CN114270478A - 结构体的制造方法和制造装置 - Google Patents

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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

结构体的制造方法，具有对蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的工序，该工序包括：向保持有至少表面由Ⅲ族氮化物构成的蚀刻对象物并能够旋转地进行保持的容器中，注入含接受电子的氧化剂的碱性或酸性的蚀刻液，使所述表面浸渍于所述蚀刻液中的工序；在所述蚀刻对象物和所述蚀刻液静止的状态下，对于被所述容器保持的所述蚀刻对象物的所述表面照射光的工序；对所述表面照射所述光后，使所述容器旋转而使所述蚀刻液飞散至外周侧，由此从所述容器排出所述蚀刻液的工序。

Description

结构体的制造方法和制造装置
技术领域
本发明涉及结构体的制造方法和制造装置。
背景技术
氮化镓(GaN)等的III族氮化物，作为用于制造发光元件、晶体管等的半导体装置的材料使用。另外，III族氮化物作为微机电系统(MEMS)的材料也受到注目。
作为用于对GaN等III族氮化物形成各种结构的蚀刻技术，提出有光电化学(PEC)蚀刻(例如参照非专利文献1)。PEC蚀刻是与一般的干蚀刻相比而损伤较少的湿蚀刻，另外，与中性粒子束蚀刻(例如参照非专利文献2)、原子层蚀刻(例如参照非专利文献3)等损伤少的特殊的干蚀刻相比，设备简单，这一点优选。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：J.Murata et al.,“Photo-electrochemical etching of free-standing GaN wafer surfaces grown by hydride vapor phase epitaxy”,Electrochimica Acta 171(2015)89-95
非专利文献2：S.Samukawa,JJAP,45(2006)2395.
非专利文献3：T.Faraz,ECS J.Solid Stat.Scie.&Technol.,4,N5023(2015).
发明内容
本发明的一个目的在于，提供一种能够通过PEC蚀刻，顺利地进行使用III族氮化物的结构体的制造的技术。
根据本发明的一个方式，提供一种结构体的制造方法，具有对蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的工序，该工序包括：
向保持有至少表面由III族氮化物构成的蚀刻对象物并能够旋转地进行保持的容器中，注入含接受电子的氧化剂的碱性或酸性的蚀刻液，使所述表面浸渍于所述蚀刻液中的工序；
在所述蚀刻对象物和所述蚀刻液静止的状态下，对于被所述容器保持的所述蚀刻对象物的所述表面照射光的工序；
对所述表面照射所述光后，使所述容器旋转而使所述蚀刻液飞散至外周侧，由此从所述容器排出所述蚀刻液的工序。
根据本发明的另一方式，提供一种结构体的制造装置，其具有：
保持有至少表面由III族氮化物构成的蚀刻对象物并能够旋转地进行保持的容器；
向所述容器注入含接受电子的氧化剂的碱性或酸性的蚀刻液的注入装置；
对于被所述容器保持的所述蚀刻对象物的所述表面照射光的光照射装置；
能够旋转地保持所述容器的旋转装置；
以进行对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的处理的方式控制所述注入装置、所述光照射装置、和所述旋转装置的控制装置，对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的处理包括：
向保持有所述蚀刻对象物的所述容器注入所述蚀刻液，并使所述表面浸渍在所述蚀刻液中的处理；
在所述蚀刻对象物和所述蚀刻液静止的状态下，对被所述容器保持的所述蚀刻对象物的所述表面照射光的处理；和
向所述表面照射所述光之后，使所述容器旋转而使所述蚀刻液飞散到外周侧，将所述蚀刻液从所述容器排出的处理。
发明效果
提供一种能够通过PEC蚀刻顺利地进行使用了III族氮化物的结构体的制造的技术。
附图说明
[图1]图1(a)是例示晶片(处理对象物)的概略剖示图，图1(b)是例示设有阴极垫的处理对象物的概略剖示图。
[图2]图2是表示处理装置的一例的概略剖示图。
[图3]图3(a)～图3(c)是表示本发明的第1实施方式的PEC蚀刻工序的概略剖示图。
[图4]图4(a)和图4(b)是例示处理装置的容器的各种结构的概略剖示图。
[图5]图5(a)和图5(b)是例示第2实施方式的后处理工序的概略剖示图。
[图6]图6(a)～图6(d)是概念性地例示实施PEC蚀刻工序和后处理工序时的几个组合方式的时间图。
[图7]图7(a)～图7(c)是在平坦化蚀刻的第1例中，总体表示PEC蚀刻工序和平坦化蚀刻工序的晶片的概略剖示图。
[图8]图8(a)～图8(e)是在平坦化蚀刻的第2例中，总体表示PEC蚀刻工序和平坦化蚀刻工序的晶片的概略剖示图。
[图9]图9是例示后处理工序的其他方式的概略剖示图。
具体实施方式
＜第1实施方式＞
对于本发明的第1实施方式的结构体的制造方法进行说明。本实施方式的结构体的制造方法，具有对蚀刻对象物10(以下，也称为晶片10)进行光电化学(PEC)蚀刻的工序(以下，也称为PEC蚀刻工序)。
该结构体是包括由PEC蚀刻工序实施过PEC蚀刻的晶片10(以下，也称为处理后晶片10)的构件，也可以是对于处理后晶片10根据需要设有电极等其他的构件的(半导体装置、微机电系统(MEMS)等)，也可以是处理后晶片10本身。
图1(a)是例示晶片10的概略剖示图。晶片10是至少实施过PEC蚀刻的表面20由III族氮化物构成的构件。晶片10，例如可以是氮化镓(GaN)衬底等的III族氮化物衬底，另外例如，也可以是在生长衬底上有III族氮化物层经外延生长的外延衬底。外延衬底的生长衬底，例如，可以是蓝宝石衬底、碳化硅(SiC)衬底、硅(Si)衬底等的异质衬底，另外也可以是例如GaN衬底等的同质衬底。另外，外延衬底的生长衬底，例如可以是半绝缘性，另外例如也可以为导电性。在此，所谓“半绝缘性”是指例如电阻率为105Ωcm以上的状态。相对于此，例如，将电阻率低于105Ωcm的状态称为“导电性”。
晶片10的大小没有特别限制，例如，从在1枚晶片10内同时形成多个元件而使生产率提高的观点出发，优选例如直径2英寸以上的大直径。晶片10的大小，例如直径为2英寸(50.8mm)，另外例如直径为4英寸(101.6mm)，另外例如直径为6英寸(152.4mm)。
表面20，例如，由III族氮化物晶体的c面构成。在此所谓“由c面构成”，意思是相对于表面20最近的低指数的晶面，是构成表面20的III族氮化物晶体的c面。构成表面20的III族氮化物具有错位(穿透错位)，错位在表面20以规定的密度分布。
PEC蚀刻处理的对象物100(以下，也称为处理对象物100)，具有晶片10，并根据需要，具有设于晶片10的掩模50等。掩模50在表面20上，划定要进行PEC蚀刻的被蚀刻区域21。掩模50，例如，可以由钛(Ti)等的导电材料形成，另外，例如也可以由抗蚀剂、氧化硅等的不导电材料形成。处理对象物100，也可以是未设掩模50的晶片10本身，被蚀刻区域21是晶片10的表面20的整个面。
图2是表示本实施方式的结构体的制造方法所用的、结构体的制造装置(晶片10的处理装置)200(以下，也称为处理装置200)的一例的概略剖示图。处理装置200具有容器210、注入装置215、光照射装置220、旋转装置230、和控制装置240。
