JP2013143508A - 基板剥離装置及び基板剥離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エピタキシー基板の裏面側からバファー層にレーザー光線を照射してバファー層を破壊した後に、エピタキシー基板を確実に剥離すること。
【解決手段】レーザー加工機１は、複合基板の移設基板側を保持するチャックテーブル３と、チャックテーブル３と対向し、複合基板にバファー層まで貫通する貫通孔が形成されたエピタキシー基板側を保持する保持手段８と、チャックテーブル３と保持手段８とを相対的に近接及び離反する方向に移動させる移動手段８３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、サファイア基板等のエピタキシー基板の表面にバファー層を介して光デバイス層が積層された光デバイスウエーハの光デバイス層を、接合金属層を介して移設基板に接合し、エピタキシー基板の裏面側からバファー層にレーザー光線を照射してバファー層を破壊した後に、エピタキシー基板を剥離することにより光デバイス層を移設基板に移設する基板剥離装置及び基板剥離方法に関する。

光デバイス製造工程においては、略円板形状であるサファイア基板等のエピタキシー基板の表面に、バファー層を介してｎ型半導体層及びｐ型半導体層からなる光デバイス層が積層され、格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域に、発光ダイオード又はレーザーダイオード等の光デバイスを形成して光デバイスウエーハを形成する。そして、光デバイスウエーハをストリートに沿って分割することにより、個々の光デバイスを製造している（例えば、特許文献１参照）。

また、光デバイスの輝度を向上させる技術として、光デバイスウエーハを構成するサファイア基板等のエピタキシー基板の表面に、バファー層を介して積層されたｎ型半導体層及びｐ型半導体層を有する光デバイス層を、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）、シリコン（Ｓｉ）等の移設基板を金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、インジウム（Iｎ）、パラジウム（Ｐｄ）等の接合金属層を介して接合し、エピタキシー基板の裏面側からバファー層にレーザー光線を照射してバファー層を破壊することによりエピタキシー基板を剥離して、光デバイス層を移設基板に移し替えるリフトオフ法と呼ばれる製造方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−３０５４２０号公報 特表２００５−５１６４１５号公報

リフトオフ法を用いる場合、バファー層にレーザー光線を照射してバファー層を破壊した後に、エピタキシー基板を剥離することにより光デバイス層を移設基板に移設するための移設装置が必要である。

本発明は、エピタキシー基板の裏面側からバファー層にレーザー光線を照射してバファー層を破壊した後に、エピタキシー基板を確実に剥離することを目的とする。

本発明は、エピタキシー基板の表面にバファー層を介して光デバイス層が積層された光デバイスウエーハの光デバイス層を、接合金属層を介して移設基板に接合して複合基板を形成し、該エピタキシー基板の裏面側から該バファー層にレーザー光線を照射して該バファー層を破壊した後に、該エピタキシー基板を剥離する基板剥離装置であって、該複合基板の移設基板側を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルと対向し、該複合基板に該バファー層まで貫通する貫通孔が形成された該エピタキシー基板側を保持する保持手段と、該チャックテーブルと該保持手段とを相対的に近接及び離反する方向に移動させる移動手段とを備え、該保持手段には、該エピタキシー基板の裏面を保持した状態で該貫通孔に連通し該貫通孔にエアーを注入するエアー供給部と、該エアー供給部に接続されたエアー供給源とを備える、該保持手段で該エピタキシー基板の裏面を保持した状態で該エアー供給部から該貫通孔にエアーを注入しながら該チャックテーブルと該保持手段とを相対的に離反する方向に移動させ該複合基板から該エピタキシー基板を剥離する基板剥離装置である。

本発明は、エピタキシー基板の表面にバファー層を介して光デバイス層が積層された光デバイスウエーハの光デバイス層を、接合金属層を介して移設基板に接合して複合基板を形成し、該エピタキシー基板の裏面側から該バファー層にレーザー光線を照射して該バファー層を破壊した後に、該エピタキシー基板を剥離する基板剥離方法であって、該複合基板の該移設基板側を保持し、該エピタキシー基板の裏面側からバファー層に至る貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、該貫通孔から該バファー層へエアーを注入しながら該エピタキシー基板と該移設基板を相対的に離反させて該エピタキシー基板を剥離する剥離工程と、から構成される基板剥離方法である。

