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(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】2025-09-01
(45)【発行日】2025-09-09
(54)【発明の名称】ＳｉＣ基板の製造方法
(51)【国際特許分類】
B24B 1/00 20060101AFI20250902BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20250902BHJP
B24B 27/06 20060101ALI20250902BHJP
B24B 37/10 20120101ALI20250902BHJP
B24B 7/00 20060101ALI20250902BHJP
【ＦＩ】
B24B1/00 A
H01L21/304 621D
H01L21/304 611W
H01L21/304 631
B24B27/06 D
B24B37/10
B24B7/00 A
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2021183907
(22)【出願日】2021-11-11
(65)【公開番号】P2023071254
(43)【公開日】2023-05-23
【審査請求日】2024-09-20
(73)【特許権者】
【識別番号】000134051
【氏名又は名称】株式会社ディスコ
(74)【代理人】
【識別番号】100172281
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100075384
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 昂
(74)【代理人】
【識別番号】100206553
【弁理士】
【氏名又は名称】笠原 崇廣
(74)【代理人】
【識別番号】100189773
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 英哲
(74)【代理人】
【識別番号】100184055
【弁理士】
【氏名又は名称】岡野 貴之
(74)【代理人】
【識別番号】100185959
【弁理士】
【氏名又は名称】今藤 敏和
(72)【発明者】
【氏名】小島 勝義
【審査官】荻野 豪治
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－１０５１２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１２７４１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２０４０９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０９６２３５８１（ＣＮ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／００２１９１９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－０３７９９４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２４Ｂ １／００ － ３９／０６
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面にＳｉ面を露出させ、かつ、裏面にＣ面を露出させるように、ＳｉＣインゴットからＳｉＣ基板を分離する分離工程と、該分離工程の後に、該ＳｉＣ基板の該表面側及び該裏面側の双方を研削する研削工程と、
該研削工程の後に、該ＳｉＣ基板の該裏面側を研磨せずに該表面側のみを研磨する研磨工程と、を備え、
該研削工程は、
該ＳｉＣ基板の該表面側を研削する第１の研削工程と、
該ＳｉＣ基板の該裏面側を研削する第２の研削工程と、を含み、
該第２の研削工程では、該裏面の算術平均高さＳａが１ｎｍ以下になるように該ＳｉＣ基板の該裏面側を研削し、
該ＳｉＣ基板の該裏面側の研削は、該第２の研削工程によって完了する、ＳｉＣ基板の製造方法。
【請求項2】
該第２の研削工程で用いられる研削砥石に含まれる砥粒の平均粒径は、０．３μｍ以下である、請求項１に記載のＳｉＣ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ＳｉＣ基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
インバータ又はコンバータ等のパワーデバイスには、電流容量が大きく、かつ、耐圧が高いことが求められる。このような要求を満たすため、パワーデバイスは、ＳｉＣ（炭化シリコン）基板を用いて製造されることが多い。このようなＳｉＣ基板は、一般的に、ＳｉＣインゴットから製造される。
【0003】
例えば、ＳｉＣ基板は、表面にＳｉ面を露出させ、かつ、裏面にＣ面を露出させるように、ワイヤーソー等を用いてＳｉＣインゴットから切り出される。なお、Ｓｉ面は、Ｓｉで終端された面であり、ミラー指数を用いて（０００１）面と表現される。また、Ｃ面は、Ｃで終端された面であり、ミラー指数を用いて（０００－１）面と表現される。
【0004】
また、ＳｉＣ基板においては、Ｃ面におけるＳｉＣ薄膜のエピタキシャル成長よりもＳｉ面におけるＳｉＣ薄膜のエピタキシャル成長の方が容易である。そのため、このＳｉＣ基板を用いてパワーデバイスを製造する際には、一般的に、Ｓｉ面が露出する表面側にパワーデバイスが形成される。
