(57)【要約】【課題】少ないエネルギーにて短時間で基板を平坦化することができる基板処理方法を提供する。【解決手段】インゴットから切り出したときに歪みが導入されて反りが生じているサファイアの基板８をステージ２０に載置してヒータ２１によって予備加熱する。予備加熱された基板８の凹面にフラッシュランプＦＬから１ミリ秒以上１００ミリ秒以下の照射時間にてフラッシュ光を照射することにより、基板８に生じている反りを矯正する。フラッシュ光照射は、瞬間的には大きなエネルギーを基板８に与えるものの、その照射時間が極めて短いために消費する総エネルギーは少ない。また、照射時間の短いフラッシュ光照射であれば、処理に要する時間も顕著に短時間とすることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インゴットから切り出して得られ、反りが生じている基板を平坦化する基板処理方法であって、
前記基板を支持する支持工程と、
前記基板に光を照射して前記基板に生じている反りを矯正する光照射工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の基板処理方法において、
前記光照射工程は、前記基板にフラッシュランプからフラッシュ光を照射することを特徴とする基板処理方法。
【請求項３】
請求項２記載の基板処理方法において、
前記光照射工程は、前記基板に前記フラッシュランプからフラッシュ光を複数回照射することを特徴とする基板処理方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の基板処理方法において、
前記光照射工程は、反りが生じている前記基板の凹面にフラッシュ光を照射することを特徴とする基板処理方法。
【請求項５】
請求項３記載の基板処理方法において、
前記光照射工程は、反りが生じている前記基板の両面に交互にフラッシュ光を照射することを特徴とする基板処理方法。
【請求項６】
請求項２から請求項５のいずれかに記載の基板処理方法において、
フラッシュ光の照射時間は１ミリ秒以上１００ミリ秒以下であることを特徴とする基板処理方法。
【請求項７】
請求項１記載の基板処理方法において、
前記光照射工程は、前記基板にハロゲンランプから光を照射することを特徴とする基板処理方法。
【請求項８】
請求項７記載の基板処理方法において、
前記光照射工程は、反りが生じている前記基板の両面に同時に光を照射することを特徴とする基板処理方法。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記基板がガラス転移点を有する場合には、前記光照射工程は、光照射によって前記基板を当該ガラス転移点以上に加熱することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記基板を所定の予備加熱温度に加熱する予備加熱工程をさらに備え、
前記光照射工程は、前記予備加熱温度に昇温された前記基板に光を照射することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の基板処理方法において、
前記予備加熱工程は、抵抗加熱ヒータを用いて前記基板を加熱することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記基板は、セラミックス基板であることを特徴とする基板処理方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の基板処理方法において、
前記基板は、サファイア、シリコンカーバイドまたはガラスにて形成されることを特徴とする基板処理方法。
【請求項１４】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記基板は、シリコンにて形成されることを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インゴットから切り出したサファイア基板等、反りが生じている基板を平坦化する基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、青色または白色の発光ダイオード（LED:Light Emitting Diode）を製造するためのＧａＮを成長させる基板として単結晶サファイア基板が広く利用されている。また、半導体デバイス用のＳＯＳ（Silicon on Sapphire）基板にもサファイア基板が利用されている。
【０００３】