容器210被可旋转地保持，其保持晶片10(处理对象物100)，并且收容蚀刻液201。注入装置215向容器210注入蚀刻液201。光照射装置220，对于被容器210保持的晶片10的表面20照射紫外(UV)光221。旋转装置230可旋转地保持容器210，使容器210在规定的时机，以规定的速度旋转。在此，使容器210静止，即把旋转的速度保持为0，也包括在“使之以规定的速度旋转”内。控制装置240，以进行规定动作的方式分别控制注入装置215、光照射装置220和旋转装置230。控制装置240，例如使用个人电脑而构成。
图3(a)～图3(c)是例示本实施方式的PEC蚀刻工序的概略剖示图。以下，参照图3(a)～图3(c)，对于PEC蚀刻工序进行说明，并且对于处理装置200的结构和操作更详细地说明。
PEC蚀刻工序包括：向保持有晶片10的容器210注入蚀刻液201，使表面20浸渍在蚀刻液201中的工序(以下，也称为注入浸渍工序)；在晶片10和蚀刻液201静止的状态下，向被容器210保持的晶片10的表面20照射UV光221的工序(以下，也称为光照射工序)；对表面20照射UV光221后，使容器210旋转而使蚀刻液201飞散到外周侧，由此从容器210排出蚀刻液201的工序(以下，也称为排出工序)。
图3(a)是表示注入浸渍工序的概略剖示图。容器210以如下方式保持晶片10：使表面20水平配置，换言之，就是使晶片10的表面20与蚀刻液201的表面202平行。作为晶片10的保持机构，例如可使用销机构，另外例如可使用真空夹盘机构。
作为与直径2英寸(50.8mm)的晶片10对应的容器210的底面的直径，例示为70mm。作为与直径4英寸(101.6mm)的晶片10对应的容器210的底面的直径的，例示为120mm。作为与直径6英寸(152.4mm)的晶片10对应的容器210的底面的直径，例示为170mm。
从注入装置215向容器210注入蚀刻液201，使晶片10的表面20浸渍在蚀刻液201中。蚀刻液201的注入，优选在不驱动旋转装置230而使容器210静止的状态下进行。注入蚀刻液201后，等待蚀刻液201静止。
如后述，在光照射工序中，从晶片10的表面20至蚀刻液201的表面202的距离L(以下，也称为晶片配置深度L。参照图2。)优选为1mm以上且10mm以下。因此，注入装置215，以使晶片配置深度L为1mm以上且10mm以下的方式，进行蚀刻液201的注入。
从简便取得恰当的晶片配置深度L的观点出发，优选以如下方式构成容器210：在蚀刻液201被充满至容器210的边缘213的高度为止的状态下，使晶片配置深度L为1mm以上且10mm以下(参照图2)。例如，晶片10的厚度为0.5mm，想要使晶片配置深度L达到5mm时，如果使容器210的底面211至边缘213的高度即容器210的深度D达到5.5mm，则将蚀刻液201充满至容器210的边缘213的高度为止，便能够使晶片配置深度L为5mm。这样做，能够简便地取得恰当的晶片配置深度L。还有，恰当的晶片配置深度L，也可以利用注入装置215适宜调整蚀刻液201的表面202的高度而取得。
图3(b)是表示光照射工序的概略剖示图。在光照射工序中，通过不对旋转装置230进行旋转驱动而使容器210静止，在晶片10和蚀刻液201静止的状态下，对晶片10的表面20照射UV光221。在与蚀刻液201接触并且被照射UV光221的区域即被蚀刻区域21，通过PEC蚀刻，蚀刻III族氮化物。
详细如后述，在本实施方式中，通过UV光221的照射，从蚀刻液201包含的过二硫酸根离子(S2O8 2－)生成硫酸根自由基(SO4 －＊自由基)。
在光照射工序中，优选晶片10和蚀刻液201为静止状态。由此，能够抑制SO4 －＊自由基向表面20的供给状态因蚀刻液201的运动而引起偏差，因为能够通过扩散对表面20供给SO4 －＊自由基，所以能够在面内均匀地进行PEC蚀刻。
在本实施方式中，通过由旋转装置215保持容器210，能够交替进行光照射工序中的容器210的静止操作、和后述的排出工序中的容器210的旋转操作。
在光照射工序中，优选晶片10的表面20与蚀刻液201的表面202平行。由此，能够使配置在表面20上方的蚀刻液201的厚度(换言之就是晶片配置深度L)均匀，因此能够使配置在表面20上方的蚀刻液201中的SO4 －＊自由基的生成、和通过SO4 －＊自由基向表面20的扩散而实现的供给均匀，能够在面内均匀地进行PEC蚀刻。
在此，所谓晶片10的表面20与蚀刻液201的表面202“平行”，是指晶片10的表面20与蚀刻液201的表面202的夹角处于0°±2°的范围内。
在光照射工序中，晶片配置深度L，例如优选为1mm以上且10mm以下。若晶片配置深度L过短，例如低于1mm，则在表面20上方的蚀刻液201中生成的SO4 －＊自由基的量，可能由于晶片配置深度L的变动而变得不稳定。还有，若晶片配置深度L短，则液面的高度难以控制，因此，优选晶片配置深度L为1mm以上，更优选为3mm以上，进一步优选为5mm以上。另外，若晶片配置深度L过长，例如高于10mm，则在表面20上方的蚀刻液201中，无助于PEC蚀刻的、大量SO4 －＊自由基被无效地生成，因此蚀刻液201的利用效率降低。
在光照射工序中，优选UV光221对于晶片10的表面20的整个面(对于表面20上所划分的各被蚀刻区域21)垂直地照射。换言之，优选以光照射装置220对于晶片10的表面20的整个面，垂直地照射UV光221的方式构成。由此，能够使表面20内的UV光221的照射条件一致，能够在面内均匀地进行PEC蚀刻。
在此，所谓对于表面20“垂直”，是指UV光221对于表面20的夹角处于90°±2°的范围内。还有，更优选UV光221是全部光线的方向垂直地对齐的平行光，但也允许不是平行光(是会聚光或扩散光)。所谓“垂直地照射”，是指在分别照射到表面20所划分的各被蚀刻区域21的UV光221中，垂直地照射的成分的强度最高。
将1次量的光照射工序称为1个周期。UV光221的每1个周期的光照射时间，可以根据想要在1个周期中通过PEC蚀刻而蚀刻掉的蚀刻深度适宜设定。
图3(c)是表示排出工序的概略剖示图。在光照射工序之后，通过使容器210旋转而使蚀刻液201飞散到外周侧，由此从容器210排出蚀刻液201。例如，例示以1000圈/分钟旋转20秒的旋转条件。旋转条件以可从容器210排出蚀刻液201的方式适宜调整。
容器210以如下方式构成：根据旋转的状态，切换收容和排出蚀刻液201(或后述的后处理液301)的方式。从易于通过容器210的旋转而使蚀刻液201向外周侧飞散的观点出发，优选容器210的内侧面212(参照图2)，由上方朝向外周侧倾斜的面构成。由此，相比以上方朝向内周侧倾斜的面构成内侧面212的情况而言，能够抑制因离心力而欲向外周侧移动的蚀刻液201的运动受到阻碍、或结果是蚀刻液201残留在容器210中，因此能够易于从容器210中排出蚀刻液201。
在此，所谓容器210的内侧面212是“上方朝向外周侧倾斜的面”，是指在容器210中，底面211与内侧面212的夹角α(以下简称为角α)大于90°且在180°以下。还有，角α也可以根据内侧面212内的位置(根据高度)而变化。换言之，容器210的内侧面212可以是倾斜程度根据位置(根据高度)而变化的面，也可以是曲面。
