(57)【要約】【課題】ウェーハの基板を均一な厚さに研削することが可能な研削装置等を提供する。【解決手段】基板１０ａと基板１０ａ上に成膜された化合物半導体層とを有するウェーハ１０の研削装置ＩＩであって、ウェーハ１０の基板１０ａを研削するための研削面３４ａを有する研削定盤３４と、研削定盤３４の研削面３４ａに対向して配置されウェーハ１０の基板１０ａが研削面３４ａと対向するようにウェーハ１０を固定するキャリヤプレート（固定板）３１と、研削定盤３４の研削面３４ａの形状に倣うようにキャリヤプレート３１の形状を変形させ且つ圧力をかけてキャリヤプレート３１を介してウェーハ１０の基板１０ａを研削面３４ａに接触させる圧接部材２０とを備えるウェーハ１０の研削装置ＩＩ。【選択図】図２
2010056366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と当該基板上に成膜された化合物半導体層とを有するウェーハの研削装置であって、
ウェーハの基板を研削するための研削面を有する研削定盤と、
前記研削定盤の前記研削面に対向して配置され前記ウェーハの前記基板が当該研削面と対向するように当該ウェーハを固定する固定板と、
前記研削定盤の前記研削面の形状に倣うように前記固定板の形状を変形させ且つ圧力をかけて当該固定板を介して前記ウェーハの前記基板を当該研削面に接触させる圧接部材と、を備える
ことを特徴とするウェーハの研削装置。
【請求項２】
前記圧接部材は、前記固定板に接するように設けられる弾性部材によって閉塞された空間を有する圧力室を備えることを特徴とする請求項１に記載のウェーハの研削装置。
【請求項３】
前記圧力室に加圧流体を供給する加圧流体供給手段を有することを特徴とする請求項２に記載のウェーハの研削装置。
【請求項４】
前記弾性部材がシリコーンゴムから構成されることを特徴とする請求項２又は３に記載のウェーハの研削装置。
【請求項５】
基板と当該基板上に成膜された化合物半導体層を有する半導体発光素子の製造方法であって、
基板と当該基板上に成膜された化合物半導体層とを有するウェーハの当該化合物半導体層側を研削装置の固定板に貼着することにより当該ウェーハを当該固定板に固定する貼着工程と、
前記ウェーハを貼着した前記固定板を当該ウェーハの前記基板が前記研削装置の研削定盤に対向するように当該研削定盤上に配置し、当該固定板の形状が当該研削定盤の研削面の形状に倣うように変形させ且つ圧力をかけて当該ウェーハの当該基板を当該研削定盤に接触させる圧接工程と、
前記研削定盤に接触させた前記ウェーハの前記基板を研削する研削工程と、を有する
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記研削定盤の変形量に応じ、前記固定板を押圧する圧力を増大させることを特徴とする請求項５に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記ウェーハは、和紙及び固定剤を介し前記固定板に貼着されることを特徴とする請求項５又は６に記載の半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハの研削装置に関し、より詳しくは、化合物半導体層を有するウェーハの基板の研削装置に関する。また、本発明は、半導体発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＩＩＩ族化合物半導体層等の化合物半導体層を有する半導体発光素子は、サファイア単結晶等からなる基板上に化合物半導体層を成膜し、さらに正極や負極等を設けたウェーハを調製した後、基板の被研削面を研削及び研磨して調製される（特許文献１，２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３０２６０８７号公報
【特許文献２】特開２００３−３４７２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、半導体発光素子の基板を研削・研磨する場合、通常、研削機に取り付けたウェーハを所定の圧力で円盤状の研削定盤に圧接しつつ回転させ、基板の被研削面を研削する。
