JP6538375B2 - Method of flattening hard and brittle substrate - 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。 The present invention relates to a method of planarizing a surface of a hard and brittle substrate having a crystal orientation such as a sapphire substrate, a silicon carbide (SiC) substrate, a gallium nitride (GaN) substrate, and an alumina ceramic substrate. According to the method of the present invention, it is possible to obtain a flattened hard-brittle substrate with small warpage.
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。 Hard and brittle substrates having crystal orientation are used as substrates for LEDs, power semiconductor devices, resistor sensors, and the like. In this hard and brittle substrate, the warpage of a disk-like substrate obtained by cutting an ingot block with an ori-grind is as large as a 6-inch diameter substrate and a wafer warpage height of 5 to 6 mm. A number of processing methods to grind both surfaces to make a planarized substrate, such as simultaneous grinding on both surfaces simultaneously, or single-leaf grinding to grind the back surface of the substrate after grinding the surface of the substrate A processing method has been proposed.
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。
For example, JP-A-2014-192307 (Patent Document 1) is a method of planarizing a sapphire substrate in which both surfaces of a sapphire substrate cut out from a sapphire single crystal ingot are ground to finish a flat sapphire substrate,
A heat treatment step of heat treating a sapphire substrate cut out of a sapphire single crystal ingot;
A wafer (substrate) placing step of placing the first surface of the sapphire substrate which has passed through the heat treatment step with a liquid resin interposed on a stage having a holding surface;
A resin curing step of curing the liquid resin after the wafer placing step;
A first grinding step of grinding a second surface opposite to the first surface of the sapphire substrate after the resin curing step;
A resin peeling step of peeling the cured liquid resin stuck to the first surface after the first grinding step;
A second grinding step of grinding the first surface of the sapphire substrate after the resin peeling step;
We propose a planar processing method of sapphire substrate including.
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。
Moreover, Japanese Patent Laid-Open No. 2014-58444 (Patent Document 2) is
Analyzing the crystal orientation of a single crystal made of a sheet or a disc;
Calculating an misorientation angle between the selected crystal orientation of the single crystal and the projection of the crystal orientation along the plane of the first major outer surface of the single crystal;
A step of grinding and removing material from at least a portion of the first main outer surface to change the misorientation angle based on the step of analyzing the crystal orientation and the step of calculating the misorientation angle; The present invention proposes a method of changing the crystal orientation of a single crystal, which includes the steps of: said misorientation angle being larger than 0.05 ° before grinding and removing material from the initial first main outer surface.
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。
Furthermore, Japanese Patent No. 5417655 (patent document 3) is an inclination adjustment method for adjusting the relative inclination of the plate-shaped first and second objects to be joined to each other in a state where they are disposed facing each other. ,
Providing the first object (workpiece) on which a plurality of electrodes are formed;
Providing the second object in which a plurality of electrodes are formed to be opposed to any one of the electrodes of the first object when the first object is disposed to face the first object;
Opposingly arranging the first object and the second object such that a plurality of electrode pairs are formed by the respective electrodes of the first and second objects;
In a state where the first and second objects are closely disposed facing each other, the capacitances of the plurality of electrode pairs are detected, so that the values of the respective capacitances are disposed in a noncontacting manner oppositely. Detecting the relative tilt of the first and second objects;
Relative inclination of the first and second objects detected in the detection step by changing the other inclination with reference to one of the first and second objects by the inclination adjusting means And a tilt adjustment step of adjusting the tilt angle to a predetermined tilt.
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。 The planarizing method of the substrate disclosed in Patent Document 1 has the effect of reducing the 6 mm warp height of a 6 inch diameter hard and brittle substrate to a warp height of 0.1 mm or less, but the tilt angle error of crystal orientation is plus or minus 0 For example, when the substrate is used as an LED substrate, the substrate has a low energy conversion rate of 30%, and improvement in the luminance of the LED element is desired by the industry.
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。 Although the patent document 2 discloses a method of adjusting the angle of the substrate on the gonio stage, it does not disclose a chuck means for attracting and fixing the substrate on the gonio stage. Moreover, since the misorientation angle (θ) is larger than 0.05 degrees, the energy conversion rate is improved to about 35 to 40% as compared to Patent Document 1, but improvement in the luminance of the LED element is desired by the industry. In addition, when the SiC substrate is used for a resistor sensor, it is desired to further reduce the resistance value.