从排出工序中易于使蚀刻液201向外周侧移动的观点出发，角α例如优选为120°以上。另一方面，角α越大，构成容器210的内侧面212的侧面构件210S占据的径向的宽度越宽，因此，从不过度扩大侧面构件210S的宽度的观点出发，角α例如优选为150°以下。作为内侧面212的形状的一例，可列举角α在任何位置(任意高度)都一定，例如为135°的形状。还有，角α可以根据内侧面212的底面211的高度下的底面211的直径与内侧面212的边缘213的高度下的开口的直径之差适宜设定。
容器210的侧面构件210S(参照图2)，例如，可以与构成容器210的底面211的底面构件210B一体地构成，另外例如，也可以作为与底面构件210B分体的构件，被安装在底面构件210B上。
图4(a)是表示在底面构件210B上安装有侧面构件210S这种结构的容器210的概略剖示图。底面构件210B是平板状的构件，侧面构件210S是圆环状的构件。以安装于底面构件210B的状态，侧面构件210S构成堤状突出的结构。本例的侧面构件210S，具备相比内侧面212配置在较外周侧的、具有平坦的上表面的部分，通过该部分被拧紧而安装在底面构件210B上。
还有，作为容易通过容器210的旋转而使蚀刻液201向外周侧飞散的结构，也可以采用其他的结构。作为这样的其他结构，例如可列举如下的结构：与光照射工序相比，以在实施排出工序时更容易使蚀刻液201飞散至外周侧的方式使容器201的侧面部的形态发生变化，如此来构成容器201。图4(b)是例示这种结构的容器201的概略剖示图。在容器201的侧面构件210S中，在内侧面212的下部，形成有使内侧面212与外侧面214连通的孔212H。孔212H配置在沿着容器201的周向而离散的位置，例如相对于旋转轴而配置在轴对称的位置。在容器201的外侧面214，设有在容器201静止时关闭各孔212H的阀构件214v。阀构件214v可以按任何方式构成，例如由橡胶构件构成。在容器201旋转时，在离心力作用下，阀构件214v被推开，由此收容于容器201的蚀刻液201通过孔212H被排出到外周侧(以虚线表示旋转时的阀构件214v)。
蚀刻液201从容器210被排出后，停止容器210的旋转，结束排出工序。如以上这样，进行包括注入浸渍工序、光照射工序和排出工序的PEC蚀刻工序(1次量)。PEC蚀刻工序，根据经1个周期的光照射工序蚀刻的蚀刻深度和最终想要达成的蚀刻深度(以下，也称为目标蚀刻深度)的关系，可以进行1次，也可以进行多次。
进行多次PEC蚀刻工序时，按顺序多次进行注入浸渍工序、光照射工序和排出工序。换言之，在某次的PEC蚀刻工序中，实施注入浸渍工序、光照射工序和排出工序，结束该次排出工序后，开始下一次的注入浸渍工序，实施该下一次的注入浸渍工序、光照射工序和排出工序。
进行1次(仅1次)PEC蚀刻工序时(参照图6(a)的上层部分)，通过1个周期的光照射工序，蚀刻至目标蚀刻深度。另外，进行多次PEC蚀刻工序时，换言之，进行PEC蚀刻的步进控制时(参照图6(b)的上层部分、或图6(c)的上层部分)，通过每1个周期的光照射工序，蚀刻目标蚀刻深度的整体之中的部分深度，进行多个周期的光照射工序，从而蚀刻至目标蚀刻深度。
例如，目标蚀刻深度是20nm，PEC蚀刻的蚀刻速率为0.5nm/分钟。例如，使每1个周期的光照射时间为40分钟，通过1次(仅1次)PEC蚀刻工序，蚀刻至目标蚀刻深度。另外例如，使每1个周期的光照射时间例如为10分钟，通过4次PEC蚀刻工序，蚀刻至目标蚀刻深度。另外例如，使每1个周期的光照射时间例如为1分钟，通过40次PEC蚀刻工序，蚀刻至目标蚀刻深度。
进行多次PEC蚀刻工序，换言之，进行PEC蚀刻的步进控制，例如，具有以下这样的优点。PEC蚀刻的蚀刻深度能够由蚀刻时间控制，但由于蚀刻时间变长，从而蚀刻深度的误差容易变大。因此，以1次PEC蚀刻而蚀刻至目标蚀刻深度时，蚀刻深度的误差容易变大。相对于此，在步进控制中，因为缩短每1次的蚀刻时间而一点点加深蚀刻深度，所以容易进行整体的蚀刻深度的微调整，容易将相对于目标蚀刻深度的误差抑制得小。
此外，通过步进控制，也容易抑制蚀刻条件的经时变化。详情如后述，随着PEC蚀刻的进行，例如，发生蚀刻液201的pH值出现变化等蚀刻条件的变化。在步进控制中，因为在各次的PEC蚀刻工序中蚀刻液201被更换，所以能够用新的蚀刻液201进行PEC蚀刻。由此，与通过1次PEC蚀刻而蚀刻至目标蚀刻深度的情况相比，换言之，与不更换蚀刻液201而进行PEC蚀刻的情况相比，能够在蚀刻条件的经时变化得到抑制的状态下，进行PEC蚀刻。
通过以上说明的这种1次或多次的PEC蚀刻工序，得到实施过PEC蚀刻的晶片10(处理后晶片10)之后，根据想要得到的结构体(半导体装置、MEMS等)的结构，进行其他的工序(电极形成工序等)。如此制造结构体。还有，也可以根据需要，在进行本实施方式的PEC蚀刻工序之前，对晶片10进行某种加工(构件的形成、结构的形成等)。换言之，就是PEC蚀刻的处理对象物100，已经实施过这样的加工。
接下来，对于PEC蚀刻的机理等更详细地说明。作为被蚀刻的III族氮化物的例子，列举GaN进行说明。
作为PEC蚀刻的蚀刻液201，使用碱性或酸性的蚀刻液201，该蚀刻液201包含构成晶片10的表面20的III族氮化物含有的III族元素的氧化物的生成所用的氧，此外还包含接受电子的氧化剂。
作为该氧化剂，可例示过二硫酸根离子(S2O8 2－)。以下，例示从过二硫酸钾(K2S2O8)供给S2O8 2－的方式，但S2O8 2－例如也可以还从过二硫酸钠(Na2S2O8)、过二硫酸铵(过硫酸铵、(NH4)2S2O8)等供给。
作为蚀刻液201的第1例，列举混合氢氧化钾(KOH)水溶液和过二硫酸钾(K2S2O8)水溶液而成的、在PEC蚀刻的开始时刻显示出碱性的蚀刻液。这样的蚀刻液201，例如，按1:1混合0.01M的KOH水溶液和0.05M的K2S2O8水溶液而进行调制。KOH水溶液的浓度、K2S2O8水溶液的浓度、和这些水溶液的混合比率，可以根据需要适宜调整。还有，KOH水溶液与K2S2O8水溶液混合而成的蚀刻液201，例如也能够通过降低KOH水溶液的浓度，从而使之在PEC蚀刻的开始时刻显示出酸性。
对于使用第1例的蚀刻液201时的PEC蚀刻机理进行说明。通过对于被蚀刻区域21照射波长365nm以下的UV光221，从而在构成被蚀刻区域21的GaN中，空穴与电子成对生成。由于生成的空穴导致GaN被分解为Ga3+与N2(化学式1)，此外，Ga3+被氢氧离子(OH－)氧化而生成氧化镓(Ga2O3)(化学式2)。而且，所生成的Ga2O3被碱(或酸)溶解。如此，GaN的PEC蚀刻进行。还有，所生成的空穴与水反应，水被分解而发生氧(化学式3)。
【化学式1】
Figure BDA0003499931840000111
【化学式2】
Figure BDA0003499931840000112
【化学式3】
Figure BDA0003499931840000113
另外，K2S2O8溶于水而生成过二硫酸根离子(S2O8 2－)(化学式4)，通过对S2O8 2－照射UV光221，硫酸根自由基(SO4 －＊自由基)生成(化学式5)。与空穴成对生成的电子同SO4 －＊自由基一起与水反应，水被分解，从而发生氢(化学式6)。如此，在本实施方式的PEC蚀刻中，通过使用SO4 －＊自由基，能够消耗GaN中与空穴成对生成的电子，因此能够使PEC蚀刻进行。换言之，就是能够进行无电极PEC蚀刻，该无电极PEC蚀刻是不使用在与延伸到蚀刻液201的外部的配线连接的状态下浸渍于蚀刻液201的阴极电极的方式的PEC蚀刻。还有，如(化学式6)所示，随着PEC蚀刻的进行，硫酸离子(SO4 2－)增加，由此蚀刻液201的酸性变强(pH值降低)。
【化学式4】
Figure BDA0003499931840000114
【化学式5】
