KR102273348B1 - 전자 소자의 선택적 이송 방법 및 전자 소자의 이송 장치 - Google Patents

전자 소자의 선택적 이송 방법 및 전자 소자의 이송 장치 Download PDF

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Abstract

전자 소자의 선택적 이송 방법에 있어서, 기판 상에 형성된 복수의 전자 소자들을 검사하고, 상기 검사된 전자 소자들을 등급별로 맵핑한다. 이어서, 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들을 향하여 레이저를 조사하여 상기 기판 및 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들 사이의 결합력을 약화시키고, 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들을 상기 기판으로부터 선택적으로 픽업할 수 있다.

Description

전자 소자의 선택적 이송 방법 및 전자 소자의 이송 장치{METHOD OF SELECTIVELY TRANSFERRING ELECTRONIC DEVICES AND APPARATUS OF TRANSFERRING ELECTRONIC DEVICES}
본 발명의 실시예들은 전자 소자의 선택적 이송 방법 및 전자 소자의 이송 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명의 실시예들은 엘이디 소자와 같은 전자 소자들을 등급별 또는 영역별 선택적으로 대량 이송할 수 있는 전자 소자의 선택적 이송 방법 및 이송 장치에 관한 것이다.
전자 소자는 광통신 및 디스플레이 등 다양한 분야에서 사용된다. 특히, 전자 소자 중 상대적으로 높은 발광효율 및 휘도를 갖는 LED소자(Light Emitting Diode Device)는 대형TV 또는 스마트폰의 디스플레이에 주로 채용된다.
LED 소자들은 사파이어와 같은 단결정 기판으로부터 성장되어 P-N 접합을 이루는 전자 소자들로 제조된다. 이때, 상기 LED 소자들은 상기 단결정 기판으로부터 제거하기 위한 리프트 오프 공정이 수행된다.
상기 리프트 오프 공정에 따르면, 단결정 기판 상에 형성된 전자 소자들을 덮도록 캐리어 필름이 부착된다. 이어서, 상기 단결정 기판을 향하여 레이저를 조사하여 상기 기판으로부터 상기 전자 소자들을 제거할 수 있다.
하지만, 상기 리프트 오프 공정은 단결정 기판 별로 수행됨에 따라 양품의 LED 소자들 뿐만 아니라 불량의 LED 소자들도 함께 제거된다. 따라서, 상기 불량의 LED 소자들을 선별하기 위한 검사 공정 및 이를 수리하여야 하는 리페어 공정이 요구되어 있다.
본 발명의 실시예들은 사파이어 기판과 같은 웨이퍼 상태에서 복수의 전자 소자들을 등급별로 분류하여 특정 등급에 속하는 전자 소자들을 대량으로 한꺼번에 선택적으로 이송할 수 있는 등급별 전자 소자의 선택적 이송 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예들은 사파이어 기판과 같은 웨이퍼 상태에서 복수의 전자 소자들을 등급별로 분류하여 특정 등급에 속하는 전자 소자들을 대량으로 한꺼번에 선택적으로 이송할 수 있는 전자 소자의 이송 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예들에 따른 등급별 전자 소자의 선택적 이송 방법에 있어서, 기판 상에 형성된 복수의 전자 소자들을 검사하고, 상기 검사된 전자 소자들을 등급별로 맵핑한다. 이어서, 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들을 향하여 레이저를 조사하여 상기 기판 및 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들 사이의 결합력을 약화시키고, 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들을 상기 기판으로부터 선택적으로 픽업할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수의 전자 소자들을 검사하기 위하여, 광특성 검사 또는 비전 검사를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들을 향하여 레이저는 ArF 또는 XeCl 과 같은 할로겐 2차 엑시머(excimer)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수의 전자 소자들을 기판으로부터 개별화 하는 공정이 추가적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들을 상기 기판으로부터 선택적으로 픽업할 때, 진공력 또는 점착력을 이용할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 전자 소자의 이송 장치는, 상부에 전자 소자들이 형성된 기판을 지지하는 지지부, 상기 지지부의 하부에 배치되어, 특정 등급에 속하는 상기 전자 소자들을 향해 선택적으로 광을 조사하여 상기 기판에 대한 전자 소자들 간의 결합력을 감소시키는 레이저 조사부, 상기 지지부의 상부에 배치되어, 상기 감소된 결합력을 이용하여 특정 등급에 속하는 상기 전자 소자들을 일괄적으로 픽업하도록 구비된 픽커부 및 상기 픽커부를 구동하여, 상기 특정 등급에 속하는 상기 전자 소자들을 