JP5513201B2 - 硬質基板の研削方法および研削装置 - Google Patents

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等の硬質基板の研削方法および研削装置に関する。

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や炭化珪素基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体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。このように構成された光デバイスウエーハをストリートに沿って切断することにより、光デバイスが形成された領域を分割して個々の光デバイスを製造している。

このようにして分割される光デバイスウエーハは、光デバイスの軽量化、小型化、輝度の向上を図るために、ストリートに沿って切断する前に研削装置によってサファイア基板や炭化珪素基板の裏面が研削され、所定の厚みに加工される。サファイア基板や炭化珪素基板の裏面を研削する研削装置は、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ウエーハを研削するための研削砥石を備えた研削ホイールおよび該研削ホイールを回転駆動するためのサーボモータを備えた研削手段と、該研削手段をチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に研削送りする研削送り手段とを具備し、研削ホイールを回転しつつ研削砥石の研削面を被加工物の被研削面に接触させ、所定の研削送り速度で研削送りすることにより、被加工物を所定の厚みに研削する。（例えば、特許文献１参照。）

特開２００８−２３６９３号公報

而して、光デバイスウエーハを構成するサファイア基板や炭化珪素基板は硬度が高いとともに裏面が鏡面に形成されているため、ダイヤモンド砥粒を主成分として構成された研削砥石によって研削しても研削することが困難である。即ち、被加工物であるサファイア基板等の硬質基板を所定の厚みに仕上げる研削砥石の砥粒は粒径が細かいために、基板に対する所謂食い込みが弱く滑り、研削送りに伴い押圧力が増大して硬質基板を破損させるという問題がある。

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、サファイア基板や炭化珪素基板等の硬質基板であっても研削砥石による所謂食い込みを良好にして滑りを防止することにより破損させることなく所定の厚みに形成することができる硬質基板の研削方法および研削装置を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、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削するための研削砥石を備えた研削ホイールおよび該研削ホイールを回転駆動するための駆動源を備えた研削手段と、該研削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削送りする研削送り手段とを具備する研削装置によって、該チャックテーブルを回転し該研削ホイールを回転しつつ研削送りして該チャックテーブルの保持面に保持された硬質基板を研削する硬質基板の研削方法であって、
該チャックテーブルの保持面と研削砥石の研削面とを非平行状態で研削砥石の研削面を硬質基板における外周縁に接触せしめて研削を開始する第１の研削工程と、
該第１の研削工程において研削砥石による研削が進行したら該チャックテーブルの保持面と研削砥石の研削面とを非平行状態から徐々に平行状態に変化させつつ研削送りして研削砥石の研削面を硬質基板に作用せしめて研削する第２の研削工程と、を含む、
ことを特徴とする硬質基板の研削方法が提供される。

また、本発明によれば、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削するための研削砥石を備えた研削ホイールおよび該研削ホイールを回転駆動するための駆動源を備えた研削手段と、該研削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削送りする研削送り手段と、を具備する研削装置において、
該チャックテーブルの保持面と研削砥石の研削面とを平行状態と非平行状態に変化せしめる研削状態変更手段と、該研削状態変更手段を制御する制御手段とを具備し、
該制御手段は、該チャックテーブルを回転し該研削ホイールを回転しつつ研削送りして該チャックテーブルの保持面に保持された硬質基板を研削する際に、該研削状態変更手段を作動し該チャックテーブルの保持面と研削砥石の研削面とを非平行状態にして研削砥石の研削面を該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物における外周縁に接触せしめて研削を開始し、研削が進行したら該チャックテーブルの保持面と研削砥石の研削面とを非平行状態から徐々に平行状態に変化するように該研削状態変更手段を制御しつつ研削送りするように研削送り手段を制御する、
ことを特徴とする研削装置が提供される。

本発明においては、チャックテーブルを回転し研削ホイールを回転しつつ研削送りして該チャックテーブルの保持面に保持された硬質基板を研削する際に、チャックテーブルの保持面と研削砥石の研削面とを非平行状態で研削砥石の研削面をチャックテーブルの保持面に保持された硬質基板における外周縁に接触せしめて研削を開始する第１の研削工程と、該第１の研削工程において研削砥石による研削が進行したらチャックテーブルの保持面と研削砥石の研削面とを非平行状態から徐々に平行状態に変化させつつ研削送りして研削砥石の研削面を硬質基板に作用せしめて研削する第２の研削工程とを含んでいるので、第１の研削工程においては研削砥石の研削面がチャックテーブルに保持された硬質基板の被加工面における外周縁と接触するため、接触面積が小さいので硬質基板であっても所謂食い込みが良く、滑ることなく確実に研削することができる。そして、第２の研削工程においては上記第１の研削工程において研削砥石の研削面が硬質基板の被加工面における外周縁に既に食い込んでいるので、滑ることなく確実に研削することができる。従って、研削砥石の研削面が硬質基板の被研削面との間で滑ることにより、研削送りに伴い研削砥石の押圧力が高まることによって硬質基板を破損させるという問題が解消される。

