KR102074340B1 - Surface treatment method for sapphire wafer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용융 붕사(borax) 내로 사파이어 웨이퍼를 침지시키는 제 1 단계; 및 상기 사파이어 웨이퍼를 상기 용융 붕사로부터 회수한 후 용융 알루미늄 내로 침지시켜 상기 사파이어 웨이퍼의 표면 상에 잔류하는 붕사를 제거하는 제 2 단계를 포함하는, 사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법을 제공한다. The present invention comprises a first step of immersing a sapphire wafer into molten borax; And recovering the sapphire wafer from the molten borax and then immersing it in molten aluminum to remove borax remaining on the surface of the sapphire wafer.

Description

사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법{Surface treatment method for sapphire wafer}Surface treatment method for sapphire wafer}

본 발명은 사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 애즈-컷(as-cut) 상태의 사파이어 웨이퍼의 표면을 가공하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a surface treatment method of a sapphire wafer, and more particularly, to a method of processing the surface of a sapphire wafer in an as-cut state.

일반적으로 사파이어 웨이퍼(sapphire wafer)는 단결정 잉곳에서부터 멀티와이어 쏘우 커팅(multi-wire saw cutting) 가공에 의해서 절단되어진다. 이후에 래핑(lapping), 폴리싱(polishing) 등의 물리 화학적 가공기술을 이용하여 미려한 웨이퍼로 제조되어 LED 기판소재나 커버 글래스(cover glass)로 사용되어 진다. 그러나 가공공정 과정에서 웨이퍼의 표면에는 가공결함 등이 잔존하게 된다. 이러한 가공결함에 의해 웨이퍼가 가공 중 또는 사용 중에 쉽게 파괴되어 손실을 유발하게 된다. Generally, sapphire wafers are cut from single crystal ingots by multi-wire saw cutting. After that, it is manufactured as a beautiful wafer by using physicochemical processing techniques such as lapping and polishing, and used as an LED substrate material or cover glass. However, processing defects and the like remain on the surface of the wafer during the processing process. Such processing defects cause the wafer to break easily during processing or use, causing loss.

사파이어 웨이퍼 제조공정 중에 발생한 표면가공 결함(예를 들어, 커팅 공정 중에 발생한 결함) 등을 제거하기 위해서 다양한 물리 화학적 기술이 적용되고 있다. 그 중에서도 붕사(borax, Na2B4O7)와 같은 플럭스(flux)를 에칭액(etching solution)으로 사용하여 사파이어 웨이퍼의 표면의 가공결함을 제거하는 방법이 사용되고 있다. Various physicochemical techniques are applied to remove surface processing defects (for example, defects occurring during the cutting process) and the like that occur during the sapphire wafer manufacturing process. Among them, a method of removing processing defects on the surface of a sapphire wafer is used by using a flux such as borax (Na 2 B 4 O 7 ) as an etching solution.

일 예로서, 붕사의 증기(vapor)를 사파이어 웨이퍼에 접촉시켜 화학반응을 유도하여 표면을 화학적으로 식각(etching)할 수 있다. 그러나 붕사의 증기를 사용할 경우 식각률(etching rate)이 느리고, 고온의 용기가 필요하다. As an example, a vapor of borax may be brought into contact with the sapphire wafer to induce a chemical reaction to chemically etch the surface. However, when borax vapor is used, the etching rate is low and a high temperature container is required.

이러한 문제점을 극복하기 위하여 용융된 붕사를 이용하여 표면을 식각할 수 있다. 예를 들어, 애즈-컷 상태의 사파이어 웨이퍼를 고온의 용융 붕사에 소정 시간 동안 침지시킴으로서 표면 결함을 제거하는 것이다. To overcome this problem, the surface may be etched using molten borax. For example, surface defects are removed by immersing the sapphire wafer in the as-cut state in hot molten borax for a predetermined time.

