DE102013103723B4 - Verfahren zur Herstellung eines Bauteils - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Bauteils umfassend die folgenden Verfahrensschritte:A) Bereitstellen eines Trägers (1) mit einer Trägeroberfläche (11),B) Aufbringen einer Opferschicht (2) auf die Trägeroberfläche (11),C) Bereitstellen eines Bauelements (4) oder mehrere Bauelemente,D) Aufbringen einer Kleberschicht (3) auf das Bauelement (4) und/oder auf die Opferschicht,E) Aufbringen des Bauelements auf die Trägeroberfläche (11) mit Hilfe der Kleberschicht (3),F) Bearbeiten des Bauelements (4) oder der BauelementeG) Einwirken lassen von elektromagnetischer Strahlung (7) auf die Opferschicht, wodurch die Opferschicht sich zumindest teilweise photolytisch verändert, wobei die photolytisch veränderte Opferschicht im Vergleich zur Opferschicht eine Löslichkeit in einem wässrigen Medium aufweist, undH) Trennen des Bauelements (4) von dem Träger (1) durch Lösen der photolytisch veränderten Opferschicht im wässrigen Medium, wobei die Kleberschicht (3) wasserunlöslich ist und sich deren Löslichkeit in einem wässrigen Medium durch Einwirken von elektromagnetischer Strahlung (7) nicht ändert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils.
  • Die Nutzung von temporären Trägern ermöglicht es, besonders dünne und bruchempfindliche Bauelemente umfassende Halbleitermaterialien mit herkömmlichen Fertigungsmethoden zu bearbeiten. Dabei stellt das anschließende Lösen des Trägers von dem Bauelement eine besondere Herausforderung dar, da die bruchempfindlichen Bauelemente durch den Ablösevorgang mechanisch nicht beansprucht werden sollten.
  • Aus der Druckschrift DE 103 46 581 A1 geht ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung hervor. Die Druckschrift US 5 853 947 A beschreibt eine positive Photoresist-Zusammensetzung.
  • Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Bauteils anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Bauteils die folgenden Verfahrensschritte:
    1. A) Bereitstellen eines Trägers mit einer Trägeroberfläche,
    2. B) Aufbringen einer Schicht eines Fotolacks oder einer Opferschicht auf die Trägeroberfläche,
    3. C) Bereitstellen eines Bauelements oder mehrere Bauelemente,
    4. D) Aufbringen einer Kleberschicht auf das Bauelement und/oder auf den Fotolack oder auf die Opferschicht,
    5. E) Aufbringen des Bauelements auf die Trägeroberfläche mit Hilfe der Kleberschicht,
    6. F) Bearbeiten des Bauelements oder mehrere Bauelemente
    7. G) Einwirken lassen von elektromagnetischer Strahlung auf den Fotolack oder auf die Opferschicht, wodurch der Fotolack oder die Opferschicht sich zumindest teilweise fotolytisch zersetzt oder verändert, wobei der fotolytisch zersetzte Fotolack oder die photolytisch veränderte Opferschicht im Vergleich zum Fotolack oder zur Opferschicht eine Löslichkeit in einem wässrigen Medium aufweist, und
    8. H) Trennen des Bauelements von dem Träger durch Lösen des fotolytisch zersetzten Fotolacks oder der photolytisch veränderten Opferschicht im wässrigen Medium.
  • Unter Opferschicht versteht man hier und im Folgenden eine Schicht, welche sich durch Einwirken von elektromagnetischer Strahlung verändert oder zersetzt, das heißt ihre Beschaffenheit und/oder chemische Zusammensetzung und/oder chemische Eigenschaft, wie beispielsweise Löslichkeit ändert. Insbesondere kann die Opferschicht eine Lackschicht und/oder Fotolackschicht sein.
  • Ist hier und im Folgenden von einer Fotolackschicht die Rede, so schließt dies der einfacheren Formulierung wegen mit ein, dass es sich dabei auch um eine andere Opferschicht handeln kann, die nicht als Fotolack ausgebildet ist.
