TWI774380B - 基材的加工方法及半導體元件的製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種基材的加工方法，包含對長晶形成的一晶棒進行切割，得到多個基材，每一基材包括相反設置的一第一表面和一第二表面；利用一表面處理劑對每一基材進行表面處理；對表面處理後的每一基材進行退火，使每一基材與該表面處理劑反應，以在每一基材上形成一改質層；及對退火後的每一基材進行研磨，以製得一已加工的基材。此外，本發明還提供一種以該基材的加工方法製成之該等基材進行製造的半導體元件的製造方法。透過本發明基材的加工方法製得的該等基材，能夠顯著提高研磨和拋光效率，並降低基材的加工難度，提高基材的加工品質。

Description

基材的加工方法及半導體元件的製造方法

本發明是有關於一種基材的加工方法，特別是指一種基材的加工方法，及半導體元件的製造方法。

在半導體元件的製造過程中，通常需要借助生長基材進行磊晶層的生長，因此基材的加工及製造尤其重要。通常，基材主要加工過程包括：長晶、切割、研磨、退火和拋光等。基材的硬度是影響基材加工品質的一個重要因素。目前用於半導體元件的基材材料大多具有較大的莫氏硬度，例如藍寶石之莫氏硬度達9。然而，高硬度材料導致基材在後續用於諸如製造半導體元件的加工存在困難，例如基材的切割與研磨難度大、耗時長，並且對機台的損傷較大，無形中增加了基材的加工成本。另外，基材硬度過高會直接影響最終基材的品質，造成基材品質差，進而影響後續半導體元件的性能。

基於上述問題及缺陷，有必要提供一種可降低基材的加工難度，並提高基材品質之基材的加工方法。

因此，本發明的目的，即在提供一種至少能夠克服先前技術的缺點之基材的加工方法。

於是，本發明基材的加工方法，包含 以下步驟：S01：對長晶形成的一晶棒進行切割，得到多個基材，每一基材包括相反設置的一第一表面和一第二表面；S02：利用一表面處理劑對每一基材進行表面處理；S03：對表面處理後的每一基材進行退火，使每一基材與該表面處理劑反應，以在每一基材上形成一改質層；及S04：對退火後的每一基材進行研磨，以製得一已加工的基材。

較佳地，步驟S02包括：在每一基材的該第一表面和該第二表面之其中至少一者塗覆該表面處理劑；對塗覆有該表面處理劑的每一基材在不小於100℃且小於200℃的溫度下烘烤大於0小時且不大於5小時；及對烘烤後的每一基材依次堆疊放置。

較佳地，在對每一基材進行表面處理前，先將一軟化劑、一催化劑以及一防粘劑混合均勻以得到該表面處理劑。

較佳地，步驟S03包括：將塗覆有該表面處理劑的該等基材放入一加熱爐；及在不小於200℃且不大於3000℃的溫度範圍內對該等基材進行退火，退火時間為0.1小時~30天。

較佳地，退火製程包括：升溫：以0.5~200℃/min的升溫速率，將該加熱爐升溫至不小於200℃且不大於2000℃；保溫：在不小於200℃且不大於2000℃的溫度範圍內，保溫0.1小時~500小時；及降溫：以0.5~200℃/min的降溫速率，將該加熱爐降溫至室溫。

較佳地，每一改質層的厚度與對應之每一基材的厚度間的比例大於0且不小於100%。

較佳地，本發明基材的加工方法，還包含以下步驟：對研磨後的每一基材進行清洗；及對清洗後的每一基材進行銅拋和拋光。

因此，本發明之另一目的，即在提供一種至少能夠克服先前技術的缺點之半導體元件的製造方法。

於是，本發明半導體元件的製造方法，包含 以下步驟：T01：提供一已加工的基材，該已加工的基材是採用本發明基材的加工方法製成；T02：在該已加工的基材之相反設置的一第一表面和一第二表面之其中至少一者形成一半導體結構；及T03：對該半導體結構進行蝕刻。

較佳地，步驟T02包括：在該已加工的基材上形成一第一半導體層；在該第一半導體層上方形成一主動層；及在該主動層上方形成一與該第一半導體層的導電性相反的第二半導體層。

