KR100338220B1 - Fabrication method of substrate for silicon on glass wafer - Google Patents
Fabrication method of substrate for silicon on glass waferInfo
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Abstract
평판 디스플레이 소자의 고선명화를 위해 단결정 실리콘웨이퍼를 접합한 SOG 박판을 형성할 시 단결정 실리콘웨이퍼를 간단히 지지할 수 있도록 하는 SOG 박판을 제조하는 방법에 관한 것으로, 평판 투명 기판을 거울면 가공된 원형의 단결정 실리콘웨이퍼와 동일한 크기와 형상으로 절단하고, 원형 절단된 투명 기판의 절단면을 라운딩 형태 또는 상하측이 경사를 가진 형태가 되도록 연마한 후, 투명 기판을 세정하고, 세정된 투명 기판을 거울면 가공된 원형의 단결정 실리콘웨이퍼와 접합하여 SOG 박판을 제조한다. 따라서, SOG 박판용 투명 기판을 단결정 실리콘웨이퍼와 동일한 크기와 형상으로 제작함으로써 별도의 공정없이 거울면 연마된 단결정 실리콘웨이퍼를 접합하여 고선명 평판 디스플레이 소자 형성을 위한 SOG 박판을 형성할 수 있다.The present invention relates to a method for manufacturing an SOG thin plate that can easily support a single crystal silicon wafer when forming a SOG thin plate bonded to a single crystal silicon wafer for high definition of a flat panel display device. After cutting to the same size and shape as the single crystal silicon wafer, and polishing the cut surface of the circularly cut transparent substrate to have a rounded shape or a shape having an inclined upper and lower sides, the transparent substrate is washed, and the cleaned transparent substrate is mirror surface processed. A thin SOG sheet is manufactured by bonding a circular single crystal silicon wafer. Therefore, by fabricating a transparent substrate for SOG thin plate in the same size and shape as a single crystal silicon wafer, it is possible to form a SOG sheet for forming a high-definition flat panel display device by bonding the mirror-polished single crystal silicon wafer without a separate process.
Description
본 발명은 접합형 SOG(silicon on glass) 박판의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평판 디스플레이 패널에 사용되는 SOG 박판을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a bonded SOG (silicon on glass) thin plate, and more particularly, to a method for manufacturing a SOG thin plate used in a flat panel display panel.
현재 LCD(liquid crystal display) 등과 같은 평판 디스플레이 분야에서 사용되고 있는 기판은 유리 기판에 비정질 또는 다결정 실리콘 층을 형성한 SOG 박판을 사용하고 있다.Currently, substrates used in the field of flat panel displays such as liquid crystal displays (LCDs) use SOG thin films in which an amorphous or polycrystalline silicon layer is formed on a glass substrate.
이러한 평판 디스플레이 소자에 사용되는 SOG 박판은 사각형의 유리 기판에 비정질 실리콘층 또는 다결정 실리콘층을 화학 기상 증착(chemical vapordeposition, CVD)하여 형성하며, 형성된 SOG 박판 상에 TFT(thin film transistor) 등의 반도체 소자와 화소 전극 등을 형성함으로써 평판 디스플레이 패널을 완성한다.The SOG thin plate used in such a flat panel display device is formed by chemical vapor deposition (CVD) of an amorphous silicon layer or a polycrystalline silicon layer on a rectangular glass substrate, and a semiconductor such as a TFT (thin film transistor) on the formed SOG thin plate. A flat panel display panel is completed by forming elements, pixel electrodes and the like.
그리고, 평판 디스플레이 소자가 소형화, 고선명화됨에 따라 사각형의 유리 기판에 비정질 실리콘층 또는 다결정 실리콘층을 형성한 SOG 박판으로는 평탄 디스플레이 소자의 고선명화에 한계가 있으므로, 현재에는 유리 기판에 단결정 실리콘층을 형성한 SOG 박판을 사용하여 고선명 평판 디스플레이 소자를 형성하려는 노력이 진행중이다.In addition, as the flat panel display element becomes smaller and higher in definition, the SOG thin plate in which an amorphous silicon layer or a polycrystalline silicon layer is formed on a rectangular glass substrate has a limitation in high definition of the flat display element. Efforts are being made to form a high-definition flat panel display device using the SOG thin plate formed thereon.