그러나 이러한 방법의 경우에는 처리가 완료된 후 사파이어 웨이퍼를 용융 붕사로부터 밖으로 취출 후 붕사를 제거하는 단계에서 사파이어 웨이퍼가 파손될 수 있다. 또한 사파이어 웨이퍼의 표면에 잔류하는 붕사와의 열팽창 계수의 차이에 의해서 고온의 용융 붕사로부터 바로 상온으로 취출시키는 경우에 열충격에 의해 쉽게 사파이어 웨이퍼가 파손되기도 한다. However, in this case, the sapphire wafer may be broken in the step of removing the borax after taking out the sapphire wafer from the molten borax after the treatment is completed. In addition, the sapphire wafer may be easily damaged by thermal shock when taken out from the hot molten borax directly to room temperature due to the difference in thermal expansion coefficient with the borax remaining on the surface of the sapphire wafer.

특히 상술한 처리를 수행하는 과정 중에 사파이어 웨이퍼를 임시적으로 수용하기 위하여 슬롯(slot)을 구비한 지그(jig)가 사용될 경우에는, 상기 지그와 사파이어 웨이퍼의 표면에 잔류하는 붕사간의 반응으로 접착되어 버리는 문제가 발생할 수 있다. In particular, when a jig having a slot is used to temporarily receive the sapphire wafer during the above-described process, the jig and the borax remaining on the surface of the sapphire wafer are bonded by the reaction. Problems may arise.

구체적으로 용융 붕사 내에 침지되어 표면식각이 완료된 사파이어 웨이퍼를 용융 붕사 밖으로 회수하여 지그 내 슬롯으로 수용할 경우, 사파이어 웨이퍼의 표면에 잔류하는 용융 붕사가 슬롯의 내면과 접촉한 후 냉각 및 응고되면서 슬롯과 서로 강하게 붙어 버리게 되어, 결과적으로 사파이어 웨이퍼와 지그가 서로 접착되게 된다. 사파이어는 취성이 강한 물질이므로 지그로부터 사파이어 웨이퍼를 꺼내기 위하여 지그와 접착되어 있는 사파이어 웨이퍼에 외력을 가하는 경우 바로 파괴가 일어날 수 있다. 따라서 사파이어 웨이퍼를 지그로부터 자유롭게 꺼내지 못하게 되며, 이를 위해서는 사파이어 웨이퍼와 슬롯 사이에 개재된 붕사를 제거하는 공정을 별도로 수행해야만 하는 큰 문제점이 있다. In detail, when the sapphire wafer immersed in the molten borax and surface-etched is recovered out of the molten borax and accommodated as a slot in the jig, the molten borax remaining on the surface of the sapphire wafer contacts the inner surface of the slot, and is cooled and solidified. They stick together strongly, resulting in the sapphire wafer and the jig sticking together. Since sapphire is a brittle material, destruction may occur immediately when an external force is applied to the sapphire wafer bonded to the jig to remove the sapphire wafer from the jig. Therefore, the sapphire wafer can not be freely removed from the jig, there is a big problem that must be performed separately to remove the borax interposed between the sapphire wafer and the slot.

(선행문헌 1) 미국 특허등록번호 제3808065호(Previous Document 1) US Patent Registration No. 3808065 (선행문헌 2) 미국 특허등록번호 제3878005호(Previous Document 2) US Patent Registration No. 3878005

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 사파이어 웨이퍼의 표면에 잔류하는 용융 붕사를 제거함으로써 사파이어 웨이퍼의 파손없이 표면결함을 쉽게 제거할 수 있는 사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is to solve the various problems including the above problems, by removing the molten borax remaining on the surface of the sapphire wafer surface treatment method of the sapphire wafer that can easily remove the surface defects without damage to the sapphire wafer It aims to provide. However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereby.

본 발명의 일 관점에 따르면, 사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법을 제공한다. 상기 사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법은 용융 붕사(borax) 내로 사파이어 웨이퍼를 침지시키는 제 1 단계; 및 상기 사파이어 웨이퍼를 상기 용융 붕사로부터 회수한 후 알루미늄 용탕 내로 침지시켜 상기 사파이어 웨이퍼의 표면 상에 잔류하는 붕사를 제거하는 제 2 단계를 포함할 수 있다.According to one aspect of the invention, there is provided a surface treatment method of a sapphire wafer. The surface treatment method of the sapphire wafer may include a first step of immersing the sapphire wafer into molten borax; And recovering the sapphire wafer from the molten borax and immersing it in an aluminum molten metal to remove borax remaining on the surface of the sapphire wafer.

