JP5681418B2

JP5681418B2 - 加工方法

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Publication number: JP5681418B2
Application number: JP2010201036A
Authority: JP
Inventors: 匡俊若原
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2030-09-08
Also published as: JP2012056009A

Description

本発明は、主面に直交する直交軸に対して傾斜した結晶面を有する被加工物の該主面に対し、研削または研磨を施す加工方法に関する。

例えば、携帯電話の雑音カットなどに用いられるＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタの製造工程は、概ね次のようなものである。まず、リチウムナイオベイト（ＬｉＮｂＯ_３：ニオブ酸リチウム）やリチウムタンタレイト（ＬｉＴａＯ_３：タンタル酸リチウム）のインゴットをスライスした後、スライス面を研削、研磨することにより平坦化してウェーハに形成する。次いで、半導体リソグラフィ技術を用いてアルミニウムやアルミニウム合金の薄膜で複数の櫛形電極を形成してから、ウェーハの裏面を研削して所定の厚さに薄化加工する（特許文献１参照）。この後、切削加工によりウェーハを分割して個片化したチップをセラミックやガラス等で封止することで、ＳＡＷフィルタが得られる。

特開２００５−２８５５０号公報

ところが、リチウムナイオベイトやリチウムタンタレイトからなる被加工物を研削したり研磨したりした際には、被加工面に“むしれ”と呼ばれる部分的な脱落が分散して起こる加工不良が発生しやすいという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、リチウムナイオベイトやリチウムタンタレイトからなる被加工物を研削あるいは研磨する際に、むしれという加工不良の発生を低減させることができる加工方法を提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、結晶面（結晶格子を結ぶ面）に対する加工方向によってむしれが低減する場合があることを知見し、これによって本発明を想到するに至った。すなわち本発明の加工方法は、結晶方位を示す直線状の切欠きを有するとともに、主面に直交する直交軸に対して傾斜し、かつ、結晶構造における前記切欠きと平行な辺と平行な結晶面を有する被加工物を、回転する保持テーブルに保持し、該被加工物の該主面に対し、研削砥石または研削パッドを有する回転軸が前記保持テーブルの回転軸と平行な回転式の加工手段で研削または研磨を施す加工方法であって、被加工物の前記主面の全面において、前記加工手段の加工方向を、該被加工物の外周縁から前記切欠きに向かう方向とすることで該加工方向と前記結晶面とがなす角が、該加工方向の後方側で鈍角になる向きとすることを特徴とする。

本発明では、前記被加工物が、リチウムナイオベイトまたはリチウムタンタレイトから構成されている場合に特に有効とされる。また、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる被加工物にも好適に採用することができる。

本発明によれば、リチウムナイオベイトやリチウムタンタレイトからなる被加工物を研削あるいは研磨する際に、むしれという加工不良の発生を低減させることができる加工方法が提供されるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る加工方法で裏面が研削加工される被加工物の平面図である。被加工物の結晶構造を示す斜視図である（表面側が上方）。被加工物の結晶構造を示す斜視図である（裏面側が上方）。一実施形態の加工方法を模式的に示す断面図である。加工方向と結晶面とがなす角を示す図である。一実施形態の加工方法を示す平面図である。本発明の実施例１による加工方法を示す（ａ）平面図、（ｂ）特に加工方向を示す平面図である。比較例１による加工方法を示す（ａ）平面図、（ｂ）特に加工方向を示す平面図である。比較例２による加工方法を示す（ａ）平面図、（ｂ）特に加工方向を示す平面図である。比較例３による加工方法を示す（ａ）平面図、（ｂ）特に加工方向を示す平面図である。（ａ）比較例２の被加工面、（ｂ）比較例３の被加工面を示す図である。

図１は、一実施形態の方法で裏面が研削される被加工物を示している。この被加工物１はリチウムナイオベイトからなる材料から得た円形状のウェーハであり、周縁の一部には、結晶方位を示す直線状の切欠き（オリエンテーションフラット）２が形成されている。リチウムナイオベイトの結晶は三方晶系イルメナイト構造を示し、１つの結晶構造すなわちユニットセルは、図２および図３に示すように六角柱状である。ここで、図２は被加工物１に設定される表面側を上方に配置した図であり、図３は被加工物１に設定される裏面側を上方に配置した図である。