Figure BDA0003499931840000115
【化学式6】
Figure BDA0003499931840000121
作为蚀刻液201的第2例，可列举混合了磷酸(H3PO4)水溶液与过二硫酸钾(K2S2O8)水溶液而成的、在PEC蚀刻的开始时刻显示酸性的蚀刻液。这样的蚀刻液201，例如，按1:1混合0.01M的H3PO4水溶液和0.05M的K2S2O8水溶液而进行调制。H3PO4水溶液的浓度、K2S2O8水溶液的浓度、和这些水溶液的混合比率，可以根据需要适宜调整。因为H3PO4水溶液和K2S2O8水溶液均为酸性，所以H3PO4水溶液和K2S2O8水溶液混合而成的蚀刻液201在任意的混合比率下均是酸性。还有，因为K2S2O8水溶液本身显示酸性，所以作为在蚀刻开始时刻呈酸性的蚀刻液201，也可以只使用K2S2O8水溶液。这种情况下，K2S2O8水溶液的浓度，例如为0.025M即可。
蚀刻液201从PEC蚀刻的开始时刻起呈酸性，从作为掩模50容易使用抗蚀剂的观点出发而优选。这是由于，若蚀刻液201为碱性，则抗蚀剂掩模容易剥离。还有，作为掩模50使用Ti或氧化硅时(或者不使用掩模50时)，蚀刻液201是酸性还是碱性都没有特别问题。
使用第2例的蚀刻液201时的PEC蚀刻机理被推测为，使用第1例的蚀刻液201时进行了说明的(化1)～(化3)被置换成(化学式7)。换言之，GaN、与经UV光221的照射而生成的空穴、与水发生反应，从而生成Ga2O3、氢离子(H+)、N2(化学式7)。而后，所生成的Ga2O3溶于酸。如此进行GaN的PEC蚀刻。还有，(化学式4)～(化学式6)所示这样的，与空穴成对生成的电子被S2O8 2－消耗的机理，与使用第1例的蚀刻液201的情况同样。
【化学式7】
Figure BDA0003499931840000122
如(化学式5)所示，作为由S2O8 2－生成SO4 －＊自由基的方法，能够使用UV光221的照射和加热中的至少一方。使用UV光221的照射时，为了加大由S2O8 2－进行的光吸收而使SO4 －＊自由基高效率地生成，优选使UV光221的波长在200nm以上且低于310nm。换言之，从高效率地进行通过UV光221的照射，在晶片10中使空穴在III族氮化物中生成，并且在蚀刻液201中使SO4 －＊自由基由S2O8 2－生成的观点出发，优选使UV光221的波长为200nm以上且低于310nm。通过加热进行由S2O8 2－生成SO4 －＊自由基时，也可以使UV光221的波长为(365nm以下)310nm以上。
通过UV光221的照射而从S2O8 2－使SO4 －＊自由基生成时，如上述，晶片配置深度L，例如优选为1mm以上且10mm以下。
PEC蚀刻，也能够对于例示的GaN以外的III族氮化物进行。III族氮化物所含有的III族元素，可以是铝(Al)、镓(Ga)和铟(In)之中的至少1个。对于III族氮化物中的Al成分或In成分进行PEC蚀刻的思考方式，与关于Ga成分参照(化学式1)和(化学式2)、或(化学式7)说明的思考方式同样。换言之，通过光221的照射使空穴生成，从而使Al的氧化物或In的氧化物生成，使这些氧化物溶解于碱或酸，从而能够进行PEC蚀刻。光221的波长，可以根据作为蚀刻对象的III族氮化物的组成适宜变更。以GaN的PEC蚀刻为基准，含有Al时，使用更短波长的光即可，含有In时，可以利用更长波长的光。换言之，能够根据要加工的III族氮化物的组成，适宜选择使用可对该III族氮化物进行PEC蚀刻的波长的光。
还有，在以具有半绝缘性衬底的外延衬底作为晶片10并使用不导电材料所形成的掩模50等情况下，为了促进PEC蚀刻，也可以使用以下说明的这种阴极垫30。图1(b)是例示设有阴极垫30的处理对象物100的概略剖示图。阴极垫30是由导电材料形成的导电构件，设置为，与被蚀刻区域21电连接的、晶片10的导电性区域的表面的至少一部分接触。阴极垫30设置为，在PEC蚀刻时，使阴极垫30的至少一部分，例如上表面与蚀刻液201接触。
如根据(化学式1)和(化学式2)、或(化学式7)所理解的，发生PEC蚀刻的被蚀刻区域21，被认为是作为消耗空穴的阳极发挥功能。另外，如根据(化学式6)所理解的，作为与被蚀刻区域21电连接的作为导电构件的阴极垫30与蚀刻液201接触的表面，被认为是作为消耗(发射)电子的阴极发挥功能。如此，通过使用阴极垫30，也可以促进PEC蚀刻。
＜第2实施方式＞
接下来，对于第2实施方式的结构体的制造方法进行说明。在第2实施方式中，例示在第1实施方式所说明的PEC蚀刻工序之后，具有对晶片10(处理对象物100)进行后处理的工序(以下，也称为后处理工序)的方式。PEC蚀刻工序与第1实施方式中说明的一样。
本实施方式的后处理工序，使用第1实施方式中说明的处理装置200进行(参照图2)。容器210保持晶片10，并且收容后处理液301。注入装置215，向容器210注入后处理液301。使用相同的处理装置200进行PEC蚀刻工序和后处理工序，可实现生产率的提高。
后处理工序包括：向保持有经由PEC蚀刻工序而实施过PEC蚀刻的晶片10的容器210，注入后处理液301，将晶片10被浸渍于后处理液301中的状态维持规定时间的工序(以下，也称为注入浸渍工序)；通过使容器210旋转而使后处理液301飞散到外周侧，从而从容器210排出后处理液301的工序(以下，也称为排出工序)。
作为后处理，例如进行清洗，另外，例如进行平坦化蚀刻。关于平坦化蚀刻的详情后述。作为后处理进行清洗时，作为后处理液301使用清洗液，例如纯水。作为后处理进行平坦化蚀刻时，作为后处理液301，使用后述的平坦化蚀刻液。
图5(a)和图5(b)，是例示本实施方式的后处理工序的概略剖示图。图5(a)是表示注入浸渍工序的概略剖示图。从注入装置215向容器210注入后处理液301，将晶片10被浸渍于后处理液301中的状态维持规定时间。通过晶片10被浸渍于后处理液301中，由此对于晶片10进行与后处理液301的种类相应的后处理。维持晶片10浸渍于后处理液301中的状态的规定期间，以根据想要进行的后处理而适宜设定。
在注入有后处理液301的期间，或晶片10被浸渍于后处理液301中的期间，可以根据需要，处于不对旋转装置230进行旋转驱动而使容器210静止的状态，也可以处于对旋转装置230进行旋转驱动而使容器210旋转的状态。容器210的旋转，以晶片10浸渍在后处理液301中的状态被维持的程度的(后处理液301不会被过剩排出的程度的)速度进行即可。容器210的旋转方向可以是单向，也可以逆转。旋转方向的逆转(揺动方向的逆转)也可以反复进行。
例如，作为后处理进行清洗或平坦化蚀刻时，使容器210旋转，通过使后处理液301中发生(对于晶片10而言相对性的)流动，从而可以实现清洗或平坦化蚀刻的效率提高。
在晶片10被浸渍于后处理液301的期间，根据需要，后处理液301的注入可以停止，也可以间歇性或连续性地进行。后处理液301的注入持续时，不能收容到容器210的这部分的后处理液301，从容器210溢出，从而可以从容器210被排出。
例如，作为后处理进行清洗或平坦化蚀刻时，通过在晶片10被浸渍于后处理液301的期间，持续后处理液301的注入，从而保持容器210内的后处理液301的新鲜，由此也可以实现清洗或平坦化蚀刻的效率提高。
图5(b)是表示排出工序的概略剖示图。在注入浸渍工序之后，通过使容器210旋转而使后处理液301飞散到外周侧，由此从容器210排出后处理液301。例如，例示以1000圈/分钟使之旋转20秒的旋转条件。以后处理液301从容器210被排出的方式，适宜调整旋转条件即可。
