JP2003193236A - ダイヤモンドcvd基板 - Google Patents
ダイヤモンドcvd基板Info
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Abstract
合成ダイヤモンド膜を施したダイヤモンドCVD基板を提
供することである。 【解決手段】 本発明は、基板表面2cにCVDによるダイ
ヤモンド膜3を育成させたダイヤモンドCVD基板1におい
て、前記基板表面2cに複数本の溝2aを設け、前記ダイヤ
モンド膜3の加工面側の表面3bに前記溝位置に対応する
凹溝3aが形成されていることを特徴とするダイヤモンド
CVD基板1である。ダイヤモンドCVD基板上1の溝3aによ
ってダイヤモンドCVD基板1の反りが緩和され、研磨し
やすくなる。
Description
Wフィルターや切削工具に用いる高硬度被膜として有用
な気相合成ダイヤモンド膜を施したダイヤモンドCVD基
板に関し、特に、2次加工時の反りを緩和したダイヤモ
ンドCVD基板に関する。
ダイヤモンドCVD基板は、ダイヤモンド膜の表面に凹凸
があるため、ダイヤモンド膜表面を研磨により平滑にす
る必要がある。
イヤモンドの熱膨張率の違いに起因して発生する熱応力
とダイヤモンド膜自体が持つ内部応力とにより、ダイヤ
モンドCVD基板に反りが発生する。特に、基板が薄く、
ダイヤモンド被膜の膜厚が厚くなると残留応力が増大
し、ダイヤモンドCVD基板には大きな反りが発生する。
磨すると、図3(a)に示すようにダイヤモンドCVD基板が
凹型に反っている場合には凹底部に未研磨部が残り、図
3(b)に示すようにダイヤモンドCVD基板が凸型に反って
いる場合には外周部付近に未研磨部が残る。また、反り
のあるダイヤモンドCVD基板を無理に研磨すると、ダイ
ヤモンドCVD基板が割れたり、片当たりするため、一様
に研磨できない。
74056号公報には、反りのないダイヤモンドCVD基
板が開示され、特開平7−312347号公報や特開平
8−195367号公報には、ダイヤモンドCVD基板全
体を一様に研磨できるダイヤモンドCVD基板が開示さ
れ、特開平7−314302号公報には、ダイヤモンド
CVD基板の研磨方法が開示されている。
ダイヤモンドCVD基板や研磨方法においても依然として
ダイヤモンドCVD基板はその面積が大きくなると、反り
が発生するため、研磨が非常に困難であるという問題点
がある。
のであって、その目的とするところは、研磨しやすいよ
うに、反りが緩和された気相合成ダイヤモンド膜を施し
たダイヤモンドCVD基板を提供することである。
解決するため鋭意検討した結果、溝を入れた基板にダイ
ヤモンド被覆を施すと、この溝によってダイヤモンドCV
D基板の反りが緩和され、研磨しやすくなるという知見
を得て本発明を完成した。
面にCVDによるダイヤモンド膜を育成させたダイヤモン
ドCVD基板において、前記基板表面に複数本の溝を設
け、前記ダイヤモンド膜の加工面側の表面に前記溝位置
に対応する凹溝が形成されていることを特徴とするダイ
ヤモンドCVD基板である。
CVDによるダイヤモンド膜を育成すると、ダイヤモンドC
VD基板上に溝が形成される。このダイヤモンドCVD基板
上に形成された溝によって、ダイヤモンドCVD基板の反
りの原因となる応力が分散されるため、ダイヤモンドCV
D基板の反りが緩和される。
しては、ケイ素(シリコン)・モリブデン・タングステ
ン・白金・イリジウム・ニオブ・鉄・銅・銀・ニッケル
などのダイヤモンドのCVDに適した金属、炭化ケイ素
(炭化シリコン)・窒化ケイ素(窒化シリコン)・炭化
モリブデン・炭化タングステン・窒化ホウ素(窒化ボロ
ン)などのダイヤモンドのCVDに適した炭化物・窒化物
・炭窒化物、黒鉛・ホウ素(ボロン)などの非金属単体
が好適である。また、アルミナ・シリカなどの金属酸化
物にも応用できる。
明の構成に加えて、前記基板表面に設けられた溝が格子
状に設けられていることを特徴とするダイヤモンドCVD
基板である。
各格子内の小片で個々に発生し、その格子内の小片毎に
発生する応力は、隣接する小片同士で互いに打ち消し合
うように作用するため、ダイヤモンドCVD基板の反りの
原因となる応力が全体として分散されるため、ダイヤモ
ンドCVD基板の反りが一層緩和される。
項2に記載の発明の構成に加えて、前記基板表面に設け
られた溝の形状が矩形状に形成されていることを特徴と
するダイヤモンドCVD基板である。
の溝の形状を矩形状に形成すると、基板の溝の底面は、
基板表面に対して一段低い床状になる。このため、たと
え溝の底面からダイヤモンドの結晶が成長した場合でも
加工面の高さまで成長しない。これにより、ダイヤモン
ド膜の表面(加工面)には、溝が形成されやすくなる。
の発明の構成に加えて、前記基板表面に設けられた溝の
深さが前記ダイヤモンド膜の膜厚の30%以上且つ、前
記基板の厚さの50%以下に形成されていることを特徴
とするダイヤモンドCVD基板である。
