JP2013225537A - Method for manufacturing sapphire substrate and sapphire substrate - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a sapphire substrate capable of adjusting the amount of warpage by warping a substrate to a predetermined surface in the substrate having a large diameter of 4 inches or more, and also to provide the sapphire substrate.SOLUTION: A method for manufacturing a sapphire substrate in which a substrate 10 obtained by slicing a sapphire ingot and having warpage is subjected to processing including a plurality of steps to manufacture a sapphire substrate includes: a grinding step of grinding both surfaces of the substrate 10; a wet blasting step of performing wet blasting process on one or both of surfaces of the substrate 10 after the grinding step: a sticking step of sticking the substrate 10 to a substrate holding member 300 to hold the substrate 10 after the wet blasting step; a lapping step of performing lapping process on a recessed surface of the substrate 10 after the sticking step; and a grinding step of performing CMP grinding on the lapping-processed surface of the substrate 10 after the lapping step.

Description

本発明は、サファイア基板の製造方法及びサファイア基板に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a sapphire substrate and a sapphire substrate.

窒化物III−V族化合物半導体は、LED(Light Emitting Diode)等の発光デバイスや、耐熱性や耐環境性に優れた特徴を活かした電子デバイス用途として実用化されている。このIII−V族窒化物半導体は、単結晶サファイア基板上に成長させることが多く、その成長を正常に促すためにサファイア基板は、半導体成長面が鏡面研磨されたもの、基板の厚みにムラが少ないもの、半導体成長面と反対側に反っているもの(つまり、半導体成長面が凹面)が好んで用いられる。   Nitride III-V compound semiconductors have been put into practical use as light-emitting devices such as LEDs (Light Emitting Diodes) and electronic devices that make use of features excellent in heat resistance and environmental resistance. This group III-V nitride semiconductor is often grown on a single crystal sapphire substrate. In order to promote the growth normally, the sapphire substrate has a mirror-polished semiconductor growth surface, and the substrate thickness is uneven. Those with a small number and those warped opposite to the semiconductor growth surface (that is, the semiconductor growth surface is concave) are preferably used.

サファイア基板の製造には、サファイアインゴットから基板を切り出す切断工程と、基板の表面をワックスを用いてセラミックブロックに貼り付ける表面貼り付け工程と、セラミックブロックに支持された基板の裏面をラップ加工する裏面片面ラップ工程と、セラミックブロックと基板とを取り外した後に、ラップ加工により生じた加工歪みを緩和する熱処理工程と、基板の裏面をワックスを用いてセラミックブロックに貼り付ける裏面貼り付け工程と、基板の表面をCMP研磨(Chemical Mechanical Polishing)する主面メカノケミカル研磨工程と、が含まれる(特許文献1参照)。   For the manufacture of sapphire substrates, a cutting process for cutting a substrate from a sapphire ingot, a surface attaching process for attaching the surface of the substrate to a ceramic block using wax, and a back surface for lapping the back surface of the substrate supported by the ceramic block A single-sided lapping step, a heat treatment step for reducing processing distortion caused by lapping after removing the ceramic block and the substrate, a backside attaching step for attaching the backside of the substrate to the ceramic block using wax, And a main surface mechanochemical polishing step in which the surface is subjected to CMP (Chemical Mechanical Polishing) (see Patent Document 1).

なお、表面貼り付け工程及び裏面片面ラップ工程の代わりに、サファイア基板の両面をラップ加工する両面ラップ工程を行うことや、主面メカノケミカル研磨工程の前にラップ工程を行って、事前に粗研磨する工程も従来技術として知られている(図8参照)。   In addition, instead of the front surface bonding process and the back surface single-sided lapping process, a double-sided lapping process for lapping both surfaces of the sapphire substrate or a lapping process before the main surface mechanochemical polishing process is performed and rough polishing is performed in advance. This process is also known as the prior art (see FIG. 8).

両面ラップ加工で使用される両面ラップ装置は、例えば、粒径が数十〜百μmの遊離砥粒が供給されるラップ定盤を上下に有し、このラップ定盤に対して基板を押し当てつつラップ定盤を回転させ、供給された遊離砥粒によって基板の両面を削る装置である。遊離砥粒の粒径は、後述するCMP研磨の遊離砥粒より大きいため、基板の粗研磨に用いられる。   The double-sided lapping machine used in double-sided lapping has, for example, a lapping surface plate to which loose abrasive grains having a particle size of several tens to a hundred μm are supplied, and presses the substrate against this lapping surface plate. It is an apparatus that rotates the lapping plate while scraping both sides of the substrate with the supplied free abrasive grains. Since the particle size of the loose abrasive is larger than the loose abrasive for CMP polishing described later, it is used for rough polishing of the substrate.

CMP研磨で用いられるCMP装置は、回転可能な研磨テーブルと、その上に載置された研磨パッドと、研磨パッドの研磨面に基板の被研磨面を押し当てる研磨ヘッドと、研磨パッド及び基板を洗浄するために洗浄液を噴射する洗浄液供給ノズルと、遊離砥粒を供給する遊離砥粒供給ノズルと、研磨テーブルを回転させるためのモータと、を有する。   A CMP apparatus used in CMP polishing includes a rotatable polishing table, a polishing pad placed thereon, a polishing head that presses the polishing surface of the substrate against the polishing surface of the polishing pad, and the polishing pad and the substrate. A cleaning liquid supply nozzle that injects a cleaning liquid for cleaning, a free abrasive grain supply nozzle that supplies free abrasive grains, and a motor for rotating the polishing table.

主面メカノケミカル研磨工程では、例えば、粒径が数nmのアルカリ性のコロイダルシリカを遊離砥粒として用いる。これは、ラップ加工で用いられる遊離砥粒の粒径よりも小さいものである。   In the main surface mechanochemical polishing step, for example, alkaline colloidal silica having a particle size of several nm is used as the free abrasive grains. This is smaller than the particle size of the loose abrasive used in lapping.

このようなCMP装置によって、遊離砥粒供給ノズルから研磨パッド上に遊離砥粒を滴下し、研磨ヘッドによって基板の被研磨面を研磨パッドの研磨面に押し当て、研磨テーブル及び研磨ヘッドを回転させることで、アルカリ性であるコロイダルシリカの遊離砥粒と基板とが化学反応して化学的及び機械的に研磨される。従って、ラップ加工よりも精密な研磨が行われる。   With such a CMP apparatus, free abrasive grains are dropped on the polishing pad from the free abrasive supply nozzle, the surface to be polished of the substrate is pressed against the polishing surface of the polishing pad by the polishing head, and the polishing table and the polishing head are rotated. Thus, the free abrasive grains of the colloidal silica which are alkaline and the substrate are chemically reacted and polished chemically and mechanically. Therefore, more accurate polishing than lapping is performed.

特開2006−347776号公報JP 2006-347776 A

今般、LED素子などの半導体素子へのコスト低減及び性能向上の要求が強まっている背景から、工程の短縮・削減や、サファイア基板の高性能化による基板コストの削減及び性能向上が必要となっている。   Recently, due to the increasing demand for cost reduction and performance improvement of semiconductor elements such as LED elements, it is necessary to shorten and reduce the process and to reduce the board cost and improve the performance by improving the performance of the sapphire substrate. Yes.