本発明は、エピタキシー基板の表面にバファー層を介して光デバイス層が積層された光デバイスウエーハの光デバイス層を、接合金属層を介して移設基板に接合して複合基板を形成し、該エピタキシー基板の裏面側から該バファー層にレーザー光線を照射して該バファー層を破壊した後に、該エピタキシー基板を剥離する基板剥離方法であって、該エピタキシー基板には、該エピタキシー基板の裏面側から該バファー層に至る貫通孔が予め形成されており、該貫通孔から該バファー層へエアーを注入しながら該エピタキシー基板と該移設基板とを相対的に離反させて該エピタキシー基板を剥離する基板剥離方法である。

本発明は、エピタキシー基板の裏面側からバファー層にレーザー光線を照射してバファー層を破壊した後に、エピタキシー基板を確実に剥離することができる。

図１は、本実施形態に係るレーザー加工機の斜視図である。 図２は、図１に示すレーザー加工機に装備される光デバイス層の移替装置が有する保持手段の断面図である。 図３は、図２のＡで示す部分の拡大図である。 図４−１は、図１に示すレーザー加工機によって加工される光デバイスウエーハの斜視図である。 図４−２は、図１に示すレーザー加工機によって加工される光デバイスウエーハの断面図である。 図５−１は、図４−１、図４−２に示す光デバイスウエーハの光デバイス層の表面に移設基板を接合する移設基板接合工程の説明図である。 図５−２は、図４−１、図４−２に示す光デバイスウエーハの光デバイス層の表面に移設基板を接合する移設基板接合工程の説明図である。 図６は、環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に光デバイスウエーハに接合された複合基板の移設基板側を貼着した状態を示す斜視図である。 図７−１は、エピタキシー基板の裏面側からバファー層にレーザー光線を照射する剥離用レーザー光線照射工程の説明図である。 図７−２は、エピタキシー基板の裏面側からバファー層にレーザー光線を照射する剥離用レーザー光線照射工程の説明図である。 図７−３は、エピタキシー基板の裏面側からバファー層にレーザー光線を照射する剥離用レーザー光線照射工程の説明図である。 図７−４は、エピタキシー基板の裏面側からバファー層にレーザー光線を照射する剥離用レーザー光線照射工程の説明図である。 図８−１は、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離し光デバイス層を移設基板に移設する剥離工程の説明図である。 図８−２は、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離し光デバイス層を移設基板に移設する剥離工程の説明図である。

以下、発明を実施するための形態（実施の形態）について説明する。本発明は、下記に記載する実施の形態の内容に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。

図１を用いて、本実施形態に係るレーザー加工機１を説明する。レーザー加工機１は、略直方体状の装置ハウジング２を有している。この装置ハウジング２内には、被加工物としての後述する複合基板を保持するチャックテーブル３が、矢印Ｘで示す加工送り方向（Ｘ軸方向）と直交する矢印で示す（Ｙ軸方向）に移動可能に配設されている。チャックテーブル３は、吸着チャック支持台３１と、吸着チャック支持台３１上に装着された吸着チャック３２とを有している。吸着チャック３２の上面である第１の保持面の表面に、被加工物としての後述する複合基板を、図示しない吸引手段によって保持するようになっている。また、チャックテーブル３は、図示しない回転機構によって回動可能に構成されている。このように構成されたチャックテーブル３の吸着チャック支持台３１には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ３４が配設されている。このように構成されたチャックテーブル３は、図示しない回転駆動機構によって回動させられるようになっている。なお、レーザー加工機１は、チャックテーブル３をＸ軸方向に加工送りする図示しない加工送り手段及びＹ軸方向に割り出し送りする図示しない割り出し送り手段を有している。

レーザー加工機１は、チャックテーブル３に保持された、後述する複合基板にレーザー加工を施すレーザー光線照射手段４を備えている。レーザー光線照射手段４は、レーザー光線発振手段４１と、レーザー光線発振手段４１によって発振されたレーザー光線を集光する集光器４２とを有している。レーザー加工機１は、レーザー光線発振手段４１をチャックテーブル３の上面である第１の保持面に垂直な方向である矢印Ｚで示す集光点位置調整方向に移動する、図示しない集光点位置調整手段を具備している。