  • Mit anderen Worten beschreibt das angegebene Verfahren das Aufbringen eines Bauelements mittels einer Opferschicht oder Fotolackschicht auf einen Träger, wodurch das Bauelement mechanisch stabilisiert wird und damit gefahrlos bearbeitet werden kann. Nach der Bearbeitung des Bauelements kann der Träger leicht von dem Bauelement gelöst werden. Der Träger ist somit temporär mit dem Bauelement verbunden, wobei das Lösen des Trägers ohne mechanische Beanspruchung des Bauelements erfolgt. Auch die dem Träger zugewandte Fläche des Bauelements wird durch das nasschemische Behandeln im Verfahrensschritt H) nicht beeinflusst, da die wasserunlösliche Kleberschicht die genannte Fläche des Bauelements schützt.
  • Bauteil bezeichnet hier und im Folgenden nicht nur ein fertiges Bauteil, wie beispielsweise Leuchtdioden (LEDs) oder Laserdioden, sondern auch Substrate und/oder Halbleiterschichten, sodass beispielsweise bereits ein Verbund einer Kupferschicht und einer Halbleiterschicht ein Bauteil darstellen und ein Bestandteil eines zweiten Bauteils bilden kann, in dem beispielsweise zusätzlich elektrische Anschlüsse vorhanden sind. Das Bauteil kann beispielsweise ein Dünnfilmhalbleiterchip, insbesondere ein Dünnfilmleuchtdiodenchip sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Bauteil eine Halbleiterschichtenfolge. Die Halbleiterschichtenfolge kann Bestandteil eines Halbleiterchips sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die in der Halbleiterschichtenfolge vorkommenden Halbleitermaterialien nicht beschränkt, sofern diese zumindest teilweise Elektrolumineszenz aufweisen. Es werden beispielsweise Verbindungen aus den Elementen verwendet, die aus Indium, Gallium, Aluminium, Stickstoff, Phosphor, Arsen, Sauerstoff, Silizium, Kohlenstoff und Kombinationen daraus ausgewählt sind. Es können aber auch andere Elemente und Zusätze verwendet werden. Die Schichtenfolge mit einem aktiven Bereich kann beispielsweise auf Nitridverbindungshalbleitermaterialien basieren. „Auf Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial basierend“ bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die Halbleiterschichtenfolge oder zumindest ein Teil davon, ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, vorzugsweise AlnGamIn1-n-mN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n+m ≤ 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, Ga, In, N), auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.
  • Die Halbleiterschichtenfolge kann als aktiven Bereich beispielsweise einen herkömmlichen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfach-Quantentopfstruktur (SQW-Struktur) oder eine Mehrfach-Quantentopfstruktur (MQW-Strukur) aufweisen. Die Halbleiterschichtenfolge kann neben dem aktiven Bereich weitere funktionelle Schichten und funktionelle Bereiche umfassen, etwa p- oder n-dotierte Ladungsträgertransportschichten, also Elektronen- oder Löchertransportschichten, p- oder n-dotierte Confinement- oder Cladding-Schichten, Pufferschichten und/oder Elektroden sowie Kombinationen daraus. Solche den aktiven Bereich oder die weiteren funktionellen Schichten und Bereiche betreffende Strukturen sind dem Fachmann insbesondere hinsichtlich Aufbau, Funktion und Struktur bekannt und werden von daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Bauteil dazu eingerichtet, elektromagnetische Primärstrahlung einer ersten Wellenlänge und/oder elektromagnetische Sekundärstrahlung einer von der ersten verschiedenen zweiten Wellenlänge zu emittieren und/oder zu absorbieren. Insbesondere ist das Bauteil ein optoelektronisches Bauteil das zur Emission von elektromagnetischer Primärstrahlung eingerichtet ist. Die elektromagnetische Primärstrahlung kann insbesondere von einem aktiven Bereich der Halbleiterschichtenfolge emittiert werden. Die elektromagnetische Primärstrahlung kann einen UV- und/oder blauen Wellenlängenbereich aufweisen. Im Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung kann ein Konversionselement angeordnet sein, welche die elektromagnetische Primärstrahlung in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung mit einem längeren Wellenlängenbereich im Vergleich zur elektromagnetischen Primärstrahlung umwandelt. Die Gesamtemission des Bauteils kann die Summe aus elektromagnetischer Primärstrahlung und Sekundärstrahlung sein und von einem Betrachter als weißes Licht wahrgenommen werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird im Verfahrensschritt G) elektromagnetische Strahlung auf den Fotolack oder die Opferschicht eingestrahlt, welche einen Spektralbereich aus dem UV- und/oder blauen Wellenlängenbereich aufweist.