상기 사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법에 있어서, 상기 2 단계는, 상기 사파이어 웨이퍼를 상기 알루미늄 용탕 내에서 이동시키거나 진동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. In the method for treating the surface of the sapphire wafer, the second step may further include moving or vibrating the sapphire wafer in the molten aluminum.

상기 사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법에 있어서, 상기 2 단계는, 상기 알루미늄 용탕을 교반하는 단계를 더 포함할 수 있다. In the method for treating the surface of the sapphire wafer, the second step may further include stirring the molten aluminum.

상기 사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법에 있어서, 상기 제 2 단계 이후에 상기 사파이어 웨이퍼를 지그 내부로 수용하고 냉각시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In the method for treating the surface of the sapphire wafer, the method may further include accommodating and cooling the sapphire wafer into the jig after the second step.

상기 사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법에 있어서, 상기 제 2 단계는, 상기 제 1 단계를 완료한 후 상기 사파이어 웨이퍼의 표면에 잔류하는 붕사의 응고가 완료되기 전 후 수행될 수 있다. In the method for treating the surface of the sapphire wafer, the second step may be performed after the solidification of borax remaining on the surface of the sapphire wafer after the first step is completed.

상기 사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법에 있어서, 상기 제 1 단계를 수행한 후 상기 제 2 단계 수행 전에 상기 사파이어 웨이퍼는 750℃ 내지 900℃의 온도 범위 내에서 유지되는 구간을 포함할 수 있다.In the method for treating the surface of the sapphire wafer, after performing the first step and before performing the second step, the sapphire wafer may include a section maintained within a temperature range of 750 ° C to 900 ° C.

상기 사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법에 있어서, 상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계 중 어느 하나 이상은 불활성 분위기 또는 진공 분위기에서 수행될 수 있다.In the sapphire wafer surface treatment method, any one or more of the first step and the second step may be performed in an inert atmosphere or a vacuum atmosphere.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 공정이 간단하고, 사파이어 웨이퍼의 표면에 잔류하는 에칭액을 제거함으로써 사파이어 웨이퍼의 파손없이 표면결함을 쉽게 제거할 수 있는 사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention made as described above, the process is simple, the surface treatment method of the sapphire wafer that can easily remove the surface defects without damage to the sapphire wafer by removing the etching solution remaining on the surface of the sapphire wafer Can be implemented. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사파이어 웨이퍼의 표면처리를 위한 장치를 개략적으로 도해한 개념도이다.1 to 3 are cross-sectional views schematically illustrating a surface treatment method of a sapphire wafer according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram schematically illustrating an apparatus for surface treatment of a sapphire wafer according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, the following examples are intended to complete the disclosure of the present invention, the scope of the invention to those skilled in the art It is provided to inform you completely. In addition, the components may be exaggerated or reduced in size in the drawings for convenience of description.

본 발명에 의한 사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법은 용융 붕사 내로 사파이어 웨이퍼를 침지시키는 제 1 단계 및 사파이어 웨이퍼를 상기 용융 붕사로부터 회수한 후 용융 알루미늄 내로 침지시켜 사파이어 웨이퍼의 표면 상에 잔류하는 붕사를 제거하는 제 2 단계를 포함할 수 있다.In the method for surface treatment of a sapphire wafer according to the present invention, a first step of immersing a sapphire wafer into molten borax and recovering the sapphire wafer from the molten borax and then immersing it in molten aluminum to remove borax remaining on the surface of the sapphire wafer It may include a second step.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 단면도이다.1 to 3 are cross-sectional views schematically illustrating a surface treatment method of a sapphire wafer according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 1을 참조하면, 복수의 사파이어 웨이퍼(110)가 지그(120)의 슬롯(130) 내에 수용되어 제공된다. 여기서, 사파이어 웨이퍼(110)는 사파이어 단결정 잉곳에서부터 멀티와이어 쏘우 커팅(multi-wire saw cutting) 가공에 의해서 절단되어진 애즈-컷 상태로서, 표면에 다수의 가공결함을 포함하고 있다. First, referring to FIG. 1, a plurality of sapphire wafers 110 are received and provided in the slots 130 of the jig 120. Here, the sapphire wafer 110 is an as-cut state cut from a sapphire single crystal ingot by a multi-wire saw cutting process, and includes a plurality of processing defects on its surface.

