JP5909854B2 - レーザリフトオフ装置およびレーザリフトオフ方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板上に材料層が形成されたワークに対し、該基板を透過する波長域のレーザ光を照射して、材料層を基板から剥離するレーザリフトオフ装置および方法に関し、特に、変形したワークをそのままの状態で保持して、レーザ光を照射し、当該材料層を分解して当該基板から剥離する（以下、レーザリフトオフという）ことができるレーザリフトオフ装置およびレーザリフトオフ方法に関するものである。

窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体により形成される半導体発光素子の製造プロセスにおいて、サファイア基板の一方の表面上に形成されたＧａＮ系化合物材料層を当該サファイア基板の裏面にあたる他方の表面からレーザ光を照射することにより剥離するレーザリフトオフの技術が知られている。

半導体露光工程や上記レーザリフトオフ工程を行う際には、通常、被照射物であるワーク（ウエハ）をワークステージに吸着保持して、光源から露光光やレーザ光を照射する。
半導体露光工程で使用するシリコンウエハの様な平面状のワークを露光する場合には、通常、ワークをワークステージ上に載せて、ワークステージに設けた複数の排気孔から排気を行い、ワークとワークステージ間の空間を減圧しステージに保持する方法が用いられる。
また、ワークが凹凸状に変形している場合、あるいは不規則に変形していた場合も、変形が軽微で、ワーク自体が変形可能なものであれば、上記の方法を用いて平面に矯正して保持することが可能である。

また、上に凸に変形しており、また、変形量が大きい場合は、例えば、特許文献１に記載されるように、下部の空間を減圧して吸着し保持する方法が知られている。
特許文献１に記載の方法では、図９に示すように上に凸に変形した回路基板（ワーク）を次のように保持する。
すなわち、吸着ステージ１０１に貫通孔１０２を設け、該貫通孔に真空吸引ベローズ１０３を設けて、吸着ステージ１０１上に突出させる。そして、回路基板（ワーク）１０４を真空吸引ベローズ１０３で真空吸引し、回路基板（ワーク）を平面状に矯正して、基板吸着面１０５に吸着固定する。

また、下に凸に変形したワークや不規則に変形したワークを保持する方法として、先端部分が弾性変形してワーク表面に吸着する複数の支持棒（リフトピン）を用いる方法が知られている。（特許文献２）
特許文献２に記載のものは、図１０に示すように、ワーク１１０を吸着するリフトピン１１１を用いてワーク１１０をステージ１１２に保持する。
リフトピン１１１は、図１０（ａ）に示すように、ステージ１１２上に設けられた貫通孔１１３を貫通して、上下動可能に例えば３箇所設けられており、図１０（ｂ）に示すように、チューブ状の中空部を有する弾性部材からなるリング１１１ａ、支柱１１１ｂ等から構成される。上記中空部は配管１１１ｂを介して空圧ユニット１１１ｃ等の負圧発生源に連通している。

変形したワークをステージ１１２に保持させるには、上記リフトピン１１１をステージ１１２面上に上昇させ、ワーク１１０の下面に接触させる。リフトピン１１１がワークに接触すると、弾性部材で構成されたリング１１１ａがワークの形状に合わせて変形し、その先端がワーク１１０に密着しリフトピン１１１はワーク１１０の下面に真空吸着する。
この状態でリフトピン１１１を下降させると、ワーク１１０は変形を矯正されながらステージ１１２に押し付けられる。ワーク１１０の略全面がステージ１１２面に接触したら、ステージ１１２に設けられた不図示の真空吸着孔を介してワーク１１０とステージ１１２面の空気を吸引して、ワーク１１０をステージ面に吸着固定する。

