(57)【要約】【課題】製造工程を複雑にすることなく、量産性に優れた発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】基板１０上に、発光層を有する半導体層を積層して、第１構造体を形成する工程（ステップＳ１１０）と、半導体層の上に第１電極及び第２電極を形成する工程（ステップＳ１２０）と、半導体層の上に、第１電極と導通する第１金属ピラーと、第２電極と導通する第２金属ピラーと、を形成する工程（ステップＳ１３０）と、第１金属ピラー及び第２金属ピラーの間を樹脂で埋め込む工程（ステップＳ１４０）と、基板を半導体層から剥離して、半導体層が樹脂によって支持され樹脂の反対側に凸となった第２構造体を形成する工程（ステップＳ１５０）と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、発光層を有する半導体層を積層して、第１構造体を形成する工程と、
前記半導体層の上に第１電極及び第２電極を形成する工程と、
前記半導体層の上に、前記第１電極と導通する第１金属ピラーと、前記第２電極と導通する第２金属ピラーと、を形成する工程と、
前記第１金属ピラー及び前記第２金属ピラーの間を樹脂で埋め込む工程と、
前記基板を前記半導体層から剥離して、前記半導体層が前記樹脂により支持され前記樹脂の反対側に凸となった第２構造体を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記半導体層を形成する工程のあとは、前記第１構造体が第１の反り量によって前記半導体層を形成した側に凸となっている請求項１記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂を埋め込む工程のあとは、前記第１構造体が前記第１の反り量よりも少ない第２の反り量によって前記樹脂の側に凸となっている請求項２記載の発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記基板を前記半導体層から剥離する工程のあとは、前記第２構造体が第３の反り量によって前記樹脂と反対側に凸となっている請求項１記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記第３の反り量は、前記第２の反り量よりも絶対値が大である請求項４記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記基板を前記半導体層から剥離する工程では、前記基板を介して前記半導体層の前記基板との接合面にレーザ光を照射することを特徴とする請求項１記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂を埋め込む工程では、前記樹脂を埋め込んだ後に前記第２構造体が前記樹脂の側に凸となることを特徴とする請求項１記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記基板を前記半導体層から剥離する工程の後、前記樹脂の側から吸着により前記樹脂を保持した状態で、前記半導体層にレンズを形成する工程を、さらに備えたことを特徴とする請求項１記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記基板を前記半導体層から剥離する工程の後、前記樹脂の側から吸着により前記樹脂を保持した状態で、前記半導体層上を覆う透光性樹脂を形成する工程を、さらに備えたことを特徴とする請求項１記載の発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記透光性樹脂を形成する工程のあとは、前記第２構造体が第４の反り量によって前記樹脂の側に凸になっている請求項９記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記樹脂を平坦化する工程のあとは、前記第２構造体が前記第４の反り量よりも多い第５の反り量によって前記樹脂の側に凸になっていることを特徴とする請求項１０記載の発光装置の製造方法。
【請求項１２】
前記透光性樹脂を形成して、前記樹脂を保持していた吸着を解除した後、前記第２構造体が前記樹脂の側に凸となることを特徴とする請求項９記載の発光装置の製造方法。
【請求項１３】
前記樹脂を形成する工程の後、前記樹脂と反対の側から吸着して保持し、前記樹脂を平坦化し，前記第１金属ピラー及び前記第２金属ピラーの少なくとも一部を露出させる工程を、さらに備えたことを特徴とする請求項１記載の発光装置の製造方法。
【請求項１４】
前記透光性樹脂を形成する工程の後、前記透光性樹脂の側から吸着して保持し、前記樹脂を平坦化し、前記第１金属ピラー及び前記第２金属ピラーの少なくとも一部を露出させる工程を、さらに備えたことを特徴とする請求項１２記載の発光装置の製造方法。
【請求項１５】
前記半導体層を形成する工程のあとは、前記第１構造体が第１の反り量を有し、前記半導体層を形成した側に凸となっており、