レーザー加工機１は、チャックテーブル３の吸着チャック３２上に保持された被加工物としての後述する複合基板の表面を撮像し、上記レーザー光線照射手段４の集光器４２から照射されるレーザー光線によって加工すべき領域を検出する撮像手段５を具備している。この撮像手段５は、被加工物を照明する照明手段と、この照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、この光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）等を備え、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。

レーザー加工機１は、被加工物としての後述する複合基板１００を収容する複合基板カセットが載置される複合基板カセット載置部６ａを備えている。複合基板カセット載置部６ａには、図示しない昇降手段によって上下に移動可能に複合基板カセットテーブル６１が配設されており、この複合基板カセットテーブル６１の表面に複合基板カセット６０が載置される。複合基板カセット６０に収容される複合基板１００は、環状のフレームＦに装着されたダイシングテープＴの表面に貼着されており、ダイシングテープＴを介して環状のフレームＦに支持された状態で複合基板カセット６０に収容される。複合基板１００については、後で詳細に説明する。

レーザー加工機１は、複合基板カセット６０に収納された加工前の複合基板１００を仮置き部７ａに配設された位置合わせ手段７に搬出するとともに、加工後の複合基板１００を複合基板カセット６０に搬入する搬出・搬入手段７０と、位置合わせ手段７に搬出された加工前の複合基板１００をチャックテーブル３に搬送する搬送手段７１とを有している。レーザー加工機１は、チャックテーブル３の表面においてレーザー加工された複合基板１００の、後述するエピタキシー基板側を保持する保持手段８を備えている。次に、保持手段８について、図２を参照して説明する。

図２に示す保持手段８は、基台８１と、円盤状の基台８１を支持する支持軸部８２とを有している。基台８１は、例えば金属材料によって作られる。基台８１は、円筒状の側面と、この側部の両端部に設けられる一対かつ円形の端面とを有する円盤状の部材である。基台８１は、一方の端面（上面）中央部から支持軸部８２が突出している。また、基台８１は、他方の端面（下面）に吸引パッド８１１と、気体供給部としてのエアー供給部８１２とが設けられる。

吸引パッド８１１は、支持軸部８２及び基台８１に設けられた吸引通路８２Ａと、基台８１内で吸引通路８２Ａから分岐した分岐通路８２Ａａとを介して、図示しない吸引手段に接続されている。図示しない吸引手段が作動すると、吸引通路８２Ａ、分岐通路８２Ａａを介して吸引パッド８１１に負圧が作用する。このため、吸引パッド８１１は、複合基板１００のエピタキシー基板１１を吸引して保持することができる。

本実施形態において、エアー供給部８１２は、基台８１の下面の中央部に配置される。エアー供給部８１２の数は限定されないが、本実施形態では１個である。吸引パッド８１１は、エアー供給部８１２の周囲に複数配置される。吸引パッド８１１は、エピタキシー基板１１を吸引するが、吸引時におけるバランスを考慮して、複数の吸引パッド８１１はエアー供給部８１２に対して点対称に配置されることが好ましい。

エアー供給部８１２は、支持軸部８２及び基台８１に設けられた給気通路８２Ｂを介して、図示しない気体供給源としてのエアー供給源に接続されている。吸引パッド８１１がエピタキシー基板１１を吸引すると、エアー供給部８１２は、エピタキシー基板１１が有する貫通孔１１Ｈと対向する。複合基板１００からエピタキシー基板１１を剥離させる場合、エアー供給源が作動して、給気通路８２Ｂからエアー供給部８１２にエアーＧが供給される。エアー供給部８１２は、エアー供給源からのエアーＧを、図３に示すように、エピタキシー基板１１が有する貫通孔１１Ｈを介して、エピタキシー基板１１と光デバイス層１２との間、より具体的にはバファー層１３に注入する。本実施形態において、エアー供給部８１２にはエアーが供給されるが、これに限定されるものではない。例えば、エアー以外の気体（窒素等）をエアー供給部８１２に供給してもよい。

