JP2012101321A

JP2012101321A - サファイア基板の加工方法

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Publication number: JP2012101321A
Application number: JP2010252257A
Authority: JP
Inventors: Tokuhito Fuwa; 徳人不破; Yohei Gokita; 洋平五木田; Yoshihiro Sakurai; 善浩桜井; Naoya Sukegawa; 直哉介川
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-11-10
Filing date: 2010-11-10
Publication date: 2012-05-31
Anticipated expiration: 2030-11-10
Also published as: JP5735260B2

Abstract

【課題】研削加工されたサファイア基板の被加工面を所望の面精度に研磨加工することができるサファイア基板の加工方法を提供する。
【解決手段】研削加工されたサファイア基板の被加工面を上側に保持したチャックテーブルを回転するとともに、研磨工具を回転しつつチャックテーブルに保持されたサファイア基板の被加工面に向けて研磨送りするサファイア基板の加工方法であって、研磨工具を回転駆動する電動モータに供給する電力の電流値を検出し、該電流値が一定になるように研磨送りする。
【選択図】図２

Description

本発明は、光デバイスウエーハ等の基板となるサファイア基板を所望の面精度に加工することができるサファイア基板の加工方法に関する。

光デバイス製造工程においては、略円板形状であるサファイア基板の表面にN型半導体層およびP型半導体層からなる光デバイス層が積層され格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域に発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスを形成して光デバイスウエーハを構成する。そして、光デバイスウエーハをストリートに沿って分割することにより個々の光デバイスを製造している。

なお、光デバイス製造工程においては、サファイア基板にN型半導体層およびP型半導体層からなる光デバイス層を積層する前に、サファイア基板の一方の面または他方の面が研削されて所定の厚みおよび所望の面精度に仕上げられる。
また、サファイア基板の表面にN型半導体層およびP型半導体層からなる光デバイス層を積層した後に、サファイア基板の裏面を研削して所定の厚みに形成する。

上述したサファイア基板の研削は、通常、ダイヤモンド砥粒をメタルボンドの如き適宜のボンドで固着して形成した研削工具を、高速回転させつつサファイア基板の一方の面に押圧せしめることによって遂行されている。このように研削されたサファイア基板の面精度は粗く、N型半導体層およびP型半導体層からなる光デバイス層を積層するためには研削された面の被加工面を例えば０．０１〜０．０２μmRaの面精度に鏡面加工する。また、サファイア基板の表面にN型半導体層およびP型半導体層からなる光デバイス層が積層された光デバイスウエーハにおけるサファイア基板の裏面を研削すると、サファイア基板の裏面にマイクロクラック等の研削歪が生成され、これによって個々に分割された光デバイスの抗折強度が低減される。

このように研削された被加工物の被研削面を鏡面加工したり被研削面に生成される研削歪を除去する方法として、研削された被加工物の被研削面を研磨する方法が実用化されており、この研磨方法を実施する研磨装置が下記特許文献１に記載されている。このように被加工物の被研削面を研磨する研磨装置は、被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物を研磨する研磨パッドを備えた研磨手段と、該研磨手段を該チャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に研磨送りする研磨送り手段と、研磨手段による研磨圧力を検出するための研磨圧力検出センサーと、該研磨圧力検出センサーからの検出信号に基づいて研磨送り手段を制御する制御手段とを具備し、研磨圧力検出センサーからの検出信号が一定になるように研磨送り手段を制御するようになっている。

特開２００３−２４３３４５号公報

而して、上記特許文献１に開示されたように研磨圧力検出センサーからの検出信号が一定になるように研磨送り手段を制御する研磨方法においては、研削加工されたサファイア基板の被加工面を研磨する際には所謂食い付きが良いため研磨加工が遂行されるが、研磨加工が進行し被加工面の面精度が０．０５〜０．０７μmRaになると被加工面と研磨パッドとの間に滑りが生じて研磨されず、被加工面を０．０１〜０．０２μmRaの面精度に加工することができないという問題がある。
なお、本発明者等の実験によると、従来の研磨方法のように研磨圧力が一定になるように研磨送り手段を制御する方法においては、サファイア基板の被加工面の面精度が０．０５〜０．０７μmRaになると被加工面と研磨パッドとの間に滑りが生じ、時間経過に伴って研磨工具を回転駆動する電動モータに供給する電力の電流値が下がり、これ以上研磨加工が遂行されないことが判った。

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、研削加工されたサファイア基板の被加工面を所望の面精度に研磨加工することができるサファイア基板の加工方法を提供することにある。

