TW200827770A

TW200827770A - Laser beam delivery system and method thereof, and laser lift-off method

Info

Publication number: TW200827770A
Application number: TW096103424A
Authority: TW
Inventors: Beng-So Ryu; Seong-Hun Lee
Original assignee: Qmc Co Ltd; Beng-So Ryu
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-07-01
Also published as: TWI331228B; CN101595572B; CN101595572A; WO2008078952A1; KR100724540B1

Description

200827770 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明是關於一種雷射光束傳遞系統及其方法，尤其 •關於將一薄膜由一基板中分隔開之雷射光束傳遞系統及，其方法，更特別地，一雷射光束傳遞系統和其方法可應用於雷射剝離技術（LLO，Laser Lift-Off)中，雷射剝離技術係為製造一垂直型發光二極體（LED)不可獲缺的步驟之 -—· 〇 •【先前技術】一般來說，準分子雷射裝置在處理材料上有各種不同之應用，例如，可精確處理和分隔兩互相結合之不同栳料。近來，因為準分子雷射光束的穩定性和負載量已改善，因此使用範圍逐漸擴大至包括加工半導體材料，而且，特別地，包括將一個薄膜由一晶元中分隔出來，以製造一裝置。分隔出之薄膜有許多不同種類，包括複合半導 ⑩體、銅、銘、金和聚合物等等。為了分隔不同的薄膜，雷射光束具有例如是目標能密度、目標能均勻性，以及目桿曝光範圍等實質要素。 ^ 以下將根據雷射剝離技術解釋習知技藝和本發明，雷射剝離技術係為製造〜垂直型發光二極體必需步驟之一，然而，本發明镇域並不限制於雷射剝離技術。热知之一發光二極體係為將電流轉換為光線的半導體裝置。當活化層的電子掉回價帶時，發光二極體發光，活化層的電子由㈣體之價帶橫越對應帶_到料帶 TW3624PA/ OP06-QM-002-TW-00 200827770 而活化，所發出的錢姊顏色取決於該㈣能，且因帶亦受半導體材料影響。的其中一個特性，因此光波長和顏色 -發光二極體可發出不同範圍的有色光，例如是紅光，綠光，藍光和黃光。然而，發光二極體有-單色光源之：制：某些狀況下發光二極體必須發出包含紅光、綠光和藍光三種光之白光。舉例來說，—液晶顯示器之背光單 7G必須發出白光H白光由白熱燈泡或是—個營光燈所提供。雖然白熾燈泡較為便宜，但其壽命报短且發光效率低U使用壽命有限為螢光燈的缺點，但比白織燈泡效率為南。此外，營光燈需要一額外相當大、4，且較貴的零件，例如是一穩壓器。藉由使紅光、綠光和藍光等發光二極體之設置彼此接近’以及藉域每個發光二極體發出適當比例的光，以製 k白光lx光-極體之源。然而，因為具有對應帶隙之 -適當晶體製造上的g)難，所以不容易製造藍光發光二極體。尤其’不易將-優良品質之藍光發光二極體與像是 Inp、GaAs和Gap等複合半導體聚合為一體。除了上述的困難之外，基於氮化鎵（GaN)之一藍光發光-極體於1994年引進市場後，已於商業上使用。氣化鎵（GaN)藍光發光二極體科技正快速發展，使其發光率超越白光燈泡和螢光燈泡之照明領域。同時，如果基於InP、GaAs或是Gap的發光二極體，因為這些類型的半導體層可於—導電基f上生長，因此難 TW3624PA/ OP06-QM-002-TW-00 6 200827770 以製造具有正負極接合的一垂直型發光二極體。块而一是基於氮化鎵（GaN)的發光-朽和 .^ 右尤〜極體，一非傳導性藍寶石 (Al2〇3)基板用以減少晶體缺^這缺陷可於氮化嫁（晶膜生長過程中發生，且因為藍寶石為非傳導性物質，因此上層頂部表面有第H電極之水平型發光二已經漸漸被採用。

