(57)【要約】【課題】研削加工において、基板と真空吸着部との間に異物が挟み込まれた状態で研削加工を行うことで生じるディンプルの発生を抑制し、研削加工における基板の平坦性を向上させること。【解決手段】研削加工方法は、板状の被加工物の一方の面を真空吸着部で真空吸着することにより被加工物を保持し、真空吸着部で保持した被加工物の他方の面を研削加工する研削加工方法であって、真空吸着部により被加工物の一方の面を真空吸着する前に、被加工物の一方の面と真空吸着部とを擦り合わせることを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の被加工物の一方の面を真空吸着部で真空吸着することにより前記被加工物を保持し、前記真空吸着部で保持した前記被加工物の他方の面を研削加工する研削加工方法であって、
前記真空吸着部により前記被加工物の一方の面を真空吸着する前に、前記被加工物の一方の面と前記真空吸着部とを擦り合わせることを含む、研削加工方法。
【請求項２】
前記真空吸着部は、直径が１００μｍ以下の吸着孔を複数備える、請求項１に記載の研削加工方法。
【請求項３】
前記被加工物の一方の面と前記真空吸着部とを擦り合わせることは、
前記被加工物の一方の面を、前記被加工物の自重による圧力以上、５ｋＰａ以下の圧力で前記真空吸着部に接触させた状態で、前記被加工物の一方の面と前記真空吸着部とを擦り合わせることを含む、請求項１又は請求項２に記載の研削加工方法。
【請求項４】
前記被加工物の一方の面と前記真空吸着部とを擦り合わせることは、
前記被加工物と前記吸着部とを相対的に、互いに異なる複数の方向に移動させることを含む、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の研削加工方法。
【請求項５】
前記被加工物の一方の面と前記真空吸着部とを擦り合わせることは、
前記被加工物と前記真空吸着部とを相対的に、１ｍｍ以上の距離を移動させることを含む、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の研削加工方法。
【請求項６】
前記被加工物の一方の面と前記真空吸着部とを擦り合わせることは、
前記被加工物と前記真空吸着部とを相対的に移動させる移動装置を用いて行うことを含む、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の研削加工方法。
【請求項７】
前記被加工物は、脆性材料である、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の研削加工方法。
【請求項８】
板状の被加工物を研削加工する研削加工装置であって、
前記被加工物の一方の面を真空吸着により保持する真空吸着部と、
前記真空吸着部に保持した前記被加工物の他方の面を研削加工する研削加工部と、
前記被加工物の一方の面と前記真空吸着部とを相対的に移動させる移動装置と、
前記真空吸着部により前記被加工物の一方の面を真空吸着する前に、前記被加工物と前記真空吸着部とを相対的に移動させるように、前記移動装置を制御する制御装置と、を備える、研削加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削加工方法及び研削加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タンタル酸リチウムＬｉＴａＯ３（以下ＬＴ）やニオブ酸リチウムＬｉＮｂＯ３（以下ＬＴ）などの酸化物単結晶基板を用いて、携帯電話等に使用される各種の表面波デバイスが製造されている。これらデバイスに供される単結晶基板（ウエハとも呼ぶ）の製造では、まず、ＣＺ法等で育成された単結晶インゴットを円筒状へ研削した後、円形板状に切断し、円形板状に切断した単結晶基板の周縁を面取り加工する。次いで、円形板状の単結晶基板の表面を、平面研削盤等により平行平坦な形状に研削加工した後、最終的にポリッシングなどで鏡面研磨することで、単結晶基板は製造されている。
【０００３】
上記のような単結晶基板の製造過程のうち、研削加工においては、例えば、特許文献１に示すような研削加工装置を用いて実施される。特許文献１の研削加工装置は自動平面研削盤である。この研削加工装置は、ロータリーテーブル（加工テーブル）を備え、このロータリーテーブルにウエハを設置し、ウエハを設置したロータリーテーブルが回転することで、所定の位置に備えられた研削加工や洗浄・乾燥等の処理を行い、これらの処理をウエハに対して個々に自動で行う装置である。また、特許文献１の研削加工装置では、バキューム吸着パッドやアーム等を用いて、ウエハを収容するウエハラックやウエハホルダ等とロータリーテーブルとの間においてウエハを搬送することにより、ウエハの加工テーブルの搬入搬出についても自動で行っている。
【０００４】
