KR20130054912A

KR20130054912A - 광디바이스층의 이체 장치 및 레이저 가공기

Info

Publication number: KR20130054912A
Application number: KR1020120124089A
Authority: KR
Inventors: 히로시 모리카즈
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2013-05-27
Also published as: TW201322479A; CN103123946A; JP2013110137A

Abstract

본 발명은, 에피택시 기판의 이면측으로부터 버퍼층에 레이저 광선을 조사하여 버퍼층을 파괴한 후에, 에피택시 기판을 확실하게 박리할 수 있는 광디바이스층의 이체 장치 및 레이저 가공기를 제공하는 것을 과제로 한다.
에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 광디바이스층이 적층된 광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층을 접합 금속층을 개재해 이설 기판에 접합하여 복합 기판을 형성하고, 에피택시 기판의 이면측으로부터 버퍼층에 레이저 광선을 조사하여 버퍼층을 파괴한 후에, 에피택시 기판을 박리함으로써 광디바이스층을 이설 기판으로 이설하는 광디바이스층의 이체 장치로서, 복합 기판의 이설 기판측을 유지하는 제1 유지면을 구비한 제1 유지 수단과, 제1 유지면과 대향하며 복합 기판의 에피택시 기판측을 유지하는 제2 유지면을 구비한 제2 유지 수단과, 제1 유지 수단과 제2 유지 수단을 상대적으로 근접 및 이반시키는 방향으로 이동시키는 분리 수단을 구비한다.

Description

광디바이스층의 이체 장치 및 레이저 가공기{OPTICAL DEVICE LAYER TRANSFERRING APPARATUS AND LASER MACHINING APPARATUS}

본 발명은 사파이어 기판 등의 에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 광디바이스층이 적층된 광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층을 접합 금속층을 개재해 이설(移設) 기판에 접합하고, 에피택시 기판의 이면측으로부터 버퍼층에 레이저 광선을 조사하여 버퍼층을 파괴한 후에, 에피택시 기판을 박리함으로써 광디바이스층을 이설 기판으로 이설하는 광디바이스층의 이체 장치 및 레이저 가공기에 관한 것이다.

광디바이스 제조 공정에서는, 대략 원판 형상인 사파이어 기판 등의 에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 n형 반도체층 및 p형 반도체층을 포함하는 광디바이스층이 적층되어 격자형으로 형성된 복수의 스트리트에 의해 구획된 복수의 영역에 발광 다이오드, 레이저 다이오드 등의 광디바이스를 형성하여 광디바이스 웨이퍼를 구성한다. 그리고, 광디바이스 웨이퍼를 스트리트를 따라서 분할함으로써 개개의 광디바이스를 제조하고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조)

또, 광디바이스의 휘도를 향상시키는 기술로서, 광디바이스 웨이퍼를 구성하는 사파이어 기판 등의 에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 적층된 n형 반도체층 및 p형 반도체층을 포함하는 광디바이스층을 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 실리콘(Si) 등의 이설 기판을 금(Au), 백금(Pt), 크롬(Cr), 인듐(In), 팔라듐(Pd) 등의 접합 금속층을 개재하여 접합하고, 에피택시 기판의 이면측으로부터 버퍼층에 레이저 광선을 조사하여 버퍼층을 파괴함으로써 에피택시 기판을 박리하여, 광디바이스층을 이설 기판으로 이체하는 리프트오프라고 불리는 제조 방법이 하기 특허문헌 2에 개시되어 있다.

일본 특허공개 평10-305420호 공보 일본 특허공표 제2005-516415호 공보

그렇게 하여, 버퍼층에 레이저 광선을 조사하여 버퍼층을 파괴한 후에, 에피택시 기판을 박리함으로써 광디바이스층을 이설 기판으로 이설하기 위한 이설 장치가 필요하지만, 에피택시 기판을 확실하게 박리할 수 있는 이설 장치가 존재하지 않는다.

본 발명은 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주요 기술적 과제는 에피택시 기판의 이면측으로부터 버퍼층에 레이저 광선을 조사하여 버퍼층을 파괴한 후에, 에피택시 기판을 확실하게 박리할 수 있는 광디바이스층의 이체 장치 및 레이저 가공기를 제공하는 것이다.

