CN103503112B - 半导体元件用基板的弯曲矫正装置及弯曲矫正方法 - Google Patents

半导体元件用基板的弯曲矫正装置及弯曲矫正方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及半导体元件用基板的弯曲矫正装置及弯曲矫正方法。该弯曲矫正装置具备：喷射机构，其包含进行喷射处理的喷嘴；吸附台，其在主面侧或成膜面侧吸附并保持半导体元件用基板；移动机构，其按照使半导体元件用基板相对于由喷嘴喷射的喷射材料的喷射区域而相对移动的方式使吸附台移动；喷射处理室，其收容被保持于吸附台的半导体元件用基板，且在内部进行喷射处理；测定机构，其测定半导体元件用基板的弯曲；及控制装置，其基于目标弯曲量与由测定机构测定出的弯曲量之差，进行喷射机构的喷射处理条件的设定处理及已进行了喷射处理的半导体元件用基板是否合格的判断中的至少一方。

Description

半导体元件用基板的弯曲矫正装置及弯曲矫正方法
技术领域
本发明涉及用于矫正产生在蓝宝石基板等半导体元件用基板的弯曲的半导体元件用基板的弯曲矫正装置及弯曲矫正方法。
背景技术
发光二极管等半导体元件通过利用外延结晶生长在蓝宝石等半导体元件用基板的主面(研磨面)形成半导体膜、例如GaN系列化合物半导体膜且形成电极等来制造。半导体膜是一边加热半导体元件用基板一边成膜，其后冷却至常温。因此，因冷却时半导体元件用基板与半导体膜的热膨胀差，而产生向半导体膜侧凸出的弯曲。
为了矫正该弯曲，例如，专利文献1中揭示有使用以4.9×104～4.9×106Pa的压力按压的大型压制装置来矫正弯曲的技术。另外，专利文献2中揭示有通过对蓝宝石基板的内部聚光和扫描脉冲激光来改造内部从而矫正弯曲的技术。
专利文献1：日本特开2003-128499号公报
专利文献2：日本特开2010-165817号公报
在专利文献1所记载的技术中，需要在进行外延生长的MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，有机金属化学汽相淀积)装置中设置压制机构，装置成本增大并且不适合大量生产。另外，在增大以大量生产为目的的半导体元件用基板大小的要求中，还可能发生按压时的半导体元件用基板破裂等的发生频率变高从而产率下降的情况。
在专利文献2所记载的技术中，为了将激光照射至蓝宝石基板的内部而要求较高的表面粗糙度，所以研磨工序的负荷增大。另外，为了向规定位置照射激光而要求较高的位置精度，所以装置成本增加。另外，在于成膜之后照射激光来进行半导体元件用基板的改造的情况下，因为弯曲量根据成膜的膜的材质、膜厚等而变化或者即使为相同的成膜条件弯曲量仍产生偏差，所以有可能即使使激光的照射条件一定弯曲的矫正量仍不稳定，从而产率无法提高。
在本技术领域中，期待一种能够以高效率的且适合大量生产的方法来矫正半导体用基板的弯曲的半导体元件用基板的弯曲矫正装置及弯曲矫正方法。
发明内容
本发明的一方式所涉及的装置是一种矫正半导体元件用基板的弯曲的弯曲矫正装置，其具备：喷射机构，其具有喷嘴，该喷嘴进行向上述半导体元件用基板中的主面的相反侧或成膜面的相反侧即背面喷射喷射材料的喷射处理；吸附台，其吸附上述半导体元件用基板的主面或成膜面来保持上述半导体元件用基板；移动机构，其按照使上述半导体元件用基板相对于由上述喷嘴喷射的喷射材料的喷射区域而相对移动的方式来使上述吸附台移动；喷射处理室，其收容被保持于上述吸附台的上述半导体元件用基板，且在内部进行喷射处理；测定机构，其测定上述半导体元件用基板的弯曲量；以及控制装置，其基于预先设定的目标弯曲量与由上述测定机构测定出的上述半导体元件用基板的弯曲量之差，进行上述喷射机构的喷射处理条件的设定处理及已进行了喷射处理的上述半导体元件用基板是否合格的判断中的至少一方。
本发明的一方式所涉及的装置由喷射机构等装置成本低的单元构成，并且能够进行如下的喷射处理：基于预先设定的目标弯曲量和由测定机构测定出的半导体元件用基板的弯曲量设定适当的喷射处理条件来矫正半导体元件用基板的弯曲。因此，根据该装置，能够以高效率的且适合大量生产的方法来矫正半导体用基板的弯曲。另外，因为该装置能够通过测定机构对已进行了喷射处理的半导体元件用基板的弯曲量进行测定且进行判断是否为目标弯曲量以下(目标弯曲量的允许范围内)的是否合格的判断，所以能够提高产率，并且能够高效地进行弯曲矫正处理。
在一实施方式中，上述吸附台可包括：吸附部，其设于载放上述半导体元件用基板的区域，且吸附并固定上述半导体元件用基板；以及净化部，其设于上述区域内且比上述吸附部更靠上述区域的外缘侧，且从在上述半导体元件用基板的外缘与吸附台之间形成的间隙向上述区域外喷射压缩空气。