このようなサファイア基板は、単結晶サファイアのインゴットからワイヤーソーなどによって薄板状に切り出した後、その板状体に研削或いは研磨処理等を施すことによって製作される。この際に、切り出し時に導入された歪みや応力がサファイア基板中に残留し、その結果基板に反りが生じることがある。
【０００４】
サファイア基板に反りが残ったままであると、後続のプロセスに支障が生じるとともに、当該サファイア基板を用いて製造されるＬＥＤ等の素子の特性を劣化させるおそれもある。反りが生じているサファイア基板を平坦化すべく、サファイア基板の一方面を吸着保持するとともに、その他方面に研削および研磨を施すことも考えられるが、このような機械加工を行った場合、吸着を解除したときに内部応力が開放されて再び反りが生じることとなる。すなわち、機械加工によってサファイア基板に生じている反りを解消することは困難であった。
【０００５】
そこで、特許文献１には、切断加工によって製作したサファイア基板を電気炉に入れて１１５０℃〜１４００℃で数時間程度熱処理することによって反りを矯正する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５７−９５８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されるように、電気炉にて１０００℃以上の高温の熱処理を数時間行うと膨大なエネルギーを消費するだけでなく、プロセス時間も長時間におよぶという問題が生じる。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、少ないエネルギーにて短時間で基板を平坦化することができる基板処理方法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】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、インゴットから切り出して得られ、反りが生じている基板を平坦化する基板処理方法において、前記基板を支持する支持工程と、前記基板に光を照射して前記基板に生じている反りを矯正する光照射工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板処理方法において、前記光照射工程は、前記基板にフラッシュランプからフラッシュ光を照射することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る基板処理方法において、前記光照射工程は、前記基板に前記フラッシュランプからフラッシュ光を複数回照射することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項２または請求項３の発明に係る基板処理方法において、前記光照射工程は、反りが生じている前記基板の凹面にフラッシュ光を照射することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５の発明は、請求項３の発明に係る基板処理方法において、前記光照射工程は、反りが生じている前記基板の両面に交互にフラッシュ光を照射することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６の発明は、請求項２から請求項５のいずれかの発明に係る基板処理方法において、フラッシュ光の照射時間は１ミリ秒以上１００ミリ秒以下であることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７の発明は、請求項１の発明に係る基板処理方法において、前記光照射工程は、前記基板にハロゲンランプから光を照射することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８の発明は、請求項７の発明に係る基板処理方法において、前記光照射工程は、反りが生じている前記基板の両面に同時に光を照射することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９の発明は、請求項１から請求項８のいずれかの発明に係る基板処理方法において、前記基板がガラス転移点を有する場合には、前記光照射工程は、光照射によって前記基板を当該ガラス転移点以上に加熱することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１０の発明は、請求項１から請求項９のいずれかの発明に係る基板処理方法において