(57)【要約】【課題】半導体ウェーハの製造方法において、ウェーハに反りが生じた場合であっても、ウェーハを所定の厚さに研削する。【解決手段】半導体ウェーハの製造方法であって、基板１１と基板１１上に成膜された半導体層２０とを有するウェーハ１０を、ウェーハ１０の被研削面１０ａを上向きにし、固定用ワックス３３ａ，３３ｂを介して研削機のキャリアプレート（固定板）３１に載置し、ウェーハ１０を載置した３１を加熱し固定用ワックス３３ａ，３３ｂを軟化させ、ウェーハ１０を被研削面１０ａ側からエアバッグにより圧接し、軟化した固定用ワックス３３ａ，３３ｂの一部がウェーハ１０の周縁部にはみ出すように拡げ、ウェーハ１０を加圧しつつキャリアプレート３１を冷却し、固定用ワックス３３ａ，３３ｂを硬化させることによりウェーハ１０をキャリアプレート３１に固定し、固定されたウェーハ１０の被研削面１０ａを研削機の研削定盤に圧接しつつ回転させ被研削面１０ａを研削する。【選択図】図１
2011151153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハの製造方法であって、
基板と当該基板上に成膜された半導体層とを有する半導体ウェーハを、当該半導体ウェーハの被研削面を上向きにし、固定用ワックスを介して研削機の固定板に載置する載置工程と、
前記載置工程により前記半導体ウェーハを載置した前記固定板を加熱し前記固定用ワックスを軟化させる加熱工程と、
前記加熱工程により前記固定用ワックスが軟化した状態で前記半導体ウェーハを前記被研削面側からエアバッグにより圧接し前記固定板に貼着する圧接貼着工程と、
前記圧接貼着工程により前記固定板に貼着した前記半導体ウェーハを加圧しつつ当該固定板を冷却し、前記固定用ワックスを硬化させることにより当該半導体ウェーハを当該固定板に固定する固定工程と、
前記固定板に固定された前記半導体ウェーハの前記被研削面を前記研削機の研削定盤に圧接しつつ回転させ当該被研削面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ウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記固定工程において、前記半導体ウェーハの前記被研削面上にゴム状弾性体シートを載置し、当該ゴム状弾性体シートを介して当該半導体ウェーハを加圧することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記載置工程において、前記半導体ウェーハは、固定シート及び前記固定用ワックスを介し前記固定板に載置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記固定シートは、薄葉紙又は不織布から構成されることを特徴とする請求項３に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項５】
前記基板は、サファイア、またはシリコンから選ばれることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項６】
前記半導体ウェーハの半導体層は、ＩＩＩ族窒化物半導体を含むｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層が積層されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハの製造方法に関する。特に、本発明は、反りが生じた場合であっても、半導体発光素子ウェーハや半導体受光素子ウェーハ等を所定の厚さに研削する半導体ウェーハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体発光素子は、サファイア等の基板上にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層等の化合物半導体層を成膜し、その上にさらに正極や負極等を設けた後、基板の被研削面を研削及び研磨し、その後、適当な形状に切断することにより発光素子チップとして調製される（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７７５２５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、ウェーハを研削・研磨する場合、所定の研削機の固定板に固定用ワックスを用いてウェーハを取り付け、その後、ウェーハを所定の圧力で研削機の研削定盤に圧接しつつ回転させることで被研削面が研削される。このとき、ウェーハに反りが生じていると、固定用ワックスが均一に拡がらず、複数のウェーハを１台の研削機に取り付けると、ウェーハ内およびウェーハ間に高低差が生じる場合がある。特に、サファイア単結晶を基板として用いる半導体発光素子は、基板上に化合物半導体層を成膜することにより、ウェーハに反りが生じ易いことが知られている。