しかし、研削処理が進むと、研削定盤の中央部分の厚さが減少し、研削定盤がすり鉢型に変形する場合がある。
研削定盤がすり鉢型に変形したまま研削操作を続けると、基板の被研削面は、研削定盤の外周側に圧接された部分が内周側に圧接された部分より過剰に研削され易い。その結果、基板の被研削面はテーパ状に研削され、基板の厚さが均一にならないという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、ウェーハの基板を均一な厚さに研削することが可能な研削装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かくして本発明によれば、基板と基板上に成膜された化合物半導体層とを有するウェーハの研削装置であって、ウェーハの基板を研削するための研削面を有する研削定盤と、研削定盤の研削面に対向して配置されウェーハの基板が研削面と対向するようにウェーハを固定する固定板と、研削定盤の研削面の形状に倣うように固定板の形状を変形させ且つ圧力をかけて固定板を介してウェーハの基板を研削面に接触させる圧接部材と、を備えることを特徴とするウェーハの研削装置が提供される。
【０００７】
ここで、本発明が適用されるウェーハの研削装置において、圧力をかけてウェーハの基板を研削面に接触させる圧接部材は、固定板に接するように設けられる弾性部材によって閉塞された空間を有する圧力室を備えることが好ましい。
この場合、圧力室に加圧流体を供給する加圧流体供給手段を有することが好ましい。
圧力室を形成する際に使用する弾性部材がシリコーンゴムから構成されることが好ましい。
【０００８】
次に、本発明によれば、基板と基板上に成膜された化合物半導体層を有する半導体発光素子の製造方法であって、基板と基板上に成膜された化合物半導体層とを有するウェーハの化合物半導体層側を研削装置の固定板に貼着することによりウェーハを固定板に固定する貼着工程と、ウェーハを貼着した固定板をウェーハの基板が研削装置の研削定盤に対向するように研削定盤上に配置し、固定板の形状が研削定盤の研削面の形状に倣うように変形させ且つ圧力をかけてウェーハの基板を研削定盤に接触させる圧接工程と、研削定盤に接触させたウェーハの基板を研削する研削工程と、を有することを特徴とする半導体発光素子の製造方法が提供される。
【０００９】
ここで、本発明が適用される半導体発光素子の製造方法においては、研削定盤の変形量に応じ、固定板を押圧する圧力を増大させることが好ましい。
研削装置に取り付けられ基板が研削されるウェーハは、和紙及び固定剤を介し固定板に貼着されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ウェーハの基板を均一の厚さに研削することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。また、使用する図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。
【００１２】
（半導体発光素子）
本実施の形態において使用する半導体発光素子は、通常、所定の基板と基板上に成膜された化合物半導体層とを有している。化合物半導体層を構成する化合物半導体としては、例えば、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、ＩＶ−ＩＶ族化合物半導体等が挙げられる。本実施の形態では、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体が好ましく、中でも、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体が好ましい。以下に、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体を有する半導体発光素子を例に挙げて説明する。
【００１３】
図１は、本実施の形態で用いる半導体発光素子の一例である積層半導体を説明する図である。図１に示すように、積層半導体Ｉは、基板１１の基板表面１１ａ上に形成された中間層１２の上に、ｎ型半導体層１４、発光層１５、ｐ型半導体層１６が順次積層され、これらは化合物半導体層（ＩＩＩ族化合物半導体層）１７を構成している。
