特許 7271468 サファイア基板の研削方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-28

(45)【発行日】2023-05-11

(54)【発明の名称】サファイア基板の研削方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20230501BHJP

   B24B 7/04 20060101ALI20230501BHJP

   B24B 1/00 20060101ALI20230501BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 631

B24B7/04 B

B24B1/00 B

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020083034

(22)【出願日】2020-05-11

(65)【公開番号】P2021180206

(43)【公開日】2021-11-18

【審査請求日】2022-05-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000002060

【氏名又は名称】信越化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100207756

【弁理士】

【氏名又は名称】田口 昌浩

(74)【代理人】

【識別番号】100129746

【弁理士】

【氏名又は名称】虎山 滋郎

(74)【代理人】

【識別番号】100135758

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 高志

(74)【代理人】

【識別番号】100154391

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 康義

(72)【発明者】

【氏名】加藤 公二

(72)【発明者】

【氏名】狩野 弘樹

【審査官】杢 哲次

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５７－８９５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－５６００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１５９０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０１６６９５１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２４Ｂ ７／０４

Ｂ２４Ｂ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ｒ面を主面とするサファイア基板をチャックテーブルに保持する工程、及び
研削砥石によって、前記チャックテーブルに保持した前記サファイア基板の主面を研削する工程を含み、
前記サファイア基板を前記チャックテーブルに保持する工程は、前記サファイア基板の主面において、前記サファイア基板のｍ面と鈍角をなし、かつ前記ｍ面となす角度が最大となる方向を０°とし、時計回りの方向をプラスとした場合、前記サファイア基板の主面の中心における前記研削砥石による加工方向が－９０°以上＋９０°以下になるように前記サファイア基板を前記チャックテーブルに保持するサファイア基板の研削方法。

【請求項2】

前記サファイア基板を前記チャックテーブルに保持する工程は、前記サファイア基板の主面の中心における前記研削砥石による加工方向が－４５°以上＋４５°以下になるように前記サファイア基板を前記チャックテーブルに保持する請求項１に記載のサファイア基板の研削方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はｒ面を主面とする単結晶サファイア基板の研削方法に関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話などの周波数調整及び選択用の部品として、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムなど圧電基板上に弾性表面波を励起するための櫛形電極（ＩＤＴ）が形成された弾性表面波（ＳＡＷ）デバイスが用いられている。

【0003】

近年の通信規格は、送信受信の周波数バンド間隔が狭く、かつバンド幅が広くなっている。このような通信規格のもとでは、弾性表面波デバイス用材料の温度による特性変化が十分に小さくないと、周波数選択域のずれが生じて、デバイスのフィルタやデュプレクサ機能に支障をきたしてしまうという問題が生じる。

【0004】

これらの対策として、シリコンやサファイア、石英などの異種基板と圧電基板を接合することが挙げられる。これにより、圧電基板単体で使うよりも温度に対して特性変動を少なくすることができる。このような基板はＴＣ－ＳＡＷと呼ばれ、現在のＳＡＷデバイス市場を賑わせている。

【0005】

異種基板の一つとしてサファイア基板がある。ＴＣ-ＳＡＷでは、ｒ（０１－１２）面を主面とするサファイア基板が用いられている（非特許文献１）。

【0006】

しかし、このようなサファイア基板のｒ面は、ａ（１１－２０）面及びｃ（０００１）面と比較して、加工表面に加工条痕よりも深い「ピット（ｐｉｔ：くぼみ）」と言われる凹みが発生しやすい。このようなピットが発生すると、研磨等で鏡面化する際に必要以上に研磨代を増やしてしまい、基板の平坦度が悪化することや、研磨のコストが高くなる。このため、ピットの発生を抑制できる研削方法が望まれている。

【0007】

特許文献１によると、ｒ面を主面とするサファイア基板のｃ面を木目とみて、ｃ面の順目方向から研削すると表面破砕層は少なくなり、反りが軽度で済むと記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特公昭６３－２７３５号公報

