KR101091027B1 - Method and apparatus for manufacturing light emitting diode - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a light emitting diode and an apparatus thereof are provided to preventing brightness from being lowered while improving the luminous efficiency of a light emitting diode by reflecting light which is generated from the inner light emitting layer of a light emitting diode and faces to a lower part, to the top part through a reflective film. CONSTITUTION: A substrate(110) is prepared in the upper part of a reflective film(100). The reflective film includes a metal layer and a DBR(Distributed Bragg Reflector) layer. The DBR(distributed bragg reflection) layer is formed by alternatively laminating a high refractive index layer and a low refractive index layer. The thickness of the low refractive index layer and the high refractive index layer is set to a thickness in which light in a specific wavelength band is maximally reflected. A function element layer(120) is prepared in the upper part of the substrate.

Description

발광 다이오드의 제조 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING LIGHT EMITTING DIODE}Method and apparatus for manufacturing light emitting diodes {METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING LIGHT EMITTING DIODE}

본 발명은 발광 다이오드의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a light emitting diode.

발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode)는 전류를 받아 빛을 방출하는 반도체를 이용한 발광소자의 일종이다. 최근 반도체 기술의 발전에 따라 발광 다이오드의 고품질화가 급격히 진행되고 있다. 그 일례로, 사파이어 기판 상에 금속 유기 화학 증착(MOCVD)법으로 III-IV족 질화물층을 형성함으로써, 고휘도의 청색 LED를 구현하는 기술이 점차 일반화되고 있다.A light emitting diode (LED) is a kind of light emitting device using a semiconductor that emits light by receiving a current. Recently, with the development of semiconductor technology, the quality of light emitting diodes is rapidly increasing. For example, by forming a III-IV nitride layer on a sapphire substrate by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), a technique for implementing a high brightness blue LED is becoming increasingly common.

발광 다이오드의 특성 또는 성능을 결정하는 가장 중요한 인자 중의 하나는 휘도(brightness)이다. 휘도를 향상시키기 위해, 또는 휘도의 저하를 방지하기 위하여 발광 다이오드의 재료, 성막 방법, 구조 등을 개선하거나, 발광 다이오드의 가공 방법이나 패키징 방법을 개선하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.One of the most important factors that determine the characteristics or performance of a light emitting diode is brightness. In order to improve the luminance, or to prevent the degradation of the luminance, studies are being actively conducted to improve the material, the film formation method, the structure, and the like of the light emitting diode, or to improve the processing method and the packaging method of the light emitting diode.

그러한 방법의 하나로서 발광 다이오드의 기판의 하면에 반사막을 코팅하는 기술이 알려져 있다. 이러한 반사막은 발광 다이오드의 내부 발광층에서 생성된 광을 높은 효율로서 반사시킴으로서, 반사막이 없는 경우에 비해 패키징 이후의 휘도 저하를 현저히 감소시킨다.As one of such methods, a technique of coating a reflective film on a lower surface of a substrate of a light emitting diode is known. Such a reflecting film reflects the light generated in the internal light emitting layer of the light emitting diode with high efficiency, thereby significantly reducing the luminance deterioration after packaging as compared with the case without the reflecting film.

그러나, 기판의 하면에 반사막을 코팅하는 경우, 그러한 반사막이 없는 경우에 비해 발광 다이오드를 스크라이빙(scribing) 또는 절단하는 공정이 매우 어렵게 된다. 여기서, 스크라이빙 또는 절단 공정은 웨이퍼를 개편화하여 칩(chip)으로 만드는 공정을 의미한다. 스크라이빙 또는 절단 방법으로는, 예컨대 다이싱 소(dicing saw)를 이용하여 발광 다이오드를 기계적으로 절단하는 방법이 있다. 이러한 기계적 절단은 분진을 발생시키고, 제거되는 영역의 폭이 커서 전체 수율을 감소시키는 등의 문제가 있다.However, when the reflective film is coated on the lower surface of the substrate, the process of scribing or cutting the light emitting diode becomes very difficult as compared with the case where there is no such reflective film. Here, the scribing or cutting process refers to a process of breaking a wafer into chips. As a scribing or cutting method, there is a method of mechanically cutting a light emitting diode using a dicing saw, for example. Such mechanical cutting causes problems such as generating dust and reducing the overall yield because the width of the area to be removed is large.

한국 공개특허공보 제10-2004-0010168호Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2004-0010168 한국 공개특허공보 제10-2004-0063128호Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2004-0063128

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 반사막이 형성된 발광 다이오드를 칩 단위로 스크라이빙 또는 절단할 수 있는 발광 다이오드의 제조 방법 및 그를 위한 제조 장치를 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a method of manufacturing a light emitting diode capable of scribing or cutting a light emitting diode having a reflective film formed in a chip unit, and a manufacturing apparatus therefor.

본 발명의 다른 목적은, 휘도를 저하시키지 않고, 분진의 발생을 억제하며, 수율을 향상시키는 발광 다이오드의 제조 방법 및 그를 위한 제조 장치를 제공하는 데에 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a light emitting diode and a device for manufacturing the same, which suppress the generation of dust and improve the yield without lowering the luminance.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의하면, 발광 다이오드의 제조 방법으로서, 기판의 일면에 반사막이 형성된 발광 다이오드를 마련하는 공정, 상기 반사막의 일부를 제거하여 기판의 일부 영역을 노출시키는 공정, 및 상기 노출된 기판의 일부 영역을 통해 상기 기판의 내부에 레이저 빔을 집광시킴으로써 상기 기판을 스크라이빙(scribing)하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, as a method of manufacturing a light emitting diode, a step of providing a light emitting diode with a reflective film formed on one surface of the substrate, by removing a portion of the reflective film to expose a portion of the substrate And a step of scribing the substrate by condensing a laser beam inside the substrate through a portion of the exposed substrate.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의하면, 기판의 일면에 반사막을 포함하는 발광 다이오드의 제조 장치로서, 레이저 빔을 생성하는 레이저 광원, 상기 발광 다이오드를 적재하며, 레이저 광원에 대해 상대 이동할 수 있는 스테이지, 및 상기 레이저 광원과 상기 스테이지 사이에 위치하며, 상기 레이저 빔을 상기 반사막 또는 상기 기판으로 집광시키는 광학계를 포함하며, 상기 광학계는, 상기 레이저 빔을 상기 반사막으로 집광시키는 제1 광학계, 및 상기 레이저 빔을 상기 기판의 내부에 집광시키는 제2 광학계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 장치를 제공한다.In addition, according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, as an apparatus for manufacturing a light emitting diode comprising a reflective film on one surface of the substrate, a laser light source for generating a laser beam, the light emitting diode is loaded, the laser light source A stage movable relative to the laser light source, and an optical system positioned between the laser light source and the stage, the optical system focusing the laser beam onto the reflective film or the substrate, wherein the optical system focuses the laser beam onto the reflective film. A first optical system and a second optical system for condensing the laser beam inside the substrate is provided.

본 발명은 반사막이 형성된 발광 다이오드를 스크라이빙 또는 절단할 수 있는 발광 다이오드의 제조 방법 및 그를 위한 제조 장치를 제공할 수 있다.The present invention can provide a method of manufacturing a light emitting diode capable of scribing or cutting a light emitting diode on which a reflective film is formed, and a manufacturing apparatus therefor.

또한, 본 발명은, 휘도를 저하시키지 않고, 분진의 발생을 억제하며, 수율을 향상시키는 발광 다이오드의 제조 방법 및 그를 위한 제조 장치를 제공할 수 있다.Moreover, this invention can provide the manufacturing method and manufacturing apparatus for the light emitting diode which suppresses generation | occurrence | production of a dust, and improves a yield, without reducing brightness.