本発明の目的は、半導体発光素子の製造方法において、ウェーハに反りが生じた場合であっても、ウェーハを所定の厚さに研削することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かくして本発明によれば、下記［１］〜［６］に係る発明が提供される。
［１］半導体ウェーハの製造方法であって、基板と基板上に成膜された半導体層とを有する半導体ウェーハを、半導体ウェーハの被研削面を上向きにし、固定用ワックスを介して研削機の固定板に載置する載置工程と、載置工程により半導体ウェーハを載置した固定板を加熱し固定用ワックスを軟化させる加熱工程と、加熱工程により固定用ワックスが軟化した状態で半導体ウェーハを被研削面側からエアバッグにより圧接し固定板に貼着する圧接貼着工程と、圧接貼着工程により固定板に貼着した半導体ウェーハを加圧しつつ固定板を冷却し、固定用ワックスを硬化させることにより半導体ウェーハを固定板に固定する固定工程と、固定板に固定された半導体ウェーハの被研削面を研削機の研削定盤に圧接しつつ回転させ被研削面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ウェーハの製造方法。
［２］固定工程において、半導体ウェーハの被研削面上にゴム状弾性体シートを載置し、ゴム状弾性体シートを介して半導体ウェーハを加圧することを特徴とする［１］に記載の半導体ウェーハの製造方法。
［３］載置工程において、半導体ウェーハは、固定シート及び固定用ワックスを介し固定板に載置されることを特徴とする［１］又は［２］に記載の半導体ウェーハの製造方法。
［４］固定シートは、薄葉紙又は不織布から構成されることを特徴とする［３］に記載の半導体ウェーハの製造方法。
［５］  基板は、サファイア、またはシリコンから選ばれることを特徴とする［１］乃至［４］のいずれかに記載の半導体ウェーハの製造方法。
［６］半導体ウェーハの半導体層は、ＩＩＩ族窒化物半導体を含むｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層が積層されることを特徴とする［１］乃至［５］のいずれかに記載の半導体ウェーハの製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、基板上にＩＩＩ族窒化物半導体層を有する半導体ウェーハに反りが生じた場合であっても、半導体ウェーハの厚さ不良（規格外）を起こすことなく、半導体ウェーハを所定の厚さに研削することが可能である。
特に、ウェーハに大きな反りが生じた場合であっても、ウェーハを被研削面側からエアバッグにより圧接することから、加熱工程により軟化した固定用ワックスをウェーハの中心部から周縁部に向かって均一に拡げられる。そのため、ワックスの厚さを均一にし、ウェーハを所定の厚さに研削することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態が適用される半導体ウェーハの製造方法の一例を説明する図である。
【図２】複数枚のウェーハを研削機のキャリアプレートに固定した状態を説明する図である。
【図３】ウェーハを固定したキャリアプレートを研削定盤の研削面の上に置いた状態を説明する図である。
【図４】本実施の形態で用いる半導体ウェーハの積層構造の一例を説明する図である。
【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。
【０００９】
図１は、本実施の形態が適用される半導体ウェーハの製造方法を説明する図である。なお、本発明の半導体ウェーハには半導体発光素子ウェーハや半導体受光素子ウェーハ等などが含まれる。
半導体ウェーハは、通常、基板上に半導体層と電極等を設けたウェーハを所定の研削機に取り付け、ウェーハの被研削面を研削及び研磨して調製する。本実施の形態では、ウェーハは下記の操作により研削機に取り付けられる。
【００１０】
先ず、図１（ａ）に示すように、加熱用ヒータ３０ｈを内蔵した加熱ステージ３０上に後述する研削機（図示せず）のキャリアプレート（固定板）３１を載置する。次に、キャリアプレート３１のプレート面３１ａ上に、固定用ワックス３３ａ、固定シート３２、固定用ワックス３３ｂをこの順に積層し、さらにその上にウェーハ１０を載置する（載置工程）。本実施の形態では、ウェーハ１０は、例えば、サファイア製の基板１１上に成膜されたＩＩＩ族窒化物半導体からなる半導体層２０を有している。このとき、ウェーハ１０は、被研削面１０ａを上向きにして載置される。固定用ワックス３３ａ，３３ｂは、例えば、スピンコーター等により均一に塗布する。尚、固定シート３２及び固定用ワックス３３ａ，３３ｂについては後述する。また、固定用ワックス３３ａ，３３ｂをまとめて固定用ワックス３３と称することがある。
【００１１】