상기 주요 기술 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의하면, 에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 광디바이스층이 적층된 광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층을 접합 금속층을 개재해 이설 기판에 접합하여 복합 기판을 형성하고, 에피택시 기판의 이면측으로부터 버퍼층에 레이저 광선을 조사하여 버퍼층을 파괴한 후에, 에피택시 기판을 박리함으로써 광디바이스층을 이설 기판으로 이설하는 광디바이스층의 이체 장치에 있어서,

복합 기판의 이설 기판측을 유지하는 제1 유지면을 구비한 제1 유지 수단과, 이 제1 유지면과 대향하며 복합 기판의 에피택시 기판측을 유지하는 제2 유지면을 구비한 제2 유지 수단과, 상기 제1 유지 수단과 상기 제2 유지 수단을 상대적으로 근접 및 이반(離反)하는 방향으로 이동시키는 분리 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광디바이스층의 이체 장치가 제공된다.

상기 제1 유지 수단과 제2 유지 수단을 제1 유지면 및 제2 유지면과 평행한 면내에서 상대적으로 변위시키는 박리 보조 수단을 구비하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 의하면, 에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 광디바이스층이 적층된 광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층을 접합 금속층을 개재해 이설 기판에 접합한 복합 기판에서의 버퍼층에 레이저 광선을 조사하여 버퍼층을 파괴하는 레이저 가공기에 있어서,

복합 기판의 이설 기판측을 유지하는 제1 유지면을 구비한 제1 유지 수단과, 이 제1 유지 수단에 유지된 복합 기판의 버퍼층에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단과, 상기 제1 유지 수단에 상기 제1 유지면과 대향하며 상기 복합 기판의 에피택시 기판측을 유지하는 제2 유지면을 구비한 제2 유지 수단과, 상기 제1 유지 수단과 상기 제2 유지 수단을 상대적으로 근접 및 이반하는 방향으로 이동시키는 분리 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공기가 제공된다.

상기 레이저 가공기는, 복합 기판을 수용한 복합 기판 카세트가 배치되는 복합 기판 카세트 테이블과, 이 복합 기판 카세트 테이블에 배치된 복합 기판 카세트에 수용된 복합 기판을 상기 제1 유지 수단에 반송하는 반송 수단과, 상기 제2 유지 수단을 상기 제1 유지 수단의 피가공물 반입 반출 위치와 에피택시 기판 카세트가 배치되는 에피택시 기판 카세트 배치부에 위치시키는 위치 부여 수단을 구비한다.

본 발명에 의한 광디바이스층의 이체 장치는, 제1 유지 수단과 제2 유지 수단 및 분리 수단을 포함하며, 버퍼층이 파괴된 복합 기판을 형성하는 이설 기판을 제1 유지 수단에 흡인 유지하고, 에피택시 기판을 제2 유지 수단에 의해 흡인 유지하며, 분리 수단을 작동해서 제1 유지 수단과 제2 유지 수단을 상대적으로 이반하는 방향으로 이동시킴으로써, 버퍼층에 의한 에피택시 기판과 광디바이스층의 결합 기능이 상실되기 때문에, 에피택시 기판을 용이하게 박리할 수 있고 광디바이스층을 이설 기판으로 이설할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따라서 구성된 레이저 가공기의 사시도.
도 2는 도 1에 나타내는 레이저 가공기에 장비되는 광디바이스층의 이체 장치를 구성하는 제2 유지 수단의 단면도.
도 3은 도 1에 나타내는 레이저 가공기에 의해 가공되는 광디바이스 웨이퍼의 사시도 및 주요부를 확대하여 나타내는 단면도.
도 4는 도 3에 나타내는 광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층의 표면에 이설 기판을 접합하는 이설 기판 접합 공정의 설명도.
도 5는 고리형의 프레임에 장착된 다이싱 테이프의 표면에, 광디바이스 웨이퍼에 접합된 복합 기판의 이설 기판측을 점착한 상태를 나타내는 사시도.
도 6은 에피택시 기판의 이면측으로부터 버퍼층에 레이저 광선을 조사하는 박리용 레이저 광선 조사 공정의 설명도.
도 7은 에피택시 기판을 광디바이스층으로부터 박리하여 광디바이스층을 이설 기판으로 이설하는 광디바이스층 이체 공정의 설명도.

이하, 본 발명에 따라서 구성된 광디바이스층의 이체 장치 및 레이저 가공기의 바람직한 실시형태에 관해, 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1에는, 본 발명에 따라서 구성된 레이저 가공기(1)의 사시도가 나타나 있다.