特許文献1に開示されている従来のサファイア基板の製造方法では、両面ラップ装置が使用されている。両面ラップ装置は、ラップ定盤に僅かながら反りや厚みムラが生じているため、例えば4インチ以上の大口径かつ厚みの薄い基板を加工するほど、その反りや厚みムラが影響して精度良く加工することが困難であった。そのため4インチ以上の大口径の基板の所望の面に所望の反り量を有する基板の作製が困難であった。   In the conventional method for manufacturing a sapphire substrate disclosed in Patent Document 1, a double-sided lapping apparatus is used. Since the double-sided lapping machine has slight warping and thickness unevenness on the lapping surface plate, for example, processing a substrate with a large diameter and thin thickness of 4 inches or more will affect the warp and thickness unevenness and process with high accuracy. It was difficult to do. Therefore, it is difficult to produce a substrate having a desired amount of warpage on a desired surface of a substrate having a large diameter of 4 inches or more.

また、仮に両面ラップ装置を用いて4インチ以上の基板をラップ加工した場合、基板の所望の面に数十μm以下の反り量とする基板を製造するためには、加工レートを比較的遅く設定(数μm/min程度)する必要があり、例えば60μm程度加工するには、1時間程度かかるため製造コストが高くなる問題が生じていた。   Also, if a substrate of 4 inches or more is lapped using a double-sided lapping device, the processing rate is set to be relatively slow in order to produce a substrate with a warp amount of several tens of μm or less on a desired surface of the substrate. For example, it takes about one hour to process about 60 μm, which raises the problem of increasing the manufacturing cost.

また、両面ラップ装置の定盤表面の平坦性を保つためには定盤表面のfacing作業を必要とするため、メンテナンス作業が非常に煩わしいものであった。   Further, in order to maintain the flatness of the surface of the surface plate of the double-sided lapping apparatus, a fading operation on the surface of the surface plate is required, so that the maintenance operation is very troublesome.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、4インチ以上の大口径の基板において、表面又は裏面のいずれか所望の面側に基板を反らせることができるとともに、その反り量を調整可能なサファイア基板の製造方法及びサファイア基板を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a point, and in a large-diameter substrate of 4 inches or more, the substrate can be warped to a desired surface side, either the front surface or the back surface, and the amount of warpage can be adjusted. An object is to provide a sapphire substrate manufacturing method and a sapphire substrate.

本発明に係るサファイア基板の製造方法は、サファイアインゴットからスライスして得られ、反りを有する基板に複数工程に亘る加工を施すことによりサファイア基板を製造するサファイア基板の製造方法であって、前記基板の両面を研削する研削工程と、前記研削工程後に、前記基板の片面又は両面をウェットブラスト加工するウェットブラスト工程と、前記ウェットブラスト工程後に、前記基板を保持する基板保持部材に前記基板を貼り付ける貼付工程と、前記貼付工程後に、前記基板の凹面をラップ加工するラップ工程と、前記ラップ工程後に、前記基板の前記ラップ加工された面をCMP研磨する研磨工程と、を含むことを特徴とする
また、本発明に係るサファイア基板は、上記の製造方法によって製造されたことを特徴とする。
A method for manufacturing a sapphire substrate according to the present invention is a method for manufacturing a sapphire substrate, which is obtained by slicing from a sapphire ingot and manufacturing a sapphire substrate by subjecting a warped substrate to processing over a plurality of steps. A grinding step for grinding both sides of the substrate, a wet blasting step for wet blasting one or both sides of the substrate after the grinding step, and a substrate holding member for holding the substrate after the wet blasting step An attaching step; a lapping step for lapping the concave surface of the substrate after the affixing step; and a polishing step for CMP polishing the lapped surface of the substrate after the lapping step. The sapphire substrate according to the present invention is manufactured by the above manufacturing method.

このような特定事項により、ウェットブラスト工程によって表面又は裏面のいずれか所望の面に所望の反り量の反りを有するサファイア基板を製造することができる。   With such a specific matter, a sapphire substrate having a desired amount of warpage on either the front surface or the back surface can be manufactured by a wet blast process.

上記のサファイア基板の製造方法であって、前記ウェットブラスト工程において、前記ウェットブラスト加工は、前記基板の凸面よりも凹面の加工量を多くすることとすればよい。   In the method for manufacturing the sapphire substrate, in the wet blasting process, the wet blasting may be performed by increasing the processing amount of the concave surface rather than the convex surface of the substrate.

この場合、基板の両面を加工し、かつ凹面の加工量が凸面の加工量より多いため、凹面の反り量について細かく調整をすることができる。   In this case, since both sides of the substrate are processed and the processing amount of the concave surface is larger than the processing amount of the convex surface, the warpage amount of the concave surface can be finely adjusted.

また、サファイアインゴットからスライスして得られ、反りを有する基板に複数工程に亘る加工を施すことによりサファイア基板を製造するサファイア基板の製造方法であって、前記基板の両面を研削する研削工程と、前記研削工程後に、前記基板を保持する基板保持部材に前記基板を貼り付ける貼付工程と、前記貼付工程後に、前記基板の片面をラップ加工するラップ工程と、前記ラップ工程後に、前記基板の前記ラップ加工された面をCMP研磨する研磨工程と、前記CMP研磨工程後に、CMP研磨加工された前記基板をアニールするアニール工程と、前記アニール工程後に、前記アニールされた前記基板の凹面をウェットブラスト加工するウェットブラスト工程と、を含んでいてもよい。   Further, it is a method for manufacturing a sapphire substrate, which is obtained by slicing from a sapphire ingot and manufacturing a sapphire substrate by subjecting a warped substrate to processing over a plurality of steps, and a grinding step for grinding both surfaces of the substrate, After the grinding step, an affixing step of adhering the substrate to a substrate holding member that holds the substrate, a lapping step of lapping one side of the substrate after the affixing step, and the lapping of the substrate after the lapping step A polishing step for CMP polishing the processed surface, an annealing step for annealing the substrate subjected to CMP polishing after the CMP polishing step, and wet blasting the concave surface of the annealed substrate after the annealing step A wet blasting process.

この場合、アニール工程により基板が加熱されて基板に反りが発生しても、その後のウェットブラスト工程によって、表面又は裏面のいずれか所望の面に、所望の反り量の反りを有するサファイア基板を製造することができる。   In this case, even if the substrate is heated by the annealing process and the substrate is warped, a sapphire substrate having a desired amount of warpage on either the front surface or the back surface is manufactured by the subsequent wet blasting process. can do.

上記のサファイア基板の製造方法であって、前記ウェットブラスト工程では、前記基板の反り量を低減させるまで前記ウェットブラスト加工を行うこととしてもよい。   In the method for manufacturing the sapphire substrate, the wet blasting may be performed in the wet blasting process until the amount of warpage of the substrate is reduced.

この場合、基板の反り量を低減させるまでウェットブラスト加工を行うため、確実に反り量を低減することができる。   In this case, since the wet blasting is performed until the warpage amount of the substrate is reduced, the warpage amount can be surely reduced.

上記のサファイア基板の製造方法であって、前記ウェットブラスト工程では、前記基板の反りが逆になるまで前記ウェットブラスト加工を継続することとしてもよい。   In the method for manufacturing a sapphire substrate, the wet blasting may be continued in the wet blasting process until the warpage of the substrate is reversed.

この場合、基板の反りが逆になるまでウェットブラスト加工を継続するため、ウェットブラスト工程を行う前の反り方向とは逆の反りを有するサファイア基板を製造することができる。   In this case, since the wet blasting is continued until the warpage of the substrate is reversed, a sapphire substrate having a warp opposite to the warp direction before the wet blasting process can be manufactured.

また、上記サファイア基板であって、前記基板の反り量は数十μm以下としてもよい。   In the sapphire substrate, the amount of warpage of the substrate may be several tens of μm or less.

この場合、サファイア基板の反り量が数十μm以下であるため、このサファイア基板に半導体層を成長させる場合に、成長させやすくすることができる。   In this case, since the amount of warpage of the sapphire substrate is several tens of μm or less, it can be easily grown when a semiconductor layer is grown on the sapphire substrate.

