(57)【要約】      （修正有）【課題】加圧しながら研削研磨しても、研削研磨終了後にスプリングバック現象が起こらず、反りを除去しつつ、効率よく研削研磨を行うことが出来る両面ラッピング方法を提供する。【解決手段】被加工物である板状体１の表裏面に接着性及び硬化性を有する合成樹脂を塗布して板状体の表裏がほぼ平行平面になる様に硬質合成樹脂層を形成せしめた後、板状体１を両面ラップ盤の上下一対の回転定盤４で挟み、加圧しつつ回転定盤４を相互に逆回転させ、回転定盤４の摺り合わせ面に固着されている研磨体により、まず初めに硬質合成樹脂層を、次いでこれによって覆われた板状体１の表裏面を順次研削研磨し、反りによる突起部分を削り取ることにより、板状体１の反りを解消させ、所望の平滑度を有する平行平面を得る様にした。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物である板状体の表裏面に接着性及び硬化性を有する合成樹脂を塗布して板体状の表裏がほぼ平行平面になる様に硬質合成樹脂層を形成せしめた後、該板状体を両面ラップ盤の上下一対の回転定盤で挟み、加圧しつつ回転定盤を相互に逆回転させることにより、該回転定盤の摺り合わせ面に固着されている研磨体により、まず初めに硬質合成樹脂層を、次いで、これによって覆われた板状体の表裏面を順次研削研磨し、反りによる突起部分を削り取ることにより、板状体の反りを解消させ、所望の平滑度を有する平行平面を得ることを特徴とする反りを有する板状体の両面ラッピング方法。
【請求項２】
被加工物である板状体が、サファイアを素材とする半導体ウエハー用の基板であることを特徴とする請求項１記載の反りを有する板状体の両面ラッピング方法。
【請求項３】
被加工物である板状体に塗布される合成樹脂中に砥粒が分散せしめられていることを特徴とする請求項１記載の反りを有する板状体の両面ラッピング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、反りを有する板状体の両面ラッピング方法、特に、サファイアなどの難削素材からなる板状体であっても、反りを除去しつつ、効率的に研削研磨を実施出来るラッピング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
板状をなした被加工物（ワーク）の表裏を平行に位置設定された上下一対の回転定盤で挟み、加圧しながら回転定盤を相互に逆回転させることにより、回転定盤の摺り合わせ面に固着せしめられた研磨体によって被加工物の表裏の研削研磨を同時に行い、所望の平滑度の平行平面を有する板状体に仕上げる両面ラッピング加工は、半導体デバイス用ウエハーの製造など、多くの産業分野において必要とされる加工技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７１５４６公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】なし
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
板状をなした被加工物（ワーク）は、製造過程において行われるインゴットからのスライシングなど、種々の原因により、わずかに反りが生じることがあり、その場合には両面ラッピングによって所望精度の平行平面を得ることは実際上、なかなかむずかしかった。なぜなら、両面ラッピングにおいては、上下一対の回転定盤から被加工物である板状体へかなりの圧力を掛けながら研削研磨を行うのが普通であるが、反りを有する被加工物に表裏方向から圧力を加えると、被加工物は弾性変形し、反りは一時的に見掛け上は解消されるが、研削研磨完了に伴い、被加工物を上下一対に回転定盤から取りはずし、圧力を開放すると、反りがもとに戻る所謂スプリングバック現象が起こり、結果的に両面ラッピングによって反りを除去することにはならないからである。
【０００６】
一方、上下一対の回転定盤からの圧力を極力小さくし、反りが存在する状態のままで被加工物表裏の両面ラッピングを実施し、反りによる突起部分を削り取れば、結果的に反りをなくすことは可能であるが、大型の両面ラップ盤においては、回転定盤自体相当な重さを有しており、被加工物の反りを崩さない圧力にする様にこれをデリケートに制御するのは極めてむずかしかった。
又、最近では、半導体発光素子（ＬＥＤ）の基板として用いるサファイアなどの硬度の極めて高い難削素材製の板状体に対する両面ラッピング加工の要請が多くなっているが、これら硬度の極めて高い難削素材の場合、かなりの圧力を掛けねば、両面ラッピングを実施できない為、サファイアなどの硬度の極めて高い板状体の場合、反りの解消は益々困難であった。
【０００７】
本発明者は、サファイアなどの硬度の極めて高い難削素材からなる反りを有する板状をなした被加工物でも、反りを除去しつつ効率的に両面ラッピングする方法を鋭意研究した結果、加圧しながら研削研磨しても、研削研磨終了後にスプリングバック現象が起こらず、反りを除去しつつ、効率よく研削研磨を行うことが出来る両面ラッピング方法を開発することに成功し、本発明としてここに起案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
