JP2016163914A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、サファイア基板、炭化珪素(SiC)基板、窒化ガリウム(GaN)基板、アルミナセラミック基板等の結晶配向を有する硬脆性基板の表面を平坦化加工する方法に関する。本発明の方法によれば、反りの小さい平坦化加工された硬脆性基板を得ることができる。
結晶配向を有する硬脆性基板は、LED、パワー半導体装置、抵抗器センサー等の基板として利用されている。この硬脆性基板は、オリフラが研削加工されたインゴットブロックを切断加工して得られた円盤状基板の反りが6インチ径基板でウエハ反り高さ5〜6mmと大きいので、この硬脆性基板の表裏両面を研削加工して平坦化加工基板とする沢山の加工方法、例えば、基板両面を同時に研磨加工する両面同時研磨方法、または、基板の表面を研削加工した後、基板裏面を研削加工する単葉研削加工方法が提案されている。
例えば、特開2014−192307号公報(特許文献1)は、サファイア単結晶インゴットから切り出したサファイア基板の両面を研削して平坦なサファイア基板に仕上げるサファイア基板の平坦加工方法であって、
サファイア単結晶インゴットから切り出したサファイア基板を熱処理する熱処理工程と、
該熱処理工程を経たサファイア基板の第1の面を、保持面を有するステージ上に液体樹脂を介在して載置させるウェーハ(基板)載置工程と、
該ウェーハ載置工程ののち、該液体樹脂を硬化させる樹脂硬化工程と、
該樹脂硬化工程ののち、サファイア基板の該第1の面の反対面となる第2の面を研削する第1の研削工程と、
該第1の研削工程ののち、該第1の面に貼着される硬化した該液体樹脂を剥離する樹脂剥離工程と、
該樹脂剥離工程ののちサファイア基板の該第1の面を研削する第2の研削工程と、
を含むサファイア基板の平坦加工方法を提案する。
サファイア単結晶インゴットから切り出したサファイア基板を熱処理する熱処理工程と、
該熱処理工程を経たサファイア基板の第1の面を、保持面を有するステージ上に液体樹脂を介在して載置させるウェーハ(基板)載置工程と、
該ウェーハ載置工程ののち、該液体樹脂を硬化させる樹脂硬化工程と、
該樹脂硬化工程ののち、サファイア基板の該第1の面の反対面となる第2の面を研削する第1の研削工程と、
該第1の研削工程ののち、該第1の面に貼着される硬化した該液体樹脂を剥離する樹脂剥離工程と、
該樹脂剥離工程ののちサファイア基板の該第1の面を研削する第2の研削工程と、
を含むサファイア基板の平坦加工方法を提案する。
また、特開2014−58444号公報(特許文献2)は、
シート又はディスクからなる単結晶体の結晶方位を解析する工程と、
前記単結晶体の選択された結晶方向と前記単結晶体の第1の主外面の面に沿う結晶方向の投影との間の方位差角を計算する工程と、
前記の結晶方位を解析する工程と前記の方位差角を計算する工程に基づいて、前記第1の主外面の少なくとも一部から材料を研削除去して前記方位差角を変化させる工程であって、初期の第1の主外面から材料を研削除去する前に前記方位差角が0.05°より大きい工程と
を含む、単結晶体の結晶方位を変化させる方法を提案する。
シート又はディスクからなる単結晶体の結晶方位を解析する工程と、
前記単結晶体の選択された結晶方向と前記単結晶体の第1の主外面の面に沿う結晶方向の投影との間の方位差角を計算する工程と、
前記の結晶方位を解析する工程と前記の方位差角を計算する工程に基づいて、前記第1の主外面の少なくとも一部から材料を研削除去して前記方位差角を変化させる工程であって、初期の第1の主外面から材料を研削除去する前に前記方位差角が0.05°より大きい工程と
を含む、単結晶体の結晶方位を変化させる方法を提案する。
さらに、特許第5417655号明細書(特許文献3)は、互いに接合される板状の第1および第2の対象物同士の対向配置された状態での相対的な傾きを調整する傾き調整方法において、
複数の電極が形成された前記第1の対象物(被加工物)を用意する工程と、
前記第1の対象物に対向配置されたときに該第1の対象物の各電極のいずれかと対向して対を成す電極が複数形成された前記第2の対象物を用意する工程と、
前記第1および第2の対象物の前記各電極それぞれにより複数の電極対を形成するように、前記第1の対象物と前記第2の対象物とを対向配置する工程と、