較佳地，本發明半導體元件的製造方法，還包含形成一與該第一半導體層電連接的第一電極，及一與該第二半導體層電連接的第二電極。

本發明的功效在於：

在基材的加工過程中，自該晶棒切割得到該等基材之後，可以利用該表面處理劑對每一基材的該第一表面和該第二表面之其中至少一者進行表面處理，然後對該等基材進行退火。該表面處理劑包括該軟化劑、該催化劑以及該防粘劑。於退火過程中，在該催化劑的作用下，該軟化劑會與每一基材發生反應，以在對應塗覆有該表面處理劑之該基材表面形成該改質層。由於該改質層為疏鬆結構，能夠達到軟化對應之該基材表面的作用，進而降低對應之該基材表面的結構強度。而在後續的研磨、銅拋，及拋光過程中，經上述表面處理及退火後的該等基材之基材移除率較高，顯示可提昇研磨和拋光效率，進而降低該等基材在後續用於製造半導體元件的加工難度。在所述基材為一藍寶石基材時，研磨時的基材移除率可達6.20 μm/min，拋光時的基材移除率可達15.67 μm/h，有利於提高生產效率、降低成本。

再者，透過調整退火製程的溫度及時間，可以控制該表面處理劑與該等基材的反應程度，亦即控制被軟化的基材（也就是該改質層）的厚度。由於被軟化的基材在後續研磨及拋光過程的基材移除率更高，因此有利於降低後續研磨和拋光的難度，進而提高在後續用於製造半導體元件的加工效率，並且可以提高基材的加工品質。

另外，該改質層與該等基材的晶格和熱力學性質的差別，可以透過調整該等基材的晶格參數及磊晶的熱應力，使該等基材與一磊晶層更加匹配，進而降低晶格失配率及熱失配率，有利於提高磊晶品質。同時，還可以根據該磊晶層的性質，選擇合適的該表面處理劑，使得該改質層的性質更加接近該磊晶層的性質。此外，在研磨和拋光過程中，控制該基材被移除的厚度小於該改質層的厚度，以保證在該基材表面存在該改質層薄層，從而有效調整該基材的性質，更加匹配磊晶的需求。

在本發明被詳細描述前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

基材的製造是半導體元件製造過程中非常重要的一個環節，基材的品質會直接影響著半導體元件的性能。基材的加工一般需要經過長晶、切割、研磨、退火、拋光、清洗等一系列複雜的過程。大多數的基材材料之莫氏硬度較大，例如藍寶石基材的莫氏硬度為9，導致其研磨、拋光等加工過程較為困難，不僅加工耗時長、基材加工品質相對較差，並且物料損耗也很大，機台折舊速度也很快，造成基材的加工成本大幅增加。

為了降低基材的加工難度，提高加工效率，降低基材加工成本，同時確保甚至提高基材的加工品質，本發明提供一種基材的加工方法及半導體元件的製造方法。

參閱圖1、2，本發明基材的加工方法的一第一實施例，包括以下步驟：

S01：對長晶形成的一晶棒進行切割，得到多個基材100，每一基材100包括相反設置的一第一表面101和一第二表面102。

在本第一實施例中，該等基材100之材料可以是用於半導體元件製造的任意基材材料，例如但不限於玻璃、化合物半導體、金屬以及合金、氧化物、氮化物、三五族化合物、二六族化合物、第四主族單質及化合物、鹵化物、矽酸鹽，與碳酸鹽等。

具體地，以所述基材為藍寶石基材為例來進行說明。在長晶過程中，首先將原料三氧化二鋁置於坩堝中，並對坩堝及置於其中的三氧化二鋁進行加熱，直到溫度達到2000℃以上，使得上述三氧化二鋁熔化為熔融狀態的熔體。接著進行引晶，將所述熔體液面溫度穩定在2050℃~2060℃之間，從液面正上方放入一藍寶石籽晶，並使該藍寶石籽晶與所述熔體液面接觸。

然後放肩，緩慢提拉該藍寶石籽晶，使產生的一藍寶石晶體重量均勻增加，並使該藍寶石晶體直徑增大至預定直徑。再來是等徑生長，勻速提拉該藍寶石晶體，並使該藍寶石晶體以相等的直徑生長。再進行切離，該藍寶石晶體直徑縮小至形成尖點而與所述熔體完全脫離，並對脫離所述熔體後的該藍寶石晶體進行降溫，至此得到一長晶完成的藍寶石晶體。最後，經由線上切割機對該長晶完成的藍寶石晶體進行多線切割，即可得到多個藍寶石基材。