본 발명의 효과는 상기한 것으로 제한되지 않으며, 본 명세서에 기재되어 있는 사항, 또는 그로부터 본 발명의 속한 기술분야에 속한 통상의 기술자가 자명하게 유추해 낼 수 있는 사항은 본 발명의 효과로 본다.The effects of the present invention are not limited to the above, and matters described in this specification, or matters that can be obviously inferred by those skilled in the art from the present invention, are regarded as effects of the present invention.

도 1은 발광 다이오드의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 발광 다이오드의 구조를 상세히 나타낸 단면도이다.
도 3은 복수개의 기능소자층이 형성된 발광 다이오드를 나타낸 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 발광 다이오드를 절단하는 공정을 순차적으로 나타낸 개략 단면도이다.
도 5는 레이저 빔의 집광 방법을 나타낸 개략 단면도이다.
도 6은 발광 다이오드의 제조 장치를 개략적으로 나타낸 구조도이다.
도 7은 발광 다이오드의 제조 장치의 일실시예를 개략적으로 나타낸 구조도이다.
도 8a 는 도 7의 제조 장치의 제1 광학계를 나타낸 구조도이고, 도 8d는 도 7의 제조 장치의 제2 광학계를 나타낸 구조도이다.
도 9 및 도 10은 발광 다이오드의 제조 장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 구조도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a light emitting diode.
2 is a cross-sectional view illustrating in detail the structure of the light emitting diode of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode in which a plurality of functional device layers are formed.
4A to 4D are schematic cross-sectional views sequentially illustrating a process of cutting a light emitting diode.
5 is a schematic cross-sectional view showing a condensing method of a laser beam.
6 is a structural diagram schematically illustrating an apparatus for manufacturing a light emitting diode.
7 is a schematic structural diagram of an embodiment of an apparatus for manufacturing a light emitting diode.
8A is a structural diagram showing a first optical system of the manufacturing apparatus of FIG. 7, and FIG. 8D is a structural diagram showing a second optical system of the manufacturing apparatus of FIG. 7.
9 and 10 are structural diagrams schematically showing another embodiment of the apparatus for manufacturing a light emitting diode.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element in between. . In addition, when a part is said to "include" a certain component, which means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 반사막이 형성된 발광 다이오드의 구조를 설명하기로 한다.First, referring to Figures 1 and 2, the structure of the light emitting diode with a reflective film will be described.

도 1은 발광 다이오드의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 2는 도 1의 발광 다이오드의 구조를 상세히 나타낸 단면도이다1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a light emitting diode, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the light emitting diode of FIG. 1 in detail.

도 1에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드(10)는 반사막(100), 반사막의 상측에 마련된 기판(110), 및 기판(110)의 상측에 마련된 기능소자층(120)을 포함한다. 여기서, 반사막(100)의 상측에 기판(110)이 마련된다는 것은, 반사막(100)과 기판(110)의 사이에 다른 막이 형성되지 못한다는 것을 의미하지는 않는다. 또한, 기판(110)의 상측에 기능소자층(120)이 마련된다는 것은, 기판(110)과 기능소자층(120) 사이에 다른 막이 형성되지 못한다는 것을 의미하지는 않는다. As shown in FIG. 1, the light emitting diode 10 includes a reflective film 100, a substrate 110 provided above the reflective film, and a functional device layer 120 provided above the substrate 110. Here, the provision of the substrate 110 above the reflective film 100 does not mean that no other film is formed between the reflective film 100 and the substrate 110. In addition, the provision of the functional device layer 120 above the substrate 110 does not mean that no other film is formed between the substrate 110 and the functional device layer 120.

반사막(100)은 발광 다이오드(10)의 내부 발광층으로부터 생성되어 하부로 향하는 빛을 상부로 향하게 반사함으로써, 발광 다이오드의 발광 효율을 높이고, 휘도 저하를 방지한다.The reflective film 100 reflects the light generated from the internal light emitting layer of the light emitting diode 10 toward the top to increase the luminous efficiency of the light emitting diode and prevents the luminance from decreasing.

도 2에 도시된 바와 같이, 반사막(100)은 금속층(102)과 DBR(Distributed Bragg Reflector)층(104)을 포함할 수 있다. 본 발명에 있어서, 반사막(100)은 금속층(102) 또는 DBR층(104) 중 어느 하나만을 포함할 수도 있으며, 또한, 발광 다이오드의 내부 발광층으로부터 생성된 빛을 효율적으로 반사시키는 것이라면 종류나 구성에 상관없이 반사막(100)이 될 수 있다.As shown in FIG. 2, the reflective film 100 may include a metal layer 102 and a distributed bragg reflector (DBR) layer 104. In the present invention, the reflective film 100 may include only one of the metal layer 102 and the DBR layer 104, and may be any type and configuration as long as it effectively reflects light generated from the internal light emitting layer of the light emitting diode. Regardless, it may be the reflective film 100.

금속층(102)은 반사율이 높은 금속, 예컨대 Al, Au, Ag, Ti, Pt, 또는 이들의 화합물 중 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.The metal layer 102 may include one or more of a metal having high reflectivity, such as Al, Au, Ag, Ti, Pt, or a compound thereof.

DBR층(104)은 서로 다른 굴절률을 갖는 층을 교대로 1쌍 이상 적층하여 형성될 수 있다. 즉, DBR층(104)은 고굴절률층(104a)과 저굴절률층(104b)을 교대로 적층함으로써 형성될 수 있다(도 2의 확대도 참조). 고굴절률층(104a)의 재료로는 Si3N4, TiO2, Si-H(수소화 실리콘), ZrO2, Ta2O5, HfO2 등이 사용될 수 있으며, 저굴절률층(104b)의 재료로는 SiO2, Al2O3 등이 사용될 수 있다. 그러나 고굴절률층(104a) 및 저굴절률층(104b)의 재료는 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 고굴절률과 저굴절률은 상대적인 개념으로서 굴절률의 절대치로 결정되는 것은 아니다.The DBR layer 104 may be formed by alternately stacking one or more pairs of layers having different refractive indices. That is, the DBR layer 104 may be formed by alternately stacking the high refractive index layer 104a and the low refractive index layer 104b (see enlarged view of FIG. 2). As the material of the high refractive index layer 104a, Si 3 N 4 , TiO 2 , Si-H (hydrogen silicon), ZrO 2 , Ta 2 O 5 , HfO 2, or the like may be used. As the furnace, SiO 2 , Al 2 O 3, etc. may be used. However, the materials of the high refractive index layer 104a and the low refractive index layer 104b are not limited thereto. In addition, the high refractive index and the low refractive index are relative concepts and are not determined by the absolute value of the refractive index.

고굴절률층(104a)과 저굴절률층(104b)의 두께는 특정 파장대의 빛을 최대한 반사시킬 수 있는 두께로 정해질 수 있다. 즉, 빛의 파장을 λ라 하고, 매질(고굴절률층 또는 저굴절률층)의 굴절률을 n이라 할 때, 고굴절률층(104a)과 저굴절률층(104b)의 두께는 mλ/4n으로 결정될 수 있다(여기서, m은 임의의 홀수). 또한, 고굴절률층(104a)과 저굴절률층(104b)의 굴절률 차이가 클수록 반사율은 커지게 된다.The thicknesses of the high refractive index layer 104a and the low refractive index layer 104b may be determined to a thickness capable of reflecting light of a specific wavelength band as much as possible. That is, when the wavelength of light is λ and the refractive index of the medium (high refractive index layer or low refractive index layer) is n, the thickness of the high refractive index layer 104a and the low refractive index layer 104b may be determined as mλ / 4n. Where m is any odd number. In addition, as the difference in refractive index between the high refractive index layer 104a and the low refractive index layer 104b increases, the reflectance becomes larger.