【非特許文献】

【0009】

【文献】「LiTaO3/サファイア接合基板を用いた温度特性改善SAWデバイス」，三浦道雄，井上将吾，堤潤，松田隆志，上田政則，佐藤良夫，伊形理，江畑泰男，IEEJ Trans. EIS, Vol.127, No.8, 2007 p1161-1165

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

特許文献１に記載されている方法に準じて、一般的に用いられるインフィード研削により、ｒ面サファイア基板を加工方向Ｇより研削加工した（図１６、１７及び図１９、２０）。なお、インフィード研削とは、自転する加工物に対して、回転する砥石を下降させ、指定厚みまで研削する方法である。その結果、図１８に示すピット多発領域及び図２１に示すピット多発領域においてｃ面順目方向から研削した部分の表面には図２２に示すようなピットが多数確認された。

【0011】

そこで、本発明の目的は、ｒ面を主面とするサファイアを平面研削した場合でも、表面にピットが発生しないサファイア基板の研削方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明者らは、鋭意検討の結果、実際にピットが発生する原因は、ｃ面方向に沿ったすべりや剥がれではなく、ｍ面に対して鋭角となる加工方向であることを見出した。さらに、本発明者らは、鋭意検討の結果、サファイア基板の主面の中心における研削砥石による加工方向が所定方向になるようにサファイア基板をチャックテーブルに保持することで、加工方向がｍ面に対して鋭角となることを抑制でき、これによりサファイア基板表面に発生するピットを抑制できることを見出し、以下の発明を完成させた。
［１］ｒ面を主面とするサファイア基板をチャックテーブルに保持する工程、及び研削砥石によって、前記チャックテーブルに保持した前記サファイア基板の主面を研削する工程を含み、前記サファイア基板を前記チャックテーブルに保持する工程は、前記サファイア基板の主面において、前記サファイア基板のｍ面と鈍角をなし、かつ前記ｍ面となす角度が最大となる方向を０°とし、時計回りの方向をプラスとした場合、前記サファイア基板の主面の中心における前記研削砥石による加工方向が－９０°以上＋９０°以下になるように前記サファイア基板を前記チャックテーブルに保持するサファイア基板の研削方法。
［２］前記サファイア基板を前記チャックテーブルに保持する工程は、前記サファイア基板の主面の中心における前記研削砥石による加工方向が－４５°以上＋４５°以下になるように前記サファイア基板を前記チャックテーブルに保持する上記［１］に記載のサファイア基板の研削方法。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、ｒ面を主面とするサファイア基板を研削した場合でも、表面のピット発生を抑制することができる。これにより、研磨代が少なくなり、鏡面化してもサファイア基板の平坦度がよく、サファイア基板の製造コストも抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】サファイア基板の結晶構造を示す図である。

【図2】サファイア基板の一例を示す図であり、図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は断面図である。

【図3】サファイア基板とサファイア結晶のユニットセルとの関係を示す図であり、図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は断面図である。

【図4】サファイア基板における加工方向の基準となる基板方向Ａとサファイア基板のｍ面との関係を示す図である。

【図5】サファイア基板における加工方向の基準となる基板方向Ａとサファイア基板のｍ面との関係を示す図である。

【図6】研削砥石、サファイア基板及びチャックテーブルの位置関係を示す図であり、図６（ａ）は斜視図であり、図６（ｂ）は平面図である。

【図7】研削砥石の断面の一例を示す図である。

【図8】サファイア基板の主面の中心における研削砥石による加工方向が０°になるようにサファイア基板がチャックテーブルに保持されたときの研削痕及び加工方向の一例を示す図である。

【図9】サファイア基板の主面の中心における研削砥石による加工方向が－９０°になるようにサファイア基板がチャックテーブルに保持されたときの研削痕及び加工方向の一例を示す図である。

【図10】サファイア基板の主面の中心における研削砥石による加工方向が＋９０°になるようにサファイア基板がチャックテーブルに保持されたときの研削痕及び加工方向の一例を示す図である。

【図11】チャックテーブル上にサファイア基板を複数枚保持したときの研削砥石、サファイア基板及びチャックテーブルの位置関係を示す図であり、図１１（ａ）は斜視図であり、図１１（ｂ）は平面図である。

