(57)【要約】【課題】複数枚の被加工物を同時に研削または研磨しても研削後の被加工物を高精度に平坦化することができる加工方法を提供することを目的とする。【解決手段】被加工物１を吸引保持し全面が同一面上にある保持面１１を有する保持テーブル１０において、保持面１１のサイズより小さいサイズの被加工物１を保持テーブル１０の吸引領域を覆う支持部材４を介して保持する保持ステップと、加工ホイール２３の外周縁２４ｂまたは研磨パッド３５の外周縁３５ｂが該保持テーブル１０の該保持面１１の中央部１３を常に通過するようにして複数枚の被加工物１に当接させて加工を実施する加工ステップと、を備えているため、被加工物１における加工点５の長さが略同一となる。したがって、加工後の被加工物１を高精度に平坦化することが可能となる。【選択図】図５
2014004663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を研削又は研磨する被加工物の加工方法であって、
被加工物を吸引保持し全面が同一面上にある保持面と該保持面の中央で該保持面に直交した回転軸とを有する保持テーブルによって、該保持面のサイズより小さいサイズの被加工物を該保持テーブルの吸引領域を覆う支持部材を介して保持する保持ステップと、
該保持ステップを実施した後、該保持面に対して平行な加工面と該加工面に直交した回転軸とを有する加工ホイールの外周縁が該保持テーブルの該保持面の中央を通過するように該加工ホイールの該加工面を該保持テーブルで保持された被加工物に当接させ、該保持テーブルと該加工ホイールとを回転させて複数の被加工物を該加工ホイールで研削または研磨する加工ステップと、を備え、
該保持ステップでは、３以上の被加工物が正多角形中に隣接して配設されるとともに、該正多角形の中心と該保持面の中央とが一致した状態で保持される、被加工物の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を研削または研磨する加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サファイアウェーハやＳｉＣウェーハ等において、そのサイズが小さい（例えば、φ３インチ）場合、個々に研削や研磨等の加工を施していては加工時間がかかってしまい、生産効率が低くなる。そこで、製品の生産能率向上のため、サファイアウェーハやＳｉｃウェーハ等の被加工物を保持テーブルにおいて複数個保持し、一度の加工ステップで研削や研磨を施すことが行われている（例えば、下記の特許文献１を参照）。
【０００３】
加工装置に備える保持テーブルとしては、例えば、図１０に示す回転可能な保持テーブル４０がある。この保持テーブル４０の保持面４１は、中心軸４２が通る保持面４１の中央部を頂点として半径方向外側に向けて降下する円錐面となっている。この保持テーブル４０に保持された被加工物を研削加工する際は、加工手段５０の下部に固着された砥石５１の加工面が保持面４１と平行となるように位置合わせしてから研削を実施する。また、被加工物を円錐形の保持テーブルに保持させて研磨加工を施す方法に関しては、下記の特許文献２に示すものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４７３１１号公報
【特許文献２】特開２０００−２８８８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、保持面が円錐面であると、保持面の半径部分のみにおいて研削砥石等の工具が被加工物に当接して加工が行われるため、被加工物に対して工具が当接する位置（以下、「加工点」という。）の軌跡は、被加工物の部位によってその長さが大きく異なってしまう。このように、加工点の長さが長い部分と短い部分とがあると、研削される度合いが異なるため、研削後の被加工物が平坦に仕上がらないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、複数枚の被加工物を研削または研磨しても研削後の被加工物を高精度に平坦化することができる加工方法に発明の解決すべき課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、被加工物を研削又は研磨する被加工物の加工方法であって、被加工物を吸引保持し全面が同一面上にある保持面と該保持面の中央で該保持面に直交した回転軸とを有する保持テーブルによって、該保持面のサイズより小さいサイズの被加工物を該保持テーブルの吸引領域を覆う支持部材を介して保