JP2021098252A - ワークの研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】硬質で厚いワークを適切に研削する。【解決手段】ワークの研削方法であって、該ワークを保持テーブルの平坦な保持面で保持する保持ステップと、研削ホイールをホイール回転軸の周りに回転させ環状軌道上に研削砥石を移動させつつ該保持テーブルをテーブル回転軸の周りに回転させ、研削ユニットと、該保持テーブルと、を相対的に近づけ該ワークの上面に該研削砥石を当接させて該ワークを研削する研削ステップと、を備え、該研削ステップでは、該環状軌道が該保持テーブルの該保持面に対して傾いており、該環状軌道が該保持面の中心の上方と、該保持面の外周の上方と、の間の領域において該保持面に最も近づく状態で該研削砥石を該ワークの該上面に当接させる。【選択図】図４

Description

本発明は、研削砥石でワークを研削し、該ワークの被研削面を平坦化するワークの研削方法に関する。

高温動作が可能で高耐圧なパワーデバイスやＬＳＩ(Large Scale Integration)等のデバイスを搭載したデバイスチップを製造する際、例えば、円板状のＳｉＣ（シリコンカーバイド）ウェーハが使用される。ＳｉＣウェーハの表面に複数のデバイスを設け、ＳｉＣウェーハをデバイス毎に分割すると、個々のデバイスチップが得られる。

円板状のＳｉＣウェーハは、円柱状のＳｉＣインゴット（例えば、六方晶単結晶インゴット）を切断する方法により製造される。例えば、製造しようとするウェーハの厚さに相当する深さにＳｉＣを透過できる波長のレーザビームの集光点を位置付け、ＳｉＣインゴットに該レーザビームを照射する。すると、ＳｉＣがＳｉとＣとに分離するとともにｃ面に沿ってクラックが伸長し、改質層が形成される。この改質層を剥離起点としてＳｉＣインゴットを切断する（特許文献１参照）。

ＳｉＣインゴットは、ＳｉＣ種結晶を成長させて先端に成長端面を有する円柱状のインゴット成長基台を形成し、該インゴット成長基台の該成長端面を含む先端部を切断することで製造される。ここで、インゴット成長基台の切断には、例えば、ワイヤーソーが使用される。そして、ＳｉＣインゴットは、切断面と、該成長端面と、のいずれにおいても微小な凹凸を有する。

そのため、ＳｉＣウェーハを製造するためにこのままの状態でＳｉＣインゴットにレーザビームを照射した場合、微小な凹凸を有する面でレーザビームが乱れるため、改質層は所望の通りに形成されにくい。そこで、インゴット成長基台から切断されたＳｉＣインゴットの該成長端面と、該切断面と、に微小な凹凸の除去を目的とした研削が実施される。

ところで、各種のワークを研削する研削装置が知られている。該研削装置は、上面がワークを保持する保持面となる保持テーブルと、該保持テーブルの上方に配設された研削ユニットと、を備える。研削ユニットは、円環状に並ぶ研削砥石が装着された研削ホイールを備える。そして、研削装置は、保持テーブルを保持面の中心を通るテーブル回転軸の周りに回転できるとともに研削ホイールを回転させて研削砥石を環状軌道上に回転できる。

ワークを研削装置で研削する際、まず、保持テーブルの上にワークを載せ、ワークに負圧を作用して該ワークを吸引保持する。そして、保持テーブルと、研削ホイールと、をそれぞれ回転させながら研削ユニットを下降させ、環状軌道上を移動する研削砥石をワークの上面に接触させる。すると、ワークが研削される。ここで、ワークの上面を高品質に効率的に研削するために、保持テーブルの保持面は、僅かに傾斜した円錐面となっている。

研削装置では、保持テーブルの円錐面状の保持面の母線と、該環状軌道と、が平行に保たれるように、かつ、該環状軌道が保持テーブルの保持面の中心と重なるように保持テーブル及び研削ユニットの位置及び向きが予め調整される。この場合、ワークを保持テーブルで吸引保持すると、ワークは保持面の形状に追従して変形する。そして、保持テーブル及び研削ユニットを回転させながら研削ユニットを下降させると、ワークの上面の外周部から中心に至る領域において研削砥石が該上面に接触する。

特開２０１６−１１１１４３号公報

ＳｉＣインゴット等の硬質で厚い部材でなるワークを研削装置で研削する際、保持テーブルで該ワークを吸引保持しようとしても保持面の形状に追従するように該ワークが変形しにくい。そのため、保持テーブルへのワークの吸着不良や、研削後のワークの厚さの精度の悪化、ワークの上面における研削強度の不均一等の問題が生じる場合がある。すなわち、硬質で厚いワークを適切に研削するのは容易ではない。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、硬質で厚いワークを適切に研削できるワークの研削方法を提供することである。