上記技術課題を解決するために、本発明によれば、研削加工されたサファイア基板の被加工面を上側に保持したチャックテーブルを回転するとともに、研磨工具を回転しつつチャックテーブルに保持されたサファイア基板の被加工面に向けて研磨送りするサファイア基板の加工方法であって、
該研磨工具を回転駆動する電動モータに供給する電力の電流値を検出し、該電流値が一定になるように研磨送りする、
ことを特徴とするサファイア基板の加工方法が提供される。

本発明によるサファイア基板の加工方法は、研磨工具を回転駆動する電動モータに供給する電力の電流値を検出し、該電流値が一定になるように研磨送りするので、サファイア基板の被加工面の面精度が０．０５〜０．０７μmRaになっても被加工面と研磨パッドとの間に滑りが生ずることなく研磨することができ、被加工面を０．０１〜０．０２μmRaの面精度に加工することができる。

本発明によるサファイア基板の加工方法を実施するための加工装置の斜視図。図１に示す加工装置に装備される研磨手段の斜視図。本発明によるサファイア基板の加工方法によって加工されるサファイア基板の斜視図。図４に示すサファイア基板の裏面に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程の説明図。本発明によるサファイア基板の加工方法における粗研削工程の説明図。本発明によるサファイア基板の加工方法における仕上げ研削工程の説明図。本発明によるサファイア基板の加工方法における研磨研削工程の説明図。

以下、本発明によるサファイア基板の加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には本発明によるサファイア基板の加工方法を実施するための加工装置の斜視図が示されている。
図１に示す加工装置１は、全体を番号２で示す装置ハウジングを具備している。この装置ハウジング２は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部（図１において右上部）に設けられ実質的に上下方向に延びる直立壁２２とを有している。このように形成された装置ハウジング２は、後述する被加工物であるウエーハを搬入・搬出する搬入・搬出領域２ａと粗研削領域２ｂと仕上げ研削領域２ｃおよび研磨領域２ｄを備えている。

上記装置ハウジング２の主部２１にはターンテーブル３が回転可能に配設されており、このターンテーブル３は図示しないテーブル回動手段によって上記搬入・搬出領域２ａと粗研削領域２ｂと仕上げ研削領域２ｃおよび研磨領域２ｄに沿って矢印Aで示す方向に回転せしめられる。このターンテーブル３には、４個のチャックテーブル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが配設されている。この４個のチャックテーブル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは図示の実施形態においてはそれぞれ９０度の等角度の位相角をもって配設されている。このチャックテーブル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、それぞれ円盤状の基台と該基台の上面に配設されたポーラスセラミック材からなる吸着保持チャックとからなっており、吸着保持チャックの上面（保持面）に載置された被加工物を図示しない吸引手段を作動することにより吸引保持する。このように構成されたチャックテーブル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、それぞれ図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる。

上記ターンテーブル３の上面には上記４個のチャックテーブル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが配設された領域を仕切る仕切り板３６、３６、３６、３６が配設されている。この仕切り板３６、３６、３６、３６は、ターンテーブル３の回転軸心から半径方向に延在して配設され、その高さはチャックテーブル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの高さより高く形成されている。

上記粗研削領域２ｂには、粗研削手段としての粗研削ユニット５が配設されている。粗研削ユニット５は、ユニットハウジング５１と、該ユニットハウジング５１の下端に回転自在に装着された粗研削ホイール５２と、該ユニットハウジング５１の上端に装着され粗研削ホイール５２を所定の方向に回転せしめるサーボモータ５３と、ユニットハウジング５１を装着した移動基台５４とを具備している。粗研削ホイール５２は、メタルボンドに粒径が３０〜５０μmのダイヤモンド砥粒を体積比で２０％混入して成型し、７００℃の焼結温度で１時間焼結して形成した粗研削砥石５２１を備えている。上記移動基台５４には被案内レール５５、５５が設けられており、この被案内レール５５、５５を上記直立壁２２に設けられた案内レール２２ａ、２２ａに移動可能に嵌合することにより、粗研削ユニット５が上下方向即ちチャックテーブル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの保持面に垂直な方向に移動可能に支持される。図示の形態における粗研削ユニット５は、上記移動基台５４を案内レール２２ａ、２２ａに沿って移動させる研削送り手段５６を具備している。研削送り手段５６は、上記直立壁２２に設けられた案内レール２２ａ、２２ａと平行に上下方向に配設され回転可能に支持された雄ネジロッド５７と、該雄ネジロッド５７を回転駆動するためのパルスモータ５８と、上記移動基台５４に装着され雄ネジロッド５７と螺合する図示しない雌ネジブロックを具備しており、パルスモータ５８によって雄ネジロッド５７を正転および逆転駆動することにより、粗研削ユニット５を上下方向に移動せしめる。