后处理液301从容器210被排出后，使容器210的旋转停止，结束排出工序。如以上，进行包括注入浸渍工序和排出工序的后处理工序(1次量)。后处理工序，可以根据需要进行1次，也可以进行多次。
进行多次后处理工序时，按顺序多次进行注入浸渍工序和排出工序。换言之，在某次后处理工序中，实施注入浸渍工序和排出工序，结束该次的排出工序后，开始下一次的注入浸渍工序，实施该下一次的注入浸渍工序和排出工序。
PEC蚀刻工序和后处理工序，可以适宜组合实施。图6(a)～图6(d)是概念性地例示实施PEC蚀刻工序和后处理工序时的几个组合方式的时间图。
图6(a)例示在进行1次PEC蚀刻工序后，换言之，在以1次PEC蚀刻而蚀刻至目标蚀刻深度后，进行1次后处理工序的方式。
图6(b)例示在进行多次PEC蚀刻工序后，换言之，通过步进控制的PEC蚀刻而蚀刻至目标蚀刻深度之后，进行1次后处理工序的方式。
图6(c)例示在进行多次PEC蚀刻工序时，换言之，在进行步进控制的PEC蚀刻时，交替重复PEC蚀刻工序和后处理工序的方式。
还有，各次的后处理工序中进行的后处理的种类，可以根据需要适宜选择。另外，如图6(d)所示，也可以连续(不夹隔PEC蚀刻工序)多次进行相同或不同种类的后处理工序。例如，在作为第1后处理工序进行平坦化蚀刻工序后，可以作为第2后处理工序进行清洗工序。
接下来，对于平坦化蚀刻进行说明。首先，作为平坦化蚀刻的第1例，例示进行1次PEC蚀刻工序后，换言之，以1次PEC蚀刻而蚀刻至目标蚀刻深度之后，作为后处理工序进行1次平坦化蚀刻工序的方式(参照图6(a))。
图7(a)～图7(c)是关于第1例，汇总显示PEC蚀刻工序和平坦化蚀刻工序的晶片10的概略剖示图。图7(a)表示PEC蚀刻工序的开始前的晶片10。
图7(b)表示在PEC蚀刻工序结束后，平坦化蚀刻工序开始前的晶片10(以下，也称为PEC处理后晶片10)。在PEC处理后晶片10，形成作为实施过PEC蚀刻的表面20的表面120(以下，也称为PEC处理后表面120)。
如上述，在晶片10的表面20，以规定的密度分布有错位。在错位中，因为空穴的寿命短，所以PEC蚀刻难以发生。因此，在PEC处理后表面120的与错位对应的位置，作为PEC蚀刻的未溶部分，容易形成凸部122。换言之，在PEC蚀刻工序中，在PEC处理后表面120，(无错位的进行过PEC蚀刻的部分)形成有：经PEC蚀刻而新出现的平坦部121；与平坦部121相比难以进行PEC蚀刻而产生的、相对于平坦部121隆起的凸部122。凸部122是PEC蚀刻的未溶部分，因此其高度最大也在PEC蚀刻的蚀刻深度以下。
图7(c)表示平坦化蚀刻工序的结束后的晶片10(以下，也称为平坦化处理后晶片10)。在平坦化处理后晶片10上，形成有对PEC处理后表面120实施过平坦化蚀刻的表面130(以下，也称为平坦化处理后表面130)。
在平坦化蚀刻中，通过对形成于PEC处理后表面120的凸部122(对平坦部121选择性地)进行蚀刻，从而降低凸部122。所谓“平坦化”，意思就是通过降低凸部122，从而使平坦化处理后表面130的平坦性与PEC处理后表面120相比提高。
作为平坦化蚀刻，例如，采用使用酸性或碱性的蚀刻液的(不是PEC蚀刻)湿蚀刻。作为平坦化蚀刻的蚀刻液，例如，使用盐酸(HCl)水溶液、盐酸(HCl)与过氧化氢(H2O2)的混合水溶液(过氧盐酸)、硫酸(H2SO4)与过氧化氢(H2O2)的混合水溶液(食人鱼溶液)、四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液、氟化氢水溶液(氢氟酸)、氢氧化钾(KOH)水溶液等。更具体地说，例如，使用按1:1混合了30％的HCl和30％的H2O2的过氧盐酸，进行10分钟的平坦化蚀刻。
平坦化蚀刻不是PEC蚀刻。因此，在平坦化蚀刻工序中，对晶片10不照射UV光。在此所谓“不照射UV光”，意思是不照射会发生不必要的PEC蚀刻这样(强)的UV光。
已知对于GaN等的III族氮化物的c面进行蚀刻困难，但PEC蚀刻不论晶体取向，都能够对III族氮化物进行蚀刻，因此即使是c面也能够蚀刻。PEC蚀刻工序的PEC蚀刻，通过一边从作为c面的晶片10的表面20的上方照射UV光221一边进行，从而对于构成表面20的III族氮化物，从相对于表面20垂直的方向(换言之，就是在晶片10的厚度方向上)进行蚀刻。
相对于此，平坦化蚀刻，例如，使用过氧盐酸等的蚀刻液、作为非PEC蚀刻的通常的湿蚀刻进行。在通常的湿蚀刻中，因为III族氮化物的c面难以蚀刻，所以在PEC处理后表面120之中，由c面构成的平坦部121未被蚀刻。但是，凸部122包含c面以外的晶面而构成，因此能够由普通蚀刻来进行蚀刻。因此，能够通过平坦化蚀刻，对于平坦部121，选择性地蚀刻凸部122。平坦化蚀刻是蚀刻c面以外的晶面，即蚀刻与c面交叉的晶面，从相对于c面不垂直的方向(换言之，就是在与晶片10的厚度方向交叉的方向(横向)上)，蚀刻凸部122。
通过由平坦化蚀刻降低凸部122，能够使凸部122接近构成平坦部121的c面。若凸部122被蚀刻而接近c面，则蚀刻将难以进行。因此，在本实施方式的平坦化蚀刻中，抑制凸部122被过剩地蚀刻，容易在平坦化处理后表面130大体平坦的状态下，使平坦化蚀刻结束。
还有，在异质衬底上异质外延生长的III族氮化物层，与同质衬底上同质外延生长的III族氮化物层或III族氮化物衬底相比，错位密度高，由此导致容易形成伴随PEC蚀刻工序而来的凸部122。因此，对于具有在异质衬底上异质外延生长的III族氮化物层的晶片10进行PEC蚀刻工序时，更优选进行平坦化蚀刻工序作为后处理工序。
接着，作为平坦化蚀刻的第2例，例示在进行多次PEC蚀刻工序时，换言之，在由步进控制进行PEC蚀刻时，交替重复PEC蚀刻工序和作为后处理工序的平坦化蚀刻工序的方式(参照图6(c))。
图8(a)～图8(e)是关于第2例，汇总显示PEC蚀刻工序和平坦化蚀刻工序的晶片10的概略剖示图。图8(a)表示第1次PEC蚀刻工序开始前的晶片10。图8(b)表示第1次PEC蚀刻工序结束后的晶片10。图8(c)表示第1次平坦化蚀刻工序结束后的晶片10。图8(d)表示第2次PEC蚀刻工序结束后的晶片10。图8(e)表示第2次平坦化蚀刻工序结束后的晶片10。
在第2例中，与第1例相比，每1次PEC蚀刻工序中被蚀刻的深度浅。因此，在第2例(参照图8(b)和图8(d))中，与第1例(参照图7(b))相比，所形成的凸部122整体上低，另外，凸部122之间的高度的差少。
因此，在第2例的(每1次的)平坦化蚀刻工序中，凸部122的蚀刻容易，另外，容易使蚀刻后的凸部122的高度一致。而且，通过多次重复平坦化蚀刻工序，能够更确实地蚀刻凸部122。由此，在第2例中，能够进一步提高最终得到的平坦化处理后表面130的平坦性。
在本实施方式中，通过PEC蚀刻工序和后处理工序，得到实施过PEC蚀刻和后处理的晶片10后，根据想要取得的结构体(半导体装置、MEMS等)的结构，进行其他的工序(电极形成工序等)。如此制造结构体。
以上，如第1和第2实施方式中说明的，以使容器210在规定的时机按规定的速度旋转的方式被保持的状态下，换言之，容器210的旋转的速度根据时机被适当调节的状态下，通过进行PEC蚀刻工序，另外，根据需要进行后处理工序，从而能够顺利地进行使用了III族氮化物的结构体的制造。
例如，在PEC蚀刻工序中，通过在光照射工序中使容器210静止，从而能够提高PEC蚀刻的面内均匀性，并且通过在排出工序中使容器210旋转，从而能够简便地从容器210排出蚀刻液201。
另外，例如在后处理工序中，通过在注入浸渍工序中，在可维持晶片10被浸渍于后处理液301中的状态的程度下使容器210旋转，从而能够提高后处理的效率，并且通过在排出工序中使容器210旋转，从而能够从容器210中简便地排出后处理液301。