半导体元件用基板在被吸附并固定于吸附台的状态下发生弯曲。因此，有可能在半导体元件用基板的外周端部在半导体元件用基板与吸附台之间形成间隙，喷射材料进入从而损伤在半导体元件用基板的主面形成有半导体膜的成膜面或主面。根据一实施方式所涉及的发明，因为通过净化部将压缩空气从半导体元件用基板与吸附台的间隙向载放有半导体元件用基板的区域的外侧喷射，所以能够防止喷射材料侵入至间隙。因此，能够防止半导体元件用基板因喷射材料而损伤。
在一实施方式中，上述吸附台也可以包括吸附部，该吸附部至少设于与上述半导体元件用基板的外缘且未形成半导体元件的区域相对应的位置，且吸附并固定上述半导体元件用基板。
通过如此构成，因为能够在半导体元件用基板的外缘(外周附近)的区域且未形成半导体元件的区域吸附并保持半导体元件用基板，所以能够防止因喷射材料的侵入而损伤半导体元件。
在一实施方式中，也可以构成为上述喷射机构及上述吸附台中的至少一方按照向上述半导体元件用基板的上述整个背面喷射喷射材料的方式，相对于由上述喷嘴喷射的喷射材料的喷射区域来相对扫描上述半导体元件用基板。
通过如此构成，因为通过在喷射处理中对整个背面喷射喷射材料，能够使由喷射材料产生的碰撞能量作用于半导体元件用基板整体，所以能够有效地矫正弯曲。
在一实施方式中，也可以在上述喷射处理室的一侧面设置吸引并除去喷射材料的吸引部，并且在上述喷射处理室的另一侧面形成使保持有上述半导体元件用基板的上述吸附台通过的开口部，并且上述开口部被开口成在插入保持有上述半导体元件用基板的上述吸附台时在与该吸附台或该半导体元件用基板之间形成用于吸引外部空气的空隙的大小。
通过如此构成，因由吸引部吸引的外部空气而产生从开口部朝向吸引部的气流。因此，由喷射机构喷射的喷射材料不会绕回至半导体元件用基板的主面或成膜面而是朝向吸引部。由此，能够避免由于喷射材料而因喷射材料损伤该主面或该成膜面，或者喷射材料附着。另外，能够避免喷射材料从该开口部漏出至喷射处理室的外部。
在一实施方式中，上述喷射处理室的内部也可以由形成有不妨碍上述半导体元件用基板的移动的狭缝的壁部而分隔。在一实施方式中，也可以构成为，上述吸附台构成为通过上述移动机构在水平面内可移动，上述壁部配置成铅直方向的两端部与上述喷射处理室的上表面及底部连接且包围上述喷嘴的喷射区域，上述狭缝形成在与上述吸附台可移动的水平面内重叠的位置。
通过如此构成，通过壁部能够防止喷射材料扩散至整个喷射处理室。另外，通过上述狭缝，能够避免干扰用于处理半导体元件用基板的动作。
在一实施方式中，该装置也可以具备清洁机构，该清洁机构设于上述喷射处理室的开口部侧的侧面，用于除去附着于半导体元件用基板的喷射材料。通过如此构成，在将半导体元件用基板从该喷射处理室取出时，能够通过清洁机构除去附着于该半导体元件用基板表面的喷射材料。因此，能够避免喷射材料漏出至喷射材料处理室外。
在一实施方式中，也可以在上述是否合格的判断中，当判断为已进行了喷射处理的半导体元件用基板的弯曲比上述目标弯曲量大的情况下，上述控制装置使上述喷射机构动作，以便再次进行喷射处理。
通过如此构成，由于在弯曲矫正处理之后测定半导体元件用基板的弯曲量，并且当判断为比目标弯曲量大的情况下，再次进行弯曲矫正处理，所以能够使产率提高，并且能够高效地进行弯曲矫正处理。
在一实施方式中，也可以构成为上述控制装置使上述喷射机构动作以进行如下处理：粗矫正处理，其基于大于目标弯曲量的临时目标弯曲量来设定喷射处理条件并进行喷射处理；以及细矫正处理，其在粗矫正处理之后基于目标弯曲量来设定喷射处理条件并进行喷射处理。通过如此构成，能够在粗矫正处理中使处理效率提高，通过细矫正处理来确保矫正精度。
本发明的另一方式所涉及的方法是一种使用半导体元件用基板的弯曲矫正装置的半导体元件用基板的弯曲矫正方法，该半导体元件用基板的弯曲矫正装置具备：测定机构，其测定半导体元件用基板的弯曲量；控制装置，其用于计算预先设定的目标弯曲量与由上述测定机构测定出的半导体元件用基板的弯曲量数据的差，来进行喷射条件的设定以及已进行了弯曲矫正处理的该半导体元件用基板是否合格的判断中的至少一方，该喷射条件的设定用于进行通过向上述背面喷射喷射材料来矫正该半导体元件用基板的弯曲的弯曲矫正处理；以及喷射机构，其具备喷嘴，该喷嘴用于进行将喷射材料喷射至半导体元件用基板的主面的相反侧或成膜面的相反侧即背面的喷射处理。该方法包括：由上述测定机构测定半导体元件用基板的弯曲量的步骤；计算由上述测定机构测定出的弯曲量数据与预先设定的目标弯曲量的差来设定喷射处理条件的步骤；在上述喷射处理条件下从半导体元件用基板的主面的相反侧或成膜面的相反侧即背面喷射喷射材料来进行弯曲矫正处理的步骤；以及判断已进行了弯曲矫正处理的半导体元件用基板的弯曲量是否为预先设定的目标弯曲量以下的步骤。