本発明の一態様によると、ワークを吸引保持する保持面を上部に備え、該保持面の中心を貫くテーブル回転軸の周りに回転できる保持テーブルと、該保持テーブルの上方に配設されており、該保持テーブルに保持された該ワークを研削する研削砥石が環状に配設された研削ホイールと、該研削ホイールをホイール回転軸の周りに回転させるモータと、を備え、該モータで該研削ホイールを回転させると該研削砥石が該保持テーブルの該保持面の該中心の上方を通る環状軌道上を移動する研削ユニットと、該研削ユニットと、該保持テーブルと、を該テーブル回転軸の伸長方向に沿って相対的に移動させる昇降ユニットと、を備える研削装置において該ワークを研削する該ワークの研削方法であって、該ワークを該保持テーブルの平坦な該保持面で保持する保持ステップと、該研削ホイールを該ホイール回転軸の周りに回転させ該環状軌道上に該研削砥石を移動させつつ該保持テーブルを該テーブル回転軸の周りに回転させ、該昇降ユニットで該研削ユニットと、該保持テーブルと、を相対的に近づけ該ワークの上面に該研削砥石を当接させて該ワークを研削する研削ステップと、を備え、該研削ステップでは、該環状軌道が該保持テーブルの該保持面に対して傾いており、該環状軌道が該保持面の該中心の上方と、該保持面の外周の上方と、の間の領域において該保持面に最も近づく状態で該研削砥石を該ワークの該上面に当接させることを特徴とするワークの研削方法が提供される。

好ましくは、該研削ステップでは、該領域の該保持面の該中心の上方と該保持面の外周の上方との中間点で該環状軌道が該保持面に最も近づく。

本発明の一態様に係るワークの研削方法では、保持面が平坦な保持テーブルを備える研削装置を用いる。そのため、保持面が円錐面である場合と異なり、保持テーブルでワークを保持する際にワークを変形させる必要がなく、硬質で厚いワークでも保持テーブルで適切に保持できる。

そして、本発明の一態様に係るワークの研削方法では、該保持面に対して研削砥石の環状軌道を傾けさせ、該保持面の外周の一端の上方の領域と、該保持面の中心の上方の領域と、の間の領域において該環状軌道が該保持面に最も近づく状態でワークを研削する。すると、保持面が円錐面である場合と同様に、ワークの被研削面となる上面を高品質に効率的に研削できる。

したがって、本発明により、硬質で厚いワークを適切に研削できるワークの研削方法が提供される。

研削ユニットと、昇降ユニットと、を模式的に示す斜視図である。 研削ユニットと、ワークを吸引保持する保持テーブルと、を模式的に示す斜視図である。 研削ユニットと、ワークを吸引保持する保持テーブルと、を模式的に示す側面図である。 研削ユニットでワークが研削される様子を模式的に示す側面図である。 研削砥石の環状軌道と、保持テーブルと、の位置関係を模式的に示す平面図である。 図６（Ａ）は、ワークの研削方法の一態様における各ステップの流れを示すフローチャートであり、図６（Ｂ）は、ＳｉＣウェーハの製造方法における各ステップの流れを示すフローチャートである。 図７（Ａ）は、研削される前のワークを模式的に示す断面図であり、図７（Ｂ）は、研削された後のワークを模式的に示す断面図である。 図８（Ａ）は、ワークの内部に改質層が形成される様子を模式的に示す断面図であり、図８（Ｂ）は、ウェーハが分離された後のワークを模式的に示す断面図である。

本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係るワークの研削方法では、ワークを研削装置で研削して薄化する。まず、ワークについて説明する。図２には、ワーク１を模式的に示す斜視図が含まれている。

ワーク１は、例えば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（ガリウムナイトライド）、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）、若しくは、その他の半導体等の材料からなる略円柱状のインゴット等である。インゴットを切断して円板状のウェーハを形成し、ウェーハの表面に複数のデバイスを行列状に配し、ウェーハをデバイス毎に分割すると、個々のデバイスチップが得られる。

近年、高温動作が可能で高耐圧なパワーデバイスやＬＳＩ等のデバイスを搭載したデバイスチップを製造する際に使用されるウェーハとして、ＳｉＣウェーハが着目されている。ＳｉＣウェーハは、ＳｉＣインゴット（例えば、六方晶単結晶インゴット）を切断することで形成される。ＳｉＣインゴットを製造する際には、まず、ＳｉＣ種結晶を成長させて先端に成長端面を有する円柱状のインゴット成長基台を形成する。そして、インゴット成長基台をワイヤーソー等で切断して円柱状のＳｉＣインゴットを得る。