特開２００７−２９４７８１号公報 特開２０１０−２２６０３９号公報

ＬＥＤの製造においては、例えば、円形状のサファイア基板の上に窒化ガリウム層を形成したワークが使用される。このように、基板とは膨張率が異なる層を形成したものをワークとする場合、前工程で加熱冷却が繰り返されると、上下の材質の熱膨張係数の違いから反りや変形が生じる。
例えば、５００μｍ程度のサファイア基板上に窒化ガリウム層を形成したワークの場合、約８００°Ｃでサファイア基板上に窒化ガリウムの結晶層を成長させる。この時ワークは平らであるが、冷却するにつれて膨張係数の大きいサファイア基板が大きく縮むために、ワークはサファイア基板側に反る（サファイア基板側が凹面側になる）。
レーザリフトオフ工程を行う場合、前記したようにサファイア基板側からレーザ光を照射するので、ワークは、ワークステージ上にサファイア基板を上側にして置かれる。したがって、ワークは、通常、下に凸の状態でワークステージにおかれる。

この様なワークを、ワークステージ上に保持し、レーザリフトオフ工程を行おうとする場合、前記従来のワークステージや前記特許文献１あるいは特許文献２に記載されるようなワークステージを用いることはできない。
これは、レーザリフトオフ工程におけるワークは前記したように反りや変形が生じたものであり、シリコンウエハと比べて反りや変形の量が大きく、剛性も高いためである。すなわち、前記従来の保持方法のように、ワークを平面状に矯正して、ステージ面に吸着固定しようとするとワークが破損する可能性がある。
なお、レーザリフトオフ工程におけるワークは、下に凸の状態でワークステージにおかれる場合が多いので、前記特許文献１に記載の方法では吸着保持することができない。
更に、前記特許文献２に記載のリフトピンでワークを保持した状態でレーザリフトオフ工程を試みた場合、リフトピンの一部が弾性部材で変形する構造となっているため、ワークに対してレーザ光を相対移動させると、ステージを移動させる時の加減速でリフトピンの変形による位置ズレや振動が発生し安定して保持することができない。
本発明は上記事情に基づきなされたものであって、変形したワークを破損させることなく保持してレーザ光を照射しレーザリフトオフ処理を行うことができるレーザリフトオフ装置および方法を提供することである。

従来の露光工程においては、ワークが反ったり変形したりしたものであっても、基本的にワークをワークステージ面に押し付けて平面状にして露光処理をしていた。
これに対し、レーザリフトオフ工程におけるワークは前記したように大きく変形したものが多い。このようなワークを従来行われていたように、ワークステージ面に押し付けて平面状に矯正しようとすると、ワークが折れる等、破損する可能性が高い。
そこで、本発明では、ワークが反ったり変形したりしたものであっても、その状態のままステージ上に保持し、レーザリフトオフ工程を実施するようにした。そのため、本発明においては、ステージ上に、ワークを３点で支持する支持体を設け、ワークを変形した状態のまま、ステージ上に支持する。そして、変形したワークに対して、レーザ光を照射し、レーザリフトオフ処理を行う。なお、レーザ光を出射するレーザ源としては、材料層の分解閾値を越えるエネルギーレベルのレーザ光をワークに対して照射することができる光源を用いる。
これにより、ワークを破損させることなく、レーザリフトオフ処理を行うことができる。また、３点で支持するようにしたので、ワークの変形状態にかかわらず、ワークに無用な力を掛けることなく、ワークを支持することができる。
なお、レーザリフトオフ処理を行うに際しては、照射位置を精密に位置決めする必要があり、また、ワークを間歇的に移動させて複数の露光エリアに連続的にレーザ光を照射する方法がとられることが多いので、移動に伴いワークの位置がずれたり、振動したりしないようにする必要がある。そこで、ワークを上記支持体の方へ押し付ける機構を設け、ワークが移動しないように構成することが望ましい。

