JP6366996B2 - リフトオフ方法 - Google Patents
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Description
また、光デバイスの品質を向上させるためにエピタキシー基板の表面に複数の微細な凹凸が形成されている場合には、レーザー光線の照射によってバッファー層が破壊されてもエピタキシー基板の表面に形成された複数の微細な凹凸によってエピタキシー基板の剥離が困難になるという問題がある。
光デバイスウエーハの光デバイス層の表面に接合材を介して移設基板を接合して複合基板を形成する移設基板接合工程と、
該複合基板を構成する光デバイスウエーハのエピタキシー基板の裏面側からバッファー層にエピタキシー基板に対しては透過性を有しバッファー層に対しては吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射し、バッファー層を破壊するバッファー層破壊工程と、
該バッファー層破壊工程を実施した後に、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板に移設する光デバイス層移設工程と、を含み、
該光デバイス層移設工程は、以下の如く複合基板に超音波振動を付与して実施する、
ことを特徴とするリフトオフ方法が提供される。
上記光デバイス層移設工程は、複合基板を形成するエピタキシー基板または移設基板のいずれかの面に第1の超音波振動を付与し、エピタキシー基板と移設基板との境界部であるバッファー層に楔を挿入するとともに該楔に第2の超音波振動を付与し、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板に移設する。
上記第1の超音波振動と該第2の超音波振動は、異なる周波数に設定されている。
上記光デバイス層移設工程は、複合基板を形成するエピタキシー基板と移設基板との境界部であるバッファー層に楔を挿入するとともに該楔に超音波振動を付与し、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板に移設する。
上記光デバイス層移設工程は、複合基板を形成するエピタキシー基板と移設基板との境界部であるバッファー層に先端に形成された細孔からエアーを噴出する楔を挿入するとともに該楔に超音波振動を付与し、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板に移設する。
上記光デバイス層移設工程は、複合基板を形成するエピタキシー基板と移設基板との境界部であるバッファー層に先端に形成された細孔から水を噴出する楔を挿入するとともに該楔に超音波振動を付与し、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板に移設する。
上記光デバイス層移設工程は、複合基板を形成するエピタキシー基板に第1の超音波振動を付与するとともに移設基板に第2の超音波振動を付与し、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板に移設する。
上記第1の超音波振動と該第2の超音波振動は、異なる周波数に設定されている。
また、光デバイス層移設工程は複合基板に超音波振動を付与して実施するので、光デバイスの品質を向上させるためにエピタキシー基板の表面に複数の微細な凹凸が形成されている場合においてもエピタキシー基板を光デバイス層から容易に剥離して光デバイス層を移設基板移設することができる。
図1の(a)および(b)に示す光デバイスウエーハ2は、直径が50mmで厚みが600μmの円板形状であるサファイア基板からなるエピタキシー基板21の表面21aにn型窒化ガリウム半導体層221およびp型窒化ガリウム半導体層222からなる光デバイス層22がエピタキシャル成長法によって形成されている。なお、エピタキシー基板21の表面にエピタキシャル成長法によってn型窒化ガリウム半導体層221およびp型窒化ガリウム半導体層222からなる光デバイス層22を積層する際に、エピタキシー基板21の表面21aと光デバイス層22を形成するn型窒化ガリウム半導体層221との間には窒化ガリウム(GaN)からなる厚みが例えば1μmのバッファー層23が形成される。このように構成された光デバイスウエーハ2は、図示の実施形態においては光デバイス層22の厚みが例えば10μmに形成されている。なお、光デバイス層22は、図1の(a)に示すように格子状に形成された複数のストリート223によって区画された複数の領域に光デバイス224が形成されている。
なお、上記バッファー層破壊工程は、集光器522をエピタキシー基板21の最外周に位置付け、チャックテーブル51を回転しつつ集光器522を中心に向けて移動することによりバッファー層23の全面にパルスレーザー光線を照射してもよい。
光源 :YAGレーザー
波長 :257nm
繰り返し周波数 :50kHz
平均出力 :0.12W
パルス幅 :100ps
スポット径 :70μm
デフォーカス :1.0(エピタキシー基板21の裏面にレーザー光線の集
光点を位置付けた状態で集光器522を1mmエピタキシ
ー基板21に近付ける。)
加工送り速度 :600mm/秒
光デバイス層移設工程の第1の参考例について、図5を参照して説明する。