【0005】
ただし、ＳｉＣインゴットからＳｉＣ基板を切り出すと、その表面及び裏面が粗くなりやすい（表面及び裏面に大きな凹凸が形成されやすい）。そして、ＳｉＣ基板の表面が粗いと、この表面にＳｉＣ薄膜をエピタキシャル成長させることが困難である。そのため、ＳｉＣ基板を用いてパワーデバイスを製造する際には、ＳｉＣ基板の表面を平坦化（鏡面化）する必要がある。
【0006】
また、ＳｉＣ基板の表面のみを平坦化すると、表面の粗さと裏面の粗さとの違いに起因してＳｉＣ基板の反りが大きくなることがある。そのため、パワーデバイスの製造に用いられるＳｉＣ基板は、その表面側及び裏面側の双方が研削されて両面の粗さが緩和された後に、表面側及び裏面側の双方が研磨されて両面を平坦化することによって製造される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開２０１７－１０５６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ＳｉＣ基板のＳｉ面が露出する表面側のみにパワーデバイスが形成される場合、ＳｉＣ基板のＣ面が露出する裏面の平坦化は、パワーデバイスの性能に直接的には影響しない。他方、ＳｉＣ基板の表面側のみならず裏面側に対して研磨を行うと、ＳｉＣ基板の製造リードタイムが長くなり、また、製造コストも大きくなる。
【0009】
この点に鑑み、本発明の目的は、ＳｉＣ基板の製造リードタイムを短縮し、かつ、製造コストを低減することが可能なＳｉＣ基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明によれば、表面にＳｉ面を露出させ、かつ、裏面にＣ面を露出させるように、ＳｉＣインゴットからＳｉＣ基板を分離する分離工程と、該分離工程の後に、該ＳｉＣ基板の該表面側及び該裏面側の双方を研削する研削工程と、該研削工程の後に、該ＳｉＣ基板の該裏面側を研磨せずに該表面側のみを研磨する研磨工程と、を備え、該研削工程は、該ＳｉＣ基板の該表面側を研削する第１の研削工程と、該ＳｉＣ基板の該裏面側を研削する第２の研削工程と、を含み、該第２の研削工程では、該裏面の算術平均高さＳａが１ｎｍ以下になるように該ＳｉＣ基板の該裏面側を研削し、該ＳｉＣ基板の該裏面側の研削は、該第２の研削工程によって完了する、ＳｉＣ基板の製造方法が提供される。
【0011】
好ましくは、該第２の研削工程で用いられる研削砥石に含まれる砥粒の平均粒径は、０．３μｍ以下である。
【発明の効果】
【0012】
本発明においては、Ｓｉ面が露出する表面側を研削するとともにＣ面が露出する裏面の算術平均高さＳａが１ｎｍ以下になるように裏面側を研削した後、裏面側を研磨せずに表面側のみを研磨する。このように裏面側が研削される場合、さらにＳｉＣ基板の裏面側を研磨しなくてもＳｉＣ基板の反りを抑制することができる。そのため、本発明においては、パワーデバイスの製造等に用いられるＳｉＣ基板の製造リードタイムを短縮し、かつ、製造コストを低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、ＳｉＣ基板の製造方法の一例を模式的に示すフローチャートである。この方法においては、まず、表面にＳｉ面を露出させ、かつ、裏面にＣ面を露出させるように、ＳｉＣインゴットからＳｉＣ基板を分離する（分離工程：Ｓ１）。図２は、ＳｉＣインゴットから分離されたＳｉＣ基板の一例を模式的に示す斜視図である。
【0015】
図２に示されるＳｉＣ基板１１は、その表面１１ａにＳｉ面が露出し、かつ、その裏面１１ｂにＣ面が露出するように円柱状のＳｉＣインゴットから分離される。この分離工程（Ｓ１）は、例えば、ダイヤモンドワイヤーソー等のワイヤーソーを用いてＳｉＣインゴットからＳｉＣ基板１１を切り出すことによって行われる。
【0016】
あるいは、分離工程（Ｓ１）は、ＳｉＣを透過する波長（例えば、１０６４ｎｍ）のレーザービームを用いてＳｉＣインゴットからＳｉＣ基板１１を剥離することによって行われてもよい。この場合には、まず、レーザービームの集光点をＳｉＣインゴットの表面から所定の深さ（剥離されるＳｉＣ基板１１の厚さに対応する深さ）に位置付けた状態でＳｉＣインゴットにレーザービームを照射する。
【0017】
これにより、ＳｉＣインゴットの内部に剥離層が形成される。そして、このＳｉＣインゴットに外力を加える。その結果、この剥離層を分離起点としてＳｉＣインゴットが分離する。すなわち、ＳｉＣインゴットからＳｉＣ基板１１が剥離される。
【0018】
次いで、ＳｉＣ基板１１の表面１１ａ側及び裏面１１ｂ側の双方を研削した後（研削工程：Ｓ２）、ＳｉＣ基板１１の裏面１１ｂ側を研磨せずに表面１１ａ側のみを研磨する（研磨工程：Ｓ３）。図３は、ＳｉＣ基板１１の研削及び研磨が可能な加工装置の一例を模式的に示す斜視図である。
【0019】
なお、図３に示されるＸ軸方向（前後方向）及びＹ軸方向（左右方向）は、水平面上において互いに垂直な方向であり、また、Ｚ軸方向（上下方向）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に垂直な方向（鉛直方向）である。
【0020】
図３に示される加工装置２は、各構造を支持する基台４を備える。基台４の上面前側には開口４ａが形成されており、この開口４ａ内にはＳｉＣ基板を吸引して保持した状態で搬送する搬送機構６が設けられている。さらに、搬送機構６は、ＳｉＣ基板１１を保持した状態でＳｉＣ基板１１の上下を反転させることもできる。