도 1에 나타내는 레이저 가공기(1)는 대략 직방체형의 장치 하우징(2)을 구비하고 있다. 이 장치 하우징(2) 내에는, 피가공물로서의 후술하는 복합 기판을 유지하는 제1 유지 수단(3)이 화살표 X로 나타내는 가공 이송 방향(X축 방향)과 직교하는 화살표로 나타내는 (Y축 방향)으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 제1 유지 수단(3)은 흡착 척 지지대(31)와, 이 흡착 척 지지대(31) 상에 장착된 흡착 척(32)을 구비하고 있고, 이 흡착 척(32)의 상면인 제1 유지면 상에 피가공물로서의 후술하는 복합 기판을 도시하지 않은 흡인 수단에 의해 유지하도록 되어 있다. 또, 제1 유지 수단(3)은 도시하지 않은 회전 기구에 의해 회동 가능하게 구성되어 있다. 이와 같이 구성된 제1 유지 수단(3)의 흡착 척 지지대(31)에는, 후술하는 고리형의 프레임을 고정하기 위한 클램프(34)가 설치되어 있다. 이와 같이 구성된 제1 유지 수단(3)은 도시하지 않은 회전 구동 기구에 의해 회동되도록 되어 있다. 또한, 레이저 가공기(1)는 상기 제1 유지 수단(3)을 X축 방향으로 가공 이송하는 도시하지 않은 가공 이송 수단 및 Y축 방향으로 인덱싱 이송하는 도시하지 않은 인덱싱 이송 수단을 구비하고 있다.

도시한 레이저 가공기(1)는 상기 제1 유지 수단(3)에 유지된 피가공물로서의 후술하는 복합 기판에 레이저 가공을 실시하는 레이저 광선 조사 수단(4)을 구비하고 있다. 레이저 광선 조사 수단(4)은 레이저 광선 발진 수단(41)과, 이 레이저 광선 발진 수단(41)에 의해 발진된 레이저 광선을 집광하는 집광기(42)를 구비하고 있다. 또한, 레이저 가공기(1)는 레이저 광선 발진 수단(41)을 제1 유지 수단(3)의 상면인 제1 유지면에 수직인 방향인 화살표 Z로 나타내는 집광점 위치 조정 방향으로 이동시키는 도시하지 않은 집광점 위치 조정 수단을 구비하고 있다.

도시한 레이저 가공기(1)는 상기 제1 유지 수단(3)의 흡착 척(32) 상에 유지된 피가공물로서의 후술하는 복합 기판의 표면을 촬상하고, 상기 레이저 광선 조사 수단(4)의 집광기(42)로부터 조사되는 레이저 광선에 의해 가공해야 할 영역을 검출하는 촬상 수단(5)을 구비하고 있다. 이 촬상 수단(5)은 피가공물을 조명하는 조명 수단과, 이 조명 수단에 의해 조명된 영역을 포착하는 광학계와, 이 광학계에 의해 포착된 이미지를 촬상하는 촬상 소자(CCD) 등을 구비하며, 촬상한 화상 신호를 후술하는 제어 수단으로 보낸다.

도시한 레이저 가공기(1)는 피가공물로서의 후술하는 복합 기판(100)을 수용하는 복합 기판 카세트가 배치되는 복합 기판 카세트 배치부(6a)를 구비하고 있다. 복합 기판 카세트 배치부(6a)에는 도시하지 않은 승강 수단에 의해 상하로 이동 가능하게 복합 기판 카세트 테이블(61)이 설치되어 있고, 이 복합 기판 카세트 테이블(61) 상에 복합 기판 카세트(60)가 배치된다. 여기서, 복합 기판 카세트(60)에 수용되는 복합 기판(100)은 고리형의 프레임(F)에 장착된 다이싱 테이프(T)의 표면에 점착되어 있고, 다이싱 테이프(T)를 통해 고리형의 프레임(F)에 지지된 상태로 이 복합 기판 카세트(60)에 수용된다. 또한, 복합 기판(100)에 관해서는, 이후에 상세히 설명한다.

도시한 레이저 가공기(1)는 상기 복합 기판 카세트(60)에 수납된 가공전의 복합 기판(100)을 가배치부(7a)에 설치된 위치 맞춤 수단(7)에 반출하고 가공후의 복합 기판(100)을 복합 기판 카세트(60)에 반입하는 반출ㆍ반입 수단(70)과, 위치 맞춤 수단(7)에 반출된 가공전의 복합 기판(100)을 제1 유지 수단(3)에 반송하는 반송 수단(71)을 구비하고 있다.