另外，本发明的另外一方式所涉及的方法是一种使用上述半导体元件用基板的弯曲矫正装置的半导体元件用基板的弯曲矫正方法，其包括：由上述测定机构测定半导体元件用基板的弯曲量的步骤；将已测定了弯曲量的半导体元件用基板输送至上述吸附台上，并将该半导体元件用基板保持于该吸附台的步骤；基于由上述测定机构测定出的弯曲量与预先设定的目标弯曲量的差，来设定上述喷射机构的喷射处理条件的步骤；在上述喷射处理条件下从半导体元件用基板的主面的相反侧或成膜面的相反侧即背面喷射喷射材料来进行弯曲矫正处理的步骤；将已进行了弯曲矫正处理的半导体元件用基板输送至上述测定机构，来测定该半导体元件用基板的弯曲量的步骤；以及判断已进行了弯曲矫正处理的半导体元件用基板的弯曲量是否为预先设定的目标弯曲量以下的步骤。
根据上述方法，不需要复杂的处理步骤就可以矫正半导体元件用基板的弯曲。由此，能够降低弯曲矫正装置的制造成本。另外，能够减小弯曲矫正装置的大小。
在一实施方式中，上述半导体元件用基板的弯曲量可以通过相对于1条直线测定并计算3～6点的距离基准位置的高度来计算出。通过如此构成，由于以少量的测定点数就能够计测半导体元件用基板的弯曲量，所以能够缩短处理时间。
在一实施方式中，进行上述弯曲矫正处理的步骤也可以在形成抗蚀剂膜的步骤之前进行，该抗蚀剂膜用于在形成于上述半导体元件用基板上的薄膜层上形成电路图案。通过如此构成，由于在已矫正弯曲的半导体元件用基板形成抗蚀剂膜，所以能够更准确地形成电路图案。
根据本发明的各种方式及实施方式，提供一种能够以高效率的且适合大量生产的方法来矫正半导体用基板的弯曲的半导体元件用基板的弯曲矫正装置及弯曲矫正方法。
附图说明
图1是表示半导体元件用基板的弯曲的矫正方法的原理的说明图。
图2是表示半导体元件用基板的弯曲矫正装置的结构的示意图。
图3是表示进行喷射处理时的喷嘴、吸附台及喷射处理室的位置关系以及它们的构造的纵剖面说明图。
图4是表示喷射处理室的内部构造的俯视说明图。
图5是沿图4所示的V-V线的剖面图。
图6是表示吸附台的构造的说明图。图6(A)是纵剖面说明图，图6(B)是图6(A)的B-B剖面图，图6(C)是图6(A)的C-C剖面图。
图7是表示弯曲矫正装置的动作的流程图。
图8是表示测定机构的弯曲测定方法的示意图。
图9是表示喷射处理中的吸附台的扫描轨迹的示意图。
具体实施方式
参照附图对实施方式所涉及的弯曲矫正装置进行说明。弯曲矫正装置例如是向半导体元件用基板喷射喷射材料来矫正弯曲的装置。
由弯曲矫正装置矫正弯曲的半导体元件用基板例如为由蓝宝石、SiC、GaAS、GaP、GaAlAs等构成的基板，并且为用于在主面成膜半导体膜、例如GaN系列化合物半导体膜，来形成发光二极管(LED)元件或激光二极管(LD)元件等半导体元件的基板。
图1是表示由喷射处理矫正半导体元件用基板的弯曲的方法的示意图。成膜有GaN系列化合物等半导体膜G的蓝宝石晶圆等半导体元件用基板W，其主面上成膜有半导体膜G的成膜面侧产生凸出那样的弯曲。通过使喷嘴N向产生弯曲的半导体元件用基板W的背面侧喷射并碰撞喷射材料F，能够不对半导体元件用基板W的成膜面或主面造成损伤地矫正弯曲。
如图2所示，实施方式所涉及的半导体元件用基板的弯曲矫正装置1例如具备喷射机构10、输送机构52、吸附台20、移动机构30、测定机构51、喷射处理室40、吸引部40b以及控制装置54。喷射机构10具备用于进行将喷射材料向半导体元件用基板W喷射的喷射处理的喷嘴11。输送机构52输送半导体元件用基板W。输送机构52例如在测定机构51与喷射处理室40之间输送半导体元件用基板W。吸附台20吸附半导体元件用基板W的成膜面或主面来保持半导体元件用基板W。移动机构30按照使半导体元件用基板W相对于由喷嘴11喷射的喷射材料的喷射区域而相对移动的方式来使吸附台20移动。测定机构51测定半导体元件用基板W的弯曲量。喷射处理室40收容被保持于吸附台20的半导体元件用基板W。在喷射处理室40的内部进行喷射处理。吸引部40b在喷射处理室40中从吸附台20的侧面方向吸引并除去喷射材料。控制装置54控制上述各装置等的动作。作为控制装置54，例如可使用个人计算机等各种计算装置、可编程逻辑控制器(PLC)及数字信号处理器(DSP)等运动控制器、多功能移动终端以及多功能手机等。半导体元件用基板W区分弯曲矫正处理前、处理后而收容于箱体53。
喷射机构10具备喷嘴11和储存喷射材料的储存罐(未图示)。另外，喷射机构10例如具备喷射材料漏斗12、压缩空气供给装置(未图示)、回收装置13、分级装置14以及集尘器15。喷射材料漏斗12向喷嘴11定量供给规定量的喷射材料。压缩空气供给装置向喷嘴11供给压缩空气。回收装置13与吸引部40b连接而回收喷射处理后的喷射材料。分级装置14将由回收装置13回收的喷射材料分级为可使用的喷射材料与不可使用的喷射材料。集尘器15从分级装置14排气并除去粉尘。