前記樹脂を埋め込む工程のあとは、前記第１構造体が前記第１の反り量よりも少ない第２の反り量を有し、前記樹脂の側に凸となっていることを特徴とする請求項１記載の発光装置の製造方法。
【請求項１６】
前記透光性樹脂を形成する工程のあとは、前記第２構造体が第４の反り量を有し、前記樹脂の側に凸になっており、
前記樹脂を平坦化する工程のあとは、前記第２構造体が前記第４の反り量よりも多い第５の反り量を有し、前記樹脂の側に凸になっていることを特徴とする請求項１４記載の発光装置の製造方法。
【請求項１７】
前記半導体層を形成する工程のあとは、前記第１構造体が第１の反り量によって前記半導体層を形成した側に凸となっており、
前記樹脂を埋め込む工程のあとは、前記第１構造体が前記第１の反り量よりも少ない第２の反り量によって前記樹脂の側に凸となっており、
前記基板を前記半導体層から剥離する工程のあとは、前記第２構造体が第３の反り量によって前記樹脂と反対側に凸となっており、
前記透光性樹脂を形成する工程のあとは、前記第２構造体が第４の反り量によって前記樹脂の側に凸になっており、
前記樹脂を平坦化する工程のあとは、前記第２構造体が前記第４の反り量よりも多い第５の反り量によって前記樹脂の側に凸になっていることを特徴とする請求項１４記載の発光装置の製造方法。
【請求項１８】
前記樹脂の厚さによって前記第２構造体の前記凸となる反り量を設定することを特徴とする請求項１記載の発光装置の製造方法。
【請求項１９】
前記樹脂の材質によって前記第２構造体の前記凸となる反り量を設定することを特徴とする請求項１記載の発光装置の製造方法。
【請求項２０】
前記樹脂の線膨張係数によって前記第２構造体の前記凸となる反り量を設定することを特徴とする請求項１記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光装置の用途は、照明装置、画像表示装置のバックライト光源、及びディスプレイ装置などに拡大している。
近年では、発光層を含む半導体層をサファイア基板等の基板上で結晶成長させる方法が提案されている。また、輝度の向上、低背化のために、レーザ光の照射によって半導体層から基板を剥離する製造方法も考えられている。
【０００３】
ここで、上記サファイア基板等の基板は、発光層を含むＧａＮ層等の半導体層を結晶成長させる機能ばかりではなく、発光装置の構造的（機械的）な支持体としての機能もある。このため、半導体層から基板を剥離する際には、予め、別基板を支持体として仮接合（貼り合せ）したあと、基板を除去する手法が提案されている。しかしながら、別基板を支持体として用いる場合、別基板の接合や、不要になった別基板の剥離、接合面の洗浄といった工程が必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２８６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、製造工程を複雑にすることなく、量産性に優れた発光装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態によれば、基板上に、発光層を有する半導体層を積層して、第１構造体を形成する工程と、前記半導体層の上に第１電極及び第２電極を形成する工程と、前記半導体層の上に、前記第１電極と導通する第１金属ピラーと、び前記第２電極と導通する第２金属ピラーと、を形成する工程と、前記第１金属ピラー及び前記第２金属ピラーの間を樹脂で埋め込む工程と、前記基板を前記半導体層から剥離して、前記半導体層が前記樹脂により支持され前記樹脂の反対側に凸となった第２構造体を形成する工程と、を備えたことを特徴とする発光装置の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するフローチャートである。
【図２】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を順に説明する模式的断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を順に説明する模式的断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を順に説明する模式的断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を順に説明する模式的断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を順に説明する模式的断面図である。
【図７】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を順に説明する模式的断面図である。
【図８】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を順に説明する模式的断面図である。
