CN104070446A

CN104070446A - 蓝宝石基板的平坦加工方法

Info

Publication number: CN104070446A
Application number: CN201410110843.7A
Authority: CN
Inventors: 黑川浩史
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2014-10-01
Also published as: JP2014192307A; TW201442087A; TWI630650B; US20140295645A1; KR20140118754A; US9211625B2

Abstract

本发明提供一种蓝宝石基板的平坦加工方法，对于从蓝宝石的坯料切出的蓝宝石基板能够获得高平坦性。在热处理工序（12）中，对从蓝宝石单晶体坯料切出的蓝宝石基板进行热处理。在晶片载置工序（13）中，将经过了热处理工序（12）的蓝宝石基板的第1面隔着液体树脂载置在具有保持面的台部上。在树脂硬化工序（14）中，使液体树脂硬化。在第1磨削工序（15）中，对蓝宝石基板的第2面进行磨削。在树脂剥离工序（16）中，将粘贴于第1面上的硬化了的该液体树脂剥离。在第2磨削工序（17）中，对蓝宝石基板的第1面进行磨削。

Description

蓝宝石基板的平坦加工方法

技术领域

本发明涉及从坯料切出的蓝宝石基板的平坦加工方法。

背景技术

在利用线锯从坯料切出的晶片的表面具有细微的起伏（凹凸）和应变。因此，对晶片的两面进行磨削和研磨以实现平坦化。

例如，在专利文献1记载的晶片的平坦化方法中，对晶片的起伏进行测量，使晶片的一个面附着于在膜片上涂布液态树脂而形成的树脂层，根据测量到的起伏选择性地对晶片施加超声波，使液态树脂的粘性局部降低而复原晶片的起伏，在将液态树脂固化之后，对晶片的另一个面进行磨削来除去起伏，由此，将另一个面的起伏充分除去以实现平坦化，而与晶片的一个面的起伏无关。

此外，在专利文献2记载的晶片的平坦加工方法中，在将晶片的第一面吸引保持于水平保持面来矫正起伏而成为水平的状态下对第二面进行磨削来除去应变，在将晶片的第二面吸引保持于水平保持面来矫正起伏而成为水平的状态下对第一面进行磨削来除去应变，由此，在第一面和第二面形成同等的磨削应变之后，进行平坦化加工，从而有效地除去由晶片的应变引起的翘曲，获得高平坦度的晶片。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2011-151099号公报

专利文献2：日本特开2011-249652号公报

但是，由于蓝宝石的坯料硬，所以在用线锯进行切出时产生的应力较大，在利用线锯从坯料切出而成为板状的蓝宝石基板的内部产生残余应力。过去，由于是在没有考虑蓝宝石基板内部的残余应力的情况下进行表面的平坦化加工的，所以存在这样的课题：由于蓝宝石基板内部的残余应力而产生翘曲，无法获得高平坦性。

发明内容

该发明正是鉴于上述情况而完成的，其提供一种从蓝宝石的坯料切出的蓝宝石基板的平坦化加工方法。

本发明的蓝宝石基板的平坦加工方法是从蓝宝石单晶体坯料切出的蓝宝石基板的平坦加工方法，其包括：热处理工序，对从蓝宝石单晶体坯料切出的蓝宝石基板进行热处理；晶片载置工序，将经过了该热处理工序的蓝宝石基板的第1面隔着液体树脂载置在具有保持面的台部上；树脂硬化工序，在该晶片载置工序之后，使该液体树脂硬化；第1磨削工序，在该树脂硬化工序之后，对蓝宝石基板的成为该第1面的相反面的第2面进行磨削；树脂剥离工序，在该第1磨削工序之后，将粘贴于该第1面上的硬化了的该液体树脂剥离；以及第2磨削工序，在该树脂剥离工序之后，对蓝宝石基板的该第1面进行磨削。

发明效果

根据本发明的蓝宝石基板的平坦加工方法，在利用热处理除去蓝宝石基板内部的残余应力之后，进行表面的平坦化加工，因此，能够抑制由残余应力导致的翘曲的产生，能够确保高平坦性。

