KR20210156745A

KR20210156745A - 리프트 오프 방법 및 레이저 가공 장치

Info

Publication number: KR20210156745A
Application number: KR1020210063765A
Authority: KR
Inventors: 타스쿠 코야나기; 쥰야 미무라
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2020-06-18
Filing date: 2021-05-18
Publication date: 2021-12-27
Also published as: JP7471152B2; US11552214B2; CN113814554A; US20210399163A1; TW202201501A; JP2021197539A

Abstract

(과제) 원하는 가공 결과를 얻는 것을 가능하게 하면서도 품질 저하를 억제할 수 있는 것이다.
(해결 수단) 리프트 오프 방법은, 광 디바이스 웨이퍼의 광 디바이스층의 표면에 접합재를 통해 이설 기판을 접합하여 복합 기판을 형성하는 이설 기판 접합 단계와, 광 디바이스 웨이퍼의 에피택시 기판의 이면 측으로부터 에피택시 기판에 대해서는 투과성을 가지고 버퍼층에 대해서는 흡수성을 가지는 파장의 펄스 레이저 빔을 조사하여, 버퍼층을 파괴하는 버퍼층 파괴 단계와, 에피택시 기판을 광 디바이스층으로부터 박리하고 광 디바이스층을 이설 기판에 이설하는 광 디바이스층 이설 단계를 포함한다. 버퍼층 파괴 단계에서는, 링형의 영역마다 레이저 빔의 조사 조건을 변경하여, 광 디바이스 웨이퍼에 대해 레이저 빔을 조사한다.

Description

리프트 오프 방법 및 레이저 가공 장치{LIFT-OFF METHOD AND LASER MACHINING APPARATUS}

본 발명은, 리프트 오프 방법 및 레이저 가공 장치에 관한 것이다.

에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 광 디바이스층이 적층된 광 디바이스 웨이퍼의 광 디바이스층을 접합재를 통해 이설 기판에 접합하고, 광 디바이스 웨이퍼와 이설 기판이 접합재에 의해 접합되어 구성된 복합 기판의 버퍼층에 레이저 빔을 조사하여 파괴하고, 광 디바이스층을 에피택시 기판으로부터 이설 기판에 이설하는 리프트 오프 방법이 이용되고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

일본 공개특허공보 제2013-229386호

그러나, 특허문헌 1에 기재된 복합 기판을 레이저 빔의 조사로 분리하는 리프트 오프 방법에 있어서, 복합 기판은, 광 디바이스 웨이퍼와 이설 기판 등과의 접합에 기인하는 휘어짐을 가지고 있다.

이러한 복합 기판에 대해 레이저 빔을 조사하는 경우, 외주부와 중앙부에서 레이저 빔의 조사가 되는 방법(집광 상태)이 다르기 때문에, 외주부만이 먼저 박리하고 중앙부가 박리하지 않거나, 또는 그 반대의 현상이 발생하여, 원하는 가공 결과를 얻을 수 없다는 문제가 있다.

또한, 박리되고 있지 않는 영역의 박리를 촉진하기 위해, 복합 기판 전체에 대해 레이저 빔을 추가로 조사하면, 가공 시간이 길어지는 데다가, 이미 박리되어 있는 부분에 데미지를 주어 품질 저하를 초래한다는 문제가 존재한다.

따라서, 본 발명의 목적은, 원하는 가공 결과를 얻는 것을 가능하게 하면서도 품질 저하를 억제할 수 있는 리프트 오프 방법 및 레이저 가공 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 광 디바이스층이 적층된 광 디바이스 웨이퍼의 광 디바이스층을 이설 기판에 옮기는 리프트 오프 방법에 있어서, 광 디바이스 웨이퍼의 광 디바이스층의 표면에 접합재를 통해 이설 기판을 접합하여 복합 기판을 형성하는 이설 기판 접합 단계와, 상기 복합 기판을 구성하는 상기 광 디바이스 웨이퍼의 상기 에피택시 기판의 이면 측으로부터 상기 에피택시 기판에 대해서는 투과성을 가지고 버퍼층에 대해서는 흡수성을 가지는 파장의 펄스 레이저 빔을 조사하여, 상기 버퍼층을 파괴하는 버퍼층 파괴 단계와, 상기 버퍼층 파괴 단계를 실시한 후에, 상기 에피택시 기판을 상기 광 디바이스층으로부터 박리하고 상기 광 디바이스층을 상기 이설 기판에 이설하는 광 디바이스층 이설 단계를 포함하고, 상기 버퍼층 파괴 단계에서는, 외경과, 내경을 지정한 링형의 영역마다 레이저 빔의 조사 조건을 변경하여, 상기 광 디바이스 웨이퍼에 대해 레이저 빔을 조사하는 리프트 오프 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 광 디바이스층이 적층된 광 디바이스 웨이퍼의 광 디바이스층을 접합재를 통해 이설 기판에 접합한 복합 기판에 있어서의 버퍼층에 레이저 빔을 조사하여 버퍼층을 파괴하는 레이저 가공 장치에 있어서, 상기 복합 기판의 상기 이설 기판측을 유지하는 유지면을 구비한 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지된 상기 복합 기판의 상기 버퍼층에 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사 유닛과, 상기 레이저 빔 조사 유닛을 제어하는 제어 유닛을 구비하고, 상기 제어 유닛은, 내경과, 외경을 지정함으로써 레이저 빔을 조사하는 영역을 적어도 하나의 링형의 영역을 가지도록 설정하는 조사 영역 설정부를 포함한 레이저 가공 장치가 제공된다.

본원 발명은, 원하는 가공 결과를 얻는 것을 가능하게 하면서도 품질 저하를 억제할 수 있다는 효과를 발휘한다.

도 1은, 제1 실시 형태와 관련되는 레이저 가공 장치의 구성예의 주요부를 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1에 도시된 레이저 가공 장치의 가공 대상의 복합 기판을 나타내는 사시도이다.
도 3은, 도 2에 도시된 복합 기판의 주요부의 확대 단면도이다.
도 4는, 도 2에 도시된 복합 기판을 구성하는 광 디바이스 웨이퍼의 사시도이다.
도 5는, 도 4에 도시된 광 디바이스 웨이퍼의 주요부의 확대 단면도이다.
도 6은, 제1 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 7은, 도 5에 도시된 리프트 오프 방법의 이설 기판 접합 단계에 있어서, 광 디바이스 웨이퍼의 광 디바이스층과 이설 기판을 대향시킨 상태의 사시도이다.
도 8은, 도 6에 도시된 리프트 오프 방법의 버퍼층 파괴 단계를 실시하는 레이저 가공 장치의 조사 영역 설정부에 설정된 버퍼층의 링형의 영역을 나타내는 평면도이다.
도 9는, 도 6에 도시된 리프트 오프 방법의 버퍼층 파괴 단계를 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 10은, 도 6에 도시된 리프트 오프 방법의 버퍼층 파괴 단계의 레이저 빔의 집광점의 궤적을 나타내는 평면도이다.
도 11은, 도 6에 도시된 리프트 오프 방법의 버퍼층 파괴 단계의 버퍼층의 제1 영역에 레이저 빔을 조사한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 12는, 도 6에 도시된 리프트 오프 방법의 버퍼층 파괴 단계의 버퍼층의 제2 영역에 레이저 빔을 조사한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 13은, 도 6에 도시된 리프트 오프 방법의 버퍼층 파괴 단계의 버퍼층의 제3 영역에 레이저 빔을 조사한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 14는, 도 6에 도시된 리프트 오프 방법의 광 디바이스층 이설 단계를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 15는, 제2 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법의 버퍼층 파괴 단계를 실시하는 레이저 가공 장치의 조사 영역 설정부에 설정된 링형의 영역을 나타내는 평면도이다.
도 16은, 제3 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법의 버퍼층 파괴 단계의 전체 조사 단계 후의 평면도이다.
도 17은, 제3 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법의 버퍼층 파괴 단계의 영역 조사 단계 후의 평면도이다.
도 18은, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태 및 제3 실시 형태의 제1 변형예와 관련되는 리프트 오프 방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 19는, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태 및 제3 실시 형태의 제2 변형예와 관련되는 리프트 오프 방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 실시 형태에 기재한 내용에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에 기재한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 또한, 이하에 기재한 구성은 적절하게 조합하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성의 여러 가지의 생략, 치환 또는 변경을 실시할 수 있다.