제 1 단계로서 지그(120)에 있는 사파이어 웨이퍼(110) 중 하나인 제 1 사파이어 웨이퍼(111)를 800 내지 900℃의 고온으로 유지중인 용융 붕사(210)가 수용된 제 1 용기(220) 내에 침지하여 소정의 시간동안 접촉시킨다. 여기서, 상기 소정의 시간은 제 1 사파이어 웨이퍼(111) 표면의 가공결함을 제거할 수 있을 만큼 충분히 반응할 시간을 의미한다. 상기 소정의 시간은 제 1 사파이어 웨이퍼(111)의 가공결함의 양에 따라 영향을 받는다.As a first step, the first sapphire wafer 111, which is one of the sapphire wafers 110 in the jig 120, is immersed in the first container 220 containing the molten borax 210 maintained at a high temperature of 800 to 900 ° C. Contact for a predetermined time. Here, the predetermined time means a time for reacting sufficiently to remove processing defects on the surface of the first sapphire wafer 111. The predetermined time is influenced by the amount of processing defects of the first sapphire wafer 111.

다음, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 2 단계로서 용융 붕사(210)에 의한 처리가 완료된 제 1 사파이어 웨이퍼(111)를 제 1 용기(220)로부터 취출한 후 알루미늄 용탕(310)이 수용된 제 2 용기(320)에 침지하여 용융 알루미늄과 소정의 시간동안 접촉시킨다. Next, as shown in FIG. 2, after the first sapphire wafer 111, which has been processed by the molten borax 210, is taken out from the first container 220, the first molten aluminum 310 is accommodated. 2 is immersed in the container 320 and brought into contact with the molten aluminum for a predetermined time.

이 과정에서 용융 알루미늄은 사파이어 웨이퍼(111)의 표면에 잔류하는 붕사를 제거하는 세척제로서의 역할을 수행하게 된다. 따라서 제 2 용기(320) 내에서 사파이어 웨이퍼(111)의 표면에 잔류하던 붕사는 유동하는 용융 알루미늄(310)에 의해 사파이어 웨이퍼(111)의 표면으로부터 제거된 된 후 알루미늄 용탕(310)에 혼입되게 된다. 이렇게 제거된 잔류 붕사는 비중의 차이로 인해 알루미늄 용탕(310) 상부로 부유될 수 있다. In this process, the molten aluminum serves as a cleaning agent for removing borax remaining on the surface of the sapphire wafer 111. Therefore, the borax remaining on the surface of the sapphire wafer 111 in the second container 320 is removed from the surface of the sapphire wafer 111 by the flowing molten aluminum 310 to be mixed in the molten aluminum 310. do. The residual borax removed in this way may be suspended above the aluminum molten metal 310 due to the difference in specific gravity.

제 2 단계에서 사파이어 웨이퍼(111)의 표면으로부터 잔류 붕사의 제거를 효과적으로 수행하기 위하여 사파이어 웨이퍼(111)를 알루미늄 용탕(310) 내에서 정지한 상태로 유지하지 않고 소정 시간 동안 이동시키거나 진동 시킬 수 있다. 이 경우 알루미늄 용탕(310)이 교반되는 효과에 의해 용융 알루미늄의 유동이 커져 사파이어 웨이퍼(111)의 표면에 잔류하는 붕사를 제거하는 효과가 증가될 수 있다. In order to effectively remove residual borax from the surface of the sapphire wafer 111 in the second step, the sapphire wafer 111 may be moved or vibrated for a predetermined time without being stopped in the aluminum molten metal 310. have. In this case, the flow of molten aluminum increases due to the stirring of the molten aluminum 310, thereby increasing the effect of removing borax remaining on the surface of the sapphire wafer 111.