バッファー層破壊工程が実施された複合基板200の移設基板3側を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより複合基板200を保持テーブル6上に吸引保持する。従って、保持テーブル6上に吸引保持された複合基板200は、エピタキシー基板21の裏面21bが上側となる。次に、図5の(b)に示すように吸引パッド7の下面である吸引面を保持テーブル6上に吸引保持された複合基板200を構成するエピタキシー基板21の裏面21bに載置するとともに、図示しない吸引手段を作動することにより吸引パッド7の下面である吸引面にエピタキシー基板21の裏面21bを吸引する。そして、保持テーブル6に配設された図示しない超音波振動手段を作動して移設基板3の裏面に超音波振動を付与するとともに、吸引パッド7に配設された図示しない超音波振動手段を作動してエピタキシー基板21の裏面21bに超音波振動を付与せしめる。次に、図5の(b)に示すように吸引パッド7を保持テーブル6から離反する方向に引き上げる。なお、移設基板3の裏面およびエピタキシー基板21の裏面に付与する超音波振動は、例えば20kHzに設定されている。このように複合基板200に超音波振動を付与せしめて吸引パッド7を保持テーブル6から離反する方向に引き上げるので、上述したバッファー層破壊工程においてバッファー層23が十分に破壊されていない場合でも、図5の(c)に示すようにエピタキシー基板21を光デバイス層22から容易に剥離して光デバイス層22を移設基板3に移設することができる。なお、上述した第1の参考例においては、移設基板3の裏面およびエピタキシー基板21の裏面に超音波振動を付与する例を示したが、いずれか一方の面でもよい。
図6に示す第1の実施形態は、上記図5に示す第1の参考例と同様に図6の(a)に示すように保持テーブル6上に上述したバッファー層破壊工程が実施された複合基板200の移設基板3側を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより複合基板200を保持テーブル6上に吸引保持する。次に、図6の(b)に示すように吸引パッド7の下面である吸引面を保持テーブル6上に吸引保持された複合基板200を構成するエピタキシー基板21の裏面21bに載置するとともに、図示しない吸引手段を作動することにより吸引パッド7の下面である吸引面にエピタキシー基板21の裏面21bを吸引する。そして、保持テーブル6に配設された図示しない超音波振動手段を作動して移設基板3の裏面に超音波振動を付与するとともに、吸引パッド7に配設された図示しない超音波振動手段を作動してエピタキシー基板21の裏面21bに超音波振動を付与せしめる。次に、図6の(b)に示すようにエピタキシー基板21と移設基板3との境界部であるバッファー層23に楔8を挿入していくとともに吸引パッド7を保持テーブル6から離反する方向に引き上げる。なお、移設基板3の裏面およびエピタキシー基板21の裏面に付与する超音波振動は、例えば20kHzに設定されている。このように複合基板200に超音波振動を付与せしめるとともにエピタキシー基板21と移設基板3との境界部であるバファー層23に楔8を挿入しつつ吸引パッド7を保持テーブル6から離反する方向に引き上げるので、上述したバッファー層破壊工程においてバッファー層23が十分に破壊されていない場合でも、図6の(c)に示すようにエピタキシー基板21を光デバイス層22から容易に剥離して光デバイス層22を移設基板3に移設することができる。なお、上述した第1の実施形態においては、移設基板3の裏面およびエピタキシー基板21の裏面に超音波振動を付与する例を示したが、いずれか一方の面でもよい。
図7に示す第2の実施形態は、保持テーブル6上に上述したバッファー層破壊工程が実施された複合基板200の移設基板3側を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより複合基板200を保持テーブル6上に吸引保持する。次に、吸引パッド7の下面である吸引面を保持テーブル6上に吸引保持された複合基板200を構成するエピタキシー基板21の裏面21bに載置するとともに、図示しない吸引手段を作動することにより吸引パッド7の下面である吸引面にエピタキシー基板21の裏面21bを吸引する。そして、エピタキシー基板21と移設基板3との境界部であるバッファー層23に挿入する楔8に超音波振動を付与したものであり、更にエピタキシー基板21の剥離効果が得られる。
図8に示す第3の実施形態は、図7に示す第2の実施形態における移設基板3の裏面および/またはエピタキシー基板21の裏面に第1の超音波振動を付与するとともに、エピタキシー基板21と移設基板3との境界部であるバッファー層23に挿入する楔8に第2の超音波振動を付与したものである。なお、移設基板3の裏面および/またはエピタキシー基板21の裏面に付与する第1の超音波振動と楔8に付与する第2の超音波振動は異なる周波数であることが望ましい。例えば、移設基板3の裏面および/またはエピタキシー基板21の裏面に付与する第1の超音波振動の周波数は20kHzに設定し、楔8に付与する第2の超音波振動の周波数は32kHzに設定する。このように、移設基板3の裏面および/またはエピタキシー基板21の裏面に付与する第1の超音波振動の周波数と楔8に付与する第2の超音波振動の周波数を異なる周波数に設定することにより、更にエピタキシー基板21の剥離効果が得られる。
図9に示す第4の実施形態は、図7に示す第2の実施形態における楔8の先端に開口する細孔81を設け、該細孔81からバッファー層23にエアーを噴出するようにしたものである。
図10に示す第5の実施形態は、図9に示す第4の実施形態における楔8に設けられた細孔81からバファー層23に水を噴出するようにしたものである。
