TW201539624A

TW201539624A - 雷射剝離裝置

Info

Publication number: TW201539624A
Application number: TW104107553A
Authority: TW
Inventors: Keiji Narumi
Original assignee: Ushio Electric Inc
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2015-03-10
Publication date: 2015-10-16
Also published as: KR20150116778A; CN104972231A

Abstract

提供一種雷射剝離裝置，將小的工件作為對象剝離的情況時，防止藉由來自工件的構件的飛出所發生的問題。貼附有由藍寶石基板(S1)及材料層(M)所構成的各晶片狀工件(W)的支撐基板(S2)是被載置在工件載台(4)，來自雷射源(1)的雷射光是對於各晶片狀工件(W)透過遮罩(21)藉由投影透鏡(2)被照射。剝離時從晶片狀工件(W)飛出來的藍寶石基板(S1)，是藉由到達位置限制構件使其到達位置被限制。由此，防止由藍寶石基板(S1)的到達所起因的問題。

Description

雷射剝離裝置

本發明，是有關於藉由對於由二個構件形成的工件照射雷射光而將一方的構件從另一方的構件剝離的雷射剝離的技術者，更具體而言有關於在半導體發光元件的製造程序可以最佳使用的雷射剝離的技術者。

在LED和半導體雷射的半導體發光元件的製造程序中，具有透光性及良好的絕緣性的藍寶石基板是常常被使用，在藍寶石基板上藉由結晶成長等使材料層被造入。最終，藍寶石基板多成為不需要的情況，從提高光的取出效率和使導通構造輕小的觀點，多進行將藍寶石基板從材料層剝離去除的剝離過程。在藍寶石基板的剝離中，在基礎也就是材料層因為有必要不會給與損傷地進行，所以由雷射光照射所產生的剝離(雷射剝離，LLO)的技術是被採用。

在專利文獻1中，揭示了進行這種雷射剝離的裝置(雷射剝離裝置)的一例。第9圖，是這種習知例的雷射剝離裝置的正面概略圖。習知例的雷射剝離裝置，是具備：雷射源1、在來自雷射源1的雷射光的照射位置將工件W保持的載台(以下，工件載台)4、對於工件載台4朝被設定的照射位置將來自雷射源1的雷射光導引的雷射光學系20等。

雷射光學系20，因為是對於工件W由所期的圖型將雷射光照射，所以包含遮罩21及投影透鏡2。投影透鏡2，是對於工件W將遮罩21的圖型投影者。

在專利文獻1中，揭示了在由例如氮化鎵(GaN)系半導體所形成的半導體發光元件的製造程序進行雷射剝離的點。在此程序中，如第9圖所示，由形成於藍寶石基板S1及藍寶石基板S1的材料層M所構成者是成為工件W。材料層，是進行發光作用或是使發光的半導體層，GaN系的話，是由p-GaN層、n-GaN層及被那些挾持的活性層(發光層)等所構成。

第10圖，是對於包含習知的雷射剝離過程的程序的概略顯示的圖。在第10圖中，同樣以GaN系半導體發光元件的製造程序為例的話，首先，在藍寶石基板S1上形成包含GaN層的材料層M和電極(未圖示)等(第10圖(1))。且，被覆其上地將支撐基板S2接合(第10圖(2))。接著，將整體翻面在藍寶石基板S1為上側的狀態下將雷射光L照射(第10圖(3))。一邊將工件移動一邊使雷射光L依序被照射，使雷射光L照射在藍寶石基板S1及材料層M的界面的全面。藉由雷射光L的照射，在界面使材料層M的GaN分解。藉由GaN的分解而發生氮氣體，並且在材料層M的表面形成薄的Ga的層。

雷射光照射後，將工件W加熱至30℃程度將Ga層融解，將藍寶石基板S1從材料層M剝離使分開(第10圖(4))。且，如第10圖所示，在習知例的雷射剝離中，工件是由藍寶石基板S1及材料層M所構成。

雷射剝離過程之後，進行切斷過程。切斷過程，是將由材料層M及支撐基板S2所構成的工件切斷成晶片狀。其後，由組裝過程被包裝，成為最終的製品。

〔習知技術文獻〕〔專利文獻〕

〔專利文獻1〕日本特開2012-191112號公報

如周知，LED和半導體雷射的半導體發光元件的晶片尺寸，是從數百μm程度至數mm程度為止各式各樣，無論任何情況皆微小。製造這種微小的晶片尺寸的發光元件的情況，通常，在比較大的基板上將元件構造造入之後，進行切斷(方塊切割)過程而獲得各晶片。

如上述，習知的雷射剝離過程，是在比切斷過程更前的過程被實施，對於包含例如直徑100~200mm的大小的藍寶石基板的工件進行剝離。但是，為了程序上的方便性，也有在切斷過程之後進行雷射剝離過程的情況。依據發明人的研究的話判明了，在切斷過程之後進行雷射剝離過程的話，會發生無法預測的新的問題。以下，對於此點，一邊參照第11圖及第12圖一邊說明。第11圖及第12圖，是顯示習知例的雷射剝離裝置中的問題的前視圖。

進行切斷過程之後進行剝離過程的情況時，工件就稱為晶片。即，對於各晶片狀的工件(以下，稱為晶片狀工件)W進行剝離。各晶片狀工件W，是被貼附在支撐基板S2上，被投入裝置。且，雷射光是被照射在各晶片狀工件W，使各藍寶石基板S1從材料層M被剝離被除去。