溝の深さがダイヤモンド膜の膜厚の30%未満(例え
ば、ダイヤモンド膜の膜厚が50μmで基板の厚さが1
00μmである場合、CVDによるダイヤモンド被覆を施す
基板の溝の深さが15μm未満)であれば、ダイヤモン
ドCVD基板上に現れた溝がダイヤモンド膜の表面粗さと
同程度となり、ダイヤモンド膜の凹凸とダイヤモンドCV
D上の溝との差が無くなるためである。ダイヤモンド膜
の膜厚の30%以上の下限が有効になるのは、ダイヤモ
ンド膜の膜厚が、例えば1〜50μmのように薄い場合
である。
基板の溝の深さが、CVDによるダイヤモンド被覆を施す
基板の厚さの50%を越えると(例えば、ダイヤモンド
膜の膜厚が100μmで基板の厚さが100μmである場
合、CVDによるダイヤモンド被覆を施す基板の溝の深さ
が50μmを越えると)、ダイヤモンドCVD基板の研磨中
にダイヤモンドCVD基板が溝に沿って分断されやすくな
るためである。ダイヤモンド被覆を施す基板の厚さの5
0%以下の上限が有効になるのは、例えば50〜500
μmのように薄い場合である。
構成に加えて、前記基板表面に設けられた溝の幅が前記
ダイヤモンド膜の膜厚の1.0倍以上10倍以下に形成され
ていることを特徴とするダイヤモンドCVD基板である。
溝の幅がダイヤモンド膜の膜厚の1.0倍未満(例えば、
ダイヤモンド膜の膜厚が100μmである場合、CVDによ
るダイヤモンド被覆を施す基板の溝の幅は100μm未
満)であると、CVDによるダイヤモンド被覆を施す基板
の溝幅が狭すぎて、結晶成長過程においてダイヤモンド
膜が接合し、ダイヤモンド膜は基板表面全体を覆ってし
まい、ダイヤモンド膜の表面(加工面)には溝が形成さ
れないため、ダイヤモンドCVD基板の反りが緩和されな
いからである。
基板の溝の幅がダイヤモンド膜の膜厚の10倍を越えると
(例えば、ダイヤモンド膜の膜厚が100μmである場
合にCVDによるダイヤモンド被覆を施す基板の溝の幅が
1000μmを越えると)、一般的なダイヤモンドCVD基
板の面積に対して溝幅が大きくなり、ダイヤモンドCVD
基板をチップ化する際に同一のダイヤモンドCVD基板か
らとれるチップ数が少なくなるからである。
D基板を説明する。図1及び図2に示すように、ダイヤ
モンドCVD基板1は、2インチのシリコン基板2にCVDに
よるダイヤモンド膜3を施したものである。
のシリコン基板2(以下、「シリコン基板2」とい
う。)には、格子状に溝2aが入れられている。格子状
に溝2aを入れることによって、ダイヤモンド膜3の加工
面3bに溝3aが形成されるため、小片1a毎に発生する応
力は、隣接する小片1a同士で互いに打ち消し合うように
作用する。このため、ダイヤモンドCVD基板1の反りが緩
和され研磨しやすくなる。
ン基板2の溝2aは、図2に示すように、ダイヤモンドCVD
基板1の反りが緩和されやすいように、溝2aの底面2bが
床状になる矩形状に形成されている。ここで、溝幅L1
は、ダイヤモンド膜3の膜厚L2によって適当な長さに決
められる。ダイヤモンド膜3の膜厚L2を厚くする場合に
は、膜厚L2に応じて溝幅L1を大きくとる必要がある。こ
れは、膜厚L2に対して溝幅L1が狭いと、ダイヤモンドの
結晶成長過程において溝2aを隔てた基板表面2c上のダ
イヤモンド膜3同士が接合してしまうためである。即
ち、ダイヤモンド膜3がシリコン基板2の表面全体を覆
ってしまうため、ダイヤモンド膜3の表面(加工面)3b
には溝3aが形成されず、ダイヤモンドCVD基板1の反りが
緩和されないためである。なお、薄い膜厚L2の場合に
は、膜厚L2に応じて溝幅L1を小さくしてもよい。
0μmである場合、溝幅L1は、ダイヤモンド膜3の膜厚L2
の2倍程度、即ち、200μmに形成される。
ン基板2の厚さL4とダイヤモンド膜3の膜厚L2によって
適当な長さに決められる。ダイヤモンド膜3の膜厚L2を
厚くする場合には、膜厚L2に応じて溝深さL3を大きくと
る必要がある。これは、膜厚L2に対して溝深さL3が浅い
と、ダイヤモンドCVD基板1上に形成される溝深さL5も
浅くなり、ダイヤモンドCVD基板1上に形成された溝3a
がダイヤモンド膜3の表面粗さと同程度となるためであ
る。また、薄いシリコン基板2を用いる場合には、シリ
コン基板2の厚さL4に応じて溝深さL3を浅めにとる必要
がある。これは、薄い基板2に対して溝深さL3を大きく
とりすぎると、深い溝L5の付いたダイヤモンドCVD基板1
を得られるが、ダイヤモンドCVD基板1の研磨中に基板1
が割れてしまうためである。
μmでダイヤモンド膜3の膜厚L2を例えば100μmにす
る場合、溝深さL3は、ダイヤモンド膜3の膜厚L2の1.0
倍(シリコン基板2の厚さL4の20%程度)、即ち、1
00μmに形成される。
れた後にCVDによるダイヤモンド膜3を育成すると、シリ
コン基板2の溝2aにもシリコン基板表面2cと同様にダイ
ヤモンド膜3が形成されるため、ダイヤモンドCVD基板1
上に溝3aが形成される。このダイヤモンドCVD基板上1に
