(57)【要約】【課題】付着異物を低減し、ＬＥＤチップの収率を改善できるＬＥＤ用パタンウェハを提供することを目的とする。【解決手段】複数の凸部、或いは、凹部により構成されるパタン（６）を具備するＬＥＤ用パタンウェハであって、フィジカルエッジ（１）から２５０μｍ以内の領域に平坦部（８）とパタン（６）と、の境界（Ｂ）が設けられると共に、前記パタン（６）のピッチは、５０ｎｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする。本発明のＬＥＤ用パタンウェハによれば、洗浄乾燥工程における液切れ性を良好にでき、したがって、付着異物を低減でき、ＬＥＤチップの収率を改善することが可能である。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の凸部、或いは、凹部により構成されるパタンを具備するＬＥＤ用パタンウェハであって、
フィジカルエッジから２５０μｍ以内の領域に平坦部とパタンと、の境界が設けられると共に、
前記パタンのピッチは、５０ｎｍ以上５μｍ以下であることを特徴とするＬＥＤ用パタンウェハ。
【請求項２】
前記フィジカルエッジから２５０μｍ以内の領域に、複数の５０μｍ２以上２０００μｍ２以下の面積を有するパタン陥没部を有することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ用パタンウェハ。
【請求項３】
前記パタン陥没部は、前記フィジカルエッジに沿うように配列されることを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ用パタンウェハ。
【請求項４】
前記ＬＥＤ用パタンウェハの面内に直交するｘｙ軸を設定した時に、
ｙ軸と交わる少なくとも一方のフィジカルエッジ近傍の領域は、ｘ軸と交わるフィジカルエッジ近傍の領域に比べ、前記パタン陥没部を２倍以上含むことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のＬＥＤ用パタンウェハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パタンを具備するＬＥＤ用パタンウェハに関する。
【背景技術】
【０００２】
環境エネルギー問題を背景に、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が注目を集めている。ＬＥＤの発光効率を示す外部量子効率ＥＱＥを決定する要因としては、電子注入効率ＥＩＥ、内部量子効率ＩＱＥ及び光取り出し効率ＬＥＥが挙げられる。特に、内部量子効率ＩＱＥと光取り出し効率ＬＥＥとは、ＬＥＤ用基板の主面にパタンを設けることで改善できるという報告が多数ある。既にＬＥＤ用基板としてＰＳＳ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｓａｐｐｈｉｒｅ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）が一般流通しており、広く使用されている。ＰＳＳは、材質が単結晶サファイアであり、主面にマイクロメートルオーダの複数の凸部より構成されるパタンが、フォトリソグラフィ法により形成された基板である。このＰＳＳ基板を使用することで、特に光取り出し効率ＬＥＥが改善すると報告されている（特許文献１参照）。また、ＰＳＳのパタンをナノメートルオーダとした例として、特許文献２が挙げられる。特許文献１や特許文献２にみられるように、ＬＥＤの発光効率を改善する検討は、世界的に執り行われている。
【０００３】
ＬＥＤを照明用光源として全世界に流布させるためには、上記例示したようにＬＥＤの発光効率を向上させることは勿論、ＬＥＤのコストを低減させる必要がある。ＬＥＤのコストを低減する方策は多数存在するが、１つの注目される観点は、１枚のＬＥＤ用パタンウェハから製造されるＬＥＤチップの個数を増やすことである。特に、特許文献１や特許文献２に示されるように、パタンを具備するＬＥＤ用パタンウェハを使用するとＬＥＤの発光効率が改善することから、ＬＥＤ用パタンウェハから製造されるＬＥＤチップの数を大きくすることが重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１６０５０２号公報
【特許文献２】国際公開第２０１４／０５８０６９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＬＥＤ用パタンウェハは、フォトリソグラフィ法に代表される、レジストをエッチングマスクにした加工により製造される。またＬＥＤチップの収率は、ＬＥＤ用パタンウェハの表面クリーン度に大きく影響される。よって、ＬＥＤ用パタンウェハの製造後、或いは、使用前に、ＬＥＤ用パタンウェハをＳＰＭに代表される処理液にて洗浄する必要がある。しかしながら、洗浄後の乾燥工程にてフィジカルエッジ近傍に液だまりが生じ、ＬＥＤ用パタンウェハの外側に異物が付着し、これにより、ＬＥＤチップの収率が低減するという課題があった。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、付着異物を低減し、ＬＥＤチップの収率を改善できるＬＥＤ用パタンウェハ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】
【０００７】
本発明は、複数の凸部、或いは、凹部により構成されるパタンを具備するＬＥＤ用パタンウェハであって、フィジカルエッジから２５０μｍ以内の領域に平坦部とパタンと、の境界が設けられると共に、前記パタンのピッチは、５０ｎｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする。この構成によれば、ＬＥＤ用パタンウェハの洗浄乾燥工程における洗浄液の液切れが良好となり、付着異物を低減し、ＬＥＤチップの収率を改善できる。
【０００８】
本発明では、前記フィジカルエッジから２５０μｍ以内の領域に、複数の５０μｍ２以上２０００μｍ２以下の面積を有するパタン陥没部を有することが好ましい。この構成によれば、ＬＥＤ用パタンウェハの洗浄乾燥工程において、液だまりが生成した場合であっても、液だまりのＬＥＤ用パタンウェハの内側への侵入を阻止し、付着異物を低減し、ＬＥＤチップの収率を改善できる。
【０００９】
また本発明では、前記パタン陥没部は、前記フィジカルエッジに沿うように配列されることが好ましい。この構成によれば、上記液だまりのＬＥＤ用パタンウェハ内側への侵入を阻害する効力が増し、付着異物をより抑制し、ＬＥＤチップの収率が改善する。
【００１０】
また本発明では、前記ＬＥＤ用パタンウェハの面内に直交するｘｙ軸を設定した時に、ｙ軸と交わる少なくとも一方のフィジカルエッジ近傍の領域は、ｘ軸と交わるフィジカルエッジ近傍の領域に比べ、前記パタン陥没部を２倍以上含むことが好ましい。この構成によれば上記ＬＥＤ用パタンウェハを容易に製造できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のＬＥＤ用パタンウェハによれば、洗浄乾燥工程における液切れ性を良好にでき、したがって、付着異物を低減でき、ＬＥＤチップの収率を改善することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態における「フィジカルエッジ」を定義するためのウェハ断面の模式図である。
