CN107154364A - 激光剥离工序间对象物反转检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光剥离工序间对象物反转检测方法，本发明提供激光剥离工序间对象物反转检测方法，用于检测由基板和形成于基板上侧的材料层构成的激光剥离对象物的反转，其特征在于，包括：在工作台上装载激光剥离对象物的步骤；使位移传感器位于上述激光剥离对象物的非活性区域的步骤；通过上述位移传感器测定上述基板与材料层之间的高度差的步骤；以及根据所测定的上述高度差，检测上述激光剥离对象物是否发生反转的步骤。

Description

激光剥离工序间对象物反转检测方法

技术领域

本发明涉及激光剥离工序间对象物反转检测方法，并涉及在向激光剥离对象物照射激光束之前，用于检测上述对象物是否发生反转的方法，且涉及利用位移传感器来测定激光剥离对象物件的高度差，从而检测是否发生反转的激光剥离工序间对象物反转检测方法。

背景技术

通常，利用如氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)的Ⅲ族元素的氮化物半导体的热稳定性优秀并具有直接带隙(Direct Bandgap)，从而广泛用于发光二极管用材料。

利用这种Ⅲ族的氮化物半导体很难形成在同种的基板，因此，蒸镀在具有类似的结晶结构的异种基板上，尤其，蒸镀在具有与氮化物类似的晶格常数的蓝宝石基板上来形成外延层。

但是，蓝宝石基板具有非导电特性，且热传递率低，因此无法在下部形成电极，从而局限性地呈现出发光二极管结构，很难释放在发光二极管的驱动中发生的热量，从而也很难适用在用于高输出的大电流。

因此，最近，进行着有关在如蓝宝石的异种基板上形成氮化物半导体外延层，分离上述异种基板来制作垂直型发光二极管的技术的研究。

作为分离这种异种基板的代表性方法，有激光剥离(LLO，LASER Lift-Off)方法。上述激光剥离方法在如蓝宝石基板的异种基板上形成氮化物半导体外延层，基板的对面结合第二基板(例如，金属支撑层)之后，通过蓝宝石基板照射激光束，来从氮化物半导体外延层分离蓝宝石基板。

最近，准分子激光(Eximer Laser)不仅用于利用激光的精密加工领域，而且还用于分离上述异种基板和薄膜的激光剥离工序。

上述准分子激光为248nm KrF、193nm ArF准分子激光，这具有作为氮化物半导体外延层的GaN类的3.3eV带隙和蓝宝石的10.0eV带隙之间的能量，因此通过蓝宝石基板，但是GaN类的半导体外延层会吸收能量，由此，半导体外延层的界面部分被加热及分解，由此，蓝宝石基板和氮化物半导体外延层会分离。

在上述剥离工序中，尤其需要注意的事项为应向蓝宝石基板侧照射准分子激光的激光束来到达氮化物半导体外延层的界面，因此，形成于工序工作台上的蓝宝石基板和蒸镀于其上侧的氮化物半导体外延层的方向变得重要。

即，向照射激光束的方向配置蓝宝石基板，向其相反方向配置氮化物半导体外延层。若相反配置上述两种物质，则激光束首先会到达氮化物半导体外延层，由此，氮化物半导体外延层被加热及分解，从而受到损伤。

并且，在基板上形成有柔性薄膜的情况下，当分离基板和柔性薄膜时，向照射激光束的方向配置基板，向相反方向配置柔性薄膜。其中，在柔性薄膜上形成有与要使用的装置相关的薄膜、图案等。

如图1所示，若上述顺序相反，即，在工序进行的过程中，基板装载存在问题，则激光束先到达柔性薄膜，通常，由高分子形成的柔性薄膜被加热及分解，从而受到损伤(burning)。

并且，在利用柔性薄膜的工序中，如卷对卷(Roll-to-Roll)的旋转(rotation)工序众多，从而可在基板的另一侧面形成有柔性薄膜，即使顺畅地进行基板的装载，也可在照射激光束的方向配置柔性薄膜。

由此，会对周边腔室内部及装置产生污染，由此，在关闭工序装置之后，需要进行清洗作业，因此，会对作业产生莫大的损害。

当装载这种基板时，为了解决基板的反转问题，如图2所示，在基板上表示额外的视觉(vision)标记，从而，通过检测该标记来判断基板是否正常装载。

图2示出利用以往的视觉标记的激光剥离工序间对象物反转检测方法，其中，图2的(a)部分示出对象物正常装载的状态，图2的(b)部分示出对象物非正常装载的状态。

但是，若利用这种视觉标记，则可以部分解决基板的反转问题，但是存在需要在基板生成视觉标记的麻烦，且因视觉标记，基板会受到损伤，且需要在准确地视觉标记上形成传感器，因此存在发生测定误差的问题。