S02：利用一表面處理劑200對每一基材100進行表面處理。

先將一軟化劑、一催化劑以及一防粘劑混合均勻以得到該表面處理劑200；在每一基材100的該第一表面101和該第二表面102之其中至少一者塗覆該表面處理劑200；對塗覆有該表面處理劑200的每一基材100在不小於100℃且小於200℃的溫度下烘烤大於0小時且不大於5小時；及對烘烤後的每一基材100依次堆疊放置。

該軟化劑例如但不限於鋁酸鹽、矽酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物、氧化物與鹵化物等，該催化劑例如但不限於還原性材料（碳、矽、硫化物、金屬單質、碘化物、二價鐵鹽等低價化合物）、氧化性材料（高錳酸鉀、重鉻酸鹽、氯酸鹽、硝酸鹽、三價鐵鹽、二價銅鹽等高價態化合物）、酸、鹼或離子鹽，該防粘劑例如但不限於氧化物等。將該軟化劑、該催化劑及該防粘劑均勻混合後得到的該表面處理劑200塗覆在該等基材100的該第一表面101和該第二表面102之其中至少一者，且該表面處理劑200塗覆的厚度可以根據後續研磨和拋光過程中所需之基材移除率以及退火參數來決定。

進一步地，在本第一實施例中，可以對每一基材100採取單面表面處理的方式，亦即在該基材100的該第一表面101或該第二表面102其中之一者上塗覆該表面處理劑200。或者，在其他具體態樣中，也可以對每一基材100採用雙面表面處理的方式，亦即在該基材100的該第一表面101和該第二表面102上分別塗覆該表面處理劑200。

接著，將上述已塗覆有該表面處理劑200之每一基材100進行烘烤。在本第一實施例中，烘烤的溫度範圍為不小於100℃且小於200℃，且烘烤時間大於0小時且不大於5小時。需特別說明的是，在上述的烘烤過程中，該表面處理劑200幾乎不與該等基材100發生反應，或者反應程度非常小，但該表面處理劑200會被初步烘乾，使得其能夠與對應之該基材100緊密貼合，有助於該表面處理劑200在後續退火過程中與對應之該基材100進行反應。

再來，將烘烤後的每一基材100依次堆疊放置。

參閱圖3，說明對採取單面表面處理的該等基材100之堆疊方式，以下將針對每一基材100的該第一表面101進行表面處理為例說明。

首先，將其中一個所述基材100(下簡稱「第一個基材」)以塗覆有該表面處理劑200的該第一表面101朝上的方式放置在最下方，然後將另一個所述基材100(下簡稱「第二個基材」)以塗覆有該表面處理劑200的該第一表面101朝下之方式，堆疊放置在所述第一個基材100的該第一表面101上。接著，將另一個所述基材100(下簡稱「第三個基材」)以該第二表面102朝下之方式，將所述第三個基材100堆疊放置在所述第二個基材100上方，此時所述第三個基材100的該第二表面102與所述第二個基材100的該第二表面102接觸，且所述第三個基材100塗覆有該表面處理劑200的該第一表面101是朝上的。如此依次堆疊該等基材100後，就可形成一層疊結構，以利於進行後續退火。

參閱圖4，在本實施例的另一變化態樣中，說明對採取雙面表面處理的該等基材100之堆疊方式。首先，將其中一個所述基材100(下簡稱「第一個基材」)放置在最下方，然後將另一個所述基材100(下簡稱「第二個基材」)放置在所述第一個基材100上方。如此依次堆疊該等基材100後，就可形成一層疊結構，以利於進行後續退火。

S03：對表面處理後的每一基材100進行退火，使每一基材100與該表面處理劑200反應，以在每一基材100上形成一改質層103。

首先，將經上述表面處理後塗覆有該表面處理劑200的該等基材100放入一加熱爐中，以進行退火製程。在本第一實施例中，退火的溫度範圍為不小於200℃且不大於3000℃，且退火時間為0.1小時~30天。