以上に基づき、本発明においては、以下のようにして前記課題を解決する。
（１）基板上に材料層が形成され、上に凸もしくは凹に変形したワークに対し、レーザ源からのレーザ光と該ワークを相対的に移動させながら、該レーザ源から、前記基板を透過する波長域のレーザ光を照射して、該材料層を該基板から剥離するレーザリフトオフ装置であって、レーザ光を発生するレーザ源と、レーザ光を所定の形状に成形するためのレーザ光学系と、前記ワークを支持する支持機構を備えたステージと、ステージを搬送する搬送機構と、レーザ源で発生するレーザ光の照射間隔および搬送機構の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、隣接する照射領域に照射される各レーザ光の重畳度が所望の値になるように前記レーザ源で発生するレーザ光のパルス間隔を制御し、前記支持機構は、該ステージから突出する３点で、該ワークを変形した状態のまま支持するワーク支持体を備え、前記レーザ光学系とワークとの距離が変動しても、レーザ光が重ね合わせて照射される領域におけるレーザ光強度が、材料層を分解して基板から剥離させるために必要な分解閾値を越える値になるようにして、前記レーザ源は、前記変形したワークに対して、前記材料層の分解閾値を越えるエネルギーレベルのレーザ光を照射する。
（２）上記（１）において、前記ワーク支持体は前記ステージから突出する３本の支持棒を備え、前記支持機構は前記ワークを該支持棒の方へ押しつける押し付け手段を有する。
（３）上記（２）において、前記ワーク支持体の支持棒は、ワークと点接触する先端形状を有する剛性体からなり、前記押し付け手段は、該支持棒の周囲に配置された弾性部材から構成され、該弾性部材は、ワーク下面と該支持棒が接触したとき、該弾性部材とワーク下面とで閉空間を形成するように配置され、該支持棒には該閉空間を減圧する吸引孔が設けられる。
（４）上記（２）（３）において、３本の支持棒はステージの中央の点を中心とした仮想円上に略等間隔で位置させる。
（５）レーザ光を発生するレーザ源と、レーザ光を所定の形状に成形するためのレーザ光学系とを備え、基板上に材料層が形成され、上に凸もしくは凹に変形したワークに対し、レーザ源からのレーザ光と該ワークを相対的に移動させながら、該レーザ源から、前記基板を透過する波長域のレーザ光を照射して、該材料層を該基板から剥離するレーザリフトオフ方法において、隣接する照射領域に照射される各レーザ光の重畳度が所望の値になるように、前記レーザ源で発生するレーザ光のパルス間隔を制御し、変形した状態のまま３点で支持された前記ワークに対して、
前記ワークの変形により、前記レーザ光学系とワークとの距離が変動しても、レーザ光が重ね合わせて照射される領域におけるレーザ光強度が、材料層を分解して基板から剥離させるために必要な分解閾値を越える値になるようにして、前記レーザ源は、前記変形したワークに対して、前記材料層の分解閾値を越えるエネルギーレベルのレーザ光を照射する。

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ステージから突出する３点で、該ワークを変形した状態のまま支持して、レーザリフトオフ処理を行うようにしたので、ワークが大きく変形していても、ワークを破損させることなく、レーザリフトオフ処理を行うことができる。また、３点で支持するようにしたので、ワークがどのように変形していても、ワークに無用な力を掛けることなく、ワークを支持することができる。
（２）ワークを支持する支持機構に、ワークを支持棒の方へ押しつける押し付け手段を設けることにより、ワークを３点で確実に保持することができ、ワークの移動等に伴いワークの位置がずれるのを防止することができる。
特に、ワークを３点で支持する支持棒を、ワークと点接触する先端形状を有する剛性体とすることで、ワークの移動時等に、ワークを振動させることなく保持することができる。
（３）上記押し付け手段を、該支持棒の周囲に配置された弾性部材から構成し、ワーク下面と該支持棒が接触したとき、該弾性部材とワーク下面とで閉空間を形成し、該閉空間を減圧することにより、支持棒とワークの点接触で維持しながら、ワークが移動しても、位置ずれや振動を発生させずに保持することが可能になる。
（４）３本の支持棒をステージの中央の点を中心とした仮想円上に略等間隔で位置させることにより、ワークを安定に支持することができる。

本発明の実施例のレーザリフトオフ処理の概要を説明する概念図である。 本発明の実施例のレーザリフトオフ装置の光学系の構成を示す概念図である。 ワーク上にレーザ光が重畳して照射される様子を説明する図である。 本発明の実施例のステージの斜視図である。 本発明のワーク支持体の第１の実施例を示す図である。 本実施例の支持体を用いて変形したワークを保持した状態を示す図である。 本発明のワーク支持体の第２の実施例を示す図である。 弾性部材を支持棒とは別に設けた支持機構の他の構成例を示す図である。 従来の基板を保持する保持ステージの構成例（１）を示す図である。 従来の基板を保持する保持ステージの構成例（２）を示す図である。