【図９】第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を順に説明する模式的断面図である。
【図１０】第２構造体を真空チャックで保持する状態を例示する模式的断面図である。
【図１１】構造体の反り量の変化を例示する図である。
【図１２】他の発光装置の例を説明する模式的断面図である。
【図１３】第２の実施形態に係る発光装置の製造方法を順に例示する模式的断面図である。
【図１４】第２の実施形態に係る発光装置の製造方法を順に例示する模式的断面図である。
【図１５】第２の実施形態に係る発光装置の製造方法を順に例示する模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するフローチャートである。
図１に表したように、本実施形態に係る発光装置の製造方法は、第１構造体を形成する工程（ステップＳ１１０）、第１電極及び第２電極を形成する工程（ステップＳ１２０）、第１金属ピラー及び第２金属ピラーを形成する工程（ステップＳ１３０）、樹脂の埋め込み工程（ステップＳ１４０）及び第２構造体を形成する工程（ステップＳ１５０）、を備える。
【００１０】
ステップＳ１１０では、基板上に、発光層を有する半導体層を積層して、第１構造体を形成する。
ステップＳ１２０では、半導体層の上に、第１電極及び第２電極を形成する。
ステップＳ１３０では、半導体層の上に、第１電極と導通する第１金属ピラーと、第２電極と導通する第２金属ピラーと、を形成する。
ステップＳ１４０では、第１金属ピラー及び第２金属ピラーの間を樹脂で埋め込む。
ステップＳ１５０では、基板を半導体層から剥離して、半導体層が樹脂により支持され樹脂の反対側に凸となった第２構造体を形成する。
【００１１】
ここで、第１構造体は、基板上に半導体層が積層された構成を含む構造体である。第１構造体には、製造過程において形成された電極や金属ピラーも含まれる。また、第１構造体は、基板上の広範囲に形成された一連の半導体層を含む構成や、製造過程において基板上で絶縁物を介して連結された状態の半導体層を含む構成である。
【００１２】
また、第２構造体は、半導体層から基板が剥離され、樹脂によって半導体層が支持された構成を含む。第２構造体には、製造過程において、必要に応じて設けられたレンズや透光性樹脂も含まれる。
【００１３】
このような本実施形態では、金属ピラー間に埋め込んだ樹脂によって半導体層を支持するため、基板を半導体層から剥離した際に半導体層を支持するために別の基板を貼り合わせる必要がなくなる。この樹脂は、そのまま発光装置のパッケージの一部として利用される。
【００１４】
また、製造過程において、第２構造体を真空吸着で保持する際、第２主面の側が凹になっていることで、第２主面を吸着面として確実な吸着保持が行われる。すなわち、真空吸着の際に、第２主面の周辺が真空吸着のステージに密着し、第２主面の中央とステージとの間の空気を漏れなく吸引して、確実に吸着保持できるようになる。確実な吸着保持がなされると、第２構造体は平坦な状態に矯正され、この平坦な状態でその後の処理が正確に施される。
【００１５】
次に、図２〜図９に沿って、具体的な発光装置の製造方法の例を説明する。
図２〜図９は、本実施形態に係る発光装置の製造方法を順に説明する模式的断面図である。
【００１６】
まず、図２（ａ）に表したように、基板１０の第１主面１０ａ上に第１の半導体層１２１及び第２の半導体層１２２を積層する。第１の半導体層１２１において基板１０側の面が第１主面１２ａに対応する。第２の半導体層１２２には、発光層（図示せず）が含まれる。例えば、発光層が、窒化物系半導体の場合、第１の半導体層１２１及び第２の半導体層１２２の半導体層１２は、サファイア基板上に結晶成長させることができる。一例として、第１の半導体層１２１及び第２の半導体層１２２には、窒化ガリウム（ＧａＮ）が用いられている。また、一例として、発光層には、ＩｎＧａＮを含む多重量子井戸構造が用いられている。
【００１７】
次に、例えば図示しないレジストを用いたＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法で、第２の半導体層１２２及び第１の半導体層１２１の一部を選択的に除去する。これにより、半導体層１２の第２主面１２ｂ側に凹部及び凸部が形成される。第２の半導体層１２２及び第１の半導体層１２１の一部が除去された部分が凹部となり、発光層を含む第２の半導体層１２２が残された部分が凸部となる。また、後の工程で個片化する際の分割位置に対応した半導体層１２を、基板１０の第１主面１０ａが露出するまで除去する。これにより、基板１０に半導体層１２が積層された第１構造体ＳＴ１が形成される。
【００１８】
第１構造体ＳＴ１を形成した状態では、第１構造体ＳＴ１は、半導体層１２が形成された側に凸になっている。ここで、本実施形態の説明で用いる模式的断面図には、図中二点鎖線に示すように、反り量を模式的に表現して示している。反り量は、構造体における同一面（例えば、第２主面１２ｂ）について、端部の位置と、最下点または最上点の位置と、の差δによって表される。本実施形態では、後述の樹脂２８が形成される第２主面１２ｂの側に凸になる反り量を「正」、第１主面１２ａの側に凸になる反り量を「負」として説明する。