また、研削加工中のウエハのロータリーテーブルへの固定については、研削加工中にウエハに大きな負荷がかかるため、例えば、特許文献２に示すような真空吸着法が用いられる。特許文献２の真空吸着法では、研削加工に供するウエハの下面が設置される部位に、下面にポーラス状又は多孔質を有するセラミックスで形成される吸着面を備える真空吸着部が用いられている。このような真空吸着部を用いる場合、ウエハの下面を真空吸着することで、ウエハの下面のほぼ全面が真空吸着部の吸着面に接触し、ウエハは保持される。真空吸着部の吸着面がポーラス状又は多孔質の孔を有する面のため、真空吸着にすることによりウエハを強力に吸着することが可能で、かつウエハを吸着する際に生じることがあるウエハの傷等を防止できる。また、真空吸着部で保持したウエハの取外しは、エアをこの真空吸着部のポーラス状又は多孔質の孔より噴出させることでウエハを真空吸着部から浮上させることにより、確実にかつ迅速に取り外すことが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−５３６６１号公報
【特許文献２】特開昭６１−２４９２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した自動平面研削盤等の研削加工装置を使用した研削加工工程では、基板の裏面を真空吸着部で吸着固定した際に、基板と真空吸着部との間に異物を挟みこんでしまうことがある。この状態で基板の研削加工を行ってしまうと、研削加工後の基板の表面にディンプルが発生し、基板の平坦性が損なわれる問題があった。このようなディンプルの発生要因である異物は、例えば、静電気等で基板の裏面に付着したコンタミによる起因、加工装置の設置環境による起因、加工テーブルに残った切削粉による起因と様々なケースが考えられる。
【０００７】
ところで、自動平面研削盤を用いた研削工程では＃２０００〜＃８０００の高番手の砥石を用いて基板表面の加工を行うことにより、次工程のポリッシング工程において、少ない研磨取り代（研磨量）で、より高い基板の平坦性を得ることができる。
【０００８】
しかしながら、研削工程で発生したディンプルは、ポリッシング工程で除去することも可能だが、この場合、ポリッシング工程で用いられる円形定盤の習性上、定盤の外側と内側の周速の違いにより基板面内の研磨速度に相違が生じるため、必要以上にポリッシング工程における研磨取り代が多くなると、研削加工工程により得られた高い基板の平坦性が損なわれてしまうことが分かっている。
【０００９】
そこで、本発明は、研削加工において、基板と真空吸着部との間に異物を挟み込んだ状態で研削加工を行うことにより生じるディンプルの発生を抑制し、研削加工における基板の平坦性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記目的を達成するために、鋭意検討を行った結果、真空吸着部で基板を真空吸着する前に、基板と真空吸着部とを擦り合わせることで、基板と真空吸着部との間における基板に付着した異物が除去されることを見出し、本発明を完成した。
【００１１】
本発明の第１の態様によれば、板状の被加工物の一方の面を真空吸着部で真空吸着することにより被加工物を保持し、真空吸着部で保持した被加工物の他方の面を研削加工する研削加工方法であって、真空吸着部により被加工物の一方の面を真空吸着する前に、被加工物の一方の面と真空吸着部とを擦り合わせることを含む、研削加工方法が提供される。
【００１２】
また、本発明の第２の態様によれば、第１の態様において、真空吸着部は、直径が１００μｍ以下の吸着孔を複数備える、研削加工方法が提供される。
【００１３】
また、本発明の第３の態様によれば、第１又は第２の態様において、被加工物の一方の面と真空吸着部とを擦り合わせることは、被加工物の一方の面を、被加工物の自重による圧力以上、５ｋＰａ以下の圧力で、真空吸着部に接触させた状態で、被加工物の一方の面と真空吸着部とを擦り合わせることを含む、研削加工方法が提供される。
【００１４】
また、本発明の第４の態様によれば、第１から第３のいずれかの態様において、被加工物の一方の面と真空吸着部とを擦り合わせることは、被加工物と吸着部とを相対的に、互いに異なる複数の方向に、移動させることを含む、研削加工方法が提供される。
【００１５】
また、本発明の第５の態様によれば、第１から第４のいずれかの態様において、被加工物の一方の面と真空吸着部とを擦り合わせることは、被加工物と真空吸着部とを相対的に、１ｍｍ以上の距離を移動させることを含む、研削加工方法が提供される。
【００１６】
また、本発明の第６の態様によれば、第１から第５のいずれかの態様において、被加工物の一方の面と真空吸着部とを擦り合わせることは、被加工物と真空吸着部とを相対的に移動させる移動装置を用いて行うことを含む、研削加工方法が提供される。
【００１７】
また、本発明の第７の態様によれば、第１から第６のいずれかの態様において、被加工物は、脆性材料である、研削加工方法が提供される。
【００１８】
また、本発明の第８の態様によれば、板状の被加工物を研削加工する研削加工装置であって、被加工物の一方の面を真空吸着により保持する真空吸着部と、真空吸着部に保持した被加工物の他方の面を研削加工する研削加工部と、被加工物の一方の面と真空吸着部とを相対的に移動させる移動装置と、真空吸着部により被加工物の一方の面を真空吸着する前に、被加工物と真空吸着部とを相対的に移動させるように、移動装置を制御する制御装置と、を備える、研削加工装置が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の研削加工装置、及び研削加工方法によれば、研削加工において、基板と真空吸着部との間に異物が挟み込まれた状態で研削加工を行うことで生じるディンプルの発生を抑制し、研削加工における基板の平坦性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の研削加工方法の一例を示すフローチャートである。
