JP2020099962A - 単結晶基板の研磨方法 - Google Patents

Abstract

【課題】膨大な設備投資を必要とせずに塵等の異物に起因した単結晶基板の変形を防止して研磨後の基板表面に窪み等が形成されない単結晶基板の研磨方法を提供する。【解決手段】単結晶基板３とプレート４間に液体を介在させた状態でプレートに吸着保持された単結晶基板を、定盤に固定された研磨布上に載置し、研磨布に単結晶基板を一定の圧力で当接させ、かつ、研磨布と単結晶基板間に研磨液を供給しながら定盤を回転させて単結晶基板の片面を鏡面研磨する単結晶基板の研磨方法であって、単結晶基板の非研磨面に、軟質材料から成る厚さ０．５μｍ以上２．５μｍ以下の軟質層１０を形成し、然る後、軟質層が形成された単結晶基板をプレートに吸着保持させて、単結晶基板とプレート間に介在する異物８による単結晶基板の変形を防止するようにしたことを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の単結晶基板を研磨する方法に係り、特に、膨大な設備投資を必要とせずに異物に起因した単結晶基板の変形を防止して、研磨後の基板表面に窪み等が形成されない研磨方法の改良に関するものである。

タンタル酸リチウム単結晶やニオブ酸リチウム単結晶等は、主に、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等の通信機器の送受信用デバイスに用いられる表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタ（以下、ＳＡＷフィルタと略称する）の基板材料として使用されている。また、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃；以下、ＬＴと略称する）単結晶やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃；以下、ＬＮと略称する）単結晶は、それぞれの融点が約１６５０℃、約１２５０℃、キュリー点が約６００℃、約１１４０℃の強誘電体であり、圧電性を有する。そして、ＳＡＷフィルタは、ＬＴ、ＬＮ単結晶等の圧電材料で構成された単結晶基板上に、Ａｌ、Ｃｕ合金等の金属薄膜から成る一対の櫛形電極が形成された構造を有しており、この櫛形電極がデバイスの特性を左右する重要な役割を担っている。

また、ＬＴ、ＬＮ単結晶は、主にチョクラルスキー法で製造されており、通常、高融点の貴金属ルツボを用いて電気炉中で育成され、所定の冷却速度で冷却された後、電気炉から取り出される。育成された単結晶は、熱応力による残留歪みを取り除くため、融点に近い均熱下での熱処理、更に単一分極とするためのポーリング処理（すなわち、単結晶を室温からキュリー温度以上の所定温度まで昇温させ、単結晶に電圧を印加し、電圧を印加したままキュリー温度以下の所定温度まで降温させた後、電圧印加を停止して室温まで冷却する一連の処理）が施される。ポーリング処理が施された後、育成された単結晶は、外形を整えるため結晶の外表面が研削され、円柱状になった単結晶インゴットからウエハ状の単結晶基板へ加工される。また、円柱状になった単結晶インゴットを加工する手順としては、特許文献１に記載されているように、通常、スライス工程、円形加工（ベベル）工程、ラッピング工程、エッチング工程、および、ポリッシュ工程等の機械加工の順に行われ、ウエハ状の単結晶基板が製造されている。尚、特許文献１に記載された加工対象は化合物半導体基板であるが、ＬＴ、ＬＮ単結晶基板も同様であり、スライス工程、円形加工（ベベル）工程、ラッピング工程、エッチング工程、および、ポリッシュ工程等の機械加工を経て、ＬＴ、ＬＮ単結晶基板となる。

そして、ＳＡＷフィルタにおいては、圧電材料で構成された単結晶基板上にスパッタリングにより金属薄膜を形成し、然る後、フォトリソグラフ技術により一対の櫛形パターンを残して不要な部分をエッチング除去することで上記櫛形電極が形成されるため、ＳＡＷフィルタの製造時における歩留まりを向上させるには、単結晶基板を構成する結晶自体に残留歪が無く、清浄で結晶欠陥が無いと共に、更に、鏡面研磨が施された高平坦度を有する単結晶基板であることが要求され、特に、単結晶基板の傾斜成分や外周部のダレ、窪みや突起等の局所的凹凸が少ないことが求められる。