第１構造体ＳＴ１を形成した状態での反り量は、正のδ１になっている。これは、基板１０と、基板１０に積層（例えば、結晶成長）させた半導体層１２との格子定数の差や熱膨張係数の差などに起因するものである。
【００１９】
次に、半導体層１２の凹部に、第１の半導体層１２１と導通するｎ側電極（第１電極）１６を形成し、半導体層１２の凸部に、第２の半導体層１２２と導通するｐ側電極（第２電極）１４を形成する。ｎ側電極１６には、例えばＴｉ／Ａｌ／Ｐｔ／Ａｕの積層膜が用いられる。また、ｐ側電極１４には、例えばＮｉ／Ａｌ（またはＡｇ）／Ａｕの積層膜が用いられる。
【００２０】
次に、図２（ｂ）に表したように、ｐ側電極１４及びｎ側電極１６を覆う絶縁膜２０を形成し、ｐ側電極１４及びｎ側電極１６のそれぞれの一部が露出するように開口（第１の開口２０ａ、第２の開口２０ｂをそれぞれ形成する。さらに、図２（ｃ）に表したように、Ｔｉ／Ｃｕなどからなるシード金属２２を、例えばスパッタリング法を用いて形成する。
【００２１】
次に、図３（ａ）に表したように、シード金属２２の上にフォトレジスト４０をパターニングする。そして、図３（ｂ）に表したように、パターニングされたフォトレジスト４０をマスクとして、電解メッキ法により配線層２４を選択的に形成する。このようにして、互いに分離された配線層２４ａ、２４ｂが形成される。このとき、第１の開口２０ａ、第２の開口２０ｂの径、または、底面積よりも、配線層２４ａ、２４ｂの底面積が大となる程度まで、配線層２４ａ、２４ｂを形成することが好ましい。この場合、薄いシード金属２２が電解メッキ工程における電流経路となる。こののち、アッシング法などを用いてフォトレジスト４０が除去されると、図３（ｃ）に表す構造となる。
【００２２】
次に、図４（ａ）に表したように、厚膜フォトレジストのパターニングを行い、ｐ側の配線層２４ａ上に開口４２ａ、ｎ側の配線層２４ｂ上に開口４２ｂ、を形成する。続いて、図４（ｂ）に表したように、電解メッキ法を用いて、ｐ側電極１４と接続されたｐ側の金属ピラー（第２金属ピラー）２６ａ、ｎ側電極１６と接続されたｎ側の金属ピラー（第１金属ピラー）２６ｂ、をそれぞれ形成する。この場合にも薄いシード金属２２が電解メッキ工程における電流経路となる。なお、金属ピラー２６の厚さを、例えば１０〜数百μｍの範囲とすると、基板１０を分離しても発光装置の強度を保つことができる。なお、開口４２ａ、４２ｂは、絶縁膜に形成してもよい。
【００２３】
さらに、図４（ｃ）に表したように、アッシング法などを用いてレジスト層４２を除去し、シード金属２２のうち露出した領域を、例えばウェットエッチングにより除去し、ｐ側シード金属２２ａとｎ側シード金属２２ｂとに分離する。
【００２４】
ここで、配線層２４及び金属ピラー２６の材料としては、銅、金、ニッケル、銀などが用いられる。これらのうち、良好な熱伝導性、高いマイグレーション耐性及び絶縁膜との優れた密着性を備えた銅がより好ましい。
【００２５】
続いて、図５（ａ）に表したように、金属ピラー２６ａ、２６ｂの間を樹脂２８で埋め込む。樹脂２８には、例えば熱硬化性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂が用いられる。樹脂２８は、例えば黒色に着色されており、外部への光漏れ、外部からの不要光の入射を防止している。
【００２６】
樹脂２８を形成した状態で、第１構造体ＳＴ１は、第２主面の側に凸になっている。正の反り量δ２は、樹脂２８を形成する前の反り量δ１よりも小さい。これは、樹脂２８の応力によって第１構造体ＳＴ１が反り量δ１が変化するためである。本実施形態では、樹脂２８を形成することによって、反り量δ２を設定する。すなわち、本実施形態では、樹脂２８を形成する際、後述する第２構造体ＳＴ２の反り量が、第１主面１２ａの側に凸になるよう、第１構造体ＳＴ１の反り量δ２を設定する。
【００２７】
樹脂２８で第１構造体ＳＴ１の反り量δ２を設定するには、例えば、樹脂２８の厚さによる設定や、樹脂２８の線膨張係数や成形収縮率などの材質による設定、樹脂２８の成形条件による設定が挙げられる。図５（ａ）に示した例では、樹脂２８の厚さｔによって第１構造体ＳＴ１の反り量δ２を設定している。図５（ａ）に示すように、金属ピラー２６ａ、２６ｂの下端が覆われる位置まで樹脂２８を形成する。
【００２８】
次に、図５（ｂ）〜図６（ａ）に表したように、レーザリフトオフ法（Laser Lift Off, LLO）を施し、基板１０を半導体層１２の第１主面１２ａから剥離する。レーザ光ＬＳＲとしては、例えば、ＡｒＦレーザ（波長：１９３ｎｍ）、ＫｒＦレーザ（波長：２４８ｎｍ）、ＸｅＣｌレーザ（波長：３０８ｎｍ）、ＸｅＦレーザ（波長：３５３ｎｍ）が用いられる。
【００２９】