ＳｉＣインゴットを切断する際、ＳｉＣに対して透過性を有するレーザビームをＳｉＣインゴットに照射する。このとき、製造しようとするＳｉＣウェーハの厚さに相当する所定の深さ位置に該レーザビームの集光点を位置付け、該集光点を相対的に水平に移動させながら該レーザビームをＳｉＣインゴットに照射する。すると、ＳｉＣがＳｉとＣとに分離するとともにｃ面に沿ってクラックが伸長し、ＳｉＣインゴットに剥離起点となる改質層が形成される。

そして、改質層を起点にＳｉＣインゴットを切断すると、ＳｉＣウェーハが得られる。その後、ＳｉＣウェーハが剥離されたＳｉＣインゴットには同様に改質層が形成され、ＳｉＣが次々とＳｉＣインゴットから剥離される。

ただし、レーザビームの被照射面が粗く凹凸が形成されていると、該被照射面でレーザビームが乱れ、該レーザビームを適切に集光できない。そこで、ワイヤーソーによりインゴット成長基台から切り出されたＳｉＣインゴットや改質層を起点にＳｉＣウェーハが剥離されたＳｉＣインゴットに研削が実施される。また、得られたＳｉＣウェーハの切断面には比較的小さな凹凸が残るため、該ＳｉＣウェーハには研削が実施される。

ＳｉＣインゴットやＳｉＣウェーハ等のワーク１の研削には、研削装置２が使用される。以下、ＳｉＣインゴットやＳｉＣウェーハ等のワーク１を研削装置２で研削する場合について説明するが、本実施形態に係るワークの研削方法におけるワーク１はこれに限定されない。

次に、本実施形態に係るワークの研削方法が実施される研削装置２について説明する。研削装置２は、ワーク１を吸引保持する保持テーブル４と、保持テーブル４で保持されたワーク１を研削する研削ユニット６と、研削ユニット６及び保持テーブル４を相対的に昇降させる昇降ユニット８と、を備える。図１は、研削ユニット６と、昇降ユニット８と、を模式的に示す斜視図である。また、図２は、研削ユニット６と、ワーク１を吸引保持する保持テーブル４と、を模式的に示す斜視図である。

保持テーブル４は、テーブルベース１２に載せられて使用される。保持テーブル４は、例えば、ワーク１の径に対応した径のセラミックス等で形成された多孔質部材１４を上部に備える。多孔質部材１４は、凹部を備える枠体１６の該凹部に収容されて保持テーブル４の上方に露出している。保持テーブル４の枠体１６の内部には、一端が多孔質部材１４に通じ他端が吸引源（不図示）に通じた図示しない吸引路が形成されている。

多孔質部材１４の露出した上面は、ワーク１を吸引保持する保持面１０として機能する。ワーク１を保持テーブル４の保持面１０上に載せ、該吸引源を作動させて該吸引路及び多孔質部材１４を通じてワーク１に負圧を作用させると、ワーク１は保持テーブル４で吸引保持される。また、保持テーブル４（テーブルベース１２）の底部にはモータ等の回転駆動源が接続されており、保持テーブル４は該保持面１０の中心を貫くように設定されるテーブル回転軸１８の周りに回転できる。

昇降ユニット８は、研削ユニット６と、保持テーブル４と、をテーブル回転軸１８の伸長方向に沿って相対的に移動させる。研削装置２の後方側には壁状の支持部２０が立設されており、この支持部２０により昇降ユニット８を介して研削ユニット６が支持されている。支持部２０の前面には、Ｚ軸方向（鉛直方向）に沿った一対のガイドレール２２が設けられている。それぞれのガイドレール２２には、移動プレート２４がスライド可能に取り付けられている。

移動プレート２４の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、ガイドレール２２に平行なボールねじ２６が螺合されている。ボールねじ２６の一端部には、パルスモータ２８が連結されている。パルスモータ２８でボールねじ２６を回転させれば、移動プレート２４は、ガイドレール２２に沿ってＺ軸方向に移動する。

移動プレート２４の前面側には、ワーク１の研削加工を実施する研削ユニット６が固定されている。移動プレート２４を移動させれば、研削ユニット６はＺ軸方向（加工送り方向）に移動できる。すなわち、昇降ユニット８は、研削ユニット６を保持テーブル４に向けて昇降させる機能を有する。

研削ユニット６は、基端側に連結されたモータにより回転するスピンドル３２を有する。該モータは、スピンドルハウジング３０内に備えられている。該スピンドル３２の先端（下端）には円板状のホイールマウント３４が配設されており、該ホイールマウント３４の下面には、該スピンドル３２の回転に従って回転する円環状の研削ホイール３６が装着される。

研削ホイール３６の下面には、円環状に並ぶように配された研削砥石３８が備えられている。研削砥石３８は、ダイヤモンド等の砥粒と、該砥粒を分散固定するボンド材と、を含む。ここで、研削ホイール３６の回転中心となる軸をホイール回転軸４０とする。ホイール回転軸４０は、スピンドル３２の伸長方向に沿っている。モータでスピンドル３２を回転させて研削ホイール３６をホイール回転軸４０の周りに回転させると、研削砥石３８が環状軌道上を回転移動するようになる。