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、該保持面に対して平行な加工面と該加工面に直交した回転軸とを有する加工ホイールの外周縁が該保持テーブルの該保持面の中央を通過するように該加工ホイールの該加工面を該保持テーブルで保持された被加工物に当接させ、該保持テーブルと該加工ホイールとを回転させて複数の被加工物を該加工ホイールで研削または研磨する加工ステップと、を備え、該保持ステップでは、３以上の被加工物が正多角形中に隣接して配設されるとともに、該正多角形の中心と該保持面の中央とが一致した状態で保持される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、保持ステップにおいて、全面が同一面上にある保持面において、３以上の被加工物が正多角形中に隣接して配設され、正多角形の中心と保持面の中央とが一致した状態で３以上の被加工物が保持されるため、加工ステップにおいて、加工ホイールの外周縁が保持テーブルの該保持面の中央部を常に通過するように加工ホイールの加工面を複数枚の被加工物に当接させて加工を行うと、加工面の当接部位にかかわらず、加工点の長さが略同一となる。したがって、加工後の被加工物を高精度に平坦化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】保持テーブル及び研削手段の構成を示す断面図である。
【図２】複数の被加工物を保持テーブルに保持する保持ステップを示す断面図である。
【図３】保持テーブル上において正三角形内部に複数の被加工物が保持された状態を示す平面図である。
【図４】保持テーブルに保持された複数の被加工物に対し研削を実施する加工ステップを示す断面図である。
【図５】加工ホイールの加工点を部分的に示す平面図である。
【図６】複数の被加工物についての加工ホイールの加工点を示す平面図である。
【図７】保持テーブルに保持された複数の被加工物に対し研磨を実施する加工ステップを示す断面図である。
【図８】保持テーブル上において正三角形内部に複数の被加工物が配置変更されて保持された状態を示す平面図である。
【図９】保持テーブル上において正六角形内部に複数の被加工物が保持された状態を示す平面図である。
【図１０】保持面が円錐面の保持テーブル及び研削手段の構成を示す断面図である。
【図１１】保持面が円錐面の保持テーブルに保持されたサファイアウェーハを研削したときの１枚のサファイアウェーハの加工点を示す比較例である。
【図１２】保持面が円錐面の保持テーブルに保持されたサファイアウェーハを研削したときの３枚のサファイアウェーハの加工点を示す比較例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
１  第１の実施形態
図１に示す保持テーブル１０は、円形の被加工物を回転可能に保持する保持テーブルである。保持テーブル１０は、被加工物を吸引保持する面である保持面１１を有している。保持面１１は、その全面が同一面上にあり平坦面となっている。保持面１１の中央部分には、保持面１１に直交した回転軸１２を有しており、回転軸１２を回転中心として保持テーブル１０が回転できる構成となっている。
【００１１】
保持テーブル１０の外周側には、被加工物を保持面１１上に固定するためのクランプ手段１４が配設されている。クランプ手段１４は、上下に移動可能な支持部１５と、支持部１５に連結された載置台１６と、載置台１６に被加工物をクランプするクランプ部１７とを備えている。
【００１２】
図１に示す研削手段２０は、鉛直方向の軸心を有するスピンドル２１と、スピンドル２１の下部にマウンタ２２を介して装着された加工ホイール２３と、加工ホイール２３の下部に環状に固着された研削砥石２４と、を備えている。研削手段２０は、加工ホイール２３を回転させつつ、昇降することができる。
【００１３】
以下に、上記のように構成される研削手段２０により被加工物を研削加工する方法について説明する。
【００１４】
（１）保持ステップ
図２に示す円形の被加工物１は、例えば、サファイア、シリコンカーバイトなどにより形成されている。図２及び図３に示すように、被加工物１のサイズは、保持面１１のサイズより小さく、保持面１１に複数枚配置しても保持面１１におさまる程度である。図３の例における被加工物１は、例えばφ３インチの円形に形成されている。
【００１５】
