KR20150091246A - 리프트오프 방법 - Google Patents

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KR20150091246A
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layer
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히로시 모리카즈
다스쿠 고야나기
신 다바타
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명은 광디바이스의 품질을 저하시키지 않고 에피택시 기판을 확실하게 박리할 수 있는 리프트오프 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 통해 광디바이스층이 적층된, 광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층을 이설 기판으로 교체하는 리프트오프 방법으로서, 광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층의 표면에 접합제를 통해 이설 기판을 접합하여 복합 기판을 형성하는 복합 기판 형성 공정과, 복합 기판의 에피택시 기판의 이면측으로부터 버퍼층에, 에피택시 기판에 대해서는 투과성을 가지며 버퍼층에 대해서는 흡수성을 갖는 파장의, 레이저 광선을 조사하여, 버퍼층을 파괴하는 버퍼층 파괴 공정과, 버퍼층 파괴 공정이 실시된 복합 기판의 에피택시 기판을 박리하여, 광디바이스층을 이설 기판으로 이설하는 광디바이스층 이설 공정을 포함하고, 버퍼층 파괴 공정은, 복합 기판을 가열하여 에피택시 기판과 이설 기판에 생기는 스프링백을 완화시켜 레이저 광선을 버퍼층에 조사한다.

Description

리프트오프 방법{LIFT-OFF METHOD}
본 발명은, 사파이어 기판이나 탄화규소 등의 에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 통해 광디바이스층이 적층된, 광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층을 이설 기판으로 교체하는 리프트오프 방법에 관한 것이다.
광디바이스 제조 프로세스에 있어서는, 대략 원판형상인 사파이어 기판이나 탄화규소 등의 에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 통해 GaN(질화갈륨) 또는 INGaP(인듐ㆍ갈륨ㆍ인) 또는 ALGaN(알루미늄ㆍ질화갈륨)으로 구성되는 n형 반도체층 및 p형 반도체층으로 이루어진 광디바이스층이 적층되고, 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.
또한, 광디바이스의 휘도의 향상 또는 냉각의 향상을 목적으로, 광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층을 Mo, Cu, Si 기판 등의 이설 기판으로 이설하는 리프트오프라고 불리는 제조방법이 하기 특허문헌 1에 개시되어 있다.
리프트오프는, 광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층 측에 AuSn(금주석) 등의 접합 금속층을 통해 이설 기판을 접합하고, 에피택시 기판의 이면측으로부터 에피택시 기판을 투과하여 버퍼층에서 흡수되는 파장(예컨대 257 nm)의 레이저 광선을 조사하여 버퍼층을 파괴하고, 에피택시 기판을 광디바이스층으로부터 박리함으로써, 광디바이스층을 이설 기판으로 교체하는 기술이다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2004-72052호 공보
그러나, 광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층 측에 접합 금속층을 통해 이설 기판을 접합하여 복합 기판을 형성할 때에 광디바이스 웨이퍼 및 이설 기판은 250℃ 정도로 가열되기 때문에, 광디바이스 웨이퍼를 구성하는 에피택시 기판과 이설 기판의 열팽창계수의 차에 의해, 복합 기판은 상온에서 약간 만곡되어 있다. 따라서, 레이저 광선을 조사하여 버퍼층을 파괴할 때에, 에피택시 기판 및 이설 기판의 스프링백에 의해 레이저 광선이 조사되지 않은 영역에서 박리가 생겨 광디바이스층이 파괴되어, 광디바이스의 품질을 저하시킨다는 문제가 있다.
본 발명은 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주요 기술적 과제는, 광디바이스의 품질을 저하시키지 않고 에피택시 기판을 확실하게 박리할 수 있는 리프트오프 방법을 제공하는 것이다.
상기 주요 기술 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의하면, 에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 통해 광디바이스층이 적층된, 광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층을 이설 기판으로 교체하는 리프트오프 방법으로서,
광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층의 표면에 접합제를 통해 이설 기판을 접합하여 복합 기판을 형성하는 복합 기판 형성 공정과,
복합 기판의 에피택시 기판의 이면측으로부터 버퍼층에, 에피택시 기판에 대해서는 투과성을 가지며 버퍼층에 대해서는 흡수성을 갖는 파장의, 레이저 광선을 조사하여, 버퍼층을 파괴하는 버퍼층 파괴 공정과,
상기 버퍼층 파괴 공정이 실시된 복합 기판의 에피택시 기판을 박리하여, 광디바이스층을 이설 기판으로 이설하는 광디바이스층 이설 공정을 포함하고,
상기 버퍼층 파괴 공정은, 복합 기판을 가열하여 에피택시 기판과 이설 기판에 생기는 스프링백을 완화시켜 레이저 광선을 버퍼층에 조사하는 것을 특징으로 하는 리프트오프 방법이 제공된다.