【図２】（Ａ）から（Ｇ）は、本実施形態の研削加工方法の一例を示す図である。
【図３】本実施形態の研削加工装置の一例を示す図である。
【図４】（Ａ）から（Ｄ）は、従来の研削加工方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きく又は強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、鉛直方向をＺ方向とし、水平方向をＸ方向、Ｙ方向とする。また、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向のそれぞれについて、適宜、矢印の先の側を＋側（例、＋Ｘ側）と称し、その反対側を−側（例、−Ｘ側）と称す。
【００２２】
図１（Ａ）は、本実施形態の研削加工方法の一例を示すフローチャートである。図２（Ａ）から（Ｇ）は、本実施形態の研削加工方法の一例を説明する図である。また、図３は、本実施形態の研削加工装置の一例を示す図である。
【００２３】
本実施形態の研削加工方法は、図１に示すように、板状の被加工物の一方の面を真空吸着部で真空吸着することにより被加工物を保持し、真空吸着部で保持した被加工物の他方の面を研削加工する研削加工方法であって、真空吸着部により被加工物の一方の面を真空吸着する前に、被加工物の一方の面と真空吸着部とを擦り合わせることを含む。
【００２４】
なお、本実施形態の研削加工方法を適用できる板状の被加工物は、特に限定されない。例えば、被加工物は、単結晶基板Ｓ（単結晶で構成される基板）でもよいし、複数の材料（複合材料）で構成される材料でもよい。以下、本実施形態では、板状の被加工物を単結晶基板Ｓとして説明する。
【００２５】
本実施形態の研削加工方法では、例えば、図２（Ａ）に示すように、単結晶基板Ｓを真空吸着部１に載置した後、図２（Ｂ）に示すように、真空吸着部１により被加工物（例、単結晶基板Ｓ）の一方の面（例、裏面）を真空吸着する前に、被加工物と真空吸着部１との擦り合わせ（以下、「擦り合わせ」と略して称す場合がある）を行う。これにより、図２（Ｃ）に示すように、被加工物と真空吸着部１との間に挟まれた異物Ｘを、真空吸着部１の真空吸着孔１ａに落とし込んで除去することができ、その結果、研削加工による基板の平坦性を向上させることができる。
【００２６】
本実施形態の研削加工方法を実施できる研削加工装置は、板状の被加工物の一方の面を真空吸着部で真空吸着することにより被加工物を保持し、真空吸着部で保持した被加工物の他方の面を研削加工する装置であれば、特に限定されず、例えば、従来公知の研削加工装置を用いてもよいし、次に説明する本実施形態に係る研削加工装置を用いてもよい。
【００２７】
本実施形態の研削加工装置について説明する。本実施形態に係る研削加工装置Ｍは、板状の被加工物を研削加工する研削加工装置であって、被加工物の一方の面を真空吸着により保持する真空吸着部１と、真空吸着部１に保持した被加工物の他方の面を研削加工する研削加工部２と、被加工物の一方の面と真空吸着部１とを相対的に移動させる移動装置３と、真空吸着部１により被加工物の一方の面を真空吸着する前に、被加工物と真空吸着部１とを相対的に移動させるように、移動装置３を制御する制御装置４と、を備える。
【００２８】
本実施形態の研削加工装置Ｍの一例として、図３に示す研削加工装置Ｍを説明する。図３に示す研削加工装置Ｍは、単結晶基板Ｓ（板状の被加工物）を研削加工する研削加工装置である。この研削加工装置Ｍは、いわゆる枚葉式の自動平面研削盤である。
【００２９】
研削加工装置Ｍは、被加工物収納部６と、第１搬送装置７（移動装置３）と、ロータリーテーブル８（被加工物保持部、移動装置３）と、真空吸着部１と、研削加工部２と、洗浄／乾燥部９と、加工物収納部１０と、第２搬送装置１１と、研削加工装置Ｍの各部（真空吸着部１（真空ポンプ１３）、研削加工部２、ロータリーテーブル８、第１搬送装置７、第２搬送装置１１等）を制御する制御装置４と、を備えている。
【００３０】
被加工物収納部６は、研削加工を施す前の単結晶基板Ｓを複数収容する。複数の単結晶基板Ｓは、例えば、複数の単結晶基板Ｓを収容し且つ被加工物収納部６に対して着脱可能なカセットを介して、被加工物収納部６に収容される。なお、研削加工装置Ｍは、被加工物収納部６を備えなくてもよい。
【００３１】
第１搬送装置７は、被加工物収納部６からロータリーテーブル８に単結晶基板Ｓを搬送する。第１搬送装置７は、可動アーム７ａ、及び、可動アーム７ａに設けられ、単結晶基板Ｓを吸着により保持する吸着装置７ｂを備える。第１搬送装置７は、移動装置３でもある。
【００３２】