本実施の形態では、加熱用ヒータ３０ｈにより、加熱ステージ３０を、通常、固定用ワックス３３ａ，３３ｂ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（加熱工程）。これにより、キャリアプレート３１上の固定用ワックス３３ａ，３３ｂは軟化する。また、加熱により、固定用ワックス３３ａ，３３ｂ中に含まれる溶剤等の揮発分が揮散する。尚、本実施の形態では、キャリアプレート３１はセラミックス製である。
【００１２】
続いて、図１（ｂ）に示すように、ウェーハ１０を被研削面１０ａ側からエアバッグにより圧接し、加熱工程により軟化した固定用ワックス３３ａ，３３ｂをウェーハ１０の中心部から周縁部に拡げる。
ここで、圧接部材４０は、本体４１と、本体４１の下側に設けられた弾性部材４４とから構成される。本体４１と弾性部材４４とによって、エアバッグとしての閉塞された空間の圧力室４５が形成される。圧力室４５には、エアーコンプレッサ等を有する加圧流体供給手段５０により、圧力室４５に連通する供給連通路４２から加圧空気等の加圧流体が供給され、弾性部材４４に均一な荷重がかけられる。均一な荷重がかけられることによりワックスの厚さを均一にすることができ、研削後のウェーハ１０の厚さ不良を防止できる。
【００１３】
圧力室４５内の圧力は、加圧流体を漏出させる加圧流体漏出手段６０により本体４１に設けた複数の漏出連通路４３から漏出させる加圧空気の流量を調整することにより微細に調整する。弾性部材４４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。さらに、圧接部材４０は、圧接部材４０の上面に載置された圧接手段４６を有している。圧接手段４６は、例えば、錘（ウエイト）で構成され、圧接部材４０を介してウェーハ１０をキャリアプレート３１へ圧接する。
【００１４】
具体的な操作としては、先ず、所定の上下動手段（図示せず）を作動させて圧接部材４０を下降させ、本体４１の下側に設けられた弾性部材４４をウェーハ１０に当接させる。このとき、圧接部材４０の軸心とウェーハ１０の軸心とを一致させるように調整する。次に、圧接部材４０の上面に圧接手段４６としての錘（ウエイト）を載置する。続いて、加圧流体供給手段５０により所定圧の加圧空気を圧力室４５へ供給し、弾性部材４４に均一な荷重をかける。荷重の大きさは、ウェーハ１０の基板１１の直径により適宜選択され、特に限定されないが、本実施の形態では、基板１１の直径が４インチ〜６インチの場合、通常、４０ｋｇ／ｃｍ２〜１００ｋｇ／ｃｍ２の範囲である。
【００１５】
本実施の形態では、加圧流体供給手段５０と加圧流体漏出手段６０を調整して圧力室４５の圧力を増大させる。圧力室４５の圧力が増大すると、本体４１の下側に取り付けられた弾性部材４４には、気密性が保たれた圧力室４５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４４は、本体４１に取り付けられた状態で、中央部分が圧力室４５の外側に突き出るように変形し、弾性部材４４と当接するウェーハ１０を押圧する。このとき、キャリアプレート３１上の軟化した固定用ワックス３３ａ，３３ｂには、固定用ワックス３３ａ，３３ｂの中心部分から周縁部に向けて荷重がかけられる。その結果、図１（ｃ）に示すように、キャリアプレート３１上に塗布した固定用ワックス３３ａ，３３ｂが略均一に伸展し、その一部がウェーハ１０の周縁部にはみ出すように拡げられる。
このような操作を繰り返し、キャリアプレート３１上に複数枚のウェーハ１０を圧接により貼着する（圧接貼着工程）。
【００１６】
続いて、キャリアプレート３１上に複数枚（通常、３〜４枚）のウェーハ１０を貼着した後、図１（ｄ）に示すように、キャリアプレート３１を加熱ステージ３０からプレス機のプレスステージ７０に移し、軟化して液状になった固定用ワックス３３ａ，３３ｂが冷えて固まる前に、上方から加圧部材８０を降下させ、複数枚のウェーハ１０を加圧する。そして、プレスステージ７０を冷却することによりキャリアプレート３１を冷却し、固定用ワックス３３ａ，３３ｂを硬化させる。これにより、複数枚のウェーハ１０がキャリアプレート３１上に固定される（固定工程）。本実施の形態では、例えば、冷却水、チラー水などにより、プレスステージ７０を、例えば、約１０℃〜２０℃程度に冷却する。
【００１７】
また、本実施の形態では、プレス機によりキャリアプレート３１上に貼着した複数枚のウェーハ１０を加圧する際に、複数枚のウェーハ１０とプレス機の加圧部材８０との間にゴム状弾性体シート８１を載置している。ゴム状弾性体シート８１の材料としては、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。ゴム状弾性体シート８１の大きさは、キャリアプレート３１に貼着された複数枚のウェーハ１０が全て覆われる程度であれば特に限定されず、その直径は、キャリアプレート３１の直径程度である。ゴム状弾性体シート８１の厚さは、特に限定されず、本実施の形態では、０．２ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。
