レーザリフト方法およびレーザリフト装置
【課題】光照射領域の周縁（エッジ）と、ワークの材料層に形成しているスクライブラインを簡便な方法で一致させてレーザ光を照射し、透明基板から材料層を剥離させること。
【解決手段】レーザ光出射部１０から、開口が設けられたマスクＭ、投影レンズ４０を介して蛍光板３０ａにレーザ光を照射して、アライメント顕微鏡５０により蛍光板３０ａ上に形成される光照射領域の位置を検出する。次に、ワークステージ３０上に載置されたワークＷ上のワーク・アライメントマークの位置をアライメント顕微鏡５０で検出する。ワークＷは、透明基板上に形成された材料層がスクライブラインにより複数の領域に分割されたものであり、制御部６０は検出した光照射領域の位置とワーク・アライメントマークの位置とに基づき、ワークステージ３０を移動して光照射領域の位置とワークの分割された一乃至複数の領域の位置とを一致させ、レーザ光をワークＷに対して照射する。
【解決手段】レーザ光出射部１０から、開口が設けられたマスクＭ、投影レンズ４０を介して蛍光板３０ａにレーザ光を照射して、アライメント顕微鏡５０により蛍光板３０ａ上に形成される光照射領域の位置を検出する。次に、ワークステージ３０上に載置されたワークＷ上のワーク・アライメントマークの位置をアライメント顕微鏡５０で検出する。ワークＷは、透明基板上に形成された材料層がスクライブラインにより複数の領域に分割されたものであり、制御部６０は検出した光照射領域の位置とワーク・アライメントマークの位置とに基づき、ワークステージ３０を移動して光照射領域の位置とワークの分割された一乃至複数の領域の位置とを一致させ、レーザ光をワークＷに対して照射する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明基板上に形成した材料層に、透明基板を介してレーザ照射を行うことにより、材料層と透明基板とを剥離するレーザリフトオフ装置、およびレーザリフトオフ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体により形成される半導体発光素子の製造プロセスにおいて、透明基板であるサファイア基板上に形成されたＧａＮ系化合物結晶層（以下材料層と呼ぶ）を、サファイア基板側からレーザ光を照射することにより、材料層をサファイア基板から剥離するレーザリフトオフ技術が知られている。
特許文献１に記載の方法においては、材料層をストリート（スクライブライン）により複数の領域に分割し、分割した領域の各々についてレーザ光を照射することが提案されている。同文献には、このような方法を取ることで、レーザ光照射時に材料層の割れが生じることを防ぐ効果があることが示されている。
なお、ストリートとはウエハに形成されている個々のＬＥＤチップの分離用の境界線のことであり、スクライブラインとはウエハをダイシングする（ＬＥＤチップに切り分ける）ためのチップの境界線のことである。当分野の技術者の間では、両者は同じような意味で使用されている。本発明においては、用語としてスクライブラインを使用する。以下、スクライブラインとは、ＬＥＤチップ分離用境界線のことを示す。スクライブラインとして、溝（凹部）が形成されている場合もあるし、溝（凹部）が形成されていない場合もある。また、溝（凹部）が部分的に形成されている場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００７−５３４１６４号号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の方法を用いる場合、見方を変えれば、レーザ光の照射領域と、スクライブラインにより分割して形成した材料層の領域とが一致していないと、即ち、ある領域に対してレーザ光を照射する際、レーザ光がスクライブラインを越えて隣の領域にかかって照射されたり、レーザ光が当該領域を区切るスクライブラインにまで達していなかったりすると、スクライブライン（チップに切り分ける境界）以外の部分で材料層に割れが生じることがある、ということになる。
したがって、このような材料層の割れを防ぐためにレーザ光の照射領域の周縁（エッジ）と材料層に形成しているスクライブラインを一致させてレーザ照射を行う必要がある。
しかし、特許文献１には、レーザ光の照射領域の周縁（エッジ）と材料層に形成しているスクライブラインを一致させる具体的な方法について何ら記載されていない。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、透明基板上に形成された材料層が、スクライブラインにより複数の領域に分割されたワークに対し、レーザ光を照射し、透明基板から材料層を剥離させるに際し、光照射領域の周縁（エッジ）と材料層に形成しているスクライブラインを簡便な方法で精度よく一致させることができるレーザリフトオフ装置とレーザリフトオフ方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
材料層のスクライブラインにより分割された１乃至複数の領域と同じ大きさのレーザ光の照射領域を形成し、このレーザ光の照射領域の位置と、スクライブラインにより分割されている材料層の各領域に対して所定の位置関係にあるワーク・アライメントマークの位置とを検出する。
この両者の位置情報に基づいてレーザ光の照射領域の位置とスクライブラインにより分割されている材料層の１乃至複数の領域の位置とを一致させる。すなわち、レーザ光の照射領域の周縁（エッジ）と材料層に形成しているスクライブラインを一致させる。そして、この状態で、レーザ光を基板側から材料層に対して照射する。
すなわち、本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
（１）透明基板上に形成された材料層が、チップ分離用境界線であるスクライブラインにより複数の領域に分割されたワークに対し、レーザ光を、上記透明基板を介して上記材料層の上記分割された一乃至複数の領域ごとに照射し、透明基板から材料層を剥離するレーザリフトオフ方法において、次の（イ）〜（ニ）の工程で透明基板から材料層を剥離する。
（イ）レーザ光を照射して、上記スクライブラインにより分割された一乃至複数の領域と同じ大きさの光照射領域を形成し、該の光照射領域の位置を検出する。
上記レーザ光は例えばパルスレーザ光であり、上記光照射領域は、例えば、上記スクライブラインにより分割された一乃至複数の領域と同じ大きさの光照射領域を形成する大きさの開口を有するマスクを介して上記レーザ光を照射することにより形成される。
（ロ）上記ワークの上記分割された領域に対し所定の位置関係にあるワーク・アライメントマークの位置を検出する。
（ハ）上記検出した光照射領域の位置とワーク・アライメントマークの位置とに基づき、ワークステージを移動して上記光照射領域の位置とワークの上記分割された一乃至複数の領域の位置とを一致させる。
（ニ）上記マスクを介してレーザ光をワークに対して照射する。
（２）レーザ光を出射するレーザ光出射部と、透明基板上に形成された材料層が、チップ分離用境界線であるスクライブラインにより複数の領域に分割されたワークを載置するワークステージと、上記レーザ光出射部から出射されるレーザ光による一ショット毎に、該ワークステージを移動させるワークステージ移動機構とを備え、レーザ光出射部からのレーザ光を、上記透明基板を介して上記材料層の上記分割された一乃至複数の領域ごとに照射し、透明基板から材料層を剥離するレーザリフトオフ装置を次のように構成する。