圖1A和圖職示習知技藝之垂直型發光二極體之示意圖。再圖1A顯示習知技藝之垂直型發光二極體之一横圖。參照第1A圖，一藍寶石基板1〇上連續地形成— 氮化鎵層GaNU、有多種量子井之—活化層12、p 錁層13和一透明傳導層14。然後，透明傳導層14之特八部位上形成一第一電極15。 ^ 再者，光阻劑圖形（圖中未顯示）形成於包括第— 極15之透明傳導層14上’因此，沒有形成第一電極^ 之透明傳導層Η的其它零件之-部份沒有覆蓋光阻劑形。透明傳導層14、ρ型氮化鎵層13，和活化層12^都用光阻劑圖形作為光罩而選擇性地蝕刻。此時，η型氮小鎵層11之一部分輕微地蝕刻。濕式蝕刻較乾式蝕刻為因為氮化鎵層不容易蝕刻。因此，該光阻劑圖形經由一去除製程而移除，且— 二電極16形成於11-〇3^層11之顯露部分之上。 v 如圖1B戶斤示，圖1B為習去圖’因為第-電極管15和第二電麵管16都需要以金屬\ TW3624PA/ GP06-QM-002-TW-00 7 200827770 而結合，所以發光二極管之晶片需^夠大以保護該電極區’該晶片作為-晶圓片每單位輸出增加的—個障礙。此外，封裝製程中複雜的金屬絲結合增加生產上的花費。再者’因為藍寶石基板不具傳導性，因此很難發出靜電而增加產生較差裝置之可能性以及減低裝置之有效性。此外’因為藍寶石之熱導性較低，因此#發光二極管作用時’對於高輪出功率之發光二極管，藍寶石不容易散發熱放射的特性限制發光二極體的高電流。為解決因為水平發光二極體的限制和缺點，垂直型發光一極體，尤其是不具藍寶石基板的垂直型發光二極體被廣泛地研究。假使垂直型發光二極體不具一藍寶石基板，氮化鎵磊晶層在一藍寶石基板上形成，且一金屬支撐層形成於該磊晶層。因為藍寶石層脫離該磊晶層後，磊晶層可能由此金屬支撐層所支撐，所以將藍寶石層與該表層分離是可行的。一般來說，一雷射剝離（LL0)技術係用以將該藍寶石層與該磊晶層分離。雷射剝離技術的基礎理論為，具有帶隙之材料對於低於該帶隙能量的光為可透性，但吸收高於該帶隙能量的光。例如，波長為248掘之KrF氪氟準分子雷射光束，和波長為193nm的氬氟JrF準分子雷射光束，有氮化鎵之大約3· 3eV之帶隙和藍寶石之大約1 〇· 〇ev之帶隙兩者間的能量，這些準分子雷射光束穿透該藍寶石基板，而被吸收到氮化鎵蠢晶層内。所以，該穿透藍寶石基板之準分子雷 TW3624PA/ OP06-QM-002-TW-00 8 200827770 因而將藍寶石基板由蟲射光束加熱且溶解界面之蠢晶層晶層分離出來。 1=如何歸具錢數個發光二極财㈣晶圓，雷射剝雜術大體上被分為兩群，掃描方法和脈衝方法。

若使用掃描方法，則有-部分將無可避免地重複性昭射’重複闕的部何能發輯裂或是破㈣現象避免發生此問題’難地係採用脈衝方法。亦即是 -雷射光束脈衝施加於-單元照射區域、移動到下―個昭射區域’且施加-雷射光束脈衝於下―個照射區域… ，然後重複這些步驟，直到晶圓的整個目標區域都被昭射。雖然脈衝方法以被採用，然而，需要—光束點，就形狀和大小準確地對應單元照射區域。若是光束點照射該單 7L照射區域以外的-部分，則將會.造成與掃描方法相同的缺點，亦即是該部份會產生斷裂或是破裂。另一方面，若是光束點沒衫全覆蓋鮮元照經域，職寶石基板^ 法元全由氣化嫁蠢晶層分離出來。的能量。因此，若雷射光束的能量強度足夠大，以確保藍寶石基板由單元照射區域之周圍部份的氮化鎵磊晶層分離出來，則單元照射區域的中心部位可能產生缺陷。另一即使-光束點之大小和形狀完全對應該單元照射區域’若是能量強度沒有均勻地分布該光絲的整個區域，則上述的問題仍會發生。