以下、単結晶基板の鏡面研磨に用いられる研磨装置の一例を図１に示す。

この研磨装置は、図１に示すように、円盤状の金属で構成された定盤１と、この定盤１上に貼り付けられた研磨布２と、セラミック等で構成されかつ単結晶基板３を保持するプレート４と、該プレート４に保持された単結晶基板３と上記研磨布２との間に研磨液６を供給する研磨液供給口５と、上記プレート４に保持された単結晶基板３に対し研磨布２に向け一定の荷重を加える加圧シリンダー７とでその主要部が構成され、単結晶基板３の研磨面を研磨布２側に向けて研磨布２上に載置し、研磨布２に向け一定の荷重を加えながら定盤１を一定の速度で回転させて単結晶基板３の鏡面研磨がなされるものである。

また、セラミック等で構成されたプレート４に単結晶基板３を保持させる方法として、従来、プレート４と単結晶基板３との間に水等の液体を介在させた状態で吸着保持する方法（特許文献２、特許文献３参照）や、負圧力を利用してプレート４に単結晶基板３を真空吸引保持する方法（特許文献４参照）等が知られている。

そして、これ等の保持方法によれば、単結晶基板３の非研磨面がプレート４の形状に倣うため、プレート４の平坦度を管理することにより、上述した単結晶基板の傾斜成分や外周部のダレを低減させるには非常に有効であった。しかし、単結晶基板の上述した窪みや突起等の局所的凹凸を低減させるには、プレート４と単結晶基板３間に不可避的に介在する異物（塵等）による以下の問題が存在した。すなわち、研磨後における単結晶基板の厚さが２５０μｍ以上の場合、プレート４と単結晶基板３との間に液体を介在させた状態で単結晶基板３を吸着保持する方法や負圧力を利用してプレート４に単結晶基板３を真空吸引保持する方法では、プレート４と単結晶基板３間に異物が介在しても、単結晶基板の剛性により単結晶基板が変形（研磨布２側に盛り上がる等）され難いため、盛り上がった部位の過剰研磨による窪みや突起等の局所的凹凸は殆ど見られなかった。しかし、近年、コスト削減の要請から、研磨後における単結晶基板の厚さが２５０μｍ未満（例えば２００μｍ以下）になるよう求められ、これに伴い単結晶基板３の剛性が低下してしまうため、図２（Ａ）に示すようにプレート４と単結晶基板３間に異物８が介在した場合、単結晶基板３の変形（研磨布側に盛り上がる）が起こり易く、盛り上がった部位の過剰研磨により、図２（Ｂ）に示すような窪み９の発生が見られるようになってきている。

特開２００９−１８２１３５号公報 特開２００５−０３４９２６号公報 特開２００５−１３１７４４号公報 特開平０２−０９８９２６号公報

ところで、プレート４と単結晶基板３間に介在する異物８に関しては、プレート４や単結晶基板３に付着していたもの、雰囲気に浮遊していたもの、作業者から発塵したもの、研磨液６に分散していたもの、研磨液６が凝集したもの等多岐に亘る。これ等異物の内、研磨液６に係る異物については、研磨液６を濾過する等して比較的簡便に除去できるが、塵等の異物に対しては、研磨処理前における単結晶基板３の洗浄強化や保管雰囲気の管理強化、単結晶基板３をプレート４に保持させるときの雰囲気の管理強化、研磨工程の自動化等、膨大な設備投資が必要となる別の問題が存在した。

本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、膨大な設備投資を必要とせずに塵等の異物に起因した単結晶基板の変形を防止して、研磨後の基板表面に窪み等が形成されない単結晶基板の研磨方法を提供することにある。