상기 버퍼층 파괴 공정에 있어서 복합 기판을 가열하는 온도는 100∼500℃로 설정된다.
본 발명에 의한 리프트오프 방법에 있어서는, 버퍼층 파괴 공정에 있어서 복합 기판의 에피택시 기판의 이면측으로부터 버퍼층에 에피택시 기판에 대해서는 투과성을 가지며 버퍼층에 대해서는 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하기 전에, 복합 기판을 가열하여 상온에서 약간 만곡되어 있던 복합 기판을 구성하는 에피택시 기판과 이설 기판에 생기는 스프링백을 완화하는 복합 기판 가열 공정을 실시하기 때문에, 에피택시 기판 및 이설 기판의 스프링백이 생기지 않아 버퍼층을 확실하게 파괴할 수 있다. 복합 기판의 에피택시 기판을 박리하고, 광디바이스층을 이설 기판으로 이설하는 광디바이스층 이설 공정에 있어서는, 버퍼층이 파괴되지 않은 영역에서 박리하지는 않는다. 따라서, 버퍼층이 파괴되지 않은 영역에서 박리가 생겨 광디바이스층이 파괴되어, 광디바이스의 품질의 저하를 초래하는 문제가 해소된다.
도 1은 본 발명에 의한 리프트오프 방법에 의해 이설 기판으로 교체되는 광디바이스층이 형성된 광디바이스 웨이퍼의 사시도 및 주요부 확대 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 리프트오프 방법에서의 복합 기판 형성 공정의 설명도.
도 3은 본 발명에 의한 리프트오프 방법에서의 버퍼층 파괴 공정 및 광디바이스층 이설 공정을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 사시도.
도 4는 도 3에 나타내는 레이저 가공 장치에 장비되는 척테이블의 단면도.
도 5는 도 3에 나타내는 레이저 가공 장치에 장비되는 척테이블의 다른 실시형태를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 리프트오프 방법에서의 버퍼층 파괴 공정의 설명도.
도 7은 본 발명에 의한 리프트오프 방법의 광디바이스층 이설 공정에서의 에피택시 기판 흡착 공정의 설명도.
도 8은 본 발명에 의한 리프트오프 방법의 광디바이스층 이설 공정에서의 박리 공정의 설명도.
이하, 본 발명에 의한 리프트오프 방법의 바람직한 실시형태에 관해, 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1의 (a) 및 (b)에는, 본 발명에 의한 리프트오프 방법에 의해 이설 기판으로 교체되는, 광디바이스층이 형성된 광디바이스 웨이퍼의 사시도 및 주요부 확대 단면도가 나타나 있다.
도 1의 (a) 및 (b)에 나타내는 광디바이스 웨이퍼(2)는, 직경 50 mm, 두께 600 ㎛의 원판형상의 사파이어 기판으로 이루어진 에피택시 기판(21)의 표면(21a)에 n형 질화갈륨 반도체층(221) 및 p형 질화갈륨 반도체층(222)으로 이루어진 광디바이스층(22)이 에피택셜 성장법에 의해 형성되어 있다. 또, 에피택시 기판(21)의 표면에 에피택셜 성장법에 의해 n형 질화갈륨 반도체층(221) 및 p형 질화갈륨 반도체층(222)으로 이루어진 광디바이스층(22)을 적층할 때에, 에피택시 기판(21)의 표면(21a)과 광디바이스층(22)을 형성하는 n형 질화갈륨 반도체층(221) 사이에는 질화갈륨(GaN)으로 이루어진 두께가 예컨대 1 ㎛인 버퍼층(23)이 형성된다. 이와 같이 구성된 광디바이스 웨이퍼(2)는, 본 실시형태에 있어서는 광디바이스층(22)의 두께가 예컨대 10 ㎛로 형성되어 있다. 또, 광디바이스층(22)은, 도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이 격자형으로 형성된 복수의 스트리트(223)에 의해 구획된 복수의 영역에 광디바이스(224)가 형성되어 있다.