또, 도시한 레이저 가공기(1)는 상기 제1 유지 수단(3) 상에 있어서 레이저 가공된 복합 기판(100)의 후술하는 에피택시 기판측을 유지하는 제2 유지 수단(8)을 구비하고 있다. 이 제2 유지 수단(8)에 관해, 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2에 나타내는 제2 유지 수단(8)은 흡인 유지 패드(81)와, 이 흡인 유지 패드(81)를 지지하는 지지축부(82)를 구비하고 있다. 흡인 유지 패드(81)는 원반형의 베이스(811)와 패드(812)를 포함하고 있다. 베이스(811)는 적절한 금속재에 의해 구성되며, 그 상면 중앙부에 지지축부(82)가 돌출되어 형성된다. 흡인 유지 패드(81)를 구성하는 베이스(811)는 하측이 개방된 원형의 오목부(811a)를 구비하고 있다. 이 오목부(811a)에 다공성 세라믹스 부재에 의해 원반형으로 형성된 패드(812)가 감합되어 있다. 이와 같이 하여 베이스(811)의 오목부(811a)에 감합된 패드(812)의 하면인 제2 유지면은 상기 제1 유지 수단(3)을 구성하는 흡착 척(32)의 상면인 제1 유지면과 대향하도록 설치된다. 흡인 유지 패드(81)를 구성하는 베이스(811)에 형성된 원형의 오목부(811a)는 지지축부(82)에 형성된 흡인 통로(82a)를 통해 도시하지 않은 흡인 수단에 연통되어 있다. 따라서, 도시하지 않은 흡인 수단이 작동하면, 흡인 통로(82a), 베이스(811)의 오목부(811a)를 통해 패드(812)의 하면인 제2 유지면에 부압이 작용하여, 이 패드(812)의 하면인 제2 유지면에 복합 기판(100)의 후술하는 에피택시 기판을 흡인 유지할 수 있다.

이상과 같이 구성된 제2 유지 수단(8)은 도 2에 있어서 상하 방향으로 이동 가능한 분리 수단(83)에 연결되어 있다. 이 분리 수단(83)은 도시한 실시형태에서는 에어 실린더 기구(830)를 포함하며, 그 피스톤 로드(831)가 제2 유지 수단(8)을 구성하는 지지축부(82)에 연결되어 있다. 이와 같이 구성된 분리 수단(83)은 제2 유지 수단(8)을 제1 유지 수단(3)의 상측에 위치시키고, 하강 및 상승함으로써, 제2 유지 수단(8)과 제1 유지 수단(3)을 상대적으로 근접 및 이반하는 방향으로 이동시킨다.

전술한 바와 같이 제2 유지 수단(8)을 연결한 분리 수단(83)은 도 1에 도시한 바와 같이 위치 부여 수단(84)을 구성하는 지지 아암(841)에 부착되어 있다. 이 위치 부여 수단(84)은 지지 아암(841)을 도시하지 않은 이동 수단에 의해 Y축 방향으로 이동시키고, 지지 아암(841)에 분리 수단(83)을 통해 부착된 제2 유지 수단(8)을, 도 1에 있어서 제1 유지 수단(3)이 위치 부여되어 있는 피가공물 반입 반출 위치와 후술하는 에피택시 기판 카세트(9)가 배치되는 에피택시 기판 카세트 배치부(9a)에 위치시킨다. 이 에피택시 기판 카세트 배치부(9a)에는, 비어 있는 에피택시 기판 카세트(9)가 배치된다.

도시한 실시형태에서의 레이저 가공기(1)는 이상과 같이 구성되어 있고, 이하 그 작동에 관해 설명한다.

도 3의 (a) 및 (b)에는, 전술한 레이저 가공기(1)에 의해 가공되는 광디바이스 웨이퍼의 사시도 및 요부 확대 단면도가 도시되어 있다.