可動アーム７ａは、上下水平方向（ＸＹＺ方向）に自在に移動可能である。吸着装置７ｂは、真空吸着により単結晶基板Ｓを吸着する吸着パッドなどである。吸着パッドは、複数設けられてもよい。なお、吸着装置７ｂは、特に限定はないが、真空吸着部１と同様にポーラス状の真空吸着孔１ａ（図２参照）を有した構成でもよい。第１搬送装置７は、被加工物収納部６に収容される単結晶基板Ｓを吸着装置７ｂにより保持し、可動アーム７ａが移動することで、被加工物収納部６からロータリーテーブル８に単結晶基板Ｓを搬送する。なお、研削加工装置Ｍは、第１搬送装置７を備えなくてもよい。
【００３３】
ロータリーテーブル８は、１又は複数（本例では２つ）の単結晶基板Ｓを保持する。ロータリーテーブル８において、単結晶基板Ｓを保持する複数の領域（部位）には、それぞれ、真空吸着部１が設けられている。複数の単結晶基板Ｓは、第１搬送装置７により、１枚ずつロータリーテーブル８に搬送され、所定の処理を施される。ロータリーテーブル８は、移動装置３でもある。なお、真空吸着部１の数は、特に限定されず任意である。
【００３４】
真空吸着部１は、真空吸着により単結晶基板Ｓの一方の面（−Ｚ側の面、以下「裏面」と称す場合もある）を保持する。真空吸着部１は、単結晶基板Ｓを載置する領域（以下、「真空吸着面」と称す場合もある）を有する。この真空吸着面に、真空ポンプを駆動させて、負圧（吸引力）を発生させることにより、真空吸着部１に載置された単結晶基板Ｓが真空吸着部１に保持される。
【００３５】
真空吸着部１における単結晶基板Ｓを載置する領域は、ポーラス状又は多孔質の材料で構成され、複数の孔（以下「真空吸着孔」と称す場合もある）を有している。真空吸着部１は、直径が１００μｍ以下の真空吸着孔１ａ（図２参照）を複数備えるのが好ましい。これにより、単結晶基板Ｓと真空吸着部１とを擦り合わせることにより行う異物Ｘの除去を効果的に行うことができる。真空吸着部１の真空吸着孔１ａが１００μｍより大きい場合、真空吸着部１の吸着圧力にもよるが、吸着が強すぎると単結晶基板Ｓが凹む場合がある。真空吸着部１の大きさ（真空吸着部１における単結晶基板Ｓを載置する領域の大きさ）は、単結晶基板Ｓの大きさより１〜５ｍｍ程度小さい大きさが良い。これにより、単結晶基板Ｓの裏面をほぼ全面吸着することができ、単結晶基板Ｓを均一に保持することが可能となる。なお、真空吸着部１が単結晶基板Ｓより大きいと真空吸着部１による吸着力が落ちる。なお、真空吸着部１は、真空吸着孔１ａに代えて溝を有する構成でもよい。
【００３６】
真空吸着部１には、配管、制御弁等を介して、真空ポンプ１３が接続される。真空ポンプ１３を駆動させて、真空吸着孔１ａ中の気体を吸入して、真空吸着部１の単結晶基板Ｓを載置する領域に負圧（吸引力）を発生させることができる。
【００３７】
真空ポンプ１３は、コンプレッサとしての機能を有してもよい。真空ポンプ１３がコンプレッサとしての機能を有する場合、真空ポンプ１３を駆動させて、真空吸着孔１ａからガスを噴出させることにより、真空吸着部１により保持した単結晶基板Ｓを真空吸着部１から浮上させることができる。これにより、各真空吸着部１で真空吸着により保持された単結晶基板Ｓを真空吸着部１から確実にかつ迅速に取り外すことができる。
【００３８】
なお、上記真空吸着孔１ａからガスを噴出させる機構は、上記したコンプレッサの機能を有する真空ポンプ１３に代えて、コンプレッサを用いる構成でもよい。なお、複数の真空吸着部１は、真空吸着の動作及びガスを噴出させる動作が個別に制御可能に構成されている。真空吸着の動作及びガスを噴出させる動作は、制御装置４により制御される。
【００３９】
ロータリーテーブル８は、不図示の駆動装置により、中心軸ＡＸ１周りに回転する。ロータリーテーブル８は、中心軸ＡＸ１周りの回転により、各真空吸着部１で保持した単結晶基板Ｓを所定の位置（例、位置Ｐ１、位置Ｐ２）に移動させることができる。ロータリーテーブル８の回転等の動作は、制御装置４により制御される。なお、上記した第１搬送装置７の搬送動作、単結晶基板Ｓの保持等の動作は、制御装置４により制御される。なお、ロータリーテーブル８の構成は、特に限定されず、従来公知の構成を用いることができる。また、研削加工装置Ｍは、ロータリーテーブル８に代えて、真空吸着部１により単結晶基板Ｓを保持し、保持した単結晶基板Ｓを所定位置に移動させる構成を備えてもよく、この構成の場合、例えば、真空吸着部１により保持した単結晶基板Ｓを直線状に移動させる構成でもよい。
【００４０】
研削加工部２は、ロータリーテーブル８の所定位置（本例では位置Ｐ１）に配置された単結晶基板Ｓに対して研削加工を施す。研削加工部２は、例えば、カップホイール砥石等の砥石を用いて、ロータリーテーブル８の位置Ｐ１に保持された単結晶基板Ｓの他方の面（＋Ｚ側の面、以下「加工面」と称す場合もある。）に、研削加工を施す。研削加工部２は、砥石を、所定の条件（速度、圧力）で駆動し、単結晶基板Ｓに対して接触させることで、単結晶基板Ｓに対して研削加工を施す。研削加工部２は、単結晶基板Ｓの加工面を平坦に研削加工することができる。研削加工部２の構成は、特に限定されず、従来公知の構成を用いることができる。研削加工部２の研削加工等の動作は、制御装置４により制御される。
【００４１】
洗浄／乾燥部９は、ロータリーテーブル８の所定位置（本例では位置Ｐ２）に配置された単結晶基板Ｓに対して、洗浄及び乾燥の処理を施す。洗浄／乾燥部９は、例えば、水等の洗浄液を、単結晶基板Ｓの加工面に対して噴射することにより、単結晶基板Ｓを洗浄する。また、洗浄／乾燥部９は、単結晶基板Ｓを洗浄した後に、空気等のガスを単結晶基板Ｓの加工面に噴射することにより、単結晶基板Ｓを乾燥させる。洗浄／乾燥部９の構成は、例えば、公知の構成を用いることができる。なお、研削加工装置Ｍは、洗浄／乾燥部９を備えなくてもよい。