まず、図２に示すように、中央が開口された環状のフレーム４の下部に保持テーブル１０の保持面１１を覆う支持部材３を貼着する。次いで、フレーム４の中央部分から露出した支持部材３に被加工物１を貼着する。支持部材３は、伸張可能な粘着素材により形成されており、被加工物１を支持部材３に貼着することにより、被加工物１は、支持部材３を介してフレーム４と一体となった状態となる。被加工物１は、支持部材３の中央部に寄せ合って貼着する。
【００１６】
次に、被加工物１が貼着された支持部材３側を保持テーブル１０の保持面１１に載置して保持するとともに、フレーム４を載置台１６に載置し、クランプ部１７がフレーム４の上部を押さえて固定する。こうして、支持部材３が保持面１１を覆い、被加工物１とともに保持テーブル１０に保持される。
【００１７】
保持ステップでは、図３に示すように、３つの被加工物１が相互に隣接して配設されるとともに、すべての被加工物１が保持面１１の内部の正三角形２Ａの内側に配置される。また、正三角形２Ａの中心部と、保持面１１の中央部１３とが一致した状態となるように、３つの被加工物１が保持される。
【００１８】
（２）加工ステップ
保持ステップを実施した後、図４に示すように、研削手段２０によって被加工物１に研削加工を施す。研削手段２０の下方に保持テーブル１０を移動した後、保持テーブル１０が、例えば矢印Ａ方向に回転し、スピンドル２１を例えば矢印Ｂ方向に回転させつつ、加工ホイール２３の加工面２４ａを保持面１１と平行な状態にしたまま被加工物１に向けて下降させる。そして、加工ホイール２３の加工面２４ａが複数の被加工物１を押圧しながら研削する。ここで、加工面２４ａとは、被加工物１に接触する研削砥石２４の下面を意味している。
【００１９】
被加工物１の研削中、研削手段２０は、常に加工ホイール２３の外周縁２４ｂが図５に示す保持テーブル１０の保持面１１の中央部１３を通過するように円弧状に回転させる。これにより、加工面２４ａが当接した加工点５の長さが略同一となる。したがって、複数枚の被加工物１に対して短い加工点と長い加工点とが混在することはない。
【００２０】
このようにして、加工点５の長さにばらつきがない状態で、加工ホイール２３により所定の厚みに達するまで複数枚の被加工物１に研削を施す。そうすると、図６に示すように、保持面１１において隣接して配置された３つの被加工物１のそれぞれの加工点５は、その長さが略同一であるため、研削後の３つの被加工物１を、いずれも高精度な平坦面に仕上げることができる。
【００２１】
２  第２の実施形態
図７に示す研磨手段３０は、鉛直方向の軸心を有するスピンドル３１と、スピンドル３１の下部にマウンタ３２を介して装着された加工ホイール３３と、を備えている。加工ホイール３３は、基台３４と、基台３４の下部に装着された研磨パッド３５とから構成されている。研磨手段３０は、加工ホイール３３を回転させつつ、加工ホイール３３を鉛直方向に昇降させることができる。以下に、研磨手段３０により被加工物を研磨加工する方法について説明する。
【００２２】
（１）保持ステップ
図７に示す研磨加工の際においても、第１の実施形態の保持ステップで示したのと同様の手順により、複数の被加工物１を保持テーブル１０に保持させる。すなわち、支持部材３側を保持面１０の保持面１１に載置して保持し、フレーム４を載置台１６に載置する。このようにして、フレーム４の下部に貼着された支持部材３が、保持面１１を覆うようにして被加工物１とともに保持テーブル１０に保持される。
【００２３】
（２）加工ステップ
保持ステップを実施した後、図７に示すように、研磨手段３０によって被加工物１に研磨加工を施す。研磨手段３０の下方に保持テーブル１０を移動した後、保持テーブル１０が、例えば矢印Ａ方向に回転し、保持テーブル１０を回転させる。研磨手段３０は、スピンドル３１を例えば矢印Ｂ方向に回転させつつ、研磨パッド３５の下面の加工面３５ａを保持面１１と平行にした状態のまま被加工物１にむけて下降させる。
【００２４】
そして、研磨パッド３５と保持テーブル１０とを相対的に回転させながら、研磨パッド３５の加工面３５ａと被加工物１とを摺動させる。被加工物１の研磨中は、回転する研磨パッド３５の外周縁３５ｂが、図５に示す保持テーブル１０の保持面１１の中央部１３を常に通過するように回転させる。そうすると、互いに隣接する各被加工物の加工点は、略同一の長さとなる。したがって、複数枚の被加工物１に対して短い加工点と長い加工点とが混在することはない。
【００２５】
図７に示した研磨パッド３５により、所定の平坦度に達するまで複数の被加工物１を研磨する。そうすると、図６に示すように、保持面１１において隣接して配置された３つの被加工物１のそれぞれの加工点５は、その長さが略同一であるため、研磨後の３つの被加工物１を、いずれも高精度な平坦面に仕上げることができる。