本発明によれば、4インチ以上の大口径の基板において、表面又は裏面のいずれか所望の面側に基板を反らせることができるとともに、その反り量を調整可能なサファイア基板の製造方法及びサファイア基板を提供することができる。   According to the present invention, in a large-diameter substrate of 4 inches or more, the substrate can be warped to the desired surface side of either the front surface or the back surface, and the method of manufacturing the sapphire substrate capable of adjusting the amount of warpage, and the sapphire substrate Can be provided.

本発明に係るサファイア基板の製造方法の研削工程を示し、(a)は研削前の模式図、(b)は研削工程を示す模式図である。The grinding process of the manufacturing method of the sapphire substrate which concerns on this invention is shown, (a) is a schematic diagram before grinding, (b) is a schematic diagram which shows a grinding process. 本発明に係るサファイア基板の製造方法のウェットブラスト工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the wet blasting process of the manufacturing method of the sapphire substrate which concerns on this invention. 本発明に係るサファイア基板の製造方法のウェットブラスト工程を示す模式図であって、(a)は、基板の凹面にウェットブラスト加工を行っている様子を示す模式図、(b)は、基板の凸面にウェットブラスト加工を行っている様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the wet blast process of the manufacturing method of the sapphire substrate which concerns on this invention, Comprising: (a) is a schematic diagram which shows a mode that the wet blast process is performed to the concave surface of a board | substrate, (b) It is a schematic diagram which shows a mode that the wet blast process is performed to a convex surface. 本発明に係るサファイア基板の製造方法の貼り付け工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the sticking process of the manufacturing method of the sapphire substrate which concerns on this invention. 本発明に係るサファイア基板の製造方法のラップ工程を示し、(a)は、ラップ装置の概略を示す平面図、(b)はラップ装置の概略を示す断面図である。The lapping process of the manufacturing method of the sapphire substrate which concerns on this invention is shown, (a) is a top view which shows the outline of a lapping apparatus, (b) is sectional drawing which shows the outline of a lapping apparatus. 本発明に係るサファイア基板の製造方法のCMP工程を示し、(a)は、CMP装置の概略を示す平面図、(b)はCMP装置の概略を示す断面図である。The CMP process of the manufacturing method of the sapphire substrate concerning this invention is shown, (a) is a top view which shows the outline of a CMP apparatus, (b) is sectional drawing which shows the outline of a CMP apparatus. サファイア基板の製造方法を示す製造フローであり、(a)は本発明の一実施形態を示す製造フロー、(b)は、本発明の他の実施形態を示す製造フローである。It is a manufacturing flow which shows the manufacturing method of a sapphire substrate, (a) is a manufacturing flow which shows one Embodiment of this invention, (b) is a manufacturing flow which shows other embodiment of this invention. 従来のサファイア基板の製造フローである。It is a manufacturing flow of the conventional sapphire substrate.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図7は、サファイア基板の製造方法を示す製造フローであり、(a)は本発明の一実施形態を示す製造フロー、(b)は、本発明の他の実施形態を示す製造フローである。   FIG. 7 is a manufacturing flow showing a method of manufacturing a sapphire substrate, (a) is a manufacturing flow showing an embodiment of the present invention, and (b) is a manufacturing flow showing another embodiment of the present invention.

本実施形態に係るサファイア基板の製造方法は、サファイアインゴットからスライスして得られ、反りを有する基板10に複数工程に亘る加工を施すことによりサファイア基板を製造するサファイア基板の製造方法であって、基板10の両面を研削する研削工程と、研削工程後に、基板10の片面又は両面をウェットブラスト加工するウェットブラスト工程と、ウェットブラスト工程後に、基板10を保持する基板保持部材300に基板10を貼り付ける貼付工程と、貼付工程後に、基板10の凹面をラップ加工するラップ工程と、ラップ工程後に、基板10のラップ加工された面をCMP研磨する研磨工程と、を含むことを特徴とする。   The method for manufacturing a sapphire substrate according to the present embodiment is a method for manufacturing a sapphire substrate, which is obtained by slicing from a sapphire ingot, and manufacturing the sapphire substrate by processing the substrate 10 having warpage over a plurality of steps, The substrate 10 is affixed to the substrate holding member 300 that holds the substrate 10 after the grinding step for grinding both sides of the substrate 10, the wet blasting step for wet blasting one or both sides of the substrate 10 after the grinding step, and the wet blasting step. And a lapping step for lapping the concave surface of the substrate 10 after the lapping step, and a polishing step for CMP polishing the lapped surface of the substrate 10 after the lapping step.

本発明で使われる基板10は、例えば4インチであり、厚みが850μm、厚みムラが±20μm、反り量が20μmである。ここで、サファイアインゴットからスライスした直後の基板10の凸面を表面10A、基板10の凹面を裏面10Bとする(図1(a)参照)。なお、基板の裏面10Bが凹面、表面10Aが凸面であっても構わない。   The substrate 10 used in the present invention is, for example, 4 inches, has a thickness of 850 μm, a thickness unevenness of ± 20 μm, and a warpage amount of 20 μm. Here, let the convex surface of the board | substrate 10 immediately after slicing from a sapphire ingot be the surface 10A, and let the concave surface of the board | substrate 10 be the back surface 10B (refer Fig.1 (a)). The back surface 10B of the substrate may be concave and the front surface 10A may be convex.

この基板10を用いたサファイア基板の製造方法について、以下、工程に沿って説明する。   Hereinafter, a method for manufacturing a sapphire substrate using the substrate 10 will be described along the steps.

・研削工程
まず、研削工程について説明する。図1は、本発明に係るサファイア基板の製造方法の研削工程を示し、(a)は研削前の模式図、(b)は研削工程を示す模式図である。
-Grinding process First, a grinding process is demonstrated. FIG. 1 shows a grinding process of a method for manufacturing a sapphire substrate according to the present invention, (a) is a schematic diagram before grinding, and (b) is a schematic diagram showing a grinding process.

研削工程では、基板10を片面ずつ研削することにより、基板10の両面を研削する。研削工程で用いられる研削装置600は、基板10が吸着載置されるセラミックプレート620と、セラミックプレート620と対峙し、基板10を研削する砥石610と、基板10とセラミックプレート620とを真空吸着させる真空ポンプ(不図示)と、を備えている。そして、セラミックプレート620の表面には複数の孔(不図示)が形成されており、この孔は真空ポンプに接続されている(図1(b)参照)。なお、基板10を研削する砥石610は、ダイヤモンド砥石が好ましい。   In the grinding step, both sides of the substrate 10 are ground by grinding the substrate 10 one side at a time. Grinding apparatus 600 used in the grinding process confronts ceramic plate 620 on which substrate 10 is placed by suction, ceramic plate 620, grindstone 610 for grinding substrate 10, and vacuum suction of substrate 10 and ceramic plate 620. A vacuum pump (not shown). A plurality of holes (not shown) are formed on the surface of the ceramic plate 620, and these holes are connected to a vacuum pump (see FIG. 1B). The grindstone 610 for grinding the substrate 10 is preferably a diamond grindstone.

本研削装置600を用いて、まず基板10の表面10Aの研削加工を行う。基板10の裏面10Bを、基板10を保持する吸着盤630を介してセラミックプレート620に取り付ける。吸着盤630にも複数の孔(不図示)が形成されており、真空ポンプを稼働すると、基板10はセラミックプレート620に吸着される。この吸着により、セラミックプレート620の表面形状に沿うように基板10が変形されることとなる。   Using the grinding apparatus 600, the surface 10A of the substrate 10 is first ground. The back surface 10 </ b> B of the substrate 10 is attached to the ceramic plate 620 through a suction plate 630 that holds the substrate 10. A plurality of holes (not shown) are also formed in the suction disk 630, and the substrate 10 is sucked by the ceramic plate 620 when the vacuum pump is operated. By this adsorption, the substrate 10 is deformed along the surface shape of the ceramic plate 620.

