(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
（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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１４−１９２３０７号公報
【特許文献２】特開２０１４−０５８４４４号公報
【特許文献３】特許第５４１７６５５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】基板の研削加工工程のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【実施例】
【００２４】
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。
【００２５】
（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。
【００２６】
（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。
【００２７】
（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。
【００２８】
（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。
【００２９】
（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。
【００３０】
（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。
【００３１】
（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。
【００３２】
（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。
【００３３】
（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。
【００３４】
（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。
【００３５】
（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。
【００３６】
（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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
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。
【符号の説明】
【００４１】
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
【図１】
0006538375.tif 000002