(제1 실시 형태)

우선, 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 레이저 가공 장치를 설명한다. 도 1은, 제1 실시 형태와 관련되는 레이저 가공 장치의 구성예의 주요부를 나타내는 사시도이다. 제1 실시 형태와 관련되는 도 1에 나타내는 레이저 가공 장치(100)는, 도 2 및 도 3에 도시된 복합 기판(1)의 버퍼층(6)을 파괴하는 장치이다.

(복합 기판)

복합 기판(1)을 설명한다. 도 2는, 도 1에 도시된 레이저 가공 장치의 가공 대상의 복합 기판을 나타내는 사시도이다. 도 3은, 도 2에 도시된 복합 기판의 주요부의 단면도이다. 도 4는, 도 2에 도시된 복합 기판을 구성하는 광 디바이스 웨이퍼의 사시도이다. 도 5는, 도 4에 도시된 광 디바이스 웨이퍼의 주요부의 단면도이다. 또한, 도 4는, 제1 실시 형태의 설명을 위해, 광 디바이스(9)를 광 디바이스 웨이퍼(2)에 대해 실제보다 크게 모식적으로 나타내고 있다.

복합 기판(1)은, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 광 디바이스 웨이퍼(2)와, 이설 기판(3)을 구비한다. 광 디바이스 웨이퍼(2)는, 도 2, 도 3, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 에피택시 기판(4)을 포함한다. 광 디바이스 웨이퍼(2)는, 에피택시 기판(4)의 표면(5)에 버퍼층(6)을 개재하여 광 디바이스층(7)이 적층되고 있다.

에피택시 기판(4)은, 제1 실시 형태에 있어서, 외경이 100 mm 정도이고 두께가 1.2 mm~1.5 mm 정도의 원판 형상을 가지는 사파이어로 이루어지는 기판이다. 광 디바이스층(7)은, 제1 실시 형태에 있어서, 도 5에 도시한 바와 같이, 에피택시 기판(4)의 표면(5)에 에피택셜 성장법에 따라 합계 6㎛ 정도의 두께로 형성되는 n형 질화갈륨 반도체층(7-1) 및 p형 질화갈륨 반도체층(7-2)을 포함한다. 광 디바이스층(7)은, 예컨대, LED로서 사용되는 것이다. 버퍼층(6)은, 제1 실시 형태에 있어서, 에피택시 기판(4)에 광 디바이스층(7)을 적층할 때에, 에피택시 기판(4)의 표면(5)과 광 디바이스층(7)의 p형 질화갈륨 반도체층(7-2)의 사이에 형성되는 두께가 1㎛ 정도의 질화갈륨(GaN)으로 구성된 층이다.

광 디바이스층(7)은, 제1 실시 형태에 있어서, 도 4에 도시한 바와 같이, 격자형으로 교차한 복수의 스트리트(8)에 의해 구획된 복수의 영역에 광 디바이스(9)를 형성하고 있다. 광 디바이스(9)끼리의 간격, 즉 스트리트(8)의 폭은, 제1 실시 형태에 있어서, 5㎛ 정도이다. 또한, 에피택시 기판(4)은, CMOS(Complementary　Metal　Oxide　Semiconductor) 웨이퍼라도 좋다.

이설 기판(3)은, 외경이 에피택시 기판(4)의 외경과 동일한 원판형으로 형성되고 있다. 이설 기판(3)은, 제1 실시 형태에 있어서, 두께가 에피택시 기판(4)과 동일한 정도이고, 실리콘으로 구성되지만, 본 발명에서는, 실리콘에 한정되지 않고, 예컨대, 구리합금, 몰리브덴 또는 유리 등으로 구성되어도 좋다.

이설 기판(3)은, 일방의 면(3-1)에 접착제가 접합되고 접합재(10)가 적층된다. 접합재(10)를 구성하는 접착제는, 유기 화합물을 포함하여 구성되는 것, 예컨대, 점착 테이프에 사용되는 풀이 적합한 것으로서 이용된다. 접착제는, 가열됨으로써 연화하고 점성이 저하하고, 더욱 가열하거나, 또는 자외선을 조사함으로써, 경화 반응 등의 화학 반응이 일어나 경화하고 점성이 더욱 저하하는 성질을 가져도 좋다. 또한, 접합재(10)는, 금, 백금, 크롬, 인듐, 또는 팔라듐 등의 금속으로 구성되어도 좋다.

복합 기판(1)은, 이설 기판(3)의 일방의 면(3-1)에 적층된 접합재(10)가 광 디바이스(9)의 광 디바이스층(7)에 접합되어 구성된다. 즉, 복합 기판(1)은, 광 디바이스 웨이퍼(2)의 광 디바이스층(7)을 접합재(10)를 통해 이설 기판(3)에 접합하여 구성되고 있다.

(레이저 가공 장치)

레이저 가공 장치(100)는, 복합 기판(1)에 있어서의 버퍼층(6)에 레이저 빔(121)을 조사하여, 버퍼층(6)을 파괴하는 장치이다. 레이저 가공 장치(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 복합 기판(1)의 이설 기판(3) 측을 유지하는 유지면(111)을 구비한 척 테이블(110)과, 레이저 빔 조사 유닛(120)과, 도시하지 않은 이동 유닛과, 촬상 유닛(130)과, 제어 유닛(140)을 가진다.

척 테이블(110)은, 복합 기판(1)을 유지면(111)에 유지한다. 유지면(111)은, 다공성 세라믹 등으로 형성된 원반 형상이고, 도시하지 않은 진공 흡인 경로를 통해 도시하지 않은 진공 흡인원과 접속되고 있다. 척 테이블(110)은, 유지면(111) 상에 재치된 복합 기판(1)을 흡인 유지한다. 제1 실시 형태에서는, 유지면(111)은, 수평 방향과 평행한 평면이다.

또한, 척 테이블(110)은, 이동 유닛의 회전 이동 유닛에 의해 유지면(111)에 대해 직교하고 또한 연직 방향과 평행한 Z축 방향과 평행한 축심 둘레로 회전된다. 척 테이블(110)은, 회전 이동 유닛과 함께, 이동 유닛의 X축 이동 유닛에 의해 수평 방향과 평행한 X축 방향으로 이동되고 또한 Y축 이동 유닛에 의해 수평 방향과 평행하고 또한 X축 방향과 직교하는 Y축 방향으로 이동된다.

레이저 빔 조사 유닛(120)은, 척 테이블(110)에 유지된 복합 기판(1)의 버퍼층(6)에 대해 펄스 상태의 레이저 빔(121)을 조사하는 유닛이다. 제1 실시 형태에서는, 레이저 빔 조사 유닛(120)은, 복합 기판(1)의 에피택시 기판(4)에 대해서는 투과성을 가지고, 버퍼층(6)에 대해서는 흡수성을 가지는 파장의 펄스 상태의 레이저 빔(121)을 조사한다. 레이저 빔 조사 유닛(120)의 일부는, 이동 유닛의 Z축 이동 유닛에 의해 Z축 방향으로 이동 가능하게 지지되고 있다.

레이저 빔 조사 유닛(120)은, 에피택시 기판(4)에 대해 투과성을 가지고 또한 버퍼층(6)에 대해 흡수성을 가지는 파장의 펄스 상태의 레이저 빔(121)을 출사하는 레이저 빔 발생 유닛(122)(도 9에 나타낸다)과, 레이저 빔 발생 유닛(122)으로부터 출사된 레이저 빔(121)의 집광점(123)을 버퍼층(6)에 위치시키고, 척 테이블(110)의 유지면(111)에 유지한 복합 기판(1)에 레이저 빔(121)을 조사하는 집광 렌즈(124)와, 레이저 빔 발생 유닛(122)과 집광 렌즈(124)의 사이의 레이저 빔(121)의 광로 상에 설치된 미러(125)를 포함한다.

집광 렌즈(124)는, 척 테이블(110)의 유지면(111)과 Z축 방향에 대향하는 위치에 배치되고, 레이저 빔 발생 유닛(122)으로부터 출사된 레이저 빔(121)을 투과하여, 레이저 빔(121)을 집광점(211)에 집광시킨다.

