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KR101921411B1 - Method of manufacturing substrate - Google Patents

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KR101921411B1
KR101921411B1 KR1020170012553A KR20170012553A KR101921411B1 KR 101921411 B1 KR101921411 B1 KR 101921411B1 KR 1020170012553 A KR1020170012553 A KR 1020170012553A KR 20170012553 A KR20170012553 A KR 20170012553A KR 101921411 B1 KR101921411 B1 KR 101921411B1
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김정
김상현
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한솔테크닉스(주)
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Abstract

본 발명은 기판을 마운팅 및 디마운팅 하는 과정을 효율적으로 변경함으로써, 기판 제조 속도를 향상시킬 수 있는 기판제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기판 제조 방법은 잉곳을 기판 형태로 절단하는 공정과, 기판의 양면을 랩핑하는 공정과, 기판의 폴리싱을 위하여 기판을 평판 형상의 폴리싱용 블록에 마운팅하는 마운팅 공정과, 기판의 전면을 폴리싱 하는 공정과, 기판을 폴리싱용 블록으로부터 디마운팅하는 공정을 포함하되, 폴리싱용 블록에는 기판의 외곽선에 대응되는 환형 형상으로 형성되며, 일방향으로 돌출되는 홀더부가 마련되어 있으며, 마운팅 공정에서는, 기판의 일면에 소정의 액체를 묻힌 상태에서 기판을 홀더부로 삽입하여 소정의 액체가 묻은 기판의 면을 폴리싱용 블록에 부착시키는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a substrate manufacturing method capable of improving the substrate manufacturing speed by efficiently changing the process of mounting and demounting a substrate. A method of manufacturing a substrate according to the present invention includes a step of cutting an ingot into a substrate form, a step of lapping both surfaces of the substrate, a mounting step of mounting the substrate to a polishing block of a flat plate shape for polishing the substrate, And a step of demounting the substrate from the polishing block. The polishing block is formed in an annular shape corresponding to the outline of the substrate and has a holder portion protruding in one direction. In the mounting process, A predetermined liquid is applied to one surface of the substrate, and the substrate is inserted into the holder so that the surface of the substrate on which the predetermined liquid is adhered is attached to the polishing block.

Description

기판제조방법{Method of manufacturing substrate}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 반도체 소자용 기판 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고휘도 발광다이오드(LED)에 사용될 수 있는 기판제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a substrate for a semiconductor device, and more particularly, to a method of manufacturing a substrate that can be used for a high-brightness light emitting diode (LED).

발광다이오드(light emitting diode, LED)는 기존 조명용 광원(형광등, 백열등)과 비교하여 소비전력 대비 밝기가 우수하며, 부피가 작고, 두께가 얇고, 수은 등의 유해 물질이 포함되지 않는 장점이 있다. 그리고 발광다이오드는 방향성 광원으로 영역별 선택 조명이 가능하므로, 각종 조명, 신호등, 전광판 등에 이용되고 있다. 또한, 발광다이오드는 현재 휴대폰과 LCD 등의 디스플레이이의 백라이트유닛(back light unit, BLU)으로 널리 이용되고 있다. 이러한 발광 다이오드는 사이이어 계통의 기판 상에 활성층을 에피 성장시켜 제조되는데, 이때 이용되는 사파이어 기판을 제조하는 방법에 관해서는, 공개특허 10-2011-0009799호 등에 개시된 바 있다.Light emitting diodes (LEDs) are superior in brightness to conventional power sources (fluorescent lamps, incandescent lamps), have a small volume, are thin, and do not contain harmful substances such as mercury. The light emitting diode is a directional light source and can be selectively illuminated by each region, and thus is used in various kinds of lighting, traffic lights, electric sign boards, and the like. In addition, light emitting diodes (LEDs) are widely used as backlight units (BLUs) of displays such as mobile phones and LCDs. Such a light emitting diode is manufactured by epitaxially growing an active layer on a substrate of a siderial system, and a method of manufacturing a sapphire substrate to be used at this time is disclosed in, for example, JP-A-10-2011-0009799.

종래의 사파이어 기판을 제조하는 방법에 관하여 설명하면, 기판은 잉곳을 기판 형태로 절단하는 공정, 양면 랩핑 공정, 열처리 공정, 모서리 가공, 왁스 마운팅 공정, 폴리싱 공정, 디마운팅 공정을 통해 이루어진다.A method of manufacturing a conventional sapphire substrate will now be described. The substrate is cut through a step of cutting the ingot into a substrate, a double-side wrapping process, a heat treatment process, an edge process, a wax mounting process, a polishing process and a demounting process.

