(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体層の欠陥が少なくとも低度であり特に表面に「ピットのない」半導体部品が得られるウエハー基板の製造方法を提供する。【解決手段】ウェハー基板の製造方法を、  ａ）研磨成分を含む研磨手段を用いてウェハー活性表面のコーティングされるべき少なくとも１面を研磨して活性表面のその少なくとも１面を平滑化する工程と、ｂ）研磨処理中に、活性表面のその少なくとも１面上の各部位または位置が、研磨器具の統計的に３６０°の角度に亘る研磨動作で均質に研磨されるように、活性表面の少なくとも１面上を研磨する研磨器具の研磨方向を変させる工程から構成し、活性表面の少なくとも１面の表面欠陥が殆どなくなるように活性表面の少なくとも１面をコーティングする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）研磨成分を含む研磨手段を用いてコーティングされるウェハー活性表面の少なくとも１面を研磨して前記活性表面の少なくとも１面を平滑化する工程と、
ｂ）研磨処理中に、活性表面の少なくとも１面上の各部位または位置が、前記研磨器具の統計的に３６０°の角度に亘る研磨動作で均質に研磨されるように、活性表面の少なくとも１面上を研磨する研磨器具の研磨方向を変化させる工程から構成される、少なくとも一つコーティングされるべき面を有し、その面の被覆欠陥をもたらす表面欠陥を殆どなくしたウェハー基板の製造方法。
【請求項２】
前記ウェハーが、前記研磨処理中、前記研磨器具に対して自由に移動可能であることを特徴とする請求項１項記載の方法。
【請求項３】
前記ウェハーが二次元的に自由に移動可能であり、かつ前記研磨処理中自由に回転することを特徴とする請求項１項記載の方法。
【請求項４】
前記ウェハーがサファイア結晶あるいは炭化ケイ素結晶であることを特徴とする請求項１項記載の方法。
【請求項５】
前記ウェハーが前記研磨処理中０．０５〜１．０ｋｇ／ｃｍ２の加圧下で研磨されることを特徴とする請求項１項記載の方法。
【請求項６】
前記ウェハーが、少なくとも前記研磨中、接着性材料を用いて自由移動可能なキャリアへ接着されることを特徴とする請求項１項記載の方法。
【請求項７】
前記接着性材料の厚さが１〜２μｍであることを特徴とする請求項６項記載の方法。
【請求項８】
前記キャリアが前記接着性材料を用いて前記ウェハーと結合された別のウェハーであり、前記別のウェハーも前記研磨処理中に研磨されることを特徴とする請求項６項記載の方法。
【請求項９】
前記研磨手段が５００〜５０ｎｍの粒径をもつコロイド状シリカゾルであることを特徴とする請求項１項記載の方法。
【請求項１０】
前記ウェハーが低応力ウェハーであることを特徴とする請求項１項記載の方法。
【請求項１１】
前記ウェハーがディスク形状を呈していることを特徴とする請求項１項記載の方法。
【請求項１２】
ａ）研磨手段を用いてウェハー活性表面のコーティングされるべき少なくとも１面を研磨してこの活性表面の少なくとも１面を平滑化する工程と、
ｂ）研磨処理中に、この活性表面の少なくとも１面上の各部位または位置が、前記研磨器具の統計的に３６０°の角度に亘る研磨動作で均質に研磨されるように、活性表面の少なくとも１面上を研磨する研磨器具の研磨方向を変化させる工程から構成される方法を用いて製造される、無欠陥半導体素子用ウェハー基板。
【請求項１３】
前記ウェハーがサファイア結晶あるいは炭化ケイ素結晶であることを特徴とする請求項１２項記載のウェハー基板。
【請求項１４】
前記ウェハーが、前記研磨中、接着性材料を用いて自由移動可能なキャリアへ接着されることを特徴とする請求項１２項記載のウェハー基板。
【請求項１５】
前記接着性材料の厚さが１〜２μｍであることを特徴とする請求項１４項記載のウェハー基板。
【請求項１６】
前記キャリアが前記接着性材料を用いて前記ウェハーへ結合された別のウェハーであり、前記別のウェハーも前記研磨処理中に研磨されることを特徴とする請求項１４項記載のウェハー基板。