上記レーザリフトオフ装置に、さらに、レーザ光出射部とワークステージとの間に、上記レーザ光が照射されたとき上記分割された一乃至複数の領域と同じ大きさの光照射領域を形成する大きさの開口を有するマスクと、上記マスクを移動させるマスク移動機構と、上記マスクを介して上記レーザ光を照射することにより形成される光照射領域の位置と、上記ワークに形成されている、スクライブラインにより分割された領域と所定の位置関係にあるワーク・アライメントマークの位置を検出するアライメント顕微鏡と、上記アライメント顕微鏡を移動させるアライメント顕微鏡移動機構とを設け、上記アライメント顕微鏡により検出した光照射領域の位置と、ワーク・アライメントマークの位置とに基づいて、制御部によりマスクまたはワークを相対的に移動させ、上記光照射領域の位置と、ワークに形成された上記分割された一乃至複数の領域の位置とを一致させる。
上記レーザ光は例えばパルスレーザ光である。また、上記ワークステージ上にレーザ光出射部から出射するレーザ光を可視光に変換する蛍光板を設け、該蛍光板上に、上記マスクを介して上記レーザ光を照射することにより、光照射領域を視認することが可能となり、光照射領域の位置と、ワークに形成された上記分割された一乃至複数の領域の位置とを容易に一致させることができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明においては、レーザ光の照射領域の周縁（エッジ）と材料層に形成されているスクライブラインを簡便な方法で精度よく一致させることができる。このため、レーザ光の照射により、スクライブラインが設けられたチップの境界部分以外の材料層に割れを生じさせることなく、材料層を基板から剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のレーザリフトオフ装置の実施例の構成を示す図である。
【図２】マスクの他の構成例を示す図である。
【図３】光照射領域の位置を検出する工程を説明する図である。
【図４】光照射領域がＣＣＤカメラに受像される状態を模式的に示した斜視図である。
【図５】光照射領域のエッジ、中心位置、回転量の求め方を説明する図である。
【図６】ワーク・アライメントマークの位置を検出する工程を説明する図である。
【図７】サファイア基板側から見たワークＷを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１に、本発明のレーザリフトオフ装置の実施例の構成を示す。
本実施例のレーザリフトオフ装置は、図１に示すように、レーザ光出射部１０、レーザ光出射部１０から出射するレーザ光の形状を成形するマスクＭ、マスクＭを保持するマスクステージ２０、マスクステージ移動機構２１、リフトオフを行う材料層を形成したサファイア基板（以下ワークＷと呼ぶ）を置くワークステージ３０、ワークステージ移動機構３１を備える。ワークステージ３０には、同図に示すように、レーザ光出射部１０からレーザ光が照射されたとき可視光を発する蛍光板３０ａが設けられる。また、レーザ光をワークＷ上に投影する投影レンズ４０、レーザ光の照射位置およびワークＷに形成されているアライメントマーク（図示せず）の位置を検出するアライメント顕微鏡５０、アライメント顕微鏡移動機構５１、およびレーザリフトオフ装置全体の動作を制御する制御部６０を備える。
なお、ワークステージ３０にワークＷを搬送搬出するワーク搬送機構については省略している。
光照射部１０は、例えば波長２４８ｎｍのパルスレーザ光を出射するＫｒＦエキシマレーザ照射装置である。レーザ光の波長は、ワークのリフトオフを行う材料層が吸収する波長に基づき選択する。例えば材料層が窒化ガリウム（ＧａＮ）の場合は、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザが用いられる。
マスクＭは、レーザ光出射部１０から出射するレーザ光の形状を、スクライブラインにより分割されているワークの領域（以下分割領域という）の形状に合せて成形する。一般に分割領域の形状は矩形であり、したがってマスクＭには矩形の開口（レーザ光が透過する領域）が形成される。
【０００９】
マスクＭとして、以下に示すようなものが考えられる。
（ア）レーザ光を遮光する金属板に分割領域の形状の開口を形成したもの。
（ィ）レーザ光を透過する石英などの光透過性基板に、レーザ光を透過しないクロムなどの金属により、分割領域の形状の開口を有するパターンを形成したもの。
（ウ）図２に示すように、複数（図では４枚）のレーザ光を透過しない板状の部材Ｍ１〜Ｍ４を重ね合わせ、分割領域の形状の開口を形成したもの。
図２のようなマスクはマスキングブレードとも呼ばれることがある。マスキングブレードの板状部材Ｍ１〜Ｍ４には、それぞれ板状部材移動機構２２ａ〜２２ｄが設けられており、各板状部材Ｍ１〜Ｍ４が前後方向（同図の矢印方向）に移動することにより、開口の大きさや位置を変えることができる。
【００１０】
マスクステージ移動機構２１は、マスクステージ２０を同図左右手前奥およびマスクＭの平面内での回転方向（ＸＹθ方向）に移動させる。なお、図２に示すマスキングブレードの場合は、各板状部材の組み合わせがマスクのはたらきをする。そして板状部材移動機構がマスクステージ移動機構としての機能を果たす。ただし、図示したものだけでは、マスク（板状部材）を回転（θ）方向に移動させることはできない。したがって、別途、４組の板状部材と板状部材移動機構とを一式で回転移動させる回転移動機構が必要である。
ワークステージ３０は、レーザリフトオフを行うワークＷを載置するステージであり、表面にはワークを吸着固定するための真空吸着孔または真空吸着溝（ともに不図示）が形成されている。また、ワークステージ３０のワークＷが載置される部分以外の部分には、前記したようにレーザ光出射部１０から照射されたレーザ光を可視光に変換する蛍光板３０ａが取り付けられている。
ワークステージ移動機構３１は、ワークステージ３０を同図左右手前奥上下およびワークＷの平面内での回転方向（ＸＹＺθ方向）に移動させる。
投影レンズ４０は、マスクＭにより分割領域の形状に成形されたレーザ光を、ワークステージ３０に置いたワークＷ上に投影する。投影レンズを用いることにより、マスクＭにより形成したレーザ光の照射領域の周縁（エッジ）の位置を、ぼけることなくシャープに、ワークＷ上に投影することができる。なお、投影レンズ４０を用いず、マスクＭとワークＷを接近させてレーザ光を照射するようにしても良い。
【００１１】
また、本発明の装置においては、投影レンズ４０は２：１に縮小投影する投影レンズを用いている。そのため、ワークに照射されるレーザ光の照射領域の大きさは、マスクに形成された開口の大きさの半分になる。なお、投影レンズは、縮小投影するものの他に、等倍で投影するもの、拡大して投影するものがあり、適宜選択が可能である。
アライメント顕微鏡５０は、レーザ光の照射領域の照射位置、およびワークに形成されているアライメントマーク（ワーク・アライメントマーク、以下ワークマーク）の位置を検出する。アライメント顕微鏡５０は、第１のハーフミラー、第２のハーフミラー、ＣＣＤカメラ５０ａ、ワークを照明する照明光源５０ｂなどを備える。動作については後述する。