【0021】
また、開口４ａの前方には、カセットテーブル８ａ、８ｂが設けられている。このカセットテーブル８ａ、８ｂには、複数のＳｉＣ基板１１を収容できるカセット１０ａ、１０ｂがそれぞれ載せられている。また、開口４ａの斜め後方には、ＳｉＣ基板１１の位置を調整するための位置調整機構１２が設けられている。
【0022】
この位置調整機構１２は、例えば、ＳｉＣ基板１１の中央の部分を支持できるように構成されたテーブル１２ａと、テーブル１２ａよりも外側の領域でこのテーブル１２ａに対して接近及び離隔できるように構成された複数のピン１２ｂとを備える。このテーブル１２ａには、例えば、搬送機構６によってカセット１０ａから搬出されたＳｉＣ基板１１が搬入される。
【0023】
そして、位置調整機構１２においては、テーブル１２ａに搬入されたＳｉＣ基板１１の位置合わせが行われる。具体的には、テーブル１２ａに搬入されたＳｉＣ基板１１の側面に接触するまで複数のピン１２ｂをテーブル１２ａに接近させることによって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な面（ＸＹ平面）において、ＳｉＣ基板１１の中心の位置が所定の位置に合わせられる。
【0024】
また、位置調整機構１２の近傍には、ＳｉＣ基板１１を吸引して保持した状態で旋回して搬送する搬送機構１４が設けられている。この搬送機構１４は、ＳｉＣ基板１１の上面側を吸引できる吸引パッドを備え、位置調整機構１２で位置が調整されたＳｉＣ基板１１を後方に搬送する。また、搬送機構１４の後方には、円盤状のターンテーブル１６が設けられている。
【0025】
このターンテーブル１６は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、ターンテーブル１６の中心を通り、かつ、Ｚ軸方向に平行な直線を回転軸として回転する。また、ターンテーブル１６の上面には、複数（例えば、４個）のチャックテーブル１８がターンテーブル１６の周方向に沿って概ね等間隔に設けられている。
【0026】
そして、搬送機構１４は、ＳｉＣ基板１１を位置調整機構１２のテーブル１２ａから搬出して搬送機構１４の近傍の搬入搬出位置に配置されたチャックテーブル１８へと搬入する。ターンテーブル１６は、例えば、図３に示される矢印の方向に回転し、各チャックテーブル１８を、搬入搬出位置、粗研削位置、仕上げ研削位置及び研磨位置の順に移動させる。
【0027】
さらに、チャックテーブル１８は、真空ポンプ等の吸引源（不図示）に連結されており、チャックテーブル１８の上面に置かれたＳｉＣ基板１１に吸引力を作用させて保持できる。また、チャックテーブル１８は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、この回転駆動源の動力によって、チャックテーブル１８の中心を通り、かつ、Ｚ軸方向に平行な直線を回転軸として回転できる。
【0028】
粗研削位置及び仕上げ研削位置のそれぞれの後方（ターンテーブル１６の後方）には、柱状の支持構造２０が設けられている。また、支持構造２０の前面（ターンテーブル１６側の面）には、Ｚ軸移動機構２２が設けられている。このＺ軸移動機構２２は、支持構造２０の前面に固定され、かつ、Ｚ軸方向に沿って延在する一対のガイドレール２４を有する。
【0029】
また、一対のガイドレール２４の前面側には、一対のガイドレール２４に沿ってスライド可能な態様で移動プレート２６が連結されている。また、一対のガイドレール２４の間には、Ｚ軸方向に沿って延在するねじ軸２８が配置されている。このねじ軸２８の上端部には、ねじ軸２８を回転させるためのモータ３０が連結されている。
【0030】
そして、ねじ軸２８の螺旋状の溝が形成された表面には、回転するねじ軸２８の表面を転がるボールを収容するナット部（不図示）が設けられ、ボールねじが構成されている。すなわち、ねじ軸２８が回転すると、ボールがナット部内を循環して、ナット部がＺ軸方向に沿って移動する。
【0031】
また、このナット部は、移動プレート２６の後面（裏面）側に固定されている。そのため、モータ３０でねじ軸２８を回転させれば、ナット部とともに移動プレート２６がＺ軸方向に沿って移動する。さらに、移動プレート２６の表面（前面）には、固定具３２が設けられている。
【0032】
この固定具３２は、ＳｉＣ基板１１を研削するための研削ユニット３４を支持する。研削ユニット３４は、固定具３２に固定されるスピンドルハウジング３６を備える。このスピンドルハウジング３６には、Ｚ軸方向に沿って延在するスピンドル３８が回転可能な態様で収容されている。
【0033】
そして、スピンドル３８の上端部には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、スピンドル３８は、この回転駆動源の動力によって、Ｚ軸方向に平行な直線を回転軸として回転できる。また、スピンドル３８の下端部は、スピンドルハウジング３６の下面から露出し、この下端部には、円盤状のマウント４０が固定されている。
【0034】
粗研削位置側の研削ユニット３４のマウント４０の下面には、粗研削用の研削ホイール４２ａが装着されている。この粗研削用の研削ホイール４２ａは、マウント４０と概ね同径の円盤状のホイール基台を有する。そして、このホイール基台の下面には、それぞれが直方体状の複数の研削砥石（粗研削用研削砥石）が固定されている。