【請求項１７】
請求項１２項記載のウェハー基板から成る、高温及び高エネルギー処理のためのレーザ及び高出力発光ダイオード用電子部品。
【請求項１８】
ウェハー基板及び、前記ウェハー基板上において一方が他方上へ置かれた１または２以上の半導体層を含む電子半導体部品であって、
前記電子半導体部品は、単結晶の成長処理、前記単結晶の複数のディスクへの細分化処理、前記細分化によって得られた前記ディスクのラップ磨き処理及び／または研磨処理を含む平滑化処理及び焼戻し処理を行い、前記ディスクのコーティングされるべき少なくとも１面の最終的研磨及び清浄化処理を行い、次いでディスクのその少なくとも１面を半導体材料でコーティングすることによって製造され、及び、
前記電子半導体部品が、請求項１項記載の研磨方法を用いることにより、殆ど欠陥なく得られることを特徴とする前記電子半導体部品。
【請求項１９】
前記単結晶がサファイア結晶あるいは炭化ケイ素結晶であることを特徴とする請求項１８項記載の電子半導体部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は欠陥が少なく表面が活性な低応力基板ウェハー、同ウェハーの製造方法、及び同ウェハーの使用に関する。本発明はさらに、同ウェハーを用いて製造されるＬＥＤ（発光ダイオード）、トランジスタ及びチップ等の電子部品にも関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ、高速トランジスタ、ＬＤ、ＬＥＤ及び他の複素部品等の電子及び電気光学半導体素子には、通常上部に複数の機能層が積み重ねられて層状に配置された薄いキャリアあるいはウェハー基板が含まれている。このような機能層は通常半導体であるか、あるいは絶縁層または平衡層である。上記部品の製造のためには、通常ウェハーをブロック、円筒、及び／または棒から切り離して基板とし、次いで、可能な限り平滑で、最大の弾性及び平面性をもち表面粗さが極小である基板となるように、研削され、ラップ磨きされ、研磨される。前記ウェハーの研削及び研磨は、通常ウェハー基板を支持体へ固定し、好ましくはその長軸を中心に回転させ、かつ回転方向を変える、つまり振動させる方法を用いて行われる。前記ウェハー基板は、研磨パッドを備えて同じくその回転方向を変える回転型研削板あるいは研磨板上で押しつけられる。かかる方法により、コーティングされる基板表面が可能な限り滑らかに研削あるいは侵蝕され、また平滑化され、基板面を良好ないし極めて良好な状態とすることができる。次いで、前記機能層が中実かつ通常極めて薄い基板ウェハー上へ適用される。
【０００３】
この種の層の適用を可能とする方法の一つとして、所謂エピタキシー、特に金属有機ガス相エピタキシー（金属有機化学蒸着ＭＯＣＶＤ、あるいは金属有機化学蒸気層エピタキシーＭＯＣＶＰＥ）がある。かかる方法においては、反応性ガス状出発原料を用いて加熱した基板上へ半導体層が蒸着される。基板及び／またはウェハーを高温に晒すと、薄層または薄板の歪みまたは反れが生じ、最悪な場合コーティングが非均質になる可能性がある。
また、ウェハー上への半導体層の蒸着は極めて温度に敏感な処理であるため、１℃程度の僅かな温度差であってもＬＥＤの製造中に１ｎｍ程度の波長ずれが生じ得る。
【０００４】
さらに、表面そのもの中の欠陥、結晶構造中の欠陥、不純物、あるいは表面の平面性のずれによっても層構造中に欠陥部位が生じ、該層の所望の電気絶縁性機能及び／または電気光学機能が損なわれることが示されている。このような構造上の結晶学的欠陥の存在を示す観察可能な欠陥の一つ一つは「ピット」と称される。例えばライカ干渉顕微鏡、倍率１６０倍（１６×１０）、最大分解能０．８μｍによる顕微鏡検査方法は上記のような欠陥の検出に適した方法である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、エピタキシーを用いたコーティングによって、温度変動に対して反応しないウェハー基板であって、このウェハー基板を用いることにより半導体層の欠陥が少なくとも低度で、かつ特に表面に「ピットのない」半導体部品が得られることを特徴とする、電子及び／または電気光学半導体部品製造用のウェハー基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は添付の特許請求の範囲において限定された特徴を有する本発明によって達成される。