이동시키도록 구비된 픽커 구동부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 픽커부는 상기 전자 소자의 종류에 따라 교체될 수 있는 픽업 툴을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 픽커부는 상기 감소된 결합력보다 큰 점착력을 갖는 픽업 필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 레이저 조사부를 구동하여 상기 특정 등급에 속하는 상기 전자 소자들에 선택적으로 레이저를 조사하는 레이저 구동부가 추가적으로 구비될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 기판 상에 형성된 전자 소자들 중 특정 등급에 속하는 전자 소자들을 향하여 레이저를 조사하여 기판 및 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들 사이의 결합력을 약화시키고, 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들을 상기 기판으로부터 선택적으로 픽업할 수 있다. 이로써, 웨이퍼 단계에서 등급별로 전자 소자들이 효율적으로 이송될 수 있다.
결과적으로 기판과 같은 웨이퍼 상태에서 복수의 전자 소자들이 등급별로 또는 원하는 소자 그룹으로 분류하여 소정의 전자 소자들이 대량으로 한꺼번에 선택적으로 이송될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 등급별 전자 소자의 선택적 이송 방법을 을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 도1의 캐리어 테이프에 기판이 부착된 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 전자 소자들에 대한 등급별 맵핑 전 상태를 도시한 평면도이다.
도 4는 도 1의 전자 소자들에 대한 등급별 맵핑 후 상태를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 소자의 이송 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 등급별 전자 소자의 선택적 이송 방법을 을 설명하기 위한 순서도이다. 도 2는 도1의 캐리어 테이프에 기판이 부착된 상태를 도시한 단면도이다. 도 3은 도 1의 전자 소자들에 대한 등급별 맵핑 전 상태를 도시한 평면도이다. 도 4는 도 1의 전자 소자들에 대한 등급별 맵핑 후 상태를 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 등급별 전자 소자의 선택적 이송 방법에 있어서, 먼저 기판 상에 형성된 복수의 전자 소자들을 검사한다(S110). 상기 기판(11)은 예를 들면, 사파이어 기판 또는 질화갈륨 기판과 같은 단결정 기판을 포함한다. 이와 다르게 상기 기판(11)은 다결정 기판일 수도 있다.
상기 복수의 전자 소자들(15)은 예를 들면, P-N 접합 소자로서 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 상기 전자 소자들(15)은 단결정 기판(11)으로부터 에피택셜 성장 공정을 통하여 형성될 수 있다.
상기 복수의 전자 소자들(15)을 검사하는 검사 공정의 예로는, 비전 검사 또는 전기적 컨택을 통하여 광의 특성을 확인하는 광특성 검사를 들 수 있다.
상기 검사 공정을 통하여 상기 기판 상에 형성된 복수의 전자 소자들(15)에 대한 등급이 확정될 수 있다. 즉, 상기 전자 소자들(15)은 예를 들면, 1등급으로 분류된 제1 전자 소자들(15a), 2등급으로 분류된 제2 전자 소자들(15b) 및 불량으로 판정된 제3 전자 소자들(15c)로 분류될 수 있다.
이어서, 상기 검사된 전자 소자들(15)을 등급별로 맵핑한다(S130). 이로써, 상기 기판(11) 상에 형성된 전자 소자들(15)에 대한 위치 및 등급에 관한 데이터가 확정될 수 있다.
이후, 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들(15)을 향하여 레이저를 조사하여 상기 기판 및 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들(15) 사이의 결합력을 약화시킨다(S150). 보다 상세하게, 상기 레이저는 ArF 또는 XeCl 과 같은 할로겐 2차 엑시머(excimer)를 포함할 수 있다. 이로써, 상기 단결정 기판(11) 및 전자 소자들(15) 간의 결합력이 보다 효과적으로 약화될 수 있다.
상기 레이저를 이용하는 리프트 오프 공정(laser lift off 공정; 이하, LLO 공정이라고 함)에 있어서, 200 내지 500 nm 의 파장, 0.5 내지 2 J/cm2 의 에너지 밀도 및 3μm x 5cm의 빔 형상을 갖는 레이저를 출력하는 레이저 광원이 이용될 수 있다. 상기 레이저 광원은 이동하면서, 특정 등급에 속하는 전자 소자들에 대하여 선택적으로 레이저를 조사할 수 있다.
이어서, 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들(15)을 상기 기판(11)으로부터 선택적으로 픽업한다(S170). 이를 위하여 진공력, 점착력 또는 자력을 이용하는 픽커부가 이용될 수 있다.