プレス機により複数枚のウェーハ１０を加圧する際にゴム状弾性体シート８１を使用すると、キャリアプレート３１上に貼着した複数枚のウェーハ１０の高さが異なっていても、ゴム状弾性体シート８１により加圧部材８０による加圧が分散され、それぞれ均一に加圧される傾向がある。
【００１８】
次に、ウェーハ１０の研削方法について説明する。
図２は、複数枚のウェーハ１０を研削機（図示せず）のキャリアプレート（固定板）３１に固定した状態を説明する図である。図１を用いて説明したように、基板１１上にＩＩＩ族窒化物半導体からなる半導体層２０（図１参照）を積層して形成されたウェーハ１０は、固定シート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アプレート３１のプレート面３１ａに固定されている。４個のウェーハ１０は、被研削面１０ａが露出するように（図２では上向き）、プレート面３１ａの同心円上に固定されている。
【００１９】
次に、図３は、ウェーハ１０を固定したキャリアプレート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に示すように、ウェーハ１０の被研削面１０ａと研削定盤３４の研削面３４ａとを対向させ、ウェーハ１０を固定したキャリアプレート３１を圧接機構（図示せず）に装着する。
続いて、所定の上下動機構（図示せず）によりキャリアプレート３１を下降させ、ウェーハ１０の被研削面１０ａを研削定盤３４の研削面３４ａに当接させ、圧接機構により、ウェーハ１０の被研削面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の被研削面１０ａを研削面３４ａに圧接している。
そして、所定の回転駆動機構（図示せず）によりキャリアプレート３１及び研削定盤３４をＡ方向に回転させ、各ウェーハ１０の被研削面１０ａを研削する（研削工程）。
【００２０】
本実施の形態では、約５分〜１２０分程度の研削工程により、ウェーハ１０の被研削面１０ａが研削され、ウェーハ１０の基板１１（図１参照）の厚さは、約１０００μｍ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５分〜３０分程度の研磨工程により、ウェーハ１０の基板１１（図１参照）の厚さは、約１２０μｍから約８０μｍ迄に研磨される。
【００２１】
本実施の形態では、研削定盤３４を構成する砥石の種類は特に限定されず、市販の砥石を使用することができる。また、研磨する際に供給する研磨材の種類は特に限定されず、市販のスラリー型の研磨材を使用することができる。
尚、プレート面３１ａに貼付、固定されたウェーハ１０の被研削面１０ａの研削処理中に熱が発生するが、その程度の熱ではウェーハ１０が剥がれることがない。
また、図示しないが、研削機は４個のウェーハ１０を貼着したキャリアプレート３１を合計４個有し、所定の回転駆動機構（図示せず）により回転しつつ、キャリアプレート３１に固定されたウェーハ１０の被研削面１０ａの研削・研磨が行われる。
【００２２】
（固定用ワックス３３ａ，３３ｂ）
次に、固定用ワックス３３ａ，３３ｂについて説明する。
固定用ワックス３３ａ，３３ｂとしては、研削工程中、ウェーハ１０をキャリアプレート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をキャリアプレート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３３ａ，３３ｂ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。
【００２３】
（固定シート）
次に、固定シート３２について説明する。
図１に示すように、本実施の形態では、基板１１上にＩＩＩ族窒化物半導体からなる半導体層２０（図１参照）を積層して形成されたウェーハ１０は、固定シート３２及び固定用ワックス３３ａ，３３ｂを介し、キャリアプレート３１のプレート面３１ａに貼着されている。
固定シート３２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。
【００２４】
本実施の形態では、固定シート３２として、ＪＩＳ  Ｐ８１２４による坪量が３ｇ／ｍ２〜１５０ｇ／ｍ２の範囲、好ましくは４ｇ／ｍ２〜１３０ｇ／ｍ２の範囲、さらに好ましくは５ｇ／ｍ２〜１００ｇ／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、固定シート３２は、ＪＩＳ  Ｐ８１０１による見掛けの比重が０．１ｇ／ｃｍ３〜１．３ｇ／ｃｍ３の範囲、好ましくは０．２ｇ／ｃｍ３〜１．２ｇ／ｃｍ３の範囲、さらに好ましくは０．３ｇ／ｃｍ３〜１．０ｇ／ｃｍ３の範囲である薄葉紙から構成されることが好ましい。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
（半導体ウェーハ）