依據發明人的研究的話，在晶片狀工件W將雷射光照射進行剝離的話判明了，對於切斷前的工件將雷射光照射進行剝離的情況時會發生想像不到的問題。

在晶片狀工件W將雷射光照射的情況，因為照射對象物小，所以由1次的脈衝就可將工件W的全面(界面的全面)覆蓋，可以由1次的脈衝完成剝離。但是，依據發明人的實驗的話，對於小的晶片狀工件W由1次的脈衝完成剝離的方式的話，也因為剝離的藍寶石基板S1小，所以藍寶石基板S1會藉由剝離而飛出來。這是因為在工件W的界面的全面發生氮氣體，藍寶石基板S1的全面受到氮氣體的蒸發壓力。

此情況，依據飛出的藍寶石基板S1的到達位置，有可能產生問題。問題之一，是投影透鏡的損傷。此問題，是被顯示在第11圖。

如第11圖所示，雷射光學系20，是在與工件載台4相面對的狀態下具備投影透鏡2。對於晶片狀工件W進行雷射剝離的話判明了，如第11圖所示快速有力地飛出來的藍寶石基板S1會與投影透鏡2衝突，將投影透鏡2弄傷。

投影透鏡2是非常高價的光學零件，是因為損傷而必需交換的話，會發生成本上的問題。且，因為位置對合等是必要所以交換本身也不容易，且因為必需停止裝置的運轉，所以也成為生產性惡化的要因。為了防止投影透鏡2的損傷，也考慮使藍寶石基板S1配合飛出來的時間點將投影透鏡2退避，但是投影透鏡2，因為是雷射光學系20的心臟部所以被求得非常精緻的位置精度因此非現實，即使可能也會成為非常大型的機構。

為了防止由飛出來的藍寶石基板S1所產生的損傷，考慮將投影透鏡2配置於遠遠地遠離晶片狀工件W的位置。但是，投影透鏡2的位置，是藉由遮罩21的投影倍率和焦點距離等決定，為了讓投影透鏡2的位置大動作，有必要從頭重新再做光學設計。且，發明人已由實驗確認了，晶片狀工件S1會彈出至1m或是以上的高度。因此，為了迴避朝投影透鏡2的衝突，有必要配置於更遠離的位置，即將投影透鏡2配置於遠離1m以上的位置，考慮必要的透鏡的亮度(NA)和解像度等的話，現實是被認為不可能的光學設計。因此，被要求不需要變更投影透鏡2的位置地防止損傷。

且依據飛出的藍寶石基板S1的到達位置，有可能對於下一個晶片狀工件W的剝離處理成為障礙。此問題，是被顯示在第12圖。

如第12圖所示各晶片狀工件W是被配列在支撐基板S2上的情況時，將工件載台4逐次移動使各晶片狀工件W依序位於照射位置進行剝離。此情況，在某晶片狀工件W的剝離若飛出的藍寶石基板S1落下覆蓋在別的晶片狀工件W的上的話，就會對於該別的晶片狀工件W的剝離成為障礙。即，覆蓋者是藍寶石基板S1，雖有透光性，但是因為會使雷射光打亂，所以充分強度的均一的雷射光是成為無法對於下側的晶片狀工件W照射。此結果，對於該晶片狀工件W的剝離是成為不充分，藉由不均一的雷射光照射會有可能在材料層發生龜裂等的損傷。

且依據脈衝的周期，也有可能在藍寶石基板S1飛行(落下)於正下方的時間點，下一個脈衝的雷射光被照射。此情況，藍寶石基板S1因為是位在光路上(即在雷射光的光束內)，所以雷射光會被藍寶石基板S1打亂。此結果，同樣的雷射光的照度是成為不足或不均一，對於下一個晶片狀工件W的剝離有可能成為不良。

本發明，是為了解決上述的各課題而進行者，其目的為提供一種雷射剝離裝置，在切斷過程之後進行如雷射剝離過程的情況，防止將小的工件作為對象進行剝離的情況時藉由來自工件的構件的飛出發生的問題。

為了解決上述課題，本案的申請專利範圍第1項的雷射剝離裝置的發明，是具備：雷射源、及將來自雷射源的雷射光導引至照射位置的雷射光學系、及在照射位置將工件保持的工件載台，其特徵為：設有到達位置限制構件，其是限制藉由雷射光照射而剝離使從工件飛出的飛出構件到達的位置。

且為了解決上述課題，申請專利範圍第2項的雷射剝離裝置的發明，是如前述申請專利範圍第1項的構成，前述到達位置限制構件，是在投影透鏡的射出側將投影透鏡覆蓋保護的保護構件，使前述飛出構件不會到達投影透鏡。

且為了解決上述課題，申請專利範圍第3項的雷射剝離裝置的發明，是如前述申請專利範圍第2項的構成，在前述保護構件被配置於將前述投影透鏡覆蓋的位置的狀態下，前述保護構件的射出側的面，是對於與前述投影透鏡的光軸垂直的面成為10度以上60度以下的角度。

且為了解決上述課題，申請專利範圍第4項的雷射剝離裝置的發明，是如前述申請專利範圍第2項的構成，前述保護構件是由可讓前述雷射光透過的材料形成。

且為了解決上述課題，申請專利範圍第5項的雷射剝離裝置的發明，是如前述申請專利範圍第4項的構成，前述保護構件是平板狀。

且為了解決上述課題，申請專利範圍第6項的雷射剝離裝置的發明，是如前述申請專利範圍第4項的構成，前述保護構件是藍寶石製。

且為了解決上述課題，申請專利範圍第7項的雷射剝離裝置的發明，是如前述申請專利範圍第2項的構成，前述雷射源是脈衝振盪的雷射源，具備驅動機構，其是在前述雷射光的脈衝振盪時使前述保護構件位於不會覆蓋前述投影透鏡的位置，在前述雷射光的脈衝振盪的時間間隔將前述保護構件位於覆蓋前述投影透鏡的位置。