다른 예로서, 사파이어 웨이퍼(111)는 알루미늄 용탕(310) 내에서 정지 상태로 유지시키되 알루미늄 용탕(310)을 교반시켜 용융 알루미늄에 의한 붕사 제거 효과를 증가시킬 수 있다. As another example, the sapphire wafer 111 may be kept stationary in the molten aluminum 310, but the aluminum molten metal 310 may be agitated to increase the borax removal effect by the molten aluminum.

다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 잔류 붕사의 제거 처리가 완료된 제 1 사파이어 웨이퍼(111)를 알루미늄 용탕(310)의 상부로 취출한다. 이때 사파이어 웨이퍼(111)가 알루미늄 용탕(310) 외부로 완전히 취출 된 후 알루미늄 용탕(310)의 상부에서 소정 시간 유지하여 사파이어 웨이퍼(111)의 표면에서 용융 알루미늄이 자중에 의해 이동하여 최종적으로 알루미늄 용탕(310)으로 낙하하도록 한다. Next, as shown in FIG. 3, the first sapphire wafer 111 on which the removal process of residual borax is completed is taken out to the upper portion of the molten aluminum 310. At this time, after the sapphire wafer 111 is completely taken out to the outside of the aluminum molten metal 310 and maintained for a predetermined time at the top of the aluminum molten metal 310, the molten aluminum is moved by its own weight and finally the aluminum molten metal To fall to 310.

표면에서 용융 알루미늄이 완전히 제거된 사파이어 웨이퍼(111)는 도 3에 도시된 바와 같이 처리가 완료된 사파이어 웨이퍼를 수용하는 별도의 지그(122)에 수용된 후 냉각되는 단계를 거친다. 물론 처리가 완료된 사파이어 웨이퍼는 별도의 지그(122)가 아닌 원래의 지그(120)로 회수시킨 후 냉각되는 것도 가능하다. As shown in FIG. 3, the sapphire wafer 111 from which the molten aluminum is completely removed from the surface is accommodated in a separate jig 122 containing the processed sapphire wafer and then cooled. Of course, the processed sapphire wafer may be cooled after recovering the original jig 120 instead of the separate jig 122.

제 1 사파이어 웨이퍼(111)의 처리가 완료된 후 순서에 따라 다른 사파이어 웨이퍼의 처리가 상술한 단계대로 연속적으로 진행되게 된다. After the processing of the first sapphire wafer 111 is completed, the processing of the other sapphire wafers proceeds continuously in the above-described steps in order.

한편, 상술한 실시예에서는 사파이어 웨이퍼의 처리가 매엽식으로 진행되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다른 실시예로서 복수의 사파이어 웨이퍼가 수용된 지그 자체를 용융 붕사에 침지시키고 다시 알루미늄 용탕에 침지시킨 후 취출하여 냉각하는 방법도 가능하다. Meanwhile, in the above-described embodiment, the sapphire wafer is processed in single-leaf type, but the present invention is not limited thereto. In another embodiment, the jig itself containing the plurality of sapphire wafers is immersed in molten borax and then immersed in molten aluminum again. Taking out and cooling is also possible.

제 1 단계가 완료된 사파이어 웨이퍼(111)의 표면에 잔류하는 용융 붕사가 응고되어 고상의 붕사가 될 경우 제 2 단계에서 잔류하는 붕사의 제거가 어려워 질수 있다. 따라서 제 1 단계가 완료된 후 제 2 단계가 시작되기 전 사이 동안 사파이어 웨이퍼(111)의 표면에 잔류하는 붕사는 액상의 용융 상태로 유지되는 것이 바람직하다. When the molten borax remaining on the surface of the sapphire wafer 111 in which the first step is completed becomes solid borax, it may be difficult to remove the borax remaining in the second step. Therefore, it is preferable that borax remaining on the surface of the sapphire wafer 111 after the first step is completed and before the second step is started is maintained in the molten state of the liquid phase.