本発明により、コーティングすべき活性基板表面の仕上げ研磨を行うことによってピット形成を少なくとも劇的に減少させ、また通常は完全にピット形成を防止できることが示された。処理あるいは研磨対象表面は、該表面のそれぞれの部位が、実際に研磨器具が統計的に角度３６０°に亘り均質に必ず行き渡る研磨操作によって研磨されるように研磨方向を変えながら研磨される。表面各部位が統計的にすべての研磨方向へ均質に研磨されるように研磨方向の変化が加えられる。
【０００７】
好ましい実施態様においては、コーティング対象となる基板は研磨器具間を自由に移動できるように配置される。温度変化にほとんど無反応なウェハー基板は上記方法によって得られたものである。さらに、かかるウェハー基板を用いて製造された電子部品は欠陥が少なく、場合によって欠陥は皆無である。
【０００８】
本発明に従った研磨方法においては、ウェハー基板を好ましくは支持体（ベアリング面のある支持台）上へ載せ、押え部材を用いて支持体上にプレスする。前記支持体あるいは押え部材、または双方は研磨部材としても作製可能である。好ましくは双方は研磨部材として作製される。基板は研磨中これら部材（支持体及び押え部材）間をこれら部材に対して全方向へ自由にスライド可能である。前記自由な動作には、二次元的な直線的及び曲線的動作とウェハー面に対しての垂直軸を中心とする回転動作が含まれる。前記支持体には好ましくは該支持体の境界となる境界部あるいは縁部が設けられる。支持体上にウェハー基板が載せてもウェハー基板は該支持体から落ちることなく自由に移動可能である。支持体表面は好ましくは可能な限り平面であり、特に好ましくは完全な平面である。好ましい実施態様においては、好ましくは支持体には、少なくとも１個の平らで孔状であり、かつ処理対象のウェハーの直径よりも大きな直径をもつレセプタクルが設けられたガイドディスクがある。通常、必ずしもすべてではないが、前記レセプタクルはディスク中の貫通孔によって形成される。この種のガイドディスクには、押抜きあるいはのこ引きによって形成された上述のレセプタクルあるいは孔が数個設けられてもよい。処理対象のウェハーをこのレセプタクルまたは孔中へ入れる。ガイドディスク中の前記孔はケージまたはキャリアとして機能し、ウェハーはこの孔中で自由に移動可能である。別の好ましい実施態様では、ガイドディスクは支持体上へ自由に移動できる解放状態で配置され、研磨及び研削操作中あらゆる空間方向へ移動回転可能である。ガイドディスクは通常金属あるいはプラスチックから成る。
【０００９】
本発明に従った上記手順によってとりわけ平面状なウェハー基板面が得られることが明らかとなったが、同時にウェハー材中、特に表面付近の結晶格子中の応力、例えばウェハーの調製中にウェハーに対して働く機械的作用力によって生じ、また焼戻しだけでは明らかに取り除けない応力が特にディスクブランクの細分化及び研削中に除去されることも明らかとなった。
【００１０】
好ましい実施態様では、前記ウェハーは薄板形状で研磨される。この場合ウェハーはキャリア上へ接着あるいは結合される。好ましくは、研磨中前記キャリアは支持体上を自由に移動スライド可能である。研磨器具のプレス作用力は処理対象のウェハー基板に対してほぼ垂直方向に作用する。しかしながら、研磨対象でありかつ後のコーティング対象となるウェハー活性面を用いてウェハーがキャリア上を下方へ向かって自由にスライドするようにウェハーを配置することも原則として可能である。特に好ましい実施態様においては、さらに別のウェハーがキャリアとして用いられ、キャリアに近接するウェハー（キャリアウェハー）外面と他方（第二）のウェハーの対向する外面の双方が研磨される。もしこのウェハー積層体が所謂ケージまたは「キャリア」中を自由に移動できるならば、その持続的回転運動は支持体のように作用する。この場合、支持体及びその上の押え部材は研磨装置における研磨部材のように作用する。