【図２】本実施の形態における「内側／外側」を定義するためのウェハ平面の模式図である。
【図３】本実施の形態における「フィジカルエッジからＸμｍ以内の領域」を定義するためのウェハ平面の模式図である。
【図４】本実施の形態における「パタン」、「パタンピッチ」、及び、「パタン陥没部」を定義するためのウェハ平面及びウェハ断面の部分拡大模式図である。
【図５】従来のＬＥＤ用パタンウェハに対する洗浄液の濡れ性を説明するための模式図である。
【図６】本実施の形態におけるＬＥＤ用パタンウェハの断面の一例を示す部分模式図である。
【図７】本実施の形態におけるパタン陥没部の密度について説明するためのウェハ平面の模式図である。
【図８】ＬＥＤ用ウェハとヒートテーブルとの関係を示す模式図である。
【図９】本実施の形態におけるＬＥＤ用パタンウェハの光学顕微鏡写真である。
【図１０】図９の模式図である。
【図１１】本実施の形態におけるＬＥＤ用パタンウェハの原子間力顕微鏡写真である。
【図１２】本実施の形態におけるＬＥＤ用パタンウェハの原子間力顕微鏡写真である。
【図１３】本実施の形態におけるＬＥＤ用パタンウェハの原子間力顕微鏡写真である。
【図１４】図１２の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態（以下、「実施の形態」と略記する。）について、詳細に説明する。なお、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できる。
以下、本実施の形態にて使用される各用語の定義について説明する。
【００１４】
（フィジカルエッジ）
図１は、本実施の形態における「フィジカルエッジ」を定義するためのウェハ断面の模式図である。
【００１５】
図１に示すように、フィジカルエッジ１は、ウェハ端部として定義される。フィジカルエッジ１は、面取り部２とウェハ主面３との交点により定義されるウェハエッジ４よりも、ウェハ外側に位置する。ここで図１に示す面取り部２がなく、ウェハ主面とウェハ端部とが直接接続する構成では、ウェハエッジ４とフィジカルエッジ１は同じ位置となる。
【００１６】
（内側／外側）
図２は、本実施の形態における「内側／外側」を定義するためのウェハ平面の模式図である。
【００１７】
図２Ａに示すように、「内側」（内向）とは、フィジカルエッジ１からＬＥＤ用パタンウェハの中心Ｏに向けた方向として定義される。
【００１８】
また図２Ｂに示すように、「外側」（外向）とは、内側の反対であり、ＬＥＤ用パタンウェハの中心Ｏからフィジカルエッジ１に向けた方向として定義される。
【００１９】
（フィジカルエッジからＸμｍ以内の領域）
図３は、本実施の形態における「フィジカルエッジからＸμｍ以内の領域」を定義するためのウェハ平面の模式図である。
【００２０】
図３に示すように、「フィジカルエッジからＸμｍ以内の領域」とは、フィジカルエッジ１からウェハの内側にＸμｍ侵入した領域５として定義される。
【００２１】
より具体的には、フィジカルエッジ１を０として、フィジカルエッジ１からウェハ内側にＸμｍ進んだ位置をＸとすれば、０〜Ｘの幅を持つ領域５として定義される。
【００２２】
（パタン）
図４は、本実施の形態における「パタン」、「パタンピッチ」、及び、「パタン陥没部」を定義するためのウェハ平面及びウェハ断面の部分拡大模式図である。
【００２３】
図４の右側に示すウェハ断面の模式図は、図４の左側に示すウェハ平面の点線部分を厚さ方向に切断した切断模式図である。
【００２４】
図４に示すように、パタン６は、複数の凸部或いは凹部により構成される。以下、パタン６は、複数の凸部により構成されるとして説明する。なお、パタン６は、少なくとも、３以上の凸部の集合により定義される。
【００２５】
（パタンのピッチ）
パタンのピッチは、最近接する凸部の頂点間の距離、或いは凹部の開口中心間距離であり、１０点の相加平均値として定義される。図４には、ある一組の、最近接する凸部の頂点間の距離Ｐを示した。なお、ピッチは、走査型電子顕微鏡を用いた表面観察により測定することができる。
【００２６】
（パタン陥没部）
図４に示すように、パタン陥没部７は、パタン６の高低差以上に深い凹部であって、その面積が５０μｍ２以上２０００μｍ２以下のものとして定義される。パタン陥没部７は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いた表面観察により測定することができる。
【００２７】
（従来技術）
ＬＥＤ用パタンウェハは、一般的にフォトリソグラフィ法により製造される。まず、サファイアウェハに代表されるＬＥＤ用ウェハを、硫酸及び過酸化水素水の混合液であるＳＰＭ液により洗浄する。次に、フォトレジストをスピンコート法により塗布し成膜する。そして、エッジリンス及びバックリンスにより、ウェハ端部のレジストを除去する。その後、ステッパーを利用し露光し、現像して、エッチングすることでパタンを形成する。
【００２８】
ここでエッジリンス及びバックリンス（以下、エッジリンスと表記する）工程の意味は２つある。１つ目は、ウェハ端部の盛り上がったレジストを除去し、レジスト膜厚みの均等性を高めることである。２つ目は、ウェハの裏面に回り込んだレジストを除去し、装置内汚染を防ぐことである。エッジリンス工程により、ＬＥＤ用パタンウェハの端部には、フォトレジストの成膜されていない領域が出来る。即ち、ＬＥＤ用パタンウェハは、フィジカルエッジから内側に向けて、平坦部が設けられ、やがてパタン領域が形成される構成となる。平坦部とパタン領域との境界は、フィジカルエッジから５００μｍ程度となる。これは、エッジリンス装置の分解能として決定される。換言すれば、約５００μｍの幅を有する平坦部が、ＬＥＤ用パタンウェハの端部に形成されると言える。この平坦部によりＬＥＤチップの製造枚数が低減することは容易に想像できる。
【００２９】
次に、ＬＥＤ用パタンウェハを洗浄し、乾燥する過程を考える。ＬＥＤ用パタンウェハは同一物質にて構成されている。よって、洗浄液に対する濡れ性は、ウェハ面内において本質的に同等である。しかしながら図５に示すように、パタンのある領域と無い領域（平端部）とでは、接触角θ２、θ１が異なることが知られている。即ち、ウェハの中心付近と端部付近と、では濡れ性が異なる。
【００３０】
洗浄の場合は、パタンの凸部及び凹部を全て洗浄液にて濡らす必要があることから、Ｗｅｎｚｅｌモードと呼ばれる濡れモードにて洗浄する必要がある。この場合、濡れ性の指標となる洗浄液の接触角は、ウェハ主面の比表面積が大きくなるほど小さくなる。よって、平坦部に対する接触角θ１は、パタン領域に対する接触角θ２よりも大きくなる。換言すると、フィジカルエッジ近傍の濡れ性は、パタン領域に対する濡れ性よりも悪くなる。この濡れ性の差により、フィジカルエッジ近傍における洗浄液の液切れ性が悪化する。フィジカルエッジ近傍には乾燥斑が生成しやすく、異物が凝集しやすくなる。この異物が、ＬＥＤ用パタンウェハに対するＣＶＤ過程においても残留した場合、ＬＥＤの欠陥となり、ＬＥＤチップの収率が低下する。
【００３１】
本実施の形態のＬＥＤ用パタンウェハは、複数の凸部或いは凹部により構成されるパタンを具備するＬＥＤ用パタンウェハであって、フィジカルエッジから２５０μｍ以内の領域に平坦部とパタンと、の境界が設けられると共に、前記パタンのピッチは、５０ｎｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする。