【図12】本発明の別の実施形態のサファイア基板の研削方法を示す図であり、図１２（ａ）は斜視図であり、図１２（ｂ）は平面図である。

【図13】本発明の別の実施形態のサファイア基板の研削方法において、サファイア基板の主面の中心における研削砥石による加工方向が０°になるようにサファイア基板がチャックテーブルに保持されたときの研削痕及び加工方向の一例を示す図である。

【図14】本発明の別の実施形態のサファイア基板の研削方法において、サファイア基板の主面の中心における研削砥石による加工方向が－９０°になるようにサファイア基板がチャックテーブルに保持されたときの研削痕及び加工方向の一例を示す図である。

【図15】本発明の別の実施形態のサファイア基板の研削方法において、サファイア基板の主面の中心における研削砥石による加工方向が＋９０°になるようにサファイア基板がチャックテーブルに保持されたときの研削痕及び加工方向の一例を示す図である。

【図16】従来のインフィード研削によりサファイア基板を研削したときの研削痕の一例を示す図である。

【図17】従来のインフィード研削によるサファイア基板の加工方向を示す図である。

【図18】ピット多発領域を示す図である。

【図19】従来のインフィード研削によりサファイア基板を研削したときの研削痕の一例を示す図である。

【図20】従来のインフィード研削によるサファイア基板の加工方向を示す図である。

【図21】ピット多発領域を示す図である。

【図22】サファイア基板の表面に発生したピットの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の一実施形態のサファイア基板の研削方法について詳細に説明するが、本発明のサファイア基板の研削方法は、これらに限定されるものではない。本発明は、ｒ面を主面とするサファイア基板を平面研削する研削方法に関するものである。

【0016】

本発明の一実施形態のサファイア基板の研削方法は、ｒ面を主面とするサファイア基板をチャックテーブルに保持する工程（Ａ）、及び研削砥石によって、チャックテーブルに保持したサファイア基板の主面を研削する工程（Ｂ）を含む。

【0017】

本発明の一実施形態のサファイア基板の研削方法で用いるｒ面を主面とするサファイア基板は、ＣＺ（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ）法により引上げられたインゴットをスライス加工するか、もしくはＥＦＧ（Ｅｄｇｅ Ｄｉｆｉｎｅｄ Ｆｉｌｍ Ｇｒｏｗｔｈ）法により引き上げられた基板を切り抜いて得られた基板であることが好ましい。インゴットのスライス加工には、例えば、ダイヤモンドをピアノ線へ固定化したダイヤモンドワイヤーソーが用いられる。

【0018】

このようにして得られたサファイア基板を面取り、ラップ加工、エッチング処理などを行い、所定の径、厚さ、表面状態に調整する。

【0019】

上記ラップ加工によりサファイア基板の表面には大きな加工変質層が形成される。サファイア基板は硬い材料であることから、この大きな加工変質層をポリッシングだけで除去しようとすると非常に長時間のプロセスとなる。このため、次に、微粒ダイヤモンドを用いて、このサファイア基板を研削加工する。図１は、サファイア基板の結晶構造を表している。サファイア基板の結晶構造はｃ軸、ａ_１軸、ａ_２及びａ_３軸を有する。図１において、縦軸がｃ軸であり、横軸はａ_２軸である。また、符号１はサファイア結晶のユニットセルであり、符号２はｒ面であり、符号３はｍ面である。上述したように、本発明の一実施形態のサファイア基板の研削方法で用いるサファイア基板はｒ面を主面とする。

【0020】

図２は、サファイア基板の一例を表すものである。サファイア基板１０１は、略円形状であり、ａ_３軸、ｃ軸方向に対して４５°方向にオリエンテーションフラット（オリフラ）１０２もしくはノッチが形成されている。ただし、オリエンテーションフラット及びノッチはこの方位に限定されるものではなく、オリエンテーションフラット及びノッチの方位は必要に応じて適宜選択することができる。サファイア基板１０１のｃ軸はサファイア基板の主面（ｒ面）に対して約３２．４°の角度をなす。