前記第1および第2の対象物を近接して対向配置した状態で、複数の前記電極対の静電容量を検出することにより、前記各静電容量の値から非接触で対向配置された前記第1および第2の対象物同士の相対的な傾きを検出する検出工程と、
前記第1および第2の対象物の一方を基準としたときの他方の傾きを傾き調整手段によって変更して、前記検出工程で検出した前記第1および第2の対象物同士の相対的な傾きを所定の傾きに調整する傾き調整工程とを含む
ことを特徴とする傾き調整方法を開示する。
複数の電極が形成された前記第1の対象物(被加工物)を用意する工程と、
前記第1の対象物に対向配置されたときに該第1の対象物の各電極のいずれかと対向して対を成す電極が複数形成された前記第2の対象物を用意する工程と、
前記第1および第2の対象物の前記各電極それぞれにより複数の電極対を形成するように、前記第1の対象物と前記第2の対象物とを対向配置する工程と、
前記第1および第2の対象物を近接して対向配置した状態で、複数の前記電極対の静電容量を検出することにより、前記各静電容量の値から非接触で対向配置された前記第1および第2の対象物同士の相対的な傾きを検出する検出工程と、
前記第1および第2の対象物の一方を基準としたときの他方の傾きを傾き調整手段によって変更して、前記検出工程で検出した前記第1および第2の対象物同士の相対的な傾きを所定の傾きに調整する傾き調整工程とを含む
ことを特徴とする傾き調整方法を開示する。
前記特許文献1の基板の平坦化加工方法は、直径が6インチ硬脆性基板の6mm反り高さを0.1mm以下の反り高さまで減らす効果を有するが、結晶配向の傾斜角度誤差がプラスマイナス0.10度あり、例えば、基板をLED基板として利用した場合、エネルギィ変換率が30%と低い基板となってしまい、LED素子の輝度の向上が業界より望まれている。
前記特許文献2は、ゴニオステージ上の基板の角度調整方法を開示するが、このゴニオステージ上に基板を吸着固定するチャック手段を開示するものではない。また、方位差角(θ)が0.05度より大きいので、エネルギィ変換率は約35〜40%と特許文献1より向上するが、LED素子の輝度の向上が業界より望まれている。また、SiC基板が抵抗器センサーに用いられたときは、より抵抗値を小さくすることが望まれている。
前記特許文献3は、XYθ−ステージ上の基板の角度調整方法を開示するが、このXYθ−ステージ上に基板を吸着固定するチャック手段を開示するものではない。
本願発明は、特許文献2、特許文献3に開示されるゴニオステージ、スイベル機構、または、XYθ−ステージ(以下、3者を纏めて「ゴニオステージ」として表す。)をポーラスセラミック製の吸着チャックに取り組んだワークステージに設計変更することにより、研削加工された硬脆性基板の反り高さを0.5mm以下、方位差角(θ)がプラスマイナス(±)0.05度以下の加工基板を得ることができる研削方法を提供するものである。
請求項1の発明は、下記の工程を経由して硬脆性基板の表面平坦化加工をすることを特徴とする、硬脆性基板の平坦化加工方法を提供するものである。
(1).研削装置のゴニオステージの上に設けられた吸着チャックの上に前記硬脆性基板を装着した後、結晶方位(結晶軸)を計測する機器により前記硬脆性基板の結晶方位を測定する工程、
(2).ターゲット角度からの前記硬脆性基板と前記吸着チャックの水平面間の角度ずれ(θ)を前記吸着チャック下部に装着した前記ゴニオステージでX方向およびY方向を組み合わせて前記角度ずれ(θ)分だけ前記吸着チャックの水平面を傾斜調整する角度調整工程、
(3).角度調整された前記吸着チャック上の前記硬脆性基板の表面を研削砥石により研削加工して前記硬脆性基板の片側の基準面を得る標準化研削工程、
(4).片側基準面が得られた前記硬脆性基板を表裏逆にして前記吸着チャック面上に吸着させる前記硬脆性基板の反転固定工程、
(5).前記ゴニオステージにより前記吸着チャックの傾きを0度に戻し、前記吸着チャックの上面を水平方向に平行とする前記吸着チャックの傾斜角度減調整工程、
および、
(6).前記吸着チャック上の前記硬脆性基板の表面を前記研削砥石により研削加工して前記硬脆性基板の表面を平坦化研削加工する工程。
(1).研削装置のゴニオステージの上に設けられた吸着チャックの上に前記硬脆性基板を装着した後、結晶方位(結晶軸)を計測する機器により前記硬脆性基板の結晶方位を測定する工程、