本発明に従って構成された研削装置の斜視図。 図１に示す研削装置に装備される研削ユニットを構成する研削ホイールの斜視図。 図１に示す研削装置に装備されるチャックテーブル機構およびチャックテーブル位置付け手段を示す斜視図。 図１に示す研削装置に装備される研削状態変更手段の要部正面図。 図４に示す研削状態変更手段の要部断面図。 図１に示す研削装置に装備される研削状態変更手段の他の実施形態の要部を破断して示す正面図。 図１に示す研削装置に装備される制御手段のブロック構成図。 図１に示す研削装置によって加工される光デバイスウエーハの斜視図および要部を拡大して示す断面図。 図８に示す光デバイスウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程を示す説明図。 本発明による硬質基板の研削方法における第１の研削工程の説明図。 本発明による硬質基板の研削方法における第２の研削工程の説明図。

以下、本発明による硬質基板の研削方法および研削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。

図１には本発明に従って構成された研削装置の斜視図が示されている。
図１に示す研削装置は、全体を番号２で示す装置ハウジングを具備している。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において右上端）に設けられ上方に延びる直立壁２２とを有している。直立壁２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２１に研削手段としての研削ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。

研削ユニット３は、移動基台３１と該移動基台３１に装着されたスピンドルユニット３２を具備している。移動基台３１は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部３１１、３１１が設けられており、この一対の脚部３１１、３１１に上記一対の案内レール２２１、２２１と摺動可能に係合する被案内溝３１２、３１２が形成されている。このように直立壁２２に設けられた一対の案内レール２２１、２２１に摺動可能に装着された移動基台３１の前面には前方に突出した支持部３１３が設けられている。この支持部３１３にスピンドルユニット３２が取り付けられる。

スピンドルユニット３２は、支持部３１３に装着されたスピンドルハウジング３２１と、該スピンドルハウジング３２１に回転自在に配設された回転スピンドル３２２と、該回転スピンドル３２２を回転駆動するための駆動源としてのサーボモータ３２３とを具備している。回転スピンドル３２２の下端部はスピンドルハウジング３２１の下端を越えて下方に突出せしめられており、その下端にはマウンター３２４が設けられている。このマウンター３２４の下面に研削ホイール３２５が装着される。研削ホイール３２５は、図２に示すように環状の基台３２６と該基台３２６の下面に環状に装着された研削砥石３２７とからなっており、環状の基台３２６がマウンター３２４に締結ボルト３２８によって取付けられる。なお、研削砥石３２７は、図示の実施形態においては粒径が５０〜１００μmのダイヤモンド砥粒をビトリファイドボンドで結合して構成されており、下面が研削面３２７aを形成する。このように構成されたスピンドルユニット３２は、図１に示すように上記サーボモータ３２３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３３を具備している。この負荷電流値検出手段３３は、検出した負荷電流値を後述する制御手段に送る。

図示の研削装置は、上記研削ユニット３を上記一対の案内レール２２１、２２１に沿って上下方向（後述するチャックテーブルの保持面と垂直な方向）に移動せしめる研削送り手段４を備えている。この研削送り手段４は、直立壁２２の前側に配設され上下上鉛直に延びる雄ねじロッド４１を具備している。この雄ねじロッド４１は、その上端部および下端部が直立壁２２に取り付けられた軸受部材４２および４３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材４２には雄ねじロッド４１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ４４が配設されており、このパルスモータ４４の出力軸が雄ねじロッド４１に伝動連結されている。移動基台３１の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には上下方向に延びる貫通雌ねじ穴が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド４１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ４４が正転すると移動基台３１即ち研削ユニット３が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ４４が逆転すると移動基台３１即ち研削ユニット３が上昇即ち後退せしめられる。