也就是，如同第2圖所示，因為原本雷射光束截面的能量強度依照高斯定律，該原本雷射光束在中心部位有較而的能量強度，且在周圍部分有較低 TW3624PA/ QP06-QM-002-TW-00 9 200827770 方面，右替射光束的能量強戶：^ 之中心邻位產、度很低，以防止單元照射區域之T〜口ίΗ立產生缺陷，則藍寳周圍部份的氮化鎵蟲晶層分離二射區域對產量有任何不良影響的原始=之，使用沒有良品質之發光二極體裝可能由—晶圓製造出之優因此，如第3A圖到第3C圖謂被用以提昇光束點之能量強m；；’ 一光束均質機光束均質麵包括第—複眼性。習知技藝之謂，以及用以重疊複數個:=〇二，^^ 源分離成複數個小離子束（未顯將^射先束由一雷射光東 ^ 4不），且用以調整小離子# ^放角。然而’習知技藝之第—複眼微透鏡⑽和第兩個互相結合的板ln和112所組成，其中，每一個板⑴ 和112係由複數個相成平行直線之圓柱型透鏡組成，且其中一板111之圓柱型透鏡係垂直於另一板112，因此形成複數個小透鏡。對圓柱型複眼微透鏡110和120，作為一複眼微透鏡之小透鏡大小之距大約為5毫米，且因為複眼透鏡的結構，在一定長度内’小透鏡不易縮小。因此，如同第3D 圖所不’增加有效小透鏡數目係受一限制，有效小透鏡為雷射光束實際穿透過，因此要增加由雷射光束分散的小光束也是受到限制的。所以，因為圓柱型複眼微透鏡小光束 TW3624PA/ OP06-QM-002-TW-00 10 200827770 數目增加之4 得’也因此相較於二:勻:之能量強度難以獲 f置之數目了此有一日日0所製造之所有發光二極體受、到不利的影:即是產量’良好品質之發光二極趙數目將曰走、、原和5二為了增加有效小透鏡的數目，藉由位於雷射光 :Γ ΐ均質機刚間之光束擴散望遠鏡⑽τ)(圖中未魅:射光束之截面大何能被擴大，並且採用尺寸為敦個2擴対射光束之圓㈣複眼微透鏡。然而，因外，因為L大小的限制，能量強度均勻性仍受到限制。此束傳进i s/貞同日禮用絲擴散望遠鏡，製造整個雷射光 ϊ=ίΓ雜性增加’以及生產成本也增加。此外， ΐ件，低，因為雷射光束必須穿透-額外光學兀件也就是光束擴散望遠鏡。 m右H，以光束傳送而言，圓柱型複眼微透鏡110和固主要的問題，因為雷射光束無法面之圓柱型複眼微透鏡，且—圓柱透型複= 鏡〇括兩層’此兩層係為使雷射光束可以穿小的光束傳达小’因此’每單位時間之發顯地受到限制。從篮应里【發明内容】本發明之 TW3624PA/ OP06-QM-002-TW-00 H射光束傳遞系統和其方法，〆雷射剝離方法，用以大量排除習知技藝之限制或缺點所造成 02-TW-00 11 200827770 一個或多個問題。本毛明之煲點係提供一雷射光束傳遞系統和方=以及離方法，該雷射_方法之配置方 1產-ί束點之能量強度的均勻性增加，且因此加

工產置也顯著地提高。 U7J 本發明之另一優點在於提供一去其方法，以及-雷t；t束傳遞糸統及式，係提升光束穿透性心田子剥離方法之配置方竹捉邛尤末牙透陡，且因此提高每一門本發明之另-優點在於提供的產量。其方法，以及一雷_離方法，該雷射于^束傳遞之手^及式係使得生產過程簡化，生產成本減少V:二方發光二極體市場的料力得以提升。朗此使传其在祕明其”優叫特徵將於下列實施例某種紅度上’由貫施例可以更明顯易懂。藉由實施專利況明書所指出之結構和所附圖示，明^= 它優點將可以實現與達成。 S k和其為了達成上述優點以及符合本發明射光束傳遞系統。雷射光束傳遞系統包括：一雷射W雷源、-光束均質機、-光罩’ m彡像透鏡，射光束源用以發射雷射光朿，該光束均f機具之複眼透鏡’讀升雷射光束能量強度的均勻戶，“ 罩用以遮蓋雷射光束-截面之—周圍區域，且於—隹~光 =r— TW3624PA/ OP06-QM-002-TW-00 12 200827770 本發明之另一方面提供傳遞雷射光束之一方法，該方法包括:發射準分子雷射光束、用一微透鏡型複眼透鏡，將已發射之準分子雷射光束區分為複數個小光束、使該複數個小光束部分重豎，因此製造出均質的雷射光束，遮蓋該均貝化之雷射光束的一周圍區域，以及使遮蓋住的均質化雷射光束作用於目標上。