の各ウェーハの表面形状が、その後に行われる鏡面研磨処理後のウェーハ表面におけるナノトポグラフィー（表面うねり）にどのような影響を与えるのかを調査した。具体的には、先ず、実施例１〜４及び比較例１〜６で得られた各ウェーハそれぞれに対して、共通の鏡面研磨処理として、両面研磨装置を用いて各ウェーハの両面に同一条件の粗研磨処理を施した後、片面研磨装置を用いて各ウェーハの第一面に同一条件の仕上げ研磨処理を施して、各ウェーハの第一面が鏡面研磨されたウェーハを作製した。そして、鏡面研磨された各ウェーハの第一面を光学干渉式の平坦度測定装置（KLA Tencor社：Wafersight2）を用いて各ウェーハ表面の高さ分布（高低差）を測定して、ナノトポグラフィーマップを作製した。その結果を図１０に示す。なお、図１０は、鏡面研磨処理後の各ウェーハの測定結果をフィルタリング処理して長波長成分を除去した後、ナノトポグラフィーの測定結果を濃淡色で図示化したものである。また、図１０に記載される高低差の図は、ナノトポグラフィーの高低差を表す図であって、濃い色になるほど高度が低く、一番濃い部分は中心高度から−２０ｎｍになり、薄い色になるほど高度は高く、一番薄い部分は中心高度から＋２０ｎｍになっている。最低高度から最高高度までの高低差は４０ｎｍとなる。更に、ナノトポグラフィーの測定は、ウェーハの外縁の任意の３点を固定して測定したため、ナノトポグラフィーマップは、ウェーハを非吸着の状態での表面の高低差を表している。
図１０から明らかなように、比較例１〜６ではウェーハの第一面全面に縞模様の濃淡の差が大きく現れて比較的大きな高低差があったのに対し、実施例３ではウェーハの第一面の約半分に縞模様の濃淡の差が小さく現れたけれども残りの約半分に縞模様が現れず高低差が比較的小さくなり、実施例１、２及び４ではウェーハの第一面全面に縞模様の濃淡が現れず殆ど高低差がないことが分かった。
＜比較試験３及び評価＞
実施例１〜４、比較例１及び比較例４の鏡面研磨処理を施す前の各ウェーハの表面高さを周波数解析し、表面うねり成分の波長の振幅を調査した。具体的には、実施例１〜４、比較例１及び比較例４の鏡面研磨処理を施す前の各ウェーハそれぞれについて、静電容量方式の形状測定装置（株式会社コベルコ科研：ＳＢＷ）を用いてウェーハの表面高さの周波数解析を行った。そして、ウェーハの表面高さ測定データに短波長周期成分１０ｍｍ未満、長波長周期成分１００ｍｍ超の波長帯域をカットオフしてバンドパスフィルタリング処理し、１０ｍｍ〜１００ｍｍの波長領域における表面うねり成分の波長の振幅を求めた。その結果を図１１及び図１２に示す。なお、スライスしたウェーハのうち、素材の表面うねりの振幅が０．５μｍ以上２．０μｍ未満であるウェーハと、素材の表面うねりの振幅が２．０μｍ以上であるウェーハをスライスウェーハとしてそれぞれ選択し、これらのスライスウェーハの１０ｍｍ〜１００ｍｍの波長領域における表面うねり成分の波長の振幅をそれぞれ求め、図１１及び図１２に示した。
図１１から明らかなように、素材の表面うねりの振幅が０．５μｍ以上２．０μｍ未満であるウェーハを用いた場合、スライスウェーハでは、１０ｍｍ〜１００ｍｍの波長領域における表面うねり成分の波長の振幅が最大で１μｍを超えてしまい、また比較例１では、１０ｍｍ〜１００ｍｍの波長領域における表面うねり成分の波長の振幅が最大で０．２μｍと未だ大きかったのに対し、実施例１及び２では、１０ｍｍ〜１００ｍｍの波長領域における表面うねり成分の波長の振幅を０．１μｍ以下まで低減できた。