基板10の裏面10Bがセラミックプレート620に吸着された状態で、基板10の表面10Aを、砥石610によって25μm研削する。基板10の表面10Aを研削した後、真空吸着ポンプを止め、基板10をひっくり返し、基板10の裏面10Bを、前述した方法と同様に25μm研削する。このとき、基板の加工レートは数十μm/min程度とする。これは従来技術よりも数十倍速い加工レートである。   With the back surface 10B of the substrate 10 adsorbed to the ceramic plate 620, the surface 10A of the substrate 10 is ground by 25 μm with the grindstone 610. After grinding the surface 10A of the substrate 10, the vacuum suction pump is stopped, the substrate 10 is turned over, and the back surface 10B of the substrate 10 is ground by 25 μm in the same manner as described above. At this time, the processing rate of the substrate is about several tens of μm / min. This is a processing rate several tens of times faster than the prior art.

これにより、基板10の厚みは両面の合計で50μm研削されることとなる。すなわち、研削工程終了時の基板10の厚みは800μmとなる。このとき、基板10の厚みムラは、±2μmとなる。よって、厚みムラが研削工程前に比べて低減される。好ましくは基板10を100μm研削することにより、厚みムラを更に低減することができる。ここで、基板10の反り量については研削工程前後で変化はない。また、研削加工を行った面(基板10の両面)には、砥石610による研削痕が残る。研削痕の除去や、基板10の反り量を所望の値とするために、次工程のウェットブラスト工程を行う。   Thereby, the thickness of the substrate 10 is ground by 50 μm in total on both sides. That is, the thickness of the substrate 10 at the end of the grinding process is 800 μm. At this time, the thickness unevenness of the substrate 10 is ± 2 μm. Therefore, thickness unevenness is reduced as compared with that before the grinding step. Preferably, the thickness unevenness can be further reduced by grinding the substrate 10 to 100 μm. Here, the amount of warpage of the substrate 10 does not change before and after the grinding process. Further, grinding marks by the grindstone 610 remain on the ground surface (both surfaces of the substrate 10). In order to remove the grinding marks and to set the warpage amount of the substrate 10 to a desired value, the next wet blast process is performed.

なお、本実施形態では、先に表面10Aを研削加工したが、裏面10Bを先に研削しても構わない。   In the present embodiment, the front surface 10A is ground first, but the back surface 10B may be ground first.

・ウェットブラスト工程
次にウェットブラスト工程について説明する。図2は、本発明に係るサファイア基板の製造方法のウェットブラスト工程を示す模式図、図3は、本発明に係るサファイア基板の製造方法のウェットブラスト工程を示す模式図であって、(a)は、基板の凹面にウェットブラスト加工を行っている様子を示す模式図、(b)は、基板の凸面にウェットブラスト加工を行っている様子を示す模式図である。
-Wet blast process Next, a wet blast process is demonstrated. FIG. 2 is a schematic diagram showing a wet blasting process of the method for manufacturing a sapphire substrate according to the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram showing a wet blasting process of the method for manufacturing a sapphire substrate according to the present invention. These are the schematic diagrams which show a mode that wet blasting is performed on the concave surface of a board | substrate, (b) is a schematic diagram which shows a mode that wet blast processing is performed on the convex surface of a board | substrate.

ウェットブラスト加工に用いられるウェットブラスト装置500には、基板10を載置するステージ510と、ステージ510を一方向に移動させるステージ移動機構(不図示)と、ステージ510と対峙して配置され、ステージ510上に遊離砥粒と圧縮空気とが混合された遊離砥粒530を噴射するウェットブラストノズル520と、が備えられている。   A wet blasting apparatus 500 used for wet blasting is disposed so as to face a stage 510 on which a substrate 10 is placed, a stage moving mechanism (not shown) that moves the stage 510 in one direction, and the stage 510. A wet blast nozzle 520 for spraying loose abrasive grains 530 in which loose abrasive grains and compressed air are mixed is provided on 510.

ウェットブラストノズル520には、遊離砥粒が導入される遊離砥粒導入部521と、圧縮空気が導入される空気導入部522と、導入された遊離砥粒と圧縮空気とが混合される混合室523と、この混合室523から圧縮空気とともに送られてきた遊離砥粒530をステージ510の移動方向(図2の矢符X方向)とステージ510と同一平面において直交する直線上に噴射するスリット状の噴射部524と、が備えられている。   The wet blast nozzle 520 includes a free abrasive grain introduction part 521 into which free abrasive grains are introduced, an air introduction part 522 into which compressed air is introduced, and a mixing chamber in which the introduced free abrasive grains and compressed air are mixed. 523 and a slit shape in which loose abrasive grains 530 sent together with compressed air from the mixing chamber 523 are jetted on a straight line orthogonal to the moving direction of the stage 510 (the direction indicated by the arrow X in FIG. 2) and the stage 510 in the same plane. The injection part 524 is provided.

本実施の形態では、ウェットブラストノズル520は、基板10とのなす角度が90°として配置されているが、ウェットブラストノズル520と基板10とのなす角度はこの角度に限られない。   In the present embodiment, the wet blast nozzle 520 is disposed at an angle of 90 ° with the substrate 10, but the angle between the wet blast nozzle 520 and the substrate 10 is not limited to this angle.

本ウェットブラス装置500を用いて基板10のウェットブラスト加工を行う。基板10の裏面10B(凹面)をウェットブラストノズル520に向けてウェットブラスト加工されるように、基板10をステージ510に載置し(図3(a)参照)、ステージ移動機構によって、ステージ510を数mm/secの速度で移動させるとともに、ウェットブラストノズル520から1MPa以下の圧力で遊離砥粒530を基板10に向けて垂直に噴射する。基板10が載置されたステージ510が移動することによって、基板10の裏面10B全体に遊離砥粒530が噴射される結果、基板10の裏面10B全面がウェットブラスト加工されることとなる。   The wet blasting of the substrate 10 is performed using the wet blast apparatus 500. The substrate 10 is placed on the stage 510 so that the back surface 10B (concave surface) of the substrate 10 is wet-blasted toward the wet blast nozzle 520 (see FIG. 3A), and the stage 510 is moved by the stage moving mechanism. While moving at a speed of several mm / sec, free abrasive grains 530 are sprayed vertically from the wet blast nozzle 520 toward the substrate 10 at a pressure of 1 MPa or less. When the stage 510 on which the substrate 10 is placed moves, the free abrasive grains 530 are sprayed on the entire back surface 10B of the substrate 10, so that the entire back surface 10B of the substrate 10 is wet-blasted.

ウェットブラスト加工では、加工レートを数μm/minの速度に設定する。ウェットブラスト加工の加工レートは、ステージ510の移動速度に依存している。つまり、ステージ510の移動速度が遅いほど、基板10が遊離砥粒530に曝されている時間が長くなるため、加工量が多くなる。逆に、ステージ510の移動速度が速いほど、基板10が遊離砥粒530に曝されている時間が短くなるため、加工量が少なくなる。   In wet blast processing, the processing rate is set to a speed of several μm / min. The processing rate of wet blast processing depends on the moving speed of the stage 510. That is, the slower the moving speed of the stage 510, the longer the time during which the substrate 10 is exposed to the loose abrasive grains 530, and the greater the processing amount. Conversely, the faster the moving speed of the stage 510, the shorter the time during which the substrate 10 is exposed to the loose abrasive grains 530, and the smaller the processing amount.