【0021】

本発明の一実施形態のサファイア基板の研削方法で用いるサファイア基板とサファイア結晶のユニットセルとの関係を図３に示す。サファイア結晶のユニットセルのｍ面３はサファイア基板の主面に対して傾いていることがわかる。

【0022】

サファイア基板における加工方向の基準となる基板方向Ａとサファイア基板のｍ面３との関係を図４に示す。基板方向Ａは、サファイア基板の主面において、サファイア基板のｍ面３と鈍角をなし、かつｍ面３となす角度４（α）が最大となる方向である。この基板方向Ａを０°とする。また、時計回りの方向をプラスとする。基板方向Ｂは、基板方向Ａを１８０°回転させた方向である。基板方向Ｂは、ｍ面３に対して鋭角であり、かつｍ面３となす角度４（β）が最小となる方向である。

【0023】

図５を参照して、サファイア基板における加工方向の基準となる基板方向Ａとサファイア基板のｍ面３との関係をさらに具体的に説明する。基板方向Ａは、ｍ面３に沿ったサファイア基板の厚さ方向の直線６と、鈍角をなし、かつｍ面３となす角度θが最大となる方向である。また、基板方向Ｂは、基板方向Ａを１８０°回転させた方向であるが、ｍ面３と垂直をなし、かつ主面側に延びる方向の矢印７を主面に投影した矢印の方向ともいえる。

【0024】

図３及び図５において、サファイア基板１０１の主面を外接する円の中心を通る、基板方向Ａの直線と、サファイア基板１０１の外周との２つの交点のうち、上記円の中心に対して、基板方向Ｂ側の交点が点Ａであり、基板方向Ａ側の交点が点Ｂである。したがって、ＡからＢへ向かう方向は基板方向Ａと同じ方向である。すなわち、ＡからＢへ向かう方向は、加工方向の基準となる方向であり、０°の方向である。なお、サファイア基板の主面の中心はサファイア基板の主面を外接する円の中心である。また、サファイア基板の形状が円形でない場合、サファイア基板の主面の中心の位置は、外形がサファイア基板と同じであり、かつ厚さ及び密度が一定である板の重心の位置に対応する位置である。

【0025】

図６に、研削砥石、サファイア基板及びチャックテーブルの位置関係を示す。チャックテーブル３０２上にサファイア基板１０１が保持されており、チャックテーブル３０２及び研削砥石３０１はそれぞれ方向Ｄおよび方向Ｅの方向に回転する。なお、チャックテーブル３０２は、方向Ｄと反対向きに回転しても問題ない。また、サファイア基板１０１の主面の中心における研削砥石３０１による加工方向が所定の範囲内の角度となるようにするために、サファイア基板１０１はチャックテーブル上を公転するのみで、自転しないことが好ましい。

【0026】

研削砥石３０１には、例えば、図７に示すような超砥粒ホイールを用いることができる。超砥粒ホイール３０１は、例えば、台金３０４及び超砥粒層３０５を備える。超砥粒層３０５は砥粒及び砥粒を固定するボンドを含む。サファイアは非常に硬い材料であるので、砥粒として、例えば、ダイヤモンドが使用される。砥粒を固定するボンドとして、例えば、レジノイド、メタル、ビトリファイドなどが使用される。また、全てが超砥粒層からなる超砥粒ホイールも使用することができる。図７に示すように、研削砥石３０１は、主に外周部分３０３で、サファイア基板１０１を研削する。

【0027】

チャックテーブル３０２におけるサファイア基板の固定方法は特に限定されないが、平坦度よく研削するには真空チャックでサファイア基板を固定することが好ましい。

【0028】

研削砥石３０１はサファイア基板１０１の上部より所定の速度で降りてきて、図６に示すように研削砥石３０１の加工範囲（外周部分）３０３のみでサファイア基板１０１と接触する。そして、研削砥石３０１は研削砥石３０１の加工範囲３０３のみでサファイア基板１０１を研削する。