図１および図３を参照して説明を続けると、装置ハウジング２の主部２１の後半部にはチャックテーブル機構５が配設されている。このチャックテーブル機構５は、図３に示すように上記主部２１の前後方向（直立壁２２の前面に対して垂直な方向）に延在する一対の案内レール５１、５１と、該一対の案内レール５１、５１上に摺動自在に載置された移動基台５２と、該移動基台５２上に円筒部材５３によって支持されたカバーテーブル５４と、上面に被加工物を保持する保持面５５１を有するチャックテーブル５５を具備している。

カバーテーブル５４は、図３に示すように中央に開口５４１を備えており、該開口５４１の周囲が円筒部材５３の上端に適宜の固定手段によって取り付けられる。チャックテーブル５５は、円筒部材５３に回転可能に支持され、カバーテーブル５４の中央に形成された開口５４１を通して配設される。このチャックテーブル５５は、円筒部材５３内に配設されたサーボモータ５０によって回転せしめられる。なお、チャックテーブル５５は、図示しない吸引手段に接続されている。従って、図示しない吸引手段を作動することによりチャックテーブル５５の保持面５５１に載置された被加工物は、保持面５５１上に吸引保持される。

図３を参照して説明を続けると、チャックテーブル機構５は、上記チャックテーブル５５が配設された移動基台５２を一対の案内レール５１、５１に沿って矢印５１ａおよび５１ｂで示す方向に移動せしめるチャックテーブル位置付け手段５６を具備している。チャックテーブル位置付け手段５６は、一対の案内レール５１、５１間に配設され案内レール５１、５１と平行に延びる雄ねじロッド５６１と、該雄ねじロッド５６１を回転駆動するサーボモータ５６２を具備している。雄ねじロッド５６１は、上記移動基台５２に設けられたねじ穴５２１と螺合して、その先端部が一対の案内レール５１、５１間に配設された軸受部材５６３によって回転自在に支持されている。サーボモータ５６２は、その駆動軸が雄ねじロッド５６１の基端と伝動連結されている。従って、サーボモータ５６２が正転すると移動基台５２即ちチャックテーブル５５が矢印５１ａで示す方向に移動し、サーボモータ５６２が逆転すると移動基台５２即ちチャックテーブル５５が矢印５１ｂで示す方向に移動せしめられる。このように構成されたチャックテーブル位置付け手段５６は、チャックテーブル５５を図３において実線で示す被加工物搬入・搬出域（図１における被加工物搬入・搬出域２４）と図３において２点鎖線で示す研削域（図１における研削域２５）に選択的に位置付ける。

図１に戻って説明を続けると、上記チャックテーブル機構５を構成するカバーテーブル５４の移動方向両側には、横断面形状が逆チャンネル形状であって、上記一対の案内レール５１、５１や雄ねじロッド５６１およびサーボモータ５６２等を覆っている蛇腹手段６１および６２が付設されている。蛇腹手段６１および６２はキャンパス布の如き適宜の材料から形成することができる。蛇腹手段６１の前端は装置ハウジング２を構成する主部２１の後半部の前面壁に固定され、後端はチャックテーブル機構５のカバーテーブル５４の前端面に固定されている。蛇腹手段６２の前端はチャックテーブル機構５のカバーテーブル５４の後端面に固定され、後端は装置ハウジング２の直立壁２２の前面に固定されている。チャックテーブル機構５が矢印５１ａで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段６１が伸張されて蛇腹手段６２が収縮され、チャックテーブル機構５が矢印５１ｂで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段６１が収縮されて蛇腹手段６２が伸張せしめられる。

図示の実施形態における研削装置は、被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたチャックテーブル５５の保持面５５１に保持された被加工物および／またはチャックテーブル５５の保持面５５１に洗浄水を供給する洗浄水供給手段７を具備している。この洗浄水供給手段７は、装置ハウジング２の主部２１の中間部に配設された洗浄水噴射ノズル７０を備えており、該洗浄水噴射ノズル７０から被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたチャックテーブル５５の上面である保持面５５１に向けて洗浄水としての純水を噴出するように構成されている。