도 1은 종래 왁스 마운팅 공정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a conventional wax mounting process.

도 1을 참조하면, 왁스 마운팅 공정은 기판(1)을 세라믹 블록(2)에 마운팅하는 공정으로, 세라믹 블록(2) 위에 왁스(3)를 도포한 후 세라믹 블럭(2)을 가열하여 왁스(3)를 녹이고, 이 왁스에 기판을 부착한 후 왁스를 응고시키는 방식으로 진행된다. 그리고, 기판에 대한 폴리싱 공정이 완료된 후에는, 세라믹 블록을 다시 가열하여 왁스를 녹인 상태에서 기판을 세라믹 블록으로부터 분리시킨다(디마운팅 공정). 그리고, 기판이 분리된 이후에는 세정액을 이용하여 기판 및 세라믹 블록에 부착되어 있는 왁스를 제거한다.1, a wax mounting process is a process of mounting a substrate 1 to a ceramic block 2. After the wax 3 is coated on the ceramic block 2, the ceramic block 2 is heated to remove the wax 3) is melted, the substrate is adhered to the wax, and the wax is solidified. After the polishing process for the substrate is completed, the ceramic block is heated again to separate the substrate from the ceramic block in a state in which the wax is dissolved (demounting process). After the substrate is separated, the wax attached to the substrate and the ceramic block is removed using a cleaning liquid.

하지만, 종래의 경우에는 상기한 왁스 마운팅 공정 및 디마운팅 공정에 많은 시간이 소요되어서, 기판 제조 속도가 많이 저하되는 문제점이 있다.However, in the conventional case, the wax-mounting process and the demounting process take a long time, resulting in a problem that the substrate production speed is greatly reduced.

공개특허 10-2011-0009799호Patent Publication No. 10-2011-0009799

본 발명은 기판을 마운팅 및 디마운팅 하는 과정을 효율적으로 변경함으로써, 기판 제조 속도를 향상시킬 수 있는 기판제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a substrate manufacturing method capable of improving the substrate manufacturing speed by efficiently changing the process of mounting and demounting a substrate.

본 발명에 따른 기판제조방법은, 잉곳을 기판 형태로 절단하는 공정과, 상기 기판의 양면을 랩핑하는 공정과, 상기 기판의 폴리싱을 위하여 상기 기판을 평판 형상의 폴리싱용 블록에 마운팅하는 마운팅 공정과, 상기 기판의 전면을 폴리싱 하는 공정과, 상기 기판을 상기 폴리싱용 블록으로부터 디마운팅하는 공정을 포함하되, 상기 폴리싱용 블록에는 상기 기판의 외곽선에 대응되는 환형 형상으로 형성되며, 일방향으로 돌출되는 홀더부가 마련되어 있으며, 상기 마운팅 공정에서는, 상기 기판의 일면에 소정의 액체를 묻힌 상태에서 상기 기판을 상기 홀더부로 삽입하여 상기 소정의 액체가 묻은 기판의 면을 상기 폴리싱용 블록에 부착시키는 것을 특징으로 한다.A method for manufacturing a substrate according to the present invention includes a step of cutting an ingot into a substrate form, a step of lapping both surfaces of the substrate, a mounting step of mounting the substrate on a flat polishing block for polishing the substrate, A step of polishing a front surface of the substrate; and a step of demounting the substrate from the polishing block, wherein the polishing block is formed in an annular shape corresponding to an outline of the substrate, Wherein the substrate is attached to the polishing unit by inserting the substrate into the holder in a state in which a predetermined liquid is embedded on one surface of the substrate in the mounting process so that the surface of the substrate on which the predetermined liquid is adhered is attached to the polishing block .

본 발명에 따르면, 상기 디마운팅 공정에서는 상기 기판과 상기 홀더부와 상기 기판 사이로 가스를 분사함으로써 상기 기판을 상기 폴리싱용 블록으로부터 분리하는 것이 바람직하다.According to the present invention, in the demounting step, it is preferable to separate the substrate from the polishing block by injecting gas between the substrate, the holder and the substrate.

본 발명에 따르면, 상기 소정의 액체는 물과 에어로졸 OT의 혼합물인 것이 바람직하다.According to the present invention, it is preferable that the predetermined liquid is a mixture of water and aerosol OT.