【００３２】
この構成により、上記説明した、フィジカルエッジ近傍における洗浄液の濡れ性の差を限りなく小さくすることができる。この結果、洗浄液の液切れ性が良好となり、付着異物を低減し、ＬＥＤチップの収率を改善できる。
次に、本実施の形態におけるＬＥＤ用パタンウェハの構成要件について分説する。
【００３３】
（構成要件）
（１）パタン
本実施の形態のパタンは、複数の凸部或いは凹部により構成される。即ち、複数の凸部が連続した凹部により隔てられたドット、複数の凹部が連続した凸部により隔てられたホール、複数の凸部が互いに離間した凹部により隔てられたラインアンドスペースを適用できる。特に、ドット或いはラインアンドスペースが好ましく、ドットが最も好ましい。これらのパタンの場合、パタンによる洗浄液のピン止め作用と洗浄液のパタンによるアンカー効果が低減する。そして、ＬＥＤ用パタンウェハを洗浄する際の内側から外側に向けた整流性が保たれ、液切れ性が改善される。これにより、ＬＥＤチップの収率が改善する。なお、これらのパタンの場合、ＬＥＤ用パタンウェハに対するＣＶＤ成膜の成膜性が改善するため、発光効率の良好なＬＥＤチップを製造出来る。
【００３４】
（２）配列
パタンの配列は特に限定されず、ランダム配列から規則的配列まで採用できる。ただし、洗浄液の外側に向けた流が乱れることを抑制する観点と、半導体層の成膜性の観点とから、規則的配列が好ましい。ここで規則的配列は、正六方配列、正四方配列、准六方配列、或いは准四方配列である。「准」は、正方配列の配列ピッチが、１軸或いは２軸方向に３０％以内の範囲で歪んだ配列である。また、この歪は、例えば、ステップ関数やサイン関数に重畳して、パタンのピッチよりも大きな周期にて変化する歪も含まれる。また、「准」には、正方配列からドットを間引くとともに、間引かれたドットは、二回転対称、三回転対称、四回転対称、或いは六回転対称である配列も含む。特に、フィジカルエッジ近傍における内側から外側に向けた液の流れが乱れることを抑制し、液切れ性を改善する観点から、正六方配列或いは准六方配列が好ましい。なお、正六方配列或いは准六方配列であることで、ＬＥＤ用パタンウェハに対するＣＶＤ工程の成膜に於いて、結晶性が向上し、内部量子効率が向上する。
【００３５】
（３）ピッチ
パタンのピッチは、５０ｎｍ以上５μｍ以下である。５０ｎｍ以上で、ＬＥＤチップの発光効率が改善する。一方で、５μｍ以下であることで、フィジカルエッジ近傍での液切れ性が良好となる。即ち、５０ｎｍ以上５μｍ以下あることにより、発光効率の高いＬＥＤチップの収率が向上する。なお、ＬＥＤチップの発光効率をより向上させると共に、ＬＥＤチップの収率をより改善する観点から、パタンのピッチは、２５０ｎｍ以上３．５μｍ以下であることがより好ましい。
【００３６】
（４）パタンの形状
液切れ性の観点から、ドットは底部から頂部へと徐々に細くなる形状であることが好ましい。この場合、洗浄液のパタンによるピン止め作用が軽減する。結果的に、フィジカルエッジ近傍における内側から外側に向けた整流性が、向上する。液切れ性がより改善し、ＬＥＤチップの収率が改善する。
【００３７】
同様の観点から、パタンのアスペクト比は、５以下であると好ましい。アスペクト比は、高さを、凸部の底部の径にて除した値である。特に、洗浄液のパタン側面との摩擦を低減し、上記整流性をより改善する観点から、アスペクト比は３以下であることがより好ましく、１．５以下であることが最も好ましい。
【００３８】
パタンの凸部の底部間の最短距離は、０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であると好ましい。この範囲を満たすことにより、ＣＶＤ工程にて成膜される半導体層の結晶性が特に改善し、ＬＥＤチップの発光効率が改善する。特に、０ｎｍ以上１００ｎｍ未満であれば、パタンの間にトラップされるナノスケールの異物を低減しやすいため、好ましい。
【００３９】
（５）フィジカルエッジから２５０μｍ以内の領域
平坦部とパタンとの境界が、フィジカルエッジから２５０μｍ以内の領域に設けられることで、フィジカルエッジからパタン開始点までの距離は最長で２５０μｍとなる。従来方法では、当該距離は５００μｍ以上である。これに比べて、当該距離が２５０μｍ以内と微小になることにより、平坦部とパタンとの濡れ性の差による寄与が小さくなる。よって、内側から外側に流れる洗浄液の流を乱す効力が弱まり、液切れ性が向上する。これに伴い、フィジカルエッジ近傍の異物が低減し、ＬＥＤチップの収率が改善する。特に、平坦部とパタンとの境界は、フィジカルエッジから１００μｍ以内であることがより好ましい。この場合、フィジカルエッジにてピン止めされる洗浄液の、エネルギー的に安定な大きさが小さくなる。よって、液切れ性が改善され、異物がより低減する。更に、５０μｍ以内であるとより好ましい。この場合、平坦部とフィジカルエッジとで形成する液だまりの体積が限りなく小さくなる。よって、製造上の揺らぎやばらつきの範囲で当該液だまりが形成された場合であっても、異物の影響は小さくなる。同様の観点から、１０μｍ以内であることがより好ましい。ＬＥＤ用パタンウェハを安定量産する観点から、３μｍ以内であることが最も好ましい。なお、パタンと平坦部との境界よりも内側のパタンについては、全面にパタンが配置されるケースの他に、非パタンを面積率にて５０％以下含むことが出来る。この混在する非パタンの面積率は、洗浄液の整流性の観点から２５％以下がより好ましく、５％以下が最も好ましい。なお、非パタンは、規則的に配置されると、洗浄液の整流性が保たれるため、最もよい。例えば、ＬＥＤ用ウェハに対してフォトリソグラフィ法を更に適用し、ハニカム状の模様を予めパターニングしたりした場合、上記説明したようなパタンのない部分（非パタン）が、規則的に生成する。この比率を面積率にて５０％以下に抑える。
【００４０】
（６）パタン陥没部
パタン陥没部は、フィジカルエッジから２５０μｍ以内の領域に設けられ、周囲を囲むパタンの高低差よりも深く、且つ、その面積が５０μｍ２以上２０００μｍ２以下である。パタン陥没部が設けられることで、洗浄乾燥工程におけるバラつきを理由に生じうるフィジカルエッジ近傍の液だまりが、ＬＥＤ用パタンウェハの内側に侵入することを阻害することが出来る。特に、パタン陥没部は、フィジカルエッジに沿うように配列することが好ましい。これにより、液だまりの侵入を阻害する効果がより向上する。また、ＬＥＤチップの収率を更に改善する観点から、パタン陥没部はフィジカルエッジから１５０μｍ以内の領域に設けられることが好ましく、１００μｍ以内の領域に設けられることが最も好ましい。なお、フィジカルエッジに沿うように配列するとは、フィジカルエッジに沿うようにパタン陥没部が、数珠状に配列することを指す。この数珠状のパタン陥没部の面積は均等ではなく、５０μｍ２以上２０００μｍ２以下の面積を有するパタン陥没部が複数組み合わさり、連なって数珠状を形成する。
【００４１】
図６は、本実施の形態におけるＬＥＤ用パタンウェハの断面の一例を示す部分模式図である。
【００４２】
図６に示すように、本実施の形態のＬＥＤ用パタンウェハは、フィジカルエッジ１から内側に２５０μｍの領域に、平坦部８とパタン６との境界Ｂ、及び、パタン陥没部７が存在している。図６に示す面取り部２の部分も平坦部８に含まれる。