図１を参照して説明を続けると、装置ハウジング２の主部２１における前半部上には、第１のカセット１１と、第２のカセット１２と、被加工物仮載置手段１３と、被加工物洗浄手段１４と、被加工物搬送手段１５と、被加工物搬入手段１６および被加工物搬出手段１７が配設されている。第１のカセット１１は研削加工前の被加工物を収納し、装置ハウジング２の主部２１におけるカセット搬入域に載置される。第２のカセット１２は装置ハウジング２の主部２１におけるカセット搬出域に載置され、研削加工後の被加工物を収納する。被加工物仮載置手段１３は第１のカセット１１と被加工物搬入・搬出域２４との間に配設され、研削加工前の被加工物を仮載置し中心合わせする。被加工物洗浄手段１４は被加工物搬入・搬出域２４と第２のカセット１２との間に配設され、研削加工後の被加工物を洗浄して乾燥する。被加工物搬送手段１５は第１のカセット１１と第２のカセット１２との間に配設され、第１のカセット１１内に収納された被加工物を被加工物仮載置手段１３に搬出するとともに被加工物洗浄手段１４で洗浄された被加工物を第２のカセット１２に搬送する。被加工物搬入手段１６は被加工物仮載置手段１３と被加工物搬入・搬出域２４との間に配設され、被加工物仮載置手段１３上に載置された研削加工前の被加工物を被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたチャックテーブル５５の保持面５５１上に搬送する。被加工物搬出手段１７は被加工物搬入・搬出域２４と被加工物洗浄手段１４との間に配設され、被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたチャックテーブル５５上に保持されている研削加工後の被加工物を被加工物洗浄手段１４に搬送する。

図１および図４、図５を参照して説明を続けると、図示の研削装置は、上記チャックテーブル５５の上面である保持面５５１と研削砥石３２７の研削面３２７aとを平行状態と非平行状態に変化せしめる研削状態変更手段８を具備している。研削状態変更手段８は、上記スピンドルユニット３２のスピンドルハウジング３２１を支持する支持部３１３に配設されている。この研削状態変更手段８は、図４および図５に示すようにスピンドルユニット３２のスピンドルハウジング３２１を支持する支持部３１３に設けられた支持軸８１と、該支持軸８１を回動する回動レバー８２と、該回動レバー８２を作動する作動手段８３とを具備している。支持軸８１は、移動基台３１に軸受８４によって回動可能に支持されている。回動レバー８２は、下端部が支持軸８１の先端部に嵌合しキー８５によって相対回転不能に連結されている。この回動レバー８２の上端部には、ピン８２０が突設して設けられている。作動手段８３は、回動レバー８２の上端部に設けられたピン８２０と係合する長穴８３１aを備えた移動ブロック８３１と、該移動ブロック８３１に設けられた雌ねじ穴８３１bと螺合する雄ねじロッド８３２と、該雄ねじロッド８３２の一端と連結し雄ねじロッド８３２を回転駆動するパルスモータ８３３と、雄ねじロッド８３２の他端を回転可能に支持する軸受部材８３４とからなっている。

このように構成された研削状態変更手段８は、パルスモータ８３３を正転駆動すると雄ねじロッド８３２が一方向に回転し、移動ブロック８３１が雄ねじロッド８３２に沿って図４において矢印８aで示す方向に移動する。従って、移動ブロック８３１に長穴８３１aとピン８２０によって連結されている回動レバー８２の上端部が移動ブロック８３１とともに移動するため、回動レバー８２の下端部に連結された支持軸８１が矢印８cで示す方向に回動せしめられる。この結果、支持軸８１が設けられた支持部３１３に支持されているスピンドルハウジング３２１が支持軸８１を中心として一方向に回動せしめられる。一方、パルスモータ８３３を逆転駆動すると雄ねじロッド８３２が他方向に回転し、移動ブロック８３１が雄ねじロッド８３２に沿って図４において矢印８bで示す方向に移動する。従って、移動ブロック８３１に長穴８３１aとピン８２０によって連結されている回動レバー８２の上端部が移動ブロック８３１とともに移動するため、回動レバー８２の下端部に連結された支持軸８１が矢印８dで示す方向に回動せしめられる。この結果、支持軸８１が設けられた支持部３１３に支持されているスピンドルハウジング３２１が支持軸８１を中心として他方向に回動せしめられる。このように、スピンドルハウジング３２１が支持軸８１を中心として回動することにより、スピンドルハウジング３２１に装着された回転スピンドル３２２に取り付けられている研削ホイール３２５を構成する研削砥石３２７の研削面３２７aをチャックテーブル５５の上面である保持面５５１に対して平行状態と非平行状態に変化させることができる。