ｎ型半導体層１４は、ＩＩＩ族化合物半導体からなる下地層１３、ｎ型コンタクト層１４ａ及びｎ型クラッド層１４ｂを有する。発光層１５は、障壁層１５ａ及び井戸層１５ｂが交互に積層された構造を有する。ｐ型半導体層１６は、ｐ型クラッド層１６ａ及びｐ型コンタクト層１６ｂが積層されている。
【００１４】
基板１１を構成する材料としては、例えば、サファイア、炭化ケイ素（シリコンカーバイド：ＳｉＣ）、シリコン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ジルコニウム、酸化マンガン亜鉛鉄、酸化マグネシウムアルミニウム、ホウ化ジルコニウム、酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化リチウムガリウム、酸化リチウムアルミニウム、酸化ネオジウムガリウム、酸化ランタンストロンチウムアルミニウムタンタル、酸化ストロンチウムチタン、酸化チタン、ハフニウム、タングステン、モリブデン等が挙げられる。
これらの中でも、サファイア、炭化ケイ素（シリコンカーバイド：ＳｉＣ）が好ましい。
【００１５】
中間層１２は、Ａ１を含有することが好ましく、ＩＩＩ族窒化物であるＡ１Ｎを含むことが特に好ましい。中間層１２を構成する材料としては、一般式Ａ１ＧａＩｎＮで表されるＩＩＩ族窒化物半導体であれば特に限定されない。さらに、Ｖ族として、ＡｓやＰが含有されても良い。中間層１２が、Ａ１を含む組成の場合、ＧａＡ１Ｎとすることが好ましく、Ａ１の組成が５０％以上であることが好ましい。
【００１６】
下地層１３に用いる材料としては、Ｇａを含むＩＩＩ族窒化物（ＧａＮ系化合物半導体）が用いられ、特に、Ａ１ＧａＮ、又はＧａＮを好適に用いることができる。下地層１３の膜厚は０．１μｍ以上、好ましくは０．５μｍ以上、さらに好ましくは１μｍ以上である。
【００１７】
（ｎ型半導体層１４）
ｎ型半導体層１４は、ｎ型コンタクト層１４ａ及びｎ型クラッド層１４ｂから構成される。ｎ型コンタクト層１４ａとしては、下地層１３と同様にＧａＮ系化合物半導体が好ましく用いられる。また、下地層１３及びｎ型コンタクト層１４ａを構成する窒化ガリウム系化合物半導体は同一組成であることが好ましく、これらの合計の膜厚を０．１μｍ〜２０μｍ、好ましくは０．５μｍ〜１５μｍ、さらに好ましくは１μｍ〜１２μｍの範囲に設定することが好ましい。
【００１８】
ｎ型クラッド層１４ｂは、Ａ１ＧａＮ、ＧａＮ、ＧａＩｎＮ等によって形成することが可能である。また、これらの構造のヘテロ接合や複数回積層した超格子構造としてもよい。ＧａＩｎＮとする場合には、発光層１５のＧａＩｎＮのバンドギャップよりも大きくすることが望ましい。ｎ型クラッド層１４ｂの膜厚は、好ましくは５ｎｍ〜５００ｎｍ、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。
【００１９】
（発光層１５）
発光層１５は、窒化ガリウム系化合物半導体からなる障壁層１５ａと、インジウムを含有する窒化ガリウム系化合物半導体からなる井戸層１５ｂとが交互に繰り返して積層され、且つ、ｎ型半導体層１４側及びｐ型半導体層１６側に障壁層１５ａが配される順で積層して形成される。本実施の形態では、発光層１５は、６層の障壁層１５ａと５層の井戸層１５ｂとが交互に繰り返して積層され、発光層１５の最上層及び最下層に障壁層１５ａが配され、各障壁層１５ａ間に井戸層１５ｂが配される構成とされている。
【００２０】
障壁層１５ａとしては、例えば、インジウムを含有した窒化ガリウム系化合物半導体からなる井戸層１５ｂよりもバンドギャップエネルギーが大きいＡ１ｃＧａ１−ｃＮ（０≦ｃ≦０．３）等の窒化ガリウム系化合物半導体を好適に用いることができる。
また、井戸層１５ｂには、インジウムを含有する窒化ガリウム系化合物半導体として、例えば、Ｇａ１−ｓＩｎｓＮ（０＜ｓ＜０．４）等の窒化ガリウムインジウムを用いることができる。
発光層１５全体の膜厚としては、特に限定されないが、量子効果の得られる程度の膜厚、即ち臨界膜厚領域であることが好ましい。例えば、発光層１５の膜厚は、１ｎｍ〜５００ｎｍの範囲であることが好ましく、１００ｎｍ前後の膜厚であればより好ましい。
【００２１】
（ｐ型半導体層１６）