미러(125)는, 레이저 빔(121)을 반사하는 것으로서, 제1 실시 형태에서는, 갈바노 미러 등으로 구성되어 레이저 빔(121)의 반사 각도를 조정 가능하게 된다. 미러(125)는, 레이저 빔(121)이 버퍼층(6)의 수평 방향의 임의의 위치에서 집광 렌즈(124)에 의해 집광되도록, 레이저 빔(121)을 주사 가능하다. 제1 실시 형태에서는, 평면에서 보았을 때, 미러(125)는, 레이저 빔(121)의 집광점(123)이 에피택시 기판(4)의 최외주로부터 중심을 향해 나선형의 궤적이 되도록, 레이저 빔(121)을 주사한다. 이에 의해, 레이저 빔 조사 유닛(120)은, 버퍼층(13)의 전면에 레이저 빔(121)을 조사한다.

이동 유닛은, 레이저 빔 조사 유닛(120)과 척 테이블(110)을 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향 및 Z축 방향과 평행한 축심 둘레로 상대적으로 이동시키는 것이다. X축 방향 및 Y축 방향은, 유지면(111)과 평행한 방향이다. 이동 유닛은, 척 테이블(110)을 X축 방향으로 이동시키는 가공 이송 유닛인 X축 이동 유닛과, 척 테이블(110)을 Y축 방향으로 이동시키는 인덱싱 이송 유닛인 Y축 이동 유닛과, 레이저 빔 조사 유닛(120)에 포함되는 집광 렌즈(124)를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동 유닛과, 척 테이블(110)을 Z축 방향과 평행한 축심 둘레로 회전하는 회전 이동 유닛을 구비한다.

또한, 레이저 가공 장치(100)는, 척 테이블(110)의 X축 방향의 위치를 검출하기 위해 도시하지 않은 X축 방향 위치 검출 유닛과, 척 테이블(110)의 Y축 방향의 위치를 검출하기 위한 도시하지 않은 Y축 방향 위치 검출 유닛과, 레이저 빔 조사 유닛(120)에 포함된 집광 렌즈(124)의 Z축 방향의 위치를 검출하는 Z축 방향 위치 검출 유닛을 구비한다. 각 위치 검출 유닛은, 검출 결과를 제어 유닛(140)에 출력한다.

촬상 유닛(130)은, 척 테이블(110)에 유지된 복합 기판(1)을 촬상하는 것이다. 촬상 유닛(130)은, 척 테이블(110)에 유지된 복합 기판(1)을 촬상하는 CCD(Charge　Coupled　Device) 촬상 소자 또는 CMOS(Complementary　MOS) 촬상 소자 등의 촬상 소자를 구비한다. 제1 실시 형태에서는, 촬상 유닛(130)은, 레이저 빔 조사 유닛(120)의 케이스의 선단에 장착되고, 레이저 빔 조사 유닛(120)의 집광 렌즈(124)와 X축 방향으로 배열되는 위치에 배치되어 있다. 촬상 유닛(130)은, 복합 기판(1)을 촬상하여, 복합 기판(1)과 레이저 빔 조사 유닛(120)의 위치 맞춤을 실시하는 얼라인먼트를 수행하기 위한 화상을 얻고, 얻은 화상을 제어 유닛(140)에 출력한다.

제어 유닛(140)은, 레이저 가공 장치(100)의 상술한 각 구성 요소를 각각 제어하여, 피가공물(200)에 대한 가공 동작을 레이저 가공 장치(100)에 실시시키는 것이다. 또한, 제어 유닛(140)은, CPU(central　processing　unit)와 같은 마이크로프로세서를 가지는 연산 처리 장치와, ROM(read　only　memory) 또는 RAM(random　access　memory)과 같은 메모리를 가지는 기억 장치와, 입출력 인터페이스 장치를 가지는 컴퓨터이다. 제어 유닛(140)의 연산 처리 장치는, 기억 장치에 기억되어 있는 컴퓨터 프로그램에 따라 연산 처리를 실시하고, 레이저 가공 장치(100)를 제어하기 위한 제어 신호를 입출력 인터페이스 장치를 통해 레이저 가공 장치(100)의 상술한 구성 요소에 출력한다.

또한, 제어 유닛(140)은, 가공 동작 상태나 화상 등을 표시하는 액정 표시 장치 등에 의해 구성되는 표시 유닛(141)과, 오퍼레이터가 가공 내용 정보 등을 등록할 때에 이용하는 입력 유닛(142)이 접속되고 있다. 입력 유닛(142)은, 표시 유닛(141)에 설치된 터치 패널과, 키보드 등의 외부 입력 장치 중 적어도 하나에 의해 구성된다.

또한, 제어 유닛(140)은, 조사 영역 설정부(143)를 가진다. 조사 영역 설정부(143)는, 복합 기판(1)의 버퍼층의 링형의 영역(21)(도 8에 예시한다)마다 설정된 조사 조건을 기억하는 것이다. 조사 영역 설정부(143)는, 입력 유닛(142) 등으로부터 입력된 내경(23)과, 외경(22)을 접수하면, 내경(23)과 외경(22)으로 정해지는 버퍼층(6)의 링형의 영역(21)이 설정된다. 조사 영역 설정부(143)는, 입력 유닛(142) 등으로부터 입력된 조사 조건과, 링형의 영역(21)의 내경(23) 및 외경(22)을 대응시켜 기억한다. 또한, 제1 실시 형태에서는, 조사 조건은, 레이저 빔(121)의 출력, 인덱스, 디포커스이지만, 이들에 한정되지 않는다. 이렇게 하여, 조사 영역 설정부(143)는, 내경(23)과, 외경(22)을 지정함으로써 레이저 빔(121)을 조사하는 영역으로서 적어도 하나의 링형의 영역(21)을 가지도록 설정하는 것이다. 또한, 제1 실시 형태에서는, 조사 영역 설정부(143)의 기능은, 전술한 기억 장치에 의해 실현된다.

다음에, 제1 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법을 도면에 기초하여 설명한다. 도 6은, 제1 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 제1 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법은, 광 디바이스 웨이퍼(2)의 광 디바이스층(7)을 에피택시 기판(4)으로부터 이설 기판(3)에 옮기는 방법이다. 제1 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법은, 도 6에 도시한 바와 같이, 이설 기판 접합 단계(1001)와, 버퍼층 파괴 단계(1002)와, 광 디바이스층 이설 단계(1003)를 포함한다.

(이설 기판 접합 단계)

도 7은, 도 5에 도시된 리프트 오프 방법의 이설 기판 접합 단계에 있어서, 광 디바이스 웨이퍼의 광 디바이스층과 이설 기판을 대향시킨 상태의 사시도이다. 이설 기판 접합 단계(1001)는, 광 디바이스 웨이퍼(2)의 광 디바이스층(7)의 표면에 접합재(10)를 통해 이설 기판(3)을 접합하여 복합 기판(1)을 형성하는 단계이다.

이설 기판 접합 단계(1001)에서는, 이설 기판(3)의 일방의 면(3-1)에 접착제를 도포하여, 접합재(10)를 형성한다. 이설 기판 접합 단계(1001)에서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 광 디바이스 웨이퍼(2)의 광 디바이스층(7)과, 이설 기판(3)의 일방의 면(3-1)에 형성된 접합재(10)를 대향시키고, 광 디바이스 웨이퍼(2)와 이설 기판(3)을 서로 접근시켜, 광 디바이스층(7)에 접합재(10)를 접촉시킨다. 이설 기판 접합 단계(1001)에서는, 광 디바이스 웨이퍼(2)와 이설 기판(3)을 압착하고, 접합재(10)를 통해 광 디바이스층(7)의 표면에 이설 기판(3)을 접합하여, 도 2 및 도 3에 나타내는 복합 기판(1)을 형성한다.

(버퍼층 파괴 단계)

도 8은, 도 6에 도시된 리프트 오프 방법의 버퍼층 파괴 단계를 실시하는 레이저 가공 장치의 조사 영역 설정부에 설정된 버퍼층의 링형의 영역을 나타내는 평면도이다. 도 9는, 도 6에 도시된 리프트 오프 방법의 버퍼층 파괴 단계를 모식적으로 나타내는 측면도이다. 도 10은, 도 6에 도시된 리프트 오프 방법의 버퍼층 파괴 단계의 레이저 빔의 집광점의 궤적을 나타내는 평면도이다. 도 11은, 도 6에 도시된 리프트 오프 방법의 버퍼층 파괴 단계의 버퍼층의 제1 영역에 레이저 빔을 조사한 상태를 나타내는 평면도이다. 도 12는, 도 6에 도시된 리프트 오프 방법의 버퍼층 파괴 단계의 버퍼층의 제2 영역에 레이저 빔을 조사한 상태를 나타내는 평면도이다. 도 13은, 도 6에 도시된 리프트 오프 방법의 버퍼층 파괴 단계의 버퍼층의 제3 영역에 레이저 빔을 조사한 상태를 나타내는 평면도이다.