次に、チャックテーブル５５の上面である保持面５５１と研削砥石３２７の研削面３２７aとを平行状態と非平行状態に変化せしめる研削状態変更手段の他の実施形態について、図６を参照して説明する。
図６に示す研削状態変更手段８０は、チャックテーブル５５を回転駆動するサーボモータ５０と移動基台５２の表面との間に配設されている。この研削状態変更手段８０は、第１の支持スペーサー８７と第２の支持スペーサー８８とからなっている。第１の支持スペーサー８７は、電圧を印加すると伸びる特性を有する圧電素子８７１と、該圧電素子８７１の両側に配設された絶縁部材８７２、８７３とからり、円弧状に形成されている。このように構成された第１の支持スペーサー８７は、サーボモータ５０の底面における図６において右側に配設され、絶縁部材８７２、８７３がそれぞれサーボモータ５０の底面と移動基台５２の表面に適宜の接着剤によって固着されている。第２の支持スペーサー８８は、適宜の金属材によって円弧状に形成されており、サーボモータ５０の底面における図６において左側に配設され、上面がサーボモータ５０の底面に適宜の接着剤によって固着されるとともに、下面が移動基台５２の表面に適宜の接着剤によって固着されている。この第２の支持スペーサー８８の厚みは、上記第１の支持スペーサー８７を構成する圧電素子８７１に電圧が印可されない状態における第１の支持スペーサー８７の厚みと同一に設定されている。従って、第１の支持スペーサー８７を構成する圧電素子８７１に電圧が印可されない状態においては、サーボモータ５０の駆動軸５０１に連結されたチャックテーブル５５の上面である保持面５５１は水平に維持される。一方、第１の支持スペーサー８７を構成する圧電素子８７１に電圧が印可されると、圧電素子８７１が上下方向に伸びるため、サーボモータ５０に転結されたチャックテーブル５５は図６において２点鎖線で示すように傾斜せしめられる。なお、傾斜角度αは、圧電素子８７１に印加する電圧によって調整することができる。

図示の実施形態における研削装置は、図７に示す制御手段９を具備している。制御手段９はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）９１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）９２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３と、入力インターフェース９４および出力インターフェース９５とを備えている。このように構成された制御手段９の入力インターフェース９４には、負荷電流値検出手段３３等からの検出信号が入力される。また、出力インターフェース９５からは上記回転スピンドル３２２を回転駆動するためのサーボモータ３２３、研削送り手段４のパルスモータ４４、チャックテーブル５５を回転駆動するためのサーボモータ５０、チャックテーブル位置付け手段５６のサーボモータ５６２、研削状態変更手段８のパルスモータ８３３、研削状態変更手段８０の圧電素子８７１等に制御信号を出力する。

図示の実施形態における研削装置は以上のように構成されており、以下その作用について主に図1を参照して説明する。
図８の(a)および(b)には、本発明による硬質基板の加工方法に従って加工される光デバイスウエーハの斜視図および要部を拡大して示す断面図が示されている。図８の(a)および(b)に示す光デバイスウエーハ１０は、例えば厚みが４００μmのサファイア基板１００の表面１００aに窒化物半導体からなる光デバイス層としての発光層（エピ層）１１０が５μｍの厚みで積層されている。そして、発光層（エピ層）１１０が格子状に形成された複数のストリート１２０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１３０が形成されている。このように形成された光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１００の裏面１００bを研削するには、サファイア基板１００の表面１００aに形成された発光層（エピ層）１１０からなる光デバイス１３０を保護するために、図９の(a)および(b)に示すように発光層（エピ層）１１０の表面１１０aに保護部材Tを貼着する。なお、保護部材Tは、図示の実施形態においては厚さが１００μｍ程度のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシート基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さ５μｍ程度塗布されている。このようにして発光層（エピ層）１１０の表面１１０aに保護部材Tが貼着された光デバイスウエーハ１０は、サファイア基板１００の裏面１００bを上側にして第１のカセット１１に収容される。このようにして加工前の光デバイスウエーハ１０を収容した第１のカセット１１は、図１に示すようにカセット搬入域に載置される。

上述したように、カセット搬入域に載置された第１のカセット１１に収容されている光デバイスウエーハ１０を研削するには、被加工物搬送手段１５を作動して第１のカセット１１に収容されている研削加工前の被加工物としての光デバイスウエーハ１０を搬出し、被加工物仮載置手段１３上に載置する。被加工物仮載置手段１３に載置された光デバイスウエーハ１０は、ここで中心合わせが行われる。被加工物仮載置手段１３において中心合わせが行われた光デバイスウエーハ１０は、被加工物搬入手段１６によって被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられているチャックテーブル５５の保持面５５１上に載置される。光デバイスウエーハ１０がチャックテーブル５５の保持面５５１上に載置されたならば、図示しない吸引手段を作動することにより、光デバイスウエーハ１０は保護部材Tを介してチャックテーブル５５の保持面５５１上に吸引保持される。