アライメント顕微鏡移動機構５１は、アライメント顕微鏡５０をワークステージ３０と投影レンズ４０の間に挿入し、またそこからアライメント顕微鏡５０を退避させる（同図左右方向に移動させる）。
制御部６０は、レーザ光出射部１０からのレーザ光の照射、マスクステージ移動機構２１の駆動、ワークステージ移動機構３１の駆動、アライメント顕微鏡移動機構５１の駆動、アライメント顕微鏡５０のＣＣＤカメラ５０ａにより検出したレーザ光の照射領域の照射位置やワークマークの位置情報に基づくレーザ光の照射領域とワークの分割領域との位置合せなど、レーザリフトオフ装置全体の動作を制御する。
【００１２】
図３は光照射領域の位置を検出する工程を説明する図、図４は光照射領域がＣＣＤカメラに受像される状態を模式的に示した斜視図、図５は光照射領域のエッジ、中心位置、回転量の求め方を説明する図、図６はワーク・アライメントマークの位置を検出する工程を説明する図、図７はサファイア基板から見たワークＷを示す図であり、図１、図３−図７を用いて、本実施例のレーザリフトオフ装置の動作を、レーザ光の照射領域とワークの分割領域との位置合せ動作を中心に説明する。なお、これらの図３、図６においては、各移動機構と制御部については省略して示している。
まず、レーザ光の照射領域の位置の検出とその位置の調整について説明する。
本実施例のレーザリフトオフ装置は、その装置の製造段階で、図１に示すようにワークステージ３０が原点位置にあるとき、ワークステージ３０のワークが置かれる部分の中心に、レーザ光出射部から出射したレーザ光の中心が来るように調整されている。
ワークステージ移動機構３１によりワークステージ３０が移動し、ワークステージ３０に取り付けた蛍光板３０ａが、レーザ光が照射される位置に来る。これはワークステージに向かって照射するレーザ光を可視光化して、アライメント顕微鏡５０のＣＣＤカメラ５０ａにより受像できるようにするためである。
制御部６０はアライメント顕微鏡移動機構５１を駆動し、アライメント顕微鏡５０をレーザ光が照射される位置にまで挿入する。
【００１３】
制御部６０は、レーザ光出射部１０にレーザ光発振指示の信号を送る。レーザ光出射部１０からレーザ光が出射する。図３（ａ）、図４に示すように、レーザ光出射部１０から出射したレーザ光は、マスクＭにより、スクライブラインにより分割されているワークＷの領域（分割領域）の形状に成形され、投影レンズ４０（図４では図示せず）により１／２に縮小投影され、アライメント顕微鏡５０の第１のハーフミラー５０ｃを通過して、ワークステージ３０に置いた蛍光板３０ａ上に照射される。蛍光板３０ａ上にレーザ光による照射領域（光照射領域）が明瞭に示されるように、投影レンズ４０の焦点を合せる。
蛍光板３０ａに照射されたレーザ光は可視光に変換され、その光はアライメント顕微鏡５０の第１のハーフミラー５０ｃにより反射し、第２のハーフミラー５０ｄを通過してＣＣＤカメラ５０ａに入射する。
【００１４】
図３（ｂ）に、ＣＣＤカメラ５０ａにより映し出された、蛍光板３０ａにより可視光に変換されたレーザ光の照射領域を示す。
同図に示すように、ＣＣＤカメラ５０ａの視野には、マスクＭにより成形され、投影レンズ４０により縮小されたレーザ光照射領域（光照射領域）が映し出される。
ＣＣＤカメラ５０ａにより映し出された光照射領域の画像は、制御部６０に送られる。制御部６０は、図３（ｂ）に示す画像において、光照射領域Ｒの中心位置ＲｃがＣＣＤカメラ５０ａの視野Ｓのどの位置あるかを検出する。そして、検出した光照射領域の中心位置ＲｃとＣＣＤカメラ５０ａの視野Ｓの中心位置Ｓｃのずれ量と方向を計算する。
制御部６０は、その結果に基づき、ＣＣＤカメラ５０ａの視野Ｓの中心位置Ｓｃが、光照射領域Ｒの中心位置Ｒｃと一致するように、マスクステージ移動機構２１によりマスクステージ２０を移動させ、マスクＭを（ＸＹ方向に）移動させる。
マスクＭのＸＹ方向の移動により、光照射領域の中心位置ＲｃとＣＣＤカメラの視野の中心位置Ｓｃを一致させた後、今度は、制御部６０は、光照射領域Ｒの周縁Ｒｅ（エッジ）と、ＣＣＤカメラ５０ａの視野の画郭Ｓｅの平行度を検出し、そのずれ量を計算する。制御部６０は、光照射領域の周縁Ｒｅ（エッジ）とＣＣＤカメラ５０ａの視野の画郭Ｓｅが平行になるように、マスクステージ移動機構２１によりマスクステージ２０を回転移動させる。これによりマスクＭが回転移動して、光照射領域の周縁Ｒｅ（エッジ）とＣＣＤカメラ５０ａの視野の画郭Ｓｅが平行になる。
【００１５】
上記光照射領域Ｒの周縁Ｒｅ（エッジ）、光照射領域の中心位置Ｒｃ、光照射領域の傾き、は例えば以下のように検出される。
図５（ａ）〜（ｄ）はＣＣＤカメラ５０ａにより映し出された光照射領域の画像を模式的に示した図であり、白い部分が光照射領域を示している。
図５（ａ）に示すように、画面端一辺から同図の矢印方向に走査して画像の濃淡を調べ、黒から白へ変化している点(エッジ)を見つける。この動作を画面端４辺から同図の矢印に示すように行い、光照射領域Ｒの周縁Ｒｅを検出する。
図５（ｂ）に示すように、４辺の各エッジに近似直線Ｌ１を引き、その交点Ｔ１を検出し、エッジの交点を出す。
図５（ｃ）に示すように、上記エッジ近似直線Ｌ１の交点Ｔ１の中点Ｔ２１〜Ｔ２４を求め、上下の中点Ｔ２１，Ｔ２３間と左右の中点Ｔ２２，Ｔ２４間で直線を引き、その交点Ｔ３を光照射領域の中心位置Ｒｃとする。中心位置が決まったら、前記したように光照射領域の中心位置ＲｃとＣＣＤカメラの視野の中心位置Ｓｃを一致させる。
また、図５（ｄ）に示すように、垂直線Ｖ（ＣＣＤカメラ５０ａの画郭の縦方向の辺に相当）に対する上下の中点Ｔ２１，Ｔ２３を結ぶ直線Ｌ２１の角度θ１と、水平線Ｈ（ＣＣＤカメラ５０ａの画郭の横方向の辺に相当）に対する左右の中点Ｔ２２，Ｔ２４を結ぶ直線Ｌ２２の角度θ２をそれぞれ算出する。そして、その角度を平均化し、その値を光照射領域の傾き角としてマスクＭを回転移動させる。
すなわち、傾き角δ＝（θ１＋θ２）／２を演算し、傾き角δが０になるように、マスクＭを回転移動させる。
以上の動作により、アライメント顕微鏡５０に対する光照射領域の位置が決まる。
アライメント顕微鏡５０に対する光照射領域の位置が決まったら、レーザ光出射部１０からのレーザ光照射を停止する。
【００１６】
次にワークの分割領域の位置の検出について説明する。
ワークＷは、上記したように、サファイア基板上にＧａＮ系化合物結晶層（材料層）を形成したものである。
図７にサファイア基板側から見たワークＷを示す。材料層はスクライブラインＳＬにより複数の領域Ａ（分割領域）に分割されている。分割領域Ａの大きさは、一辺が０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度である。マスクMの開口はこの分割領域の形状に合わせて形成され、投影レンズ４０により投影する。
本発明においては、上記したように２：１に縮小投影を行う投影レンズ４０を備えている。したがって、レーザ光の照射領域の大きさは、マスクＭに形成された開口の大きさの半分になる。
ワークＷの少なくとも２ヶ所には、ワークの中心（ワークは円形のウエハであるので、その円の中心）に対してあらかじめ設定された位置関係にあるワーク・アライメントマーク（ワークマーク）ＷＡＭが、２個以上形成されている。なお、本実施例では２個のワークマークＷＡＭが形成されているものとする。