、前記基板を所定の予備加熱温度に加熱する予備加熱工程をさらに備え、前記光照射工程は、前記予備加熱温度に昇温された前記基板に光を照射することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１１の発明は、請求項１０の発明に係る基板処理方法において、前記予備加熱工程は、抵抗加熱ヒータを用いて前記基板を加熱することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１２の発明は、請求項１から請求項１１のいずれかの発明に係る基板処理方法において、前記基板は、セラミックス基板であることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１３の発明は、請求項１２の発明に係る基板処理方法において、前記基板は、サファイア、シリコンカーバイドまたはガラスにて形成されることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１４の発明は、請求項１から請求項１１のいずれかの発明に係る基板処理方法において、前記基板は、シリコンにて形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、基板に光を照射してその基板に生じている反りを矯正しているため、電気炉等に比較して少ないエネルギーにて短時間で基板を平坦化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る基板処理方法を実施するための基板処理装置の要部構成を示す図である。
【図２】図１の基板処理装置における処理手順を示すフローチャートである。
【図３】サファイアの基板に対する処理の様子を示す図である。
【図４】サファイアの透過率分光分布を示す図である。
【図５】サファイアの基板に対する処理の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る基板処理方法を実施するための基板処理装置１の要部構成を示す図である。この基板処理装置１は、反りが生じているサファイアの基板８にフラッシュ光を照射することによって、その反りを矯正して基板８を平坦化する装置である。基板処理装置１は、主たる要素として、サファイアの基板８を収容するチャンバー１０と、基板８を保持するステージ２０と、基板８にフラッシュ光を照射するフラッシュ光源７０と、を備える。また、基板処理装置１は、装置に設けられた各種動作機構を制御して処理を進行させる制御部３を備える。なお、図１および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。
【００２７】
チャンバー１０は、フラッシュ光源７０の下方に設けられており、チャンバー側壁１１およびチャンバー底部１２によって構成される。チャンバー底部１２は、チャンバー側壁１１の下部を覆う。チャンバー側壁１１およびチャンバー底部１２によって囲まれる空間が処理空間１５として規定される。また、チャンバー１０の上部開口にはチャンバー窓１８が装着されて閉塞されている。
【００２８】
チャンバー１０の天井部を構成するチャンバー窓１８は、石英により形成された板状部材であり、フラッシュ光源７０から照射された光を処理空間１５に透過する石英窓として機能する。チャンバー１０の本体を構成するチャンバー側壁１１およびチャンバー底部１２は、例えば、ステンレススチール等の強度と耐熱性に優れた金属材料にて形成されている。
【００２９】
また、処理空間１５の気密性を維持するために、チャンバー窓１８とチャンバー側壁１１とは図示省略のＯリングによってシールされている。すなわち、チャンバー窓１８の下面周縁部とチャンバー側壁１１との間にＯリングを挟み込み、これらの隙間から気体が流出入するのを防いでいる。
【００３０】
チャンバー１０の内部にはステージ２０が設けられている。ステージ２０は、金属製（例えば、アルミニウム製）の平坦な板状部材である。ステージ２０は、チャンバー１０内にて基板８を載置して支持する。また、ステージ２０はヒータ２１を内蔵する。ヒータ２１は、ニクロム線などの抵抗加熱線で構成された抵抗加熱ヒータであり、図外の電力供給源からの電力供給を受けて発熱し、ステージ２０を加熱する。なお、ステージ２０には、ヒータ２１に加えて、水冷管等の冷却機構を設けるようにしても良い。
【００３１】