チャックテーブル５５上に光デバイスウエーハ１０を吸引保持したならば、制御手段９はチャックテーブル位置付け手段５６を作動してチャックテーブル５５を研削域２５に位置付ける。一方、制御手段９は、研削状態変更手段８または研削状態変更手段８０を作動してチャックテーブル５５の上面である保持面５５１と研削砥石３２７の研削面３２７aとを非平行状態にする。なお、以下の説明においては研削状態変更手段８を作動する例について述べる。即ち、制御手段９は研削状態変更手段８のパルスモータ８３３を正転駆動し、上述したようにスピンドルハウジング３２１を支持軸８１を中心として一方向に回動せしめ、図１０の(a)に示すようにスピンドルハウジング３２１に装着された回転スピンドル３２２に取り付けられている研削ホイール３２５を構成する研削砥石３２７の研削面３２７aをチャックテーブル５５の上面である保持面５５１に対して傾斜することにより非平行状態とする。なお、チャックテーブル５５の上面である保持面５５１と研削砥石３２７の研削面３２７aとのなす角度βは、例えば０．０５〜０．５度に設定されている。次に、制御手段９は、サーボモータ５０を作動してチャックテーブル５５を図１０の(a)において矢印５５aで示す方向に例えば７５０ｒｐｍの回転速度で回転するとともに、上記サーボモータ３２３を駆動し回転スピンドル３２２を回転して研削ホイール３２５を図１０の(a)において矢印３２５a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４のパルスモータ４４を正転駆動して研削ユニット３を図１０の(a)において矢印Z1で示す方向（チャックテーブル５５の保持面５５１に対して垂直な方向）に例えば１〜１．５μm／秒の研削送り速度で研削送りする。このように研削送りが開始されると、制御手段９には上記負荷電流値検出手段３３から研削ホイール３２５を回転駆動するサーボモータ３２３に供給する電力の負荷電流値が入力される。

図１０の(a)に示す状態から研削ホイール３２５が矢印Z1で示す方向（下方向）に研削送りされ、図１０の(b)に示すように研削砥石３２７の下面である研削面３２７aがチャックテーブル５５に保持された光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１００の裏面１００b（上面）における外周縁に接触すると、研削ホイール３２５を回転駆動する電動モータ３２３の負荷電流値が漸次上昇する。この負荷電流値が上昇を始めた時点から例えば１０秒間研削する（第１の研削工程）。この第１の研削工程においては、チャックテーブル５５の上面である保持面５５１と研削砥石３２７の研削面３２７aが非平行状態にセットされているので、研削砥石３２７の下面である研削面３２７aがチャックテーブル５５に保持された光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１００の裏面１００b（上面）における外周縁と接触するため、接触面積が小さいので硬質基板であるサファイア基板１００であっても所謂食い込みが良く、滑ることなく確実に研削を開始することができる。

上述した第１の研削工程を開始してから例えば１０秒経過したならば、制御手段９はチャックテーブル５５の回転を例えば７５０ｒｐｍの回転速度に維持するとともに研削ホイール３２５の回転を例えば１０００ｒｐｍの回転速度に維持した状態で、研削状態変更手段８のパルスモータ８３３を逆転駆動し、図１０の(b)に示す状態から図１１に示すように研削砥石３２７の研削面３２７aを徐々にチャックテーブル５５の上面である保持面５５１と平行状態になるように変化せしめる。そして、更に研削ホイール３２５を図１１において矢印Z1で示す方向に例えば１〜１．５μm／秒の研削送り速度でサファイア基板１００の厚みが例えば１００μmになるまで研削送りする（第２の研削工程）。この第２の研削工程においては、上記第１の研削工程において研削砥石３２７の研削面３２７aがサファイア基板１００の裏面１００b（被加工面）における外周縁に既に食い込んでいるので、滑ることなく確実に研削することができる。従って、研削砥石３２７の研削面３２７aが硬質基板であるサファイア基板１００の被研削面との間で滑ることにより、研削送りに伴い研削砥石３２７の押圧力が高まることによってサファイア基板１００を破損させるという問題が解消される。