이를 구현하기 위한 방법의 일 예로서, 제 1 단계가 완료된 후 신속하게 제 2 단계를 수행하여 가능한 사파이어 웨이퍼 표면의 용융 붕사의 응고가 완료되기 전에 사파이어 웨이퍼가 알루미늄 용탕에 침지되도록 한다.As an example of a method for implementing this, the second step is quickly performed after the first step is completed so that the sapphire wafer is immersed in the molten aluminum before the solidification of the molten borax on the surface of the sapphire wafer is possible.

다른 예로서, 제 1 단계와 제 2 단계 사이에 사파이어 웨이퍼가 융점보다 높은 온도, 예를 들어 750℃ 내지 800℃의 온도 범위 내에서 유지시킬 수 있다. 붕사의 융점이 743℃이므로 750℃ 내지 800℃의 온도 범위 내에서 사파이어 웨이퍼를 유지할 경우 그 표면에 잔류하는 붕사는 용융 상태로 존재하게 된다. As another example, the sapphire wafer may be maintained between a first step and a second step within a temperature above the melting point, for example between 750 ° C and 800 ° C. Since the melting point of borax is 743 ° C., when boring the sapphire wafer in the temperature range of 750 ° C. to 800 ° C., the borax remaining on the surface is present in a molten state.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사파이어 웨이퍼의 표면처리를 위한 장치를 개략적으로 도해한 개념도이다.4 is a conceptual diagram schematically illustrating an apparatus for surface treatment of a sapphire wafer according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사파이어 웨이퍼의 표면처리 장치는, 퍼니스(furnace, 500) 내에 용융 붕사(210)가 담긴 제 1 용기(220)와 용융 알루미늄(310)이 담긴 제 2 용기(320)가 배치되어 있다. Referring to FIG. 4, in the surface treatment apparatus of a sapphire wafer according to an embodiment of the present invention, a first container 220 and molten aluminum 310 containing molten borax 210 in a furnace 500 are contained. The second container 320 is disposed.

여기서, 퍼니스(500)는 제공되는 사파이어 웨이퍼(110)가 각 단계 별로 처리가 완료되어 다음 단계로 이동되는 과정 중에 사파이어 웨이퍼(110)의 온도를 가능한 일정하게 유지하기 위한 가열 제어 시스템(미도시)를 포함한다. Here, the furnace 500 is a heating control system (not shown) for maintaining the temperature of the sapphire wafer 110 as constant as possible during the process of the provided sapphire wafer 110 is completed in each step and moved to the next step It includes.

본 실시예를 따르는 사파이어 웨이퍼의 표면처리 장치에 의하면, 예를 들어, 상술한 바와 같이 제 1 단계에서와 제 2 단계 사이에 사파이어 웨이퍼를 융점 이상으로 유지하기 위하여 퍼니스(500) 내부의 온도를 750℃ 내지 800℃로 유지할 수 있다. 따라서 제 1 용기(220)에서 제 1 단계 처리가 완료된 사파이어 웨이퍼가 제 1 용기(220)로부터 취출되어 옆에 배치된 제 2 용기(320)로 이동하는 중에 사파이어 웨이퍼가 냉각되어 그 표면에 잔류하는 붕사가 응고되는 현상을 방지할 수 있다. According to the surface treatment apparatus of the sapphire wafer according to this embodiment, for example, as described above, in order to maintain the sapphire wafer above the melting point between the first step and the second step, the temperature inside the furnace 500 is 750. It can be maintained at ℃ to 800 ℃. Therefore, the sapphire wafer is cooled and remains on the surface while the sapphire wafer having the first step treatment is completed from the first container 220 and moved to the second container 320 disposed next to the first container 220. The phenomenon that borax solidifies can be prevented.

또한, 사파이어 웨이퍼(110)의 표면처리를 불활성 분위기 또는 진공 분위기에서 수행되도록 진공배기 시스템(미도시) 및 가스공급시스템(미도시)을 더 포함할 수 있다.In addition, the surface treatment of the sapphire wafer 110 may further include a vacuum exhaust system (not shown) and a gas supply system (not shown) to be performed in an inert atmosphere or a vacuum atmosphere.