図１２から明らかなように、素材の表面うねりの振幅が２．０μｍ以上であるウェーハを用いた場合、スライスウェーハでは、１０ｍｍ〜１００ｍｍの波長領域における表面うねり成分の波長の振幅が最大で２μｍを超えてしまい、また比較例４では、１０ｍｍ〜１００ｍｍの波長領域における表面うねり成分の波長の振幅が最大で０．４μｍと未だ大きかったのに対し、実施例３では、１０ｍｍ〜１００ｍｍの波長領域における表面うねり成分の波長の振幅を０．２μｍ以下まで低減でき、実施例４では、１０ｍｍ〜１００ｍｍの波長領域における表面うねり成分の波長の振幅を０．１μｍ以下まで低減できた。
＜比較試験４及び評価＞
実施例１〜４、比較例１及び比較例４の鏡面研磨処理を施した後の各ウェーハの表面高さを周波数解析し、表面うねり成分の波長の振幅を調査した。具体的には、比較試験３と同様に、実施例１〜４、比較例１及び比較例４の鏡面研磨処理した後の各ウェーハそれぞれについて、光学干渉式の平坦度測定装置（KLA Tencor社：Wafersight2）を用いてウェーハの表面高さを測定し、その周波数解析を行った。そして、ウェーハの表面高さ測定データに短波長周期成分１０ｍｍ未満、長波長周期成分１００ｍｍ超の波長帯域をカットオフしてバンドパスフィルタリング処理し、１０ｍｍ〜１００ｍｍの波長領域における表面うねり成分の波長の振幅を求めた。その結果を図１３及び図１４に示す。
図１３から明らかなように、素材の表面うねりの振幅が０．５μｍ以上２．０μｍ未満であるウェーハを用いた場合、比較例１では、１０ｍｍ〜１００ｍｍの波長領域における表面うねり成分の波長の振幅が最大で１．８ｎｍと大きかったのに対し、実施例１及び２では、１０ｍｍ〜１００ｍｍの波長領域における表面うねり成分の波長の振幅を０．５ｎｍ以下まで低減できた。
図１４から明らかなように、素材の表面うねりの振幅が２．０μｍ以上であるウェーハを用いた場合、比較例４では、１０ｍｍ〜１００ｍｍの波長領域における表面うねり成分の波長の振幅が最大で２．１ｎｍと大きかったのに対し、実施例３では、１０ｍｍ〜１００ｍｍの波長領域における表面うねり成分の波長の振幅を１．３ｎｍ以下まで低減でき、実施例４では、１０ｍｍ〜１００ｍｍの波長領域における表面うねり成分の波長の振幅を０．６ｎｍ以下まで低減できた。
＜参考例１＞
ウェーハの第一面の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねりの振幅（素材の表面うねりの振幅）が０．５μｍ未満であるウェーハを選択したこと以外は、比較例１と同様に、ウェーハの第一面に塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を１回行って、ウェーハの第一面に第１塗布層を形成した後に、第１塗布層表面を基準にウェーハの第二面を研削し、更に第二面を基準にウェーハの第一面を研削した。このウェーハを参考例１とした。
＜参考例２＞
ウェーハの第一面の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域におけるウェーハの第一面の表面うねりの振幅（素材の表面うねりの振幅）が０．５μｍ未満であるウェーハを選択したこと以外は、実施例１と同様に、塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を２回繰返して、ウェーハの第一面に第１及び第２塗布層を形成し、第２塗布層の表面を基準にウェーハの第二面を研削した後に、第１及び第２塗布層を剥がし、更にウェーハの第二面を基準にウェーハの第一面を研削した。このウェーハを参考例２とした。
＜参考例３＞
塗布層形成工程及び塗布層硬化工程を３回繰返したこと以外は、参考例２と同様にして、両面を研削したウェーハを得た。このウェーハを参考例３とした。
＜比較試験５及び評価＞