図５は、研削砥石３８の移動経路である環状軌道４２と、保持テーブル４と、の位置関係を模式的に示す平面図である。ワーク１を研削する際、保持テーブル４の上面の中心１０ａが環状軌道４２と重なるようにワーク１を吸引保持する保持テーブル４が所定の位置に位置付けられる。そのため、研削砥石３８は、保持テーブル４の上面の中心１０ａの上方の領域を通る環状軌道４２上を移動することとなる。

従来、保持テーブル４の保持面１０は僅かに傾斜した円錐面となっていた。ワーク１は、保持面１０の形状に倣って変形しつつ保持テーブル４に吸引保持されていた。従来、研削装置２では、保持テーブル４の円錐面状の保持面１０の母線と、環状軌道４２と、を平行に保ちつつ、保持テーブル４と研削ホイール３６とをそれぞれ回転させながら研削ユニット６を下降させていた。そして、保持面１０の中心１０ａから外周部に至る研削領域においてワーク１の上面に研削砥石３８が接触し、ワーク１の上面が一様に研削された。

ただし、ＳｉＣインゴット等の硬質で厚い部材でなるワーク１を研削する場合、保持テーブル４で該ワーク１を吸引保持する際に問題が生じた。硬質で厚い部材でなるワーク１は変形しにくいため、保持テーブル４からワーク１に負圧を作用させてもワーク１が保持面１０の形状に追従するように変形せず、該ワーク１と保持面１０との間の隙間から該負圧が漏れた。したがって、ワーク１の保持不良が生じたため、ワーク１を適切に研削できずワーク１の上面１ａが適切に平坦化されにくかった。

そこで、本実施形態に係るワークの研削方法では、円錐面ではなく平坦な保持面１０を有する保持テーブル４を備える研削装置２が使用される。保持面１０が平坦であると、ワーク１を吸引保持する際にワーク１が円錐面に追従して変形する必要がない。そのため、硬質で厚いワーク１を保持テーブル４で吸引保持する際に、保持不良が生じない。この場合、例えば、テーブル回転軸１８と、ホイール回転軸４０と、を互いに平行することが考えられる。

しかしながら、この場合、ワーク１の被研削面となる上面１ａにおいて、研削砥石３８がワーク１に接触する研削領域が予定された範囲を超えて広がってしまう。すなわち、研削領域が、ワーク１の上面１ａの外周の一端と、上面１ａの中心と、の間を超えて上面１ａの外周の他端に至るまで広がる。

この場合、スピンドル３２を回転させるモータの電流値が増大するとともに研削砥石３８の消耗量が増大するため、研削工程にかかるコストが増大し、ワーク１の加工効率が低下する。さらに、ワーク１の上面１ａには、研削砥石３８の接触痕であるソーマークと呼ばれる凸形状が顕著に現れるようになる。このソーマークがワーク１の上面１ａの品質を低下させるとともに、ワーク１の抗折強度の分布にばらつきを生じさせる原因ともなる。

そこで、本実施形態に係るワークの研削方法では、テーブル回転軸１８と、ホイール回転軸４０と、を互いに平行とはしない。例えば、テーブル回転軸１８がＺ軸方向（鉛直方向）に沿っており平坦な保持面１０が水平面となっている際に、スピンドル３２をＺ軸方向から傾ける。

この場合、スピンドル３２を回転させて研削ホイール３６をホイール回転軸４０の周りに回転させたとき、研削砥石３８が通る環状軌道４２が保持テーブル４の保持面１０に対して傾く。すなわち、環状軌道４２と、保持面１０と、が平行とはならず、環状軌道４２の各所と、保持面１０と、の距離が一定とはならない。そのため、環状軌道４２上を移動する研削砥石３８は、保持面１０に近づいたり離れたりする。

図３には、ホイール回転軸４０がテーブル回転軸１８に対して傾くとともに環状軌道４２が保持面１０に対して傾いた状態における研削ユニット６を模式的に示す側面図が含まれている。さらに、図３には、この状態における保持テーブル４を模式的に示す断面図が含まれている。

環状軌道４２が保持面１０の中心１０ａの上方と、保持面１０の外周１０ｂの上方と、の間の領域において保持面１０に最も近づくように、保持テーブル４及び研削ユニット６の相対位置が調整されるとともにスピンドル３２の傾きが調整される。このとき、環状軌道４２を移動する研削砥石３８の最下点３８ａが該領域に位置付けられることとなる。そして、本実施形態に係るワークの研削方法では、この状態で研削ユニット６を下降させて研削砥石３８をワーク１の上面に当接させる。