기판(110)으로는 사파이어와 같은 투명기판이 사용될 수 있다. 그러나, 기판(110)의 재료는 사파이어로 한정되지 않으며, III족 질화물 반도체 결정이 표면에 에피택셜 성장되는 기판이면 특별한 제한없이 사용될 수 있다. 예컨대 ZnO, GaN, SiC, AlN 등이 기판(110)의 재료로서 사용될 수 있다. As the substrate 110, a transparent substrate such as sapphire may be used. However, the material of the substrate 110 is not limited to sapphire, and may be used without particular limitation as long as the group III nitride semiconductor crystal is epitaxially grown on the surface. For example, ZnO, GaN, SiC, AlN, or the like may be used as the material of the substrate 110.

기능소자층(120)은 복수개의 반도체층 및 전극을 포함할 수 있다. 반도체층은 예컨대 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법을 사용한 에피텍셜(epitaxial) 성장으로 형성할 수 있다. 기능소자층(120)은, 도 2에 도시된 바와 같이 n-반도체층(122), n-전극(122a), 발광층(124), p-반도체층(126), p-전극(126a), 및 버퍼층(128)을 포함할 수 있다. The functional device layer 120 may include a plurality of semiconductor layers and electrodes. The semiconductor layer can be formed by, for example, epitaxial growth using a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method. As shown in FIG. 2, the functional device layer 120 includes an n-semiconductor layer 122, an n-electrode 122a, a light emitting layer 124, a p-semiconductor layer 126, a p-electrode 126a, And a buffer layer 128.

n-반도체층(122)은 n형 불순물이 포함된 반도체층으로서, 예컨대 n-GaN층일 수 있다. p-반도체층(126)은 p형 불순물이 포함된 반도체층으로서, 예컨대 p-GaN층일 수 있다. n-전극(122a)은 n-반도체층(122)과 오믹(ohmic) 접촉을 유지할 수 있으며, 또한 p-전극(126a)는 p-반도체층(126)과 오믹 접촉을 유지할 수 있다. The n-semiconductor layer 122 is a semiconductor layer containing n-type impurities, and may be, for example, an n-GaN layer. The p-semiconductor layer 126 is a semiconductor layer containing p-type impurities, and may be, for example, a p-GaN layer. The n-electrode 122a may maintain ohmic contact with the n-semiconductor layer 122, and the p-electrode 126a may maintain ohmic contact with the p-semiconductor layer 126.

발광층(124)은 활성층, 또는 양자우물층이라고도 한다. 발광층(124)은 우물층과 배리어층을 교대로 적층한 다중 양자우물구조로 형성될 수 있으며(미도시), 우물층으로는 예컨대 Ga1 -yInyN(0<y<0.4)을, 배리어층으로는 우물층보다 밴드갭 에너지가 큰 재료, 예컨대 AlzGa1 -zN(0<z<0.3)을 사용할 수 있다.The light emitting layer 124 is also called an active layer or a quantum well layer. The light emitting layer 124 may be formed of a multi-quantum well structure in which a well layer and a barrier layer are alternately stacked (not shown). For example, Ga 1 -y In y N (0 <y <0.4) may be formed as the well layer. As the barrier layer, a material having a greater bandgap energy than the well layer, such as Al z Ga 1- z N (0 <z <0.3), may be used.

버퍼층(128)은 기판(110)과 n-GaN층(122) 사이의 격자 상수의 차이를 완화하여 기판(122) 상에 결정성이 양호한 질화물이 용이하게 형성되도록 하는 층이다. 버퍼층(128)은 예컨대 AlxGa1-xN(0≤x≤1), 도핑되지 않은 GaN, SiN으로 이루어질 수 있다.The buffer layer 128 is a layer for alleviating the difference in lattice constant between the substrate 110 and the n-GaN layer 122 so that nitride having good crystallinity can be easily formed on the substrate 122. The buffer layer 128 may be made of, for example, Al x Ga 1-x N (0 ≦ x ≦ 1), undoped GaN, SiN.

다음으로, 도 3 내지 5를 참조하여, 반사막이 구비된 발광 다이오드를 제조하는 방법을 설명하기로 한다.Next, a method of manufacturing a light emitting diode with a reflective film will be described with reference to FIGS. 3 to 5.

도 3은 복수개의 기능소자층이 형성된 발광 다이오드를 나타낸 단면도, 도 4a 내지 도 4d는 발광 다이오드를 절단하는 공정을 순차적으로 나타낸 개략 단면도, 도 5는 레이저 빔의 집광 방법을 나타낸 개략 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode having a plurality of functional device layers formed thereon, FIGS. 4A to 4D are schematic cross-sectional views sequentially illustrating a process of cutting a light emitting diode, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating a laser beam condensing method.

먼저, 기판(110)의 일면에 반사막(100)이 형성된 발광 다이오드(10)를 마련한다(도 3 및 도 4a 참조). 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 타면에는 서로 이격된 복수개의 기능소자층(120)이 형성될 수 있다. 발광 다이오드(10)의 구조는 앞에서 설명한 바와 같다. 다만, 도 3 내지 도 5에 도시된 발광 다이오드(10)는 반사막(100)이 도면상 상측에 위치한 상태를 표시한 것이며, 도 4 및 도 5에서는 편의를 위해 기능소자층의 도시를 생략하였다. First, the light emitting diode 10 having the reflective film 100 formed on one surface of the substrate 110 is provided (see FIGS. 3 and 4A). As shown in FIG. 3, a plurality of functional device layers 120 spaced apart from each other may be formed on the other surface of the substrate 110. The structure of the light emitting diode 10 is as described above. However, the light emitting diode 10 shown in FIGS. 3 to 5 shows a state in which the reflective film 100 is positioned on the upper side of the drawing, and in FIG. 4 and FIG. 5, illustration of the functional device layer is omitted for convenience.

다음으로, 도 4a와 같이 금속층(102)의 표면 상의 집광점(P)에 레이저 빔(L)을 조사한다. 레이저 빔(L)을 조사하기 위한 장치는 후술하기로 한다. 금속층(102) 및 DBR층(104)의 두께는 기판(110)에 비해 상대적으로 얇기 때문에, 또한 금속층(102)은 레이저 빔에 대하여 투과성이 작기 때문에, 금속층(102)의 표면에 레이저 빔(L)을 집광시켜 조사하는 것으로 금속층(102)과 DBR층(104)을 한번에 가공하게 된다.Next, as shown in FIG. 4A, the laser beam L is irradiated to the light collecting point P on the surface of the metal layer 102. An apparatus for irradiating the laser beam L will be described later. Since the thicknesses of the metal layer 102 and the DBR layer 104 are relatively thin compared to the substrate 110, and because the metal layer 102 has a small transmittance with respect to the laser beam, the laser beam L is formed on the surface of the metal layer 102. ), The metal layer 102 and the DBR layer 104 are processed at one time by condensing and irradiating them.

이러한 레이저 빔의 조사에 의해, 도 4b에 도시된 바와 같이, 반사막(102; 104)의 일부가 제거된다. 이와 같이 반사막(102; 104)의 일부를 제거함으로써 기판(110)의 상단면의 일부 영역이 노출된다. By the irradiation of this laser beam, as shown in Fig. 4B, a part of the reflective films 102 (104) is removed. In this way, a portion of the top surface of the substrate 110 is exposed by removing a portion of the reflective films 102 and 104.

서로 인접한 기능소자층 사이의 거리를 d라고 할 때(도 3 참조), 레이저 빔의 조사에 의해 제거되는 반사막(102; 104)의 폭은 d보다 작은 것일 수 있다. 제거된 반사막(102; 104)의 폭이 d보다 크면, 반사되는 면이 감소됨으로 인해 최종적으로 제조된 발광 다이오드(10)의 발광 효율 및 휘도가 저하된다. 반사막(102; 104)의 폭은 후속 공정에 문제가 없는 수준에서 가능한 한 작은 것이 좋다.When the distance between the functional element layers adjacent to each other is d (see FIG. 3), the width of the reflective films 102 and 104 removed by the irradiation of the laser beam may be smaller than d. When the widths of the removed reflective films 102 and 104 are larger than d, the luminous efficiency and luminance of the finally manufactured light emitting diode 10 are lowered due to the reduction of the reflected surface. The width of the reflecting films 102 and 104 should be as small as possible at a level where there is no problem in subsequent processes.