도 3의 (a) 및 (b)에 나타내는 광디바이스 웨이퍼(10)에 있어서, 직경이 50 mm이고 두께가 600 ㎛인 원판 형상의 사파이어 기판으로 이루어진 에피택시 기판(11)의 표면(11a)에, n형 질화갈륨 반도체층(121) 및 p형 질화갈륨 반도체층(122)을 포함하는 광디바이스층(12)이 에피택셜 성장법에 의해 형성되어 있다. 또한, 에피택시 기판(11)의 표면에, 에피택셜 성장법에 의해 n형 질화갈륨 반도체층(121) 및 p형 질화갈륨 반도체층(122)을 포함하는 광디바이스층(12)을 적층할 때, 에피택시 기판(11)의 표면(11a)과 광디바이스층(12)을 형성하는 n형 질화갈륨 반도체층(121)의 사이에는 질화갈륨(GaN)으로 이루어진 두께가 예컨대 1 ㎛인 버퍼층(13)이 형성된다. 이와 같이 구성된 광디바이스 웨이퍼(10)는 도시한 실시형태에 있어서는 광디바이스층(12)의 두께가 예컨대 10 ㎛로 형성되어 있다. 또한, 광디바이스층(12)은 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이 격자형으로 형성된 복수의 스트리트(123)에 의해 구획된 복수의 영역에 광디바이스(124)가 형성되어 있다.

전술한 바와 같이 광디바이스 웨이퍼(10)에서의 에피택시 기판(11)을 광디바이스층(12)으로부터 박리하여 이설 기판으로 이체하기 위해서는, 광디바이스층(12)의 표면(12a)에 이설 기판을 접합하는 이설 기판 접합 공정을 실시한다. 즉, 도 4의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 광디바이스 웨이퍼(10)를 구성하는 에피택시 기판(11)의 표면(11a)에 형성된 광디바이스층(12)의 표면(12a)에, 두께가 1 mm인 구리 기판으로 이루어진 이설 기판(15)을 주석으로 이루어진 접합 금속층(16)을 개재해 접합한다. 또한, 이설 기판(15)으로는 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si) 등을 이용할 수 있고, 접합 금속층(16)을 형성하는 접합 금속으로는 금(Au), 백금(Pt), 크롬(Cr), 인듐(In), 팔라듐(Pd) 등을 이용할 수 있다. 이 이설 기판 접합 공정은 에피택시 기판(11)의 표면(11a)에 형성된 광디바이스층(12)의 표면(12a) 또는 이설 기판(15)의 표면(15a)에 상기 접합 금속을 증착하여 두께가 3 ㎛ 정도인 접합 금속층(16)을 형성하고, 이 접합 금속층(16)과 이설 기판(15)의 표면(15a) 또는 광디바이스층(12)의 표면(12a)을 대면시켜 압착함으로써, 광디바이스 웨이퍼(10)를 구성하는 광디바이스층(12)의 표면(12a)에 이설 기판(15)의 표면(15a)을 접합 금속층(16)을 개재해 접합하여 복합 기판(100)을 형성한다.

전술한 바와 같이 광디바이스 웨이퍼(10)를 구성하는 광디바이스층(12)의 표면(12a)에 이설 기판(15)의 표면(15a)이 접합된 복합 기판(100)은 도 5에 도시한 바와 같이 고리형의 프레임(F)에 장착된 다이싱 테이프(T)의 표면에, 광디바이스 웨이퍼(10)에 접합된 이설 기판(15)측을 점착한다(복합 기판 지지 공정). 따라서, 다이싱 테이프(T)의 표면에 점착된 이설 기판(15)이 접합되어 있는 광디바이스 웨이퍼(10)의 에피택시 기판(11)의 이면(11b)이 상측이 된다. 이와 같이 하여, 고리형의 프레임(F)에 장착된 다이싱 테이프(T)의 표면에 점착된 복합 기판(100)은 상기 복합 기판 카세트(60)에 수용되어 복합 기판 카세트 테이블(61) 상에 배치된다.

전술한 바와 같이 복합 기판 카세트 테이블(61) 상에 배치된 복합 기판 카세트(60)에 수용된 가공전의 복합 기판(100)은 도시하지 않은 승강 수단에 의해 복합 기판 카세트 테이블(61)이 상하 이동함으로써 반출 위치에 위치하게 된다. 다음으로, 피가공물 반출ㆍ반입 수단(70)이 진퇴 작동하여 반출 위치에 위치하게 된 복합 기판(100)을 위치 맞춤 수단(7)에 반출한다. 위치 맞춤 수단(7)에 반출된 복합 기판(100)은 위치 맞춤 수단(7)에 의해 정해진 위치에 위치 맞춤된다. 다음으로, 위치 맞춤 수단(7)에 의해 위치 맞춤된 가공전의 복합 기판(100)은 반송 수단(71)의 선회 동작에 의해 제1 유지 수단(3)을 구성하는 흡착 척(32)의 상면인 제1 유지면 상에 반송되고, 이 흡착 척(32)에 흡인 유지된다(복합 기판 유지 공정). 그리고, 복합 기판(100)이 점착된 다이싱 테이프(T)가 장착되어 있는 고리형의 프레임(F)은 제1 유지 수단(3)에 장착된 클램프(34)에 의해 고정된다.