次に、本実施の形態で用いる半導体ウェーハとして、サファイア等の基板上にＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層を成膜した半導体ウェーハを例に挙げ、その構成を説明する。なお、本発明においては、これに限定されるものではなく、例えば基板上にＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層以外の化合物半導体を成膜した半導体ウェーハにも適用できる。
図４は、本実施の形態で用いる半導体ウェーハの一例である積層半導体を説明する図である。図４に示すように、積層半導体Ｉは、基板１１上に形成された中間層１２の上に、ＩＩＩ族窒化物半導体からなる下地層１３と複数のＩＩＩ族窒化物半導体が積層された半導体層２０が成膜されている。さらに、半導体層２０は、ｎ型半導体層１４、発光層１５、ｐ型半導体層１６が順次積層されている。
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。
【００２８】
本発明において、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、シリコンが好ましく、サファイアが最も好ましい。
【００２９】
中間層１２は、一般式ＡｌＧａＩｎＮ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が、Ａｌを含有することが好ましい。
【００３０】
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、ＡｌＧａＮ、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１μｍ以上であり、望ましくは１５μｍ以下である。
【００３１】
（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０．２μｍ〜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。
【００３２】
ｎ型クラッド層１４ｂは、ＡｌＧａＮ、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。
【００３３】
（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。
【００３４】
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。
また、障壁層１５ａとしては、井戸層１５ｂよりもバンドギャップエネルギーが大きいＡｌｃＧａ１−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。
【００３５】
（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、ＡｌｄＧａ１−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ＡｌｅＧａ１−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。
【００３６】
（半導体ウェーハの製造方法）
本実施の形態においてＩＩＩ族窒化物半導体ウェーハは、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活性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。
【００３７】
そして、基板１１上に中間層１２及び半導体層２０を成膜した後、半導体層２０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１０が形成される。その後、ウェーハ１０の被研削面を研削及び研磨し半導体ウェーハが製造される。
その後さらに、例えば、３５０μｍ角の正方形に切断することにより半導体発光素子が形成される。
【実施例】
【００３８】
以下に、本発明を、試験例を挙げて詳細に説明するが、本発明はこれらの試験例にのみ限定されるものではない。
【００３９】
（試験例１）
以下に示す方法により、基板１１と基板１１上に成膜された半導体層２０とを有する半導体ウェーハを製造した。
まず、厚さが約１０００μｍ程度で径が４インチのサファイア基板１１を１バッチ当たり４枚準備し、ＭＯＣＶＤ法を用いて、図４に示すように、それぞれ基板１１上に、ＡｌＮからなる中間層（バッファ層）１２と、アンドープＧａＮからなる下地層１３と、ｎ型半導体層１４、発光層１５、ｐ型半導体層１６を順次積層をした。なお、ｎ型半導体層１４は、Ｓｉドープｎ型ＧａＮからなるｎ型コンタクト層１４ａとＩｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎからなるｎ型クラッド層１４ｂとから形成した。
【００４０】