ステージ２０には、熱電対を用いて構成された図示省略の温度センサが設けられている。温度センサは、ステージ２０の上面近傍の温度を測定し、その測定結果は制御部３に伝達される。制御部３は、温度センサによる測定結果に基づいてヒータ２１の出力を制御し、ステージ２０を所定の温度に温調する。ステージ２０に支持された基板８は、ステージ２０のヒータ２１によって所定の温度に加熱されることとなる。
【００３２】
また、基板処理装置１は、チャンバー１０内の処理空間１５に処理ガスを供給するガス供給機構４０および処理空間１５から雰囲気の排気を行う排気機構５０を備える。ガス供給機構４０は、処理ガス供給源４１、供給配管４２および供給バルブ４３を備える。供給配管４２の先端側はチャンバー１０内の処理空間１５に連通接続され、基端側は処理ガス供給源４１に接続される。供給配管４２の経路途中に供給バルブ４３が設けられる。供給バルブ４３を開放することによって、処理ガス供給源４１から処理空間１５に処理ガスが供給される。処理ガス供給源４１は、基板８の種類や処理目的に応じた適宜の処理ガス（例えば、窒素ガス（Ｎ２））を供給することが可能である。
【００３３】
排気機構５０は、排気装置５１、排気配管５２および排気バルブ５３を備える。排気配管５２の先端側はチャンバー１０内の処理空間１５に連通接続され、基端側は排気装置５１に接続される。排気配管５２の経路途中に排気バルブ５３が設けられる。排気装置５１は、例えばドライポンプとスロットルバルブとを備える。排気装置５１を作動させつつ、排気バルブ５３を開放することによって、処理空間１５の雰囲気を装置外に排出することができる。これらガス供給機構４０および排気機構５０によって、処理空間１５の雰囲気を調整することができる。また、処理空間１５は密閉空間であるため、ガス供給機構４０から処理ガスの供給を行うことなく排気機構５０による雰囲気排出を行うと、処理空間１５内の雰囲気を大気圧未満にまで減圧することができる。
【００３４】
フラッシュ光源７０は、チャンバー１０の上方に設けられている。フラッシュ光源７０は、複数本（図１では図示の便宜上１１本としているが、これに限定されるものではない）のフラッシュランプＦＬと、それら全体の上方を覆うように設けられたリフレクタ７２と、を備えて構成される。フラッシュ光源７０は、チャンバー１０内にてステージ２０に支持される基板８に対して石英のチャンバー窓１８を介してフラッシュランプＦＬからフラッシュ光を照射する。
【００３５】
複数のフラッシュランプＦＬは、それぞれが長尺の円筒形状を有する棒状ランプであり、それぞれの長手方向が水平方向に沿って互いに平行となるように平面状に配列されている。本実施形態では、フラッシュランプＦＬとしてキセノンフラッシュランプを用いている。キセノンフラッシュランプＦＬは、その内部にキセノンガスが封入されその両端部にコンデンサーに接続された陽極および陰極が配設された棒状のガラス管（放電管）と、該ガラス管の外周面上に付設されたトリガー電極と、を備える。キセノンガスは電気的には絶縁体であることから、コンデンサーに電荷が蓄積されていたとしても通常の状態ではガラス管内に電気は流れない。しかしながら、トリガー電極に高電圧を印加して絶縁を破壊した場合には、コンデンサーに蓄えられた電気が両端電極間の放電によってガラス管内に瞬時に流れ、そのときのキセノンの原子あるいは分子の励起によって光が放出される。このようなキセノンフラッシュランプＦＬにおいては、予めコンデンサーに蓄えられていた静電エネルギーが１ミリ秒ないし１０ミリ秒という極めて短い光パルスに変換されることから、連続点灯のランプに比べて極めて強い光を照射し得るという特徴を有する。さらに、本発明のフラッシュランプＦＬは１０ミリ秒を超えて比較的長時間の光照射行う構成としても良い。フラッシュランプＦＬに比較的長時間の光照射を行わせる技術としては、例えば特開２０１０−１１４４６０号公報に開示されるように、フラッシュランプＦＬの駆動回路中に絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を組み込み、そのＩＧＢＴによってフラッシュランプＦＬに流れる電流を断続することによりフラッシュランプＦＬの発光をチョッパ制御すれば良い。このような技術を用いることにより、フラッシュランプＦＬのフラッシュ光照射時間を１ミリ秒以上１００ミリ秒以下とすることができる。
【００３６】
また、リフレクタ７２は、複数のフラッシュランプＦＬの上方にそれら全体を覆うように設けられている。リフレクタ７２の基本的な機能は、複数のフラッシュランプＦＬから出射されたフラッシュ光を処理空間１５の側に反射するというものである。