버퍼층 파괴 단계(1002)는, 복합 기판(1)을 구성하는 광 디바이스 웨이퍼(2)의 에피택시 기판(4)의 표면(5)의 뒷쪽의 이면(11) 측으로부터 에피택시 기판(4)에 대해서는 투과성을 가지고 버퍼층(6)에 대해서는 흡수성을 가지는 파장의 펄스 상태의 레이저 빔(121)을 조사하여, 버퍼층(6)을 파괴하는 단계이다.

버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 오퍼레이터가 입력 유닛(142)을 조작하는 등을 하여 가공 내용 정보를 제어 유닛(140)에 입력한다. 제1 실시 형태에 있어서, 가공 내용 정보로서, 복합 기판(1)의 버퍼층(6) 전체에 동일한 조사 조건으로 레이저 빔(121)을 조사하는 전체 조사 단계와, 전체 조사 단계 후에, 버퍼층(6)의 복수의 링형의 영역(21)에 서로 다른 조사 조건으로 레이저 빔(121)을 조사하는 영역 조사 단계를 실시하는 정보가 제어 유닛(140)에 입력되고, 제어 유닛(140)이 입력된 정보를 접수하여, 조사 영역 설정부(143)에 기억한다.

또한, 버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 가공 내용 정보를 설정할 때에는, 전체 조사 단계의 조사 조건을 제어 유닛(140)에 입력하고, 제어 유닛(140)이 조사 조건을 접수하고, 접수한 조사 조건을 전체 조사 단계와 대응시켜 조사 영역 설정부(143)에 기억한다. 제1 실시 형태에서는, 전체 조사 단계의 조사 조건은, 예컨대, 레이저 빔(121)의 출력을 3μJ(마이크로 줄) 이상이고 또한 10μJ 이하로 하고, 인덱스를 10㎛(마이크로 미터) 이상이고 또한 20㎛ 이하로 하고, 디포커스를 0 mm 이상이고 또한 2.0 mm 이하로 한다.

또한, 버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 가공 내용 정보를 설정할 때에는, 영역 조사 단계에 있어서 조사 조건이 다른 버퍼층(6)의 링형의 각 영역(21)의 정보인 외경(22)과 내경(23)과 조사 조건을 입력하고, 제어 유닛(140)이 이들을 접수하고, 접수한 외경(22)과 내경(23)으로 정해지는 영역(21)과 조사 조건을 대응시켜 조사 영역 설정부(143)에 기억한다.

제1 실시 형태에서는, 영역 조사 단계의 영역(21)의 정보로서, 도 8에 나타내는 버퍼층(6)의 외경(22)(이하, 부호 22-1로 나타낸다)과, 버퍼층(6)의 외경(22-1)보다 작은 제1 내경(23)(내경에 상당하고, 이하, 23-1로 기재한다)이 입력되고, 제어 유닛(140)의 조사 영역 설정부(143)에 외경(22-1)과 제1 내경(23-1)으로 둘러싸이는 링형의 영역(21)(이하, 제1 영역(21-1)으로 기재한다)이 설정된다. 제1 실시 형태에서는, 버퍼층(6)의 외경(22-1)은, 예컨대, 101.6 mm이고, 제1 내경(23-1)은, 예컨대, 67.8 mm이다.

오퍼레이터가 입력 유닛(142)을 조작하는 등을 하여 영역 조사 단계의 제1 영역(21-1)의 조사 조건을 제어 유닛(140)에 입력하고, 제어 유닛(140)이 조사 조건을 접수하고, 접수한 조사 조건을 제1 영역(21-1)의 외경(22-1) 및 제1 내경(23-1)과 대응시켜 조사 영역 설정부(143)에 기억한다. 제1 실시 형태에서는, 제1 영역(21-1)의 조사 조건은, 예컨대, 레이저 빔(121)의 출력을 2μJ(마이크로 줄) 이상이고 또한 8μJ 이하로 하고, 인덱스를 10㎛(마이크로 미터) 이상이고 또한 20㎛ 이하로 하고, 디포커스를 0 mm 이상이고 또한 3.0 mm 이하로 한다.

제1 실시 형태에서는, 영역 조사 단계의 영역(21)의 정보로서, 제1 내경(23-1)과 동일한 제2 외경(22)(외경에 상당하고, 이하, 부호 22-2로 나타낸다)과, 제2 외경(22-2)보다 작은 제2 내경(23)(내경에 상당하고, 이하, 부호 23-2로 나타낸다)이 입력되고, 제어 유닛(140)의 조사 영역 설정부(143)에 제2 외경(22-2)과 제2 내경(23-2)으로 둘러싸이는 링형의 영역(21)(이하, 제2 영역(21-2)으로 기재한다)이 설정된다. 제1 실시 형태에서는, 제2 외경(22-2)은, 예컨대, 67.8 mm이고, 제2 내경(23-2)은, 33.8 mm이다.

오퍼레이터가 입력 유닛(142)을 조작하는 등을 하여 영역 조사 단계의 제2 영역(21-2)의 조사 조건을 제어 유닛(140)에 입력하고, 제어 유닛(140)이 조사 조건을 접수하고, 접수한 조사 조건을 제2 영역(21-2)의 제2 외경(22-2) 및 제2 내경(23-2)과 대응시켜 조사 영역 설정부(143)에 기억한다. 제1 실시 형태에서는, 제2 영역(21-2)의 조사 조건은, 예컨대, 레이저 빔(121)의 출력을 2μJ(마이크로 줄) 이상이고 또한 6μJ 이하로 하고, 인덱스를 10㎛(마이크로 미터) 이상이고 또한 20㎛ 이하로 하고, 디포커스를 0 mm 이상이고 또한 3.0 mm 이하로 한다.

제1 실시 형태에서는, 영역 조사 단계의 영역(21)의 정보로서, 제2 내경(23-2)과 동일한 제3 외경(22)(외경에 상당하고, 이하, 부호 22-3으로 나타낸다)과, 제3 외경(22-3)보다 작은 제3 내경(내경에 상당)이 입력되고, 제어 유닛(140)의 조사 영역 설정부(143)에 제3 외경(22-3)으로 둘러싸이는 원형의 영역(21)(이하, 제3 영역(21-3)으로 기재한다)이 설정된다. 제1 실시 형태에서는, 제3 외경(22-3)은, 예컨대, 33.8 mm이고, 제3 내경은, 0 mm이다. 또한, 본 명세서에서는, 제3 영역(21-3)은, 내경이 영(零)의 링형의 영역이기도 하다.

오퍼레이터가 입력 유닛(142)을 조작하는 등을 하여 영역 조사 단계의 제3 영역(21-3)의 조사 조건을 제어 유닛(140)에 입력하고, 제어 유닛(140)이 조사 조건을 접수하고, 접수한 조사 조건을 제3 영역(21-3)의 제3 외경(22-3)과 대응시켜 조사 영역 설정부(143)에 기억한다. 제1 실시 형태에서는, 제3 영역(21-3)의 조사 조건은, 예컨대, 레이저 빔(121)의 출력을 1μJ(마이크로 줄) 이상이고 또한 5μJ 이하로 하고, 인덱스를 10㎛(마이크로 미터) 이상이고 또한 20㎛ 이하로 하고, 디포커스를 0 mm 이상이고 또한 3.0 mm 이하로 한다.

또한, 제1 실시 형태에 있어서, 버퍼층 파괴 단계(1002)의 영역 조사 단계의 제1 영역(21-1)의 조사 조건보다 제2 영역(21-2)의 조사 조건이, 레이저 빔의 출력 등이 낮게 되고, 영역 조사 단계의 제2 영역(21-2)의 조사 조건보다 제3 영역(21-3)의 조사 조건이, 레이저 빔의 출력 등이 낮게 된다. 이렇게 하여, 제1 실시 형태에서는, 버퍼층 파괴 단계(1002)의 영역 조사 단계의 내주측의 영역(21-2,21-3)의 조사 조건은, 외주측의 영역(21-1,21-2)의 조사 조건보다 레이저 빔(121)의 출력 등이 낮게 된다.

