(57)【要約】【課題】単結晶基板の厚みが３０μｍ以下程度の極薄単結晶基板の研磨方法を提供すること。【解決手段】研磨板にガラス板又は金属板を介して単結晶基板を貼り付け、単結晶基板を片面研削研磨した後、ガラス板又は金属板と共に単結晶基板を研磨板から取り外し、ガラス板又は金属板を溶解させることにより単結晶基板からガラス板又金属板を除去する。これにより、極薄の単結晶基板にクラックを発生させずに研磨板から取り外すことができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶基板の研磨方法において、
研磨板にガラス板又は金属板を介して単結晶基板を貼り付ける第１工程と、
前記単結晶基板を片面研削研磨する第２工程と、
前記ガラス板又は金属板と共に前記単結晶基板を前記研磨板から取り外す第３工程と、
前記ガラス板又は金属板を除去する第４工程とを含むことを特徴とする極薄単結晶基板の研磨方法。
【請求項２】
前記第２工程において、前記単結晶基板の厚みが、３０μｍ以下になるまで研磨することを特徴とする請求項１記載の極薄単結晶基板の研磨方法。
【請求項３】
前記第４工程において、前記ガラス板又は金属板を溶解することにより除去することを特徴とする請求項１又請求項２記載の極薄単結晶基板の研磨方法。
【請求項４】
前記単結晶基板は、サファイヤ基板であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の極薄単結晶基板の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単結晶基板の片面研磨方法に関し、特に、３０μｍ以下の極薄単結晶基板の研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からウェーハの研磨方法として、シリコンウェーハの裏面に厚み０．２μｍ〜１．０μｍの保護膜を成膜し、ウェーハを片面研磨した後、エッチングにより保護膜を除去する技術が知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５７１８４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単結晶基板の厚みが３０μｍ以下程度になるまで研磨する場合、従来の研磨方法（特許文献１参照）では、単結晶基板にクラックが発生してしまうという問題点がある。ウェーハの裏面に保護膜を成膜しても、保護膜の厚みが０．２μｍ〜１．０μｍと非常に薄く、ウェーハの補強材としての機能を有さないからである。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、単結晶基板の厚みが３０μｍ以下程度の極薄単結晶基板の研磨方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、単結晶基板の研磨方法において、研磨板にガラス板又は金属板を介して基板を貼り付ける第１工程と、前記単結晶基板を片面研削研磨する第２工程と、前記ガラス板又は金属板と共に前記単結晶基板を前記研磨板から取り外す第３工程と、前記ガラス板又は金属板を除去する第４工程とを含むことを特徴とする極薄単結晶基板の研磨方法である。
【０００７】
ガラス板又は金属板を用いるのは、紙製や樹脂製のシートに比べてシートの平行・平坦度を確保しやすく、単結晶基板の良好な研磨が可能になるためである。このガラス板又は金属板は、熱可塑性の樹脂系接着剤（例えば、熱可塑性のワックスなど）により研磨板に貼り付けられる。単結晶基板は、水ガラス（ケイ酸ナトリウム溶液）によりガラス板に貼り付けられる。また、シートとして金属板を用いる場合、単結晶基板は、熱可塑性の樹脂系接着剤により金属板に貼り付けられる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の研磨方法に加えて、前記第２工程において、前記単結晶基板の厚みが、３０μｍ以下になるまで研磨することを特徴とする極薄単結晶基板の研磨方法である。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又請求項２記載の研磨方法に加えて、前記第４工程において、前記ガラス板又は金属板を溶解することにより除去することを特徴とする極薄単結晶基板の研磨方法である。
【００１０】
このように、ガラス板又は金属板を溶解により除去するのは、特に、単結晶基板とガラス板又は金属板との接着層が非常に薄い場合、単結晶基板にクラックなどを発生させずに、容易にガラス板又は金属板を除去できるためである。
【００１１】
なお、ガラス板又は金属板は、第１工程において、単結晶基板を貼り付ける前に、所定の厚み（例えば約０．１５ｍｍ）になるまで研削研磨されている。ガラス板又は金属板を研削研磨するのは、研磨板との平行・平坦度を確保するためである。また、所定の厚みになるまで研削研磨するのは、ガラス板又は金属板が薄い方が溶解する量が少ないため、単結晶基板からガラス板又は金属板を短時間で除去することができるからである。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の研磨方法に加えて、前記単結晶基板が、サファイヤ基板であることを特徴とする極薄単結晶基板の研磨方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本実施形態に係るサファイヤ基板の研磨方法について、まず、ガラス板を用いた場合を第１実施形態として説明する。
