CN111095519A - 用于分离临时接合的基底堆垛的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于通过借助于由激光器(5)发出的激光束(16,16')加载基底堆垛(23)的连接层(25)来分离临时接合的基底堆垛(23)的方法，其特征在于，在以激光束(16,16')加载连接层(25)期间探测在临时接合的基底堆垛(23)处反射和/或透射的激光器(5)的激光束(16,16',16r)。此外，本发明涉及一种对应的装置。

Description

用于分离临时接合的基底堆垛的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于分离临时接合的基底堆垛(Substratstapel)的方法以及一种根据权利要求6所述的装置。

背景技术

在现有技术中存在大量方法，以便将基底彼此连接。连接的意义和目的是或者持久的或者临时的基底堆垛。如果基底临时、尤其借助于接合层(Bondschicht)相连接，它们在另一时刻在流程链中又彼此分离。分离过程称为剥离(Debonden)。用于分离基底堆垛的最新和最重要的方法之一是激光剥离。在激光剥离的情形中，聚焦的激光束以高功率和限定的波长扫描两个基底的基底堆垛界面范围且通过到接合层中的高能量输入导致两个基底彼此的松脱。

剥离过程的评价在现有技术中根据基底彼此的分离来实现，例如通过光学鉴定。例如检查表面粗糙度和表面特性。

在现有技术中的问题在于，通过以激光束加载可发生基底、尤其基底的昂贵的功能构件的损坏。

发明内容

因此，本发明的任务是克服现有技术的缺点且尤其确保基底堆垛的尽可能无损坏的、但是仍然高效的分离。

该任务以并列的专利权利要求的对象以及随后公开的发明思想来解决。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中说明。在本发明的范畴中，同样落入有由在说明书、权利要求书和/或图纸中说明的特征中的至少两个组成的全部组合。在值范围的情形中，处于提到的极限内的值也应作为极限值公开且可以以任意的组合来要求。

本发明尤其指出，通过评估在分离期间用于分离基底堆垛的正确的激光参数可避免损伤，同时但是能够实现高效的分离。在一方面，用于至少部分损坏临时接合层(连接层)的激光束的带入的能量必须足够强，以便引起高效的分离。在另一方面，带入的激光功率不允许超过损坏基底表面的功率，在其上可存在尤其功能构件。换而言之，激光束的带入的能量导致临时的接合层的粘附强度的至少部分削弱(更优选地完全的降低)。因为由于辐射有针对性的能量输入和能量转化在接合层中实现，最小化功能构件的尤其热的且/或光热的负荷。为了评估正确的激光参数，根据本发明尤其现场在以激光束加载基底堆垛以用于将基底堆垛的基底彼此分离期间探测由基底堆垛反射的且/或通过基底堆垛透射的激光束。

本发明的核心思想尤其在于，指出一种装置和一种方法，借助于其在基底堆垛的接合层的加载期间可实现激光参数的监控和/或匹配和/或接合层的监控。

根据本发明，基底堆垛的两个基底通过至少一个连接层、尤其临时接合层、优选地接合粘接剂(Bondingadhäsiv)彼此相连接。同样可设想使用多个连接层，尤其带有不同的物理和/或化学性质。在一种完全特别的根据本发明的实施方式中，不同的连接层物理上且/或化学上不同敏感地反应于激光的光子。根据本发明可设想，连接层具有松脱层(英语：释放层)。通过加载松脱层，其化学上和/或物理上如此改变，以至于尤其完全地减少在基底之间的粘接。

本发明的另一核心思想尤其在于，指出一种装置和一种方法，以便针对基底堆垛的类型确定正确的或最优的激光参数，因此基底堆垛在批量生产(英语：大规模制造，HVM)中以高产量和最小的控制耗费来分离。

在此，激光参数作为测量队列的结果和/或作为调节参量的参数来优化。换而言之，探测的测量值如激光束强度、轮廓形状、分离的堆垛的面均匀性、激光束的均匀性通过在控制/或调节单元、尤其计算机中的尤其自动的反馈回路来集合且/或评估。优化的调节参量然后用于另外的剥离过程和/或测量队列。

最小的、在最优的激光参数的前面提到的确定后保留的控制耗费尤其涉及激光束性质的现场测量，其中辐射至少部分地和/或暂时未朝向基底堆垛指向，而是直接朝向激光束传感器。这允许辐射源的相应的状态的控制，尤其针对准确的调节、老化迹象。

根据本发明的一种有利的实施方式，连接层(25)以激光束(16,16') 的加载以扫描的方式实现。

在扫描步骤中的激光束的扫描运动具有如下轨迹和/或轨道中的一个或多个：

-x-y扫描或锯齿-线路扫描。在坐标方向中，激光束照亮基底堆垛，其中在实现一线路后下一线路在相同的方向上被照亮。

-带有往复运动(曲折运动)的x-y扫描：激光束沿一个方向照亮一线路，下一线路尤其无缝地沿相反的方向被照亮/扫描且继续。

-螺旋-扫描：扫描运动沿着螺旋以相同的脉冲频率且对此联接地以不同的偏转速度实施。

-备选的螺旋-扫描：扫描运动沿着螺旋以可变的脉冲频率且对此联接地以扫描器的相同的偏转速度进行。

-圆形-扫描：借助于扫描运动实施尤其闭合的、全面的圆形环。

-带有位置限制的随机-点-扫描：扫描运动与偶然过程如偶然数生成器联接，其中在一个激光脉冲后对此跟随的激光脉冲以大于5微米、优选地大于50微米、特别优选地大于500微米、特别优选地大于5mm的间距在偶然计算的点处进行。在此，以激光脉冲处理的以及未处理的面继续更新，从而装置尤其自主偶然地从未处理的面的数量中选出下一斑点。该方法的优点是基底的局部的热负荷的降低。

扫描步骤尤其相应于在没有激光束的运动的情况下激光束的辐射面的照亮。

优选地，在所有提到的扫描运动的情形中可调节在两个彼此跟随的扫描步骤之间的最小间距。最小间距尤其大于辐射面的直径，优选地是辐射面的直径的至少两倍大。在另一实施方式中，可最小化最小的控制耗费，通过激光束在扫描基底堆垛的情形中击中限定的区域，在其中透射借助于列举的传感器来探测且不需要用于测量激光辐射的附加的技术上的措施、尤其扫描器运动。

