(57)【要約】【課題】発光素子の発光効率を向上させるために表面に突起を設けた基板において、基板の裏面を凸面とするサファイア基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】サファイアインゴットからスライスして得られた基板１０に複数工程に亘る加工を施した後に、基板１０の表面１０Ａを反応性イオンエッチング加工して、基板１０の表面１０Ａに複数の突起１１、１１・・・を形成する反応性イオンエッチング工程と、反応性イオンエッチング工程後に、基板１０の裏面１０Ｂをウェットブラスト加工するウェットブラスト工程と、を少なくとも施して製造された口径が少なくとも４インチ以上のサファイア基板であって、ウェットブラスト加工後の基板１０の裏面１０Ｂが凸面であることを特徴とする。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サファイアインゴットからスライスして得られた基板に複数工程に亘る加工を施した後に前記基板の表面を反応性イオンエッチング加工して、前記基板の表面に突起を形成する反応性イオンエッチング工程と、前記反応性イオンエッチング工程後に、前記基板の裏面をウェットブラスト加工するウェットブラスト工程と、を少なくとも施して製造された口径が少なくとも４インチ以上のサファイア基板であって、
前記ウェットブラスト加工後の前記基板の裏面が凸面であることを特徴とするサファイア基板。
【請求項２】
請求項１に記載のサファイア基板であって、前記基板の反り量は、前記基板の裏面側に数十μｍ以下であることを特徴とするサファイア基板。
【請求項３】
サファイアインゴットからスライスして得られた基板に、複数工程に亘る加工を施すことによりサファイア基板を製造するサファイア基板の製造方法であって、
前記基板の表面を反応性イオンエッチング加工して、前記基板の表面に突起を形成する反応性イオンエッチング工程と、
前記反応性イオンエッチング工程後に、前記基板の裏面をウェットブラスト加工するウェットブラスト工程と、
を少なくとも含むことを特徴とするサファイア基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サファイア基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）に代表される窒化物半導体は、バンドギャップが広く、青色系の発光が可能であることから、発光素子（ＬＥＤ）に用いられている。一般的な窒化物半導体を用いた発光素子は、サファイア基板上にＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法を用いてＧａＮ層等の窒化物半導体層を結晶成長させることによって製造されている。
【０００３】
しかし、サファイア基板上に結晶成長させたＧａＮ層には、サファイア結晶格子とＧａＮ結晶格子との間の格子不整合が原因で貫通転位が発生する。この貫通転移によって発光素子の発光時のリーク電流がＧａＮ層に発生するため、発光素子の発光効率が減少する現象が生じていた。
【０００４】
このような貫通転位を減らして発光素子の発光効率を向上させる技術が特許文献１に開示されている。ここで、図１０を参照しながら特許文献１に開示された発明を説明する。
【０００５】
特許文献１には、サファイア基板９００の表面に複数の突起９１０，９１０，・・・をランダムに形成し、このサファイア基板９００の表面上にＧａＮ層９２０、多重量子井戸層９４０，ｐ−ＡｌＧａＮ層９５０，ｐ−ＧａＮ層９６０、ＩＴＯ層９７０の順番で結晶成長させ、ＧａＮ層９２０、ＩＴＯ層９７０にそれぞれ電極９３０、９３０を形成した半導体発光素子が開示されている（図１０参照）。
【０００６】
このように、サファイア基板１００の表面に複数の突起９１０，９１０，・・・をランダムに形成することにより、サファイア基板９００の表面に結晶成長させた半導体層（ＧａＮ層９２０など）の貫通転移を減らすことができ、このサファイア基板９００上に形成された発光素子の発光効率を向上させることができる。
【０００７】
さらに、特許文献１には、サファイア基板９００の表面に複数の突起９１０，９１０，・・・を形成する位置に金属微粒子（不図示）を形成し、この金属微粒子をマスクとしてサファイア基板１００の表面を反応性イオンエッチング加工することによって半導体発光素子用のサファイア基板を製造する方法が開示されている。
