JP5195966B2

JP5195966B2 - Polishing method of GaN substrate

Info

Publication number: JP5195966B2
Application number: JP2011136513A
Authority: JP
Inventors: 直樹松本
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2025-01-12
Also published as: JP2011181968A

Description

本発明は、ＧａＮ基板の研磨方法に関する。 The present invention relates to a method for polishing a GaN substrate.

磁気ヘッドスライダの研磨方法として、例えば特許文献１に記載された方法が知られている。また、磁気ヘッドスライダを研磨するための研磨液として、例えば特許文献２に記載された仕上げ研磨用ラッピングオイル組成物が知られている。 As a magnetic head slider polishing method, for example, a method described in Patent Document 1 is known. Further, as a polishing liquid for polishing the magnetic head slider, for example, a lapping oil composition for finish polishing described in Patent Document 2 is known.

ところで、磁気ヘッドスライダではなくＧａＮ基板（窒化ガリウム基板）の研磨方法として、例えば非特許文献１に記載された方法が知られている。この方法では、粒径が０．１μｍのダイヤモンドペーストとスウェードタイプのパッドを用いてＧａＮ基板を研磨した後、ＫＯＨとＮａＯＨの混合液を用いてＧａＮ基板を化学的に研磨する。 By the way, as a method for polishing a GaN substrate (gallium nitride substrate) instead of a magnetic head slider, for example, a method described in Non-Patent Document 1 is known. In this method, a GaN substrate is polished using a diamond paste having a particle size of 0.1 μm and a suede type pad, and then the GaN substrate is chemically polished using a mixed solution of KOH and NaOH.

また、別のＧａＮ基板の研磨方法として、例えば特許文献３に記載された方法が知られている。この方法では、定盤上に供給された遊離砥粒によりＧａＮ基板を研磨する。具体的には、遊離砥粒の粒径を徐々に小さくし、研磨速度を遅くしながらＧａＮ基板を研磨する。 Further, as another GaN substrate polishing method, for example, a method described in Patent Document 3 is known. In this method, the GaN substrate is polished with loose abrasive grains supplied on a surface plate. Specifically, the GaN substrate is polished while gradually reducing the grain size of the loose abrasive grains and slowing the polishing rate.

特開２００１−２０５５５６号公報JP 2001-205556 A 特開２００４−５８２２０号公報JP 2004-58220 A 特開２００１−３２２８９９号公報JP 2001-322899 A

J.L.Weyher、ほか３名、「Chemical polishing of bulk and epitaxial GaN」、Journal of Crystal Growth、第１８２号、１９９７年、１７〜２２頁J.L. Weyher and three others, “Chemical polishing of bulk and epitaxial GaN”, Journal of Crystal Growth, No. 182, 1997, pp. 17-22

しかしながら、遊離砥粒を用いてＧａＮ基板を研磨すると、定盤上で遊離砥粒同士が凝集して粗大化し、粗大化した粒子によりＧａＮ基板にスクラッチが発生してしまう。 However, when the GaN substrate is polished using the loose abrasive grains, the loose abrasive grains are aggregated and coarsened on the surface plate, and scratches are generated in the GaN substrate due to the coarsened particles.

本発明は、スクラッチの発生を抑制できるＧａＮ基板の研磨方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the grinding | polishing method of the GaN substrate which can suppress generation | occurrence | production of a scratch.

上述の課題を解決するため、本発明のＧａＮ基板の研磨方法は、第１の研磨材と第１の潤滑剤とを含む研磨液を第１の定盤上に供給しながら、第１の定盤及び研磨液を用いてＧａＮ基板を研磨する第１の研磨工程と、第１の研磨工程の後、第２の研磨材が埋め込まれた第２の定盤上に第２の潤滑剤を供給しながら、第２の研磨材が埋め込まれた第２の定盤を用いてＧａＮ基板を研磨する第２の研磨工程とを含む。 In order to solve the above-described problems, a polishing method for a GaN substrate according to the present invention provides a first constant while supplying a polishing liquid containing a first abrasive and a first lubricant onto a first surface plate. A first polishing step for polishing the GaN substrate using a disc and a polishing liquid; and after the first polishing step, supply a second lubricant onto the second surface plate in which the second abrasive is embedded. However, a second polishing step of polishing the GaN substrate using the second surface plate in which the second abrasive is embedded is included.

ここで、第２の定盤として、第１の定盤を用いるとしてもよいし、第１の定盤とは異なる定盤を用いてもよい。また、第２の研磨材として、第１の研磨材を用いるとしてもよいし、第１の研磨材とは異なる研磨材を用いるとしてもよい。例えば、「第２の研磨材が埋め込まれた第２の定盤」として、第１の研磨材が埋め込まれた第１の定盤を用いてもよいし、第１の研磨材とは異なる研磨材が埋め込まれた第１の定盤を用いてもよいし、第１の定盤とは異なる定盤に第１の研磨材とは異なる研磨材が埋め込まれたものを用いてもよい。 Here, the first surface plate may be used as the second surface plate, or a surface plate different from the first surface plate may be used. In addition, the first abrasive may be used as the second abrasive, or an abrasive different from the first abrasive may be used. For example, as the “second surface plate in which the second abrasive material is embedded”, the first surface plate in which the first abrasive material is embedded may be used, or polishing different from that of the first abrasive material. A first surface plate in which a material is embedded may be used, or a surface plate different from the first surface plate may be used in which an abrasive different from the first abrasive is embedded.

本発明のＧａＮ基板の研磨方法では、第２の研磨工程において第２の研磨材が第２の定盤に埋め込まれている。このため、第２の研磨材同士が凝集しない。したがって、第２の研磨工程では、スクラッチの発生を抑制しながらＧａＮ基板を研磨することができる。 In the GaN substrate polishing method of the present invention, the second abrasive is embedded in the second surface plate in the second polishing step. For this reason, the second abrasives do not aggregate. Therefore, in the second polishing step, the GaN substrate can be polished while suppressing the generation of scratches.

また、第１の定盤の周速度及び第２の定盤の周速度は、７ｍ／ｍｉｎ以上５７ｍ／ｍｉｎ以下であることが好ましい。 The peripheral speed of the first surface plate and the peripheral speed of the second surface plate are preferably 7 m / min or more and 57 m / min or less.

この場合、第１及び第２の研磨工程において、周速度が７ｍ／ｍｉｎ未満の場合に比べてＧａＮ基板の研磨速度を大きくできる。また、周速度が５７ｍ／ｍｉｎより大きい場合に比べて第１の定盤の回転及び第２の定盤の回転を安定させ易くなる。 In this case, in the first and second polishing steps, the polishing speed of the GaN substrate can be increased as compared with the case where the peripheral speed is less than 7 m / min. In addition, the rotation of the first surface plate and the rotation of the second surface plate can be stabilized more easily than when the peripheral speed is greater than 57 m / min.

また、第１の研磨材は、ダイヤモンド砥粒であることが好ましい。これにより、第１の研磨工程におけるＧａＮ基板の研磨効率を向上させることができる。 The first abrasive is preferably diamond abrasive. Thereby, the polishing efficiency of the GaN substrate in the first polishing step can be improved.

また、第１の定盤の構成材料及び第２の定盤の構成材料は、錫を５０質量％以上含有する合金であることが好ましい。錫を５０質量％以上含有する合金は軟らかいので、第１の定盤における第１の研磨材の突き出し量及び第２の定盤における第２の研磨材の突き出し量がいずれも小さくなる。このため、第１の研磨工程後におけるＧａＮ基板の表面粗さ及び第２の研磨工程後におけるＧａＮ基板の表面粗さをいずれも小さくできる。また、スクラッチの発生も抑制できる。 Further, the constituent material of the first surface plate and the constituent material of the second surface plate are preferably alloys containing 50% by mass or more of tin. Since an alloy containing 50% by mass or more of tin is soft, both the protruding amount of the first abrasive on the first surface plate and the protruding amount of the second abrasive on the second surface plate are small. For this reason, both the surface roughness of the GaN substrate after the first polishing step and the surface roughness of the GaN substrate after the second polishing step can be reduced. Moreover, generation | occurrence | production of a scratch can also be suppressed.