ｐ型半導体層１６は、ｐ型クラッド層１６ａ及びｐ型コンタクト層１６ｂから構成される。ｐ型クラッド層１６ａとしては、好ましくは、Ａ１ｄＧａ１−ｄＮ（０＜ｄ≦０．４）のものが挙げられる。ｐ型クラッド層１６ａの膜厚は、好ましくは１ｎｍ〜４００ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍである。
ｐ型コンタクト層１６ｂとしては、少なくともＡ１ｅＧａ１−ｅＮ（０≦ｅ＜０．５）を含んでなる窒化ガリウム系化合物半導体層が挙げられる。ｐ型コンタクト層１６ｂの膜厚は、特に限定されないが、１０ｎｍ〜５００ｎｍが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００２２】
（半導体発光素子の製造方法）
本実施の形態において化合物半導体発光素子は、通常、以下の手順により製造される。先ず、基板１１上に、Ｖ族元素を含むガスと金属材料とをプラズマで瀞生化して反応させることによりＩＩＩ族窒化物からなる中間層１２を成膜し、成膜した中間層１２上に、下地層１３、ｎ型半導体層１４、発光層１５及びｐ型半導体層１６を順次積層する。
ここで、基板１１上にＩＩＩ族窒化物半導体結晶をエピタキシャル成長させる際、例えば、スパッタ法等を用いて、プラズマで活性化して反応した原料を基板１１上に成膜して中間層１２を形成する。
中間層１２をスパッタ法によって形成した後、その上に、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）によって、ｎ型半導体層１４、発光層１５及びｐ型半導体層１６を順次成膜する。
尚、化合物半導体層１７の内、ｎ型半導体層１４の下地層１３をＭＯＣＶＤ法によって形成した後、ｎ型コンタクト層１４ａ及びｎ型クラッド層１４ｂの各層をスパッタ法で形成し、その上の発光層１５をＭＯＣＶＤ法で形成し、そして、ｐ型半導体層１６を構成するｐ型クラッド層１６ａ及びｐ型コンタクト層１６ｂの各層を反応性スパッタ法で形成してもよい。
【００２３】
そして、基板１１上に中間層１２及び化合物半導体層１７を成膜した後、化合物半導体層１７のｐ型半導体層１６上に透光性正極（図示せず）が積層され、その上に正極ボンディングパッド（図示せず）が形成される。さらに、ｎ型半導体層１４のｎ型コンタクト層１４ａに形成された露出領域（図示せず）に負極（図示せず）が設けられたウェーハが形成される。その後、基板１１の被研削面を研削及び研磨した後、例えば、３５０μｍ角の正方形に切断することにより化合物半導体発光素子が形成される。
【００２４】
（ウェーハの研削装置）
次に、ウェーハの研削装置について説明する。
図２は、本実施の形態が適用されるウェーハの研削装置を説明する図である。図２（ａ）に示すように、研削装置ＩＩは、ウェーハ１０の基板１０ａを研削するための研削面３４ａを有する研削定盤３４と、研削定盤３４の研削面３４ａに対向して配置されウェーハ１０の基板１０ａが研削面３４ａと対向するようにウェーハ１０を固定するキャリヤプレート（固定板）３１と、研削定盤３４の研削面３４ａの形状に倣うようにキャリヤプレート３１の形状を変形させ且つ圧力をかけてキャリヤプレート３１を介してウェーハ１０の基板１０ａを研削面３４ａに接触させる圧接部材２０と、から構成されている。
【００２５】
圧接部材２０は、本体２１と、本体２１の下側にキャリヤプレート３１に接して取り付けられる弾性部材２２とから構成される。図２（ａ）に示すように、本体２１には弾性部材２２によって閉塞された空間を有する圧力室２３が形成されている。圧接部材２０は、圧接部材２０の上面に載置された圧接手段４０によってキャリヤプレート３１を介してウェーハ１０の基板１０ａを研削定盤３４の研削面３４ａへ圧力をかけて接触させる（圧接）。
【００２６】
また、研削装置ＩＩは、圧接部材２０の圧力室２３へ加圧空気等の加圧流体を供給する加圧流体供給手段５０と、圧接部材２０に形成された圧力室２３から加圧流体を漏出させる加圧流体漏出手段６０と、を備え、これらはウェーハ１０を研削定盤３４に圧接させる際の圧力を変動させる圧力可変手段として作用している。