【０００８】
この製造方法を用いることにより、金属微粒子が形成された位置以外のサファイア基板９００の表面が反応性イオンエッチング加工される一方で、金属微粒子が形成された位置のサファイア基板９００の表面は金属微粒子によってサファイア基板９００の表面が被覆されているため反応性イオンエッチング加工されないこととなる。その後の工程で金属微粒子を除去することにより、サファイア基板９００の表面に複数の突起９１０，９１０，・・・をランダムに形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２２５７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示された製造方法で製造されたサファイア基板は、反応性イオンエッチング加工による加工応力により、サファイア基板の裏面が凹面となるため、次工程でサファイア基板の表面（凸面）に窒化物半導体層を結晶成長させる際及びその後に行われるバックグラインド工程（サファイア基板を研削して薄くし、ダイシングする工程）において次のような不都合を生じさせるといった問題があった。
【００１１】
一般的に、サファイア基板と窒化物半導体層とでは線膨張係数が異なることから、サファイア基板の表面上に窒化物半導体層を結晶成長させると、熱によって結晶成長中にサファイア基板が裏面側に大きく反ることが知られている。サファイア基板の反りが大きくなり基板表面の突出量が増大すると、結晶成長過程において、ドープする物質の基板表面への入り方が、基板表面の全域で極めて不均一となり、その結果、光特性の基板の面内分布が悪くなるといった不都合が生じてしまう。
【００１２】
また、結晶成長後のサファイア基板の反り量は、結晶成長前よりもさらに大きくなるため、裏面の凹面度合いが顕著となる。その結果、バックグラインド工程が非常に困難になるといった不都合が生じてしまう。
【００１３】
そこで、上記したような不都合を生じさせないためには、サファイア基板に窒化物半導体層を結晶成長させた際にサファイア基板が裏面側に反ったとしても、その反り量が小さくなるよう、結晶成長前のサファイア基板の裏面が凸面であることが望ましい。
【００１４】
サファイア基板の裏面の凹面を解消する方法の一つとして、サファイア基板の裏面に対してラップ加工を行い、サファイア基板の反りをできる限りフラットにすることが考えられる。この場合、精度よくラップ加工を行うためには、ラップ加工の加工レートを比較的遅く設定（数μｍ／ｍｉｎ程度）する必要があった。一例として基板の裏面を５０μｍ程度加工することにより基板の裏面の凹面を改善することができるが、加工には１時間程度要するため加工時間が長くなり、製造コストが高くなる問題が生じていた。
【００１５】
また、ラップ加工に用いられるラップ装置はサファイア基板を載置する定盤を備えているが、精度よくラップ加工を行うためには、ラップ加工を行う都度、定盤表面の平坦性を保つ作業（ｆａｃｉｎｇ作業）を必要とし、この作業が非常に煩わしいものであった。
【００１６】
また、ラップ加工によってサファイア基板の裏面の凹面を解消できたとしても、サファイア基板の裏面を凸面とすることはできなかった。
【００１７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、発光素子の発光効率を向上させるために表面に突起を設けた基板において、基板の裏面を凸面とするサファイア基板及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係るサファイア基板は、サファイアインゴットからスライスして得られた基板に複数工程に亘る加工を施した後に前記基板の表面を反応性イオンエッチング加工して、前記基板の表面に突起を形成する反応性イオンエッチング工程と、前記反応性イオンエッチング工程後に、前記基板の裏面をウェットブラスト加工するウェットブラスト工程と、を少なくとも施して製造された口径が少なくとも４インチ以上のサファイア基板であって、前記ウェットブラスト加工後の前記基板の裏面が凸面であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係るサファイア基板の製造方法は、サファイアインゴットからスライスして得られた基板に、複数工程に亘る加工を施すことによりサファイア基板を製造するサファイア基板の製造方法であって、前記基板の表面を反応性イオンエッチング加工して、前記基板の表面に突起を形成する反応性イオンエッチング工程と、前記反応性イオンエッチング工程後に、前記基板の裏面をウェットブラスト加工するウェットブラスト工程と、を少なくとも含むことを特徴とする。