上記仕上げ研削領域２ｃには、仕上げ研削手段としての仕上げ研削ユニット５０が配設されている。仕上げ研削ユニット５０は、仕上げ用の研削ホイール５２０が上記粗研削ユニット５の粗研削ホイール５２と相違する以外は粗研削ユニット５と実質的に同様の構成であり、従って粗研削ユニット５の構成部材と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略する。なお、仕上げ研削ユニット５０を構成する仕上げ用の研削ホイール５２０は、ビトリファイドボンドに粒径が１０〜２０μmのダイヤモンド砥粒を体積比で２０％混入して成型し、８００℃の焼結温度で１時間焼結して形成した仕上げ研削砥石５２１aを備えている。

上記研磨領域２ｄには、研磨手段としての研磨ユニット６が配設されている（図１には２点差線で一部の輪郭が示されている）。この研磨ユニット６について、図２を参照して説明する。図２に示す研磨ユニット６は、研磨工具６１を着脱可能に装着するマウンター６２と、該マウンター６２を回転せしめるスピンドルユニット６３と、該スピンドルユニット６３を上記チャックテーブル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの保持面に対して垂直な方向（Ｚ軸方向）およびスピンドルユニット６３を該チャックテーブルの保持面に対して平行な方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持するスピンドルユニット支持手段６４と、スピンドルユニット６３をチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向（Ｚ軸方向）に移動せしめる研磨送り手段６５と、スピンドルユニット６３をチャックテーブルの該保持面に対して平行な方向（Ｙ軸方向）に移動せしめる位置合わせ手段６６とを具備している。研磨工具６１は、円板状の基台６１１と、該基台６１１の下面に装着された研磨パッド６１２とからなっており、基台６１１がマウンター６２の下面に締結ボルト６２０によって取り付けられている。なお、研磨パッド６１２は、シリカ粒子をゴム材で固めて構成した研磨パッドからなっている。この研磨パッド６１２は、例えば粒径が５０μm以下のシリカ(SiO₂)粒子と粒径が５００μm以下のゴム粒子を重量比で９５〜７０：５〜３０の割合で混合し、このシリカ(SiO₂)粒子とゴム粒子との混合物を２００〜１２００N／cm²の成型圧力で圧縮成型した状態で、１５０〜１９０℃の焼結温度で４〜１０時間焼結することによって形成すことができる。なお、ゴム粒子としては、アクリロニトリル・ブタジエンゴム(NBR)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、フッ素ゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム等のゴム粒子を用いることができる。このように構成された研磨パッド６１２は、直径が被加工物としての後述するサファイア基板の直径より大きい値に形成されている。また、スピンドルユニット６３は、上記マウンター６２を回転駆動するための電動モータ６３１を備えている。

スピンドルユニット支持手段６４は、図示の実施形態においては支持基台６４１と第１の移動基台６４２および第２の移動基台６４３とからなっている。支持基台６４１の一側面には、上記チャックテーブル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの保持面に対して平行な矢印Ｙで示す方向に延びる第１の案内レール６４１ａ、６４１ａが設けられている。上記第１の移動基台６４２の一側面には上記支持基台６４１に設けられた第１の案内レール６４１ａ、６４１ａと嵌合する第１の被案内レール６４２ｂ、６４２ｂが設けられており、第１の移動基台６４２の他側面に上記チャックテーブル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの保持面に対して垂直な矢印Ｚで示す方向に延びる第２の案内レール６４２ａ、６４２ａが設けられている。このように構成された第１の移動基台６４２は、第１の被案内レール６４２ｂ、６４２ｂを上記支持基台６４１に設けられた第１の案内レール６４１ａ、６４１ａと嵌合することにより、支持基台６４１に設けられた第１の案内レール６４１ａ、６４１ａに沿って移動可能に支持される。

上記第２の移動基台６４３の一側面には上記第１の移動基台６４２に設けられた第２の案内レール６４２ａ、６４２ａと嵌合する第２の被案内レール６４３ｂ、６４３ｂが設けられており、この第２の被案内レール６４３ｂ、６４３ｂを第１の移動基台６４２に設けられた第２の案内レール６４２ａ、６４２ａと嵌合することにより、第２の移動基台６４３は第１の移動基台６４２に設けられた第２の案内レール６４２ａ、６４２ａに沿って移動可能に支持される。このように構成された第２の移動基台６４３の他側面側に上記スピンドルユニット６３が装着される。