【００１１】
前記研磨は好ましくは研磨剤（磨き剤）あるいは研磨媒質（磨き媒質）を補助的に用いて実施される。原則として、ウェハー面に傷や他の機械的損傷を与えず、かつ表面へ十分な平滑性または最小の表面粗さを与え、またウェハーの細分化、研削及びラップ磨きによって平面状あるいは平らなウェハー表面が破損されることなくさらに改善されるものである限り従来のあらゆる研磨媒質を用いることが可能である。研磨及びラップ磨き工程においてひき起こされた表面下損傷（ＳＳＤ）とも称される深い損傷は厄介な新たな付加的損傷を生ずることなく解消される。さらに、前研磨処理工程において生じた深い損傷は除去され、エピタキシャルコーティングにとって最適な種結晶密度が保証される。適当な表面粗さは通常多くても０．３ｎｍであり、また適当な平面性は通常最大で１０μｍ、好ましくは５μｍ以下である。しかしながら、特に好ましくは通常の「２″」ないし「４″」ウェハーの活性ウェハー全面における平面性は最大で２μｍである。
【００１２】
本発明方法においては、好ましくは研磨体を含有する研磨剤が用いられる。かかる研磨体の平均粒径は好ましくは直径で１０〜１０００ｎｍである。しかしながら、特に好ましい前記粒子の直径は５０〜５００ｎｍ、とりわけ１５０〜３００ｎｍである。このような平均直径あるいは粒径は公知の光散乱方法を用いて光学的に測定可能である。例えば、ラムダ社（Ｌａｍｂｄａ）からボールランプが一体にされた粒径測定用光散乱装置Ｌａｍｂｄａ９００ＵＶ／Ｖｉｓ／ＩＲが市販されている。
【００１３】
好ましい研磨剤としては、シリコンウェハー、半導体、マイクロチップ、光学素子、時計用結晶、及びガラス部品の処理に用いられる研磨剤が挙げられる。本発明に従った研磨処理は、前記各研磨体を用いて所望の層厚を表面から侵蝕あるいは徐々に取り除く研磨方法によって行われる。従来の工業規格ではスラリーとして入手されるコロイド状二酸化ケイ素は好ましい研磨剤である。かかる化合物として、例えばエミネステクノロジー社が製造する商品名Ｕｌｔｒａゾル（ｗｗｗ．ｅｍｉｎｅｓｓ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｕｓ．ｓｌｕｒｒｙ．ｈｔｍｌ）が入手可能である。また、ローデル社からナルコ社（在米国イリノイ州ナパービル、ｗｗｗ．ｒｏｄｅｌ．ｃｏｍ／ｒｏｄｅｌ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ）製造の商品名ＮＡＬＣＯ（登録商標）も入手可能である。これらの研磨剤は本発明方法の特に好ましい実施態様においてはゾル形状で用いられる。粒径は２０〜３００ｎｍの範囲内で変動する。研磨剤のｐＨは５〜１１の範囲内でなければならないが、好ましくは６．５〜１１、特に好ましくは８．５〜１０．５の範囲内である。ｐＨ調整には好ましくは炭酸水素塩を緩衝剤として用いる。
【００１４】
前記研磨は通常加圧下で実施される。研磨対象面上へ研磨器具を押し当てる。前記圧力は通常０．０５〜１ｋｇ／ｃｍ２、特に０．１〜０．６ｋｇ／ｃｍ２とされるが、特に好ましくは０．１５〜０．３５ｋｇ／ｃｍ２である。
【００１５】
通常前記研磨は、必要な場合は振動させながら、５〜２００ｒｐｍ、とりわけ１０〜８０ｒｐｍの回転速度で回転させながら実施されるが、特に好ましい回転速度は２０〜５０ｒｐｍである。一般的な研磨時間は１０時間以内であるが、好ましくは４時間以内、特に好ましくは２．５時間以内である。上記研磨により、０．５〜５μｍ／時間、とりわけ０．８〜３μｍ／時間、さらには１〜２μｍ／時間の基板材の研磨あるいは除去速度が得られる。上記速度により、例えば市販の干渉計を用いた平面性測定によって検出できる顕著な応力がウェハー中へ加わることなく、６μｍ以下、とりわけ５μｍ以下の深い損傷を除去することができる。但し、特に好ましい除去速度は４μｍ以下である。驚くべきことに、本発明方法においては、ウェハー面の仕上げ研磨には推奨されないＮＡＬＣＯ（登録商標）２３５４等の研磨剤を使用できることが見出された。