그러나, 잉곳(ingot)을 슬라이싱하고, 거울면 가공하여 형성한 단결정 실리콘인 단결정 실리콘웨이퍼를 종래와 같이 사각형으로 가공된 유리 기판 상부에 접합하여 고선명 평판 디스플레이 소자의 SOG 박판을 형성할 경우에는, 사각형의 유리 기판에 단결정 실리콘웨이퍼를 접합한 후 소자 공정 이전에 단결정 실리콘웨이퍼를 지지하고 있는 사각형의 유리 기판을 단결정 실리콘웨이퍼와 동일한 원형으로 형성하기 위하여 커팅(cutting) 공정을 실시하여야 한다. 하지만 원형의 단결정 실리콘웨이퍼가 접합된 사각형 유리 기판의 커팅 공정이 어렵고 복잡한 단점이 있다.However, when a single crystal silicon wafer, which is a single crystal silicon formed by slicing an ingot and mirror surface processing, is bonded to the upper surface of a glass substrate processed into a square as in the prior art, when forming an SOG thin plate of a high definition flat panel display device, After the single crystal silicon wafer is bonded to the glass substrate, the cutting process is performed to form a square glass substrate supporting the single crystal silicon wafer in the same circle as the single crystal silicon wafer before the device process. However, the cutting process of the rectangular glass substrate to which the circular single crystal silicon wafer is bonded is difficult and complicated.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 평판 디스플레이 소자의 고선명화를 위해 단결정 실리콘웨이퍼를 접합한 SOG 박판을 형성할 시 단결정 실리콘웨이퍼를 간단히 지지할 수 있도록 하는 SOG 박판을 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to manufacture a SOG thin plate which can easily support a single crystal silicon wafer when forming a SOG thin plate bonded to a single crystal silicon wafer for high definition of a flat panel display device. To provide a way.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 SOG 박판을 제조하는 방법을 개략적으로 도시한 순서도이고,1 is a flow chart schematically showing a method of manufacturing a SOG sheet according to an embodiment of the present invention,
도 2a와 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따라 가장자리 연마된 SOG 박판용 기판을 개략적으로 도시한 것이다.2A and 2B schematically illustrate a substrate for edge-polished SOG sheet according to an embodiment of the present invention.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 평판 투명 기판을 거울면 가공된 원형의 단결정 실리콘웨이퍼와 동일한 크기와 형상으로 절단하는 단계와, 상기 원형 절단된 투명 기판의 절단면을 연마하는 단계와, 상기 절단면 연마된 투명 기판을 세정하는 단계와, 상기 세정된 투명 기판을 상기 거울면 가공된 단결정 실리콘웨이퍼와 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of cutting the flat transparent substrate to the same size and shape as the mirror-processed circular single crystal silicon wafer, polishing the cut surface of the circular cut transparent substrate, And cleaning the cut surface-polished transparent substrate, and bonding the cleaned transparent substrate to the mirror-processed single crystal silicon wafer.
상기 투명 기판은 0.1mm 내지 2mm의 두께를 가지는 것이 바람직하며, 상기 투명 기판은 유리 기판인 것이 바람직하다.Preferably, the transparent substrate has a thickness of 0.1 mm to 2 mm, and the transparent substrate is preferably a glass substrate.