吸引パッド８１１は、複合基板１００のエピタキシー基板１１に接して、これを吸引して保持する。エアー供給部８１２は、エピタキシー基板１１に接して貫通孔１１ＨにエアーＧを注入する。このため、吸引パッド８１１及びエアー供給部８１２とエピタキシー基板１１とが密着して、シールされることが好ましい。このため、吸引パッド８１１及びエアー供給部８１２は、柔軟性及び可撓性を有する材料（例えば、ゴム等）で製造されることが好ましい。

保持手段８は、移動手段８３に連結されている。移動手段８３は、本実施形態においてはエアシリンダ機構８３０を有し、そのピストンロッド８３１が保持手段８の支持軸部８２に連結されている。移動手段８３は、保持手段８をチャックテーブル３と対向させて位置付ける。このとき、チャックテーブル３が後述する複合基板を保持する、チャックテーブル３が有する第１の保持面と、保持手段８の吸引パッド８１１及びエアー供給部８１２とが対向する。移動手段８３は、保持手段８を下降又は上昇させることにより、保持手段８とチャックテーブル３とを相対的に近接又は離反する方向に移動させる。チャックテーブル３、保持手段８及び移動手段８３は、基板剥離装置として機能する。

保持手段８を連結した移動手段８３は、図１に示すように、位置付け手段８４を構成する支持アーム８４１に取り付けられている。この位置付け手段８４は、支持アーム８４１を図示しない移動手段によってＹ軸方向に移動し、支持アーム８４１に移動手段８３を介して取り付けられた保持手段８を、図１においてチャックテーブル３が位置付けられている被加工物搬入搬出位置と後述するエピタキシー基板カセット９が載置されるエピタキシー基板カセット載置部９ａとに位置付ける。このエピタキシー基板カセット載置部９ａには、空のエピタキシー基板カセット９が載置される。

次に、光デバイスウエーハ１０について説明する。図４−１、図４−２に示す光デバイスウエーハ１０は、エピタキシー基板１１の表面１１ａに、光デバイス層１２がエピタキシャル成長法によって形成されている。エピタキシー基板１１は、円板状のサファイア基板であり、例えば、直径が５０ｍｍで厚みが６００μｍである。光デバイス層１２は、ｎ型窒化ガリウム半導体層１２１及びｐ型窒化ガリウム半導体層１２２を備える。

エピタキシー基板１１の表面に光デバイス層１２を積層する際には、エピタキシー基板１１の表面１１ａと光デバイス層１２を形成するｎ型窒化ガリウム半導体層１２１との間に、窒化ガリウム（ＧａＮ）からなるバファー層１３が形成される。バファー層１３の厚みは、例えば１μｍである。光デバイスウエーハ１０は、本実施形態においては光デバイス層１２の厚みが、例えば１０μｍに形成されている。光デバイス層１２は、図４−１に示すように、格子状に形成された複数のストリート１２３によって区画された複数の領域に光デバイス１２４が形成されている。

光デバイスウエーハ１０のエピタキシー基板１１を光デバイス層１２から剥離して、移設基板に移し替えるためには、光デバイス層１２の表面１２ａに移設基板を接合する（移設基板接合工程）。すなわち、図５−１、図５−２に示すように、光デバイスウエーハ１０のエピタキシー基板１１の表面１１ａに形成された光デバイス層１２の表面１２ａに、接合金属層１６を介して移設基板１５を接合する。移設基板１５は、例えば、銅を用いた厚みが１ｍｍの基板である。接合金属層１６は、例えば、錫（Ｓｎ）である。移設基板１５としては、銅の他にも、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）等を用いることができる。また、接合金属層１６を形成する接合金属としては、錫の他にも、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、インジウム（Iｎ）、パラジウム（Ｐｄ）等を用いることができる。

移設基板接合工程においては、まず、エピタキシー基板１１の表面１１ａに形成された光デバイス層１２の表面１２ａ又は移設基板１５の表面１５ａに上述した接合金属を蒸着して、厚みが３μｍ程度の接合金属層１６を形成する。次に、接合金属層１６と移設基板１５の表面１５ａ又は光デバイス層１２の表面１２ａとを対面させて圧着することにより、光デバイスウエーハ１０の光デバイス層１２の表面１２ａに、接合金属層１６を介して移設基板１５の表面１５ａを接合して複合基板１００を形成する。