且為了解決上述課題，申請專利範圍第8項的雷射剝離裝置的發明，是如前述申請專利範圍第2至7項中任一項的構成，前述工件，是晶片狀工件，前述投影透鏡，是將來自前述雷射源的雷射光由比前述工件的尺寸更大的照射圖型投影者，前述移動機構，是在由投影透鏡所產生的雷射光的照射圖型內使1個前述工件位置的方式將照射位置相對地移動者，前述雷射源是脈衝振盪的雷射源，進一步，具備：測量從前述雷射源被輸出的1脈衝的能量的測量器、及依據測量器中的測量結果將前述雷射源控制的控制部，控制部，是使成為可藉由1脈衝的雷射光照射從1個前述工件使前述飛出構件剝離而取下的能量的方式將前述雷射源控制。

且為了解決上述課題，申請專利範圍第9項的雷射剝離裝置的發明，是如前述申請專利範圍第1項的構成，前述到達位置限制構件，是使前述飛出構件到達徧離前述照射位置及前述雷射光學系之間的光路的位置的方式使前述飛出構件從該光路退避的退避構件。

且為了解決上述課題，申請專利範圍第10項的雷射剝離裝置的發明，是如前述申請專利範圍第9項的構成，前述退避構件，是在前述照射位置及前述雷射光學系之間的光路上使發生與該光路交叉的方向的氣流的鼓風機。

且為了解決上述課題，申請專利範圍第11項的雷射剝離裝置的發明，是如前述申請專利範圍第10項的構成，前述鼓風機，被配置於使其所形成的氣流的方向是對於前述光路傾斜地交叉的方向且前述照射位置側是成為上游側的位置。

且為了解決上述課題，申請專利範圍第12項的發明，是如前述申請專利範圍第10項的構成，設有將前述雷射光學系及前述照射位置之間的光路圍起來的整流構件，在整流構件中，形成有使前述氣流發生的孔。

且為了解決上述課題，申請專利範圍第13項的雷射剝離裝置的發明，是如前述申請專利範圍第10項的構成，設有在前述雷射光學系的射出側的光路上將該光路橫剖的狀態下位置的承接構件，前述退避構件，是從前述照射位置及承接構件之間的光路上使前述飛出構件退避的手段。

且為了解決上述課題，申請專利範圍第14項的雷射剝離裝置的發明，是如前述申請專利範圍第13項的構成，接近前述承接構件的前述照射位置側的面，是對於與前述雷射光學系的光軸垂直的面成為朝向前述氣流的下游側傾斜的面。

且為了解決上述課題，申請專利範圍第15項的雷射剝離裝置的發明，是如前述申請專利範圍第14項的構成，接近前述承接構件的前述照射位置側的面，是對於與前述雷射光的光軸垂直的面成為10度以上60度以下的角度。

且為了解決上述課題，申請專利範圍第16項的雷射剝離裝置的發明，是如前述申請專利範圍第13項的構成，前述承接構件，是對於前述雷射光透明的構件。

如以下說明，依據本案的申請專利範圍第1項的發明的話，因為設有限制飛出構件到達的位置的到達位置限制構件，所以飛出構件的到達所起因的問題被防止。

且依據申請專利範圍第2項的發明的話，到達位置限制構件，因為是對於飛出構件保護投影透鏡的保護構件，所以投影透鏡的損傷不會發生。因此，沒有投影透鏡的交換，成本上及生產性上的問題不會產生。

且依據申請專利範圍第3項的發明的話，除了上述效果以外，因為保護構件的射出側的面是對於與投影透鏡的光軸垂直的面成為10度以上60度以下的角度，所以剝離時飛出的構件與保護構件衝突的情況，該構件會傾斜地被彈回。因此，不會返回至照射位置成為下一個剝離的障礙。

且依據申請專利範圍第4項的發明的話，除了上述效果以外，因為保護構件是由雷射光透過的材料形成，所以剝離用的雷射光照射時也沒有必要從光路退避，在構造上成為簡單，成本也可以便宜。

且依據如申請專利範圍第5項的發明的話，除了上述效果以外，因為保護構件是平板狀，所以雷射光學系的設計不會繁雜。

且依據申請專利範圍第6項的發明的話，除了上述效果以外，因為保護構件是藍寶石製，所以剝離時從工件飛出的構件即使衝突也不易刮傷。因此，雷射光被打亂使照射不足或不均一的情況會減少，且保護構件的交換的頻率也變少。

且依據申請專利範圍第7項的發明的話，除了上述效果以外，因為保護構件不必要是透光性，所以材料選用的自由度變高。

且依據申請專利範圍第8項的發明的話，除了上述效果以外，因為是由1脈衝對於1個晶片狀工件進行剝離，所以成為高處理量(能力)，生產性變高。

且依據申請專利範圍第9項的發明的話，因為飛出構件是從光路退避，所以對於下一個工件不會成為雷射光照射的障礙。因此，充分強度的均一的雷射光是被照射於各工件，對於各工件可進行穩定良質的剝離處理。

且依據申請專利範圍第10項的發明的話，除了上述效果以外，因為藉由氣流將飛出的構件從光路退避，所以在構造上成為簡單，成本也可以便宜。

且依據申請專利範圍第11項的發明的話，因為從遠離照射位置的方向形成有氣流，所以可更抑制飛出構件返回至照射位置。因此，上述效果更高。

且依據申請專利範圍第12項的發明的話，除了上述效果以外，因為藉由在將光路圍起來的整流構件形成孔使發生氣流，所以構造成為更簡單。

且依據申請專利範圍第13項的發明的話，除了上述效果以外，因為從工件飛出的構件即使與承接構件衝突也也不會與雷射光學系的構成構件衝突，所以雷射光學系的構成構件被保護。