상기 평판 투명 기판을 거울면 가공된 원형의 단결정 실리콘웨이퍼와 동일한 크기와 형상으로 절단하는 단계에서 투명 기판의 절단은 다이아몬드 휠, 슬리팅 휠 또는 레이저에 의해 실시하는 것이 바람직하며, 상기 원형 절단된 투명 기판의 절단면을 연마하는 단계에서 투명 기판의 절단면 연마는 단면 연마기에 의해 실시하고, 절단면을 라운딩 형태 또는 절단면의 상하측이 경사진 형태가 되도록 실시하는 것이 바람직하다.In the step of cutting the flat transparent substrate into the same size and shape as the circular single crystal silicon wafer processed by the mirror surface, the cutting of the transparent substrate is preferably performed by a diamond wheel, a slitting wheel, or a laser. In the step of polishing the cut surface of the substrate, it is preferable that the cut surface of the transparent substrate is polished by a single-side polisher, and the cut surface is rounded or the upper and lower sides of the cut surface are inclined.
상기 절단면 연마된 투명 기판을 세정하는 단계는, 브러쉬 공정, 1차 초순수 세정, 초음파 세정, 2차 초순수 세정, 이온화된 공기 샤워, 건조 순으로 실시하는 것이 바람직하며, 상기 1차 및 2차 초순수 세정은 NH4OH, H2O2, HCl의 세정액을 이용하는 것이 바람직하다.The cleaning of the cut-ground polished transparent substrate may be performed in a brush process, first ultrapure water cleaning, ultrasonic cleaning, second ultrapure water cleaning, ionized air shower, and drying, and the first and second ultrapure water cleaning. it is preferable to use the cleaning solution of NH 4 OH, H 2 O 2 , HCl.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 SOG 박판을 제조하는 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.1 is a flow chart schematically showing a method of manufacturing a SOG thin plate according to an embodiment of the present invention.
먼저, 종래와 평판 디스플레이 소자의 SOG 박판을 형성하기 위한 사각형의 유리 기판 등과 같은 투명 기판을 거울면 가공된 단결정 실리콘웨이퍼와 동일 크기로 원형으로 절단하여 단결정 실리콘웨이퍼와 동일한 형상이 되도록 한다(S1).First, a transparent substrate, such as a rectangular glass substrate for forming a SOG thin plate of a conventional flat panel display device, is cut into a circle having the same size as a single crystal silicon wafer processed by a mirror surface so as to have the same shape as a single crystal silicon wafer (S1). .
이때, 유리 기판 등의 투명 기판은 0.1mm 내지 2mm 정도의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 그리고, 사각형 투명 기판의 원형 절단은 다이아몬드 휠, 슬리팅 휠 또는 레이저 등에 의해 실시하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that transparent substrates, such as a glass substrate, have thickness of about 0.1 mm-about 2 mm. In addition, it is preferable to perform circular cutting of a rectangular transparent substrate by a diamond wheel, a slitting wheel, or a laser.
그 다음, 단결정 실리콘웨이퍼와 동일 형상으로 원형 가공된 투명 기판을 단면 연마기(edge grinder)에 적용하여 절단면 즉, 원형 가공된 투명 기판의 가장자리를 연마한다(S2). 이와 동시에 단결정 실리콘웨이퍼에 형성된 노치(notch)와 동일한 형상이 되도록 원형 가공된 투명 기판 가장자리에 노치 가공을 실시한다.Next, a transparent substrate processed circularly in the same shape as a single crystal silicon wafer is applied to an edge grinder to polish the cut surface, that is, the edge of the circular processed transparent substrate (S2). At the same time, notch processing is performed on the edge of the transparent substrate which has been circularly processed to have the same shape as the notch formed on the single crystal silicon wafer.
이때, 단면 연마기에 의한 가장자리 연마 즉, 절단면 연마는 1mm/sec 내지 100mm/sec의 속도로, 노치 가공은 0.1mm/sec 내지 4mm/sec의 속도로 실시하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to perform edge polishing, that is, cutting surface polishing, at a speed of 1 mm / sec to 100 mm / sec, and notch processing at a speed of 0.1 mm / sec to 4 mm / sec.