  • UV-Wellenlängenbereich bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere nahes UV mit einer Wellenlänge zwischen 315 nm bis 380 nm. UV-Wellenlängenbereich kann aber auch mittleres UV mit einer Wellenlänge von 280 nm bis 385 nm bedeuten. Blauer Wellenlängenbereich bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die elektromagnetische Strahlung einen Wellenlängenbereich von 380 nm bis 490 nm, insbesondere 420 nm bis 490 nm, beispielsweise 450 nm aufweist. Insbesondere weist die elektromagnetische Strahlung im Verfahrensschritt G) eine Wellenlänge aus einem Bereich von 350 nm bis 460 nm, insbesondere 370 nm bis 420 nm, beispielsweise 400 nm auf. Insbesondere wird die elektromagnetische Strahlung mit einer Quecksilberdampflampe erzeugt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird im Verfahrensschritt G) kein Laser zur Erzeugung der elektromagnetischen Strahlung sondern andere Strahlungsquellen verwendet. Mit anderen Worten wird im Verfahrensschritt G) inkohärentes Licht zur Erzeugung der elektromagnetischen Strahlung verwendet.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Träger transparent für die elektromagnetische Strahlung aus dem UV- und/oder blauen Wellenlängenbereich, insbesondere für elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von größer oder gleich 300 nm. Die Transparenz des Trägers für einen Wellenlängenbereich ermöglicht es vorteilhaft, dass elektromagnetische Strahlung dieses Wellenlängenbereichs durch den Träger hindurch direkt in Richtung Fotolackschicht einwirken kann. Transparenz meint hier, dass der Träger eine Durchlässigkeit für die elektromagnetische Strahlung von größer oder gleich 85 %, beispielsweise 95 % aufweist.
  • Dadurch kann die Fotolackschicht ganzflächig belichtet werden, sodass ein einfaches Trennen zwischen Bauelement und Träger im Verfahrensschritt H) erfolgen kann.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Träger ein Material, beispielsweise ein Halbleitermaterial. Insbesondere kann der Träger allein aus diesem Material bestehen. Das Halbleitermaterial kann aus der folgenden Gruppe ausgewählt sein: Galliumarsenid, Galliumnitrid, Silizium, Germanium, Keramik. Alternativ kann der Träger auch aus Glas sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Träger eine Schichtdicke von 400 bis 1000 µm, beispielsweise 500 µm auf.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird im Verfahrensschritt B) die Schicht eines Fotolacks auf die Trägeroberfläche mittels Spin-, Spray-, Dip-Coating, Drucken, MVD (Molecular Vapor Deposition)und/oder Laminieren aufgebracht. Die Schicht eines Fotolacks kann hier und im Folgenden auch als Fotolackschicht bezeichnet werden. Die Trägeroberfläche ist dabei quer zur Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge des Bauelements angeordnet.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Fotolackschicht eine Schichtdicke von 1 bis 20 µm, beispielsweise 5 µm auf.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die Fotolackschicht direkt auf den Träger aufgebracht. „Direkt“ bedeutet hier und im Folgenden, dass die Fotolackschicht unmittelbar in mechanischem Kontakt oder Kontakt mit der Trägeroberfläche des Trägers steht. Die Trägeroberfläche des Trägers kann vorbehandelt werden. Damit kann die Fotolackschicht optimal haften.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform bedeckt die Fotolackschicht die Trägeroberfläche vollständig. Vollständig bezeichnet hier eine homogene Fotolackschicht, so dass die Trägeroberfläche in Draufsicht keine freien Flächen aufweist, welche nicht von der Fotolackschicht bedeckt sind. Alternativ oder zusätzlich kann die Fotolackschicht partiell auf den Träger aufgebracht werden, wobei keine homogene Fotolackschicht erzeugt wird.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Fotolackschicht dazu eingerichtet, bei Einwirken von elektromagnetischer Strahlung durch eine photochemische Reaktion sich fotolytisch zu zersetzen oder zu verändern und/oder ihre Löslichkeit im Vergleich zu einer Fotolackschicht, bei der keine elektromagnetische Strahlung eingewirkt hat, zu verändern. Insbesondere wird durch Einwirken der elektromagnetischen Strahlung auf die Fotolackschicht die Löslichkeit gegenüber einem wässrigen Medium erhöht. Wässriges Medium bedeutet im vorliegenden Fall, dass der Anteil an Wasser in diesem wässrigen Medium größer oder gleich 50 Gew.-%, insbesondere größer oder gleich 80 Gew.-%, beispielsweise 95 Gew.