如图2和图3所示，喷嘴11具备气体喷射部11a、供给口11b、混合室11c以及喷射材料喷射部11d。气体喷射部11a与压缩空气供给装置连接。供给口11b与喷射材料漏斗12连接而供给喷射材料。混合室11c分别与气体喷射部11a及供给口11b连通，将从气体喷射部11a供给的压缩空气与从供给口11b供给的喷射材料混合，形成气固二相流。喷射材料喷射部11d将从混合室11c导入的气固二相流喷射至被加工物。喷嘴11以向垂直下方可喷射的方式配置于喷射处理室40的上表面，从而能够对吸附并固定于吸附台20的半导体元件基板W进行喷射处理。本实施方式中，采用喷射口11e形成为长方形的喷嘴11。由此，因为能够增大通过1次扫描而喷射喷射材料的区域，所以能够提高喷射处理的效率。
通过喷射机构10进行的喷射材料的喷射处理以如下的要领进行。若向喷嘴11的气体喷射部11a供给压缩空气，则从顶端朝向喷射材料喷射部11d喷射压缩空气。由喷射材料漏斗12控制喷射材料的供给量，并且通过当压缩空气从气体喷射部11a通过混合室11c时产生的负压，而将喷射材料从供给口11b供给至混合室11c。输送至混合室11c的喷射材料与从气体喷射部11a喷射的压缩空气混合并加速，通过喷射材料喷射部11d，从喷射口11e向半导体元件用基板W喷射。
如图4和图6所示，吸附台20形成为水平面为长方形的薄长方体状。吸附台20的一端部安装于移动机构30，在其相反侧的另一端部的上表面(载放有半导体元件用基板的区域)设有吸附半导体元件用基板W的吸附部21。吸附部21例如由聚醚醚酮(PEEK)材料形成，以使不会在半导体元件用基板W的吸附面产生吸附痕。除了PEEK材料以外，也可考虑腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶等，只要为不产生吸附痕的材料，并无特别限定。与吸附部21邻接设置有负压部22。负压部22例如具有排列成同心圆状的开口。此处，负压部22按开口位置为双重同心圆的方式形成。负压部22与吸引管24连通，产生负压，吸引半导体元件用基板W，并固定于吸附部21。在吸附台20上载放半导体元件用基板W的区域且在吸附部21的外侧(该区域的外缘侧)形成有环状的净化部23。净化部23与供给压缩空气的净化管25连通，能够将压缩空气从在半导体元件用基板W的外缘与吸附台20之间所形成的间隙朝向外侧(区域外)喷射。
移动机构30例如为X-Y载物台等移动机构，其按照使得相对于由喷嘴11喷射的喷射材料的喷射区域FA来相对移动吸附并保持于吸附台20的半导体元件用基板W的方式来使吸附台20移动。本实施方式中，喷嘴11固定于喷射处理室40，通过仅移动吸附台20来使半导体元件用基板W相对于喷射材料的喷射区域FA相对移动。此处，将移动机构30插入喷射处理室40的内部的方向设为X方向，将与该插入方向水平的垂直方向设为Y方向。
如图3和图4所示，在喷射处理室40的侧面形成有用于将吸附并保持于吸附台20的半导体元件用基板W收容于喷射处理室40内部的开口部(收容口40a)，与收容口40a邻接设置有通过送风来吹散并吸引除去附着于半导体元件用基板W的喷射材料的清洁机构41。喷射处理室40在收容口40a的相反侧的侧面直接连接于回收装置13，并由以不妨碍吸附台20的水平方向的移动(参照图9)的方式而形成有狭缝的壁部40c划分(参照图5)。如图5所示，壁部40c的狭缝的宽度(高度方向)按照大于半导体元件用基板W及吸附台20的厚度，且半导体元件用基板W及吸附台20厚度与狭缝宽度的差变小的方式形成。另外，如图3和图4所示，形成有从吸附台20的侧面吸引除去喷射材料的吸引部40b。
收容口40a被开口成在插入了载放有半导体元件用基板W的吸附台20时在与半导体元件用基板W及吸附台20之间形成空隙那样的大小。通过由与吸引部40b连接的回收装置产生的吸引力而从上述空隙吸引外部空气。其结果，在喷射处理室40的内部产生从收容口40a朝向吸引部40b的气流。若收容口40a过大，则压力损失变大，若过小，则变得难以吸引外部空气，都妨碍上述气流的产生。收容口40a与半导体元件用基板W的间隙例如可设为0.5mm～5.0mm。
喷射处理室40的内部由壁部40c划分为空间A1和空间A2。壁部40c沿与X方向及Y方向垂直的方向(铅直方向)延伸，其两端部与喷射处理室40的天花板面(上表面)及底部连接，且包围由喷嘴11喷射的喷射材料的喷射区域FA而进行配置。即，在空间A1的上表面配置有喷嘴11，由该喷嘴11喷射出的喷射材料的大部分被壁部40c阻碍而不会朝向空间A2地由回收装置回收。狭缝形成于壁部40c中的与吸附台20可移动的水平面内重叠的位置。