ワークＷの各分割領域Ａは、このワークマークＷＡＭに対してあらかじめ設定された位置関係になるように形成されている。ワークＷの各分割領域ＡのワークマークＷＡＭに対する位置関係は、あらかじめ制御部６０に記憶されている。
【００１７】
図６に示すように、アライメント顕微鏡５０を投影レンズ４０とワークステージ３０の間に挿入した状態で、ワークステージ３０に、ワークＷを、サファイア基板１０１側を上にして（レーザ光が照射される側にして）、またワークＷの中心がワークステージ３０の中心とほぼ一致するようにして置く。
アライメント顕微鏡５０の照明光源５０ｂを点灯する。照明光源５０ｂからの照明光は、第２のハーフミラー５０ｄと第１のハーフミラー５０ｃにより反射され、ワークＷの表面を照明する。照明光により照明されたワークＷ表面の画像は、第１のハーフミラー５０ｃにより反射され、第２のハーフミラー５０ｄを通過して、ＣＣＤカメラ５０ａに受像される。
ワークステージ移動機構３１によりワークステージ３０を移動し、２個形成されているワークマークＷＡＭのうち第１のワークマークＷＡＭを、アライメント顕微鏡５０のＣＣＤカメラ５０ａの視野に入れる。
制御部６０は、ＣＣＤカメラ５０ａの視野中心に対するワークマークＷＡＭの位置と、この時のワークステージ３０の位置を記憶する。
【００１８】
再びワークステージ移動機構３１によりワークステージ３０を移動し、今度は第２のワークマークＷＡＭを、アライメント顕微鏡５０のＣＣＤカメラ５０ａより検出する。制御部６０は、ＣＣＤカメラ５０ａの視野中心に対するワークマークＷＡＭの位置と、第２のワークマークＷＡＭのワークステージ３０の位置を記憶する。これにより、２個のワークマークの位置（ワークステージ３０の位置座標）が求まる。これを形成されているワークマークの数だけ繰り返す。
制御部６０は、上記で得た２個のワークマークの位置情報と、あらかじめ記憶していたワークマークに対する各分割領域の位置情報とに基づいて、各分割領域の位置（ワークステージ３０の位置座標）を演算する。
以上で、レーザ光の光照射領域の位置とワークＷの各分割領域の位置との関係が得られる。アライメント顕微鏡５０は退避し、照明光源５０ｂは消灯する。
【００１９】
次に、光照射領域と分割領域の位置合せと、レーザ照射の動作について説明する。
制御部６０は、上記で求めたレーザの光照射領域の位置情報とワークの各分割領域の位置情報とに基づき、ワークステージ移動機構３１によりワークステージ３０を、ワークの複数形成されている分割領域のうち第１の分割領域の中心が、光照射領域の中心と一致するように移動させる。
上記したように、光照射領域の形状は、ワークの分割領域の形状と一致するように、マスクＭと投影レンズ４０を使って成形されている。そのため、光照射領域の中心が分割領域の中心と一致すれば、光照射領域の周縁（エッジ）の位置は、ワークＷのスクライブラインの位置と一致する。
なお、光照射領域の周縁（エッジ）の位置は、スクライブラインの幅の中央を目標にして位置合せを行うが、多少ずれても、スクライブライン幅内であれば問題ない。
ワークステージ３０が、光照射領域とワークの分割領域が一致するように移動したら、制御部６０はレーザ光出射部１０に、レーザ光出射信号を送る。
レーザ光出射部１０からレーザ光が出射する。レーザ光はマスクＭ、投影レンズ４０を介して、ワークＷに照射される。
投影レンズ４０により、光照射領域の周縁（エッジ）はぼけることなくシャープにワークに形成されたスクライブライン上に投影される。したがって、ある領域に対してレーザ光を照射する際、レーザ光がスクライブラインを越えて隣の領域にかかって照射されたり、レーザ光が当該領域を区切るスクライブラインにまで達していなかったりするようなことがない。
ワークＷに照射されたレーザ光は、サファイア基板を通過し、材料層を加熱する。レーザ光により加熱した材料層のガリウム（Ｇａ）は溶けてサファイア基板から剥離する。
【００２０】
第１の分割領域に対するレーザ照射が終わったら、ワークステージ移動機構３１は、ワークステージ３０を、第１の分割領域の例えば隣の第２の分割領域の中心が、光照射領域の中心と一致するように移動させる。移動終了後、レーザ光を第２の分割領域に照射し、第２の分割領域の材料層をサファイア基板から剥離する。
以下、分割領域と光照射領域の位置合せと、レーザ照射とを繰り返し、ワークＷのサファイア基板から材料層を剥離する。
なお、レーザ光が１回に照射する領域は、周囲をスクライブラインにより囲まれていれば、一つのＬＥＤチップの領域でも良いし、複数ＬＥＤチップを含む領域でも良い。
また、スクライブラインも、溝（凹部）が形成されていても良いし、溝（凹部）が形成されていなくても良い。溝（凹部）が形成されている場合は、レーザ照射により発生した窒素ガスは、溝（凹部）から外部に放出され、材料層にクラックが生じるのを防ぐことができる。溝（凹部）が形成されていない場合は、スクライブラインの部分にクラックが生じる場合があるが、スクライブラインはＬＥＤチップを分離する際に破棄する部分であるので、クラックが発生したとしても問題はない。
【符号の説明】
【００２１】
１０ レーザ光出射部
２０ マスクステージ
２１ マスクステージ移動機構
２２ａ〜２２ｄ 板状部材移動機構
３０ ワークステージ
３１ ワークステージ移動機構
３０ａ 蛍光板
４０ 投影レンズ
５０ アライメント顕微鏡
５１ アライメント顕微鏡移動機構
５０ａ ＣＣＤカメラ
５０ｂ 照明光源
５０ｃ 第１のハーフミラー
５０ｄ 第２のハーフミラー
６０ 制御部
１０１ サファイア基板
１０２ 材料層
Ｍ マスク
Ｍ１〜Ｍ４ 板状部材
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明基板上に形成した材料層に、透明基板を介してレーザ照射を行うことにより、材料層と透明基板とを剥離するレーザリフトオフ装置、およびレーザリフトオフ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体により形成される半導体発光素子の製造プロセスにおいて、透明基板であるサファイア基板上に形成されたＧａＮ系化合物結晶層（以下材料層と呼ぶ）を、サファイア基板側からレーザ光を照射することにより、材料層をサファイア基板から剥離するレーザリフトオフ技術が知られている。
特許文献１に記載の方法においては、材料層をストリート（スクライブライン）により複数の領域に分割し、分割した領域の各々についてレーザ光を照射することが提案されている。同文献には、このような方法を取ることで、レーザ光照射時に材料層の割れが生じることを防ぐ効果があることが示されている。
なお、ストリートとはウエハに形成されている個々のＬＥＤチップの分離用の境界線のことであり、スクライブラインとはウエハをダイシングする（ＬＥＤチップに切り分ける）ためのチップの境界線のことである。当分野の技術者の間では、両者は同じような意味で使用されている。本発明においては、用語としてスクライブラインを使用する。以下、スクライブラインとは、ＬＥＤチップ分離用境界線のことを示す。スクライブラインとして、溝（凹部）が形成されている場合もあるし、溝（凹部）が形成されていない場合もある。また、溝（凹部）が部分的に形成されている場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００７−５３４１６４号号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の方法を用いる場合、見方を変えれば、レーザ光の照射領域と、スクライブラインにより分割して形成した材料層の領域とが一致していないと、即ち、ある領域に対してレーザ光を照射する際、レーザ光がスクライブラインを越えて隣の領域にかかって照射されたり、レーザ光が当該領域を区切るスクライブラインにまで達していなかったりすると、スクライブライン（チップに切り分ける境界）以外の部分で材料層に割れが生じることがある、ということになる。
