藍(lán)寶石基板的平坦加工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種藍(lán)寶石基板的平坦加工方法，對(duì)于從藍(lán)寶石的坯料切出的藍(lán)寶石基板能夠獲得高平坦性。在熱處理工序（12）中，對(duì)從藍(lán)寶石單晶體坯料切出的藍(lán)寶石基板進(jìn)行熱處理。在晶片載置工序（13）中，將經(jīng)過了熱處理工序（12）的藍(lán)寶石基板的第1面隔著液體樹脂載置在具有保持面的臺(tái)部上。在樹脂硬化工序（14）中，使液體樹脂硬化。在第1磨削工序（15）中，對(duì)藍(lán)寶石基板的第2面進(jìn)行磨削。在樹脂剝離工序（16）中，將粘貼于第1面上的硬化了的該液體樹脂剝離。在第2磨削工序（17）中，對(duì)藍(lán)寶石基板的第1面進(jìn)行磨削。
【專利說明】藍(lán)寶石基板的平坦加工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及從坯料切出的藍(lán)寶石基板的平坦加工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在利用線鋸從坯料切出的晶片的表面具有細(xì)微的起伏(凹凸)和應(yīng)變。因此，對(duì)晶片的兩面進(jìn)行磨削和研磨以實(shí)現(xiàn)平坦化。
[0003]例如，在專利文獻(xiàn)I記載的晶片的平坦化方法中，對(duì)晶片的起伏進(jìn)行測(cè)量，使晶片的一個(gè)面附著于在膜片上涂布液態(tài)樹脂而形成的樹脂層，根據(jù)測(cè)量到的起伏選擇性地對(duì)晶片施加超聲波，使液態(tài)樹脂的粘性局部降低而復(fù)原晶片的起伏，在將液態(tài)樹脂固化之后，對(duì)晶片的另一個(gè)面進(jìn)行磨削來除去起伏，由此，將另一個(gè)面的起伏充分除去以實(shí)現(xiàn)平坦化，而與晶片的一個(gè)面的起伏無關(guān)。
[0004]此外，在專利文獻(xiàn)2記載的晶片的平坦加工方法中，在將晶片的第一面吸引保持于水平保持面來矯正起伏而成為水平的狀態(tài)下對(duì)第二面進(jìn)行磨削來除去應(yīng)變，在將晶片的第二面吸引保持于水平保持面來矯正起伏而成為水平的狀態(tài)下對(duì)第一面進(jìn)行磨削來除去應(yīng)變，由此，在第一面和第二面形成同等的磨削應(yīng)變之后，進(jìn)行平坦化加工，從而有效地除去由晶片的應(yīng)變引起的翅曲，獲得聞平坦度的晶片。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-151099號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開2011-249652號(hào)公報(bào)
[0008]但是，由于藍(lán)寶石的坯料硬，所以在用線鋸進(jìn)行切出時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力較大，在利用線鋸從坯料切出而成為板狀的藍(lán)寶石基板的內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力。過去，由于是在沒有考慮藍(lán)寶石基板內(nèi)部的殘余應(yīng)力的情況下進(jìn)行表面的平坦化加工的，所以存在這樣的課題:由于藍(lán)寶石基板內(nèi)部的殘余應(yīng)力而產(chǎn)生翹曲，無法獲得高平坦性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]該發(fā)明正是鑒于上述情況而完成的，其提供一種從藍(lán)寶石的坯料切出的藍(lán)寶石基板的平坦化加工方法。
[0010]本發(fā)明的藍(lán)寶石基板的平坦加工方法是從藍(lán)寶石單晶體坯料切出的藍(lán)寶石基板的平坦加工方法，其包括:熱處理工序，對(duì)從藍(lán)寶石單晶體坯料切出的藍(lán)寶石基板進(jìn)行熱處理；晶片載置工序，將經(jīng)過了該熱處理工序的藍(lán)寶石基板的第I面隔著液體樹脂載置在具有保持面的臺(tái)部上；樹脂硬化工序，在該晶片載置工序之后，使該液體樹脂硬化;第I磨削工序，在該樹脂硬化工序之后，對(duì)藍(lán)寶石基板的成為該第I面的相反面的第2面進(jìn)行磨削；樹脂剝離工序，在該第I磨削工序之后，將粘貼于該第I面上的硬化了的該液體樹脂剝離；以及第2磨削工序，在該樹脂剝離工序之后，對(duì)藍(lán)寶石基板的該第I面進(jìn)行磨削。