附图说明

图1是表示蓝宝石基板的平坦加工方法的流程图。

图2是表示在蓝宝石基板切出工序中切出的蓝宝石基板的示意图。

图3是表示热处理装置的剖视图。

图4是表示通过热处理工序进行了热处理的蓝宝石基板的示意图。

图5是表示晶片载置工序的示意图。

图6是表示树脂硬化工序的示意图。

图7是表示磨削装置的立体图。

图8是表示第1磨削工序的示意图。

图9是表示树脂剥离工序的示意图。

图10是表示第2磨削工序的示意图。

标号说明

10：蓝宝石基板的平坦加工方法；

11：蓝宝石基板切出工序；

12：热处理工序；

13：晶片载置工序；

14：树脂硬化工序；

15：第1磨削工序；

16：树脂剥离工序；

17：第2磨削工序；

20：蓝宝石基板；

21：表面；

22：加工应变；

23：起伏；

30：树脂覆盖装置；

31：保持构件；

311：按压垫；

32：保持部；

321：吸引面；

33：台部；

331、511：保持面；

34：UV灯；

41：膜片；

42：紫外线硬化树脂；

421：平坦面；

50：磨削装置；

51：卡盘工作台；

52：工作台支承座；

53：磨削单元；

531：磨削磨具；

60：热处理装置；

61：晶片架；

62：内管；

63：外管；

631：排气口；

64：加热器；

65：晶片架升降机构；

66：退火气体供给机构。

具体实施方式

图1所示的本发明的蓝宝石基板的平坦加工方法10具有以下的步骤。首先，在蓝宝石基板切出工序11中，使用线锯从蓝宝石单晶体坯料切出蓝宝石基板。接下来，在热处理工序12中，对切出的蓝宝石基板进行热处理。接下来，在晶片载置工序13中，将热处理后的蓝宝石基板的一个面（第1面）隔着液体树脂而载置在具有保持面的台部上。接下来，在树脂硬化工序14中，使液体树脂硬化。接下来，在第1磨削工序15中，对蓝宝石基板的相反侧的面（第2面）进行磨削。接下来，在树脂剥离工序16中，将粘贴于蓝宝石基板的第1面上硬化了的液体树脂剥离。接下来，在第2磨削工序17中，对蓝宝石基板的第1面进行磨削。以下，对各工序的详细情况进行说明。

（1）蓝宝石基板切出工序

在使用线锯从蓝宝石单晶体坯料切出了蓝宝石基板时，如图2所示，在切出的蓝宝石基板20a的两面21a、21b存在加工应变22a、22b或起伏23a、23b。并且，由于加工应变22a、22b、以及内部的残余应力（未图示）的影响而在蓝宝石基板20a产生了翘曲。另外，在图2中，将蓝宝石基板20a的厚度方向放大来强调表面的凹凸。在后述的图4～图6和图8～图10中也是同样。

（2）热处理工序

图3所示的热处理装置60具有：晶片架61，在该晶片架61载置切出的蓝宝石基板20a；内管62，其包围晶片架61的周围；外管63，其与内管62连接并包围内管的周围；加热器64，其配置在外管63的外侧；晶片架升降机构65，其将晶片架61取出/放入内管62内；以及退火气体供给机构66，其向内管62内供给退火气体。

退火气体例如为氧20%且氩80%的混合气体、或空气等。利用退火气体供给机构66供给到内管62内的退火气体在被朝向收纳于晶片架61的多个蓝宝石基板20a进行搅拌之后，通过外管63并从设置于外管63的排气口631排出。外管63阻挡污染蓝宝石基板20a的物质从加热器64进入到内部。并且，没有被外管63完全阻挡而进入到外管63内的物质与退火气体一起排出。

在热处理工序12中，将蓝宝石基板20a载置在晶片架61上，晶片架升降机构65将载有蓝宝石基板20a的晶片架61插入到内管62内。然后，退火气体供给机构66向内管62内供给退火气体，加热器64对载置在晶片架61上的蓝宝石基板20a进行加热，以规定的热处理温度进行规定的时间的热处理。这样，通过对蓝宝石基板20a施加热处理，来去除蓝宝石基板20a的内部的残余应力。并且，通过热处理，蓝宝石基板20a的表面的加工应变22a、22b也被一定程度地去除。热处理温度优选为例如摄氏900度以上且1650度以下，这是适于蓝宝石的温度。根据实验，通过以摄氏1400度进行4小时的热处理、或者、以摄氏1250度进行4小时的热处理，能够良好地去除蓝宝石基板内部的残余应力。

如图4所示，热处理后的蓝宝石基板20b的内部的残余应力被去除，加工应变22a、22b也被一定程度地去除，翘曲有所减轻。

（3）晶片载置工序

如图5所示，树脂覆盖装置30的台部33具有水平的保持面331，并利用能透过紫外线的材料形成。在设置于保持构件31的按压垫311的下表面上的保持部32的吸引面321，吸引并保持蓝宝石基板20b，在为液体的紫外线硬化树脂42a（液体树脂）（被滴落于在保持面331所载置的膜片（film）41上）上载置蓝宝石基板20b。然后，利用按压垫311以在整个面上均等的按压力按压蓝宝石基板20b，将紫外线硬化树脂42a按压扩展开，成为紫外线硬化树脂42a涂布于蓝宝石基板20b的第1面21a整个面的状态。之后，停止来自吸引面321的吸引而将蓝宝石基板20b释放，使保持构件31退避到上方。