다음으로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 노출된 기판(110)의 일부 영역을 통해 상기 기판(110) 내부의 집광점(P)에 레이저 빔(L)을 집광시킴으로써 기판(110)을 스크라이빙(scribing)하게 된다. 이와 같이, 기판(110)의 내부에 레이저 빔(L)을 조사함으로서, 기판(110)의 표면 또는 이면에 레이저 빔을 조사하는 경우에 비해, 발광 다이오드(10)의 휘도 저하가 방지되고, 발광 효율이 높아지며, 분진 발생이 억제되고, 수율이 향상된다.Next, as shown in FIG. 4C, the substrate 110 is scribed by condensing the laser beam L at a light collecting point P inside the substrate 110 through a portion of the exposed substrate 110. It will be scribing. As described above, by irradiating the laser beam L to the inside of the substrate 110, the lowering of the luminance of the light emitting diode 10 is prevented compared to the case where the laser beam is irradiated onto the surface or the back surface of the substrate 110, and the light emission is performed. Efficiency increases, dust generation is suppressed, and yield is improved.

여기서, 기판(110)의 내부에 레이저 빔(L)을 집광시켜 기판(110)을 스크라이빙하는 공정은, 기판(110) 내부의 집광점(P)에 레이저 빔(L)을 조사하여 상변이 영역(phase transformation area)을 형성하는 공정일 수 있다.Here, in the process of scribing the substrate 110 by condensing the laser beam L inside the substrate 110, the laser beam L is irradiated to the condensing point P inside the substrate 110 so as to have an upper edge. This may be a process of forming a phase transformation area.

상변이 영역은 기판(110) 내에서 레이저 빔(L)이 조사되는 집광점(P) 및 그 부근에 형성된다. 집광점이 기판(110)의 일면 또는 타면으로부터 상당히 이격된 기판(110)의 내부에 위치하면, 상변이 영역은 기판(110)의 내부에만 형성될 수 있다. 상변이 영역을 기점으로 하여 기판의 일면 또는 타면을 향하여 크랙(crack)이 성장되므로, 상변이 영역은 스크라이빙 또는 절단의 기점이라 할 수 있다.The phase change region is formed in and around the light collecting point P to which the laser beam L is irradiated in the substrate 110. When the light collecting point is located inside the substrate 110 that is substantially spaced apart from one surface or the other surface of the substrate 110, the phase change region may be formed only inside the substrate 110. Since cracks are grown toward one or the other surface of the substrate with the phase change region as a starting point, the phase change region may be a starting point of scribing or cutting.

마지막으로, 도 4d에 도시된 바와 같이, 기판(110)을 이격시켜 발광 다이오드(10)를 두 개의 발광 다이오드 칩(10a, 10b)으로 절단할 수 있다. 이러한 방법으로, 반사막(100)이 구비된 발광 다이오드(10)를 효과적으로 제조할 수 있게 된다.Finally, as shown in FIG. 4D, the light emitting diode 10 may be cut into two light emitting diode chips 10a and 10b by separating the substrate 110. In this way, it is possible to effectively manufacture the light emitting diode 10 provided with the reflective film 100.

한편, 도 4c에 도시된 바와 같은 공정, 즉 기판(110)의 노출된 영역을 통해 기판(110)의 내부에 레이저 빔(L)을 집광시켜 기판(110)을 스크라이빙하는 공정은, 기판(110)을 자가 절단(self-breaking)시키는 공정일 수 있다. 이와 같이 자가 절단이 이루어지는 경우, 기판(110)은 스크라이빙 공정만으로 외력없이, 또는 작은 정도의 외력만으로 분리된다. 여기서, "자가절단"이란, 기판(110)의 내부에 형성된 상변이 영역에서 발생된 크랙이 전파되어 기판(110)의 표면 또는 이면에 도달함으로써 기판(110)이 완전히 절단되는 경우는 물론, 기판(110)의 표면 또는 이면에 도달되지는 않더라도 기판(110)의 표면 또는 이면에 상당히 가까운 정도로 크랙이 전파되는 경우, 또는 크랙의 일부는 기판(110)의 표면 또는 이면에 도달되고 또 다른 일부는 그렇지 않은 경우 등도 포함되는 것으로 이해되어야 한다.On the other hand, the process as shown in Figure 4c, that is, the process of scribing the substrate 110 by condensing the laser beam (L) in the interior of the substrate 110 through the exposed area of the substrate 110, Self-breaking 110. When the self-cutting is performed as described above, the substrate 110 is separated without an external force or only with a small degree of external force only by a scribing process. Here, the term “self-cutting” refers to a substrate in which a crack generated in a phase change region formed inside the substrate 110 propagates and reaches the front or rear surface of the substrate 110, thereby completely cutting the substrate 110. If cracks propagate to a degree that is fairly close to the surface or backside of the substrate 110 even if it is not reached at the surface or the backside of the 110, or a portion of the crack reaches the surface or the backside of the substrate 110 and another portion It should be understood that such cases are included.

한편, 기판(110)을 스크라이빙하는 공정 이후에는 기판(110)에 외력을 가하여 절단시키는 공정을 더 수행할 수 있다. 만약 기판(110)이 자가절단된 상태라면 절단 공정은 극히 작은 외력만으로도 이루어질 수 있다. Meanwhile, after the scribing of the substrate 110, a process of cutting the substrate 110 by applying an external force may be further performed. If the substrate 110 is in a self-cut state, the cutting process may be performed using only a very small external force.

또한, 반사막(102; 104)의 일부를 제거하여 기판(110)의 일부 영역을 노출시키는 공정 이후에는, 노출된 기판(110)의 일부 영역의 표면을 세정 또는 가공하는 공정을 더 수행할 수 있다. 예컨대, 금속층(102) 등의 제거에 의해 발생하는 분진을 제거하는 흡입 또는 클리닝 공정을 수행할 수 있다. 또한, 예컨대 노출된 기판(110)의 표면을 처리하는 공정을 수행하여, 기판(110)의 내부로 레이저 빔이 잘 조사되도록 할 수도 있다.In addition, after removing a portion of the reflective films 102 and 104 to expose a portion of the substrate 110, a process of cleaning or processing the surface of the portion of the exposed substrate 110 may be further performed. . For example, a suction or cleaning process may be performed to remove dust generated by the removal of the metal layer 102 and the like. In addition, for example, a process of treating the exposed surface of the substrate 110 may be performed so that the laser beam is well irradiated into the substrate 110.

지금까지는 기판(110)의 두께 방향으로 하나의 지점에 레이저 빔을 조사하는 공정만을 설명하였으나, 본 발명이 이러한 실시예만으로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 두께 방향에 있어서 2개의 집광점(P1, P2)에 레이저 빔을 조사하는 것도 가능하다. 이는 특히 기판(110)이 두꺼운 경우에 스크라이빙 및 절단을 용이하게 한다. 또한, 집광점은 3개 이상 구비되는 것도 가능하며, 이들 복수의 집광점의 두께 방향 위치 및 집광 순서는 가공 조건에 따라 적절히 선택될 수 있다.Until now, only the process of irradiating a laser beam to a point in the thickness direction of the substrate 110 has been described, but the present invention is not limited to only this embodiment. For example, as shown in FIG. 5, it is also possible to irradiate a laser beam to two light collecting points P1 and P2 in the thickness direction of the substrate 110. This facilitates scribing and cutting, especially when the substrate 110 is thick. In addition, three or more condensing points may be provided, and the thickness direction position and condensing order of these plurality of condensing points may be appropriately selected according to processing conditions.

다음으로, 도 6 내지 10을 참조하여, 반사막이 구비된 발광 다이오드를 제조하는 장치를 설명하기로 한다.Next, an apparatus for manufacturing a light emitting diode with a reflective film will be described with reference to FIGS. 6 to 10.