버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 복합 기판(1)의 이설 기판(3) 측이 척 테이블(110)의 유지면(111)에 재치되고, 제어 유닛(140)이 진공 흡인원을 동작시켜, 레이저 가공 장치(100)가 복합 기판(1)의 이설 기판(3)을 척 테이블(110)의 유지면(111)에 흡인 유지한다. 버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 제어 유닛(140)이, 척 테이블(110)에 유지한 집광점(123)을 복합 기판(1)의 버퍼층(6)에 설정하고, 레이저 가공 장치(100)가, 도 9에 도시한 바와 같이, 레이저 빔 조사 유닛(120)으로부터 레이저 빔(121)을 에피택시 기판(4)의 이면(11) 측으로부터 버퍼층(6)에 조사한다.

버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 제어 유닛(140)이, 가공 내용 정보대로 레이저 빔(121)을 버퍼층(6)에 조사한다. 또한, 버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 레이저 가공 장치(100)는, 전체 조사 단계에서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 제어 유닛(140)이 미러(125)를 제어하여 최초로 집광점(123)을 에피택시 기판(4)의 최외주에 위치시키고, 집광점(123)이 최외주로부터 중심을 향하는 나선형의 궤적(30)(도 10에 나타낸다) 상을 이동하도록, 설정된 조사 조건의 레이저 빔(121)을 주사한다.

버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 레이저 가공 장치(100)는, 전체 조사 단계 후, 제어 유닛(140)이 미러(125)를 제어하여 최초로 집광점(123)을 에피택시 기판(4)의 최외주에 위치시키고, 집광점(123)이 나선형의 궤적(30) 상을 이동하도록, 레이저 빔(121)을 주사하여, 영역 조사 단계를 실시한다. 버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 레이저 가공 장치(100)는, 영역 조사 단계에 있어서, 도 11에 평행 사선으로 나타내는 버퍼층(6)의 제1 영역(21-1)에 조사 영역 설정부(143)에 설정된 제1 영역(21-1)의 조사 조건의 레이저 빔(121)을 주사하여 조사한다.

버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 레이저 가공 장치(100)는, 영역 조사 단계에 있어서, 버퍼층(6)의 제1 영역(21-1)에 레이저 빔(121)을 조사한 후에, 도 12에 망점으로 나타내는 버퍼층(6)의 제2 영역(21-2)에 조사 영역 설정부(143)에 설정된 제2 영역(21-2)의 조사 조건의 레이저 빔(121)을 주사하여 조사한다. 버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 레이저 가공 장치(100)는, 영역 조사 단계에 있어서, 버퍼층(6)의 제2 영역(21-2)에 레이저 빔(121)을 조사한 후에, 도 13에 크로스헤칭으로 나타내는 버퍼층(6)의 제3 영역(21-3)에 조사 영역 설정부(143)에 설정된 제3 영역(21-3)의 조사 조건의 레이저 빔(121)을 주사하여 조사한다.

이와 같이, 버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 레이저 가공 장치(100)는, 전체 조사 단계 후, 집광점(123)이 나선형의 궤적(30) 상을 이동하도록, 제어 유닛(140)이 레이저 빔(121)을 주사하는 것과 함께, 레이저 빔(121)의 주사 중에 조사 영역 설정부(143)에 설정된 각 영역(21-1,21-2,21-3)의 조사 조건이 되도록, 레이저 빔(121)의 조사 조건을 변경한다. 이렇게 하여, 버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 외경(22-1,22-2)과 내경(23-1,23-2)을 지정한 링형의 영역(21-1,21-2) 및 제3 외경(22-3)을 지정한 원형의 제3 영역(21-3)마다 레이저 빔(121)의 조사 조건을 변경하여, 광 디바이스 웨이퍼(2)의 버퍼층(6)에 대해 레이저 빔(121)을 조사한다.

펄스 상태의 레이저 빔(121)은, 에피택시 기판(4)에 대해서는 투과성을 가지고 버퍼층(6)에 대해서는 흡수성을 가지는 파장의 펄스 레이저 빔이다. 이에 의해, 버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 레이저 빔(121)이 조사된 버퍼층(6)은, Ga 화합물이 파괴되고, N₂ 가스로 이루어지는 기포와 Ga로 이루어지는 Ga층으로 분리된다. 버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 버퍼층(6)을 파괴하여, 버퍼층(6) 내에 기포를 생성한다. 또한, 기포와, 기포 이외의 부분은, 에피택시 기판(4)의 이면(11) 측으로부터 눈으로 인식하면, 색조 등이 상이하여, 서로 구별할 수 있다.

(광 디바이스층 이설 단계)

도 14는, 도 6에 도시된 리프트 오프 방법의 광 디바이스층 이설 단계를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 광 디바이스층 이설 단계(1003)는, 버퍼층 파괴 단계(1002)를 실시한 후에, 에피택시 기판(4)을 광 디바이스층(7)으로부터 박리하고, 광 디바이스층(7)을 이설 기판(3)에 이설하는 단계이다.

광 디바이스층 이설 단계(1003)에서는, 도 14에 도시한 바와 같이, 복합 기판(1)의 이설 기판(3)을 이설 장치(150)의 유지 테이블(151)에 유지하고, 복합 기판(1)의 에피택시 기판(4)의 이면(11)에 초음파 혼(horn)(152)을 접촉시킨다. 광 디바이스층 이설 단계(1003)에서는, 진동 부여 수단(153)을 동작시켜, 진동 부여 수단(153)으로부터 초음파 혼(152)에 초음파 진동을 부여하고, 초음파 혼(152)으로부터 복합 기판(1)에 초음파 진동을 부여한다. 이에 의해, 광 디바이스층 이설 단계(1003)에서는, 에피택시 기판(4)이 진동하고, 파괴된 버퍼층(6)을 기점으로서, 에피택시 기판(4)이 광 디바이스층(7)으로부터 박리한다. 광 디바이스층 이설 단계(1003)에서는, 에피택시 기판(4)을 복합 기판(1)으로부터 제거하고, 광 디바이스층(7)을 이설 기판(3)에 이설한다.

이상 설명한 제1 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법은, 외경(22-1,22-2,22-3)과 내경(23-1,23-2)을 지정한 링형 또는 원형의 영역(21-1,21-2,21-3)마다 조사 조건을 설정한다. 따라서, 휘어짐을 가지는 복합 기판(1)에 대해, 외주부와 중앙부의 조사 조건을 변경할 수 있고, 각각 최적인 집광 상태나 출력으로 레이저 빔(121)을 조사하는 가공을 할 수 있기 때문에, 가공 시간의 삭감이나 품질 불량의 저감에 공헌한다. 그 결과, 제1 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법은, 원하는 가공 결과를 얻는 것을 가능하게 하면서도 품질 저하를 억제할 수 있다는 효과를 발휘한다.

(제2 실시 형태)

제2 실시 형태와 관련되는 레이저 가공 장치 및 리프트 오프 방법을 설명한다. 도 15는, 제2 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법의 버퍼층 파괴 단계를 실시하는 레이저 가공 장치의 조사 영역 설정부에 설정된 링형의 영역을 나타내는 평면도이다. 또한, 도 15는, 제1 실시 형태와 동일 부분에 동일 부호를 교부하고 설명을 생략한다.

제2 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법은, 버퍼층 파괴 단계(1002)에 있어서, 전체 조사 단계를 실시하지 않고, 영역 조사 단계만을 실시하고, 영역 조사 단계의 조사 조건이 다른 것 이외에는, 제1 실시 형태와 같다. 제2 실시 형태에 있어서, 버퍼층 파괴 단계(1002)에 있어서, 가공 내용 정보로서, 버퍼층(6)의 복수의 링형의 영역(21)에 서로 다른 조사 조건으로 레이저 빔을 조사하는 영역 조사 단계를 실시하는 정보가 제어 유닛(140)에 입력되고, 제어 유닛(140)이 입력된 정보를 접수하여, 조사 영역 설정부(143)에 기억한다.

제2 실시 형태에서는, 버퍼층 파괴 단계(1002)의 영역 조사 단계의 영역(21)의 정보로서, 도 15에 나타내는 버퍼층(6)의 외경(22-1)과, 버퍼층(6)의 외경(22-1), 제1 내경(23-1) 및 제2 내경(23-2)보다 작은 제4 내경(23)(내경에 상당하고, 이하, 부호 23-4로 나타낸다)이 입력되고, 제어 유닛(140)의 조사 영역 설정부(143)에 외경(22-1)과 제4 내경(23-4)으로 둘러싸이는 링형의 영역(21)(도 15에 나타내고, 이하, 제4 영역(21-4)으로 기재한다)이 설정된다. 제1 실시 형태에서는, 버퍼층(6)의 외경(22-1)은, 예컨대, 101.6 mm이고, 제4 내경(23-4)은, 예컨대, 5.0 mm이다.