ここで、研削砥石３８が通る環状軌道４２を保持テーブル４の保持面１０に対して傾ける方法について説明する。例えば、図１に示す昇降ユニット８の移動プレート２４に研削ユニット６を固定する際に、ホイール回転軸４０を傾けた状態で研削ユニット６を移動プレート２４に固定することが考えられる。また、研削ユニット６は、ホイール回転軸４０の方向が可変な態様で移動プレート２４に取り付けられていてもよい。

さらに、ホイール回転軸４０の向きではなくテーブル回転軸１８の向きを調整することで、環状軌道４２を保持面１０に対して傾けてもよい。例えば、保持テーブル４を下方から３つの軸で支持し、３つの軸の少なくとも２つの軸の長さを調整することで保持面１０の向き（テーブル回転軸１８の向き）を変化させる。

図４には、ワーク１を研削する研削ユニット６を模式的に示す側面図が含まれている。さらに、図４には、研削されるワーク１を吸引保持する保持テーブル４を模式的に示す断面図が含まれている。ワーク１が研削されるとき、まず、最下点３８ａで研削砥石３８がワーク１の上面１ａに当たる。

研削ユニット６をさらに下降させると、研削砥石３８の該上面１ａへの当接領域（すなわち、研削領域）が環状軌道４２に沿って広がる。そして、研削砥石３８は、保持面１０の外周１０ｂの上方と、保持面１０の中心１０ａの上方と、の間の領域でワーク１の上面１ａに接触する。その一方で、該領域の外部では研削砥石３８が該上面１ａに接触しない。

したがって、保持面１０が円錐面でなく平坦である場合においても、研削砥石３８のワーク１の上面１ａへの当接領域（研削領域）は保持面１０が円錐面である場合と同様となる。そのため、ワーク１の上面１ａの全域を従来と同様に研削できる。

以下、本実施形態に係るワークの研削方法の各ステップについて説明する。図６は、本実施形態に係るワークの研削方法の一例に係る各ステップの流れを示すフローチャートである。該研削方法では、まず、ワーク１を保持テーブル４の平坦な保持面１０で保持する保持ステップＳ１０を実施する。次に、保持テーブル４で保持されたワーク１を研削する研削ステップＳ２０を実施する。

まず、保持ステップＳ１０について説明する。保持ステップＳ１０では、ワーク１を保持テーブル４の保持面１０上に搬送する。このとき、ワーク１の被研削面となる上面１ａを上方に向けるとともに下面１ｂを下方に向けて、下面１ｂを保持面１０に対面させる。その後、保持テーブル４の吸引源を作動させ多孔質部材１４を介してワーク１に負圧を作用させ、保持面１０でワーク１を吸引保持する。

ここで、保持面１０は平坦であるため、ＳｉＣインゴット等の硬質で厚く変形しにくいワーク１であっても吸引保持が適切に実施され、ワーク１の吸引不良等の問題が生じない。ただし、本実施形態に係るワークの研削方法において、ワーク１は、ＳｉＣインゴット等の硬質で厚い部材に限定されない。

例えば、ワーク１は、表面に複数のデバイスが形成されたウェーハでもよい。この場合、デバイスが形成されていない裏面を上面１ａとし、デバイスが形成された該表面を下面１ｂとする。そして、該表面に形成されたデバイスを保護するために、該表面に保護テープが貼着されてもよい。

次に、研削ステップＳ２０について説明する。研削ステップＳ２０では、まず、研削ホイール３６をホイール回転軸４０の周りに回転させ研削砥石３８を環状軌道４２上で移動させつつ、保持テーブル４をテーブル回転軸１８の周りに回転させる。そして、昇降ユニット８で研削ユニット６と、保持テーブル４と、を相対的に近づけ、ワーク１の上面１ａに研削砥石３８を当接させてワーク１を研削する。

なお、ワーク１に研削砥石３８を接触させてワーク１を研削すると、ワーク１や研削砥石３８から研削屑が生じるとともに、熱が生じてワーク１等の温度が上昇する。そこで、ワーク１等から研削屑及び熱を速やかに除去するために、ワーク１を研削砥石３８で研削する際、ワーク１等には研削水と呼ばれる液体が供給される。研削水は、例えば、純水である。

研削装置２は、研削されているワーク１の厚さを測定する厚さ測定ユニット（不図示）を備えてもよい。該厚さ測定ユニットは、例えば、ワーク１の上面１ａに接触するプローブを有する。該測定ユニットを使用すると、研削ステップＳ２０が実施されている間、薄化されていくワーク１の厚さを測定して監視できる。そして、該厚さ測定ユニットを使用するとワーク１が所定の厚さとなったことを検知できる。