도 6은 발광 다이오드의 제조 장치를 개략적으로 나타낸 구조도, 도 7은 발광 다이오드의 제조 장치의 일실시예를 개략적으로 나타낸 구조도, 도 8a 는 도 7의 제조 장치의 제1 광학계를 나타낸 구조도, 도 8d는 도 7의 제조 장치의 제2 광학계를 나타낸 구조도, 도 9 및 도 10은 발광 다이오드의 제조 장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 구조도이다.6 is a structural diagram schematically showing an apparatus for manufacturing a light emitting diode, FIG. 7 is a structural diagram schematically showing an embodiment of a manufacturing apparatus for a light emitting diode, and FIG. 8A is a structural diagram showing a first optical system of the manufacturing apparatus of FIG. 8D is a structural diagram showing a second optical system of the manufacturing apparatus of FIG. 7, and FIGS. 9 and 10 are structural diagrams schematically showing another embodiment of the manufacturing apparatus of a light emitting diode.

도 6에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드의 제조 장치(20)는, 레이저 광원(210), 광학계(220), 스테이지(230), 및 제어부(240)를 포함할 수 있다.As illustrated in FIG. 6, the light emitting diode manufacturing apparatus 20 may include a laser light source 210, an optical system 220, a stage 230, and a controller 240.

레이저 광원(210)은 레이저 빔(L1)을 생성하는 장치이다. 레이저 광원(210)은, 가우시안 빔 프로파일(Gaussian beam profile)을 가지는 CO2 레이저, 엑시머 레이저, 또는 DPSS 레이저일 수 있다. 레이저 빔(L1)은 펄스형 레이저 빔(pulse type laser beam), 특히 초단 펄스 레이저 빔일수 있다. 여기서 초단 펄스 레이저는 광 펄스의 주기가 나노 세컨드(nano second), 피코 세컨드(pico second), 또는 펨토 세컨드(femto second)급의 레이저로서, 박형의 발광 다이오드(10)를 고정밀도로 가공할 수 있으며, 특히 발광 다이오드(10)의 기판의 내부에 스폿(spot)을 형성하는데 유리하다.The laser light source 210 is a device for generating the laser beam L1. The laser light source 210 may be a CO 2 laser, an excimer laser, or a DPSS laser having a Gaussian beam profile. The laser beam L1 may be a pulse type laser beam, in particular an ultra short pulsed laser beam. Here, the ultra-short pulsed laser is a nanosecond, pico second, or femto second class laser, and can process the thin light emitting diode 10 with high precision. In particular, it is advantageous to form spots inside the substrate of the light emitting diode 10.

광학계(220)는 레이저 광원(210)과 스테이지(230)의 사이에 위치하며, 레이저 광원(210)으로부터의 레이저 빔(L1)을 발광 다이오드(10)의 반사막(100) 또는 기판(110)으로 집광되는 레이저 빔(L2)으로 변환한다. 즉, 광학계(220)는 레이저 빔을 통과시키며 레이저 빔의 특성 및 경로 등을 조절한다. 광학계(220)는 레이저 빔의 광축(optical axis)를 따라 배열된 빔 덤프(beam dump), 어테뉴에이터(attenuator), 빔 정형 모듈(beam shaping module), 집광 렌즈(focusing lens)등의 광학요소를 포함할 수 있으며, 상세는 후술한다.The optical system 220 is positioned between the laser light source 210 and the stage 230, and transmits the laser beam L1 from the laser light source 210 to the reflective film 100 or the substrate 110 of the light emitting diode 10. It converts into the laser beam L2 which is condensed. That is, the optical system 220 passes the laser beam and adjusts the characteristics and path of the laser beam. The optical system 220 includes optical elements such as a beam dump, an attenuator, a beam shaping module, and a focusing lens arranged along an optical axis of the laser beam. It may include, details will be described later.

스테이지(230)는 그 상부에 발광 다이오드(10)를 적재하며, 레이저 광원(210)에 대해 상대 이동할 수 있다. 즉, 스테이지(230)는 레이저 광원(210)에 대해 상대적으로 상승, 하강, 또는 전진, 후진, 또는 회전 운동을 함으로써, 레이저 빔이 발광 다이오드(10)의 적절한 위치에 집광되도록 할 수 있다.The stage 230 may load the light emitting diode 10 thereon and move relative to the laser light source 210. That is, the stage 230 may cause the laser beam to be focused at an appropriate position of the light emitting diode 10 by moving up, down, or moving forward, backward, or rotating relative to the laser light source 210.

제어부(240)는 레이저 광원(210), 광학계(220), 및 스테이지(230)와 전기적으로 연결되어 이들을 제어한다. 제어부(240)는 레이저 광원(210)과의 사이에서 정보 및 명령 신호를 송수신함으로써, 레이저 광원(210)과 관련된 각종 처리를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(240)는 광학계(220)와의 사이에서 정보 및 명령 신호를 송수신함으로써, 예컨대 실린더형 오목렌즈와 실린더형 볼록렌즈(후술함) 사이의 거리를 조절하여 레이저 빔의 발산각을 교정하는 등의 각종 처리를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(240)는 스테이지(230)와의 사이에서 정보 및 명령 신호를 송수신함으로써, 예컨대 광학계(220)와 스테이지(230) 사이의 거리를 조정하여 기판(110)의 내부의 집광점의 위치를 조절하는 등의 각종 처리를 수행할 수 있다.The controller 240 is electrically connected to the laser light source 210, the optical system 220, and the stage 230 to control them. The controller 240 may perform various processes related to the laser light source 210 by transmitting and receiving information and command signals with the laser light source 210. In addition, the control unit 240 transmits and receives information and command signals between the optical system 220, for example, to adjust the distance between the cylindrical concave lens and the cylindrical convex lens (to be described later) to correct the divergence angle of the laser beam. Various processing, such as these, can be performed. In addition, the controller 240 transmits and receives information and command signals between the stage 230 and, for example, adjusts the distance between the optical system 220 and the stage 230 to adjust the position of the light collecting point inside the substrate 110. Various processes, such as adjustment, can be performed.

도 7을 참조하면, 광학계(220)는 제1 광학계(220a) 및 제2 광학계(220b)를 포함할 수 있다. 제1 광학계(220a)는 레이저 광원(210)으로부터 전달된 레이저 빔을 제1 스테이지(230a) 상에 유지된 제1 발광 다이오드(10a)의 반사막으로 집광시킨다. 제2 광학계(220b)는 레이저 광원(210)으로부터 전달된 레이저 빔을 제2 스테이지(230b) 상에 유지된 제2 발광 다이오드(10b)의 기판의 내부로 집광시킨다.Referring to FIG. 7, the optical system 220 may include a first optical system 220a and a second optical system 220b. The first optical system 220a condenses the laser beam transmitted from the laser light source 210 to the reflective film of the first light emitting diode 10a held on the first stage 230a. The second optical system 220b condenses the laser beam transmitted from the laser light source 210 into the substrate of the second light emitting diode 10b held on the second stage 230b.

제1 광학계(220a)는 레이저 광원(210)으로부터 전달된 레이저 빔의 일부를 제1 스테이지(230a) 측으로 반사하고, 레이저 광원(210)으로부터 전달된 레이저 빔의 나머지 일부를 제2 광학계(220b) 측으로 통과시키는 빔 스플리터(beam splitter)(260)를 포함한다. 제1 광학요소부(280)는 빔 스플리터(260)를 제외한 나머지 제1 광학계(220a)의 광학요소들이다. 빔 스플리터(260)를 통과한 레이저 빔은 미러(270) 및 제2 광학요소부(290)를 거쳐 제2 스테이지(230b) 측으로 전달된다. 제2 광학요소부(290)는 미러(270)를 제외한 나머지 제2 광학계(220b)의 광학요소들이다.The first optical system 220a reflects a portion of the laser beam transmitted from the laser light source 210 toward the first stage 230a, and the second optical system 220b reflects the remaining portion of the laser beam transmitted from the laser light source 210. And a beam splitter 260 for passing to the side. The first optical element unit 280 is optical elements of the first optical system 220a except for the beam splitter 260. The laser beam passing through the beam splitter 260 is transmitted to the second stage 230b through the mirror 270 and the second optical element 290. The second optical element unit 290 is optical elements of the second optical system 220b except for the mirror 270.