전술한 바와 같이 광디바이스 웨이퍼(2)에서의 에피택시 기판(21)을 광디바이스층(22)으로부터 박리하여 이설 기판으로 교체하기 위해서는, 광디바이스층(22)의 표면(22a)에 이설 기판을 접합하여 복합 기판을 형성하는 복합 기판 형성 공정을 실시한다. 즉, 도 2의 (a), (b) 및 (c)에 나타낸 바와 같이, 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 에피택시 기판(21)의 표면(21a)에 형성된 광디바이스층(22)의 표면(22a)에, 두께가 1 mm인 구리 기판으로 이루어진 이설 기판(3)을 금주석(AuSn)으로 이루어진 접합제가 되는 접합 금속층(4)을 통해 접합한다. 또, 이설 기판(3)으로는 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 실리콘(Si) 등을 이용할 수 있고, 또한, 접합 금속층(4)을 형성하는 접합 금속으로는 금(Au), 백금(Pt), 크롬(Cr), 인듐(In), 팔라듐(Pd) 등을 이용할 수 있다. 이 복합 기판 형성 공정은, 에피택시 기판(21)의 표면(21a)에 형성된 광디바이스층(22)의 표면(22a) 또는 이설 기판(3)의 표면(3a)에 상기 접합 금속을 증착하여 두께가 3 ㎛ 정도인 접합 금속층(4)을 형성하고, 이 접합 금속층(4)과 이설 기판(3)의 표면(3a) 또는 광디바이스층(22)의 표면(22a)을 대면시켜 압착함으로써, 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 광디바이스층(22)의 표면(22a)에 이설 기판(3)의 표면(3a)을 접합 금속층(4)을 통해 접합하여 복합 기판(200)을 형성한다. 또, 복합 기판 형성 공정에 있어서 에피택시 기판(21)의 표면(21a)에 형성된 광디바이스층(22)의 표면(22a)에 이설 기판(3)을 접합하여 복합 기판(200)을 형성할 때에, 에피택시 기판(21) 및 이설 기판(3)은 250℃ 정도로 가열되기 때문에, 에피택시 기판(21)과 이설 기판(3)의 열팽창계수의 차에 의해, 복합 기판(200)은 상온에서 약간 만곡된다.
전술한 바와 같이 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 광디바이스층(22)의 표면(22a)에 이설 기판(3)의 표면(3a)을 접합 금속층(4)을 통해 접합하여 복합 기판(200)을 형성했다면, 복합 기판(200)의 에피택시 기판(21)의 이면측으로부터 버퍼층(23)에, 에피택시 기판(21)에 대해서는 투과성을 가지며 버퍼층(23)에 대해서는 흡수성을 갖는 파장의, 레이저 광선을 조사하여, 버퍼층(23)을 파괴하는 버퍼층 파괴 공정을 실시한다. 버퍼층 파괴 공정은, 도 3에 나타내는 레이저 가공 장치를 이용하여 실시한다. 도 3에 나타내는 레이저 가공 장치(5)는, 정지 베이스(50)와, 그 정지 베이스(50)에 화살표 X로 나타내는 가공 이송 방향(X축 방향)으로 이동 가능하게 배치되어 피가공물을 유지하는 척테이블 기구(6)와, 정지 베이스(50)에 상기 X축 방향과 직교하는 화살표 Y로 나타내는 인덱싱 이송 방향(Y축 방향)으로 이동 가능하게 배치되는 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구(7)와, 그 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구(7)에 화살표 Z로 나타내는 집광점 위치 조정 방향(Z축 방향)으로 이동 가능하게 배치되는 레이저 광선 조사 수단(8)을 구비하고 있다.