(2).ターゲット角度からの前記硬脆性基板と前記吸着チャックの水平面間の角度ずれ(θ)を前記吸着チャック下部に装着した前記ゴニオステージでX方向およびY方向を組み合わせて前記角度ずれ(θ)分だけ前記吸着チャックの水平面を傾斜調整する角度調整工程、
(3).角度調整された前記吸着チャック上の前記硬脆性基板の表面を研削砥石により研削加工して前記硬脆性基板の片側の基準面を得る標準化研削工程、
(4).片側基準面が得られた前記硬脆性基板を表裏逆にして前記吸着チャック面上に吸着させる前記硬脆性基板の反転固定工程、
(5).前記ゴニオステージにより前記吸着チャックの傾きを0度に戻し、前記吸着チャックの上面を水平方向に平行とする前記吸着チャックの傾斜角度減調整工程、
および、
(6).前記吸着チャック上の前記硬脆性基板の表面を前記研削砥石により研削加工して前記硬脆性基板の表面を平坦化研削加工する工程。
請求項2の発明は、下記の工程を経由して硬脆性基板の表面平坦化加工をすることを特徴とする、硬脆性基板の平坦化加工方法を提供するものである。
(1).研削装置のゴニオステージの上に設けられた吸着チャックの上に通気性発泡樹脂シートを積層しその通気性発泡樹脂シートの上面に前記硬脆性基板を装着した後、結晶方位(結晶軸)を計測する機器により前記硬脆性基板の結晶方位を測定する工程、
(2).ターゲット角度からの前記硬脆性基板と前記吸着チャックの水平面間の角度ずれ(θ)を前記吸着チャック下部に装着した前記ゴニオステージでX方向およびY方向を組み合わせて前記角度ずれ(θ)分だけ前記吸着チャックの水平面を傾斜調整する角度調整工程、
(3).角度調整された前記吸着チャック上の前記硬脆性基板の表面を第1の研削砥石により研削加工して前記硬脆性基板の片側の基準面を得る標準化研削工程、
(4).片側基準面が得られた前記硬脆性基板を表裏逆にして前記吸着チャック面上に吸着させる硬脆性基板の反転固定工程、
(5).前記ゴニオステージにより前記吸着チャックの傾きを0度に戻し、前記吸着チャックの上面を水平方向に平行とする前記吸着チャックの傾斜角度減調整工程、
(6).前記吸着チャック上の前記硬脆性基板の表面を前記第1の研削砥石により研削加工して前記硬脆性基板の表面を平坦化研削加工する工程、
(7).前記研削装置の砥石ヘッドの前記第1の研削砥石を第2の研削砥石に変え、前記吸着チャックの上に平坦化研削加工された前記硬脆性基板を装着した後、結晶方位(結晶軸)を計測する機器により前記硬脆性基板の結晶方位を測定する工程、
(8).ターゲット角度からの前記硬脆性基板と前記吸着チャックの水平面間の角度ずれ(θ)を前記吸着チャック下部に装着した前記ゴニオステージでX方向およびY方向を組み合わせて前記角度ずれ(θ)分だけ前記吸着チャックの水平面を傾斜調整する角度調整工程、
(9).角度調整された前記吸着チャック上の前記硬脆性基板の表面を前記第2の研削砥石により研削加工して前記硬脆性基板の片側の基準面を得る標準化研削工程、
(10).片側基準面が得られた前記硬脆性基板を表裏逆にして前記吸着チャック面上に吸着させる前記硬脆性基板の反転固定工程、
(11).前記ゴニオステージにより前記吸着チャックの傾きを0度に戻し、前記吸着チャックの上面を水平方向に平行とする前記吸着チャックの傾斜角度減調整工程、
(12).前記吸着チャック上の前記硬脆性基板の表面を前記第2の研削砥石により研削加工して前記硬脆性基板の表面を平坦化研削加工する工程。
(1).研削装置のゴニオステージの上に設けられた吸着チャックの上に通気性発泡樹脂シートを積層しその通気性発泡樹脂シートの上面に前記硬脆性基板を装着した後、結晶方位(結晶軸)を計測する機器により前記硬脆性基板の結晶方位を測定する工程、
(2).ターゲット角度からの前記硬脆性基板と前記吸着チャックの水平面間の角度ずれ(θ)を前記吸着チャック下部に装着した前記ゴニオステージでX方向およびY方向を組み合わせて前記角度ずれ(θ)分だけ前記吸着チャックの水平面を傾斜調整する角度調整工程、
(3).角度調整された前記吸着チャック上の前記硬脆性基板の表面を第1の研削砥石により研削加工して前記硬脆性基板の片側の基準面を得る標準化研削工程、
(4).片側基準面が得られた前記硬脆性基板を表裏逆にして前記吸着チャック面上に吸着させる硬脆性基板の反転固定工程、