发明内容

本发明用于解决上述问题，本发明的目的在于，提供激光剥离工序间对象物反转检测方法，用于在向激光剥离对象物照射激光束之前检测上述对象物是否发生反转，利用位移传感器测定激光剥离对象物之间的高度差来检测是否发生反转。

为了实现上述目的，本发明提供激光剥离工序间对象物反转检测方法，上述方法用于检测由基板和形成于基板上侧的材料层构成的激光剥离对象物的反转，上述激光剥离工序间对象物反转检测方法的特征在于，包括：在工作台上装载激光剥离对象物的步骤；使位移传感器位于上述激光剥离对象物的非活性区域的步骤；通过上述位移传感器测定上述基板与材料层之间的高度差的步骤；以及根据所测定的上述高度差，检测上述激光剥离对象物是否发生反转的步骤。

并且，优选地，上述位移传感器与基板或基板及材料层的非活性区域相接触。

或者，优选地，在上述位移传感器由单个构成的情况下，使上述基板与材料层之间的边界部垂直地移动，来测定上述基板与材料层之间的高度差。

并且，优选地，上述位移传感器包括用于测定上述基板的高度的基板位移传感器和用于测定上述材料层的高度的材料层位移传感器，用于测定上述基板与材料层之间的高度差，其中，上述基板位移传感器的位置处于固定状态，仅通过移动上述材料层位移传感器来与材料层相接触。

优选地，这种位移传感器在多个位置测定高度差，并且，上述位移传感器能够相对于上述激光剥离对象物的表面垂直或水平地进行位移。

并且，优选地，上述位移传感器不与基板或基板及材料层的非活性区域的上部相接触。

另一方面，优选地，本发明中，在剥离工序腔内，在剥离工序之间连续进行上述激光剥离工序间对象物反转检测。

本发明涉及在向激光剥离对象物照射激光束之前，用于检测上述对象物是否发生反转的方法，本发明具有如下效果：利用位移传感器来测定激光剥离对象物之间的高度差来简单快捷地检测是否发生反转。

并且，本发明具有如下效果：可验证剥离对象物是否正常装载，由此可提高验证的可靠性，并且，使用位移传感器来代替肉眼验证，由此可执行简单且快速的验证。

并且，本发明具有如下效果：在相同腔室内执行验证，由此可简化整体上的制作工序流程，并解决材料层的受损问题，由此防止材料层的损伤，并防止腔室污染。

并且，本发明具有如下效果：因使用位移传感器，无需在基板形成额外的视觉标记，从而工序简单且基板不会受损，并使测定误差最小化，从而提高验证的可靠性。

附图说明

图1为示出在以往的激光剥离工序中因对象物的反转而引起的材料层的受损问题的示意图。

图2为示出利用以往的视觉标记的激光剥离工序间对象物反转检测方法的示意图，其中，(a)部分示出对象物正常装载，(b)部分示出对象物非正常装载。

图3为示出本发明的激光剥离工序间对象物正常装载的反转检测方法的示意图，其中，(a)部分为主视图，(b)部分为侧视图。

图4为示出本发明的激光剥离工序间对象物非正常装载的反转检测方法的示意图，其中，(a)部分为主视图，(b)部分为侧视图。

具体实施方式

本发明涉及在激光剥离工序中，向激光剥离对象物照射激光束之前，用于检测上述对象物是否发生反转的方法，本发明利用位移传感器来测定激光剥离对象物之间的高度差来检测是否发生反转。

由此，本发明利用位移传感器迅速验证激光剥离对象物是否正常装载，而并非用肉眼验证，在相同腔室内连续执行验证，由此简化整体制作工序流程，并解决材料层的受损问题，由此防止材料层的损伤，并防止腔室污染。

以下，参照附图，详细说明本发明，图3为示出本发明的激光剥离工序间对象物正常装载的反转检测方法的示意图，其中，(a)部分为主视图，(b)部分为侧视图。图4为示出本发明的激光剥离工序间对象物非正常装载的反转检测方法的示意图，其中，(a)部分为主视图，(b)部分为侧视图)。

如图所示，本发明的激光剥离工序间反转检测方法用于检测由基板10和形成于基板10上侧的材料层20构成的激光剥离对象物的反转，上述激光剥离工序间反转检测方法包括：在工作台上装载激光剥离对象物的步骤；使位移传感器位于上述激光剥离对象物的非活性区域的步骤；通过上述位移传感器测定上述基板10与材料层20之间的高度差的步骤；以及根据所测定的上述高度差，检测上述激光剥离对象物是否发生反转的步骤。