装置根据本发明优选地如此设计，以至于不仅实现激光参数的监控和/或匹配，而且同时可执行利用激光束的激光剥离。由此，可以以有利的方式将存在的激光剥离设施扩展至根据本发明的装置，通过安装根据本发明的探测器件。

在另一实施方式中，存在的剥离装置可以以根据本发明的测量装置以及调节装置和方法来加装、扩展。作为独立的发明由此公开加装方式，以便使来自现有技术的存在的装置装备以根据本发明的功能性。

本发明尤其描述了一种装置和一种方法，借助于其能够实现剥离过程、尤其激光剥离过程的现场测量。本发明在此尤其基于如下主意，通过至少一个传感器、优选地传感器场测量耦合到基底堆垛中的激光束的透射的和/或反射的强度，且尤其通过标准化输入功率获得对于接合层的加载的质量的推断。尤其，通过确定损失功率推断出加载的质量。

通过使用传感器场可尤其生成整个接合层的位置分辨的草图。

装置和方法优选地用于透射模式中，因为探测器在与光学系统相对而置的侧面上在定位技术上可更简单地实现。

透射的和/或反射的激光功率可现场、尤其位置分辨地确定。记录的数据提供对于激光对于接合层的作用的推断。

根据本发明的松脱层的厚度优选地处于0.0001μm和1000μm之间、优选地在0.005μm和500μm之间、还更优选地在0.001μm和400μm之间、最优选地在0.05μm和300μm之间、所有最优选地在0.01μm和200μm之间。

尤其具有松脱层的临时接合层的厚度优选地处于0.001μm和1000μm之间、更优选地在0.005μm和500μm之间、还更优选地在0.01μm和400μm之间、最优选地在0.05μm和300μm之间、所有最优选地在0.1μm和200μm之间。

尤其在激光剥离的情形中，通过激光，临时接合层的松脱层被解开且因此执行分离、即剥离过程。尤其，以激光束离解化学连接，其导致粘接的降低。在剥离器的一种优选的实施方式中，尤其可调节的激光束触发在临时接合层中的直接光化学反应，其以尤其可逆的方式直接改变临时接合层、尤其临时接合层的松脱层的连结，从而降低、尤其消除层的粘附强度。通过直接的光化学反应不进行基底或基底堆垛的基本的加热、尤其不进行加热。优选地，相对于全部基底堆垛的初始温度的温度提高在此限制于小于100℃、优选地小于50℃、优选地小于25℃、特别优选地小于15℃。就此而言谈及临时接合层，备选地可设想连接层。

在剥离器的另一优选的实施方式中，尤其可调节的激光辐射触发在临时接合层中的光热反应，其尤其可逆地改变临时接合层、尤其临时接合层的松脱层的连结，从而降低、尤其消除了层的粘附强度。进行足够高的局部加热，以便降低粘附强度。在激光点中的局部加热尤其小于2000℃、优选地小于1500℃、还更优选地小于1000℃、最优选地小于500℃、所有最优选地小于250℃。基底堆垛在此整体上以小于100℃、更优选地小于50℃、特别优选地小于25℃加热。

反应温度，整体上在装置中的基底处测量，尤其在0℃和300℃之间、优选地在10℃和200℃之间、特别优选地在室温/大气温度和40℃之间。

在剥离器的另一优选的实施方式中，激光束性质、尤其波长、脉冲持续时间、均匀性、束横截面和/或光能量可如此调节，以至于实现光化学或光热反应或两种反应类型的混合形式。

尤其，光化学的和/或光热反应可在有机材料的情形中导致有机材料的完全的碳化。对此，理解为所有原子除了碳以外的化学移除。作为碳化的反应产物作为层出现的碳具有尤其对于根据本发明相关的波长范围的较高的吸收系数。因此，优选地寻求，如此设定根据本发明的参数，以至于进行尽可能轻微的碳化、优选地不进行碳化且因此不出现含碳的、不透明的层、尤其炭黑层。

根据本发明的装置尤其包括光学系统，借助于其可将由激光器生成的激光束朝向基底堆垛指向且其参数(尤其其功率)在反射和/或透射模式中被测量。光学系统优选地通过机架静态地与基座相连接。基底堆垛固定在基底支架上。

基底支架优选地具有固定装置。固定装置用于固持基底。固定装置尤其从以下固定装置中的一个或多个中选出：

•机械固定装置，尤其夹持装置，和/或

•真空固定装置，尤其带有可单个操控的和/或彼此连接的真空轨道，和/或

•电气固定装置，尤其静电固定装置，和/或

•磁性固定装置，和/或

•粘接固定装置，尤其Gel-Pak固定装置和/或带有粘接的、尤其可操控的表面的固定装置。

固定装置可尤其电子地通过优选地基于软件的控制单元来操控。真空固定装置是优选的固定类型。真空固定装置优选地包括多个真空轨道，其在试样支架的表面处逸出。真空轨道优选地可单个操控。在一种技术上可更简单地实现的应用方案中，一些真空轨道联合成真空轨道部段，它们可单个操控。它们可被抽真空或被注满。每个真空部段优选地独立于其他的真空部段。真空部段优选地环形地构造。由此，能够实现基底从试样支架的有针对性的、径向对称的、尤其由内向外或反过来伸延的固定或松脱。

大体上，剥离装置可包含至少一个控制和/或调节单元、尤其计算机，其检验和/或存储和/或处理和/或输出和/或设定装置参数/方法参数。尤其，所有测量仪器可在根据本发明的方法中与用于信息获取或处理或存储或输出的控制和/或调节单元相连接。

在光学系统和基底支架之间可优选地实现相对运动。优选地，基底支架运动，而光学系统、机架和基座静态地布置。

在一种特别优选的实施方式中，通过束在光学系统中的偏转实现在基底堆垛和激光束之间的相对运动，其中在基底支架上的基底以及装置的另外的部件彼此不运动。

对于基底堆垛的加载且对于经辐射的基底堆垛或经分离的基底的卸载设置有对于本领域的技术人员而言已知的加载或卸载顺序。

借助于根据本发明的装置，能够借助于激光器分离作为基底堆垛的部分的至少两个基底且并发地、同时地或在至少部分重叠的时间间隔中确定反射的和/或透射的激光束的性质/参数，其允许关于剥离过程的直接推论。由此根据本发明能够实现分离在分离期间的控制，以便优化分离过程，即尽可能无损害地且高效地分离。