오퍼레이터가 입력 유닛(142)을 조작하는 등을 하여 영역 조사 단계의 제4 영역(21-4)의 조사 조건을 제어 유닛(140)에 입력하고, 제어 유닛(140)이 조사 조건을 접수하고, 접수한 조사 조건을 제4 영역(21-4)의 외경(22-1) 및 제4 내경(23-4)과 대응시켜 조사 영역 설정부(143)에 기억한다. 제2 실시 형태에서는, 제4 영역(21-4)의 조사 조건은, 예컨대, 레이저 빔(121)의 출력을 3μJ 이상이고 또한 10μJ 이하로 하고, 인덱스를 10㎛ 이상이고 또한 20㎛ 이하로 하고, 디포커스를 0 mm 이상이고 또한 3.0 mm 이하로 한다.

제2 실시 형태에서는, 버퍼층 파괴 단계(1002)의 영역 조사 단계의 영역(21)의 정보로서, 제4 내경(23-4)과 동일한 제5 외경(22)(외경에 상당하고, 이하, 22-5로 나타낸다)과, 제5 외경(22-5)보다 작은 제5 내경(내경에 상당)이 입력되고, 제어 유닛(140)의 조사 영역 설정부(143)에 제5 외경(22-5)으로 둘러싸이는 원형의 영역(21)(이하, 제5 영역(21-5)으로 기재한다)이 설정된다. 제1 실시 형태에서는, 제5 외경(22-5)은, 예컨대, 5.0 mm이고, 제5 내경은, 0 mm이다. 또한, 본 명세서에서는, 제5 영역(21-5)은, 내경이 영의 링형의 영역이기도 하다.

오퍼레이터가 입력 유닛(142)을 조작하는 등을 하여 영역 조사 단계의 제5 영역(21-5)의 조사 조건을 제어 유닛(140)에 입력하고, 제어 유닛(140)이 조사 조건을 접수하고, 접수한 조사 조건을 제5 영역(21-5)의 제5 외경(22-5)과 대응시켜 조사 영역 설정부(143)에 기억한다. 제2 실시 형태에서는, 제5 영역(21-5)의 조사 조건은, 예컨대, 레이저 빔(121)의 출력을 1μJ 이상이고 또한 5μJ 이하로 하고, 인덱스를 10㎛ 이상이고 또한 20㎛ 이하로 하고, 디포커스를 0 mm 이상이고 또한 3.0 mm 이하로 한다.

또한, 제2 실시 형태에 있어서, 버퍼층 파괴 단계(1002)의 영역 조사 단계의 제4 영역(21-4)의 조사 조건보다 제5 영역(21-5)의 조사 조건이, 레이저 빔(121)의 출력 등이 낮게 된다. 이렇게 하여, 제2 실시 형태에서는, 버퍼층 파괴 단계(1002)의 영역 조사 단계의 내주측의 제5 영역(21-5)의 조사 조건은, 외주측의 제4 영역(21-4)의 조사 조건보다 레이저 빔(121)의 출력 등이 낮게 된다.

버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 레이저 가공 장치(100)가 복합 기판(1)의 이설 기판(3)을 척 테이블(110)의 유지면(111)에 흡인 유지하고, 집광점(123)을 버퍼층(6)에 설정하고, 레이저 가공 장치(100)가 레이저 빔(121)을 버퍼층(6)에 조사한다. 제2 실시 형태에 있어서, 버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 제어 유닛(140)이 미러(125)를 제어하여 최초로 집광점(123)을 에피택시 기판(4)의 최외주에 위치시키고, 집광점(123)이 나선형의 궤적(30) 상을 이동하도록, 레이저 빔(121)을 주사하는 것과 함께, 레이저 빔(121)의 주사 중에 조사 영역 설정부(143)에 설정된 각 영역(21-4,21-5)의 조사 조건이 되도록, 레이저 빔(121)의 조사 조건을 변경한다.

제2 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법은, 외경(22-1,22-5)과, 내경(23-4)을 지정한 링형 또는 원형의 영역(21-4,21-5)마다 조사 조건을 설정한다. 따라서, 휘어짐을 가지는 복합 기판(1)에 대해, 외주부와 중앙부의 조사 조건을 변경할 수 있고, 각각 최적인 집광 상태나 출력으로 레이저 빔(121)을 조사하는 가공을 할 수 있기 때문에, 가공 시간의 삭감이나 품질 불량의 저감에 공헌한다. 그 결과, 제2 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법은, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 원하는 가공 결과를 얻는 것을 가능하게 하면서도 품질 저하를 억제할 수 있다는 효과를 발휘한다.

(제3 실시 형태)

제3 실시 형태와 관련되는 레이저 가공 장치 및 리프트 오프 방법을 설명한다. 도 16은, 제3 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법의 버퍼층 파괴 단계의 전체 조사 단계 후의 평면도이다. 도 17은, 제3 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법의 버퍼층 파괴 단계의 영역 조사 단계 후의 평면도이다. 또한, 도 16 및 도 17은, 제1 실시 형태와 동일 부분에 동일 부호를 교부하고 설명을 생략한다.

제3 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법은, 버퍼층 파괴 단계(1002)에 있어서, 영역 조사 단계의 조사 조건이 다른 것 이외에는, 제1 실시 형태와 같다. 제3 실시 형태에 있어서, 버퍼층 파괴 단계(1002)에 있어서, 가공 내용 정보로서, 전체 조사 단계를 실시하는 정보와, 영역 조사 단계를 실시하는 정보가 제어 유닛(140)에 입력되고, 제어 유닛(140)이 입력된 정보를 접수하여, 조사 영역 설정부(143)에 기억한다.

제3 실시 형태에 있어서, 버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 오퍼레이터가 입력 유닛(142)을 조작하는 등을 하여 가공 내용 정보를 설정할 때에는, 전체 조사 단계의 조사 조건을 제1 실시 형태와 마찬가지로 제어 유닛(140)에 입력하고, 제어 유닛(140)이 조사 조건을 접수하고, 접수한 조사 조건을 전체 조사 단계와 대응시켜 조사 영역 설정부(143)에 기억한다.

제3 실시 형태에서는, 영역 조사 단계의 영역(21)의 정보로서, 버퍼층(6)의 외경(22-1)과, 버퍼층(6)의 외경(22-1)보다 작은 제6 내경(23)(도 17에 나타내고, 내경에 상당하며, 이하, 부호 23-6로 나타낸다)이 입력되고, 제어 유닛(140)의 조사 영역 설정부(143)에 외경(22-1)과 제6 내경(23-6)으로 둘러싸이는 링형의 영역(21)(이하, 제6 영역(21-6)으로 기재한다)이 설정된다. 또한, 제3 실시 형태에서는, 오퍼레이터가 입력 유닛(142)을 조작하는 등을 하여 영역 조사 단계의 제6 영역(21-6)의 조사 조건을 제어 유닛(140)에 입력하고, 제어 유닛(140)이 조사 조건을 접수하고, 접수한 조사 조건을 제6 영역(21-6)의 외경(22-1) 및 제6 내경(23-6)과 대응시켜 조사 영역 설정부(143)에 기억한다. 또한, 제3 실시 형태에 있어서, 버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 전체 조사 단계를 실시 후에, 영역 조사 단계에 있어서 제6 영역(21-6)에만 레이저 빔(121)을 조사하므로, 버퍼층(6)의 내주측은, 외주측보다 조사되는 레이저 빔(121)의 출력 등이 낮아진다.

버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 레이저 가공 장치(100)가 복합 기판(1)의 이설 기판(3)을 척 테이블(110)의 유지면(111)에 흡인 유지하고, 집광점(123)을 버퍼층(6)에 설정하고, 레이저 가공 장치(100)가 레이저 빔(121)을 버퍼층(6)에 조사한다. 제3 실시 형태에 있어서, 버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 제어 유닛(140)이 미러(125)를 제어하여 최초로 집광점(123)을 에피택시 기판(4)의 최외주에 위치시키고, 집광점(123)이 나선형의 궤적(30) 상을 이동하도록, 레이저 빔(121)을 주사하고, 전체 조사 단계의 조사 조건으로 버퍼층(6) 전체에 도 16에 평행 사선으로 도시한 바와 같이 레이저 빔(121)을 조사한다.