-% beträgt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird im Verfahrensschritt B) die Fotolackschicht zunächst als Lösung eines Fotolacks aufgebracht. Der Verfahrensschritt B) umfasst dann einen weiteren Verfahrensschritt B') Verdampfen von Lösungsmittel aus der aufgebrachten Fotolacklösung und Erzeugen der Fotolackschicht. Die Lösung des Fotolacks kann durch Rotationsbeschichtung (Aufschleudern oder spin-on) aus der flüssigen Phase auf die Trägeroberfläche aufgebracht werden. Anschließend kann das Lösungsmittel entweichen und/oder verdampfen. Damit härtet die Fotolackschichtlösung aus und es bildet sich die Fotolackschicht.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Fotolackschichtlösung ein Bindemittel, einen Sensibilisator und ein Lösungsmittel oder besteht daraus.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Fotolackschichtlösung transparent.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst oder besteht die Fotolackschicht aus einem Bindemittel und Sensibilisator.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Fotolack ein Bindemittel, das ein Phenolharz und/oder Derivate davon umfasst oder daraus besteht. Das Bindemittel kann zu einem Anteil von 20 Gew.-% in der Lösung des Fotolacks vorhanden sein. Das Bindemittel ist insbesondere dazu eingerichtet, die thermischen Eigenschaften des Fotolacks zu bestimmen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Fotolack einen Sensibilisator, der eine Diazoverbindung und/oder Derivate davon umfasst oder daraus besteht. Der Sensibilisator kann in der Lösung des Fotolacks zu einem Anteil von 10 % vorhanden sein. Der Sensibilisator kann dazu eingerichtet sein, die Lichtempfindlichkeit des Fotolacks zu bestimmen. Der Sensibilisator kann bei Einwirken von elektromagnetischer Strahlung die Löslichkeit des Fotolacks verändern.
  • Der Sensibilisator kann ein Chromophor sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform zersetzt sich der Fotolack im Verfahrensschritt G) fotolytisch zu einer Carbonsäure und/oder deren Derivaten. Insbesondere wird durch die fotolytische Zersetzung des Fotolacks in eine Carbonsäure die Löslichkeit des Fotolacks erhöht.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform verändern sich die Bestandteile des Fotolacks im Verfahrensschritt G) fotolytisch zu einem Keten. Durch den nachfolgenden Hydrolyseschritt kann sich dieses in eine Carbonsäure und/oder deren Derivate umsetzen. Insbesondere wird durch die fotolytische Umlagerung der aktiven Spezies im Fotolack in eine Carbonsäure die Polarität des Fotolacks erhöht, welcher nun in einem polaren-protischen Medium lösbar ist.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform verändert, insbesondere erhöht, der Fotolack seine Löslichkeit in polar-protischen Lösungsmittel oder Medium, beispielsweise Wasser beim oder durch Bestrahlen oder Einwirken von elektromagnetischer Strahlung. Löslichkeit bedeutet hier und im Folgenden eine homogene Verteilung des Fotolacks in ein polar-protisches Medium, beispielsweise in einem wässrigen Medium, beispielsweise Wasser.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist ein zunächst wasserunlöslicher Fotolack nach Einwirken der elektromagnetischen Strahlung wasserlöslich. Dadurch kann der Fotolack durch Abspülen mit wässriger Lösung oder wässrigem Medium oder polar-protischem Medium leicht vom Träger entfernt werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Fotolackschicht im Randbereich der Trägeroberfläche aufgebracht.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt die fotolytische Zersetzung des Fotolacks durch Wolff-Umlagerung. Wolff-Umlagerung bezeichnet hier und im Folgenden die Erzeugung von Ketocarbenen aus Alpha-Diazoketonen. Im nachfolgenden Reaktionsschema ist die Wolff-Umlagerung am Beispiel von Diazonaphtoquinon (DNQ) gezeigt:
    Figure DE102013103723B4_0001
  • Dabei zeigt sich aus dem obigen Reaktionsschema, dass aus Diazonaphtoquinon (1) durch Einwirken von elektromagnetischer Strahlung hv unter Stickstoffabspaltung ein Intermediat (2) und schließlich ein Ketocarben (3) erzeugt wird, wobei durch Zugabe von Wasser aus dem Ketocarben (3) eine Carbonsäure (4), oder durch Zugabe weiterer Nukleophile Nu-, beispielsweise eines Alkohols, wie Methanol, ein Carbonsäureester (5) erzeugt werden kann. Der Rest Nu kann hier Alkyl, Aryl, Heteroaryl oder Heteroalkyl, welche kondensiert oder unkondensiert sein können, bezeichnen. Somit kann aus einem wasserunlöslichen Diazonaphtoquinon (1) durch fotolytische Zersetzung eine wasserlösliche Carbonsäure (4) oder ein Carbonsäureester (5) erzeugt werden.