且依據申請專利範圍第14項的發明的話，除了上述效果以外，因為接近承接構件的照射位置側的面是成為朝向氣流的下游側傾斜的面，所以從工件飛出的構件與承接構件衝突時，此構件容易被氣流朝向下游側彈回。因此，可以將該構件更確實地從光路退避。

且依據申請專利範圍第16項的發明的話，除了上述效果以外，因為承接構件是對於雷射光透明，所以在雷射光照射時也不必要將承接構件退避，由此點在構造上成為簡單，且成本也可以便宜。

M‧‧‧材料層

S1‧‧‧藍寶石基板

S2‧‧‧支撐基板

W‧‧‧晶片狀工件

1‧‧‧雷射源

2‧‧‧投影透鏡

3‧‧‧移動機構

4‧‧‧工件載台

5‧‧‧能量測量器

6‧‧‧主控制部

7‧‧‧保護構件

11‧‧‧室

12‧‧‧雷射電源

13‧‧‧控制器

20‧‧‧雷射光學系

21‧‧‧遮罩

22，23‧‧‧圓筒狀透鏡群

24‧‧‧鏡子

25‧‧‧光分配器

71‧‧‧鼓風機

72‧‧‧整流構件

73‧‧‧承接構件

711‧‧‧圓環部

712‧‧‧肋部

713‧‧‧框架開口

721‧‧‧氣流取入孔

722‧‧‧基板排出口

723‧‧‧導管部

〔第1圖〕本發明的第一實施例也就是雷射剝離裝置的正面概略圖。

〔第2圖〕顯示實施例的裝置中的雷射光的照射圖型的立體概略圖。

〔第3圖〕顯示由保護構件所產生的投影透鏡的保護的正面概略圖。

〔第4圖〕第二實施例的雷射剝離裝置的正面概略圖。

〔第5圖〕顯示第4圖所示的第二實施例的裝置中的保護構件的配置的意義的正面概略圖。

〔第6圖〕第三實施例的雷射剝離裝置的主要部分的立體概略圖。

〔第7圖〕第四實施例的雷射剝離裝置的主要部分的正面概略圖。

〔第8圖〕第五實施例的雷射剝離裝置的主要部分的正面概略圖。

〔第9圖〕習知例的雷射剝離裝置的正面概略圖。

〔第10圖〕概略顯示包含習知的雷射剝離過程的程序的圖。

〔第11圖〕顯示習知例的雷射剝離裝置中的問題的正面概略圖。

〔第12圖〕顯示習知例的雷射剝離裝置中的別的問題的正面概略圖。

接著，說明本發明實施用的形態(以下，實施例)。

第1圖，是第一實施例也就是雷射剝離裝置的概略圖。第1圖所示的雷射剝離裝置，是與前述的習知例的裝置同樣，對於由形成於基板S1及基板S1的材料層M及所構成的工件W將透過該基板S1的雷射光照射將該基板S1從材料層M剝離的裝置。一般的基板S1是藍寶石基板，材料層M，是包含形成於藍寶石基板S1的GaN層的層。且，實施例的裝置，是在切斷過程之後進行剝離過程為前提，因此工件W是晶片狀工件，飛出構件是藍寶石基板S1。

如第1圖所示，實施例的雷射剝離裝置，是具備：雷射源1、及將從該雷射源1被射出的雷射光導引至照射位置的雷射光學系20、及將照射位置相對地移動的移動機構3。

在雷射源1中，在此實施例中使用KrF準分子雷射。振盪波長是248nm，成為1~4000Hz程度的脈衝振盪者。

雷射光學系20，是具備：將雷射光由所期的圖型照射用的遮罩21、及將照射在遮罩21的雷射光的光束適宜擴大或整形的圓筒狀透鏡群22、23、及鏡子24、及將遮罩21的像投影在照射面的投影透鏡2。

遮罩21，是具有照射圖型的形狀的開口者，可稱為光柵者。在此實施例中照射圖型因為是方形，所以遮罩21的開口也是方形。

投影透鏡2，是由鮮銳的圖型將雷射光照射用者。鮮銳的圖型，是將能量密度提高，對於周邊不進行不必要照射，將圖型內的照度分布的均一性提高的觀點成為必要。在此實施例中，投影透鏡2的倍率是1未滿，將雷射光集光地照射者。

實施例的裝置，是具備在由上述投影透鏡2所產生的照射位置(遮罩21的像的投影位置)將晶片狀工件W保持的工件載台4。移動機構3，是將對於工件載台4相對地照射位置移動的機構。工件載台4，是在上面將晶片狀工件W保持的台狀的構件，將晶片狀工件W真空吸附保持的機構是依據需要被設置。且，如第1圖所示，被直接載置在工件載台4的是支撐基板S2，各晶片狀工件W是被接合在支撐基板S2上。

移動機構3，是成為將工件載台4朝XY方向移動的機構(XY移動機構)。XY方向，是在對於雷射光學系20的光軸垂直的面內彼此垂直交叉的方向。照射位置因為是光軸上，所以移動機構3，是成為對於工件載台4將照射位置相對地XY方向移動的機構。「相對地」，是藉由使工件載台4對於靜止的雷射光學系20移動來使工件載台4上的照射位置移動也可以、藉由使雷射光學系 20對於靜止的工件載台4移動使照射位置移動也可以的意思。雷射光學系20移動的構成，是雷射光學系20整體移動的情況以外，例如藉由在鏡子24附設驅動機構將鏡子24的角度適宜變更使照射位置移動的情況也有可能。