이하 도 4를 참조하여 사파이어 웨이퍼 표면 처리 장치의 작동을 단계별로 기술한다. Hereinafter, the operation of the sapphire wafer surface treatment apparatus will be described step by step with reference to FIG. 4.

애즈-컷 상태의 사파이어 웨이퍼(110)를 제 1 지그(120) 내부로 수용하고, 제 1 지그(120)를 퍼니스(500)의 일측으로 장입시킨다. The sapphire wafer 110 in the as-cut state is accommodated inside the first jig 120, and the first jig 120 is charged to one side of the furnace 500.

다음, 퍼니스 내부를 약 750℃ 내지 900℃의 온도 범위 내에서 승온시키고 일정하게 유지시킨다. The furnace interior is then warmed up and kept constant within the temperature range of about 750 ° C to 900 ° C.

다음, 퍼니스(500) 내에 구비된 로봇 암(510)을 이용하여 제 1 지그(120)에 수용된 사파이어 웨이퍼(110) 중 하나인 제 1 사파이어 웨이퍼(111)를 포획한다.Next, the first sapphire wafer 111 which is one of the sapphire wafers 110 accommodated in the first jig 120 is captured using the robot arm 510 provided in the furnace 500.

로봇 암(510)의 파지장치에 포획된 제 1 사파이어 웨이퍼(111)는 제 1 지그(120)로부터 빠져나와 용융 붕사(210)가 채워진 제 1 용기(220)로 이동된 후 용융 붕사(210) 내부로 침지된다. 침지 후 표면 반응을 통해 화학적으로 사파이어 웨이퍼 표면이 식각되어 표면의 가공결함이 제거된다.  The first sapphire wafer 111 captured by the holding device of the robot arm 510 is moved out of the first jig 120 and moved to the first container 220 filled with the molten borax 210 and then the molten borax 210. It is immersed inside. After immersion, the surface reaction chemically etches the surface of the sapphire wafer to remove processing defects.

반응이 종료된 이후에 로봇 암(510)을 이용하여 제 1 용기(220)로부터 제 1 사파이어 웨이퍼(111)를 밖으로 취출하고, 신속하게 알루미늄 용탕(310)이 채워진 제 2 용기(320)에 침지시켜 제 1 사파이어 웨이퍼(111)의 표면에 잔류하는 붕사(210)를 제거한다.After the reaction is completed, the first sapphire wafer 111 is taken out from the first container 220 using the robot arm 510, and quickly immersed in the second container 320 filled with the aluminum molten metal 310. The borax 210 remaining on the surface of the first sapphire wafer 111 is removed.

이때 로봇 암(510)은 사파이어 웨이퍼(111)를 파지한 상태에서 진동을 인가할 수 있는 진동 인가 장치를 더 구비할 수 있다. 이러한 진동 인가 장치는 사파이어 웨이퍼(111)가 알루미늄 용탕(310) 내에서 침지되어 있을 때 사파이어 웨이퍼(111)에 진동을 인가하여 잔류하는 붕사를 더욱 효과적으로 제거할 수 있게 한다. In this case, the robot arm 510 may further include a vibration applying device capable of applying vibration in a state in which the sapphire wafer 111 is held. The vibration applying device may apply vibration to the sapphire wafer 111 when the sapphire wafer 111 is immersed in the molten aluminum 310 to more effectively remove the remaining borax.

이후에 퍼니스(500)의 타측에 준비된 제 2 지그(122) 내에 표면처리가 완료된 제 1 사파이어 웨이퍼(111)를 수용시키고, 이와 연속적으로 제 1 지그(120)에 수용된 나머지 사파이어 웨이퍼를 같은 방법으로 순차적으로 처리한다. Thereafter, the first sapphire wafer 111 having the surface treatment is accommodated in the second jig 122 prepared on the other side of the furnace 500, and the remaining sapphire wafers accommodated in the first jig 120 are successively transferred in the same manner. Process sequentially.