本发明涉及在激光剥离工序中向激光剥离对象物照射激光束之前检测上述对象物是否发生反转的方法，其中，激光剥离对象物为基板10和形成于基板10的上侧的材料层20。

具体地，在氮化物类发光二极管的情况下，基板可以为蓝宝石基板，材料层可以为氮化物类半导体外延层，在玻璃(glass)上接合的柔性薄膜(flexible film)的情况下，基板可以为玻璃，材料层可以为柔性薄膜，但并不局限于此，均呈现出材料层与异种基板相接合来形成激光剥离对象物的异种结合体。

通常，激光剥离装置包括：腔室；工作台，配置于腔室内部，用于放置基板；激光发生器，配置于腔室外部，用于产生激光束；窗，形成于腔室的一侧，用于使激光束透过腔室内部；以及光学计，形成于腔室外部的激光束的路径上，通过窗向腔室内部引导激光束，来向激光剥离对象物的基板侧照射激光束。

本发明在利用上述激光剥离装置的激光剥离工序中，在照射激光束之前，检测向工作台上装载完的激光剥离对象物的反转。

在本发明中，将激光束以先向基板10侧照射，由此先到达基板10及材料层20的界面的形态装载于工作台上的现象称为正常装载，与其相反，先向材料层20照射激光束的现象称为激光剥离对象物的反转，并将其称为非正常装载。

在这种激光剥离工序间激光剥离对象物反转检测方法中，位移传感器100位于在工作台上完成装载的激光剥离对象物的非活性区域，通过上述位移传感器100测定基板10与材料层20之间的高度差之后，根据所测定的上述高度差，检测激光剥离对象物是否发生反转。

上述位移传感器100位于激光剥离对象物的非活性区域，其中，非活性区域是指，不使用为元件或材料的边缘区域，作为用于检测利用本发明中的位移传感器100的激光剥离对象物的反转的前提条件，如图3及图4所示，与材料层20相比，基板10的面积相对宽广，从而通过检测基板10与材料层20之间的高度差来检测激光剥离对象物是否发生反转。

上述位移传感器100可使用公知的技术，通常使用α-step位移传感器，上述位移传感器可根据基板及材料层的种类实现为与上述对象物表面相接触的接触式传感器或不与上述对象物表面相接触的非接触式传感器。

其中，在使用非接触式位移传感器的情况下，会发生基板10及材料层20的透过率错误，由此需要注意及校正，接触式位移传感器直接与对象物表面相接触，因此，可检测比较准确的对象物的反转与否。

并且，在本发明中所使用的位移传感器100以导电性或非导电性材质实现与对象物相接触的部分，从而防止对于对象物的接触划痕。

如上所述，上述位移传感器100位于激光剥离对象物的非活性区域之后，测定基板10与材料层20之间的高度，根据所测定的该高度差，检测激光剥离对象物是否发生反转。

这种位移传感器100可由一个或两个形成，在由一个形成的情况下，使上述基板10与材料层20之间的边界部I垂直地移动，来测定上述基板10与材料层20之间的高度差，在由两个形成的情况下，包括用于测定上述基板10的高度的基板位移传感器110以及用于测定上述材料层20的高度的材料层位移传感器120，来测定上述基板10与材料层20之间的高度差。

即，在使用单个的位移传感器100的情况下，以抓挠基板10和材料层20的边界部I的方式进行移动来测定基板10与材料层20之间的高度差，在使用两个位移传感器100的情况下，测定基板10及材料层20各个的高度，并根据上述高度差来检测是否发生反转。

其中，在由两个位移传感器100形成的情况下，上述基板位移传感器110处于位置固定的状态，仅移动上述材料层位移传感器120来与材料层20相接触，由此测定两个位置之间的相对的高度差，并根据该高度差来检测是否发生反转。

这是因为，与均移动两个位移传感器100相比，仅移动一个位移传感器100，可简化装置并缩短测定时间。

这种位移传感器100使测定误差最小化，以能够根据基板10及材料层20的宽度调节位置的方式可以相对于上述激光剥离对象物的表面垂直或水平地进行位移。即，为了测定高度差，需要以与基板10与材料层20之间的边界部相邻近的方式设置位移传感器100，为此，位移传感器100以二维或三维的方式调节位置。