ウェットブラスト工程による基板10の加工量は、少なくとも5μmとする。加工量を5μm以上とすると、前述の研削工程で基板10に生じた研削痕を除去することができる。また、ウェットブラスト加工を行った基板10の面は、艶のない面(マット面)となる。このマット面は、後述するラップ加工及びCMP研磨によって、鏡面仕様とされる。   The amount of processing of the substrate 10 by the wet blasting process is at least 5 μm. When the processing amount is 5 μm or more, grinding marks generated on the substrate 10 in the above-described grinding process can be removed. Further, the surface of the substrate 10 subjected to the wet blast processing is a matte surface (matte surface). This mat surface is made into a specular surface specification by lapping and CMP polishing described later.

なお、加工量を数十μm程度とすると材料ロスが多くなるため、反り量を調節できる範囲で、できる限り加工量は少ないことが好ましい。   In addition, since the material loss increases when the processing amount is about several tens of μm, it is preferable that the processing amount is as small as possible within a range in which the warpage amount can be adjusted.

また、加工レートを数μm/minと設定し、加工量を数μmとすると、ウェットブラスト処理時間は数分で完了する。よって、前述した研削工程の処理時間を加えても、従来技術に開示された両面ラップ装置を用いた場合よりも短時間で処理を行うことができる。   Further, when the processing rate is set to several μm / min and the processing amount is set to several μm, the wet blast processing time is completed in several minutes. Therefore, even if the processing time of the grinding process described above is added, the processing can be performed in a shorter time than when the double-sided lapping apparatus disclosed in the prior art is used.

また、本実施の形態の基板10のウエハサイズは、4インチを想定しているが、6インチ用のステージを使用して6インチの基板10をウェットブラスト加工することもできる。6インチのサファイア基板を製造することにより、そのサファイア基板の表面には、4インチのサファイア基板よりも多くの半導体素子を形成することができるため、半導体素子の採取量が増える。よって、製造コストを低くすることが可能となる。   In addition, although the wafer size of the substrate 10 of the present embodiment is assumed to be 4 inches, the 6-inch substrate 10 can be wet-blasted using a 6-inch stage. By manufacturing a 6-inch sapphire substrate, more semiconductor elements can be formed on the surface of the sapphire substrate than on a 4-inch sapphire substrate, so that the amount of collected semiconductor elements increases. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.

また、ウェットブラスト加工は、定盤の管理を必要としないため、メンテナンスを容易に行うことができる。   Moreover, since wet blasting does not require management of the surface plate, maintenance can be easily performed.

なお、遊離砥粒530に使用される遊離砥粒は、基板10の平坦性を向上させるため、粒径が揃った遊離砥粒を用いることが望ましく、平均粒径数十から数百μmのアルミナが使用される。   The free abrasive grains used for the free abrasive grains 530 are desirably free abrasive grains having a uniform particle diameter in order to improve the flatness of the substrate 10, and alumina having an average particle diameter of several tens to several hundred μm. Is used.

ところで、上記のウェットブラスト工程では、裏面10B(凹面)のみにウェットブラスト加工を行ったが、これに代えて、先に表面10A(凸面)をウェットブラスト加工した後に、裏面10B(凹面)をウェットブラスト加工をしても構わない(図3(b)参照)。この場合、ウェットブラスト加工する加工量は、基板10の表面10A(凸面)よりも裏面10B(凹面)を多くするとよい。   By the way, in the above-described wet blasting process, wet blasting was performed only on the back surface 10B (concave surface). Instead, after the surface 10A (convex surface) was first wet blasted, the back surface 10B (concave surface) was wet. Blasting may be performed (see FIG. 3B). In this case, the processing amount for wet blasting may be greater on the back surface 10B (concave surface) than on the front surface 10A (convex surface) of the substrate 10.

・貼り付け工程
次に貼り付け工程について説明する。図4は、本発明に係るサファイア基板の製造方法の貼り付け工程を示す断面図である。
-Pasting process Next, a pasting process is explained. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the attaching process of the method for manufacturing a sapphire substrate according to the present invention.

貼り付け工程では、後述するラップ工程及びCMP工程によって基板10を鏡面とする面と逆側の面(本実施形態では、基板10の裏面10B)に基板保持部材300を貼り付ける。   In the attaching step, the substrate holding member 300 is attached to a surface opposite to the surface having the substrate 10 as a mirror surface (in this embodiment, the back surface 10B of the substrate 10) by a lapping step and a CMP step described later.

基板保持部材300は、プレート310と、プレート310上に固定され、開口を有する保持部材320と、保持部材320の開口に収容され、プレート310に貼り付けられた吸着パッド330と、が含まれる。   The substrate holding member 300 includes a plate 310, a holding member 320 that is fixed on the plate 310 and has an opening, and a suction pad 330 that is accommodated in the opening of the holding member 320 and attached to the plate 310.

基板10の裏面10Bに、吸着パッド330を貼り付けると共に、基板10の裏面10Bに接着剤であるワックスを用いて、保持部材320と基板10の裏面10Bとを貼り付ける。貼り付け時には基板10の表面10Aから圧力をかけるとよい。   The suction pad 330 is attached to the back surface 10B of the substrate 10, and the holding member 320 and the back surface 10B of the substrate 10 are attached to the back surface 10B of the substrate 10 using wax as an adhesive. It is preferable to apply pressure from the surface 10A of the substrate 10 at the time of pasting.

これにより、プレート310を介して、基板10と基板保持部材300とが貼り付けられることとなる。なお、接着剤としては、例えばアクリル樹脂又はガラスエポキシ樹脂が挙げられる。また、プレート310としては、セラミックプレートが挙げられる。   As a result, the substrate 10 and the substrate holding member 300 are attached via the plate 310. In addition, as an adhesive agent, an acrylic resin or a glass epoxy resin is mentioned, for example. The plate 310 may be a ceramic plate.

以上、説明したように、基板10の裏面10Bには基板保持部材300が貼り付けられているので、後述するラップ工程で基板10をラップ加工する際に、基板10が定盤410方向に押しつけられても、基板保持部材300により基板10を保護することができる。   As described above, since the substrate holding member 300 is attached to the back surface 10B of the substrate 10, the substrate 10 is pressed in the direction of the surface plate 410 when the substrate 10 is lapped in the lapping process described later. However, the substrate 10 can be protected by the substrate holding member 300.

・ラップ工程
次にラップ工程について説明する。図5は、本発明に係るサファイア基板の製造方法のラップ工程を示し、(a)は、ラップ装置の概略を示す平面図、(b)はラップ装置の概略を示す断面図である。
-Lapping process Next, a lapping process is demonstrated. 5A and 5B show a lapping process of the method for manufacturing a sapphire substrate according to the present invention, wherein FIG. 5A is a plan view showing an outline of the lapping apparatus, and FIG. 5B is a cross-sectional view showing an outline of the lapping apparatus.

ラップ工程では、前述した基板10の表面10Aをラップ加工する。ラップ工程に用いられるラップ装置400には、基板10をラップ加工する定盤410と、定盤410と対峙するように基板10が取り付けられる取付具420と、ラップ加工時に使用する遊離砥粒が吐出されるノズル430と、取付具420の中心を回転軸、定盤410の中心を回転軸として、それぞれ独立して回転させるモータ(不図示)と、が備えられている。なお、定盤410には、銅または錫を含む比較的軟質な金属系の定盤が用いられる。   In the lapping process, the surface 10A of the substrate 10 described above is lapped. The lapping apparatus 400 used in the lapping process discharges a surface plate 410 for lapping the substrate 10, a fixture 420 to which the substrate 10 is attached so as to face the surface plate 410, and free abrasive grains used during lapping. And a motor (not shown) that rotates independently with the center of the fixture 420 as the rotation axis and the center of the surface plate 410 as the rotation axis. As the surface plate 410, a relatively soft metal-based surface plate containing copper or tin is used.