상기 픽커부는 진공력, 점착력 또는 자력을 이용하여 특정 영역 내에 포함된 복수의 전자 소자들을 컨택할 수 있다. 이때, 특정 영역내의 전자 소자들(15) 중 기판(10)과의 결합력이 약화된 상태의 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들(15)이 선택적으로 픽업될 수 있다. 즉, 상기 픽커부는 특정 영역 내에 포함된 복수의 전자 소자들(15) 모두와 컨택하지만, 컨택된 전자 소자들(15) 중 상기 LLO 공정을 통하여 상기 기판(10)과의 결합력이 약화된 상태의 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들(15)만을 선택적으로 픽업할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수의 전자 소자들(15)을 기판(10)으로부터 개별화 하는 개별화 공정이 추가적으로 수행될 수 있다. 상기 개별화 공정은 건식 식각 공정 또는 스크라이빙 공정 등을 포함할 수 있다. 이로써, 상기 복수의 전자 소자들이 상기 기판으로부터 보다 용이하게 픽업될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 소자의 이송 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 소자의 이송 장치는 지지부(110), 레이저 조사부(150), 픽커부(170) 및 픽커 구동부(180)를 포함한다.
상기 지지부(110)는, 캐리어 테이프(20)에 부착된 기판(11) 및 전자 소자들(15)을 지지한다. 상기 캐리어 테이프(20)에 점착된 상기 전자 소자들(15)은 휘도 및 성능을 기준으로 등급이 구분될 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 소자들(15)은 복수의 등급별로 분류될 수 있으며, 제1 등급의 상기 전자 소자들(15)은 제1 등급 전자 소자들(15a)로 정의될 수 있다. 제2 등급의 상기 전자 소자들(15)은 제2 등급 전자 소자들(15b)로, 불량으로 판정된 전자 소자들은 불량 등급의 전자 소자들(15c)로 정의된다.
한편, 상기 지지부는 클램퍼를 더 포함할 수 있다. 상기 클램퍼는 캐리어 테이프(20)를 고정시키도록 상기 캐리어 테이프(20)의 가장자리를 파지한다. 클램퍼는 상기 캐리어 테이프(20)의 외측 경계부에 배치될 수 있다. 이로써, 상기 클램퍼는 상기 캐리어 테이프(20)를 팽창된 상태로 고정시킬 수 있다.
상기 레이저 조사부(150)는 상기 지지부의 (110)의 하부에 배치된다. 이와 다르게, 상기 레이저 조사부(150)는 상기 지지부의 (110)의 상부에도 배치될 수 있다.
상기 레이저 조사부(150)는 특정 등급에 속하는 상기 전자 소자들(15)을 향해 선택적으로 광을 조사한다.
예를 들어, 상기 레이저 조사부(150)는 상기 제1 등급의 전자 소자들(15a)을 상기 기판(11)로부터 디본딩하기 위해 상기 제1 등급 전자 소자들(15a)을 향해 선택적으로 레이저를 조사할 수 있다. 구체적으로, 상기 레이저 조사부(150)는 상기 제1 등급 전자 소자들(15a)의 위치에 대응하는 상기 기판(11)의 하부면 상의 위치를 향해 레이저를 조사할 수 있다. 이로써, 상기 레이저 조사부(150)는 상기 기판(11) 및 상기 전자 소자들(15a) 사이에 결합력을 약화시킬 수 있다.
필요에 따라서, 상기 레이저 조사부(150)를 이동시키는 레이저 구동부(160)가 추가적으로 구비될 수 있다. 이로써, 상기 레이저 조사부(150)는 수평 방향 또는 수직 방향으로 이동하여 특정 등급에 속하는 상기 전자 소자들(15)의 수직 상부 또는 수직 하부에 위치될 수 있다. 이러한 상태에서 상기 레이저 조사부(150)는 각각의 상기 전자 소자들(15)의 수직 하부로 이동하며 상기 전자 소자들(15)을 향해 레이저를 조사할 수 있다.
상기 픽커부(170)는 상기 지지부(110)의 상부에 배치된다. 상기 픽커부(170)는 상기 감소된 결합력을 이용하여 특정 등급에 속하는 상기 전자 소자들(15)을 기판(11)으로부터 일괄적으로 픽업하도록 구비될 수 있다. 즉, 상기 픽커부(170)는 상기 레이저 조사부(150)에 의해 상기 기판(11)로부터의 점착력이 약화된 상기 전자 소자들(15)을 픽업할 수 있다.
이를 위해, 상기 픽커부(170)는 상기 전자 소자들(10)의 종류에 따라 교체될 수 있는 픽업 툴(171)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 픽커부(170)는 픽업 필름(175) 또는 픽업 패드를 포함할 수 있다. 상기 픽업 필름(175)은 복수의 상기 전자 소자들(15)을 일괄적으로 점착할 수 있을 만큼 넓은 면적을 가질 수 있다.
상기 픽커 구동부(180)는 상기 픽커부(170)를 구동하여, 상기 픽커부(170)를 상기 특정 등급에 속하는 상기 전자 소자들(15)까지 이동시킬 수 있다. 상기 픽커 구동부(180)는 픽커부(170)를 수평 방향으로 구동시키는 수평 구동부(미도시) 및 상기 픽커부(170)를 수직 방향으로 구동시키는 수직 구동부(미도시)를 포함할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
11 : 기판 15: 전자 소자들
20 : 캐리어 테이프 110 : 지지부
150 : 레이저 조사부 160 : 레이저 구동부
170 : 픽커부 180 : 픽커 구동부