由清洁机构41进行的送风并非仅喷射压缩空气，也可赋予其它手段。例如，也可将少许水分或静电消除剂和压缩空气一起喷射，也可通过电晕放电等将离子或自由基和压缩空气一起喷射，也可与超声波组合(超声波送风)。
测定机构51是测定半导体元件用基板W的弯曲的装置，能够采用激光位移计、利用干涉条纹的非接触式测定装置或者探针等接触式测定装置等公知的测定装置。在本实施方式中采用激光位移计。
输送机构52是用于在箱体53、测定机构51以及吸附台20之间输送半导体元件用基板W的单元，例如能够采用机械臂等。
接下来，对使用弯曲矫正装置1的弯曲矫正处理进行说明。图7是表示弯曲矫正装置1的动作的流程图。
首先，通过测定机构51测定成膜有半导体膜的半导体元件用基板W的弯曲(S10、S12)。如图7所示，通过输送机构52将半导体元件用基板W从处理前的箱体53向测定机构51输送(S10)。然后，进行半导体元件用基板W的弯曲的测定。图8是弯曲的测定方法的一个例子。如图8所示，按在半导体元件用基板W的研磨成镜面的主面上成膜有半导体膜的成膜面Ws成为上方的方式载放于测定台，利用激光位移计从上方扫描测定区域，测定高度(S12)。为了更高精度地计测弯曲量，进行从成膜面Ws侧的测定，但根据测定方法或要求的测定精度的不同，也可从成膜面Ws的相反侧即背面Wr侧进行测定。测定区域例如为与半导体元件用基板W的定向平面W1成45°角度的2条直线上。弯曲量由半导体元件用基板W的最大高度与最小高度的差Δt定义。在控制装置54中储存预先测定/设定的校准曲线，计算该Δt与预先设定的目标弯曲量的差，基于该结果，设定喷嘴11的动作等的喷射处理条件。
其次，通过输送机构52将半导体元件用基板W输送至吸附台20(S14)。半导体元件用基板W按在研磨成镜面的主面上成膜有半导体膜的成膜面Ws与吸附台20的吸附部21接触的方式进行载放，通过在负压部22中产生的负压进行吸附固定。此时，从净化部23喷出压缩空气，喷出的空气从半导体元件用基板W的成膜面Ws与吸附台20的间隙朝向外方向流出。
然后，吸附台20通过移动机构30而移动，半导体元件用基板W从喷射处理室40的收容口40a导入至喷射处理室40内(S14)。
然后，从喷嘴11喷射喷射材料，通过移动机构30使吸附台20移动，在喷射材料的喷射区域FA内扫描半导体元件用基板W，以喷射材料均匀地喷射至整个背面Wr的方式进行喷射处理(S16)。因为通过在喷射处理中向整个背面Wr喷射喷射材料，能够使由喷射材料产生的碰撞能量作用于半导体元件用基板W整体，所以能够有效地矫正弯曲。此处，通过将喷射材料大致垂直地喷射至背面Wr而能够使碰撞能量有效地作用，并且能够防止喷射处理后的半导体元件用基板W的不平整等。
如图9所示，半导体元件用基板W的中心C的扫描轨迹T是从半导体元件用基板W的端部沿X方向向喷射材料的喷射区域FA扫描，以规定的间距向Y方向偏移后返回至X方向，重复进行上述动作而梳齿状地进行扫描的轨迹。此处，在喷射口11e形成为长方形的情况下，通过以长边成为Y方向的方式进行配置，能够增大由1次X方向的扫描所形成的喷射材料的喷射宽度，所以能够提高喷射处理的效率。
由于半导体元件用基板W在被吸附且固定于吸附台20的状态下向下凸出而弯曲，所以有可能在半导体元件用基板W的外周端部在半导体元件用基板W与吸附部21之间出现间隙，从而喷射材料进入而损伤成膜面Ws。在一实施方式中，因为通过净化部23将压缩空气从半导体元件用基板W的成膜面Ws与吸附台20的间隙喷射至外侧，所以能够防止喷射材料侵入至间隙，因而能够防止损伤成膜面Ws。
喷射至半导体元件用基板W的喷射材料通过回收装置13从吸引部40b吸引回收。由于吸引部40b以从吸附台20的侧面方向吸引喷射材料的方式而构成，所以能够使喷射材料难以附着在半导体元件用基板W的背面Wr。通过回收装置13吸引回收的喷射材料在分级装置14中被分级。在分级装置14中被分级的喷射材料之中，仅具有一定值以上的粒子直径的可再利用的喷射材料被重新投入至喷射材料漏斗12的储存罐中使用。由于吸引部40b直接连接于回收装置13，所以导管的磨损或压损较小，并且能够产生较大的吸引力有效地吸引回收喷射材料。
喷射处理结束后的半导体元件用基板W通过移动机构30从喷射处理室40的收容口40a搬出至喷射处理室40的外部(S18)。此时，通过配置于收容口40a的近前的清洁机构41吹散并吸引除去附着于半导体元件用基板W的喷射材料。此处，由于喷射处理室40的内部成为负压，所以喷射材料等不会从收容口40a泄漏至外部。
然后，结束喷射处理的半导体元件用基板W通过输送机构52被输送至测定机构51来测定弯曲量(S18、S20)。在控制装置54中，进行被测定出的弯曲量是否为预先设定的目标弯曲量以下的是否合格的判断。在判断为目标弯曲量以下、即为目标弯曲量的允许范围内(合格)的情况下，结束弯曲矫正处理，半导体元件用基板W由输送机构52输送，并收容于处理后的半导体元件用基板W用的箱体53(S22：是、S23)。然后，输送机构52从处理前的箱体53取出未处理的半导体元件用基板W，供给至弯曲矫正处理(喷射处理)。