本發明之另一方面提供一雷射剝離方方法，該方法包括··於一藍寶石基板上形成一氮化鎵磊晶層、發射準分子雷射光束、藉由一微透鏡型複眼透鏡，將已發射之準分子雷射光束分為複數個小光束、使該複數個小光束部分重疊，因此製造出均質的雷射光束、遮蓋—均質化雷射光束之周圍區域、使已遮蓋均質化的雷射光束作用於該藍寶石基板之一單元雷射區域，以及將藍寶石基板由該氮:鎵磊晶層分離出來。上述内容以及以下之詳細實施例都為範例和說，使相更明顯易懂，而且意欲提供如同專利申請範圍中進一 +合解釋。 y TW3624PA/ OP06-QM-002-TW-00 200827770 【實施方式】蒼考資料將於本發明之一實施例中詳細描述，且於下列附圖描緣其例子。可以瞭解的是，除了以下描述以及說明的之外，一雷射光束傳遞糸統更包括任意的光學元件，例如是，一反射鏡，亦在本發明範圍内。第4A圖至第4G圖為依照本發明一垂直型發光二極體馨之'一組裝方法之剖面圖。參照第4A圖，數個連續的層30包括一氮化鎵缓衝層 31、一 N型氮化鎵層π、具有一多量子井之一 InGaN/GaN/AlGalnN活化層33，以及一 P型氮化鎵層34，藉由一傳統半導體科技，使其相繼地形成於一藍寶石基板 20上’例如金屬氧化化學氣相沉積法（M〇CVD，Metal 〇xide

Chemical Vapor Deposition)和分子束磊晶（MBE，

Molecular Beam Epitaxy)。若是一氮化鎵薄膜直接形成 ⑩於一藍寶石（A1203)(001)基板上，晶格之不連貫性可能不利於薄膜的表面均勻性。因此，較令人滿意的則是首先形成一緩衝層31，然後形成氮化鎵基層於該缓衝層31上。通常，該藍寶石基板20之厚度大約330//m至4〇//m。整個連績之氣化鎵基層30的厚度小於大約5 # m。如同第4B圖所示，複數個溝渠4〇形成於連續之氮化蘇基層30a上且牙過氮化嫁基層3〇a。這些溝渠4〇可延伸至藍寶石基板20a於一預定的深度，以避免任何的缺陷，除此以外，這些缺陷可發生於將藍寶石基板2〇a由氣=鎵 TW3624PA/ OP06-QM-002-TW-00 14 200827770 基層30a分離出之其後的步驟中。該溝渠4〇用以界定個別的發光二極體裝置，以及輔助一後續晶片分離步驟 =每一個別的發光二極體半導體較有利地為一大約2〇〇 “瓜寬之方形物。該溝渠40較有利的係窄於1〇/Zm，且延伸m的二度大於5/ζιη，延伸至該藍寶石基板2〇a。 ' 因為藍寶石基板20和氮化鎵基層3〇的硬度，溝汽 40的形成較有利的係使用反應性離子蝕刻，較佳地為恭應搞合電S反應式料_(ICP _。因為第-步驟^ 為形成該溝渠40’因此-光阻劑(圖中未顯示）旋轉於氮化鎵基層30上’然後’藉使用蝴及顯影技術圖ς化顯影之後’電感應耦合電漿反應式離子蝕刻（icpRiE) 過程’以光阻劑圖形作為-光罩’而選擇性地餘刻氮化鎵基層30和藍寶石基板20,因此形成該溝竿4〇。參照第4C圖，於溝渠40形成後，係於該氣化嫁基層 30a和藍寶石基板20a的整個上表面，形成一導電支持層 50。因此，溝渠4〇内充滿導電支持層5〇。雖然導電支^ 層50可能是由任何的非金屬物質組成，例其有優良的傳導性。但是，藉由使用物理蒸氣沉積法、、t 學蒸氣沉積法或者電鍵，較佳地由具有導熱電成，例如是鋼金和鋁。、电物貝、、且 -層（圖中未顯示），包括&或金，可能進—步形於氮化鎵基層⑽和導電支持層，以加= 的黏著性。