【００２０】
このような特定事項により、反応性イオンエッチング加工によって基板の裏面が凹面となっても、ウェットブラスト工程によって基板の裏面を凸面とするサファイア基板を製造することができる。
【００２１】
また、上記のサファイア基板であって、前記基板の反り量は、前記基板の裏面側に数十μｍ以下であることとする。
【００２２】
この場合、サファイア基板の反り量が数十μｍ以下であるため、サファイア基板製造後に、サファイア基板の表面に窒化物半導体層を結晶成長させても不都合が生じることはなく、本発明のサファイア基板に発光素子が形成されても、発光素子の発光効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、発光素子の発光効率を向上させるために表面に突起を設けた基板において、基板の裏面を凸面とするサファイア基板及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るサファイア基板の製造方法の研削工程を示す模式図である。
【図２】本発明に係るサファイア基板の製造方法の貼付け工程を示す断面図である。
【図３】本発明に係るサファイア基板の製造方法のラップ工程を示し、（ａ）は、ラップ装置の概略を示す平面図、（ｂ）はラップ装置の概略を示す断面図である。
【図４】本発明に係るサファイア基板の製造方法のＣＭＰ工程を示し、（ａ）は、ＣＭＰ装置の概略を示す平面図、（ｂ）はＣＭＰ装置の概略を示す断面図である。
【図５】（ａ）は本発明に係るサファイア基板の製造方法の反応性イオンエッチング工程の反応性イオンエッチング加工前の基板を示す断面図、（ｂ）は反応性イオンエッチング工程を示す模式図、（ｃ）は反応性イオンエッチング加工後の基板を示す断面図である。
【図６】本発明に係るサファイア基板の製造方法のウェットブラスト工程を示す模式図である。
【図７】本発明に係るサファイア基板の製造方法のウェットブラスト工程を示す断面図である。
【図８】本発明に係るサファイア基板の断面図である。
【図９】本発明に係るサファイア基板の製造方法を示す製造フローである。
【図１０】特許文献１のサファイア基板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明のサファイア基板の製造方法について図面を参照しながら説明する。なお、この製造方法の説明を以って、本発明に係るサファイア基板の説明に代える。図９は、本発明に係るサファイア基板の製造方法を示す製造フローである。
【００２６】
本発明に係るサファイア基板の製造方法は、サファイアインゴットからスライスして得られた基板１０に複数工程に亘る加工、すなわち、サファイアインゴットからスライスして得られた基板１０の両面を研削する研削工程と、研削工程後に、基板１０の加工応力を除去するアニール工程と、アニール工程後に、基板１０を保持する基板保持部材３００に基板１０を貼付ける貼付工程と、貼付工程後に、基板１０の表面をラップ加工するラップ工程と、ラップ工程後に、基板１０のラップ加工された面をＣＭＰ研磨する研磨工程と、研磨工程後に、基板１０を精密洗浄する精密洗浄工程と、を施した後に、基板１０の表面１０Ａを反応性イオンエッチング加工して、基板１０の表面１０Ａに突起１１を形成する反応性イオンエッチング工程と、反応性イオンエッチング工程後に、基板１０の裏面１０Ｂをウェットブラスト加工するウェットブラスト工程と、を少なくとも含むことを特徴とする。
【００２７】
本発明で使われる基板１０は、例えば口径が４インチであり、厚みが８５０μｍ、厚みムラが±２０μｍ、反り量が２０μｍである。この基板１０を用いたサファイア基板の製造方法について、以下、工程に沿って説明する。
【００２８】
・研削工程
まず、研削工程について説明する。図１は、本発明に係るサファイア基板の製造方法の研削工程を示す模式図である。
【００２９】
