(57)【要約】【課題】基板の研削を簡易な方法で行なう。【解決手段】外表面および内部に連通した空隙を含み弾性力を有する平板状の基板保持部８００の一方の主表面上に基板１００を載置する工程と、基板保持部８００の他方の主表面側から脱気することにより、基板保持部８００の一方の主表面を基板１００の表面形状に沿うように変形させた状態で、基板１００を基板保持部８００を介して真空吸着して固定する工程とを備える。また、基板１００が基板保持部８００を介して固定された状態で、基板１００の基板保持部８００と接している主表面１２０とは反対側の主表面１１０を研削する工程と、上記研削する工程の後、真空吸着を解除する工程とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外表面および内部に連通した空隙を含み弾性力を有する平板状の基板保持部の一方の主表面上に基板を載置する工程と、
前記基板保持部の他方の主表面側から脱気することにより、前記基板保持部の前記一方の主表面を前記基板の表面形状に沿うように変形させた状態で、前記基板を前記基板保持部を介して真空吸着して固定する工程と、
前記基板が前記基板保持部を介して固定された状態で、前記基板の前記基板保持部と接している主表面とは反対側の主表面を研削する工程と、
前記研削する工程の後、前記真空吸着を解除する工程と
を備える、基板の研削方法。
【請求項２】
前記基板保持部の厚さが、１０μｍ以上５００μｍ以下である、請求項１に記載の基板の研削方法。
【請求項３】
前記真空吸着を解除することにより、前記基板保持部の前記一方の主表面の形状が元の形状に復元する、請求項１または２に記載の基板の研削方法。
【請求項４】
平板状の基材上に紫外線を受けて硬化する接着層を有する基板保持部に、基板の一方の主表面と該接着層とが接するように貼り合わせる工程と、
前記基板が貼り合わされた前記基板保持部の前記基材を真空吸着して前記基板保持部を固定する工程と、
前記基板保持部が固定された状態で、前記基板の他方の主表面を研削する工程と、
前記研削する工程の後、前記基板保持部の真空吸着を解除する工程と、
前記真空吸着を解除する工程の後、前記基板保持部の前記接着層に紫外線を照射する工程と、
前記紫外線を照射する工程の後、前記基板保持部と前記基板とを剥離する工程と
を備える、基板の研削方法。
【請求項５】
前記接着層の厚さが、１μｍ以上１００μｍ以下である、請求項４に記載の基板の研削方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の基板の研削方法を用いて作製された半導体素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の研削方法およびそれを用いて作製された半導体素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
被研削基材を含む積層体の製造方法を開示した先行文献として特許文献１がある。特許文献１に記載された被研削基材を含む積層体の製造方法においては、基板の一方の面に光硬化型接着剤層を形成し、基板保持部の一方の面に光熱変換層を形成している。その基板を光硬化型接着剤層を介して光熱変換層の表面上に位置するように基板保持部上に積層した状態で、光を照射することで光硬化型接着剤層を硬化して積層体を得ている。その積層体の状態で、基板の表面を研削することにより極薄基材を製造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６４０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された被研削基材を含む積層体の製造方法においては、光熱変換層を形成して、基板の研削後に放射エネルギーを光熱変換層に照射する必要があり、基板の研削工程が複雑となる。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な方法で行なうことができる、基板の研削方法およびそれを用いて作製された半導体素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に基づく基板の研削方法は、第１の局面においては、外表面および内部に連通した空隙を含み弾性力を有する平板状の基板保持部の一方の主表面上に基板を載置する工程と、基板保持部の他方の主表面側から脱気することにより、基板保持部の一方の主表面を基板の表面形状に沿うように変形させた状態で、基板を基板保持部を介して真空吸着して固定する工程とを備える。また、基板の研削方法は、基板が基板保持部を介して固定された状態で、基板の基板保持部と接している主表面とは反対側の主表面を研削する工程と、上記研削する工程の後、真空吸着を解除する工程とを備える。
【０００７】