【００４３】
また本実施の形態では、ＬＥＤ用パタンウェハの面内に直交するｘｙ軸を設定した時に、ｙ軸と交わる少なくとも一方のフィジカルエッジ近傍の領域は、ｘ軸と交わるフィジカルエッジ近傍の領域に比べ、前記パタン陥没部を２倍以上含むことで、ＬＥＤ用パタンウェハを容易に製造できる。
【００４４】
図７は、本実施の形態におけるパタン陥没部の密度について説明するためのウェハ平面の模式図である。
【００４５】
図７に示すように、ＬＥＤ用パタンウェハに対して、ある直交するｘｙ軸を設定する。次に、ｙ軸とフィジカルエッジとの交点近傍の領域１０、１１に含まれるパタン陥没部をカウントする。パタン陥没部の数は、密度として算出できる。同様にｘ軸に注目し同様に、ｘ軸とフィジカルエッジとの交点近傍の領域１２、１３に含まれるパタン陥没部の密度を求める。ｙ軸に注目した際のフィジカルエッジ近傍の領域１０、１１は２つあるが、考える領域は片方でよく、パタン陥没部の密度の大きい方を採用する。この密度をＤｙと呼ぶ。ｘ軸については、双方の領域１２、１３の値をそれぞれ採用する。この密度をＤｘと呼ぶ。この時、Ｄｙは、Ｄｘの２倍以上ある。即ち、パタン陥没部７は様に分布しているのではなく、異方性や偏りがある。このような構成により、フィジカルエッジから２５０μｍ以内の領域にパタンを配置すると共に、パタン陥没部７を好適に設置できる。パタン陥没部７の製造方法については、後述する。なお、フィジカルエッジから２５０μｍ以内の領域及び、それよりも内側の領域にパタンを形成する観点から、Ｄｙ≧５Ｄｘであることがより好ましく、Ｄｙ≧１０Ｄｘであることが最も好ましい。
【００４６】
図７の右図は左図から約４５度回転させた状態にあるが、例えば左図では、２倍以上のパタン陥没部の差を備えていない場合でも、右図において、２倍以上のパタン陥没部の差を備えていれば足りる。左図からの回転角を任意に決めることができる。
【００４７】
（製造方法）
続いて、本実施の形態におけるＬＥＤ用パタンウェハは、例えば、シート状のレジストを使用することで製造できる。
【００４８】
（製造方法−１）
（１）フィルム基材の上にレジストを成膜する。
フィルム基材は、成膜したレジストをＬＥＤ用パタンウェハに写し取るための支持基材であるため、特に限定されるものではない。例えば、ポリエステル、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、アラミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合体）、ＰＶＤＶ（ポリ塩化ビニリデン）、ＥＶＯＨ（エチレン・ビニルアルコール共重合体）、ＴＡＣ（トリアセテート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰＯ、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＣＯＰ、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＰＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＣＴＦＥ）、これらの樹脂にフィラーやガラス繊維を組み込んだフィルム等を使用できる。
【００４９】
レジストは、ネガ型でもポジ型でもよい。少なくとも紫外線にて硬化作用が発現するラジカル重合システムを含むと好ましい。レジストに、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、アクリル変性エポキシノボラック、メタクリル変性エポキシノボラック、アダマンタン、フルオレン、カルバゾール、ポリビニルカルバゾール、ポリｐヒドロキシスチレン等を含むと、ウェハ加工性が向上するため好ましい。特に、オリゴマー或いはポリマー、モノマー、及び重合開始剤を含む混合物とすると、塗布したレジストの薄膜状態を維持する機能が向上するため望ましい。
【００５０】
レジストは、ドライ膜厚が１００ｎｍ〜５μｍの範囲で制御されると好ましい。レジストを溶剤にて希釈し、塗布し、その後、乾燥することで、成膜出来る。塗布方法は、グラビアコート、マイクログラビアコート、ダイコート、カーテンコート、リップコート、コンマコート、Ｒ＆Ｒコート、ＤＶコート、キャピラリコート等を適宜使用できる。なお、製造されたフィルム基材／レジスト／カバーフィルムより構成される成形体を、レジストシートと称す。
【００５１】
例えば、フィルム基材を繰り出して、３重量％〜８０重量％に希釈したレジストを、ダイコーター、或いは、マイクログラビアにて塗布し、６０℃〜１４０℃の乾燥炉を通過させ、カバーフィルムを合わせて巻き取ることで、レジストシートを製造出来る。カバーフィルムには、上記フィルム基材にて説明したフィルムを適宜使用できる。
【００５２】
フィルム基材の膜厚は３０μｍ以上１５０μｍ以下が好ましい。この膜厚にすることで、後述する、ＬＥＤ用パタンウェハのフィジカルエッジ近傍に対する、貼り合わせ精度を向上させることができる。
【００５３】
（２）ＬＥＤ用ウェハにレジストを転写する。
レジストシートからカバーフィルムを剥離する。次に、露出したレジスト面を、ＬＥＤ用ウェハにラミネーションする。その後、フィルム基材のみを剥離することで、レジストをＬＥＤ用ウェハに転写できる。
【００５４】
ＬＥＤ用ウェハが汚染されている場合、レジストとの密着性が低下するため、ＬＥＤ用ウェハは洗浄することが好ましい。例えば、ＳＰＭ洗浄、プラズマ処理、エキシマ処理などを適用できる。クリーニングしたＬＥＤ用ウェハは、主面は勿論、面取り部を含むエッジロールオフ領域の清浄度を保つ必要がある。よって、ＬＥＤ用ウェハの裏面を起点にハンドリングすることが望ましい。クリーニング後、ＬＥＤ用ウェハを６０℃〜１６０℃に加温し、６０℃〜１４０℃に加温されたラミネートロールを使用して、レジストシートのレジスト面をＬＥＤ用ウェハに貼り合せる。
【００５５】
例えば、図８に示すように、ＬＥＤ用ウェハ２０はヒートテーブル２１に形成したザグリ２１ａに配置し、減圧吸着して固定できる。この時、ＬＥＤ用ウェハ２０とザグリ外周との隙間２２は、５ｍｍ以下であるとよい。この場合、レジストシートの、ＬＥＤ用ウェハのフィジカルエッジ近傍に対する追従性が向上する。パタンと平坦部の境界をフィジカルエッジ側に寄せることが出来る。また、当該隙間が３．５ｍｍ以下であれば、薄いレジスト層に対する残留応力を低減できる。よって、パタンと平坦部の境界をフィジカルエッジ側に寄せることが出来る。一方で、ラミネートロールの通過する段差２３は、１ｍｍ以下であると好ましい。段差２３が１ｍｍ以下であることにより、レジストシートの撓みを抑制できる。このため、ＬＥＤ用ウェハのフィジカルエッジ近傍に対する追従性が増し、パタンと平坦部の境界をフィジカルエッジ側に寄せることが出来る。段差２３は、より好ましくは、０．５ｍｍ以下であり、０．４ｍｍ以下が最も好ましい。なお、下限値は特に限定されないが、ＬＥＤ用ウェハのばらつきを含めた量産安定性の観点から、０．０５ｍｍ以上である。
【００５６】