比較試験３と同様にして、参考例１〜３の鏡面研磨処理を施す前の各ウェーハの表面高さを周波数解析し、１０ｍｍ〜１００ｍｍの波長領域における表面うねり成分の波長の振幅を求めた。その結果を図１５に示す。なお、スライスしたウェーハのうち、素材の表面うねりの振幅が０．５μｍ未満であるウェーハをスライスウェーハとして選択し、このスライスウェーハの１０ｍｍ〜１００ｍｍの波長領域における表面うねり成分の波長の振幅をそれぞれ求め、図１５に示した。
図１５から明らかなように、素材の表面うねりの振幅が０．５μｍ未満であるウェーハを用いた場合、スライスウェーハでは、１０〜１００ｍｍの波長域における表面うねり成分の波長の振幅が最大で１μｍ近くまで大きくなったのに対し、参考例１〜３では、１０〜１００ｍｍの波長域における表面うねり成分の波長の振幅を０．１μｍ以下まで低減できた。
＜比較試験６及び評価＞
比較試験４と同様にして、参考例１〜３の鏡面研磨処理を施した後の各ウェーハの表面高さを周波数解析し、１０ｍｍ〜１００ｍｍの波長領域における表面うねり成分の波長の振幅を求めた。その結果を図１６に示す。
図１６から明らかなように、素材の表面うねりの振幅が０．５μｍ未満であるウェーハを用いた場合、参考例１〜３では、１０〜１００ｍｍの波長域における表面うねり成分の波長の振幅を０．５ｎｍ以下まで低減できた。
１０ 半導体ウェーハ
１１ 第一面
１１ａ 第一面の表面うねり
１２ 第二面
１４，１６ 硬化性材料
２１ 第１塗布層
２２ 第２塗布層

Claims (3)

  1. 半導体単結晶インゴットをワイヤーソー装置によりスライスして薄円板状の半導体ウェーハを得るスライス工程と、
    前記ウェーハの第一面全体に硬化性材料を塗布することにより、平坦化した塗布層を形成する塗布層形成工程と、
    前記塗布層を硬化させる塗布層硬化工程と、
    前記硬化した塗布層の表面が研削装置のテーブルの基準面に当接するように前記ウェーハを前記テーブルに載置し続いて前記研削装置により前記ウェーハの第一面とは反対側の第二面を平面研削する第１平面研削工程と、
    前記硬化した塗布層を前記ウェーハの第一面から除去する塗布層除去工程と、
    前記塗布層が除去された前記ウェーハの第二面が前記研削装置のテーブルの基準面に当接するように前記ウェーハを前記テーブルに載置し続いて前記研削装置により前記ウェーハの第一面を平面研削する第２平面研削工程と
    を含む半導体ウェーハの加工方法であって、
    前記スライス工程後であって前記塗布層形成工程前の前記ウェーハの第一面の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域における前記ウェーハの第一面の表面うねりの振幅が０．５μｍ以上であるとき、前記塗布層形成工程及び前記塗布層硬化工程を複数回繰返すことを特徴とする半導体ウェーハの加工方法。
  2. 前記スライス工程後であって前記塗布層形成工程前の前記ウェーハの第一面の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域における前記ウェーハの第一面の表面うねりの振幅が０．５μｍ以上２．０μｍ未満であるとき、前記塗布層形成工程及び前記塗布層硬化工程を２回繰返す請求項１記載の半導体ウェーハの加工方法。
  3. 前記スライス工程後であって前記塗布層形成工程前の前記ウェーハの第一面の表面高さを周波数解析して、１０〜１００ｍｍの波長域における前記ウェーハの第一面の表面うねりの振幅が２．０μｍ以上であるとき、前記塗布層形成工程及び前記塗布層硬化工程を３回繰返す請求項１記載の半導体ウェーハの加工方法。
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