更具體地，退火製程包括：一升溫階段：以0.5~200℃/min的升溫速率，將該加熱爐連同該層疊結構升溫至不小於200℃且不大於2000℃；一保溫階段：在不小於200℃且不大於2000℃的溫度範圍內，將該層疊結構保溫0.1小時~500小時；及一降溫階段：以0.5~200℃/min的降溫速率，將該加熱爐與該層疊結構降溫至室溫。較佳地，是以1~20℃/min的升溫速率，將該加熱爐與該層疊結構升溫至1300℃~1800℃，並在1300℃~1800℃的溫度範圍內將該加熱爐與該層疊結構保溫1小時~100小時，然後再以1~20℃/min的降溫速率，將該加熱爐與該層疊結構降溫至室溫。

需特別說明的是，在該保溫階段中，該表面處理劑200會與該等基材100充分反應。詳細地說，在本第一實施例中，該表面處理劑200中的該軟化劑是碳酸鈣，而所述基材100是藍寶石基材。在該保溫階段中，碳酸鈣會發生以下分解反應： CaCO₃ → CaO＋ CO₂ ↑

由於上述分解反應的產物CaO之反應活性較高，因此在高溫條件下，CaO會與該等基材100發生如下之反應產物為xCaO‧yAl₂ O₃ 而作為該改質層103的反應： CaO ＋ Al₂ O₃ → xCaO‧yAl₂ O₃

上述反應式中x、y的取值均大於零，並且不同的x、y取值組合代表著不同的反應產物，在本第一實施例中所述之保溫階段的高溫條件下，會存在多個反應產物，其中，x+y=1，0.1≦x≦0.9。

因此，在退火過程中，該表面處理劑200中的該軟化劑會在該催化劑的作用下，自每一基材100之對應塗覆有該表面處理劑200的表面開始反應，進而形成該改質層103(如圖5所示)，而與該未經反應的基材100共同成為一反應後的基材100’。

隨著時間的推移，該表面處理劑200中的該軟化劑不斷向該基材100內部擴散，逐步與該基材100發生反應，使該改質層103的厚度不斷增加。而且，透過控制保溫溫度及保溫時間，可以控制該改質層103的厚度，例如可以根據後續研磨、拋光過程中所需之基材移除率，調整保溫溫度以及保溫時間，將該改質層103的厚度控制在對應之每一基材100的厚度的比例大於0且不小於100%範圍內。

需說明的是，包含上述反應產物的該改質層103之莫氏硬度大約為6~7，相較於所述藍寶石基材之硬度較低。另外，參閱圖6、7，尚未經上述表面處理及退火的該基材100表面結構光滑緻密，而經上述表面處理及退火之後的該基材100’表面結構則變得粗糙疏鬆，這樣粗糙疏鬆的結構相對光滑緻密的結構更加易於被移除。此外，由於該改質層103與所述藍寶石基材的晶格和熱力學性質的差別，可以透過調整所述藍寶石基材的晶格參數和磊晶的熱應力，使得所述藍寶石基材與一磊晶層更加匹配，進而降低晶格失配率及熱失配率，有利於提高磊晶品質。

S04：對退火後的每一基材100’進行研磨，以製得一已加工的基材100’。

為了驗證經上述表面處理及退火後的該等基材100’之基材移除率，在本第一實施例中，對於經上述表面處理後的所述基材100’以及未經表面處理的一對照組基材，以相同的研磨條件進行研磨，且研磨時間等參數也相同。

參閱圖8，說明在相同的研磨時間下，兩不同基材的基材移除率，與研磨結束後基材的總移除率。整體來說，相對未經表面處理的所述對照組基材而言，經表面處理後的所述基材100’之基材移除率顯著提高。詳細地說，在研磨的前5分鐘，經表面處理後的所述基材100’之基材移除率達到7.52 μm/ min，而未經表面處理的所述對照組基材的基材移除率僅為4.37 μm/ min。

而在研磨第5分鐘至第10分鐘的過程中，經表面處理後的所述基材100’之基材移除率由7.52 μm/ min降至5.00 μm/ min，而未經表面處理的所述對照組基材的基材移除率由4.37 μm/ min降至2.90 μm/ min。接著在研磨第10分鐘至第12分鐘的過程中，經表面處理後的所述基材100’之基材移除率保持為5.00 μm/ min，而未經表面處理的所述對照組基材的基材移除率保持為2.90 μm/ min。總體而言，在整個研磨過程中，經表面處理後的所述基材100’之總移除率高達6.20 μm/ min，而未經表面處理的所述對照組基材的總移除率僅為3.60 μm/ min。由此可見，經表面處理後的所述基材100’在退火之後的研磨過程中，基材移除率顯著提高，亦即透過上述表面處理過程確實顯著地降低所述基材100’的加工難度，有利於減少研磨時間，提高生產效率。