본 발명에 따르면, 기판을 마운팅 및 디마운팅 하는 공정 시간이 단축되므로, 기판의 제조 속도가 향상된다.According to the present invention, since the process time for mounting and demounting the substrate is shortened, the manufacturing speed of the substrate is improved.

도 1은 종래 왁스 마운팅 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조 방법의 흐름도이다.
도 3은 폴리싱용 블록의 개략적인 평면도이다.
도 4는 폴리싱용 블록에 기판이 마운팅된 상태의 도면이다.1 is a view for explaining a conventional wax mounting process.
2 is a flowchart of a method of manufacturing a substrate according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic plan view of a polishing block.
4 is a view showing a state in which a substrate is mounted on a polishing block.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 기판 제조 방법에 관하여 설명한다.Hereinafter, a preferred method of manufacturing a substrate of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조 방법의 흐름도이고, 도 3은 폴리싱용 블록의 개략적인 평면도이며, 도 4는 폴리싱용 블록에 기판이 마운팅 된 상태의 도면이다.FIG. 2 is a flow chart of a method of manufacturing a substrate according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a schematic plan view of a polishing block, and FIG. 4 is a view of a substrate mounted on a polishing block.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 제조방법은 절단공정과, 양면 랩핑 공정과, 열처리 공정과, 모서리 가공 공정과, 마운팅 공정과, 폴리싱 공정과, 디마운팅 공정을 포함한다.2 to 4, the method for manufacturing a substrate according to the present embodiment includes a cutting step, a double-side lapping step, a heat treatment step, an edge processing step, a mounting step, a polishing step, and a demounting step .

절단 공정(S10)에서는 잉곳(ingot)을 기판 형태로 절단(slicing)한다. 잉곳은 사파이어, LiTaO3 및 LiNbO3 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 이 절단 단계는 와이어 쏘(wire saw)를 통해 수행될 수 있다. 이때 사용되는 와이어 쏘는 멀티 와이어 쏘(multi wire saw)일 수 있다.In the cutting step S10, the ingot is sliced into a substrate form. The ingot may be made of at least one of sapphire, LiTaO3, and LiNbO3. This cutting step can be performed through a wire saw. The wire striking wire used here may be a multi wire saw.

양면 랩핑 공정(S20)에서는 양면 랩핑기 등을 사용하여 연마제를 투입하면서 기판(10)의 양면을 연마한다. 그리고, 이 공정을 통해, 기판 표면에 존재하는 요철과 두께 편차를 감소시키며, 아울러 기판 표면을 원하는 거칠기로 만든다.In the double-sided lapping step (S20), the both surfaces of the substrate 10 are polished while the abrasive is applied using a double-side wrapping machine or the like. Through this process, irregularities and thickness variations present on the substrate surface are reduced, and the surface of the substrate is made to have a desired roughness.

열처리 공정(S30)에서는 기판(10)을 열처리 함으로써 절단(slicing) 공정 및 랩핑 공정에서 발생하는 표면가공응력을 해소한다. 참고로, 본 실시예의 경우에는 열처리 단계를 통해 표면가공응력을 해소하였으나, 습식에칭단계를 통해 표면가공응력을 해소할 수도 있다.In the heat treatment step (S30), the substrate 10 is heat-treated to eliminate the surface machining stress generated in the slicing step and the lapping step. For reference, in the case of this embodiment, the surface processing stress is eliminated through the heat treatment step, but the surface processing stress can be eliminated through the wet etching step.

이후, 모서리 가공 공정(S40)에서는 에지 그라인더를 이용하여 기판(10)의 모서리를 가공한다(S60).Thereafter, in the edge machining step (S40), the edge of the substrate 10 is machined using an edge grinder (S60).