研削ステップＳ２０における研削砥石３８の移動経路となる環状軌道４２と、保持テーブル４の保持面１０と、の関係について詳述する。図５は、保持テーブル４の保持面１０と、環状軌道４２と、の関係を模式的に示す平面図である。図５には、ホイール回転軸４０の周りに研削ホイール３６を回転させたときに研削砥石３８の移動経路となる環状軌道４２を模式的に示す平面図が含まれている。

研削ステップＳ２０では、環状軌道４２上を移動する研削砥石３８は、保持テーブル４の保持面１０の中心１０ａの上方の領域と、保持面１０の外周１０ｂの上方の領域と、を通る。そして、上述の通り、研削砥石３８の環状軌道４２が保持テーブル４の保持面１０に対して傾いている。そして、研削ステップＳ２０では、環状軌道４２が保持面１０の外周１０ｂの上方と、保持面１０の中心１０ａの上方と、の間の領域において保持面１０に最も近づく状態で、研削砥石３８をワーク１の上面１ａに当接させる。

好ましくは、研削ステップＳ２０では、保持面１０の外周１０ｂの上方と、保持面１０の中心１０ａの上方と、の中間点１０ｃで環状軌道４２が保持面１０に最も近づくように、スピンドル３２の位置及びホイール回転軸４０の傾きが設定される。この場合、研削砥石３８と、ワーク１の上面１ａと、の接触領域（研削領域）４４を保持面１０の中心１０ａの上方と、保持面１０の外周１０ｂの上方と、の間に設定できる。

これは、従来の保持面１０が円錐面である保持テーブル４でワーク１を保持してワーク１を研削する場合と同様の接触領域４４が研削ステップＳ２０において実現されることを意味する。すなわち、研削ステップＳ２０では、ワーク１の上面１ａの全体が高品質に効率的に研削される。

なお、従来、保持テーブル４の保持面１０が円錐面である場合、テーブル回転軸１８と、ホイール回転軸４０とは、互いに平行とはならないものの、両者を延長すると交差する。これに対して、本実施形態に係るワークの研削方法では、テーブル回転軸１８と、ホイール回転軸４０と、は互いに平行ではなく、両者を延長しても交わらない

図４には、研削ステップＳ２０にて研削されているワーク１の断面図が含まれている。高さを変えながら環状軌道４２上を移動する研削砥石３８によりワーク１の上面１ａが研削されると、ワーク１の上面１ａには、中央及び外周との間の領域に環状の凹部が形成される。環状軌道４２と、保持面１０と、のなす角度（ホイール回転軸４０の鉛直方向からの傾き）が大きくなるほどワーク１の上面１ａに形成される凹部が深くなる。

なお、該角度が大きくなりすぎるとワーク１の厚みのばらつきが大きくなりすぎる。その一方で、該角度が小さすぎて両者がほぼ平行となると、研削領域がワーク１の上面１ａの外周の一端と、上面１ａの中心と、の間を超えて上面１ａの外周の他端に至るまで広がり、問題が生じる。すなわち、該角度には好ましい範囲が存在する。

ここでは、例えば、該角度の大きさについて、環状軌道４２上を移動する研削砥石３８が保持面１０に最も近づくときと最も離れるときとの研削砥石３８と保持面１０の距離の差で表現する。そして、直径２００ｍｍの研削ホイール３６が使用される場合、その距離の差は、５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。該距離の差は、２０μｍであると特に好ましい。

なお、図４等では、説明の便宜のため、研削ホイール３６に装着された研削砥石３８の環状軌道と、保持テーブル４の保持面１０と、の傾きを強調し、ワーク１の上面１ａに形成される環状の凹部の形状を強調して表示している。すなわち、該環状軌道と保持面１０の傾きや環状の凹部の形状は、各図に限定されない。

このように、本実施形態に係るワークの研削方法では、ワーク１の被研削面である上面１ａに環状の凹部が形成されるため、上面１ａは完全には平坦とはならない。しかしながら、上面１ａは研削砥石３８が接触して研削されることで、上面１ａに存在していた微小な凹凸は取り除かれる。換言すると、本実施形態に係るワークの研削方法を実施すると、ワーク１の微小な凹凸を有する上面１ａが表面粗さの小さい面となる。本明細書では、被研削面のこの微小な凹凸を除去することを平坦化という場合がある。

上面１ａが表面粗さの小さい面となると、上面１ａにレーザビームを照射してワーク１の所定の深さに集光させる際、該レーザビームが該上面１ａで乱れにくくなる。例えば、ワーク１がＳｉＣインゴットである場合、ＳｉＣインゴットの所定の深さ位置にレーザビームを集光して改質層を所望の通りに形成できるようになる。そして、ＳｉＣインゴットからＳｉＣウェーハを剥離させる際の剥離面を高精度に形成できるようになる。