PEC蚀刻工序或后处理工序结束时，蚀刻液201或后处理液301从容器210的排出完毕。因此，能够容易进行从容器210中取出晶片10。或者，像继续进行PEC蚀刻工序或后处理工序这样，进行工序的重复时，能够容易进行下一次的工序开始时的蚀刻液201或后处理液301的注入。
另外，通过高速的旋转，使蚀刻液201或后处理液301在短时间内完全飞散，从而能够在PEC蚀刻工序或后处理工序结束时，避免在晶片10上残留液滴。由此，能够抑制蚀刻不均匀、水斑等干燥不均发生。
容器210构成为，根据旋转的状态，切换收容和排出蚀刻液201或后处理液301这两种形式，以使这些工序顺利进行。
＜其他的实施方式＞
以上，具体地说明了本发明的实施方式。但是，本发明不受上述的实施方式限定，在不脱离主旨的范围可以进行各种变更、改良、组合等。
处理装置200，可以根据需要，具备上述以外的各种构件、机构等。例如，也可以具备盖状构件222(例如，对于光221透明的板)(参照图2)，该盖状构件222在蚀刻液201等排出时，防止飞散的蚀刻液201等附着到光照射装置220上。另外，例如也可以具备移动机构，该移动机构使注入装置215在注入位置与退避位置之间移动。另外，例如也可以具备搬送机构，该搬送机构自动地进行将晶片10收容到容器210内和从容器210中取出晶片10。另外，例如也可以具备喷嘴，该喷嘴为了使晶片10干燥而喷送干燥空气、氮气等。另外，例如也可以具备高度调节机构225(参照图2)，该高度调节机构225用于使容器210(也就是从晶片10)至光照射装置220的距离(工作距离)可变。高度调节机构225调节光照射装置220和容器210至少一方的高度。由此，例如，在使光照射装置220的输出功率一定的状态下，通过改变工作距离，能够调整照射光强度。另外，例如，作为光照射装置220的光源而使用水银灯时，如果由于经时劣化导致光输出功率降低时，通过改变工作距离，也可以抑制照射光强度的降低。还有，注入装置215也可以具备对应注入到容器201的液体而分别设置的导入管。如后述用过氧盐酸进行起泡清洗时，优选向容器201注入时混合盐酸和过氧化氢，因此注入装置215具备盐酸用的导入管和过氧化氢用的导入管即可。还有，想要使晶片10旋转干燥时，可以将晶片10载置于可上下运动的其他保持夹具上，以配置在从容器210的底面浮起的位置的状态，使之旋转、干燥。由此，能够提高从晶片10的(特别是从晶片10的背面的)液体的除去。
还有，在上述的第2实施方式中，例示了在如下状态下进行后处理工序的方式(参照图5(a))：以使后处理液301从容器210的底面积存至晶片10的表面20之上的方式，晶片10被浸渍于后处理液301的状态，换言之，晶片10以没入后处理液301中的方式被浸渍的状态。后处理工序也可以由其他的方式进行。
图9是例示后处理工序的其他方式的概略剖示图。在此方式中，一边进行向容器210注入后处理液301(更具体地说，向晶片10的中心上滴下后处理液301)，一边使容器210高速旋转。由此，在晶片10的表面20上从中心流向外周侧而有助于后处理的后处理液301，飞散到容器210的外周侧而被排出。后处理液301，例如可以是纯水等的清洗液，另外也可以例如是过氧盐酸等的平坦化蚀刻液。
如此，后处理工序也可以不在晶片10以没入后处理液301中的方式被浸渍的状态下进行。还有，在图9所示的方式中，基于后处理液301与晶片10的表面20接触这样的观点，也可以认为是晶片10浸渍于后处理液301的状态。如图9所示的方式，也可以同时进行晶片10向后处理液301的浸渍、和通过旋转排出后处理液301。图9所示的方式的后处理工序，也可以说是包括注入浸渍工序和排出工序。
还有，例如，不论在参照图5(a)和图5(b)说明的方式中，还是另外在例如参照图9说明的方式中，后处理工序中都包括：向保持有经由PEC蚀刻工序而实施过PEC蚀刻的晶片10的容器210中注入后处理液301，和使容器210旋转而使后处理液301飞散到外周侧，从而从容器210排出后处理液301。
还有，作为平坦化蚀刻，也可以使用上述以外的方法。在上述的实施方式中例示了，作为平坦化蚀刻，采用使用了酸性或碱性的蚀刻液(不是PEC蚀刻)的湿蚀刻的方式，即化学性蚀刻凸部122的方式。平坦化蚀刻中，只要是凸部122被蚀刻，则其机构没有特别限定。因此，平坦化蚀刻也可以通过基于化学蚀刻以外的其他机构的蚀刻进行。也可以通过组合多种机构的蚀刻，更有效地进行平坦化蚀刻。
平坦化蚀刻，例如，也可以通过机械地除去凸部122而进行，作为机械的平坦化蚀刻，例如，可以使用起泡清洗，另外例如，也可以使用擦洗。作为起泡清洗的蚀刻液(清洗液)，例如，可列举上述的实施方式中例示的过氧盐酸。以过氧盐酸蚀刻凸部122时，气泡猛烈发生。因此，借助气泡发生带来的冲击，能够破坏并除去凸部122。过氧盐酸可以说是对于凸部122进行化学且机械性蚀刻的蚀刻液。
＜本发明的优选方式＞
以下，附录关于本发明的优选方式。
(附录1)
一种结构体的制造方法，其中，具有对蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的工序，该工序包括：
向保持有至少表面由III族氮化物构成的蚀刻对象物并能够旋转地进行保持的容器中，注入含接受电子的氧化剂的碱性或酸性的蚀刻液，使所述表面浸渍于所述蚀刻液中的工序；
在所述蚀刻对象物和所述蚀刻液静止的状态下，对于被所述容器保持的所述蚀刻对象物的所述表面照射光的工序；
对所述表面照射所述光后，使所述容器旋转而使所述蚀刻液飞散至外周侧，由此从所述容器排出所述蚀刻液的工序。
(附录2)
根据附录1所述的结构体的制造方法，其中，进行多次对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的工序。
(附录3)
根据附录1或2所述的结构体的制造方法，其中，在对所述表面照射光的工序中，在所述蚀刻对象物的所述表面与所述蚀刻液的表面平行的状态下，对所述蚀刻对象物的所述表面照射所述光。
(附录4)
根据附录1～3中任一项所述的结构体的制造方法，其中，在对所述表面照射光的工序中，以从所述蚀刻对象物的所述表面至所述蚀刻液的表面的距离为1mm以上且10mm以下的状态，对所述蚀刻对象物的所述表面照射所述光。
(附录5)
根据附录1～4中任一项所述的结构体的制造方法，其中，在对所述表面照射光的工序中，相对于所述表面垂直地照射所述光。
(附录6)
根据附录1～5中任一项所述的结构体的制造方法，其中，具有对所述蚀刻对象物进行后处理的工序，该工序包括：
向保持有通过对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的工序而实施过光电化学蚀刻的所述蚀刻对象物的所述容器，注入后处理液，将所述蚀刻对象物被浸渍在所述后处理液中的状态维持规定时间的工序；
通过使所述容器旋转而使所述后处理液飞散到所述外周侧，从而从所述容器排出所述后处理液的工序。
(附录7)
根据附录1～5中任一项所述的结构体的制造方法，其中，具有对所述蚀刻对象物进行后处理的工序，该工序包括：向保持有通过对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的工序而实施过光电化学蚀刻的所述蚀刻对象物的所述容器注入后处理液；和通过使所述容器旋转而使所述后处理液飞散到所述外周侧，从而从所述容器排出所述后处理液。
(附录8)