마운팅 공정(S50)에서는 기판(10)을 폴리싱용 블록(20)에 마운팅하는데, 이하 폴리싱용 블록(20)의 특징과 마운팅 과정에 관하여 설명한다. 폴리싱용 블록(20)은 일반적으로 세라믹 재질로 이루어져 평판 형상으로 형성되며, 회전축에 연결되어 회전 가능하게 설치된다. 특히, 본 실시예의 경우 폴리싱용 블록(20)의 일면에는, 도 3에 도시된 바와 같이 홀더부(30)가 마련되어 있다. 홀더부(30)는 기판의 외곽선에 대응되는 환형 형상으로 형성되며, 폴리싱용 블록(20)의 일면(상면)으로부터 일방향으로 돌출되게 형성된다. 특히, 본 실시예의 경우 홀더부(30)는 에폭시(Epoxy) 재질로 이루어진다. 에폭시의 경우 강도 및 내구성이 우수하고, 성형이 용이하다는 장점을 가진다.In the mounting step (S50), the substrate 10 is mounted on the polishing block 20. Hereinafter, the characteristics of the polishing block 20 and the mounting process will be described. The polishing block 20 is generally made of a ceramic material and is formed into a flat plate shape, and is connected to a rotating shaft and rotatably installed. Particularly, in the present embodiment, the holder block 30 is provided on one side of the polishing block 20 as shown in FIG. The holder 30 is formed in an annular shape corresponding to the outline of the substrate and is formed to protrude in one direction from one surface (upper surface) of the polishing block 20. In particular, in this embodiment, the holder 30 is made of epoxy. The epoxy has an advantage of being excellent in strength and durability and being easy to mold.

마운팅 공정(S50)에 관하여 설명하면, 먼저 기판(10)의 일면에 액체를 묻히는데, 본 실시예의 경우에는 물과 습윤제의 혼합액(40)을 기판에 묻힌다. 본 실시예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 폴리싱용 블록(20)과 기판(10) 사이에 액체(40)가 게재되었을 때, 이 액체의 표면장력에 의해 기판(10)이 폴리싱용 블록(20)에 부착되는 특징을 이용한다. 이에, 습윤제는 기판의 젖음 작용을 증가시키는 효과를 가진다. 습윤제는 에어로졸 OT(Areosol OT) 등이 사용되는 것이 바람직하다. 에어로졸 OT는 술포숙신산에스테르계 습윤제(濕潤劑)로서, 구조는 알킬 : C8H17(2-에틸헥실)이다.The mounting process (S50) will be described. First, liquid is applied to one surface of the substrate 10. In this embodiment, a mixed liquid 40 of water and a wetting agent is applied to the substrate. In this embodiment, when the liquid 40 is placed between the polishing block 20 and the substrate 10 as shown in Fig. 4, the substrate 10 is held by the polishing block (20). Thus, the wetting agent has an effect of increasing the wetting action of the substrate. The wetting agent is preferably aerosol OT (Areosol OT) or the like. Aerosol OT is a sulfosuccinic acid ester wetting agent, the structure of which is alkyl: C 8 H 17 (2-ethylhexyl).

이후, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(10)을 홀더부(30) 내로 삽입하여 액체(40)가 묻은 기판(10)의 일면을 폴리싱용 블록(20)에 접촉시켜 누르면, 기판에 묻어 있던 액체(40)의 표면장력에 의해 기판이 폴리싱용 블록(20)에 부착되면서 기판이 마운팅 된다. 4, the substrate 10 is inserted into the holder portion 30 so that one surface of the substrate 10 on which the liquid 40 is adhered is brought into contact with the polishing block 20, The substrate is mounted while the substrate is attached to the polishing block 20 by the surface tension of the liquid 40 that was present.

이후, 기판(10)에 대한 폴리싱 공정을 진행한다. 특히, 본 실시예의 경우에는 폴리싱 공정이 2단계로 진행된다. 먼저, 다이아몬드 연마재를 이용하여 기판(10)을 폴리싱하고(S60), 이후 연마 패드를 이용하여 기판(10)을 경면으로 폴리싱한다(S70). Thereafter, the polishing process for the substrate 10 proceeds. Particularly, in the case of this embodiment, the polishing process proceeds in two steps. First, the substrate 10 is polished using a diamond abrasive (S60), and then the substrate 10 is polished to a mirror surface using the polishing pad (S70).

참고로, 기판(10)은 액체(40)의 표면장력에 의해 폴리싱용 블록(20)에 부착되어 있는 상태이기 때문에, 폴리싱 공정시에는 연마패드와 기판 사이의 마찰력에 의해 기판(10)이 슬라이딩되어 폴리싱용 블록(20)으로부터 분리될 수 있다. 하지만, 도 4에 도시된 바와 같이 기판이 홀더부(30)에 삽입되어 있기 때문에, 기판(10)이 슬라이딩되어 폴리싱용 블록(20)으로부터 이탈되는 것이 방지된다.For reference, since the substrate 10 is attached to the polishing block 20 by the surface tension of the liquid 40, during the polishing process, the substrate 10 is slid by the friction force between the polishing pad and the substrate And can be separated from the polishing block 20. However, since the substrate is inserted into the holder portion 30 as shown in Fig. 4, the substrate 10 is prevented from sliding and being separated from the polishing block 20. Fig.