在控制装置54中，在判断为被测定出的弯曲量比目标弯曲量大(不合格)的情况下，基于该弯曲量来设定喷射处理条件，并再次进行弯曲矫正处理(S22：否、S24：设定处理)。即，再次执行上述S14～S20的步骤。在第2次弯曲矫正处理之后弯曲量仍比目标弯曲量大的情况下，可作为不合格品处理。由此，能够提高产率，并且能够高效地进行弯曲矫正处理。另外，可适当设定重复进行几次弯曲矫正处理。至此结束图7所示的动作。
另外，图7所示的弯曲矫正处理也可分为如下2个阶段来进行：基于大于目标弯曲量的临时目标弯曲量来设定喷射处理条件而进行弯曲矫正处理(喷射处理)的粗矫正处理；以及在粗矫正处理之后基于目标弯曲量来设定喷射处理条件而进行微调整的细矫正处理。
例如，在将处理前的弯曲量为150μm的半导体元件用基板W的目标弯曲量设为20μm以下的情况下，在粗矫正处理中设定如临时目标弯曲量为50μm以下的那样的喷射处理条件来进行喷射处理，在测定弯曲量之后，能够设定弯曲量为20μm以下的喷射处理条件来再次进行喷射处理。由此，能够在粗矫正处理中提高处理效率，并且通过细矫正处理确保矫正精度。另外，在通过粗矫正处理将弯曲量控制在规定范围内的情况下，不进行细矫正处理就结束弯曲矫正处理。
在喷射处理中，喷射材料、喷射速度及喷射压力等喷射条件、半导体元件用基板W的扫描条件等对应于半导体元件用基板材料、半导体膜的材质、弯曲量等而适当选择、设定。
例如，以下表示矫正成膜有GaN系列化合物半导体膜的4英寸蓝宝石基板的弯曲的情形。对于喷射材料而言，只要能够向半导体元件用基板W给予充分的碰撞能量，其材质等可为任意，例如能够优选使用平均粒子直径为10～70μm的氧化铝研磨粒。若平均粒子直径过大，则有可能半导体元件用基板W的背面Wr的表面粗糙度下降，若过小，则有可能碰撞能量不足。
另外，对于喷射条件，考虑喷射材料的种类，且根据喷射压力、喷射量等来设定。例如，能够将喷射压力设为0.2～0.5MPa，更优选设为0.2～0.4MPa。若喷射压力过高，则有可能喷射材料的碰撞能量过强而造成半导体元件用基板W的破裂等，若过低，则有可能由于碰撞能量变小而矫正弯曲所需的时间变长。例如能够将喷射量设为100～400g/min。若喷射量过少，则有可能为满足覆盖率(相对于基板的喷射密度)而需要长时间，若过多，则有可能立即满足覆盖率而无法充分矫正弯曲。另外，喷射量依赖于向喷嘴的喷射材料的供给量。在为了增加喷射量而将喷射材料过多地供给至喷嘴的情况下，由于无法良好地将喷射材料供给至喷嘴，所以有可能喷射材料被脉动喷射，而无法均匀地进行弯曲的矫正。吸附台20的扫描条件也依赖于喷嘴11的种类。例如，在使用喷射口11e为15×4.8mm的长方形的喷嘴11的情况下，考虑覆盖率，能够从5～200mm/sec选择吸附台20的相对移动速度，并将进给间距设为20mm。但是，由于从喷嘴11喷射的喷射区域FA的范围因喷射距离而变化，所以需要相对于喷射距离选定最佳的进给间距。
通过弯曲矫正装置1矫正弯曲后的半导体元件用基板W通过形成抗蚀剂膜并进行蚀刻而在半导体膜(薄膜层)上形成电路图案。抗蚀剂膜的形成一般使用光阻剂。由于在无弯曲的半导体元件用基板W形成抗蚀剂膜，所以电路图案的边界可清晰显影。在电路图案的边界无法清晰显影的情况下，由于在之后的蚀刻步骤中无法形成牢固的电路图案，所以导致半导体元件的质量降低。例如，在LED等光学元件的情况下，因其边界未能清楚显影，所以半导体元件的厚度变得不均匀从而亮度下降。
蚀刻步骤之后，向成膜的化合物半导体上形成透明电极、垫片电极、保护膜等。而且，由激光等形成划线，沿着该划线切割加工成半导体元件(芯片)。因为通过矫正弯曲，能够使电极的厚度均匀，所以能够降低电阻值。由此，在制作LED等发光元件的情况下，能够提高亮度。另外，由于没有激光划线中的焦点偏移，所以能够降低切割步骤中的不良而提高产率。
此外，在从半导体元件用基板W制造半导体元件的步骤中，能够消除半导体元件用基板W的弯曲对半导体元件的特性、产率等造成的不良影响。
(变形例)
在上述实施方式中，通过由移动机构30使吸附台20移动，来使半导体元件用基板W相对于已固定的喷嘴11相对移动，但也可以通过使喷嘴11包括其它的移动机构而使喷嘴11进行扫描，或同时使喷嘴11和吸附台20移动，来使半导体元件用基板W相对于喷嘴11相对移动。
在半导体元件用基板W的外周附近存在未形成半导体元件的区域，例如距离最外周1mm的区域。因此，能够采用如下结构：将吸附部21例如形成为环状并设于至少与该区域相对应的位置，并在该区域能够吸附保持半导体元件用基板W。由此，能够不设净化部23就防止因喷射材料的侵入而损伤半导体元件。
