(57)【要約】【課題】液相エピタキシャル成長法にて製造された反り返りのあるウェハの表面欠陥と裏面欠陥を取り除くまで厚さを薄く制御することが可能な欠陥除去方法及びそれを用いて作製したエピタキシャルウェハを提供すること。【解決手段】液相エピタキシャル成長法にて製造されたウェハ１０の表面及び裏面のうち、まずウェハ表面３ａを研磨することによりウェハ表面の欠陥４を取り除き、このウェハ表面にレジストを塗布してエッチング液の影響を受けない様にした後、ウェハの裏面を湿式エッチングすることによってウェハ裏面の欠陥５を取り除く。このため、研磨されたウェハ表面に影響を与えることなく、つまりウェハ裏面を独立に湿式エッチングすることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液相エピタキシャル成長法にて製造されたウェハの表面及び裏面のうち、まずウェハ表面を研磨することによりウェハ表面の欠陥を取り除き、このウェハ表面にレジストを塗布してエッチング液の影響を受けない様にした後、ウェハの裏面を湿式エッチングすることによってウェハ裏面の欠陥を取り除くことを特徴とする欠陥除去方法。
【請求項２】
請求項１記載の欠陥除去方法において、
上記ウェハ表面の研磨は、液相エピタキシャル成長法にて製造された反り返りを持ったウェハを反りを逃がしながら裏面側より点状に吸着した後、ウェハ表面に研磨液を滴下しながら超音波微振動を加えることで行うことを特徴とする欠陥除去方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の欠陥除去方法において、
上記ウェハ裏面の湿式エッチングは、表面にレジストを塗布したウェハをエッチング液中に浸すことで行うことを特徴とする欠陥除去方法。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の欠陥除去方法を適用して、表面が研磨され、且つ裏面がエッチングされた構造を有することを特徴とするエピタキシャルウェハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード等のエピタキシャルウェハの欠陥除去方法及びそれを用いて作製したエピタキシャルウェハに係わり、特に、液相エピタキシャル成長法（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｉａｌ；ＬＰＥ法）にて製造されたウェハの表面及び裏面の欠陥を除去する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＧａＡｌＡｓを用いた赤色発光ダイオードは、高輝度化が進んだことにより、屋外用ディスプレイや携帯電話等の需要が拡大した。これらの用途に用いるためには白昼でも視認できる程度に輝度が高いことが要求される。この要求に応えるために、構造面ではシングルヘテロ構造（ＳＨ構造）、ダブルヘテロ構造（ＤＨ構造）、裏面反射型ＤＨ構造などヘテロ構造の発光ダイオード（ＬＥＤ）が開発されてきた。
【０００３】
一方、上記需要の増大に伴い、コンパクト化や、安価であることが要求されるようになった。代表的なシングルヘテロ構造のエピタキシャルウェハは、本発明の実施形態に係る図２を併用して説明すると、図示するように、ｐ型ＧａＡｓ基板１上に、所望する発光波長に必要なＡｌ混晶比のｐ型ＧａＡｌＡｓ活性層２、ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層３を液相エピタキシャル法により順次形成したものである。
【０００４】
ところで、液相エピタキシャルウェハを製造する際、原料のＧａ・ＧａＡｓ・Ａｌ・Ｚｎ・Ｔｅ中の不純物及び専用治具中の不純物が原因により、ウェハ表面に種々の欠陥が発生しやすい。また、成長後の処理でウェハ裏面（エピタキシャル成長の裏面）にも欠陥が発生することがある。
【０００５】
そこで、この欠陥を低減することが望まれるが、その欠陥を低減することは難しく、歩留り良く製造することが難しいのが現状である。
【０００６】
従来、シリコンウェハに関するものであるが、結晶成長直後の状態で存在するサーマルドナー（ＳｉxＯyクラスター）や、微小酸化物析出物や点欠陥クラスター等を半導体ウェハの作成工程中で消去することを可能にする方法として、半導体インゴットのスライシング工程から半導体ウェハの研磨後の洗浄工程の間、好ましくはエッチングしてラッピングに起因したダメージや不純物を除去した後で、且つ最終研磨前において、半導体ウェハに対して水素を含有するガス雰囲気中で欠陥の分解可能な５００℃以上、好ましくは９００℃〜１２５０℃の熱処理を施すことが知られている（例えば、特許文献１参照）。 