【００４２】
第２搬送装置１１は、ロータリーテーブル８から加工物収納部１０に、研削加工後の単結晶基板Ｓを搬送する。第２搬送装置１１は、第１搬送装置７と同様に構成され、可動アーム７ａ、及び、吸着装置７ｂを備える。第２搬送装置１１は、ロータリーテーブル８に保持される研削加工後の単結晶基板Ｓを吸着装置７ｂにより保持し、可動アーム７ａが移動することで、ロータリーテーブル８から加工物収納部１０に、研削加工後の単結晶基板Ｓを搬送する。加工物収納部１０は、研削加工後の単結晶基板Ｓを収納する。上記した第２搬送装置１１の搬送、単結晶基板Ｓの保持等の動作は、制御装置４により制御される。なお、第２搬送装置１１は、移動装置３として用いることもできる。なお、研削加工装置Ｍは、第２搬送装置１１を備えなくてもよいし、第１搬送装置７が第２搬送装置１１を兼ねていてもよい。
【００４３】
なお、上記第１搬送装置７及び第２搬送装置１１の搬送方向は、特に限定されない。例えば、この搬送方向は、第１搬送装置７が所定位置を基準に回転運動する構成であり、搬送方向が円弧状の方向であってもよいし、第１搬送装置７が上下水平方向に自在に移動可能な構成であり、搬送方向が上下水平方向のうちのいずれかの直線状あるいは非直線状の方向、あるいはこれらを組み合わせた方向であってもよい。
【００４４】
制御装置４は、例えば、第１搬送装置７の動作を制御して、研削加工時に真空吸着部１に配置する所定の位置からずれた位置に単結晶基板Ｓを搬送し載置させた後、単結晶基板Ｓの裏面と真空吸着部１の真空吸着面とを接触させた状態で、単結晶基板Ｓを、研削加工時に真空吸着部１に配置する所定の位置まで移動させる。すなわち、この制御装置４は、真空吸着部１により被加工物の一方の面を真空吸着する前に、被加工物と真空吸着部１とを相対的に移動させるように、移動装置３を制御する。これにより、単結晶基板Ｓと真空吸着部１とを自動的に擦り合わせることができる。制御装置４は、例えば、ＣＰＵ、メインメモリ、記憶装置、通信装置等を備え、各種情報の処理を行うコンピュータ装置である。制御装置４は、例えば、各種の情報（データ）の処理、情報の記憶、情報の入出力、情報の通信（送受信）等を行う。制御装置４は、所定のプログラムを実行することにより、真空吸着部１により被加工物の一方の面を真空吸着する前に、被加工物と真空吸着部１とを相対的に移動させるように移動装置３を制御する。
【００４５】
なお、本実施形態の研削加工方法は、上記した研削加工装置Ｍ以外の研削加工装置を用いてもよい。自動平面研削盤には、種々の方式がある。例えば、自動平面研削盤には、単結晶基板Ｓを１枚ずつロータリーテーブルに配置し、単結晶基板Ｓを配置したロータリーテーブルが回転することで、所定の位置に備えられた研削加工や洗浄・乾燥等の処理を行い、これらの複数の処理を単結晶基板に対して施す、いわゆる枚葉式の自動平面研削盤や、加工テーブルに複数の基板を配置し、一度に複数の基板を同時に研削加工する自動平面研削盤等がある。本実施形態の研削加工方法は、これらの両方の方式の自動平面研削盤に適用できる。また、本実施形態の研削加工装置Ｍについても、これらの両方の方式の自動平面研削盤を適用できる。なお、本実施形態の研削加工方法は、自動平面研削盤の機能を備えない、従来の研削加工装置を用いて実施してもよい。
【００４６】
次に、本実施形態の研削加工装置Ｍに基づいて、本実施形態の研削加工方法の一例について、図１から図４を参照して説明する。
【００４７】
本実施形態の研削加工方法では、まず、図１のステップＳ１において、単結晶基板Ｓを真空吸着部１に載置する。
【００４８】
例えば、研削加工を施す単結晶基板Ｓは、カセットに複数収容され、被加工物収納部６にセット（装着）される。次いで、被加工物収納部６にカセットを介して収容された単結晶基板Ｓを、第１搬送装置７により、１枚ずつ、搬送して、真空吸着部１に載置する。真空吸着部１に載置された単結晶基板Ｓの裏面は、真空吸着部１と接触する。なお、ステップＳ１は、第１搬送装置７等の移動装置３を備えない研削加工装置等を用いて実施する場合、人間により手動で行ってもよい。また、ステップＳ１における単結晶基板Ｓの真空吸着部１への載置は、ロータリーテーブル８などの加工テーブルに単結晶基板Ｓを搬送して載置した後、単結晶基板Ｓを真空吸着部１に移動することにより行ってもよい。
【００４９】
次いで、真空吸着部１により単結晶基板Ｓの一方の面を真空吸着する（図１のステップＳ３）前に、単結晶基板Ｓの一方の面と真空吸着部１とを擦り合わせる（図１のステップＳ２、「擦り合わせ」）。
【００５０】
ここで、従来の研削加工方法について説明する。図４（Ａ）から（Ｄ）は、従来の一般的な研削加工の方法を説明する図である。従来の研削加工方法では、単結晶基板Ｓは、研削加工を施す際、上記したようにロータリーテーブル８の真空吸着部１に設置（載置）される。その後、単結晶基板Ｓは、真空吸着部１の真空吸着により、単結晶基板Ｓの裏面と真空吸着部１との間に異物Ｘが挟み込まれた状態で、真空吸着部１に保持（固定）される。
