KR20180129393A - Surface treatment method for sapphire wafer - Google Patents

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Abstract

Provided is a method for processing the surface of a sapphire wafer without damaging the sapphire wafer. The method according to the present invention comprises the following steps: a first step of immersing a sapphire wafer into molten borax; and a second step of removing the remaining borax on the surface of the sapphire wafer by immersing the sapphire wafer into molten aluminum after collecting the same from the molten borax.

Description

사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법{Surface treatment method for sapphire wafer}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a surface treatment method for a sapphire wafer,

본 발명은 사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 애즈-컷(as-cut) 상태의 사파이어 웨이퍼의 표면을 가공하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for processing a surface of a sapphire wafer, and more particularly, to a method for processing a 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. In general, sapphire wafers are cut from single crystal ingots by multi-wire saw cutting. Afterwards, it is manufactured as a beautiful wafer by using physicochemical processing techniques such as lapping and polishing, and is used as an LED substrate material or a cover glass. However, in the processing step, defects such as machining defects remain on the surface of the wafer. Such processing defects can cause the wafers to break down easily during processing or during 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 have been applied to remove surface machining defects (e.g., defects that occur during the cutting process) that occurred during the sapphire wafer manufacturing process. In particular, a method of removing machining defects on the surface of a sapphire wafer by using a flux such as borax (Na 2 B 4 O 7 ) as an etching solution is used.

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, the vapor of borax may be contacted with a sapphire wafer to induce a chemical reaction to chemically etch the surface. However, when borax vapor is used, the etching rate is slow and a high temperature vessel 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 can be etched using molten borax. For example, a sapphire wafer in an as-cut state is immersed in hot molten borax for a predetermined time to remove surface defects.

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 method, 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, when the sapphire wafer is taken out from the molten borax at a high temperature immediately due to a difference in thermal expansion coefficient from borax remaining on the surface of the sapphire wafer, the sapphire wafer may be easily broken by thermal shock.

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. Particularly, when a jig having a slot is used to temporarily accommodate the sapphire wafer during the above-described process, the jig is adhered to the sapphire wafer by the reaction between the sapphire wafer and the remaining borax Problems can 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. Specifically, when the sapphire wafer immersed in the molten borax and having been subjected to the surface etching is taken out of the molten borax and received in the slot in the jig, the molten borax remaining on the surface of the sapphire wafer comes into contact with the inner surface of the slot, As a result, the sapphire wafer and the jig are bonded to each other. Since sapphire is a brittle material, when an external force is applied to a sapphire wafer bonded to a jig in order to take out the sapphire wafer from the jig, immediate destruction may occur. Therefore, the sapphire wafer can not be taken out freely from the jig. In order to do this, a sapphire wafer and a process for removing borax between the wafer and the slot must be separately performed.

(선행문헌 1) 미국 특허등록번호 제3808065호(Prior Art 1) U.S. Patent No. 3808065 (선행문헌 2) 미국 특허등록번호 제3878005호(Prior Art 2) U.S. Patent 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 has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a sapphire wafer surface treatment method capable of easily removing surface defects without damaging the sapphire wafer by removing molten borax remaining on the surface of the sapphire wafer The purpose is to provide. However, these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.

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 present invention, there is provided a surface treatment method of a sapphire wafer. The surface treatment method of the sapphire wafer includes: a first step of immersing a sapphire wafer into a molten borax; And a second step of removing the remaining borax on the surface of the sapphire wafer by immersing the sapphire wafer in the molten aluminum after recovering from the molten borax.

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 surface treatment method of the sapphire wafer, the second step may further include a step of 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 surface treatment method of the sapphire wafer, the second step may further include stirring the aluminum molten metal.

상기 사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법에 있어서, 상기 제 2 단계 이후에 상기 사파이어 웨이퍼를 지그 내부로 수용하고 냉각시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The surface treatment method of the sapphire wafer may further include a step of receiving 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 surface treatment method of the sapphire wafer, the second step may be performed after completion of the solidification of the borax remaining on the surface of the sapphire wafer after completing the first step.