【0035】
同様に、仕上げ研削位置側の研削ユニット３４のマウント４０の下面には、仕上げ研削用の研削ホイール４２ｂが装着されている。この仕上げ研削用の研削ホイール４２ｂは、マウント４０と概ね同径の円盤状のホイール基台を有する。そして、このホイール基台の下面には、それぞれが直方体状の複数の研削砥石（仕上げ研削用研削砥石）が固定されている。
【0036】
そして、粗研削用研削砥石及び仕上げ研削用研削砥石のそれぞれは、例えば、ダイヤモンド又はｃＢＮ（ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ）等からなる砥粒と、この砥粒を保持する結合材とを含む。また、この結合材としては、例えば、メタルボンド、レジンボンド又はビトリファイドボンド等が用いられる。
【0037】
なお、仕上げ研削用研削砥石に含まれる砥粒の平均粒径は、一般的に、粗研削用研削砥石に含まれる砥粒の平均粒径よりも小さい。例えば、粗研削用研削砥石に含まれる砥粒の平均粒径は、０．５μｍ以上３０μｍ以下であり、仕上げ研削用研削砥石に含まれる砥粒の平均粒径は、０．５μｍ未満である。
【0038】
さらに、研削ホイール４２ａ，４２ｂの近傍には、ＳｉＣ基板１１を研削する際の加工点に純水等の液体（研削液）を供給するための液体供給ノズル（不図示）が配置されている。あるいは、このノズルに換えて又は加えて、液体を供給するための開口が研削ホイール４２ａ，４２ｂに設けられ、この開口を介して加工点に研削液が供給されてもよい。
【0039】
また、研磨領域の側方（ターンテーブル１６の側方）には、支持構造４４が設けられている。そして、支持構造４４のターンテーブル１６側の側面には、Ｘ軸移動機構４６が設けられている。このＸ軸移動機構４６は、支持構造４４のターンテーブル１６側の側面に固定され、かつ、Ｘ軸方向に沿って延在する一対のガイドレール４８を有する。
【0040】
また、一対のガイドレール４８のターンテーブル１６側には、一対のガイドレール４８に沿ってスライド可能な態様で移動プレート５０が連結されている。また、一対のガイドレール４８の間には、Ｘ軸方向に沿って延在するねじ軸５２が配置されている。このねじ軸５２の前端部には、ねじ軸５２を回転させるためのモータ５４が連結されている。
【0041】
そして、ねじ軸５２の螺旋状の溝が形成された表面には、回転するねじ軸５２の表面を転がるボールを収容するナット部（不図示）が設けられ、ボールねじが構成されている。すなわち、ねじ軸５２が回転すると、ボールがナット部内を循環して、ナット部がＸ軸方向に沿って移動する。
【0042】
また、このナット部は、移動プレート５０の支持構造４４と対向する面（裏面）側に固定されている。そのため、モータ５４でねじ軸５２を回転させれば、ナット部とともに移動プレート５０がＸ軸方向に沿って移動する。さらに、移動プレート５０のターンテーブル１６側の面（表面）には、Ｚ軸移動機構５６が設けられている。
【0043】
このＺ軸移動機構５６は、移動プレート５０の表面に固定され、かつ、Ｚ軸方向に沿って延在する一対のガイドレール５８を有する。また、一対のガイドレール５８のターンテーブル１６側には、一対のガイドレール５８に沿ってスライド可能な態様で移動プレート６０が連結されている。
【0044】
また、一対のガイドレール５８の間には、Ｚ軸方向に沿って延在するねじ軸６２が配置されている。このねじ軸６２の上端部には、ねじ軸６２を回転させるためのモータ６４が連結されている。そして、ねじ軸６２の螺旋状の溝が形成された表面には、回転するねじ軸６２の表面を転がるボールを収容するナット部（不図示）が設けられ、ボールねじが構成されている。
【0045】
すなわち、ねじ軸６２が回転すると、ボールがナット部内を循環して、ナット部がＺ軸方向に沿って移動する。また、このナット部は、移動プレート６０の移動プレート５０と対向する面（裏面）側に固定されている。そのため、モータ６４でねじ軸６２を回転させれば、ナット部とともに移動プレート６０がＺ軸方向に沿って移動する。
【0046】
さらに、移動プレート６０のターンテーブル１６側の面（表面）には、固定具６６が設けられている。この固定具６６は、ＳｉＣ基板１１を研磨するための研磨ユニット６８を支持する。研磨ユニット６８は、固定具６６に固定されるスピンドルハウジング７０を備える。
【0047】
このスピンドルハウジング７０には、Ｚ軸方向に沿って延在するスピンドル７２が回転可能な態様で収容されている。そして、スピンドル７２の上端部には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、スピンドル７２は、この回転駆動源の動力によって回転する。
【0048】
また、スピンドル７２の下端部は、スピンドルハウジング７０の下面から露出し、この下端部には、円盤状のマウント７４が固定されている。マウント７４の下面には、円盤状の研磨パッド７６が装着されている。この研磨パッド７６は、マウント７４と概ね同径の円盤状の基台を有する。
【0049】
そして、この基台の下面には、マウント７４と概ね同径の円盤状の研磨層が固定されている。この研磨層は、内部に砥粒が分散された固定砥粒層である。例えば、研磨層は、ポリエステル製の不織布に平均粒径が０．４μｍ～０．６μｍの砥粒が分散されたウレタン溶液を含侵させた後、乾燥させることで製造される。
【0050】