また、上記ＧａＮ基板の研磨方法は、第２の研磨工程の前に、平坦度が１０μｍ以下となるように第２の定盤を切削加工するフェーシング工程と、フェーシング工程の後、第２の研磨工程の前に、第２の研磨材を形成するための第３の研磨材を第２の定盤に埋め込むチャージング工程とを更に含むことが好ましい。 The GaN substrate polishing method includes a facing step of cutting the second surface plate so that the flatness becomes 10 μm or less before the second polishing step, and a second polishing after the facing step. Preferably, the method further includes a charging step of embedding the third abrasive for forming the second abrasive in the second surface plate before the step.

ここで、「平坦度」とは、測定対象物の厚みの最大値と最小値の差を意味する。また、フェーシング工程及びチャージング工程は、第１の研磨工程の前に実施されるとしてもよいし、第１の研磨工程の後、第２の研磨工程の前に実施されるとしてもよい。また、フェーシング工程が第１の研磨工程の前に実施され、チャージング工程が第１の研磨工程の後、第２の研磨工程の前に実施されるとしてもよい。 Here, “flatness” means the difference between the maximum value and the minimum value of the thickness of the measurement object. Further, the facing process and the charging process may be performed before the first polishing process, or may be performed after the first polishing process and before the second polishing process. Further, the facing process may be performed before the first polishing process, and the charging process may be performed after the first polishing process and before the second polishing process.

また、第２の定盤として第１の定盤とは異なる定盤を用いる場合、例えば、当該定盤に第３の研磨材を埋め込むことによって「第２の研磨材が埋め込まれた第２の定盤」が得られる。第２の定盤として第１の定盤を用いて、且つ、第１の研磨工程の後にチャージング工程を実施する場合、例えば、第３の研磨材を第１の定盤に埋め込むことによって「第２の研磨材が埋め込まれた第２の定盤」が得られる。第２の定盤として第１の定盤を用いて、且つ、第１の研磨工程の前にチャージング工程を実施する場合、例えば、第３の研磨材を第１の定盤に埋め込んだ後に第１の研磨工程を実施することによって「第２の研磨材が埋め込まれた第２の定盤」が得られる。 Further, when using a platen different from the first platen as the second platen, for example, by embedding a third abrasive in the platen, the “second abrasive embedded in the second platen”. A “table” is obtained. When the first surface plate is used as the second surface plate and the charging step is performed after the first polishing step, for example, by embedding a third abrasive in the first surface plate, “ A “second surface plate” in which the second abrasive is embedded is obtained. When the first surface plate is used as the second surface plate and the charging step is performed before the first polishing step, for example, after the third polishing material is embedded in the first surface plate. By performing the first polishing step, a “second surface plate in which a second abrasive is embedded” is obtained.

この場合、フェーシング工程を実施するので、第２の研磨工程後におけるＧａＮ基板の平坦度が向上する。また、チャージング工程を実施するので、第２の研磨材の突き出し量の面内ばらつきを低減できる。このため、第２の研磨工程におけるＧａＮ基板の研磨速度及び表面粗さの面内ばらつきが低減される。 In this case, since the facing process is performed, the flatness of the GaN substrate after the second polishing process is improved. In addition, since the charging process is performed, in-plane variation in the protruding amount of the second abrasive can be reduced. For this reason, in-plane variation in the polishing rate and surface roughness of the GaN substrate in the second polishing step is reduced.

また、第１の潤滑剤及び第２の潤滑剤は、エチレングリコール及び水を主成分とすることが好ましい。この場合、第１の研磨工程におけるＧａＮ基板や第１の定盤等、及び、第２の研磨工程後におけるＧａＮ基板や第１及び第２の定盤等の洗浄が容易になる。また、第１の潤滑剤及び第２の潤滑剤はエチレングリコールを含有するので、第１の研磨工程において第１の潤滑剤の蒸発を抑制でき、第１の定盤の防錆を実現できる。また、第２の研磨工程において第２の潤滑剤の蒸発を抑制でき、第２の定盤の防錆を実現できる。 The first lubricant and the second lubricant are preferably composed mainly of ethylene glycol and water. In this case, cleaning of the GaN substrate, the first surface plate, and the like in the first polishing step, and the GaN substrate, the first and second surface plates, etc. after the second polishing step are facilitated. In addition, since the first lubricant and the second lubricant contain ethylene glycol, evaporation of the first lubricant can be suppressed in the first polishing step, and rust prevention of the first surface plate can be realized. Moreover, evaporation of the second lubricant can be suppressed in the second polishing step, and rust prevention of the second surface plate can be realized.

また、第２の研磨工程では、第２の定盤として第１の定盤を用いることが好ましい。この場合、第１の定盤と第２の定盤との間において個体差を考慮する必要がないので、第１の定盤上で研磨されたＧａＮ基板を第２の定盤上で研磨する際に、ＧａＮ基板の表面形状と第２の定盤の表面形状とが適合する。このため、スクラッチの発生を抑制できる。 In the second polishing step, it is preferable to use the first surface plate as the second surface plate. In this case, since there is no need to consider individual differences between the first surface plate and the second surface plate, the GaN substrate polished on the first surface plate is polished on the second surface plate. In this case, the surface shape of the GaN substrate matches the surface shape of the second surface plate. For this reason, generation | occurrence | production of a scratch can be suppressed.

また、第２の研磨工程では第２の定盤として第１の定盤を用いる場合、上記ＧａＮ基板の研磨方法は、第１の研磨工程の後、第２の研磨工程の前に、第１の定盤上の異物を除去するクリーニング工程を更に含むことが好ましい。これにより、第２の研磨工程において、第１の定盤上の異物に起因するスクラッチの発生や表面粗さを低減できる。 In addition, when the first surface plate is used as the second surface plate in the second polishing step, the GaN substrate polishing method described above is performed after the first polishing step and before the second polishing step. It is preferable to further include a cleaning step for removing foreign matter on the surface plate. Thereby, generation | occurrence | production of the scratch resulting from the foreign material on a 1st surface plate, and surface roughness can be reduced in a 2nd grinding | polishing process.

本発明のＧａＮ基板の研磨方法によれば、スクラッチの発生を抑制できる。 According to the GaN substrate polishing method of the present invention, the generation of scratches can be suppressed.

本実施形態に係るＧａＮ基板の研磨方法に好適に用いられる研磨装置の一例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of the grinding | polishing apparatus used suitably for the grinding | polishing method of the GaN substrate which concerns on this embodiment. 図１に示される研磨ジグの概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view of the polishing jig shown in FIG. 1. 図２に示されるIII−III線に沿った縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view along the III-III line | wire shown by FIG. 図４(ａ)及び図４(ｂ)は、ＧａＮ基板を構成するＧａＮ結晶の結晶構造を模式的に示す図である。FIG. 4A and FIG. 4B are diagrams schematically showing a crystal structure of a GaN crystal constituting the GaN substrate. 本実施形態に係るＧａＮ基板の研磨方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the grinding | polishing method of the GaN substrate which concerns on this embodiment. フェーシング工程を説明するための概略斜視図である。It is a schematic perspective view for demonstrating a facing process. 図７(ａ)及び図７(ｂ)は、それぞれ、第１及び第２の研磨工程を説明するための概略斜視図である。FIGS. 7A and 7B are schematic perspective views for explaining the first and second polishing steps, respectively. 図８(ａ)及び図８(ｂ)は、それぞれ、第１及び第２の研磨工程を説明するための概略断面図である。FIGS. 8A and 8B are schematic cross-sectional views for explaining the first and second polishing steps, respectively. 第１及び第２の研磨工程後におけるＧａＮ基板の表面粗さＲａと、研磨材の平均粒径との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the surface roughness Ra of the GaN substrate after the 1st and 2nd grinding | polishing process, and the average particle diameter of an abrasives.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same reference numerals are used for the same or equivalent elements, and duplicate descriptions are omitted.

