KR101066848B1 - 반도체 웨이퍼의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼의 제조방법에 관한 것으로서, 발광다이오드 소자가 형성된 웨이퍼를 형성한 후 독립적으로 발광다이오드 소자의 광학특성에 따라 발광다이오드 소자와 각각 대응되는 형광체필름의 영역을 트리밍한 후 형광체필름을 웨이퍼에 합착함으로써 광학적으로 균일한 반도체 웨이퍼를 제조함으로써 발광다이오드 소자의 열손상을 극복할 수 있을 뿐만 아니라 웨이퍼 상태에서 순차적으로 픽업하여 패키징할 수 있어 공정이 단순화되고 광효율을 향상시킬 수 있고, 웨이퍼 상태에서 이후 공정으로 이동시 단품으로 분리하지 않기 때문에 단품으로 분류하고 보관하기 위한 소팅 공정 및 소팅 장비가 불필요하여 제조공정 및 제조기간을 단축함으로써 제조비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 웨이퍼 및 이후 공정을 인식코드를 통해 관리함으로써 불량이 발생될 경우 발광다이오드 단품에 대한 제조이력을 추적하여 불량의 원인을 분석할 수 있다.

Description

반도체 웨이퍼의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR WAFER}

본 발명은 반도체 웨이퍼의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광다이오드 소자가 형성된 웨이퍼를 형성한 후 발광다이오드 소자의 광학특성에 따라 독립적으로 발광다이오드 소자와 각각 대응되는 형광체필름의 영역을 트리밍한 후 형광체필름을 웨이퍼에 합착함으로써 광학특성이 동일한 웨이퍼를 제조할 수 있도록 한 반도체 웨이퍼의 제조방법에 관한 것이다.

발광다이오드 즉 LED(Light Emitting Diode)는 전류가 가해지면 다양한 색상의 빛을 발생시키기 위한 반도체 장치이다. LED에서 발생되는 빛의 색상은 주로 LED의 반도체를 구성하는 화학 성분에 의해 정해진다. 이러한 LED는 필라멘트에 기초한 광원에 비해 긴 수명, 낮은 전원, 우수한 초기 구동 특성, 높은 진동 저항 및 반복적인 전원 단속에 대한 높은 공차 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다.

최근 들어, 발광다이오드의 사용범위가 실내외 조명, 자동차 헤드라이트, 디스플레이 장치의 백라이트 유닛(Back-Light Unit : BLU) 등 다양한 분야로 확대되고 있다.

특히 백라이트 유닛에 사용되는 발광다이오드는 백색광을 발광하는 백색 발광다이오드가 사용된다.

위에서 설명한 기술은 본 발명이 속하는 기술분야의 배경기술을 의미하며, 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

이와 같은 발광다이오드 칩은 웨이퍼 상에 형성된 수천 내지 수만 개의 발광다이오드 소자를 웨이퍼 절단하여 구분한 후 광학 및 전기적인 정밀한 검사를 거쳐 검사결과에 따라 성능이 일정한 등급으로 분류되어 다수개의 빈블록(bin block)에 각각 담겨져 후속 공정에 사용된다.

이렇게 빈블록으로 분류된 발광다이오드 소자는 등급에 따라 리드 프레임에 다이본딩 및 와이어본딩 된 후 형광체 및 봉지재를 충진한 후 경화하는 패키징 과정을 거쳐 발광다이오드 칩으로 제조된다.

즉, 청색 발광다이오드에서 발광되는 청색광을 황색으로 전환하는 형광체를 충진하여 백색광을 발광하는 백색 발광다이오드 칩으로 제조된다.

이후 발광다이오드 칩에 대해 광학 및 전기적인 정밀한 검사를 거친 후 검사결과에 따라 재분류가 이루어져 빈블록에 각각 담겨져 후속 백라이트 어레이 공정에 사용된다.