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 surface treatment method of the sapphire wafer, the sapphire wafer may be maintained within a temperature range of 750 ° C to 900 ° C after the first step and before the second step.

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 surface treatment method of the sapphire wafer, at least one 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 the embodiment of the present invention described above, the surface processing method of the sapphire wafer is simple in that the surface defect can be easily removed without damaging the sapphire wafer by removing the etchant 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.FIGS. 1 to 3 are cross-sectional views schematically showing a method of treating a surface 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, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Also, for convenience of explanation, the components may be exaggerated or reduced in size.

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.A method for surface treatment of a sapphire wafer according to the present invention comprises a first step of immersing a sapphire wafer into molten borax and a second step of immersing the sapphire wafer in the molten aluminum after recovering the sapphire wafer from the molten borax to remove borax remaining on the surface of the sapphire wafer And a second step.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 단면도이다.FIGS. 1 to 3 are cross-sectional views schematically showing a method of treating a surface 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 which is cut by a multi-wire saw cutting process from a sapphire single crystal ingot, and includes a plurality of processing defects on the 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.The first sapphire wafer 111 which is one of the sapphire wafers 110 in the jig 120 is immersed in the first vessel 220 containing the molten borax 210 which is maintained at a high temperature of 800 to 900 DEG C, For a predetermined period of time. Here, the predetermined time means a time to sufficiently react to remove machining 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. 2, after the first sapphire wafer 111, which has been processed by the molten borax 210, is taken out from the first container 220 and then the aluminum melt 310 is received in the second container 220, 2 container 320 and brought into contact with molten aluminum for a predetermined period of 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 the borax remaining on the surface of the sapphire wafer 111. 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 and then mixed into the molten aluminum 310 do. The residual borax thus removed may float above the molten aluminum 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 can be moved or vibrated for a predetermined time without being held in the molten state in the molten aluminum 310 have. In this case, due to the effect of stirring the molten aluminum 310, the flow of molten aluminum is increased, and the effect of removing the borax remaining on the surface of the sapphire wafer 111 can be increased.

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 molten aluminum may increase the borax removal effect by stirring the molten aluminum 310.

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 residual borax removal processing has been completed is taken out to the upper part of the molten aluminum 310. Then, as shown in Fig. At this time, after the sapphire wafer 111 is completely taken out of the molten aluminum 310, the molten aluminum is retained on the upper surface of the molten aluminum 310 for a predetermined time, and the molten aluminum moves on the surface of the sapphire wafer 111 by its own weight, (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. The sapphire wafer 111 from which molten aluminum has been completely removed from the surface is accommodated in a separate jig 122 for receiving the processed sapphire wafer as shown in Fig. 3, and then cooled. Of course, the processed sapphire wafers may be cooled after being recovered to the original jig 120 rather than 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 completion of the processing of the first sapphire wafer 111, the processing of the other sapphire wafers proceeds in sequence according to the above-described steps.

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. In the above-described embodiment, the sapphire wafer is processed in a single wafer process. However, the present invention is not limited to this. In another embodiment, a jig containing a plurality of sapphire wafers is immersed in molten borax, It is possible to take out and cool it.

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. If the molten borax remaining on the surface of the sapphire wafer 111 after completion of the first step solidifies and becomes a solid phase borax, it may be difficult to remove the remaining borax in the second step. Therefore, it is preferable that the borax remaining on the surface of the sapphire wafer 111 during the period before the second step is completed after the completion of the first step is maintained in a liquid molten state.

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 sapphire wafer is immersed in the molten aluminum before completion of the coagulation of the molten borax on the surface of the sapphire wafer as quickly as possible after the completion of the first step.