(5).前記ゴニオステージにより前記吸着チャックの傾きを0度に戻し、前記吸着チャックの上面を水平方向に平行とする前記吸着チャックの傾斜角度減調整工程、
(6).前記吸着チャック上の前記硬脆性基板の表面を前記第1の研削砥石により研削加工して前記硬脆性基板の表面を平坦化研削加工する工程、
(7).前記研削装置の砥石ヘッドの前記第1の研削砥石を第2の研削砥石に変え、前記吸着チャックの上に平坦化研削加工された前記硬脆性基板を装着した後、結晶方位(結晶軸)を計測する機器により前記硬脆性基板の結晶方位を測定する工程、
(8).ターゲット角度からの前記硬脆性基板と前記吸着チャックの水平面間の角度ずれ(θ)を前記吸着チャック下部に装着した前記ゴニオステージでX方向およびY方向を組み合わせて前記角度ずれ(θ)分だけ前記吸着チャックの水平面を傾斜調整する角度調整工程、
(9).角度調整された前記吸着チャック上の前記硬脆性基板の表面を前記第2の研削砥石により研削加工して前記硬脆性基板の片側の基準面を得る標準化研削工程、
(10).片側基準面が得られた前記硬脆性基板を表裏逆にして前記吸着チャック面上に吸着させる前記硬脆性基板の反転固定工程、
(11).前記ゴニオステージにより前記吸着チャックの傾きを0度に戻し、前記吸着チャックの上面を水平方向に平行とする前記吸着チャックの傾斜角度減調整工程、
(12).前記吸着チャック上の前記硬脆性基板の表面を前記第2の研削砥石により研削加工して前記硬脆性基板の表面を平坦化研削加工する工程。
請求項3の発明は、研削砥石を軸承する研削ヘッドと、基板固定用の吸着チャックと、前記吸着チャックの下部に装着され前記吸着チャックの傾きを調整できるゴニオステージと、前記吸着チャックの回転軸で構成された回転テーブル機構を有し、前記回転テーブル機構の前記吸着チャック上面に対向する上方向に前記研削ヘッドの回転軸の回転機構と上下送り機構が設けられ、結晶方位の計測機構が設けられていることを特徴とする硬脆性基板の研削装置を提供するものである。
請求項4の発明は、請求項3記載の研削装置において、前記吸着チャックの上表面に厚さ0.3〜3.0mmの通気性発泡樹脂シートが積層接着されていることを特徴とする硬脆性基板の研削装置を提供するものである。
最初の基板の研削加工により、結晶方位ずれ±0.05度以下の基準面を得、次の反転基板面の研削加工により、結晶方位ずれ±0.01度以下の平坦化加工された硬脆性基板を実現させることが可能となった。なお、通気性発泡樹脂シートの利用は、最初の基準面を得る標準化研削工程時は、吸着チャック上に載置して反り緩衝材として利用し、一旦、基準面が出された後の反転基板面の研削加工時は、載置したままでも、取り除いて利用しなくても良い。
図1に示す本発明の研削装置1は、カップホイール型の研削砥石10gを回転軸10rに軸承する研削ヘッド10と、基板固定用のポーラスセラミック製の吸着チャック20cと、前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの下部にこの吸着チャック20cの傾きを調整できるゴニオステージ20Gと、前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの回転軸20rで構成された回転テーブル機構20を有し、この回転テーブル機構20のポーラスセラミック製の吸着チャック20c上面に対向する上方向に前記研削ヘッド10の回転軸10rの回転機構と上下送り機構が設けられ、前記吸着チャック20cの上には結晶方位の計測機構30が設けられている。また、研削ヘッド10のカップホイール型の研削砥石10gのフランジ(口金)の内面には、カップホイール型の研削砥石10gの砥石刃10gcと前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20c表面が接触する加工点に研削液が供給されるように液体通路(図示されていない)が設けられている。
上記ゴニオステージ20Gとしては、前記特許文献2の図4Eに示されるスイベル機構を用いてもよいし、特許文献3の図2および図3に示されるステージの傾きを3点でX−Yテーブル機構を傾斜させる3本のローラーを付した傾斜機構を用いてもよい。