なお、研磨層の内部に分散される砥粒は、ＳｉＣ、ｃＢＮ、ダイヤモンド又は金属酸化物微粒子等の材料からなる。また、この金属酸化物微粒子としては、ＳｉＯ２（シリカ）、ＣｅＯ２（セリア）、ＺｒＯ２（ジルコニア）又はＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等からなる微粒子が用いられる。また、研磨層は、柔軟であり、ＳｉＣ基板１１を研磨する際に加わる圧力に応じて僅かに撓む。
【0051】
さらに、スピンドル７２、マウント７４並びに研磨パッド７６の基台及び研磨層の径方向の中心位置は、概ね一致しており、これらの中心位置を貫通するように、円柱状の貫通孔が形成されている。そして、この貫通孔は、ＳｉＣ基板１１を研磨する際の加工点に純水等の液体（研磨液）を供給する研磨液供給源（不図示）に連通している。
【0052】
この研磨液供給源は、研磨液の貯留槽及び送液ポンプ等を有する。また、研磨液供給源は、スピンドル７２等に形成された貫通孔を介して、研磨位置に位置付けられたチャックテーブル１８に向けて研磨液を供給する。なお、研磨液には、砥粒が含有されてもよいし、されなくてもよい。
【0053】
また、搬送機構１４の側方には、ＳｉＣ基板１１を吸引して保持した状態で旋回して搬送する搬送機構７８が設けられている。この搬送機構７８は、ＳｉＣ基板１１の上面側を吸引できる吸引パッドを備え、搬入搬出位置に位置付けられたチャックテーブル１８に載せられたＳｉＣ基板１１を前方に搬送する。
【0054】
また、搬送機構７８の前方、かつ、開口４ａの後方側には、搬送機構７８によって搬出されたＳｉＣ基板１１の上面側を洗浄できるように構成された洗浄機構８０が配置されている。また、この洗浄機構８０で洗浄されたＳｉＣ基板１１は、搬送機構６によって搬送され、例えば、カセット１０ｂに収容される。
【0055】
加工装置２においては、例えば、以下の順序で研削工程（Ｓ２）及び研磨工程（Ｓ３）が行われる。まず、カセット１０ａに収容されたＳｉＣ基板１１の表面側を吸引した状態で、搬送機構６がＳｉＣ基板１１をカセット１０ａから搬出して表面１１ａが上になるように位置調整機構１２のテーブル１２ａにＳｉＣ基板１１を搬入する。次いで、複数のピン１２ｂをＳｉＣ基板１１に接触させることによってＳｉＣ基板１１の位置合わせが行われる。
【0056】
次いで、位置合わせが行われたＳｉＣ基板１１の表面１１ａ側を吸引した状態で、搬送機構１４がＳｉＣ基板１１をテーブル１２ａから搬出して表面１１ａが上になるように搬入搬出位置に配置されたチャックテーブル１８に搬入する。次いで、ＳｉＣ基板１１が搬入されたチャックテーブル１８がＳｉＣ基板１１の裏面（下面）１１ｂ側を吸引して保持する。次いで、図４（Ａ）に示されるように、ＳｉＣ基板１１の表面１１ａ側が研削される。
【0057】
具体的には、まず、ＳｉＣ基板１１を保持するチャックテーブル１８が粗研削位置に位置付けられるように、ターンテーブル１６が回転する。次いで、チャックテーブル１８と粗研削位置側の研削ユニット３４のスピンドル３８との双方を回転させながら、研削ホイール４２ａの研削砥石とＳｉＣ基板１１の表面（上面）１１ａとを接触させるように、粗研削位置側の研削ユニット３４をＺ軸移動機構２２が下降させる。
【0058】
これにより、ＳｉＣ基板１１の表面１１ａ側が粗研削される。この時、研削ホイール４２ａの研削砥石とＳｉＣ基板１１の表面１１ａとの接触界面（加工点）には研削液が供給される。また、この時のチャックテーブル１８及びスピンドル３８のそれぞれの回転速度は、例えば、１０００ｒｐｍ以上５０００ｒｐｍ以下である。また、研削ホイール４２ａの研削砥石とＳｉＣ基板１１の表面１１ａとが接触した状態における研削ユニット３４の下降速度は、例えば、１μｍ／ｓｅｃ以上１０μｍ／ｓｅｃ以下である。
【0059】
次いで、研削ホイール４２ａの研削砥石とＳｉＣ基板１１の表面（上面）１１ａとが離隔するように、粗研削位置側の研削ユニット３４をＺ軸移動機構２２が上昇させる。次いで、チャックテーブル１８と粗研削位置側の研削ユニット３４のスピンドル３８との双方の回転を停止させる。次いで、ＳｉＣ基板１１を保持するチャックテーブル１８が仕上げ研削位置に位置付けられるように、ターンテーブル１６が回転する。
【0060】
次いで、チャックテーブル１８と仕上げ研削位置側の研削ユニット３４のスピンドル３８との双方を回転させながら、研削ホイール４２ｂの研削砥石とＳｉＣ基板１１の表面（上面）１１ａとを接触させるように、仕上げ研削位置側の研削ユニット３４をＺ軸移動機構２２が下降させる。
【0061】
これにより、ＳｉＣ基板１１の表面１１ａ側が仕上げ研削される。この時、研削ホイール４２ｂの研削砥石とＳｉＣ基板１１の表面１１ａとの接触界面（加工点）には研削液が供給される。また、この時のチャックテーブル１８及びスピンドル３８のそれぞれの回転速度は、例えば、１０００ｒｐｍ以上５０００ｒｐｍ以下である。また、研削ホイール４２ｂの研削砥石とＳｉＣ基板１１の表面１１ａとが接触した状態における研削ユニット３４の下降速度は、例えば、１μｍ／ｓｅｃ未満である。
【0062】
次いで、研削ホイール４２ｂの研削砥石とＳｉＣ基板１１の表面（上面）１１ａとが離隔するように、仕上げ研削位置側の研削ユニット３４をＺ軸移動機構２２が上昇させる。次いで、チャックテーブル１８と仕上げ研削位置側の研削ユニット３４のスピンドル３８との双方の回転を停止させる。以上によって、ＳｉＣ基板１１の表面１１ａ側の研削（第１の研削工程）が完了する。
【0063】