以上に説明する通り、本実施形態に係るワークの研削方法によると、研削対象となるワーク１が硬質で厚い場合においてもワーク１を保持テーブル４で吸引不良を生じさせることなく保持でき、上面１ａ高品質に効率的に一様に研削できる。ただし、ワーク１に制限はなく、ワーク１が硬質でなく薄い場合においても高品質な研削を実施できる。

次に、研削装置２を使用してＳｉＣインゴット（六方晶単結晶インゴット）を研削し、ＳｉＣインゴットを所定の深さで切断しＳｉＣウェーハを製造する方法について説明する。図６（Ｂ）は、ＳｉＣウェーハの製造方法の各ステップの流れを示すフローチャートである。

図６（Ｂ）に示すＳｉＣウェーハの製造方法では、ＳｉＣ種結晶から成長させた先端に成長端面を有する円柱状のインゴット成長基台の先端部をワイヤーソー等により切断して得られた円柱状のＳｉＣインゴットから円板状のＳｉＣウェーハを製造する。該ＳｉＣウェーハの製造方法では、ＳｉＣインゴットの所定の深さにレーザビームを集光し、ＳｉＣインゴットの内部にクラックを伴う改質層を形成し、ＳｉＣインゴットを該改質層等で切断し、ＳｉＣウェーハを得る。

該ＳｉＣウェーハの製造方法では、まず、ワークとしてＳｉＣインゴット３を研削して微小な凹凸を取り除く。図７（Ａ）は、上面３ａに微小な凹凸を有するＳｉＣインゴット３を模式的に示す断面図である。該ＳｉＣウェーハの製造方法では、上述のワークの研削方法と同様に、保持ステップＳ１０及び研削ステップＳ２０を実施する。保持ステップＳ１０及び研削ステップＳ２０の詳細については既に説明されているため、ここでは省略する。

ＳｉＣインゴット３の上面３ａ側だけでなく下面３ｂ側も研削する場合には、ＳｉＣインゴット３の上面１ａ側を研削した後にＳｉＣインゴット３を上下反転させ、保持ステップＳ１０及び研削ステップＳ２０を再び実施する。

図７（Ｂ）は、上面３ａが研削されて微小な凹凸が取り除かれたＳｉＣインゴット３を模式的に示す断面図である。図７（Ｂ）に示す通り、ＳｉＣインゴット３の上面３ａの中央と外周との間の領域に環状の凹部が形成されるものの、後述のレーザビームの乱れを生じる微小な凹凸が取り除かれている。

該ＳｉＣウェーハの製造方法では、次にレーザビーム照射ステップＳ３０を実施する。図８（Ａ）は、レーザビーム照射ステップＳ３０を実施する様子を模式的に示す断面図である。レーザビーム照射ステップＳ３０では、ＳｉＣに対して透過性を有する波長（ＳｉＣを透過できる波長）のレーザビームをＳｉＣインゴット３に照射する。

レーザビーム照射ステップＳ３０では、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧを媒質として発振される波長１０６４ｎｍのレーザビーム４８をＳｉＣインゴット３の所定の深さ位置に集光できるレーザ加工ユニット４６を備えるレーザ加工装置が使用される。

レーザビーム照射ステップＳ３０では、形成しようとするＳｉＣウェーハの厚さに相当する深さでＳｉＣインゴット３の内部にレーザビーム４８の集光点５０を位置付ける。そして、レーザビーム４８をＳｉＣインゴット３に照射しながらＳｉＣインゴット３及びレーザ加工ユニット４６を相対的に水平方向に加工送りする。こうしてＳｉＣインゴット３にレーザビーム４８を走査すると、ＳｉＣインゴット３の所定の深さに剥離起点となる改質層５２が形成される。

ここで、レーザビーム４８を集光点５０に集光させる際、レーザビーム４８の被照射面となるＳｉＣインゴット３の上面３ａに微小な凹凸が形成され該上面３ａの表面粗さが大きいと、レーザビーム４８が上面３ａで乱れてしまう。この場合、ＳｉＣインゴット３の所定の深さ位置に所定の強度で適切にレーザビーム４８を集光できず、所望の改質層５２をＳｉＣインゴット３に形成できない。

そのため、ＳｉＣインゴット３からのＳｉＣウェーハを適切に剥離しにくくなる。また、ＳｉＣインゴット３からＳｉＣウェーハを剥離できても、ＳｉＣウェーハ及びＳｉＣインゴット３の剥離面が大きく荒れてしまう。そのため、それぞれの剥離面に高い強度で研削を実施しなければならならず、加工屑として多量のＳｉＣが失われるため、ＳｉＣウェーハの製造効率が低下してしまう。

これに対して、レーザビーム照射ステップＳ３０が実施される前に研削ステップＳ２０が実施されると、ＳｉＣインゴット３の上面３ａの微小な凹凸が予め除去されるため、上面３ａにおけるレーザビーム４８の乱れが生じにくい。そのため、所望の品質の改質層５２をＳｉＣインゴット３に形成でき、ＳｉＣウェーハを適切に剥離できる。