レーザ光ＬＳＲは、基板１０の第２主面１０ｂの側から半導体層１２に向けて照射される。レーザ光ＬＳＲは、基板１０を透過し、半導体層１２の下面（第１主面１２ａ）にまで到達する。この際、基板１０と半導体層１２との界面では、半導体層１２がレーザ光ＬＳＲのエネルギーを吸収する。そして、半導体層１２中のＧａＮ成分が、例えば、以下の反応式のごとく熱分解する。
ＧａＮ→Ｇａ＋（１／２）Ｎ２↑
その結果、図６（ａ）に表したように、基板１０が半導体層１２から剥がれる。
レーザリフトオフ法を行うときに、樹脂２８が十分に厚く形成されていれば、レーザ照射時の支持基板（図示せず）が不要となる。たとえば、樹脂２８は、金属ピラー２６ａ、２６ｂの下端を覆い、厚さ６０μｍ〜１ｍｍ程度あれば、レーザ照射時の支持基板が不要となる。
【００３０】
基板１０が剥がされた後は、図６（ｂ）に表したように第２構造体ＳＴ２が形成される。第２構造体ＳＴ２は、基板１０の剥離後に残った半導体層１２が樹脂２８によって支持された状態になっている。この状態で、第２構造体ＳＴ２は、第１主面１２ａの側に凸になっている。第２構造体ＳＴ２の負の反り量δ３は、先に形成した樹脂２８によって設定される。なお、基板１０が剥がされた面１２ａには、必要に応じてフロスト処理が施される。
【００３１】
次に、図７（ａ）に表したように、第２構造体ＳＴ２の樹脂２８の面を真空チャック５０で保持する。第２構造体ＳＴ２は、先の工程で第１主面１２ａの側に凸になっている。したがって、真空チャック５０で第２主面１２ｂの側（第２構造体ＳＴ２の樹脂２８の面）を吸着すると、空気漏れなく確実に吸着が行われる。
【００３２】
図１０は、第２構造体を真空チャックで保持する状態を例示する模式的断面図である。
図１０（ａ）に表したように、第２構造体ＳＴ２は、第１主面１２ａの側に凸になっている。この状態で第２構造体ＳＴ２を真空チャック５０のステージ面５０ａに搭載すると、第２構造体ＳＴ２の下面（第２主面１２ｂの側の面）における周辺部ｐがステージ面５０ａに接触することになる。
【００３３】
この状態で真空チャック５０で真空吸着を行うと、第２構造体ＳＴ２の下面における周辺部ｐがステージ面５０ａと密着し、第２構造体ＳＴ２の下面における中央部ｃとステージ面５０ａとの間にある空気が漏れることなく吸引される。その結果、図１０（ｂ）に表したように、第２構造体ＳＴ２は、真空チャック５０のステージ面５０ａに密着し、平坦な状態で保持される。このように、凹の面を真空チャックで吸着すると、確実な保持が行われることになる。
【００３４】
図７（ａ）に表したように、真空チャック５０で第２構造体ＳＴ２を吸着保持した状態で、半導体層１２の第１主面１２ａに、必要に応じてレンズ３２を形成する。レンズ３２を形成するには、例えば、石英ガラス上にフォトレジストによるドットパターンを形成し、ウェットエッチング法を用いた等方性エッチングによってレンズ形状を形成する。また、ナノインプリント法を用いることも可能である。ナノインプリント法では、液状で加熱によってガラス化する特性を持ったＳＯＧ(Spin On Glass)やシリコーン樹脂などをスピンコート等によって半導体層１２の上に塗布し、レンズの形状をかたどったナノスタンパを押し付けてレンズ形状を形成した後、ナノスタンパを剥離し、ＳＯＧやシリコーン樹脂を加熱して硬化する。この手法によれば、ナノスタンパの形を任意に設計することが可能であるため、如何なる形状のレンズであっても容易に製造することができる。
【００３５】
また、図７（ｂ）に表したように、第１主面１２ａの側に透光性樹脂３１を形成する。例えば、発光層で生成した光の波長を変換して発光装置から放出させる場合、蛍光体（図示せず）を混入した透光性樹脂３１を設ける。例えば、発光層で青色の光を生成し、発光装置から白色の光を放出させる場合、黄色の蛍光体を混入した透光性樹脂３１を形成する。その後、第２構造体ＳＴ２を真空チャック５０から外すと、図７（ｂ）に表したように、第２主面１２ｂの側が凸になる。これは、第１主面１２ａの側に透光性樹脂３１を形成したことで、反り量が変化したためである。このときの反り量は正のδ４である。
【００３６】
次に、図８（ａ）に表したように、透光性樹脂３１の面に、バックグラインドテープ６０を貼り付ける。その後、図８（ｂ）に表したように、バックグラインドテープ６０の面を真空チャック５０で真空吸着する。先の工程で、第２構造体ＳＴ２は第２主面１２ｂの側に凸、すなわち第２主面１２ａの側に凹になっている（図８（ａ）参照。）。したがって、バックグラインドテープ６０の面を真空チャックで吸着保持すると、凹の面を真空チャック５０で吸着することになり、上記図１０で例示したように、空気漏れなく確実な吸着保持が行われる。真空チャック５０で吸着保持することで、第２構造体ＳＴ２は平坦な状態に矯正される。
【００３７】
図８（ｂ）に表したように、真空チャック５０で第２構造体ＳＴ２を保持し、平坦に矯正した状態で樹脂２８の面を研削する。この研削によって、金属ピラー２６ａ、２６ｂを樹脂２８の面から露出させる。
【００３８】