図11に示す第2の参考例は、水槽9に配設された保持テーブル91上に上述したバッファー層破壊工程が実施された複合基板200の移設基板3側を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより複合基板200を保持テーブル91上に吸引保持する。従って、保持テーブル91上に吸引保持された複合基板200は、エピタキシー基板21の裏面21bが上側となる。次に、水槽9に水90を充満させるとともに保持テーブル91に配設された図示しない超音波振動手段を作動して移設基板3の裏面に超音波振動を付与する。そして、上述した吸引パッド7等の剥離手段を用いてエピタキシー基板21を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板3に移設する。
図12に示す第3の参考例は、バッファー層破壊工程が実施された複合基板200の移設基板3側を保持テーブル6上に載置し、図示しない吸引手段を作動することにより複合基板200を保持テーブル6上に吸引保持する。次に吸引パッド7の下面である吸引面を保持テーブル6上に吸引保持された複合基板200を構成するエピタキシー基板21の裏面に載置するとともに、図示しない吸引手段を作動することにより吸引パッド7の下面である吸引面にエピタキシー基板21の裏面を吸引する。そして、保持テーブル6に配設された図示しない加熱手段を作動して複合基板200を加熱するとともに、吸引パッド7に配設された図示しない超音波振動手段を作動してエピタキシー基板21の裏面21bに超音波振動を付与せしめる。次に上述したように吸引パッド7を保持テーブル6から離反する方向に引き上げることにより、エピタキシー基板21を光デバイス層22から容易に剥離して光デバイス層22を移設基板3に移設することができる。なお、上述した参考例においては、エピタキシー基板21の裏面に超音波振動を付与する例を示したが、移設基板3に超音波振動を付与してもよい。
図13に示す第6の実施形態は、バッファー層破壊工程が実施された複合基板200の移設基板3側を保持テーブル6上に載置し、図示しない吸引手段を作動することにより複合基板200を保持テーブル6上に吸引保持する。次に吸引パッド7の下面である吸引面を保持テーブル6上に吸引保持された複合基板200を構成するエピタキシー基板21の裏面に載置するとともに、図示しない吸引手段を作動することにより吸引パッド7の下面である吸引面にエピタキシー基板21の裏面を吸引する。そして、吸引パッド7に配設された図示しない超音波振動手段を作動してエピタキシー基板21の裏面21bに第1の超音波振動を付与するとともに、保持テーブル6に配設された図示しない超音波振動手段を作動して移設基板3の裏面に第2の超音波振動を付与せしめる。なお、エピタキシー基板21の裏面に付与する第1の超音波振動と移設基板3の裏面に付与する第2の超音波振動は異なる周波数である。例えば、移設基板3の裏面に付与する第1の超音波振動の周波数は20kHzに設定し、エピタキシー基板21の裏面に付与する第2の超音波振動の周波数は32kHzに設定する。次に上述したように吸引パッド7を保持テーブル6から離反する方向に引き上げることにより、エピタキシー基板21を光デバイス層22から容易に剥離して光デバイス層22を移設基板3に移設することができる。このように、移設基板3の裏面に付与する第1の超音波振動の周波数とエピタキシー基板21の裏面に付与する第2の超音波振動の周波数を異なる周波数に設定することにより、更にエピタキシー基板21の剥離効果が得られる。
21:エピタキシー基板
22:光デバイス層
23:バッファー層
3:移設基板
4:接合材層
200:複合基板
5:レーザー加工装置
51:レーザー加工装置のチャックテーブル
52:レーザー光線照射手段
522:集光器
6:保持テーブル
7:吸引パッド
8:楔
9:水槽
Claims (8)
- エピタキシー基板の表面にバッファー層を介して光デバイス層が積層された光デバイスウエーハの光デバイス層を、移設基板に移し替えるリフトオフ方法であって、
光デバイスウエーハの光デバイス層の表面に接合材を介して移設基板を接合して複合基板を形成する移設基板接合工程と、
該複合基板を構成する光デバイスウエーハのエピタキシー基板の裏面側からバッファー層にエピタキシー基板に対しては透過性を有しバッファー層に対しては吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射し、バッファー層を破壊するバッファー層破壊工程と、
該バッファー層破壊工程を実施した後に、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板に移設する光デバイス層移設工程と、を含み、
該光デバイス層移設工程は、複合基板を形成するエピタキシー基板または移設基板のいずれかの面に超音波振動を付与し、エピタキシー基板と移設基板との境界部であるバッファー層に楔を挿入してエピタキシー基板を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板に移設する、
ことを特徴とするリフトオフ方法。 - エピタキシー基板の表面にバッファー層を介して光デバイス層が積層された光デバイスウエーハの光デバイス層を、移設基板に移し替えるリフトオフ方法であって、
光デバイスウエーハの光デバイス層の表面に接合材を介して移設基板を接合して複合基板を形成する移設基板接合工程と、
該複合基板を構成する光デバイスウエーハのエピタキシー基板の裏面側からバッファー層にエピタキシー基板に対しては透過性を有しバッファー層に対しては吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射し、バッファー層を破壊するバッファー層破壊工程と、
該バッファー層破壊工程を実施した後に、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板に移設する光デバイス層移設工程と、を含み、