间參照第4D圖’依照本發明之雷射光束傳遞系統，導 TW3624PA/ OP06-QM-002-TW-00 15 200827770 成，，當真空塾塊使藍寶石基板2°a偏離，將#射光束照射在藍寳石基板上，使于^ I貝石基板2〇a由氮化銨其靥qn 於以下__^ 層Ga ^出。該過程將如同第4E圖所示，相對於導電支持層5〇之氮化嫁基 S /之較低表面’係由氯化氫清洗，然後磨光，以使表面光滑。 • $ ’、、、第处圖，複數個接觸層6〇形成於氮化鎵基層咖無遮蔽的表面上。每—接觸層60包括-界面層61和 —接觸塾62 ’界面層61直接接觸該氮化嫁基層3〇a，且接觸塾62位於界面層61之上。較令人滿意的是該界面層 61 S有鈦7L素或是鋁凡素，並且該接觸墊含有以和^元素。、，數個接觸層60形成後，進行一切成小方塊的步驟以將第4圖中的結構區分成個別的發光二極體裝置。這分 _ °〗小方塊步驟可藉由不同的機制或是使用不同的化學方法進仃。第4圖顯示一發光二極體裝置的最終產物。上述的步驟中，將藍寶石基板20a由氮化鎵基層30a 分離出的過程可以有效率的藉由本發明之雷射光束傳遞系統所達成，關於此步驟之詳細說明可參照下文之第5圖至第8圖。第5圖為依照本發明一雷射光束傳遞系統之一示意圖。爹照第5圖’本發明中之雷射光束傳遞系統包括一雷 TW3624PA/ OP06-QM-002.TW-00 200827770 射光束源210。因為波長為248nffl之KrF準分子雷射光束，和波長為193nm的ArF準分子雷射光束有一能量，該能量介於氮化鎵之3. 3eV帶間隙和藍寶石之10· OeV帶間隙。這些準分子雷射光束穿透藍y石基板，但是被吸收在氮化鎵基層別a内。因此，兩種雷射光束都可當作本發明之 -雷射光束源210。然而，KrF準分子雷射光束比a^準分子雷射光束較好，因為ArF準分子雷射光束可能多多少少被吸收於藍寶石基板20a内。 …雷射光束源210以脈衝波方式發出雷射光束。該雷射光束之脈衝波能量可藉由種不同的衰減器（未精確地調整。禾頦）面的二二因為由雷射光束源21°發出之雷射光束之截的均斯分佈’因此提升光束點之能量強度勾勾疋要的。在此雷射光束之一個截面定義為，盘雷射光束珂進方向垂直的方向作切割所出現之截面:、：明之雷射光束傳遞系統2〇〇使 ^ m , K尤末均貝機以提升能量 :勾勾因此’使得雷射光束之整個截面之能量強声曲秦為均勻的，其中雷射光束於焦點過所ς 挪。詳細結構及其功能描述如下。 ^束均貝機如同第5圖所示’為了調整光束均隹面間的距離，隹豇巫品μ a ^ 以υ和焦點千光束传已取隹…‘、奸面上’ 6牙透光束均質機220之雷射先束係已來焦’則本發明雷射光束傳遞系统咖扭位於光束均質機22Q和焦的^更了匕括本菸昍—兩a 丁囬又間的像％透鏡230。乂毎射光束傳遞系統200更包括焦點平面之 TW3624PA/〇P〇6.Qm.〇〇2tw〇〇口 200827770 0 240 ’該焦點平面之位置藉由像場透鏡230調整，大光束均質機220之雷射光束截面的周圍於焦點平面净1蔽住。因此，被遮蔽的雷射光束之整個截面有完整均勻的能量強度。。被遮蔽之雷射光束透過一成像透鏡25〇，照射到一晶圓3〇2之單元照射區域。一旦晶圓3〇〇的整個表面依序地被1射，則藍寶石基板20a由氮化鎵基層30a分離出。第6A到6C係依照本發明之一光束均質機“ο之一透視圖，一頂視圖和一側視圖。依知本發明之一實施例，光束均質機22〇包括微透鏡型之一第一複眼透鏡221、一第二複眼透鏡222和一聚光透鏡223，其中第一複眼透鏡221係將雷射光源21〇發射出雷射光束分割成複數個小光束，第二複眼透鏡222係用以調整複數個小光束之分散角，而聚光透鏡223則用以部分重璺複數個小光束分散角被調整，因此，雷射光束之截面在焦點平面有均勻的能量強度曲線。亦即是，本發明之光束均質機220係使用微透鏡型複眼透鏡221和222。一微透鏡型複眼透鏡指的是有複數個小透鏡的一單石透鏡，並且，透過使用半導體餘刻步驟，形成一透鏡板上排列成二維模式的小透鏡，以製造該微透鏡型複眼透鏡。