이후, 폴리싱 공정이 끝나면 홀더부(30)와 기판 가장자리 사이로 가스를 분사하면, 가스가 기판 하측으로 유동함에 따라 기판(10)이 폴리싱용 블록(20)으로부터 분리되면서 기판이 디마운팅 된다(S80).Thereafter, when the gas is sprayed between the holder portion 30 and the edge of the substrate, the substrate 10 is separated from the polishing block 20 as the gas flows down the substrate, and the substrate is demounted (S80) .

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면 기존에 왁스를 이용하여 기판을 마운팅 함에 따라 발생하게 되는 시간 소요, 즉 마운팅을 위해 세라믹 블록을 가열해서 왁스를 녹이는 과정 및 디마운팅을 위해 세라믹 블록을 가열해서 다시 왁스를 녹이는 과정, 그리고 폴리싱 공정이 끝난 후 기판 및 세라믹 블록에 부착되어 있는 왁스를 세정하는 공정이 생략된다. 따라서, 기판을 신속하고 효율적으로 제조할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the ceramic block is heated for melting the wax by heating the ceramic block for mounting, and the ceramic block is heated for demounting The process of melting the wax again, and the process of cleaning the wax attached to the substrate and the ceramic block after the polishing process is completed are omitted. Therefore, the substrate can be manufactured quickly and efficiently.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the embodiment in which said invention is directed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.

10...기판 20...폴리싱용 블록
30...홀더부
S10...절단 공정 S20...양면 랩핑 공정
S30...열처리 공정 S40...모서리 가공 공정
S50...마운팅 공정 S60...다이아몬드 연마재 폴리싱 공정
S70...패드 폴리싱 공정 S80...디마운팅 공정10 ... substrate 20 ... polishing block
30 ... holder portion
S10 ... cutting process S20 ... double-side wrapping process
S30 ... Heat treatment process S40 ... Edge processing
S50 ... Mounting process S60 ... Diamond abrasive polishing process
S70 ... Pad polishing process S80 ... D mounting process

Claims (3)

잉곳을 기판 형태로 절단하는 공정;
상기 기판의 양면을 랩핑하는 공정;
상기 기판의 폴리싱을 위하여 상기 기판을 평판 형상의 폴리싱용 블록에 마운팅하는 마운팅 공정;
상기 기판의 전면을 폴리싱 하는 공정; 및
상기 기판을 상기 폴리싱용 블록으로부터 디마운팅하는 공정을 포함하되,
상기 폴리싱용 블록에는 상기 기판의 외곽선에 대응되는 환형 형상으로 형성되며, 일방향으로 돌출되며, 에폭시 재질로 이루어진 홀더부가 마련되어 있으며,
상기 마운팅 공정에서는, 상기 기판의 일면에 소정의 액체를 묻힌 상태에서 상기 기판을 상기 홀더부로 삽입하여 상기 소정의 액체가 묻은 기판의 면을 상기 폴리싱용 블록에 부착시키고,
상기 디마운팅 공정에서는 상기 홀더부와 상기 기판의 가장자리 사이로 가스를 분사함으로써 상기 기판을 상기 폴리싱용 블록으로부터 분리하고,
상기 소정의 액체는 물과 에어로졸 OT의 혼합물인 것을 특징으로 하는 기판제조방법.Cutting the ingot into a substrate form;
Lapping both sides of the substrate;
A mounting step of mounting the substrate to a polishing block of a flat plate shape for polishing the substrate;
Polishing the front surface of the substrate; And
And demounting the substrate from the polishing block,
Wherein the polishing block is formed in an annular shape corresponding to an outline of the substrate and is provided with a holder portion protruding in one direction and made of an epoxy material,
In the mounting step, the substrate is inserted into the holder in a state where a predetermined liquid is embedded on one surface of the substrate, the surface of the substrate on which the predetermined liquid is adhered is attached to the polishing block,
In the demounting step, the substrate is separated from the polishing block by injecting gas between the holder portion and the edge of the substrate,
Wherein the predetermined liquid is a mixture of water and aerosol OT. 삭제delete 삭제delete
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