상기 척테이블 기구(6)는, 정지 베이스(50) 상에 X축 방향을 따라서 평행하게 배치되는 안내 레일(61, 61)과, 그 안내 레일(61, 61) 상에 X축 방향으로 이동 가능하게 배치되는 제1 슬라이딩 블록(62)과, 그 제1 슬라이딩 블록(62)의 상면에 배치되는 안내 레일(621, 621) 상에 Y축 방향으로 이동 가능하게 배치되는 제2 슬라이딩 블록(63)과, 그 제2 슬라이딩 블록(63) 상에 원통 부재(64)에 의해 지지된 커버 테이블(65)과, 피가공물 유지 수단으로서의 척테이블(66)을 구비하고 있다. 이 척테이블(66)은, 도 4에 나타낸 바와 같이 척테이블 본체(661)와, 그 척테이블 본체(661)의 유지 영역(660)에 배치되는 통기성을 갖는 흡인 유지 부재로서 기능하는 다공성 세라믹스 히터(662)를 포함하고 있다. 척테이블 본체(661)는, 원반형의 유지부(661a)와, 그 유지부(661a)의 하면에 돌출되어 설치되는 회전축부(661b)를 포함하고 있고, 스테인리스강 등의 금속재나 세라믹스 등에 의해 일체적으로 형성되어 있다. 유지부(661a)의 상면에는 유지 영역(660)에 원형의 감합 오목부(661c)가 설치되어 있다. 이 감합 오목부(661c)에는, 저면의 외주부에 다공성 세라믹스 히터(662)가 놓이게 되는 고리형의 지지 선반(661d)이 설치된다. 척테이블 본체(661)를 형성하는 유지부(611a) 및 회전축부(611b)에는, 감합 오목부(661c)로 개구되는 흡인 통로(611e)가 설치된다.
상기 흡인 유지 부재로서 기능하는 다공성 세라믹스 히터(662)는, 척테이블 본체(661)의 유지부(661a)의 상면에 형성된 감합 오목부(661c)에 감합되어 고리형의 지지 선반(661d) 상에 놓이게 되고, 다공성 세라믹스 히터(662)의 외주면과 감합 오목부(661c)의 내주면이 적절한 접착제에 의해 접합된다. 이와 같이 하여 척테이블 본체(661)의 유지부(661a)에 설치되는 감합 오목부(661c)에 감합되는 다공성 세라믹스 히터(662)는, 그 상면이 유지부(661a)의 상면과 동일 평면을 형성하도록 구성된다.
이상과 같이 구성된 척테이블(66)은, 척테이블 본체(661)에 형성되는 흡인 통로(661e)가 도시하지 않은 흡인 수단에 접속된다. 따라서, 척테이블 본체(661)의 유지 영역(660)에 배치되는 다공성 세라믹스 히터(662) 상에 피가공물을 놓고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동함으로써, 흡인 통로(661e)를 통해 다공성 세라믹스 히터(662)의 상면에 부압이 작용하며, 그 다공성 세라믹스 히터(662)의 상면에 피가공물이 흡인 유지된다.
또한, 척테이블(66)을 구성하는 다공성 세라믹스 히터(662)는 전원 회로(663)에 접속된다. 따라서, 다공성 세라믹스 히터(662)는, 전원 회로(663)로부터 전력이 인가됨으로써 소정의 온도로 가열된다. 또, 다공성 세라믹스 히터(662)의 가열 온도는 100∼500℃가 바람직하다.
다음으로, 척테이블(66)의 다른 실시형태에 관해 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5에 나타내는 척테이블(66)은, 척테이블 본체(661)가 상부 부재(664)와 하부 부재(665)로 이루어지고, 상부 부재(664)와 하부 부재(665)의 사이에 고무 히터(666)가 배치된다. 상부 부재(664)에는 부압실(664a)이 설치되고, 그 부압실(664a)에 연통하여 상면으로 개구되는 복수의 흡인 구멍(664b)과 하면으로 개구되는 연통 구멍(664c)이 형성된다. 또한, 하부 부재(665)의 하면에 상기 회전축부(661b)가 설치된다. 또, 고무 히터(666)의 중심부에는, 상부 부재(664)에 형성되는 연통 구멍(664c)과 하부 부재(665) 및 회전축부(661b)에 형성된 흡인 통로(661e)와 연통하는 연통로(666a)가 설치된다. 이와 같이 구성되는 척테이블(66)을 구성하는 고무 히터(666)는, 상기 도 4에 나타내는 실시형태와 마찬가지로 전원 회로에 접속되며, 100∼500℃로 가열된다.