尚、図示しないが、研削装置ＩＩは、研削定盤３４の下に配置され研削定盤３４を回転させる研削定盤回転駆動手段と、圧接部材２０の上に配置され圧接部材２０を上下動させる上下動手段と、さらに、圧接部材２０を回転させることによってキャリヤプレート３１およびウェーハ１０を回転させる回転駆動手段を備えている。
【００２７】
研削定盤３４は、通常、円盤状の形状を有し、研削定盤３４の上面が、ウェーハ１０の基板１０ａを研削する研削面３４ａとなる。
キャリヤプレート３１は、本実施の形態では、高剛性、高ヤング率材質であるセラミックスで一様な厚さの円盤状に形成され、プレート面（押圧面：下面）３１ａに複数のウェーハ１０が、接着によって取り付けられ、保持される。
【００２８】
圧接部材２０の本体２１は、キャリヤプレート３１と略同じ大きさの円盤状の形状を有し、下面に軸心を中心にした円柱状の凹部２１ｃを設けることによって形成される平板部２１ａと環状縁部２１ｂとで構成されている。この環状縁部２１ｂの周回する下面には、下方へ開放する環状収容溝２１ｄが設けられている。後述するように、環状収容溝２１ｄには、弾性部材２２が取り付けられ、圧力室２３が形成される。
平板部２１ａには、軸心に圧力室２３に連通する供給連通路２１ｅと、この供給連通路２１ｅを中心とした同心円上に等間隔で、圧力室２３に連通する複数の漏出連通路２１ｆとが設けられている。
【００２９】
弾性部材２２は、通常、摩擦係数の高い材料で形成され、環状収容溝２１ｄから一部を突出させて環状収容溝２１ｄに装着される弾性リング部２２ａと、この弾性リング部２２ａの下端を閉塞する弾性膜２２ｂとで構成されている。弾性部材２２を構成する材料としては、例えば、合成ゴム等が挙げられ、具体的には、シリコーンゴム等が挙げられる。
弾性部材２２の弾性リング部２２ａを圧接部材２０の環状収容溝２１ｄに装着すると、弾性部材２２と本体２１とで閉塞される空間、すなわち、圧力室２３が形成される。
【００３０】
圧接手段４０は、圧接部材２０の上面（載置面）に載置され、圧接部材２０およびキャリヤプレート３１を介してウェーハ１０の基板１０ａを研削定盤３４の研削面３４ａへ圧接させるものであり、例えば、錘（ウエイト）で構成されている。尚、圧接手段４０は、錘の他、例えばシリンダによる流体圧を利用する構成であってよい。
【００３１】
加圧流体供給手段５０は、加圧流体としての加圧空気を供給する加圧機であるエアーコンプレッサ５１と、エアーコンプレッサ５１からの加圧空気の圧力を調整する圧力調整器５２と、圧力調整器５２からの加圧空気を濾過・浄化するエアーフィルタ５３と、圧接部材２０の圧力室２３にエアーフィルタ５３から加圧空気が供給される供給連通路２１ｅとから構成されている。
尚、圧力調整器５２に接続され、加圧流体供給手段５０のエアーフィルタ５３と圧接部材２０の本体２１に設けた供給連通路２１ｅとの間は、所定の上下動手段（図示せず）の軸の中に配置された配管と、供給連通路２１ｅに接続されたロータリジョイント（図示せず）とで接続されている。
加圧流体漏出手段６０は、圧接部材２０の本体２１に設けた複数の漏出連通路２１ｆと、漏出連通路２１ｆから漏出させる加圧空気の流量を調整する流量調整器としての流量調整弁６１とで構成されている。
【００３２】
次に、ウェーハの研削装置ＩＩの動作について説明する。
まず、キャリヤプレート３１のプレート面３１ａに、複数枚（本実施の形態では、後述するように４枚）のウェーハ１０を、ウェーハ１０の化合物半導体層１７（図１参照）側を研削装置ＩＩのキャリヤプレート３１に固定剤であるワックスを塗布して同心円上に貼着することによりウェーハ１０をキャリヤプレート３１に固定（貼着工程）する。次に、キャリヤプレート３１のプレート面３１ａを下側にし、ウェーハ１０の基板１０ａを研削定盤３４の研削面３４ａに対向させてキャリヤプレート３１を研削定盤３４上に載せる。そして、所定の上下動手段（図示せず）を作動させて圧接部材２０を下降させるとともに、圧接部材２０の軸心にキャリヤプレート３１の軸心を一致させるように調整し、圧接部材２０の下面に取り付けた弾性部材２２をキャリヤプレート３１に当接させる。
【００３３】
次に、圧接部材２０の上面に圧接手段４０としての錘（ウエイト）を載置し、弾性部材２２をキャリヤプレート３１に圧接させるとともに、弾性部材２２の弾性リング部２２ａを圧接部材２０の環状収容溝２１ｄに圧接させて圧力室２３の気密性を確保する。