모든 사파이어 웨이퍼의 처리가 완료되어 제 2 지그(122)에 모두 수용되며, 제 2 지그(122)를 퍼니스에서 꺼낸 후 냉각단계를 수행한다. After the processing of all the sapphire wafers is completed and accommodated in the second jig 122, the second jig 122 is removed from the furnace and the cooling step is performed.

변형된 실시예로서, 퍼니스(500)의 타측에 준비된 제 2 지그(122)에는 국부적으로 냉각이 가능한 냉각 설비를 구비할 수 있다. 일예로서 제 2 지그(122)가 거치된 지지대를 냉각수로 냉각하여 제 2 지그(122)를 냉각할 수 있다.As a modified embodiment, the second jig 122 prepared on the other side of the furnace 500 may be provided with a cooling facility capable of locally cooling. For example, the second jig 122 may be cooled by cooling the support on which the second jig 122 is mounted with cooling water.

이러한 본 발명의 실시예를 따르는 장치를 이용할 경우, 높은 처리 속도를 가지고 안정적으로 애즈-컷 사파이어 웨이퍼의 표면에 형성된 결함을 신속하게 제거할 수 있으며, 처리된 사파이어 웨이퍼가 지그와 접착되어 버리는 문제를 근본적으로 해결할 수 있다. When using the apparatus according to the embodiment of the present invention, it is possible to quickly remove the defects formed on the surface of the as-cut sapphire wafer with high processing speed and stably, and the problem that the processed sapphire wafer is adhered to the jig It can be solved fundamentally.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

110 : 사파이어 웨이퍼
120 : 제 1 지그
122 : 제 2 지그
210 : 붕사
220 : 제 1 용기
310 : 알루미늄 용탕
320 : 제 2 용기
500 : 퍼니스
510 : 로봇 암110: Sapphire Wafer
120: first jig
122: second jig
210: Borax
220: first container
310: molten aluminum
320: second container
500: furnace
510: Robot Arm

Claims (7)

용융 붕사(borax) 내로 사파이어 웨이퍼를 침지시키는 제 1 단계; 및
상기 사파이어 웨이퍼를 상기 용융 붕사로부터 회수한 후 알루미늄 용탕 내로 침지시켜 상기 사파이어 웨이퍼의 표면 상에 잔류하는 붕사를 제거하는 제 2 단계를 포함하고,
상기 제 2 단계는,
상기 사파이어 웨이퍼를 상기 알루미늄 용탕 내에서 이동시키거나 진동시키는 단계를 더 포함하며,
상기 제 2 단계는,
상기 제 1 단계를 완료한 후 상기 사파이어 웨이퍼의 표면에 잔류하는 붕사의 응고가 완료되기 전 후 수행되는,
사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법.A first step of immersing the sapphire wafer into molten borax; And
Recovering the sapphire wafer from the molten borax and immersing it in an aluminum molten metal to remove borax remaining on the surface of the sapphire wafer;
The second step,
Moving or vibrating the sapphire wafer in the molten aluminum;
The second step,
After completion of the first step is carried out before and after the solidification of borax remaining on the surface of the sapphire wafer is completed,
Surface treatment method of sapphire wafer. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 단계 이후에 상기 사파이어 웨이퍼를 지그 내부로 수용하고 냉각시키는 단계를 더 포함하는,
사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법.The method of claim 1,
After the second step further comprises receiving and cooling the sapphire wafer into a jig,
Surface treatment method of sapphire wafer. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 단계를 수행한 후 상기 제 2 단계 수행 전에 상기 사파이어 웨이퍼는 750℃ 내지 900℃의 온도 범위 내에서 유지되는 구간을 포함하는,
사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법.The method of claim 1,
After performing the first step and before performing the second step, the sapphire wafer includes a section maintained in a temperature range of 750 ℃ to 900 ℃,
Surface treatment method of sapphire wafer. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계 중 어느 하나 이상은 불활성 분위기 또는 진공 분위기에서 수행되는,
사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법.The method of claim 1,
At least one of the first step and the second step is performed in an inert atmosphere or a vacuum atmosphere,
Surface treatment method of sapphire wafer.
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