於本實施例的其他變化態樣中，還可包含：在研磨步驟後，對所述基材100’進行清洗，用以除去研磨之後所述基材100’表面留存的雜質；及對清洗後的所述基材100’進行銅拋和拋光。具體而言，銅拋是屬於粗拋，拋光盤材料是銅，拋光顆粒主要成分為鑽石顆粒，而拋光是屬於細拋，通常在銅拋後進行，拋光盤材料是軟的無紡布或者聚氨酯類材料，拋光顆粒主要成分為氧化矽或者氧化鋁顆粒。

在本第一實施例中，同樣對於經上述表面處理後的所述基材100’以及未經表面處理的所述對照組基材，以相同的拋光條件進行拋光，且拋光時間等參數也相同。

參閱圖9，說明在相同的拋光時間下，兩不同基材的基材移除率，與拋光結束後基材的總移除率。整體來說，相對未經表面處理的所述對照組基材而言，本發明經表面處理後的所述基材100’在拋光過程的基材移除率顯著提高。詳細地說，在拋光的前0.25小時，經表面處理後的所述基材100’之移除率達到48 μm/ h，而未經表面處理的所述對照組基材的基材移除率僅為20 μm/ h。

而在拋光第0.25小時至第1.5小時的過程中，經表面處理後的所述基材100’之基材移除率由48 μm/ h降至17.14 μm/ h，而未經表面處理的所述對照組基材的基材移除率由20 μm/ h降至14.28 μm/ h。接著在拋光第1.5小時至第2.5小時直至第3小時的過程中，經表面處理後的所述基材100’與所述對照組基材的移除率基本相同。總體而言，在整個拋光過程中，經表面處理後的所述基材100’之總移除率達15.67 μm/ h，而未經表面處理的所述對照組基材的總移除率為12.33 μm/ h。由此可見，經表面處理後的所述基材100’在退火之後的拋光過程中，基材移除率同樣顯著提高，亦即透過上述表面處理過程確實顯著地降低所述基材100’的加工難度，有利於減少拋光時間，提高生產效率。

需說明的是，在研磨過程中，也可以將該改質層103研磨至完全移除，由於離子擴散作用，研磨後所述基材100’表面之晶格結構相較於完全未經表面處理之所述基材100表面之晶格結構不同，較為粗糙疏鬆，仍有助於後續該磊晶層的形成。

綜上所述，經上述表面處理及退火之後的該等基材100’，在研磨和拋光過程中的基材移除率均有明顯提高，確實降低所述基材100’的加工難度，有利於減少所述基材100’的加工時間，提高生產效率。再者，還可以根據該磊晶層的性質，選擇合適的該表面處理劑200，使得該改質層103的性質更加接近該磊晶層的性質。此外，在研磨和拋光過程中，控制該反應後的基材100’(含有未經反應的該基材100與該改質層103)被移除的厚度小於該改質層103的厚度，以保證在該基材100表面存在該改質層103薄層，從而有效調整該基材100’的性質，更加匹配磊晶的需求。

參閱圖10、11、12，在本發明的一第二實施例中，以圖案化藍寶石基材（pattern sapphire substrate，PPS）為例，對經上述表面處理和退火後的該等基材100’進行圖案化，以利於後續該磊晶層的形成。每一基材100的表面還形成數個凸起結構300。

需說明的是，每一凸起結構300之材質可以與該改質層之材質完全相同(如圖11所示)，也可以是僅有部分結構之材質與該改質層之材質相同(如圖12所示)。此外，在該等凸起結構300及該改質層103中均有Ca²⁺ 離子殘留，殘留的Ca²⁺ 離子數量相對於該對照組基材高出25%。由於Ca²⁺ 離子的半徑比Al³⁺ 半徑大，因此Ca²⁺ 離子滲入該基材100可用以調節基材的晶格參數，使得該基材100’與該磊晶層更加匹配，降低晶格失配率，有利於提高磊晶品質。此外，實驗證實該改質層103及該等凸起結構300的總厚度基本介於3 μm~30 μm範圍內，此範圍不會影響後續該磊晶層的形成與品質。