此實施例的裝置，是具備將晶片狀工件W為對象的剝離最適化的構成，其一，是雷射光的照射圖型的尺寸，照射能量的控制。對於此點，使用第2圖說明。第2圖，是顯示實施例的裝置中的雷射光的照射圖型的立體概略圖。如第2圖所示，在實施例的裝置中，照射圖型I是比晶片狀工件W稍大的幾乎方形的圖型。例如，晶片狀工件W是0.1mm角~1.0mm角的話，照射圖型I，是成為0.2mm角~1.1mm角程度。

且如第1圖所示，實施例的裝置，是具備：測量從雷射源1被振盪的雷射光的能量的能量測量器5、及將裝置的各部控制的主控制部6。主控制部6，是依據來自能量測量器5的輸出將雷射源1控制者。能量測量器5，可以使用Si光二極管或是熱電式感測器等。在來自雷射源1的光路上，光分配器25被插入，在從此取出的一部分的雷射光入射的位置配置有能量測量器5。

主控制部6，是控制成為只有由對於晶片狀工件W的1脈衝的雷射光照射使剝離完成的照射能量者。如周知，KrF準分子雷射，是利用在Kr及F的混合氣體中產生放電，由放電所生成的KrF準分子落下至基底狀態時的發光進行誘導放出者。因此，如第1圖所示，雷射源 1，是包含：封入了Kr及F的混合氣體的室11、及在室11內產生放電用的雷射電源12、及將雷射電源12控制的控制器13。

主控制部6，是依據來自能量測量器5的輸出朝雷射源1的控制器13將訊號送出，將輸出控制。此時，最適合的1脈衝的能量值是預先被決定，使成為此能量值地朝控制器送出。最適合的1脈衝的能量值，是藉由對於一個晶片狀工件W的1脈衝的雷射光照射使剝離完成(1個藍寶石基板S1被除去)所必要的能量。

在LED和半導體雷射的半導體發光元件的製造程序中，如前述晶片狀工件W的尺寸是0.1mm角~1.0mm角程度，由1脈衝完成剝離的最適合的能量是600mJ/cm²~900mJ/cm²程度。因為此情況的照射圖型是0.2mm角~1.1mm角程度，所以1脈衝的整體的最適能量是成為0.2mJ~11mJ程度。由此範圍選用最適能量值，使成為此能量的遮罩21的方式變更開口尺寸。

補足移動機構3的話，移動機構3，是成為對於第1圖及第2圖所示的各晶片狀工件W使1脈衝的雷射光依序被照射的方式將照射位置移動的機構。主控制部6，是依據雷射源1的脈衝周期朝移動機構3將控制訊號送出，在各脈衝的時間間隔(區間)將工件載台4朝X方向或是Y方向移動規定距離。移動距離，是對應第2圖所示的各晶片狀工件W的配置者。

即，如第2圖所示，各晶片狀工件W，是在支撐基板S2上被縱橫並列配列。支撐基板S2，是使各晶片狀工件W的縱橫的配置行方向與移動機構3中的XY方向一致的方式精度佳地被載置於工件載台4，藉由真空吸附等的方法被保持於工件載台4。移動機構3，是對於某晶片狀工件W的1脈衝的雷射光照射終了之後，將工件載台4朝X方向或是Y方向移動，使縱或橫地相鄰接的下一個晶片狀工件W位於照射位置。因此，移動距離，是成為各晶片狀工件W的分離距離。且，移動機構3，是使各晶片狀工件W的中心(方形的輪廓的中心)位於光軸A上的方式控制(校正)工件載台4的位置。且，在上述移動後，下一個晶片狀工件W的中心是成為位於光軸A上的狀態。

雷射源1的脈衝周期，是作為控制資料預先被輸入主控制部6。主控制部6，是由與雷射源1的脈衝動作同步的形式使移動機構3動作朝移動機構3送出控制訊號。即，主控制部6，是在各脈衝的時間間隔進行上述移動的方式控制移動機構3者。

另一方面，實施例的裝置，具有解決在前述的剝離時的藍寶石基板S1的飛出所起因的問題用的構造。具體而言，如第1圖所示，實施例的裝置，是具備限制飛出的藍寶石構件S1到達的位置的到達位置限制構件。此實施例，是在藍寶石S1的飛出所起因的問題之中，解決投影透鏡的損傷的問題者，到達位置限制構件，是如第1圖所示，成為設在投影透鏡2的射出側的保護構件7。即，在此實施例中，到達位置限制構件，是成為防止飛出的藍寶石基板S1到達投影透鏡的構件。

保護構件7，是在此實施例中成為透光性的光學構件。透光性，是對於來自雷射源1的雷射光的波長具有透光性，在此實施例中成為藍寶石製。保護構件7，整體是平板狀，表面被光學研磨。且，保護構件7，是藉由未圖示的支架被保持，維持將投影透鏡2覆蓋的姿勢。

以下說明具有這種構造的實施例的雷射剝離裝置的動作。

各晶片狀工件W，是如第2圖所示成為在支撐基板S2上被縱橫配列並與支撐基板S2接合的狀態下被投入裝置。具體而言，在一枚的切斷前的藍寶石基板S上進行材料層M的形成和其他的過程之後，進行切斷過程而成為各晶片狀工件W。各晶片狀工件W，是每次一個地被接合於支撐基板S2。接合，是藉由錫焊、釬焊或是黏著等進行。且，支撐基板S2，主要是發光元件的組裝(包裝)用者，陶瓷製和矽製以外，考慮導通和熱傳導製也有使用銅製者。且，也有在藍寶石基板S1上形成材料層M，在其上將支撐基板S2接合之後翻面，從表面側至途中的深度為止藉由進行棋盤網格狀方塊切割，而獲得第2圖所示的構造的情況。