ラミネートロールの表層は、低Ｔｇの弾性体であると好ましい。これにより、ＬＥＤ用ウェハの、フィジカルエッジ近傍に対するレジストシートの密着性を良好にできる。また、ラミネート圧により容易にラミネートロールの変形を制御できる。このラミネートロールの変形量を制御することで、レジストシートのフィジカルエッジ近傍における変形量を制御可能となる。結果的に、パタン陥没部７を設けることが出来る。低Ｔｇの弾性体とは、ガラス転移温度Ｔｇが３０℃以下である弾性体である。特に、Ｔｇが０℃以下であることで、弾性変形率の制御が容易になり、パタンと平坦部の境界をフィジカルエッジ側に寄せることが出来る。また、ガラス転移温度Ｔｇが−２０℃以下であれば、パタン陥没部を、ラミネート集端部に優先的に形成できるため、最も好ましい。この場合、パタン陥没部を利用して、フィルム基材を剥離する際の、レジストの転写不良を抑制することも出来る。このような低Ｔｇの弾性体としては、例えば、シリコーンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、ポリイソプレン（天然ゴム）、ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン６、ナイロン６６、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリメタクリル酸メチル、及びポリスチレンが挙げられる。
【００５７】
レジストシートをＬＥＤ用ウェハに貼り合わせた状態、或いはフィルム基材を剥離した状態で露光を行う。この露光は従来フォトリソグラフィ法にて使用されている方法の他にも、光学タルボ効果を利用し露光することも出来る。レジストを現像することで、ＬＥＤ用ウェハに対して、レジストパタンを形成できる。なお、露光の後に、加熱、紫外線照射、或いは加熱と紫外線照射によるＰＥＢ（ＰｏｓｔＥｘｐｏｓｕｒｅＢａｋｅ）工程を加えると、後の、ウェハ加工性が向上するため好ましい。
【００５８】
レジストシートの剥離方法は特に限定されないが、レジストシートの一端部から他端部へと徐々に剥離する方式が好ましい。特にラミネート方向と剥離方向と、が逆であるとよい。この場合、パタン陥没部を利用した剥離応力分散効果が高まり、レジストの転写性が向上するため好ましい。
【００５９】
（３）ＬＥＤ用ウェハを加工する。
パターニングされたレジストを有するＬＥＤ用ウェハをエッチングし、ＬＥＤ用パタンウェハとする。
【００６０】
エッチングは、望まれるＬＥＤ用パタンウェハのパタン形状に応じ、ウェットエッチングとドライエッチングを適宜選択できる。特にドライエッチングを適用した場合、ＬＥＤ用パタンウェハにおいて、製造可能なパタン形状が増加する。
【００６１】
以下、ドライエッチングにてついて説明する。レジストを備えたＬＥＤ用パタンウェハを、レジスト付ウェハと称す。エッチング加工時に使用する載置部材上にレジスト付ウェハが載置された際の全体の熱抵抗値が６．７９×１０−３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）以下であることが好ましい。熱抵抗値は、部材の厚さを、部材を構成する材料の熱伝導率λで除した値である。これにより、エッチング加工時に発生する熱によるレジストに対するエッチングダメージが低減され、エッチングにより所望のパタンを有するＬＥＤ用パタンウェハを製造することができる。また、載置部材を搬送部材として使用することにより、ドライエッチング工程においてスループットを向上させることができる。
【００６２】
レジスト付ウェハは、載置部材の載置領域上に載置する。直接載置しても、伝熱シートのような他の部材を介して載置しても良い。いずれにしても、全体の熱抵抗値が６．７９×１０−３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）以下であることが重要である。ここで、全体の熱抵抗値とは、載置領域における載置部材の熱抵抗値、レジスト付ウェハの熱抵抗値、及び載置領域における伝熱シートの熱抵抗値と、の和である。また、伝熱シートに代表される他の部材を使用しない場合は、伝熱シートの熱抵抗値を０にすればよい。
【００６３】
熱抵抗値Ｒ（ｍ２・Ｋ／Ｗ）は、部材の厚さｄ（ｍ）／部材の熱伝導率λ（Ｗ／ｍ・Ｋ））で計算される。全体の熱抵抗値がＲ≦６．７９×１０−３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）となるように、載置部材を構成する材料や厚さを調整する。この状態でドライエッチングを実施すると、精度高くＬＥＤ用パタンウェハを製造することができる。全体の熱抵抗値は、Ｒ≦３．０４×１０−３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）以下であることがより好ましく、Ｒ≦１．２１×１０−３（ｍ２・Ｋ／Ｗ）以下であることが更に好ましい。なお、全体の熱抵抗値Ｒの下限は０である。熱抵抗値については、レーザーフラッシュ法により簡便に測定できる。
【００６４】
載置部材の厚さｄは、０．００１ｍ以上であるとよい。これにより、搬送時に載置部材が破損しづらくなる。上限値は、０．０５ｍであるとよい。これにより、搬送性や作業性が改善する。
【００６５】
載置部材を構成する材料としては、シリコン（Ｓｉ）、石英（ＳｉＯ２）やアルミニウム（Ａｌ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア酸化物（ＺｒＯ２）、イットリア酸化物（Ｙ２Ｏ３）や、これらのうちいずれか１種以上で被覆された無機部材を使用できる。
【００６６】
例えば、ＬＥＤ用パタンウェハ用をエッチングするという観点から、塩素系ガスやフロン系ガスを用いたエッチングを行うことができる。ＬＥＤ用パタンウェハ用を反応性エッチングすることが容易なフロン系ガス（ＣｘＨｚＦｙ：ｘ＝１〜４、ｙ＝１〜８、ｚ＝０〜３の範囲の整数）のうち、少なくとも１種を含む混合ガスを使用する。フロン系ガスとしては例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ等が挙げられる。更に、ＬＥＤ用パタンウェハ用のエッチングレートを向上させるため、フロン系ガスにＡｒガス、Ｏ２ガス、及びＸｅガスを、ガス流量全体の５０％以下混合したガスを使用する。フロン系ガスでは反応性エッチングすることが難しいＬＥＤ用ウェハ用（難エッチング基材）や堆積性の高い反応物が発生してしまうＬＥＤ用ウェハ用をエッチングする場合は、反応性エッチングすることが可能な塩素系ガスのうち少なくとも１種を含む混合ガスを使用する。塩素系ガスとしては、例えば、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＣＣｌ４、ＰＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＨＣｌ、ＣＣｌ２Ｆ２、ＣＣｌ３Ｆ等が挙げられる。更に難エッチング基材のエッチングレートを向上させるため、塩素系ガスにＯ２ガス、Ａｒガス、又はＯ２ガスとＡｒガスとの混合ガスを添加してもよい。
【００６７】
エッチング時の圧力は反応性エッチングに寄与するイオン入射エネルギーが大きくなり、ＬＥＤ用ウェハ用のエッチングレートが向上するため、０．１Ｐａ〜２０Ｐａであることが好ましく、０．１Ｐａ〜１０Ｐａであることがより好ましい。
【００６８】
エッチングにより所望のパタンを有するＬＥＤ用パタンウェハを製造し、その後、クリーニングを実施する。例えば、硫酸と過酸化水素水を混合したＳＰＭ液にて洗浄できる。洗浄後のリンス時に、パタンと平坦部の境界がフィジカルエッジ側に寄っているため、既に説明した原理より、液切れが改善され、異物付着が低減する。