전술한 복합 기판 유지 공정이 실시되었다면, 도시하지 않은 가공 이송 수단을 작동해서 제1 유지 수단(3)을, 레이저 광선 조사 수단(4)의 집광기(42)가 위치하는 레이저 광선 조사 영역으로 이동시키고, 상기 에피택시 기판(11)의 이면(11b)(상면)측으로부터 버퍼층(13)에 사파이어에 대해서는 투과성을 가지며 질화갈륨(GaN)에 대해서는 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하여, 버퍼층(13)을 파괴하는 레이저 광선 조사 공정을 실시한다. 이 레이저 광선 조사 공정은, 제1 유지 수단(3)을 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 레이저 광선 조사 수단(4)의 집광기(42)가 위치하는 레이저 광선 조사 영역으로 이동시키고, 일단[도 6의 (a)에 있어서 좌단]을 레이저 광선 조사 수단(4)의 집광기(42)의 바로 아래에 위치시킨다. 다음으로, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 집광기(42)로부터 조사하는 펄스 레이저 광선의 버퍼층(13)의 상면에서의 스폿(S)의 스폿 직경을 30 ㎛로 설정한다. 이 스폿 직경은 집광 스폿 직경이어도 좋고, 디포커스에 의한 스폿 직경이어도 좋다. 그리고, 레이저 광선 발진 수단(41)을 작동해서 집광기(42)로부터 펄스 레이저 광선을 조사하면서 제1 유지 수단(3)을 도 6의 (a)에 있어서 화살표 X1로 나타내는 방향으로 정해진 가공 이송 속도로 이동시킨다. 그리고, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이 레이저 광선 조사 수단(4)의 집광기(42)의 조사 위치에 에피택시 기판(11)의 타단[도 6의 (c)에 있어서 우단]이 도달하면, 펄스 레이저 광선의 조사를 정지하고 제1 유지 수단(3)의 이동을 정지한다(레이저 광선 조사 공정). 이 레이저 광선 조사 공정을 버퍼층(13)의 전면(全面)에 대응하는 영역에 실시한다. 그 결과, 버퍼층(13)이 파괴되어, 버퍼층(13)에 의한 에피택시 기판(11)과 광디바이스층(12)의 결합 기능이 상실된다.

상기 레이저 광선 조사 공정에서의 가공 조건은, 예컨대 다음과 같이 설정되었다.

광원 : YAG 펄스 레이저

파장 : 266 nm

반복 주파수 : 50 kHz

평균 출력 : 0.12 W

펄스폭 : 100 ps

스폿 직경 : φ30 ㎛

가공 이송 속도 : 600 mm/초

또한, 버퍼층(13)을 파괴하는 레이저 광선 조사 공정은, 집광기(42)를 에피택시 기판(11)의 최외측 둘레에 위치시키고, 제1 유지 수단(3)을 회전시키면서 집광기(42)를 중심을 향해 이동시킴으로써 버퍼층(13)의 전면(全面)에 레이저 광선을 조사하고, 버퍼층(13)을 파괴하여 버퍼층(13)에 의한 에피택시 기판(11)과 광디바이스층(12)의 결합 기능을 상실시켜도 좋다.