因此，微透鏡型複眼透鏡221和222之小透鏡間沒有界面，且相較於習知技藝之圓柱型複眼透鏡Π0和120之光束牙透率’因為雷射光束的損失發生在介面，所以有較 TW3624PA/ OP06-QM-002-TW.00 18 200827770 高光束穿透率。相較於f知技藝為使用較少..的光學元件，因此本發明雷射光束傳遞系統之整個光束穿透率更提升。根據本發明，因為微透鏡型複服透鏡221和222係用半導體蝕刻步驟以製造，所以’以節距(pitch)代表d 透鏡的尺寸，可以縮小到幾百㈣.因此’如同第讪圖所示’相較於習知技藝之圓柱型複眼透鏡11〇和12〇 _ 明之複眼透鏡221 # 222具有勒対真正㈣之較有:文的小透鏡，且因此可铺f射光束料成鮮的小光束二因此，如第7圖和第8圖所示，本發明之光束均質機 220係可大幅提升雷射光束戴面能量強度的均勻性，遠超過習知技藝之光束均質機100。 Λσ 雖然本發明之複眼透鏡221和222節距之縮小可提升雷射光束能量強度的均勻性，但是若一小透鏡之節距太小，則小透鏡之焦距變得太短，以致於無法在焦點平面上調整光束的大小，其中，焦點平面上之複數個小光束係為部分重豎。參照第6C圖，詳細地，以下的公式應可以滿足多數部分重疊的小光束，且於焦點平面可有一定程度大小的截面： 4a1〈 a〈 4a1 + 4α2 其中4αι和fLA2分別為第一和第二複眼透鏡22丨和222 之焦距，且a為第一和第二複眼透鏡221和222間的距離。 TW3624PA/ OP06-QM-002-TW-00 19 200827770 f 截面的大小係與ϋ [(Λ41+/“2)-α]成比例。（其中， fFL為聚光鏡223之焦距。）因為透鏡221，222和223之每一個焦距皆不變，因此雷射光束焦點平面的截面大小係由 a決定，亦即是決定於第一複眼透鏡221和第二複眼透鏡 222間的距離。 ⑩若是小透鏡的焦距太短，因為a必須符合以上的公式，則a之可調整範圍則有所限制，且因此雷射光束截面大小只旎在一限度内調整。因此，考量焦點平面雷射光束之大小以及能量強度均勻性，第一複眼透鏡221和第二複眼透鏡222之節距必須最佳化。根據本發明之最佳實施例，第一複眼透鏡和第二複眼透鏡中都具有〇·5到2· 〇nm 範圍的節距。如同上述，習知技藝之圓柱型複眼透鏡110必需遠大鲁於微透鏡型複眼透鏡221，以將雷射光束分割成與微透鏡型複眼透鏡221有相同數目之小光束。再者，圓柱型複眼透鏡110的母一小透鏡都必須增加一額外光學元件，亦即是於雷射光源和圓柱型複眼透鏡u〇之間增加一光束擴展望遠鏡。因為本發明之光束均質機220不需要這樣的光束擴展望遠鏡，可因此減化製造此系統的步驟、減少生產成本，以及增加在發光二極體市場的競爭力。此外，因為本發明之系統比習知技藝使用較少的光學元件，使雷射光束可以通過，所以提昇整個光束穿透率，以及每單位時間產 TW3624PA/ OP06-QM-002-TW-00 20 200827770 ΐ也因此增加。依照本發明之一實施例，原始KrF準分子雷射光束截面係為長10nm寬23nm之一長方形。因為第一複眼透鏡221 之每一個小透鏡有一 i.OU·之節距，所以透過第一複眼透鏡221，雷射光束被分割成大約230個小光束。依照本發明之一實施例，第一和第二複眼透鏡221和 222都為長i5nm寬30nm之一長方形。另一方面，依照本發明之另一實施例，每一個複眼透鏡皆是具有一水平長度和一垂直長度之一長方形，每一複眼透鏡之水平長度和垂直長度的比率，與雷射光源發出之雷射光束截面之水平長度及垂直長度的比率相同。同時，如第5圖所示，雖然聚光鏡223和焦點平面間的距，|Γ透過料透鏡23Q調整，㈣，為了說明方便起見，第6C圖中省略像場透鏡“ο。