したがって、このような材料層の割れを防ぐためにレーザ光の照射領域の周縁（エッジ）と材料層に形成しているスクライブラインを一致させてレーザ照射を行う必要がある。
しかし、特許文献１には、レーザ光の照射領域の周縁（エッジ）と材料層に形成しているスクライブラインを一致させる具体的な方法について何ら記載されていない。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、透明基板上に形成された材料層が、スクライブラインにより複数の領域に分割されたワークに対し、レーザ光を照射し、透明基板から材料層を剥離させるに際し、光照射領域の周縁（エッジ）と材料層に形成しているスクライブラインを簡便な方法で精度よく一致させることができるレーザリフトオフ装置とレーザリフトオフ方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
材料層のスクライブラインにより分割された１乃至複数の領域と同じ大きさのレーザ光の照射領域を形成し、このレーザ光の照射領域の位置と、スクライブラインにより分割されている材料層の各領域に対して所定の位置関係にあるワーク・アライメントマークの位置とを検出する。
この両者の位置情報に基づいてレーザ光の照射領域の位置とスクライブラインにより分割されている材料層の１乃至複数の領域の位置とを一致させる。すなわち、レーザ光の照射領域の周縁（エッジ）と材料層に形成しているスクライブラインを一致させる。そして、この状態で、レーザ光を基板側から材料層に対して照射する。
すなわち、本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
（１）透明基板上に形成された材料層が、チップ分離用境界線であるスクライブラインにより複数の領域に分割されたワークに対し、レーザ光を、上記透明基板を介して上記材料層の上記分割された一乃至複数の領域ごとに照射し、透明基板から材料層を剥離するレーザリフトオフ方法において、次の（イ）〜（ニ）の工程で透明基板から材料層を剥離する。
（イ）レーザ光を照射して、上記スクライブラインにより分割された一乃至複数の領域と同じ大きさの光照射領域を形成し、該の光照射領域の位置を検出する。
上記レーザ光は例えばパルスレーザ光であり、上記光照射領域は、例えば、上記スクライブラインにより分割された一乃至複数の領域と同じ大きさの光照射領域を形成する大きさの開口を有するマスクを介して上記レーザ光を照射することにより形成される。
（ロ）上記ワークの上記分割された領域に対し所定の位置関係にあるワーク・アライメントマークの位置を検出する。
（ハ）上記検出した光照射領域の位置とワーク・アライメントマークの位置とに基づき、ワークステージを移動して上記光照射領域の位置とワークの上記分割された一乃至複数の領域の位置とを一致させる。
（ニ）上記マスクを介してレーザ光をワークに対して照射する。
（２）レーザ光を出射するレーザ光出射部と、透明基板上に形成された材料層が、チップ分離用境界線であるスクライブラインにより複数の領域に分割されたワークを載置するワークステージと、上記レーザ光出射部から出射されるレーザ光による一ショット毎に、該ワークステージを移動させるワークステージ移動機構とを備え、レーザ光出射部からのレーザ光を、上記透明基板を介して上記材料層の上記分割された一乃至複数の領域ごとに照射し、透明基板から材料層を剥離するレーザリフトオフ装置を次のように構成する。
上記レーザリフトオフ装置に、さらに、レーザ光出射部とワークステージとの間に、上記レーザ光が照射されたとき上記分割された一乃至複数の領域と同じ大きさの光照射領域を形成する大きさの開口を有するマスクと、上記マスクを移動させるマスク移動機構と、上記マスクを介して上記レーザ光を照射することにより形成される光照射領域の位置と、上記ワークに形成されている、スクライブラインにより分割された領域と所定の位置関係にあるワーク・アライメントマークの位置を検出するアライメント顕微鏡と、上記アライメント顕微鏡を移動させるアライメント顕微鏡移動機構とを設け、上記アライメント顕微鏡により検出した光照射領域の位置と、ワーク・アライメントマークの位置とに基づいて、制御部によりマスクまたはワークを相対的に移動させ、上記光照射領域の位置と、ワークに形成された上記分割された一乃至複数の領域の位置とを一致させる。
上記レーザ光は例えばパルスレーザ光である。また、上記ワークステージ上にレーザ光出射部から出射するレーザ光を可視光に変換する蛍光板を設け、該蛍光板上に、上記マスクを介して上記レーザ光を照射することにより、光照射領域を視認することが可能となり、光照射領域の位置と、ワークに形成された上記分割された一乃至複数の領域の位置とを容易に一致させることができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明においては、レーザ光の照射領域の周縁（エッジ）と材料層に形成されているスクライブラインを簡便な方法で精度よく一致させることができる。このため、レーザ光の照射により、スクライブラインが設けられたチップの境界部分以外の材料層に割れを生じさせることなく、材料層を基板から剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のレーザリフトオフ装置の実施例の構成を示す図である。
【図２】マスクの他の構成例を示す図である。
【図３】光照射領域の位置を検出する工程を説明する図である。
【図４】光照射領域がＣＣＤカメラに受像される状態を模式的に示した斜視図である。
【図５】光照射領域のエッジ、中心位置、回転量の求め方を説明する図である。
【図６】ワーク・アライメントマークの位置を検出する工程を説明する図である。
【図７】サファイア基板側から見たワークＷを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１に、本発明のレーザリフトオフ装置の実施例の構成を示す。
本実施例のレーザリフトオフ装置は、図１に示すように、レーザ光出射部１０、レーザ光出射部１０から出射するレーザ光の形状を成形するマスクＭ、マスクＭを保持するマスクステージ２０、マスクステージ移動機構２１、リフトオフを行う材料層を形成したサファイア基板（以下ワークＷと呼ぶ）を置くワークステージ３０、ワークステージ移動機構３１を備える。ワークステージ３０には、同図に示すように、レーザ光出射部１０からレーザ光が照射されたとき可視光を発する蛍光板３０ａが設けられる。また、レーザ光をワークＷ上に投影する投影レンズ４０、レーザ光の照射位置およびワークＷに形成されているアライメントマーク（図示せず）の位置を検出するアライメント顕微鏡５０、アライメント顕微鏡移動機構５１、およびレーザリフトオフ装置全体の動作を制御する制御部６０を備える。
なお、ワークステージ３０にワークＷを搬送搬出するワーク搬送機構については省略している。