【０００７】
この特許文献１では、一般的な鏡面シリコンウェハの製造工程を、次のように具体的に説明している。
【０００８】
まず、スライシング工程において、シリコンインゴットを内周刃ブレードによる通常の加工と同様にして切断し、シリコンウェハを形成する。 
【０００９】
次に、面取り工程において、砥石を押し当てて、シリコンウェハの面取りを行う。 
【００１０】
次に、ラッピング工程において、スライシング時のダメージあるいは厚みむらを除去するために、シリコンウェハに対しラッピング処理を行う。ラッピング処理は、キャリア上に複数のウェハを配置し、例えば１２００番のＡｌ2Ｏ3を用いて機械的に研磨をする。 
【００１１】
次に、エッチング工程において、ウェハをエッチング処理してラッピングダメージ等を除去する。エッチングは等方エッチングであり、ＨＦ、ＨＮＯ3、ＣＨ3 ＣＯＯＨの混合液よりなるエッチング液で１０μｍ〜５μｍのエッチングを行う。次に、ＮＨ4ＯＨとＨ2Ｏ2の水溶液でシリコンウェハ１０Ａを洗浄する。 
【００１２】
この工程の後、シリコンウェハに対して、水素を含有するガス雰囲気中で熱処理する。すなわち石英チューブ内にシリコンウェハを配置し、Ｈ2 ガスを供給して１００％Ｈ2ガス雰囲気で例えば１０５０℃、３０分の熱処理を行う。この熱処理前にサーマルドナー発生によりバラツキの大きかった比抵抗が８〜１１Ωｃｍの範囲に安定して入り、本熱処理がサーマルドナーキラー効果も奏することが分かる。 
【００１３】
続いて研磨（ポリシング）工程において、研磨剤を注入しながら一次研磨、二次研磨でシリコンウェハの表面を約８μｍ研磨し鏡面に仕上げる。その後、鏡面洗浄工程において最終洗浄を施し目的の半導体基板すなわちシリコンウェハを作成する。 
【特許文献１】特開平６−２３２１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、液相エピタキシャル成長法にて製造されたウェハには独特の問題がある。
【００１５】
すなわち、液相エピタキシャル成長法にて製造されたウェハは、その構造上ウェハ中央部が高くなるように反り返りが発生する。その反り返りがあるウェハを研磨するため、平坦な所に吸着させると割れてしまい、また研磨板を回転させる方法では、研磨厚さを薄く制御することは困難であった。例えば、回転を途中で止めると研磨むらが発生していた。
【００１６】
また、例えばウェハの表面の欠陥を湿式エッチングして除去しようとする場合、意図しない側の面もエッチングされてしまうため、ウェハの片面を意図した薄さまでエッチングすることができなかった。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、液相エピタキシャル成長法にて製造された反り返りのあるウェハの表面欠陥と裏面欠陥を取り除くまで厚さを薄く制御することが可能な欠陥除去方法及びそれを用いて作製したエピタキシャルウェハを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。
【００１９】
請求項１の発明に係る欠陥除去方法は、液相エピタキシャル成長法にて製造されたウェハの表面及び裏面のうち、まずウェハ表面を研磨することによりウェハ表面の欠陥を取り除き、このウェハ表面にレジストを塗布してエッチング液の影響を受けない様にした後、ウェハの裏面を湿式エッチングすることによってウェハ裏面の欠陥を取り除くことを特徴とする。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１記載の欠陥除去方法において、上記ウェハ表面の研磨は、液相エピタキシャル成長法にて製造された反り返りを持ったウェハを反りを逃がしながら裏面側より点状に吸着した後、ウェハ表面に研磨液を滴下しながら超音波微振動を加えることで行うことを特徴とする。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の欠陥除去方法において、上記ウェハ裏面の湿式エッチングは、表面にレジストを塗布したウェハをエッチング液中に浸すことで行うことを特徴とする。
【００２２】