（ＧａＮ基板の研磨装置）
図１は、本実施形態に係るＧａＮ基板の研磨方法に好適に用いられる研磨装置の一例を示す概略斜視図である。図１に示される研磨装置１００は、テーブル１１３上に配置された定盤１０１と、定盤１０１の表面１０１ａ上に載置された研磨ジグ１０とを備える。研磨装置１００では、定盤１０１と研磨ジグ１０との間にＧａＮ基板を配置して、定盤１０１及び研磨ジグ１０を回転させることによりＧａＮ基板の研磨を行う。ＧａＮ基板は、例えばＬＥＤやＬＤ等のデバイスに好適に用いられる。 (GaN substrate polishing equipment)
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a polishing apparatus suitably used in the method for polishing a GaN substrate according to this embodiment. A polishing apparatus 100 shown in FIG. 1 includes a surface plate 101 disposed on a table 113 and a polishing jig 10 placed on a surface 101a of the surface plate 101. In the polishing apparatus 100, a GaN substrate is disposed between the surface plate 101 and the polishing jig 10, and the surface plate 101 and the polishing jig 10 are rotated to polish the GaN substrate. The GaN substrate is suitably used for devices such as LEDs and LDs.

定盤１０１は、例えば、中心点Ｏ及び半径ｒを有する円盤である。定盤１０１は、周速度ｖで例えば反時計回りに回転する。定盤１０１には、定盤１０１を冷却するチラー１１１が接続されている。チラー１１１を用いることにより、定盤１０１の温度を室温と同等の温度（例えば２０℃）に制御することができる。この場合、研磨時の定盤１０１の発熱や変形が防止される。 The surface plate 101 is, for example, a disk having a center point O and a radius r. The surface plate 101 rotates, for example, counterclockwise at a peripheral speed v. A chiller 111 for cooling the surface plate 101 is connected to the surface plate 101. By using the chiller 111, the temperature of the surface plate 101 can be controlled to a temperature equivalent to room temperature (for example, 20 ° C.). In this case, heat generation and deformation of the surface plate 101 during polishing are prevented.

研磨ジグ１０には、研磨ジグ１０を回転及び揺動させるモータ１０３が接続されている。モータ１０３はテーブル１１３上に配置されている。研磨ジグ１０は、定盤１０１の回転方向と同一方向、例えば反時計回りに回転することが好ましい。 A motor 103 that rotates and swings the polishing jig 10 is connected to the polishing jig 10. The motor 103 is disposed on the table 113. The polishing jig 10 preferably rotates in the same direction as the rotation direction of the surface plate 101, for example, counterclockwise.

テーブル１１３上には、定盤１０１の表面１０１ａを切削加工するためのフェーシング機構１０９と、研磨液２７を定盤１０１の表面１０１ａに滴下する滴下装置（ディスペンサー）１０５と、潤滑剤３１を定盤１０１の表面１０１ａに滴下する滴下装置（ディスペンサー）１０７とが配置されている。滴下装置１０５，１０７は、それぞれ滴下ノズル１０５ａ，１０７ａを有している。これらの滴下ノズル１０５ａ，１０７ａから研磨液２７又は潤滑剤３１が滴下される。研磨液２７は例えばスラリー状である。また、研磨液２７及び潤滑剤３１は例えば水溶性である。 On the table 113, a facing mechanism 109 for cutting the surface 101a of the surface plate 101, a dropping device (dispenser) 105 for dropping the polishing liquid 27 onto the surface 101a of the surface plate 101, and a lubricant 31 are provided on the surface plate. A dropping device (dispenser) 107 for dropping on the surface 101a of the 101 is disposed. The dropping devices 105 and 107 have dropping nozzles 105a and 107a, respectively. The polishing liquid 27 or the lubricant 31 is dropped from these dropping nozzles 105a and 107a. The polishing liquid 27 is in the form of a slurry, for example. Further, the polishing liquid 27 and the lubricant 31 are water-soluble, for example.

図２は、図１に示される研磨ジグ１０の概略斜視図である。図３は、図２に示されるIII−III線に沿った縦断面図である。研磨ジグ１０は、ＧａＮ基板１が貼り付けられるプレート１７と、プレート１７を取り囲むドライブリング１５とを備える。プレート１７上には、おもり１３と支持棒１１とが順に配置されている。 FIG. 2 is a schematic perspective view of the polishing jig 10 shown in FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along line III-III shown in FIG. The polishing jig 10 includes a plate 17 to which the GaN substrate 1 is attached, and a drive ring 15 surrounding the plate 17. On the plate 17, the weight 13 and the support bar 11 are arranged in order.

プレート１７は、例えばセラミックからなる。ＧａＮ基板１は、ワックス等の接着剤によりプレート１７に貼り付けられることが好ましい。ＧａＮ基板１は、おもり１３によって、プレート１７を介して定盤１０１に均等に押圧される。ドライブリング１５の下面１５ａには、例えば、溝１５ｂが放射状に形成されている。研磨ジグ１０は、ＧａＮ基板１の表面１ａが定盤１０１の表面１０１ａ（図１参照）に接触するように配置される。 The plate 17 is made of ceramic, for example. The GaN substrate 1 is preferably attached to the plate 17 with an adhesive such as wax. The GaN substrate 1 is evenly pressed by the weight 13 against the surface plate 101 via the plate 17. For example, grooves 15b are formed radially on the lower surface 15a of the drive ring 15. The polishing jig 10 is disposed such that the surface 1a of the GaN substrate 1 is in contact with the surface 101a (see FIG. 1) of the surface plate 101.

図４(ａ)及び図４(ｂ)は、ＧａＮ基板１を構成するＧａＮ結晶の結晶構造を模式的に示す図である。ＧａＮ結晶は、図４(ａ)に示されるように六方晶系のウルツ鉱型結晶構造を有する。このようなＧａＮ結晶からなるＧａＮ結晶体は、図４(ｂ)に示されるように（０００１）面及び（０００−１）面を有する。（０００１）面はＧａ面であり、（０００−１）面はＮ面である。Ｇａ面のビッカーズ硬度は、１２５０ｋｇ／ｍｍ^２であり、Ｎ面のビッカーズ硬度は、１１５０ｋｇ／ｍｍ^２である。また、Ｇａ面はＮ面よりもＫＯＨに対する耐薬品性が強い。 4A and 4B are diagrams schematically showing the crystal structure of the GaN crystal constituting the GaN substrate 1. FIG. The GaN crystal has a hexagonal wurtzite crystal structure as shown in FIG. A GaN crystal body made of such a GaN crystal has a (0001) plane and a (000-1) plane as shown in FIG. The (0001) plane is a Ga plane, and the (000-1) plane is an N plane. The Vickers hardness of the Ga surface is 1250 kg / mm ² , and the Vickers hardness of the N surface is 1150 kg / mm ² . In addition, the Ga surface has higher chemical resistance to KOH than the N surface.