이와 같이 발광다이오드 칩을 제조하는 과정에서 웨이퍼로부터 백라이트 어레이 공정에 사용될 때까지 검사를 수행하면 그 결과에 따라 단품으로 분류되어 다수개의 빈블록에 각각 담긴 상태로 운반되고 필요로 하는 구성에 따라 해당 빈블록에서 단품 발광다이오드 소자나 칩으로 분리되어 운반됨에 따라 반복적인 분류공정으로 제조비용이 많이 소요되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 일단 설정된 등급에 따라 단품의 형태로 분류한 경우 새로운 등급을 적용하여 재분류할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 단품으로 분리된 상태에서 운반되고 실장되기 때문에 최종공정에서 제품에 불량이 발생한 경우 제품의 불량을 분석하기 위한 제조이력을 추적할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명은 발광다이오드 소자가 형성된 웨이퍼를 형성한 후 독립적으로 발광다이오드 소자의 광학특성에 따라 발광다이오드 소자와 각각 대응되는 형광체필름의 영역을 트리밍한 후 형광체필름을 웨이퍼에 합착하여 광학특성이 동일한 웨이퍼를 제조할 수 있도록 하는 반도체 웨이퍼의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 웨이퍼와 형광체필름이 분리된 상태에서 형광체필름을 트리밍함으로써 발광다이오드 소자의 열손상을 극복할 수 있도록 하는 반도체 웨이퍼의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 웨이퍼의 제조방법은 발광다이오드 소자가 형성된 웨이퍼를 형성하는 단계; 웨이퍼의 발광다이오드 소자에 대해 각각 광학적 특성검사 및 전기적 특성검사를 수행하는 단계; 광학적 특성검사 및 전기적 특성검사에 따라 형광체필름에서 발광다이오드 소자와 대응되는 영역을 트리밍하는 단계; 및 트리밍된 형광체필름과 웨이퍼를 합착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 광학적 특성검사 및 전기적 특성검사를 수행하는 단계에서 검사결과를 발광다이오드 소자의 위치정보와 함께 웨이퍼 ID 단위로 저장하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 웨이퍼 ID는 웨이퍼에 바코드로 표시되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 형광체필름은 형광분포가 균일한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 발광다이오드 소자와 대응되는 영역을 트리밍하는 단계에서 발광다이오드 소자의 전극패드와 대응되는 영역을 개방하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 형광체필름을 트리밍하는 단계는 형광체필름을 레이저로 드릴링하는 방법 및 형광체필름 면을 깎아 두께를 조절방법 중 어느 한 방법 이상으로 트리밍하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 본 발명은 발광다이오드 소자가 형성된 웨이퍼를 형성한 후 발광다이오드 소자의 광학특성에 따라 독립적으로 발광다이오드 소자와 각각 대응되는 형광체필름의 영역을 트리밍한 후 트리밍한 형광체필름을 웨이퍼에 합착하여 광학특성이 동일한 웨이퍼를 제조할 수 있다.

또한, 웨이퍼와 형광체필름이 분리된 상태에서 형광체필름에 대해 트리밍을 수행함으로써 트리밍시 발생되는 발광다이오드 소자의 열손상(thermal damage)을 극복할 수 있다.

또한, 본 발명은 웨이퍼 상태에서 순차적으로 픽업하여 패키징함으로써 공정이 단순화되고 광효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 웨이퍼 상태에서 이후 공정으로 이동시 단품으로 분리하지 않기 때문에 단품으로 분류하기 위한 공정 및 단품을 보관하기 위한 장비가 불필요하여 제조공정 및 제조기간을 단축함으로써 제조비용을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 웨이퍼 및 이후 공정을 웨이퍼 ID를 통해 관리함으로써 불량이 발생될 경우 발광다이오드 단품에 대한 제조이력을 추적하여 불량의 원인을 분석할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 제조방법에 의한 형광체필름의 트리밍 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 제조방법으로 제조된 웨이퍼의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 제조방법의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 제조방법에 의한 형광체필름의 트리밍 상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 제조방법으로 제조된 웨이퍼의 단면도이다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 제조방법은 반도체 웨이퍼(10)에 발광다이오드 소자(30)를 형성한다(S10).

이후 웨이퍼(10)의 발광다이오드 소자(30)에 대해 각각 광학적 특성검사 및 전기적 특성검사를 수행한다(S20).

이때 검사한 광학적 특성검사 및 전기적 특성검사의 결과는 웨이퍼(10)에 표시되는 바코드를 읽어 웨이퍼 ID 단위로 저장되어 발광다이오드 소자(30)의 위치정보와 함께 저장된다.

이와 같이 저장된 광학적 특성검사 및 전기적 특성검사의 결과에 따라 하나의 웨이퍼(10)에 형성된 모든 발광다이오드 소자(30)의 광학특성이 균일할 수 있도록 형광체필름(20)에서 각각 발광다이오드 소자(30)와 대응되는 영역을 트리밍하여 광학특성이 균일하게 되도록 한다(S30).

이때 형광체필름(20)은 형광분포가 균일하여 광학특성이 균일한 필름인 것이 바람직하다.

만약 형광분포가 균일하지 않을 경우에는 형광분포가 균일하도록 하는 균일화 단계를 수행할 수도 있다.