好ましくは、基板保持部の厚さが、１０μｍ以上５００μｍ以下である。また、真空吸着を解除することにより、基板保持部の一方の主表面の形状が元の形状に復元する。
【０００８】
本発明に基づく基板の研削方法は、第２の局面においては、平板状の基材上に紫外線を受けて硬化する接着層を有する基板保持部に、基板の一方の主表面とこの接着層とが接するように貼り合わせる工程と、基板が貼り合わされた基板保持部の基材を真空吸着して基板保持部を固定する工程とを備える。また、基板の研削方法は、基板保持部が固定された状態で、基板の他方の主表面を研削する工程と、上記研削する工程の後、基板保持部の真空吸着を解除する工程と、上記真空吸着を解除する工程の後、基板保持部の前記接着層に紫外線を照射する工程と、上記紫外線を照射する工程の後、基板保持部と基板とを剥離する工程とを備える。好ましくは、接着層の厚さが、１μｍ以上１００μｍ以下である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基板の研削を簡易な方法で行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１に係る基板の研削方法において、基板を基板保持部上に載置する状態を示す断面図である。
【図２】同実施形態において、基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。
【図３】同実施形態において、基板の一方の主表面の研削後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。
【図４】同実施形態において、上下反転させた基板を基板保持部上に載置する状態を示す断面図である。
【図５】同実施形態において、片面が研削された基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。
【図６】同実施形態において、基板の他方の主表面の研削後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。
【図７】同実施形態において、基板をアニールする状態を示す断面図である。
【図８】同実施形態において、アニールされた基板を基板保持部上に載置する状態を示す断面図である。
【図９】同実施形態において、アニールされた基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。
【図１０】同実施形態において、基板の主表面の鏡面仕上げ後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態２に係る基板の研削方法において、基板と基板保持部とを貼り合わせる状態を示す断面図である。
【図１２】同実施形態において、基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。
【図１３】同実施形態において、基板の一方の主表面の研削後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。
【図１４】同実施形態において、片面が研削された基板を保持する基板保持部の接着層に紫外線を照射している状態を示す断面図である。
【図１５】同実施形態において、基板の研削された主表面に基板保持部を貼り合わせる状態を示す断面図である。
【図１６】同実施形態において、片面を研削した基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。
【図１７】同実施形態において、基板の他方の主表面の研削後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。
【図１８】同実施形態において、両面が研削された基板を保持する基板保持部の接着層に紫外線を照射している状態を示す断面図である。
【図１９】同実施形態において、基板をアニールする状態を示す断面図である。
【図２０】同実施形態において、アニールした基板を基板保持部に貼り合わせる状態を示す断面図である。
【図２１】同実施形態において、アニールした基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。
【図２２】同実施形態において基板の主表面の鏡面仕上げ後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。
【図２３】同実施形態において、鏡面仕上げされた基板を保持する基板保持部の接着層に紫外線を照射している状態を示す断面図である。
【図２４】実施形態１の研削方法で研削を行なった基板の研磨面の原子間力顕微鏡写真である。
【図２５】実施形態２の研削方法で研削を行なった基板の研磨面の原子間力顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態１に係る基板の研削方法およびそれを用いて作製された半導体素子について図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰返さない。