【0029】

サファイア基板１０１の加工方向は、サファイア基板１０１に対する研削砥石３０１の相対的な移動方向である。研削砥石３０１は反時計回りである方向Ｅに回転している。また、上述したように、研削砥石３０１は研削砥石３０１の加工範囲３０３のみでサファイア基板１０１を加工する。したがって、サファイア基板１０１の加工方向は、研削砥石３０１の加工範囲３０３における回転方向Ｅ、すなわち研削砥石３０１の外周における回転方向Ｅである。なお、チャックテーブル３０２も回転しているが、研削砥石３０１の回転に比べて、チャックテーブル３０２の回転は非常に遅いので、サファイア基板１０１の加工方向におけるチャックテーブル３０２の回転の影響は無視することができる。

【0030】

サファイア基板１０１は、点Ａがチャックテーブル３０２の中心側になり、点Ｂがチャックテーブル３０２の外周側となるようにチャックテーブル３０２に保持される。これにより、サファイア基板１０１の主面の中心における研削砥石による加工方向が０°になるようにサファイア基板１０１はチャックテーブル３０２に保持される。

【0031】

一方で、研削砥石３０１を時計回りに回転してもよい。、この場合は、点Ａがチャックテーブル３０２の外周側となり、点Ｂがチャックテーブル３０２の中心側になるようにしてサファイア基板１０１はチャックテーブル３０２に保持される。この場合も、サファイア基板１０１の主面の中心における研削砥石３０１による加工方向が０°になるようにサファイア基板１０１はチャックテーブル３０２に保持される。

【0032】

図８に、サファイア基板１０１の主面の中心Ｍにおける研削砥石による加工方向が０°になるようにサファイア基板１０１がチャックテーブル３０２に保持されたときの研削痕２０１及び加工方向の一例を示す。加工方向がサファイア基板のｍ面に対して鋭角になることを抑制できるので、サファイア基板におけるピットの発生を抑制することができる。なお、図８に示す矢印は加工方向を示す。

【0033】

サファイア基板の主面の中心Ｍにおける研削砥石による加工方向が０°になるようにサファイア基板をチャックテーブルに保持する場合に限定されず、サファイア基板の主面の中心における研削砥石による加工方向が－９０°以上＋９０°以下になるようにサファイア基板をチャックテーブルに保持すればよい。この場合も加工方向がサファイア基板のｍ面に対して鋭角になることを抑制できるので、サファイア基板におけるピットの発生を抑制することができる。例えば、図９に示すようにサファイア基板の主面の中心Ｍにおける研削砥石による加工方向が－９０°になるように、サファイア基板をチャックテーブルに保持してもよい。なお、図９に示す曲線は研削痕であり、矢印が加工方向である。また、図１０に示すようにサファイア基板の主面の中心Ｍにおける研削砥石による加工方向が＋９０°になるように、サファイア基板をチャックテーブルに保持してもよい。なお、図１０に示す曲線は研削痕であり、矢印が加工方向である。サファイア基板のピット発生抑制の観点から、サファイア基板の主面の中心における研削砥石による加工方向が、好ましくは－４５°以上＋４５°以下になるように、より好ましくは－３０°以上＋３０°以下になるように、さらに好ましくは－１５°以上＋１５°以下になるように、よりさらに好ましくは－５°以上＋５°以下になるように、サファイア基板をチャックテーブルに保持する。これにより、サファイア基板において、加工方向がサファイア基板のｍ面に対して鋭角になることをさらに抑制することができる。

【0034】

図１１に示すように、チャックテーブル上にサファイア基板１０１を複数枚保持してもよい。これにより、スループットが上がり、コストダウンに繋がる。

【0035】

図１２には、本発明の別の実施形態のサファイア基板の研削方法を示す。図６ではチャックテーブル３０２が回転していた。しかし、図１１に示すようにチャックテーブル３０２が研削砥石３０１の加工範囲３０３の中央の接線に対して垂直方向（Ｆ方向）に往復運動してもよい。この場合も、サファイア基板１０１の主面の中心における研削砥石による加工方向が０°になるようにサファイア基板１０１はチャックテーブル３０２に保持される。この場合、図６に示すチャックテーブル３０２に比べてチャックテーブル３０２を小さくすることができる。図１３にサファイア基板の研削痕２０１及び加工方向を示す。図１３に示す矢印が加工方向である。サファイア基板１０１の主面の中心Ｍにおける研削砥石による加工方向は０°である。このように研削することで、加工方向がサファイア基板のｍ面に対して鋭角になることを抑制できるので、サファイア基板におけるピットの発生を抑制することができる。