図１は、本発明の実施例のレーザリフトオフ処理の概要を説明する概念図である。
本実施例において、レーザリフトオフ処理は次のように行われる。
紫外線領域のレーザ光Ｌを透過する基板（サファイア基板）１ａと材料層１ｂが積層されサポート基板１ｃが接着されたワーク１が、ステージ２０に設けられた支持機構１０の支持棒１２上に３点で支持され載置されている。ワーク１は例えば同図に示すように下に凸に変形したものである。なお、ワークの反り量は４インチのワークの場合、４００μｍ程度である。
ワーク１を載せた支持機構１０が設けられたステージ２０は、コンベヤのような搬送機構２に載置され、搬送機構２によって所定の速度で搬送される。ワーク１は、ステージ２０と共に図中の矢印ＡＢ方向に搬送されながら、基板１ａを通じて、図示しないパルスレーザ源から出射するパルスレーザ光Ｌが照射される。
ワーク１は、サファイアからなる基板１ａの表面に、窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物の材料層１ｂが形成されてなるものである。基板１ａは、ＧａＮ系化合物の材料層を良好に形成することができ、尚且つ、ＧａＮ系化合物の材料層を分解するために必要な波長のレーザ光を透過するものであれば良い。材料層１ｂには、低い入力エネルギーによって高出力の青色光を効率良く出力するためにＧａＮ系化合物を用いることができる。材料層１ｂとしては、ＩＩＩ族系化合物を用いることができ、上記ＧａＮ系化合物や、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）系化合物、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）系化合物などがある。
材料層１ｂはパルスレーザ光Ｌが照射されることにより、材料層１ｂのＧａＮがガリウム（Ｇａ）と窒素（Ｎ_２）とに分解する。

レーザ光Ｌは、基板１ａおよび基板１ａから剥離する材料層１ｂを構成する物質に対応して適宜選択すべきである。サファイアの基板１ａからＧａＮ系化合物の材料層１ｂを剥離する場合には、例えば波長２４８ｎｍを放射するＫｒＦ（クリプトンフッ素）エキシマレーザを用いることができる。レーザ波長２４８ｎｍの光エネルギー（５ｅＶ）は、ＧａＮのバンドギャップ（３．４ｅＶ）とサファイアのバンドギャップ（９．９ｅＶ）の間にある。したがって、波長２４８ｎｍのレーザ光はサファイアの基板からＧａＮ系化合物の材料層を剥離するために望ましい。

図２は本発明の実施例のレーザリフトオフ装置の光学系の構成を示す概念図である。同図において、レーザリフトオフ装置は、パルスレーザ光を発生するレーザ源３０と、レーザ光を所定の形状に成形するためのレーザ光学系４０と、ワーク１が載置される支持機構１０を有するステージ２０と、ステージ２０を搬送する搬送機構２と、レーザ源３０で発生するレーザ光の照射間隔および搬送機構２の動作を制御する制御部３１とを備えている。
レーザ光学系４０は、シリンドリカルレンズ４１、４２と、レーザ光をワークの方向へ反射するミラー４３と、レーザ光を所定の形状に成形するためのマスク４４と、マスク４４を通過したレーザ光Ｌの像をワーク１上に投影する投影レンズ４５とを備えている。ワーク１へのパルスレーザ光の照射領域の面積および形状は、レーザ光学系４０によって適宜設定することができる。

レーザ光学系４０の先にはワーク１が配置されている。ワーク１はステージ２０に設けられた支持機構１０の支持棒１２上に３点で支持されており、図５の例では、支持機構１０の支持棒１２の周辺に設けられた弾性部材１６とワーク１の裏面との間の閉空間１７を減圧することで、ワーク１は上記支持棒１２の方向へ押し付けられ、支持棒端部１４の任意の１点と点接触している。
ステージ２０は搬送機構２に載置されており、搬送機構２によって搬送される。すなわち、ワーク１は、図１に示す矢印Ａ、Ｂの方向に順次に搬送されながら、隣り合う各照射領域に、例えば四角形状に照射領域が成形されたパルスレーザ光が順次照射され、ワークの一方端の照射領域から他方端の照射領域までレーザ光が照射されると、図１の矢印Ｃの方向にワーク１が移動し、ついで上記のように矢印Ａ、Ｂの方向に順次に搬送されながら、隣り合う各照射領域に順次レーザ光が照射される。
制御部３１は、ワーク１の隣接する照射領域に照射される各レーザ光の重畳度が所望の値になるように、レーザ源３０で発生するパルスレーザ光のパルス間隔を制御する。