并且，这种位移传感器100为了使测定误差最小化而在多个位置测定高度差。

图3及图4示出本发明一实施例的使用两个位移传感器100的情况，宽度相对宽的为基板10，宽度相对窄的为材料层20，将位于基板10的非活性区域的位移传感器100称为基板位移传感器110，将位于材料层20的非活性区域的位移传感器100称为材料层位移传感器120。

这种位移传感器100以与基板10和材料层20的边界部相邻近的方式设置，并用于测定基板10和材料层20的高度差。图3示出激光剥离工序间对象物的正常装载的反转检测方法，图4示出本发明的激光剥离工序间对象物非正常装置的反转检测方法。

如图3所示，在激光剥离对象物正常装载于工作台的情况下，基板10的宽度较宽，因此，若利用上述位移传感器100测定高度差，则识别成没有高度差并输出信号，上述信号值意味着激光剥离对象物正常装载于工作台上，即，以先向基板10侧照射激光束的方式进行装载。

之后，若向基板10侧照射激光束，则借助透过基板10并在与材料层20的界面被材料层20吸收的激光束，相对于基板10，材料层20被激光剥离。

如图4所示，在激光剥离对象物非正常地装载于工作台上的情况下，因基板10与材料层20之间的面积差，若利用位移传感器100测定基板10及材料层20的高度差，则识别成存在高度差来输出信号，上述信号值表示激光剥离对象物非正常地装载于工作台上，即，激光剥离对象物发生反转并装载于工作台上。若检测上述激光剥离对象物的反转，则不会照射激光束，在停止工序或进行正常装载之后继续进行工序。

如上所述，本发明涉及在激光剥离工序中，在向激光剥离对象物照射激光束之前检测上述对象物是否发生反转，利用位移传感器100来测定激光剥离对象物之间的高度差来检测是否发生反转。

由此，可验证准确的剥离对象物的装载与否，由此可提高验证的可靠性，并且，利用位移传感器来代替肉眼验证，由此可执行简单且快速的验证。

并且，本发明具有如下优点：本发明利用位移传感器，由此无需在基板生成额外的视觉标记，从而不会对基板发生损伤，并使测定误差最小化，从而进一步提高验证的可靠性。

另一方面，利用上述位移传感器的高度差的测定在激光剥离工序中连续进行，优选地，在剥离工序腔内，在剥离工序之间连续进行。

即，若为了进行激光剥离工序而在腔室内的工作台上装载完激光剥离对象物，则陷入到腔室内侧，从而利用配置于工作台的上侧的位移传感器来检测是否发生反转。

由此，可简化整体制作工序流程，并解决材料层的受损问题，由此防止材料层的损伤，并可防止腔室污染。

Claims (9)

1.一种激光剥离工序间对象物反转检测方法，用于检测由基板和形成于基板上侧的材料层构成的激光剥离对象物的反转，其特征在于，包括：

在工作台上装载激光剥离对象物的步骤；

使位移传感器位于上述激光剥离对象物的非活性区域的步骤；

通过上述位移传感器测定上述基板与材料层之间的高度差的步骤；以及

根据所测定的上述高度差，检测上述激光剥离对象物是否发生反转的步骤。

2.根据权利要求1所述的激光剥离工序间对象物反转检测方法，其特征在于，上述位移传感器与基板或基板及材料层的非活性区域相接触。

3.根据权利要求1所述的激光剥离工序间对象物反转检测方法，其特征在于，在上述位移传感器由单个构成的情况下，使上述基板与材料层之间的边界部垂直地移动，来测定上述基板与材料层之间的高度差。

4.根据权利要求1所述的激光剥离工序间对象物反转检测方法，其特征在于，上述位移传感器包括用于测定上述基板的高度的基板位移传感器和用于测定上述材料层的高度的材料层位移传感器，用于测定上述基板与材料层之间的高度差。

5.根据权利要求1所述的激光剥离工序间对象物反转检测方法，其特征在于，上述位移传感器在多个位置测定高度差。

6.根据权利要求4所述的激光剥离工序间对象物反转检测方法，其特征在于，上述基板位移传感器的位置处于固定状态，仅通过移动上述材料层位移传感器来与材料层相接触。

7.根据权利要求1所述的激光剥离工序间对象物反转检测方法，其特征在于，上述位移传感器能够相对于上述激光剥离对象物的表面垂直或水平地进行位移。

8.根据权利要求1所述的激光剥离工序间对象物反转检测方法，其特征在于，上述位移传感器不与基板或基板及材料层的非活性区域的上部相接触。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的激光剥离工序间对象物反转检测方法，其特征在于，在剥离工序腔内，在剥离工序之间连续进行上述激光剥离工序间对象物反转检测。