カップホイール型の研削砥石10gは、粗研削加工と仕上げ研削加工ができるように、カップホイール型粗研削砥石とカップホイール型仕上げ研削砥石の2種を用意しておくのがより平坦化加工された硬脆性基板を得ることができる。カップホイール型粗研削砥石としては、ビトリファイドボンド研削砥石(#300〜#600砥番)を用い、研削砥石10gの回転軸10rの回転速度は1,200〜2,000min−1が好ましい。また、カップホイール型仕上げ研削砥石は、ビトリファイドボンド研削砥石(#1,000〜2,000砥番)が好ましく、研削砥石10の回転軸10rの回転速度は900〜2,000min−1が好ましい。
研削液としては、純水でもよいが、セリア粒子、コロイダルシリカ粒子、ジルコニア粒子等の微小遊離砥粒を含む水分散液を用いるのが研削加工時間を短縮できる利点がある。
結晶方位の計測機構30としては、X線利用のリガク株式会社製“FSASIII”(商品名)を実施例では用いた。
上記研削装置1を用いて硬脆性基板の表面平坦化加工をするには、次の(1)から(6)の工程を経由する。
(1).研削装置1のゴニオステージ20Gをポーラスセラミック製の吸着チャック20cに取り組んだ回転テーブル機構20の吸着チャック20c上に硬脆性基板wを吸引固定した後、ゴニオステージに取り付けた結晶方位の計測機構30により前記硬脆性基板wの結晶方位を測定する工程、
(2).ターゲット角度C(指定方位)からの硬脆性基板wとポーラスセラミック製の吸着チャック20c水平面間の角度ずれ(θ)分を前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20c下部に装着した前記ゴニオステージ20GでX方向およびY方向を組み合わせて前記角度ずれ(θ)分だけ前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの水平面を傾斜調整する角度調整工程、
(3).角度調整されたポーラスセラミック製の吸着チャック20c上の硬脆性基板wの表面を研削砥石10gにより研削加工して硬脆性基板wの片側の基準面を得る標準化研削工程、
(4).片側基準面が得られた硬脆性基板wを表裏逆にして前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20c面上に吸着させる硬脆性基板の反転固定工程、
(5).前記ゴニオステージ20Gにより前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの傾きを0度に戻し、ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの上面を水平方向に平行とする前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの傾斜角度減調整工程、
および、
(6).前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20c上の前記硬脆性基板wの表面を研削砥石10gにより研削加工して硬脆性基板の表面を平坦化研削加工する工程。
(1).研削装置1のゴニオステージ20Gをポーラスセラミック製の吸着チャック20cに取り組んだ回転テーブル機構20の吸着チャック20c上に硬脆性基板wを吸引固定した後、ゴニオステージに取り付けた結晶方位の計測機構30により前記硬脆性基板wの結晶方位を測定する工程、
(2).ターゲット角度C(指定方位)からの硬脆性基板wとポーラスセラミック製の吸着チャック20c水平面間の角度ずれ(θ)分を前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20c下部に装着した前記ゴニオステージ20GでX方向およびY方向を組み合わせて前記角度ずれ(θ)分だけ前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの水平面を傾斜調整する角度調整工程、
(3).角度調整されたポーラスセラミック製の吸着チャック20c上の硬脆性基板wの表面を研削砥石10gにより研削加工して硬脆性基板wの片側の基準面を得る標準化研削工程、
(4).片側基準面が得られた硬脆性基板wを表裏逆にして前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20c面上に吸着させる硬脆性基板の反転固定工程、