研削工程では、基板１０を片面ずつ研削することにより、基板１０の両面を研削する。研削工程で用いられる研削装置６００は、基板１０が吸着載置されるセラミックプレート６２０と、セラミックプレート６２０と対峙し、基板１０を研削する砥石６１０と、基板１０とセラミックプレート６２０とを真空吸着させる真空ポンプ（不図示）と、を備えている。そして、セラミックプレート６２０の表面には複数の孔（不図示）が形成されており、この孔は真空ポンプに接続されている。なお、基板１０を研削する砥石６１０は、ダイヤモンド砥石が好ましい。
【００３０】
本研削装置６００を用いて、まず基板１０の表面１０Ａの研削加工を行う。基板１０の裏面１０Ｂを、基板１０を保持する吸着盤６３０を介してセラミックプレート６２０に取り付ける。吸着盤６３０にも複数の孔が形成されており、真空ポンプを稼働すると、基板１０はセラミックプレート６２０に吸着される。
【００３１】
基板１０の裏面１０Ｂがセラミックプレート６２０に吸着された状態で、基板１０の表面１０Ａを、砥石６１０によって２５μｍ研削する。基板１０の表面１０Ａを研削した後、真空吸着ポンプを止め、基板１０をひっくり返し、基板１０の裏面１０Ｂを、前述した方法と同様に２５μｍ研削する。このとき、基板の加工レートは数十μｍ／ｍｉｎ程度とする。
【００３２】
これにより、基板１０の厚みは両面の合計で５０μｍ研削されることとなる。すなわち、研削工程終了時の基板１０の厚みは８００μｍとなる。このとき、基板１０の厚みムラは、±２μｍとなる。よって、厚みムラが研削工程前に比べて低減される。好ましくは基板１０を１００μｍ研削することにより、厚みムラを更に低減することができる。ここで、基板１０の反り量については研削工程前後で変化はない。また、研削加工を行った面（基板１０の両面）には、砥石６１０による研削痕が残る。この研削痕は、後述するウェットブラスト工程により除去されることとなる。
【００３３】
なお、本実施形態では、先に表面１０Ａを研削加工したが、裏面１０Ｂを先に研削しても構わない。
【００３４】
・アニール工程
本発明のサファイア基板の製造方法における研削工程後に行われるアニール工程について説明する。
【００３５】
アニール工程では、前述した研削工程によって基板１０に生じた加工応力及び加工歪みを緩和する。具体的には、基板１０を高温炉（不図示）に入れ、１６００℃の加熱温度で３時間保持する。
【００３６】
これにより、基板１０の加工応力及び加工歪みを緩和することができる。
【００３７】
なお、上記したアニールの温度及びアニールの時間は一例に過ぎず、上記の例に限定するものではない。
【００３８】
・貼付け工程
次に貼付け工程について説明する。図２は、本発明に係るサファイア基板の製造方法の貼付け工程を示す断面図である。
【００３９】
貼付け工程では、後述するラップ工程及びＣＭＰ工程によって基板１０を鏡面とする面と逆側の面（本実施形態では、基板１０の裏面１０Ｂ）に基板保持部材３００を貼付ける。
【００４０】
基板保持部材３００は、プレート３１０と、プレート３１０上に固定され、開口を有する保持部材３２０と、保持部材３２０の開口に収容され、プレート３１０に貼付けられた吸着パッド３３０と、が含まれる。
【００４１】
基板１０の裏面１０Ｂに、吸着パッド３３０を貼付けると共に、基板１０の裏面１０Ｂに接着剤であるワックスを用いて、保持部材３２０と基板１０の裏面１０Ｂとを貼付ける。貼付け時には基板１０の表面１０Ａから圧力をかけるとよい。
【００４２】
これにより、プレート３１０を介して、基板１０と基板保持部材３００とが貼付けられることとなる。なお、接着剤としては、例えばアクリル樹脂又はガラスエポキシ樹脂が挙げられる。また、プレート３１０としては、セラミックプレートが挙げられる。
【００４３】
以上、説明したように、基板１０の裏面１０Ｂには基板保持部材３００が貼付けられているので、後述するラップ工程で基板１０をラップ加工する際に、基板１０が定盤４１０方向に押しつけられても、基板保持部材３００により基板１０を保護することができる。
【００４４】
・ラップ工程
次にラップ工程について説明する。図３は、本発明に係るサファイア基板の製造方法のラップ工程を示し、（ａ）は、ラップ装置の概略を示す平面図、（ｂ）はラップ装置の概略を示す断面図である。
【００４５】