すなわち、本発明に係る第１の発明は、
単結晶基板とプレート間に液体を介在させた状態で上記プレートに吸着保持された単結晶基板を、定盤に固定された研磨布上に載置し、該研磨布に単結晶基板を一定の圧力で当接させると共に、研磨布と単結晶基板間に研磨液を供給しながら上記定盤を回転させて単結晶基板の片面を鏡面研磨する単結晶基板の研磨方法において、
上記単結晶基板の非研磨面に、軟質材料から成る厚さ０．５μｍ以上２．５μｍ以下の軟質層を形成し、然る後、軟質層が形成された単結晶基板を上記プレートに吸着保持させて、単結晶基板とプレート間に介在する異物による単結晶基板の変形を防止するようにしたことを特徴とし、
第２の発明は、
負圧力を利用してプレートに真空吸引保持された単結晶基板を、定盤に固定された研磨布上に載置し、該研磨布に単結晶基板を一定の圧力で当接させると共に、研磨布と単結晶基板間に研磨液を供給しながら上記定盤を回転させて単結晶基板の片面を鏡面研磨する単結晶基板の研磨方法において、
上記単結晶基板の非研磨面に、軟質材料から成る厚さ１．０μｍ以上３．０μｍ以下の軟質層を形成し、然る後、軟質層が形成された単結晶基板を上記プレートに真空吸着保持させて、単結晶基板とプレート間に介在する異物による単結晶基板の変形を防止するようにしたことを特徴とする。

次に、本発明に係る第３の発明は、
第１の発明または第２の発明に記載の単結晶基板の研磨方法において、
上記軟質材料が、ワックスまたはコート剤で構成されることを特徴とし、
第４の発明は、
第１の発明〜第３の発明のいずれかに記載の単結晶基板の研磨方法において、
上記軟質層の硬さが、ＪＩＳ Ｋ６２５３準拠のタイプＡデュロメータで２０以下であることを特徴とし、
また、第５の発明は、
第１の発明〜第４の発明のいずれかに記載の単結晶基板の研磨方法において、
鏡面研磨後における単結晶基板の厚みが、２５０μｍ未満であることを特徴とするものである。

第１の発明に係る単結晶基板の研磨方法は、
単結晶基板の非研磨面に、軟質材料から成る厚さ０．５μｍ以上２．５μｍ以下の軟質層を形成した後、単結晶基板をプレートに吸着保持させており、
また、第２の発明に係る単結晶基板の研磨方法も、
単結晶基板の非研磨面に、軟質材料から成る厚さ１．０μｍ以上３．０μｍ以下の軟質層を形成した後、単結晶基板をプレートに吸着保持させている。

そして、これ等の研磨方法によれば、図３（Ａ）に示すように単結晶基板３とプレート４間に異物８が介在しても、単結晶基板３の非研磨面に設けられた軟質層１０内に上記異物８が減り込んで単結晶基板３とプレート４間距離を一定に保つため、異物８に起因した単結晶基板３の変形（研磨布側に盛り上がる）を防止することが可能となる。

このため、単結晶基板３の過剰研磨が防止されることから、図３（Ｂ）に示すように研磨後における基板表面に窪み等のない単結晶基板３を提供することが可能となり、ＳＡＷフィルタの製造時における歩留まり向上が図れる効果を有する。

単結晶基板の鏡面研磨に用いられる研磨装置の構成説明図。 図２（Ａ）はプレートに吸着保持された単結晶基板が、異物の存在に起因して変形する（盛り上がる）状態を示す説明図、図２（Ｂ）は過剰研磨により単結晶基板の研磨面に発生した窪みを示す説明図。 図３（Ａ）はプレートに吸着保持された単結晶基板が、軟質層の作用により異物が存在しても変形しない（盛り上がらない）状態を示す説明図、図３（Ｂ）は過剰研磨が防止されて単結晶基板の研磨面に窪み等が形成されない状態を示す説明図。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。

本発明に係る単結晶基板の研磨方法は、プレートに保持される前の単結晶基板の非研磨面に軟質層が形成されることを除き、上記プレートや単結晶基板、研磨装置や研磨条件等について何ら変更することを要しない。

１．単結晶基板とプレート間に水等の液体を介在させた状態で吸着保持させる方法
（１）第１の発明に係る単結晶基板の研磨方法は、単結晶基板とプレート間に水等の液体を介在させた状態でプレートに吸着保持された単結晶基板を、定盤に固定された研磨布上に載置し、該研磨布側に向け単結晶基板を一定の圧力で当接させると共に、研磨布と単結晶基板間に研磨液を供給しながら上記定盤を回転させて単結晶基板の片面を鏡面研磨する研磨方法を前提としている。