図８（ｃ）に表したように、樹脂２８を研削した後、真空チャック５０から外すと、第２構造体ＳＴ２の反り量は、正のδ４から正δ５に変化する。これは、樹脂２８が研削され、薄くなったために、樹脂２８による応力が変化したためである。したがって、正の反り量δ５は、正の反り量δ４よりも大きい。
【００３９】
次に、バックグラインドテープ６０を剥がし、図９（ａ）に表したように、ダイシングテープ７０を貼り付ける。なお、図９（ａ）は、図８の上下を反転させた状態で示されている。そして、ブレード８０を用い、ダイシングラインに沿って、樹脂２８、絶縁膜２０及び透光性樹脂３１を切断する。これにより、第２構造体ＳＴ２が個片化される。なお、ダイシングの方法としては、ダイヤモンドブレード等のブレード８０を用いた機械切削のほか、レーザ照射による切断、高圧水による切断、などの手段が用いられる。
【００４０】
このダイシングを行う際、ダイシングテープ７０の面を真空チャック５０で吸着保持する。第２構造体ＳＴ２は、ダイシングテープ７０の側に凹になっているため、凹の面を真空チャック５０で吸着することで、上記図１０で例示したように、空気漏れなく確実な吸着保持が行われる。真空チャックによる吸着保持で、第２構造体ＳＴ２は平坦な状態で正確にダイシングされる。
【００４１】
その後、ダイシングテープ７０から個片化した発光装置１１０を取り出し、図９（ｂ）に表したように、樹脂２８から露出した金属ピラー２６ａ、２６ｂにバンプ電極２７を形成する。バンプ電極２７には、例えばはんだボール、金属バンプが適用される。これにより、発光装置１１０が完成する。
【００４２】
このような本実施形態に係る発光装置の製造方法では、ウェーハレベルで発光装置１１０を組み立てるために、発光装置１１０のサイズをベアチップサイズに近く小型化したＣＳＰ（Chip  Size  Package)の提供が容易となる。
【００４３】
また、第２主面１２ｂの側に埋め込んだ樹脂２８によって半導体層１２を支持するため、基板を１０半導体層１２から剥離した際に半導体層１２を支持するために別の基板を貼り合わせる必要がなくなる。この樹脂２８は、そのまま発光装置１１０のパッケージの一部として利用される。
【００４４】
また、製造過程において、第１構造体ＳＴ１や第２構造体ＳＴ２を真空チャック５０で吸着保持する際、凹になっている側を吸着するため、確実な吸着保持が行われる。これにより、第１構造体ＳＴ１や第２構造体ＳＴ２が平坦になった状態で処理することから、確実な処理が行われる。よって、製造工程を複雑にすることなく、発光装置１１０の量産性向上が達成される。
【００４５】
次に、本実施形態に係る発光装置の製造方法の具体例について説明する。
図１１は、具体例に係る構造体の反り量の変化を例示する図である。
図１１では、横軸が製造工程Ａ〜Ｇの流れ（時間）、縦軸が基板及び構造体の反り量を示している。
本具体例では、基板１０としてサファイア基板を用い、半導体層１２としてＧａＮを用いる場合を一例に説明する。また、第１の半導体層１２１をｎ型、第２の半導体層１２２をｐ型とする。
【００４６】
先ず、製造工程Ａでは、サファイア基板を用意する。サファイア基板は、両面を研削するなどの加工を施すことで、反り量をほぼ０にすることができる。製造工程Ａにおいて、反り量は、ほぼ０である。仮に、サファイア基板に反りが生じていたとしても、後述の反り量の絶対値は、δ２よりも小となる。
【００４７】
次に、製造工程Ｂでは、サファイア基板上に発光層を含むＧａＮ層の半導体層１２を成膜し、第１構造体ＳＴ１を形成する。また、第１の半導体層１２１にｎ側電極１６を形成し、第２の半導体層１２２にｐ側電極１４を形成する。第１構造体ＳＴ１では、第２主面１２ｂの側に凸（正）の反り量δ１になる。反り量δ１は、例えば２インチのサファイア基板で約５０マイクロメートル（μｍ）、４インチのサファイア基板で約７５μｍ、６インチのサファイア基板で約１００μｍである。
【００４８】
次に、ｐ側電極１４及びｎ側電極１６にそれぞれ配線層２４ａ及び２４ｂを形成し、さらにそれぞれ金属ピラー２６ａ及び２６ｂを形成する。配線層２４及び金属ピラー２６には、それぞれ銅が用いられる。この工程では、凹側になるサファイア基板を真空チャックで吸着保持するため、反り量がほぼ０になるように、保持され処理される。
【００４９】
次に、製造工程Ｃでは、金属ピラー２６ａ及び２６ｂの間に樹脂２８を埋め込む処理を行う。樹脂２８には、熱硬化性エポキシ樹脂が用いられる。この製造工程Ｃによって樹脂２８が埋め込まれた状態では、第１構造体ＳＴ１の反り量がδ２となる。反り量δ２は、第２主面１２ｂの側に凸（正）であって、反り量δ１よりも小さい。ここで、樹脂２８の厚さや材質（例えば、線膨張係数、成形収縮率）の選択、樹脂２８の成形条件の選択によって、反り量δ２を設定する。この設定量は、後の工程でサファイア基板を剥がした後の第２構造体ＳＴ２の反り量δ３が、第２主面１２ｂの側に凹（負）となる量である。本具体例では、一例として、サファイア基板の第１主面１０ａ側に厚さ３５０μｍで樹脂２８を形成した後、研削することによって厚さ３００μｍにしている。樹脂２８の線膨張係数は、一例として、６２×１０−６／Ｋである。これにより、反り量δ２は、例えば２インチのサファイア基板で約１０μｍ未満、４インチのサファイア基板で約１５μｍ未満、６インチのサファイア基板で約２０μｍ未満になる。