도 3을 참조하여 설명을 계속하면, 전술한 바와 같이 구성되는 척테이블(66)은, 원통 부재(64) 내에 배치되는 도시하지 않은 펄스 모터에 의해 회전하게 된다. 또한, 척테이블 기구(6)는, 상기 제1 슬라이딩 블록(62)을 안내 레일(61, 61)을 따라서 X축 방향으로 이동시키는 가공 이송 수단(67)과, 제2 슬라이딩 블록(63)을 안내 레일(621, 621)을 따라서 Y축 방향으로 이동시키는 제1 인덱싱 이송 수단(68)을 구비한다. 또, 가공 이송 수단(67) 및 제1 인덱싱 이송 수단(68)은, 주지의 볼스크류 기구에 의해 구성된다.
상기 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구(7)는, 정지 베이스(50) 상에 Y축 방향을 따라서 평행하게 배치되는 한 쌍의 안내 레일(71, 71)과, 그 안내 레일(71, 71) 상에 Y축 방향으로 이동 가능하게 배치되는 가동 지지 베이스(72)를 구비한다. 이 가동 지지 베이스(72)는, 안내 레일(71, 71) 상에 이동 가능하게 배치되는 이동 지지부(721)와, 그 이동 지지부(721)에 부착되는 장착부(722)를 포함하고, 볼스크류 기구에 의해 구성되는 제2 인덱싱 이송 수단(73)에 의해 안내 레일(71, 71)을 따라서 Y축 방향으로 이동된다.
레이저 광선 조사 수단(8)은, 유닛 홀더(81)와, 그 유닛 홀더(81)에 부착되는 케이싱(82)을 구비한다. 유닛 홀더(81)는, 상기 가동 지지 베이스(72)의 장착부(722)에 설치되는 안내 레일(723, 723)을 따라서 Z축 방향으로 이동 가능하게 지지된다. 이와 같이 안내 레일(723, 723)을 따라서 이동 가능하게 지지되는 유닛 홀더(81)는, 볼스크류 기구에 의해 구성되는 집광점 위치 조정 수단(83)에 의해 Z축 방향으로 이동된다.
레이저 광선 조사 수단(8)은, 상기 유닛 홀더(81)에 고정되어 실질적으로 수평으로 연장되는 원통형상의 케이싱(82)을 포함한다. 케이싱(82) 내에는 도시하지 않은 펄스 레이저 광선 발진기나 반복 주파수 설정 수단을 구비하는 펄스 레이저 광선 발진 수단이 배치된다. 상기 케이싱(82)의 선단부에는, 펄스 레이저 광선 발진 수단으로부터 발진된 펄스 레이저 광선을 집광하기 위한 집광기(84)가 장착된다. 케이싱(82)의 전단부에는, 상기 레이저 광선 조사 수단(8)에 의해 상기 척테이블(66)에 유지된 피가공물을 촬상하는 촬상 수단(85)이 배치된다. 이 촬상 수단(85)은, 현미경이나 CCD 카메라 등의 광학 수단으로 이루어지고, 촬상한 화상 신호를 도시하지 않은 제어 수단으로 보낸다.
레이저 가공 장치(5)는, 상기 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 에피택시 기판(21)을 광디바이스층(22)으로부터 박리하기 위한 박리 기구(9)를 구비한다. 박리 기구(9)는, 상기 척테이블(66)에 유지되는 광디바이스 웨이퍼(2)가 박리 위치에 위치 부여된 상태로 에피택시 기판(21)을 흡착하는 흡착 수단(91)과, 그 흡착 수단(91)을 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하는 지지 수단(92)을 포함하고, 척테이블 기구(6)의 일방측에 배치된다. 흡착 수단(91)은, 유지 부재(911)와, 그 유지 부재(911)의 하측에 장착되는 복수(도시한 실시형태에 있어서는 3개)의 흡인 패드(912a, 912b, 912c)를 포함하고, 흡인 패드(912a, 912b, 912c)가 도시하지 않은 흡인 수단에 접속된다.