光デバイスウエーハ１０の光デバイス層１２の表面１２ａに移設基板１５の表面１５ａが接合された複合基板１００は、図６に示すように、環状のフレームＦに装着されたダイシングテープＴの表面に、光デバイスウエーハ１０に接合された移設基板１５側が貼り着けられる（複合基板支持工程）。したがって、ダイシングテープＴの表面に貼り着けられた移設基板１５に接合されている光デバイスウエーハ１０は、エピタキシー基板１１の裏面１１ｂが上側となる。環状のフレームＦに装着されたダイシングテープＴの表面に貼り着けられた複合基板１００は、図１に示す複合基板カセット６０に収容され複合基板カセットテーブル６１上に載置される。

次に、光デバイスウエーハ１０のエピタキシー基板１１を光デバイス層１２から剥離して、移設基板に移し替える場合におけるレーザー加工機１の動作を説明する。複合基板カセットテーブル６１上に載置された複合基板カセット６０に収容された加工前の複合基板１００は、図示しない昇降手段によって複合基板カセットテーブル６１が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、被加工物搬出・搬入手段７０が進退作動して搬出位置に位置付けられた複合基板１００を位置合わせ手段７に搬出する。位置合わせ手段７に搬出された複合基板１００は、位置合わせ手段７によって所定の位置に位置合わせされる。

次に、位置合わせ手段７によって位置合わせされた加工前の複合基板１００は、搬送手段７１の旋回動作によってチャックテーブル３が備える吸着チャック３２の上面である第１の保持面上に搬送され、吸着チャック３２に吸引保持される（複合基板保持工程）。複合基板１００が貼着されたダイシングテープＴが装着されている環状のフレームＦは、チャックテーブル３に装着されたクランプ３４によって固定される。

上述した複合基板保持工程が終了した後、レーザー加工機１は、図示しない加工送り手段を作動してチャックテーブル３をレーザー光線照射手段４の集光器４２が位置するレーザー光線照射領域に移動させる。レーザー加工機１は、エピタキシー基板１１の裏面１１ｂ（上面）側からバファー層１３にレーザー光線を照射し、バファー層１３を破壊する（レーザー光線照射工程）。レーザー光線照射工程で照射されるレーザーは、エピタキシー基板１１を形成するサファイアに対しては透過性を有し、バファー層１３を形成する窒化ガリウム（ＧａＮ）に対しては吸収性を有する波長である。

レーザー光線照射工程において、レーザー加工機１は、図７−１で示すように、レーザー光線照射手段４の集光器４２が位置するレーザー光線照射領域にチャックテーブル３を移動させ、一端（図７−１において左端）をレーザー光線照射手段４の集光器４２の直下に位置付ける。次に、レーザー加工機１は、図７−２に示すように、集光器４２から照射するパルスレーザー光線を、バファー層１３の上面におけるスポットＳのスポット径が３０μｍとなるように設定する。このスポット径は、集光スポット径でもよいし、デフォーカスによるスポット径でもよい。

次に、レーザー加工機１は、レーザー光線発振手段４１を作動させて集光器４２からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３を図７−１において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動させる。そして、レーザー加工機１は、図７−３で示すように、レーザー光線照射手段４の集光器４２の照射位置に、エピタキシー基板１１の他端（図７−３において右端）が達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３の移動を停止する（レーザー光線照射工程）。レーザー加工機１は、レーザー光線照射工程を、バファー層１３の全面に対応する領域に対して行う。その結果、バファー層１３が破壊され、バファー層１３によるエピタキシー基板１１と光デバイス層１２との結合機能が喪失する。

レーザー光線照射工程における加工条件は、例えば、次のように設定されている。
光源：ＹＡＧパルスレーザー
波長：２６６ｎｍ
繰り返し周波数：５０ｋＨｚ
平均出力：０．１２Ｗ
パルス幅：１００ｐｓ
スポット径：φ３０μｍ
加工送り速度：６００ｍｍ／秒