【００５０】
次に、製造工程Ｄでは、エキシマレーザを用いたレーザリフトオフ法でサファイア基板を半導体層１２から剥離する。半導体層１２の第１主面１２ａに析出したＧａは、希フッ酸処理で除去する。サファイア基板が剥離されると、残った半導体層１２は樹脂２８によって支持される。この半導体層１２と樹脂２８とを含む第２構造体ＳＴ２では、第１主面１２ａの側に凸（負）の反り量δ３になる。反り量δ３は、例えば２インチのサファイア基板で約５０μｍ未満、４インチのサファイア基板で約７５μｍ未満、６インチのサファイア基板で約１００μｍ未満である。なお、先に示したように、ここでの反り量δ３は、樹脂２８の厚さや材質によって設定されている。
なお，レーザリフトオフ法以外の方法、たとえば、ケミカルリフトオフ法、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法により、サファイア基板を半導体層１２から除去しても良い。その際にも、サファイア基板の除去後の第２構造体ＳＴ２の反り量δ３は，レーザリフトオフ法を用いた場合と同程度になる。
反り量δ３の絶対値は、反り量δ２の絶対値よりも大となる。また、反り量δ３の絶対値は、反り量δ１の絶対値よりも小となる。
【００５１】
次に、レンズ３２の形成及び透光性樹脂３１の形成を行う。例えば、この工程では、真空チャックによって第２構造体ＳＴ２が吸着保持されるため、反り量がほぼ０となる状態で保持され、処理される。例えば、レンズ層を形成するため、シリコーン樹脂を約２００μｍの厚さで塗布し、インプリント法によりレンズパターンを形成する。シリコーン樹脂には、線膨張係数２９０×１０−６／Ｋの材料が用いられる。レンズ層を形成する際、第２構造体ＳＴ２が平坦になっているため、正確な位置にレンズ３２が形成される。具体的には、第２構造体ＳＴ２と平行にインプリントプロセスを行うことで、ナノスタンパの合わせ精度±５μｍを達成する。
【００５２】
次に、レンズ３２の上に、蛍光体を含む透光性樹脂３１を形成する。透光性樹脂３１には、蛍光体粒子をフェニル樹脂に分散させた材料が用いられる。この材料を、真空印刷することにより、厚さは約２００μｍで形成する。
【００５３】
次に、製造工程Ｅでは、透光性樹脂３１を形成した後の第２構造体ＳＴ２は、第２主面１２ｂの側に凸（正）の反り量δ４になる。反り量δ４は、例えば２インチのサファイア基板で約１０μｍ未満、４インチのサファイア基板で約１５μｍ未満、６インチのサファイア基板で約２０μｍ未満である。
図１１では、反り量δ４は、反り量δ２と同程度となっている。ここで、反り量δ２は、基板１０を除去するために、反り量が小さい方が好ましい。そのため、反り量δ２は、反り量δ４よりも小である。
【００５４】
次に、樹脂２８の研削を行う。この工程では、透光性樹脂３１にバックグラインドテープ６０を貼り付け、真空チャックで吸着保持する。バックグラインドテープ６０を貼り付けた側は凹になっているため、真空チャックによって吸着保持されると、第２構造体ＳＴ２の反り量がほぼ０になるように保持される。この状態で、樹脂２８を金属ピラー２６ａ、２６ｂが露出するまで研削する。
【００５５】
次に、製造工程Ｆでは、樹脂２８の研削の後、真空チャックから外された第２構造体ＳＴ２は、第２主面１２ｂの側に凸（正）の反り量δ５になる。反り量δ５は、例えば２インチのサファイア基板で約１００μｍ未満、４インチのサファイア基板で約１５０μｍ未満、６インチのサファイア基板で約２００μｍ未満である。
反り量δ５は、反り量δ１、δ２、δ４よりも大である。また、反り量δ５の絶対値は、δ３の絶対値よりも大である。
【００５６】
次に、製造工程Ｇでは、第２構造体ＳＴ２の個片化を行う。この製造工程Ｇでは、バックグラインドテープ６０をダイシングテープ７０に貼り替え、ダイシングテープ７０側を真空チャックで吸着保持する。ダイシングテープ７０側は凹になっているため、真空チャックによって、第２構造体ＳＴ２の反り量がほぼ０になるように保持される。この状態で樹脂２８側からダイシングラインに沿って切断し、個片化を行う。反り量が０であるため、正確かつ確実にブレードを入れて、分割できることになる。
【００５７】
いずれの製造工程でも、構造体の反り量の最大値は、真空チャック５０で保持可能な最大の反り量以下である。
また、製造工程Ｃ以降の処理では、製造工程Ｂで行う半導体層１２の活性化プロセスの処理温度よりも低い温度で行われる。
【００５８】
図１２は、他の発光装置の例を説明する模式的断面図である。
図１２（ａ）は、レンズ３２ａが半導体層１２に一つ設けられている発光装置１１１の例、図１２（ｂ）は、レンズ３２ｂが凹レンズである発光装置１１２の例である。