【００６９】
製造されたＬＥＤ用パタンウェハを使用し、ＬＥＤを製造する。この際のＣＶＤ工程にて、洗浄時に異物が残存していると、結晶の成長阻害等が生じ、発光しない、或いは発光効率の極端に低いＬＥＤチップが製造され、ＬＥＤ収率が低減する。これに対して、本実施の形態のＬＥＤ用パタンウェハは、洗浄時に生成する異物を抑制できるので、ＬＥＤチップの収率を改善できる。
【００７０】
（製造方法−２）
（１）テクスチャ基材の上にレジストを成膜する。
予め、ＬＥＤ用パタンウェハのパタンのピッチに対応するピッチを有するテクスチャを具備するシートを製造する。このシートは、光或いは熱ナノインプリント法により製造できる。例えば、上記に挙げた製造製法−１のフィルム基材を連続的に繰り出し、フッ素含有感光性樹脂を塗布する。次に、離型処理を施した円筒状マスタに対して連続的に押圧し、連続的に紫外線を照射することで、フィルム基材上に所定のテクスチャを具備する、テクスチャ基材を製造出来る。テクスチャ基材からテクスチャ基材を複製してもよい。複製は、フッ素樹脂からフッ素樹脂への転写やニッケルに代表される電鋳を利用できる。
【００７１】
レジストは、上記の製造方法−１に記載したものを使用できる。レジストは、テクスチャ基材のテクスチャの深さ方向の充填率が８０％以上であれば、後述する転写が良好に実施される。なお、ドライ膜厚としては、１００ｎｍ〜５μｍの範囲で制御されると好ましい。塗布方法は、製造方法−１に記載した通りである。製造された、テクスチャ基材／レジスト／カバーフィルムより構成される成形体を、レジストテクスチャシートと称す。
【００７２】
例えば、フッ素がテクスチャの表層に偏析したテクスチャ基材を繰り出して、３重量％〜８０重量％に希釈したレジストを、ダイコーター或いはマイクログラビアにて塗布し、６０℃〜１４０℃の乾燥炉を通過させ、カバーフィルムを合わせて巻き取ることで、レジストテクスチャシートを製造出来る。カバーフィルムは、上記の製造方法−１に記載したものを使用できる。
【００７３】
テクスチャ基材の膜厚は３０μｍ以上１５０μｍ以下が好ましい。この膜厚にすることで、ＬＥＤ用ウェハのフィジカルエッジ近傍に対する、貼り合わせ精度が向上するためである。
【００７４】
（２）ＬＥＤ用パタンウェハにレジストを転写する。
カバーフィルムを剥離し、露出したレジスト面を、ＬＥＤ用ウェハにラミネーションする。続いて、テクスチャ基材のみを剥離することで、レジストをＬＥＤ用ウェハに転写できる。これにより、ＬＥＤ用パタンウェハのパタンピッチに応じたピッチを有するテクスチャを、ＬＥＤ用ウェハに転写できる。
【００７５】
ＬＥＤ用ウェハの汚染と処理については、上記した製造方法−１と同様である。すなわち、ＬＥＤ用パタンウェハをクリーニング後、ＬＥＤ用パタンウェハを６０℃〜１６０℃に加温し、６０℃〜１４０℃に加温されたラミネートロールを使用して、レジストテクスチャシートのレジスト面をＬＥＤ用パタンウェハに貼り合せる。貼り合わせの方法及び機構については、上記の製造方法−１と同様であり、フィジカルエッジから２５０μｍ以降の領域に対してもパタンを精度高く転写できる。
【００７６】
レジストテクスチャシートをＬＥＤ用ウェハに貼り合わせた状態、或いはテクスチャ基材を剥離した状態で露光を行う。ここで、高圧水銀灯、メタルハライド光源、ＬＥＤ光源等により紫外線を照射することで、レジストを硬化させる。テクスチャシートのテクスチャが転写形成されることになる。即ち、上記の製造方法−１のように、露光によるパターニングをしなくとも、テクスチャを付与できる。ここで、更にフォトリソグラフィ法を適用することで、ＬＥＤ用ウェハに転写するテクスチャを、マクロにパターニングできる。例えば、六方配列のテクスチャに対して、ピッチの３〜１０倍の一辺を有するハニカム状のマスクを利用することで、ハニカム状にテクスチャをパターニングできる。或いは、テクスチャを任意に間引くことも可能となる。
【００７７】
露光の後に、加熱、紫外線照射、或いは加熱と紫外線照射によるＰＥＢ（ＰｏｓｔＥｘｐｏｓｕｒｅＢａｋｅ）工程を加えると、後の、ＬＥＤ用ウェハの加工性が向上するため好ましい。なお、レジストシートの剥離方法は特に限定されず、上記した製造方法−１と同様に実施できる。
【００７８】
（３）ＬＥＤ用パタンウェハを加工する。
レジスト組成部をマスクとし、ＬＥＤ用ウェハをエッチングし、ＬＥＤ用パタンウェハとする。
【００７９】
レジストのテクスチャの凹部の底部とＬＥＤ用パタンウェハと、の距離を残膜と称す。この残膜を除去した後に、ＬＥＤ用ウェハのエッチングが進行する。ＬＥＤ用ウェハのエッチングと残膜の除去は同一条件で実施しても、異なる条件にて実施してもよい。例えば、残膜の除去を酸素或いは、酸素とＡｒの混合ガスを使用したエッチングにて実施し、その後、上記の製造方法−１に記載したエッチングを実行できる。或いは、上記の製造方法−１に記載したエッチングにより、残膜除去とＬＥＤ用パタンウェハのエッチングを同時に実施してもよい。
【００８０】
エッチングにより所望のパタンを有するＬＥＤ用パタンウェハを製造し、その後、製造方法−１と同様にクリーニングを実施する。洗浄後のリンス時に、パタンと平坦部の境界がフィジカルエッジ側に寄っているため、既に説明した原理より、液切れが改善され、異物付着が低減する。
【００８１】
製造されたＬＥＤ用パタンウェハを使用し、ＬＥＤを製造する。この際のＣＶＤ工程にて、洗浄時に異物が残存していると、結晶の成長阻害等が生じ、発光しない、或いは発光効率の極端に低いＬＥＤチップが製造され、ＬＥＤ収率が低減する。これに対して、本実施の形態のＬＥＤ用パタンウェハは、洗浄時に生成する異物を抑制できるので、ＬＥＤチップの収率を改善できる。
【００８２】
（製造方法−３）
（１）テクスチャ基材の上に２層レジストを成膜する。
予め、製造方法−２と同様に、テクスチャ基材を製造する。レジストは２種類使用する。第１レジストは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌの少なくとも１以上の金属種を有する無機レジストである。例えば、上記金属種を有する金属アルコキシドを使用できる。この場合、重縮合を実施し２〜２０量体にしてから使用することもできる。まず、第１レジストをテクスチャシートのテクスチャの凹部の内部に充填する。成膜方法は製造方法−１に記載の方法を採用できる。充填率は、高さ率として、５％以上９０％以下が好ましい。このテクスチャシートを、１層レジストシートと称す。
【００８３】
第２レジストとしては、上記製造方法−１に記載したレジストを使用でき、１層レジストシートに対して製造方法−１の方法で成膜する。第２レジストは、第１レジスト及びテクスチャを平坦化するように、成膜する。なお、ドライ膜厚としては、１００ｎｍ〜５μｍの範囲で制御されると好ましい。塗布方法は、製造方法−１に記載した通りである。製造された、テクスチャ基材／第１レジスト／第２レジスト／カバーフィルムより構成される成形体を、２層レジストテクスチャシートと称す。
【００８４】