在上述实施方式中，喷嘴11配置成相对于半导体元件用基板W可大致垂直地进行喷射，但也可倾斜配置。例如，由于若使喷嘴11向与回收装置13的相反侧倾斜，则与半导体元件用基板W碰撞后的喷射材料朝向回收装置13侧，所以能够高效地吸引除去。
在上述实施方式中，使用吸引式的喷嘴11，但也可应用在通过供给至喷射材料漏斗12的储槽的压缩空气来定量储存罐内的喷射材料之后而喷射喷射材料的加压式(直压式)的喷嘴。另外，喷嘴11的喷射口11e的形状并不限定于长方形，可使用圆形等各种形状。
虽然对半导体元件用基板W的整个背面Wr进行了喷射处理，但对半导体元件用基板W的弯曲较小的情形等而言，也可通过对半导体元件用基板W的中心部等进行定点喷射来进行喷射处理。
也可在于半导体元件用基板W上成膜半导体膜之前进行喷射处理，将预测成膜后会产生的弯曲量预先赋予至相反方向。由此，能够在半导体膜的成膜之后不产生弯曲。
在上述实施方式中，对进行喷射处理条件的设定处理及是否合格的判断的例子进行了说明，但也可仅执行其中任意一个。
(实施例)
对将通过实施方式所涉及的弯曲矫正装置1来矫正半导体元件用基板的弯曲的结果作为实施例进行说明。在本实例中，准备3片在φ4英寸厚度0.65μm的蓝宝石基板上成膜有3～5μm左右的GaN系列化合物半导体的半导体元件用基板W，使用实施方式所记载的弯曲矫正装置，以表1的条件矫正该半导体元件用基板W的弯曲。
[表1]
喷嘴大小 15.0×4.8mm
吸附台的相对移动速度 100mm/sec
进给间距 17mm
扫描次数 2次
将每次扫描的弯曲的变化示于表2。可知在任何条件下，弯曲量均被矫正至10μm以下，通过实施方式所涉及的弯曲矫正装置1，能够矫正半导体元件用基板的弯曲。
[表2]
(实施方式的效果)
根据实施方式所涉及的半导体元件用基板的弯曲矫正装置1以及弯曲矫正方法，因为喷射机构10等装置组成部分由装置成本较低的单元构成，并且能够进行基于预先设定的目标弯曲量及由测定机构51测定出的半导体元件用基板W的弯曲数据来设定适当的喷射处理条件并矫正半导体元件用基板W的弯曲的弯曲矫正处理，所以能够以高效率且适合大量生产的方法来矫正半导体元件用基板W的弯曲。另外，因为能够通过测定机构51测定进行了弯曲矫正处理的半导体元件用基板W的弯曲并判断是否为目标弯曲量以下，所以能够提高产率，并且能够高效地进行弯曲矫正处理。
图中符号说明：
1…弯曲矫正装置；10…喷射机构；11…喷嘴；11a…气体喷射部；11b…供给口；11c…混合室；11d…喷射材料喷射部；11e…喷射口；12…喷射材料漏斗；13…回收装置；14…分级装置；15…集尘器；20…吸附台；21…吸附部；22…负压部；23…净化部；24…吸引管；25…净化管；30…移动机构；40…喷射处理室；40a…收容口；40b…吸引部；40c…壁部；41…清洁机构；51…测定机构；52…输送机构；53…箱体；54…控制装置；W…半导体元件用基板；Ws…成膜面；Wr…背面；FA…喷射材料的喷射区域。

Claims (16)

1.一种半导体元件用基板的弯曲矫正装置，对半导体元件用基板的弯曲进行矫正，该半导体元件用基板的弯曲矫正装置具备：
喷射机构，其具有进行向所述半导体元件用基板中的主面的相反侧或成膜面的相反侧亦即背面喷射喷射材料的喷射处理的喷嘴；
吸附台，其吸附所述半导体元件用基板的主面或成膜面来保持所述半导体元件用基板；
移动机构，其按照使得所述半导体元件用基板相对于由所述喷嘴喷射的喷射材料的喷射区域相对移动的方式来使所述吸附台移动；
喷射处理室，其收容被保持于所述吸附台的所述半导体元件用基板，并且在内部进行喷射处理；
测定机构，其测定所述半导体元件用基板的弯曲量；以及
控制装置，其基于预先设定的目标弯曲量与由所述测定机构测定出的所述半导体元件用基板的弯曲量之差，进行所述喷射机构的喷射处理条件的设定处理以及已进行了喷射处理的所述半导体元件用基板是否合格的判断中的至少一方。
2.根据权利要求1所述的半导体元件用基板的弯曲矫正装置，其中，
所述吸附台具备：
吸附部，其设于载放所述半导体元件用基板的区域，且吸附并固定所述半导体元件用基板；以及
净化部，其设于所述区域内且比所述吸附部更靠所述区域的外缘侧，从在所述半导体元件用基板的外缘与吸附台之间形成的间隙朝向所述区域外喷射压缩空气。
3.根据权利要求1所述的半导体元件用基板的弯曲矫正装置，其中，
所述吸附台具备吸附部，该吸附部至少设于与在所述半导体元件用基板的外缘且未形成半导体元件的区域相对应的位置，吸附并固定所述半导体元件用基板。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的半导体元件用基板的弯曲矫正装置，其中，