전술한 바와 같이 버퍼층(13)을 파괴하는 레이저 광선 조사 공정을 실시했다면, 복합 기판(100)을 유지하고 있는 제1 유지 수단(3)은, 처음에 복합 기판(100)을 흡인 유지한 위치로 복귀된다. 다음으로, 상기 위치 부여 수단(84)의 도시하지 않은 이동 수단을 작동해서 제2 유지 수단(8)을 제1 유지 수단(3)의 바로 위에 위치시키고, 또한 에어 실린더 기구(830)를 포함하는 분리 수단(83)을 작동해서 제2 유지 수단(8)을 하강시켜서, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이 흡인 유지 패드(81)를 구성하는 패드(812)의 하면인 제2 유지면을 제1 유지 수단(3)에 흡인 유지되어 있는 복합 기판(100)을 형성하는 에피택시 기판(11)의 이면(11b)인 상면에 접촉시킨다. 그리고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동함으로써, 흡인 유지 패드(81)를 구성하는 패드(812)의 하면인 제2 유지면에 복합 기판(100)을 형성하는 에피택시 기판(11)의 이면(11b)인 상면을 흡인 유지한다. 따라서, 복합 기판(100)은 이설 기판(15)이 다이싱 테이프(T)를 통해 제1 유지 수단(3)에 흡인 유지되고, 에피택시 기판(11)이 제2 유지 수단(8)에 흡인 유지되게 된다. 다음으로, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이 제1 유지 수단(3)을 회전 구동하는 도시하지 않은 회전 구동 기구를 작동해서 제2 유지 수단(8)을 화살표 3a로 나타내는 방향으로 정해진 각도 회동시킨다. 그 결과, 상기 레이저 광선 조사 공정을 실시함으로써 에피택시 기판(11)과 광디바이스층(12)의 결합 기능이 상실된 버퍼층(13)이 더욱 파괴된다. 따라서, 제1 유지 수단(3)을 회전 구동시키는 도시하지 않은 회전 구동 기구는 제1 유지 수단과 제2 유지 수단을 제1 유지면 및 제2 유지면과 평행한 면내에서 상대적으로 변위시키는 박리 보조 수단으로서 기능한다. 이와 같이 버퍼층(13)이 파괴되었다면, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이 에어실린더 기구(830)를 포함하는 분리 수단(83)을 작동해서 제2 유지 수단(8)을 상승시킨다. 그 결과, 에피택시 기판(11)은 제2 유지 수단(8)의 흡인 유지 패드(81)를 구성하는 패드(812)의 하면에 흡인 유지된 상태로 광디바이스층(12)으로부터 박리되고, 광디바이스층(12)은 이설 기판(15)으로 이설된다(광디바이스층 이체 공정). 따라서, 제1 유지 수단(3)과, 제2 유지 수단(8) 및 분리 수단(83)은 복합 기판(100)을 형성하는 에피택시 기판(11)을 박리함으로써 광디바이스층(12)을 이설 기판(15)으로 이설하는 광디바이스층의 이체 장치로서 기능한다.

이와 같이 제1 유지 수단(3)과 제2 유지 수단(8) 및 분리 수단(83)을 포함하는 광디바이스층의 이체 장치는, 버퍼층(13)을 파괴하는 레이저 광선 조사 공정이 실시된 복합 기판(100)을 형성하는 이설 기판(15)을 제1 유지 수단(3)에 흡인 유지하고, 에피택시 기판(11)을 제2 유지 수단(8)에 의해 흡인 유지하며, 분리 수단(83)을 작동해서 제2 유지 수단(8)을 제1 유지 수단(3)에 대하여 이반하는 방향으로 이동시킴으로써, 버퍼층(13)에 의한 에피택시 기판(11)과 광디바이스층(12)의 결합 기능이 상실되기 때문에 에피택시 기판(11)을 용이하게 박리할 수 있다. 또, 도시한 실시형태에서는, 분리 수단(83)을 작동해서 제2 유지 수단(8)을 제1 유지 수단(3)에 대하여 이반하는 방향으로 이동시키기 전에, 제1 유지 수단(3)을 정해진 각도 회동시킴으로써 버퍼층(13)을 더욱 파괴하기 때문에, 에피택시 기판(11)의 박리가 보다 용이해진다. 또한, 도시한 실시형태에서는 제1 유지 수단(3)을 정해진 각도 회동시키는 예를 나타냈지만, 제2 유지 수단(8)을 정해진 각도 회동시킴으로써 제1 유지 수단과 제2 유지 수단을 제1 유지면 및 제2 유지면과 평행한 면내에서 상대적으로 변위시키는 박리 보조 수단을 설치하여 제2 유지 수단(8)을 정해진 각도 회동시켜도 좋다.

전술한 광디바이스층 이체 공정을 실시했다면, 상기 위치 부여 수단(84)의 도시하지 않은 이동 수단을 작동해서 제2 유지 수단(8)을, 도 1에 나타내는 에피택시 기판 카세트 배치부(9a)에 배치되어 있는 에피택시 기판 카세트(9)의 바로 위에 위치시키고, 또한 에어 실린더 기구(830)를 포함하는 분리 수단(83)을 작동해서 제2 유지 수단(8)을 하강시킨다. 그리고, 제2 유지 수단(8)을 구성하는 흡인 유지 패드(81)에 의한 흡인 유지를 해제함으로써, 흡인 유지 패드(81)에 유지되어 있던 에피택시 기판(11)을 에피택시 기판 카세트(9)에 수용한다.