【００１４】
第１工程
アルミナ製のセラミックス系研磨板に青板などのガラス板を接着剤で固定する。研磨板として、セラミックス系のものを用いるのは、単結晶基板の研磨には、研磨中における単結晶基板の破損を防止するために、硬くて平坦な下地が必要だからである。この研磨板には、厚みが２０ｍｍで直径が１２０ｍｍのものを使用し、ガラス板には、厚みが約０．３ｍｍで直径が６０ｍｍのものを使用した。接着剤は、熱可塑性のある樹脂系接着剤が適している。
【００１５】
次に、ガラス板の片面を研削研磨し、所定の厚み（例えば、約０．１ｍｍ）になるまで加工する。このように、ガラス板を研削研磨するのは、研磨板との平行・平坦度を確保するためである。また、所定の厚みになるまで加工するのは、第４工程でガラス板を溶解する際、ガラス板が薄い方がサファイヤ基板からガラス板を短時間で除去できるためである。
【００１６】
ガラス板の研磨が終わると、ガラス板の研磨面にサファイヤ基板を水ガラス（ケイ酸ナトリウム溶液）で貼り付ける。このサファイヤ基板は、ガラス板に貼り付ける前に、両面研磨により厚みが約０．３ｍｍに加工された２インチ（５０．８ｍｍ）基板である。
【００１７】
第２工程
次に、サファイヤ基板を所定の厚み（例えば、８０μｍ）になるまで片面研削し、さらに、所望の厚み（例えば、８μｍ）になるまで片面研磨する。
【００１８】
第３工程
次に、研磨板を加熱し接着樹脂を軟化させて、ガラス板をサファイヤ基板と共に研磨板から取り外す。
【００１９】
第４工程
研磨板から取り外したガラス板とサファイヤ基板を、フッ酸の入った容器に入れ、ガラス板と水ガラスを溶解させてサファイヤ基板からガラス板を除去する。溶解後、溶液中からサファイヤ基板を取り出し、表面を洗浄する。
【００２０】
以上のように、研磨板にガラス板を介してサファイヤ基板を貼り付け、サファイヤ基板をガラス板と共に剥離することにより、ガラス板がサファイヤ基板の補強材として機能するため、サファイヤ基板を３０μｍ以下の極薄に研削研磨しても、研磨板からの剥離の際に、極薄のサファイヤ基板が破損しない。これにより、表面が研磨された極薄のサファイヤ基板を得ることができる。
【００２１】
次に、シートとして金属板を用いる場合を第２実施形態として説明する。なお、共通する工程の説明は省略する。
【００２２】
金属板として厚みが０．２ｍｍの銅板を熱可塑性のある樹脂系接着剤で研磨板に貼り付けた後、厚みが０．１５ｍｍになるまで研削研磨する。次に、銅板と研磨板との固定に用いた接着剤より軟化点の低い熱可塑性のある樹脂系接着剤でサファイヤ基板を固定する。軟化点の低い接着剤を用いるのは、予め研磨した銅板の研磨面の平行・平坦度を乱さないようするためである。すなわち、研磨板と銅板との固定の方に軟化点の低い接着剤を用いると、サファイヤ基板の研削研磨中に、接着剤が軟化してしまうおそれがあるためである。
【００２３】
次に、サファイヤ基板を所望の厚み（例えば６μｍ）になるまで研削研磨した後、銅板と共にサファイヤ基板を研磨板から取り外し、銅板とサファイヤ基板を塩化鉄系のエッチング液に入れる。エッチングにより銅板を除去した後、サファイヤ基板をエッチング液から取り出し、表面を洗浄する。
【００２４】
以上のように、研磨板に金属板を介してサファイヤ基板を貼り付け、サファイヤ基板を金属板と共に剥離することにより、金属板がサファイヤ基板の補強材として機能するため、表面が研磨された極薄のサファイヤ基板を得ることができる。
【００２５】
本実施形態では、単結晶基板の例としてサファイヤ基板を例に説明したが、本発明は、サファイヤ基板に限定されるものではない。従って、例えば、シリコン単結晶基板の研磨にも利用できる。なお、単結晶基板の材質に応じて、適切な接着剤や溶解液を選択する必要がある。
【００２６】
また、本実施形態では、研磨板、サファイヤ基板、ガラス板、金属板の具体的寸法や形状を示して説明したが、本発明は、これらの寸法や形状に限定されるものではない。
【００２７】
なお、第１及び第２実施形態では、ガラス板又は金属板を溶解させるが、このとき、サファイヤ基板付近で気泡が発生しないように加温すると、溶解速度を速めることができる。
【００２８】
本実施形態のようにガラス板や金属板を用いないで、直接、サファイヤ基板を研磨板に接着剤で貼り付けて厚みが３０μｍになるまで研削研磨した後、接着剤を軟化させてサファイヤ基板を研磨板から剥離しようとすると、作業中にサファイヤ基板にクラックが発生する。
【００２９】
【発明の効果】
本発明による研磨方法によれば、ガラス板又は金属板が単結晶基板の補強材として機能するため、単結晶基板を３０μｍ以下の極薄に研削研磨しても、研磨板からの剥離の際に、単結晶基板が破損しないという効果を奏する。このため、表面が研磨された極薄の単結晶基板を得ることができる。また、ワックスなどの接着材料を適宜選択すれば、表面が研磨された１μｍ程度の極薄の単結晶基板を得ることができる。