所述喷射机构以及所述吸附台中的至少一方相对于由所述喷嘴喷射的喷射材料的喷射区域来相对地扫描所述半导体元件用基板，以使得向所述半导体元件用基板的所述整个背面喷射喷射材料。
5.根据权利要求1所述的半导体元件用基板的弯曲矫正装置，其中，
在所述喷射处理室的一个侧面设有吸引并除去喷射材料的吸引部，
在所述喷射处理室的另一个侧面形成有使保持有所述半导体元件用基板的所述吸附台通过的开口部，
所述开口部被开口成在插入保持有所述半导体元件用基板的所述吸附台时在与该吸附台或该半导体元件用基板之间形成用于吸引外部空气的空隙的大小。
6.根据权利要求5所述的半导体元件用基板的弯曲矫正装置，其中，
所述喷射处理室的内部被形成不妨碍所述半导体元件用基板的移动的狭缝的壁部分隔。
7.根据权利要求6所述的半导体元件用基板的弯曲矫正装置，其中，
所述吸附台构成为通过所述移动机构能够在水平面内移动，
所述壁部配置成铅直方向的两端部与所述喷射处理室的上表面及底部连接并且包围所述喷嘴的喷射区域，
所述狭缝形成在与所述吸附台能够移动的水平面内重叠的位置。
8.根据权利要求5所述的半导体元件用基板的弯曲矫正装置，其中，
具备清洁机构，该清洁机构设于所述喷射处理室的开口部侧的侧面，用于除去附着于半导体元件用基板的喷射材料。
9.根据权利要求1所述的半导体元件用基板的弯曲矫正装置，其中，
当在所述是否合格的判断中判断为已进行了喷射处理的半导体元件用基板的弯曲比所述目标弯曲量大时，所述控制装置使所述喷射机构动作以便再次进行喷射处理。
10.根据权利要求1所述的半导体元件用基板的弯曲矫正装置，其中，
所述控制装置使所述喷射机构动作以便进行粗矫正处理和细矫正处理，该粗矫正处理基于大于目标弯曲量的临时目标弯曲量来设定喷射处理条件并进行喷射处理，该细矫正处理在粗矫正处理之后基于目标弯 曲量来设定喷射处理条件并进行喷射处理。
11.根据权利要求1所述的半导体元件用基板的弯曲矫正装置，其中，
不对所述半导体元件用基板的成膜面或主面造成损伤地矫正弯曲。
12.一种半导体元件用基板的弯曲矫正方法，是使用半导体元件用基板的弯曲矫正装置的半导体元件用基板的弯曲矫正方法，该半导体元件用基板的弯曲矫正装置具备：测定机构，其测定半导体元件用基板的弯曲量；控制装置，其基于预先设定的目标弯曲量与由所述测定机构测定出的半导体元件用基板的弯曲量之差，来进行喷射机构的喷射处理条件的设定处理以及已进行了喷射处理的所述半导体元件用基板是否合格的判断中的至少一方；以及喷射机构，其具备进行向半导体元件用基板的主面的相反侧或成膜面的相反侧亦即背面进行喷射的喷射处理的喷嘴，其中，该半导体元件用基板的弯曲矫正方法包括：
由所述测定机构测定半导体元件用基板的弯曲量的步骤；
基于由所述测定机构测定出的弯曲量与预先设定的目标弯曲量之差来设定所述喷射机构的喷射处理条件的步骤；
在所述喷射处理条件下，从半导体元件用基板的主面的相反侧或成膜面的相反侧亦即背面喷射喷射材料来进行弯曲矫正处理的步骤；以及，
判断已进行了弯曲矫正处理的半导体元件用基板的弯曲量是否为预先设定的目标弯曲量以下的步骤。
13.一种半导体元件用基板的弯曲矫正方法，是使用权利要求1所述的半导体元件用基板的弯曲矫正装置的半导体元件用基板的弯曲的矫正方法，其中，该半导体元件用基板的弯曲矫正方法包括：
由所述测定机构来测定半导体元件用基板的弯曲量的步骤；
将已测定了弯曲量的半导体元件用基板输送至所述吸附台上，并将该半导体元件用基板保持于该吸附台的步骤；
基于由所述测定机构测定出的弯曲量与预先设定的目标弯曲量之差，来设定所述喷射机构的喷射处理条件的步骤；
在所述喷射处理条件下，从半导体元件用基板的主面的相反侧或成膜面的相反侧亦即背面喷射喷射材料来进行弯曲矫正处理的步骤；
将已进行了弯曲矫正处理的半导体元件用基板输送至所述测定机构，并测定该半导体元件用基板的弯曲量的步骤；以及，
判断已进行了弯曲矫正处理的半导体元件用基板的弯曲量是否为预先设定的目标弯曲量以下的步骤。
14.根据权利要求12或13所述的半导体元件用基板的弯曲矫正方法，其中，
通过对1条直线测定并计算3～6点的距离基准位置的高度而算出所述半导体元件用基板的弯曲量。
15.根据权利要求12或13所述的半导体元件用基板的弯曲矫正方法，其中，
在形成抗蚀剂膜的步骤之前执行进行所述弯曲矫正处理的步骤，该抗蚀剂膜用于在形成于所述半导体元件用基板上的薄膜层上形成电路图案。
16.根据权利要求12或13所述的半导体元件用基板的弯曲矫正方法，其中，
不对所述半导体元件用基板的成膜面或主面造成损伤地矫正弯曲。
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