（２）そして、セラミック等で構成されたプレートに単結晶基板を吸着保持させる場合、水等の液体を介在させた状態で単結晶基板をプレートに直接保持させる方法が例示され、特許文献３に記載されているように、上記液体への気泡の混入を避けるため水中において単結晶基板をプレートに吸着保持させてもよい。

２．負圧力を利用してプレートに単結晶基板を真空吸引保持させる方法
（１）第２の発明に係る単結晶基板の研磨方法は、負圧力を利用してプレートに真空吸引保持された単結晶基板を、定盤に固定された研磨布上に載置し、該研磨布側に向け単結晶基板を一定の圧力で当接させると共に、研磨布と単結晶基板間に研磨液を供給しながら上記定盤を回転させて単結晶基板の片面を鏡面研磨する研磨方法を前提としている。

（２）また、負圧力を利用して単結晶基板をプレートに真空吸引保持させる方法としては、特許文献４に記載された方法が例示される。

３．単結晶基板の非研磨面に形成される軟質層
（１）ラップ、エッチング後における単結晶基板の非研磨面に設けられる軟質層の厚さについては、水等の液体を介在させた状態でプレートに単結晶基板を吸着保持させる場合には０．５μｍ以上２．５μｍ以下、負圧力を利用してプレートに単結晶基板を真空吸引保持させる場合には１．０μｍ以上３．０μｍ以下であることを要する。尚、液体を介在させた状態でプレートに単結晶基板を吸着保持する方法において、軟質層１０の厚さが小さく設定される理由は、図３（Ａ）に示すように単結晶基板３を吸着保持する液体層１１の厚さが軟質層１０に加算されるためである。

（２）そして、液体を介在させた状態でプレートに吸着保持された単結晶基板に形成される軟質層の厚さが０．５μｍ未満の場合、および、負圧力を利用してプレートに真空吸引保持された単結晶基板に形成される軟質層の厚さが１．０μｍ未満の場合、プレートと単結晶基板間に介在する異物に起因した単結晶基板の変形（研磨布側に盛り上がる）が起こるため、盛り上がった部位の過剰研磨による窪みの発生を十分に防止できなくなる。

他方、液体を介在させた状態でプレートに吸着保持された単結晶基板に形成される軟質層の厚さが２．５μｍを超えた場合、および、負圧力を利用してプレートに真空吸引保持された単結晶基板に形成される軟質層の厚さが３．０μｍを超えた場合、プレートと単結晶基板間に介在する異物に起因した単結晶基板の変形（研磨布側に盛り上がる）は抑制されて窪みの発生は十分に防止できるが、単結晶基板の傾斜成分や外周部のダレが増加して平坦度が悪化してしまう。

このため、液体を介在させた状態でプレートに単結晶基板が吸着保持される場合における軟質層の厚さは０．５μｍ以上２．５μｍ以下、負圧力を利用してプレートに単結晶基板が真空吸引保持される場合における軟質層の厚さは１．０μｍ以上３．０μｍ以下であることを要する。

（３）次に、ラップ、エッチング後における単結晶基板の非研磨面に軟質材料を塗布し、乾燥させて形成される軟質層の硬さは、乾燥後で、ＪＩＳＫ６２５３準拠のタイプＡデュロメータで２０以下、好ましくは、５以上２０以下である。また、単結晶基板の非研磨面に軟質材料を塗布する方法については、厚みのバラツキが少なく平坦度の悪化を防止できるスピンコート法が好ましい。

尚、軟質材料の塗布後におけるベーキング処理については、軟質層の硬さがＪＩＳＫ６２５３準拠のタイプＡデュロメータで２０以下であればよいため、塗布後における軟質材料の硬さがＪＩＳＫ６２５３準拠のタイプＡデュロメータで２０以下の場合、上記ベーキング処理を行わなくてもよい。

（４）そして、乾燥後における軟質材料（軟質層）の硬さがＪＩＳＫ６２５３準拠のタイプＡデュロメータで２０を超えた場合、プレートと単結晶基板間に介在する異物の軟質層内への減り込み量が不足して、上記異物に起因した単結晶基板の変形（研磨布側に盛り上がる）が起こることがあり、過剰研磨による窪みの発生を防止できなくなる場合がある。