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。 Although Patent Document 3 discloses a method of adjusting the angle of the substrate on the XYθ-stage, it does not disclose a chuck means for attracting and fixing the substrate on the XYθ-stage.
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。 The present invention relates to an adsorption chuck made of a porous ceramic, a gonio stage, a swivel mechanism or an XYθ-stage (hereinafter referred to as “the gonio stage” together) disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3). By changing the design to the work stage that we worked on, we obtain a processed substrate with a warp height of 0.5 mm or less and a misorientation angle (θ) of plus or minus (±) 0.05 degrees or less by grinding the hard and brittle substrate Provides a grinding method that can
本発明は、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）．測定された結晶方位から前記硬脆性基板のターゲット角度を求め、そのターゲット角度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）を求め、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カップホイール型のビトリファイドボンド研削砥石＃３００〜＃６００砥番の第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の研削砥石をカップホイール型のビトリファイドボンド研削砥石＃１，０００〜＃２，０００砥番の第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）．測定された結晶方位から前記硬脆性基板のターゲット角度を求め、そのターゲット角度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）を求め、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。
The present invention provides a method for planarizing a hard / brittle substrate, characterized in that the surface of the hard / brittle substrate is processed through the following steps.
(1). After laminating the breathable foamed resin sheet on the suction chuck provided on the goniometer stage of the grinding machine and mounting the hard and brittle substrate on the upper surface of the breathable foamed resin sheet, the crystal orientation (crystal axis) is measured Measuring the crystal orientation of the hard and brittle substrate by using
(2). Obtains the measured target angle of the hard brittle substrate from the crystal orientation, the angle deviation between the horizontal plane of the vacuum chuck and the hard brittle substrate of the target angle of the (theta) determined, the goniometer mounted on the suction chuck lower An angle adjustment step of adjusting the inclination of the horizontal plane of the suction chuck by the angle deviation (θ) by combining the X direction and the Y direction on the stage;
(3). A reference of one side of the hard and brittle substrate by grinding the surface of the hard and brittle substrate on the suction chuck whose angle is adjusted by a first grinding wheel of a cup wheel type vitrified bond grinding wheel # 300 to # 600 abrasive number Standardized grinding process to get the surface,
(4). A reverse fixing step of the hard and brittle substrate in which the hard and brittle substrate from which the one side reference surface is obtained is turned upside down and adsorbed on the suction chuck surface;
(5). The inclination angle reduction adjustment step of the adsorption chuck, wherein the inclination of the adsorption chuck is returned to 0 degree by the gonio stage, and the upper surface of the adsorption chuck is parallel to the horizontal direction;
(6). Grinding the surface of the hard and brittle substrate on the suction chuck with the first grinding wheel to planarize and grind the surface of the hard and brittle substrate;
(7). The first grinding wheel of the grinding wheel head of the grinding apparatus is changed to a second grinding wheel of a cup wheel type vitrified bond grinding wheel # 1,000 to # 2,000 abrasive number, and is flattened on the suction chuck A step of measuring the crystal orientation of the hard and brittle substrate with a device for measuring a crystal orientation (crystal axis) after mounting the ground and processed hard and brittle substrate;
(8). Obtains the measured target angle of the hard brittle substrate from the crystal orientation, the angle deviation between the horizontal plane of the vacuum chuck and the hard brittle substrate of the target angle of the (theta) determined, the goniometer mounted on the suction chuck lower An angle adjustment step of adjusting the inclination of the horizontal plane of the suction chuck by the angle deviation (θ) by combining the X direction and the Y direction on the stage;
(9). A standardized grinding process for obtaining a reference surface on one side of the hard and brittle substrate by grinding the surface of the hard and brittle substrate on the suction chuck whose angle is adjusted by the second grinding wheel;
(10). A reverse fixing step of the hard and brittle substrate in which the hard and brittle substrate from which one side reference surface is obtained is turned upside down and adsorbed on the suction chuck surface;
(11). The inclination angle reduction adjustment step of the adsorption chuck, wherein the inclination of the adsorption chuck is returned to 0 degree by the gonio stage, and the upper surface of the adsorption chuck is parallel to the horizontal direction;
(12). Step of grinding the surface of the hard and brittle substrate on the suction chuck with the second grinding wheel to planarize and grind the surface of the hard and brittle substrate.