한편, 광디바이스층(12)이 이설된 이설 기판(15)을 흡인 유지하고 있는 제1 유지 수단(3)은 흡인 유지를 해제하고, 클램프(34)에 의한 고리형의 프레임(F)의 고정을 해제한다. 다음으로, 반송 수단(71)을 작동해서 광디바이스층(12)이 이설된 이설 기판(15)[고리형의 프레임(F)에 장착된 다이싱 테이프(T)에 점착되어 있는 상태]을 위치 맞춤 수단(7)에 반송시킨다. 그리고, 피가공물 반출ㆍ반입 수단(70)을 작동해서 위치 맞춤 수단(7)에 반송된 광디바이스층(12)이 이설된 이설 기판(15)을 복합 기판 카세트(60)의 정해진 위치에 수납한다.

1 : 레이저 가공기 2 : 장치 하우징
3 : 제1 유지 수단 4 : 레이저 광선 조사 수단
41 : 레이저 광선 발진 수단 42 : 집광기
5 : 촬상 수단 6a : 복합 기판 카세트 배치부
60 : 복합 기판 카세트 7 : 위치 맞춤 수단
70 : 반출ㆍ반입 수단 71 : 반송 수단
8 : 제2 유지 수단 83 : 분리 수단
84 : 위치 부여 수단 9a : 에피택시 기판 카세트 배치부
9 : 에피택시 기판 카세트 10 : 광디바이스 웨이퍼
15 : 이설 기판 100 : 복합 기판
F : 고리형의 프레임 T : 다이싱 테이프

Claims

에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 광디바이스층이 적층된 광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층을 접합 금속층을 개재해 이설(移設) 기판에 접합하여 복합 기판을 형성하고, 에피택시 기판의 이면측으로부터 버퍼층에 레이저 광선을 조사하여 버퍼층을 파괴한 후에, 에피택시 기판을 박리함으로써 광디바이스층을 이설 기판으로 이설하는 광디바이스층의 이체 장치에 있어서,
복합 기판의 이설 기판측을 유지하는 제1 유지면을 구비한 제1 유지 수단과,
이 제1 유지면과 대향하며 복합 기판의 에피택시 기판측을 유지하는 제2 유지면을 구비한 제2 유지 수단과,
상기 제1 유지 수단과 상기 제2 유지 수단을 상대적으로 근접 및 이반하는 방향으로 이동시키는 분리 수단
을 구비하는 것을 특징으로 하는 광디바이스층의 이체 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 유지 수단과 상기 제2 유지 수단을 상기 제1 유지면 및 제2 유지면과 평행한 면내에서 상대적으로 변위시키는 박리 보조 수단을 구비하는 것인 광디바이스층의 이체 장치.
에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 광디바이스층이 적층된 광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층을 접합 금속층을 개재해 이설 기판에 접합한 복합 기판에서의 버퍼층에 레이저 광선을 조사하여 버퍼층을 파괴하는 레이저 가공기에 있어서,
복합 기판의 이설 기판측을 유지하는 제1 유지면을 구비한 제1 유지 수단과,
이 제1 유지 수단에 유지된 복합 기판의 버퍼층에 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단과,
상기 제1 유지 수단에 상기 제1 유지면과 대향하며 상기 복합 기판의 에피택시 기판측을 유지하는 제2 유지면을 구비한 제2 유지 수단과,
상기 제1 유지 수단과 상기 제2 유지 수단을 상대적으로 근접 및 이반하는 방향으로 이동시키는 분리 수단
을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공기.
제3항에 있어서,
복합 기판을 수용한 복합 기판 카세트가 배치되는 복합 기판 카세트 테이블과,
이 복합 기판 카세트 테이블에 배치된 복합 기판 카세트에 수용된 복합 기판을 상기 제1 유지 수단에 반송하는 반송 수단과,
상기 제2 유지 수단을 상기 제1 유지 수단의 피가공물 반입 반출 위치와 에피택시 기판 카세트가 배치되는 에피택시 기판 카세트 배치부에 위치시키는 위치 부여 수단
을 구비하는 레이저 가공기.