ラップ工程では、前述した基板１０の表面１０Ａをラップ加工する。ラップ工程に用いられるラップ装置４００には、基板１０をラップ加工する定盤４１０と、定盤４１０と対峙するように基板１０が取り付けられる取付具４２０と、ラップ加工時に使用する遊離砥粒が吐出されるノズル４３０と、取付具４２０の中心を回転軸、定盤４１０の中心を回転軸として、それぞれ独立して回転させるモータ（不図示）と、が備えられている。なお、定盤４１０には、銅または錫を含む比較的軟質な金属系の定盤が用いられる。
【００４６】
本ラップ装置４００を用いて基板１０のラップ加工を行う。取付具４２０に前述した基板保持部材３００が貼付けられた基板１０を取り付けた後、取付具４２０が定盤４１０方向に加重されることによって、基板１０の表面１０Ａが定盤４１０に押し当てられる。
【００４７】
この状態で、定盤４１０及び取付具４２０を互いに逆向きとなるように回転させると共に、ノズル４３０から遊離砥粒を吐出する。定盤４１０は、３０ｒｐｍから８０ｒｐｍまでの回転数で回転させることが好ましい。
【００４８】
遊離砥粒は、数μｍの粒径であり、例えばダイヤモンドスラリーを用いる。その後、数十ｎｍの粒径のシリカ粒子を用いて、軟質の発泡ウレタンまたはスエードタイプの研磨布で基板１０の表面１０Ａを研磨する。
【００４９】
・ＣＭＰ工程及び精密洗浄工程
次にＣＭＰ工程について説明する。図４は、本発明に係るサファイア基板の製造方法のＣＭＰ工程を示し、（ａ）は、ＣＭＰ装置の概略を示す平面図、（ｂ）はＣＭＰ装置の概略を示す断面図である。
【００５０】
ＣＭＰ工程では、前述したラップ加工を行った後に、そのラップ加工を行った基板１０の表面１０ＡをＣＭＰ研磨する。
【００５１】
ＣＭＰ工程に用いられるＣＭＰ装置４５０と前述したラップ装置４００とは、遊離砥粒等の化学薬品を精密洗浄するための洗浄液が吐出される洗浄液ノズル４６０が備えられている点と、遊離砥粒に数十ｎｍの粒径であるコロイダルシリカを用いる点と、が異なるだけであるから、以下、その相違点についてのみ説明し、同一の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
ＣＭＰ研磨は、定盤４１０の回転軸及び取付具４２０の回転軸によって、定盤４１０と取付具４２０とを回転させると共に、ノズル４３０から遊離砥粒を吐出してＣＭＰ研磨を行う。その後に、研磨屑（被研磨物や研磨パッド等の削れ屑）や遊離砥粒の凝集物などの異物の除去や、アルカリ性の化学薬品であるコロイダルシリカの洗浄を行うための洗浄液を洗浄液ノズル４６０から吐出しながら、基板１０の表面１０Ａの精密洗浄を行う。
【００５３】
これにより、前述した研削工程後は艶のない面であった基板１０を、精密洗浄工程後は鏡面仕様とするサファイア基板を製造することができる。
【００５４】
・反応性イオンエッチング工程
次に反応性イオンエッチング工程について説明する。図５は、（ａ）は本発明に係るサファイア基板の製造方法の反応性イオンエッチング工程の反応性イオンエッチング加工前の基板を示す断面図、（ｂ）は反応性イオンエッチング工程を示す模式図、（ｃ）は反応性イオンエッチング加工後の基板を示す断面図である。
【００５５】
反応性イオンエッチング工程では、前述したＣＭＰ加工された基板１０の面（基板１０の表面１０Ａ）を反応性イオンエッチング加工して、基板１０の表面１０Ａに突起１１、１１、・・・を形成する。
【００５６】
ここで、基板１０の表面１０Ａの複数の突起１０１、１０１、・・・をランダムに形成する位置には、予め半導体リソグラフィーのパターニングプロセスによって、フォトレジスト２０が配されている（図５（ａ）参照）。なお、従来技術で示したように、フォトレジスト２０の代わりに金属微粒子が形成されていても構わない。このフォトレジスト２０が配された基板１０に対して反応性イオンエッチング装置１００を用いて反応性イオンエッチング加工を行う。
【００５７】
反応性イオンエッチング工程で用いられる反応性イオンエッチング装置１００は、基板１０を載置する電極１１０と、電極１１０と対向する対向電極１２０と、電極１１０及び対向電極１２０を収容し、その内部雰囲気の調整が可能なチャンバ１３０と、イオン源となるガスをチャンバ１３０内に供給するガス供給部１４０と、が備えられている（図５（ｂ）参照）。
【００５８】