レーザ源３０から発生するレーザ光Ｌは例えば波長２４８ｎｍの紫外線を発生するＫｒＦエキシマレーザである。レーザ源としてＡｒＦレーザやＹＡＧレーザを使用しても良い。
レーザ源３０で発生したパルスレーザ光Ｌは、シリンドリカルレンズ４１、４２、ミラー４３、マスク４４を通過した後に、投影レンズ４５によってワーク１上に投影される。パルスレーザ光Ｌは、基板１ａを通じて基板１ａと材料層１ｂの界面に照射される。
基板１ａと材料層１ｂの界面では、パルスレーザ光Ｌが照射されることにより、材料層１ｂの基板１ａとの界面付近のＧａＮが分解される。このようにして材料層１ｂが基板１ａから剥離される。

上記パルスレーザ光Ｌは、例えば四角形状に成形された照射領域を有し、ワーク１の互いに隣接する領域において、図３に示すように、レーザ光が互いに重畳するように照射される。なお、図３の縦軸はワークの各照射領域に照射されるレーザ光の強度（断面のエネルギー値）を示し、横軸はワークの搬送方向を示す。また、Ｌ１、Ｌ２は、それぞれワークの隣り合う照射領域に照射されるレーザ光を示し、同図のハッチングで示した領域が重畳している領域である。また、同図はワーク１の照射面が焦点位置からずれ、レーザ光Ｌ１、Ｌ２の断面が、周方向になだらかに広がるエッジ部を有し頂上に平坦面を有する略台形状に形成された場合を示している。
なお、レーザ光Ｌ１，Ｌ２は同時に照射されるわけではなく、レーザ光Ｌ１が照射されてから１パルス間隔後にレーザ光Ｌ２が照射される。また、レーザ光Ｌ１、Ｌ２は、図３に破線で示すように、ＧａＮ系化合物の材料層を分解してサファイアの基板から剥離させるために必要な分解閾値ＶＥを超えるエネルギー領域において重畳される。
このように、レーザ光が重畳して照射される領域におけるそれぞれのパルスレーザ光の強度を、上記分解閾値ＶＥを越える値になるように設定することで、材料層を基板から剥離させるために十分なレーザエネルギーが与えることができ、基板上に形成された材料層に割れを生じさせることなく、材料層を基板から確実に剥離させることができる。

ここで、ワーク１は前記したように例えば４００μｍ程度反っており、上記レーザ光学系４０は、このように反ったワークに対して、材料層の分解閾値を越えるエネルギーレベルのレーザ光を、ワークに対して照射する必要がある。
このため、上記レーザ光学系４０としては、投影レンズ４５とワーク１間の距離がワーク１の変形により４００μｍ程度変動しても、材料層１ｂの分解閾値を越えるエネルギーレベルのレーザ光を照射できるものを用いる必要があり、具体的には、レーザ光学系４０とワーク１の距離が４００μｍ程度変動したとき、材料層１ｂの分解反応をする領域の大きさ（図３におけるｄ）の変動が３０μｍ程度以下になるものを用いる。
すなわち、ワーク１が変形している場合、レーザ光の照射位置がワーク１上で相対的に移動すると、投影レンズ４５とワーク１間の距離が変動し、ワークの照射面は投影レンズの焦点位置からずれ、ワーク１の結晶層の分解反応をする領域の大きさも変動するが、この変動が３０μｍ程度以下になるようにし、この照射領域の３０μｍの変動を考慮して、照射領域の重ね合わせ量がある程度の量になることを処理条件として、ステージ２０の移動条件を設定する。これにより、一定のフォーカス位置設定で、すなわち、ワーク１とレーザ光学系４０の距離をリアルタイムで調整することなく、ワーク全面を処理することができる。