(5).前記ゴニオステージ20Gにより前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの傾きを0度に戻し、ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの上面を水平方向に平行とする前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの傾斜角度減調整工程、
および、
(6).前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20c上の前記硬脆性基板wの表面を研削砥石10gにより研削加工して硬脆性基板の表面を平坦化研削加工する工程。
なお、上記(3)工程および(6)工程の研削工程は、カップホイール型の研削砥石を変えて粗研削工程と仕上げ研削工程を行う2回の研削工程とするのが、研削加工時間を短縮でき、かつ、結晶方位ずれのより小さい硬脆性基板を得るのに好ましい。
実施例1
硬脆性基板として直径6インチ、厚み3,000μm、反り高さ0.5mmのサファイア基板を用い、次の工程を経由して平坦化加工された基板を製造した。
硬脆性基板として直径6インチ、厚み3,000μm、反り高さ0.5mmのサファイア基板を用い、次の工程を経由して平坦化加工された基板を製造した。
(1).研削装置1のポーラスセラミック製の吸着チャック20c上に厚み600μmの通気性直鎖低密度ポリエチレンフォームシート(通気性発泡樹脂シート20k)を接着し、次いで、この通気性直鎖低密度ポリエチレンフォームシート上に硬脆性基板wを載置した後に吸引固定した。次いで、ゴニオステージ20Gに取り付けた結晶方位の計測機構30により前記硬脆性基板wの結晶方位を測定し角度ずれ(θ)が0.8度と測定した。
(2).ターゲット角度Cからの硬脆性基板wとポーラスセラミック製の吸着チャック20c水平面間の上記角度ずれ(θ)分0.8度前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20c下部に装着した前記ゴニオステージ20GでX方向およびY方向を組み合わせて前記角度ずれ(θ)分0.8度だけ前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの水平面を傾斜調整する角度調整を行った。
(3).角度調整されたポーラスセラミック製の吸着チャック20c上の硬脆性基板wの表面を研削砥石10gとなるビトリファイドボンド粗研削砥石(#325砥番)にて、研削砥石10gの回転軸10rの回転速度を1,200min−1、ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの回転軸20rの回転速度を200min−1の加工条件で研削加工して硬脆性基板wの片側の基準面を得る標準化研削工程を行った。
(4).片側基準面が得られた上記硬脆性基板wを表裏逆にして前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20c面上に載置し、ついで、吸着させる硬脆性基板の反転固定工程を行った。
(5).前記ゴニオステージ20Gにより前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの傾きを0度に戻し、ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの上面を水平方向に平行とする前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの傾斜角度減調整工程を行った。
(6).前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20c上の前記硬脆性基板wの表面をビトリファイドボンド粗研削砥石(#325砥番)にて、研削砥石10gの回転軸10rの回転速度を1,200min−1、ポーラスセラミック製の吸着チャックの回転軸20rの回転速度を200min−1の加工条件で研削加工して硬脆性基板wの反対側面を平坦化研削加工する工程を行った。