光照射部１０は、例えば波長２４８ｎｍのパルスレーザ光を出射するＫｒＦエキシマレーザ照射装置である。レーザ光の波長は、ワークのリフトオフを行う材料層が吸収する波長に基づき選択する。例えば材料層が窒化ガリウム（ＧａＮ）の場合は、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザが用いられる。
マスクＭは、レーザ光出射部１０から出射するレーザ光の形状を、スクライブラインにより分割されているワークの領域（以下分割領域という）の形状に合せて成形する。一般に分割領域の形状は矩形であり、したがってマスクＭには矩形の開口（レーザ光が透過する領域）が形成される。
【０００９】
マスクＭとして、以下に示すようなものが考えられる。
（ア）レーザ光を遮光する金属板に分割領域の形状の開口を形成したもの。
（ィ）レーザ光を透過する石英などの光透過性基板に、レーザ光を透過しないクロムなどの金属により、分割領域の形状の開口を有するパターンを形成したもの。
（ウ）図２に示すように、複数（図では４枚）のレーザ光を透過しない板状の部材Ｍ１〜Ｍ４を重ね合わせ、分割領域の形状の開口を形成したもの。
図２のようなマスクはマスキングブレードとも呼ばれることがある。マスキングブレードの板状部材Ｍ１〜Ｍ４には、それぞれ板状部材移動機構２２ａ〜２２ｄが設けられており、各板状部材Ｍ１〜Ｍ４が前後方向（同図の矢印方向）に移動することにより、開口の大きさや位置を変えることができる。
【００１０】
マスクステージ移動機構２１は、マスクステージ２０を同図左右手前奥およびマスクＭの平面内での回転方向（ＸＹθ方向）に移動させる。なお、図２に示すマスキングブレードの場合は、各板状部材の組み合わせがマスクのはたらきをする。そして板状部材移動機構がマスクステージ移動機構としての機能を果たす。ただし、図示したものだけでは、マスク（板状部材）を回転（θ）方向に移動させることはできない。したがって、別途、４組の板状部材と板状部材移動機構とを一式で回転移動させる回転移動機構が必要である。
ワークステージ３０は、レーザリフトオフを行うワークＷを載置するステージであり、表面にはワークを吸着固定するための真空吸着孔または真空吸着溝（ともに不図示）が形成されている。また、ワークステージ３０のワークＷが載置される部分以外の部分には、前記したようにレーザ光出射部１０から照射されたレーザ光を可視光に変換する蛍光板３０ａが取り付けられている。
ワークステージ移動機構３１は、ワークステージ３０を同図左右手前奥上下およびワークＷの平面内での回転方向（ＸＹＺθ方向）に移動させる。
投影レンズ４０は、マスクＭにより分割領域の形状に成形されたレーザ光を、ワークステージ３０に置いたワークＷ上に投影する。投影レンズを用いることにより、マスクＭにより形成したレーザ光の照射領域の周縁（エッジ）の位置を、ぼけることなくシャープに、ワークＷ上に投影することができる。なお、投影レンズ４０を用いず、マスクＭとワークＷを接近させてレーザ光を照射するようにしても良い。
【００１１】
また、本発明の装置においては、投影レンズ４０は２：１に縮小投影する投影レンズを用いている。そのため、ワークに照射されるレーザ光の照射領域の大きさは、マスクに形成された開口の大きさの半分になる。なお、投影レンズは、縮小投影するものの他に、等倍で投影するもの、拡大して投影するものがあり、適宜選択が可能である。
アライメント顕微鏡５０は、レーザ光の照射領域の照射位置、およびワークに形成されているアライメントマーク（ワーク・アライメントマーク、以下ワークマーク）の位置を検出する。アライメント顕微鏡５０は、第１のハーフミラー、第２のハーフミラー、ＣＣＤカメラ５０ａ、ワークを照明する照明光源５０ｂなどを備える。動作については後述する。
アライメント顕微鏡移動機構５１は、アライメント顕微鏡５０をワークステージ３０と投影レンズ４０の間に挿入し、またそこからアライメント顕微鏡５０を退避させる（同図左右方向に移動させる）。
制御部６０は、レーザ光出射部１０からのレーザ光の照射、マスクステージ移動機構２１の駆動、ワークステージ移動機構３１の駆動、アライメント顕微鏡移動機構５１の駆動、アライメント顕微鏡５０のＣＣＤカメラ５０ａにより検出したレーザ光の照射領域の照射位置やワークマークの位置情報に基づくレーザ光の照射領域とワークの分割領域との位置合せなど、レーザリフトオフ装置全体の動作を制御する。
【００１２】
図３は光照射領域の位置を検出する工程を説明する図、図４は光照射領域がＣＣＤカメラに受像される状態を模式的に示した斜視図、図５は光照射領域のエッジ、中心位置、回転量の求め方を説明する図、図６はワーク・アライメントマークの位置を検出する工程を説明する図、図７はサファイア基板から見たワークＷを示す図であり、図１、図３−図７を用いて、本実施例のレーザリフトオフ装置の動作を、レーザ光の照射領域とワークの分割領域との位置合せ動作を中心に説明する。なお、これらの図３、図６においては、各移動機構と制御部については省略して示している。
まず、レーザ光の照射領域の位置の検出とその位置の調整について説明する。
本実施例のレーザリフトオフ装置は、その装置の製造段階で、図１に示すようにワークステージ３０が原点位置にあるとき、ワークステージ３０のワークが置かれる部分の中心に、レーザ光出射部から出射したレーザ光の中心が来るように調整されている。
ワークステージ移動機構３１によりワークステージ３０が移動し、ワークステージ３０に取り付けた蛍光板３０ａが、レーザ光が照射される位置に来る。これはワークステージに向かって照射するレーザ光を可視光化して、アライメント顕微鏡５０のＣＣＤカメラ５０ａにより受像できるようにするためである。
制御部６０はアライメント顕微鏡移動機構５１を駆動し、アライメント顕微鏡５０をレーザ光が照射される位置にまで挿入する。
【００１３】
制御部６０は、レーザ光出射部１０にレーザ光発振指示の信号を送る。レーザ光出射部１０からレーザ光が出射する。図３（ａ）、図４に示すように、レーザ光出射部１０から出射したレーザ光は、マスクＭにより、スクライブラインにより分割されているワークＷの領域（分割領域）の形状に成形され、投影レンズ４０（図４では図示せず）により１／２に縮小投影され、アライメント顕微鏡５０の第１のハーフミラー５０ｃを通過して、ワークステージ３０に置いた蛍光板３０ａ上に照射される。蛍光板３０ａ上にレーザ光による照射領域（光照射領域）が明瞭に示されるように、投影レンズ４０の焦点を合せる。
蛍光板３０ａに照射されたレーザ光は可視光に変換され、その光はアライメント顕微鏡５０の第１のハーフミラー５０ｃにより反射し、第２のハーフミラー５０ｄを通過してＣＣＤカメラ５０ａに入射する。
【００１４】
図３（ｂ）に、ＣＣＤカメラ５０ａにより映し出された、蛍光板３０ａにより可視光に変換されたレーザ光の照射領域を示す。
同図に示すように、ＣＣＤカメラ５０ａの視野には、マスクＭにより成形され、投影レンズ４０により縮小されたレーザ光照射領域（光照射領域）が映し出される。
ＣＣＤカメラ５０ａにより映し出された光照射領域の画像は、制御部６０に送られる。制御部６０は、図３（ｂ）に示す画像において、光照射領域Ｒの中心位置ＲｃがＣＣＤカメラ５０ａの視野Ｓのどの位置あるかを検出する。そして、検出した光照射領域の中心位置ＲｃとＣＣＤカメラ５０ａの視野Ｓの中心位置Ｓｃのずれ量と方向を計算する。