例えば、フッ素がテクスチャの表層に偏析したテクスチャ基材を繰り出して、３重量％〜１５重量％に希釈した第１レジストを、ダイコーター或いはマイクログラビアにて塗布し、１００℃〜１４０℃の乾燥炉を通過させ、カバーフィルムを合わせて巻き取り、１層レジストシートを製造する。次に、１層レジストシートを巻出し、５重量％〜５０重量％に希釈した第２レジストを、ダイコーター或いはマイクログラビアにて塗布し、６０℃〜１４０℃の乾燥炉を通過させ、カバーフィルムを合わせて巻き取り、２層レジストシートを製造する。カバーフィルムは、製造方法−１に記載したものを使用できる。
【００８５】
テクスチャ基材の膜厚は３０μｍ以上１５０μｍ以下が好ましい。この膜厚にすることで、ＬＥＤ用ウェハのフィジカルエッジ近傍に対する、貼り合わせ精度を向上させることができる。
【００８６】
（２）ＬＥＤ用パタンウェハにレジストを転写する。
カバーフィルムを剥離し、露出した第２レジスト面を、ＬＥＤ用ウェハにラミネーションする。続いて、テクスチャ基材のみを剥離することで、レジストをＬＥＤ用ウェハに転写できる。これにより、ＬＥＤ用パタンウェハのパタンピッチに応じたピッチを有するテクスチャを、ＬＥＤ用ウェハに転写できる。
【００８７】
ＬＥＤ用ウェハの汚染と処理については、製造方法−１と同様である。ＬＥＤ用ウェハをクリーニング後、ＬＥＤ用ウェハを６０℃〜１６０℃に加温し、６０℃〜１４０℃に加温されたラミネートロールを使用して、２層レジストテクスチャシートの第２レジスト面をＬＥＤ用ウェハに貼り合せる。貼り合わせの方法及び機構については、製造方法−１と同様であり、パタンと平坦部の境界をフィジカルエッジ側に寄せることが出来る。
【００８８】
２層レジストテクスチャシートをＬＥＤ用ウェハに貼り合わせた状態、或いはテクスチャ基材を剥離した状態で露光を行う。ここで、高圧水銀灯、メタルハライド光源、ＬＥＤ光源等により紫外線を照射することで、少なくとも第２レジストは硬化する。テクスチャシートのテクスチャが転写形成されることになる。即ち、製造方法−１のように、パターニングした光露光によるパターニングをしなくとも、テクスチャを付与できる。ここで、更にフォトリソグラフィ法を適用することで、ＬＥＤ用ウェハに転写するテクスチャを、マクロにパターニングできる。例えば、六方配列のテクスチャに対して、ピッチの３〜１０倍の一辺を有するハニカム状のマスクを利用することで、ハニカム状にテクスチャをパターニングできる。或いは、テクスチャを任意に間引くことも可能となる。
【００８９】
露光の後に、加熱、紫外線照射、或いは加熱と紫外線照射によるＰＥＢ（ＰｏｓｔＥｘｐｏｓｕｒｅＢａｋｅ）工程を加えると、後の、ＬＥＤ用ウェハの加工性が向上するため好ましい。なお、テクスチャ基材の剥離方法は特に限定されず、製造方法−１と同様に実施できる。
【００９０】
（３）ＬＥＤ用パタンウェハを加工する。
第１レジストをマスクとし第２レジストをエッチングし、エッチングされた第２レジストをマスクとしてＬＥＤ用ウェハをエッチングし、ＬＥＤ用パタンウェハとする。
【００９１】
第１レジスト層をマスクとした第２レジスト層のエッチングは、例えば、酸素或いは、酸素とＡｒの混合ガスを使用したエッチングにて実施できる。続く、第２レジストをマスクにしたＬＥＤ用ウェハのエッチングは、製造方法−１に記載したエッチングとして実行できる。
【００９２】
エッチングにより所望のパタンを有するＬＥＤ用パタンウェハを製造し、その後、製造方法−１と同様にクリーニングを実施する。洗浄後のリンス時に、フィジカルエッジから２５０μｍ以降の領域にパタンが形成されているので、既に説明した原理より、液切れが改善され、異物付着が低減する。
【００９３】
製造されたＬＥＤ用パタンウェハを使用し、ＬＥＤを製造する。この際のＣＶＤ工程にて、洗浄時に異物が残存していると、結晶の成長阻害等が生じ、発光しない、或いは発光効率の極端に低いＬＥＤチップが製造され、ＬＥＤ収率が低減する。これに対して、本実施の形態のＬＥＤ用パタンウェハは、洗浄時に生成する異物を抑制できるので、ＬＥＤチップの収率を改善できる。
【実施例】
【００９４】
以下、本発明の効果を明確にするために実施した実施例により本発明を詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
【００９５】
１２インチのシリコンウェハに、フォトリソグラフィ法を適用し、パタンを形成した。パタンはホール状とした。パタンの配列は正六方配列、ホールの開口径２．６μｍ、ピッチ３．０μｍとした。これを平板マスタと称す。平板マスタをエキシマ処理し、クリーニングした。次に、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジアクリレート、アクリル変性シリコーン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オンを６６ｇ：３４ｇ：５ｇ：３．５ｇにて混合した樹脂を使用し、光ナノインプリント法を適用して、ＴＡＣフィルムに平板マスタのパタンを転写した。なお、光ナノインプリントに使用した光源は高圧水銀灯光源とした。ここで製造したシートに対してＮｉ電鋳処理を行い、得られたＮｉ電鋳プレートを切断及び溶接して円筒状に加工した。次に、円筒状Ｎｉ電鋳に対してトリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル（ｔｒｉｄｅｃａｆｌｕｏｒｏ−１，１，２，２−ｔｅｔｒａ−ｈｙｄｒｏｏｃｔｙｌ）を気相処理し、離型処理を実施した。この離型処理を施した円筒状Ｎｉ電鋳を、Ｎｉマスタと称す。
【００９６】
ロール・ツー・ロール法により、Ｎｉマスタからテクスチャ基材Ｉを製造した。フィルム基材としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを選択した。ＰＥＴフィルムの易接着面に対して、マイクログラビア法を使用し、転写樹脂を塗布した。転写樹脂として、含フッ素添加剤、非フッ素含有重合性ウレタン剤、トリメチロールプロパン（ＥＯ）変性トリアクリレート、ジアクリレート及び光重合開始剤を混合した。含フッ素添加剤としては、イソシアヌル骨格を有すウレタン（メタ）アクリレートであり、（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）単位を含むペルフルオロポリエーテル基を具備するものを使用した。非フッ素含有重合性ウレタン剤としては、ウレタンアクリレートを使用した。より具体的には、６官能ウレタンアクリレートである、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタン剤を使用した。ジアクリレートとしては、１，３−ビス（メタクリロイルオキシ）−２−プロパノールを選定した。重合開始剤は光重合開始剤である、１，２−オクタンジオン，１−［４−（フェニルチオ）−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）］を使用した。含フッ素添加剤は、転写樹脂全体を１００重量部とした際に、３．８重量部添加した。非フッ素含有重合性ウレタン剤は、含フッ素添加剤の１．５倍量を添加した。また光重合開始剤は、転写樹脂全体を１００重量部とした際に、５．５重量部添加した。ジアクリレートは、転写樹脂の粘度が、１８ｃＰになるように添加した。塗布膜厚は、１．７μｍとした。
【００９７】