本反応性イオンエッチング装置１００を用いて基板１０の反応性イオンエッチング加工を行う。まず、チャンバ１３０中の電極１１０に、基板１０の表面１０Ａを上にして基板１０を載置する。その後、ガス供給部１４０より基板１０の表面１０Ａに向けてガスを噴射する。これとともに電極１１０及び対向電極１２０と接続された電源（不図示）によって電極１１０及び対向電極１２０に設定電圧を印加する。設定電圧の印加により電極１１０と対向電極１２０との間にプラズマが発生し、基板１０の表面１０Ａとガスが反応して、反応性イオンエッチング加工が行われる。
【００５９】
ここで、フォトレジスト２０が配された位置以外の基板１０の表面１０Ａは、反応性イオンエッチング加工される一方で、フォトレジスト２０が配された位置の基板１０の表面１０Ａは、フォトレジスト２０によって基板１０の表面１０Ａが被覆されているため反応性イオンエッチング加工されないこととなる。
【００６０】
本実施の形態では、チャンバ１３０に供給するガスは、三塩化ボロンを使用している。三塩化ボロンを使用することで５０ｎｍ／ｍｉｎのレートでエッチングを行うことができ、２０分の処理時間で基板１０の厚みを１０００ｎｍエッチングすることができる。
【００６１】
反応性イオンエッチング加工後、基板１０の表面１０Ａ上のフォトレジスト２０を除去することにより、基板１０の表面１０Ａに突起１１、１１、・・・が形成されるが、加工応力によって基板１０の裏面１０Ｂは凹面となる（図５（ｃ）参照）。この基板１０の裏面１０Ｂの凹面を凸面にするため、次工程でウェットブラスト工程を行う。
【００６２】
・ウェットブラスト工程
次にウェットブラスト工程について説明する。図６は本発明に係るサファイア基板の製造方法のウェットブラスト工程を示す模式図、図７は本発明に係るサファイア基板の製造方法のウェットブラスト工程を示す断面図、図８は本発明に係るサファイア基板の製造方法のウェットブラスト工程後の基板を示す断面図である。
【００６３】
ウェットブラスト加工に用いられるウェットブラスト装置５００には、基板１０を載置するステージ５１０と、ステージ５１０を一方向に移動させるステージ移動機構（不図示）と、ステージ５１０と対峙して配置され、ステージ５１０上に遊離砥粒と圧縮空気とが混合された遊離砥粒５３０を噴射するウェットブラストノズル５２０と、が備えられている。
【００６４】
ウェットブラストノズル５２０には、遊離砥粒が導入される遊離砥粒導入部５２１と、圧縮空気が導入される空気導入部５２２と、導入された遊離砥粒と圧縮空気とが混合される混合室５２３と、この混合室５２３から圧縮空気とともに送られてきた遊離砥粒５３０をステージ５１０の移動方向（図６の矢符Ｘ方向）とステージ５１０と同一平面において直交する直線上に噴射するスリット状の噴射部５２４と、が備えられている。
【００６５】
本実施の形態では、ウェットブラストノズル５２０は、基板１０とのなす角度が９０°として配置されているが、ウェットブラストノズル５２０と基板１０とのなす角度はこの角度に限られない。
【００６６】
本ウェットブラス装置５００を用いて基板１０の裏面１０Ｂにウェットブラスト加工を行う。基板１０の裏面１０Ｂ（凹面）をウェットブラストノズル５２０に向けてウェットブラスト加工されるように、基板１０をステージ５１０に載置し、ステージ移動機構によって、ステージ５１０を数ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動させるとともに、ウェットブラストノズル５２０から１ＭＰａ以下の圧力で遊離砥粒５３０を基板１０に向けて垂直に噴射する。基板１０が載置されたステージ５１０が移動することによって、基板１０の裏面１０Ｂ全体に遊離砥粒５３０が噴射される結果、基板１０の裏面１０Ｂ全面がウェットブラスト加工されることとなる。
【００６７】
ウェットブラスト加工では、加工レートを数μｍ／ｍｉｎの速度に設定する。ウェットブラスト加工の加工レートは、ステージ５１０の移動速度に依存している。つまり、ステージ５１０の移動速度が遅いほど、基板１０が遊離砥粒５３０に曝されている時間が長くなるため、加工量が多くなる。逆に、ステージ５１０の移動速度が速いほど、基板１０が遊離砥粒５３０に曝されている時間が短くなるため、加工量が少なくなる。
【００６８】