被加工物である板状体の表裏面に接着性及び硬化性を有する合成樹脂を塗布して板状体の表裏がほぼ平行平面になる様に硬質合成樹脂層を形成せしめた後、該板状体を両面ラップ盤の上下一対の回転定盤で挟み、加圧しつつ回転定盤を相互に逆回転させることにより、該回転定盤の摺り合わせ面に固着されている研磨体により、まず初めに硬質合成樹脂層を、次いで、これによって覆われた板状体の表裏面を順次研削研磨し、反りによる突起部分を削り取ることにより、板状体の反りを解消させ、所望の平滑度を有する高精度な平行平面を得る様にして、上記課題を解決した。
【発明の効果】
【０００９】
板状体の表裏には、板状体の表裏がほぼ平行平面による様に硬質合成樹脂層が形成されて、この硬質合成樹脂層によって板状体の反りは固定されるので、回転定盤によって上下から加圧しても、押圧力はこの硬質合成樹脂層が形成された表裏全面で受けるので、板状体の反りが弾性的に変形することはなく、加圧中も反りはそのまま維持される。この様に、上下から板状体を加圧した状態で上下一対の回転定盤を相互に逆回転させて、該回転定盤の摺り合わせ面に固着されている研磨体により、硬質合成樹脂層が形成されている板状体をその表裏から研削研磨するのであるが、その際の研削研磨は表層面の硬質合成樹脂層から開始され、研削研磨が進行すると、次第に板状体の反った部分、即ち表裏方向に突出した部分が研削研磨の対象となり、ついには反った部分はすべて削り取られ、板状体のコアの部分が残り、高精度な平行平面となり、この部分が両面ラッピング済みの板状体となる。
【００１０】
この発明に係る両面ラッピング方法においては、削り代（しろ）は大きくなるが、反りによる突起は結果的にすべて削り取られるので、両面ラッピング完了後にスプリングバック現象により、再び反ってしまうことはなく、反りのない高品質の板状体を得ることが出来る。又、スプリングバック現象の発現を心配することなく、回転定盤によって板状体を十分に加圧することが出来るので、サファイアなどの難削素材製の板状体であっても、両面ラッピングを効率的に実施可能で、半導体発光素子（ＬＥＤ）用の基板など、各種半導体デバイス用板状体の加工作業に好適に用いることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明によって加工される板状体の一例の斜視図。
【図２】同じく、その拡大断面図。
【図３】この発明に係る方法を実施するに当り、板状体の表面に合成樹脂を塗布する一手法を説明した断面図。
【図４】同じく、他の手法を説明した拡大断面図。
【図５】図３に示す手法の第２工程を説明した拡大断面図。
【図６】図４に示す手法の第２工程を説明した拡大断面図。
【図７】暫定的な平行平面を得る予備研削研磨が終わった状態の板状体の拡大断面図。
【図８】板状体を両面ラップ盤に装着してこの発明に係る両面ラッピングを行っている状態の説明図。
【図９】この発明に係る方法によって板状体の研削研磨作業が完了した状態の拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
両面ラッピングの加工対象である反りを有する板状体の表裏に、板状体の表裏がほぼ平行平面になる様に、硬質合成樹脂層を形成して、該硬質合成樹脂層によって反りを固定した上で、その板状体を回転定盤により加圧状態で両面ラッピング加工を行う様にしたことに、最大の特徴が存する。
【実施例１】
【００１３】
図１はこの発明に係る方法によって両面ラッピング加工される被加工物である板状体１の斜視図であり、この実施例１における板状体１は円板状をなしており、半導体ウエハー用の基板などが例示される。そして、この板状体１は、図２に示す様に、その表裏方向に反りを有しているものが多い。なお、反りは図２に示す例の様に一方向に向かって弯曲した状態のものが多いが、波形に屈曲する場合もある。この反りはインゴットからのスライシングなど、製造工程を起因して発生することが多く、図２は、作図の都合上、この反りを実際より誇張して描いてあるが、この反りによる変位量Gは、実際には、直径１５０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの板状体の場合、０．０３ｍｍ乃至０．１５ｍｍ程度で、目視では判別出来ぬほど極わずかであるが、半導体ウエハー用の基板などにおいては、この程度の反りでも、製品の品質に重大な影響を与えるので、無視することは出来ず、製品の歩留まり向上の為にはこの反りを是非とも除去しなければならないのである。
【００１４】
本発明に係る両面ラッピング方法においては、まずはじめに、板状体１の表裏両面に接着性及び硬化性を有する合成樹脂を塗布して硬質合成樹脂層２を形成せしめる。この硬質合成樹脂層２の形成の目的は、板状体１の反りの部分を埋めて、板状体１の表裏に暫定的な平行平面５，５を形成することにあり、図３に示す様に、板状体１を水平面６上に載置すると共に、板状体１の周縁に円筒状をなした型枠９を嵌め込みし、この型枠９の内に液面１３が水平になる様に、低粘度の液状合成樹脂１０を流し込み、これを固化させて硬質合成樹脂層２としたり、図４に示す様に、板状体１の表裏に高粘度の液状合成樹脂１１をローラー塗布してこれを固化させて硬質合成樹脂層２とするなど、各種手法により形成される。この様にして、板状体１の一方の面に硬質合成樹脂層２を形成したら、図３に示す手法の場合は図５に示す様に、図４に示す手法の場合は図６に示す様に、それぞれ板状体１を反転させて裏面に対しても同様な作業を行い、裏面にも硬質合成樹脂層２を形成する。