上記研磨送り手段６５は、上記研削送り手段５６と同様の構成をしている。即ち、研磨送り手段６５は、パルスモータ６５１と、上記第２の案内レール６４２ａ、６４２ａ間に第２の案内レール６４２ａ、６４２ａと平行に配設されパルスモータ６５１によって回転駆動される雄ネジロッド（図示せず）と、第２の移動基台６４３に装着され雄ネジロッドと螺合する図示しない雌ネジブロックを具備しており、パルスモータ６５１によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、第２の移動基台６４３即ちスピンドルユニット６３を上記チャックテーブル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの保持面に対して垂直な矢印Ｚで示す方向に移動せしめる。また、上記位置合わせ手段６６は、パルスモータ６６１と、上記第１の案内レール６４１ａ、６４１ａ間に第１の案内レール６４１ａ、６４１ａと平行に配設されパルスモータ６６１によって回転駆動される雄ネジロッド（図示せず）と、第１の移動基台６４２に装着され雄ネジロッドと螺合する図示しない雌ネジブロックを具備しており、パルスモータ６６１によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、第１の移動基台６４２即ち第２の移動基台６４３およびスピンドルユニット６３を上記チャックテーブル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの保持面に対して平行な矢印Ｙで示す方向に移動せしめる。

図示の実施形態における研磨ユニット６は、スピンドルユニット６３を構成するマウンター６２を回転駆動するための電動モータ６３１に供給する電力の負荷電流値を検出する負荷電流値検出手段６７を具備している。この負荷電流値検出手段６７は、検出した負荷電流値を制御手段１０に送る。制御手段１０は、負荷電流値検出手段６７から送られる負荷電流値に基づいて研磨送り手段６５を制御するとともに、位置合わせ手段６６に制御信号を出力する。

図１に戻って説明を続けると、装置ハウジング２の主部２１の前端部（図１において左下端部）には、第１のカセット載置部１１aおよび第２のカセット載置部１１bが設けられている。第１のカセット載置部１１aには加工前の被加工物が収容された第１のカセット１１１が載置され、第２のカセット載置部１１bには加工後の被加工物を収容するための第２のカセット１１２が載置される。第１のカセット１１１に収容される被加工物であるサファイア基板について、図３を参照して説明する。図３に示すサファイア基板２０は、サファイアインゴットから切り出された後、表面２０aおよび裏面２０bがラッピング、ポリッシング等の加工が施されてうねりが除去されるとともに均一な厚み（例えば、１３００μm）に形成されている。このように形成されたサファイア基板２０の裏面２０bには、図４の(a)および(b)に示すように保護テープTが貼着される（保護テープ貼着工程）。このようにして保護テープTが貼着されたサファイア基板２０は、保護テープTを下側にして第１のカセット１１１に収容される。

また、装置ハウジング２の主部２１の前部（図１において左下部）には仮置き領域１２が設けられており、この仮置き領域１２に上記第１のカセット１１１から搬出された研削前の被加工物の中心位置合わせを行う中心合わせ手段１２０が配設されている。仮置き領域１２の後方（図1において右上方）には洗浄領域１３が設けられており、この洗浄領域１３に加工後の被加工物を洗浄するスピンナー洗浄手段１３０が配設されている。このスピンナー洗浄手段１３０は、上記粗研削手段としての粗研削ユニット５と仕上げ研削手段としての仕上げ研削ユニット５０によって研削加工され、研磨手段７によって研磨加工された後の被加工物を洗浄するとともに、被加工物の洗浄面から洗浄水を遠心力によって飛散させスピンナー乾燥する。