次いで、ＳｉＣ基板１１を保持するチャックテーブル１８が研磨位置を通過して搬入搬出位置に位置付けられるように、ターンテーブル１６が回転する。次いで、搬入搬出位置に位置付けられたチャックテーブル１８がＳｉＣ基板１１の裏面（下面）１１ｂ側の吸引を停止する。
【0064】
次いで、このチャックテーブル１８に載せられたＳｉＣ基板１１の表面（上面）１１ａ側を吸引した状態で、搬送機構７８がＳｉＣ基板１１をチャックテーブル１８から搬出して表面が上になるように洗浄機構８０に搬入する。次いで、洗浄機構８０がＳｉＣ基板１１の表面１１ａ側を洗浄する。
【0065】
次いで、ＳｉＣ基板１１の裏面１１ｂ側を吸引した状態で、搬送機構６がＳｉＣ基板１１を洗浄機構８０から搬出して裏面１１ｂが上になるように位置調整機構１２のテーブル１２ａに搬入する。次いで、複数のピン１２ｂをＳｉＣ基板１１に接触させることによってＳｉＣ基板１１の位置合わせが行われる。
【0066】
次いで、位置合わせが行われたＳｉＣ基板１１の裏面１１ｂ側を吸引した状態で、搬送機構１４がＳｉＣ基板１１をテーブル１２ａから搬出して裏面１１ｂが上になるように搬入搬出位置に配置されたチャックテーブル１８に搬入する。次いで、ＳｉＣ基板１１が搬入されたチャックテーブル１８がＳｉＣ基板１１の表面（下面）１１ａ側を吸引して保持する。次いで、図４（Ｂ）に示されるように、ＳｉＣ基板１１の裏面１１ｂ側が研削される。
【0067】
具体的には、まず、ＳｉＣ基板１１を保持するチャックテーブル１８が粗研削位置に位置付けられるように、ターンテーブル１６が回転する。次いで、チャックテーブル１８と粗研削位置側の研削ユニット３４のスピンドル３８との双方を回転させながら、研削ホイール４２ａの研削砥石とＳｉＣ基板１１の裏面（上面）１１ｂとを接触させるように、粗研削位置側の研削ユニット３４をＺ軸移動機構２２が下降させる。
【0068】
これにより、ＳｉＣ基板１１の裏面１１ｂ側が粗研削される。この時、研削ホイール４２ａの研削砥石とＳｉＣ基板１１の裏面１１ｂとの接触界面（加工点）には研削液が供給される。また、この時のチャックテーブル１８及びスピンドル３８のそれぞれの回転速度は、例えば、１０００ｒｐｍ以上５０００ｒｐｍ以下である。また、研削ホイール４２ａの研削砥石とＳｉＣ基板１１の裏面１１ｂとが接触した状態における研削ユニット３４の下降速度は、例えば、１μｍ／ｓｅｃ以上１０μｍ／ｓｅｃ以下である。
【0069】
また、この時の研削ホイール４２ａは、ＳｉＣ基板１１の表面１１ａ側を粗研削する際に用いられたものと同じであってもよいし、異なるものに取り換えられていてもよい。すなわち、ＳｉＣ基板１１の裏面１１ｂ側の粗研削に用いられる研削砥石は、ＳｉＣ基板１１の表面１１ａ側の粗研削に用いられる研削砥石と同じであってもよいし、異なるものであってもよい。
【0070】
次いで、研削ホイール４２ａの研削砥石とＳｉＣ基板１１の裏面（上面）１１ｂとが離隔するように、粗研削位置側の研削ユニット３４をＺ軸移動機構２２が上昇させる。次いで、チャックテーブル１８と粗研削位置側の研削ユニット３４のスピンドル３８との双方の回転を停止させる。次いで、ＳｉＣ基板１１を保持するチャックテーブル１８が仕上げ研削位置に位置付けられるように、ターンテーブル１６が回転する。
【0071】
次いで、チャックテーブル１８と粗研削位置側の研削ユニット３４のスピンドル３８との双方を回転させながら、研削ホイール４２ｂの研削砥石とＳｉＣ基板１１の裏面（上面）１１ｂとを接触させるように、仕上げ研削位置側の研削ユニット３４をＺ軸移動機構２２が下降させる。
【0072】
これにより、ＳｉＣ基板１１の裏面１１ｂ側が仕上げ研削される。この時、研削ホイール４２ｂの研削砥石とＳｉＣ基板１１の裏面１１ｂとの接触界面（加工点）には研削液が供給される。また、この時のチャックテーブル１８及びスピンドル３８のそれぞれの回転速度は、例えば、１０００ｒｐｍ以上５０００ｒｐｍ以下である。また、研削ホイール４２ｂの研削砥石とＳｉＣ基板１１の裏面１１ｂとが接触した状態における研削ユニット３４の下降速度は、例えば、１μｍ／ｓｅｃ未満である。
【0073】
また、この時の研削ホイール４２ｂは、ＳｉＣ基板１１の表面１１ａ側を仕上げ研削する際に用いられたものと同じであってもよいし、異なるものに取り換えられていてもよい。すなわち、ＳｉＣ基板１１の裏面１１ｂ側の仕上げ研削に用いられる研削砥石は、ＳｉＣ基板１１の表面１１ａ側の仕上げ研削に用いられる研削砥石と同じであってもよいし、異なるものであってもよい。
【0074】
また、ＳｉＣ基板１１の裏面１１ｂ側の研削は、仕上げ研削後の裏面の算術平均高さＳａが１ｎｍ以下になるように行われる。なお、算術平均高さＳａは、ＩＳＯ２５１７８で規定された面粗さを示すパラメータであり、線粗さを示すパラメータである算術平均高さＲａを面に拡張したパラメータである。
【0075】
次いで、研削ホイール４２ｂの研削砥石とＳｉＣ基板１１の裏面（上面）１１ｂとが離隔するように、仕上げ研削位置側の研削ユニット３４をＺ軸移動機構２２が上昇させる。次いで、チャックテーブル１８と仕上げ研削位置側の研削ユニット３４のスピンドル３８との双方の回転を停止させる。以上によって、ＳｉＣ基板１１の裏面１１ｂ側の研削（第２の研削工程）が完了する。
【0076】
次いで、ＳｉＣ基板１１を保持するチャックテーブル１８が研磨位置を通過して搬入搬出位置に位置付けられるように、ターンテーブル１６が回転する。次いで、搬入搬出位置に位置付けられたチャックテーブル１８がＳｉＣ基板１１の表面（下面）１１ａ側の吸引を停止する。
【0077】