ＧａＮ基板１がストライプコア基板である場合、ＧａＮ基板１の表面１ａ（図３参照）にはＧａ面及びＮ面がストライプ状に配置される。なお、ＧａＮ基板１はストライプコア基板に限定されない。ここで、「ストライプコア基板」とは、直線状に伸び所定の幅を有する低結晶欠陥領域と、直線状に伸び所定の幅を有する高結晶欠陥領域とが、表面に交互に配置された基板のことである。ストライプコア基板の詳細については、例えば特開２００４−３３５６４６号公報等に示されている。 When the GaN substrate 1 is a stripe core substrate, the Ga surface and the N surface are arranged in stripes on the surface 1a of the GaN substrate 1 (see FIG. 3). The GaN substrate 1 is not limited to the stripe core substrate. Here, the “striped core substrate” is a substrate in which low crystal defect regions extending linearly and having a predetermined width and high crystal defect regions extending linearly and having a predetermined width are alternately arranged on the surface. That is. Details of the stripe core substrate are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-335646.

（ＧａＮ基板の研磨方法）
本実施形態に係るＧａＮ基板の研磨方法は、上述の研磨装置１００を用いて好適に実施される。 (GaN substrate polishing method)
The method for polishing a GaN substrate according to this embodiment is preferably performed using the polishing apparatus 100 described above.

図５は、本実施形態に係るＧａＮ基板の研磨方法の一例を示すフローチャートである。このＧａＮ基板の研磨方法では、例えば、フェーシング工程（工程Ｓ１）、チャージング工程（工程Ｓ２）、第１の研磨工程（工程Ｓ３）、クリーニング工程（工程Ｓ４）及び第２の研磨工程（工程Ｓ５）が順に実施される。なお、本実施形態では、第２の研磨工程において使用される定盤として、第１の研磨工程で使用される定盤１０１を用いることとする。 FIG. 5 is a flowchart showing an example of a method for polishing a GaN substrate according to the present embodiment. In this GaN substrate polishing method, for example, a facing step (step S1), a charging step (step S2), a first polishing step (step S3), a cleaning step (step S4), and a second polishing step (step S5). ) Are performed in order. In the present embodiment, the surface plate 101 used in the first polishing step is used as the surface plate used in the second polishing step.

以下、図６〜図８を参照しながら各工程Ｓ１〜Ｓ５について詳細に説明する。図６は、フェーシング工程を説明するための概略斜視図である。図７(ａ)及び図７(ｂ)は、それぞれ、第１及び第２の研磨工程を説明するための概略斜視図である。図８(ａ)及び図８(ｂ)は、それぞれ、第１及び第２の研磨工程を説明するための概略断面図である。 Hereafter, each process S1-S5 is demonstrated in detail, referring FIGS. 6-8. FIG. 6 is a schematic perspective view for explaining the facing process. FIGS. 7A and 7B are schematic perspective views for explaining the first and second polishing steps, respectively. FIGS. 8A and 8B are schematic cross-sectional views for explaining the first and second polishing steps, respectively.

（フェーシング工程）
必要に応じて、図６に示されるように、定盤１０１の平坦度（ＴＴＶ：TotalThickness Variation）が１０μｍ以下となるように定盤１０１の表面１０１ａを切削加工するとしてもよい。この定盤１０１を用いれば、例えば２インチφのＧａＮ基板１を好適に研磨することができる。定盤１０１の表面１０１ａの形状は、ＧａＮ基板１の表面１ａに転写される。また、定盤１０１の中心点Ｏから外周までの部分（半径部分）の平坦度が５μｍ以下となるように切削加工することが更に好ましい。特に、平均粒径が小さい研磨材を用いて研磨を行う場合には、定盤１０１の平坦度を小さくすることが好ましい。 (Facing process)
If necessary, the surface 101a of the surface plate 101 may be cut so that the flatness (TTV: Total Thickness Variation) of the surface plate 101 is 10 μm or less, as shown in FIG. If this surface plate 101 is used, for example, the 2-inch φ GaN substrate 1 can be suitably polished. The shape of the surface 101 a of the surface plate 101 is transferred to the surface 1 a of the GaN substrate 1. Further, it is more preferable to perform cutting so that the flatness of the portion (radius portion) from the center point O to the outer periphery of the surface plate 101 is 5 μm or less. In particular, when polishing is performed using an abrasive having a small average particle diameter, it is preferable to reduce the flatness of the surface plate 101.

切削加工する際には、ダイヤモンドバイト１０９ａを用いることが好ましい。ダイヤモンドバイト１０９ａは、フェーシング機構１０９（図１参照）の主要部を構成する。ダイヤモンドバイト１０９ａは、定盤１０１の中心点Ｏから外周に向けて径方向Ｘに沿って移動する。定盤１０１を回転させながらダイヤモンドバイト１０９ａを移動させることにより、切削加工を行う。定盤１０１の回転速度は、例えば４００ｒｐｍである。図６において、定盤１０１の表面１０１ａは、既に切削加工された面１０１ｂと未だ切削加工されていない面１０１ｃとからなる。切削加工後、必要に応じて定盤１０１の表面１０１ａを洗浄することが好ましい。 When cutting, it is preferable to use a diamond cutting tool 109a. The diamond cutting tool 109a constitutes a main part of the facing mechanism 109 (see FIG. 1). The diamond cutting tool 109a moves along the radial direction X from the center point O of the surface plate 101 toward the outer periphery. Cutting is performed by moving the diamond tool 109 a while rotating the surface plate 101. The rotational speed of the surface plate 101 is 400 rpm, for example. In FIG. 6, the surface 101a of the surface plate 101 includes a surface 101b that has already been cut and a surface 101c that has not yet been cut. After cutting, it is preferable to clean the surface 101a of the surface plate 101 as necessary.

（チャージング工程）
必要に応じて、図７(ａ)に示されるように、研磨材２１（第３の研磨材）を定盤１０１に埋め込むとしてもよい。具体的には、例えば、研磨材２１と潤滑剤（図示せず）とを含む研磨液（図示せず）を定盤１０１の表面１０１ａ上に供給しながら、ＧａＮ基板１が貼り付けられていない研磨ジグ１０（図２及び図３参照）及び定盤１０１を回転させる。本実施形態において、研磨材２１は、後述のように、第２の研磨工程における研磨材２９を形成するためのものである。 (Charging process)
If necessary, as shown in FIG. 7A, the abrasive 21 (third abrasive) may be embedded in the surface plate 101. Specifically, for example, while supplying a polishing liquid (not shown) containing an abrasive 21 and a lubricant (not shown) onto the surface 101a of the surface plate 101, the GaN substrate 1 is not attached. The polishing jig 10 (see FIGS. 2 and 3) and the surface plate 101 are rotated. In this embodiment, the abrasive 21 is for forming the abrasive 29 in the second polishing step, as will be described later.

以下、チャージング条件の一例を示す。
研磨液の滴下量：５ｃｃ／ｍｉｎ
ドライブリング１５の回転速度：６０ｒｐｍ
おもり１３の荷重：１．９６×１０^４Ｐａ（２００ｇ／ｃｍ^２）
チャージング時間：６０ｍｉｎ以上 Hereinafter, an example of charging conditions will be shown.
Amount of polishing liquid dripping: 5 cc / min
Rotation speed of drive ring 15: 60 rpm
Load of weight 13: 1.96 × 10 ⁴ Pa (200 g / cm ² )
Charging time: 60 min or more

（第１の研磨工程）
図７(ａ)に示されるように、研磨材２３（第１の研磨材）と潤滑剤２５（第１の潤滑剤）とを含む研磨液２７を定盤１０１の表面１０１ａ上に供給しながら、定盤１０１及び研磨液２７を用いてＧａＮ基板１を研磨する。研磨の際には、定盤１０１及び研磨ジグ１０を回転させることが好ましい。研磨液２７は、滴下装置１０５の滴下ノズル１０５ａから定盤１０１の表面１０１ａ上に滴下されることが好ましい。第１の研磨工程において、ＧａＮ基板１は、図８(ａ)に示されるように研磨材２１，２３によって研磨される。また、ＧａＮ基板１と定盤１０１との間には、潤滑剤２５が充填されている。 (First polishing process)
As shown in FIG. 7A, the polishing liquid 27 containing the abrasive 23 (first abrasive) and the lubricant 25 (first lubricant) is supplied onto the surface 101a of the surface plate 101. Then, the GaN substrate 1 is polished using the surface plate 101 and the polishing liquid 27. In polishing, the surface plate 101 and the polishing jig 10 are preferably rotated. The polishing liquid 27 is preferably dropped from the dropping nozzle 105 a of the dropping device 105 onto the surface 101 a of the surface plate 101. In the first polishing step, the GaN substrate 1 is polished by the abrasives 21 and 23 as shown in FIG. Further, a lubricant 25 is filled between the GaN substrate 1 and the surface plate 101.