參閱圖13，本發明半導體元件的製造方法的一實施例，包括以下步驟：

T01：提供一已加工的基材，該已加工的基材是採用本發明基材的加工方法製成。

如本發明基材的加工方法之該第一實施例所述，對每一基材的該第一表面和該第二表面之其中至少一者進行表面處理，並對表面處理後的每一基材進行退火，對退火後的每一基材進行研磨。同樣還包括，對研磨後的每一基材進行清洗以及銅拋和拋光等過程。上述加工過程可參照本發明基材的加工方法之該第一實施例所述，在此不再贅述。

該等基材之材料同樣可以是用於半導體元件製造的任意基材材料，例如但不限於玻璃、化合物半導體和絕緣體、金屬以及合金、氧化物、氮化物、三五族化合物、二六族化合物、第四主族單質及化合物、鹵化物、鈣鈦礦型材料、矽酸鹽、碳酸鹽，與鋁酸鹽等。

T02：在該已加工的基材之相反設置的一第一表面和一第二表面之其中至少一者形成一半導體結構。

在本實施例中，形成該半導體結構的步驟包括：首先，在該已加工的基材上形成一第一半導體層，然後在該第一半導體層上方形成一主動層，最後在該主動層上方形成一第二半導體層，該第二半導體層的導電性與該第一半導體層的導電性相反。也就是說，該第一半導體層可以是N型半導體層，而該第二半導體層則為P型半導體層。或是該第一半導體層可以是P型半導體層，而該第二半導體層則為N型半導體層。該主動層可以是多重量子阱。

T03：對該半導體結構進行蝕刻。

對該半導體結構進行蝕刻，而形成一半導體發光結構。

此外，在本發明半導體元件的製造方法中，還包含形成一與該第一半導體層電連接的第一電極，及一與該第二半導體層電連接的第二電極。

本發明半導體元件的製造方法中，同樣採用本發明基材的加工方法對所需之基材進行加工，同樣能夠減少半導體元件的製造時間，並提高半導體元件的良率。詳細地說，該已加工的基材相較未加工的基材，晶格間的均勻性提高，製程壓力較低，進而使該半導體結構的波長均勻性提高，而能提高半導體元件的良率。

綜上所述，本發明具備以下優點：

在基材的加工過程中，自該晶棒切割得到該等基材100之後，對每一基材100的該第一表面101和該第二表面102之其中至少一者進行表面處理，然後對該等基材100進行退火。該表面處理劑200包括該軟化劑、該催化劑以及該防粘劑。於退火過程中，在該催化劑的作用下，該軟化劑會與每一基材100發生反應，以形成該改質層103。由於該改質層103的疏鬆結構能夠達到軟化該基材100的作用，進而降低該基材100’表面的結構強度。而在後續的研磨、銅拋，及拋光過程中，經上述表面處理及退火後的該等基材100’之基材移除率較高，顯示可提昇研磨和拋光效率，進而降低該等基材100’的加工難度。具體來說，以經上述表面處理及退火後的藍寶石基材為例來說明，研磨時的總移除率可達6.20 μm/min，拋光時的總移除率可達15.67 μm/h，有利於提高生產效率、降低成本。

再者，透過調整退火工序的溫度及時間，可以控制該表面處理劑200與該等基材100的反應程度，亦即控制被軟化的基材（也就是該改質層103）的厚度。由於被軟化的基材在後續研磨及拋光過程的基材移除率更高，因此有利於降低基材的加工難度，進而提高加工效率，同時提高基材的加工品質。

另外，由於該改質層103與該等基材100的晶格和熱力學性質的差別，可以透過調整該等基材100的晶格參數及磊晶的熱應力，使該等基材100’與該磊晶層更加匹配，進而降低晶格失配率及熱失配率，有利於提高磊晶品質。同時，還可以根據該磊晶層的性質，選擇合適的該表面處理劑200，使得該改質層103的性質更加接近該磊晶層的性質。此外，在研磨和拋光過程中，控制該基材100’被移除的厚度小於該改質層103的厚度，以保證在該基材100表面存在該改質層103薄層，從而有效調整該基材100’的性質，更加匹配磊晶的需求。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