제3 실시 형태에 있어서, 버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 레이저 가공 장치(100)는, 전체 조사 단계 후에, 제어 유닛(140)이 미러(125)를 제어하여 최초로 집광점(123)을 에피택시 기판(4)의 최외주에 위치시키고, 집광점(123)이 나선형의 궤적(30) 상을 이동하도록, 레이저 빔(121)을 주사한다. 제3 실시 형태에 있어서, 버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 레이저 가공 장치(100)는, 도 17에 망점으로 나타내는 버퍼층(6)의 제6 영역(21-6)에 조사 영역 설정부(143)에 설정된 제6 영역(21-6)의 조사 조건의 레이저 빔(121)을 주사하여 조사한다. 제3 실시 형태에 있어서, 버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 레이저 가공 장치(100)가 제6 영역(21-6)에 레이저 빔(121)을 조사하면, 종료한다.

제3 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법은, 외경(22-1)과 제6 내경(23-6)을 지정한 링형의 제6 영역(21-6)의 조사 조건을 설정한다. 따라서, 휘어짐을 가지는 복합 기판(1)에 대해, 외주부와 중앙부의 조사 조건을 변경할 수 있고, 각각 최적인 집광 상태나 출력으로 레이저 빔(121)을 조사하는 가공을 할 수 있기 때문에, 가공 시간의 삭감이나 품질 불량의 저감에 공헌한다. 그 결과, 제3 실시 형태와 관련되는 리프트 오프 방법은, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 원하는 가공 결과를 얻는 것을 가능하게 하면서도 품질 저하를 억제할 수 있다는 효과를 발휘한다.

(제1 변형예)

제1 실시 형태, 제2 실시 형태 및 제3 실시 형태의 제1 변형예와 관련되는 리프트 오프 방법을 설명한다. 도 18은, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태 및 제3 실시 형태의 제1 변형예와 관련되는 리프트 오프 방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 또한, 도 18은, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태 및 제3 실시 형태와 동일 부분에 동일 부호를 교부하고 설명을 생략한다.

제1 변형예와 관련되는 리프트 오프 방법은, 도 18에 도시한 바와 같이, 이설 기판 접합 단계(1001), 버퍼층 파괴 단계(1002)와, 광 디바이스층 이설 단계(1003)에 부가하여, 확인 단계(1004)와 재가공 단계(1005)를 포함하는 것 이외에는, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태 및 제3 실시 형태와 동일하다.

확인 단계(1004)는, 버퍼층 파괴 단계(1002)의 실시 후에, 버퍼층 파괴 단계(1002)에 있어서, 에피택시 기판(4)을 광 디바이스층(7)을 박리할 수 있는 정도로 파괴했는지 아닌지를 확인하는 단계이다. 확인 단계(1004)에서는, 촬상 유닛(130)으로 척 테이블(110) 상의 복합 기판(1)을 촬상하여, 복합 기판(1) 전체의 화상을 취득한다. 확인 단계(1004)에서는, 취득한 복합 기판(1) 전체의 화상에 기초하여, 기포를 인식하는 등을 하여, 에피택시 기판(4)을 광 디바이스층(7)을 박리할 수 있는 정도로 파괴했는지 아닌지를 확인한다.

확인 단계(1004)에서는, 오퍼레이터가 표시 유닛(141)에 표시된 복합 기판(1) 전체의 화상을 눈으로 인식하여, 에피택시 기판(4)을 광 디바이스층(7)을 박리할 수 있는 정도로 파괴했는지 아닌지를 확인해도 좋다. 또한, 확인 단계(1004)에서는, 제어 유닛(140)이, 복합 기판(1) 전체의 화상을 미리 설정된 복수의 영역으로 구획하고, 각 영역의 기포를 추출하고, 각 영역의 기포의 면적의 비율을 산출한다. 확인 단계(1004)에서는, 제어 유닛(140)이, 산출한 각 영역의 기포의 면적의 비율이 미리 정해진 소정치 이상인지 아닌지를 판정하고, 모든 영역의 기포의 면적의 비율이 미리 정해진 소정치 이상이면, 에피택시 기판(4)을 광 디바이스층(7)을 박리할 수 있는 정도로 파괴했다고 판정한다. 확인 단계(1004)에서는, 제어 유닛(140)이, 적어도 하나의 영역의 기포의 면적의 비율이 미리 정해진 소정치 미만이면, 에피택시 기판(4)을 광 디바이스층(7)을 박리할 수 있는 정도로 파괴하고 있지 않다고 판정한다.

확인 단계(1004)에서는, 에피택시 기판(4)을 광 디바이스층(7)을 박리할 수 있는 정도로 파괴했다고 판정하면(Yes), 광 디바이스층 이설 단계(1003)로 진행되고, 에피택시 기판(4)을 광 디바이스층(7)을 박리할 수 있는 정도로 파괴하고 있지 않다고 판정하면(No), 재가공 단계(1005)로 진행한다.

재가공 단계(1005)는, 확인 단계(1004)에 있어서, 버퍼층(6)의 파괴가 불충분하다고 판정된 영역에 다시, 레이저 빔(121)을 조사하는 단계이다. 재가공 단계(1005)는, 확인 단계(1004)에 있어서, 오퍼레이터가 표시 유닛(141)에 표시된 복합 기판(1) 전체의 화상을 눈으로 인식하여 확인했을 경우에는, 오퍼레이터가 입력 유닛을 조작하는 등을 하여, 레이저 가공 장치(100)가, 버퍼층(6)의 파괴가 불충분하다고 판정된 영역에 레이저 빔(121)을 조사한다. 또한, 재가공 단계(1005)에서는, 제어 유닛(140)이 표시 유닛(141)에 표시된 복합 기판(1) 전체의 화상에 기초하여 확인한 경우에는, 레이저 가공 장치(100)가, 버퍼층(6)의 파괴가 불충분하다고 판정된 영역인 기포의 면적의 비율이 미리 정해진 소정치 미만이었던 영역에 레이저 빔(121)을 조사한다.

제1 변형예와 관련되는 리프트 오프 방법은, 외경(22-1,22-2,22-3,22-5)과 내경(23-1,23-2,23-4,23-6)을 지정한 링형 또는 원형의 영역(21-1,21-2,21-3,21-4,21-5,21-6)의 조사 조건을 설정한다. 따라서, 휘어짐을 가지는 복합 기판(1)에 대해, 외주부와 중앙부의 조사 조건을 변경할 수 있고, 각각 최적인 집광 상태나 출력으로 레이저 빔(121)을 조사하는 가공을 할 수 있기 때문에, 가공 시간의 삭감이나 품질 불량의 저감에 공헌한다. 그 결과, 제1 변형예와 관련되는 리프트 오프 방법은, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 원하는 가공 결과를 얻는 것을 가능하게 하면서도 품질 저하를 억제할 수 있다는 효과를 발휘한다.

또한, 제1 변형예와 관련되는 리프트 오프 방법은, 확인 단계(1004)와 재가공 단계(1005)를 포함하므로, 버퍼층(6)의 파괴가 충분한지 아닌가를 확인하고, 불충분한 경우에 재가공 단계(1005)를 실시하므로, 버퍼층(6)을 확실히 충분히 파괴할 수 있고, 광 디바이스층(7)을 이설 기판(3)에 파손시키지 않고 이설할 수 있다.

(제2 변형예)

제1 실시 형태, 제2 실시 형태 및 제3 실시 형태의 제2 변형예와 관련되는 리프트 오프 방법을 설명한다. 도 19는, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태 및 제3 실시 형태의 제2 변형예와 관련되는 리프트 오프 방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 또한, 도 19는, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 및 제3 실시 형태와 동일 부분에 동일 부호를 교부하고 설명을 생략한다.

제2 변형예와 관련되는 리프트 오프 방법은, 도 19에 도시한 바와 같이, 이설 기판 접합 단계(1001), 버퍼층 파괴 단계(1002)와, 광 디바이스층 이설 단계(1003)에 부가하여, 광 디바이스층 이설 단계(1003)에 있어서, 광 디바이스층(7)을 이설 기판(3)에 이설할 수 없었던 경우에 실시하는 접합재 제거 단계(1007)와, 재이설 단계(1008)를 포함하는 것 이외에는, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태 및 제3 실시 형태와 같다.