【００１６】
本発明に従った研磨は、好ましくは１００℃以下、さらに好ましくは５０℃以下、特に好ましくは２５℃以下の温度において実施される。なお、特に好ましくは室温２０℃において実施される。±８℃、特に±５℃、さらに好ましくは±２℃の温度変動があってもよい。ウェハーの研磨温度は、研磨粒子の凝集によって直ぐに研磨剤のコンシステンシーが必ず変化し、及び／または粘度の増大が起こるため極めて重要である。
【００１７】
基板を本発明に従って研磨するため、ウェハーは自由移動可能なキャリア、特に研磨板あるいは他のウェハーへ取り外し可能に取り付けられる。この取り付けは通常接着剤を用いて行われる。接着剤の層厚は好ましくは０．５〜５μｍの範囲内であるが、さらに好ましくは０．８〜３μｍ、特に好ましくは１〜２μｍの範囲内である。前記接着剤は、温度を上昇させて研磨のために接着されたウェハー、あるいはウェハー及びキャリアを再度取り外せるように、好ましくは加熱によって軟化する。かかる接着剤は好ましくは１５０℃以下、さらには１２０℃以下、特に好ましくは１００℃以下の軟化点をもつ。さらに好ましい軟化点は８０℃以下であるが、最も好ましい軟化点は７０℃以下及び５０℃以下である。本発明においては、原則として研磨面の温度より少なくとも１０℃、好ましくは２０℃低い軟化点をもつ接着剤を選択して用いなければならない。前記接着剤は好ましくは加圧、剪断変形、及び弾性特性をもつ。
【００１８】
前記接着剤として、特に好ましくはワックス及び／またはロジンが用いられる。接着性塊状物の軟化点は混合比率によって適合化可能である。接着性塊状物中のワックス、好ましくは蜜蝋の量が多ければ多いほど軟化点は降下する。原則として、加熱時に前記取外し特性を持つ限りにおいて数種のワックスを用いることができる。本発明において使用可能なワックスとして、植物性及び動物性ワックス、及び／または鉱物性ワックス、また必要であればそれらの混合ワックスを挙げることができる。適する植物性ワックスとしては、カンデリラ蝋、コルナウバ蝋、木蝋、エスパルトグラス蝋、コルク蝋、グアナラ蝋、米種籾油蝋等がある。好ましい動物性ワックスとしては、蜜蝋、鯨蝋、ラノリンワックス、及びブエルツェルファットワックスがある。適する鉱物性ワックスとしては、セレシンワックス、ワセリンワックス、パラフィンワックス、及びマイクロワックス、さらに化石ワックスがある。これらのワックスは天然ワックスでも、化学的に変成したワックスでも、あるいは全くの合成ワックスでもよい。特に好ましいワックスは融点が６０〜７０℃、及び／または６５〜６５℃の蜜蝋であるが、同様の組成及び特性をもつ類似ワックスも同様である。これら類似ワックスとしては、特にアルコール成分として１−トリアコンタノールを含み、パルミチン酸及び／またはヘプタコサン酸でエステル化されたワックスエステル類がある。ヘキサコシル−ヒドロキシパルミチン酸エステル等のヒドロキシ脂肪酸及びその誘導体は好ましいワックスエステルである。
【００１９】
本発明において用いられる接着剤は好ましくは再度ウェハー基板から取り外せるものである。前記取り外しは、例えば加熱により、及び／またはウェハー自体あるいはウェハーの特性を損なわない適当な溶媒を用いて行うことが可能である。
【００２０】