本ラップ装置400を用いて基板10のラップ加工を行う。取付具420に前述した基板保持部材300が貼り付けられた基板10を取り付けた後、取付具420が定盤410方向に加重されることによって、基板10の表面10Aが定盤410に押し当てられる。   The lapping apparatus 400 is used to lapping the substrate 10. After attaching the substrate 10 to which the substrate holding member 300 described above is attached to the fixture 420, the fixture 420 is loaded in the direction of the surface plate 410, whereby the surface 10A of the substrate 10 is pressed against the surface plate 410. .

この状態で、定盤410及び取付具420を互いに逆向きとなるように回転させると共に、ノズル430から遊離砥粒を吐出する。定盤410は、30rpmから80rpmまでの回転数で回転させることが好ましい。   In this state, the surface plate 410 and the mounting tool 420 are rotated so as to be opposite to each other, and free abrasive grains are discharged from the nozzle 430. The platen 410 is preferably rotated at a rotational speed of 30 rpm to 80 rpm.

遊離砥粒は、数μmの粒径であり、例えばダイヤモンドスラリーを用いる。その後、数十nmの粒径のシリカ粒子を用いて、軟質の発泡ウレタンまたはスエードタイプの研磨布で基板10の表面10Aを研磨する。   The loose abrasive has a particle size of several μm, and for example, diamond slurry is used. Thereafter, the surface 10A of the substrate 10 is polished with a soft foamed urethane or a suede type polishing cloth using silica particles having a particle diameter of several tens of nm.

・CMP工程及び精密洗浄工程
次にCMP工程について説明する。図6は、本発明に係るサファイア基板の製造方法のCMP工程を示し、(a)は、CMP装置の概略を示す平面図、(b)はCMP装置の概略を示す断面図である。
CMP process and precision cleaning process Next, the CMP process will be described. 6A and 6B show the CMP process of the method for manufacturing a sapphire substrate according to the present invention. FIG. 6A is a plan view showing the outline of the CMP apparatus, and FIG. 6B is a cross-sectional view showing the outline of the CMP apparatus.

CMP工程では、前述したラップ加工を行った後に、そのラップ加工を行った基板10の表面10AをCMP研磨する。   In the CMP process, after performing the lapping described above, the surface 10A of the substrate 10 on which lapping has been performed is subjected to CMP polishing.

CMP工程に用いられるCMP装置450と前述したラップ装置400とは、遊離砥粒等の化学薬品を精密洗浄するための洗浄液が吐出される洗浄液ノズル460が備えられている点と、遊離砥粒に数十nmの粒径であるコロイダルシリカを用いる点と、が異なるだけであるから、以下、その相違点についてのみ説明し、同一の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。   The CMP apparatus 450 used in the CMP process and the lapping apparatus 400 described above include a cleaning liquid nozzle 460 that discharges a cleaning liquid for precisely cleaning chemicals such as free abrasive grains, Since only the point of using colloidal silica having a particle diameter of several tens of nanometers is different, only the difference will be described below, and the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. .

CMP研磨は、定盤410の回転軸及び取付具420の回転軸によって、定盤410と取付具420とを回転させると共に、ノズル430から遊離砥粒を吐出してCMP研磨を行う。その後に、研磨屑(被研磨物や研磨パッド等の削れ屑)や遊離砥粒の凝集物などの異物の除去や、アルカリ性の化学薬品であるコロイダルシリカの洗浄を行うための洗浄液を浄液ノズル460から吐出しながら、基板10の表面10Aの精密洗浄を行う。   In the CMP polishing, the surface plate 410 and the mounting tool 420 are rotated by the rotating shaft of the surface plate 410 and the rotating shaft of the mounting tool 420, and free abrasive grains are discharged from the nozzle 430 to perform the CMP polishing. After that, the cleaning nozzle is used to remove foreign substances such as polishing scraps (scraps such as workpieces and polishing pads) and aggregates of loose abrasive grains, and cleaning colloidal silica, which is an alkaline chemical. While discharging from 460, the surface 10A of the substrate 10 is precisely cleaned.

これにより、前述したウェットブラスト工程後は艶のない面(マット面)であった基板10を、精密洗浄工程後は鏡面仕様とするサファイア基板を製造することができる。   As a result, a sapphire substrate having a matte surface (matte surface) after the wet blasting process described above and a mirror surface specification after the precision cleaning process can be manufactured.

次に、以上説明した実施形態におけるウェットブラスト工程の実施例1〜7について説明する。   Next, Examples 1 to 7 of the wet blasting process in the embodiment described above will be described.

実施例1〜7では、厚みが850μm、厚みムラが±20μm、表面10A側方向への反り量が20μmの基板に対して研削工程を行い、厚みが750μm、厚みムラが±2μm、表面10A側方向への反り量が20μmとなった(表面10Aが凸面)基板10についてウェットブラスト加工を行った。   In Examples 1 to 7, a grinding process is performed on a substrate having a thickness of 850 μm, a thickness unevenness of ± 20 μm, and a warpage amount in the direction of the surface 10A of 20 μm. The thickness is 750 μm, the thickness unevenness is ± 2 μm, and the surface 10A side. Wet blasting was performed on the substrate 10 in which the amount of warpage in the direction was 20 μm (surface 10A was convex).

なお、実施例1〜4では、図3(a)に示すように、基板10の裏面10B(凹面)のみに対してウェットブラスト加工を行い、実施例5〜7では、図3(a)及び同図(b)に示すように、先に基板10の表面10A(凸面)に対してウェットブラスト加工を行った後に、裏面10B(凹面)に対してウェットブラスト加工を行った。また、実施例5〜7では、ウェットブラスト加工による加工量を、基板10の表面10A(凸面)よりも裏面10B(凹面)の方を多くした。   In Examples 1 to 4, as shown in FIG. 3A, wet blasting is performed only on the back surface 10B (concave surface) of the substrate 10, and in Examples 5 to 7, FIGS. As shown in FIG. 2B, after wet blasting was first performed on the front surface 10A (convex surface) of the substrate 10, wet blasting was performed on the back surface 10B (concave surface). In Examples 5 to 7, the amount of processing by wet blasting was greater on the back surface 10B (concave surface) than on the front surface 10A (convex surface) of the substrate 10.

[実施例1]
基板10の裏面10Bにウェットブラスト加工を5μm行った結果、加工前とは逆に基板10の裏面10B側方向に2μm反った基板10を製造することができた。
[Example 1]
As a result of performing wet blast processing on the back surface 10B of the substrate 10 by 5 μm, it was possible to manufacture the substrate 10 that was warped by 2 μm in the direction of the back surface 10B side of the substrate 10 as opposed to before processing.

[実施例2]
基板10の裏面10Bにウェットブラスト加工を7μm行った結果、加工前とは逆に基板10の裏面10B側方向に5μm反った基板10を製造することができた。
[Example 2]
As a result of performing wet blast processing on the back surface 10B of the substrate 10 by 7 μm, it was possible to manufacture the substrate 10 that was warped by 5 μm in the direction of the back surface 10B side of the substrate 10 as opposed to before processing.

[実施例3]
基板10の裏面10Bにウェットブラスト加工を9μm行った結果、加工前とは逆に基板10の裏面10B側方向に10μm反った基板10を製造することができた。
[Example 3]
As a result of performing wet blast processing on the back surface 10B of the substrate 10 by 9 μm, it was possible to manufacture the substrate 10 that was warped by 10 μm in the direction of the back surface 10B side of the substrate 10 as opposed to before processing.