상기 레이저 가공 장치(5)를 이용하여 복합 기판(200)의 에피택시 기판(21)의 이면측으로부터 버퍼층(23)에 에피택시 기판(21)에 대해서는 투과성을 가지며 버퍼층(23)에 대해서는 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하여, 버퍼층(23)을 파괴하는 버퍼층 파괴 공정을 실시하기 위해서는, 도 4에 나타내는 척테이블(66)을 구성하는 흡인 유지 부재로서 기능하는 다공성 세라믹스 히터(662)의 상면, 또는 도 5에 나타내는 척테이블(66)을 구성하는 척테이블 본체(661)의 상부 부재(664)의 상면에 상기 복합 기판(200)의 이설 기판(3)측을 얹는다. 그리고, 척테이블(66)을 구성하는 다공성 세라믹스 히터(662) 또는 고무 히터(666)에 전력을 인가하여 100∼500℃로 가열한다. 그 결과, 척테이블(66) 상에 흡인 유지된 복합 기판(200)이 100∼500℃로 가열된다(복합 기판 가열 공정). 따라서, 상온에서 약간 만곡되어 있던 복합 기판(200)을 구성하는 에피택시 기판(21)과 이설 기판(3)에 생기는 스프링백이 완화된다.
전술한 복합 기판 가열 공정을 실시했다면, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동함으로써 척테이블(66) 상에 복합 기판(200)을 흡인 유지한다(웨이퍼 유지 공정). 따라서, 척테이블(66) 상에 흡인 유지된 복합 기판(200)은, 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 에피택시 기판(21)의 이면(21b)이 상측이 된다. 이와 같이 척테이블(66) 상에 복합 기판(200)을 흡인 유지했다면, 가공 이송 수단(67)을 작동하여 척테이블(66)을 레이저 광선 조사 수단(8)의 집광기(84)가 위치하는 레이저 광선 조사 영역으로 이동시킨다. 그리고, 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이 척테이블(66)에 유지된 복합 기판(200)의 광디바이스 웨이퍼(2)를 구성하는 에피택시 기판(21)의 일단(도 6의 (a)에 있어서 좌단)을 레이저 광선 조사 수단(8)의 집광기(84)의 바로 아래에 위치 부여한다. 다음으로 레이저 광선 조사 수단(8)을 작동하여 집광기(84)로부터 버퍼층(23)에, 사파이어에 대해서는 투과성을 가지며 버퍼층(23)에 대해서는 흡수성을 갖는 파장의, 펄스 레이저 광선을 조사하면서 척테이블(66)을 도 6의 (a)에 있어서 화살표 X1로 나타내는 방향으로 소정의 가공 이송 속도로 이동시킨다. 그리고, 도 6의 (c)에 나타낸 바와 같이 레이저 광선 조사 수단(8)의 집광기(84)의 조사 위치에 에피택시 기판(21)의 타단(도 6의 (c)에 있어서 우단)이 도달하면, 펄스 레이저 광선의 조사를 정지하고 척테이블(66)의 이동을 정지한다. 이 버퍼층 파괴 공정을 버퍼층(23)의 전면(全面)에 대응하는 영역에 실시한다.
또, 상기 버퍼층 파괴 공정은, 집광기(84)를 에피택시 기판(21)의 최외주에 위치 부여하고, 척테이블(66)을 회전시키면서 집광기(84)를 중심을 향해 이동시킴으로써 버퍼층(23)의 전면에 펄스 레이저 광선을 조사해도 좋다.
상기 버퍼층 파괴 공정의 가공 조건은, 다음과 같이 설정되어 있다.
광원 : YAG 레이저
파장 : 257 nm
반복 주파수 : 50 kHz
평균 출력 : 0.12 W
펄스폭 : 100 ns
스폿 직경 : φ70 ㎛
디포커스 : 1.0 mm(에피택시 기판(21)의 이면(21b)에 레이저 광선의 집광점을 위치 부여한 상태로 집광기(84)를 1 mm 에피택시 기판(21)에 가까이 한다.)
가공 이송 속도 : 600 mm/초
상기 가공 조건에 의해 버퍼층 파괴 공정을 실시함으로써 버퍼층(23)이 파괴된다. 전술한 버퍼층 파괴 공정에서는, 레이저 광선 조사 수단(8)을 작동하여 집광기(84)로부터 버퍼층(23)에, 사파이어에 대해서는 투과성을 가지며 버퍼층(23)에 대해서는 흡수성을 갖는 파장의, 펄스 레이저 광선을 조사하기 전에, 척테이블(66) 상에 흡인 유지된 복합 기판(200)을 가열하여, 상온에서 약간 만곡되어 있던 복합 기판(200)을 구성하는 에피택시 기판(21)과 이설 기판(3)에 생기는 스프링백을 완화하는 복합 기판 가열 공정을 실시하기 때문에, 에피택시 기판(21) 및 이설 기판(3)의 스프링백이 생기지 않아 버퍼층(23)을 확실하게 파괴할 수 있다.