【0036】

この場合も、サファイア基板の主面の中心Ｍにおける研削砥石による加工方向が０°になるようにサファイア基板をチャックテーブルに保持する場合に限定されず、サファイア基板の主面の中心における研削砥石による加工方向が－９０°以上＋９０°以下になるようにサファイア基板をチャックテーブルに保持すればよい。これにより、加工方向がサファイア基板のｍ面に対して鋭角になることを抑制できるので、サファイア基板においてピットの発生を抑制することができる。例えば、図１４に示すように、サファイア基板の主面の中心Ｍにおける研削砥石による加工方向が－９０°になるようにサファイア基板をチャックテーブルに保持してもよい。なお、図１４に示す曲線は研削痕であり、矢印が加工方向である。また、図１５に示すように、サファイア基板の主面の中心Ｍにおける研削砥石による加工方向が＋９０°になるようにサファイア基板をチャックテーブルに保持してもよい。なお、図１５に示す曲線は研削痕であり、矢印が加工方向である。サファイア基板のピット発生抑制の観点から、この場合も、サファイア基板の主面の中心における研削砥石による加工方向が、好ましくは－４５°以上＋４５°以下になるように、より好ましくは－３０°以上＋３０°以下になるように、さらに好ましくは－１５°以上＋１５°以下になるように、よりさらに好ましくは－５°以上＋５°以下になるように、サファイア基板をチャックテーブルに保持する。

【0037】

上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【実施例】

【0038】

以下、実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0039】

〈実施例１〉
はじめに、ＣＺ法により引上げられた４インチ径のサファイア単結晶インゴットをｒ面となる面方位に調整してスライスし、面取り、ラップ加工、及びエッチング処理を行い、厚さ４００μｍのｒ面を主面とするサファイア基板を作製した。図２に示すように、結晶軸に対してオリエンテーションフラットも作製した。

【0040】

次に、サファイア基板の主面の中心における加工方向がＡからＢの方向となるように（図８）、このサファイア基板を２３０ｍｍφのチャックテーブル上に載置し（図６）、＃１０００のダイヤモンド砥粒を備えた２００ｍｍφの研削砥石を使用して、チャックテーブルを回転させながら、片面２０μｍの研削加工を両面に行い、計１０枚のサファイア基板を作製した。なお、研削砥石の回転数は２０００ｒｐｍであり、チャックテーブルの回転数は１５０ｒｐｍであった。

【0041】

研削後の表面についてレーザー顕微鏡で観察したところ、１０枚全て全面においてピットは確認されなかった。

【0042】

これら研削した基板を両面研磨したところ、研磨代の平均値８μｍ、研磨後のＴＴＶ（Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）平均値は１．４μｍであった。

【0043】

〈実施例２〉
実施例１と同様にｒ面を主面とするサファイア基板を作製した。

【0044】

次に、サファイア基板の中心における加工方向がＡからＢの方向に対して－９０°となるように（図９）、サファイア基板を２３０ｍｍφのチャックテーブル上に載置し、＃１０００のダイヤモンド砥粒を備えた２００ｍｍφの研削砥石を使用して、チャックテーブルを回転させながら、片面２０μｍの研削加工を両面に行い、計１０枚のサファイア基板を作製した。なお、研削砥石の回転数及びチャックテーブルの回転数は実施例１と同様であった。