（５）また、上記軟質層を構成する軟質材料としてはワックスまたはコート剤が例示され、ワックスとして、例えば、日化精工社製の液状ワックス（スカイリキッド、スペースリキッド、アクアリキッド等）が挙げられ、コート剤として、例えば、日化精工社製のコート剤（プレインコート、プロテクトリキッド、ナノシャルター等）が挙げられる。

以下、本発明の実施例について比較例を挙げて具体的に説明する。

尚、実施例および比較例は、一部（実施例２、４、比較例２、４）を除いて図１に示した研磨装置を用いてなされているが、研磨液に係る異物が除かれるように「濾過フィルタ」（フィルタ粒径については、使用する研磨液に応じて、粗い場合は１５０μｍ、細かい場合は１段目２５μｍ、２段目０．５μｍ等としている）を使用している。

［実施例１］
ラップ処理とエッチング処理を施した厚み２２５μｍで６インチのタンタル酸リチウム（ＬＴ）単結晶基板２０枚に対し、液状ワックス（日化精工社製 商品名「スカイリキッド」）をスピンコート法で塗布し、かつ、自然乾燥させて厚さ０．５μｍの軟質層を形成した。

そして、特許文献３に記載された方法（単結晶基板とプレート間に空気が入り込まない方法）に従い、軟質層が形成されたＬＴ単結晶基板とセラミック製プレートを水中に浸漬し、ＬＴ単結晶基板とプレート間に水（気泡を含まない）を介在させた状態でＬＴ単結晶基板をプレートに吸着保持させた。

次いで、図１に示す研磨装置の研磨布２上に、ＬＴ単結晶基板３の研磨面を下側にして載置し、研磨布２に向け３００ｇ／ｃｍ²の荷重を加えながら定盤１を４０ｒｐｍの回転速度で回転させ、かつ、ＬＴ単結晶基板３と研磨布２との間にコロイダルシリカ系の研磨液（山口精研社製 ＣＬ−１１０Ｓ、液温：２５℃）６を供給しながら、厚さ２００μｍまでＬＴ単結晶基板３の研磨面を鏡面状態に加工した。

そして、鏡面加工を行った２０枚のＬＴ単結晶基板３について、その平坦度を、光学式平坦度測定機（ニデック社製 ＦＴ−９００）を用いて測定した。

その結果、ＬＴＶ（Local Thickness Variation：５ｍｍ角）で０．５μｍ以上となる窪みが発生したＬＴ単結晶基板は０％であった。

すなわち、ＬＴ単結晶基板２０枚の平均値でＴＴＶ（Total Thickness Variation：ＳＥＭＩ名称：ＧＢＩＲ）２．０５μｍ、ＬＴＶ（５ｍｍ角）の最大値は０．４５μｍであった。

尚、平坦度の合格基準は、ＴＴＶ（ＧＢＩＲ）を３．０μｍ以下、ＬＴＶ（５ｍｍ角）を０．５μｍ未満としている。

［実施例２］
ラップ処理とエッチング処理を施した厚み２２５μｍで６インチのＬＴ単結晶基板２０枚に対し、液状ワックス（日化精工社製 商品名「スカイリキッド」）をスピンコート法で塗布し、かつ、自然乾燥させて厚さ１．０μｍの軟質層を形成した。

次いで、単結晶基板を保持する方法のみが実施例１と異なる研磨装置（図示せず）を適用し、特許文献４に記載された方法（負圧力を利用してプレートに単結晶基板を真空吸引保持させる方法）に従ってＬＴ単結晶基板３をプレート４に真空吸引保持させた後、ＬＴ単結晶基板３の研磨面を下側にして研磨布２上に載置し、かつ、研磨布２に向け３００ｇ／ｃｍ²の荷重を加えながら定盤１を４０ｒｐｍの回転速度で回転させ、ＬＴ単結晶基板３と研磨布２との間にコロイダルシリカ系の研磨液（山口精研社製 ＣＬ−１１０Ｓ、液温：２５℃）６を供給しながら、厚さ２００μｍまでＬＴ単結晶基板３の研磨面を鏡面状態に加工した。