ウェハー基板は好ましくは結晶質であり、特に好ましくは結晶質Ａｌ２Ｏ３（サファイア）及びＳｉＣ結晶である。Ａｌ２Ｏ３結晶は通常ツォクラルスキー法等の公知の結晶成長方法を用いて得られる。しかしながら、本発明方法は製造方法及び先行処理工程とはあらゆる点で関連性がなく、また望ましい結果を齎すことが明らかとなっている。本発明方法によれば、半導体層系を用いた電子及び／または電気光学部品の製造に使用できる極めて欠陥の少ないウェハー基板の製造が可能である。特に、これら部品のピット密度は１０００／ｃｍ２未満、とりわけ５００／ｃｍ２未満、特に好ましい場合は１００／ｃｍ２未満である。多くの場合において、ピット密度が６０／ｃｍ２未満、特に５０／ｃｍ２未満、好ましくは３０／ｃｍ２未満、特に好ましくは２０／ｃｍ２未満である部品の製造が可能である。殆どの場合、ピット密度が１０／ｃｍ２未満の部品、特に欠陥が１〜２／ｃｍ２未満程度に極めて少ない部品の製造も可能である。
【００２１】
本発明に従った特に好ましい研磨方法として化学機械的研磨法（ＣＭＰ法）がある。好ましくは、ゾル・ゲル法によって珪酸メチル及びアンモニウム塩１００〜２００ｐｐｍのアルコール／水溶液中において微細な分散コロイドへと加水分解されたシリコンコロイドが用いられる。典型例としての溶液には、粒径が５５０ｎｍ以下、とりわけ２５０ｎｍ以下であるコロイドが２５％含まれている。細菌の繁殖は例えば過酸化水素を加えることによって防止できる。しかしながら、特に基板表面の傷形成を生ずる可能性がある、シリコンコロイドの脱水あるいは濃縮による凝集を防止するように配慮されなければならない。酸化アルミニウムに対してＣＭＰ法を用いた場合、ＳｉＯ２はＡｌ２Ｏ３と反応してサファイア（Ａｌ２Ｏ３）よりも柔軟なＡｌ２Ｓｉ２Ｏ７を生成する。かかる生成物は研磨中に機械的圧力を加えることによって容易に取り除くことができる。
【００２２】
本発明はさらに、本発明に従って得られる基板ウェハー、及び高温高出力電子処理のためのレーザ及び高性能発光ダイオードに使用される電子部品製造における該ウェハーの使用に関する。本発明は猶さらにこの種のウェハーの太陽電池製造における使用にも関する。
【００２３】
最後に、本発明は、基板上において一方が他方上へ配置された半導体材料から成る１または２以上の低欠陥層を含む本発明方法によって得られる電子半導体部品に関する。かかる電子半導体部品の製造には特に単結晶の製造が関連する。単結晶の焼戻しが必要とされる場合は、単結晶を細分化してウェハー基板ディスクを形成し、該ディスクを研削、及び／またはラップ磨きし、及び本発明に従った研磨を含めて研磨し、ディスクの少なくとも１面を清浄化する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の目的、特徴及び利点について添付図面を参照しながら以下に記載された本発明の好ましい実施態様を用いてより詳細に説明する。
【００２５】
本発明に従った研磨処理手順を図１に示す。接着剤３０を用いてウェハー１０をキャリア２０へ結合させる。これにより、得られた積層材１０、２０、３０は外面１２、２２と接着剤で結合された内面をもつことになる。軸４６を中心に回転する研磨板あるいは皿状部４０上へこの積層材を載せる。前記研磨板にはその外縁部に壁部４４が設けられ、この壁部によって積層材及び／又はガイドディスクの落下が防止される。これは研磨板上においてウェハーをとどめ、かつ案内することによってなされ、好ましくはケージあるいは「キャリア」（図示せず）と呼ばれるプラスチックディスクによって落下が防止される。研磨板４０にはその内面４２に微粒子を含む研磨剤（磨き剤）５０が施されている。研磨板は必要に応じて偏心的回転を行うことも可能である。しかしながら、回転方向を変えながらの回転動作、すなわち振動回転は好ましくは軸４６を中心として行われる。下面６２に研磨剤５０’を備えたプレス板６０を上方からウェハー積層材へ作用させる。プレス板６０は長軸６６を中心として回転あるいは振動する。研磨剤は好ましくは布またはファブリック（図示せず）上へ処理される。この研磨ファブリックは好ましくは例えば市販のポリウレタンファブリックから成る。積層材１０、２０、３０は好ましくは前記境界壁部４４内のプレス及び／または研磨ディスク６０と研磨板４０の間を自由に移動可能である。ＣＭＰ処理は好ましくは粒径が減じられる多工程で段階的に行われる。粒径の減少は１００〜１０ｎｍの範囲内で起こるが、好ましい範囲は６００〜４０ｎｍ、特に好ましい範囲は５００〜５０ｎｍである。本発明に従った研磨処理においては、粒径は通常少なくとも２段階、好ましくは３段階で減じられる。