【００３７】
制御部３は、基板処理装置１に設けられた上記の種々の動作機構を制御する。制御部３のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部３は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを備えて構成される。制御部３のＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによって基板処理装置１における処理が進行する。
【００３８】
上記の構成以外にも基板処理装置１には、種々の構成要素が適宜設けられる。例えば、チャンバー側壁１１には、基板８を搬入出するための搬送開口部が形設されている。また、フラッシュランプＦＬからの光照射による過剰な温度上昇を防止するために、チャンバー側壁１１に水冷管を設けるようにしても良い。また、チャンバー１０内の気圧を測定する圧力計を設けるようにしても良い。さらに、フラッシュ光を吸収することによるチャンバー窓１８の加熱を防止するために、チャンバー窓１８に冷却エアを吹き付ける機構を設けるようにしても良い。
【００３９】
次に、上記構成を有する基板処理装置１における処理手順について説明する。図２は、基板処理装置１における処理手順を示すフローチャートである。以下に説明する基板処理装置１の処理手順は、制御部３が基板処理装置１の各動作機構を制御することにより進行する。
【００４０】
まず、チャンバー１０内に基板８が搬入される（ステップＳ１）。基板８の搬入は、基板処理装置１外部の搬送ロボットによって行うようにしても良いし、手動にて行うようにしても良い。本実施形態にて処理対象となる基板８はサファイアの基板である。サファイアは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の結晶体であり、優れた機械的特性および化学的安定性を有する。このような優れた特性を有するサファイアは広く工業分野で利用されているが、近年では特に青色または白色の発光ダイオードの製造に使用されている。
【００４１】
サファイアの基板８は、単結晶サファイアのインゴットからワイヤーソーなどによって薄板状に切り出された板状体に研削或いは研磨処理等を施したものである。このような機械加工を行う際に、サファイアの結晶体に応力が加わって歪みが導入されることがある。導入された歪みは加工後のサファイアの基板８中にも残留し、これによって基板８には反りが生じる。基板処理装置１のチャンバー１０には、このようにして反りが生じているサファイアの基板８が搬入される。
【００４２】
チャンバー１０内に搬入されたサファイアの基板８はステージ２０の上面に載置されて支持される（ステップＳ２）。図３は、サファイアの基板８に対する処理の様子を示す図である。上述したように、チャンバー１０には反りが生じている状態の基板８が搬入され、その基板８がステージ２０の上面に支持される。本実施形態では、一例として、直径２００ｍｍの基板８に反り量ｄ（SORI値）が約７０μｍである反りが生じている。反り量ｄは、図３に示すように、基板８の最も上側位置から最も下側位置までの間隔である。本実施形態においては、反りが生じている基板８の凹面を上側面に向けて（つまり、フラッシュランプＦＬに向けて）基板８がステージ２０に支持される。なお、図３では、理解容易のために反りの程度を誇張して基板８を描いている。
【００４３】
ステージ２０は、内蔵するヒータ２１によって予め所定温度に加熱されている。ステージ２０の温度は制御部３によって制御されている。基板８はステージ２０に載置されることによって所定の予備加熱温度Ｔ１（ヒータ２１の加熱温度と等しい）に加熱される。基板８の予備加熱温度Ｔ１は、後続のフラッシュ加熱による昇温と最終の目標温度（後述する処理温度Ｔ２）とから算定され、制御部３はステージ２０がその予備加熱温度Ｔ１となるようにヒータ２１を制御している。なお、基板８がチャンバー１０内に搬入されて、処理空間１５が密閉空間とされた後、チャンバー１０内の雰囲気調整を行うようにしても良い。例えば、ガス供給機構４０からチャンバー１０内に窒素ガスを供給するとともに、排気機構５０による排気を行うことにより、チャンバー１０内を窒素雰囲気に置換するようにしても良い。
【００４４】
続いて、ステージ２０に支持された基板８の温度が上記予備加熱温度Ｔ１に到達した後、制御部３の制御によりフラッシュ光源７０の複数のフラッシュランプＦＬが一斉に点灯して基板８にフラッシュ光照射を行う（ステップＳ４）。フラッシュランプＦＬから出射されたフラッシュ光（リフレクタ７２によって反射されたフラッシュ光を含む）はチャンバー窓１８を透過してステージ２０に支持された基板８へと向かう。