在根据本发明的第一实施方式中，装置优选地设计为扫描装置。扫描装置理解为根据本发明的装置，在其中实现在通过基底堆垛形成的X-Y平面中相对于光学系统、尤其垂直于基底堆垛在Z方向上对准的激光束的相对运动。激光可在该情况中通过连续的、尤其全面的扫描辐射基底堆垛的整个接合层。优选地，在此至少一个探测器静态地相对于光学系统固定。

在根据本发明的第二实施方式中，由装置输出激光束，其全面地辐射基底堆垛，尤其通过从激光器输出的激光束以光学装置的扩展。激光束、尤其其功率的测量优选地借助于探测器场来进行，其取决于位置地测量透射的和/或反射的激光辐射。备选地，实现至少一个探测器相对于静态的基底堆垛的相对运动，以便取决于位置地测量透射的和/或反射的激光辐射。

测量为光功率、尤其辐射功率的激光器的功率(其可连续地在基底处给出)为尤其至少5W、优选地多于10W、还更优选地多于15W、最优选地多于17W、所有最优选地多于30W。

激光器的优选的波长范围处于100nm-10000nm之间、优选地在250nm-1100nm之间、还更优选地在270nm-430nm之间、最优选地在280nm-380nm之间、所有最优选地在305nm-380nm之间。

在一种特别优选的实施方式中，激光器的波长可借助于频率转换器、尤其声光调制器、尤其布拉格单元调节和/或过滤。

在装置的另一优选的实施方式中，激光束包含来自1064nm、420nm、380nm、343nm、318nm、308nm、280nm的整体的至少一个波长。

特别有利的是使用带有至少两种波长的激光束，以便尤其可组合地在接合层中促使光化学和光热过程。

在装置的一种特别优选的实施方式中，辐射源是二极管激光器。

每基底的激光辐射的总能量尤其在0.01mJ和5000kJ之间、优选地在0.1mJ和4000kJ之间、特别优选地在100mJ和2000kJ之间调节。

激光束可以以连续模式或脉冲地运行。脉冲频率尤其在0.1Hz和300MHz之间、优选地在100Hz和500kHz之间、特别优选地在10kHz和400kHz之间、完全特别优选地在100kHz至300kHz之间调节。

每基底堆垛的脉冲的数量取决于所需的总能量为优选地多于1百万脉冲、优选地多于3百万脉冲、特别优选地多于5百万脉冲、完全特别优选地6百万脉冲。

每脉冲辐射击中基底堆垛的能量尤其在0.1nJ和1J之间、优选地在1nJ和900μJ之间、特别优选地在10nJ和500μJ之间调节。

每脉冲的辐射面尤其在1μm²和10000μm²之间、优选地在10000μm²和50000μm²之间、特别优选地在1000μm²和40000μm²之间、完全特别优选地在2500μm²和26000μm²之间。

对于辐射面的同义词作为点大小、束斑点(英语：激光点尺寸)对于本领域的技术人员而言是已知的。

辐射面的形状尤其是圆形的，在其他的优选的实施方式中是椭圆形的，在特别优选的实施方式中是矩形的。

在文字的继续走向中且在图中描述和呈现了根据本发明的第一实施方式。

作为光学系统，在印刷文献的继续走向中理解有所有光学元件的量，借助于其根据本发明的装置被构建或其被用于执行根据本发明的过程。作为光学元件根据本发明尤其选出如下中的一个或多个：

•镜子，尤其平面镜、凸面镜或凹面镜，

•透镜，尤其

○凸面透镜、尤其双凸面、平凸面或凹凸面，

○凹面透镜、尤其双凹面、平凹面或凸凹面，

○菲涅尔透镜，

•棱镜，

•衍射元件、尤其衍射格栅，

•望远镜。

作为望远镜理解为如下光学系统，利用其可以以至少两个光学结构元件改变激光束的直径和/或聚焦。

光学结构元件可包括简单的透镜和/或校准的透镜、如消色差透镜和/或复消色差透镜以及由多个透镜组合的、尤其可彼此调整的透镜组。

基底可具有每种任意的形状，但是优选地是圆形的。基底的直径尤其工业上标准化。用于晶圆的是工业上常见的直径，1英寸、2英寸、3英寸、4英寸、5英寸、6英寸、8英寸、12英寸和18英寸。根据本发明的实施方式但是可基本上独立于其直径处理每种基底。基底尤其对于激光器而言透明地构造。优选地，至少一个、还更优选地两个基底是玻璃基底。

在另一实施方式中，基底堆垛包括对于激光辐射而言透明的载体基底，包括不透明的、尤其部分金属化的镜反射的产品基底以及临时接合层。在该情况中，载体基底首先由激光束射穿。

在另一实施方式中，基底堆垛可如此固定在基底支架处，以至于不是载体基底而是产品基底首先由激光束射穿。

在光学路径中至少通过载体基底直到连接层中关于所使用的激光器的透射系数优选地对于根据本发明的基底或根据本发明的基底堆垛而言大于5%、更优选地大于25%、还更优选地大于50%、还更优选地大于75%、所有最优选地大于90%。

望远镜尤其是如下望远镜，其可非常快地切换，其中尤其其焦点可非常快地改变。对于在两个焦点之间的变换的切换频率尤其大于1Hz、优选地大于10Hz、还更优选地大于100Hz、最优选地大于1000Hz、所有最优选地大于10000Hz。

焦点可在其内改变的长度尤其大于0.1mm、优选地大于1mm、还更优选地大于5mm、最优选地大于10mm、所有最优选地大于20mm。

根据本发明的实施方式可具有多个望远镜，尤其多于1个望远镜、优选地多于2个望远镜、还更优选地多于3个望远镜、最优选地多于4个望远镜、所有最优选地多于5个望远镜。望远镜尤其用于束形状的动态增大/缩小且因此用于消融面或辐射面。