（4）树脂硬化工序

如图6所示，透过台部33和膜片41，利用UV灯34从下方对紫外线硬化树脂42照射紫外线，使紫外线硬化树脂42a硬化。在硬化后的紫外线硬化树脂42b的下表面形成了以保持面331为基准的平坦面421。

（5）第1磨削工序

图7所示的磨削装置50具有：卡盘工作台51，其保持蓝宝石基板20；工作台支承座52，其将卡盘工作台51支承成能够旋转；磨削单元53，其对在卡盘工作台51上保持的蓝宝石基板20的表面进行磨削；以及磨削进给构件54，其使磨削单元53在铅直方向上移动。磨削单元53具备多个磨削磨具531，该多个磨削磨具531呈圆环状配置并且能够旋转。

如图8所示，使没有附着硬化了的紫外线硬化树脂42b的一侧的第2面21b在上方，即，使平坦面421在下方，将隔着紫外线硬化树脂42b与膜片41结合的蓝宝石基板20c保持于卡盘工作台51的保持面511。然后，磨削进给构件54使磨削单元53下降，将旋转的磨削单元53的磨削磨具531按压于第2面21b来对第2面21b进行磨削。由于紫外线硬化树脂42b的被保持面为平坦面421，所以保持于卡盘工作台51的蓝宝石基板20c没有因蓝宝石基板20c的表面21a的起伏23a而被矫正，能够将第2面21b磨削得平坦。

（6）树脂剥离工序

接下来，如图9所示，在将膜片41从磨削第2面21b而变得平坦的蓝宝石基板20d剥离后，硬化了的紫外线硬化树脂42b也与膜片41一起被剥离，从而第1面21a露出。

（7）第2磨削工序

将剥离了图9所示的紫外线硬化树脂42b的蓝宝石基板20d翻转，使未被磨削的一侧的第1面21a在上方，即，使通过磨削而平坦化的第2面21b在下方，将蓝宝石基板20d如图10所示那样保持于卡盘工作台51的保持面511，将旋转的磨削单元53的磨削磨具531按压于第1面21a，对第1面21a进行磨削。在第1磨削工序中，第2面21b被磨削成平坦的，没有通过卡盘工作台51的保持而矫正起伏23a，因此，能够形成第1面21a被磨削得平坦的蓝宝石基板20e。

这样，通过对从蓝宝石单晶体坯料切出的蓝宝石基板实施热处理，除去在蓝宝石基板的内部残余的残余应力。由此，蓝宝石基板的翘曲被除去。之后，通过进行蓝宝石基板的表面的平坦化加工，能够消除由蓝宝石基板的翘曲造成的影响，能够确保高平坦性。

由此，能够获得适宜作为半导体元件的绝缘基板的基板表面，且该基板表面具备超平坦带有同一结晶方位的阶面（terrace face）和直线状的规则的台阶位（step site）。

另外，对于通过热处理工序12进行了热处理的蓝宝石基板20b，也可以与在专利文献2中记载的一次磨削工序同样地实施两面磨削。由此，能够去除两面的加工应变22a、22b，因此能够确保更高的平坦性。

或者，也可以通过在专利文献2中记载的一次磨削工序，对在蓝宝石基板切出工序11中切出的蓝宝石基板20a的两面进行磨削之后，利用热处理工序12进行热处理。由此，能够利用热处理去除在一次磨削工序中产生的磨削应变。

此外，也可以利用专利文献1和专利文献2中记载的起伏测量工序和起伏复原工序，对通过热处理工序12热处理后的蓝宝石基板20b（或者，通过一次磨削工序对两面进行了磨削的蓝宝石基板）的表面21b的起伏23b进行测量，将载置在台部上的蓝宝石基板的表面21b的起伏23b复原之后，在树脂硬化工序14中使紫外线硬化树脂42硬化。由此，即使在蓝宝石基板的起伏被矫正了的状态下按压于紫外线硬化树脂42时，也能够复原起伏，因此能够确保更高的平坦性。

Claims

1.一种蓝宝石基板的平坦加工方法，其是从蓝宝石单晶体坯料切出的蓝宝石基板的平坦加工方法，所述蓝宝石基板的平坦加工方法包括：

热处理工序，对从蓝宝石单晶体坯料切出的蓝宝石基板进行热处理；

晶片载置工序，将经过了该热处理工序的蓝宝石基板的第1面隔着液体树脂载置在具有保持面的台部上；

树脂硬化工序，在该晶片载置工序之后，使该液体树脂硬化；

第1磨削工序，在该树脂硬化工序之后，对蓝宝石基板的成为该第1面的相反面的第2面进行磨削；

树脂剥离工序，在该第1磨削工序之后，将粘贴于该第1面上的硬化了的该液体树脂剥离；以及

第2磨削工序，在该树脂剥离工序之后，对蓝宝石基板的该第1面进行磨削。