制御部６０は、その結果に基づき、ＣＣＤカメラ５０ａの視野Ｓの中心位置Ｓｃが、光照射領域Ｒの中心位置Ｒｃと一致するように、マスクステージ移動機構２１によりマスクステージ２０を移動させ、マスクＭを（ＸＹ方向に）移動させる。
マスクＭのＸＹ方向の移動により、光照射領域の中心位置ＲｃとＣＣＤカメラの視野の中心位置Ｓｃを一致させた後、今度は、制御部６０は、光照射領域Ｒの周縁Ｒｅ（エッジ）と、ＣＣＤカメラ５０ａの視野の画郭Ｓｅの平行度を検出し、そのずれ量を計算する。制御部６０は、光照射領域の周縁Ｒｅ（エッジ）とＣＣＤカメラ５０ａの視野の画郭Ｓｅが平行になるように、マスクステージ移動機構２１によりマスクステージ２０を回転移動させる。これによりマスクＭが回転移動して、光照射領域の周縁Ｒｅ（エッジ）とＣＣＤカメラ５０ａの視野の画郭Ｓｅが平行になる。
【００１５】
上記光照射領域Ｒの周縁Ｒｅ（エッジ）、光照射領域の中心位置Ｒｃ、光照射領域の傾き、は例えば以下のように検出される。
図５（ａ）〜（ｄ）はＣＣＤカメラ５０ａにより映し出された光照射領域の画像を模式的に示した図であり、白い部分が光照射領域を示している。
図５（ａ）に示すように、画面端一辺から同図の矢印方向に走査して画像の濃淡を調べ、黒から白へ変化している点(エッジ)を見つける。この動作を画面端４辺から同図の矢印に示すように行い、光照射領域Ｒの周縁Ｒｅを検出する。
図５（ｂ）に示すように、４辺の各エッジに近似直線Ｌ１を引き、その交点Ｔ１を検出し、エッジの交点を出す。
図５（ｃ）に示すように、上記エッジ近似直線Ｌ１の交点Ｔ１の中点Ｔ２１〜Ｔ２４を求め、上下の中点Ｔ２１，Ｔ２３間と左右の中点Ｔ２２，Ｔ２４間で直線を引き、その交点Ｔ３を光照射領域の中心位置Ｒｃとする。中心位置が決まったら、前記したように光照射領域の中心位置ＲｃとＣＣＤカメラの視野の中心位置Ｓｃを一致させる。
また、図５（ｄ）に示すように、垂直線Ｖ（ＣＣＤカメラ５０ａの画郭の縦方向の辺に相当）に対する上下の中点Ｔ２１，Ｔ２３を結ぶ直線Ｌ２１の角度θ１と、水平線Ｈ（ＣＣＤカメラ５０ａの画郭の横方向の辺に相当）に対する左右の中点Ｔ２２，Ｔ２４を結ぶ直線Ｌ２２の角度θ２をそれぞれ算出する。そして、その角度を平均化し、その値を光照射領域の傾き角としてマスクＭを回転移動させる。
すなわち、傾き角δ＝（θ１＋θ２）／２を演算し、傾き角δが０になるように、マスクＭを回転移動させる。
以上の動作により、アライメント顕微鏡５０に対する光照射領域の位置が決まる。
アライメント顕微鏡５０に対する光照射領域の位置が決まったら、レーザ光出射部１０からのレーザ光照射を停止する。
【００１６】
次にワークの分割領域の位置の検出について説明する。
ワークＷは、上記したように、サファイア基板上にＧａＮ系化合物結晶層（材料層）を形成したものである。
図７にサファイア基板側から見たワークＷを示す。材料層はスクライブラインＳＬにより複数の領域Ａ（分割領域）に分割されている。分割領域Ａの大きさは、一辺が０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度である。マスクMの開口はこの分割領域の形状に合わせて形成され、投影レンズ４０により投影する。
本発明においては、上記したように２：１に縮小投影を行う投影レンズ４０を備えている。したがって、レーザ光の照射領域の大きさは、マスクＭに形成された開口の大きさの半分になる。
ワークＷの少なくとも２ヶ所には、ワークの中心（ワークは円形のウエハであるので、その円の中心）に対してあらかじめ設定された位置関係にあるワーク・アライメントマーク（ワークマーク）ＷＡＭが、２個以上形成されている。なお、本実施例では２個のワークマークＷＡＭが形成されているものとする。
ワークＷの各分割領域Ａは、このワークマークＷＡＭに対してあらかじめ設定された位置関係になるように形成されている。ワークＷの各分割領域ＡのワークマークＷＡＭに対する位置関係は、あらかじめ制御部６０に記憶されている。
【００１７】
図６に示すように、アライメント顕微鏡５０を投影レンズ４０とワークステージ３０の間に挿入した状態で、ワークステージ３０に、ワークＷを、サファイア基板１０１側を上にして（レーザ光が照射される側にして）、またワークＷの中心がワークステージ３０の中心とほぼ一致するようにして置く。
アライメント顕微鏡５０の照明光源５０ｂを点灯する。照明光源５０ｂからの照明光は、第２のハーフミラー５０ｄと第１のハーフミラー５０ｃにより反射され、ワークＷの表面を照明する。照明光により照明されたワークＷ表面の画像は、第１のハーフミラー５０ｃにより反射され、第２のハーフミラー５０ｄを通過して、ＣＣＤカメラ５０ａに受像される。
ワークステージ移動機構３１によりワークステージ３０を移動し、２個形成されているワークマークＷＡＭのうち第１のワークマークＷＡＭを、アライメント顕微鏡５０のＣＣＤカメラ５０ａの視野に入れる。
制御部６０は、ＣＣＤカメラ５０ａの視野中心に対するワークマークＷＡＭの位置と、この時のワークステージ３０の位置を記憶する。
【００１８】
再びワークステージ移動機構３１によりワークステージ３０を移動し、今度は第２のワークマークＷＡＭを、アライメント顕微鏡５０のＣＣＤカメラ５０ａより検出する。制御部６０は、ＣＣＤカメラ５０ａの視野中心に対するワークマークＷＡＭの位置と、第２のワークマークＷＡＭのワークステージ３０の位置を記憶する。これにより、２個のワークマークの位置（ワークステージ３０の位置座標）が求まる。これを形成されているワークマークの数だけ繰り返す。
制御部６０は、上記で得た２個のワークマークの位置情報と、あらかじめ記憶していたワークマークに対する各分割領域の位置情報とに基づいて、各分割領域の位置（ワークステージ３０の位置座標）を演算する。
以上で、レーザ光の光照射領域の位置とワークＷの各分割領域の位置との関係が得られる。アライメント顕微鏡５０は退避し、照明光源５０ｂは消灯する。
【００１９】
次に、光照射領域と分割領域の位置合せと、レーザ照射の動作について説明する。
制御部６０は、上記で求めたレーザの光照射領域の位置情報とワークの各分割領域の位置情報とに基づき、ワークステージ移動機構３１によりワークステージ３０を、ワークの複数形成されている分割領域のうち第１の分割領域の中心が、光照射領域の中心と一致するように移動させる。
上記したように、光照射領域の形状は、ワークの分割領域の形状と一致するように、マスクＭと投影レンズ４０を使って成形されている。そのため、光照射領域の中心が分割領域の中心と一致すれば、光照射領域の周縁（エッジ）の位置は、ワークＷのスクライブラインの位置と一致する。
なお、光照射領域の周縁（エッジ）の位置は、スクライブラインの幅の中央を目標にして位置合せを行うが、多少ずれても、スクライブライン幅内であれば問題ない。
ワークステージ３０が、光照射領域とワークの分割領域が一致するように移動したら、制御部６０はレーザ光出射部１０に、レーザ光出射信号を送る。
レーザ光出射部１０からレーザ光が出射する。レーザ光はマスクＭ、投影レンズ４０を介して、ワークＷに照射される。
投影レンズ４０により、光照射領域の周縁（エッジ）はぼけることなくシャープにワークに形成されたスクライブライン上に投影される。したがって、ある領域に対してレーザ光を照射する際、レーザ光がスクライブラインを越えて隣の領域にかかって照射されたり、レーザ光が当該領域を区切るスクライブラインにまで達していなかったりするようなことがない。