【００２６】
いずれの実施形態においても、保持テーブル１０に被加工物１を保持する態様としてクランプ手段１４によって被加工物１と一体となったフレーム５を固定する例を説明したが、他の例としては、例えば、被加工物の大きさに対応した吸引面を有する保持テーブルを使用するようにしてもよい。この保持テーブルで被加工物を保持する際は、被加工物に保護テープまたはサブストレートを貼着し、保持テーブルの吸引面において保護テープ側またはサブストレート側を吸引して被加工物を吸引保持する。
【００２７】
上記第１、第２の実施形態に示した以外に、他の配置例として、図８に示すように、円形の保持面１１の内部の正三角形２Ｂの内部に６つの被加工物１ａを隣接して配設するようにしてもよい。この場合は、６つの被加工物１ａの中心を結んだ線が正三角形となるようにすればよい。また、図９に示すように、円形の保持面１１の内部の正六角形２Ｃの内部において、中央に１つの被加工物１ａを配置し、当該被加工物１ａの周囲に６つの被加工物１ａを配置するようにしてもよい。
【００２８】
以上のように、本発明に係る被加工物の加工方法では、保持ステップでは、保持テーブル１０の保持面１１内の正多角形の内部において３以上の被加工物１が隣接し、正多角形の中心と保持面１１の中央とが一致した状態で保持面１１に被加工物１を保持するため、保持ステップを実施した後の加工ステップにおいて、研削砥石２４の外周縁２４ｂまたは研磨パッド３５の外周縁３５ｂが保持テーブル１０の保持面１１の中央部１３を常に通過するようにして複数枚の被加工物１に当接させると、被加工物１の加工点５の長さが略同一となる。したがって、加工後の被加工物１を高精度に平坦化することが可能となる。
【実施例１】
【００２９】
保持面が円錐面である保持テーブルと保持面が平坦面である保持テーブルとを使用し、それぞれの保持テーブルにおいて、図３に示したように、正三角形２Ａの内部に隣接して配置した被加工物１を保持し、研削を実施した。被加工物としては、φ３インチのサファイアウェーハを使用し、いずれの保持テーブルもφ８インチサイズのものを使用した。
【００３０】
図１０に示した保持面４１が円錐面の保持テーブル４０に３枚のサファイアウェーハを保持し、研削砥石２４の外周縁２４ｂが保持面１１の中央を通るように研削したところ、研削後におけるサファイアウェーハの面のＴＴＶ（Total Thickness Variation）は、８μｍであった。一方、図１−９に示した保持面１１が平坦面の保持テーブル１０にサファイアウェーハを保持し、研削砥石２４の外周縁２４ｂが保持面１１の中央を通るように研削したところ、研削後におけるサファイアウェーハの面のＴＴＶは、３μｍであった。したがって、保持面が円錐面の保持テーブルを使用してサファイアウェーハを研削する場合と比較して、保持面が平坦面の保持テーブルを使用してサファイアウェーハを研削する方が、サファイアウェーハを高精度に平坦化することができることが確認された。これは、図１０に示した保持面４１が円錐面の保持テーブル４０にサファイアウェーハ６を保持した場合は、ある一時点においては図１１に示す加工点７において研削が行われ、図１２に示すように、複数枚のサファイアウェーハ６については加工点７ａ、７ｂにおいて研削が行われるが、加工点７ａは加工点７ｂよりも長くなっているため、研削される度合いに差が生じているからであると考えられる。
【符号の説明】
【００３１】
１，１ａ：被加工物  ２Ａ：正三角形  ２Ｂ：正三角形  ２Ｃ：正六角形
３：保護テープ  ４：フレーム  ５：加工点
６：被加工物  ７，７ａ，７ｂ：加工点
１０：保持テーブル  １１：保持面  １２：回転軸  １３：中央部
１４：クランプ手段  １５：支持部  １６：載置台  １７：クランプ部
２０：研削手段  ２１：回転軸  ２２：マウンタ  ２３：加工ホイール
２４：研削砥石  ２４ａ：加工面  ２４ｂ：外周縁
３０：研磨手段  ３１：回転軸  ３２：マウンタ  ３３：加工ホイール
３４：基台  ３５：研磨パッド  ３５ａ：加工面  ３５ｂ：外周縁
４０：保持テーブル  ４１：保持面  ４２：中心軸
５０：研削手段  ５１：研削砥石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014004663.tif 000012
【図１１】
2014004663.tif 000013
【図１２】
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