図２および図３に示すように、ユニットセルの内部には、結晶格子を結ぶ複数の結晶面３（斜線で示す）が、該ユニットセルにおける互いに平行な表面４Ａおよび裏面５Ａに直交する直交軸６に対し角度αをもって傾斜する状態に存在している。ユニットセルの表面４Ａおよび裏面５Ａは、被加工物１の表面および裏面と平行である。結晶面３はオリエンテーションフラット２と平行な辺７と平行であり、オリエンテーションフラット２と平行な２つの面８の途中から、表面４Ａおよび裏面５Ａにわたって、それぞれ台形状に延びている。

本実施形態においては、図４および図５に示すように、被加工物１の裏面（主面）５を研削するにあたり、裏面５の全面に対して加工方向Ｍを一定方向と定め、かつ、その加工方向Ｍを、該加工方向Ｍと結晶面３とがなす角θが加工方向Ｍの後方側で鈍角になる向きで加工するものとする。図４は、円板状の基台１１の下面の外周縁部に多数の研削砥石１２が該外周縁部に沿って環状に配列して固着された研削ホイール（加工手段）１０を回転させながら（矢印Ｍが回転方向すなわち加工方向）、研削砥石１２を被加工物１の裏面５に押し付けることにより、裏面５を研削している状態を示している。

図６は、本実施形態の加工方法を実施可能とする研削機構を示しており、矢印Ｇ方向に回転する上記研削ホイール１０の下方に、裏面５を露出した状態に被加工物１を保持する円板状の保持テーブル２０が矢印Ｃ方向に回転可能に配設されている。保持テーブル２０における被加工物１の保持面（上面）２１は、中心Ｏを頂点とした傾斜が緩やかな円錐状に形成されている。保持テーブル２０と研削ホイール１０の外径は同等であって、半径は被加工物１よりも大きいサイズに設定されている。

研削ホイール１０は、研削砥石１２の回転軌跡（図６の破線に相当する）が保持テーブル２０の中心Ｏ上を通るようになっており、かつ、回転する保持テーブル２０に対し、円弧状の実線１５で示す加工点のみに研削砥石１２が作用するように設定されている。被加工物１は、保持テーブル２０の保持面２１に中心Ｏを外して保持され、保持テーブル２０が回転して加工点１５を通過する際に、該被加工点１５に沿って回転している研削砥石１２により裏面５が研削される。

このような研削機構で、上記のように裏面５を研削する加工方向Ｍと結晶面３とがなす角θを加工方向Ｍの後方側で鈍角とするには、図６に示すように、被加工物１を、研削ホイール１０による加工方向Ｍが、被加工物１の裏面５の全面においてオリエンテーションフラット２以外の円弧状の外周縁からオリエンテーションフラット２側に向かうように、保持テーブル２０の保持面２１に載置し保持する。

この状態で、保持テーブル２０を回転させながら、回転駆動させた研削ホイール１０を下降させて加工点１５で被加工物１の裏面５を研削すると（研削ホイール１０と保持テーブル２０の回転方向は同じ）、被加工物１の被加工面である裏面５の全面に対して加工方向Ｍが一定方向であり、かつ、図４に示したように研削の加工方向Ｍと結晶面３とがなす角θが加工方向Ｍの後方側で鈍角となる。これにより、従来、被加工面に発生していたむしれという加工不良を低減させることができる。

なお、本発明は上記のように被加工物の研削のみならず、研磨に適用しても同様の効果を得ることができる。

以下、図７〜図１０を参照して、本発明の実施例と本発明の方法を満たさない比較例を説明して、本発明の効果を実証する。なお、これら図で図６の構成要素と同一要素には同一の符号を付している。また、矢印Ｇ，Ｃ，Ｍは、それぞれ研削ホイール１０の回転方向、保持テーブル２０の回転方向、研削ホイール１０による加工方向を示している。また、特に図７〜図１０の（ｂ）の図は、符号Ｍは付していないが、被加工面での加工方向を矢印で示している。