上記第１のカセット載置部１１aおよび第２のカセット載置部１１bの後方には被加工物搬送手段１４が配設されている。この被加工物搬送手段１４は、ハンド１４１を装着した従来周知の多軸関節ロボット１４２と、該多軸関節ロボット１４２を装置ハウジング２の幅方向に移動する移動手段１４３とからなっている。上記ハンド１４１は、１８０度反転（上下を反転）できるように構成されている。上記移動手段１４３は、装置ハウジング２の主部２１に幅方向に間隔をおいて立設された支持柱１４３a、１４３aに取り付けられた案内ロッド１４３bと、該案内ロッド１４３bに移動可能に装着された移動ブロック１４３cと、案内ロッド１４３bと平行に配設され移動ブロック１４３cに形成されたネジ穴と螺合するネジ棒１４３dと、該ネジ棒１４３dを回転駆動する正転逆転可能なパルスモータ１４３eとからなっており、移動ブロック１４３cに上記多軸関節ロボット１４２が装着されている。このように構成された移動手段１４３は、パルスモータ１４３eを正転または逆転駆動しネジ棒１４３dを回転することにより、移動ブロック１４３c即ち多軸関節ロボット１４２を案内ロッド１４３bに沿って移動せしめる。以上のように構成された被加工物搬送手段１４は、移動手段１４３および多軸関節ロボット１４２を作動することにより、上記第１のカセット１１１の所定位置に収容された研削前の被加工物を搬出して後述する保護膜形成手段に搬送するとともに、上記スピンナー洗浄手段１３０によって洗浄および乾燥された研削後の被加工物を上記第２のカセット１１２の所定位置に搬入する。

図示の実施形態における加工装置１は、上記中心合わせ手段１２０に搬送され中心合わせされた研削前の被加工物を上記搬入・搬出領域２ａに位置付けられたチャックテーブル４（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）に搬送する被加工物搬入手段１５と、上記搬入・搬出領域２ａに位置付けられたチャックテーブル４（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）に保持されている加工後の被加工物を搬出し後述する保護膜除去手段および上記スピンナー洗浄手段１３０に搬送する被加工物搬出手段１６を備えている。この被加工物搬入手段１５と被加工物搬出手段１６は、装置ハウジング２に取り付けられた支持柱１７、１７に固定され装置ハウジング２の前後方向（長手方向）に延びる案内レール１８に沿って移動可能に装着されている。被加工物搬入手段１５は、吸着パッド１５１と、該吸着パッド１５１を下端に支持する支持ロッド１５２と、該支持ロッド１５２の上端と連結し上記案内レール１８に装着された移動ブロック１５３とからなっている。このように構成された被加工物搬入手段１５は、移動ブロック１５３が図示しない移動手段によって案内レール１８に沿って矢印Bで示す方向に適宜移動せしめられるとともに、支持ロッド１５２が図示しない移動手段によって矢印Cで示す上下方向に適宜移動せしめられるとともに矢印Hで示す方向に旋回せしめられる。

また、被加工物搬出手段１６は、吸着パッド１６１と、該吸着パッド１６１を矢印Dで示す方向に移動可能に支持する案内レール１６２と、該案内レール１６２を下端に支持する支持ロッド１６３と、該支持ロッド１６３の上端と連結し上記案内レール１８に装着され矢印Eで示す方向に移動する移動ブロック１６４とからなっている。なお、被加工物搬出手段１６の吸着パッド１６１の径は、上記被加工物搬入手段１５の吸着パッド１５１の径より大きく形成されている。このように被加工物搬出手段１６の吸着パッド１６１の径を大きく形成するのは、研削され薄くなった被加工物は割れ易いので吸着保持面積を広くするためである。このように構成された被加工物搬出手段１６は、移動ブロック１６４が図示しない移動手段によって案内レール１８に沿って適宜移動せしめられ、吸着パッド１６１が図示しない移動手段によって矢印Dで示すように案内レール１６２に沿って案内レール１８と直角な方向に適宜移動せしめられるとともに、支持ロッド１６３が図示しない移動手段によって矢印Fで示すように上下方向に適宜移動せしめられる。

図示の実施形態における加工装置１は、上記被加工物搬出手段１６の吸着パッド１６１の保持面（下面）を洗浄するための吸着パッド洗浄手段１９を備えている。この吸着パッド洗浄手段１９は、回転可能が洗浄スポンジ１９１と該洗浄スポンジ１９１を水没状態で収容する洗浄プール１９２とから構成され、上記搬入・搬出領域２ａとスピンナー洗浄手段１３０の間における吸着パッド１６１の移動経路内に配設されている。