バファー層１３を破壊するレーザー光線照射工程において、レーザー加工機１は、集光器４２をエピタキシー基板１１の最外周に位置付け、チャックテーブル３を回転させつつ集光器４２を中心に向けて移動させることにより、バファー層１３の全面にレーザー光線を照射し、バファー層１３を破壊してバファー層１３によるエピタキシー基板１１と光デバイス層１２との結合機能を喪失させてもよい。

バファー層１３を破壊するレーザー光線照射工程が終了したら、次に、本実施形態に係る基板剥離方法が行われる。この基板剥離方法は、エピタキシー基板１１の表面にバファー層１３を介して光デバイス層１２が積層された光デバイスウエーハ１０の光デバイス層１２を、接合金属層１６を介して移設基板１５に接合して複合基板１００を形成し、エピタキシー基板１１の裏面１１ｂ側からバファー層１３にレーザー光線を照射してバファー層１３を破壊した後に、エピタキシー基板１１を剥離するものである。

まず、バファー層１３が破壊された複合基板１００の移設基板１５側を保持し、エピタキシー基板１１の裏面１１ｂ側からバファー層１３に至る貫通孔が形成される（貫通孔形成工程）。貫通孔形成工程において、レーザー加工機１は、図示しない加工送り手段を作動してチャックテーブル３を移動させ、複合基板１００の中心部がレーザー光線照射手段４の集光器４２のレーザー光線照射領域に位置するように移動させる。次に、レーザー加工機１は、図７−４に示すように、エピタキシー基板１１の裏面１１ｂ（上面）側からエピタキシー基板１１にレーザー光線を照射しバファー層１３に至る貫通孔１１Ｈをエピタキシー基板１１に形成する。貫通孔形成工程で照射されるレーザーは、エピタキシー基板１１を形成するサファイアに対して吸収性を有する波長である。

本実施形態では、レーザー光線によってエピタキシー基板１１に貫通孔１１Ｈを形成したが、貫通孔１１Ｈを形成する手段はこれに限定されるものではない。また、貫通孔形成工程は、バファー層１３を破壊するレーザー光線照射工程の後でなくてもよい。例えば、複合基板保持工程の後であってレーザー光線照射工程の前に、貫通孔形成工程が行われてもよい。

本実施形態において、貫通孔１１Ｈは、円板状のエピタキシー基板１１の中央部に形成されるが、貫通孔１１Ｈが形成されるエピタキシー基板１１の位置は問わない。なお、貫通孔１１Ｈは、分割予定ライン、すなわち、図４−１、図５−１に示すストリート１２３上に位置付けて形成されることが好ましい。このようにすれば、レーザー光線を用いて貫通孔１１Ｈを形成する際に、光デバイス層１２に形成された光デバイス１２４にレーザー光線が与える影響を回避することができる。本実施形態において、エピタキシー基板１１には１個の貫通孔１１Ｈが形成されるが、貫通孔１１Ｈの数はこれに限定されない。貫通孔１１Ｈの数は複数の貫通孔１１Ｈがエピタキシー基板１１に形成される場合、保持手段８は、それぞれの貫通孔１１Ｈに対応した複数のエアー供給部８１２を有する。

貫通孔形成工程の後、レーザー加工機１は、最初に複合基板１００を吸引保持した位置にチャックテーブル３を戻す。そして、レーザー加工機１は、位置付け手段８４の図示しない移動手段を作動させて、保持手段８をチャックテーブル３の直上に位置付け、さらに、エアシリンダ機構８３０を有する移動手段８３を作動させて保持手段８を下降させる。そして、レーザー加工機１は、図８−１に示すように吸引パッド８１１とエアー供給部８１２とを、チャックテーブル３に吸引保持されている複合基板１００を形成するエピタキシー基板１１の裏面１１ｂである上面に接触させる。

次に、レーザー加工機１は、図示しない吸引手段を作動させることにより、吸引パッド８１１に、複合基板１００を形成するエピタキシー基板１１の裏面１１ｂである上面を吸引保持させる。したがって、複合基板１００は、移設基板１５がダイシングテープＴを介してチャックテーブル３に吸引保持されるとともに、エピタキシー基板１１が保持手段８に吸引保持されることになる。