[実施例4]
基板10の裏面10Bにウェットブラスト加工を11μm行った結果、加工前とは逆に基板10の裏面10B側方向に15μm反った基板10を製造することができた。
[Example 4]
As a result of performing wet blast processing on the back surface 10B of the substrate 10 by 11 μm, it was possible to manufacture the substrate 10 that was warped by 15 μm in the direction of the back surface 10B side of the substrate 10 as opposed to before processing.

[実施例5]
基板10の表面10Aにウェットブラスト加工を5μm行った後に、基板10の裏面10Bにさらにウェットブラスト加工を7μm行った結果、加工前とは逆に基板10の裏面10B側方向に1μm反った基板10を製造することができた。
[Example 5]
After performing wet blasting on the front surface 10A of the substrate 10 for 5 μm and further performing wet blasting on the back surface 10B of the substrate 10 for 7 μm, the substrate 10 warped by 1 μm in the direction toward the back surface 10B of the substrate 10 as opposed to before processing. Could be manufactured.

[実施例6]
基板10の表面10Aにウェットブラスト加工を5μm行った後に、基板10の裏面10Bにさらにウェットブラスト加工を9μm行った結果、加工前とは逆に基板10の裏面10B側方向に4μm反った基板10を製造することができた。
[Example 6]
After performing wet blasting on the front surface 10A of the substrate 10 for 5 μm and further performing wet blasting on the back surface 10B of the substrate 10 for 9 μm, the substrate 10 warped by 4 μm in the direction toward the back surface 10B of the substrate 10 as opposed to before processing. Could be manufactured.

[実施例7]
基板10の表面10Aにウェットブラスト加工を5μm行った後に、基板10の裏面10Bにさらにウェットブラスト加工を11μm行った結果、加工前とは逆に基板10の裏面10B側方向に12μm反った基板10を製造することができた。
[Example 7]
After performing wet blasting on the front surface 10A of the substrate 10 for 5 μm and further performing wet blasting on the back surface 10B of the substrate 10 for 11 μm, the substrate 10 warped by 12 μm in the direction toward the back surface 10B of the substrate 10 as opposed to before processing. Could be manufactured.

以上の実施例1〜7から、ウェットブラスト工程前、基板10の表面10A側に20μm反っていた基板10は、ウェットブラスト工程後は、基板10の裏面10B側に15μm以下に反った基板10となり、反り量を低減できたことがわかる。   From Examples 1 to 7 above, the substrate 10 that warped 20 μm toward the front surface 10A side of the substrate 10 before the wet blasting process becomes the substrate 10 that warped 15 μm or less toward the back surface 10B side of the substrate 10 after the wet blasting process. It can be seen that the amount of warpage could be reduced.

これにより、ウェットブラスト工程によって、表面10A又は裏面10Bのいずれか所望の面に所望の反り量の反りを有するサファイア基板を製造することができ、しかもその反り量を数十μm以下とすることができた。   Thereby, a sapphire substrate having a desired amount of warpage on either the front surface 10A or the back surface 10B can be manufactured by the wet blasting process, and the amount of warpage can be set to several tens of μm or less. did it.

また、基板10の両面を加工し、表面10A(凸面)より裏面10B(凹面)の加工量を多くすることにより、裏面(凹面)の反り量を細かく調整することができるとともに、基板10の反りの方向をウェットブラスト工程の前後で逆転させることができた。   Further, by processing both surfaces of the substrate 10 and increasing the processing amount of the back surface 10B (concave surface) from the front surface 10A (convex surface), the warpage amount of the back surface (concave surface) can be finely adjusted and the warpage of the substrate 10 can be adjusted. Could be reversed before and after the wet blasting process.

[他の実施形態]
次に、本発明の他の実施形態について図面を参照しながら説明する。
[Other Embodiments]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図7(b)は、本発明に係るサファイア基板の製造方法の他の実施形態を示す製造フローである。   FIG.7 (b) is a manufacturing flow which shows other embodiment of the manufacturing method of the sapphire substrate based on this invention.

本実施形態に係るサファイア基板の製造方法は、サファイアインゴットからスライスして得られ、反りを有する基板に複数工程に亘る加工を施すことによりサファイア基板を製造するサファイア基板の製造方法であって、前記基板の両面を研削する研削工程と、前記研削工程後に、前記基板を保持する基板保持部材に前記基板を貼り付ける貼付工程と、前記研削工程後に、前記基板の片面をラップ加工するラップ工程と、前記ラップ工程後に、前記基板の前記ラップ加工された面をCMP研磨する研磨工程と、前記CMP研磨工程後に、CMP研磨加工された前記基板をアニールするアニール工程と、前記アニール工程後に、前記アニールされた前記基板の凹面をウェットブラスト加工するウェットブラスト工程と、を含むことを特徴とする。   The method for manufacturing a sapphire substrate according to the present embodiment is a method for manufacturing a sapphire substrate, which is obtained by slicing from a sapphire ingot and manufacturing a sapphire substrate by performing processing over a plurality of steps on a warped substrate, A grinding step for grinding both surfaces of the substrate; a pasting step for pasting the substrate to a substrate holding member that holds the substrate after the grinding step; and a lapping step for lapping one side of the substrate after the grinding step; After the lapping step, a polishing step for CMP polishing the lapped surface of the substrate; an annealing step for annealing the CMP polished substrate after the CMP polishing step; and after the annealing step, the annealing is performed. And a wet blasting process for wet blasting the concave surface of the substrate.

本実施形態に係る製造フローにおいては、研削工程、ウェットブラスト工程、貼付け工程、ラップ工程、CMP工程及び精密洗浄工程の各工程は、図7(a)に示した先の実施形態に係る製造フローにおける各工程と同一であるので、ここではそれら重複する工程についての説明は省略し、アニール工程についてのみ説明する。   In the manufacturing flow according to the present embodiment, the grinding process, the wet blasting process, the attaching process, the lapping process, the CMP process, and the precision cleaning process are performed according to the manufacturing flow according to the previous embodiment shown in FIG. Since these steps are the same as those in FIG. 2, the description of the overlapping steps is omitted here, and only the annealing step will be described.

・アニール工程
本発明のサファイア基板の製造方法におけるCMP工程後に行われるアニール工程について説明する。
-Annealing process The annealing process performed after the CMP process in the manufacturing method of the sapphire substrate of this invention is demonstrated.

アニール工程では、前述した研削工程、ラップ工程、CMP工程によって基板10に生じた加工応力及び加工歪みを緩和する。具体的には、基板10を高温炉(不図示)に入れ、1600℃の加熱温度で3時間保持する。   In the annealing process, the processing stress and the processing distortion generated in the substrate 10 by the above-described grinding process, lapping process, and CMP process are alleviated. Specifically, the substrate 10 is placed in a high temperature furnace (not shown) and held at a heating temperature of 1600 ° C. for 3 hours.

これにより、基板10の加工応力及び加工歪みを緩和することができる。   Thereby, the processing stress and processing distortion of the substrate 10 can be relaxed.

なお、上記したアニールの温度及びアニールの時間は一例に過ぎず、上記の例に限定するものではない。   The annealing temperature and annealing time described above are merely examples, and are not limited to the above examples.

次に、本実施形態におけるウェットブラスト工程の実施例8〜10について説明する。   Next, Examples 8 to 10 of the wet blast process in the present embodiment will be described.

実施例8〜10では、図7(b)に示した製造フローに沿ってアニール工程まで行い、表面10A側に2μm反った表面10Aが凸面となっている基板10の裏面10B(凹面)に対してウェットブラスト加工を行った。   In Examples 8 to 10, the annealing process is performed along the manufacturing flow shown in FIG. 7B, and the back surface 10 </ b> B (concave surface) of the substrate 10 in which the surface 10 </ b> A warped by 2 μm on the front surface 10 </ b> A side is a convex surface. Wet blasting was performed.