  • Die Erhöhung der Löslichkeit der Fotolackschicht bzw. des Fotolacks ermöglicht im Verfahrensschritt H) ein leichtes Trennen des Bauelements vom Träger durch Zersetzen oder Lösen des Fotolacks im wässrigen Medium.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Fotolackschicht als Monolage ausgestaltet. Eine Monolage oder Monoschicht bezeichnet eine Schicht von einer Atom- oder Moleküllage auf der Oberfläche des Trägers, wobei die Schichthöhe hier nur ein Molekül beträgt. Insbesondere ist die Monolage frei von halogenhaltigen, insbesondere fluorhaltigen Substituenten. Mit anderen Worten werden in der Fotolackschicht fluorhaltige Verbindungen vermieden. Unter Monolage wird hier keine selbstorganisierende Monolage (Self assembling monolyer, SAM) verstanden.
  • Für die Fotolackschicht werden beispielsweise auch Organosilane vermieden. Organosilane bezeichnet hier Siliziumverbidnungen mit organofunktionellen Substituenten, wie Alkyl-, Aryl- und/oder Heteroaryl-Substituenten.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform kann die Kleberschicht direkt auf die Fotolackschicht aufgebracht werden. Direkt bedeutet in diesem Zusammenhang, ein unmittelbarer mechanischer Kontakt zwischen Fotolackschicht und Kleberschicht, wobei keine weiteren Schichten und/oder Elemente dazwischen angeordnet sind.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Kleberschicht und die Fotolackschicht transparent für die elektromagnetische Strahlung, insbesondere für den UV- und/oder sichtbaren Spektralbereich der elektromagnetischen Strahlung. Dadurch ist eine einfache Vorder- oder Rückseitenjustage und/oder Strukturierung der dem Bauelement abgewandten Trägerseite möglich.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Kleberschicht gegenüber elektromagnetischer Strahlung mit einer Wellenlänge aus dem Bereich von 350 nm bis 460 nm fotostabil. Fotostabil bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Kleberschicht sich nicht durch Einwirken von elektromagnetischer Strahlung fotolytisch zersetzt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Kleberschicht ein Material auf. Das Material kann organisch sein. Insbesondere wird in der Kleberschicht auf Acrylgruppen verzichtet.
  • Die Kleberschicht ist wasserunlöslich, wobei sich die Löslichkeit gegenüber einem wässrigen Medium durch Einwirken der elektromagnetischen Strahlung nicht ändert.
  • Im Verfahrensschritt F) kann die Bearbeitung mittels herkömmlicher Prozesse für die Herstellung von Halbleiterwafern, zur Dickenbearbeitung, Metallisierung und/oder Strukturierung erfolgen, wobei das Bauelement durch diese Bearbeitung mechanisch beansprucht wird.
  • Das Bauelement wird durch die Anbindung des Trägers mechanisch verstärkt, wobei ein Brechen des Bauelements beim Bearbeiten reduziert wird.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt der Verfahrensschritt H) nasschemisch. Insbesondere erfolgt der Verfahrensschritt H) in einem wässrigen Medium, das einen Anteil von 95 Gew.-% Wasser aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann der Anteil an Wasser im wässrigen Medium auch geringer sein. Beispielsweise kann der Anteil an Wasser im wässrigen Medium größer oder gleich 50 Gew.-%, zum Beispiel 90 Gew.-%, sein. Alternativ oder zusätzlich kann das wässrige Medium einen pH-Wert aufweisen, welcher leicht basisch ist. Leicht basisch bedeutet in diesem Zusammenhang einen pH-Wert von 8 bis 9. Dieser leicht basische pH-Wert kann durch Zusätze, beispielsweise Laugen erzeugt werden.