次いで、このチャックテーブル１８に載せられたＳｉＣ基板１１の裏面（上面）１１ｂ側を吸引した状態で、搬送機構７８がＳｉＣ基板１１をチャックテーブル１８から搬出して裏面１１ｂが上になるように洗浄機構８０に搬入する。次いで、洗浄機構８０がＳｉＣ基板１１の裏面１１ｂ側を洗浄する。
【0078】
次いで、ＳｉＣ基板１１の表面１１ａ側を吸引した状態で、搬送機構６がＳｉＣ基板１１を洗浄機構８０から搬出して表面１１ａが上になるように位置調整機構１２のテーブル１２ａに搬入する。次いで、複数のピン１２ｂをＳｉＣ基板１１に接触させることによってＳｉＣ基板１１の位置合わせが行われる。
【0079】
次いで、位置合わせが行われたＳｉＣ基板１１の表面１１ａ側を吸引した状態で、搬送機構１４がＳｉＣ基板１１をテーブル１２ａから搬出して表面１１ａが上になるように搬入搬出位置に配置されたチャックテーブル１８に搬入する。次いで、ＳｉＣ基板１１が搬入されたチャックテーブル１８がＳｉＣ基板１１の裏面（下面）１１ｂ側を吸引して保持する。次いで、図５に示されるように、ＳｉＣ基板１１の表面１１ａ側が研磨される。
【0080】
具体的には、まず、ＳｉＣ基板１１を保持するチャックテーブル１８が粗研削位置及び仕上げ研削位置を通過して研磨位置に位置付けられるように、ターンテーブル１６が回転する。次いで、チャックテーブル１８と研磨ユニット６８のスピンドル７２との双方を回転させながら、研磨パッド７６の研磨層とＳｉＣ基板１１の表面（上面）１１ａとを接触させるように、研磨ユニット６８をＺ軸移動機構５６が下降させる。
【0081】
これにより、ＳｉＣ基板１１の表面１１ａが研磨される。この時、スピンドル７２、マウント７４並びに研磨パッド７６を貫通する貫通孔８２を介して研磨液供給源からＳｉＣ基板１１の表面（上面）１１ａに研磨液１３が供給される。
【0082】
なお、この時のチャックテーブル１８の回転速度は、例えば、３００ｒｐｍ以上７５０ｒｐｍ以下である。また、この時のスピンドル７２の回転速度は、例えば、３００ｒｐｍ以上１０００ｒｐｍ以下である。また、この時にＳｉＣ基板１１の表面１１ａに加わる圧力は、例えば、２００ｇ／ｃｍ２以上７５０ｇ／ｃｍ２以下である。
【0083】
次いで、研磨パッド７６の研磨層とＳｉＣ基板１１の表面（上面）１１ａとが離隔するように、研磨ユニット６８をＺ軸移動機構５６が上昇させる。次いで、チャックテーブル１８とスピンドル７２との双方の回転を停止させる。以上によって、ＳｉＣ基板１１の表面１１ａ側の研磨が完了する。
【0084】
次いで、ＳｉＣ基板１１を保持するチャックテーブル１８が搬入搬出位置に位置付けられるように、ターンテーブル１６が回転する。次いで、搬入搬出位置に位置付けられたチャックテーブル１８がＳｉＣ基板１１の裏面（下面）側の吸引を停止する。
【0085】
次いで、このチャックテーブル１８に載せられたＳｉＣ基板１１の表面（上面）１１ａ側を吸引した状態で、搬送機構７８がＳｉＣ基板１１をチャックテーブル１８から搬出して表面１１ａが上になるように洗浄機構８０に搬入する。次いで、洗浄機構８０がＳｉＣ基板の表面１１ａ側を洗浄する。
【0086】
次いで、ＳｉＣ基板１１の表面側又は裏面側を吸引した状態で、搬送機構６がＳｉＣ基板１１をカセット１０ｂに搬入する。以上によって、加工装置２における研削工程（Ｓ２）及び研磨工程（Ｓ３）が完了する。
【0087】
上述したＳｉＣ基板の製造方法においては、Ｓｉ面が露出する表面１１ａ側を研削するとともにＣ面が露出する裏面１１ｂの算術平均高さＳａが１ｎｍ以下になるように裏面１１ｂ側を研削した後、裏面１１ｂ側を研磨せずに表面１１ａ側のみを研磨する。
【0088】
このように裏面１１ｂ側が研削される場合、さらにＳｉＣ基板１１の裏面１１ｂ側を研磨しなくてもＳｉＣ基板１１の反りを抑制することができる。そのため、この方法においては、パワーデバイスの製造等に用いられるＳｉＣ基板１１の製造リードタイムを短縮し、かつ、製造コストを低減することが可能である。
【0089】
なお、上述した方法は本発明の一態様であって、本発明は上述した方法に限定されない。例えば、上述したＳｉＣ基板の製造方法の研削工程（Ｓ２）においては、表面１１ａ側が研削された後に裏面１１ｂ側が研削されていたが、本発明の研削工程（Ｓ２）においては、裏面１１ｂ側が研削された後に表面１１ａ側が研削されてもよい。
【0090】
この場合、ＳｉＣ基板１１の表面１１ａ側を研削した後に、チャックテーブル１８に保持されるＳｉＣ基板１１を反転させることなく、ＳｉＣ基板１１の表面１１ａを研磨することができる。そのため、この場合には、パワーデバイスの製造等に用いられるＳｉＣ基板１１の製造リードタイムをさらに短縮し、かつ、製造コストをさらに低減することが可能である。
【0091】
その他、上述した実施形態にかかる構造及び方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【実施例】
【0092】
以下では、本発明のＳｉＣ基板の製造方法の実施例について説明する。まず、直径が６インチの円柱状のＳｉＣインゴットを用意した。次いで、表面にＳｉ面を露出し、かつ、裏面にＣ面を露出させるとともに厚さが５００μｍ～６００μｍになるように、ダイヤモンドワイヤーソーを用いてＳｉＣインゴットから３つのＳｉＣ基板を切り出した。次いで、３つのＳｉＣ基板のうちの１つの表面側及び裏面側の双方に対して、同じ条件で粗研削及び仕上げ研削を行った。
【0093】