將各晶片狀工件W支撐的支撐基板S2，是被載置在工件載台4上的規定位置。主控制部6，是朝移動機構3將控制訊號送出，使最初的晶片狀工件W的中心位於光軸A上的方式使移動機構3動作。

在此狀態下，主控制部6，是朝雷射源1及移動機構3將控制訊號送出，使同步地動作。即，朝雷射源1將動作訊號送出使規定的脈衝振盪，由與脈衝同步的形式使移動機構3動作。由此，對於各晶片狀工件W使1脈衝的雷射光被照射，此時各藍寶石基板S1會從材料層M剝離而被剝離。對於全部的晶片狀工件W若雷射光的照射終了的話，將殘餘的各材料層支撐的支撐基板S2是從工件載台4被除去，朝下一個過程返回。

在這種裝置的動作中，保護構件7是保護投影透鏡2。第3圖是顯示此樣子。第3圖，是顯示由保護構件7所產生的投影透鏡2的保護的正面概略圖。

從雷射光被照射的晶片狀工件W，是如前述，藍寶石基板S1會快速有力地飛出來。飛出，因為是由在藍寶石基板S1及材料層M的界面的全面中的氮氣體發生所起因，所以飛出的方向與界面幾乎垂直(此例中幾乎正上)。在上方中因為保護構件7被配置來覆蓋投影透鏡2，所以飛出的藍寶石基板S1是與保護構件7衝突，不會與投影透鏡2衝突。因此，投影透鏡2不會損傷。且，保護構件7是由藍寶石形成因為對於雷射光的波長透光性良好，所以不會成為剝離障礙。

保護構件7的材質，是藍寶石以外，因為石英也對於雷射光的波長具有良好的透光性所以可使用。但是石英的情況，與藍寶石相比硬度較低，比藍寶石基板 S1的衝突更容易刮傷。保護構件7，雖不是進行如透鏡的光學作用的構件，但是因為衝突而刮傷的話由其部分因為雷射光會被打亂，所以成為問題的大小或是數量的刮傷若發生的話就必需交換。頻繁的交換，會發生成本上的問題和生產性上的問題。另一方面，藍寶石是高硬度的材料，這種問題少的點優異。

且保護構件7，是如前述藉由支架被保持，但是使不會藉由藍寶石基板S1的衝突使位置偏離等產生的方式，依據需要採用強力保持構造的支架。

接著，說明第二實施例的雷射剝離裝置。第4圖，是第二實施例的雷射剝離裝置的正面概略圖。第二實施例的裝置，其保護構件7的配置是與第一實施例相異。如第4圖所示，在第二實施例中，保護構件7，是被配置成對於與光軸垂直的面成為θ角度的傾斜。

第4圖所示的保護構件7的傾斜配置，是除了投影透鏡2的保護以外，具有使飛出的藍寶石基板S1不會對於其他的晶片狀工件W的剝離處理成為障礙的意義。此點被顯示在第5圖。第5圖，是顯示第4圖所示的第二實施例的裝置中的保護構件7的配置的意義的正面概略圖。

剝離時飛出的藍寶石基板S1，是與保護構件7衝突而彈回，但是保護構件7是被配置成對於光軸垂直的話，藍寶石基板S1是容易朝幾乎正下方彈回，在支撐基板S2上落下的可能性變高。如前述，藍寶石基板S1落下且在支撐基板S2上落下覆蓋於別的晶片狀工件W上的話，其晶片狀工件W是位於光軸上被剝離時，成為雷射光照射的障礙。且，朝保護構件7彈回朝正下方飛行(落下)的時間點若下一個脈衝的雷射光被照射的話，雷射光會藉由藍寶石基板S1被打亂，對於下一個晶片狀工件W的剝離有可能成為不良。

另一方面，保護構件7的射出側的面是對於與光軸A垂直的面傾斜的話，如第5圖所示藍寶石基板S1因為是傾斜地彈回，所以不會在支撐基板S2落下、或打亂下一個脈衝的雷射光。因此，上述各問題被防止。依據發明人的研究的話，防止朝藍寶石基板S1的落下、防止下一個脈衝的雷射光的打亂的話，傾斜的角度θ是10~60度的範圍最佳。

在上述第一、第二實施例中，保護構件7是平板狀，具有不使雷射光學系20的設計繁雜化的意義。例如稜鏡狀的保護構件(入射側的面及射出側的面是使用非平行的光學構件)也同樣地可獲得保護投影透鏡2的作用。此情況，將射出側的面傾斜也容易。但是，使用這種構件的話，雷射光因為是複雜地曲折，所以有必要考慮其的方式設計雷射光學系20，會成為繁雜。平板狀(入射面及射出面是平行)的話，焦點位置雖多少有必要考慮移行的變更，但是可以維持基本的構成進行光學設計，而簡便。且，射出側的面不一定必須是平坦面，不是平坦面情況時同樣地具有光學設計成為繁雜的缺點。

接著，說明第三實施例的雷射剝離裝置。第6 圖，是第三實施例的雷射剝離裝置的主要部分的立體概略圖。在第一、第二實施例的裝置中，保護構件7，是將投影透鏡2由射出側覆蓋的狀態保持者，但是在第三實施例中，成為只有必要的情況才將投影透鏡2由射出側覆蓋的狀態，其以外成為從光路退避的狀態者。