  • Auf dem Träger kann mehr als ein Bauelement angeordnet oder aufgebracht sein. Der Verfahrensschritt E) weist dann gemäß einer Ausführungsform einen zusätzlichen Verfahrensschritt E') auf: Vereinzeln mehrerer Bauelemente. Der Verfahrensschritt E') kann nach dem Verfahrensschritt E), insbesondere nach dem Verfahrensschritt H) erfolgen. Insbesondere ist der Verfahrensschritt E') direkt nach dem Verfahrensschritt E) oder H). Die Vereinzelung der Bauelemente kann durch Sägen erfolgen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das Bauelement allein durch die Verfahrensschritte A) bis H) nicht verändert. Insbesondere zeigt das Bauelement zumindest nach dem Verfahrensschritt H) keine mechanische Beschädigung im Vergleich zu einem Bauelement, welches vor dem Verfahrensschritt F) vorliegt. Beim Verfahrensschritt F) können Spannungen in den dünnen Bauelementen durch Prozesse oder Methoden der LED- oder Laserfertigung erzeugt werden. Diese Methoden können Mikrorisse oder Defektdichteunterschiede im Bauelement hervorrufen. Dadurch können die Bauelemente brechen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können derartige Beschädigungen vermieden werden.
  • Nach dem Verfahrensschritt E) wird gemäß einer Ausführungsform ein erstes Bauelement erzeugt. Das erste Bauelement umfasst:
    • - einen Träger mit einer Trägeroberfläche,
    • - eine Schicht eines Fotolacks, welche direkt auf der Trägeroberfläche aufgebracht ist,
    • - eine Kleberschicht, welche direkt auf der Schicht des Fotolacks aufgebracht ist, und
    • - ein Substrat, welches direkt auf der Kleberschicht aufgebracht ist und der Trägeroberfläche zugewandt ist, wobei die Schicht des Fotolacks fotolabil ist,
    wobei der Fotolack dazu eingerichtet ist, seine Löslichkeit gegenüber einem wässrigen Medium bei Einwirken von elektromagnetischer Strahlung zu erhöhen.
  • Dabei gelten für das erste Bauelement die gleichen Definitionen und Ausführungen wie sie vorstehend in der Beschreibung für das Verfahren zur Herstellung des Bauteils angegeben wurden. Das erste Bauelement weist eine erhöhte Stabilität auf und kann im nachfolgenden Verfahrensschritt F) bearbeitet werden.
  • Im Folgenden werden weitere Vorteile sowie vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gegenstands anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert.
    • Die 1 und 2 zeigen jeweils ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils gemäß einer Ausführungsform und
    • die 3 zeigt ein Bauelement gemäß einer Ausführungsform.
  • In den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente oder deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen.
  • Die 1 und 2 zeigen jeweils ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils gemäß einer Ausführungsform. In 1 wird im Verfahrensschritt A) ein Träger 1 mit einer Trägeroberfläche 11 bereitgestellt.
  • Im Verfahrensschritt B) wird der Träger 1 mit einer Fotolackschicht 2, welche einen Fotolack aufweist, auf der Trägeroberfläche 11 aufgebracht. Der Fotolack bindet dabei an die Trägeroberfläche 11. Der Fotolack ist dabei fotolabil, sodass er dazu eingerichtet ist, sich bei Einwirken von elektromagnetischer Strahlung fotolytisch zu zersetzen oder zu verändern. Insbesondere wird der Fotolack durch Einwirken elektromagnetischer Strahlung wasserlöslich.
  • Im Verfahrensschritt C) wird ein Bauelement 4 bereitgestellt. Alternativ oder zusätzlich können auch mehrere Bauelemente bereitgestellt werden.
  • Das Bauelement 4 wird im Verfahrensschritt D) auf seiner Bauelementoberfläche mit einer Kleberschicht 3 behandelt. Dabei kann die Kleberschicht 3 ganzflächig auf das Bauelement 4 aufgebracht werden.
  • Im Verfahrensschritt E) wird der funktionalisierte Träger 1 und das mit der Kleberschicht 3 behandelte Bauelement 4 zusammengeführt. Das Bauteil weist somit nach dem Verfahrensschritt E) eine Schichtenfolge von Träger 1, Fotolackschicht 2, Kleberschicht 3 und Bauelement 4 auf, wobei jeweils Träger 1 mit Fotolackschicht 2, Fotolackschicht 2 mit Kleberschicht 3 und Kleberschicht 3 mit Bauelement 4 in direktem Kontakt zueinander stehen.