[0011]發(fā)明效果
[0012]根據(jù)本發(fā)明的藍(lán)寶石基板的平坦加工方法，在利用熱處理除去藍(lán)寶石基板內(nèi)部的殘余應(yīng)力之后，進(jìn)行表面的平坦化加工，因此，能夠抑制由殘余應(yīng)力導(dǎo)致的翹曲的產(chǎn)生，能夠確保高平坦性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是表示藍(lán)寶石基板的平坦加工方法的流程圖。
[0014]圖2是表示在藍(lán)寶石基板切出工序中切出的藍(lán)寶石基板的示意圖。
[0015]圖3是表示熱處理裝置的剖視圖。
[0016]圖4是表示通過熱處理工序進(jìn)行了熱處理的藍(lán)寶石基板的示意圖。
[0017]圖5是表不晶片載置工序的不意圖。
[0018]圖6是表示樹脂硬化工序的示意圖。
[0019]圖7是表示磨削裝置的立體圖。
[0020]圖8是表示第I磨削工序的示意圖。
[0021]圖9是表示樹脂剝離工序的示意圖。
[0022]圖10是表示第2磨削工序的示意圖。
[0023]標(biāo)號(hào)說明
[0024]10:藍(lán)寶石基板的平坦加工方法；
[0025]11:藍(lán)寶石基板切出工序；
[0026]12:熱處理工序；
[0027]13:晶片載置工序；
[0028]14:樹脂硬化工序；
[0029]15:第I磨削工序；
[0030]16:樹脂剝離工序；
[0031]17:第2磨削工序；
[0032]20:監(jiān)寶石基板；
[0033]21:表面；
[0034]22:加工應(yīng)變；
[0035]23:起伏；
[0036]30:樹脂覆蓋裝置；
[0037]31:保持構(gòu)件；
[0038]311:按壓墊；
[0039]32:保持部；
[0040]321:吸引面；
[0041]33:臺(tái)部；
[0042]331、511:保持面；
[0043]34:UV 燈；
[0044]41:膜片；
[0045]42:紫外線硬化樹脂；
[0046]421:平坦面；
[0047]50:磨削裝置；
[0048]51:卡盤工作臺(tái)；
[0049]52:工作臺(tái)支承座；
[0050]53:磨削單元；
[0051]531:磨削磨具；
[0052]60:熱處理裝置；
[0053]61:晶片架；
[0054]62:內(nèi)管；
[0055]63:外管；
[0056]631:排氣口；
[0057]64:加熱器；
[0058]65:晶片架升降機(jī)構(gòu)；
[0059]66:退火氣體供給機(jī)構(gòu)。

【具體實(shí)施方式】
[0060]圖1所示的本發(fā)明的藍(lán)寶石基板的平坦加工方法10具有以下的步驟。首先，在藍(lán)寶石基板切出工序11中，使用線鋸從藍(lán)寶石單晶體坯料切出藍(lán)寶石基板。接下來，在熱處理工序12中，對(duì)切出的藍(lán)寶石基板進(jìn)行熱處理。接下來，在晶片載置工序13中，將熱處理后的藍(lán)寶石基板的一個(gè)面(第I面)隔著液體樹脂而載置在具有保持面的臺(tái)部上。接下來，在樹脂硬化工序14中，使液體樹脂硬化。接下來，在第I磨削工序15中，對(duì)藍(lán)寶石基板的相反側(cè)的面(第2面)進(jìn)行磨削。接下來，在樹脂剝離工序16中，將粘貼于藍(lán)寶石基板的第I面上硬化了的液體樹脂剝離。接下來，在第2磨削工序17中，對(duì)藍(lán)寶石基板的第I面進(jìn)行磨削。以下，對(duì)各工序的詳細(xì)情況進(jìn)行說明。
[0061](I)藍(lán)寶石基板切出工序
[0062]在使用線鋸從藍(lán)寶石單晶體坯料切出了藍(lán)寶石基板時(shí)，如圖2所示，在切出的藍(lán)寶石基板20a的兩面21a、21b存在加工應(yīng)變22a、22b或起伏23a、23b。并且，由于加工應(yīng)變22a、22b、以及內(nèi)部的殘余應(yīng)力(未圖示)的影響而在藍(lán)寶石基板20a產(chǎn)生了翹曲。另外，在圖2中，將藍(lán)寶石基板20a的厚度方向放大來強(qiáng)調(diào)表面的凹凸。在后述的圖4?圖6和圖8?圖10中也是同樣。
[0063](2)熱處理工序