塗布後、通紙経路を１０分間かけて移動し、Ｎｉマスタのパタン面に転写樹脂を、ゴムのニップロールを使用して押圧した。波長４３６ｎｍ及び波長３６５ｎｍのＵＶ−ＬＥＤ光源を使用して光照射を行った。その後、フィルム基材の流方向後段に位置するニップロールを利用して、転写樹脂とＮｉマスタとを分離した。上記説明した操作は連続的に行われる。これにより、長尺のテクスチャ基材Ｉを得た。
【００９８】
続いて、テクスチャ基材Ｉを裁断し、円筒所に加工して、上記テクスチャ基材Ｉの製造に使用したＮｉマスタと入れ替えた。この状態で、上記テクスチャ基材Ｉと同様の製造を行い、テクスチャ基材ＩＩを得た。テクスチャ基材ＩＩのテクスチャを、走査型電子顕微鏡を使用し観察した結果、複数のホールが正六方配列し、各ホールの開口径は２．６μｍ、ピッチは３．０μｍであることを確認した。
【００９９】
テクスチャ基材に対してレジストを塗布した。レジストとしては、ポリｐヒドロキシスチレン、ジペンタエリスリトールポリアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、エタノン，１−[９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル]−，１−（０−アセチルオキシム）を、６５ｇ：２８ｇ：７ｇ：３．５ｇの重量比にて混合し、更に、メチルエチルケトンとアセトンとの混合溶剤にて、濃度が１４重量％になるように調整した。レジストをテクスチャ基材ＩＩに対してダイコート法にて塗布した。塗布膜厚は、テクスチャの充填率が高さ方向で９５％になるように調整した。塗布後、１０５℃の乾燥炉にて乾燥し、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）製のカバーフィルムを合わせて、巻き取り、レジストテクスチャシートを製造した。
【０１００】
ＬＥＤ用ウェハとして、６インチのサファイアウェハを選択した。サファイアウェハを、ザグリの掘られたヒートテーブルにセットした。この時、サファイアウェハとザグリ周囲との隙間は、１ｍｍ以下とし、段差は０．３５ｍｍとした。ヒートテーブルを加温し、サファイアウェハを１２０℃に温めた。次に、Ｔｇが−１１０℃のシリコーンゴムを表層に有するラミネートローラを、表面温度が９０℃になるように加温した。レジストテクスチャシートからカバーフィルムを剥離し、ラミネートロールを使用し、サファイアにレジスト面を貼り合わせた。その後、レジストテクスチャシートを機械的にステップ／リピートで搬送し、波長３６５ｎｍのＵＶ−ＬＥＤ照射、１２５℃でのＰＥＢ、空冷を行い、最後に、テクスチャ基材を剥離した。なお、ラミネーションはオリエンテーションフラット側から実施し、剥離はその反対側から実施した。
【０１０１】
レジスト付サファイアウェハを、ＢＣｌ３ガスとＣｌ２ガスと、の混合ガスを使用した反応性イオンエッチングによりエッチングした。処理条件としては、ＩＣＰ：１５０Ｗ、ＢＩＡＳ：５０Ｗ、圧力０．２Ｐａとした。その後、硫酸と過酸化水素水の混合液を使用し洗浄した。
【０１０２】
洗浄後のＬＥＤ用パタンウェハを光学顕微鏡と原子間力顕微鏡を使用し観察した。図９は、光学顕微鏡写真であり、図１０は、その模式図である。図１１から図１３は、夫々、図９、図１０に示す領域Ｃ、Ｄ、Ｅにおける各原子間力顕微鏡写真であり、図１４は、図１２の模式図である。なお各写真は、ラミネーションの終端側であって、剥離の開始側である。図９、図１０の結果により、フィジカルエッジから２５０μｍ以内の領域にパタンが形成されていることがわかった。また、フィジカルエッジより７５μｍ地点に、フィジカルエッジに沿うように数珠状のパタン陥没部が形成されていることもわかった。なお、パタン陥没部は、ラミネーション方向をｙ軸とした時に、Ｘ軸と交わるフィジカルエッジ近傍にはほぼ形成されておらず、その比率は１/１００程度であった。
【０１０３】
次に、エッチング前のレジスト付サファイアの状態で、ウェハ中心部のパタンを保護し、ウェハ端部のレジストを除去した。この時、レジストを除去する、フィジカルエッジからの距離をパラメータとして設定し、未処理の３μｍ、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２５０μｍ、３５０μｍとした。この状態で上記説明したエッチング工程を適用し、ＬＥＤ用パタンウェハを製造した。レジストを除去した部分が平坦部となっており、フィジカルエッジからパタン形成部までの距離を任意に変化できた。
【０１０４】
一方で従来法としてフォトリソグラフィ法を適用し、ＬＥＤ用パタンウェハを製造した。６インチのサファイアウェハに、スピンコート法によりレジストを成膜し、エッジリンスとバックリンスを実施した。次に、ステッパーにて露光し、最後に現像して、レジストパタンを得た。エッチングは上記に記載した方法にて実施した。製造したＬＥＤ用パタンウェハを観察したところ、フィジカルエッジから４５０μｍから５００μｍ内側の位置を境にパタンが形成されていた。
【０１０５】
上記にて作製したＬＥＤ用パタンウェハに関し、ＳＰＭ洗浄を実施し、その後リンスし、スピン乾燥を実施した。スピン乾燥は、１秒で１００ｒｐｍまで加速させ１０秒キープ、その後、２秒かけて５００ｒｐｍに加速し３０秒キープする回転プロファイルとした。その後、異物の付着状態を、ウェハ検査装置を使用しカウントした。その結果を表１に記載した。観察分解能を５μｍ以上とし、ウェハ端部含め、ウェハ全領域の異物をカウントし、フィジカルエッジから１ｍｍ以上内側の領域の情報を差し引き、フィジカルエッジ近傍の情報を抽出した。
【０１０６】
【表１】
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【０１０７】
表１より、フィジカルエッジからパタン開始領域までの距離が２５０μｍを境に異物数が増加し始めることが分かった。換言すれば、フィジカルエッジから２５０μｍの領域は平坦部であってもよく、この平坦部は狭い程好ましく、１００μｍ以下であることがより好適とわかった。
【０１０８】
また、従来スピンコート法では、エンジリンスやバックリンス工程の影響で、パタンはフィジカルエッジから４５０μｍ内側に設けることが出来たが（比較例参照）、それより内側は、実現しえなかった。この観点から、本実施例に記載したレジストシートを使用する方法だからこそ、フィジカルエッジ近傍にまでパタンを設けることができ、実績としてフィジカルエッジから３μｍ以降にパタンを精度よく配置できることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、例えば、ＬＥＤ製造に用いられるＬＥＤ用パタンウェハに好適に適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１  フィジカルエッジ
２  面取り部
３  ウェハ主面
４  ウェハエッジ
５、１０〜１３  領域
６  パタン
７  パタン陥没部
８  平坦部
２０  ＬＥＤ用ウェハ
【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１０】
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【図１４】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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