【００１２】
(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係る基板の研削方法において、基板を基板保持部上に載置する状態を示す断面図である。
【００１３】
本実施形態においては、図１に示すように、基板１００の一方の主表面１１０および他方の主表面１２０の両方に凹凸を有するサファイア基板を準備する。具体的には、基板１００は、インゴットからスライスされて形成されたＡｓ−Ｃｕｔサファイア基板である。準備した基板１００の主表面の面粗度は、０．５μｍ〜十数μｍ程度である。ただし、基板１００は、サファイア基板に限られず、たとえば、シリコンまたはガリウムヒ素などの半導体ウエハ、水晶ウエハ、および、ガラス基板などでもよい。
【００１４】
基板保持部８００は、外表面および内部に連通した空隙を含み弾性力を有して、平板状の形状を有する。そのため、基板保持部８００の他方の主表面から脱気することにより、基板保持部８００の一方の主表面上のものを吸着することができる。
【００１５】
本実施形態においては、基板保持部８００として、１００μｍの厚さのシリコンフィルムに針で多数の孔を形成したものを用いている。ただし、基板保持部８００はこれに限られず、基板保持部８００として、たとえば、ポリウレタンからなる厚さが１０μｍ以上５００μｍ以下のシートに、数μｍ〜数十μｍ程度の直径を有する多数の孔を形成したものを用いてもよい。
【００１６】
基板保持部８００は、真空吸着板４００上に載置される。真空吸着板４００は、平板状の形状を有している。真空吸着板４００は、上面および下面の両面が面出し加工されている。本実施形態においては、真空吸着板４００はセラミックで形成されているが、真空吸着板４００の材質はこれに限られず、たとえば、アルミまたはステンレスで形成されていてもよい。
【００１７】
真空吸着板４００の下面には、脱気用のホース５１０の一端が接続されている。脱気用ホースの５１０の他端は、真空ポンプ５００に接続されている。基板保持部８００には、上面から、ホース５１０が接続されている部分の下面に連通した貫通孔が形成されている。貫通孔は、基板保持部８００の上面において、所定の間隔を置いて均等に多数形成されている。
【００１８】
図２は、本実施形態において、基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。図２に示すように、基板保持部８００の一方の主表面上に基板１００を載置した状態で、真空ポンプ５００を稼動させる。真空ポンプ５００の稼動によりホース５１０内の空気は矢印５２０方向に吸引される。その結果、真空吸着板４００の上面と接触している基板保持部８００の他方の主表面側から空気が吸引されて脱気される。
【００１９】
基板保持部８００は弾力性を有しているため、基板保持部８００の他方の主表面からの脱気によって基板保持部８００の一方の主表面と接触している基板１００を吸着した際、基板保持部８００の一方の主表面は、基板１００の他方の主表面１２０の表面形状に沿うように変形する。基板１００は、基板保持部８００を介して真空吸着されることにより固定される。
【００２０】
上記のように基板１００を固定した状態で、基板１００の一方の主表面１１０を研削する。本実施形態においては、研削砥石３００を図中の中抜き矢印方向に送りながら表面から数十μｍ〜数百μｍの深さまで研削することにより、基板１００の一方の主表面１１０の面粗度を、研削前の０．５μｍ〜十数μｍ程度から０．１μｍ〜数μｍ程度にする。本実施形態においては、メタル製の研削砥石３００を用いたが、研削砥石３００としてビトリファイド砥石を用いてもよい。
【００２１】
図３は、本実施形態において、基板の一方の主表面の研削後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。図３に示すように、基板１００の一方の主表面１１０の研削が終了した後、真空ポンプ５００を停止することにより、基板１００の真空吸着を解除する。
【００２２】
基板保持部８００は弾力性を有しているため、真空吸着を解除されると、基板１００の他方の主表面１２０の表面形状に沿うように変形していた基板保持部８００の一方の主表面の形状が元の形状に復元する。言い換えると、基板保持部８００が、元々の平板状の形状に戻る。そのため、基板保持部８００を複数回使用可能である。ただし、基板保持部８００は、必ずしも元の形状に復元する必要はなく、その都度、新しい基板保持部８００を用いるようにしてもよい。
【００２３】