上述した研削工程を実施したならば、研削送り手段４のパルスモータ４４を逆転駆動してスピンドルユニット３２を待機位置まで上昇させ研削ホイール３２５の回転を停止するとともに、チャックテーブル５５の回転を停止する。

次に、チャックテーブル位置付け手段５６を作動して、上述したようにサファイア基板１００の裏面１００bが研削加工された光デバイスウエーハ１０を吸引保持しているチャックテーブル５５を被加工物搬入・搬出域２４に位置付ける。チャックテーブル５５を被加工物搬入・搬出域２４に位置付けたならば、洗浄水供給手段７を作動して洗浄水噴射ノズル７０からチャックテーブル５５に保持されている研削加工後の光デバイスウエーハ１０を構成するサファイア基板１００の裏面１００b（被加工面）に洗浄水（純水）を噴射して、サファイア基板１００の裏面１００bである被加工面を洗浄する。この洗浄によって、サファイア基板１００の裏面１００bである被加工面に付着している研削屑を含む研削水を簡易的に除去する（簡易洗浄工程）。このようにして簡易洗浄工程を実施したならば、チャックテーブル５５による光デバイスウエーハ１０の吸引保持を解除する。そして、ウエーハ搬出手段１７を作動して光デバイスウエーハ１０をチャックテーブル５５から搬出し、洗浄手段１４に搬送する。洗浄手段１４に搬送された光デバイスウエーハ１０は、ここで洗浄され乾燥された（洗浄・乾燥工程）後に、被加工物搬送手段１５よって第２のカセット１２の所定位置に収納される。

２：研削装置の装置ハウジング
３：研削ユニット
３２：スピンドルユニット
３２２：回転スピンドル
３２５：研削ホイール
３２７：研削砥石
４：研削送り手段
５：チャックテーブル機構
５５：チャックテーブル
５６：チャックテーブル位置付け手段
８：研削状態変更手段
８０：研削状態変更手段
８１：支持軸
８２：回動レバー
８３：作動手段
８７：第１の支持スペーサー
８７１：圧電素子
８８：第２の支持スペーサー
９：制御手段
１０：光デバイスウエーハ
１００：サファイア基板
１１：第１のカセット
１２：第２のカセット
１３：被加工物仮載置手段
１４：洗浄手段
１５：ウエーハ搬送手段
１６：ウエーハ搬入手段
１７：ウエーハ搬出手段

Claims (2)

1. 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削するための研削砥石を備えた研削ホイールおよび該研削ホイールを回転駆動するための駆動源を備えた研削手段と、該研削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削送りする研削送り手段とを具備する研削装置によって、該チャックテーブルを回転し該研削ホイールを回転しつつ研削送りして該チャックテーブルの保持面に保持された硬質基板を研削する硬質基板の研削方法であって、
   該チャックテーブルの保持面と研削砥石の研削面とを非平行状態で研削砥石の研削面を硬質基板における外周縁に接触せしめて研削を開始する第１の研削工程と、
   該第１の研削工程において研削砥石による研削が進行したら該チャックテーブルの保持面と研削砥石の研削面とを非平行状態から徐々に平行状態に変化させつつ研削送りして研削砥石の研削面を硬質基板に作用せしめて研削する第２の研削工程と、を含む、
   ことを特徴とする硬質基板の研削方法。
2. 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削するための研削砥石を備えた研削ホイールおよび該研削ホイールを回転駆動するための駆動源を備えた研削手段と、該研削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削送りする研削送り手段と、を具備する研削装置において、
   該チャックテーブルの保持面と研削砥石の研削面とを平行状態と非平行状態に変化せしめる研削状態変更手段と、該研削状態変更手段を制御する制御手段とを具備し、
   該制御手段は、該チャックテーブルを回転し該研削ホイールを回転しつつ研削送りして該チャックテーブルの保持面に保持された硬質基板を研削する際に、該研削状態変更手段を作動し該チャックテーブルの保持面と研削砥石の研削面とを非平行状態にして研削砥石の研削面を該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物における外周縁に接触せしめて研削を開始し、研削が進行したら該チャックテーブルの保持面と研削砥石の研削面とを非平行状態から徐々に平行状態に変化するように該研削状態変更手段を制御しつつ研削送りするように研削送り手段を制御する、
   ことを特徴とする研削装置。

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