図示の実施形態における加工装置１は以上のように構成されており、この加工装置１を用いて上記サファイア基板２０を例えば２００μmの厚みに形成するとともに、表面２０aの面粗さを０．０１〜０．０２μmRaの平滑面に仕上げる加工方法について説明する。
上述した加工装置１によってサファイア基板２０を加工するには、加工前のサファイア基板２０が収容された第１のカセット１１１を第１のカセット載置部１１aに載置するとともに、加工後のサファイア基板２０を収容するための空の第２のカセット１１２を第２のカセット載置部１１bに載置する。そして、加工開始スイッチ（図示せず）が投入されると、被加工物搬送手段１４が作動して第１のカセット載置部１１aに載置された第１のカセット１１１の所定位置に収容されている加工前のサファイア基板２０を搬出して中心合わせ手段１２０に搬送する。中心合わせ手段１２０は、搬送された加工前のサファイア基板２０の中心合わせを行う。次に、被加工物搬入手段１５が作動して、中心合わせ手段１２０によって中心合わせされた加工前のサファイア基板２０を上記搬入・搬出領域２ａに位置付けられたチャックテーブル４ａ上に搬送する。このようにチャックテーブル４ａ上に搬送された加工前のサファイア基板２０は、保護テープT側がチャックテーブル４ａ上に載置され、表面２０aが上側となる。なお、加工開始時においては、ターンテーブル３は図１に示す原点位置に位置付けられており、ターンテーブル３に配設されたチャックテーブル４ａが搬入・搬出領域２ａに、チャックテーブル４ｂが粗研削領域２ｂに、チャックテーブル４ｃが仕上げ研削領域２ｃに、チャックテーブル４ｄが研磨領域２dにそれぞれ位置付けられている。被加工物搬入手段１５によって搬入・搬出領域２ａに位置付けられたチャックテーブル４ａ上に載置された加工前のサファイア基板２０は、図示しない吸引手段によってチャックテーブル４ａ上に吸引保持される。

搬入・搬出領域２ａに位置付けられたチャックテーブル４ａに加工前のサファイア基板２０を吸引保持したならば、図示しないテーブル回動手段を作動して上記ターンテーブル３を図１において矢印Aで示す所定方向に図示の実施形態においては９０度の角度だけ回動する。この結果、加工前のサファイア基板２０を吸引保持したチャックテーブル４ａが粗研削領域２ｂに位置付けられ、チャックテーブル４ｂが仕上げ研削領域２ｃに、チャックテーブル４ｃが研磨領域２ｄに、チャックテーブル４ｄが搬入・搬出領域２ａにそれぞれ位置付けられる。このようにしてチャックテーブル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄがそれぞれの領域に位置付けられたならば、粗研削領域２ｂに位置付けられたチャックテーブル４ａに保持されているサファイア基板２０に対して粗研削ユニット５によって粗研削加工が実施される。なお、この間に搬入・搬出領域２ａに位置付けられたチャックテーブル４ｄに加工前のサファイア基板２０が搬送され、チャックテーブル４ｄ上に加工前のサファイア基板２０が吸引保持される。ここで、粗研削ユニット５による粗研削加工について、図５を参照して説明する。上述したように加工前のサファイア基板２０を吸引保持したチャックテーブル４ａが粗研削領域２ｂに位置付けられたならば、チャックテーブル４ａを矢印５aで示す方向例えば３００ｒｐｍの回転速度で回転するとともに、粗研削ユニット５の粗研削ホイール５２を矢印５ｂで示す方向に例えば１０００ｒｐｍの回転速度で回転しつつ、上記研削送り手段５６作動して粗研削ホイール５２を図５において矢印Z1で示す方向（下方向）に移動する。そして、粗研削ホイール５２の粗研削砥石５２１がチャックテーブル４ａの中心P即ちサファイア基板２０の中心を通過するようにサファイア基板２０の表面２０aに接触させ、例えば２μm／秒の研削送り速度で研削送りすることにより、サファイア基板２０の表面２０aを粗研削する。この粗研削量は例えば１０８０μmに設定されており、従って粗研削工程が実施されたサファイア基板２０の厚みは２２０μmとなる。