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, a sapphire wafer may be held between the first and second steps at a temperature higher than the melting point, for example, within a temperature range of 750 deg. C to 800 deg. Since the melting point of borax is 743 deg. C, when the sapphire wafer is held within the temperature range of 750 deg. C to 800 deg. C, the borax remaining on the surface of the sapphire wafer is 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. 4, the apparatus for processing a surface of a sapphire wafer according to an embodiment of the present invention includes a first container 220 containing molten borax 210 and a second container 220 containing molten aluminum 310 in a furnace 500 A 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 includes a heating control system (not shown) for maintaining the temperature of the sapphire wafer 110 as constant as possible during a process in which the provided sapphire wafer 110 is processed for each step and is moved to the next step. .

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 for a sapphire wafer according to the present embodiment, for example, as described above, in order to maintain the temperature of the sapphire wafer above the melting point between the first step and the second step, the temperature inside the furnace 500 is set to 750 Deg.] C to 800 [deg.] C. Therefore, while the sapphire wafer having undergone the first step process in the first container 220 is taken out of the first container 220 and moved to the second container 320 disposed next to the sapphire wafer, the sapphire wafer is cooled and remains on the surface thereof It is possible to prevent the phenomenon that borax is solidified.

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

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

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 received in the first jig 120 and the first jig 120 is charged in the one side of the furnace 500.

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

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 housed 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 gripping device of the robot arm 510 is moved out of the first jig 120 to the first container 220 filled with the molten borax 210 and then transferred to the molten borax 210, Lt; / RTI > The surface of the sapphire wafer is chemically etched through the surface reaction after the immersion, thereby removing machining defects on the surface.

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 by using the robot arm 510, and the second sapphire wafer 111 is quickly immersed in the second container 320 filled with the molten aluminum 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. At this time, the robot arm 510 may further include a vibration applying device capable of applying vibration in a state of holding the sapphire wafer 111. Such a vibration applying apparatus applies vibration to the sapphire wafer 111 when the sapphire wafer 111 is immersed in the molten aluminum 310 so that residual borax can be removed more effectively.

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. The first sapphire wafer 111 having been subjected to the surface treatment is received 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 Sequentially.

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

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 have a cooling facility capable of locally cooling. As an example, the second jig 122 can be cooled by cooling the support table 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 such an apparatus according to the embodiment of the present invention is used, defects formed on the surface of the as-cut sapphire wafer can be quickly removed with high processing speed and stably, and the problem that the processed sapphire wafer adheres to the jig It can be fundamentally resolved.

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.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea 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 포함하는,
사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법.A first step of immersing the sapphire wafer into molten borax; And
And a second step of removing the remaining borax on the surface of the sapphire wafer by immersing the sapphire wafer in the molten aluminum after recovering from the molten borax,
Method for surface treatment of sapphire wafers. 제 1 항에 있어서,
상기 2 단계는,
상기 사파이어 웨이퍼를 상기 알루미늄 용탕 내에서 이동시키거나 진동시키는 단계를 더 포함하는,
사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법.The method according to claim 1,
In the second step,
Further comprising moving or vibrating the sapphire wafer in the molten aluminum,
Method for surface treatment of sapphire wafers. 제 1 항에 있어서,
상기 2 단계는,
상기 알루미늄 용탕을 교반하는 단계를 더 포함하는,
사파이어 웨이퍼의 표면처리 방법.The method according to claim 1,
In the second step,
Further comprising stirring the molten aluminum,
Method for surface treatment of sapphire wafers. 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 according to claim 1,
Further comprising receiving and cooling the sapphire wafer into the jig after the second step,
Method for surface treatment of sapphire wafers. 제 1 항에 있어서,
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.The method according to claim 1,
The second step comprises:
Wherein the sapphire wafer is a sapphire wafer and the sapphire wafer is a sapphire wafer.
Method for surface treatment of sapphire wafers. 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 according to claim 1,
Wherein the sapphire wafer is maintained within a temperature range of 750 ° C to 900 ° C after the first step and before the second step.
Method for surface treatment of sapphire wafers. 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 according to claim 1,
Wherein at least one of the first step and the second step is performed in an inert atmosphere or a vacuum atmosphere,
Method for surface treatment of sapphire wafers.
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