ウェットブラスト工程による基板１０の加工量は、少なくとも５μｍとする。加工量を５μｍ以上とすると、前述の研削工程で基板１０に生じた研削痕を除去することができるが、加工量を数十μｍ程度とすると材料ロスが多くなるため、所望の反り量の範囲内でできる限り加工量は少ないことが好ましい。
【００６９】
また、遊離砥粒５３０は、基板１０の平坦性を向上させるため、粒径が揃った遊離砥粒を用いることが望ましく、平均粒径数十から数百μｍのアルミナが使用される。
【００７０】
以上、説明したとおり、ウェットブラスト加工によって、加工前は、裏面が凹面であった基板１０を凸面とするサファイア基板１を製造することができる。
【００７１】
また、ウェットブラスト処理時間は数分で完了するため、従来技術で示したラップ加工の加工時間（約１時間）に比べて、短時間で処理を行うことができる。
【００７２】
なお、本実施の形態の基板１０のウエハサイズは、４インチを想定しているが、６インチ用のステージを使用して６インチの基板１０をウェットブラスト加工することもできる。６インチのサファイア基板を製造することにより、そのサファイア基板の表面には、４インチのサファイア基板よりも多くの半導体素子を形成することができるため、半導体素子の採取量が増える。よって、製造コストを低くすることが可能となる。
【００７３】
また、ウェットブラスト加工は、定盤の管理を必要としないため、メンテナンスを容易に行うことができる。
【００７４】
次に、本実施形態におけるウェットブラスト工程の実施例１〜３について説明する。
【００７５】
実施例１〜３では、図９に示した製造フローに沿って反応性イオンエッチング工程まで行い、表面１０Ａ側に２μｍ反った表面１０Ａが凸面となり、複数の突起１１、１１、・・・を有する基板１０の裏面１０Ｂ（凹面）に対してウェットブラスト加工を行った。
【００７６】
［実施例１］
基板１０の表面１０Ａ側に２μｍ反った基板１０に対して、ウェットブラスト加工により基板１０の裏面１０Ｂを２μｍ加工した結果、加工前とは逆に基板１０の裏面１０Ｂ側に３μｍ反り、複数の突起１１、１１、・・・を有するサファイア基板１を製造することができた。
【００７７】
［実施例２］
基板１０の表面１０Ａ側に２μｍ反った基板１０に対して、ウェットブラスト加工により基板１０の裏面１０Ｂを４μｍ加工した結果、加工前とは逆に基板１０の裏面１０Ｂ側に８μｍ反り、複数の突起１１、１１、・・・を有するサファイア基板１を製造することができた。
【００７８】
［実施例３］
基板１０の表面１０Ａ側に２μｍ反った基板１０に対して、ウェットブラスト加工により基板１０の裏面１０Ｂを６μｍ加工した結果、加工前とは逆に基板１０の裏面１０Ｂ側に１１μｍ反り、複数の突起１１、１１、・・・を有するサファイア基板１を製造することができた。
【００７９】
以上の実施例１〜３では、ウェットブラスト工程前は基板１０の表面１０Ａ側に２μｍ反っていた基板を、ウェットブラスト工程後は、基板１０の裏面１０Ｂ側に１５μｍ以下の反り量を有するサファイア基板１とすることができた。
【００８０】
これにより、反応性イオンエッチング工程によって基板１０に加工応力がかかって基板１０の裏面１０Ｂが凹面となっても、その後のウェットブラスト工程によって、基板１０の表面１０Ａを凸面とすることができ、その基板１０の反り量が数十μｍ以下であるサファイア基板１を製造することができた。
【００８１】
また、このサファイア基板の表面１０Ａに窒化物半導体層を結晶成長させても不都合が生じることはなく、サファイア基板１上に発光素子が形成されても、発光素子の発光効率を向上させることができる。
【００８２】
なお、上記に示した本発明の実施形態及び実施例はいずれも本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【符号の説明】
【００８３】
１  サファイア基板
１０  基板
１０Ａ  表面
１０Ｂ  裏面
１１  突起
２０  フォトレジスト
１００  反応性イオンエッチング装置
３００  基板保持部材
４００  ラップ装置
４５０  ＣＭＰ装置
５００  ウェットブラスト装置
６００  研削装置
【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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