次に本発明の実施例のステージの具体的な構成例について説明する。
図４は、本発明の実施例のステージの斜視図である。
ステージ２０上には、支持機構１０を構成するワーク支持体である３本の支持棒１２が配置されている。支持棒１２は、例えば、ステージ２０に設けられた貫通孔１１に嵌め込まれており、支持棒１２の周囲には、後述するように弾性部材１６が設けられている。
支持棒１２は、ステージ２０の中央の点を中心とした仮想円上に略等間隔で配置されている。支持棒１２をこのように配置することで、ワークを安定に支持することができる。また、ワーク１の重心位置がステージ２０の略中央位置になるようにワーク１を載せることで、３本の支持棒１２に係る力を等しくすることができる。

図５は、本発明の支持機構を構成するワーク支持体の第１の実施例を示す概略図である。支持棒１２は、ステンレスなどの硬質な材料で構成されており、中心部分を排気孔１３が貫通している。
ワークを搭載する側の支持棒端部１４は曲面で構成されている。また、支持棒１２の中心部を貫通している排気孔１３は支持棒端部１４側で屈曲しており、該支持棒端部の側方に排気口１５が開けられている。すなわち、排気口１５は、ワーク１を搭載した際にワーク１の表面が接触しない箇所に開けられている。
支持棒端部１４の周囲には押し付け手段としてゴムなど変形しやすいで構成された円筒状の弾性部材１６が設けられており、弾性部材１６の一端は支持棒端部１４の周囲を囲むように密着している。
弾性部材１６の他方の端部にワーク１を搭載すると図５（ａ）に示すように弾性部材１６が変形し、ワーク１表面、支持棒端部１４と弾性部材１６の内壁空間で囲まれた閉空間１７を形成する。
排気孔１３よりコンプレッサなどを用いて、閉空間１７をワーク１と支持棒端部１４が接触するまで減圧する。これにより、図５（ｂ）に示したように、ワーク１は支持棒１２方向に押し付けられる。支持棒１２の端部は曲面で構成されているので、ワーク１と支持棒端部１４が一点で接触する。３本の支持棒を用いるとワーク１を支持棒１２を介してステージに固定することができる。

図６は、本実施例の支持体を用いて変形したワーク１を保持した状態を示している（３本目の支持棒は不図示）。ワーク１は、前記したように、レーザ光を透過する基板（サファイア基板）１ａと材料層１ｂとサポート基板１ｃからなる３層構造であり、基板１ａが上側になるように、支持棒１２上に載せられる。ワーク１の下面は、剛性体よりなる支持棒１２と点接触しており、ステージ２０からの高さを正確に決めることができる。３か所に設けられた支持棒１２は、基本的に同じ高さになるように設定され、また、その高さはワークの変形量等を考慮して適宜設定される。

図７は、本発明の支持機構を構成するワーク支持体の第２の実施例を示す概略図である。
支持棒１２は、ステンレスなどの硬質な材料で構成されており、同図に示すように支持棒１２の内部を排気孔１３が貫通している。
ワーク１を搭載する側の支持棒端部１４は円錐形状をしている。また、支持棒１２の内部を貫通している排気孔１３は円錐状の支持棒端部１４に隣接する部分に排気口１５が開けられている。この場合も、ワーク１が支持棒端部１４の先端部分で点接触し、３点でワーク１は保持される。

以上説明した実施例では、押し付け手段として支持棒端部１４の周囲に弾性部材１６を設け、弾性部材１６とワーク１の下面で形成される閉空間１７を減圧して、ワーク１を保持するように構成した場合を示したが、図８に示すようにワーク１を支持棒１２へ押し付けるようにしてもよい。
図８は、上記ワーク１を支持棒１２へ押し付ける手段を支持棒１２とは別に設けた場合の構成例を示す図である。
同図において、支持棒１２は前記したようにステージ２０上に３か所に設けられ、その上にワーク１が載せられる。また、ステージ２０の中央付近には、貫通孔１１が設けられ貫通孔１１には、排気孔１３を有する円筒状の排気管１８が設けられる。該排気管１８をコンプレッサなどに連通させ、エアーを吸入する。これにより、ステージ２０とワーク１の下面の間の空間が減圧され、周囲の空気圧に対してワーク１下面の空気圧が相対的に低くなり、ワーク１はステージ２０側に押し付けられ、ワーク１が移動しないように固定される。