形成された溝3aによって、ダイヤモンドCVD基板1の反
りの原因となる応力が分散されるため、ダイヤモンドCV
D基板1の反りが緩和される。
膜3を育成する基板として、シリコンを例に説明した
が、基板はシリコンに限るものではなく、モリブデン・
タングステン・白金・イリジウム・ニオブ・鉄・銅・銀
・ニッケルなどのダイヤモンドのCVDに適した金属、炭
化ケイ素(炭化シリコン)・窒化ケイ素(窒化シリコ
ン)・炭化モリブデン・炭化タングステン・窒化ホウ素
(窒化ボロン)などのダイヤモンドのCVDに適した炭化
物・窒化物・炭窒化物、黒鉛・ホウ素(ボロン)などの
非金属単体、アルミナ・シリカなどの金属酸化物であっ
てもよい。
ン基板2を用いた場合を説明したが、シリコン基板2の
寸法やダイヤモンド膜3の膜厚等の寸法は、上記の寸法
に限るものではない。
の溝2aが矩形状に形成されている場合を例に説明した
が、溝2aの形状は、矩形状に限られず、V字型やU字型
に形成されていてもよい。
基板2より薄い場合、溝2aの深さL3は、研磨中にダイ
ヤモンドCVD基板1が割れない程度に深い方がよい。溝
2aの深さL3が深い方がダイヤモンドCVD基板1の反りの
原因となる応力が分散されやすいためである。
の発明は、ダイヤモンドCVD基板上に形成された溝によ
って、ダイヤモンドCVD基板の反りの原因となる応力が
分散されるため、ダイヤモンドCVD基板の反りが緩和さ
れる。これにより、ダイヤモンドCVD基板の研磨が容易
になるという効果を奏する。特に、シリコン基板の面積
が大きくなればなるほど、反りが問題になるが、本発明
によるダイヤモンドCVD基板では、面積の大きいダイヤ
モンドCVD基板でも研磨しやすいという効果を奏する。
図である。
断面図である。
図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 基板表面にCVDによるダイヤモンド膜を育
成させたダイヤモンドCVD基板において、 前記基板表面に複数本の溝を設け、前記ダイヤモンド膜
の加工面側の表面に前記溝位置に対応する凹溝が形成さ
れていることを特徴とするダイヤモンドCVD基板。 - 【請求項2】前記基板表面に設けられた溝は、格子状に
設けられていることを特徴とする請求項1記載のダイヤ
モンドCVD基板。 - 【請求項3】前記基板表面に設けられた溝の形状は、矩
形状に形成されていることを特徴とする請求項1又は請
求項2に記載のダイヤモンドCVD基板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001398289A JP2003193236A (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | ダイヤモンドcvd基板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001398289A JP2003193236A (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | ダイヤモンドcvd基板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003193236A true JP2003193236A (ja) | 2003-07-09 |
Family
ID=27603765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001398289A Pending JP2003193236A (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | ダイヤモンドcvd基板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003193236A (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06183890A (ja) * | 1992-12-15 | 1994-07-05 | Nippon Seiko Kk | 人工ダイヤモンド被覆材 |
JPH07314302A (ja) * | 1994-05-23 | 1995-12-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 硬質ウエハ−の研磨方法及び研磨装置 |
JPH11199379A (ja) * | 1998-01-16 | 1999-07-27 | Kobe Steel Ltd | ダイヤモンド膜の形成方法 |
-
2001
- 2001-12-27 JP JP2001398289A patent/JP2003193236A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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