JP5810876B2 - 基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板に識別情報を付与するための基板の製造方法に関する。

従来、レーザビーム照射により、基板に識別情報を付与する方法が知られている（例えば特許文献１）。基板にレーザビームが照射されると、レーザビームが照射された部分が凹みその周辺が隆起する。これによって、識別情報を認識することができる。

特開2000-252176号公報

しかし、レーザビーム照射による方法では、例えば、識別情報を付与した基板を他の部材に貼り合わせる際に、基板における識別情報における隆起した部分が原因で、両者を適切に貼り合わすことができないという問題があった。

そこで、本発明は、他の部材と適切に貼り合わすことができる、識別情報を有する基板の製造方法を提供することを目的とする。

一実施形態に係る基板の製造方法は、基板を準備する工程と、基板上に第１保護膜を形成する工程と、基板上に第２保護膜を形成する工程と、第１保護膜を用いてエッチングすることにより基板に第１凸部を形成して識別情報とする工程と、第２保護膜を用いてエッチングすることにより基板に第１凸部と高さが同じかそれよりも高い第２凸部を形成して素子パターンとする工程と、第１保護膜を除去する工程と、第２保護膜を除去する工程と、を有する。

一実施形態に係る基板の製造方法を説明するためのものである。

以下、図１（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、本発明に係る基板の製造方法について説明する。図１（ａ）〜（ｅ）のそれぞれにおいて、右図は基板１を上方から見た平面図であり、左図は右図における断面図である。より詳細には、図１（ｂ）〜（ｅ）の左図（断面視）は右図（平面視）の第１保護膜２又は識別情報を通る線分における断面図であり、さらに、図１（ｃ）〜（ｅ）の左図は右図の第２保護膜３又は素子パターンを通る線分における断面図である。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明を以下に限定するものではない。また、各図面が示す部材の位置や大きさ等は、説明を明確にするため誇張していることがある。

本実施形態に係る基板の製造方法は、基板１を準備する工程（図１（ａ））と、基板１上に第１保護膜２を形成する工程（図１（ｂ））と、基板１上に第２保護膜３を形成する工程（図１（ｃ））と、第１保護膜２を用いてエッチングすることにより基板１に第１凸部を形成して識別情報とする工程（図１（ｄ））と、第２保護膜３を用いてエッチングすることにより基板１に第１凸部と高さが同じかそれよりも高い第２凸部を形成して素子パターンとする工程（図１（ｄ））と、第１保護膜２を除去する工程（図１（ｄ））と、第２保護膜３を除去する工程（図１（ｅ））と、を有する。

これにより、識別情報となる第１凸部が素子パターンとなる第２凸部よりも突出することがないので、実装性に優れた基板とすることができる。つまり、第１凸部及び第２凸部が形成された側で基板１と他の部材とを貼り合せるときに、第１凸部の隆起による貼り合せムラを抑制することができるので、基板１と他の部材とを平坦性よく貼り合せることができる。

以下、各工程について説明する

（基板１を準備する工程）
図１（ａ）に示すように、基板１を準備する。ここでは、最終的にＬＥＤ素子を得るために、サファイアからなる成長基板１ａ上に、膜厚７μｍの窒化物半導体からなる半導体部１ｂが形成された基板１を準備した。なお、基板１の構造はこれに限定されないことは言うまでもない。

（基板１上に第１保護膜２を形成する工程）
次に、図１（ｂ）に示すように、半導体部１ｂ上に第１保護膜２を形成する。第１保護膜２の材料及び膜厚については、マスクとして機能するための耐久性等を考慮して任意に選択することができる。

ここでは、インクジェットにより第１保護膜２を形成した。具体的には、インクジェット装置により、主としてアクリル酸エステル類にＴｉＯ_２粒子が含まれた白色のインク（IP-011White、セイコーエプソン株式会社）を用いて第１保護膜２を形成した。このインクの最大膜厚は４μｍであった。

第１保護膜２は識別情報となる第１凸部を形成するためのマスクとして機能するため、任意の文字、記号若しくは図形又はそれらの組み合わせ等に適宜変更する必要がある。したがって、一定の形状を有する所謂エッチングマスク等を用いて第１保護膜２を形成するのは好ましくなく、任意の形状を適宜選択可能なインクジェットを用いて第１保護膜２を形成することが好ましい。

（基板１上に第２保護膜３を形成する工程）
次に、図１（ｃ）に示すように、半導体部１ｂ上に第２保護膜３を形成する。第２保護膜３の材料及び膜厚については、マスクとして機能するための耐久性等を考慮して任意に選択することができる。

ここでは、フォトリソグラフィにより第２保護膜３を形成した。具体的には、第２保護膜３としてレジスト（OFPR8600、東京応化工業株式会社）を、半導体部１ｂの全面に最大膜厚５μｍで形成した。その後、露光装置により所望の領域を露光し、ＴＭＡＨ（TetraMethyl Ammonium Hydroxide）からなる現像液で現像した。