さらに、エアーコンプレッサ５１を作動させるとともに、圧力調整器５２および流量調整弁６１を調整して所定圧の加圧空気を圧力室２３へ供給し、弾性部材２２に均一な荷重をかける。同時に、所定の研削定盤回転駆動手段（図示せず）およびキャリヤプレート回転駆動手段（図示せず）を作動させ、研削定盤３４を矢印Ａ方向に回転させるとともに、圧接部材２０およびキャリヤプレート３１を回転させ、各ウェーハ１０の基板１０ａを研削する。このとき、ウェーハ１０の基板１０ａを研削する工程では、研削定盤３４の研削面３４ａとウェーハ１０の基板１０ａとの摺り合わされる部分に、スラリー状の所定の研削・研磨材を供給する。
【００３４】
圧力室２３内の圧力は、加圧流体としての加圧空気を漏出させる加圧流体漏出手段６０により微細に調整する。本実施の形態では、複数の流量調整弁６１を設けることにより、圧力室２３から漏出させる加圧空気の流量を調整し圧力室２３内の圧力を調整する。
本実施の形態では、このようにして圧力調整器５２と流量調整弁６１とにより、圧力室２３内の圧力を調整し、ウェーハ１０の基板１０ａを一様に研削することができる。
【００３５】
次に、図２（ｂ）は、研削処理が進むことにより研削定盤３４の研削面３４ａがすり鉢型に変形した場合を説明する図である。
前述したように、サファイア等の硬い材料から構成されるウェーハ１０の基板１０ａの研削処理を続けると研削定盤３４も研削され、図２（ｂ）に示すように、研削面３４ａがすり鉢型に変形する場合がある。ここですり鉢型とは、研削面３４ａの内周部分の厚さが外周部分の厚さよりも小さくなることをいう。
この場合、ウェーハ１０を固定したキャリヤプレート３１が図２（ａ）のように平坦な形状のまま研削定盤３４に圧接され、研削定盤３４を矢印Ａ方向に回転させるとともに圧接部材２０およびキャリヤプレート３１を回転させ、ウェーハ１０の研削操作が続行されると、ウェーハ１０の基板１０ａは、研削定盤３４の外周側に圧接された部分が内周側に圧接された部分より過剰に研削され易い。その結果、ウェーハ１０の基板１０ａがテーパ状に研削される傾向がある。
【００３６】
本実施の形態では、エアーコンプレッサ５１を作動させるとともに、圧力調整器５２および流量調整弁６１を調整して圧力室２３の圧力を増大させる。圧力室２３の圧力が増大すると、圧接部材２０の下側に取り付けられた弾性部材２２には、気密性が保たれた圧力室２３の内側から外側に向かうプラスの圧力がかかる。そのため、弾性部材２２は、弾性リング部２２ａが環状収容溝２１ｄに固定された状態で、弾性膜２２ｂの中央部分が圧力室２３の外側に突き出るように変形し、弾性部材２２と当接するキャリヤプレート３１を押圧する。
【００３７】
その結果、キャリヤプレート３１の形状は、すり鉢型に変形した研削定盤３４の研削面３４ａの形状に倣うように、キャリヤプレート３１の中央部分が外周部分より凹み、全体として湾曲（図２（ｂ）では、下方に凸形となる。）するように変形する。
これにより、キャリヤプレート３１のプレート面３１ａに固定されたウェーハ１０の基板１０ａは、変形した研削定盤３４の研削面３４ａに略平行になるように圧接される。このため、ウェーハ１０の基板１０ａがテーパ状に研削されることなく、均一な厚さに研削することが可能となる。
【００３８】
上述したように、本実施の形態では、キャリヤプレート３１を押圧する圧力は、研削定盤３４の変形量に応じ増大させている。キャリヤプレート３１を押圧する圧力は、ウェーハ１０の研削処理の回数、時間、個数等により適宜選択され、特に限定されない。例えば、一定の研削処理が行われた後に測定された研削定盤３４の変形量に応じ圧力を増大せる方法、または、研削処理が所定回数行われた後に圧力を所定量増大させる等の経験的な操作でもよい。
【００３９】
次に、ウェーハ１０のキャリヤプレート３１に固定する方法について説明する。
図３は、本実施の形態で用いるウェーハ１０を研削装置ＩＩに取り付ける好ましい方法を説明する図である。図３（ａ）は、ウェーハ１０をキャリヤプレート（固定板）３１に貼着した状態を説明する図である。図３（ｂ）は、ウェーハ１０を貼着したキャリヤプレート３１を研削定盤３４の研削面３４ａの上に置いた状態を説明する図である。