  • Im Verfahrensschritt F) wird das Bauelement 4 bearbeitet. Unter Bearbeitung versteht man hier jegliche Methoden oder Prozesse, welche mechanischen Stress oder eine mechanische Beanspruchung des Bauelements verursachen. Mechanischer Stress kann auch durch Temperaturwechselbelastungen und insbesondere durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten zwischen unterschiedlichen Materialien entstehen. Die Bearbeitung kann beispielsweise das Aufbringen einer Halbleiterschichtenfolge auf ein Substrat des Bauelements 4 sein. Der Träger 1 stabilisiert das Bauelement 4 mechanisch und verhindert ein Zerbrechen des Bauelements 4.
  • Im anschließenden Verfahrensschritt G) wird elektromagnetische Strahlung 7 beispielsweise mit einer Wellenlänge von 350 bis 460 nm auf das Bauelement 4 eingestrahlt. Insbesondere ist der Träger 1 transparent für diese elektromagnetische Strahlung 7. Die elektromagnetische Strahlung 7 wird durch den transparenten Träger 1 in Richtung Fotolackschicht 2 erzeugt. Insbesondere bestrahlt die elektromagnetische Strahlung 7 die Fotolackschicht 2 ganzflächig und/oder gleichmäßig. Dadurch zersetzt sich die Fotolackschicht 2 beziehungsweise der Fotolack fotolytisch. Insbesondere erhöht die Fotolackschicht 2 durch Einwirken von elektromagnetischer Strahlung 7 seine Löslichkeit gegenüber Wasser.
  • Im Verfahrensschritt H) wird der Träger 1 durch fotolytisches Abspalten der Fotolackschicht 2 vom Bauelement 4 entfernt. Dazu kann im Verfahrensschritt H) der Träger 1 beispielsweise in einem wässrigen Medium 9 abgelöst werden.
  • Im nachfolgenden Verfahrensschritt I) kann die Kleberschicht 2 durch ein organisches Lösungsmittel abgelöst werden.
  • Der Träger 1 kann in einem weiteren Verfahrensschritt J), welcher in 1 nicht gezeigt ist, recycelt werden. Dies kann beispielweise durch ein wässriges Medium erfolgen. Dies ist umweltfreundlich, leicht durchzuführen und spart Kosten.
  • Damit kann ein Bauteil erzeugt werden, welches durch die Verfahrensschritte A) bis J) außer F) nicht mechanisch beansprucht wird und damit ohne mechanische Beschädigung herstellbar ist. Insbesondere weist das Bauteil keine Beschädigung nach dem Verfahrensschritt F) auf.
  • Der Träger 1 kann vom Bauelement 4 leicht entfernt werden, ohne dass mechanischer Stress oder eine mechanische Beanspruchung auf das ungeschützte Bauelement 4 ausgeübt wird. Eine spezielle und komplizierte Behandlung oder Funktionalisierung der Trägeroberfläche 11 vor dem Aufbringen der Fotolackschicht 2 ist nicht zwingend erforderlich.
  • Die 2 zeigt im Gegensatz zu 1 ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils. Jedoch wird hier die Kleberschicht 3 nicht wie in 1 gezeigt direkt im Verfahrensschritt C) auf das Bauelement 4 aufgebracht, sondern die Kleberschicht 3 wird im Verfahrensschritt C) auf die Fotolackschicht 2 direkt aufgebracht. Im anschließenden Verfahrensschritt E) wird das Bauelement 4 auf die Kleberschicht 3 in direktem Kontakt aufgebracht. Die Verfahrensschritte F) bis I) und J) können wie in 1 gezeigt erfolgen.