또한, 단면 연마기에 의한 가장자리 연마 즉, 절단면 연마는 도 2a에 도시한 바와 같이 절단면이 라운딩되도록 연마하거나 도 2b에 도시한 바와 같이 절단면 상, 하측이 경사면을 가지도록 연마하여 종래 사각형 유리 기판과 비교하여 절단면의 거칠기가 거의 동일하도록 한다.In addition, edge polishing by a single-side polisher, that is, cutting a surface, is polished so that the cutting surface is rounded as shown in FIG. 2A or polished so as to have an inclined surface on the lower and lower sides of the cutting surface as shown in FIG. The roughness of the cut surface is almost the same.
그 다음, 절단면 연마가 끝난 원형의 투명 기판에서 미립자 또는 이물질을제거하기 위하여 세정 공정을 실시한다(S3).Next, a cleaning process is performed to remove particulates or foreign matter from the circular transparent substrate having the cut surface polished (S3).
이때, 세정 공정은 브러쉬(brush) 공정에 의한 파티클 등의 부유물 제거, 1차 초순수 세정(deionized water cleaning), 초음파 세정(ultra sonic cleaning) 및 2차 초순수 세정에 의한 유기물, 무기물 및 금속 오염물 등의 제거, 이온화된 공기 샤워(ionized air shower)와 건조(drying) 순으로 실시하는 것이 바람직하다.In this case, the cleaning process may be performed to remove suspended solids such as particles by a brush process, first deionized water cleaning, ultra sonic cleaning, and second ultra pure water cleaning, and to remove organic, inorganic and metal contaminants. It is preferred to carry out removal, ionized air shower and drying.
그리고, 브러쉬 공정에서는 초순수를 공급하는 것이 바람직하고, 1차 및 2차 초순수 세정에서는 세정액으로 NH4OH, H2O2, HCl 등을 사용하는 것이 바람직하며, 1차 초순수 세정은 상온에서, 2차 초순수 세정은 50℃ 내지 80℃ 정도의 온도에서 실시하는 것이 바람직하다. 그리고, 초음파 세정에서는 계면 활성제를 포함하는 것이 바람직하다.In the brush process, it is preferable to supply ultrapure water, and in the first and second ultrapure water cleaning, it is preferable to use NH 4 OH, H 2 O 2 , HCl, etc. as the cleaning liquid. Primary ultrapure water washing is preferably performed at a temperature of about 50 ° C to 80 ° C. And in ultrasonic cleaning, it is preferable to contain surfactant.
이후, 이와 같이 형성된 원형 투명 기판에 거울면 가공된 단결정 실리콘웨이퍼를 접합하여(S4) 평판 디스플레이의 SOG 박판을 형성하고, SOG 박판 상에 TFT와 화소 전극 등을 형성하여 평판 디스플레이의 패널을 완성함으로써 종래 비정질 실리콘층이나 다결정 실리콘층을 이용한 SOG 박판에 비해 고선명 평판 디스플레이 소자를 형성할 수 있다.Subsequently, a single crystal silicon wafer processed by mirror surface is bonded to the circular transparent substrate thus formed (S4) to form a SOG thin plate of a flat panel display, and a TFT and a pixel electrode are formed on the SOG thin plate to complete a panel of a flat panel display. Compared with the conventional SOG thin plate using an amorphous silicon layer or a polycrystalline silicon layer, a high definition flat panel display device can be formed.
이와 같이 본 발명은 SOG 박판용 투명 기판을 단결정 실리콘웨이퍼와 동일한 크기와 형상으로 제작함으로써 별도의 공정없이 거울면 연마된 단결정 실리콘웨이퍼를 접합하여 고선명 평판 디스플레이 소자 형성을 위한 SOG 박판을 형성할 수 있다.As described above, according to the present invention, by fabricating a transparent substrate for a SOG thin plate in the same size and shape as a single crystal silicon wafer, the SOG sheet for forming a high-definition flat panel display device may be formed by bonding a mirror-polished single crystal silicon wafer without a separate process.
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