【００５１】
前述したように、単結晶基板Ｓには、その裏面に静電気等で付着したコンタミや加工テーブルに残った切削粉等が、搬送時や加工時等に、異物Ｘとして付着する場合がある（図４（Ａ）参照）。単結晶基板Ｓの裏面と真空吸着部１との間に異物Ｘが挟み込まれた状態の場合、研削加工前の単結晶基板Ｓの加工面（上面）において、異物Ｘが挟み込まれた部分の上方に位置する部分（図４（Ａ）の矢印の部分）は、異物Ｘが無い部分よりも異物Ｘがある分だけ高く凸形状となる。その後、図４（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、この凸形状の部分は、研削加工される。このため、研削加工後の単結晶基板Ｓにおいて、この異物Ｘのあった部分の厚みは、異物Ｘの無かった部分に比べ、凸形状の分だけ厚みが薄くなる。このような研削加工後の単結晶基板Ｓでは、研削加工が完了し、真空吸着部１による固定（保持）が解除され、異物Ｘが除去されると、図４（Ｄ）に示すように、異物Ｘのあった部分の厚みが薄くなる分、単結晶基板Ｓの加工面（本例では＋Ｚ側の面）が凹んだ形状のディンプルが発生する。
【００５２】
このディンプルの深さは、例えば１μｍ〜３μｍと非常に浅いが、ポリッシング工程で除去する場合、上記したようにポリッシング工程における研磨取り代が多くなると、基板の平坦性が損なわれるおそれがある。
【００５３】
また、単結晶基板Ｓが、サファイア等の硬度が高い単結晶の場合、上記ディンプルの発生は少ないが、単結晶基板ＳがＬＴやＬＮ等の脆性材料の場合、単結晶が柔らかいため、ディンプルの発生が顕著である。
【００５４】
一方、本実施形態の研削加工方法では、単結晶基板Ｓの裏面と真空吸着部１とを擦り合わせることにより、単結晶基板Ｓと真空吸着部１との間に挟まれた異物Ｘを、真空吸着部１の真空吸着孔１ａに落とし込んで除去することができ、その結果、研削加工による基板の平坦性を向上させることができる。
【００５５】
擦り合わせは、単結晶基板Ｓの裏面と真空吸着部１とを接触させた状態で、単結晶基板Ｓ（の裏面）と真空吸着部１とを相対的に移動させることで行う。
【００５６】
単結晶基板Ｓ（の裏面）と真空吸着部１とを相対的に移動させる方法は、例えば、人間により手動で行ってもよいし、単結晶基板Ｓ（の裏面）と真空吸着部１とを相対的に移動させることが可能な移動装置３を用いて行ってもよい。上記のような移動装置３は、例えば、上記した第１搬送装置７あるいは第２搬送装置１１でもよいし、真空吸着部１を移動させる装置（例、ロータリーテーブル８）でもよい。移動装置３を用いて単結晶基板Ｓ（の裏面）と真空吸着部１とを相対的に移動させる場合、本実施形態の研削加工方法を自動で実施することができる。
【００５７】
例えば、擦り合わせに第１搬送装置７（移動装置３）を用いる場合、まず、第１搬送装置７により、単結晶基板Ｓを、研削加工時に真空吸着部１に配置する所定の位置からずれた位置に搬送し載置した後、単結晶基板Ｓの裏面と真空吸着部１の真空吸着面とを接触させた状態で、単結晶基板Ｓを、研削加工時に真空吸着部１に配置する所定の位置まで移動させることにより、擦り合わせを実施することができる。
【００５８】
擦り合わせの際に単結晶基板Ｓと真空吸着部１とを相対的に移動させる方向（以下、「擦り合わせ方向」と称す場合もある）は、特に限定されないが、擦り合わせ方向は、移動装置３が単結晶基板Ｓを相対的に移動させる方向を含むのが好ましい。この場合、擦り合わせの動作を、第１搬送装置７による搬送の動作中に組み込むことが可能であるため、擦り合わせの動作に要する作業時間を抑制することができる。例えば、擦り合わせ方向が、第１搬送装置７（移動装置３）により単結晶基板Ｓをロータリーテーブル８に搬送する方向（搬送方向）を含む場合、擦り合わせの動作を、第１搬送装置７による搬送の動作中に組み込むことができる。
【００５９】
また、擦り合わせ方向は、互いに異なる複数の方向であるのが好ましい。すなわち、擦り合わせは、被加工物と真空吸着部１とを相対的に互いに異なる複数の方向に移動させることが好ましい。これにより、単結晶基板Ｓと真空吸着部１とを擦り合わせることにより行う異物Ｘの除去を効果的に行うことができる。したがって、研削加工装置Ｍについても、被加工物と真空吸着部１とを相対的に互いに異なる複数の方向に移動させる構成を有するのが好ましい。
【００６０】
例えば、擦り合わせ方向が往復の方向である場合、単結晶基板Ｓの裏面を２回移動させることができるので、擦り合わせにより効果的に異物Ｘを除去することができる。また、搬送方向が前後左右（例、＋Ｘ方向、−Ｘ方向、＋Ｙ方向、−Ｙ方向）に自由に設定できる場合は、前後左右の４方向に移動することで、より効果的に異物Ｘを除去することができる。
【００６１】
また、擦り合わせは、単結晶基板Ｓ及び真空吸着部１の双方を互いに異なる方向に移動させることにより、被加工物と真空吸着部１とを相対的に移動させるのが好ましい。これにより、より効果的に異物Ｘを除去することができる。例えば、擦り合わせは、第１搬送装置７とロータリーテーブル８との双方を互いに異なる方向に移動させることにより、単結晶基板Ｓと真空吸着部１とを相対的に移動させて実施するのが好ましい。
【００６２】