ワークＷに照射されたレーザ光は、サファイア基板を通過し、材料層を加熱する。レーザ光により加熱した材料層のガリウム（Ｇａ）は溶けてサファイア基板から剥離する。
【００２０】
第１の分割領域に対するレーザ照射が終わったら、ワークステージ移動機構３１は、ワークステージ３０を、第１の分割領域の例えば隣の第２の分割領域の中心が、光照射領域の中心と一致するように移動させる。移動終了後、レーザ光を第２の分割領域に照射し、第２の分割領域の材料層をサファイア基板から剥離する。
以下、分割領域と光照射領域の位置合せと、レーザ照射とを繰り返し、ワークＷのサファイア基板から材料層を剥離する。
なお、レーザ光が１回に照射する領域は、周囲をスクライブラインにより囲まれていれば、一つのＬＥＤチップの領域でも良いし、複数ＬＥＤチップを含む領域でも良い。
また、スクライブラインも、溝（凹部）が形成されていても良いし、溝（凹部）が形成されていなくても良い。溝（凹部）が形成されている場合は、レーザ照射により発生した窒素ガスは、溝（凹部）から外部に放出され、材料層にクラックが生じるのを防ぐことができる。溝（凹部）が形成されていない場合は、スクライブラインの部分にクラックが生じる場合があるが、スクライブラインはＬＥＤチップを分離する際に破棄する部分であるので、クラックが発生したとしても問題はない。
【符号の説明】
【００２１】
１０ レーザ光出射部
２０ マスクステージ
２１ マスクステージ移動機構
２２ａ〜２２ｄ 板状部材移動機構
３０ ワークステージ
３１ ワークステージ移動機構
３０ａ 蛍光板
４０ 投影レンズ
５０ アライメント顕微鏡
５１ アライメント顕微鏡移動機構
５０ａ ＣＣＤカメラ
５０ｂ 照明光源
５０ｃ 第１のハーフミラー
５０ｄ 第２のハーフミラー
６０ 制御部
１０１ サファイア基板
１０２ 材料層
Ｍ マスク
Ｍ１〜Ｍ４ 板状部材
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に形成された材料層が、チップ分離用境界線であるスクライブラインにより複数の領域に分割されたワークに対し、レーザ光を、上記透明基板を介して上記材料層の上記分割された一乃至複数の領域ごとに照射し、上記透明基板から上記材料層を剥離するレーザリフトオフ方法において、
レーザ光を照射して、上記スクライブラインにより分割された一乃至複数の領域と同じ大きさの光照射領域を形成し、当該光照射領域の位置を検出する第１の工程と、
上記ワークの上記分割された領域に対し所定の位置関係にあるワーク・アライメントマークの位置を検出する第２の工程と、
上記検出した光照射領域の位置と上記ワーク・アライメントマークの位置とに基づき、ワークステージを移動して上記光照射領域の位置とワークの上記分割された一乃至複数の領域の位置とを一致させる第３の工程と、
上記マスクを介してレーザ光を上記ワークに対して照射する第４の工程とを備えた
ことを特徴とするレーザリフトオフ方法。
【請求項２】
レーザ光を出射するレーザ光出射部と、
透明基板上に形成された材料層が、チップ分離用境界線であるスクライブラインにより複数の領域に分割されたワークを載置するワークステージと、
該ワークステージを移動させるワークステージ移動機構とを備え、
上記レーザ光出射部からのレーザ光を、上記透明基板を介して上記材料層の上記分割された一乃至複数の領域ごとに照射し、上記透明基板から上記材料層を剥離するレーザリフトオフ装置において、
上記レーザリフトオフ装置は、さらに、
レーザ光出射部とワークステージとの間に、上記レーザ光が照射されたとき上記スクライブラインにより分割された一乃至複数の領域と同じ大きさの光照射領域を形成する大きさの開口を有するマスクと、
上記マスクを移動させるマスク移動機構と、
上記マスクを介してレーザ光を照射することにより形成される光照射領域の位置と、上記ワークに形成されている、スクライブラインにより分割された領域と所定の位置関係にあるワーク・アライメントマークの位置を検出するアライメント顕微鏡と、
上記アライメント顕微鏡を移動させるアライメント顕微鏡移動機構と、
上記アライメント顕微鏡により検出した光照射領域の位置と、上記ワーク・アライメントマークとの位置とに基づいて、上記光照射領域の位置と、ワークに形成された上記分割された一乃至複数の領域の位置とを一致させる制御部とを備えている
ことを特徴とするレーザリフトオフ装置。
【請求項１】
透明基板上に形成された材料層が、チップ分離用境界線であるスクライブラインにより複数の領域に分割されたワークに対し、レーザ光を、上記透明基板を介して上記材料層の上記分割された一乃至複数の領域ごとに照射し、上記透明基板から上記材料層を剥離するレーザリフトオフ方法において、
レーザ光を照射して、上記スクライブラインにより分割された一乃至複数の領域と同じ大きさの光照射領域を形成し、当該光照射領域の位置を検出する第１の工程と、
上記ワークの上記分割された領域に対し所定の位置関係にあるワーク・アライメントマークの位置を検出する第２の工程と、
上記検出した光照射領域の位置と上記ワーク・アライメントマークの位置とに基づき、ワークステージを移動して上記光照射領域の位置とワークの上記分割された一乃至複数の領域の位置とを一致させる第３の工程と、
上記マスクを介してレーザ光を上記ワークに対して照射する第４の工程とを備えた
ことを特徴とするレーザリフトオフ方法。
【請求項２】
レーザ光を出射するレーザ光出射部と、
透明基板上に形成された材料層が、チップ分離用境界線であるスクライブラインにより複数の領域に分割されたワークを載置するワークステージと、
該ワークステージを移動させるワークステージ移動機構とを備え、
上記レーザ光出射部からのレーザ光を、上記透明基板を介して上記材料層の上記分割された一乃至複数の領域ごとに照射し、上記透明基板から上記材料層を剥離するレーザリフトオフ装置において、
上記レーザリフトオフ装置は、さらに、
レーザ光出射部とワークステージとの間に、上記レーザ光が照射されたとき上記スクライブラインにより分割された一乃至複数の領域と同じ大きさの光照射領域を形成する大きさの開口を有するマスクと、
上記マスクを移動させるマスク移動機構と、
上記マスクを介してレーザ光を照射することにより形成される光照射領域の位置と、上記ワークに形成されている、スクライブラインにより分割された領域と所定の位置関係にあるワーク・アライメントマークの位置を検出するアライメント顕微鏡と、
上記アライメント顕微鏡を移動させるアライメント顕微鏡移動機構と、
上記アライメント顕微鏡により検出した光照射領域の位置と、上記ワーク・アライメントマークとの位置とに基づいて、上記光照射領域の位置と、ワークに形成された上記分割された一乃至複数の領域の位置とを一致させる制御部とを備えている
ことを特徴とするレーザリフトオフ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１６７２７（Ｐ２０１２−１６７２７Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５５８１８（Ｐ２０１０−１５５８１８）
【出願日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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