Claims (9)

  1. 기판 상에 형성된 복수의 전자 소자들을 검사하는 단계;
    상기 검사된 전자 소자들을 등급별로 맵핑하는 단계;
    특정 등급에 속하는 전자 소자들을 향하여 레이저를 조사하여 상기 기판 및 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들 사이의 결합력을 약화시키는 단계; 및
    픽커부가, 특정 영역에 속하는 전자 소자들 전부와 컨택하나 상기 특정 영역에 속하는 전자 소자들 중 상기 기판과 약화된 결합력을 갖는 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들을 상기 기판으로부터 선택적으로 픽업하는 단계;를 포함하는 전자 소자의 선택적 이송 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 전자 소자들을 검사하는 단계는, 광특성 검사 또는 비전 검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 전자 소자의 선택적 이송 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들을 향하여 레이저를 조사하는 단계는 ArF 또는 XeCl 과 같은 할로겐 2차 엑시머(excimer)를 이용하는 것을 특징으로 하는 전자 소자의 선택적 이송 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 전자 소자들을 기판으로부터 개별화 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 소자의 선택적 이송 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 특정 등급에 속하는 전자 소자들을 상기 기판으로부터 선택적으로 픽업하는 단계는 진공력, 점착력 또는 자력을 이용하는 것을 특징으로 하는 전자 소자의 선택적 이송 방법.
  6. 상부에 전자 소자들이 형성된 기판을 지지하는 지지부;
    상기 지지부의 상부 또는 하부에 배치되어, 특정 등급에 속하는 상기 전자 소자들을 향해 선택적으로 광을 조사하여 상기 기판에 대한 전자 소자들 간의 결합력을 감소시키는 레이저 조사부;
    상기 지지부의 상부에 배치되어, 특정 영역에 속하는 전자 소자들 전부와 컨택하나 상기 특정 영역에 속하는 전자 소자들 중 상기 기판과 약화된 결합력을 이용하여 상기 특정 등급에 속하는 상기 전자 소자들을 일괄적으로 픽업하도록 구비된 픽커부; 및
    상기 픽커부를 구동하여, 상기 특정 등급에 속하는 상기 전자 소자들을 이동시키도록 구비된 픽커 구동부를 포함하는 전자 소자의 이송 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 픽커부는 상기 전자 소자의 종류에 따라 교체될 수 있는 픽업 툴을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 소자의 이송 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 픽커부는 상기 감소된 결합력보다 큰 점착력을 갖는 픽업 필름 또는 픽업 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 소자의 이송 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 레이저 조사부를 구동하여 상기 특정 등급에 속하는 상기 전자 소자들에 선택적으로 레이저를 조사하는 레이저 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 소자의 이송 장치.
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