請求項４の発明に係るエピタキシャルウェハは、請求項１、２又は３記載の欠陥除去方法を適用して、表面が研磨され、且つ裏面がエッチングされた構造を有することを特徴とする。
【００２３】
＜発明の要点＞
本発明では、液相エピタキシャル成長法にて製造された反り返りのあるウェハの表面及び裏面の欠陥を除去するため、例えば研磨装置にてウェハを割らないように保持し、その状態で、まずウェハ表面を研磨処理することによりウェハ表面の欠陥を取り除き、次いで研磨後のウェハ表面をレジストで保護してから、ウェハ裏面について、裏面を湿式エッチングすることによりウェハ裏面の欠陥を取り除く。これによりウェハの表面及び裏面の研磨厚さを薄く制御することを可能とし、赤色発光ダイオードを高い歩留りで製造する。
【００２４】
ここで、特許文献１にも記載されているように、一般に、ウェハのスライシング時のダメージあるいは厚みむらを除去するためウェハをラッピング処理したり、そのラッピングダメージ等を除去するためにエッチング処理したり、研磨剤を注入しながら研磨処理することは知られている。従って、研磨による欠陥除去も、エッチングによる欠陥除去も公知の技術といえる。
【００２５】
しかし、本発明では、表面欠陥の除去の研磨処理の後に、その表面をレジストを塗布して覆い、その後に裏面の欠陥除去のための湿式エッチング処理を行っており、この点で従来の研磨処理技術とは異なっている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、液相エピタキシャル成長法にて製造されたウェハの表面及び裏面のうち、まずウェハ表面を研磨することによりウェハ表面の欠陥を取り除き、このウェハ表面にレジストを塗布してエッチング液の影響を受けない様にした後、ウェハの裏面を湿式エッチングすることによってウェハ裏面の欠陥を取り除く。このため、研磨されたウェハ表面に影響を与えることなく、つまりウェハ裏面を独立に湿式エッチングすることができる。
【００２７】
よって、本発明によれば、ウェハ表面の研磨処理においても裏面側を気にせずに単独に研磨処理することができ、また、ウェハ裏面においても表面側を気にせずに単独にエッチング処理することができる。このため本発明によれば、ウェハの表面及び裏面の研磨厚さを、欠陥が除去されるまで薄く制御することが可能となり、赤色発光ダイオードを高い歩留りで製造することができる。
【００２８】
また本発明によれば、ウェハ表面の研磨に際して、液相エピタキシャル成長法にて製造された反り返りを持ったウェハを、反りを逃がしながら裏面側より点状に吸着して静的に保持することから、ウェハが割れなくなる。また、本発明によれば、ウェハ表面の研磨を、ウェハ表面に研磨液を滴下しながら超音波微振動を加えることで行うため、研磨板を回転させる方法のように、回転を途中で止めることによる研磨むらの発生を考慮する必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００３０】
図１（ａ）の工程に示すように、液相エピタキシャル成長法にて製造された、スライスドウェハを用意する。この実施形態の場合、図２に示すウェハ１０から成り、ｐ型ＧａＡｓ基板１上に、所望する発光波長に必要なＡｌ混晶比のｐ型ＧａＡｌＡｓ活性層２、ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層３を液相エピタキシャル法により順次形成したものであり、反り返りを持つ。また、このウェハ１０には、ウェハ表面側に、表面欠陥４の存する約２μｍの厚さの表面欠陥部３ａがあり、またウェハ裏面側に、裏面欠陥５の存する約１．５μｍの厚さの裏面欠陥部１ａがある。
【００３１】
まず図１（ｂ）の工程に示すように、上記反り返りを持ったウェハ１０を、反りを逃しながらウェハ裏面を点状に吸着し、ウェハ研磨装置に保持する。
【００３２】
研磨装置は図３に示す構造のものであり、吸着部２１を備えた表面が平坦な固定ベース部２０と、超音波振動の加振部である研磨部３０とを有する。
【００３３】
吸着部２１は、固定ベース部２０の表面に設けた凹部２２と、この凹部２内に立設され、先端が固定ベースの平坦面と同じ面とされた複数本の吸引ピン２３とで構成されている。ここで吸引ピン２３はピン状の吸引管から成り、ウェハ裏面を面的にカバーできるように、複数本が均等に分布して配設されている。
【００３４】