研磨材２１の殆どは定盤１０１に埋め込まれ固定されている砥粒（以下、固定砥粒ともいう）であり、研磨材２３の殆どは定盤１０１に埋め込まれていない遊離した砥粒（以下、遊離砥粒ともいう）である。ただし、研磨材２１の一部が脱落することにより遊離砥粒になるとしてもよいし、研磨材２３の一部が定盤１０１に埋め込まれることにより固定砥粒になるとしてもよい。研磨材２１，２３の突き出し量ｔ_ｗ１は、図８(ａ)に示されるように、遊離砥粒としての研磨材２３に起因して大きくなっている。 Most of the abrasive 21 is abrasive grains embedded and fixed in the surface plate 101 (hereinafter also referred to as fixed abrasive grains), and most of the abrasive 23 is free abrasive grains (hereinafter referred to as fixed abrasive grains). , Also referred to as loose abrasive grains). However, a part of the abrasive 21 may fall off to become free abrasive grains, or a part of the abrasive 23 may be embedded in the surface plate 101 to become fixed abrasive grains. Protrusion amount t _w1 of the abrasive 21 and 23, as shown in FIG. 8 (a), is larger due to the abrasives 23 as free abrasive grains.

以下、第１の研磨工程における研磨条件の一例を示す。
ＧａＮ基板１：直径（φ）５０．８ｍｍ、厚さ４００μｍのＧａＮ単結晶基板
研磨液２７の滴下量：５ｃｃ／ｍｉｎ
研磨材２３の最大粒径：１μｍ以下
定盤１０１の直径（φ）：４５０ｍｍ
定盤１０１の構成材料：錫
ドライブリング１５の回転速度：３０ｒｐｍ
ドライブリング１５の揺動速度：１０回／ｍｉｎ
揺動ストローク：３０ｍｍ
おもり１３の荷重：１．９６×１０^４Ｐａ（２００ｇ／ｃｍ^２）
研磨時間：６０ｍｉｎ Hereinafter, an example of the polishing conditions in the first polishing step will be shown.
GaN substrate 1: Drop amount of GaN single crystal substrate polishing liquid 27 having a diameter (φ) of 50.8 mm and a thickness of 400 μm: 5 cc / min
Maximum particle size of abrasive 23: 1 μm or less Diameter of surface plate 101 (φ): 450 mm
Constituent material of surface plate 101: Rotation speed of tin drive ring 15: 30 rpm
Swing speed of drive ring 15: 10 times / min
Swing stroke: 30mm
Load of weight 13: 1.96 × 10 ⁴ Pa (200 g / cm ² )
Polishing time: 60 min

第１の研磨工程において研磨材２１，２３を用いてＧａＮ基板１を研磨した後、必要に応じて、プレート１７及びドライブリング１５（図２及び図３参照）に付着した研磨液２７を除去することにより、研磨ジグ１０を洗浄する。洗浄方法としては、例えば、超純水を用いた超音波洗浄が挙げられる。 After polishing the GaN substrate 1 using the abrasives 21 and 23 in the first polishing step, the polishing liquid 27 attached to the plate 17 and the drive ring 15 (see FIGS. 2 and 3) is removed as necessary. As a result, the polishing jig 10 is cleaned. Examples of the cleaning method include ultrasonic cleaning using ultrapure water.

（クリーニング工程）
必要に応じて、定盤１０１上の異物を除去することにより定盤１０１の表面１０１ａを洗浄するとしてもよい。このような異物としては、例えば、第１の研磨工程後におけるＧａＮ基板１の研削屑や遊離砥粒等が挙げられる。洗浄する際には、埃や屑が発生しないワイパーと超純水とを用いることが好ましい。しかしながら、このワイパーを用いて洗浄しても遊離砥粒が定盤１０１の表面１０１ａ上に残存する場合がある。この場合、遊離砥粒を定盤１０１に埋め込むために、定盤１０１を回転させながら、ＧａＮ基板１が貼り付けられていない研磨ジグ１０を定盤１０１上で回転させてもよい。第１の研磨工程における研磨時間が短時間である場合や研磨液２７に含まれる研磨材２３の濃度が薄い場合には、クリーニング工程を省略するとしてもよい。 (Cleaning process)
If necessary, the surface 101a of the surface plate 101 may be cleaned by removing foreign matter on the surface plate 101. Examples of such foreign substances include grinding scraps and loose abrasive grains of the GaN substrate 1 after the first polishing step. When cleaning, it is preferable to use a wiper that does not generate dust and debris and ultrapure water. However, loose abrasive grains may remain on the surface 101 a of the surface plate 101 even if the wiper is used for cleaning. In this case, in order to embed loose abrasive grains in the surface plate 101, the polishing jig 10 to which the GaN substrate 1 is not attached may be rotated on the surface plate 101 while rotating the surface plate 101. When the polishing time in the first polishing process is short or when the concentration of the abrasive 23 contained in the polishing liquid 27 is low, the cleaning process may be omitted.

第１の研磨工程の後、第２の研磨工程の前にクリーニング工程を実施すると、第１の研磨工程において生じた異物に起因するスクラッチの発生や表面粗さＲａを低減できる。 When the cleaning step is performed after the first polishing step and before the second polishing step, it is possible to reduce the occurrence of scratches and surface roughness Ra due to foreign matters generated in the first polishing step.

（第２の研磨工程）
図７(ｂ)に示されるように、研磨材２９（第２の研磨材）が埋め込まれた定盤１０１に潤滑剤３１（第２の潤滑剤）を供給しながら、研磨材２９が埋め込まれた定盤１０１を用いてＧａＮ基板１を研磨する。研磨の際には、定盤１０１及び研磨ジグ１０を回転させることが好ましい。第２の研磨工程において、ＧａＮ基板１は、図８(ｂ)に示されるように、研磨材２９によって研磨される。ＧａＮ基板１と定盤１０１との間には、潤滑剤３１が充填されている。 (Second polishing step)
As shown in FIG. 7B, the abrasive 29 is embedded while supplying the lubricant 31 (second lubricant) to the surface plate 101 in which the abrasive 29 (second abrasive) is embedded. The GaN substrate 1 is polished using the surface plate 101. In polishing, the surface plate 101 and the polishing jig 10 are preferably rotated. In the second polishing step, the GaN substrate 1 is polished with an abrasive 29 as shown in FIG. A lubricant 31 is filled between the GaN substrate 1 and the surface plate 101.