１ ワーク
１ａ 基板（サファイア基板）
１ｂ 材料層
１ｃ サポート基板
２ 搬送機構
１０ 支持機構
１１ 貫通孔
１２ 支持棒
１３ 排気孔
１４ 支持棒端部
１５ 排気口
１６ 弾性部材
１７ 閉空間
１８ 排気管
２０ ステージ
３０ レーザ源
３１ 制御部
４０ レーザ光学系
４１，４２ シリンドリカルレンズ
４３ ミラー
４４ マスク
４５ 投影レンズ

Claims (5)

1. 基板上に材料層が形成され、上に凸もしくは凹に変形したワークに対し、レーザ源からのレーザ光と該ワークを相対的に移動させながら、該レーザ源から、前記基板を透過する波長域のレーザ光を照射して、該材料層を該基板から剥離するレーザリフトオフ装置であって、
   レーザ光を発生するレーザ源と、レーザ光を所定の形状に成形するためのレーザ光学系と、前記ワークを支持する支持機構を備えたステージと、ステージを搬送する搬送機構と、レーザ源で発生するレーザ光の照射間隔および搬送機構の動作を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、隣接する照射領域に照射される各レーザ光の重畳度が所望の値になるように、前記レーザ源で発生するレーザ光のパルス間隔を制御し、
   前記支持機構は、該ステージから突出する３点で、該ワークを変形した状態のまま支持するワーク支持体を備え、
   前記レーザ光学系とワークとの距離が変動しても、レーザ光が重ね合わせて照射される領域におけるレーザ光強度が、材料層を分解して基板から剥離させるために必要な分解閾値を越える値になるようにして、前記レーザ源は、前記変形したワークに対して、前記材料層の分解閾値を越えるエネルギーレベルのレーザ光を照射する
   ことを特徴とするレーザリフトオフ装置。
2. 前記ワーク支持体は前記ステージから突出する３本の支持棒を備え、前記支持機構は前記ワークを該支持棒の方へ押しつける押し付け手段を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のレーザリフトオフ装置。
3. 前記ワーク支持体の支持棒は、ワークと点接触する先端形状を有する剛性体からなり、
   前記押し付け手段は、該支持棒の周囲に配置された弾性部材から構成され、該弾性部材は、ワーク下面と該支持棒が接触したとき、該弾性部材とワーク下面とで閉空間を形成するように配置され、該支持棒には該閉空間を減圧する吸引孔が設けられる
   ことを特徴とする請求項２に記載のレーザリフトオフ装置。
4. 前記３本の支持棒はステージの中央の点を中心とした仮想円上に略等間隔で位置する
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のレーザリフトオフ装置。
5. レーザ光を発生するレーザ源と、レーザ光を所定の形状に成形するためのレーザ光学系とを備え、基板上に材料層が形成され、上に凸もしくは凹に変形したワークに対し、レーザ源からのレーザ光と該ワークを相対的に移動させながら、該レーザ源から、前記基板を透過する波長域のレーザ光を照射して、該材料層を該基板から剥離するレーザリフトオフ方法であって、
   隣接する照射領域に照射される各レーザ光の重畳度が所望の値になるように、前記レーザ源で発生するレーザ光のパルス間隔を制御し、
   変形した状態のまま３点で支持された前記ワークに対して、前記ワークの変形により、前記レーザ光学系とワークとの距離が変動しても、レーザ光が重ね合わせて照射される領域におけるレーザ光強度が、材料層を分解して基板から剥離させるために必要な分解閾値を越える値になるようにして、前記レーザ源は、前記変形したワークに対して、前記材料層の分解閾値を越えるエネルギーレベルのレーザ光を照射する
   ことを特徴とするレーザリフトオフ方法。

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