具体的には、この粗研削は、平均粒径が１４μｍのダイヤモンドからなる砥粒と砥粒を保持するビトリファイドボンドとを含む研削砥石を有する研削ホイールを用いて行われた。さらに、この粗研削においては、この研削ホイールとＳｉＣ基板を保持するチャックテーブルとの双方の回転速度を２０００ｒｐｍとし、かつ、この研削砥石とＳｉＣ基板の表面又は裏面とが接触した状態における研削ユニットの下降速度を３μｍ／ｓｅｃとした。
【0094】
また、この仕上げ研削は、平均粒径が０．２μｍのダイヤモンドからなる砥粒と砥粒を保持するビトリファイドボンドとを含む研削砥石を有する研削ホイールを用いて行った。さらに、この仕上げ研削においては、この研削ホイールとＳｉＣ基板を保持するチャックテーブルとの双方の回転速度を３０００ｒｐｍとし、かつ、この研削砥石とＳｉＣ基板１１の表面１１ａ又は裏面１１ｂとが接触した状態における研削ユニットの下降速度を０．１５μｍ／ｓｅｃとした。これにより、実施例１のＳｉＣ基板を得た。
【0095】
次いで、３つのＳｉＣ基板のうちの他の１つの両面側に対して、仕上げ研削に用いられた研削ホイールが有する研削砥石に含まれる砥粒の平均砥粒が異なる点を除いて、実施例１のＳｉＣ基板と同じ条件で粗研削及び仕上げ研削を行った。具体的には、この仕上げ研削は、０．３μｍのダイヤモンドからなる砥粒と砥粒を保持するビトリファイドボンドとを含む研削砥石を有する研削ホイールを用いて行った。これにより、実施例２のＳｉＣ基板を得た。
【0096】
次いで、３つのＳｉＣ基板のうちの残りの１つの両面側に対して、仕上げ研削に用いられた研削ホイールが有する研削砥石に含まれる砥粒の平均砥粒が異なる点を除いて、実施例１及び２のＳｉＣ基板と同じ条件で粗研削及び仕上げ研削を行った。具体的には、この仕上げ研削は、０．５μｍのダイヤモンドからなる砥粒と砥粒を保持するビトリファイドボンドとを含む研削砥石を有する研削ホイールを用いて行った。これにより、比較例のＳｉＣ基板を得た。
【0097】
下記の表１は、実施例１及び２並びに比較例のそれぞれのＳｉＣ基板の両面側に対して仕上げ研削が行われた後の裏面の算術平均高さＳａを示す。
【表1】
【0098】
次いで、実施例１及び２並びに比較例のそれぞれのＳｉＣ基板の裏面側に対する研磨を行わずに表面側のみに対する研磨を行った。具体的には、この研磨は、粒径が０．４μｍ～０．６μｍのシリカ（ＳｉＯ２）からなる砥粒が不織布に分散された研磨層を含む研磨パッドを用いて行った。さらに、この研磨においては、この研磨パッドの回転速度を７４５ｒｐｍとし、かつ、ＳｉＣ基板を保持するチャックテーブルの回転速度を７５０ｒｐｍとするとともに、ＳｉＣ基板の表面に加わる圧力を４００ｇ／ｃｍ２とした。
【0099】
下記の表２は、実施例１及び２並びに比較例のそれぞれのＳｉＣ基板の裏面側に対する研磨を行わずに表面側のみに対する研磨を行った後のＳｉＣ基板の反り量を示す。
【表2】
【0100】
表１及び表２に示されるように、ＳｉＣ基板のＳｉ面が露出する表面側を研削するとともにＣ面が露出する裏面の算術平均高さＳａが１ｎｍ以下になるように裏面側を研削することによって、ＳｉＣ基板の裏面側に対する研磨を行わずに表面側のみに対する研磨を行った場合であってもＳｉＣ基板の反り量を低減することができることが分かった。
【符号の説明】
【0101】
１１ ：ＳｉＣ基板（１１ａ：表面、１１ｂ：裏面）
１３ ：研磨液
２ ：加工装置
４ ：基台（４ａ：開口）
６ ：搬送機構
８ａ，８ｂ：カセットテーブル
１０ａ，１０ｂ：カセット
１２ ：位置調整機構（１２ａ：テーブル、１２ｂ：ピン）
１４ ：搬送機構
１６ ：ターンテーブル
１８ ：チャックテーブル
２０ ：支持構造
２２ ：Ｚ軸移動機構
２４ ：ガイドレール
２６ ：移動プレート
２８ ：ねじ軸
３０ ：モータ
３２ ：固定具
３４ ：研削ユニット
３６ ：スピンドルハウジング
３８ ：スピンドル
４０ ：マウント
４２ａ，４２ｂ：研削ホイール
４４ ：支持構造
４６ ：Ｘ軸移動機構
４８ ：ガイドレール
５０ ：移動プレート
５２ ：ねじ軸
５４ ：モータ
５６ ：Ｚ軸移動機構
５８ ：ガイドレール
６０ ：移動プレート
６２ ：ねじ軸
６４ ：モータ
６６ ：固定具
６８ ：研磨ユニット
７０ ：スピンドルハウジング
７２ ：スピンドル
７４ ：マウント
７６ ：研磨パッド
７８ ：搬送機構
８０ ：洗浄機構
８２ ：貫通孔
１３ ：研磨液
２ ：加工装置
４ ：基台（４ａ：開口）
６ ：搬送機構
８ａ，８ｂ：カセットテーブル
１０ａ，１０ｂ：カセット
１２ ：位置調整機構（１２ａ：テーブル、１２ｂ：ピン）
１４ ：搬送機構
１６ ：ターンテーブル
１８ ：チャックテーブル
２０ ：支持構造
２２ ：Ｚ軸移動機構
２４ ：ガイドレール
２６ ：移動プレート
２８ ：ねじ軸
３０ ：モータ
３２ ：固定具
３４ ：研削ユニット
３６ ：スピンドルハウジング
３８ ：スピンドル
４０ ：マウント
４２ａ，４２ｂ：研削ホイール
４４ ：支持構造
４６ ：Ｘ軸移動機構
４８ ：ガイドレール
５０ ：移動プレート
５２ ：ねじ軸
５４ ：モータ
５６ ：Ｚ軸移動機構
５８ ：ガイドレール
６０ ：移動プレート
６２ ：ねじ軸
６４ ：モータ
６６ ：固定具
６８ ：研磨ユニット
７０ ：スピンドルハウジング
７２ ：スピンドル
７４ ：マウント
７６ ：研磨パッド
７８ ：搬送機構
８０ ：洗浄機構
８２ ：貫通孔
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】