また、擦り合わせは、単結晶基板Ｓと真空吸着部１とを相対的に移動させる速度は、特に限定はないが、例えば、１０ｍｍ／ｓｅｃ以下であるのが好ましい。
【００６３】
また、擦り合わせの際に、単結晶基板Ｓと真空吸着部１とを相対的に移動させる距離は、特に限定されないが、擦り合わせは、単結晶基板Ｓと真空吸着部１とを相対的に１ｍｍ以上の距離を移動させることが好ましく、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の距離を移動させることがより好ましい。これにより、擦り合わせによって、より確実に異物Ｘを除去することができる。本実施形態の研削加工装置Ｍでは、制御装置４により、上記の単結晶基板Ｓと真空吸着部１とを相対的に移動させる距離を制御する。
【００６４】
また、擦り合わせの際には、単結晶基板Ｓの裏面を、単結晶基板Ｓの自重による圧力以上、５ｋＰａ以下の圧力（押圧）で真空吸着部１に接触させた状態で、単結晶基板Ｓの裏面と真空吸着部１とを擦り合わせることが好ましい。上記の押圧が、５ｋＰａを超えると押圧が強すぎるため、被加工物に割れ、傷などの損傷が発生するおそれがある。また、上記の押圧が、弱すぎると被加工物の裏面の全体が真空吸着部１に接触せず、異物Ｘを真空吸着孔１ａに落とし込めないおそれがある。したがって、単結晶基板Ｓの裏面が真空吸着部１の表面形状に追従しつつ、且つ極力低い押圧で擦り合わせを行うことが好ましい。よって、研削加工装置Ｍは、単結晶基板Ｓの裏面を、単結晶基板Ｓの自重による圧力以上、５ｋＰａ以下の圧力（押圧）で真空吸着部１に接触させた状態で、単結晶基板Ｓの裏面と真空吸着部１とを擦り合わせることができる構成であるのが好ましい。本実施形態の研削加工装置Ｍでは、制御装置４により第１搬送装置７を制御することで、上記の押圧を制御する。
【００６５】
次いで、ステップＳ３において、真空吸着部１により単結晶基板Ｓを保持する。本実施形態の研削加工装置Ｍでは、図２（Ｄ）に示すように、真空ポンプ１３を駆動することにより、真空吸着部１の真空吸着面が負圧になり、単結晶基板Ｓの裏面が、真空吸着により、真空吸着部１の真空吸着面に固定（保持）される。
【００６６】
次いで、ステップＳ４において、真空吸着部１により保持した単結晶基板Ｓを研削加工する。本実施形態の研削加工装置Ｍでは、単結晶基板Ｓを真空吸着部１によりロータリーテーブル８に固定後、ロータリーテーブル８を回転させることで、真空吸着部１で保持した単結晶基板Ｓを所定の位置Ｐ１に移動し、図２（Ｅ）から（Ｇ）に示すように、単結晶基板Ｓに対して研削加工部２による研削加工を施す。
【００６７】
次いで、本実施形態の研削加工装置Ｍでは、研削加工部２による研削加工を施した後、ロータリーテーブル８を回転させることで、真空吸着部１で保持した単結晶基板Ｓを所定の位置Ｐ２に移動し、研削加工を施した単結晶基板Ｓに対して洗浄／乾燥部９による洗浄・乾燥処理を施す。
【００６８】
上記の処理が終了した単結晶基板Ｓは、真空ポンプ１３を駆動して、真空吸着部１の真空吸着面を正圧にすることで、単結晶基板Ｓを真空吸着部１から浮上させ、真空吸着部１による単結晶基板Ｓの保持（固定）を解除する。次いで、第２搬送装置１１は、ロータリーテーブル８の単結晶基板Ｓを、加工物収納部１０へ搬出する。研削加工装置Ｍは、上述の一連の動作を繰り返し実行することで、複数の単結晶基板Ｓを自動で研削加工することができる。
【００６９】
このように、本実施形態の研削加工方法は、板状の被加工物の一方の面を真空吸着部で真空吸着することにより被加工物を保持し、真空吸着部で保持した被加工物の他方の面を研削加工する研削加工方法であって、真空吸着部により被加工物の一方の面を真空吸着する前に、被加工物の一方の面と真空吸着部とを擦り合わせることを含む。これにより、被加工物と真空吸着部１との間に挟まれた異物Ｘを、真空吸着部１の真空吸着孔１ａ等に落とし込んで除去することができ、その結果、研削加工による基板の平坦性を向上させることができる。
【００７０】
また、本実施形態の研削加工装置Ｍは、板状の被加工物を研削加工する研削加工装置であって、被加工物の一方の面を真空吸着により保持する真空吸着部１と、真空吸着部１に保持した被加工物の他方の面を研削加工する研削加工部２と、被加工物の一方の面と真空吸着部とを相対的に移動させる移動装置３と、真空吸着部１により被加工物の一方の面を真空吸着する前に、被加工物と真空吸着部１とを相対的に移動させるように、移動装置３を制御する制御装置４と、を備え、真空吸着部１により被加工物を真空吸着する前に、被加工物と真空吸着部１との擦り合わせを行う。この構成によれば、本実施形態の研削加工方法を自動的に実施することができる。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態の研削加工装置及び研削加工方法は、研削加工において、基板と真空吸着部との間に異物が挟み込まれた状態で研削加工を行うことで生じるディンプルの発生を抑制し、研削加工における基板の平坦性を向上させることができる。
【００７２】
また、本実施形態の研削加工装置及び研削加工方法は、単結晶基板ＳがＬＴやＬＮ等の脆性材料のようにディンプルの発生が顕著である場合において、上記のディンプルの発生を抑制する効果が顕著であり、好適に用いることができる。
【実施例】
【００７３】