聚焦的匹配允许景深范围相应于基底堆垛的可能存在的弯曲的准确的定位。尤其，临时接合的基底堆垛可首先在产品基底背面变薄或另外处理后具有极端的应力，其导致整个基底堆垛的不可忽略的弯曲。如果基底堆垛弯曲，则同样基底在其处彼此连接的接合层弯曲。如果此时实现了所有点沿着接合层的根据本发明的扫描，则景深范围根据本发明作为位置的函数来匹配，以便获得最优的剥离结果。

束可通过光学元件的任意数量和组合来成形。束形状是几何截面图，其当将激光束与平面相交时出现。尤其，束与接合层的几何截面图与消融面/辐射面相同。可设想的束形状是：

•线形状

•矩形形状，尤其

○正方形形状

•六角星形状

•三角形形状

•椭圆形形状，尤其圆形形状

•任意的其他的形状，尤其借助于孔口。

通过光学元件可任意地设定强度轮廓，即强度沿着穿过束形状的方向的走向。优选的强度轮廓是

•高斯轮廓

•矩形轮廓

•三角轮廓

•椭圆轮廓，尤其圆形轮廓

束形状和强度轮廓的设定可能性尤其用于均匀性优化。示例性地提到如下理想的示例。带有1μm的侧边长度的正方形的束形状和完美的矩形的强度轮廓的激光束在1μm的步幅的情形中沿x和y方向在面的完全扫描的情形中生成完全均匀的辐射。因为生成带有完美的正方形的束形状和完美的矩形的辐射轮廓的激光束是不可能的，经辐射的面的均匀性通过其他的束形状和/或其他的强度轮廓的重叠来近似。

束形状限定消融面/辐射面。

消融面(在较小的面的极限情况中也称为消融点)是激光束与接合层的每个部分的截面，其通过激光束毁坏且/或尤其不可逆地改变。消融面的形状和/或大小尤其具有对于激光器在该面中的功率密度的直接影响且可由此用于有针对性地控制消融。

消融面的大小可尤其通过光学元件、优选地通过望远镜设定。也可设想在基底堆垛和光学系统之间的相对移动，直到朝向基底堆垛指向的激光器未平行化、也就是说收敛或发散。尤其，第二望远镜可用于消融面的仿射的变换、尤其缩放。通过设定消融面的大小和形状的可能性，剥离过程可尤其用于基底堆垛的材料、尤其界面层的材料。

在一种特别的根据本发明的实施方式中，束形状和/或强度轮廓可远程控制、尤其自动设定和控制，在其他的实施方式中调节，尤其同样在剥离过程期间。束形状和/或强度轮廓的改变尤其改变在消融点或消融面中的激光功率密度。

根据本发明的装置优选地具有激光束形状传感器(英语：激光束形状传感器，激光束剖面测量仪)，借助于其激光束可尤其现场即在根据本发明的剥离过程期间被研究。用于激光束形状传感器的典型的实施方式是摄像头，其探测激光束轮廓。利用传感器可定量地测量激光束的均匀性。在根据本发明的第一实施方式中，激光束形状传感器定位在试样支架外部。激光束的一部分通过光学元件退耦且改道到激光束形状传感器中。在另一根据本发明的实施方式中，激光束形状传感器装入到试样支架中，尤其优选地齐平地嵌入到试样支架的保持面中。

根据本发明的装置优选地具有激光束能量传感器(英语：激光束能量传感器)，借助于其激光束的能量可尤其现场也就是说在根据本发明的剥离过程期间被研究。

激光束能量传感器可实施为激光功率传感器。在根据本发明的第一实施方式中，激光束能量传感器定位在试样支架外部。激光束的一部分通过光学元件退耦且改道到激光束能量传感器中。在根据本发明的另一实施方式中，激光束能量传感器装入到试样支架中，尤其优选地齐平地嵌入到试样支架的保持面中。

在一种根据本发明的实施方式中，激光束形状传感器和/或激光束能量传感器如此定位，以至于激光束的一部分通过光学元件退耦且改道，在其可进入到基底堆垛中前。通过该构造，根据本发明能够实现，分析激光束，在其穿透或加载基底堆垛前。测量尤其用作参考或参考值。

此外，第二激光束形状传感器和/或激光束能量传感器可装入在基底堆垛下方、尤其试样支架中。在该情况中，分析透射的信号。

在另一根据本发明的实施方式中，第二激光束形状传感器和/或激光束能量传感器定位在基底堆垛上方，以便测量由基底堆垛、尤其由产品基底的接合层和/或金属化层反射的辐射。在该情况中，分析经反射的信号。

也可设想，将激光束形状传感器和激光束能量传感器构建在工具中。

激光束形状传感器和激光束能量传感器此外以上位概念激光束传感器称呼。

每个激光束传感器可尤其传输其数据到控制系统处，从而实现激光束性质的现场分析。激光束性质的分析的结果然后可用于匹配激光束。由激光束和激光束传感器尤其形成调节回路。分析和控制尤其借助于硬件和/或固件和/或软件实现。

在基底支架中或下方存在一个或多个凹部，在其中存在光敏式工具。光敏式工具根据本发明从如下工具中的一个或多个中选出：

•光敏式传感器，尤其光二极管，

•压电传感器，

•热传感器，尤其热元件或热柱，

•摄像机，尤其CCD摄像机或CMOS摄像机。

根据本发明的装置尤其允许测量如下提到的点中的一个或多个：

•基底的透射系数和/或老化，

•通过临时接合层的透射系数：

○理想地在各个轰击中不实现或仅实现穿过临时接合层的非常小的透射系数(T)(T＜0.01%)，以便确保功能基底(设备晶圆)的完好无损

○优选地激光辐射的超过99.9%在临时接合层中吸收

○在待分离的基底堆垛的相同的点上的重复的激光脉冲的情形中，临时接合层的时间上的改变可基于剂量来测量。从时间上的行为可至少类似于Williams-Landel-Ferry方程或以另一时间-温度-叠加方式推断出临时接合层的热行为