該ＳｉＣウェーハの製造方法では、次に、剥離ステップＳ４０を実施する。剥離ステップＳ４０では、改質層５２を起点にＳｉＣインゴット３を分割し、ＳｉＣインゴット３からＳｉＣウェーハ（不図示）を剥離させる。こうしてＳｉＣウェーハが製造される。該ＳｉＣウェーハの製造方法では、ＳｉＣインゴット３の所定の深さ位置に所望の改質層５２を形成できるため、ＳｉＣウェーハを効率的に製造できる。

図８（Ｂ）は、ＳｉＣウェーハが剥離されて残されたＳｉＣインゴット３を模式的に示す断面図である。残されたＳｉＣインゴット３は、次のＳｉＣウェーハの製造に使用される。ただし、残されたＳｉＣインゴット３の新たに上方に露出した上面３ａは、ＳｉＣインゴット３に形成された改質層５２に起因する微小な凹凸が残る場合がある。そこで、次にＳｉＣインゴット３からＳｉＣウェーハを製造する際、保持ステップＳ１０及び研削ステップＳ２０がさらに実施され、上面３ａが研削されるとよい。

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、ワーク１がＳｉＣインゴット（六方晶単結晶インゴット）である場合を例に説明したが、ワーク１はこれに限定されない。ワーク１は、硬質で厚い部材に限定されない。

例えば、ワイヤーソーによりＳｉＣインゴットを切断して得られた比較的薄いＳｉＣウェーハがワーク１とされてもよい。ワイヤーソーで切断されて形成される切断面には微小な凹凸が形成されるため、そのままではＳｉＣウェーハの抗折強度が低くなる場合がある。また、ＳｉＣウェーハにデバイスを形成する際、デバイスが形成される面が微小な凹凸を有するとデバイスを適切に形成できない。

そこで、レーザビームの照射を伴わずに製造されたＳｉＣウェーハをワーク１として本発明の一態様に係るワークの研削方法が実施されてもよい。ワイヤーソーでＳｉＣインゴットを切断して得られたＳｉＣウェーハを研削すると、該微小な凹凸を除去できる。

上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

１ ワーク
１ａ，３ａ 上面
１ｂ，３ｂ 下面
３ ＳｉＣインゴット
２ 研削装置
４ 保持テーブル
６ 研削ユニット
８ 昇降ユニット
１０ 保持面
１０ａ 中心
１０ｂ 外周
１０ｃ 中間点
１２ テーブルベース
１４ 多孔質部材
１６ 枠体
１８ テーブル回転軸
２０ 支持部
２２ ガイドレール
２４ 移動プレート
２６ ボールねじ
２８ パルスモータ
３０ スピンドルハウジング
３２ スピンドル
３４ ホイールマウント
３６ 研削ホイール
３８ 研削砥石
３８ａ 最下点
４０ ホイール回転軸
４２ 環状軌道
４４ 接触領域
４６ レーザ加工ユニット
４８ レーザビーム
５０ 集光点
５２ 改質層

Claims (2)

1. ワークを吸引保持する保持面を上部に備え、該保持面の中心を貫くテーブル回転軸の周りに回転できる保持テーブルと、
   該保持テーブルの上方に配設されており、該保持テーブルに保持された該ワークを研削する研削砥石が環状に配設された研削ホイールと、該研削ホイールをホイール回転軸の周りに回転させるモータと、を備え、該モータで該研削ホイールを回転させると該研削砥石が該保持テーブルの該保持面の該中心の上方を通る環状軌道上を移動する研削ユニットと、
   該研削ユニットと、該保持テーブルと、を該テーブル回転軸の伸長方向に沿って相対的に移動させる昇降ユニットと、を備える研削装置において該ワークを研削する該ワークの研削方法であって、
   該ワークを該保持テーブルの平坦な該保持面で保持する保持ステップと、
   該研削ホイールを該ホイール回転軸の周りに回転させ該環状軌道上に該研削砥石を移動させつつ該保持テーブルを該テーブル回転軸の周りに回転させ、該昇降ユニットで該研削ユニットと、該保持テーブルと、を相対的に近づけ該ワークの上面に該研削砥石を当接させて該ワークを研削する研削ステップと、を備え、
   該研削ステップでは、該環状軌道が該保持テーブルの該保持面に対して傾いており、該環状軌道が該保持面の該中心の上方と、該保持面の外周の上方と、の間の領域において該保持面に最も近づく状態で該研削砥石を該ワークの該上面に当接させることを特徴とするワークの研削方法。
2. 該研削ステップでは、該領域の該保持面の該中心の上方と該保持面の外周の上方との中間点で該環状軌道が該保持面に最も近づくことを特徴とする請求項１に記載のワークの研削方法。

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