[0064]圖3所示的熱處理裝置60具有:晶片架61，在該晶片架61載置切出的藍(lán)寶石基板20a;內(nèi)管62，其包圍晶片架61的周圍；外管63，其與內(nèi)管62連接并包圍內(nèi)管的周圍；力口熱器64，其配置在外管63的外側(cè)；晶片架升降機(jī)構(gòu)65，其將晶片架61取出/放入內(nèi)管62內(nèi)；以及退火氣體供給機(jī)構(gòu)66，其向內(nèi)管62內(nèi)供給退火氣體。
[0065]退火氣體例如為氧20%且氬80%的混合氣體、或空氣等。利用退火氣體供給機(jī)構(gòu)66供給到內(nèi)管62內(nèi)的退火氣體在被朝向收納于晶片架61的多個(gè)藍(lán)寶石基板20a進(jìn)行攪拌之后，通過外管63并從設(shè)置于外管63的排氣口 631排出。外管63阻擋污染藍(lán)寶石基板20a的物質(zhì)從加熱器64進(jìn)入到內(nèi)部。并且，沒有被外管63完全阻擋而進(jìn)入到外管63內(nèi)的物質(zhì)與退火氣體一起排出。
[0066]在熱處理工序12中，將藍(lán)寶石基板20a載置在晶片架61上，晶片架升降機(jī)構(gòu)65將載有藍(lán)寶石基板20a的晶片架61插入到內(nèi)管62內(nèi)。然后,退火氣體供給機(jī)構(gòu)66向內(nèi)管62內(nèi)供給退火氣體,加熱器64對(duì)載置在晶片架61上的藍(lán)寶石基板20a進(jìn)行加熱，以規(guī)定的熱處理溫度進(jìn)行規(guī)定的時(shí)間的熱處理。這樣，通過對(duì)藍(lán)寶石基板20a施加熱處理,來去除藍(lán)寶石基板20a的內(nèi)部的殘余應(yīng)力。并且，通過熱處理，藍(lán)寶石基板20a的表面的加工應(yīng)變22a、22b也被一定程度地去除。熱處理溫度優(yōu)選為例如攝氏900度以上且1650度以下，這是適于藍(lán)寶石的溫度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，通過以攝氏1400度進(jìn)行4小時(shí)的熱處理、或者、以攝氏1250度進(jìn)行4小時(shí)的熱處理，能夠良好地去除藍(lán)寶石基板內(nèi)部的殘余應(yīng)力。
[0067]如圖4所示，熱處理后的藍(lán)寶石基板20b的內(nèi)部的殘余應(yīng)力被去除，加工應(yīng)變22a、22b也被一定程度地去除，翹曲有所減輕。
[0068](3)晶片載置工序
[0069]如圖5所示，樹脂覆蓋裝置30的臺(tái)部33具有水平的保持面331，并利用能透過紫外線的材料形成。在設(shè)置于保持構(gòu)件31的按壓墊311的下表面上的保持部32的吸引面321，吸引并保持藍(lán)寶石基板20b，在為液體的紫外線硬化樹脂42a (液體樹脂)(被滴落于在保持面331所載置的膜片(film) 41上)上載置藍(lán)寶石基板20b。然后，利用按壓墊311以在整個(gè)面上均等的按壓力按壓藍(lán)寶石基板20b，將紫外線硬化樹脂42a按壓擴(kuò)展開，成為紫外線硬化樹脂42a涂布于藍(lán)寶石基板20b的第I面21a整個(gè)面的狀態(tài)。之后，停止來自吸引面321的吸引而將藍(lán)寶石基板20b釋放，使保持構(gòu)件31退避到上方。
[0070](4)樹脂硬化工序
[0071]如圖6所示，透過臺(tái)部33和膜片41，利用UV燈34從下方對(duì)紫外線硬化樹脂42照射紫外線，使紫外線硬化樹脂42a硬化。在硬化后的紫外線硬化樹脂42b的下表面形成了以保持面331為基準(zhǔn)的平坦面421。
[0072](5)第I磨削工序
[0073]圖7所示的磨削裝置50具有:卡盤工作臺(tái)51，其保持藍(lán)寶石基板20 ;工作臺(tái)支承座52，其將卡盤工作臺(tái)51支承成能夠旋轉(zhuǎn)；磨削單元53，其對(duì)在卡盤工作臺(tái)51上保持的藍(lán)寶石基板20的表面進(jìn)行磨削；以及磨削進(jìn)給構(gòu)件54，其使磨削單元53在鉛直方向上移動(dòng)。磨削單元53具備多個(gè)磨削磨具531，該多個(gè)磨削磨具531呈圓環(huán)狀配置并且能夠旋轉(zhuǎn)。
[0074]如圖8所示，使沒有附著硬化了的紫外線硬化樹脂42b的一側(cè)的第2面21b在上方，即，使平坦面421在下方，將隔著紫外線硬化樹脂42b與膜片41結(jié)合的藍(lán)寶石基板20c保持于卡盤工作臺(tái)51的保持面511。然后，磨削進(jìn)給構(gòu)件54使磨削單元53下降，將旋轉(zhuǎn)的磨削單元53的磨削磨具531按壓于第2面21b來對(duì)第2面21b進(jìn)行磨削。由于紫外線硬化樹脂42b的被保持面為平坦面421，所以保持于卡盤工作臺(tái)51的藍(lán)寶石基板20c沒有因藍(lán)寶石基板20c的表面21a的起伏23a而被矯正，能夠?qū)⒌?面21b磨削得平坦。