第２保護膜３は後に素子パターンとなる第２凸部を形成するためのマスクとして機能するため、精度に劣るインクジェット等ではなく、フォトリソグラフィやスクリーン印刷により形成することができる。特に、フォトリソグラフィであれば、精度に優れ且つ再現性よく第２保護膜３を形成することができるので好ましい。

（第１保護膜２を用いて基板１をエッチングする工程）
次に、図１（ｄ）に示すように、第１保護膜２を用いて基板１をエッチングすることにより、基板１に第１凸部を形成して識別情報とする。具体的には、第１保護膜２及び第２保護膜３が上面に形成された基板１をＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置に設置し、Ｃｌ_２、ＳｉＣｌ_４及びＣＨ_４の混合ガスを用いて、本来の半導体部１ｂの上面から４．５μｍの深さまでエッチングした。

このとき、第１保護膜２としてのインクも完全に除去されており、第１凸部の上方に当たる半導体部１ｂの一部もエッチングされていた。つまり、第１凸部を形成するために半導体部１ｂをエッチングする途中で、マスクとしての第１保護膜２もエッチングにより除去され、続いて第１凸部の上方の一部が除去されたことになる。これにより、第２凸部の上面の高さから第１凸部が突出することを確実に抑制することができる。さらに、本実施形態では、第１保護膜としてＴｉＯ_２粒子を含むインクを用いたので、粒子の存在に起因して第１凸部の上面を租面とすることができた。これにより、より容易に識別情報を視認することができた。識別情報としては、例えば、LOTNO、製造年月日及び電気特性の少なくともひとつを含めることができる。また、それらの情報をバーコードとすることも可能である

（第２保護膜３を用いて基板１をエッチングする工程）
ここでは、識別情報を形成するために第１保護膜２を用いて基板１をエッチングする工程と同時に、第２保護膜３を用いてエッチングすることにより、基板１に第１凸部と高さが同じかそれよりも高い第２凸部を形成して素子パターンとしている。第１保護膜２を用いて基板１をエッチングする工程と、第２保護膜３を用いて基板１をエッチングする工程と、は別工程とすることもできるが、両者を同一工程とすることで工程を簡略化することができる。

（第１保護膜２を除去する工程）
本実施形態では、第１保護膜２を用いて基板１をエッチングする工程において、第１保護膜２を除去している。第１保護膜２を用いて基板１をエッチングする工程と、第１保護膜２を除去する工程と、は別工程とすることもできるが、両者を同一工程とすることで工程を簡略化することができる。

（第２保護膜３を除去する工程）
最後に、半導体部１ｂ上に残った第２保護膜３を除去する。ここでは、アミン系のレジスト剥離液を用いて、第２保護膜３を除去した。レジスト剥離後の識別情報は視認性が良く、目視においても十分に認識可能であった。

（実装性の確認）
次にこのサンプル（第１基板）を、半導体部１ｂ側を接着側にして、貼り合せ用のサファイアからなる基板（第２基板）と、エポキシ系の接着剤により接合を行った。この後の目視の検査にて、基板同士はムラなく均一に接合できていることが確認できた。

第１基板と第２基板をムラなく均一に貼り合せることにより、次のメリットが期待できる。例えば、第１基板となる基板１から成長基板１ａを除去するためには、通常、第１基板の半導体部１ｂと第２基板とを貼り合せた後で、レーザリフトオフ法や研磨等により、第１基板から成長基板１ａを除去することになる。このとき、第１基板と第２基板との貼り合せにムラが生じれば、レーザ照射や研磨により半導体部１ｂが部分的にダメージを受けてしまい、最終的に得られる素子特性を低下させる恐れがある。特に、素子サイズが小さくなればなるほど半導体部１ｂへのダメージの影響は大きくなるので、基板の実装性はより重要となる。本実施形態では、第１基板と第２基板とを貼り合せた後にレーザリフトオフ法により成長基板１ａを除去したが、第１凸部の隆起に伴う素子特性の悪化は確認できなかった。

１・・・基板
１ａ・・・成長基板
１ｂ・・・半導体部
２・・・第１保護膜
３・・・第２保護膜

Claims (5)

1. 基板を準備する工程と、
   前記基板上に、インクジェットにより、第１保護膜を形成する工程と、
   前記基板上に、第２保護膜を形成する工程と、
   前記第１保護膜を用いてエッチングすることにより、前記基板に、第１凸部を形成して識別情報とする工程と、
   前記第２保護膜を用いてエッチングすることにより、前記基板に、前記第１凸部と高さが同じかそれよりも高い第２凸部を形成して素子パターンとする工程と、
   前記第１保護膜を除去する工程と、
   前記第２保護膜を除去する工程と、を有することを特徴とする基板の製造方法。
2. フォトリソグラフィにより、前記第２保護膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の基板の製造方法。
3. 前記第１保護膜を用いて前記基板をエッチングする工程と、前記第２保護膜を用いて前記基板をエッチングする工程と、は同一工程であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板の製造方法。
4. 前記第１保護膜を用いて前記基板をエッチングする工程と、前記第１保護膜を除去する工程と、は同一工程であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板の製造方法。
5. 前記第１保護膜を除去する工程において、前記第１凸部の上面を租面にすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板の製造方法。

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