図４は、本実施形態において、上下反転させた基板を基板保持部上に載置する状態を示す断面図である。図４に示すように、研削された基板１００の一方の主表面１１０が基板保持部８００と接触するように、基板１００を基板保持部８００の一方の主表面上に載置する。基板保持部８００は、真空吸着板４００上に載置される。
【００２４】
図５は、本実施形態において、片面が研削された基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。図５に示すように、基板保持部８００の一方の主表面上に、一方の主表面１１０が研削された基板１００を載置した状態で、真空ポンプ５００を稼動させる。真空ポンプ５００の稼動によりホース５１０内の空気は矢印５２０方向に吸引される。その結果、真空吸着板４００の上面と接触している基板保持部８００の他方の主表面側から空気が吸引されて脱気される。その結果、基板１００は、基板保持部８００を介して真空吸着されることにより固定される。
【００２５】
上記のように基板１００を固定した状態で、基板１００の他方の主表面１２０を研削する。本実施形態においては、研削砥石３００を図中の中抜き矢印方向に送りながら表面から数十μｍ〜数百μｍの深さまで研削することにより、基板１００の他方の主表面１２０の面粗度を、研削前の０．５μｍ〜十数μｍ程度から０．１μｍ〜数μｍ程度にする。
【００２６】
図６は、本実施形態において、基板の他方の主表面の研削後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。図６に示すように、基板１００の他方の主表面１２０の研削が終了した後、真空ポンプ５００を停止することにより、基板１００の真空吸着を解除する。
【００２７】
両方の主表面が研削された基板１００は、研削時の加工応力歪みを緩和するためにアニールされる。図７は、本実施形態において、基板をアニールする状態を示す断面図である。図７に示すように、高温炉７００内において、千数百℃の温度で数時間から十数時間の間、アニールされることにより基板１００ａ内の残留応力が除去される。アニールすることにより、基板１００ａの表面にはスケールが付着する。そのため、半導体装置が形成される側の主表面を再度研削して鏡面仕上げを行なう。
【００２８】
図８は、本実施形態において、アニールされた基板を基板保持部上に載置する状態を示す断面図である。図８に示すように、基板１００ａを基板保持部８００の一方の主表面上に載置する。基板保持部８００は、真空吸着板４００上に載置される。
【００２９】
図９は、本実施形態において、アニールされた基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。図９に示すように、基板保持部８００の一方の主表面上に、アニールされた基板１００ａを載置した状態で、真空ポンプ５００を稼動させる。真空ポンプ５００の稼動によりホース５１０内の空気は矢印５２０方向に吸引される。その結果、真空吸着板４００の上面と接触している基板保持部８００の他方の主表面側から空気が吸引されて脱気される。その結果、基板１００ａは、基板保持部８００を介して真空吸着されることにより固定される。
【００３０】
上記のように基板１００ａを固定した状態で、基板１００ａを研削する。本実施形態においては、研削砥石３００を図中の中抜き矢印方向に送りながら表面から数十μｍの深さまで研削することにより、基板１００主表面の面粗度を、研削前の０．５μｍ〜十数μｍ程度から０．０１ｎｍ〜０．数ｎｍ程度にする。
【００３１】
具体的には、番手が１０００番以上のメタル、ビトリファイドまたはダイヤモンド砥石を用いて基板１００ａを研磨する。その後、粒径が数μｍのダイヤモンドスラリーと銅または錫の定盤を用いて基板１００ａを研磨する。次に、研磨布を用いて基板１００ａをドライポリッシュする。さらに、粒径が数十ｎｍのシリカと研磨布を用いて基板１００ａを研磨する。その結果、基板１００主表面の面粗度が、０．０１ｎｍ〜０．数ｎｍ程度となる。
【００３２】
図１０は、本実施形態において、基板の主表面の鏡面仕上げ後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。図１０に示すように、鏡面仕上げされた基板１００ａ’の研削が終了した後、真空ポンプ５００を停止することにより、基板１００ａ’の真空吸着を解除する。
【００３３】
本実施形態においては、上記のように、基板１００を接着固定することなく、基板１００を研削する。そのため、基板１００の研削を簡易に行なうことができ、基板１００ａ’を用いて作製される半導体素子の製造コストを低減することができる。
【００３４】
基板保持部８００の厚さは、１０μｍ以上５００μｍ以下にすることが好ましい。このようにした場合、研削前の基板１００の十数μｍ以下の大きさの凹凸に略沿うように基板保持部８００が変形して基板１００を真空吸着することが可能であるとともに、基板保持部８００の厚さが薄いため、基板保持部８００に空隙を形成しやすく、かつ、脱気した際の基板１００の固定力を安定させることができる。さらに、基板保持部８００を薄く作製することにより、基板保持部８００の製造に必要な材料を低減して、基板保持部８００の製造コストを低減することができる。