以下に、本発明の実施例及び比較例によって、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されない。
【００７４】
以下の実施例１〜４及び比較例１は、図３に示す本実施形態の研削加工装置Ｍを用いて実施した。
【００７５】
［比較例１］
本発明の効果有無を確認するにあたり、ディンプルを擬似的に発生させるため、純水３０ｍＬに、粒径８μｍ〜１６μｍのダイヤモンドパウダーを耳かき一杯分程度を混合させた擬似パーティクル懸濁液（以下、懸濁液）を作製し、スポイトを用いてロータリーテーブル８に滴下した。ロータリーテーブル８の上面には、１００μｍ以下の真空吸着孔を有したポーラスの真空吸着部１を設置した。真空吸着部１の大きさ（直径）は９８ｍｍとした。一方、研削試料は、直径１０１．６ｍｍ、厚さ０．１７ｍｍの両面ラッピング加工済（Ｒａ０．４ｍｍ）のＬＴ基板（単結晶基板Ｓ）を被加工物として用いた。ＬＴ基板はウエハカセット（被加工物収納部６）に収納後、直線方向に自動的に搬送する第１搬送装置７により、ウエハカセットから真空吸着部１に搬送した。真空吸着部１でＬＴ基板を真空吸着により保持した後、研削加工部２により、ＬＴ基板の表面（片面）１０μｍの研削加工を行った。研削加工後のＬＴ基板の平坦度を測定した結果、懸濁液滴下付近に数十個レベルのディンプルが発生した。
【００７６】
［実施例１］
ＬＴ基板をウエハカセットよりロータリーテーブル８に搬送した時、ＬＴ基板を真空吸着部１の所定の位置に配置し、搬送方向の前後に５ｍｍ前進させ、１０ｍｍ後退、５ｍｍ前進することにより擦り合わせを実施した後に所定の位置に配置した。その時の加工テーブルへの押圧は基板自重圧とした。その他は、比較例１と同様とした。結果、懸濁液により発生する数十個レベルのディンプルは発生しなくなった。また、ＬＴ基板の裏面における傷の発生もなかった。
【００７７】
［実施例２］
ＬＴ基板をウエハカセットよりロータリーテーブル８に搬送した時、ＬＴ基板を真空吸着部１の所定の位置より５ｍｍ前方に配置し、その後５ｍｍ前進させることにより擦り合わせを実施した後に所定の位置に配置した。その時のＬＴ基板を真空吸着部１に接触させる押圧は５ｋＰａとした。その他は、比較例１と同様とした。その結果、懸濁液により発生する数十個レベルのディンプルは発生しなくなった。また、ＬＴ基板の裏面における傷の発生もなかった。
【００７８】
［実施例３］
ＬＴ基板をウエハカセットよりロータリーテーブル８に搬送した時、ＬＴ基板を真空吸着部１の所定の位置より５ｍｍ前方に配置し、その後５ｍｍ前進させるのと同時にロータリーテーブル８を１０°回転させ所定の位置に配置した。その時のＬＴ基板を真空吸着部１に接触させる押圧は５ｋＰａとした。また、第１搬送装置７の吸着装置７ｂは、真空吸着部１と同様の真空吸着孔を有する構成とした。その他は、比較例１と同様とした。結果、懸濁液により発生する数十個レベルのディンプルは発生しなくなった。また、ＬＴ基板の裏面における傷の発生もなかった。
【００７９】
［実施例４］
ＬＴ基板をウエハカセットよりロータリーテーブル８に搬送した時、ＬＴ基板を真空吸着部１の所定の位置より５ｍｍ前方に配置し、その後５ｍｍ前進させ所定の位置に配置した。その時のＬＴ基板を真空吸着部１に接触させる押圧は１０ｋＰａとした。その他は、比較例１と同様とした。結果、懸濁液により発生する数十個レベルのディンプルは発生しなくなった。しかし、ＬＴ基板の裏面には、傷が発生した。
【００８０】
以上、実施例及び比較例の結果から、本実施形態の研削加工装置、及び研削加工方法は、研削加工において、基板と真空吸着部との間に異物が挟み込まれた状態で研削加工を行うことで生じるディンプルの発生を抑制し、研削加工における基板の平坦性を向上させることができることが確認される。また、本実施形態の研削加工装置及び研削加工方法は、単結晶基板ＳがＬＴやＬＮ等の脆性材料のようにディンプルの発生が顕著である場合において、上記のディンプルの発生を抑制する効果が顕著であることが確認される。
【００８１】
なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態などで説明した態様に限定されるものではない。上述の実施形態などで説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態などで説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態などで引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【符号の説明】
【００８２】
Ｍ・・・研削加工装置
Ｓ・・・単結晶基板（被加工物）
１・・・真空吸着部
２・・・研削加工部
３・・・移動装置
４・・・制御装置
６・・・被加工物収納部
７・・・第１搬送装置（移動装置）
８・・・ロータリーテーブル（移動装置）
９・・・洗浄／乾燥部
１０・・・加工物収納部
１１・・・第２搬送装置（移動装置）
Ｘ・・・異物
【図１】
2019098420.tif 000003
【図２】
2019098420.tif 000004
【図３】
2019098420.tif 000005
【図４】
2019098420.tif 000006