具體說明的話，如第6圖所示，在第三實施例中，保護構件7是成為被嵌入框架71的二個構件。框架71，是如第6圖所示由：圓環部711、及通過圓環部711的中心的十的字狀的肋部712所構成。二個保護構件7，是45度的門形的板狀，成為中心對稱的方式嵌入框架71。

在保護構件7中，設有未圖示的驅動機構。驅動機構，是成為具有由中心位置與框架71連結的輸出軸的旋轉機構。驅動機構動作的話，框架71是繞貫通中心的旋轉軸R的周圍旋轉。伴隨旋轉，二個保護構件7，是依序反覆：位於光路上、從光路退避的狀態。

驅動機構，是藉由主控制部6被控制。主控制部6，是與雷射源1的脈衝振盪同步將驅動機構控制。具體而言，某脈衝的雷射振盪時，框架71之中保護構件7未嵌入的開口(以下，稱為框架開口)713是位於光路上，下一個脈衝為止的區間期間使一方的保護構件7位於光路上，進一步下一個脈衝振盪時，使另一方的框架開口713位於光路上，進一步直到下一個脈衝振盪為止的區間時使另一方的框架開口713位於光路上的方式控制框架 71的旋轉速度及相位。

此實施例的裝置，也藉由1脈衝的雷射光照射對於1個晶片狀工件W使剝離完成的方式控制1脈衝的雷射能量。且，1脈衝的雷射光照射之後，藍寶石基板S1會飛出來，但是在藍寶石基板S1飛出時間點中因為保護構件7位於光路上，所以藍寶石基板S1是與保護構件7衝突。因此，藍寶石基板S1是不會與投影透鏡2衝突，投影透鏡2被保護。且，在1脈衝的雷射光的照射後藍寶石基板S1飛出來的速度是依存於被照射在晶片的雷射光照度，為5~20ms程度。因此，藉由由同一照度將晶片狀工件W剝離至與保護構件7衝突為止的時間遲延是成為一定，對應此時間遲延適宜地決定框架71的旋轉速度。旋轉速度，是例如1000~4000RPM程度。

在此實施例中，各保護構件7的射出側的面也是對於光軸傾斜的姿勢較佳。此構造可以採用，將框架71及各保護構件7整體傾斜地配置，繞傾斜的旋轉軸的周圍將框架71旋轉的構造。或是框架71是作成水平將旋轉軸作成垂直，在框架71由傾斜的姿勢保持各保護構件7的構造也可以。

在任何情況下，在此第三實施例，因為被剝離的藍寶石基板S1也不會與投影透鏡2衝突，所以投影透鏡2不會損傷而交換，就不會產生成本上及生產性上的問題。

在第三實施例中，在雷射光照射時因為保護構件7是從光路上退避，所以保護構件7也就不必要是透光性。因此，具有藍寶石以外可以選用任意便宜硬質的材料的優點。

在上述第三實施例中，藉由將保持保護構件7的框架71旋轉使與雷射脈衝同步地間歇地將保護構件7配置於光路上，但是採用其他的機構也有可能。例如採用，與由照相機等被廣泛採用的複數擋板翼片將光路開閉的機構(方型擋板)同樣的機構也可以。此情況時，擋板翼片是成為保護構件。

接著，說明第四實施例。在第四實施例中，到達位置限制構件，是使飛出的藍寶石基板S1不會對於下一個晶片狀工件W的剝離處理成為障礙的方式限制其到達位置者，將飛出的藍寶石基板S1到達徧離照射位置及雷射光學系之間的光路的位置並從該光路退避的構件。如前述第二實施例的保護構件7也具有此效果，但是第四實施例，是將此效果更提高者。

使用第7圖，更具體說明。第7圖，是第四實施例的雷射剝離裝置的主要部分的正面概略圖。

退避構件，在此實施例中，是考慮藍寶石基板S1輕量，藉由氣流就可使退避的構件。發生的氣流的方向，是與雷射光學系2及照射位置之間的光路的方向交叉的方向。退避構件，具體而言是鼓風機71，設有鼓風機71動作時使朝與光路交叉的方向形成氣流的整流構件72等。整流構件72，是將工件載台4及雷射光學系20之間的光路圍起來的幾乎筒狀的構件。如第7圖所示，在整流構件72中，形成有：氣流取入孔721、及基板排出口722。

氣流取入孔721，是形成於接近工件載台4側，比較小的孔。基板排出口722，是將藍寶石基板S1排出用的開口，與氣流取入孔721相比較大。基板排出口722，是與氣流取入孔721相比位於接近雷射光學系20的位置。

如第7圖所示，整流構件72是具有導管部723，鼓風機71是通過導管部723吸引的狀態下被配置。鼓風機71動作的話，周圍的空氣是從氣流取入孔721進入整流構件72內，發生由第7圖中箭頭F顯示的方向的氣流。氣流F，如第7圖所示，是與光路交叉的方向，且從工件載台3接近雷射光學系20的方向。從晶片狀工件W飛出的藍寶石基板S1，是藉由此氣流F被推流從光路退避，通過基板排出口722被排出。

且如第7圖所示，工件載台4上的支撐基板S2，是從整流構件72的下端分離，形成有間隙。鼓風機71動作時，風也從此間隙流入，與氣流F合流。來自此下方的風，是將欲落下至工件載台4上的支撐基板S2的藍寶石基板S1推舉，具有藉由氣流F乘載並排出的效果。且，具備工件載台4將支撐S2真空吸附的機構的情況，使支撐基板S2不藉由氣流F移動的方式設定吸附力比通常更高的情況。