次に、図示しないテーブル回動手段を作動して上記ターンテーブル３を図１において矢印Aで示す所定方向に更に９０度回動する（従って、ターンテーブル３は図１に示す原点位置から１８０度回動する）。この結果、粗研削領域２ｂにおいて粗研削加工されたサファイア基板２０を保持したチャックテーブル４ａが仕上げ研削領域２ｃに位置付けられるとともに、搬入・搬出領域２ａにおいて加工前のサファイア基板２０を吸引保持したチャックテーブル４ｄが粗研削領域２ｂに位置付けられる。そして、チャックテーブル４ｂが研磨領域２ｄに、チャックテーブル４ｃが搬入・搬出領域２ａにそれぞれ位置付けられる。粗研削領域２ｂに位置付けられたチャックテーブル４ｄに保持されているサファイア基板２０に対して粗研削ユニット５によって上述したように粗研削加工が実施される。そして、仕上げ研削領域２ｃに位置付けられたチャックテーブル４ａに保持されている粗研削加工されたサファイア基板２０に対して仕上げ研削ユニット５０によって仕上げ研削加工が施される。この仕上げ研削加工について、図６を参照して説明する。上述したように粗研削加工されたサファイア基板２０を保持したチャックテーブル４ａが仕上げ研削領域２ｃに位置付けられたならば、チャックテーブル４ａを矢印５０aで示す方向例えば１００ｒｐｍの回転速度で回転するとともに、仕上げ研削ユニット５０の仕上げ用の研削ホイール５２０を矢印５０ｂで示す方向に例えば１０００ｒｐｍの回転速度で回転しつつ、上記研削送り手段５６を作動して仕上げ研削ユニット５０を図６において矢印Z1で示す方向（下方向）に移動する。そして、仕上げ研削ユニット５０の仕上げ研削砥石５２１aがチャックテーブル４ａの中心P即ちサファイア基板２０の中心を通過するように表面２０aに接触させ、例えば０．３μm／秒の研削送り速度で研削送りすることにより、サファイア基板２０の表面２０aを仕上げ研削する。この仕上げ研削量は例えば１８μmに設定されており、従って仕上げ研削工程が実施されたサファイア基板２０の厚みは２０２μmとなる。なお、この間に搬入・搬出領域２ａに位置付けられたチャックテーブル４ｃに加工前のサファイア基板２０が搬送され、チャックテーブル４ｃ上に加工前のサファイア基板２０が吸引保持される。

次に、図示しないテーブル回動手段を作動して上記ターンテーブル３を図１において矢印Aで示す所定方向に更に９０度回動する（従って、ターンテーブル３は図１に示す原点位置から２７０度回動する）。この結果、仕上げ研削領域２ｃにおいて仕上げ研削加工されたサファイア基板２０を保持したチャックテーブル４ａが研磨領域２ｄに位置付けられ、粗研削領域２ｂにおいて粗研削加工されたサファイア基板２０を保持したチャックテーブル４ｄが仕上げ研削領域２ｃに位置付けられるとともに、搬入・搬出領域２ａにおいて加工前のサファイア基板２０を吸引保持したチャックテーブル４ｃが粗研削領域２ｂに位置付けられる。そして、チャックテーブル４ｂが搬入・搬出領域２ａに位置付けられる。粗研削領域２ｂに位置付けられたチャックテーブル４cに保持されているサファイア基板２０に対して粗研削ユニット５によって上述したように粗研削加工が実施され、仕上げ研削領域２ｃに位置付けられたチャックテーブル４dに保持されている粗研削加工されたサファイア基板２０に対して仕上げ研削ユニット５０によって上述したように仕上げ研削加工が施される。また、研磨領域２ｄに位置付けられたチャックテーブル４ａに保持されている仕上げ研削加工されたサファイア基板２０に対しては、研磨ユニット６によって研磨加工が施される。一方、この間に搬入・搬出領域２ａに位置付けられたチャックテーブル４ｂには加工前のサファイア基板２０が搬送され、チャックテーブル４ｂ上に加工前のサファイア基板２０が吸引保持される。

ここで、研磨領域２ｄに位置付けられたチャックテーブル４ａに保持されている仕上げ研削加工されたサファイア基板２０に対し研磨ユニット６によって実施する研磨加工について、図７を参照して説明する。
上述したように仕上げ研削加工された被加工物２０を保持したチャックテーブル４ａが研磨領域２ｄに位置付けられたならば、研磨ユニット６の位置合わせ手段６６を作動して研磨工具６１の研磨パッド６１２が図７に示すようにチャックテーブル４ａに保持されているサファイア基板２０の全面を覆う研磨位置に位置付ける。そして、チャックテーブル４ａを矢印で示す方向例えば１００〜３００ｒｐｍの回転速度で回転するとともに、上記電動モータ６３１を駆動して研磨工具６１を矢印で示す方向に例えば１０００〜１５００ｒｐｍの回転速度で回転しつつ、上記研磨送り手段６５を作動して研磨工具６１を図７において矢印Z1で示す方向（下方向）に移動し、研磨パッド６１２をサファイア基板２０の表面２０aに接触せしめる。このように研磨工具６１の研磨パッド６１２がサファイア基板２０の表面２０aに接触すると、研磨工具６１を回転駆動する電動モータ６３１に供給する電力の電流値が漸次上昇する。図示の実施形態においては、図２に示すように電動モータ６３１に供給する電力の電流値を電流値検出手段６７によって検出し、検出した電流値を制御手段１０に出力している。このようにして電流値検出手段６７によって検出された電流値を入力した制御手段１０は、この電流値が例えば１５アンペア(A)で一定となるように研磨送り手段６５を制御する〈研磨工程〉。このように研削加工されたサファイア基板の被加工面を研磨する研磨工程は、研磨工具６１を回転駆動する電動モータ６３１に供給する電力の電流値を電流値検出手段６７によって検出し、この電流値が例えば１５アンペア(A)で一定となるように研磨送り手段６５を制御するので、サファイア基板の被加工面の面精度が０．０５〜０．０７μmRaになっても被加工面と研磨パッドとの間に滑りが生ずることなく研磨することができ、被加工面を０．０１〜０．０２μmRaの面精度に加工することができる。