穿透本發明光束均質機220之雷射光束的焦點平面’有:大約為正方形的截面，並且，整個截面之能量強度有大幅提升的均勻性，然而，與其㈣域相比，截面周圍區域有較低的能量強度。因此，一光罩24〇裝置於焦點平面，以遮蔽周圍區域，使得只有大約百分之八十的雷射光束可能是有效的光束。、。被遮蔽的雷射光束通過一成像透鏡，照射到一晶 Q 300的單元恥射區域。一但晶圓300的整個表面依序被妝射到’則監寶石基板之化係由氮化鎵基層3如分離出。雷射剝離技術為製造一垂直型發光二極體一不可缺 TW3624PA/ OP06-QM-002.TW-00 91 200827770 的技術，雖然雷射剝離技術觀點都已用來說明習知技藝和本發明，但是本發明之雷射光束傳遞系統及其方法並^侷限於雷射剝離技術，而可以應用於其它半導體製造步驟，尤其是分離一晶圓上的一薄膜，以製造一裝置。根據本發明，各種不同的薄膜，例如是，一複合半導體、銅、鋁、金、聚合物等等都可被分離。

如上所述，依照本㈣，整個光束點之能量強度的均勻性增加’且因此加工產量也明顯地增加。此斜增加’並且每單位時間產量也增加。另外，生產^ 間化、生產成本降低，且提高其力。士无一極體市％的競筆乡示上所述，雖然本發明然其並非心限定本發H 較佳實施例揭露如上常知識者，在不脫離本發明之精；術領：中物之更動與潤飾。因此，本發明徂乾圍内，备可作各i 專利範圍所界定者為準。X 呆護範圍當視後附之申n TW3624PA/ OP06-QM-002-TW-00 200827770 【圖式簡單說明】第1A圖繪示習知技藝一水平型發光二極體之一剖面圖。第1B圖繪示習知技藝一水平型發光二極體之一頂視圖。第2圖繪示一原始雷射光束之截面的能量強度曲線圖。第3A圖至第3C圖分別為習知技藝之一光束均質機之肇一透視圖、一了頁視圖和一侧視圖。第3D圖繪示習知技藝之一光束均質機中所使用的一圓柱型複眼透鏡的有效小透鏡。第4A圖至4G圖顯示一垂直型發光二極體之組裝方法之剖面圖。第5圖為依照本發明一雷射光束傳遞系統之一示意圖。第6A圖至第6C圖為依照本發明一光束均質機的一透 ® 視圖一頂視圖和一側視圖。第6D繪示依照本發明一光束均質機中所使用一微透鏡型複眼透鏡之有效小透鏡。第7圖之照片及圖表顯示習知技藝雷射光束截面能亮強度曲線圖，該雷射光束係於焦點平面通過一光罩。第8圖之照片及圖表顯示依照本發明藝雷射光束截面能亮強度曲線圖，該雷射光束係於焦點平面通過一光罩。 TW3624PA/ GP06-QM-002-TW-00 23 200827770 【主要元件符號說明】 20 :藍寶石基板 30 :連續氮化鎵基層 31 :氮化鎵緩衝層 32 : N型氮化鎵層 33 ··活化層 34 : P型氮化鎵層 4 0 :溝渠 50 :導電支持層 δΟ :接觸層 61 :界面層 62 :接觸墊 100 :習知技藝之光束均質機100 110，120 :圓柱型複眼微透鏡 200 :雷射光束傳遞系統 210 :雷射光源 220 :光束均質機 221:第一複眼透鏡 222 :第二複眼透鏡 223 :聚光透鏡 24 TW3624PA/ OP06-QM-002-TW-00 200827770 :像場透鏡 :光罩 :成像透鏡 :晶圓 TW3624PA/ QP06-QM-002-TW-00 25

Claims

200827770 十、申請專利範圍： h ^一種雷射光束傳遞系統包括：一雷射光源，以發出雷射光， ^束句貝機，以提咼雷射光束能量強度的均勻性，該光束均質機包括—微透鏡型複眼透鏡， ^光罩，以遮蔽雷射光束之一截面的一周圍區域，該雷射係於、焦點平面穿透該光束均質機；以及成像透鏡，以將雷射光束作用於一目標之一單元昭射區域。 ’ 平几，、、、 2·如申明專利範圍第1項所述雷射光束傳遞系統，其中該光束均質機包括：第複眼透鏡，以將由該雷射光源發出之該分割成複數個小光束，一第二魏錢，以觀該魏個小光权分散角·，以及一聚光鏡’以將已經調整過之複數個小光束之分散角部分重疊。 