[0075](6)樹脂剝離工序
[0076]接下來，如圖9所示，在將膜片41從磨削第2面21b而變得平坦的藍(lán)寶石基板20d剝離后，硬化了的紫外線硬化樹脂42b也與膜片41 一起被剝離，從而第I面21a露出。
[0077](7)第2磨削工序
[0078]將剝離了圖9所示的紫外線硬化樹脂42b的藍(lán)寶石基板20d翻轉(zhuǎn)，使未被磨削的一側(cè)的第I面21a在上方，即，使通過磨削而平坦化的第2面21b在下方，將藍(lán)寶石基板20d如圖10所示那樣保持于卡盤工作臺(tái)51的保持面511，將旋轉(zhuǎn)的磨削單元53的磨削磨具531按壓于第I面21a，對(duì)第I面21a進(jìn)行磨削。在第I磨削工序中，第2面21b被磨削成平坦的，沒有通過卡盤工作臺(tái)51的保持而矯正起伏23a，因此，能夠形成第I面21a被磨削得平坦的藍(lán)寶石基板20e。
[0079]這樣，通過對(duì)從藍(lán)寶石單晶體坯料切出的藍(lán)寶石基板實(shí)施熱處理，除去在藍(lán)寶石基板的內(nèi)部殘余的殘余應(yīng)力。由此，藍(lán)寶石基板的翹曲被除去。之后，通過進(jìn)行藍(lán)寶石基板的表面的平坦化加工，能夠消除由藍(lán)寶石基板的翹曲造成的影響，能夠確保高平坦性。
[0080]由此，能夠獲得適宜作為半導(dǎo)體元件的絕緣基板的基板表面，且該基板表面具備超平坦帶有同一結(jié)晶方位的階面(terrace face)和直線狀的規(guī)則的臺(tái)階位(step site)。
[0081]另外，對(duì)于通過熱處理工序12進(jìn)行了熱處理的藍(lán)寶石基板20b，也可以與在專利文獻(xiàn)2中記載的一次磨削工序同樣地實(shí)施兩面磨削。由此，能夠去除兩面的加工應(yīng)變22a、22b，因此能夠確保更高的平坦性。
[0082]或者，也可以通過在專利文獻(xiàn)2中記載的一次磨削工序，對(duì)在藍(lán)寶石基板切出工序11中切出的藍(lán)寶石基板20a的兩面進(jìn)行磨削之后，利用熱處理工序12進(jìn)行熱處理。由此，能夠利用熱處理去除在一次磨削工序中產(chǎn)生的磨削應(yīng)變。
[0083]此外，也可以利用專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2中記載的起伏測(cè)量工序和起伏復(fù)原工序，對(duì)通過熱處理工序12熱處理后的藍(lán)寶石基板20b(或者，通過一次磨削工序?qū)擅孢M(jìn)行了磨削的藍(lán)寶石基板)的表面21b的起伏23b進(jìn)行測(cè)量，將載置在臺(tái)部上的藍(lán)寶石基板的表面21b的起伏23b復(fù)原之后，在樹脂硬化工序14中使紫外線硬化樹脂42硬化。由此，即使在藍(lán)寶石基板的起伏被矯正了的狀態(tài)下按壓于紫外線硬化樹脂42時(shí)，也能夠復(fù)原起伏，因此能夠確保更高的平坦性。
【權(quán)利要求】
1.一種藍(lán)寶石基板的平坦加工方法，其是從藍(lán)寶石單晶體坯料切出的藍(lán)寶石基板的平坦加工方法，所述藍(lán)寶石基板的平坦加工方法包括: 熱處理工序，對(duì)從藍(lán)寶石單晶體坯料切出的藍(lán)寶石基板進(jìn)行熱處理； 晶片載置工序，將經(jīng)過了該熱處理工序的藍(lán)寶石基板的第I面隔著液體樹脂載置在具有保持面的臺(tái)部上； 樹脂硬化工序，在該晶片載置工序之后，使該液體樹脂硬化； 第I磨削工序，在該樹脂硬化工序之后，對(duì)藍(lán)寶石基板的成為該第I面的相反面的第2面進(jìn)行磨削； 樹脂剝離工序，在該第I磨削工序之后，將粘貼于該第I面上的硬化了的該液體樹脂剝離；以及 第2磨削工序，在該樹脂剝離工序之后，對(duì)藍(lán)寶石基板的該第I面進(jìn)行磨削。
【文檔編號(hào)】B24B9/16GK104070446SQ201410110843
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月27日
【發(fā)明者】黑川浩史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社迪思科