なお、この図４に示す手法によって硬質合成樹脂層２を形成した場合には、硬質合成樹脂層２も板状体１と同じ曲率で弯曲してしまう。
【００１５】
なお、直径が１５０ｍｍ、厚さが１．５ｍｍ、反りによる変位量Gが０．０３〜０．１５ｍｍ程度の板状体１の場合、硬質合成樹脂層２の厚さは０．２ｍｍ程度が好ましい。厚さがこれより小さいと、ラッピングによる反りの除去が不完全となり、厚さがこれより大きいとラッピングに時間がかかり過ぎる為、共に好ましくない。又、硬質合成樹脂層２を形成する為の合成樹脂は、板状体１に確実に固着出来る為の接着性及び回転定盤によって加圧された際に塑性変形あるいは弾性変形しない硬さと剛性を有することが必要であり、熱硬化型接着剤、硬化剤混合型接着剤、紫外線硬化型接着剤など既存の各種接着剤が使用可能である。
又、硬質合成樹脂層２を形成する合成樹脂中には、ダイアモンド粉、アルミナ系素材、カーボン系素材などからなる砥粒を分散させても良い。
【００１６】
そして、塗布した合成樹脂が硬化し、板状体１の表裏に強固な硬質合成樹脂層２が形成されたら、板状体１を両面ラップ盤３の上下一対の回転定盤４，４で挟み、板状体１の反りが変形しない程度の低い圧力を掛けながら回転定盤４，４を相互に逆方向に回転させて、硬質合成樹脂層２の表裏に暫定的な平行平面５が形成させる様に予備研削研磨を行う。この予備研削研磨は硬質合成樹脂層２に対して行うものであるので、低圧でも十分効率的に実施出来る。図７は、この様に予備研削研磨を実施し、平行平面が形成された板状体１を示す。
なお、図３及び図５に示す手法によって硬質合成樹脂層２を形成した場合には、その表面には既に暫定的な平行平面５が形成されているので、この予備研削研磨は行う必要がない。この予備研削研磨によって暫定的な平行平面５から形成されたなら、板状体１を図８に示す様に、両面ラップ盤３の上下一対の回転定盤４，４で挟み、上下から加圧して本研削研磨を行う。本研削研磨の際の圧力は、硬質合成樹脂層２が塑性変形あるいは弾性変形しない範囲内で、板状体１の研削研磨を効率的に実施するに足り得る十分な圧力とする。
なお、本研削研磨の際にも、板状体１の表裏には硬質合成樹脂層２が形成されており、この硬質合成樹脂層２によって板状体１の反りは固定されるので、回転定盤４によって上下から加圧しても、押圧力はこの硬質合成樹脂層２が形成された表裏全面で受けるので、板状体１の反りが加圧中も弾性的に変形することはなく、回転定盤４による加圧下にあっても、反りはそのまま維持される。この様に、上下から板状体１を加圧した状態で上下一対の回転定盤４，４を相互に逆回転させて、該回転定盤４の摺り合わせ面に固着されている研磨体により、硬質合成樹脂層２が形成されている板状体１をその表裏から研削研磨する。
【００１７】
研削研磨は、図７に示す状態から開始され、硬質合成樹脂層２が削り取られて研削研磨が進行すると、次第に板状体１の反った部分、即ち表裏方向に突出した部分が研削研磨の対象となり、ついには図７において破線で示す部分以外はすべて削り取られ、図９に示す様に、板状体１のコアの部分、つまり平行平面の部分８だけが残り、この部分が両面ラッピング済みの板状体１の完成品となる。硬質合成樹脂層２を形成する合成樹脂中に砥粒を分散させた場合は、研削研磨の進行により硬質合成樹脂層２が削り取られると、硬質合成樹脂層２の表面から砥粒が遊離し、回転定盤４の摺り合せ面に固着されている研磨体にドレス作用を及ぼし、研磨体の刃先が常に鋭利になる様に刃先を更新させるので、より効果的に研削研磨が継続される。
【００１８】
この様に、この発明に係る両面ラッピング方法においては、削り代（しろ）は大きくなるが、反りによる突起は結果的にすべて削り取られるので、両面ラッピング完了後にスプリングバック現象により、再び反ってしまうことはなく、反りの全くない高品質の板状体を得ることが出来る。又、スプリングバック現象の発現を心配することなく、回転定盤によって、板状体を十分に加圧することが出来るので、サファイアなどの難削素材製の板状体であっても両面ラッピングを効率的に実施可能で、半導体発光素子（ＬＥＤ）用の基板など、各種半導体デバイス用板状体の加工作業に好適に用いることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
半導体デバイス製造をはじめ、各種精密部品製造の際に広く利用可能である。
【符号の説明】
【００２０】
１．板状体
２．硬質合成樹脂層
３．両面ラップ盤
４．回転定盤
５．暫定的な平行表面
６．水平面
８．平行平面の部分
９．型枠
１０．低粘度の液状合成樹脂
１１．高粘度の液状合成樹脂
１３．液面
【図１】
2014161934.tif 000003
【図２】
2014161934.tif 000004
【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】
2014161934.tif 000009
【図８】
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【図９】
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