[実施例8]
基板10の表面10A側に2μm反った基板10に対して、ウェットブラスト加工により基板10の裏面10Bを2μm加工した結果、加工前とは逆に基板10の裏面10B側に3μm反った基板を製造することができた。
[Example 8]
As a result of processing the back surface 10B of the substrate 10 by 2 μm by wet blasting with respect to the substrate 10 warped by 2 μm on the front surface 10A side of the substrate 10, a substrate that is warped by 3 μm on the back surface 10B side of the substrate 10 is manufactured contrary to before processing. We were able to.

[実施例9]
基板10の表面10A側に2μm反った基板10に対して、ウェットブラスト加工により基板10の裏面10Bを4μm加工した結果、加工前とは逆に基板10の裏面10B側に8μm反った基板を製造することができた。
[Example 9]
As a result of processing the back surface 10B of the substrate 10 by 4 μm by wet blasting with respect to the substrate 10 warped by 2 μm on the front surface 10A side of the substrate 10, a substrate that is warped 8 μm on the back surface 10B side of the substrate 10 is manufactured contrary to before processing. We were able to.

[実施例10]
基板10の表面10A側に2μm反った基板10に対して、ウェットブラスト加工により基板10の裏面10Bを6μm加工した結果、加工前とは逆に基板10の裏面10B側に11μm反った基板を製造することができた。
[Example 10]
As a result of processing the back surface 10B of the substrate 10 by 6 μm by wet blasting with respect to the substrate 10 warped by 2 μm on the front surface 10A side of the substrate 10, a substrate having a curvature of 11 μm on the back surface 10B side of the substrate 10 is manufactured contrary to before processing. We were able to.

以上の実施例8〜10では、ウェットブラスト工程前は基板10の表面10A側に2μm反っていた基板を、ウェットブラスト工程後は、基板10の裏面10B側に15μm以下の反り量を有する基板とすることができた。   In Examples 8 to 10 described above, a substrate warped by 2 μm on the front surface 10A side of the substrate 10 before the wet blasting process, and a substrate having a warpage amount of 15 μm or less on the back surface 10B side of the substrate 10 after the wet blasting process. We were able to.

これにより、アニール工程によって基板に熱がかかって基板10に反りが発生したとしても、その後のウェットブラスト工程によって、基板10の所望の面に、所望の反り量を有するサファイア基板を製造することができた。   Thus, even if the substrate 10 is heated by the annealing process and the substrate 10 is warped, a sapphire substrate having a desired warping amount can be manufactured on the desired surface of the substrate 10 by the subsequent wet blasting process. did it.

なお、上記に示した本発明の実施形態及び実施例はいずれも本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。   The above-described embodiments and examples of the present invention are all examples of the present invention, and are not of a nature that limits the technical scope of the present invention.

10 基板
10A 表面
10B 裏面
300 基板保持部材
400 ラップ装置
450 CMP装置
500 ウェットブラスト装置
600 研削装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 10A Front surface 10B Back surface 300 Substrate holding member 400 Lapping device 450 CMP device 500 Wet blast device 600 Grinding device

Claims (7)

サファイアインゴットからスライスして得られ、反りを有する基板に複数工程に亘る加工を施すことによりサファイア基板を製造するサファイア基板の製造方法であって、
前記基板の両面を研削する研削工程と、
前記研削工程後に、前記基板の片面又は両面をウェットブラスト加工するウェットブラスト工程と、
前記ウェットブラスト工程後に、前記基板を保持する基板保持部材に前記基板を貼り付ける貼付工程と、
前記貼付工程後に、前記基板の凹面をラップ加工するラップ工程と、
前記ラップ工程後に、前記基板の前記ラップ加工された面をCMP研磨する研磨工程と、
を含むことを特徴とするサファイア基板の製造方法。
A method for producing a sapphire substrate, which is obtained by slicing from a sapphire ingot and producing a sapphire substrate by subjecting a substrate having warpage to processing over a plurality of steps,
A grinding step of grinding both sides of the substrate;
After the grinding step, a wet blasting step of wet blasting one or both sides of the substrate;
After the wet blasting step, an attaching step of attaching the substrate to a substrate holding member that holds the substrate;
After the attaching step, a lapping step for lapping the concave surface of the substrate;
After the lapping step, a polishing step for CMP polishing the lapped surface of the substrate;
A method for manufacturing a sapphire substrate, comprising:
請求項1に記載のサファイア基板の製造方法であって、
前記ウェットブラスト工程において、前記ウェットブラスト加工は、前記基板の凸面側よりも凹面側の加工量を多くすることを特徴とするサファイア基板の製造方法。
A method for producing a sapphire substrate according to claim 1,
In the wet blasting process, the wet blasting process increases the amount of processing on the concave surface side of the convex surface side of the substrate.
サファイアインゴットからスライスして得られ、反りを有する基板に複数工程に亘る加工を施すことによりサファイア基板を製造するサファイア基板の製造方法であって、
前記基板の両面を研削する研削工程と、
前記研削工程後に、前記基板を保持する基板保持部材に前記基板を貼り付ける貼付工程と、
前記貼付工程後に、前記基板の片面をラップ加工するラップ工程と、
前記ラップ工程後に、前記基板の前記ラップ加工された面をCMP研磨する研磨工程と、
前記CMP研磨工程後に、CMP研磨加工された前記基板をアニールするアニール工程と、
前記アニール工程後に、前記アニールされた前記基板の凹面をウェットブラスト加工するウェットブラスト工程と、
を含むことを特徴とするサファイア基板の製造方法。
A method for producing a sapphire substrate, which is obtained by slicing from a sapphire ingot and producing a sapphire substrate by subjecting a substrate having warpage to processing over a plurality of steps,
A grinding step of grinding both sides of the substrate;
After the grinding step, an attaching step of attaching the substrate to a substrate holding member that holds the substrate;
After the attaching step, a lapping step for lapping one side of the substrate;
After the lapping step, a polishing step for CMP polishing the lapped surface of the substrate;
After the CMP polishing step, an annealing step for annealing the substrate that has been subjected to CMP polishing; and
A wet blasting step for performing wet blasting on the concave surface of the annealed substrate after the annealing step;
A method for manufacturing a sapphire substrate, comprising:
請求項1から3のいずれか1項に記載のサファイア基板の製造方法であって、
前記ウェットブラスト工程では、前記基板の反り量を低減させるまで前記ウェットブラスト加工を行うことを特徴とするサファイア基板の製造方法。
A method for producing a sapphire substrate according to any one of claims 1 to 3,
In the wet blasting process, the wet blasting is performed until the amount of warpage of the substrate is reduced.
請求項1から3のいずれか1項に記載のサファイア基板の製造方法であって、
前記ウェットブラスト工程では、前記基板の反りが逆になるまで前記ウェットブラスト加工を継続することを特徴とするサファイア基板の製造方法。
A method for producing a sapphire substrate according to any one of claims 1 to 3,
In the wet blasting process, the wet blasting is continued until the warpage of the substrate is reversed.
請求項1から5のいずれか1項に記載のサファイア基板の製造方法によって製造されたサファイア基板。   The sapphire substrate manufactured by the manufacturing method of the sapphire substrate of any one of Claim 1 to 5. 請求項6に記載のサファイア基板であって、前記基板の反り量は、数十μm以下であることを特徴とするサファイア基板。   The sapphire substrate according to claim 6, wherein the amount of warpage of the substrate is several tens of μm or less.
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