該光デバイス層移設工程は、複合基板を形成するエピタキシー基板または移設基板のいずれかの面に第1の超音波振動を付与し、エピタキシー基板と移設基板との境界部であるバッファー層に楔を挿入するとともに該楔に第2の超音波振動を付与し、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板に移設する、
ことを特徴とするリフトオフ方法。 - 該第1の超音波振動と該第2の超音波振動は、異なる周波数に設定されている、請求項2記載のリフトオフ方法。
- エピタキシー基板の表面にバッファー層を介して光デバイス層が積層された光デバイスウエーハの光デバイス層を、移設基板に移し替えるリフトオフ方法であって、
光デバイスウエーハの光デバイス層の表面に接合材を介して移設基板を接合して複合基板を形成する移設基板接合工程と、
該複合基板を構成する光デバイスウエーハのエピタキシー基板の裏面側からバッファー層にエピタキシー基板に対しては透過性を有しバッファー層に対しては吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射し、バッファー層を破壊するバッファー層破壊工程と、
該バッファー層破壊工程を実施した後に、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板に移設する光デバイス層移設工程と、を含み、
該光デバイス層移設工程は、複合基板を形成するエピタキシー基板と移設基板との境界部であるバッファー層に楔を挿入するとともに該楔に超音波振動を付与し、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板に移設する、ことを特徴とするリフトオフ方法。 - エピタキシー基板の表面にバッファー層を介して光デバイス層が積層された光デバイスウエーハの光デバイス層を、移設基板に移し替えるリフトオフ方法であって、
光デバイスウエーハの光デバイス層の表面に接合材を介して移設基板を接合して複合基板を形成する移設基板接合工程と、
該複合基板を構成する光デバイスウエーハのエピタキシー基板の裏面側からバッファー層にエピタキシー基板に対しては透過性を有しバッファー層に対しては吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射し、バッファー層を破壊するバッファー層破壊工程と、
該バッファー層破壊工程を実施した後に、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板に移設する光デバイス層移設工程と、を含み、
該光デバイス層移設工程は、複合基板を形成するエピタキシー基板と移設基板との境界部であるバッファー層に先端に形成された細孔からエアーを噴出する楔を挿入するとともに該楔に超音波振動を付与し、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板に移設する、ことを特徴とするリフトオフ方法。 - エピタキシー基板の表面にバッファー層を介して光デバイス層が積層された光デバイスウエーハの光デバイス層を、移設基板に移し替えるリフトオフ方法であって、
光デバイスウエーハの光デバイス層の表面に接合材を介して移設基板を接合して複合基板を形成する移設基板接合工程と、
該複合基板を構成する光デバイスウエーハのエピタキシー基板の裏面側からバッファー層にエピタキシー基板に対しては透過性を有しバッファー層に対しては吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射し、バッファー層を破壊するバッファー層破壊工程と、
該バッファー層破壊工程を実施した後に、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板に移設する光デバイス層移設工程と、を含み、
該光デバイス層移設工程は、複合基板を形成するエピタキシー基板と移設基板との境界部であるバッファー層に先端に形成された細孔から水を噴出する楔を挿入するとともに該楔に超音波振動を付与し、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板に移設する、ことを特徴とするリフトオフ方法。 - エピタキシー基板の表面にバッファー層を介して光デバイス層が積層された光デバイスウエーハの光デバイス層を、移設基板に移し替えるリフトオフ方法であって、
光デバイスウエーハの光デバイス層の表面に接合材を介して移設基板を接合して複合基板を形成する移設基板接合工程と、
該複合基板を構成する光デバイスウエーハのエピタキシー基板の裏面側からバッファー層にエピタキシー基板に対しては透過性を有しバッファー層に対しては吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射し、バッファー層を破壊するバッファー層破壊工程と、
該バッファー層破壊工程を実施した後に、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板に移設する光デバイス層移設工程と、を含み、
該光デバイス層移設工程は、複合基板を形成するエピタキシー基板に第1の超音波振動を付与するとともに移設基板に第2の超音波振動を付与し、エピタキシー基板を光デバイス層から剥離して光デバイス層を移設基板に移設する、ことを特徴とするリフトオフ方法。 - 該第1の超音波振動と該第2の超音波振動は、異なる周波数に設定されている、請求項7記載のリフトオフ方法。
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