【００３５】
以下、本発明の実施形態２に係る基板の研削方法およびそれを用いて作製された半導体素子について図面を参照して説明する。
【００３６】
（実施形態２）
本実施形態においては、紫外線を受けて硬化する接着層を有する基板保持部で基板を保持した状態で研削を行なう。本実施形態の基板の研削方法において、実施形態１と同様である部分については説明を繰り返さない。
【００３７】
図１１は、本発明の実施形態２に係る基板の研削方法において、基板と基板保持部とを貼り合わせる状態を示す断面図である。図１１に示すように、本実施形態においては、基板保持部２００は、平板状の基材２１０上に、紫外線を受けて硬化する接着層２２０を有する。
【００３８】
本実施形態においては、基材２１０は、ポリエチレンテレフタラート樹脂を用いて形成されている。ただし、基材２１０は、紫外線を透過して、かつ、圧力を負荷されても弾性変形しにくい材料で形成されていればよく、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー、ポリスチレン樹脂、および、ファンクショナルノルボルネン系樹脂などで形成されてもよい。基材２１０の厚さは、２５μｍ〜２００μｍとしている。基材２１０の両方の主表面は、平面状に形成されている。接着層２２０として、アクリル系モノマーおよび光重合開始剤などを含む樹脂を使用している。接着層２２０の厚さは、１μｍ以上１００μｍであることが好ましい。また、基板保持部２００として、たとえば、リンテック株式会社製の紫外線硬化型バックグラインド用表面保護テープを用いてもよい。
【００３９】
基板１００は、基板１００の他方の主表面１２０と接着層２２０とが接するように基板保持部２００に貼り合わされる。具体的には、基板保持部２００を基板１００にローラで押し付けることにより、基板１００の他方の主表面１２０の凹凸に接着層２２０を埋め込むようにして、基板１００と基板保持部２００とを貼り合わせる。
【００４０】
図１２は、本実施形態において、基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。図１２に示すように、基板１００が貼り合わされた基板保持部２００の基材２１０が真空吸着板４００の上面と接触するように、基板保持部２００を真空吸着板４００上に載置した状態で、真空ポンプ５００を稼動させる。真空ポンプ５００の稼動によりホース５１０内の空気は矢印５２０方向に吸引される。その結果、真空吸着板４００の上面と接触している基板保持部２００の基材２１０側から空気が吸引されて脱気される。基板保持部２００は真空吸着されて固定される。その結果、基板１００が固定される。
【００４１】
上記のように基板１００を固定した状態で、基板１００の一方の主表面１１０を研削する。本実施形態においては、研削砥石３００を図中の中抜き矢印方向に送りながら表面から数十μｍ〜数百μｍの深さまで研削することにより、基板１００の一方の主表面１１０の面粗度を、研削前の０．５μｍ〜十数μｍ程度から０．１μｍ〜数μｍ程度にする。本実施形態においては、メタル製の研削砥石３００を用いたが、研削砥石３００としてビトリファイド砥石を用いてもよい。
【００４２】
図１３は、本実施形態において、基板の一方の主表面の研削後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。図１３に示すように、基板１００の一方の主表面１１０の研削が終了した後、真空ポンプ５００を停止することにより、基板保持部２００の真空吸着を解除する。
【００４３】
図１４は、本実施形態において、片面が研削された基板を保持する基板保持部の接着層に紫外線を照射している状態を示す断面図である。図１４に示すように、紫外線照射部６００から紫外線６１０を接着層２２０に照射することにより、接着層２２０は硬化して接着層２２１となる。本実施形態においては、紫外線照射部６００として、紫外線高圧水銀ランプを用いているが、他にもたとえば、紫外線ＬＥＤ(Light Emitting Diode)などを用いてもよい。
【００４４】
硬化した接着層２２１は、粘性を失っている。本実施形態の接着層２２１は、硬化した状態において、基材２１０との接合力が基板１００との接合力より強い。そのため、ラミネート剥離器などを用いて基板１００を基板保持部２００から剥離すると、接着層２２１のほとんどは基材２１０に残留している。
【００４５】
図１５は、本実施形態において、基板の研削された主表面に基板保持部を貼り合わせる状態を示す断面図である。図１５に示すように、基板１００は、基板１００の研削された一方の主表面１１０と接着層２２０とが接するように基板保持部２００に貼り合わされる。