【0045】

研削後の表面についてレーザー顕微鏡で観察したところ、１０枚中７枚は全面においてピットは確認されなかったが、３枚については一部ピットが確認された。

【0046】

研削してピットのなかった基板を両面研磨したところ、研磨代の平均値１１μｍ、研磨後のＴＴＶ平均値は１．８μｍであった。

【0047】

〈実施例３〉
実施例１と同様にｒ面を主面とするサファイア基板を作製した。

【0048】

次に、サファイア基板の中心における加工方向がＡからＢの方向に対して＋９０°となるように（図１０）、このサファイア基板を２３０ｍｍφのチャックテーブル上に載置し、＃１０００のダイヤモンド砥粒を備えた２００ｍｍφの研削砥石を使用して、チャックテーブルを回転させながら、片面２０μｍの研削加工を両面に行い、計１０枚のサファイア基板を作製した。なお、研削砥石の回転数及びチャックテーブルの回転数は実施例１と同様であった。

【0049】

研削後の表面についてレーザー顕微鏡で観察したところ、１０枚中８枚は全面においてピットは確認されなかったが、２枚については一部ピットが確認された。

【0050】

研削してピットのなかった基板を両面研磨したところ、研磨代の平均値１０μｍ、研磨後のＴＴＶ平均値は１．６μｍであった。

【0051】

〈実施例４〉
実施例１と同様にｒ面を主面とするサファイア基板を作製した。

【0052】

次に、サファイア基板の中心における加工方向がＡからＢの方向となるように（図１３）、このサファイア基板を１２０ｍｍφのチャックテーブル上に載置し（図１２）、＃１０００のダイヤモンド砥粒を備えた２００ｍｍφの研削砥石を使用して、チャックテーブルを往復運動させながら、片面２０μｍの研削加工を両面に行い、計１０枚のサファイア基板を作製した。なお、研削砥石の回転数は実施例１と同様であった。

【0053】

研削後の表面についてレーザー顕微鏡で観察したところ、１０枚全て全面においてピットは確認されなかった。

【0054】

これら研削した基板を両面研磨したところ、研磨代の平均値７μｍ、研磨後のＴＴＶ平均値は１．２μｍであった。

【0055】

〈実施例５〉
実施例１と同様にｒ面を主面とするサファイア基板を作製した。

【0056】

次に、サファイア基板の中心における加工方向がＡからＢの方向に対して－９０°となるように（図１４）、このサファイア基板を１２０ｍｍφのチャックテーブル上に載置し、＃１０００のダイヤモンド砥粒を備えた２００ｍｍφの研削砥石を使用して、チャックテーブルを往復運動させながら、片面２０μｍの研削加工を両面に行い、計１０枚のサファイア基板を作製した。なお、研削砥石の回転数は実施例１と同様であった。

【0057】

研削後の表面についてレーザー顕微鏡で観察したところ、１０枚中９枚においてピットは確認されなかったが、１枚については一部ピットが確認された。

【0058】

研削してピットのなかった基板を両面研磨したところ、研磨代の平均値９μｍ、研磨後のＴＴＶ平均値は１．４μｍであった。

【0059】

〈実施例６〉
実施例１と同様にｒ面を主面とするサファイア基板を作製した。

【0060】

次に、サファイア基板の中心における加工方向がＡからＢの方向に対して＋９０°となるように（図１５）、このサファイア基板を１２０ｍｍφのチャックテーブル上に載置し、＃１０００のダイヤモンド砥粒を備えた２００ｍｍφの研削砥石を使用して、チャックテーブルを往復運動させながら、片面２０μｍの研削加工を両面に行い、計１０枚のサファイア基板を作製した。なお、研削砥石の回転数は実施例１と同様であった。

【0061】

研削後の表面についてレーザー顕微鏡で観察したところ、１０枚中８枚においてピットは確認されなかったが、２枚については一部ピットが確認された。

【0062】

研削してピットのなかった基板を両面研磨したところ、研磨代の平均値１０μｍ、研磨後のＴＴＶ平均値は１．５μｍであった。

【0063】

〈比較例１〉
実施例１と同様にｒ面を主面とするサファイア基板を作製した。

【0064】

次に、サファイア基板の中心における加工方向がＡからＢの方向に対して＋１３５°となるように、このサファイア基板を２３０ｍｍφのチャックテーブル上に載置し、＃１０００のダイヤモンド砥粒を備えた２００ｍｍφの研削砥石を使用して、チャックテーブルを回転させながら、片面２０μｍの研削加工を両面に行い、計１０枚のサファイア基板を作製した。なお、研削砥石の回転数及びチャックテーブルの回転数は実施例１と同様であった。