そして、実施例１と同様、鏡面加工を行った２０枚のＬＴ単結晶基板３について、その平坦度を測定した。

その結果、ＬＴＶ（５ｍｍ角）で０．５μｍ以上となる窪みが発生したＬＴ単結晶基板は０％であった。

すなわち、ＬＴ単結晶基板２０枚の平均値でＴＴＶ（ＧＢＩＲ）１．２０μｍ、ＬＴＶ（５ｍｍ角）の最大値は０．３５μｍであり、平坦度の合格基準を満たしていた。

［実施例３］
ラップ処理とエッチング処理を施した厚み２２５μｍで６インチのＬＴ単結晶基板２０枚に対し、液状ワックス（日化精工社製 商品名「スカイリキッド」）をスピンコート法で塗布し、かつ、自然乾燥させて厚さ２．５μｍの軟質層を形成した。

そして、実施例１と同様、ＬＴ単結晶基板とプレート間に水（気泡を含まない）を介在させた状態でＬＴ単結晶基板をプレートに吸着保持させた。

次いで、実施例１と同様、ＬＴ単結晶基板３の研磨面を下側にして研磨布２上に載置し、研磨布２に向け３００ｇ／ｃｍ²の荷重を加えながら定盤１を４０ｒｐｍの回転速度で回転させ、かつ、ＬＴ単結晶基板３と研磨布２との間にコロイダルシリカ系の研磨液（山口精研社製 ＣＬ−１１０Ｓ、液温：２５℃）６を供給しながら、厚さ２００μｍまでＬＴ単結晶基板３の研磨面を鏡面状態に加工した。

そして、実施例１と同様、鏡面加工を行った２０枚のＬＴ単結晶基板３について、その平坦度を測定した。

その結果、ＬＴＶ（５ｍｍ角）で０．５μｍ以上となる窪みが発生したＬＴ単結晶基板は０％であった。

すなわち、ＬＴ単結晶基板２０枚の平均値でＴＴＶ（ＧＢＩＲ）２．３５μｍ、ＬＴＶ（５ｍｍ角）の最大値は０．４５μｍであり、平坦度の合格基準を満たしていた。

［実施例４］
ラップ処理とエッチング処理を施した厚み２２５μｍで６インチのＬＴ単結晶基板２０枚に対し、液状ワックス（日化精工社製 商品名「スカイリキッド」）をスピンコート法で塗布し、かつ、自然乾燥させて厚さ３．０μｍの軟質層を形成した。

次いで、実施例２と同様、特許文献４に記載された方法（負圧力を利用してプレートに単結晶基板を真空吸引保持させる方法）に従ってＬＴ単結晶基板３をプレート４に真空吸引保持させた後、ＬＴ単結晶基板３の研磨面を下側にして研磨布２上に載置し、かつ、研磨布２に向け３００ｇ／ｃｍ²の荷重を加えながら定盤１を４０ｒｐｍの回転速度で回転させ、ＬＴ単結晶基板３と研磨布２との間にコロイダルシリカ系の研磨液（山口精研社製 ＣＬ−１１０Ｓ、液温：２５℃）６を供給しながら、厚さ２００μｍまでＬＴ単結晶基板３の研磨面を鏡面状態に加工した。

そして、鏡面加工を行った２０枚のＬＴ単結晶基板３についてその平坦度を測定した。

その結果、ＬＴＶ（５ｍｍ角）で０．５μｍ以上となる窪みが発生したＬＴ単結晶基板は０％であった。

すなわち、ＬＴ単結晶基板２０枚の平均値でＴＴＶ（ＧＢＩＲ）１．５０μｍ、ＬＴＶ（５ｍｍ角）の最大値は０．４５μｍであり、平坦度の合格基準を満たしていた。

［比較例１］
ラップ処理とエッチング処理を施した厚み２２５μｍで６インチのＬＴ単結晶基板２０枚に対し、液状ワックス（日化精工社製 商品名「スカイリキッド」）をスピンコート法で塗布し、かつ、自然乾燥させて厚さ３．０μｍの軟質層を形成した。