【００４６】
図１６は、本実施形態において、片面を研削した基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。図１６に示すように、基板１００が貼り合わされた基板保持部２００の基材２１０が真空吸着板４００の上面と接触するように、基板保持部２００を真空吸着板４００上に載置した状態で、真空ポンプ５００を稼動させる。真空ポンプ５００の稼動によりホース５１０内の空気は矢印５２０方向に吸引される。その結果、真空吸着板４００の上面と接触している基板保持部２００の基材２１０側から空気が吸引されて脱気される。基板保持部２００は真空吸着されて固定される。その結果、基板１００が固定される。
【００４７】
上記のように基板１００を固定した状態で、基板１００の他方の主表面１２０を研削する。本実施形態においては、研削砥石３００を図中の中抜き矢印方向に送りながら表面から数十μｍ〜数百μｍの深さまで研削することにより、基板１００の一方の主表面１１０の面粗度を、研削前の０．５μｍ〜十数μｍ程度から０．１μｍ〜数μｍ程度にする。本実施形態においては、メタル製の研削砥石３００を用いたが、研削砥石３００としてビトリファイド砥石を用いてもよい。
【００４８】
図１７は、本実施形態において、基板の他方の主表面の研削後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。図１７に示すように、基板１００の他方の主表面１２０の研削が終了した後、真空ポンプ５００を停止することにより、基板保持部２００の真空吸着を解除する。
【００４９】
図１８は、本実施形態において、両面が研削された基板を保持する基板保持部の接着層に紫外線を照射している状態を示す断面図である。図１８に示すように、紫外線照射部６００から紫外線６１０を接着層２２０に照射することにより、接着層２２０は硬化して接着層２２１となる。
【００５０】
硬化したた接着層２２１は、粘性を失っている。本実施形態の接着層２２１は、硬化した状態において、基材２１０との接合力が基板１００との接合力より強い。そのため、ラミネート剥離器などを用いて基板１００を基板保持部２００から剥離すると、接着層２２１のほとんどは基材２１０に残留している。
【００５１】
両方の主表面が研削された基板１００は、研削時の加工応力歪みを緩和するためにアニールされる。図１９は、本実施形態において、基板をアニールする状態を示す断面図である。図１９に示すように、高温炉７００内において、千数百℃の温度で数時間から十数時間の間、アニールされることにより基板１００ａ内の残留応力が除去される。アニールすることにより、基板１００ａの表面にはスケールが付着する。そのため、半導体装置が形成される側の主表面を再度研削して鏡面仕上げを行なう。
【００５２】
図２０は、本実施形態において、アニールした基板を基板保持部に貼り合わせる状態を示す断面図である。図２０に示すように、アニールした基板１００ａは、基板１００ａ主表面と接着層２２０とが接するように基板保持部２００に貼り合わされる。
【００５３】
図２１は、本実施形態において、アニールした基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。図２１に示すように、基板１００ａが貼り合わされた基板保持部２００の基材２１０が真空吸着板４００の上面と接触するように、基板保持部２００を真空吸着板４００上に載置した状態で、真空ポンプ５００を稼動させる。真空ポンプ５００の稼動によりホース５１０内の空気は矢印５２０方向に吸引される。その結果、真空吸着板４００の上面と接触している基板保持部２００の基材２１０側から空気が吸引されて脱気される。基板保持部２００は真空吸着されて固定される。その結果、基板１００ａが固定される。
【００５４】
上記のように基板１００ａを固定した状態で、基板１００ａを研削する。本実施形態においては、研削砥石３００を図中の中抜き矢印方向に送りながら表面から数十μｍの深さまで研削することにより、基板１００主表面の面粗度を、研削前の０．５μｍ〜十数μｍ程度から０．０１ｎｍ〜０．数ｎｍ程度にする。
【００５５】
図２２は、本実施形態において基板の主表面の鏡面仕上げ後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。図２２に示すように、基板１００ａ’の主表面の研削が終了した後、真空ポンプ５００を停止することにより、基板保持部２００の真空吸着を解除する。
【００５６】
図２３は、本実施形態において、鏡面仕上げされた基板を保持する基板保持部の接着層に紫外線を照射している状態を示す断面図である。図２３に示すように、紫外線照射部６００から紫外線６１０を接着層２２０に照射することにより、接着層２２０は硬化して接着層２２１となる。
【００５７】