도 8 a를 참조하면, 제1 광학요소부(280)는 레이저 광원(210)에서 생성된 레이저 빔을 전달받는 제1 빔 덤프(282), 이 제1 빔 덤프(282)로부터 레이저 빔을 전달받는 제1 어테뉴에이터(284), 이 제1 어테뉴에이터(284)로부터 레이저 빔을 전달받는 호모지나이저(286), 및 이 호모지나이저(286)로부터 레이저 빔을 전달받아 제1 발광 다이오드(10a)의 반사막에 집광시키는 제1 집광 렌즈(288)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8A, the first optical element unit 280 may receive a first beam dump 282 that receives the laser beam generated by the laser light source 210, and may transmit the laser beam from the first beam dump 282. The first light emitting diode 10a receives the first attenuator 284, the homogenizer 286 receiving the laser beam from the first attenuator 284, and the laser beam from the homogenizer 286. And a first condenser lens 288 condensing on the reflective film.

제1 빔 덤프(282)는 레이저 빔을 흡수하는 광학요소이며, 제1 어테뉴에이터(282)는 레이저 빔의 출력 파워를 조절하는 광학요소이고, 호모지나이저(286)는 레이저 빔의 에너지 분포를 평활화시키는 광학요소로서, 이들의 구성은 잘 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 제1 어테뉴에이터(282)는 감쇠기(284a)과 보상기(284b)를 포함할 수 있다.The first beam dump 282 is an optical element that absorbs the laser beam, the first attenuator 282 is an optical element that adjusts the output power of the laser beam, and the homogenizer 286 determines the energy distribution of the laser beam. As the optical elements to be smoothed, their configuration is well known and detailed description thereof will be omitted. The first attenuator 282 may include an attenuator 284a and a compensator 284b.

도 8b를 참조하면, 제2 광학요소부(290)는 레이저 광원(210)에서 생성된 레이저 빔을 전달받는 제2 빔 덤프(292), 이 제2 빔 덤프(292)로부터 레이저 빔을 전달받는 제2 어테뉴에이터(294), 이 제2 어테뉴에이터(294)로부터 레이저 빔을 전달받는 빔 정형 모듈(296), 및 이 빔 정형 모듈(296)로부터 레이저 빔을 전달받아 제2 발광 다이오드(10b)의 기판의 내부에 집광시키는 제2 집광 렌즈(298)를 포함할 수 있다. 제2 어테뉴에이터(294)는 감쇠기(294a)와 보상기(294b)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8B, the second optical element unit 290 receives a second beam dump 292 that receives the laser beam generated by the laser light source 210, and receives the laser beam from the second beam dump 292. The second attenuator 294, the beam shaping module 296 receiving the laser beam from the second attenuator 294, and the second light emitting diode 10b receiving the laser beam from the beam shaping module 296. The second condenser lens 298 for condensing the inside of the substrate may be included. The second attenuator 294 may include an attenuator 294a and a compensator 294b.

제2 빔 덤프(292), 제2 어테뉴에이터(294), 및 제2 집광 렌즈(298)는 제1 빔 덤프(282), 제1 어테뉴에이터(284), 및 제1 집광 렌즈(288)와 각각 유사한 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.The second beam dump 292, the second attenuator 294, and the second condenser lens 298 may be coupled to the first beam dump 282, the first attenuator 284, and the first condenser lens 288. Since each configuration is similar, detailed description thereof will be omitted.

빔 정형 모듈(296)은 레이저 빔의 발산각을 교정하는 광학요소이다. 레이저 빔은 일반 광선에 비하여 단일 파장이며 직진성(collimation)을 가지므로 진행시 퍼지지 않고 광축에 평행하게 진행하는 성질을 가진다. 하지만 레이저 빔도 파동의 성질을 갖고 있기 때문에 회절의 영향을 받게 되어 어느 정도의 발산각을 가지게 된다. 빔 정형 모듈(296)은 이러한 레이저 빔의 발산각을 교정하여 제2 발광 다이오드(10b)의 기판의 내부에 형성되는 스폿을 적절히 조정하여, 예컨대 자가절단이 용이하게 일어나도록 할 수 있다.Beam shaping module 296 is an optical element that corrects the divergence angle of the laser beam. Since the laser beam has a single wavelength and collimation compared to the normal light beam, the laser beam does not spread during propagation and proceeds parallel to the optical axis. However, since the laser beam also has wave characteristics, it is affected by diffraction and thus has a divergence angle. The beam shaping module 296 may correct the divergence angle of the laser beam to appropriately adjust a spot formed in the substrate of the second light emitting diode 10b so that self-cutting may occur easily.

빔 정형 모듈(296)은, 도 8b에 도시된 바와 같이, 레이저 빔을 발산시키는 실린더형 오목렌즈(296a)와, 이 실린더형 오목렌즈(296a)를 통과한 레이저 빔의 발산각을 교정시키는 실린더형 볼록렌즈(296b)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 실린더형 오목렌즈(296a) 및 실린더형 볼록렌즈(296b)를 사용하면 레이저 빔의 어느 일방의 방향 성분에 대한 발산각 교정이 수행되고, 이로 인해 스폿의 형상에 있어서도 어느 일축 방향의 크기만 변화하게 된다.The beam shaping module 296 includes a cylindrical concave lens 296a for emitting a laser beam and a cylinder for correcting the divergence angle of the laser beam passing through the cylindrical concave lens 296a, as shown in FIG. 8B. It may include a type convex lens (296b). As described above, when the cylindrical concave lens 296a and the cylindrical convex lens 296b are used, divergence angle correction for one direction component of the laser beam is performed, and thus, the size in any axial direction in the shape of the spot. Only change is made.

이와 달리, 빔 정형 모듈(296)은 레이저 빔을 발산시키는 구형 오목렌즈, 이 구형 오목렌즈를 통과한 레이저 빔의 제1 방향으로의 발산각을 교정시키는 제1 실린더형 볼록렌즈, 및 이 제1 실린더형 볼록렌즈를 통과한 레이저 빔의 제2 방향으로의 발산각을 교정시키는 제2 실린더형 볼록렌즈를 포함할 수 있다(미도시). 여기서 제1 방향과 제2 방향은 실질적으로 직교하는 것이다. 이와 같이, 구형 오목렌즈, 제1 실린더형 볼록렌즈, 및 제2 실린더형 볼록렌즈를 사용하면 레이저 빔의 두 가지 방향 성분에 대한 발산각 교정이 수행되고, 이로 인해 스폿의 형상에 있어서도 어느 두 축 방향으로의 크기를 변화하게 된다.Alternatively, the beam shaping module 296 includes a spherical concave lens for emitting a laser beam, a first cylindrical convex lens for correcting the divergence angle in a first direction of the laser beam passing through the spherical concave lens, and the first It may include a second cylindrical convex lens for correcting the divergence angle of the laser beam passing through the cylindrical convex lens in the second direction (not shown). Here, the first direction and the second direction are substantially orthogonal. As such, the use of the spherical concave lens, the first cylindrical convex lens, and the second cylindrical convex lens performs divergence angle correction for the two directional components of the laser beam, thereby allowing any two axes in the shape of the spot. The magnitude in the direction will change.