図３（ａ）に示すように、基板１０ａ上にＩＩＩ族窒化物半導体からなる化合物半導体層１７（図１参照）を積層して形成されたウェーハ１０は、和紙シート（和紙）３２及び固定用ワックス（固定材）３３を介し、４個のウェーハ１０が円盤状に形成されたキャリヤプレート３１のプレート面３１ａに貼着されている。４個のウェーハ１０は、基板１０ａが露出するように（図３（ａ）では、上向き）、プレート面３１ａの同心円上に貼着されている。
【００４０】
ウェーハ１０は、以下の手順によりキャリヤプレート３１のプレート面３１ａに貼着される。先ず、固定用ワックス３３を、例えば、スピンコーター等によりウェーハ１０のＩＩＩ族窒化物半導体からなる化合物半導体層１７（図１参照）上に均一に塗布する。次に、塗布された固定用ワックス３３上に和紙シート３２を載置し、さらに和紙シート３２上に固定用ワックス３３を塗布する。
【００４１】
続いて、所定の加熱装置（図示せず）により固定用ワックス３３中に含まれる溶剤等の揮発分をベーキングにより揮散させる。次いで、所定の温度に加温されたキャリヤプレート３１のプレート面３１ａに、基板１０ａが露出するようにウェーハ１０を貼着する。このとき、キャリヤプレート３１は、通常、固定用ワックス３３の主成分の樹脂の軟化点より約２０℃〜５０℃程度高温に加熱する。その後、放冷等によりキャリヤプレート３１を冷却することにより、固定用ワックス３３に含まれる樹脂が固化してウェーハ１０がプレート面３１ａに固定される。本実施の形態では、２層の固定用ワックス３３と和紙シート３２との厚さは、３０μｍ〜５０μｍである。
【００４２】
次に、図３（ｂ）に示すように、ウェーハ１０の基板１０ａと研削定盤３４の研削面３４ａとを対向させ、ウェーハ１０を貼着したキャリヤプレート３１を研削定盤３４の上に置く。
続いて、所定の上下動手段（図示せず）によりキャリヤプレート３１を下降させ、ウェーハ１０の基板１０ａを研削定盤３４の研削面３４ａに当接させ、圧接部材２０（図２（ａ）参照）により、ウェーハ１０の基板１０ａを圧力Ｐで研削面３４ａに圧接する。
本実施の形態では、圧力Ｐは７０ｋｇ／ｃｍ２〜１００ｋｇ／ｃｍ２の範囲で調整してウェーハ１０を加圧し、ウェーハ１０の基板１０ａを研削面３４ａに圧接している。
そして、所定の回転駆動手段（図示せず）によりキャリヤプレート３１及び研削定盤３４を矢印Ａ方向に回転させ、各ウェーハ１０の基板１０ａを研削する。
【００４３】
本実施の形態では、約２０分間程度の研削工程により、ウェーハ１０の基板１０ａが研削され、ウェーハ１０の基板１０ａの厚さは、約９００μｍから約１２０μｍ迄減少する。さらに、本実施の形態では、研削工程に続き、約１５分間の研磨工程により、ウェーハ１０の基板１０ａの厚さは、約１２０μｍから約８０μｍ迄に研磨される。
【００４４】
このように、化合物半導体層１７（図１参照）を有するウェーハ１０の基板１０ａを研削する場合、ウェーハ１０を所定の固定用ワックス３３と共に和紙シート３２を介し研削装置のキャリヤプレート３１に貼着することにより、ウェーハ１０の基板１０ａに反りが生じた場合であっても、また、化合物半導体層１７（図１参照）の成膜操作により生じたフレークが残留したままの状態であっても、基板１０ａに割れが生じることなく、ウェーハ１０の基板１０ａを所定の厚さに研削することができる。
【００４５】
固定用ワックス３３としては、研削工程中、ウェーハ１０をキャリヤプレート３１に動かないように仮止め、固定することが可能であり、さらに、研削処理後にウェーハ１０をキャリヤプレート３１から容易に剥がすことが可能なものであれば特に限定されない。
このような固定用ワックス３３としては、例えば、ビニル系高分子化合物、石油系樹脂、ロジン等の天然樹脂およびそれらの誘導体、パラフィンワックス等の熱可塑性を有する樹脂、ポリグリセリンの脂肪酸エステル、ポリグリセリンのエチレンオキシド又はプロピレンオキシドの付加物が挙げられる。
また、特にロジンとしては、アビエチン酸（分子式Ｃ２０Ｈ３０Ｏ２のモノカルボン酸）に代表される三員環化合物を主成分とするロジン、ロジンの部分エステル、部分または完全水添ロジン、重合ロジン、不均化ロジン、ロジンとマレイン酸に代表される二塩基酸との変性物である二塩基酸変性ロジン及びそのエステル等の誘導体が挙げられる。さらに、スチレン・アクリル酸共重合体樹脂等が挙げられる。