研磨材２９は、上述の研磨材２１，２３のうち定盤１０１に埋め込まれた研磨材であるので固定砥粒である。なお、チャージング工程において定盤１０１に埋め込まれた研磨材２１を研磨材２９として用いてもよい。研磨材２９は固定砥粒であるので、図８(ａ)及び図８(ｂ)に示されるように、研磨材２９の突き出し量ｔ_ｗ２は研磨材２１，２３の突き出し量ｔ_ｗ１よりも小さくなっている。ここで、研磨材の突き出し量が小さいほど表面粗さＲａは小さくなる。よって、第２の研磨工程後におけるＧａＮ基板１の表面粗さＲａは、第１の研磨工程後におけるＧａＮ基板１の表面粗さＲａよりも小さくなる。また、定盤の硬さをＨ_ｐ、加工対象物の硬さをＨ_ｗ、研磨材の平均粒径をφ_ｄとすると、研磨後の加工対象物の表面粗さＲａは例えば下記式（１）で表される。 Since the abrasive 29 is an abrasive embedded in the surface plate 101 of the above-described abrasives 21 and 23, it is a fixed abrasive. Note that the abrasive 21 embedded in the surface plate 101 in the charging step may be used as the abrasive 29. Since the abrasive 29 is a fixed abrasive, as shown in FIG. 8 (a) and 8 (b), protruding amount t _w2 of the abrasive 29 is smaller than the protruding amount t _w1 of the abrasive 21, 23 It has become. Here, the smaller the protrusion amount of the abrasive, the smaller the surface roughness Ra. Therefore, the surface roughness Ra of the GaN substrate 1 after the second polishing step is smaller than the surface roughness Ra of the GaN substrate 1 after the first polishing step. Further, when the hardness of the surface plate is H _p , the hardness of the workpiece is H _w , and the average particle diameter of the abrasive is φ _d , the surface roughness Ra of the workpiece after polishing is, for example, the following formula (1 ).

Ｒａ＝φ_ｄ×Ｈ_ｐ／４Ｈ_ｗ … （１） Ra = φ _d × H _p / 4H _w (1)

図９は、第１及び第２の研磨工程後におけるＧａＮ基板の表面粗さＲａと、研磨材の平均粒径との関係を示すグラフである。図９中の領域Ｐ１内の点は、第１の研磨工程後におけるＧａＮ基板１の表面粗さＲａを示し、領域Ｐ２内の点は、第２の研磨工程後におけるＧａＮ基板１の表面粗さＲａを示す。表面粗さＲａの値は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定された値である。このグラフから明らかなように、第２の研磨工程後におけるＧａＮ基板１では、第１の研磨工程後におけるＧａＮ基板１に比べて、表面粗さＲａ及び表面粗さＲａのばらつきが小さくなっている。 FIG. 9 is a graph showing the relationship between the surface roughness Ra of the GaN substrate and the average particle diameter of the abrasive after the first and second polishing steps. The points in the region P1 in FIG. 9 indicate the surface roughness Ra of the GaN substrate 1 after the first polishing step, and the points in the region P2 indicate the surface roughness of the GaN substrate 1 after the second polishing step. Ra is shown. The value of the surface roughness Ra is a value measured using an atomic force microscope (AFM). As apparent from this graph, the GaN substrate 1 after the second polishing step has a smaller variation in the surface roughness Ra and the surface roughness Ra than the GaN substrate 1 after the first polishing step. .

以下、第２の研磨工程における研磨条件の一例を示す。
潤滑剤３１の滴下量：５ｃｃ／ｍｉｎ
定盤１０１の周速度ｖ：２８ｍ／ｍｉｎ
おもり１３の荷重：１．９６×１０^４Ｐａ（２００ｇ／ｃｍ^２）
研磨時間：６０ｍｉｎ Hereinafter, an example of the polishing conditions in the second polishing step will be shown.
Lubricant 31 drop rate: 5 cc / min
Peripheral speed v of the surface plate 101: 28 m / min
Load of weight 13: 1.96 × 10 ⁴ Pa (200 g / cm ² )
Polishing time: 60 min

以上説明したように、本実施形態に係るＧａＮ基板の研磨方法では、第２の研磨工程において研磨材２９が定盤１０１に埋め込まれている。このため、研磨材２９同士が凝集しない。また、第２の研磨工程では、研磨材２９の突き出し量ｔ_ｗ２が小さく且つ均一になる。したがって、第２の研磨工程では、スクラッチの発生を抑制しながらＧａＮ基板１を研磨することができる。さらに、第２の研磨工程後におけるＧａＮ基板１の表面粗さＲａを小さくすると共に、表面粗さＲａの面内ばらつきも低減できる。一方、第１の研磨工程ではＧａＮ基板１の研磨速度を大きくできるので、第１の研磨工程の前にスライスや研削等の前加工を行うことによりＧａＮ基板１に形成される加工変質層を効率良く除去できる。本実施形態に係るＧａＮ基板の研磨方法を用いることにより、スクラッチの発生が抑制されたＧａＮ基板を好適に製造することができる。 As described above, in the GaN substrate polishing method according to this embodiment, the abrasive 29 is embedded in the surface plate 101 in the second polishing step. For this reason, the abrasives 29 do not aggregate. In the second polishing step, the protruding amount _tw2 of the abrasive 29 is small and uniform. Therefore, in the second polishing step, the GaN substrate 1 can be polished while suppressing the generation of scratches. Furthermore, the surface roughness Ra of the GaN substrate 1 after the second polishing step can be reduced, and in-plane variation of the surface roughness Ra can be reduced. On the other hand, since the polishing rate of the GaN substrate 1 can be increased in the first polishing step, the work-affected layer formed on the GaN substrate 1 can be efficiently processed by performing pre-processing such as slicing and grinding before the first polishing step. Can be removed well. By using the method for polishing a GaN substrate according to this embodiment, a GaN substrate in which the generation of scratches is suppressed can be suitably manufactured.

また、第１及び第２の研磨工程において、図１に示される定盤１０１の周速度ｖは、７ｍ／ｍｉｎ以上５７ｍ／ｍｉｎ以下であることが好ましい。周速度ｖが７ｍ／ｍｉｎ以上の場合、周速度ｖが７ｍ／ｍｉｎ未満の場合に比べてＧａＮ基板１の研磨速度を大きくできるので、生産性が高い。また、周速度ｖが５７ｍ／ｍｉｎ以下の場合、定盤１０１及び研磨ジグ１０の回転を安定させ易くなる。具体的には、スクラッチの原因となるスラスト方向（研磨ジグ１０の支持棒１１の軸方向）の揺れを抑制できる。このため、周速度ｖが５７ｍ／ｍｉｎより大きい場合に比べてスクラッチの本数を低減できる。 In the first and second polishing steps, the peripheral speed v of the surface plate 101 shown in FIG. 1 is preferably 7 m / min or more and 57 m / min or less. When the peripheral speed v is 7 m / min or more, the polishing speed of the GaN substrate 1 can be increased as compared with the case where the peripheral speed v is less than 7 m / min. Therefore, productivity is high. Moreover, when the peripheral speed v is 57 m / min or less, it becomes easy to stabilize the rotation of the surface plate 101 and the polishing jig 10. Specifically, it is possible to suppress the shaking in the thrust direction (the axial direction of the support rod 11 of the polishing jig 10) that causes a scratch. For this reason, the number of scratches can be reduced as compared with the case where the peripheral speed v is greater than 57 m / min.

また、第１及び第２の研磨工程において、定盤１０１の回転速度は、５ｒｐｍ以上４０ｒｐｍ以下であることが好ましい。回転速度が５ｒｐｍ以上の場合、回転速度が５ｒｐｍ未満の場合に比べてＧａＮ基板１の研磨速度を大きくできるので、生産性が高い。また、回転速度が４０ｒｐｍ以下の場合、定盤１０１の回転を安定させ易くなるので、回転速度が４０ｒｐｍより大きい場合に比べてスクラッチの本数を低減できる。 In the first and second polishing steps, the rotation speed of the surface plate 101 is preferably 5 rpm or more and 40 rpm or less. When the rotational speed is 5 rpm or more, the polishing speed of the GaN substrate 1 can be increased compared with the case where the rotational speed is less than 5 rpm, and thus productivity is high. Further, when the rotation speed is 40 rpm or less, the rotation of the surface plate 101 can be easily stabilized, so that the number of scratches can be reduced as compared with the case where the rotation speed is higher than 40 rpm.