  • Die 3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Bauelements 4 gemäß einer Ausführungsform. Das Bauelement 4 umfasst ein Substrat 90 und ein Gehäuse 80, welches auf dem Substrat 90 angeordnet ist. Das Bauelement 4 umfasst weiterhin eine Halbleiterschichtenfolge 10, welche zur Emission von elektromagnetischer Strahlung befähigt ist. Die Halbleiterschichtenfolge 10 kann in einer Ausnehmung 60 des Gehäuses 60 oder des Substrats 90 angeordnet sein. Das Gehäuse 80 kann eine Gehäusewand 70 aufweisen. Weiterhin kann das Bauelement 4 einen Verguss 50 aufweisen. Alternativ kann der Verguss ein Konversionsmaterial aufweisen, welches die von der Halbleiterschichtenfolge 10 emittierte elektromagnetische Primärstrahlung in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung mit längerer Wellenlänge umwandelt. Die 3 zeigt weiterhin die elektrischen Anschlüsse 20 und 30.
  • Einzelne, mehrere oder alle Komponenten des Bauelements 4 können im Verfahrensschritt F) auf das Substrat 90 aufgebracht werden, insbesondere jedoch die Komponenten, deren Aufbringung oder Erzeugung hohe mechanische Belastung mit sich bringt, beispielsweise das Gehäuse 80 oder der auf das Substrat gebondete Bonddraht 40 zum elektrischen Anschluss der Halbleiterschichtenfolge 10.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils umfassend die folgenden Verfahrensschritte: A) Bereitstellen eines Trägers (1) mit einer Trägeroberfläche (11), B) Aufbringen einer Opferschicht (2) auf die Trägeroberfläche (11), C) Bereitstellen eines Bauelements (4) oder mehrere Bauelemente, D) Aufbringen einer Kleberschicht (3) auf das Bauelement (4) und/oder auf die Opferschicht, E) Aufbringen des Bauelements auf die Trägeroberfläche (11) mit Hilfe der Kleberschicht (3), F) Bearbeiten des Bauelements (4) oder der Bauelemente G) Einwirken lassen von elektromagnetischer Strahlung (7) auf die Opferschicht, wodurch die Opferschicht sich zumindest teilweise photolytisch verändert, wobei die photolytisch veränderte Opferschicht im Vergleich zur Opferschicht eine Löslichkeit in einem wässrigen Medium aufweist, und H) Trennen des Bauelements (4) von dem Träger (1) durch Lösen der photolytisch veränderten Opferschicht im wässrigen Medium, wobei die Kleberschicht (3) wasserunlöslich ist und sich deren Löslichkeit in einem wässrigen Medium durch Einwirken von elektromagnetischer Strahlung (7) nicht ändert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Opferschicht eine Fotolackschicht ist.
  3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Verfahrensschritt B) zum Aufbringen der Opferschicht oder Fotolackschicht (2) zunächst eine Lösung eines Fotolacks aufgebracht wird, wobei der Verfahrensschritt B eine zusätzlichen Verfahrensschritt B') umfasst: Verdampfen von Lösungsmittel aus der aufgebrachten Fotolacklösung und Erzeugen der Fotolackschicht (2).
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Fotolack ein Bindemittel umfasst, das ein Phenolharz oder Derivate davon umfasst oder daraus besteht.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Fotolack einen Sensibilisator umfasst, der eine Diazoverbindung oder Derivate davon umfasst oder daraus besteht.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Verfahrensschritt G) bei der photolytischen Zersetzung des Fotolacks eine Carbonsäure und/oder deren Derivate entstehen.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Bauteil (4) ein optoelektronisches Bauteil ist und zur Emission von elektromagnetischer Primärstrahlung und/oder Sekundärstrahlung eingerichtet ist.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Verfahrensschritt G) die elektromagnetische Strahlung (7) durch den Träger (1) hindurch, welcher für elektromagnetische Strahlung (7) mit einer Wellenlänge von größer oder gleich 200 nm transparent ist, auf den Fotolack einwirkt.
  9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Verfahrensschritt G) eine elektromagnetische Strahlung (7) einer Wellenlänge zwischen 350 und 460 nm eingesetzt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest im Verfahrensschritt H) ein wässriges Medium eingesetzt wird, das einen Anteil von 95 Gew-% Wasser aufweist.
  11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei nach dem Verfahrensschritt E) ein zusätzlicher Verfahrensschritt E') erfolgt: Vereinzeln mehrerer Bauelemente.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5853947A (en) 1995-12-21 1998-12-29 Clariant Finance (Bvi) Limited Quinonediazide positive photoresist utilizing mixed solvent consisting essentially of 3-methyl-3-methoxy butanol and propylene glycol alkyl ether acetate
DE10346581A1 (de) 2003-01-14 2004-07-22 Mitsubishi Denki K.K. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung

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