(7).研削装置1の研削砥石10gをカップホイール型ビトリファイドボンド仕上げ研削砥石(#2,000砥番)に変更し、前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20c上に硬脆性基板wを載置した後に吸引固定した。次いで、ゴニオステージ20Gに取り付けた結晶方位の計測機構30により前記硬弱性基板wの結晶方位を測定し角度ずれ(θ)が0.05度と測定した。
(8).ターゲット角度Cからの硬脆性基板wとポーラスセラミック製の吸着チャック20cの水平面間の上記角度ずれ(θ)0.05度分を前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20c下部に装着した前記ゴニオステージ20GでX方向およびY方向を組み合わせて前記角度ずれ(θ)0.05度分だけ前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20c水平面を傾斜調整する角度調整を行った。
(9).角度調整されたポーラスセラミック製の吸着チャック20c面上の硬脆性基板wの表面をカップホイール型ビトリファイドボンド仕上げ研削砥石(#2,000砥番)にて、研削砥石10gの回転軸10rの回転速度を400min−1、ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの回転軸20rの回転速度を200min−1の加工条件で研削加工して硬脆性基板wの片側の基準面を得る標準化研削工程を行った。
(10).再度の片側基準面が得られた上記硬脆性基板wを表裏逆にして前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20c上に載置し、ついで、吸着させる硬脆性基板wの反転固定工程を行った。
(11).前記ゴニオステージ20Gにより前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの傾きを0度に戻し、ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの上面を水平方向に平行とする前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20cの傾斜角度減調整工程を行った。
(12).前記ポーラスセラミック製の吸着チャック20c上の前記硬脆性基板wの表面を前記カップホイール型ビトリファイドボンド仕上げ研削砥石(#2,000砥番)にて、研削砥石10gの回転軸10rの回転速度を400min−1、ポーラスセラミック製の吸着チャックの回転軸20rの回転速度を200min−1の加工条件で研削加工して硬脆性基板wの反対側面を平坦化研削加工する工程を行った。
得られたサファイア基板の厚みは、1,300μm、結晶方位ずれは、0.008度であり、基板の反り高さは、0.05mmであった。
実施例2
硬脆性基板wとして直径2インチ、厚み1,000μm、反り高さ0.3mmの窒化ガリウム基板を用いる外は、実施例1と同様にして基板の平坦化研削加工を行った。
硬脆性基板wとして直径2インチ、厚み1,000μm、反り高さ0.3mmの窒化ガリウム基板を用いる外は、実施例1と同様にして基板の平坦化研削加工を行った。
得られた窒化ガリウム基板の厚みは、400μm、結晶方位ずれは、0.010度であり、基板の反り高さは、0.01mmであった。
本発明の硬脆性基板の平坦化加工方法は、基板の結晶配向の傾斜角度誤差がプラスマイナス0.010度以下の硬脆性基板を提供できる。
1 研削装置
w 硬脆性基板
10 研削ヘッド
10r 回転軸(砥石軸)
10g 研削砥石
10gc 砥石刃
20 回転テーブル機構
20G ゴニオステージ
20k 通気性発泡樹脂シート
30 計測機構
C ターゲット角度
w 硬脆性基板
10 研削ヘッド
10r 回転軸(砥石軸)
10g 研削砥石
10gc 砥石刃
20 回転テーブル機構
20G ゴニオステージ
20k 通気性発泡樹脂シート
30 計測機構
C ターゲット角度
Claims (4)
- 下記の工程を経由して硬脆性基板の表面平坦化加工をすることを特徴とする、硬脆性基板の平坦化加工方法。
(1).研削装置のゴニオステージの上に設けられた吸着チャックの上に前記硬脆性基板を装着した後、結晶方位を計測する機器により前記硬脆性基板の結晶方位を測定する工程、