형광체필름(20)을 균일화하는 방법으로는 형광체필름(20)을 레이저로 드릴링하는 방법 및 형광체필름(20) 면을 깎아 두께를 조절방법 중 어느 한 방법 이상을 사용하여 트리밍할 수 있다.

이렇게 형광분포가 균일한 형광체필름(20)에서 각각 발광다이오드 소자(30)와 대응되는 영역을 트리밍하여 하나의 웨이퍼(10)에 대해 광학특성이 균일하게 되도록 한다(S30).

이때 발광다이오드 소자(30)의 전극패드(미도시)와 대응되는 영역도 함께 개방할 수도 있다.

발광다이오드 소자(30)와 대응되는 영역을 트리밍 방법으로는 위에서도 기재한 바와 같이 형광체필름(20)을 레이저로 드릴링하는 방법 및 형광체필름(20) 면을 깎아 두께를 조절방법 중 어느 한 방법 이상을 사용할 수 있다.

이렇게 트리밍한 형광체필름(20)에 대해서도 웨이퍼 ID를 바코드 형태로 표시하여 웨이퍼와 대응되도록 한다.

도 2에 도시된 바와 같이 광학특성에 따라 'A'영역은 많은 양을 트리밍한 영역이고, 'B'영역은 적은 양을 트리밍한 영역으로 이와 같이 하나의 웨이퍼(10)에 형성된 발광다이오드 소자(30)의 광학특성에 따라 형광체필름(20)의 형광분포를 조절함으로써 하나의 웨이퍼(10)에서 형성된 발광다이오드 소자(30)의 광학특성을 균일하게 할 수 있다.

이와 같이 레이저를 통해 형광체필름(20)을 드릴링하여 형광체필름(20)에 드릴링 홀(25)을 형성한 후 드릴링 홀(25)을 통해 직접 조사되는 광과 형광체필름(20)을 통과하는 광들에 의해 광학특성을 조절할 수도 있으며, 두껍게 형성된 형광체필름(20)의 면을 깎아 형광체필름(20)의 두께를 조절함으로써 광학특성을 조절할 수도 있다.

이렇게 트리밍하여 광학특성이 조절된 형광체필름(20)을 웨이퍼(10)에 합착함으로써 웨이퍼(10)에 형성된 발광다이오드 소자(30)의 광학특성이 균일한 웨이퍼(10)를 제조할 수 있게 된다(S40).

위와 같은 방법에 의해 제조된 반도체 웨이퍼(10)는 이후 공정에 의해 웨이퍼로부터 발광다이오드 소자(30)를 다이싱한 후 픽업하여 리드 프레임(미도시)에 순차적으로 다이본딩과 와이어본딩여 몰딩함으로써 패키징되어 발광다이오드 칩으로 제조된다.

이때 웨이퍼(10) 및 리드 프레임에는 ID에 의한 인식코드를 표시하여 불량이 발생될 경우 발광다이오드 단품에 대한 제조이력을 추적할 수 있도록 한다.

이렇게 리드 프레임을 형성하기 위해 발광다이오드를 단품으로 분류하지 않고 순차적으로 리드 프레임에 본딩함으로써 분류를 위한 공정 및 분류된 단품을 개별적으로 보관하기 위한 장비가 필요없게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 웨이퍼
20 : 형광체필름
25 : 드릴링 홀
30 : 발광다이오드 소자

Claims (6)

1. 발광다이오드 소자가 형성된 웨이퍼를 형성하는 단계;
   상기 웨이퍼의 발광다이오드 소자에 대해 각각 광학적 특성검사 및 전기적 특성검사를 수행하는 단계;
   상기 광학적 특성검사 및 전기적 특성검사에 따라 형광체필름에서 상기 발광다이오드 소자와 대응되는 영역을 트리밍하는 단계; 및
   트리밍된 형광체필름과 웨이퍼를 합착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 광학적 특성검사 및 전기적 특성검사를 수행하는 단계에서 검사결과를 상기 발광다이오드 소자의 위치정보와 함께 웨이퍼 ID 단위로 저장하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조방법.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 웨이퍼 ID는 상기 웨이퍼에 바코드로 표시되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조방법.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 형광체필름은 형광분포가 균일한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조방법.
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 발광다이오드 소자와 대응되는 영역을 트리밍하는 단계에서 상기 발광다이오드 소자의 전극패드와 대응되는 영역을 개방하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조방법.
   
6. 제 1항에 있어서, 상기 형광체필름을 트리밍하는 단계는 상기 형광체필름을 레이저로 드릴링하는 방법 및 형광체필름면을 깍아 두께를 조절방법 중 어느 한 방법 이상으로 트리밍하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조방법.

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