【００２６】
特に本発明に従った研磨処理の効果、及び／またはＬＥＤあるいはＨＥＭＴコーティング後の研磨結果を図２ａ、２ｂ及び図３ａ、３ｂ、３ｃに示す。
【００２７】
図２ａは本発明に従ったウェハー表面上のＬＥＤ（発光ダイオード）構造体表面を拡大して示した図である（表２参照）。図２ｂは表２に記載された市販の従来技術による比較用ウェハー（比較用ウェハーＮｏ．３）表面上の類似ＬＥＤ表面を拡大して示した図である。
【００２８】
図３ａ、３ｂ及び３ｃはＨＥＭＴ（高電子移動度トランジスタ）構造体の高倍率干渉顕微鏡写真であり、図３ａは本発明方法を用いて処理されたサファイア基板上においてエピタキシー法によって成長させたＨＥＭＴの写真であり、図３ｂ及び３ｃは市販の比較用基板上において製造者が報告している最適処理温度より５０Ｋ高い温度で成長させたＨＥＭＴの写真である。
【００２９】
図４ａは、入手可能な市販のサファイア基板の標準的研磨処理実施後の関連表面品質を示した図であり、図４ｂは本発明に従った研磨後の同じウェハーを示した図である。
【００３０】
本発明に従って研磨されたサファイア基板は、エピタキシャルコーティングに特に好ましい均質対称な表面構造を有する。本発明に従って研磨された表面の表面粗さは０．２ｎｍと本質的に小さいばかりでなく、平面性もその直径２”〜４”の全体に亘って５μｍと実質的により優れている。これに対し、従来技術品（市販の基板）と比較すると、従来の基板の表面粗さは約０．３ｎｍであり、その直径全体に亘る平面性は２”ウェハーでは約７〜８μｍ、また４”ウェハーでは１０μｍにまで達する。
【実施例】
【００３１】
以下に記載の実施例によって本発明についてさらに説明するが、下記実施例の詳細によって添付の特許請求の範囲が限定されると解釈されてはならない。
【００３２】
本願出願人によって出願された未公開のＤＥ−Ａ１０３０６８０１．５に記載された方法と同様に、直径５５ｍｍ、長さ２００ｍｍのサファイア結晶をツォクラルスキー法を用いて成長させてから焼戻しを行った。次いで得られた単結晶を、Ｆ．ＳｃｈｍｉｄらのＵＳＰ６，４１８，９２１Ｂ１に記載された方法に従って厚さ０．５ｍｍの薄いディスクへ切断し、研削し、ラップ磨きを行った。次いで、ウェハーに対して、下記実施例に記載したように本発明に従った研磨処理を行った。
【００３３】
２個のウェハー基板を接着性材料とともに前記ウェハー基板の対向２面間に接着して積層材を作製した。前記接着性材料としては、軟化点が８０℃であるロジン・蜜蝋混合物を約２μｍの厚さで用いた。
【００３４】
次いで、この積層材を粒子サイズ２５０〜３００ｎｍのシリコン懸濁液中で１．５時間予め化学機械的に研磨処理した後、別の研磨機においてコロイド状シリコン懸濁液を用いて研磨時間を変えながら化学機械的研磨を行った。前記両処理は処理圧０．１〜０．３ｋｇ／ｃｍ３及び研磨板回転速度５０〜１５０ｒｐｍの条件下で行われた。ウェハー基板同士を接着して混合比及び軟化温度の異なる積層材を作製した。前記接着剤の軟化温度は、ウェハーの分離に１Ｋｐ（５ｃｍウェハー当り［２０ｃｍ２に相当］）以上の力が必要とされないように調整した。
【００３５】
化学機械的研磨剤としては、市販のＣＭＰ洗浄剤、キャボット・マイクロエレクトロニクス社により上市されている商品名ＮＡＬＣＯ（登録商標）、製品分類番号２３５０、２３７１及びＳＳ−２５等を用いた。両処理に要する研磨時間は４時間である。市販の干渉計を用いた試験では、変形を生ずる応力の付加を認めることなく、０．２〜２．５μｍの除去速度で深さ２μｍまでの損傷が除去された。
【００３６】