한편, 도시되지는 않았으나, 제2 광학요소부(290)는 레이저 빔을 회절시키는 회절격자(diffraction grating)를 더 포함할 수 있다. 회절격자는 레이저 광원(210)과 빔 정형 모듈(296)의 사이, 또는 빔 정형 모듈(296)과 제2 집광 렌즈(298)의 사이에 배치될 수 있다. 회절격자를 도입함으로써 발광 다이오드(10)의 기판의 내부에 형성되는 스폿이 복수개의 미소(微小) 스폿을 포함하도록 할 수 있다. 복수개의 미소 소폿이 형성되는 경우, 스폿의 장축 방향 길이가 실질적으로 유지되면서 상변이 영역의 크기는 작아지게 된다. 따라서 발광 다이오드(10)의 스크라이빙 또는 절단 속도는 저감시키지 않으면서도 발광 다이오드(10)의 기판의 자가절단은 더욱 용이하게 발생한다.Although not shown, the second optical element 290 may further include a diffraction grating for diffracting the laser beam. The diffraction grating may be disposed between the laser light source 210 and the beam shaping module 296, or between the beam shaping module 296 and the second condensing lens 298. By introducing the diffraction grating, the spots formed inside the substrate of the light emitting diode 10 can include a plurality of minute spots. In the case where a plurality of micro small spots are formed, the size of the phase change region is reduced while the length of the long axis direction of the spot is substantially maintained. Accordingly, self-cutting of the substrate of the light emitting diode 10 occurs more easily without reducing the scribing or cutting speed of the light emitting diode 10.

다음으로, 도 9 및 도 10을 참조하여 발광 다이오드의 제조 장치의 다른 실시예를 설명하기로 한다. 앞에서 설명한 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였으며, 이에 대해서는 중복되는 설명을 생략하기로 한다.Next, another embodiment of the apparatus for manufacturing a light emitting diode will be described with reference to FIGS. 9 and 10. The same reference numerals are given to the same elements as in the above-described embodiment, and duplicate description thereof will be omitted.

발광 다이오드의 제조 장치(20)는 복수개의 레이저 광원, 예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이 제1 레이저 광원(210a)과 제2 레이저 광원(210b)을 포함할 수 있다. 제1 레이저 광원(210a)에서 생성된 레이저 빔은 제1 광학계(220a)로 전달되고, 제2 레이저 광원(210b)에서 생성된 레이저 빔은 제2 광학계(220b)로 전달된다. 이러한 복수개의 레이저 광원을 사용함으로써, 발광 다이오드의 반사막의 제거 또는 기판의 스크라이빙(또는 절단)에 적절한 광원을 선택할 수 있다. The light emitting diode manufacturing apparatus 20 may include a plurality of laser light sources, for example, a first laser light source 210a and a second laser light source 210b as illustrated in FIG. 9. The laser beam generated by the first laser light source 210a is transmitted to the first optical system 220a, and the laser beam generated by the second laser light source 210b is transmitted to the second optical system 220b. By using such a plurality of laser light sources, it is possible to select a light source suitable for removing the reflective film of the light emitting diode or scribing (or cutting) the substrate.

한편, 제1 광학계와 제2 광학계는 전체 또는 일부의 광학요소를 공유할 수 있다. 예컨대, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 레이저 광원(210a)에서 생성된 레이저 빔과 제2 레이저 광원(210b)에서 생성된 레이저 빔을 동일한 광학계(220)를 이용하여 발광 다이오드(10)로 전달할 수 있다.Meanwhile, the first optical system and the second optical system may share some or all of the optical elements. For example, as shown in FIG. 10, the laser beam generated by the first laser light source 210a and the laser beam generated by the second laser light source 210b are transferred to the light emitting diode 10 using the same optical system 220. I can deliver it.

이상 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 대해 한정되지 않는다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형, 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하다.As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited about said Example. It will be apparent to those skilled in the art that various forms of substitution, modification, and alteration are possible without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims of the present invention.

0: 발광 다이오드 100: 반사막
110: 기판 120: 기능소자층
20: 제조 장치 210: 레이저 광원
220: 광학계 230: 스테이지
240: 제어부0: light emitting diode 100: reflective film
110: substrate 120: functional element layer
20: manufacturing apparatus 210: laser light source
220: optical system 230: stage
240: control unit

Claims (24)