如第7圖所示，在此實施例中，整流構件72是隨著接近工件載台3使剖面積漸漸地變小的形狀。此點，因為是愈下方流速愈高，所以將藍寶石基板S1推舉的效果可確實。且，整流構件72的剖面積漸漸地變小的部分，是對於光軸A非對稱，一方側是沿著光軸A的面，另一方側是成為錐面。另一方側是鼓風機71動作吸引時，有助於氣流F而形成平順的錐面。

且在此實施例中，在投影透鏡2的射出側的光路上設有承接構件73。承接構件73，是在將光路橫剖的狀態下被設置，被配置於位於雷射光學系20之中最射出側的構件也就是投影透鏡2及工件載台4之間。

承接構件73的功能之一，是與第一至第三實施例同樣為投影透鏡2的保護。承接構件73，因為是將投影透鏡2覆蓋，所以飛出來的藍寶石基板S1是與承接構件73衝突而不與投影透鏡2衝突。因此，投影透鏡2的損傷被防止。

承接構件73，也作為輔助的功能，具有與整流構件72一起將氣流F整理的作用。整流構件72的上端，是從投影透鏡2分離，兩者之間形成有比較大的間隙。此狀態的話，鼓風機71動作時，風會從此上側的間隙大大地流入，使氣流F亂或減弱。在實施例的裝置中，因為承接構件73是將此部分遮蔽，所以氣流F是更平順地形成。承接構件73，是與整流構件72的上端接觸也可以，由小的間隙分離也可以。與保護構件7同樣地，承接構件73有必要對於雷射光具有透光性，因此成為藍寶石製。

如上述，在此實施例的裝置中，因為藉由剝離飛出的藍寶石基板S1是從光路退避，所以對於下一個晶片狀工件W的雷射光照射不會成為障礙。因此，充分強度的均一的雷射光是被照射於各晶片狀工件W，可對於各晶片狀工件W進行穩定良質的剝離處理。

且對於氣流F的流速說明一例的話，例如藍寶石基板S1是0.1mm角~2.0mm角的大小，厚度是100~500μm程度的話，20m/s~50m/s程度的流速較佳。

接著，說明第五實施例的雷射剝離裝置。第8圖，是第五實施例的雷射剝離裝置的主要部分的正面概略圖。第五實施例的裝置，其承接構件73的配置是與第四實施例相異。即，如第8圖所示，在第五實施例中，承接構件73，是對於光軸A不是垂直而是被配置成傾斜。

在第五實施例中，承接構件73也是藍寶石製的平板狀的構件。且，如第8圖所示，對於與光軸A垂直的面形成角度θ的方式被傾斜。角度θ，是由10~60度程度的範圍被適宜選用。

如此將承接構件73傾斜配置，是為了使與承接構件73衝突的藍寶石基板S1，朝向鼓風機71所形成的氣流F的下游側彈回。在此實施例中，鼓風機71是由正面視從右側被吸引地配置，氣流F是從左側朝右側流動。因此，承接構件73，是使與工件載台4相面對的面，被配置成朝向氣流F的下游側(右側)傾斜。

在此實施例中，藉由雷射光照射剝離的藍寶石基板S1也從晶片狀工件W飛出與承接構件73衝突，但是承接構件73是如上述因為被傾斜配置，所以如第8圖所示成為容易朝向基板排出口722彈回，可更確實地從基板排出口722被排出。因此，可防止藍寶石基板S1朝向支撐基板S2落下成為下一個晶片狀工件W的剝離處理的障礙的問題。

在上述的第四或第五實施例中，採用將承接構件73藉由驅動機構驅動的構成也可以。即，與第三實施例同樣地，在具有開口的框架嵌入承接構件73，藉由具有由中心位置與框架連結的輸出軸的旋轉機構使旋轉也可以。在此情況下，因為承接構件73是只有必要時位於光路上，其以外是從光路退避，所以透光性也就不必要。

且在第四或第五實施例中，退避構件是鼓風機71，藉由氣流F將藍寶石基板S1從光路退避的手段，其他的構成也有可能。例如，藉由旋轉板將藍寶石基板S1退避的機構的手段也可以。具體而言，對於光軸將平行的姿勢的板繞與光軸平行的旋轉軸的周圍旋轉，由其旋轉的過程使旋轉板通過光路。此通過的時間點、及藍寶石基板S1飛出來的時間點同步的話，旋轉板可以將藍寶石基板S1敲出，可以將藍寶石基板1從光路退避。

但是如上述的機構的手段，容易成為大型複雜。與此相比較的話，由上述氣流所產生的手段，具有在構造上簡單，成本也可以便宜的優點。

且在上述的各實施例中，被退避的各藍寶石基板S1，是滯留在未圖示的容器。被滯留的各藍寶石基板S1是直接廢棄，但是也有再被利用的情況。

在上述的各實施例中，被剝離處理的晶片狀工件W，是GaN以外，如AlN、BN、InN的其他的氮化物的情況也可以。藉由雷射的照射，會發生常溫成為氣體的如氮的物質。因此，剝離的對象不限於GaN。

且在GaN系以外的半導體雷射的製造，只要剝離過程存在且將微小的晶片狀工件W作成對象，就可以利用實施例的裝置。且，被除去的基板S1一般是藍寶石基板，但是藍寶石以外使用透過剝離用的雷射光的材料的基板的情況，也可成為對象。

且如前述，藍寶石基板S1的飛出，是發生於欲只有由1脈衝的雷射光照射進行剝離的情況。因此，理論上，在切斷過程之前進行剝離過程的情況時也，對於工件(附材料層的藍寶石基板)整批只有由1脈衝的雷射光照射進行剝離的話，藍寶石基板可快速有力地飛出來。因為界面的全面受到氮氣體的蒸發壓力。因此，可使用實施例的裝置。