前記除去後、少なくとも２μｍ除去後の第二の研磨処理が終了するまで、スペクトラフィジツクス社製白色光干渉計（ＷＬＪ）を用いて測定した。本発明方法を用いて得られた基板には、ＬＥＤ層へのＭＯＣＶＤコーティング後のピット密度に関して特徴が認められた。
【００３７】
結果を下記表１に示す。
【００３８】
【表１】
2005260225.tif 000002
【００３９】
次いで、本発明に従って処理されたウェハーと市販ウェハーとの比較を行った。これらコーティングされたサファイア基板の欠陥密度を表２及び図２ａ及び２ｂに示す。
【００４０】
【表２】
2005260225.tif 000003
【００４１】
追加の実験または試験において、マルチウェハーＭＯＣＶＤ装置と同一条件下で工業的処理方法を用いて本発明方法によって得られたウェハー基板へのＨＥＭＴ機能層のコーティングを行った。しかしながら、コーティング処理中、処理温度の変動が起こった。その結果を表３に示す。この結果より、本発明方法に従ったウェハーの処理温度が、結晶成長の失敗なしに、一定範囲、すなわち５０℃までの範囲内で変動した。表３及び図３ａ及び３ｂに示すように、従来技術によるウェハーでは小さな変動でも結晶成長の欠陥が多数ひき起こされた。かかる驚くべき差異は本発明に従った研磨方法に起因している。従来技術により工業的に得られたウェハーに対して本発明に従った研磨処理を行った場合、それらウェハーは本発明によって得られる均質かつ対称な表面特性を備え（図４ａ及び４ｂ参照）、またこの特殊な用途のために焼戻しされ及び成長されたウェハー基板のように、処理温度変動による影響を同様に殆ど受けなくなる。
【００４２】
【表３】
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【００４３】
本発明は表面欠陥が少ないウェハーの製造方法、同方法により製造されるウェハー、及び同ウェハーから成る電子部品に具現化されて説明及び記載されているが、本発明の精神から何ら逸脱することなく種々の変更及び変形を加えることが可能であるから、本発明を上記の詳細に限定する意図ではない。
【００４４】
本発明要旨は、さらなる分析を必要とせず、上記説明によって十分開示されているから、第三者は、最新の知識を適用することにより、先行技術の見地に立って本発明の全般的あるいは特定の態様の必須な特徴を明らかに構成している特徴を漏らすことなく本発明を種々用途へ容易に適合させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に従った研磨を実施するための装置の略断面図である。
【図２（ａ）】本発明方法を用いて作製された基板から成るＭＯＣＶＤコーティングされたＬＥＤ表面のＡＦＭ測定図である。
【図２（ｂ）】図２（ａ）との比較のため従来技術用いて作製された市販の基板から成るＭＯＣＶＤコーティングされたＬＥＤ表面のＡＦＭ測定図である。
【図３（ａ）】本発明方法を用いて作製された基板上のＨＥＭＴ（高電子移動度トランジスタ）機能層表面の拡大図である。
【図３（ｂ）】図３（ａ）との比較のための、従来技術を用いて作製された基板上のＨＥＭＴ（高電子移動度トランジスタ）機能層表面の拡大図である。
【図３（ｃ）】図３（ａ）との比較のための、従来技術を用いて作製された基板上のＨＥＭＴ（高電子移動度トランジスタ）機能層表面の拡大図である。
【図４（ａ）】従来技術に従った標準的研磨処理実施後の市販のサファイア基板表面の拡大図である。
【図４（ｂ）】図４ａとの比較のための、本発明に従った研磨処理実施後のウェハー表面の拡大図である。
【図１】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図３（ｃ）】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【外国語明細書】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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