3. 如申請專利範圍第2項所述之雷射光束傳遞系統’其中該第-複眼透鏡和第二複眼透鏡皆為微透鏡型。 4. 如申請專利範圍第2項所述之雷射光束傳遞系統’其中該第一和第二複眼透鏡有一〇 5至2.0咖的節距。 5. 如申请專利範圍第2項所述之雷射遞統’其中第-和第二複眼透鏡皆為—長方形，且有一水平長度和-垂直長度，其中，其水平長度和垂直長度的比率 TW3624PA/ OP06-QM-002-TW-00 26 200827770 大體上與雷射光束截面之水平長度和垂直長度的比率相等。 6. 如申請專利範圍第2項所述之雷射光束傳遞系統’其中當第一和第二複眼透鏡的焦距分別是flAl和flA2 時’則第一和第二複眼透鏡間之一距離係大於[LAI，但小於 fLAl+ fLA。 7. 如申請專利範圍第1項所述之雷射光束傳遞系統，其中，該雷射光束係為KrF準分子雷射光束，或ArF • 準分子雷射光束。 8. 如申請專利範圍第1項所述之雷射光束傳遞系統，更包括調整由雷射光源發出之雷射光功率的衰減器。 9. 如申請專利範圍第1項所述之雷射光束傳遞系統，更包括介於該光東均質機和該光罩間之一像場透鏡，以調整該光束均質機和談光罩間之一距離。 10. —種傳遞雷射光束的方法，該方法包括：發出準分子雷射光束， • 分割發出之準分子雷射光，藉由一微透鏡型複眼透鏡，將所發出之準分子雷射分割為複數個小光束部分重疊該複數個小光束，因此，製造均質的雷射光束，遮蔽該均質之雷射光束的一周圍區域；以及使該遮蔽之均質化雷射光束作用在一目標上。 11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，該方法更包括，於部份重疊該複數個小光束之前，調整該複數個小 TW3624PA/ OP06-QM-002-TW-00 27 200827770 光束之分散角。 12. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中部份重疊該複數個小光束包括，調整該複數個小光束部分重疊之一位置。 13. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該雷射光束係為KrF準分子雷射光束，或是ArF準分子雷射光束。 14. 如申請專利範圍第1〇項所述之方法，其中發出 _之該雷射光束被分割成至少230個小光束。 15. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中，遮蔽的均質化雷射光束的作用，包括聚合該遮蔽均質化雷射光束，使得以將雷射光束精確地作用在該目標之一單元照射區域。 16. 如申請專利範圍第10項中所述之方法，其中該準分子雷射光束以脈衝型態發出。 17. —雷射剝離方法包括： _ 形成一氮化鎵磊晶層於一藍寶石基板上，發出準分子雷射光束，分割該發出之準分子雷射光束，藉由一微透鏡型複眼透鏡，將該準分子雷射光束分割為複數個小光束，部分重疊該複數個小光束，因此製造出均質化的雷射光束遮蔽該均質化雷射光束虫一周圍區域，將以遮蔽之均質化雷射光束作用在該藍寶石基板虫 TW3624PA/ GP06-QM-002-TW-00 28 200827770 一單元照射區域；以及由該氣化蘇蠢晶層分離該監寶石基板。 18. 如申請專利範圍第17項所述之方法更包括，由該氮化鎵磊晶層實際分離出該藍寶石層。 19. 如申請專利範圍第17項所述之方法更包括，於部份重疊該複數個小光束前，調整該複數個小光束之分散角。 20. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中該準 ⑩分子雷射光束係以脈衝型態發出。

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