根据附录6或7所述的结构体的制造方法，其中，交替重复对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的工序、和对所述蚀刻对象物进行后处理的工序。
(附录9)
根据附录6～8中任一项所述的结构体的制造方法，其中，在对于所述蚀刻对象物进行后处理的工序中，清洗所述蚀刻对象物。
(附录10)
根据附录6～8中任一项所述的结构体的制造方法，其中，在对于所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的工序中，在所述表面，形成经过蚀刻而新出现的平坦部、和与所述平坦部相比较难蚀刻而产生的相对于所述平坦部隆起的凸部，
在对于所述蚀刻对象物进行后处理的工序中，通过蚀刻所述凸部，从而降低所述凸部。
(附录11)
根据附录10所述的结构体的制造方法，其中，所述凸部形成于构成所述表面的III族氮化物的错位所对应的位置。
(附录12)
根据附录6所述的结构体的制造方法，其中，在向所述容器注入所述后处理液，在所述蚀刻对象物被浸渍于所述后处理液的状态下维持规定时间的工序中，
通过(在维持所述蚀刻对象物浸渍在所述后处理液中的状态的程度下)使所述容器旋转，从而使所述后处理液产生(相对于所述蚀刻对象物的相对的)流动。
(附录13)
根据附录6所述的结构体的制造方法，其中，在向所述容器注入所述后处理液，在所述蚀刻对象物被浸渍于所述后处理液的状态下维持规定时间的工序中，
向所述容器间歇性地或连续性地进行所述后处理液的注入。
(附录14)
一种结构体的制造装置，其具有：
保持有至少表面由III族氮化物构成的蚀刻对象物并能够旋转地进行保持的(构成方式为，可以根据旋转的状态切换收容蚀刻液的形式和排出蚀刻液的形式)容器；
向所述容器注入含接受电子的氧化剂的碱性或酸性的蚀刻液的注入装置；
向被所述容器保持的所述蚀刻对象物的所述表面，照射光的光照射装置；
能够旋转地保持所述容器的旋转装置；
以能够进行对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的处理的方式，控制所述注入装置、所述光照射装置、和所述旋转装置的控制装置，
所述光电化学蚀刻处理包括：
向保持有所述蚀刻对象物的所述容器，注入所述蚀刻液，并使所述表面浸渍在所述蚀刻液中的处理；
在所述蚀刻对象物和所述蚀刻液静止的状态下，对被所述容器保持的所述蚀刻对象物的所述表面照射光的处理；和
向所述表面照射所述光之后，使所述容器旋转而使所述蚀刻液飞散到外周侧，从而将所述蚀刻液从所述容器排出的处理。
(附录15)
根据附录14所述的结构体的制造装置，其中，所述控制装置，以多次进行对于所述蚀刻对象物实施光电化学蚀刻处理的方式，控制所述注入装置、所述光照射装置、和所述旋转装置。
(附录16)
根据附录14或15所述的结构体的制造装置，其中，所述容器，以使所述蚀刻对象物的所述表面水平配置的方式，保持所述蚀刻对象物。
(附录17)
根据附录14～16中任一项所述的结构体的制造装置，其中，所述控制装置，以使所述蚀刻对象物的所述表面至所述蚀刻液的表面的距离为1mm以上且10mm以下，而向所述容器注入所述蚀刻液的方式，控制所述注入装置。
(附录18)
根据附录14～17中任一项所述的结构体的制造装置，其中，所述容器构成为，在所述蚀刻液充满至所述容器的边缘的高度的状态下，使所述蚀刻对象物的所述表面至所述蚀刻液的表面的距离为1mm以上且10mm以下。
(附录19)
根据附录14～18中任一项所述的结构体的制造装置，其中，所述光照射装置构成为，对于所述蚀刻对象物的所述表面的整个面垂直地照射所述光。
(附录20)
根据附录14～19中任一项所述的结构体的制造装置，其中，所述容器的内侧面，由上方朝向所述外周侧倾斜的面构成。
(附录21)
根据附录14～19中任一项所述的结构体的制造装置，其中，以如下方式构成所述容器：以与实施对所述表面照射光的处理时相比，在实施从所述容器排出所述蚀刻液的处理时，使所述蚀刻液更容易飞散至所述外周侧的方式，使所述容器的侧面部的形态发生变化。
(附录22)
根据附录14～21中任一项所述的结构体的制造装置，其中，所述控制装置，以进行对所述蚀刻对象物实施后处理的处理的方式，控制所述注入装置和所述旋转装置，所述处理包括：
向保持有通过对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的处理而实施过光电化学蚀刻的所述蚀刻对象物的所述容器，注入后处理液，将所述蚀刻对象物被浸渍在所述后处理液中的状态维持规定时间的处理；
通过使所述容器旋转而使所述后处理液飞散至所述外周侧，从而从所述容器排出所述后处理液的处理。
(附录23)
根据附录14～21中任一项所述的结构体的制造装置，其中，所述控制装置，以进行对所述蚀刻对象物实施后处理的处理的方式，控制所述注入装置和所述旋转装置，所述处理包括：
向保持有通过对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的处理而实施过光电化学蚀刻的所述蚀刻对象物的所述容器，注入后处理液；和通过使所述容器旋转而使所述后处理液飞散至所述外周侧，从而从所述容器排出所述后处理液。
(附录24)
根据附录22或23所述的结构体的制造装置，其中，所述控制装置，以交替重复对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的处理、和对所述蚀刻对象物进行后处理的处理的方式，控制所述注入装置、所述光照射装置、和所述旋转装置。
(附录25)
根据附录22所述的结构体的制造装置，其中，所述控制装置，在向所述容器注入所述后处理液，并在所述蚀刻对象物被浸渍于所述后处理液的状态下维持规定时间的处理中，
通过(在维持所述蚀刻对象物浸渍在所述后处理液中的状态的程度下，)使所述容器旋转，以使所述后处理液发生(相对于所述蚀刻对象物的相对性的)流动的方式，控制所述旋转装置。
(附录26)
根据附录22所述的结构体的制造装置，其中，所述控制装置，在向所述容器注入所述后处理液，并在所述蚀刻对象物被浸渍于所述后处理液的状态下维持规定时间的处理中，
以间歇性或连续性进进行向所述容器注入所述后处理液的方式，控制所述注入装置。
符号说明
10…蚀刻对象物(晶片)、20…(蚀刻对象物的)表面、21…被蚀刻区域、30…阴极垫、50…掩模、100…处理对象物、120…PEC处理后表面、121…平坦部、122…凸部、130…平坦化处理后表面、200…结构体的制造装置(处理装置)、201…蚀刻液、210…容器、215…注入装置、220…光照射装置、221…UV光、230…旋转装置、240…控制装置、301…后处理液

Claims (17)

1.一种结构体的制造方法，其中，具有对下述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的工序，该工序包括：
向保持有至少表面由Ⅲ族氮化物构成的蚀刻对象物并能够旋转地进行保持的容器中，注入含接受电子的氧化剂的碱性或酸性的蚀刻液，使所述表面浸渍于所述蚀刻液中的工序；
在所述蚀刻对象物和所述蚀刻液静止的状态下，对于被所述容器保持的所述蚀刻对象物的所述表面照射光的工序；
对所述表面照射所述光后，使所述容器旋转而使所述蚀刻液飞散至外周侧，由此从所述容器排出所述蚀刻液的工序。
2.根据权利要求1所述的结构体的制造方法，其中，多次进行对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的工序。
3.根据权利要求1或2所述的结构体的制造方法，其中，具有对所述蚀刻对象物进行后处理的工序，该工序包括：