전술한 버퍼층 파괴 공정을 실시했다면, 복합 기판(200)의 에피택시 기판(21)을 박리하고, 광디바이스층(22)을 이설 기판(3)으로 이설하는 광디바이스층 이설 공정을 실시한다. 즉, 척테이블(66)을 박리 기구(9)가 배치된 박리 위치로 이동시켜, 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이 척테이블(66)에 유지되어 있는 복합 기판(200)을 흡착 수단(91)의 바로 아래에 위치 부여한다. 그리고, 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이 흡착 수단(91)을 하강시켜 에피택시 기판(21)의 이면(21b)에 흡인 패드(912a, 912b, 912c)를 접촉시키고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동함으로써 흡인 패드(912a, 912b, 912c)에 의해 에피택시 기판(21)의 이면(21b)을 흡착한다(에피택시 기판 흡착 공정).
전술한 에피택시 기판 흡착 공정을 실시했다면, 에피택시 기판(21)을 흡착한 흡인 패드(912a, 912b, 912c)를 에피택시 기판(21)으로부터 이반되는 방향으로 이동시켜 에피택시 기판(21)을 박리하고, 광디바이스층(22)을 이설 기판(3)으로 이설하는 박리 공정을 실시한다. 즉, 상기 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이 에피택시 기판 흡착 공정을 실시한 상태로부터, 도 8에 나타낸 바와 같이 흡착 수단(91)을 위쪽으로 이동시킴으로써, 에피택시 기판(21)은 광디바이스층(22)으로부터 박리된다. 그 결과, 광디바이스층(22)이 이설 기판(3)으로 교체되게 된다. 상기 에피택시 기판 흡착 공정 및 박리 공정을 포함하는 광디바이스층 이설 공정이 실시되는 복합 기판(200)은 상기 버퍼층 파괴 공정에서 버퍼층(23)이 확실하게 파괴되어 있기 때문에, 버퍼층(23)이 파괴되지 않은 영역에서 박리되지는 않는다. 따라서, 버퍼층(23)이 파괴되지 않은 영역에서 박리가 생겨 광디바이스층(22)이 파괴되어, 광디바이스의 품질의 저하를 초래한다고 하는 문제가 해소된다.
2: 광디바이스 웨이퍼 21: 에피택시 기판
22: 광디바이스층 23: 버퍼층
3: 이설 기판 4: 접합 금속층
200: 복합 기판 5: 레이저 가공 장치
6: 척테이블 기구 66: 척테이블
662: 다공성 세라믹스 히터 663: 전원 회로
666: 고무 히터 67: 가공 이송 수단
7: 레이저 광선 조사 유닛 지지 기구
72: 가동 지지 베이스 8: 레이저 광선 조사 수단
83: 집광점 위치 조정 수단 84: 집광기
85: 촬상 수단 9: 박리 기구
91: 흡착 수단 912a, 912b, 912c: 흡인 패드

Claims (2)

  1. 에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 통해 광디바이스층이 적층된 광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층을 이설 기판으로 교체하는 리프트오프 방법으로서,
    광디바이스 웨이퍼의 광디바이스층의 표면에 접합제를 통해 이설 기판을 접합하여 복합 기판을 형성하는 복합 기판 형성 공정과,
    복합 기판의 에피택시 기판의 이면측으로부터 버퍼층에, 에피택시 기판에 대해서는 투과성을 가지며 버퍼층에 대해서는 흡수성을 갖는 파장의 레이저 광선을 조사하여, 버퍼층을 파괴하는 버퍼층 파괴 공정과,
    상기 버퍼층 파괴 공정이 실시된 복합 기판의 에피택시 기판을 박리하여, 광디바이스층을 이설 기판으로 이설하는 광디바이스층 이설 공정을 포함하고,
    상기 버퍼층 파괴 공정은, 복합 기판을 가열하여 에피택시 기판과 이설 기판에 생기는 스프링백을 완화시켜 레이저 광선을 버퍼층에 조사하는 것을 특징으로 하는 리프트오프 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 버퍼층 파괴 공정에서 복합 기판을 가열하는 온도는 100∼500℃로 설정되는 것인 리프트오프 방법.
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