（１）実施例１
図７に示すように、φ４インチ、厚さ０.５５ｍｍのリチウムナイオベイトからなるウェーハ（被加工物）１の裏面５を、φ８インチ：♯２０００の研削ホイール１０で厚さ約０.４５ｍｍまで研削した。実施例１での研削ホイール１０によるウェーハ１への加工方向Ｍは、ウェーハ１の裏面５の全面においてオリエンテーションフラット２以外の円弧状の外周縁からオリエンテーションフラット２側に向かう方向であり、すなわち本発明での加工方向である。なお、研削ホイール１０と保持テーブル２０の回転方向は同じである。

（２）比較例１
図８に示すように、保持テーブル２０へのウェーハ１の載せ方を実施例１と逆向き、すなわち研削ホイール１０によるウェーハ１への加工方向Ｍが、ウェーハ１の裏面５の全面においてオリエンテーションフラット２側からオリエンテーションフラット２とは概ね反対側の円弧状の外周縁に向かう方向とした以外は、実施例１と同様にしてウェーハ１の裏面５を研削した。

（３）比較例２
図９に示すように、外径がウェーハ１と同程度の保持テーブル２０を用い、この保持テーブル２０上にウェーハ１を同心状に載置して保持した以外は、実施例１と同様にしてウェーハ１の裏面５を研削した。この場合の加工点１５は、ウェーハ１の中心から外周縁にわたる半径に相当する領域で、加工方向Ｍはウェーハ１の外周縁から中心までの放射方向の内向きである。

（４）比較例３
図１０に示すように、研削ホイール１０の回転方向Ｇを逆にした以外は、比較例２と同様にしてウェーハ１の裏面５を研削した。この場合の加工点１５も、ウェーハ１の中心から外周縁にわたる半径に相当する領域であるが、加工方向Ｍはウェーハ１の中心から外周縁までの放射方向の外向きである。

以上の実施例１および比較例１〜３につき、研削後の被加工面を観察したところ、実施例１では被加工面の全面においてむしれによる加工不良は認められなかった。一方、比較例１では被加工面の全面にむしれが発生していた。

また、比較例２では図１１（ａ）のドットで示す領域にむしれが発生しており、また、比較例３では図１１（ｂ）のドットで示す領域にむしれが発生していた。比較例２，３においては、図９（ｂ）、図１０（ｂ）にそれぞれ示すように、加工方向はウェーハ１の被加工面の全面で一定方向ではなく、比較例２では放射方向の内向き、比較例３では放射方向の外向きとなる。このため、被加工面の一部では本発明に準じた加工方向となっているが、その反対側では逆向きとなっている。この逆向きとなった領域が、図１１のドットで示している領域、すなわちむしれが発生した領域である。

以上より、被加工面の全面において加工方向と結晶面とがなす角が該加工方向の後方側で鈍角になる向きで加工するといった本発明の加工方法が、むしれの発生を低減させるにあたって有効であることが実証された。

１…被加工物
３…結晶面
５…裏面（主面）
６…直交軸
１０…研削ホイール（加工手段）
１２…研削砥石
Ｍ…加工方向
θ…加工方向と結晶面とがなす角

Claims

結晶方位を示す直線状の切欠きを有するとともに、主面に直交する直交軸に対して傾斜し、かつ、結晶構造における前記切欠きと平行な辺と平行な結晶面を有する被加工物を、回転する保持テーブルに保持し、該被加工物の該主面に対し、研削砥石または研削パッドを有する回転軸が前記保持テーブルの回転軸と平行な回転式の加工手段で研削または研磨を施す加工方法であって、
被加工物の前記主面の全面において、前記加工手段の加工方向を、該被加工物の外周縁から前記切欠きに向かう方向とすることで該加工方向と前記結晶面とがなす角が、該加工方向の後方側で鈍角になる向きとすることを特徴とする加工方法。
前記被加工物が、リチウムナイオベイトまたはリチウムタンタレイトから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の加工方法。