○此外，从在点上的重复的脉冲的数量借助于已知的统计算法确定对于优化的、保护产品基底的剂量的所需的剂量

○不同的厚度具有不同的透射系数，利用其可根据Lambert-Beer法则确定消光系数

○在用于晶圆空测量的参考测量中允许确定碳化，其中最优的方法参数阻止碳化，其可促使到产品基底中的不期望的热输入

•接合层的粘接剂或其他的材料与激光器的相互作用，当激光功率可时间上解析地测量且呈现时(时间上的解析度1ns，或更好)

•在多重照射的情形中在激光写入区中的一个或相邻的位置处测量动态和均匀性。

按照一种根据本发明的改善方法，装置具有棱边清洁模块。棱边清洁模块用于移除过量的材料(例如胶粘剂)，其用于临时连接基底。接合层的过量的材料可尤其通过接合过程非常靠近地挤压到基底边缘处或从其上方挤压出来且如此污染外边缘区域。

优选地，在以分离基底开始时前，移除材料。

在根据本发明的剥离方法的一种独立的根据本发明的使用方案中，激光辐射仅仅在基底堆垛的边缘区处使用，以便可将专门的区接合-基底堆垛(如其尤其在印刷文献US2009/0218560A1中提到的)彼此分离。

尤其，根据本发明的实施方式也可如此使用，以至于不实施完全的剥离，而是在一些位置处保留粘接性质。由此阻止，基底可立即完全瓦解且彼此远离。基底堆垛由此还可运送，然而基底也可通过最小的力加载分离。

在根据本发明的剥离方法和根据本发明的剥离装置的另一独立的根据本发明的使用方案中，临时接合层可位置上受限地削弱，粘附性质尤其在边缘区域中如此程度地保留，以至于基底堆垛可在稍迟的时间点、尤其机械上彼此分离。

在另一独立的根据本发明的使用方案中，当应进行相应的边缘层移除时，尤其测量在边缘区域中的透射性质。首先，临时接合的基底具有临时剥离层，其在离心上漆过程中在边缘处收集且形成边缘隆起(英语：边缘珠)。该边缘隆起根据经验更厚，尤其同样更致密。通过其中出现边缘隆起的区域的根据本发明的测量，可确定用于其高效的移除的准确的参数。

方法的该独立的使用方案称为黏合的基底的剥离。

根据本发明的方法的基础思想在于测量过程、尤其扫描测量过程，在其中尤其可同时执行激光剥离过程。

在所有根据本发明的方法中，可多次进行界面或剥离层的辐射。对此，多次执行扫描过程，从而基底堆垛的消融面由激光多次辐射。消融面的辐射的数量因此尤其大于1、优选地大于2、还更优选地大于5、最优选地大于10、所有最优选地大于15。

取决于激光点大小和形状，基底堆垛可以以直至10百万的脉冲加载用于剥离。从基底面、激光点大小和关于全部基底的脉冲的数量可确定消融面的脉冲的值。

多次辐射可尤其多次以不同的激光参数进行。由此，可根据本发明实现每次工序过程的更好的均匀化和辐射负荷的降低。更低的辐射负荷保护构件，其可位于产品基底上。其然后也经受较低的热负荷。

用于改善均匀性的另一可行性方案可通过激光束以消融面的大小参数的分数的移动起源(英语：偏移)来实现。移动尤其小于消融面的大小参数的10倍、优选地小于消融面的大小参数的5倍、还更优选地小于消融面的大小参数的1倍、最优选地小于消融面的大小参数的0.05倍、所有最优选地小于消融面的大小参数的0.01倍。激光束具有圆形的消融面，然后大小参数例如相应于直径。

换而言之，通过激光束的起源的移动，生成消融面的重叠，从而激光束的不均匀性以多次辐射来平均。多次辐射可理解为能量剂量在消融面上的集成或添加。

根据本发明的第一方法包括确定用于由基底堆垛最优剥离至少两个基底的最优的激光参数。然而也可设想，仅研究基底的激光参数。在该情况中，仅基底代替基底堆垛固定在基底支架处。此外可设想，两个基底在没有处于其间的临时接合层和/或处于其间的松脱层的情形中被研究。由此可尤其确定基底堆垛的透射系数。在已知的基底堆垛性质中，临时接合层的性质可由相同的测量计算。

此外可设想，基底或基底堆垛在不同的区域中以不同的材料厚度的相同的临时接合粘接剂覆层，从而在基底处可执行用于确定层的性质的测量队列。此外可能的是，在基底处使用不同的临时接合粘接剂和/或不同的材料厚度。这能够实现一个或多个临时接合粘接剂的特征化或优化。

最优的剥离理解为如下分离过程，在其中在最小的时间中实现基底的完全的分离，而基底、尤其在基底上的构件不毁坏或不损坏。这确保了，通过如此选择参数，以至于产品基底尽可能最小地被辐射。为了确定该最优的激光参数，根据本发明在计算机中、优选地在软件中尤其创立和存储一定数量的激光参数，尤其以列表或矩阵的形式。可设想将激光参数、例如激光功率以10瓦特至1000瓦特的10步幅存储在列表中。根据本发明，之后以扫描仪驶过十个位置且界面以相应于经存储的十个值中的一个的激光功率辐射。通过反射的和/或透射的激光功率的同时的根据本发明的测量然后可推断出，以何激光功率实现界面的最优的破坏和因此最优的剥离过程。列表的使用是根据本发明的过程根据参数的优化。如果多个参数应必须变化，则这些参数必须存储在n维的列表中。n维的列表也可称为矩阵。最优的参数组合然后尤其通过数学的优化方法得出。对于本领域的技术人员而言已知寻找计划的方式，从而优化的计算准则作为根据本发明的方法的一部分不被详细地说明。根据本发明可研究的可设想的激光参数是如下中的一个或多个：

•激光功率

•曝光时间

•X-Y重叠

•束形状

•脉冲形状

•重复的曝光

•波长。

另外的根据本发明的第二方法允许现场均匀化量化。对此理解为如下过程，在剥离过程期间获得关于剥离的质量、尤其关于在基底之间的界面中的不同的位置的信息。在激光在界面上聚焦期间，为了尤其局部执行剥离过程，同时测量反射的和/或透射的辐射。由此确定剥离在相应的部位处的质量。如果剥离不应完全地进行，则部位可重新或在稍后的时间点被曝光，以便完全地执行剥离。根据本发明，剥离(分离过程)的质量和/或均匀性尤其不在激光加载后、而是在激光加载期间进行。