【００４５】
フラッシュランプＦＬから出射されるフラッシュ光は、予め蓄えられていた静電エネルギーが極めて短い光パルスに変換された、照射エネルギーが２５Ｊ／ｃｍ２以上で照射時間が１ミリ秒以上１００ミリ秒以下程度の極めて短く強い閃光である。本実施形態では、反りが生じている基板８がその凹面をフラッシュランプＦＬに向けてステージ２０に支持されている。よって、フラッシュランプＦＬは、基板８の凹面に１ミリ秒以上１００ミリ秒以下の照射時間にてフラッシュ光を照射する。
【００４６】
図４は、サファイアの透過率分光分布を示す図である。同図に示すように、サファイアは近紫外域から近赤外域にわたって高い透過率を有するものの２０％程度の光は吸収し、遠紫外域および遠赤外域であればさらに高い吸収率を有する。一方、キセノンフラッシュランプＦＬの放射分光分布は紫外域から近赤外域である。従って、フラッシュランプＦＬから照射されたフラッシュ光の一部はサファイアの基板８によって吸収されることとなる。
【００４７】
照射時間１ミリ秒以上１０ミリ秒以下のフラッシュ光を吸収した基板８の温度は瞬間的に処理温度Ｔ２にまで昇温し、その後急速に予備加熱温度Ｔ１にまで降温する。フラッシュ光照射による基板８の処理温度Ｔ２は、サファイアのガラス転移点Ｔｇ（１３００℃〜１４００℃）以上である。フラッシュ加熱による処理温度Ｔ２が高温であるため、ステージ２０による基板８の予備加熱温度Ｔ１は少なくとも６００℃以上としておくのが好ましい。
【００４８】
フラッシュランプＦＬからのフラッシュ光照射によってサファイアの基板８が瞬間的に処理温度Ｔ２にまで加熱されることにより、基板８に生じている反りが矯正される。このようなフラッシュ加熱による反り矯正のメカニズムは次のようなものと推察される。本実施形態では、反りが生じている基板８の凹面にフラッシュ光を照射しており、照射の瞬間に基板８の凹面側が凸面側よりも強く加熱されて大きく熱膨張する。これにより、図３の矢印ＡＲ３に示すように、反りが小さくなる向きに基板８が変形する。ここで、基板８はサファイアのガラス転移点Ｔｇ以上の処理温度Ｔ２にまで昇温されているため、熱膨張による変形（反りが小さくなる変形）は基板８の降温後も維持され、反り量ｄが初期値（約７０μｍ）よりも低減する。本実施形態では、処理前に基板８に存在していた約７０μｍの反り量ｄがフラッシュ光照射によって３０μｍ以下にまで低減する。
【００４９】
フラッシュ光照射による基材８の反りの矯正が終了した後、チャンバー１０から処理後の基板８が搬出される（ステップＳ５）。これにより、基板処理装置１における一連の平坦化処理が完了する。なお、チャンバー１０内を窒素雰囲気等にしている場合には、基板８を搬出する前に、チャンバー１０内を大気雰囲気に置換するようにしても良い。
【００５０】
本実施形態においては、反りが生じているサファイアの基板８にフラッシュランプＦＬからフラッシュ光を照射することによってその反りを矯正している。フラッシュ光照射は、瞬間的には大きなエネルギーを基板８に与えるものの、その照射時間は１ミリ秒〜１００ミリ秒と極めて短いため、消費する総エネルギーは従来の電気炉を用いた熱処理に比較すると著しく少ない。また、フラッシュランプＦＬによるフラッシュ光の照射時間は１ミリ秒〜１００ミリ秒と極めて短く、チャンバー１０に対する基板８の搬出入時間および予備加熱時間を考慮しても従来の電気炉を用いた熱処理と比較して顕著に短時間の処理となる。すなわち、フラッシュ光照射によって基板８の反りを矯正するようにすれば、少ないエネルギーにて短時間で基板を平坦化することができるのである。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態においては、フラッシュランプＦＬからの１回のフラッシュ光照射によって基板８の反りを矯正するようにしていたが、フラッシュランプＦＬから複数回のフラッシュ光照射を行うようにしても良い。例えば、基板８にフラッシュ光を複数回照射することによって、処理前に基板８に存在していた約７０μｍの反り量ｄを５０μｍ、４０μｍ、３０μｍと段階的に低減するようにしても良い。１回に巨大なエネルギーのフラッシュ光を照射すると基板８が割れるおそれのある場合には、比較的小さなエネルギーのフラッシュ光を複数回照射するのは効果的である。なお、反り量ｄをどの程度まで低減すれば基板８を平坦化することができたと認定するかは、基板８の使用目的等に応じて適宜の値に設定される。