100:基材 100’:基材 101:第一表面 102:第二表面 103:改質層 200:表面處理劑 300:凸起結構 S01~S04:步驟 T01~T03:步驟

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1為一流程圖，說明本發明基材的加工方法的一第一實施例； 圖2為一示意圖，說明該第一實施例自一晶棒線切得到其中一基材； 圖3為一示意圖，說明該第一實施例對經單面表面處理的該等基材採用的堆疊方式； 圖4為一示意圖，說明在某些實施例的另一種堆疊方式； 圖5為一示意圖，說明該第一實施例之其中一基材與一表面處理劑發生反應形成一改質層； 圖6為一照片圖，說明該第一實施例在進行退火處理前的其中一基材表面； 圖7為一照片圖，說明該第一實施例經退火處理後的其中一基材表面； 圖8為一對比圖，說明該第一實施例之經表面處理的所述基材與未經表面處理的一對照組基材在研磨過程中，基材移除率隨時間變化的情形； 圖9為一對比圖，說明該第一實施例之經表面處理的所述基材與未經表面處理的所述對照組基材在拋光過程中，基材移除率隨時間變化的情形； 圖10為一結構圖，說明本發明基材的加工方法的一第二實施例之一經表面處理且圖案化的基材； 圖11為一剖視示意圖，說明該第二實施例之該經表面處理且圖案化的基材； 圖12為一剖視示意圖，說明該第二實施例之該經表面處理且圖案化的基材；及 圖13為一流程圖，說明本發明半導體元件的製造方法的一實施例。

S01~S04:步驟

Claims (10)

1. 一種基材的加工方法，包含以下步驟：S01：對長晶形成的一晶棒進行切割，得到多個基材，每一基材包括相反設置的一第一表面和一第二表面；S02：利用一表面處理劑對每一基材進行表面處理；S03：對表面處理後的每一基材進行退火，使每一基材與該表面處理劑反應，以在每一基材上形成一改質層，且該改質層的莫氏硬度較該基材低；及S04：對退火後的每一基材進行研磨，以製得一已加工的基材。
2. 如請求項1所述的基材的加工方法，其中，步驟S02包括：在每一基材的該第一表面和該第二表面之其中至少一者塗覆該表面處理劑；對塗覆有該表面處理劑的每一基材在不小於100℃且小於200℃的溫度下烘烤大於0小時且不大於5小時；及對烘烤後的每一基材依次堆疊放置。
3. 如請求項1所述的基材的加工方法，其中，在對每一基材進行表面處理前，先將一軟化劑、一催化劑以及一防粘劑混合均勻以得到該表面處理劑。
4. 如請求項1所述的基材的加工方法，其中，步驟S03包括：將塗覆有該表面處理劑的該等基材放入一加熱爐；及在不小於200℃且不大於3000℃的溫度範圍內對該等基材進行退火，退火時間為0.1小時~30天。
5. 如請求項4所述的基材的加工方法，其中，退火製程包括：升溫：以0.5~200℃/min的升溫速率，將該加熱爐升溫至不小於200℃且不大於2000℃；保溫：在不小於200℃且不大於2000℃的溫度範圍內，保溫0.1小時~500小時；及降溫：以0.5~200℃/min的降溫速率，將該加熱爐降溫至室溫。
6. 如請求項1所述的基材的加工方法，其中，每一改質層的厚度與對應之每一基材的厚度間的比例大於0且不小於100%。
7. 如請求項1所述的基材的加工方法，還包含以下步驟：對研磨後的每一基材進行清洗；及對清洗後的每一基材進行銅拋和拋光。
8. 一種半導體元件的製造方法，包含以下步驟：T01：提供一已加工的基材，該已加工的基材是採用請求項1至7中任一項所述的基材的加工方法製成；T02：在該已加工的基材之相反設置的一第一表面和一第二表面之其中至少一者形成一半導體結構；及T03：對該半導體結構進行蝕刻。
9. 如請求項8所述的半導體元件的製造方法，其中，步驟T02包括：在該已加工的基材上形成一第一半導體層；在該第一半導體層上方形成一主動層；及在該主動層上方形成一與該第一半導體層的導電性 相反的第二半導體層。
10. 如請求項9所述的半導體元件的製造方法，還包含形成一與該第一半導體層電連接的第一電極，及一與該第二半導體層電連接的第二電極。

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