実施例として、第1の研磨工程において定盤１０１の周速度ｖ、定盤１０１の回転速度、及び、スクラッチの本数をそれぞれ測定した結果を表１に示す。表１中、「スクラッチの本数」は、直径（φ）５０．８ｍｍのＧａＮ基板の面内に発生したスクラッチの本数を示す。また、スクラッチの本数は集光灯下において目視検査により測定した。 As an example, Table 1 shows the results of measuring the circumferential speed v of the surface plate 101, the rotational speed of the surface plate 101, and the number of scratches in the first polishing step. In Table 1, “Number of scratches” indicates the number of scratches generated in the surface of a GaN substrate having a diameter (φ) of 50.8 mm. The number of scratches was measured by visual inspection under a condenser lamp.

次に、実施例として、第２の研磨工程において定盤１０１の周速度ｖ、定盤１０１の回転速度、及び、スクラッチの本数をそれぞれ測定した結果を表２に示す。表２中、「スクラッチの本数」は、直径（φ）５０．８ｍｍのＧａＮ基板の面内に発生したスクラッチの本数を示す。また、スクラッチの本数は集光灯下において目視検査により測定した。 Next, as an example, Table 2 shows the results of measuring the peripheral speed v of the surface plate 101, the rotational speed of the surface plate 101, and the number of scratches in the second polishing step. In Table 2, “Number of scratches” indicates the number of scratches generated in the surface of a GaN substrate having a diameter (φ) of 50.8 mm. The number of scratches was measured by visual inspection under a condenser lamp.

また、研磨材２１，２３，２９のビッカーズ硬度は、ＧａＮのビッカーズ硬度（１３００ｋｇ／ｍｍ^２）よりも大きいことが好ましい。よって、研磨材２１，２３，２９の構成材料としては、例えば、ダイヤモンド、ＳｉＣ等の炭化物、Ａｌ_２Ｏ_３等の酸化物、ｃＢＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４等の窒化物等が好ましい。これらの中でも、分級精度、価格、加工効率、加工精度等の観点からダイヤモンドが特に好ましい。例えば、研磨材２１，２３がダイヤモンド砥粒である場合、第１の研磨工程におけるＧａＮ基板１の研磨効率を向上させることができる。また、研磨材２９がダイヤモンド砥粒である場合、第２の研磨工程におけるＧａＮ基板１の研磨効率を向上させることができる。 Moreover, it is preferable that the Vickers hardness of the abrasives 21, 23, 29 is larger than the Vickers hardness of GaN (1300 kg / mm ² ). Therefore, as the constituent material of the abrasives 21, 23, 29, for example, carbides such as diamond and SiC, oxides such as Al ₂ O ₃ , nitrides such as cBN and Si ₃ N ₄ , and the like are preferable. Among these, diamond is particularly preferable from the viewpoints of classification accuracy, price, processing efficiency, processing accuracy, and the like. For example, when the abrasives 21 and 23 are diamond abrasive grains, the polishing efficiency of the GaN substrate 1 in the first polishing step can be improved. Further, when the abrasive 29 is diamond abrasive, the polishing efficiency of the GaN substrate 1 in the second polishing step can be improved.

また、定盤１０１の構成材料は、錫を５０質量％以上含有する合金であることが好ましい。なお、定盤１０１が、錫を５０質量％以上含有する合金からなる被覆層を有していてもよい。錫を５０質量％以上含有する合金は、銅等の金属よりも軟らかいので、定盤１０１における研磨材２１，２３の突き出し量ｔ_ｗ１及び研磨材２９の突き出し量ｔ_ｗ２（図８参照）が小さくなる。このため、第１及び第２の研磨工程後におけるＧａＮ基板１の表面粗さＲａを小さくできると共に、スクラッチの発生を抑制できる。 Further, the constituent material of the surface plate 101 is preferably an alloy containing 50 mass% or more of tin. The surface plate 101 may have a coating layer made of an alloy containing 50% by mass or more of tin. Since an alloy containing 50 mass% or more of tin is softer than a metal such as copper, the protruding amounts t _w1 of the abrasives 21 and 23 and the protruding amount t _w2 of the abrasive 29 on the surface plate 101 are small (see FIG. 8). Become. For this reason, the surface roughness Ra of the GaN substrate 1 after the first and second polishing steps can be reduced, and the occurrence of scratches can be suppressed.

ここで、実施例として、第２の研磨工程において定盤１０１の構成材料、ＧａＮ基板１の表面粗さＲａ、及び、スクラッチの本数をそれぞれ測定した結果を表３に示す。表３中、「スクラッチの本数」は、直径（φ）５０．８ｍｍのＧａＮ基板の面内に発生したスクラッチの本数を示す。また、スクラッチの本数は集光灯下において目視検査により測定した。表面粗さＲａは原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定した。 Here, as an example, Table 3 shows the measurement results of the constituent material of the surface plate 101, the surface roughness Ra of the GaN substrate 1, and the number of scratches in the second polishing step. In Table 3, “Number of scratches” indicates the number of scratches generated in the surface of a GaN substrate having a diameter (φ) of 50.8 mm. The number of scratches was measured by visual inspection under a condenser lamp. The surface roughness Ra was measured with an atomic force microscope (AFM).

表３に示されるように、定盤１０１の構成材料は錫を５０質量％以上含有する合金であることが好ましい。表面粗さＲａが５ｎｍ以下且つスクラッチの本数が０本のＧａＮ基板は、ＬＥＤやＬＤ等のデバイスに好適に用いられる。また、環境汚染を防止するために、鉛よりもビスマスやアンチモンを用いることが好ましい。 As shown in Table 3, the constituent material of the surface plate 101 is preferably an alloy containing 50% by mass or more of tin. A GaN substrate having a surface roughness Ra of 5 nm or less and zero scratches is suitably used for devices such as LEDs and LDs. In order to prevent environmental pollution, it is preferable to use bismuth or antimony rather than lead.

また、定盤１０１が錫製であると、研磨材２１，２３，２９がダイヤモンド砥粒である場合に研磨材２１，２３，２９を定盤１０１に強く保持・固定することができる。 Further, when the surface plate 101 is made of tin, the abrasives 21, 23, 29 can be strongly held and fixed to the surface plate 101 when the abrasives 21, 23, 29 are diamond abrasive grains.

また、本実施形態に係るＧａＮ基板の研磨方法では、上述のようなフェーシング工程を実施するので、第１及び第２の研磨工程後におけるＧａＮ基板１の平坦度が向上する。フェーシング工程において、定盤１０１の表面１０１ａに、中心点Ｏを中心とした螺旋状又は同心円状の溝（図示せず）を形成することが好ましい。これにより、第１及び第２の研磨工程において、ＧａＮ基板１と定盤１０１との摩擦抵抗を低減できると共に、ＧａＮ基板１と定盤１０１との間に研磨液２７又は潤滑剤３１を供給し易くなる。 Moreover, in the GaN substrate polishing method according to the present embodiment, since the facing process as described above is performed, the flatness of the GaN substrate 1 after the first and second polishing processes is improved. In the facing step, it is preferable to form a spiral or concentric groove (not shown) centered on the center point O on the surface 101a of the surface plate 101. Thereby, in the first and second polishing steps, the frictional resistance between the GaN substrate 1 and the surface plate 101 can be reduced, and the polishing liquid 27 or the lubricant 31 is supplied between the GaN substrate 1 and the surface plate 101. It becomes easy.