提到的根据本发明的方法尤其适用于如下临时接合材料中的一个或多个：

•HD 3007(单层)

•Brewer Science双层：UV活性层(释放层)

•Brewer 701

•Brewer Bond 305

•Brewer Bond 220

•JSR激光剥离材料双层(UV活性层+临时接合层)

•Shin Etsu有机平坦化层+临时接合层

•3M双层

•Fujifilm双层

•另外的可光化学激励的临时接合粘接剂

•另外的可光化学激励的临时接合粘接剂

•聚酰亚胺。

根据本发明的第一方法包含如下步骤中的一个或多个：

-辐射源和测量仪器的自校准。对此，在没有基底或基底堆垛的情况下执行装置的空测量。激光源在大气中的强度以及均匀化在传感器处探测。自校准用于接收包括实验室条件如温度、相对空气湿度、悬浮微粒数量的所有与方法有关的参数的当前的实际状态。

-测量值被处理和存储。

-未接合的、相叠而置的基底堆垛装载到装置中。

-可选地，未接合的、相叠而置的基底堆垛和用于薄膜固定的薄膜可装载到装置中。

-可选地，玻璃基底、尤其透明的玻璃基底可相叠而置地作为带有或不带有薄膜固定的基底堆垛装载到装置中。

-可选地，构造基底堆垛的玻璃基底可在没有薄膜固定的情况下装载到装置中且进行测量。之后，另一尤其相同的玻璃基底可以以薄膜固定装载到装置中且进行测量。由此，基底堆垛的玻璃基底的吸收系数或透射系数可对于参考测量而言在没有基底的接触的情况下确定。

-带有未接合的基底堆垛的校准测量。在此，基底堆垛的透射系数在没有临时接合粘接剂的情况下测量。

-测量值被处理和存储。尤其，可计算基底堆垛的吸收系数。

-未接合的基底堆垛从装置卸载。

-激光参数可选地被匹配。匹配基于经验值和/或计算的参数，其作为参数组通常存储在知识存储器中。

-尤其临时地接合的基底堆垛装载到装置中。

-可选地，临时接合的基底堆垛可以以带有或不带有薄膜固定(带有已知的透射系数)的方式装载到装置中，其包括带有已知的和测量的透射系数的玻璃基底、已知厚度的临时接合粘接剂和带有已知的和测量的透射系数的另一玻璃基底。

-现场测量并行于玻璃进行。

-可选地，现场测量可为了确定临时接合粘接剂的透射系数而进行，其用于确定、优选地用于优化参数。

-分离的基底堆垛被卸载。

-测量值被处理和存储。

-激光参数被重新优化。

测量队列可为了构造参数的变化的知识存储器而执行。其尤其包含如下中的变化：

-载体基底材料，

-载体基底覆层，

-载体基底预处理、尤其等离子处理，

-载体基底厚度，

-固定薄膜材料，

-固定薄膜覆层，

-临时接合粘接剂的材料

-临时接合粘接剂的厚度，

-临时接合粘接剂的填充材料，

-临时接合粘接剂的松脱层厚度，

-临时接合粘接剂的涂覆方法，如喷涂、离心上漆、浇铸、涂刷。

带有所有变化以及所有测量结果的所有已知的输入参量可在方法的知识存储器中存储，从而可以以对于本领域的技术人员已知的方式进行快速的优化。

尤其，可通过测量队列确定剂量，其在剥离过程中击中产品基底。由此，激光功率和/或临时接合粘接剂的层厚和/或激光束的点大小被匹配，以便阻止产品基底的损坏。

用于产品基底的剂量确定的各个测量包含：

-第一基底、尤其玻璃基底、优选地由玻璃组成的载体基底的透射测量。由此确定载体基底的透射系数和/或吸收系数。

-第二基底、尤其玻璃基底的透射测量，在带有或不带有固定薄膜的情况下。由此确定第二基底的透射系数和/或吸收系数。

-基底堆垛的透射测量，其包括测量的第一玻璃基底或相同的规格的玻璃基底和带有已知厚度和另外的参数和历史(如涂覆方法、充电)的临时接合粘接剂和带有已知的参数的第二玻璃基底，以及可选地带有已知的参数的固定薄膜。

从这些透射测量中可确定临时接合粘接剂的吸收系数和/或透射系数。

如果基底、尤其第二基底交换到基底堆垛中的产品基底上，其中其他的基底以及参数优选地非常类似地、优选地相同地保持，可计算击中产品基底的剂量。如果产生的剂量小于损坏产品基底的剂量，可评估计算。如果产生的剂量损坏产品基底，参数可基于计算被匹配，以便可高效地且没有损坏地分离基底堆垛。

尤其，最优的剥离参数可借助于知识存储器设定，当输入参量分散和/或改变时。尤其，激光源的老化或在临时接合粘接剂中的厚度波动或临时接合粘接剂的老化可如此识别出且以相应地输出的以及引回的信息和/或改变的特征参量被补偿。

在固定薄膜上的待分离的基底堆垛的透射系数的确定以如下为先决条件，即，激光辐射超过50%、优选地超过75%、特别优选地超过95%、完全特别优选地超过99%、在最优的情况下超过99.9%、在理想情况下超过99.99%在临时接合粘接剂中被吸收。

所有已知的根据本发明的实施方式和过程可任意彼此组合，但是单个被描述。只要描述了方法特征，其也应作为装置特征公开地适用且反之亦然。

附图说明

本发明的另外的优点、特征和细节从优选的实施例的随后的描述以及根据图纸得出。其中：

图1a示出了在第一扫描器位置中的根据本发明的装置的第一实施方式

图1b示出了在第二扫描器位置中的根据图1a的第一实施方式，

图1c示出了在第三扫描器位置中的根据图1a的第一实施方式，

图2示出了根据本发明的装置的第二实施方式，

图3示出了根据本发明的装置的放大的部分视图。

在图中，相同的构件或带有相同功能的构件以相同的参考符号标记。

具体实施方式

图1示出了一种根据本发明的装置1，其用于在透射模式中通过借助于由光学系统26发出的激光束16加载基底堆垛23的连接层25来分离临时接合的基底堆垛23。装置1包括基座2，其带有机架3和光学系统26。光学系统26包括多个构件、尤其光学元件。基座2和机架3可彼此不可动地且位置固定地连接。连接层25同样称为接合层25且尤其构造为临时接合层。