そして、実施例１と同様、ＬＴ単結晶基板とプレート間に水（気泡を含まない）を介在させた状態でＬＴ単結晶基板をプレートに吸着保持させた。

次いで、実施例１と同様、ＬＴ単結晶基板３の研磨面を下側にして研磨布２上に載置し、研磨布２に向け３００ｇ／ｃｍ²の荷重を加えながら定盤１を４０ｒｐｍの回転速度で回転させ、かつ、ＬＴ単結晶基板３と研磨布２との間にコロイダルシリカ系の研磨液（山口精研社製 ＣＬ−１１０Ｓ、液温：２５℃）６を供給しながら、厚さ２００μｍまでＬＴ単結晶基板３の研磨面を鏡面状態に加工した。

そして、実施例１と同様、鏡面加工を行った２０枚のＬＴ単結晶基板３について、その平坦度を測定した。

その結果、ＬＴＶ（５ｍｍ角）で０．５μｍ以上となる窪みが発生したＬＴ単結晶基板は０％であった。

但し、ＬＴ単結晶基板２０枚の平均値でＴＴＶ（ＧＢＩＲ）３．５５μｍ、ＬＴＶ（５ｍｍ角）の最大値は１．２０μｍで、平坦度の合格基準を満たしていなかった。

［比較例２］
ラップ処理とエッチング処理を施した厚み２２５μｍで６インチのＬＴ単結晶基板２０枚に対し、液状ワックス（日化精工社製 商品名「スカイリキッド」）をスピンコート法で塗布し、かつ、自然乾燥させて厚さ３．５μｍの軟質層を形成した。

次いで、実施例２と同様、特許文献４に記載された方法（負圧力を利用してプレートに単結晶基板を真空吸引保持させる方法）に従ってＬＴ単結晶基板３をプレート４に真空吸引保持させた後、ＬＴ単結晶基板３の研磨面を下側にして研磨布２上に載置し、かつ、研磨布２に向け３００ｇ／ｃｍ²の荷重を加えながら定盤１を４０ｒｐｍの回転速度で回転させ、ＬＴ単結晶基板３と研磨布２との間にコロイダルシリカ系の研磨液（山口精研社製 ＣＬ−１１０Ｓ、液温：２５℃）６を供給しながら、厚さ２００μｍまでＬＴ単結晶基板３の研磨面を鏡面状態に加工した。

そして、比較例１と同様、鏡面加工を行った２０枚のＬＴ単結晶基板３について、その平坦度を測定した。

その結果、ＬＴＶ（５ｍｍ角）で０．５μｍ以上となる窪みが発生したＬＴ単結晶基板は０％であった。

但し、ＬＴ単結晶基板２０枚の平均値でＴＴＶ（ＧＢＩＲ）３．２５μｍ、ＬＴＶ（５ｍｍ角）の最大値は１．１５μｍで、平坦度の合格基準を満たしていなかった。

［比較例３］
上記軟質層を形成しない点を除き、比較例１と同様にして、ラップ処理とエッチング処理を施した厚み２２５μｍで６インチのＬＴ単結晶基板２０枚について、水（気泡を含まない）を介在させた状態で該ＬＴ単結晶基板をプレートに吸着保持させた。

次いで、比較例１と同様、ＬＴ単結晶基板３の研磨面を下側にして研磨布２上に載置し、研磨布２に向け３００ｇ／ｃｍ²の荷重を加えながら定盤１を４０ｒｐｍの回転速度で回転させ、かつ、ＬＴ単結晶基板３と研磨布２との間にコロイダルシリカ系の研磨液（山口精研社製 ＣＬ−１１０Ｓ、液温：２５℃）６を供給しながら、厚さ２００μｍまでＬＴ単結晶基板３の研磨面を鏡面状態に加工した。

そして、比較例１と同様、鏡面加工を行った２０枚のＬＴ単結晶基板３について、その平坦度を測定した。

その結果、ＬＴＶ（５ｍｍ角）で０．５μｍ以上となる窪みが発生したＬＴ単結晶基板は１０％であった。

そして、ＬＴ単結晶基板２０枚の平均値でＴＴＶ（ＧＢＩＲ）２．００μｍ、ＬＴＶ（５ｍｍ角）の最大値は１．００μｍで、ＬＴＶ（５ｍｍ角）に関して平坦度の合格基準を満たしていなかった。