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。 Grinding processing of the first substrate obtains a reference plane with a crystal orientation deviation of ± 0.05 degrees or less, and grinding processing of the next reverse substrate surface results in flattening of a crystal orientation deviation of ± 0.01 degrees or less. It became possible to realize the substrate. In addition, the utilization of the air-permeable foamed resin sheet is placed on the suction chuck and used as a warp cushioning material at the time of the standardized grinding process for obtaining the first reference surface, and the reverse substrate after the reference surface is once taken out At the time of grinding of the surface, it may not be removed and used even when it is placed.
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。
Grinding apparatus of the present invention shown in FIG. 1 1 is a grinding
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。
As the
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１０ｇの回転軸１０ｒの回転速度は９００〜２，０００ｍｉｎ−１が好ましい。
In order to be able to perform rough grinding and finish grinding, the cup wheel
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。 The grinding fluid may be pure water, but using an aqueous dispersion containing fine loose abrasive grains such as ceria particles, colloidal silica particles, and zirconia particles is advantageous in that the grinding time can be shortened.
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。
As a
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。
In order to planarize the surface of the hard and brittle substrate using the grinding apparatus 1, the following steps (1) to (6) are performed.
(1). Hardly brittle substrate w is suction fixed on suction chuck 20c of
(2). The target angle C the
(3). Standardization grinding process to obtain the one side of the reference plane of the hard brittle substrate w the angle adjustment surface of the hard brittle substrate w on the porous ceramic vacuum chuck 20c and grinding by the grinding
(4). Inverting fixing step of hard brittle substrate to be adsorbed to the porous ceramic vacuum chuck 20c plane a hard and brittle substrate w on one side reference surface is obtained in the front and back reversed,
(5). The return of the tilt of the by
and,
(6). Planarizing grinding the surface of the hard brittle substrate by grinding the surface by grinding
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。 The above (3) process and (6) Step of grinding steps, to the two grinding step of changing the grinding wheel of the cup wheel type performs rough grinding step and a finish grinding step, reducing the grinding time It is preferable and possible to obtain a hard and brittle substrate with smaller crystallographic misorientation.
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。
Example 1
Using a sapphire substrate having a diameter of 6 inches, a thickness of 3,000 μm, and a warp height of 0.5 mm as a hard and brittle substrate, a planarized substrate was manufactured through the following steps.
（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。
(1). Bonding the thickness 600μm breathable linear low density polyethylene foam sheet (breathable foamed
（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。
(2). Hard brittle substrate w and the angle deviation (theta) min 0.8 ° wherein the
（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。
(3). Similar angle adjusted to the surface of the hard brittle substrate w on the porous ceramic vacuum chuck 20c becomes
（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。 (4). The hard brittle substrate w on one side reference surface is obtained by upside down and placed on the porous ceramic vacuum chuck 20c plane, then it was inverted fixing step of hard brittle substrate is adsorbed.
（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。
(5). The return of the tilt of the by
（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。
(6). Said second porous ceramic of the hard brittle substrate w surface vitrified bonded rough grinding wheel on the adsorption chuck 20c (# 325 abrasive numbering), 1,200min -1 rotational speed of the
（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。
(7). Change the
（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。
(8). The angular deviation (θ) of 0.05 degrees between the horizontal axis of the hard and brittle substrate w and the suction chuck 20c made of porous ceramic from the target angle C is carried out by the
（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。
(9). Similar angle adjusted porous ceramic vacuum chuck 20c cup wheel type the surface of the hard brittle substrate w on surface vitrified bonded finish grinding wheel (# 2000 abrasive numbers), the rotational speed of the
（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。 (10). And the hard brittle substrate w on one side reference surface is obtained again upside down and placed on the porous ceramic suction chuck 20c, and then was subjected to reversal fixing step of hard brittle substrate w is adsorbed.
（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。
(11). The return of the tilt of the by
（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。
(12). The boiled the surface of the hard brittle substrate w on the porous ceramic vacuum chuck 20c cup wheel type vitrified bonded finish grinding wheel (# 2000 abrasive numbering), 400 min rotation speed of the
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。 The thickness of the obtained sapphire substrate was 1,300 μm, the crystal orientation deviation was 0.008 ° , and the warpage height of the substrate was 0.05 mm.