光学元件优选地安置在壳体4中。装置1具有激光器5。由激光器5生成的激光束16(或多个激光束16)经由布鲁斯特窗20退耦且经由光学元件、尤其镜子7耦合到光学系统26中。沿着激光束16经过的路径，优选地存在至少一个望远镜9和/或激光束形状单元21和/或至少一个孔口10和/或动态聚焦单元13和/或用于分配和/或偏转激光束16的半可透的镜子7'和/或光学位置传感器、尤其PSD 14和/或自动聚焦单元19、尤其可动态调节的偏转单元29和/或带有透镜8的平整透镜单元15。

利用管线18，以符号表示激光5与可调节的偏转单元29的联接。测量和调节仪器与未呈现的调节计算机连接。

在通过偏转单元29偏转的激光束16的第一位置中，激光束16的至少一部分通过镜子7转向成退耦的激光束16r且由此从沿基底堆垛的方向保留的束路径(Strahlengang)16'退耦。退耦的激光束16r传送到激光束形状传感器11和/或激光束能量传感器17处。退耦的激光束16r由此被测量，在激光束16的剩余的未退耦的部分到达基底堆垛23前。退耦的激光束16r用于确定参考或参考值。

激光束16的剩余部分可到达接合层25且至少部分地分离基底堆垛23。

基底表面24o和/或接合层25在每种根据本发明的装置1,1'的情形中可通过带有视线范围12的摄像机6来研究和测量。摄像机6尤其是红外摄像机。如果基底24对于可见光是透明的，其优选地是在可见的波长范围中敏感的摄像机。

基底支架22尤其可沿x方向和/或y方向和/或z方向运动。沿z方向的运动可尤其用于改变景深的位置且/或用于装置的装载和/或卸载顺序。优选地，景深通过激光束的聚焦的匹配来改变。装载和/或卸载也可尤其借助于装入到基底支架中的装载销来实现。

按照根据本发明的第一实施方式，基底堆垛23运送到激光束16'的聚焦平面中且为了剥离过程而固定、尤其夹持，从而基底堆垛23占据基底支架22上的限定的位置且不改变其。

基底堆垛23优选地在载体上被带到根据本发明的装置中。在该情况中，载体优选地与基底堆垛23的产品基底连接。

以完全优选的行为方式，基底堆垛23固定在薄膜(英语：胶带)上，其经由框架(英语：框架)撑开。基底堆垛23在此经由产品基底与膜连接。基底堆垛23可由此容易地运送。通过使用这样的固定，其在通常相对薄的产品基底中在移除载体基底后保留到薄膜上且可无问题地从根据本发明的设施移除。

同样可设想，基底堆垛23在没有载体的情况下由根据本发明的装置处理。在该情况中，产品基底然而应具有足够的厚度(刚性)，以便足够形状稳定。

根据一种在其中不使用载体的实施方式，基底支架尤其如此构造，以至于其在从基底堆垛移除载体基底后可充分地足够地固定和稳定产品基底。在根据本发明的装置的这样的实施方式中，产品基底的卷起在剥离后尤其以用于产品基底的匹配的固定来阻止。尤其可为必要的是，如此固定的产品基底通过载体变换(英语：载体翻转)固定在另一载体上，在将其从基底支架移除前。

以激光束16'加载基底堆垛23通过借助于扫描运动扫描尤其主要部分、优选地全部接合层25来实现。扫描运动尤其借助于偏转单元29作为激光束16'和基底堆垛23之间的相对运动来执行。

对此备选地(或附加地)，可通过望远镜9改变景深的位置。

在另一实施方式中，扫描可通过基底支架22相对于光学系统26的相对运动、尤其主动运动来实现。

激光束16'的扫描运动可包含不同的、上面描述的轨迹和/或轨道，带有如下目的，至少主要地、优选地完全地加载基底堆垛23、尤其连接层25，同时但是尽可能地少地损害。

对于扫描运动而言，不重要的是，无论激光束16'和/或基底堆垛23和/或基底支架22实施扫描，由此下面的实施方式作为根据本发明公开：

-静止的激光束16'和运动的基底堆垛23，或

-静止的基底堆垛23和运动的激光束16'，或

-运动的激光束16'和运动的基底堆垛23。

停止的激光束16'(或停止的激光束组)和停止的基底堆垛作为一次性的、即全面的扫描在没有在加载期间的运动的情形中同样作为根据本发明公开。

在根据本发明的装置1,1'的实施方式中，激光束传感器30可在临时接合粘接剂的平面中未由基底堆垛23盖住，安置在基底旁边。该实施方式未描绘。

在根据本发明的装置1,1'的一种备选的实施方式中，激光束传感器30可如示意的那样呈现，尤其构造为基底支架22的部分面，其中定位既可(优选地)定心地又可非定心地实现。

激光束传感器30的尤其相对于基底表面23o平行地且/或齐平地布置的传感器面可占据基底支架22的全部面积的多于0.001%、优选地多于0.005%、特别优选地多于0.01%、还更优选地多于0.05%、所有最优选地多于0.1%。

在根据本发明的装置1,1'的未呈现的第三实施方式中，多于1个、优选地多于2个、特别优选地多于5个激光束传感器30在基底支架22中、尤其在基底表面23o处分布地布置、装入。在此，基底支架的全部面积相对于传感器面的缩放可区别于第二实施方式。

在根据本发明的装置1,1'的未呈现的第四实施方式中，至少一个激光束传感器30可构造为面传感器，从而基底堆垛面的多于50%、优选地基底堆垛面的多于60%、特别优选地基底堆垛面的多于80%、完全特别优选地基底堆垛面的多于99%可在剥离的情形中、尤其现场(in-situ)测量。