また、本実施形態に係るＧａＮ基板の研磨方法では、上述のようなチャージング工程を実施するので、研磨材２９の突き出し量ｔ_ｗ２の面内ばらつきを低減できる。このため、第２の研磨工程におけるＧａＮ基板１の研磨速度及び表面粗さＲａの面内ばらつきが低減される。さらに、スクラッチの発生も抑制される。また、第１の研磨工程の前にチャージング工程を実施すると、第１の研磨工程における研磨速度が、研磨を始める時から安定する。 Further, in the GaN substrate polishing method according to the present embodiment, since the charging process as described above is performed, the in-plane variation of the protrusion amount _tw2 of the abrasive 29 can be reduced. For this reason, in-plane variation of the polishing rate and the surface roughness Ra of the GaN substrate 1 in the second polishing step is reduced. Furthermore, the occurrence of scratches is also suppressed. In addition, when the charging step is performed before the first polishing step, the polishing rate in the first polishing step is stabilized from the start of polishing.

また、潤滑剤２５，３１は、例えばポリエチレングリコール、モノエチレングリコール等のエチレングリコール及び水を主成分とすることが好ましい。具体的には、例えば、潤滑剤の全量に対するエチレングリコール及び水の合計含有量が、９５質量％以上であることが好ましい。また、エチレングリコールに代えて、例えば、ポリエチレンアルコール、グリセリン、ラクチトール、ソルビトール等を用いるとしてもよい。具体的には、例えば、潤滑剤の全量に対する、ポリエチレンアルコール、グリセリン、ラクチトール又はソルビトールと水との合計含有量が、９５質量％以上であることが好ましい。 The lubricants 25 and 31 are preferably composed mainly of ethylene glycol such as polyethylene glycol or monoethylene glycol and water. Specifically, for example, the total content of ethylene glycol and water with respect to the total amount of the lubricant is preferably 95% by mass or more. Further, for example, polyethylene alcohol, glycerin, lactitol, sorbitol or the like may be used instead of ethylene glycol. Specifically, for example, the total content of polyethylene alcohol, glycerin, lactitol or sorbitol and water with respect to the total amount of the lubricant is preferably 95% by mass or more.

上述の場合、潤滑剤２５，３１は水溶性であるので、第１及び第２の研磨工程後におけるＧａＮ基板１や、定盤１０１等の研磨装置１００の洗浄が容易になる。ＧａＮは水と反応しないので、水溶性の潤滑剤を用いることができる。これにより、洗浄の作業性が向上し、洗浄コストも低減できる。また、潤滑剤２５，３１がエチレングリコール、ポリエチレンアルコール、グリセリン、ラクチトール又はソルビトールを含有すると、第１及び第２の研磨工程において潤滑剤２５，３１の蒸発を抑制でき、定盤１０１の防錆を実現できる。 In the above case, since the lubricants 25 and 31 are water-soluble, it becomes easy to clean the polishing apparatus 100 such as the GaN substrate 1 and the surface plate 101 after the first and second polishing steps. Since GaN does not react with water, a water-soluble lubricant can be used. Thereby, the workability | operativity of washing | cleaning improves and washing | cleaning cost can also be reduced. Further, when the lubricants 25 and 31 contain ethylene glycol, polyethylene alcohol, glycerin, lactitol or sorbitol, the evaporation of the lubricants 25 and 31 can be suppressed in the first and second polishing steps, and the rust prevention of the surface plate 101 can be prevented. realizable.

また、本実施形態では、第２の研磨工程で使用される定盤として、第１の研磨工程で使用された定盤１０１を用いるので、定盤の個体差（例えば表面形状の相違等）を考慮する必要がない。よって、第１の研磨工程において定盤１０１上で研磨されたＧａＮ基板１を第２の研磨工程において定盤１０１上で研磨する際に、ＧａＮ基板１の表面１ａの形状と定盤１０１の表面１０１ａの形状とが適合する。このため、第２の研磨工程後におけるスクラッチの発生を抑制できる。 In the present embodiment, since the surface plate 101 used in the first polishing step is used as the surface plate used in the second polishing step, individual differences (for example, differences in surface shape, etc.) of the surface plate are taken. There is no need to consider. Therefore, when the GaN substrate 1 polished on the surface plate 101 in the first polishing step is polished on the surface plate 101 in the second polishing step, the shape of the surface 1a of the GaN substrate 1 and the surface of the surface plate 101 are determined. The shape of 101a fits. For this reason, generation | occurrence | production of the scratch after a 2nd grinding | polishing process can be suppressed.

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said embodiment.

例えば、上記実施形態において、フェーシング工程、チャージング工程及びクリーニング工程のうち１以上の工程を省略するとしてもよい。チャージング工程を省略した場合、第１の研磨工程において研磨材２１が定盤１０１に埋め込まれていない。このとき、第１の研磨工程において研磨を行うと研磨材２３が徐々に定盤１０１に埋め込まれるので、埋め込まれた研磨材２３が固定砥粒となる。この固定砥粒が第２の研磨工程において研磨材２９となる。 For example, in the above embodiment, one or more of the facing process, the charging process, and the cleaning process may be omitted. When the charging step is omitted, the abrasive 21 is not embedded in the surface plate 101 in the first polishing step. At this time, if polishing is performed in the first polishing step, the abrasive 23 is gradually embedded in the surface plate 101, so that the embedded abrasive 23 becomes fixed abrasive grains. This fixed abrasive becomes the abrasive 29 in the second polishing step.

また、第１の研磨工程の後、第２の研磨工程の前に、フェーシング工程及びチャージング工程を実施するとしてもよい。また、第１の研磨工程の前にフェーシング工程を実施し、第１の研磨工程の後、第２の研磨工程の前に、チャージング工程を実施するとしてもよい。いずれの場合であっても上記実施形態と同様の作用効果が得られる。また、これらの場合、研磨材２１が研磨材２９となる。 Further, the facing process and the charging process may be performed after the first polishing process and before the second polishing process. Further, the facing process may be performed before the first polishing process, and the charging process may be performed after the first polishing process and before the second polishing process. In either case, the same effect as the above embodiment can be obtained. In these cases, the abrasive 21 becomes the abrasive 29.

また、上記実施形態では、第２の研磨工程で使用される定盤として、第１の研磨工程で使用される定盤１０１を用いるとしたが、第１の研磨工程に用いる定盤（第１の定盤）と第２の研磨工程に用いる定盤（第２の定盤）とが異なるとしてもよい。この場合、フェーシング工程及びチャージング工程は、第１の研磨工程の前に第１の定盤に対して実施されるとしてもよいし、第２の研磨工程の前に第２の定盤に対して実施されるとしてもよい。いずれの場合であっても上記実施形態と同様の作用効果が得られる。 In the above embodiment, the surface plate 101 used in the first polishing step is used as the surface plate used in the second polishing step. However, the surface plate (first surface) used in the first polishing step is used. The surface plate) and the surface plate (second surface plate) used in the second polishing step may be different. In this case, the facing step and the charging step may be performed on the first platen before the first polishing step, or on the second platen before the second polishing step. May be implemented. In either case, the same effect as the above embodiment can be obtained.

１…ＧａＮ基板、２１…第３の研磨材、２３…第１の研磨材、２５…第１の潤滑剤、２７…研磨液、２９…第２の研磨材、３１…第２の潤滑剤、１０１…第１及び第２の定盤。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... GaN substrate, 21 ... 3rd abrasive | polishing material, 23 ... 1st abrasive | polishing material, 25 ... 1st lubricant, 27 ... Polishing liquid, 29 ... 2nd abrasive | polishing material, 31 ... 2nd lubricant, 101: First and second surface plates.

Claims

First polishing for polishing a GaN substrate using the first surface plate and the polishing liquid while supplying a polishing liquid containing a first abrasive and a first lubricant onto the first surface plate. Process,
After the first polishing step, supplying the second lubricant onto the second surface plate in which the second abrasive is embedded, and supplying the second constant in which the second abrasive is embedded. A second polishing step of polishing the GaN substrate using a disc;
Including
The constituent material of the first surface plate and the constituent material of the second surface plate are an alloy containing 95% by mass or more of tin and antimony or bismuth, and a method for polishing a GaN substrate.