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。
Example 2
The flattening grinding process of the substrate was performed in the same manner as in Example 1 except that a gallium nitride substrate having a diameter of 2 inches, a thickness of 1,000 μm, and a warp height of 0.3 mm was used as the hard and brittle substrate w.
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。 The thickness of the obtained gallium nitride substrate was 400 μm, the crystal orientation deviation was 0.010 ° , and the warpage height of the substrate was 0.01 mm.
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。 The flattening processing method of a hard and brittle substrate of the present invention can provide a hard and brittle substrate having a tilt angle error of crystal orientation of the substrate of plus or minus 0.010 degrees or less.
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
1 grinder w hard
10g Grinding
Claims (1)
（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）．測定された結晶方位から前記硬脆性基板のターゲット角度を求め、そのターゲット角度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求め、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カップホイール型のビトリファイドボンド研削砥石＃３００〜＃６００砥番の第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の研削砥石をカップホイール型のビトリファイドボンド研削砥石＃１，０００〜＃２，０００砥番の第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）．測定された結晶方位から前記硬脆性基板のターゲット角度を求め、そのターゲット角度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求め、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。 1. A method of planarizing a hard and brittle substrate, the method comprising planarizing the surface of the hard and brittle substrate through the following steps.
(1). A breathable foamed resin sheet is laminated on an adsorption chuck provided on a goniometer stage of a grinding apparatus, and the hard and brittle substrate is mounted on the upper surface of the breathable foamed resin sheet, and then the above-mentioned equipment is used. Measuring the crystal orientation of the hard and brittle substrate,
(2). Obtains the measured target angle of the hard brittle substrate from the crystal orientation, X at the target angle of the the hard brittle substrate determined angular deviation between the horizontal plane of the suction chuck, the goniometer mounted on the suction chuck lower An angle adjustment step of adjusting the inclination of the horizontal plane of the suction chuck by the angle deviation by combining the direction and the Y direction;
(3). A reference of one side of the hard and brittle substrate by grinding the surface of the hard and brittle substrate on the suction chuck whose angle is adjusted by a first grinding wheel of a cup wheel type vitrified bond grinding wheel # 300 to # 600 abrasive number Standardized grinding process to get the surface,
(4). A reverse fixing step of the hard and brittle substrate in which the hard and brittle substrate from which one side reference surface is obtained is turned upside down and adsorbed on the suction chuck surface;
(5). The inclination angle reduction adjustment step of the adsorption chuck, wherein the inclination of the adsorption chuck is returned to 0 degree by the gonio stage, and the upper surface of the adsorption chuck is parallel to the horizontal direction;
(6). Grinding the surface of the hard and brittle substrate on the suction chuck with the first grinding wheel to planarize and grind the surface of the hard and brittle substrate;
(7). The first grinding wheel of the grinding wheel head of the grinding apparatus is changed to a second grinding wheel of a cup wheel type vitrified bond grinding wheel # 1,000 to # 2,000 abrasive number, and is flattened on the suction chuck A step of measuring the crystal orientation of the hard and brittle substrate with a device for measuring the crystal orientation after mounting the ground and processed hard and brittle substrate;
(8). Obtains the measured target angle of the hard brittle substrate from the crystal orientation, X at the target angle of the the hard brittle substrate determined angular deviation between the horizontal plane of the suction chuck, the goniometer mounted on the suction chuck lower An angle adjustment step of adjusting the inclination of the horizontal plane of the suction chuck by the angle deviation by combining the direction and the Y direction;
(9). A standardized grinding process for obtaining a reference surface on one side of the hard and brittle substrate by grinding the surface of the hard and brittle substrate on the suction chuck whose angle is adjusted by the second grinding wheel;
(10). A reverse fixing step of the hard and brittle substrate in which the hard and brittle substrate from which one side reference surface is obtained is turned upside down and adsorbed on the suction chuck surface;
(11). The inclination angle reduction adjustment step of the adsorption chuck, wherein the inclination of the adsorption chuck is returned to 0 degree by the gonio stage, and the upper surface of the adsorption chuck is parallel to the horizontal direction;
(12). Step of grinding the surface of the hard and brittle substrate on the suction chuck with the second grinding wheel to planarize and grind the surface of the hard and brittle substrate.
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