次に、図示しないテーブル回動手段を作動して上記ターンテーブル３を図１において矢印Ａで示す方向に更に９０度回動する（従って、ターンテーブル３は図１に示す原点位置から３６０度回動する）。この結果、研磨領域２ｄにおいて研磨加工が施され研削歪が除去されたウエーハを保持したチャックテーブル４ａが搬入・搬出領域２ａに位置付けられ、仕上げ研削領域２ｃにおいて仕上げ研削加工されたサファイア基板２０を保持したチャックテーブル４dが研磨領域２ｄに位置付けられ、粗研削領域２ｂにおいて粗研削加工されたサファイア基板２０を保持したチャックテーブル４cが仕上げ研削領域２ｃに位置付けられるとともに、搬入・搬出領域２ａにおいて加工前のサファイア基板２０を吸引保持したチャックテーブル４bが粗研削領域２ｂに位置付けられる。

搬入・搬出領域２ａに位置付けられたチャックテーブル４ａは、サファイア基板２０の吸着保持を解除する。次に、上記被加工物搬出手段１６を作動してチャックテーブル４ａ上のサファイア基板２０を吸着パッド１６１に保持してチャックテーブル４ａ上から搬出し、上記スピンナー洗浄手段１３０に搬送する。スピンナー洗浄手段１３０に搬送された加工後のサファイア基板２０は、ここで洗浄およびスピンナー乾燥される。このようにして洗浄および乾燥された加工後のサファイア基板２０は、上記被加工物搬送手段１４によって上記第２のカセット１１２の所定位置に搬入される。

なお、上記被加工物搬出手段１６は、搬入・搬出領域２ａに位置付けられたチャックテーブル上の加工後のサファイア基板２０を搬出しスピンナー洗浄手段１３０に搬送したならば、吸着パッド１６１を吸着パッド洗浄手段１９の洗浄領域に位置付ける。そして、吸着パッド洗浄手段１９を作動し、洗浄スポンジ１９１を吸着パッド１６１の吸着面に接触させ洗浄プール１９２に水没した状態で回転せしめて、吸着パッド１６１の吸着面を洗浄する。吸着パッド１６１の吸着面が洗浄されたならば、被加工物搬出手段１６は吸着パッド１６１を待機位置に位置付ける。

２：装置ハウジング
２ａ：搬入・搬出領域
２ｂ：粗研削領域
２ｃ：仕上げ研削領域
２ｄ：研磨領域
３：ターンテーブル
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ：チャックテーブル
５：粗研削ユニット
５０：仕上げ研削ユニット
５１：ユニットハウジング
５２：粗研削ホイール
５２０：仕上げ用の研削ホイール
５３：サーボモータ
５６：研削送り手段
６：研磨ユニット
６１：研磨工具
６１２：研磨パッド
６２：マウンター
６３：スピンドルユニット
６５：研磨送り手段
６６：位置合わせ手段
１１１：第１のカセット
１１２：第２のカセット
１２０：中心合わせ手段
１３０：スピンナー洗浄手段
１４：被加工物搬送手段
１５：被加工物搬入手段
１６：被加工物搬出手段

Claims

研削加工されたサファイア基板の被加工面を上側に保持したチャックテーブルを回転するとともに、研磨工具を回転しつつチャックテーブルに保持されたサファイア基板の被加工面に向けて研磨送りするサファイア基板の加工方法であって、
該研磨工具を回転駆動する電動モータに供給する電力の電流値を検出し、該電流値が一定になるように研磨送りする、
ことを特徴とするサファイア基板の加工方法。