次に、レーザー加工機１は、図示しないエアー供給源を作動させてエアー供給部８１２に気体（エアー）を供給する。そして、レーザー加工機１は、図８−２に示すように、エピタキシー基板１１の裏面１１ｂを保持した状態で、エアー供給部８１２から貫通孔１１Ｈにエアーを注入しながら、チャックテーブルとしてのチャックテーブル３と、保持手段８とを相対的に離反する方向に移動させ、複合基板１００からエピタキシー基板１１を剥離する（剥離工程）。

剥離工程においては、上述したように、エピタキシー基板１１と光デバイス層１２との間のバファー層１３に貫通孔１１Ｈに注入されたエアーが注入される。このため、エピタキシー基板１１と光デバイス層１２との間に注入されたエアーの圧力により、エピタキシー基板１１と光デバイス層１２とには、両者が離れる方向の力が作用する。レーザー光線照射工程によって、エピタキシー基板１１と光デバイス層１２との結合機能が喪失させられているため、剥離工程において移動手段８３によって保持手段８がチャックテーブル３から離れる方向に移動すると、光デバイス層１２からエピタキシー基板１１が剥離し、光デバイス層１２が移設基板１５に移設される。

剥離工程の後、レーザー加工機１は、位置付け手段８４の図示しない移動手段を作動させて、保持手段８を図１に示すエピタキシー基板カセット載置部９ａに載置されているエピタキシー基板カセット９の直上に位置付け、さらに移動手段８３を作動させて保持手段８を下降させる。そして、レーザー加工機１は、保持手段８が備える吸引パッド８１１による吸引保持を解除することにより、吸引パッド８１１に保持されていたエピタキシー基板１１をエピタキシー基板カセット９に収容する。

また、レーザー加工機１は、光デバイス層１２が移設された移設基板１５を吸引保持しているチャックテーブル３の吸引保持を解除するとともに、クランプ３４による環状のフレームＦの固定を解除する。次に、レーザー加工機１は、搬送手段７１を作動させて光デバイス層１２が移設された移設基板１５（環状のフレームＦに装着されたダイシングテープＴに貼着されている状態）を位置合わせ手段７に搬送する。そして、レーザー加工機１は、被加工物搬出・搬入手段７０を作動させて、位置合わせ手段７に搬送された光デバイス層１２が移設された移設基板１５を、複合基板カセット６０の所定位置に収納する。

以上、基板剥離装置としてのチャックテーブル３、保持手段８及び移動手段８３は、レーザー光線照射工程が行われた複合基板１００の移設基板１５をチャックテーブル３が吸引保持するとともに、エピタキシー基板１１を保持手段８が吸引保持し、エアー供給部８１２からエピタキシー基板１１の貫通孔１１Ｈにエアーを注入しながら、移動手段８３が保持手段８をチャックテーブル３に対して離反する方向に移動させる。バファー層１３を破壊するレーザー光線照射工程によってバファー層１３によるエピタキシー基板１１と光デバイス層１２との結合機能が喪失しているので、基板剥離装置が上述した動作をすることにより、エピタキシー基板１１を容易に剥離するとともに、光デバイス層１２を移設基板１５に移設することができる。また、移動手段８３によるエピタキシー基板１１と光デバイス層１２との剥離に加え、貫通孔１１Ｈからエピタキシー基板１１と光デバイス層１２との間に注入されたエアーの圧力を利用して、エピタキシー基板１１と光デバイス層１２とを剥離するので、両者を容易に剥離することができる。

さらに、エピタキシー基板１１と光デバイス層１２との間に注入されたエアーの圧力を利用するので、エピタキシー基板１１及び光デバイス層の全領域に対して均等に力を作用させることができる。その結果、エピタキシー基板１１及び光デバイス層１２に無理な力が作用することを抑制できるので、両者の割れ又は傷付き等を効果的に抑制できる。その結果、光デバイス層１２の歩留まりが向上するとともに、高価なエピタキシー基板１１を何度も再利用することができる。