向保持有通过对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的工序而实施过光电化学蚀刻的所述蚀刻对象物的所述容器注入后处理液，将所述蚀刻对象物被浸渍于所述后处理液的状态维持规定时间的工序；
通过使所述容器旋转而使所述后处理液飞散到所述外周侧，从而从所述容器排出所述后处理液的工序。
4.根据权利要求1或2所述的结构体的制造方法，其中，具有对所述蚀刻对象物实施后处理的工序，该工序包括：向保持有通过对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的工序而实施过光电化学蚀刻的所述蚀刻对象物的所述容器注入后处理液；和通过使所述容器旋转而使所述后处理液飞散到所述外周侧，从而从所述容器排出所述后处理液。
5.根据权利要求3或4所述的结构体的制造方法，其中，交替重复对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的工序、和对所述蚀刻对象物进行后处理的工序。
6.根据权利要求3～5中任一项所述的结构体的制造方法，其中，在对所述蚀刻对象物进行后处理的工序中，清洗所述蚀刻对象物。
7.根据权利要求3～5中任一项所述的结构体的制造方法，其中，在对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的工序中，在所述表面，形成由于蚀刻而新出现的平坦部、和与所述平坦部相比由于难以蚀刻而产生的相对于所述平坦部隆起的凸部，
在对所述蚀刻对象物进行后处理的工序中，通过蚀刻所述凸部，从而降低所述凸部。
8.根据权利要求3所述的结构体的制造方法，其中，在向所述容器注入所述后处理液，将所述蚀刻对象物被浸渍于所述后处理液中的状态维持规定时间的工序中，
通过使所述容器旋转，从而使所述后处理液发生流动。
9.一种结构体的制造装置，其具有：
保持有至少表面由Ⅲ族氮化物构成的蚀刻对象物并能够旋转地进行保持的容器；
向所述容器注入含接受电子的氧化剂的碱性或酸性的蚀刻液的注入装置；
对于被所述容器保持的所述蚀刻对象物的所述表面照射光的光照射装置；
能够旋转地保持所述容器的旋转装置；
以进行对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的处理的方式控制所述注入装置、所述光照射装置、和所述旋转装置的控制装置，
对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的处理包括：
向保持有所述蚀刻对象物的所述容器注入所述蚀刻液，并使所述表面浸渍在所述蚀刻液中的处理；
在所述蚀刻对象物和所述蚀刻液静止的状态下，对于被所述容器保持的所述蚀刻对象物的所述表面照射光的处理；和
向所述表面照射所述光之后，通过使所述容器旋转而使所述蚀刻液飞散到外周侧，从而将所述蚀刻液从所述容器排出的处理。
10.根据权利要求9所述的结构体的制造装置，其中，所述控制装置，以多次进行对所述蚀刻对象物实施光电化学蚀刻处理的方式，控制所述注入装置、所述光照射装置和所述旋转装置。
11.根据权利要求9或10所述的结构体的制造装置，其中，所述容器构成为，以所述蚀刻液充满至所述容器边缘的高度为止的状态，使所述蚀刻对象物的所述表面至所述蚀刻液的表面的距离为1mm以上且10mm以下。
12.根据权利要求9～11中任一项所述的结构体的制造装置，其中，所述容器的内侧面由上方朝向所述外周侧倾斜的面构成。
13.根据权利要求9～11中任一项所述的结构体的制造装置，其中，以如下方式构成所述容器：以与实施对所述表面照射光的处理时相比，在实施从所述容器排出所述蚀刻液的处理时，使所述蚀刻液更容易飞散至所述外周侧的方式，使所述容器的侧面部的形态发生变化。
14.根据权利要求9～13中任一项所述的结构体的制造装置，其中，
所述控制装置，以进行对所述蚀刻对象物实施后处理的处理的方式，控制所述注入装置和所述旋转装置，
所述对所述蚀刻对象物实施后处理的处理包括：
向保持有通过对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的处理而实施过光电化学蚀刻的所述蚀刻对象物的所述容器注入后处理液，将所述蚀刻对象物被浸渍于所述后处理液中的状态维持规定时间的处理；
通过使所述容器旋转而使所述后处理液飞散至所述外周侧，从而从所述容器排出所述后处理液的处理。
15.根据权利要求9～13中任一项所述的结构体的制造装置，其中，
所述控制装置，以进行对所述蚀刻对象物实施后处理的处理的方式，控制所述注入装置和所述旋转装置，
所述对所述蚀刻对象物实施后处理的处理包括：向保持有通过对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的处理而实施过光电化学蚀刻的所述蚀刻对象物的所述容器注入后处理液；和通过使所述容器旋转而使所述后处理液飞散至所述外周侧，从而从所述容器排出所述后处理液。
16.根据权利要求14或15所述的结构体的制造装置，其中，所述控制装置，以交替重复对所述蚀刻对象物进行光电化学蚀刻的处理、和对所述蚀刻对象物进行后处理的处理的方式，控制所述注入装置、所述光照射装置、和所述旋转装置。
17.根据权利要求14所述的结构体的制造装置，其中，所述控制装置，在向所述容器注入所述后处理液，将所述蚀刻对象物被浸渍于所述后处理液的状态维持规定时间的处理中，
通过使所述容器旋转，以使所述后处理液发生流动的方式控制所述旋转装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3776092B2 (ja) 2003-03-25 2006-05-17 株式会社ルネサステクノロジ エッチング装置、エッチング方法および半導体装置の製造方法
JP4151560B2 (ja) 2003-10-28 2008-09-17 沖電気工業株式会社 半導体装置の製造方法
US7186580B2 (en) 2005-01-11 2007-03-06 Semileds Corporation Light emitting diodes (LEDs) with improved light extraction by roughening
JP2007201014A (ja) 2006-01-24 2007-08-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd ウエットエッチング装置およびウエットエッチング方法
JP4392505B2 (ja) 2006-05-10 2010-01-06 国立大学法人群馬大学 多孔質シリコン膜の製造方法
WO2011074691A1 (en) * 2009-12-15 2011-06-23 Osaka University Polishing method, polishing apparatus and polishing tool
JP5552648B2 (ja) 2009-12-15 2014-07-16 国立大学法人大阪大学 研磨方法及び研磨装置
CN101880907B (zh) * 2010-07-07 2012-04-25 厦门大学 纳米精度的电化学整平和抛光加工方法及其装置
JP6376778B2 (ja) 2014-03-04 2018-08-22 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置
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