(2).ターゲット角度からの前記硬脆性基板と前記吸着チャックの水平面間の角度ずれを前記吸着チャック下部に装着した前記ゴニオステージでX方向およびY方向を組み合わせて前記角度ずれ分だけ前記吸着チャックの水平面を傾斜調整する角度調整工程、
(3).角度調整された前記吸着チャック上の前記硬脆性基板の表面を研削砥石により研削加工して前記硬脆性基板の片側の基準面を得る標準化研削工程、
(4).片側基準面が得られた前記硬脆性基板を表裏逆にして前記吸着チャック面上に吸着させる前記硬脆性基板の反転固定工程、
(5).前記ゴニオステージにより前記吸着チャックの傾きを0度に戻し、前記吸着チャックの上面を水平方向に平行とする前記吸着チャックの傾斜角度減調整工程、
および、
(6).前記吸着チャック上の前記硬脆性基板の表面を前記研削砥石により研削加工して前記硬脆性基板の表面を平坦化研削加工する工程。 - 下記の工程を経由して硬脆性基板の表面平坦化加工をすることを特徴とする、硬脆性基板の平坦化加工方法。
(1).研削装置のゴニオステージの上に設けられた吸着チャックの上に通気性発泡樹脂シートを積層しその通気性発泡樹脂シートの上面に前記硬脆性基板を装着した後、結晶方位を計測する機器により前記硬脆性基板の結晶方位を測定する工程、
(2).ターゲット角度からの前記硬脆性基板と前記吸着チャックの水平面間の角度ずれを前記吸着チャック下部に装着した前記ゴニオステージでX方向およびY方向を組み合わせて前記角度ずれ分だけ前記吸着チャックの水平面を傾斜調整する角度調整工程、
(3).角度調整された前記吸着チャック上の前記硬脆性基板の表面を第1の研削砥石により研削加工して前記硬脆性基板の片側の基準面を得る標準化研削工程、
(4).片側基準面が得られた前記硬脆性基板を表裏逆にして前記吸着チャック面上に吸着させる前記硬脆性基板の反転固定工程、
(5).前記ゴニオステージにより前記吸着チャックの傾きを0度に戻し、前記吸着チャックの上面を水平方向に平行とする前記吸着チャックの傾斜角度減調整工程、
(6).前記吸着チャック上の前記硬脆性基板の表面を前記第1の研削砥石により研削加工して前記硬脆性基板の表面を平坦化研削加工する工程、
(7).前記研削装置の砥石ヘッドの前記第1の研削砥石を第2の研削砥石に変え、前記吸着チャックの上に平坦化研削加工された前記硬脆性基板を装着した後、結晶方位を計測する機器により前記硬脆性基板の結晶方位を測定する工程、
(8).ターゲット角度からの前記硬脆性基板と前記吸着チャックの水平面間の角度ずれを前記吸着チャック下部に装着した前記ゴニオステージでX方向およびY方向を組み合わせて前記角度ずれ分だけ前記吸着チャックの水平面を傾斜調整する角度調整工程、
(9).角度調整された前記吸着チャック上の前記硬脆性基板の表面を前記第2の研削砥石により研削加工して前記硬脆性基板の片側の基準面を得る標準化研削工程、
(10).片側基準面が得られた前記硬脆性基板を表裏逆にして前記吸着チャック面上に吸着させる前記硬脆性基板の反転固定工程、
(11).前記ゴニオステージにより前記吸着チャックの傾きを0度に戻し、前記吸着チャックの上面を水平方向に平行とする前記吸着チャックの傾斜角度減調整工程、
(12).前記吸着チャック上の前記硬脆性基板の表面を前記第2の研削砥石により研削加工して前記硬脆性基板の表面を平坦化研削加工する工程。 - 研削砥石を軸承する研削ヘッドと、基板固定用の吸着チャックと、前記吸着チャックの下部に装着され前記吸着チャックの傾きを調整できるゴニオステージと、前記吸着チャックの回転軸で構成された回転テーブル機構を有し、前記回転テーブル機構の前記吸着チャック上面に対向する上方向に前記研削ヘッドの回転軸の回転機構と上下送り機構が設けられ、結晶方位の計測機構が設けられていることを特徴とする硬脆性基板の研削装置。
- 請求項3記載の研削装置において、前記吸着チャックの上表面に厚さ0.3〜3.0mmの通気性発泡樹脂シートが積層接着されていることを特徴とする硬脆性基板の研削装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015044338A JP6538375B2 (ja) | 2015-03-06 | 2015-03-06 | 硬脆性基板の平坦化加工方法 |
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