なお、上記実施形態における保持手段８は、吸引パッド８１１によってエピタキシー基板１１を吸引し、保持するが、エピタキシー基板１１の保持手段はこれに限定されない。例えば、両面テープを用いてエピタキシー基板１１を保持手段８に貼り付けたり、エピタキシー基板１１と保持手段８との間の液体を凍らせたりすることによって、保持手段８がエピタキシー基板１１を保持してもよい。

また、上記実施形態では、貫通孔整形工程においてエピタキシー基板１１に貫通孔１１Ｈを形成したが、貫通孔１１Ｈの形成はこれに限定されるものではない。例えば、予め貫通孔１１Ｈを有するエピタキシー基板１１に、図４−２に示すバファー層１３を形成することにより、裏面１１ｂ側からバファー層１３に至る貫通孔１１Ｈが複合基板１００のエピタキシー基板１１に形成されるようにしてもよい。

１ レーザー加工機
３ チャックテーブル
４ レーザー光線照射手段
８ 保持手段
９ エピタキシー基板カセット
１０ 光デバイスウエーハ
１１ エピタキシー基板
１１Ｈ 貫通孔
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１２ 光デバイス層
１３ バファー層
１５ 移設基板
１６ 接合金属層
４１ レーザー光線発振手段
４２ 集光器
８１ 基台
８２ 支持軸部
８２Ａ 吸引通路
８２Ａａ 分岐通路
８２Ｂ 給気通路
８３ 移動手段
１００ 複合基板
１２３ ストリート
１２４ 光デバイス
８１１ 吸引パッド
８１２ エアー供給部
８３０ エアシリンダ機構
８３１ ピストンロッド
８４１ 支持アーム
Ｇ エアー
Ｔ ダイシングテープ

Claims (3)

1. エピタキシー基板の表面にバファー層を介して光デバイス層が積層された光デバイスウエーハの光デバイス層を、接合金属層を介して移設基板に接合して複合基板を形成し、該エピタキシー基板の裏面側から該バファー層にレーザー光線を照射して該バファー層を破壊した後に、該エピタキシー基板を剥離する基板剥離装置であって、
   該複合基板の移設基板側を保持するチャックテーブルと、
   該チャックテーブルと対向し、該複合基板に該バファー層まで貫通する貫通孔が形成された該エピタキシー基板側を保持する保持手段と、
   該チャックテーブルと該保持手段とを相対的に近接及び離反する方向に移動させる移動手段とを備え、
   該保持手段には、該エピタキシー基板の裏面を保持した状態で該貫通孔に連通し該貫通孔にエアーを注入するエアー供給部と、該エアー供給部に接続されたエアー供給源とを備える、該保持手段で該エピタキシー基板の裏面を保持した状態で該エアー供給部から該貫通孔にエアーを注入しながら該チャックテーブルと該保持手段とを相対的に離反する方向に移動させ該複合基板から該エピタキシー基板を剥離する基板剥離装置。
2. エピタキシー基板の表面にバファー層を介して光デバイス層が積層された光デバイスウエーハの光デバイス層を、接合金属層を介して移設基板に接合して複合基板を形成し、該エピタキシー基板の裏面側から該バファー層にレーザー光線を照射して該バファー層を破壊した後に、該エピタキシー基板を剥離する基板剥離方法であって、
   該複合基板の該移設基板側を保持し、該エピタキシー基板の裏面側からバファー層に至る貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
   該貫通孔から該バファー層へエアーを注入しながら該エピタキシー基板と該移設基板を相対的に離反させて該エピタキシー基板を剥離する剥離工程と、
   から構成される基板剥離方法。
3. エピタキシー基板の表面にバファー層を介して光デバイス層が積層された光デバイスウエーハの光デバイス層を、接合金属層を介して移設基板に接合して複合基板を形成し、該エピタキシー基板の裏面側から該バファー層にレーザー光線を照射して該バファー層を破壊した後に、該エピタキシー基板を剥離する基板剥離方法であって、
   該エピタキシー基板には、該エピタキシー基板の裏面側から該バファー層に至る貫通孔が予め形成されており、該貫通孔から該バファー層へエアーを注入しながら該エピタキシー基板と該移設基板とを相対的に離反させて該エピタキシー基板を剥離する基板剥離方法。

Images