発光層１５は、ｎ型半導体層１４上に、ＧａＮ障璧層とＧａ０．９２Ｉｎ０．０８Ｎ井戸層とを６回積層し、最後にＧａＮ障璧層を積層して多重量子井戸構造からなる発光層１５を形成した。ｐ型半導体層１６は、発光層１５上にＭｇドープＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層１６ａとＭｇドープｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層１６ｂから形成した。
【００４１】
次に、ｐ型半導体層１６上にスパッタ法により、ＩＴＯ（酸化インジウム錫（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２））からなる透光性正極を積層し、その上に正極ボンディングパッドを形成した。さらに、ｎ型半導体層１４のｎ型コンタクト層１４ａに露出領域を設け負極を形成して、ウェーハ１０を準備した。ここで、ウェーハ１０の反りを測定した結果、３０μｍ〜１５０μｍの範囲内であった。
【００４２】
次に、このようにして、準備した４インチのウェーハ１０を、図１（ａ）に示すように、ウェーハ１０の裏面を上向きにし、薄葉紙からなる固定シート及び固定用ワックスを介して研削機のキャリアプレートに載置し、そしてキャリアプレートを加熱し固定用ワックスを軟化させた。固定用ワックスが軟化した状態でウェーハ１０を裏面側からエアバッグにより圧接し、ウェーハ１０をキャリアプレートに貼着した。引き続き、プレス機によってウェーハ１０を加圧しながら冷却してウェーハ１０をキャリアプレートに固定した。この際、シリコーンゴム製のゴム状弾性体シートを介してウェーハ１０を加圧した。次いで、キャリアプレートに固定されたウェーハ１０の裏面を研削機の研削定盤に圧接回転させながらウェーハ裏面を研削した。
このような条件下で複数バッチにおいて半導体ウェーハを製造した結果、ウェーハ１０の裏面の研削及び研磨が良好に実施でき、ウェーハ１０の厚さ不良が発生せず、良好に半導体ウェーハを製造することができた。また、ウェーハ１０に割れも生じなかった。
【００４３】
（試験例２）
基板として６インチ径のサファイア基板を用い、反り量が５０μｍ〜２５０μｍの範囲にあるウェーハ１０に替えた以外は、試験例１と同様の条件で半導体ウェーハを製造した。このような条件下で半導体ウェーハを製造した結果、ウェーハ１０の裏面の研削及び研磨が良好に実施でき、ウェーハ１０の厚さ不良が発生せず、良好に半導体ウェーハを製造することができた。また、ウェーハ１０に割れも生じなかった。
【００４４】
（試験例３）
ゴム状弾性体シートを使用しない工程に変更した以外は、試験例２と同様の条件で半導体ウェーハを製造した。その結果、ウェーハ１０の厚さ不良が５％程度生じたものの、ウェーハ１０に割れは生じなかった。ウェーハ１０の厚さ不良（規格外）がわずかに生じたのは、ゴム状弾性体シートを使用しないことにより、複数枚のウェーハ１０の加圧にばらつきが生じたためと考えられる。
【００４５】
（試験例４）
基板として６インチ径のシリコンウェーハを用い、前述した試験例１〜３で使用したウェーハ１０と比較して小さい反り量（＋３０μｍ〜−３０μｍの範囲）のウェーハ１０に替え、ゴム状弾性体シートを使用しない以外は、試験例１と同様の条件で半導体ウェーハを製造した。このような条件下で複数バッチにおいて半導体ウェーハを製造した結果、ウェーハ裏面の研削及び研磨が良好に行われ、ウェーハ１０の厚さ不良が生じなかった。
【００４６】
（試験例５）
基板として４インチ径のシリコンウェーハを用い、反り量が＋３０μｍ〜−３０μｍの範囲にあるウェーハ１０に替え、エアバッグを使用せずにウェーハ１０をキャリアプレートに貼着し、それ以外は、試験例１と同様の条件で半導体ウェーハを製造した。このような条件下で複数バッチにおいて半導体ウェーハを製造した結果、ウェーハ１０の厚さ不良が約１０％発生して規格外となった。
【００４７】
【表１】
2011151153.tif 000003
【００４８】
表１に示す結果から、半導体ウェーハの製造方法において、ウェーハ１０をキャリアプレートに固定する際に、エアバッグにより圧接し、貼着することにより（試験例１〜４）、半導体ウェーハに反りが生じた場合であっても、半導体ウェーハの厚さ不良（規格外）を起こすことなく、半導体ウェーハが所定の厚さに研削されることが分かる。
【符号の説明】
【００４９】
１０…ウェーハ、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、２０…半導体層、３０…加熱ステージ、３０ｈ…加熱用ヒータ、３１…キャリアプレート（固定板）、３２…固定シート、３３ａ，３３ｂ…固定用ワックス、３４…研削定盤、４０…圧接部材、４４…弾性部材、４５…圧力室、４６…圧接手段、５０…加圧流体供給手段、６０…加圧流体漏出手段、７０…プレスステージ、８０…加圧部材、８１…ゴム状弾性体シート
【図１】
2011151153.tif 000004
【図２】
2011151153.tif 000005
【図３】
2011151153.tif 000006
【図４】
2011151153.tif 000007