硬化したた接着層２２１は、粘性を失っている。本実施形態の接着層２２１は、硬化した状態において、基材２１０との接合力が基板１００ａ’との接合力より強い。そのため、ラミネート剥離器などを用いて基板１００ａ’を基板保持部２００から剥離すると、接着層２２１のほとんどは基材２１０に残留している。
【００５８】
本実施形態においては、上記のように、紫外線を照射されると硬化する接着層２２０を有する基板保持部２００に貼り合わされた基板１００を研削した後に、接着層２２０を硬化させて基板１００ａ’を基板保持部２００から剥離することにより、研削された基板１００ａ’に接着層２２１が付着することを抑制することができる。そのため、研削された基板１００ａ’から付着した接着層２２１を除去する作業を低減することができる。そのため、基板１００の研削を簡易に行なうことができ、基板１００ａ’を用いて作製される半導体素子の製造コストを低減することができる。
【００５９】
基板保持部２００の接着層の厚さは、１μｍ以上１００μｍ以下にすることが好ましい。このようにした場合、研削前の基板１００の十数μｍ以下の大きさの凹凸を接着層２２０で略埋めた状態で基板保持部２００を真空吸着することが可能であるとともに、接着層２２０の厚さが薄いため、接着層２２０の接合力を安定させることができる。さらに、接着層２２０を薄くすることにより、基板保持部２００の製造に必要な材料を低減して、基板保持部２００の製造コストを低減することができる。
【００６０】
以下、本実施形態１，２の研削方法で研削した基板の面粗度を確認した実験例について説明する。
【００６１】
（実験例１）
基板１００として、寸法が４ｉｎｃｈ、厚さが１．３ｍｍのサファイヤ基板を用意した。実施形態１における基板保持部８００として、通気性を有するポリウレタンからなり、厚さが１５０μｍのシートを用意した。実施形態２における基板保持部２００として、アクリル系モノマーおよび光重合開始剤が含まれた樹脂からなり厚さが５０μｍである紫外線硬化型の接着層２２０と、ポリエチレンテレフタレート樹脂からなり厚さが１００μｍである基材２１０とからなるテープを用意した。
【００６２】
多孔質セラミックからなる真空吸着板４００を用いて、番手が♯５００のメタル製の研削砥石３００で、実施形態１，２の基板１００を研削した。加工速度を０．０２ｍｍ/分〜０．０８ｍｍ/分として、実施形態１，２の基板１００の両面で合わせて０.３７ｍｍ（片面０.１８５ｍｍずつ）研削した。
【００６３】
実施形態１における基板研削後に真空吸着を解除し、基板１００と基板保持部８００であるシートとを分離させた後、基板１００ａの主表面を目視で観察したところ、基板１００の主表面にシートの痕跡は確認されなかった。
【００６４】
実施形態２における基板研削後に、紫外線高圧水銀ランプで３００ｍＷ/ｃｍ2の紫外線照度で３０秒間紫外線を接着層２２０に照射することにより硬化させて接着層２２１とした。その後、基板１００ａを基板保持部２００から剥離して、基板１００ａの主表面を目視で観察したところ、接着層２２１の残留物は確認できなかった。
【００６５】
実施形態１，２における両面を研削した基板をそれぞれ、高温炉の中で、１３００℃の温度で１０時間アニールした。アニール後の基板１００ａをそれぞれ、真空吸着固定し、番手が♯１２００のビトリファイド砥石で、加工速度を０．００１ｍｍ/分として、０．０２８ｍｍ研磨した。その後、基板１００ａを研磨布で、加工速度を０．０００２ｍｍ/分として、０．００２ｍｍ鏡面仕上げを行なった。
【００６６】
実施形態１，２における鏡面研磨後の基板の研磨面を原子間力顕微鏡で確認した。図２４は、実施形態１の研削方法で研削を行なった基板の研磨面の原子間力顕微鏡写真である。図２５は、実施形態２の研削方法で研削を行なった基板の研磨面の原子間力顕微鏡写真である。
【００６７】
図２４，２５に示すように、実施形態１，２の方法で研削した基板の研磨面の面粗度は、０．０５ｎｍ〜０．３ｎｍであった。これは、半導体構造を作製するために必要な面粗度を十分に満足している。よって、本実施形態１，２の研削方法を用いて作製される基板は、半導体素子を作製するのに十分な性能を有していることが確認された。
【００６８】
なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
１００，１００ａ，１００ａ’  基板、１１０  一方の主表面、１２０  他方の主表面、２００，８００  基板保持部、２１０  基材、２２０，２２１  接着層、３００  研削砥石、４００  真空吸着板、５００  真空ポンプ、５１０  ホース、６００  紫外線照射部、６１０，ＬＥＤ  紫外線、７００  高温炉。
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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