また、研磨部３０は、ウェハ１０より大きい直径の超音波振動する加振板３１と、図示しない昇降装置を備えており、該加振板３１はこの昇降装置により、加振時にはウェハ表面に適当な圧力を加えた状態で接触し得るように構成されている。
【００３５】
図１（ｂ）のウェハ保持の工程において、吸引ピン２３によるウェハ１０の吸着は、反り返ったウェハ１０を吸着部２１上に載せ、その裏面側の複数の吸引ピン２３のそれぞれの吸引を独立に制御して、点状に吸着させるとともに吸着力も徐々に強くする（ステップアップさせる）ことで、反りを逃しながら吸着する。
【００３６】
次に、図１（ｃ）に示すウェハ表面の研磨処理工程に進む。この研磨処理工程では、裏面が吸着されたウェハの表面に研磨液を滴下しながら、研磨部３０に適当な圧力を加えてウェハ１０と接触させ、固定部（加振板３１）を任意の時間だけ超音波振動させる。これによりウェハ表面の表面欠陥部３ａ（約２μｍ）を研磨して除去し、表面欠陥４を除去する。
【００３７】
続いて、図１（ｄ）に示すように、ウェハ表面（研磨面）が後工程のエッチング液の影響を受けない様にするため、ウェハ表面（研磨面）にレジストを塗布し、１時間室温で放置後ホットプレートでベークする。
【００３８】
次に、図１（ｅ）に示す湿式エッチング工程に進み、上記ウェハ表面（研磨面）がレジスト膜で保護されているウェハを、専用のキャリアに入れてエッチング液中に浸し、撹拌しながらエッチングを行って裏面欠陥部１ａ（約１．５μｍ）を除去し、ウェハ裏面の欠陥５を除去する。
【００３９】
最後に、図１（ｆ）に示すように、ウェハ表面のレジストを超音波洗浄して剥がす。
【実施例】
【００４０】
次に本発明の実施例について述べる。
【００４１】
（１）ウェハ表面及び裏面の欠陥は約２μｍである。従って約２μｍ以上（目標３μｍ程度）研磨すれば欠陥は除去できる。
【００４２】
（２）ウェハ表面の欠陥部３ａを除去する研磨工程での超音波の周波数は２５ｋＨｚ、振動時間は３０秒とした。この研磨工程の砥粒には、アルミナを約５０％、酸化ジルコニウムを約５０％ずつ添加したものを使用した。
【００４３】
（３）研磨面にレジストを塗布した後、これをベークするホットプレートの温度は１００℃とし、５分間ベークした。
【００４４】
（４）ウェハ裏面の欠陥部１ａを除去するエッチング処理には、過酸化水素水＋硫酸＋水の混合液を用い、エッチング液の温度を２５℃、エッチング時間を１分とし、攪拌しながら行った。
【００４５】
（５）レジストの洗浄には、超音波洗浄器を用いエターノール液中で３分間行った。
【００４６】
（６）欠陥除去後のウェハの特性についても、欠陥を除去しないウェハとほぼ同等であった。
【００４７】
上記（２）〜（５）と同じ方法で、３回連続研磨作業を行った。ここではシングルヘテロ構造にて欠陥部３ａ、１ａの除去を実施し、ウェハの特性確認を行った。特性確認は膜厚、輝度、波長について確認を行った。
【００４８】
表１に、この表面及び裏面欠陥を除去したエピタキシャルウェハの評価（膜厚、波長、輝度）結果を示す。これらから明らかな通り、発光特性の輝度［ｍｃｄ］については従来と大差はない。膜厚については表面（ｎ層）及び裏面（基板）ともに（約３〜５μｍ）薄くなっており、ウェハの表面及び裏面の欠陥部３ａ、１ａは取り除けた。このことより発光ダイオードの発光特性を変えず、ウェハの表面及び裏面の欠陥４、５を除去できることが確認できた。
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明のウェハの表面及び裏面の欠陥を除去する方法を示すフロー図である。
【図２】本発明の欠陥除去方法の適用対象としたエピタキシャルウェハの縦断面を示す図である。
【図３】本発明の欠陥除去方法を実施する裏面研磨装置の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  ｐ型ＧａＡｓ基板
１ａ  裏面欠陥部
２  ｐ型ＧａＡｌＡｓ活性層
３  ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層
３ａ  表面欠陥部
４  表面欠陥
５  裏面欠陥
１０  ウェハ
２０  固定ベース部
２１  吸着部
２３  吸引ピン
３０  研磨部
３１  加振板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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