图1b示出了根据图1a的实施方式的根据本发明的装置1的局部。偏转单元29使激光束16'偏转到另一束位置中。激光束16'通过基底堆垛23在该束位置中击中到激光束传感器30上。激光束16'的剩余部分在基底堆垛23、尤其接合层25处/穿过其的反射或透射后的测量尤其以激光束传感器30实现，其不仅激光束能量传感器17而且激光束形状传感器11而且集成的传感器适用于测量激光束的能量以及激光束的形状。该根据本发明的装置1因此是用于透射测量的装置1。

图1c示出了根据本发明的装置1的一部分，如在图1a中描述的。偏转单元29使激光束16'偏转到另一呈现的束位置中。激光束16'通过基底堆垛23击中基底支架22。由此，可实现接合层25的全面的扫描。

图2示出了在反射模式中的根据本发明的装置1'，即代替或除了透射测量以外带有反射测量。相比于装置1，激光束形状传感器(未画入)和/或激光束能量传感器(未画入)位于基底堆垛23上方且测量由接合面25反射的辐射。

基底表面24o和/或接合面25可在每种根据本发明的装置1,1'的情形中通过带有视线范围12的摄像机6来研究和测量。摄像机6尤其是红外摄像机、优选地可同时探测IR和可见光的摄像机。摄像机6不仅如此协调于基底堆垛23的透明度而且协调于使用的激光束，以至于脱落过程可以以光学器件来观察。

基底支架22尤其可以沿x方向和/或y方向和/或z方向运动。沿z方向的运动可尤其用于改变景深的位置且/或用于装置的装载和/或卸载顺序。

在根据本发明的第一实施方式中，基底堆垛23运送到激光束16'的聚焦平面中且为了剥离过程而夹持，基底堆垛23占据在基底支架22上的位置且不改变其。扫描运动尤其借助于偏转单元29作为在激光束16和基底堆垛之间的相对运动来执行。

对此备选地(或附加地)可通过望远镜9改变景深的位置。基底支架22相对于光学系统26的相对运动、尤其主动运动允许整个接合层25的扫描。

对此备选地(或附加地)，可通过望远镜9改变景深的位置。

在另一实施方式中，基底支架22相对于光学系统26的相对运动、尤其主动运动实现整个接合层25的扫描。

在根据本发明的装置1,1'的一种未呈现的实施方式中可能的是，装置1,1'包含用于反射测量的激光束传感器30，然而没有用于透射测量的激光束传感器30。该装置1,1'可在使用非透明的产品基底的情形中使用。

在图2的图示中，在根据本发明的装置1,1'中，同时画入激光束16的三个专用的束路径，其中呈现了两个边缘束和中间束。这在根据本发明的第一实施方式中仅用于表明各个激光束16的边缘位置，其可同时处理在基底上的斑点。

在装置1,1'的另一根据本发明的、未呈现的实施方式中，通过激光束16和偏转单元29的相应的匹配(束分配器，多个激光源)可能的是，并行于、尤其大量并行于剥离同时使用多个激光束。

图3示出了基底堆垛23的放大的横截面图示，其包括两个基底24和接合层25。聚焦的激光束16在相应的x-y位置处具有沿z方向的有限的景深范围28。基底堆垛23具有带有弯曲半径27的轻微的弯曲。为了可精确地在接合层25处在每个x-y位置处使景深范围28对准，景深范围28的z位置优选地可调整。调整通过光学元件中的至少一个实现，优选地通过望远镜9中的至少一个实现，其位于激光束16的束路径中。图3示出了示例性地作为前置的光学元件的望远镜9中的一个。景深范围28沿z方向尤其薄于基底堆垛23。优选地，景深范围小于胶粘剂(Kleber)的层厚，特别优选地，小于胶粘剂的厚度的0.5倍。

参考符号列表

1 装置

2 基座

3 机架

4 壳体

5 激光器

6 摄像机

7 镜子

7' 部分可透的镜子

8 透镜

9 望远镜

10 孔口

11,11' 激光束形状传感器

12 视线范围

13 动态聚焦单元

14 PSD(位置传感装置)

15 平整透镜单元(英语：场平整单元)

16 激光束

16' 激光束

16r 退耦的激光束

17,17' 激光束能量传感器

18 管线

19 自动聚焦单元

20 布鲁斯特窗

21 激光束形状单元

22 基底支架

23 基底堆垛

24 基底

24o 基底表面

25 连接层/接合层

26 光学系统

27 弯曲半径

28 景深范围

29 偏转单元

30 激光束传感器。

Claims (9)

1.一种用于通过借助于由激光器(5)发出的激光束(16,16')加载基底堆垛(23)的连接层(25)来分离临时接合的基底堆垛(23)的方法，其特征在于，在以所述激光束(16,16')加载所述连接层(25)期间探测在所述临时接合的基底堆垛(23)处反射且/或透射的激光器(5)的激光束(16,16',16r)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在以所述激光束(16,16')加载所述连接层(25)前，探测在所述临时接合的基底堆垛(23)或参考基底堆垛处反射和/或透射的激光器(5)的激光束(16,16',16r)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，借助于经探测的激光束(16,16',16r)控制所述激光束(16,16')的束形状和/或强度轮廓。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，以所述激光束(16,16')加载所述连接层(25)以扫描的方式实现。

5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，评估且为了控制所述方法使用经探测的激光束(16,16',16r)。

6.一种用于分离临时接合的基底堆垛(23)的装置，带有

-用于借助于由激光器(5)发出的激光束(16,16')加载所述基底堆垛(23)的连接层(25)的器件，

-用于探测在临时接合的基底堆垛(23)和/或参考基底堆垛处反射和/或透射的激光器(5)的激光束(16,16',16r)的探测器件。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，用于探测在以所述激光束(16,16')加载所述连接层(25)前在所述临时接合的基底堆垛(23)或参考基底堆垛处反射和/或透射的激光器(5)的激光束(16,16',16r)的探测器件可探测。

8. 根据权利要求6或7中任一项所述的装置，其具有用于借助于经探测的激光束(16,16',16r)来控制所述激光束(16,16')的所述束形状和/或强度轮廓的控制设备。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的装置，带有

-基座(2)，

-机架3，

-光学系统26，其用于影响所述激光束(16,16',16r)的束形状和/或束方向，

-基底支架(22)，其用于容纳和固定所述基底堆垛(23)，其中所述基底堆垛相对于所述激光束(16,16')可运动。

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