［比較例４］
上記軟質層を形成しない点を除き、比較例２と同様、特許文献４に記載された方法に従ってＬＴ単結晶基板３をプレート４に真空吸引保持させた後、ＬＴ単結晶基板３の研磨面を下側にして研磨布２上に載置し、かつ、研磨布２に向け３００ｇ／ｃｍ²の荷重を加えながら定盤１を４０ｒｐｍの回転速度で回転させ、ＬＴ単結晶基板３と研磨布２との間にコロイダルシリカ系の研磨液（山口精研社製 ＣＬ−１１０Ｓ、液温：２５℃）６を供給しながら、厚さ２００μｍまでＬＴ単結晶基板３の研磨面を鏡面状態に加工した。

そして、比較例２と同様、鏡面加工を行った２０枚のＬＴ単結晶基板３について、その平坦度を測定した。

その結果、ＬＴＶ（５ｍｍ角）で０．５μｍ以上となる窪みが発生したＬＴ単結晶基板は１５％であった。

そして、ＬＴ単結晶基板２０枚の平均値でＴＴＶ（ＧＢＩＲ）１．８５μｍ、ＬＴＶ（５ｍｍ角）の最大値は１．０５μｍで、ＬＴＶ（５ｍｍ角）に関して平坦度の合格基準を満たしていなかった。

本発明に係る単結晶基板の研磨方法によれば、単結晶基板とプレート間に塵等の異物が介在しても単結晶基板の変形（研磨布側に盛り上がる）が防止され、研磨後における基板表面に窪み等のない単結晶基板を提供することができるため、ＳＡＷフィルタ用のタンタル酸リチウム単結晶基板やニオブ酸リチウム単結晶基板の研磨方法に利用される産業上の利用可能性を有している。

１ 定盤
２ 研磨布
３ 単結晶基板
４ プレート
５ 研磨液供給口
６ 研磨液
７ 加圧シリンダー
８ 異物
９ 窪み
１０ 軟質層
１１ 液体層

Claims (5)

1. 単結晶基板とプレート間に液体を介在させた状態で上記プレートに吸着保持された単結晶基板を、定盤に固定された研磨布上に載置し、該研磨布に単結晶基板を一定の圧力で当接させると共に、研磨布と単結晶基板間に研磨液を供給しながら上記定盤を回転させて単結晶基板の片面を鏡面研磨する単結晶基板の研磨方法において、
   上記単結晶基板の非研磨面に、軟質材料から成る厚さ０．５μｍ以上２．５μｍ以下の軟質層を形成し、然る後、軟質層が形成された単結晶基板を上記プレートに吸着保持させて、単結晶基板とプレート間に介在する異物による単結晶基板の変形を防止するようにしたことを特徴とする単結晶基板の研磨方法。
2. 負圧力を利用してプレートに真空吸引保持された単結晶基板を、定盤に固定された研磨布上に載置し、該研磨布に単結晶基板を一定の圧力で当接させると共に、研磨布と単結晶基板間に研磨液を供給しながら上記定盤を回転させて単結晶基板の片面を鏡面研磨する単結晶基板の研磨方法において、
   上記単結晶基板の非研磨面に、軟質材料から成る厚さ１．０μｍ以上３．０μｍ以下の軟質層を形成し、然る後、軟質層が形成された単結晶基板を上記プレートに真空吸着保持させて、単結晶基板とプレート間に介在する異物による単結晶基板の変形を防止するようにしたことを特徴とする単結晶基板の研磨方法。
3. 上記軟質材料が、ワックスまたはコート剤で構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の単結晶基板の研磨方法。
4. 上記軟質層の硬さが、ＪＩＳ Ｋ６２５３準拠のタイプＡデュロメータで２０以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の単結晶基板の研磨方法。
5. 鏡面研磨後における単結晶基板の厚みが、２５０μｍ未満であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の単結晶基板の研磨方法。

Images