図１２（ａ）に例示したように、発光装置１１１では、個片化された一つの半導体層１２に一つのレンズ３２ａが設けられている。なお、レンズは必要な個数及び配置で設けられる。
図１２（ｂ）に例示したように、発光装置１１２では、凹型のレンズ３２ｂが設けられている。レンズの形状は凹型のほか、非球面など、種々の態様を用いることができる。
【００５９】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明する。
図１３〜図１５は、第２の実施形態に係る発光装置の製造方法を順に例示する模式的断面図である。
第２の実施形態に係る発光装置の製造方法では、半導体層１２の第１主面１２ａの側に透光性樹脂３１を設けない場合の製造方法である。
【００６０】
図１３（ａ）は、金属ピラー２６ａ、２６ｂの間を樹脂２８で埋め込んだ状態を例示している。第２の実施形態では、樹脂２８の厚さｔが、金属ピラー２６ａ、２６ｂの高さと略同一になっている。ここでは、樹脂２８によって、第１構造体ＳＴ１の反り量δ１１を設定している。すなわち、樹脂２８を形成する際、後述する第２構造体ＳＴ２の反り量δ１２が、第１主面１２ａの側に凸になるよう、第１構造体ＳＴ１の反り量δ１１を設定する。反り量δ１１を設定するには、樹脂２８の材質（例えば、線膨張係数、成形収縮率）を選択したり、樹脂２８の成形条件を選択したり、樹脂２８の体積によって設定したりする。樹脂２８の体積で設定する場合には、予め、金属ピラー２６ａ、２６ｂの高さや間隔によって、樹脂２８が埋め込まれる領域の容積を設定しておけばよい。
【００６１】
次に、図１３（ｂ）〜図１４（ａ）に表したように、レーザリフトオフ法を施し、基板１０を半導体層１２の第１主面１２ａから剥離する。基板１０が剥がされた後は、図１４（ｂ）に表したように第２構造体ＳＴ２が形成される。第２構造体ＳＴ２は、基板１０の剥離後に残った半導体層１２が樹脂２８によって支持された状態になっている。この状態で、第２構造体ＳＴ２は、第１主面１２ａの側に凸になっている。第２構造体ＳＴ２の負の反り量δ１２は、先に形成した樹脂２８によって設定される。
【００６２】
次に、図１５（ａ）に表したように、樹脂２８の面にダイシングテープ７０を貼り付ける。そして、ダイシングテープ７０の面を真空チャック５０で吸着保持する。第２構造体ＳＴ２は、ダイシングテープ７０の側に凹になっているため、凹の面を真空チャック５０で吸着することで、空気漏れなく確実な吸着保持が行われる。そして、第１主面１２ａの側から、ブレード８０を用い、ダイシングラインに沿って、絶縁膜２０及び樹脂２８を切断する。真空チャック５０による吸着保持で、第２構造体ＳＴ２は平坦になっていることから、ダイシングによって第２構造体ＳＴ２は正確に分割され、個片化される。これにより、図１５（ｂ）に表したように、発光装置１２０が完成する。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、次のような作用効果を奏する。
すなわち、基板に半導体層を積層する方法で発光装置を製造する際、基板を剥離するときに別の支持基板を用意する必要がなくなる。このため別の支持基板を用意し、支持基板の剥離や剥離面の洗浄等の工程が不要になる。
また、別の支持基板を接着剤で貼り付ける工程がなく、別の支持基板を貼り付けた際に反りを矯正することに起因する半導体層へのダメージ（クラック等）や、支持基板側の剥がれといった問題を発生させずに済む。
また、基板の反り量を設定することで、レーザリフトオフ法によって基板を除去する際には、レーザ光照射の焦点深度を基板全体にわたり十分確保できる。よって、的確に基板を剥離することが可能になる。
これらにより、製造工程を複雑にすることなく、量産性に優れた発光装置の製造方法が提供される。
本実施形態で製造された発光装置は、照明装置、画像表示装置のバックライト光源、及びディスプレイ装置など、種々の電子機器に適用される。
【００６４】
以上、具体例を参照しつつ実施形態について説明した。しかし、実施形態は、それらに限定されるものではない。例えば、前述の各実施形態またはその変形例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものもや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。また、基板、半導体層、電極、配線、金属ピラー、絶縁膜、樹脂の材料、サイズ、形状、レイアウトなどに関して当業者が各種設計変更を行ったものであっても、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６５】
１０…基板、１２…半導体層、１２ａ…第１主面、１２ｂ…第２主面、１４…ｐ側電極、１６…ｎ側電極、２６…金属ピラー、２８…樹脂、ＳＴ１…第１構造体、ＳＴ２…第２構造体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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