발광 다이오드의 제조 방법으로서,
기판의 일면에 반사막이 형성된 발광 다이오드를 마련하는 공정,
레이저 빔을 상기 반사막에 조사하여 상기 반사막의 일부를 제거함으로써 기판의 상단면의 일부 영역을 노출시키는 공정, 및
상기 노출된 기판의 상단면의 일부 영역을 통해 상기 기판의 내부에 레이저 빔을 집광시킴으로써 상기 기판을 스크라이빙(scribing)하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법.
As a manufacturing method of a light emitting diode,
Providing a light emitting diode having a reflective film formed on one surface of the substrate,
Exposing a portion of the upper surface of the substrate by irradiating a laser beam to the reflective film to remove a portion of the reflective film, and
And scribing the substrate by concentrating a laser beam inside the substrate through a portion of the top surface of the exposed substrate.
제1항에 있어서,
상기 반사막은 DBR(Distributed Bragg Reflector)층 또는 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법.
The method of claim 1,
The reflective film is a manufacturing method of a light emitting diode, characterized in that it comprises a DBR (Distributed Bragg Reflector) layer or a metal layer.
제2항에 있어서,
상기 DBR층은 저굴절률막과 고굴절률막을 적층하여 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법.
The method of claim 2,
The DBR layer is a method of manufacturing a light emitting diode, characterized in that formed by laminating a low refractive index film and a high refractive index film.
제2항에 있어서,
상기 금속층은 Al, Au, Ag, Ti, Pt, 또는 이들의 화합물 중 하나 이상을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법.
The method of claim 2,
The metal layer is Al, Au, Ag, Ti, Pt, or a method of manufacturing a light emitting diode, characterized in that it comprises one or more of these compounds.
제1항에 있어서,
상기 기판은 사파이어(Al2O3), ZnO, GaN, SiC, 및 AlN중 하나 이상을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법.
The method of claim 1,
The substrate is a method of manufacturing a light emitting diode, characterized in that it comprises at least one of sapphire (Al 2 O 3 ), ZnO, GaN, SiC, and AlN.
제1항에 있어서,
상기 기판의 타면에는, 서로 이격된 기능소자층이 형성되어 있으며,
상기 반사막의 일부를 제거하여 기판의 일부 영역을 노출시키는 공정을 통해 제거되는 상기 반사막의 폭은, 서로 인접한 기능소자층 사이의 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법.
The method of claim 1,
On the other side of the substrate, functional element layers spaced apart from each other are formed,
The width of the reflective film is removed by removing a portion of the reflective film to expose a portion of the substrate, the method of manufacturing a light emitting diode, characterized in that less than the distance between the adjacent functional device layer.
제1항에 있어서,
상기 기판을 스크라이빙하는 공정은, 상기 기판 내부의 집광점에 레이저 빔을 조사하여 상변이 영역(phase transformation area)을 형성하는 공정인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법.
The method of claim 1,
And the step of scribing the substrate is a step of forming a phase transformation area by irradiating a laser beam to a light collecting point inside the substrate.
제7항에 있어서,
상기 상변이 영역은 상기 기판의 내부에만 형성되고, 상기 상변이 영역을 기점으로 상기 기판의 일면 또는 타면을 향하여 크랙(crack)이 성장하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
The phase change region is formed only in the inside of the substrate, and a crack (crack) grows toward one surface or the other surface of the substrate starting from the phase change region.
제1항에 있어서,
상기 반사막의 일부를 제거하여 기판의 일부 영역을 노출시키는 공정 이후, 상기 노출된 기판의 일부 영역의 표면을 세정 또는 가공하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법.
The method of claim 1,
And removing a portion of the reflective film to expose a portion of the substrate, and then cleaning or processing a surface of the portion of the exposed substrate.
제1항에 있어서,
상기 기판을 스크라이빙하는 공정은, 상기 기판을 자가 절단(self-breaking)시키는 공정인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법.
The method of claim 1,
The process of scribing the substrate is a process of self-breaking the substrate.
제1항에 있어서,
상기 기판을 스크라이빙하는 공정 이후, 상기 기판에 외력을 가하여 절단시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 방법.
The method of claim 1,
And after the scribing the substrate, cutting the substrate by applying an external force to the substrate.
기판의 일면에 반사막을 포함하는 발광 다이오드의 제조 장치로서,
레이저 빔을 생성하는 레이저 광원,
상기 발광 다이오드를 적재하며, 레이저 광원에 대해 상대 이동할 수 있는 스테이지, 및
상기 레이저 광원과 상기 스테이지 사이에 위치하며, 상기 레이저 빔을 상기 반사막 또는 상기 기판으로 집광시키는 광학계를 포함하며,
상기 광학계는,
상기 레이저 빔을 상기 반사막으로 집광시켜 상기 반사막의 일부를 제거함으로써 기판의 상단면의 일부 영역을 노출시키는 제1 광학계, 및
상기 레이저 빔을 상기 기판의 내부에 집광시켜 상기 기판을 스크라이빙하는 제2 광학계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 장치.
An apparatus for manufacturing a light emitting diode comprising a reflective film on one surface of a substrate,
A laser light source for generating a laser beam,
A stage which loads the light emitting diode and is movable relative to a laser light source, and
Located between the laser light source and the stage, and comprises an optical system for condensing the laser beam to the reflective film or the substrate,
The optical system,
A first optical system that focuses the laser beam onto the reflective film to remove a portion of the reflective film to expose a portion of the upper surface of the substrate, and
And a second optical system for condensing the laser beam by condensing the laser beam inside the substrate.
제12항에 있어서,
상기 반사막은 DBR(Distributed Bragg Reflector)층 또는 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 장치.
The method of claim 12,
The reflective film manufacturing apparatus of the light emitting diode, characterized in that it comprises a DBR (Distributed Bragg Reflector) layer or a metal layer.
제13항에 있어서,
상기 DBR층은 저굴절률막과 고굴절률막을 적층하여 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 장치.
The method of claim 13,
The DBR layer is a device for manufacturing a light emitting diode, characterized in that formed by laminating a low refractive index film and a high refractive index film.
제13항에 있어서,
상기 금속층은 Al, Au, Ag, Ti, Pt, 또는 이들의 화합물 중 하나 이상을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 장치.
The method of claim 13,
The metal layer is Al, Au, Ag, Ti, Pt, or a device for manufacturing a light emitting diode, characterized in that it comprises one or more of these compounds.
제12항에 있어서,
상기 기판은 사파이어(Al2O3), ZnO, GaN, SiC, 및 AlN중 하나 이상을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 장치.
The method of claim 12,
The substrate is a device for manufacturing a light emitting diode, characterized in that it comprises at least one of sapphire (Al 2 O 3 ), ZnO, GaN, SiC, and AlN.
제12항에 있어서,
상기 레이저 광원은, 가우시안 빔 프로파일(Gaussian beam profile)을 가지는 CO2 레이저, 엑시머 레이저, 및 DPSS 레이저 광원 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 장치.
The method of claim 12,
The laser light source, CO 2 having a Gaussian beam profile An apparatus for manufacturing a light emitting diode, characterized in that any one of a laser, an excimer laser, and a DPSS laser light source.
제12항에 있어서,
상기 레이저 광원은 제1 레이저 광원 및 제2 레이저 광원을 포함하며, 상기 제1 레이저 광원에서 생성된 레이저 빔은 상기 제1 광학계로 전달되고, 상기 제2 레이저 광원에서 생성된 레이저 빔은 상기 제2 광학계로 전달되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 장치.
The method of claim 12,
The laser light source includes a first laser light source and a second laser light source, the laser beam generated by the first laser light source is transmitted to the first optical system, and the laser beam generated by the second laser light source is the second laser light source. Apparatus for manufacturing a light emitting diode, which is transmitted to an optical system.
제12항에 있어서,
상기 제1 광학계 및 제2 광학계는, 전체 또는 일부의 광학요소를 공유하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 장치.
The method of claim 12,
The first optical system and the second optical system, the light emitting diode manufacturing apparatus, characterized in that sharing all or part of the optical element.
제12항에 있어서,
상기 제1 광학계는,
상기 레이저 광원에서 생성된 레이저 빔을 전달받는 제1 빔 덤프(beam dump),
상기 제1 빔 덤프로부터 레이저 빔을 전달받는 제1 어테뉴에이터(attenuator),
상기 제1 어테뉴에이터로부터 레이저 빔을 전달받는 호모지나이저(homogenizer), 및
상기 호모지나이저로부터 레이저 빔을 전달받아 상기 반사막에 집광시키는 제1 집광 렌즈(focusing lens)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 장치.
The method of claim 12,
The first optical system,
A first beam dump receiving a laser beam generated by the laser light source,
A first attenuator receiving a laser beam from the first beam dump,
A homogenizer receiving a laser beam from the first attenuator, and
A first focusing lens for receiving a laser beam from the homogenizer to focus on the reflective film
Apparatus for manufacturing a light emitting diode comprising a.
제12항에 있어서,
상기 제2 광학계는,
상기 레이저 광원에서 생성된 레이저 빔을 전달받는 제2 빔 덤프,
상기 제2 빔 덤프로부터 레이저 빔을 전달받는 제2 어테뉴에이터,
상기 제2 어테뉴에이터로부터 레이저 빔을 전달받는 빔 정형 모듈(beam shaping module), 및
상기 빔 정형 모듈로부터 레이저 빔을 전달받아 상기 기판의 내부에 집광시키는 제2 집광 렌즈
를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 장치.
The method of claim 12,
The second optical system,
A second beam dump receiving the laser beam generated by the laser light source,
A second attenuator receiving a laser beam from the second beam dump,
A beam shaping module receiving a laser beam from the second attenuator, and
A second condenser lens for receiving a laser beam from the beam shaping module and condensing the light into the substrate;
Apparatus for manufacturing a light emitting diode comprising a.
제21항에 있어서,
상기 빔 정형 모듈은,
상기 레이저 빔을 발산시키는 실린더형 오목렌즈, 및
상기 실린더형 오목렌즈를 통과한 레이저 빔의 발산각을 교정시키는 실린더형 볼록렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 장치.
The method of claim 21,
The beam shaping module,
A cylindrical concave lens for emitting the laser beam, and
And a cylindrical convex lens for correcting the divergence angle of the laser beam passing through the cylindrical concave lens.
제21항에 있어서,
상기 빔 정형 모듈은,
상기 레이저 빔을 발산시키는 구형 오목렌즈,
상기 구형 오목렌즈를 통과한 레이저 빔의 제1 방향으로의 발산각을 교정시키는 제1 실린더형 볼록렌즈, 및
상기 제1 실린더형 볼록렌즈를 통과한 레이저 빔의 제2 방향으로의 발산각을 교정시키는 제2 실린더형 볼록렌즈를 포함하며,
상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 실질적으로 직교하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 장치.
The method of claim 21,
The beam shaping module,
A spherical concave lens for emitting the laser beam,
A first cylindrical convex lens for correcting a divergence angle in a first direction of the laser beam passing through the spherical concave lens, and
A second cylindrical convex lens for correcting a divergence angle in a second direction of the laser beam passing through the first cylindrical convex lens,
And said first direction and said second direction are substantially orthogonal to each other.
제21항에 있어서,
상기 제2 광학계는 레이저 빔을 회절시키는 회절격자(diffraction grating)를 더 포함하며, 상기 회절격자는 상기 레이저 광원과 상기 빔 정형 모듈의 사이, 또는 상기 빔 정형 모듈과 상기 제2 집광 렌즈의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 제조 장치.The method of claim 21,
The second optical system further includes a diffraction grating diffracting a laser beam, the diffraction grating between the laser light source and the beam shaping module or between the beam shaping module and the second condensing lens. Arrangement, characterized in that the device for producing a light emitting diode.
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