【００５２】
また、上記実施形態では、反りが生じている基板８の凹面にフラッシュ光を照射していたが、これに代えて図５に示すように、基板８の凸面にフラッシュ光を照射するようにしても良い。或いは、複数回のフラッシュ光照射を行う場合には、基板８の凸面および凹面の両面に交互にフラッシュ光を照射するようにしても良い。
【００５３】
基板８の凸面にフラッシュ光を照射することによる反り矯正のメカニズムは以下のようなものと考えられる。反りが生じている基板８の凸面にフラッシュ光を照射すると、照射の瞬間は基板８の凹面側よりも凸面側が強く加熱されて大きく熱膨張するため、一旦は図５の矢印ＡＲ１にて示すように、より反りが大きくなる向きに基板８が変形する。このとき同時に、基板８の機械加工時に結晶中に導入された歪みに起因した格子欠陥（空孔など）がフラッシュ光の作用によって消失し、歪みが解消されるものと考えられる。その結果、一旦はより反りが大きくなるように変形した基板８が、次の瞬間には図５の矢印ＡＲ２にて示すように反りが初期値よりも低減する向きに変形するのである。
【００５４】
また、上記実施形態においては、フラッシュランプＦＬからフラッシュ光を照射することによって基板８の反りを矯正するようにしていたが、光源はフラッシュランプＦＬに限定されるものではなく、例えばハロゲンランプから基板８に光を照射するようにしても良い。ハロゲンランプは、ガラス管内部に配設されたフィラメントに通電することでフィラメントを白熱化させて発光させるフィラメント方式の連続点灯光源である。そのガラス管の内部には、窒素やアルゴン等の不活性ガスにハロゲン元素（ヨウ素、臭素等）を微量導入した気体が封入されている。ハロゲンランプの放射分光分布はフラッシュランプＦＬのそれよりも長波長側に強い強度を有している。図４に示すように、サファイアの吸収率は５μｍ以上の遠赤外域で高くなっており、ハロゲンランプから波長５μｍ以上の遠赤外線を照射した場合には照射光が基板８に効果的に吸収されることとなる。連続点灯するハロゲンランプから光照射を行う場合には、基板８の凸面および凹面の両面に同時に光を照射するようにしても良い。
【００５５】
基板８に光照射を行う光源としては、紫外線ランプまたはレーザー光源を採用することも可能である。図４に示すように、サファイアは遠紫外域でも高い吸収率を有しており、紫外線ランプから短波長の紫外線を照射したときにも基板８に照射光が効果的に吸収される。光源としてレーザーを用いた場合には、フラッシュランプＦＬと同様に、極めて短い照射時間にて大きなエネルギーを基板８に与えることができる。なお、光源としてフラッシュランプを用いる場合は、クリプトンなどの他の希ガスのフラッシュランプを用いるようにしても良い。
【００５６】
また、上記実施形態では、ステージ２０に内蔵されたヒータ２１によって基板８の予備加熱を行っていたが、これに代えて、ハロゲンランプで予備加熱を行った基板８にフラッシュランプＦＬからフラッシュ光を照射するようにしても良い。この場合、ハロゲンランプおよびフラッシュランプＦＬ双方についての反り矯正効果が生じうる。
【００５７】
また、処理対象となる基板８はサファイアの基板に限定されるものではなく、他のセラミックスの基板やシリコンの基板であっても良い。セラミックスの基板としては、サファイアの他にシリコンカーバイド（ＳｉＣ）またはガラスの基板に本発明に係る技術を適用することができる。処理対象となる基板の素材がガラス転移点Ｔｇを有する場合には、光照射によって基板を当該ガラス転移点Ｔｇ以上に加熱するのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る基板処理方法は、インゴットから切り出したときに反りが生じている種々の基板に適用することができ、特に発光ダイオードを製造するための単結晶サファイア基板に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  基板処理装置
３  制御部
８  基板
１０  チャンバー
１５  処理空間
１８  チャンバー窓
２０  ステージ
２１  ヒータ
４０  ガス供給機構
５０  排気機構
７０  フラッシュ光源
ＦＬ  フラッシュランプ
【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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