【0065】

研削後の表面についてレーザー顕微鏡で観察したところ、１０枚中全てにおいて部分的なピットが確認された。

【0066】

これらを研削した基板を両面研磨したところ、ピット部も含め全面鏡面化するまで研磨代平均値２５μｍを要し、研磨後のＴＴＶ平均値は３．５μｍであった。

【0067】

〈比較例２〉
実施例１と同様にｒ面を主面とするサファイア基板を作製した。

【0068】

次に、サファイア基板の中心における加工方向がＡからＢの方向に対して＋１８０°となるように、このサファイア基板を２３０ｍｍφのチャックテーブル上に載置し、＃１０００のダイヤモンド砥粒を備えた２００ｍｍφの研削砥石を使用して、チャックテーブルを回転させながら、片面２０μｍの研削加工を両面に行い、計１０枚のサファイア基板を作製した。なお、研削砥石の回転数及びチャックテーブルの回転数は実施例１と同様であった。

【0069】

研削後の表面についてレーザー顕微鏡で観察したところ、１０枚中全てにおいて全面にピットが確認された。

【0070】

これらを研削した基板を両面研磨したところ、鏡面化するまで研磨代平均値３３μｍを要し、研磨後のＴＴＶ平均値は４．２μｍであった。

【0071】

〈比較例３〉
実施例１と同様にｒ面を主面とするサファイア基板を作製した。

【0072】

次に、サファイア基板の中心における加工方向がＡからＢの方向に対して＋１３５°となるように、、このサファイア基板を１２０ｍｍφのチャックテーブル上に載置し、＃１０００のダイヤモンド砥粒を備えた２００ｍｍφの研削砥石を使用して、チャックテーブルを往復運動させながら、片面２０μｍの研削加工を両面に行い、計１０枚のサファイア基板を作製した。なお、研削砥石の回転数は実施例１と同様であった。

【0073】

研削後の表面についてレーザー顕微鏡で観察したところ、１０枚中９枚において部分的なピットが確認された。

【0074】

これらを研削した基板を両面研磨したところ、ピット部も含め全面鏡面化するまで研磨代平均値２３μｍを要し、研磨後のＴＴＶ平均値は２．９μｍであった。

【0075】

〈比較例４〉
実施例１と同様にｒ面を主面とするサファイア基板を作製した。

【0076】

次に、サファイア基板の中心における加工方向がＡからＢの方向に対して＋１８０°となるように、このサファイア基板を１２０ｍｍφのチャックテーブル上に載置し、＃１０００のダイヤモンド砥粒を備えた２００ｍｍφの研削砥石を使用して、チャックテーブルを往復運動させながら、片面２０μｍの研削加工を両面に行い、計１０枚のサファイア基板を作製した。なお、研削砥石の回転数は実施例１と同様であった。

【0077】

研削後の表面についてレーザー顕微鏡で観察したところ、１０枚中全てにおいて全面にピットが確認された。

【0078】

これらを研削した基板を両面研磨したところ、鏡面化するまで研磨代平均値２９μｍを要し、研磨後のＴＴＶ平均値は３．６μｍであった。

【0079】

実施例１～６及び比較例１～４の結果を表１に示す。

【表1】

【符号の説明】

【0080】

１ サファイア結晶のユニットセル
２ ｒ面
３ ｍ面
４ ｍ面と基板方向がなす角
５ ｃ面
１０１ サファイア基板
１０２ オリエンテーションフラットもしくはノッチ
２０１ 研削痕
３０１ 研削砥石（超砥粒ホイール）
３０２ チャックテーブル
３０３ 研削砥石の加工範囲（研削砥石の外周部分）
Ｄ チャックテーブルの回転方向
Ｅ 研削砥石の回転方向
Ｆ チャックテーブルの往復運動方向
Ｇ 加工方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】