これらの樹脂は、単独または二種以上のものを組み合わせて用いることができる。
【００４６】
和紙シート３２の材料としては、薄葉紙又は不織布が挙げられる。ここで、薄葉紙とは、ＪＩＳ  Ｐ４５００に準拠する機械すき和紙をいう。また、不織布とは、織ったり、編んだりすることなく繊維同士を結合させたシートをいう。この不織布としては、例えば、綿、麻、羊毛繊維、しゅろ繊維、ココヤシ繊維等の天然繊維；ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン等の合成繊維；ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維の無機繊維から構成されるもの等が挙げられる。
【００４７】
本実施の形態では、和紙シート３２として、ＪＩＳ  Ｐ８１２４による坪量が３ｇ／ｍ２〜１５０ｇ／ｍ２の範囲である薄葉紙から構成されることが好ましい。
さらに、和紙シート３２は、ＪＩＳ  Ｐ８１０１による見掛けの比重が０．２ｇ／ｃｍ３〜１．３ｇ／ｃｍ３の範囲である薄葉紙から構成されることが好ましい。
【００４８】
本実施の形態で使用する薄葉紙としては、コウゾ、ミツマタ及びガンピから選択される一種以上の植物を原料とする繊維を含有する紙（以下、「和紙」と記す。）が好ましい。
和紙の具体例としては、前述した薄葉紙に加え、例えば、檀紙、奉書紙、京花紙、吉野紙、麻布紙、美濃紙、半紙、半切、内山紙、細川紙、蔵王紙、西の内、程村、土佐紙、泉貨紙、かさ紙、鳥の子、江州鳥の子、雲紙、墨流、画仙紙、麻紙、間似合紙、雲竜紙、わら半紙、仙花紙、小倉紙、金和紙、ムラうす楮、渋引うす楮等のうす楮、強性紙、ワンプ紙、柿渋紙、コンニャク紙等が挙げられる。また、障子用の和紙も挙げることができる。
尚、和紙は、上述した植物を原料とする繊維に加え、必要に応じ、他の繊維を含んでいてもよい。他の繊維としては、例えば、マニラ麻、木材パルプ、わらパルプ、古紙、化学パルプ、レーヨン等の合成繊維が挙げられる。
【００４９】
一般に「和紙」は、最も狭義には、上述した植物から抽出した繊維およびそれらの古紙を原材料とし、トロロアオイの根や、ノリウツギの樹皮などから抽出した粘剤「ねり」を混ぜ、流し漉きという日本独特な技法を取り入れた手漉きの紙として定義される。
本実施の形態では、上記最も狭義の和紙も含め、抄紙機による機械すきの和紙（機械すき和紙）や、洋紙よりも繊維が長くて繊維どうしが緊密に絡み合い、ねばり強く薄くても強靭な紙（広義の和紙）も使用可能である。
以上、詳述したように、本実施の形態によれば、基板と基板上に成膜された化合物半導体層とを有するウェーハの基板を均一の厚さに研削することが可能である。特に、サファイア等の基板上にＩＩＩ族窒化物半導体が成膜されたＩＩＩ族化合物半導体発光素子のように、基板と化合物半導体層との格子定数が異なることに起因する基板に反りが生じた場合であっても、基板を所定の厚さに均一に研削することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施の形態で用いる半導体発光素子である積層半導体の一例を説明する図である。
【図２】本実施の形態が適用されるウェーハの研削装置を説明する図である。
【図３】本実施の形態で用いるウェーハを研削装置に取り付ける好ましい方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０…ウェーハ、１０ａ，１１…基板、１２…中間層、１３…下地層、１４…ｎ型半導体層、１５…発光層、１６…ｐ型半導体層、１７…化合物半導体層（ＩＩＩ族化合物半導体層）、２０…圧接部材、２２…弾性部材、２３…圧力室、３１…キャリヤプレート（固定板）、３２…和紙シート、３３…固定用ワックス、３４…研削定盤、３４ａ…研削面、５０…加圧流体供給手段
【図１】
2010056366.tif 000003
【図２】
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【図３】
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