접합재 제거 단계(1007)는, 광 디바이스층 이설 단계(1003)에 있어서, 복합 기판(1)으로부터 에피택시 기판(4)을 제거하지 못하고, 광 디바이스층(7)을 이설 기판(3)에 이설할 수 없었던 경우(단계(1006): No), 에피택시 기판(4)의 외연으로부터 비어져 나온 접합재(10)에 의해 에피택시 기판(4)과 이설 기판(3)이 접합하고 있다고 생각하여, 에피택시 기판(4)의 외연으로부터 비어져 나온 접합재(10)를 제거하는 단계이다.

접합재 제거 단계(1007)에서는, 레이저 가공 장치(100)가, 척 테이블(110)의 유지면(111)에 복합 기판(1)의 이설 기판(3)을 흡인 유지하고, 오퍼레이터에 의해 입력된 접합재 제거 단계(1007)용의 가공 내용 정보를 접수하여, 조사 영역 설정부(143)에 기억하고, 설정한다. 제2 변형예에 있어서, 접합재 제거 단계(1007)에서 설정되는 가공 내용 정보로서, 링형의 영역에 레이저 빔(121)을 조사하는 링형 영역 조사 단계를 실시하는 정보가 제어 유닛(140)에 입력되고, 제어 유닛(140)이 입력된 정보를 접수하고, 기억한다.

접합재 제거 단계(1007)에서는, 오퍼레이터가 입력 유닛(142)을 조작하는 등을 하여 가공 내용 정보를 설정할 때에는, 링형 영역 조사 단계의 조사 개시의 위치를 나타내는 링형의 영역의 외경과 조사 종료 위치를 나타내는 링형의 영역의 내경과 조사 조건을 입력하고, 제어 유닛(140)이 이들을 접수하고, 접수한 외경과 내경으로 정해지는 링형의 영역과 조사 조건을 대응시켜 기억한다.

제2 변형예에서는, 링형 영역 조사 단계의 링형의 영역의 정보로서, 버퍼층(6)의 외경(22-1)보다 약간 큰 외경과, 버퍼층(6)의 외경(22-1)이 링형의 영역의 내경으로서 입력되고, 제어 유닛(140)의 조사 영역 설정부(143)에 외경과 내경으로 둘러싸이는 링형의 영역이 설정된다. 오퍼레이터가 입력 유닛(142)을 조작하는 등을 하여 링형 영역 조사 단계의 조사 조건을 제어 유닛(140)에 입력하고, 제어 유닛(140)이 조사 조건을 접수하고, 접수한 조사 조건을 링형의 영역과 대응시켜 기억한다. 제1 실시 형태에서는, 링형의 영역의 조사 조건은, 예컨대, 레이저 빔(121)의 출력을 5μJ 이상이고 또한 10μJ 이하로 하고, 인덱스를 10㎛ 이상이고 또한 20㎛ 이하로 하고, 디포커스를 0 mm 이상이고 또한 1.0 mm 이하로 한다.

접합재 제거 단계(1007)에서는, 제어 유닛(140)이, 미러(125)를 제어하여 최초로 집광점(123)을 링형의 영역의 최외주에 위치시키고, 집광점(123)이 최외주로부터 링형의 영역의 내연을 향하는 나선형의 궤적 상을 이동하도록, 설정된 조사 조건의 레이저 빔(121)을 조사하는 링형 영역 조사 단계를 실시하여, 에피택시 기판(4)의 외연으로부터 비어져 나온 접합재(10)를 제거한다.

접합재 제거 단계(1007) 실시 후에, 재이설 단계(1008)를 실시한다. 재이설 단계(1008)는, 광 디바이스층 이설 단계(1003)와 마찬가지로, 광 디바이스층을 이설하는 단계이다. 재이설 단계(1008)를 실시한 후에, 리프트 오프 방법을 종료한다. 광 디바이스층 이설 단계(1003)에 있어서, 복합 기판(1)으로부터 에피택시 기판(4)을 제거할 수 있고, 광 디바이스층(7)을 이설 기판(3)에 이설할 수 있는 경우에는, 리프트 오프 방법을 종료한다.

또한, 제2 변형예와 관련되는 리프트 오프 방법은, 제1 변형예와 마찬가지로, 확인 단계(1004)와 재가공 단계(1005)를 포함해도 좋다.

제2 변형예와 관련되는 리프트 오프 방법은, 에피택시 기판(4)의 외연으로부터 비어져 나온 접합재(10)만을 가공할 수 있으므로, 광 디바이스층(7)에 과도한 데미지를 주지 않고, 안정적인 박리를 실현할 수 있다는 효과를 발휘한다.

또한, 제2 변형예와 관련되는 리프트 오프 방법은, 접합재 제거 단계(1007)와 재이설 단계(1008)를 포함하므로, 광 디바이스층(7)을 이설 기판(3)에 파손시키지 않고 이설할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 골자를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다. 또한, 전술한 실시 형태에 있어서, 버퍼층 파괴 단계(1002)에서는, 버퍼층(6)의 내주측이, 외주측보다 조사되는 레이저 빔(121)의 출력 등이 낮게 되지만, 본 발명에서는, 이에 한정되지 않고, 버퍼층(6)의 내주측이, 외주측보다 조사되는 레이저 빔(121)의 출력 등이 높게 되어도 좋다.

또한, 본 발명은, 접합재(10)가 에피택시 기판(4)의 외연에서 비어져 나오고 있는지를 최초로 육안 등으로 확인하여, 접합재 제거 단계(1007)를 실시하고, 우선 비어져 나온 접합재(10)를 제거한 다음에 버퍼층 파괴 단계(1002)를 실시하여 버퍼층(6)을 파괴해도 좋다.

1　복합 기판
2　광 디바이스 웨이퍼
3　이설 기판
4　에피택시 기판
5　표면
6　버퍼층
7　광 디바이스층
10　접합재
11　이면
21, 21-1, 21-2, 21-3, 21-4, 21-5, 21-6　영역
22, 22-1, 22-2, 22-3, 22-5　외경
23, 23-1, 23-2, 23-4, 23-6　내경
100　레이저 가공 장치
110　척 테이블
111　유지면
120　레이저 빔 조사 유닛
121　펄스 상태의 레이저 빔
140　제어 유닛
143　조사 영역 설정부

Claims

에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 광 디바이스층이 적층된 광 디바이스 웨이퍼의 광 디바이스층을 이설(移設) 기판에 옮기는 리프트 오프 방법에 있어서,
광 디바이스 웨이퍼의 광 디바이스층의 표면에 접합재를 통해 이설 기판을 접합하여 복합 기판을 형성하는 이설 기판 접합 단계와,
상기 복합 기판을 구성하는 상기 광 디바이스 웨이퍼의 상기 에피택시 기판의 이면 측으로부터 상기 에피택시 기판에 대해서는 투과성을 가지고 버퍼층에 대해서는 흡수성을 가지는 파장의 펄스 레이저 빔을 조사하여, 상기 버퍼층을 파괴하는 버퍼층 파괴 단계와,
상기 버퍼층 파괴 단계를 실시한 후에, 상기 에피택시 기판을 상기 광 디바이스층으로부터 박리하고 상기 광 디바이스층을 상기 이설 기판에 이설하는 광 디바이스층 이설 단계를 포함하고,
상기 버퍼층 파괴 단계에서는, 외경과, 내경을 지정한 링형의 영역마다 레이저 빔의 조사 조건을 변경하여, 상기 광 디바이스 웨이퍼에 대해 레이저 빔을 조사하는 리프트 오프 방법.
에피택시 기판의 표면에 버퍼층을 개재하여 광 디바이스층이 적층된 광 디바이스 웨이퍼의 광 디바이스층을 접합재를 통해 이설 기판에 접합한 복합 기판에서의 버퍼층에 레이저 빔을 조사하여 버퍼층을 파괴하는 레이저 가공 장치에 있어서,
상기 복합 기판의 상기 이설 기판측을 유지하는 유지면을 구비한 척 테이블과,
상기 척 테이블에 유지된 상기 복합 기판의 상기 버퍼층에 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사 유닛과,
상기 레이저 빔 조사 유닛을 제어하는 제어 유닛을 구비하고,
상기 제어 유닛은, 내경과, 외경을 지정함으로써 레이저 빔을 조사하는 영역을 적어도 하나의 링형의 영역을 가지도록 설정하는 조사 영역 설정부를 포함한 레이저 가공 장치.